JPH04202684A

JPH04202684A - 電解重合用通電コネクタ

Info

Publication number: JPH04202684A
Application number: JP2335930A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Kondo; 繁雄近藤; Kazunori Takada; 和典高田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1990-11-29
Filing date: 1990-11-29
Publication date: 1992-07-23
Anticipated expiration: 2013-11-18
Also published as: JP2825975B2

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】［産業上の利用分野コ本発明は電解重合の際に電解重合体が形成される基板へ
の通電に使用する電解重合用コネクタに関する。

［従来の技術］近年、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェンな
どの電解酸化によるポリマー形成が盛んに行われ、特に
優れた電子伝導性を有した有機導電性ポリマーが作られ
るようになってきている。

こうした導電性ポリマーの応用としては電池の電極活物
質、スウッチイング素子、エレクトロクロミック材料、
あるいはコンデンサの電極材料への展開が試みられてい
る。

こうした有機化合物の電解酸化重合について、例えば代
表的なポリピロールの電解酸化重合を例にとり、詳細に
以下に説明する。

第１図は通常用いられている電解重合装置の断面概略図
を示したものである。図中１は電解液、２は電解槽、３
は陽極となる電解重合体形成用基板、４は陰極、５は電
解液を撹拌および循環させるための循環用ポンプ、６は
電源、７および８は通電用リード線、９および１０は各
電極との接続を行わせるための通電コネクター、１１は
電解液の循環用パイプである。

ここで、用いられる電解液１としては、アセトニトリル
、デイメチルフォルムアミド、プロピレンカーボネート
などの有機溶媒や水系溶媒が用いられ、これら溶媒に対
し支持電解質として過塩素酸テトラｎ−ブチルアンモニ
ウム、４フツ化はう素テトラｎ−ブチルアンモニウム等
の塩を例えば約０．　１〜０．６ｍｏｌ／Ｌとなるよう
溶解させ溶媒にイオン伝導性をあたえている。また水系
溶媒の場合には、例えばｐ−トルエンスフオン酸ナトリ
ウム、アルキルナフタレンスルフオン酸ナトリウムなど
が使われている。こうしてイオン伝導性を有した溶液中
にモノマー（ピロール）を例えば約０．０５〜０．３ｍ
ｏ　１／Ｌ溶解あるいは分散させ電解液として用いる。

こうした電解液を用いて重合をおこなわせるには、先ず
、電解液中に一対の電極として、陽極となる電解重合体
形成用基板３と陰極４を浸漬させ、その間に約数Ｖの電
圧を印加することにより陽極である電解重合体形成用基
板３面に電解液中のピロールが酸化されポリピロールが
電解析出する。一方、陰極４面では電解液そのものか還
元される。

従って、電解酸化のために印加する電圧の大きさは電解
液および電解液中に存在する被還元性物質の酸化還元電
位の高低の違いにより変化する。

電解液中に被還元性物質を加えていなければ、上述のよ
うに電解液そのもの、あるいは支持電解質からくるカチ
オンを還元することになる。この様に、電解酸化反応は
陽極および陰極面で通電電気量に相応して電気化学的酸
化還元反応が行われている。

［発明が解決しようとする課題］上記従来の技術において、通電コネクタ（第１図中９．
１０）が電解液中に浸っていない場合は、電解重合に際
し、特に問題とはならないが、該コネクタが電解液中に
存在する場合には、電解重合の為に通電した電流はコネ
クタにも流れ、希望する電極面すなわち電解重合体形成
用基板以外にその基板の通電コネクタ９面にもポリピロ
ールが析出する。その結果、本来目的とする部位での電
解重合体形成用基板へのポリピロール析出のための電流
効率が悪くなる。

これを避けるために電解重合体形成基板である電極との
接点以外の通電コネクタ面に絶縁性樹脂等を塗布し、こ
れを防ぐ事か行われている。この場合、電解重合体形成
用基板３と通電コネクタ９との接点面を中心にしてポリ
ピロールが絶縁性樹脂表面に電析し暫時法がってくる。

