JP6960310B2 - Rough surface conductors and biological sensing devices - Google Patents
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B5/00—Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form
- H01B5/14—Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form comprising conductive layers or films on insulating-supports
Landscapes
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Description
本発明は、粗面導電体及び生体センシングデバイスに関する。 The present invention relates to rough surface conductors and biological sensing devices.
従来、衣類のようなウェアラブル用途に用いられるフレキシブル電極として、PEDOT/PSS等の導電性高分子を含む導電性組成物を基材繊維に含浸させて得られる導電性部材を備えた繊維電極が開発されている(例えば、特許文献1)。しかしながら、従来の導電性部材は、延伸性が低く、高倍率で延伸したり、延伸を複数回繰り返すことによって導電性が大幅に低下してしまうという問題があった。 Conventionally, as a flexible electrode used for wearable applications such as clothing, a fiber electrode having a conductive member obtained by impregnating a base fiber with a conductive composition containing a conductive polymer such as PEDOT / PSS has been developed. (For example, Patent Document 1). However, the conventional conductive member has a problem that the stretchability is low, and the conductivity is significantly lowered by stretching at a high magnification or repeating stretching a plurality of times.
本発明は、延伸性及び延伸後の導電性に優れる粗面導電体、及び、該粗面導電体を備える生体センシングデバイスを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a rough surface conductor having excellent stretchability and conductivity after stretching, and a biological sensing device including the rough surface conductor.
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、特定のRaを有する粗面樹脂基材(I)上に、導電性高分子(a)と熱可塑性樹脂(b)とを含む導電性コーティング層(II)を有する粗面導電体であって、導電性コーティング層(II)が特定のRaを有し、2倍に延伸処理した後の表面抵抗率が1,000,000,000Ω/□以下である粗面導電体が、延伸性及び延伸後の導電性に優れることを見出し、本発明を完成した。 As a result of diligent studies to solve the above problems, the present inventor contains the conductive polymer (a) and the thermoplastic resin (b) on the rough surface resin base material (I) having a specific Ra. A rough surface conductor having a conductive coating layer (II), wherein the conductive coating layer (II) has a specific Ra, and the surface resistivity after being stretched twice is 1,000,000. The present invention has been completed by finding that a rough surface conductor having a thickness of 000 Ω / □ or less is excellent in stretchability and conductivity after stretching.
すなわち、本発明の粗面導電体は、Raが0.1μm以上である粗面樹脂基材(I)上に、導電性高分子(a)と熱可塑性樹脂(b)とを含む導電性コーティング層(II)を有する粗面導電体であって、導電性コーティング層(II)のRaは0.1μm以上であり、2倍に延伸処理した後の表面抵抗率は1,000,000,000Ω/□以下であることを特徴とする。 That is, the rough surface conductor of the present invention is a conductive coating containing a conductive polymer (a) and a thermoplastic resin (b) on a rough surface resin base material (I) having Ra of 0.1 μm or more. A rough surface conductor having a layer (II), the Ra of the conductive coating layer (II) is 0.1 μm or more, and the surface resistance after the double stretching treatment is 1,000,000,000 Ω. It is characterized by being less than or equal to / □.
本発明の粗面導電体は、粗面樹脂基材(I)が、ポリエステル、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン、レーヨン、ナイロン及びポリスチレンからなる群より選択される少なくとも1つを含むことが好ましい。 The rough surface conductor of the present invention preferably contains at least one rough surface resin base material (I) selected from the group consisting of polyester, polyurethane, polyethylene, polypropylene, rayon, nylon and polystyrene.
本発明の粗面導電体は、粗面樹脂基材(I)が繊維集合体であることが好ましい。 In the rough surface conductor of the present invention, it is preferable that the rough surface resin base material (I) is a fiber aggregate.
本発明の粗面導電体は、粗面樹脂基材(I)が繊維上にプライマー層を有する繊維集合体であることが好ましい。 The rough surface conductor of the present invention is preferably a fiber aggregate in which the rough surface resin base material (I) has a primer layer on the fibers.
本発明の粗面導電体は、導電性コーティング層(II)が分子内に水酸基を2つ以上有するポリエーテル(c)をさらに含むことが好ましく、ポリエーテル(c)がシリコーン変性ポリエーテル(c1)であることが好ましい。 The rough surface conductor of the present invention preferably further contains a polyether (c) in which the conductive coating layer (II) has two or more hydroxyl groups in the molecule, and the polyether (c) is a silicone-modified polyether (c1). ) Is preferable.
本発明の生体センシングデバイスは、本発明の粗面導電体を備えることを特徴とする。 The biological sensing device of the present invention is characterized by comprising the rough surface conductor of the present invention.
本発明の粗面導電体は、特定のRaを有する粗面樹脂基材(I)上に、導電性高分子(a)と熱可塑性樹脂(b)とを含む導電性コーティング層(II)を有する粗面導電体であって、導電性コーティング層(II)が特定のRaを有し、2倍に延伸処理した後の表面抵抗率が1,000,000,000Ω/□以下であるため、延伸性及び延伸後の導電性に優れる。 The rough surface conductor of the present invention has a conductive coating layer (II) containing a conductive polymer (a) and a thermoplastic resin (b) on a rough surface resin base material (I) having a specific Ra. Since the conductive coating layer (II) has a specific Ra and the surface resistivity after the double stretching treatment is 1,000,000,000 Ω / □ or less. It has excellent stretchability and conductivity after stretching.
<<粗面導電体>>
本発明の粗面導電体は、
Raが0.1μm以上である粗面樹脂基材(I)上に、導電性高分子(a)と熱可塑性樹脂(b)とを含む導電性コーティング層(II)を有する粗面導電体であって、
導電性コーティング層(II)のRaは0.1μm以上であり、
2倍に延伸処理した後の表面抵抗率は1,000,000,000Ω/□以下であることを特徴とする。
<< Rough surface conductor >>
The rough surface conductor of the present invention is
A rough surface conductor having a conductive coating layer (II) containing a conductive polymer (a) and a thermoplastic resin (b) on a rough surface resin base material (I) having Ra of 0.1 μm or more. There,
Ra of the conductive coating layer (II) is 0.1 μm or more, and
The surface resistivity after the double stretching treatment is 1,000,000,000,000 Ω / □ or less.
<粗面樹脂基材(I)>
粗面樹脂基材(I)の材質としては、特に限定されないが、例えば、ポリエステル、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン、レーヨン、ナイロン、ポリスチレン、アクリル樹脂等が挙げられる。これらの中では、伸縮性及び機械強度の観点から、ポリエステル、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン、レーヨン、ナイロン及びポリスチレンからなる群より選択される少なくとも1つを含むことが好ましい。
<Rough surface resin base material (I)>
The material of the rough surface resin base material (I) is not particularly limited, and examples thereof include polyester, polyurethane, polyethylene, polypropylene, rayon, nylon, polystyrene, and acrylic resin. Among these, from the viewpoint of elasticity and mechanical strength, it is preferable to contain at least one selected from the group consisting of polyester, polyurethane, polyethylene, polypropylene, rayon, nylon and polystyrene.
