JPH0750110A - 導電性複合フィルムの作製方法 - Google Patents

導電性複合フィルムの作製方法

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JPH0750110A
JPH0750110A JP27508491A JP27508491A JPH0750110A JP H0750110 A JPH0750110 A JP H0750110A JP 27508491 A JP27508491 A JP 27508491A JP 27508491 A JP27508491 A JP 27508491A JP H0750110 A JPH0750110 A JP H0750110A
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JP
Japan
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film
polypyrrole
conductive
conductive composite
coating film
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JP27508491A
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Kazuo Ikezaki
和男 池▲崎▼
Niro Takenaka
仁郎 竹中
Osamu Ishige
理 石毛
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 フィルム表面の緻密さや均質さの点で優れ機
械的強度が向上した導電性複合フィルムを作製する。 【構成】 ポリビニルアルコールと過塩素酸リチウムを
蒸留水に溶解して作ったコーティング溶液を作用電極1
上にコートし、さらに80%以上の高湿度中に保存し
て、コーティング膜7を形成する。このコーティング膜
7の形成された作用電極1を対極電極2と対として、ピ
ロールモノマと過塩素酸リチウムとをエタノール溶液に
溶解した作った重合溶液6に浸し、作用電極1と対極電
極2との間に所定の電解電流を通じ、コーティング膜7
中にポリピロールを電解重合させ、これにより作用電極
1上にポリビニルアルコールとポリピロールとの導電性
複合フィルムを作製する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、水溶性高分子(例え
ば、ポリビニルアルコール)と導電性高分子(例えば、
ポリピロール)との導電性複合フィルムの作製方法に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、導電性高分子として、ポリピ
ロールが知られている。このポリピロールにより作製さ
れたポリピロール単独の導電性フィルムは優れた導電性
を有する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ポリピ
ロールは、一般に延伸することができず、硬くてもろ
く、機械的特性に劣り、また、導電性および電気化学的
特性の安定性も不十分である。
【0004】なお、最近では、このポリピロール単独の
導電性フィルムに対し、ポリピロールと他の高分子との
複合化を行い、その機械的特性を向上させようとする試
みが多数報告されてはいる。
【0005】例えば、絶縁性高分子としてのポリ塩化ビ
ニールを作用電極(Pt電極)上にコートしてポリ塩化
ビニール膜を形成し、このポリ塩化ビニール膜の形成さ
れた作用電極を対極電極と対として、ピロールモノマと
支持電解質とを少量の膨潤剤を含む重合溶液に浸し、作
用電極と対極電極との間に所定の電解電流を通じ、ポリ
ピロールを電解重合させ、これにより作用電極上にポリ
塩化ビニールとポリピロールとの導電性複合フィルムを
作製する。この導電性複合フィルムの作製方法では、重
合溶液中の少量の膨潤剤がポリ塩化ビニールを膨潤さ
せ、ポリ塩化ビニール中へのピロールモノマの浸透・拡
散を助け、ポリピロールの電解重合を可能としている。
しかし、この方法によると、膨潤させるため、機械的な
特性が悪くなる。
【0006】この他、作用電極上にコートする高分子を
多孔質構造のものとし、ポリピロールを上述と同様にし
て電解重合させ、作用電極上に高分子とポリピロールと
の導電性複合フィルムを作製する方法も報告されてい
る。しかし、この方法によると、多孔質構造に作るのが
煩雑となる。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明はこのような課題
を解決するためになされたもので、水溶性高分子と電解
質とを水に溶解して作ったコーティング溶液を作用電極
上にコートしてコーティング膜を形成し、このコーティ
ング膜の形成された作用電極を対極電極と対として、導
電性高分子モノマと支持電解質とを所定溶液に溶解した
作った重合溶液に浸し、作用電極と対極電極との間に所
定の電解電流を通じ、コーティング膜中に上記導電性高
分子を電解重合させ、これにより作用電極上に水溶性高
分子と導電性高分子との導電性複合フィルムを作製する
ようにしたものである。
【0008】
【作用】したがってこの発明によれば、水溶性高分子の
コーティング膜に含まれる電解質がコーティング膜自体
に導電性をもたせ、また、コーティング膜中への導電性
高分子モノマの浸透・拡散を助け、導電性高分子の電解
重合を可能とする。
【0009】
【実施例】以下、本発明に係る導電性複合フィルムの作
製方法を詳細に説明する。
