JP2001511581A - 固有導電性ポリマーと金属との化合物 - Google Patents

固有導電性ポリマーと金属との化合物

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Abstract

(57)【要約】 【課題】従来の導電性ポリマーに比べてｐＨ値の変動に対し導電性が影響されず（感応性が低い）、プリント回路板の製造もしくは腐食防止に用いた場合に、従来の導電性ポリマーに比べて利点の多い電気的導電性化合物を提供する。 【解決手段】固有導電性ポリマー、特にポリアニリンと金属との化合物により上記課題を解決する。これらの化合物、これらの製造方法及びこれら化合物の用途が提供される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、本質的に（固有）導電性のポリマー、特にポリアニリンと金属との
化合物、これらの製造方法及びこれら化合物の用途に関する。
【０００２】 共役系の本質的に（固有）導電性のポリマー、例えばポリアニリン（ポリ−フ
ェニレンアミン類）と金属との化合物は、これまでに知られていない。
【０００３】 本発明による化合物の一成分（component）である「共役系の本質的に（固有 ）導電性のポリマー ”Conjugated and intrinsically conductive polymers” 」とは、多共役結合系（例えば、二重結合、芳香環ないしヘテロ芳香環又は三重
結合）を備えた有機ポリマー及びその誘導体を意味するものとする。これらのポ
リマーの例としては、ポリジアセチレン、ポリアセチレン（ＰＡＣ）、ポリピロ
ール（ＰＰｙ）、ポリアニリン（ＰＡｎｉ）、ポリチオフェン（ＰＴｈ）、ポリ
イソチアナフテン（ＰＩＴＮ）、ポリフェニレンビニレン、ポリヘテロアリーレ
ンビニレン（ＰＡｒＶ）、（ここでヘテロアリーレン基は例えばチオフェンもし
くはピロールでもよい）、ポリ−ｐ−フェニレン（ＰｐＰ）、ポリフェニレンス
ルフィド（ＰＰＳ）、ポリペリナフタレン（ＰＰＮ）及びそれらの誘導体（例え
ば、置換基を含む単量体（モノマー）から成る）、他のモノマーとのそれらの共
重合体（コポリマー）並びにそれらの物理的混合物がある。これらのポリマーは
、個々に種々の相異なる加算式によって記載され、且つ（電気）化学的反応（例
えば酸化、還元、酸／塩基反応又は錯体形成によって多くは基本的に可逆的に相
互に変換可能な、種々の状態において存在することができる。これらの反応は時
折、文献上に「ドープ（doping）」又は「補償（compensation）」と記載された
り、電池の電気化学的工程に類似する「充電（charging）」及び「放電（discha
rging）」とみなしうるこができる。これらの可能な形態の少くとも１つが、導 電性が非常に良く、例えば１Ｓ／ｃｍより高く（純物質として）このため、本質
的に導電性のポリマー（固有導電性ポリマー）と称することができる。
【０００４】 これまでに合成されており、本発明に従って適切な、本質的に導電性のポリマ
ーの良い概観は、Ｓynthetic Ｍetals, 発行（issues）第１７−１９（１９８７
年）及び vol.８４−８６（１９９７年）に見られる。
【０００５】 これらの導電性ポリマーは、プリント基板（回路板；printed circuit boards
）の金属被覆に既に用いられている（ＷＯ−Ａ−９７／２００８４号参照。）と
共に、腐食防止（防食）用にも用いられている（ＷＯ−Ａ−９５／００６７８号
参照。）。
【０００６】 本発明の目的は、ｐＨ値の変動（changes）に対し従来の導電性ポリマーに比 べて導電性が影響されず（感応性が低い；less sensitive）、回路板の製造もし
くは防食に用いた場合に、従来の導電性ポリマーに比べて利点の多い電気的導電
性化合物を提供することにある。
【０００７】 この目的は、請求項１〜８による化合物によって達成される。本発明は、また
請求項第９〜１２による方法及び請求項第１３による用途にも向けられる。
【０００８】 本発明による化合物は、本質的に導電性の（固有導電性）ポリマーと金属との
化合物である。このタイプの化合物はこれまでには知られていない。
【０００９】 本質的に導電性のポリマーが、驚くべきことに、金属との純化合物を生成する
ことができ、製造されたポリマー−金属化合物が同様に導電性を示すことが見出
された。
【００１０】 本研究の結果、本化合物は下記の一般式（Ｉ）に示す形の共重合体（コポリマ
ー）のように構成されているものと考え（assume）られた。
【００１１】 [(ＤＵ)a ・ x(Ｍｅa+)x(ＤＵoxＨ+)y](ａ・ｘ＋ｙ)Ａ- （Ｉ） ここに ＤＵ＝ポリマーの二量体単位（ダイマーユニット）； ＤＵox＝二量体単位の酸化形態； Ｍｅa+＝イオン価ａの金属イオン； ａ＝金属イオンのイオン価； ｘ＝１から１０，０００までの整数； ｙ＝０ないし１００００の整数；及び Ａ-＝アニオン。
