JPS6335628A - 有機高分子材料の製造方法 - 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 本発明は電解重合法によるポリアニリン等の有機高分子
材料の製造方法に関し、更に詳述すれば、有機高分子膜
を重合電極の必要面のみに形成することができる有機高
分子材料の製造方法に関する。

従来の技術及び　明が解決しようとする問題・Ｗ近年、
有機高分子材料は可撓性に優れている、加工性が良い、
原料の量が豊富で資源的に間厘がないなどの特長を有す
るため、有機高分子材料を電子材料等の機能材料として
使用するための開発が盛んに行なわれており、中でもポ
リアセチレン、ポリアニリン、ポリ−ｐ−フェニレン等
の有機導電性高分子材料は、カラースイッチング素子、
光電変換素子、電極材料、電磁波シールド材料、帯電防
止材料等の広範な用途を有する′電子材料としてン上目
を浴びている。

これらの有機高分子材料は、従来より電解重合法によっ
て膜状に形成し得ることが知られているが、得られた有
機高分子材料はその用途に応じて適宜な形状に形成する
ことが必要である。また、このような電解重合法により
有機高分子材料を長造する場合、有機高分子材料が祈出
重合する重合＠極をそのまま所定の用途に使用すること
も考えられる。例えば、ポリアニリン等の有機高分子材
料を電池電極に使用する場合、重合電極をそのまま゛Ｉ
π池集電体として使用することが考えられる。

しかしながら、従来の電解重合法では１重合電極の余分
な面にも膜状の有機高分子材料が析出重合するので、得
られた有機高分子膜をその用途に合わせて切断するなど
の後加工が必要である。また、例えば有機高分子膜を電
池電極とし、有機高分子膜が析出重合した重合電極を電
池集電体として使用するような場合、集電体は電池の外
装缶と電気的接続が十分に得られるように電池を構成し
なければならず、このため外装缶と接触する集電体部分
は金属面であることが好ましいが、有機高分子材料を重
合電極に析出重合する時に重合電極全面に有機高分子膜
が析出してしまうので、重合電極（集電体）の外装缶と
接触するべき部分の有機高分子膜を剥離除去して使用し
なければならない。特に、重合電極としてステンレスス
チール等の金網を使用する場合には、金網の網［１を通
って電気が流れるので１重合電極の対極との対向面のみ
ならず、その裏面にもかなりの量の有機高分子膜が析出
し、このためこの金網を集電体とする場合は不必要部分
の有機高分子膜を剥離して除去し、金網金属面を露出し
なければならないので、煩雑な操作を必要とし、製造性
に劣るものである。

本発明は上記事情に鑑みなされたもので、有機高分子材
料を電解重合法により製造する方法において、重合電極
の必要部分にのみ有機高分子材料を重合生成し、不要部
分に有機高分子材料が付着形成するのを未然に防止し得
る有機高分子材料の製造方法を提供することを目的とす
る。

１、°°点を解決するための手段及び作用本発明は−に
記目的を達成するため、有機高分子材料を電解重合法に
より製造する方法において、予め有機高分子材料が重合
生成する重合電極の表面の一部を絶縁物で被覆するマス
キング処理を行ない、次いでこの重合電極を用いてｆｉ
電解重合行なって、前記重合電極の非マスキング部表面
にのみ有機高分子材料を析出重合するようにした有機高
分子材料の製造方法を提供するものである。

本発明によれば、このように重合電極の必要部のみに有
機高分子膜を形成できるので、マスキング形状を適宜選
定して電解重合を行なうだけで有機高分子材料をその用
途に応じた形状に製造でき。

；ｔｉ　ｒ重合後に得られた有機ｉｉ−＋；分子膜を所
定形状に形成するという後加工を省略することができる
。

特に、有機高分子１１ケを′１１池電極とし、その重合
電極を集電体として使用する場合は、電池を形成したと
きに外装缶と接触する重合電極（集電体）部分に予め絶
縁物によるマスキング部を形成し、この重合電極を用い
て電解型αを行なえば、該マスキング部には有機高分子
膜は形成されず、有機高分子膜は非マスキング部にのみ
形成されるので、この非マスキング部に形成された有機
高分子膜を電池′電極（電極ｌ、ζ物質）として使用し
得ると共に、マスキング部より絶縁物を除去すれば重合
電極の金属面がシ′バ呈するため、そのまま集電体とし
て利用し１：）ろもであり、とりわけ重合電極（集電体
）をステンレススチール等の金網とする場合に本発明は
有効すこ採用されるものである。

