JP5637544B2 - Solid electrolytic capacitor - Google Patents

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本発明は、導電性高分子用ドーパント溶液、そのドーパントと酸化剤とを含む酸化剤兼ドーパント溶液、その酸化剤兼ドーパント溶液を用いて合成される導電性高分子を含む導電性組成物および上記導電性組成物を固体電解質として用いた固体電解コンデンサに関するものである。   The present invention relates to a conductive polymer dopant solution, an oxidizing agent / dopant solution containing the dopant and an oxidizing agent, a conductive composition containing a conductive polymer synthesized using the oxidizing agent / dopant solution, and the above The present invention relates to a solid electrolytic capacitor using a conductive composition as a solid electrolyte.

導電性高分子を固体電解質として用いた固体電解コンデンサは、二酸化マンガンを固体電解質として用いた従来の固体電解コンデンサに比べて、ESR(等価直列抵抗)が低く、信頼性が高いなど、種々の特性が優れていることから、急速な勢いで市場が拡大している。   Solid electrolytic capacitors using conductive polymer as solid electrolyte have various characteristics such as low ESR (equivalent series resistance) and high reliability compared to conventional solid electrolytic capacitors using manganese dioxide as solid electrolyte. The market is expanding at a rapid pace.

上記導電性高分子の製造は、一般に、化学酸化重合法で行われており、例えば、酸化剤兼ドーパントとしてパラトルエンスルホン酸鉄などの有機スルホン酸の遷移金属塩を用い、チオフェンまたはその誘導体などのモノマーを重合させることによって行われている(特許文献1〜2)。   The conductive polymer is generally produced by a chemical oxidative polymerization method. For example, a transition metal salt of an organic sulfonic acid such as iron paratoluenesulfonate is used as an oxidizing agent and a dopant, and thiophene or a derivative thereof. It is performed by polymerizing the monomer (patent documents 1 and 2).

しかしながら、それらの方法は、大量生産に向いているものの、酸化剤として用いた遷移金属が導電性高分子内に残るという問題があった。そこで、遷移金属を取り除くため、洗浄工程を入れたとしても、遷移金属は完全に取り除きにくいという性質があり、遷移金属が導電性高分子中に残った場合の遷移金属の導電性高分子に与える影響や、それを固体電解質として用いた固体電解コンデンサへの影響を払拭し、導電性高分子の安定性や固体電解コンデンサの長期信頼性をより一層高めたいという要望があった。そのため、酸化剤として遷移金属塩以外のもの、例えば、過酸化物を酸化剤として用いることが提案されているが、チオフェンまたはその誘導体をモノマーとして用いた場合は、遷移金属塩に比べて反応効率が非常に悪かったり、得られた導電性高分子の導電率が非常に悪いという問題があった。   However, although these methods are suitable for mass production, there is a problem that the transition metal used as the oxidizing agent remains in the conductive polymer. Therefore, even if a washing process is performed to remove the transition metal, the transition metal has a property that it is difficult to remove completely, and it is given to the conductive polymer of the transition metal when the transition metal remains in the conductive polymer. There has been a demand for further improving the stability of the conductive polymer and the long-term reliability of the solid electrolytic capacitor by wiping out the influence and the influence on the solid electrolytic capacitor using it as a solid electrolyte. Therefore, it has been proposed to use a peroxide other than a transition metal salt as an oxidizing agent, for example, peroxide as an oxidizing agent. However, when thiophene or a derivative thereof is used as a monomer, the reaction efficiency is higher than that of a transition metal salt. There is a problem that the conductivity of the obtained conductive polymer is very bad.

そこで、OH基を含有するベンゼン骨格スルホン酸またはナフタレン骨格スルホン酸のアルキルアミン塩またはイミダゾール塩をドーパントとして用いることによって、反応効率を向上させることが提案されている(特許文献3)。   Therefore, it has been proposed to improve the reaction efficiency by using, as a dopant, an alkylamine salt or imidazole salt of a benzene skeleton sulfonic acid or naphthalene skeleton sulfonic acid containing an OH group (Patent Document 3).

上記の方法によれば、それ以前の技術に比べて、導電性高分子合成時の反応効率が向上し、得られた導電性高分子の導電率も向上するものの、それでも充分とは言えなかった。   According to the above method, the reaction efficiency at the time of synthesizing the conductive polymer is improved and the conductivity of the obtained conductive polymer is improved as compared with the previous technique, but it is still not sufficient. .

特開平10−50558号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-50558 特開2000−106331号公報JP 2000-106331 A 国際公開第2006−085601号公報International Publication No. 2006-085601

本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決し、導電率が高い導電性組成物を高反応効率で提供することができる酸化剤兼ドーパント溶液、上記酸化剤兼ドーパント溶液を構成するためのドーパント溶液を提供するとともに、その酸化剤兼ドーパント溶液を用いることによって導電性の高い導電性高分子を含む導電性組成物を提供し、その導電性組成物を固体電解質として用いることによって長期信頼性の高い固体電解コンデンサを提供することを目的とする。   The present invention solves the problems of the prior art as described above, and constitutes an oxidizing agent / dopant solution capable of providing a conductive composition having high conductivity with high reaction efficiency, and the oxidizing agent / dopant solution. And a conductive composition containing a conductive polymer with high conductivity by using the oxidant / dopant solution, and using the conductive composition as a solid electrolyte for a long time. An object is to provide a solid electrolytic capacitor with high reliability.

本発明者は、上記課題を解決するため鋭意研究を重ねた結果、ナフタレントリスルホン酸のアルキルアミン塩またはイミダゾール塩から選ばれる少なくとも1種をドーパントとし、そのドーパントを構成する有機塩と過硫酸有機塩との混合物を酸化剤兼ドーパントとして、チオフェンまたはその誘導体、ピロールまたはその誘導体、アニリンまたはその誘導体などの複素環状構造のモノマーを重合させるときは、導電率が高い導電性高分子を含む導電性組成物を高反応効率で得ることができ、また、その導電性組成物を固体電解質として用いることによって長期信頼性の高い固体電解コンデンサを構成することができ、上記課題を解決できることを見出した。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor made at least one selected from alkylamine salts or imidazole salts of naphthalene trisulfonic acid as a dopant, and an organic salt and a persulfate organic compound constituting the dopant. When polymerizing a heterocyclic monomer such as thiophene or its derivative, pyrrole or its derivative, aniline or its derivative, using a mixture with a salt as an oxidant and dopant, conductivity including a conductive polymer with high conductivity It has been found that a composition can be obtained with high reaction efficiency, and a solid electrolytic capacitor with high long-term reliability can be constituted by using the conductive composition as a solid electrolyte, thereby solving the above problems.

すなわち、本発明は、ナフタレントリスルホン酸のアルキルアミン塩またはイミダゾール塩から選ばれる少なくとも1種が40質量%以上の濃度で溶解していることを特徴とする導電性高分子用ドーパント溶液に関するものである。   That is, the present invention relates to a dopant solution for a conductive polymer, wherein at least one selected from alkylamine salts or imidazole salts of naphthalene trisulfonic acid is dissolved at a concentration of 40% by mass or more. is there.

また、本発明は、ナフタレントリスルホン酸のアルキルアミン塩またはイミダゾール塩と過硫酸有機塩との質量比が1:0.1〜1:1.5の混合物である酸化剤兼ドーパントが溶解していることを特徴とする導電性高分子用酸化剤兼ドーパント溶液に関するものである。   In the present invention, an oxidizer and dopant, which is a mixture of an alkylamine salt or imidazole salt of naphthalene trisulfonic acid and a persulfuric acid organic salt having a mass ratio of 1: 0.1 to 1: 1.5, is dissolved. The present invention relates to an oxidizing agent / dopant solution for a conductive polymer.

さらに、本発明は、ナフタレントリスルホン酸のアルキルアミン塩またはイミダゾール塩から選ばれる少なくとも1種と過硫酸有機塩との質量比が1:0.1〜1:1.5の混合物を酸化剤兼ドーパントとして、チオフェンまたはその誘導体、ピロールまたはその誘導体およびアニリンまたはその誘導体よりなる群から選ばれる少なくとも1種を重合させて得られた導電性組成物に関するものである。   Furthermore, the present invention provides a mixture in which the mass ratio of at least one selected from alkylamine salts or imidazole salts of naphthalene trisulfonic acid and persulfuric acid organic salt is 1: 0.1 to 1: 1.5. The present invention relates to a conductive composition obtained by polymerizing at least one selected from the group consisting of thiophene or a derivative thereof, pyrrole or a derivative thereof, and aniline or a derivative thereof as a dopant.

加えて、本発明は、ナフタレントリスルホン酸のアルキルアミン塩またはイミダゾール塩から選ばれる少なくとも1種と過硫酸有機塩との質量比が1:0.1〜1:1.5の混合物を酸化剤兼ドーパントとして、チオフェンまたはその誘導体、ピロールまたはその誘導体およびアニリンまたはその誘導体よりなる群から選ばれる少なくとも1種を重合させて得られた導電性組成物を固体電解質として用いて構成したことを特徴とする固体電解コンデンサに関するものである。   In addition, the present invention provides a mixture in which the mass ratio of at least one selected from alkylamine salts or imidazole salts of naphthalene trisulfonic acid and a persulfuric acid organic salt is 1: 0.1 to 1: 1.5 as an oxidizing agent. A conductive composition obtained by polymerizing at least one selected from the group consisting of thiophene or a derivative thereof, pyrrole or a derivative thereof and aniline or a derivative thereof as a solid dopant is used as a solid electrolyte. The present invention relates to a solid electrolytic capacitor.

本発明の導電性組成物は、その主成分が上記特定の酸化剤兼ドーパントの酸化剤部分の酸化作用により酸化重合し、そのドーパントを取り込んで導電性を有するようになったチオフェンまたはその誘導体、ピロールまたはその誘導体およびアニリンまたはその誘導体よりなる群から選ばれる少なくとも1種の重合体(ポリマー)で構成されているが、本発明において、導電性高分子とせず、導電性組成物としているのは、上記酸化剤兼ドーパントが金属塩を含んでいないので、未反応分や反応残渣が若干含まれていても、それらが上記ドーパントを取り込んで重合したチオフェンまたはその誘導体、ピロールまたはその誘導体およびアニリンまたはその誘導体よりなる群から選ばれる少なくとも1種のモノマーの重合体に悪影響を及ぼすことなく、導電性高分子とほぼ同様の特性を有し、導電性高分子とほぼ同様の用途に使用できるので、精製してそれらの未反応分や反応残渣を除去することなく、それらを含んだままで構成されていてもよいという意味である。つまり、本発明の導電性組成物とは、その主成分となる導電性高分子(上記特定のドーパントを取り込んで重合したチオフェンまたはその誘導体、ピロールまたはその誘導体およびアニリンまたはその誘導体よりなる群から選ばれる少なくとも1種の重合体)のみで構成されているもののみならず、その導電性高分子と共に上記の未反応分や反応残渣を若干含んで構成されているものも含む概念である。   The conductive composition of the present invention is a thiophene or derivative thereof whose main component is oxidatively polymerized by the oxidizing action of the oxidant part of the specific oxidant / dopant, and has conductivity by incorporating the dopant. It is composed of at least one polymer (polymer) selected from the group consisting of pyrrole or a derivative thereof and aniline or a derivative thereof. In the present invention, a conductive composition is not used as a conductive polymer. In addition, since the oxidizing agent / dopant does not contain a metal salt, thiophene or a derivative thereof, pyrrole or a derivative thereof, and aniline or a polymer obtained by incorporating the dopant, even if some unreacted components or reaction residues are contained. Adversely affecting the polymer of at least one monomer selected from the group consisting of derivatives thereof; In addition, they have almost the same characteristics as conductive polymers and can be used for almost the same applications as conductive polymers, so they can be included without purification and removal of their unreacted components and reaction residues. It means that it may be configured. That is, the conductive composition of the present invention is selected from the group consisting of a conductive polymer as a main component (thiophene or a derivative thereof, pyrrole or a derivative thereof, and aniline or a derivative thereof polymerized by incorporating the above-mentioned specific dopant). It is a concept including not only those composed only of at least one kind of polymer), but also those composed of some of the above-mentioned unreacted components and reaction residues together with the conductive polymer.

本発明によれば、導電率が高い導電性組成物を高反応効率で提供することができ、また、その導電性組成物を固体電解質として用いて長期信頼性の高い固体電解コンデンサを提供することができる。また、本発明の酸化剤兼ドーパント溶液によれば、上記本発明の導電性組成物を高反応効率で提供することができ、本発明のドーパント溶液によれば、上記本発明の酸化剤兼ドーパント溶液を構成することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a conductive composition having high conductivity with high reaction efficiency, and to provide a solid electrolytic capacitor with high long-term reliability using the conductive composition as a solid electrolyte. Can do. In addition, according to the oxidizing agent / dopant solution of the present invention, the conductive composition of the present invention can be provided with high reaction efficiency. According to the dopant solution of the present invention, the oxidizing agent / dopant of the present invention. A solution can be constructed.