【0010】図1はこの導電性複合フィルムの作製方法
に使用する電解重合装置の一実施例を示す構成図であ
る。
【0011】同図において、1は作用電極、2は対極電
極、3は参照電極、4は電源装置、5は重合溶液6を蓄
えてなるビーカである。
【0012】作用電極1としてはソーダガラスにITO
をスパッタリングしたITO電極(透明導電性電極)を
使用している。対極電極2としてはニッケル(Ni)板
を使用している。
【0013】作用電極1には、前もって次のような方法
で、コーティング溶液をコートし、コーティング膜7を
形成しておく。
【0014】すなわち、水溶性高分子としてのポリビニ
ルアルコールと電解質としての過塩素酸リチウムを蒸留
水に溶解し、それぞれの濃度が40g/l,0.1また
は0.2mol/lとなるように調整して、コーティン
グ溶液を作る。このコーティング溶液を作用電極1上に
キャスト法によりコートする。そして、この状態で一晩
以上放置し、水を蒸発させ、さらに80%以上の高湿度
中に保存して、コーティング膜7とする。
【0015】作用電極1と対極電極2とは対として重合
溶液6に浸されている。重合溶液6は、導電性高分子モ
ノマとしてのピロールモノマと支持電解質としての過塩
素酸リチウムとをエタノール溶液に、それぞれ0.1m
ol/l,0.05mol/lの濃度で溶解して作って
いる。
【0016】なお、上記コーティング溶液および重合溶
液6における電解質は、TEAP TS(テトラエチルア
ンモニウムP−トルエンスルホン酸)としてもよい。原
則として、重合溶液6における支持電解質は、コーティ
ング溶液における電解質と同一の電解質物質を用いる。
【0017】このような前提の元、作用電極1と対極電
極2との間に、所定の電解電流(一定電解電流)を通じ
る。この電解電流により、コーティング膜7中にポリピ
ロールが電解重合し、作用電極1上にポリビニルアルコ
ールとポリピロールとの導電性複合フィルムが作製され
るものとなる。
【0018】このとき、ポリピロールの電解重合は、コ
ーティング膜7に分散して含まれる過塩素酸リチウム
が、コーティング膜自体に導電性をもたせ、またコーテ
ィング膜7中へのピロールモノマの浸透・拡散を助ける
ことにより可能となる。
【0019】これは、過塩素酸リチウムが分散されてい
ることにより、ポリビニルアルコールの導電率が良くな
り、コーティング膜7においてポリビニルアルコールが
高分子固体電解質のような働きをするからであると考え
られる。また、過塩素酸リチウムが潮解性を示すので、
これが空気中の水分を吸収し、コーティング膜7におい
てポリビニルアルコールを膨潤させるからであると考え
られる。
【0020】なお、ポリピロールの電解重合は、作用電
極1とコーティング膜7との界面から始まり、重合が進
むにつれて、ポリピロールはコーティング膜7中を成長
して行く。重合されるポリピロールの量は、作用電極1
と対極電極2との間に流れる電解電流の値と通電時間に
よって、自由に調整できる。
【0021】このようにして作用電極1上に作製された
ポリビニルアルコールとポリピロールとの導電性複合フ
ィルムは、ポリピロール単独の導電性フィルムに比し
て、フィルム表面の緻密さや均質さの点で優れている。
図4はポリピロール単独の導電性フィルムの表面を写し
た走査型電子顕微鏡写真であり、図5はポリビニルアル
コールとポリピロールとの導電性複合フィルムの表面を
写した走査型電子顕微鏡写真である。この写真を比較し
てみて分かるように、本実施例による方法で作製された
導電性複合フィルムは、ポリピロール単独の導電性フィ
ルムに対して緻密さや均質さの点で勝っている
【0022】殊に、作用電極1にコーティング溶液をコ
ートした後に高湿度中に保存していることで、より均質
なフィルムを得ることができている。これは、湿度によ
ってコーティング膜7中の過塩素酸リチウムのイオン化
が進み、コーティング膜7中のポリビニルアルコールの
導電率が上がったためであると考えられる。
【0023】さらに、本実施例による方法で作製された
導電性複合フィルムは、電気化学的に活性である。
【0024】すなわち、本実施例による導電性複合フィ
ルムは、ポリピロール単独の導電性フィルムと同様、イ
オンのドープ(酸化),脱ドープ(還元)により、可視
吸収スペクトルが変化し、青色−黄色の間で色が変化す
る。この性質を利用すれば、表示素子としての応用が期
待できる。
【0025】ここで、ポリピロール単独の導電性フィル
ムと本実施例による導電性複合フィルムとについて、本
実施例による導電性複合フィルムの方が電気化学的に活
性であることを裏付けるため、そのサイクリックボルタ
モグラムの耐久性について比較してみた。
【0026】図2はポリピロール単独の導電性フィルム
のサイクリックボルタモグラムの耐久性を示し、図3は
本実施例による導電性複合フィルムのサイクリックボル
タモグラムの耐久性を示す。
【0027】なお、図2および図3において、横軸は印
加する三角波入力電圧(E)を示し、縦軸はフィルムを
流れる電流Iを示す。各図には三角波の主要サイクルに
ついてそのE−I特性曲線を示している。
【0028】すなわち、参照電極3の電極電位を零基準
として、E=1.0ボルトの印加から始まる三角波(E
=1.0〜−1.0)を30回印加したときの電流の変
化を主要サイクルについてプロットしたものが図2およ
び図3に示すE−I特性であり、サイクル数が増えるに
つれてE−I特性は→→→という具合に変化す
る。
【0029】このE−I特性は、Eの極性によってIが
大きく変化する程、酸化、還元反応(ドープ、脱ドー