粗面樹脂基材(I)のRa(算術平均粗さ)は、0.1μm以上である限り特に限定されないが、0.2μm以上であることが好ましく、0.5μm以上であることがより好ましい。Raが0.1μm未満であると、導電性コーティング層(II)のRaを0.1μm以上に調整することが困難になることがある。粗面樹脂基材(I)のRaが0.1μm未満であっても、導電性コーティング層(II)に微粒子を添加し、Raを0.1μm以上に調整することが出来るが、その場合は延伸性が低下することがある。Raの上限は、特に限定されないが、例えば5.0μmである。なお、本明細書において、Raとは、JIS B0601に準拠して測定した算術平均粗さをいう。 The Ra (arithmetic mean roughness) of the rough surface resin base material (I) is not particularly limited as long as it is 0.1 μm or more, but is preferably 0.2 μm or more, and more preferably 0.5 μm or more. .. If Ra is less than 0.1 μm, it may be difficult to adjust Ra of the conductive coating layer (II) to 0.1 μm or more. Even if Ra of the rough surface resin base material (I) is less than 0.1 μm, fine particles can be added to the conductive coating layer (II) to adjust Ra to 0.1 μm or more. In that case, Stretchability may decrease. The upper limit of Ra is not particularly limited, but is, for example, 5.0 μm. In this specification, Ra means an arithmetic mean roughness measured in accordance with JIS B0601.
粗面樹脂基材(I)のRz(最大高さ)は、特に限定されないが、0.5μm以上であることが好ましく、1.0μm以上であることがより好ましい。Rzが0.5μm未満であると、導電性コーティング層(II)のRaを0.1μm以上に調整することが困難になることがある。Rzの上限は、特に限定されないが、例えば20.0μmである。なお、本明細書において、Rzとは、JIS B0601に準拠して測定した十点平均粗さをいう。 The Rz (maximum height) of the rough surface resin base material (I) is not particularly limited, but is preferably 0.5 μm or more, and more preferably 1.0 μm or more. If Rz is less than 0.5 μm, it may be difficult to adjust Ra of the conductive coating layer (II) to 0.1 μm or more. The upper limit of Rz is not particularly limited, but is, for example, 20.0 μm. In addition, in this specification, Rz means ten-point average roughness measured in accordance with JIS B0601.
粗面樹脂基材(I)の形状としては、特に限定されないが、繊維集合体、シート、フィルム等が挙げられる。ここで、シートとは厚さが0.2〜500mmのものをいい、フィルムとは厚さが1〜200μmのものをいう。これらの中では、通気性の観点から、繊維集合体であることが好ましい。 The shape of the rough surface resin base material (I) is not particularly limited, and examples thereof include a fiber aggregate, a sheet, and a film. Here, the sheet means a sheet having a thickness of 0.2 to 500 mm, and the film means a film having a thickness of 1 to 200 μm. Among these, a fiber aggregate is preferable from the viewpoint of breathability.
粗面樹脂基材(I)の形状が繊維集合体である場合、繊維集合体内部に導電性コーティング層形成用組成物がしみ込むのを防ぎ、表面抵抗率の面内バラつきを低減させる観点から、繊維上にプライマー層を有する繊維集合体であることが好ましい。 When the shape of the rough surface resin base material (I) is a fiber aggregate, from the viewpoint of preventing the composition for forming the conductive coating layer from seeping into the fiber aggregate and reducing the in-plane variation of the surface resistivity, from the viewpoint of reducing the in-plane variation of the surface resistivity. It is preferably a fiber aggregate having a primer layer on the fiber.
<導電性コーティング層(II)>
導電性コーティング層(II)は、Raが0.1μm以上である粗面樹脂基材(I)上に、導電性高分子(a)と熱可塑性樹脂(b)とを含む導電性コーティング層形成用組成物を塗布して形成される。そこで、まずは導電性コーティング層形成用組成物の組成について説明する。
<Conductive coating layer (II)>
The conductive coating layer (II) is formed by forming a conductive coating layer containing a conductive polymer (a) and a thermoplastic resin (b) on a rough surface resin base material (I) having Ra of 0.1 μm or more. It is formed by applying a composition for use. Therefore, first, the composition of the composition for forming the conductive coating layer will be described.
導電性高分子(a)は、導電性コーティング層形成用組成物に導電性を付与するための配合物である。導電性高分子(a)としては特に限定されず、従来公知の導電性高分子を用いることができ、具体例としては、例えば、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリン、ポリアセチレン、ポリフェニレンビニレン、ポリナフタレン、及びこれらの誘導体が挙げられる。これらは単独で用いても良いし、2種以上を併用してもよい。中でも、チオフェン環を分子内に含むことで導電性が高い分子ができやすい点で、分子内にチオフェン環を少なくとも1つ含む導電性高分子が好ましい。導電性高分子(a)は、ポリ陰イオン等のドーパントと複合体を形成していてもよい。 The conductive polymer (a) is a compound for imparting conductivity to the composition for forming a conductive coating layer. The conductive polymer (a) is not particularly limited, and conventionally known conductive polymers can be used. Specific examples thereof include polythiophene, polypyrrole, polyaniline, polyacetylene, polyphenylene vinylene, polynaphthalene, and the like. Derivatives of. These may be used alone or in combination of two or more. Among them, a conductive polymer containing at least one thiophene ring in the molecule is preferable because a molecule having high conductivity is easily formed by containing the thiophene ring in the molecule. The conductive polymer (a) may form a complex with a dopant such as a poly anion.
分子内にチオフェン環を少なくとも1つ含む導電性高分子の中でも、導電性や化学的安定性に極めて優れている点で、ポリ(3,4−二置換チオフェン)がより好ましい。また、導電性高分子が、ポリ(3,4−二置換チオフェン)、又は、ポリ(3,4−二置換チオフェン)とポリ陰イオン(ドーパント)との複合体である場合、低温かつ短時間で粗面導電体を形成することができ、生産性にも優れることとなる。なお、ポリ陰イオンは導電性高分子のドーパントであり、その内容については後述する。 Among the conductive polymers containing at least one thiophene ring in the molecule, poly (3,4-disubstituted thiophene) is more preferable in that it is extremely excellent in conductivity and chemical stability. When the conductive polymer is poly (3,4-disubstituted thiophene) or a complex of poly (3,4-disubstituted thiophene) and a poly anion (dopment), the temperature is low and the time is short. It is possible to form a rough surface conductor, and the productivity is also excellent. The polyanion is a dopant of a conductive polymer, and its contents will be described later.
