專利名稱：導(dǎo)電性膜和其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種導(dǎo)電性膜和其制造方法。更詳細(xì)地說，涉及一種可用于所有的由有機(jī)物構(gòu)成的電子器件的能制成高附加值膜制品的新型的導(dǎo)電性膜和其制造方法。
背景技術(shù)：
作為導(dǎo)電性膜的基材，使用最多的是聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)，其次，比PET的使用頻率少的是聚磺酸乙二醇酯(PES :Polyethylene sulfonate)、聚碳酸酯(PC)、聚芳酯(PAR)等。另外，導(dǎo)電性物質(zhì)可以舉出無機(jī)材料的氧化銦錫(ITO)、氧化錫(SnO)、氧化鋅(ZnO)、氧化錫鎘(CdSnO4)等，然而從高導(dǎo)電性、可見光透過性的方面出發(fā)，使用最多的是ITO0現(xiàn)狀中，ITO-PET導(dǎo)電性膜作為柔性器件被應(yīng)用于各種電子器件。然而，PET方面，在其制造工序中使用化石燃料，化石燃料的減少、地球溫室化等對環(huán)境產(chǎn)生很大影響。另外，ITO方面，銦的埋藏量有限度，若依舊繼續(xù)使用，在不久的將來有可能枯竭，價格極其高漲， 因而當(dāng)務(wù)之急是用其他材料替代銦。另一方面，作為環(huán)境協(xié)調(diào)型的材料，來源于天然物的多糖類受到注目。纖維素包含在植物的細(xì)胞壁、微生物的體外分泌物、海鞘的外膜等中，是地球上存在最多的多糖類，具有生物降解性，結(jié)晶性高，穩(wěn)定性和安全性優(yōu)異，因此，期待向各種領(lǐng)域展開應(yīng)用。纖維素由于分子內(nèi)的氫鍵強(qiáng)，結(jié)晶性高，所以在水或普通溶劑中幾乎不溶，因而，盛行對提高溶解性的研究。其中，使用TEMPO (2，2，6，6-四甲基哌啶氧基自由基)催化劑體系，將C6位的伯羥基氧化，經(jīng)醛引入羧基的技術(shù)可以選擇性地僅將伯羥基氧化，而且，可在溫和的條件下(水系、室溫)進(jìn)行反應(yīng)，因而，近年來非常受注目。使用天然的纖維素進(jìn)行TEMPO氧化時，可以在保持纖維素的結(jié)晶性的同時，僅使納米數(shù)量級的表面氧化。清洗后，僅 施加輕微的機(jī)械處理，就可以使微細(xì)的改性纖維素均勻分散在水中。用該方法制備的纖維素水分散液，纖維寬度在納米數(shù)量級上均勻，通過干燥，形成在可見光區(qū)域具有高透明性、而且具有高強(qiáng)度的膜，因而，期待在各種領(lǐng)域展開應(yīng)用。作為使用纖維素的導(dǎo)電性基材，例如，在專利文獻(xiàn)I中記載了在紙漿內(nèi)添加導(dǎo)電性高分子并經(jīng)抄紙而得到的導(dǎo)電性高分子復(fù)合紙。另外，在專利文獻(xiàn)2中記載了纖維素和導(dǎo)電性物質(zhì)混合而成的導(dǎo)電紙?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本特開2000-160500號公報專利文獻(xiàn)2 :國際公開第09/101985號

