JP2909555B2 - Manufacturing method of electromagnetic wave shielding material - Google Patents

Manufacturing method of electromagnetic wave shielding material

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JP2909555B2
JP2909555B2 JP8709490A JP8709490A JP2909555B2 JP 2909555 B2 JP2909555 B2 JP 2909555B2 JP 8709490 A JP8709490 A JP 8709490A JP 8709490 A JP8709490 A JP 8709490A JP 2909555 B2 JP2909555 B2 JP 2909555B2
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正男 阿部
彰 大谷
浩之 樋口
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電磁波障害の防止やノイズ対策のための電
磁波シールド材の製造方法に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing an electromagnetic wave shielding material for preventing electromagnetic wave interference and taking measures against noise.

従来の技術 従来、電磁波シールド材を形成するための材料又は方
法として、導電性プラスチツク、導電性塗料、無電解め
つき等が知られている。導電性プラスチックは、導電性
フイラーとしてステンレス繊維、銅繊維等を含む材料で
あつて、これを用いれば、金型によつて、単一の工程に
て所要形状への成形とシールド加工とを同時に行なうこ
とができるが、金型を用いるために、製造費用が高く、
また、用途も自ずから限られる。ニッケル等の金属の無
電解めつきを基材に施して、基材にシールド加工する方
法は、表面に凹凸がある物品は穿孔されている物品にも
適用することができ、更に、厚み1〜2μmにて金属ア
ルミニウムに匹敵する導電性を与える。しかし、加工費
用が上記導電性プラスチツクよりも更に高い。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a material or a method for forming an electromagnetic wave shielding material, conductive plastic, conductive paint, electroless plating, and the like are known. Conductive plastic is a material that contains stainless steel fiber, copper fiber, etc. as a conductive filler, and if it is used, molding into a required shape and shielding at the same time can be performed in a single step by a mold. It can be done, but because of the use of molds, the manufacturing cost is high,
In addition, applications are naturally limited. The method of performing electroless plating of a metal such as nickel on a base material and performing a shielding process on the base material can also be applied to a perforated article if the article has irregularities on the surface, and further has a thickness of 1 to 10. At 2 μm it gives conductivity comparable to metallic aluminum. However, the processing cost is even higher than the above-mentioned conductive plastic.

これに対して、導電性塗料を用いるシールド加工は、
適用し得る基材の範囲が広いが、反面、このような導電
性塗料は、導電性成分として、通常、ニツケル粉や銅粉
のフイラーを含むので、表面の平滑性が要求される用途
には、適用し難い。また、その製造面からみれば、ベヒ
クル中に上記のような導電性フイラーを均一に分散させ
ることが容易にではなく、更に、長期間にわたつて保存
すれば、フイラーの沈降を生じるところから、所謂ポツ
トライフが短い。また、導電性フイラーとして銅粉を用
いるときには、その酸化を防止するめに、酸化防止剤を
併用する必要もある。
In contrast, shield processing using conductive paint
Although the range of applicable substrates is wide, on the other hand, such conductive paints usually include a filler of nickel powder or copper powder as a conductive component. , Difficult to apply. Also, from the manufacturing point of view, it is not easy to uniformly disperse the conductive filler as described above in the vehicle, and furthermore, if stored for a long period of time, the filler will settle out, The so-called pot life is short. When copper powder is used as the conductive filler, it is necessary to use an antioxidant in combination to prevent the oxidation.

他方、近年、それ自体で導電性を有する種々の高分子
有機重合体が知られている。例えば、アニリンを化学酸
化剤にて化学酸化重合して、トーパントとしての電解質
イオンを含み、電導度が10-6S/cm以上である導電性有機
重合体を製造する方法は既に知られており、更に、かか
る化学酸化重合による導電性有機重合体の製造におい
て、標準水素電極を基準とする還元半電池反応における
起電力として定められる標準電極電位が0.6V以上である
酸化剤が特に好適に用いられることも、既に特開昭61−
258831号公報に記載されている。
On the other hand, in recent years, various high molecular organic polymers having conductivity by themselves have been known. For example, a method for producing a conductive organic polymer in which aniline is chemically oxidized and polymerized with a chemical oxidizing agent and contains an electrolyte ion as a topant and has a conductivity of 10 -6 S / cm or more is already known. Further, in the production of a conductive organic polymer by such chemical oxidative polymerization, an oxidizing agent having a standard electrode potential of 0.6 V or more, which is defined as an electromotive force in a reduction half-cell reaction based on a standard hydrogen electrode, is particularly preferably used. Has already been disclosed in
No. 258831.

しかしながら、一般に、導電性有機重合体は、不溶不
融性であるので、どの応用を展開するうえで大きい障害
となつている。そこで、従来、有機溶剤に可溶性の中間
体を製造し、その後に、その中間体を物理的又は化学的
手段にて導電性重合体に変換させることよつて、その実
用的な応用を展開しようとする方法も種々提案されてい
る。しかし、この方法によるときは、高温での処理を必
要としたり、或いは中間体から導電性重合体への変換が
必ずしも理論どおりに進行しない。
However, in general, conductive organic polymers are insoluble and infusible, which is a major obstacle in developing any application. Therefore, conventionally, an intermediate which is soluble in an organic solvent is produced, and then, the intermediate is converted into a conductive polymer by physical or chemical means to develop its practical application. Various methods have been proposed. However, according to this method, treatment at a high temperature is required, or conversion of an intermediate to a conductive polymer does not always proceed as theoretically.

ポリピロール又はポリチオフエンの分野では、有機溶
剤に可溶性の重合体が知られている。即ち、長鎖アルキ
ル基を置換基として有するチオフエンやアルカンスルホ
ン酸基を置換基として有するピロールを電解酸化重合し
て、それぞれ有機溶剤可溶性のポリ3−アルキルチオフ
エン及び水溶性のポリピロールアルカンスルホン酸を得
ることができる。しかし、この朋法は、いずれも特殊な
単量体を用いると共に、これを電解酸化重合するので、
製造費用が著しく高い。
In the field of polypyrrole or polythiophene, polymers soluble in organic solvents are known. That is, thiophene having a long-chain alkyl group as a substituent or pyrrole having an alkanesulfonic acid group as a substituent is subjected to electrolytic oxidation polymerization to obtain an organic solvent-soluble poly (3-alkylthiophene) and a water-soluble polypyrrolealkanesulfonic acid, respectively. be able to. However, all of these methods use special monomers and subject them to electrolytic oxidation polymerization.
Manufacturing costs are significantly higher.

他方、アニリンの化学酸化重合の分野においては、最
近、アニリンに対して約1/4モル量のベルオキソ二流酸
アンモニウムを酸化剤として作用させ、アニリンを化学
酸化重合させて、有機溶剤可溶性のポリアニリンを得る
ことができることが報告されている(A.G、MacDiarmid
et al.,Synthetic Metals,21,21(1987);A.G.MacDiarm
id et al.,L.Alcacer (ed),Conducting Polymers,105
−120 (D.Reidel Publishing Co.,1987)。
On the other hand, in the field of chemical oxidative polymerization of aniline, recently, about 1/4 mole amount of ammonium peroxodisulfate has been used as an oxidizing agent for aniline to chemically oxidize and polymerize aniline to form an organic solvent-soluble polyaniline. Is reported to be available (AG, MacDiarmid
et al., Synthetic Metals, 21 , 21 (1987); AGMacDiarm
id et al., L. Alcacer (ed), Conducting Polymers, 105
-120 (D. Reidel Publishing Co., 1987).

しかし、この重合体は、N−メチル−2−ピロリドリ
ンやジメチルスルホキシドのみならず、80%酢酸や60%
ギ酸水溶液にも可溶性であるので、その分子量は低い。
また、重合体のN−メチル−2−ピロリドンやジメチル
スルホキシドの溶液から自立性フイルムを得ることがで
きることも記載されている。更に、酢酸溶液から酢酸に
てドープされた導電性重合体フイルムを得ることがで
き、これをアンモニウムで脱ドープしたフイルムとする
ことも記載されている。しかし、この脱ドープ状態のフ
イルムは、ポリアニリンの分子量が低いために、強度が
小さく、折り曲げによつて容易に割れるので、実用に耐
えない。
However, this polymer contains not only N-methyl-2-pyrrolidrin and dimethyl sulfoxide but also 80% acetic acid and 60%
Since it is also soluble in formic acid aqueous solution, its molecular weight is low.
It is also described that a self-supporting film can be obtained from a solution of a polymer such as N-methyl-2-pyrrolidone or dimethyl sulfoxide. Furthermore, it is described that a conductive polymer film doped with acetic acid can be obtained from an acetic acid solution, and this film is de-doped with ammonium. However, the undoped film has low strength due to the low molecular weight of polyaniline, and is easily broken by bending, so that it cannot be put to practical use.

また、アニリンをペルオキソ二流酸アンモニウムで酸
化して、テトラヒドロフランに溶解するポリアニリンを
得ることができることも知られている(J.Tang,Synthet
ic Metals,24,231(1988)。しかし、この重合体も、テ
トラヒドロフランに溶解するところからみて、分子量は
低いものとみられる。
It is also known that aniline can be oxidized with ammonium peroxodisulfate to obtain polyaniline soluble in tetrahydrofuran (J. Tang, Synthet).
ic Metals, 24, 231 (1988). However, this polymer is also considered to have a low molecular weight from the viewpoint of dissolving in tetrahydrofuran.

発明が解決しようとする課題 本発明者らは、特に、アニリンの化学酸化重合によつ
て有機溶剤可溶性の高分子量有機重合体を得るべく鋭意
研究した結果、従来、知られているポリアニリンよりも
遥かに高分子量でありながら、脱ドープ状態において、
種々の有機溶剤に可溶性であつて、容易にその溶液から
塗膜を得ることができ、しかも、かかる塗膜にプロント
酸をドーピングすることによつて、強靱な高分子量高導
電性有機重合体塗膜を得ることができ、かくして、導電
性フイラーを用いることなく、高性能の電磁波シールド
材を得ることができることを見出して、本発明に至つた
ものである。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present inventors have made intensive studies to obtain a high molecular weight organic polymer soluble in organic solvents by chemical oxidative polymerization of aniline. Although it has a high molecular weight, in the undoped state,
A coating film that is soluble in various organic solvents can be easily obtained from the solution, and furthermore, by doping the coating film with prontoic acid, a tough high molecular weight highly conductive organic polymer coating can be obtained. The present inventors have found that a film can be obtained, and thus a high-performance electromagnetic wave shielding material can be obtained without using a conductive filler, and have led to the present invention.

従つて、本発明は、従来の電磁波シールド材における
前述した問題を解決するためになされたものであつて、
導電性フイラーを含まずして、高導電性を有する電磁波
シールド材の製造方法を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems in the conventional electromagnetic wave shielding material,
An object of the present invention is to provide a method for manufacturing an electromagnetic shielding material having high conductivity without including a conductive filler.

課題を解決するための手段 本発明による電磁波シールド材の製造方法は、 一般式 (式中、m及びnはそれぞれ繰返し単位中のキノンジイ
ミン構造単位及びフエニレンジアミン構造単位のモル分
率を示し、0<m<1、0<n<1、m+n=1であ
る。) を主たる繰返し単位として有する重合体であつて、脱ド
ープ状態において有機溶剤に可溶性である有機重合体を
有機溶剤に溶解させ、得られた重合体組成物をシールド
基材上に塗布し、乾燥させて、有機溶剤可溶性ポリアニ
リンの薄膜を形成させ、次いで、この薄膜をpKa値が4.8
以下のプロトン酸にてドーピングすることを特徴とす
る。
Means for Solving the Problems A method for producing an electromagnetic wave shielding material according to the present invention has a general formula (In the formula, m and n each represent a mole fraction of a quinone diimine structural unit and a phenylenediamine structural unit in the repeating unit, and are 0 <m <1, 0 <n <1, and m + n = 1). A polymer having as a repeating unit, an organic polymer that is soluble in an organic solvent in a undoped state is dissolved in the organic solvent, the obtained polymer composition is applied on a shield substrate, and dried, A thin film of polyaniline soluble in organic solvent was formed, and then the thin film was pKa value of 4.8.
It is characterized by doping with the following protonic acid.

特に、本発明においては、上記脱ドープ状態において
有機溶剤に可溶性である有機重合体は、457.9nmの波長
の光で励起して得られるレーザー・ラマンスペクトルに
おけるバラ置換ベンゼンの骨格振動のうち、1600cm-1
りも高波数にあらわれる骨格延伸振動のラマン線の強度
Iaと1600cm-1よりも低波数にあわわれる骨格延伸振動の
ラマン線強度Ibの比Ia/Ibが1.0以上であることが好まし
い。
In particular, in the present invention, the organic polymer that is soluble in the organic solvent in the undoped state, the skeleton vibration of the rose-substituted benzene in the laser Raman spectrum obtained by excitation with light having a wavelength of 457.9 nm, 1600cm Raman intensity of skeletal stretching vibration at higher wavenumber than -1
It is preferable that the ratio Ia / Ib of the Raman line intensity Ib of the skeleton stretching vibration having a lower wave number than Ia and 1600 cm −1 is 1.0 or more.

更に、本発明においては、上記脱ドープ状態において
有機溶剤に可溶性である有機重合体は、N−メチルピロ
リドン中、30℃で測定した極限粘度〔η〕が0.40dl/g以
上であることが好ましい。
Furthermore, in the present invention, the organic polymer that is soluble in the organic solvent in the undoped state preferably has an intrinsic viscosity [η] measured at 30 ° C. in N-methylpyrrolidone of 0.40 dl / g or more. .

以上のように、本発明による電磁波シールド材は、所
定の繰返し単位に有し、脱ドープ状態において有機溶剤
に可溶性である有機重合体に所定のプロント酸がドーピ
ングされてなる導電性有機重合体を含んでなり、好まし
くは、本発明による電磁波シールド材は塗膜である。
As described above, the electromagnetic wave shielding material according to the present invention has a predetermined repeating unit, and a conductive organic polymer obtained by doping a predetermined prontoic acid into an organic polymer that is soluble in an organic solvent in a undoped state. Preferably, the electromagnetic wave shielding material according to the present invention is a coating film.

