JPS60228547A - 導電性高分子フイルムの製造方法 - Google Patents

導電性高分子フイルムの製造方法

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JPS60228547A
JPS60228547A JP59084076A JP8407684A JPS60228547A JP S60228547 A JPS60228547 A JP S60228547A JP 59084076 A JP59084076 A JP 59084076A JP 8407684 A JP8407684 A JP 8407684A JP S60228547 A JPS60228547 A JP S60228547A
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JP
Japan
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film
polymer film
substance
substrate
conductive polymer
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JP59084076A
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Toshiaki Tamamura
敏昭 玉村
Osamu Niwa
修 丹羽
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Priority to EP19870106076 priority patent/EP0247366B1/en
Priority to EP19840306764 priority patent/EP0144127B1/en
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  • Coating Of Shaped Articles Made Of Macromolecular Substances (AREA)
  • Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Other Resins Obtained By Reactions Not Involving Carbon-To-Carbon Unsaturated Bonds (AREA)

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〕 本発明は導電性高分子フィルムの改良された製造方法に
関する。
〔従来技術〕
ある種の芳香族化合物は電解質を添加した溶剤中に溶解
させ、電解酸化を行うことにより、導電性の高分子フィ
ルムを電極基板上に形成させることができる。このよう
な芳香族化合物としてはピロール類、チオ7エ/類等の
複素環式化合物、アズレン、ピレン、トリフェニレン等
の多環芳香族化合物が知られている〔例えばJ。
バーボン(、r、 BargOn )、8. モー f
f 7ド (s。
Mohmand )、R,J、ウォルトマン(R,J、
 Waltman )、IBMジャーナル オプ リサ
ーチ エンドデベロップメント(よりM Journa
l o、f Re5earch& Developme
nt )第27巻 第4号 第330頁(1983年)
参照〕。
しかしながら、従来の電極基板上に直接電解酸化して形
成した導電性高分子フィルムは以下のような欠点があっ
た。
(1) フィルムの機械的な強度が弱いため、基板上で
も、また、フィルムとして単離した状態でも破れやすく
取扱いが困難であった。
(2)電気伝導度を制御することが困難であった。
(3) 基板との密着力が弱く、フィルム形成中あるい
は形成後の洗浄過程ではがれやすい。
(4) ネサガラスのような、電解溶液や形成される芳
香族系高分子フィルムに比べて電気抵抗が同等あるいは
それ以下の電極基板を用いると均一なフィルムを形成で
きず、膜厚に大きなバラツキがみられた@ これらの欠点を除去するため、本発−翼は、既に新しい
導電性フィルムとその製造方法を開発した。(特願昭5
8−186991号、同58−213201号、同5 
B−213203号、同58−213204号) 電解重合による導電性高分子フィルムは通常電極基板を
、アセトニ) IJル等の有機溶媒中に電解重合用モノ
マーとなる芳香族系化合物と通電させるだめの電解質と
を溶解させた溶液中に、対向電極と共に入れ、両電極間
に通電させることにより形成される。この際、電極基板
を絶縁性の高分子フィルムでコーティングすれば、当然
