導電材料およびその製造方法
【課題】デジタルカメラや携帯電話などの電子デバイス、リチウムイオン電池のような２次電池などに用いられる軽量かつ低コストの導電材料の提供およびその形成方法を提供することにある。
【解決手段】硫黄と五フッ化アンチモンとを反応させて得られる化合物を含むことを特徴とする導電材料である。前記反応は０℃〜１００℃で行われることができる。また、硫黄と五フッ化アンチモンとを反応させることを特徴とする導電材料の製造方法である。前記反応は０℃〜１００℃で行うことができる。
【解決手段】硫黄と五フッ化アンチモンとを反応させて得られる化合物を含むことを特徴とする導電材料である。前記反応は０℃〜１００℃で行われることができる。また、硫黄と五フッ化アンチモンとを反応させることを特徴とする導電材料の製造方法である。前記反応は０℃〜１００℃で行うことができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電材料およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルカメラや携帯電話などの電子デバイス、リチウムイオン電池のような２次電池において、軽量化、薄膜化が進んでおり、それを目的とした電極や配線の軽量化、薄膜化および高屈曲性が求められている。
従来、電極、配線には金、銅、アルミニウム、リチウムのような金属が用いられてきた。しかしこれらの金属は密度が高い為、軽量化が難しく、また屈曲性が悪い為、屈曲を繰り返すと断線する課題が残っていた。これらの課題を克服する為にポリチオフェンやポリピロールのような導電性高分子の応用の試みがなされている（特許文献１、２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２１９６９７号公報
【特許文献２】特開２０００−１２３６５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、導電性高分子はコストが高いなどの課題があった。
本発明は上記事情を鑑みなされたものであり、その目的は、軽量かつ低コストの導電材料の提供およびその形成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
すなわち、本発明は、以下の［１］〜［４］を提供するものである。
［１］ 硫黄と五フッ化アンチモンとを反応させて得られる化合物を含むことを特徴とする導電材料。
［２］ 前記反応は０℃〜１００℃で行われる、［１］に記載の導電材料。
［３］ 硫黄と五フッ化アンチモンとを反応させることを特徴とする導電材料の製造方法。
［４］ 前記反応は０℃〜１００℃で行われる、［３］に記載の導電材料の製造方法。
【発明の効果】
【０００６】
本発明により、軽量かつ低コストの導電材料の提供およびその製造方法が提供される。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に本発明の実施形態を説明する。本発明の導電材料は、硫黄と五フッ化アンチモンとを反応させて得られることを特徴とする。
硫黄としては、特に限定されるものではないが、例えば、Ｓ８、Ｓ２、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ７、シクロＳ６を筆頭に、シクロＳ７、シクロＳ９、シクロＳ１０、シクロＳ１１、シクロＳ１２、シクロＳ１８、シクロＳ２０などを挙げることができる。
また、硫黄の形態としては、特に限定されるものではないが固体の硫黄が好適に用いられる。また、固体の硫黄の形状も特に限定されるものではなく、例えば、粒状、ペレット状、フィルム状などを挙げることができる。
粒状の硫黄は例えば乳鉢で粉砕することで得ることができる。
また、ペレット状の硫黄は、乳鉢で粉砕してその後錠剤成形器で錠剤化することで得ることができる。
また、フィルム状の硫黄は、真空下で基板に硫黄を昇華蒸着することで得ることができる。なお、前記基板としては例えば、ガラス、シリコン、アルミニウムや銅や金のような金属、ペットフィルムやアートンフィルムやポリカーボネートやアクリル樹脂のようなプラスチックが挙げられ、その表面上にアルミニウムや金のような導電性材料を蒸着やメッキで形成しておいてもよい。このうち安価で安定なガラス、シリコンが好ましい。
【０００８】