すなわち、本発明では、導電性組成物を得るにあたって、その酸化剤兼ドーパントとしてナフタレントリスルホン酸のアルキルアミン塩またはイミダゾール塩と過硫酸有機塩との特定比率の混合物を用いていて、酸化剤兼ドーパント中に導電性高分子の劣化を加速させる原因となる金属塩を含まず、また、用いる酸化剤兼ドーパントの溶解度が高く、高濃度の酸化剤兼ドーパントの存在下でチオフェンまたはその誘導体、ピロールまたはその誘導体およびアニリンまたはその誘導体よりなる群から選ばれる少なくとも1種のモノマーの重合を行うことができるので、それらのモノマーを効率よく重合させることができ、したがって、導電率が高い導電性組成物を高反応効率で提供することができる。また、本発明の導電性組成物は、導電率が高く、かつ貯蔵による導電率の低下が少ないので、その導電性組成物を固体電解質として用いることによって、従来より長期信頼性の高い固体電解コンデンサを提供することができる。   That is, in the present invention, when obtaining a conductive composition, a mixture of a specific ratio of an alkylamine salt or imidazole salt of naphthalene trisulfonic acid and a persulfuric acid organic salt is used as an oxidizing agent and a dopant. The dopant does not contain a metal salt that causes the deterioration of the conductive polymer, and the oxidant / dopant used has high solubility, and thiophene or its derivative, pyrrole in the presence of a high concentration of oxidant / dopant. Alternatively, since at least one monomer selected from the group consisting of a derivative thereof and aniline or a derivative thereof can be polymerized, the monomers can be efficiently polymerized, and thus a conductive composition having a high conductivity. Can be provided with high reaction efficiency. In addition, since the conductive composition of the present invention has high conductivity and little decrease in conductivity due to storage, a solid electrolytic capacitor having higher long-term reliability than before can be obtained by using the conductive composition as a solid electrolyte. Can be provided.

本発明の導電性組成物は、導電率が高く、かつ金属塩を含まないので、従来の導電性組成物に見られたような金属塩による急速な劣化が生じないことから、主として、固体電解コンデンサの固体電解質に用いられるが、それ以外にも、それらの特性を生かして、例えば、帯電防止シート、帯電防止塗料、帯電防止樹脂などの帯電防止剤、耐腐食用塗料の耐腐食剤などに好適に用いることができる。   Since the conductive composition of the present invention has high conductivity and does not contain a metal salt, it does not cause rapid deterioration due to the metal salt as found in conventional conductive compositions. It is used for the solid electrolyte of capacitors, but in addition to these characteristics, it can be used for antistatic agents such as antistatic sheets, antistatic paints, antistatic resins, and anticorrosives for anticorrosion paints. It can be used suitably.

本発明の導電性高分子用ドーパント溶液は、本発明の導電性高分子用酸化剤兼ドーパント溶液を構成するためのものであり、その成分として、ナフタレントリスルホン酸のアルキルアミン塩またはイミダゾール塩から選ばれる少なくとも1種を用いる。   The conductive polymer dopant solution of the present invention is for constituting the conductive polymer oxidant / dopant solution of the present invention, and as its component, an alkylamine salt or imidazole salt of naphthalene trisulfonic acid. At least one selected is used.

本発明において用いるナフタレントリスルホン酸としては、例えば、1,3,6−ナフタレントリスルホン酸、1,3,8−ナフタレントリスルホン酸、1,4,8−ナフタレントリスルホン酸などが挙げられる。そして、そのナフタレントリスルホン酸のアルキルアミン塩を構成するアルキルアミンとしては、炭素数が1〜12のアルキル基を有するものが好ましく、その好適な具体例としては、例えば、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、オクチルアミン、ドデシルアミン、3−エトキシプロピルアミン、3−(2−エチルヘキシルオキシ)プロピルアミンなどが挙げられる。   Examples of naphthalene trisulfonic acid used in the present invention include 1,3,6-naphthalene trisulfonic acid, 1,3,8-naphthalene trisulfonic acid, 1,4,8-naphthalene trisulfonic acid, and the like. And as an alkylamine which comprises the alkylamine salt of the naphthalene trisulfonic acid, what has a C1-C12 alkyl group is preferable, As a suitable specific example, a methylamine, an ethylamine, propyl, for example is mentioned. Examples include amine, butylamine, octylamine, dodecylamine, 3-ethoxypropylamine, and 3- (2-ethylhexyloxy) propylamine.

また、ナフタレントリスルホン酸のイミダゾール塩を構成するイミダゾールとしては、イミダゾールそのものやイミダゾール環上の水素原子の一部が、炭素数1〜20のアルキル基またはフェニル基で置換されているものが好ましい。すなわち、本発明でいう「ナフタレントリスルホン酸のイミダゾール塩」とは、ナフタレントリスルホン酸とイミダゾールとで構成される塩のみならず、ナフタレントリスルホン酸とイミダゾール誘導体(例えば、上記、イミダゾール環上の水素原子の一部がアルキル基やフェニル基で置換されたイミダゾール誘導体)とで構成される塩も含む概念である。   Moreover, as imidazole which comprises the imidazole salt of naphthalene trisulfonic acid, what substituted a part of hydrogen atom on imidazole itself or an imidazole ring with a C1-C20 alkyl group or a phenyl group is preferable. That is, the “imidazole salt of naphthalene trisulfonic acid” referred to in the present invention is not only a salt composed of naphthalene trisulfonic acid and imidazole, but also naphthalene trisulfonic acid and an imidazole derivative (for example, the above-mentioned on the imidazole ring). It is also a concept including a salt composed of an imidazole derivative in which a part of hydrogen atoms is substituted with an alkyl group or a phenyl group.

上記ナフタレントリスルホン酸のイミダゾール塩を構成するイミダゾールが、炭素数1〜20のアルキル基またはフェニル基で置換されている場合には、安価に製造でき生産性が良好な点で、イミダゾール環の2位または4位が置換されていることが好ましい。   When the imidazole constituting the imidazole salt of naphthalene trisulfonic acid is substituted with an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or a phenyl group, the imidazole ring can be produced at low cost and has good productivity. It is preferred that the position or the 4-position is substituted.

上記ナフタレントリスルホン酸のイミダゾール塩を構成するイミダゾールの好適な具体例としては、例えば、イミダゾール、1−メチルイミダゾール、2−メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾール、2−ブチルイミダゾール、2−ウンデシルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、4−メチルイミダゾール、4−ウンデシルイミダゾール、4−フェニルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、1,2−ジメチルイミダゾールなどが挙げられ、特にイミダゾール、2−メチルイミダゾール、4−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾールが好ましい。   Preferred examples of imidazole constituting the imidazole salt of naphthalene trisulfonic acid include, for example, imidazole, 1-methylimidazole, 2-methylimidazole, 2-ethylimidazole, 2-butylimidazole, 2-undecylimidazole, Examples include 2-phenylimidazole, 4-methylimidazole, 4-undecylimidazole, 4-phenylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 1,2-dimethylimidazole, and the like. Particularly, imidazole, 2-methylimidazole, 4 -Methylimidazole and 2-ethyl-4-methylimidazole are preferred.

上記ドーパント溶液の溶媒としては、通常、水でよいが、エタノールなどの水親和性の有機溶媒を50体積%程度以下含んだ水性液でもよい。   The solvent for the dopant solution is usually water, but may be an aqueous solution containing about 50% by volume or less of a water-compatible organic solvent such as ethanol.

上記ナフタレントリスルホン酸のアルキルアミン塩またはイミダゾール塩から選ばれる少なくとも1種の、ドーパント溶液中の濃度としては、40質量%以上であり、70質量%以上であることが好ましい。このような高濃度のドーパント溶液であれば、上記導電性が優れた導電性組成物を高反応効率で生成できる高濃度の酸化剤兼ドーパント溶液(詳しくは後述する)を構成することができる。なお、ナフタレントリスルホン酸のアルキルアミン塩またはイミダゾール塩から選ばれる少なくとも1種の、ドーパント溶液中の濃度の上限は、例えば、95質量%であることが好ましい。   The concentration in the dopant solution of at least one selected from the alkylamine salt or imidazole salt of naphthalene trisulfonic acid is 40% by mass or more, and preferably 70% by mass or more. Such a high-concentration dopant solution can constitute a high-concentration oxidant / dopant solution (described in detail later) that can produce the conductive composition having excellent conductivity with high reaction efficiency. In addition, it is preferable that the upper limit of the density | concentration in the dopant solution of at least 1 sort (s) chosen from the alkylamine salt or imidazole salt of naphthalene trisulfonic acid is 95 mass%, for example.

上記ドーパント溶液のpHは、1以上であることが好ましく、4以上であることがより好ましい。アルミニウム固体電解コンデンサに用いる導電性組成物の生成の際には、酸化剤兼ドーパント溶液のpHを1以上にして、アルミニウム固体電解コンデンサに係るコンデンサ素子の誘電体層の破壊を抑制することが好ましいが(詳しくは後述する)、ドーパント溶液のpHを1以上とすることで、アルミニウム固体電解コンデンサ用の導電性組成物の生成にも好適な酸化剤兼ドーパント溶液を容易に提供できるようになる。そして、このドーパント溶液のpHは、10以下であることが好ましく、8以下であることがより好ましい。   The pH of the dopant solution is preferably 1 or more, and more preferably 4 or more. When producing a conductive composition for use in an aluminum solid electrolytic capacitor, it is preferable to set the pH of the oxidizer / dopant solution to 1 or higher to suppress the breakdown of the dielectric layer of the capacitor element related to the aluminum solid electrolytic capacitor. However, by setting the pH of the dopant solution to 1 or more (details will be described later), it becomes possible to easily provide an oxidizing agent / dopant solution suitable for the production of a conductive composition for an aluminum solid electrolytic capacitor. And the pH of this dopant solution is preferably 10 or less, and more preferably 8 or less.

また、上記ドーパント溶液には乳化剤を添加しておくことが好ましい。これは、乳化剤を添加しておくことによって、チオフェンまたはその誘導体、ピロールまたはその誘導体およびアニリンまたはその誘導体よりなる群から選ばれる少なくとも1種の重合反応をより均一に進行させることができる酸化剤兼ドーパント溶液を構成できるからである。上記乳化剤としては、種々のものを用いることができるが、特にアルキルアミンオキサイドが好ましい。このアルキルアミンオキサイドは、たとえ導電性組成物中に残ったとしても、導電性組成物の導電率を大きく低下させたり、その導電性組成物を固体電解コンデンサの固体電解質として用いた場合に、該コンデンサの機能を著しく低下させるようなことはない。そして、上記アルキルアミンオキサイドにおけるアルキル基は炭素数が1〜20のものが好ましい。また、上記モノマーの重合反応が進行すると、それに伴って反応系のpHが低下するが、上記アルキルアミンオキサイドはそのようなpHの低下を抑制する作用も有している。   Moreover, it is preferable to add an emulsifier to the dopant solution. This is because, by adding an emulsifier, at least one polymerization reaction selected from the group consisting of thiophene or a derivative thereof, pyrrole or a derivative thereof, and aniline or a derivative thereof can proceed more uniformly. It is because a dopant solution can be comprised. Various emulsifiers can be used, and alkylamine oxide is particularly preferable. Even when the alkylamine oxide remains in the conductive composition, the conductivity of the conductive composition is greatly reduced, or when the conductive composition is used as a solid electrolyte of a solid electrolytic capacitor, There is no significant deterioration in the function of the capacitor. The alkyl group in the alkylamine oxide preferably has 1 to 20 carbon atoms. Further, when the polymerization reaction of the monomer proceeds, the pH of the reaction system decreases accordingly, and the alkylamine oxide also has an action of suppressing such a decrease in pH.

本発明の導電性高分子用酸化剤兼ドーパント溶液は、ナフタレントリスルホン酸のアルキルアミン塩またはイミダゾール塩と過硫酸有機塩との特定比率の混合物である酸化剤兼ドーパントが溶解しているものである。   The oxidant / dopant solution for a conductive polymer of the present invention is a solution in which an oxidant / dopant which is a mixture of an alkylamine salt or imidazole salt of naphthalene trisulfonic acid and a persulfate organic salt is dissolved. is there.

上記酸化剤兼ドーパント溶液に係るナフタレントリスルホン酸のアルキルアミン塩またはイミダゾール塩や、溶媒は、上記ドーパント溶液の場合と同じものが適用できる。   The same thing as the case of the said dopant solution is applicable to the alkylamine salt or imidazole salt of naphthalene trisulfonic acid which concerns on the said oxidizing agent and dopant solution, and a solvent.

また、酸化剤兼ドーパント溶液に係る過硫酸有機塩としては、例えば、過硫酸アンモニウム、過硫酸アルキルアミン塩、過硫酸イミダゾール塩などが挙げられる。そして、そのアルキルアミン塩やイミダゾール塩に関しては、上記ナフタレントリスルホン酸のアルキルアミン塩やイミダゾール塩に関して説明したものと同様のものが好ましい。   Examples of the persulfuric acid organic salt related to the oxidizing agent / dopant solution include ammonium persulfate, alkyl persulfate alkylamine salts, and persulfate imidazole salts. And about the alkylamine salt and imidazole salt, the thing similar to what was demonstrated regarding the alkylamine salt and imidazole salt of the said naphthalene trisulfonic acid is preferable.