通電できず導電性フィルムは全く形成されない。しかし
ながら、本発明者等は電極基板上に各種の高分子フィル
ムを塗布し、これを溶解させることのない適切な電解反
応溶液を組合せることによシミ解反応が通常の電極上と
同様に進むことを見出した。この方法を用いることによ
り、フィルム強度、密着力、均−性等が改良された種々
の導電性高分子フィルムを得ることができる。
しかしながら、この方法においては、電極基板上に塗布
する絶縁性高分子フィルムの膜厚を大きくしたり、絶縁
性高分子フィルム材と、電解重合により形成する芳香族
系高分子材料との相容性が悪いと均一な導電性フィルム
を形成できない場合が多い。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、電解重合によって合成する芳香族系高
分子材料を容易にかつ均一に高分子フィルム中に分散さ
せる導電性高分子フィルムの製造方法を提供することに
ある。
〔発明の構成〕
本発明を概説すれば、本発明は導電性高分子フィルムの
製造方法に関する発明であって、電極基板上に高分子フ
ィルムをコードン、その基板上で芳香族系化合物の電解
酸化重合によって芳香族系高分子材料を電気化学的に形
成させることにより導電性高分子フィルムを製造する方
法において、コートする高分子フィルム中に、あらかじ
め除去可能な物質を含有させ、該電解酸化重合の反応前
及び/又は反応中に該物質を除去することを特徴とする
絶縁性の高分子フィルムを電極基板上にコートして、ピ
ロール等の芳香族系化合物の電解酸化重合が該基板上で
も進行するのは、電解塩と芳香族系化合物が電解溶液中
に浸されたフィルム中を拡散できるためである。
したがって、この拡散を容易にすることにより、電解酸
化重合の進行を早めることができる。
本発明の要点は、高分子フィルムを電極基板上にコート
する際に、除去可能な物質を高分子フィルム中に、あら
かじめ混入しておくことである。
そして、これを該反応前及び/又は反応中に除去すれば
、高分子フィルム中にミクロなボイドが多数発生する。
このため、フィルム中に電解質や芳香族系化合物が拡散
しゃすくなシ、重合が早く進行して、均一な導電性高分
子フィルムが得られる。
これら除去可能々物質は、上記の理由で、高分子フィル
ムと混合して、均一なフィルムを形成するものがよい。
このような物質の例としては、加熱及び/又は減圧で揮
散可能な物質、例えば低沸点のハロゲン化炭化水素、無
水フタル酸、しょうのう等、寸だ電解溶液に可溶性の物
質、例えばピロール等の原料である芳香族系化合物自体
、電解質又はジアルキルフタレートのような電解溶液可
溶性の物質、更に溶剤に可溶性の物質と溶剤の組合せ、
例えば塩化す) IJウムと水との組合せ等が挙げられ
る。これら物質に対応して、反応前及び/又は反応中に
、該物質の除去を行えばよい。
〔実施例〕
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、
本発明はこれら実施例に限定されない。
実施例1 ポリ塩化ビニル(分子量7万)に0Br4を5重量%加
えたメチルエチルケトン溶液を、金を500X厚蒸着し
たガラス基板上にキャストして、約50 μm厚のフィ
ルムを形成した。このフィルム付基板を、100℃で2
0分加熱して0Br4を除去した。その後、テトラエチ
ルアンモニウムパークロレー) (0,Sモル/l)、
ピロール(1モル/l ) l+nエタyセトニ) I
Jル溶液に浸漬し、蒸着金を正極に、白金メツシュを負
極に用いて、10分間、3.OVでピロールの電解重合
を行った。その結果、黒色のポリピロールが基板上に形
成するのが認められた。このフィルムを洗浄後乾燥し、
基板よりはがして、表裏両面の電気伝導度を4端子法で
測定した。その結果、金蒸着基板面に接していた裏面は
12 S/へ表面はZ5S/錆 で、フィルム全体が高
導電性となった。
比較例1 金を500X厚蒸着したガラス基板上にポリ塩化ビニル
(分子量7万)をメチルエチルケトン溶液からキャスト
法で形成して、50pm厚のフィルムとした。このフィ
ルムを実施例1と全く同様に電解重合すると、やはりポ
リピロールの生成が基板上に認められた。このフィルム
の電気伝導度を同様に測定すると、金蒸着ガラス基板に
接していた裏面は5. O87cmの高い導電性を示し
だが、表面は10−” 87cm 以下の絶縁性であっ
た。これは、ポリピロールがフィルムの表面にまで成長
してこないことを示している。
実施例2 エチレン−酢酸ビニル(82:18 )共重合体に、無
水フタル酸を12重量%加えたクロロベンゼン溶液を、
50℃に加温した恒温槽°中で、500λ厚の金を蒸着
したガラス基板上にキャストし、厚さ25μmのフィル
