JP7519932B2 - Conductive polymer dispersion, conductive laminate and method for producing same - Google Patents
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Description
本発明は、π共役系導電性高分子を含む導電性高分子分散液、導電性積層体及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a conductive polymer dispersion containing a π-conjugated conductive polymer, a conductive laminate, and a method for producing the same.
電子デバイスの製造に関する技術として、フィルムやガラス基板の表面にπ共役系導電性高分子を含む導電性高分子分散液を塗工し、導電層を形成することがある。π共役系導電性高分子は、導電性及び透明性に優れるので、導電層を形成する材料として利用されている。
π共役系導電性高分子を含有する導電層には、擦りに対する耐性(耐擦過性)が求められることがあり、その耐擦過性を向上させるためにシリカを含有させることがある。シリカ(シリケート)を含む導電性高分子分散液を塗工する際に、シリカの乾燥物が邪魔になることがある。これを防ぐために、コーターを用いずにスプレー塗工によって導電層を形成する導電性積層体の製造方法が開示されている(特許文献1)。
As a technique for manufacturing electronic devices, a conductive layer may be formed by applying a conductive polymer dispersion liquid containing a π-conjugated conductive polymer to the surface of a film or glass substrate. π-conjugated conductive polymers are used as materials for forming conductive layers because of their excellent conductivity and transparency.
A conductive layer containing a π-conjugated conductive polymer may be required to have resistance to rubbing (abrasion resistance), and silica may be included to improve the abrasion resistance. When applying a conductive polymer dispersion containing silica (silicate), the dried silica may be an obstacle. To prevent this, a method for manufacturing a conductive laminate in which a conductive layer is formed by spray coating without using a coater has been disclosed (Patent Document 1).
シリカを含む導電層を備えた導電性フィルムを延伸すると、導電層の割れが発生して導電性が失われることがある。このため、シリカを含まずとも導電層の耐擦過性が向上し、かつ延伸した後も優れた耐擦過性及び導電性を有する導電性フィルムが求められている。 When a conductive film with a conductive layer containing silica is stretched, the conductive layer may crack and lose its conductivity. For this reason, there is a demand for a conductive film that does not contain silica but has improved abrasion resistance of the conductive layer and has excellent abrasion resistance and conductivity even after stretching.
本発明は、耐擦過性及び導電性に優れた導電層を容易に形成することが可能な導電性高分子分散液、並びにこれを用いた導電性積層体及びその製造方法を提供する。 The present invention provides a conductive polymer dispersion that can easily form a conductive layer with excellent abrasion resistance and conductivity, as well as a conductive laminate using the same and a method for producing the same.
[1] π共役系導電性高分子及びポリアニオンを含む導電性複合体と、分子中に炭素原子同士の不飽和結合とヒドロキシル基を有する不飽和脂肪族アルコール化合物と、分散媒と、ポリビニルアルコールとを含有する導電性高分子分散液。
[2] 前記不飽和脂肪族アルコール化合物が、ジオール類である、[1]に記載の導電性高分子分散液。
[3] 前記不飽和脂肪族アルコール化合物の炭素数が、4以上8以下である、[1]又は[2]に記載の導電性高分子分散液。
[4] 前記不飽和脂肪族アルコール化合物が、シス-2-ブテン-1,4-ジオール、トランス-2-ブテン-1,4-ジオール、2-ブチン-1,4-ジオール、及び2,4-ヘキサジイン-1,6-ジオールからなる群から選択される少なくとも1種を含む、[1]に記載の導電性高分子分散液。
[5] 前記π共役系導電性高分子がポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)であるか、又は、前記ポリアニオンがポリスチレンスルホン酸である、[1]~[4]の何れか一項に記載の導電性高分子分散液。
[6] 多価カルボン酸化合物の1種以上をさらに含む、[1]~[5]の何れか一項に記載の導電性高分子分散液。
[7] 前記多価カルボン酸化合物が、チオジプロピオン酸、又は、イソシアヌル酸トリス(2-カルボキシエチル)を含む、[6]に記載の導電性高分子分散液。
[8] [1]~[7]の何れか一項に記載の導電性高分子分散液を、基材の少なくとも一部の面に塗工することを有する、導電性積層体の製造方法。
[9] 前記基材が非晶性フィルム基材であり、前記非晶性フィルム基材の少なくとも一部の面に前記導電性高分子分散液を塗布して塗工フィルムを得ることと、前記塗工フィルムを加熱するとともに延伸させて延伸フィルムを得ることとを有する、[8]に記載の導電性積層体の製造方法。
[10] 基材と、前記基材の少なくとも一部の面に形成された[1]~[7]の何れか一項に記載の導電性高分子分散液の硬化層からなる導電層とを備えた、導電性積層体。
[1] A conductive polymer dispersion liquid containing a conductive complex including a π-conjugated conductive polymer and a polyanion, an unsaturated aliphatic alcohol compound having an unsaturated bond between carbon atoms and a hydroxyl group in the molecule, a dispersion medium, and polyvinyl alcohol.
[2] The conductive polymer dispersion liquid according to [1], wherein the unsaturated aliphatic alcohol compound is a diol.
[3] The conductive polymer dispersion liquid according to [1] or [2], wherein the unsaturated aliphatic alcohol compound has 4 or more and 8 or less carbon atoms.
[4] The conductive polymer dispersion according to [1], wherein the unsaturated aliphatic alcohol compound includes at least one selected from the group consisting of cis-2-butene-1,4-diol, trans-2-butene-1,4-diol, 2-butyne-1,4-diol, and 2,4-hexadiyne-1,6-diol.
[5] The conductive polymer dispersion according to any one of [1] to [4], wherein the π-conjugated conductive polymer is poly(3,4-ethylenedioxythiophene) or the polyanion is polystyrenesulfonic acid.
[6] The conductive polymer dispersion liquid according to any one of [1] to [5], further comprising one or more polyvalent carboxylic acid compounds.
[7] The conductive polymer dispersion liquid according to [6], wherein the polyvalent carboxylic acid compound includes thiodipropionic acid or tris(2-carboxyethyl)isocyanurate.
[8] A method for producing a conductive laminate, comprising applying the conductive polymer dispersion according to any one of [1] to [7] to at least a part of a surface of a substrate.
[9] The method for producing a conductive laminate according to [8], wherein the substrate is an amorphous film substrate, the method comprising: applying the conductive polymer dispersion to at least a partial surface of the amorphous film substrate to obtain a coated film; and heating and stretching the coated film to obtain a stretched film.
[10] A conductive laminate comprising a substrate and a conductive layer formed on at least a part of the surface of the substrate, the conductive layer being a cured layer of the conductive polymer dispersion according to any one of [1] to [7].
本発明の導電性高分子分散液によれば、延伸処理を経た後においても耐擦過性及び導電性に優れた導電層を容易に形成することができる。
本発明の導電性積層体が有する導電層にあっては、延伸処理を経た後においても耐擦過性及び導電性に優れる。
本発明の導電性積層体の製造方法によれば、上記の導電性積層体を容易に製造することができる。
According to the conductive polymer dispersion of the present invention, a conductive layer having excellent abrasion resistance and conductivity even after being subjected to a stretching treatment can be easily formed.
The conductive layer in the conductive laminate of the present invention has excellent abrasion resistance and conductivity even after being subjected to a stretching treatment.
According to the method for producing a conductive laminate of the present invention, the above-mentioned conductive laminate can be easily produced.
本発明はSDGs目標12「つくる責任 つかう責任」に資すると考えられる。 This invention is believed to contribute to SDG Goal 12, "Responsible Consumption and Production."
本明細書及び特許請求の範囲において、「~」で示す数値範囲の下限値及び上限値はその数値範囲に含まれるものとする。 In this specification and claims, the lower and upper limits of the numerical ranges indicated with "~" are considered to be included in the numerical range.
≪導電性高分子分散液≫
本発明の第一態様は、π共役系導電性高分子及びポリアニオンを含む導電性複合体と、分子中に炭素原子同士の不飽和結合とヒドロキシル基を有する不飽和脂肪族アルコール化合物と、分散媒と、ポリビニルアルコールとを含有する導電性高分子分散液である。
≪Conductive polymer dispersion liquid≫
The first aspect of the present invention is a conductive composite including a π-conjugated conductive polymer and a polyanion, an unsaturated aliphatic alcohol compound having an unsaturated bond between carbon atoms and a hydroxyl group in the molecule, and a dispersion medium. and polyvinyl alcohol.
[導電性複合体]
本態様の導電性高分子分散液に含まれる導電性複合体は、π共役系導電性高分子とポリアニオンとを含む。導電性複合体中のポリアニオンはπ共役系導電性高分子にドープして、導電性を有する導電性複合体を形成している。
ポリアニオンにおいては、一部のアニオン基のみがπ共役系導電性高分子にドープしており、ドープに関与しない余剰のアニオン基を有している。余剰のアニオン基は親水基であるため、導電性複合体は水分散性を有する。
[Conductive composite]
The conductive complex contained in the conductive polymer dispersion of this embodiment contains a π-conjugated conductive polymer and a polyanion. The polyanion in the conductive complex is doped into the π-conjugated conductive polymer to form a conductive complex having electrical conductivity.
In the polyanion, only a part of the anionic groups is doped into the π-conjugated conductive polymer, and there are excess anionic groups that are not involved in the doping. Since the excess anionic groups are hydrophilic groups, the conductive composite has water dispersibility.
(π共役系導電性高分子)
π共役系導電性高分子としては、主鎖がπ共役系で構成されている有機高分子であればよく、例えば、ポリピロール系導電性高分子、ポリチオフェン系導電性高分子、ポリアセチレン系導電性高分子、ポリフェニレン系導電性高分子、ポリフェニレンビニレン系導電性高分子、ポリアニリン系導電性高分子、ポリアセン系導電性高分子、ポリチオフェンビニレン系導電性高分子、及びこれらの共重合体等が挙げられる。空気中での安定性の点からは、ポリピロール系導電性高分子、ポリチオフェン類及びポリアニリン系導電性高分子が好ましく、透明性の面から、ポリチオフェン系導電性高分子がより好ましい。
(π-conjugated conductive polymer)
The π-conjugated conductive polymer may be an organic polymer whose main chain is composed of a π-conjugated system, and examples thereof include polypyrrole-based conductive polymers, polythiophene-based conductive polymers, polyacetylene-based conductive polymers, polyphenylene-based conductive polymers, polyphenylenevinylene-based conductive polymers, polyaniline-based conductive polymers, polyacene-based conductive polymers, polythiophenevinylene-based conductive polymers, and copolymers thereof. From the viewpoint of stability in air, polypyrrole-based conductive polymers, polythiophenes, and polyaniline-based conductive polymers are preferred, and from the viewpoint of transparency, polythiophene-based conductive polymers are more preferred.