【００１２】 更に、金属が化学的に二量体に結合していて、各々の二量体単位が１価の金属
イオンと結合しうることが考えられた。一方、２価の金属イオンと結合するには
、少くとも２つの二量体単位が必要とされる。また、二量体単位は、ドープされ
た形で存在し得る。二量体単位ＤＵの例は、ポリピロール、ポリチオフェン、ポ
リアセタレン及びポリアニリンについて示すと、
【００１３】
【化１】
【００１４】 アニオンとしては、特に１価のアニオン例えば塩化物、トルエンスルフォネー
ト、ドデシルベンゼンスルフォネートがある。多価のアニオンも同様に可能であ
るが、これらはそれ相応に少数において存在する。
【００１５】 従って、ポリアニリンと鉄及び銅との好ましい化合物は、次式（II）、（III ）におそらく対応している。
【００１６】
【化２】
【００１７】
【化３】
【００１８】 本発明による化合物において、金属は、通常は、１価もしくは多価の正イオン
として存在するが、正確な酸化度（程度）は、本発明にとって重要ではなく、周
囲の環境、条件に依存する。金属は、例えばポリマーとの内部レドックス（酸化
還元）反応のため、酸化度０を有していてもよい。
【００１９】 シシカバブ“shish-kebab”原理に従って生成されたそのポリマー、即ち電子 リッチな単量体単位が例えばポリフタロシアニン類の場合のように相互に積層さ
れたポリマーは、本発明によるポリマーとしては不適当である。
【００２０】 金属とポリマーとが化合物中において化学的に結合している形態は、これまで
に解明できなかった。おそらくは、複合体の結合（complex bond）であると思わ
れる。いずれにせよ、ポリマー中の単量体のモル数を基準にして、０を超えて５
０モル％までの量の１価イオン及び２５モル％までの量の２価のイオンを有する
化学量論的に規定された化合物が可能である。
【００２１】 先行技術では、本質的に導電性のポリマーとしては、電子リッチな構造の要素
、例えば二重結合又は芳香環もしくはヘテロ芳香環系が重畳（overlap）された ものと、ブレンステッド（Broenstedt acids）酸によるブロトン化又はルイス酸
による酸化即ちいわゆるドーピングによって導電性とされたものしか知られてい
なかった。従来は、本発明による化合物の場合のようにポリマーと金属との間の
化学結合が存在するものは知られていなかった。
【００２２】 本発明による化合物は、好ましくは金属として、鉄、銅、亜鉛、マグネシウム
、カドミウム又は錫を含有する。ここでは、鉄及び銅が特に好ましい。
【００２３】 本質的に導電性のポリマーとしては、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリチ
オフェン、ポリフェニレンビニレン、及び特にポリアニリンが好ましい。
【００２４】 本発明による化合物は、好ましくは水性又は有機分散剤（dispersing agents ）中の分散体の形で、又はそれらを含有する塗料（paints）もしくはポリマーブ
レンドの形で存在する。ポリマーブレンドは、本発明による化合物の他に、他の
ポリマー、コポリマー又はポリマー混合物、例えばポリアミド、ポリエステル、
ポリエーテル、例えばポリエチレンオキサイド、水性のコポリマーラテックス、
例えばビニルアセテート/ブチルアクリレート、又は他のコポリマーラテックス 、及び／又はポリビニルアルコールも含有する。特に好ましい他のポリマーは、
ポリアミドである。
【００２５】 その他に、Ｎ−メチルピロリドン及びイソプロパノール中の分散体として、Ｕ
Ｖ−ＶＩＳ−ＮＩＲ領域（紫外-近赤外領域）の分光学的分析に際して、 銅−ポリアニリン化合物：２８５±５ｎｍ、 鉄−ポリアニリン化合物：２８０±５ｎｍ、及び 亜鉛−ポリアニリン化合物：３３２±５ｎｍ の波長において最大吸収を示す、ポリアニリンと銅、鉄もしくは亜鉛との化合物
が好ましい。
【００２６】 本発明による金属−ポリマー化合物は、 （ａ）本質的に導電性のポリマーの分散体を選択された元素の形の金属と接触
させ、その際 （ｂ）金属と該分散体との界面において物質交換が確実に行われるようにする
ために、分散媒を運動（撹拌等）させ、及び （ｃ）金属−ポリマー化合物が生成されるまで該分散体を金属と接触させる ことにより製造可能である。
【００２７】（ａ）について 分散体は、水、水性溶剤もしくは有機溶剤中の分散体である。適切な分散体は
、例えばＷＯ−Ａ−９７／２００８４号及びＤＥ−Ｃ−３８３４５２６号公報等
に記載されている。金属は、元素の形（elemental form）、例えばホイル（箔）
状、シート（板）状又は粒状物の形で用いられる。
