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JP7624906B2 - Conductive composite particles, method for producing the same, and electrode - Google Patents
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JP7624906B2 - Conductive composite particles, method for producing the same, and electrode - Google Patents

Conductive composite particles, method for producing the same, and electrode Download PDF

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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複合体粒子及びその製造方法、並びに電極に関する。 The present invention relates to conductive composite particles containing a π-conjugated conductive polymer, a method for producing the same, and an electrode.

従来、樹脂成形品の原料組成物に充填剤(フィラー)が添加されることがある。特許文献1には、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が基材粒子の表面に被覆されてなる導電性粒子を、原料組成物に添加する技術が開示されている。 Conventionally, a filler may be added to the raw material composition of a resin molded product. Patent Document 1 discloses a technique for adding conductive particles, in which a conductive complex containing a π-conjugated conductive polymer and a polyanion is coated on the surface of a base particle, to the raw material composition.

特開2021-093377号公報JP 2021-093377 A

特許文献1の技術では基材粒子を必須成分とするので、基材粒子の粒子径よりも小さい導電性粒子を得ることは困難である。充填剤の用途では基材粒子は有用であるが、例えば、導電率の高い電極を形成する場合には粒子径が小さい導電性粒子の方が有利である。 In the technology of Patent Document 1, since the base particles are an essential component, it is difficult to obtain conductive particles smaller in particle size than the base particles. The base particles are useful in filler applications, but for example, when forming electrodes with high conductivity, conductive particles with a smaller particle size are more advantageous.

本発明は、基材粒子を必要としない導電性複合体粒子及びその製造方法、並びにその導電性複合体粒子によって形成した電極を提供する。 The present invention provides conductive composite particles that do not require substrate particles, a method for producing the same, and an electrode formed from the conductive composite particles.

[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を含有する導電性複合体粒子であり、前記ポリアニオンの一部のアニオン基は、第四級アンモニウム化合物との反応によって修飾されている、導電性複合体粒子。
[2] 前記第四級アンモニウム化合物の窒素原子に結合する1価の有機基の炭素数が5以上である、[1]に記載の導電性複合体粒子。
[3] 前記有機基が炭化水素基である、[2]に記載の導電性複合体粒子。
[4] 前記第四級アンモニウム化合物が有する全炭素数が40以下である、[1]~[3]の何れか一項に記載の導電性複合体粒子。
[5] 前記第四級アンモニウム化合物が、テトラブチルアンモニウム、テトラオクチルアンモニウム、及びテトラデシルアンモニウムから任意に選択される少なくとも1種を含む、[1]~[4]の何れか一項に記載の導電性複合体粒子。
[6] 平均粒子径が500μm以下である、[1]~[5]の何れか一項に記載の導電性複合体粒子。
[7] 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)を含むか、又は、前記ポリアニオンがポリスチレンスルホン酸を含む、[1]~[6]の何れか一項に記載の導電性複合体粒子。
[8] [1]~[7]の何れか一項に記載の導電性複合体粒子を含む、電極。
[9] 第四級アンモニウム化合物と有機溶剤を含む反応液に、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、水とを含む導電性高分子水系分散液を加えることにより、前記第四級アンモニウム化合物と前記導電性複合体が有する前記ポリアニオンのアニオン基の一部とを反応させ、反応生成物を析出させる工程と、前記反応生成物を洗浄液で洗浄する工程と、洗浄した前記反応生成物を乾燥する工程と、乾燥した前記反応生成物を粉砕することにより、導電性複合体粒子を得る工程と、を含む、導電性複合体粒子の製造方法。
[10] 前記第四級アンモニウム化合物が第四級アンモニウムハライドを含む、[9]に記載の導電性複合体粒子の製造方法。
[1] Conductive composite particles containing a conductive complex including a π-conjugated conductive polymer and a polyanion, wherein a part of an anion group of the polyanion is modified by a reaction with a quaternary ammonium compound.
[2] The conductive composite particle according to [1], wherein the monovalent organic group bonded to the nitrogen atom of the quaternary ammonium compound has 5 or more carbon atoms.
[3] The conductive composite particle according to [2], wherein the organic group is a hydrocarbon group.
[4] The conductive composite particle according to any one of [1] to [3], wherein the total number of carbon atoms in the quaternary ammonium compound is 40 or less.
[5] The conductive composite particle according to any one of [1] to [4], wherein the quaternary ammonium compound includes at least one selected from tetrabutylammonium, tetraoctylammonium, and tetradecylammonium.
[6] The conductive composite particle according to any one of [1] to [5], having an average particle size of 500 μm or less.
[7] The conductive composite particle according to any one of [1] to [6], wherein the π-conjugated conductive polymer contains poly(3,4-ethylenedioxythiophene) or the polyanion contains polystyrenesulfonic acid.
[8] An electrode comprising the conductive composite particle according to any one of [1] to [7].
[9] A method for producing conductive composite particles, comprising: a step of adding a conductive polymer aqueous dispersion containing a conductive complex containing a π-conjugated conductive polymer and a polyanion, and water to a reaction solution containing a quaternary ammonium compound and an organic solvent, thereby reacting the quaternary ammonium compound with a part of the anion groups of the polyanion in the conductive complex, and precipitating a reaction product; a step of washing the reaction product with a washing liquid; a step of drying the washed reaction product; and a step of pulverizing the dried reaction product to obtain conductive composite particles.
[10] The method for producing conductive composite particles according to [9], wherein the quaternary ammonium compound contains a quaternary ammonium halide.

本発明の導電性複合体粒子にあっては、基材粒子を必要としないので、粉砕することにより所望の粒子径とすることができる。
本発明の電極にあっては、含有する導電性複合体粒子の粒子径を調整することにより、電極の導電率を調整することができる。
本発明の導電性複合体粒子の製造方法によれば、上記の優れた導電性複合体粒子を容易に製造することができる。
The conductive composite particles of the present invention do not require a base particle, and can be milled to a desired particle size.
In the electrode of the present invention, the electrical conductivity of the electrode can be adjusted by adjusting the particle size of the conductive composite particles contained therein.
According to the method for producing the conductive composite particles of the present invention, the above-mentioned excellent conductive composite particles 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.

≪導電性複合体粒子≫
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を含有する導電性複合体粒子である。前記ポリアニオンの一部のアニオン基は、第四級アンモニウム化合物との反応によって修飾されている。
本態様の導電性複合体粒子は粒子の集合体(粉体)である。
≪Conductive composite particles≫
A first aspect of the present invention is a conductive composite particle containing a conductive composite including a π-conjugated conductive polymer and a polyanion. A part of an anion group of the polyanion is bonded to a quaternary ammonium compound. It has been modified by the reaction
The conductive composite particles of this embodiment are an aggregate of particles (powder).

本態様の導電性複合体粒子の平均粒子径は、単位体積中の粒子数(密度)を増加させ、粒子同士の接触面積を増加させることにより、導電率を向上させる観点から、500μm以下が好ましく、300μm以下がより好ましく、150μm以下がさらに好ましい。
上記平均粒子径は、レーザー回折式粒度分布計により測定した粒度分布の累積度数が、体積百分率で50%となる粒子径とした。
The average particle size of the conductive composite particles of this embodiment is preferably 500 μm or less, more preferably 300 μm or less, and even more preferably 150 μm or less, from the viewpoint of increasing the number of particles in a unit volume (density) and increasing the contact area between particles to thereby improve the electrical conductivity.
The average particle size was determined as a particle size at which the cumulative frequency of the particle size distribution measured by a laser diffraction particle size distribution analyzer was 50% in terms of volume percentage.

本態様の導電性複合体粒子の導電率(単位:S/cm)は、1.0以上が好ましく、3.0以上がより好ましく、5.0以上がさらに好ましい。
電気伝導度が高いほど、導電性複合体粒子の導電性が高まるので好ましい。
電気伝導度の上限値は特に制限されず、例えば100以下が目安として挙げられる。
本態様の導電性複合体粒子の導電率は、導電性複合体粒子を押し固めて得た成形体を試料として測定することができる。
The electrical conductivity (unit: S/cm) of the conductive composite particles of this embodiment is preferably 1.0 or more, more preferably 3.0 or more, and even more preferably 5.0 or more.
A higher electrical conductivity is preferable since it increases the electrical conductivity of the conductive composite particles.
The upper limit of the electrical conductivity is not particularly limited, and may be, for example, 100 or less as a guideline.
The electrical conductivity of the conductive composite particles of this embodiment can be measured using a molded product obtained by compressing the conductive composite particles as a sample.

