JP2004331941A - 導電性材料 - Google Patents

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冨美夫 和田
Naotoshi Nakajima
直敏 中嶋
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高明 園田
Junko Tomibe
純子 冨部
Takeshi Hiramoto
健 平本
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Abstract

【課題】導電性の機能を付与できなかった高分子材料に、耐久性に優れた導電性を付与することを目的とする。
【解決手段】
繰り返し単位鎖中に水酸基、カルボキシル基、アミノ基のいずれか又はこれらの組み合わせからなる反応性官能基を有しない高分子材料表面に、高分子の物性低下をきたさない方法により、該反応性官能基を導入後、金属捕捉官能基を有する該反応性官能基と化学結合可能な官能基を有する化合物を反応させ、更に、(a)銅塩、(b)銀塩及び/又はパラジウム塩、及び/又は(c)Bi、Zn、In、V、Si、Sb、Al、Mn、Rb、Li、Tl、W、Ti、Cr、Mo、Y、Ge、Yb、La、Sm、Be、Sn、Zr、Mg、Nd、Cd及びGaの中から選ばれる少なくとも1種の金属塩を反応させて得られる導電性材料とする。
【選択図】なし

Description

発明の詳細な説明
本発明は、導電性高分子材料に関するものである。
金属補足官能基を有する高分子材料に銅等の金属を担持させた導電性高分子材料は広く知られている。
例えば、ポリアミド、ポリエステル等の繊維にメルカプト基を導入後、銅等の金属を固定化した導電性繊維(特許文献1)、シアノ基含有高分子材料に銅等の金属を固定化した導電性材料(特許文献2、3、4)、ポリエステル系高分子をアルカリ加水分解後、銅等の金属を固定化した導電性材料(特許文献5)、銅等を担持させた導電性高分子繊維材料の耐久性向上にアジニル基含有化合物で処理した導電性材料(特許文献6)、銅と共に銀等の特定金属を担持させることにより耐久性を向上した導電性材料(特許文献7)、繰り返し単位鎖中に反応性官能基を含有するセルロース、ビニロン系繊維等の硫化染料含有高分子材料に銅等の金属を固定化した導電性材料(特許文献8)がある。
米国特許第3940533号明細書 特公昭62−20305号公報 特公昭63−48724号公報 特公昭63−19629号公報 特開平6−298973号公報 特開2001−11776号公報 特許第2987979号明細書 特開平7−179769号公報
発明が解決しようとする課題
高分子材料に導電性を付与するためには、銅等の金属を捕捉する能力があるメルカプト基、シアノ基等の官能基を導入することが必要であり、上述の従来技術で製品化が行われている。
しかしながら、上記従来技術では耐久性が不十分、耐久性向上の反面強度低下が発生する問題点があった。一方、エチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリイミド、ハロゲン含有高分子等の繰り返し単位鎖中に水酸基、カルボキシル基、アミノ基等の反応性官能基を有さない高分子材料に実用レベルの耐久性がある導電性を付与することは困難で、更に、繊維に比較してフィルム状では導電性付与が困難である問題点があった。
課題を解決するための手段
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究開発を重ねた結果、繰り返し単位鎖中に水酸基、カルボキシル基、アミノ基等の反応性官能基を有しない高分子材料に、高分子材料の物性低下をきたさない方法で、該反応性官能基を導入後、金属捕捉官能基を有する該反応性官能基と化学結合可能な官能基を有する化合物を反応させ、更に、金属を担持させることにより、高分子材料の機械的性質を低下させること無く、耐久性に優れた導電性を付与できることを見出した。更に、従来、導電性の機能を付与できなかった高分子材料に耐久性に優れた導電性を付与することに成功し、本発明を完成するに至った。