かかる塗膜としての本発明による電磁波シールド材
は、本発明に従つて、上記所定の繰返し単位を有し、脱
ドープ状態において有機溶剤に可溶性である有機重合体
の塗膜をシールド基材に形成させた後、この塗膜に所定
のプロトン酸をドーピングさせることによつて得ること
ができる。
According to the present invention, the electromagnetic wave shielding material according to the present invention as such a coating film has a predetermined repeating unit and forms a coating film of an organic polymer that is soluble in an organic solvent in an undoped state on a shield substrate. After that, it can be obtained by doping the coating film with a predetermined protonic acid.

先ず、上記した所定の繰返し単位を有し、脱ドープ状
態において有機溶剤に可溶性である有機重合体(以下、
有機溶剤可溶性ポリアニリンというかこきがある。)の
製造について説明する。
First, an organic polymer having the above-described predetermined repeating unit and soluble in an organic solvent in a undoped state (hereinafter, referred to as an organic polymer)
There is an organic solvent-soluble polyaniline. ) Will be described.

この有機溶剤可溶性ポリアニリンは、反応系に存在す
るプロトン酸によつてドーピングされた導電性を有する
ポリアニンを製造し、次いで、この導電性を有するポリ
アニリンを脱ドーピングすることによつて得ることがで
きる。この導電性を有するポリアニリン(以下、導電性
ポリアニリンということがある。)は、上記溶剤可溶性
ポリアニリンと異なり、通常、有機溶剤に不溶性であ
る。
The organic solvent-soluble polyaniline can be obtained by producing a conductive polyanine doped with a protonic acid present in the reaction system, and then dedoping the conductive polyaniline. This conductive polyaniline (hereinafter sometimes referred to as conductive polyaniline) is generally insoluble in organic solvents, unlike the above-mentioned solvent-soluble polyaniline.

上記導電性ポリアニリンは、酸解離定数pKa値が3.0以
下であるプロトン酸の存在下に溶剤中にてアニリンに温
度を5℃以下、好ましくは0℃以下の温度に保持しつ
つ、標準水素電極を基準とする還元半電池反応における
起電力として定められる標準電極電位が0.6V以上である
酸化剤の水溶液アニリン1モル当りに、酸化剤の1モル
を、酸化剤1分子を還元するのに必要な電子数で割つた
量として定義される当量で、2当量以上、好ましくは2
〜2.5当量徐々に加えることによつて、得ることができ
る。
The conductive polyaniline has a standard hydrogen electrode in an aniline in a solvent in the presence of a protonic acid having an acid dissociation constant pKa of 3.0 or less, while maintaining the temperature at 5 ° C or less, preferably 0 ° C or less. One mole of the oxidizing agent is required to reduce one molecule of the oxidizing agent per mole of aniline in an aqueous solution of the oxidizing agent having a standard electrode potential defined as an electromotive force in the reduction half-cell reaction as a reference of 0.6 V or more. Equivalent defined as the amount divided by the number of electrons, 2 or more equivalents, preferably 2
It can be obtained by gradually adding .about.2.5 equivalents.

次いで、この導電性ポリアニンを塩基性物質によつて
脱ドーピングすることによつて、有機溶剤可溶性ポリア
ニリンを得ることができる。
Then, by dedoping the conductive polyanine with a basic substance, an organic solvent-soluble polyaniline can be obtained.

上記したアニリンの酸化重合による導電性ポリアニリ
ンの製造において、上記酸化剤としては、二酸化水素、
第二鉄塩、ヨウ素酸塩等が特に好ましく用いられる。こ
れらの中で、例えば、ペルオキソ二硫酸アンモニウムや
過酸化水素は、その酸化反応において、共に1分子当り
に2個の電子が関与するので、通常、アニリン1モルに
対して1〜1.25モルの範囲の量が用いられる。
In the production of the conductive polyaniline by oxidative polymerization of aniline described above, as the oxidizing agent, hydrogen dioxide,
Ferric salt, iodate and the like are particularly preferably used. Among them, for example, ammonium peroxodisulfate and hydrogen peroxide usually have a range of 1 to 1.25 mol per 1 mol of aniline since two electrons per molecule are involved in the oxidation reaction. The amount is used.

上記アニリンの酸化重合において用いられるプロトン
酸は、酸解離定数pKa値が3.0以下であれば、特に、限定
されものではなく、例えば、塩酸、硫酸、硝酸、過塩素
酸、ホウフツ化水素酸、リンフツ化水素酸、フツ化水素
酸、ヨウ化水素酸等の無機酸、ベンゼンスルホン酸、p
−トルエンスルホン酸等の芳香族スルホン酸、メタンス
ルホン酸、エタンスルホン酸等のアルカンスルホン酸、
ピクリン酸等のフエノール類、m−ニトロ安息香酸等の
芳香族カルボン酸、ジクロロ酢酸、マロン酸等の脂肪族
カルボン酸等を挙げることができる。また、ポリマー酸
も用いることができる。かかるポリマー酸としては、例
えば、ポリスチレンスルホン酸、ポリビニルスルホン
酸、ポリアリルスルホン酸、ポリビニル硫酸等を挙げる
ことができる。
The protonic acid used in the oxidative polymerization of aniline is not particularly limited as long as the acid dissociation constant pKa value is 3.0 or less, and examples thereof include hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, perchloric acid, hydrofluoric acid, and phosphoric acid. Inorganic acids such as hydrofluoric acid, hydrofluoric acid, hydroiodic acid, benzenesulfonic acid, p
-Aromatic sulfonic acids such as toluenesulfonic acid, methanesulfonic acid, alkanesulfonic acids such as ethanesulfonic acid,
Examples thereof include phenols such as picric acid, aromatic carboxylic acids such as m-nitrobenzoic acid, and aliphatic carboxylic acids such as dichloroacetic acid and malonic acid. Also, polymeric acids can be used. Examples of such a polymer acid include polystyrene sulfonic acid, polyvinyl sulfonic acid, polyallyl sulfonic acid, and polyvinyl sulfate.

用いるプロトン酸の量は、用いる酸化剤の反応様式に
依存する。例えば、二酸化マンガンの場合は、酸化反応
は、 MnO2+4H++2e-→Mn2++2H2O で示されるから、用いる二酸化マンガンの少なくとも4
倍モル量のプロトンを供給し得るプトロン酸を用いる必
要がある。また、過酸化水素の場合も、酸化反応は、 H2O2+2H++2e-→2H2O で示されるから、用いる過酸化水素の少なくとも2倍モ
ル量のプロトンを供給し得るプロトン酸を用いる必要が
ある。他方、ペルオキソ二硫酸アンモニウムの場合は、
酸化反応は、 S2O8 2-+2e-→2SO4 2- で示されるから、特に、プロトン酸を用いる必要はな
い。しかし、本発明においては、酸化剤として、ペルオ
キソ二硫酸アンモニウムを用いる場合であつても、この
酸化剤と等モル量のプロトン酸を用いることが好まし
い。
The amount of protonic acid used depends on the mode of reaction of the oxidizing agent used. For example, in the case of manganese dioxide, the oxidation reaction is represented by MnO 2 + 4H + + 2e → Mn 2+ + 2H 2 O.
It is necessary to use ptronic acid which can supply a double molar amount of protons. Also, in the case of hydrogen peroxide, the oxidation reaction is represented by H 2 O 2 + 2H + + 2e → 2H 2 O. Therefore, a proton acid capable of supplying at least twice the amount of protons of hydrogen peroxide to be used is used. There is a need. On the other hand, in the case of ammonium peroxodisulfate,
Since the oxidation reaction is represented by S 2 O 8 2− + 2e → 2SO 4 2− , it is not particularly necessary to use a protonic acid. However, in the present invention, even when ammonium peroxodisulfate is used as the oxidizing agent, it is preferable to use an equimolar amount of the protonic acid with the oxidizing agent.

アニリンの酸化重合における溶剤としては、アニリ
ン、プロトン酸及び酸化剤を溶解し、且つ酸化剤によつ
て酸化されないものが用いられる。水が最も好ましく用
いられるが、しかし、必要に応じて、メタノール、エタ
ノール等のアルコール類、アセトニトリル等のニトリル
類、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルスルホキシ
ド等の極性溶剤、テトラヒドロフラン等のエーテル類、
酢酸等の有機酸類も用いることができる。また、これら
有機溶剤と水との混合溶剤も用いることができる。
As a solvent in the oxidative polymerization of aniline, a solvent which dissolves aniline, a protonic acid and an oxidizing agent and is not oxidized by the oxidizing agent is used. Water is most preferably used, however, if necessary, alcohols such as methanol and ethanol, nitriles such as acetonitrile, N-methyl-2-pyrrolidone, polar solvents such as dimethyl sulfoxide, ethers such as tetrahydrofuran,
Organic acids such as acetic acid can also be used. Also, a mixed solvent of these organic solvents and water can be used.

得られた導電性ポリアニリンを脱ドーピングして、有
機溶剤可溶性ポリアニリンを得るには、前述したアニリ
ンの酸化重合の間、特に、酸化剤溶液をアニリン溶液に
加える間に、反応混合物の温度を常に5℃以下に保持す
ることが重要である。従つて、酸化剤溶液は、アニリン
に徐々に加えて、反応混合物の温度が5℃を越えないよ
うにする必要がある。急激に酸化剤を加えるときは、外
部からの冷却によつても、反応混合物の温度が上昇し
て、低分子の重合体を生成したり、或いは後述する脱
ドーピング後にも溶剤不溶性の導電性ポリアニリンが生
成する。
In order to dedope the obtained conductive polyaniline to obtain an organic solvent-soluble polyaniline, the temperature of the reaction mixture is always kept at 5 ° C during the oxidative polymerization of aniline described above, in particular, while adding the oxidizing agent solution to the aniline solution. It is important to keep it below ° C. Therefore, the oxidant solution should be added slowly to the aniline so that the temperature of the reaction mixture does not exceed 5 ° C. When the oxidizing agent is added rapidly, the temperature of the reaction mixture rises due to external cooling to produce a low molecular weight polymer, or a solvent insoluble conductive material can be obtained even after undoping as described later. Polyaniline is produced.

特に、反応温度は、0℃以下に保持するのが好まし
く、これによつて、脱ドーピング後、N−メチル−2−
ピロリドン中、30℃で測定した(以下、同じ。)極限粘
度〔η〕が1.0dl/g以上の高分子量の有機溶剤可溶性ポ
リアニリンを得ることができる。
In particular, the reaction temperature is preferably kept at 0 ° C. or lower, so that after dedoping, N-methyl-2-
A high molecular weight organic solvent-soluble polyaniline having an intrinsic viscosity [η] of 1.0 dl / g or more measured in pyrrolidone at 30 ° C. (the same applies hereinafter) can be obtained.

このようにして、用いたプロトン酸によつてドープさ
れた導電性ポリアニリンを得ることができる。このよう
に、ドープ状態では、得られたポリアニリンは、反応系
に存在するプロトン酸と塩を形成しているために、多く
ドープ状態の導電性有機重合体についてそうであるよう
に、一般には、後述するような有機溶剤に溶解しない。
Thus, a conductive polyaniline doped with the used protonic acid can be obtained. Thus, in the doped state, the resulting polyaniline forms a salt with the protonic acid present in the reaction system, so that, as is the case with many doped conductive organic polymers, generally, Does not dissolve in organic solvents as described below.

しかしながら、上記プロトン酸にてドーピングされ
て、有機溶剤に不溶性である導電性ポリアニリンは、こ
れを脱ドーピングすることによつて、有機溶剤に可溶性
とすることができる。
However, the conductive polyaniline which is doped with the above-mentioned protonic acid and is insoluble in the organic solvent can be made soluble in the organic solvent by undoping it.

その製造時に、反応系に存在するプロトン酸にてドー
プされている前記導電性ポリアニリンの脱ドーピング
は、一種の中和反応であるから、このような脱ドーピン
グを行なうには、ドーパントとしてのプロトン酸を塩基
性物質にて中和すればよい。このような塩基性物質は、
特に、限定されるものではないが、好ましくは、アンモ
ニア水、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リ
チウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム等の金
属水酸化物が用いられる。脱ドーピングは、上記アニリ
ンの酸化重合の後、反応混合物中に直接に塩基性物質を
加えてもよく、或いは導電性ポリアニリンを一旦単離し
た後、これに塩基性物質を作用させてもよい。
During the production, the dedoping of the conductive polyaniline doped with the protonic acid present in the reaction system is a kind of neutralization reaction. May be neutralized with a basic substance. Such a basic substance,
Although not particularly limited, preferably, metal hydroxides such as aqueous ammonia, sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, magnesium hydroxide, and calcium hydroxide are used. In the dedoping, a basic substance may be directly added to the reaction mixture after the oxidative polymerization of the aniline, or a basic substance may be allowed to act on the conductive polyaniline once isolated.

前記導電性ポリアニリンは、通常、10-6S/cm以上の電
導度を有して、黒緑色を呈するが、脱ドーピング後は、
紫色或いは紫がかつた銅色である。この変色は、重合体
中の塩構造のアミン窒素が遊離アミンに変化したためで
ある。電導度は、通常、10-106S/cm台である。
The conductive polyaniline usually has a conductivity of 10 −6 S / cm or more, and exhibits a blackish green color.
Purple or purple is copper color. This discoloration is because the amine nitrogen of the salt structure in the polymer was changed to a free amine. The conductivity is usually on the order of 10 -106 S / cm.