本態様の導電性複合体粒子は、水を含んでもよいが、水の含有量は少ない程好ましい。
導電性複合体粒子の総質量に対する水の含有量は、例えば、20質量%以下が好ましく、10質量%以下がより好ましく、5質量%以下がさらに好ましい。水の含有量は、実質的に0質量%であることが最も好ましい。
上記範囲の上限値以下であると、非水系の材料、例えばバインダ成分と混合する場合に、導電性複合体粒子の凝集を抑制することができる。
前記導電性複合体粒子に含まれる水の含有量は、カールフィッシャー法により測定された値である。
The conductive composite particles of this embodiment may contain water, but the smaller the water content, the more preferable.
The water content relative to the total mass of the conductive composite particles is, for example, preferably 20% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, and even more preferably 5% by mass or less. The water content is most preferably substantially 0% by mass.
When the content is equal to or less than the upper limit of the above range, aggregation of the conductive composite particles can be suppressed when mixed with a non-aqueous material, for example, a binder component.
The water content in the conductive composite particles is a value measured by the Karl Fischer method.

[導電性複合体]
本態様の導電性複合体粒子を形成する導電性複合体は、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、この余剰のアニオン基が修飾されていない導電性複合体は水分散性を有する。
[Conductive composite]
The conductive complex forming the conductive composite particle 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 in which the excess anionic groups are not modified 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 polymers)
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100万以下が好ましく、10万以上50万以下がより好ましい。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.

ポリアニオンが有する全てのアニオン基の個数を100モル%としたとき、余剰のアニオン基は、30モル%以上90モル%以下が好ましく、45モル%以上75モル%以下がより好ましい。 When the number of all anionic groups in the polyanion is taken as 100 mol%, the excess anionic groups are preferably 30 mol% or more and 90 mol% or less, and more preferably 45 mol% or more and 75 mol% or less.

本発明のポリアニオンが有するドープに関与しない余剰のアニオン基(以下、「一部のアニオン基」ともいう)は、第四級アンモニウム化合物との反応によって修飾されている。 The excess anion groups of the polyanion of the present invention that are not involved in the dope (hereinafter also referred to as "some anion groups") are modified by reaction with a quaternary ammonium compound.

後述する方法により本態様の導電性複合体粒子を製造することが容易であることから、第四級アンモニウム化合物は、窒素原子に結合する4つの1価の有機基を有することが好ましい。各有機基の炭素数は3以上が好ましく、5以上がより好ましく、7以上がさらに好ましい。各有機基の炭素数の上限値は特に制限されず、反応液における溶解性や反応性を考慮して、30以下が好ましく、20以下がより好ましく、10以下がさらに好ましい。
また、第四級アンモニウム化合物が有する各有機基の合計の炭素数は、8~48が好ましく、12~44がより好ましく、16~40がさらに好ましい。
各有機基の炭素数の数は互いに同じでもよいし、異なっていてもよい。
Since the conductive composite particles of this embodiment can be easily produced by the method described below, the quaternary ammonium compound preferably has four monovalent organic groups bonded to a nitrogen atom. The number of carbon atoms in each organic group is preferably 3 or more, more preferably 5 or more, and even more preferably 7 or more. The upper limit of the number of carbon atoms in each organic group is not particularly limited, and taking into consideration the solubility and reactivity in the reaction solution, it is preferably 30 or less, more preferably 20 or less, and even more preferably 10 or less.
The total number of carbon atoms in the organic groups contained in the quaternary ammonium compound is preferably 8 to 48, more preferably 12 to 44, and even more preferably 16 to 40.
The number of carbon atoms in each organic group may be the same or different.

本態様の導電性複合体粒子の導電率を高める観点から、各有機基の炭素数は4~10が特に好ましく、5~8が最も好ましい。 From the viewpoint of increasing the electrical conductivity of the conductive composite particles of this embodiment, the number of carbon atoms in each organic group is particularly preferably 4 to 10, and most preferably 5 to 8.

本発明のポリアニオンは、第四級アンモニウム化合物と一部のアニオン基との反応によって形成された下記の置換基(C)を有することが好ましい。 The polyanion of the present invention preferably has the following substituent (C) formed by the reaction of a quaternary ammonium compound with a portion of the anion group:

(置換基C)
-N11121314 ・・・(C)
[式(C)中、R11~R14はそれぞれ独立に、置換基を有してもよい炭化水素基である。]
(Substituent C)
-N + R 11 R 12 R 13 R 14 ...(C)
[In formula (C), R 11 to R 14 each independently represent a hydrocarbon group which may have a substituent.]

置換基(C)において、左端の結合手は、アニオン基の負電荷と、第四級アンモニウムカチオンの正電荷とが結合していることを表す。負に荷電し得るアニオン基として、例えば「-SO 」のように、酸素原子に活性なプロトンが結合したアニオン基が挙げられる。 In the substituent (C), the bond at the left end represents a bond between the negative charge of the anionic group and the positive charge of the quaternary ammonium cation. An example of an anionic group that can be negatively charged is an anionic group in which an active proton is bonded to an oxygen atom, such as "-SO 3 - ".

化学式(C)におけるR11~R14は置換基を有していてもよい炭化水素基である。化学式(C)におけるR11~R14は第四級アンモニウム化合物に由来する置換基である。
化学式(C)における炭化水素基としては、例えば、置換基を有していてもよい炭素数1~20の脂肪族炭化水素基、置換基を有していてもよい炭素数6~20の芳香族炭化水素基が挙げられる。
脂肪族炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基などが挙げられる。
脂肪族炭化水素基の置換基としては、フェニル基、水酸基等が挙げられる。
芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ナフチル基等が挙げられる。
芳香族炭化水素基の置換基としては、炭素数1~5のアルキル基、水酸基等が挙げられる。
In the chemical formula (C), R 11 to R 14 are a hydrocarbon group which may have a substituent. In the chemical formula (C), R 11 to R 14 are substituents derived from a quaternary ammonium compound.
Examples of the hydrocarbon group in chemical formula (C) include an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent, and an aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms which may have a substituent.
Examples of the aliphatic hydrocarbon group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, and an octyl group.
Examples of the substituent on the aliphatic hydrocarbon group include a phenyl group and a hydroxyl group.
Examples of the aromatic hydrocarbon group include a phenyl group and a naphthyl group.
Examples of the substituent on the aromatic hydrocarbon group include an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms and a hydroxyl group.

第四級アンモニウム化合物は非水溶性であることが好ましい。ここで、非水溶性であるとは、20℃の水100gに対する溶解性が1g未満であることをいう。
非水溶性第四級アンモニウム化合物は、後述する反応液においてポリアニオンに対する反応性が高いので、目的の置換基(C)を容易に形成することができる。
The quaternary ammonium compound is preferably water-insoluble, where water-insoluble means that the solubility in 100 g of water at 20° C. is less than 1 g.
The water-insoluble quaternary ammonium compound has high reactivity with polyanions in the reaction liquid described below, and therefore can easily form the desired substituent (C).

第四級アンモニウム化合物はテトラアルキルアンモニウムハライドであることが好ましい。ポリアニオンに対する反応性が高く、反応生成物が水系分散媒に溶解し難くなり容易に析出するからである。カウンターアニオンのハロゲンイオンとしては、臭素イオン、塩素イオンが好ましく、導電率を高める観点から塩素イオンがより好ましい。 The quaternary ammonium compound is preferably a tetraalkylammonium halide. This is because it has high reactivity with polyanions, and the reaction product is less soluble in the aqueous dispersion medium and easily precipitates. As the halogen ion of the counter anion, a bromide ion or a chloride ion is preferable, and a chloride ion is more preferable from the viewpoint of increasing the electrical conductivity.

