JP2012138616A - Conductive polymer aqueous suspension manufacturing method, conductive organic material, and electrolytic capacitor and manufacturing method thereof - Google Patents

Conductive polymer aqueous suspension manufacturing method, conductive organic material, and electrolytic capacitor and manufacturing method thereof Download PDF

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聡史 鈴木
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a conductive polymer aqueous suspension used for providing an organic material which excels in adhesion to a base material and in water resistance and has high conductivity, and a manufacturing method therefor.SOLUTION: A conductive polymer aqueous suspension according to an embodiment of the invention contains a conductive polymer, at least one kind of water soluble polyhydric alcohol, and at least one kind of water soluble organic substance having two or more functional groups which can be condensation polymerized with the water soluble polyhydric alcohol. The conductive polymer aqueous suspension can be manufactured by: recovering a conductive polymer obtained by chemically oxidizing and polymerizing a monomer for providing a conductive polymer using an oxidant in a solvent containing as dopant an organic acid or a salt thereof; letting an oxidant act upon the conductive polymer in an aqueous solvent containing polyacid; and further mixing at least one kind of water soluble polyhydric alcohol and at least one kind of water soluble organic substance having two or more functional groups which can be condensation polymerized with the water soluble polyhydric alcohol.

Description

本発明に係る実施形態は、導電性高分子懸濁水溶液およびその製造方法、その懸濁水溶
液から得られる導電性高分子材料、ならびにそれを用いた電解コンデンサおよびその製造
方法に関する。
Embodiments according to the present invention relate to a conductive polymer suspension aqueous solution and a manufacturing method thereof, a conductive polymer material obtained from the suspension aqueous solution, an electrolytic capacitor using the same, and a manufacturing method thereof.

導電性高分子材料は、コンデンサの電極、色素増感太陽電池などの電極、エレクトロル
ミネッセンスディスプレイの電極などに用いられている。このような導電性高分子材料と
しては、ピロール、チオフェン、3,4−エチレンジオキシチオフェン、アニリンなどを
高分子量化したポリマー材料が知られており、関連する技術が特許文献1〜3に開示され
ている。
Conductive polymer materials are used for electrodes for capacitors, electrodes for dye-sensitized solar cells, electrodes for electroluminescence displays, and the like. As such a conductive polymer material, a polymer material obtained by increasing the molecular weight of pyrrole, thiophene, 3,4-ethylenedioxythiophene, aniline, etc. is known, and related techniques are disclosed in Patent Documents 1 to 3. Has been.

特許文献1は、ポリチオフェンの溶液(分散体)、その製造方法およびプラスチック成
形体の帯電防止処理に対する塩の使用に関するものである。具体的には、ポリ陰イオンの
存在下での3,4−ジアルコキシチオフェンの構造単位からなるポリチオフェン分散体が
記載されている。このポリチオフェン分散体は、3,4−ジアルコキシチオフェンをポリ
酸の存在下にて0〜100℃の温度で酸化重合させることで製造されることが記載されて
いる。
Patent Document 1 relates to a solution (dispersion) of polythiophene, a production method thereof, and the use of a salt for antistatic treatment of a plastic molded body. Specifically, polythiophene dispersions consisting of 3,4-dialkoxythiophene structural units in the presence of polyanions are described. It is described that this polythiophene dispersion is produced by oxidative polymerization of 3,4-dialkoxythiophene at a temperature of 0 to 100 ° C. in the presence of a polyacid.

特許文献2は、ポリ(3,4−ジアルコキシチオフェン)とポリ陰イオンとの複合体の
水分散体およびその製造方法、ならびにその水分散体を含むコーティング用組成物および
該組成物が塗布された透明導電膜を有する被覆基材に関するものである。具体的には、3
,4−ジアルコキシチオフェンをポリ陰イオンの存在下で、ペルオキソ二硫酸を酸化剤と
して用い、水系溶媒中で重合させることで製造されるポリ(3,4−ジアルコキシチオフ
ェン)とポリ陰イオンとの複合体の水分散体が記載されている。
Patent Document 2 discloses an aqueous dispersion of a complex of poly (3,4-dialkoxythiophene) and a polyanion, a method for producing the same, a coating composition containing the aqueous dispersion, and the composition applied. The present invention relates to a coated substrate having a transparent conductive film. Specifically, 3
, 4-dialkoxythiophene in the presence of a polyanion, peroxodisulfuric acid as an oxidizing agent, and polymerized in an aqueous solvent, poly (3,4-dialkoxythiophene) and polyanion An aqueous dispersion of the composite is described.

特許文献3は、水系の帯電防止用コーティング組成物に関するものである。具体的には
、(a)3,4−ジアルコキシチオフェンの反復構造単位からなる陽イオン形態のポリチ
オフェンとポリ陰イオンを含んで成る導電性ポリマーと、(b)分子内にアミド結合ある
いは水酸基を有する室温では液体の水溶性化合物と、(c)自己乳化型ポリエステル樹脂
水分散体と、を含有する水系の帯電防止コーティング用組成物が記載されている。この水
系の帯電防止コーティング用組成物においては、該(b)水溶性化合物が、該(a)導電
性ポリマー100重量部に対して、40から6000重量部の範囲で含有され、該(c)
自己乳化型ポリエステル樹脂水分散体が、芳香族カルボン酸とジオールとから形成され、
該芳香族ジカルボン酸中、5−スルホイソフタル酸が4〜5モル%含有されており、そし
て、該(c)自己乳化型ポリエステル樹脂水分散体が、該(a)導電性ポリマー100重
量部に対して固形分として20から5000重量部の範囲で含有される。
Patent Document 3 relates to a water-based antistatic coating composition. Specifically, (a) a conductive polymer comprising a polythiophene in the form of a cation composed of repeating structural units of 3,4-dialkoxythiophene and a polyanion, and (b) an amide bond or a hydroxyl group in the molecule. A water-based antistatic coating composition containing a water-soluble compound that is liquid at room temperature and (c) an aqueous dispersion of a self-emulsifying polyester resin is described. In this water-based antistatic coating composition, the (b) water-soluble compound is contained in the range of 40 to 6000 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the (a) conductive polymer, and (c)
A self-emulsifying polyester resin aqueous dispersion is formed from an aromatic carboxylic acid and a diol,
In the aromatic dicarboxylic acid, 5 to 5 mol% of 5-sulfoisophthalic acid is contained, and the (c) self-emulsifying polyester resin aqueous dispersion is added to (a) 100 parts by weight of the conductive polymer. On the other hand, it is contained in the range of 20 to 5000 parts by weight as a solid content.

特開平07−090060号公報JP 07-090060 A 特開2004−059666号公報JP 2004-059666 A 特開2002−060736号公報JP 2002-060736 A

しかし、ドーパントとして作用するポリ陰イオン存在下で、3,4−ジアルコキシチオ
フェンを酸化化学重合する方法では、ドープ率の制御が困難であり、未ドープのポリ陰イ
オン、つまり導電性に寄与しないポリ陰イオンが余剰に存在してしまう。したがって、特
許文献1および2に記載された方法は、高導電率のポリマー材料を製造する方法として十
分な方法とは言い難い。
However, in the method of oxidative chemical polymerization of 3,4-dialkoxythiophene in the presence of a polyanion acting as a dopant, it is difficult to control the doping rate, and it does not contribute to the undoped polyanion, that is, conductivity. Excessive polyanions will be present. Therefore, the methods described in Patent Documents 1 and 2 are hardly sufficient as a method for producing a polymer material having high conductivity.

また、帯電防止材の表面抵抗率は一般に105〜1014Ω/□と分類されており、導電
率が高すぎる(105Ω/□未満)と激しい静電放電を起こす可能性があることから、帯
電した物体の静電気速やかに消散させられるほどの導電性を有しないと考えられる。帯電
防止材料としては十分な導電率でも、例えばコンデンサの電極として用いた場合には、導
電率の観点から低ESR化の要求を十分に満足させることは困難である。加えて、余剰な
ポリ陰イオンが含まれた導電性高分子材料は耐水性が非常に悪いことから、その導電性有
機材料を電解質に用いたコンデンサは、信頼性、特に高湿度雰囲気化での特性が劣る欠点
がある。
In addition, the surface resistivity of antistatic materials is generally classified as 10 5 to 10 14 Ω / □, and if the conductivity is too high (less than 10 5 Ω / □), it may cause severe electrostatic discharge. Therefore, it is considered that the charged object does not have conductivity enough to dissipate the static electricity quickly. Even when the conductivity is sufficient as an antistatic material, for example, when used as an electrode of a capacitor, it is difficult to sufficiently satisfy the requirement for low ESR from the viewpoint of conductivity. In addition, since conductive polymer materials containing excessive polyanions have very poor water resistance, capacitors using such conductive organic materials as electrolytes are reliable, especially in high humidity atmospheres. There is a disadvantage that the characteristics are inferior.

特許文献3の方法では、自己乳化型ポリエステル樹脂水分散体を含有することにより、
基材に対する密着性や塗膜の耐水性は向上するが、絶縁性の樹脂を添加するため、膜の導
電性は低下してしまう問題がある。また、帯電防止材としては十分な導電率でも、この水
系の帯電防止コーティング用組成物を、例えばコンデンサの電極として用いた場合には、
導電率が低く、コンデンサへの低ESR化の要求を十分に満足させることは困難である。
また、自己乳化型の樹脂は、完全溶解型の樹脂に比べ、帯電防止コーティング用組成物中
に偏析しやすいという問題がある。
In the method of Patent Document 3, by containing a self-emulsifying polyester resin aqueous dispersion,
Although the adhesion to the substrate and the water resistance of the coating film are improved, there is a problem that the conductivity of the film is lowered because an insulating resin is added. In addition, even when the conductivity is sufficient as an antistatic material, when this aqueous antistatic coating composition is used as, for example, an electrode of a capacitor,
It is difficult to satisfactorily satisfy the requirement of low ESR for the capacitor with low conductivity.
Further, the self-emulsifying type resin has a problem that it is easily segregated in the composition for antistatic coating as compared with a completely dissolving type resin.