ポリチオフェン系導電性高分子としては、ポリチオフェン、ポリ(3-メチルチオフェン)、ポリ(3-エチルチオフェン)、ポリ(3-プロピルチオフェン)、ポリ(3-ブチルチオフェン)、ポリ(3-ヘキシルチオフェン)、ポリ(3-ヘプチルチオフェン)、ポリ(3-オクチルチオフェン)、ポリ(3-デシルチオフェン)、ポリ(3-ドデシルチオフェン)、ポリ(3-オクタデシルチオフェン)、ポリ(3-ブロモチオフェン)、ポリ(3-クロロチオフェン)、ポリ(3-ヨードチオフェン)、ポリ(3-シアノチオフェン)、ポリ(3-フェニルチオフェン)、ポリ(3,4-ジメチルチオフェン)、ポリ(3,4-ジブチルチオフェン)、ポリ(3-ヒドロキシチオフェン)、ポリ(3-メトキシチオフェン)、ポリ(3-エトキシチオフェン)、ポリ(3-ブトキシチオフェン)、ポリ(3-ヘキシルオキシチオフェン)、ポリ(3-ヘプチルオキシチオフェン)、ポリ(3-オクチルオキシチオフェン)、ポリ(3-デシルオキシチオフェン)、ポリ(3-ドデシルオキシチオフェン)、ポリ(3-オクタデシルオキシチオフェン)、ポリ(3,4-ジヒドロキシチオフェン)、ポリ(3,4-ジメトキシチオフェン)、ポリ(3,4-ジエトキシチオフェン)、ポリ(3,4-ジプロポキシチオフェン)、ポリ(3,4-ジブトキシチオフェン)、ポリ(3,4-ジヘキシルオキシチオフェン)、ポリ(3,4-ジヘプチルオキシチオフェン)、ポリ(3,4-ジオクチルオキシチオフェン)、ポリ(3,4-ジデシルオキシチオフェン)、ポリ(3,4-ジドデシルオキシチオフェン)、ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)、ポリ(3,4-プロピレンジオキシチオフェン)、ポリ(3,4-ブチレンジオキシチオフェン)、ポリ(3-メチル-4-メトキシチオフェン)、ポリ(3-メチル-4-エトキシチオフェン)、ポリ(3-カルボキシチオフェン)、ポリ(3-メチル-4-カルボキシチオフェン)、ポリ(3-メチル-4-カルボキシエチルチオフェン)、ポリ(3-メチル-4-カルボキシブチルチオフェン)が挙げられる。
ポリピロール系導電性高分子としては、ポリピロール、ポリ(N-メチルピロール)、ポリ(3-メチルピロール)、ポリ(3-エチルピロール)、ポリ(3-n-プロピルピロール)、ポリ(3-ブチルピロール)、ポリ(3-オクチルピロール)、ポリ(3-デシルピロール)、ポリ(3-ドデシルピロール)、ポリ(3,4-ジメチルピロール)、ポリ(3,4-ジブチルピロール)、ポリ(3-カルボキシピロール)、ポリ(3-メチル-4-カルボキシピロール)、ポリ(3-メチル-4-カルボキシエチルピロール)、ポリ(3-メチル-4-カルボキシブチルピロール)、ポリ(3-ヒドロキシピロール)、ポリ(3-メトキシピロール)、ポリ(3-エトキシピロール)、ポリ(3-ブトキシピロール)、ポリ(3-ヘキシルオキシピロール)、ポリ(3-メチル-4-ヘキシルオキシピロール)が挙げられる。
ポリアニリン系導電性高分子としては、ポリアニリン、ポリ(2-メチルアニリン)、ポリ(3-イソブチルアニリン)、ポリ(2-アニリンスルホン酸)、ポリ(3-アニリンスルホン酸)が挙げられる。
これらのπ共役系導電性高分子のなかでも、導電性、透明性、耐熱性に優れることから、ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)が特に好ましい。
導電性複合体に含まれるπ共役系導電性高分子は、1種類でもよいし、2種類以上でもよい。
Examples of polythiophene-based conductive polymers include polythiophene, poly(3-methylthiophene), poly(3-ethylthiophene), poly(3-propylthiophene), poly(3-butylthiophene), poly(3-hexylthiophene), poly(3-heptylthiophene), poly(3-octylthiophene), poly(3-decylthiophene), poly(3-dodecylthiophene), poly(3-octadecylthiophene), poly(3-bromothiophene), poly(3-chlorothiophene), and poly(3-iodothiophene). thiophene), poly(3-cyanothiophene), poly(3-phenylthiophene), poly(3,4-dimethylthiophene), poly(3,4-dibutylthiophene), poly(3-hydroxythiophene), poly(3-methoxythiophene), poly(3-ethoxythiophene), poly(3-butoxythiophene), poly(3-hexyloxythiophene), poly(3-heptyloxythiophene), poly(3-octyloxythiophene), poly(3-decyloxythiophene), poly(3-dodecyloxythiophene), oxythiophene), poly(3-octadecyloxythiophene), poly(3,4-dihydroxythiophene), poly(3,4-dimethoxythiophene), poly(3,4-diethoxythiophene), poly(3,4-dipropoxythiophene), poly(3,4-dibutoxythiophene), poly(3,4-dihexyloxythiophene), poly(3,4-diheptyloxythiophene), poly(3,4-dioctyloxythiophene), poly(3,4-didecyloxythiophene), poly(3,4-di dodecyloxythiophene), poly(3,4-ethylenedioxythiophene), poly(3,4-propylenedioxythiophene), poly(3,4-butylenedioxythiophene), poly(3-methyl-4-methoxythiophene), poly(3-methyl-4-ethoxythiophene), poly(3-carboxythiophene), poly(3-methyl-4-carboxythiophene), poly(3-methyl-4-carboxyethylthiophene), and poly(3-methyl-4-carboxybutylthiophene).
Examples of polypyrrole-based conductive polymers include polypyrrole, poly(N-methylpyrrole), poly(3-methylpyrrole), poly(3-ethylpyrrole), poly(3-n-propylpyrrole), poly(3-butylpyrrole), poly(3-octylpyrrole), poly(3-decylpyrrole), poly(3-dodecylpyrrole), poly(3,4-dimethylpyrrole), poly(3,4-dibutylpyrrole), poly(3-carboxypyrrole), poly(3-methyl-4-carboxypyrrole), poly(3-methyl-4-carboxyethylpyrrole), poly(3-methyl-4-carboxybutylpyrrole), poly(3-hydroxypyrrole), poly(3-methoxypyrrole), poly(3-ethoxypyrrole), poly(3-butoxypyrrole), poly(3-hexyloxypyrrole), and poly(3-methyl-4-hexyloxypyrrole).
Examples of polyaniline-based conductive polymers include polyaniline, poly(2-methylaniline), poly(3-isobutylaniline), poly(2-anilinesulfonic acid), and poly(3-anilinesulfonic acid).
Among these π-conjugated conductive polymers, poly(3,4-ethylenedioxythiophene) is particularly preferred because of its excellent conductivity, transparency and heat resistance.
The conductive composite may contain one type of π-conjugated conductive polymer, or two or more types of polymers.
(ポリアニオン)
ポリアニオンは、アニオン基を有するモノマー単位を、分子内に2つ以上有する重合体である。このポリアニオンのアニオン基は、π共役系導電性高分子に対するドーパントとして機能して、π共役系導電性高分子の導電性を向上させる。
ポリアニオンのアニオン基としては、スルホ基、またはカルボキシ基であることが好ましい。
このようなポリアニオンの具体例としては、ポリスチレンスルホン酸、ポリビニルスルホン酸、ポリアリルスルホン酸、スルホ基を有するポリアクリル酸エステル、スルホ基を有するポリメタクリル酸エステル(例えば、ポリ(4-スルホブチルメタクリレート、ポリスルホエチルメタクリレート、ポリメタクリロイルオキシベンゼンスルホン酸)、ポリ(2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸)、ポリイソプレンスルホン酸等のスルホ基を有する高分子や、ポリビニルカルボン酸、ポリスチレンカルボン酸、ポリアリルカルボン酸、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリ(2-アクリルアミド-2-メチルプロパンカルボン酸)、ポリイソプレンカルボン酸等のカルボキシ基を有する高分子が挙げられる。ポリアニオンは、単一のモノマーが重合した単独重合体であってもよいし、2種以上のモノマーが重合した共重合体であってもよい。
これらポリアニオンのなかでも、導電性をより高くできることから、スルホ基を有する高分子が好ましく、ポリスチレンスルホン酸がより好ましい。
前記ポリアニオンは1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
ポリアニオンの質量平均分子量は2万以上100万以下であることが好ましく、10万以上50万以下であることがより好ましい。質量平均分子量は、ゲルろ過クロマトグラフィを用いて測定し、プルラン換算で求めた質量基準の平均分子量である。
(Polyanion)
A polyanion is a polymer having two or more monomer units each having an anionic group in the molecule. The anionic group of the polyanion functions as a dopant for a π-conjugated conductive polymer, thereby improving the conductivity of the π-conjugated conductive polymer.
The anion group of the polyanion is preferably a sulfo group or a carboxy group.
Specific examples of such polyanions include polymers having a sulfo group, such as polystyrene sulfonic acid, polyvinyl sulfonic acid, polyallyl sulfonic acid, polyacrylic acid esters having a sulfo group, polymethacrylic acid esters having a sulfo group (e.g., poly(4-sulfobutyl methacrylate, polysulfoethyl methacrylate, polymethacryloyloxybenzenesulfonic acid), poly(2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid), and polyisoprene sulfonic acid; and polymers having a carboxy group, such as polyvinyl carboxylic acid, polystyrene carboxylic acid, polyallyl carboxylic acid, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, poly(2-acrylamido-2-methylpropanecarboxylic acid), and polyisoprene carboxylic acid. The polyanion may be a homopolymer in which a single monomer is polymerized, or a copolymer in which two or more monomers are polymerized.