ポリ(3,4−二置換チオフェン)としては、ポリ(3,4−ジアルコキシチオフェン)又はポリ(3,4−アルキレンジオキシチオフェン)が特に好ましい。ポリ(3,4−ジアルコキシチオフェン)又はポリ(3,4−アルキレンジオキシチオフェン)としては、以下の式(I): As the poly (3,4-disubstituted thiophene), poly (3,4-dialkoxythiophene) or poly (3,4-alkylenedioxythiophene) is particularly preferable. The poly (3,4-dialkoxythiophene) or poly (3,4-alkylenedioxythiophene) has the following formula (I):
で示される反復構造単位からなる陽イオン形態のポリチオフェンが好ましい。
ここで、R1及びR2は相互に独立して水素原子又はC1−4のアルキル基を表すか、又は、R1及びR2が結合している場合にはC1−4のアルキレン基を表す。C1−4のアルキル基としては、特に限定されないが、例えば、メチル基、エチル基、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、t−ブチル基等が挙げられる。
また、R1及びR2が結合している場合、C1−4のアルキレン基としては、特に限定されないが、例えば、メチレン基、1,2−エチレン基、1,3−プロピレン基、1,4−ブチレン基、1−メチル−1,2−エチレン基、1−エチル−1,2−エチレン基、1−メチル−1,3−プロピレン基、2−メチル−1,3−プロピレン基等が挙げられる。これらの中では、メチレン基、1,2−エチレン基、1,3−プロピレン基が好ましく、1,2−エチレン基がより好ましい。C1−4のアルキル基、及び、C1−4のアルキレン基は、その水素の一部が置換されていても良い。C1−4のアルキレン基を有するポリチオフェンとしては、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)が特に好ましい。
A cationic form of polythiophene consisting of the repeating structural units represented by is preferred.
Here, R 1 and R 2 independently represent a hydrogen atom or an alkyl group of C 1-4 , or an alkylene group of C 1-4 when R 1 and R 2 are bonded. Represents. The alkyl group of C 1-4 is not particularly limited, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, and a t-butyl group. ..
When R 1 and R 2 are bonded, the alkylene group of C 1-4 is not particularly limited, but for example, a methylene group, a 1,2-ethylene group, a 1,3-propylene group, 1, 4-butylene group, 1-methyl-1,2-ethylene group, 1-ethyl-1,2-ethylene group, 1-methyl-1,3-propylene group, 2-methyl-1,3-propylene group, etc. Can be mentioned. Among these, a methylene group, a 1,2-ethylene group and a 1,3-propylene group are preferable, and a 1,2-ethylene group is more preferable. Alkyl C 1-4, and an alkylene group of C 1-4, a portion of the hydrogen may be substituted. As the polythiophene having an alkylene group of C 1-4 , poly (3,4-ethylenedioxythiophene) is particularly preferable.
導電性高分子(a)の重量平均分子量は、500〜100000であることが好ましく、1000〜50000であることがより好ましく、1500〜20000であることがさらに好ましい。重量平均分子量が500未満であると、導電性コーティング層形成用組成物とした場合に要求される粘度を確保することができないことや、導電性コーティング層(II)の導電性が低下することがある。 The weight average molecular weight of the conductive polymer (a) is preferably 500 to 100,000, more preferably 1,000 to 50,000, and even more preferably 1,500 to 20,000. If the weight average molecular weight is less than 500, the viscosity required for the composition for forming the conductive coating layer cannot be secured, and the conductivity of the conductive coating layer (II) may be lowered. be.
ドーパントは特に限定されないが、ポリ陰イオンが好ましい。ポリ陰イオンは、ポリチオフェン(誘導体)とイオン対をなすことにより複合体を形成し、ポリチオフェン(誘導体)を水中に安定に分散させることができる。ポリ陰イオンとしては、特に限定されないが、例えば、カルボン酸ポリマー類(例えば、ポリアクリル酸、ポリマレイン酸、ポリメタクリル酸等)、スルホン酸ポリマー類(例えば、ポリスチレンスルホン酸、ポリビニルスルホン酸、ポリイソプレンスルホン酸等)等が挙げられる。これらのカルボン酸ポリマー類及びスルホン酸ポリマー類はまた、ビニルカルボン酸類及びビニルスルホン酸類と他の重合可能なモノマー類、例えば、アクリレート類、スチレン、ビニルナフタレン等の芳香族ビニル化合物との共重合体であっても良い。これらの中では、ポリスチレンスルホン酸が特に好ましい。 The dopant is not particularly limited, but a poly anion is preferable. The polyanion forms a complex by forming an ion pair with the polythiophene (derivative), and the polythiophene (derivative) can be stably dispersed in water. The polyanion is not particularly limited, but is, for example, carboxylic acid polymers (for example, polyacrylic acid, polymaleic acid, polymethacrylic acid, etc.), sulfonic acid polymers (for example, polystyrene sulfonic acid, polyvinylsulfonic acid, polyisoprene, etc.). Sulfonic acid, etc.) and the like. These carboxylic acid polymers and sulfonic acid polymers are also copolymers of vinyl carboxylic acids and vinyl sulfonic acids with other polymerizable monomers, such as acrylates, styrene, vinyl naphthalene and other aromatic vinyl compounds. It may be. Of these, polystyrene sulfonic acid is particularly preferable.
ポリスチレンスルホン酸は、重量平均分子量が20000〜500000であることが好ましく、40000〜200000であることがより好ましい。分子量がこの範囲外のポリスチレンスルホン酸を使用すると、ポリチオフェン系導電性高分子の水に対する分散安定性が低下する場合がある。なお、重量平均分子量はゲル透過クロマトグラフィー(GPC)にて測定した値である。 The polystyrene sulfonic acid preferably has a weight average molecular weight of 20000 to 500,000, and more preferably 40,000 to 200,000. If polystyrene sulfonic acid having a molecular weight outside this range is used, the dispersion stability of the polythiophene-based conductive polymer in water may decrease. The weight average molecular weight is a value measured by gel permeation chromatography (GPC).
導電性高分子(a)とポリ陰イオンとの複合体としては、導電性に特に優れることから、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)とポリスチレンスルホン酸との複合体であることが好ましい。 The composite of the conductive polymer (a) and the poly anion is preferably a composite of poly (3,4-ethylenedioxythiophene) and polystyrene sulfonic acid because it is particularly excellent in conductivity. ..
導電性高分子(a)の導電率は、特に限定されないが、導電性コーティング層(II)に十分な導電性を付与する観点からは、0.01S/cm以上であることが好ましく、1S/cm以上であることがより好ましい。 The conductivity of the conductive polymer (a) is not particularly limited, but is preferably 0.01 S / cm or more, preferably 1 S / cm, from the viewpoint of imparting sufficient conductivity to the conductive coating layer (II). It is more preferably cm or more.