本発明に係る実施形態の目的は、上記の課題を解決することにあり、基材への密着性と
耐水性に優れ、かつ、高導電率な有機材料を提供するための導電性高分子懸濁水溶液およ
びその製造方法を提供すること、ならびに、低ESRかつ信頼性、特に高湿度雰囲気化で
の特性に優れた電解コンデンサおよびその製造方法を提供することにある。
An object of an embodiment according to the present invention is to solve the above-described problem, and is a conductive polymer suspension for providing an organic material having excellent adhesion and water resistance to a base material and high conductivity. An object of the present invention is to provide a turbid aqueous solution and a method for producing the same, and to provide an electrolytic capacitor and a method for producing the same that have low ESR and reliability, particularly excellent characteristics in a high humidity atmosphere.

本発明に係る実施形態は、
ドーパントとしての有機酸またはその塩を含む溶媒中で、導電性高分子を与えるモノマーを、酸化剤を用いて化学酸化重合させて、導電性高分子を含む混合物を得る第一の工程と、
前記混合物から前記導電性高分子を回収する第二の工程と、
ポリ酸を含む水系溶媒中で、前記導電性高分子に酸化剤を作用させる第三の工程と、
水溶性多価アルコールの少なくとも1種と、オルト−フタル酸を混合する第四の工程と
を有することを特徴とする導電性高分子懸濁水溶液の製造方法である。
Embodiments according to the present invention
A first step of obtaining a mixture containing a conductive polymer by chemically oxidatively polymerizing a monomer which gives a conductive polymer in a solvent containing an organic acid or a salt thereof as a dopant using an oxidizing agent;
A second step of recovering the conductive polymer from the mixture;
A third step of allowing an oxidizing agent to act on the conductive polymer in an aqueous solvent containing a polyacid;
It is a method for producing an aqueous conductive polymer suspension characterized by having a fourth step of mixing at least one water-soluble polyhydric alcohol and ortho-phthalic acid.

本発明に係る実施形態は、上記の方法によって得られる導電性高分子懸濁水溶液を乾燥して、溶媒を除去したものであり、水溶性多価アルコールとオルト−フタル酸が縮重合反応してできる樹脂を含有することを特徴とする導電性有機材料である。   In the embodiment according to the present invention, the aqueous conductive polymer suspension obtained by the above method is dried to remove the solvent, and the water-soluble polyhydric alcohol and ortho-phthalic acid undergo a condensation polymerization reaction. It is a conductive organic material characterized by containing a resin that can be produced.

本発明に係る実施形態は、上記の方法によって得られる導電性高分子懸濁水溶液、または上記の導電性有機材料を含む電解質層を有することを特徴とする電解コンデンサである。   An embodiment according to the present invention is an electrolytic capacitor having an aqueous conductive polymer suspension obtained by the above method or an electrolyte layer containing the above conductive organic material.

本発明に係る実施形態は、
弁作用金属からなる陽極導体の表面に誘電体層を形成する工程と、
前記誘電体層上に、上記の方法によって得られる導電性高分子懸濁水溶液を塗布または含浸し、電解質層を形成する工程と
を有することを特徴とする電解コンデンサの製造方法である。
Embodiments according to the present invention
Forming a dielectric layer on the surface of the anode conductor made of a valve metal;
And a step of applying or impregnating a conductive polymer suspension obtained by the above method on the dielectric layer to form an electrolyte layer.

本発明に係る実施形態は、
弁作用金属からなる陽極導体の表面に誘電体層を形成する工程と、
前記誘電体層上に、第一の導電性高分子化合物を与えるモノマーの化学酸化重合または電解重合により、第一の導電性高分子化合物層を形成する工程と、
前記第一の導電性高分子化合物層上に、上記の方法によって得られる導電性高分子懸濁水溶液を塗布または含浸し、第二の導電性高分子化合物層を形成する工程と
を有することを特徴とする電解コンデンサの製造方法である。
Embodiments according to the present invention
Forming a dielectric layer on the surface of the anode conductor made of a valve metal;
Forming a first conductive polymer compound layer on the dielectric layer by chemical oxidative polymerization or electrolytic polymerization of a monomer that gives the first conductive polymer compound;
Applying or impregnating a conductive polymer suspension obtained by the above method on the first conductive polymer compound layer to form a second conductive polymer compound layer. It is the manufacturing method of the electrolytic capacitor characterized.

本発明に係る実施形態によれば、基材への密着性と耐水性に優れ、かつ、高導電率な有
機材料を提供するための導電性高分子懸濁水溶液が得られる。また、本発明に係る実施形
態によれば、低ESRかつ信頼性、特に高湿度雰囲気化での特性に優れた電解コンデンサ
が得られる。
According to the embodiment of the present invention, an aqueous conductive polymer suspension for providing an organic material having excellent adhesion to a substrate and water resistance and having high conductivity can be obtained. Further, according to the embodiment of the present invention, an electrolytic capacitor having low ESR and reliability, particularly excellent characteristics in a high humidity atmosphere can be obtained.

実施例1および比較例2で得られた導電性高分子膜のX線回折チャートである。2 is an X-ray diffraction chart of conductive polymer films obtained in Example 1 and Comparative Example 2. FIG. 本実施形態に係る固体電解コンデンサの構造を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows the structure of the solid electrolytic capacitor which concerns on this embodiment.

以下、本実施形態に係る導電性高分子懸濁水溶液およびその製造方法、その懸濁水溶液
から得られる導電性高分子材料、ならびにそれを用いた電解コンデンサおよびその製造方
法について、詳細に説明する。
Hereinafter, the conductive polymer suspension aqueous solution and the manufacturing method thereof, the conductive polymer material obtained from the suspension aqueous solution, the electrolytic capacitor using the same, and the manufacturing method thereof will be described in detail.

<導電性高分子懸濁水溶液>
本実施形態に係る導電性高分子懸濁水溶液は、導電性高分子と、水溶性多価アルコール
の少なくとも1種と、前記水溶性多価アルコールと縮重合可能な官能基を2つ以上有する
水溶性有機物の少なくとも1種とを含有する。この導電性高分子懸濁水溶液において、水
溶性多価アルコールと水溶性有機物とは水に完全溶解しており、その乾燥過程において両
者を縮重合反応させることができる。乾燥により得られた導電性有機材料中には、偏在な
く非水溶性の樹脂が存在することになり、その効果により基材への密着性と耐水性に優れ
た導電性有機材料となる。
<Aqueous conductive polymer suspension>
The aqueous conductive polymer suspension according to the present embodiment is an aqueous solution having a conductive polymer, at least one water-soluble polyhydric alcohol, and two or more functional groups capable of polycondensation with the water-soluble polyhydric alcohol. And at least one kind of organic material. In this conductive polymer suspension, the water-soluble polyhydric alcohol and the water-soluble organic substance are completely dissolved in water, and both can be subjected to a condensation polymerization reaction during the drying process. In the conductive organic material obtained by drying, a water-insoluble resin is present without uneven distribution, and by the effect, the conductive organic material is excellent in adhesion to the substrate and water resistance.

導電性高分子懸濁水溶液が含有する導電性高分子としては、ポリピロール、ポリチオフ
ェン、ポリアニリンおよびそれらの誘導体が挙げられる。中でも、下記式(1)で示され
る構造単位を有するポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)またはその誘導体が好
ましい。導電性高分子は、ホモポリマーでもよく、コポリマーでもよく、1種でもよく、
2種以上でもよい。
Examples of the conductive polymer contained in the aqueous conductive polymer suspension include polypyrrole, polythiophene, polyaniline, and derivatives thereof. Among these, poly (3,4-ethylenedioxythiophene) having a structural unit represented by the following formula (1) or a derivative thereof is preferable. The conductive polymer may be a homopolymer, a copolymer, or one kind.
Two or more kinds may be used.

Figure 2012138616
Figure 2012138616

導電性高分子懸濁水溶液における導電性高分子の含有量は、溶媒である水100重量部
に対して0.1〜30重量部であることが好ましく、0.5〜20重量部であることがよ
り好ましい。
The content of the conductive polymer in the aqueous conductive polymer suspension is preferably 0.1 to 30 parts by weight, and 0.5 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of water as the solvent. Is more preferable.

導電性高分子懸濁水溶液が含有する水溶性多価アルコールは、2つ以上のOH基を持つ
アルコールである。また、ここで言う「水溶性」とは、水を主溶媒とした溶液に完全に溶
解することを意味する。水溶性多価アルコールは、1種でもよく、2種以上でもよい。
The water-soluble polyhydric alcohol contained in the aqueous conductive polymer suspension is an alcohol having two or more OH groups. The term “water-soluble” as used herein means that the compound is completely dissolved in a solution containing water as a main solvent. One type of water-soluble polyhydric alcohol may be used, or two or more types may be used.

水溶性多価アルコールとしては、エチレングリコール、ブチレングリコール、プロピレ
ングリコール、3−メチル−1,3−ブタンジオール、ヘキシレングリコール、ジエチレ
ングリコール、ジプロピレングリコール、グリセリン、ジグリセリン、イノシトール、キ
シロース、グルコース、マンニトール、トレハロース、エリスリトール、キシリトール、
ソルビトール、ペンタエリスリトール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコ
ール、ポリビニルアルコール等が好ましいが、エリスリトールまたはペンタエリスリトー
ルがより好ましい。エリスリトールまたはペンタエリスリトールは、導電性高分子懸濁水
溶液中の導電性高分子粒子の近傍に存在する未ドープのポリ酸アニオン(抵抗成分)と相
互作用することで、導電性高分子粒子の間の抵抗を下げるとともに、導電性高分子の密度
を高めるため、さらなる高導電率化が可能となる。
Examples of water-soluble polyhydric alcohols include ethylene glycol, butylene glycol, propylene glycol, 3-methyl-1,3-butanediol, hexylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, glycerin, diglycerin, inositol, xylose, glucose, mannitol. , Trehalose, erythritol, xylitol,
Sorbitol, pentaerythritol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyvinyl alcohol and the like are preferable, but erythritol or pentaerythritol is more preferable. Erythritol or pentaerythritol interacts with the undoped polyacid anion (resistive component) in the vicinity of the conductive polymer particles in the conductive polymer suspension solution. In addition to lowering the resistance and increasing the density of the conductive polymer, higher conductivity can be achieved.

