(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）と負電荷を持つ官能基を有する１つ以上の繰り返し単位を含む第１の対イオンとを含む導電性ポリマー成分；
第２のドープ剤；
３−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、３−（トリメトキシシリル）プロピルメタクリレート、３−（トリメトキシシリル）プロピルアクリレート、ビニルトリメトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、テトラキス（トリメチルシリルオキシ）シラン、ポリ（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）ジアクリレート、ポリ（エチレングリコール）ジメタクリレート、ポリ（エチレングリコール）ジビニルエーテル、分枝トリアルキルオキシシラン、分枝エポキシド、または分枝アクリレートもしくはメタクリレートを含む架橋剤；
界面活性剤成分；ならびに
ポリ（アクリルアミド−ｃｏ−アクリル酸）、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド、またはそれらの組み合わせを含む可撓性増強剤
を含む、コーティング前駆体組成物から誘導される導電性ポリマーコーティング。
【請求項２】
前記コーティングの電気抵抗は、前記コーティングが０．２５インチの外径を有する基材に塗布され、各サイクルが、コート基材を１．２５インチの曲げ半径で屈曲させることを含む場合、６００屈曲サイクル後の増加が５０％以下である、請求項１に記載のコーティング。
【請求項３】
前記第１の対イオンは、リン酸基、ホスホン酸基、スルファメート基、カルボキシレート基、硫酸基、スルホン酸基、またはそれらの組み合わせを含む負電荷を持つ官能基を含む、請求項１または２に記載のコーティング。
【請求項４】
前記第１の対イオンは、ポリビニルスルホネート、ポリスチレンスルホネート、ポリアリルスルホネート、ポリエチルアクリレートスルホネート、ポリブチルアクリレートスルホネート、ポリアクリルスルホネート、ポリメタクリルスルホネート、ポリ−２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホネート、ポリイソプレンスルホネート、ポリビニルカルボキシレート、ポリスチレンカルボキシレート、ポリアリルカルボキシレート、ポリアクリルカルボキシレート、ポリメタクリルカルボキシレート、ポリ−２−アクリルアミド−２−メチルプロパンカルボキシレート、ポリイソプレンカルボキシレート、ポリアクリレート、ポリグルタメート、ポリドーパミン、スルホン化ポリエーテルエーテルケトン（Ｓ−ＰＥＥＫ）、スルホン化ポリウレタン、またはそれらの組み合わせを含む、請求項１または２に記載のコーティング。
【請求項５】
前記第１の対イオンは、ポリスチレンスルホネートを含む、請求項１または２に記載のコーティング。
【請求項６】
前記コーティング前駆体組成物は、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）：ポリスチレンスルホネートを水性分散物の形態で含む、請求項１または２に記載のコーティング。
【請求項７】
前記第２のドープ剤は、エチレングリコール、ソルビトール、グリセロール、ジメチルスルホキシド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、エリスリトール、２−ニトロエタノール、メトキシフェノール、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン、スクシンイミド、プロピレングリコール、またはそれらの組み合わせを含む低揮発性極性溶媒を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載のコーティング。
【請求項８】
前記界面活性剤成分は、アルキルベンゼンスルホン酸およびそれらの塩、オルガノスルフェート、カルボキシレート、ならびに天然脂肪酸およびそれらの塩からなる群より選択される１つ以上のアニオン性界面活性剤を含む、請求項１または２に記載のコーティング。
【請求項９】
前記界面活性剤成分は、ドデシルベンゼンスルホン酸またはドデシル硫酸ナトリウムを含む、請求項８に記載のコーティング。
【請求項１０】
コーティング前駆体組成物は、架橋剤成分を、体積あたりの重量基準で、前駆体組成物の０．１％〜１０％濃度で；第２のドープ剤を、体積あたりの重量基準で、前駆体組成物の１％〜５０％の濃度で；界面活性剤成分を、体積あたりの重量基準で、前駆体組成物の０．０１％〜５％で含む請求項１〜９のいずれか一項に記載のコーティング。
【請求項１１】
前記可撓性増強剤は、ポリビニルピロリドンを含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のコーティング。
【請求項１２】
前記コーティング前駆体組成物は、前記可撓性増強剤を体積あたりの重量基準で、前記組成物の０．００５％〜１％の濃度で含む、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のコーティング。
【請求項１３】
前記コーティング前駆体組成物は、金属粒子、カーボンブラック、炭素繊維、グラファイト、グラフェン、カーボンナノチューブ、炭素繊維ケイ素、ケイ素粒子、またはそれらの組み合わせから構成される導電性フィラーを含み、
前記導電性フィラーは、前記導電性ポリマーコーティング中に、前記ポリマーコーティングの接触抵抗を低減させるのに十分な量で存在し、
前記導電性フィラーは、前記コーティング前駆体組成物中に、体積あたりの重量基準で、前記組成物の２５％以下の濃度で存在する、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のコーティング。
【請求項１４】
前記導電性フィラーは炭素繊維、カーボンナノチューブ、ステンレス鋼フレーク、ニッケルフレーク、ステンレス鋼ナノ粉末、グラファイト、グラフェン、貴金属球、またはそれらの組み合わせを含む、請求項１３に記載のコーティング。
【請求項１５】
前記コーティング前駆体組成物は、１つ以上のメタクリレート、アクリレート、アクリルアミド、またはビニル系のモノマーを含むモノマー添加物を含む、請求項１〜１４のいずれか一項に記載のコーティング。
【請求項１６】
前記コーティング前駆体組成物は、２，２，６，６−テトラメチルピペリジンおよびその誘導体、ベンゾフェノン、ベンゾフラノン、オキサニリド、ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ’−フェニル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ−イソプロピル−Ｎ’−フェニル−ｐ−フェニレンジアミン、６−エトキシ−２，２，４−トリメチル−１，２−ジヒドロキノリン、エチレンジウレア、ヒンダードフェノール、芳香族アミン、ベンゾトリアゾール、ヒドロキシフェニルトリアジン、またはそれらの組み合わせを含む安定剤を含む、請求項１〜１５のいずれか一項に記載のコーティング。
【請求項１７】
前記コーティング前駆体組成物は、膨潤剤を含み、膨潤剤は、極性溶媒を含む、請求項１〜１６のいずれか一項に記載のコーティング。
【請求項１８】
請求項１〜１７のいずれか一項に記載のコーティング前駆体組成物を３次元基材に浸漬コーティングプロセスを使用して塗布すること；ならびに
前記塗布されたコーティング組成物を熱硬化させ、コート基材を形成させること
を含む、基材を導電性ポリマーコーティングでコートする方法。
【請求項１９】
内腔および外面を含む円筒チューブ、ならびに、
前記外面に接着された導電性ポリマーコーティング
を含み、
前記導電性ポリマーコーティングは１つ以上の導電性層を含み、
前記導電性層の１つ以上は、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の導電性ポリマーコーティングを含む、円筒チューブ電極。
【請求項２０】
ポリウレタン発泡体を含む基材、および、
前記基材の表面に接着された導電性ポリマーコーティング
を含み、
前記導電性ポリマーコーティングは１つ以上の導電性層を含み、
前記導電性層の１つ以上は、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の導電性ポリマーコーティングを含む、導電性発泡体組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、導電性ポリマーコーティングを調製するための組成物および方法、ならびにコーティングを３次元基材に塗布するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日市販されている様々な装置は金属酸化物または金属窒化物からなる電極コーティングを使用する。それらがどのように堆積されるかによって、金属酸化物または金属窒化物からなるコーティングは、様々なトポグラフィーおよび形態を有することができる。しかしながら、従来の金属酸化物電極は機械的に硬く、電極の表面での脆い酸化物層の蓄積の影響を受ける。これらの特性により、金属酸化物電極は、可撓性および／または生物学的適合性が必要とされる用途において使用するのに望ましくないものとなる。
【０００３】
導電性ポリマーコーティングは、従来の金属酸化物または金属窒化物コーティングに関連する欠点のいくつかを克服する可能性がある。例えば、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）から誘導される導電性ポリマーコーティングがエレクトロニクス業界において広く使用されている。しかしながら、当技術分野で知られている導電性ポリマーコーティングは、主として、平坦な二次元基材表面上の薄膜としての用途に調合されてきた。
【０００４】
優れた導電率を提供し、医療装置用途において使用するのに生物学的に許容可能であり、当技術分野で知られているコーティングよりも大きな機械的、化学的、および電気的安定性を示し、よって、３次元基材表面へのコンフォーマル塗布に好適である導電性コーティングを開発することが望ましい。
【０００５】
加えて、当技術分野で知られている導電性ポリマーコーティングは、主として剛性の、曲がらない表面に塗布されてきた。当技術分野で知られているコーティングは、可撓性および／または耐亀裂性を欠き、しばしば、反復屈曲サイクルに供された後に導電率の喪失を示す。そのため、高度の可撓性を有する基材表面への塗布に対して機械的にかつ電気的に耐久性のある導電性コーティングを開発することが望ましい。
【発明の概要】
【０００６】
３次元基材および／または高度の可撓性を有する基材表面への塗布に好適である導電性ポリマーコーティングが調製可能であることが発見されている。
【０００７】
本明細書では、「３次元基材」という用語は、凸状、凹状、または角度のある表面（すなわち、実質的に平面ではない表面）を含む基材を意味する。
【０００８】
本明細書で記載されるコーティングは当技術分野の現状により表される多くの欠点に対処しており、優れた導電率、耐久性、および耐摩耗性を提供する。最も重要なことには、コーティングは、基材表面に対し優れた接着を提供し、３次元基材へのコンフォーマル塗布を可能にする。本明細書で記載されるコーティングはまた、可撓性基材への塗布を可能にする改善された機械的特性を提供する。
【０００９】
コーティング前駆体組成物
本発明の１つの態様は、コンフォーマルコーティングを３次元基材に塗布するのに使用するために適合されたコーティング前駆体組成物に関する。コーティング前駆体組成物は、下記で記載される成分の１つ以上を含み得る。
