JP2001302937A - 導電性高分子材料および固体電解コンデンサ - Google Patents
導電性高分子材料および固体電解コンデンサInfo
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- JP2001302937A JP2001302937A JP2000120819A JP2000120819A JP2001302937A JP 2001302937 A JP2001302937 A JP 2001302937A JP 2000120819 A JP2000120819 A JP 2000120819A JP 2000120819 A JP2000120819 A JP 2000120819A JP 2001302937 A JP2001302937 A JP 2001302937A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高周波領域まで良好なインピーダンス特
性を有し、吸着水量が少ない、固体電解コンデンサの陰
極導電材料として好適な導電性高分子材料、およびそれ
を用いた固体電解コンデンサの提供すること。 【解決手段】 電子共役系の分子構造を有する高分子物
質中に、下記式（１）で表される３−スルホベンズアミ
ド誘導体化合物が含有されている導電性高分子材料、お
よびそれを固体電解コンデンサの陰極導電材料に用いる
こと。 【化１】 式中、Ｒ1、Ｒ2およびＲ3は、水素原子または炭素数２
０以下の炭化水素基であり、Ｒ1〜Ｒ3の少なくとも一つ
は炭化水素基である。Ｒ1とＲ2およびＲ2とＲ3は、互い
に結合して炭化水素環を形成していてもよい。
性を有し、吸着水量が少ない、固体電解コンデンサの陰
極導電材料として好適な導電性高分子材料、およびそれ
を用いた固体電解コンデンサの提供すること。 【解決手段】 電子共役系の分子構造を有する高分子物
質中に、下記式（１）で表される３−スルホベンズアミ
ド誘導体化合物が含有されている導電性高分子材料、お
よびそれを固体電解コンデンサの陰極導電材料に用いる
こと。 【化１】 式中、Ｒ1、Ｒ2およびＲ3は、水素原子または炭素数２
０以下の炭化水素基であり、Ｒ1〜Ｒ3の少なくとも一つ
は炭化水素基である。Ｒ1とＲ2およびＲ2とＲ3は、互い
に結合して炭化水素環を形成していてもよい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、導電性を有する高
分子材料およびそれを用いた固体電解コンデサに関す
る。
分子材料およびそれを用いた固体電解コンデサに関す
る。
【０００２】
【発明の技術的背景】近年、エレクトロニクスの発展に
ともなって、新しいエレクトロニクス材料が開発されて
いる。特に、機能性有機材料の分野においてめざましい
技術革新が進み、導電性高分子に限ってみても、ポリア
セチレン、ポリパラフェニレン、ポリピロール、ポリチ
オフェン、ポリアニリンなどの電子共役系高分子に、電
子受容性化合物をドーパントとしてドープした導電性高
分子材料が開発され、例えば、キャパシタ電極材料、電
池電極材料、帯電防止材料等として既に実用化されてい
る例もある。
ともなって、新しいエレクトロニクス材料が開発されて
いる。特に、機能性有機材料の分野においてめざましい
技術革新が進み、導電性高分子に限ってみても、ポリア
セチレン、ポリパラフェニレン、ポリピロール、ポリチ
オフェン、ポリアニリンなどの電子共役系高分子に、電
子受容性化合物をドーパントとしてドープした導電性高
分子材料が開発され、例えば、キャパシタ電極材料、電
池電極材料、帯電防止材料等として既に実用化されてい
る例もある。
【０００３】ところで、固体電解コンデンサには、タン
タル、アルミニウムなどの金属を陽極とし、この陽極表
面にタンタル、アルミニウムなどの酸化被膜を誘電体と
して形成させ、一方二酸化マンガンやテトラシアノキノ
ジメタン（ＴＣＮＱ）錯塩を陰極とするものが開発され
ている。しかしながら、二酸化マンガンを陰極とする固
体電解コンデンサを使用すると、二酸化マンガンの誘電
率が小さいために高周波領域でのインピーダンスが大き
くなったり、またＴＣＮＱ錯塩が熱分解しやすいために
耐熱性が乏しいこと等が指摘されている。
タル、アルミニウムなどの金属を陽極とし、この陽極表
面にタンタル、アルミニウムなどの酸化被膜を誘電体と
して形成させ、一方二酸化マンガンやテトラシアノキノ
ジメタン（ＴＣＮＱ）錯塩を陰極とするものが開発され
ている。しかしながら、二酸化マンガンを陰極とする固