また、水溶性多価アルコールは、3価以上であることが好ましい。3価以上の水溶性多
価アルコールと、それと縮重合可能な官能基を2つ以上持つ水溶性有機物とを縮重合して
得られる樹脂は架橋構造をとるため、直鎖構造の樹脂に比べて吸水性が低く、耐水性にも
優れている。その観点からも、エリスリトールまたはペンタエリスリトールがより好まし
い。
The water-soluble polyhydric alcohol is preferably trivalent or higher. A resin obtained by polycondensation of a water-soluble polyhydric alcohol having a valence of 3 or more and a water-soluble organic substance having two or more functional groups capable of polycondensation has a cross-linked structure. Low water absorption and excellent water resistance. From this viewpoint, erythritol or pentaerythritol is more preferable.

エリスリトールは、例えば、ソルビトールやマルチトースなどに比べて結晶性が高いた
め、吸湿性が小さく、取扱いが容易である。また、エリスリトールは、甘味料として用い
られる食品添加物として知られており、安全面および安定性にも優れており、さらに水に
対する溶解度においても、例えば、エチレングリコールやグリセリンなどに比べて数倍高
く、添加量の設計自由度が高い利点がある。
Since erythritol has higher crystallinity than, for example, sorbitol or maltose, it has low hygroscopicity and is easy to handle. In addition, erythritol is known as a food additive used as a sweetener, is excellent in safety and stability, and has a solubility in water several times higher than that of, for example, ethylene glycol or glycerin. There is an advantage that the degree of freedom in designing the addition amount is high.

ペンタエリスリトールは、加熱すると徐々に昇華し、融点以上の加熱で脱水して重合す
る特徴を有している。これによって、有機材料の物性が変化し、密度および強度が向上す
る利点を有する。このような反応は、その化学構造に起因しており、例えば、エリスリト
ールやソルビトールのような化学構造では起こり難い。
Pentaerythritol has a characteristic that it gradually sublimes when heated, and dehydrates and polymerizes when heated above its melting point. This has the advantage that the physical properties of the organic material change and the density and strength are improved. Such a reaction is caused by the chemical structure, and is unlikely to occur in a chemical structure such as erythritol or sorbitol.

導電性高分子懸濁水溶液における水溶性多価アルコールの含有量は、導電性高分子10
0重量部に対して100重量部以上(好ましくは200重量部以上)とすることで、高い
効果を奏する。なお、水溶性多価アルコールの含有量の上限は、溶媒である水に溶解可能
な量であれば特に制限されないが、3000重量部以下であることが好ましい。
The content of the water-soluble polyhydric alcohol in the aqueous conductive polymer suspension is 10
By making it 100 parts by weight or more (preferably 200 parts by weight or more) with respect to 0 parts by weight, a high effect is achieved. The upper limit of the content of the water-soluble polyhydric alcohol is not particularly limited as long as it is an amount that can be dissolved in water as a solvent, but is preferably 3000 parts by weight or less.

導電性高分子懸濁水溶液が含有する水溶性有機物は、上記の水溶性多価アルコールと縮
重合可能な官能基を2つ以上持つ。この官能基としては、エポキシ基、ヒドロキシル基、
カルボキシル基が好ましいが、導電性高分子懸濁水溶液中の安定性と水溶性多価アルコー
ルとの反応性の観点から、カルボキシル基が特には好ましい。また、ここで言う「水溶性
」とは、水を主溶媒とした溶液に完全に溶解することを意味する。水溶性有機物は、1種
でもよく、2種以上でもよい。
The water-soluble organic substance contained in the aqueous conductive polymer suspension has two or more functional groups capable of polycondensation with the water-soluble polyhydric alcohol. As this functional group, epoxy group, hydroxyl group,
A carboxyl group is preferred, but a carboxyl group is particularly preferred from the viewpoint of stability in an aqueous conductive polymer suspension and reactivity with a water-soluble polyhydric alcohol. The term “water-soluble” as used herein means that the compound is completely dissolved in a solution containing water as a main solvent. One type of water-soluble organic substance may be used, or two or more types may be used.

エポキシ基を2つ以上持つ水溶性有機物としては、ソルビトールポリグリシジルエーテ
ル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、ジグリセロールポリグリシジルエーテル
、グリセロールポリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテ
ル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル等が挙げられる。なお、「ポリグリ
シジルエーテル」とは、少なくとも2つのOH基におけるHがグリシジル基で置換されて
いることを意味し、グリシジル基で置換されている数の上限は、置換前の化合物が有する
OH基の数である。水溶性多価アルコールとエポキシ基を2つ以上持つ水溶性有機物は縮
重合反応によりポリエーテル樹脂となる。
Examples of water-soluble organic substances having two or more epoxy groups include sorbitol polyglycidyl ether, polyglycerol polyglycidyl ether, diglycerol polyglycidyl ether, glycerol polyglycidyl ether, trimethylolpropane polyglycidyl ether, and polypropylene glycol diglycidyl ether. It is done. The “polyglycidyl ether” means that H in at least two OH groups is substituted with a glycidyl group, and the upper limit of the number of substituted glycidyl groups is the OH group of the compound before substitution. Is the number of A water-soluble organic substance having two or more water-soluble polyhydric alcohols and epoxy groups becomes a polyether resin by a condensation polymerization reaction.

カルボキシル基を2つ以上持つ水溶性有機物としては、シュウ酸、アセチレンジカルボ
ン酸、マロン酸、コハク酸、フマル酸、リンゴ酸、オキサロ酢酸、グルタル酸、オキソグ
ルタル酸、アジピン酸、クエン酸、オキサロコハク酸、オルト−フタル酸、ヘミメリト酸
、トリメシン酸、メロファン酸、ベンゼンペンタカルボン酸、メリト酸等が挙げられる。
水溶液中の安定性と水溶性多価アルコールとの反応性の観点から、オルト−フタル酸が好
ましい。水溶性多価アルコールと、カルボキシル基を2つ以上持つ水溶性有機物は、縮重
合してポリエステル樹脂となる。
Water-soluble organic substances having two or more carboxyl groups include oxalic acid, acetylenedicarboxylic acid, malonic acid, succinic acid, fumaric acid, malic acid, oxaloacetic acid, glutaric acid, oxoglutaric acid, adipic acid, citric acid, oxalosuccinic acid Ortho-phthalic acid, hemimellitic acid, trimesic acid, merophanic acid, benzenepentacarboxylic acid, melittic acid and the like.
Ortho-phthalic acid is preferred from the viewpoint of stability in aqueous solution and reactivity with water-soluble polyhydric alcohol. A water-soluble polyhydric alcohol and a water-soluble organic substance having two or more carboxyl groups are subjected to condensation polymerization to become a polyester resin.

導電性高分子懸濁水溶液における水溶性有機物の含有量は、導電性高分子100重量部
に対して1〜200重量部であることが好ましく、50〜100重量部の水溶性有機物を
含有することがより好ましい。
The content of the water-soluble organic substance in the conductive polymer suspension aqueous solution is preferably 1 to 200 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the conductive polymer, and contains 50 to 100 parts by weight of the water-soluble organic substance. Is more preferable.

導電性高分子懸濁水溶液は、さらにポリ酸を含有することが好ましい。ポリ酸としては
、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリマレイン酸等のポリカルボン酸;ポリビニル
スルホン酸、ポリスチレンスルホン酸等のポリスルホン酸;およびこれらの構造単位を有
する共重合体が挙げられる。中でも、下記(2)で示される構造単位を有するポリスチレ
ンスルホン酸が好ましい。ポリ酸は、1種でもよく、2種以上でもよい。
The aqueous conductive polymer suspension preferably further contains a polyacid. Examples of the polyacid include polycarboxylic acids such as polyacrylic acid, polymethacrylic acid, and polymaleic acid; polysulfonic acids such as polyvinyl sulfonic acid and polystyrene sulfonic acid; and copolymers having these structural units. Among these, polystyrene sulfonic acid having a structural unit represented by the following (2) is preferable. One or more polyacids may be used.

Figure 2012138616
Figure 2012138616

ポリ酸の重量平均分子量は、2,000〜500,000であることが好ましく、10
,000〜200,000であることがより好ましい。
The weight average molecular weight of the polyacid is preferably 2,000 to 500,000.
It is more preferable that it is 2,000-200,000.

導電性高分子懸濁水溶液におけるポリ酸の含有量は、導電性高分子100重量部に対し
て20〜3,000重量部であることが好ましく、30〜1,000重量部であることが
より好ましい。
The content of the polyacid in the aqueous conductive polymer suspension is preferably 20 to 3,000 parts by weight and more preferably 30 to 1,000 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the conductive polymer. preferable.

<導電性高分子懸濁水溶液の製造方法>
本実施形態に係る導電性高分子懸濁水溶液の製造方法は、以下の工程を有する。
<Method for producing conductive polymer suspension aqueous solution>
The method for producing a conductive polymer suspension aqueous solution according to the present embodiment includes the following steps.

〔第一の工程〕
本実施形態では、まず、ドーパントとしての有機酸またはその塩を含む溶媒中で、導電
性高分子を与えるモノマーを、酸化剤を用いて化学酸化重合させて、導電性高分子を含む
混合物を得る。第一の工程では、重合度が高く、結晶化度の高い導電性高分子を得ること
ができる。
[First step]
In the present embodiment, first, a monomer containing a conductive polymer is chemically oxidatively polymerized using an oxidizing agent in a solvent containing an organic acid or a salt thereof as a dopant to obtain a mixture containing the conductive polymer. . In the first step, a conductive polymer having a high degree of polymerization and a high degree of crystallization can be obtained.

