JPS62140313A - 導電性複合積層体の製造方法 - 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〕 本発明は静電気防止用資材として例えばＩＣ包装用資材
、計測器カバー等に利用される導電性複合積層体を製造
する方法に関する。

〔従来の技術〕

プラスチック等の基材に導電性付与処理を施して導電性
材料を製造することは従来から行なわれておシ、このよ
うな導電性材料はその有する導電性及び基材の特質を生
かしてＩＣ包装用資材等の静電気障害防止用資材として
利用されている。

従来この種の導電性材料は、界面活性剤を基材中に練込
むか、界面活性剤によシ表面処理する方法；金、パラジ
ウム等の金属や酸化インジウム等の金属酸化物を蒸着す
る方法；ビロールを電解酸化重合する方法等により、導
電性を付与して製造されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら界面活性剤を練込んだシ塗布する方法によ
れば透明性に優れた導電性材料が得られるものの、導電
性が湿度の大小に左右されるとともに、導電性が充分と
はいえず、しかも導電性を長期間維持し得ない欠点を有
していた。また金属。

金属酸化物を蒸着する方法、ピロールを電解酸化重合す
る方法では蒸着や電解を行なうための製造コストが高く
つくとともに複雑な製造装置を必要とし、しかも後者の
方法はフィルム状、シート状の比較的小寸法の基材にし
か適用できないという問題も有していた。

本発明は上記の点に鑑みなされたもので、優れた導電性
を有し、かつ導電性の耐久力に優れた導電性複合積層体
を、きわめて容易に製造することのできる方法を提供す
ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の導電性複合積層体の製造方法はプラスチック基
材の表面に吸水性が高くかつプラスチック基材に対して
密着性に優れた樹脂よりなる被含浸層を形成してなる積
層被導電処理材を処理液中に浸漬し、該処理液中で電子
共役系ポリマーを形成し得るモノマーと、酸化重合剤と
に接触せしめてドーパントの存在下に前記モノマーを重
合せしめ、被含浸層と該被含浸層中に含浸形成された電
子共役系ポリマーとからなる導電性を有する複合層を有
する積層体を得ることを特徴とする。

以下７本発明を図面に基き説明する。

本発明において使用する積層被導電処理材１は。

第１図に示すようにグラスチック基材２と、該プラスチ
ック基材２の表面に設けられた被含浸層３とからなる。

プラスチック基材２の材質としては例えばポリ塩化ビニ
ル、ポリスチレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリカー
ボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン
、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリ弗化ビニ
リデン。

ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルサルフ
オン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリサル７オン、
ボリアリレート等が挙げられるが。

その他のプラスチックも使用することができる。

プラスチック基材２としては上記の如きプラスチックよ
りなるシート、フィルムや射出成形品、圧空成形品、真
空成形品等の成形品が用いられる。

被含浸層３は吸水性が高く、かつプラスチック基材２に
対して密着性に優れた樹脂よシ構成され。

この種樹脂としては例えばポリビニルアルコール。

セロファン、セルロースエステル、ホリ酢酸ビニル、ポ
リビニルホルマール、ポリビニルブチラール、ナイロン
−６、イオン電解質モノマーの重合体あるいは該モノマ
ーと他のモノマーとの共重合体等が挙げられる。被含浸
層３は上記樹脂を適当な溶媒で溶解してプラスチック基
材２表面に塗布するか、あるいは上記樹脂のフィルムを
ラミネートする等によシ形成される。被含浸層３の厚さ
は１〜５００μｍ、特に５〜２０μｍが好ましい。

本発明において電子共役系ポリマーを形成し得るモノマ
ーとは分子構造中に共役二重結合を有するものであって
酸化によって重合を起こす物質をいい２代表的なものと
しては５員複素環式化合物が挙げられる。この５員複素
項式化合物として本発明に好適に用いられるのは、ビロ
ール、チオフェン、フラン、インドール又はそれらの誘
導体。