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題然而，引用的專利文獻(xiàn)I或2所記載的導(dǎo)電性基材中，纖維素的尺寸大，網(wǎng)眼粗。在需要透明性的光學(xué)用途或顯示屏用途中的利用有可能受到極大限制。另外，由于沒有以均勻的尺寸分散，所以存在導(dǎo)電性產(chǎn)生不均、強(qiáng)度變脆等問題。本發(fā)明是鑒于上述情況做出的，目的在于提供一種導(dǎo)電性膜，其具備也可以適用于電子器件的優(yōu)異的導(dǎo)電性，并進(jìn)一步使導(dǎo)電不均減小，并且具有高強(qiáng)度。解決課題的方法作為用于解決上述課題的方法，技術(shù)方案I的發(fā)明為一種導(dǎo)電性膜，其特征在于，其至少由具有羧基的改性微細(xì)纖維素和一種或兩種以上的導(dǎo)電性物質(zhì)構(gòu)成。另外，技術(shù)方案2的發(fā)明為技術(shù)方案I所述的導(dǎo)電性膜，其特征在于，上述改性微細(xì)纖維素的纖維寬度為Inm以上至500nm以下，并且羧基含量為I. Ommol/g以上至2. OmmoI/g 以下。另外，技術(shù)方案3的發(fā)明為技術(shù)方案2所述的導(dǎo)電性膜，其特征在于，上述纖維素為具有纖維素I型結(jié)晶結(jié)構(gòu)的天然纖維素。
另外，技術(shù)方案4的發(fā)明為技術(shù)方案3所述的導(dǎo)電性膜，其特征在于，上述導(dǎo)電性物質(zhì)為導(dǎo)電性高分子。另外，技術(shù)方案5的發(fā)明為技術(shù)方案4所述的導(dǎo)電性膜，其特征在于，上述導(dǎo)電性高分子為選自聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺中的一種或兩種以上的導(dǎo)電性高分子。另外，技術(shù)方案6的發(fā)明為技術(shù)方案3所述的導(dǎo)電性膜，其特征在于，上述導(dǎo)電性物質(zhì)為微細(xì)碳。另外，技術(shù)方案7的發(fā)明為技術(shù)方案3所述的導(dǎo)電性膜，其特征在于，其還包含離子液體。另外，技術(shù)方案8的發(fā)明為技術(shù)方案3所述的導(dǎo)電性膜，其特征在于，上述導(dǎo)電性膜的霧度為30%以下。另外，技術(shù)方案9的發(fā)明為一種導(dǎo)電性膜的制造方法，其特征在于，其具有下述工序?qū)⒗w維素氧化，制備改性纖維素的工序；使上述改性纖維素分散在分散介質(zhì)中，進(jìn)行微細(xì)化處理，制備改性微細(xì)纖維素的工序；將上述改性微細(xì)纖維素和導(dǎo)電性物質(zhì)混合，制備分散液的工序；和使上述分散液干燥，形成導(dǎo)電性膜的工序。另外，技術(shù)方案10的發(fā)明為一種導(dǎo)電性膜的制造方法，其特征在于，其具有下述工序?qū)⒗w維素氧化，制備改性纖維素的工序；使上述改性纖維素分散在分散介質(zhì)中，進(jìn)行微細(xì)化處理，制備含有改性微細(xì)纖維素的分散液的工序；使上述分散液干燥，形成含有改性微細(xì)纖維素的膜的工序；和在上述膜的表面涂布導(dǎo)電性物質(zhì)，形成導(dǎo)電性膜的工序。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，以在表面具有羧基并通過靜電排斥作用形成納米數(shù)量級大小而得到的改性微細(xì)纖維素為主要基材，并復(fù)合導(dǎo)電性物質(zhì)，制成膜，由此，可以提供具有高導(dǎo)電性和高強(qiáng)度、并且兼具透明性的導(dǎo)電性膜。另外，通過使用如纖維素那樣的生物質(zhì)材料，可以實(shí)現(xiàn)碳中性社會，可對減輕環(huán)境負(fù)荷做出非常大的貢獻(xiàn)。
具體實(shí)施例方式下面，說明本發(fā)明的詳細(xì)內(nèi)容。本發(fā)明涉及一種具有良好的導(dǎo)電性的導(dǎo)電性膜。本發(fā)明的導(dǎo)電性膜以表面具有羧基、在溶劑中微細(xì)分散的改性微細(xì)纖維素為主要基材。