ドーパントとしては、アルキルスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、ナフタレンスルホン
酸、アントラキノンスルホン酸、カンファースルホン酸およびそれらの誘導体等、ならび
にそれらの鉄(III)等の塩が挙げられる。これらのスルホン酸は、モノスルホン酸で
もジスルホン酸でもトリスルホン酸でもよい。アルキルスルホン酸の誘導体としては、2
−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸が挙げられる。ベンゼンスルホン酸の
誘導体としては、フェノールスルホン酸、スチレンスルホン酸、トルエンスルホン酸、ド
デシルベンゼンスルホン酸が挙げられる。ナフタレンスルホン酸の誘導体としては、1−
ナフタレンスルホン酸、2−ナフタレンスルホン酸、1,3−ナフタレンジスルホン酸、
1,3,6−ナフタレントリスルホン酸、6−エチル−1−ナフタレンスルホン酸が挙げ
られる。アントラキノンスルホン酸の誘導体としては、アントラキノン−1−スルホン酸
、アントラキノン−2−スルホン酸、アントラキノン−2,6−ジスルホン酸、2−メチ
ルアントラキノン−6−スルホン酸が挙げられる。中でも、1−ナフタレンスルホン酸、
2−ナフタレンスルホン酸、1,3,6−ナフタレントリスルホン酸、アントラキノンジ
スルホン酸、p−トルエンスルホン酸、カンファースルホン酸またはこれらの鉄(III
)塩が好ましい。重合物の高結晶化への影響が大きいことから、カンファースルホン酸が
さらに好ましい。カンファースルホン酸は、光学活性体でもよい。ドーパントは、1種で
もよく、2種以上でもよい。
Examples of the dopant include alkyl sulfonic acid, benzene sulfonic acid, naphthalene sulfonic acid, anthraquinone sulfonic acid, camphor sulfonic acid and derivatives thereof, and salts thereof such as iron (III). These sulfonic acids may be monosulfonic acid, disulfonic acid or trisulfonic acid. Alkyl sulfonic acid derivatives include 2
-Acrylamide-2-methylpropanesulfonic acid. Examples of benzenesulfonic acid derivatives include phenolsulfonic acid, styrenesulfonic acid, toluenesulfonic acid, and dodecylbenzenesulfonic acid. As derivatives of naphthalene sulfonic acid, 1-
Naphthalenesulfonic acid, 2-naphthalenesulfonic acid, 1,3-naphthalenedisulfonic acid,
Examples include 1,3,6-naphthalene trisulfonic acid and 6-ethyl-1-naphthalene sulfonic acid. Examples of the derivatives of anthraquinone sulfonic acid include anthraquinone-1-sulfonic acid, anthraquinone-2-sulfonic acid, anthraquinone-2,6-disulfonic acid, and 2-methylanthraquinone-6-sulfonic acid. Among them, 1-naphthalenesulfonic acid,
2-naphthalenesulfonic acid, 1,3,6-naphthalenetrisulfonic acid, anthraquinone disulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, camphorsulfonic acid or their iron (III
) Salt is preferred. Camphorsulfonic acid is more preferable because it has a great influence on the high crystallization of the polymer. Camphorsulfonic acid may be an optically active substance. 1 type may be sufficient as a dopant and 2 or more types may be sufficient as it.

ドーパントの使用量は、過剰であっても第二の工程で除去することが可能なため、特に
制限はないが、モノマー1重量部に対して1〜100重量部が好ましく、1〜50重量部
がより好ましい。
The amount of the dopant used is not particularly limited because it can be removed in the second step even if it is excessive, but 1 to 100 parts by weight is preferable with respect to 1 part by weight of the monomer, and 1 to 50 parts by weight. Is more preferable.

溶媒は、水でも有機溶媒でも水混和有機溶媒でもよく、モノマーとの相溶性が良好な溶
媒を選定することが好ましく、ドーパントおよび酸化剤との相溶性もよい溶媒を選定する
ことが特に好ましい。有機溶媒としては、メタノール、エタノール、プロパノール等のア
ルコール系溶媒;アセトニトリル、アセトン等の低極性溶媒が挙げられる。有機溶媒は、
1種でもよく、2種以上でもよい。中でも、エタノールまたはエタノールと水との混合溶
媒が好ましい。
The solvent may be water, an organic solvent, or a water-miscible organic solvent, preferably a solvent having good compatibility with the monomer, and particularly preferably a solvent having good compatibility with the dopant and the oxidizing agent. Examples of the organic solvent include alcohol solvents such as methanol, ethanol and propanol; and low polar solvents such as acetonitrile and acetone. Organic solvents are
1 type may be sufficient and 2 or more types may be sufficient. Of these, ethanol or a mixed solvent of ethanol and water is preferable.

導電性高分子を与えるモノマーは、目的とする導電性高分子に応じて選択すればよい。
モノマーは、1種でもよく、2種以上でもよい。
The monomer that provides the conductive polymer may be selected according to the target conductive polymer.
The monomer may be one type or two or more types.

ポリピロールおよびその誘導体は、対応するピロールまたはピロールの誘導体を重合し
て得られる。ピロールの誘導体としては、3−ヘキシルピロール等の3−アルキルピロー
ル、3,4−ジヘキシルピロール等の3,4−ジアルキルピロール、3−メトキシピロー
ル等の3−アルコキシピロール、3,4−ジメトキシピロール等の3,4−ジメトキシピ
ロールが挙げられる。
Polypyrrole and its derivatives are obtained by polymerizing the corresponding pyrrole or a derivative of pyrrole. As derivatives of pyrrole, 3-alkyl pyrrole such as 3-hexyl pyrrole, 3,4-dialkyl pyrrole such as 3,4-dihexyl pyrrole, 3-alkoxy pyrrole such as 3-methoxy pyrrole, 3,4-dimethoxy pyrrole, etc. 3,4-dimethoxypyrrole.

ポリチオフェンおよびその誘導体は、対応するチオフェンまたはチオフェンの誘導体を
重合して得られる。チオフェンの誘導体としては、3,4−エチレンジオキシチオフェン
およびその誘導体、3−ヘキシルチオフェン等の3−アルキルチオフェン、3−メトキシ
チオフェン等の3−アルコキシチオフェンが挙げられる。3,4−エチレンジオキシチオ
フェンの誘導体としては、3,4−(1−ヘキシル)エチレンジオキシチオフェン等の3
,4−(1−アルキル)エチレンジオキシチオフェンが挙げられる。
Polythiophene and derivatives thereof are obtained by polymerizing the corresponding thiophene or a derivative of thiophene. Examples of thiophene derivatives include 3,4-ethylenedioxythiophene and derivatives thereof, 3-alkylthiophenes such as 3-hexylthiophene, and 3-alkoxythiophenes such as 3-methoxythiophene. Examples of 3,4-ethylenedioxythiophene derivatives include 3,4- (1-hexyl) ethylenedioxythiophene 3
, 4- (1-alkyl) ethylenedioxythiophene.

ポリアニリンおよびその誘導体は、対応するアニリンまたはアニリンの誘導体を重合し
て得られる。アニリンの誘導体としては、2−メチルアニリン等の2−アルキルアニリン
、2−メトキシアニリン等の2−アルコキシアニリンが挙げられる。
Polyaniline and derivatives thereof are obtained by polymerizing a corresponding aniline or a derivative of aniline. Examples of aniline derivatives include 2-alkylanilines such as 2-methylaniline and 2-alkoxyanilines such as 2-methoxyaniline.

中でも、下記式(3)で示されるポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)または
その誘導体が好ましい。
Among these, poly (3,4-ethylenedioxythiophene) represented by the following formula (3) or a derivative thereof is preferable.

Figure 2012138616
Figure 2012138616

溶媒中のモノマーの濃度は、0.1〜50重量%が好ましく、0.5〜30重量%がよ
り好ましい。
The concentration of the monomer in the solvent is preferably 0.1 to 50% by weight, and more preferably 0.5 to 30% by weight.

酸化剤としては、特に制限はなく、塩化鉄(III)六水和物、無水塩化鉄(III)
、硝酸鉄(III)九水和物、無水硝酸第二鉄、硫酸鉄(III)n水和物(n=3〜1
2)、硫酸鉄(III)アンモニウム十二水和物、過塩素酸鉄(III)n水和物(n=
1,6)、テトラフルオロホウ酸鉄(III)等の無機酸の鉄(III)塩;塩化銅(I
I)、硫酸銅(II)、テトラフルオロホウ酸銅(II)等の無機酸の銅(II)塩;テ
トラフルオロホウ酸ニトロソニウム;過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カ
リウム等の過硫酸塩;過ヨウ素酸カリウム等の過ヨウ素酸塩;過酸化水素、オゾン、ヘキ
サシアノ鉄(III)酸カリウム、硫酸四アンモニウムセリウム(IV)二水和物、臭素
、ヨウ素;p−トルエンスルホン酸鉄(III)等の有機酸の鉄(III)塩を用いるこ
とができる。中でも、無機酸もしくは有機酸の鉄塩(III)、または過硫酸塩が好まし
く、過硫酸アンモニウムまたはp−トルエンスルホン酸鉄(III)がより好ましく、ド
ーパントを兼ねる性質を有していることから、p−トルエンスルホン酸鉄(III)がさ
らに好ましい。酸化剤は、1種でもよく、2種以上でもよい。
The oxidizing agent is not particularly limited, and iron (III) chloride hexahydrate, anhydrous iron (III) chloride
, Iron (III) nitrate nonahydrate, anhydrous ferric nitrate, iron (III) sulfate n hydrate (n = 3-1)
2), iron (III) sulfate dodecahydrate, iron (III) perchlorate n hydrate (n =
1,6), iron (III) salts of inorganic acids such as iron (III) tetrafluoroborate; copper chloride (I
I), copper (II) salts of inorganic acids such as copper (II) sulfate, copper (II) tetrafluoroborate; nitrosonium tetrafluoroborate; persulfates such as ammonium persulfate, sodium persulfate, potassium persulfate Periodate such as potassium periodate; hydrogen peroxide, ozone, potassium hexacyanoferrate (III), tetraammonium cerium sulfate (IV) dihydrate, bromine, iodine; iron p-toluenesulfonate (III ) Or other organic acid iron (III) salts can be used. Among these, inorganic acid or organic acid iron salt (III) or persulfate is preferable, ammonium persulfate or iron p-toluenesulfonate (III) is more preferable, and p has the property of serving as a dopant. -More preferred is iron (III) toluenesulfonate. 1 type may be sufficient as an oxidizing agent, and 2 or more types may be sufficient as it.