Among these polyanions, polymers having a sulfo group are preferred, and polystyrene sulfonic acid is more preferred, since they can provide higher electrical conductivity.
The polyanions may be used alone or in combination of two or more kinds.
The mass average molecular weight of the polyanion is preferably from 20,000 to 1,000,000, and more preferably from 100,000 to 500,000. The mass average molecular weight is an average molecular weight based on mass measured by gel filtration chromatography and calculated in terms of pullulan.
導電性複合体中の、ポリアニオンの含有割合は、π共役系導電性高分子100質量部に対して1質量部以上1000質量部以下の範囲が好ましく、10質量部以上700質量部以下がより好ましく、100質量部以上500質量部以下がさらに好ましい。ポリアニオンの含有割合が前記下限値以上であれば、π共役系導電性高分子へのドーピング効果が強くなる傾向にあり、導電性がより高くなる。一方、ポリアニオンの含有量が前記上限値以下であれば、π共役系導電性高分子を充分に含有させることができるので、充分な導電性を確保できる。 The content of the polyanion in the conductive complex is preferably in the range of 1 part by mass to 1000 parts by mass to 100 parts by mass of the π-conjugated conductive polymer, more preferably 10 parts by mass to 700 parts by mass, and even more preferably 100 parts by mass to 500 parts by mass. If the content of the polyanion is equal to or greater than the lower limit, the doping effect on the π-conjugated conductive polymer tends to be stronger, and the conductivity becomes higher. On the other hand, if the content of the polyanion is equal to or less than the upper limit, the π-conjugated conductive polymer can be sufficiently contained, so that sufficient conductivity can be ensured.
本態様の導電性高分子分散液の総質量に対する導電性複合体の含有量としては、0.01質量%以上5質量%以下が好ましく、0.1質量%以上3質量%以下がより好ましく、0.3質量%以上1.5質量%以下がさらに好ましい。
上記範囲の下限値以上であると、導電性高分子分散液を塗布して形成する導電層の導電性をより向上させることができる。
上記範囲の上限値以下であると、導電性高分子分散液における導電性複合体の分散性を高め、均一な導電層を形成することができる。
The content of the conductive complex relative to the total mass of the conductive polymer dispersion of this embodiment is preferably from 0.01% by mass to 5% by mass, more preferably from 0.1% by mass to 3% by mass, and even more preferably from 0.3% by mass to 1.5% by mass.
When the content is at least as high as the lower limit of the above range, the conductivity of the conductive layer formed by coating the conductive polymer dispersion can be further improved.
When it is equal to or less than the upper limit of the above range, the dispersibility of the conductive complex in the conductive polymer dispersion can be improved, and a uniform conductive layer can be formed.
[不飽和脂肪族アルコール化合物]
本態様の導電性高分子分散液に含まれている1種以上の不飽和脂肪族アルコール化合物は、分子内に炭素原子同士の二重結合又は三重結合を1つ以上有し、かつ、分子内にヒドロキシル基(水酸基)を1つ以上有するアルコールである。
[Unsaturated aliphatic alcohol compound]
The one or more unsaturated aliphatic alcohol compounds contained in the conductive polymer dispersion of this embodiment are alcohols having one or more double bonds or triple bonds between carbon atoms in the molecule and having one or more hydroxyl groups (hydroxyl groups) in the molecule.
本態様の導電性高分子分散液によって形成される導電層の耐擦過性及び導電性をより向上させる観点から、前記不飽和脂肪族アルコール化合物は、ヒドロキシル基を2つ有するジオール類であることが好ましい。
また、同様の観点から、前記不飽和脂肪族アルコール化合物の炭素数は、4以上12以下が好ましく、4以上10以下がより好ましく、4以上8以下がさらに好ましく、4以上6以下が特に好ましい。
また、同様の観点から、前記不飽和脂肪族アルコール化合物が有する不飽和結合の数は1つ以上4つ以下が好ましく、1つ以上3つ以下がより好ましく、1つ又は2つがさらに好ましい。
From the viewpoint of further improving the abrasion resistance and conductivity of the conductive layer formed from the conductive polymer dispersion of this embodiment, the unsaturated aliphatic alcohol compound is preferably a diol having two hydroxyl groups.
From the same viewpoint, the unsaturated aliphatic alcohol compound preferably has 4 or more and 12 or less carbon atoms, more preferably 4 or more and 10 or less, even more preferably 4 or more and 8 or less, and particularly preferably 4 or more and 6 or less carbon atoms.
From the same viewpoint, the number of unsaturated bonds contained in the unsaturated aliphatic alcohol compound is preferably 1 to 4, more preferably 1 to 3, and even more preferably 1 or 2.
前記不飽和脂肪族アルコール化合物としては、例えば、シス-2-ブテン-1,4-ジオール、トランス-2-ブテン-1,4-ジオール、2-ブチン-1,4-ジオール、及び2,4-ヘキサジイン-1,6-ジオールからなる群から選択される少なくとも1種が好ましい。
また、3,6-ジメチル-4-オクチン-3,6-ジオール、2,5-ジメチル-3-ヘキシン-2,5-ジオール等も挙げられる。
The unsaturated aliphatic alcohol compound is preferably at least one selected from the group consisting of cis-2-butene-1,4-diol, trans-2-butene-1,4-diol, 2-butyne-1,4-diol, and 2,4-hexadiyne-1,6-diol.
Further examples include 3,6-dimethyl-4-octyne-3,6-diol, 2,5-dimethyl-3-hexyne-2,5-diol, and the like.
本態様の導電性高分子分散液において、前記導電性複合体100質量部に対する前記不飽和脂肪族アルコール化合物の合計の含有量は、10質量部以上1000質量部以下が好ましく、30質量部以上500質量部以下がより好ましく、150質量部以上300質量部以下がさらに好ましい。上記の好適な範囲であると、本発明の効果が一層優れる。 In the conductive polymer dispersion of this embodiment, the total content of the unsaturated aliphatic alcohol compounds relative to 100 parts by mass of the conductive complex is preferably 10 parts by mass or more and 1000 parts by mass or less, more preferably 30 parts by mass or more and 500 parts by mass or less, and even more preferably 150 parts by mass or more and 300 parts by mass or less. When the content is within the above preferred range, the effect of the present invention is even more excellent.
本態様の導電性高分子分散液の総質量に対する、前記不飽和脂肪族アルコール化合物の含有量は、0.01質量%以上10質量%以下が好ましく、0.1質量%以上1質量%以下がより好ましく、0.2質量%以上0.5質量%以下がさらに好ましい。
上記範囲であると、導電層の耐擦過性及び導電性を充分に向上させることができる。
The content of the unsaturated aliphatic alcohol compound relative to the total mass of the conductive polymer dispersion of this embodiment is preferably 0.01 mass % or more and 10 mass % or less, more preferably 0.1 mass % or more and 1 mass % or less, and even more preferably 0.2 mass % or more and 0.5 mass % or less.
When the content is within the above range, the abrasion resistance and electrical conductivity of the conductive layer can be sufficiently improved.
[分散媒]
本態様の導電性高分子分散液に含まれる分散媒としては、水、有機溶剤、水と有機溶剤との混合液が挙げられる。
前記不飽和脂肪族アルコール化合物は、本態様の導電性高分子分散液に含まれる分散媒には該当しないものとする。
[Dispersion medium]
Examples of the dispersion medium contained in the conductive polymer dispersion of this embodiment include water, an organic solvent, and a mixture of water and an organic solvent.
The unsaturated aliphatic alcohol compound does not fall under the category of the dispersion medium contained in the conductive polymer dispersion liquid of this embodiment.
有機溶剤としては、例えば、アルコール系溶剤、エーテル系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、芳香族炭化水素系溶剤等が挙げられる。
アルコール系溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、2-メチル-2-プロパノール、1-ブタノール、2-ブタノール、2-メチル-1-プロパノール、アリルアルコール、プロピ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モノメチルエーテル等の一価アルコールが挙げられる。
エーテル系溶剤としては、例えば、ジエチルエーテル、ジメチルエーテル、エチレングリコール、プロピレングリコール、プロピレングリコールジアルキルエーテル等が挙げられる。
ケトン系溶剤としては、例えば、ジエチルケトン、メチルプロピルケトン、メチルブチルケトン、メチルイソプロピルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルアミルケトン、ジイソプロピルケトン、メチルエチルケトン、アセトン、ジアセトンアルコール等が挙げられる。
エステル系溶剤としては、例えば、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル等が挙げられる。
芳香族炭化水素系溶剤としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、プロピルベンゼン、イソプロピルベンゼン等が挙げられる。
有機溶剤は1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
Examples of the organic solvent include alcohol-based solvents, ether-based solvents, ketone-based solvents, ester-based solvents, and aromatic hydrocarbon-based solvents.
Examples of alcohol-based solvents include monohydric alcohols such as methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 2-methyl-2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, 2-methyl-1-propanol, allyl alcohol, propylene glycol monomethyl ether, and ethylene glycol monomethyl ether.
Examples of the ether solvent include diethyl ether, dimethyl ether, ethylene glycol, propylene glycol, and propylene glycol dialkyl ether.
Examples of the ketone solvent include diethyl ketone, methyl propyl ketone, methyl butyl ketone, methyl isopropyl ketone, methyl isobutyl ketone, methyl amyl ketone, diisopropyl ketone, methyl ethyl ketone, acetone, and diacetone alcohol.
Examples of the ester solvent include ethyl acetate, propyl acetate, and butyl acetate.
Examples of aromatic hydrocarbon solvents include benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, propylbenzene, and isopropylbenzene.
The organic solvents may be used alone or in combination of two or more kinds.
導電性複合体は水に対する分散性が高いので、本態様の導電性高分子分散液の分散媒は水を含有する水系分散媒であることが好ましい。
本態様の導電性高分子分散液が含む全分散媒に対する水の含有割合は、例えば、50質量%以上100質量%以下とすることができ、60質量%以上100質量%以下が好ましく、70質量%以上100質量%以下がより好ましい。水以外の分散媒としては、一価アルコールが好ましい。
Since the conductive complex has high dispersibility in water, the dispersion medium of the conductive polymer dispersion of this embodiment is preferably an aqueous dispersion medium containing water.
