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WO2009119563A1 - 導電性複合体およびその製造方法 - Google Patents

導電性複合体およびその製造方法 Download PDF

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WO2009119563A1
WO2009119563A1 PCT/JP2009/055790 JP2009055790W WO2009119563A1 WO 2009119563 A1 WO2009119563 A1 WO 2009119563A1 JP 2009055790 W JP2009055790 W JP 2009055790W WO 2009119563 A1 WO2009119563 A1 WO 2009119563A1
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WO
WIPO (PCT)
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group
compound
conductive
carbon nanotubes
composition
Prior art date
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Application number
PCT/JP2009/055790
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English (en)
French (fr)
Inventor
修子 池内
秀和 西野
正人 吉川
謙一 佐藤
修 渡邊
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Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority to EP09725364.5A priority patent/EP2259272A4/en
Priority to US12/934,215 priority patent/US20110039124A1/en
Priority to KR1020107021245A priority patent/KR101685210B1/ko
Priority to CN2009801062248A priority patent/CN101952906B/zh
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    • H01B1/24Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising carbon-silicon compounds, carbon or silicon
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    • H01B5/00Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form
    • H01B5/14Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form comprising conductive layers or films on insulating-supports

Definitions

  • the present invention relates to a conductive composite and a method for producing the same. More specifically, the present invention relates to a conductive composite having high electrical conductivity and exhibiting stable characteristics even under long-term high temperature and high humidity and a method for producing the same.
  • a metal oxide As a conductive material, a metal oxide, a conductive polymer, a carbon-based conductive material, and the like are known.
  • Known carbon-based conductive materials include graphite, carbon, carbon black, carbon fiber, and carbon nanotube.
  • Carbon nanotubes were first widely reported in 1991.
  • the carbon nanotube has a shape that is formed by substantially winding one surface of graphite into a cylindrical shape.
  • Carbon nanotubes have excellent intrinsic conductivity and are expected to be used as conductive materials.
  • the conductive material for example, it is used for imparting antistatic, conductive, radio wave absorption, electromagnetic wave shielding, near infrared cut property, etc. in a member for a clean room, a member for a display, a member for an automobile and the like.
  • the carbon nanotube has a high aspect ratio and can form a conductive path with a small amount, the carbon nanotube can be a conductive material excellent in light transmittance and drop-off resistance as compared with conventional conductive fine particles such as carbon black.
  • Patent Document 1 an optical transparent conductive film using carbon nanotubes is known (Patent Document 1).
  • Patent Document 2 a technique of laminating a resin layer on a carbon nanotube conductive layer for the purpose of improving film strength and water resistance is also known (Patent Document 2).
  • Patent Document 2 simply laminating the resin layer from the top of the conductive layer temporarily improves the film strength and water resistance.
  • exposure to high temperatures and high humidity for a long time also increases the contact resistance and increases the conductivity. There is a problem that decreases.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a conductive composite having high heat and moisture resistance and high conductivity, and a method for producing the same.
  • the present inventors dispersed a conductive material using a dispersant (A) having a hydroxyl group in the molecule as a first step, and based on the obtained composition (B). After applying to the material, as a second step, a liquid containing a compound (C) and / or a hydrolyzate of the compound (C) capable of forming a metal alkoxide is applied, thereby providing excellent conductivity and high heat and heat resistance.
  • the present inventors have found that a conductive composite can be obtained and have arrived at the present invention.
  • the mechanism for improving the heat and moisture resistance is considered to be due to condensation of the hydroxyl group of the dispersant (A) with the compound (C) and / or the hydrolyzate of the compound (C).
  • R 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an acyl group, a vinyl group, an allyl group, a cyclohexyl group, a phenyl group, an epoxy group, a (meth) acryloxy group, a ureido group, an amide group, a fluoroacetamide group, an isocyanate group, and One or two or more groups selected from the substituted derivatives thereof, and when m is 2 or more, they may be the same or different; M is selected from
  • R 2 is hydrogen atom, alkyl group, acyl group, vinyl group, allyl group, cyclohexyl group, phenyl group, epoxy group, (meth) acryloxy group, ureido group, amide group, fluoroacetamide group, isocyanate group and substituted derivatives thereof.
  • the present invention is a composition
  • a composition comprising a dispersant (A) having a hydroxyl group in the molecule and carbon nanotubes, wherein 50 or more of 100 carbon nanotubes contained are double-walled carbon nanotubes, and
  • the composition includes a composition containing carbon nanotubes that are acidic.
  • the present invention also relates to a conductive composite having a conductive layer formed on a substrate, comprising a dispersant (A) having a hydroxyl group in the molecule and / or a derivative thereof and a carbon nanotube in the conductive layer. More than 50 of the 100 carbon nanotubes contained are double-walled carbon nanotubes, and the conductive layer is covered with a coating layer of compound (C) and / or a polycondensate of the hydrolyzate of compound (C). Contains a conductive composite.
  • the present invention includes a touch panel using the above conductive composite.
  • a conductive composite having high heat and moisture resistance and excellent conductivity can be obtained.
  • FIG. 1 is a schematic view of the fluidized bed apparatus used in Reference Example 1.
  • the present invention polycondenses a compound (C) capable of forming a metal alkoxide and / or a hydrolyzate of compound (C) on a conductive layer containing a conductive material and a dispersant (A) having a hydroxyl group in the molecule. This is a technique for improving the water resistance of the conductive layer.
  • a dispersant (A) having a hydroxyl group in the molecule as a dispersant, a composition in which a conductive material is highly dispersed in a solvent is obtained, and the conductive layer is coated by applying the composition to a substrate. Let it form. Since the hydroxyl group is a hydrophilic group, the dispersant (A) can highly disperse the conductive material in a solvent, and thus a conductive layer having high conductivity and transparency can be obtained. However, due to the hydrophilicity of the dispersant (A), there also arises a problem that the water resistance of the conductive layer is deteriorated.
  • the liquid containing the compound (C) which can form a metal alkoxide, and / or the hydrolyzate of a compound (C) is apply
  • the water resistance is improved by reacting the hydroxyl group of the dispersant (A) with the compound (C) and / or the hydrolyzate of the compound (C). That is, the compound (C) is hydrolyzed, the hydrolysates are brought closer to each other by hydrogen bonds, and dehydrated and polycondensed in a drying or heating step. At that time, the compound (C) also undergoes dehydration condensation with the dispersant (A). The same applies when a hydrolyzate of compound (C) is applied.
  • the conductive composite thus obtained has high water resistance, heat and humidity resistance and strength.
  • a polycondensate composed of compound (C) and / or a hydrolyzate of compound (C) is provided on the conductive layer on the substrate, the contact resistance value of the conductive path by the conductive material is increased.
  • a conductive composite having excellent conductivity can be obtained.
  • Examples of the conductive material in the present invention include inorganic conductive materials and organic conductive materials.
  • Examples of inorganic conductive materials include metals, metal oxides, and carbon-based materials. These can also be used in combination.
  • metal fine particles of about 1 to 100 nm, particularly silver nanoparticles are preferable.
  • Silver nanoparticles are produced and marketed in various forms such as powders and dispersions.
  • powders having a particle size ⁇ 100 nm or 70 nm are commercially available.
  • dispersion those dispersed in water, ethylene glycol or the like are available.
  • a dispersion stabilizer may be added to the dispersion.
  • organic conductive materials include conductive polymers.
  • carbon materials are preferably used from the viewpoints of environment and cost.
  • the carbon-based material include graphite, carbon, carbon black, carbon fiber, and carbon nanotube.
  • carbon nanotubes are preferably used since they are excellent in conductivity and transparency.
  • the carbon nanotubes have a shape in which one surface of graphite is wound into a cylindrical shape.
  • a single-walled carbon nanotube is a single-walled carbon nanotube
  • a double-walled carbon nanotube is a double-walled carbon nanotube
  • a multi-walled carbon nanotube is a multi-walled carbon nanotube.
  • any of single-walled, double-walled and multi-walled carbon nanotubes can be used depending on the application characteristics required for the conductive composite of the present invention.
  • carbon nanotubes having a single layer to five layers and a small number of layers are used, a conductive composite having higher conductivity and higher light transmittance can be obtained.
  • two or more layers of carbon nanotubes are used, it is possible to obtain a conductive composite having less optical wavelength dependency in optical properties.
  • it is preferable that 50 or more of 100 carbon nanotubes having a single-layer to five-layer structure are included.
  • multi-walled carbon nanotubes of 6 or more layers have low crystallinity and low conductivity, and have a large diameter, and the number of contacts per unit amount of carbon nanotubes in the conductive layer is reduced, resulting in lower transparent conductivity. That is, carbon nanotubes having a single layer to five layers are preferable because of high conductivity and excellent transparency.
  • the number of single- to five-walled carbon nanotubes is 70 or more of 100, more preferably 80 or more of 100. More preferably, dispersibility and electrical conductivity are preferable if the number of the 2 to 5 carbon nanotubes is 50 or more out of 100. More preferably, 2 to 5 carbon nanotubes are 70 or more out of 100. In particular, when the number of double-walled carbon nanotubes is 50 or more out of 100 carbon nanotubes, the conductivity and dispersibility are extremely high and preferable.
  • the number of carbon nanotube layers can be measured, for example, as described below.
  • the carbon nanotube is a composition dispersed in a medium such as a liquid
  • the solvent when the solvent is aqueous, the composition is appropriately diluted with water to a concentration that allows easy observation, and a few ⁇ L is dropped on the collodion film and allowed to air dry. Thereafter, the carbon nanotubes on the collodion film are observed with a direct transmission electron microscope.
  • the solvent is non-aqueous, the solvent is once removed by drying, then dispersed again in water, diluted as appropriate, dropped several ⁇ L onto the collodion film, air-dried, and observed with a transmission electron microscope.
  • the conductive composite When collecting carbon nanotubes from a conductive composite, the conductive composite is observed with a transmission electron microscope by observing a section that is embedded in an epoxy resin and then thinly cut to 0.1 ⁇ m or less using a razor or the like. Can be examined. Alternatively, the carbon nanotubes can be extracted with a solvent and examined by observation with a high-resolution transmission electron microscope in the same manner as in the case of the composition.
  • the concentration of carbon nanotubes in the liquid dropped on the collodion film may be a concentration at which carbon nanotubes can be observed one by one, and is, for example, 0.001% by weight.
  • the measurement of the number of the carbon nanotube layers is performed as follows. Observe at a magnification of 400,000 using a transmission electron microscope, and measure the number of layers of 100 carbon nanotubes arbitrarily extracted from a visual field in which 10% or more of the visual field area is a carbon nanotube in a 75 nm square visual field. . When 100 lines cannot be measured in one field of view, measurement is performed from a plurality of fields until 100 lines are obtained. At this time, one carbon nanotube is counted as one if a part of the carbon nanotube is visible in the field of view, and both ends are not necessarily visible. In addition, even if one is connected outside the field of view, if it is recognized as two in the field of view, it is counted as two.
  • the diameter of the carbon nanotube is not particularly limited, but the diameter of the carbon nanotube having the number of layers in the above preferred range is generally 1 nm to 10 nm.
  • the surface and the end of the carbon nanotube may be modified with a functional group or an alkyl group.
  • a functional group or an alkyl group For example, it may be functionalized with a carboxyl group or a hydroxyl group by heating in an acid. Further, it may be doped with an alkali metal or halogen. Doping is preferable because the conductivity of the carbon nanotube is improved.
  • the length of the carbon nanotube is not particularly limited, but if it is too short, a conductive path cannot be efficiently formed, and therefore it is preferably 0.1 ⁇ m or more, and more preferably 0.5 ⁇ m.
  • the upper limit of the length is preferably 5 ⁇ m or less because the dispersibility tends to decrease if the length is too long.
  • the dispersant (A) having a hydroxyl group in the molecule acts as a carbon nanotube dispersant in obtaining a composition (B) containing carbon nanotubes.
  • the hydroxyl group in the dispersant (A) is suitable for dispersing carbon nanotubes in an aqueous solvent, and can disperse carbon nanotubes having a high degree of crystallinity.
  • the dispersant (A) having a hydroxyl group in the molecule is preferably a nonvolatile organic compound.
  • a non-volatile organic compound is one that does not easily evaporate into the atmosphere at normal temperature and pressure.
  • evaporation during application of the composition (B) to the substrate can be suppressed.
  • the dispersibility of the conductive material can be kept good during coating, and stable coating can be achieved.
  • the amount of components of the composition does not change, and stable film thickness and wetting to the substrate are possible.
  • it has uniform characteristics and water resistance.
  • it is possible to obtain a conductive layer excellent in moisture and heat resistance and durability.
  • the dispersant (A) having a hydroxyl group in the molecule may be a polymer (100 or more monomer units) or a monomer or oligomer (less than 100 monomer units) as long as the conductive material has a dispersibility. It is preferable to use a polymer compound such as a polymer because the durability of the conductive layer is improved.
  • the molecular weight of the dispersant (A) having a hydroxyl group in the molecule is preferably 100 or more. If it is 100 or more, it can interact with the conductive material, and the dispersion of the conductive material becomes better. Although the molecular weight depends on the length of the conductive material, the larger the molecular weight, the greater the interaction with the conductive material and the better the dispersibility.
  • the dispersing agent (A) is a polymer
  • the polymer can be entangled with the conductive material when the polymer chain becomes long, and can be dispersed very stably.
  • the preferred molecular weight is 1,000 to 10,000,000, and more preferably 10,000 to 1,000,000.
  • the kind of polymer is not limited as long as the conductive material can be dispersed, and can be selected from synthetic polymers and natural polymers.
  • synthetic polymers include polyether diol, polyester diol, polycarbonate diol, polyvinyl alcohol, partially saponified polyvinyl alcohol, acetoacetyl group-modified polyvinyl alcohol, acetal group-modified polyvinyl alcohol, butyral group-modified polyvinyl alcohol, and silanol group-modified polyvinyl alcohol.
  • Ethylene-vinyl alcohol copolymer ethylene-vinyl alcohol-vinyl acetate copolymer resin, dimethylaminoethyl acrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, acrylic resin, epoxy resin, modified epoxy resin, phenoxy resin, modified phenoxy resin, Phenoxy ether resin, phenoxy ester resin, fluorine resin, melamine resin, alkyd resin, phenol resin, poly Riruamido, polyacrylic acid, polystyrenesulfonic acid, polyethylene glycol and polyvinyl pyrrolidone.
  • Natural polymers include, for example, polysaccharides such as starch, pullulan, dextran, dextrin, guar gum, xanthan gum, amylose, amylopectin, alginic acid, gum arabic, carrageenan, chondroitin sulfate, hyaluronic acid, curdlan, chitin, chitosan, cellulose and the like It can be selected from derivatives.
  • the derivative means a conventionally known compound such as ester or ether. These may be used alone or in combination of two or more. Of these, polysaccharides and derivatives thereof are preferred because of their excellent conductive material dispersibility.
  • Carbon nanotubes which are difficult to disperse polysaccharides and their derivatives, can also be highly dispersed.
  • cellulose and derivatives thereof are preferable because of high film forming ability.
  • esters and ether derivatives are preferred.
  • carboxymethylcellulose and its salt are suitable.
  • Monomers and oligomers include, for example, cationic surfactants, amphoteric surfactants, anionic surfactants, nonionic surfactants; monosaccharides such as glucose, ribose and deoxyribose; sucrose, maltose Disaccharides such as lactose, cellobiose and trehalose; oligosaccharides such as cyclodextrin; steroid derivatives such as bile acid, cholesterol and cholic acid.
  • Nonionic surfactants and steroid derivatives are preferably used because of their conductive material dispersibility and wet heat resistance.
  • nonionic surfactant examples include sugar ester surfactants such as sorbitan fatty acid ester and polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester; fatty acid ester surfactants such as polyoxyethylene resin acid ester and polyoxyethylene fatty acid diethyl Ether ether surfactants such as polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl phenyl ether, polyoxyethylene / polypropylene glycol; polyoxyalkylene octyl phenyl ether, polyoxyalkylene nonyl phenyl ether, polyoxyalkyl dibutyl phenyl ether, poly Oxyalkyl styryl phenyl ether, polyoxyalkyl benzyl phenyl ether, polyoxyalkyl bisphenyl ether, polyoxyal Aromatic anionic surfactants such as torque mill phenyl ether. Of these, aromatic nonionic surfactants are preferred because of their excellent dispersibility, dispersion stability, and high
  • these polymers, monomers and oligomers have a hydroxyl group in the molecule, they can be used as a dispersant (A) having a hydroxyl group in the molecule as it is, but do not have a hydroxyl group in the molecule. In this case, it is used as a dispersant (A) having a hydroxyl group in the molecule by performing a modification or modification treatment to give a hydroxyl group.
  • a method for imparting a hydroxyl group for example, in the case of a resin, a monomer or oligomer having a hydroxyl group can be reacted.
  • the amount of hydroxyl groups in the molecule can be determined as a hydroxyl value by a method according to JISK0070 (revised in 1992).
  • the hydroxyl value is not limited as long as the dispersant (A) interacts with the conductive material in a solvent and can be dispersed, but is preferably 50 to 1000, more preferably 50 to 600.
  • the composition (B) is obtained by dispersing a dispersant (A) having a hydroxyl group in the molecule and a conductive material in a solvent.
  • the composition (B) containing the conductive material may be solid (including gel) or liquid, but preferably constitutes a dispersion.
  • the dispersion liquid refers to a liquid in which the obtained composition is visually free of precipitates and aggregates and is free of precipitates and aggregates after standing at least for 24 hours.
  • the preferable viscosity of the composition (B) is, for example, an absolute viscosity of 0.5 to 100, more preferably 0.5 to 50, measured using an E-type viscometer and determined by the Casson formula.
  • the preferred pH of the composition (B) of the present invention is in the acidic region (less than pH 7).
  • the pH is more preferably 3 to 6. If the pH is too low, the solubility of the dispersant is reduced, the repulsive force between the conductive materials is reduced, and the conductive materials are likely to aggregate. However, if the pH is neutral or alkaline, the wettability to the substrate tends to be low, and it tends to be difficult to apply.
  • the conductive material has high dispersion stability and high wettability to the base material, so that a highly conductive and highly durable conductive composite can be formed.
  • the solvent is not limited as long as the dispersant (A) having a hydroxyl group in the molecule is dissolved and the conductive material is dispersed, and may be an aqueous solvent or a non-aqueous solvent.
  • Non-aqueous solvents include hydrocarbons (toluene, xylene, etc.), chlorine-containing hydrocarbons (methylene chloride, chloroform, chlorobenzene, etc.), ethers (dioxane, tetrahydrofuran, methyl cellosolve, etc.), ether alcohols (ethoxyethanol, methoxy) Ethoxyethanol, etc.), esters (methyl acetate, ethyl acetate, etc.), ketones (cyclohexanone, methyl ethyl ketone, etc.), alcohols (ethanol, isopropanol, phenol, etc.), lower carboxylic acids (acetic acid, etc.), amines (triethylamine, triethyl
  • an aqueous solvent selected from water, alcohol, ether, and a solvent combining them.
  • composition (B) may contain other additives such as a wetting agent described later in addition to the dispersant (A) having a hydroxyl group in the molecule and the conductive material.
  • the content of the conductive material in the composition (B) is preferably 0.01 to 20% by weight, and more preferably 0.05 to 10% by weight.
  • the content of the dispersant (A) having a hydroxyl group in the molecule in the composition (B) is preferably 0.01 to 60% by weight, more preferably 0.02 to 30% by weight.
  • the total weight of the dispersant (A) having a hydroxyl group in the molecule and the additive is preferably 0.01 to 60% by weight, More preferably, the content is 0.02 to 30% by weight.
  • the balance is a dispersion medium such as a solvent.
  • composition (B) is excellent in the dispersibility of the conductive material by using the dispersant (A) having a hydroxyl group in the molecule, a composition having a concentration higher than the desired conductive material content is prepared. It is also possible to use it as a desired concentration by diluting with a solvent.
  • a conductive layer can be formed by coating on a substrate to obtain a conductive composite.
  • the shape, size and material are not particularly limited as long as the composition (B) can be applied and the obtained conductive layer can be fixed, and can be selected according to the intended use.
  • any of film, sheet, board, paper, fiber, and particle may be used.
  • the material can be selected from, for example, resins such as polycarbonate, polyester, polyamide, acrylic, polyurethane, polymethyl methacrylate, cellulose, triacetyl cellulose, and amorphous polyolefin as long as they are organic materials.
  • Inorganic materials can be selected from metals such as stainless steel, aluminum, iron, gold and silver, glass and carbon materials.
  • a resin film is used for the substrate, a conductive film excellent in adhesion, stretchability and flexibility can be obtained.
  • the thickness of the substrate is preferably about 0.5 nm to about 1000 ⁇ m, more preferably about 0.005 to about 1000 ⁇ m, more preferably about 0.05 to about 500 ⁇ m, and further preferably about 1.0 to about 200 ⁇ m.
  • the base material may be surface-treated as necessary.
  • Examples of the surface treatment include physical treatment such as glow discharge, corona discharge treatment, and ozone treatment.
  • a base resin layer may be provided on the surface of the substrate.
  • a base resin layer is formed between the base material and the conductive layer.
  • the resin of the base resin layer is not particularly limited.
  • polyester resin, acrylic resin, urethane resin, epoxy resin, polycarbonate resin, silicone resin, alkyd resin, urea resin, phenol resin, melamine resin, and two or more of these resins Combinations and the like can be used.
  • a thermosetting resin is preferable.
  • the resin in the thermosetting resin film is crosslinked by thermosetting to ensure adhesion to the contact surface of the substrate surface and the conductive layer, as well as solvent resistance, moisture resistance, scratch resistance, heat resistance, etc. Durability can be imparted.
  • the thermosetting resin film preferably contains at least 50% by weight or more of melamine resin. Since the melamine resin contains many polar groups such as a hydroxyl group and an imino group, the wettability with respect to water, a water-based mixed solvent, and the composition (B) using these as a dispersion medium is improved. For this reason, when apply
  • a conductive layer can be obtained.
  • the electrically conductive film excellent in the in-plane uniformity of surface resistance is obtained. Due to the excellent in-plane uniformity, for example, when an electrode is provided at the end of the conductive film, a conductive film excellent in resistance linearity (linearity) between the electrodes can be obtained.