熱可塑性樹脂(b)としては、特に限定されないが、例えば、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン、(メタ)アクリル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、カルボキシル基含有樹脂等が挙げられる。これらは単独で用いても良いし、2種以上を併用しても良い。 The thermoplastic resin (b) is not particularly limited, and examples thereof include polyester resins, polyurethanes, (meth) acrylic resins, polyolefin resins, and carboxyl group-containing resins. These may be used alone or in combination of two or more.
ポリエステル系樹脂としては、2つ以上のカルボキシル基を分子内に有する化合物と2つ以上のヒドロキシル基を有する化合物とを重縮合して得られた高分子化合物であれば特に限定されず、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート等が挙げられる。これらは単独で用いても良いし、2種以上を併用しても良い。 The polyester resin is not particularly limited as long as it is a polymer compound obtained by polycondensing a compound having two or more carboxyl groups in the molecule and a compound having two or more hydroxyl groups. Examples thereof include polyethylene terephthalate, polytrimethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, and polybutylene naphthalate. These may be used alone or in combination of two or more.
ポリウレタンとしては、イソシアネート基を有する化合物とヒドロキシル基を有する化合物とを共重合させて得られた高分子化合物であれば特に限定されず、例えば、エステル・エーテル系ポリウレタン、エーテル系ポリウレタン、ポリエステル系ポリウレタン、カーボネート系ポリウレタン、アクリル系ポリウレタン等が挙げられる。これらは単独で用いても良いし、2種以上を併用しても良い。 The polyurethane is not particularly limited as long as it is a polymer compound obtained by copolymerizing a compound having an isocyanate group and a compound having a hydroxyl group, and for example, ester-ether-based polyurethane, ether-based polyurethane, and polyester-based polyurethane. , Carbonate-based polyurethane, acrylic-based polyurethane and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
(メタ)アクリル系樹脂は、(メタ)アクリル系単量体を主たる構成モノマー(例えば、50モル%以上)として含んでいれば共重合性単量体と重合していてもよく、この場合、(メタ)アクリル系単量体及び共重合性単量体のうち、少なくとも一方が酸基を有していればよい。(メタ)アクリル系樹脂としては、例えば、酸基を有する(メタ)アクリル系単量体[(メタ)アクリル酸、スルホアルキル(メタ)アクリレート、スルホン酸基含有(メタ)アクリルアミド等]又はその共重合体、酸基を有していてもよい(メタ)アクリル系単量体と、酸基を有する他の重合性単量体[他の重合性カルボン酸、重合性多価カルボン酸又は無水物、ビニル芳香族スルホン酸等]及び/又は上記共重合性単量体[例えば、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、グリシジル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロニトリル、芳香族ビニル単量体等]との共重合体、酸基を有する他の重合体単量体と(メタ)アクリル系共重合性単量体[例えば、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロニトリル等]との共重合体、ロジン変性ウレタンアクリレート、特殊変性アクリル樹脂、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレートエマルジョン等が挙げられる。これらの(メタ)アクリル系樹脂の中では、(メタ)アクリル酸−(メタ)アクリル酸エステル重合体(アクリル酸−メタクリル酸メチル共重合体等)、(メタ)アクリル酸−(メタ)アクリル酸エステル−スチレン共重合体(アクリル酸−メタクリル酸メチル−スチレン共重合体等)等が好ましい。 The (meth) acrylic resin may be polymerized with the copolymerizable monomer as long as it contains the (meth) acrylic monomer as the main constituent monomer (for example, 50 mol% or more). In this case, the (meth) acrylic resin may be polymerized with the copolymerizable monomer. At least one of the (meth) acrylic monomer and the copolymerizable monomer may have an acid group. Examples of the (meth) acrylic resin include (meth) acrylic monomers having an acid group [(meth) acrylic acid, sulfoalkyl (meth) acrylate, sulfonic acid group-containing (meth) acrylamide, etc.] or a copolymer thereof. Polymers, (meth) acrylic monomers that may have an acid group, and other polymerizable monomers that have an acid group [other polymerizable carboxylic acids, polymerizable polyvalent carboxylic acids or anhydrides , Vinyl aromatic sulfonic acid, etc.] and / or with the above-mentioned copolymerizable monomer [for example, (meth) acrylic acid alkyl ester, glycidyl (meth) acrylate, (meth) acrylonitrile, aromatic vinyl monomer, etc.] Copolymer, other polymer monomer having an acid group and (meth) acrylic copolymer [for example, (meth) acrylic acid alkyl ester, hydroxyalkyl (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate , (Meta) acrylonitrile, etc.], rosin-modified urethane acrylate, specially modified acrylic resin, urethane acrylate, epoxy acrylate, urethane acrylate emulsion and the like. Among these (meth) acrylic resins, (meth) acrylic acid- (meth) acrylic acid ester polymer (acrylic acid-methyl methacrylate copolymer, etc.), (meth) acrylic acid- (meth) acrylic acid An ester-styrene copolymer (acrylic acid-methyl methacrylate-styrene copolymer, etc.) and the like are preferable.
ポリオレフィン系樹脂としては、特に限定されないが、例えば、塩素化ポリプロピレン、非塩素化ポリプロピレン、塩素化ポリエチレン、非塩素化ポリエチレン等が挙げられる。これらは単独で用いても良いし、2種以上を併用しても良い。 The polyolefin-based resin is not particularly limited, and examples thereof include chlorinated polypropylene, non-chlorinated polypropylene, chlorinated polyethylene, and non-chlorinated polyethylene. These may be used alone or in combination of two or more.
カルボキシル基含有樹脂としては、特に限定されないが、例えば、スチレン、エチレン、メチルビニルエーテル等のビニル系単量体と無水マレイン酸の共重合体の酸無水物を開環、又はハーフエステル化、あるいはハーフアミド化した樹脂等が挙げられる。これらは単独で用いても良いし、2種以上を併用しても良い。 The carboxyl group-containing resin is not particularly limited, but for example, an acid anhydride of a copolymer of a vinyl monomer such as styrene, ethylene, or methyl vinyl ether and maleic anhydride is ring-opened, half-esterified, or half. Examples thereof include amidated resins. These may be used alone or in combination of two or more.
導電性コーティング層形成用組成物において、熱可塑性樹脂(b)の含有量は、特に限定されないが、導電性高分子(a)の固形分100重量部に対して30〜10000重量部であることが好ましく、50〜5000重量部であることがより好ましい。熱可塑性樹脂(b)の含有量が30重量部未満であると延伸性が低下する場合があり、10000重量部を超えると導電性コーティング層形成用組成物中の導電性高分子(a)の割合が減るため、十分な導電性を確保することが出来なくなる場合がある。 The content of the thermoplastic resin (b) in the composition for forming the conductive coating layer is not particularly limited, but is 30 to 10,000 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the solid content of the conductive polymer (a). Is preferable, and 50 to 5000 parts by weight is more preferable. If the content of the thermoplastic resin (b) is less than 30 parts by weight, the stretchability may decrease, and if it exceeds 10,000 parts by weight, the conductive polymer (a) in the composition for forming a conductive coating layer Since the ratio decreases, it may not be possible to secure sufficient conductivity.
