JP2003022937A - Solid electrolytic capacitor and method of manufacturing the same - Google Patents

Solid electrolytic capacitor and method of manufacturing the same

Info

Publication number
JP2003022937A
JP2003022937A JP2001207548A JP2001207548A JP2003022937A JP 2003022937 A JP2003022937 A JP 2003022937A JP 2001207548 A JP2001207548 A JP 2001207548A JP 2001207548 A JP2001207548 A JP 2001207548A JP 2003022937 A JP2003022937 A JP 2003022937A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polyaniline
film
electrolytic capacitor
solid electrolytic
dielectric film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2001207548A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4621383B2 (en
Inventor
Masao Abe
正男 阿部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nitto Denko Corp
Original Assignee
Nitto Denko Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nitto Denko Corp filed Critical Nitto Denko Corp
Priority to JP2001207548A priority Critical patent/JP4621383B2/en
Publication of JP2003022937A publication Critical patent/JP2003022937A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4621383B2 publication Critical patent/JP4621383B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solid electrolytic capacitor which has an excellent water resistance and excellent resistances to humidity and heat at a high temperature and humidity, has excellent durability and reliability, an excellent adhesion between a solid electrolyte and a dielectric coating, has a small resistance in a high frequency regions, and a large electrostatic capacity; and also to provide a method for manufacturing the solid electrolytic capacitor. SOLUTION: In the solid electrolytic capacitor, a dielectric film is provided on a film formation metal, and a film made of a conductive polyaniline composition containing polyaniline doped in phenol-sulfonic acid novolac resin is provided on the dielectric film as a solid electrolyte. In the method for manufacturing a solid electrolytic capacitor, a dielectric film is formed on a film formation metal, a polyaniline film is formed on the dielectric film, an aqueous solution of phenol-sulfonic acid novolac resin is brought into contact with the polyaniline film, and the polyaniline is doped with the phenol-sulfonic acid novolac resin.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、耐水性にすぐれた
導電性ポリアニリン組成物を固体電解質膜とする固体電
解コンデンサとその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid electrolytic capacitor using a conductive polyaniline composition having excellent water resistance as a solid electrolyte membrane and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、大容量のコンデンサとして知られ
ている電解コンデンサには、電解液型と固体電解質型と
がある。このうち、固体電解質を用いる固体電解質型コ
ンデンサ、即ち、固体電解コンデンサとしては、二酸化
マンガンや7,7,8,8−テトラシアノキノジメタン
(TCNQ)錯体を用いる方式が知られているが、前者
は、インピーダンスが大きく、後者は、熱安定性に乏し
い等、種々の問題を有している。
2. Description of the Related Art Conventionally, electrolytic capacitors known as large-capacity capacitors include an electrolytic solution type and a solid electrolyte type. Among these, as a solid electrolyte type capacitor using a solid electrolyte, that is, as a solid electrolytic capacitor, a method using manganese dioxide or 7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane (TCNQ) complex is known. The former has various problems such as a large impedance and the latter has poor thermal stability.

【0003】そこで、近年、導電性有機高分子を固体電
解質として用いる固体電解コンデンサが種々提案されて
いる。例えば、特開昭63−158829号公報には、
表面に酸化アルミニウムからなる誘電体を形成させたア
ルミニウム箔上にアルミニウムを真空蒸着し、これを陽
極とし、ステンレスからなる陰極との間に支持電解質と
共にピロールを含む水溶液を電解酸化して、陽極上に導
電性ポリピロール膜を生成させて、固体電解コンデンサ
を得ることが記載されている。
Therefore, in recent years, various solid electrolytic capacitors using a conductive organic polymer as a solid electrolyte have been proposed. For example, JP-A-63-158829 discloses that
Aluminum is vacuum-deposited on an aluminum foil on the surface of which a dielectric material made of aluminum oxide is formed, and this is used as an anode, and an aqueous solution containing pyrrole together with a supporting electrolyte is electrolytically oxidized between the aluminum foil and the cathode made of stainless steel. Describes producing a conductive polypyrrole film to obtain a solid electrolytic capacitor.

【0004】しかし、この方法によれば、酸化アルミニ
ウムからなる誘電体皮膜が絶縁性であるために、この上
に直接に導電性ポリピロール膜を電解重合にて形成させ
ることができない。即ち、予め、誘電体皮膜の表面にア
ルミニウムを蒸着する等の作業を必要とし、製造工程が
複雑であり、製造費用も高くならざるを得ない。
However, according to this method, since the dielectric film made of aluminum oxide is insulative, the conductive polypyrrole film cannot be directly formed on it by electrolytic polymerization. That is, an operation such as vapor deposition of aluminum on the surface of the dielectric film is required in advance, the manufacturing process is complicated, and the manufacturing cost is inevitably high.

【0005】特開昭63−173313号公報には、皮
膜形成金属上に誘電体酸化皮膜を形成し、その上にピロ
ールの化学酸化重合によってポリピロールを析出させ
て、これを導電層とし、この導電層を電極として利用し
て、更に、その上にピロールを電解重合させ、そのポリ
ピロールからなる導電性高分子を固体電解質として積層
させることが記載されている。また、特開平1−253
226号公報には、同じく、誘電体皮膜上に二酸化マン
ガンからなる導電層を形成し、その上にポリピロール又
はポリチオフェンを電解重合によって積層させて、固体
電解質とすることが記載されている。
In Japanese Patent Laid-Open No. 63-173313, a dielectric oxide film is formed on a film forming metal, polypyrrole is deposited on the dielectric oxide film by chemical oxidative polymerization of pyrrole, and this is used as a conductive layer. It is described that a layer is used as an electrode, and pyrrole is electropolymerized thereon, and a conductive polymer composed of the polypyrrole is laminated as a solid electrolyte. In addition, JP-A-1-253
Similarly, JP-A No. 226 describes that a conductive layer made of manganese dioxide is formed on a dielectric film, and polypyrrole or polythiophene is laminated thereon by electrolytic polymerization to obtain a solid electrolyte.

【0006】しかしながら、これらの方法によれば、い
ずれも、本来、導電体ではない誘電体皮膜上にポリピロ
ール等を電解反応によって積層させる必要があり、この
点に問題がある。即ち、誘電体皮膜上に電解重合用電極
となるべき導電層として、化学酸化重合膜層や二酸化マ
ンガン層を設けなければならず、このようにしてはじめ
て電解重合が可能となるので、製造工程が非常に煩雑で
ある。
However, according to any of these methods, it is necessary to laminate polypyrrole or the like on the dielectric film which is not a conductor by electrolytic reaction, which is a problem. That is, a chemical oxidative polymerization film layer or a manganese dioxide layer must be provided on the dielectric film as a conductive layer to serve as an electrode for electrolytic polymerization. It's very complicated.

【0007】同様に、特開平6−310380号公報に
記載されているように、誘電体皮膜上に化学酸化重合の
みによって導電性有機重合体を形成させる方法も知られ
ている。この方法によれば、誘電体皮膜上に予め導電層
を形成する必要はないが、重合反応の制御が容易ではな
い等、種々の問題がある。
Similarly, as described in JP-A-6-310380, a method of forming a conductive organic polymer on a dielectric film by only chemical oxidative polymerization is also known. According to this method, it is not necessary to previously form a conductive layer on the dielectric film, but there are various problems such that the control of the polymerization reaction is not easy.

【0008】他方、本発明者らは、種々の有機溶剤に可
溶性であり、しかも、非常に高分子量のポリアニリンを
得ることに成功しており、このポリアニリンの溶液を適
宜の基材上に塗布することによって、自立性のフィルム
を得ることができること、更に、このフィルムをプロト
ン酸にてドーピングすることによって、導電性ポリアニ
リン組成物からなるフィルムを得ることができることを
見出している。
On the other hand, the present inventors have succeeded in obtaining polyaniline which is soluble in various organic solvents and has a very high molecular weight, and a solution of this polyaniline is applied onto an appropriate substrate. It has been found that a self-supporting film can be obtained, and that a film made of a conductive polyaniline composition can be obtained by doping the film with a protonic acid.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者ら
は、このような導電性ポリアニリン組成物を固体電解質
として用いる固体電解コンデンサを開発すべく、鋭意、
研究を進めた結果、ポリアニリンにフェノールスルホン
酸ノボラック樹脂をドーピングすることによって、その
耐水性が飛躍的に向上した導電性ポリアニリン組成物を
得ることができ、このような導電性ポリアニリン組成物
を固体電解質として用いることによって、耐水性と高温
高湿度下における耐湿熱性にすぐれ、従って、耐久性と
信頼性にすぐれると共に、固体電解質と誘電体皮膜との
密着性にすぐれ、高周波領域におけるインピーダンスが
小さく、静電容量が大きい固体電解コンデンサを得るこ
とができることを見出して、本発明に至ったものであ
る。
Therefore, the inventors of the present invention have earnestly studied to develop a solid electrolytic capacitor using such a conductive polyaniline composition as a solid electrolyte.
As a result of conducting research, a conductive polyaniline composition having dramatically improved water resistance can be obtained by doping polyaniline with a phenol sulfonic acid novolac resin, and such a conductive polyaniline composition can be used as a solid electrolyte. By using as, excellent water resistance and heat and humidity resistance under high temperature and high humidity, therefore, with excellent durability and reliability, excellent adhesion between the solid electrolyte and the dielectric film, the impedance in the high frequency region is small, The present invention has been completed by finding that a solid electrolytic capacitor having a large capacitance can be obtained.