続いて、本発明の導電材料の製造方法について説明する。本発明の導電材料の製造方法は、硫黄と五フッ化アンチモンとを反応させることを特徴とする。得られた反応生成物としては、Ｓ４（Ｓｂ２Ｆ１１）２、Ｓ４（ＳｂＦ６）２などがあげられる。
硫黄と五フッ化アンチモンとを反応させる方法としては、例えば、基体上の硫黄に五フッ化アンチモンを供給し、反応させる方法が挙げられる。
五フッ化アンチモンの供給方法としては、例えば、五フッ化アンチモンを含む液状材料を基体上の硫黄に滴下して供給して反応させる方法（第一の方法）、五フッ化アンチモンを含む気体を基体上の硫黄に供給して反応させる方法（第二の方法）を挙げることができる。
【０００９】
上記第一の方法における、五フッ化アンチモンを含む液状材料の滴下量は、硫黄１ｍｏｌに対して五フッ化アンチモンが１ｍｏｌ〜１０００ｍｏｌであることが好ましく、１０ｍｏｌから１００ｍｏｌであることがより好ましい。また、反応温度は０℃から１００℃であることが好ましく、１０℃から３０℃であることがより好ましい。また、反応時間は８時間〜７２時間であることが好ましく、２４時間から４８時間であることがより好ましい。
また、反応終了後、必要に応じて過剰の五フッ化アンチモンを除去することができる。五フッ化アンチモンを除去する方法としては、例えば留去する方法が挙げられる。過剰の五フッ化アンチモンを留去する条件として、圧力は好ましくは常圧から０．１ｍｍＨｇであり、さらに好ましくは１ｍｍＨｇから５０ｍｍＨｇである。また、温度は好ましくは常温から１００℃であり、さらに好ましくは６０℃から８０℃である。
【００１０】
上記第二の方法における、五フッ化アンチモンを含む気体の供給方法は、例えば、バブラーに五フッ化アンチモンを入れ、不活性ガスでバブリングして五フッ化アンチモンを含む気体を供給する方法があげられる。反応時間としては１分から１時間であることが好ましく、３分から１０分であることがより好ましい。この不活性ガスとしては、窒素やヘリウムやアルゴンが挙げられる。
【００１１】
なお、基体上の硫黄は、上述したように粒状、ペレット状、フィルム状であってもよい。基体上の硫黄が粒状、ペレット状である場合には、導電性エポキシ樹脂などの固定化剤を用いることもできる。また、基体上の硫黄がフィルム状の場合には、真空下で基板に硫黄を昇華蒸着してもよい。
【実施例】
【００１２】
（実施例１）
１００ｍｇの硫黄を１０メノウの乳鉢で粉砕し、錠剤成型器を用いて直径１ｃｍの錠剤を得た。サンプル瓶にその錠剤を入れ、液体の五フッ化アンチモンを１ｇ加えた。錠剤はすぐに黒色を呈した。２４時間室温で反応させた後、３５ｍｍＨｇ、８０℃で過剰の五フッ化アンチモンを留去した。その錠剤の底部に導電性エポキシを塗り、導電性シリコン基板（ｎ型ドーピング基板）に固定化した。錠剤上部に導電性エポキシを用いて直径１ｍｍの円形の電極を形成した。２４時間状態調節を行った後に反応生成物を得た。得られた反応生成物の体積固有抵抗を測定したところ、１０００Ω・ｃｍであった。また、得られた反応生成物をＸ線回折により分析したところ、Ｓ４（Ｓｂ２Ｆ１１）２、Ｓ４（ＳｂＦ６）２が含まれていることを確認した。
【００１３】
（実施例２）
櫛形のアルミニウム電極をパターニングしたガラス基板に硫黄を１５０μｍの膜厚で昇華蒸着させた。その基板をガラスチューブに入れ、そのチューブの入り口を五フッ化アンチモンを入れたバブラーに繋げた。そのバブラーに室温下で窒素ガスを吹き込むことで気体の五フッ化アンチモンを上記基板に吹き込んだ。１０分程反応させ、その後窒素ガスのみを１０分ほど吹き込んで、反応生成物を得た。得られた反応生成物の体積固有抵抗を測定したところ５００Ω・ｃｍであった。また、得られた反応生成物をＸ線回折により分析したところ、Ｓ４（Ｓｂ２Ｆ１１）２、Ｓ４（ＳｂＦ６）２が含まれていることを確認した。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電材料およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルカメラや携帯電話などの電子デバイス、リチウムイオン電池のような２次電池において、軽量化、薄膜化が進んでおり、それを目的とした電極や配線の軽量化、薄膜化および高屈曲性が求められている。