  • the melamine resin contained in the thermosetting resin film is less than 50% by weight, the wettability of the composition (B) is poor and the linearity of the conductive layer obtained as the conductive layer is low.
  • the content of the melamine resin is preferably 70 to 90% by weight in the thermosetting resin film. By being in this range, a thermosetting resin film excellent in the balance between wettability and adhesiveness can be obtained.
  • the melamine resin is a resin obtained by condensation of melamine and formaldehyde.
  • a cured film of melamine resin can be obtained by condensing melamine and formaldehyde under alkaline conditions to obtain methylolmelamine, applying this onto a substrate, and then polycondensing by heating.
  • the molar ratio of formaldehyde to be reacted with melamine is preferably 2 to 4 with respect to melamine 1.
  • methylol melamine Since there are three amino groups in melamine, up to six formaldehydes can react, but methylol melamine, in which about half of them are reacted, can be preferably used because it is easy to handle as a thermosetting resin. Also, methyl etherified melamine resin, butyl etherified melamine resin, etc., in which a part of hydroxyl groups of methylol melamine resin are reacted with alcohol to make part of them alkyl ether can be used. In particular, a methyl etherified melamine resin is preferably used from the balance between hydrophilicity and affinity for an organic solvent.
  • the thermosetting resin film may contain one or more thermosetting resins other than the melamine resin.
  • a thermosetting resin other than the melamine resin By including a thermosetting resin other than the melamine resin, the curing temperature, wettability, durability and the like can be adjusted to a desired range.
  • resins other than melamine resins include, but are not limited to, phenol resins, alkyd resins, epoxy resins, acrylic resins, vinyl alcohol copolymer resins, isocyanate resins, and urethane resins. You can choose.
  • a resin having a hydroxyl group or a carboxyl group is preferable because it can be crosslinked with a melamine resin to form a thermosetting resin film having more excellent durability.
  • Epoxy resins are preferable because the thermosetting temperature can be adjusted variously. For example, only the epoxy resin is cured at 80 to 120 ° C., and then the temperature is increased to 150 to 200 ° C. to crosslink the epoxy resin and the melamine resin. It can
  • the thermosetting resin film may contain other components as necessary.
  • examples thereof include compounds having an acid such as carboxylic acid and sulfonic acid, compounds having a base such as amine, and compounds having a reactive functional group such as epoxy, oxetane, hydroxy, and isocyanate.
  • These compounds are preferably polyfunctional compounds having two or more acids, bases, or reactive functional groups in one molecule. These may be resins or low molecular compounds. Among these, compounds that can be used as curing agents for melamine resins are preferably used.
  • a curing reaction can be adjusted by adding a polymerization initiator.
  • membrane before carrying out heat crosslinking of a melamine resin can be adjusted by containing photocuring type
  • the conductive composite of the present invention preferably has a resistance value change within 20% after heat treatment at 150 ° C. for 30 minutes.
  • the resistance value changes more than 20%, but by providing a thermosetting resin film containing a melamine resin, this can be reduced to 20% or less.
  • the reason why the resistance value of the conductive layer is increased by the heat treatment and the reason why the change in the resistance value can be suppressed by providing the thermosetting resin film is not clear, but the dispersant (A) is applied at the time of applying the composition (B). It seems to work with melamine resin that elutes in a minute amount.
  • the heat treatment performed here assumes a heat history by a post-process such as applying a conductive paste to connect an external circuit to the peripheral portion of the substrate with a conductive film and performing a heat curing treatment, for example. Yes.
  • the heat treatment conditions vary depending on the type of the post-process, but if the heat treatment is generally at 100 ° C. or higher and 30 minutes or longer, the heat treatment conditions are the same as those at 150 ° C. for 30 minutes. Since it is known that a change in the resistance value is exhibited, an approximate evaluation can be performed under these conditions.
  • the thermosetting resin film in the conductive composite preferably has a surface water contact angle of 60 degrees or less.
  • the melamine resin content in the thermosetting resin film may be 50% by weight or more.
  • the contact angle of water on the surface of the thermosetting resin film in the conductive composite is related to the contact angle of water on the surface of the thermosetting resin composition film before application of the composition (B) described later.
  • the contact angle of water on the surface of the thermosetting resin composition film before application of the composition (B) is 40 degrees or less, whereby water on the surface of the thermosetting resin film in the conductive composite is formed.
  • the contact angle is usually 60 degrees or less.
  • Water contact angle can be measured using a commercially available contact angle measuring device.
  • the contact angle was measured according to JIS R3257 (1999) by dropping 1 to 4 ⁇ L of water onto the membrane surface with a syringe in an atmosphere at room temperature of 25 ° C. and humidity of 50%. The angle between the tangent of the drop end and the film plane is determined.
  • thermosetting resin film in the conductive composite a method of measuring the contact angle of water on the surface of the thermosetting resin film in the conductive composite, a method of measuring the surface of a portion where the transparent conductive film such as the end of the substrate is not applied, or There is a method in which the transparent conductive film layer is polished or etched to expose the surface of the thermosetting resin film, and any method may be used.
  • the thickness of the thermosetting resin film is preferably 10 nm or more from the viewpoint of improvement in wettability and strength, and is preferably 10 ⁇ m or less from the standpoint of film thickness uniformity and coating process stability. More preferably, the thickness is 100 nm to 500 nm. By setting the thickness within this range, it is possible to obtain a thermosetting resin film excellent in film thickness uniformity, strength, and wettability by suppressing the influence of coloring by the thermosetting resin. .
  • the base resin layer can be formed by off-line coating or in-line coating of a resin component when a film is used as a base material. Moreover, you may use what is marketed, such as "Lumilar (trademark)" (made by Toray Industries, Inc.) of the polyester film which has an easily bonding layer.
  • the confirmation method of presence of a base resin layer will not be limited if it can confirm that it is laminated
  • a base material that has been subjected to a hard coat treatment imparting abrasion resistance, high surface hardness, solvent resistance, stain resistance, fingerprint resistance, etc. on the opposite surface to which the composition (B) is applied.
  • the substrate may be either transparent or not.
  • Use of a transparent substrate is preferable because a conductive composite having excellent transparency and conductivity can be obtained.
  • the substrate having transparency refers to a substrate having a light transmittance of 550 nm of 50% or more.
  • the compound (C) in the present invention is represented by the following formula (1).
  • (R 1 ) m MX nm (1)
  • R 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an acyl group, a vinyl group, an allyl group, a cyclohexyl group, a phenyl group, an epoxy group, a (meth) acryloxy group, a ureido group, an amide group, a fluoroacetamide group, an isocyanate group, and
  • one or more groups selected from the substituted derivatives and m is 2 or more, they may be the same or different.
  • M is one or more metal atoms selected from metal atoms having a valence of n capable of forming a metal alkoxide.
  • X is represented by a halogen atom or OR 2 , and when nm is 2 or more, they may be the same or different.
  • R 2 is a hydrogen atom, alkyl group, acyl group, vinyl group, allyl group, cyclohexyl group, phenyl group, epoxy group, (meth) acryloxy group, ureido group, amide group, fluoroacetamide group, isocyanate group and substitution thereof One or two or more groups selected from derivatives.
  • m is 0 to (n ⁇ 2).
  • n is 2 or more.
  • the alkyl group is preferably one having 1 to 10 carbon atoms, specifically, methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, Examples thereof include i-butyl group, sec-butyl group, t-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, 2-ethylhexyl group and the like and substituted derivatives thereof.
  • the acyl group is preferably one having 1 to 6 carbon atoms, and examples thereof include formyl group, acetyl group, propionyl group, butyryl group, valeryl group, benzoyl group, trioyl group, caproyl group, and substituted derivatives thereof.
  • the epoxy group include a glycidyl group, a glycidyl ether group, and substituted derivatives thereof.
  • the substituent include an alkyl group, a halogen atom, and a nitro group.
  • the alkyl group is preferably one having 1 to 10 carbon atoms, specifically, methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, Examples thereof include i-butyl group, sec-butyl group, t-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, 2-ethylhexyl group, and the like, or a substituted product thereof.
  • acyl group those having 1 to 6 carbon atoms are preferable, and specific examples include formyl group, acetyl group, propionyl group, butyryl group, valeryl group, benzoyl group, trioyl group, caproyl group and the like, or a substituted product thereof. It is done.
  • the epoxy group include a glycidyl group, a glycidyl ether group and the like, or a substituted product or a substituted derivative thereof.
  • substituent of the substituted derivative include a mercapto group and a substituted or unsubstituted amino group.
  • halogen atom examples include fluorine, chlorine, bromine and iodine. These can be selected from one or more.
  • the number of carbon atoms of R 1 and R 2 is preferably 10 or less, more preferably 5 or less, including substituents, in view of solvent solubility and coatability.
  • M may be any metal having a valence of n capable of forming a metal alkoxide, and is composed of any metal element of Group 3, 4, 5, 14, or 15 of the periodic table, for example. It is a metal that can form a metal alkoxide.
  • silicon, titanium, aluminum, zirconium, etc. are mentioned, and one kind or a combination of two or more kinds may be used.
  • an organosilane in which M is silicon or a hydrolyzate of the organosilane can be preferably used from the viewpoints of water resistance, film forming properties, and coating film adhesion.
  • n is the valence of the metal atom
  • m is 0 to (n-2).
  • the hydrolyzate of the dispersant (A) having a hydroxyl group in the molecule in the conductive layer and the compound (C) capable of forming a metal alkoxide undergoes a polycondensation reaction, thereby improving water resistance.
  • a coating layer of metal oxide can be formed on the conductive layer by crosslinking on the network.
  • m is 0, n is 4, or m is 1, and n is 4. More preferably, m is 0 and n is 4, and such a compound is preferable because the polycondensate to be produced later has high water resistance, moist heat resistance and film strength.
  • the combination of M, m, and n is that M is silicon, m is 0, and n is 4.
  • Specific examples of the compound (C) in which M is silicon, m is 0, and n is 4 in the above formula (1) include, for example, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetra-n-propoxysilane, tetra-i- Tetraalkoxysilanes such as propoxysilane and tetra-n-butoxysilane.
  • Examples of the compound in which M in the above formula (1) is silicon, m is 1, and n is 4, include, for example, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, n-propyltrimethoxy Silane, n-propyltriethoxysilane, i-propyltrimethoxysilane, i-propyltriethoxysilane, n-butyltrimethoxysilane, n-butyltriethoxysilane, n-pentyltrimethoxysilane, n-pentyltriethoxysilane , N-hexyltrimethoxysilane, n-heptyltrimethoxysilane, n-octyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, cycl
  • Specific examples of the compound (C) in which M is titanium, m is 0, and n is 4 in the above formula (1) include, for example, titanium tetraisopropoxide, tetra-n-propyl orthotitanate, titanium tetra-n- Examples thereof include ptoxide and tetrakis (2-ethylhexyloxy) titanate.
  • examples of the compound (C) in which M is zirconium, m is 0, and n is 4 include zirconium tetraisopropoxide, zirconium tetra-n-butoxide and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
  • tetraalkoxysilanes are preferable, and tetraethoxysilane, tetra-n-propoxysilane, and tetra-n-butoxysilane are more preferably used.
  • the above compound may be used as it is, but a hydrolyzate can also be used. Hydrolysis can occur naturally even with moisture in the air, and the compound (C) is dissolved in a solvent, and if necessary, water and an acid or base (D) or organotin compound serving as a catalyst are added and hydrolyzed. It is also possible to manufacture it.
  • the hydrolyzate may be any one in which at least one of the OR 2 groups contained in the compound (C) is hydrolyzed, but in order to promote the polycondensation reaction, the hydrolyzate is largely hydrolyzed. It is preferable.
  • the hydrolyzate of compound (C) can be produced by previously hydrolyzing compound (C).
  • the compound (C) is dissolved in a solvent to obtain a uniform solution. Thereafter, water and a catalyst are added as necessary, and the compound (C) is hydrolyzed by stirring for several minutes to 12 hours or more.
  • the hydrolysis reaction is insufficient, the subsequent polycondensation reaction is not sufficiently performed, and therefore, 30 minutes or more is preferable.
  • the amount of water when independently added is preferably 0.5 to 5 mol, more preferably 0.7 to 3 mol, particularly preferably 0.7 to 2 mol, relative to 1 mol of the compound (C). Is desirable.
  • the hydrolyzate is not limited to those obtained by the method of hydrolyzing the compound (C), and the product having a corresponding structure may be produced by another method.
  • a commercially available metal alkoxide may be used.
  • Commercially available metal alkoxides include silane compounds manufactured by Toray Dow Corning, silicate manufactured by Colcoat, and the like. These may be monomers or oligomers, but the use of monomers is preferable because the water resistance of the conductive layer can be improved by condensation with the hydroxyl group of the dispersant (A) having a hydroxyl group in the molecule.
  • the oligomer in the compound (C) is a compound having 2 to 99 molecules of the same kind.
  • These commercially available metal alkoxides may be used as they are, or may be further hydrolyzed and used.
  • Such a compound (C) and / or a hydrolyzate of compound (C) may be used alone or in combination of two or more.
  • the liquid containing the compound (C) and / or the hydrolyzate of the compound (C) used in the present invention preferably contains a solvent.
  • the content of compound (C) and / or compound (C) is preferably 0.1% by weight or more as the solid content.
  • the content of the compound (C) and / or the hydrolyzate of the compound (C) is less than 0.1% by weight, the formed coating film may become brittle.
  • an upper limit is not limited, 30 weight% or less is preferable from applicability
  • the solvent may be selected from those in which the hydrolyzate of compound (C) and / or compound (C) is dissolved.
  • water hydrocarbons (toluene, xylene, etc.), chlorine-containing hydrocarbons (methylene chloride, Chloroform, chlorobenzene, etc.), ethers (dioxane, tetrahydrofuran, methyl cellosolve, etc.), ether alcohols (ethoxyethanol, methoxyethoxyethanol, etc.), esters (methyl acetate, ethyl acetate, etc.), ketones (cyclohexanone, methyl ethyl ketone, etc.), Alcohols (methanol, ethanol, isopropanol, phenol, etc.), lower carboxylic acids (acetic acid, etc.), amines (triethylamine, trimethanolamine, etc.), nitrogen-containing polar solvents (N, N-dimethylformamide, nitromethane, N-methyl me
  • the solvent preferably contains water from the viewpoint of further hydrolyzing the compound (C) and / or a partially hydrolyzed product of the compound (C) to increase the reactivity.
  • the water content is determined considering the solubility and hydrolysis rate of the compound (C).
  • an acid or a base (D) in combination as a catalyst for promoting the polycondensation reaction of the compound (C) and / or the hydrolyzate of the compound (C).
  • the acid or base (D) is previously contained in the composition (B), and a liquid containing the compound (C) and / or a hydrolyzate of the compound (C) is applied in the second step. And may be reacted.
  • the acid or base (D) may be dissolved in a solvent together with the compound (C) and / or the hydrolyzate of the compound (C) and reacted on the conductive layer during the second step.
  • the acid or base (D) can be dissolved in a solvent together with the compound (C) and / or the hydrolyzate of the compound (C), and reacted on the conductive layer during the second step. Since it progresses, it is preferable.
  • Examples of the acid include hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, boric acid, inorganic acid, naphthenic acid, octylic acid, nitrous acid, sulfurous acid, aluminate, carbonic acid, acetic acid, citric acid, its metal salt, alkyltitanic acid, phosphorus Any one selected from acidic components such as acid, methanesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, and phthalic acid, or a combination of any two or more can be preferably used.
  • any one selected from amine compounds such as sodium hydroxide, ethylenediamine, hexanediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, piperidine, piperazine, metaphenylenediamine, ethanolamine, triethylamine, and ammonia. Or a combination of two or more.
  • the acid or base (D) is appropriately selected depending on the hydrolyzability of the compound (C) and / or a partial hydrolyzate of the compound (C).
  • the content of the acid or base (D) or organotin compound in the liquid containing the hydrolyzate of compound (C) and / or compound (C) is the compound (C) and / or compound (C), respectively.
  • the amount is preferably 0.01 to 50 parts by weight, more preferably 0.1 to 50 parts by weight, and still more preferably 0.5 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the solid content of the hydrolyzate.
  • the conductive material used in the present invention is a carbon nanotube
  • a carbon nanotube having linearity and high crystallinity is preferable because of high conductivity.
  • Carbon nanotubes with good linearity are carbon nanotubes with few defects and high carbon nanotube crystallinity.
  • the crystallinity of the carbon nanotube can be evaluated by Raman spectroscopy. Although there are various laser wavelengths used in the Raman spectroscopic analysis method, 633 nm is used here.
  • the Raman shift observed in the vicinity of 1590 cm ⁇ 1 in the Raman spectrum is called a G band derived from graphite
  • the Raman shift observed in the vicinity of 1350 cm ⁇ 1 is called a D band derived from defects in amorphous carbon or graphite. That is, a carbon nanotube having a higher G / D ratio, which is the ratio of the peak height of the G band and the D band, has higher linearity and higher crystallinity and higher quality.
  • solid Raman spectroscopy such as carbon nanotubes may vary depending on sampling. Therefore, at least three places and another place are subjected to Raman spectroscopic analysis, and an arithmetic average thereof is taken.
  • Carbon nanotubes are manufactured as follows, for example.
  • a powdery catalyst in which iron is supported on magnesia is present in the entire vertical cross-sectional direction of the reactor in a vertical reactor, and methane is circulated in the vertical direction in the reactor, so that methane and the above catalyst are 500 to 1200.
  • the carbon nanotubes After making the carbon nanotubes contact with each other at 0 ° C., the carbon nanotubes are oxidized.
  • Carbon nanotubes can be oxidized and then subjected to an oxidation treatment to increase the proportion of single-layer to five-layers, and particularly the proportion of two- to five-layers.
  • the oxidation treatment is performed, for example, by a firing method.
  • the temperature of the baking treatment is not particularly limited, but it is usually preferable to select the temperature in the range of 300 to 1000 ° C. Since the oxidation temperature is affected by the atmospheric gas, it is preferable to perform the baking treatment at a relatively low temperature when the oxygen concentration is high and at a relatively high temperature when the oxygen concentration is low.
  • Examples of the calcination treatment of the carbon nanotubes include a method of calcination in the range of the combustion peak temperature of carbon nanotubes ⁇ 50 ° C. in the atmosphere. If the oxygen concentration is higher than the atmosphere, the calcination treatment is lower than this.
  • the temperature range is selected, and if it is low, a higher temperature range is selected.
  • the firing treatment is performed in the air, it is preferably performed within the range of the combustion peak temperature of carbon nanotubes ⁇ 15 ° C.
  • the combustion peak temperature of carbon nanotubes can be measured by thermal analysis.
  • a sample of about 10 mg is placed in a differential thermal analyzer (eg, DTG-60 manufactured by Shimadzu Corporation), and the temperature is raised from room temperature to 900 ° C. at a rate of 10 ° C./min. To do. At that time, it is possible to determine the exothermic peak temperature during combustion of the sample. By firing in the range of the determined combustion peak temperature ⁇ 50 ° C., it is possible to remove impurities in the produced carbon nanotubes and single-walled carbon nanotubes with low durability.
  • the ratio of double-walled carbon nanotubes can be increased among the two- to five-layered carbon nanotubes, and 50 or more of 100 can be double-walled carbon nanotubes.
  • the treatment can be performed at a relatively high temperature, for example, 500 to 1000 ° C., even if the oxygen concentration is high. This is because, since oxygen or a mixed gas containing oxygen is intermittently flowed, even if oxidation occurs, the reaction stops immediately when oxygen is consumed. In this way, the oxidation reaction can be controlled.
  • the reaction conditions can be adjusted by, for example, lengthening the firing time when the firing temperature is low and shortening the firing time when the firing temperature is high. Usually, it is 5 minutes to 24 hours, preferably 10 minutes to 12 hours, and more preferably 30 minutes to 5 hours. Firing is preferably performed in the air, but may be performed in an oxygen / inert gas with a controlled oxygen concentration. The oxygen concentration at this time is not particularly limited. Oxygen may be appropriately set in the range of 0.1% to 100%. As the inert gas, helium, nitrogen, argon or the like is used.
  • An example of the oxidation treatment of carbon nanotubes is treatment with hydrogen peroxide, mixed acid or nitric acid.
  • the treatment of carbon nanotubes with hydrogen peroxide means that the carbon nanotubes are mixed, for example, in a commercially available 34.5% hydrogen peroxide solution so as to be 0.01 to 10% by weight, and the temperature is 0 to 100 ° C. At 0.5 to 48 hours.
  • the treatment of carbon nanotubes with a mixed acid means that the carbon nanotubes are mixed in, for example, a concentrated sulfuric acid / concentrated nitric acid (3/1) mixed solution so as to be 0.01 wt% to 10 wt%, and the temperature is 0 to 100 ° C.
  • the reaction is carried out at a temperature for 0.5 to 48 hours.
  • the mixing ratio of the mixed acid the ratio of concentrated sulfuric acid / concentrated nitric acid can be set to 1/10 to 10/1 according to the amount of single-walled carbon nanotubes in the produced carbon nanotubes.
  • the treatment of carbon nanotubes with nitric acid means that the carbon nanotubes are mixed in, for example, 0.01 to 10% by weight in 40 to 80% by weight of commercially available nitric acid, and 0% at a temperature of 60 to 150 ° C.
  • the reaction is exemplified for 5-48 hours.
  • By treating with organic amine residual mixed acid can be reduced, and further, separation from carbon nanotubes can be improved by chlorinating acidic groups such as carboxyl groups that are thought to be generated in impurities such as amorphous carbon. Conceivable.
  • organic amines lower amines such as methylamine, ethylamine, propylamine, dimethylamine, diethylamine and dipropylamine are preferable, and ethylamine and propylamine are more preferable.
  • oxidation treatments may be performed alone or in combination.
  • By performing such an oxidation treatment it becomes possible to selectively remove impurities such as amorphous carbon and single-walled CNTs having low heat resistance in the product, and the single-layer to five-layer, particularly two- to five-layer
  • the purity of the carbon nanotube can be improved.
  • the oxidation treatment with nitric acid is preferable because the purity of the double-walled carbon nanotube can be increased.
  • oxidation treatments may be performed immediately after the carbon nanotube synthesis or after another purification treatment.
