JPS63313413A - 導電性フィルム - 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、導電性フィルムに関するものであり、特にポ
リピロール等の複素環共役重合体のフィルムにおける電
導度の長期安定性と機械的強度の向上をはかることを目
的とするものである。

本発明の導電性フィルムは、例えば開閉器、スイッチ、
遮断材などのような導電性材料として、蓄電系、バッテ
リーなどにおける電極材として、半導体素子として、あ
るいは太陽電池などの光電変換素子として広範な技術分
野において利用される。

［従来技術］ 従来、導電性重合体としては、ポリアセチレン、ポリバ
ラフェニレン、ポリパラフェニレンビニレン、ポリバラ
フェニレンスルフィド、ポリピロール、ポリチェニレン
、ポリチオフェン、ポリピリダジンなと多数が知られて
いる。これらの重合体は、ドーピング（高分子物質の酸
化、還元）をすると、通常１〜１．０００５／ｃｍの電
導度活性を示すようになる。これらの導電性重合体は、
各種公知の方法で容易に合成される。例えばポリアセチ
レンはＴｉ　（−０−ｎ−Ｂｕ）　　−Ａｔ　Ｅｔ３等
の“チグラーナッタ解媒”を含むトルエン溶媒にアセチ
レンガスを接触させると、重合した高分子物質が、気−
液界面にフィルム状に生成する。

又ポリフェニレンスルフィド等は、現在では“エンジニ
アリングプラスチック”として商品化されており、容易
に入手できる。一方、ポリピロール等の複素環共役重合
体は、例えばビロールの有機溶媒溶液に、ＢＦ　　−１
ＡｓＦ　　−１ＡｓＦ６−１ＳｂＦ　　−５ｂＣＪｌ−
１ＰＦ　　−１Ｃｊ）０４−１５　　・　　　　　　　
　　　　　　６Ｈ３Ｏ−１Ｓｏ　　２−などのアニオン
を含む、例えばテトラブチルアンモニウムバークロレー
トなどの塩を加えて電解を行うと、その場合はＣｌＯ４
−イオンがビロールの重合体にドーピングされた状態で
陽極上にフィルム状に生成する。ポリアセチレンのドー
ピングは、例えば（ＮＯ２）（ＳｂＦ６）等の塩を溶媒
に溶かしてポリアセチレンを浸漬すると５ｂＦ６−がド
ープされる。又ポリアセチレンをＡ　Ｓ　Ｆ　５等の蒸
気に曝すことによってもドーピングできる。

［発明が解決しようとする問題点］ このように導電性重合体は、種々の方法により容易に得
ることができるが、しかしまだ実用上満足される特性に
達しているものは少ない。その原因の一つは、電導度の
安定性が乏しいことである。

例えばＡｓＦ３をドープしたポリアセチレンは、室温の
空気中で数１０分たつと、その電導度は、大きく低下し
てしまうごとくである。そのため、より安定なＳ電性を
有する重合体の研究が進められているのが現状である。

ポリフェニレンスルフィドも、そのような研究から得ら
れたものの一つであるが、ＡｓＦ３のような毒性の高い
ドーパントを必要とし、しかも電導度が１Ｓ／ｃ！Ｒ程
度と小さく、又湿気を含む空気中では電導度が著しく低
下し、実用化するには程遠い。

それに対して比較的安定な導電性重合体として登場した
のがポリビロールをはじめとする複素環共役重合体であ
る。確かにこれらは空気中でも取り扱うことができるし
、毒性の高いドーパントを必要とせずに１０〜１００　
Ｓ　／　ｃｍという高い電導度を示す。しかし長期の電
導度の安定性に関しては、まだ不十分で、現在も種々の
研究が進められている。

以上述べたように、ドーピングにより重合体の電導度を
安定化でる手法は、現段階では殆ど完成されておらず、
今なお、より安定な導電性重合体の合成や探索が続けら
れている。そしてこれらの導電性重合体について、特に
解決されねばならない問題は、長期にわたる電導度の安
定にある。又従来開示された導電性重合体は、機械的強
度の上でも脆いものが多く、これも併せて解決されなけ
ればならない問題である。