【００２８】（ｂ）について 分散媒が動く（移動、撹拌等）ことが必須である。それは、分散媒を動かさな
い場合、導電性ポリマーの層が金属上に付着するのみとなり、本発明による化合
物は生成されないからである。分散媒の運動は、慣用の撹拌機もしくは分散媒を
金属に接するように流すことによって行い得る。
【００２９】（ｃ）について 本発明による化合物を生成させる上では、選択されたポリマーの分散体に短時
間金属を浸漬させるだけでは不十分であることが見出されている。寧ろ、比較的
長時間の接触が必要とされる。個々の場合に必要となる接触時間は、例えばＵＶ
−ＶＩＳ−ＮＩＲ分光法によって反応過程をモニターすることによって決めるこ
とができる。その場合、金属−ポリマー化合物の形成は、スペクトルの一定の（
constant）変化によってここでは示される。選択された条件の下での完全な反応
は、スペクトルにおいて更なる変化が検出できなくなる時に達成される。
【００３０】 通常は、金属とポリマー分散体との接触は０．１分から１０，０００分、好ま
しくは１分から１，０００分までの間行われる。
【００３１】 工程（ｃ）の次に、任意的に生成した金属−ポリマー化合物を分散体から分離
する更なる別の工程を行うことができる。。このためには、分散体を、例えば濾
過し、濾去された金属−ポリマー化合物を洗浄し乾燥することができる。
【００３２】 本発明による化合物は、本質的に（固有）導電性のポリマーの還元形の分散体
を選択された金属のイオンと接触させる方法によっても製造できる。その還元体
を製造するには、ポリマーと、例えば水素化ホウ素ナトリウム（sodium borohyd
ride）とを反応させことができる。
【００３３】 この反応の過程は、同様に例えば分光分析（分光法）によってモニターするこ
とができ、反応の終了後に、生成した金属−ポリマー化合物を前記のようにして
分離することができる。
【００３４】 金属−ポリマー化合物を生成させる上で更に研究を行った結果、反応条件を変
更しても常に、導電性ポリマーと金属との間の電子の移動が起こり、それによっ
てこれらの出発物質の間に酸化還元（レドックス）反応が生ずるものと推定され
た。反応条件の変更によって、個々の場合に、例えば結合金属の含量の相違によ
って特徴付けられる化合物が得られる。即ち、金属の含量は、分散体との接触時
間とか、分散媒の運動（撹拌）の度合とかによって影響され得る。反応時間を長
くしたりより激しく撹拌したりすることによって、製造された化合物中の金属含
量をより高くすることができる。
【００３５】 以下の説明及び実施例に示される製造形態は、ポリアニリンに関するものであ
るが、他の本質的に導電性のポリマーにも容易に適用することができる。
【００３６】 例えば、ＤＥ−Ｃ−３８３４５２６号公報に開示されたようなＮ−メチルピロ
リドン（ＮＭＰ）とイソプロパノールの混合物中のポリアニリン分散体に、銅、
鉄及び亜鉛の金属片を添加し、この混合物を絶えず撹拌しながら定期的に分光学
的に分析するにより検査する（実施例１）ことによって、本発明による金属−ポ
リマー化合物の製造時の反応過程を更に詳細に検討した。図１−３に示したよう
に、出発混合物のスペクトル並びに反応の過程中において記録された変化したス
ペクトルが得られた。縦軸は吸光度（Extinction）、横軸は波長（Wavelength）
ｎｍである。
【００３７】 図４には、生じた変化を図示できるように、出発時のスペクトルと最終時のス
ペクトルとが重ね描き（superimpose）されている。
【００３８】 ここで、各々の金属−ポリアニリン化合物が別々のスペクトルを生ずることが
注目される。これは、各々の化合物が別の１つの構造をもち、ポリアニリンと金
属との電子の間に別の相互作用を生じさせるとする推定を示唆する。スペクトル
の連続的な変化は、反応の過程（推）、即ち新しい化合物の生成を示している。
【００３９】 スペクトルの変化は、全ての反応において単一のパターンに従っている。ポリ
アニリンのバンドの強度は、約８００ｎｍにおいて、全ての場合に減少している
。鉄（Ｆｅ）化合物の場合には、バンドの最大値は、より高波長側に移行し、銅
の場合には、より低い波長側に移行し、亜鉛の場合には、バンドは完全に消失し
、約６４０ｎｍのバンドのみが見られる。
【００４０】 約４３０ｎｍにおけるバンドについては、強度が全ての場合に減少し、鉄（Ｆ
ｅ）の場合には、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）の場合に比べて、その程度がより弱
く（lesser extent）なる。
【００４１】 全ての場合に、約３２５ｎｍのバンド及び２８０ｎｍの肩（shoulder）は強め
られている。全ての場合に明確なアイソベスチック（isobestic）な点が見られ た。鉄の場合には、３２０ｎｍの肩部を有する２８０ｎｍのところに新しい最大