  • a purification treatment for removing the catalyst may be performed with an acid such as hydrochloric acid, or a purification treatment for removing the catalyst with an acid such as hydrochloric acid may be performed first. After performing, you may oxidize.
  • composition (B) the carbon nanotubes obtained as described above and a dispersant (A) having a hydroxyl group in the molecule are used as a composition (B).
  • a dispersant (A) having a hydroxyl group in the molecule is used as a composition (B).
  • A dispersant having a hydroxyl group in the molecule
  • a conductive material such as carbon nanotubes obtained as described above, a dispersing agent (A) having a hydroxyl group in the molecule, and a solvent are mixed with a conventional dispersing machine, such as a ball mill, a bead mill, a sand mill, and a roll mill.
  • the composition (B) can be produced by mixing using a homogenizer, an ultrasonic homogenizer, a high-pressure homogenizer, an ultrasonic device, an attritor, a dissolver, a paint shaker, or the like.
  • it is preferable to disperse using ultrasonic waves because the dispersibility of the conductive material of the resulting composition (B) is improved.
  • the conductive material to be dispersed may be in a dry state or in a state containing a solvent. However, it is preferable to disperse the conductive material in a state containing a solvent without being dried after purification because the dispersibility is improved.
  • a solvent in which the dispersant (A) having a hydroxyl group in the molecule can be preferably used, and water or alcohol is particularly preferable.
  • the composition (B) is preferably fractionated by centrifugation, filter filtration, and gel filtration before coating. For example, by centrifuging the composition (B), an undispersed conductive material, an excessive amount of a dispersant, a metal catalyst that may be mixed during synthesis of the conductive material, and the like are precipitated. If the centrifugal supernatant is collected, undispersed conductive material and impurities can be removed as a precipitate, thereby preventing re-aggregation of the conductive material and improving the stability of the composition. . Furthermore, in strong centrifugal force, it can isolate
  • the centrifugal force at the time of centrifugal separation may be a centrifugal force of 100 G or more, preferably 1000 G or more, more preferably 10,000 G or more. Although there is no restriction
  • the filter used for filter filtration can be appropriately selected between 0.05 ⁇ m and 0.2 ⁇ m. Thereby, it is possible to remove a non-dispersed conductive material or a relatively large size of impurities that may be mixed during synthesis of the conductive material.
  • the blending ratio before size fractionation is determined in anticipation of the amount to be fractionated. Determination of the blending ratio before size fractionation is performed by drying the sediment after centrifugation and the fraction remaining on the filter, calcining at 400 ° C. for 1 hour, weighing, and calculating the concentration. Is called.
  • the conductive material can be separated by the length of the conductive material, the number of layers, the presence or absence of a bundle structure, and the like.
  • additives such as other surfactants and various polymer materials may be added to the composition (B) if necessary so as not to inhibit the effects of the present invention. It can be contained in a range.
  • surfactants are classified into ionic surfactants and nonionic surfactants.
  • ionic surfactants In the present invention, it is preferable to use a nonionic surfactant because of its good resistance to moist heat. Examples thereof include the following nonionic surfactants.
  • Such surfactants can be used alone or in admixture of two or more.
  • nonionic surfactants include sugar ester surfactants such as sorbitan fatty acid ester and polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester; fatty acid ester surfactants such as polyoxyethylene resin acid ester and polyoxyethylene fatty acid diethyl Ether ether surfactants such as polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl phenyl ether, polyoxyethylene / polypropylene glycol; polyoxyalkylene octyl phenyl ether, polyoxyalkylene nonyl phenyl ether, polyoxyalkyl dibutyl phenyl ether, poly Oxyalkyl styryl phenyl ether, polyoxyalkyl benzyl phenyl ether, polyoxyalkyl bisphenyl ether, polyoxyalkyl Aromatic anionic surfactants such as mill phenyl ether. Of these, aromatic nonionic surfactants are preferred because of their excellent dispersibility, dispersion stability, and high
  • various polymer materials such as conductive or nonconductive polymers can also be used as additives that can be added in addition to conductive materials.
  • thermosetting resin can be dissolved in a solvent and applied as a solution.
  • Solvents include water, methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, toluene, xylene, o-chlorophenol, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, dioxane, ethyl acetate, isobutyl acetate, tetrahydrofuran, propylene carbonate, ethylene glycol , Methyl cellosolve, ethyl cellosolve, methyl cellosolve acetate, propylene glycol, propylene glycol acetate, propylene glycol acetate monomethyl ether, chloroform, trichloroethane, trichloroethylene, chlorobenzene, dichlorobenzene, trichlorobenzene, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, N-methylpyrrolidone, ⁇ -But
  • the base resin layer formed in this step preferably has a water contact angle of 40 ° or less at 25 ° C. on the surface.
  • the composition (B) can be uniformly applied to the surface of the base resin layer, and it has excellent uniformity and adhesion without causing unevenness during drying.
  • a conductive layer can be formed.
  • the coating method known coating methods such as spray coating, dip coating, roll coating, spin coating, doctor knife coating, kiss coating, slit coating, die coating, slit die coating, gravure coating, micro gravure coating, blade coating, Wire bar coating, extrusion coating, screen printing, gravure printing, ink jet printing, pad printing, and other types of printing can be used.
  • the application may be performed any number of times, and two different application methods may be combined.
  • the most preferred application method is microgravure coating or wire bar coating.
  • the coating thickness depends on the concentration of the coating solution, it need not be specified if the desired conductivity can be obtained. However, it is preferable that the thickness is 0.01 ⁇ m to 50 ⁇ m. More preferably, it is 0.1 ⁇ m to 20 ⁇ m.
  • the coating thickness can be measured by observing the cross section of the conductive composite. For example, the coating thickness can be observed with a transmission microscope, and can be stained if necessary.
  • the preferred Dry thickness is not specified as long as the desired conductivity can be obtained, but is preferably 0.001 ⁇ m to 5 ⁇ m. More preferably, the thickness is 0.001 to 1 ⁇ m.
  • a wetting agent may be added to the composition when it is applied on the substrate.
  • the composition (B) can be applied to the substrate without being repelled by adding a wetting agent such as a surfactant or alcohol.
  • a wetting agent such as a surfactant or alcohol.
  • alcohol is preferable, and methanol, ethanol, propanol, or isopropanol is more preferable. Since lower alcohols such as methanol, ethanol, and isopropanol are highly volatile, they can be easily removed when the substrate is dried after coating. In some cases, a mixture of alcohol and water may be used.
  • the composition (B) After applying the composition (B) to the substrate in this way, it is preferable to remove unnecessary solvent by a method such as air drying, heating, or decompression, and to dry the formed conductive layer.
  • a method such as air drying, heating, or decompression
  • the conductive material forms a three-dimensional stitch structure and is fixed to the base material.
  • drying by heating is preferred.
  • the drying temperature should just be below the heat-resistant temperature of a base material so that a solvent can be removed.
  • a resin base material it is preferably 0 ° C. to 250 ° C., more preferably 15 ° C. to 150 ° C.
  • the nonconductive component in the conductive layer can be removed using a suitable solvent.
  • a nonelectroconductive component can also be thermally decomposed by heating. This operation facilitates the dispersion of charges and improves the conductivity of the conductive composite.
  • a component that lowers the transparent conductivity desired to be removed for example, an additive or a dispersant (A) having a hydroxyl group in an excessive amount of the molecule is dissolved, and the conductive material is not removed.
  • An aqueous solvent or a non-aqueous solvent may be sufficient. Specifically, if it is an aqueous solvent, water, alcohols, and acetonitrile can be used, and if it is a non-aqueous solvent, chloroform, toluene and the like can be mentioned.
  • a method for removing the above components there is a method in which the conductive layer is dried and then immersed in a solvent, or a solvent is sprayed onto the conductive layer.
  • the hydrolyzate of compound (C) (including a product obtained by further hydrolyzing a partially decomposed product) is prepared at a high concentration and diluted with a solvent before use.
  • the content of the compound (C) and / or the partial hydrolyzate of the compound (C) is preferably 150 to 300 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the solvent.
  • D) and the organotin compound are each preferably 30 to 70 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the solvent.
  • the solvent used for dilution may be the same as or different from the preparation solvent.
  • a solvent having a boiling point at room temperature of 120 ° C. or less is preferable from the viewpoint of coating properties.
  • the second step of applying the liquid containing the compound (C) and / or the hydrolyzate of the compound (C) it is preferable to dry and / or heat in order to accelerate the polycondensation reaction.
  • the substrate is a resin film, it is usually 10 to 300 ° C., preferably 80 to 200 ° C. from the viewpoint of heat resistance. It is.
  • the application method of the liquid containing the compound (C) and / or the hydrolyzate of the compound (C) is not limited, and the same application method as that for the composition (B) can be used.
  • the coating amount of the liquid containing the compound (C) and / or the hydrolyzate of the compound (C) does not inhibit the conductivity of the conductive layer, and sufficient water resistance, strength, heat and humidity resistance, and film forming properties can be obtained.
  • 0.001 to 1 g / m 2 is preferable.
  • Acid or base (D) may be applied after the first step or after the second step.
  • the application method is not limited, and the same application method as that for the composition (B) can be used.
  • the coating amount of the acid or base (D) may be an amount such that the hydrolysis reaction proceeds sufficiently and the subsequent polycondensation proceeds, but preferably the compound (C) and / or the hydrolyzate of the compound (C)
  • the amount is 0.05 to 50 parts by weight, preferably 0.5 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the solid content.
  • drying and / or heating is preferable for promoting the polycondensation reaction.
  • it is usually 10 to 300 ° C, preferably 80 to 200 ° C.
  • a conductive layer is formed on a substrate, and the conductive layer is coated with a coating layer of a polycondensate of compound (C) and / or a hydrolyzate of compound (C).
  • the conductive layer contains a conductive material and a dispersant (A) having a hydroxyl group in the molecule and / or a derivative thereof.
  • the derivative of the dispersant (A) having a hydroxyl group in the molecule means a condensate of the dispersant (A) having a hydroxyl group in the molecule and the compound (C) and / or a hydrolyzate of the compound (C). It is.
  • the conductive composite of the present invention can be applied to the coating layer by the antireflection effect of the coating layer of the polycondensate composed of the compound (C) and / or the hydrolyzate of the compound (C) provided on the conductive layer. It is possible to improve the transmittance compared to the previous case. Furthermore, since the surface of the conductive composite is flattened by the coating layer, it is possible to reduce haze. Furthermore, the coating layer is effective for the dispersion and movement of electric charges, and can also improve the conductivity of the conductive composite.
  • the polycondensate of the hydrolyzate of compound (C) and / or compound (C) is a dispersant (A) having a hydroxyl group or a hydroxyl group in the molecule in the hydrolyzate of compound (C) and / or compound (C).
  • XPS X-ray photoelectron spectroscopy
  • the conductive composite of the present invention exhibits excellent transparency and low haze.
  • the light transmittance at 550 nm / the light transmittance at 550 nm of the substrate is preferably 50%, more preferably 60% or more, more preferably 70% or more, more preferably 80% or more, and further preferably 90% or more. It is.
  • the haze value of visible light is preferably about 2.0% or less, more preferably less than 1.0%, and still more preferably less than 0.5%.
  • the total thickness of the coating layer and the conductive layer of the compound (C) and / or the polycondensate of the hydrolyzate of the compound (C) is preferably 0.005 to 1 ⁇ m in order to achieve the above transparency,
  • the thickness is preferably 0.005 to 0.5 ⁇ m.
  • the thickness of the conductive layer can be observed with a transmission electron microscope. Specifically, the cross section of the conductive composite obtained by the above method was observed at a magnification of 20,000 using a transmission electron microscope, and the thicknesses of 10 locations arbitrarily extracted in a 1 ⁇ m square field were measured. , Evaluated by arithmetic mean.
  • the interface between the coating layer and the conductive layer is not clear and may have a concentration gradient.
  • the compound (C) and / or the polycondensate of the hydrolyzate of the compound (C) has a concentration gradient from the surface layer to the substrate side, and the surface layer is more than the substrate side.
  • a higher concentration is preferable from the viewpoint of water resistance, heat and humidity resistance and strength of the conductive layer.
  • the polycondensate has a low concentration because the water resistance can be improved while improving the conductivity.
  • the compound (C) is hydrolyzed in advance and dried quickly after coating on the conductive layer.
  • the ratio of the compound (C) in the conductive layer can be observed, for example, by observing the cross section of the conductive composite with a transmission microscope and performing element mapping.
  • the chemical state can be analyzed by, for example, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS).
  • the moisture and heat resistance test of the conductive composite is performed by allowing the conductive composite to stand for a certain period of time under a constant temperature and humidity condition using a thermo-hygrostat.
  • the surface resistance value before and after the wet heat treatment is measured, and the wet heat resistance of the conductive composite is evaluated by the rate of change of the surface resistance value.
  • the surface resistance value change rate is a value obtained by dividing the surface resistance value after wet heat by the surface resistance value before wet heat.
  • the surface resistance value change rate is preferably low and is preferably constant.
  • the rate of change in surface resistance is lower for single-walled and 2- to 5-walled carbon nanotubes than for multi-walled carbon nanotubes, preferably lower for 2- to 5-walled carbon nanotubes than single-walled carbon nanotubes, and more preferably double-walled carbon Nanotubes are preferred.
  • the conductive composite of the present invention has a surface resistance value change rate in the range of 0.5 to 1.5 after a 250 hour moist heat resistance test under the conditions of 60 ° C. and 90% RH measured by the measurement method described later. It is preferable that the rate of change of the surface resistance value is more preferably 0.5 to 1.2.
  • the light transmittance at 550 nm and the surface resistance value of the conductive composite can be easily adjusted by the amount of carbon nanotube applied.
  • the light transmittance and the surface resistance value are increased when the coating amount is decreased, but the surface resistance value is increased when the coating amount is increased, and the surface resistance value is decreased when the coating amount is increased, but the light transmittance is decreased. Therefore, the coating amount is adjusted according to the desired surface resistance value and light transmittance.
  • the light transmittance of 550 nm of the conductive composite / the light transmittance of 550 nm of the substrate can be 50% or more.
  • the surface resistance value of the conductive composite can be 10 1 to 10 4 ⁇ / ⁇ .
  • the light transmittance of 550 nm of the conductive composite / the light transmittance of 550 nm of the substrate can be 50% or more if the coating amount is 40 mg / m 2 or less. Furthermore, if the coating amount is 30 mg / m 2 or less, it can be 60% or more, if the coating amount is 20 mg / m 2 or less, it can be 70% or more, and if the coating amount is 10 mg / m 2 or less, it can be 80% or more. preferable.
  • the surface resistance value of the conductive composite depends on the content of the dispersant (A) having a hydroxyl group in the molecule and various additives, but if the coating amount of the carbon nanotube is 1 mg / m 2 or more, It can be 10 4 ⁇ / ⁇ or less. If the application amount is 10 mg / m 2 or more, 10 3 ⁇ / ⁇ or less, if the application amount is 20 mg / m 2 or more, 10 2 ⁇ / ⁇ or less, and if the application amount is 30 mg / m 2 or more, It can be 10 1 ⁇ / ⁇ or less.
  • the conductive composite of the present invention has moisture and heat resistance, water resistance, and high conductivity, and is used for anti-static shoes, anti-static members such as anti-static plates, electromagnetic shielding, near infrared cut, transparent electrode, touch panel, radio wave absorption. It can be used as a member for displays and automobiles. In particular, it exhibits excellent performance for touch panel applications.
  • Touch panels include resistive touch panels and capacitive touch panels.
  • a resistive film touch panel When a resistive film touch panel is applied with a voltage with two transparent conductive films facing each other and pressed with a finger or the like, a voltage corresponding to the pressed position is generated, so the operation position is determined by detecting the voltage. It is a touch panel.
  • the resistive touch panel has a structure in which an upper support base is bonded to a lower support base with a double-sided adhesive tape, and electrodes are formed so as to face the upper and lower support bases. . Further, the gap between the upper and lower support bases is held by the dot spacer.
  • the upper surface of the upper support substrate is a surface with which a finger or a pen tip comes into contact, and a hard coat layer is preferably provided to prevent scratches.
  • the touch panel having the above configuration is used, for example, by attaching a lead wire and a drive unit and incorporating it on the front surface of the liquid crystal display.
  • the conductive composite was loaded into a spectrophotometer (Hitachi U-2100), and the light transmittance at a wavelength of 550 nm was measured.
  • G / D ratio of carbon nanotubes A powder sample was placed in a resonance Raman spectrometer (INF-300 manufactured by Horiba Joban Yvon), and Raman spectroscopic analysis was performed using a laser wavelength of 633 nm. At the time of measurement, the analysis was performed at three places and different places, the heights of the G band and the D band were measured, the G / D ratio was obtained by the ratio of the respective heights, and the arithmetic average was taken.
  • a resonance Raman spectrometer INF-300 manufactured by Horiba Joban Yvon
  • the conductive composite was allowed to stand for 250 hours under the conditions of a temperature of 60 ° C and a humidity of 90% RH using a thermo-hygrostat (LKL-112 manufactured by ESPEC).
  • the surface resistance value before and after the wet heat treatment was measured, and the wet heat resistance of the conductive composite was evaluated by the surface resistance value change rate.
  • the surface resistance value change rate is a value obtained by dividing the surface resistance value after the wet heat treatment by the surface resistance value before the wet heat treatment. It should be noted that after the wet heat treatment, the surface resistance value after taking out from the thermo-hygrostat and allowing to stand at room temperature for 1 hour is measured.
  • Nichiban's adhesive tape “Cellotape (registered trademark)” (CT405A-18) was applied to the surface of the conductive film, rubbed with fingers, allowed to stand completely for 1 minute, and then held one end of the adhesive tape. The film was peeled off in about 1 second while maintaining an angle of 60 ° with respect to the film surface. Changes in surface resistance before and after tape peeling were evaluated. The average of the values measured at three different points on the same sample was taken.
  • Carbon nanotubes were obtained as follows.
  • Catalyst preparation 2.459 g of ammonium iron citrate (green) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was dissolved in 500 mL of methanol (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.).
  • 100 g of light magnesia Iwatani Corp., bulk density 0.125 g / mL was added, stirred at room temperature for 60 minutes, dried at 40-60 ° C. under reduced pressure to remove methanol, A catalyst having a metal salt supported on magnesia powder was obtained.
  • FIG. 1 is a schematic view of the fluidized bed vertical reactor.
  • the reactor 100 is a cylindrical quartz tube having an inner diameter of 32 mm and a length of 1200 mm.
  • a quartz sintered plate 101 is provided in the center, an inert gas and raw material gas supply line 104 is provided in the lower part of the quartz tube, and a waste gas line 105 and a catalyst charging line 103 are provided in the upper part.
  • a heater 106 is provided that surrounds the circumference of the reactor so that the reactor can be maintained at an arbitrary temperature.
  • the heater 106 is provided with an inspection port 107 so that the flow state in the apparatus can be confirmed.
  • the temperature was maintained, the argon flow rate of the raw material gas supply line 104 was increased to 2000 mL / min, and fluidization of the solid catalyst on the quartz sintered plate was started. After confirming fluidization from the heating furnace inspection port 107, supply of methane to the reactor at 95 mL / min (methane concentration 4.5 vol%) was started. After supplying the mixed gas for 90 minutes, the flow was switched to a flow of only argon gas, and the synthesis was terminated.
  • the heating was stopped and the mixture was allowed to stand at room temperature, and after reaching room temperature, the carbon nanotube composition containing the catalyst and carbon nanotubes was taken out from the reactor.
  • the combustion peak temperature of this catalyst-attached carbon nanotube composition by differential thermal analysis was 456 ° C.
  • the carbon nanotube composition thus obtained was observed with a high-resolution transmission electron microscope, the carbon nanotubes were composed of a clean graphite layer, and carbon nanotubes with two layers were observed. Of the total number of carbon nanotubes observed (100), 84 were double-walled carbon nanotubes. Further, as a result of Raman spectroscopic analysis of the carbon nanotube composition at this time with a wavelength of 633 nm, the G / D ratio was 75.
  • the carbon nanotube composition was added to 27 mL of concentrated nitric acid (first grade Assay 60-61%, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), and heated with stirring in an oil bath at 130 ° C. for 5 hours. After completion of heating and stirring, the nitric acid solution containing carbon nanotubes was filtered, washed with distilled water, and the carbon nanotube composition was stored in a wet state containing water. At this time, the total weight of the wet carbon nanotube composition containing water was 1266.4 mg, and a portion of 377.1 mg was taken out and dried at 120 ° C. overnight to obtain 17.0 mg of dry carbon nanotubes. It was.
  • concentrated nitric acid first grade Assay 60-61%, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
  • the carbon nanotube concentration of the entire wet carbon nanotube composition containing water after nitric acid treatment was 4.5 wt%, and the nitric acid treatment yield was 71%.
  • the carbon nanotube composition thus obtained was observed with a high-resolution transmission electron microscope, the carbon nanotubes were composed of a clean graphite layer, and carbon nanotubes with two layers were observed. Of the total number of carbon nanotubes observed (100), 88 were double-walled carbon nanotubes.
  • Example 1 Preparation of dispersion containing carbon nanotubes and carboxymethyl cellulose
  • 10 mg of the carbon nanotubes obtained in Reference Example 1 Converted when dried
  • 10 mg of sodium carboxymethylcellulose (90 kDa, 50-200 cps, manufactured by Sigma) into a 50 mL container, add distilled water to 10 g, and output an ultrasonic homogenizer of 20 W.
  • the dispersion was carried out under ice cooling for 20 minutes to prepare a carbon nanotube dispersion.
  • the obtained liquid was centrifuged at 10,000 G for 15 minutes with a high-speed centrifuge to obtain 9 mL of the supernatant.
  • PET film (Conductive composite containing carbon nanotubes and carboxymethylcellulose)
  • PET film made by Toray Industries, Inc. having a polyester resin surface resin layer (Dry thickness 80 nm) after adding 50 ⁇ L of ethanol as a wetting agent to 950 ⁇ L of the carbon nanotube dispersion liquid after centrifugation obtained above.
  • the carbon nanotubes were fixed by drying in a dryer at 120 ° C. for 2 minutes.
  • the transmittance was improved as compared to before application.
