JPS60230996A - 金属含有導電性高分子フイルム及びその製造方法 - 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】 （１）発明の属する分野の説明 本発明は、改良された金属含有導電性高分子フィルムと
その製造方法に関する。

（２）　従来の技術の説明 近年、■０特にＬＳＩが種々の電子機器、家庭用機器等
に使用されるようになり、外部の通信機器等への妨害や
、静電気による１０．　Ｌ８Ｉの破壊等の問題が重要に
なっている。これらの問題を除去するため忙、包装用フ
ィルムや、成形体として導電性高分子材が使用されてい
るっ このような導電性高分子材としては各種の高分子材に金
属やカーボンを充填した材料や、絶縁性のフィルムや成
形体の表面に蒸着やスプレーにより金属をコートしたも
のが使用されてきた。

金属を充填した導電性高分子材では高分子材を軟化し、
これに金属の微粒子、あるいは金属フレーク、金属繊維
を混練した後、成形するため製法が複雑でコストが＾く
なる。また、高い導電性を得るためには、充填剤同志の
密に近接していることが必要になシ、充填量を大きくせ
ざるを得ない。

この場合、導電性高分子材の成形性が大巾に低下し、特
にフィルム化することが困ケ１トになる。

また、金属を蒸着する方法ではコストが高くなシ、また
耐熱性に劣る高分子材をフィルムのベースとして使用で
きない。更に、スプレー法では、高分子材とスプレーさ
れた金属層との密着力が問題になるほか、コストも高く
なる。

（３）発明の目的 本発明はこれらの欠点を除去するためＫなされたもので
あり、その目的は電気伝導度、成形性に優れた金属含有
導電性高分子フィルムとその製造方法を提供することに
ある。

（４）　発明の構成及び作用の説明 本発明を概説すれば、本発明の第１の発明は、金属含有
導電性高分子フィルムの発明であって、電極基板上に形
成した高分子フィルムと、該基板上に電気メッキにより
形成した金属材とから成ることを特徴とする。

第２の発明は、高分子フィルムと電解メッキによシ形成
した金属材とから成ることを特徴とする。

そして、本発明の第３の発明は、金属含有導電性高分子
フィルン、の製造方法の発明であって、電極基板上に高
分子フィルムを作製する工程、及び該フィルム付電極上
で電気メッキにより金属材を形成する工程から成ること
を特徴とする。

電気メッキによって金属材を形成する際は、導電性の被
メッキ体を電極として、メッキ液中で対向電極との間に
通電を行う。この際、電極として用いる被メッキ体を絶
縁性の高分子フィルムでコーティングすれば、当然通電
できず、金属材は形成されないっしかしながら、本発明
者らは、各種の高分子フィルムを電極基板上に塗布し、
ここの高分子フィルム種に対して適切に電解メッキ液を
組合せることによシ、電気メッキが通常の電極基板上と
同様に進行することを見出した。このようＫして得られ
たフィルムは、高分子フィルムと電解メッキによる金属
材との混合物にな）、電極基板面に接していたフィルム
裏面のみならず、フィルムの表面も高い導電性を示す。

導電性の金属含有高分子フィルムを得るＫは高分子フィ
ルム種と電解メッキ液組成を選択する必要がある。即ち
、高分子フィルム種に対して、フィルムを溶解させるこ
とはないが、かなシ親和性の良い電解メッキ液が良好な
結果を与えた。これは、電解メッキ液中で高分子フィル
ムがある程度膨潤し、金属イオンが高分子フィルム内に
拡散でき、電極界面で電解メッキ反応が進行するためと
推定される。このようにして生成しはじめた金属は、電
極表面のみならず高分子フィルム中にも成長し、更に高
分子フィルム表面に達する。こうして、高分子フィルム
中にメッキにより生成した金属が網目状にはシめぐらさ
れフィルム全体を高い導電性にする。また、電解メッキ
の条件を制御することにより片面のみを高導電性にする
ことも可能である。

従って、高分子フィルム種は用いる電解メッキ液に膨潤
するものであれば、いずれのものでも良−く種類には限
定されず、熱可塑性フィルム、三次元架橋型フィルム、
プラズマ重合により形成した高分子フィルムでもかまわ
ない。またコ種以上の高分子フィルムを積層してもよい
。しかしながら一般に電解メッキ液は水系の溶剤を主成
分とするため水に膨潤しやすい高分子フィルムが容易に
導電化できる。しかしながら、疎水性の高分子フィルム
でも水とジメチルホルムアミド、ジメチルスルフオキシ
ド、Ｎ−メチルピロリドン、テトラヒドロフラン、エチ
レングリコール、ジエチレングリコールのジエステル類
等の有機溶剤を混合させることによシ広範囲な高分子フ
ィルム中に電解メッキ金属を混入させて、高導電性にす
ることができる。

