(57)【要約】【課題】分散液としての安定性に優れ、導電性及び信頼性（特に高温環境下での信頼性）が高い導電性塗膜を容易に形成できる導電性高分子分散液を提供する。【解決手段】本発明の導電性高分子分散液は、π共役系導電性高分子と、ポリアニオンと、下記化学式（１）で表されるスルホン酸エステルと、分散媒とを含有する。（１）Ｒ１（ＳＯ３Ｒ２）ｎ（化学式（１）中、Ｒ１、Ｒ２は、各々独立して、任意の置換基である。ｎは１以上の整数である。）。【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と、ポリアニオンと、下記化学式（１）で表されるスルホン酸エステルと、分散媒とを含有する、導電性高分子分散液。
（１）  Ｒ１（ＳＯ３Ｒ２）ｎ
（化学式（１）中、Ｒ１、Ｒ２は、各々独立して、任意の置換基である。ｎは１以上の整数である。）
【請求項２】
前記スルホン酸エステルの含有割合が、π共役系導電性高分子とポリアニオンとの合計質量１００質量部に対して１〜５００質量部である、請求項１に記載の導電性高分子分散液。
【請求項３】
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）又はポリピロールである、請求項１又は２に記載の導電性高分子分散液。
【請求項４】
ポリアニオンがスルホン酸基を有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の導電性高分子分散液。
【請求項５】
ポリアニオンが、ポリスチレンスルホン酸、ポリビニルスルホン酸、ポリアクリル酸アルキレンスルホン酸、ポリ（２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸）、およびこれらのうちの２つ以上の共重合体からなる群から選ばれる少なくとも１種である、請求項４に記載の導電性高分子分散液。
【請求項６】
ポリアニオンのアニオン基に３級アミン又は４級アンモニウムが配位している、請求項１〜５のいずれか１項に記載の導電性高分子分散液。
【請求項７】
ポリアニオンのアニオン基にエポキシ化合物のエポキシ基又はオキセタン化合物のオキセタン基が反応してエステル結合が形成されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の導電性高分子分散液。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の導電性高分子分散液が塗布されて形成されたことを特徴とする導電性塗膜。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、π共役系導電性高分子を含む導電性高分子分散液及び導電性塗膜に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリンなどのπ共役系導電性高分子を、帯電防止剤、透明導電膜あるいはキャパシタの電極に利用した製品が開発されている。
一般に、主鎖がπ電子を含む共役系で構成されているπ共役系導電性高分子は、ドーパントがドープした状態でも不溶の固形粉体である。そのため、基材の表面に、塗布によってπ共役系導電性高分子を含む塗膜を均一に形成することが困難であった。
そこで、π共役系導電性高分子にポリアニオンを配位させることにより溶媒に可溶化して塗布を可能にする方法が提案されている。
例えば、特許文献１には、水への分散性を向上させるために、分子量が２，０００〜５００，０００の範囲のポリスチレンスルホン酸の存在下で、酸化剤を用いて、３，４−ジアルコキシチオフェンを化学酸化重合して、ポリ（３，４−ジアルコキシチオフェン）−ポリスチレンスルホン酸を含む導電性高分子分散液を得る方法が提案されている。この導電性高分子分散液を用いることにより、π共役系導電性高分子の利用分野を広げることが可能になった。
しかし、特許文献１に記載の導電性高分子分散液においては、剛直なポリスチレンスルホン酸をπ共役系導電性高分子のドーパント兼分散剤として使用しているため、ドーピング密度が低く、π共役系導電性高分子の導電性を充分に引き出すことができなかった。
そこで、導電性高分子分散液にｐ−トルエンスルホン酸等の低分子ドーパントを添加して、ドーピング密度を向上させることがあった。しかし、低分子ドーパントを添加すると、導電性高分子分散液が不安定になって沈殿物を生じることがあった。そのため、π共役系導電性高分子を均一に含む塗膜を形成できないことがあった。
【０００３】
特許文献２，３には、ポリ（３，４−ジアルコキシチオフェン）−ポリスチレンスルホン酸を含む導電性高分子分散液において、ポリスチレンスルホン酸のスルホ基を４級アンモニウム塩やアミン化合物によって変性して、有機溶剤可溶性にすることが記載されている。しかし、この場合、π共役系導電性高分子にドーピングするアニオン基の量が減少するため、導電性が高くならないことがあった。また、信頼性試験での導電性保持率、特に高温環境下での導電性保持率が低下することがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第２６３６９６８号公報
【特許文献２】特許第４７７６９５０号公報