第四級アンモニウム化合物の具体例としては、テトラエチルアンモニウム塩、テトラプロピルアンモニウム塩、テトラブチルアンモニウム塩、テトラオクチルアンモニウム塩、テトラデシルアンモニウム塩、テトラフェニルアンモニウム塩、テトラベンジルアンモニウム塩、テトラナフチルアンモニウム塩等の第四級アンモニウム塩が挙げられる。これらの第四級アンモニウム化合物を構成するアルキル基は直鎖状であってもよいし、分岐鎖状であってもよい。
アンモニウムカチオンのカウンターアニオンとしては、例えば、臭素イオン、塩素イオン等のハロゲンイオンやヒドロキシイオンが挙げられる。
Specific examples of the quaternary ammonium compound include quaternary ammonium salts such as tetraethylammonium salt, tetrapropylammonium salt, tetrabutylammonium salt, tetraoctylammonium salt, tetradecylammonium salt, tetraphenylammonium salt, tetrabenzylammonium salt, tetranaphthylammonium salt, etc. The alkyl groups constituting these quaternary ammonium compounds may be linear or branched.
Examples of the counter anion of the ammonium cation include halogen ions such as bromide ion and chloride ion, and hydroxy ion.

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、ドープに関与しないアニオン基の量が適度に抑えられ、アニオン基に第四級アンモニウム化合物を反応させる際に疎水性に容易に変換できる。 The content of polyanion in the conductive complex is preferably 1 part by mass or more and 1000 parts by mass or less, more preferably 10 parts by mass or more and 700 parts by mass or less, and even more preferably 100 parts by mass or more and 500 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the π-conjugated conductive polymer. If the content of polyanion is equal to or more 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 polyanion is equal to or less than the upper limit, the amount of anion groups not involved in doping is appropriately suppressed, and the anion groups can be easily converted to hydrophobicity when reacting with a quaternary ammonium compound.

≪導電性粒子組成物≫
本発明の第二態様は、第一態様の導電性複合体粒子と、その他の成分と、を含む導電性粒子組成物(以下、単に組成物ということがある)である。その他の成分として、例えば、バインダ成分、導電助剤、添加剤、分散媒等が挙げられる。
<<Conductive particle composition>>
A second aspect of the present invention is a conductive particle composition (hereinafter, sometimes simply referred to as a composition) containing the conductive composite particles of the first aspect and other components. The other components include: For example, binder components, conductive assistants, additives, dispersion media, etc. may be mentioned.

[バインダ成分]
バインダ成分は、前記π共役系導電性高分子及び前記ポリアニオン以外の樹脂又はその前駆体である。前駆体は硬化性のモノマー又はオリゴマーである。樹脂はそのままバインダ樹脂となり、硬化性のモノマー又はオリゴマーは硬化により形成した樹脂がバインダ樹脂となる。
本態様の組成物に含まれるバインダ成分は1種類でもよいし、2種類以上でもよい。
[Binder components]
The binder component is a resin other than the π-conjugated conductive polymer and the polyanion, or a precursor thereof. The precursor is a curable monomer or oligomer. The resin becomes the binder resin as it is, and the resin formed by curing the curable monomer or oligomer becomes the binder resin.
The binder component contained in the composition of this embodiment may be one type or two or more types.

前記樹脂としては、例えば、公知のリチウムイオン二次電池の電極活物質に添加されるバインダ樹脂が挙げられる。具体的には、例えば、含フッ素樹脂、ポリオレフィン、共役ジエン系重合体、アクリル系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、セルロース系樹脂、ラテックス類、その他の樹脂が挙げられる。 The resin may be, for example, a binder resin that is added to the electrode active material of a known lithium ion secondary battery. Specific examples include fluorine-containing resins, polyolefins, conjugated diene polymers, acrylic resins, polyvinyl alcohol resins, cellulose resins, latexes, and other resins.

含フッ素樹脂としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、フッ化ビニリデン-ヘキサフルオロプロピレン-テトラフルオロエチレン共重合体、エチレン-テトラフルオロエチレン共重合体等が挙げられる。
ポリオレフィンとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンプロピレンラバー、及びこれらの変性体等が挙げられる。
共役ジエン系重合体としては、例えば、スチレン-ブタジエン共重合体、及びその水素化物、アクリロニトリル-ブタジエン共重合体、及びその水素化物、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体、及びその水素化物等が挙げられる。
アクリル系樹脂としては、例えば、メタクリル酸エステル-アクリル酸エステル共重合体、スチレン-アクリル酸エステル共重合体、及びアクリロニトリル-アクリル酸エステル共重合体等が挙げられる。
ポリビニルアルコール系樹脂としては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル等が挙げられる。
セルロース系樹脂としては、例えば、エチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、及びカルボキシメチルセルロース等が挙げられる。
ラテックス類としては、例えば、スチレン・ブタジエン系ラテックス、アクリル系ラテックス、アクリロニトリル・ブタジエン系ラテックス、フッ素系ラテックス、シリコン系ラテックス等が挙げられる。
Examples of the fluorine-containing resin include polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene-tetrafluoroethylene copolymer, and ethylene-tetrafluoroethylene copolymer.
Examples of polyolefins include polyethylene, polypropylene, ethylene propylene rubber, and modified products thereof.
Examples of the conjugated diene polymer include styrene-butadiene copolymers and hydrogenated products thereof, acrylonitrile-butadiene copolymers and hydrogenated products thereof, and acrylonitrile-butadiene-styrene copolymers and hydrogenated products thereof.
Examples of the acrylic resin include methacrylate-acrylate copolymers, styrene-acrylate copolymers, and acrylonitrile-acrylate copolymers.
Examples of polyvinyl alcohol-based resins include polyvinyl alcohol and polyvinyl acetate.
Examples of the cellulose-based resin include ethyl cellulose, methyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, and carboxymethyl cellulose.
Examples of the latexes include styrene-butadiene latexes, acrylic latexes, acrylonitrile-butadiene latexes, fluorine-based latexes, and silicone-based latexes.

本態様の組成物におけるバインダ成分の含有割合は、例えば、導電性複合体粒子100質量部に対して、10質量部以上10000質量部以下が挙げられる。 The content ratio of the binder component in the composition of this embodiment is, for example, 10 parts by mass or more and 10,000 parts by mass or less per 100 parts by mass of the conductive composite particles.

[導電助剤]
導電助剤としては、例えば、公知のリチウムイオン二次電池の電極活物質に添加される導電助剤が挙げられる。具体的には、例えば、炭素材料、金属粒子等が挙げられる。
炭素材料としては、カーボンブラック、黒鉛、気相成長炭素繊維、カーボンナノファイバー、カーボンナノチューブ等が例示できる。
金属粒子としては、銀粒子、銅粒子、金粒子、アルミニウム粒子等が例示できる。
本態様に含まれる導電助剤は、1種類でもよいし、2種類以上でもよい。
[Conductive assistant]
Examples of the conductive assistant include known conductive assistants added to electrode active materials of lithium ion secondary batteries, such as carbon materials and metal particles.
Examples of the carbon material include carbon black, graphite, vapor-grown carbon fiber, carbon nanofiber, and carbon nanotube.
Examples of the metal particles include silver particles, copper particles, gold particles, and aluminum particles.
The conductive assistant included in this embodiment may be one type or two or more types.

本態様の組成物中の導電助剤の含有量は、例えば、導電性複合体粒子100質量部に対して、0.1質量部以上100質量部以下が挙げられる。 The content of the conductive assistant in the composition of this embodiment can be, for example, 0.1 parts by mass or more and 100 parts by mass or less per 100 parts by mass of the conductive composite particles.

[添加剤]
添加剤としては、例えば、無機化合物(但し、炭素材料及び金属粒子を除く。)が挙げられる。無機化合物としては、例えば、シリカ、シリカ-アルミナ、ガラス、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、タルク、アルミナ、チタニア、ジルコニア、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、ハイドロタルサイト、マイカ等が挙げられる。
[Additives]
Examples of the additives include inorganic compounds (excluding carbon materials and metal particles), such as silica, silica-alumina, glass, calcium carbonate, calcium hydroxide, talc, alumina, titania, zirconia, magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, hydrotalcite, and mica.