吸収が形成され、銅の場合、約２８２ｎｍにおいて（鉄の場合よりも強い）非常
に強い最大値があり（微細構造なし）、亜鉛の場合、３３２ｎｍに最大値（鉄化
合物の肩部とほぼ同じ強さ）があり、一方、亜鉛化合物は、２８０ｎｍ（鉄化合
物がある強い最大値を示す波長）において、只１つの弱い肩部を示す。
【００４２】 比較のために検討された純粋な導電性ポリマーの分散体と対応する金属のイオ
ンとの混合物は、純粋ポリマーのものに対応したスペクトルを与えた、故に本発
明による化合物のスペクトルとは有意に異なるものである。これは金属−ポリマ
ー化合物の生成の別の証左である。
【００４３】 別の実験（実施例２）において、ポリアニリンの水性分散体中で金属の反応を
行った。反応の終了後に、各々の金属について、実施例２の表１に示した分散体
中の濃度が見出された。分散したポリアニリンの凝集後に、溶液中の金属イオン
の量が有意に少くなっていることが見出されたが、これは、その大部分がポリア
ニリン中に結合して存在していることを示すものである。
【００４４】 実施例２の表２は、未だ完全には理解されていない際立った挙動を示している
。（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）の各欄は、水性ポリアニリン−分散体のｐＨ値（（
Ａ）反応後、（Ｂ）希釈後（分光分析検査の目的から１：２０）、及び（Ｃ）１
か月放置後）を示している（初期値：３．２）。一見して際立つこととして、あ
る金属即ち錫及び鉄については、（Ａ）での測定下では、初期値に対するｐＨ値
の変化（変動）は無いか、殆ど無いことである。他の金属、例えば銅又は亜鉛に
おいては、ｐＨ値の上昇が見られ、カドミウム及びマグネシウムについては、７
より大なｐＨ値の明確な変動が見られた。
【００４５】 水に希釈した場合には、期待された効果（Ｂ）が見られたが、１か月放置した
（Ｃ）はそれ程認められなかった。いくつかの分散体はｐＨ安定であったが、あ
る他のものでは、ｐＨ値が増大し、また別の他のものではｐＨ値は減少した。
【００４６】 よく知られているように、ｐＨ値３．５−４において、純ポリアニリンは、緑
色から青色への色の変化を示し、従って、より高いｐＨ値においては青色を有す
る。それに反し、取得された化合物は、全く驚くべき色を示す。銅化合物は、ｐ
Ｈ値５−６で、またマグネシウム化合物はｐＨ値７−１０で既に青色となるのに
対し、亜鉛化合物は、ｐＨ値５−６で緑色である。カドミウム化合物は、部分的
に７より高いｐＨ値を実現するのに、同様に緑色である。
【００４７】 一般により高いｐＨ値に向うｐＨの変動は、水素の発生を副反応として生じる
マグネシウムを除いては、今のところ、同様に理解されていない。ポリマーとの
結合において金属が対応するプロトンを代替するとすると仮定すれば、プロトン
は放出にされ、ｐＨ値を減少させることになろう。しかし、これは明らかなよう
に事実ではない。その代りに、ｐＨ値の増大によって示されるように、明らかに
、プロトンは消費される。この挙動は、本発明による化合物の生成に際して金属
とポリアニリンとの間の純粋な電子の交換が生ずることによって、ポリアニリン
がロイコエメラルデインに還元されるとする想定によって説明され得るであろう
。従って、この過程は、新しい分類の反応の生成を特徴付けるものであり得る。
【００４８】 また、本発明による化合物の別の特徴は、これらの化合物から金属を抽出でき
ないことである。故に、例えば鉄−ポリアニリン化合物を水中に懸濁させ、その
化合物を分離した後、水中には鉄は実質的に検出されない。
【００４９】 特に実施例３に示した本発明による金属−ポリマー化合物の製造が工業的製造
法には好適である。結合し得る金属の最大の結合量を有する化合物を全ての場合
について必ずしも必要としないことも示されている。多くの場合において、より
少量のものを含有する化合物で十分である。
【００５０】 更なる検討の結果によれば、本発明に従って製造された化合物は、測定精度内
において、比較可能な金属を含まないポリアニリンと同様に導電性であり、また
比較可能な程度に分散性であることも示された（実施例３の表３参照。）。
【００５１】 その上この金属化合物は、特に興味深く、実用上有意義な特性を有している。
金属化合物は、例えば、電気導体として、また静電防止もしくは導電性の被覆の
成分として使用できる。また、金属化合物は、電磁波の遮へい（ＥＭＩ遮へい）
又は静電防止剤として、例えばフィルムとして使用することができる。また、金
属化合物から、電気的な要素（components）及びセンサを製造することができる
。これらの全ての用途において、金属−ポリマー化合物は、対応する導電ポリマ
ーと同様に、慣用される方法、態様で用いることができる。従って、通常は金属
−ポリマー化合物は、何らかの形でポリマーブレンドに移行させた後適当な形体