本発明による繰り返し単位鎖中に反応性官能基を有しない高分子材料とは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン〜パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン〜ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン〜エチレン共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン〜エチレン共重合体、ポリビニリデンフルオロライド、ポリビニルフルオライド、ポリビニルクロライド、ポリビニリデンクロライド等のハロゲン含有重合体及び共重合体又はこれらのブレンド物、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルケトン、等の有機高分子材料、ポリフォスファゼン、シリコン、ガラス等の無機高分子材料が挙げられる。更に本発明によりポリアミド、ポリエステル等の高分子材料も機械的性質を損なわないで耐久性の優れた導電性を付与可能であるので、繰り返し単位鎖中に反応性官能基を有しない高分子材料の範疇にはいる。
繰り返し単位鎖中に反応性官能基を有しない高分子材料に導入する反応性官能基とは、水酸基、カルボキシル基、アミノ基等である。更に、金属捕捉官能基とは従来から知られているもので、シアノ基、メルカプト基、チオカルボニル基、アミノ基、イソシアネート基、アンモニウム基、ピリジニウム基、アジニル基、カルボキシル基、ベンゾトリアゾール基、トリアジンチオール基、イミン環及び又は硫黄複素環等を好ましいものとしてあげることができる。
繰り返し単位鎖中に反応性官能基を有しない高分子材料に反応性官能基を導入する方法として、コロナ放電処理、レーザー処理、紫外線処理、イオンビーム処理、プラズマ処理、金属ナトリウム溶液処理、Naナフタレン溶液処理、電気化学的処理、フッ素ガス処理、表面グラフト反応、炭素混練及び反応性官能基を有するフィラー及び/又は高分子のいずれか又はこれらの組み合わせを挙げることができる。
担持する金属は、(a)銅、(b)銀及び/又はパラジウム、及び/又は(c)Bi、Zn、In、V、Si、Sb、Al、Mn、Rb、Li、Tl、W、Ti、Cr、Mo、Y、Ge、Yb、La、Sm、Be、Sn、Zr、Mg、Nd、Cd及びGaから選ばれる少なくとも1種の金属である。
発明の効果
本発明は、表面に活性基が無い高分子材料に種々の方法で水酸基、アミノ基、カルボキシル基等の反応性活性基を導入後、この基と反応性を有すると共に金属補足官能基を有する化合物を反応させ、更に、金属を担持させる事で、従来方法では実用レベルの耐久性に優れた導電性付与が出来なかった、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、フッ素及び/又は塩素含有ハロゲン系ポリマー、ポリイミド等の高分子材料に導電性を付与する事に成功した。
又、従来の方法で、繊維形状で導電性付与が可能であっても、フィルム形状では耐久性のある導電性付与が困難である場合が往々にして発生したが、本発明の方法により、フィルム形状でも容易に耐久性のある導電性の付与が可能になった。
更に、ポリエステル、ポリアミド等の加水分解により反応活性基を導入する従来方法に比較して、高分子材料の機械的性質の低下をきたす事無く耐久性に優れた導電性高分子材料を得ることを可能にした。
発明の実施するための最良の形態
本発明は、まず、繰り返し単位鎖中に水酸基、カルボキシル基、アミノ基等の反応性官能基を有しない、ポリエチレン、ポリプロピレン、ハロゲン含有ポリマー、ハロゲン含有コポリマー、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエステル、ポリエーテルケトン、これら高分子材料のブレンド物、シリコン、フォスファゼン、ガラス等の有機又は無機高分子に、高分子の機械的性質を損なうことなく、反応性官能基を表面に導入する。
反応性官能基を表面に導入する方法として、コロナ放電処理、レーザー処理、紫外線処理、イオンビーム処理、プラズマ処理、金属ナトリウム溶液処理、Naナフタレン溶液処理、電気化学的処理、フッ素ガス処理、表面グラフト反応、炭素混練及び反応性官能基を有するフィラー及び/又は高分子のブレンド物等のいずれか又はこれらの組み合わせが挙げられる。これらの方法で表面に反応性官能基を導入することにより、従来、導電性を付与できなかった高分子材料に、導電性を付与することが可能になった。更に、本発明による反応性官能基を導入する方法は、ポリエステル、ポリアミドに対するアルカリ加水分解による反応性官能基を導入する従来の方法に比較して、高分子材料の機械的性質を低下させること無く、且つ、耐久性に優れた導電性を付与することを可能にした。
耐久性はJIS−L−0849による試験方法で行なった。
更に詳しくは、ハロゲン含有ポリマー、コポリマー、これらブレンド物に対しては金属ナトリウム処理、Naナフタレン処理、レーザー処理又は炭素混練が、ポリプロピレン、ポリイミド、ポリエステル等にはレーザー処理、フッ素ガス処理、コロナ放電処理、プラズマ処理、ポリエチレンにはフッ素ガス処理と金属ナトリウム処理又はNaナフタレン処理の組み合わせが好ましい方法として用いられる。