ムを得た。このフィルム付基板を、lmHgに減圧した
真空乾燥器中に15分間放置して無水フタル酸を除去し
た後、テトジエチルアンモニウムパークロレート(O,
Sモル/l )、ピロール(1モル/l )を加えたア
セトニトリル−ジメチルスルホキシド(9:1)溶液に
浸漬し、蒸着した金を正極に、白金メツシュを負極に用
いて、10分間、&5vでピロールの電解重合を行った
。得られたフィルムは洗浄、乾燥し、4端子法で電気伝
導度の測定を行ったところ、電極表面に接していた裏面
で12B/an %表面で887cm の高導電度が得
られた。
このことは、ポリピロールがフィルム中ヲ成長し、表面
にまで達していることを示している。
比較例2 エチレン−酢酸ビニル(82:18)共重合体のみのク
ロロベンゼン溶液を用いて、実施例2と同様に22μm
厚のフィルムを、該金蒸着ガラス基板上に形成して、実
施例2と全く同様にピロールの電解重合を試みたが、ポ
リピロールの生成はほとんど認められず、フィルムは両
面共に全くの絶縁体であった。
実施例3 ポリスチレン(分子量35万)に、しょうのうを10重
量%加えたメチルエチルケトン溶液を、500ズ厚の白
金を蒸着したガラス基板上にキャストして、厚さ85μ
mのフィルムを得た。このフィルム付基板を1.Hgに
減圧し、70℃に加熱した真空乾燥話中に5分間放置し
て、しょうのうを除去した。その後、テトラエチルアン
モニウムパラトルエンスルホネート(0,5モル/l)
、チオフェン(1,2モル/l )を加えたアセトニト
リル溶液に基板を浸漬し、蒸着白金を正極に、白金メツ
シュを負極に用いて、10分間、4.OVでチオフェン
の電解重合を行ったところ、青色ノホリチオフエンの生
成が認められた。このフィルムを洗浄後乾燥し、基板よ
りはがして、表裏両面の電気伝導度を4端子法で測定し
た。
その結果、電極基板面に接していた裏面は、1.5S/
c1n で、表面は0.9587cm であり、フィル
ム全体が高導電性になった。
比較例3 ポリスチレン(分子量35万)のメチルエチルケトン溶
液を、500X厚の白金を蒸着した基板上にキャストし
、厚さ80μmのフィルムを得た。このフィルムを実施
例3と全く同様に電解重合すると、ポリチオフェンの生
成が基板上に認められた。このフィルムの電気伝導度を
、同様に測定すると、白金蒸着ガラス基板に接していた
裏面は1.3S/のであったが、表面け10−12翰以
下の絶縁性を示した。
実施例4 塩化ビニリデン−塩化ビニル(70:30 )共重合体
100重量部に対して、ピロールを15重量部加えたア
セトン溶液を、700A厚の金を蒸着したガラス基板上
にキャストし、厚さ45μmのどロール含有塩化ビニリ
デン−塩化ビニル共重合体フィルムを得た。
このフィルム付基板を、ピロール(14カ)、テトラブ
チルアンモニウムバークロレート(0,4−々)を含む
アセトニトリル溶液に浸漬し、10分開開放置後2.5
Vの電圧で10分間電解重合を行ったところ、黒色のポ
リピロールの生成が認められた。
このフィルムの電気伝導度を測定したところ、電極基板
に接していた裏面は887cm 。
反対の表面は6゜5S/crnでほとんど一体の高導電
性フィルムが得られた。
実施例5 塩化ビニリデン−塩化ビニル(70:30 )共重合体
100重量部に対して、テトラブチルアンモニウムバー
クロレート18重量部ヲ含むメチルエチルケトン溶液を
、700X厚の金を蒸着したガラス基板上にキャストし
、厚さ45μmのテトラブチルアンモニウムバークロレ
ート含有フィルムを得り。
このフィルム付基板で実施例1と同様に電解重合を行う
と黒色のポリピロールが得られた。
このフィルムの電気伝導度を測定したところ、電極基板
に接していた裏面は5.587cm 。
反対の表面は4.8S/c* で一体の高導電性フィル
ムが得られた。
他方、テトラブチルアンモニウムバークロレートを含ま
ない塩化ビニリデン−塩化ビニル共重合体フィルムのみ
では、表面の電気伝導度は10 s7’=以下であった
上記の実施例4及び5では、電解重合溶液が、ピロール
及びテトラブチルアンモニウムバークロレートで構成さ
れているだめ、フィルム中にピロール又はテトラブチル
アンモニウムバークロレートを含ませておいても、電解
重合溶液は汚染される恐れがないという利点がある。し
かしながら、電解重合溶液に溶解する各種の物質をフィ
ルム中に混入しても、同様な効果が得られる。
実施例6 ポリビニルアルコール(分子量12万)100重量部に
、塩化ナトリウムを20重量部加えた水溶液を、100
0X厚の白金を蒸着したガラス基板上にキャストし、厚
さ20μmの塩化ナトリウムを含むポリビニルアルコー
ルフィルムを得た。このフィルムは基板を10分間、1
20℃で加熱後、10分間、2℃の水に浸漬して塩化ナ