このようにして得られる脱ドープ状態のポリアニリン
は、高分子量を有し、しかも、種々の有機溶剤に溶解す
る。かかる有機溶剤としは、N−メチル−2−ピロリド
ン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルム
アミド、ジメチルスルホキシド、1,3−ジメチル−2−
イミダゾリジノン、スルホラン等を挙げることができ
る。溶解度は、重合体の平均分子量や溶剤にもよるが、
重合体の0.5〜100%が溶け、1〜30重量%の溶液を得る
ことができる。
The undoped polyaniline thus obtained has a high molecular weight and is soluble in various organic solvents. Such organic solvents include N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, dimethylsulfoxide, 1,3-dimethyl-2-
Examples thereof include imidazolidinone and sulfolane. The solubility depends on the average molecular weight of the polymer and the solvent,
0.5-100% of the polymer dissolves, giving a 1-30% by weight solution.

特に、上記有機溶剤可溶性ポリアニリンは、N−メチ
ル−2−ピロリドンに高い溶解性を示し、通常、重合体
の20〜100%が溶解し、3〜30重量%溶液を得ることが
できる。しかし、テトラヒドロフラン、80%酢酸水溶
液、60%ギ酸水溶液、アセトニトリル等には溶解しな
い。
In particular, the organic solvent-soluble polyaniline exhibits high solubility in N-methyl-2-pyrrolidone, and usually 20 to 100% of the polymer is dissolved, and a 3 to 30% by weight solution can be obtained. However, it does not dissolve in tetrahydrofuran, 80% acetic acid aqueous solution, 60% formic acid aqueous solution, acetonitrile and the like.

従つて、かかる有機溶剤可溶性ポリアニリンは、これ
を有機溶剤に溶解して、溶液とすれば、これをキヤスイ
キング法にてフイルム化することができる。例えば、有
機溶剤可溶性ポリアニリン溶液をガラス板上にキヤステ
イングした後、溶剤の加熱乾燥の条件を選ぶことによつ
て、均一、強靱で可撓性にすぐれる自立性フイルムを得
ることができる。
Therefore, when the organic solvent-soluble polyaniline is dissolved in an organic solvent to form a solution, the solution can be formed into a film by the squeezing method. For example, by casting an organic solvent-soluble polyaniline solution on a glass plate and then selecting the conditions for heating and drying the solvent, a uniform, tough, and highly flexible self-supporting film can be obtained.

更に、前記有機溶剤可溶性ポリアニリンにキヤステイ
ングして得られるフイルムは、溶剤の乾燥条件によつて
も、異なる性質を有する。通常、極限粘度〔η〕が0.40
dl/g以上である有機溶剤可溶性ポリアニリンのN−メチ
ル−2−ピロリドン溶液をガラス板上にキヤステイング
し、溶剤を乾燥させる場合に、乾燥温度が100℃以下で
あるときは、得られるフイルムは強度が尚十分に大きく
なく、また、N−メチル−2−ピロリドンにも一部溶解
する。しかし、乾燥温度を130℃以上とするときは、得
られるフイルムは可撓性にすぐれ、非常に強靱であつ
て、折り曲げても割れることがない。また、このように
して得られるフイルムは、N−メチル−2−ピロリドン
にも溶解せず、更に、濃硫酸にも溶解しない。このよう
に、キヤステイング後の高温での溶剤乾燥による重合体
の溶剤不溶化は、重合体中に存在し、或いは加熱時に生
成するラジカルのカツプリングによつて、重合体分子が
架橋するためであるとみられる。
Further, the film obtained by casting the polyaniline soluble in the organic solvent has different properties depending on the drying conditions of the solvent. Usually, intrinsic viscosity [η] is 0.40
Casting an N-methyl-2-pyrrolidone solution of an organic solvent-soluble polyaniline of dl / g or more on a glass plate and drying the solvent, when the drying temperature is 100 ° C or less, the obtained film is The strength is still not sufficiently high, and it is partially soluble in N-methyl-2-pyrrolidone. However, when the drying temperature is set to 130 ° C. or higher, the obtained film is excellent in flexibility, very tough, and does not crack even when bent. The film thus obtained does not dissolve in N-methyl-2-pyrrolidone and further does not dissolve in concentrated sulfuric acid. As described above, the solvent insolubilization of the polymer by drying the solvent at a high temperature after the casting is considered to be due to crosslinking of the polymer molecule due to the coupling of radicals existing in the polymer or generated upon heating. Can be

従つて、勿論、上記有機溶剤可溶性ポリアニリンの有
機溶剤溶液は、塗料組成物として用いることができる。
この塗料組成物を適宜の基材上に塗布し、乾燥すれば、
均一、強靱で可撓性にすぐれる有機溶剤可溶性ポリアニ
リンの塗膜を得ることができる。
Therefore, of course, the organic solvent solution of the organic solvent-soluble polyaniline can be used as a coating composition.
If this coating composition is applied on a suitable substrate and dried,
An organic solvent-soluble polyaniline coating film that is uniform, tough, and excellent in flexibility can be obtained.

そこで、上記したフイルムや塗膜が強靱で可撓性にす
ぐれるには、極限粘度〔η〕が0.40dl/g以上の有機溶剤
可溶性ポリアニリンを用いることが望ましい。
Therefore, in order to make the above-mentioned film and coating film tough and excellent in flexibility, it is desirable to use an organic solvent-soluble polyaniline having an intrinsic viscosity [η] of 0.40 dl / g or more.

有機溶剤可溶性ポリアニリンの溶液は、必要に応じ
て、他の有機溶剤で希釈されていてもよい。このような
希釈溶剤としては、N−メチル−2−ピロリドンと相溶
性を有するのが好ましく、従つて、例えば、アルコー
ル、ケトン、エステル、エーテル、ニトリル類を含む含
窒素有機溶剤等が好適に用いられる。
The solution of the organic solvent-soluble polyaniline may be diluted with another organic solvent, if necessary. As such a diluting solvent, it is preferable to have compatibility with N-methyl-2-pyrrolidone. Accordingly, for example, a nitrogen-containing organic solvent containing an alcohol, a ketone, an ester, an ether, or a nitrile is preferably used. Can be

特に、例えば、メタノール、エタノール、プロピルア
ルコール、ブチルアルコール等のような脂肪族アルコー
ルが希釈溶剤として好適である。しかし、エチレングリ
コールのようなグリコール類も好適に用いることができ
る。また、アセトニトリル、テトラヒドロフランも好適
な希釈溶剤である。
In particular, for example, aliphatic alcohols such as methanol, ethanol, propyl alcohol, and butyl alcohol are suitable as the diluting solvent. However, glycols such as ethylene glycol can also be suitably used. Acetonitrile and tetrahydrofuran are also suitable diluting solvents.

また、希釈程度によつては、必要に応じて、例えば、
n−ヘキサンのように、N−メチル−2−ピロリドンに
相溶性をもたない炭化水素溶剤も希釈溶剤として用いる
ことができる。
In addition, depending on the degree of dilution, as necessary, for example,
Hydrocarbon solvents that are not compatible with N-methyl-2-pyrrolidone, such as n-hexane, can also be used as the diluting solvent.

前記有機溶剤可溶性ポリアニリンは、元素分析、赤外
線吸収スペクトル、ESRスペクトル、レーザー・ラマン
スペクトル、熱重量分析、溶剤への溶解性、可視乃至近
赤外吸収スペクトルから、 (式中、m及びnはそれぞれ繰返し単位中のキノンジイ
ミン構造単位及びフエニレンジアミン構造単位のモル分
率を示し、0<m<1、0<n<1、m+n=1であ
る。) を主たる繰返し単位として有する重合体である。
The organic solvent-soluble polyaniline, elemental analysis, infrared absorption spectrum, ESR spectrum, laser Raman spectrum, thermogravimetric analysis, solubility in solvents, from visible to near infrared absorption spectrum, (In the formula, m and n each represent a mole fraction of a quinone diimine structural unit and a phenylenediamine structural unit in the repeating unit, and are 0 <m <1, 0 <n <1, and m + n = 1). It is a polymer having a repeating unit.

有機溶剤可溶性ポリアニリンからキヤステイング法に
にて溶剤不溶化して得たフイルムも、溶剤可溶性重合体
と実質的に同じ赤外線吸収スペクトルを示し、また元素
分析、赤外線吸収スペクトル、ESRスペクトル、レーザ
ー・ラマンスペクトル、熱重量分析、溶剤への溶解性、
可視乃至近赤外吸収スペクトル等から、架橋構造を有す
るものの、実質的に同じ繰返し単位からなるものとみら
れる。
Films obtained by solvent insolubilization from organic solvent-soluble polyaniline by the casting method also show substantially the same infrared absorption spectrum as the solvent-soluble polymer, and elemental analysis, infrared absorption spectrum, ESR spectrum, laser Raman spectrum , Thermogravimetric analysis, solubility in solvents,
From the visible to near-infrared absorption spectrum and the like, it is considered that the polymer has substantially the same repeating unit although it has a crosslinked structure.

上記一般式にて示される有機溶剤可溶性ポリアニリン
において、m及びnの値は、この有機溶剤可溶性ポリア
ニリンを酸化又は還元することによつて調整することが
できる。即ち、還元することによつて、mを低減させ、
nを増大させることができる。逆に、酸化すれば、mを
増大させ、nを低減させることができる。重合体の還元
によつて、重合体中のキノンジイミン構造単位が減少す
ると、重合体の溶剤への溶解性が高められる。また、還
元前に比べて、溶液の粘度は低下する。
In the organic solvent-soluble polyaniline represented by the above general formula, the values of m and n can be adjusted by oxidizing or reducing this organic solvent-soluble polyaniline. That is, by reducing, m is reduced,
n can be increased. Conversely, if oxidized, m can be increased and n can be reduced. When the quinonediimine structural unit in the polymer is reduced by the reduction of the polymer, the solubility of the polymer in a solvent is enhanced. Also, the viscosity of the solution is lower than before the reduction.

このような有機溶剤可溶性ポリアニリンの還元のため
には、抱水ヒドラジン、フエニルヒドラジン等のヒドラ
ジン類、水素化リチウムアルミニウム、水素化ホウ素リ
チウム等の金属水素化物、水素等が好適に用いられる。
有機溶剤、特に、N−メチル−2−ピロリドンに溶解す
るが、N−メチル−2−ピロリドンを還元しない点か
ら、フエニルヒドラジンが最も好ましく用いられる。他
方、溶剤可溶性重合体の酸化のために用いられる酸化剤
は、一般式におけるフエニレンジアミン構造単位を酸化
し得るものであれば任意であるが、標準水素電極を基準
とする還元半電池反応における起電力として定められる
標準電極電位が0.3V以上である酸化剤が特に好適に用い
られる。例えば、穏和な酸化剤である酸化銀が好ましく
用いられる。酸素吹き込みも有用である。強力な酸化剤
として、例えば、過マンガン酸カリウムや重クロム酸カ
リウム等も用いることができるが、その使用に際して
は、重合体の劣化をもたらさないようにする必要があ
る。
For the reduction of the organic solvent-soluble polyaniline, hydrazines such as hydrazine hydrate and phenylhydrazine, metal hydrides such as lithium aluminum hydride and lithium borohydride, and hydrogen are preferably used.
Phenylhydrazine is most preferably used because it dissolves in an organic solvent, particularly N-methyl-2-pyrrolidone, but does not reduce N-methyl-2-pyrrolidone. On the other hand, the oxidizing agent used for the oxidation of the solvent-soluble polymer is arbitrary as long as it can oxidize the phenylenediamine structural unit in the general formula, but in the reduction half-cell reaction based on the standard hydrogen electrode. An oxidizing agent having a standard electrode potential defined as an electromotive force of 0.3 V or more is particularly preferably used. For example, silver oxide which is a mild oxidizing agent is preferably used. Oxygen blowing is also useful. As a strong oxidizing agent, for example, potassium permanganate, potassium dichromate, or the like can be used, but it is necessary to prevent the polymer from deteriorating when used.

このように、有機溶剤可溶性ポリアニリンを還元する
ことは、重合体溶液の粘度を低減させるので、その溶液
を安定に保つのに有用である。
As described above, reducing the organic solvent-soluble polyaniline reduces the viscosity of the polymer solution, and is useful for keeping the solution stable.

後述するように、有機溶剤可溶性ポリアニリンをプロ
トン酸にてドーピングすれば、再び、導電性ポリアニリ
ンを得ることができる。
As will be described later, if the organic solvent-soluble polyaniline is doped with a protonic acid, the conductive polyaniline can be obtained again.

前記有機溶剤可溶性ポリアニリンの還元において、還
元剤を過剰に用いた場合は、重合体中のキノンジイミン
構造単位の多くが還元されるために、キノンジイミン構
造単位へのプロトン酸によるドーピングによるセミキノ
ンラジカル(ポーラロン構造)の生成が少なく、従つ
て、このような重合体をプロトン酸にてドーピングして
も、得られる導電性有機重合体の電導度は、そのドーピ
ング直後には、それほど高くない。しかし、ドーピング
した重合体を空気中に放置することによつて、還元され
たいエニレンジアミン構造単位が空気酸化によつて、徐
々にキノンジイミン構造単位に戻り、重合体層中に残存
するプロトン酸によつてドーピングされて、セミキノン
ラジカルを生成するので、高導電性の有機重合体を得る
ことができる。
In the reduction of the organic solvent-soluble polyaniline, when an excessive amount of a reducing agent is used, most of the quinone diimine structural units in the polymer are reduced, and thus the semiquinone radical (polaron) is formed by doping a quinone diimine structural unit with a protonic acid. Therefore, even if such a polymer is doped with a protonic acid, the conductivity of the obtained conductive organic polymer is not so high immediately after the doping. However, by leaving the doped polymer in the air, the enylenediamine structural unit to be reduced gradually returns to the quinonediimine structural unit by air oxidation, and the protonic acid remaining in the polymer layer is removed. As a result, a semi-quinone radical is generated, so that a highly conductive organic polymer can be obtained.

このようにして得られた導電性ポリアニリンを薄膜と
して用いたときの表面抵抗は、用いるプロトン酸によつ
て異なるが、通常、155〜1010Ω/□程度である。
Surface resistance when used this way the conductive polyaniline obtained as a thin film differs by connexion proton acid used is usually from 15 5 ~10 10 Ω / □ extent.

