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特開2022-112834導電性高分子分散液、導電性積層体及びその製造方法
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022112834
(43)【公開日】2022-08-03
(54)【発明の名称】導電性高分子分散液、導電性積層体及びその製造方法
(51)【国際特許分類】
   C08L 65/00 20060101AFI20220727BHJP
   C08L 67/02 20060101ALI20220727BHJP
   C08L 43/04 20060101ALI20220727BHJP
   B32B 27/00 20060101ALI20220727BHJP
   B32B 27/18 20060101ALI20220727BHJP
   B32B 27/30 20060101ALI20220727BHJP
   B32B 27/36 20060101ALI20220727BHJP
   B05D 5/12 20060101ALI20220727BHJP
   B05D 7/24 20060101ALI20220727BHJP
【FI】
C08L65/00
C08L67/02
C08L43/04
B32B27/00 L
B32B27/18 J
B32B27/30 A
B32B27/36
B05D5/12 B
B05D7/24 302E
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2021008807
(22)【出願日】2021-01-22
(71)【出願人】
【識別番号】000190116
【氏名又は名称】信越ポリマー株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100161207
【弁理士】
【氏名又は名称】西澤 和純
(74)【代理人】
【識別番号】100152272
【弁理士】
【氏名又は名称】川越 雄一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100152146
【弁理士】
【氏名又は名称】伏見 俊介
(72)【発明者】
【氏名】松林 総
【テーマコード(参考)】
4D075
4F100
4J002
【Fターム(参考)】
4D075AE03
4D075CA07
4D075CA22
4D075DA04
4D075DB48
4D075EA06
4D075EB13
4D075EB14
4D075EB22
4D075EB35
4D075EB43
4D075EB44
4F100AK00A
4F100AK00C
4F100AK25A
4F100AK25C
4F100AK41A
4F100AK41C
4F100AK42B
4F100AK52D
4F100AK52E
4F100AL05A
4F100AL05C
4F100AL08A
4F100AL08C
4F100AR00D
4F100AR00E
4F100AT00B
4F100BA02
4F100BA03
4F100BA05
4F100BA06
4F100BA07
4F100BA10A
4F100BA10B
4F100BA10C
4F100BA10D
4F100BA10E
4F100EH46A
4F100EH46C
4F100EJ08A
4F100EJ08C
4F100GB41
4F100JG01A
4F100JG01C
4F100JL11A
4F100JL11C
4F100JL14A
4F100JL14C
4F100JL14D
4F100JL14E
4F100YY00A
4F100YY00C
4J002BG07W
4J002CE003
4J002CF14X
4J002FD113
4J002GQ02
4J002HA06
(57)【要約】
【課題】基材/導電層/離型層の順で積層された導電性積層体において、基材に対する密着性と、離型層に対する密着性の両方が優れた導電層を形成可能な導電性高分子分散液、及び導電性積層体及びその製造方法を提供する。
【解決手段】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、アルコキシシリル基含有アクリル系樹脂と、ポリエステル樹脂と、分散媒と、を含有する導電性高分子分散液。前記ポリエステル樹脂は、スルホ基若しくはその塩、カルボキシ基若しくはその塩及び水酸基から選択される1種以上を有することが好ましい。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項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、アルコキシシリル基含有アクリル系樹脂と、ポリエステル樹脂と、分散媒と、を含有する導電性高分子分散液。
【請求項2】
前記分散媒が水を含み、前記導電性複合体1質量部に対する前記水の含有量が40質量部以上である、請求項1に記載の導電性高分子分散液。
【請求項3】
前記アルコキシシリル基含有アクリル系樹脂における、アルコキシシリル基を有する繰り返し単位の炭素数が、6以上20以下である、請求項1又は2に記載の導電性高分子分散液。
【請求項4】
前記ポリエステル樹脂がスルホ基若しくはその塩、カルボキシ基若しくはその塩及び水酸基から選択される1種以上を有する、請求項1~3の何れか一項に記載の導電性高分子分散液。
【請求項5】
(前記アルコキシシリル基含有アクリル系樹脂/前記ポリエステル樹脂)で表す含有比が、固形分の質量基準で80/20~20/80である、請求項1~4の何れか一項に記載の導電性高分子分散液。
【請求項6】
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、または、前記ポリアニオンがポリスチレンスルホン酸である、請求項1~5の何れか一項に記載の導電性高分子分散液。
【請求項7】
基材と、前記基材の少なくとも一部の面に形成された導電層とを備え、
前記導電層が請求項1~6の何れか一項に記載された導電性高分子分散液の硬化物である、導電性積層体。
【請求項8】
前記基材がPETフィルムである、請求項7に記載の導電性積層体。
【請求項9】
前記導電層の表面に、シリコーン系化合物を含む離型層がさらに積層された、請求項7又は8に記載の導電性積層体。
【請求項10】
