JP2005060671A - Production of polyaniline electrically conductive ink - Google Patents
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Abstract
Description
この出願の発明は、ポリアニリン導電性インキの製造方法に関するものである。さらに詳しくは、この出願の発明は、水性溶媒中における重合反応により得られたポリアニリンコロイドを、凝集、分離、洗浄等の工程を経ることなく、有機層に移行させることのできる、ポリアニリン導電性インキの簡便な製造方法に関するものである。 The invention of this application relates to a method for producing a polyaniline conductive ink. More specifically, the invention of this application relates to a polyaniline conductive ink capable of transferring a polyaniline colloid obtained by a polymerization reaction in an aqueous solvent to an organic layer without undergoing steps such as aggregation, separation, and washing. It relates to a simple manufacturing method.
従来、ポリアニリン導電性インキは、アニオン性界面活性剤の存在下、水性溶媒中でアニリンを重合し、得られたポリアニリンコロイドを凝集させることにより製造されている（例えば、特許文献１、２）。 Conventionally, polyaniline conductive inks are produced by polymerizing aniline in an aqueous solvent in the presence of an anionic surfactant and aggregating the resulting polyaniline colloid (for example, Patent Documents 1 and 2).
このようなポリアニリン導電性インキの製造方法では、アニオン性界面活性剤の存在下で形成されるポリアニリンコロイドは、粒子径が非常に小さい（例えば数十nm〜数μm）
上、アニオン性界面活性剤がポリアニリンコロイドと水性溶媒の相溶性を高めるため、ポリアニリンコロイドの水性溶媒からの分離除去が困難であるという問題があった。
In such a method for producing a polyaniline conductive ink, the polyaniline colloid formed in the presence of an anionic surfactant has a very small particle size (for example, several tens of nm to several μm).
Furthermore, since the anionic surfactant enhances the compatibility between the polyaniline colloid and the aqueous solvent, there is a problem that it is difficult to separate and remove the polyaniline colloid from the aqueous solvent.
そのため、ポリアニリンコロイドを含有する重合反応溶液からポリアニリンコロイドを取り出すためには、重合反応溶液にアルコール等の両性溶媒を多量に加え、ポリアニリンコロイドを凝集させた後、遠心分離等により溶媒を分離除去する必要があった。そして、ポリアニリンコロイドを水性溶媒から有機溶媒に移行させるために、ポリアニリンコロイドに水よりも親和性の大きな両性溶媒と合成樹脂溶液を加える必要があった。 Therefore, in order to remove the polyaniline colloid from the polymerization reaction solution containing the polyaniline colloid, a large amount of an amphoteric solvent such as alcohol is added to the polymerization reaction solution to aggregate the polyaniline colloid, and then the solvent is separated and removed by centrifugation or the like. There was a need. In order to transfer the polyaniline colloid from the aqueous solvent to the organic solvent, it is necessary to add an amphoteric solvent having a higher affinity than water and a synthetic resin solution to the polyaniline colloid.
したがって、従来のポリアニリン導電性インキの製造方法は多くの工程を要し、煩雑なものであった。そして、このような煩雑な製造方法により、ポリアニリン導電性インキのコストが高くなるという問題もあった。
そこで、この出願の発明は、以上のとおりの事情に鑑みてなされたものであり、従来技術の問題点を解消し、水系溶媒中における重合反応により得られたポリアニリンコロイドから、導電性インキを簡便に製造するための方法を提供することを課題としている。 Therefore, the invention of this application has been made in view of the circumstances as described above, which solves the problems of the prior art and makes it easy to use conductive ink from a polyaniline colloid obtained by a polymerization reaction in an aqueous solvent. It is an object of the present invention to provide a manufacturing method.
この出願の発明は、上記の課題を解決するものとして、第１には、少なくとも、アニオン性界面活性剤の存在下、水性溶媒中でアニリンを重合してポリアニリンコロイドを得る工程と、重合反応終了後の反応溶液に１種以上の有機溶媒を添加して二層分離させ、ポリアニリンコロイドを有機層に移行させる工程と、水層を除去する工程を有することを特徴とするポリアニリン導電性インキの製造方法を提供する。 The invention of this application is to solve the above-mentioned problems. First, at least a step of polymerizing aniline in an aqueous solvent in the presence of an anionic surfactant to obtain a polyaniline colloid, and completion of the polymerization reaction One or more organic solvents are added to the subsequent reaction solution to separate into two layers, the polyaniline colloid is transferred to the organic layer, and the aqueous layer is removed. Provide a method.