【0010】即ち、本発明は、耐水性と高温高湿度下に
おける耐湿熱性にすぐれ、従って、耐久性と信頼性にす
ぐれ、更に、誘電体皮膜との密着性にすぐれ、高周波領
域におけるインピーダンスが小さく、静電容量が大きい
固体電解コンデンサと、そのような固体電解コンデンサ
の製造方法を提供することを目的とする。
That is, the present invention is excellent in water resistance and heat and humidity resistance under high temperature and high humidity, and therefore is excellent in durability and reliability, and is also excellent in adhesion to a dielectric film, and has a low impedance in a high frequency region. An object of the present invention is to provide a solid electrolytic capacitor having a large capacitance and a method for manufacturing such a solid electrolytic capacitor.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、皮膜形
成金属上に誘電体皮膜を有し、ポリアニリンがフェノー
ルスルホン酸ノボラック樹脂にてドーピングされてなる
導電性ポリアニリン組成物からなる膜を上記誘電体皮膜
上に固体電解質として有することを特徴とする固体電解
コンデンサが提供される。
According to the present invention, a film made of a conductive polyaniline composition having a dielectric film on a film-forming metal and polyaniline doped with a phenol sulfonic acid novolak resin is provided above. There is provided a solid electrolytic capacitor having a solid electrolyte on a dielectric film.

【0012】また、本発明によれば、皮膜形成金属上に
誘電体皮膜を形成した後、この誘電体皮膜上にポリアニ
リン膜を形成し、次いで、このポリアニリン膜にフェノ
ールスルホン酸ノボラック樹脂の水溶液を接触させて、
このフェノールスルホン酸ノボラック樹脂にて上記ポリ
アニリンをドーピングすることを特徴とする固体電解コ
ンデンサの製造方法が提供される。
Further, according to the present invention, after forming a dielectric film on the film-forming metal, a polyaniline film is formed on the dielectric film, and then an aqueous solution of phenolsulfonic acid novolac resin is formed on the polyaniline film. Contact them,
Provided is a method for producing a solid electrolytic capacitor, which comprises doping the polyaniline with the phenolsulfonic acid novolac resin.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】本発明による固体電解コンデンサ
は、皮膜形成金属上に誘電体皮膜を有し、ポリアニリン
がフェノールスルホン酸ノボラック樹脂にてドーピング
されてなる導電性ポリアニリン組成物からなる膜を上記
誘電体皮膜上に固体電解質として有する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A solid electrolytic capacitor according to the present invention comprises a conductive polyaniline composition having a dielectric film on a film-forming metal and polyaniline doped with a novolac phenolsulfonate resin. It has as a solid electrolyte on the dielectric film.

【0014】このような固体電解コンデンサは、本発明
に従って、皮膜形成金属上に誘電体皮膜を形成した後、
この誘電体皮膜上にポリアニリン膜を形成し、次いで、
このポリアニリン膜にフェノールスルホン酸ノボラック
樹脂の水溶液を接触させて、このフェノールスルホン酸
ノボラック樹脂にて上記ポリアニリンをドーピングする
ことによって得ることができる。
According to the present invention, such a solid electrolytic capacitor, after forming a dielectric film on a film-forming metal,
A polyaniline film is formed on this dielectric film, and then
It can be obtained by bringing the polyaniline film into contact with an aqueous solution of a phenolsulfonic acid novolac resin and doping the polyaniline with the phenolsulfonic acid novolac resin.

【0015】本発明によれば、表面を粗面化した皮膜形
成金属箔や、皮膜形成金属の微粉末を焼結した多孔質焼
結体等の表面を、例えば、電解酸化して、皮膜形成金属
の表面にその金属の酸化物からなる誘電体皮膜を形成
し、次いで、ポリアニリン溶液をこの誘電体皮膜上に塗
布し、溶剤を乾燥させて、ポリアニリン膜とし、このポ
リアニリン膜にフェノールスルホン酸ノボラック樹脂を
ドーピングし、かくして、導電性ポリアニリン組成物か
らなる膜を上記誘電体皮膜上に固体電解質として形成さ
せる。
According to the present invention, the surface of a film-forming metal foil having a roughened surface or a porous sintered body obtained by sintering fine powder of a film-forming metal is electrolytically oxidized to form a film. A dielectric film made of the oxide of the metal is formed on the surface of the metal, and then a polyaniline solution is applied on the dielectric film and the solvent is dried to form a polyaniline film. The polyaniline film is coated with phenolsulfonic acid novolak. The resin is doped, thus forming a film of the conductive polyaniline composition on the dielectric film as a solid electrolyte.

【0016】上記皮膜形成金属としては、通常、アルミ
ニウム又はタンタルが好ましく用いられ、従って、誘電
体皮膜としては、酸化アルミニウム又は酸化タンタルの
皮膜が好ましく用いられる。
Generally, aluminum or tantalum is preferably used as the film forming metal, and therefore, a film of aluminum oxide or tantalum oxide is preferably used as the dielectric film.

【0017】通常、誘電体は、酸化アルミニウム又は酸
化タンタルの皮膜からなり、この皮膜は、表面積を増す
ために、通常、アルミニウムの場合は、粗面処理されて
おり、タンタルの場合には、微粉末金属の焼結によって
多孔質化されている。固体電解質は、かかる酸化皮膜の
多孔質粗面に密着することが必要である。
The dielectric usually consists of a film of aluminum oxide or tantalum oxide, which is usually roughened in the case of aluminum and finely divided in the case of tantalum in order to increase the surface area. It is made porous by sintering powder metal. The solid electrolyte needs to adhere to the porous rough surface of the oxide film.

【0018】ここに、本発明によれば、ポリアニリン溶
液を誘電体皮膜上に塗布し、ポリアニリン膜を形成する
ので、誘電体皮膜はポリアニリンとの密着性にすぐれ、
かくして、このポリアニリンをドーピングして得られる
固体電解質としての導電性ポリアニリン組成物からなる
膜との密着性にすぐれる。また、本発明によれば、誘電
体上に形成するポリアニリン膜の厚みを任意に調整する
ことができるので、例えば、誘電体上に厚み0.01〜
200μmにわたる種々の厚みのポリアニリン膜を得る
ことができる。そして、このようなポリアニリン膜をド
ーピングすることによって、その導電性を10-3〜10
2 S/cmの範囲、好ましくは100 〜102 S/cm
の範囲に容易に調整することもできる。
According to the present invention, the polyaniline solution is applied onto the dielectric film to form the polyaniline film. Therefore, the dielectric film has excellent adhesion to polyaniline.
Thus, the adhesion with a film made of a conductive polyaniline composition as a solid electrolyte obtained by doping this polyaniline is excellent. Further, according to the present invention, the thickness of the polyaniline film formed on the dielectric can be arbitrarily adjusted.
Polyaniline films of various thickness over 200 μm can be obtained. Then, by doping such a polyaniline film, its conductivity is reduced from 10 −3 to 10 −10.
Range of 2 S / cm, preferably 10 0 ~10 2 S / cm
The range can be easily adjusted.

【0019】しかも、本発明の固体電解コンデンサによ
れば、上述したように、固体電解質がフェノールスルホ
ン酸ノボラック樹脂をドーパントとする導電性ポリアニ
リン膜からなり、この導電性ポリアニリン膜の導電性は
電子伝導によるから、イオン伝導性の電解液型コンデン
サに比べて、高周波領域においてインピーダンスが小さ
く、静電容量も大きい。更に、固体電解質として、導電
性ポリアニリン組成物は、二酸化マンガンやTCNQ錯
体に比べて、電導度が1桁から2桁も高いので、本発明
による固体電解コンデンサは、高周波特性にすぐれるも
のである。
Moreover, according to the solid electrolytic capacitor of the present invention, as described above, the solid electrolyte is made of a conductive polyaniline film having a phenol sulfonic acid novolac resin as a dopant, and the conductivity of the conductive polyaniline film is electron conduction. Therefore, the impedance is small and the capacitance is large in the high frequency region as compared with the ion conductive electrolytic solution type capacitor. Further, as the solid electrolyte, the conductive polyaniline composition has an electric conductivity that is one to two orders of magnitude higher than that of manganese dioxide or the TCNQ complex. Therefore, the solid electrolytic capacitor according to the present invention has excellent high frequency characteristics. .