次に、上記表面に導入された反応性官能基と化学結合可能な官能基と金属捕捉官能基の両方を有する化合物を反応させる。表面に導入された反応性官能基と化学結合可能な官能基を有する化合物として、シラン系カップリング剤、チタン系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、エポキシ基含有化合物、酸無水基含有化合物及び/又はイソシアネート基含有化合物が挙げられるが、中でもシラン系カップリング剤が好ましく用いられる。
金属捕捉官能基とは、メルカプト基、チオカルボニル基、シアノ基、イソシアナート基、アミノ基、アンモニウム基、ピリジニウム基、アジニル基、カルボキシル基、ベンゾトリアゾール基、トリアジンチオール基、イミン環及び硫黄複素環等のいずれか又はこれらの組み合わせ、中でもメルカプト基が好ましく用いられる。
以上の方法により得られた高分子材料に(a)銅(硫化物または塩)、(b)銀(硫化物または塩)及び/又はパラジウム(硫化物または塩)、及び/又は(c)Bi、Zn、In、V、Si、Sb、Al、Mn、Rb、Li、Tl、W、Ti、Cr、Mo、Y、Ge、Yb、La、Sm、Be、Sn、Zr、Mg、Nd、Cd及びGaの中から選ばれる少なくとも1種の金属(硫化物または塩)を反応させて導電性材料が得られる。
金属の担持方法としては種々の方法があるが、第1の方法として銅塩、第2金属塩及び第3金属塩と共に、チオ硫酸塩を含む浴中で加熱処理する方法がある。チオ硫酸塩としては、ナトリウム塩やカリウム塩が用いられる。このチオ硫酸塩は、金属塩に対して錯化剤として作用する他、硫化剤としても作用する。金属塩としては、処理浴(水溶液)に可溶性のものであれば任意のものが使用できる。このようなものとしては、例えば、硫酸塩、塩基性硫酸塩、ハロゲン化物、有機酸塩、硝酸塩等がある。更に詳しくは、銅塩としては硫酸第二銅、塩化第二銅、硝酸第二銅、酢酸第二銅が用いられる。銀塩としては、硫酸銀、硝酸銀等が用いられる。パラジウム塩としては、塩化パラジウムが用いられる。
更に、Bi塩としてはBi(NO3、Bi(SO、(BiO)SO等;Zn塩としては、Zn(NO、ZnSO等;In塩としては、InCl、In(SO等;Si塩としては、SiCl、SiFe等;Sb塩としては、SbCl、SbCl等;Al塩としては、AlO(CHCOO)、AlCl、Al(NO、Al(SO等;Mn塩としては、MnCl、Mn(NO、MnSO等;Rb塩としては、CHCOORb、RbClRbSO等;Li塩としては、CHCOOLi、LiCl、LiNO、LiSO等;Tl塩としては、TlNO、TlSO等;W塩としては、WCl、WCl等;Ti塩としては、TiCl、TiBr、TiCl等;Cr塩としては、CrCl、Cr(NO、Cr(SO等;Mo塩としては、MoCl、MoCl、MoCl等;Y塩としては、YCl、Y (NO等;Ge塩としては、GeCl、GeF等;Yb塩としては、YbCl、Yb(NO等;La塩としては、La(NO、LaCl、La(CHCOO)等;Sm塩としては、Sm(NO、SmCl等;Be塩としては、BeSO、Be(NO等;Sn塩としては、SnCl、SnCl、SnSO等;Zr塩としては、ZrCl、Zr(NO、Zr(SO等;Mg塩としては、Mg(CHCOO)、Mg(NO、MgSO等;Ba塩としては、BaCl、Ba(CHCOO)、Ba(NO、BaSO等;Nd塩としては、NdCl、Nd(NO等;Cd塩としては、CdSO、Cd(NO等;V塩としては、VOSO、VOCl等:Ga塩としては、Ga(NOが使用される。
処理浴中には、前記チオ硫酸塩および金属塩の他、必要に応じて各種の補助成分、例えば、PH調節剤としてクエン酸、酒石酸等の有機酸、硫酸、塩酸等の無機酸の他、酢酸ソーダ、第二燐酸ソーダ、重炭酸ソーダ、クエン酸ソーダ等の弱アルカリ性物質が単独又は2種以上組み合わせて使用される。又、還元性条件を保持するため、重炭酸ソーダ、亜硫酸ソーダ、次亜燐酸ソーダ等の弱い還元剤を用いることもできる。
処理浴中に含まれる銅塩は、被処理物質である高分子材料に対して、2〜30重量%の割合にするのが良い。第2金属は、銅イオン1モルに対し、金属イオンとして0.001〜1.0モル、好ましくは0.01〜0.7モルの割合である。第3金属塩は、銅イオン1モルに対し、金属イオンとして0.05〜1.0モル好ましくは0.001〜0.7モルの割合である。チオ硫酸塩は、浴中に含まれる全金属イオンのモル数に対し0.1〜5倍モル、好ましくは0.5〜2.5倍モル更に好ましくは0.7〜1.5倍モルの割合で用いられる。高分子材料を処理浴中で処理する場合、一般的に、その処理温度は、0〜100℃好ましくは35〜85℃であり、処理時間は0.5〜50時間好ましくは2〜8時間である。