また、この出願の発明は、第２には、重合反応終了後の反応溶液に添加する１種以上の有機溶媒が、１種以上のバインダー樹脂を含有する前記のポリアニリン導電性インキの製造方法を提供する。 In addition, the invention of this application is secondly based on the method for producing the polyaniline conductive ink, wherein the one or more organic solvents added to the reaction solution after the completion of the polymerization reaction contain one or more binder resins. provide.
この出願の発明は、第３には、重合反応終了後の反応溶液に添加する１種以上の有機溶媒が、１種以上の紫外線硬化型モノマー、紫外線硬化型オリゴマー、それらの混合物、１種以上の電子線硬化型モノマー、電子線硬化型オリゴマー、またはそれらの混合物のいずれかを含有する前記のポリアニリン導電性インキの製造方法を提供する。 In the invention of this application, thirdly, the one or more organic solvents to be added to the reaction solution after the completion of the polymerization reaction are one or more ultraviolet curable monomers, ultraviolet curable oligomers, mixtures thereof, one or more. A method for producing the above polyaniline conductive ink containing any one of the above-mentioned electron beam curable monomers, electron beam curable oligomers, or a mixture thereof is provided.
さらに、この出願の発明は、第４には、重合反応終了後の反応溶液に添加する１種以上の有機溶媒が、１種以上のバインダー樹脂に加えて、１種以上の紫外線硬化型モノマー、紫外線硬化型オリゴマー、それらの混合物、１種以上の電子線硬化型モノマー、電子線硬化型オリゴマー、またはそれらの混合物のいずれかを含有する前記のポリアニリン導電性インキの製造方法を提供する。 Furthermore, in the invention of the present application, fourthly, in addition to one or more binder resins, one or more organic solvents to be added to the reaction solution after completion of the polymerization reaction, one or more ultraviolet curable monomers, There is provided a method for producing the above polyaniline conductive ink containing any of an ultraviolet curable oligomer, a mixture thereof, one or more electron beam curable monomers, an electron beam curable oligomer, or a mixture thereof.
この出願の発明は、第５には、水層を除去する工程に続いて、バインダー樹脂を加えて有機層の溶媒を蒸発させ、再び有機溶媒を加える工程を有することを特徴とする前記いずれかのポリアニリン導電性インキの製造方法を提供する。 The invention of this application is characterized in that, fifthly, following the step of removing the aqueous layer, the method further comprises the step of adding a binder resin to evaporate the solvent of the organic layer and adding the organic solvent again. A method for producing a polyaniline conductive ink is provided.
そして、この出願の発明は、第６には、前記いずれかの方法により製造されるポリアニリン導電性インキをも提供する。 The sixth aspect of the present invention also provides a polyaniline conductive ink produced by any one of the above methods.
上記第１の発明のポリアニリン導電性インキの製造方法によれば、凝集を経ることなくポリアニリンコロイドを取り出すことが可能となるため、水性溶媒中での重合反応により得られるポリアニリンコロイドを１次粒子または同等の大きさの粒子径を有する粒子の状態で有機系に移すことが可能となり、少ない工程数でポリアニリン導電性インキを製造することが可能となる。したがって、ポリアニリン導電性インキの生産性が格段に上昇する。また、このようなポリアニリン導電性インキの製造方法では、２次粒子や３次粒子がインキ中に含まれないため、得られるポリアニリン導電性インキにおけるポリアニリンコロイドの分散性が非常に良くなる。 According to the method for producing a polyaniline conductive ink of the first invention, it is possible to take out the polyaniline colloid without agglomeration, so that the polyaniline colloid obtained by the polymerization reaction in an aqueous solvent is used as primary particles or It becomes possible to transfer to an organic system in the form of particles having a particle size of the same size, and it becomes possible to produce a polyaniline conductive ink with a small number of steps. Accordingly, the productivity of the polyaniline conductive ink is significantly increased. Moreover, in such a method for producing a polyaniline conductive ink, since secondary particles and tertiary particles are not contained in the ink, the dispersibility of the polyaniline colloid in the obtained polyaniline conductive ink is very good.
また、上記第２の発明のポリアニリン導電性インキの製造方法によれば、ポリアニリンコロイドとバインダー樹脂を含有するポリアニリン導電性インキが簡便に得られる。このような方法によりグラビア印刷、フレキソ印刷、浸漬加工、コーター等による塗布、オフセット印刷、シルクスクリーン印刷等による静電気防止や帯電防止コーティングに適したポリアニリン導電性インキが得られる。 Moreover, according to the method for producing a polyaniline conductive ink of the second invention, a polyaniline conductive ink containing a polyaniline colloid and a binder resin can be easily obtained. By such a method, a polyaniline conductive ink suitable for antistatic or antistatic coating by gravure printing, flexographic printing, dipping, coating by a coater, offset printing, silk screen printing or the like can be obtained.
