JPH02225700A - 絶縁性基体表面の導電化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電気絶縁性基体の表面を導電化する方法に利用
される。特に、例えば、集積回路（ＩＣ１ＬＳ　Ｉ）を
用いた電子機器のプラスチック製のハウジング等の表面
を導電化する絶縁性基体表面の導電化方法に関する。

〔概要〕

本発明は、絶縁性基体表面に導電体皮膜を形成する絶縁
性基体表面の導電化方法において、絶縁性基体表面を、
電解重合用モノマーを含む電解液で濡らし、この絶縁性
基体に接触して設けた作用電極を用いて電解重合を行い
、この絶縁性基体の表面に樹状あるいは網目状の導電性
高分子膜を形成し、次いで、この樹状あるいは網目状の
導電性高分子膜を陽極として芳香族化合物の電解重合を
行い導電性高分子からなる前記導電体皮膜を形成するこ
とにより、 強靭でかつ導電率の高い導電体皮膜が形成できるように
したものである。

〔従来の技術〕

電子機器製品が高度化、精密化するにともない、ＩＣ，
ＬＳＩがコンピュータに代表される電子機器に多数利用
されるようになった。これら機器類のハウジング、特に
小型電子機器のハウジングの大部分はプラスチックスで
作られている。一方、集積回路は集積度を高め、機能が
向上する反面、微量の静電気により静電破壊を起こすと
いう問題点を生じている。このため、電子産業界ではこ
の静電気防止対策が大きなテーマとなっている。また、
外Ｂ電磁波による電子機器の誤動作がクローズアップさ
れるようになり、電磁シールド対策も重要な課題となっ
ている。

プラスチックスのような絶縁体では帯電した静電気は除
去しにくいため、一般的には導電性のカーボン粉末また
は金属微粉末などの導電性フィラーをバインダー樹脂中
に分散し、これを塗布して導電化する方法がとられてい
る。しかし、この方法では、これらのカーボン微粉およ
び金Ｒ微粉末等を完全に均一に樹脂中に分散させること
は難しく、分散が不完全な場合、求める導電性は得られ
ず、帯電防止能も不均一なものとなる。さらに充分、分
散して塗布した場合でも導電性皮膜と絶縁性基体との接
着力が弱いなどの欠点を有している。

近年、導電性高分子材料の研究が進み、その機械的特性
および電気的特性が優れていることが明かとなっている
。導電性高分子を利用して絶縁性基体表面を導電化する
試みもなされているが、絶縁性基体上で酸化剤を用いて
、芳香族化合物を化学的に酸化し、表面に導電性高分子
膜を形成させる方法であり、高強度の膜を形成すること
ができないという欠点があった。

〔発明が解決しようとする課題〕

導電性高分子を合成する方法として、前記の酸化剤を用
いて芳香族化合物を化学的に酸化する化学酸化型合法以
外に、芳香族化合物を電気化学的に酸化する電解酸化重
合法がある。電解酸化重合法では高電気伝導度で強靭な
導電性高分子を得ることができる。しかし、絶縁性基体
は電気を通さないため作用電極となり得ず、絶縁性基体
上に直接このような導電性高分子膜を形成することがで
きないという課題があった。

本発明の目的は、前記の課題を解消することにより、絶
縁性基体上に強靭でかつ導電率の高い導電性高分子膜を
簡単に形成できる絶縁性基体表面の導電化方法を提供す
ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは前記の課題を解決するために種々検討の結
果、特定な方法を採用することで絶縁性基体表面を導電
化し得ることを見いだし、本発明に至った。

すなわち、本発明は、絶縁性基体表面に導電体皮膜を形
成する絶縁性基体表面の導電化方法において、絶縁性基
体表面を、電解重合用モノマーを含む電解液で濡らし、
この絶縁性基体に接触して設けた作用電極を用いて電解
重合を行い、この絶縁性基体の表面に樹状あるいは網目
状の導電性高分子膜を形成し、次いで、この樹状あるい
は網目状の導電性高分子膜を陽極として芳香族化合物の
電解重合を行い導電性高分子からなる前記導電体皮膜を
形成することを特徴とする。

本発明においては、絶縁性基体の表面にまず樹状あるい
は網目状の導電性高分子膜を形成し、これを陽極として
芳香族化合物の電解重合を行うが、この樹状あるいは網
目状の導電性高分子としては、ピロール、チオフェンお
よびベンゼンならびにその誘導体をモノマーとして得ら
れる導電性高分子等が挙げられ、これらのモノマーを特
定の方法により電解重合させる。

これらのモノマーは、その重合条件によって種々の形態
で重合するが、これらのモノマーを含む電解液膜中で、
しかも印加電圧をその電解液膜中の電位勾配が約１　ｖ
／ｃｔｎ以上となるように通常の電解重合時の値よりは
高く設定することにより、樹状あるいは網目状の導電性
高分子膜が形成される。