導電性コーティング層形成用組成物は、導電性高分子(a)、熱可塑性樹脂(b)以外に、任意に他の成分を含有していてもよい。他の成分としては、分子内に水酸基を2つ以上有するポリエーテル(c)、溶媒、酸化防止剤、防腐剤、スリップ剤、剥離剤、消泡剤、レベリング剤等が挙げられる。 The composition for forming the conductive coating layer may optionally contain other components in addition to the conductive polymer (a) and the thermoplastic resin (b). Examples of other components include a polyether (c) having two or more hydroxyl groups in the molecule, a solvent, an antioxidant, a preservative, a slip agent, a release agent, a defoaming agent, a leveling agent and the like.
本発明の粗面導電体において、導電性コーティング層形成用組成物が延伸性付与剤として分子内に水酸基を2つ以上有するポリエーテル(c)をさらに含有することが、延伸性及び延伸後の導電性をより向上させることができることから好ましい。ポリエーテル(c)を含有することで延伸性及び延伸後の導電性が向上する理由は、導電性高分子(a)の分子間に介在するポリエーテル(c)が、導電性高分子(a)との間に水素結合を形成するためと推測される。 In the rough surface conductor of the present invention, the composition for forming a conductive coating layer further contains a polyether (c) having two or more hydroxyl groups in the molecule as a stretchability imparting agent after stretchability and stretching. It is preferable because the conductivity can be further improved. The reason why the stretchability and the conductivity after stretching are improved by containing the polyether (c) is that the polyether (c) interposed between the molecules of the conductive polymer (a) is the conductive polymer (a). ) Is presumed to form a hydrogen bond.
ポリエーテル(c)において、1分子当たりの水酸基の数は、2以上である限り特に限定されないが、3以上であることが好ましく、4以上であることがより好ましい。1分子当たりの水酸基の数が2未満であると、導電性コーティング層形成用組成物の延伸性が低下する場合がある。 In the polyether (c), the number of hydroxyl groups per molecule is not particularly limited as long as it is 2 or more, but it is preferably 3 or more, and more preferably 4 or more. If the number of hydroxyl groups per molecule is less than 2, the stretchability of the composition for forming a conductive coating layer may decrease.
ポリエーテル(c)の具体例としては、特に限定されないが、例えば、シリコーン変性ポリエーテル(c1)、ポリグリセリン、プルラン、ポリエーテルポリオール及びこれらの誘導体等が挙げられる。これらは単独で用いても良いし、2種以上を併用しても良い。これらの中では、レベリング性を兼ね備えるという観点から、シリコーン変性ポリエーテル(c1)が好ましい。 Specific examples of the polyether (c) are not particularly limited, and examples thereof include silicone-modified polyether (c1), polyglycerin, pullulan, polyether polyols, and derivatives thereof. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, silicone-modified polyether (c1) is preferable from the viewpoint of having leveling property.
シリコーン変性ポリエーテル(c1)としては、特に限定されないが、例えば、シリコーン主鎖の両末端にポリエーテルのあるタイプ、シリコーン主鎖に複数のポリエーテル側鎖が結合されているタイプ、ポリエーテル主鎖にシリコーン側鎖が結合されているタイプ等が挙げられる。これらは単独で用いても良いし、2種以上を併用しても良い。 The silicone-modified polyether (c1) is not particularly limited, and is, for example, a type having polyethers at both ends of the silicone main chain, a type in which a plurality of polyether side chains are bonded to the silicone main chain, and a polyether main chain. Examples thereof include a type in which a silicone side chain is bonded to the chain. These may be used alone or in combination of two or more.
ポリエーテル(c)の融点(融点が存在しない場合はガラス転移温度)は、130℃以下である限り特に限定されないが、100℃以下であることが好ましく、10℃以下であることがより好ましい。融点(融点が存在しない場合はガラス転移温度)が130℃を超えると、導電性コーティング層形成用組成物の延伸性が低下する場合がある。 The melting point of the polyether (c) (glass transition temperature in the absence of a melting point) is not particularly limited as long as it is 130 ° C. or lower, but is preferably 100 ° C. or lower, and more preferably 10 ° C. or lower. If the melting point (glass transition temperature in the absence of a melting point) exceeds 130 ° C., the stretchability of the composition for forming a conductive coating layer may decrease.
ポリエーテル(c)の沸点(沸点が存在しない場合は分解温度)は、特に限定されないが、300℃以上であることが好ましく、350℃以上であることがより好ましい。沸点(沸点が存在しない場合は分解温度)が300℃未満であると、加工プロセスにおける加熱処理でポリエーテル(c)が揮発又は分解してしまい、導電性コーティング層形成用組成物の延伸性が低下する場合がある。 The boiling point of the polyether (c) (decomposition temperature when the boiling point does not exist) is not particularly limited, but is preferably 300 ° C. or higher, and more preferably 350 ° C. or higher. If the boiling point (decomposition temperature if there is no boiling point) is less than 300 ° C., the polyether (c) will volatilize or decompose during the heat treatment in the processing process, and the stretchability of the composition for forming the conductive coating layer will increase. May decrease.
導電性コーティング層形成用組成物において、ポリエーテル(c)の含有量は、特に限定されないが、導電性高分子(a)の固形分100重量部に対して10〜2000重量部であることが好ましく、30〜1000重量部であることがより好ましい。ポリエーテル(c)の含有量が10重量部未満であると、導電性コーティング層形成用組成物の延伸性が低下する場合があり、2000重量部を超えると、導電性コーティング層形成用組成物中の導電性高分子(a)の割合が減るため、十分な導電性を確保することが出来なくなることがある。 The content of the polyether (c) in the composition for forming the conductive coating layer is not particularly limited, but may be 10 to 2000 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the solid content of the conductive polymer (a). It is preferably 30 to 1000 parts by weight, more preferably 30 to 1000 parts by weight. If the content of the polyether (c) is less than 10 parts by weight, the stretchability of the composition for forming a conductive coating layer may decrease, and if it exceeds 2000 parts by weight, the composition for forming a conductive coating layer. Since the proportion of the conductive polymer (a) in the medium is reduced, it may not be possible to secure sufficient conductivity.