プ)が活発に起こっていることを示す。Iの変化が小さ
い場合は、酸化、還元反応が弱まり、電気化学的な活性
が小さくなることを示す。
【0030】図2と図3とを比較して明らかなように、
ポリピロール単独の導電性フィルムでは、サイクル数が
増えるにつれてIの変化が小さくなり、電気化学的に活
性が小さくなる。これに対して、本実施例による導電性
複合フィルムでは、サイクル数が増えてもIの変化が大
きく、電気化学的に活性である。また、本実施例による
導電性複合フィルムでは、Iの変化が大きい状態で維持
され、電気化学的特性がポリピロール単独の導電性フィ
ルムに比して失われず、安定すなわち経年変化が少な
く、サイクリックボルタモグラムの耐久性に優れてい
る。
【0031】なお、本実施例による導電性複合フィルム
の作製方法によれば、コーティング膜7に分散して含ま
れる過塩素酸リチウムが、コーティング膜自体に導電性
をもたせ、またコーティング膜7中へのピロールモノマ
の浸透・拡散を助けるので、膨潤量が少なく、最近報告
されているポリ塩化ビニールとポリピロールとの導電性
複合フィルムの作製方法に比して、機械的な特性をさら
に向上させることができる。
【0032】また、本実施例による導電性複合フィルム
の作製方法によれば、多孔質構造を作るような煩雑さも
ない。
【0033】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように本
発明によれば、水溶性高分子のコーティング膜に含まれ
る電解質がコーティング膜自体に導電性をもたせ、ま
た、コーティング膜中への導電性高分子モノマの浸透・
拡散を助け、導電性高分子の電解重合を可能とし、従来
の導電性高分子の単独フィルムに比してフィルム表面の
緻密さや均質さの点で優れ機械的強度が向上した導電性
複合フィルムを作製することができる。また、本発明に
よれば、膨潤量が少なく機械的な特性をさらに向上させ
ることができ、多孔質構造を作るような煩雑さもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る導電性複合フィルムの作製方法に
使用する電解重合装置の一実施例を示す構成図。
【図2】ポリピロール単独の導電性フィルムのサイクリ
ックボルタモグラムの耐久性を示す図。
【図3】本発明に係る方法で作製された導電性複合フィ
ルムのサイクリックボルタモグラムの耐久性を示す図。
【図4】ポリピロール単独の導電性フィルムの表面を写
した走査型電子顕微鏡写真。
【図5】本発明に係る方法で作製された導電性複合フィ
ルムの表面を写した走査型電子顕微鏡写真。
【符号の説明】
1 作用電極 2 対極電極 4 電源装置 6 重合溶液 7 コーティング膜
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年8月27日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る導電性複合フィルムの作製方法に
使用する電解重合装置の一実施例を示す構成図。
【図2】ポリピロール単独の導電性フィルムのサイクリ
ックボルタモグラムの耐久性を示す図。
【図3】本発明に係る方法で作製された導電性複合フィ
ルムのサイクリックボルタモグラムの耐久性を示す図。
【図4】ポリピロール単独の導電性フィルムの表面を
査型電子顕微鏡で写した粒子構造の写真。
【図5】本発明に係る方法で作製された導電性複合フィ
ルムの表面を走査型電子顕微鏡で写した粒子構造の
真。
【符号の説明】 1 作用電極 2 対極電極 4 電源装置 6 重合溶液 7 コーティング膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石毛 理 千葉県柏市明原2−9−10 パイロットハ ウス柏206

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水溶性高分子と電解質とを水に溶解して
    作ったコーティング溶液を作用電極上にコートしてコー
    ティング膜を形成し、 このコーティング膜の形成された作用電極を対極電極と
    対として、導電性高分子モノマと支持電解質とを所定溶
    液に溶解した作った重合溶液に浸し、 前記作用電極と前記対極電極との間に所定の電解電流を
    通じ、 前記コーティング膜中に前記導電性高分子を電解重合さ
    せ、 これにより、前記作用電極上に水溶性高分子と導電性高
    分子との導電性複合フィルムを作製するようにしたこと
    を特徴とする導電性複合フィルムの作製方法。
JP27508491A 1991-09-27 1991-09-27 導電性複合フィルムの作製方法 Pending JPH0750110A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02173567A (ja) * 1988-12-26 1990-07-05 Sekisui Chem Co Ltd 免疫反応測定法
KR100371137B1 (ko) * 1999-12-16 2003-02-07 한국전자통신연구원 전도성 고분자 필름 제조 방법
KR100477982B1 (ko) * 1997-10-06 2005-06-17 삼성에스디아이 주식회사 리튬전지금속그리드의코팅방법
JP2008010407A (ja) * 2006-05-31 2008-01-17 Honda Motor Co Ltd 導電性高分子膜の製造方法及び装置

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