［問題点を解決するための手段及び作用］本発明者らは
、上述した従来技術における諸問題を解決すべく鋭意研
究し、ポリピロールをはじめとする導電性の複素環共役
重合体について種々検討した結果、水分、酸素などの重
合体中への進入、及びドーパントの拡散損失が、重合体
の電導度を低下させる原因となっていることが明らかと
なった。そこでこれを克服するため、さらに種々の検討
を行った結果、導電性重合体フィルムの両面にゴム層を
密着させて、この導電性重合体を空気や水分から遮断す
ると、重合体の電導度の安定性を飛躍的に向上させるこ
とができることを見極め、本発明を為すに至ったもので
ある。

即ち本発明は、上記の導電性重合体における電導度の長
期安定性と機械的強度を飛躍的に改善することを目的と
するものであって、導電性重合体フィルムの両面にゴム
層を密着させてなることを特徴とするｌ電性フィルムで
あり、特に該導電性重合体フィルムの重合体は、複素環
共役重合体であることを特徴とする導電性フィルムであ
る。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明における導電性重合体としては、ポリアニリン、
ポリチェニレン、ポリピロールなどの複素環共役重合体
及びこれらの誘導体があり、これらは、扱い易く有利で
ある。そしてこれらの導電性重合体は、夫々公知の電解
重合法により得ることができる。例えばポリピロールに
ついては、米国特許第３．５７４．０７２号明細書、”
Ｊ、Ｃ，Ｓ。

Ｃｈｅｌｌ、Ｃ０１１，“誌、（１９７９）第６３５頁
及び第８５４頁、“Ａ、Ｃ，Ｓ、ＯｒＱ、Ｃｏａｔ、Ｐ
ｌａｓｔ、Ｃｈｅｍ、　”（１９８０年）第４３頁、特
願昭５６−２０９４６３号明ＩＩｌ１、り開昭５８−８
７２３号公報、特開昭５９−１８７２６号公報等に詳細
に記載されており、これらの技術は、本発明を実施する
ために応用することができる。本発明における導電性重
合体は、これらの製造方法により得られるフィルム状体
のものである。そしてこのフイルムの厚さは、本発明の
導電性フィルムの用途により定まるものであるが、通常
０．０１〜０．８端、特に通常は０．０２〜０．２＃Ｉ
ｌ程度の厚さである。さらにこのフィルム状体の形状は
、やはり本発明により構成される導電性フィルムの用途
に適するような形状である。

又本発明におけるゴム層の素材としては、クロロブレン
ゴム、エチレン−プロピレンゴム、ニトリルゴム、ブチ
ルゴム、エチレン−酢酸ビニルエラストマー、スチレン
−ブタジェンゴム、ブタジェンゴム、アクリルゴム、ク
ロロスルホン化ポリエチレンゴム、塩素化ポリエチレン
ゴム、シリコンゴム、エピクロルヒドリンゴム、四弗化
エチレン−プロピレンゴム、ウレタンゴム、天然ゴム、
イソプレンゴム、多硫化ゴム、ニトリル−イソプレンゴ
ム等があり、これらは、適宜各種の配合剤を添加しても
よく、又２種以上のゴムをブレンドしてもよい。

これらのゴム層をフィルム状のものとして得る方法は、
いずれのゴムの場合も公知であり、それらにより得られ
たフィルム状体を本発明におけるゴム層として使用する
ことができる。

上記の導電性重合体フィルム及びゴム層は、適　　−宜
選択して使用される。そして導電性重合体フィルムへの
ゴム層の密着／接着は、例えばホットプレス、或いはカ
レンダーロール等の装置を用いて行うことができる。

本発明の導電性フィルムは、又ゴム層／導電性重合体フ
ィルム／ゴム層／導電性重合体フィルム／ゴム層等のよ
うに多層積層してもよく、同様の効果を得ることができ
る。又、このような８部居体とする場合には、その他の
素材からなる第三の層を存在させ、各々特徴ある導電性
フィルムとすることができる。

