JPS6340211A - 導電性高分子材料及びその製造法 - Google Patents

導電性高分子材料及びその製造法

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JPS6340211A
JPS6340211A JP61184642A JP18464286A JPS6340211A JP S6340211 A JPS6340211 A JP S6340211A JP 61184642 A JP61184642 A JP 61184642A JP 18464286 A JP18464286 A JP 18464286A JP S6340211 A JPS6340211 A JP S6340211A
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JP
Japan
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pyrrole
polymer material
conductive
component
polymer
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JP61184642A
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洋一 山本
菱田 三郎
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Kuraray Co Ltd
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Kuraray Co Ltd
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Publication date
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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、多成分からなる高分子材料成形物の特定成分
がピロールもしくは/およびピロール誘導体の重合物に
よって複合化され導電化された構造を有することを特徴
とする導電性高分子材料およびその製造法に関するもの
である1、。
〔従来の技術〕
従来、多成分高分子材料の任意成分に導電性もしくは制
電性を付与する方法としては、導電性を有するカーボン
ブラックや金属又は金属化合物の微粒子をその任意成分
に含有せしめて成形する方法、ま九はこれら導電性物質
の薄膜を高分子材料の表面にコーティング法や蒸着法を
用いて形成する方法が一般的に用いられている。
しかしこれらの方法が抱える問題として、前者では導電
層の連続性を持之せる之めの製造条件が難しいことや、
導電性微粒子が配管内で熱固化を起し長時間の連続生産
ができないなどといつ之問題があり、大量生産や製造コ
ストの低減には自ずと限界がある。
この製造法による代表例として、芯鞘型の導電性繊維が
ある。即ち、芯成分がナイロン等にカーボンブラックな
どの微粒子を分散された導電部。
鞘成分がポリエチレンテレフタレート(以後PETと略
記)などの絶縁材料からなるものであるが、紡糸技術上
の問題からカーボンブラックの分散量には制限が有シ、
芯の導電部の比抵抗は102Ω・m以下にはできないこ
とや細デニール化が容易にできないなどの制約がある。
また外観が黒色となるカーボンブラックKかえ、酸化錫
で表面がコーティングされた酸化チタン微粒子を用い白
色の導電性繊維を得ることも提案されているが、この場
合は、比抵抗ではカーボンブラックのものより劣り、生
産工程性もやはり悪いと言う問題は残される。
一方後者では表面抵抗が102Ω/cA以下の高4電性
が得難たく%−!た摩擦などの伎林的刺激によって導電
層の切断、剥離が生じるなどの…j題がある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明は、導電性高分子材料成形物およびその製造法に
おける。従来の、導電性微粒子の練込み法あるいは導電
子物質の表面コーティング法における、物および製造法
の種々の欠点を解決せんとするものである。
〔問題点を解決するための手段〕
すなわち本発明は [1,2以上の複数の高分子成分が積層状あるいは芯鞘
状構造の成形体となってなυ、その構成成分の少なくと
も一成分がピロールもしくは/およびピロール誘導体の
重合物で選択的に複合化され導電化されていることを特
徴とする導電性高分子材料 2、複合高分子材料が複合合成繊維であることを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載の導電性高分子材料 3.2以上の複数の高分子成分が積層状あるいは芯鞘状
構造となった成形体に、その各構成成分間にピロールも
しくは/およびピロール誘導体の含有濃度の差が生じる
ように含有させ、ついで該ピロールモノマーの酸化重合
剤を蒸気もしくは/および溶液にて作用させ、該モノマ
ーの酸化重合を特定成分中で選択的に行なわせることを
特徴とする導電性高分子材料の製造法。
4、複合高分子材料が複合合成繊維であることを特徴と
する特許請求の範囲第3項記載の導電性高分子材料の製
造法 である。
ピロールもしくは/およびピロール誘導体の重合物は、
有機導電性高分子の代表的重合物の一つであシ、特にポ