電解メッキを行える金属としては、銅、ニッケル、白金
、金、ロジウム、銀、ルチニウム、パラジウム、インジ
ウム、アルミニウム等がある。

一方、導電化できる高分子フィルムとしてはポリビニル
アルコール、ポリビニルピロリドン、ポリ塩化ビニル、
ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、ポリメチルメタ
クリレートをはじめとして、これらの各種共重合体等各
種の高分子フィルムが使用できるが、これらに＠定され
るものではない。

また、これらの高分子フィルムに可塑剤、安定剤。

滑剤、紫外線吸収剤、防曇剤、顔料、染料等を配合した
フィルムも使用できる。

また電極基板としては、金、銀、銅等の金属板あるいは
金属箔をコートした基板、酸化スズ、酸化インジウム等
の導電性金属酸化物をコートした基板が使用できる。特
に金属酸化物をコートし九基板を用いると、電解メッキ
後の金属含有導電性高分子フィルムを基板から容易には
く離できる利点がある。

なお、基板上にコートする高分子フィルム中にあらかじ
め電解溶液、溶剤等に可溶で高分子フィルム中から除去
可能な物質を含有させ、電解メッキの反応前及び、又は
反応中忙加熱、減圧処理。

加熱と減圧処理の組合せ等によって該物質を除去するこ
とＫよシ高分子フィルム中釦金属を均一に含有させるこ
とも可能である。

本願発明の導電性高分子フィルムは第１図に示すような
装置を用いることにより連続的に製造することができる
。第１図にお込て電解メッキに使用できる電極基板でド
ラム状電極ｌを構成する。

このよりな匿極材としては金属あるいは表面に金属層を
メッキまたは蒸着したもの、あるいは酸化スズ、酸化イ
ンジウム等の導電性金属酸化物、あるいは表面にこれら
金属酸化物をコートしたものが使用できる。このドラム
状峨極上に高分子フィルムを一定の厚さにコートする。

コートする方法としてはキャスト法、ドクタープレイド
法等があるが、第１図でｌｄドラムに近接しておいた刃
グで２の倒脂（あるいはその溶液）供給槽２から供給さ
れる樹脂（あるいはその溶液）３を一定の厚みにコート
するドクタープレイド法を用いている。

コートされたフィルムはドラムがゆっくシ回転しでいる
間に乾燥し、電解メッキ槽を忙満たされた電解メッキ液
４に浸漬させる。このメッキ槽中で対向電極７とドラム
状電極との間に電源りにょシ通電させて金属の′４解メ
ッキを行う。導電化された高分子フィルム１３は１０の
ローラーＫＧって移動し、ドラム状電伊からはがれ、洗
浄工程／／、乾燥工程／Ｊを経て、フィルムとして完成
し／グでまきとシあるい鉱裁断される。

第１図はドクタープレイド法を示したが、その他に転写
ローラによりフィルムを直接ドラムに圧着あるいれ熱圧
着することも可能である。

本発明の金属含有導電性高分子フィルムは静電気防止用
フィルム、［磁波遮へい性フィルム、フィルム状電極９
面状発熱体等多くの適用領域をもつ新しい素材として産
業上利用できる。

以下実施例において本発明の詳細な説明するが、本発明
は新しい原理による金属含有導電性高分子フィルムの作
製法であり、以下の実施例のみに制限されるものでなく
、広範囲な材料の組合せが可能である。

〔実施例１〕 ネサガラス基板上にポリビニルアルコール（分子量ｌζ
ＯＯＯ、アルコール化率７３％）の水溶液をキャストし
、厚さ７５μｍのポリビニルアルコールフィルムラ形成
シタ。このフィルムをコートした基板を負極とし、正極
に網目状の白金電極を用いて、亜硫酸金イオンを含む金
メッキ液二ニートロネクス３０り（日本エレクトログレ
イティングエンジニャーズ社−）中で、金メッキを行っ
た。