例えばＮ−メチルビロール、３−メチルチオフェン、３
−メチルフラン、３−メチルインドール等であるが、も
とよりこれらに限定されない。これらのモノマーはドー
パントの存在下に酸化重合剤と接触せしめることによシ
重合される。ドーパントとしては一般に使用されるアク
セプター性のドーパント々ら全て使用できる。アクセプ
ター性のドーパントとしては塩素、臭素、ヨウ素等のノ
１０ゲン類；五弗化リン等のルイス酸；塩化水素、硫酸
等のプロトン酸：塩化第二鉄等の遷移金属塩化物；過塩
素酸銀、弗化ホウ素銀等の遷移金属化合物等が挙げられ
る。酸化重合剤としては過マンガン酸あるいは過マンガ
ン酸カリウム等の過マンガン酸（塩）類；三酸化クロム
等のクロム酸類、硝酸銀等の硝酸塩類；塩素、臭素、ヨ
ウ素等のノ・ロゲン類；過酸化水素、過酸化ベンゾイル
等の過酸化物類：ベルオクンニ硫酸、ベルオクソニ硫酸
カリラム等のベルオクソ酸類、ベルオクソ酸塩類；次亜
塩素酸２次亜塩素酸カリウム等の酸素酸類、酸素酸塩類
；塩化第二鉄等の遷移金属塩化物；酸化銀等の金属酸化
物類が挙げられる。これらの酸化重合剤のうちハロゲン
類、ペルオクン酸（塩）類。

遷移金属塩化物等はドーパントとしての作用を有するた
め、これらを酸化重合剤として用いた場合には２％に他
のドーパントを併用する必要はないが、前記ドーパント
と併用すると更に導電性を向上することができる。

本発明方法は被導電処理材１を処理液中に浸漬し、該処
理液中で電子共役系ポリマーを形成し得るモノマーと酸
化重合剤とを接触せしめる。被導電処理材１を処理液で
処理する方法としては例えば■モノマーと酸化重合剤及
び必要によシト−パントを含有する処理液に、モノマー
が実質的に重合する前に被導電処理材１を浸漬する方法
、■酸化重合剤と必要によシト−パントを含有する処理
液と、モノマーを含有する処理液に被導電処理材１を順
次浸漬する方法、■酸化重合剤と必要にょシト−パント
を含有する処理液に被導電処理材１を浸漬した後、この
処理液中にモノマーを添加する方法等が挙げられる。■
の方法によれば処理時間を短縮することができる。また
酸化重合剤はモノマーに比べて被導電処理材１への浸透
性が低いため、■、■の方法のようにモノマー含有処理
液による処理と酸化重合剤含有処理液による浸漬処理を
別に行なう方法を採用し、酸化重合剤含有処理液による
浸漬処理を先に行なうことが好ましく。

被導電処理材１中への酸化重合剤の含浸量が増大するた
め電子共役系ポリマーと被導電処理材１の複合化が促進
され、よシ優れた耐久性のある導電性が付与される。

モノマー、酸化重合剤が液体の場合、上記処理液として
これらをそのまま用いることもできるが。

モノマー、酸化重合剤をそのまま用いた場合、特にモノ
マーと酸化重合剤を混合した処理液中に被導電処理材１
を浸漬する方法では処理液中でのポリマーの生成が速く
、被導電処理材とポリマーとの複合体の形成が妨けられ
て充分な導電性が付与れない虞れがあるため、モノマー
、酸化重合剤を適当な溶媒で希釈して用いることが好ま
しい。この溶媒としては水や一般に用いられる有機溶媒
が用いられ、有機溶媒としては例えばメタノール。

エタノール等の脂肪族アルコール類；アセトン。

メチルエチルケトｙ等の脂肪族ケトン類；ジエチルエー
テル、ナト２ヒドロンラン等のエーテル類；塩化メチレ
ン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素類；酢酸エチ
ル、酢酸ブチル等のエステル類；トルエン、ベンゼン等
の芳香族炭化水素類：ヘキサン等の脂肪族炭化水素類；
アセトニトリル。

ベンゾニトリル等の含窒素化合物、あるいはこれらの混
合物が挙げられ、これら溶媒の中からモノマー、ドーパ
ント、酸化重合剤及び被導電処理材に応じて適宜選択し
て用いる。処理液中のモノマー濃度、酸化重合剤濃度は
被導電処理材の材質。

所望する電導度の大きさによっても異なるが、モノマー
濃度は５　Ｘ　１０−’〜１モル濃度程度とすることが
好ましく、酸化重合剤濃度はＩ　Ｘ　１０−”〜１モル
濃度程度とすることが好ましい。またドーパント濃度は
１×１０〜１×１０モル濃度程度が好ましい。被導電処
理材１を処理液に浸漬する際の処理液温度は、付与され
る導電性をよ）向上する上で一２０〜３０℃が好ましく
、特に−２０〜５℃が好ましい。また被導電処理材１の
浸漬時間は被導電処理材の材質、所望する電導度の大き
さによっても異なるが２通常１分〜１時間程度である。