【0020】本発明において、ポリアニリンは、好まし
くは、一般式(I)
In the present invention, the polyaniline is preferably of the general formula (I)

【0021】[0021]

【化5】 [Chemical 5]

【0022】(式中、m及びnはそれぞれ繰り返し単位
中のキノンジイミン構造単位及びフェニレンジアミン構
造単位のモル分率を示し、0<m<1、0<n<1、m
+n=1である。)で表わされる繰返し単位からなり、
脱ドープ状態において有機溶剤に可溶性であり、好まし
くは、N−メチル−2−ピロリドン中、30℃で測定し
た極限粘度〔η〕が0.40dL/g以上、特に、好ま
しくは、1.0dL/g以上であるものである。
(In the formula, m and n respectively represent the mole fractions of the quinonediimine structural unit and the phenylenediamine structural unit in the repeating unit, and 0 <m <1, 0 <n <1, m
+ N = 1. ) Consists of repeating units
It is soluble in an organic solvent in the undoped state, preferably has an intrinsic viscosity [η] measured at 30 ° C. in N-methyl-2-pyrrolidone of 0.40 dL / g or more, particularly preferably 1.0 dL / g. It is more than g.

【0023】このようなポリアニリンは、特開平3−2
8229号公報に記載されているように、既に、知られ
ているものであり、先ず、プロトン酸にてドーピングさ
れた導電性ポリアニリン組成物を調製し、次いで、これ
を脱ドーピングすることによって得ることができる。
Such polyaniline is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-2.
As disclosed in Japanese Patent No. 8229, which is already known, and which is obtained by first preparing a conductive polyaniline composition doped with a protonic acid, and then dedoping the composition. You can

【0024】即ち、適宜のプロトン酸、例えば、硫酸の
存在下に適宜の溶剤中、例えば、水やメタノール中に
て、アニリンにペルオキソ二硫酸アンモニウムのような
酸化剤を反応させ、析出した粉末を濾取することによっ
て、上記プロトン酸でドーピングされた導電性ポリアニ
リン組成物を得る。次いで、この粉末を、例えば、アン
モニアのようなアルカリ物質の水溶液に加えて、導電性
ポリアニリン組成物を中和(即ち、脱ドーピング)する
ことによって、前記一般式(I)で表わされる有機溶剤
に可溶性のポリアニリン粉末を得る。
That is, aniline is reacted with an oxidizing agent such as ammonium peroxodisulfate in the presence of a suitable protic acid such as sulfuric acid in a suitable solvent such as water or methanol, and the precipitated powder is filtered. By taking, the conductive polyaniline composition doped with the above-mentioned protonic acid is obtained. Then, the powder is added to an aqueous solution of an alkaline substance such as ammonia to neutralize (ie, dedoping) the conductive polyaniline composition to obtain an organic solvent represented by the general formula (I). A soluble polyaniline powder is obtained.

【0025】このようにして得られる脱ドープ状態のポ
リアニリンは、高分子量を有し、しかも、種々の有機溶
剤に溶解する。通常、N−メチルピロリドン中、30℃
で測定した極限粘度〔η〕が0.40dl/g以上を有
し、例えば、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジ
メチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、
ジメチルスルホキシド、1,3−ジメチル−2−イミダ
ゾリジノン、スルホラン等の有機溶剤に溶解する。この
ような有機溶剤への脱ドープ状態のポリアニリンの溶解
度は、その平均分子量や溶剤にもよるが、通常、ポリア
ニリンの0.5〜100%が溶解し、1〜30重量%濃
度の溶液を得ることができる。特に、この脱ドープ状態
のポリアニリンは、N−メチル−2−ピロリドンに高い
溶解性を示し、通常、ポリアニリンの20〜100%が
溶解し、3〜30重量%溶液を得ることができる。
The undoped polyaniline thus obtained has a high molecular weight and is soluble in various organic solvents. Usually in N-methylpyrrolidone at 30 ° C
Has an intrinsic viscosity [η] of 0.40 dl / g or more, and is, for example, N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide,
It is dissolved in an organic solvent such as dimethyl sulfoxide, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone and sulfolane. Although the solubility of the undoped polyaniline in such an organic solvent depends on the average molecular weight and the solvent, 0.5 to 100% of polyaniline is usually dissolved to obtain a solution having a concentration of 1 to 30% by weight. be able to. In particular, this undoped polyaniline exhibits high solubility in N-methyl-2-pyrrolidone, and usually 20 to 100% of polyaniline dissolves to obtain a 3 to 30% by weight solution.

【0026】また、上記脱ドープ状態のポリアニリンに
おいて、m及びnの値は、ポリアニリンを酸化又は還元
することによって調整することができる。即ち、還元す
ることによって、mを低減させ、nを増大させることが
できる。逆に、酸化すれば、mを増大させ、nを低減さ
せることができる。ポリアニリンの還元によって、ポリ
アニリン中のキノンジイミン構造単位が減少すると、ポ
リアニリンの有機溶剤への溶解性が高められる。また、
還元前に比べて、溶液の粘度は低下する。このような溶
剤可溶性のポリアニリンの還元のためには、例えば、N
−メチル−2−ピロリドンに溶解するが、N−メチル−
2−ピロリドンを還元しない点から、フェニルヒドラジ
ンが最も好ましく用いられる。
In the undoped polyaniline, the values of m and n can be adjusted by oxidizing or reducing polyaniline. That is, by reducing, m can be reduced and n can be increased. On the contrary, if oxidized, m can be increased and n can be decreased. The reduction of the quinonediimine structural unit in the polyaniline due to the reduction of the polyaniline enhances the solubility of the polyaniline in organic solvents. Also,
The viscosity of the solution is lower than that before the reduction. For the reduction of such solvent-soluble polyaniline, for example, N 2
-Dissolves in methyl-2-pyrrolidone, but N-methyl-
Phenylhydrazine is most preferably used because it does not reduce 2-pyrrolidone.

【0027】他方、溶剤可溶性ポリアニリンの酸化のた
めに用いられる酸化剤は、フェニレンジアミン構造単位
を酸化し得るものであれば、特に、限定されるものでは
ないが、例えば、穏和な酸化銀が好ましく用いられる。
必要に応じて、過マンガン酸カリウムや重クロム酸カリ
ウム等も用いることができる。
On the other hand, the oxidizing agent used for oxidizing the solvent-soluble polyaniline is not particularly limited as long as it can oxidize the phenylenediamine structural unit, but for example, mild silver oxide is preferable. Used.
If necessary, potassium permanganate, potassium dichromate, etc. can also be used.

【0028】本発明において、フェノールスルホン酸ノ
ボラック樹脂は、好ましくは、一般式(II)
In the present invention, the phenolsulfonic acid novolac resin is preferably of the general formula (II)

【0029】[0029]

【化6】 [Chemical 6]

【0030】(式中、Rは、水素原子、アルキル基、ア
ルコキシル基、水酸基、カルボキシル基又はアミノ基を
示す。)で表わされる。特に、限定されるものではない
が、なかでも、本発明によれば、上記一般式(II)にお
いて、Rが水素原子であり、スルホン酸基の置換位置が
水酸基に対してパラ位であるフェノールスルホン酸ノボ
ラック樹脂が好ましく用いられる。
(Wherein R represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxyl group, a hydroxyl group, a carboxyl group or an amino group). In particular, although not particularly limited, according to the present invention, in the above general formula (II), R is a hydrogen atom, and the substitution position of the sulfonic acid group is para to the hydroxyl group. Sulfonic acid novolac resin is preferably used.

【0031】このようなフェノールスルホン酸ノボラッ
ク樹脂は、上記フェノールスルホン酸を酸性触媒の存在
下にホルムアルデヒドと反応させることよって得ること
ができる。
Such a phenolsulfonic acid novolak resin can be obtained by reacting the phenolsulfonic acid with formaldehyde in the presence of an acidic catalyst.