に形成して、フィルム、導電材もしくは導電要素のような好ましい製品に加工す
るか、又は適宜好ましい組成物中に組込み、例えば被覆物を取得し、このものを
慣用的手段で更に加工する。
【００５２】 本発明は、特に、基体の金属化、被覆、電気的プリント回路板の製造及び金属
製品の防食保護に、本発明による化合物を使用することに関する。ここで、金属
化、被覆（metallization）の場合、化合物は、選択された基体（基板）上に塗 布された後、被覆された基体は、次いで金属化（被覆）溶液と接触され、金属被
覆を実現する。電気的プリント回路板（printed circuit boards）の製造に当り
、本発明による化合物は同様に前処理として当該回路板に塗布され、この回路板
は次いで慣用的手段で金属被覆化、特に錫めっきされる。これに関連して、製造
されたプリント回路板において際立った半田付け性をもたらす銅−ポリアニリン
化合物の使用が適切である。防食保護において、本発明による化合物を含有する
組成物、例えば塗料（paints）を、保護すべき金属製品に適用（塗布）する。こ
れに続いて、他の慣用される防食保護のための処理を取ることができる（特に、
ＷＯ−Ａ−９５／００６７８号公報参照。）。
【００５３】 これら全ての場合において、本発明による懸濁体（suspensions）が好ましく は使用される。
【００５４】 更に、例えば対応する錫浴からの錫の化学的沈着の前に行われる、本発明によ
る銅−ポリアニリン化合物の水性分散体によるプリント回路板の前処理により、
例えば、実施例４の図６が示すように非常に広い錫濃度範囲に亘るプリント回路
板の半田付け性（solderability）がもたらされる。これに対して、銅非含有の 慣用のポリアニリン分散体は、一般に、不整で再現性のない半田付けの結果をも
たらし、０．０２モルＣｕ／１リットルの錫浴の濃度から先は半田付け不能の錫
の末端表面（tin end surfaces）をもたらす。
【００５５】 化学的な錫の沈着の前処理としての、ＷＯ９７／２００８４号公報による慣用
的なポリアニリン分散体を用いた場合には、導電性のポリマーによる前処理を行
わない慣用の化学的な錫沈着法に比べて確かに改善が見られるが、２０ｇ錫／１
リットル錫浴以下では半田付け性は認められなくなる。１００％半田付け性につ
いては、錫及び銅の濃度の全範囲に亘って２．０：１以上の銅、錫の比率が必要
となるにのに反し、銅対錫（Ｃｕ：Ｓｎ）の比率は、せいぜいほんの１．６：１
である。
【００５６】 慣用の金属非含有のポリアニリンの代りに、本発明による化合物、好ましくは
鉄−ポリアニリン化合物を含有する組成物を使用した場合、腐食防止法は明らか
に、より高速に、かつより高い再現性をもって実施できる。この目的のためには
、０．０５−０．４重量％の鉄を含有するポリアニリン（これは、１次粒子１個
当りＦｅイオン約１５個に対応する）で足りる。好ましい防食法は、ＷＯ９５／
００６７８号公報に記載されており、この公報の記載全体が参考により本願明細
書中に組込まれる。
【００５７】 これらの利点は、特に水性のポリアニリン含有塗料について見られる。従来は
、水性ペイントには、寧ろ塗布され乾燥される間に、腐食過程を阻止するのでな
く開始させるという難点があった。これは、鉄を含有する素材上に塗布されたペ
イントの乾燥過程の間に錆が発生することによって観察することができる。これ
に対して、特に本発明による鉄−ポリアニリン化合物を使用した場合、この錆の
生成は観察されない。
【００５８】 最後に、本質的に導電性のポリマー、例えばポリアニリンによる軽金属、例え
ばＭｇ及びその合金（alloys）の防食は、不可能であるか、可能であっても困難
である。その反対に、例えばマグネシウム−ポリアニリン化合物を使用すると、
腐食性媒体に対する優れた不動態化（passivity）が実現される。これは、ＤＩ Ｎ５００２１による塩スプレー試験を実施したときに、酸化マグネシウム及び水
酸化マグネシウムのような白色マグネシウム腐食物の生成量の明確な減少をもた
らすことによっても示される通りである。
【００５９】 ポリアニリンは、更に周囲の媒体のｐＨ値と共に導電性が変化することについ
て知られている。ポリアニリンは、例えばｐＨ７においては、薄膜を測定すると
、完全にその導電性を失い、例えばわずか１０-9Ｓ／ｃｍの値を示す。本発明に
よる金属−ポリマー化合物はｐＨ値の変化に対してかなりよりゆっくり反応する
特性を示す。故に、鉄−ポリアニリン化合物の粉末（プレス加工物として）は、
初期導電度が、例えば５Ｓ／ｃｍである。ｐＨ値３、７及び９の水性媒体中にお
いて懸濁させ、次いで乾燥させた後の導電度は、それぞれ０．０３４、０．０３
２及び０．００４Ｓ／ｃｍである。それに反し、ポリアニリン粉末は、例えばｐ