ここで、レーザー・ラマンスペクトルより得られる有
機溶剤可溶性ポリアニリンの特徴について、従来より知
られているポリアニリンと比較しつつ、説明する。
Here, the characteristics of the organic solvent-soluble polyaniline obtained from the laser Raman spectrum will be described in comparison with conventionally known polyaniline.

一般に、物質を構成する原子間の振動に関する情報を
得る手段として、振動分光学があり、これには赤外分光
とラマン分光とがある。赤外分光は、双極子モーメント
の変化をもたらす振動モードに活性であり、ラマン分光
は、分極率の変化をもたらす振動に活性である。従つ
て、両者は、相補的な関係にあつて、一般的には、赤外
分光で強くあらわれる振動モードは、ラマン分光では弱
く、他方、ラマン分光にて強くあらわれる振動モード
は、赤外分光では弱い。
In general, vibration spectroscopy is a means for obtaining information on vibrations between atoms constituting a substance, and includes infrared spectroscopy and Raman spectroscopy. Infrared spectroscopy is active in vibration modes that result in dipole moment changes, and Raman spectroscopy is active in vibrations that cause polarizability changes. Therefore, the two have a complementary relationship. In general, the vibration mode that appears strongly in infrared spectroscopy is weak in Raman spectroscopy, while the vibration mode that appears strongly in Raman spectroscopy is that in infrared spectroscopy. weak.

赤外線吸収スペクトルは、振動準位間のエネルギー吸
収を検出することによつて得られ、ラマンスペクトル
は、光照射によつて分子が励起された後、基底状態のよ
り高い振動準位に落ちるときに生じる散乱光(ラマン散
乱)を検出することによつて得られる。このとき、照射
光に対する散乱光エネルギー差から振動エネルギー準位
を知ることができる。
An infrared absorption spectrum is obtained by detecting energy absorption between vibrational levels, and a Raman spectrum is obtained when a molecule is excited by light irradiation and then falls to a higher vibrational level in the ground state. It is obtained by detecting the resulting scattered light (Raman scattering). At this time, the vibration energy level can be known from the energy difference of the scattered light with respect to the irradiation light.

通常、ラマンスペクトルは、アルゴンレーザー等から
の可視光励起によつて得られる。ここに、試料が可視領
域に吸収帯を有する場合、照射レーザー光とその吸収帯
波長がマツチングすると、非常に強いラマン線が得られ
ることが知られている。この現象は共鳴ラマン効果と呼
ばれており、これによれば、通常のラマン線の104〜105
倍も強いラマン線が得られる。かかる共鳴ラマン効果に
よれば、照射したレーザー光の波長によつて励起される
化学構造部分の情報がより強調されて得られることとな
る。従つて、照射するレーザー光の波長を変えながら、
ラマンスペクトルを測定することによつて、その試料の
化学構造をより正確に解析することができる。このよう
な特徴は、赤外分光にはないラマン分光の特徴である。
Usually, a Raman spectrum is obtained by excitation with visible light from an argon laser or the like. Here, when the sample has an absorption band in the visible region, it is known that a very strong Raman ray can be obtained if the irradiation laser light and the absorption band wavelength match. This phenomenon is called the resonance Raman effect, and according to this, 10 4 to 10 5
Raman lines that are twice as strong can be obtained. According to the resonance Raman effect, information on the chemical structure excited by the wavelength of the irradiated laser light can be obtained with more enhanced information. Therefore, while changing the wavelength of the irradiated laser light,
By measuring the Raman spectrum, the chemical structure of the sample can be analyzed more accurately. Such a feature is a feature of Raman spectroscopy that does not exist in infrared spectroscopy.

第1図は、有機溶剤可溶性であつて、N−メチル−2
−ピロリドン中、30℃で測定した極限粘度〔η〕が1.2d
l/gである脱ドープ状態のポリアニリンの粉末をデイス
ク状に成形した試料について、励起波長457.9nmで照射
して得たレーザー・ラマンスペクトルである。ラマン線
の帰属は以下のとおりである。1622及び591cm-1は、パ
ラ置換ベンゼンの骨格延伸振動、1489及び1479cm-1は、
キノンジイミン構造のC=C及びC=Nの伸縮振動、12
20cm-1はC−N伸縮振動とC−C伸縮振動の混在、1185
及び1165cm-1はC−Hの面内角度振動である。
FIG. 1 shows the solubility of N-methyl-2 in an organic solvent.
The intrinsic viscosity [η] measured at 30 ° C. in pyrrolidone is 1.2 d
4 is a laser Raman spectrum obtained by irradiating a sample of a l / g undoped polyaniline powder in a disk shape at an excitation wavelength of 457.9 nm. The assignment of the Raman line is as follows. 1622 and 591 cm -1 are skeleton stretching vibrations of para-substituted benzene, 1489 and 1479 cm -1 are
C = C and C = N stretching vibration of quinone diimine structure, 12
20cm -1 is a mixture of CN stretching vibration and CC stretching vibration, 1185
And 1165 cm -1 are the in-plane angular vibrations of CH.

第2図は、Y.Furukaws et al.,Synth.Met.,16,189(1
986)に示された脱ドープ状態のポリアニリンについ
て、励起波長457.9nmで照射して得たレーザー・ラマン
スペクトルである。このポリアニリンは、白金電極上、
アニリンの電解酸化重合によつて得られたものである。
FIG. 2 shows Y. Furukaws et al., Synth. Met., 16 , 189 (1
986) is a laser Raman spectrum obtained by irradiating the undoped polyaniline shown in 986) at an excitation wavelength of 457.9 nm. This polyaniline is placed on a platinum electrode,
It is obtained by electrolytic oxidation polymerization of aniline.

第1図にみられるように、本発明において用いる溶剤
可溶性の脱ドープ状態のポリアニリンでは、パラ置換ベ
ンゼンの骨格振動のうち、1600cm-1よりも高波数にあら
われる骨格延伸振動のラマン線強度Iaと1600cm-1よりも
低波数にあらわれるラマン線強度Ibとの比Ia/Ibが1.0以
上である。これに対して、第2図に示したポリアニリン
を含む従来より知られているポリアニリンは、化学酸化
重合によるものを含めて、すべて上記比Ia/Ibは1.0より
も小さい。
As shown in FIG. 1, in the solvent-soluble undoped polyaniline used in the present invention, the Raman line intensity Ia of the skeleton stretching vibration appearing at a higher wavenumber than 1600 cm −1 among the skeleton vibrations of the para-substituted benzene, The ratio Ia / Ib to the Raman line intensity Ib that appears at a wave number lower than 1600 cm −1 is 1.0 or more. On the other hand, in the conventionally known polyaniline including the polyaniline shown in FIG. 2, the ratio Ia / Ib is smaller than 1.0, including those by chemical oxidative polymerization.

1622及び1591cm-1のラマン線は、共に、パラ置換ベン
ゼンの骨格延伸振動に基づくものである。還元状態にあ
るポリアニリンでは、キノンジイミン構造をもたないた
めに、1621cm-1にのみラマン線を生じるが、キノンジイ
ミン構造を有する脱ドープ状態のポリアニリンでは、前
述したように、1622及び1591cm-1のラマン線があらわれ
る。これらのマラン線は、第3図に示すような振動波長
依存性に示す。
The Raman lines at 1622 and 1591 cm -1 are both based on the skeleton stretching vibration of para-substituted benzene. In the polyaniline in the reduced state, a Raman line is generated only at 1621 cm −1 because it does not have a quinone diimine structure.However, in the undoped polyaniline having a quinone diimine structure, the Raman lines of 1622 and 1591 cm −1 are used as described above. A line appears. These Maran lines show oscillation wavelength dependence as shown in FIG.

励起波長を488.0nmから4765.5nmを経て457.9nmへと短
波長側に変化させるにつれて、Ia/Ibは変化する。即
ち、488.0nmのときはIa/Ibは1.0より小さいが、457.9nm
では、1.0以上となつており、488.0nmのときと比べて、
Ia/Ib強度が逆転している。この逆転現象は、以下のよ
うに説明されよう。
As the excitation wavelength is changed from 488.0 nm to 4765.5 nm to 457.9 nm on the shorter wavelength side, Ia / Ib changes. That is, at 488.0 nm, Ia / Ib is smaller than 1.0, but 457.9 nm.
Is 1.0 or more, compared to 488.0 nm,
Ia / Ib intensity is reversed. This reversal phenomenon will be explained as follows.

第4図は、本発明において用いる溶剤可溶性ポリアニ
リンの電子スペクトルを示す。647nmのピークは、ポリ
アニリンを還元することによつて消失するので、キノン
ジイミン構造に由来するものとみられ、334nmのピーク
は、逆にポリアニリンを還元することによつて強度を増
すので、パラ置換ベンゼンのπ−π*遷移に由来すると
みられる。第4図に前記したラマン励起波長を示す。こ
こで、パラ置換ベンゼン骨格延伸振動のバンドについて
は、振動波長を488.0nmから457.9nmへ短波長側に変化さ
せると、1591cm-1のバンドと比較して、1622cm-1のバン
ドの共鳴ラマン効果の共鳴条件がより有利になり、前述
のような相対強度の変化が生じると考えられる。
FIG. 4 shows an electronic spectrum of the solvent-soluble polyaniline used in the present invention. Since the peak at 647 nm disappears by reducing polyaniline, it is considered to be derived from the quinone diimine structure, and the peak at 334 nm increases in intensity by reducing polyaniline. It seems to be derived from the π-π * transition. FIG. 4 shows the Raman excitation wavelength described above. Here, the band of para-substituted benzene skeleton stretching vibration, changing a vibration wavelength from 488.0nm to 457.9nm to the short wavelength side, as compared with the band of 1591cm -1, resonance Raman effect of the band of 1622cm -1 It is considered that the resonance condition becomes more advantageous, and the relative intensity changes as described above occur.

次に、第1図と第2図に示すスペクトルにおいて、15
91cm-1と1622cm-1にラマン線の相対強度が、同じ励起波
長(457.9nm)であるにもかかわらず、異なることは、
以下のように説明されよう。即ち、フエニレンジアミン
構造のモデル化合物としてのN,N′−ジフエニル−p−
フエニレンジアミンが1617cm-1のみにラマン線を有し、
キノンジイミン構造のモデル化合物としてのN,N′−ジ
フエニル−p−ベンゾキノンジイミンが1568cm-1及び16
21cm-1にラマン線を有することから、下記(a)に示す
ように、キノンジイミン構造と非共役のパラ置換ベンゼ
ン環は、短波長光の励起にて強度が増した1622cm-1のラ
マン線を有し、下記(b)に示すように、キノンジイミ
ン構造と共役しているパラ置換ベンゼン環は、1591cm-1
及び1622cm-1のラマン線を有するものと推定される。
Next, in the spectra shown in FIG. 1 and FIG.
Despite the relative intensities of the Raman lines 91cm -1 and 1622cm -1 are the same excitation wavelength (457.9 nm), different from,
It will be explained as follows. That is, N, N'-diphenyl-p- as a model compound having a phenylenediamine structure
Phenylenediamine has a Raman line only at 1617 cm- 1 ,
N, N'-diphenyl-p-benzoquinonediimine as a model compound of the quinonediimine structure was 1568 cm -1 and 16
Since it has a Raman line at 21 cm −1 , as shown in (a) below, a quinone diimine structure and a non-conjugated para-substituted benzene ring have a Raman line at 1622 cm −1 whose intensity has been increased by excitation of short wavelength light. And as shown in (b) below, the para-substituted benzene ring conjugated to the quinone diimine structure is 1591 cm −1
And a Raman line of 1622 cm -1 .

N,N′−ジフエニル−p−フエニレンジアミン N,N′−ジフエニル−p−ベンゾキノンジイミン 元素分析の結果から、本発明において用いる脱ドープ
状態の有機溶剤可溶性ポリアニリンにおいては、キノン
ジイミンの数とフエニレンジアミンの数はほぼ等しいと
みられるから、かかる脱ドープ状態の有機溶剤可溶性ポ
リアニリンの構造連鎖は、キノンジイミン構造とフエニ
レンジアミン構造との連結様式から、(c)に示すよう
に、キノンジイミン構造とフエニレンジアミン構造の交
互共重合体的連鎖と、(d)に示すように、キノンジイ
ミン構造とフエニレンジアミン構造のブロツク共重合体
的連鎖の2つに分類される。図中、矢印にて示すパラ置
換ベンゼン環は、キノンジイミンと非共役のベンゼン環
を示し、上記交互共重合体的連鎖においては、例えば、
8量体連鎖単位当りでは2つであり、ブロツク共重合体
的連鎖においては、例えば、8量体連鎖単位当りでは3
つである。連鎖単位がもつと長い場合は、両者における
キノンジイミンと非共役のベンゼン環の数の差は、更に
大きくなる。この差が1591cm-1と1622cm-1のラマン線の
相対強度の差となつてあらわれるといえる。
N, N'-diphenyl-p-phenylenediamine N, N'-diphenyl-p-benzoquinonediimine From the results of elemental analysis, in the undoped organic solvent-soluble polyaniline used in the present invention, the number of quinone diimines and the number of phenylenediamines are considered to be almost equal, so the structural chain of the undoped organic solvent-soluble polyaniline is , From the linkage between the quinone diimine structure and the phenylenediamine structure, as shown in (c), an alternating copolymeric chain of the quinone diimine structure and the phenylenediamine structure, and as shown in (d), the quinone diimine structure and the phenylenediamine structure. It is classified into two types of block copolymer-like chains having a nitrenediamine structure. In the figure, a para-substituted benzene ring indicated by an arrow indicates a quinone diimine and a non-conjugated benzene ring, and in the alternate copolymer-like chain, for example,
There are two per octamer chain unit, and in the block copolymeric chain, for example, 3 per octamer chain unit.
One. When the length of the chain unit is long, the difference between the numbers of the quinone diimine and the non-conjugated benzene ring in both cases is further increased. It can be said that this difference appears as a difference in the relative intensity of the Raman line between 1591 cm -1 and 1622 cm -1 .