その結果、続けて電解重合を行いたいときには、析出し
たポリマーをコネクタから削りとる必要が発生する。こ
のポリマーを除去する際にあらかじめ塗布されていた絶
縁性樹脂がコネクタと剥離し、再び使用するには再度、
絶縁性樹脂を塗布する必要が生じていた。

本発明は、再使用する際に、再度、絶縁性樹脂を塗布す
るなどの処理が必要でなく、より簡便に使用し得、再使
用の場合の効率の低下も少なく、効率良く電解重合を行
うことの出来る電解重合基板への通電用のコネクタを提
供することを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］前記課題を解決するため本発明は次の構成を有するもの
である。

（１）弁作用金属からなる事を特徴とする電解重合体形
成用基板の通電コネクタ。

（２）弁作用金属がチタン、タンタル、アルミニウムな
いしはこれら合金である前記１項に記載の電解重合体形
成用基板の通電コネクタ。

（３）表面に弁作用金属の酸化物被膜を有することを特
徴とする電解重合体形成用基板の通電コネクタ。

［作用］遷移金属、例えばチタン、タンタル、タングステンおよ
びニオブなどや、アルカリ土類金属、例えばアルミニウ
ムなどはその金属表面に比較的緻密な酸化皮膜を形成す
る。該酸化皮膜には一般に整流性があり、酸化方向には
電流か流れ難くなり、還元方面には比較的電流かよく流
れ、従ってこの様な金属は別名、弁作用金属とも呼ばれ
ている。

電解液中でこれら金属を浸漬させ電解するとその表面に
酸化皮膜が形成され酸化電流が流れなくなり、電解酸化
反応が止まる。しかし好都合にもこうした酸化反応がお
こる電位かピロールを始めとして各種電解重合用モノマ
ーの酸化反応電位より低い。

しかして、本発明においては電解重合体形成用基板の通
電コネクタとして弁作用金属を使用しているので、電解
重合を行うと容易にコネクタ表面が酸化されコネクタ表
面には電流が流れなくなり、コネクタ表面への電解重合
体の付着を少なくすることができる。従って、目的とす
る電解重合体形成用基板の方に効率よく電流が流れ、よ
り均一な重合体膜が形成できる。

また、コネクタに付着析出した電解重合体を剥がす場合
に、たとえコネクタ表面に形成された酸化被膜に傷か付
いたとしても、再度、電解重合を開始すると、上記電解
酸化作用により容易にコネクタ表面の酸化皮膜の修復が
行われ、再使用の場合の効率の低下も少なくすることが
できる。

また、第２番目め発明においては、弁作用金属としてチ
タン、タンタル、アルミニウムないしはこれら合金を使
用したので、工業的に入手の容易な弁作用金属を用いて
上記の作用が容易に発揮される。

また、第３番目の発明においては、表面に弁作用金属の
酸化物層を有する通電コネクタとしたので、電解重合開
始当初よりコネクタ表面への重合体の析出を防止できる
。

［実施例コ以下実施例をもとに本発明を更に詳細に説明する。

実施例１チタン金属を用い通電用コネクタクリップを作成した後
、１規定硫酸電解液中で２ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電
解酸化を行い、電解重合体形成用基板への接点面以外の
面に酸化チタンを形成させた。この通電用コネククリッ
プを用い陽極である電解重合体形成用基板として表面に
酸化皮膜が形成されたアルミニウム板を、また、陰極と
してステンレス板を用いピロールの電解重合を５回繰り
返し行った。クリップか電解液に浸漬している面積は１
ｃｍ　　で電極面積は２Ｃｍ２その際に得られた電流効
率の変化を表１に示した。