【特許文献３】特許第５０２６０５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、分散液としての安定性に優れ、導電性及び信頼性（特に高温環境下での信頼性）が高い導電性塗膜を容易に形成できる導電性高分子分散液を提供することを目的とする。また、導電性及び信頼性（特に高温環境下での信頼性）が高い導電性塗膜を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、以下の態様を有する。
［１］π共役系導電性高分子と、ポリアニオンと、下記化学式（１）で表されるスルホン酸エステルと、分散媒とを含有する、導電性高分子分散液。
（１）  Ｒ１（ＳＯ３Ｒ２）ｎ
（化学式（１）中、Ｒ１、Ｒ２は、各々独立して、任意の置換基である。ｎは１以上の整数である。）
［２］前記スルホン酸エステルの含有割合が、π共役系導電性高分子とポリアニオンとの合計質量１００質量部に対して１〜５００質量部である、［１］に記載の導電性高分子分散液。
［３］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）又はポリピロールである、［１］又は［２］に記載の導電性高分子分散液。
［４］ポリアニオンがスルホン酸基を有する、［１］〜［３］のいずれか１項に記載の導電性高分子分散液。
［５］ポリアニオンが、ポリスチレンスルホン酸、ポリビニルスルホン酸、ポリアクリル酸アルキレンスルホン酸、ポリ（２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸）、およびこれらのうちの２つ以上の共重合体からなる群から選ばれる少なくとも１種である、［４］に記載の導電性高分子分散液。
［６］ポリアニオンのアニオン基に３級アミン又は４級アンモニウムが配位している、［１］〜［５］のいずれかに記載の導電性高分子分散液。
［７］ポリアニオンのアニオン基にエポキシ化合物のエポキシ基又はオキセタン化合物のオキセタン基が反応してエステル結合が形成されている、［１］〜［６］のいずれかに記載の導電性高分子分散液。
［８］［１］〜［７］のいずれかに記載の導電性高分子分散液が塗布されて形成されたことを特徴とする導電性塗膜。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の導電性高分子分散液は、分散液としての安定性に優れ、導電性及び信頼性（特に高温環境下での信頼性）が高い導電性塗膜を容易に形成できる。
本発明の導電性塗膜は、導電性及び信頼性（特に高温環境下での信頼性）が高い。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
＜導電性高分子分散液＞
本発明の導電性高分子分散液は、π共役系導電性高分子とポリアニオンとスルホン酸エステルと分散媒とを含有する。
【０００９】
（π共役系導電性高分子）
π共役系導電性高分子は、主鎖がπ共役系で構成されている有機高分子であり、例えば、ポリピロール類、ポリチオフェン類、ポリアセチレン類、ポリフェニレン類、ポリフェニレンビニレン類、ポリアニリン類、ポリアセン類、ポリチオフェンビニレン類、及びこれらの共重合体等が挙げられる。なかでも、重合の容易さ、空気中での安定性の点からは、ポリチオフェン類、ポリピロール類及びポリアニリン類が好ましい。さらに、溶剤に対する可溶性及び透明性の点から、ポリチオフェン類が好ましい。
【００１０】
ポリチオフェン類としては、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−ブテ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。
ポリピロール類としては、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）、ポリ（３−メチル−４−ヘキシルオキシピロール）が挙げられる。
ポリアニリン類としては、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。
上記π共役系導電性高分子は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。
上記π共役系導電性高分子の中でも、導電性、透明性、耐熱性の点から、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）又はポリピロールが好ましい。
【００１１】
（ポリアニオン）
ポリアニオンとは、アニオン基（スルホン酸基、カルボン酸基、リン酸基等）を有する構成単位を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。また、π共役系導電性高分子を水に可溶化させる機能も有する。
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、ポリアクリルスルホン酸、ポリメタクリルスルホン酸、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、ポリスルホエチルメタクリレート、ポリ（４−スルホブチルメタクリレート）、ポリメタリルオキシベンゼンスルホン酸、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、ポリアクリルカルボン酸、ポリメタクリルカルボン酸、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、ポリアクリル酸等が挙げられる。これらの単独重合体であってもよいし、２種以上の共重合体であってもよいが、好ましくは、スルホン酸基含有ポリアニオンである。
