JPS63191822A - 導電性フイルムの製造方法 - 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〕 本発明は導電性フィルムの製造方法に関し、更に詳しく
は、気相重合法を用いて触媒を含有する高分子フィルム
を導電化する改良された製造方法を提供するものである
。

〔従来の技術〕

複素環化合物、たとえばピロールを酸化剤等の重合触媒
を含有する基材や高分子と気相で接触させることにより
、樹脂の表面および内部にポリピロールが生成し、重合
触媒の種類によっては触媒成分自体がドーパントして作
用して、高い導電性が得られることが知られている。（
特開昭６１−１５７５２２号公報、及び吉野勝美等の報
告；Ｊａｐａｎｅｓｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｐｐ
ｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ、　ｖｏｌ、　２３゜Ｎｏ、
　１２　ｐ、　Ｌ８９９〜Ｌ９００　（１９８４）参照
）〔発叫が解決しようとする問題点〕 しかしながらこの気相重合による方法は、本質的にドラ
イ処理である為フィルムの後処理等が簡単であり、また
、ガス分圧のコントロール等により、より規則的な構造
の重合体の生成が可能で、透明性を存する複合導電性フ
ィルムが得られやすいという特徴とする。その反面、溶
液反応と異なって反応に要する時間がかかりすぎ、又反
応の再現性、コントロールが困難であるという問題点が
あり、商業的に導電性フィルムを製造することがむずか
しかった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、気相
重合法の利点を損うことなく、反応の効率化、すなわち
スピードアップと、反応の安定性・再現性を改良した複
合導電性フィルム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〕

本発明は、重合触媒を含有する樹脂フィルムに、重合し
て導電性を発現するモノマーを含むガスを拡散接触させ
てフィルム表面、及びその内部に導電性重合体を生成さ
せるにあたって、反応系内のガス温度Ｔ１より少なくと
も５℃低い温度で、かつ反応系内ガスの露点以上に保つ
ことにより解決した。

本発明において、樹脂に重合触媒を含有させる方法には
特に制限はなく、重合触媒の安定性、溶解性に対応して
、熱溶融混練方法１重合触媒が溶解した溶媒した樹脂を
溶解させて溶液とした後フィルム化する方法、重合触媒
を溶解した溶媒に樹脂の粉末あるいは粒子を混合分散さ
せた後溶媒を除去する、あるいは同時に熱・圧を加えて
フィルム化固定する方法、樹脂の不織布あるいは微多孔
体に、溶媒に溶解した重合触媒を塗布・乾燥する、ある
いはその後熱プレスして固定化する等各種の方法を採用
することが可能である。

本発明で用いる樹脂としては、重合触媒を担持できるも
のであれば特に限定されないが、モノマーガスが浸透・
拡散しやすいものが好ましく、ポリビニルアルコール、
ポリ酢酸ビニル、エチレン−酢酸ビニル、共重合体ポリ
ビニルブチラール。

ポリウレタン、ポリメチルメタクリレート樹脂等があげ
られる。

本発明で用いる重合して導電性を発現するモノマーとし
ては、導電状Ｂ（重合状態）で安定であること、樹脂中
の重合触媒をそのままドーパントとして取り込む事が望
ましく、複素環化合物またはその誘導体、アニリン、ま
たはその誘導体の１もしくは２以上の化合物である。

化合物としては、ピロール及び置換されたピロール、例
工ばＮ−アルキルピロール、Ｎ−７１７−ルビロール、
３位で置換されたモノアルキルピロールおよびモノハロ
ゲン化ピロール、３位および４位で置換されたジアルキ
ルピロールおよびシバＩｆｆ　’７’　７　化ビロール
、チオフェン、置換されたチオフェン、例えば３位で置
換されたモノアルキルチオフェンおよびモノハロゲン化
チオフェン、３位および４位で置換されたジアルキルチ
オフェンおよびジハロゲン化チオフェン、アニリン並び
にその誘導体２例えば、Ｎ−アルキルアニリン、Ｎ−ジ
アルキルアニリン、ハロゲン化アニリン、ジハロゲン化
アニリン、ハロゲン化−Ｎ−アルキルアニリン、ハロゲ
ン化−Ｎ−ジアルキルアニリン。

ジハロゲン化−Ｎ−アセチルアニリン、フェニレンジア
ミンおよびその置換体であるＮ−アルキルフェニレンジ
アミン、Ｎ、Ｎ’−ジアルキルフェニレンジアミン、Ｎ
、Ｎ’−ジアルキルフェニレンジアミンがあげられ、上
記化合物の１種または２種以上を組みあわせて用いるこ
とができる。

本発明では気相で上記化合物を適用する為、上記化合物
の蒸気を単独で導入する場合と、窒素あるいはアルゴン
、ヘリウム等の不活性ガスを上記化合物のキャリヤーと
して用いる場合があるが、上記化合物の蒸気圧は一般に
低い事２反応ガスの温度を均一にコントロールすること
から全体のガス圧を常圧に近く保つことがよく、キャリ
ヤーガスを用いて重合反応に必要な化合物量をコントロ
ールするのが良い、なお、モノマー及びキャリヤーガス
以外に、反応を促進あるいはコントロールする為に少量
の水蒸気、酸素、あるいは他のガス成分を導入すること
は特に制限されないが、ガスの露点が大巾に上昇する点
で注意を要する。