  • the total thickness of the conductive layer and the coating layer was 120 nm.
  • the rate of change of the surface resistance value was 1.0.
  • Example 2 Preparation of dispersion containing carbon nanotubes and cholic acid
  • 10 mg of the carbon nanotubes obtained in Reference Example 1 Converted when dried
  • 10 mg of sodium cholate manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.
  • the dispersion was carried out under ice cooling for 20 minutes to prepare a carbon nanotube dispersion.
  • the obtained liquid was centrifuged at 10,000 G for 15 minutes with a high-speed centrifuge to obtain 9 mL of the supernatant.
  • the filtrate obtained by filtering and washing 1 mL of the residual liquid at this time using a filter having a pore size of 1 ⁇ m was dried with a 120 ° C. dryer. When weighed, it was 1.2 mg. Therefore, it was found that 8.8 mg (0.88 mg / mL) of carbon nanotubes were dispersed in the supernatant.
  • the carbon nanotube dispersion liquid of the supernatant after centrifugation obtained above was a polyethylene terephthalate (PET) film having a polyester resin surface resin layer (Dry thickness 80 nm) (188 ⁇ m, manufactured by Toray Industries, Inc., light transmittance 91.2%, 15cm ⁇ 10cm) using a bar coater (No. 8, coating thickness 12 ⁇ m, carbon nanotube coating amount 10mg / m 2 ), air-dried and then dried in a 120 ° C dryer for 2 minutes to immobilize the carbon nanotubes did.
  • PET polyethylene terephthalate
  • Example 3 Preparation of dispersion containing carbon nanotubes and hyaluronic acid
  • a 50 mL container weigh 10 mg of the carbon nanotubes obtained in Reference Example 1 (converted when dried) and 10 mg of sodium hyaluronate (manufactured by Sigma), add distilled water to make 10 g, ultrasonic homogenizer output 20 W, ice in 20 minutes.
  • a dispersion process was performed under cooling to prepare a carbon nanotube dispersion.
  • the obtained liquid was centrifuged at 10,000 G for 15 minutes with a high-speed centrifuge to obtain 9 mL of the supernatant.
  • the filtrate obtained by filtering and washing 1 mL of the remaining liquid at this time using a filter having a pore size of 1 ⁇ m was dried with a 120 ° C. dryer. When weighed, it was 1.2 mg. Therefore, it was found that 8.8 mg (0.88 mg / mL) of carbon nanotubes were dispersed in the supernatant.
  • PET film (Conductive composite containing carbon nanotubes and hyaluronic acid) Polyethylene terephthalate (PET) film (made by Toray Industries, Inc.) having a polyester resin surface resin layer (Dry thickness 80 nm) after adding 400 ⁇ L of ethanol as a wetting agent to 600 ⁇ L of the carbon nanotube dispersion of the supernatant after centrifugation obtained above. 188 ⁇ m, light transmittance 91.2%, 15 cm ⁇ 10 cm) using a bar coater (No. 8, coating thickness 12 ⁇ m, carbon nanotube coating amount 10 mg / m 2 ), air-dried, and then dried in a 120 ° C. dryer And dried for 2 minutes to immobilize the carbon nanotubes.
  • bar coater No. 8, coating thickness 12 ⁇ m, carbon nanotube coating amount 10 mg / m 2
  • the rate of change of the surface resistance value was 1.8 and 2.1, respectively.
  • the obtained liquid was centrifuged at 10,000 G for 15 minutes with a high-speed centrifuge to obtain 9 mL of the supernatant.
  • the filtrate obtained by filtering and washing 1 mL of the remaining liquid at this time using a filter having a pore size of 1 ⁇ m was dried with a 120 ° C. dryer. When weighed, it was 1.1 mg. Therefore, it was found that 9.9 mg (0.99 mg / mL) of carbon nanotubes were dispersed in the supernatant.
  • Example 4 (Hard coat agent coating) A hard coat layer-forming coating solution having the following composition is applied to the surface opposite to the conductive layer of the conductive composite coated with the compound (C) prepared in Example 1, and then irradiated with ultraviolet rays for 15 seconds to be cured and hardened.
  • (Hard coat layer forming coating solution) Dipentaerythritol hexaacrylate 70 parts by weight Dipentaerythritol tetramethacrylate 10 parts by weight Ethyl acrylate 5 parts by weight N-vinylpyrrolidone 15 parts by weight 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone 4 parts by weight The film was wired.
  • Example 5 Preparation of dispersion containing silver nanoparticles and carboxymethyl cellulose
  • 10 mg of silver nanoparticles manufactured by Sigma, particle size ⁇ 100 nm
  • 30 mg of sodium carboxymethylcellulose 90 kDa, 50-200 cps by Sigma
  • Dispersion treatment was carried out under ice cooling for 20 minutes to prepare a silver nanoparticle dispersion.
  • the rate of change of the surface resistance value was 1.4.
  • thermosetting resin composition a solution of the thermosetting resin composition was prepared.
  • 0.83 g poly [melamine-co-formaldehyde] solution manufactured by Aldrich, solid content concentration 84 wt%, 1-butanol solution
  • 0.3 g solid epoxy resin 157S70 manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.
  • 98.9 g of 2-butanone was added and stirred at room temperature for 30 minutes to prepare a uniform resin solution.
  • 0.1 g of thermal polymerization initiator Curezol 2MZ (manufactured by Shikoku Kasei Co., Ltd.) was dissolved in 9.9 g of 1-propanol to prepare a thermal initiator solution.
  • a carbon nanotube dispersion was prepared.
  • 10 mg of single-walled carbon nanotubes manufactured by Science Laboratories, Inc., purity 95%, used as it is without purification
  • polystyrene sulfonic acid 18 wt% aqueous solution manufactured by Aldrich
  • ultrapure water at a concentration of 0.1 10 ml of an aqueous solution diluted to% by weight
  • VCX-502 manufactured by Tokyo Rika Kikai Co., Ltd., output 250 W, direct irradiation
  • Carbon nanotubes having a carbon nanotube concentration of 0.1% by weight A dispersion was obtained.
  • 0.5 ml of the obtained carbon nanotube dispersion liquid was dropped on the PET film on which the above-mentioned thermosetting resin composition film was formed.
  • the coating was applied using a bar coater No. 4, the carbon nanotube dispersion liquid could be uniformly applied over the entire surface without being repelled. Then, it put into a 150 degreeC hot-air oven for 30 second, while drying, the thermosetting resin composition was hardened completely, and the transparent conductive film was obtained.
  • the light transmittance of the transparent conductive film at a wavelength of 550 nm was 82%. Further, the contact angle of water on the surface of the resin film after applying the carbon nanotube dispersion (after drying at 150 ° C.) was 58 °. The surface resistance of the transparent conductive film on the conductive film side was 1000 ⁇ / ⁇ . Further, the film surface after the tape peeling test was not changed in appearance at all, and the surface resistance of the peeled portion was measured and found to be 1010 ⁇ / ⁇ .
  • thermosetting resin film layer As a result of cutting out a cross section of the transparent conductive film and observing it at a magnification of 100,000 using a transmission electron microscope (TEM), the lower 5 nm of the carbon nanotube film thickness of 20 nm is embedded in the thermosetting resin film layer. I found out.
  • TEM transmission electron microscope
  • thermosetting resin composition a solution of the thermosetting resin composition was prepared.
  • 0.83 g poly [melamine-co-formaldehyde] solution manufactured by Aldrich, solid content concentration 84 wt%, 1-butanol solution
  • 0.3 g solid epoxy resin 157S70 manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.
  • 98.9 g of 2-butanone was added and stirred at room temperature for 30 minutes to prepare a uniform resin solution.
  • 0.1 g of thermal polymerization initiator Curezol 2MZ (manufactured by Shikoku Kasei Co., Ltd.) was dissolved in 9.9 g of 1-propanol to prepare a thermal initiator solution.
  • the total thickness of the conductive layer and the coating layer was 120 nm.
  • the rate of change of the surface resistance value was 1.1.
  • the conductive composite of the present invention has moisture and heat resistance, water resistance, and high conductivity, and is used for anti-static shoes, anti-static members such as anti-static plates, electromagnetic shielding, near infrared cut, transparent electrode, touch panel, radio wave absorption. It can be used as a member for displays and automobiles. In particular, it exhibits excellent performance for touch panel applications.

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Abstract

 分子内に水酸基をもつ分散剤(A)および導電材料を含有する組成物(B)を基材へ塗布する第一の工程と、その後に該組成物(B)を塗布した面に金属アルコキシドを形成しうる化合物(C)および/または化合物(C)の加水分解物を含む液を塗布する第二の工程とを含む導電性複合体の製造方法。本発明によれば、導電性が高く、耐久性、長期高温高湿下においても安定な特性を示す耐湿熱性に優れた導電性複合体を提供する。

Description

導電性複合体およびその製造方法
 本発明は、導電性複合体、およびその製造方法に関する。より詳細には、導電性が高く、長期高温高湿下においても安定な特性を示す耐湿熱性に優れた導電性複合体およびその製造方法に関する。
 導電材料として、金属酸化物、導電性ポリマー、炭素系導電材料などが知られている。炭素系導電材料としては、グラファイト、カーボン、カーボンブラック、炭素繊維、および、カーボンナノチューブが知られている。
 カーボンナノチューブが最初に広く報告されたのは1991年である。カーボンナノチューブは実質的にグラファイトの1枚面を巻いて筒状にした形状を有している。カーボンナノチューブは、自体が優れた真性の導電性を有し、導電性材料として使用されることが期待されている。
 導電性材料の用途としては、例えば、クリーンルーム用部材、ディスプレー用部材、自動車用部材などにおける、制電、導電、電波吸収、電磁波遮蔽、近赤外カット性などの付与に用いられる。カーボンナノチューブは、アスペクト比が高く、少量で導電パスを形成できるため、従来のカーボンブラック等の導電性微粒子と比べ、光透過性および耐脱落性に優れた導電性材料となりうる。例えば、カーボンナノチューブを用いた光学用透明導電性フィルムが知られている(特許文献1)。カーボンナノチューブを用いて光透過性に優れた導電性フィルムを得るには、数10本の太いカーボンナノチューブのバンドル(束)や強固な凝集を解し高分散させ、少ないカーボンナノチューブの本数で効率良く導電パスを形成する必要がある。
 カーボンナノチューブ分散手法には分散剤を用いて分散させる手法がある。中でも、カーボンナノチューブをより高度に分散させるためには、水性溶媒中、水に親和性のある親水性基およびカーボンナノチューブと親和性の高い疎水性基をもつ分散剤を用いて分散させることが好適である。しかしながら、このような親水性基を有する分散剤を用いたカーボンナノチューブ組成物から得られる導電層は、耐水性が低く、高温高湿条件下で分散剤が吸湿してしまい、カーボンナノチューブ導電パス間接点抵抗値が上昇し、導電性が低下するといった問題がある。
 一方、膜強度や耐水性をあげるためにカーボンナノチューブ組成物中に分散剤の他にバインダーとして樹脂成分を含有させる方法がある。しかしカーボンナノチューブ組成物中にバインダーを混合すると、カーボンナノチューブ導電パス間の接点抵抗が上昇したり、カーボンナノチューブの分散性が低下し、得られる導電層の導電性が著しく低下するといった問題がある。
 同様にして、膜強度および耐水性向上目的で、カーボンナノチューブ導電層上に樹脂層を積層させる技術も知られている(特許文献2)。しかしながら、樹脂層を、導電層の上から単に積層させただけでは、一時的に膜強度および耐水性は向上するが、長時間高温高湿下にさらすと、やはり接点抵抗値が上昇し導電性が低下してしまう問題がある。
特開2006-269311号公報 特開2004-526838号公報
 本発明は、上記のような事情に鑑みなされたものであり、耐湿熱性が高く、高導電性を有する導電性複合体およびその製造方法を提供することを課題とする。
 本発明者らは、鋭意検討を行った結果、第一の工程として、分子内に水酸基をもつ分散剤(A)を用いて導電性材料を分散させ、得られた組成物(B)を基材へ塗布した後、第二の工程として金属アルコキシドを形成しうる化合物(C)および/または化合物(C)の加水分解物を含む液を塗布することで、導電性に優れ、耐湿熱性が高い導電性複合体を得ることができることを見出し、本発明に到ったものである。耐湿熱性向上のメカニズムは、分散剤(A)の水酸基と化合物(C)および/または化合物(C)の加水分解物とが縮合したためと考えている。
 すなわち本発明は、分子内に水酸基をもつ分散剤(A)および導電材料を含有する組成物(B)を基材へ塗布する第一の工程と、その後に該組成物(B)を塗布した面に下記式(1)で表される化合物(C)および/または化合物(C)の加水分解物を含む液を塗布する第二の工程とを含む導電性複合体の製造方法である;
(RMXn-m  (1)
式中、Rは水素原子、アルキル基、アシル基、ビニル基、アリル基、シクロヘキシル基、フェニル基、エポキシ基、(メタ)アクリルオキシ基、ウレイド基、アミド基、フルオロアセトアミド基、イソシアネート基およびその置換誘導体から選択される1種または2種以上の基であり、mが2以上である場合、同一でも異なってもよい;Mは、金属アルコキシドを形成しうる価数nの金属原子から選択される1種または2種以上の金属原子である;Xはハロゲン原子またはORで表され、n-mが2以上である場合には同一でも、異なってもよい。Rは水素原子、アルキル基、アシル基、ビニル基、アリル基、シクロヘキシル基、フェニル基、エポキシ基、(メタ)アクリルオキシ基、ウレイド基、アミド基、フルオロアセトアミド基、イソシアネート基およびその置換誘導体から選択される1種、または2種以上の基である;mは0~(n-2)、nは2以上である。
 また、本発明は、分子内に水酸基をもつ分散剤(A)およびカーボンナノチューブを含有する組成物であって、含有されるカーボンナノチューブ100本中50本以上が2層カーボンナノチューブであり、かつ、該組成物が酸性であるカーボンナノチューブを含有する組成物を含む。
