JPH0668018B2 - Method for manufacturing conductive material - Google Patents
Method for manufacturing conductive materialInfo
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- JPH0668018B2 JPH0668018B2 JP4857987A JP4857987A JPH0668018B2 JP H0668018 B2 JPH0668018 B2 JP H0668018B2 JP 4857987 A JP4857987 A JP 4857987A JP 4857987 A JP4857987 A JP 4857987A JP H0668018 B2 JPH0668018 B2 JP H0668018B2
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Description
【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は導電性材料の製造方法に関する。本発明により
得られる導電性材料は、従来の材料固有の性質を損なう
ことなく、良好な導電性を有し、かつ簡便な方法で導電
化できるので、広範囲な導電性材料の応用分野に利用で
きるものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Field of Industrial Application> The present invention relates to a method for producing a conductive material. The conductive material obtained by the present invention has good conductivity without deteriorating the properties inherent to conventional materials, and can be made conductive by a simple method, so that it can be used in a wide range of application fields of conductive materials. It is a thing.
<従来の技術> 近年、ポリマー自体が導電性を有する導電性高分子の研
究が行われ、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポ
リフェニレンサルファイド、ポリチオフェン、ポリピロ
ールなどが注目され、幅広い導電性分野への検討がなさ
れている。しかし、導電性高分子の応用を考える場合、
物質の安定性及び成形加工性が大きな問題となる。まず
安定性については、ポリアセチレンフィルムは空気にさ
らすと酸素と反応し、脆化する。それ以外のポリマーは
末ドープの状態では比較的安定であるが、不純物をドー
プしたポリマーは空気中で不安定である。唯一の例外は
ポリピロールであり不純物をドープしたフィルムでも安
定である。ピロールは酸化剤によって不溶不融の重合体
を生成することが知られている。例えばピロールが水溶
液中で過硫酸カリウムの作用下に重合が可能であり、そ
の重合物は微細な黒色粉末の形で析出することが、ジャ
ーナル・オブ・ポリマー・サイエンス20,1089〜
1095,(1982)に示されている。またピロール
を適当な電解液に溶かし、電解酸化重合により電極上に
ピロールの重合物を得る方法もある(例えば、ケミカル
コミニュケーション,635頁,(1979年))。<Prior Art> In recent years, research on conductive polymers in which the polymer itself has conductivity has been conducted, and attention has been paid to polyacetylene, polyparaphenylene, polyphenylene sulfide, polythiophene, polypyrrole, and the like, and a wide range of conductive fields has been studied. ing. However, when considering the application of conductive polymers,
Material stability and moldability become major problems. First, regarding the stability, when exposed to air, the polyacetylene film reacts with oxygen and becomes brittle. Other polymers are relatively stable in the undoped state, but polymers doped with impurities are unstable in air. The only exception is polypyrrole, which is stable in films doped with impurities. It is known that pyrrole produces an insoluble and infusible polymer by an oxidizing agent. For example, pyrrole can be polymerized in an aqueous solution under the action of potassium persulfate, and the polymer is precipitated in the form of a fine black powder. Journal of Polymer Science 20 , 1089-
1095 (1982). There is also a method in which pyrrole is dissolved in an appropriate electrolytic solution and a polymer of pyrrole is obtained on the electrode by electrolytic oxidation polymerization (for example, Chemical Communication, page 635, (1979)).
しかしながら、これらの安定に得られたピロールの重合
体は不溶不融の粉末又は塊りであり、従来の方法では希
望の形の成形物とすることができなかった。又、電解重
合では、特定のフィルム状のものは得られるものの、希
望の形状とすることはできず、しかも高価な設備を必要
とするなどの問題があった。However, these stably obtained polymers of pyrrole are insoluble and infusible powders or lumps, and cannot be formed into desired shapes by conventional methods. Further, in electrolytic polymerization, although a specific film-shaped product can be obtained, there is a problem in that it cannot be formed into a desired shape and requires expensive equipment.