体電解コンデンサを使用すると、二酸化マンガンの誘電
率が小さいために高周波領域でのインピーダンスが大き
くなったり、またＴＣＮＱ錯塩が熱分解しやすいために
耐熱性が乏しいこと等が指摘されている。
【０００４】そこで、前述したポリピロール、ポリアニ
リンなどの導電性高分子物質を陰極として用いると、こ
れら導電性高分子物質は、二酸化マンガンよりも誘電率
が高く、またＴＣＮＱ錯塩よりも耐熱性に優れるという
特性が見出されている。
リンなどの導電性高分子物質を陰極として用いると、こ
れら導電性高分子物質は、二酸化マンガンよりも誘電率
が高く、またＴＣＮＱ錯塩よりも耐熱性に優れるという
特性が見出されている。
【０００５】この特性に注目して、これらの導電性高分
子物質を陰極として使用した固体電解コンデンサについ
て、多くの改良の提案がなされている。例えば、特開昭
６０−３７１１４号公報には、ドーパントがドープされ
た複素五員環化合物重合体を固体電解質とする固体電解
コンデンサが開示されおり、また、特開平６−２９１５
９号公報には、ポリアニリンを固体電解質とする固体電
解コンデンサが記載されている。
子物質を陰極として使用した固体電解コンデンサについ
て、多くの改良の提案がなされている。例えば、特開昭
６０−３７１１４号公報には、ドーパントがドープされ
た複素五員環化合物重合体を固体電解質とする固体電解
コンデンサが開示されおり、また、特開平６−２９１５
９号公報には、ポリアニリンを固体電解質とする固体電
解コンデンサが記載されている。
【０００６】しかしながら、情報電子機器用素子には一
層の高性能化および高信頼性が求められてきているた
め、固体電解コンデンサには、さらに高周波領域まで良
好なインピーダンス特性を有する材料の開発が望まれて
いる。加えて、電子部品として実用化するには、環境安
定性や機械的特性に優れていることも望まれ、例えば、
重合体中への吸着水の影響でインピーダンス特性が劣化
することは好ましくなく、吸着水量の少ない材料も重要
な要求特性である。
層の高性能化および高信頼性が求められてきているた
め、固体電解コンデンサには、さらに高周波領域まで良
好なインピーダンス特性を有する材料の開発が望まれて
いる。加えて、電子部品として実用化するには、環境安
定性や機械的特性に優れていることも望まれ、例えば、
重合体中への吸着水の影響でインピーダンス特性が劣化
することは好ましくなく、吸着水量の少ない材料も重要
な要求特性である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、高周波領域
まで良好なインピーダンス特性を有し、吸着水量が少な
い、固体電解コンデンサの陰極導電材料として好適な導
電性高分子材料、およびそれを用いた固体電解コンデン
サの提供を目的としている。
まで良好なインピーダンス特性を有し、吸着水量が少な
い、固体電解コンデンサの陰極導電材料として好適な導
電性高分子材料、およびそれを用いた固体電解コンデン
サの提供を目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、電子共役系分
子構造を有する高分子物質中に下記式（１）で表される
３−スルホベンズアミド誘導体化合物を含有している導
電性高分子材料を提供する。
子構造を有する高分子物質中に下記式（１）で表される
３−スルホベンズアミド誘導体化合物を含有している導
電性高分子材料を提供する。
【０００９】
【化５】 （式中、Ｒ1、Ｒ2およびＲ3は、互いに同一でも異なっ
てもよく、水素原子または炭素数１〜２０の炭化水素基
である。ただし、Ｒ1〜Ｒ3の少なくとも一つは、炭素数
１〜２０の炭化水素基である。Ｒ1とＲ2またはＲ2とＲ3
は、互いに結合して炭化水素環を形成していてもよ
い。）
てもよく、水素原子または炭素数１〜２０の炭化水素基
である。ただし、Ｒ1〜Ｒ3の少なくとも一つは、炭素数
１〜２０の炭化水素基である。Ｒ1とＲ2またはＲ2とＲ3
は、互いに結合して炭化水素環を形成していてもよ
い。）
【００１０】前記高分子物質が、下記式（２）、（３）
または（４）で表される繰り返し単位の少なくとも１種
を有する共役系高分子化合物である導電性高分子材料は
本発明の好ましい態様である。
または（４）で表される繰り返し単位の少なくとも１種
を有する共役系高分子化合物である導電性高分子材料は
本発明の好ましい態様である。
【００１１】
【化６】
【００１２】
【化７】
【００１３】
【化８】 （式（２）、（３）、および（４）中、Ｒ4〜Ｒ11は互
いに同一でも異なっていてもよく、水素原子、アルキル
基またはアルコキシ基である。）