基材の少なくとも一部の面に、請求項1~6の何れか一項に記載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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、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。
【背景技術】
【0002】
電子デバイスの製造に関する技術として、樹脂基材の表面に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注目されている。また、導電層の表面にシリコーンを含む離型層がさらに積層されて使用されることがある。このような導電性離型フィルムが特許文献1に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2020-204009号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1の導電性高分子分散液はポリオレフィン系樹脂を含むので、ポリオレフィン系基材に対する密着性が特に優れている。ポリオレフィンは加工性に優れるので多様な用途に展開できる利点がある。一方、ポリエステルはPETに代表されるように結晶性のものが多く、熱膨張収縮特性や機械特性に優れる。このため、ポリエステル系基材に対する密着性がより向上した導電層が求められている。また、その導電層の表面にシリコーンを含む離型層がさらに積層された場合、その導電層には、ポリエステル系基材に対する密着性が高いことと、積層した離型層に対する密着性が高いことの両方が求められる。
【0005】
本発明は、基材/導電層/離型層の順で積層された導電性積層体において、基材に対する密着性と、離型層に対する密着性の両方が優れた導電層を形成可能な導電性高分子分散液、及び導電性積層体及びその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
[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、アルコキシシリル基含有アクリル系樹脂と、ポリエステル樹脂と、分散媒と、を含有する導電性高分子分散液。
[2] 前記分散媒が水を含み、前記導電性複合体1質量部に対する前記水の含有量が40質量部以上である、[1]に記載の導電性高分子分散液。
[3] 前記アルコキシシリル基含有アクリル系樹脂における、アルコキシシリル基を有する繰り返し単位の炭素数が、6以上20以下である、[1]又は[2]に記載の導電性高分子分散液。
[4] 前記ポリエステル樹脂がスルホ基若しくはその塩、カルボキシ基若しくはその塩及び水酸基から選択される1種以上を有する、[1]~[3]の何れか一項に記載の導電性高分子分散液。
[5] (前記アルコキシシリル基含有アクリル系樹脂/前記ポリエステル樹脂)で表す含有比が、固形分の質量基準で80/20~20/80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] 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、または、前記ポリアニオンがポリスチレンスルホン酸である、[1]~[5]の何れか一項に記載の導電性高分子分散液。
[7] 基材と、前記基材の少なくとも一部の面に形成された導電層とを備え、前記導電層が[1]~[6]の何れか一項に記載された導電性高分子分散液の硬化物である、導電性積層体。
[8] 前記基材がPETフィルムである、[7]に記載の導電性積層体。
[9] 前記導電層の表面に、シリコーン系化合物を含む離型層がさらに積層された、[7]又は[8]に記載の導電性積層体。
[10] 基材の少なくとも一部の面に、[1]~[6]の何れか一項に記載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。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、基材/導電層/離型層の順で積層された導電性積層体において、基材に対する密着性と、離型層に対する密着性の両方が優れた導電層を形成することができる。
【0008】
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。
【0009】
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。
【発明を実施するための形態】
【0010】
≪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、アルコキシシリル基含有アクリル系樹脂と、ポリエステル樹脂と、分散媒と、を含有する導電性高分子分散液である。
【0011】
[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。
【0012】
(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。
【0013】
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。
【0014】
(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。
【0015】
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質量部以下の範囲であることが好ましく、10質量部以上700質量部以下であることがより好ましく、100質量部以上500質量部以下の範囲であることがさらに好ましい。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。
【0016】
本態様の導電性高分子分散液に含まれる導電性複合体の含有量としては、導電性高分子分散液の総質量に対して、0.01質量%以上5質量%以下が好ましく、0.1質量%以上2質量%以下がより好ましく、0.2質量%以上1.0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。
【0017】
[アルコキシシリル基含有アクリル系樹脂]
アルコキシシリル基含有アクリル系樹脂は、アルコキシシリル基を有する(メタ)アクリル酸エステルの単独重合体、或いは、共重合可能な他のラジカル重合性モノマーとの共重合体である。
ここで、「(メタ)アクリル」の表記は「アクリル又はメタクリル」を意味する。