スルホン酸基含有ポリアニオンの中でも、導電性向上効果の点で、ポリスチレンスルホン酸、ポリビニルスルホン酸、ポリアクリル酸アルキレンスルホン酸、ポリ（２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸）、およびこれらのうちの２つ以上の共重合体からなる群から選ばれる少なくとも１種が好ましい。
上記ポリアニオンは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。
【００１２】
ポリアニオンの重合度は、モノマー単位が１０〜１００，０００個の範囲であることが好ましく、分散性及び導電性の点からは、５０〜１０，０００個の範囲がより好ましい。
【００１３】
ポリアニオンの含有量は、π共役系導電性高分子１モルに対して０．１〜１０モルの範囲であることが好ましく、１〜７モルの範囲であることがより好ましい。ポリアニオンの含有量が前記下限値より少なくなると、π共役系導電性高分子へのドーピング効果が弱くなる傾向にあり、導電性が不足することがある。その上、分散性および溶解性が低くなり、均一な分散液を得ることが困難になる。また、ポリアニオンの含有量が前記上限値より多くなると、π共役系導電性高分子の含有量が少なくなり、やはり充分な導電性が得られにくい。
【００１４】
ポリアニオンは、そのアニオン基の一部がπ共役系導電性高分子に配位しており、π共役系導電性高分子とポリアニオンとは複合体を形成している。π共役系導電性高分子にポリアニオンのアニオン基が配位することにより、π共役系導電性高分子がドーピングされて導電性が発現する。ポリアニオンのπ共役系導電性高分子に配位しない余剰のアニオン基は、該複合体を水に可溶化させる役割を果たす。
導電性高分子分散液中の導電性複合体（π共役系導電性高分子とポリアニオンとの複合体）の含有量は０．０５〜５．０質量％であることが好ましく、０．１〜４．０質量％であることがより好ましい。導電性複合体の含有量が前記下限値未満であると、充分な導電性が得られないことがあり、前記上限値を超えると、均一な導電性塗膜が得られないことがある。
【００１５】
本発明においては、ポリアニオンのアニオン基に３級アミン又は４級アンモニウムが配位してもよい。又は、ポリアニオンのアニオン基にエポキシ化合物のエポキシ基又はオキセタン化合物のオキセタン基が反応してエステル結合が形成されてもよい。ポリアニオンのアニオン基に３級アミン又は４級アンモニウムが配位している場合、又は、ポリアニオンのアニオン基にエポキシ化合物のエポキシ基又はオキセタン化合物のオキセタン基が反応してエステル結合が形成されている場合には、親水性が失われ、親油性となる。そのため、導電性高分子分散液の分散媒を水から有機溶媒に置換することで、導電性高分子分散液を有機溶媒系の分散液にすることができる。また、導電性複合体が親油性になるため、基材との親和性が向上し、得られる導電性塗膜との接着性を向上させることができる。
【００１６】
３級アミンとしては、例えば、トリエタノールアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリフェニルアミン、トリベンジルアミン、トリナフチルアミン等が挙げられる。
４級アンモニウムとしては、例えば、テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、テトラプロピルアンモニウム、テトラフェニルアンモニウム、テトラベンジルアンモニウム、テトラナフチルアンモニウム等が挙げられる。
エポキシ化合物としては、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、ヘキサヒドロフタル酸ジグリシジルエステル、水添ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、トリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、脂肪酸変性エポキシ、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリンポリグリシジルエーテル、ジグリセリンポリグリシジルエーテル、ポリグリセリンポリグリシジルエーテル、ソルビトール系ポリグリシジルエーテル、エチレンオキシドラウリルアルコールグリシジルエーテル、エチレンオキシドフェノールグリシジルエーテル、アジピン酸グリシジルエーテル、トリグリシジルトリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアネート等が挙げられる。