以下、本発明につき更に詳しく説明する。

本発明法で製造し得る有機高分子材料は、電解重合によ
って得ることができろものであればその種類に限定はな
く、例示するとポリベンゼン、ポリパラフェニレン、ポ
リアニリン等のベンゼン及びその誘導体のポリマー、ポ
リピリジン、ポリチオフェン、ポリフラン、ポリピロー
ル、アントラセンやナフタリン等のへテロ及び多核芳香
族化合物並びにそれらのポリマーなどが挙げられる。

本発明においては、これらの有機高分子材料を電解重合
法により製造する場合に、電解槽に重合液を収容し、こ
の中に重合電極と対極とを所定間隔離間させて配置し、
電解重合を行なうものであるが、この場合、重合電極及
び対極に使用し得る材質としては、電解中に重合液に不
溶で導′１を性を示すものであれば特に制限はなく、例
えば、ｐｔ。

Ａｕ、Ｐｄｌ　Ｆａ、ｐｂ、Ｎｌｌ　ＣＬＩＩステンレ
ススチール等の金属材料及びグラファイト、あるいはこ
れら材料をンイル１１又はガラス−ヒに蒸着、スパッタ
、塗布等で析出させたものなどが挙げられる。

ここで、得られた有機高分子膜を電池電極とし、重合電
極を集電体又は容器として製造する場合には１重合電極
を炭素質薄層やステンレス鋼基体、特にモリブデン含有
オーステナイト系ステンレス鋼基体とすることが好まし
く、これによりポリアニリン等の有機高分子材料が接着
性良く得られ、しかも得られた有機高分子材料と重合電
極との一体化物は、有機高分子材料を’Ｉ′を極活物質
とすると共１こ、重合′１１ｉ極を電池屯掘の集°屯体
又は容器として形成し得るため、製造工程を簡単化して
′ｒ′ｒＬ池を製造することができる上、有機高分子膜
（電池電極）と重合電極（集電体又は容器）とが一体化
しているので、内部抵抗が小さい等の電池性能の良い電
池が形成し得るものである。なお１重合電極の形態は特
に制限されず、フィルム状、網状等の適宜な形態とする
ことができろ。

而して、本発明の有機高分子材料の製造方法は、上述し
た如き電解重合法において、その重合１１ｉｐｆ！。

の有機高分子膜析出必要部を残して他の部分を絶縁物で
被膜し、マスキング処理を行なうもので、このようにマ
スキング処理された重合電極を用いて電解重合するもの
である。

この場合、重合電極へのマスキング処理は、重合電極の
所定の表面に重合液により溶解したり膨潤したり等して
変質することのないプラスチック材料、紙等の絶縁フィ
ルムを接着剤にて接着したり、あるいは反応処理や乾燥
処理等により重合電極に接着して絶縁フィルムを形成す
る液状物を重合電極にネガマスクを介してコーティング
処理するなどの方法により行なうことができ、重合７ｔ
Ｈ４に所定の絶縁性のパターンを形成し得る全ての方法
が採用し得るが、片面に粘着剤層を有するビニルテープ
等のプラスチックテープを重合電極に貼着する方法が簡
便で作業性が良く、また′ｉｉＭ、重合法により有機高
分子材料を製造した後、重合電極から容易に剥離するこ
とができるなど、製造性良くパターン状の有機高分子材
料を得ることができる点から好適に採用される。

なお、本発明の製造方法により有機高分子材料を１１ｑ
造する場合、電解槽内に配設する重合電極と対極との配
置に関しては特に制限はないが、図面に示したように、
電解槽１の重合液２中に絶縁物３を形成した重合電極４
と対極５とをほぼ水平方向に沿って、かつ重合１π極４
を下側に、対極５を」二側に配置することが好ましく、
これにより、電解重合時に対極から発生するガスが重合
電極に重合生成する有機高６）子膜に殆ど影響を与える
ことな（対極５から上昇し、重合電極４に膜厚が均一で
ピンホールやひび割れ等のない均質な高品質の有機高分
子材料を得ることができ、更にこの場合。

対極５を網状、その他の気体流通可能な形態に形成する
ことにより、対極５の下側に発生するガスが部分的に凝
集しＣ停滞し、重合電極４」―の電流密度が乱されるこ
とも確実に防止され、対極５の下側に発生するガスが対
極５を通り抜けてスムーズに上昇するので、均質な有機
高分子膜をより確実に得ることができる。また、対極５
は振動を午えることが好ましく、これにより対極５から
のガス離れの効果をより良好に達成することができる。