【0018】
アルコキシシリル基を有する(メタ)アクリル酸エステルとしては、下記式(Y)で表されるものが好ましい。
(R11-Si-R12-O-C(=O)-C(-R13)=CH ・・・(Y)
式中、3つのR11は、それぞれ独立に、炭素数1~3のアルコキシ基、炭素数1~3のアルキル基又は水素原子であり、3つのR11のうち少なくとも1つが上記アルコキシ基である。式中、R12は、炭素数1~6のアルキレン基又は単結合であり、R13は、水素原子又はメチル基である。式中、(R11-Si-R12-がアルコキシシリル基に該当する。
【0019】
アルコキシシリル基を有する(メタ)アクリル酸エステルの具体例としては、3-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
アルコキシシリル基含有アクリル系樹脂の繰り返し単位を構成する、アルコキシシリル基を有する上記のモノマーは、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。
【0020】
アルコキシシリル基含有アクリル系樹脂における、アルコキシシリル基を有する繰り返し単位(モノマー単位)が有する炭素数は、6以上20以下が好ましく、7以上17以下がより好ましく、8以上14以下がさらに好ましい。
上記範囲であると、上述のポリエステル樹脂との自己架橋性が高まり、本態様の導電性高分子分散液を用いて形成される導電層の基材に対する密着性及び離型層に対する密着性がさらに向上する。
【0021】
アルコキシシリル基含有アクリル系樹脂における、前記アルコキシシリル基を有する繰り返し単位(モノマー単位)の含有割合は、アルコキシシリル基を有する前記モノマーとこのモノマーと共重合可能な他のラジカル重合性モノマーの合計質量に対して10質量%以上100質量%以下が好ましく、50質量%以上100質量%以下がより好ましく、80質量%以上100質量%以下がさらに好ましい。なお、この割合が100質量%であるとは、アルコキシシリル基を有する前記モノマーの単独重合体であることを意味する。
【0022】
前記他のラジカル重合性モノマーとしては、例えば、ビニルエステル、不飽和カルボン酸エステル、不飽和カルボン酸アミド、不飽和ニトリル、不飽和カルボン酸、アリル化合物、含窒素系ビニルモノマー、炭化水素ビニルモノマーまたはビニルシラン化合物等が挙げられる。これらの1種以上を共重合可能なモノマーとして使用し得る。
【0023】
(製造方法)
アルコキシシリル基含有アクリル系樹脂の製造方法は特に制限されず、例えば、乳化重合によって製造することができる。
乳化重合を適用する場合、例えば、反応槽にイオン交換水10~1000質量部、重合開始剤1~10質量部、界面活性剤1~20質量部を加える。一方、滴下槽にイオン交換水10~1000質量部と界面活性剤1~20質量部を加え、アルコキシシリル基含有アクリル系樹脂を構成するモノマー100質量部を加えて乳化物を作製した後、この乳化物を反応槽に滴下して加えることによって乳化ラジカル重合させる。反応温度は使用するモノマーの反応性にもよるが、60~100℃が好ましく、反応時間は4~10時間が好ましい。
【0024】
乳化重合に使用する界面活性剤としては、アニオン系界面活性剤、ノニオン系反応性界面活性剤及び非反応性界面活性剤の1種もしくは2種以上を使用することができる。アニオン系界面活性剤を使用することが好ましい。
【0025】
乳化重合に使用する重合開始剤としては一般的なラジカル重合性開始剤、例えば過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過酸化水素等の水溶性過酸化物、又は過酸化ベンゾイルやt-ブチルハイドロパーオキサイド等の油溶性過酸化物、あるいはアゾビスイソブチロニトリル等のアゾ化合物などが挙げられる。
【0026】
乳化重合で得たアルコキシシリル基含有アクリル系樹脂は、水等の分散媒に添加して分散体としてもよい。固形分濃度が高くなると、均一な分散体が得られにくくなるため、分散体の総質量に対して、アルコキシシリル基含有アクリル系樹脂の固形分(不揮発成分)の質量は30質量%以下が好ましい。
【0027】
導電性高分子分散液におけるアルコキシシリル基含有アクリル系樹脂の含有量は、導電性複合体100質量部に対して、100質量部以上50000質量部以下が好ましく、100質量部以上10000質量部以下がより好ましく、200質量部以上1000質量部以下がさらに好ましい。
上記の下限値以上であれば、基材及び離型層に対する導電層の密着性がより向上し、上記の上限値以下であれば、導電性複合体の含有量が少なくなることによる導電性の低下を防ぐことができる。
【0028】
[ポリエステル樹脂]
本態様の導電性高分子分散液に含まれるポリエステル樹脂は多価カルボン酸とポリアルコールが重縮合してなるエステル結合を有する樹脂である。本態様で用いるポリエステル樹脂は、水分散性を高める観点から酸基を有することが好ましい。酸基は塩を形成していてもよい。また、本態様で用いるポリエステル樹脂は、導電層の耐候性を高める観点から、反応性の二重結合を含まない飽和ポリエステル樹脂であることが好ましい。
【0029】
酸基を有するポリエステル樹脂としては、ジカルボン酸成分とジグリコール成分との重縮合物であって、酸基(スルホ基、カルボキシ基、リン酸基等)のアルカリ金属塩を有するポリエステル樹脂(以下、「ポリエステル樹脂(1)」という。)が挙げられる。
このポリエステル樹脂(1)は極性が大きいため、水分散性に優れ、乳化剤や安定剤を使用しなくても水中に安定に分散できる。
【0030】
ジカルボン酸成分としては、フタル酸、テレフタル酸、テレフタル酸ジメチル、イソフタル酸、イソフタル酸ジメチル、2,5-ジメチルテレフタル酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸、ビフェニルジカルボン酸、オルソフタル酸等の芳香族ジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸及び、ドデカンジカルボン酸等の脂肪族ジカルボン酸、並びにシクロヘキサンジカルボン酸等の脂環族ジカルボン酸等が挙げられる。
ジカルボン酸は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。
ジカルボン酸成分は、スルホ基がアルカリ金属によって中和されたスルホン酸アルカリ金属塩型の置換基(-SO3-、(Xはアルカリ金属イオン))を有するジカルボン酸を含むことが好ましい。