【００１０】
導電性ポリマー
コーティング前駆体組成物は導電性ポリマーを含む。
【００１１】
一般に、導電性ポリマーは、共役した交互の単および二重炭素−炭素結合を有する鎖とされた複数の導電性繰り返し単位を含む。導電性ポリマーはまた、時として、本来または本質的に導電性のポリマー、電気活性ポリマー、または共役ポリマーと呼ばれる。導電性ポリマーは理想的には、電子およびイオン系を接合させる、または相互作用させるのに適している。というのも、電子電荷およびイオン電荷の両方を伝導させることができるからである。導電性ポリマーはまた、コンデンサと同様の、非常に有効なかつ効率的な電荷蓄積および移行メカニズムを使用することができる。特定の理論には縛られないが、導電性ポリマーは、非局在化電子により、分子骨格に沿った共役した交互の二重−単炭素−炭素結合にわたる効率的な電荷輸送を促進すると考えられる。
【００１２】
典型的には、導電性ポリマーはカチオン性である。例えば、導電性ポリマーは典型的には、繰り返し単位あたり約＋０．１〜約＋１．０の平均電荷を有する。より典型的には、導電性ポリマーは、繰り返し単位あたり約＋０．２５〜約＋０．５の平均電荷、最も典型的には、繰り返し単位あたり約＋０．３３の平均電荷を有する。
【００１３】
導電性ポリマーは、ポリアセチレン、ポリ（フルオレン）、ポリフェニレン、ポリフェニレンビニレン、ポリピレン、ポリアズレン、ポリナフタレン、ポリ（ピロール）、ポリカルバゾール、ポリインドール、ポリアゼピン、ポリアニリン、ポリアセン、ポリチオフェン、ポリチオフェンビニレン、ポリ（ｐ−フェニレンスルフィド）、ポリピリジン、あるいはそれらの官能化誘導体、前駆体またはブレンドを含むことができる。
【００１４】
通常、導電性ポリマーはポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）、またはその官能化誘導体を含む。例えば、導電性ポリマーは３，４−エチレンジオキシチオフェンから誘導させることができる。
【００１５】
あるいは、導電性ポリマーは、ヒドロキシメチル−ＥＤＯＴ、ＥＤＯＴ−ビニル、ＥＤＯＴ−エーテルアリル、ＥＤＯＴ−ＣＯＯＨ、ＥＤＯＴ−ＭｅＯＨ、ＥＤＯＴ−シラン、ＥＤＯＴ−ビニル、ＥＤＯＴ−アクリレート、ＥＤＯＴ−スルホネート、ＥＤＯＴ−アミン、またはＥＤＯＴ−アミドを含む３，４−エチレンジオキシチオフェン（ＥＤＯＴ）の官能化誘導体から誘導させることができる。より典型的には、３，４−エチレンジオキシチオフェン（ＥＤＯＴ）の官能化誘導体はヒドロキシメチル−ＥＤＯＴ、ＥＤＯＴ−ビニル、ＥＤＯＴ−エーテルアリル、またはＥＤＯＴ−アクリレートを含む。
【００１６】
導電性ポリマーはポリ（ヘキシルチオフェン）、またはその塩もしくは官能化誘導体を含むことができる。導電性ポリマーはポリ−４−ビニルピリジンを含むことができる。導電性ポリマーはポリ（塩化ジアリルジメチルアンモニウム）を含むことができる。
【００１７】
導電性ポリマーは、典型的には、分散物の形態でコーティング前駆体組成物に提供される。例えば、導電性ポリマーは水性分散物として提供され得る。
【００１８】
第１の対イオン
コーティング前駆体組成物は、通常、導電性ポリマーと結合する荷電官能基を実質的に中和する第１の対イオン成分を含み、さらに、得られたポリマーコーティングに、特定の用途のために望まれる改善された電気的、化学的、および機械的特性を提供することができる。
【００１９】
一般に、第１の対イオンは、負電荷を持つ官能基を有する１つ以上の繰り返し単位を含む。
【００２０】
例えば、負電荷を持つ官能基は、リン酸基、ホスホン酸基、スルファメート基、カルボキシレート基、硫酸基、スルホン酸基、またはそれらの組み合わせとすることができる。
【００２１】
さらに、負電荷を持つ官能基は、リン酸基、カルボキシレート基、硫酸基、スルホン酸基、またはそれらの組み合わせを含むことができる。典型的には、負電荷を持つ官能基はスルホン酸基、カルボキシレート基、またはそれらの組み合わせを含む。より典型的には、負電荷を持つ官能基はスルホン酸基を含む。
【００２２】
負電荷を持つ官能基は対イオンを含むことができる。対イオンはプロトン、アンモニウムイオン、有機カチオン、アルカリ金属カチオン、またはアルカリ土類金属カチオンとすることができる。例えば、対イオンはナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、アンモニウム、またはそれらの組み合わせとすることができる。
【００２３】
スルホン酸基は対イオンを含むことができる。例えば、スルホン酸基はナトリウム対イオンを含むことができる。
【００２４】
非限定的例として、第１の対イオン成分は、ポリビニルスルホネート、ポリスチレンスルホネート、ポリアリルスルホネート、ポリエチルアクリレートスルホネート、ポリブチルアクリレートスルホネート、ポリアクリルスルホネート、ポリメタクリルスルホネート、ポリ−２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホネート、ポリイソプレンスルホネート、ポリビニルカルボキシレート、ポリスチレンカルボキシレート、ポリアリルカルボキシレート、ポリアクリルカルボキシレート、ポリメタクリルカルボキシレート、ポリ−２−アクリルアミド−２−メチルプロパンカルボキシレート、ポリイソプレンカルボキシレート、ポリアクリレート、ポリアミノ酸（例えば、ポリグルタメート）、ポリドーパミン、スルホン化ポリエーテルエーテルケトン（Ｓ−ＰＥＥＫ）、スルホン化ポリウレタン（ポリウレタンイオノマー）、またはそれらの組み合わせを含み得る。
【００２５】
さらなる非限定的例として、第１の対イオン成分は、スルホン酸、フルオロスルホネート、トルエンスルホネート、タウリン、アントラキノンスルホネート、ビニルスルホネート、２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸、ポリスチレンスルホネート、ポリビニルスルホネート、スルホン化ポリテトラフルオロエチレン、ポリアネトールスルホン酸、その塩もしくは官能化誘導体、またはそれらの組み合わせを含み得る。
【００２６】
また、第１の対イオン成分はパラトルエンスルホネート（ｐＴＳ）、４−ビニルベンゼンスルホネート、ビニルスルホネート、そのポリマー、またはそれらの組み合わせを含むことができる。第１の対イオン成分はスルホン化ポリテトラフルオロエチレン（商標名ＮＡＦＩＯＮで販売）を含むことができる。
【００２７】
第１の対イオン成分は、ポリスチレンスルホネートおよび無水マレイン酸から誘導されるブロックコポリマー（ＰＳＳ−ＣｏＭＡ）を含むことができる。さらに、第１の対イオン成分は、ポリスチレンスルホネートおよびＰＳＳ−ＣｏＭＡの混合物を含むことができる。
【００２８】
第１の対イオン成分は、第１のコポリマー、第１のブロックコポリマー、第１のマルチブロックコポリマー、またはそれらの組み合わせを含むことができ、ここで、繰り返し単位またはブロックの１つ以上は、負電荷を持つ官能基で官能化される。負電荷を持つ官能基は、上記で詳細に記載されるように選択することができる。
【００２９】
例えば、第１の対イオン成分は、スルホン化ポリスチレン−エチレン、スルホン化ポリスチレン−ブタジエン、スルホン化ポリスチレン−イソプレン、またはそれらの組み合わせを含むコポリマーまたはブロック−コポリマーを含むことができる。
【００３０】
第１の対イオン成分は、負電荷を持つ官能基を含むランダムコポリマーを含むことができる。負電荷を持つ官能基は、上記で詳細に記載されるように選択することができる。
【００３１】
通常、ランダムコポリマーは、（ａ）スチレン、ｔ−ブチルスチレン、メチルスチレン、カルボン酸−官能化スチレン（例えば、ビニル安息香酸）、アミン−官能化スチレン（例えば、ジエチルアミノエチルスチレン）、またはそれらの組み合わせから構成されるスチレン繰り返し単位、および（ｂ）ポリエチレン、ポリブチレン、ポリブタジエン、ポリイソプロペン、ポリイソブチレン、またはそれらの組み合わせから構成されるエラストマー繰り返し単位を含み、ここで、繰り返し単位の約１０〜１００モルパーセントは負電荷を持つ官能基で官能化される。負電荷を持つ官能基は、上記で詳細に記載されるように選択することができる。
【００３２】
例えば、第１の対イオン成分は、スルホン化ポリスチレン−ｒ−エチレン（ＳＰＳＥ）を含むことができる。
【００３３】
一般に、第１の対イオン成分は、異なる分子量を有する２種以上のポリスチレンスルホネートの混合物を含むことができる。
【００３４】
第１の対イオン成分は、ポリスチレンスルホネート（ＰＳＳ）、スルホン化ポリスチレン−ブロック−ポリ（エチレン−ｒ−ブチレン）−ブロック−ポリスチレン（ＳＰＳＥＢＳ）、ポリスチレン−ブロック−ポリイソブチレン−ブロック−ポリスチレン（ＳＰＳＩＢＳ）、スルホン化ポリスチレン−ｒ−エチレン（ＳＰＳＥ）、ポリスチレンスルホネートおよび無水マレイン酸から誘導されるブロックコポリマー（ＰＳＳ−ＣｏＭＡ）、スルホン化ポリテトラフルオロエチレン（商標名ＮＡＦＩＯＮで販売）、ポリアネトールスルホン酸、スルホン化ポリエーテルエーテルケトン（Ｓ−ＰＥＥＫ）、スルホン化ポリウレタン（ポリウレタンイオノマー）、ポリ（２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸）、ポリビニルスルホネート、スルホン化ポリテトラフルオロエチレン、それらの塩もしくは官能化誘導体、またはそれらの組み合わせを含むことができる。
【００３５】
第１の対イオン成分は、上記で詳細に記載されるように選択することができる負電荷を持つ官能基で官能化されたカーボンナノチューブを含むことができる。
【００３６】
第１の対イオン成分は、ポリアミノベンゼンスルホネートで官能化されたカーボンナノチューブを含むことができる。
【００３７】
第１の対イオン成分は、官能化カーボンナノチューブを以上で記載される１つ以上の追加の第１の種と共に含むことができる。典型的には、１つ以上の追加の第１の種は、ポリスチレンスルホネート（ＰＳＳ）、スルホン化ポリスチレン−ブロック−ポリ（エチレン−ｒ−ブチレン）−ブロック−ポリスチレン（ＳＰＳＥＢＳ）、ポリスチレン−ブロック−ポリイソブチレン−ブロック−ポリスチレン（ＳＰＳＩＢＳ）、スルホン化ポリスチレン−ｒ−エチレン（ＳＰＳＥ）、ポリスチレンスルホネートおよび無水マレイン酸から誘導されるブロックコポリマー（ＰＳＳ−ＣｏＭＡ）、スルホン化ポリテトラフルオロエチレン、それらの塩および官能化誘導体、またはそれらの組み合わせを含む。
【００３８】
好ましくは、第１の対イオンはポリスチレンスルホネート（ＰＳＳ）を含む。
【００３９】
ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ水性分散物
導電性ポリマーはポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）を含むことができ、第１の対イオンは、ＰＳＳを含むことができる。ＰＥＤＯＴおよびＰＥＤＯＴ：ＰＳＳの水性分散物は多くの供給元から市販されており、本明細書で記載される方法、コーティング、および前駆体組成物において使用するのに好ましい。
【００４０】
高い導電率を有する導電性ポリマーの分散物が好ましい。例えば、ＣＬＥＶＩＯＳ  ＰＨ  １０００は特に好ましい高導電率グレードＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ分散物である。
【００４１】
溶媒
コーティング前駆体組成物は、１つ以上の溶媒をさらに含む。
【００４２】
組成物の粘度、表面張力、ｐＨ、または揮発性を調節するため、または組成物を希釈して、導電性ポリマーの濃度を低減させるために、溶媒が前駆体組成物に添加され得る。
