JPH0727731B2 - 導電性複合膜の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は導電性複合膜の製造方法に関する。さらに詳し
くは導電性の複素５員環式化合物重合体複合膜を製造す
る方法に関する。

〔従来の技術〕

複素５員環式化合物の重合体は比較的安定な導電性高分
子であって、電池材料、センサー材料、オプトエレクト
ロニクス材料、エレクトロニクスデバイスあるいは触媒
などに利用できる有機導電性材料として最近注目されて
おり、電気化学的重合法や化学酸化反応法により、複素
５員環式化合物重合体膜が合成されている。しかしなが
らこれらの複素５員環式化合物重合体膜は機械的強度が
弱いことが実用化のための欠点となっている。このため
機械的強度などを補強するために種々の基体との複合化
が試みられている。たとえば熱可塑性樹脂フィルムと共
にピロールなどの複素５員環化合物を電気化学的に重合
させて複素５員環式化合物重合体複合膜を製造する方法
が提案されている（特開昭60−105532号）。しかしこの
方法では高価な電解質や特別の電解装置が必要とされ
る。一方また本発明者らは酸化剤を含む汎用高分子成形
物と複素５員環式化合物を接触させて化学的重合法によ
り複素５員環式化合物重合体の複合膜を製造する方法を
提案した（特開昭59−248197号）。この方法は高価な薬
品や装置を必要とせず、大面積や任意の形状の複合膜が
得られる特長はあるものの、複素５員環化合物の接触が
酸化剤を含んだ樹脂の表面で行われるために、反応に時
間を要し、殊に厚膜を得るためには長時間を要するなど
の問題点があった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は、叙上の観点にたって、簡便に導電性複
合被膜を製造する方法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは上記問題点を解決するために鋭意検討し、
本発明を完成した。

即ち、本発明は 溶剤にポリマーと複素５員環式化合物と酸化剤とを溶解
した溶液を、基材上に流延あるいは塗布した後、溶剤を
蒸発除去することを特徴とする導電性複合膜の製造方法
である。

本発明の方法において使用するポリマーは、それらを溶
解する溶剤が存在するものであればいかなるものでも良
く、特に制限なく公知のものが使用できる。これらのポ
リマーとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
ブタジエン、ポリイソプレン、ポリ塩化ビニル、ポリビ
ニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリメチルメタクリ
レート、ポリアクリルアミド、ポリスチレンなどの付加
重合体、エチレン−プロピレン共重合物、スチレン−ア
クリロニトリル共重合物などのような共重合体、ポリカ
ーボネート、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン
などの重縮合体、あるいはエチルセルロースなどの天然
高分子誘導体などが使用される。さらにはこれらのポリ
マーのプレポリマーを使用し、重合触媒や架橋剤と共に
使用して実質的にポリマーとして使用することも何ら差
し支えないし、またポリイミドの前駆体であるポリアミ
ド酸を使用することもできる。

本発明の方法で使用される複素５員環式化合物とは４個
の炭素原子と１個のヘテロ原子を有する不飽和５員環を
基本骨格とする化合物であって、たとえばピロール、チ
オフェン、フラン、セレノフェン、テルロフェンおよび
それらの誘導体である。これらの化合物は単独でも、ま
た２種以上を用いることもできる。

本発明の方法において酸化剤としては無機酸、金属の化
合物、あるいは無機や有機の酸化物、過酸化物などが用
いられる。具体的には例えば塩酸、硫酸、硝酸、クロル
スルホン酸などの無機酸類、チタン、ジルコニウム、ク
ロム、モリブデン、タングステン、マンガン、鉄、ルテ
ニウム、パラジウム、白金、銅、アルミニウム、スズな
どの金属のハロゲン化物、あるいはそれらの金属の無機
酸塩類が挙げられ、殊にこれらの金属の化合物でもルイ
ス酸として知られている化合物が好適な酸化剤として挙
げられ、さらにはそれらの金属のアセチルアセトナート
などの配位化合物も挙げられる。さらにはまたペルオキ
ソ二硫酸や過炭酸などの過酸の塩類や、ベンゾキノンや
有機過酸化物も挙げられる。これらの酸化剤は単独で
も、また２種以上の混合としても用いることができる。

本発明の方法において使用する溶媒としては、ポリマー
と複素５員環式化合物と酸化剤を共に溶解するものが使
用され、例えばアルコール類、ハロゲン化炭化水素類、
芳香族炭化水素類、ニトロ化炭化水素類、エーテル類、
ニトリル類、水などが挙げられる。

使用するポリマーと酸化剤の量比は特に制限はないが、
一般的にはポリマーに対し酸化剤を0.01〜１重量比使用
する。

複素５員環式化合物の使用量は、酸化剤１モル当り0.1
〜10モルが好ましい。

使用する溶剤の量については特に制限はなく、ポリマ
ー、複素５員環式化合物および酸化剤を溶解する量を用
い、作業性などを考慮して適当に定めることができる。

ポリマーと複素５員環式化合物と酸化剤を溶解した溶液
をつくるための方法には特に制限はない。もし溶剤に溶
解させたときに不溶分がある場合は、これらの不溶分を
分離、除去してから使用することが好ましい。

こうして得られた均一溶液を適当な基材上に流延あるい
は塗布して一定の形状とし、次いで溶媒を蒸発除去する
ことで、導電性複合膜とすることができる。

ここで溶媒の蒸発除去方法としては特に制限はなく、窒
素などの不活性ガス気流下での乾燥、空気中での風乾、
あるいは温風を用いて処理する方法などが採用できる。

〔実施例〕

以下実施例をあげて本発明をさらに詳細に説明する。

実施例−１ ポリメチルメタクリレート10gをクロロホルムとエタノ
ールの２対１混合溶剤100mlに溶解したのち、酸化剤と
して塩化鉄（III）・６水和物10gを溶解した。さらにピ
ロール2gを混合して黄色の均一溶液を得た。

この溶液をガラス板上にキャスティングして膜状とした
のち空気中で風乾した。

得られた複合膜は厚さ28μで電導度が30.3S/cmであっ
た。

実施例−２ ポリメチルメタクリレートの代わりにエチルセルロース
を用いた以外は実施例−１と同様にして複合膜を作製し
た。

得られた複合膜は厚さ15μで電導度が9.4S/cmであっ
た。

実施例−３ 実施例−１においてピロールの代わりにＮ−メチルピロ
ールを用いた以外は実施例−１と同様にして行なった。

得られた複合膜は厚さ30μで電導度が１×10^-3S/cmであ
った。

実施例−４ ポリ酢酸ビニル10gをニトロメタン100mlに溶解したのち
酸化剤として無水塩化鉄（III）5.5gを溶解した。さら
にフラン2gを混合して均一溶液を得た。

この溶液をガラス板上にキャスティングして膜状とした
のち窒素気流中で乾燥した。

得られた複合膜は厚さ26μで電導度８×10^-7S/cmであっ
た。

〔発明の効果〕

本発明の方法を実施することにより、機械的強度の優れ
た複素５員環式化合物重合体複合膜が得られ、さらには
使用目的に合った汎用ポリマーを用いることによって任
意の導電性、光透過性、さらに弾性などの力学的特性を
備えた導電性高分子複合体を簡便、かつ工業的に極めて
有利に製造することができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】溶剤にポリマーと複素５員環式化合物と酸
   化剤とを溶解し、不溶分を分離除去した溶液を、基材上
   に流延あるいは塗布した後、溶剤を蒸発除去することを
   特徴とする導電性複合膜の製造方法。