JPH0710992A

JPH0710992A - 加工可能な導電性ポリマー材料およびその製造方法

Info

Publication number: JPH0710992A
Application number: JP6122111A
Authority: JP
Inventors: Pauli Kirmanen; キルマネンパウリ; Esko Savolainen; サボライネンエスコ; Esa Virtanen; ビルタネンエサ; Toivo Kaernae; ケルネトイボ; Jukka Laakso; ラークソユッカ; Heikki Ruohonen; ルオホネンヘイッキ; Kimmo Vaekiparta; ベキパルタキッモ; Olli Ikkala; イッカラオッリ; Hannele Jaervinen; イェルビネンハンネレ
Original assignee: Neste Oyj
Current assignee: Neste Oyj
Priority date: 1993-06-04
Filing date: 1994-06-03
Publication date: 1995-01-13
Also published as: US5585040A; US5585038A

Abstract

(57)【要約】【目的】酸度が実質的に減少すると共に導電率レベル
が充分高く、さらにたとえば慣用のプラスチック加工装
置にて溶融加工するのに適した導電性ポリマーを得る。【構成】（ａ）１〜２０重量％のポリアニリンもしく
はその誘導体と、ドデシルベンゼン酸として計算し５０
〜９０重量％のプロトン性ドーピング用酸と、１〜４５
重量％の水および／またはＣ₁−Ｃ₃アルコールである
成分とからなる混合物を作成し、（ｂ）前記工程（ａ）
で得られた混合物を混合装置に供給して剪断力により５
０〜４００℃の温度で混合し、（ｃ）前記工程（ｂ）か
ら得られた配合物を溶融混合装置から回収し、（ｄ）工
程（ｃ）で回収された配合物を必要に応じさらに処理す
ることからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プロトン酸によりドー
プされたポリアニリンもしくはその誘導体を含有する導
電性ポリマー材料およびその製造方法に関するものであ
る。本発明の方法によれば、酸度が実質的に減少し、導
電率が充分高く、さらにたとえば慣用のプラスチック加
工装置で溶融加工するのに適する導電性ポリマー材料が
得られる。

【０００２】

【従来の技術】現在、導電性ポリマーは世界中の種々異
なる分野で大いに関心を集めている。これらポリマーは
たとえばバッテリー、センサー、スイッチ、光電池、回
路板、加熱素子、静電気放電除去（ＥＳＤ）および電磁
妨害雑音遮蔽（ＥＭＩ）のような多数の用途において金
属導電体および半導体の代用として使用することができ
る。金属よりも優れた導電性ポリマーの利点はその軽い
重量、機械的性質、腐食耐性、並びに安価な合成および
加工法を包含する。

【０００３】導電性プラスチックは２つのカテゴリーに
大別することができる：すなわち、たとえばカーボンブ
ラックもしくは煤、炭素繊維、金属粉末などの導電性充
填材を熱硬化性もしくは熱可塑性樹脂に添加する充填導
電性プラスチック、および酸化、還元もしくはプロトン
化（ドーピング）により導電性にされたポリマーに基づ
く本質的に導電性のプラスチックである。

【０００４】充填された導電性ポリマーの導電率は、導
電性充填材粒子の間における相互接触に依存する。一般
に、良好な導電性を有する複合体を製造するには約１０
〜５０重量％の充分分散した充填材が必要とされる。し
かしながら、この種の導電性複合体は種々の問題を伴
う。すなわち、その機械的性質および或る種の化学的性
質は充填材含有量が増加すると共にポリマー含有量が減
少するにつれて著しく阻害され、その導電率は特に半導
体範囲にて制御困難であり、さらにマトリックスプラス
チック中への充填材の安定かつ均質な分散が困難とな
る。

【０００５】本質的に導電性のプラスチックは、二重結
合および異原子により形成された長い共役連鎖を有する
有機ポリマーから作成することができる。これらポリマ
ーは、その二重結合および異原子におけるπ−およびπ
−ｐ−電子系を改変して導電性にすることができ、これ
にはポリマーにおける電子リセプタもしくは電子ドナー
として作用する或る種の配合剤もしくはドーピング剤を
ポリマーに添加する。これにより電子ホールもしくは余
分の電子がポリマー連鎖に形成されて、共役連鎖に沿っ
て電流を流しうる。

【０００６】本質的に導電性のプラスチックにおける利
点は、ドーピング用剤の量（すなわちドーピングの程
度）に応じてその導電率を特に低導電率範囲内で容易に
変化させうることである。他方、充填導電性プラスチッ
クによる低導電率の達成は困難である。現在公知である
本質的に導電性のポリマーの例はポリアセチレン、ポリ
−ｐ−フェニレン、ポリピロール、ポリチオフェンおよ
びその誘導体、並びにポリアニリンおよびその誘導体を
包含する。

【０００７】これらポリマーを所望の小片、繊維、フィ
ルムなどに加工するには主として２種の方法が存在し、
すなわち溶融加工および溶液加工である。溶融加工は有
能な加工法であるのに対し、溶液加工は主として繊維お
よびフィルムの製造に適するが形材の製造には適さな
い。しかしながら、殆どの本質的に導電性のポリマーを
加工しかつドーピングするには、これら材料の取扱い
性、安定性、均質性などに関し種々の問題を伴う。

【０００８】ポリアニリンはその誘導体と共に、特に技
術上および産業上有望な本質的に導電性のポリマーであ
る。アニリンポリマーもしくはその誘導体はアニリンモ
ノマーもしくはその誘導体で構成され、その窒素原子は
それに続く単位におけるベンゼン環のｐ−位置の炭素に
結合する。未置換のポリアニリンはロイコエメラルジ
ン、プロトエメラルジン、エメラルジン、ニグラリンお
よびトルプロトエメラルジン型を包含する多くの形態で
存在することができる。導電性ポリマーの用途について
は一般にエメラルジン型が使用され、これは式

【０００９】

【化１】

【００１０】［式中、Ｘは約０．５である］を有する。

【００１１】従来技術によれば、ポリアニリンのドーピ
ングは一般にプロトン酸を用いて行われ、これらプロト
ン酸はＨＣｌ、Ｈ₂ＳＯ₄、ＨＮＯ₃、ＨＣｌＯ₄、Ｈ
ＢＦ₄、ＨＰＦ₆、ＨＦ、燐酸、スルホン酸、ピクリン
酸、ｎ−ニトロ安息香酸、ジクロル酢酸およびポリマー
酸を包含する。好ましくは、ドーピングはスルホン酸も
しくはその誘導体、たとえばドデシルベンゼンスルホン
酸（ＤＢＳＡ）を用いて行われる。プロトン化は上記に
示した式のアニリン単位におけるイミン性窒素原子に向
けられ、ポリアニリンのＮ原子の約５０％がこの種の原
子である。当業界における刊行物の例は米国特許第３
９６３４９８号、第４０２５４６３号および第４
９８３３２２号を包含する。プロトン酸によるポリ
アニリンのドーピングについても当業界の刊行物に広く
検討されている。

【００１２】米国特許第５，２３２，６３１号公報は、
しばしば１％ｗ／ｗよりも低い導電性ポリアニリンでさ
え極めて低い浸透閾値を示す加工可能なポリアニリン組
成物および配合物を開示している。この特許公報は導電
性ポリマーに関し、特に導電性ポリアニリンの加工性を
誘発させると共に固体ポリマーの有機液もしくは流体
（溶融）相における導電性ポリアニリンの溶解性を誘発
させるための官能化プロトン酸の使用に関するものであ
る。さらに米国特許第５，１７１，４７８号公報はポリ
アニリンをその粘度が増大するまで加熱することにより
ポリアニリンのモル質量を増大させる方法を開示してい
る。

【００１３】しかしながら、有能な溶融加工法による良
好な導電性を有するドープされたポリアニリンの加工は
種々の問題を伴い、その解決策が探求されている。ポリ
アニリンもしくはその誘導体とドーピング用プロトン酸
との混合物は不明確、汚染性、強腐食性、粘性、流動性
もしくはペースト状の分散型物質であって取扱い困難で
ある。良好な導電性および他の諸性質を有するポリアニ
リン系の溶融加工しうる導電性ポリマーの製造に対する
重要な改良がヨーロッパ特許出願第５４５７２９号に開
示されている。このヨーロッパ特許出願に開示された発
明によれば、先ず最初にポリアニリンもしくはその誘導
体をドーピング用プロトン酸と接触させ、次いで反応生
成物もしくは混合物を約＋４０〜＋２５０℃の温度で熱
処理することにより、良好な性質を有する固体の導電性
プラスチック材料が得られる。熱処理はポリアニリンも
しくはその誘導体とドーピング用プロトン酸との上記し
た取扱い困難な予備プロトン化混合物を取扱い容易な均
質固体の比較的不活性な粉末もしくは粒状物質となし、
これはたとえば各種の溶融加工法に使用するのに適す
る。

