JPS6215235A - 導電性高分子材料の製造法 - Google Patents
導電性高分子材料の製造法Info
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- JPS6215235A JPS6215235A JP60155813A JP15581385A JPS6215235A JP S6215235 A JPS6215235 A JP S6215235A JP 60155813 A JP60155813 A JP 60155813A JP 15581385 A JP15581385 A JP 15581385A JP S6215235 A JPS6215235 A JP S6215235A
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- high polymer
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- copper
- sulfide
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- H01B1/06—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances
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-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/10—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
- H05K3/105—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern by conversion of non-conductive material on or in the support into conductive material, e.g. by using an energy beam
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- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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- Y10T428/2933—Coated or with bond, impregnation or core
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- Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
- Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
- Elimination Of Static Electricity (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
- Coating Of Shaped Articles Made Of Macromolecular Substances (AREA)
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。
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〕
本発明は特に電子関連分野の機能材料として有用な導電
性を有する高分子材料の製造法に関する。
性を有する高分子材料の製造法に関する。
最近の電子関連分野の急速な発展に伴い、電磁波障害、
静電気障害の問題が大きく表面化しており、低コストの
導電性高分子材料、即ち低比重導電フィラー、導電性繊
維、透明導電フィルム、透明導電板等の開発が強く要望
されている。
静電気障害の問題が大きく表面化しており、低コストの
導電性高分子材料、即ち低比重導電フィラー、導電性繊
維、透明導電フィルム、透明導電板等の開発が強く要望
されている。
従来より、高分子材料に導電性を付与する方法として銅
塩と還元性硫黄化合物を含有する水溶液中でニトリル基
を含有する高分子材料又は表面を多孔化した高分子材料
を処理し、高分子材料の表面に硫化銅からなる導電層を
形成せしめる方法が米国特許第4,410,593号明
細書、特開昭59−132507号公報、特開昭59−
163708号公報等で知られている。
塩と還元性硫黄化合物を含有する水溶液中でニトリル基
を含有する高分子材料又は表面を多孔化した高分子材料
を処理し、高分子材料の表面に硫化銅からなる導電層を
形成せしめる方法が米国特許第4,410,593号明
細書、特開昭59−132507号公報、特開昭59−
163708号公報等で知られている。
しかるに、銅塩と還元性硫黄化合物を含有する水溶液で
処理する方法は、ニトリル基を多量に含有する高分子材
料でないと耐久性を有する導電性高分子材料が得られ難