いに同一でも異なっていてもよく、水素原子、アルキル
基またはアルコキシ基である。）
【００１４】また本発明は、前記の導電性高分子材料を
陰極導電材料として使用した固体電解コンデンサを提供
する。
陰極導電材料として使用した固体電解コンデンサを提供
する。
【００１５】 〔発明の詳細な説明〕次に、本発明に関わる導電性高分
子材料およびそれを用いた固体電解コンデンサについて
具体的に説明する。
子材料およびそれを用いた固体電解コンデンサについて
具体的に説明する。
【００１６】本発明に関わる導電性高分子材料は、電子
共役系分子構造を宇有する高分子物質中に、下記式
（１）で表されるベンゼンスルホン酸誘導体化合物が含
有されている。
共役系分子構造を宇有する高分子物質中に、下記式
（１）で表されるベンゼンスルホン酸誘導体化合物が含
有されている。
【化９】
【００１７】式（１）中、Ｒ1、Ｒ2およびＲ3は、互い
に同一でも異なってもよく、水素原子または炭素数１〜
２０の炭化水素基である。ただし、Ｒ1〜Ｒ3の少なくと
も一つは、炭素数１〜２０の炭化水素基である。
に同一でも異なってもよく、水素原子または炭素数１〜
２０の炭化水素基である。ただし、Ｒ1〜Ｒ3の少なくと
も一つは、炭素数１〜２０の炭化水素基である。
【００１８】炭化水素基としては、炭素数１〜２０のア
ルキル基、炭素数２〜２０のアルケニル基、炭素数６〜
２０アリール基を挙げることができる。これらの基は置
換基を有していてもよい。炭化水素基の具体的例として
は、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などの
アルキル基、ビニル基、アルリル基、cis-1,3−ブタジ
エン基などのアルケニル基、フェニル基、トルイル基、
キシレニル基などのアリール基を挙げることができる。
これらのうちで好ましいのは、メチル基、エチル基、ブ
チル基またはフェニル基などである。
ルキル基、炭素数２〜２０のアルケニル基、炭素数６〜
２０アリール基を挙げることができる。これらの基は置
換基を有していてもよい。炭化水素基の具体的例として
は、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などの
アルキル基、ビニル基、アルリル基、cis-1,3−ブタジ
エン基などのアルケニル基、フェニル基、トルイル基、
キシレニル基などのアリール基を挙げることができる。
これらのうちで好ましいのは、メチル基、エチル基、ブ
チル基またはフェニル基などである。
【００１９】また、Ｒ1とＲ2またはＲ2とＲ3が互いに結
合して炭化水素環を形成していてもよい。互いに結合し
て形成する炭化水素環は、芳香族炭化水素環、脂環式炭
化水素環などである。
合して炭化水素環を形成していてもよい。互いに結合し
て形成する炭化水素環は、芳香族炭化水素環、脂環式炭
化水素環などである。
【００２０】前記式（１）で表される化合物の具体的例
として、６−メチル−３−スルホベンズアミド、４−ブ
チル−３−スルホベンズアミド、４−フェニル−３−ス
ルホベンズアミド、４−tertブチル−３−スルホベンズ
アミド、５−メチル−３−スルホベンズアミド、４−エ
チル−３−スルホベンズアミド、６−ブチル−３−スル
ホベンズアミド、などを挙げることができる。
として、６−メチル−３−スルホベンズアミド、４−ブ
チル−３−スルホベンズアミド、４−フェニル−３−ス
ルホベンズアミド、４−tertブチル−３−スルホベンズ
アミド、５−メチル−３−スルホベンズアミド、４−エ
チル−３−スルホベンズアミド、６−ブチル−３−スル
ホベンズアミド、などを挙げることができる。
【００２１】また、Ｒ1とＲ2またはＲ2とＲ3が互いに結
合して炭化水素環を形成している化合物の具体例として
下記に示す化合物のような３−スルホ−１−ナフトエア
ミド、４−スルホ−２−ナフトエアミドおよび４−スル
ホテトラリン−２−カルボキサミドを例示することがで
きる。
合して炭化水素環を形成している化合物の具体例として
下記に示す化合物のような３−スルホ−１−ナフトエア
ミド、４−スルホ−２−ナフトエアミドおよび４−スル
ホテトラリン−２−カルボキサミドを例示することがで
きる。
【化１０】
【００２２】式（１）で表される３−スルホベンズアミ
ド類は、それに対応するベンズアミド類を硫酸、発煙硫
酸、三酸化硫黄、三酸化硫黄−ピリジン錯体、アミド硫
酸等の適当なスルホン化剤と接触させてスルホン化する
方法、あるいは３−スルホ安息香酸類をアミド化する方
法等の合成ルートに従って製造することができる。