溶媒としては、特に限定されず、例えば、水;メタノール、エタノール、2−プロパノール、1−プロパノール、グリセリン等のアルコール類;エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール等のエチレングリコール類;エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のグリコールエーテル類;エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート等のグリコールエーテルアセテート類;プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール等のプロピレングリコール類;プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル等のプロピレングリコールエーテル類;プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート等のプロピレングリコールエーテルアセテート類;テトラヒドロフラン;アセトン;アセトニトリル等が挙げられる。これらの溶媒は単独で用いても良いし、2種類以上を併用しても良い。 The solvent is not particularly limited, and is, for example, water; alcohols such as methanol, ethanol, 2-propanol, 1-propanol and glycerin; ethylene glycols such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol and tetraethylene glycol; ethylene. Glycol ethers such as glycol monomethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether; glycol ether acetates such as ethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate; propylene glycol, dipropylene Propylene glycols such as glycol and tripropylene glycol; propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, propylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, propylene glycol diethyl ether, di Propylene glycol ethers such as propylene glycol diethyl ether; propylene glycol ether acetates such as propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, dipropylene glycol monomethyl ether acetate, dipropylene glycol monoethyl ether acetate; tetrahydrofuran; acetone; Examples thereof include acetonitrile. These solvents may be used alone or in combination of two or more.
溶媒は、水、又は、水と有機溶媒との混合物であることが好ましい。導電性コーティング層形成用組成物が溶媒として水を含有する場合、水の含有量は、特に限定されないが、導電性高分子(a)の固形分100重量部に対して、20〜1000000重量部が好ましく、200〜500000重量部がより好ましい。水の含有量が20重量部未満であると、粘度が高くなりハンドリングが困難になることがあり、1000000重量部を超えると、導電性コーティング層形成用組成物の濃度が低くなりすぎて液使用量が増えることがある。 The solvent is preferably water or a mixture of water and an organic solvent. When the composition for forming a conductive coating layer contains water as a solvent, the content of water is not particularly limited, but is 20 to 10000 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the solid content of the conductive polymer (a). Is preferable, and 200 to 500,000 parts by weight is more preferable. If the water content is less than 20 parts by weight, the viscosity may increase and handling may become difficult. If the water content exceeds 1,000,000 parts by weight, the concentration of the composition for forming the conductive coating layer becomes too low and the liquid is used. The amount may increase.
溶媒として水と有機溶媒との混合物を含有する場合、有機溶媒は、メタノール、エタノール、2−プロパノール、グリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール及びテトラエチレングリコール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。有機溶媒の含有量は特に限定されず、導電性高分子(a)の固形分100重量部に対して、20〜700000重量部が好ましく、200〜350000重量部がより好ましい。また、水と有機溶媒との比率(水:有機溶媒)は、重量比で、100:0〜5:95が好ましく、100:0〜30:70がより好ましい。 When the solvent contains a mixture of water and an organic solvent, the organic solvent is at least one selected from the group consisting of methanol, ethanol, 2-propanol, glycerin, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol and tetraethylene glycol. Is preferable. The content of the organic solvent is not particularly limited, and is preferably 20 to 700,000 parts by weight, more preferably 200 to 350,000 parts by weight, based on 100 parts by weight of the solid content of the conductive polymer (a). The ratio of water to the organic solvent (water: organic solvent) is preferably 100: 0 to 5:95, more preferably 100: 0 to 30:70 in terms of weight ratio.
溶媒は、導電性コーティング層形成用組成物を用いて形成される導電性コーティング層(II)中には残留しないことが好ましい。なお、本明細書においては、導電性コーティング層形成用組成物の全ての成分を完全に溶解させるもの(即ち、「溶媒」)と、不溶成分を分散させるもの(即ち、「分散媒」)とは特に区別せずに、いずれも「溶媒」と記載する。 It is preferable that the solvent does not remain in the conductive coating layer (II) formed by using the composition for forming the conductive coating layer. In the present specification, a composition that completely dissolves all the components of the composition for forming a conductive coating layer (that is, a “solvent”) and a substance that disperses an insoluble component (that is, a “dispersion medium”) are used. Are described as "solvent" without any particular distinction.
導電性コーティング層形成用組成物の固形分は、特に限定されないが、0.1〜10重量%であることが好ましく、0.5〜5重量%であることがより好ましい。導電性コーティング層形成用組成物の固形分が0.1重量%未満であると、十分な導電性を発現できないことがあり、10重量%を超えると、導電性コーティング層形成用組成物の貯蔵安定性が悪くなることがある。 The solid content of the composition for forming the conductive coating layer is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 10% by weight, more preferably 0.5 to 5% by weight. If the solid content of the composition for forming a conductive coating layer is less than 0.1% by weight, sufficient conductivity may not be exhibited, and if it exceeds 10% by weight, the composition for forming a conductive coating layer is stored. It may be less stable.
本発明の粗面導電体は、粗面樹脂基材(I)上に、上述の導電性コーティング層形成用組成物を塗布することにより導電性コーティング層(II)を形成して製造される。粗面樹脂基材(I)上に導電性コーティング層形成用組成物を塗布した場合、粗面樹脂基材(I)と導電性コーティング層形成用組成物との比率(重量比)は、通常、200:1〜5:1となる。一方、粗面樹脂基材(I)を導電性コーティング層形成用組成物に含浸した場合、粗面樹脂基材(I)と導電性コーティング層形成用組成物との比率(重量比)は、通常、1:1〜1:10となる。 The rough surface conductor of the present invention is produced by forming the conductive coating layer (II) by applying the above-mentioned composition for forming a conductive coating layer on the rough surface resin base material (I). When the composition for forming a conductive coating layer is applied on the rough surface resin base material (I), the ratio (weight ratio) between the rough surface resin base material (I) and the composition for forming a conductive coating layer is usually , 200: 1 to 5: 1. On the other hand, when the rough surface resin base material (I) is impregnated in the composition for forming the conductive coating layer, the ratio (weight ratio) between the rough surface resin base material (I) and the composition for forming the conductive coating layer is Usually, it is 1: 1 to 1:10.
粗面樹脂基材(I)上に上述の導電性コーティング層形成用組成物を塗布した後、乾燥処理を行うことにより導電性コーティング層(II)を形成することができる。乾燥処理の処理温度は、特に限定されないが、30〜150℃であることが好ましく、50〜130℃であることがより好ましい。処理温度が30℃未満であると、乾燥に長時間を要することがあり、150℃を超えると、粗面樹脂基材(I)が変形することがある。処理時間は、特に限定されないが、0.5〜60分間であることが好ましく、1〜30分間であることがより好ましい。処理時間が0.5分間未満であると、溶媒が残存することがあり、60分間を超えると、粗面樹脂基材(I)が変形することがある。 The conductive coating layer (II) can be formed by applying the above-mentioned composition for forming a conductive coating layer on the rough surface resin base material (I) and then performing a drying treatment. The treatment temperature of the drying treatment is not particularly limited, but is preferably 30 to 150 ° C, more preferably 50 to 130 ° C. If the treatment temperature is less than 30 ° C., it may take a long time to dry, and if it exceeds 150 ° C., the rough surface resin base material (I) may be deformed. The treatment time is not particularly limited, but is preferably 0.5 to 60 minutes, more preferably 1 to 30 minutes. If the treatment time is less than 0.5 minutes, the solvent may remain, and if it exceeds 60 minutes, the rough surface resin base material (I) may be deformed.