【００１４】米国特許第５，１７１，４７８号公報は、
ポリアニリンをその粘度が増大するまで加熱することに
よりポリアニリンのモル質量を増大させる方法を開示し
ている。

【００１５】官能化プロトン酸でドーブされたポリアニ
リンは、たとえば上記スルホン酸もしくはその誘導体の
ようなプロトン酸を過剰に含有すれば、すなわち混合物
がドーピングに充分なだけでなく混合物の可塑化にも充
分である酸を含有すれば極めて有用であることが判明し
た。このようにプロトン酸を過剰に使用すれば、効果的
なポリアニリンのドーピングが得られ、さらにドーブさ
れたポリアニリンはプロトン酸が混合物における前記２
つの役割を演ずるため溶融加工につき適する材料とな
る。プロトン酸をこのように過剰に使用すれば、その結
果は酸性ｐＨ値を有するドープされたポリアニリンとな
る。しかしながら、酸度は大抵の用途において導電性ポ
リマーの使用を繁雑にする。酸性物質が他の複合プラス
チック成分および環境を侵蝕および汚染する他、加工す
べき酸性物質はたとえば溶融加工装置のような装置を腐
食により損傷し、この場合そのままで良好な導電性材料
の使用が実際には僅かとなる。

【００１６】従来の刊行物は、殆どこの酸度の問題を完
全に見過ごしている。他方、従来技術においてエメラル
ジン塩基型のポリアニリンとたとえばドデシルベンゼン
スルホン酸のようなドーピング剤との単なる混合は均質
混合物を生成させるのは不充分でないことも明らかであ
る。その結果、取扱い困難な上記混合物もしくは分散物
が生ずる。従来の刊行物においては、一般に混合物の各
成分を同一の溶剤に溶解させて充分な混合およびドーピ
ングが行われていた。これに関する従来の刊行物の例は
米国特許第５００６２７８号を包含する。さらに、
従来の刊行物に開示された方法は一般に溶液加工を用い
（たとえばＷＯ特許第８９０１６９４号および第９０１
３６０１号）、この場合には酸度の問題が溶融加工法に
おけるほど大きい被害を与えず、本発明によるポリアニ
リン系の導電性材料が特に適している。さらに、酸度は
たとえばアキュムレータおよびバッテリーのような全て
の用途につき大して問題にならないと言える。

【００１７】プロトン酸、好ましくはスルホン酸、特に
好ましくはドデシルベンゼンスルホン酸によりドープさ
れたポリアニリンを含有する導電性ポリマー材料の酸度
を減少させる１つの方法がヨーロッパ特許出願第５，８
２９，１９５号に開示されている。このヨーロッパ特許
出願に開示された方法によれば、プロトン酸によりドー
プされたポリアニリンもしくはその誘導体を中和するた
め並びにその可塑化および／または安定化のため或る種
の添加剤が使用される。前記刊行物の方法によれば、プ
ロトン酸によりドープされたポリアニリンを含有する混
合物は、金属化合物を混合物に添加することにより或い
はドープされたポリアニリンを金属化合物で処理するこ
とにより一層可塑性、より安定性かつより中性にするこ
とができる。金属化合物は、強調すべき所望の性質に応
じ多くの代案の中から選択することができる。これら化
合物は酸化物、水酸化物、ハロゲン化物またはその均等
物とすることができる。開示された発明において、最も
有利なものは亜鉛の化合物であると認められ、そのうち
酸化亜鉛ＺｎＯが最も適すると判明した。好適具体例に
よれば、金属化合物を先ず最初に任意の酸と反応させ、
この酸は金属化合物と一緒になってドープされたポリア
ニリンを実質的に中和し、安定化させかつ可塑化させる
化合物を生成する。金属化合物と反応する酸は、ポリア
ニリンのドーピングに使用すべきプロトン酸と同一であ
る必要はない。しかしながら、金属化合物と反応する酸
としてポリアニリンのドーピングに使用するものと同じ
プロトン酸を使用することが好適具体例であると判明し
た。各成分の混合は好ましくは溶融混合装置にて、たと
えばニーダー、コンパウンダもしくはスクリューミキサ
を用いて約５０〜２００℃の温度で行われる。しかしな
がら、この方法は前記種類の金属化合物が高濃度にてポ
リアニリンの導電率を著しく低下させるという欠点を有
する。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、プロ
トン酸（好ましくはスルホン酸、特に好ましくはドデシ
ルベンゼンスルホン酸）によりドープされた好ましくは
エメラルジン型のポリアニリンを含有する導電性ポリマ
ー材料を製造することであり、この導電性ポリマーの酸
度は実質的に減少されており、すなわち２より高いｐＨ
範囲、好ましくは３〜８のｐＨ範囲、特に好ましくは５
〜７のｐＨ範囲まで減少されており、しかもポリマーの
導電率は充分高い水準に保たれる。中和処理にも拘らず
充分高い水準に留まる導電率は、上記ヨーロッパ特許出
願第５８２９１９号による中和法よりも顕著な改善を示
す。

【００１９】さらに本発明の課題は、ポリアニリンもし
くはその誘導体に基づく、特に溶融状態にて実質的に向
上した加工性を有する加工可能な導電性ポリマーの製造
方法を提供することである。

【００２０】さらに本発明の課題は、酸度が実質的に減
少し、すなわち約３〜８のｐＨ範囲、好ましくは５〜７
のｐＨ範囲まで減少している導電性ポリマー材料の製造
方法を提供することである。さらに本発明の課題は、上
記諸性質を達成すると共に導電性ポリマー材料の導電率
を充分高い水準に維持することにある。

【００２１】本発明の方法によれば、ｐＨ範囲に関し上
記刊行物に開示された方法よりも顕著な改善が得られ、
さらにｐＨ値の調整も低いｐＨ範囲内で可能になると共
にポリマーの導電性には影響を与えない。たとえば酸化
亜鉛のような金属化合物のみを酸と共に使用すれば、そ
の結果は各成分の化学量論比にも拘らず生成物が極めて
酸性になることが示され、その酸度は今回本発明の方法
により実質的に減少させうることが示された。さらに本
発明による方法の他の利点は、得られる最終生成物が上
記刊行物の方法よりも一層均一な酸度を有する点であ
る。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記課題は本発明によれ
ば、プロトン酸によりドープされたポリアニリンもしく
はその誘導体を含有する導電性ポリマー材料において、
この導電性ポリマー材料に金属化合物と追加の中和用化
合物とを含ませることにより解決される。

【００２３】さらに本発明によれば、ポリアニリンもし
くはその誘導体とプロトン性ドーピング用酸とに基づく
導電性ポリマー材料の新規な製造方法により、従来開示
された上記方法の欠点が除去されると共に明確な利点が
得られ、この方法は：（ａ）１〜２０重量％のポリアニリンもしくはその誘導
体と、ドデシルベンゼン酸として計算し５０〜９０重量
％のプロトン性ドーピング用酸と、１〜４５重量％の水
および／またはＣ₁−Ｃ₃アルコールである成分とから
なる混合物を作成し、（ｂ）前記工程（ａ）から得られ
た混合物を混合装置に供給して、これを５０〜４００℃
の温度で剪断力により混合し、（ｃ）前記工程（ｂ）か
ら得られた配合物を溶融混合装置から回収し、（ｄ）前
記工程（ｃ）で回収された配合物の任意の処理をさらに
行うことを特徴とする。

【００２４】本発明の方法により達成しうる上記の有利
な酸度範囲（ｐＨ３〜８）は、或る種の特定用途につき
さらに拡大することができる。或る種の目的には３未満
または８より高いｐＨを有する導電性プラスチック混合
物も使用することができ、この種のプラスチック混合物
は導電性ポリマー材料と混合すべきマトリックスポリマ
ーを適当に選択して達成することができる。

【００２５】したがって本発明による導電性ポリマー組
成物は、この組成物のｐＨ範囲が常に実質的に高いた
め、従来公知のポリアニリン導電性ポリマー組成物より
も各種の加工装置で使用するのに一層適するので広範な
使用分野を有する。さらに、ｐＨ範囲の調節性および導
電性ポリマーの導電率は本発明の各工程にも拘らず充分
高い水準に留まり、本発明によるポリアニリン系の導電
性ポリマー組成物の用途をさらに拡大する。この種のポ
リマー材料は、実質的に高いｐＨ値を有すると共にプロ
トン酸でドーブされたポリアニリンを含有する。