本発明において用いる有機溶剤可溶性ポリアニリンに
おいては、レーザー・ラマンスペクトルにおけるIa/Ib
比が1.0以上であるところから、キノンジイミン構造と
非共役のベンゼン環が多く含まれており、かくして、前
記ブロツク共重合体的連鎖を有するものとみられる。
In the organic solvent-soluble polyaniline used in the present invention, Ia / Ib in laser Raman spectrum
Since the ratio is 1.0 or more, it is considered that the quinone diimine structure contains a large number of non-conjugated benzene rings, and thus has the block copolymer-like chain.

本発明において用いるポリアニリンの有機溶剤可溶性
は、かかるブロツク共重合体的連鎖を有することによつ
て合理的に説明される。一般に、キノンジイミン構造に
おけるイミン窒素(−N=)は、近傍の第2級アミノ基
水素(−NH−)と水素結合を形成することが知られてい
るが(Macromolecules,21,1297(1988))、第2級アミ
ノ基相互の間の水素結合は強くない。
The organic solvent solubility of the polyaniline used in the present invention is reasonably explained by having such a block copolymeric chain. Generally, it is known that an imine nitrogen (-N =) in a quinone diimine structure forms a hydrogen bond with a nearby secondary amino group hydrogen (-NH-) (Macromolecules, 21 , 1297 (1988)). The hydrogen bonds between the secondary amino groups are not strong.

従つて、ポリアニリンが前記交互共重合体的連鎖を有
する場合は、(f)に示すような水素結合の強固なネツ
トワークを形成する。従来より知られているポリアニリ
ンが脱ドープ状態でも、多くの有機溶剤に不溶性である
のは、かかる水素結合の強固なネツトワークを形成する
ことに起因するとみられる。これに対して、本発明によ
る脱ドープ状態の溶解可溶性ポリアニリンのように、重
合体連鎖が前記ブロツク共重合体的連鎖である場合は、
通常は、ブロツク鎖が異なる長さを有するから、(e)
にみられるように、フエニレンジアミン構造部分とキノ
ンジイミン構造部分が隣接しても、多くの水素結合を形
成することができず、溶剤が重合体鎖間に侵入し、溶剤
との間の結合を生じて、有機溶剤に溶解することとな
る。ブロツク鎖がどの部分も完全に同じ長さを有すると
すれば、前記したような水素結合のネツトワークを形成
するであろうが、このような構造を有する確率は極めて
小さいから、通常は、無視し得る。
Therefore, when the polyaniline has the alternating copolymeric chain, a network having a strong hydrogen bond as shown in (f) is formed. The insolubility of the conventionally known polyaniline in many organic solvents even in the undoped state is considered to be due to the formation of such a network having strong hydrogen bonds. On the other hand, when the polymer chain is the block copolymer chain as in the case of the soluble soluble polyaniline in the undoped state according to the present invention,
Usually, since the block chains have different lengths, (e)
As can be seen, even if the phenylenediamine structure portion and the quinonediimine structure portion are adjacent to each other, many hydrogen bonds cannot be formed, and the solvent penetrates between the polymer chains to form a bond with the solvent. It will be dissolved in an organic solvent. If the block chains had exactly the same length in all parts, they would form a network of hydrogen bonds as described above, but the probability of having such a structure is extremely small and is usually ignored. I can do it.

更に、このような鎖間相互作用は、前記レーザー・ラ
マンスペクトルのC−H面内変角振動からも説明され
る。前記第2図に示した脱ドープ状態のポリアニリンの
C−H面内変角振動に帰属される1162cm-1のラマン線
は、ポリアニリンが還元されて、イミン窒素がすべて第
2級アミノ窒素に変換されると1181cm-1に高波数シフト
する。
Further, such an interchain interaction is also explained from the CH-in-plane bending vibration of the laser Raman spectrum. The Raman line at 1162 cm -1 attributed to the C-H in-plane bending vibration of the undoped polyaniline shown in FIG. 2 shows that the polyaniline is reduced and all imine nitrogen is converted to secondary amino nitrogen. Then, the wave number shifts to 1181 cm -1 .

前述したように、本発明において用いる溶剤可溶性ポ
リアニリンは、脱ドープ状態において、C−H面内変角
振動に帰属されるラマン線として、1165及び1185cm-1
2つがある。この1185cm-1のラマン線は、従来より知ら
れている脱ドープ状態のポリアニリンにはみられないも
のであつて、還元状態のポリアニリンにはみられないも
のであつて、還元状態にけるC−H面内変角振動に帰属
される1181cm-1に近い値を示している。
As described above, the solvent-soluble polyaniline used in the present invention has two Raman lines, 1165 and 1185 cm −1 , which are attributed to the CH in-plane bending vibration in the undoped state. The 1185 cm -1 Raman line is not found in the conventionally known undoped polyaniline, is not found in the reduced polyaniline, and has a C-value in the reduced state. It shows a value close to 1181 cm -1 attributed to the in-plane bending vibration.

これらの点から、本発明において用いる溶剤可溶性ポ
リアニリンは、脱ドープ状態において、ブロツク共重合
体的連鎖を有し、還元構造の雰囲気を有すると思われ
る。このことにより、高分子量であるにもかかわらず、
有機溶剤に対して高い溶解性を有するものであろう。以
上のように、本発明による電磁波シールド材において、
導電性成分として用いるポリアニリンは、従来より知ら
れているポリアニリンとは異なる構造連鎖を有する新規
な重合体である。
From these points, it is considered that the solvent-soluble polyaniline used in the present invention has a block copolymer chain in an undoped state and has an atmosphere of a reduced structure. This means that despite the high molecular weight,
It will have high solubility in organic solvents. As described above, in the electromagnetic wave shielding material according to the present invention,
Polyaniline used as a conductive component is a novel polymer having a structural chain different from conventionally known polyaniline.

このように、本発明において用いるアニリンの酸化重
合体は、繰返し単位として、前述したようなブロツク共
重合体的連鎖にてキノンジイミン構造単位とフエニレン
ジアミン構造単位を有するので、プロトン酸にてドーピ
ングされた状態においては、酸化還元反応を伴なわず
に、酸塩基反応のにみよつて、導電性を有するものとし
て説明される。この導電機構は、A.G.MacDiarmid et a
l.,J.Chem.Soc.,Chem.Commun.,1987,1784)、プロトン
酸によるドーピングによつて、下に示すように、キノン
ジイミン構造がプロトン化され、これがセミキノンカチ
オンラジカル構造をとつて、導電性を有するものであ
る。かかる状態は、ポーラロン状態と呼ばれる。
As described above, the oxidized aniline polymer used in the present invention has a quinonediimine structural unit and a phenylenediamine structural unit in a block copolymer-like chain as described above as a repeating unit. In this state, it is described as having conductivity by an acid-base reaction without a redox reaction. This conductive mechanism is called AGMacDiarmid et a
l., J. Chem. Soc., Chem. Commun., 1987 , 1784), doping with a protonic acid causes the quinone diimine structure to become protonated, as shown below, which forms a semiquinone cation radical structure. , Having conductivity. Such a state is called a polaron state.

前述したように、脱ドープ状態で溶剤可溶性のポリア
ニリンは、これを有機溶剤に溶解し、適宜の基材に塗布
し、乾燥させれば、強靱な塗膜を与える。そして、かか
る塗膜は、これをプロトン酸によつてドーピングするこ
とによつて、容易に導電性塗膜となる。
As described above, polyaniline which is solvent-soluble in the undoped state is dissolved in an organic solvent, applied to an appropriate substrate, and dried to give a tough coating film. Such a coating film can easily be made into a conductive coating film by doping it with a protonic acid.

ここに、好ましいプロトン酸として、酸解離定数pKa
値が4.8以下である有機酸のほか、ホウフツ化水素酸、
リンフツ化水素酸、過塩素酸等を挙げることができる。
Here, as a preferred protonic acid, an acid dissociation constant pKa
In addition to organic acids having a value of 4.8 or less, hydrofluoric acid,
Examples thereof include hydrofluoric acid and perchloric acid.

上記酸解離定数pKa値が4.8以下である有機酸は、脂肪
族、芳香族、芳香脂肪族、脂環式等の一又は多塩基酸を
含み、更に、このような有機酸は、水酸基、ハロゲン、
ニトロ基、シアノ基、アミノ基等を有していてもよい。
従つて、かかる有機酸の具体例として、例えば、酢酸、
n−酪酸、ペンタデカフルオロオクタン酸、ベンタフル
オロ酢酸、トリフルオロ酢酸、トリクロロ酢酸、ジクロ
ロ酢酸、モノフルオロ酢酸、モノブロモ酢酸、モノクロ
ロ酢酸、シアノ酢酸、アセチル酢酸、ニトロ酢酸、トリ
フエニル酢酸、ギ酸、シユウ酸、安息香酸、m−ブロモ
安息香酸、p−クロロ安息香酸、m−クロロ安息香酸、
p−クロロ安息香酸、o−ニトロ安息香酸、2,4−ジニ
トロ安息香酸、3,5−ジニトロ安息香酸、ピクリン酸、
o−クロロ安息香酸、p−ニトロン安息香酸、m−ニト
ロ安息香酸、トリメチル安息香酸、p−シアノ安息香
酸、m−シアノ安息香酸、チモールブルー、サリチル
酸、5−アミノサリチル酸、o−メトキシ安息香酸、1,
6−ジニトロ−4−クロロフエノール、2,6−ジニトロフ
エノール、2,4−ジニトロフエノール、p−オキシ安息
香酸、ブロモフエノールブルー、マンデル酸、フタル
酸、イソフタル酸、マレイン酸、フマル酸、マロン酸、
酒石酸、クエン酸、乳酸、コハク酸、α−アラニン、β
−アラニン、グリシン、グルコール酸、チオグリコール
酸、エチレンジアミン−N,N′−二酢酸、エチレンジア
ミン−N,N,N′,N′−四酢酸等を挙げることができる。
Organic acids having an acid dissociation constant pKa value of 4.8 or less include aliphatic, aromatic, araliphatic, alicyclic and other mono- or polybasic acids, and further, such organic acids include hydroxyl groups, halogens, and the like. ,
It may have a nitro group, a cyano group, an amino group and the like.
Accordingly, specific examples of such organic acids include, for example, acetic acid,
n-butyric acid, pentadecafluorooctanoic acid, pentafluoroacetic acid, trifluoroacetic acid, trichloroacetic acid, dichloroacetic acid, monofluoroacetic acid, monobromoacetic acid, monochloroacetic acid, cyanoacetic acid, acetylacetic acid, nitroacetic acid, triphenylacetic acid, formic acid, oxalic acid Benzoic acid, m-bromobenzoic acid, p-chlorobenzoic acid, m-chlorobenzoic acid,
p-chlorobenzoic acid, o-nitrobenzoic acid, 2,4-dinitrobenzoic acid, 3,5-dinitrobenzoic acid, picric acid,
o-chlorobenzoic acid, p-nitronebenzoic acid, m-nitrobenzoic acid, trimethylbenzoic acid, p-cyanobenzoic acid, m-cyanobenzoic acid, thymol blue, salicylic acid, 5-aminosalicylic acid, o-methoxybenzoic acid, 1,
6-dinitro-4-chlorophenol, 2,6-dinitrophenol, 2,4-dinitrophenol, p-oxybenzoic acid, bromophenol blue, mandelic acid, phthalic acid, isophthalic acid, maleic acid, fumaric acid, malonic acid ,
Tartaric acid, citric acid, lactic acid, succinic acid, α-alanine, β
-Alanine, glycine, glycolic acid, thioglycolic acid, ethylenediamine-N, N'-diacetic acid, ethylenediamine-N, N, N ', N'-tetraacetic acid and the like.

また、有機酸は、スルホン酸又は硫酸基を有するもの
であつてもよい。このような有機酸としては、例えば、
アミノナフトールスルホン酸、メタニル酸、スルフアニ
ル酸、アリルスルホン酸、ラウリル酸、キシレンスルホ
ン酸、クロロベンゼンスルホン酸、1−プロパンスルホ
ン酸、1−ブタンスルホン酸、1−ヘキサンスルホン
酸、1−ヘプタンスルホン酸、1−オクタンスルホン
酸、1−ノナンスルホン酸、1−デカンスルホン酸、1
−ドデカンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、スチレン
スルホン酸、p−トルエンスルホン酸、ナフタレンスル
ホン酸等を挙げることができる。
The organic acid may have a sulfonic acid or a sulfuric acid group. Such organic acids include, for example,
Aminonaphtholsulfonic acid, metanilic acid, sulfanilic acid, allylsulfonic acid, lauric acid, xylenesulfonic acid, chlorobenzenesulfonic acid, 1-propanesulfonic acid, 1-butanesulfonic acid, 1-hexanesulfonic acid, 1-heptanesulfonic acid, 1-octanesulfonic acid, 1-nonanesulfonic acid, 1-decanesulfonic acid, 1
-Dodecanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, styrenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, naphthalenesulfonic acid and the like.

更に、有機酸は、ポリマー酸であつてもよい。このよ
うなポリマー酸としては、例えば、ポリビニルスルホン
酸、ポリビニル硫酸、ポリスチレンスルホン酸、スルホ
ン化スチレン−ブタジエン共重合体、ポリアリルスルホ
ン酸、ポリメタリルスルホン酸、ポリ−2−アクリルア
ミド−2−メチルプロパンスルホン酸、ポリハロゲン化
アクリル酸等を挙げることができる。
Further, the organic acid may be a polymeric acid. Examples of such a polymer acid include polyvinyl sulfonic acid, polyvinyl sulfate, polystyrene sulfonic acid, sulfonated styrene-butadiene copolymer, polyallyl sulfonic acid, polymethallyl sulfonic acid, and poly-2-acrylamido-2-methyl. Examples thereof include propanesulfonic acid and polyhalogenated acrylic acid.

ナフイオン(米国デユポン社登録商標)として知られ
ている含フツ素重合体も、ポリマー酸として好適に用い
られる。
A fluorine-containing polymer known as Naphion (registered trademark of DuPont, USA) is also suitably used as the polymer acid.