The content ratio of water to the total dispersion medium contained in the conductive polymer dispersion liquid of this embodiment can be, for example, 50% by mass or more and 100% by mass or less, preferably 60% by mass or more and 100% by mass or less, and more preferably 70% by mass or more and 100% by mass or less. As the dispersion medium other than water, a monohydric alcohol is preferable.
[ポリビニルアルコール]
本態様の導電性高分子分散液に含まれるポリビニルアルコールは、導電性複合体の分散剤として機能すると共に、基材上に形成される導電層の延伸性を向上させる機能も有する。つまり、ポリビニアルコールを含有する導電層は、フィルムの延伸に追従し易く、導電層に割れや剥がれ等が発生し難くなり、導電性が高くなる。また、ポリビニルアルコールは、導電層においてバインダ樹脂としての役割も果たす。そのため、フィルムを延伸しない場合であっても、導電性高分子分散液がポリビニルアルコールを含有することにより、導電層の欠陥を少なくでき、導電性を向上させることができる。
[Polyvinyl alcohol]
The polyvinyl alcohol contained in the conductive polymer dispersion of this embodiment functions as a dispersant for the conductive complex and also has the function of improving the stretchability of the conductive layer formed on the substrate. In other words, the conductive layer containing polyvinyl alcohol easily follows the stretching of the film, and the conductive layer is less likely to crack or peel off, resulting in high conductivity. In addition, polyvinyl alcohol also plays a role as a binder resin in the conductive layer. Therefore, even if the film is not stretched, the conductive polymer dispersion contains polyvinyl alcohol, which can reduce defects in the conductive layer and improve conductivity.
ポリビニルアルコールは、一般にポリ酢酸ビニルのアセチル基をけん化することによって製造されるが、一部のアセチル基がけん化されないことがある。そのため、ポリビニルアルコールは、酢酸ビニル単位を含むことがある。本態様で用いるポリビニルアルコールのけん化度は、70%以上100%以下であることが好ましい。ポリビニルアルコールのけん化度が前記下限値以上であれば、水に簡単に溶解させることができる。
ポリビニルアルコールの質量平均分子量は、500以上10000以下であることが好ましく、1000以上5000以下であることがより好ましい。ポリビニルアルコールの質量平均分子量が前記下限値以上であれば、導電層の延伸性を充分に向上させることができ、前記上限値以下であれば、水への溶解性を向上させることができる。
本明細書における質量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィで測定し、標準物質をポリスチレンとして求めた値である。
前記導電性高分子分散液に含まれるポリビニルアルコールは、1種でもよいし、2種以上でもよい。
Polyvinyl alcohol is generally produced by saponifying the acetyl group of polyvinyl acetate, but some acetyl groups may not be saponified. Therefore, polyvinyl alcohol may contain vinyl acetate units. The saponification degree of the polyvinyl alcohol used in this embodiment is preferably 70% or more and 100% or less. If the saponification degree of the polyvinyl alcohol is the lower limit or more, it can be easily dissolved in water.
The mass average molecular weight of the polyvinyl alcohol is preferably from 500 to 10,000, and more preferably from 1,000 to 5,000. When the mass average molecular weight of the polyvinyl alcohol is equal to or more than the lower limit, the stretchability of the conductive layer can be sufficiently improved, and when it is equal to or less than the upper limit, the solubility in water can be improved.
The mass average molecular weight in this specification is a value measured by gel permeation chromatography using polystyrene as a standard substance.
The conductive polymer dispersion liquid may contain one type of polyvinyl alcohol or two or more types of polyvinyl alcohol.
本態様の導電性高分子分散液におけるポリビニルアルコールの含有量は、導電性複合体100質量部に対して、例えば、1質量部以上10000質量部以下が好ましく、5質量部以上1000質量部以下がより好ましく、10質量部以上500質量部以下がより好ましく、50質量部以上300質量部以下がさらに好ましく、100質量部以上200質量部以下が特に好ましい。
前記下限値以上であれば、導電性高分子分散液における導電性複合体の分散性を向上させることができるとともに、導電層の延伸性をより高くできる。
前記上限値以下であれば、導電性の低下をより抑制できる。
The content of polyvinyl alcohol in the conductive polymer dispersion of this embodiment is, for example, preferably 1 part by mass or more and 10,000 parts by mass or less, more preferably 5 parts by mass or more and 1,000 parts by mass or less, still more preferably 10 parts by mass or more and 500 parts by mass or less, still more preferably 50 parts by mass or more and 300 parts by mass or less, and particularly preferably 100 parts by mass or more and 200 parts by mass or less, relative to 100 parts by mass of the conductive composite.
When the content is equal to or greater than the lower limit, the dispersibility of the conductive complex in the conductive polymer dispersion can be improved, and the stretchability of the conductive layer can be increased.
When the content is equal to or less than the upper limit, the decrease in electrical conductivity can be further suppressed.
[多価カルボン酸化合物]
本態様の導電性高分子分散液に含まれる多価カルボン酸化合物は、分子中に2つ以上のカルボキシ基を有する低分子である。カルボキシ基を側鎖に有する高分子は多価カルボン酸化合物に該当しない。多価カルボン酸化合物の分子量は、50以上1000以下であることが好ましく、100以上500以下であることがより好ましい。多価カルボン酸化合物が分子中に有するカルボキシ基の数は2以上5以下が好ましく、2以上4以下がより好ましく、2以上3以下がさらに好ましい。
[Polycarboxylic acid compound]
The polycarboxylic acid compound contained in the conductive polymer dispersion of this embodiment is a low molecular weight compound having two or more carboxy groups in the molecule. Polymers having carboxy groups in their side chains are not considered to be polycarboxylic acid compounds. The molecular weight of the polycarboxylic acid compound is preferably 50 to 1000, more preferably 100 to 500. The number of carboxy groups in the molecule of the polycarboxylic acid compound is preferably 2 to 5, more preferably 2 to 4, and even more preferably 2 to 3.
多価カルボン酸化合物の分子中におけるカルボキシ基同士の配置は、第一のカルボキシ基が結合した原子(第一のα原子)と第二のカルボキシ基が結合した原子(第二のα原子)とが隣接していないこと及び同一でないことを満たす、1組以上のカルボキシ基の対を有する配置が好ましい。ここで、α原子は、炭素原子、窒素原子、硫黄原子及び酸素原子が該当する。
また、第一のα原子と第二のα原子との間を一筆書きで連結する原子の数は、1以上10以下が好ましく、2以上8以下がより好ましく、3以上7以下がさらに好ましい。ここで、一筆書きの連結上に存在する原子は、炭素原子、窒素原子、硫黄原子、及び酸素原子が該当する。
The arrangement of carboxy groups in the molecule of the polyvalent carboxylic acid compound is preferably an arrangement having one or more pairs of carboxy groups, which satisfies that an atom to which a first carboxy group is bonded (first α-atom) and an atom to which a second carboxy group is bonded (second α-atom) are not adjacent to each other and are not identical to each other, where the α-atom corresponds to a carbon atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, or an oxygen atom.
The number of atoms connecting the first α-atom and the second α-atom in a single stroke is preferably from 1 to 10, more preferably from 2 to 8, and even more preferably from 3 to 7. Here, the atoms present on the single stroke connection include carbon atoms, nitrogen atoms, sulfur atoms, and oxygen atoms.
本態様で用いる多価カルボン酸化合物は、カルボキシ基以外の水酸基を有しないことが好ましい。 It is preferable that the polycarboxylic acid compound used in this embodiment does not have any hydroxyl groups other than the carboxyl groups.
上述の好適な多価カルボン酸化合物であると、本態様の導電性高分子分散液から形成される導電層の耐擦過性がより向上する。このメカニズムの詳細は未解明であるが、多価カルボン酸化合物のカルボキシ基とポリビニルアルコールの水酸基とがエステル結合することにより、ポリビニルアルコールの分子鎖同士を多価カルボン酸化合物が架橋することが要因であると推測される。架橋により、導電層の強度が高まり、耐擦過性が向上していると考えられる。また、架橋が容易に起こるために、多価カルボン酸化合物が有するカルボキシ基同士が数原子以上離れていることが好ましいと考えられる。カルボキシ基同士が近すぎると立体障害により架橋が形成される割合が低減する可能性がある。 The above-mentioned suitable polycarboxylic acid compound further improves the abrasion resistance of the conductive layer formed from the conductive polymer dispersion of this embodiment. Although the details of this mechanism have not been clarified, it is speculated that the polycarboxylic acid compound crosslinks the molecular chains of polyvinyl alcohol by forming an ester bond between the carboxyl group of the polycarboxylic acid compound and the hydroxyl group of polyvinyl alcohol. It is believed that the crosslinking increases the strength of the conductive layer and improves the abrasion resistance. In addition, in order for crosslinking to occur easily, it is believed that it is preferable that the carboxyl groups of the polycarboxylic acid compound are separated by several atoms or more. If the carboxyl groups are too close to each other, the rate at which crosslinks are formed may be reduced due to steric hindrance.
好適な多価カルボン酸化合物としては、例えば、イソシアヌル酸トリス(2-カルボキシエチル)、3,3’-チオジプロピオン酸、フタル酸、ピロメリット酸、1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボンサン等が挙げられる。 Suitable polycarboxylic acid compounds include, for example, tris(2-carboxyethyl) isocyanurate, 3,3'-thiodipropionic acid, phthalic acid, pyromellitic acid, 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic acid, etc.
本態様の導電性高分子分散液における多価カルボン酸化合物の含有量は、ポリビニルアルコールの含有量100質量部に対して、1質量部以上200質量部以下が好ましく、10質量部以上100質量部以下がより好ましく、20質量部以上50質量部以下がさらに好ましい。
前記下限値以上であれば、形成される導電層の耐擦過性をより一層高くできる。
前記上限値以下であれば、形成される導電層の導電性低下を防ぐことができる。
The content of the polyvalent carboxylic acid compound in the conductive polymer dispersion of this embodiment is preferably 1 part by mass or more and 200 parts by mass or less, more preferably 10 parts by mass or more and 100 parts by mass or less, and even more preferably 20 parts by mass or more and 50 parts by mass or less, relative to 100 parts by mass of the polyvinyl alcohol content.
When the content is equal to or greater than the lower limit, the abrasion resistance of the conductive layer formed can be further improved.
When the content is equal to or less than the upper limit, a decrease in the conductivity of the conductive layer formed can be prevented.