【００２６】本発明によれば今回驚くことに、プロトン
酸によりドープされたポリアニリンと、金属化合物およ
び酸により生成された反応生成物とで構成される導電性
ポリマー複合体が追加の中和用化合物を含有すれば、ｐ
Ｈ範囲を調整しうると共にそのｐＨ範囲を相当高いｐＨ
範囲（ｐＨ約３〜８、好ましくは５〜７）に調整し、調
整されたｐＨ値を全生成物にて常に同一に保ち、導電率
の水準を添加剤にも拘らず高く保ちうる導電性ポリマー
材料が得られることが観察された。本発明は、特にスル
ホン酸でドープされた好ましくはエメラルジン型のポリ
アニリンと亜鉛化合物およびプロトン酸により生成され
た化合物とで構成される導電性ポリマー複合体を追加の
中和用化合物で中和することに関する。特に好適な具体
例において本発明は、ドデシルベンゼンスルホン酸でド
ープされたエメラルジン型ポリアニリンと酸化亜鉛Ｚｎ
Ｏおよび同様にドデシルベンゼンスルホン酸により生成
された化合物とを炭酸カルシウムＣａＣＯ₃で中和する
ことに関する。ドデシルベンゼンスルホン酸は複合体に
おいてドーピング剤および複合体の可塑化剤の両者とし
て作用する。用いる可塑化剤はさらに、一般にポリマー
を可塑化すべく使用される他の試薬で構成することもで
きる。この種の可塑化剤の例は水、アルコール、たとえ
ばメタノール、エタノール、プロパノール、ベンジルア
ルコールなど、エーテル、たとえばジエチルエーテル、
ケトン、たとえばアセトン、アセトフェノンなど、フェ
ノール、アミン、エステル、弗素化カルボン酸およびス
ルホン酸、アミド、ホスホルアミドなどを包含する。上
記複合体と追加の中和用化合物とで構成された混合物に
つき行われる処理（すなわち混合、固化など）の後に得
られる最終生成物において、可塑化剤の比率は重要でな
い。

【００２７】ドープされたポリアニリンを中和するため
追加の中和用化合物（好ましくは炭酸カルシウム）を亜
鉛化合物と共に使用することはしたがって徹底した充分
な中和およびｐＨ調節性を達成するだけでなく導電率の
水準を保持するにも有利である。中和の結果を向上させ
るべく、たとえば酸化亜鉛のような亜鉛化合物の量を単
に増量するだけでは、導電率の水準が顕著に低下するこ
とを示すことができる。他方、追加の中和用化合物を使
用すれば、この低下は生じない。導電率の水準は長時間
にわたり高く維持され、さらに追加中和用化合物を添加
すれば導電率レベルは徐々にしか低下せず、単に酸化亜
鉛を使用する場合のように急激および劇的には低下しな
い。

【００２８】本発明によれば、追加の中和用化合物（た
とえば炭酸カルシウムＣａＣＯ₃）はしたがって好まし
くはドープされたポリアニリンのｐＨを調節すべく使用
される。得られる最終生成物、すなわち高いｐＨ値を有
する導電性ポリマー複合体はしたがって次の諸成分を有
する：好ましくはエメラルジン型であるポリアニリン；
プロトン酸、特に好ましくはスルホン酸もしくはその誘
導体（前者をドープするためおよび可塑化剤の構築用ブ
ロックとして使用される）；中和に使用される金属化合
物、好ましくは酸化亜鉛；および追加の中和用化合物、
好ましくはカルシウム化合物、特に好ましくは炭酸カル
シウム（中和の結果を向上させるべく使用される）。所
望ならば、これら諸成分で構成された導電性ポリマー複
合体を絶縁性ポリマーマトリックス材料と混合して導電
性プラスチック混合物を作成することも可能である。こ
の種のマトリックス材料は熱硬化性プラスチック、熱可
塑性樹脂またはエラストマー重合体とすることができ
る。マトリックス材料は導電性ポリマーに対し適合性と
せねばならず、導電性ポリマー自身と同じ温度範囲で溶
融加工できねばならない。好ましくはマトリックスポリ
マーはオレフィン、スチレン、ビニルポリマーもしくは
アクリルポリマーに基づく熱可塑性ホモ−もしくはコ−
ポリマーまたはその混合物、或いは熱可塑性縮合ポリマ
ーである。最も一般的に使用されるマトリックスポリマ
ーの例はポリエチレン、ポリプロピレン、スチレンブタ
ジエン、ポリエステル、ボリアミド、アクリル−ブチル
−スチレンおよびポリカーボネートを包含する。技術上
および経済上の両観点から、プラスチック混合物におけ
る導電性ポリマー複合体の比率をできるだけ少なくする
よう努力することが好ましい。導電性ポリマー複合体は
高価であり、他方において全プラスチック混合物の機械
的性質は混合物における導電性ポリマー複合体の比率を
できるだけ少なくすれば一層良好となる。プラスチック
混合物における導電性ポリマー複合体の比率は約１〜６
０重量％、好ましくは約１〜４０重量％、特に好ましく
は５〜１５重量％の範囲とすることができる。導電性ポ
リマー材料とマトリックス材料とのプラスチック混合物
については、上記ヨーロッパ特許出願第５８２９１９号
も参照される。

【００２９】本発明の方法によれば、最終生成物である
導電性ポリマー複合体における導電性ポリマーの中和の
結果を向上させるべく添加される炭酸カルシウムとして
計算した追加中和剤の比率は約０．１〜約２０重量％の
範囲で変化することができる。好ましくは炭酸カルシウ
ムは混合物に全量に対し約０．５〜８重量％、特に好ま
しくは、１〜２重量％にて添加される。

【００３０】本発明に使用する場合、追加の中和用化合
物は導電性ポリマー材料のｐＨ値およびその導電率レベ
ルの保持に対するだけでなくその衝撃強さに対しても有
利な作用を有する。実際の用途において、これは導電性
ポリマーをたとえば上記したような絶縁性プラスチック
材料と混合する際に最も良く観察することができる。追
加の中和用化合物（好ましくは炭酸カルシウム）を使用
すれば、得られる溶融加工された導電性プラスチック片
はより強靭かつより耐久性となる。換言すれば、導電性
ポリマーおよび絶縁性ポリマーで構成されると共に炭酸
カルシウムを０．３重量％もしくはそれ以下でのみ含有
するプラスチック混合物は、炭酸カルシウムを含有しな
いプラスチック片よりも極めて高い衝撃強さを有する。
たとえば０．３重量％の炭酸カルシウム量により、約１
５重量％の導電性ポリマー材料と５８重量％のマトリッ
クスポリマーとを含有するプラスチック混合物にてアイ
ゾッド衝撃強さ（ｋＪ／ｍ²）における３０％までの向
上が得られる。

【００３１】最終生成物として得られる導電性ポリマー
複合体における他の好適な成分は、したがってマトリッ
クスポリマーと混合する前に次の通りである：エメラル
ジン型のドープされたポリアニリン；ドデシルベンゼン
スルホン酸ＤＢＳＡ；および酸化亜鉛。ポリアニリンの
量は約１〜３０重量％、好ましくは約４〜２０重量％で
あり、ＤＢＳＡの量は約５０〜９５重量％、好ましくは
約７０〜９０重量％であり、酸化亜鉛の量は約１〜１０
重量％、好ましくは約１．５〜８重量％である。炭酸カ
ルシウムの量は０．１〜２０重量％、好ましくは約０．
５〜１５重量％、特に好ましくは１〜１０重量％であ
る。たとえばこのような組成を有する最終生成物をマト
リックスポリマーと混合する場合、混合物におけるその
比率は約１〜６０重量％、好ましくは１〜４０重量％、
特に好ましくは５〜１５重量％である。

【００３２】射出成形により作成するＥＳＤ用途に適し
たプラスチック混合物の好適組成物は、たとえば約１５
重量％の導電性ポリマー複合体と約８５重量％のマトリ
ックスポリマーとを含有するものとすることができる。
したがって、この種のプラスチック混合物は好ましくは
約１重量％のポリアニリンと約１２．５重量％のＤＢＳ
Ａと約１．３重量％のＺｎＯと０．２重量％のＣａＣＯ
₃と、さらに約８５重量％のマトリックスポリマーとを
含有する。