上記酸化剤兼ドーパント溶液におけるナフタレントリスルホン酸のアルキルアミン塩またはイミダゾール塩から選ばれる少なくとも1種と過硫酸有機塩との混合比率としては、質量比で、1:0.1〜1:1.5である。つまり、質量比で、ナフタレントリスルホン酸のアルキルアミン塩またはイミダゾール塩が1に対して、過硫酸有機塩が0.1以上、1.5以下であり、0.2以上、0.8以下が好ましい。過硫酸有機塩の混合比率が、上記比率より多い場合には、ナフタレントリスルホン酸のアルキルアミン塩またはイミダゾール塩の比率が少なくなるため、ドーパントとして硫酸イオンが多くなってしまい、得られる導電性組成物の導電率が低くなって、耐熱性も悪くなる傾向がある。また、過硫酸有機塩の混合比率が、上記比率より少ない場合は、高分子が得られにくくなる傾向がある。   The mixing ratio of at least one selected from the alkylamine salt or imidazole salt of naphthalene trisulfonic acid and the persulfuric acid organic salt in the oxidant / dopant solution is 1: 0.1 to 1: 1. 5. That is, by mass ratio, the alkylamine salt or imidazole salt of naphthalene trisulfonic acid is 0.1, the persulfuric acid organic salt is 0.1 or more and 1.5 or less, and 0.2 or more and 0.8 or less. preferable. When the mixing ratio of the persulfuric acid organic salt is higher than the above ratio, the ratio of the alkylamine salt or imidazole salt of naphthalene trisulfonic acid is decreased, so that sulfate ions are increased as a dopant, and the resulting conductive composition is obtained. There is a tendency that the electrical conductivity of the object is lowered and the heat resistance is also deteriorated. Moreover, when the mixing ratio of the persulfuric acid organic salt is less than the above ratio, it tends to be difficult to obtain a polymer.

本発明において、酸化剤兼ドーパントとして用いる上記ナフタレントリスルホン酸のアルキルアミン塩またはイミダゾール塩から選ばれる少なくとも1種と過硫酸有機塩との混合物中の有機スルホン酸のアルキルアミン塩またはイミダゾール塩は、主として、ドーパントとしての役割を果たし、過硫酸有機塩は、主として、酸化剤としての役割を果たしているが、それらにおけるナフタレントリスルホン酸、過硫酸有機塩とも、有機塩を用いていて、金属塩を含まないので、従来の導電性高分子に見られたような金属塩による導電性高分子の急速な劣化が生じない。そして、上記ナフタレントリスルホン酸を要件としているのは、ドーパントとして機能するためには少なくとも1つのスルホン基が必要であり、また、重合反応を促進させるためにはその他のスルホン基が必要であるからであり、さらに、スルホン基が多くあることによって、電子吸引性が強くなり、それによって、導電性組成物の導電率が向上するものと考えられるからである。スルホン基がそのような作用をする理由については、現在のところ必ずしも明確ではないが、スルホン基のプロトンが重合反応を速やかに進行させ、かつドーパントとしてポリマー中に取り込まれやすくするためではないかと考えられる。また、水溶性を高めるスルホン基を複数個含むことによって、高濃度化が可能になったと考えられる。さらに、ナフタレントリスルホン酸を用いるのは、ナフタレン骨格を有することによって、得られる導電性組成物の耐熱性を高めることができるからである。   In the present invention, an alkylamine salt or imidazole salt of an organic sulfonic acid in a mixture of at least one selected from the alkylamine salt or imidazole salt of naphthalene trisulfonic acid used as an oxidizing agent and a dopant, and a persulfuric acid organic salt, It mainly plays a role as a dopant, and persulfate organic salt mainly plays a role as an oxidizing agent, but both naphthalene trisulfonic acid and persulfate organic salt in these use organic salts, Since they are not included, rapid deterioration of the conductive polymer due to the metal salt as found in conventional conductive polymers does not occur. The above naphthalene trisulfonic acid is a requirement because at least one sulfone group is necessary to function as a dopant, and another sulfone group is necessary to promote the polymerization reaction. In addition, it is considered that the presence of a large number of sulfone groups enhances the electron withdrawing property, thereby improving the conductivity of the conductive composition. The reason why the sulfone group has such an effect is not necessarily clear at present, but it is thought that the proton of the sulfone group may cause the polymerization reaction to proceed rapidly and be easily incorporated into the polymer as a dopant. It is done. In addition, it is considered that the concentration can be increased by including a plurality of sulfone groups that enhance water solubility. Furthermore, naphthalene trisulfonic acid is used because the heat resistance of the conductive composition obtained can be increased by having a naphthalene skeleton.

本発明の酸化剤兼ドーパント溶液は、例えば、上記ナフタレントリスルホン酸のアルキルアミンとしてブチルアミンを例に挙げ、過硫酸有機塩として過硫酸アンモニウムを例に挙げて説明すると、例えば、次のようにして得ることができる。まず、ナフタレントリスルホン酸の水溶液にブチルアミンを添加し、pHを調整することによって、ナフタレントリスルホン酸ブチルアミン水溶液(すなわち、本発明の導電性高分子用ドーパント溶液)を得ることができる。そして、例えば、別途固形の過硫酸アンモニウムを水に溶解させた溶液と、上記ナフタレントリスルホン酸ブチルアミン水溶液(本発明の導電性高分子用ドーパント溶液)とを混合することによって本発明の酸化剤兼ドーパント溶液を得ることができる。   The oxidant / dopant solution of the present invention can be obtained, for example, as follows by using butylamine as an example of the alkylamine of the naphthalene trisulfonic acid and ammonium persulfate as an example of the persulfate organic salt. be able to. First, by adding butylamine to an aqueous solution of naphthalenetrisulfonic acid and adjusting the pH, an aqueous solution of butylamine naphthalenetrisulfonate (that is, the dopant solution for conductive polymer of the present invention) can be obtained. And, for example, by mixing a solution obtained by separately dissolving solid ammonium persulfate in water and the above aqueous solution of butylamine naphthalene trisulfonate (a dopant solution for a conductive polymer of the present invention), the oxidizing agent and dopant of the present invention A solution can be obtained.

本発明の導電性組成物は、モノマーとして、チオフェンまたはその誘導体、ピロールまたはその誘導体およびアニリンまたはその誘導体よりなる群から選ばれる少なくとも1種を用いるが、そのチオフェンの誘導体としては、例えば、3,4−エチレンジオキシチオフェン、3−アルキルチオフェン、3−アルコキシチオフェン、3−アルキル−4−アルコキシチオフェン、3,4−アルキルチオフェン、3,4−アルコキシチオフェンなどが挙げられ、ピロールの誘導体としては、例えば、3,4−アルキルピロール、3,4−アルコキシピロールなどが挙げられ、アニリンの誘導体としては、例えば、2−アルキルアニリン、2−アルコキシアニリンなどが挙げられる。そのアルキル基やアルコキシ基の炭素数としては1〜16が好ましい。   In the conductive composition of the present invention, at least one selected from the group consisting of thiophene or a derivative thereof, pyrrole or a derivative thereof and aniline or a derivative thereof is used as a monomer. Examples of the thiophene derivative include 3, Examples include 4-ethylenedioxythiophene, 3-alkylthiophene, 3-alkoxythiophene, 3-alkyl-4-alkoxythiophene, 3,4-alkylthiophene, 3,4-alkoxythiophene, and the like. For example, 3,4-alkyl pyrrole, 3,4-alkoxy pyrrole and the like can be mentioned. Examples of aniline derivatives include 2-alkyl aniline, 2-alkoxy aniline and the like. The alkyl group or alkoxy group preferably has 1 to 16 carbon atoms.

そして、上記モノマーの重合にあたって、液状のものはそのまま使用できるが、重合反応をよりスムーズに進行させるには、上記モノマーを、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、アセトン、アセトニトリルなどの有機溶媒で希釈して溶液(有機溶媒溶液)状にしておくことが好ましい。   In the polymerization of the monomer, a liquid one can be used as it is. However, in order to make the polymerization reaction proceed more smoothly, the monomer may be used with an organic solvent such as methanol, ethanol, propanol, butanol, acetone, or acetonitrile. It is preferable to dilute it into a solution (organic solvent solution).

上記モノマーの重合時の態様としては、導電性組成物の使用形態によっては異なる態様を採ることが好ましく、例えば、導電性組成物をフィルム状などに形成し、それを導電性組成物の応用機器に組み込む場合は、どのような態様を採用してもよいが、導電性組成物を固体電解コンデンサの固体電解質として用いる場合は、固体電解コンデンサの製造工程中で酸化剤兼ドーパントの溶液の存在下で上記モノマーを重合させることが好ましい。   As an aspect at the time of polymerization of the above-mentioned monomer, it is preferable to adopt a different aspect depending on the usage form of the conductive composition. For example, the conductive composition is formed into a film or the like and applied to the application apparatus of the conductive composition. When the conductive composition is used as a solid electrolyte of a solid electrolytic capacitor, it can be used in the presence of an oxidizing agent / dopant solution during the production process of the solid electrolytic capacitor. It is preferable to polymerize the monomer.

上記モノマーの誘導体の重合態様としては、例えば、(1)上記ナフタレントリスルホン酸のアルキルアミン塩またはイミダゾール塩から選ばれる少なくとも1種と過硫酸有機塩との混合物からなる酸化剤兼ドーパントの溶液と上記モノマーあるいはその有機溶媒溶液とを混合して上記モノマーを重合させる方法、(2)上記モノマーあるいはその有機溶媒溶液を先にコンデンサ素子の微細な孔に染み込ませた後、そのコンデンサ素子を酸化剤兼ドーパント溶液に浸漬して、上記モノマーを重合させる方法、あるいはその逆にコンデンサ素子を酸化剤兼ドーパント溶液に浸漬してコンデンサ素子の微細な孔に染み込ませた後、そのコンデンサ素子を上記モノマーあるいはその有機溶媒溶液に浸漬して、上記モノマーを重合させる方法、などが挙げられる。さらに、コンデンサ素子を酸化剤兼ドーパント溶液と上記モノマーあるいはその有機溶媒溶液に交互に浸漬して、上記モノマーを重合させてもよい。その際、コンデンサ素子を酸化剤兼ドーパント溶液、上記モノマーあるいはその有機溶媒溶液のいずれを先に浸漬してもよい。   As a polymerization mode of the derivative of the monomer, for example, (1) a solution of an oxidizing agent / dopant comprising a mixture of at least one selected from the alkylamine salt or imidazole salt of naphthalene trisulfonic acid and a persulfuric acid organic salt; A method of polymerizing the monomer by mixing the monomer or an organic solvent solution thereof; (2) first impregnating the monomer or the organic solvent solution into a fine hole of the capacitor element; A method in which the monomer is polymerized by immersing in the dopant solution, or conversely, the capacitor element is immersed in the oxidizer / dopant solution and soaked into the fine holes of the capacitor element, and then the capacitor element is used as the monomer or A method of polymerizing the monomer by immersing in the organic solvent solution, etc. It is below. Furthermore, the monomer may be polymerized by alternately immersing the capacitor element in an oxidizer / dopant solution and the monomer or an organic solvent solution thereof. At this time, the capacitor element may be immersed in any one of the oxidizing agent / dopant solution, the monomer or the organic solvent solution thereof.

次に、これら重合態様(1)〜(2)をより具体的に示す。
重合態様(1)
乳化剤としてアルキルアミンオキサイドを用い(具体的には、例えば35質量%デシルジアミンオキサイド水溶液を用いる)、この乳化剤を酸化剤兼ドーパント溶液に対して、質量比で、酸化剤兼ドーパント溶液:乳化剤=100:20〜100:0.01、好ましくは100:10〜10:0.05の割合で混合し、その溶液に対し、質量基準で、2〜50%、好ましくは10〜30%の上記モノマーを混ぜ合わせる。30秒〜30分間、好ましくは3分〜20分間混合した後、その混合液にコンデンサ素子を浸漬する。10秒〜300秒後、好ましくは30秒〜120秒後にコンデンサ素子を液中から引き出し、0〜50℃、好ましくは5〜30℃の温度で、30分〜600分放置した後、または引き出した直後に、50℃〜200℃の温度で、10分〜1日間放置して上記モノマーの重合を行う。
Next, these polymerization modes (1) to (2) will be described more specifically.
Polymerization mode (1)
Alkylamine oxide is used as the emulsifier (specifically, for example, a 35% by mass decyldiamine oxide aqueous solution is used), and this emulsifier is used in a mass ratio with respect to the oxidant / dopant solution. : 20 to 100: 0.01, preferably 100: 10 to 10: 0.05, and 2 to 50%, preferably 10 to 30% of the above monomer is added to the solution on a mass basis. Mix together. After mixing for 30 seconds to 30 minutes, preferably 3 minutes to 20 minutes, the capacitor element is immersed in the mixture. After 10 seconds to 300 seconds, preferably after 30 seconds to 120 seconds, the capacitor element is pulled out from the liquid, left at a temperature of 0 to 50 ° C., preferably 5 to 30 ° C. for 30 minutes to 600 minutes, or pulled out. Immediately thereafter, the monomer is polymerized at a temperature of 50 to 200 ° C. for 10 minutes to 1 day.

重合態様(2)
上記モノマーを濃度が5〜100質量%、さらに好ましくは10〜40質量%になるよう有機溶媒で希釈した液(有機溶媒溶液)にタンタル焼結体を浸漬し、10秒〜300秒、さらに好ましくは20秒〜120秒後にタンタル焼結体を上記モノマー溶液の有機溶媒溶液中から引き出し、10〜60℃、さらに好ましくは10〜30℃の温度で溶媒がある程度蒸発するまで、1分〜60分、さらに好ましくは1分〜10分放置する。その後、あらかじめ用意しておいた酸化剤兼ドーパント溶液と乳化剤としての20%デシルジメチルアミンオキサイド溶液とを質量比で100:10〜100:0.01、好ましくは100:5〜100:0.1で混合した混合液に上記タンタル焼結体を浸漬し、10秒〜300秒、10秒〜60秒後に上記タンタル焼結体を上記混合液中から取り出し、0〜50℃、10〜30℃の温度で、表面が乾燥するまで(5分間以上)放置した後、あるいは上記モノマーの有機溶媒溶液を滴下直後に、0〜120℃、好ましくは30〜70℃の温度で、10分から1日、好ましくは10分〜2時間放置して上記モノマーの重合を行う。
Polymerization mode (2)
The tantalum sintered body is immersed in a solution (organic solvent solution) diluted with an organic solvent so that the concentration of the monomer is 5 to 100% by mass, more preferably 10 to 40% by mass, and more preferably 10 to 300s. After 20 seconds to 120 seconds, the tantalum sintered body is pulled out from the organic solvent solution of the monomer solution, and the solvent is evaporated to some extent at a temperature of 10 to 60 ° C., more preferably 10 to 30 ° C. More preferably, it is left for 1 to 10 minutes. Thereafter, an oxidizer / dopant solution prepared in advance and a 20% decyldimethylamine oxide solution as an emulsifier in a mass ratio of 100: 10 to 100: 0.01, preferably 100: 5 to 100: 0.1. The tantalum sintered body is immersed in the mixed liquid mixed in step 10 to 300 seconds, and after 10 to 60 seconds, the tantalum sintered body is taken out from the mixed liquid, and is heated at 0 to 50 ° C. and 10 to 30 ° C. After standing at the temperature until the surface is dry (more than 5 minutes) or immediately after dropping the organic solvent solution of the above monomer at a temperature of 0 to 120 ° C., preferably 30 to 70 ° C., preferably 10 minutes to 1 day, Is allowed to stand for 10 minutes to 2 hours to polymerize the monomer.