本態様の組成物中の前記添加剤の含有量は、例えば、導電性複合体粒子100質量部に対して、0.1質量部以上100質量部以下が挙げられる。 The content of the additive in the composition of this embodiment is, for example, 0.1 parts by mass or more and 100 parts by mass or less per 100 parts by mass of the conductive composite particles.

[分散媒]
本態様の組成物は、希釈用の分散媒を含んでいてもよい。分散媒は、水、有機溶剤、又は水と有機溶剤の混合液の何れであってもよい。
[Dispersion medium]
The composition of this embodiment may contain a dispersion medium for dilution. The dispersion medium may be any of water, an organic solvent, and a mixture of water and an organic solvent.

前記有機溶剤としては、例えば、アルコール系溶剤(アルコール類)、エーテル系溶剤、ケトン系溶剤、窒素原子含有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(イソプロパノール)、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、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、プロピレングリコールジアルキルエーテル、ジエチレングリコールジエチ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。
窒素原子含有溶剤としては、例えば、N-メチルピロリドン、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド等が挙げられる。
本態様の組成物に含まれる有機溶剤は、1種類でもよいし、2種以上でもよい。
Examples of the organic solvent include alcohol-based solvents (alcohols), ether-based solvents, ketone-based solvents, and nitrogen atom-containing solvents.
Examples of alcohol-based solvents include methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol (isopropanol), 2-methyl-2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, 2-methyl-1-propanol, allyl alcohol, ethylene glycol, propylene glycol, propylene glycol monomethyl ether, and ethylene glycol monomethyl ether.
Examples of the ether solvent include diethyl ether, dimethyl ether, propylene glycol dialkyl ether, and diethylene glycol diethyl 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 nitrogen atom-containing solvent include N-methylpyrrolidone, dimethylacetamide, and dimethylformamide.
The organic solvent contained in the composition of this embodiment may be one type or two or more types.

本態様の組成物の総質量に対する分散媒の含有量は、例えば、10質量%以上90質量%以下が挙げられる。 The content of the dispersion medium relative to the total mass of the composition of this embodiment is, for example, 10% by mass or more and 90% by mass or less.

≪電極≫
本発明の第三態様は、第一態様の導電性複合体粒子を含む電極である。
電極の形状は特に制限されず、例えば、板状、シート状、膜状、棒状、柱状等の公知の電極の形状が挙げられる。
板状、シート状及び膜状の電極の平均厚さは、電気抵抗の低減、電極の薄型化を両立する観点から、例えば、0.01μm以上1000μm以下が好ましく、0.1μm以上100μm以下がより好ましい。
板状、シート状及び膜状の電極の平均厚さは、電極の断面を、測定顕微鏡等の拡大観察手段を用いて観察し、無作為に選択される10箇所以上の厚さを測定した値の平均値である。
本態様の電極は、フィルム又は基板等の基材によって支持されていてもよいし、独立した電極であってもよい。
本態様の電極をリチウムイオン二次電池の電極として用いる場合、正極であってもよいし、負極であってもよい。
Electrodes
A third aspect of the present invention is an electrode comprising the conductive composite particles of the first aspect.
The shape of the electrode is not particularly limited, and examples thereof include known electrode shapes such as a plate, sheet, film, rod, column, and the like.
The average thickness of the plate-, sheet- or film-like electrode is, for example, preferably 0.01 μm or more and 1000 μm or less, and more preferably 0.1 μm or more and 100 μm or less, from the viewpoint of achieving both a reduction in electrical resistance and a reduction in the thickness of the electrode.
The average thickness of a plate-, sheet-, or film-like electrode is the average value of thickness measurements taken at 10 or more randomly selected locations on a cross section of the electrode observed using a magnifying observation means such as a measuring microscope.
The electrode of this embodiment may be supported by a base material such as a film or substrate, or may be an independent electrode.
When the electrode of this embodiment is used as an electrode for a lithium ion secondary battery, it may be either a positive electrode or a negative electrode.

本態様の電極の総質量に対する導電性複合体粒子の含有量は、例えば、50質量%以上、70質量%以上、又は90質量%以上とすることができる。前記含有量の上限値は100質量%である。
本態様の電極には、第二態様で説明した導電性複合体粒子以外の成分(その他の成分)の1種以上が含まれていてもよい。
The content of the conductive composite particles relative to the total mass of the electrode of this embodiment can be, for example, 50 mass % or more, 70 mass % or more, or 90 mass % or more, with the upper limit of the content being 100 mass %.
The electrode of this embodiment may contain one or more components (other components) other than the conductive composite particles explained in the second embodiment.

<電極の製造方法>
本態様の電極の製造方法としては、例えば、第一態様の導電性複合体粒子又は第二態様の導電性粒子組成物を所望の形状の電極に成形する方法、第二態様の導電性粒子組成物を所望の基材に塗布して乾燥し、前記基材の表面に第一態様の導電性複合体粒子を含む電極層(導電層)を形成する方法等が挙げられる。
上記の成形方法は特に制限されず、例えば、成形型を用いたプレス成形、ダイを用いた押出成形等が挙げられる。プレス成型としては、例えば、第一態様の導電性複合体粒子を型枠に充填し、押し固めることにより、型枠の形状が反映された立体形状の電極を形成する方法が挙げられる。
前記組成物を塗布する基材としては、例えば、公知のリチウムイオン二次電池の電極活物質層を支持する基材が適用できる。具体的には、例えば、銅箔、アルミニウム箔、ステンレス板等の金属材が挙げられる。また、公知の樹脂フィルムや樹脂板を基材として用いてもよい。塗布方法は特に制限されず、常法を適用すればよい。
<Electrode manufacturing method>
Examples of methods for producing the electrode of this embodiment include a method of molding the conductive composite particles of the first embodiment or the conductive particle composition of the second embodiment into an electrode of a desired shape, and a method of applying the conductive particle composition of the second embodiment to a desired substrate and drying it to form an electrode layer (conductive layer) containing the conductive composite particles of the first embodiment on the surface of the substrate.
The above molding method is not particularly limited, and examples thereof include press molding using a mold, extrusion molding using a die, etc. Examples of press molding include a method in which the conductive composite particles of the first embodiment are filled into a mold and pressed to form an electrode having a three-dimensional shape that reflects the shape of the mold.
The substrate to which the composition is applied may be, for example, a substrate supporting an electrode active material layer of a known lithium ion secondary battery.Specific examples include metal materials such as copper foil, aluminum foil, and stainless steel plate.Also, a known resin film or resin plate may be used as the substrate.The coating method is not particularly limited, and a conventional method may be used.

<電池>
本態様の電極を備えた電池やキャパシタを製造することもできる。
前記電池は、一次電池でもよいし、二次電池でもよい。電池の形態は特に制限されず、例えば、乾電池、電極積層型ラミネート電池、ボタン電池等の公知の電池形態が挙げられる。電池は、正極、負極及び電解質を有する。本態様の電極は、正極であってもよいし、負極であってもよい。
<Batteries>
It is also possible to manufacture a battery or a capacitor equipped with the electrode of this embodiment.
The battery may be a primary battery or a secondary battery. The form of the battery is not particularly limited, and examples thereof include known battery forms such as dry batteries, electrode-stacked laminate batteries, and button batteries. The battery has a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte. The electrode of this embodiment may be a positive electrode or a negative electrode.

≪導電性複合体粒子の製造方法≫
本発明の第四態様は、反応析出工程と、洗浄工程と、乾燥工程と、粉砕工程とを含む、導電性複合体粒子の製造方法である。
反応析出工程は、第四級アンモニウム化合物と有機溶剤を含む反応液に、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、水とを含む導電性高分子水系分散液を加えることにより、前記第四級アンモニウム化合物と前記導電性複合体が有する前記ポリアニオンのアニオン基の一部とを反応させ、反応生成物を析出させる工程である。
洗浄工程は、前記反応生成物を洗浄液で洗浄する工程である。
乾燥工程は、洗浄した前記反応生成物を乾燥する工程である。
粉砕工程は、乾燥した前記反応生成物を粉砕することにより、導電性複合体粒子を得る工程である。
<Method for producing conductive composite particles>
A fourth aspect of the present invention is a method for producing conductive composite particles, comprising a reactive precipitation step, a washing step, a drying step, and a pulverization step.
The reactive precipitation process is a process in which a conductive polymer aqueous dispersion containing a conductive complex containing a π-conjugated conductive polymer and a polyanion, and water is added to a reaction liquid containing a quaternary ammonium compound and an organic solvent, thereby reacting the quaternary ammonium compound with a portion of the anion groups of the polyanion in the conductive complex, and precipitating a reaction product.
The washing step is a step of washing the reaction product with a washing liquid.
The drying step is a step of drying the washed reaction product.
The pulverization step is a step in which the dried reaction product is pulverized to obtain conductive composite particles.