【００３３】ＥＭＩ用途につき適するプラスチック混合
物の他の好適組成物は、たとえば約２０〜４０重量％の
導電性ポリマー複合体と約６０〜８０重量％のマトリッ
クスポリマーとを含有するものとすることができる。こ
の種のプラスチック混合物は、したがって好ましくは約
２〜５重量％のポリアニリンと約２０〜３０重量％のＤ
ＢＳＡと約０．５〜１．５重量％のＺｎＯと０．４〜３
重量％のＣａＣＯ₃と、さらに約６０〜８０重量％のマ
トリックスポリマーとを含有する。

【００３４】導電性ポリマー材料の各成分は各種のミキ
サ、ニーダーなどを用いて互いに混合することができ
る。好適具体例において、混合はスクリューミキサを用
いて行われる。各成分は、多くの異なる順序で互いに混
合することができる。第１に各成分（すなわちポリマー
と、ドーピング剤として使用されるプロトン酸と、金属
化合物と、この金属化合物との化合物を生成する酸と、
中和の結果を向上させる追加の中和用化合物）を全部同
時に導入し、次いでこれらを好ましくはスクリューミキ
サを用いて混合することができる。第２に、たとえば金
属化合物およびこれとの化合物を生成する酸を互いに混
合し、この配合物に追加の中和用化合物を添加し、ここ
で得られた混合物にポリマーとドーピング用酸との混合
物を添加することも可能である。１具体例においては、
最初にポリマーとドーピング用酸とを互いに混合し、次
いで追加の中和用化合物をこの混合物に添加する。次い
で金属化合物と酸とにより生成された化合物を、得られ
た混合物に添加する。さらに、ポリマーとドーピング用
酸との配合物に金属化合物と酸とにより生成された化合
物の１部を添加すると共に、追加の中和用化合物を金属
化合物と酸とにより生成された他の化合物部分に添加
し、この得られた混合物をポリマー含有の混合物に添加
することにより混合を行うことも可能である。さらに、
先ず最初に金属化合物と追加の中和用化合物とを混合
し、この配合物を混合して得られた混合物をポリマーと
ドーピング用酸との混合物に添加することもできる。諸
成分を添加するさらに他の代案順序においては、追加の
中和用化合物の１部を金属化合物と酸とにより生成され
た化合物の１部に添加し、この混合物をポリマーとドー
ピング用剤との混合物に添加する。金属化合物と酸とに
より生成された混合物および追加の中和用化合物の残部
を得られた混合物に添加する。好適具体例においては、
好ましくはたとえばドデシルベンゼンスルホン酸である
同じ酸を、金属化合物との化合物を生成する酸およびド
ーピング用酸の両者として使用する。この場合、さらに
ＤＢＳＡおよび金属化合物の全部を混合することにより
混合を行うと共に、この混合物に追加の中和用化合物を
添加して中和の結果を向上させることも可能である。次
いでポリマーを得られた混合物に添加し、これは過剰の
ＤＢＳＡを含有する。実際には混合はたとえばニーダを
用いて予備混合物の幾分かを作成するように行うことが
でき、これらを合すると共に実際の混合を熱処理と一緒
にたとえば上記スクリューミキサにて行う。

【００３５】好ましくは導電性ポリマー複合体の押出は
たとえば混合物をスクリューミキサに１回もしくは数回
通過させて行われ、その温度は約５０〜４００℃、好ま
しくは８０〜３００℃、特に好ましくは１００〜２００
℃である。ヨーロッパ特許出願第５４５７２９号および
第５８２９１９号に開示されたと同じ手順を押出に用い
る。

【００３６】実際には、使用するポリアニリンもしくは
その誘導体はたとえばロイコメラルジン、プロトエメラ
ルジン、エメラルジン、ニグラリンもしくはトルプロト
エメラルジン型のような任意のポリアニリンの形態とす
ることができる。さらに、ポリアニリンはその誘導体、
たとえば置換ポリアニリンとすることもできる。上記ポ
リアニリン型の置換誘導体も本発明の保護範囲内である
ことは勿論である。最も好適なポリアニリン型の導電性
ポリマーはポリアニリン、好ましくはそのエメラルジン
塩基型であり、その式については従来技術の説明に関し
上記した通りである。

【００３７】本発明において特にポリアニリンもしくは
その誘導体を含む混合物を製造する場合、ポリアニリン
もしくはその誘導体の比率を工程（ａ）で生成される混
合物の量に対し約４〜１０重量％にすれば有利である。

【００３８】本発明で使用するプロトン性ドーピング用
酸は、ポリアニリンもしくはその誘導体をドープする任
意のプロトン酸とすることができる。この種の典型的な
プロトン酸はＨＣｌ、Ｈ₂ＳＯ₄、ＨＮＯ₃、ＨＣｌＯ
₄、ＨＢＦ₄、ＨＰＦ₆、ＨＦ、燐酸、スルホン酸、ピ
クリン酸、ｎ−ニトロ安息香酸、ジクロル酢酸およびポ
リマー酸を包含する。好適なプロトン性ドーピング用酸
は有機スルホン酸、特に芳香族スルホン酸、特に好まし
くはドデシルベンゼンスルホン酸（ＤＢＳＡ）である。
他の使用しうるプロトン性ドーピング用酸はたとえば米
国特許第５，１７１，４７８号に開示されており、この
特許公報を参考のため本出願に引用する。

【００３９】本発明による方法の工程（ａ）で得られる
混合物がドデシルベンゼン酸として計算し６０〜８５重
量％のプロトン性ドーピング用酸を含めば特に有利であ
る。

【００４０】ポリアニリンもしくはその誘導体とプロト
ン性ドーピング用酸と水もしくはＣ₁−Ｃ₃アルコール
とからなる混合物を高められた温度で配合する本発明の
方法において、水およびＣ₁−Ｃ₃アルコールは可塑化
剤として作用する。本発明の概念は特にこの種の可塑化
剤の組合せに基づくものであり、従来よりも有用な導電
性ポリマー材料が得られる配合に基づくということがで
きる。このような水もしくはアルコールの可塑化剤の添
加は特に所要の混合温度を低下させ、したがって処理さ
れる混合物の熱分解が減少すると共に装置に対する混合
物の腐食作用が減少する。この種の有用な可塑化剤は
水、メタノール、エタノールまたはこれらの混合物であ
る。最も好適な成分は水である。

【００４１】本発明の工程（ａ）において、生成される
混合物が１〜３５重量％、好ましくは約５〜２０重量％
の水もしくはＣ₁−Ｃ₃アルコールである成分を含めば
有利である。上記量の水および／またはＣ₁−Ｃ₃アル
コールを含む工程（ａ）の混合物を溶融混合装置の剪断
力により５０〜４００℃の温度で混合する場合、最終的
な導電性ポリマー材料は工程（ａ）で使用した可塑化用
成分の多くを含有しないことは勿論である。

【００４２】本発明の１つの好適具体例によれば、工程
（ａ）におけるポリアニリンもしくはその誘導体とプロ
トン性ドーピング用酸と水もしくはＣ₁−Ｃ₃アルコー
ル成分との混合に関し、これらにたとえばドーピング用
酸のようなプロトン酸と反応しうる或いは反応した金属
化合物を添加することができる。この種の金属化合物は
ドープされたポリアニリンを低い酸度にすると共に一層
容易に溶融加工可能にし、より良好に混合させ、より安
定な導電性ポリマー材料をもたらす。金属化合物は中和
を強化することが望ましいかどうかに応じて著しく変化
することができ、この場合たとえばマグネシウム、バリ
ウムもしくはカルシウムのような金属の化合物が可能で
あり、或いは安定化作用を強化することを望むかどうか
に応じて変化し、この場合はたとえば亜鉛、銅、アルミ
ニウム、チタン、鉄もしくはジルコニウムのような化合
物が好ましい。さらにカドミウム、鉛および錫の化合物
も可能である。金属化合物の混合物、特に大抵の金属化
合物が本発明の目的に適している。

【００４３】金属化合物は酸化物、水酸化物、ハロゲン
化物またはその均等物とすることができる。たとえばス
テアリン酸塩、炭酸塩、リシノレイン酸塩、パルミチン
酸塩、オクタン酸塩、ラウリン酸塩、石炭酸塩、マレイ
ン酸塩およびオクチルチオグリコール酸塩のような弱酸
の塩類も使用することができる。重要な化合物は金属化
合物とプロトン酸との３００℃未満の融点を有する縮合
生成物である。