ド類は、それに対応するベンズアミド類を硫酸、発煙硫
酸、三酸化硫黄、三酸化硫黄−ピリジン錯体、アミド硫
酸等の適当なスルホン化剤と接触させてスルホン化する
方法、あるいは３−スルホ安息香酸類をアミド化する方
法等の合成ルートに従って製造することができる。
【００２３】前記のスルホン化による３−スルホベンズ
アミド誘導体の合成反応に際して、反応条件は特に限定
されるものではない。例えば、原料を構成するベンズア
ミド類とスルホン化剤との反応比率は、通常１：１〜
１：２００（モル比）の範囲で行われる。また、反応溶
媒は必ずしも必要としないが、使用する場合には、ベン
ズアミド類およびスルホン化剤を溶解し、かつ溶媒自体
がスルホン化されないものであればよく、ジクロロエタ
ン、四塩化炭素、ジオキサン等を挙げることができる。
アミド誘導体の合成反応に際して、反応条件は特に限定
されるものではない。例えば、原料を構成するベンズア
ミド類とスルホン化剤との反応比率は、通常１：１〜
１：２００（モル比）の範囲で行われる。また、反応溶
媒は必ずしも必要としないが、使用する場合には、ベン
ズアミド類およびスルホン化剤を溶解し、かつ溶媒自体
がスルホン化されないものであればよく、ジクロロエタ
ン、四塩化炭素、ジオキサン等を挙げることができる。
【００２４】反応温度は、適度な反応速度を示し急激な
発熱による副反応の進行が避けられ、さらに原料である
ベンズアミド類および生成物である３−スルホベンズア
ミド類が分解しない温度であれば、特に限定されれず、
通常０〜１５０℃で行われる。このような反応条件を採
用することによって、高い収率で、３−スルホベンズア
ミド類を合成することができる。
発熱による副反応の進行が避けられ、さらに原料である
ベンズアミド類および生成物である３−スルホベンズア
ミド類が分解しない温度であれば、特に限定されれず、
通常０〜１５０℃で行われる。このような反応条件を採
用することによって、高い収率で、３−スルホベンズア
ミド類を合成することができる。
【００２５】本発明に係わる導電性高分子材料を構成す
る電子共役系の分子構造を有する高分子物質としては、
次に示す一般式（２）で示されるピロール系、（３）で
示されるチオフェン系、（４）で示されるアニリン系の
少なくとも１種を繰り返し単位として構成された共役高
分子を挙げることができる。
る電子共役系の分子構造を有する高分子物質としては、
次に示す一般式（２）で示されるピロール系、（３）で
示されるチオフェン系、（４）で示されるアニリン系の
少なくとも１種を繰り返し単位として構成された共役高
分子を挙げることができる。
【００２６】
【化１１】
【００２７】
【化１２】
【００２８】
【化１３】
【００２９】式中、Ｒ4〜Ｒ11は互いに同一でも異なっ
てもよく、水素原子または炭素原子数１〜２０の直鎖
状、環状、分岐状のアルキル基またはアルコキシ基であ
り、＊は繰り返し単位の結合位置を示す。アルキル基の
好ましい例として、メチル基、エチル基、プロピル基、
ブチル基などの炭素数１〜８の直鎖状アルキル基を例示
することができる。アルコキシ基の好ましい例として
は、メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基などの炭素数
１〜８の直鎖状アルコキシ基を例示することができる。
てもよく、水素原子または炭素原子数１〜２０の直鎖
状、環状、分岐状のアルキル基またはアルコキシ基であ
り、＊は繰り返し単位の結合位置を示す。アルキル基の
好ましい例として、メチル基、エチル基、プロピル基、
ブチル基などの炭素数１〜８の直鎖状アルキル基を例示
することができる。アルコキシ基の好ましい例として
は、メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基などの炭素数
１〜８の直鎖状アルコキシ基を例示することができる。
【００３０】特に、式（２）、（３）または（４）で示
される繰り返し単位１種だけからなる、ポリピロール、
ポリチオフェン、ポリアニリンの使用が好ましい。
される繰り返し単位１種だけからなる、ポリピロール、
ポリチオフェン、ポリアニリンの使用が好ましい。
【００３１】上記の繰り返し単位を含む高分子化合物
は、式（２）、（３）、または（４）の少なくとも１種
を繰り返し単位として構成しうる単量体を酸化的に重合
することで製造することができる。
は、式（２）、（３）、または（４）の少なくとも１種
を繰り返し単位として構成しうる単量体を酸化的に重合
することで製造することができる。
【００３２】単量体の具体例としては、ピロール、チオ