[その他の添加剤]
導電性高分子分散液には、その他の添加剤が含まれてもよい。
添加剤としては、本発明の効果が得られる限り特に制限されず、例えば、界面活性剤、無機導電剤、消泡剤、カップリング剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤などを使用できる。
ただし、添加剤は、前述したπ共役系導電性高分子、ポリアニオン、不飽和脂肪族アルコール化合物、分散媒、ポリビニルアルコール、及び多価カルボン酸化合物以外のものである。
界面活性剤としては、ノニオン系、アニオン系、カチオン系の界面活性剤が挙げられるが、保存安定性の面からノニオン系が好ましい。また、ポリビニルピロリドンなどのポリマー系界面活性剤を添加してもよい。
無機導電剤としては、金属イオン類、導電性カーボン等が挙げられる。なお、金属イオンは、金属塩を水に溶解させることにより生成させることができる。
消泡剤としては、シリコーン樹脂、ポリジメチルシロキサン、シリコーンオイル等が挙げられる。
カップリング剤としては、エポキシ基、ビニル基又はアミノ基を有するシランカップリング剤等が挙げられる。
酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、糖類等が挙げられる。
紫外線吸収剤としては、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、サリシレート系紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤、オキサニリド系紫外線吸収剤、ヒンダードアミン系紫外線吸収剤、ベンゾエート系紫外線吸収剤等が挙げられる。
[Other additives]
The conductive polymer dispersion may contain other additives.
The additives are not particularly limited as long as the effects of the present invention can be obtained. For example, surfactants, inorganic conductive agents, antifoaming agents, coupling agents, antioxidants, ultraviolet absorbing agents, etc. can be used.
However, the additive is something other than the above-mentioned π-conjugated conductive polymer, polyanion, unsaturated aliphatic alcohol compound, dispersion medium, polyvinyl alcohol, and polyvalent carboxylic acid compound.
The surfactant may be a nonionic, anionic or cationic surfactant, with the nonionic surfactant being preferred from the standpoint of storage stability. A polymer surfactant such as polyvinylpyrrolidone may also be added.
Examples of the inorganic conductive agent include metal ions, conductive carbon, etc. Metal ions can be generated by dissolving a metal salt in water.
The antifoaming agent includes silicone resin, polydimethylsiloxane, silicone oil, and the like.
The coupling agent may be a silane coupling agent having an epoxy group, a vinyl group or an amino group.
Examples of the antioxidant include phenol-based antioxidants, amine-based antioxidants, phosphorus-based antioxidants, sulfur-based antioxidants, and sugars.
Examples of the ultraviolet absorber include benzotriazole-based ultraviolet absorbers, benzophenone-based ultraviolet absorbers, salicylate-based ultraviolet absorbers, cyanoacrylate-based ultraviolet absorbers, oxanilide-based ultraviolet absorbers, hindered amine-based ultraviolet absorbers, and benzoate-based ultraviolet absorbers.
導電性高分子分散液が前記添加剤を含有する場合、その含有割合は、添加剤の種類に応じて適宜決められるが、例えば、導電性複合体100質量部に対して、0.001質量部以上10質量部以下の範囲とすることができる。 When the conductive polymer dispersion contains the additive, the content ratio is appropriately determined depending on the type of additive, but can be, for example, in the range of 0.001 parts by mass to 10 parts by mass per 100 parts by mass of the conductive composite.
<導電性高分子分散液の製造方法>
本態様の導電性高分子分散液を製造する方法としては、例えば、導電性複合体の水分散液に、不飽和脂肪族アルコール化合物、ポリビニルアルコール、多価カルボン酸化合物、分散媒等を添加する方法が挙げられる。
導電性複合体の水分散液は、ポリアニオンの水溶液中でπ共役系導電性高分子を形成するモノマーを化学酸化重合させて得てもよいし、市販のものを使用しても構わない。
<Method of producing conductive polymer dispersion>
Examples of a method for producing the conductive polymer dispersion of this embodiment include a method in which an unsaturated aliphatic alcohol compound, polyvinyl alcohol, a polycarboxylic acid compound, a dispersion medium, and the like are added to an aqueous dispersion of a conductive complex.
The aqueous dispersion of the conductive complex may be obtained by chemically oxidizing and polymerizing a monomer that forms a π-conjugated conductive polymer in an aqueous solution of a polyanion, or a commercially available product may be used.
前記化学酸化重合は、公知の触媒及び酸化剤を用いて行うことができる。触媒としては、例えば、塩化第二鉄、硫酸第二鉄、硝酸第二鉄、塩化第二銅等の遷移金属化合物等が挙げられる。酸化剤としては、例えば、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム等の過硫酸塩が挙げられる。酸化剤は、還元された触媒を元の酸化状態に戻すことができる。 The chemical oxidative polymerization can be carried out using a known catalyst and oxidizing agent. Examples of catalysts include transition metal compounds such as ferric chloride, ferric sulfate, ferric nitrate, and cupric chloride. Examples of oxidizing agents include persulfates such as ammonium persulfate, sodium persulfate, and potassium persulfate. The oxidizing agent can return the reduced catalyst to its original oxidized state.
≪導電性積層体≫
本発明の第二態様は、基材と、前記基材の少なくとも一部の面に形成された、第一態様の導電性高分子分散液の硬化層からなる導電層とを備えた、導電性積層体である。
<Conductive laminate>
A second aspect of the present invention is a conductive laminate comprising a substrate and a conductive layer formed on at least a partial surface of the substrate, the conductive layer being a cured layer of the conductive polymer dispersion of the first aspect.
[導電層]
前記導電層の形成範囲は、基材が有する任意の面の全体でもよいし、一部でもよい。導電性フィルムにおいては、フィルム基材の一方の面又は他方の面のほぼ全体にほぼ均一な厚さの導電層が形成されていることが好ましい。基材が有する面の一部のみに導電層が形成されている場合、例えば、当該導電層は回路や電極などの微細な導電パターンであってもよいし、導電層が設けられた領域と設けられていない領域とが同じ面に存在して大まかに区分けされただけであってもよい。
[Conductive layer]
The conductive layer may be formed over the entire surface of any surface of the substrate, or over a portion of the entire surface. In the conductive film, it is preferable that a conductive layer of substantially uniform thickness is formed over substantially the entire surface of one surface or the other surface of the film substrate. When a conductive layer is formed only over a portion of the surface of the substrate, the conductive layer may be, for example, a fine conductive pattern such as a circuit or an electrode, or the conductive layer may be provided on the same surface and the conductive layer may be not provided on the same surface and may be roughly divided.
前記導電層の平均厚みとしては、例えば、10nm以上100μm以下が好ましく、20nm以上50μm以下がより好ましく、30nm以上30μm以下がさらに好ましい。
導電層の平均厚さが前記下限値以上であれば、高い導電性を発揮でき、前記上限値以下であれば、導電層の基材に対する密着性がより向上する。
The average thickness of the conductive layer is, for example, preferably from 10 nm to 100 μm, more preferably from 20 nm to 50 μm, and even more preferably from 30 nm to 30 μm.
When the average thickness of the conductive layer is equal to or greater than the lower limit, high conductivity can be exhibited, and when the average thickness is equal to or less than the upper limit, the adhesion of the conductive layer to the substrate is further improved.
[基材]
前記基材は、絶縁性材料からなる基材であってもよいし、導電性材料からなる基材であってもよい。基材の形状は特に制限されず、例えば、フィルム、基板等の平面を主体とする形状が挙げられる。
絶縁性材料としては、ガラス、合成樹脂、セラミックス等が挙げられる。
導電性材料としては、金属、導電性金属酸化物、カーボン等が挙げられる。
[Base material]
The substrate may be a substrate made of an insulating material or a substrate made of a conductive material. The shape of the substrate is not particularly limited, and examples thereof include a shape mainly having a flat surface, such as a film or a substrate.
Examples of insulating materials include glass, synthetic resin, and ceramics.
The conductive material may be a metal, a conductive metal oxide, carbon, or the like.
(フィルム基材)
前記基材としてフィルム基材を用いると、導電性積層体は導電性フィルムとなる。
前記フィルム基材としては、例えば、合成樹脂からなるプラスチックフィルムが挙げられる。前記合成樹脂としては、例えば、エチレン-メチルメタクリレート共重合樹脂、エチレン-酢酸ビニル共重合樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアクリレート、ポリカーボネート、ポリフッ化ビニリデン、ポリアリレート、スチレン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリイミド、セルローストリアセテート、セルロースアセテートプロピオネートなどが挙げられる。
フィルム基材と導電層との密着性を高める観点から、フィルム基材用の合成樹脂はポリエステル樹脂であることが好ましく、なかでも、ポリエチレンテレフタレートが好ましい。
(Film substrate)
When a film substrate is used as the substrate, the conductive laminate becomes a conductive film.
The film substrate may be, for example, a plastic film made of a synthetic resin, such as ethylene-methyl methacrylate copolymer resin, ethylene-vinyl acetate copolymer resin, polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyvinyl chloride, polyvinyl alcohol, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyacrylate, polycarbonate, polyvinylidene fluoride, polyarylate, styrene-based elastomer, polyester-based elastomer, polyethersulfone, polyetherimide, polyetheretherketone, polyphenylene sulfide, polyimide, cellulose triacetate, and cellulose acetate propionate.
From the viewpoint of improving the adhesion between the film substrate and the conductive layer, the synthetic resin for the film substrate is preferably a polyester resin, and among these, polyethylene terephthalate is preferable.
フィルム基材用の合成樹脂は、非晶性でもよいし、結晶性でもよい。
フィルム基材は、未延伸のものでもよいし、延伸されたものでもよい。
フィルム基材には、前記導電層の密着性をさらに向上させるために、コロナ放電処理、プラズマ処理、火炎処理等の表面処理が施されてもよい。
The synthetic resin for the film substrate may be either amorphous or crystalline.
The film substrate may be either unstretched or stretched.
The film substrate may be subjected to a surface treatment such as a corona discharge treatment, a plasma treatment, or a flame treatment in order to further improve the adhesion of the conductive layer.