【００４４】本発明に使用する好適な金属化合物は亜
鉛、銅、カルシウムもしくはマグネシウムに基づくもの
であり、最も好適な金属化合物はたとえばステアリン酸
亜鉛もしくは酸化亜鉛のような亜鉛に基づくものであ
る。好適化合物は酸化物および水酸化物であり、最も好
適なものは酸化物であって酸化亜鉛ＺｎＯが最も好適で
ある。最も好適な具体例によれば、先ず最初に酸化亜鉛
をプロトン性ドーピング用酸、たとえばドデシルベンゼ
ン酸と反応させ、次いで得られたジドデシル安息香酸亜
鉛を工程（ａ）の冒頭で示した成分に添加する。

【００４５】上記金属化合物の量を工程（ａ）の化合物
と各成分との合計全重量に対し３〜１０重量％、好まし
くは約５〜９重量％とすれば有利である。

【００４６】本発明の他の具体例によれば、この方法の
工程（ａ）の各成分または工程（ｃ）で回収された配合
物をたとえば炭酸カルシウムのような中和用化合物と組
合せることが有利である。炭酸カルシウムの使用はプロ
トン性ドーピング剤でドープされたポリアニリンもしく
はその誘導体を中和し、充分な中和と生成する導電性ポ
リマー材料における導電率の保持とをの両者をもたら
す。炭酸カルシウムをたとえば酸化亜鉛もしくはそのド
ーピング用酸塩のような上記金属化合物と共に使用する
のが特に有利である。たとえば亜鉛のような金属の化合
物は可塑化剤として良好に作用するが、高濃度では材料
の劇的な導電率の低下をもたらす。その代わりに炭酸カ
ルシウムを用いれば、この減少は生じない。導電率は長
時間にわたり高レベルに保たれる。上記したように金属
化合物と炭酸カルシウムとの両者は配合の前（工程
（ａ）に関連し）、またはその後（工程（ｃ）の後）の
いずれかに添加することができる。

【００４７】本発明の１具体例によれば、使用する炭酸
カルシウムの量は好ましくは工程（ａ）における炭酸カ
ルシウムと各成分との合計全重量に対し約０．１〜５
％、特に好ましくは約０．５〜２．５％である。この点
に関し、本発明による方法を導電性プラスチックの他に
熱可塑性樹脂を多量に含有する導電性ポリマー材料を製
造すべく使用する場合は、炭酸カルシウムが最も良好に
作用することを指摘すべきである。これについては本明
細書に一層詳細に説明する。

【００４８】本発明の方法において導電性ポリマー材料
は、先ず最初に工程（ａ）にて混合物を作成し、次いで
工程（ｂ）にてコンパウンダに供給し、ここで剪断力に
よって混合し、工程（ｃ）で回収し、できれば工程
（ｄ）にてさらに処理することにより作成される。１好
適具体例によれば、工程（ａ）は次のように行われる：（ｉ）先ず最初にポリアニリンもしくはその誘導体のモ
ノマーを水もしくはアルコールの存在下に重合させるこ
とにより、水またはＣ₁−Ｃ₃アルコールを１〜７０重
量％含有するポリアニリンもしくはその誘導体を生成さ
せ、（ｉｉ）プロトン性ドーピング用酸を工程（ｉ）か
ら得られたポリアニリンもしくはその誘導体と混入し、
（ｉｉｉ）必要に応じ、水もしくはＣ₁−Ｃ₃アルコー
ルおよび好ましくは金属化合物（たとえばＺｎＯ）と中
和剤（たとえばＣａＣＯ₃）を工程（ｉｉ）から得られ
た混合物に添加する。

【００４９】大して好適ではないが他の具体例によれ
ば、実質的に乾燥したポリアニリンもしくはその誘導体
をプロトン性ドーピング用酸およびできれば他の諸成分
と混合し、その後に水もしくはＣ₁−Ｃ₃アルコールで
ある成分を添加し、これらを混合して配合用の初期材料
として用いる。

【００５０】上記したように、本発明による方法の工程
（ａ）の各成分または工程（ｃ）で回収された配合物を
１具体例によれば熱可塑性樹脂と組合わせることができ
る。これにより、市販の熱可塑性樹脂の性質を有する
が、その導電性ポリマーに基づき導電性となって、たと
えば静電気放電除去（ＥＳＤ）および電磁妨害雑音遮蔽
（ＥＭＩ）に使用するのに適する導電性ポリマー材料が
得られる。

【００５１】本発明の方法に使用する熱可塑性樹脂は任
意のホモ−もしくはコ−ポリマー、またはこれらの相互
の混合物または他の添加剤との混合物とすることができ
る。１具体例によれば、熱可塑性樹脂はオレフィンに基
づくホモ−もしくはコ−ポリマー、スチレンもしくはそ
の誘導体に基づくホモ−もしくはコ−ポリマー、ビニル
ホモポリマーもしくはビニルコポリマー、熱可塑性縮合
ポリマーはこれらの混合物であり或いはこれらを含有す
る。

【００５２】一般に市販の材料における熱可塑性樹脂の
比率は高く、１具体例によれば工程（ａ）からの混合物
と熱可塑性樹脂とを組合せた全量に対し約５０〜９９重
量％、好ましくは約７０〜９５重量％が前記熱可塑性樹
脂を構成する。

【００５３】工程（ｂ）における混合は、粘弾性材料を
目的とした任意標準型の混合装置により行われる。これ
はシリンダ温度および温度分布を調整しうる押出器、並
びにより詳細にはスクリューピッチと螺旋および回転の
方向を変化させうる二軸スクリュー押出機とすることが
できる。さらに、たとえばバンベリミキサのような広く
工業的に使用される内部ミキサも使用することができ
る。たとえば、加熱しうる二軸ロールミルが小規模生産
に適している。本発明の観点からは、工程（ａ）の混合
物を比較的高い剪断力により混合して所望の生成物の固
化を達成することが重要である。

【００５４】工程（ｂ）における混合を８０〜３００
℃、好ましくは１００〜２００℃の温度で行えば有利で
ある。

【００５５】上記したように、溶融混合装置から回収さ
れた配合物に各種の添加剤を添加することもできる。こ
の種の１種の添加剤は上記した金属化合物であって、配
合物の導電率を実質的に低下させることなく配合物を中
和すると共に可塑化する。工程（ｃ）から得られた配合
物を、さらに前記種類の熱可塑性樹脂と組合せることも
できる。工程（ｃ）で回収された配合物を前記金属化合
物および前記炭酸カルシウムおよび／または前記可塑性
樹脂と組合せる場合、本発明の１具体例によれば、組合
せた組成物を溶融混合装置に供給して８０〜３５０℃、
好ましくは約１３０〜２３０℃の温度にて混合する。こ
の場合、剪断力と熱とにより２種の混合が行われ、その
一方は工程（ａ）の混合物組成に影響を及ぼし、他方は
工程（ｃ）で回収された配合物に影響を及ぼす。

【００５６】

【実施例】以下、限定はしないが実施例により本発明を
一層詳細に説明する。

【００５７】炭酸カルシウムを用いない参考例１６重量％のエメラルジン型ポリアニリンと６４重量％
のＤＢＳＡと２０重量％のＺｎＯとを含有する導電性ポ
リマー複合体を、これら成分の混合物を１７０℃にてス
クリュー速度５０ｒｐｍで３回押出すことにより作成し
た。この導電性ポリマー複合体を２５重量％の量にてネ
ステ・オイ社の高密度ポリエチレンＮＣＰＥ３４１５と
混合した。

【００５８】同じ成分を同じ比率で同じ技術により混合
することにより実験を反復した。得られた２種の平行の
配合物における導電率は２０倍も異なり、追加中和剤な
しに導電性ポリマー複合体を作成する際に遭遇する困難
性を示した。

【００５９】実施例１７．６重量％のエメラルジン型ポリアニリンと８２．５
重量％のＤＢＳＡと９．１重量％のＺｎＯと０．８重量
％のＣａＣＯ₃とを含有する導電性ポリマー複合体を、
これら各成分の混合物を１６５℃、１８０℃および１８
０℃の温度にてスクリュー速度５０ｒｐｍで３回押出す
ことにより作成した。複合体につき得られたｐＨは３．
１であり、その導電率は４−プローブ法により測定して
３．５Ｅ−２Ｓ／ｃｍであった。

【００６０】実施例２７．５重量％のエメラルジン型ポリアニリンと８１．９
重量％のＤＢＳＡと９．０重量％のＺｎＯと１．６重量
％のＣａＣＯ₃とを含有する導電性ポリマー複合体を実
施例１にしたがって作成した。複合体につき得られたｐ
Ｈは５．２であり、その導電率は４−プローブ法により
測定して２．０Ｅ−２Ｓ／ｃｍであった。