酸化剤の使用量は、過剰であっても第二の工程で除去することが可能なため、特に制限
はないが、より穏やかな酸化雰囲気で反応させて高導電率の重合体を得るため、モノマー
1重量部に対して0.5〜100重量部が好ましく、1〜50重量部がより好ましい。
The amount of the oxidizing agent used is not particularly limited because it can be removed in the second step even if it is excessive, but in order to obtain a high conductivity polymer by reacting in a milder oxidizing atmosphere, 0.5-100 weight part is preferable with respect to 1 weight part of monomers, and 1-50 weight part is more preferable.

化学酸化重合の反応温度は、特に限定されないが、一般的には、使用する溶媒の還流温
度付近であり、0〜100℃が好ましく、10〜50℃がより好ましい。反応温度が、適
正でないと導電性が損なわれる可能性がある。化学酸化重合の反応時間は、酸化剤の種類
および投入量、反応温度、攪拌条件などに依存するが、5〜100時間程度である。
The reaction temperature of chemical oxidative polymerization is not particularly limited, but is generally around the reflux temperature of the solvent used, preferably 0 to 100 ° C, more preferably 10 to 50 ° C. If the reaction temperature is not appropriate, the conductivity may be impaired. The reaction time of chemical oxidative polymerization is about 5 to 100 hours, although it depends on the type and amount of oxidant, reaction temperature, stirring conditions and the like.

第一の工程は、界面活性作用を有する物質の存在下で行うことが好ましい。界面活性作
用を有する物質としては、陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、両性イオン界面活
性剤を用いることができ、ドデシルベンゼンスルホン酸、ポリエチレングリコールなどが
好適である。
The first step is preferably performed in the presence of a substance having a surface active action. As the substance having a surface active action, an anionic surfactant, a cationic surfactant, and an amphoteric surfactant can be used, and dodecylbenzenesulfonic acid, polyethylene glycol, and the like are preferable.

〔第二の工程〕
本実施形態では、第一の工程で得られた混合物から導電性高分子を回収する。具体的に
は、化学酸化重合して得られた導電性高分子を含む反応液から、導電性高分子を分離・洗
浄することで、ドーパント、未反応モノマー、酸化剤由来の残留金属イオンおよびアニオ
ンを除去する。第二の工程により、十分な精製処理が可能であり、高純度の導電性高分子
を得ることができる。
[Second step]
In this embodiment, the conductive polymer is recovered from the mixture obtained in the first step. Specifically, by separating and washing the conductive polymer from the reaction liquid containing the conductive polymer obtained by chemical oxidative polymerization, dopants, unreacted monomers, residual metal ions and anions derived from the oxidizing agent Remove. By the second step, sufficient purification treatment is possible, and a highly pure conductive polymer can be obtained.

反応液から導電性高分子を分離する方法としては、ろ過法、遠心分離法などが挙げられ
る。
Examples of the method for separating the conductive polymer from the reaction solution include a filtration method and a centrifugal separation method.

洗浄溶媒は、導電性高分子を溶解することなく、モノマーおよび/または酸化剤を溶解
可能な溶媒を用いて行うことが好ましい。洗浄溶媒としては、水や、メタノール、エタノ
ール、プロパノール等のアルコール系溶媒が挙げられる。洗浄溶媒は、1種でもよく、2
種以上でもよい。洗浄の程度は、洗浄後の洗浄溶媒のpH測定や比色観察を行うことによ
り、確認することができる。
The washing solvent is preferably performed using a solvent capable of dissolving the monomer and / or the oxidizing agent without dissolving the conductive polymer. Examples of the cleaning solvent include water and alcohol solvents such as methanol, ethanol, and propanol. One type of washing solvent may be used, and 2
It may be more than seeds. The degree of washing can be confirmed by performing pH measurement and colorimetric observation of the washing solvent after washing.

さらに、酸化剤由来の金属成分をより高度に除去することができることから、導電性高
分子を熱水洗浄および/または熱処理することが好ましい。熱処理の温度は、導電性高分
子の分解温度以下であれば特に制限されないが、300℃未満で行うことが好ましい。ま
た、イオン交換樹脂を用いたイオン交換処理を行うことも、酸化剤由来の金属イオンやア
ニオンを除去する方法として有効である。
Furthermore, since the metal component derived from the oxidizing agent can be removed to a higher degree, it is preferable to wash the conductive polymer and / or heat-treat the conductive polymer. The temperature of the heat treatment is not particularly limited as long as it is equal to or lower than the decomposition temperature of the conductive polymer, but it is preferably performed at less than 300 ° C. In addition, performing an ion exchange treatment using an ion exchange resin is also effective as a method for removing metal ions and anions derived from an oxidizing agent.

導電性高分子に含まれる不純物は、ICP発光分析やイオンクロマトグラフィーなどに
より定量可能である。
Impurities contained in the conductive polymer can be quantified by ICP emission analysis or ion chromatography.

〔第三の工程〕
本実施形態では、ポリ酸を含む水系溶媒中で、第二の工程で回収された導電性高分子に
酸化剤を作用させる。第三の工程では、分散剤としてのポリ酸と酸化剤を導電性高分子に
作用させることにより、導電性高分子の分散性の良好な導電性高分子懸濁水溶液が得られ
る。分散機構としては、少なくとも、ポリ酸由来のポリ陰イオンのドーピング作用が考え
られる。
[Third step]
In this embodiment, an oxidizing agent is allowed to act on the conductive polymer recovered in the second step in an aqueous solvent containing a polyacid. In the third step, a conductive polymer suspension aqueous solution having good dispersibility of the conductive polymer is obtained by allowing the polyacid and the oxidant as the dispersant to act on the conductive polymer. As a dispersion mechanism, at least the doping action of polyanions derived from polyacids can be considered.

ポリ酸としては、前述のポリ酸を用いることができる。中でも、ポリスチレンスルホン
酸が好ましい。ポリ酸の重量平均分子量は、2,000〜500,000であることが好
ましく、10,000〜200,000であることがより好ましい。
As the polyacid, the above-mentioned polyacid can be used. Of these, polystyrene sulfonic acid is preferable. The weight average molecular weight of the polyacid is preferably 2,000 to 500,000, and more preferably 10,000 to 200,000.

ポリ酸の使用量は、第二の工程で得られた導電性高分子100重量部に対して20〜3
,000重量部であることが好ましく、30〜1,000重量部であることがより好まし
い。
The amount of polyacid used is 20 to 3 with respect to 100 parts by weight of the conductive polymer obtained in the second step.
1,000 parts by weight, and more preferably 30 to 1,000 parts by weight.

酸化剤としては、第一の工程で用いる酸化剤と同様のものを用いることができ、中でも
、過硫酸アンモニウムまたは過酸化水素が好ましい。
As the oxidizing agent, the same oxidizing agent used in the first step can be used, and among them, ammonium persulfate or hydrogen peroxide is preferable.

酸化剤の使用量は、第二の工程で得られた導電性高分子100重量部に対して10〜5
00重量部が好ましく、50〜300重量部がより好ましい。
The amount of the oxidizing agent used is 10 to 5 with respect to 100 parts by weight of the conductive polymer obtained in the second step.
00 parts by weight is preferable, and 50 to 300 parts by weight is more preferable.

水系溶媒としては、水が好ましいが、水溶性の有機溶媒を加えてもなんら問題ない。   As the aqueous solvent, water is preferable, but there is no problem even if a water-soluble organic solvent is added.

第三の工程での反応温度は、特に限定されないが、0〜100℃が好ましく、10〜5
0℃がより好ましい。反応時間は、特に制限されないが、5〜100時間程度である。ま
た、第三の工程後に、前述したイオン交換処理を施すことが好ましい。
Although the reaction temperature in a 3rd process is not specifically limited, 0-100 degreeC is preferable and 10-5
0 ° C. is more preferable. The reaction time is not particularly limited, but is about 5 to 100 hours. Moreover, it is preferable to perform the ion exchange process mentioned above after a 3rd process.

〔第四の工程〕
本実施形態では、第三の工程中または後に、水溶性多価アルコールの少なくとも1種と
、水溶性多価アルコールと縮重合可能な官能基を2つ以上持つ水溶性有機物の少なくとも
1種を混合する。第四の工程により混合された水溶性多価アルコールと水溶性有機物が乾
燥過程において縮重合反応することで、導電性有機材料中に偏在なく非水溶性の樹脂が存
在することになり、その効果により基材への密着性と耐水性に優れた導電性有機材料とな
る。
[Fourth step]
In this embodiment, at least one water-soluble polyhydric alcohol and at least one water-soluble organic substance having two or more functional groups capable of polycondensation with the water-soluble polyhydric alcohol are mixed during or after the third step. To do. The water-soluble polyhydric alcohol and water-soluble organic substance mixed in the fourth step undergo a condensation polymerization reaction in the drying process, so that a water-insoluble resin exists in the conductive organic material without uneven distribution, and the effect Thus, a conductive organic material having excellent adhesion to the substrate and water resistance is obtained.

水溶性多価アルコールとしては、前述のものを用いることができる。特に、水溶性多価
アルコールとしてエリスリトールまたはペンタエリスリトールを混合することで、導電性
が向上する。すなわち、エリスリトールまたはペンタエリスリトールが、導電性高分子懸
濁水溶液中の導電性高分子粒子近傍に存在する、第三の工程で投入した未ドープのドーパ
ントアニオン(抵抗成分)と相互作用することで、導電性高分子粒子間の抵抗を下げると
ともに、導電性高分子の密度が増加するため、さらなる高導電率化が可能となる。
As the water-soluble polyhydric alcohol, those described above can be used. In particular, the conductivity is improved by mixing erythritol or pentaerythritol as the water-soluble polyhydric alcohol. That is, erythritol or pentaerythritol interacts with the undoped dopant anion (resistance component) introduced in the third step, present in the vicinity of the conductive polymer particles in the conductive polymer suspension aqueous solution, While lowering the resistance between the conductive polymer particles and increasing the density of the conductive polymer, it is possible to further increase the conductivity.