高分子材料に金属硫化物を結合させる他の方法としては、予め硫化銅を結合させた高分子材料を、チオ硫酸塩と第2金属塩と第3金属塩を含む処理浴中で加熱処理する方法がある。この場合、第2金属塩は、硫化銅を含む高分子材料に対して、0.05〜10重量%の割合で用いるのが良い。第3金属塩は、硫化銅を含む高分子材料に対して、0.05〜10重量%の割合で用いるのが好ましい。チオ硫酸塩は、浴中に含まれる全金属イオンの0.5〜10倍モルの割合で用いられる。処理温度は25〜80℃、好ましくは35〜65℃であり、処理時間は0.1〜10時間好ましくは1〜2時間程度でよい。
以下に本発明を実施例により説明する。
ポリプロピレンフィルムにフッ素分圧30Torr.酸素分圧600Torr.の混合ガスを30分間処理した後、8gを非イオン活性剤で洗浄した後、この重量に対して5%のメルカプト基含有シランカップリング剤にて100℃、60分処理した後、硫酸第2銅20%、硝酸銀1%、塩基性硫酸ビスマス0.5%、チオ硫酸ソーダ18%、無水亜硫酸ソーダ10%、クエン酸10%、及び第二リン酸ソーダ15%を含む浴中で常温から徐々に昇温し、60℃で3時間反応し、水洗・乾燥した。
三和電気計器株式会社製SD−420Cを用いて、表面電気抵抗値を測定したところ255Ω/平方インチであった。また、導電性皮膜の耐久性試験を、JIS−L−0849の摩擦堅牢度試験により行なったところ、表面電気抵抗値に変化は認められなかった。
比較例1
表面をフッ素系ガス処理しないポリプロピレンフィルムに実施例1と同じ方法で導電性処理をしたところ、導電性を付与することはできなかった。
ポリプロピレンフィルムにコロナ放電処理し、実施例1と同じ方法で導電性処理をした。
三和電気計器株式会社製SD−420Cを用いて、表面電気抵抗値を測定したところ480Ω/平方インチであった。また、導電性皮膜の耐久性試験を、JIS−L−0849の摩擦堅牢度試験により行なったところ、表面電気抵抗値に変化は認められなかった。
比較例2
ポリプロピレンフィルムにコロナ放電処理しないで、実施例2と同じ方法で導電性処理をしたところ、導電性を付与できなかった。
ポリプロピレンスパンボンド(目付け50g/mの旭化成(株)製、P3050)を実施例1と同じ方法で表面をフッ素ガス処理した後、実施例1と同じ方法で導電性処理した。
三和電気計器株式会社製SD−420Cを用いて、表面電気抵抗値を測定したところ181Ω/平方インチであった。また、導電性皮膜の耐久性試験を、JIS−L−0849の摩擦堅牢度試験により行なったところ、表面電気抵抗値に変化は認められなかった。
比較例3
ポリプロピレンスパンボンド(目付け50g/mの旭化成(株)製、P3050)の表面をフッ素ガス処理しないで、実施例3と同じ方法で導電性処理したところ導電性を付与できなかった。
ポリエチレンフィルム(厚み:40μ、出光石油化学製 HD 640UF)をフッ素系ガスで反応時間を60分とした以外は、実施例1と同じ条件で処理し、実施例1と同じ方法で導電性処理した。
三和電気計器株式会社製SD−420Cを用いて、表面電気抵抗値を測定したところ60Ω/平方インチであった。また、導電性皮膜の耐久性試験を、JIS−L−0849の摩擦堅牢度試験により行なったところ、表面電気抵抗値に変化は認められなかった。
比較例4
ポリエチレンフィルム(厚み:40μ、出光石油化学製 HD 640UF)をフッ素系ガスで処理しないで、実施例4と同じ方法で導電性処理したが導電性を付与できなかった。
ポリエチレンフィルム(厚み:40μ、出光石油化学製 HD 640UF)にフッ素分圧30Torr.窒素分圧600Torr.の混合ガスを30分間処理した後、実施例1と同じ方法で導電性処理した。
三和電気計器株式会社製SD−420Cを用いて、表面電気抵抗値を測定したところ65Ω/平方インチであった。また、導電性皮膜の耐久性試験を、JIS−L−0849の摩擦堅牢度試験により行なったところ、表面電気抵抗値に変化は認められなかった。
比較例5
ポリエチレンフィルム(厚み:40μ、出光石油化学製 HD 640UF)にフッ素系ガスを処理しないで、実施例5と同じ方法で導電性処理したところ導電性を付与できなかった。
ポリエチレンフィルム(厚み:40μ、出光石油化学製 HD 640UF)をコロナ放電処理後、実施例5と同じ方法で導電性処理した。
三和電気計器株式会社製SD−420Cを用いて、表面電気抵抗値を測定したところ380Ω/平方インチであった。また、導電性皮膜の耐久性試験を、JIS−L−0849の摩擦堅牢度試験により行なったところ、表面電気抵抗値に変化は認められなかった。
比較例6