前記電解重合の際には、絶縁性基体の表面の一部に接触
させて設けた導電体を作用電極（陽極）とするが、この
作用電極としては、通常の電極反応に用いられる全ての
金属、半導体および導電性高分子が挙げられる。

また、本発明においては、対向電極の種類は特に限定さ
れないで、通常の電極反応に用いられる全ての金属、半
導体および導電性高分子等を使用できる。

本発明の構成を、−例として、絶縁性基体としてＰＥＴ
フィルム、作用電極として金線を用い、導電体皮膜とし
てポリピロールを生成する場合について図に従って説明
する。

まず、絶縁性基体としてのＰＥＴフィルム１表面の一部
に作用電極としての金線２を接触させ、ＰＥＴフィルム
ｌを電解液４で濡らし、下部の一部を電解液４中に浸漬
し、さらにＰＥＴフィルムｌの下方に対向電極としてニ
ッケル板３を設ける。

この場合金線２とニッケル板３とは電解液４ならびにＰ
ＥＴフィルム】上に形成された電解液膜を介して結ばれ
る。そして、両電極間に所定の電圧を印加して電解重合
を行う。この場合、印加電圧は、絶縁性基体表面におけ
る電解液膜中の電位勾配がｌ　ｖ／ｃｍ以上、好ましく
は５〜１００Ｖ／Ｃ［ＴＩとなるようにすればよい。１
　ｖ／ｃｍ以下の場合、生成するポリマーは樹状あるい
は網目状とならず塊状になる傾向がある。

本発明では、このように第１段階で絶縁性基体表面上に
樹状あるいは網目状の導電性高分子を形成し、次に第２
段階としてこの形成された導電性高分子を実質的な陽極
として通常の電解重合条件で芳香族化合物の電解重合を
行い、絶縁性基体表面に導電性高分子からなる導電体皮
膜を形成する。

第２段階における電解重合用モノマーは、第１段階と同
じでもよいし、別のものでもよい。第１段階および第２
段階いずれにおいても、電解重合用電解液は、基本的に
は極性溶媒にモノマーである芳香族化合物と支持電解質
塩が添加されたものであり、必要に応じて他の成分を含
むこともできる。本発明において電界重合に用いられる
芳香族化合物としては、ベンゼン、ピロール、チオフェ
ンおよびフランならびにその誘導体等が挙げられ、好ま
しくはピロールおよびその誘導体が挙げられる。極性溶
媒としては、例えば、水、アセト二トリノベベンゾニト
リル、テトラヒドロフラン、ニトロベンゼン、ニトロメ
タンおよび炭酸プロピレン等が挙げられるが、これらに
限定されず、また２種以上の溶媒を組み合わせて使用す
ることもできる。支持電解質塩を構成するアニオンとし
ては、例えば、ｌ−１Ｆ−およびＣＩ−等のハロゲンイ
オン、ＢＦａ−、ＣｌＯ４−およびＡＳＦ、−″等の各
種／’ｉロゲン化合物、アルキル硫酸イオン、置換ベン
ゼンスルホン酸イオンおよびポリスチレンスルホン酸イ
オン等が挙げられる。また、カチオンとしては、プロト
ン、アルカリ金属、アルカリ土類金属および４級アンモ
ニウムが代表的なものである。

第２段階における電解重合電圧は通常行われる電気化学
反応で用いられる方法によって制御され、一般には０．
１〜５００　Ｖの範囲の直流電圧が用いられ、必要に応
じてこれに交流を重ねることもてきる。ただし、第１段
階において、樹状あるいは網目状の導電性高分子を形成
する場合は前記のように制限される。

このようにして得られた絶縁性基体表面の導電性高分子
膜は、強靭で電気伝導度も高く、しかも絶縁性基体との
接着性も優れた導電化膜である。

〔実施例〕

以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本
発明はこれら実施例にのみ限定されるものではない。

実施例１ 長さ３０ｍｍ、幅１０謔の短冊状のＰＥＴフィルム面上
に金線を接触させ、１．２５Ｍのピロール、およびＯＪ
Ｍのパラトルエンスルホン酸テトラエチルアンモニウム
を含むアセトニ）　Ｕル溶液膜をＰＥＴフィルム表面に
形成した後、同じアセトニトリル溶液中にこのＰＥＴフ
ィルムの下端の一部を浸漬した。同フィルムの下方の同
溶液中に設けたニッケル板を陰極として、これと金線と
の間にＩＯＶの電圧を印加したところ、直ちに金線表面
からボリピロールが成長し、１２０秒以内にＰＥＴフィ
ルム全面に樹状ポリピロールが生成した。ここで反応を
停止し、次にフィルム全体を浸漬し、１．８Ｖの電圧を
印加して４時間反応したところ、ＰＥＴフィルム上に膜
厚１０−のポリピロール膜が形成され、膜は機械的に優
れた強度をもちＰＥＴフィルムよりひき剥がすことがで
きなかった。得られたポリピロール膜の導電率を４端子
法で測定したところ、導電率は１００　Ｓ／ｃｍ以上で
あった。