ドーピング前は、塗膜は、反射光は銅色を呈し、透過
光は青色を呈するが、プロトン酸によるドーピング後
は、反射光は青色を呈し、透過光は緑色を呈する。ま
た、ドーピング後は、近赤外領域(1000〜2000nm)の反
射率が大幅に変化する。即ち、ドーピング前は、近赤外
光を殆ど反射するが、ドーピング後は、近赤外光を殆ど
吸収する。
Before doping, the coating film has a reflected light color of copper and a transmitted light color of blue, but after doping with a protonic acid, the reflected light has a blue color and the transmitted light has a green color. After doping, the reflectance in the near infrared region (1000 to 2000 nm) changes significantly. That is, before doping, near-infrared light is almost reflected, but after doping, near-infrared light is almost absorbed.

ドーピングによつて得られる導電性塗膜の電導度は、
用いるプロトン酸のpKa値に依存し、前述したように、p
Ka値が1〜4.8以下のプロント酸が有効である。pKa値
が、1〜4.8のプロトン酸を用いるときは、そのpKa値が
小さいほど、即ち、酸性が強いほど、得られる塗膜の電
導度は高い。しかし、pKa値が1よりも小さいときは、
得られるフイルムの電導度は、最早、殆ど変化せず、ほ
ぼ一定である。但し、勿論、必要に応じて、pKa値が1
以下のプロトン酸を用いてもよい。
The conductivity of the conductive coating obtained by doping is
Depending on the pKa value of the protonic acid used, p
Prontoic acid having a Ka value of 1 to 4.8 or less is effective. When a protonic acid having a pKa value of 1 to 4.8 is used, the smaller the pKa value, that is, the stronger the acidity, the higher the conductivity of the obtained coating film. However, when the pKa value is less than 1,
The conductivity of the film obtained is no longer changed and is almost constant. However, of course, if necessary, the pKa value is 1
The following proton acids may be used.

この電導性塗膜も、強靱であつて、折り曲げても、容
易には割れない。しかし、この導電性塗膜は、プロント
酸の存在下に調製された導電性重合体と同様に、プロト
ン酸にてドーピングされているために、前述した理由に
よつて、また、塗膜形成時の溶剤の加熱蒸発工程で生成
するラジカルのカツプリングによる架橋のために、前述
した有機溶剤には溶解しない。
This conductive coating is also tough and does not break easily when bent. However, this conductive coating is doped with a protonic acid, like the conductive polymer prepared in the presence of prontoic acid. It does not dissolve in the above-mentioned organic solvent due to crosslinking by coupling of radicals generated in the step of heating and evaporating the solvent.

本発明による電磁波シールド材は、以上に説明したよ
うな有機溶剤可溶性ポリアニリンの溶液をシールド加工
を有する基材の表面に塗布し、乾燥し、塗膜とした後、
この塗膜に前述したようにプロトン酸をドーピングし
て、塗膜に導電性を考えることによつて形成される。
The electromagnetic wave shielding material according to the present invention is applied with a solution of the organic solvent-soluble polyaniline as described above on the surface of a substrate having a shielding process, dried, and formed into a coating film.
This coating is formed by doping the coating with a protonic acid as described above and considering the conductivity of the coating.

上記有機溶剤としては、前述したように、N−メチル
−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−
ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、1,3−
ジメチル−2−イミダゾリジノン、スルホラン等を挙げ
ることができる。更に、このような有機重合体の溶液
は、必要に応じて、他の有機溶剤にて希釈されていても
よい。このような希釈溶剤としては、N−メチル−2−
ピロリドンと相溶性を有するものが好ましく、従つて、
例えば、アルコール、ケトン、エステル、エーテル、ニ
トリル類を含む含窒素有機溶剤等を挙げることができ
る。
As the organic solvent, as described above, N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, N, N-
Dimethylformamide, dimethylsulfoxide, 1,3-
Dimethyl-2-imidazolidinone, sulfolane and the like can be mentioned. Further, such a solution of the organic polymer may be diluted with another organic solvent, if necessary. As such a diluting solvent, N-methyl-2-
Those having compatibility with pyrrolidone are preferred, and
For example, nitrogen-containing organic solvents including alcohols, ketones, esters, ethers, and nitriles can be exemplified.

特に、例えば、メタノール、エタノール、プロピルア
ルコール、ブチルアルコール等のような脂肪族アルコー
ルが希釈溶剤として好適である。しかし、エチレングリ
コールのようなグリコール類も好適に用いることができ
る。また、アセトニトリル、テトラヒドロフランも好適
な希釈溶剤である。
In particular, for example, aliphatic alcohols such as methanol, ethanol, propyl alcohol, and butyl alcohol are suitable as the diluting solvent. However, glycols such as ethylene glycol can also be suitably used. Acetonitrile and tetrahydrofuran are also suitable diluting solvents.

本発明においては、プロトン酸としては、特に、ポリ
マー酸が好適である。例えば、脱ドープ状態の有機溶剤
可溶性ポリアニリンの塗膜をポリスチレンスルホン酸や
ポリビニルスルホン酸にてドーピングするには、通常、
ポリアニリン塗膜をpH2以下のポリスチレンスルホン酸
はポリビニルスルホン酸水溶液に浸漬すればよい。ドー
ピングに要する時間は、用いるポリアニリン塗膜の膜厚
や、ポリスチレンスルホン酸やポリビニルスルホン酸水
溶液の濃度にもよるが、通常、数十秒から数日にわたつ
てよい。ドーピング時間を短縮するには、pH1以下の水
溶液を用いるのが好ましい。更に、一般的には、重合度
の低いポリスチレンスルホン酸やポリビニルスルホン酸
を用いれば,速やかにドーピングすることができる。他
方、重合度の高いポリスチレンスルホン酸やポリビニル
スルホン酸を用いれば、一層、脱ドーピングの起こり難
い導電性ポリアニリン塗膜を得ることができる。
In the present invention, a polymer acid is particularly preferred as the protonic acid. For example, to dope a coating of an organic solvent-soluble polyaniline in a undoped state with polystyrenesulfonic acid or polyvinylsulfonic acid, usually,
The polyaniline coating film may be immersed in an aqueous solution of polyvinyl sulfonic acid for polystyrene sulfonic acid having a pH of 2 or less. The time required for doping depends on the thickness of the polyaniline coating film to be used and the concentration of the aqueous solution of polystyrene sulfonic acid or polyvinyl sulfonic acid, but may be generally several tens of seconds to several days. In order to shorten the doping time, it is preferable to use an aqueous solution having a pH of 1 or less. Further, in general, if polystyrene sulfonic acid or polyvinyl sulfonic acid having a low degree of polymerization is used, doping can be performed quickly. On the other hand, if polystyrene sulfonic acid or polyvinyl sulfonic acid having a high degree of polymerization is used, a conductive polyaniline coating film in which dedoping hardly occurs can be obtained.

このように、ポリスチレンスルホン酸やポリビニルス
ルホン酸をドーパントとする導電性ポリアニリン塗膜
は、弱酸性、中性、或いはアルカリ性の水溶液や、又は
塩基性の有機溶剤中において、ドーパントを放出し難い
ので、水や有機溶剤に接触しても、導電性が変化せず、
かくして、湿気や水分等の周期環境の条件の変動にかか
わらずに、シールド効果を保持することができる。
As described above, the conductive polyaniline coating film using polystyrene sulfonic acid or polyvinyl sulfonic acid as a dopant is weakly acidic, neutral, or an alkaline aqueous solution, or in a basic organic solvent, since it is difficult to release the dopant, Even when in contact with water or organic solvents, the conductivity does not change,
Thus, the shielding effect can be maintained irrespective of fluctuations in the conditions of the periodic environment such as humidity and moisture.

更に、例えば、ポリスチレンスルホン酸やポリビニル
スルホン酸にてポリアニリン塗膜をドーピングした後、
十分に水洗を行なつて、その他のプロトン酸、例えば、
前述したような低分子酸をドーパントとして含まない導
電性塗膜を得ることができるので、かかる導電性塗膜
は、導電性ポリアニリンにドーパントとして一部混入す
ることもある低分子酸による周辺の金属部分の腐食のお
それがない。
Further, for example, after doping the polyaniline coating with polystyrene sulfonic acid or polyvinyl sulfonic acid,
After thorough washing, other protonic acids, for example,
Since a conductive coating film containing no low-molecular acid as a dopant as described above can be obtained, such a conductive coating film may be mixed with a conductive polyaniline as a dopant by a low-molecular acid that may be partially mixed as a dopant. There is no danger of corrosion of parts.

また、本発明によれば、ポリアニリン塗膜の厚さを任
意に調整することができるし、ドーパントの種類やドー
ピング量を調整することもできる。従つて、このよう
に、塗膜の膜厚やドーピング条件を選択することによつ
て、塗膜の導電性を自由に調整することができる。例え
ば、本発明によれば、シールド基材上に膜厚0.01〜2.00
μmの塗膜を形成することができ、かかる塗膜を前述し
たように、pKa値が4.8以下のプロトン酸にてドーピング
すれば、10-6〜30S/cm、好ましくは10-2〜10S/cmを与え
ることができる。
Further, according to the present invention, the thickness of the polyaniline coating film can be arbitrarily adjusted, and the kind and the doping amount of the dopant can be adjusted. Therefore, the conductivity of the coating film can be freely adjusted by selecting the thickness of the coating film and the doping conditions. For example, according to the present invention, a film thickness of 0.01 to 2.00 on the shield substrate
μm can be formed, and as described above, if such a coating is doped with a protonic acid having a pKa value of 4.8 or less, 10 −6 to 30 S / cm, preferably 10 −2 to 10 S / cm. cm can be given.

発明の効果 以上のように、本発明による電磁波シールド材は、脱
ドープ状態の有機溶剤可溶性ポリアニリンを含む溶液を
シールド基材上に塗布、乾燥させて、有機溶剤可溶性ポ
リアニリン塗膜と形成し、次いで、この脱ドープ状態の
有機溶剤可溶性ポリアニリンの塗膜をドーピングして、
導電性を付与することによつて得るものである。
As described above, the electromagnetic wave shielding material according to the present invention is obtained by applying a solution containing an organic solvent-soluble polyaniline in a undoped state on a shield substrate and drying it to form an organic solvent-soluble polyaniline coating film. Doping the coating of the organic solvent-soluble polyaniline in the undoped state,
It is obtained by imparting conductivity.

従つて、その塗膜は均一平滑であり、しかも、前述し
たように、湿気や水分、有機溶剤等に接触しても、導電
性は変化しないので、安定した電磁波シールド効果を保
持することができる。
Therefore, the coating film is uniform and smooth, and as described above, even when it comes into contact with moisture, moisture, an organic solvent, or the like, the conductivity does not change, so that a stable electromagnetic wave shielding effect can be maintained. .

実施例 以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明は
これら実施例により何ら限定されるものではない。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

実施例1 (アニリンの酸化重合によるドープ状態の導電性有機重
合体の製造) 攪拌装置、温度計及び直管アダプターを備えた10l容
量セパラブル・フラスコに蒸留水600g、36%塩酸360ml
及びアニリン400g(4.295モル)をこの順序にて仕込
み、アニリンを溶解させた。別に、永水にて冷却しなが
ら、ビーカー中の蒸留水1493gに97%濃硫酸434g(4.295
モル)を加え、混合して、硫酸水溶液を調製した。この
硫酸水溶液を上記セパラブル・フラスコに加え、フラス
コ全体を低温恒温槽にて−4℃まで冷却した。
Example 1 (Manufacture of Doped Conductive Organic Polymer by Oxidative Polymerization of Aniline) 600 g of distilled water and 360 ml of 36% hydrochloric acid were placed in a 10-liter separable flask equipped with a stirrer, a thermometer, and a straight tube adapter.
And 400 g (4.295 mol) of aniline were charged in this order to dissolve aniline. Separately, 434 g of 97% concentrated sulfuric acid (4.295 g) was added to 1493 g of distilled water in a beaker while cooling with permanent water.
Mol) were added and mixed to prepare an aqueous sulfuric acid solution. This aqueous sulfuric acid solution was added to the separable flask, and the entire flask was cooled to −4 ° C. in a low-temperature constant temperature bath.

次に、ビーカー中にて蒸留水2293gにペルオキソ二硫
酸アンモニウム980g(4.295モル)を加え、溶解させ
て、酸化剤水溶液を調製した。
Next, 980 g (4.295 mol) of ammonium peroxodisulfate was added to 2293 g of distilled water in a beaker and dissolved to prepare an oxidizing agent aqueous solution.

フラスコ全体を低温恒温槽で冷却して、反応混合物の
温度を−3℃以下に保持しつつ、攪拌下にアニリン塩の
酸性水溶液に、チユービングポンプを用いて、直管アダ
プターから上記ペルオキソ二硫酸アンモニウム水溶液を
1ml/分以下の割合にて徐々に滴下した。最初、無色透明
の溶液は、重合の進行に伴つて緑青色から黒緑色とな
り、次いで、黒緑色の粉末が析出した。
The entire flask was cooled in a low-temperature constant temperature bath, and while maintaining the temperature of the reaction mixture at −3 ° C. or lower, the ammonium peroxodisulfate was added to the acidic aqueous solution of the aniline salt from a straight pipe adapter using a tubing pump while stirring. Aqueous solution
The solution was gradually dropped at a rate of 1 ml / min or less. Initially, the colorless and transparent solution turned from green-blue to black-green as the polymerization proceeded, and then a black-green powder was deposited.