【0031】
スルホン酸アルカリ金属塩型の置換基を有するジカルボン酸は、スルホ基を有するジカルボン酸におけるスルホ基がアルカリ金属塩にされた化合物である。
スルホ基を有するジカルボン酸としては、スルホテレフタル酸、5-スルホイソフタル酸、4-スルホイソフタル酸、4-スルホナフタレン酸-2,7-ジカルボン酸、又はそれらの誘導体等が挙げられる。アルカリ金属としては、ナトリウム、カリウム等が挙げられる。
スルホン酸アルカリ金属塩型の置換基を有するジカルボン酸としては、5-スルホイソフタル酸のナトリウム塩及びその誘導体が好ましい。
【0032】
ジカルボン酸成分における、スルホン酸アルカリ金属塩型の置換基を有するジカルボン酸以外のジカルボン酸成分としては、芳香族ジカルボン酸が好ましく、テレフタル酸、イソフタル酸がより好ましい。芳香族ジカルボン酸の芳香核は、疎水性のプラスチックとの親和性が大きく、また、耐加水分解性に優れる。
【0033】
スルホン酸アルカリ金属塩型の置換基を有するジカルボン酸の含有割合は、全ジカルボン酸成分中に5モル%以上30モル%以下であることが好ましく、10モル%以上20モル%以下であることがより好ましい。
上記範囲であると導電層中における自己架橋性樹脂の架橋が適度となり、基材及び離型層に対する導電層の密着性がより向上する。
【0034】
ポリエステル樹脂(1)を形成するジグリコール成分としては、ジエチレングリコール、炭素数2以上8以下の脂肪族又は炭素数6以上12以下の脂環族グリコール等が挙げられる。炭素数2以上8以下の脂肪族又は炭素数6以上12以下の脂環族グリコールの具体例としては、エチレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,2-プロピレングリ
コール、ネオペンチルグリコール、1,4-ブタンジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、1,3-シクロヘキサンジメタノール、1,2-シクロヘキサンジメタノール、1,6-ヘキサンジオール、p-キシリレングリコール、トリエチレングリコールなどが挙げられる。ジグリコール成分は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。
【0035】
ポリエステル樹脂(1)の数平均分子量は2,000以上30,000以下であることが好ましく、10,000以上27,000以下であることがより好ましい。ポリエステル樹脂(1)の数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)を用いて溶出時間を測定し、分子量既知のポリスチレン標準物質から予め得た、溶出時間対分子量の校正曲線に基づいて求めた数基準の分子量のことである。
ポリエステル樹脂(1)の数平均分子量が前記下限値以上であれば、導電層の密着性がより高くなり、前記上限値以下であれば、ポリエステル樹脂(1)の水分散性がより高くなる。
【0036】
ポリエステル樹脂(1)の製造方法は特に制限されず、例えば、ジカルボン酸成分とジグリコール成分とを130℃以上200℃以下でエステル化あるいはエステル交換反応させ、次に減圧条件下において200℃以上250℃以下で重縮合反応させる方法が挙げられる。ポリエステル樹脂(1)の製造方法において用いられる反応触媒としては、酢酸亜鉛、酢酸マンガン等の酢酸金属塩、酸化アンチモン、酸化ゲルマニウム等の金属酸化物、チタン化合物などが挙げられる。
得られたポリエステル樹脂(1)は、水に添加して水分散体としてもよい。ポリエステル樹脂(1)の水分散体は、固形分(不揮発成分)濃度が高くなると、均一分散体が得られにくくなるため、固形分濃度は30質量%以下が好ましい。
【0037】
導電性高分子分散液におけるポリエステル樹脂の含有量は、導電性複合体100質量部に対して、100質量部以上50000質量部以下が好ましく、100質量部以上10000質量部以下がより好ましく、200質量部以上1000質量部以下がさらに好ましい。
上記の下限値以上であれば、基材及び離型層に対する導電層の密着性がより向上し、上記の上限値以下であれば、導電性複合体の含有量が少なくなることによる導電性の低下を防ぐことができる。
【0038】
[自己架橋性樹脂]
アルコキシシリル基含有アクリル系樹脂は、ポリエステル樹脂(1)と組み合わせて、導電性複合体とともに含まれることによって、導電層の形成時に自己架橋し、自己架橋性樹脂となる。導電性複合体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は、上記の自己架橋を促進する触媒として機能し得る。
【0039】
適度な自己架橋を得るためには、(アルコキシシリル基含有アクリル系樹脂/ポリエステル樹脂(1))で表す含有比が、固形分の質量基準で、20/80~80/20が好ましく、30/70~70/30がより好ましく、40/60~60/40がさらに好ましい。
上記範囲であると、形成される導電層の機械的強度がより向上し、基材及び離型層に対する導電層の密着性がより向上する。
【0040】
[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。
【0041】
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;エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,2-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール等の二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、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。
上記に分類されない溶剤としては、例えば、ジメチルスルホキシドが挙げられる。
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。
【0042】
本態様の導電性高分子分散液の分散媒としては、導電性複合体の分散性を高める観点から、水、水溶性有機溶剤、又は水と水溶性有機溶剤の混合溶剤が好ましい。
ここで、水溶性有機溶剤は、20℃の水100gに対する溶解量が1g以上の有機溶剤であり、非水溶性有機溶剤は、20℃の水100gに対する溶解量が1g未満の有機溶剤である。