い欠点を有している。
処理する方法は、ニトリル基を多量に含有する高分子材
料でないと耐久性を有する導電性高分子材料が得られ難
い欠点を有している。
本発明は、かかる従来技術による導電性高分子材料を製
造する際の問題を解決し、しかも特定の高分子材料に限
定されず、はとんど全ての高分子材料に安価に導電性を
付与する技術を提供することを目的とする。
造する際の問題を解決し、しかも特定の高分子材料に限
定されず、はとんど全ての高分子材料に安価に導電性を
付与する技術を提供することを目的とする。
本発明は、銅塩、硫黄放出性化合物及び炭素数12以上
の含窒素有機化合物の水溶性塩基性塩を含有する水溶液
で高分子材料を処理することを特徴とする導電性高分子
材料の製造法にある。
の含窒素有機化合物の水溶性塩基性塩を含有する水溶液
で高分子材料を処理することを特徴とする導電性高分子
材料の製造法にある。
本発明で用いる高分子材料は、弗素樹脂材料を除くほと
んど全ての有機高分子材料に適用することが可能であり
、例えばポリエステル樹脂、(メタ)アクリレート樹脂
、アクリロニトリル系樹脂、ABS樹脂、As樹脂、ポ
リオレフィン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニ
リデン樹脂、ポリスチレン樹脂、エポキシ樹脂、ポリア
セクール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂
、芳香族ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール
樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、ポリスルホン樹脂
等を挙げることができる。また、本発明で用いる高分子
材料の形状は特に限定されず、粉末、繊維、フィルム、
多孔膜、シート、塗膜、その他各種形状の成型物に適用
できる。
んど全ての有機高分子材料に適用することが可能であり
、例えばポリエステル樹脂、(メタ)アクリレート樹脂
、アクリロニトリル系樹脂、ABS樹脂、As樹脂、ポ
リオレフィン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニ
リデン樹脂、ポリスチレン樹脂、エポキシ樹脂、ポリア
セクール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂
、芳香族ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール
樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、ポリスルホン樹脂
等を挙げることができる。また、本発明で用いる高分子
材料の形状は特に限定されず、粉末、繊維、フィルム、
多孔膜、シート、塗膜、その他各種形状の成型物に適用
できる。
かかる高分子材料を処理するに用いる銅塩としては、硫
黄放出性化合物中の硫黄と反応して硫化銅を生成するも
のであればよく、例えば硫酸第2銅、塩化第2銅、硝酸
第2銅等が挙げられる。硫黄放出性化合物としては、還
元性を有する化合物が好ましく用いられ、例えばチオ硫
酸ナトリウム、酸性亜硫酸ナトリウム、ピロ亜硫酸ナト
リウム、硫化ナトリウム、硫化水素ナトリウム等が挙げ
られる。また、炭素数12以上の含窒素有機化合物の水
―性塩基性塩としては、例えばラウリルアミン塩酸塩、
ドデシルジメチルアミン塩酸塩、オクタデシルトリメチ
ルアンモニウムクロライド、ヘキサデシルトリメチルア
ンモニウムクロライド、テトラデシルトリメチルアンモ
ニウムクロライド、C,1,ベーシックブルー1、C,
1,ベーシックブルー3、C,I。
黄放出性化合物中の硫黄と反応して硫化銅を生成するも
のであればよく、例えば硫酸第2銅、塩化第2銅、硝酸
第2銅等が挙げられる。硫黄放出性化合物としては、還
元性を有する化合物が好ましく用いられ、例えばチオ硫
酸ナトリウム、酸性亜硫酸ナトリウム、ピロ亜硫酸ナト
リウム、硫化ナトリウム、硫化水素ナトリウム等が挙げ
られる。また、炭素数12以上の含窒素有機化合物の水
―性塩基性塩としては、例えばラウリルアミン塩酸塩、
ドデシルジメチルアミン塩酸塩、オクタデシルトリメチ
ルアンモニウムクロライド、ヘキサデシルトリメチルア
ンモニウムクロライド、テトラデシルトリメチルアンモ
ニウムクロライド、C,1,ベーシックブルー1、C,
1,ベーシックブルー3、C,I。
ベーシックブルー5、C01,ベーシックプルーフ、C
0I、ベーシックバイオレット1、C,1,ベーシック
グリーン4等が挙げられる。なお、C11,はカラーイ
ンデックス(Co1our Index )の略である
。
0I、ベーシックバイオレット1、C,1,ベーシック
グリーン4等が挙げられる。なお、C11,はカラーイ
ンデックス(Co1our Index )の略である
。
導電性高分子材料を製造するための本発明の方法は、銅
塩、硫黄放出性化合物及び炭素数12以上の含窒素有機
化合物の水溶性塩基性塩を含有する水溶液中に高分子材
料を浸漬し、これを湿熱処理する。