作為本發(fā)明的導(dǎo)電性膜的構(gòu)成，可以舉出下述導(dǎo)電性膜，但并不限于這些例子。(I)使表面具有羧基的改性微細(xì)纖維素和導(dǎo)電性物質(zhì)預(yù)先在溶劑中混合，在混合的狀態(tài)下使其干燥而形成的、膜內(nèi)全都混有導(dǎo)電性物質(zhì)的導(dǎo)電性膜；(2)使表面具有羧基的在溶劑中微細(xì)分散的改性微細(xì)纖維素干燥，形成膜，然后，將導(dǎo)電性物質(zhì)涂布在該膜上，僅在表面存在導(dǎo)電性物質(zhì)的導(dǎo)電性膜；(3)準(zhǔn)備其他的基材，在該基材上貼合(I)或(2)所述的膜而成的導(dǎo)電性膜；
(4)準(zhǔn)備其他的基材，將表面具有羧基的在溶劑中微細(xì)分散的改性微細(xì)纖維素涂布在該基材上，形成膜，進(jìn)而將導(dǎo)電性物質(zhì)涂布在該膜上，僅在表面存在導(dǎo)電性物質(zhì)的導(dǎo)電性膜；(5)準(zhǔn)備其他的基材，在該基材上具有在將表面具有羧基的改性微細(xì)纖維素和導(dǎo)電性物質(zhì)預(yù)先在溶劑中混合的狀態(tài)下進(jìn)行干燥而形成的膜的導(dǎo)電性膜；等。本發(fā)明的改性微細(xì)纖維素優(yōu)選具有羧基，并且其羧基含量為I. Ommol/g以上至2. Ommol/g以下。在羧基含量不足I. Ommol/g的情況下,其后即使施加機(jī)械處理,也不會引起充分的靜電排斥，難以使改性微細(xì)纖維素均勻分散。因此，產(chǎn)生分散液的透明性變差、粘度增加等問題。另外，在羧基含量多于2. 0mmol/g的情況下，分散時的纖維素的分解劇烈，易于產(chǎn)生黃變等問題。在羧基含量為I. 0mmol/g至2. 0mmol/g的范圍時，改性微細(xì)纖維素的分散液的透明性優(yōu)異，而且也可以抑制分解等。特別地，本發(fā)明的改性微細(xì)纖維素優(yōu)選在改性微細(xì)纖維素的表面具有羧基。通過在纖維素的表面具有羧基，可以使纖維素之間充分產(chǎn)生靜電排斥，可以使改性微細(xì)纖維素均勻分散。另外，本發(fā)明的改性微細(xì)纖維素優(yōu)選其纖維寬度為Inm以上至500nm以下。纖維寬度小于Inm時，改性微細(xì)纖維素不形成納米纖維狀態(tài)，另一方面，纖維寬度大于500nm時，分散液的透明性受損。本發(fā)明中所用的含有在表面具有羧基的改性微細(xì)纖維素的分散液，如下所示，可經(jīng)由將纖維素改性的工序和將改性纖維素微細(xì)化的工序得到。[將纖維素改性的工序]作為纖維素的原料，可以使用木材漿料、非木材漿料、舊紙紙漿、棉花、細(xì)菌纖維素、斛果殼纖維素(Valonia cellulose)、海鞘纖維素、微細(xì)纖維素、微晶纖維素等，然而特別優(yōu)選具有纖維素I型結(jié)晶結(jié)構(gòu)的天然纖維素。在使用具有纖維素I型結(jié)晶結(jié)構(gòu)的天然纖維素的情況下，在纖維素內(nèi)部具有結(jié)晶性，即使TEMPO氧化后，其結(jié)晶域也不被侵蝕。因此，僅表面被氧化，纖維素分子不會一個個分離，形成納米纖維狀，可以獲得優(yōu)異的透明性和成膜性。其次，作為將纖維素改性的技術(shù)，優(yōu)選在盡可能保持結(jié)構(gòu)的同時可以選擇性地使伯羥基進(jìn)行氧化反應(yīng)的N-氧基化合物的存在下，使用共氧化劑的方法。作為上述的N-氧基化合物，可優(yōu)選使用TEMPO。另外，上述的共氧化劑只要可推進(jìn)氧化反應(yīng)即可，可以使用鹵素、次鹵酸、亞鹵酸、高鹵酸、或它們的鹽、鹵素氧化物、氮氧化物、過氧化物等任一氧化劑。從獲得的容易性、反應(yīng)性的方面考慮，優(yōu)選次氯酸鈉。進(jìn)而，如果使反應(yīng)體系中共存溴化物、碘化物，則可以使氧化反應(yīng)更順利地進(jìn)行，可以改善羧基的引入效率。