ポリエチレンフィルム(厚み:40μ、出光石油化学製 HD 640UF)をコロナ放電処理しないで、実施例6と同じ方法で導電性処理したが、導電性を付与できなかった。
ポリエチレンフィルム(厚み:60μ、出光石油化学製 LL 0134H)をフッ素系ガスで反応時間を60分とした以外は、実施例1と同じ条件で処理し、実施例1と同じ方法で導電性処理した。
三和電気計器株式会社製SD−420Cを用いて、表面電気抵抗値を測定したところ180Ω/平方インチであった。また、導電性皮膜の耐久性試験を、JIS−L−0849の摩擦堅牢度試験により行なったところ、表面電気抵抗値に変化は認められなかった。
比較例7
ポリエチレンフィルム(厚み:60μ、出光石油化学製 LL 0134H)をフッ素系ガスで処理しないで、実施例7と同じ方法で導電性処理したが導電性を付与できなかった。
ポリエチレンフィルム(厚み:60μ、出光石油化学製 LL 0134H)にフッ素分圧30Torr.窒素分圧600Torr.の混合ガスを30分間処理した後、実施例1と同じ方法で導電性処理した。
三和電気計器株式会社製SD−420Cを用いて、表面電気抵抗値を測定したところ650Ω/平方インチであった。また、導電性皮膜の耐久性試験を、JIS−L−0849の摩擦堅牢度試験により行なったところ、表面電気抵抗値に変化は認められなかった。
比較例8
ポリエチレンフィルム(厚み:60μ、出光石油化学製 LL 0134H)にフッ素系ガスを処理しないで、実施例8と同じ方法で導電性処理したところ導電性を付与できなかった。
ポリエチレンフィルム(厚み:60μ、出光石油化学製 LL 0134H)をコロナ放電処理後、実施例1と同じ方法で導電性処理した。
三和電気計器株式会社製SD−420Cを用いて、表面電気抵抗値を測定したところ3.3KΩ/平方インチであった。また、導電性皮膜の耐久性試験を、JIS−L−0849の摩擦堅牢度試験により行なったところ、表面電気抵抗値に変化は認められなかった。
比較例9
ポリエチレンフィルム(厚み:60μ、出光石油化学製 LL 0134H)をコロナ放電処理しないで、実施例9と同じ方法で導電性処理したが、導電性を付与できなかった。
塩化ビニルフィルム(リケンテクノス(株)製)を実施例5と同じ条件でフッ素系ガス処理後、実施例5と同じ条件で導電性処理をした。
三和電気計器株式会社製SD−420Cを用いて、表面電気抵抗値を測定したところ130Ω/平方インチであった。また、導電性皮膜の耐久性試験を、JIS−L−0849の摩擦堅牢度試験により行なったところ、表面電気抵抗値に変化は認められなかった。
比較例10
塩化ビニルフィル厶(リケンテクノス(株)製)をフッ素系ガス処理しないで、実施例10と同じ方法で導電性処理したが、導電性を付与できなかった。
塩化ビニルフィルム(リケンテクノス(株)製)を実施例4と同じ条件でフッ素系ガス処理後、実施例4と同じ条件で導電性処理をした。
三和電気計器株式会社製SD−420Cを用いて、表面電気抵抗値を測定したところ120Ω/平方インチであった。また、導電性皮膜の耐久性試験を、JIS−L−0849の摩擦堅牢度試験により行なったところ、表面電気抵抗値に変化は認められなかった。
比較例11
塩化ビニルフィルム(リケンテクノス(株)製)をフッ素系ガス処理しないで、実施例11と同じ条件で導電性処理したが導電性を付与できなかった。
塩化ビニルフィルム(リケンテクノス(株)製)をナトリウム・ナフタレン溶液(潤工社製テトラエッチII)100ml中に温度20℃で30秒間浸漬後、イソプロピルアルコールにて洗浄、更に水洗した。このものを、実施例1と同じ方法で導電性処理をした。
得られた素材の表面電気抵抗値は410Ω/平方インチであった。導電性皮膜の耐久性試験を、JIS−L−0849の摩擦堅牢度試験により行なったところ、表面電気抵抗値に変化は認められなかった。
比較例12
塩化ビニルフィルム(リケンテクノス(株)製)をナトリウム・ナフタレン溶液(潤工社製テトラエッチII)処理しないで、実施例12と同じ方法で導電性処理をしたが、導電性を付与することができなかった。
塩化ビニリデンフィルム(旭化成(株)製 サランラップ)を実施例5と同じ条件でフッ素系ガス処理後、実施例5と同じ条件で導電性処理をした。
三和電気計器株式会社製SD−420Cを用いて、表面電気抵抗値を測定したところ405Ω/平方インチであった。また、導電性皮膜の耐久性試験を、JIS−L−0849の摩擦堅牢度試験により行なったところ、表面電気抵抗値に変化は認められなかった。
比較例13
塩化ビニリデンフィルム(旭化成(株)製 サランラップ)をフッ素系ガス処理しないで、実施例13と同じ方法で導電性処理したが、導電性を付与できなかった。