トリウムを除去した。その後、ピロール(1モル/l)
、テトラブチルアンモニウムクロライド(0,4モル/
l)を加えたアセトニトリル−水−エチレングリコール
(70:10:20 ) 溶液に浸漬し、3.2Vで1
0分間ピロールの電解重合を行った。
得られたフィルムの電気伝導度を測定したところ、裏面
で12. OS/cy++ 、表面で8.5S/cyn
であシ、はぼ一体の高導電性フィルムが得られた。
他方、塩化ナトリウムを含まないポリビニルアルコール
では、同じ条件で重合を行っても、裏面のみにわずかに
ポリピロールの生成が認められたに過ぎず、表面は全く
絶縁性であった。
実施例7 ポリ塩化ビニル(分子量7万)に、ジオクチルフタレー
トを10重量%加えたテトラヒドロフラン溶液を、ガラ
ス板に金を約500A厚蒸着した基板上にキャストして
、約5μm厚のフィルムを形成した。このフィルム付基
板ヲテトラエチルアンモニウムパラトルエンスルホネー
)(0,3モル/l)、ピロール(18ンl)加えたア
セトニトリル溶液に浸漬し、該基板を正極に、白金メツ
/ユを負極に用いて10分間、3.0■で電解重合を行
った。その結果、黒色のポリピロールが基板上に形成す
るのが認められた。このフィルムを洗浄後乾燥し、基板
よシはがして、表裏両面の電気伝導度を4端子法で測定
した。その結果、該基板面に接していた裏面は2087
cmで、表面は16V−であり、フィルム全体が高導電
性になった。
実施例8 エチレン−酢酸ビニル(82:1B)共重合体にジブチ
ルフタレートを12重量%加えたクロロベンゼン溶液を
、50℃に加温した恒温槽中で、約500X厚の金を蒸
着したガラス基板上にキャストし、厚さ25μmのフィ
ルムを得だ。このフィルム付基板を、テトラエチルアン
モニウムパークロV−ト(0,5/l)ピロール(1”
’/i ) を加えたアセトニトリル−ジメチルスルホ
キシド(9:1)溶液に浸漬し、該基板を正極に、白金
メツシュを負極に用いて、10分間、3.5vでピロー
ルの電解重合を行った。得られたフィルムを洗浄後乾燥
して、4端子法で電気伝導度の測定を行ったところ、該
基板に接していた裏面で68/cm %表面で3.58
/Crn O高導電度が得られた。このことは、ポリピ
ロールがフィルム中で成長して、表面にまで達している
ことを示している。
以上2つの実施例で用いたジアルキルフタレートは、い
ずれも・、に解溶液に溶解する。したがって、比較例と
の対比から明らかなように、電解重合が速やかに進行し
、フィルム全体を旨さ電性にすることができたものと推
定される。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明方法によれば、電極基板上
にコートする高分子フィルム中に除去可能な物質を含有
させたことにより、芳香族系化合物の電解重合が容易に
なり、均一な導電性複合フィルムが得られやすくなる利
点がある。
特許出願人 日本電信電話公社 代理人 中本 宏 同 井 上 昭 同 吉 嶺 桂

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 電極基板上に高分子フィルムをコートし、その
    基板上で芳香族系化合物の電解酸化重合によって芳香族
    系高分子材料を電気化学的に形成させることにより導電
    性高分子フィルムを製造する方法において、コートする
    高分子フィルム中に、あらかじめ除去可能な物質を含有
    させ、該電解酸化重合の反応前及び/又は反応中に該物
    質を除去することを特徴とする導電性高分子フィルムの
    製造方法。
  2. (2) 該物質の除去を加熱によって行う特許請求の範
    囲第1項記載の導電性高分子フィルムの製造方法。
  3. (3) 該物質の除去を減圧処理によって行う特許請求
    の範囲第1項記載の導電性高分子フィルムの製造方法。
  4. (4) 該物質の除去を、加熱と減圧処理の組合せによ
    って行う特許請求の範囲第1項記載の導電性高分子フィ
    ルムの製造方法。
  5. (5) 該物質が、該電解溶液に可溶な物質であシ、そ
    の除去を反応中に行う特許請求の範囲第1項記載の導電
    性高分子フィルムの製造方法。
  6. (6) 該物質が、溶剤可溶な物質であり、その除去を
    溶剤処理によって行う特許請求の範囲第1項記載の導電
    性高分子フィルムの製造方法。
JP59084076A 1983-10-07 1984-04-27 導電性高分子フイルムの製造方法 Pending JPS60228547A (ja)

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