塩、硫黄放出性化合物及び炭素数12以上の含窒素有機
化合物の水溶性塩基性塩を含有する水溶液中に高分子材
料を浸漬し、これを湿熱処理する。
例えば硫酸第2銅0.2重量%、チオ硫酸ナトリウム0
.2重ft%及びオクタデシルトリメチルアンモニウム
クロライド0.002重景9を含有する25℃の水溶液
に透明なポリエステルフィルムを入れ、1℃/分の速度
で70’Cまで昇温すると、昇温過程で硫化銅が生成し
、これがポリエステルフィルムの表層内部にまで拡散し
て吸着され、導電層を形成し、透明な導電性を有するポ
リエステルフィルムが得られる。なお、ESCA(電子
分光法の一種)を用いて分析するとポリエステルフィル
ムの表面より約100mμの内部まで硫化銅が拡散して
導電層が形成されていることが確認された。
.2重ft%及びオクタデシルトリメチルアンモニウム
クロライド0.002重景9を含有する25℃の水溶液
に透明なポリエステルフィルムを入れ、1℃/分の速度
で70’Cまで昇温すると、昇温過程で硫化銅が生成し
、これがポリエステルフィルムの表層内部にまで拡散し
て吸着され、導電層を形成し、透明な導電性を有するポ
リエステルフィルムが得られる。なお、ESCA(電子
分光法の一種)を用いて分析するとポリエステルフィル
ムの表面より約100mμの内部まで硫化銅が拡散して
導電層が形成されていることが確認された。
例えばオクタデシルトリメチルアンモニウムクロライド
を併用しないで、銅塩と硫黄放出性化合物のみによる処
理を行なった場合には、ポリエステルフィルムの表層部
に硫化銅は形成されず導電性は付与されない。これと同
じような現象は他の高分子材料についても認めることが
でき、本発明は前記ポリエステル樹脂のみならず、他の
高分子材料についても同様に導電性を付与することがで
きる。
を併用しないで、銅塩と硫黄放出性化合物のみによる処
理を行なった場合には、ポリエステルフィルムの表層部
に硫化銅は形成されず導電性は付与されない。これと同
じような現象は他の高分子材料についても認めることが
でき、本発明は前記ポリエステル樹脂のみならず、他の
高分子材料についても同様に導電性を付与することがで
きる。
本発明によれば、処理液中の銅塩と硫黄放出性化合物と
が処理過程で反応して単分子状の硫化銅が生成し、引続
きこの硫化銅が炭素数12以上の含窒素有機化合物水溶
性塩基性塩のキャリヤー作用により、高分子材料の表層
部及び内部にまで拡散して固着され、硫化銅が形成し、
導電性が付与され、含窒素有機化合物が存在しない場合
或いは炭素数12未満のものではかかる効果は生じない
。
が処理過程で反応して単分子状の硫化銅が生成し、引続
きこの硫化銅が炭素数12以上の含窒素有機化合物水溶
性塩基性塩のキャリヤー作用により、高分子材料の表層
部及び内部にまで拡散して固着され、硫化銅が形成し、
導電性が付与され、含窒素有機化合物が存在しない場合
或いは炭素数12未満のものではかかる効果は生じない
。
銅塩と硫黄放出性化合物の使用濃度比は、銅塩に対する
硫黄放出性化合物の割合を等モル又は等モルより若干高
くした濃度とするのが好ましい。
硫黄放出性化合物の割合を等モル又は等モルより若干高
くした濃度とするのが好ましい。
また、含窒素有機化合物水溶性塩基性塩の使用濃度は硫
化銅を単分子状に微分散させ、高分子材料表層部への拡
散ならびに固着を容易にするための濃度であることが必
要であり、銅塩と硫黄放出性化合物の使用量の和の数%
の濃度で目的が達成される。
化銅を単分子状に微分散させ、高分子材料表層部への拡
散ならびに固着を容易にするための濃度であることが必
要であり、銅塩と硫黄放出性化合物の使用量の和の数%
の濃度で目的が達成される。
含窒素有機化合物水溶性塩基性塩の使用量が多すぎると
、硫化銅を含有するタール状物が生成し、硫化銅の微分
散が困難となり、高分子材料表層部への硫化銅の拡散が
抑制され、導電性は付与され難い。
、硫化銅を含有するタール状物が生成し、硫化銅の微分
散が困難となり、高分子材料表層部への硫化銅の拡散が
抑制され、導電性は付与され難い。
逆に使用量が少なすぎる場合は硫化銅の微分散化が困難
となり、導電性が付与されない。
となり、導電性が付与されない。
一方、高分子材料の処理時の温度条件も極めて重要であ
り、処理過程で生成する硫化銅を単分子又はこれに近い
微分散の状態でできるだけ長く持続させる温度に保たせ
ることが重要である。
り、処理過程で生成する硫化銅を単分子又はこれに近い
微分散の状態でできるだけ長く持続させる温度に保たせ
ることが重要である。
しかし、銅塩と硫黄放出性化合物の反応による硫化銅の
生成速度は温度が高くなるほど早(なるため、処理温度
を高くしすぎると、生成した硫化鋼は単分子分散状態か
ら凝集粗大粒子状態への転換が早く、高分子材料表層内
部への拡散可能時間は短くなり、導電層の形成は困難と
なる。
生成速度は温度が高くなるほど早(なるため、処理温度
を高くしすぎると、生成した硫化鋼は単分子分散状態か
ら凝集粗大粒子状態への転換が早く、高分子材料表層内
部への拡散可能時間は短くなり、導電層の形成は困難と
なる。
逆に処理温度を低くしすぎると、生成した単分子状態の