オキセタン化合物としては、例えば、キシリレンビスオキセタン、３−エチル−３｛［（３−エチルオキセタン−３−イル）メトキシ］メチル｝オキセタン、４，４’−（３−エチルオキセタン−３−イルメチルオキシメチル）ビフェニル、１，４−ビス｛［（３−エチル−３−オキセタニル）メトキシ］メチル｝ベンゼン、ジ｛１−エチル（３−オキセタニル）｝メチルエーテル、１，６−ビス｛（３−エチル−３−オキセタニル）メトキシ｝ヘキサン、９，９−ビス｛２−メチル−４−［２−（３−オキセタニル）］ブトキシフェニル｝フルオレン、９，９−ビス｛４−｛２−［２−（３−オキセタニル）］ブトキシ｝エトキシフェニル｝フルオレンなど２官能のオキセタン環を有する化合物、オキセタン化ノボラック樹脂などの多官能オキセタン化合物、３−エチル−３−（ヒドロキシメチル）オキセタン、３−エチル−３−（２−エチルヘキシロキシメチル）オキセタン、３−エチル−３−フェノキシメチルオキセタン、３−（メタクリロイルオキシメチル）オキセタン、３−（メタクリロイルオキシメチル）−２−フェニルオキセタン等の１官能のオキセタン環を有する化合物が挙げられる。
【００１７】
（スルホン酸エステル）
本発明におけるスルホン酸エステルは、化学式（１）で表される化合物である。
（１）  Ｒ１（ＳＯ３Ｒ２）ｎ
化学式（１）中のＲ１，Ｒ２は、各々独立して、任意の置換基である。置換基としては特に制限はなく、例えば、炭化水素基（アルキル基、アルケニル基、フェニル基、ベンジル基、トリル基、キシリル基、ナフタレン基、アルキルナフタレン基等）、パーフルオロアルキル基等が挙げられる。また、Ｒ２においては、（Ｃ６Ｈ５）ＣＯＣＨ（Ｃ６Ｈ５）Ｏ−で表される置換基でもよい。
ｎは１以上の整数であり、１〜４のいずれかの整数が好ましく、１又は２であることがより好ましい。
【００１８】
具体的に、前記スルホン酸エステルとしては、芳香族スルホン酸のエステル、脂肪族スルホン酸のエステル、パーフルオロアルキルスルホン酸のエステル等が挙げられる。
芳香族スルホン酸のエステルとしては、ｐ−トルエンスルホン酸メチル、ｐ−トルエンスルホン酸エチル、ｐ−トルエンスルホン酸ブチル、１，２，３−トリ（ｐ−トルエンスルホニルオキシ）ベンゼン、ｐ−トルエンスルホン酸ベンゾインエステル、ドデシルベンゼンスルホン酸メチル、ドデシルベンゼンスルホン酸エチル、ナフタレンジスルホン酸ジメチル、ナフタレンジスルホン酸ジエチル、ナフタレンスルホン酸メチル、ナフタレンスルホン酸エチル、ジノニルナフタレンスルホン酸メチル、ジノニルナフタレンスルホン酸エチル、ジノニルナフタレンジスルホン酸エチル等が挙げられる。
脂肪族スルホン酸のエステルとしては、メタンスルホン酸メチル、メタンスルホン酸エチル、メタンスルホン酸ブチル、１，２，３−トリ（メタンスルホニルオキシ）ベンゼン、メタンスルホン酸フェニル、メタンスルホン酸ベンゾインエステル等が挙げられる。
パーフルオロアルキルスルホン酸のエステルとしては、トリフルオロメタンスルホン酸メチル、トリフルオロメタンスルホン酸エチル、トリフルオロメタンスルホン酸ブチル、１，２，３−トリ（トリフルオロメタンスルホニルオキシ）ベンゼン、トリフルオロメタンスルホン酸フェニル、トリフルオロメタンスルホン酸ベンゾインエステル等が挙げられる。
上記スルホン酸エステルは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。
スルホン酸エステルは、例えば、カチオン重合開始剤として機能する酸発生剤として市販されており、その市販品を使用することができる。しかし、本発明においては、スルホン酸エステルをカチオン重合開始剤として使用することはない。
【００１９】
前記スルホン酸エステルの含有割合は、π共役系導電性高分子とポリアニオンとの合計質量１００質量部に対して１〜５００質量部であることが好ましく、３〜３００質量部であることがより好ましく、５〜１００質量部であることが特に好ましい。スルホン酸エステルの含有量が前記下限値以上であれば、該導電性高分子分散液から形成される導電性塗膜の高温環境下での信頼性がより高くなる。一方、前記スルホン酸エステルの含有割合が前記上限値以下であれば、π共役系導電性高分子の濃度低下による導電性低下を防ぐことができる。
【００２０】
（分散媒）
導電性高分子分散液に含まれる分散媒としては、例えば、水、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチレンホスホルトリアミド、アセトニトリル、ベンゾニトリル等の極性溶媒、クレゾール、フェノール、キシレノール等のフェノール類、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、ヘキサン、ベンゼン、トルエン等の炭化水素類、ギ酸、酢酸等のカルボン酸類、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等のカーボネート化合物、ジオキサン、ジエチルエーテル等のエーテル化合物、エチレングリコールジアルキルエーテル、プロピレングリコールジアルキルエーテル、ポリエチレングリコールジアルキルエーテル、ポリプロピレングリコールジアルキルエーテル等の鎖状エーテル類、３−メチル−２−オキサゾリジノン等の複素環化合物、アセトニトリル、グルタロジニトリル、メトキシアセトニトリル、プロピオニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル化合物等が挙げられる。これらの溶媒は、１種を単独で用いてもよいし、２種類以上の混合物としてもよいし、他の有機溶媒との混合物としてもよい。