【0032】本発明において、フェノールスルホン酸ノ
ボラック樹脂は、その分子量において、特に、限定され
るものではないが、通常、ポリスチレンスルホン酸を標
準ポリマーとして、GPCにて測定した重量平均分子量
が2000から800000の範囲が好ましい。フェノ
ールスルホン酸ノボラック樹脂の分子量が2000より
も小さいときは、得られる導電性ポリアニリン組成物が
耐水性において十分に改善されず、他方、フェノールス
ルホン酸ノボラック樹脂の分子量が800000よりも
大きいときは、後述するように、ドーピングに用いるフ
ェノールスルホン酸ノボラック樹脂水溶液の粘度が高す
ぎて、ポリアニリンをドーピングし難い。
In the present invention, the phenol sulfonic acid novolac resin is not particularly limited in its molecular weight, but normally, polystyrene sulfonic acid is used as a standard polymer, and the weight average molecular weight measured by GPC is 2000 to 800,000. Is preferred. When the molecular weight of the phenol sulfonic acid novolac resin is less than 2000, the resulting conductive polyaniline composition is not sufficiently improved in water resistance. On the other hand, when the molecular weight of the phenol sulfonic acid novolac resin is greater than 800,000, it will be described later. As described above, the viscosity of the phenol sulfonic acid novolak resin aqueous solution used for doping is too high, and it is difficult to dope polyaniline.

【0033】かくして、本発明において、誘電体皮膜上
にポリアニリン膜を形成し、このポリアニリン膜をフェ
ノールスルホン酸ノボラック樹脂にてドーピングするに
は、フェノールスルホン酸ノボラック樹脂を含む溶液に
ポリアニリン膜を浸漬するか、又はフェノールスルホン
酸ノボラック樹脂を含む溶液をポリアニリン膜に塗布
し、ドーピングした後、適宜の溶剤にてポリアニリン膜
を洗浄し、乾燥させればよい。
Thus, in the present invention, in order to form a polyaniline film on the dielectric film and dope this polyaniline film with the phenolsulfonic acid novolac resin, the polyaniline film is immersed in a solution containing the phenolsulfonic acid novolac resin. Alternatively, a solution containing a phenol sulfonic acid novolak resin may be applied to the polyaniline film, and after doping, the polyaniline film may be washed with an appropriate solvent and dried.

【0034】本発明において、ポリアニリン膜のドーピ
ングに用いるフェノールスルホン酸ノボラック樹脂の水
溶液の濃度は、特に、限定されるものではないが、通
常、2〜50重量%の範囲である。ノボラック樹脂水溶
液の濃度が2重量%よりも低いときは、ドーピングに長
時間を必要とし、他方、50重量%を越えるときは、ノ
ボラック樹脂水溶液の粘度が高すぎて、ポリアニリン膜
をドーピングし難い。
In the present invention, the concentration of the phenol sulfonic acid novolak resin aqueous solution used for doping the polyaniline film is not particularly limited, but is usually in the range of 2 to 50% by weight. When the concentration of the novolak resin aqueous solution is lower than 2% by weight, it takes a long time for doping, while when it exceeds 50% by weight, the viscosity of the novolac resin aqueous solution is too high and it is difficult to dope the polyaniline film.

【0035】本発明によれば、このように、ポリアニリ
ン膜をフェノールスルホン酸ノボラック樹脂水溶液に室
温で接触させることによっても、ドーピングすることが
できるが、好ましくは、50〜100℃の温度下に行な
うことによって、より短期間でドーピングを完了させる
ことができる。ドーピングに要する時間は、得られる導
電性ポリアニリン組成物の電導度から適宜に決められる
が、通常、10分から10時間程度の範囲である。
According to the present invention, as described above, the polyaniline film can be doped also by bringing it into contact with the aqueous solution of the phenolsulfonic acid novolac resin at room temperature, but it is preferably carried out at a temperature of 50 to 100 ° C. By doing so, the doping can be completed in a shorter period of time. The time required for doping is appropriately determined depending on the electric conductivity of the obtained conductive polyaniline composition, but is usually in the range of 10 minutes to 10 hours.

【0036】このようにして、ポリアニリン膜をドーピ
ングすると、ポリアニリン膜は、ドーピング前の電導度
は、通常、10-10 S/cm程度であるが、これが、ド
ーピング後には、通常、100 〜102 S/cmもの高
い電導度を有するに至る。
[0036] In this way, when doped polyaniline film, a polyaniline film, conductivity before doping is usually about 10 -10 S / cm, which, after doping, usually 10 0 - 10 It has a conductivity as high as 2 S / cm.

【0037】このようにして、誘電体皮膜上に形成され
た導電性ポリアニリンからなる膜は、非常に高い耐水性
を示す。従来、ポリビニルスルホン酸をドーパントとす
る導電性ポリアニリン組成物は、比較的高い耐水性を有
するものとして知られているが、それでも、蒸留水中に
500時間、浸漬すれば、その電導度は、初期の値の1
/400程度まで低下する。これに対して、フェノール
スルホン酸ノボラック樹脂をドーパントとする導電性ポ
リアニリン組成物は、蒸留水に500時間、浸漬して
も、その電導度の低下は1/10以内である。
The film made of conductive polyaniline formed on the dielectric film in this manner exhibits extremely high water resistance. Conventionally, a conductive polyaniline composition having polyvinyl sulfonic acid as a dopant is known to have a relatively high water resistance, but even if it is immersed in distilled water for 500 hours, its electrical conductivity is as high as the initial value. Value 1
/ 400 to about 400. On the other hand, the conductive polyaniline composition having a phenol sulfonic acid novolac resin as a dopant has a decrease in conductivity of 1/10 or less even when immersed in distilled water for 500 hours.

【0038】本発明において用いる導電性ポリアニリン
組成物がこのように高い耐水性を有する理由は必ずしも
明らかではなく、また、本発明は、理論によって何ら制
約を受けるものではないが、フェノールスルホン酸ノボ
ラック樹脂の有するフェノール性水酸基がポリアニリン
との相互作用を強める結果、ドーパントであるフェノー
ルスルホン酸ノボラック樹脂のポリアニリンからの脱ド
ープを抑制するためであるとみられる。
The reason why the conductive polyaniline composition used in the present invention has such high water resistance is not always clear, and the present invention is not limited by theory, but the phenolsulfonic acid novolak resin is not limited thereto. It is believed that this is because the phenolic hydroxyl group possessed by the compound strengthens the interaction with the polyaniline, and as a result, suppresses dedoping of the phenolsulfonic acid novolak resin, which is the dopant, from the polyaniline.

【0039】また、誘電体皮膜上に形成された導電性ポ
リアニリンからなる膜は、耐熱性の点においてもすぐれ
ており、ポリビニルスルホン酸をドーパントとし、従
来、比較的高い耐熱性を有するものとして知られている
導電性ポリアニリン組成物とほぼ同等の耐熱性を有して
いる。
A film made of conductive polyaniline formed on a dielectric film is also excellent in heat resistance, and it has been known that polyvinyl sulfonic acid is used as a dopant and has relatively high heat resistance. It has almost the same heat resistance as the conductive polyaniline composition.

【0040】本発明において用いる導電性ポリアニリン
組成物がこのようにすぐれた耐熱性を有する理由も必ず
しも明らかではなく、また、本発明は、理論によって何
ら制約を受けるものではないが、ポリアニリン分子に近
接しているフェノールスルホン酸ノボラック樹脂の有す
るフェノール性水酸基の還元雰囲気がポリアニリンの酸
化劣化を抑制するように作用するためであると推察され
る。
The reason why the conductive polyaniline composition used in the present invention has such excellent heat resistance is not always clear, and the present invention is not limited by theory, but the polyaniline molecule is close to the polyaniline molecule. It is presumed that this is because the reducing atmosphere of the phenolic hydroxyl group possessed by the existing phenolsulfonic acid novolac resin acts to suppress the oxidative deterioration of polyaniline.

【0041】[0041]

【実施例】以下に参考例と共に実施例を挙げて本発明を
説明するが、本発明はこれら実施例により何ら限定を受
けるものではない。
EXAMPLES The present invention will be described below with reference to examples and reference examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0042】参考例1 (アニリンの酸化重合による導電性ポリアニリン組成物
の調製)攪拌装置、温度計及び直管アダプターを備えた
10L容量セパラブルフラスコに蒸留水6000g、3
6%塩酸360mL及びアニリン400g(4.295モ
ル)をこの順序にて仕込み、アニリンを溶解させた。別
に、氷水にて冷却しながら、ビーカー中の蒸留水149
3gに97%濃硫酸434g(4.295モル)を加え、
混合して、硫酸水溶液を調製した。この硫酸水溶液を上
記セパラブルフラスコに加え、フラスコ全体を低温恒温
槽にて−4℃まで冷却した。
Reference Example 1 (Preparation of Conductive Polyaniline Composition by Oxidative Polymerization of Aniline) Distilled water 6000 g, 3 in a 10 L separable flask equipped with a stirrer, thermometer and straight tube adapter.
360 mL of 6% hydrochloric acid and 400 g (4.295 mol) of aniline were charged in this order to dissolve the aniline. Separately, while cooling with ice water, distilled water 149 in a beaker
Add 434 g (4.295 mol) of 97% concentrated sulfuric acid to 3 g,
A sulfuric acid aqueous solution was prepared by mixing. This sulfuric acid aqueous solution was added to the separable flask, and the entire flask was cooled to -4 ° C in a low temperature constant temperature bath.