塩化ビニリデンフィルム(旭化成(株)製 サランラップ)をナトリウムナフタレンを用いて実施例12と同じ方法で前処理、導電性処理した。
三和電気計器株式会社製SD−420Cを用いて、表面電気抵抗値を測定したところ8KΩ/平方インチであった。また、導電性皮膜の耐久性試験を、JIS−L−0849の摩擦堅牢度試験により行なったところ、表面電気抵抗値に変化は認められなかった。
比較例14
塩化ビニリデンフィルム(旭化成(株)製 サランラップ)をナトリウム・ナフタレン溶液(潤工社製テトラエッチII)処理しないで、実施例14と同じ方法で導電性処理をしたが、導電性を付与することができなかった。
ポリエステルフィルム(厚み:25、μユニチカ(株)製 TYPE−SM)をフッ素系ガスを用いて実施例1と同じ方法で前処理、導電性処理をした。
三和電気計器株式会社製SD−420Cを用いて、表面電気抵抗値を測定したところ115Ω/平方インチであった。また、導電性皮膜の耐久性試験を、JIS−L−0849の摩擦堅牢度試験により行なったところ、表面電気抵抗値に変化は認められなかった。
比較例15
ポリエステルフィルム(厚み:25、μユニチカ(株)製 TYPE−SM)をフッ素系ガスで前処理しないで、実施例1と同じ方法で導電性処理をしたが、導電性を付与できなかった。
ポリエステルフィルム(厚み:25、μユニチカ(株)製 TYPE−SM)をナトリウムナフタレンを用いて実施例12と同じ方法で前処理、導電性処理をした。
三和電気計器株式会社製SD−420Cを用いて、表面電気抵抗値を測定したところ18KΩ/平方インチであった。また、導電性皮膜の耐久性試験を、JIS−L−0849の摩擦堅牢度試験により行なったところ、表面電気抵抗値に変化は認められなかった。
比較例16
ポリエステルフィルム(厚み:25、μユニチカ(株)製 TYPE−SM)をナトリウムナフタレン処理しないで実施例16と同じ方法で導電性処理をしたが、導電性を付与できなかった。
ポリエステルフィルム(厚み:25、μユニチカ(株)製 TYPE−SM)をコロナ放電により処理後実施例2と同じ方法で導電性処理をした。
三和電気計器株式会社製SD−420Cを用いて、表面電気抵抗値を測定したところ120Ω/平方インチであった。また、導電性皮膜の耐久性試験を、JIS−L−0849の摩擦堅牢度試験により行なったところ、表面電気抵抗値に変化は認められなかった。
比較例17
ポリエステルフィルム(厚み:25、μユニチカ(株)製 TYPE−SM)を、コロナ放電前処理しないで実施例17と同じ方法で導電性処理をしたが、導電性を付与できなかった。
ポリエステルスパンボンド(目付け:50g/m旭化成(株)製 E5050)をフッ素系ガスを用い実施例1と同じ前処理、導電性処理をした。
三和電気計器株式会社製SD−420Cを用いて、表面電気抵抗値を測定したところ90Ω/平方インチであった。また、導電性皮膜の耐久性試験を、JIS−L−0849の摩擦堅牢度試験により行なったところ、表面電気抵抗値に変化は認められなかった。
比較例18
ポリエステルスパンボンド(目付け:50g/m旭化成(株)製 E5050)をフッ素系ガス処理しないで実施例1と同じ方法で導電性処理をしたが、導電性を付与できなかった。
ポリエステルスパンボンド(目付け:50g/m旭化成(株)製 E5050)を、真空プラズマ処理(内部圧:53Pa,電圧:5.5KV,電流:0.63A,速度20m/分)した後、実施例1と同じ方法で導電性処理をした。
三和電気計器株式会社製SD−420Cを用いて、表面電気抵抗値を測定したところ45Ω/平方インチであった。また、導電性皮膜の耐久性試験を、JIS−L−0849の摩擦堅牢度試験により行なったところ、表面電気抵抗値に変化は認められなかった。
比較例19
ポリエステルスパンボンド(目付け:50g/m旭化成(株)製 E5050)を、真空プラズマ処理しないで、実施例1と同じ方法で導電性処理をしたが、導電性を付与できなかった。
ポリイミドフィルム(厚み:0.075mm、(株)東レ・デュポン製 カプトンH)をフッ素系ガスで実施例1と同じ処理をした後、実施例1と同じ方法で導電性処理をした。
三和電気計器株式会社製SD−420Cを用いて、表面電気抵抗値を測定したところ96Ω/平方インチであった。また、導電性皮膜の耐久性試験を、JIS−L−0849の摩擦堅牢度試験により行なったところ、表面電気抵抗値に変化は認められなかった。
比較例20
ポリイミドフィルム(厚み:0.075mm、(株)東レ・デュポン製 カプトンH)をフッ素系ガス処理しないで、実施例1と同じ方法で導電性処理をしたが、導電性を付与できなかった。
ポリイミドフィルム(厚み:0.075mm、(株)東レ・デュポン製 カプトンH)をナトリウムナフタレンを用いて実施例12と同じ処理をした後、実施例1と同じ方法で導電性処理した。