【００４３】
前駆体組成物は典型的には水を含む。上述のように、導電性ポリマーは、典型的には、前駆体組成物に水性分散物の形態で提供される。追加の水を添加して、組成物をさらに希釈してもよい。
【００４４】
前駆体組成物はまた、１つ以上の有機溶媒を含み得る。有機溶媒の非限定的な例としては、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、１−プロパノール、１−ブタノール、アセトン、メチルエチルケトン、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、炭酸プロピレン、テトラヒドロフラン、酢酸、ジエチルエーテル、および酢酸エチルが挙げられる。
【００４５】
第２のドープ剤
コーティング前駆体組成物は、コーティングの導電率を改善する１つ以上の第２のドープ剤をさらに含み得る。
【００４６】
第２のドープ剤の非限定的な例としては、低揮発性極性溶媒、例えばエチレングリコール、ソルビトール、グリセロール、ジメチルスルホキシド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、エリスリトール、２−ニトロエタノール、メトキシフェノール、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン、スクシンイミド、およびプロピレングリコールが挙げられる。
【００４７】
第２のドープ剤は、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジメチルスルホキシド、グリセロール、またはソルビトールを含み得る。
【００４８】
エチレングリコールが好ましい第２のドープ剤である。エチレングリコールは、他のドープ剤と比べて比較的低い沸点を有するので、硬化プロセスは、比較的低い温度で実施することができる。低温硬化工程の使用は、より広い範囲の基材の使用を可能にするという点で有益であり、コーティングがポリマー基材に塗布される場合、特に有益である。
【００４９】
ほとんどの場合、第２のドープ剤は、熱硬化工程中に、大部分はまたは完全に、コーティング組成物から除去される。しかしながら、場合によっては、無毒性である第２のドープ剤を使用することが望ましい。プロピレングリコールおよびジメチルスルホキシドは、無毒性ドープ剤が望ましい場合、好ましい種である。
【００５０】
第２のドープ剤は、典型的には、体積あたりの重量基準で、組成物の約１％〜約４０％の濃度にて含められる。より典型的には、第２のドープ剤の濃度は約２％〜約３０％ｗ／ｖ、より典型的には約４％〜約２５％ｗ／ｖである。
【００５１】
界面活性剤
コーティング前駆体組成物は、１つ以上の界面活性剤をさらに含み得る。
【００５２】
前駆体組成物の表面張力を変化させることにより、界面活性剤は、浸漬コーティングプロセス中、濡れ性を改善し、組成物の基材上への均一な塗布を容易にするために使用することができ、最終製品上でより均一なコーティングが得られる。
【００５３】
界面活性剤はまた、前駆体組成物中の成分を可溶化し、かつ／または安定化するために導入することができる。一般に、この規則にはいくつかの例外が存在するが、本明細書で記載される導電性ポリマーは疎水性となる傾向があり、一方、本明細書で記載される第１の対イオンおよび第２のドープ剤は親水性となる傾向がある。界面活性剤は、エマルジョンまたはコロイド懸濁液を生成させるために使用することができ、この場合、非常に異なるレベルの疎水性／親水性を有したとしても、複数の試薬を、両親媒性界面活性剤分子との相互作用を介して特定の溶媒和状態で効果的に保持することができる。
【００５４】
好ましくは、界面活性剤成分はまた、コーティングの導電率を増強させる。
【００５５】
好適なアニオン性界面活性剤の非限定的な例としては、アルキルスルホン酸およびアルキルベンゼンスルホン酸およびそれらの塩（例えば、ドデシルベンゼンスルホン酸、オクチルベンゼンスルホン酸）、オルガノスルフェートおよびそれらの塩（例えば、ドデシル硫酸ナトリウム）、カルボキシレートならびに天然脂肪酸およびそれらの塩（例えば、ステアリン酸ナトリウム、オレイン酸）が挙げられる。
【００５６】
好適な非イオン性界面活性剤の非限定的な例としては、ポロキサマーおよびブロックコポリマー（例えば、ＰＬＵＲＯＮＩＣＳシリーズ界面活性剤）、脂肪アルコール（例えば、１−オクタノール、１−ドデカノール）、エトキシル化脂肪アルコール、アルキルフェノールエトキシレート、ポリオキシエチレングリコールアルキルエーテル（例えば、ＢＲＩＪ組成物、トリトンＸ−１００）、グリセロールアルキルエステル（例えば、ラウリン酸グリセロール）、ポリオキシエチレングリコールソルビタンアルキルエステル（例えば、ポリソルベート）、およびシリコーン系界面活性剤（例えば、シリコーンポリオキシアルキレンコポリマー）が挙げられる。
【００５７】
ドデシルベンゼンスルホン酸（ＤＢＳＡ）が好ましいアニオン性界面活性剤である。特定の理論には縛られないが、ＤＢＳＡは、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳを導電性ポリマーとして含む組成物の導電率を増強するように作用すると考えられる。ドデシル硫酸ナトリウムはＤＢＳＡに構造的に類似し、これもまた好ましいアニオン性界面活性剤である。
【００５８】
好ましい非イオン性界面活性剤としては、ポロキサマーおよびブロックコポリマー（例えば、ＰＬＵＲＯＮＩＣＳシリーズ界面活性剤）が挙げられる。
【００５９】
界面活性剤成分は、典型的には、体積あたりの重量基準で、前駆体組成物の約０．０１％〜約５％の濃度で含まれる。より典型的には、界面活性剤成分の濃度は約０．１％〜約１％ｗ／ｖ、より典型的には約０．２％〜約０．５％ｗ／ｖである。
【００６０】
架橋剤
コーティング前駆体組成物は、１つ以上の架橋剤をさらに含み得る。
【００６１】
架橋剤は、コーティングの強度および耐摩耗性を増加させるために使用することができる。架橋剤はまた、コーティング組成物の基材への接着を促進することができる。
【００６２】
好適な架橋剤の非限定的な例としては、３−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、３−（トリメトキシシリル）プロピルメタクリレート、３−（トリメトキシシリル）プロピルアクリレート、ビニルトリメトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、テトラキス（トリメチルシリルオキシ）シラン、ポリ（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）ジアクリレート、ポリ（エチレングリコール）ジメタクリレート、ポリ（エチレングリコール）ジビニルエーテル、分枝トリアルキルオキシシラン、分枝エポキシド、ならびに分枝アクリレートおよびメタクリレートが挙げられる。
【００６３】
熱活性型、化学活性型、およびＵＶ活性型架橋剤の他の例は一般に当業者に知られている。
【００６４】
好ましい架橋剤は３−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン（ＧＯＰＳ）である。
【００６５】
特定の理論には縛られないが、ＧＯＰＳエポキシド部分は、隣接したエポキシドおよび／またはＰＳＳ骨格（導電性ポリマーがＰＥＤＯＴ：ＰＳＳを含む場合）に結合することができ、一方、ＧＯＰＳシラン部分は隣接したシラン部分および／または金属またはポリマー基材の表面上に存在するヒドロキシル部分に結合することができると考えられる。
【００６６】
さらに、ＧＯＰＳは熱活性型架橋剤であるので、硬化工程中に活性化し、コーティングプロセスが追加の架橋活性化工程（例えば、化学またはＵＶ開始活性化工程）を含むことを必要としない。
【００６７】
他のエポキシドおよびシラン含有架橋剤は、それらが個々のエポキシド部分およびシラン部分を含む程度まで、ＧＯＰＳと同様の特性を示すと予想されるであろう。
【００６８】
場合によっては、前駆体溶液は１つ以上のイオン添加物を含み、これらは、基材上、および導電性ポリマーおよび／または第１の対イオン上に存在する官能基間にイオン橋を提供することができる。イオン添加物は、例えば、金属イオンを含み得る。好ましくは、前駆体溶液はアルカリ土類金属イオン（例えば、Ｃａ２＋）を含む。
【００６９】
架橋剤は典型的には体積あたりの重量基準で、前駆体組成物の約０．１％〜約１０％の濃度で含まれる。より典型的には、架橋剤の濃度は約０．１％〜約５％ｗ／ｖ、より典型的には約０．５％〜約４％ｗ／ｖである。
【００７０】
可撓性増強剤
コーティング前駆体溶液は、１つ以上の可撓性増強剤を含み得る。
【００７１】
本明細書で記載される組成物は、高度の可撓性を有する３次元基材（例えば、可撓性チューブ）上でコンフォーマルコーティングとして塗布され得る。よって、本明細書で記載されるコーティングは、反復屈曲サイクルに供された後であっても、物理劣化（例えば、亀裂）に耐性があり、かつ導電率を提供し続けることが望ましい。
【００７２】
コーティングの可撓性を改善し、上記で列挙される特性を得るために、１つ以上の水溶性、親水性ポリマーがコーティング前駆体組成物に添加され得る。
【００７３】
可撓性増強剤の非限定的な例としては、ポリアクリル酸、ポリ（アクリルアミド−ｃｏ−アクリル酸）、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポロキシプロピレン−ポリオキシエチレンポロキサマー（ｐｏｌａｘａｍｅｒ）（例えば、プルロニックＦ−６８、プルロニックＦ−１２７）、ポリ（２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸）、スルホン化ポリテトラフルオロエチレン（例えば、ＮＡＦＩＯＮ）、ポリスチレンスルホン酸、ポリスチレンスルホネート、ポリ（アクリル酸−ｃｏ−マレイン酸）、ポリ（２−ヒドロキシエチルメタクリレート）、ポリアネトールスルホン酸ナトリウム塩、ポリビニルスルホン酸ナトリウム塩、ポリ（１−ビニルピロリドン−ｃｏ−ビニルアセテート）、ポリスチレン−ブロック−ポリ（エチレン−ｒ−ブチレン）−ブロック−ポリスチレンスルホネート、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド、またはそれらの組み合わせが挙げられる。
【００７４】
好ましい可撓性増強剤としては、ポリ（アクリルアミド−ｃｏ−アクリル酸）、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド、またはそれらの組み合わせが挙げられる。ポリビニルピロリドンが特に好ましい可撓性増強剤である。
【００７５】
あるいは、前駆体溶液は、上記で列挙される水溶性、親水性ポリマー種のいずれかのモノマー形態を含み得る。モノマーは、ラジカル開始剤を組みいれることにより、重合させて、対応するポリマー種にすることができる。好ましいラジカル開始剤の非限定的な例は過硫酸ナトリウムである。
【００７６】
本明細書で記載されるコーティングは、典型的には、反復屈曲サイクル後、先行技術で知られている組成物よりも大きな程度まで、それらの導電率を維持する。例えば、コーティングは、実施例５で明記される可撓性試験により測定すると、典型的には、５０％以下、４０％以下、３０％以下、２０％以下、または１０％以下の電気抵抗の増加を示す。
【００７７】
可撓性増強剤は典型的には、体積あたりの重量基準で、前駆体組成物の約０．００５％〜約５％の濃度で含まれる。より典型的には、可撓性増強剤の濃度は約０．１％〜約１％ｗ／ｖ、より典型的には約０．１％〜約０．５％ｗ／ｖである。