導電性コーティング層(II)のRa(算術平均粗さ)は、0.1μm以上である限り特に限定されないが、0.2μm以上であることが好ましく、0.5μm以上であることがより好ましい。Raが0.1μm未満であると、表面積が小さくなり生体センシングの感度が低下することや、粗面導電体を重ねて保管する際にブロッキングが生じることがある。Raの上限は、特に限定されないが、例えば5.0μmである。 The Ra (arithmetic mean roughness) of the conductive coating layer (II) is not particularly limited as long as it is 0.1 μm or more, but is preferably 0.2 μm or more, and more preferably 0.5 μm or more. If Ra is less than 0.1 μm, the surface area becomes small, the sensitivity of biosensing may decrease, and blocking may occur when the rough surface conductors are stacked and stored. The upper limit of Ra is not particularly limited, but is, for example, 5.0 μm.
本発明の粗面導電体の2倍に延伸処理した後の表面抵抗率は、1,000,000,000Ω/□以下である限り特に限定されないが、10,000,000Ω/□以下であることが好ましく、5,000,000Ω/□以下であることがより好ましい。2倍に延伸処理した後の表面抵抗率が1,000,000,000Ω/□を超えると、生体情報のセンシングが不可能となることがある。なお、本明細書において、「2倍に延伸」とは、長さが2倍になるまで延伸したことをいう。 The surface resistivity after being stretched twice as much as the rough surface conductor of the present invention is not particularly limited as long as it is 1,000,000 Ω / □ or less, but it should be 10,000,000 Ω / □ or less. Is preferable, and more preferably 5,000,000 Ω / □ or less. If the surface resistance after the double stretching treatment exceeds 1,000,000,000,000 Ω / □, sensing of biological information may become impossible. In the present specification, "double stretching" means stretching until the length is doubled.
本発明の粗面導電体の用途は、特に限定されないが、例えば、生体センシングデバイス、延伸成形加工工程を経て製造される包装材料、及びその原料として好適に用いることができる。 The use of the rough surface conductor of the present invention is not particularly limited, but it can be suitably used, for example, as a biological sensing device, a packaging material produced through a stretch molding process, and a raw material thereof.
<<生体センシングデバイス>>
本発明の生体センシングデバイスは、本発明の粗面導電体を備えることを特徴とする。生体センシングデバイスとしては、特に限定されないが、例えば、脳波、事象関連電位、誘発電位、筋電図、心電図等の生体電気信号の記録、及び生体に対する電気刺激のための体表面装着型の生体電極や、心臓ペースメーカーや人工内耳等に用いられる体内埋め込み型の生体電極等が挙げられる。
<< Biological sensing device >>
The biological sensing device of the present invention is characterized by comprising the rough surface conductor of the present invention. The biological sensing device is not particularly limited, but is, for example, a body surface-mounted bioelectrode for recording bioelectric signals such as electroencephalogram, event-related potential, evoked potential, electromyogram, and electrocardiogram, and electrical stimulation to the living body. Examples thereof include an implantable bioelectrode used for a heart pacemaker and a cochlear implant.
以下、実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されない。以下、「部」又は「%」は特記ない限り、それぞれ「重量部」又は「重量%」を意味する。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples. Hereinafter, "parts" or "%" means "parts by weight" or "% by weight", respectively, unless otherwise specified.
(使用材料)
1.粗面樹脂基材(I)
・ポリエステルマイクロファイバー(帝人フロンティア株式会社製、フレキシング)
・ポリウレタンフィルム(ディーアイシーバイエルポリマー社製、T−9280)
・ポリスチレンフィルム(特開2012−200906号公報の実施例4に記載の方法により得られたもの)
・ポリエステルフィルム(非粗面)(笠井産業株式会社製、A−PET)
(Material used)
1. 1. Rough surface resin base material (I)
・ Polyester microfiber (made by Teijin Frontier Co., Ltd., flexing)
-Polyurethane film (manufactured by DIC Bayer Polymer, T-9280)
Polystyrene film (obtained by the method described in Example 4 of JP2012-200906A)
-Polyester film (non-rough surface) (manufactured by Kasai Sangyo Co., Ltd., A-PET)
2.プライマー
・アクリル系水性インキ(株式会社ミノグループ製、バインダーBM、固形分48重量%)
2. Primer / Acrylic water-based ink (manufactured by Mino Group Co., Ltd., binder BM, solid content 48% by weight)
3.導電性高分子(a)
・PEDOT:PSS(ヘレウス社製、Clevios P、固形分1.3重量%)
・PEDOT:PSS中和品(Clevios Pをテトラメチルアンモニウム水溶液にて中和したもの、固形分1.4重量%)
・高導電PEDOT:PSS(ヘレウス社製、Clevios PH1000、固形分1.2重量%)
・ポリアニリン(ORMECON社製、D 1033、固形分1.9重量%)
3. 3. Conductive polymer (a)
-PEDOT: PSS (manufactured by Heraeus, Clevios P, solid content 1.3% by weight)
-PEDOT: PSS neutralized product (Clevios P neutralized with an aqueous solution of tetramethylammonium, solid content 1.4% by weight)
-Highly conductive PEDOT: PSS (manufactured by Heraeus, Clevios PH1000, solid content 1.2% by weight)
-Polyaniline (manufactured by ORMECON, D 1033, solid content 1.9% by weight)
4.熱可塑樹脂(b)
・ポリエステル(高松油脂株式会社製、ペスレジンS−250、固形分30重量%)
・ポリウレタン(株式会社ADEKA製、アデカボンタイターHUX−350、固形分30重量%)
4. Thermoplastic resin (b)
-Polyester (manufactured by Takamatsu Oil & Fat Co., Ltd., pesresin S-250, solid content 30% by weight)
-Polyurethane (manufactured by ADEKA Co., Ltd., Adecabon Tita HUX-350, solid content 30% by weight)
5.ポリエーテル(c)
・シリコーン変性ポリエーテル(信越化学工業株式会社製、X−22−4272、1分子当たりの水酸基数:2、固形分100重量%)
・シリコーン変性ポリエーテル(信越化学工業株式会社製、KF−6015、1分子当たりの水酸基数:0、固形分100重量%)
・ポリエーテルポリオール(株式会社ADEKA製、アデカポリエーテルEDP−450、1分子当たりの水酸基数:4、固形分100重量%)
5. Polyester (c)
-Silicone-modified polyether (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., X-22-4272, number of hydroxyl groups per molecule: 2, solid content 100% by weight)
-Silicone-modified polyether (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., KF-6015, number of hydroxyl groups per molecule: 0, solid content 100% by weight)
-Polyether polyol (manufactured by ADEKA Corporation, ADEKA polyether EDP-450, number of hydroxyl groups per molecule: 4, solid content 100% by weight)
6.熱硬化性樹脂
・メラミン(日本カーバイド株式会社製、ニカラックMX−43、固形分100重量%)
6. Thermosetting resin
・ Melamine (manufactured by Nippon Carbide Co., Ltd., Nicarac MX-43, solid content 100% by weight)