【００２１】
（バインダ）
導電性高分子分散液は、該導電性高分子分散液から形成される導電性塗膜の耐久性および透明性の向上、基材との密着性向上を目的として、バインダを含有してもよい。
バインダは、熱硬化性樹脂であってもよいし、熱可塑性樹脂であってもよい。例えば、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等のポリエステル、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリアミド６、ポリアミド６，６、ポリアミド１２、ポリアミド１１等のポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル等のビニル樹脂、エポキシ樹脂、オキセタン樹脂、キシレン樹脂、アラミド樹脂、ポリイミドシリコーン、ポリウレタン、ポリウレア、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ポリエーテル、アクリル樹脂およびこれらの共重合体等が挙げられる。
バインダの中でも、基材との密着性が高いことから、ポリエステル、ポリウレタン、メラミン樹脂、オキセタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂が好ましい。
【００２２】
バインダの含有量は、π共役系導電性高分子とポリアニオンの合計質量１００質量部に対し、１０〜１０００質量部であることが好ましく、２０〜５００質量部であることがより好ましい。バインダの含有量が前記下限値以上であれば、該導電性高分子分散液から得られる導電性塗膜の耐久性、基材との密着性をより高くでき、前記上限値以下であれば、充分な導電性を確保できる。
【００２３】
（導電性向上剤）
導電性高分子分散液は、得られる導電性塗膜の導電性をより向上させるために、導電性向上剤を含んでもよい。
導電性向上剤は、導電性高分子分散液から形成される導電性塗膜の導電性を向上させる成分である。
具体的に、導電性向上剤は、前記アクリル化合物、窒素含有芳香族性環式化合物、２個以上のヒドロキシル基を有する化合物、２個以上のカルボキシル基を有する化合物、１個以上のヒドロキシル基および１個以上のカルボキシ基を有する化合物、アミド基を有する化合物、イミド基を有する化合物、ラクタム化合物、グリシジル基を有する化合物、水溶性有機溶剤からなる群より選ばれる少なくとも１種の化合物である。
これら化合物の具体例は、例えば、特開２０１０−８７４０１号公報に記載されている。
【００２４】
導電性向上剤の含有量はπ共役系導電性高分子とポリアニオンの合計質量に対して１〜１０００倍量であることが好ましく、２〜１００倍量であることがより好ましい。導電性向上剤の含有量が前記下限値以上であれば、導電性向上剤添加による導電性向上効果が充分に発揮され、前記上限値以下であれば、π共役系導電性高分子濃度の低下に起因する導電性の低下を防止できる。
【００２５】
（添加剤）
導電性高分子分散液には、必要に応じて、添加剤が含まれてもよい。
添加剤としてはπ共役系導電性高分子及びポリアニオンと混合しうるものであれば特に制限されず、例えば、無機導電剤、界面活性剤、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。
無機導電剤としては、金属イオン（金属塩を水に溶解させて形成する）類、導電性カーボン等が挙げられる。
界面活性剤としては、カルボン酸塩、スルホン酸塩、硫酸エステル塩、リン酸エステル塩等の陰イオン界面活性剤； アミン塩、４級アンモニウム塩等の陽イオン界面活性剤； カルボキシベタイン、アミノカルボン酸塩、イミダゾリウムベタイン等の両性界面活性剤；ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、エチレングリコール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド等の非イオン界面活性剤等が挙げられる。
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、シリコーンレジン等が挙げられる。
カップリング剤としては、ビニル基、アミノ基、エポキシ基等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、ビタミン類等が挙げられる。
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、オギザ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。酸化防止剤と紫外線吸収剤とは併用することが好ましい。
【００２６】
（導電性高分子分散液の製造方法）
上記導電性高分子分散液を製造する方法としては、例えば、ポリアニオンと分散媒の存在下でπ共役系導電性高分子の前駆体モノマーを化学酸化重合して、π共役系導電性高分子がポリアニオンによって分散媒に可溶化した分散液を得た後、その分散液にスルホン酸エステルを添加する方法が挙げられる。
【００２７】