三和電気計器株式会社製SD−420Cを用いて、表面電気抵抗値を測定したところ95Ω/平方インチであった。また、導電性皮膜の耐久性試験を、JIS−L−0849の摩擦堅牢度試験により行なったところ、表面電気抵抗値に変化は認められなかった。
比較例21
ポリイミドフィルム(厚み:0.075mm、(株)東レ・デュポン製 カプトンH)をナトリウムナフタレン処理しないで、実施例21と同じ方法で導電性処理したが、導電性を付与できなかった。
ポリイミドフィルム(厚み:0.075mm、(株)東レ・デュポン製 カプトンH)をフッ素系ガスで実施例1と同じ処理をした後、更に、ナトリウムナフタレンを用いて実施例12と同じ処理した後、実施例1と同じ方法で導電性処理をした。
三和電気計器株式会社製SD−420Cを用いて、表面電気抵抗値を測定したところ140Ω/平方インチであった。また、導電性皮膜の耐久性試験を、JIS−L−0849の摩擦堅牢度試験により行なったところ、表面電気抵抗値に変化は認められなかった。
比較例22
ポリイミドフィルム(厚み:0.075mm、(株)東レ・デュポン製 カプトンH)をフッ素系ガス及びナトリウムナフタレン処理しないで、実施例21と同じ方法で導電性処理したが、導電性を付与できなかった。
ポリイミド中空糸(三井化学(株)製)をフッ素系ガスを用いて実施例1と同じ方法で処理した後、実施例1と同じ方法で導電性処理した。
三和電気計器株式会社製SD−420Cを用いて、表面電気抵抗値を測定したところ495Ω/平方インチであった。また、導電性皮膜の耐久性試験を、JIS−L−0849の摩擦堅牢度試験により行なったところ、表面電気抵抗値に変化は認められなかった。
比較例23
ポリイミド中空糸(三井化学(株)製)をフッ素系ガス処理しないで実施例1と同じ方法で導電性処理をしたが、導電性を付与できなかった。
テトラフルオロエチレン〜パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体をナトリウムナフタレンにより実施例12と同じ方法で処理後、実施例1と同じ方法で導電性処理した。
三和電気計器株式会社製SD−420Cを用いて、表面電気抵抗値を測定したところ205Ω/平方インチであった。また、導電性皮膜の耐久性試験を、JIS−L−0849の摩擦堅牢度試験により行なったところ、表面電気抵抗値に変化は認められなかった。
比較例24
テトラフルオロエチレン〜パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体をナトリウムナフタレン処理しないで、実施例24と同じ方法で導電性処理をしたが、導電性を付与できなかった。
テトラフルオロエチレン〜パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体フィルムをレーザーで処理後、実施例1と同じ方法で導電性処理した。
三和電気計器株式会社製SD−420Cを用いて、表面電気抵抗値を測定したところ915Ω/平方インチであった。また、導電性皮膜の耐久性試験を、JIS−L−0849の摩擦堅牢度試験により行なったところ、表面電気抵抗値に変化は認められなかった。
比較例25
テトラフルオロエチレン〜パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体フィルムをレーザー処理しないで、実施例1と同じ方法で導電性処理したが、導電性を付与できなかった。
炭素粉20重量%を練り込んだテトラフルオロエチレン〜パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体フィルムの導電性を測定した。
三和電気計器株式会社製SD−420Cを用いて、表面電気抵抗値を測定したところ71KΩ/平方インチであった。また、導電性皮膜の耐久性試験を、JIS−L−0849の摩擦堅牢度試験により行なったところ、表面電気抵抗値に変化は認められなかった。
炭素粉20重量%を練り込んだテトラフルオロエチレン〜パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体フィルムを、実施例1と同じ方法で導電性処理した。
三和電気計器株式会社製SD−420Cを用いて、表面電気抵抗値を測定したところ600Ω/平方インチであった。また、導電性皮膜の耐久性試験を、JIS−L−0849の摩擦堅牢度試験により行なったところ、表面電気抵抗値に変化は認められなかった。
炭素粉10重量%を練り込んだポリエステル綿を、実施例1と同じ方法で導電性処理した。