【0043】次に、ビーカー中にて蒸留水2293gに
ペルオキソ二硫酸アンモニウム980g(4.295モ
ル)を加え、溶解させて、酸化剤水溶液を調製した。
Next, 980 g (4.295 mol) of ammonium peroxodisulfate was added to 2293 g of distilled water in a beaker and dissolved to prepare an oxidizing agent aqueous solution.

【0044】フラスコ全体を低温恒温槽で冷却して、反
応混合物の温度を−3℃以下に保持しつつ、攪拌下にア
ニリン塩の酸性水溶液に、チュービングポンプを用い
て、直管アダプターから上記ペルオキソ二硫酸アンモニ
ウム水溶液を1mL/分以下の割合にて徐々に滴下し
た。最初、無色透明の溶液は、重合の進行に伴って緑青
色から黒緑色となり、次いで、黒緑色の粉末が析出し
た。
The entire flask was cooled in a low temperature constant temperature bath, and while maintaining the temperature of the reaction mixture at -3 ° C or lower, the above aqueous solution of aniline salt was stirred and stirred using a tubing pump from a straight pipe adapter to the above peroxo. Aqueous ammonium disulfate solution was gradually added dropwise at a rate of 1 mL / min or less. First, the colorless and transparent solution changed from green-blue to black-green as the polymerization proceeded, and then a black-green powder precipitated.

【0045】この粉末析出時に反応混合物において温度
の上昇がみられるが、この場合にも、本発明に従って、
高分子量のポリアニリンを得るためには、反応系内の温
度を0℃以下、好ましくは、−3℃以下に抑えることが
肝要である。粉末析出後は、ペルオキソ二硫酸アンモニ
ウム水溶液の滴下速度を例えば8mL/分程度とやや速
くしてもよい。しかし、この場合にも、反応混合物の温
度をモニターしつつ、温度を−3℃以下に保持するよう
に、滴下速度を調整することが必要である。かくして、
7時間を要して、ペルオキソ二硫酸アンモニウム水溶液
の滴下を終了した後、更に1時間、−3℃以下の温度に
て攪拌を続けた。
A temperature rise is observed in the reaction mixture during this powder precipitation, but again in accordance with the invention.
In order to obtain a high molecular weight polyaniline, it is important to keep the temperature in the reaction system at 0 ° C. or lower, preferably −3 ° C. or lower. After the powder is deposited, the dropping rate of the aqueous ammonium peroxodisulfate solution may be slightly increased, for example, about 8 mL / min. However, also in this case, it is necessary to monitor the temperature of the reaction mixture and adjust the dropping rate so as to maintain the temperature at −3 ° C. or lower. Thus,
After the dropping of the aqueous solution of ammonium peroxodisulfate was completed over 7 hours, the stirring was continued for another 1 hour at a temperature of -3 ° C or lower.

【0046】得られた粉末を濾別し、水洗、アセトン洗
浄し、室温で真空乾燥して、黒緑色の導電性ポリアニリ
ン組成物の粉末430gを得た。これを直径13mm、
厚さ700μmのディスクに加圧成形し、ファン・デル
・ポー法によって、その電導度を測定したところ、14
S/cmであった。
The obtained powder was filtered, washed with water, washed with acetone and vacuum dried at room temperature to obtain 430 g of a powder of a black-green conductive polyaniline composition. This has a diameter of 13 mm,
It was pressed into a disk having a thickness of 700 μm, and its conductivity was measured by the van der Pauw method.
It was S / cm.

【0047】(導電性ポリアニリン組成物の脱ドーピン
グによる有機溶剤に可溶性のポリアニリンの製造)上記
ドープされている導電性ポリアニリン組成物の粉末35
0gを2Nアンモニア水4L中に加え、オートホモミキ
サーにて回転数5000rpmにて5時間攪拌した。混
合物は、黒緑色から青紫色に変化した。
(Production of Polyaniline Soluble in Organic Solvent by Dedoping of Conductive Polyaniline Composition) Powder 35 of the above-mentioned doped conductive polyaniline composition
0 g was added to 4 L of 2N ammonia water, and the mixture was stirred for 5 hours at a rotation speed of 5000 rpm with an auto homomixer. The mixture changed from black green to blue purple.

【0048】ブフナー漏斗にて粉末を濾別し、ビーカー
中にて攪拌しながら、蒸留水にて濾液が中性になるまで
繰り返して洗浄し、続いて、濾液が無色になるまでアセ
トンにて洗浄した。この後、粉末を室温にて10時間真
空乾燥して、黒褐色の脱ドーピングしたポリアニリンの
粉末280gを得た。
The powder was filtered off with a Buchner funnel, washed repeatedly with distilled water while stirring in a beaker until the filtrate became neutral, and then washed with acetone until the filtrate became colorless. did. Then, the powder was vacuum dried at room temperature for 10 hours to obtain 280 g of a blackish brown dedoped polyaniline powder.

【0049】このポリアニリンはN−メチル−2−ピロ
リドンに可溶性であって、溶解度は同溶剤100gに対
して8g(7.4%)であった。また、これを溶剤として
30℃で測定した極限粘度〔η〕は1.23dl/gであ
った。
This polyaniline was soluble in N-methyl-2-pyrrolidone and had a solubility of 8 g (7.4%) in 100 g of the same solvent. Also, the intrinsic viscosity [η] measured at 30 ° C. using this as a solvent was 1.23 dl / g.

【0050】このポリアニリンは、ジメチルスルホキシ
ド及びジメチルホルムアミドには1%以下の溶解度であ
った。テトラヒドロフラン、ピリジン、80%酢酸水溶
液、60%ギ酸水溶液及びアセトニトリルには実質的に
溶解しなかった。
The polyaniline had a solubility of 1% or less in dimethyl sulfoxide and dimethylformamide. It was substantially insoluble in tetrahydrofuran, pyridine, 80% acetic acid aqueous solution, 60% formic acid aqueous solution and acetonitrile.

【0051】更に、上記脱ドープ状態で有機溶剤に可溶
性のポリアニリンについて、N−メチル−2−ピロリド
ン用のGPCカラムを用いて、GPC測定を行なった結
果、数平均分子量23000、重量平均分子量1600
00(いずれも、ポリスチレン換算)であった。
Further, the polyaniline soluble in the organic solvent in the undoped state was subjected to GPC measurement using a GPC column for N-methyl-2-pyrrolidone. As a result, the number average molecular weight was 23,000 and the weight average molecular weight was 1600.
It was 00 (both in terms of polystyrene).

【0052】参考例2 上記参考例1にて得られた脱ドープ状態で有機溶剤に可
溶性のポリアニリン粉末10gをN−メチル−2−ピロ
リドン(NMP)90gに溶解し、10重量%溶液を調
製した。A4サイズのガラス板の両端に厚み120μm
のポリテトラフルオロエチレン樹脂製の粘着テープを4
枚重ね貼りして、土手を作り、ここに上記ポリアニリン
のNMP溶液を流延し、ガラス棒にてしごいた後、熱風
循環式乾燥機中、80℃にて1時間乾燥した。このよう
にして得られたポリアニリンフィルムをガラス板から剥
がし、1cm角に2枚切り出した。得られたフィルムの
厚みは42μmであった。
Reference Example 2 10 g of polyaniline powder soluble in an organic solvent in the undoped state obtained in Reference Example 1 above was dissolved in 90 g of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) to prepare a 10 wt% solution. . 120 μm thick on both sides of A4 size glass plate
4 of polytetrafluoroethylene resin adhesive tape
The sheets were stacked and laminated, a bank was formed, the NMP solution of the above polyaniline was cast on the bank, and after squeezing with a glass rod, it was dried at 80 ° C. for 1 hour in a hot air circulation dryer. The polyaniline film thus obtained was peeled from the glass plate, and two 1 cm square pieces were cut out. The thickness of the obtained film was 42 μm.