さらに上述した導電性フィルムの全面を高分子フィルム
やゴム層により被覆することもできる。

第１図は、本発明の導電性フィルムの典型的な例の断面
図である。図中、１はゴム層、２は導電性重合体フィル
ム層、３は白金箔の電極、４は他のゴム層である。各々
の層の素材を積層し、ホットプレスにより一体化して、
本発明による導電性フィルムとなる。

本発明の導電性フィルムは、その用途により適宜所定の
形状に裁断し、又場合によりこの導電性フィルムを巻回
して多層の導電性層を形成させた導電性材料とすること
も可能である。いずれの形体のものであっても、導電性
重合体層には、適宜任意の形態の電極材料を接合し、電
極を設けて電力の入力部とすることができる。

［実　施　例］ 以下、本発明をその実施例及び比較例に基づいて詳細に
説明する。尚各個におけるご比を示す“部”は、“重量
部”を表すものとする。

実施例１ 電解重合によって得られた厚さ１５μｍのポリピロール
フィルムの両面に、厚さ０．２鑞のシリコーンゴムコン
パウンドｒＫＥ・５５４ＬＪＪ　　（商品名：信越化学
工業■製）のシートを積層し、そして両端に電極として
白金箔を配してホットプレスにより温度１２０℃、３０
分間加圧して密着させ、第１図に示すごとき構成の導電
性フィルムを作成した。これを“試料１”とする。

実施例２ 実施例１におけるシリコーンゴムコンパウンドシートに
代えて、弗素ゴムコンパウンド「パイトン　ＢＪ　（商
品名：デュポン［４）１００部、酸化マグネシウム１５
部、カーボンブラックｒＭＴブラック」２０部、「ダイ
マック＃３」　（商品名：デュポン■製、（素材名）Ｎ
−Ｎ’、ジシンナミリデンー１．６−ヘキサンジアミン
）３部をあらかじめ厚さ０．２部ｍのシートに代え、他
は実施例１の場合と同様にし、ホットプレスにより温度
１５０℃、２０分間加圧して密着させ、第１図に示すご
とき構成の導電性フィルムを作成した。これを“試料２
”とする。

実施例３ 実施例１におけるシリコーンゴムコンパウンドシートに
代えて、ブチルゴム「ポリサーブチル４０２Ｊ　　（商
品名：エッソ■製）１００部、カーボンブラックｒＦＥ
Ｆブラック」６５部、ジメチルフェノール樹脂「パルノ
ックＧＭＪ　　（商品名二大内新興■製）１０部からな
るブチルゴムコンパウンドを厚さ０．２ＪＩＩのシート
に成形し、実施例１の場合と同様に実施し、同様な構成
の導電性フィルムを作成した。これを“試料３”とする
。

比較例１ 電解重合によって得られた厚さ１５μｍのポリピロール
フィルムを“比較試料”とする。

以上の各試料１〜４については電極に、比較試料１につ
いては各フィルムに直接、測定端子を接触し、温度４０
℃、相対湿度９４％の雰囲気中で電導度を測定した。そ
の結果は第１表に示した通りであった。

第　　　１　　　表 第１表に示されたごとく、本発明による構成の導電性フ
ィルムは、１０ケ月経過した後においても、その電導度
の変化は、微小であったのに対して、比較試料の場合は
、１０ケ月後の電導度の変化はかなり大きく、著しい電
導度の減少があったことが明らかであった。

［発明の効果］ 以上詳細に説明したように、本発明による導電性フィル
ムは、長期間にわたりきわめて電導度の安定したフィル
ムであり、しかもこれをきわめて簡単な手法により提供
することができ、さらにその構成からも明らかなように
、かなり大きな機械的強度を備えた有機の導電性フィル
ムであるので、その工業的価値は、きわめて大きいもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の典型適な実施例による導電性フィル
ムの断面図である。 １　：　ゴ　　ム　　層、 ２：導電性フィルム層、 ３：電　極　材、 ４：他のビム層。 晃　１１！］ ｌ：丁ム唐 ２：４電１生フィルム層 ３　：　官本−才Ｘ ４；４亡のゴム層

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）導電性重合体フィルムの両面にゴム層を密着させ
   てなることを特徴とする導電性フィルム。
2. （２）該導電性重合体フィルムの重合体は、複素環共役
   重合体であることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載の導電性フィルム。