フェン、３−メチルチオフェン、３−オクチルチオフェ
ン、３−メトキシチオフェン、アニリン、ビチオフェ
ン、ターチオフェン、trans-ビチエニルエチレン、tran
s-ビチエニル-1,4-ブタジエン、ビピロール、ターピロ
ール、2,5-ビピロイルチオフェン、p,p'-ビピロイルベ
ンゼン、2,5"-ビフェニルターピロール、2,5'-ビチエニ
ルビピロール等を具体例として挙げることができる。
フェン、３−メチルチオフェン、３−オクチルチオフェ
ン、３−メトキシチオフェン、アニリン、ビチオフェ
ン、ターチオフェン、trans-ビチエニルエチレン、tran
s-ビチエニル-1,4-ブタジエン、ビピロール、ターピロ
ール、2,5-ビピロイルチオフェン、p,p'-ビピロイルベ
ンゼン、2,5"-ビフェニルターピロール、2,5'-ビチエニ
ルビピロール等を具体例として挙げることができる。
【００３３】電子共役系高分子物質にベンゼンスルホン
酸誘導体化合物を含有させる方法としては、ベンゼンス
ルホン酸誘導体化合物の溶液に該高分子物質を侵漬する
方法、ベンゼンスルホン酸誘導体化合物を支持電解質に
用いて電解酸化重合する方法、ベンゼンスルホン酸誘導
体化合物の遷移金属塩を用いて化学酸化する方法などの
一般的に用いられる方法を使用することができる。
酸誘導体化合物を含有させる方法としては、ベンゼンス
ルホン酸誘導体化合物の溶液に該高分子物質を侵漬する
方法、ベンゼンスルホン酸誘導体化合物を支持電解質に
用いて電解酸化重合する方法、ベンゼンスルホン酸誘導
体化合物の遷移金属塩を用いて化学酸化する方法などの
一般的に用いられる方法を使用することができる。
【００３４】侵漬法では、ベンゼンスルホン酸誘導体化
合物を溶解する際の溶媒としては、溶解力のある溶媒で
あればいずれをも使用することができる。例えば、水、
アセトニトリル、ニトロベンゼンなどを使用することが
できる。
合物を溶解する際の溶媒としては、溶解力のある溶媒で
あればいずれをも使用することができる。例えば、水、
アセトニトリル、ニトロベンゼンなどを使用することが
できる。
【００３５】本発明では、好ましくは、電子共役系高分
子物質の製造に際して、式（１）で表される３−スルホ
ベンズアミド誘導体化合物を系に共存させることによっ
て、本発明に係わる導電性高分子材料を得ることができ
る。
子物質の製造に際して、式（１）で表される３−スルホ
ベンズアミド誘導体化合物を系に共存させることによっ
て、本発明に係わる導電性高分子材料を得ることができ
る。
【００３６】電気化学的酸化重合、つまり電解酸化重合
法で重合を行うには、式（１）で表される３−スルホベ
ンズアミド誘導体化合物、あるいはその塩と、高分子物
質を構成する前記単量体を溶媒に溶解し、定電位あるい
は定電流条件下で単量体の重合を進めることで導電性高
分子材料を得ることができる。反応で使用される溶媒と
しては、３−スルホベンズアミド誘導体化合物あるいは
その塩を溶解し、かつ繰り返し単位を構成しうる単量体
を溶解するものであればよく、例えば、水、ジメチルフ
ォルムアミド、アセトニトリル、プロピレンカーボネー
ト等が挙げられる。電解重合は、−１００〜１５０℃の
温度範囲、好ましくは０〜５０℃の温度範囲で行うこと
が可能であり、定電流電解法、定電位電解法のいずれの
方法であってもよい。また、電解重合は窒素、アルゴン
等の不活性ガス雰囲気下で行うことが望ましい。
法で重合を行うには、式（１）で表される３−スルホベ
ンズアミド誘導体化合物、あるいはその塩と、高分子物
質を構成する前記単量体を溶媒に溶解し、定電位あるい
は定電流条件下で単量体の重合を進めることで導電性高
分子材料を得ることができる。反応で使用される溶媒と
しては、３−スルホベンズアミド誘導体化合物あるいは
その塩を溶解し、かつ繰り返し単位を構成しうる単量体
を溶解するものであればよく、例えば、水、ジメチルフ
ォルムアミド、アセトニトリル、プロピレンカーボネー
ト等が挙げられる。電解重合は、−１００〜１５０℃の
温度範囲、好ましくは０〜５０℃の温度範囲で行うこと
が可能であり、定電流電解法、定電位電解法のいずれの
方法であってもよい。また、電解重合は窒素、アルゴン
等の不活性ガス雰囲気下で行うことが望ましい。
【００３７】また、化学酸化重合法で重合を行うには、
３−スルホベンズアミド誘導体化合物の共役塩基を配位
子とする遷移金属錯体と、電子共役系の分子構造を有す
る高分子化合物を形成する繰り返し単位を持った単量体
とを溶媒中で接触させることで行われる。遷移金属錯体
を構成する中心金属としては、例えば鉄、コバルト、ル