フィルム基材の平均厚みは、5μm以上500μm以下が好ましく、20μm以上200μm以下がより好ましい。フィルム基材の平均厚みが前記下限値以上であれば、破断しにくくなり、前記上限値以下であれば、フィルムとして充分な可撓性を確保できる。
フィルム基材の平均厚みは、無作為に選択される10箇所について厚さを測定し、その測定値を平均した値である。
The average thickness of the film substrate is preferably 5 μm to 500 μm, more preferably 20 μm to 200 μm. If the average thickness of the film substrate is equal to or more than the lower limit, the film is less likely to break, and if the average thickness is equal to or less than the upper limit, the film can have sufficient flexibility.
The average thickness of the film substrate is determined by measuring the thickness at 10 randomly selected points and averaging the measured values.
(ガラス基材)
ガラス基材としては、例えば、無アルカリガラス基材、ソーダ石灰ガラス基材、ホウケイ酸ガラス基材、石英ガラス基材等が挙げられる。基材にアルカリ成分が含まれると、導電層の導電性が低下する傾向にあるため、前記ガラス基材のなかでも、無アルカリガラスが好ましい。ここで、無アルカリガラスとは、アルカリ成分の含有量がガラス組成物の総質量に対し、0.1質量%以下のガラス組成物のことである。
(Glass substrate)
Examples of the glass substrate include an alkali-free glass substrate, a soda-lime glass substrate, a borosilicate glass substrate, and a quartz glass substrate. If the substrate contains an alkali component, the conductivity of the conductive layer tends to decrease, so among the above glass substrates, an alkali-free glass is preferred. Here, the alkali-free glass refers to a glass composition in which the content of the alkali component is 0.1 mass% or less with respect to the total mass of the glass composition.
ガラス基材の平均厚みとしては、100μm以上3000μm以下が好ましく、100μm以上1000μm以下がより好ましい。ガラス基材の平均厚みが前記下限値以上であれば、破損しにくくなり、前記上限値以下であれば、導電性積層体の薄型化に寄与できる。
ガラス基材の平均厚みは、無作為に選択される10箇所について厚さを測定し、その測定値を平均した値である。
The average thickness of the glass substrate is preferably from 100 μm to 3000 μm, more preferably from 100 μm to 1000 μm. If the average thickness of the glass substrate is equal to or more than the lower limit, the glass substrate is less likely to break, and if the average thickness is equal to or less than the upper limit, the conductive laminate can be made thinner.
The average thickness of the glass substrate is determined by measuring the thickness at 10 randomly selected points and averaging the measured values.
≪導電性積層体の製造方法≫
本発明の第三態様は、基材の少なくとも一部の面に、第一態様の導電性高分子分散液を塗工し、導電層を形成することを含む、導電性積層体の製造方法である。本態様の製造方法により、第二態様の導電性積層体を製造することができる。
<Method for manufacturing conductive laminate>
A third aspect of the present invention is a method for producing a conductive laminate, the method comprising: applying the conductive polymer dispersion of the first aspect to at least a part of a surface of a substrate to form a conductive layer. The conductive laminate of the second aspect can be produced by the production method of this aspect.
導電性高分子分散液を基材の任意の面に塗工(塗布)する方法としては、例えば、グラビアコーター、ロールコーター、カーテンフローコーター、スピンコーター、バーコーター、リバースコーター、キスコーター、ファウンテンコーター、ロッドコーター、エアドクターコーター、ナイフコーター、ブレードコーター、キャストコーター、スクリーンコーター等のコーターを用いた方法、エアスプレー、エアレススプレー、ローターダンプニング等の噴霧器を用いた方法、ディップ等の浸漬方法等を適用することができる。 Methods for applying the conductive polymer dispersion to any surface of a substrate include, for example, methods using a coater such as a gravure coater, roll coater, curtain flow coater, spin coater, bar coater, reverse coater, kiss coater, fountain coater, rod coater, air doctor coater, knife coater, blade coater, cast coater, or screen coater; methods using a sprayer such as an air spray, airless spray, or rotor dampening; and immersion methods such as dipping.
導電性高分子分散液の基材への塗布量は特に制限されないが、均一にムラなく塗工することと、導電性と膜強度を勘案して、固形分として、0.01g/m2以上10.0g/m2以下の範囲であることが好ましい。 The amount of the conductive polymer dispersion applied to the substrate is not particularly limited, but in consideration of uniform and even application and the electrical conductivity and film strength, the amount is preferably in the range of 0.01 g/ m2 or more and 10.0 g/ m2 or less in terms of solid content.
基材上に塗工した導電性高分子分散液からなる塗膜を乾燥させて、分散媒の少なくとも一部を除去し、硬化させることにより、導電層を形成することができる。
塗膜を乾燥する方法としては、加熱乾燥、真空乾燥等が挙げられる。加熱乾燥としては、例えば、熱風加熱や、赤外線加熱などの方法を採用できる。
加熱乾燥を適用する場合、加熱温度は、使用する分散媒に応じて適宜設定されるが、通常は、50℃以上200℃以下の範囲内である。ここで、加熱温度は、乾燥装置の設定温度である。上記加熱温度の範囲における好適な乾燥時間としては、0.5分以上30分以下が好ましく、1分以上15分以下がより好ましい。
The conductive layer can be formed by drying the coating film made of the conductive polymer dispersion applied onto the substrate to remove at least a portion of the dispersion medium and curing the coating film.
Methods for drying the coating film include heat drying, vacuum drying, etc. Examples of heat drying that can be used include hot air heating and infrared heating.
When applying heat drying, the heating temperature is appropriately set depending on the dispersion medium used, but is usually within the range of 50° C. to 200° C. Here, the heating temperature is the set temperature of the drying device. A suitable drying time within the above heating temperature range is preferably 0.5 minutes to 30 minutes, more preferably 1 minute to 15 minutes.
本態様の導電性積層体の製造方法において、延伸処理を経た導電性フィルムを次のように製造することができる。
その製造方法は、前記基材として非晶性フィルム基材を用い、前記非晶性フィルム基材の少なくとも一部の面に前記導電性高分子分散液を塗布して塗工フィルムを得ること(塗工工程)と、前記塗工フィルムを加熱するとともに延伸させて延伸フィルムを得ること(延伸工程)とを有する。さらに、延伸工程で加熱したフィルムを結晶化すること(結晶化工程)を有していてもよい。以下に、塗工工程、延伸工程、結晶化工程を説明する。
In the method for producing the conductive laminate of this embodiment, the conductive film that has been subjected to the stretching treatment can be produced as follows.
The manufacturing method includes using an amorphous film substrate as the substrate, applying the conductive polymer dispersion to at least a part of the surface of the amorphous film substrate to obtain a coated film (coating step), and heating and stretching the coated film to obtain a stretched film (stretching step). The method may further include crystallizing the film heated in the stretching step (crystallization step). The coating step, stretching step, and crystallization step are described below.
[塗工工程]
本工程で使用するフィルム基材は、非晶性であれば特に制限されず、例えば、前述したフィルム基材から任意に選択して使用することができる。
本工程で非晶性フィルム基材に塗料(導電性高分子分散液)を塗工して塗工フィルムを得る方法は特に制限されず、例えば、前述した塗工方法を適用することができる。
[Coating process]
The film substrate used in this step is not particularly limited as long as it is amorphous, and for example, it can be arbitrarily selected from the film substrates described above.
In this step, the method for applying the coating material (conductive polymer dispersion) to the amorphous film substrate to obtain a coated film is not particularly limited, and for example, the above-mentioned coating methods can be applied.
[延伸工程]
延伸工程は、前記塗工フィルムを加熱するとともに延伸させて延伸フィルムを得る工程である。前記塗料に含まれる分散媒は、本工程における加熱で乾燥させてもよいし、本工程に供する前に別途乾燥工程を設けて乾燥させてもよい。
塗工フィルムを加熱して延伸させることにより、塗工面積を小さくしても大面積の導電性フィルムを得ることができ、導電性フィルムの生産性が向上する。
延伸は一軸延伸でもよいし、二軸延伸でもよいが、非晶性フィルム基材として一軸延伸フィルムを用いた場合には、延伸されている方向とは垂直な方向に延伸することが好ましい。例えば、長手方向に沿って延伸された一軸延伸フィルムを非晶性フィルム基材として用いた場合には、幅方向に沿って延伸することが好ましい。
塗工フィルムの延伸倍率は2倍以上20倍以下にすることが好ましく、3倍以上15倍以下にすることがより好ましく、4倍以上10倍以下にすることがさらに好ましい。
[Stretching process]
The stretching step is a step of heating and stretching the coated film to obtain a stretched film. The dispersion medium contained in the coating material may be dried by heating in this step, or may be dried in a separate drying step before being subjected to this step.
By heating and stretching the coated film, a conductive film with a large area can be obtained even if the coated area is small, and the productivity of the conductive film is improved.
The stretching may be uniaxial or biaxial, but when a uniaxially stretched film is used as the amorphous film substrate, it is preferable to stretch in a direction perpendicular to the stretching direction. For example, when a uniaxially stretched film stretched along the longitudinal direction is used as the amorphous film substrate, it is preferable to stretch along the width direction.
The stretching ratio of the coated film is preferably from 2 to 20 times, more preferably from 3 to 15 times, and even more preferably from 4 to 10 times.
加熱法としては、例えば、熱風加熱や、赤外線加熱などの通常の方法を採用できる。
延伸工程における加熱温度は、非晶性フィルム基材の結晶化温度未満にし、50℃以上150℃以下の範囲内であることが好ましい。ここで、加熱温度は、乾燥装置の設定温度である。延伸工程における加熱温度を、非晶性フィルム基材の材料の融点まで高くすると、フィルムが軟化しすぎて延伸が困難になることがある。
As the heating method, for example, a conventional method such as hot air heating or infrared heating can be used.
The heating temperature in the stretching step is preferably lower than the crystallization temperature of the amorphous film substrate, and is within the range of 50° C. to 150° C. Here, the heating temperature is the set temperature of the drying device. If the heating temperature in the stretching step is increased to the melting point of the material of the amorphous film substrate, the film may become too soft and stretching may become difficult.
[結晶化工程]
結晶化工程は、前記延伸フィルムを加熱した後に冷却して非晶性フィルム基材を結晶化させる工程である。
結晶化工程における延伸フィルムの加熱温度は、非晶性フィルム基材の結晶化温度以上であり、200℃以上であることが好ましく、220℃以上であることがより好ましく、240℃以上であることがさらに好ましい。延伸フィルムの加熱温度が前記下限値以上であれば、非晶性フィルム基材を充分に結晶化できる。一方、フィルム基材の溶融を防ぐ観点から、延伸フィルムの加熱温度は300℃以下であることが好ましい。
[Crystallization step]
The crystallization step is a step in which the stretched film is heated and then cooled to crystallize the amorphous film substrate.