従来、電極、配線には金、銅、アルミニウム、リチウムのような金属が用いられてきた。しかしこれらの金属は密度が高い為、軽量化が難しく、また屈曲性が悪い為、屈曲を繰り返すと断線する課題が残っていた。これらの課題を克服する為にポリチオフェンやポリピロールのような導電性高分子の応用の試みがなされている（特許文献１、２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２１９６９７号公報
【特許文献２】特開２０００−１２３６５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、導電性高分子はコストが高いなどの課題があった。
本発明は上記事情を鑑みなされたものであり、その目的は、軽量かつ低コストの導電材料の提供およびその形成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
すなわち、本発明は、以下の［１］〜［４］を提供するものである。
［１］ 硫黄と五フッ化アンチモンとを反応させて得られる化合物を含むことを特徴とする導電材料。
［２］ 前記反応は０℃〜１００℃で行われる、［１］に記載の導電材料。
［３］ 硫黄と五フッ化アンチモンとを反応させることを特徴とする導電材料の製造方法。
［４］ 前記反応は０℃〜１００℃で行われる、［３］に記載の導電材料の製造方法。
【発明の効果】
【０００６】
本発明により、軽量かつ低コストの導電材料の提供およびその製造方法が提供される。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に本発明の実施形態を説明する。本発明の導電材料は、硫黄と五フッ化アンチモンとを反応させて得られることを特徴とする。
硫黄としては、特に限定されるものではないが、例えば、Ｓ８、Ｓ２、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ７、シクロＳ６を筆頭に、シクロＳ７、シクロＳ９、シクロＳ１０、シクロＳ１１、シクロＳ１２、シクロＳ１８、シクロＳ２０などを挙げることができる。
また、硫黄の形態としては、特に限定されるものではないが固体の硫黄が好適に用いられる。また、固体の硫黄の形状も特に限定されるものではなく、例えば、粒状、ペレット状、フィルム状などを挙げることができる。
粒状の硫黄は例えば乳鉢で粉砕することで得ることができる。
また、ペレット状の硫黄は、乳鉢で粉砕してその後錠剤成形器で錠剤化することで得ることができる。
また、フィルム状の硫黄は、真空下で基板に硫黄を昇華蒸着することで得ることができる。なお、前記基板としては例えば、ガラス、シリコン、アルミニウムや銅や金のような金属、ペットフィルムやアートンフィルムやポリカーボネートやアクリル樹脂のようなプラスチックが挙げられ、その表面上にアルミニウムや金のような導電性材料を蒸着やメッキで形成しておいてもよい。このうち安価で安定なガラス、シリコンが好ましい。
【０００８】
続いて、本発明の導電材料の製造方法について説明する。本発明の導電材料の製造方法は、硫黄と五フッ化アンチモンとを反応させることを特徴とする。得られた反応生成物としては、Ｓ４（Ｓｂ２Ｆ１１）２、Ｓ４（ＳｂＦ６）２などがあげられる。
硫黄と五フッ化アンチモンとを反応させる方法としては、例えば、基体上の硫黄に五フッ化アンチモンを供給し、反応させる方法が挙げられる。
五フッ化アンチモンの供給方法としては、例えば、五フッ化アンチモンを含む液状材料を基体上の硫黄に滴下して供給して反応させる方法（第一の方法）、五フッ化アンチモンを含む気体を基体上の硫黄に供給して反応させる方法（第二の方法）を挙げることができる。
【０００９】
上記第一の方法における、五フッ化アンチモンを含む液状材料の滴下量は、硫黄１ｍｏｌに対して五フッ化アンチモンが１ｍｏｌ〜１０００ｍｏｌであることが好ましく、１０ｍｏｌから１００ｍｏｌであることがより好ましい。また、反応温度は０℃から１００℃であることが好ましく、１０℃から３０℃であることがより好ましい。また、反応時間は８時間〜７２時間であることが好ましく、２４時間から４８時間であることがより好ましい。