【００６１】実施例３実施例１による導電性ポリマー複合体を、１０重量％の
量にてネステ・コーポレーション社により製造されるマ
トリックスポリマーとして使用するＨＤＰＥ（ＮＣＰＥ
３４１５）と混合した。このように得られたポリマー混
合物から射出成形されたロッドの導電率は４−プローブ
法により測定して４．２Ｅ−５Ｓ／ｃｍであった。

【００６２】実施例４実施例２による導電性ポリマー複合体を１０重量％の量
にてＮＣＰＥ３４１５と混合した。このように得られた
ポリマー混合物から射出成形されたロッドの導電率は４
−プローブ法により測定して３．１Ｅ−５Ｓ／ｃｍであ
った。

【００６３】実施例５実施例２による導電性ポリマー複合体を、１０重量％の
量にてマトリックスポリマーとして使用されるポリスチ
レン（ＳＢ７３５）と混合した。このように得られたポ
リマー混合物から射出成形されたロッドの導電率は４−
プローブ法により測定して２．８Ｅ−６Ｓ／ｃｍであっ
た。

【００６４】実施例６７５重量％のポリスチレン（ＳＢ７３５）と、実施例２
によるがＣａＣＯ₃を含有しない１４．７重量％の導電
性ポリマー複合体と、１０重量％のスチレン−エチレン
−ブタジエンブロックポリマー（シェル社により製造さ
れたＳＥＢＳ）と、０．３重量％のＣａＣＯ₃とを含有
するポリマー混合物を作成した。この混合物から射出成
形されたロッドのアイゾッド切欠き衝撃強さは２３℃に
て６．４ｋＪ／ｍ²であった。

【００６５】実施例７実施例５によるポリマー混合物を炭酸カルシウムの添加
なしに作成した。２３℃におけるアイゾッド切欠き衝撃
強さは僅か４．９ｋＪ／ｍ²であった。

【００６６】実施例８８５重量％のＨＤＰＥポリエチレン（ＮＣＰＥ３４１
５）と、実施例１により作成されＣａＣＯ₃を（ａ）０
重量％、（ｂ）０．８重量％および（ｃ）１．６重量％
含有する導電性ポリマー複合体とを含有する３種のポリ
マー混合物を作成した。これら混合物につき測定した衝
撃強さは（ａ）８５．６Ｊ／ｍ、（ｂ）９１．３Ｊ／
ｍ、および（ｃ）９６．６Ｊ／ｍであった。

【００６７】実施例９７．５重量％のエメラルジン型ポリアニリンと８２．０
重量％のＤＢＳＡと９．０重量％のＺｎＯと１．５重量
％のＮａ₂ＣＯ₃とを含有する導電性ポリマー複合体を
実施例１により作成した。この複合体につき得られたｐ
Ｈは６．０であり、４−プローブ法により測定したその
導電率は２．７Ｅ−４Ｓ／ｃｍであった。

【００６８】実施例１０７．５重量％のエメラルジン型ポリアニリンと８１．０
重量％のＤＢＳＡと８．９重量％のＺｎＯと２．６重量
％のＮａＨＣＯ₃とを含有する導電性ポリマー複合体を
実施例１により作成した。複合体につき得られたｐＨは
５．９であり、その導電率は４−プローブ法により測定
して４．０Ｅ−５Ｓ／ｃｍであった。

【００６９】実施例１１７．５重量％のエメラルジン型ポリアニリンと８２．２
重量％のＤＢＳＡと９．０重量％のＺｎＯと１．３重量
％のＭｇＣＯ₃とを含有する導電性ポリマー複合体を実
施例１により作成した。複合体につき得られたｐＨは
５．６であり、その導電率は４−プローブ法により測定
して１．０Ｅ−２Ｓ／ｃｍであった。

【００７０】実施例１２７．５重量％のエメラルジン型ポリアニリンと８１．３
重量％のＤＢＳＡと８．９重量％のＺｎＯと２．３重量
％のＳｒＣＯ₃とを含有する導電性ポリマー複合体を実
施例１により作成した。この複合体につき得られたｐＨ
は６．２であり、その導電率は４−プローブ法により測
定して２．１Ｅ−３Ｓ／ｃｍであった。

【００７１】実施例１３７．５重量％のエメラルジン型ポリアニリンと８１．７
重量％のＤＢＳＡと９．０重量％のＺｎＯと１．８重量
％のＭｎＣＯ₃とを含有する導電性ポリマー複合体を実
施例１により作成した。この複合体につき得られたｐＨ
は６．１であり、その導電率は４−プローブ法により測
定して６．４Ｅ−４Ｓ／ｃｍであった。

【００７２】実施例１４７．５重量％のエメラルジン型ポリアニリンと８０．６
重量％のＤＢＳＡと８．８重量％のＺｎＯと３．１重量
％のＫＨＣＯ₃とを含有する導電性ポリマー複合体を実
施例１により作成した。この複合体につき得られたｐＨ
は６．０であり、その導電率は４−プローブ法により測
定して１．２Ｅ−３Ｓ／ｃｍであった。

【００７３】実施例１５７．５重量％のエメラルジン型ポリアニリンと７８．１
重量％のＤＢＳＡと８．５重量％のＺｎＯと５．９重量
％のボラックス（Ｎａ₂Ｂ₄Ｏ₇・１０Ｈ₂Ｏ）とを含
有する導電性ポリマー複合体を実施例１により作成し
た。この複合体につき得られたｐＨは６．１であり、そ
の導電率は４−プローブ法により測定して１．１Ｅ−４
Ｓ／ｃｍであった。

【００７４】実施例１６実施例９により作成した導電性ポリマー複合体を１０重
量％の量にてＮＣＰＥ３４１５と混合した。このように
得られたポリマー混合物から射出成形されたロッドの導
電率は４−プローブ法により測定して２．１Ｅ−６Ｓ
／ｃｍであった。

【００７５】実施例１７実施例１０により作成した導電性ポリマー複合体を１０
重量％の量にてＮＣＰＥ３４１５と混合した。このよう
に得られたポリマー混合物から射出整形したロッドの導
電率は４−プローブ法により測定して４．０Ｅ−６Ｓ
／ｃｍであった。

【００７６】実施例１８実施例１１により作成した導電性ポリマー複合体を１０
重量％の量にてＮＣＰＥ３４１５と混合した。このよう
に得られたポリマー混合物から射出成形したロッドの導
電率は４−プローブ法により測定して２．５Ｅ−６Ｓ
／ｃｍであった。

【００７７】実施例１９実施例１２により作成した導電性ポリマー複合体を１０
重量％の量にてＮＣＰＥ３４１５と混合した。得られた
ポリマー混合物から射出成形したロッドの導電率は４−
プローブ法により測定して１．６Ｅ−５Ｓ／ｃｍであ
った。

【００７８】実施例２０実施例１３により作成した導電性ポリマー複合体を１０
重量％の量にてＮＣＰＥ３４１５と混合した。このよう
に得られたポリマー混合物から射出成形したロッドの導
電率は４−プローブ法により測定して１．３Ｅ−５Ｓ
／ｃｍであった。

【００７９】実施例２１実施例１４により作成した導電性ポリマー複合体を１０
重量％の量にてＮＣＰＥ３４１５と混合した。このよう
に得られたポリマー混合物から射出成形したロッドの導
電率は４−プローブ法により測定して４．１Ｅ−６Ｓ
／ｃｍであった。

【００８０】実施例２２実施例１５により作成した導電性ポリマー複合体を１０
重量％の量にてＮＣＰＥ３４１５と混合した。このよう
に得られたポリマー混合物から射出成形したロッドの導
電率は４−プローブ法により測定して１．７Ｅ−６Ｓ
／ｃｍであった。

【００８１】実施例２３７．５重量％のエメラルジン型ポリアニリンと８１．２
重量％のＤＢＳＡと８．９重量％のＺｎＯと２．４重量
％のＮＨ₄ＨＣＯ₃とを含有する導電性ポリマー複合体
を実施例１により作成した。この導電性ポリマー複合体
を１０重量％の量にてＮＣＰＥ３４１５と混合した。こ
のように得られたポリマー混合物から射出成形したロッ
ドの導電率は１Ｅ−９Ｓ／ｃｍより低かった。

【００８２】実施例２４７．５重量％のエメラルジン型ポリアニリンと８１．５
重量％のＤＢＳＡと８．９重量％のＺｎＯと２．１重量
％のＫ₂ＣＯ₃とを含有する導電性ポリマー複合体を実
施例１により作成した。この導電性ポリマー複合体を１
０重量％の量にてＮＣＰＥ３４１５と混合した。このよ
うに得られたポリマー混合物から射出成形したロッドの
導電率は１Ｅ−９Ｓ／ｃｍより低かった。