水溶性有機溶剤としては、アルコール系溶剤から選択される1種以上が好ましい。
導電性複合体の分散性をより一層高める観点から、アルコール系溶剤は、水と組み合わせて含まれることが好ましい。
【0043】
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の分散媒の総質量に対する水の含有割合は、例えば、10質量%以上50質量%以下が好ましく、20質量%以上40質量%以下がより好ましい。
また、本態様の導電性高分子分散液の分散媒が水を含み、導電性複合体1質量部に対する水の含有量が、40質量部以上が好ましく、50質量部以上1000質量部以下がより好ましく、80質量部以上800質量部以下がさらに好ましく、90質量部以上400質量部以下が特に好ましい。
水以外の分散媒としては、前述した水溶性有機溶剤が好ましい。
【0044】
本態様の導電性高分子分散液の分散媒の総質量に対する水溶性有機溶剤の含有割合は、例えば、50質量%以上95質量%以下が好ましく、60質量%以上90質量%以下がより好ましく、70質量%以上80質量%以下がさらに好ましい。
【0045】
[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。
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。
【0046】
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。
【0047】
<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、分散媒、上述のポリエステル樹脂及びアルコキシシリル基含有アクリル系樹脂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公知方法によって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。
調製した導電性高分子分散液において、導電性複合体は自己架橋性樹脂の自己架橋を促進する触媒として機能するので、ポリエステル樹脂及びアルコキシシリル基含有アクリル系樹脂を予め混合した自己架橋樹脂として調製しておき、塗工の直前に導電性複合体を自己架橋性樹脂に混合して導電性高分子分散液を得ることが好ましい。
【0048】
≪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導電層と、を備える導電性積層体であり、前記導電層は、第一態様の導電性高分子分散液の硬化物からなる。
【0049】
[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。
【0050】
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、導電層の基材及び後述の離型層に対する密着性がより向上する。
【0051】
(作用効果)
前記導電層は、前記導電性複合体に加えて前記自己架橋性樹脂を含有するので、基材及び後述の離型層に対する密着性が向上している。このメカニズムの詳細は未解明であるが、アルコキシシリル基含有アクリル系樹脂及びポリエステル樹脂のうち、何れか一方を欠くと密着性が向上しないことから(後述の比較例参照)、これらの共存下で起こる物理化学的な相互作用が、導電層の密着性の向上に寄与していると考えられる。また、後述の比較例で示す様に、アルコキシシリル基含有アクリル系樹脂及びポリエステル樹脂が単に共存しているだけでは足りず、これらが自己架橋するための触媒として働く導電性複合体の共存が、密着性の向上に必要である。
【0052】
[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。
【0053】
(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。
【0054】
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。
【0055】
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。
【0056】
(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。
【0057】
ガラス基材の平均厚みとしては、100μm以上3000μm以下であることが好ましく、100μm以上1000μm以下であることがより好ましい。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。
【0058】
[離型層]
本態様の導電性積層体において、前記導電層の表面に、シリコーン系化合物を含む離型層がさらに積層されていてもよい。導電性フィルムが有する導電層の表面に離型層が積層されたものは、導電性離型フィルムと呼ばれることがある。
【0059】
前記離型層は、公知の離型フィルムが備える離型層と同様の構成を取り得る。離型層に含まれるシリコーン系化合物が離型性(易剥離性)の発揮に寄与する。
【0060】
前記シリコーン系化合物として、公知の離型剤に含まれるシリコーン系化合物を適用することができる。ここでシリコーンとは、シロキサン結合に有機基(例えばアルキル基やフェニル基など)が結合した主鎖(シリコーン骨格)を有する、オルガノポリシロキサンと総称されるポリマーである。オルガノポリシロキサンとしては、ポリジメチルシロキサン(PDMS)が好ましく、ポリジメチルシロキサンの一部に反応性官能基又は非反応性官能基を有するものも好ましい。また、オルガノポリシロキサンを側鎖に有するアクリル樹脂やアルキッド樹脂なども前記シリコーン系化合物として適用できる。
【0061】
前記離型層に含まれるシリコーン系化合物としては、安定した離型性と、製造時の優れた製膜性とを発揮することから、硬化型シリコーンの硬化物が好ましい。
硬化型シリコーンは、付加硬化型シリコーン、縮合硬化型シリコーンのいずれであってもよい。硬化型シリコーンは、反応すると三次元架橋構造を形成して硬化する。
付加硬化型シリコーンとしては、シロキサン結合を有する直鎖状ポリマーであって、前記直鎖の両方の末端にビニル基を有するポリジメチルシロキサンと、ハイドロジェンシランとを有するものが挙げられる。硬化を促進させるために白金系硬化触媒を用いてもよい。
付加硬化型シリコーンの具体例としては、KS-3703T、KS-847T、KM-3951、X-52-151、X-52-6068、X-52-6069(信越化学工業社製)等が挙げられる。