本発明の酸化剤兼ドーパント溶液を用いて得られる上記本発明の導電性組成物は、例えば、タンタル固体電解コンデンサ、ニオブ固体電解コンデンサ、アルミニウム固体電解コンデンサ(アルミニウム積層型固体電解コンデンサ、アルミニウム巻回型固体電解コンデンサなど)などの固体電解コンデンサの固体電解質として好適に用いられるが、本発明の導電性組成物を固体電解コンデンサの固体電解質として用いる場合、前記のように、固体電解コンデンサの製造工程中で上記モノマーの重合を行うことが好ましい。その際、酸化剤兼ドーパント溶液の濃度は、導電性組成物の生成効率、つまり、上記モノマーの重合時の反応効率に影響を及ぼし、ひいては固体電解コンデンサの製造効率や特性などに影響を及ぼす。よって、酸化剤兼ドーパント溶液中の酸化剤兼ドーパント濃度としては、25質量%以上が好ましく、30質量%以上がより好ましく、40質量%以上がさらに好ましく、55質量%以上にすることがさらに好ましく、また、いずれの場合も、濃度を80質量%以下にすることが好ましい。   The conductive composition of the present invention obtained by using the oxidizing agent / dopant solution of the present invention includes, for example, a tantalum solid electrolytic capacitor, a niobium solid electrolytic capacitor, an aluminum solid electrolytic capacitor (aluminum laminated solid electrolytic capacitor, aluminum winding). However, when the conductive composition of the present invention is used as a solid electrolyte of a solid electrolytic capacitor, as described above, the production process of the solid electrolytic capacitor Among these, it is preferable to perform polymerization of the above monomer. At that time, the concentration of the oxidizing agent / dopant solution affects the production efficiency of the conductive composition, that is, the reaction efficiency at the time of polymerization of the monomer, and thus affects the production efficiency and characteristics of the solid electrolytic capacitor. Therefore, the oxidant and dopant concentration in the oxidant and dopant solution is preferably 25% by mass or more, more preferably 30% by mass or more, further preferably 40% by mass or more, and further preferably 55% by mass or more. In any case, the concentration is preferably 80% by mass or less.

すなわち、酸化剤兼ドーパントの濃度が25質量%より低い場合は、上記モノマーの重合反応が進行しにくく、反応効率が非常に悪くなるが、25質量%以上では、重合反応が進行しやすくなり、30質量%以上、より好ましくは40質量%以上になると、タンタル固体電解コンデンサ、ニオブ固体電解コンデンサ、アルミニウム固体電解コンデンサなどの製造効率や特性面のいずれに関しても満足すべき結果が得られるようになるが、酸化剤兼ドーパント溶液の濃度を55質量%以上にすることによって、ESRが低く、かつ静電容量が高いなど、特性面でも満足すべきコンデンサが得られるようになる。ただし、酸化剤兼ドーパント溶液の濃度が80質量%より高くなると、かえって特性が低下する傾向がある。本発明の酸化剤兼ドーパント溶液は、上記のような高濃度にすることができ、それが導電性組成物の製造効率、ひいては固体電解コンデンサの製造効率や特性を向上させることになる。   That is, when the concentration of the oxidizing agent / dopant is lower than 25% by mass, the polymerization reaction of the monomer is difficult to proceed and the reaction efficiency is very poor, but at 25% by mass or more, the polymerization reaction is likely to proceed. When it is 30% by mass or more, more preferably 40% by mass or more, satisfactory results can be obtained in terms of manufacturing efficiency and characteristics of tantalum solid electrolytic capacitors, niobium solid electrolytic capacitors, aluminum solid electrolytic capacitors, and the like. However, by setting the concentration of the oxidizing agent / dopant solution to 55% by mass or more, a capacitor that is satisfactory in terms of characteristics such as low ESR and high capacitance can be obtained. However, when the concentration of the oxidizing agent / dopant solution is higher than 80% by mass, the characteristics tend to be deteriorated. The oxidizing agent / dopant solution of the present invention can have a high concentration as described above, which improves the production efficiency of the conductive composition, and thus the production efficiency and characteristics of the solid electrolytic capacitor.

また、酸化剤兼ドーパント溶液のpHも、特にアルミニウム固体電解コンデンサに関しては重要であり、pHが1未満では、誘電体層が破壊されて、優れた特性が出なくなるおそれがあるので、酸化剤兼ドーパント溶液のpHは、1以上であることが好ましく、4以上であることがより好ましく、10以下であることが好ましく、8以下であることがより好ましい。ただし、タンタル固体電解コンデンサやニオブ固体電解コンデンサなどは、誘電体層の耐酸性が強いため、pHが1未満でもさしつかえない。ちなみに、これまでの固体電解コンデンサの製造にあたって用いられてきた有機スルホン酸鉄塩の場合、pHは0.5程度であり、アルミニウム固体電解コンデンサの製造に際しては必ずしも適していない。   The pH of the oxidant / dopant solution is also particularly important for aluminum solid electrolytic capacitors, and if the pH is less than 1, the dielectric layer may be destroyed and excellent characteristics may not be obtained. The pH of the dopant solution is preferably 1 or more, more preferably 4 or more, preferably 10 or less, and more preferably 8 or less. However, a tantalum solid electrolytic capacitor, a niobium solid electrolytic capacitor, or the like may have a pH of less than 1 because the dielectric layer has high acid resistance. Incidentally, in the case of the organic sulfonic acid iron salt that has been used in the manufacture of the conventional solid electrolytic capacitor, the pH is about 0.5, which is not necessarily suitable for the manufacture of the aluminum solid electrolytic capacitor.

上記モノマーの重合反応が進むにつれて、反応系のpHは低くなるが、酸化剤兼ドーパント溶液に、ドーパント溶液の乳化剤として上述したアルキルアミンオキサイドを添加している場合(例えば、この乳化剤を含有するドーパント溶液を用いて酸化剤兼ドーパント溶液を構成した場合)、このアルキルアミンオキサイドがpHの低下を抑制する作用があり、反応を均一に進行させるという作用に加えて、この面でも効果がある。   As the polymerization reaction of the monomer proceeds, the pH of the reaction system decreases, but when the above-mentioned alkylamine oxide is added as an emulsifier of the dopant solution to the oxidizing agent / dopant solution (for example, a dopant containing this emulsifier). In the case where an oxidizing agent / dopant solution is formed using a solution), this alkylamine oxide has an action of suppressing a decrease in pH, and in addition to the action of allowing the reaction to proceed uniformly, it is also effective in this aspect.

以上、酸化剤兼ドーパント溶液の濃度に関して、特に固体電解コンデンサを製造する場合について説明してきたが、酸化剤兼ドーパント溶液の濃度は、導電性組成物を製造する場合も重要であり、その酸化剤兼ドーパント溶液中の酸化剤兼ドーパント濃度としては、25質量%以上が好ましく、30質量%以上がより好ましく、55質量%以上がさらに好ましく、また、80質量%以下が好ましい。そして、固体電解コンデンサの製造に際しても、これまで説明してきたように、酸化剤兼ドーパント溶液の存在下で上記モノマーを重合させる場合だけでなく、酸化剤兼ドーパント溶液を一旦乾燥して、それに上記モノマーを接触させて、上記モノマーを重合させてもよい。また、このように、一旦乾燥して上記モノマーに接触させる場合にも、酸化剤兼ドーパント溶液の濃度は高いほど好ましく、その濃度としては、前記同様に25質量%以上が好ましく、30質量%以上がより好ましく、55質量%以上がさらに好ましく、また、80質量%以下が好ましい。   As described above, the concentration of the oxidant / dopant solution has been particularly described in the case of producing a solid electrolytic capacitor. However, the concentration of the oxidant / dopant solution is also important in producing a conductive composition. The concentration of the oxidant and dopant in the cum dopant solution is preferably 25% by mass or more, more preferably 30% by mass or more, further preferably 55% by mass or more, and preferably 80% by mass or less. In the production of the solid electrolytic capacitor, as described above, not only when the monomer is polymerized in the presence of the oxidant / dopant solution, but also once the oxidant / dopant solution is dried, The monomer may be contacted to polymerize the monomer. Further, also in the case of once drying and bringing into contact with the above monomer, the concentration of the oxidizing agent / dopant solution is preferably as high as possible, and the concentration is preferably 25% by mass or more, and 30% by mass or more as described above Is more preferable, 55 mass% or more is further more preferable, and 80 mass% or less is preferable.

なお、本発明の固体電解コンデンサは、上記本発明の導電性組成物を固体電解質として
有していればよく、その他の構成については、従来公知の固体電解コンデンサで採用され
ている構成と同様のものが採用できる。
The solid electrolytic capacitor of the present invention only needs to have the conductive composition of the present invention as a solid electrolyte, and the other configurations are the same as the configurations employed in conventionally known solid electrolytic capacitors. Things can be adopted.

本発明の固体電解コンデンサにおいては、固体電解質として使用されている導電性組成物における導電性高分子のドーパントと構成モノマー(チオフェンまたは誘導体、ピロールまたはその誘導体およびアニリンまたはその誘導体よりなる群から選ばれる少なくとも1種のモノマー)との比率をモル比で1:1〜1:3の範囲にすることができる。   In the solid electrolytic capacitor of the present invention, it is selected from the group consisting of conductive polymer dopants and constituent monomers (thiophene or derivatives, pyrrole or derivatives thereof and aniline or derivatives thereof) in the conductive composition used as the solid electrolyte. The molar ratio of at least one monomer) can be in the range of 1: 1 to 1: 3.

Systhetic Metals,101 561−564(1999),K.E.Aasmundtveutによれば、パラトルエンスルホン酸第2鉄(III)を酸化剤兼ドーパントとして用いて3,4−エチレンジオキシチオフェンを重合させ、洗浄、乾燥して得られた導電性高分子を分析すると、ドーパントであるパラトルエンスルホン酸のS(硫黄)と構成モノマーである3,4−エチレンジオキシチオフェンのS(硫黄)の比率は、それらの仕込み比にかかわらず、モル比で1:4になると報じられている。すなわち、ドーパント:構成モノマーの比率がモル比で1:4である。   Systhetic Metals, 101 561-564 (1999), K.A. E. According to Aasmundtveut, when conducting polymer obtained by polymerizing 3,4-ethylenedioxythiophene using ferric (III) paratoluenesulfonate as an oxidant and dopant, washing and drying, the polymer is analyzed. The ratio of S (sulfur) of paratoluenesulfonic acid as a dopant to S (sulfur) of 3,4-ethylenedioxythiophene as a constituent monomer is 1: 4 in molar ratio regardless of the charged ratio. It is reported that it becomes. That is, the molar ratio of dopant: constitutive monomer is 1: 4.

これに対して、本発明の固体電解コンデンサにおいては、例えば、後記の実施例11〜12に示すように、ドーパントのS(硫黄)と構成モノマーのS(硫黄)との比率をモル比で1:1〜1:3の範囲内におさめることができる。そして、この構成モノマーに対するドーパントの比率を高くすることができることも、得られる導電性高分子の導電率を向上させることに寄与しているものと考えられる。つまり、本発明の酸化剤兼ドーパントを用いた場合、パラトルエンスルホン酸第2鉄(III)を酸化剤兼ドーパントとして用いた場合に比べて、得られる導電性高分子のドーパントのモノマーに対する比率を高くすることができ、これが得られる導電性高分子の導電率を高くさせることに寄与していると考えられる。   On the other hand, in the solid electrolytic capacitor of the present invention, for example, as shown in Examples 11 to 12 described later, the ratio of the dopant S (sulfur) to the constituent monomer S (sulfur) is 1 in molar ratio. : 1 to 1: 3. And it is thought that it can contribute to improving the electrical conductivity of the conductive polymer obtained also that the ratio of the dopant with respect to this structural monomer can be made high. That is, when the oxidizing agent / dopant of the present invention is used, the ratio of the conductive polymer dopant to the monomer of the obtained conductive polymer is higher than that of the case where para-toluenesulfonic acid ferric (III) is used as the oxidizing agent / dopant. This can be increased, and it is considered that this contributes to increasing the conductivity of the resulting conductive polymer.

つぎに、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。ただし、本発明はそれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、以下の実施例などにおいて、溶液、希釈液、分散液などの濃度を示す%は、特にその単位を付記しないかぎり、質量%である。   Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, this invention is not limited only to those Examples. In the following examples and the like,% indicating the concentration of a solution, a diluent, a dispersion, etc. is mass% unless otherwise indicated.