また、反応終了後、必要に応じて過剰の五フッ化アンチモンを除去することができる。五フッ化アンチモンを除去する方法としては、例えば留去する方法が挙げられる。過剰の五フッ化アンチモンを留去する条件として、圧力は好ましくは常圧から０．１ｍｍＨｇであり、さらに好ましくは１ｍｍＨｇから５０ｍｍＨｇである。また、温度は好ましくは常温から１００℃であり、さらに好ましくは６０℃から８０℃である。
【００１０】
上記第二の方法における、五フッ化アンチモンを含む気体の供給方法は、例えば、バブラーに五フッ化アンチモンを入れ、不活性ガスでバブリングして五フッ化アンチモンを含む気体を供給する方法があげられる。反応時間としては１分から１時間であることが好ましく、３分から１０分であることがより好ましい。この不活性ガスとしては、窒素やヘリウムやアルゴンが挙げられる。
【００１１】
なお、基体上の硫黄は、上述したように粒状、ペレット状、フィルム状であってもよい。基体上の硫黄が粒状、ペレット状である場合には、導電性エポキシ樹脂などの固定化剤を用いることもできる。また、基体上の硫黄がフィルム状の場合には、真空下で基板に硫黄を昇華蒸着してもよい。
【実施例】
【００１２】
（実施例１）
１００ｍｇの硫黄を１０メノウの乳鉢で粉砕し、錠剤成型器を用いて直径１ｃｍの錠剤を得た。サンプル瓶にその錠剤を入れ、液体の五フッ化アンチモンを１ｇ加えた。錠剤はすぐに黒色を呈した。２４時間室温で反応させた後、３５ｍｍＨｇ、８０℃で過剰の五フッ化アンチモンを留去した。その錠剤の底部に導電性エポキシを塗り、導電性シリコン基板（ｎ型ドーピング基板）に固定化した。錠剤上部に導電性エポキシを用いて直径１ｍｍの円形の電極を形成した。２４時間状態調節を行った後に反応生成物を得た。得られた反応生成物の体積固有抵抗を測定したところ、１０００Ω・ｃｍであった。また、得られた反応生成物をＸ線回折により分析したところ、Ｓ４（Ｓｂ２Ｆ１１）２、Ｓ４（ＳｂＦ６）２が含まれていることを確認した。
【００１３】
（実施例２）
櫛形のアルミニウム電極をパターニングしたガラス基板に硫黄を１５０μｍの膜厚で昇華蒸着させた。その基板をガラスチューブに入れ、そのチューブの入り口を五フッ化アンチモンを入れたバブラーに繋げた。そのバブラーに室温下で窒素ガスを吹き込むことで気体の五フッ化アンチモンを上記基板に吹き込んだ。１０分程反応させ、その後窒素ガスのみを１０分ほど吹き込んで、反応生成物を得た。得られた反応生成物の体積固有抵抗を測定したところ５００Ω・ｃｍであった。また、得られた反応生成物をＸ線回折により分析したところ、Ｓ４（Ｓｂ２Ｆ１１）２、Ｓ４（ＳｂＦ６）２が含まれていることを確認した。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
硫黄と五フッ化アンチモンとを反応させて得られる化合物を含むことを特徴とする導電材料。
【請求項２】
前記反応は０℃〜１００℃で行われる、請求項１に記載の導電材料。
【請求項３】
硫黄と五フッ化アンチモンとを反応させることを特徴とする導電材料の製造方法。
【請求項４】
前記反応は０℃〜１００℃で行われる、請求項３に記載の導電材料の製造方法。
【請求項１】
硫黄と五フッ化アンチモンとを反応させて得られる化合物を含むことを特徴とする導電材料。
【請求項２】
前記反応は０℃〜１００℃で行われる、請求項１に記載の導電材料。
【請求項３】
硫黄と五フッ化アンチモンとを反応させることを特徴とする導電材料の製造方法。
【請求項４】
前記反応は０℃〜１００℃で行われる、請求項３に記載の導電材料の製造方法。
【公開番号】特開２０１１−１０３２１７（Ｐ２０１１−１０３２１７Ａ）
【公開日】平成２３年５月２６日（２０１１．５．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２５７５３８（Ｐ２００９−２５７５３８）
【出願日】平成２１年１１月１０日（２００９．１１．１０）
【出願人】（０００００４１７８）ＪＳＲ株式会社 (3,320)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月２６日（２０１１．５．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月１０日（２００９．１１．１０）
【出願人】（０００００４１７８）ＪＳＲ株式会社 (3,320)
【Ｆターム（参考）】
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