テニウム等を挙げることができ、これらの中でも高酸化
状態にある３価の鉄が特に好ましい。遷移金属錯体は、
通常単量体１モルに対して１〜１０モルの量で使用され
る。反応に使用される溶媒は、上記遷移金属錯体ならび
に単量体を溶解するものであればよく、例えば、水、ジ
メチルフォルムアミド、アセトニトリル、テトラヒドロ
フラン、プロピレンカーボネート等を挙げることができ
る。重合温度は０〜５０℃が好ましく、反応時間は１〜
４８時間が好ましい。また、重合は窒素やアルゴン等の
不活性ガス雰囲気下で行われることが望ましい。
３−スルホベンズアミド誘導体化合物の共役塩基を配位
子とする遷移金属錯体と、電子共役系の分子構造を有す
る高分子化合物を形成する繰り返し単位を持った単量体
とを溶媒中で接触させることで行われる。遷移金属錯体
を構成する中心金属としては、例えば鉄、コバルト、ル
テニウム等を挙げることができ、これらの中でも高酸化
状態にある３価の鉄が特に好ましい。遷移金属錯体は、
通常単量体１モルに対して１〜１０モルの量で使用され
る。反応に使用される溶媒は、上記遷移金属錯体ならび
に単量体を溶解するものであればよく、例えば、水、ジ
メチルフォルムアミド、アセトニトリル、テトラヒドロ
フラン、プロピレンカーボネート等を挙げることができ
る。重合温度は０〜５０℃が好ましく、反応時間は１〜
４８時間が好ましい。また、重合は窒素やアルゴン等の
不活性ガス雰囲気下で行われることが望ましい。
【００３８】また導電性高分子材料中に含有される式
（１）で表されるベンゼンスルホン酸誘導体化合物の含
有量は、その導電性高分子材料（電子共役系高分子物質
とドーパント剤であるベンゼンスルホン酸誘導体化合物
の合計量）に対して５〜９５重量％、特に３０〜７０重
量％が好ましい。
（１）で表されるベンゼンスルホン酸誘導体化合物の含
有量は、その導電性高分子材料（電子共役系高分子物質
とドーパント剤であるベンゼンスルホン酸誘導体化合物
の合計量）に対して５〜９５重量％、特に３０〜７０重
量％が好ましい。
【００３９】次に本発明に係わる導電性高分子材料を、
固体電解コンデンサの陰極導電材料としての利用につい
て説明する。固体電解コンデンサは、一般に、陽極金属
と陰極導電材料とが誘電体層を介して接合した基本構造
となっており、それぞれ陽極金属および陰極導電材料に
は電極リードが取り付けられている。
固体電解コンデンサの陰極導電材料としての利用につい
て説明する。固体電解コンデンサは、一般に、陽極金属
と陰極導電材料とが誘電体層を介して接合した基本構造
となっており、それぞれ陽極金属および陰極導電材料に
は電極リードが取り付けられている。
【００４０】陽極金属を構成する金属としては、アルミ
ニウム、タンタルなどが挙げられ、通常箔の状態で使用
される。また、その表面はエッチングされていてもよ
い。一方、陰極導電材料は、一般に無機または有機導電
性材料を膜状に加工して使用されている。またその表面
に金属の陰極を設けてもよい。さらに、陰極導電材料と
金属陰極との間に、陰極導電材料と金属陰極の接触を良
好にするため、グラファイト層をもうけた構造にしても
よい。誘電体層は、一般人、陽極金属の酸化物層であ
り、陽極金属の表面を酸化することによって形成するこ
とができる。また、陽極金属の酸化物を含む塗布液を塗
布することによっても形成することができる。
ニウム、タンタルなどが挙げられ、通常箔の状態で使用
される。また、その表面はエッチングされていてもよ
い。一方、陰極導電材料は、一般に無機または有機導電
性材料を膜状に加工して使用されている。またその表面
に金属の陰極を設けてもよい。さらに、陰極導電材料と
金属陰極との間に、陰極導電材料と金属陰極の接触を良
好にするため、グラファイト層をもうけた構造にしても
よい。誘電体層は、一般人、陽極金属の酸化物層であ
り、陽極金属の表面を酸化することによって形成するこ
とができる。また、陽極金属の酸化物を含む塗布液を塗
布することによっても形成することができる。
【００４１】本発明に関わる固体電解コンデンサは、陰
極導電材料として含むことを特徴として、前述した導電
材料を含むものであり、陽極金属としては一般に使用さ
れている材料がそのまま適用できる。陰極および陽極を
配置した固体電解コンデンサの形状としては、円筒形、
ディップ形などいかなる形状であってもかまわない。
極導電材料として含むことを特徴として、前述した導電
材料を含むものであり、陽極金属としては一般に使用さ
れている材料がそのまま適用できる。陰極および陽極を
配置した固体電解コンデンサの形状としては、円筒形、
ディップ形などいかなる形状であってもかまわない。