〔導電性組成物での評価〕
実施例1
濃度が70%のナフタレントリスルホン酸(実施例で用いるナフタレントリスルホン酸はいずれも1,3,6−ナフタレントリスルホン酸である)ブチルアミン水溶液(pH5)3.58mlと濃度が45%の過硫酸アンモニウム水溶液3.58mlを密栓付きバイアルに入れ、混合した後、その混合液のうちの150μlを3cm×4cmのセラミックプレート上に滴下し、室温下30分間放置した。次いで、その上に、濃度が25%の3,4−エチレンジオキシチオフェンのエタノール溶液を100μl滴下し、5分間室温で放置した後、70℃で30分間重合反応を行った。セラミックプレート上に形成されたポリエチレンジオキシチオフェンを大過剰の水で洗浄した後、50℃で1時間、150℃で1時間乾燥して導電性組成物を得た。なお、ナフタレントリスルホン酸ブチルアミン水溶液と過硫酸アンモニウム水溶液との混合液中のナフタレントリスルホン酸ブチルアミンと過硫酸アンモニウムとの比率は、質量比で、ナフタレントリスルホン酸ブチルアミン1に対し、過硫酸アンモニウム0.64であった。
[Evaluation with conductive composition]
Example 1
Naphthalene trisulfonic acid with a concentration of 70% (all naphthalene trisulfonic acids used in the examples are 1,3,6-naphthalene trisulfonic acid) 3.58 ml of butylamine aqueous solution (pH 5) and ammonium persulfate with a concentration of 45% After 3.58 ml of the aqueous solution was put into a vial with a tight stopper and mixed, 150 μl of the mixed solution was dropped on a 3 cm × 4 cm ceramic plate and left at room temperature for 30 minutes. Next, 100 μl of an ethanol solution of 3,4-ethylenedioxythiophene having a concentration of 25% was dropped thereon, and left at room temperature for 5 minutes, and then a polymerization reaction was performed at 70 ° C. for 30 minutes. The polyethylene dioxythiophene formed on the ceramic plate was washed with a large excess of water and then dried at 50 ° C. for 1 hour and 150 ° C. for 1 hour to obtain a conductive composition. The ratio of butylamine naphthalene trisulfonate to ammonium persulfate in the mixed solution of butylamine naphthalene trisulfonate aqueous solution and ammonium persulfate aqueous solution is 0.64 ammonium persulfate with respect to butylamine naphthalene trisulfonate 1 in mass ratio. there were.

実施例2
濃度が70%のナフタレントリスルホン酸ブチルアミン水溶液(pH5)に代えて、濃度が45%のナフタレントリスルホン酸ブチルアミン水溶液(pH5)を用いた以外は、実施例1と同様の操作を行って導電性組成物を得た。なお、ナフタレントリスルホン酸ブチルアミン水溶液と過硫酸アンモニウム水溶液との混合液中のナフタレントリスルホン酸ブチルアミンと過硫酸アンモニウムとの比率は、質量比で、ナフタレントリスルホン酸ブチルアミン1に対し、過硫酸アンモニウム1であった。
Example 2
Conductivity is the same as in Example 1 except that a 45% naphthalene trisulfonic acid butylamine aqueous solution (pH 5) is used instead of the 70% naphthalene trisulfonic acid butylamine aqueous solution (pH 5). A composition was obtained. The ratio of butylamine naphthalene trisulfonate to ammonium persulfate in the mixed solution of butylamine naphthalene trisulfonate aqueous solution and ammonium persulfate aqueous solution was ammonium persulfate 1 to butylamine naphthalene trisulfonate 1 in mass ratio. .

実施例3
濃度が70%のナフタレントリスルホン酸ブチルアミン水溶液(pH5)に代えて、濃度が70%のナフタレントリスルホン酸2−メチルイミダゾール水溶液(pH5)を用いた以外は、実施例1と同様の操作を行って導電性組成物を得た。なお、ナフタレントリスルホン酸2−メチルイミダゾール水溶液と過硫酸アンモニウム水溶液との混合液中のナフタレントリスルホン酸2−メチルイミダゾールと過硫酸アンモニウムとの比率は、質量比で、ナフタレントリスルホン酸2−メチルイミダゾール1に対し、過硫酸アンモニウム0.64であった。
Example 3
The same operation as in Example 1 was performed except that a 70% naphthalene trisulfonic acid 2-methylimidazole aqueous solution (pH 5) was used instead of the 70% naphthalene trisulfonic acid butylamine aqueous solution (pH 5). As a result, a conductive composition was obtained. The ratio of 2-methylimidazole naphthalene trisulfonate to ammonium persulfate in the mixed solution of 2-methylimidazole naphthalene trisulfonate aqueous solution and ammonium persulfate aqueous solution is a mass ratio, and 2-methylimidazole naphthalene trisulfonate 1 On the other hand, it was 0.64 ammonium persulfate.

実施例4
濃度が70%のナフタレントリスルホン酸ブチルアミン水溶液(pH5)に代えて、濃度が70%のナフタレントリスルホン酸4−メチルイミダゾール水溶液(pH5)を用いた以外は、実施例1と同様の操作を行って導電性組成物を得た。なお、ナフタレントリスルホン酸4−メチルイミダゾール水溶液と過硫酸アンモニウム水溶液との混合液中のナフタレントリスルホン酸4−メチルイミダゾールと過硫酸アンモニウムとの比率は、質量比で、ナフタレントリスルホン酸4−メチルイミダゾール1に対し、過硫酸アンモニウム0.64であった。
Example 4
The same operation as in Example 1 was performed except that a 70% naphthalene trisulfonic acid 4-methylimidazole aqueous solution (pH 5) was used instead of a 70% naphthalene trisulfonic acid butylamine aqueous solution (pH 5). As a result, a conductive composition was obtained. The ratio of 4-methylimidazole naphthalene trisulfonate to ammonium persulfate in the mixed solution of 4-methylimidazole naphthalene trisulfonate aqueous solution and ammonium persulfate aqueous solution is a mass ratio, and 4-methylimidazole naphthalene trisulfonate 1 On the other hand, it was 0.64 ammonium persulfate.

実施例5
濃度が70%のナフタレントリスルホン酸ブチルアミン水溶液(pH5)に代えて、濃度が70%のナフタレントリスルホン酸メチルアミン水溶液(pH5)を用いた以外は、実施例1と同様の操作を行って導電性組成物を得た。なお、ナフタレントリスルホン酸メチルアミン水溶液と過硫酸アンモニウム水溶液との混合液中のナフタレントリスルホン酸メチルアミンと過硫酸アンモニウムとの比率は、質量比で、ナフタレントリスルホン酸メチルアミン1に対し、過硫酸アンモニウム0.64であった。
Example 5
Conducting in the same manner as in Example 1, except that a 70% naphthalene trisulfonic acid methylamine aqueous solution (pH 5) was used instead of the 70% naphthalene trisulfonic acid butylamine aqueous solution (pH 5). Sex composition was obtained. The ratio of methylamine naphthalene trisulfonate and ammonium persulfate in the mixed solution of methylamine naphthalene trisulfonate aqueous solution and ammonium persulfate aqueous solution is a mass ratio of ammonium persulfate 0 with respect to methylamine 1 naphthalene trisulfonate. .64.

比較例1
濃度が70%のナフタレントリスルホン酸ブチルアミン水溶液(pH5)に代えて、濃度が70%のスルホフタル酸ブチルアミン水溶液(pH5)を用いた以外は、実施例1と同様の操作を行った。ただし、この比較例1では、導電性組成物の膜を形成することができなかった。
Comparative Example 1
The same operation as in Example 1 was carried out except that a 70% butylamine sulfophthalate aqueous solution (pH 5) was used in place of the 70% butylamine naphthalene trisulfonate aqueous solution (pH 5). However, in Comparative Example 1, a conductive composition film could not be formed.

比較例2
濃度が70%のナフタレントリスルホン酸ブチルアミン水溶液(pH5)に代えて、濃度が45%のパラトルエンスルホン酸ブチルアミン水溶液(pH5)を用いた以外は、実施例1と同様の操作を行った。
Comparative Example 2
The same operation as in Example 1 was performed except that a paratoluenesulfonic acid butylamine aqueous solution (pH 5) having a concentration of 45% was used in place of the 70% naphthalenetrisulfonic acid butylamine aqueous solution (pH5).

比較例3
濃度が70%のナフタレントリスルホン酸ブチルアミン水溶液(pH5)に代えて、濃度が60%のメトキシベンゼンスルホン酸ブチルアミン水溶液(pH5)を用いた以外は、実施例1と同様の操作を行った。
Comparative Example 3
The same operation as in Example 1 was performed except that a 60% methoxybenzenesulfonic acid butylamine aqueous solution (pH 5) was used in place of the 70% naphthalenetrisulfonic acid butylamine aqueous solution (pH 5).

比較例4
濃度が70%のナフタレントリスルホン酸ブチルアミン水溶液(pH5)に代えて、濃度が60%のテトラリンスルホン酸ブチルアミン水溶液(pH5)を用いた以外は、実施例1と同様の操作を行った。
Comparative Example 4
The same operation as in Example 1 was performed except that a 60% concentration tetrabutylsulfonic acid butylamine aqueous solution (pH 5) was used instead of the 70% concentration naphthalenetrisulfonic acid butylamine aqueous solution (pH 5).

比較例5
濃度が70%のナフタレントリスルホン酸ブチルアミン水溶液(pH5)に代えて、濃度が45%のブチルナフタレンスルホン酸ブチルアミン水溶液(pH5)を用いた以外は、実施例1と同様の操作を行った。
Comparative Example 5
The same operation as in Example 1 was performed except that a butyl naphthalene sulfonate butylamine aqueous solution (pH 5) having a concentration of 45% was used instead of the butyl amine naphthalene trisulfonate aqueous solution (pH 5) having a concentration of 70%.

比較例6
ナフタレントリスルホン酸ブチルアミン水溶液と過硫酸アンモニウム水溶液との混合物からなる酸化剤兼ドーパント溶液7.16mlに代えて、濃度が40%のパラトルエンスルホン酸第2鉄溶液(ブタノール溶液)7.16mlを用いた以外は、実施例1と同様の操作を行った。
Comparative Example 6
Instead of 7.16 ml of an oxidizing agent / dopant solution consisting of a mixture of a butylamine naphthalene trisulfonate aqueous solution and an aqueous ammonium persulfate solution, 7.16 ml of a 40% concentration para-toluenesulfonic acid ferric solution (butanol solution) was used. Except for this, the same operation as in Example 1 was performed.

上記実施例1〜5および比較例2〜6でセラミックプレート上に形成したポリエチレンジオキシチオフェン膜に、1.5トン(t)の荷重をかけたまま5分間静置し、膜圧を均等にした後、それらのポリエチレンジオキシチオフェンの表面抵抗を室温(約25℃)下でJIS K 7194に準じて4探針方式の電導度測定器〔三菱化学製MCP−T600(商品名)〕により測定した。その結果を表1に示す。なお、測定は、各試料とも、5点ずつについて行い、表1に示す数値はその5点の平均値を求め、小数点以下を四捨五入して示したものである。また、前記のように、比較例1の場合は膜の形成ができなかったので、表面抵抗の測定はしていない。   The polyethylene dioxythiophene film formed on the ceramic plate in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 2 to 6 was allowed to stand for 5 minutes while applying a load of 1.5 tons (t), and the film pressure was evenly distributed. After that, the surface resistance of these polyethylenedioxythiophenes was measured at room temperature (about 25 ° C.) with a 4-probe conductivity meter [MCP-T600 (trade name) manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation] according to JIS K 7194. did. The results are shown in Table 1. In addition, measurement is performed for each sample for five points, and the numerical values shown in Table 1 are obtained by calculating an average value of the five points and rounding off the decimals. Further, as described above, in the case of Comparative Example 1, since the film could not be formed, the surface resistance was not measured.

また、上記表面抵抗を測定後の実施例1〜5および比較例2〜6のポリエチレンジオキシチオフェン膜をそのセラミックプレートと共に150℃の恒温槽中に静置し、100時間貯蔵後に上記プレートを取り出し、そのポリエチレンジオキシチオフェン膜の表面抵抗を前記と同様に測定し、その測定結果に基づき貯蔵による表面抵抗の増加率を調べた。その結果も表1に示す。なお、この表面抵抗の増加率は、貯蔵後の表面抵抗値を初期表面抵抗値(すなわち、貯蔵前の表面抵抗値)で割り、パーセント(%)で示したものである。その表面抵抗の増加率を算出するための式は次の通りである。   In addition, the polyethylene dioxythiophene films of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 2 to 6 after measuring the surface resistance were allowed to stand in a thermostatic bath at 150 ° C. together with the ceramic plate, and the plate was taken out after storage for 100 hours. The surface resistance of the polyethylenedioxythiophene film was measured in the same manner as described above, and the increase rate of the surface resistance due to storage was examined based on the measurement result. The results are also shown in Table 1. The increase rate of the surface resistance is obtained by dividing the surface resistance value after storage by the initial surface resistance value (that is, the surface resistance value before storage) and expressed as a percentage (%). The formula for calculating the increase rate of the surface resistance is as follows.