【0053】p−フェノールスルホン酸ノボラック樹脂
水溶液(小西化学工業(株)製、ポリスチレンスルホン
酸標準のGPCによる重量平均分子量20000)を固
形分濃度20重量%に調整した後、50mL容量のガラ
ス製サンプル管に30g入れ、このサンプル管を80℃
の恒温槽中に浸漬した。浸漬を開始して30分後に、サ
ンプル管中のフェノールスルホン酸ノボラック樹脂水溶
液に上記ポリアニリンフィルム2枚を浸漬し、1時間ド
ーピング処理した。
A p-phenol sulfonic acid novolak resin aqueous solution (manufactured by Konishi Chemical Industry Co., Ltd., polystyrene sulfonic acid standard GPC weight average molecular weight 20000) was adjusted to a solid content concentration of 20% by weight, and then a glass sample of 50 mL capacity was prepared. Put 30g in a tube and put this sample tube at 80 ℃
It was immersed in a constant temperature bath. Thirty minutes after the start of the dipping, the above two polyaniline films were dipped in the phenol sulfonic acid novolac resin aqueous solution in the sample tube, and the doping treatment was performed for 1 hour.

【0054】このドーピング処理の後、各ポリアニリン
フィルムを取り出し、各メタノール30mLにて3回洗
浄して、フィルムの表面に付着したドーパントを除去
し、80℃の乾燥機中で30分間乾燥して、p−フェノ
ールスルホン酸ノボラック樹脂をドーパントとする導電
性ポリアニリン組成物からなるフィルム2枚を得た。こ
の2枚のフィルムの電導度は、ファン・デル・ポー法に
よる測定の結果、それぞれ8.8S/cm及び9.5S
/cmであった。
After this doping treatment, each polyaniline film was taken out, washed with 30 mL of each methanol three times to remove the dopant adhering to the surface of the film, and dried in a dryer at 80 ° C. for 30 minutes, Two films made of a conductive polyaniline composition containing p-phenolsulfonic acid novolac resin as a dopant were obtained. The electric conductivity of these two films was 8.8 S / cm and 9.5 S, respectively, as a result of measurement by Van der Pauw method.
Was / cm.

【0055】このうち、電導度が8.8S/cmのフィ
ルムをを蒸留水15mLの入った20mL容量ガラス製
サンプル管に入れ、経時的に取り出して、その電導度を
測定した。結果を図1に示す。図1から明らかなよう
に、本発明において用いる導電性ポリアニリン組成物か
らなるフィルムは、蒸留水中に578時間浸漬した後
も、1.3S/cmの電導度を有し、従って、この間の電
導度の変化は初期電導度に対して1/10以内であり、
高い耐水性を有することが示される。
Of these, a film having an electric conductivity of 8.8 S / cm was put into a 20 mL capacity glass sample tube containing 15 mL of distilled water, taken out with time, and its electric conductivity was measured. The results are shown in Fig. 1. As is apparent from FIG. 1, the film made of the conductive polyaniline composition used in the present invention has an electric conductivity of 1.3 S / cm even after being immersed in distilled water for 578 hours, and therefore, the electric conductivity during this period is kept. Changes within 1/10 of the initial conductivity,
It is shown to have high water resistance.

【0056】また、電導度が9.5S/cmのフィルム
を10cm四方のガラス板上に2mm幅のポリテトラフ
ルオロエチレン樹脂製粘着テープで十字に貼り付け、1
25℃の熱風循環乾燥器に入れ、経時的に取り出して、
その電導度を測定した。結果を図2に示す。図2から明
らかなように、本発明において用いる導電性ポリアニリ
ンからなるフィルムは、125℃の耐熱性を有する。
Further, a film having an electric conductivity of 9.5 S / cm was attached to a 10 cm square glass plate in a cross shape with an adhesive tape made of polytetrafluoroethylene resin having a width of 2 mm, and 1
Put in a hot air circulation dryer at 25 ° C, take out over time,
The conductivity was measured. The results are shown in Figure 2. As is clear from FIG. 2, the film made of conductive polyaniline used in the present invention has a heat resistance of 125 ° C.

【0057】参考例3 アルドリッチ製ポリビニルスルホン酸ナトリウム水溶液
を強酸性カチオン交換樹脂ダウエックスW−50X12
(ダウケミカル製)によりイオン交換して、遊離酸型に
した20重量%ポリビニルスルホン酸水溶液を得た。
Reference Example 3 An aqueous solution of sodium polyvinylsulfonate manufactured by Aldrich was used as a strongly acidic cation exchange resin Dowex W-50X12.
(By Dow Chemical Co., Ltd.) was used for ion exchange to obtain a 20% by weight aqueous solution of polyvinyl sulfonic acid in the free acid form.

【0058】このポリビニルスルホン酸をドーパントと
して用いた以外は、参考例2と全く同様にして、ポリビ
ニルスルホン酸をドーパントとし、電導度がそれぞれ
3.7S/cm及び7.1S/cmである導電性ポリア
ニリンフィルム2枚を得た。
Except for using this polyvinyl sulfonic acid as a dopant, the same procedure as in Reference Example 2 was used, except that polyvinyl sulfonic acid was used as a dopant and the conductivity was 3.7 S / cm and 7.1 S / cm, respectively. Two polyaniline films were obtained.

【0059】この2枚のフィルムのうち、電導度が3.
7S/cmのフィルムについて、参考例2と同様にし
て、耐水性試験を行なった結果を図1に示すように、蒸
留水中に554時間浸漬したときの電導度は9.2×1
-3S/cmであって、初期電導度の1/400であっ
た。
Of these two films, the conductivity was 3.
A 7 S / cm film was subjected to a water resistance test in the same manner as in Reference Example 2, and as shown in FIG. 1, the conductivity when immersed in distilled water for 554 hours was 9.2 × 1.
It was 0 −3 S / cm, which was 1/400 of the initial conductivity.

【0060】また、電導度が7.1S/cmのフィルム
を用いて、参考例2と同様にして、耐熱性試験を行なっ
た。結果を図2に示す。
A heat resistance test was conducted in the same manner as in Reference Example 2 using a film having an electric conductivity of 7.1 S / cm. The results are shown in Figure 2.

【0061】実施例1 皮膜形成金属として、タンタルの微粉末を焼結して得ら
れた体積20.8mm 3 の多孔質焼成体を用い、85℃
の0.1重量%リン酸水溶液中で直流電圧30Vを印加
し、上記多孔質体の表面に酸化タンタルからなる誘電体
皮膜を形成させ、コンデンサ陽極体とした。
Example 1 As a film-forming metal, obtained by sintering fine powder of tantalum.
Volume of 20.8 mm 385 ℃ using the porous fired body
DC voltage 30V is applied in 0.1 wt% phosphoric acid aqueous solution
On the surface of the above-mentioned porous body, a dielectric made of tantalum oxide.
A film was formed and used as a capacitor anode body.

【0062】参考例1にて得られた脱ドープ状態で有機
溶剤に可溶性のポリアニリン/N−メチル−2−ピロリ
ドン5重量部をN−メチル−2−ピロリドン95重量部
に溶解させて、5重量%溶液とし、この溶液中に上記コ
ンデサ陽極体を浸漬した後、80℃で20分間乾燥さ
せ、上記コンデサ陽極体上にポリアニリン膜を形成させ
た。この操作を7回繰り返した。
5 parts by weight of polyaniline / N-methyl-2-pyrrolidone soluble in an organic solvent in the undoped state obtained in Reference Example 1 was dissolved in 95 parts by weight of N-methyl-2-pyrrolidone to obtain 5 parts by weight. % Solution, and the above-mentioned condensa anode body was dipped in this solution, and then dried at 80 ° C. for 20 minutes to form a polyaniline film on the condesa anode body. This operation was repeated 7 times.

【0063】このように処理したコンデンサ陽極体を8
0℃の温度に調整した固形分25重量%のp−フェノー
ルスルホン酸ノボラック樹脂水溶液(小西化学工業
(株)製、ポリスチレンスルホン酸標準のGPCによる
重量平均分子量は20000)に6時間浸漬した後、エ
タノールで洗浄した後、50℃で20分間乾燥させた。
この後、導電性ペーストを塗布し、陰極リードを取付け
た。
The capacitor anode body thus treated was
After dipping for 6 hours in a p-phenolsulfonic acid novolak resin aqueous solution (manufactured by Konishi Chemical Industry Co., Ltd., weight average molecular weight by polystyrene standard GPC of 20000) having a solid content of 25 wt% adjusted to a temperature of 0 ° C., After washing with ethanol, it was dried at 50 ° C. for 20 minutes.
Then, a conductive paste was applied and a cathode lead was attached.