[反応析出工程]
本工程は、導電性高分子水系分散液を第四級アンモニウム化合物が含まれる有機溶液(反応液)に加えることにより、導電性複合体と前記第四級アンモニウム化合物との反応生成物を反応液中に析出させる工程である。
[Reactive precipitation process]
This process is a process in which a conductive polymer aqueous dispersion is added to an organic solution (reaction liquid) containing a quaternary ammonium compound, thereby precipitating a reaction product between the conductive complex and the quaternary ammonium compound in the reaction liquid.

前記反応液に導電性高分子水系分散液を加えると、第四級アンモニウム化合物が、導電性複合体のポリアニオンの一部のアニオン基と安定に反応する。これにより導電性複合体が疎水性になり、反応液中での安定的な分散が困難になり、析出して析出物となる。 When a conductive polymer aqueous dispersion is added to the reaction solution, the quaternary ammonium compound reacts stably with some of the anion groups of the polyanion of the conductive complex. This makes the conductive complex hydrophobic, making it difficult to stably disperse in the reaction solution, and it precipitates out as a precipitate.

前記反応液に含まれる有機溶剤は1種でもよく、2種以上でもよい。
前記有機溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、1-プロパノール、イソプロピルアルコール、n-ブタノール、t-ブタノール、アリルアルコール等が挙げられる。
The organic solvent contained in the reaction liquid may be one type or two or more types.
Examples of the organic solvent include methanol, ethanol, 1-propanol, isopropyl alcohol, n-butanol, t-butanol, and allyl alcohol.

前記反応液中の第四級アンモニウム化合物の含有量としては、加える導電性複合体の総質量100質量部に対して、10質量部以上5000質量部以下が好ましく、100質量部以上1000質量部以下がより好ましく、150質量部以上500質量部以下がさらに好ましい。
上記範囲の下限値以上であると、導電性複合体と第四級アンモニウム化合物との反応効率が高まり、反応生成物を容易に得られる。
上記範囲の上限値以下であると、未反応の第四級アンモニウム化合物が混入することによる導電性複合体の導電性低下を防止できる。
The content of the quaternary ammonium compound in the reaction liquid is preferably 10 parts by mass or more and 5,000 parts by mass or less, more preferably 100 parts by mass or more and 1,000 parts by mass or less, and even more preferably 150 parts by mass or more and 500 parts by mass or less, relative to 100 parts by mass of the total mass of the conductive complex to be added.
When the content is at least the lower limit of the above range, the reaction efficiency between the conductive complex and the quaternary ammonium compound is increased, and the reaction product can be easily obtained.
When the content is equal to or less than the upper limit of the above range, a decrease in the conductivity of the conductive composite due to contamination with unreacted quaternary ammonium compound can be prevented.

導電性高分子水系分散液は、π共役系導電性高分子及びポリアニオンを含有する導電性複合体が水系分散媒中に含まれる分散液である。
ここで、水系分散媒は、水、又は水と水溶性有機溶剤との混合液である。水溶性有機溶剤は水100g(20℃)に対して1g以上溶解するものをいう。水溶性有機溶剤としては、アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤が挙げられる。水系分散媒に含まれる水溶性有機溶剤は1種類でもよいし、2種類以上でもよい。
水系分散媒の総質量に対する水の含有量は、50質量%超が好ましく、60質量%以上がより好ましく、80質量%以上がさらに好ましく、100質量%であってもよい。水の含有量が多いと、導電性複合体の分散性が高まり、ひいては第四級アンモニウム化合物との反応効率が高まる。さらに反応生成物が反応液中に析出し易くなる。
The conductive polymer aqueous dispersion is a dispersion in which a conductive complex containing a π-conjugated conductive polymer and a polyanion is contained in an aqueous dispersion medium.
Here, the aqueous dispersion medium is water or a mixture of water and a water-soluble organic solvent. The water-soluble organic solvent is one that dissolves in an amount of 1 g or more per 100 g of water (20° C.). Examples of the water-soluble organic solvent include alcohol-based solvents, ketone-based solvents, and ester-based solvents. The aqueous dispersion medium may contain one type of water-soluble organic solvent, or two or more types of water-soluble organic solvents.
The content of water relative to the total mass of the aqueous dispersion medium is preferably more than 50% by mass, more preferably 60% by mass or more, even more preferably 80% by mass or more, and may be 100% by mass. When the content of water is large, the dispersibility of the conductive composite is increased, and the reaction efficiency with the quaternary ammonium compound is increased. Furthermore, the reaction product is easily precipitated in the reaction liquid.

導電性高分子水系分散液は、例えば、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することにより得られる。また、導電性高分子水系分散液は市販のものを使用してもよい。
前記化学酸化重合には、公知の触媒及び酸化剤を用いることができる。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。
The conductive polymer aqueous dispersion can be obtained, for example, by chemically oxidizing a monomer that forms a π-conjugated conductive polymer in an aqueous solution of a polyanion. Alternatively, a commercially available conductive polymer aqueous dispersion can be used.
The chemical oxidation polymerization can use a known catalyst and oxidizing agent. Examples of the catalyst include transition metal compounds such as ferric chloride, ferric sulfate, ferric nitrate, and cupric chloride. Examples of the oxidizing agent include persulfates such as ammonium persulfate, sodium persulfate, and potassium persulfate.

導電性高分子水系分散液の総質量に対する、π共役系導電性高分子及びポリアニオンの含有量としては、0.1質量%以上5質量%以下が好ましく、0.5質量%以上2質量%以下がより好ましく、0.8質量%以上1.5質量%以下がさらに好ましい。
上記好適な範囲であると、π共役系導電性高分子及びポリアニオンの分散性が高まり、第四級アンモニウム化合物との反応効率が高まる。
The content of the π-conjugated conductive polymer and the polyanion relative to the total mass of the aqueous conductive polymer dispersion is preferably 0.1 mass % or more and 5 mass % or less, more preferably 0.5 mass % or more and 2 mass % or less, and even more preferably 0.8 mass % or more and 1.5 mass % or less.
When the content is within the above preferred range, the dispersibility of the π-conjugated conductive polymer and the polyanion is improved, and the reaction efficiency with the quaternary ammonium compound is increased.

前記反応液の体積V1に対する、加える導電性高分子水系分散液の体積V2の体積比(V1/V2)は、0.3~3.0が好ましく、0.5~2.5がより好ましく、0.8~2.0がさらに好ましい。
上記好適な範囲であると、反応が安定に進み、反応生成物が容易に析出する。
The volume ratio (V1/V2) of the volume V2 of the conductive polymer aqueous dispersion to be added to the volume V1 of the reaction liquid is preferably 0.3 to 3.0, more preferably 0.5 to 2.5, and even more preferably 0.8 to 2.0.
When the temperature is within the above preferred range, the reaction proceeds stably and the reaction product precipitates easily.