Figure 0005637544
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Figure 0005637544
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表1に示すように、実施例1〜5は、比較例2〜5に比べて、初期表面抵抗が小さく、比較例6に比べて、貯蔵による表面抵抗の増加率が少なかった。なお、実施例1〜5では、表面が緻密な(綺麗な)ポリエチレンジオキシチオフェン膜が形成されていたが、比較例2〜5では、表面がまばらな膜しか形成できなかった。これは、実施例1〜5で用いた酸化剤兼ドーパントが、・BR>芒R例2〜5で用いた酸化剤兼ドーパントより、ポリエチレンジオキシチオフェンを生成させる反応効率が高いことによるものと考えられる。なお、比較例6でも、膜の形態こそ実施例1〜5の場合と同様に緻密な膜が形成されていたが、前記のように、比較例6は、貯蔵による表面抵抗の増加率が高く、実施例1〜5に比べて、実用性に欠けていた。   As shown in Table 1, Examples 1 to 5 had a smaller initial surface resistance than Comparative Examples 2 to 5, and a smaller increase in surface resistance due to storage than Comparative Example 6. In Examples 1 to 5, a polyethylene dioxythiophene film having a dense surface (clean) was formed. In Comparative Examples 2 to 5, only a film having a sparse surface could be formed. This is because the oxidizing agent / dopant used in Examples 1 to 5 has a higher reaction efficiency to produce polyethylene dioxythiophene than the oxidizing agent / dopant used in Examples 2 to 5. Conceivable. In Comparative Example 6, a dense film was formed in the same manner as in Examples 1 to 5, but as described above, Comparative Example 6 has a high rate of increase in surface resistance due to storage. Compared with Examples 1-5, the practicality was lacking.

次に、アルミニウム巻回型固体電解コンデンサでの評価を示す。
〔アルミニウム巻回型固体電解コンデンサでの評価〕
実施例6
アルミニウム箔の表面をエッチング処理した後、化成処理を行って誘電体層を形成した陽極にリード端子を取り付け、また、アルミニウム箔からなる陰極にリード端子を取り付け、それらのリード端子付き陽極と陰極とをセパレータを介して巻回して、コンデンサ素子を作製した。
Next, evaluation with an aluminum winding type solid electrolytic capacitor is shown.
[Evaluation with aluminum wound solid electrolytic capacitor]
Example 6
After etching the surface of the aluminum foil, a lead terminal is attached to the anode on which the dielectric layer is formed by performing a chemical conversion treatment, and the lead terminal is attached to the cathode made of aluminum foil. Was wound through a separator to produce a capacitor element.

次に、濃度が70%のナフタレントリスルホン酸ブチルアミン水溶液(pH5)3.58mlと濃度が45%の過硫酸アンモニウム水溶液3.58mlと濃度が35%のジメチルラウリルアミンオキサイド水溶液0.26mlと3,4−エチレンジオキシチオフェン2mlとを密栓付きバイアルに入れて、10分間混合した後、その中に素早く上記コンデンサ素子を浸漬した。1分後に引き出し、室温で2時間重合を行い、その後、エタノールで2時間洗浄した後、150℃で180分間加熱して重合を完結させた後、アルミニウムの外装ケースに入れ、封止した。その後、130℃で25Vの定格電圧をかけながらエージングを行って、アルミニウム巻回型固体電解コンデンサを作製した。なお、上記の重合に用いた混合液中のナフタレントリスルホン酸ブチルアミンと過硫酸アンモニウムとの比率は、質量比で、ナフタレントリスルホン酸ブチルアミン1に対して、過硫酸アンモニウム0.64であった。   Next, 3.58 ml of an aqueous solution of butylamine naphthalene trisulfonate (pH 5) having a concentration of 70%, 3.58 ml of an aqueous solution of ammonium persulfate having a concentration of 45%, 0.26 ml of an aqueous solution of dimethyllaurylamine oxide having a concentration of 35%, and 3,4 -2 ml of ethylenedioxythiophene was placed in a vial with a tight stopper and mixed for 10 minutes, and then the capacitor element was quickly immersed therein. It was pulled out after 1 minute, polymerized at room temperature for 2 hours, then washed with ethanol for 2 hours, heated at 150 ° C. for 180 minutes to complete the polymerization, and then placed in an aluminum outer case and sealed. Thereafter, aging was performed while applying a rated voltage of 25 V at 130 ° C. to produce an aluminum-wound solid electrolytic capacitor. In addition, the ratio of butylamine naphthalene trisulfonate and ammonium persulfate in the mixed solution used for the above polymerization was 0.64 ammonium persulfate with respect to butylamine 1 naphthalene trisulfonate in terms of mass ratio.

実施例7
濃度が70%のナフタレントリスルホン酸ブチルアミン水溶液3.85mlに代えて、濃度が80%のナフタレントリスルホン酸2−メチルイミダゾール水溶液(pH5)3.85mlを用いた以外は、すべて実施例6と同様の操作を行って、アルミニウム巻回型固体電解コンデンサを作製した。なお、重合に用いた混合液中のナフタレントリスルホン酸2−メチルイミダゾールと過硫酸アンモニウムとの比率は、質量比で、ナフタレントリスルホン酸2−メチルイミダゾール1に対して、過硫酸アンモニウム0.56であった。
Example 7
Except for using 3.85 ml of a naphthalene trisulfonic acid butylamine aqueous solution having a concentration of 70%, 3.85 ml of an aqueous solution of 2-methylimidazole naphthalene trisulfonic acid having a concentration of 80% (pH 5) was used. Thus, an aluminum-wound solid electrolytic capacitor was produced. The ratio of 2-methylimidazole naphthalene trisulfonate to ammonium persulfate in the mixed solution used for polymerization was 0.56 ammonium persulfate with respect to 2-methylimidazole naphthalene trisulfonate 1 in terms of mass ratio. It was.

実施例8
濃度が70%のナフタレントリスルホン酸ブチルアミン水溶液3.58mlに代えて、濃度が80%のナフタレントリスルホン酸2−エチル−4−メチルイミダゾール水溶液(pH5)3.58mlを用いた以外は、すべて実施例6と同様の操作を行って、アルミニウム巻回型固体電解コンデンサを作製した。なお、重合に用いた混合液中のナフタレントリスルホン酸2−エチル−4−メチルイミダゾールと過硫酸アンモニウムとの比率は、質量比で、ナフタレントリスルホン酸2−エチル−4−メチルイミダゾール1に対して、過硫酸アンモニウム0.56であった。
Example 8
Implemented except that 3.58 ml of 80% naphthalene trisulfonic acid 2-ethyl-4-methylimidazole aqueous solution (pH 5) was used instead of 3.58 ml of 70% naphthalene trisulfonic acid butylamine aqueous solution. The same operation as in Example 6 was performed to produce an aluminum wound solid electrolytic capacitor. In addition, the ratio of 2-ethyl-4-methylimidazole naphthalene trisulfonate and ammonium persulfate in the mixed solution used for the polymerization is a mass ratio with respect to 2-ethyl-4-methylimidazole 1 of naphthalene trisulfonate. The ammonium persulfate was 0.56.

実施例9
濃度が70%のナフタレントリスルホン酸ブチルアミン水溶液3.58mlに代えて、濃度が70%のナフタレントリスルホン酸エチルアミン水溶液(pH5)3.58mlを用いた以外は、すべて実施例6と同様の操作を行って、アルミニウム巻回型固体電解コンデンサを作製した。なお、重合に用いた混合液中のナフタレントリスルホン酸エチルアミンと過硫酸アンモニウムとの比率は、質量比で、ナフタレントリスルホン酸エチルアミン1に対して、過硫酸アンモニウム0.64であった。
Example 9
The same operation as in Example 6 was performed except that 3.58 ml of a 70% concentration naphthalene trisulfonic acid butylamine aqueous solution and a 70% concentration naphthalene trisulfonic acid ethylamine aqueous solution (pH 5) were used. This was done to produce an aluminum wound solid electrolytic capacitor. The ratio of ethylamine naphthalene trisulfonate and ammonium persulfate in the mixed solution used for the polymerization was 0.64 ammonium persulfate with respect to ethylamine naphthalene trisulfonate 1 in terms of mass ratio.

実施例10
濃度が70%のナフタレントリスルホン酸ブチルアミン水溶液3.58mlに代えて、濃度が80%のナフタレントリスルホン酸2−メチルイミダゾール水溶液(pH5)3.58mlを用いた以外は、すべて実施例6と同様の操作を行って、アルミニウム巻回型固体電解コンデンサを作製した。なお、重合に用いた混合液中のナフタレントリスルホン酸2−メチルイミダゾールと過硫酸アンモニウムとの比率は、質量比で、ナフタレントリスルホン酸2−メチルイミダゾール1に対して、過硫酸アンモニウム0.56であった。
Example 10
Example 6 was the same as Example 6 except that 3.58 ml of an aqueous solution of 2-methylimidazole naphthalene trisulfonate having a concentration of 80% (pH 5) was used instead of 3.58 ml of an aqueous solution of butylamine naphthalene trisulfonate having a concentration of 70%. Thus, an aluminum-wound solid electrolytic capacitor was produced. The ratio of 2-methylimidazole naphthalene trisulfonate to ammonium persulfate in the mixed solution used for polymerization was 0.56 ammonium persulfate with respect to 2-methylimidazole naphthalene trisulfonate 1 in terms of mass ratio. It was.

比較例7
濃度が70%のナフタレントリスルホン酸ブチルアミン水溶液に代えて、濃度が70%のスルホフタル酸ブチルアミン水溶液(pH5)を用いた以外は、すべて実施例6と同様の操作を行った。
Comparative Example 7
The same operation as in Example 6 was performed except that a 70% -concentrated butylamine sulfophthalate aqueous solution (pH 5) was used instead of the 70% -concentrated naphthalenetrisulfonic acid butylamine aqueous solution.

比較例8
濃度が70%のナフタレントリスルホン酸ブチルアミン水溶液に代えて、濃度が65%のメトキシベンゼンスルホン酸ブチルアミン水溶液(pH5)を用いた以外は、すべて実施例6と同様の操作を行った。
Comparative Example 8
The same operations as in Example 6 were performed except that a methoxybenzenesulfonic acid butylamine aqueous solution (pH 5) having a concentration of 65% was used instead of the butylamine naphthalenetrisulfonic acid aqueous solution having a concentration of 70%.

比較例9
濃度が70%のナフタレントリスルホン酸ブチルアミン水溶液に代えて、濃度が45%のパラトルエンスルホン酸ブチルアミン水溶液(pH5)を用いた以外は、すべて実施例6と同様の操作を行った。
Comparative Example 9
The same operations as in Example 6 were carried out except that a 45% paratoluenesulfonic acid butylamine aqueous solution (pH 5) was used in place of the 70% naphthalenetrisulfonic acid butylamine aqueous solution.

比較例10
濃度が70%のナフタレントリスルホン酸ブチルアミン水溶液に代えて、濃度が60%のナフタレンスルホン酸ブチルアミン水溶液(pH5)を用いた以外は、すべて実施例6と同様の操作を行ったが、過硫酸アンモニウム水溶液と混合した時点で、溶液が固化したため、コンデンサ素子を浸漬することができなかった。
Comparative Example 10
The same operation as in Example 6 was performed except that a butylamine naphthalene sulfonate aqueous solution (pH 5) having a concentration of 60% was used instead of the butylamine naphthalene trisulfonate aqueous solution having a concentration of 70%. The capacitor element could not be immersed because the solution solidified at the time of mixing.

比較例11
濃度が70%のナフタレントリスルホン酸ブチルアミン水溶液に代えて、濃度が80%のナフタレンスルホン酸水溶液を用いた以外は、すべて実施例6と同様の操作を行ったが、過硫酸アンモニウム水溶液と混合した時点で、溶液が固化したため、コンデンサ素子を浸漬することができなかった。
Comparative Example 11
The same operation as in Example 6 was performed except that a naphthalenesulfonic acid aqueous solution having a concentration of 80% was used instead of the aqueous solution of naphthalenetrisulfonic acid butylamine having a concentration of 70%. Since the solution solidified, the capacitor element could not be immersed.

比較例12
濃度が40%のパラトルエンスルホン酸第2鉄溶液(ブタノール溶液)と3,4−エチレンジオキシチオフェンとを質量比4:1で混合し、10秒間激しく振った後、素早くコンデンサ素子を浸漬した以外は、実施例6と同様の操作を行った。
Comparative Example 12
A 40% concentration para-toluenesulfonic acid ferric solution (butanol solution) and 3,4-ethylenedioxythiophene were mixed at a mass ratio of 4: 1, shaken vigorously for 10 seconds, and then quickly immersed in the capacitor element. Except for the above, the same operation as in Example 6 was performed.

比較例13
3,4−エチレンジオキシチオフェン以外のすべての試薬の濃度を2倍に希釈した溶液を用いて室温で1時間重合を行うところまで、実施例6と同様の操作を行った。さらにもう1度この操作を繰り返した後、40℃で20分、70℃で30分、130℃で1時間、180℃で20分加熱重合して重合を完結させた後、実施例6と同様の操作でアルミニウム巻回型固体電解コンデンサを作製した。
Comparative Example 13
The same operation as in Example 6 was performed until polymerization was performed at room temperature for 1 hour using a solution obtained by diluting the concentration of all reagents other than 3,4-ethylenedioxythiophene twice. After repeating this operation once more, polymerization was completed by heating and polymerizing at 40 ° C. for 20 minutes, 70 ° C. for 30 minutes, 130 ° C. for 1 hour, and 180 ° C. for 20 minutes, and then the same as in Example 6. An aluminum-wound solid electrolytic capacitor was produced by the above operation.