【0064】このようにして得られた固体電解コンデン
サは、表1に示すように、120Hzにおいて、98.
8μFの静電容量を有し、また、100kHzの等価直
列抵抗(ESR)は254mΩであった。これらの電気
特性を耐湿熱性試験前の電気特性という。
As shown in Table 1, the solid electrolytic capacitor thus obtained has a resistance of 98.
It had a capacitance of 8 μF and had an equivalent series resistance (ESR) of 254 mΩ at 100 kHz. These electrical characteristics are referred to as the electrical characteristics before the moist heat resistance test.

【0065】また、この固体電解コンデンサは、温度8
5℃、相対湿度85%の恒温恒湿槽内に24時間放置し
た後、表1に示すように、120Hzにおいて、95.
7μFの静電容量を有し、また、100kHzの等価直
列抵抗(ESR)は263mΩであった。これらの電気
特性を耐湿熱性試験後の電気特性という。本発明による
固体電解コンデンサは、このように、すぐれた耐湿熱性
を有する。
This solid electrolytic capacitor has a temperature of 8
After being left for 24 hours in a thermo-hygrostat at 5 ° C. and a relative humidity of 85%, as shown in Table 1, at 120 Hz, 95.
It had a capacitance of 7 μF and had an equivalent series resistance (ESR) of 263 mΩ at 100 kHz. These electrical characteristics are called electrical characteristics after the moist heat resistance test. The solid electrolytic capacitor according to the present invention thus has excellent resistance to moisture and heat.

【0066】実施例2 ドーピング液として、p−フェノールスルホン酸ノボラ
ック樹脂水溶液に代えて、m−カルボキシ−p−フェノ
ールスルホン酸ノボラック樹脂を用いた以外は、実施例
1と同様にして、固体電解コンデンサを作製した。この
固体電解コンデンサの耐湿熱性試験前後の電気特性を表
1に示す。
Example 2 A solid electrolytic capacitor was prepared in the same manner as in Example 1 except that m-carboxy-p-phenolsulfonic acid novolac resin was used as the doping liquid instead of p-phenolsulfonic acid novolac resin aqueous solution. Was produced. Table 1 shows the electrical characteristics of the solid electrolytic capacitor before and after the moisture heat resistance test.

【0067】比較例1 ドーピング液として、20重量%ポリビニルスルホン酸
水溶液を用いた以外は、実施例1と同様にして、固体電
解コンデンサを作製した。この固体電解コンデンサの耐
湿熱性試験前後の電気特性を表1に示す。
Comparative Example 1 A solid electrolytic capacitor was produced in the same manner as in Example 1 except that a 20 wt% polyvinyl sulfonic acid aqueous solution was used as the doping liquid. Table 1 shows the electrical characteristics of the solid electrolytic capacitor before and after the moisture heat resistance test.

【0068】比較例2 ドーピング液として、20重量%ポリスチレンスルホン
酸水溶液を用いた以外は、実施例1と同様にして、固体
電解コンデンサを作製した。この固体電解コンデンサの
耐湿熱性試験前後の電気特性を表1に示す。
Comparative Example 2 A solid electrolytic capacitor was produced in the same manner as in Example 1 except that a 20% by weight polystyrene sulfonic acid aqueous solution was used as the doping liquid. Table 1 shows the electrical characteristics of the solid electrolytic capacitor before and after the moisture heat resistance test.

【0069】比較例3 ドーピング液として、25重量%p−トルエンスルホン
酸水溶液を用いた以外は、実施例1と同様にして、固体
電解コンデンサを作製した。この固体電解コンデンサの
耐湿熱性試験前後の電気特性を表1に示す。
Comparative Example 3 A solid electrolytic capacitor was produced in the same manner as in Example 1 except that a 25 wt% p-toluenesulfonic acid aqueous solution was used as the doping liquid. Table 1 shows the electrical characteristics of the solid electrolytic capacitor before and after the moisture heat resistance test.

【0070】[0070]

【表1】 [Table 1]

【0071】[0071]

【発明の効果】以上のように、本発明による固体電解コ
ンデンサは、皮膜形成金属上に誘電体皮膜を有し、ポリ
アニリンがフェノールスルホン酸ノボラック樹脂にてド
ーピングされてなる導電性ポリアニリン組成物からなる
膜を固体電解質として用いたものであり、ここに、上記
導電性ポリアニリン組成物からなる膜は、耐水性と耐湿
熱性にすぐれており、更に、耐熱性にもすぐれている。
従って、本発明による固体電解コンデンサは、耐久性と
信頼性にすぐれており、更に、固体電解質と誘電体皮膜
との密着性にもすぐれ、高周波領域におけるインピーダ
ンスが小さく、静電容量が大きい。
As described above, the solid electrolytic capacitor according to the present invention comprises a conductive polyaniline composition having a dielectric film on a film-forming metal and polyaniline doped with a phenolsulfonic acid novolac resin. The membrane is used as a solid electrolyte, and the membrane made of the above conductive polyaniline composition is excellent in water resistance and wet heat resistance, and also excellent in heat resistance.
Therefore, the solid electrolytic capacitor according to the present invention is excellent in durability and reliability, is also excellent in adhesion between the solid electrolyte and the dielectric film, has a small impedance in a high frequency region, and has a large capacitance.

【0072】また、本発明の方法によれば、モノマーの
化学酸化重合によって、誘電体皮膜上に導電性高分子組
成物を形成させる従来の方法と相違し、ポリアニリン溶
液を塗布した後、ドーピングすることによって、簡単に
導電性高分子組成物からなる固体電解質を形成させるこ
とができ、生産性にすぐれる。
Further, according to the method of the present invention, unlike the conventional method of forming a conductive polymer composition on a dielectric film by chemical oxidative polymerization of a monomer, a polyaniline solution is applied and then doped. As a result, the solid electrolyte composed of the conductive polymer composition can be easily formed, and the productivity is excellent.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】は、本発明に従って、p−フェノールスルホン
酸ノボラック樹脂をドーパントとする導電性ポリアニリ
ンフィルムを蒸留水に浸漬したときの電導度の経時変化
をポリビニルスルホン酸をドーパントとするポリアニリ
ンフィルムと比較して示すグラフである。
FIG. 1 is a graph showing a change in electric conductivity with time when a conductive polyaniline film having a p-phenolsulfonic acid novolac resin as a dopant is immersed in distilled water according to the present invention in comparison with a polyaniline film having a polyvinylsulfonic acid as a dopant. Is a graph shown.