付加硬化型シリコーンは有機溶剤に溶解又は分散しているものが好適に使用される。
【0062】
本態様の離型層に含まれるシリコーン系化合物の含有量は、離型層の総質量に対して、例えば、20質量%以上100質量%とすることができ、80質量%以上100質量%以下の範囲が好ましい。
本態様の離型層には、導電層の離型層に対する密着性が損なわれず、離型層の離型性が損なわれない範囲であれば、シリコーン系化合物以外のバインダ成分や、密着性向上剤、帯電防止剤等の公知の添加剤を含んでもよい。
【0063】
離型層の平均厚さは、例えば、10nm以上5000nm以下が好ましく、20nm以上1000nm以下がより好ましく、30nm以上500nm以下がさらに好ましい。
前記離型層の平均厚さが前記下限値以上であれば、より高い離型性を発揮でき、前記上限値以下であれば、導電層に対する密着性がより向上する。
【0064】
本態様の導電性離型フィルムの離型層は、導電層の全面を覆っていてもよいし、導電層の一部のみを覆い、導電層の残部が表面に露出していてもよい。
【0065】
(作用効果)
前記離型層が積層された前記導電層には、アルコキシシリル基含有アクリル系樹脂及びポリエステル樹脂が含まれるので、導電層は、シリコーン系化合物を含む離型層に対しても充分な密着性(接着性)を発揮し得る。この結果、前記離型層は、本体である導電性積層体から剥離することなく、離型層に貼付された物に対する優れた離型性を発揮することができる。
前記離型層は、基本的には絶縁層である。このため、離型層が覆うことにより導電層が露出していない表面は、基本的には導電性を示さないが、内部に導電層が存在することにより、導電性積層体自体の帯電を防止することができる。
【0066】
≪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。
【0067】
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。
【0068】
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/m以上10.0g/m以下の範囲であることが好ましい。
【0069】
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、分散媒を除去することが好ましい。この乾燥処理において、自己架橋性樹脂の自己架橋が促進され、形成される導電層の機械的強度が高まるとともに、基材及び離型層に対する密着性が向上する。
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。
【0070】
前記塗膜が乾燥することにより、前記塗膜に含まれる自己架橋性樹脂が自己架橋し、前記塗膜が硬化してなる導電層(導電膜)が形成された導電性積層体を得ることができる。
【0071】
前記導電層の表面にさらに前記離型層を積層する方法は特に制限されず、例えば、前記導電層の表面に、シリコーン系化合物を含む離型剤組成物を塗布し、形成した塗膜を乾燥することにより離型層を得る方法が挙げられる。
【0072】
前記離型剤組成物はシリコーン系化合物を含む。シリコーン系化合物の説明は第二態様の説明と同様であるので、ここでは説明を省略する。
離型剤組成物には、シリコーン系化合物以外に、必要に応じて、有機溶剤、硬化触媒、シリコーン系化合物以外のバインダ成分や、密着性向上剤、帯電防止剤等の添加剤を配合してもよい。シリコーン系化合物として付加硬化型シリコーンを用いる場合、有機溶剤として、トルエン及びメチルエチルケトンのうち少なくとも一方を配合することが好ましい。離型剤組成物に含まれる各材料の配合割合や配合方法については常法が適用される。
離型剤組成物を導電層に塗布する方法、塗布した塗膜を乾燥し、硬化させる方法は、導電層を形成する際の塗布方法及び乾燥・硬化方法と同様に行うことができる。
以上の方法により、本発明にかかる導電性積層体を製造することができる。
【実施例0073】
(製造例1)
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、ポリスチレンスルホン酸含有溶液を得た。次に、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、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。
【0074】
(製造例2)
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PEDOT-PSS水分散液を得た。
この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PEDOT-PSS水分散液(固形分1.3質量%)を得た。
【0075】
(製造例3)ポリエステル樹脂Aの調製
留出管、窒素導入管、温度計、撹拌機を備えた四つロフラスコにテレフタル酸ジメチル854g、5-ソジウムスルホイソフタル酸355g、エチレングリコール186g、ジエチレングリコール742g及び、反応触媒として、酢酸亜鉛1gを仕込んだ。その後、フラスコ内を130℃から170℃まで2時間かけて昇温して、エステル交換反応させた後、イソフタル酸730g、三酸化アンチモン1gを添加し、170℃から200℃まで2時間かけて昇温してエステル化反応を行った。次いで、徐々に昇温、減圧し、最終的に反応温度を250℃、真空度5mmHg以下で1時間重縮合反応を行った。その後、冷却し、常圧下でイオン交換水を加えて、不揮発分(固形分)が25質量%のポリエステル樹脂Aを得た。
【0076】
(製造例4)アルコキシシリル基含有アクリル系樹脂Bの調製
ビーカーにイオン交換水18g、界面活性剤としてエレミノールRS-3000(三洋化成工業株式会社製、アニオン系界面活性剤、有効成分50質量%)3gを仕込んだ。その後、ビーカー内を撹拌しつつ、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン40gを投入し、モノマー乳化液を作製した。
次に、コンデンサー、モノマー滴下用ロート、温度計、撹拌機を備えた四つロフラスコに、イオン交換水37.5g、界面活性剤(エレミノールRS-3000)1g、過硫酸カリウム0.5gを仕込んだ。その後、フラスコ内を撹拌しつつ窒素置換後、加熱を始め、75℃で前記モノマー乳化液を4時間かけて摘下した。滴下終了後も液温を75~85℃に維持することで反応を進め、滴下終了後から4時間後に冷却した。冷却後、さらにイオン交換水を加えて、不揮発分(固形分)25質量%のアルコキシシリル基含有アクリル系樹脂Bを得た。