<発明が解決しようとする問題点> かかる状況に鑑み、本発明は従来欠点とされていた導電
性高分子の成形加工性を改良し、良好な導電性を有する
材料を製造する簡便な方法を提供することを目的とす
る。<Problems to be Solved by the Invention> In view of such a situation, the present invention provides a simple method for improving the molding processability of a conductive polymer, which has been a drawback in the past, and producing a material having good conductivity. The purpose is to provide.
<問題点を解決するための手段> 本発明は特定の有機溶媒中では、ピロールの重合触媒で
あるFeCl3・6H2O存在でも、ピロールの重合はほとんど
進行せず、ピロールの重合体も析出しない均一な混合液
が得られ、さらにこの混合液より有機溶媒を除去するこ
とにより、はじめてピロールが重合するものであって、
以下の要件を備えることを特徴とする。<Means for Solving Problems> In the present invention, in a specific organic solvent, even if FeCl 3 .6H 2 O, which is a pyrrole polymerization catalyst, is present, pyrrole polymerization hardly progresses, and a pyrrole polymer is also precipitated. A homogeneous mixed solution is obtained, and by further removing the organic solvent from this mixed solution, pyrrole is polymerized for the first time,
It is characterized by having the following requirements.
即ち、ピロール及び/又はピロール誘導体と重合触媒と
を含有する環状エーテル類を、基材に付着させ、乾燥す
ることにより、基材の表面及び/又は内部に導電性重合
体を生成することを特徴とする導電性材料の製造方法で
ある。That is, a cyclic ether containing a pyrrole and / or a pyrrole derivative and a polymerization catalyst is attached to a substrate and dried to form a conductive polymer on the surface and / or inside of the substrate. And a method for producing a conductive material.
本発明に用いられる化合物としてはピロール、N−アル
キルピロール、N−アリールピロール、炭素原子におい
てモノアルキル置換、又はジハロゲン置換されたピロー
ルである。通常はピロールが最も好ましく用いられる。The compound used in the present invention is pyrrole, N-alkylpyrrole, N-arylpyrrole, or pyrrole substituted with a monoalkyl or dihalogen at a carbon atom. Usually, pyrrole is most preferably used.
有機溶媒としては、環状エーテルが有効に用いられる。
環状エーテルとしてはテトラヒドロフラン、ジオキサン
などが例示される。これらの有機溶媒は混合して用いる
ことも可能である。また本特許の効果を阻害しない範囲
であれば、環状エーテル以外の溶媒と混合してもよい。A cyclic ether is effectively used as the organic solvent.
Examples of the cyclic ether include tetrahydrofuran and dioxane. These organic solvents can also be used as a mixture. Further, it may be mixed with a solvent other than the cyclic ether as long as the effect of the present patent is not impaired.
本発明に用いるピロールの重合触媒としては主に、FeCl
3、FeCl3・6H2O、CuCl2・2H2O等の塩化物が有効であ
る。The pyrrole polymerization catalyst used in the present invention is mainly FeCl
Chlorides such as 3 , FeCl 3 .6H 2 O and CuCl 2 .2H 2 O are effective.
本発明において、特定の有機溶媒と重合触媒及びピロー
ルを混合するが、混合方法については特に制限はなく、
単に重合触媒を有機溶媒に溶解した液中にピロールを入
れ、必要に応じ攪拌混合処理するだけで充分である。ま
た処理温度および時間についても特に制限はなく、通常
室温で1分〜10時間混合処理を行えば充分である。In the present invention, a specific organic solvent and a polymerization catalyst and pyrrole are mixed, but the mixing method is not particularly limited,
It suffices to simply add pyrrole into a solution prepared by dissolving the polymerization catalyst in an organic solvent, and stir and mix as necessary. The treatment temperature and time are not particularly limited, and it is usually sufficient to perform the mixing treatment at room temperature for 1 minute to 10 hours.
重合触媒の使用量としては、ピロール1モルに対して0.