7.フィラー
・シリカ(株式会社日本触媒製、シーホスター(登録商標)KE−W30、固形分20重量%)
7. Filler silica (manufactured by Nippon Catalyst Co., Ltd., Seahoster (registered trademark) KE-W30, solid content 20% by weight)
(実施例1〜4、比較例1、2)
粗面樹脂基材(I)として、表1に示す種類・形状の基材を用いた。実施例1のみ、アクリル系水性インキ100重量部に株式会社ミノグループ製堅牢増進剤Fを2重量部加え、撹拌したものを#100のメッシュにて基材上にスクリーン印刷した後、150℃の送風乾燥機にて3分間乾燥することにより、基材上にプライマー層を形成したものを粗面樹脂基材(I)として用いた。粗面樹脂基材(I)のRaを下記の方法により測定した。
表1に示す重量比(固形分比)で各成分を混合し、固形分率が1重量%となるようにエタノールで希釈後、3重量%のエチレングリコールを添加することにより、導電性コーティング層形成用組成物を得た。得られた導電性コーティング層形成用組成物を、粗面樹脂基材(I)上にワイヤーバーを用いてウェット膜厚7μmで塗布し、100℃の送風乾燥機にて3分間乾燥することにより、導電性コーティング層(II)を形成し、粗面導電体を得た。得られた導電性コーティング層(II)のRaを下記の方法により測定した。また、得られた粗面導電体について、下記の方法により表面抵抗率及び2倍延伸後の表面抵抗率を測定した。以上の結果を表1に示す。
(Examples 1 to 4, Comparative Examples 1 and 2)
As the rough surface resin base material (I), a base material of the type and shape shown in Table 1 was used. In Example 1 only, 2 parts by weight of a robust enhancer F manufactured by Mino Group Co., Ltd. was added to 100 parts by weight of acrylic water-based ink, and the stirred product was screen-printed on a substrate with a # 100 mesh and then screen-printed at 150 ° C. A primer layer formed on the substrate by drying with a blower dryer for 3 minutes was used as the rough surface resin substrate (I). Ra of the rough surface resin base material (I) was measured by the following method.
The conductive coating layer is obtained by mixing each component at the weight ratio (solid content ratio) shown in Table 1, diluting with ethanol so that the solid content ratio becomes 1% by weight, and then adding 3% by weight of ethylene glycol. A composition for formation was obtained. The obtained composition for forming a conductive coating layer is applied onto a rough surface resin base material (I) using a wire bar with a wet film thickness of 7 μm, and dried in a blower dryer at 100 ° C. for 3 minutes. , A conductive coating layer (II) was formed to obtain a rough surface conductor. Ra of the obtained conductive coating layer (II) was measured by the following method. Further, the surface resistivity and the surface resistivity after double stretching of the obtained rough surface conductor were measured by the following methods. The above results are shown in Table 1.
(評価方法)
1.Ra
エスアイアイ・ナノテクノロジー社製原子間力顕微鏡装置Nanocuteを使用し、DFMモード、スキャン速度0.5Hzにて測定した。
(Evaluation method)
1. 1. Ra
The measurement was performed in DFM mode and a scanning speed of 0.5 Hz using an atomic force microscope device Nanocut manufactured by SII Nanotechnology.
2.表面抵抗率
導電性コーティング層(II)の表面抵抗率と装置の測定可能レンジに応じて、下記の方法から選択し、評価した。
表面抵抗率が1.0E+06(Ω/□)未満の場合:三菱化学株式会社製ロレスタGP MCP−T600のESPプローブを用いて10Vの印加電圧にて測定した。
表面抵抗率が1.0E+06(Ω/□)〜1.0E+08(Ω/□)の場合:三菱化学株式会社製ハイレスタUP(MCP−HT450型)のUAプローブを用いて10Vの印加電圧にて測定した。
表面抵抗率が1.0E+08(Ω/□)以上の場合:三菱化学株式会社製ハイレスタUP(MCP−HT450型)のUAプローブを用いて250Vの印加電圧にて測定した。
2. Surface resistivity The following methods were selected and evaluated according to the surface resistivity of the conductive coating layer (II) and the measurable range of the apparatus.
When the surface resistivity is less than 1.0E + 06 (Ω / □): Measured at an applied voltage of 10V using an ESP probe of Loresta GP MCP-T600 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation.
When the surface resistivity is 1.0E + 06 (Ω / □) to 1.0E + 08 (Ω / □): Measured at an applied voltage of 10V using a UA probe of Hiresta UP (MCP-HT450 type) manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation. bottom.
When the surface resistivity is 1.0E + 08 (Ω / □) or more: Measured at an applied voltage of 250V using a UA probe of Hiresta UP (MCP-HT450 type) manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation.
3.2倍延伸後の表面抵抗率
各実施例及び比較例で得られた粗面導電体を10cm×10cmの大きさにカットし、一辺をステージに固定し、反対側の一辺を引っ張り、10cm×20cmに伸びた状態で全体をステージに固定することにより、粗面導電体を2倍に延伸した。比較例1のみ、110℃で加熱しながら延伸を行った。その後、上記2.に記載した方法により表面抵抗率を測定した。
3.2 Surface resistivity after 2-fold stretching The rough surface conductors obtained in each Example and Comparative Example were cut to a size of 10 cm × 10 cm, one side was fixed to the stage, and the other side was pulled to 10 cm. The rough surface conductor was stretched twice by fixing the whole to the stage in a state of being stretched to × 20 cm. Only in Comparative Example 1, stretching was performed while heating at 110 ° C. After that, the above 2. The surface resistivity was measured by the method described in 1.
Claims (6)
導電性コーティング層(II)のRaは0.1μm以上であり、
2倍に延伸処理した後の表面抵抗率は1,000,000,000Ω/□以下であり、
粗面樹脂基材(I)が、ポリエステル、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン、レーヨン、ナイロン及びポリスチレンからなる群より選択される少なくとも1つを含む
ことを特徴とする粗面導電体。 A rough surface conductor having a conductive coating layer (II) containing a conductive polymer (a) and a thermoplastic resin (b) on a rough surface resin base material (I) having Ra of 0.1 μm or more. There,
Ra of the conductive coating layer (II) is 0.1 μm or more, and
The surface resistivity after stretching doubled 1,000,000,000Ω / □ Ri der below,
A rough surface conductor comprising a rough surface resin base material (I) at least selected from the group consisting of polyester, polyurethane, polyethylene, polypropylene, rayon, nylon and polystyrene.
A biological sensing device comprising the rough surface conductor according to any one of claims 1 to 5.
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