用作N-氧基化合物的TEMPO的用量只要具有作為催化劑發(fā)揮功能的量足以。另夕卜，作為溴化物，從成本、穩(wěn)定性考慮，優(yōu)選使用了溴化鈉的體系。共氧化劑、溴化物或碘化物的用量只要為可以促進(jìn)氧化反應(yīng)的量足以。而且，反應(yīng)中優(yōu)選保持體系內(nèi)為堿性，更優(yōu)選為pH9 11。為了保持體系內(nèi)為堿性，可以通過一邊啟動一邊添加堿性水溶液來調(diào)制pH為恒定。作為堿性水溶液，可使用氫氧化鈉、氫氧化鋰、氫氧化鉀、氨水溶液等，然而從成本、獲得容易程度等考慮，優(yōu)選氫氧化鈉。為了使氧化反應(yīng)終止，需要在保持體系內(nèi)的pH的同時添加其他的醇，將共氧化劑完全反應(yīng)完。作為添加的醇，為了快速終止反應(yīng)，優(yōu)選甲醇、乙醇、丙醇等低分子量的醇。從反應(yīng)生成的副產(chǎn)物的安全性等考慮，更優(yōu)選乙醇。作為氧化后的氧化紙漿的清洗方法，有在與堿形成鹽的形式下直接清洗的方法、添加酸形成羧酸后清洗的方法、添加有機(jī)溶劑進(jìn)行不溶解處理后清洗的方法等。從處理性、收率等考慮，優(yōu)選添加酸形成羧酸后清洗的方法。此外，作為清洗溶劑，優(yōu)選水。 [將改性纖維素微細(xì)化的工序]作為將氧化的改性纖維素微細(xì)化的方法，首先，將改性纖維素浸在作為分散介質(zhì)的水中，然后需要用堿調(diào)整為PH3 12。如果調(diào)制為pH6 12進(jìn)行微細(xì)化，則通過羧基的靜電排斥，改性纖維素被解纖至納米數(shù)量級，溶液的透明性升高。另外，PH3 6下，難以引起靜電排斥，從而液體不透明。作為調(diào)制pH的堿,可以使用氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨水溶液、以及氫氧化四甲基銨、氫氧化四乙基銨、氫氧化四丙基銨、氫氧化四丁基銨、氫氧化芐基三甲基銨等有機(jī)堿。在使用水作為分散介質(zhì)的情況下，可以得到穩(wěn)定的分散狀態(tài)，然而根據(jù)干燥條件、對液體物性的改善和控制等各種目的，除水以外，也可以使用甲醇、乙醇、異丙醇、叔丁醇、醚類、酮類或它們的兩種以上的混合溶劑。其次，作為將改性纖維素進(jìn)行物理性解纖的方法，可以通過使用高壓均質(zhì)機(jī)、超高壓均質(zhì)機(jī)、珠磨機(jī)、球磨機(jī)、切割研磨機(jī)、噴射式粉碎機(jī)、研磨機(jī)(grinder)、榨汁攪拌機(jī)(juicer mixer)、均相混合機(jī)、超聲波均化器、納米級均質(zhì)機(jī)、水中對向碰撞設(shè)備等來進(jìn)行微細(xì)化處理。該工序中，由于分散液的高粘度化導(dǎo)致需要高能量，所以分散液中的改性纖維素的量優(yōu)選為10wt%以下。通過進(jìn)行任意時間的這些微細(xì)化處理，可以得到含有在C6位具有羧基的改性微細(xì)纖維素的分散液。 接下來，對于本發(fā)明中的導(dǎo)電性物質(zhì)進(jìn)行說明。本發(fā)明中的導(dǎo)電性物質(zhì)是指具有導(dǎo)電性的有機(jī)物，特別優(yōu)選導(dǎo)電性高分子或微細(xì)碳。