前記反応液に導電性高分子水系分散液を加える方法は特に制限されず、所望量を一気に数秒で加えてもよいし、ゆっくりと滴下してもよい。平均粒子径が小さい導電性複合体を得て、導電性を高める観点から、ゆっくりと滴下する方法が好ましい。
前記反応液に導電性高分子水系分散液を滴下する速度としては、一定の量を滴下し続けるとして、滴下開始から滴下終了まで、1分~3時間が好ましく、10分~2時間がより好ましい。滴下中、前記反応液を穏やかに撹拌することが好ましい。
上記好適な範囲であると、反応が安定に進み、反応生成物が容易に析出する。
The method of adding the conductive polymer aqueous dispersion to the reaction liquid is not particularly limited, and a desired amount may be added all at once in a few seconds, or may be added slowly dropwise. From the viewpoint of obtaining a conductive composite having a small average particle size and increasing the conductivity, the method of adding slowly dropwise is preferred.
The rate at which the conductive polymer aqueous dispersion is dropped into the reaction liquid is preferably 1 minute to 3 hours, more preferably 10 minutes to 2 hours, from the start of the drop to the end of the drop, assuming that a constant amount is continuously dropped. During the drop, it is preferable to gently stir the reaction liquid.
When the temperature is within the above preferred range, the reaction proceeds stably and the reaction product precipitates easily.

前記反応液に導電性高分子水系分散液を滴下する分量としては、0.1~100ml/分が好ましく、1~10ml/分がより好ましい。滴下中、前記反応液を穏やかに撹拌することが好ましい。
上記好適な範囲であると、反応が安定に進み、反応生成物が容易に析出する。
The amount of the conductive polymer aqueous dispersion added dropwise to the reaction liquid is preferably 0.1 to 100 ml/min, and more preferably 1 to 10 ml/min. During the dropwise addition, it is preferable to gently stir the reaction liquid.
When the temperature is within the above preferred range, the reaction proceeds stably and the reaction product precipitates easily.

前記反応液に導電性高分子分散液を加えて穏やかに撹拌すると、数分~数時間のうちに、反応生成物が析出する。反応の終了は反応生成物の析出の終了を目視で観測して確認することができる。 When the conductive polymer dispersion is added to the reaction liquid and gently stirred, the reaction product precipitates within a few minutes to a few hours. The end of the reaction can be confirmed by visually observing the end of the precipitation of the reaction product.

前記反応液の温度は特に制限されず、例えば、5~40℃とすればよい。 The temperature of the reaction solution is not particularly limited and may be, for example, 5 to 40°C.

前記反応生成物を析出物として回収する方法は特に制限されず、例えば、デカンテーションやろ過処理によって回収することができる。 The method for recovering the reaction product as a precipitate is not particularly limited, and it can be recovered, for example, by decantation or filtration.

[洗浄工程]
回収した反応生成物を洗浄することによって、反応生成物に残留する水、未反応の第四級アンモニウム化合物、導電性高分子水系分散液に含まれていた不純物等を除去することができる。
[Cleaning process]
By washing the recovered reaction product, it is possible to remove water remaining in the reaction product, unreacted quaternary ammonium compound, impurities contained in the conductive polymer aqueous dispersion, and the like.

洗浄液は、反応生成物の溶解を最低限に抑えつつ洗浄可能なものが好ましい。このような洗浄液としては有機溶剤が好ましく、アルコール系溶剤がより好ましい。洗浄液に含まれる有機溶剤は1種類でもよいし、2種類以上でもよい。 The cleaning liquid is preferably one that can clean the reaction products while minimizing dissolution of the reaction products. Such a cleaning liquid is preferably an organic solvent, and more preferably an alcohol-based solvent. The cleaning liquid may contain one type of organic solvent or two or more types.

洗浄方法としては特に制限はなく、例えば、反応生成物の上から洗浄液をかけ流してもよいし、洗浄液中で反応生成物を穏やかに攪拌してもよい。 There are no particular limitations on the washing method. For example, a washing solution may be poured over the reaction product, or the reaction product may be gently stirred in the washing solution.

[乾燥工程]
洗浄した反応生成物を回収して乾燥する方法は特に制限されず、自然乾燥、風乾、加熱乾燥等の公知の粉体の乾燥方法を適用することができる。
乾燥後に得た反応生成物の水分量はできるだけ少ないことが好ましが、実用の観点からは、乾燥した反応生成物の総質量に対して10質量%以下の範囲で含んでもよい。
[Drying process]
The method for recovering and drying the washed reaction product is not particularly limited, and known powder drying methods such as natural drying, air drying, and heat drying can be applied.
It is preferable that the water content of the reaction product obtained after drying is as small as possible, but from a practical standpoint, the water content may be in the range of 10 mass % or less based on the total mass of the dried reaction product.

[粉砕工程]
乾燥した反応生成物を粉砕する方法は特に制限されず、例えば、乳鉢を用いてすり潰して粉砕する方法、粉砕機を用いて粉砕する方法等が挙げられる。
粉砕機としては、例えば、ホモジナイザー、ボールミル、ビーズミル、ローラーミル、ジェットミル、ハンマーミル等が挙げられる。
粉砕時間や強度を調整することにより、平均粒子径を500μm以下とすることができる。
以上の方法により、目的の導電性複合体粒子が得られる。
[Crushing process]
The method for pulverizing the dried reaction product is not particularly limited, and examples thereof include a method of grinding the product in a mortar, a method of grinding the product using a grinder, and the like.
Examples of the pulverizer include a homogenizer, a ball mill, a bead mill, a roller mill, a jet mill, and a hammer mill.
By adjusting the crushing time and intensity, the average particle size can be made 500 μm or less.
By the above method, the desired conductive composite particles can be obtained.

(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℃で撹拌しながら、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分間で滴下し、この溶液を12時間撹拌した。
得られたスチレンスルホン酸ナトリウム含有溶液に10質量%に希釈した硫酸を1000ml添加し、限外ろ過法によりポリスチレンスルホン酸含有溶液の約1000mlの溶媒を除去した。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 styrene sulfonate-containing solution, and about 1000ml of the solvent was removed from the 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)導電性高分子水系分散液の調製
14.2gの3,4-エチレンジオキシチオフェンと36.7gのポリスチレンスルホン酸を2000mlのイオン交換水に溶かした溶液とを20℃で混合させた。
これにより得られた混合溶液を20℃に保ち、掻き混ぜながら、200mlのイオン交換水に溶かした29.64gの過硫酸アンモニウムと8.0gの硫酸第二鉄の酸化触媒溶液とをゆっくり添加し、3時間撹拌して反応させた。
得られた反応液に2000mlのイオン交換水を加え、限外ろ過法により約2000mlの溶媒を除去した。この操作を3回繰り返した。
次いで、得られた溶液に200mlの10質量%に希釈した硫酸と2000mlのイオン交換水とを加え、限外ろ過法により約2000mlの溶媒を除去した。残液に2000mlのイオン交換水を加え、限外ろ過法により約2000ml溶液を除去した。この操作を3回繰り返した。
さらに、得られた溶液に2000mlのイオン交換水を加え、限外ろ過法により約2000mlの溶媒を除去した。この操作を5回繰り返し、濃度1.2質量%のポリスチレンスルホン酸ドープポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)(PEDOT-PSS水分散液)溶液を得た。なお、PEDOT-PSS固形分に対するPSSの含有量は75質量%であった。
Production Example 2 Preparation of an Aqueous Dispersion of a Conductive Polymer 14.2 g of 3,4-ethylenedioxythiophene and a solution of 36.7 g of polystyrene sulfonic acid dissolved in 2000 ml of ion-exchanged water were mixed at 20°C.
The resulting mixed solution was kept at 20° C., and while stirring, 29.64 g of ammonium persulfate and 8.0 g of an oxidation catalyst solution of ferric sulfate dissolved in 200 ml of ion-exchanged water were slowly added, and the mixture was reacted with stirring for 3 hours.
To the resulting reaction solution, 2000 ml of ion-exchanged water was added, and about 2000 ml of the solvent was removed by ultrafiltration. This operation was repeated three times.
Next, 200 ml of sulfuric acid diluted to 10% by mass and 2000 ml of ion-exchanged water were added to the obtained solution, and about 2000 ml of the solvent was removed by ultrafiltration. 2000 ml of ion-exchanged water was added to the remaining liquid, and about 2000 ml of the solution was removed by ultrafiltration. This operation was repeated three times.
Further, 2000 ml of ion-exchanged water was added to the obtained solution, and about 2000 ml of the solvent was removed by ultrafiltration. This operation was repeated five times to obtain a polystyrene sulfonate-doped poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT-PSS aqueous dispersion) solution with a concentration of 1.2% by mass. The content of PSS relative to the PEDOT-PSS solid content was 75% by mass.