【0077】
(製造例5)アルコキシシリル基含有アクリル系樹脂Cの調製
3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン40gを3-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン40gにしたこと以外は、製造例4と同様にして、不揮発分25質量%のアルコキシシリル基含有アクリル系樹脂Cを得た。
【0078】
(製造例6)アルコキシシリル基含有アクリル系樹脂Dの調製
3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン40gを3-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン40gにしたこと以外は、製造例4と同様にして、不揮発分25質量%のアルコキシシリル基含有アクリル系樹脂Dを得た。
【0079】
(製造例7)アルコキシシリル基含有アクリル系樹脂Eの調製
3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン40gを3-アクリロキシプロピルトリエトキシシラン40gにしたこと以外は、製造例4と同様にして、不揮発分25質量%のアルコキシシリル基含有アクリル系樹脂Dを得た。
【0080】
(製造例8)自己架橋性樹脂Fの調製
製造例3で得たポリエステル樹脂Aと、製造例4で得たアルコキシシリル基含有アクリル系樹脂Bとを固形分質量比50/50で配合して、不揮発分(固形分)25質量%の自己架橋性樹脂Fを得た。
【0081】
(製造例9)自己架橋性樹脂Gの調製
製造例3で得たポリエステル樹脂Aと、製造例5で得たアルコキシシリル基含有アクリル系樹脂Cとを固形分質量比50/50で配合して、不揮発分(固形分)25質量%の自己架橋性樹脂Gを得た。
【0082】
(製造例10)自己架橋性樹脂Hの調製
製造例3で得たポリエステル樹脂Aと、製造例6で得たアルコキシシリル基含有アクリル系樹脂Dとを固形分質量比50/50で配合して、不揮発分(固形分)25質量%の自己架橋性樹脂Hを得た。
【0083】
(製造例11)自己架橋性樹脂Iの調製
製造例3で得たポリエステル樹脂Aと、製造例7で得たアルコキシシリル基含有アクリル系樹脂Eとを固形分質量比50/50で配合して、不揮発分(固形分)25質量%の自己架橋性樹脂Iを得た。
【0084】
(製造例12)自己架橋性樹脂Jの調製
製造例3で得たポリエステル樹脂Aと、製造例4で得たアルコキシシリル基含有アクリル系樹脂Bとを固形分質量比25/75で配合して、不揮発分(固形分)25質量%の自己架橋性樹脂Jを得た。
【0085】
(製造例13)自己架橋性樹脂Kの調製
製造例3で得たポリエステル樹脂Aと、製造例4で得たアルコキシシリル基含有アクリル系樹脂Bとを固形分質量比75/25で配合して、不揮発分(固形分)25質量%の自己架橋性樹脂Kを得た。
【0086】
(製造例14)自己架橋性樹脂Lの調製
製造例3で得たポリエステル樹脂Aと製造例4で得たアルコキシシリル基含有アクリル系樹脂Bとを固形分質量比10/90で配合して、不揮発分(固形分)25質量%の自己架橋性樹脂Lを得た。
【0087】
(製造例15)自己架橋性樹脂Mの調製
製造例3で得たポリエステル樹脂Aと製造例4で得たアルコキシシリル基含有アクリル系樹脂Bとを固形分質量比90/10で配合して、不揮発分(固形分)25質量%の自己架橋性樹脂M を得た。
【0088】
(実施例1)
製造例2で得たPEDOT-PSS水分散液20gと、メタノール70gと、自己架橋性樹脂Fの10gを混合して導電性高分子分散液を得た。
#4のバーコーターを用いて導電性高分子分散液をPETフィルムに塗布し、120℃で1分間乾燥して導電性フィルムを得た。この導電性フィルムの表面抵抗値を測定した結果を表1に示す。
次に、付加硬化型シリコーンであるKS-3703T(信越化学工業社製、固形分30質量%、トルエン溶液)1.5gと、トルエン25.5gと、メチルエチルケトン63gと、白金触媒であるCAT-PL-50T(信越化学工業社製)0.03gと、を混合して塗料を得た。
#8のバーコーターを用いて上記の途料を上記の導電性フィルムの導電層の表面に塗布し、150℃で2分問乾燥し、導電層の上に離型層が積層された導電性離型フィルムを得た。この導電性離型フィルムの表面抵抗値と密着性と剥離力を測定した結果を表1に示す。
【0089】
(実施例2)
実施例1において自己架橋性樹脂Fの10gを、自己架橋性樹脂Fの5gに変更し、メタノールを75gにしたこと以外は、実施例1と同様にして導電性フィルム及び導電性離型フィルムを作製し、各測定を行った。結果を表1に示す。
【0090】
(実施例3)
実施例1において自己架橋性樹脂Fの10gを、自己架橋性樹脂Fの15gに変更し、メタノールを65gにしたこと以外は、実施例1と同様にして導電性フィルム及び導電性離型フィルムを作製し、各測定を行った。結果を表1に示す。
【0091】
(実施例4)
実施例1において自己架橋性樹脂Fの10gを、自己架橋性樹脂G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及び導電性離型フィルムを作製し、各測定を行った。結果を表1に示す。
【0092】
(実施例5)
実施例1において自己架橋性樹脂Fの10gを、自己架橋性樹脂H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及び導電性離型フィルムを作製し、各測定を行った。結果を表1に示す。
【0093】
(実施例6)
実施例1において自己架橋性樹脂Fの10gを、自己架橋性樹脂I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及び導電性離型フィルムを作製し、各測定を行った。結果を表1に示す。
【0094】
(実施例7)
実施例1において自己架橋性樹脂Fの10gを、自己架橋性樹脂J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及び導電性離型フィルムを作製し、各測定を行った。結果を表1に示す。
【0095】
(実施例8)