この粉末析出時に反応混合物において温度の上昇がみ
られるが、この場合にも、本発明に従つて、高分子量重
合体を得るためには、反応系内の温度を0℃以下、好ま
しくは−3℃以下に抑えることが肝要である。粉末析出
後は、ペルオキソ二硫酸アンモニウム水溶液の滴下速度
を例えば8ml/分程度とやや速くしてもよい。しかし、こ
の場合にも、反応混合物の温度をモニターしつつ、温度
を−3℃以下に保持するように、滴下速度を調整するこ
とが必要である。かくして、7時間を要して、ペルオキ
ソ二硫酸アンモニウム水溶液の滴下を終了した後、更に
1時間、−3℃以下の温度にて攪拌を続けた。
During the powder deposition, an increase in temperature is observed in the reaction mixture. In this case, too, in order to obtain a high-molecular-weight polymer according to the present invention, the temperature in the reaction system must be 0 ° C. or lower, preferably −3 ° C. It is important to keep the temperature below ℃. After the powder deposition, the dropping rate of the aqueous solution of ammonium peroxodisulfate may be slightly increased, for example, to about 8 ml / min. However, also in this case, it is necessary to adjust the dropping speed so as to keep the temperature at −3 ° C. or lower while monitoring the temperature of the reaction mixture. After completion of the dropwise addition of the aqueous solution of ammonium peroxodisulfate over a period of 7 hours, stirring was continued for a further 1 hour at a temperature of -3C or lower.

得られた重合体粉末を濾別し、水洗、アセトン洗浄
し、室温で真空乾燥して、黒緑色の重合体粉末430gを得
た。これを直径13mm、厚さ700μmのデイスクに加圧成
形し、フアン・デル・ポー法によつて、その電導度を測
定したところ、14S/cmであつた。
The obtained polymer powder was separated by filtration, washed with water, washed with acetone, and vacuum-dried at room temperature to obtain 430 g of a black-green polymer powder. This was pressed into a disk having a diameter of 13 mm and a thickness of 700 μm, and its electric conductivity was measured by the Van der Pauw method. As a result, it was 14 S / cm.

(導電性有機重合体のアンモニウムによる脱ドーピン
グ) 上記ドープされている導電性有機重合体粉末350gを2N
アンモニウム水4l中に加え、オートホモミキサーにて回
転数5000rpmにて5時間攪拌した。混合物は、黒緑色か
ら青紫色に変化した。
(Dedoping of conductive organic polymer with ammonium) 350 g of the doped conductive organic polymer powder was added to 2N
The mixture was added to 4 liters of ammonium water, and stirred at 5,000 rpm for 5 hours with an auto homomixer. The mixture turned from black green to bluish purple.

ブフナーろうとにて粉末を濾別し、ビーカー中にて攪
拌しながら、蒸留水にて濾液が中性になるまで繰り返し
て洗浄し、続いて、濾液が無色になるまでアセトンにて
洗浄した。この後、粉末を室温にて10時間真空乾燥し
て、黒褐色の脱ドーピングした重合体粉末280gを得た。
The powder was filtered off with a Buchner funnel and washed repeatedly with distilled water while stirring in a beaker until the filtrate became neutral, and then washed with acetone until the filtrate became colorless. Thereafter, the powder was vacuum-dried at room temperature for 10 hours to obtain 280 g of a black-brown undoped polymer powder.

この重合体はN−メチル−2−ピロリドンに可溶性で
あつて、溶解度は同溶剤100gに対して8g(7.4%)であ
つた。また、これを溶剤として30℃で測定した極限粘度
〔η〕は1.23dl/gであつた。
This polymer was soluble in N-methyl-2-pyrrolidone, and the solubility was 8 g (7.4%) per 100 g of the same solvent. The intrinsic viscosity [η] measured at 30 ° C. using this as a solvent was 1.23 dl / g.

この重合体は、ジメチルスルホキシド及びジメチルホ
ルムアミドには1%以下の溶解度であつた。テトラヒド
ロフラン、ピリジン、80%酢酸溶液、60%ギ酸水溶液及
びアセトニトリルには実質的に溶解しなかつた。
The polymer had a solubility of less than 1% in dimethylsulfoxide and dimethylformamide. It did not substantially dissolve in tetrahydrofuran, pyridine, 80% acetic acid solution, 60% aqueous formic acid solution and acetonitrile.

この脱ドープ状態のポリアニリンの粉末をデイスク状
に成形した試料について、励起波長457.9nmで照射して
得たレーザー・ラマンスペクトルを第1図に示す。比較
のために、Y.Furukawa et al.,Synth.Met.,16,189(198
6)に示された脱ドープ状態のポリアニリンについて、
励起波長457.9nmで照射して得たレーザー・ラマンスペ
クトルを第2図に示す。このポリアニリンは、白金電極
上、アニリンの電解酸化重合によつて得られたものであ
る。
FIG. 1 shows a laser Raman spectrum obtained by irradiating the undoped polyaniline powder into a disk-shaped sample at an excitation wavelength of 457.9 nm. For comparison, Y. Furukawa et al., Synth. Met., 16 , 189 (198
For the undoped polyaniline shown in 6),
FIG. 2 shows a laser Raman spectrum obtained by irradiation at an excitation wavelength of 457.9 nm. This polyaniline is obtained by electrolytic oxidation polymerization of aniline on a platinum electrode.

また、レーザー励起光の波長を変化させて、1400〜17
00cm-1の範囲について、ラマンスペクトを測定した結果
を第3図に示す。励起波長を488.0nmから476.5nmを経て
457.9nmへと短波長側に変化させるにつれて、Ia/Ibが変
化し、457.9nmでは、1.0以上となつており、488.0nmの
ときと比べて、Ia/Ib強度が逆転していることが示され
る。
Also, by changing the wavelength of the laser excitation light,
FIG. 3 shows the results of measuring the Raman spectrum in the range of 00 cm −1 . Excitation wavelength from 488.0nm to 476.5nm
As the wavelength was changed to the shorter wavelength side to 457.9 nm, Ia / Ib changed.At 457.9 nm, it was 1.0 or more, indicating that the Ia / Ib intensity was reversed compared to 488.0 nm. It is.

更に、第4図に電子スペクトルを示す。 FIG. 4 shows an electronic spectrum.

次に、上記有機溶剤可溶性ポリアニリンについて、N
−メチル−2−ピロリドン用のGPCカラムを用いて、GPC
測定を行なつた。カラムは、N−メチル−2−ピロリド
ン用のものを3種類連結して用いた。また、溶離液には
0.01モル/l濃度の臭化リチウムのN−メチル−2−ピロ
リドン溶液を用いた。第5図にGPC測定の結果を示す。
Next, regarding the above-mentioned organic solvent-soluble polyaniline,
GPC using a GPC column for methyl-2-pyrrolidone
Measurements were taken. As the column, three kinds of columns for N-methyl-2-pyrrolidone were used in combination. Also, the eluent
A 0.01 mol / l concentration of lithium bromide in N-methyl-2-pyrrolidone was used. FIG. 5 shows the results of the GPC measurement.

この結果から、上記有機溶剤可溶性ポリアニリンは、
数平均分子量23000、重量平均分子量160000(いずれ
も、ポリスチレン換算)であつた。
From this result, the organic solvent-soluble polyaniline is:
The number average molecular weight was 23,000 and the weight average molecular weight was 160,000 (both in terms of polystyrene).

同様に、反応条件を種々に変えて、N−メチル−2−
ピロリドン中、30℃で測定した極限粘度〔η〕の異なる
有機溶剤可溶性ポリアニリンを得た。これらについて、
極限粘度〔η〕とGPCによる数平均分子量及び重量平均
分子量を第1表に示す。
Similarly, N-methyl-2-
Organic solvent-soluble polyanilines having different intrinsic viscosities [η] measured at 30 ° C. in pyrrolidone were obtained. For these,
Table 1 shows the intrinsic viscosity [η] and the number average molecular weight and weight average molecular weight determined by GPC.

実施例2 (可溶性アニリン酸化重合体を用いる自立性フイルムの
調製) 実施例1にて得た脱ドープしたアニリン酸化重合体
(N−メチル−2−ピロリドン中、30℃で測定した極限
粘度〔η〕1.23dl/g)粉末5gをN−メチル−2−ピロリ
ドン95g中に少量ずつ加え、室温にて溶解させて、黒青
色溶液を得た。この溶液をG3ガラスフイルターにて真空
濾過したところ、フイルター上に残存した不溶物は極め
て少量であつた。このフイルターをアセトンにて洗浄
し、残存する不溶物を乾燥後、重量測定したところ、75
mgであつた。従つて、重合体は、その98.5%が溶解し、
不溶物は1.5%であつた。
Example 2 (Preparation of self-supporting film using soluble aniphosphorylated polymer) Dedoped aniphosphorylated polymer obtained in Example 1 (intrinsic viscosity [η measured in N-methyl-2-pyrrolidone at 30 ° C] 1.23 dl / g) 5 g of powder was added little by little to 95 g of N-methyl-2-pyrrolidone and dissolved at room temperature to obtain a black-blue solution. When this solution was vacuum-filtered with a G3 glass filter, the amount of insolubles remaining on the filter was extremely small. The filter was washed with acetone, and the remaining insolubles were dried and weighed.
mg. Thus, the polymer is 98.5% dissolved,
Insolubles were 1.5%.

このようにして得られた重合体溶液をガラス板上にキ
ヤステイングし、ガラス棒にてしごいた後、熱風循環乾
燥器中でN−メチル−2−ピロリドンを蒸発揮散させ
た。この後、ガラス板を冷水中に浸漬することによつ
て、重合体フイルムがガラス板より自然に剥離し、かく
して、厚さ40μmの重合体フイルムを得た。
The polymer solution thus obtained was cast on a glass plate, wrung with a glass rod, and then N-methyl-2-pyrrolidone was evaporated in a hot air circulating drier. Thereafter, the polymer film was naturally peeled off from the glass plate by immersing the glass plate in cold water, thus obtaining a polymer film having a thickness of 40 μm.

このフイルムをアセトンで洗浄した後、室温で風乾し
て、銅色の金属光沢を有するフイルムを得た。
After washing this film with acetone, it was air-dried at room temperature to obtain a film having a copper-colored metallic luster.

フイルムは、その乾燥温度によつて、強度及び溶解性
が異なる。乾燥温度が100℃以下のときは、得られるフ
イルムは、N−メチル−2−ピロリドンに少量溶解する
と共に、強度も比較的小さい。しかし、130℃以上の温
度で加熱して得られるフイルムは、非常に強靱であつ
て、また、N−メチル−2−ピロリドンやその他の有機
溶剤にも溶解しない。また、濃硫酸にも溶解しない。こ
のように、高温で加熱すると、その過程で重合体分子が
相互に架橋し、不溶性となるものとみられる。
Films differ in strength and solubility depending on the drying temperature. When the drying temperature is 100 ° C. or lower, the obtained film dissolves in a small amount in N-methyl-2-pyrrolidone and has relatively low strength. However, the film obtained by heating at a temperature of 130 ° C. or more is very tough and does not dissolve in N-methyl-2-pyrrolidone or other organic solvents. Also, it does not dissolve in concentrated sulfuric acid. Thus, when heated at a high temperature, the polymer molecules are expected to crosslink with each other in the process and become insoluble.

このようにして得られた脱ドープ状態のフイルムは、
電導度はいずれも10-11S/cm台であつた。
The undoped film thus obtained is
The conductivity was in the order of 10 -11 S / cm.

また、フイルムは10000回の折り曲げによつても割れ
ず、引張強度は850kg/cm2であつた。
The film did not break even after being bent 10,000 times, and the tensile strength was 850 kg / cm 2 .

実施例3 (自立性フイルムのプロトン酸によるドーピング) 実施例2において、160℃で2時間加熱乾燥して得た
自立性フイルムをそれぞれ1Nの硫酸、過塩素酸及び塩酸
水溶液中に室温にて66時間浸漬した後、アセトンで洗浄
し、風乾して、それぞれ導電性フイルムを得た。
Example 3 (Doping of self-supporting film with protonic acid) In Example 2, the self-supporting film obtained by heating and drying at 160 ° C. for 2 hours was placed in a 1N aqueous solution of sulfuric acid, perchloric acid and hydrochloric acid at room temperature for 66 hours. After soaking for a time, the film was washed with acetone and air-dried to obtain a conductive film.

フイルムは、いずれも濃青色を呈し、電導度は、それ
ぞれ9S/cm、13S/cm及び6S/cmであつた。また、過塩素酸
にてドーピングしたフイルムの引張強度は520kg/cm2
あつた。
Each of the films exhibited a dark blue color, and the electrical conductivity was 9 S / cm, 13 S / cm, and 6 S / cm, respectively. The tensile strength of the film doped with perchloric acid was 520 kg / cm 2 .

実施例4 (共に脱ドープ状態で可溶性の重合体及び不溶性フイル
ム化された重合体スペクトル及び構造) 実施例1にて得た可溶性重合体(N−メチル−2−ピ
ロリドン中、30℃で測定した極限粘度〔η〕1.23dl/g)
粉末と実施例2にて得た不溶性重合体フイルムのKBr錠
剤法によるFT−IRスペクトルをそれぞれ第6図及び第7
図に示す。実施例2にて不溶性重合体フイルムのスペク
トルには、残存溶剤N−メチル−2−ピロリドンによる
とみられる1660cm-1の吸収が若干認められるが、2つの
スペクトルは殆ど同じであるので、溶剤可溶性の重合体
のキヤステイング後の溶剤の加熱乾燥によつて、重合体
は架橋によつて溶剤不溶化するものの、化学構造におい
て大きい変化が生じていないことが認められる。
Example 4 (Both spectra and structure of a polymer soluble in an undoped state and a polymer in an insoluble film) The soluble polymer obtained in Example 1 (measured in N-methyl-2-pyrrolidone at 30 ° C.) Intrinsic viscosity [η] 1.23dl / g)
FIGS. 6 and 7 show FT-IR spectra of the powder and the insoluble polymer film obtained in Example 2 by the KBr tablet method, respectively.
Shown in the figure. In Example 2, the spectrum of the insoluble polymer film shows a slight absorption at 1660 cm -1 which is considered to be due to the residual solvent N-methyl-2-pyrrolidone, but the two spectra are almost the same. It is recognized that although the solvent is insoluble by cross-linking by heating and drying the solvent after casting of the polymer, no significant change has occurred in the chemical structure.