リピロールは電解重合法で重合されBF4″″等のルイ
ス酸イオンを含むフィルム状においてその導電率が10
23/crnと言う高導電性を示すことが知られている
この導電機構については現在間らかにされていないがπ
電子共役系が直鎖状に十分発達することで電子などのキ
ャリアーが移動可能な導電路が形成されるものと考えら
れ、カーボンブラック等の微粒子の接触による導電路の
形成とは異っている。
このため、ポリピロールの重合物を絶縁性の高分子材料
と複合化した場合の導電性は、共役系が十分に発達すれ
ばその複合量が10%前後でその重合物個有の導電度の
1/  程度までに成り得ると考えられ、本発明者等は
このピロール重合物の特性を絶縁性高分子材料の導電化
に応用することを考えた。
しかし導電性高分子の機掴的性質は一般に非常に脆く、
フィルムや繊維等として取扱うことは困難であり本ピロ
ール重合物の場合も例外ではない。
本発明は、これを克服するため、絶縁性高分子材料を2
以上の複数の高分子成分で積層層あるいは芯鞘状に成形
し、その構成成分の少なくとも一成分に、ピロール重合
物を選択的に複合化させることに着目し、これによって
、該ピロール重合物を複合化させた導電化成分を他の成
分で保護することが可能となり、実用化に至ったもので
ある。
本発明において多成分高分子材料の各高分子成分とは、
熱可塑性高分子全般を意味するものであち、具体的には
ナイロン6、ナイロン66、ナイロン12、ポリ−ルー
フユニしンテレフタラミド、ポリ−m−フエニレンイン
フタラミド等のポリアミド類、ポリエチレンテレフタレ
ート、ボ・リブチレンテレフタレート等のポリエステル
類、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン
類。
ポリアクリロニトリル等のポリアクリル類が挙げられる
。もちろんこれらに特定されるものではなく他の種類の
高分子成分の使用も可能であシ、また各高分子成分は共
重合体等でも良いことは言うまでもない。
本方法において、高分子成形体中に重合用モノマーを含
有させる方法については以下に記す含浸法以外であって
も差しつかえない。
即ち、高分子成分が溶解しない適当な膨潤性を有する溶
液を選び、重合用上ツマ−をその溶液に溶解させ、含浸
法により重合用上ツマ−を高分子成形体内へ十分拡散さ
せ、適度に乾燥させる。ついで重合用モノマーの酸化重
合剤を蒸気もしくは溶液の状態で高分子成形体内に拡散
させ重合させ、複合化を起させるものである。
導電性高分子が導電性を発揮するには導電性高分子に対
して電子共存性もしくは電子受容性を有する化合物(以
後ドーパントと記す)が必要であり、上記の場合、蒸気
としては沃素、A素等の・・ロゲン物など、溶液として
は塩化第2鉄や過硫酸カリ、過硫酸ソーダ、過硫酸アン
モニウムなどの過硫酸塩物、過塩素酸物や硼弗化物、ま
た沃素や臭素等のハロゲン物などを含む溶液が酸化剤と
ドーパントの両方の役目を果すが、これらに限定される
ものではない。
本方法は上記のようなモノマーの重合復合化において、
多成分高分子成形体に対して重合用モノマーの濃度差を
各成分間に生じさせることによって選択的重合による複
合化を行なうものである。
即ち、いま図面第1図の1例でもって説明すれば、第1
図(1)で示されるAとB両成分が繊維の表層全形成す
る接合型(サイドバイサイド型) tR維の場合におい
ては、A成分のみもしくはB成分よりもA成分をより著
しく膨潤させ、重合モノマーをより多く含有する溶液を
用いて選択重合を行えばよい。また第1図(2)で示さ
れるA成分が芯部、B成分が鞘部の断面構造を有する芯
鞘型繊維の場合においては、両成分を膨潤さぜ重合モノ
マーを両成分に拡散させる適当な溶液を用いて拡散させ
、両成分に重合モノマーが十分に拡散した後、空気中で
の乾燥や真空乾燥の如き急激な乾燥方法で鞘部であるB
成分から重合モノマーを除去する方法、またはB成分の
みもしくは両成分を膨潤さす重合モノマーを含まない溶
液にてB成分中の重合モノマーを除去する方法等によっ
てA、B成分中の重合モノマー濃度を生じせしめる。そ
して芯部であるA成分中で選択重合を起こさせ複合導電
化を行なうものである。
上記は説明を簡略化するため選択的に重合複合化される
成分をA成分、重合複合化されない成分をB成分とした
が、両成分とも一部分でなく二成分以上を含んでも差し
つかえない。
また第1図は、繊維の断面で見て、高分子成分AとBと
の積層状構造あるいは芯鞘状構造を示したものであるが
、本発明の高分子材料はその長さ方向に高分子成分Aと
Bとの積層(接合)パターンが繰り返す構造のもの、あ
るいは高分子B成分の長さ方向中高分子A成分が巾方向
に高状態で存在する構造のものをも包含意味するもので
ある。
〔発明の効果〕
本発明は、ピロールを後加工によって高分子成形体中へ
複合化するものであるため従来の導電性微粒子の練込み
法の場合のような成形物製造上の難点がない。しかもピ
ロール重合物は高導電性を有し、空気中における導電率
保持性が長期間に亘って良いことも相乗し、従来法では
実現出来ない細い繊度の成形物としても導電性に優れ、
かつ細い繊度に出来るのでピロール重合物の色も目立た
なくなるものである。さらにまた本発明においては、導
電化の部分を衣層部の一部分もしくけおよび内層部に選
択的に行うことができるので、導電部の保護が可能とな
る大きな特長があり、電気配線用コードなどの芯鞘型断
面構造が作れ、また表層部の4を部のパターン化も可能