実施例1において自己架橋性樹脂Fの10gを、自己架橋性樹脂K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及び導電性離型フィルムを作製し、各測定を行った。結果を表1に示す。
【0096】
(実施例9)
実施例1において自己架橋性樹脂F10gを自己架橋性樹脂L10gにしたこと以外は、実施例1と同様にして導電性フィルム及び導電性離型フィルムを作製し、各測定を行った。結果を表1に示す。
【0097】
(実施例10)
実施例1において自己架橋性樹脂F10gを自己架橋性樹脂M10gにしたこと以外は、実施例1と同様にして導電性フィルム及び導電性離型フィルムを作製し、各測定を行った。結果を表1に示す。
【0098】
(実施例11)
実施例1においてKS-3703Tを、付加硬化型シリコーンであるKS-847T(信越化学工業社製、固形分30質量%、トルエン溶液)にしたこと以外は、実施例1と同様にして導電性フィルム及び導電性離型フィルムを作製し、各測定を行った。結果を表1に示す。
【0099】
(比較例1)
実施例1において自己架橋性樹脂Fの10gを、ポリエステル樹脂A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及び導電性離型フィルムを作製し、各測定を行った。結果を表1に示す。
【0100】
(比較例2)
実施例1において自己架橋性樹脂Fの10gを、アルコキシシリル基含有アクリル系樹脂B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及び導電性離型フィルムを作製し、各測定を行った。結果を表1に示す。
【0101】
(比較例3)
実施例1において自己架橋性樹脂Fの10gを、アルコキシシリル基含有アクリル系樹脂C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及び導電性離型フィルムを作製し、各測定を行った。結果を表1に示す。
【0102】
(比較例4)
実施例1において自己架橋性樹脂Fの10gを、アルコキシシリル基含有アクリル系樹脂D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及び導電性離型フィルムを作製し、各測定を行った。結果を表1に示す。
【0103】
(比較例5)
実施例1において自己架橋性樹脂Fの10gを、アルコキシシリル基含有アクリル系樹脂E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及び導電性離型フィルムを作製し、各測定を行った。結果を表1に示す。
【0104】
(比較例6)
実施例1においてPEDOT-PSS水分散液20gを、水20gに変更したこと以外は、実施例1の導電性フィルム及び導電性離型フィルムの作製と同様に、フィルム試料を作製し、測定を行った。結果を表1に示す。
【0105】
<評価>
[表面抵抗値]
各例の導電性フィルムについて、導電層の表面抵抗値を、抵抗率計(日東精工アナリテック社製、ハイレスタ)を用い、印加電圧10Vの条件で測定した。表面抵抗値の測定結果を表1に示す。
各例の導電性離型フィルムについて、離型層の上にプローブを載置し、離型層を介在した状態の表面抵抗値を、抵抗率計(日東精工アナリテック社製、ハイレスタ)を用い、印加電圧10Vの条件で測定した。表面抵抗値の測定結果を表1に示す。なお、表中の「Ω/□」はオームパースクエアの意味である。「1.0E+07」は、「1.0×10」を表し、他も同様である。「OVER」は測定限界を超えて高い数値であることを表す。
【0106】
[剥離力]
各例の導電性離型フィルムについて、下記の方法により剥離力を測定し、離型層の離型性を評価した。
導電性離型フィルムの離型層の表面に幅25mmポリエステル粘着テープ(日東電工社製、No.31B)を貼り付け、その粘着テープの上から1976Paの荷重をかけて25℃で20時間加圧処理した。次に、JIS Z0237に従い、引張試験機を用いて、離型層に貼った上記粘着テープを180°の角度で剥離(剥離速度0.3m/分)して、剥離力(単位:N)を測定した。測定結果を表1に示す。剥離力が小さいほど、離型層の離型性が高いことを意味する。
【0107】
[密着性]
各例の導電性離型フィルムについて、離型層の表面を指で10回擦り、離型層の損傷の程度を下記基準で評価した。結果を表1に示す。
(評価1): 指擦り5回目までに離型層が完全に脱落し、易剥離性が無くなる。つまり、離型層と導電層の密着性が悪い。
(評価2): 指擦り5回目までは離型層が残存するが、その後、指擦り10回目までに離型層が完全に脱落し、易剥離性が無くなる。 つまり、離型層と導電層の密着性が劣る。
(評価3): 指擦り10回までに離型層は脱落せず、 離型層の色に大きな変化が見られ、易剥離性が低下した。つまり、離型層と導電層の密着性は普通である。
(評価4): 指擦り10回までに離型層は脱落せず、離型層の色に小さな変化が見られるが、易剥離性はほとんど低下していない。つまり、離型層と導電層の密着性は優れる。
(評価5): 指擦り10回までに離型層は脱落せず、離型層の色に変化は見られず、易剥離性は低下していない。つまり、離型層と導電層の密着性は特に優れる。
上記の5段階の評価基準において、易剥離性(離型性)は、指擦りした表面に粘着テープを貼付した後、これを剥がす際の容易さを試験した結果に基づく。離型層の色の変色は、離型層と導電層の界面における剥離の程度を表している。この界面が部分的に剥離している場合、離型層の表面に貼付した粘着テープを剥離する際に界面が浮き上がり、剥離性が低下する。
【0108】
【表1】
【0109】
実施例1~11の導電性高分子分散液は、アルコキシシリル基含有アクリル系樹脂及びポリエステル樹脂を含むので、その塗膜から形成された導電層の導電性は良好であり、その導電層の基材及び離型層に対する密着性が優れている。
比較例1の導電性高分子分散液は、アルコキシシリル基含有アクリル系樹脂を含まないので、形成された導電層の基材及び離型層に対する密着性が劣っている。
比較例2~5の導電性高分子分散液は、ポリエステル樹脂を含まないので、形成された導電層の基材及び離型層に対する密着性が劣っている。
比較例6の導電性高分子分散液は、導電性複合体を含まないので、形成された導電層の導電性と、基材及び離型層に対する密着性とが劣っている。比較例6で密着性が劣っていた理由として、自己架橋性樹脂の自己架橋が導電性複合体の触媒作用によって促進されることがなかったからだと考えられる。