（作用効果）
本発明の導電性高分子分散液に含まれるスルホン酸エステルは、導電性高分子分散液中ではスルホン酸基を有さないため、π共役系導電性高分子にドープしない。スルホン酸基を有する低分子のスルホン酸化合物のπ共役系導電性高分子へのドーピングは分散液を不安定化させるが、スルホン酸エステルはドーピングしないため、導電性高分子分散液を安定な状態に保つことができる。そのため、凝集物を形成せず、沈殿物等の発生が抑制されている。すなわち、本発明の導電性高分子分散液は安定性に優れている。
本発明の導電性高分子分散液は、基材に塗布された後に塗膜化のために光照射処理又は加熱処理等が施されると、スルホン酸エステルが解離を起こし、スルホン酸基を有する化合物を生じる。そのスルホン酸基を有する化合物はπ共役系導電性高分子にドープするため、ドープ密度を向上させることができ、塗膜の導電性を高めることができる。しかも、スルホン酸基を有する化合物の塗膜中の濃度が上昇すると、高温下でも、スルホン酸基を有する化合物はπ共役系導電性高分子から脱ドープしにくくなる。したがって、本発明の導電性高分子分散液によれば、信頼性（密着性、耐熱性、耐湿熱性等）、特に高温環境下での信頼性が高い導電性塗膜を容易に形成できる。
【００２８】
＜導電性塗膜＞
本発明の導電性塗膜は、上述した導電性高分子分散液が塗布されて形成されたものである。導電性高分子分散液の塗布方法としては、例えば、浸漬、コンマコート、スプレーコート、ロールコート、グラビア印刷などが挙げられる。
塗布後、加熱処理や紫外線照射処理により塗膜を硬化することが好ましい。
加熱処理としては、例えば、熱風加熱や赤外線加熱などの通常の方法を採用できる。紫外線照射処理としては、例えば、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク、キセノンアーク、メタルハライドランプなどの光源から紫外線を照射する方法を採用できる。
【００２９】
導電性高分子分散液が塗布される基材としては、樹脂フィルムや紙等が挙げられる。
樹脂フィルムを構成する樹脂材料としては、例えば、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、ポリアクリル、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、ポリアリレート、ポリイミド、ポリカーボネート、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。これらの樹脂材料の中でも、透明性、可撓性、汚染防止性及び強度等の点から、ポリエチレンテレフタレートが好ましい。
紙としては、上質紙、クラフト紙、コート紙等を用いることができる。
【００３０】
導電性塗膜の厚さ（平均値）は０．００１〜１０μｍであることが好ましく、０．０１〜１μｍであることがより好ましい。導電性塗膜の厚みが前記下限値以上であれば、充分な導電性を確保でき、前記上限値以下であれば、充分な可撓性を確保できる。
【００３１】
本発明の導電性塗膜は、上記導電性高分子分散液が塗布されて形成されたものであるから、導電性及び信頼性、特に高温環境下での信頼性が高いものである。
【実施例】
【００３２】
（製造例１）ポリスチレンスルホン酸の合成
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、限外ろ過法を用いてポリスチレンスルホン酸含有溶液の約１０００ｍｌ溶液を除去し、残液に２０００ｍｌのイオン交換水を加え、限外ろ過法を用いて約２００００ｍｌ溶液を除去した。上記の限外ろ過操作を３回繰り返した。
さらに、得られたろ液に約２０００ｍｌのイオン交換水を添加し、限外ろ過法を用いて約２０００ｍｌ溶液を除去した。この限外ろ過操作を３回繰り返した。そして、得られた溶液中の水を減圧除去して、無色固形状のポリスチレンスルホン酸を得た。
【００３３】
（製造例２）導電性高分子分散液（ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ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をゆっくり加え、３時間攪拌して反応させた。
これにより得られた反応液に２０００ｍｌのイオン交換水を加え、限外ろ過法を用いて約２０００ｍｌ溶液を除去した。この操作を３回繰り返した。
そして、得られた溶液に１０質量％に希釈した２００ｍｌの硫酸と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、これに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溶液を除去した。この操作を５回繰り返して、１．２質量％の青色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）分散液（以下、「ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ分散液」という。）を得た。
【００３４】
（製造例３）導電性高分子分散液（ＰＰＹ−ＰＳＳ分散液）の調製
６．７ｇのピロールと、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をゆっくり加え、３時間攪拌して反応させた。