2〜5モル使用するのが適当である。0.2モルより少ない
重合触媒では、ピロールの重合が充分に進行しない。又
ピロール全量を重合させるには、5モルで充分である。The amount of the polymerization catalyst used is 0.
It is suitable to use 2 to 5 mol. If the amount of the polymerization catalyst is less than 0.2 mol, the pyrrole polymerization will not proceed sufficiently. Further, 5 mol is sufficient to polymerize the whole amount of pyrrole.
有機溶媒の量は、重合触媒が溶解する範囲であればよ
い。このようにして得られた特定の有機溶媒と重合触媒
とピロールからなる混合液を塗布又は浸漬して基材に付
着した後、乾燥することにより、有機溶媒を除去する
と、基材の表面および/又は内部にポリピロールが生成
する。The amount of the organic solvent may be within the range in which the polymerization catalyst can be dissolved. The thus-obtained mixture of the specific organic solvent, the polymerization catalyst, and the pyrrole is applied or dipped to adhere to the substrate, and then dried to remove the organic solvent. Alternatively, polypyrrole is generated inside.
本発明で使用する基材としては、各種の合成高分子、天
然高分子、無機材料等が用いられる。塗布又は浸漬する
ことの出来る材料であれば何でも使用することができ
る。例えば、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹
脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、エポキシ
樹脂、シリコーン樹脂等の熱硬化性樹脂、塩化ビニル樹
脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、スチロー
ル樹脂、メタクリル樹脂、ポリアミド樹脂等の熱可塑性
樹脂、セルロース、でんぷん、天然ゴム等の天然高分
子、ガラス、シリカ、アルミナ等の無機高分子のごとき
高分子化合物及び金属、セラミックスのような無機材
料、また、木綿、麻、絹、羊毛、レーヨン、キュープ
ラ、アセテート、ビニロン、ナイロン、ビニリデン、塩
化ビニル繊維、アクリル繊維、ポリエステル繊維などか
らなる繊維および布、上質紙、アート紙、コート紙、ク
ラフト紙、グラシン紙、和紙、ダンボール紙、濾紙など
の紙類も有効である。As the base material used in the present invention, various synthetic polymers, natural polymers, inorganic materials and the like are used. Any material that can be applied or dipped can be used. For example, phenol resin, urea resin, melamine resin, unsaturated polyester resin, alkyd resin, epoxy resin, thermosetting resin such as silicone resin, vinyl chloride resin, polyethylene resin, polypropylene resin, styrene resin, methacrylic resin, polyamide resin, etc. Thermoplastic resin, cellulose, starch, natural polymers such as natural rubber, polymer compounds such as inorganic polymers such as glass, silica and alumina, and inorganic materials such as metals and ceramics, and cotton, hemp, silk, Fibers and cloths made of wool, rayon, cupra, acetate, vinylon, nylon, vinylidene, vinyl chloride fiber, acrylic fiber, polyester fiber, fine paper, art paper, coated paper, kraft paper, glassine paper, Japanese paper, cardboard paper, Paper such as filter paper is also effective.
ピロール液の付着方法は、特に制限はないが、混合液中
に基材を浸漬する方法、混合液を基材に流延する方法、
コーターで表面コートする方法、スプレーコートする方
法等、一般的に用いられる付着法は全て用いることがで
きる。The method of attaching the pyrrole liquid is not particularly limited, but a method of immersing the base material in the mixed liquid, a method of casting the mixed liquid on the base material,
All commonly used adhesion methods such as surface coating with a coater and spray coating can be used.
また有機溶媒を除去する乾燥方法についても特に制限は
なく、通常、自然乾燥で充分であるが、有機溶媒が揮散
しにくい場合は減圧下に乾燥するか、また乾燥温度を上
げてやると効果的である。基材と皮膜の密着性が悪い場
合は、混合液中にさらに混合液に可溶な高分子化合物を
添加することにより、皮膜と基材との間の結合が良好に
なり、密着性を改良できる。The drying method for removing the organic solvent is also not particularly limited, and naturally drying is usually sufficient, but if the organic solvent is difficult to volatilize, drying under reduced pressure or raising the drying temperature is effective. Is. If the adhesion between the substrate and the coating is poor, adding a polymer compound that is soluble in the mixture to the mixture will improve the bond between the coating and the substrate and improve the adhesion. it can.