The heating temperature of the stretched film in the crystallization step is equal to or higher than the crystallization temperature of the amorphous film substrate, and is preferably equal to or higher than 200° C., more preferably equal to or higher than 220° C., and even more preferably equal to or higher than 240° C. If the heating temperature of the stretched film is equal to or higher than the lower limit, the amorphous film substrate can be sufficiently crystallized. On the other hand, from the viewpoint of preventing the film substrate from melting, the heating temperature of the stretched film is preferably equal to or lower than 300° C.
200℃以上の加熱で結晶化しやすいことから、非晶性フィルム基材は非晶性ポリエチレンテレフタレートフィルムであることが好ましい。
200℃以上に加熱すると、フィルム基材を構成する非晶性ポリエチレンテレフタレートの少なくとも一部が融解し始める。その融解後、ポリエチレンテレフタレートの結晶化温度未満の温度まで冷却した際には、融解した一部の非晶性ポリエチレンテレフタレートが結晶化すると共に固化する。これにより、フィルム基材を結晶性ポリエチレンテレフタレートフィルムにすることができる。結晶性ポリエチレンテレフタレートフィルムからなるフィルム基材は、引張強度等の機械的物性に優れる。
Since it is easily crystallized when heated at 200° C. or higher, the amorphous film substrate is preferably an amorphous polyethylene terephthalate film.
When heated to 200° C. or higher, at least a portion of the amorphous polyethylene terephthalate constituting the film substrate begins to melt. After melting, when cooled to a temperature lower than the crystallization temperature of polyethylene terephthalate, a portion of the molten amorphous polyethylene terephthalate crystallizes and solidifies. This allows the film substrate to become a crystalline polyethylene terephthalate film. The film substrate made of a crystalline polyethylene terephthalate film has excellent mechanical properties such as tensile strength.
加熱後の冷却方法としては特に制限はなく、室温の空気を送風してもよいし、放冷でもよい。非晶性フィルム基材が結晶化しやすいことから、冷却の際の降温速度は遅い方が好ましく、具体的には、200℃/分以下であることが好ましい。
以上の工程により延伸工程と結晶化工程を経た導電性フィルムが得られる。
The cooling method after heating is not particularly limited, and may be either blowing air at room temperature or allowing it to cool. Since the amorphous film substrate is prone to crystallization, it is preferable to cool the substrate at a slow temperature drop rate, specifically, at 200° C./min or less.
Through the above steps, a conductive film is obtained that has been subjected to the stretching step and the crystallization step.
(製造例1)ポリスチレンスルホン酸の製造
1000mlのイオン交換水に206gのスチレンスルホン酸ナトリウムを溶解し、80℃で攪拌しながら、予め10mlの水に溶解した1.14gの過硫酸アンモニウム酸化剤溶液を20分間滴下し、この溶液を12時間攪拌した。
得られたポリスチレンスルホン酸ナトリウム含有溶液に、10質量%に希釈した硫酸を1000ml添加し、得られたポリスチレンスルホン酸含有溶液の約1000mlの溶媒を限外ろ過法により除去した。次いで、残液に2000mlのイオン交換水を加え、限外ろ過法により約2000mlの溶媒を除去して、ポリスチレンスルホン酸を水洗した。この水洗操作を3回繰り返した。
得られた溶液中の水を減圧除去して、無色の固形状のポリスチレンスルホン酸を得た。
(Production Example 1) Production of polystyrene sulfonic acid 206 g of sodium styrene sulfonate was dissolved in 1000 ml of ion-exchanged water, and while stirring at 80° C., 1.14 g of an oxidizing agent solution of ammonium persulfate previously dissolved in 10 ml of water was added dropwise over 20 minutes, and the solution was stirred for 12 hours.
1000ml of sulfuric acid diluted to 10% by mass was added to the obtained sodium polystyrene sulfonate-containing solution, and about 1000ml of the solvent was removed from the obtained polystyrene sulfonic acid-containing solution by ultrafiltration. Next, 2000ml of ion-exchanged water was added to the remaining liquid, and about 2000ml of the solvent was removed by ultrafiltration to wash the polystyrene sulfonic acid with water. This water washing operation was repeated three times.
Water in the resulting solution was removed under reduced pressure to obtain colorless solid polystyrene sulfonic acid.
(製造例2)PEDOT-PSSの合成
0.5gの3,4-エチレンジオキシチオフェンと、1.5gのポリスチレンスルホン酸を15.0gのイオン交換水に溶かした溶液を20℃で混合した。次に、イオン交換水89.5gを添加した。
得られた混合溶液を20℃に保ち、掻き混ぜながら、0.03gの硫酸第二鉄を4.97gのイオン交換水に溶かした溶液と、1.1gの過硫酸アンモニウムを8.9gのイオン交換水に溶かした溶液とをゆっくり添加し、得られた反応液を24時間攪拌して反応させた。
上記反応により、π共役系導電性高分子であるポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)及びポリスチレンスルホン酸を含む導電性複合体(PEDOT-PSS)と、分散媒である水とを含む導電性高分子分散液を得た。
この導電性高分子分散液にデュオライトC255LFH(住化ケムテックス社製、陽イオン交換樹脂)13.2gとデュオライトA368S(住化ケムテックス社製、陰イオン交換樹脂)13.2gを加え、濾過してイオン交換樹脂を除き、前記酸化剤及び前記触媒が除去された導電性高分子分散液を得た。得られた導電性高分子分散液の固形分(不揮発成分)は1.3質量%であった。
(Production Example 2) Synthesis of PEDOT-PSS A solution obtained by dissolving 0.5 g of 3,4-ethylenedioxythiophene and 1.5 g of polystyrene sulfonic acid in 15.0 g of ion-exchanged water was mixed at 20° C. Next, 89.5 g of ion-exchanged water was added.
The resulting mixed solution was kept at 20° C., and while stirring, a solution of 0.03 g of ferric sulfate dissolved in 4.97 g of ion-exchanged water and a solution of 1.1 g of ammonium persulfate dissolved in 8.9 g of ion-exchanged water were slowly added, and the resulting reaction solution was stirred for 24 hours to cause a reaction.
By the above reaction, a conductive polymer dispersion liquid containing a conductive complex (PEDOT-PSS) containing poly(3,4-ethylenedioxythiophene) and polystyrenesulfonic acid, which are π-conjugated conductive polymers, and water, which is a dispersion medium, was obtained.
To this conductive polymer dispersion, 13.2 g of Duolite C255LFH (a cation exchange resin manufactured by Sumika Chemtex Co., Ltd.) and 13.2 g of Duolite A368S (anion exchange resin manufactured by Sumika Chemtex Co., Ltd.) were added, and the ion exchange resin was removed by filtration to obtain a conductive polymer dispersion from which the oxidizing agent and the catalyst had been removed. The solid content (non-volatile components) of the obtained conductive polymer dispersion was 1.3 mass%.
[実施例1]
製造例2で得たPEDOT-PSS水分散液30gに、水59.7gと、PVA-217(ポリビニルアルコール、株式会社クラレ製、10質量%水溶液、けん化度87%以上89%以下、重合度1700)10gと、2-ブチン-1,4-ジオール0.3gを混合して、導電性高分子分散液を得た。
得られた導電性高分子分散液を、No.8のバーコーターを用いて、非結晶性ポリエチレンテレフタレートフィルム上に塗工し、塗工フィルムを得た。得られた塗工フィルムを、二軸延伸装置(株式会社井元製作所製、11A9)を用いて、100℃で4倍に延伸して延伸フィルムを得た。前記延伸フィルムを240℃で30秒間加熱した後、降温速度が100℃/分以下になるようにゆっくりと冷却した。これにより、非結晶性ポリエチレンテレフタレートフィルムを結晶化して、結晶性ポリエチレンテレフタレートフィルムの表面に導電層を有する導電性フィルムを得た。
得られた導電性フィルムの表面抵抗値を測定した後、不織布に100g/cm2の荷重をかけて10往復擦る耐擦過性試験を行い、その外観を観察した。結果を表1に示す。
[Example 1]
30 g of the PEDOT-PSS aqueous dispersion obtained in Production Example 2 was mixed with 59.7 g of water, 10 g of PVA-217 (polyvinyl alcohol, manufactured by Kuraray Co., Ltd., 10 mass% aqueous solution, saponification degree 87% to 89%, polymerization degree 1700), and 0.3 g of 2-butyne-1,4-diol to obtain a conductive polymer dispersion.
The obtained conductive polymer dispersion was applied onto an amorphous polyethylene terephthalate film using a No. 8 bar coater to obtain a coated film. The obtained coated film was stretched 4 times at 100°C using a biaxial stretching device (Imoto Manufacturing Co., Ltd., 11A9) to obtain a stretched film. The stretched film was heated at 240°C for 30 seconds, and then slowly cooled so that the temperature drop rate was 100°C/min or less. This crystallized the amorphous polyethylene terephthalate film to obtain a conductive film having a conductive layer on the surface of the crystalline polyethylene terephthalate film.
The surface resistance of the obtained conductive film was measured, and then an abrasion resistance test was performed in which the nonwoven fabric was rubbed back and forth 10 times under a load of 100 g/ cm2 , and the appearance was observed. The results are shown in Table 1.
[実施例2]
実施例1において、2-ブチン-1,4-ジオールの混合量を0.45gに変更し、水の混合量を59.55gに変更したこと以外は、実施例1と同様にして導電性フィルムを得て、その測定を行った。結果を表1に示す。
[Example 2]
A conductive film was obtained and measured in the same manner as in Example 1, except that the amount of 2-butyne-1,4-diol mixed was changed to 0.45 g and the amount of water mixed was changed to 59.55 g in Example 1. The results are shown in Table 1.
[実施例3]
実施例1において、2-ブチン-1,4-ジオールの混合量を0.15gに変更し、水の混合量を59.85gに変更したこと以外は、実施例1と同様にして導電性フィルムを得て、その測定を行った。結果を表1に示す。
[Example 3]
A conductive film was obtained and measured in the same manner as in Example 1, except that the amount of 2-butyne-1,4-diol mixed was changed to 0.15 g and the amount of water mixed was changed to 59.85 g in Example 1. The results are shown in Table 1.