作為導(dǎo)電性高分子，可以舉出聚苯胺系高分子、聚吡咯系高分子、聚噻吩系高分子等。上述各高分子系是包含所有的基本的主鏈結(jié)構(gòu)為各高分子，對其進(jìn)行化學(xué)修飾從而顯示出導(dǎo)電性的高分子。例如，可以舉出聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚3-烷基噻吩、聚二烷基噻吩、聚對苯撐、聚對苯撐乙烯撐、聚乙炔、聚苯撐乙烯撐、聚3，4-亞乙基二氧噻吩(PEDOT)等。具體可以舉出使用聚苯乙烯磺酸(PSS)作為摻雜劑兼水分散劑使PEDOT以納米數(shù)量級在水中微分散而得到的PEDOT/PSS。PED0T/PSS廣泛為人們所知的是H. C. Starck社制造的Baytron。另外，在使用PED0T/PSS的情況下，已知通過相對于水分散液全體，添加5%左右二甲基亞砜、N-甲基-2-吡咯烷酮、乙二醇等，導(dǎo)電性得到飛躍性地提高。上述的導(dǎo)電性高分子可以單獨(dú)使用，也可以組合多種使用。另一方面，所謂微細(xì)碳，例如，可以舉出碳納米管、 碳納米纖維、碳納米顆粒、納米突、富勒烯等任一種以及它們的兩種以上的混合物等。碳納米管有具有一層石墨片材卷成筒狀形狀的結(jié)構(gòu)的單層碳納米管和單層碳納米管以同心圓狀層合而成的多層碳納米管。為了表現(xiàn)出高導(dǎo)電性，優(yōu)選比表面積大，因此，優(yōu)選單層碳納米管。另外，其純度優(yōu)選盡可能高以獲得高導(dǎo)電性，優(yōu)選純度為90%以上。上述的微細(xì)碳可以單獨(dú)使用，或者也可以兩種以上組合使用。導(dǎo)電性高分子或微細(xì)碳可以分別單獨(dú)使用，或者也可以將導(dǎo)電性高分子和微細(xì)碳組合使用。接下來，對混合改性微細(xì)纖維素和導(dǎo)電性物質(zhì)的工序進(jìn)行說明。[混合改性微細(xì)纖維素和導(dǎo)電性物質(zhì)的工序]作為混合改性微細(xì)纖維素和導(dǎo)電性物質(zhì)的工序，可以舉出下述方法等。(I)將含有改性微細(xì)纖維素的分散液和含有導(dǎo)電性物質(zhì)的分散液從分散狀態(tài)進(jìn)行混合來制備分散液的方法；(2)將改性微細(xì)纖維素粉末和含有導(dǎo)電性物質(zhì)的分散液混合后制備分散液的方法;(3)將含有改性微細(xì)纖維素的分散液和導(dǎo)電性物質(zhì)粉末混合后制備分散液的方法;(4)將改性微細(xì)纖維素粉末和導(dǎo)電性物質(zhì)粉末混合后使其再分散來制備分散液的方法。如果使改性微細(xì)纖維素干燥，然后進(jìn)行再分散，則纖維素凝集，難以再分散，因而優(yōu)選(I)或(3)的方法。對于導(dǎo)電性物質(zhì)，也是混合前為分散狀態(tài)的話混合后易于分散，因而更優(yōu)選(I)的方法。此時，優(yōu)選當(dāng)設(shè)定改性微細(xì)纖維素為I時，按質(zhì)量基準(zhǔn)混合O. 01以上至I以下的導(dǎo)電性物質(zhì)。另外，在本發(fā)明中，在導(dǎo)電性物質(zhì)分散時、以及改性微細(xì)纖維素與導(dǎo)電性物質(zhì)混合時，可以將離子液體添加在體系內(nèi)以使導(dǎo)電性提高或使膜的柔軟性提高?？梢允褂糜H水性離子液體、疏水性離子液體的任何一種，然而由于分散介質(zhì)優(yōu)選使用水，所以優(yōu)選親水性離子液體。