Ｈ値７において導電度がわずか０．０００４Ｓ／ｃｍである。即ち、この場合の
導電度は、約１／１００程度低くなる。
【００６０】
【実施例】
次に、本発明を実施例により一層詳細に説明する。実施例１ ドイツ国Ｏrmecon Ｃhemie社からＯＲＭＥＣＯＮ（登録商標）９００１３２と
して入手可能な有機溶剤中ポリアニリンのコロイド状分散体を、イソプロパノー
ルで先ず１：１０の比に希釈し、石英ガラスセル（分光分析用のもの）中におい
てＵＶ−ＶＩＳ−ＮＩＲ（紫外から近赤外）域において分光分析を行った。得ら
れた吸収スペクトルは、図４において、ＯＲＭＥＣＯＮ（登録商標）９００１３
２として示されている。
【００６１】 次に、対応する分散体を調製し、片材の形のＦｅ、Ｃｕ及びＺｎ金属が絶えず
撹拌しながら添加された。定期的にサンプルを採取し、分光分析を行った。図１
には銅のために、図２には鉄のために、図３には亜鉛のために得られたスペクト
ルを示し、各図において、ｏは出発スペクトル、ｘは終了スペクトルを、それぞ
れ示している。５分間毎にスペクトルを記録し、１時間を超えてしばらくした後
に更なる変化が検出されなくなり、それにより反応の終了とし終了スペクトルを
取得した。図４には、生じた変化を図示するために、ＯＲＭＥＣＯＮ（登録商標
）９００１３２の出発スペクトルと、種々の金属−ポリアニリン化合物のために
得られた終了スペクトルとが示されている。「Ｐani」はポリアニリンを表わし ている。
【００６２】実施例２ ドイツ国Ｏrmecon Ｃhemie社よりＯＲＭＥＣＯＮ（登録商標）ＰＣＢ７０００
として入手できる、ｐ−トルエンスルホン酸０．０１３モルを含有するポリアニ
リンの水性分散体を、水と１：２０の割合で希釈し、種々の金属の板状物もしく
は粒状物が１２時間添加、反応された。得られた分散体について、金属含有量を
分析し、ある場合にはプラズマ−原子放出スペクトル分析（plasma atomic emis
sion spectral analysis）によって分析した。生成した化合物の金属含有量につ
いてより良い結果を描くために、得られた濃度値から、個別の金属について測定
された表１による基本値が控除された。表２において、このようにして得た、修
正された値が、「ＡＥ」として示されている。
【００６３】 これらの値を湿化学法（wet chemistry）によって取得したデータと比較する ために、Ｃｕ及びＦｅの場合反応の終了後に、相互に別々に、次の工程を実施し
た。 （ａ）分散体をＮａＣｌで凝集させ、濾過し、濾液中の金属含有量を、ジナトリ
ウム−エチレンジアミン四酢酸溶液（ドイツ国、Ｍerck社、Ｔitriplex(III)） による滴定によって定量的に測定した。使用された指示薬（indicators）として
鉄のためには５−スルホサリチル酸、銅のためには４−（２−ピリジル−アゾ）
−レゾルシノール、錫のためにはキシレノールオレンジが採用され、また鉄のた
めのインジケーター−バッファ−錠剤（ドイツ国、Ｍerck社）を使用した。 （ｂ）比較のため、分散体全体をＨＮＯ3で酸化処理し、得られた混合物中の金 属含量を（ａ）に記載したように定量的に測定した。
【００６４】 最後に、反応の終了後に、「基本値」、即ち分散体中に存在するｐ−トルエン
スルホン酸との接触のみによって起こる金属の溶解（dissolution）の程度を測 定した。このために、 （ｃ）ｐ−トルエンスルホン酸の０．０１３モル水溶液に金属が添加され、得ら
れた溶液中の金属含量を（ａ）のようにして原子放出スペクトル分析によって測
定した。
【００６５】 （ａ）、（ｂ）及び（ｃ）によって測定した金属濃度は、表１に示されている
。（ｂ）により湿化学法（wet chemistry）により測定した濃度は、基本値と、 ポリアニリン中に結合している金属から成っている。基本値に比べて明確に高い
値は、存在する酸による金属の溶解に比べて、ポリアニリンと金属との間の化学
的反応がより優勢に行われたことを更に示している。同様に（ａ）によって湿化
学法により測定した値は、基本値の測定によるよりも実質的に多くの金属が溶解
したのではないことを実証している。
【００６６】
【表１】
【００６７】 下掲の表２においては、総（gross）濃度から基本値を引くことによって得た 正味値がそれぞれ、「ＡＥ」及び「湿化学法」に記載されている。
【００６８】 原子放出スペクトル分析の結果「ＡＥ」は、湿化学法により測定された結果と
の良好な合致を表わしている。
【００６９】 表２において、湿化学的方法によるか又はプラズマ原子放出スペクトル分析「
ＡＥ」によって測定した金属の重量％による含量、金属イオン当たりの二量体の
計算量、反応終了後及び１か月後の金属−ポリマー化合物の取得された分散体の
色、並びに、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）として（初期値３．２）の水性ポリアニリ