本発明を実施するに当っては特別な装置を必要とはせず
９例えば第２図に示す如き簡単な装置が用いられる。

この装置は処理槽４とモノマー溶液供給口５゜酸化重合
剤溶液供給口６．攪拌機７．処理液排出口８とを備え、
処理槽４は上部が開口し、ここから積層被導電処理材１
を処理液９中に浸漬できるように構成されている。

この装置による被導電処理材１の処理は例えば前記■の
方法によシ次のようにして行なわれる。

まず酸化重合剤溶液供給口６よシト−パント作用を有す
る酸化重合剤又はドーパントを含む酸化重合剤溶液を処
理槽４に供給し、この中に被導電処理材１を浸漬する。

次いでモノマー供給口５よルモノマー溶液（例えばピロ
ール水溶液）を供給し、攪拌機７によりすばやく混合せ
しめた後、ゆるやかに攪拌しながら処理液９中に被導電
処理材１を浸漬保持する。このようにして被導電処理材
１をモノマーと酸化重合剤とに接触せしめ、ドーパント
の存在下にモノマーを重合せしめて被導電処理材１と電
子共役系ポリマーとの複合体が形成される。この電子共
役系ポリマーの生成によシ被導電処理材１に導電性が付
与される。また処理液９中にドーパントが不純物として
混在するためにドーピング効果により導電性が向上し、
より大きな導電性が付与される。

尚、被導電処理材１が成形品である場合にも上記と同一
の装置が用いられる。更に上記装置は処理槽４に酸化重
合剤、モノマー及び必要によシト−パントを供給して処
理液を調整した後、モノマーの重合が実質的に開始する
前に処理液９中に被導電処理材１を浸漬することにより
前記■の方法にも用いることができる。また前記■の方
法を採用する場合も上記と同様の装置が用いられる。

〔作　用〕

本発明においてはプラスチック基材の表面に被含浸層を
設けた積層被導電処理材を処理液中に浸漬して電子共役
系ポリマーを形成し得るモノマーと酸化重合剤とにドー
パントの存在下で接触せしめることにより２通常酸化重
合剤とモノマーあるいは比較的低分子量のポリマーが被
導電処理材の被含浸層中に浸透して該被含浸層中で重合
し、被含浸層と該含浸層中に含浸形成された電子共役系
ポリマーとからなる導電性を有する複合層が形成される
が、電子共役系ポリマーが被含浸層表面にも形成されて
いる場合、あるいはプラスチック基材中にも一部含浸さ
れている場合も本発明に含まれる。

〔発明の効果〕

本発明は積層被導電処理材を処理液中に浸漬し。

該処理液中で電子共役系ポリマーを形成し得るモノマー
と酸化重合剤とに接触せしめ、ドーパントの存在下に前
記モノマーを重合せしめて電子共役（１工） 系ポリマーと被導電処理材とを複合化せしめ、導電性を
付与するものであるから、従来法に比べて導電性複合体
の製造が容易である。また本発明は被導電処理材を処理
液中に浸漬して該処理液中で電子共役系ポリマーと被導
電処理材と複合化させる方法を採用したことによシ、全
体的に均一な導電性を付与でき優れた導電性複合体を提
供できる。

しかも本発明方法ではプラスチック基材の表面に吸水性
が高く、かつ基材に対して密着性の優れた樹脂よりなる
被含浸層を設けた積層被導電処理材を用いるため、プラ
スチック基材が吸水性の乏しい材質のものであっても被
含浸層中に電子共役系ポリマーが確実に含浸形成されて
優れた導電性を付与できるとともに、被含浸層と電子共
役系ポリマーとは、いわゆるハイブリッド構造をとるた
め。

本発明によシ得られる導電性複合体は熱や薬品によシ導
電性が低下したシ消失したシすることがなく優れた耐熱
性、耐薬品性を有し、しかも摩擦等の外力によって導電
性が低下する虞れもない。

本発明によれば、その実施に用いる装置はきわめで簡単
な構造ですみ、Ｊ０！造コストも安価である。

また被導電処理材としてフィルム状、シート状のものの
みならず、プラスチック成形品の如き複雑な形状品やそ
の他、長尺寸法品、大型製品にも適用でき、多種類、広
範囲の導電性複合体を容易かつ安価に製造できる効果が
ある。