 また、本発明は、基材上に導電層が形成された導電性複合体であって、導電層中に分子内に水酸基をもつ分散剤(A)および/またはその誘導体とカーボンナノチューブを含有し、含有されるカーボンナノチューブ100本中50本以上が2層カーボンナノチューブであり、導電層が化合物(C)および/または化合物(C)の加水分解物の重縮合物による被覆層で被覆されている導電性複合体を含む。
 また、本発明は、上記の導電性複合体を用いたタッチパネルを含む。
 本発明によれば、耐湿熱性が高く、導電性に優れた導電性複合体が得られる。
図1は参考例1で使用した流動床装置の概略図である。
符号の説明
100  反応器
101  石英焼結板
102  密閉型触媒供給機
103  触媒投入ライン
104  原料ガス供給ライン
105  廃ガスライン
106  加熱器
107  点検口
108  触媒
 本発明は、導電材料および分子内に水酸基をもつ分散剤(A)を含有する導電層上で、金属アルコキシドを形成しうる化合物(C)および/または化合物(C)の加水分解物を重縮合させることで、該導電層の耐水性を向上させる技術である。
 本発明においては、水酸基を分子内にもつ分散剤(A)を分散剤として、導電材料を溶媒中に高分散させた組成物を得、該組成物を基材へ塗布することにより導電層を形成させる。水酸基は親水性基であるので、分散剤(A)は、導電材料を溶媒中で高分散させることができ、そのため導電性および透明性の高い導電層を得ることができる。しかし、分散剤(A)の親水性ゆえに、導電層の耐水性が悪くなってしまうという問題も生じる。そのため、本発明においては、その後の工程として、金属アルコキシドを形成しうる化合物(C)および/または化合物(C)の加水分解物を含む液を導電層上に塗布する。これにより、分散剤(A)の水酸基と、化合物(C)および/または化合物(C)の加水分解物を反応させることにより、耐水性を向上させるものである。すなわち、化合物(C)は加水分解し、その加水分解物同士が水素結合により近接し、乾燥または加熱工程において脱水重縮合する。その際に、化合物(C)は分散剤(A)とも脱水縮合する。また、化合物(C)の加水分解物を塗布した場合も同様である。このようにして、導電層全体に三次元網目状に結合を形成させることができる。こうして得られた導電性複合体は、高い耐水性、耐湿熱性および強度を有する。また、基材上に導電層を設けてからその上に化合物(C)および/または化合物(C)の加水分解物からなる重縮合物を設けるので、導電材料による導電パスの接点抵抗値を上昇させることがなく、導電性にすぐれた導電性複合体を得ることができる。
 本発明における導電材料としては、無機系導電材料や有機系導電材料があげられる。無機系導電材料としては、金属、金属酸化物、炭素系材料などがあげられる。これらを、組み合わせて用いることもできる。
 金属材料としては、1~100nm程度の金属微粒子、特に銀ナノ粒子が好ましい。銀ナノ粒子は粉末、分散液等、種々の形態として製造、市販されている。例えば、粉末としては粒子サイズ<100nmのものや70nmのものなどが市販されている。また、分散液としては、水、エチレングリコール等に分散したものが入手可能である。分散液には分散安定化剤が添加されている場合もある。
 有機系導電材料としては、導電性ポリマーなどがあげられる。中でも、炭素系材料が環境やコストの面から好ましく用いられる。炭素系材料としては、グラファイト、カーボン、カーボンブラック、炭素繊維、カーボンナノチューブなどがあげられる。上述の中で、導電性および透明性に優れることから、カーボンナノチューブが好ましく用いられる。
 カーボンナノチューブは、グラファイトの1枚面を巻いて筒状にした形状を有している。1層に巻いたものを単層カーボンナノチューブ、2層に巻いたものを2層カーボンナノチューブ、多層に巻いたものを多層カーボンナノチューブという。
 本発明の導電性複合体に求められる用途特性に応じて、単層、2層および多層のいずれのカーボンナノチューブも用いることができる。単層~5層と層数の少ないカーボンナノチューブを用いれば導電性がより高く、光透過性も高い導電性複合体を得ることができる。2層以上のカーボンナノチューブを用いれば光学特性において、光波長依存性の少ない導電性複合体を得ることができる。光透過性の高い導電性複合体を得るには、好ましくは、層数が単層から5層であるカーボンナノチューブが100本中50本以上含まれることが好ましい。6層以上の多層カーボンナノチューブは一般に結晶化度が低く導電性が低いうえ、直径が太く、導電層中のカーボンナノチューブ単位量あたりの接点数が小さくなり透明導電性が低くなる。すなわち、単層から5層であるカーボンナノチューブは導電性が高く、かつ、透明性に優れるので好ましい。好ましくは、単層から5層のカーボンナノチューブが100本中70本以上、さらに好ましくは100本中80本以上である。さらに好ましくは、2層から5層のカーボンナノチューブが100本中50本以上であれば分散性および導電性が好ましい。さらに好ましくは2層から5層のカーボンナノチューブが100本中70本以上である。特に2層カーボンナノチューブがカーボンナノチューブ100本中50本以上であると導電性ならびに分散性が極めて高く好ましい。
 カーボンナノチューブの層数は、例えば後述のように測定できる。カーボンナノチューブが液などの媒体中に分散した組成物である場合、溶媒が水系の場合は、組成物を観察しやすい濃度に水で適宜希釈し、コロジオン膜上に数μL滴下し、風乾させた後、直接透過型電子顕微鏡でコロジオン膜上のカーボンナノチューブを観察する。溶媒が非水系の場合は、一度乾燥により溶媒を除去した後、再度水中で分散させてから適宜希釈してコロジオン膜上に数μL滴下し、風乾させた後、透過型電子顕微鏡で観察する。導電性複合体からカーボンナノチューブを採取する際は、エポキシ樹脂で包埋した後、カミソリなどを用いて0.1μm以下に薄く切断した切片を観察することによって、導電性複合体を透過型電子顕微鏡で調べることができる。また、溶媒でカーボンナノチューブを抽出し、組成物の場合と同様にして高分解能透過型電子顕微鏡で観察することによって調べることもできる。コロジオン膜上に滴下する液中のカーボンナノチューブ濃度は、カーボンナノチューブを一本一本観察できる濃度であればよいが、例えば0.001重量%である。
 上記カーボンナノチューブの層数の測定は、次のようにして行う。透過型電子顕微鏡を用いて40万倍で観察し、75nm四方の視野の中で視野面積の10%以上がカーボンナノチューブである視野中から任意に抽出した100本のカーボンナノチューブについて層数を測定する。一つの視野中で100本の測定ができない場合は、100本になるまで複数の視野から測定する。このとき、カーボンナノチューブ1本とは視野中で一部カーボンナノチューブが見えていれば1本と計上し、必ずしも両端が見えている必要はない。また視野外でつながって1本となっていても、視野中で2本と認識される場合は2本と計上する。
 カーボンナノチューブの直径は、特に限定はないが、上記好ましい範囲の層数のカーボンナノチューブの直径は一般的に1nm~10nmである。
 カーボンナノチューブは表面や末端が官能基やアルキル基で修飾されていてもよい。例えば酸中で加熱することにより、カルボキシル基または水酸基で官能基化させてもよい。またアルカリ金属やハロゲンでドーピングされていてもよい。ドーピングすることによりカーボンナノチューブの導電性が向上し好ましい。
 カーボンナノチューブの長さは、特に限定はないが、短すぎると効率的に導電性パスを形成できないため0.1μm以上であることが好ましく、より好ましくは0.5μmである。長さの上限は、長すぎると分散性が低下する傾向にあるため5μm以下であることが好ましい。
 また、透明導電性に優れた導電性複合体を得るには、結晶化度の高い高品質のカーボンナノチューブを用いることが好ましい。結晶化度の高いカーボンナノチューブは、それ自体電気伝導性に優れる。しかし、このような高品質のカーボンナノチューブは、結晶化度の低いカーボンナノチューブと比べ、より強固にバンドルや凝集体を形成しているため、一本一本を解し、安定に高分散させるのは非常に困難である。そのため、結晶化度の高いカーボンナノチューブを用いて、導電性の高い導電性複合体を得るには、カーボンナノチューブの分散技術が非常に重要である。
 分子内に水酸基を有する分散剤(A)は、カーボンナノチューブを含有する組成物(B)を得る際のカーボンナノチューブ分散剤として作用する。分散剤(A)中の水酸基は、カーボンナノチューブを水性溶媒中に分散させるために好適であり、結晶化度の高いカーボンナノチューブを分散できる。
 分子内に水酸基をもつ分散剤(A)は、不揮発性有機化合物であることが好ましい。不揮発性有機化合物とは、常温常圧下で容易に大気中に揮発しないものである。不揮発性有機化合物を用いることで基材へ組成物(B)を塗布している間の蒸発が抑止できる。それにより導電材料の分散性を塗工中良好なまま維持でき、安定的に塗布が可能となる。また、塗工中の揮発がないことから、組成物の成分量が変化することなく、安定な膜厚および基材への濡れが可能であり、最終的に均一な特性を有し、耐水性、耐湿熱性および耐久性に優れた導電層を得ることができる。
 分子内に水酸基をもつ分散剤(A)は、導電材料の分散能があればポリマー(モノマー単位数100以上)であっても、モノマーやオリゴマー(モノマー単位数100未満)であってもよいが、ポリマーなどの高分子化合物を用いると、導電層の耐久性が向上するので好ましい。
 分子内に水酸基をもつ分散剤(A)の分子量は、100以上が好ましい。100以上であれば導電材料と相互作用でき、導電材料の分散がより良好となる。分子量は、導電材料の長さにもよるが、大きいほど導電材料と相互作用し、分散性が向上する。例えば、分散剤(A)がポリマーの場合であれば、ポリマー鎖が長くなるとポリマーが導電材料にからみつき、非常に安定に分散することができる。しかし、分子量が大きすぎると逆に分散性が低下するので、好ましい分子量は100~1000万であり、さらに好ましくは、1万~100万である。
 ポリマーの種類としては、導電材料が分散できれば限定はなく、合成高分子、天然高分子などから選択できる。合成高分子としては、例えば、ポリエーテルジオール、ポリエステルジオール、ポリカーボネートジオール、ポリビニルアルコール、部分けん化ポリビニルアルコール、アセトアセチル基変性ポリビニルアルコール、アセタール基変性ポリビニルアルコール、ブチラール基変性ポリビニルアルコール、シラノール基変性ポリビニルアルコール、エチレン-ビニルアルコール共重合体、エチレン-ビニルアルコール-酢酸ビニル共重合樹脂、ジメチルアミノエチルアクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、アクリル系樹脂、エポキシ樹脂、変性エポキシ系樹脂、フェノキシ樹脂、変性フェノキシ系樹脂、フェノキシエーテル樹脂、フェノキシエステル樹脂、フッ素系樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂、フェノール樹脂、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸、ポリスチレンスルホン酸、ポリエチレングリコールおよびポリビニルピロリドンが挙げられる。天然高分子は、例えば、多糖類であるデンプン、プルラン、デキストラン、デキストリン、グアーガム、キサンタンガム、アミロース、アミロペクチン、アルギン酸、アラビアガム、カラギーナン、コンドロイチン硫酸、ヒアルロン酸、カードラン、キチン、キトサン、セルロースおよびその誘導体から選択できる。ここで、誘導体とはエステルやエーテルなどの従来公知の化合物を意味する。これらは、1種または2種以上を混合して用いることができる。中でも、導電材料分散性に優れることから、多糖類ならびにその誘導体が好ましい。多糖類ならびにその誘導体は分散が困難であるカーボンナノチューブも高度に分散することができる。さらにセルロースならびにその誘導体が、膜形成能が高く好ましい。中でもエステルやエーテル誘導体が好ましい。具体的には、カルボキシメチルセルロースやその塩などが好適である。
 モノマーやオリゴマーとしては、例えば、陽イオン性界面活性剤、両イオン性界面活性剤、陰イオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤;グルコース、リボース、デオキシリボースなどの単糖;スクロース、マルトース、ラクトース、セロビオース、トレハロースなどの二糖;シクロデキストリンなどのオリゴ糖;胆汁酸やコレステロール、コール酸などのステロイド誘導体などがあげられる。導電材料分散性および耐湿熱性から非イオン性界面活性剤およびステロイド誘導体が好ましく用いられる。
 非イオン性界面活性剤としては、例えば、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルなどの糖エステル系界面活性剤;ポリオキシエチレン樹脂酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸ジエチルなどの脂肪酸エステル系界面活性剤;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アルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン・ポリプロピレングリコールなどのエーテル系界面活性剤;ポリオキシアルキレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシアルキレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシアルキルジブチルフェニルエーテル、ポリオキシアルキルスチリルフェニルエーテル、ポリオキシアルキルベンジルフェニルエーテル、ポリオキシアルキルビスフェニルエーテル、ポリオキシアルキルクミルフェニルエーテル等の芳香族系非イオン性界面活性剤があげられる。中でも、分散能、分散安定能および高濃度化に優れることから、芳香族系非イオン性界面活性剤が好ましい。
 これらのポリマー、モノマーおよびオリゴマーは、その分子内に水酸基を有している場合は、そのまま分子内に水酸基をもつ分散剤(A)として用いることができるが、分子内に水酸基を有していない場合は、修飾あるいは変性などの処理を行って水酸基を付与して分子内に水酸基をもつ分散剤(A)として使用する。水酸基を付与する方法としては、例えば樹脂であれば、水酸基をもつモノマーやオリゴマーを反応させることができる。
 分子内中の水酸基量は、JISK0070(1992年度改訂)準処の方法により水酸基価として求めることができる。水酸基価は溶媒中で分散剤(A)と導電材料が相互作用し、分散できれば制限は無いが、好ましくは50~1000であり、さらに好ましくは50~600である。
 本発明において、組成物(B)は、分子内に水酸基をもつ分散剤(A)および導電材料を溶媒中に分散させたものである。
 導電材料を含有する組成物(B)は、固体(ゲル状含む)でも液体でも良いが、分散液を構成していることが好ましい。分散液とは、得られた組成物が目視において沈降物や凝集物がなく、少なくとも24時間静置後においても目視において沈降物や凝集物がない状態の液をいう。
 組成物(B)の好ましい粘度は、例えばE型粘度計を用いて測定しCassonの式により求めた絶対粘度が0.5~100であり、さらに好ましくは0.5~50である。
 また、本発明の組成物(B)の好ましいpHは酸性領域(pH7未満)である。分散剤の種類にもよるが、より好ましくはpH3~6である。pHが低すぎると分散剤の溶解性が低下したり、導電材料同士の斥力が小さくなり、導電材料が凝集しやすくなる。しかしながらpHが中性またはアルカリ性であると、基材への濡れ性が低下し、塗布しにくくなる傾向にある。pHが酸性領域であると、導電材料の分散安定性が高く、基材への濡れ性も高いため、高導電性であり耐久性の高い導電性複合体を形成することができる。
 溶媒は、分子内に水酸基をもつ分散剤(A)が溶解し、かつ、導電材料が分散するものであれば限定はなく、水系溶媒でも良いし非水系溶媒でも良い。非水系溶媒としては、炭化水素類(トルエン、キシレン等)、塩素含有炭化水素類(メチレンクロリド、クロロホルム、クロロベンゼン等)、エーテル類(ジオキサン、テトラヒドロフラン、メチルセロソルブ等)、エーテルアルコール(エトキシエタノール、メトキシエトキシエタノール等)、エステル類(酢酸メチル、酢酸エチル等)、ケトン類(シクロヘキサノン、メチルエチルケトン等)、アルコール類(エタノール、イソプロパノール、フェノール等)、低級カルボン酸(酢酸等)、アミン類(トリエチルアミン、トリメタノールアミン等)、窒素含有極性溶媒(N,N-ジメチルホルムアミド、ニトロメタン、N-メチルピロリドン、アセトニトリル等)、硫黄化合物類(ジメチルスルホキシド等)などを用いることができる。
 これらのなかでも、水、アルコール、エーテルおよびそれらを組み合わせた溶媒から選ばれた水性溶媒を用いることがカーボンナノチューブの分散性から好ましい。
 組成物(B)は、分子内に水酸基をもつ分散剤(A)および導電材料以外に、例えば後述する濡れ剤等のその他の添加剤を含んでいてもかまわない。
 組成物(B)中の導電材料の含有量は、0.01~20重量%であることが好ましく、0.05~10重量%であることがより好ましい。分子内に水酸基をもつ分散剤(A)の組成物(B)中の含有量は、好ましくは、0.01~60重量%、より好ましくは、0.02~30重量%である。分子内に水酸基をもつ分散剤(A)以外に添加剤を含有する場合は、分子内に水酸基をもつ分散剤(A)と該添加剤の合計重量が好ましくは0.01~60重量%、より好ましくは、0.02~30重量%となるようにすることが好ましい。残部は、溶媒等の分散媒である。
 なお、組成物(B)は、分子内に水酸基をもつ分散剤(A)を用いることにより、導電材料の分散性に優れるため、所望の導電材料含量よりも高濃度の組成物を作製し、溶媒で薄めて所望の濃度として使用することも可能である。
 このような組成物(B)を調製後、基材上に塗布することで導電層を形成し、導電性複合体を得ることができる。導電性複合体の基材としては、組成物(B)が塗布でき、得られる導電層が固定できれば、形状、サイズおよび材質は特に限定されず、目的とする用途によって選択できる。例えばフィルム、シート、板、紙、繊維および粒子のいずれであってもよい。材質は、例えば、有機材料であれば、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアミド、アクリル、ポリウレタン、ポリメチルメタクリレート、セルロース、トリアセチルセルロース、非晶質ポリオレフィンなどの樹脂等から選択できる。無機材料であればステンレス、アルミ、鉄、金、銀などの金属、ガラスおよび炭素材料等から選択できる。基材に樹脂フィルムを用いた場合は、接着性、延伸追従性および柔軟性に優れた導電性フィルムを得ることができ好ましい。基材の厚みは、約0.5nm~約1000μmが好ましく、約0.005~約1000μmがより好ましく、約0.05~約500μmがより好ましく、約1.0~約200μmがさらに好ましい。
 基材は必要に応じ表面処理を施してあってもよい。表面処理の例としては、グロー放電、コロナ放電処理、オゾン処理等の物理的処理が挙げられる。
 また、基材の表面に下地樹脂層を設けてあっても良い。この場合、基材と導電層の間に下地樹脂層が形成されることになる。下地樹脂層の樹脂は、特に限定されず、例えば、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂、アルキッド樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂およびこれら樹脂を2種類以上組み合わせたものなどを用いることができる。中でも、熱硬化性樹脂が好ましい。下地樹脂層として熱硬化樹脂膜を設けることにより、導電層の基材への密着性を向上させることができる。熱硬化樹脂膜中の樹脂が、熱硬化によって架橋することにより、基材表面および導電層の接触部分への密着性を確保するとともに、耐溶剤性、耐湿性、耐擦過性、耐熱性などの耐久性を付与することができる。
 熱硬化樹脂膜は、メラミン樹脂を少なくとも50重量%以上含むことが好ましい。メラミン樹脂は、水酸基やイミノ基などの極性基を多く含むことから、水や水系混合溶媒およびこれらを分散媒とする組成物(B)に対する濡れ性が向上する。このため、メラミン樹脂を含む熱硬化樹脂膜の上に組成物(B)を塗布する際に、濡れやすくなり、均一な導電層を形成することができる。すなわち、濡れ性を上げることで組成物(B)の最下層が熱硬化樹脂膜表面に束縛され、組成物(B)の乾燥時の不均一な移動が抑制されるため、ムラのない、均一な導電層が得られる。これにより表面抵抗の面内均一性に優れた導電膜が得られる。優れた面内均一性により、例えば導電膜の端に電極を設けた場合に電極間の抵抗の直線性(リニアリティ)に優れた導電膜が得られる。熱硬化樹脂膜に含まれるメラミン樹脂が50重量%よりも少ない場合には、組成物(B)の濡れ性が悪く、導電層得られる導電層のリニアリティが低くなる。メラミン樹脂の含有量は熱硬化樹脂膜中70~90重量%が好ましい。この範囲にあることで、濡れ性と、密着性のバランスに優れた熱硬化樹脂膜を得ることができる。
 なお、メラミン樹脂とは、メラミンとホルムアルデヒドの縮合によって得られる樹脂である。例えば、メラミンとホルムアルデヒドをアルカリ条件下で縮合させてメチロールメラミンを得、これを基材上に塗布した後、加熱して重縮合させることにより、メラミン樹脂の硬化膜を得ることができる。本発明においては、例えば、溶剤に可溶な数平均分子量400~100000に調整したメラミン樹脂を塗布して用いることが好ましい。メラミンに反応させるホルムアルデヒドのモル比は、メラミン1に対して2~4が好ましい。メラミン中には3個のアミノ基があるのでホルムアルデヒドは最大6個反応できるが、そのうちの約半分の3個が反応したメチロールメラミンが、熱硬化性樹脂として扱いやすいので好ましく用いることができる。また、メチロールメラミン樹脂の水酸基の一部をアルコールと反応させて一部をアルキルエーテル化したメチルエーテル化メラミン樹脂、ブチルエーテル化メラミン樹脂なども用いることができる。特に、親水性と有機溶媒への親和性のバランスから、メチルエーテル化メラミン樹脂が好ましく用いられる。
 熱硬化樹脂膜は、メラミン樹脂以外の1種類以上の熱硬化性樹脂を含んでもよい。メラミン樹脂以外の熱硬化性樹脂を含むことによって、硬化温度、濡れ性、耐久性などを所望の範囲に調整することができる。メラミン樹脂以外の樹脂としては、フェノール樹脂、アルキッド樹脂、エポキシ樹脂、アクリル系樹脂、ビニルアルコール共重合樹脂、イソシアネート樹脂、ウレタン樹脂などを挙げることができるが、これらに限定されず、目的に応じて選択することができる。水酸基やカルボキシル基を有する樹脂は、メラミン樹脂と架橋して、より耐久性に優れた熱硬化樹脂膜を形成することができるため好ましい。また、エポキシ樹脂は、熱硬化温度を様々に調整することができるため好ましい。例えば、80~120℃でエポキシ樹脂のみを硬化させ、その後に150~200℃に昇温してエポキシ樹脂とメラミン樹脂を架橋させるなど、硬化状態を様々に調整することが可能になることから、本発明に好ましく用いることができる。
 熱硬化樹脂膜には必要に応じて他の成分を含有してもよい。例えば、カルボン酸やスルホン酸などの酸を有する化合物、アミンなどの塩基を有する化合物、エポキシ、オキセタン、ヒドロキシ、イソシアネートなどの反応性の官能基を有する化合物が挙げられる。これらの化合物は、一分子内に2個以上の酸、塩基、または反応性の官能基を有する多官能化合物であることが好ましい。これらは樹脂であっても低分子化合物でもよい。中でも、メラミン樹脂の硬化剤として使える化合物が好ましく用いられる。
 また、他の成分として、エポキシ樹脂を用いた場合には、重合開始剤を加えて硬化反応を調整することができる。また、光硬化系、水分硬化系樹脂等を含有させることにより、メラミン樹脂を熱架橋させる前の熱硬化性樹脂組成物膜の架橋の程度を調整することができる。
 本発明の導電性複合体は、150℃30分の加熱処理後の抵抗値変化が20%以内であることが好ましい。導電層の下層に熱硬化樹脂膜を設けない場合には抵抗値が20%より大きく変化するのに対し、メラミン樹脂を含む熱硬化樹脂膜を設けることによってこれを20%以内にすることができる。導電層の抵抗値が加熱処理によって上昇する理由、および、熱硬化樹脂膜を設けることで抵抗値変化を抑制できる理由は定かではないが、分散剤(A)が、組成物(B)塗布時に微量に溶出するメラミン樹脂と作用するためと思われる。なお、ここで行う加熱処理とは、たとえば導電膜付き基材の周縁部に外部回路を接続するために導電ペーストを塗布し、加熱硬化処理を行うなどの、後工程による熱履歴を想定している。したがって後工程の種類によって加熱処理条件も異なってくるが、概ね100℃以上、30分以上の加熱処理であれば、いずれの条件下でも、150℃、30分の加熱処理を行った場合と同等の抵抗値の変化を示すことがわかっているので、該条件でおおよその評価をすることができる。