実施例２ ０．２５Ｍのピロール、および０．２Ｍのパラトルエン
スルホン酸ナトリウムを含む水溶液を用いて、白金板を
陽極とする電解酸化反応にて膜厚２０ａ＋のポリピロー
ルフィルムを得た。次に、このフィルムを幅ｌ　ａＩ＋
＋＋、長さ３ｈｍの短冊状に切り出し、実施例１の金線
に代えて作用電極として使用し、実施例１０ＰＥＴフイ
ルムに実施例１と同様の方法で電圧を印加すると、実施
例１と同様に１５０秒以内にＰＥＴフィルム全面に樹状
ポリピロールが生成した。ここで反応を停止し、次に２
．５Ｖの電圧を印加して８時間反応したところ、ＰＥＴ
フィルム上に膜厚１５ｕのポリピロール膜が形成され、
膜は機械的に優れた強度をもちＰＥＴフィルムよりひき
剥すことができなかった。得られたポリピロール膜の導
電率を４端子法で測定したところ、導電率８０Ｓ／ｃｍ
以上であった。

実施例３ 長さ３０關、幅１０ｍｍの短冊状の濾紙面上に金線を接
触させ、１．２５Ｍのピロール、および０．３Ｍのパラ
トルエンスルホン酸テトラエチルアンモニウムを含むア
セトニトリル溶液中に一部浸漬して、ニッケル板を陰極
として、これと金線との間にＩＯＶの電圧を印加したと
ころ、直ちに金線表面からポリピロールが成長し、６０
秒以内に濾紙全面に樹状ポリピロールが生成した。ここ
で反応を停止し、次に１．８Ｖの電圧を印加して３時間
反応したところ、ＰＥＴフィルム上に膜厚５μｌのポリ
ピロール膜が形成され、膜は機械的に優れた強度をもち
濾紙よりひき剥すことかできなかった。得られたポリピ
ロール膜の導電率を４＠子法で測定したところ、導電率
は１２ＯＳ／ｃ＋′１１以上であった。

実施例４ ＰＥＴフィルムの表面の一方に実施例２の方法で製造し
た短冊状ポリピロールフィルムを接触させ、もう一方を
２．５Ｍのベンゼン、および０．１Ｍの塩化第２銅およ
びＬｉＡｓＦ６を含むニトロベンゼン溶液に一部浸漬し
て、ニッケル板陰極と短冊状ポリピロールフィルムとの
間に３０Ｖの電圧を印加したところ、ＰＥＴ表面に樹状
のポリバラフェニレンが生成した。５０分後反応を停止
し、さらに１．２５Ｍのピロール、および０．３Ｍのパ
ラトルエンスルホン酸テトラエチルアンモニウムを含む
アセトニトリル溶液に浸漬し、１．８ｖの電圧を印加し
て４時間反応したところ、ＰＥＴフィルム上に膜厚５ｍ
Ｊのポリピロール膜が形成され、膜は機械的に優れた強
度をもち濾紙よりひき剥すことができなかった。得られ
たポリピロール膜の導電率を４端子法で測定したところ
、導電率は９０Ｓ／ｃ＋ｎ以上であった。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、汎用高分子など
の電気絶縁性高分子などの表面を接着性の優れた強靭な
導電性高分子膜で導電化することが可能となり、帯電防
止および電磁気シールド対策等が容易かつ安価にできる
ようになるので、その効果は大である。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の構成の一例を示す説明図。 １・・・ＰＥＴフィルム（絶縁性基体）、２・・・金線
（作用電極）、３・・・ニッケル（対向電極）、４・・
・電解液。 特許出願人　花　王　株　式　会

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、絶縁性基体表面に導電体皮膜を形成する絶縁性基体
   表面の導電化方法において、 絶縁性基体表面を、電解重合用モノマーを含む電解液で
   濡らし、この絶縁性基体に接触して設けた作用電極を用
   いて電解重合を行い、この絶縁性基体の表面に樹状ある
   いは網目状の導電性高分子膜を形成し、次いで、この樹
   状あるいは網目状の導電性高分子膜を陽極として芳香族
   化合物の電解重合を行い導電性高分子からなる前記導電
   体皮膜を形成する ことを特徴とする絶縁性基体表面の導電化方法。 ２、前記導電性高分子膜は、ピロール、チオフェンおよ
   びベンゼンならびにその誘導体をモノマーとして得られ
   た導電性高分子膜である請求項１記載の絶縁性基体表面
   の導電化方法。 ３、前記芳香化合物が、ピロール、チオフェンおよびベ
   ンゼンならびにその誘導体である請求項１記載の絶縁性
   基体表面の導電化方法。