【００８３】実施例２５７．５重量％のエメラルジン型ポリアニリンと８２．３
重量％のＤＢＳＡと９．０重量％のＺｎＯと１．２重量
％のＣａ（ＯＨ）₂とを含有する導電性ポリマー複合体
を実施例１により作成した。この導電性ポリマー複合体
を１０重量％の量にてＮＣＰＥ３４１５と混合した。こ
のように得られたポリマー混合物から射出成形したロッ
ドの導電率は１Ｅ−９Ｓ／ｃｍより低かった。

【００８４】実施例２６スクリュー固化法により、水洗により濡れた９．７重量
％のＥＢ（乾燥物質含有量約５０％）と７１．４重量％
のＤＢＳＡと７．７重量％のＺｎＯと１．５重量％のＣ
ａＣＯ₃と９．７重量％の水とを含有する導電性ポリマ
ー複合体を作成した。上記したように作成した導電性ポ
リマー複合体とネステＨＤポリエチレン（ＮＣＰＥ３４
１５）とから重量比１０〜９０にて混合物を作成し、こ
の混合物から押出した小片の導電率は４−プローブ法に
より測定して３．５Ｅ−５Ｓ／ｃｍであった。

【００８５】実施例２７スクリュー固化法により、エタノール洗浄により濡れた
９．７重量％のＥＢ（乾燥物質含有量約５０％）と７
１．４重量％のＤＢＳＡと７．７重量％のＺｎＯと１．
５重量％のＣａＣＯ₃と９．７重量％の水とを含有する
導電性ポリマー複合体を作成した。上記したように作成
した導電性ポリマー複合体とネステＨＤポリエチレン
（ＮＣＰＥ３４１５）とから重量比１０／９０にて混合
物を作成し、この混合物から押出した小片の４−プロー
ブ法による導電率は１．２Ｅ−４Ｓ／ｃｍであった。

【００８６】実施例２８実施例２７に記載したように作成した導電性ポリマー複
合体とネステＨＤポリエチレン（ＮＣＰＥ３４１５）と
から重量比８／９２にて混合物を作成し、この混合物か
ら押出した小片の４−プローブ法による導電率は２．２
Ｅ−５Ｓ／ｃｍであった。

【００８７】実施例２９スクリュー固化法により、エタノール洗浄の後に乾燥し
た６．２重量％のＥＢ（９９％より高い乾燥物質含有
量）と８３．４重量％のＤＢＳＡと８．９重量％のＺｎ
Ｏと１．５重量％のＣａＣＯ₃とを含有する導電性ポリ
マー複合体を作成した。上記したように作成した導電性
ポリマー複合体とネステＨＤポリエチレン（ＮＣＰＥ３
４１５）とから重量比８／９２にて混合物を作成し、こ
の混合物から押出した小片の４−プローブ法による導電
率は１Ｅ−９Ｓ／ｃｍより低かった。

【００８８】実施例３０エタノール洗浄の後に乾燥した７．５％のＥＢ（９９％
より高い乾燥物質含有量）と８２．２重量％のＤＢＳＡ
と８．８重量％のＺｎＯと１．５重量％のＣａＣＯ₃と
を含有する複合体を、３℃／ｍｉｎの速度で誘電分析装
置にて加熱することにより固化させた。固化温度（損失
正接の最大点として測定）は１６０℃であった。

【００８９】実施例３１エタノール洗浄の後に乾燥した６．５％のＥＢ（９９％
より高い乾燥物質含有量）と７２．６重量％のＤＢＳＡ
と７．９重量％のＺｎＯと１．５重量％のＣａＣＯ₃と
１２重量％の水とを含有する複合体を、３℃／ｍｉｎの
速度にて誘電分析装置で加熱することにより固化させ
た。この固化温度は１１０℃であった。

【００９０】実施例３２前記実施例と同様な手順を用いたが、混合比率を下表１
に示すようにした。結果を表１に示す。

【００９１】

【表１】

【００９２】

【表２】

【００９３】実施例３３上記実施例と同様な手順を用いたが、成分の比率および
結果は表２に示した通りであった。

【００９４】

【表３】

【００９５】

【発明の効果】本発明による導電性ポリマー組成物は、
この組成物のｐＨ範囲が常に実質的に高いため、従来公
知のポリアニリン導電性ポリマー組成物よりも各種の加
工装置で使用するのに一層適するので広範な使用分野を
有する。さらに、ｐＨ範囲の調節性および導電性ポリマ
ーの導電率は本発明の各工程にも拘らず充分高い水準に
留まり、本発明によるポリアニリン系の導電性ポリマー
組成物の用途をさらに拡大する。この種のポリマー材料
は、実質的に高いｐＨ値を有すると共にプロトン酸でド
ーブされたポリアニリンを含有する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者エサビルタネンフィンランド国、エフイーエン−06100 ポルボー、ルンディンカツ 20 セー 25 番 (72)発明者トイボケルネフィンランド国、エフイーエン−06400 ポルボー 10、クスキンティエ３番 (72)発明者ユッカラークソフィンランド国、エフイーエン−00250 ヘルシンキ、ルースランカツ 16 ベー 24番 (72)発明者ヘイッキルオホネンフィンランド国、エフイーエン−00270 ヘルシンキ、バルプリンティエ６アー 15番 (72)発明者キッモベキパルタフィンランド国、エフイーエン−00900 ヘルシンキ、コルショルマンティエ８アー７番 (72)発明者オッリイッカラフィンランド国、エフイーエン−00160 ヘルシンキ、メリカサルミンカツ 12 ゲー 71番 (72)発明者ハンネレイェルビネンフィンランド国、エフイーエン−01280 バンター、マラトンクヤ１コー 39番