(実施例1)
テトラブチルアンモニウムクロリド2.9gをエタノール100gに溶解させた反応液に、製造例2で調製したPEDOT-PSS水分散液100gを滴下して加えて30分撹拌した。この結果、テトラブチルアンモニウムクロリドと導電性複合体の反応生成物が析出した。この析出物をろ取し、イソプロピルアルコール100gを加えて析出物を軽く懸濁しながら30分撹拌した。その後、再度析出物をろ取し、析出物を120℃で2時間乾燥し、乳鉢で粉砕することで、目的の導電性複合体粒子1.1gを得た。平均粒子径は110μmであった。
この導電性複合体粒子0.1gを市販の錠剤成型機でプレスすることで、円柱状錠剤(直径10mm、厚さ1.3mm)を得た。
Example 1
100 g of the PEDOT-PSS aqueous dispersion prepared in Production Example 2 was added dropwise to a reaction solution in which 2.9 g of tetrabutylammonium chloride was dissolved in 100 g of ethanol, and the mixture was stirred for 30 minutes. As a result, a reaction product of tetrabutylammonium chloride and a conductive complex was precipitated. The precipitate was collected by filtration, and 100 g of isopropyl alcohol was added and stirred for 30 minutes while lightly suspending the precipitate. Thereafter, the precipitate was collected by filtration again, dried at 120° C. for 2 hours, and pulverized in a mortar to obtain 1.1 g of the desired conductive complex particles. The average particle size was 110 μm.
0.1 g of the conductive composite particles was pressed with a commercially available tablet molding machine to obtain a cylindrical tablet (diameter 10 mm, thickness 1.3 mm).

(実施例2)
テトラブチルアンモニウムクロリド2.9gを、テトラブチルアンモニウムブロミド2.9gに変更した以外は、実施例1と同様にして、目的の導電性複合体粒子1.1gを得た。平均粒子径は120μmであった。
この導電性複合体粒子0.1gを用いて、実施例1と同じサイズの円柱状錠剤を得た。
Example 2
Except for changing 2.9 g of tetrabutylammonium bromide to 2.9 g of tetrabutylammonium chloride, the same procedure as in Example 1 was repeated to obtain 1.1 g of the target conductive composite particles. The average particle size was 120 μm.
Using 0.1 g of these conductive composite particles, a cylindrical tablet of the same size as in Example 1 was obtained.

(実施例3)
テトラブチルアンモニウムブロミド2.9gをエタノール200gに溶解させた反応液に、製造例2で調製したPEDOT-PSS水分散液100gを滴下して加えて30分撹拌した。この結果、テトラブチルアンモニウムブロミドと導電性複合体の反応生成物が析出した。この析出物をろ取し、イソプロピルアルコール100gを加えて析出物を軽く懸濁しながら30分撹拌した。その後、再度析出物をろ取し、析出物を120℃で2時間乾燥し、乳鉢で粉砕することで、目的の導電性複合体粒子1.1gを得た。平均粒子径は42μmであった。
この導電性複合体粒子0.1gを用いて、実施例1と同じサイズの円柱状錠剤を得た。
Example 3
100 g of the PEDOT-PSS aqueous dispersion prepared in Production Example 2 was added dropwise to a reaction solution in which 2.9 g of tetrabutylammonium bromide was dissolved in 200 g of ethanol, and the mixture was stirred for 30 minutes. As a result, a reaction product of tetrabutylammonium bromide and a conductive complex was precipitated. The precipitate was collected by filtration, and 100 g of isopropyl alcohol was added and stirred for 30 minutes while lightly suspending the precipitate. Thereafter, the precipitate was collected by filtration again, dried at 120° C. for 2 hours, and pulverized in a mortar to obtain 1.1 g of the desired conductive complex particles. The average particle size was 42 μm.
Using 0.1 g of these conductive composite particles, a cylindrical tablet of the same size as in Example 1 was obtained.

(実施例4)
テトラブチルアンモニウムブロミド2.9gを、テトラオクチルアンモニウムブロミド2.4gに変更した以外は、実施例3と同様にして、目的の導電性複合体粒子1.1gを得た。平均粒子径は35μmであった。
この導電性複合体粒子0.1gを用いて、実施例1と同じサイズの円柱状錠剤を得た。
Example 4
Except for changing 2.9 g of tetrabutylammonium bromide to 2.4 g of tetraoctylammonium bromide, the same procedure as in Example 3 was carried out to obtain 1.1 g of the target conductive composite particles. The average particle size was 35 μm.
Using 0.1 g of these conductive composite particles, a cylindrical tablet of the same size as in Example 1 was obtained.

(実施例5)
テトラブチルアンモニウムブロミド2.9gを、テトラデシルアンモニウムブロミド2.4gに変更した以外は、実施例3と同様にして、目的の導電性複合体粒子1.1gを得た。平均粒子径は40μmであった。
この導電性複合体粒子0.1gを用いて、実施例1と同じサイズの円柱状錠剤を得た。
Example 5
Except for changing 2.9 g of tetrabutylammonium bromide to 2.4 g of tetradecylammonium bromide, the same procedure as in Example 3 was carried out to obtain 1.1 g of the target conductive composite particles. The average particle size was 40 μm.
Using 0.1 g of these conductive composite particles, a cylindrical tablet of the same size as in Example 1 was obtained.

(実施例6)
実施例1と同様にして導電性複合体粒子をろ取した後、乳鉢による粉砕の時間を短縮し、目的の導電性複合体粒子1.1gを得た。平均粒子径は600μmであった。
この導電性複合体粒子0.1gを用いて、実施例1と同じサイズの円柱状錠剤を得た。
Example 6
The conductive composite particles were filtered in the same manner as in Example 1, and the time for grinding in a mortar was shortened to obtain 1.1 g of the target conductive composite particles. The average particle size was 600 μm.
Using 0.1 g of these conductive composite particles, a cylindrical tablet of the same size as in Example 1 was obtained.

(比較例1)
テトラブチルアンモニウムクロリド2.9gを、トリオクチルアミン5gに変更した以外は、実施例1と同様にして導電性複合体粒子1.1gを得た。平均粒子径は100μmであった。
この導電性複合体粒子0.1gを用いて、実施例1と同じサイズの円柱状錠剤を得た。
(Comparative Example 1)
Except for changing 2.9 g of tetrabutylammonium chloride to 5 g of trioctylamine, the same procedure as in Example 1 was repeated to obtain 1.1 g of conductive composite particles. The average particle size was 100 μm.
Using 0.1 g of these conductive composite particles, a cylindrical tablet of the same size as in Example 1 was obtained.

(比較例2)
テトラブチルアンモニウムクロリド2.9gを、トリブチルアミン5gに変更した以外は、実施例1と同様にして導電性複合体粒子1.1gを得た。平均粒子径は120μmであった。
この導電性複合体粒子0.1gを用いて、実施例1と同じサイズの円柱状錠剤を得た。
(Comparative Example 2)
Except for changing 2.9 g of tetrabutylammonium chloride to 5 g of tributylamine, the same procedure as in Example 1 was carried out to obtain 1.1 g of conductive composite particles. The average particle size was 120 μm.
Using 0.1 g of these conductive composite particles, a cylindrical tablet of the same size as in Example 1 was obtained.

[平均粒子径の測定方法]
各例で製造した導電性複合体粒子の平均粒子径を測定するために、次の手順により測定用の試料を準備した。その手順は、粉砕した導電性複合体粒子0.1gにイソプロピルアルコール5mlを添加し、分散剤DISPERBYK-190(ビックケミー・ジャパン社製)を1滴加えた後、超音波で分散処理を行った。その後、イオン交換水を加えて20mLとし、再度超音波で分散処理を行なった。この分散液を測定用フローセルに投入し、水循環式で温度20~25℃にて測定した。測定には市販のレーザー回折粒子径分布測定装置を用いた。
[Method of measuring average particle size]
In order to measure the average particle size of the conductive composite particles produced in each example, a measurement sample was prepared according to the following procedure. The procedure was as follows: 5 ml of isopropyl alcohol was added to 0.1 g of the pulverized conductive composite particles, one drop of dispersant DISPERBYK-190 (manufactured by BYK Japan) was added, and then ultrasonic dispersion treatment was performed. Then, ion-exchanged water was added to make the volume 20 mL, and ultrasonic dispersion treatment was performed again. This dispersion was placed in a measurement flow cell and measured at a temperature of 20 to 25 ° C. using a water circulation system. A commercially available laser diffraction particle size distribution measuring device was used for the measurement.