三和電気計器株式会社製SD−420Cを用いて、表面電気抵抗値を測定したところ800Ω/平方インチであった。また、導電性皮膜の耐久性試験を、JIS−L−0849の摩擦堅牢度試験により行なったところ、表面電気抵抗値に変化は認められなかった。
本発明により得られる技術は、種々の高分子材料に導電性を付加する目的に利用可能である。得られた導電性高分子材料は、帯電防止衣料用材料、帯電防止産業資材、静電気除去材料、複写機等の感光性装置等に応用される。

Claims (9)

  1. 繰り返し単位鎖中に水酸基、カルボキシル基、アミノ基のいずれか又はこれらの組み合わせからなる反応性官能基を有しない高分子材料表面に、高分子材料の物性低下をきたさない方法により、該反応性官能基を導入後、金属捕捉官能基を有する該反応性官能基と化学結合可能な官能基を有する化合物を反応させ、更に、金属捕捉官能基を介して(a)硫化銅、(b)硫化銀及び/又は硫化パラジウム、及び/又は(c)Bi、Zn、In、V、Si、Sb、Al、Mn、Rb、Li、Tl、W、Ti、Cr、Mo、Y、Ge、Yb、La、Sm、Be、Sn、Zr、Mg、Nd、Cd及びGaの中から選ばれる少なくとも1種の金属硫化物を反応させて得られる導電性材料。
  2. 繰り返し単位鎖中に水酸基、カルボキシル基、アミノ基のいずれか又はこれらの組み合わせからなる反応性官能基を有しない高分子材料表面に、高分子材料の物性低下をきたさない方法により、該反応性官能基を導入後、金属イオン捕捉性官能基を有する該反応性官能基と化学結合可能な官能基を有する化合物を反応させて得られる金属イオン補足性官能基を有する高分子材料を(a)銅塩、(b)銀塩及び/又はパラジウム塩、及び/又は(c)Bi、Zn、In、V、Si、Sb、Al、Mn、Rb、Li、Tl、W、Ti、Cr、Mo、Y、Ge、Yb、La、Sm、Be、Sn、Zr、Mg、Nd、Cd及びGaの中から選ばれる少なくとも1種の金属塩及び還元性化合物を含有する水溶液からなる浴中で加熱処理して得られる導電性材料。
  3. 繰り返し単位鎖中に水酸基、カルボキシル基、アミノ基のいずれか又はこれらの組み合わせからなる反応性官能基を有しない高分子材料表面に、高分子材料の物性低下をきたさない方法により、該反応性官能基を導入後、金属イオン捕捉性官能基を有する該反応性官能基と化学結合可能な官能基を有する化合物を反応させて得られる金属イオン補足性官能基を有する高分子材料に予め硫化銅を結合させ、更に、(b)銀塩及び/又はパラジウム塩、及び/又は(c)Bi、Zn、In、V、Si、Sb、Al、Mn、Rb、Li、Tl、W、Ti、Cr、Mo、Y、Ge、Yb、La、Sm、Be、Sn、Zr、Mg、Nd、Cd及びGaの中から選ばれる少なくとも1種の金属塩及び還元性化合物を含有する水溶液からなる浴中で加熱処理して得られる導電性材料。
  4. 繰り返し単位鎖中に反応性官能基を有しない高分子材料が、ポリエチレン、ポリプロピレン、ハロゲン含有ポリマー、ハロゲン含有コポリマー、ポリイミド、ポリアミドイミド、ナイロン、ポリエステル、シリコン、これらポリマーのブレンド物、フォスファゼン及びガラスのいずれかである請求項1、2又は3に記載の導電性材料。
  5. 繰り返し単位鎖中に反応性官能基を有しない高分子材料表面に、反応活官能基を生成させる方法が、コロナ放電処理、レーザー処理、紫外線処理、イオンビーム処理、プラズマ処理、金属ナトリウム溶液処理、Naナフタレン溶液処理、電気化学的処理、フッ素ガス処理、表面グラフト反応、炭素混練及び反応性官能基を有するフィラー及び/又はポリマーのブレンド物いずれか又はこれらの組み合わせからなる請求項1,2,3又は4に記載の導電性材料。
  6. 高分子材料表面に導入された官能基と化学結合可能な官能基を有する化合物が、シラン系カップリング剤、チタン系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、エポキシ基含有化合物、酸無水基含有化合物及びイソシアネート基含有化合物のいずれか又はこれらの組み合わせからなる請求項1,2,3,4又は5に記載の導電性材料。
  7. 金属補足官能基が、メルカプト基、チオカルボニル基、シアノ基、イソシアナート基、アミノ基、アンモニウム基、ピリジニウム基、アジニル基、カルボキシル基、ベンゾトリアゾール基、トリアジンチオール基、イミン環及び硫黄複素環のいずれか又はこれらの組み合わせからなる請求項1,2,3,4,5,6、又は7に記載の導電性材料。
  8. 還元性化合物が、チオ硫酸塩である請求項2,3,4,5,6,又は7に記載の導電性材料。
  9. 高分子材料が、フィルム形状である請求項1,2,3,4,5,6,7,又は8に記載の導電性材料。
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