最初、９５％の電流効率のものが、電解重合を繰り返す
ことにより７５％まで暫時低下している。

これはクリップの接点を中心にして析出したポリピロー
ルがクリップ面に広がって来たことにより、電解重合体
形成用基板面でのポリピロールの生成効率が低下したた
めである。こうしたクリップに析出したポリピロールを
エメリーペーパで削除し再び電解酸化重合を行ったもの
か、６回目の重合の際の効率９２％である。１１回目、
１６回目、２１回目にも同様に析出したポリピロールを
エメリーペーパで削除した。この際の効率はいづれも、
９０％近い高い効率を示すことが判る。

表１には比較のための実験結果を付記した。

比較実験としては、チタン材料をハイクロムステンレス
に変えてクリップを作成し、そのまま使用したものと、
電解重合体形成用基板への接点面以外の面に弗素樹脂を
コートしたものを用いた。

ステンレスクリップでは初期から３５％という低い効率
となり、第２回目の電解重合を行うには析出したポリピ
ロールを除去する必要を生じた。

弗素樹脂をコートしたステンレスクリップでは、はぼ本
発明のクリップと同様の効率を示したが、第６回目の重
合の際にクリップに付着したポリピロールを除去し、続
けて電解重合を行ったが効率は７８％と本発明に比べて
低いことが判った。これはポリピロールを除去する際に
コーティングされている弗素樹脂表面に傷が入ったため
で、さらに高効率で電解重合の繰り返しを行うにはクリ
ップに析出付着したポリピロールを除去する間隔を短く
する必要が生じた。

実施例２実施例１における通電コネクタクリップ材料をチタンか
らアルミニウムに変えた以外は実施例１と同様の実験を
行った。

表１に示すように、結果は殆ど実施例１と同じ良好な結
果を得た。

実施例３実施例１における通電コネクタクリップ材料をチタンか
らタンタルに変えた以外は実施例１と同様の実験を行っ
た。

実施例４実施例１ではポリピロールを含む電解液で本発明の効果
を調べたが、本実施例では電解液としてアニリンを含む
電解液を用い、ポリアニリンの電解重合について行った
以外、実施例１と全く同様の試験を行った。得られた結
果は実施例１と同様な挙動を示した。

なお上記実施例では弁作用金属そのものをコネクタ材料
として用いたが、これら金属の有機金属アルコラードな
どの有機金属化合物をステンレスなどの金属表面に塗布
し、その後熱分解法によりその表面に弁作用金属酸化被
膜を形成させてもよい。

表１［発明の効果コ本発明においては電解重合体形成用基板の通電コネクタ
として弁作用金属を使用しているので、電解重合を行う
と容易にコネクタ表面が酸化されコネクタ表面には電流
か流れなくなり、コネクタ表面への電解重合体の付着を
少なくすることができる。

また、コネクタに付着析出した電解重合体を剥がす場合
に、たとえコネクタ表面に形成された酸化膜に傷が付い
たとしても、再度、電解重合を開始すると、上記酸化作
用により容易にコネクタ表面の酸化皮膜の修復が行われ
、再使用の場合の効率の低下も少なくすることができる
。従って、より効率よく電解重合を行わせることが可能
であり、かつ使用回数が優れた通電コネクタが提供でき
る。

また、第２番目の発明においては、弁作用金属としてチ
タン、タンタル、アルミニウムないしはこれら合金を使
用したので、工業的に入手の容易な金属を用いて上記の
効果が容易に達成できる。

また、第３番目の発明においては、電解重合開始当初よ
りコネクタ表面への重合体の析出を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、電解重合装置の断面概略図である。１・・・電解液、２・・・電解槽、３・・・電解重合体
形成用基板（陽極）、４・・・陰極、５・・・循環用ポ
ンプ、６・・・電源、７．８・・・通電用リード線、９
．１０・・・通電コネクタ、１１・・・循環用パイプ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）弁作用金属からなる事を特徴とする電解重合体形
成用基板の通電コネクタ。
（２）弁作用金属がチタン、タンタル、アルミニウムな
いしはこれら合金である請求項１記載の電解重合体形成
用基板の通電コネクタ。
（３）表面に弁作用金属の酸化物被膜を有することを特
徴とする電解重合体形成用基板の通電コネクタ。