硫化銅の凝集速度はおそくなるが、分子運動の低下によ
り高分子材料表層内部への拡散性が抑制され、導電層の
形成が困難となる。
硫化銅の凝集速度はおそくなるが、分子運動の低下によ
り高分子材料表層内部への拡散性が抑制され、導電層の
形成が困難となる。
また、銅塩と硫黄放出性化合物との反応による硫化銅の
生成速度は銅塩と硫黄放出性化合物の種類により大きく
異なる。従りて、処理温度は使用する銅塩と硫黄放出性
化合物の種類及び高分子材料の種類により、それぞれ適
正な処理温度条件を設定する必要がある。
生成速度は銅塩と硫黄放出性化合物の種類により大きく
異なる。従りて、処理温度は使用する銅塩と硫黄放出性
化合物の種類及び高分子材料の種類により、それぞれ適
正な処理温度条件を設定する必要がある。
以下、実施例により本発明を更に詳しく説明する。
実施例1
次表に示す各種の高分子樹脂板ならびにフィルムをそれ
ぞれ硫酸第2銅(5I(,0)0.2重量%、チオ硫酸
ナトリウム(5H,0)0.2重量%及びヘキサデシル
トリメチルアンモニウムクロライド0.002重量%を
含有する25℃の水溶液に浸漬し、攪拌しながら10℃
/分の速度で70℃まで昇温し、引続き70℃で20分
間処理を行なった後、流水洗して乾燥し、板ならびにフ
ィルムの表層部に均一に硫化銅による茶緑色を呈した各
高分子樹脂板ならびにフィルムを得た。
ぞれ硫酸第2銅(5I(,0)0.2重量%、チオ硫酸
ナトリウム(5H,0)0.2重量%及びヘキサデシル
トリメチルアンモニウムクロライド0.002重量%を
含有する25℃の水溶液に浸漬し、攪拌しながら10℃
/分の速度で70℃まで昇温し、引続き70℃で20分
間処理を行なった後、流水洗して乾燥し、板ならびにフ
ィルムの表層部に均一に硫化銅による茶緑色を呈した各
高分子樹脂板ならびにフィルムを得た。
これら高分子樹脂板ならびにフィルムの表面電気抵抗を
測定し、その結果を次表に示した。
測定し、その結果を次表に示した。
これより、本発明により、供試高分子樹脂材料に対して
はいずれも102〜103Ω/口範囲内の優れた導電性
が付与されることが判る。
はいずれも102〜103Ω/口範囲内の優れた導電性
が付与されることが判る。
第 1 表
比較として本実施例で用いた各種の高分子樹脂板ならび
にフィルムをそれぞれ、硫酸第2銅(5H,O)0.2
重量%及びチオ硫酸ナトリウム(5H,O)0.2重量
%のみを含有する25℃の水溶液を用いて同様に処理し
たところ、いずれの高分子樹脂板ならびにフィルムにつ
いても硫化銅は形成されず、導電性は付与されなかった
。
にフィルムをそれぞれ、硫酸第2銅(5H,O)0.2
重量%及びチオ硫酸ナトリウム(5H,O)0.2重量
%のみを含有する25℃の水溶液を用いて同様に処理し
たところ、いずれの高分子樹脂板ならびにフィルムにつ
いても硫化銅は形成されず、導電性は付与されなかった
。
これより、含窒素有機化合物水溶性塩基性塩であるヘキ
サデシルトリメチルアンモニウムクロライドの併用効果
が極めて優れていることが判る。
サデシルトリメチルアンモニウムクロライドの併用効果
が極めて優れていることが判る。
実施例2
厚さ100fflμの透明ポリエチレンテレフタレート
フィルムを硫酸第2銅(5H,O)0.2重量%とチオ
硫酸ナトリウム(5H,O)0.2重量%と次表の化合
物0.002重量%を含有する25℃の水溶液に浸漬し
、攪拌しながら10℃/分の速度で70℃まで昇温し、
引続き70℃で20分間処理を行なった後、流水洗して
乾燥し、フィルム表層部が硫化銅による茶緑色を呈した
透明ポリエチレンテレフタレートフィルムを得た。
フィルムを硫酸第2銅(5H,O)0.2重量%とチオ
硫酸ナトリウム(5H,O)0.2重量%と次表の化合
物0.002重量%を含有する25℃の水溶液に浸漬し
、攪拌しながら10℃/分の速度で70℃まで昇温し、
引続き70℃で20分間処理を行なった後、流水洗して
乾燥し、フィルム表層部が硫化銅による茶緑色を呈した
透明ポリエチレンテレフタレートフィルムを得た。
このフィルムの表面電気抵抗ならびに光透過率(波長5
50mμ)を測定し、次表にその結果を示した。
50mμ)を測定し、次表にその結果を示した。
第 2 表
これより、本発明により優れた導電性と光透過性を有す
る透明導電ポリエチレンテレフタレートフィルムが得ら
れることが判る。
る透明導電ポリエチレンテレフタレートフィルムが得ら
れることが判る。
実施例3
ソルーナ(三菱レイヨン社製ポリエステル繊維)単繊維
デニール1.5dよりなる精練した平織物を硫酸第2銅
(5I(、O) 0.2重量%、チオ硫酸ナトリウム
(5H,O)0.2重量%及びヘキサデシルトリメチル
アンモニウムクロライド0.002重量%を含有する浴
比1:10の25℃の水溶液に浸漬し、1℃/分の速度
で85℃まで昇温した後、水洗、脱水、乾燥した結果、
茶緑色を呈した織物を得た。
デニール1.5dよりなる精練した平織物を硫酸第2銅
(5I(、O) 0.2重量%、チオ硫酸ナトリウム
(5H,O)0.2重量%及びヘキサデシルトリメチル
アンモニウムクロライド0.002重量%を含有する浴
比1:10の25℃の水溶液に浸漬し、1℃/分の速度