 導電性複合体中の熱硬化樹脂膜は、表面の水の接触角が60度以下であることが好ましい。水の接触角を60度以下にするためには、熱硬化樹脂膜中のメラミン樹脂含有量を50重量%以上にすればよい。導電性複合体中の熱硬化樹脂膜表面の水の接触角は、後述する組成物(B)塗布前の熱硬化性樹脂組成物膜表面の水の接触角と関係する。組成物(B)塗布後の加熱処理により、熱硬化性樹脂組成物膜中に含まれる水酸基などの極性基が架橋反応により消費されるため、水の接触角は大きくなる。したがって、組成物(B)塗布前の熱硬化性樹脂組成物膜表面の水の接触角を40度以下とすることが好ましく、これにより、導電性複合体中の熱硬化樹脂膜表面の水の接触角は通常60度以下となる。
 水の接触角は市販の接触角測定装置を用いて測定することができる。接触角の測定は、JIS R3257(1999)に準じ、室温25℃、湿度50%の雰囲気下で、膜表面に1~4μLの水をシリンジで滴下し、液滴を水平断面から観察し、液滴端部の接線と膜平面とのなす角を求める。
 ここで、導電性複合体中の熱硬化樹脂膜表面の水の接触角を測定する方法としては、基材端部などの透明導電膜を塗布しなかった部分の表面を測定する方法、または、透明導電膜層を研磨またはエッチングして熱硬化樹脂膜表面を露出させて測定する方法があり、何れでも構わない。
 熱硬化樹脂膜の厚みは、濡れ性の向上および強度の点から10nm以上が好ましく、膜厚の均一性や塗工プロセスの安定性から10μm以下が好ましい。より好ましくは100nm~500nmであり、この範囲の厚みにすることで熱硬化性樹脂による着色の影響を押さえ、膜厚の均一性、強度および濡れ性に優れた熱硬化樹脂膜を得ることができる。
 下地樹脂層は、フィルムを基材とした場合には、樹脂成分をオフラインコーティングあるいはインラインコーティングすることにより形成することができる。また、易接着層を有するポリエステルフィルムの“ルミラー(登録商標)”(東レ(株)社製)等の市販されているものを使用してもよい。下地樹脂層が存在することの確認方法は、積層されていることが確認できる方法であれば限定されないが、例えば透過型電子顕微鏡を用いてフィルムの断面写真を撮ることで確認できる。必要であればフィルムを染色してもよい。下地樹脂層は基材との界面が明確でなくグラデーションがかかっている場合においても、グラデーション部分の片側(基材とは反対側)に樹脂層が認められれば、下地樹脂層があることとする。
 基材は組成物(B)を塗布する反対面に耐摩耗性、高表面硬度、耐溶剤性、耐汚染性、耐指紋性等を付与したハードコート処理が施されているものも好ましく用いることができる。また、基材は透明性があってもなくてもどちらでもよい。透明性がある基材を用いることにより透明性および導電性に優れた導電性複合体を得ることができ好ましい。透明性がある基材とは、550nmの光線透過率が50%以上であるものを指す。
 本発明における化合物(C)は下記式(1)で表される。
(RMXn-m  (1)
式中、Rは水素原子、アルキル基、アシル基、ビニル基、アリル基、シクロヘキシル基、フェニル基、エポキシ基、(メタ)アクリルオキシ基、ウレイド基、アミド基、フルオロアセトアミド基、イソシアネート基およびその置換誘導体から選択された1種または2種以上の基であり、mが2以上である場合、同一でも異なってもよい。Mは、金属アルコキシドを形成しうる価数nの金属原子から選択される、1種または2種以上の金属原子である。Xはハロゲン原子またはORで表され、n-mが2以上である場合には同一でも、異なってもよい。Rは、水素原子、アルキル基、アシル基、ビニル基、アリル基、シクロヘキシル基、フェニル基、エポキシ基、(メタ)アクリルオキシ基、ウレイド基、アミド基、フルオロアセトアミド基、イソシアネート基およびその置換誘導体から選択された1種、または2種以上の基である。mは0~(n-2)である。nは2以上である。
 上記式(1)のRにおいて、アルキル基としては、炭素数1~10のものが好ましく、具体的にはメチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、i-ブチル基、sec-ブチル基、t-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、2-エチルヘキシル基等あるいはこれらの置換誘導体が挙げられる。また、アシル基としては、炭素数1~6のものが好ましく、ホルミル基、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、バレリル基、ベンゾイル基、トリオイル基、カプロイル基等あるいはこれらの置換誘導体が挙げられる。エポキシ基としては、グリシジル基、グリシジルエーテル基等あるいはこれらの置換誘導体が挙げられる。置換基は、例えば、アルキル基やハロゲン原子やニトロ基などである。
 上記式(1)のRにおいて、アルキル基としては炭素数1~10のものが好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、i-ブチル基、sec-ブチル基、t-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、2-エチルヘキシル基等あるいはその置換体が挙げられる。アシル基としては、炭素数1~6のものが好ましく、具体的には、ホルミル基、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、バレリル基、ベンゾイル基、トリオイル基、カプロイル基等あるいはその置換体が挙げられる。エポキシ基としてはグリシジル基、グリシジルエーテル基等あるいはその置換体あるいはその置換誘導体などが挙げられる。置換誘導体の置換基は、メルカプト基、置換もしくは非置換のアミノ基などが挙げられる。
 上記式(1)のXにおいて、ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素およびヨウ素が好ましく挙げられる。これらは、1種または2種以上から選択することができる。RならびにRの炭素数は、溶媒溶解性および塗布性から、置換基を含め10個以下が好ましく、さらに好ましくは5個以下である。
 式(1)中、Mは金属アルコキシドを形成しうる価数nの金属であればよく、例えば周期表の3族、4族、5族、14族または15族のいずれかの金属元素からなる金属アルコキシドを形成し得る金属である。好ましくは、珪素、チタン、アルミニウム、ジルコニウムなどがあげられ、1種でも2種以上の組合せでもよい。中でも、Mが珪素であるオルガノシランまたは該オルガノシランの加水分解物が、耐水性、製膜性および塗膜密着性の点から好ましく用いることができる。
 式(1)中nは金属原子の価数であり、mは0~(n-2)である。この範囲であれば、導電層中の分子内に水酸基をもつ分散剤(A)と金属アルコキシドを形成しうる化合物(C)の加水分解物が重縮合反応をし、耐水性を向上できると同時に、導電層上に金属酸化物による被膜層をネットワーク上に架橋形成することができる。好ましくはmが0、nが4、あるいはmが1、nが4である。さらに好ましくはmが0、nが4であり、この様な化合物は、後に生じる重縮合物の耐水性、耐湿熱性および膜強度が高いので好ましい。Mとm、nの組合せで最も好ましくは、Mが珪素であり、mが0、nが4である。
 上記式(1)において、Mが珪素、mが0、nが4である化合物(C)の具体例としては、例えばテトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ-n-プロポキシシラン、テトラ-i-プロポキシシラン、テトラ-n-ブトキシシランなどのテトラアルコキシシラン類である。
 上記式(1)のMが珪素、mが1、nが4である化合物としては、例えば、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、n-プロピルトリメトキシシラン、n-プロピルトリエトキシシラン、i-プロピルトリメトキシシラン、i-プロピルトリエトキシシラン、n-ブチルトリメトキシシラン、n-ブチルトリエトキシシラン、n-ペンチルトリメトキシシラン、n-ペンチルトリエトキシシラン、n-ヘキシルトリメトキシシラン、n-ヘプチルトリメトキシシラン、n-オクチルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、シクロヘキシルトリメトキシシラン、シクロヘキシルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-クロロプロピルトリメトキシシラン、3-クロロプロピルトリエトキシシラン、3,3,3-トリフロロプロピルトリメトキシシラン、3,3,3-トリフロロプロピルトリエトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、2-ヒドロキシエチルトリメトキシシラン、2-ヒドロキシエチルトリエトキシシラン、2-ヒドロキシプロピルトリメトキシシラン、2-ヒドロキシプロピルトリエトキシシラン、3-ヒドロキシプロピルトリメトキシシラン、3-ヒドロキシプロピルトリエトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリエトキシシラン、3-イソシアネートプロピルトリメトキシシラン、3-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、3-(メタ)アクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、3-(メタ)アクリルオキシプロピルトリエトキシシラン、3-ウレイドプロピルトリメトキシシラン、3-ウレイドプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン等のトリアルコキシシラン類;メチルトリアセチルオキシシラン、メチルトリフェノキシシランなどが挙げられる。
 上記式(1)において、Mがチタン、mが0、nが4である化合物(C)の具体例としては、例えばチタニウムテトライソプロポキシド、テトラ-n-プロピルオルトチタネート、チタニウムテトラ-n-プトキシド、テトラキス(2-エチルヘキシルオキシ)チタネート等が例示される。
 上記式(1)において、Mがジルコニウム、mが0、nが4である化合物(C)としては、例えばジルコニウムテトライソプロポキシド、ジルコニウムテトラ-n-ブトキシド等が例示される。これらは1種単独で用いても、2種以上を混合して用いてもよい。
 上記化合物のうち、テトラアルコキシシラン類が好ましく、テトラエトキシシラン、テトラ-n-プロポキシシランおよびテトラ-n-ブトキシシランがより好ましく用いられる。
 本発明の化合物(C)は、上記の化合物をそのまま使用してもよいが、加水分解物を使用することもできる。加水分解は空気中の水分によっても自然に起こりうるし、化合物(C)を溶媒に溶解し、必要に応じて水および触媒となる酸あるいは塩基(D)あるいは有機スズ化合物を添加して加水分解することにより製造することも可能である。加水分解物は、化合物(C)に含まれるOR基のうちの少なくとも1個が加水分解されているものであればよいが、重縮合反応を促進するためには、多く加水分解されていることが好ましい。
 化合物(C)の加水分解物は、化合物(C)を予め加水分解させて製造することができる。例えば、化合物(C)を溶媒へ溶解し、均一な溶液とする。その後、必要に応じて水および触媒を添加し、数分~12時間以上撹拌することにより化合物(C)を加水分解する。加水分解反応が不十分であるとその後の重縮合反応が十分行われないため30分以上が好ましい。なお、水を添加する場合は、独立して添加してもよいし、後述する水または有機溶媒に含有される水を使用してもよい。独立して添加する場合の水の量は、化合物(C)1モルに対して、好ましくは0.5~5モル、より好ましくは0.7~3モル、特に好ましくは0.7~2モルが望ましい。
 また、本発明において加水分解物とは化合物(C)を加水分解する方法により得られたものに限定されず、相当する構造のものを別の方法で製造したものであってよい。本発明における化合物(C)は、市販されている金属アルコキシドを用いてもよい。市販されている金属アルコキシドとしては、東レ・ダウコーニング社製のシラン化合物、コルコート社製のシリケートなどがある。これらはモノマーであっても、オリゴマーであってもよいが、モノマーを用いることにより、分子内に水酸基をもつ分散剤(A)の水酸基との縮合による導電層の耐水性が向上でき好ましい。化合物(C)におけるオリゴマーとは、同種の分子の数が2個から99個からなる化合物のこととする。これらの市販されている金属アルコキシドは、そのまま用いてもよく、さらに加水分解させて使用してもよい。このような化合物(C)および/または化合物(C)の加水分解物は、1種単独で用いても、2種以上を混合して用いてもよい。
 本発明に用いられる化合物(C)および/または化合物(C)の加水分解物を含む液は、溶媒を含むことが好ましい。該液中で、化合物(C)および/または化合物(C)の含有率は、固形分量として0.1重量%以上であることが望ましい。化合物(C)および/または化合物(C)の加水分解物の含有率が0.1重量%未満であると、形成されたコーティング膜が脆くなることがある。上限は限定されないが、塗布性より30重量%以下が好ましい。
 溶媒は、化合物(C)および/または化合物(C)の加水分解物が溶解するものを選択すればよく、例えば水、炭化水素類(トルエン、キシレン等)、塩素含有炭化水素類(メチレンクロリド、クロロホルム、クロロベンゼン等)、エーテル類(ジオキサン、テトラヒドロフラン、メチルセロソルブ等)、エーテルアルコール(エトキシエタノール、メトキシエトキシエタノール等)、エステル類(酢酸メチル、酢酸エチル等)、ケトン類(シクロヘキサノン、メチルエチルケトン等)、アルコール類(メタノール、エタノール、イソプロパノール、フェノール等)、低級カルボン酸(酢酸等)、アミン類(トリエチルアミン、トリメタノールアミン等)、窒素含有極性溶媒(N、N-ジメチルホルムアミド、ニトロメタン、N-メチルピロリドン、アセトニトリル等)、硫黄化合物類(ジメチルスルホキシド等)
などを用いることができる。
 溶媒には、化合物(C)および/または化合物(C)の一部加水分解物をさらに加水分解して反応性を高める観点から水を含有することが好ましい。水の含有量は、化合物(C)の溶解性および加水分解速度を考慮し含有する。
 また、化合物(C)および/または化合物(C)の加水分解物の重縮合反応を促進させる触媒として、酸あるいは塩基(D)を併用することが好ましい。
 上記、酸あるいは塩基(D)は、組成物(B)中にあらかじめ含有させておき、第二の工程の際、化合物(C)および/または化合物(C)の加水分解物を含む液を塗布して反応させてもよい。また、酸あるいは塩基(D)を、化合物(C)および/または化合物(C)の加水分解物とともに溶媒に溶解させ、第二の工程中に導電層上で反応させてもよい。また第一の工程後、および/または第二の工程後に、第三の工程として、酸あるいは塩基(D)を塗布してもよい。中でも、酸あるいは塩基(D)を、化合物(C)および/または化合物(C)の加水分解物とともに溶媒に溶解させ、第二の工程中に導電層上で反応させることが、重縮合がより進行するので好ましい。
 酸としては、例えば、塩酸、硫酸、硝酸、ほう酸の無機酸、ナフテン酸、オクチル酸、亜硝酸、亜硫酸、アルミン酸、炭酸、酢酸、クエン酸の有機酸、その金属塩、アルキルチタン酸、リン酸、メタンスルホン酸、p-トルエンスルホン酸、フタル酸などの酸性成分から選ばれるいずれか1種、またはいずれか2種以上の組み合わせを好ましく用いることができる。塩基としては、水酸化ナトリウム、エチレンジアミン、ヘキサンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ピペリジン、ピペラジン、メタフェニレンジアミン、エタノールアミン、トリエチルアミンなどのアミン系化合物、アンモニアから選ばれるいずれか1種、または2種以上の組合せをあげることができる。酸あるいは塩基(D)は化合物(C)および/または化合物(C)の一部加水分解物の加水分解性により適宜選択する。
 また、化合物(C)および/または化合物(C)の一部加水分解物の加水分解を促進させ重縮合を促進させる化合物として、(CSn(OCOC1123、(CSn(OCOCH=CHCOOCHなどのカルボン酸型有機スズ;(CSnO、(C17SnO、(CSnO、(C17SnOなどの有機スズオキサイドとエチルシリケート、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、フタル酸ジオクチルなどのエステル化合物との反応生成物;などの有機スズ化合物などを併用することも好ましい。有機スズ化合物の添加方法については、酸あるいは塩基(D)と同様である。
 酸あるいは塩基(D)や有機スズ化合物の、化合物(C)および/または化合物(C)の加水分解物を含有する液中における含有率は、それぞれについて化合物(C)および/または化合物(C)の加水分解物の固形分100重量部に対して、好ましくは0.01~50重量部、より好ましくは0.1~50重量部、さらに好ましくは0.5~30重量部である。
 本発明で用いる導電材料がカーボンナノチューブの場合、直線性があり結晶化度が高いカーボンナノチューブであることが、導電性が高いので好ましい。直線性のよいカーボンナノチューブとは、欠陥が少なくカーボンナノチューブ結晶化度が高いカーボンナノチューブである。カーボンナノチューブの結晶化度は、ラマン分光分析法により評価が可能である。ラマン分光分析法で使用するレーザー波長は種々あるが、ここでは633nmを利用する。ラマンスペクトルにおいて1590cm-1付近に見られるラマンシフトは、グラファイト由来のGバンドと呼ばれ、1350cm-1付近に見られるラマンシフトはアモルファスカーボンやグラファイトの欠陥に由来のDバンドと呼ばれる。すなわち、GバンドとDバンドのピーク高さの比であるG/D比が高いカーボンナノチューブほど、直線性、かつ結晶化度が高く、高品質である。
 G/D比は高いほど良いが、30以上であれば高品質カーボンナノチューブと言うことができる。好ましくは40以上、さらに好ましくは50以上である。上限は特にないが、通常200以下である。またカーボンナノチューブのような固体のラマン分光分析法はサンプリングによってばらつくことがある。そこで少なくとも3カ所、別の場所をラマン分光分析し、その相加平均をとるものとする。
 カーボンナノチューブは、例えば以下のように製造される。マグネシアに鉄を担持した粉末状の触媒を、縦型反応器中、反応器の水平断面方向全面に存在させ、該反応器内にメタンを鉛直方向に流通させ、メタンと上記触媒を500~1200℃で接触させ、カーボンナノチューブを製造した後、カーボンナノチューブを酸化処理する。カーボンナノチューブは、製造した後、酸化処理を施すことにより単層から5層の割合を、特に2層から5層の割合を増加させることができる。酸化処理は、例えば、焼成処理する方法により行われる。焼成処理の温度は、特に限定されないが、通常、300~1000℃の範囲で選択されることが好ましい。酸化温度は雰囲気ガスに影響されるため、酸素濃度が高い場合には比較的低温で、酸素濃度が低い場合には比較的高温で焼成処理することが好ましい。カーボンナノチューブの焼成処理としては、例えば大気下、カーボンナノチューブの燃焼ピーク温度±50℃の範囲内で焼成処理をする方法が挙げられるが、酸素濃度が大気よりも高い場合はこれよりも低目の温度範囲、低い場合には高めの温度範囲が選択されるのが好ましい。特に大気下で焼成処理を行う場合は、カーボンナノチューブの燃焼ピーク温度±15℃の範囲で行うことが好ましい。
 カーボンナノチューブの燃焼ピーク温度は熱分析することで測定が可能である。大気下、熱分析するとは、約10mgの試料を示差熱分析装置(例えば島津製作所製 DTG-60)に設置し、空気中、10℃/分の昇温速度にて室温から900℃まで昇温する。その時、試料の燃焼時の発熱ピーク温度を求めることが可能である。求めた燃焼ピーク温度±50℃の範囲で焼成処理することにより、製造したカーボンナノチューブ中の不純物や耐久性の低い単層カーボンナノチューブを除去することが可能である。このとき燃焼ピークよりあまりにも低い温度、-50℃未満で焼成処理を行っても、不純物や純度の低い単層カーボンナノチューブは焼成されないために、除去されず単層から5層カーボンナノチューブの純度は向上しない。また燃焼ピーク温度よりあまりにも高い温度、50℃超で焼成処理を行っても、今度は生成カーボンナノチューブ全てが焼成されて消失してしまう。よってカーボンナノチューブの燃焼ピーク温度付近で焼成するのが好ましい。このとき燃焼ピーク温度±50℃の範囲で焼成処理することが好ましい。カーボンナノチューブは一般的に層数が多いほど燃焼温度が高いため、±50℃の範囲で焼成することで純度の高い単層から5層を、-15℃~+50℃の範囲で焼成することで2層~5層のカーボンナノチューブの純度を向上することができ好ましい。さらに、±15℃の範囲であれば、2層~5層のカーボンナノチューブのなかでも2層カーボンナノチューブの割合を増加でき100本中50本以上を2層カーボンナノチューブとすることができる。
 また、酸素または酸素を含む混合気体を間欠的に接触させて焼成処理を行なう方法によっても行なうことができる。酸素または酸素を含む混合気体を間欠的に接触させて焼成処理する場合は、酸素濃度が高くても、比較的高温、例えば500~1000℃で処理が可能である。これは間欠的に酸素または酸素を含む混合気体を流すために、酸化が起きても、酸素を消費した時点ですぐに反応が停止するからである。このようにすることで酸化反応を制御することが可能となる。
 焼成温度が低いときは焼成処理時間を長く、焼成温度が高いときは焼成時間を短くするなどして、反応条件を調整することができる。通常は5分から24時間、好ましくは10分から12時間、さらに好ましくは30分から5時間である。焼成は大気下で行うことが好ましいが、酸素濃度を調節した酸素/不活性ガス下で行っても良い。このときの酸素濃度は特に限定されない。酸素0.1%~100%の範囲で適宜設定して良い。また不活性ガスはヘリウム、窒素、アルゴン等が用いられる。
 カーボンナノチューブの酸化処理として、過酸化水素や混酸、硝酸で処理することも挙げられる。
 カーボンナノチューブを過酸化水素で処理するとは、上記カーボンナノチューブを、例えば市販の34.5%過酸化水素水中に0.01重量%~10重量%になるように混合し、0~100℃の温度にて0.5~48時間反応させることが例示される。
 またカーボンナノチューブを混酸で処理するとは、上記カーボンナノチューブを例えば濃硫酸/濃硝酸(3/1)混合溶液中に0.01重量%~10重量%になるように混合し、0~100℃の温度にて0.5~48時間反応させることが例示される。混酸の混合比としては生成したカーボンナノチューブ中の単層カーボンナノチューブの量に応じて濃硫酸/濃硝酸の比を1/10~10/1とすることも可能である。
 カーボンナノチューブを硝酸で処理するとは、上記カーボンナノチューブを、例えば市販の硝酸40~80重量%中に0.01重量%~10重量%になるように混合し、60~150℃の温度にて0.5~48時間反応させることが例示される。また上記、酸処理した後、有機アミンで処理しても良い。有機アミンで処理することで、残存混酸を減少させることができ、さらにアモルファスカーボンなどの不純物に生成したと考えられるカルボキシル基などの酸性基を塩化することにより、よりカーボンナノチューブとの分離が良くなると考えられる。つまり混酸処理された不純物の水溶性が増し、ろ過することでカーボンナノチューブと不純物が容易に分離することが可能となる。有機アミンの中でもメチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン等の低級アミンが好ましく、さらに好ましくはエチルアミン、プロピルアミンである。
 これら酸化処理を単独で行っても良いし、幾つか組み合わせて行っても良い。このような酸化処理を行うことで、生成物中のアモルファスカーボンなどの不純物および耐熱性の低い単層CNTを選択的に除去することが可能となり、単層から5層、特に2層~5層カーボンナノチューブの純度を向上することができる。なかでも、硝酸で酸化処理を行うことによって、2層カーボンナノチューブの純度をあげることができ好ましい。
 これら酸化処理は、カーボンナノチューブ合成直後に行っても良いし、別の精製処理後に行っても良い。例えば触媒として鉄/マグネシアを用いる場合、焼成処理後、塩酸等の酸により、さらに触媒除去のための精製処理を行っても良いし、先に塩酸等の酸により触媒除去のための精製処理を行った後に酸化処理してもよい。
 次に、上記のようにして得られたカーボンナノチューブと分子内に水酸基をもつ分散剤(A)を用いて組成物(B)とする。組成物(B)の調製方法には特に制限はない。