ン分散体のｐＨ値で、反応後のｐＨ値（Ａ）、（分光分析測定のため１：２０に
よる）分散体の希釈後のｐＨ値（Ｂ）及び１か月後のｐＨ値（ｃ）とが示されて
いる。
【００７０】
【表２】 （ａ）
【００７１】 （ｂ） ＊：希釈後は非常に速やかに低下
【００７２】実施例３ ＷＯ８９／０２１５５号公報に記載された方法に従って、ポリアニリンを製造
した。反応が終了した懸濁体を加熱後に濾過されず、複数の試料に小分けした。
これらの試料中に、銅、鉄、亜鉛及びマグネシウムの板片を、それぞれ吊下げた
。１２時間絶えず撹拌したところ、金属板の重量は、下掲の表３に見られること
ができるように減少した。得られた懸濁体は、次に、濾過し、ＷＯ−Ａ−８９／
０２１５５及びＵＳ−Ａ−５，２８１，３６３号明細補に示されるようにして調
製した。この際に、水及びｐ−トルエンスルホン酸溶液で数回洗浄した後に乾燥
した。濾液及び全部で４回の洗浄の後に得られた、合体させた洗浄水を、湿化学
法により、金属含量について分析した。得られた含量は、表３に示されている。
得られた乾燥粉末を、元素分析によって特性化し、その導電度について検討した
（表３参照）。金属の絶対（absolute）重量損失と、単離された乾燥粉末に結合
している金属の絶対量及び濾液／洗浄水中に溶解するが結合しない金属部分の絶
対量との比較によって、表３に示す「偏差」が得られた。
【００７３】
【表３】 ＊：溶液中に存在しない金属はポリアニリン中に結合しているとする想定の下で
の仮想的な値 乾燥重量ＰＡｎｉ：ポリアニリンの使用量
【００７４】 この表により、鉄を除く全ての金属について良好な結果が得られた。即ち、（
洗浄及び濾過工程中での多くの潜在的な損失を考慮して）容認可能な誤差の範囲
内で、反応後の金属量が、溶液中又は粉末中に結合した形で見出された。反復回
数を多くしたにも拘らず、鉄についての結果には不同（食い違い）が見られた。
溶液中の鉄の分析には問題がないので、ポリアニリンとの結合が強すぎるため、
揮発性のオリゴマー化合物が生成し、それにより鉄の一部が試料の熱分解による
調製において分析から除かれたものと思われる。この点に関し、これに対応した
観察が得られている。
【００７５】実施例４ 試験構造を有し、硬化された半田付けレジスト（resist）の段階まで調製され
たプリント回路板を次の３つの異なった形態で処理した。 １．エッチング、洗浄、並びに錫塩、メタンスルホン酸及びチオ尿素に基づく錫
浴（ドイツ国、Ｃimatecｈ社、ＵＮＩＫＲＯＮ ＯＡ８として入手可能）による
化学的な錫めっき。 ２．エッチング、洗浄、ドイツ国Ｏrmecon Ｃhemie社、ＯＲＭＥＣＯＮ（登録商
標）ＰＣＢ７０００として入手可能なポリアニリンの水性分散体による１分間の
前（予）処理、及びＵＮＩＫＲＯＮ ＯＡ８による錫めっき。 ３．エッチング、洗浄、ＯＲＭＥＣＯＮ（登録商標）ＰＣＢ７０００水性分散体
とＣｕとの実施例２による１６時間の反応によって製造された銅−ポリアニリン
化合物の水性分散体による前処理、洗浄、ＵＮＩＫＲＯＮ ＯＡ８による錫めっ
き。
【００７６】 ３つの全ての試験手順（test series）において、１ｍ2 Ｃｕ／１ＵＮＩＫＲ ＯＮ ＯＡ８が処理されるまで、基板（板片）を加工（処理）した。Ｃｕ及びＳ
ｎ濃度を測定し、錫めっき浴１（1 of tin-plating bath）当り錫めっき銅表面 （tin-plated copper surface）に対してグラフにプロットした。
【００７７】 試験手順１及び２について得た曲線は、実質的に同一であり、図５に示されて
いる。Ｃｕ及びＳｎの濃度については非直線形の推移が示された（４時間／１５
５℃による経過後、リフローオーブンに３回の溶解、半田付け棒による半田付け
試験並びにＩＰＣ−Ａ６００Ｃ−Ｄによる評価）半田付け性は、実際上、０．２
５ｍ2 Ｃｕ／１浴（＝０．０３モルＣｕ又は０．０１５モルＳｎ／１）以降は見
られなくなった。Ｃｕ：Ｓｎモル比は、最初は１：１であり、その後変化し２．
５：１以上まで非直線形となった。
【００７８】 それに反し、本発明によるＣｕ−ポリアニリン化合物による試験手順３におい
ては、図６に示すように、全く別の挙動が観察された。この挙動において、Ｃｕ
：Ｓｎ ２．２：１の比において全範囲について、Ｃｕ−濃度及びＳｎ濃度の直
線形（linear）の変化が見られた。この比は、実際上、２：１の理想的な比率に
、従って、全体反応２Ｃｕ0＋Ｓｎ2+→Ｓｎ0＋２Ｃｕ+ に対応している。１ｍ2 ／立（ｌ）錫浴及びそれ以上（従って０．２モルＣｕ又は０．０９モル錫／立（
ｌ）及びそれ以上）の錫めっきまで確実な半田付け可能性が存在する。即ち、基
板（板片）の穴（holes）の１００％が適正に湿潤され、浸透（wetted and pene