本発明で用いる重合触媒は、反応後それ自身がドーパン
トとして作用するものが望ましく、塩化ゼンジアゾニウ
ムのごときジアゾニウム塩、フェリシアン化カリウム、
ヘキサクロロ白金（ＩＶ）酸等があげられる。

Ｔ＋　がＴ８より低いか、又は温度差がない場合、フィ
ルム表面へのモノマーガスの接触・吸着が不安定となり
、反応を効率的に進める事は困難である。又、フィルム
温度が反応ガスの露点以下とした場合には、モノマーが
フィルム表面に結露する現象が発生する。この場合反応
は液相反応となり、激しくかつ短時間で進行するが、生
成する導電性重合体の規則性が副反応等の為に少なくな
り、結果的に低い導電率のものしか得られない、又結露
の発生によりミクロ的に不均一な反応となり得られたフ
ィルムは表面があれだ、不透明なものとなる。更に製造
したフィルムを巻き取る為にはフィルムを再加熱して結
露したモノマーをフィルムから除去させる操作が必要と
なる。

一般にピロール等の複素環化合物は比重が大きく容器の
底に沈降する傾向がある為、連続的な重合を期待しない
実験室的な方法では、反応ガスが充満した容器の底部に
重合触媒を含有する樹脂フィルムを上面にして放置する
ことでも気相反応による導電性重合体の生成は可能であ
るが、本発明の目的とする商業的うなわち連続的な製造
には、反応ガス温度としてフィルム温度を一定の温度範
囲で制御することが不可欠となるのである。

本発明においては、重合はロール状またはプレート状の
治具に被処理フィルムが密着保持された状態で行なわれ
る為基本的には片面側で行なわれ、両面を処理する為に
は同じ様な治具を更に加えてフィルムを反転させること
で可能となるが、ガスにさらされてない面は電気絶縁性
を維持しているので、重合触媒を含まない基体に重合触
媒を含む樹脂を複合した場合はもちろん、単体であって
も表裏の物性が異なる複合導電性フィルムの製造が可能
となる。

〔作用〕

反応系内のモノマーを含むガスの温度と重合触媒を含む
合成樹脂被処理フィルムとに、一定範囲の温度差が設け
た状態で重合させるので、反応が効率的にかつ安定して
進行した。

〈実施例〉 片面を低温プラズマ処理（空気プラズマ）した、２軸延
伸ポリエステルフイルム（厚さ２５μ）上に、ポリビニ
ルアルコール（ＧＬ−０５；日本合成化学工業型）に塩
化第二鉄・６水和物を２０ｗｔ％含有した水溶液を２〜
３μ厚にコーティングして乾燥し、巾３００ｍの被処理
フィルムを得た。この被処理フィルムを第１図に示す装
置を用いて、反応させ導電性フィルムを得た。以下にそ
の条件、及び結果を表１に示す、また同時に本発明によ
らない条件のもとでも比較例として同様に反応を行ない
その結果を表１に示す、なお反応ガスはＮ！をキャリヤ
ーとしてピロールを用いた。

第１図に示した装置における反応について説明する。上
記重合触媒を含有する層を有する被処理フィルム１は、
反応室Ｂと基本的に分離された巻取り・巻出し部Ａから
スリット部２ａを通り、反応室Ｂに入り、温度制御可能
なロール３に泡かれる状態で、ガスコントロール室Ｃよ
り導電性を発現するモノマーを含むガスを接触させて、
フィルムの表面および内部に導電性重合体を生成させた
後、スリット部２ｂを通って巻取る。

反応ガスは、導入口５からガスコントロール室Ｃに導入
され、ガスコントロール室６内の拡散用ファン６、およ
び熱交換器７により、温度を一定にし、反応室Ｂに送ら
れる。そして、反応室Ｂからガスコントロール室Ｃへと
循環し、一部は排出口８から、モノマートラップ９を通
して排出される。

この装置のガスコントロール室Ｃには、ガス温度センサ
ー１０および巻取り２巻出し部Ａには、ロール３の温度
を測定する温度センサー１１を設け、温度を測定し、ガ
ス温度Ｔ＋　とロール温度Ｔ２とが、Ｔ　＋　　Ｔ　ｔ
≧５℃の関係で、かつ、Ｔオが反応ガスの露点以上とな
るようにする。

表−１ 〔発明の効果〕 以上詳細に説明し、又試験例で示した様に、本発明によ
れば従来の方法にくらべて短時間で均・−にかつ高い導
電率を有する複合導電性フィルムが得られる。

本発明の装置はガス圧として常圧ないし若干の減圧を用
いるが、フィルム温度とガス温度を別々のゾーンで独立
して制御する為温度のバラツキも少なく、結果として均
一な気相反応が可能となった。

本発明の方法及び装置を用いれば導電性フィルムを連続
的にかつ安定して短時間で製造することが可能であり、
商業上の利点は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に用いた装置を示す説明図であ
る。 特許比゛願人　　凸版印刷株式会社 代　　表　　者　　　　鈴　　　木　　　和　　　夫第
１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）ガスの導入・排出可能な密閉容器中で、重合触媒を
   含有する樹脂フィルムに、重合して導電性を発現するモ
   ノマーを含むガスを拡散接触させてフィルム表面及びそ
   の内部に導電性重合体を生成させるにあたって、反応系
   内のガス温度Ｔ＿１と被処理樹脂フィルムの温度Ｔ＿２
   を、Ｔ＿２がＴ＿１より少なくとも５℃低い温度で、か
   つ反応系内ガスの露点温度以上に保つことを特徴とする
   導電性フィルムの製造方法。