さらに、水溶性多価アルコールとして3価以上の水溶性多価アルコールを用いることで
、水溶性有機物と縮重合反応により架橋構造を有する樹脂が得られるため、吸水性が低く
、耐水性に優れる。このことからも、エリスリトールまたはペンタエリスリトールが好ま
しい。
Furthermore, by using a water-soluble polyhydric alcohol having a valence of 3 or more as the water-soluble polyhydric alcohol, a resin having a crosslinked structure can be obtained by a condensation polymerization reaction with a water-soluble organic substance, and therefore water absorption is low and water resistance is excellent. From this viewpoint, erythritol or pentaerythritol is preferable.

水溶性多価アルコールの混合量は、導電性高分子100重量部に対して100重量部以
上(好ましくは200重量部以上)とすることで、高い効果を奏する。なお、水溶性多価
アルコールの含有量の上限は、溶媒である水に溶解可能な量であれば特に制限されないが
、3000重量部以下であることが好ましい。
By mixing the water-soluble polyhydric alcohol with 100 parts by weight or more (preferably 200 parts by weight or more) with respect to 100 parts by weight of the conductive polymer, a high effect can be obtained. The upper limit of the content of the water-soluble polyhydric alcohol is not particularly limited as long as it is an amount that can be dissolved in water as a solvent, but is preferably 3000 parts by weight or less.

水溶性有機物としては、前述のものを用いることができるが、カルボキシル基を2つ以
上持つ水溶性有機物が好ましい。特に、水溶性有機物としてオルト−フタル酸を混合する
ことで、乾燥過程で水溶性多価アルコールとの縮重合により導電性有機材料中に偏析なく
樹脂が形成でき、基材への密着性と耐水性に優れた導電性有機材料が得られる。
As the water-soluble organic material, those described above can be used, but a water-soluble organic material having two or more carboxyl groups is preferable. In particular, by mixing ortho-phthalic acid as a water-soluble organic substance, a resin can be formed without segregation in a conductive organic material by condensation polymerization with a water-soluble polyhydric alcohol in the drying process. A conductive organic material having excellent properties can be obtained.

水溶性有機物の混合量は、導電性高分子100重量部に対して、1〜200重量部であ
ることが好ましく、50〜100重量部であることがより好ましい。
The mixing amount of the water-soluble organic substance is preferably 1 to 200 parts by weight, and more preferably 50 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the conductive polymer.

<導電性有機材料>
本実施形態に係る導電性有機材料は、上記の導電性高分子懸濁水溶液を乾燥して、溶媒
を除去したものであり、基材への密着性と耐水性に優れ、かつ高導電率である。溶媒を除
去するための乾燥温度は、導電性高分子の分解温度以下であれば特に制限されないが、3
00℃以下が好ましい。
<Conductive organic material>
The conductive organic material according to this embodiment is obtained by drying the aqueous conductive polymer suspension and removing the solvent. The conductive organic material has excellent adhesion and water resistance to the base material and high conductivity. is there. The drying temperature for removing the solvent is not particularly limited as long as it is not higher than the decomposition temperature of the conductive polymer.
00 ° C. or lower is preferable.

導電性高分子懸濁水溶液を乾燥する前に、導電性高分子懸濁水溶液が含有する水溶性多
価アルコールと、導電性高分子懸濁水溶液が含有する水溶性有機物とを、70〜100℃
の温度で縮重合反応させてもよい。乾燥により得られた導電性有機材料中には、縮重合反
応により得られた非水溶性の樹脂が偏在なく存在するようになり、その効果により基材へ
の密着性と耐水性に優れた導電性有機材料となる。
Before drying the conductive polymer suspension aqueous solution, the water-soluble polyhydric alcohol contained in the conductive polymer suspension aqueous solution and the water-soluble organic substance contained in the conductive polymer suspension aqueous solution are mixed at 70 to 100 ° C.
The condensation polymerization reaction may be performed at a temperature of In the conductive organic material obtained by drying, the water-insoluble resin obtained by the polycondensation reaction is present evenly, and the effect is excellent in adhesion to the substrate and water resistance. It becomes an organic material.

<電解コンデンサおよびその製造方法>
本実施形態に係る電解コンデンサは、上記の導電性高分子懸濁水溶液または導電性有機
材料を含む電解質層を有する。電解質層は、固体状であることが好ましい。本実施形態に
係る電解コンデンサにおいては、電解質を形成する材料が高導電率であるため、低ESR
の電解コンデンサとなる。さらに、結晶化度の高いポリマー材料は酸素バリア性も相関し
て高く、また架橋構造の樹脂の効果により、基材への密着性と耐水性に優れていることか
ら、電解コンデンサの信頼性も向上することが十分見込まれる。
<Electrolytic capacitor and manufacturing method thereof>
The electrolytic capacitor according to the present embodiment has an electrolyte layer containing the above-mentioned aqueous conductive polymer suspension or conductive organic material. The electrolyte layer is preferably solid. In the electrolytic capacitor according to this embodiment, since the material forming the electrolyte has high conductivity, low ESR
Electrolytic capacitor. In addition, polymer materials with a high degree of crystallinity also have a high oxygen barrier property, and due to the effects of the crosslinked resin, they have excellent adhesion to substrates and water resistance, so the reliability of electrolytic capacitors is also high. It is expected to improve sufficiently.

図2に、本実施形態に係る固体電解コンデンサの構造を示す模式的断面図を示す。この
電界コンデンサは、陽極導体1上に、誘電体層2、固体電解質層3および陰極導体4がこ
の順に形成された構造を有している。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the solid electrolytic capacitor according to this embodiment. This electric field capacitor has a structure in which a dielectric layer 2, a solid electrolyte layer 3, and a cathode conductor 4 are formed in this order on an anode conductor 1.

陽極導体1は、弁作用金属の板、箔または線;弁作用金属の微粒子からなる焼結体;エ
ッチングによって拡面処理された多孔質体金属などによって形成される。弁作用金属とし
ては、タンタル、アルミニウム、チタン、ニオブ、ジルコニウムおよびこれらの合金など
が挙げられる。中でも、アルミニウム、タンタルおよびニオブから選択される少なくとも
1種の弁作用金属であることが好ましい。
The anode conductor 1 is formed of a valve metal plate, foil, or wire; a sintered body made of fine particles of the valve metal; a porous metal that has been subjected to surface expansion treatment by etching. Examples of the valve action metal include tantalum, aluminum, titanium, niobium, zirconium, and alloys thereof. Among these, at least one valve action metal selected from aluminum, tantalum and niobium is preferable.

誘電体層2は、陽極導体1の表面を電解酸化させることで形成することができる層であ
り、焼結体や多孔質体などの空孔部にも形成される。誘電体層2の厚みは、電解酸化の電
圧によって適宜調整できる。
The dielectric layer 2 is a layer that can be formed by electrolytic oxidation of the surface of the anode conductor 1, and is also formed in pores such as a sintered body and a porous body. The thickness of the dielectric layer 2 can be adjusted as appropriate by the voltage of electrolytic oxidation.

固体電解質層3は、上記の導電性高分子懸濁水溶液または導電性有機材料を含む。固体
高分子電解質層3は、単層構造でもよいが、多層構造でもよい。図2に示す固体電解コン
デンサでは、固体高分子電解質層3が、第一の導電性高分子化合物層3Aおよび第二の導
電性高分子化合物層3Bからなる。第一の導電性高分子化合物層3Aに含まれる第一の導
電性高分子と、第二の導電性高分子化合物層3Bに含まれる第二の導電性高分子は、同一
種の重合体であることが好ましい。
The solid electrolyte layer 3 contains the above-described aqueous conductive polymer suspension or conductive organic material. The solid polymer electrolyte layer 3 may have a single layer structure or a multilayer structure. In the solid electrolytic capacitor shown in FIG. 2, the solid polymer electrolyte layer 3 is composed of a first conductive polymer compound layer 3A and a second conductive polymer compound layer 3B. The first conductive polymer contained in the first conductive polymer compound layer 3A and the second conductive polymer contained in the second conductive polymer compound layer 3B are the same type of polymer. Preferably there is.

固体電解質層3は、さらに、ピロール、チオフェン、アニリンまたはその誘導体を重合
して得られる導電性重合体;二酸化マンガン、酸化ルテニウムなどの酸化物誘導体;TC
NQ(7,7,8,8−テトラシアノキノジメタンコンプレックス塩)などの有機物半導
体を含んでいてもよい。
The solid electrolyte layer 3 further comprises a conductive polymer obtained by polymerizing pyrrole, thiophene, aniline or a derivative thereof; an oxide derivative such as manganese dioxide or ruthenium oxide; TC
An organic semiconductor such as NQ (7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane complex salt) may be included.

固体電解質層3の形成方法としては、誘電体層2上に、前述の導電性高分子懸濁液を塗
布または含浸し、その導電性高分子懸濁液から溶媒を除去する方法が挙げられる。また、
図2に示す固体電解コンデンサにおける固体電解質層3は、誘電体層上に、第一の導電性
高分子化合物を与えるモノマーの化学酸化重合または電解重合により、第一の導電性高分
子化合物層3Aを形成し、その第一の導電性高分子化合物層3A上に、上記の導電性高分
子懸濁液を塗布または含浸し、第二の導電性高分子化合物層を形成する方法で形成するこ
とができる。
Examples of a method for forming the solid electrolyte layer 3 include a method of applying or impregnating the conductive polymer suspension onto the dielectric layer 2 and removing the solvent from the conductive polymer suspension. Also,
The solid electrolyte layer 3 in the solid electrolytic capacitor shown in FIG. 2 includes a first conductive polymer compound layer 3A formed on the dielectric layer by chemical oxidative polymerization or electrolytic polymerization of a monomer that gives the first conductive polymer compound. And forming the second conductive polymer compound layer by coating or impregnating the conductive polymer suspension on the first conductive polymer compound layer 3A. Can do.