 例えば上記のようにして得たカーボンナノチューブ等の導電材料と分子内に水酸基をもつ分散剤(A)、および溶媒を、塗剤の製造に慣用の混合分散機、例えばボールミル、ビーズミル、サンドミル、ロールミル、ホモジナイザー、超音波ホモジナイザー、高圧ホモジナイザー、超音波装置、アトライター、デゾルバー、ペイントシェーカー等、を用いて混合し、組成物(B)を製造することができる。中でも、超音波を用いて分散することが、得られる組成物(B)の導電材料の分散性が向上するので好ましい。分散させる導電材料は乾燥状態であっても、溶媒を含んだ状態でもよいが、精製後乾燥させずに溶媒を含んだ状態で分散させることが、分散性が向上するので好ましい。好ましい溶媒としては、分子内に水酸基をもつ分散剤(A)が溶解する溶媒を好ましく用いることができ、中でも水またはアルコールが好ましい。
 上記組成物(B)は、塗布前に遠心分離、フィルター濾過、ゲル濾過によって分画することが好ましい。例えば、組成物(B)を遠心分離することによって、未分散の導電材料や、過剰量の分散剤、導電材料合成時に混入する可能性のある金属触媒などは沈殿する。遠心上清を回収すれば、未分散の導電材料および、不純物などは沈殿物として除去することができ、それによって、導電材料の再凝集を防止でき、組成物の安定性を向上することができる。さらに、強力な遠心力においては、導電材料の太さや長さなどのサイズによって分離することができ、塗膜の光線透過率を向上させることができる。遠心分離する際の遠心力は、100G以上の遠心力であればよく、好ましくは、1000G以上、より好ましくは10,000G以上である。上限としては特に制限はないが、汎用超遠心機の性能より2,000,000G以下であることが好ましい。
 また、フィルター濾過に用いるフィルターは、0.05μmから0.2μmの間で適宜選択することができる。それにより、未分散の導電材料や、導電材料合成時に混入する可能性のある不純物等のうち比較的サイズの大きいものを除去することができる。
 このように分画する場合においては、この分画される量を見越して、サイズ分画前の配合割合を決定する。サイズ分画前の配合割合の決定は、遠心分離後の沈殿物やフィルター上に残った分画物を乾燥させた後、400℃で1時間焼成した後秤量し、濃度を算出する方法により行われる。このようなサイズ分画の結果、導電材料の長さや、層数、バンドル構造の有無などで導電材料を分離することができる。
 この組成物(B)には、上記分子内に水酸基を有する分散剤(A)の他、必要に応じその他の界面活性剤、各種高分子材料等の添加剤を、本発明の効果を阻害しない範囲で含有させることができる。
 上記界面活性剤やある種の高分子材料は、導電材料の分散能や分散安定化能等をさらに向上させるのに役立つ。界面活性剤としては、イオン性界面活性剤と非イオン性界面活性剤に分けられるが、本発明では非イオン性界面活性剤をもちいることが耐湿熱性が良く好ましい。例えば以下のような非イオン性界面活性剤があげられる。かかる界面活性剤は単独で、もしくは2種以上を混合して用いることができる。
 非イオン性界面活性剤の例としては、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルなどの糖エステル系界面活性剤;ポリオキシエチレン樹脂酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸ジエチルなどの脂肪酸エステル系界面活性剤;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アルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン・ポリプロピレングリコールなどのエーテル系界面活性剤;ポリオキシアルキレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシアルキレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシアルキルジブチルフェニルエーテル、ポリオキシアルキルスチリルフェニルエーテル、ポリオキシアルキルベンジルフェニルエーテル、ポリオキシアルキルビスフェニルエーテル、ポリオキシアルキルクミルフェニルエーテル等の芳香族系非イオン性界面活性剤があげられる。中でも、分散能、分散安定能および高濃度化に優れることから、芳香族系非イオン性界面活性剤が好ましい。
 界面活性剤以外にも導電性もしくは非導電性高分子など各種高分子材料も導電材料の他に添加ができる添加剤として用いることができる。
 組成物(B)を塗布する第一の工程の前に、基材に下地樹脂層を設ける方法について、下地樹脂層が熱硬化樹脂膜である場合を例にとって説明する。熱硬化性樹脂は、溶媒に溶解して、溶液として塗布することができる。溶媒としては、水、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、トルエン、キシレン、o-クロロフェノール、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、ジオキサン、酢酸エチル、酢酸イソブチル、テトラヒドロフラン、炭酸プロピレン、エチレングリコール、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、プロピレングリコール、プロピレングリコールアセテート、プロピレングリコールアセテートモノメチルエーテル、クロロホルム、トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N-メチルピロリドン、γ-ブチロラクトンなどが挙げられるが、これらに限定されず必要に応じて選ぶことができる。また、これらを2種以上用いてもよい。
 熱硬化性樹脂溶液を基材に塗布する方法としては、キャスト法、スピンコート法、ディップ法、バーコーター法、スプレー法、ブレードコート法、スリットダイコート法、グラビアコート法、リバースコート法、スクリーン印刷法、鋳型塗布法、印刷転写法、浸漬引き上げ法、インクジェット法などを挙げることができる。塗膜厚みや配向の調整など、得ようとする塗膜特性に応じて塗布方法を選択すればよい。
 この工程において形成される下地樹脂層は、表面の25℃における水の接触角が40度以下であることが好ましい。水の接触角を40度以下とすることによって、下地樹脂層表面に組成物(B)を均一に塗布することができ、乾燥中にムラが発生することなく、均一性と密着性に優れた導電層を形成することができる。
 次に、第一の工程である組成物(B)を塗布する方法について説明する。塗布方法としては、公知の塗布方法、例えばスプレーコーティング、ディップコーティング、ロールコーティング、スピンコーティング、ドクターナイフコーティング、キスコーティング、スリットコーティング、ダイコーティング、スリットダイコーティング、グラビアコーティング、マイクログラビアコーティング、ブレードコーティング、ワイヤーバーコーティング、押出コーティングや、スクリーン印刷、グラビア印刷、インクジェット印刷、パット印刷、他の種類の印刷などが利用できる。また塗布は、何回行ってもよく、異なる2種類の塗布方法を組み合わせても良い。最も好ましい塗布方法は、マイクログラビアコーティングまたはワイヤーバーコーティングである。
 塗布厚み(ウエット厚)は塗布液の濃度にも依存するため、望む導電性が得られれば特に規定する必要はない。しかしその中でも0.01μm~50μmであることが好ましい。さらに好ましくは0.1μm~20μmである。塗布厚み(Dry厚)は導電性複合体断面を観察することで測定でき、例えば、透過型顕微鏡において観察でき、必要であれば染色してもよい。好ましいDry厚は望む導電性が得られれば規定はないが、好ましくは、0.001μm~5μmである。さらに好ましくは、0.001~1μmである。
 組成物(B)が水系分散液であるとき、基材上に塗布する時、組成物中に濡れ剤を添加しても良い。非親水性の基材に塗布する際には、特に界面活性剤やアルコール等の濡れ剤を添加することで、基材に組成物(B)がはじかれることなく塗布することができる。中でもアルコールが好ましく、メタノール、エタノール、プロパノール、またはイソプロパノールがより好ましい。メタノール、エタノール、イソプロパノールなどの低級アルコールは揮発性が高いために、塗布後の基材乾燥時に容易に除去可能である。場合によってはアルコールと水の混合液を用いても良い。
 このようにして組成物(B)を基材に塗布した後、風乾、加熱、減圧などの方法により不要な溶媒を除去し、形成される導電層を乾燥させることが好ましい。それにより導電材料は、3次元編目構造を形成し基材に固定化される。中でも加熱による乾燥が好ましい。乾燥温度は溶媒が除去可能であり、かつ、基材の耐熱温度以下であればよい。樹脂製基材の場合は、好ましくは0℃~250℃であり、さらに好ましくは、15℃~150℃である。
 乾燥後、導電層中の非導電性成分を適当な溶媒を用いて除去することもできる。また、加熱により非導電性成分を熱分解することもできる。この操作により、電荷の分散が容易になり導電性複合体の導電性が向上する。
 上記の成分を除去するための溶媒としては、除去したい透明導電性を低下させる成分、例えば添加剤や余剰量の分子内に水酸基をもつ分散剤(A)を溶解し、かつ導電材料を除去しないものであれば特に制限はなく、水性溶媒でも非水性溶媒でもよい。具体的には水性溶媒であれば、水やアルコール類、アセトニトリルが挙げられ、非水性溶媒であれば、クロロホルム、トルエンなどがあげられる。上記の成分を除去する方法としては導電層を乾燥後、溶媒中へ浸漬させる、あるいは溶媒を導電層へ噴霧させる方法がある。
 化合物(C)の加水分解物(一部分解物をさらに加水分解したものも含む)は高濃度で調製して、使用前に溶媒で希釈することが好ましい。その際の高濃度の溶液において、化合物(C)および/または化合物(C)の一部加水分解物の含有量は、溶媒100重量部に対して150~300重量部が好ましく、酸あるいは塩基(D)や有機スズ化合物は溶媒100重量部に対してそれぞれ30重量部~70重量部が好ましい。
 希釈する際の溶媒は、調製溶媒と同じであっても異なってもよい。常温での沸点が120℃以下である溶媒が塗布性の点から好ましい。例えば、水、炭化水素類(トルエン、キシレン等)、塩素含有炭化水素類(メチレンクロリド、クロロホルム、クロロベンゼン等)、エーテル類(ジオキサン、テトラヒドロフラン、メチルセロソルブ等)、エーテルアルコール(エトキシエタノール、メトキシエトキシエタノール等)、エステル類(酢酸メチル、酢酸エチル等)、ケトン類(シクロヘキサノン、メチルエチルケトン等)、アルコール類(メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、フェノール等)、低級カルボン酸(酢酸等)、アミン類(トリエチルアミン、トリメタノールアミン等)、窒素含有極性溶媒(N、N-ジメチルホルムアミド、ニトロメタン、N-メチルピロリドン、アセトニトリル等)、硫黄化合物類(ジメチルスルホキシド等)などを好ましく用いることができる。なかでも、アルコール系溶媒、トルエンが好適である。これらのものは単独あるいは二種以上の混合溶剤として用いることがでる。
 化合物(C)および/または化合物(C)の加水分解物を含む液を塗布する第二の工程後、重縮合反応を促進するために、乾燥および/または加熱させることが好ましい。その際の温度は、高ければ高いほど重縮合反応が進み強固な膜を形成するが、基材が樹脂フィルムの場合は、耐熱性の観点から通常10~300℃、好ましくは、80~200℃である。
 化合物(C)および/または化合物(C)の加水分解物を含む液の塗布方法は、限定されず、組成物(B)と同様の塗布方法を用いることができる。
 化合物(C)および/または化合物(C)の加水分解物を含む液の塗布量は、導電層の導電性を阻害せず、十分な耐水性、強度、耐湿熱性および製膜性が得られるために、0.001~1g/mが好ましい。
 酸あるいは塩基(D)を第一の工程後、あるいは第二の工程後に塗布してもよい。塗布方法は限定されず組成物(B)と同様の塗布方法を用いることができる。
 酸あるいは塩基(D)の塗布量は、加水分解反応が十分進行しその後の重縮合が進行する量であればよいが、好ましくは化合物(C)および/または化合物(C)の加水分解物の固形分100重量部に対して0.05重量部~50重量部、好ましくは0.5~30重量部である。
 塗布後は、乾燥および/または加熱させることが重縮合反応を促進させるために好ましく、その際の温度は、高ければ高いほど重縮合反応が進み強固な膜を形成するが、基材が樹脂フィルムの場合は、耐熱性の観点から通常10~300℃、好ましくは、80~200℃である。
 本発明の導電性複合体は、基材上に導電層が形成され、該導電層が、化合物(C)および/または化合物(C)の加水分解物の重縮合物による被覆層により被覆されている。導電層は、導電材料および分子内に水酸基を有する分散剤(A)およびまたはその誘導体を含む。ここで、分子内に水酸基を有する分散剤(A)の誘導体とは、分子内に水酸基を有する分散剤(A)と化合物(C)および/または化合物(C)の加水分解物との縮合物である。
 本発明の導電性複合体は、導電層上に設けられた化合物(C)および/または化合物(C)の加水分解物からなる重縮合物の被覆層の反射防止効果によって、該被覆層の塗布前と比べて透過率を向上することが可能である。さらに、該被覆層によって導電性複合体の表面が平坦になるので、ヘイズを減少させることも可能である。さらに、該被覆層は、電荷の分散や、移動に効果的で、導電性複合体の導電性を向上させることもできる。
 化合物(C)および/または化合物(C)の加水分解物の重縮合物は、化合物(C)および/または化合物(C)の加水分解物中の水酸基や分子内に水酸基をもつ分散剤(A)の水酸基と重縮合して-M-O-M-結合または-M-O-(分散剤(A)残基)結合を形成したものである。化合物(C)ならびにその加水分解物と分子内に水酸基をもつ分散剤(A)の化学状態は、例えば、X線光電子分光法(XPS)で分析することができる。
 上記のとおり、本発明の導電性複合体は、優れた透明性および低ヘイズを示す。550nmの光線透過率/基材の550nmの光線透過率は50%であることが好ましく、より好ましくは60%以上、より好ましくは70%以上、より好ましくは80%以上、さらに好ましくは90%以上である。可視光のヘイズ値は約2.0%以下であることが好ましく、より好ましくは1.0%未満、さらに好ましくは0.5%未満である。
 化合物(C)および/または化合物(C)の加水分解物の重縮合物による被覆層および導電層の合計の厚さは、上記透明性を達成するには、0.005~1μmが好ましく、さらに好ましくは0.005~0.5μmである。導電層の厚みは、透過型電子顕微鏡で観察できる。具体的には上記の方法で得られた導電性複合体の断面を透過型電子顕微鏡を用いて2万倍で観察し、1μm四方の視野の中で任意に抽出した10カ所の厚みを測定し、相加平均で評価する。
 被覆層と導電層は界面が明確でなく濃度勾配があってもよい。中でも、被覆層および導電層中で、化合物(C)および/または化合物(C)の加水分解物の重縮合物が表層から基材側にかけて濃度勾配があり、表層の方が基材側よりも高濃度である方が導電層の耐水性、耐湿熱性および強度の観点から好ましい。導電層の下層(基材側)は重縮合物が低濃度になっていることが、導電性を向上させながら耐水性が向上できるので好ましい。上層に重縮合物を多くするには化合物(C)をあらかじめ加水分解しておき、導電層上に塗工後に速やかに乾燥させることが好ましい。化合物(C)の導電層中の割合は、例えば、導電性複合体の断面を透過型顕微鏡で観察し、元素マッピングすることにより観察できる。また、化学状態は例えば、X線光電子分光法(XPS)で分析することができる。
 導電性複合体の耐湿熱性試験は、恒温恒湿機を用いて導電性複合体を温度・湿度一定条件下に一定時間静置することで行われる。湿熱処理前後の表面抵抗値を測定し導電性複合体の耐湿熱性を表面抵抗値変化率で評価する。表面抵抗値変化率とは、湿熱後の表面抵抗値を湿熱前表面抵抗値で除した値とする。表面抵抗値変化率は低い方が好ましく、一定である方が好ましい。表面抵抗変化率は多層カーボンナノチューブよりも単層および2層から5層のカーボンナノチューブの方が低く、単層カーボンナノチューブより2層から5層のカーボンナノチューブの方が低く好ましく、さらには2層カーボンナノチューブが好ましい。
 本発明の導電性複合体は、後述の測定法で測定した60℃、90%RHの条件下、250時間の耐湿熱性試験後の表面抵抗値変化率が0.5~1.5の範囲であることが好ましく、表面抵抗値変化率が0.5~1.2であることがさらに好ましい。
 本発明の導電性複合体において、導電材料がカーボンナノチューブの場合、カーボンナノチューブ塗布量により、導電性複合体の550nmの光線透過率および表面抵抗値を容易に調整可能である。ただし、光線透過率と表面抵抗値は、塗布量を減らすと、光線透過率は高くなるが、表面抵抗値が上昇し、塗布量を増やすと、表面抵抗値は下がるが、光線透過率が減少するといった相反する値であるため、所望の表面抵抗値および、光線透過率により塗布量を調整する。塗布量が1mg/mから40mg/mであれば導電性複合体の550nmの光線透過率/基材の550nmの光線透過率を50%以上とすることができる。また、導電性複合体の表面抵抗値は10から10Ω/□とすることができる。
 導電性複合体の550nmの光線透過率/基材の550nmの光線透過率は、塗布量を40mg/m以下とすれば50%以上とすることができる。さらに、塗布量を30mg/m以下とすれば60%以上、塗布量を20mg/m以下とすれば70%以上、塗布量を10mg/m以下であれば80%以上とすることでき好ましい。
 また、導電性複合体の表面抵抗値は、分子内に水酸基をもつ分散剤(A)や各種添加剤の含有量にもよるが、カーボンナノチューブの塗布量を1mg/m以上とすれば、10Ω/□以下とすることできる。塗布量を10mg/m以上とすれば、10Ω/□以下、塗布量を20mg/m以上とすれば、10Ω/□以下、塗布量を30mg/m以上とすれば、10Ω/□以下とすることできる。
 本発明の導電性複合体は耐湿熱性、耐水性、高導電性であり、制電靴や、制電板などのクリーンルーム用部材や、電磁波遮蔽、近赤外カット、透明電極、タッチパネル、電波吸収などのディスプレー用、自動車用部材として使える。中でもタッチパネル用途に特に優れた性能を発揮する。
 タッチパネルには、抵抗膜方式タッチパネル、静電容量式タッチパネルなどがある。抵抗膜式タッチパネルは、2枚の透明導電膜を対向させて電圧をかけ、指などで押さえると、押さえた位置に応じた電圧が発生するので、その電圧を検出することにより操作位置を判別するタッチパネルである。抵抗膜式タッチパネルは、下側の支持基材上に、上側の支持基材が、両面接着テープによって貼り合わされた構成であり、上下の支持基材には対向するように電極が形成されている。また、ドットスペーサーによって、上下の支持基材の間隙を保持している。上側の支持基材の上面は手指またはペン先が接触する面であり、傷つきを防止するためにハードコート層が設けられることが好ましい。以上の構成からなるタッチパネルは、例えば、リード線と駆動ユニットを取り付け、液晶ディスプレーの前面に組み込んで用いられる。
 以下、実施例をあげて本発明をさらに具体的に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
 実施例中、各種測定は以下のように行った。
 ・光線透過率
 導電性複合体を分光光度計(日立製作所 U-2100)に装填し、波長550nmでの光線透過率を測定した。
 ・表面抵抗値
 JISK7194(1994年度制定)準処の4探針法を用い、ロレスタEP MCP-T360((株)ダイアインスツルメンツ社製)を用いて測定した。
 ・ヘイズ
 スガ試験機(株)製、全自動直読ヘイズコンピューターメーター HGM-2DP型を用いて測定した。
 ・カーボンナノチューブのG/D比
 共鳴ラマン分光計(ホリバ ジョバンイボン製 INF-300)に粉末試料を設置し、633nmのレーザー波長を用いてラマン分光分析を行った。測定に際しては3ヶ所、別の場所にて分析を行い、Gバンド、Dバンドの高さを測定し、それぞれの高さの比でG/D比を求め、その相加平均をとった。
 ・導電性複合体の耐湿熱性試験
 恒温恒湿機(エスペック製LKL-112)を用いて、導電性複合体を、温度60℃、湿度90%RHの条件下、250時間静置した。湿熱処理前後の表面抵抗値を測定し、表面抵抗値変化率で導電性複合体の耐湿熱性を評価した。表面抵抗値変化率とは、湿熱処理後の表面抵抗値を湿熱処理前の表面抵抗値で除した値である。なお、湿熱処理後、恒温恒湿機より取り出して1時間室温静置後の表面抵抗値を測定するものとする。
 ・水の接触角
 室温25℃、湿度50%の雰囲気下で、膜表面に1~4μLの水をシリンジで滴下した。接触角計(協和界面化学社製、接触角計CA-D型)を用いて、液滴を水平断面から観察し、液滴端部の接線と膜平面とのなす角を求めた。
 ・密着性
 膜表面には切り目を入れない以外はJIS K5600-5-6(1999年、クロスカット法)に準拠したテープ剥離試験を行った。すなわち、導電膜表面にニチバン社の粘着テープ:“セロテープ(登録商標)”(CT405A-18)を貼り付け、指でこすって完全に密着させ、1分放置した後、該粘着テープの一端を持って、フィルム表面に対して60°の角度を保ちながら1秒程度で引き剥がした。テープ剥離前後での表面抵抗の変化を評価した。同一サンプルで3箇所の異なるポイントで測定した値の平均をとった。
 ・抵抗の直線性(リニアリティ)
 導電膜付き基材から切り出した5cm×20cmサンプルの20cm方向に電圧を5V印加した状態で、一方の電極からの距離と電圧の関係を、2cm間隔で測定した。測定した各点における理想電圧値E0と測定電圧E1のずれΔE(=|E1-E0|)のうち最も大きい値をΔEmaxとし、その点における(ΔEmax/E0)×100を、リニアリティ(%)とした。
 (参考例1)
 以下のようにカーボンナノチューブを得た。
(触媒調製)
 クエン酸アンモニウム鉄(緑色)(和光純薬工業社製)2.459gをメタノール(関東化学社製)500mLに溶解した。この溶液に、軽質マグネシア(岩谷社製、かさ密度は0.125g/mL)を100g加え、室温で60分間攪拌し、40℃から60℃で攪拌しながら減圧乾燥してメタノールを除去し、軽質マグネシア粉末に金属塩が担持された触媒を得た。
 (カーボンナノチューブ組成物製造)
 図1に示した流動床縦型反応装置でカーボンナノチューブを合成した。図1は上記流動床縦型反応装置の概略図である。反応器100は内径32mm、長さは1200mmの円筒形石英管である。中央部に石英焼結板101を具備し、石英管下方部には、不活性ガスおよび原料ガス供給ライン104、上部には廃ガスライン105および、触媒投入ライン103を具備する。さらに、反応器を任意温度に保持できるように、反応器の円周を取り囲む加熱器106を具備する。加熱器106には装置内の流動状態が確認できるよう点検口107が設けられている。
 触媒12gを取り、密閉型触媒供給機102から触媒投入ライン103を通して、石英焼結板101上に前記のように調整した触媒108をセットした。次いで、原料ガス供給ライン104からアルゴンガスを1000mL/分で供給開始した。反応器内をアルゴンガス雰囲気下とした後、30分かけて温度を850℃に加熱した。
 850℃に到達した後、温度を保持し、原料ガス供給ライン104のアルゴン流量を2000mL/分に上げ、石英焼結板上の固体触媒の流動化を開始させた。加熱炉点検口107から流動化を確認した後、さらにメタンを95mL/分(メタン濃度4.5vol%)で反応器に供給開始した。該混合ガスを90分供給した後、アルゴンガスのみの流通に切り替え、合成を終了させた。
 加熱を停止させ室温まで放置し、室温になってから反応器から触媒とカーボンナノチューブを含有するカーボンナノチューブ組成物を取り出した。この触媒付きカーボンナノチューブ組成物の示差熱分析による燃焼ピーク温度は456℃であった。
 上記で示した触媒付きカーボンナノチューブ組成物23.4gを磁性皿(150φ)に取り、予め446℃まで加熱しておいたマッフル炉(ヤマト科学社製、FP41)にて大気下、446℃で2時間焼成処理した後、マッフル炉から取り出した。次に、触媒を除去するため、カーボンナノチューブ組成物を6Nの塩酸水溶液に添加し、室温で1時間攪拌した。濾過して得られた回収物を、さらに6Nの塩酸水溶液に添加し、室温で1時間攪拌した。これを濾過し、数回水洗した後、濾過物を120℃のオーブンで一晩乾燥することでマグネシアおよび金属が除去されたカーボンナノチューブ組成物を57.1mg得ることができた。上記操作を繰り返すことによりマグネシアおよび金属が除去されたカーボンナノチューブ組成物を500mg用意した。
 この様にして得られたカーボンナノチューブ組成物を高分解能透過型電子顕微鏡で観察したところ、カーボンナノチューブはきれいなグラファイト層で構成されており、層数が2層のカーボンナノチューブが観測された。また観察されたカーボンナノチューブ総本数(100本)のうち84本を2層カーボンナノチューブが占めていた。また、この時のカーボンナノチューブ組成物の波長633nmによるラマン分光分析の結果、G/D比は75であった。