【００７８】
増粘剤
コーティング前駆体組成物は、組成物の粘度を増加させ、よって、所望のコーティング厚さを得るのに必要とされる総浸漬数を低減させるために１つ以上の増粘剤を含み得る。一般に、より厚いコーティングが望ましいほど、より低い電気抵抗を示す。
【００７９】
増粘剤はまた、コーティングの接着、架橋、可撓性、潤滑性、および／または耐摩耗性を改善するために使用され得る。
【００８０】
好適な増粘剤の非限定的な例としては、ポリアクリル酸、ポリ（アクリルアミド−ｃｏ−アクリル酸）、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリ（２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸）、スルホン化ポリテトラフルオロエチレン（例えば、ＮＡＦＩＯＮ）、ポリスチレンスルホン酸、ポリスチレンスルホネート、ポリ（アクリル酸−ｃｏ−マレイン酸）、ポリ（２−ヒドロキシエチルメタクリレート）、ポリアネトールスルホン酸ナトリウム塩、ポリビニルスルホン酸ナトリウム塩、ポリ（１−ビニルピロリドン−ｃｏ−ビニルアセテート）、ポリスチレン−ブロック−ポリ（エチレン−ｒ−ブチレン）−ブロック−ポリスチレンスルホネート、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド、ポロキシプロピレン−ポリオキシエチレンポロキサマー（ｐｏｌａｘａｍｅｒ）（例えば、プルロニックＦ−６８、プルロニックＦ−１２７）、またはそれらの組み合わせが挙げられる。
【００８１】
好ましい増粘剤としては、ポリアクリル酸、ポリエチレングリコール、およびポリアクリルアミドが挙げられる。ポリアクリル酸は特に好ましい増粘剤である。
【００８２】
増粘剤は典型的には、体積あたりの重量基準で、前駆体組成物の約０．００１％〜約１％の濃度で含まれる。より典型的には、増粘剤の濃度は約０．０１％〜約０．５％ｗ／ｖ、より典型的には約０．０１％〜約０．２％ｗ／ｖである。
【００８３】
導電性フィラー
コーティング前駆体溶液は、１つ以上の追加の導電性材料（時として、本明細書では導電性フィラーと呼ばれる）を含むことができ、それらは、コーティング組成物の接触抵抗を低減させる。好ましくは、追加の導電性材料はまた、コーティング組成物のバルク導電率を改善する。
【００８４】
追加の導電性材料は、コーティング組成物に追加の特性、例えば放射線不透過性、イメージングコントラスト、ＥＭ吸収、エネルギー発生、および／またはエネルギー貯蔵を提供し得る。
【００８５】
追加の導電性材料の非限定的な例としては、金属粒子、金属の削りくず、金属繊維、導電性炭素、カーボンブラック、炭素繊維、グラファイト、グラフェン、カーボンナノチューブ、炭素繊維ケイ素、ケイ素粒子、四級アンモニウム塩およびイオン、高分子電解質、イオノマー、ならびに当技術分野で知られている他の塩およびイオン性化合物が挙げられる。
【００８６】
例えば、追加の導電性材料は、炭素繊維、カーボンナノチューブ（例えば、多層カーボンナノチューブ）、ステンレス鋼フレーク（例えば、３１６Ｌステンレス鋼）、ニッケルフレーク、ステンレス鋼ナノ粉末、グラファイト、グラフェン、または貴金属（例えば、高導電率球）を含み得る。
【００８７】
好ましい導電性材料としては、超微粒グラファイトおよび多層カーボンナノチューブが挙げられる。
【００８８】
典型的には、追加の導電性材料は、コーティング前駆体組成物に、導電性ポリマー（例えば、ＰＥＤＯＴ）の使用と関連する接触抵抗を低減させるのに十分な最低量で添加される。
【００８９】
例えば、追加の導電性材料は、典型的には、体積あたりの重量基準で、コーティング前駆体組成物の約２５％以下、約２０％以下、約１５％以下、約１０％以下、または約５％以下の濃度で添加される。
【００９０】
導電性材料はコーティング前駆体組成物に、体積あたりの重量基準で約１％〜約２０％、体積あたりの重量基準で約１％〜約１０％、体積あたりの重量基準で約２％〜約１０％、体積あたりの重量基準で約１％〜約５％、または体積あたりの重量基準で約２％〜約５％の濃度で添加され得る。
【００９１】
モノマー添加物
コーティング前駆体組成物は、コーティング組成物の接着、粘着、耐摩耗性、潤滑性、および／または可撓性を増強させるために、１つ以上のモノマー添加物をさらに含み得る。
【００９２】
例えば、前駆体組成物は、１つ以上のメタクリレート、アクリレート、および／またはアクリルアミド系モノマーを含み得る。非限定的な例としては、ポリエチレングリコールジメタクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、および２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸が挙げられる。
【００９３】
さらなる例として、前駆体組成物は、１つ以上のビニル系モノマー、例えばスチレンスルホン酸を含み得る。
【００９４】
モノマーは当業者に知られている手段（熱開始重合、ＵＶ開始重合、および／またはラジカル開始重合を含む）により重合され得る。
【００９５】
光活性バインダまたはフォトポリマーが、導電性成分のパターニングまたはステレオリソグラフィー印刷のために、前駆体組成物に添加され得る。非限定的な例としては、４，４’−ジアジドスチルベン−２，２’−ジスルホン酸二ナトリウム塩、アリールアジド、フッ素化アリールアジド、ベンゾフェノン、およびその多官能性誘導体が挙げられる。
【００９６】
安定剤
コーティング前駆体組成物は、コーティング組成物を、化学分解、例えばフリーラジカル、紫外線、熱、および／またはオゾン曝露により引き起こされる分解に対して保護するために、１つ以上の安定剤をさらに含み得る。
【００９７】
好適な安定剤の非限定的な例としては、２，２，６，６−テトラメチルピペリジンおよびその誘導体、ベンゾフェノン、ベンゾフラノン、オキサニリド、ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ’−フェニル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ−イソプロピル−Ｎ’−フェニル−ｐ−フェニレンジアミン、６−エトキシ−２，２，４−トリメチル−１，２−ジヒドロキノリン、エチレンジウレア、ヒンダードフェノール、芳香族アミン、ベンゾトリアゾール、およびヒドロキシフェニルトリアジンが挙げられる。
【００９８】
膨潤剤
コーティング前駆体組成物は、コーティングの基材の上面への単なる接着ではなく、導電性ポリマーコーティングの基材中への組み入れを促進する、１つ以上の膨潤剤をさらに含み得る。
【００９９】
膨潤剤への曝露期間を制限することにより、下にある基材へのいかなる可能性のあるダメージも、最小に抑えることができる。
【０１００】
膨潤剤の非限定的な例としては、極性溶媒、例えばアセトニトリル、アセトン、およびジメチルホルムアミドが挙げられる。
【０１０１】
生体成分
コーティング前駆体組成物は、生化学変化を電気信号に変換することができる、１つ以上の天然の、または合成により生成させた生理活性化合物をさらに含むことができ、これらはコーティング組成物中に組み入れられ、バイオセンサ表面が生成され得る。
【０１０２】
好適な生理活性化合物の非限定的な例としては酵素、ＤＮＡ、およびＲＮＡセグメントが挙げられる。
【０１０３】
活性粒子
コーティング前駆体組成物は、１つ以上の電気活性粒子をさらに含み得る。
【０１０４】
例えば、電気活性粒子、例えば発光または光吸収化合物は、導電性ポリマーコーティング中で固定化させることができ、エネルギー／電力発生、発光、回路網、または感知能力を提供する複合材料が提供される。
【０１０５】
有機発光ダイオード、光起電力、および／または感知粒子が前駆体組成物に組み入れられ得る。
【０１０６】
基材をコートする方法
本発明の別の態様は、コンフォーマルコーティングを３次元基材に塗布する方法に関する。
【０１０７】
一般に、方法は、（１）以上で記載されるコーティング前駆体組成物を調製すること、（２）コーティング前駆体を基材に、浸漬コーティングプロセスを使用して塗布すること、ならびに（３）コート基材を熱硬化させることを含む。工程（２）および（３）は、必要に応じて、所望のコーティング厚さが得られるまで繰り返され得る。
【０１０８】
基材
本明細書で記載されるコーティングは、当技術分野で知られている多種多様の基材材料に塗布され得る。
【０１０９】
例えば、基材は導電性とすることができ、または非導電性とすることができる。
【０１１０】
基材はポリマーを含み得る。本明細書で記載されるコーティング組成物および方法は、非常に大きく、多様なポリマーの群と適合可能である。
【０１１１】
好適なポリマー基材の非限定的な例としては、ＰＥＴ、ＰＥ、ＰＰ、ＰＵ、ＴＰＵ、ポリ（ｐ−キシリレン）（例えば、パリレン）、ＳＵ−８、ナイロン、ＰＧＡ、ＰＬＡ、ＰＧＬＡ、ＰＥＢＡＸ、ポリカーボネート、ＰＭＭＡ、アクリル、ＰＶＣ、ポリイミド、ゴム、ラテックス、ＮＢＲ、ＳＩＢＳ、シリコーン、フォトレジスト、ポリエステル、ポリスチレン、ｐ（２−ＨＥＭＡ）、およびＰＥＥＫが挙げられる。
【０１１２】
基材は１つ以上の複合材料、例えばエポキシ強化ガラス繊維または炭素繊維を含み得る。
【０１１３】
非限定的例として、基材は、窒化炭素、炭素布、カーボン紙、炭素スクリーン印刷電極、カーボンブラック、炭素粉末、炭素繊維、カーボンナノチューブ、ダイヤモンドコート導体、ガラス状炭素、メソポーラス炭素、グラファイト、またはそれらの組み合わせを含むことができる。
【０１１４】
基材は、非金属無機材料を含むことができる。例えば、非金属無機材料は、金属酸化物、金属窒化物、セラミック、メタロイド、またはそれらの組み合わせを含むことができる。より典型的には、非金属無機材料は、ケイ素、炭素、またはそれらの組み合わせから構成されるメタロイドを含む。
【０１１５】
基材は、金属酸化物を含むことができる。例えば、金属酸化物は、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、タンタル、モリブデン、タングステン、レニウム、イリジウム、またはそれらの組み合わせを含むことができる。
【０１１６】
基材は、セラミックを含み得る。本明細書で記載されるコーティング組成物は、回路、シールド、または静電放電などの導電率を提供するために、絶縁または半導体セラミックス上に塗布することができる。本明細書で記載されるようにコートされ得るセラミックスとしては、シリコーン、二酸化ケイ素、ガラス、アルミナ、酸化インジウムスズなどが挙げられるが、それらに限定されない。
【０１１７】
上記生成物および方法において、発明の範囲から逸脱せずに様々な変更が可能であるので、上記説明において含まれ、添付の図面で示される全ての物質は、例示として解釈されるべきであり、制限的な意味で解釈されるべきではないことが意図される。
本発明の好ましい態様は以下を包含する。
〔１〕ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）と負電荷を持つ官能基を有する１つ以上の繰り返し単位を含む第１の対イオンとを含む導電性ポリマー成分；
第２のドープ剤；
架橋剤；
界面活性剤成分；ならびに