上記のようにして作製した実施例6〜10および比較例7〜9、比較例12〜13のアルミニウム巻回型固体電解コンデンサについて、その静電容量、ESR(等価直列抵抗)および漏れ電流を測定し、また、漏れ電流不良の発生の有無を調べた。その結果を表2に示す。なお、静電容量、ESRおよび漏れ電流の測定方法や漏れ電流不良の発生の有無の試験方法は次に示す通りである。   About the aluminum winding type solid electrolytic capacitors of Examples 6 to 10 and Comparative Examples 7 to 9 and Comparative Examples 12 to 13 produced as described above, the capacitance, ESR (equivalent series resistance) and leakage current were measured. In addition, the occurrence of leakage current failure was examined. The results are shown in Table 2. A method for measuring capacitance, ESR and leakage current, and a method for testing whether or not a leakage current failure has occurred are as follows.

静電容量:
HEWLETT PACKARD社製のLCRメーター(4284A)を用い、25℃、120Hzで静電容量を測定した。
Capacitance:
The capacitance was measured at 25 ° C. and 120 Hz using an LCR meter (4284A) manufactured by HEWLETT PACKARD.

ESR:
HEWLETT PACKARD社製のLCRメーター(4284A)を用い、25℃、100kHzでESRを測定した。
ESR:
ESR was measured at 25 ° C. and 100 kHz using an LCR meter (4284A) manufactured by HEWLETT PACKARD.

漏れ電流:
アルミニウム巻回型固体電解コンデンサに、25℃で25Vの定格電圧を60秒間印加した後、デジタルオシロスコープにて漏れ電流を測定した。
Leak current:
After applying a rated voltage of 25 V to an aluminum-wound solid electrolytic capacitor at 25 ° C. for 60 seconds, leakage current was measured with a digital oscilloscope.

漏れ電流不良の発生:
上記漏れ電流の場合と同様に漏れ電流を測定し、漏れ電流が83μA以上のものは漏れ電流不良が発生していると判断した。
Occurrence of leakage current failure:
The leakage current was measured in the same manner as in the case of the leakage current, and it was determined that a leakage current failure occurred when the leakage current was 83 μA or more.

なお、測定は、各試料とも、30個ずつについて行い、静電容量、ESRおよび漏れ電流に関して表2に示す数値は、その30個の平均値を求め、小数点以下を四捨五入して示したものである。また、この漏れ電流不良の発生の有無を調べた結果の表2への表示にあたっては、試験に供した全コンデンサ個数を分母に示し、漏れ電流不良の発生があったコンデンサ個数を分子に示す態様で表示する。ただし、漏れ電流値に関しては、漏れ電流不良が発生しなかったものについての平均値である。   In addition, measurement is performed for each sample for 30 samples, and the numerical values shown in Table 2 regarding the capacitance, ESR, and leakage current are obtained by calculating the average value of the 30 values and rounding off the decimals. is there. In addition, when displaying the result of examining whether or not this leakage current failure occurs in Table 2, the total number of capacitors used in the test is shown in the denominator, and the number of capacitors where leakage current failure has occurred is shown in the numerator. Is displayed. However, the leakage current value is an average value for those in which no leakage current failure occurred.

Figure 0005637544
Figure 0005637544

表2に示すように、実施例6〜10のアルミニウム巻回型固体電解コンデンサは、比較例7〜9および比較例13のアルミニウム巻回型固体電解コンデンサに比べて、静電容量が大きく、かつESRが小さく、また、比較例12のアルミニウム巻回型固体電解コンデンサに比べて、漏れ電流が少なく、漏れ電流不良の発生が少なかった。   As shown in Table 2, the aluminum wound solid electrolytic capacitors of Examples 6 to 10 have a larger capacitance than the aluminum wound solid electrolytic capacitors of Comparative Examples 7 to 9 and Comparative Example 13, and Compared with the aluminum wound solid electrolytic capacitor of Comparative Example 12, the ESR was small, and the leakage current was small and the occurrence of leakage current failure was small.

また、表2に示す結果から明らかなように、比較例7〜9および比較例13のアルミニウム巻回型固体電解コンデンサは、静電容量が小さく、かつ、ESRが大きすぎ、コンデンサとして使用するのに必要な特性を有していなかった。また、比較例12のアルミニウム巻回型固体電解コンデンサは、静電容量やESRを見るかぎりでは、実施例6〜10のアルミニウム巻回型固体電解コンデンサと同等の特性を有するものの、漏れ電流不良の発生が多く、また、漏れ電流不良が発生しなかったものでも、漏れ電流が実施例6〜10のアルミニウム巻回型固体電解コンデンサに比べて大きく、実用性に欠けていた。   Further, as is apparent from the results shown in Table 2, the aluminum wound solid electrolytic capacitors of Comparative Examples 7 to 9 and Comparative Example 13 have a small capacitance and an ESR that is too large, and are used as capacitors. Did not have the necessary properties. Further, the aluminum-wound solid electrolytic capacitor of Comparative Example 12 has the same characteristics as the aluminum-wound solid electrolytic capacitors of Examples 6 to 10 as far as the capacitance and ESR are seen, but the leakage current is poor. Even when the leakage current failure did not occur much, the leakage current was large compared to the aluminum wound solid electrolytic capacitors of Examples 6 to 10, and lacked practicality.

つぎに、上記実施例6〜10および比較例12〜13のアルミニウム巻回型固体電解コンデンサ中からそれぞれ無作為に選んだ20個ずつのコンデンサを105℃で、1000時間貯蔵後に前記と同様に静電容量、ESR、漏れ電流を測定し、かつ漏れ電流不良の発生の有無を調べた。その結果を表3に示す。なお、表3に示す静電容量、ESRおよび漏れ電流の値は、それぞれ20個の平均値を求め、小数点以下を四捨五入して示したものである。   Next, 20 capacitors each selected at random from the aluminum wound solid electrolytic capacitors of Examples 6 to 10 and Comparative Examples 12 to 13 were stored at 105 ° C. at 1000 ° C. for 1000 hours, and then statically static as described above. The capacitance, ESR, and leakage current were measured, and the presence or absence of leakage current failure was examined. The results are shown in Table 3. The values of capacitance, ESR, and leakage current shown in Table 3 are obtained by calculating an average value of 20 pieces and rounding off the decimal part.

Figure 0005637544
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表2に示す結果と表3に示す結果との対比から明らかなように、実施例6〜10のアルミニウム巻回型固体電解コンデンサは、貯蔵による静電容量の低下やESRの増加が少なく、かつ漏れ電流の増加も少なく、漏れ電流不良の発生もなかったが、比較例12〜13のアルミニウム巻回型固体電解コンデンサは、貯蔵によるESRや漏れ電流の増加が実施例6〜10のアルミニウム巻回型固体電解コンデンサに比べて大きく、また、漏れ電流不良の発生も認められた。   As is clear from the comparison between the results shown in Table 2 and the results shown in Table 3, the aluminum-wound solid electrolytic capacitors of Examples 6 to 10 have little decrease in capacitance and increase in ESR due to storage, and Although there was little increase in leakage current and no occurrence of leakage current failure, the aluminum winding solid electrolytic capacitors of Comparative Examples 12 to 13 had increased ESR and leakage current due to storage in the aluminum windings of Examples 6 to 10. It was larger than the type solid electrolytic capacitor and the occurrence of defective leakage current was also observed.

つぎに、タンタル固体電解コンデンサでの評価について示す。
〔タンタル固体電解コンデンサでの評価〕
実施例11
タンタル焼結体を濃度が0.1%のリン酸水溶液に浸漬した状態で、12Vの電圧を印加することによって化成処理を行い、タンタル焼結体の表面に誘電体被膜を形成した。次に、濃度が35%の3,4−エチレンジオキシチオフェンのエタノール溶液にタンタル焼結体を浸漬し、1分後に取り出し、5分間放置した。その後、あらかじめ用意しておいた濃度が70%のナフタレントリスルホン酸ブチルアミン水溶液(pH5)と濃度が40%の過硫酸アンモニウム水溶液と濃度が20%のデシルジメチルアミンオキサイド水溶液を200:200:1の質量比で混合した混合物からなる乳化剤入りの酸化剤兼ドーパント溶液中に浸漬し、30秒間後に取り出し、室温で60分間放置して、重合を行った。その後、純水中に上記タンタル焼結体を浸漬し、30分間放置した後、取り出して70℃で30分間乾燥させた。この操作を12回繰り返した後、カーボンペースト、銀ペーストでポリエチレンジオキシチオフェン層を覆ってタンタル固体電解コンデンサを作製した。なお、酸化剤兼ドーパント溶液中のナフタレントリスルホン酸ブチルアミンと過硫酸アンモニウムとの比率は、質量比で、ナフタレントリスルホン酸ブチルアミン1に対して、過硫酸アンモニウム0.57であった。
Next, evaluation with a tantalum solid electrolytic capacitor will be described.
[Evaluation with tantalum solid electrolytic capacitors]
Example 11
In a state where the tantalum sintered body was immersed in a phosphoric acid aqueous solution having a concentration of 0.1%, chemical conversion treatment was performed by applying a voltage of 12 V to form a dielectric film on the surface of the tantalum sintered body. Next, the tantalum sintered body was immersed in an ethanol solution of 3,4-ethylenedioxythiophene having a concentration of 35%, taken out after 1 minute, and left for 5 minutes. Thereafter, a butylamine naphthalene trisulfonate aqueous solution (pH 5) having a concentration of 70%, an ammonium persulfate aqueous solution having a concentration of 40%, and a decyldimethylamine oxide aqueous solution having a concentration of 20% were prepared in a mass of 200: 200: 1. It was immersed in an oxidizing agent / dopant solution containing an emulsifier composed of a mixture mixed at a ratio, taken out after 30 seconds, and allowed to stand at room temperature for 60 minutes for polymerization. Thereafter, the tantalum sintered body was immersed in pure water and allowed to stand for 30 minutes, then taken out and dried at 70 ° C. for 30 minutes. After repeating this operation 12 times, a polyethylene dioxythiophene layer was covered with a carbon paste and a silver paste to produce a tantalum solid electrolytic capacitor. The ratio of butylamine naphthalene trisulfonate and ammonium persulfate in the oxidizing agent / dopant solution was 0.57 ammonium persulfate with respect to butylamine 1 naphthalene trisulfonate in terms of mass ratio.

実施例12
濃度が70%のナフタレントリスルホン酸ブチルアミン水溶液(pH5)に代えて、濃度が80%のナフタレントリスルホン酸2−メチルイミダゾール水溶液(pH5)を用いた以外は、すべて実施例11と同様の操作を行って、タンタル固体電解コンデンサを得た。なお、酸化剤兼ドーパント溶液中のナフタレントリスルホン酸2−メチルイミダゾールと過硫酸アンモニウムとの比率は、質量比で、ナフタレントリスルホン酸2−メチルイミダゾール1に対して、過硫酸アンモニウム0.57であった。
Example 12
The same operation as in Example 11 was performed except that an aqueous solution of 2-methylimidazole naphthalene trisulfonate having a concentration of 80% (pH 5) was used instead of the aqueous solution of butylamine naphthalene trisulfonate having a concentration of 70% (pH 5). As a result, a tantalum solid electrolytic capacitor was obtained. The ratio of 2-methylimidazole naphthalene trisulfonate and ammonium persulfate in the oxidizing agent / dopant solution was 0.57 ammonium persulfate with respect to 2-methylimidazole naphthalene trisulfonate 1 in terms of mass ratio. .

比較例14
濃度が70%のナフタレントリスルホン酸ブチルアミン水溶液(pH5)に代えて、濃度が70%のスルホフタル酸ブチルアミン水溶液(pH5)を用い、重合回数を18回とした以外は、実施例11と同様の操作を行った。
Comparative Example 14
The same operation as in Example 11 except that the aqueous solution of butylamine sulfophthalate (pH 5) having a concentration of 70% was used instead of the aqueous solution of butylamine naphthalene trisulfonate (pH 5) having a concentration of 70% and the number of polymerizations was 18 times. Went.

比較例15
濃度が70%のナフタレントリスルホン酸ブチルアミン水溶液(pH5)に代えて、濃度が70%のフェノールスルホン酸ブチルアミン水溶液(pH5)を用いた以外は、実施例11と同様の操作を行った。
Comparative Example 15
The same operation as in Example 11 was performed, except that a 70% concentration of a butylamine phenol sulfonate aqueous solution (pH 5) was used instead of the 70% concentration of a butylamine trisulfonate butylamine aqueous solution (pH 5).

比較例16
実施例11における酸化剤兼ドーパント溶液に代えて、濃度が35%のパラトルエンスルホン酸第2鉄のエタノール溶液を用いた以外は、実施例11と同様の操作を行った。
Comparative Example 16
The same operation as in Example 11 was performed except that an ethanol solution of ferric paratoluenesulfonic acid having a concentration of 35% was used instead of the oxidizing agent / dopant solution in Example 11.

上記のようにして作製した実施例11〜12および比較例14〜16のタンタル固体電解コンデンサについて、前記実施例6と同様に静電容量およびESRを測定した。その結果を表4に示す。なお、測定は、各試料とも、20個ずつについて行い、表4に示す数値は、その20個の平均値を求め、小数点以下を四捨五入して示したものである。   For the tantalum solid electrolytic capacitors of Examples 11 to 12 and Comparative Examples 14 to 16 produced as described above, the capacitance and ESR were measured in the same manner as in Example 6. The results are shown in Table 4. In addition, the measurement is performed for each sample by 20 pieces, and the numerical values shown in Table 4 are obtained by calculating an average value of the 20 pieces and rounding off after the decimal point.