上記可溶性重合体粉末及び不溶性重合体フイルムの熱
重量分析の結果を第8図に示す。いずれも高い耐熱性を
有する。不溶性のフイルムがより高い温度まで分解しな
いので、濃硫酸に不溶性であることを考慮すれば、不溶
性フイルムにおいては、重合体分子が架橋していること
を示すものである。
FIG. 8 shows the results of thermogravimetric analysis of the soluble polymer powder and the insoluble polymer film. All have high heat resistance. Considering that the insoluble film does not decompose to a higher temperature and is insoluble in concentrated sulfuric acid, it indicates that the polymer molecules are crosslinked in the insoluble film.

また、第9図にESRスペクトルを示す。スピン濃度
は、可溶性重合体が1.2×1018スピン/gであり、加熱温
度を高めるにつれて、スピン濃度が高くなり、ラジカル
が加熱によつて生成することが示される。このラジカル
のカツプリングによつて、重合体が架橋して、加熱した
フイルムが不溶性になるものとみられる。
FIG. 9 shows an ESR spectrum. The spin concentration of the soluble polymer is 1.2 × 10 18 spin / g, and as the heating temperature increases, the spin concentration increases, indicating that radicals are generated by heating. It is believed that this radical coupling causes the polymer to crosslink and render the heated film insoluble.

次に、可溶性重合体と不溶性重合体について、元素分
析の結果を以下に示す。
Next, the results of elemental analysis of the soluble polymer and the insoluble polymer are shown below.

可溶性重合体 C,77.19;H,4.76;N,14.86(合計 96.81) 不溶性重合体 C,78.34;H,4.99;N,15.16(合計 94.49) この元素分析に基づいて、C12.00に規格化した可溶性
重合体の組成式はC12.00H8.82N1.98であり、不溶性の重
合体の組成式はC12.00H9.11N1.99である。他方、同様
に、C12.00に規格化したキノンジイミン構造単位及びフ
エニルジアミン構造単位は、それぞれ下記のとおりであ
る。
Soluble polymer C, 77.19; H, 4.76; N, 14.86 (total 96.81) Insoluble polymer C, 78.34; H, 4.99; N, 15.16 (total 94.49) Based on this elemental analysis, standardized to C12.00 The composition formula of the soluble polymer is C 12.00 H 8.82 N 1.98 , and the composition formula of the insoluble polymer is C 12.00 H 9.11 N 1.99 . On the other hand, similarly, the quinone diimine structural unit and the phenyldiamine structural unit normalized to C12.00 are as follows, respectively.

キノンジイミン構造単位 C12H8N2 フエニレンジアミン構造単位 C12H10N2 従つて、可溶性重合体及び溶剤不溶性重合体共に、前
述したように、キノンジイミン構造単位とフエニレンジ
アミン構造単位を主たる繰返し単位として有する重合体
である。
Quinone diimine structural unit C 12 H 8 N 2 Phenylenediamine structural unit C 12 H 10 N 2 Accordingly , as described above, both the soluble polymer and the solvent-insoluble polymer mainly contain the quinone diimine structural unit and the phenylenediamine structural unit as a main repeating unit. It is a polymer having a unit.

次に、実施例2にて得た脱ドープ状態のフイルムと実
施例3にて得た過塩素酸をドープしたフイルムの可視乃
至近赤外領域の反射スペクトルをそれぞれ第10図に示
す。脱ドープ状態においては、近赤外光を殆ど反射して
いるが、ドープ後には、近赤外光を吸収しており、反射
が殆どないことが認められる。これは、プロント酸ドー
ピングによつて生成した導電性をもたらすポーラロン又
はバイポーラロンによる吸収に基づく。
Next, the reflection spectra in the visible to near infrared region of the undoped film obtained in Example 2 and the film doped with perchloric acid obtained in Example 3 are shown in FIG. 10, respectively. In the undoped state, almost near-infrared light is reflected, but after doping, near-infrared light is absorbed, and it is recognized that there is almost no reflection. This is based on absorption by polarons or bipolarons which provides the conductivity created by the prontoic acid doping.

また、脱ドープ状態のフイルムを過塩素酸にてドープ
することによつて、ESR吸収が大幅に増大し、スピン濃
度は3.8×1021スピン/gにも達する。これは生成したポ
ーラロンであるセミキノンラジカルに由来するものであ
る。
By doping the undoped film with perchloric acid, the ESR absorption is greatly increased, and the spin concentration reaches 3.8 × 10 21 spin / g. This is derived from the generated polaron, a semiquinone radical.

実施例5 実施例1と同様にして脱ドーピングした有機溶剤可溶
性ポリアニリン(極限粘度〔η〕1.23dl/g)8gをN−メ
チル−2−ピロリドン100g中に少量ずつ加えて溶解させ
て、黒色溶液を得た。
Example 5 8 g of an organic solvent-soluble polyaniline (intrinsic viscosity [η] 1.23 dl / g) undoped in the same manner as in Example 1 was added little by little to 100 g of N-methyl-2-pyrrolidone and dissolved to give a black solution. I got

この溶液をシールド基材としてのポリエチレンテレフ
タレートフイルムに塗布し、120℃で5分間乾燥させ
て、厚さ13μmの有機溶剤可溶性ポリアニリンの自立性
フイルムを得た。このフイルムにポリスチレンスルホン
酸をドーピングして、電導度9S/cmの導電性ポリアニリ
ンフイルムを得た。
This solution was applied to a polyethylene terephthalate film as a shielding base material and dried at 120 ° C. for 5 minutes to obtain a 13 μm thick organic solvent-soluble polyaniline self-supporting film. This film was doped with polystyrene sulfonic acid to obtain a conductive polyaniline film having a conductivity of 9 S / cm.

この導電性ポリアニリンフイルムについて、スペクト
ラム・アナライザー(アドバンステスト社製TR4172)を
用いて電磁波シールド特性を評価した(10MHz〜1GH
z)。
With respect to this conductive polyaniline film, the electromagnetic wave shielding characteristics were evaluated using a spectrum analyzer (TR4172 manufactured by Advanced Test Co., Ltd.) (10 MHz to 1 GHz).
z).

結果を第11図及び第12図に示すように、40MHzまでは3
0dB以下、200MHzまでは200dB以下のシールド効果を有す
ることが認められる。
As shown in FIGS. 11 and 12, the results up to 40 MHz
It is recognized that it has a shielding effect of 0 dB or less and 200 dB or less up to 200 MHz.

実施例6 実施例5にて得たドーピング前の有機溶剤可溶性のポ
リアニリンフイルムに同様にポリスチレンスルホン酸を
ドーピングし、このようにして得た導電性ポリアニリン
フイルム5枚を重ねて、実施例1と同様にしてシールド
効果を測定した。
Example 6 An organic solvent-soluble polyaniline film before doping obtained in Example 5 was doped with polystyrene sulfonic acid in the same manner, and five conductive polyaniline films obtained in this manner were stacked, and the same as in Example 1 was performed. Then, the shielding effect was measured.

結果を第11図及び第12図に示すように、40MHzまでは4
0dB以下、200MHzまでは24dB以下のシールド効果を有す
ることが認められる。
As shown in FIG. 11 and FIG.
It is recognized that it has a shielding effect of 0 dB or less and 24 dB or less up to 200 MHz.

実施例7 炭素不織布を100℃に加熱したプレート上に置き、こ
れに実施例5にて調製したポリアニリン溶液を塗布含浸
させて、複合シールド剤を作製した。この複合シールド
材は、厚さ600μm、電導度5S/cmであつた。
Example 7 A carbon nonwoven fabric was placed on a plate heated to 100 ° C., and the polyaniline solution prepared in Example 5 was applied and impregnated thereon to prepare a composite shielding agent. This composite shielding material had a thickness of 600 μm and an electric conductivity of 5 S / cm.

結果を第11図及び第12図に示すように、200MHzまでは
40dB以上、1GHzまでは20dB以上のシールド効果を有する
ことが認められる。
As shown in FIG. 11 and FIG. 12, the results up to 200 MHz
It is recognized that it has a shielding effect of 40 dB or more and 20 dB or more up to 1 GHz.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は、本発明による脱ドープ状態で有機溶剤可溶性
のポリアニリンを457.9nmの波長の光で励起したときの
レーザー・ラマンスペクトル、第2図は、従来より知ら
れているポリアニリンを457.9nmの波長の光で励起した
ときのレーザー・ラマンスペクトル、第3図は、第1図
と同じ有機溶剤可溶性ポリアニリンを種々異なる励起波
長の光で励起したときのレーザー・ラマンスペクトル、
第4図は、本発明による脱ドープ状態で有機溶剤可溶性
のポリアニリンのN−メチル−2−ピロリドン溶液の電
子スペクトルである。 第5図は、本発明による有機溶剤可溶性ポリアニリンの
GPCによる分子量分布を示すグラフ、第6図は、本発明
による脱ドープ状態で有機溶剤可溶性のポリアニリンの
KBr錠剤法によるFT−IRスペクトル、第7図は、上記有
機溶剤可溶性ポリアニリンをキヤステイングして得た溶
剤不溶性のフイルムのKBr錠剤法によるFT−IRスペクト
ル、第8図は、上記有機溶剤可溶性ポリアニリン及び不
溶性ポリアニリンのフイルムの熱量分析、第9図は、上
記有機溶剤可溶性ポリアニリンを加熱したときのESRス
ペクトル変化を示す図、第10図は、脱ドープ状態の有機
溶剤可溶性ポリアニリンとこれを過塩素酸にてドープし
たフイルムの近赤外領域の反射スペクトルである。 第11図及び第12図は、本発明による電磁波シールド材の
効果を示すグラフである。
FIG. 1 is a laser Raman spectrum when the organic solvent-soluble polyaniline in the undoped state according to the present invention is excited by light having a wavelength of 457.9 nm, and FIG. FIG. 3 shows a laser Raman spectrum when excited by light having a different wavelength, and FIG. 3 shows a laser Raman spectrum obtained when the same organic solvent-soluble polyaniline as shown in FIG.
FIG. 4 is an electronic spectrum of an N-methyl-2-pyrrolidone solution of polyaniline in the undoped state and soluble in an organic solvent according to the present invention. FIG. 5 shows the results of the organic solvent-soluble polyaniline according to the present invention.
FIG. 6 is a graph showing the molecular weight distribution by GPC, and FIG.
FT-IR spectrum by the KBr tablet method, FIG. 7 is an FT-IR spectrum of the solvent-insoluble film obtained by casting the above-mentioned organic solvent-soluble polyaniline by the KBr tablet method, and FIG. FIG. 9 is a diagram showing a change in ESR spectrum when the organic solvent-soluble polyaniline is heated, and FIG. 10 is a diagram showing the undoped organic solvent-soluble polyaniline and the perchloric acid. 3 is a reflection spectrum in the near infrared region of a film doped with. 11 and 12 are graphs showing the effect of the electromagnetic wave shielding material according to the present invention.

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】一般式 (式中、m及びnはそれぞれ繰返し単位中のキノンジイ
ミン構造単位及びフエニレンジアミン構造単位のモル分
率を示し、0<m<1、0<n<1、m+n=1であ
る。) を主たる繰返し単位として有する重合体であつて、脱ド
ープ状態において有機溶剤に可溶性である有機重合体を
有機溶剤に溶解させ、得られた重合体組成物をシールド
基材上に塗布し、乾燥させて、有機溶剤可溶性ポリアニ
リンの薄膜を形成させ、次いで、この薄膜をpKa値が4.8
以下のプロトン酸にてドーピングすることを特徴とする
電磁波シールド材の製造方法。
(1) General formula (In the formula, m and n each represent a mole fraction of a quinone diimine structural unit and a phenylenediamine structural unit in the repeating unit, and are 0 <m <1, 0 <n <1, and m + n = 1). A polymer having as a repeating unit, an organic polymer that is soluble in an organic solvent in a undoped state is dissolved in the organic solvent, the obtained polymer composition is applied on a shield substrate, and dried, A thin film of polyaniline soluble in organic solvent was formed, and then the thin film was pKa value of 4.8.
A method for producing an electromagnetic wave shielding material, characterized by doping with the following protonic acid.
【請求項2】一般式 式中、m及びnはそれぞれ繰返し単位中のキノンジイミ
ン構造単位及びフエニレンジアミン構造単位のモル分率
を示し、0<m<1、0<n<1、m+n=1であ
る。) を主たる繰返し単位として有する重合体であつて、脱ド
ープ状態において有機溶剤に可溶性であると共に、457.
9nmの波長の光で励起して得られるレーザー・ラマンス
ペクトルにおけるパラ置換ベンゼンの骨格振動のうち、
1600cm-1よりも高波数にあらわれる骨格延伸振動のラマ
ン線の強度Iaと1600cm-1よりも低波数にあらわれる骨格
延伸振動のラマン線強度Ibの比Ia/Ibが1.0以上である有
機重合体を有機溶剤に溶解させ、得られた重合体組成物
をシールド基材上に塗布し、乾燥させて、有機溶剤可溶
性ポリアニリンの薄膜を形成させ、次いで、この薄膜を
pKa値が4.8以下のプロトン酸にてドーピングすることを
特徴とする電磁波シールド材の製造方法。
2. The general formula In the formula, m and n indicate the mole fractions of the quinone diimine structural unit and the phenylenediamine structural unit in the repeating unit, respectively, where 0 <m <1, 0 <n <1, and m + n = 1. ) As a main repeating unit, which is soluble in an organic solvent in an undoped state and 457.
Among the skeleton vibrations of para-substituted benzene in the laser Raman spectrum obtained by exciting with light of 9 nm wavelength,
Than 1600 cm -1 is the ratio Ia / Ib of the Raman line intensity Ib skeletal stretching vibration appearing at lower wavenumber than the intensity Ia and 1600 cm -1 of the Raman line skeletal stretching vibration appearing in the number of high wave is 1.0 or more organic polymers Dissolved in an organic solvent, the obtained polymer composition is applied on a shield substrate, and dried to form a thin film of an organic solvent-soluble polyaniline.
A method for producing an electromagnetic wave shielding material, comprising doping with a protonic acid having a pKa value of 4.8 or less.
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