[導電率の測定]
各例で作製した円柱状錠剤の導電率(単位:S/cm)を、ロレスタGX(日東精工アナリテック社製)を用い、PSPプローブで測定した。
[Conductivity measurement]
The electrical conductivity (unit: S/cm) of the cylindrical tablets prepared in each example was measured with a PSP probe using Loresta GX (manufactured by Nitto Seiko Analytech Co., Ltd.).

Figure 0007624906000001
Figure 0007624906000001

本発明に係る各実施例の導電性複合体粒子からなる電極は、いずれも良好な導電率を示した。
実施例1と実施例2を比べると、平均粒子径は同等でありながら実施例1の導電率の方が優れることから、塩素イオンを有する第四級アンモニウム化合物を用いると臭素イオンを有する第四級アンモニウム化合物を用いる場合と比べて導電率が高くなることが分かる。
実施例1,3,6を比べると、平均粒子径が小さいほど導電率が高くなることが分かる。
実施例4の導電率は特に優れていた。実施例3~5の平均粒子径は同程度に小さいので、導電率を向上させる観点から、第四級アンモニウム化合物の窒素原子に結合する各炭化水素基の炭素数が、好ましくは12以下であり、より好ましくは3~9であり、さらに好ましくは5~8であることが分かる。
比較例1、2では、第四級アンモニウム化合物ではなく三級アミンを反応させたので、導電率が劣っていた。
All of the electrodes made of the conductive composite particles of the respective Examples according to the present invention exhibited good electrical conductivity.
Comparing Example 1 and Example 2, the average particle diameters are comparable, but the conductivity of Example 1 is superior. This shows that the use of a quaternary ammonium compound having a chloride ion results in a higher conductivity than the use of a quaternary ammonium compound having a bromide ion.
Comparing Examples 1, 3, and 6, it can be seen that the smaller the average particle size, the higher the electrical conductivity.
The electrical conductivity of Example 4 was particularly excellent. Since the average particle sizes of Examples 3 to 5 were similarly small, it can be seen that, from the viewpoint of improving electrical conductivity, the number of carbon atoms in each hydrocarbon group bonded to a nitrogen atom of the quaternary ammonium compound is preferably 12 or less, more preferably 3 to 9, and even more preferably 5 to 8.
In Comparative Examples 1 and 2, a tertiary amine was reacted instead of a quaternary ammonium compound, and therefore the electrical conductivity was poor.

Claims (10)

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を含有する導電性複合体粒子であり、前記ポリアニオンの一部のアニオン基は、第四級アンモニウム化合物(ただし、第四級アンモニウムの炭酸塩である場合を除く。)との反応によって修飾されており、
前記第四級アンモニウム化合物の窒素原子に結合する4つの1価の有機基が炭化水素基であり、前記4つの炭化水素基の炭素数がそれぞれ独立に4以上であり、前記4つの炭化水素基の合計の炭素数が16~48であり、
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)を含み、かつ、前記ポリアニオンがポリスチレンスルホン酸を含む、導電性複合体粒子。
A conductive composite particle containing a conductive composite including a π-conjugated conductive polymer and a polyanion, wherein a part of an anion group of the polyanion is modified by a reaction with a quaternary ammonium compound (excluding the case of a carbonate of a quaternary ammonium) ,
the four monovalent organic groups bonded to the nitrogen atom of the quaternary ammonium compound are hydrocarbon groups, the four hydrocarbon groups each independently have 4 or more carbon atoms, and the total number of carbon atoms of the four hydrocarbon groups is 16 to 48;
The conductive composite particles , wherein the π-conjugated conductive polymer comprises poly(3,4-ethylenedioxythiophene) and the polyanion comprises polystyrenesulfonic acid .
前記4つの炭化水素基が脂肪族炭化水素基である、請求項1に記載の導電性複合体粒子。The conductive composite particle according to claim 1 , wherein the four hydrocarbon groups are aliphatic hydrocarbon groups. 前記導電性複合体粒子の総質量に対する水の含有量は、20質量%以下である、請求項1又は2に記載の導電性複合体粒子。The conductive composite particle according to claim 1 or 2, wherein the content of water relative to the total mass of the conductive composite particle is 20 mass % or less. 前記第四級アンモニウム化合物が第四級アンモニウムクロライドを含む、請求項1~3の何れか一項に記載の導電性複合体粒子。The conductive composite particle according to any one of claims 1 to 3, wherein the quaternary ammonium compound comprises a quaternary ammonium chloride. 前記第四級アンモニウム化合物が、テトラブチルアンモニウム、テトラオクチルアンモニウム、及びテトラデシルアンモニウムから任意に選択される少なくとも1種を含む、請求項1~4の何れか一項に記載の導電性複合体粒子。 The conductive composite particle according to any one of claims 1 to 4, wherein the quaternary ammonium compound includes at least one selected from tetrabutylammonium, tetraoctylammonium, and tetradecylammonium. 平均粒子径が35μm以上500μm以下である、請求項1~5の何れか一項に記載の導電性複合体粒子。 The conductive composite particle according to any one of claims 1 to 5, having an average particle size of 35 µm or more and 500 µm or less. 請求項1~の何れか一項に記載の導電性複合体粒子を含む、電極。 An electrode comprising the conductive composite particles according to any one of claims 1 to 6 . 第四級アンモニウム化合物(ただし、第四級アンモニウムの炭酸塩である場合を除く。)と有機溶剤を含む反応液に、
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、水とを含む導電性高分子水系分散液を加えることにより、
前記第四級アンモニウム化合物と前記導電性複合体が有する前記ポリアニオンのアニオン基の一部とを反応させ、反応生成物を析出させる工程と、
前記反応生成物を洗浄液で洗浄する工程と、
洗浄した前記反応生成物を乾燥する工程と、
乾燥した前記反応生成物を粉砕することにより、導電性複合体粒子を得る工程と、を含み、
前記第四級アンモニウム化合物の窒素原子に結合する4つの1価の有機基が炭化水素基であり、前記4つの炭化水素基の炭素数がそれぞれ独立に4以上であり、前記4つの炭化水素基の合計の炭素数が16~48であり、
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)を含み、かつ、前記ポリアニオンがポリスチレンスルホン酸を含む、導電性複合体粒子の製造方法。
A reaction solution containing a quaternary ammonium compound (excluding quaternary ammonium carbonates) and an organic solvent,
By adding a conductive polymer aqueous dispersion containing a conductive complex containing a π-conjugated conductive polymer and a polyanion, and water,
a step of reacting the quaternary ammonium compound with a part of the anion groups of the polyanion of the conductive complex and precipitating a reaction product;
washing the reaction product with a washing solution;
drying the washed reaction product;
and grinding the dried reaction product to obtain conductive composite particles.
the four monovalent organic groups bonded to the nitrogen atom of the quaternary ammonium compound are hydrocarbon groups, the four hydrocarbon groups each independently have 4 or more carbon atoms, and the total number of carbon atoms of the four hydrocarbon groups is 16 to 48;
The method for producing conductive composite particles , wherein the π-conjugated conductive polymer contains poly(3,4-ethylenedioxythiophene) and the polyanion contains polystyrenesulfonic acid .
前記4つの炭化水素基が脂肪族炭化水素基である、請求項8に記載の導電性複合体粒子の製造方法。The method for producing conductive composite particles according to claim 8 , wherein the four hydrocarbon groups are aliphatic hydrocarbon groups. 前記第四級アンモニウム化合物が第四級アンモニウムハライドを含む、請求項8又は9に記載の導電性複合体粒子の製造方法。 The method for producing conductive composite particles according to claim 8 or 9, wherein the quaternary ammonium compound comprises a quaternary ammonium halide.
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