これにより得られた反応液に２０００ｍｌのイオン交換水を加え、限外ろ過法を用いて約２０００ｍｌ溶液を除去した。この操作を３回繰り返した。
そして、得られた溶液に１０質量％に希釈した２００ｍｌの硫酸と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、これに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溶液を除去した。この操作を５回繰り返して、１．２質量％の青色のポリスチレンスルホン酸ドープポリピロール分散液（以下、「ＰＰＹ−ＰＳＳ分散液」という。）を得た。
【００３５】
（製造例４）導電性高分子分散液（アミン変性ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ分散液）の調製
前記ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ分散液５０ｇにメチルエチルケトン５０ｇを添加した後、トリオクチルアミン１０５ｍｇを添加し、高圧分散処理して、ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳのトリオクチルアンモニウム塩の０．６質量％水・メチルエチルケトン分散液を得た。
【００３６】
（製造例５）導電性高分子分散液（エポキシ変性ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ分散液）の調製
４００ｇのメタノールと５０ｇのＣ１２，Ｃ１３混合高級アルコールグリシジルエーテルとを混合した。次に、その混合液に、前記ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ分散液１００ｇを加え、室温で攪拌して紺色の析出物を得た。この析出物を濾過回収し、メチルエチルケトンに分散させ、１質量％のエポキシ変性ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳのメチルエチルケトン分散液を得た。
【００３７】
（実施例１）
製造例２により得たＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ分散液１００ｇに、エタノール５０ｇと、１，５−ナフタレンジスルホン酸ジメチル０．２ｇ（π共役系導電性高分子とポリアニオンとの合計質量１００質量部に対して１６．７質量部）を添加し、攪拌して導電性高分子分散液Ａを得た。
導電性高分子分散液Ａをポリエチレンテレフタレートフィルム（東洋紡製Ａ４３００、厚さ：１８８μｍ）にバーコーターで塗布し、１２０℃、３分間、赤外線加熱により乾燥し、導電性塗膜を形成して導電性シートを得た。
【００３８】
［耐熱性評価］
導電性塗膜の耐熱性を以下の方法により評価した。その結果を表１に示す。
得られた導電性シートの導電性塗膜の初期の表面抵抗を測定した後、導電性シートを８５℃の恒温槽内に、１４４時間保存し、その後に取り出した。そして、加熱後の導電性塗膜の表面抵抗を測定した。測定結果を表１に示す。表面抵抗の上昇率が小さい程、耐熱性に優れる。
表面抵抗は、三菱化学社製ハイレスタＭＣＰ−ＨＴ４５０を用い、ＪＩＳ  Ｋ６９１１に準じて測定した。
【００３９】
（実施例２）
１，５−ナフタレンジスルホン酸ジメチル０．２ｇをドデシルベンゼンスルホン酸エステル（キングインダストリーズ社製Ｋ−ＰＵＲＥ  ＴＡＧ２５０７）０．２ｇに変更した以外は実施例１と同様にして導電性高分子分散液Ｂを得た。導電性高分子分散液Ａの代わりに導電性高分子分散液Ｂを用いたこと以外は実施例１と同様にし、導電性塗膜を形成して導電性シートを得た。そして、実施例１と同様に耐熱性を評価した。
【００４０】
（実施例３）
１，５−ナフタレンジスルホン酸ジメチル０．２ｇをジノニルナフタレンスルホン酸エステル（キングインダストリーズ社製Ｋ−ＰＵＲＥ  ＣＸＣ１７６２）０．２ｇに変更した以外は実施例１と同様にして導電性高分子分散液Ｃを得た。導電性高分子分散液Ａの代わりに導電性高分子分散液Ｃを用いたこと以外は実施例１と同様にし、導電性塗膜を形成して導電性シートを得た。そして、実施例１と同様に耐熱性を評価した。
【００４１】
（実施例４）
１，５−ナフタレンジスルホン酸ジメチル０．２ｇをジノニルナフタレンジスルホン酸エステル（キングインダストリーズ社製Ｋ−ＰＵＲＥ  ＣＸＣ１７６４）０．２ｇに変更した以外は実施例１と同様にして導電性高分子分散液Ｄを得た。導電性高分子分散液Ａの代わりに導電性高分子分散液Ｄを用いたこと以外は実施例１と同様にし、導電性塗膜を形成して導電性シートを得た。そして、実施例１と同様に耐熱性を評価した。
【００４２】
（実施例５）
１，５−ナフタレンジスルホン酸ジメチル０．２ｇを１．２ｇ（π共役系導電性高分子とポリアニオンとの合計質量１００質量部に対して１００質量部）に変更した以外は実施例１と同様にして導電性高分子分散液Ｅを得た。導電性高分子分散液Ａの代わりに導電性高分子分散液Ｅを用いたこと以外は実施例１と同様にし、導電性塗膜を形成して導電性シートを得た。そして、実施例１と同様に耐熱性を評価した。
【００４３】