となるなど応用範囲が広いものである。
〔実施例〕
以下実施例によυ本発明をより具体的に説明する。尚、
実施例中のAまたはB成分とは上記説明中と同じくA成
分中でのみ重合用モノマーの重合、複合化をおこさせ、
B成分中では複合化は起こさせない成分とする。
実施例I A成分にPET、B成分に低密度ポリエチレンをA:B
の重量比が50:50の接合型断面を有する3デニール
/フイラメントの複合繊維に重合用モノマーのピロール
を含浸するため、ピロール:エタノールの体積比が30
 : 70の溶液中へ室温で2時間、複合繊維を浸漬し
7′i:。そして10分間空気中にて乾燥後、ヨウ素を
含むヨウ化カリウム水溶液(ヨウ素300 ?/1.ヨ
ウ化カリウム450Y/l ) K室温で1時間浸漬す
ることでA成分中でポリピロールの酸化重合を行なわせ
複合化し1次にエタノール中で1昼夜洗浄後乾燥させた
0 得られよ繊維は第1図(1)の断面構造を有1−14端
子法による見かけの比抵抗は5.OX I O−”Ω・
(1)であった。伺見かけの比抵抗とは、得られた繊維
全体が均質な成分より成っていると仮定して計算したた
めである。
実施例2 重合用モノマーを3−メチル・ピロールとした以外は実
施例1と全く同様にして得士fR維の見かけの比抵抗は
2.0X10Ω・副であった。
実施例3 A成分にPETのイソフタル酸を5−ナトリウムスルホ
イソフタル酸(8ip)で5モル%変性した重合物、B
成分にPETを重量比A:B=20:80である3デニ
ール/フイラメントの複合繊維を実施例1と同様ピロー
ル溶液中へ2時間浸漬1゜た。その後1時間真空乾燥し
、室温でヨウ素蒸気を充満させたデシケータ中にて12
時処理することでポリピロールを重合させ複合化、エタ
ノール中で1昼夜洗浄後乾燥した。
得られたyR維の断面構造は第1図(2)、であり、見
かけの比抵抗は8.OX I O””1Ω・口であつな
実施例4 A成分をPETとし芯部に、B成分をナイロン66とし
て鞘部にし、重量比A:B=30ニア0の3デニール/
フイラメントの芯鞘繊維を実施例1と同様にしてポリピ
ロールと複合化した。得られた繊維の断面構造は、第1
図+81であり、見かけの比抵抗は2端子法により3.
OX l O”Ω・(7)であったが1両端子間に20
00ボルトを印加して絶縁破壊を起こさせた時の見かけ
の比抵抗は6. OX 100Ω・(7)であった。
実施例5 芯鞘繊維の断面構造を第1図(4)の如く4芯に変えた
以外は実施例3と全く巨1様にしてポリピロールと複合
化した。得られ念繊維の絶縁破壊時の見かけの比抵抗は
1.3XIO°Ω・σであった。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の導電性筒分子材料における導電化され
た成分(A)と導電化されていない成分(B)との断面
状独を示す模式図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、2以上の複数の高分子成分が積層状あるいは芯鞘状
    構造の成形体となつてなり、その構成成分の少なくとも
    一成分がピロールもしくは/およびピロール誘導体の重
    合物で選択的に複合化され導電化されていることを特徴
    とする導電性高分子材料。 2、複合高分子材料が複合合成繊維であることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載の導電性高分子材料。 3、2以上の複数の高分子成分が積層状あるいは芯鞘状
    構造となつた成形体に、その各構成成分間にピロールも
    しくは/およびピロール誘導体の含有濃度の差が生じる
    ように含有させ、ついで該ピロールモノマーの酸化重合
    剤を蒸気もしくは/および溶液にて作用させ、該モノマ
    ーの酸化重合を特定成分中で選択的に行なわせることを
    特徴とする導電性高分子材料の製造法。 4、複合高分子材料が複合合成繊維であることを特徴と
    する特許請求の範囲第3項記載の導電性高分子材料の製
    造法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2707917A1 (fr) * 1993-07-19 1995-01-27 Onera (Off Nat Aerospatiale) Procédé pour préparer un matériau composite stratifié à matrice conductrice et matériau composite obtenu par ce procédé.
JP2006241613A (ja) * 2005-03-01 2006-09-14 Nissan Motor Co Ltd 繊維アクチュエータ
JP2008056002A (ja) * 2006-08-30 2008-03-13 Mazda Motor Corp サスペンション装置のコイルスプリング取付構造

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6059087A (ja) * 1983-07-27 1985-04-05 バスフ アクチェン ゲゼルシャフト ピロ−ルの電気化学的重合法及びそのための陽極

Patent Citations (1)

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