Ｊｊｖの定電ＩＦで７分間金メツキした後、フィルムを
水洗、乾４：）（Ｈすると、金の析出が認められた。

フィルムは電極基イ反から容易にはく離でき、ｌ端子法
でフィルムの電導度を測定すると電極基板に接していた
裏面でλｊ　Ｓ／□Ｈ（８：シーメンス）、表面で２２
　”／ａπと高い導電性を示した。また、元素分析から
／、２■・ｔ％の金が含まれることがわかった。このよ
うに少ない金の含有量で高い導電性の高分子フィルムが
得られた。

〔実施例コ〜ｔ〕

実施例／と同様にポリビニルアルコール（／ｊμｍ厚）
をネサガラス基板上に形成し、銅メッキ（実施例２）、
ニッケルメッキ（実施例３）、白金メッキ（実施例≠）
、銀メッキ（実施例ｊ）、アルミニウムメッキ（実施例
ｔ）を行った。

それぞれの電解メッキ液、電解メッキ条件、得られた電
気伝導度を表／に示した。

表　／ 〔実施例７〜／３〕 ネサガラス基板上にポリビニルピロリドン（実施例７）
、ポリ酢酸ビニル（実施例♂）、ポリ塩化ビニル（実施
例？）、酢酸ビニル−エチレンＣＪＯ：３０）共重合体
（実施例ＩＯ）、塩化ビニリデン−塩化ビニル（７θ：
３θ）共重合体（実施例／／）、メチルセルロース（実
施例／　２　）、ナトリウムカルボキシメチルセルロー
ス（実施例／３）のフィルムを／ど〜２０μｍの厚さに
キャスト法により形成した。このフィルム付き基板上で
塩化白金（ＩＩＩシスジアミンを主成分とする白金メッ
キ液中で白金メッキを行った。白金塩をｌよ≠ｇｒ　、
支持電解質としてＮａ　Ｏｌを／　Ｏｇｒ　７７０えた
水−ジメチルフォルムアミド−テトラヒドロフラン３元
系溶媒（／ｌ）中でｔｏ℃でメッキを行った。

溶媒の組成は高分子フィルム種によって表２のように変
化させた。メッキ条件及び得られた電導塵の値を表２に
合わせて示した。

表コ　各種高分子フィルムの白金メッキによる導電化※
１ニジメチルフォルムアミド、※２：テトラヒドロ７２
ン〔実施例／≠〕 ポリ塩化ビニル（分子量７万）７００重量部。

可塑剤としてジブチルフタレート１０重量部、安定剤と
してジブチルスズジラウレート２重量部を含むメチルエ
チルケトン溶液をネサガラス基板上にキャストし、厚さ
３ｊμｍのフィルムを形成した。このフィルム付基板を
網目状の白金製対向電極と共に、ニッケルメッキ液に浸
漬した。ニッケルメッキ液としてはスルフアミン酸ニッ
ケル２θＯｇｒ／ｌ、ホウ酸ｊ　Ｏｇｒ／ｌを加えた水
−ジメチルスル７オキシドーテトラヒドロ７ランＣ３０
：１，０：１０）溶液を用いた。、２．≠Ｖで７５分間
ニッケルメッキを行った後、水洗・乾燥したフィルムを
電極基板からはく離し、電気伝導度を測定したところ、
電極基板に接していた表面で２３８ｆｉｍ、表面でｒ、
ｓｓ＾であった。

このフィルムの表面をポリ塩化ビニールｌＯＯ重量部、
ジオクチルフタレートｌｊ重量部から成る成形体表面に
１３０℃の加熱雰囲気下で熱圧着したところ、簡単−接
着でき成形体表面を４電性にすることができた。

〔実施例／、ｔ〕

ポリ塩化ビニル（分子量７万＞ｉｏｏ重量部、可塑剤、
としてジブチルフタレート７０重量部、安定剤としてジ
ブチルスズジラウレート２重量部を含むメチルエチルケ
トン溶液をネサガ２ス基板上にキャストし、厚さ３ｊｌ
１ｍのフィルムを形成した。このフィルム付基板を網目
状の白金製対向電極と共に、ニッケルメッキ液Ｋｌ”Ｑ
ｉｌ／ｌした。ニッケルメッキ液としてはスルフアミノ
酸ニッケル２００ｇｒ　／　ｔ、ホウ酸３０　ｇｒ／ｌ
　を加えた水−ジメチルスル７オキシドＣ３０ニア０）
溶液を用いた。

、ｚｇｖで７５分間ニッケルメッキを行った後、水洗・
乾燥したフィルムを電極基板からはく離し、電気伝導度
を測定したところ、電（徹基板に接していた表面で２≠
Ｓ　／ｒｕｂ、表面は１０　５１０ｎで片面のみ拠金属
を含有させることができた。