trated）される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例１における分光分析の結果（銅）を図示したものである。
【図２】 実施例１における分光分析の結果（鉄）を図示したものである。
【図３】 実施例１における分光分析の結果（亜鉛）を図示したものである。
【図４】 実施例１においてＯＲＭＥＣＯＮ（登録商標）９００１３２の出発スペクトル
と、種々の金属−ポリアニリン化合物のために得られた終了スペクトルを図示し
たものである。Ｐani：はポリアニリン。
【図５】 実施例４の結果を、試験手順１及び２について図示したものである。
【図６】 実施例４の結果を、試験手順３について図示したものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０８Ｆ 38/02 Ｃ０８Ｆ 38/02 Ｃ０８Ｇ 61/12 Ｃ０８Ｇ 61/12 73/02 73/02 Ｆターム(参考） 4J032 BA03 BA04 BA05 BA13 BA14 BD01 CA03 CA07 CA12 CF01 CG01 4J043 PA02 QB02 RA08 SA05 SB01 UA121 YB05 YB08 YB12 YB50 ZA44 ZB03 4J100 AT02P CA01 DA56 HA31 HA55 JA01

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 固有導電性ポリマーと金属との化合物。
  2. 【請求項２】 固有導電性ポリマーが、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポ
    リフェニレンビニレン又はポリアニリンである請求項１に記載の化合物。
  3. 【請求項３】 金属が、鉄、銅、亜鉛、マグネシウム、カドミウム又は錫である請求項１又は
    ２に記載の化合物。
  4. 【請求項４】 下記の方法により得られうる請求項１〜３の何れか一つに記載の化合物： （ａ）固有導電性ポリマーの分散体を選択された元素の形の金属と接触させ、
    その際 （ｂ）分散媒が、金属と分散体との界面において物質交換を確保するために撹
    拌され；及び （ｃ）該分散体が、金属−ポリマー化合物が生成するまで該金属と接触する。
  5. 【請求項５】 下記の一般式Ｉに示される請求項１〜４の何れか一つに記載の化合物： [(ＤＵ)a ・ x(Ｍｅa+)x(ＤＵoxＨ+)y](ａ・ｘ＋ｙ)Ａ- （Ｉ） 但し上記式中、 ＤＵ＝ポリマーの二量体単位； ＤＵox＝二量体単位の酸化形態； Ｍｅa+＝イオン価ａの金属イオン； ａ＝金属イオンのイオン価； ｘ＝１から１０，０００までの整数； ｙ＝０から１０，０００までの整数；及び Ａ-＝アニオン。
  6. 【請求項６】 下記の一般式II又はIIIで示される請求項１〜５の何れか一つに記載の化合物 。
  7. 【請求項７】 水性もしくは有機分散剤中の分散体の形又は塗料もしくはこれらを含有するポ
    リマーブレンドの形で存在する請求項１〜６の何れか一つに記載の化合物。
  8. 【請求項８】 ポリアニリンと、銅、鉄又は亜鉛との化合物であり、Ｎ−メチルピロリドン及
    びイソプロパノール中の分散体として、ＵＶ−ＶＩＳ−ＮＩＲ領域における分光
    学的分析において、 銅−ポリアニリン化合物：２８５±５ｎｍ、 鉄−ポリアニリン化合物：２８０±５ｎｍ、 亜鉛−ポリアニリン化合物：３３２±５ｎｍ の波長帯において最大吸収を示す請求項１〜７の何れか一つに記載の化合物。
  9. 【請求項９】 （ａ）固有導電性ポリマーの分散体を選択された元素の形の金属と接触させ、
    その際 （ｂ）金属と該分散体との界面において物質交換を確実にするために、分散媒
    を運動させ；及び （ｃ）金属−ポリマー化合物が生成されるまで該分散体を金属と接触させるこ
    とを特徴とする請求項１〜８の何れか一つに記載の化合物の製造方法。
  10. 【請求項１０】 前記（ｂ）において、分散媒を撹拌するか又は金属に接するように流動させる
    請求項９に記載の製造方法。
  11. 【請求項１１】 前記（ｃ）において、該分散体を０．１分から１０，０００分までの間金属と
    接触させる請求項９又１０に記載の製造方法。
  12. 【請求項１２】 固有導電性ポリマーの還元体の分散体を選択された金属イオンと接触させるこ
    とを特徴とする請求項１〜８の何れか一つに記載の化合物の製造方法。
  13. 【請求項１３】 基板の金属被覆、電気プリント回路板の製造、又は金属製品の防食保護におい
    て請求項１〜８の何れか一つに記載の化合物の使用。
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