JP2012028709A - 導電性高分子製造用酸化剤溶液とそれを用いた固体電解コンデンサの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】有機スルホン酸第二鉄を溶質としたアルコール溶液中に、スルホン酸エステル化合物を含有させた導電性高分子製造用酸化剤溶液。及び該導電性高分子製造用酸化剤溶液を用いて作製した固体電解コンデンサの製造方法。
【選択図】なし
Description
第一から第七の発明のいずれかに記載の導電性高分子製造用酸化剤溶液と、導電性高分子モノマーとを液層にて接触させることにより化学酸化重合し、誘電体酸化皮膜が形成された弁作用金属に導電性高分子を形成する工程を有することを特徴とする固体電解コンデンサの製造方法である。
酸化剤溶液中の含水分量は1〜20質量%が好ましい。1質量%未満の場合、スルホン酸エステル化合物の添加効果は小さくなり、20質量%超の場合、酸化剤溶液に溶解している有機スルホン酸第二鉄の析出が生じてしまうため、溶液の安定性が低くなる問題点がある。
上記スルホン酸エステルの中でも特に下記一般式(1)で表されるスルホン酸エステル化合物が好ましく挙げられる。
これらの中でも、ブタノール、メタノールがより好ましく挙げられ、ブタノールとメタノールの混合溶媒が特に好ましく挙げられる。
アルコール溶媒中に、得られた有機スルホン酸第二鉄とスルホン酸エステル化合物と水を添加して、本願発明の導電性高分子製造用酸化剤溶液を製造することができる。
導電性高分子製造用酸化剤溶液と3,4−エチレンジオキシチオフェン(EDOT)をそれぞれスクリュー管に入れ、20℃サーモプレート上に10分以上保持した。該酸化剤溶液とEDOTを5:1(質量比)で混合し、10秒撹拌した。その後、1mm以上のポリマーの塊が析出するまでの時間を計測し、これを重合速度とした。
70秒未満の場合、重合速度が速すぎ、多孔質の弁作用金属酸化皮膜の奥まで入りこまないで重合してしまうため、得られる固体電解コンデンサのESRが劣る結果となる。
160秒超の場合、重合速度が遅すぎ、重合しにくくなる欠点がある。
導電性高分子製造用酸化剤溶液に含有する水分量を1〜20質量%に調節することで、上記重合速度に容易に調整することができ、優れた電気特性の固体電解コンデンサを得ることができる。
(実施例1)
純水50mlにパラトルエンスルホン酸1水和物15.5g(8.4×10−2mol)を溶解した溶液に酸化第二鉄4.45g(2.8×10−2mol)を加えて、12時間加熱還流を行った。
なお、含水分量はカールフィッシャー水分計(KF−100、三菱ケミカル社製)を用いて測定した。
実施例1のパラトルエンスルホン酸メチルの含有量を1モル%から5モル%に代えた以外は実施例1と同様にして、導電性高分子製造用酸化剤溶液(酸化剤溶液(2))を得た。
実施例1のパラトルエンスルホン酸メチルの含有量を1モル%から10モル%に代えた以外は実施例1と同様にして、導電性高分子製造用酸化剤溶液(酸化剤溶液(3))を得た。
実施例1のパラトルエンスルホン酸メチルの含有量を1モル%から20モル%に代えた以外は実施例1と同様にして、導電性高分子製造用酸化剤溶液(酸化剤溶液(4))を得た。
実施例1のパラトルエンスルホン酸メチルの含有量を1モル%から30モル%に代えた以外は実施例1と同様にして、導電性高分子製造用酸化剤溶液(酸化剤溶液(5))を得た。
実施例1のパラトルエンスルホン酸メチルの含有量を1モル%から50モル%に代えた以外は実施例1と同様にして、導電性高分子製造用酸化剤溶液(酸化剤溶液(6))を得た。
実施例1のパラトルエンスルホン酸メチルを含有させなかった以外は実施例1と同様にして、導電性高分子製造用酸化剤溶液(酸化剤溶液(7))を得た。
純水50mlにパラトルエンスルホン酸1水和物15.5g(8.4×10−2mol)を溶解した溶液に酸化第二鉄4.45g(2.8×10−2mol)を加えて、12時間加熱還流を行った。
(実施例7)
陽極リードを備えたタンタル焼結体素子に、リン酸水溶液中、25Vの電圧を印加させて化成処理を施し、誘電体酸化皮膜を形成させた。該素子の硫酸水溶液中における静電容量は300μFであった。
実施例7の酸化剤溶液(1)の代わりに、酸化剤溶液(2)を用いた以外は実施例7と同様の方法で固体電解コンデンサを完成させた。
実施例7の酸化剤溶液(1)の代わりに、酸化剤溶液(3)を用いた以外は実施例7と同様の方法で固体電解コンデンサを完成させた。
実施例7の酸化剤溶液(1)の代わりに、酸化剤溶液(4)を用いた以外は実施例7と同様の方法で固体電解コンデンサを完成させた。
実施例7の酸化剤溶液(1)の代わりに、酸化剤溶液(5)を用いた以外は実施例7と同様の方法で固体電解コンデンサを完成させた。
実施例7の酸化剤溶液(1)の代わりに、酸化剤溶液(6)を用いた以外は実施例7と同様の方法で固体電解コンデンサを完成させた。
実施例7の酸化剤溶液(1)の代わりに、酸化剤溶液(7)を用いた以外は実施例7と同様の方法で固体電解コンデンサを完成させた。
実施例7の酸化剤溶液(1)の代わりに、酸化剤溶液(8)を用いた以外は実施例7と同様の方法で固体電解コンデンサを完成させた。
特に有機スルホン酸第二鉄1モルに対し、スルホン酸エステル化合物を5モル%含有させた酸化剤溶液を用いて製造した固体電解コンデンサにおいては、ESR特性に優れていることがわかった。
Claims (8)
- アルコール溶媒中に、有機スルホン酸第二鉄を溶解させた導電性高分子製造用酸化剤溶液であって、導電性高分子製造用酸化剤溶液中にスルホン酸エステル化合物を含有させることを特徴とする導電性高分子製造用酸化剤溶液。
- 導電性高分子製造用酸化剤溶液における有機スルホン酸第二鉄の含有量が、30〜70質量%であることを特徴とする請求項1に記載の導電性高分子製造用酸化剤溶液。
- 導電性高分子製造用酸化剤溶液中の含水分量が1〜20質量%であることを特徴とする請求項1又は2に記載の導電性高分子製造用酸化剤溶液。
- 有機スルホン酸第二鉄がパラトルエンスルホン酸第二鉄であることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の導電性高分子製造用酸化剤溶液。
- 導電性高分子製造用酸化剤溶液におけるスルホン酸エステル化合物の含有量が、有機スルホン酸第二鉄1モルに対し、0.01〜20モル%であることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の導電性高分子製造用酸化剤溶液。
- アルコール溶媒が、ブタノールとメタノールの混合溶媒であることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の導電性高分子製造用酸化剤溶液。
- 誘電体酸化皮膜が形成された弁作用金属上に導電性高分子からなる固体電解質を具備した固体電解コンデンサの製造方法において、
請求項1から7のいずれかに記載の導電性高分子製造用酸化剤溶液と、導電性高分子モノマーとを液層にて接触させることにより化学酸化重合し、誘電体酸化皮膜が形成された弁作用金属に導電性高分子を形成する工程を有することを特徴とする固体電解コンデンサの製造方法。
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