例如，可以舉出1，3-二甲基咪唑鎗二甲基磷酸酯、I-丁基-3-甲基咪唑鎗六氟磷酸鹽、I-乙基-3-甲基咪唑鎗乙基硫酸酯、I-乙基-3-甲基咪唑鎗硫酸氫鹽、I-乙基-3-甲基咪唑鎗甲磺酸鹽、I-乙基-3-甲基咪唑鎗三氟甲烷磺酸鹽、氯化I-己基-3-甲基咪唑鎗、氯化I-甲基-3-正辛基咪唑鎗、碘化I-甲基-3-丙基咪唑鎗、I-乙基-3-甲基吡啶鎗乙基硫酸酯、四氟硼酸N，N-二乙基-N-甲基-N-(2-甲氧基乙基)銨等。但是，只要為親水性離子液體即可，可以使用任何親水性離子液體。此時，優(yōu)選當(dāng)將改性微細(xì)纖維素設(shè)定為I時，按質(zhì)量基準(zhǔn)添加O. 01以上至O. 3以下的離子液體。作為本發(fā)明的使用含有改性微細(xì)纖維素的分散液、或含有改性微細(xì)纖維素和導(dǎo)電性物質(zhì)的分散液來形成膜的工序，可以舉出在基材上涂布上述分散液，將形成的膜剝離而得到膜的方法；以及通過澆注來得到膜的方法；等。另外，作為本發(fā)明的在改性微細(xì)纖維素膜上涂布導(dǎo)電性物質(zhì)來得到導(dǎo)電性膜的方法，可以使用利用逗號涂布機(jī)、輥涂機(jī)、逆轉(zhuǎn)輥筒涂布機(jī)、凹版涂布機(jī)、微凹版涂布機(jī)、氣刀涂膠機(jī)、刮棒涂布機(jī)、線棒涂布機(jī)、模涂機(jī)、浸潰涂布機(jī)、刮板式涂布機(jī)、刷涂機(jī)、幕涂機(jī)、狹縫式模頭擠出涂布機(jī)、旋涂機(jī)等的涂布方法。另外，作為本發(fā)明中所用的用于形成導(dǎo)電性膜的基材、或構(gòu)成導(dǎo)電性膜的其他基材，可以使用由各種高分子組合物形成的塑料材料。例如，可使用由聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴系、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯系、三乙酰纖維素、二乙酰纖維素、賽璐玢等纖維素系、6-尼龍、6，6-尼龍等聚酰胺系、聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸系、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酰亞胺、聚乙烯醇、聚碳酸酯、乙烯-乙烯醇等形成的塑料材料。另外，還可以使用成分中含以上塑料材料的至少一種以上、或者共聚成分中含以上塑料材料的至少一種以上、或者成分中含它們的化學(xué)修飾體的有機(jī)高分子材料。另外，作為本發(fā)明中所用的用于形成導(dǎo)電性膜的基材，可以使基材中含有氟系或硅酮系等脫模劑、或在基材上預(yù)先涂布上述脫模劑形成脫模層，以能夠從基材上容易地剝離導(dǎo)電性膜。另外，對于構(gòu)成導(dǎo)電性膜的其他基材的表面，為了提高與含有改性微細(xì)纖維素·的膜的密合性，可以預(yù)先對基材表面實(shí)施電暈處理、等離子體處理、火焰處理、臭氧處理、底涂處理等的表面改性處理。進(jìn)而，近年來，利用環(huán)境負(fù)荷即使降低很少的材料也認(rèn)為是有效的。在構(gòu)成本發(fā)明的導(dǎo)電性膜的其他基材方面，例如，可以使用包含由聚乳酸、生物聚烯烴等植物進(jìn)行化學(xué)合成而得到的生物塑料、或羥基烷酸等微生物產(chǎn)生的塑料的基材。另外，也可以使用木材或草木等天然纖維經(jīng)紙漿化、抄紙等工序得到的紙、由天然纖維形成的無紡布等。而且，也可為包含纖維素系材料、包含賽璐玢、乙酰化纖維素、纖維素衍生物等的基材。另外，本發(fā)明的導(dǎo)電性膜優(yōu)選形成膜后的霧度為30%以下，更優(yōu)選為10%以下。霧度為30%以上時，妨礙在光學(xué)用途或顯示屏用途等需要透明性的領(lǐng)域中的應(yīng)用。