さらに、上記第３の発明のポリアニリン導電性インキの製造方法によれば、少ない工程数で、１種以上の紫外線硬化型モノマー、紫外線硬化型オリゴマー、それらの混合物、１種以上の電子線硬化型モノマー、電子線硬化型オリゴマー、またはそれらの混合物を含有するポリアニリン導電性インキが得られる。このような方法により得られるポリアニリン導電性インキは、紫外線硬化型や電子線硬化型のポリアニリン導電性インキとなる。 Furthermore, according to the method for producing the polyaniline conductive ink of the third invention, one or more kinds of ultraviolet curable monomers, ultraviolet curable oligomers, a mixture thereof, and one or more kinds of electron beam curable types are used with a small number of steps. A polyaniline conductive ink containing a monomer, an electron beam curable oligomer, or a mixture thereof is obtained. The polyaniline conductive ink obtained by such a method is an ultraviolet curable or electron beam curable polyaniline conductive ink.
上記第４の発明のポリアニリン導電性インキの製造方法によれば、バインダー樹脂とともに１種以上の紫外線硬化型モノマー、紫外線硬化型オリゴマー、それらの混合物、１種以上の電子線硬化型モノマー、電子線硬化型オリゴマー、またはそれらの混合物を含有するポリアニリン導電性インキが、簡単に得られる。また、このような方法により得られるポリアニリン導電性インキも、紫外線硬化型や電子線硬化型のポリアニリン導電性インキとなる。 According to the method for producing the polyaniline conductive ink of the fourth aspect of the invention, together with the binder resin, one or more ultraviolet curable monomers, ultraviolet curable oligomers, a mixture thereof, one or more electron beam curable monomers, an electron beam Polyaniline conductive inks containing curable oligomers or mixtures thereof are easily obtained. The polyaniline conductive ink obtained by such a method is also an ultraviolet curable or electron beam curable polyaniline conductive ink.
さらに、上記第５の発明のポリアニリン導電性インキの製造方法によれば、水層を除去した後、ポリアニリンコロイドが移行した有機層へバインダー樹脂を加え、その後溶媒を除去し、再び有機溶媒を加えることにより、ポリアニリン導電性インキにおける固形分濃度を調整することが可能となる。したがって、グラビア印刷、フレキソ印刷、浸漬加工、コーター等による塗布、オフセット印刷、シルクスクリーン印刷等による静電気防止や帯電防止のコーティングに適したポリアニリン導電性インキが得られる。 Furthermore, according to the method for producing a polyaniline conductive ink of the fifth invention, after removing the aqueous layer, the binder resin is added to the organic layer to which the polyaniline colloid has migrated, the solvent is then removed, and the organic solvent is added again. As a result, the solid content concentration in the polyaniline conductive ink can be adjusted. Therefore, a polyaniline conductive ink suitable for antistatic or antistatic coating by gravure printing, flexographic printing, dipping, coating by a coater, offset printing, silk screen printing or the like can be obtained.
そして、以上のポリアニリン導電性インキの製造方法では、水性溶媒中における重合反応により得られたポリアニリンコロイドを凝集することなく、１次粒子または同等の大きさの粒子径を有する粒子の状態で有機系に移されることから、上記第６の発明のポリアニリン導電性インキは、ポリアニリンコロイドが分散性高く含有されたものとなる。したがって、印刷等に使用された場合には、安定で均一な導電性薄膜を形成できる。 In the above method for producing a polyaniline conductive ink, the organic system is in the form of primary particles or particles having an equivalent size particle size without agglomerating the polyaniline colloid obtained by the polymerization reaction in an aqueous solvent. Therefore, the polyaniline conductive ink of the sixth invention contains polyaniline colloid with high dispersibility. Therefore, when used for printing or the like, a stable and uniform conductive thin film can be formed.
この出願の発明のポリアニリン導電性インキの製造方法は、少なくとも、
（１）アニオン性界面活性剤の存在下、水性溶媒中でアニリンを重合してポリアニリンコロイドを得る工程（重合工程）と、
（２）重合反応終了後の反応溶液に１種以上の有機溶媒を添加して二層分離させ、ポリアニリンコロイドを有機層に移行させる工程（移行工程）と、
（３）水層を除去する工程（分離工程）
を有するものである。また、さらに、
（４）有機層へバインダー樹脂を加える。必要であれば、有機層の溶媒を蒸発させ、再び有機溶媒を加える工程（再分散工程）
を有していてもよい。
The manufacturing method of the polyaniline conductive ink of the invention of this application is at least:
(1) A step of polymerizing aniline in an aqueous solvent in the presence of an anionic surfactant to obtain a polyaniline colloid (polymerization step);
(2) a step (transition step) of adding one or more organic solvents to the reaction solution after completion of the polymerization reaction to separate the two layers, and transferring the polyaniline colloid to the organic layer;
(3) Step of removing the aqueous layer (separation step)
It is what has. In addition,
(4) Add a binder resin to the organic layer. If necessary, the step of evaporating the solvent of the organic layer and adding the organic solvent again (redispersion step)
You may have.