第一の導電性高分子化合物を与えるモノマーとしては、ピロール、チオフェン、アニリ
ンおよびそれらの誘導体から選ばれる少なくとも1種を用いることができる。このモノマ
ーを化学酸化重合または電解重合して第一の導電性高分子化合物を得る際に使用するドー
パントとしては、ベンゼンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、フェノールスルホン酸、
スチレンスルホン酸およびその誘導体等のスルホン酸系化合物が好ましい。ドーパントの
分子量としては、低分子化合物から高分子量体まで適宜選択して用いることができる。溶
媒としては、水のみでもよく、水と水に可溶な有機溶媒とを含む混和溶媒でもよい。
As a monomer that gives the first conductive polymer compound, at least one selected from pyrrole, thiophene, aniline, and derivatives thereof can be used. As a dopant used when the monomer is chemically oxidatively polymerized or electrolytically polymerized to obtain the first conductive polymer compound, benzenesulfonic acid, naphthalenesulfonic acid, phenolsulfonic acid,
Sulphonic acid compounds such as styrene sulfonic acid and its derivatives are preferred. The molecular weight of the dopant can be appropriately selected from low molecular weight compounds to high molecular weight compounds. As the solvent, only water or a mixed solvent containing water and an organic solvent soluble in water may be used.

塗布または含浸の方法としては、特に制限はされないが、十分に多孔質細孔内部へ導電
性高分子懸濁液を充填させるために、塗布または含浸後に数分〜数10分放置することが
好ましい。浸漬の繰り返しや、減圧方式または加圧方式が好ましい。
The method of application or impregnation is not particularly limited, but it is preferably left for several minutes to several tens of minutes after application or impregnation in order to sufficiently fill the inside of the porous pores with the conductive polymer suspension. . Repeated immersion, reduced pressure method or pressurized method is preferred.

導電性高分子懸濁液からの溶媒の除去は、導電性高分子を乾燥することで行うことがで
きる。乾燥温度は、溶媒除去が可能な温度範囲であれば特に限定されないが、熱による素
子劣化防止の観点から、上限温度は300℃未満であることが好ましい。乾燥時間は、乾
燥温度によって適宜最適化する必要があるが、導電性が損なわれない範囲であれば特に制
限されない。
Removal of the solvent from the conductive polymer suspension can be performed by drying the conductive polymer. The drying temperature is not particularly limited as long as the solvent can be removed, but the upper limit temperature is preferably less than 300 ° C. from the viewpoint of preventing element deterioration due to heat. The drying time must be appropriately optimized depending on the drying temperature, but is not particularly limited as long as the conductivity is not impaired.

導電性高分子懸濁水溶液を乾燥する前に、導電性高分子懸濁水溶液が含有する水溶性多
価アルコールと、導電性高分子懸濁水溶液が含有する水溶性有機物とを、70〜100℃
の温度で縮重合反応させてもよい。乾燥により得られた固体電解質層3中には、縮重合反
応により得られた非水溶性の樹脂が偏在なく存在するようになり、その効果により誘電体
層2への密着性と耐水性に優れた固体高分子電解質層3となる。
Before drying the conductive polymer suspension aqueous solution, the water-soluble polyhydric alcohol contained in the conductive polymer suspension aqueous solution and the water-soluble organic substance contained in the conductive polymer suspension aqueous solution are mixed at 70 to 100 ° C.
The condensation polymerization reaction may be performed at a temperature of In the solid electrolyte layer 3 obtained by drying, the water-insoluble resin obtained by the polycondensation reaction is present without uneven distribution. Due to the effect, the adhesion to the dielectric layer 2 and water resistance are excellent. The solid polymer electrolyte layer 3 is obtained.

陰極導体4は、導体であれば特に限定されないが、例えば、グラファイトなどのカーボ
ン層5と、銀導電性樹脂6とからなる2層構造とすることができる。
The cathode conductor 4 is not particularly limited as long as it is a conductor. For example, the cathode conductor 4 can have a two-layer structure including a carbon layer 5 such as graphite and a silver conductive resin 6.

以下、本実施形態を実施例に基づきさらに具体的に説明するが、本実施形態はこれらの
実施例のみに限定されるものではない。
Hereinafter, the present embodiment will be described more specifically based on examples, but the present embodiment is not limited to only these examples.

〔実施例1〕
(第一の工程)
モノマーである3,4−エチレンジオキシチオフェン(1g)と、ドーパントであるカ
ンファースルホン酸(1g)と、酸化剤およびドーパントとして機能するp−トルエンス
ルホン酸鉄(III)(9g)を、溶媒としてのエタノール(30ml)に溶解させた。
得られた溶液を室温下で24時間攪拌して、モノマーの酸化重合を行った。このとき、混
合液は黄色から濃青色へと変化した。
[Example 1]
(First step)
As a solvent, 3,4-ethylenedioxythiophene (1 g) as a monomer, camphorsulfonic acid (1 g) as a dopant, and iron (III) p-toluenesulfonate (9 g) functioning as an oxidizing agent and a dopant. In ethanol (30 ml).
The resulting solution was stirred at room temperature for 24 hours to oxidize the monomer. At this time, the mixture changed from yellow to dark blue.

(第二の工程)
第一の工程で得られた混合液を減圧ろ過装置でろ過して、粉末を回収した。得られた粉
末を純水で洗浄して、過剰の酸化剤・ドーパントを除去した。純水による洗浄は、ろ液の
pHが6〜7になるまで繰り返し行った。ろ液のpHが6〜7になった後、さらに、エタ
ノールで洗浄して、モノマー、酸化剤および反応後の酸化剤(p−トルエンスルホン酸鉄
(II))を除去した。エタノールによる洗浄は、ろ液の色が無色透明になるまで行った
(Second step)
The mixed liquid obtained in the first step was filtered with a vacuum filtration device to recover the powder. The obtained powder was washed with pure water to remove excess oxidizing agent / dopant. Washing with pure water was repeated until the pH of the filtrate was 6-7. After the pH of the filtrate reached 6-7, it was further washed with ethanol to remove the monomer, the oxidizing agent and the oxidizing agent after reaction (iron (II) -toluenesulfonate). Washing with ethanol was performed until the color of the filtrate became colorless and transparent.

(第三の工程)
第二の工程で洗浄された粉末(0.5g)を水(50ml)中に分散させた後、ポリ酸
としてのポリスチレンスルホン酸(重量平均分子量:50,000)の20重量%水溶液
(3.3g)を添加した。この混合液に、さらに酸化剤としての過硫酸アンモニウム(1
.5g)を加えて、室温下で24時間攪拌した。
(Third process)
After the powder (0.5 g) washed in the second step was dispersed in water (50 ml), a 20% by weight aqueous solution of polystyrene sulfonic acid (weight average molecular weight: 50,000) as a polyacid (3. 3 g) was added. To this mixed solution, ammonium persulfate (1
. 5 g) was added and stirred at room temperature for 24 hours.

(第四の工程)
第三の工程で得られた混合液に、エリスリトール(5g)およびオルト−フタル酸(0
.3g)を添加し、室温下で24時間攪拌して、エリスリトールおよびオルト−フタル酸
を完全に溶解させた。得られたポリチオフェン懸濁水溶液は、濃青色であった。
(Fourth process)
To the mixture obtained in the third step, erythritol (5 g) and ortho-phthalic acid (0
. 3 g) was added and stirred at room temperature for 24 hours to completely dissolve erythritol and ortho-phthalic acid. The resulting aqueous polythiophene suspension was dark blue.

(ポリチオフェン懸濁水溶液の評価)
得られたポリチオフェン懸濁水溶液をガラス基板上に100μl滴下し、90℃の恒温
槽中でエリスリトールとオルト−フタル酸の縮重合反応をさせた後、さらに恒温槽の温度
を125℃にして完全に溶媒を揮発させて乾燥することで、導電性高分子膜を形成した。
(Evaluation of aqueous polythiophene suspension)
100 μl of the obtained polythiophene suspension was dropped onto a glass substrate and subjected to a polycondensation reaction between erythritol and ortho-phthalic acid in a 90 ° C. thermostat, and the temperature of the thermostat was further set to 125 ° C. The conductive polymer film was formed by evaporating the solvent and drying.

得られた導電性高分子膜を四端子法で表面抵抗(Ω/□)および膜厚を計測し、導電率
(S/cm)を算出した。また、得られた導電性高分子膜を水に10分間浸漬して、導電
性高分子膜の変化を観察することで、耐水性を評価した。なお、導電性高分子膜に変化が
見られないものを「○」、導電性高分子の一部が膨潤したものを「△」、導電性高分子の
全体が膨潤したものを「×」とした。以上の結果を表1に示す。
The resulting conductive polymer film was measured for surface resistance (Ω / □) and film thickness by the four probe method, and the conductivity (S / cm) was calculated. Moreover, the obtained conductive polymer film was immersed in water for 10 minutes, and water resistance was evaluated by observing the change of the conductive polymer film. In addition, “○” indicates that there is no change in the conductive polymer film, “△” indicates that the conductive polymer is partially swollen, and “×” indicates that the entire conductive polymer is swollen. did. The results are shown in Table 1.

また、X線回折法により導電性高分子膜の結晶性を評価した。測定では、2θを5℃〜
40℃までスキャンした。X線回折の測定結果を図1に示す。
Further, the crystallinity of the conductive polymer film was evaluated by an X-ray diffraction method. In measurement, 2θ is 5 ℃ ~
Scanned to 40 ° C. The measurement result of X-ray diffraction is shown in FIG.

〔実施例2〕
第三の工程において、ポリ酸として重量平均分子量14,000のポリスチレンスルホ
ン酸を用いた以外は、実施例1と同様にして、ポリチオフェン懸濁水溶液を製造した。そ
して、得られたポリチオフェン懸濁水溶液を用いた以外は、実施例1と同様にして、導電
性高分子膜を形成し、その導電率をおよび耐水性を評価した。結果を表1に示す。
[Example 2]
In the third step, an aqueous polythiophene suspension was produced in the same manner as in Example 1 except that polystyrene sulfonic acid having a weight average molecular weight of 14,000 was used as the polyacid. And except having used the obtained polythiophene suspension aqueous solution, it carried out similarly to Example 1, and formed the conductive polymer film, and evaluated the electrical conductivity and water resistance. The results are shown in Table 1.