實(shí)施例下面，基于實(shí)施例，詳細(xì)說明本發(fā)明，然而本發(fā)明的技術(shù)范圍并不限于這些實(shí)施方式。[制造例]<纖維素的TEMPO氧化>將針葉樹漂白牛皮紙漿30g懸浮在蒸餾水1800g中，將在蒸餾水200g中溶解TEMPO O. 3g、溴化鈉3g而得到的溶液加入其中，冷卻至20°C。向其中以滴加方式添加用IN的HCl水溶液調(diào)整為pHIO的2mol/l、密度I. 15g/ml的次氯酸鈉水溶液220g，開始氧化反應(yīng)。體系內(nèi)的溫度總保持為20°C，對于反應(yīng)中的pH的降低，通過添加O. 5N的氫氧化鈉水溶液來繼續(xù)保持為pHIO。當(dāng)相對于纖維素的質(zhì)量，氫氧化鈉成為2. 5mmol/g時，添加足夠量的乙醇使反應(yīng)停止。其后，添加鹽酸直至形成PH3，然后用蒸餾水反復(fù)充分清洗，得到改性纖維素。稱取以固態(tài)成分質(zhì)量計為O. Ig的所得到的氧化紙漿，以1%濃度分散在水中，加入鹽酸，使PH為3。其后，利用O. 5N氫氧化鈉水溶液通過電導(dǎo)度滴定法求出羧基含量(mmol/g)，其為 I. 6mmol/g0<含有改性微細(xì)纖維素的分散液的制備>
使上述的TEMPO氧化紙漿4g分散在396g的蒸餾水中，使用氫氧化鈉水溶液調(diào)整為PH10。用混合器對調(diào)整的分散液進(jìn)行60分鐘微細(xì)化處理，制備成含有改性微細(xì)纖維素的分散液。[實(shí)施例I]將單層碳納米管IOOmg添加在水20ml中，攪拌直至形成均勻分散狀態(tài)。進(jìn)而，力口入上述制造例中制造的含有改性微細(xì)纖維素的分散液5g，再次攪拌至均勻。將制成的分散液澆注在聚苯乙烯板上，于室溫自然干燥，得到使用碳納米管作為導(dǎo)電性物質(zhì)的導(dǎo)電性膜。[實(shí)施例2]
對1%PED0T/PSS (H. C. Starck 社制造的 Baytron PH500) IOg, 二甲基亞砜 5mg 進(jìn)行攪拌直至形成均勻分散。進(jìn)而，加入在上述制造例中制成的含有改性微細(xì)纖維素的分散液5g，再次攪拌至均勻。將制成的分散液澆注在聚苯乙烯板上，于室溫自然干燥，得到使用PED0T/PSS作為導(dǎo)電性物質(zhì)的導(dǎo)電性膜。[實(shí)施例3]將上述制造例中制成的含有改性微細(xì)纖維素的分散液5g澆注在聚苯乙烯板上，于室溫自然干燥。在所得的纖維素膜上滴加1%PED0T/PSS (5% 二甲基亞砜)，通過旋涂來成膜，然后干燥，得到導(dǎo)電性膜。[比較例I]將上述制造例中制成的含有改性微細(xì)纖維素的分散液5g澆注在聚苯乙烯板上，于室溫自然干燥，得到纖維素膜。[比較例2]使上述制造例的改性纖維素以固態(tài)成分量為50mg懸浮在水中，其后，澆注在聚苯乙烯板上，于室溫自然干燥，得到改性纖維素紙。[比較例3]對1%PED0T/PSS 10g、二甲基亞砜5mg進(jìn)行攪拌直至形成均勻分散。進(jìn)而，加入在上述制造例中制成的改性纖維素的懸浮液5g，再次攪拌。將制造的懸浮液澆注在聚苯乙烯板上，于室溫自然干燥，得到使用PED0T/PSS作為導(dǎo)電性物質(zhì)的導(dǎo)電性紙。<電導(dǎo)率評價>對所得的上述實(shí)施例I 3和比較例I 3的膜或紙，使用依據(jù)JIS-K6911的表面電阻計進(jìn)行評價。其結(jié)果列于表I。<膜粘彈性>將所得到的上述實(shí)施例I 3和比較例I 3的膜切割，使用粘彈性測定裝置(SII Nanotechnology、EXSTAR DMS 100),對10_X20mm的試驗片以拉伸模式并設(shè)定頻率為1Hz、升溫速度為2V /min、溫度范圍為20°C 180°C，進(jìn)行粘彈性測定(50mN)。求出25°C的E’。其結(jié)果列于表I?！茨さ撵F度〉對于所得到的上述實(shí)施例I 3和比較例I 3的膜的霧度，使用霧度計測定。其結(jié)果列于表I。表I
權(quán)利要求
1.一種導(dǎo)電性膜，其特征在于，其至少由具有羧基的改性微細(xì)纖維素和一種或兩種以上的導(dǎo)電性物質(zhì)構(gòu)成。
2.如權(quán)利要求I所述的導(dǎo)電性膜，其特征在于，所述改性微細(xì)纖維素的纖維寬度為Inm以上至500nm以下,并且羧基含量為I. Ommol/g以上至2. Ommol/g以下。
3.如權(quán)利要求2所述的導(dǎo)電性膜，其特征在于，所述纖維素為具有纖維素I型結(jié)晶結(jié)構(gòu)的天然纖維素。
4.如權(quán)利要求3所述的導(dǎo)電性膜，其特征在于，所述導(dǎo)電性物質(zhì)為導(dǎo)電性高分子。
5.如權(quán)利要求4所述的導(dǎo)電性膜，其特征在于，所述導(dǎo)電性高分子為選自聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺中的一種或兩種以上的導(dǎo)電性高分子。
6.如權(quán)利要求3所述的導(dǎo)電性膜，其特征在于，所述導(dǎo)電性物質(zhì)為微細(xì)碳。
7.如權(quán)利要求3所述的導(dǎo)電性膜，其特征在于，其還包含離子液體。
8.如權(quán)利要求3所述的導(dǎo)電性膜，其特征在于，所述導(dǎo)電性膜的霧度為30%以下。
9.一種導(dǎo)電性膜的制造方法，其特征在于，其具有下述工序?qū)⒗w維素氧化，制備改性纖維素的工序；使所述改性纖維素分散在分散介質(zhì)中，進(jìn)行微細(xì)化處理，制備改性微細(xì)纖維素的工序；將所述改性微細(xì)纖維素和導(dǎo)電性物質(zhì)混合，制備分散液的工序；和使所述分散液干燥，形成導(dǎo)電性膜的工序。
10.一種導(dǎo)電性膜的制造方法，其特征在于，其具有下述工序?qū)⒗w維素氧化，制備改性纖維素的工序；使所述改性纖維素分散在分散介質(zhì)中，進(jìn)行微細(xì)化處理，制備含有改性微細(xì)纖維素的分散液的工序；使所述分散液干燥，形成含有改性微細(xì)纖維素的膜的工序；和在所述膜的表面涂布導(dǎo)電性物質(zhì)，形成導(dǎo)電性膜的工序。
全文摘要
本發(fā)明的課題是提供一種導(dǎo)電性膜，其具備也可以適用于電子器件的優(yōu)異的導(dǎo)電性，并進(jìn)一步使導(dǎo)電不均減小，并且具有高強(qiáng)度。本發(fā)明的解決方法是提供一種導(dǎo)電性膜，其至少由具有羧基的改性微細(xì)纖維素和一種或兩種以上的導(dǎo)電性物質(zhì)構(gòu)成。另外，導(dǎo)電性膜通過下述工序形成將纖維素氧化，制備改性纖維素的工序；使改性纖維素分散在分散介質(zhì)中，進(jìn)行微細(xì)化處理，制備改性微細(xì)纖維素的工序；將改性微細(xì)纖維素和導(dǎo)電性物質(zhì)混合，制備分散液的工序；和使分散液干燥，形成導(dǎo)電性膜的工序。
文檔編號B32B7/02GK102804286SQ20118001468
公開日2012年11月28日 申請日期2011年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月25日
發(fā)明者木村光晴, 大森友美子 申請人:凸版印刷株式會社