更に、上記重合電極を長尺シー１〜状に形成し、予め表
面の一部を絶縁物で被覆してマスキング処理を行なった
重合電極を連続的又は間欠的に走行させながら電解重合
を行なうことができ、これによりパターン状の有機高分
子膜を連続的に大量に得ろことができろ。

なお、本発明に用いろ重合液の組成、電解条件は通常の
組成、条件が採用でき、製造すべき有機高分子材料の種
類、膜厚、物性等に応じて適宜選定することができるが
、特に電解条件として（ａ）電解槽内の上側に配設した
電極の表面積をその下方に配置した電極の表面積と同等
程度とし、（ｂ）陰極と陽極との極間距雛を大とし、　
（ｃ）電解液の温度を一４０℃〜３０℃、特に−５℃〜
２０°Ｃに設定し、（ｄ）有機高分子膜が祈出形成する
側の電極電流密度を５０　ｍ　Ａ　／　ａＪ以下とし、
（ｅ）ポリマー浮遊物の発生、増加をもたらすおそれの
ある電解液の攪拌を行なわないといった条件を採用する
ことが好ましい。

＾匪方肱求 以」二説明したように、本発明によれば有機高分子材料
を電解重合法により製造するに際し、表面の一部を絶縁
物で被覆してマスキング処理した重合電極を用いて電解
重合したことにより、重合電極の非マスキング部のみに
有機高分子膜を形成でき、所望パターンの有機高分子材
料が得られる。

従って、例えば有機高分子膜を゛１１！池電極とし、重
合電極をそのまま集電体とすることができる有機高分子
膜と重合電極との一体化物を簡単かつ確実に製造でき、
電池製造などに有効である。

以下、実施例と比較例を示し、本発明を具体的に説明す
るが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない
。

〔実施例〕

＃３００のステンレススチール製の金網（６０Ｘ７ａｎ
）をそれぞれ重合電極（陽極）及びその対極（ｌｔ３極
）として用い、予めこの重合？１ｉ極の片面全面に絶縁
性のプラスチックテープにチバン（株）社製クレープテ
ープ）を貼着し、マスキング処理を行なった。

次いで、上記重合電極と対極とを図面に示したようにほ
ぼ水平方向に沿ってかつ重合電極の非マスキング面を対
極と所定間隔離間させて対向させた状態で重合電極を下
側に、対極を上側に配置し、重合液として１モル／Ｑ、
のアニリン、２モル／Ｑ。

のＨＢＦ４を含む水溶液を用いて液温１５℃、陽極電流
密度１０　ｍ　Ａ　／　ａｌの定電流にて２時間電解重
合を行なったところ、陽極の非マスキング面にポリアニ
リンがシート状に析出形成した。

ポリアニリン重合後、絶縁性のプラスチックテープを重
合電極から剥ｊ雌した。これにより、マスキング面はポ
リアニリンが形成されておらず、ステンレススチールの
表面が露呈した状態にあるので、この重合′電極はステ
ンレススチール金網を電池集電体としてそのまま利用で
きるものあった。

〔比較例〕

重合電極をマスキング処理せず、そのまま使用した以外
は実施例と同様にしてポリアニリンを製造した。

その結果、対（員との対向面のみならず、その裏面にま
でポリアニリンが付着形成し、重合電極のステンレスス
チール金網を集電体として使用する場合は、重合電極裏
面のポリアニリン膜を剥雛して裏面にステンレススチー
ル面を露呈させることが必要となった。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施に用いる装置の一例を示す概略図で
ある。 １・・・電解槽、２・・・重合液、３・・・絶縁物、４
・・・重合電極、５・・・対極。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、有機高分子材料を電解重合法により製造する方法に
   おいて、予め有機高分子材料が重合生成する重合電極の
   表面の一部を絶縁物で被覆するマスキング処理を行ない
   、次いでこの重合電極を用いて電解重合を行なって、前
   記重合電極の非マスキング表面にのみ有機高分子材料を
   析出重合することを特徴とする有機高分子材料の製造方
   法。 ２、有機高分子材料が重合生成する重合電極を長尺シー
   ト状に形成し、その表面の一部を絶縁物で被覆するマス
   キング処理を行ない、この重合電極を連続的又は間欠的
   に走行させながら電解重合を行なうようにした特許請求
   の範囲第１項記載の製造方法。