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プロトン酸によりドープされたポリアニ
リンもしくはその誘導体を含有する加工可能な導電性ポ
リマー材料において、導電性ポリマー材料が金属化合物
と追加の中和用化合物とを含有することを特徴とする加
工可能な導電性ポリマー材料。
【請求項２】導電性ポリマー材料が、金属化合物との
化合物を生成する酸をさらに含有することを特徴とする
請求項１に記載の導電性ポリマー材料。
【請求項３】金属化合物との化合物を生成する酸と、
ポリアニリンもしくはその誘導体のドーピングに使用す
るプロトン酸とが同一であることを特徴とする請求項２
に記載の導電性ポリマー材料。
【請求項４】プロトン酸が有機スルホン酸もしくはそ
の誘導体、好ましくはドデシルベンゼンスルホン酸であ
ることを特徴とする請求項１に記載の導電性ポリマー材
料。
【請求項５】金属化合物がＭｇ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｚｎ、
Ｓｒ、Ｚｒ、ＢａもしくはＰｂの化合物、好ましくはＣ
ａ、Ｚｎ、ＭｇもしくはＢａの化合物、特に好ましくは
Ｚｎの化合物であることを特徴とする請求項１に記載の
導電性ポリマー材料。
【請求項６】金属化合物が酸化亜鉛ＺｎＯであること
を特徴とする請求項３に記載の導電性ポリマー材料。
【請求項７】追加の中和用化合物が金属炭酸塩、好ま
しくはＮａ₂ＣＯ₃、ＮａＨＣＯ₃、ＭｇＣＯ₃、Ｓｒ
ＣＯ₃、ＭｎＣＯ₃、ＫＨＣＯ₃、硼砂もしくはその化
合物であることを特徴とする請求項１に記載の導電性ポ
リマー材料。
【請求項８】導電性ポリマー材料のｐＨが３〜８の範
囲、好ましくは５〜７の範囲であることを特徴とする請
求項１〜５のいずれかに記載の導電性ポリマー材料。
【請求項９】導電性ポリマー材料の導電率の水準が１
０^-9Ｓ／ｃｍより大、好ましくは１０^-6Ｓ／ｃｍより
大、特に好ましくは１０^-3Ｓ／ｃｍより大であることを
特徴とする請求項１に記載の導電性ポリマー材料。
【請求項１０】導電性ポリマー材料における追加の中
和用化合物の比率がＣａＣＯ₃として計算し０．１〜１
０重量％であることを特徴とする請求項１に記載の導電
性ポリマー材料。
【請求項１１】導電性ポリマー材料が４〜２０重量％
のポリアニリンと、ドデシルベンゼンスルホン酸として
計算し６０〜９０重量％のプロトン酸と、１〜１０重量
％の他の金属化合物とを含有することを特徴とする請求
項１に記載の導電性ポリマー材料。
【請求項１２】導電性ポリマー材料を絶縁性ポリマー
マトリックスと組合せて導電性プラスチック混合物が得
られることを特徴とする請求項１に記載のドープされた
ポリアニリンもしくはその誘導体を含有する加工可能な
導電性ポリマー材料。
【請求項１３】絶縁性マトリックスポリマーが熱硬化
性、熱可塑性もしくはエラストマー系ポリマーとしうる
ことを特徴とする請求項１０に記載の導電性ポリマー材
料。
【請求項１４】絶縁性マトリックスポリマーが好まし
くはオレフィン、スチレン、ビニルポリマーもしくはア
クリルポリマーまたはその混合物に基づく熱可塑性ホモ
−もしくはコ−ポリマー、または熱可塑性縮合ポリマー
であることを特徴とする請求項１０または１１に記載の
導電性ポリマー材料。
【請求項１５】導電性プラスチック混合物における導
電性ポリマー材料の比率が１〜６０重量％、好ましくは
１〜４０重量％、特に好ましくは５〜１５重量％である
ことを特徴とする請求項１０、１１または１２に記載の
導電性ポリマー材料。
【請求項１６】プロトン酸によりドープされたポリア
ニリンもしくはその誘導体を含有する導電性ポリマー材
料の製造方法において、ポリアニリンもしくはその誘導
体と、ポリマードーピング用プロトン酸と、金属化合物
と、この金属化合物との化合物を生成する酸と、追加の
中和用化合物とを互いに接触させ、この混合物を５０〜
４００℃、好ましくは８０〜３００℃、特に好ましくは
１００〜２００℃の温度にて熱処理することを特徴とす
る導電性ポリマー材料の製造方法。
【請求項１７】接触をスクリューミキサもしくはコン
パウンダのような溶融ミキサを用いて行うことをことを
特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】ドーピング用プロトン酸が好ましくは
スルホン酸もしくはその誘導体であり、金属化合物が、
好ましくは亜鉛化合物であり、金属化合物との中和用化
合物を生成する酸が、好ましくはポリアニリンもしくは
その誘導体のドーピングに使用される酸と同一であり、
追加の中和用化合物が好ましくは炭酸カルシウムである
ことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】導電性ポリマー材料をスクリューミキ
サもしくはコンパウンダのような溶融混合装置により８
０〜３５０℃の温度にて絶縁性ポリマーマトリックスと
組合せることを特徴とする加工可能な導電性ポリマーを
製造するための請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】導電性ポリマー材料が２重量％もしく
はそれ以下の量のカルシウム化合物を含有する際に、導
電性ポリマー材料への追加中和用化合物の添加が導電性
ポリマー材料と絶縁性マトリックスポリマーとで構成さ
れたプラスチック混合物の衝撃強さを３０％まで向上さ
せることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載
の加工可能な導電性ポリマー材料。
【請求項２１】ポニアニリンもしくはその誘導体とプ
ロトン性ドーピング用酸とに基づく加工可能な導電性ポ
リマー材料の製造方法において：（ａ）１〜２０重量％のポリアニリンもしくはその誘導
体と、ドデシルベンゼン酸として計算し５０〜９０重量
％のプロトン性ドーピング用酸と、１〜４５重量％の水
および／またはＣ₁−Ｃ₃アルコールである成分とから
なる混合物を作成し、（ｂ）前記工程（ａ）から得られ
た混合物を混合装置に供給して、これを５０〜４００℃
の温度で剪断力により混合し、（ｃ）前記工程（ｂ）か
ら得られた配合物を溶融混合装置から回収し、（ｄ）前
記工程（ｃ）で回収された配合物の任意の処理をさらに
行うことを特徴とする加工可能な導電性ポリマー材料の
製造方法。
【請求項２２】工程（ａ）で作成される混合物におけ
るポリアニリンもしくはその誘導体がエメラルジン塩基
型であることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】工程（ａ）で生成される混合物が４〜
１０重量％のポリアニリンもしくはその誘導体を含有す
ることを特徴とする請求項２１または２２に記載の方
法。
【請求項２４】プロトン性ドーピング用酸が有機スル
ホン酸もしくはその誘導体、好ましくはドデシルベンゼ
ンスルホン酸であることを特徴とする請求項２１〜２３
のいずれかに記載の方法。
【請求項２５】工程（ａ）で得られる混合物がドデシ
ルベンゼン酸として計算し６０〜８５重量％のプロトン
性ドーピン用酸を含有することを特徴とする請求項２１
〜２４のいずれかに記載の方法。
【請求項２６】水もしくはＣ₁−Ｃ₃アルコールであ
る成分が水、メタノールおよび／またはエタノール、好
ましくは水であることを特徴とする請求項２１〜２５の
いずれかに記載の方法。
【請求項２７】工程（ａ）で作成される混合物が１〜
３５重量％、好ましくは約５〜２０重量％の水もしくは
Ｃ₁−Ｃ₃アルコールである成分を含有することを特徴
とする請求項２１〜２６のいずれかに記載の方法。
【請求項２８】工程（ａ）の各成分または工程（ｃ）
で回収される配合物を、好ましくはプロトン酸、特にド
ーピング用酸と反応しうるまたは反応した金属化合物と
組合せることを特徴とする請求項２１〜２７のいずれか
に記載の方法。
【請求項２９】金属化合物が亜鉛化合物、好ましくは
酸化亜鉛であることを特徴とする請求項２８に記載の方
法。
【請求項３０】金属化合物の量が、これと工程（ａ）
の各成分とを組合せた全重量に対し３〜１０重量％、好
ましくは５〜９重量％であることを特徴とする請求項２
８または２９に記載の方法。
【請求項３１】工程（ａ）の各成分または工程（ｃ）
で回収される配合物を炭酸カルシウムと組合せることを
特徴とする請求項２１〜３０のいずれかに記載の方法。
【請求項３２】炭酸カルシウムの量が、これと工程
（ａ）の各成分とを組合せた全重量に対し０．１〜５重
量％、好ましくは０．５〜２．５％であることを特徴と
する請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】工程（ａ）にて：（ｉ）先ず最初に１〜７０重量％の水もしくはＣ₁−Ｃ
₃アルコールを含有するポリアニリンもしくはその誘導
体を、好ましくはポリアニリンもしくはその誘導体のモ
ノマーを前記水もしくはアルコールの存在下に重合させ
て作成し、（ｉｉ）前記工程（ｉ）から得られたポリア
ニリンもしくはその誘導体にプロトン性ドーピング用酸
を混入し、（ｉｉｉ）必要に応じ、工程（ｉｉ）から得
られた混合物に水もしくはＣ₁−Ｃ₃アルコールと好ま
しくは金属化合物（たとえばＺｎＯ）および中和剤（た
とえばＣａＣＯ₃）とを添加することにより混合物を作
成することを特徴とする請求項２１〜３２のいずれかに
記載の方法。
【請求項３４】工程（ａ）の各成分または工程（ｃ）
で回収される配合物を熱可塑性樹脂と組合せることを特
徴とする請求項２１〜３３のいずれかに記載の方法。
【請求項３５】熱可塑性樹脂がオレフィンに基づくホ
モ−もしくはコ−ポリマー；スチレンもしくはその誘導
体に基づくホモ−もしくはコ−ポリマー；ビニルポリマ
ーもしくはビニルコポリマー；アクリルホモポリマーも
しくはアクリルコポリマー；熱可塑性縮合ポリマー；ま
たはこれらの混合物であることを特徴とする請求項３４
に記載の方法。
【請求項３６】工程（ａ）から得られる混合物と熱可
塑性樹脂とを組合せた全量に対する熱可塑性樹脂の比率
が約５５〜９９重量％、好ましくは約７０〜９５重量％
であることを特徴とする請求項３４または３５に記載の
方法。
【請求項３７】剪断力による工程（ｂ）における混合
をニーダー、コンパウンダ、スクリューミキサまたはロ
ールミキサを用いて行うことを特徴とする請求項２１〜
３６のいずれかに記載の方法。
【請求項３８】工程（ｂ）における混合を８０〜３０
０℃、好ましくは１００〜２００℃の温度にて行う請求
項２１〜３７のいずれかに記載の方法。
【請求項３９】工程（ｃ）で回収される配合物を金属
化合物、炭酸カルシウムおよび／または熱可塑性樹脂と
組合せる際に、組合せた組成物を混合装置に供給して剪
断力により８０〜３５０℃、好ましくは１３０〜２３０
℃の温度で混合することを特徴とする請求項２１〜３８
のいずれかに記載の方法。