この出願の発明のポリアニリン導電性インキの製造方法では、重合工程において用いられるアニオン性界面活性剤は、プロトン酸と界面活性剤の両方の役割を有するものであるが、その種類はとくに限定されず、ポリアニリンの合成において界面活性剤として使用される各種のものであってよい。具体的には、ドデシルベンゼンスルホン酸などの長鎖アルキルベンゼンスルホン酸が好ましく例示される。また、水性溶媒としては、水、または水とアルコールやアセトン等の水との相溶性の高い有機溶媒の混合系が例示されるが、コストや取り扱いの容易さの観点から、水を用いることが好ましい。さらに、アニリンは重合して導電性のポリアニリンを与えるものであればよく、とくに限定されない。例えば、Ｎ−アルキルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン、１−アミノピレン、ｏ−フェニレンジアミン等の各種のものが挙げられる。これらのアニリンは、基本的には重合してパラ位で頭−尾結合した直鎖状高分子を形成するが、重合反応によって得られるポリアニリンは、さらに、窒素原子が還元された状態のアミンと酸化された状態のイミン、またはこれらにプロトンが付加した構造をとっていてもよい。また、重合反応によって得られるポリアニリンの分子量は、ポリアニリン導電性インキの用途に応じて適宜調整でき、とくに限定されない。 In the method for producing a polyaniline conductive ink of the invention of this application, the anionic surfactant used in the polymerization step has both the role of a proton acid and a surfactant, but the type is not particularly limited. These may be various materials used as surfactants in the synthesis of polyaniline. Specifically, long chain alkylbenzene sulfonic acids such as dodecylbenzene sulfonic acid are preferably exemplified. Examples of the aqueous solvent include water or a mixed system of water and an organic solvent having high compatibility with water such as alcohol or acetone. However, water is used from the viewpoint of cost and ease of handling. preferable. Further, the aniline is not particularly limited as long as it polymerizes to give conductive polyaniline. Examples thereof include N-alkylaniline, N, N-dimethylaniline, 1-aminopyrene, o-phenylenediamine and the like. These anilines basically polymerize to form a linear polymer head-to-tail bonded at the para position, but the polyaniline obtained by the polymerization reaction further contains an amine in a state where the nitrogen atom is reduced. It may have an imine in an oxidized state or a structure in which a proton is added to these. The molecular weight of the polyaniline obtained by the polymerization reaction can be appropriately adjusted according to the use of the polyaniline conductive ink, and is not particularly limited.
以上のとおりの重合工程では、また、アニリンの重合反応を促進するための重合触媒が重合反応溶液に含まれていてもよい。具体的には、過硫酸アンモニウム、過酸化水素水、塩化第二鉄等の酸化剤が例示されるが、中でも安価で取り扱いが比較的容易な過硫酸アンモニウムが好ましい。さらに、ポリアニリンの重合反応において、反応温度は例えば０〜４５℃とすることができる。もちろん、これは溶媒の種類やアニリン、界面活性剤、および酸化剤の種類や濃度に応じて適宜変更されてもよい。 In the polymerization process as described above, a polymerization catalyst for promoting the polymerization reaction of aniline may be included in the polymerization reaction solution. Specific examples include oxidizing agents such as ammonium persulfate, aqueous hydrogen peroxide, and ferric chloride. Among them, ammonium persulfate that is inexpensive and relatively easy to handle is preferable. Furthermore, in the polymerization reaction of polyaniline, the reaction temperature can be, for example, 0 to 45 ° C. Of course, this may be changed as appropriate according to the type of solvent and the types and concentrations of aniline, surfactant, and oxidizing agent.
このような重合工程により、ポリアニリンコロイドが水性溶媒中に分散された状態で得られる。そこで、移行工程では、重合反応溶液に１種以上の有機溶媒を添加し、ポリアニリンコロイドを有機層に移行させる。これにより重合反応溶液中に残存するアニオン性界面活性剤が除去され、ポリアニリンコロイドを凝集させること無く簡単に有機層に移すことができる。 By such a polymerization process, the polyaniline colloid is obtained in a state of being dispersed in an aqueous solvent. Therefore, in the transfer step, one or more organic solvents are added to the polymerization reaction solution to transfer the polyaniline colloid to the organic layer. As a result, the anionic surfactant remaining in the polymerization reaction solution is removed, and the polyaniline colloid can be easily transferred to the organic layer without agglomeration.
移行工程において添加される有機溶媒は、前記の水性溶媒との相溶性が低く、二層分離するものであればよく、とくに限定されない。具体的には、トルエン、キシレン等の炭化水素系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶媒、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル等のエーテル系溶媒、メチルエチルケトン、ジイソプロピルケトン等のケトン溶媒などから選択される１種を単独で添加してもよいし、２種以上を選択し、混合溶媒として添加してもよい。また、添加される有機溶媒の量は、とくに限定されない。好ましい範囲についても、重合反応溶液におけるアニリンやアニオン性界面活性剤の濃度等の条件によって変わるものである。例えば、後述の実施例１の条件では、ポリアニリン1 mMに対して5〜570 mLの有機溶媒を添加した場合に水層と有機層の懸濁が起こることなく二層分
離することが確認されている。
The organic solvent added in the transfer step is not particularly limited as long as it has low compatibility with the aqueous solvent and can be separated into two layers. Specifically, it is selected from hydrocarbon solvents such as toluene and xylene, ester solvents such as ethyl acetate and butyl acetate, ether solvents such as diethyl ether and dipropyl ether, and ketone solvents such as methyl ethyl ketone and diisopropyl ketone. May be added alone, or two or more may be selected and added as a mixed solvent. Further, the amount of the organic solvent to be added is not particularly limited. The preferred range also varies depending on conditions such as the concentration of aniline and anionic surfactant in the polymerization reaction solution. For example, under the conditions of Example 1 described later, when 5 to 570 mL of an organic solvent is added to 1 mM of polyaniline, it is confirmed that the two layers are separated without causing suspension of the aqueous layer and the organic layer. Yes.
移行工程では、重合反応溶液に１種以上の有機溶媒を添加することにより、反応液が有機層と水層に二層分離するが、このとき、合成工程において得られたポリアニリンコロイドは、水よりもこれらの有機溶媒との親和性が高いため、一次粒子またはそれと同程度の粒子径のまま有機層に移動する。 In the transition step, the reaction solution is separated into an organic layer and an aqueous layer by adding one or more organic solvents to the polymerization reaction solution. At this time, the polyaniline colloid obtained in the synthesis step is separated from water. Since these materials have a high affinity with these organic solvents, they move to the organic layer with primary particles or a particle size comparable to that of the primary particles.
また、この移行工程では、添加した有機溶媒の比重が合成工程において使用された水性溶媒よりも軽い場合には、有機層が上層に、水層が下層になり、反対に、添加した有機溶媒の比重が水性溶媒よりも重い場合には、水層が上層に、有機層が下層になる。したがって、有機溶媒の添加を分液ロート等の中で行えば、水層と有機層を簡単に分離することができる。 In this transition step, when the specific gravity of the added organic solvent is lighter than the aqueous solvent used in the synthesis step, the organic layer becomes the upper layer and the aqueous layer becomes the lower layer. When the specific gravity is heavier than the aqueous solvent, the aqueous layer is the upper layer and the organic layer is the lower layer. Therefore, if the organic solvent is added in a separating funnel or the like, the aqueous layer and the organic layer can be easily separated.
続く分離工程では、このようにしてできた水層を除去し、有機層のみを回収する。この有機層には、ポリアニリンコロイドが移行されていることから、これにバインダー樹脂を加え、ポリアニリン導電性インキとして使用することが可能になる。もちろん、この有機層から溶媒を蒸発させたり、さらに充填剤や顔料を添加したりしてもよい。 In the subsequent separation step, the aqueous layer thus formed is removed and only the organic layer is recovered. Since the polyaniline colloid has been transferred to the organic layer, a binder resin can be added thereto and used as a polyaniline conductive ink. Of course, the solvent may be evaporated from the organic layer, or a filler or a pigment may be added.
この出願の発明のポリアニリン導電性インキの製造方法では、さらに、前記の移行工程において添加される１種以上の有機溶媒に、バインダー樹脂を含有させてもよい。これにより、最終的に得られるポリアニリン導電性インキがバインダー樹脂を含むものとなり、好ましい。 In the method for producing a polyaniline conductive ink according to the invention of this application, a binder resin may be further contained in one or more organic solvents added in the transition step. Thereby, the polyaniline conductive ink finally obtained becomes what contains binder resin, and is preferable.
バインダー樹脂としては、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリイミド系樹脂、ビニル系樹脂、ニトロセルロースなど繊維素誘導体、カゼイン等が例示される。ポリアニリン導電性インキの用途やポリアニリンの分子量等に応じて、適宜選択できる。また、バインダー樹脂は１種を単独で用いても良いし、２種以上を混合して用いてもよい。 Examples of the binder resin include acrylic resins, methacrylic resins, polyester resins, polyurethane resins, polyimide resins, vinyl resins, fiber derivatives such as nitrocellulose, and casein. It can be suitably selected according to the use of the polyaniline conductive ink, the molecular weight of the polyaniline, and the like. Moreover, binder resin may be used individually by 1 type, and 2 or more types may be mixed and used for it.
このように、移行工程において樹脂バインダーを１種以上含む有機溶媒を添加することにより、反応溶液中に残存する余分なアニオン性界面活性剤を除去し、ポリアニリンコロイドを凝集させること無く簡単に有機系に移すことと、ポリアニリンコロイドをバインダー樹脂と混合させることを１工程中で行うことができるようになる。そして、このようにして得られたポリアニリン導電性インキは、例えば静電気防止や帯電防止のコーティング剤をはじめ、静電気や帯電に弱い半導体部品を安全に運搬するトレイ等のためのFRIDタグのアンテナなどに適したものとなる。 In this way, by adding an organic solvent containing one or more resin binders in the migration step, excess anionic surfactant remaining in the reaction solution is removed, and the organic system can be easily obtained without agglomerating the polyaniline colloid. And the polyaniline colloid can be mixed with the binder resin in one step. The polyaniline conductive ink obtained in this way can be used, for example, in anti-static and anti-static coating agents, as well as in antennas for FRID tags for trays etc. that safely transport static-sensitive and electrostatic-sensitive semiconductor components. It will be suitable.
さらに、この出願の発明のポリアニリン導電性インキの製造方法では、前記の移行工程において添加される１種以上の有機溶媒を、前記のバインダー樹脂に換えて、または前記のバインダー樹脂とともに、１種以上の紫外線硬化型モノマー、紫外線硬化型オリゴマー、それらの混合物、１種以上の電子線硬化型モノマー、電子線硬化型オリゴマー、またはそれらの混合物のいずれかを含むものとしてもよい。 Furthermore, in the manufacturing method of the polyaniline conductive ink of the invention of this application, one or more organic solvents added in the transition step are replaced with the binder resin or together with the binder resin. Or a mixture thereof, one or more electron beam curable monomers, an electron beam curable oligomer, or a mixture thereof.
このような紫外線硬化型または電子線硬化型のモノマーやオリゴマーとしては、各種のアルキルアクリレートや、ポリエステルアクリレート、ウレタンアクリレート、ポリエーテルアクリレート、エポキシアクリレート、ポリブタジエンアクリレート、シリコンアクリレート等が例示され、ポリアニリン導電性インキの用途や所望の物性等に応じて適宜選択できる。もちろん、１種に限定されず、２種以上を混合して用いてもよい。 Examples of such ultraviolet curable or electron beam curable monomers and oligomers include various alkyl acrylates, polyester acrylates, urethane acrylates, polyether acrylates, epoxy acrylates, polybutadiene acrylates, and silicon acrylates. It can be appropriately selected according to the use of ink and desired physical properties. Of course, it is not limited to 1 type, You may mix and use 2 or more types.
このように、移行工程において紫外線硬化型または電子線硬化型のモノマーやオリゴマーを１種以上含有する有機溶媒を添加することにより、反応溶液中に残存する余分なアニオン性界面活性剤を除去し、ポリアニリンコロイドを凝集させること無く簡単に有機系に移すことと、ポリアニリンコロイドを紫外線硬化型または電子線硬化型のモノマーやオリゴマーと混合することを１工程中で行うことができる。そして、このようにして得られるポリアニリン導電性インキは、例えば紫外線硬化インキや電子線硬化インキとして作用し、静電気防止や帯電防止コーティング等に用いられる。 Thus, by adding an organic solvent containing at least one monomer or oligomer of ultraviolet curable type or electron beam curable type in the transition step, excess anionic surfactant remaining in the reaction solution is removed, The polyaniline colloid can be easily transferred to an organic system without agglomeration, and the polyaniline colloid can be mixed with an ultraviolet curable or electron beam curable monomer or oligomer in one step. The polyaniline conductive ink thus obtained acts as, for example, ultraviolet curable ink or electron beam curable ink, and is used for antistatic or antistatic coating.
以上のとおりのこの出願の発明のポリアニリン導電性インキの製造方法では、前記のとおり、合成工程、移行工程、分離工程に続いて、さらに、有機層の溶媒を除去し、再び有機溶媒を加える再分散工程を有していてもよい。この再分散工程では、有機層の溶媒を除去する際に、残存する水分も除去され、好ましい。また、さらに有機溶媒を加えることによりポリアニリン導電性インキにおける固形分濃度を調整することが可能となる。したがって、各種の用途に応じたポリアニリン導電性インキを得ることが可能となる。 In the method for producing the polyaniline conductive ink of the invention of this application as described above, as described above, following the synthesis step, the transfer step, and the separation step, the organic layer solvent is further removed and the organic solvent is added again. You may have a dispersion | distribution process. In this redispersion step, when the solvent of the organic layer is removed, the remaining water is also removed, which is preferable. Further, by adding an organic solvent, the solid content concentration in the polyaniline conductive ink can be adjusted. Therefore, it is possible to obtain polyaniline conductive ink corresponding to various uses.
具体的には、ポリアニリン導電性インキにおける固形分（ポリアニリンとバインダー樹脂および／または紫外線硬化型または電子線硬化型オリゴマー）濃度をポリアニリン導電性インキ全量に対して10〜60 wt%とすることが好ましいが、とくに20〜40 wt%であれば、グラビア印刷、フレキソ印刷、浸漬加工、あるいはコーターやスプレー等を用いた塗布などに適したポリアニリン導電性インキが得られる。また、固形分濃度が90 wt%以上と高い場合には、オフセット印刷、シルクスクリーン印刷などに適したポリアニリン導電性インキが得られる。 Specifically, the solid content (polyaniline and binder resin and / or UV curable or electron beam curable oligomer) concentration in the polyaniline conductive ink is preferably 10 to 60 wt% with respect to the total amount of polyaniline conductive ink. However, when the content is 20 to 40 wt%, a polyaniline conductive ink suitable for gravure printing, flexographic printing, dipping, or coating using a coater or spray can be obtained. Further, when the solid content concentration is as high as 90 wt% or more, a polyaniline conductive ink suitable for offset printing, silk screen printing and the like can be obtained.
以上のとおりのこの出願の発明のポリアニリン導電性インキの製造方法により、従来必須であった凝集や脱水の操作が不要となり、工程数が減少する。したがって、ポリアニリン導電性インキの製造に要する時間を短縮できるとともに、生産コストを削減することもできる。 By the method for producing a polyaniline conductive ink according to the invention of this application as described above, the operations of aggregation and dehydration, which have been conventionally required, are no longer necessary, and the number of steps is reduced. Therefore, it is possible to reduce the time required for producing the polyaniline conductive ink and reduce the production cost.
以下、実施例を示し、この発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。もちろん、この発明は以下の例に限定されるものではなく、細部については様々な態様が可能であることは言うまでもない。 Hereinafter, examples will be shown, and the embodiments of the present invention will be described in more detail. Of course, the present invention is not limited to the following examples, and it goes without saying that various aspects are possible in detail.
＜実施例１＞
（１）ポリアニリンの合成
純水1.5 Lにドデシルベンゼンスルホン酸0.1 molとアニリン0.1 molを加え、よく撹拌
した。撹拌しながら冷却し、反応槽中の液温が5℃以下になったところで0.25 mol/Lの過
硫酸アンモニウム水溶液500 mlを除々に滴下し、ポリアニリンを合成した。過硫酸アンモニウム水溶液滴下終了後、12時間撹拌し、反応を完結させた。
（２）ポリアニリンの水系から有機系への移行
ポリアニリン合成液300 mlを分液ロートに移し、それに200 mlの酢酸エチルを加えよく混合した。有機層と水層が分離するまで静置した後、下層の水層を除去した。有機層を取り出し、酢酸エチルに溶解したアクリル系の樹脂を加え、温風を当てながらよく混合、撹拌して溶媒を除去した。
（３）分散
有機溶剤および有機溶剤に溶け込んでいた水分を蒸発させた後、適当な量の酢酸エチルを加え、再分散させてポリアニリン導電性インキを作成した。
（４）評価
得られたポリアニリン導電性インキを、バーコーターNO.6を用いてPETフィルムにコー
トし、表面抵抗を測定した。結果は2.36×105Ω/□であった。
＜実施例２＞
（１）ポリアニリンの合成
純水1.5 Lにドデシルベンゼンスルホン酸0.1 molとアニリン0.1 molを加え、よく撹拌
した。撹拌しながら冷却し、反応槽中の液温が5℃以下になったところで0.25 mol/Lの過
硫酸アンモニウム水溶液500 mlを除々に滴下し、ポリアニリンを合成した。過硫酸アンモニウム水溶液滴下終了後、12時間撹拌し、反応を完結させた。
（２）ポリアニリンの水系から有機系への移行
ポリアニリン合成液10 mlを分液ロートに移し、それにアクリル樹脂溶液（アクリル樹
脂4 g、トルエン42 g、メチルエチルケトン17.6 g、イソプロピルアルコール1.4 g）65 gを加えよく混合した。
<Example 1>
(1) Synthesis of polyaniline 0.1 mol of dodecylbenzenesulfonic acid and 0.1 mol of aniline were added to 1.5 L of pure water and stirred well. Cooling with stirring, when the liquid temperature in the reaction vessel became 5 ° C. or lower, 500 ml of a 0.25 mol / L ammonium persulfate aqueous solution was gradually added dropwise to synthesize polyaniline. After completion of the dropwise addition of the aqueous ammonium persulfate solution, the mixture was stirred for 12 hours to complete the reaction.
(2) Transfer of polyaniline from aqueous to organic system 300 ml of polyaniline synthesis solution was transferred to a separatory funnel, and 200 ml of ethyl acetate was added thereto and mixed well. After allowing to stand until the organic layer and the aqueous layer were separated, the lower aqueous layer was removed. The organic layer was taken out, an acrylic resin dissolved in ethyl acetate was added, and the solvent was removed by mixing and stirring well while applying hot air.
(3) Dispersion After evaporating the organic solvent and the water dissolved in the organic solvent, an appropriate amount of ethyl acetate was added and redispersed to prepare a polyaniline conductive ink.
(4) Evaluation The obtained polyaniline conductive ink was coated on a PET film using a bar coater No. 6, and the surface resistance was measured. The result was 2.36 × 105Ω / □.
<Example 2>
(1) Synthesis of polyaniline 0.1 mol of dodecylbenzenesulfonic acid and 0.1 mol of aniline were added to 1.5 L of pure water and stirred well. Cooling with stirring, when the liquid temperature in the reaction vessel became 5 ° C. or lower, 500 ml of a 0.25 mol / L ammonium persulfate aqueous solution was gradually added dropwise to synthesize polyaniline. After completion of the dropwise addition of the aqueous ammonium persulfate solution, the mixture was stirred for 12 hours to complete the reaction.
(2) Transfer of polyaniline from aqueous to organic system Transfer 10 ml of polyaniline synthesis solution to a separatory funnel, and add 65 g of acrylic resin solution (acrylic resin 4 g, toluene 42 g, methyl ethyl ketone 17.6 g, isopropyl alcohol 1.4 g). Added well mixed.
有機層と水層が分離するまで静置した後、下層の水層を除去した。有機層を取り出し、温風を当てながらよく混合、撹拌して溶媒を除去した。
（３）分散
有機溶剤および有機溶剤に溶け込んでいた水分を蒸発させた後、適当な量の酢酸エチルを加え、再分散させてポリアニリン導電性インキを作成した。
（４）評価
得られたポリアニリン導電性インキを、バーコーターNO.6を用いてPETフィルムにコー
トし、表面抵抗を測定した。結果は3.16×105Ω/□であった。
After allowing to stand until the organic layer and the aqueous layer were separated, the lower aqueous layer was removed. The organic layer was taken out, mixed well with hot air, and stirred to remove the solvent.
(3) Dispersion After evaporating the organic solvent and the water dissolved in the organic solvent, an appropriate amount of ethyl acetate was added and redispersed to prepare a polyaniline conductive ink.
(4) Evaluation The obtained polyaniline conductive ink was coated on a PET film using a bar coater No. 6, and the surface resistance was measured. The result was 3.16 × 105Ω / □.
以上詳しく説明したとおり、この発明によって、水性溶媒中で合成されたポリアニリンコロイドを、凝集、脱水等の工程を経ることなく有機層に移行させ、少ない工程数でポリアニリン導電性インキを製造できる簡便な方法が提供される。 As described above in detail, according to the present invention, a polyaniline colloid synthesized in an aqueous solvent can be transferred to an organic layer without undergoing steps such as agglomeration and dehydration, and a simple polyaniline conductive ink can be produced with a small number of steps. A method is provided.
この発明のポリアニリン導電性インキの製造方法により、製造に要する時間を短縮できるとともに、生産コストを削減できることから、有用性が高い。
The method for producing a polyaniline conductive ink of the present invention is highly useful because it can shorten the time required for production and can reduce the production cost.
Claims (6)
A polyaniline conductive ink produced by the method according to claim 1.
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