 カーボンナノチューブ組成物80mgを濃硝酸(和光純薬工業社製 1級 Assay60~61%)27mLに添加し、130℃のオイルバスで5時間攪拌しながら加熱した。加熱攪拌終了後、カーボンナノチューブを含む硝酸溶液をろ過し、蒸留水で水洗後、水を含んだウエット状態のままカーボンナノチューブ組成物を保存した。このとき水を含んだウエット状態のカーボンナノチューブ組成物全体の重量は1266.4mgで、一部377.1mgを取り出し120℃で1晩乾燥させたところ、乾燥状態のカーボンナノチューブ17.0mgが得られた。したがって硝酸処理後の水を含んだウエット状態のカーボンナノチューブ組成物全体のカーボンナノチューブ濃度は4.5wt%で、硝酸処理の収率は71%であった。この様にして得られたカーボンナノチューブ組成物を高分解能透過型電子顕微鏡で観察したところ、カーボンナノチューブはきれいなグラファイト層で構成されており、層数が2層のカーボンナノチューブが観測された。また観察されたカーボンナノチューブ総本数(100本)のうち88本を2層カーボンナノチューブが占めていた。
 (参考例2)
(化合物(C)の加水分解物の調製)
 100mLポリ容器中に、エタノール20gを入れ、テトラ-n-ブトキシシラン40gを添加し、30分間撹拌した。その後、0.1N塩酸水溶液を10g添加した後2時間撹拌を行い、テトラ-n-ブトキシシランの加水分解物を含む液を得た。得られた液を4℃で保管し、翌日使用した。
 (実施例1)
(カーボンナノチューブとカルボキシメチルセルロースを含む分散液調製)
 50mLの容器に参考例1で得られたカーボンナノチューブ10mg(乾燥時換算)、カルボキシメチルセルロースナトリウム(シグマ社製90kDa,50-200cps)10mgを量りとり、蒸留水を加え10gにし、超音波ホモジナイザー出力20W、20分間で氷冷下分散処理し、カーボンナノチューブ分散液を調製した。得られた液を高速遠心分離機にて10000G、15分遠心し、上清9mLを得た。この時の残存液1mLを孔径1μmのフィルターを用いてろ過、洗浄して得られたろ過物を120℃乾燥機にて乾燥した。重量を測ったところ、1.4mgであった。よって8.6mg(0.86mg/mL)のカーボンナノチューブが上清中に分散していることがわかった。
 (カーボンナノチューブとカルボキシメチルセルロースを含む導電性複合体)
 上記で得た遠心後上清のカーボンナノチューブ分散液950μLに、エタノールをぬれ剤として50μL添加後、ポリエステル樹脂表面樹脂層(Dry厚み80nm)を持つポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(東レ(株)社製188μm、光線透過率91.2%、15cm×10cm)上に、バーコーター(No.5、塗布厚み7.5μm、カーボンナノチューブ塗布量6.1mg/m)を用いて塗布し、風乾した後、120℃乾燥機内で2分間乾燥させカーボンナノチューブを固定化した。得られた塗布フィルムの表面抵抗値は6.5×10Ω/□、光線透過率は81.1%(透明導電性フィルムの550nmの光線透過率/基材の550nmの光線透過率=89%)であり、高い導電性および、透明性を示した。
 (化合物(C)の加水分解物を塗布した導電性複合体)
 上記で得た透明導電性フィルムのカーボンナノチューブ塗布面の上に、参考例2で得た溶液をトルエンとイソプロピルアルコールの混合液で1.0wt%に希釈したものを塗布した。バーコーター(No.8、塗布厚み12μm)を用いて塗布後、140℃で5分乾燥、加熱させた。得られた塗布フィルムの表面抵抗値は7.5×10Ω/□、光線透過率は83.4%(透明導電性フィルムの550nmの光線透過率/基材の550nmの光線透過率=91%)であり、塗布前よりも透過率が向上した。透明導電性フィルムの断面を透過型電子顕微鏡で観察したところ、導電層および被覆層の合計厚みは120nmであった。耐湿熱性試験前後で表面抵抗値を測定したところ、表面抵抗値の変化率は1.0であった。
 (実施例2)
(カーボンナノチューブとコール酸を含む分散液調製)
 50mLの容器に参考例1で得られたカーボンナノチューブ10mg(乾燥時換算)、コール酸ナトリウム(東京化成工業(株)社製)10mgを量りとり、蒸留水を加え10gにし、超音波ホモジナイザー出力20W、20分間で氷冷下分散処理し、カーボンナノチューブ分散液を調製した。得られた液を高速遠心分離機にて10000G、15分遠心し、上清9mLを得た。この時の残存液1mLを孔径1μmのフィルターを用いてろ過、洗浄して得られたろ過物を120℃乾燥機にて乾燥した。重量を測ったところ、1.2mgであった。よって8.8mg(0.88mg/mL)のカーボンナノチューブが上清中に分散していることがわかった。
 (カーボンナノチューブとコール酸を含む導電性複合体)
 上記で得た遠心後上清のカーボンナノチューブ分散液を、ポリエステル樹脂表面樹脂層(Dry厚み80nm)を持つポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(東レ(株)社製188μm、光線透過率91.2%、15cm×10cm)上にバーコーター(No.8、塗布厚み12μm、カーボンナノチューブ塗布量10mg/m)を用いて塗布し、風乾した後、120℃乾燥機内で2分間乾燥させカーボンナノチューブを固定化した。得られた塗布フィルムの表面抵抗値は7.5×10Ω/□、光線透過率は79.2%(透明導電性フィルムの550nmの光線透過率/基材の550nmの光線透過率=87%)であり、高い導電性および、透明性を示した。
 (化合物(C)の加水分解物を塗布した導電性複合体)
 上記で得た透明導電性フィルムのカーボンナノチューブ塗布面の上に、参考例2で得た溶液をトルエンとイソプロピルアルコールの混合液で1.0wt%に希釈したものを塗布した。バーコーター(No.8、塗布厚み12μm)を用いて塗布後、140℃で5分乾燥、加熱させた。得られた塗布フィルムの表面抵抗値は8.5×10Ω/□、光線透過率は81.0%(透明導電性フィルムの550nmの光線透過率/基材の550nmの光線透過率=89%)であり、塗布前よりも透過率が向上した。耐湿熱性試験前後で表面抵抗値を測定したところ、表面抵抗値の変化率は1.4であった。
 (実施例3)
(カーボンナノチューブとヒアルロン酸を含む分散液調製)
 50mLの容器に参考例1で得られたカーボンナノチューブ10mg(乾燥時換算)、ヒアルロン酸ナトリウム(シグマ社製)10mgを量りとり、蒸留水を加え10gにし、超音波ホモジナイザー出力20W、20分間で氷冷下分散処理し、カーボンナノチューブ分散液を調製した。得られた液を高速遠心分離機にて10000G、15分遠心し、上清9mLを得た。この時の残存液1mLを孔径1μmのフィルターを用いてろ過、洗浄して得られたろ過物を120℃乾燥機にて乾燥した。重量を測ったところ、1.2mgであった。よって8.8mg(0.88mg/mL)のカーボンナノチューブが上清中に分散していることがわかった。
 (カーボンナノチューブとヒアルロン酸を含む導電性複合体)
 上記で得た遠心後上清のカーボンナノチューブ分散液600μLに、エタノールをぬれ剤として400μL添加後、ポリエステル樹脂表面樹脂層(Dry厚み80nm)を持つポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(東レ(株)社製188μm、光線透過率91.2%、15cm×10cm)上にバーコーター(No.8、塗布厚み12μm、カーボンナノチューブ塗布量10mg/m)を用いて塗布し、風乾した後、120℃乾燥機内で2分間乾燥させカーボンナノチューブを固定化した。得られた塗布フィルムの表面抵抗値は2.5×10Ω/□、光線透過率は85.1%(透明導電性フィルムの550nmの光線透過率/基材の550nmの光線透過率=93%)であり、高い導電性および、透明性を示した。
 (化合物(C)の加水分解物を塗布した導電性複合体)
 上記で得た透明導電性フィルムのカーボンナノチューブ塗布面の上に、参考例2で得た溶液をトルエンとイソプロピルアルコールの混合液で1.0wt%に希釈したものを塗布した。バーコーター(No.8、塗布厚み12μm)を用いて塗布後、140℃で5分乾燥させた。得られた塗布フィルムの表面抵抗値は2.7×10Ω/□、光線透過率は85.2%(透明導電性フィルムの550nmの光線透過率/基材の550nmの光線透過率=93%)であった。耐湿熱性試験前後で表面抵抗値を測定したところ、表面抵抗値の変化率は1.4であった。
 (比較例1)
 実施例1~3で得られた化合物(C)の加水分解物を塗布しない透明導電性フィルムの耐湿熱性試験を行ったところ、表面抵抗値の変化率は、それぞれ2.0、1.7、3.7であった。
 (比較例2)
 実施例1、2で得られた化合物(C)の加水分解物を塗布しない透明導電性フィルムにポリメタクリル酸メチル樹脂バインダー(綜研化学(株)社製フォレットGS-1000)の濃度が1.5wt%となるようにメチルイソブチルケトンで希釈し、バーコーター(No.8、塗布厚み12μm)を用いて塗布後120℃で5分乾燥させた。得られた塗布フィルムの表面抵抗値はそれぞれ、7.2×10Ω/□、光線透過率は84.5%(透明導電性フィルムの550nmの光線透過率/基材の550nmの光線透過率=93%)、8.2×10Ω/□、光線透過率は82.4%(透明導電性フィルムの550nmの光線透過率/基材の550nmの光線透過率=90%)であり、塗布前よりも透過率が向上した。
 得られたフィルムの耐湿熱性試験を行ったところ、表面抵抗値の変化率はそれぞれ、1.8、2.1であった。
 (比較例3)
(カーボンナノチューブとポリスチレンスルホン酸を含む分散液調製)
 50mLの容器に参考例1で得られたカーボンナノチューブ10mg(乾燥時換算)、ポリスチレンスルホン酸ナトリウム水溶液(アルドリッチ社製、30重量%、重量平均分子量20万)33mgを量りとり、蒸留水を加え10gにし、超音波ホモジナイザー出力20W、20分間で氷冷下分散処理し、カーボンナノチューブ分散液を調製した。得られた液を高速遠心分離機にて10000G、15分遠心し、上清9mLを得た。この時の残存液1mLを孔径1μmのフィルターを用いてろ過、洗浄して得られたろ過物を120℃乾燥機にて乾燥した。重量を測ったところ、1.1mgであった。よって9.9mg(0.99mg/mL)のカーボンナノチューブが上清中に分散していることがわかった。
 (カーボンナノチューブとポリスチレンスルホン酸を含む導電性複合体)
 上記で得た遠心後上清のカーボンナノチューブ分散液600μLに、メタノールをぬれ剤として400μL添加後、ポリエステル樹脂表面樹脂層(Dry厚み80nm)を持つポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(東レ(株)社製188μm、光線透過率91.2%、15cm×10cm)上にバーコーター(No.8、塗布厚み12μm、カーボンナノチューブ塗布量10mg/m)を用いて塗布し、風乾した後、120℃乾燥機内で2分間乾燥させカーボンナノチューブを固定化した。得られた塗布フィルムの表面抵抗値は得られた塗布フィルムの表面抵抗値は6.0×10Ω/□、光線透過率は78.5%(透明導電性フィルムの550nmの光線透過率/基材の550nmの光線透過率=87%)であり、高い導電性および、透明性を示した。
 (化合物(C)の加水分解物を塗布した導電性複合体)
 上記で得た透明導電性フィルムのカーボンナノチューブ塗布面の上に、参考例2で得た溶液をトルエンとイソプロピルアルコールの混合液で1.0wt%に希釈したものを塗布した。バーコーター(No.8、塗布厚み12μm)を用いて塗布後、140℃で5分乾燥させた。得られた塗布フィルムの表面抵抗値は7.2×10Ω/□、光線透過率は80.5%(透明導電性フィルムの550nmの光線透過率/基材の550nmの光線透過率=88%)であり、塗布前よりも透過率が向上した。耐湿熱性試験前後で表面抵抗値を測定したところ、表面抵抗値の変化率は2.3であった。
 (実施例4)
(ハードコート剤コーティング)
 実施例1で作成した化合物(C)を塗布した導電性複合体の導電層と反対面に次の組成のハードコート層形成塗液を塗布後、紫外線を15秒間照射し、硬化させハードコート層を設けた。
(ハードコート層形成塗液)
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート   70重量部
・ジペンタエリスリトールテトラメタアクリレート 10重量部
・エチルアクリレート               5重量部
・N-ビニルピロリドン             15重量部
・1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン   4重量部
 上部電極として上記で得られたフィルムに配線を施した。これを、下部電極として配線を施し、樹脂スペーサーを有するITOガラス基板と対向させ、両面テープで貼り合わせ、フレキシブルプリント回路を接続し、抵抗膜式タッチパネル用透明導電電極を作成した。ペンでタッチ操作したところ、上部電極と下部電極が接触し、タッチ操作した箇所の座標情報が出力できた。
 (実施例5)
(銀ナノ粒子とカルボキシメチルセルロースを含む分散液調製)
 50mLの容器に銀ナノ粒子(シグマ社製、粒子サイズ<100nm)10mg、カルボキシメチルセルロースナトリウム(シグマ社製90kDa,50-200cps)30mgを量りとり、蒸留水を加え10gにし、超音波ホモジナイザー出力20W、20分間で氷冷下分散処理し、銀ナノ粒子分散液を調製した。
 (銀ナノ粒子とカルボキシメチルセルロースを含む導電性複合体)
 上記で得た銀ナノ粒子分散液1mLに、エタノールをぬれ剤として1mL添加後、ポリエステル樹脂表面樹脂層(Dry厚み80nm)を持つポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(東レ(株)社製188μm、光線透過率91.2%、15cm×10cm)上にバーコーター(No.5、塗布厚み7.5μm)を用いて塗布し、風乾した後、120℃乾燥機内で2分間乾燥させ、銀ナノ粒子を固定化した。得られた塗布フィルムの表面抵抗値は2.3×10Ω/□、光線透過率は86.5%(透明導電性フィルムの550nmの光線透過率/基材の550nmの光線透過率×100=89%)であった。
 (化合物(C)の加水分解物を塗布した導電性複合体)
 上記で得た透明導電性フィルムの銀ナノ粒子塗布面の上に、参考例2で得た溶液をトルエンとイソプロピルアルコールの混合液で1.0wt%に希釈したものを塗布した。バーコーター(No.8、塗布厚み12μm)を用いて塗布後、140℃で5分乾燥させた。得られた塗布フィルムの表面抵抗値は4.5×10Ω/□、光線透過率は88.1%(透明導電性フィルムの550nmの光線透過率/基材の550nmの光線透過率×100=88%)であり、塗布前よりも透過率が向上した。耐湿熱性試験前後で表面抵抗値を測定したところ、表面抵抗値の変化率は1.4であった。
 (実施例6)
 はじめに熱硬化性樹脂組成物の溶液を調製した。フラスコに0.83gのポリ[メラミン-co-ホルムアルデヒド]溶液(アルドリッチ製、固形分濃度84重量%、1-ブタノール溶液)、0.3gの固形エポキシ樹脂157S70(ジャパンエポキシレジン社製)、および、98.9gの2-ブタノンを入れ、室温で30分撹拌し、均一な樹脂溶液を調製した。これとは別に0.1gの熱重合開始剤キュアゾール2MZ(四国化成社製)を9.9gの1-プロパノールに溶解させ、熱開始剤溶液を調製した。前述の樹脂溶液100mlと熱開始剤溶液1mlを混合して、熱硬化性樹脂組成物の溶液(固形分濃度約1重量%、メラミン樹脂:固形エポキシ樹脂=70重量部:30重量部)を得た。該溶液0.5mlを、A4サイズにカットした厚み188μmのPETフィルム上に滴下し、No.4のバーコーターを用いて塗布した後、130℃の熱風オーブンに30秒間入れて、熱硬化性樹脂組成物膜を得た。該熱硬化性樹脂組成物膜を室温25℃、相対湿度50%の部屋に1時間静置した後、水の接触角を測定したところ36°であった。
 ついで、カーボンナノチューブ分散液を調製した。スクリュー管に、10mgの単層カーボンナノチューブ(サイエンスラボラトリーズ社製、純度95%、精製せずにそのまま使用)、および、ポリスチレンスルホン酸18重量%水溶液(アルドリッチ製)を超純水で濃度0.1重量%に希釈した水溶液10mlを入れ、超音波ホモジナイザー(東京理化器械(株)製VCX-502、出力250W、直接照射)を用いて超音波照射し、カーボンナノチューブ濃度0.1重量%のカーボンナノチューブ分散液を得た。得られたカーボンナノチューブ分散液0.5mlを、上述の熱硬化性樹脂組成物膜の形成されたPETフィルム上に滴下し、No.4のバーコーターを用いて塗布したところ、カーボンナノチューブ分散液は、はじかれることなく全面均一に塗布することができた。その後、150℃の熱風オーブンに30秒間入れて、乾燥するとともに、熱硬化性樹脂組成物を完全に硬化させ、透明導電性フィルムを得た。
 透明導電性フィルムの波長550nmにおける光の透過率は82%であった。また、カーボンナノチューブ分散液塗布後(150℃乾燥後)の樹脂膜表面の水の接触角は58°であった。透明導電性フィルムの導電膜側の表面抵抗は1000Ω/□であった。また、テープ剥離試験後の膜表面には外観上は全く変化がなく、剥がした箇所の表面抵抗を測定したところ、1010Ω/□であった。
 透明導電性フィルムの断面を切り出し、透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて倍率100000倍にて観察を行った結果、20nmあるカーボンナノチューブの膜厚のうち下層の5nmが熱硬化樹脂膜層に埋め込まれていることがわかった。
 (化合物(C)の加水分解物を塗布した導電性複合体)
 上記で得た透明導電性フィルムのカーボンナノチューブ塗布面の上に、参考例2で得た溶液をトルエンとイソプロピルアルコールの混合液で1.0wt%に希釈したものを塗布した。バーコーター(No.8、塗布厚み12μm)を用いて塗布後、140℃で5分乾燥させた。得られた塗布フィルムの表面抵抗値は1200Ω/□、光線透過率は85%であり、塗布前よりも透過率が向上した。耐湿熱性試験前後で表面抵抗値を測定したところ、表面抵抗値の変化率は0.9であった。
 (実施例7)
 はじめに熱硬化性樹脂組成物の溶液を調製した。フラスコに0.83gのポリ[メラミン-co-ホルムアルデヒド]溶液(アルドリッチ製、固形分濃度84重量%、1-ブタノール溶液)、0.3gの固形エポキシ樹脂157S70(ジャパンエポキシレジン社製)、および、98.9gの2-ブタノンを入れ、室温で30分撹拌し、均一な樹脂溶液を調製した。これとは別に0.1gの熱重合開始剤キュアゾール2MZ(四国化成社製)を9.9gの1-プロパノールに溶解させ、熱開始剤溶液を調製した。前述の樹脂溶液100mlと熱開始剤溶液1mlを混合して、熱硬化性樹脂組成物の溶液(固形分濃度約1重量%、メラミン樹脂:固形エポキシ樹脂=70重量部:30重量部)を得た。該溶液0.5mlを、A4サイズにカットした厚み188μmのPETフィルム上に滴下し、No.4のバーコーターを用いて塗布した後、130℃の熱風オーブンに30秒間入れて、熱硬化性樹脂組成物膜を得た。該熱硬化性樹脂組成物膜を室温25℃、相対湿度50%の部屋に1時間静置した後、水の接触角を測定したところ36°であった。
(カーボンナノチューブとカルボキシメチルセルロースを含む導電性複合体)
 ついで、実施例1で調整した遠心後上清のカーボンナノチューブ分散液950μLに、エタノールをぬれ剤として50μL添加後、上記熱硬化性樹脂膜を形成したポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(15cm×10cm)上にバーコーター(No.5、塗布厚み7.5μm、カーボンナノチューブ塗布量6.1mg/m)を用いて塗布し、風乾した後、120℃乾燥機内で2分間乾燥させカーボンナノチューブを固定化した。得られた塗布フィルムの表面抵抗値は1.42×10Ω/□、光線透過率は83.4%(透明導電性フィルムの550nmの光線透過率/基材の550nmの光線透過率=92%)であり、高い導電性および、透明性を示した。
 (化合物(C)の加水分解物を塗布した導電性複合体)
 上記で得た透明導電性フィルムのカーボンナノチューブ塗布面の上に、参考例2で得た溶液をトルエンとイソプロピルアルコールの混合液で1.0wt%に希釈したものを塗布した。バーコーター(No.8、塗布厚み12μm)を用いて塗布後、140℃で5分乾燥、加熱させた。得られた塗布フィルムの表面抵抗値は1.20×10Ω/□、光線透過率は86.2%(透明導電性フィルムの550nmの光線透過率/基材の550nmの光線透過率=95%)であり、塗布前よりも透過率が向上した。
 透明導電性フィルムの断面を透過型電子顕微鏡で観察したところ、導電層と被覆層の合計の厚みは120nmであった。耐湿熱性試験前後で表面抵抗値を測定したところ、表面抵抗値の変化率は1.1であった。
 本発明の導電性複合体は耐湿熱性、耐水性、高導電性であり、制電靴や、制電板などのクリーンルーム用部材や、電磁波遮蔽、近赤外カット、透明電極、タッチパネル、電波吸収などのディスプレー用、自動車用部材として使える。中でもタッチパネル用途に特に優れた性能を発揮する。

Claims (15)

  1. 分子内に水酸基をもつ分散剤(A)および導電材料を含有する組成物(B)を基材へ塗布する第一の工程と、その後に該組成物(B)を塗布した面に下記式(1)で表される化合物(C)および/または化合物(C)の加水分解物を含む液を塗布する第二の工程とを含む導電性複合体の製造方法;
    (RMXn-m  (1)
    式中、Rは水素原子、アルキル基、アシル基、ビニル基、アリル基、シクロヘキシル基、フェニル基、エポキシ基、(メタ)アクリルオキシ基、ウレイド基、アミド基、フルオロアセトアミド基、イソシアネート基およびその置換誘導体から選択される1種または2種以上の基であり、mが2以上である場合、同一でも異なってもよい;Mは、金属アルコキシドを形成しうる価数nの金属原子から選択される1種または2種以上の金属原子である;Xはハロゲン原子またはORで表され、n-mが2以上である場合には同一でも、異なってもよい;Rは水素原子、アルキル基、アシル基、ビニル基、アリル基、シクロヘキシル基、フェニル基、エポキシ基、(メタ)アクリルオキシ基、ウレイド基、アミド基、フルオロアセトアミド基、イソシアネート基およびその置換誘導体から選択される1種、または2種以上の基である;mは0~(n-2)、nは2以上である。
  2. 上記導電材料がカーボンナノチューブである請求項1記載の導電性複合体の製造方法。
  3. 上記式(1)中、Mは、珪素、チタン、アルミニウムおよびジルコニウムから選択される金属原子を表す請求項1または2に記載の導電性複合体の製造方法。
  4. 組成物(B)および/または化合物(C)に酸または塩基(D)を添加する工程を含む請求項1~3のいずれか1項記載の導電性複合体の製造方法。
  5. 前記第一の工程の後および/または前記第二の工程の後に、第三の工程として酸または塩基(D)を塗布する工程を含む請求項1~4のいずれか1項記載の導電性複合体の製造方法。
  6. カーボンナノチューブを含有する組成物のカーボンナノチューブ100本中50本以上が2層カーボンナノチューブである請求項1~5のいずれか1項記載の導電性複合体の製造方法。
  7. 第一の工程の前に基材上に樹脂溶液を塗布して下地樹脂層を形成する工程を含む請求項1~6のいずれか1項記載の導電性複合体の製造方法。
  8. 分子内に水酸基をもつ分散剤(A)およびカーボンナノチューブを含有する組成物であって、含有されるカーボンナノチューブ100本中50本以上が2層カーボンナノチューブであり、かつ、該組成物が酸性であるカーボンナノチューブを含有する組成物。
  9. 分子内に水酸基をもつ分散剤(A)がカルボキシメチルセルロースおよび/またはその塩である請求項8記載のカーボンナノチューブを含有する組成物。
  10. 基材上に導電層が形成された導電性複合体であって、導電層中に分子内に水酸基をもつ分散剤(A)および/またはその誘導体とカーボンナノチューブを含有し、含有されるカーボンナノチューブ100本中50本以上が2層カーボンナノチューブであり、導電層が化合物(C)および/または化合物(C)の加水分解物の重縮合物による被覆層で被覆されている導電性複合体。
  11. 湿熱処理後の抵抗変化率が0.5~1.2である請求項10記載の導電性複合体。
  12. 被覆層および導電層中の化合物(C)および/または化合物(C)の加水分解物が表層から基材側にかけて濃度勾配があり、表層の方が基材側よりも高濃度である請求項10または11記載の導電性複合体。
  13. 表面抵抗値が10~10Ω/□以下であり、550nmの光線透過率が50%以上である請求項10~12のいずれか1項記載の導電性複合体。
  14. 基材と導電層の間に下地樹脂層を有する請求項10~13のいずれか1項記載の導電性複合体。
  15. 請求項10~14のいずれか1項記載の導電性複合体を用いたタッチパネル。
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