ポリアクリル酸、ポリ（アクリルアミド−ｃｏ−アクリル酸）、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポロキシプロピレン−ポリオキシエチレンポロキサマー（ｐｏｌａｘａｍｅｒ）、ポリ（２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸）、スルホン化ポリテトラフルオロエチレン、ポリスチレンスルホン酸、ポリスチレンスルホネート、ポリ（アクリル酸−ｃｏ−マレイン酸）、ポリ（２−ヒドロキシエチルメタクリレート）、ポリアネトールスルホン酸ナトリウム塩、ポリビニルスルホン酸ナトリウム塩、ポリ（１−ビニルピロリドン−ｃｏ−ビニルアセテート）、ポリスチレン−ブロック−ポリ（エチレン−ｒ−ブチレン）−ブロック−ポリスチレンスルホネート、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド、またはそれらの組み合わせを含む可撓性増強剤
を含む、コーティング前駆体組成物から誘導される導電性ポリマーコーティング。
〔２〕ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）と負電荷を持つ官能基を有する１つ以上の繰り返し単位を含む第１の対イオンとを含む導電性ポリマー成分；
第２のドープ剤；
架橋剤；
界面活性剤成分；ならびに
親水性ポリマーを含む可撓性増強剤
を含む、コーティング前駆体組成物から誘導される導電性ポリマーコーティングであって、
前記コーティングの電気抵抗は、前記コーティングが０．２５インチの外径を有する基材に塗布され、各サイクルが、前記コート基材を１．２５インチの曲げ半径で屈曲させることを含む場合、６００屈曲サイクル後の増加が５０％以下である、導電性ポリマーコーティング。
〔３〕ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）と負電荷を持つ官能基を有する１つ以上の繰り返し単位を含む第１の対イオンとを含む導電性ポリマー成分；
第２のドープ剤；
架橋剤；
界面活性剤成分；ならびに
金属粒子、カーボンブラック、炭素繊維、グラファイト、グラフェン、カーボンナノチューブ、炭素繊維ケイ素、ケイ素粒子、またはそれらの組み合わせを含む導電性フィラー
を含む、コーティング前駆体組成物から誘導される導電性ポリマーコーティングであって、
前記導電性フィラーは、前記導電性ポリマーコーティング中に、前記ポリマーコーティングの接触抵抗を低減させるのに十分な量で存在し、
かつに、前記導電性フィラーは、前記コーティング前駆体組成物中に、体積あたりの重量基準で、前記組成物の約２５％以下の濃度で存在する、導電性ポリマーコーティング。
〔４〕前記第１の対イオンは、リン酸基、ホスホン酸基、スルファメート基、カルボキシレート基、硫酸基、スルホン酸基、またはそれらの組み合わせを含む負電荷を持つ官能基を含む、〔１〕〜〔３〕のいずれか一項に記載のコーティング。
〔５〕前記負電荷を持つ官能基は、リン酸基、カルボキシレート基、スルホン酸基、またはそれらの組み合わせを含む、〔４〕に記載のコーティング。
〔６〕前記負電荷を持つ官能基はスルホン酸基、カルボキシレート基、またはそれらの組み合わせを含む、〔５〕に記載のコーティング。
〔７〕前記負電荷を持つ官能基はスルホン酸基を含む、〔６〕に記載のコーティング。
〔８〕前記第１の対イオンは、ポリビニルスルホネート、ポリスチレンスルホネート、ポリアリルスルホネート、ポリエチルアクリレートスルホネート、ポリブチルアクリレートスルホネート、ポリアクリルスルホネート、ポリメタクリルスルホネート、ポリ−２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホネート、ポリイソプレンスルホネート、ポリビニルカルボキシレート、ポリスチレンカルボキシレート、ポリアリルカルボキシレート、ポリアクリルカルボキシレート、ポリメタクリルカルボキシレート、ポリ−２−アクリルアミド−２−メチルプロパンカルボキシレート、ポリイソプレンカルボキシレート、ポリアクリレート、ポリグルタメート、ポリドーパミン、スルホン化ポリエーテルエーテルケトン（Ｓ−ＰＥＥＫ）、スルホン化ポリウレタン、またはそれらの組み合わせを含む、〔１〕〜〔３〕のいずれか一項に記載のコーティング。
〔９〕前記第１の対イオンはスルホン酸、フルオロスルホネート、トルエンスルホネート、タウリン、アントラキノンスルホネート、ビニルスルホネート、２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸、ポリスチレンスルホネート、ポリビニルスルホネート、スルホン化ポリテトラフルオロエチレン、ポリアネトールスルホン酸、その塩もしくは官能化誘導体、またはそれらの組み合わせを含む、〔１〕〜〔３〕のいずれか一項に記載のコーティング。
〔１０〕前記第１の対イオンは、ポリスチレンスルホネートを含む、〔７〕に記載のコーティング。
〔１１〕前記第１の対イオンは、異なる分子量を有する２種以上のポリスチレンスルホネート混合物を含む、〔１０〕に記載のコーティング。
〔１２〕前記第１の対イオンはパラトルエンスルホネート（ｐＴＳ）、４−ビニルベンゼンスルホネート（ＶＢＳ）またはビニルスルホネート（ＶＳ）を含む、〔７〕に記載のコーティング。
〔１３〕前記第１の対イオンは、スルホン化ポリテトラフルオロエチレンを含む、〔７〕に記載のコーティング。
〔１４〕前記第１の対イオンは、ポリスチレンスルホネートおよび無水マレイン酸から誘導されるブロックコポリマー（ＰＳＳ−ＣｏＭＡ）を含む、〔１０〕に記載のコーティング。
〔１５〕前記第２の対イオン成分は、ポリスチレンスルホネートとポリスチレンスルホネートおよび無水マレイン酸から誘導されるブロックコポリマー（ＰＳＳ−ＣｏＭＡ）との混合物を含む、〔１０〕に記載のコーティング。
〔１６〕前記第１の対イオンはポリアニオン性コポリマー、ポリアニオン性ブロックコポリマー、またはポリアニオン性マルチブロックコポリマーを含み、前記繰り返し単位またはブロックの１つ以上は負電荷を持つ官能基で官能化される、〔１〕〜〔１５〕のいずれか一項に記載のコーティング。
〔１７〕前記第１の対イオンは、負電荷を持つ官能基を含むランダムコポリマーを含む、〔１〕〜〔１６〕のいずれか一項に記載のコーティング。
〔１８〕前記第１の対イオンは、負電荷を持つ官能基で官能化されたカーボンナノチューブを含む、〔１〕〜〔１７〕のいずれか一項に記載のコーティング。
〔１９〕前記コーティング前駆体組成物は、水を含む、〔１〕〜〔１８〕のいずれか一項に記載のコーティング。
〔２０〕前記コーティング前駆体組成物は、ＰＥＤＯＴを水性分散物の形態で含む、〔１９〕に記載のコーティング。
〔２１〕前記コーティング前駆体組成物は、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳを水性分散物の形態で含む、〔２０〕に記載のコーティング。
〔２２〕前記コーティング前駆体組成物は、有機溶媒を含む、〔１〕〜〔２１〕のいずれか一項に記載のコーティング。
〔２３〕前記有機溶媒はメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、１−プロパノール、１−ブタノール、アセトン、メチルエチルケトン、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、炭酸プロピレン、テトラヒドロフラン、酢酸、ジエチルエーテル、酢酸エチル、またはそれらの組み合わせを含む、〔２２〕に記載のコーティング。
〔２４〕前記有機溶媒は、テトラヒドロフランを含む、〔２２〕に記載のコーティング。
〔２５〕前記第２のドープ剤は、低揮発性極性溶媒を含む、〔１〕〜〔２４〕のいずれか一項に記載のコーティング。
〔２６〕前記第２のドープ剤はエチレングリコール、ソルビトール、グリセロール、ジメチルスルホキシド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、エリスリトール、２−ニトロエタノール、メトキシフェノール、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン、スクシンイミド、プロピレングリコール、またはそれらの組み合わせを含む、〔２５〕に記載のコーティング。
〔２７〕前記第２のドープ剤はエチレングリコール、プロピレングリコール、ジメチルスルホキシド、グリセロール、ソルビトール、またはそれらの組み合わせを含む、〔２６〕に記載のコーティング。
〔２８〕前記第２のドープ剤は、エチレングリコールを含む、〔２７〕に記載のコーティング。
〔２９〕前記第２のドープ剤は、プロピレングリコールまたはジメチルスルホキシドを含む、〔２８〕に記載のコーティング。
〔３０〕前記コーティング前駆体組成物は、前記第２のドープ剤を体積あたりの重量基準で、前記組成物の約１％〜約５０％、約２％〜約３０％、または約４％〜約２５％の濃度で含む、〔１〕〜〔２９〕のいずれか一項に記載のコーティング。
〔３１〕前記界面活性剤成分は、非イオン性界面活性剤またはアニオン性界面活性剤を含む、〔１〕〜〔３０〕のいずれか一項に記載のコーティング。
〔３２〕前記界面活性剤成分は、アニオン性界面活性剤を含む、〔３１〕に記載のコーティング。
〔３３〕前記界面活性剤成分は、アルキルベンゼンスルホン酸およびそれらの塩、オルガノスルフェート、カルボキシレート、ならびに天然脂肪酸およびそれらの塩からなる群より選択される１つ以上のアニオン性界面活性剤を含む、〔３２〕に記載のコーティング。
〔３４〕前記界面活性剤成分は、ドデシルベンゼンスルホン酸、オクチルベンゼンスルホン酸、ドデシル硫酸ナトリウム、ステアリン酸ナトリウム、およびオレイン酸からなる群より選択される１つ以上のアニオン性界面活性剤を含む、〔３３〕に記載のコーティング。
〔３５〕前記界面活性剤成分は、ドデシルベンゼンスルホン酸またはドデシル硫酸ナトリウムを含む、〔３４〕に記載のコーティング。
〔３６〕前記界面活性剤成分は、ドデシルベンゼンスルホン酸を含む、〔３５〕に記載のコーティング。
〔３７〕前記界面活性剤成分は、非イオン性界面活性剤を含む、〔３１〕〜〔３６〕のいずれか一項に記載のコーティング。
〔３８〕前記界面活性剤成分は、ポロキサマーおよびブロックコポリマー、脂肪アルコール、エトキシル化脂肪アルコール、アルキルフェノールエトキシレート、ポリオキシエチレングリコールアルキルエーテル、グリセロールアルキルエステル、ポリオキシエチレングリコールソルビタンアルキルエステル、またはシリコーン系界面活性剤から構成される１つ以上の非イオン性界面活性剤を含む、〔３２〕に記載のコーティング。
〔３９〕前記界面活性剤成分は、１つ以上のポリオキシエチレンポロキサマー（ｐｏｌａｘａｍｅｒ）を含む、〔３３〕に記載のコーティング。
〔４０〕前記コーティング前駆体組成物は、前記界面活性剤成分を、体積あたりの重量基準で、前記組成物の約０．０１％〜約５％、約０．１％〜約１％、または約０．２％〜約０．５％の濃度で含む、〔１〕〜〔３４〕のいずれか一項に記載のコーティング。
〔４１〕前記コーティング前駆体組成物は、３−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、３−（トリメトキシシリル）プロピルメタクリレート、３−（トリメトキシシリル）プロピルアクリレート、ビニルトリメトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、テトラキス（トリメチルシリルオキシ）シラン、ポリ（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）ジアクリレート、ポリ（エチレングリコール）ジメタクリレート、ポリ（エチレングリコール）ジビニルエーテル、分枝トリアルキルオキシシラン、分枝エポキシド、または分枝アクリレートもしくはメタクリレートから構成される架橋剤を含む、〔１〕〜〔３５〕のいずれか一項に記載のコーティング。
〔４２〕前記架橋剤は、３−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシランを含む、〔３６〕に記載のコーティング。