【図2】は、本発明に従って、p−フェノールスルホン
酸ノボラック樹脂をドーパントとする導電性ポリアニリ
ンフィルムを125℃の雰囲気下においたときの電導度
の経時変化をポリビニルスルホン酸をドーパントとする
ポリアニリンフィルムと比較して示すグラフである。
FIG. 2 is a polyaniline film having a polyvinyl sulfonic acid as a dopant, showing the change with time of the electric conductivity when a conductive polyaniline film having a p-phenol sulfonic acid novolac resin as a dopant is placed in an atmosphere of 125 ° C. according to the present invention. It is a graph shown in comparison with.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】皮膜形成金属上に誘電体皮膜を有し、ポリ
アニリンがフェノールスルホン酸ノボラック樹脂にてド
ーピングされてなる導電性ポリアニリン組成物からなる
膜を上記誘電体皮膜上に固体電解質として有することを
特徴とする固体電解コンデンサ。
1. A film having a dielectric film on a film-forming metal and comprising a conductive polyaniline composition obtained by doping polyaniline with a phenol sulfonic acid novolac resin, as a solid electrolyte on the dielectric film. Solid electrolytic capacitor characterized by.
【請求項2】ポリアニリンが一般式(I) 【化1】 (式中、m及びnはそれぞれ繰り返し単位中のキノンジ
イミン構造単位及びフェニレンジアミン構造単位のモル
分率を示し、0<m<1、0<n<1、m+n=1であ
る。)で表わされる繰返し単位からなり、N−メチル−
2−ピロリドン中、30℃で測定した極限粘度〔η〕が
0.40dL/g以上である請求項1に記載の固体電解コ
ンデンサ。
2. Polyaniline is represented by the general formula (I): (In the formula, m and n each represent a mole fraction of the quinonediimine structural unit and the phenylenediamine structural unit in the repeating unit, and 0 <m <1, 0 <n <1, and m + n = 1). Consisting of repeating units, N-methyl-
The intrinsic viscosity [η] measured at 30 ° C in 2-pyrrolidone is
The solid electrolytic capacitor according to claim 1, which has a density of 0.40 dL / g or more.
【請求項3】フェノールスルホン酸ノボラック樹脂が一
般式(II) 【化2】 (式中、Rは、アルキル基、アルコキシル基、水酸基、
カルボキシル基又はアミノ基を示す。)で表わされるも
のである請求項1に記載の固体電解コンデンサ。
3. A phenolsulfonic acid novolak resin represented by the general formula (II): (In the formula, R represents an alkyl group, an alkoxyl group, a hydroxyl group,
Indicates a carboxyl group or an amino group. ) The solid electrolytic capacitor according to claim 1, wherein the solid electrolytic capacitor is represented by
【請求項4】皮膜形成金属上に誘電体皮膜を形成した
後、この誘電体皮膜上にポリアニリン膜を形成し、次い
で、このポリアニリン膜にフェノールスルホン酸ノボラ
ック樹脂の水溶液を接触させて、このフェノールスルホ
ン酸ノボラック樹脂にて上記ポリアニリンをドーピング
することを特徴とする固体電解コンデンサの製造方法。
4. A dielectric film is formed on a film-forming metal, a polyaniline film is formed on the dielectric film, and then the polyaniline film is brought into contact with an aqueous solution of a phenol sulfonic acid novolak resin to form the phenol. A method for producing a solid electrolytic capacitor, which comprises doping the polyaniline with a sulfonic acid novolac resin.
【請求項5】誘電体皮膜上にポリアニリン溶液を塗布
し、乾燥させて、ポリアニリン膜を誘電体皮膜上に形成
する請求項4に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
5. The method for producing a solid electrolytic capacitor according to claim 4, wherein a polyaniline solution is applied on the dielectric film and dried to form the polyaniline film on the dielectric film.
【請求項6】ポリアニリンが一般式(I) 【化3】 (式中、m及びnはそれぞれ繰り返し単位中のキノンジ
イミン構造単位及びフェニレンジアミン構造単位のモル
分率を示し、0<m<1、0<n<1、m+n=1であ
る。)で表わされる繰返し単位からなり、N−メチル−
2−ピロリドン中、30℃で測定した極限粘度〔η〕が
0.40dL/g以上である請求項4又は5に記載の固体
電解コンデンサの製造方法。
6. Polyaniline is represented by the general formula (I): (In the formula, m and n each represent a mole fraction of the quinonediimine structural unit and the phenylenediamine structural unit in the repeating unit, and 0 <m <1, 0 <n <1, and m + n = 1). Consisting of repeating units, N-methyl-
The intrinsic viscosity [η] measured at 30 ° C in 2-pyrrolidone is
It is 0.40 dL / g or more, The manufacturing method of the solid electrolytic capacitor of Claim 4 or 5.
【請求項7】フェノールスルホン酸ノボラック樹脂が一
般式(II) 【化4】 (式中、Rは、アルキル基、アルコキシル基、水酸基、
カルボキシル基又はアミノ基を示す。)で表わされるも
のである請求項4に記載の固体電解コンデンサの製造方
法。
7. A phenolsulfonic acid novolak resin represented by the general formula (II): (In the formula, R represents an alkyl group, an alkoxyl group, a hydroxyl group,
Indicates a carboxyl group or an amino group. The solid electrolytic capacitor manufacturing method according to claim 4, wherein the solid electrolytic capacitor is represented by
JP2001207548A 2001-07-09 2001-07-09 Solid electrolytic capacitor and manufacturing method thereof Expired - Fee Related JP4621383B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001207548A JP4621383B2 (en) 2001-07-09 2001-07-09 Solid electrolytic capacitor and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001207548A JP4621383B2 (en) 2001-07-09 2001-07-09 Solid electrolytic capacitor and manufacturing method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003022937A true JP2003022937A (en) 2003-01-24
JP4621383B2 JP4621383B2 (en) 2011-01-26

Family

ID=19043513

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001207548A Expired - Fee Related JP4621383B2 (en) 2001-07-09 2001-07-09 Solid electrolytic capacitor and manufacturing method thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4621383B2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004070750A1 (en) * 2003-02-10 2004-08-19 Tdk Corporation Solid electrolytic capacitor and method for manufacturing same
JP2007277569A (en) * 2007-05-31 2007-10-25 Nitto Denko Corp Electrically conductive polyaniline composition and method for producing the same
WO2012153790A1 (en) * 2011-05-12 2012-11-15 テイカ株式会社 Method for manufacturing solid electrolyte capacitor

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5225710A (en) * 1975-08-22 1977-02-25 Nippon Oil Co Ltd Process for preparation of isopropyl acetate
JPH0677094A (en) * 1992-05-13 1994-03-18 Asahi Glass Co Ltd Etching method of electrolytic capacitor aluminum foil
JPH118161A (en) * 1997-06-18 1999-01-12 Nitto Denko Corp Sold-state electrolytic capacitor and manufacture thereof
WO2001043215A1 (en) * 1999-12-10 2001-06-14 Nitto Denko Corporation Fuel cell

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5225710A (en) * 1975-08-22 1977-02-25 Nippon Oil Co Ltd Process for preparation of isopropyl acetate
JPH0677094A (en) * 1992-05-13 1994-03-18 Asahi Glass Co Ltd Etching method of electrolytic capacitor aluminum foil
JPH118161A (en) * 1997-06-18 1999-01-12 Nitto Denko Corp Sold-state electrolytic capacitor and manufacture thereof
WO2001043215A1 (en) * 1999-12-10 2001-06-14 Nitto Denko Corporation Fuel cell

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004070750A1 (en) * 2003-02-10 2004-08-19 Tdk Corporation Solid electrolytic capacitor and method for manufacturing same
JP2007277569A (en) * 2007-05-31 2007-10-25 Nitto Denko Corp Electrically conductive polyaniline composition and method for producing the same
JP4740193B2 (en) * 2007-05-31 2011-08-03 日東電工株式会社 Conductive polyaniline composition and method for producing the same
WO2012153790A1 (en) * 2011-05-12 2012-11-15 テイカ株式会社 Method for manufacturing solid electrolyte capacitor
JP5177920B1 (en) * 2011-05-12 2013-04-10 テイカ株式会社 Manufacturing method of solid electrolytic capacitor
CN103518244A (en) * 2011-05-12 2014-01-15 帝化株式会社 Method for manufacturing solid electrolyte capacitor
US9362055B2 (en) 2011-05-12 2016-06-07 Tayca Corporation Method for manufacturing solid electrolytic capacitor

Also Published As

Publication number Publication date
JP4621383B2 (en) 2011-01-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7182588B2 (en) Dispersion comprising a mixture of a conductive polymer having a chain-bound counterion and a conductive polymer having a non-chain-bound counterion for use in a capacitor anode
JP3694038B2 (en) Solid electrolytic capacitor
KR101803997B1 (en) A Method for improving electrical parameters in capacitors comprising PEDOT/PSS as a solid electrolyte through a polyalkylene glycol
KR101786157B1 (en) Layer compositions With Improved Electrical Parameters Comprising PEDOT/PSS and a Stabilizer
JP5747170B2 (en) Electrolytic capacitor manufacturing method
WO2012137969A1 (en) Electrically conductive polymer solution, electrically conductive polymer material and process for production thereof, and solid electrolytic capacitor
JPH0736375B2 (en) Method for manufacturing solid electrolytic capacitor
JP3906071B2 (en) Conductive polyaniline composition, film thereof, and production method thereof
JPH02249221A (en) Solid electrolytic capacitor
JP2766987B2 (en) Battery
JP4621383B2 (en) Solid electrolytic capacitor and manufacturing method thereof
JP3649526B2 (en) Conductive polyaniline composition and solid electrolytic capacitor using the same as solid electrolyte
JP6223703B2 (en) Conductive polymer solution and method for producing the same, conductive polymer material, and solid electrolytic capacitor
JP3846760B2 (en) Solid electrolytic capacitor and manufacturing method thereof
JP3213994B2 (en) Method for manufacturing solid electrolytic capacitor
JPH1060234A (en) Electroconductive polymer and its production and solid electrolytic capacitor using the same
US6660188B1 (en) Electrical conducting polymer, solid electrolytic capacitor and manufacturing method thereof
JP6129569B2 (en) Conductive polymer solution and method for producing the same, conductive polymer material, and solid electrolytic capacitor
US6663796B1 (en) Electrical conducting polymer, solid electrolytic capacitor and manufacturing method thereof
JP3947434B2 (en) Conductive polyaniline composition, film thereof, and production method thereof
JP4035639B2 (en) Solid electrolytic capacitor and manufacturing method thereof
JP2012028709A (en) Oxidizing agent solution for manufacturing electroconductive polymer, and method for manufacturing solid electrolytic capacitor using the same
JP2013157591A (en) Polyaniline solution for manufacturing solid electrolytic capacitor and method for manufacturing solid electrolytic capacitor using the same
JPH0346214A (en) Manufacture of solid electrolytic capacitor
JPH10308116A (en) Capacitor and manufacture thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20071113

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100225

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100302

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20101005

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20101101

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131105

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131105

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20161105

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees