課題番号 ：S-13-NU-0015
利用形態 ：共同研究
利用課題名（日本語） ：高透明高導電性複合材料に関する研究
Program Title (English) ：Study on composites with high conductivity and transparency
利用者名（日本語） ：山田敏郎, 多田薫，大澤六合豊
Username (English) ：T. Yamada, K. Tada, K. Osawa
所属名（日本語） ：金沢大学理工研究域
Affiliation (English) ：College of Science and Engineering, Kanazawa Univ.

１． 概要（Summary ）
導電性高分子は一般的に高価である無機半導体の代替材料に向けて注目されている。代替材料として実用化されるためには，透明性や導電性の向上が求められる。
　導電性高分子のポリアニリンスルホン酸（PAS）と水分散性ポリエステル（PEｓ）とを混合しポリエステル（PET）基材上に塗布し，乾燥して得られたPAS/PEｓ積層PETフィルムが優れた導電性を示す。PEｓによる導電性向上の機構はPEｓナノ粒子の周囲にPAS分子の導電性ネットワークを形成することに起因する1）。
しかし，ナノサイズ粒子とPASからなる複合材の報告が少なく，ナノサイズ粒子とPASとの相互作用の様子を示唆する知見が少ないため，ナノサイズ粒子がPAS複合材に与える導電性向上効果を明らかにすることを目的に，親水性及び疎水性官能基を修飾したシリカナノ粒子とポリビニルアルコール（PVA）を用いて微粒子充填導電性高分子複合材(PAS/PVA/Particles)を作製し，複合材の導電性から導電性向上効果を検討した。
２．実験（Experimental）
　アミノ基修飾シリカナノ粒子は文献2)を基に合成した。ホスホン酸基修飾シリカナノ粒子は文献3)を基に合成した。疎水性官能基修飾粒子は日本アエロジル(株)より提供を受けた。
　複合材調製液は，各種シリカナノ粒子，PASの5％水溶液，PVAの20％水溶液，純水の順番で添加し，ホモジナイザーで10分間撹拌(6500rpm)して調製した。複合材調製液をスライドガラス（76.2×25.4㎜）上にバーコーター（40番）を用いて塗布し，110℃で1時間乾燥させてPAS複合材積層フィルムを作製した。粒子濃度は0, 5, 10, 20％とした。
表面抵抗率測定は表面抵抗計Model152（トレック・ジャパン（株））を使用した。
３．結果と考察（Results and Discussion）
　PAS/PVA/Particles複合材料における各種修飾シリカナノ粒子の濃度と体積抵抗率の関係をFig. 1-2に示す。未修飾シリカナノ粒子充填系では粒子濃度増大に従い体積抵抗率が減少した。アミノ基修飾シリカナノ粒子では未修飾シリカナノ粒子充填系と比較して体積抵抗率が増大した。これはアミノ基とPAS中のスルホン酸基とが中和反応し，PASのプロトン化能を失ったためと考えられる。ホスホン酸基修飾シリカナノ粒子系では，粒子濃度が増大するに従い体積抵抗率が低下したが，未修飾シリカナノ粒子充填系と同程度であった。また，疎水基修飾シリカナノ粒子充填系では，未修飾シリカナノ粒子充填系と比較して体積抵抗率が低下しなかったため，導電性向上効果は粒子表面の官能基の効果が見られず，シリカナノ粒子の添加による体積排除効果が要因であると推定される。

４．その他・特記事項（Others）
1) S. Konagaya et al., 成形加工 17 (8), 2005, 543
2) Y. Shirai et al., React. Funct. Polym., 32, 153 (1997)
3) Y. G. Jin et al., J. Mater. Chem., 19, 2363 (2009)
５．論文・学会発表（Publication/Presentation）
1) K. Osawa et al., 成形加工28 (2), 2016, 75-80
2)K. Osawa et al., プラスチック成形加工学会第20回秋季大会, 平成24年12月1日
６．関連特許（Patent）
　該当なし