〔４３〕前記コーティング前駆体組成物は、金属イオンから構成されるイオン添加物を含む、〔１〕〜〔３７〕のいずれか一項に記載のコーティング。
〔４４〕前記コーティング前駆体組成物は、前記架橋成分を、体積あたりの重量基準で、前記前駆体組成物の約０．１％〜約１０％、約０．１％〜約５％、または約０．５％〜約４％の濃度で含む、〔１〕〜〔３８〕のいずれか一項に記載のコーティング。
〔４５〕前記コーティング前駆体組成物はポリアクリル酸、ポリ（アクリルアミド−ｃｏ−アクリル酸）、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポロキシプロピレン−ポリオキシエチレンポロキサマー（ｐｏｌａｘａｍｅｒ）、ポリ（２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸）、スルホン化ポリテトラフルオロエチレン、ポリスチレンスルホン酸、ポリスチレンスルホネート、ポリ（アクリル酸−ｃｏ−マレイン酸）、ポリ（２−ヒドロキシエチルメタクリレート）、ポリアネトールスルホン酸ナトリウム塩、ポリビニルスルホン酸ナトリウム塩、ポリ（１−ビニルピロリドン−ｃｏ−ビニルアセテート）、ポリスチレン−ブロック−ポリ（エチレン−ｒ−ブチレン）−ブロック−ポリスチレンスルホネート、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド、またはそれらの組み合わせから構成される可撓性増強剤を含む、〔２〕〜〔３９〕のいずれか一項に記載のコーティング。
〔４６〕前記可撓性増強剤はポリ（アクリルアミド−ｃｏ−アクリル酸）、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド、またはそれらの組み合わせを含む、〔４０〕に記載のコーティング。
〔４７〕前記可撓性増強剤は、ポリビニルピロリドンを含む、〔４０〕に記載のコーティング。
〔４８〕前記コーティング前駆体組成物は、前記可撓性増強剤を体積あたりの重量基準で、前記組成物の約０．００５％〜約０．５％、約０．１％〜約１％、または約０．１％〜約０．５％の濃度で含む、〔１〕〜〔４２〕のいずれか一項に記載のコーティング。
〔４９〕前記コーティング前駆体組成物は、増粘剤を含む、〔１〕〜〔４３〕のいずれか一項に記載のコーティング。
〔５０〕前記増粘剤はポリアクリル酸、ポリ（アクリルアミド−ｃｏ−アクリル酸）、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリ（２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸）、スルホン化ポリテトラフルオロエチレン、ポリスチレンスルホン酸、ポリスチレンスルホネート、ポリ（アクリル酸−ｃｏ−マレイン酸）、ポリ（２−ヒドロキシエチルメタクリレート）、ポリアネトールスルホン酸ナトリウム塩、ポリビニルスルホン酸ナトリウム塩、ポリ（１−ビニルピロリドン−ｃｏ−ビニルアセテート）、ポリスチレン−ブロック−ポリ（エチレン−ｒ−ブチレン）−ブロック−ポリスチレンスルホネート、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド、ポロキシプロピレン−ポリオキシエチレンポロキサマー（ｐｏｌａｘａｍｅｒ）、またはそれらの組み合わせを含む、〔４４〕に記載のコーティング。
〔５１〕前記増粘剤はポリアクリル酸、ポリエチレングリコール、ポリアクリルアミド、またはそれらの組み合わせを含む、〔４５〕に記載のコーティング。
〔５２〕前記増粘剤は、ポリアクリル酸を含む、〔４６〕に記載のコーティング。
〔５３〕前記コーティング前駆体組成物は、前記増粘剤を、体積あたりの重量基準で、前記組成物の約０．００１％〜約１％、約０．０１％〜約０．５％、または約０．０１％〜約０．２％の濃度で含む、〔４４〕〜〔４７〕のいずれか一項に記載のコーティング。
〔５４〕前記コーティング前駆体組成物は、金属粒子、カーボンブラック、炭素繊維、グラファイト、グラフェン、カーボンナノチューブ、炭素繊維ケイ素、ケイ素粒子、またはそれらの組み合わせから構成される導電性フィラーを含み、
前記導電性フィラーは、前記導電性ポリマーコーティング中に、前記ポリマーコーティングの接触抵抗を低減させるのに十分な量で存在し、
前記導電性フィラーは、前記コーティング前駆体組成物中に、体積あたりの重量基準で、前記組成物の約２５％以下の濃度で存在する、〔１〕〜〔４８〕のいずれか一項に記載のコーティング。
〔５５〕前記導電性フィラーは炭素繊維、カーボンナノチューブ、ステンレス鋼フレーク、ニッケルフレーク、ステンレス鋼ナノ粉末、グラファイト、グラフェン、貴金属球、またはそれらの組み合わせを含む、〔４９〕に記載のコーティング。
〔５６〕前記導電性フィラーは、超微粒グラファイトまたはマルチロールカーボンナノチューブを含む、〔５０〕に記載のコーティング。
〔５７〕前記導電性フィラーは、前記コーティング前駆体組成物中に、体積あたりの重量基準で、前記組成物の約２０％以下、約１５％以下、約１０％以下、または約５％以下の濃度で存在する、〔４９〕〜〔５１〕のいずれか一項に記載のコーティング。
〔５８〕前記導電性フィラーは、前記コーティング前駆体組成物中に、体積あたりの重量基準で約１％〜約２０％、体積あたりの重量基準で約１％〜約１０％、体積あたりの重量基準で約２％〜約１０％、体積あたりの重量基準で約１％〜約５％、または体積あたりの重量基準で約２％〜約５％の濃度で存在する、〔４９〕〜〔５２〕のいずれか一項に記載のコーティング。
〔５９〕前記コーティング前駆体組成物は、モノマー添加物を含む、〔１〕〜〔５３〕のいずれか一項に記載のコーティング。
〔６０〕前記モノマー添加物は、１つ以上のメタクリレート、アクリレート、またはアクリルアミド系モノマーを含む、〔５４〕に記載のコーティング。
〔６１〕前記モノマー添加物は、ポリエチレングリコールジメタクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、または２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸を含む、〔５５〕に記載のコーティング。
〔６２〕前記モノマー添加物は、１つ以上のビニル系モノマーを含む、〔５４〕〜〔５６〕のいずれか一項に記載のコーティング。
〔６３〕前記モノマー添加物は、スチレンスルホン酸を含む、〔５５〕に記載のコーティング。
〔６４〕前記コーティング前駆体組成物は、安定剤を含む、〔１〕〜〔５８〕のいずれか一項に記載のコーティング。
〔６５〕前記安定剤は２，２，６，６−テトラメチルピペリジンおよびその誘導体、ベンゾフェノン、ベンゾフラノン、オキサニリド、ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ’−フェニル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ−イソプロピル−Ｎ’−フェニル−ｐ−フェニレンジアミン、６−エトキシ−２，２，４−トリメチル−１，２−ジヒドロキノリン、エチレンジウレア、ヒンダードフェノール、芳香族アミン、ベンゾトリアゾール、ヒドロキシフェニルトリアジン、またはそれらの組み合わせを含む、〔５９〕に記載のコーティング。
〔６６〕前記コーティング前駆体組成物は、膨潤剤を含む、〔１〕〜〔６０〕のいずれか一項に記載のコーティング。
〔６７〕前記膨潤剤は、極性溶媒を含む、〔６１〕に記載のコーティング。
〔６８〕前記膨潤剤は、アセトニトリル、アセトン、およびジメチルホルムアミドからなる群より選択される１つ以上の極性溶媒を含む、〔６２〕に記載のコーティング。
〔６９〕前記コーティング前駆体組成物は、生体成分を含む、〔１〕〜〔６３〕のいずれか一項に記載のコーティング。
〔７０〕前記コーティング前駆体組成物は、酵素、ＤＮＡ、およびＲＮＡセグメントからなる群より選択される１つ以上の生体成分を含む、〔６４〕に記載のコーティング。
〔７１〕前記コーティング前駆体組成物は、１つ以上の活性粒子を含む、〔１〕〜〔６５〕のいずれか一項に記載のコーティング。
〔７２〕前記コーティング前駆体組成物は、発光化合物、光吸収化合物、光起電力成分、および感知粒子からなる群より選択される１つ以上の活性粒子を含む、〔６６〕に記載のコーティング。
〔７３〕ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）と負電荷を持つ官能基を有する１つ以上の繰り返し単位を含む第１の対イオンとを含む導電性ポリマー成分、
第２のドープ剤、
架橋剤、および
界面活性剤成分
を含む、コーティング前駆体組成物を調製すること；
前記コーティング前駆体組成物を３次元基材に浸漬コーティングプロセスを使用して塗布すること；ならびに
前記塗布されたコーティング組成物を熱硬化させ、少なくとも約０．５ミクロンの厚さを有するコーティングを含むコート基材を形成させること
を含む、基材を導電性ポリマーコーティングでコートする方法。
〔７４〕〔１〕〜〔６７〕のいずれか一項に記載のコーティング前駆体組成物を調製すること；
前記コーティング前駆体組成物を３次元基材に浸漬コーティングプロセスを使用して塗布すること；ならびに
前記塗布されたコーティング組成物を熱硬化させ、コート基材を形成させること
を含む、基材を導電性コーティングでコートする方法。
〔７５〕前記基材は、ポリマーを含む、〔６８〕または〔６９〕に記載の方法。
〔７６〕前記基材は、ＰＥＴ、ＰＥ、ＰＰ、ＰＵ、ＴＰＵ、ポリ（ｐ−キシリレン）、ＳＵ−８、ナイロン、ＰＧＡ、ＰＬＡ、ＰＧＬＡ、ＰＥＢＡＸ、ポリカーボネート、ＰＭＭＡ、アクリル、ＰＶＣ、ポリイミド、ゴム、ラテックス、ＮＢＲ、ＳＩＢＳ、シリコーン、フォトレジスト、ポリエステル、ポリスチレン、ｐ（２−ＨＥＭＡ）、およびＰＥＥＫからなる群より選択される１つ以上のポリマーを含む、〔７０〕に記載の方法。
〔７７〕前記基材は、ポリ（ｐ−キシリレン）を含む、〔７０〕に記載の方法。
〔７８〕前記基材は金属酸化物、金属窒化物、セラミック、メタロイド、またはそれらの組み合わせを含む、〔６８〕〜〔７２〕のいずれか一項に記載の方法。
〔７９〕前記基材は、ケイ素、炭素、およびそれらの組み合わせからなる群より選択されるメタロイドを含む、〔７３〕に記載の方法。
〔８０〕前記基材は、炭素繊維を含む、〔７４〕に記載の方法。
〔８１〕前記基材は窒化炭素、炭素布、カーボン紙、炭素スクリーン印刷電極、カーボンブラック、炭素粉末、炭素繊維、カーボンナノチューブ、ダイヤモンドコート導体、ガラス状炭素、メソポーラス炭素、グラファイト、またはそれらの組み合わせを含む、〔７４〕に記載の方法。
〔８２〕前記基材はアルミニウム、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、タンタル、モリブデン、タングステン、レニウム、イリジウム、またはそれらの組み合わせからなる群より選択される金属酸化物を含む、〔７２〕に記載の方法。
〔８３〕前記基材は、セラミックを含む、〔６８〕〜〔７７〕のいずれか一項に記載の方法。
〔８４〕前記基材は、シリコーン、二酸化ケイ素、ガラス、アルミナ、インジウム、酸化スズ、およびそれらの組み合わせからなる群より選択されるセラミックを含む、〔７８〕に記載の方法。
〔８５〕前記基材は、窒化ケイ素、炭化ケイ素、酸化ケイ素、リン酸カルシウム、およびそれらの組み合わせからなる群より選択されるセラミックを含む、〔７８〕に記載の方法。
〔８６〕前記基材は、金属を含む、〔６８〕〜〔８０〕のいずれか一項に記載の方法。
〔８７〕前記基材は貴金属、遷移金属、またはそれらの組み合わせを含む、〔８１〕に記載の方法。
〔８８〕前記基材は、金、白金、パラジウム、イリジウム、オスミウム、ロジウム、チタン、タンタル、タングステン、ルテニウム、マグネシウム、鉄、およびそれらの組み合わせからなる群より選択される１つ以上の金属を含む、〔８１〕に記載の方法。