〔実施例／６］ ポリビニルアルコール（分子量１．２万）１００１ｆ量
部に、塩化ナトリウム、２０′Ｍ量部加えた水溶液を、
１０ｏｏＸの白金を蒸着したガラス基板上にキャストし
、厚さ／　００　ｆｉｍの塩化ナトリウムを含むポリビ
ニルアルコールフィルムを得た。このフィルム付基板を
ＩＯ分間／２０℃で加熱後７０分間水に浸漬し塩化ナト
リウムを除去した。このフィルム付基板を負極とし、正
極に網目状の白金電極を用いて亜硫酸金イオンを含む金
メッキ液ニュートロネクス３０り（日本エレクトロプレ
イティングエンジニャーズ社製）中で、金メッキを行っ
た。２．ｊＶの定電圧で７分間金メツキした後、フィル
ムを水洗・乾燥すると、金の析出が認められた。フィル
ムは電極基板から容易にはく離でき、≠端子法でフィル
ムの電導度を測定すると電極基板に接していた裏面で／
　Ａ　ＯＳ　／ｒｎ、、表面で／ｊｇ８２ｊ・と厚膜フ
ィルン、でも均一で高い導電性を示した。

このフィルムの電磁波遮へい性は次のようであった。外
部電波を遮断したシールドルーム内に、１０ｒｍ角の窓
を有する鉄製の箱を設け、その内部に雑電波発信源をお
く。得られたフィルムを７０偏角の窓に取シ付け、発信
源からの電界強度を窓の外で受信した。その結果、導電
波を付与していないフィルムに比べ、導電化したフィル
ムでは電界強度が１００〜１００１００Ｏの周波数範囲
で”Ａｏｏ　以下に低下し、電磁波遮へい性が確認され
た。またこのフィルムの帯電防止性をＪＩ８Ｌ１０９４
４のＡ法によって、帯電圧半減期を測定した結果、半減
期は０．　／秒以下であった。

〔実施例／７］ 第１図の製造装置を用いて、塩化ビニリデン−塩化ビニ
ル＜７０：３０）共重合体のメチルエチルケトンＪ　Ｑ
　ｗｔ％溶液を、２０μｍの厚さにドラム状電極にコー
トする。電解メッキ液としてはスルファミン酸ニッケル
、２００ｇｒ／Ｌ、ホウ酸３０ｇｒ／ｌを加えた水−ジ
メチルスルフオキシド−テトラヒドロフランＣ３０：１
，０：１０）溶液を用いた。

電解メッキ液に浸漬し始めてから２．ｊＶで１１分間電
解メッキを行い、水洗及び乾燥空気で乾燥した後、フィ
ルムを巻取った。得られたフィルムの電導度を弘端子法
で測定した結果、３０８／ｃ１１＃であった。

（５）　効果の説明 以上説明したように、本発明に従って、高分子フィルム
をコーティングした電極基板上で、電解メッキにより金
属材を形成させると、高分子フィルムと金属材が複合さ
れた導電性フィルムが得られる。これらのフィルムは、
高い電気伝導性を有し、また、少ない充填量で筒導電性
になるため、高分子フィルムの成形性を低下させること
が少ない。また、薄膜の導電性高分子フィルムを容易に
作製できる等、格別顕著な効果が奏せられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は導電性フィルムの連続的な製造装置の一実施例
の側面図である。 ｌ・・・ドラム状電極、λ・・・樹脂あるいはその溶液
の供給槽、３・・・樹脂あるいはその溶液、グ・・・刃
、！・・・コートした高分子フィルム、ｔ・・・電解メ
ッキ液、７・・・対向電極、ｒ・・・電解メッキ槽、り
・・・直流電源、ＩＯ・・・ローラー、／ｌ・・・洗浄
手段、１２・・・乾燥手段、／３・・・導電化された高
分子フィルム、／≠・・・巻きとりあるいは裁断へ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電極基板上に形成した高分子フィルムと、該高分子
   フィルム付き基板上に電解メッキにより形成した金属材
   とから成ることを特徴とする金Ａ・１１含有導屯性高分
   子フィルム。 ２、高分子フィルムと、電解メッキにより形成した金属
   材とから成ることを特徴とする金属含有導電性高分子フ
   ィルム。 ３、電極基板上に高分子フィルムを作製する工程、及び
   該高分子フィルム付電極基板上で電解メッキにより金属
   材を形成する工程とから成ることを特徴とする全編含有
   導電性高分子フィルムの製造方法。