【００４２】
【実施例】次に本発明を実施例および比較例を通して説
明するが、本発明はそれら実施例に限定されるものでは
ない。
明するが、本発明はそれら実施例に限定されるものでは
ない。
【００４３】（実施例１）４−ブチルベンズアミドに発
煙硫酸を反応させて合成した４−ブチル−３−スルホベ
ンズアミドを用い、その５．１３６４ｇとピロール１．
３４ｇを純水２００ｍｌに溶解し電解重合反応液を調整
した。この反応液に窒素ガスを約１５分バブリングし窒
素置換した後、４ｃｍ四方のステレンス３０４の２枚を
１ｃｍ間隔で浸漬して、作用極および対極とした。
煙硫酸を反応させて合成した４−ブチル−３−スルホベ
ンズアミドを用い、その５．１３６４ｇとピロール１．
３４ｇを純水２００ｍｌに溶解し電解重合反応液を調整
した。この反応液に窒素ガスを約１５分バブリングし窒
素置換した後、４ｃｍ四方のステレンス３０４の２枚を
１ｃｍ間隔で浸漬して、作用極および対極とした。
【００４４】浸漬した２枚のステレンス電極を用い定電
流（１．２５ｍＡ／ｃｍ2）で２０分間流し、電解重合
を行った。電極上に生成したポリピロールフィルムは純
水、アセトンの順番で洗浄した後、電極から剥離し、真
空中、室温で１２時間乾燥した。得られたフィルムの伝
導度を四探針法で測定した結果、１１０Ｓ／ｃｍの伝導
度が得られた。
流（１．２５ｍＡ／ｃｍ2）で２０分間流し、電解重合
を行った。電極上に生成したポリピロールフィルムは純
水、アセトンの順番で洗浄した後、電極から剥離し、真
空中、室温で１２時間乾燥した。得られたフィルムの伝
導度を四探針法で測定した結果、１１０Ｓ／ｃｍの伝導
度が得られた。
【００４５】得られたフィルムの元素分析（Heraeus社
製 CHN-O-Rapid）を行なったころ、Ｃ＝５８．８ｗｔ
％，Ｈ＝５．４ｗｔ％，Ｎ＝１１．１ｗｔ％の結果が得
られた。分析値を基に重合体中のピロール、４−ブチル
−３−スルホベンズアミドおよび水の組成を算出した結
果、重合体中の水含量として１．１ｗｔ％の値を得た。
製 CHN-O-Rapid）を行なったころ、Ｃ＝５８．８ｗｔ
％，Ｈ＝５．４ｗｔ％，Ｎ＝１１．１ｗｔ％の結果が得
られた。分析値を基に重合体中のピロール、４−ブチル
−３−スルホベンズアミドおよび水の組成を算出した結
果、重合体中の水含量として１．１ｗｔ％の値を得た。
【００４６】（実施例２）６−メチル−３−スルホベン
ズアミドを用い、実施例１と同様の操作を繰り返して、
ポリピロールフィルムを作成した。四探針法で測定した
伝導度は８２S/cm、水分含量は２．５ｗｔ％であった。
ズアミドを用い、実施例１と同様の操作を繰り返して、
ポリピロールフィルムを作成した。四探針法で測定した
伝導度は８２S/cm、水分含量は２．５ｗｔ％であった。
【００４７】
【発明の効果】本発明によれば、３−スルホベンズアミ
ド誘導体化合物を電子共役系高分子物質中に含有させる
ことにより、高い導電性と低い水分含量を示す導電性高
分子材料を得ることができる。また、この導電性高分子
材料を陰極導電材料として使用することにより、共振周
波数におけるインピーダンス特性が良好であり、しかも
高温での特性低下の少ない優れた性能を有する固体電解
コンデンサでを得ることができる。
ド誘導体化合物を電子共役系高分子物質中に含有させる
ことにより、高い導電性と低い水分含量を示す導電性高
分子材料を得ることができる。また、この導電性高分子
材料を陰極導電材料として使用することにより、共振周
波数におけるインピーダンス特性が良好であり、しかも
高温での特性低下の少ない優れた性能を有する固体電解
コンデンサでを得ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｇ 9/028 Ｈ０１Ｇ 9/02 ３３１Ｇ
Claims (5)
- 【請求項１】 電子共役系の分子構造を有する高分子物
質中に下記式（１）で表される３−スルホベンズアミド
誘導体化合物を含有することを特徴とする導電性高分子
材料。 【化１】 （式中、Ｒ1、Ｒ2およびＲ3は、互いに同一でも異なっ
てもよく、水素原子または炭素数１〜２０の炭化水素基
である。ただし、Ｒ1〜Ｒ3の少なくとも一つは、炭素数
１〜２０の炭化水素基である。Ｒ1とＲ2またはＲ2とＲ3
は、互いに結合して炭化水素環を形成していてもよ
い。） - 【請求項２】 前記一般式（１）においてＲ1、Ｒ2およ
びＲ3が水素原子、メチル基、エチル基、ブチル基また
はフェニル基のいずれかであることを特徴とする請求項
１記載の導電性高分子材料。 - 【請求項３】 前記式（１）で表される化合物が、６−