〔８９〕前記基材は、チタン、タンタル、およびそれらの組み合わせからなる群より選択される非貴金属を含む、〔８１〕に記載の方法。
〔９０〕前記基材は、少なくとも１つの貴金属および少なくとも１つの遷移金属を含む金属合金を含む、〔８１〕に記載の方法。
〔９１〕前記基材は、鉄、硫黄、マンガン、およびモリブデン；鉄およびクロム；ニッケルおよびチタン；ニッケルおよびコバルト；コバルトおよびクロム；コバルト、クロムおよび鉄；コバルト、クロムおよびニッケル；コバルト、クロム、ニッケルおよびタングステン；ニッケルおよびクロム；マグネシウムおよび鉄；またはそれらの組み合わせから構成される金属合金を含む、〔８５〕に記載の方法。
〔９２〕前記基材は、ニッケルおよびコバルトを含む、〔８６〕に記載の方法。
〔９３〕前記基材は、ステンレス鋼３０４Ｌ、ステンレス鋼３１６Ｌ、ステンレス鋼３１６ＬＶＭ、ステンレス鋼ＭＰ３５Ｎ、ステンレス鋼３５ＮＬＴ、およびそれらの組み合わせからなる群より選択されるステンレス鋼合金を含む、〔８１〕に記載の方法。
〔９４〕前記基材は、生物材料または天然材料を含む、〔６８〕〜〔８８〕のいずれか一項に記載の方法。
〔９５〕前記基材は、ヒトまたは動物組織、器官、細胞、身体部位、組織スキャフォールド、神経、および骨からなる群より選択される生物または天然材料を含む、〔８９〕に記載の方法。
〔９６〕前記基材は、木材を含む、〔８９〕に記載の方法。
〔９７〕前記基材は、発泡体を含む、〔６８〕〜〔９１〕のいずれか一項に記載の方法。
〔９８〕前記基材は、ポリウレタン発泡体を含む、〔９２〕に記載の方法。
〔９９〕前記基材は、円筒チューブを含む、〔６８〕〜〔９１〕のいずれか一項に記載の方法。
〔１００〕コーティング前に、前記基材を調製するための１つ以上の工程をさらに含む、〔６８〕〜〔９４〕のいずれか一項に記載の方法。
〔１０１〕前記基材の前記表面は有機分子層で改質される、〔９５〕に記載の方法。
〔１０２〕前記基材の前記表面はＯ２プラズマ処理を用いて改質される、〔９５〕に記載の方法。
〔１０３〕前記コート基材は、少なくとも約１ミクロン、少なくとも約２ミクロン、少なくとも約３ミクロン、少なくとも約４ミクロン、または少なくとも約５ミクロンの厚さを有するコーティングを含む、〔６８〕〜〔９７〕のいずれか一項に記載の方法。
〔１０４〕前記コート基材は、約２００ｎｍ〜約１０μｍ、または約５００ｎｍ〜約５μｍの厚さを有するコーティングを含む、〔６８〕〜〔９８〕のいずれか一項に記載の方法。
〔１０５〕前記方法は、複数回の浸漬コーティング工程を含む、〔６８〕〜〔９９〕のいずれか一項に記載の方法。
〔１０６〕前記基材は各浸漬後、約８０℃〜約１６０℃の温度で約２分〜約３０分間焼成される、〔１００〕に記載の方法。
〔１０７〕前記基材は約１００℃〜約１５０℃、約１２０℃〜約１４５℃、約１２５℃〜約１４０℃、または約１３０℃〜約１４０℃の温度で焼成される、〔１０１〕に記載の方法。
〔１０８〕前記基材は各浸漬後、約２分〜約２０分、約３分〜約１５分、約３分〜約１０分、または約３分〜約７分間焼成される、〔１０１〕または〔１０２〕に記載の方法。
〔１０９〕前記コート基材は、約８０℃〜約１６０℃の温度で約１５分〜約４時間の間熱硬化される、〔６８〕〜〔１０３〕のいずれか一項に記載の方法。
〔１１０〕前記コート基材は約２０分〜約３時間、約３０分〜約２．５時間、約４５分〜約２時間、または約４５分〜約１．５時間熱硬化される、〔１０４〕に記載の方法。
〔１１１〕前記コート基材は、約１００℃〜約１５０℃、約１２０℃〜約１４５℃、約１２５℃〜約１４０℃、または約１３０℃〜約１４０℃の温度で熱硬化される、〔１０４〕または〔１０５〕に記載の方法。
〔１１２〕前記熱硬化工程前、後、またはこれと同時に実施されるＵＶ開始重合工程をさらに含む、〔６８〕〜〔１０３〕のいずれか一項に記載の方法。
〔１１３〕〔６８〕〜〔１０７〕のいずれか一項に記載の方法にしたがい調製されるコート基材。
〔１１４〕内腔および外面を含む円筒チューブ、ならびに、
前記外面に接着された導電性ポリマーコーティング
を含み、
前記導電性ポリマーコーティングは１つ以上の導電性層を含み、
前記導電性層の１つ以上は、〔１〕〜〔６７〕のいずれか一項に記載の導電性ポリマーコーティングを含む、円筒チューブ電極。
〔１１５〕ポリウレタン発泡体を含む基材、および、
前記基材の表面に接着された導電性ポリマーコーティング
を含み、
前記導電性ポリマーコーティングは１つ以上の導電性層を含み、
前記導電性層の１つ以上は、〔１〕〜〔６７〕のいずれか一項に記載の導電性ポリマーコーティングを含む、導電性発泡体組成物。
〔１１６〕〔１０８〕に記載のコート基材、または〔１０９〕に記載の電極を含む医療装置。
〔１１７〕埋め込み式医療装置を含む、〔１１０〕に記載の医療装置。
【０１１８】
基材は、金属を含み得る。本明細書で記載されるコーティング組成物は、金属基材に塗布されると、多くの利点を提供し、耐食性、金属表面上での電気活性化合物または生理活性化合物の固定化、または金属の導電率または電荷蓄積能力を増加させることが挙げられるが、それらに限定されない。
【０１１９】
例えば、基材は、貴金属、遷移金属、またはそれらの組み合わせから構成される金属を含むことができる。例えば、金属は、金、白金、パラジウム、イリジウム、オスミウム、ロジウム、チタン、タンタル、タングステン、ルテニウム、マグネシウム、鉄、またはそれらの組み合わせからなる群より選択することができる。
【０１２０】
基材は、非貴金属を含むことができる。例えば、非貴金属は、チタン、タンタル、またはそれらの組み合わせから構成することができる。
【０１２１】
基材は、金属合金を含むことができる。典型的には、金属合金は、少なくとも１つの貴金属および少なくとも１つの遷移金属を含む。非限定的例として、金属合金は、鉄、硫黄、マンガン、およびモリブデン；鉄およびクロム；ニッケルおよびチタン；ニッケルおよびコバルト；コバルトおよびクロム；コバルト、クロムおよび鉄；コバルト、クロムおよびニッケル；コバルト、クロム、ニッケルおよびタングステン；ニッケルおよびクロム；マグネシウムおよび鉄；またはそれらの組み合わせを含むことができる。例えば、金属合金は、ニッケルおよびコバルトを含むことができる。金属合金はまた、ステンレス鋼３０４Ｌ、ステンレス鋼３１６Ｌ、ステンレス鋼３１６ＬＶＭ、ステンレス鋼ＭＰ３５Ｎ、ステンレス鋼３５ＮＬＴ、またはそれらの組み合わせから構成されるステンレス鋼合金とすることができる。
【０１２２】
基材は、１つ以上の生物材料および／または天然材料を含み得る。例えば、本明細書で記載されるコーティングは、生物材料、例えばヒトまたは動物組織、器官、細胞、身体部位、組織スキャフォールド、神経、および骨、ならびに天然材料、例えば木材に塗布することができる。
【０１２３】
一般に、基材はほとんどすべての形態を有することができ、限定はされないが、金属片、クーポン、メッシュ、発泡体、織物、ワイヤ、ブロック、チューブ、および／または球体が挙げられる。
【０１２４】
基材は、装置、例えば医療装置上の１つ以上の電極の全てまたは一部を含むことができる。
【０１２５】
好ましくは、基材は発泡体を含む。
【０１２６】
基材は、円筒チューブを含むことができる。
【０１２７】
基材調製
プロセスは任意で、コーティング前に基材を調製するための１つ以上の工程を含み得る。
【０１２８】
コーティングの塗布前に、導電性基材はできるだけ均一にしなければならず、コーティングが下にある基材と直接、完全に接触することができるように、清浄で、有機材料／分子、ダストおよび他の汚染物質がない状態でなければならない。基材クリーニングは、様々な強度で多くの方法により行うことができ、限定はされないが、水または石鹸水中でのリンスおよび／または超音波処理、有機溶媒、例えばアセトンまたはアルコール、過酸化水素、酸またはエッチング溶液（例えばＰｉｒｈａｎａエッチ）への曝露、反応性プラズマクリーニング／エッチング、例えばＯ２またはＣＦ４への曝露、あるいは媒質、例えば重炭酸ナトリウム、シリカ、およびアルミナを用いたマイクログリット（ｍｉｃｒｏｇｒｉｔ）ブラスチングが挙げられる。クリーニング後、導電性基材は典型的には窒素またはアルゴン流下で乾燥され、清浄にされた表面を汚染する可能性がある酸素への曝露が制限される。清浄にされた基材（コーティング前）を酸素を含まない環境（例えば、窒素でパージされたグローブボックス）内で保存することが時として好ましい。
【０１２９】
基材の表面は、有機分子層で改質することができる。有機分子層の非限定的な例としては、酸化物層、単層、または自己組織化単層、あるいは結合層（ｔｉｅ  ｌａｙｅｒ）が挙げられる。有機分子表面改質は、コート基材の物理的性質、例えば、限定はされないが、コーティング接着、導電率、および均一性を調節するために使用することができる。表面官能基の非限定的な例としては、チオールおよびシランが挙げられる。基材の表面の分子改質は、多くの方法で行うことができ、限定はされないが、反応性プラズマ曝露、分子溶液を用いたソーキング／浸漬コーティングまたはマイクロ／ナノスプレー、金属表面の電気化学媒介酸化／還元、および／または分子種のエレクトログラフィティングが挙げられる。
【０１３０】
例えば、基材がポリマー基材である場合、Ｏ２プラズマ処理を、コーティング工程前に使用して、コーティング組成物の濡れ性および接着を改善することができる。基材がポリ（ｐ−キシリレン）ポリマー（例えば、パリレン）を含む場合、Ｏ２プラズマ処理が特に好ましい。
【０１３１】
浸漬コーティング工程
コーティング前駆体組成物は典型的には、基材に浸漬コーティングプロセスを用いて塗布される。
【０１３２】
典型的には、基材は、コーティング前駆体溶液を含む浴中に完全に沈められる。より一般的には、基材は、コーティング前駆体溶液が、コーティングが望まれる基材表面の全ての領域に到達することができるように沈められなければならない。
【０１３３】
ディップ・コーターは、基材がコーティング溶液に浸され、それから取り出される速度を制御するために使用することができる。典型的には、ディップ・コーターの使用により、より均一なコーティングが得られる。典型的な浸漬コーティング速度は約１〜約５ｍｍ／ｓ、より典型的には約２〜約３ｍｍ／ｓである。
【０１３４】
必要に応じて、所望の最終コーティング厚さを得るために複数回の浸漬が使用され得る。例えば、最終コーティングは、少なくとも約０．５ミクロン、少なくとも約１ミクロン、少なくとも約２ミクロン、少なくとも約３ミクロン、少なくとも約４ミクロン、または少なくとも約５ミクロンの厚さを有し得る。
【０１３５】
典型的には、基材は、約２００ｎｍ〜約１０μｍの厚さを有する導電性コーティングでコートされる。より典型的には、基材は、約５００ｎｍ〜約５μｍの厚さを有する導電性コーティングでコートされる。
【０１３６】
各浸漬後、基材は、直前に塗布されたコーティングの層を固めるために短い時間で焼成される。典型的には、基材は典型的には、約８０℃〜約１６０℃の温度でのコーティングとコーティングの間に、約２分〜約３０分間焼成される。
【０１３７】
より典型的には、基材は各浸漬後、約２分〜約２０分、約３分〜約１５分、約３分〜約１０分、または約３分〜約７分間焼成される。
【０１３８】
より典型的には、基材は各浸漬後、約１００℃〜約１５０℃、約１２０℃〜約１４５℃、約１２５℃〜約１４０℃、または約１３０℃〜約１４０℃の温度で焼成される。
【０１３９】
最終コートの塗布後、短い焼成工程は必要ない。代わりに、コート基材は、下記で記載される熱硬化工程に供せられる。
【０１４０】
熱硬化工程
最終浸漬後、所望のコーティング厚さが得られた場合、コート基材は熱硬化される。
【０１４１】