Figure 0005637544
Figure 0005637544

表4に示すように、実施例11〜12のタンタル固体電解コンデンサは、比較例14のタンタル固体電解コンデンサに比べて、静電容量が大きく、かつESRが小さく、タンタル固体電解コンデンサとして優れた特性を有していた。なお、比較例15〜16のタンタル固体電解コンデンサは、静電容量やESRの測定結果を見る限りでは、実施例11〜12のタンタル固体電解コンデンサに比べて遜色はないものの、次に示すように、高温で貯蔵した場合のESRの増加が大きく、貯蔵特性に問題点を有していた。   As shown in Table 4, the tantalum solid electrolytic capacitors of Examples 11 to 12 have larger capacitance and lower ESR than the tantalum solid electrolytic capacitor of Comparative Example 14, and are excellent as tantalum solid electrolytic capacitors. Had. The tantalum solid electrolytic capacitors of Comparative Examples 15 to 16 are not inferior to the tantalum solid electrolytic capacitors of Examples 11 to 12 as long as the capacitance and ESR measurement results are seen, but as shown below. The increase in ESR when stored at a high temperature was large, and there was a problem in storage characteristics.

つぎに、上記実施例11〜12および比較例14〜16のタンタル固体電解コンデンサからそれぞれ無作為に選んだ20個ずつのコンデンサを105℃で400時間貯蔵した後、前記と同様に静電容量およびESRを測定した。その結果を表5に示す。なお、表5に示す数値は、それぞれ20個の平均値を求め、小数点以下を四捨五入して示したものである。   Next, after storing 20 capacitors each randomly selected from the tantalum solid electrolytic capacitors of Examples 11 to 12 and Comparative Examples 14 to 16 at 105 ° C. for 400 hours, the capacitance and ESR was measured. The results are shown in Table 5. In addition, the numerical value shown in Table 5 calculates | requires 20 average values, respectively, and rounds off the decimal part.

Figure 0005637544
Figure 0005637544

表4に示す結果と表5に示す結果との対比から明らかなように、実施例11〜12のタンタル固体電解コンデンサは、高温での貯蔵による静電容量の低下やESRの増加がそれほど大きくないのに対し、比較例14〜16のタンタル固体電解コンデンサは、特に貯蔵によるESRの増加が大きく、貯蔵特性に問題点を有していた。   As is clear from the comparison between the results shown in Table 4 and the results shown in Table 5, in the tantalum solid electrolytic capacitors of Examples 11 to 12, the decrease in capacitance and the increase in ESR due to storage at high temperature are not so large. On the other hand, the tantalum solid electrolytic capacitors of Comparative Examples 14 to 16 had a large increase in ESR due to storage, and had a problem in storage characteristics.

つぎに、上記実施例11〜12および比較例14〜16のタンタル固体電解コンデンサを分解し、固体電解質として使用されている導電性高分子(ドーパントを取り込んで重合して導電性を有するようになった3,4−エチレンジオキシチオフェンの重合体)層がむき出しになった状態のコンデンサ素子をそれぞれESCA(光電子分光法)でドーパントのS(硫黄)と構成モノマーの3,4−エチレンジオキシチオフェンのS(硫黄)とを測定した。測定はそれぞれのコンデンサについて5個ずつ行い、その平均値を算出し、ドーパントのSとモノマーのSとのモル比率を求めた。その結果を表6に示す。   Next, the tantalum solid electrolytic capacitors of Examples 11 to 12 and Comparative Examples 14 to 16 are disassembled, and the conductive polymer used as the solid electrolyte (incorporates a dopant and polymerizes to have conductivity). In addition, the capacitor elements in the state where the 3,4-ethylenedioxythiophene polymer) layer was exposed were subjected to ESCA (photoelectron spectroscopy), respectively, the dopant S (sulfur) and the constituent monomer 3,4-ethylenedioxythiophene. S (sulfur) was measured. The measurement was performed five times for each capacitor, the average value was calculated, and the molar ratio of the dopant S to the monomer S was determined. The results are shown in Table 6.

Figure 0005637544
Figure 0005637544

前記のようにSysthetic Metals,101 561−564(1999),K.E.Aasmundtveutによれば、パラトルエンスルホン酸第2鉄(III)を酸化剤兼ドーパントとして用いて3,4−エチレンジオキシチオフェンを重合させ、洗浄、乾燥して得られた導電性高分子を分析すると、ドーパントであるパラトルエンスルホン酸のS(硫黄)と構成モノマーである3,4−エチレンジオキシチオフェンのS(硫黄)との比率は、両者の仕込比のいかんにかかわらず、モル比で1:4であると報じられている。つまり、ドーパント:モノマーの比率がモル比で1:4である。   As described above, Systhetic Metals, 101 561-564 (1999), K.A. E. According to Aasmundtveut, when conducting polymer obtained by polymerizing 3,4-ethylenedioxythiophene using ferric (III) paratoluenesulfonate as an oxidant and dopant, washing and drying, the polymer is analyzed. The ratio of S (sulfur) of paratoluenesulfonic acid as a dopant to S (sulfur) of 3,4-ethylenedioxythiophene as a constituent monomer is 1 in molar ratio regardless of the charging ratio of both. : 4 reported. That is, the molar ratio of dopant: monomer is 1: 4.

これに対して、本発明の実施例11〜12により得られたコンデンサの導電性高分子におけるドーパントと構成モノマーとの比率は、表6に示すように、モル比で1.0:1.9〜1.0:2.4の範囲にあり、本発明の酸化剤兼ドーパントを用いた方が、パラトルエンスルホン酸第2鉄を酸化剤兼ドーパントとして用いた場合より、モノマーに対するドーパントのモル比率が高くなっている。なお、上記実施例11〜12のタンタル固体電解コンデンサの導電性高分子におけるドーパントは、アンモニア水溶液で脱ドープした後、LC−MS(液体クロマトグラフィー−マススペクトル、商品名JMS−T100LC、日本電子社製)で測定したところ、硫酸とナフタレントリスルホン酸が検出された。   On the other hand, as shown in Table 6, the ratio of the dopant to the constituent monomer in the conductive polymer of the capacitor obtained in Examples 11 to 12 of the present invention is 1.0: 1.9. It is in the range of -1.0: 2.4, and the one using the oxidant and dopant of the present invention is more in the molar ratio of the dopant to the monomer than using ferric paratoluenesulfonate as the oxidant and dopant. Is high. In addition, the dopant in the conductive polymer of the tantalum solid electrolytic capacitors of Examples 11 to 12 described above was dedoped with an aqueous ammonia solution, and then LC-MS (liquid chromatography-mass spectrum, trade name: JMS-T100LC, JEOL Ltd. As a result, sulfuric acid and naphthalene trisulfonic acid were detected.

Claims (8)

ナフタレントリスルホン酸のアルキルアミン塩またはイミダゾール塩から選ばれる少なくとも1種と過硫酸有機塩との質量比が1:0.1〜1:1.5の混合物を酸化剤兼ドーパントとして、チオフェンまたはその誘導体、ピロールまたはその誘導体およびアニリンまたはその誘導体よりなる群から選ばれる少なくとも1種のモノマーを重合させて得られた導電性組成物を固体電解質として構成したことを特徴とする固体電解コンデンサ。   A mixture of at least one selected from an alkylamine salt or an imidazole salt of naphthalene trisulfonic acid and a persulfuric acid organic salt in a mass ratio of 1: 0.1 to 1: 1.5 is used as an oxidizing agent and a dopant, and thiophene or its A solid electrolytic capacitor comprising a conductive composition obtained by polymerizing at least one monomer selected from the group consisting of a derivative, pyrrole or a derivative thereof and aniline or a derivative thereof as a solid electrolyte. チオフェンの誘導体が、3,4−エチレンジオキシチオフェンである請求項に記載の固体電解コンデンサ。 The solid electrolytic capacitor according to claim 1 , wherein the thiophene derivative is 3,4-ethylenedioxythiophene. ナフタレントリスルホン酸のアルキルアミン塩を構成するアルキルアミンのアルキル基は、炭素数が1〜12である請求項に記載の固体電解コンデンサ。 Alkyl group of the alkyl amine constituting the alkylamine salts of naphthalene tricarboxylic acid, the solid electrolytic capacitor according to claim 1 carbon number of 1-12. ナフタレントリスルホン酸のイミダゾール塩を構成するイミダゾールは、イミダゾールであるか、あるいはイミダゾール環の2位または4位が、炭素数1〜20のアルキル基またはフェニル基で置換されているものである請求項に記載の固体電解コンデンサ。 The imidazole constituting the imidazole salt of naphthalene trisulfonic acid is imidazole, or the 2-position or 4-position of the imidazole ring is substituted with an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or a phenyl group. 1. The solid electrolytic capacitor according to 1. ナフタレントリスルホン酸のアルキルアミン塩が、ナフタレントリスルホン酸メチルアミン、ナフタレントリスルホン酸エチルアミン、ナフタレントリスルホン酸プロピルアミンまたはナフタレントリスルホン酸ブチルアミンである請求項に記載の固体電解コンデンサ。 The solid electrolytic capacitor according to claim 1 , wherein the alkylamine salt of naphthalenetrisulfonic acid is methylamine naphthalenetrisulfonate, ethylamine naphthalenetrisulfonate, propylamine naphthalenetrisulfonate, or butylamine naphthalenetrisulfonate. ナフタレントリスルホン酸のイミダゾール塩が、ナフタレントリスルホン酸2−メチルイミダゾール、ナフタレントリスルホン酸4−メチルイミダゾールまたはナフタレントリスルホン酸2−エチル−4−メチルイミダゾールである請求項に記載の固体電解コンデンサ。 2. The solid electrolytic capacitor according to claim 1 , wherein the imidazole salt of naphthalenetrisulfonic acid is 2-methylimidazole naphthalenetrisulfonate, 4-methylimidazole naphthalenetrisulfonate or 2-ethyl-4-methylimidazole naphthalenetrisulfonate. . 過硫酸有機塩が、過硫酸アンモニウムである請求項のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。 The solid electrolytic capacitor according to any one of claims 1 to 6 , wherein the persulfate organic salt is ammonium persulfate. 固体電解質として用いられている導電性組成物におけるドーパントと構成モノマーとの比率がモル比で1:0.1〜1:3である請求項のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。 The solid electrolytic capacitor according to any one of claims 1 to 7 , wherein a ratio of the dopant and the constituent monomer in the conductive composition used as the solid electrolyte is 1: 0.1 to 1: 3 in molar ratio.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11114250B2 (en) 2018-08-10 2021-09-07 Avx Corporation Solid electrolytic capacitor formed from conductive polymer particles
US11183342B2 (en) 2018-08-10 2021-11-23 Avx Corporation Solid electrolytic capacitor containing polyaniline
US11462366B2 (en) 2018-08-10 2022-10-04 KYOCERA AVX Components Corporation Solid electrolytic capacitor containing an intrinsically conductive polymer
US11631548B2 (en) 2020-06-08 2023-04-18 KYOCERA AVX Components Corporation Solid electrolytic capacitor containing a moisture barrier
US11670461B2 (en) 2019-09-18 2023-06-06 KYOCERA AVX Components Corporation Solid electrolytic capacitor for use at high voltages
US11776759B2 (en) 2019-12-10 2023-10-03 KYOCER AVX Components Corporation Tantalum capacitor with increased stability
US11823846B2 (en) 2019-12-10 2023-11-21 KYOCERA AVX Components Corporation Solid electrolytic capacitor containing a pre-coat and intrinsically conductive polymer
US11955294B2 (en) 2018-12-11 2024-04-09 KYOCERA AVX Components Corporation Solid electrolytic capacitor containing an intrinsically conductive polymer

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5526660B2 (en) * 2009-08-31 2014-06-18 三洋電機株式会社 Conductive polymer film, method for producing conductive polymer film, and method for producing electronic device

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101144526B1 (en) * 2005-02-08 2012-05-11 엔이씨 도낀 가부시끼가이샤 Dopant solution for electroconductive polymer, oxidizing agent and concurrently dopant solution for electroconductive polymer, electroconductive composition and solid electrolytic capacitor
JP4776338B2 (en) * 2005-10-28 2011-09-21 テイカ株式会社 Conductive polymer dopant solution, conductive polymer oxidant / dopant, conductive composition, solid electrolytic capacitor and method for producing the same
WO2007142051A1 (en) * 2006-06-07 2007-12-13 Tayca Corporation Reaction accelerator for conductive polymer synthesis, conductive polymer and solid electrolytic capacitor

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11114250B2 (en) 2018-08-10 2021-09-07 Avx Corporation Solid electrolytic capacitor formed from conductive polymer particles
US11183342B2 (en) 2018-08-10 2021-11-23 Avx Corporation Solid electrolytic capacitor containing polyaniline
US11462366B2 (en) 2018-08-10 2022-10-04 KYOCERA AVX Components Corporation Solid electrolytic capacitor containing an intrinsically conductive polymer
US11756746B2 (en) 2018-08-10 2023-09-12 KYOCERA AVX Components Corporation Solid electrolytic capacitor containing an intrinsically conductive polymer
US11791106B2 (en) 2018-08-10 2023-10-17 KYOCERA AVX Components Corporation Solid electrolytic capacitor containing polyaniline
US11955294B2 (en) 2018-12-11 2024-04-09 KYOCERA AVX Components Corporation Solid electrolytic capacitor containing an intrinsically conductive polymer
US11670461B2 (en) 2019-09-18 2023-06-06 KYOCERA AVX Components Corporation Solid electrolytic capacitor for use at high voltages
US11776759B2 (en) 2019-12-10 2023-10-03 KYOCER AVX Components Corporation Tantalum capacitor with increased stability
US11823846B2 (en) 2019-12-10 2023-11-21 KYOCERA AVX Components Corporation Solid electrolytic capacitor containing a pre-coat and intrinsically conductive polymer
US11631548B2 (en) 2020-06-08 2023-04-18 KYOCERA AVX Components Corporation Solid electrolytic capacitor containing a moisture barrier

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