（実施例６）
１，５−ナフタレンジスルホン酸ジメチル０．２ｇを３．６ｇ（π共役系導電性高分子とポリアニオンとの合計質量１００質量部に対して３００質量部）に変更した以外は実施例１と同様にして導電性高分子分散液Ｆを得た。導電性高分子分散液Ａの代わりに導電性高分子分散液Ｆを用いたこと以外は実施例１と同様にし、導電性塗膜を形成して導電性シートを得た。そして、実施例１と同様に耐熱性を評価した。
【００４４】
（実施例７）
１，５−ナフタレンジスルホン酸ジメチル０．２ｇを０．０４ｇ（π共役系導電性高分子とポリアニオンとの合計質量１００質量部に対して３．３質量部）に変更した以外は実施例１と同様にして導電性高分子分散液Ｇを得た。導電性高分子分散液Ａの代わりに導電性高分子分散液Ｇを用いたこと以外は実施例１と同様にし、導電性塗膜を形成して導電性シートを得た。そして、実施例１と同様に耐熱性を評価した。
【００４５】
（実施例８）
１，５−ナフタレンジスルホン酸ジメチル０．２ｇを０．０６ｇ（π共役系導電性高分子とポリアニオンとの合計質量１００質量部に対して５．０質量部）に変更した以外は実施例１と同様にして導電性高分子分散液Ｈを得た。導電性高分子分散液Ａの代わりに導電性高分子分散液Ｈを用いたこと以外は実施例１と同様にし、導電性塗膜を形成して導電性シートを得た。そして、実施例１と同様に耐熱性を評価した。
【００４６】
（実施例９）
製造例３により得たＰＰＹ−ＰＳＳ分散液１００ｇに、エタノール５０ｇと、１，５−ナフタレンジスルホン酸ジメチル０．２ｇを添加し、攪拌して導電性高分子分散液Ｉを得た。
導電性高分子分散液Ａの代わりに導電性高分子分散液Ｉを用いたこと以外は実施例１と同様にし、導電性塗膜を形成して導電性シートを得た。そして、実施例１と同様に耐熱性を評価した。
【００４７】
（実施例１０）
製造例４により得たアミン変性ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ分散液１００ｇに、エタノール５０ｇと、１，５−ナフタレンジスルホン酸ジメチル０．１ｇを添加し、攪拌して導電性高分子分散液Ｊを得た。
導電性高分子分散液Ａの代わりに導電性高分子分散液Ｊを用いたこと以外は実施例１と同様にし、導電性塗膜を形成して導電性シートを得た。そして、実施例１と同様に耐熱性を評価した。
【００４８】
（実施例１１）
製造例５により得たエポキシ変性ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ分散液１００ｇに、エタノール５０ｇと、１，５−ナフタレンジスルホン酸ジメチル０．２ｇを添加し、攪拌して導電性高分子分散液Ｋを得た。
導電性高分子分散液Ａの代わりに導電性高分子分散液Ｋを用いたこと以外は実施例１と同様にし、導電性塗膜を形成して導電性シートを得た。そして、実施例１と同様に耐熱性を評価した。
【００４９】
（比較例１）
１，５−ナフタレンジスルホン酸ジメチル０．２ｇを添加しなかった以外は実施例１と同様にして、導電性塗膜を形成し、導電性シートを得た。そして、実施例１と同様に耐熱性を評価した。
【００５０】
（比較例２）
１，５−ナフタレンジスルホン酸ジメチル０．２ｇを１，５−ナフタレンジスルホン酸四水和物０．２ｇに変更した以外は実施例１と同様にして導電性高分子分散液を得ようとしたところ、ゲル化した。すなわち、導電性高分子分散液を得ることができなかった。そのため、導電性塗膜を形成できず、耐熱性を評価しなかった。
【００５１】
（比較例３）
１，５−ナフタレンジスルホン酸ジメチル０．２ｇをサンエイドＳＩ１１０（三新化学工業社製、ＰＦ６系スルホニウム塩）０．２ｇに変更した以外は実施例１と同様にして導電性高分子分散液を得ようとしたところ、ゲル化した。すなわち、導電性高分子分散液を得ることができなかった。そのため、導電性塗膜を形成できず、耐熱性を評価しなかった。
【００５２】
（比較例４）
１，５−ナフタレンジスルホン酸ジメチル０．１ｇを添加しなかった以外は実施例１０と同様にして、導電性塗膜を形成し、導電性シートを得た。そして、実施例１と同様に耐熱性を評価した。
【００５３】
（比較例５）
１，５−ナフタレンジスルホン酸ジメチル０．２ｇを添加しなかった以外は実施例１１と同様にして、導電性塗膜を形成し、導電性シートを得た。そして、実施例１と同様に耐熱性を評価した。
【００５４】
【表１】
2015131890.tif 000002
【００５５】
スルホン酸エステルを含む導電性高分子分散液から形成した実施例１〜１１の導電性塗膜は、初期の表面抵抗値が小さく、導電性に優れていた。また、加熱後の表面抵抗の上昇倍率が小さく、耐熱性にも優れていた。
スルホン酸エステルを含まない導電性高分子分散液から形成した比較例１の導電性塗膜は、初期の表面抵抗値が大きく、導電性が低かった。また、加熱後の表面抵抗の上昇倍率が大きく、耐熱性も低かった。
スルホン酸エステルを含まず、スルホン酸化合物を含む比較例２の導電性高分子分散液はゲル化して、使用不能であった。
スルホン酸エステルを含まず、スルホニウム塩を含む比較例３の導電性高分子分散液はゲル化して、使用不能であった。
スルホン酸エステルを含まない導電性高分子分散液から形成した比較例４，５の導電性塗膜は、加熱後の表面抵抗の上昇倍率が大きく、耐熱性が低かった。