熱硬化工程は、上昇させた温度で、各浸漬後後の比較的短い焼成期間よりも著しく長い期間の間、基材を焼成することを含む。例えば、熱硬化工程は典型的には、約１５分〜約４時間の間、約８０℃〜約１６０℃の温度で基材を焼成することを含む。
【０１４２】
より典型的には、基材は、約２０分〜約３時間、約３０分〜約２．５時間、約４５分〜約２時間、または約４５分〜約１．５時間の間焼成される。
【０１４３】
より典型的には、基材は約１００℃〜約１５０℃、約１２０℃〜約１４５℃、約１２５℃〜約１４０℃、または約１３０℃〜約１４０℃の温度で焼成される。
【０１４４】
当業者であれば、ある一定の基材は、熱硬化工程を、より低い温度でより長い期間の間実施することを必要とする可能性があることを認識するであろう。
【０１４５】
一般に、熱硬化工程は、基材材料の完全性を維持するのに十分低い温度で、溶媒成分をコーティングから完全に、または実質的に完全に除去するのに十分な期間の間、実施されるべきである。
【０１４６】
ＵＶ重合工程
コーティング前駆体溶液がＵＶ開始重合を使用して重合させることができる１つ以上のモノマーを含む場合、プロセスは、ＵＶ開始重合工程をさらに含み得る。
【０１４７】
一般に、ＵＶ開始重合工程は、当業者により、公知の方法を使用して実施することができる。ＵＶ開始重合工程は熱硬化工程前、後、またはこれと同時に実施することができる。
【０１４８】
コート基材
さらなる態様では、本発明は、本明細書で記載される方法にしたがい生成されたコート基材に関する。
【０１４９】
一般に、基材は上記で詳細に記載されるように選択され得る。コーティングは本明細書で記載される方法により調製してもよく、かつ／または本明細書で記載されるコーティング前駆体組成物から誘導してもよい。
【０１５０】
円筒チューブ電極
例えば、コート基材は、内腔および外面を含む円筒チューブ電極を含むことができ、ここで、１つ以上の導電性層を含むポリマーコーティングは、外面に接着される。１つ以上の導電性層は、本明細書で記載される方法により調製され、および／または本明細書で記載されるコーティング前駆体組成物から誘導された導電性コーティング組成物を含み得る。
【０１５１】
コーティング組成物（ｃｏｍｐｉｓｉｔｉｏｎ）は、１つ以上の絶縁層をさらに含むことができる。例えば、コーティング組成物は、交互導電−絶縁層を含み得る。
【０１５２】
導電性発泡体および織物
別の態様では、コート基材は、高い表面積を有する導電性複合材料を含み得る。例えば、コート基材は、導電性発泡体を含み得る。
【０１５３】
発泡体は、例えば、ポリウレタン発泡体であってもよい。さらなる例として、コート基材は、導電性織物を含み得る。
【０１５４】
コート電極
別の態様では、コート基材は、導電性基材およびポリマーコーティングを含むコート電極を含むことができ、ここで、１つ以上の導電性層を含むポリマーコーティングは、外面に接着される。１つ以上の導電性層は、本明細書で記載される方法により調製され、および／または本明細書で記載されるコーティング前駆体組成物から誘導された導電性コーティング組成物を含み得る。
【０１５５】
コート電極の非限定的な例としては針電極およびリング電極が挙げられる。
【０１５６】
ポリマー電極
本明細書で記載される組成物および方法はまた、金属またはセラミック基材を有さない全ポリマー電極を調製するために使用することができる。
【０１５７】
医療装置
本発明の別の態様は、以上で記載されるコート基材を含む医療装置に関する。例えば、医療装置は埋め込み式医療装置とすることができる。
【０１５８】
発明を詳細に説明してきたが、改変および変更が、添付の特許請求の範囲で規定される発明の範囲から逸脱せずに可能であることは明らかであろう。
【０１５９】
実施例
下記非限定的な実施例は本発明をさらに説明するために提供される。
【０１６０】
実施例１：発泡体上の導電性コーティング
それぞれ、８０：２０体積比のＣｌｅｖｉｏｓ  ＰＨ  １０００  ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ分散物およびエチレングリコールを有するコーティング溶液を調製する。３−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシランを１％ｗ／ｖで、ドデシルベンゼンスルホン酸を０．２％ｗ／ｖで添加する。完全に混合されるまで、または少なくとも３０分間、成分を撹拌する。
【０１６１】
発泡体をコーティング溶液中に完全に沈める。発泡体をコーティング溶液から取り出し、過剰のコーティング溶液を放出させる。ローラーを使用して、過剰のコーティング溶液を発泡体から絞り出すこともまた可能である。圧縮空気または窒素を使用して、過剰のコーティング溶液を発泡体から吹き飛ばし、発泡体表面全体にわたって均一なコーティングを与える。
【０１６２】
コーティングを、１３５℃で６０分間焼成することにより硬化させる。コートされた発泡体のコンダクタンスを増加させるために、複数回のコーティングが必要とされる場合、コーティングとコーティングの間に５−２０分、最終コーティング後６０分焼成することが許容される。
【０１６３】
実施例２：増強された可撓性を有するポリウレタンチューブ上の導電性コーティング
それぞれ、８０：２０体積比のＣｌｅｖｉｏｓ  ＰＨ  １０００  ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ分散物およびエチレングリコールを有するコーティング溶液を調製する。３−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシランを１％ｗ／ｖで、ドデシルベンゼンスルホン酸を０．２％ｗ／ｖで、ポリ（アクリルアミド−ｃｏ−アクリル酸）（モノマーで２０％アクリル酸、Ｍｗ５２０，０００）を０．２％ｗ／ｖで添加する。完全に混合されるまで、少なくとも２時間成分を撹拌する。
【０１６４】
長さ３０ｃｍのＳｕｐｅｒｔｈａｎｅエーテル系ポリウレタンチューブ（外径０．２５インチ、内径０．１２５インチ）を切断する。２２ゲージステンレス鋼ロッドをポリウレタンチューブ腔の全長に通すことにより、ポリウレタンチューブを浸漬コーティングのためにまっすぐにする。ポリウレタンチューブの下端を収縮チューブで閉じ、コーティング溶液が腔に入らないようにする。ポリウレタンチューブを実験室用石鹸および水を用いて浸漬コーティング直前に清浄にする。
【０１６５】
３ｍｍ／ｓの一定速度で浸漬コートする。コーティングを１３５℃で６０分間硬化させる。コートされたポリウレタンチューブのコンダクタンスを増加させるために複数回のコーティングが必要とされる場合、浸漬コートと浸漬コートの間で５分、最終コーティング後６０分焼成することが許容される。
【０１６６】
実施例３：増強された可撓性を有するポリウレタンチューブ上の導電性コーティング  
代替案
それぞれ、９５：５体積比のＣｌｅｖｉｏｓ  ＰＨ  １０００  ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ分散物およびエチレングリコールを有するコーティング溶液を調製する。２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸モノマーを２％ｗ／ｖで、ポリ（エチレングリコール）ジメタクリレート（Ｍｎ７５０）を０．２％ｗ／ｖで、過硫酸ナトリウムを０．１％ｗ／ｖで、ドデシルベンゼンスルホン酸を０．２％ｗ／ｖで添加する。完全に混合されるまで、または少なくとも３０分間、成分を撹拌する。
【０１６７】
長さ３０ｃｍのＳｕｐｅｒｔｈａｎｅエーテル系ポリウレタンチューブ（外径０．２５インチ、内径０．１２５インチ）を切断する。２２ゲージステンレス鋼ロッドをポリウレタンチューブ腔の全長に通すことにより、ポリウレタンチューブを浸漬コーティングのためにまっすぐにする。ポリウレタンチューブの下端を収縮チューブで閉じ、コーティング溶液が腔に入らないようにする。ポリウレタンチューブを実験室用石鹸および水を用いて浸漬コーティング直前に清浄にする。
【０１６８】
３ｍｍ／ｓの一定速度で浸漬コートする。コーティングを１３５℃で６０分間硬化させる。コートされたポリウレタンチューブのコンダクタンスを増加させるために複数回のコーティングが必要とされる場合、浸漬コートと浸漬コートの間で５分、最終コーティング後６０分焼成することが許容される。
【０１６９】
実施例４：接触抵抗が減少したパリレンＣコート針上の導電性コーティング
それぞれ、９５：５体積比のＣｌｅｖｉｏｓ  ＰＨ  １０００  ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ分散物およびエチレングリコールを有するコーティング溶液を調製する。３−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシランを５％ｗ／ｖで、ドデシルベンゼンスルホン酸を０．５％ｗ／ｖで、Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔｅｒｎ  Ｇｒａｐｈｉｔｅ  Ｍｉｃｒｏｆｙｎｅグラファイト粉末を５％ｗ／ｖで添加する。完全に混合されるまで、または少なくとも２時間成分を撹拌する。
【０１７０】
浸漬コーティング用の基材を準備するために、パリレンＣコート２２ゲージ針を浸漬プロセス前に酸素プラズマで処理し、均一性および接着を増強させる。必要に応じて、コーティング溶液でコートしない針の領域をポリイミドテープまたはＰＴＦＥテープを用いてマスクする。収縮チューブを使用して腔を針の底で閉じ、コーティング溶液が腔に入らないようにする。パリレンＣコート針を実験室用石鹸および水で浸漬コーティング直前に清浄にする。
【０１７１】
２ｍｍ／ｓの一定速度で浸漬コートする。コーティングを１３５℃で６０分間硬化させる。コートされた針のコンダクタンスを増加させるために複数回のコーティングが必要とされる場合、浸漬コートと浸漬コートの間で５分、最終コーティング後６０分焼成することが許容される。
【０１７２】
実施例５：コートされた円筒チューブの可撓性性能
ポリウレタンチューブ（ＯＤ０．２５インチ）の４インチセクションを、可撓性増強剤を含まない（コーティング１）、または可撓性増強化合物をさらに含む（コーティング２〜４）、実施例１で記載される前駆体組成物で浸漬コートした（各６回の浸漬）。
【０１７３】
各チューブをロッド（直径１．２５インチ）の周りで６００回曲げることにより、屈曲後の各コーティングの抵抗の変化を測定した。第１の３００屈曲サイクル（＃１−３００）を試料を同じ向きに曲げることにより実施した。第２の３００屈曲サイクル（＃３０１−６００）を、試料を反対向きに曲げることにより実施した。
【０１７４】
コートされたチューブ（Ａｇコンタクトを使用する）の抵抗を、屈曲前に（０屈曲）、および１００屈曲毎に、合計６００まで測定した。これらの測定の結果を下記表１に示す。
【表１】
0006583969.tif 000002
【０１７５】
本発明の要素またはその好ましい実施形態（複数可）を導入する場合、冠詞「１つの（ａ、ａｎ）」、「その（ｔｈｅ）」および「前記」は、その要素が１つ以上存在することを意味することが意図される。「含む」、「含有する」および「有する」という用語は、包括的であることが意図され、列挙された要素以外の追加の要素が存在し得ることを意味する。
【０１７６】
上記を考慮すると、発明のいくつかの目的が達成され、他の有利な結果が実現されることがわかるであろう。
【０１７７】
上記生成物および方法において、発明の範囲から逸脱せずに様々な変更が可能であるので、上記説明において含まれ、添付の図面で示される全ての物質は、例示として解釈されるべきであり、制限的な意味で解釈されるべきではないことが意図される。