<実施例> 以下、実施例を挙げて具体的に説明する。なお実施例中
の導電率は四探針法で測定した。<Examples> Hereinafter, specific examples will be described. The conductivity in the examples was measured by the four-point probe method.
実施例−1 容量50mのビーカーにテトラヒドロフラン20m
を入れFeCl3・6H2O4gを溶解したあと、ピロール1g
を加え、30分間攪拌した。混合液は暗黄色の透明均一
溶液であった。ポリ塩化ビニルフィルムをこの混合溶液
中に浸漬し、均一にぬらした。この時のフィルムの色は
ポリピロール特有の黒色を呈さず、重合しなかったが、
このまま3〜5分間放置し、テトラヒドロフランを揮
散、乾燥させるにしたがってフィルム表面でピロールが
重合し、ポリ塩化ビニルとの複合フィルムが生成され
た。得られたフィルムの色調は黒色で、重合体の生成状
況は均一であった。またフィルムの導電率は、10-2S/
cmであった。Example-1 Tetrahydrofuran 20m in a beaker with a capacity of 50m
Add 4g of FeCl 3 · 6H 2 O and add 1g of pyrrole.
Was added and stirred for 30 minutes. The mixture was a dark yellow transparent homogeneous solution. A polyvinyl chloride film was dipped in this mixed solution and wetted uniformly. The color of the film at this time did not show the black color peculiar to polypyrrole and did not polymerize,
As it was, the mixture was allowed to stand for 3 to 5 minutes, and as the tetrahydrofuran was volatilized and dried, pyrrole was polymerized on the film surface, and a composite film with polyvinyl chloride was produced. The color tone of the obtained film was black, and the generation state of the polymer was uniform. The conductivity of the film is 10 -2 S /
It was cm.
実施例−2 実施例−1と同様に操作し、ただし基材として綿布、ポ
リエステル不織布、ナイロン布、上質紙にを用いて導電
性材料を調製した。Example-2 A conductive material was prepared in the same manner as in Example-1, except that cotton cloth, polyester nonwoven cloth, nylon cloth, and fine paper were used as the substrate.
得られた導電性材料の色調および重合体の生成状況、導
電率を表Iに示す。Table I shows the color tone of the obtained conductive material, the generation state of the polymer, and the conductivity.
実施例−3 実施例−1と同様に操作し、ただしテトラヒドロフラン
の代わりにジオキサンを用い、基材としてナイロン布を
用いて得られた導電性布の色調は黒色で重合体の生成状
況は均一であった。またフィルムの導電率は10-1S/cm
であった。 Example-3 The same operation as in Example-1, except that dioxane was used in place of tetrahydrofuran and a nylon cloth was used as a base material, the conductive cloth had a black color tone and a uniform polymer production state. there were. The conductivity of the film is 10 -1 S / cm
Met.
実施例−4 実施例−3と同様に操作し、ただし、ジオキサンの代わ
りにt−ブタノールを用いた。導電性布の色調は黒色で
重合体の生成状況は均一であった。またフィルムの導電
率は10-3S/cmであった。Example-4 It operated like Example-3, but t-butanol was used instead of dioxane. The color tone of the conductive cloth was black and the formation of the polymer was uniform. The conductivity of the film was 10 -3 S / cm.
実施例−5 実施例−1と同様に操作し、ただし、浸漬法の代わりに
混合液をポリ塩化ビニルフィルム上にアプリケータでポ
リピロール膜厚が10μmとなるようコートした。得ら
れた、導電性フィルムの色調は黒色で、重合体の生成状
況は均一であった。またフィルムの導電率は10-2S/cm
であった。Example-5 The operation was performed in the same manner as in Example-1, except that the polyvinyl chloride film was coated with an applicator to a polypyrrole film thickness of 10 μm instead of the dipping method. The color tone of the obtained conductive film was black, and the generation state of the polymer was uniform. The conductivity of the film is 10 -2 S / cm.