更に本発明は、被導電処理材として透明なものを用いた
場合でも、その透明性を損うことなく導電性を付与でき
、従って導電性、透明性に優れた複合体を製造すること
が可能である。

〔実施例〕

以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。

実施例１ １１のガラス製ビーカーに０．１Ｍベルオクソニ硫酸カ
リウム水溶液５００ゴを入れて２〜３℃に保持し、この
中に厚さ２００μ雪のポリカーボネートフィルム表面に
ポリビニルアルコールを塗工して厚さ５μｍの被含浸層
を形成した積層被導電処理材を浸漬し１次いで０．２Ｍ
のピロール水溶液Ｚｏ。

ｄを加えて２〜３℃に保持しながらマグネチックスター
ラーで攪拌して１０分後に取出し、灰色の透明性のある
フィルムを得た。このフィルムラ蒸留水で洗浄し、６０
℃で１時間乾燥した後９表面抵抗値、可視光線透過率を
測定したところ、所望の導電性、透明性を有することが
認められた。これらの結果を第１表に示す。

実施例２ 第２図に示す装置を用い、２５℃の０．　ＯＩ　Ｍベル
オクソニ硫酸カリウム水溶液１０Ｊを酸化重合剤供給口
６よシ処理槽４へ供給し、この中に表面に親水性樹脂（
カチオン型アクリルポリマー：商品名ハマコー）ＥＳ：
ハマノ工業ｆＲ）を塗工して厚さ５μｍの被含浸層を形
成したＩＣ自動装着用の硬質ポリ塩化ビニル成形品（厚
さ５００μｍ）を１時間浸漬し７次いで液温を２〜３℃
に冷却してモノマー供給口５より２〜３℃の０．２Ｍビ
ロール水溶液２１を加えて攪拌下に１０分間浸漬し、灰
色の透明性のある成形品を得た。この成形品を蒸留水で
洗浄後、室温で５時間放置して乾燥させ２表面抵抗値、
可視光線透過率を測定したところ所望の導電性、透＋４
Ａ性を有していた。結果を第１表に示す。

実施例３ 実施例１と同様のビーカーに塩化第二鉄の０．１Ｍメタ
ノール溶液５００ゴを入れて２〜３℃に保持し、この中
にポリカーボネートフィルム（厚さ２００μｍ）の表面
に親水性樹脂（カチオン型アクリル系ポリマー：商品名
５ＫＹＴＡＦ　　Ｔ−４０５：アキレス製）をバーコー
ター＃１０で塗工して厚さ５μｍの被含浸層を形成した
被導電処理材を１時間浸漬し９次いで０．２Ｍチオ７エ
／メタノール溶液１００ｄを加えて２〜３℃に保持しな
がらマグネチックスターラーで攪拌して３０分間浸漬し
、褐色の透明性のあるフィルムを得た。このフィルムを
蒸留水で洗浄し８０℃で１時間乾燥を行なった後２表面
抵抗値、可視光線透過率を測定した結果。

所望の導電性、透明性を有することが認められた。

結果を第１表に示す。

＊１　高抵抗計で測定した。

※２　分光光度計によ多波長４００〜８００ｎｍで測定
した値の積分値の比で表わした。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に用いる積層被導電処理材の縦断面図、
第２図は本発明の実施に用いる製造装置の一例を示す略
図である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）プラスチック基材の表面に吸水性が高くかつプラ
   スチック基材に対して密着性に優れた樹脂よりなる被含
   浸層を形成してなる積層被導電処理材を処理液中に浸漬
   し、該処理液中で電子共役系ポリマーを形成し得るモノ
   マーと、酸化重合剤とに接触せしめてドーパントの存在
   下に前記モノマーを重合せしめ、被含浸層と該被含浸層
   中に含浸形成された電子共役系ポリマーとからなる導電
   性を有する複合層を有する積層体を得ることを特徴とす
   る導電性複合積層体の製造方法。
2. （２）被導電処理材がプラスチックフィルム、プラスチ
   ックシート又はプラスチック成形品である特許請求の範
   囲第１項記載の導電性複合積層体の製造方法。
3. （３）電子共役系ポリマーを形成し得るモノマーが、ピ
   ロール、チオフェン、フラン、インドール、それらの誘
   導体のなかから選ばれた１種である特許請求の範囲第１
   項又は第２項記載の導電性複合積層体の製造方法。