メチル−３−スルホベンズアミド、４−ブチル−３−ス
ルホベンズアミド、４−フェニル−３−スルホベンズア
ミド、４−tertブチル−３−スルホベンズアミド、５−
メチル−３−スルホベンズアミド、４−エチル−３−ス
ルホベンズアミド、６−ブチル−３−スルホベンズアミ
ド、３−スルホ−１−ナフトエアミド、または４−スル
ホ−２−ナフトエアミドであることを特徴とする請求項
１記載の導電性高分子材料。 - 【請求項４】 前記高分子物質が、下記一般式 （２）
（３）または （４）で表される繰り返し単位の少なく
とも１種を有する共役系高分子からなることを特徴とす
る請求項１に記載の導電性高分子材料。 【化２】 【化３】 【化４】 上記の式中Ｒ4〜Ｒ11は互いに同一でも異なってもよ
く、水素原子、アルキル基、またはアルコキシ基であ
り、＊は繰り返し単位の結合位置を示す。 - 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかに記載の導電性
高分子材料を陰極導電性材料として含む固体電解コンデ
ンサ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000120819A JP2001302937A (ja) | 2000-04-21 | 2000-04-21 | 導電性高分子材料および固体電解コンデンサ |
| PCT/JP2000/008080 WO2001036382A1 (fr) | 1999-11-16 | 2000-11-16 | Procede de fabrication d'un derive d'acide benzenesulfonique, dopant, materiau polymere conducteur et condensateur electrolytique solide |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000120819A JP2001302937A (ja) | 2000-04-21 | 2000-04-21 | 導電性高分子材料および固体電解コンデンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001302937A true JP2001302937A (ja) | 2001-10-31 |
Family
ID=18631570
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000120819A Withdrawn JP2001302937A (ja) | 1999-11-16 | 2000-04-21 | 導電性高分子材料および固体電解コンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001302937A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001302613A (ja) * | 2000-04-21 | 2001-10-31 | Mitsui Chemicals Inc | ３−スルホベンズアミド誘導体化合物およびドーパント剤 |
| CN100381949C (zh) * | 2003-08-28 | 2008-04-16 | 东海橡胶工业株式会社 | 导电性聚合物和使用其的半导电性组合物以及静电照相机器用半导电性部件 |
-
2000
- 2000-04-21 JP JP2000120819A patent/JP2001302937A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001302613A (ja) * | 2000-04-21 | 2001-10-31 | Mitsui Chemicals Inc | ３−スルホベンズアミド誘導体化合物およびドーパント剤 |
| CN100381949C (zh) * | 2003-08-28 | 2008-04-16 | 东海橡胶工业株式会社 | 导电性聚合物和使用其的半导电性组合物以及静电照相机器用半导电性部件 |
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|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070205 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20100806 |