Met.
実施例−6 実施例−1と同様に操作し、ただし混合液にさらにメタ
ノール20m加えた。得られた導電性フィルムの色調
は黒色で、重合体の生成状況は均一であった。またフィ
ルムの導電率は10-3S/cmであった。Example-6 The procedure of Example-1 was repeated, except that 20 m of methanol was added to the mixed solution. The color tone of the obtained conductive film was black, and the generation state of the polymer was uniform. The conductivity of the film was 10 -3 S / cm.
比較例−1 実施例−1と同様に操作し、ただしテトラヒドロフラン
の代わりにアセトンを用いた。混合液は赤茶色であっ
た。得られた導電性フィルムの色調は赤茶色で、重合体
の生成状況は均一であった。またフィルムの導電率は1
0-7S/cmであった。Comparative example-1 It operated like Example-1, but acetone was used instead of tetrahydrofuran. The mixture was reddish brown. The color tone of the obtained conductive film was reddish brown, and the generation state of the polymer was uniform. The conductivity of the film is 1
It was 0 -7 S / cm.
比較例−2 実施例−1と同様に操作し、ただしFeCl3・6H2Oを40
g用いた。FeCl3・6H2Oは完全に溶解せず、ピロールを
1g加えると多量の黒色の塊りが生じた。Same procedure as Comparative Example -2 Example -1, except that FeCl 3 · 6H 2 O 40
g was used. FeCl 3 .6H 2 O was not completely dissolved, and when 1 g of pyrrole was added, a large amount of black lumps were produced.
<発明の効果> 以上のように、本発明の方法を実施することによって、
簡便な方法で成形可能な導電性材料を製造することが可
能となり、特に、複雑な形状の成形体に導電性を付与す
ることができ、工業的に極めて価値がある。<Effects of the Invention> As described above, by carrying out the method of the present invention,
It is possible to manufacture a conductive material that can be molded by a simple method, and in particular, it is possible to impart conductivity to a molded body having a complicated shape, which is extremely valuable industrially.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−197636(JP,A) 特開 昭61−157522(JP,A) 特開 昭61−235428(JP,A) 特開 昭62−37133(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP 61-197636 (JP, A) JP 61-157522 (JP, A) JP 61-235428 (JP, A) JP 62- 37133 (JP, A)
Claims (2)
触媒とを含有する環状エーテル類を、基材に付着させ、
乾燥することにより、基材の表面及び/又は内部に導電
性重合体を生成することを特徴とする導電性材料の製造
方法。1. A cyclic ether containing pyrrole and / or a pyrrole derivative and a polymerization catalyst is attached to a substrate,
A method for producing a conductive material, which comprises forming a conductive polymer on the surface and / or inside of a substrate by drying.
オキサンである特許請求の範囲第1項記載の導電性材料
の製造方法。2. The method for producing a conductive material according to claim 1, wherein the cyclic ethers are tetrahydrofuran and dioxane.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4857987A JPH0668018B2 (en) | 1987-03-02 | 1987-03-02 | Method for manufacturing conductive material |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4857987A JPH0668018B2 (en) | 1987-03-02 | 1987-03-02 | Method for manufacturing conductive material |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63213518A JPS63213518A (en) | 1988-09-06 |
JPH0668018B2 true JPH0668018B2 (en) | 1994-08-31 |
Family
ID=12807310
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4857987A Expired - Lifetime JPH0668018B2 (en) | 1987-03-02 | 1987-03-02 | Method for manufacturing conductive material |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH0668018B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002074841A1 (en) * | 2001-03-16 | 2002-09-26 | Hw Electrochem Technology Pte Ltd | Substrates having conductive surfaces |
-
1987
- 1987-03-02 JP JP4857987A patent/JPH0668018B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS63213518A (en) | 1988-09-06 |
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