[実施例4]
実施例1において、PVA-217の混合量を15gに変更し、水の混合量を54.7gに変更したこと以外は、実施例1と同様にして導電性フィルムを得て、その測定を行った。結果を表1に示す。
[Example 4]
A conductive film was obtained and measured in the same manner as in Example 1, except that the amount of PVA-217 mixed was changed to 15 g and the amount of water mixed was changed to 54.7 g in Example 1. The results are shown in Table 1.
[実施例5]
実施例1において、PVA-217の混合量を7.5gに変更し、水の混合量を62.2gに変更したこと以外は、実施例1と同様にして導電性フィルムを得て、その測定を行った。結果を表1に示す。
[Example 5]
A conductive film was obtained and measured in the same manner as in Example 1, except that the amount of PVA-217 mixed was changed to 7.5 g and the amount of water mixed was changed to 62.2 g in Example 1. The results are shown in Table 1.
[実施例6]
実施例1において、2-ブチン-1,4-ジオール0.3gを、シス-2-ブテン-1,4-ジオール0.3gに変更したこと以外は、実施例1と同様にして導電性フィルムを得て、その測定を行った。結果を表1に示す。
[Example 6]
A conductive film was obtained and measured in the same manner as in Example 1, except that 0.3 g of 2-butyne-1,4-diol was changed to 0.3 g of cis-2-butene-1,4-diol in Example 1. The results are shown in Table 1.
[実施例7]
実施例1において、2-ブチン-1,4-ジオール0.3gを、トランス-2-ブテン-1,4-ジオール0.3gに変更したこと以外は、実施例1と同様にして導電性フィルムを得て、その測定を行った。結果を表1に示す。
[Example 7]
A conductive film was obtained and measured in the same manner as in Example 1, except that 0.3 g of 2-butyne-1,4-diol was changed to 0.3 g of trans-2-butene-1,4-diol in Example 1. The results are shown in Table 1.
[実施例8]
実施例1において、2-ブチン-1,4-ジオール0.3gを、2,4-ヘキサジイン-1,6-ジオール0.3gに変更したこと以外は、実施例1と同様にして導電性フィルムを得て、その測定を行った。結果を表1に示す。
[Example 8]
A conductive film was obtained and measured in the same manner as in Example 1, except that 0.3 g of 2-butyne-1,4-diol was changed to 0.3 g of 2,4-hexadiyne-1,6-diol in Example 1. The results are shown in Table 1.
[実施例9]
実施例1において、PVA-217の10gを、PVA-210(ポリビニルアルコール、株式会社クラレ製、10質量%水溶液、けん化度87%以上89%以下、重合度1000)の10gに変更したこと以外は、実施例1と同様にして導電性フィルムを得て、その測定を行った。結果を表1に示す。
[Example 9]
A conductive film was obtained and measured in the same manner as in Example 1, except that 10 g of PVA-217 in Example 1 was changed to 10 g of PVA-210 (polyvinyl alcohol, manufactured by Kuraray Co., Ltd., 10% by mass aqueous solution, saponification degree 87% to 89%, polymerization degree 1000). The results are shown in Table 1.
[実施例10]
実施例1において、PVA-217の10gを、PVA-224(ポリビニルアルコール、株式会社クラレ製、10質量%水溶液、けん化度87%以上89%以下、重合度2400)の10gに変更したこと以外は、実施例1と同様にして導電性フィルムを得て、その測定を行った。結果を表1に示す。
[Example 10]
A conductive film was obtained and measured in the same manner as in Example 1, except that 10 g of PVA-224 (polyvinyl alcohol, manufactured by Kuraray Co., Ltd., 10% by mass aqueous solution, saponification degree 87% to 89%, polymerization degree 2400) was used instead of 10 g of PVA-217. The results are shown in Table 1.
[実施例11]
実施例1において、さらにチオジプロピオン酸0.3gを添加し、水の量を59.4gに変更したこと以外は、実施例1と同様にして導電性フィルムを得て、その測定を行った。結果を表1に示す。
[Example 11]
A conductive film was obtained and measured in the same manner as in Example 1, except that 0.3 g of thiodipropionic acid was further added and the amount of water was changed to 59.4 g. The results are shown in Table 1.
[実施例12]
実施例1において、さらにイソシアヌル酸トリス(2-カルボキシエチル)0.3gを添加し、水の量を59.4gに変更したこと以外は、実施例1と同様にして導電性フィルムを得て、その測定を行った。結果を表1に示す。
[Example 12]
A conductive film was obtained and measured in the same manner as in Example 1, except that 0.3 g of tris(2-carboxyethyl) isocyanurate was further added and the amount of water was changed to 59.4 g. The results are shown in Table 1.
[比較例1]
実施例1において、2-ブチン-1,4-ジオールを添加せず、水の量を60gに変更したこと以外は、実施例1と同様にして導電性フィルムを得て、その測定を行った。結果を表1に示す。
[Comparative Example 1]
A conductive film was obtained and measured in the same manner as in Example 1, except that 2-butyne-1,4-diol was not added and the amount of water was changed to 60 g. The results are shown in Table 1.
[比較例2]
実施例1において、PVA-217を添加せず、水の量を69.7gに変更したこと以外は、実施例1と同様にして導電性フィルムを得て、その測定を行った。結果を表1に示す。
[Comparative Example 2]
A conductive film was obtained and measured in the same manner as in Example 1, except that PVA-217 was not added and the amount of water was changed to 69.7 g. The results are shown in Table 1.
[比較例3]
実施例1において、2-ブチン-1,4-ジオール0.3gを、エチレングリコール0.3gに変更したこと以外は、実施例1と同様にして導電性フィルムを得て、その測定を行った。結果を表1に示す。
[Comparative Example 3]
A conductive film was obtained and measured in the same manner as in Example 1, except that 0.3 g of 2-butyne-1,4-diol was changed to 0.3 g of ethylene glycol. The results are shown in Table 1.
[比較例4]
実施例1において、2-ブチン-1,4-ジオール0.3gを、1,4-ブタンジオール0.3gに変更したこと以外は、実施例1と同様にして導電性フィルムを得て、その測定を行った。結果を表1に示す。
[Comparative Example 4]
A conductive film was obtained and measured in the same manner as in Example 1, except that 0.3 g of 2-butyne-1,4-diol was changed to 0.3 g of 1,4-butanediol. The results are shown in Table 1.
(表面抵抗値)
抵抗率計(日東精工アナリテック社製、ロレスタ)を用い、印加電圧10Vの条件で、導電層の表面抵抗値(単位:Ω/□)を測定した。その結果を表1に示す。
表中、「2.0E+06」は、「2.0×106」を表し、その他も同様である。
(Surface resistance value)
The surface resistance value (unit: Ω/□) of the conductive layer was measured using a resistivity meter (Loresta, manufactured by Nitto Seiko Analytech Co., Ltd.) at an applied voltage of 10 V. The results are shown in Table 1.
In the table, "2.0E+06" represents "2.0×10 6 ", and the same applies to the others.
不飽和脂肪族アルコール化合物を含む実施例の導電性フィルムは、不飽和脂肪族アルコール化合物を含まない比較例1~4と比べて導電性に優れており、さらに耐擦過性にも優れていた。不飽和脂肪族アルコール化合物に加えて、さらに多価カルボン酸化合物を含む実施例11,12の耐擦過性はより一層優れていた。なお、実施例8は参考例である。
一方、PVAを含まない比較例2の導電性フィルムは延伸処理において導電層に微細な割れが発生し、導電性を失っていた。不飽和脂肪族アルコール化合物を加えず、不飽和結合を有しないジオール化合物を加えた比較例3~4の導電性フィルムの導電性は劣り、耐擦過性も劣っていた。
以上から、本発明に係る導電性フィルムは導電性及び耐擦過性に優れることが明らかである。
The conductive films of the Examples containing an unsaturated aliphatic alcohol compound were superior in conductivity and abrasion resistance to those of Comparative Examples 1 to 4 not containing an unsaturated aliphatic alcohol compound. The abrasion resistance of Examples 11 and 12, which further contained a polyvalent carboxylic acid compound in addition to the unsaturated aliphatic alcohol compound, was even more excellent. Example 8 is a reference example.
On the other hand, the conductive film of Comparative Example 2, which did not contain PVA, had fine cracks in the conductive layer during stretching, and lost conductivity. The conductive films of Comparative Examples 3 and 4, which did not contain an unsaturated aliphatic alcohol compound but contained a diol compound having no unsaturated bond, had poor conductivity and poor abrasion resistance.
From the above, it is clear that the conductive film according to the present invention has excellent conductivity and abrasion resistance.
Claims (8)
前記塗工フィルムを加熱するとともに延伸させて延伸フィルムを得ることとを有する、請求項6に記載の導電性積層体の製造方法。 the substrate is an amorphous film substrate, and the conductive polymer dispersion is applied to at least a portion of the surface of the amorphous film substrate to obtain a coated film;
The method for producing a conductive laminate according to claim 6 , further comprising: heating and stretching the coated film to obtain a stretched film.
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014040550A (en) | 2012-08-23 | 2014-03-06 | Shin Etsu Polymer Co Ltd | Conductive composition and film having coating film |
| JP2015199802A (en) | 2014-04-07 | 2015-11-12 | 十条ケミカル株式会社 | Conductive resin composition and planar heating element |
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| JP2020142013A (en) | 2019-03-08 | 2020-09-10 | 日東電工株式会社 | Electrode sheet manufacturing method |
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| JP2014040550A (en) | 2012-08-23 | 2014-03-06 | Shin Etsu Polymer Co Ltd | Conductive composition and film having coating film |
| JP2015199802A (en) | 2014-04-07 | 2015-11-12 | 十条ケミカル株式会社 | Conductive resin composition and planar heating element |
| JP2019131778A (en) | 2017-07-20 | 2019-08-08 | 東ソー株式会社 | Conductive polymer aqueous solution, and conductive polymer film |
| US20200263050A1 (en) | 2017-09-26 | 2020-08-20 | Industry-University Cooperation Foundation Hanyang University | Conductive ink comprising diacetylene diol monomer and conductive polymer, and method for producing micro pattern using the same |
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