で85℃まで昇温した後、水洗、脱水、乾燥した結果、
茶緑色を呈した織物を得た。
この織物を構成するポリエステル繊維の切断面を顕微鏡
で観察した結果、茶緑色の硫化銅が繊維の表層内部まで
拡散し、存在していることを確認した。
で観察した結果、茶緑色の硫化銅が繊維の表層内部まで
拡散し、存在していることを確認した。
又、得られた織物の表面電気抵抗は2×10″Ω/口の
値を示し、優れた導電性を有していた、。
値を示し、優れた導電性を有していた、。
実施例4
厚さ3111のアクリライト(三菱レイヨン社製表面硬
化被膜含有メチルメタクリレート樹脂板)を塩化第2銅
(2H,0)O125重量%、チオ硫酸ナトリウム(5
H,0) 0.4重量%及びオクタデシルトリメチル
アンモニウムクロライド0.006重量%を含有する2
5℃の水溶液に浸漬し、攪拌しながら10℃/分の速度
で70℃まで昇温し、引続き70℃で20分間処理をお
こなった後、流水洗して乾燥し、樹脂板の両表層部に1
.6X10J’〜の硫化鋼からなる導電層が形成されて
なる樹脂板を得た。
化被膜含有メチルメタクリレート樹脂板)を塩化第2銅
(2H,0)O125重量%、チオ硫酸ナトリウム(5
H,0) 0.4重量%及びオクタデシルトリメチル
アンモニウムクロライド0.006重量%を含有する2
5℃の水溶液に浸漬し、攪拌しながら10℃/分の速度
で70℃まで昇温し、引続き70℃で20分間処理をお
こなった後、流水洗して乾燥し、樹脂板の両表層部に1
.6X10J’〜の硫化鋼からなる導電層が形成されて
なる樹脂板を得た。
得られた樹脂板の表面電気抵抗は2 X 10”Ω/口
であり、光透過率(波長550mμ)は65%であり、
優れた導電性と透明性を有していた。
であり、光透過率(波長550mμ)は65%であり、
優れた導電性と透明性を有していた。
本発明は、はとんど全ての高分子材料に低コストで導電
性を付与することを可能とするものであり、それぞれの
高分子材料の特徴が発揮できる各種の導電材料を安価に
提供することを可能にし、特に電子関連分野の発展に大
きく寄与しうるものである。
性を付与することを可能とするものであり、それぞれの
高分子材料の特徴が発揮できる各種の導電材料を安価に
提供することを可能にし、特に電子関連分野の発展に大
きく寄与しうるものである。
Claims (1)
- 銅塩、硫黄放出性化合物及び炭素数12以上の含窒素
有機化合物の水溶性塩基性塩を含有する水溶液中で高分
子材料を処理することを特徴とする導電性高分子材料の
製造法。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60155813A JPS6215235A (ja) | 1985-07-15 | 1985-07-15 | 導電性高分子材料の製造法 |
US06/884,145 US4784910A (en) | 1985-07-15 | 1986-07-10 | Method for giving electric conductivity to molded polymer article |
GB8617079A GB2179045B (en) | 1985-07-15 | 1986-07-14 | Method for giving electric conductivity to moulded polymer articles |
DE3623901A DE3623901A1 (de) | 1985-07-15 | 1986-07-15 | Verfahren zum elektrisch leitendmachen von polymerformkoerpern |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60155813A JPS6215235A (ja) | 1985-07-15 | 1985-07-15 | 導電性高分子材料の製造法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6215235A true JPS6215235A (ja) | 1987-01-23 |
JPH0211618B2 JPH0211618B2 (ja) | 1990-03-15 |
Family
ID=15614032
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60155813A Granted JPS6215235A (ja) | 1985-07-15 | 1985-07-15 | 導電性高分子材料の製造法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4784910A (ja) |
JP (1) | JPS6215235A (ja) |
DE (1) | DE3623901A1 (ja) |
GB (1) | GB2179045B (ja) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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