〔実施例3〕
第二の工程において、純水での洗浄およびエタノールでの洗浄に続いて、沸騰した熱純
水での洗浄を行った以外は、実施例1と同様にして、ポリチオフェン懸濁水溶液を製造し
た。そして、得られたポリチオフェン懸濁水溶液を用いた以外は、実施例1と同様にして
、導電性高分子膜を形成し、その導電率をおよび耐水性を評価した。結果を表1に示す。
Example 3
In the second step, an aqueous polythiophene suspension was produced in the same manner as in Example 1 except that washing with pure water and washing with ethanol were followed by washing with boiling hot pure water. And except having used the obtained polythiophene suspension aqueous solution, it carried out similarly to Example 1, and formed the conductive polymer film, and evaluated the electrical conductivity and water resistance. The results are shown in Table 1.

〔実施例4〕
第二の工程において、純水での洗浄およびエタノールでの洗浄に続いて、125℃の恒
温槽中で加熱乾燥した以外は、実施例1と同様にして、ポリチオフェン懸濁水溶液を製造
した。そして、得られたポリチオフェン懸濁水溶液を用いた以外は、実施例1と同様にし
て、導電性高分子膜を形成し、その導電率をおよび耐水性を評価した。結果を表1に示す
Example 4
In the second step, an aqueous polythiophene suspension was produced in the same manner as in Example 1, except that washing with pure water and washing with ethanol were followed by heat drying in a thermostatic bath at 125 ° C. And except having used the obtained polythiophene suspension aqueous solution, it carried out similarly to Example 1, and formed the conductive polymer film, and evaluated the electrical conductivity and water resistance. The results are shown in Table 1.

〔実施例5〕
(第一の工程)
モノマーである3,4−エチレンジオキシチオフェン(1g)を、ドーパントおよび界
面活性剤として機能するドデシルベンゼンスルホン酸(2.3g)を用いて、溶媒として
の水100ml中に分散させた。得られた分散液を室温下で1時間攪拌してモノマーをよ
く分散させた後、酸化剤としての過硫酸アンモニウム(2.4g)を加えた。得られた分
散液を室温下で100時間攪拌して、モノマーの酸化重合を行った。このとき、溶液は黄
色から濃青色へと変化した。
Example 5
(First step)
The monomer 3,4-ethylenedioxythiophene (1 g) was dispersed in 100 ml of water as a solvent using a dopant and dodecylbenzenesulfonic acid (2.3 g) functioning as a surfactant. The obtained dispersion was stirred at room temperature for 1 hour to thoroughly disperse the monomer, and then ammonium persulfate (2.4 g) as an oxidizing agent was added. The obtained dispersion was stirred at room temperature for 100 hours to oxidize the monomer. At this time, the solution changed from yellow to dark blue.

(第二の工程)
第一の工程で得られた混合液を遠心分離機(5,000rpm)にかけて、粉末を回収
した。得られた粉末を遠心分離機で純水を用いたデカンテーション法により洗浄して、過
剰の酸化剤・ドーパントを除去した。純水による洗浄は、上澄み液のpHが6〜7になる
まで繰り返し行った。
(Second step)
The liquid mixture obtained in the first step was centrifuged (5,000 rpm) to collect the powder. The obtained powder was washed by a decantation method using pure water with a centrifuge to remove excess oxidant / dopant. Washing with pure water was repeated until the pH of the supernatant was 6-7.

第三の工程以降は、実施例1と同様にしてポリチオフェン懸濁水溶液を製造した。そし
て、得られたポリチオフェン懸濁水溶液を用いた以外は、実施例1と同様にして、導電性
高分子膜を形成し、その導電率をおよび耐水性を評価した。結果を表1に示す。
After the third step, an aqueous polythiophene suspension was produced in the same manner as in Example 1. And except having used the obtained polythiophene suspension aqueous solution, it carried out similarly to Example 1, and formed the conductive polymer film, and evaluated the electrical conductivity and water resistance. The results are shown in Table 1.

〔実施例6〕
(第一の工程)
モノマーである3,4−エチレンジオキシチオフェン(1g)と、ドーパントであるカ
ンファースルホン酸(1g)を、界面活性剤として機能するポリエチレングリコール(2
g)用いて、溶媒としての水100ml中に分散させた。ポリエチレングリコールとして
は、重量平均分子量が4,000のものを用いた。得られた分散液を室温下で1時間攪拌
してモノマーをよく分散させた後、酸化剤としての過硫酸アンモニウム(2.4g)を加
えた。得られた分散液を室温下で100時間攪拌して、モノマーの酸化重合を行った。こ
のとき、溶液は黄色から濃青色へと変化した。
Example 6
(First step)
3,4-ethylenedioxythiophene (1 g) as a monomer and camphorsulfonic acid (1 g) as a dopant are used as polyethylene glycol (2
g) was used and dispersed in 100 ml of water as solvent. Polyethylene glycol having a weight average molecular weight of 4,000 was used. The obtained dispersion was stirred at room temperature for 1 hour to thoroughly disperse the monomer, and then ammonium persulfate (2.4 g) as an oxidizing agent was added. The obtained dispersion was stirred at room temperature for 100 hours to oxidize the monomer. At this time, the solution changed from yellow to dark blue.

第二の工程以降は、実施例4と同様にして、ポリチオフェン懸濁水溶液を製造した。そ
して、得られたポリチオフェン懸濁水溶液を用いた以外は、実施例1と同様にして、導電
性高分子膜を形成し、その導電率をおよび耐水性を評価した。結果を表1に示す。
After the second step, an aqueous polythiophene suspension was produced in the same manner as in Example 4. And except having used the obtained polythiophene suspension aqueous solution, it carried out similarly to Example 1, and formed the conductive polymer film, and evaluated the electrical conductivity and water resistance. The results are shown in Table 1.

〔実施例7〕
第四の工程において、水溶性多価アルコールとしてペンタエリスリトール(5g)を用
いた以外は、実施例1と同様にして、ポリチオフェン懸濁水溶液を製造した。そして、得
られたポリチオフェン懸濁水溶液を用いた以外は、実施例1と同様にして、導電性高分子
膜を形成し、その導電率をおよび耐水性を評価した。結果を表1に示す。
Example 7
In the fourth step, an aqueous polythiophene suspension was produced in the same manner as in Example 1 except that pentaerythritol (5 g) was used as the water-soluble polyhydric alcohol. And except having used the obtained polythiophene suspension aqueous solution, it carried out similarly to Example 1, and formed the conductive polymer film, and evaluated the electrical conductivity and water resistance. The results are shown in Table 1.

〔実施例8〕
第四の工程において、水溶性多価アルコールとして2価のアルコールであるエチレング
リコール(5g)を用いた以外は、実施例1と同様にして、ポリチオフェン懸濁水溶液を
製造した。そして、得られたポリチオフェン懸濁水溶液を用いた以外は、実施例1と同様
にして、導電性高分子膜を形成し、その導電率をおよび耐水性を評価した。結果を表1に
示す。
Example 8
In the fourth step, an aqueous polythiophene suspension was produced in the same manner as in Example 1 except that ethylene glycol (5 g), which is a divalent alcohol, was used as the water-soluble polyhydric alcohol. And except having used the obtained polythiophene suspension aqueous solution, it carried out similarly to Example 1, and formed the conductive polymer film, and evaluated the electrical conductivity and water resistance. The results are shown in Table 1.

〔実施例9〕
実施例1と同様にして、ポリチオフェン懸濁水溶液を製造した。得られたポリチオフェ
ン懸濁水溶液をガラス基板上に100μl滴下し、125℃の恒温槽中で完全に溶媒を揮
発させて乾燥することで、導電性高分子膜を形成した。そして、実施例1と同様にして、
得られた導電性高分子膜の導電率をおよび耐水性を評価した。結果を表1に示す。
Example 9
In the same manner as in Example 1, an aqueous polythiophene suspension was produced. 100 microliters of obtained polythiophene suspension aqueous solution was dripped on a glass substrate, and the conductive polymer film was formed by volatilizing a solvent completely in a 125 degreeC thermostat, and drying. And like Example 1,
The conductivity and water resistance of the obtained conductive polymer film were evaluated. The results are shown in Table 1.

〔比較例1〕
特許文献1の実施例1に記載の方法で、ポリチオフェン懸濁水溶液を製造した。具体的
には、重量平均分子量4,000のポリスチレンスルホン酸(2g)、3,4−エチレン
ジオキシチオフェン(0.5g)および硫酸鉄(III)(0.05g)を水(20ml
)に溶解させ、24時間にわたって空気を導入して、ポリチオフェン懸濁水溶液を製造し
た。そして、得られたポリチオフェン懸濁水溶液を用いた以外は、実施例1と同様にして
、導電性高分子膜を形成し、その導電率をおよび耐水性を評価した。結果を表1に示す。
[Comparative Example 1]
An aqueous polythiophene suspension was produced by the method described in Example 1 of Patent Document 1. Specifically, polystyrene sulfonic acid (2 g) having a weight average molecular weight of 4,000, 3,4-ethylenedioxythiophene (0.5 g) and iron (III) sulfate (0.05 g) were added to water (20 ml).
) And air was introduced over 24 hours to produce an aqueous polythiophene suspension. And except having used the obtained polythiophene suspension aqueous solution, it carried out similarly to Example 1, and formed the conductive polymer film, and evaluated the electrical conductivity and water resistance. The results are shown in Table 1.

〔比較例2〕
重量平均分子量50,000のポリスチレンスルホン酸を用いた以外は、比較例1と同
様にして、ポリチオフェン懸濁水溶液を製造した。そして、得られたポリチオフェン懸濁
水溶液を用いた以外は、実施例1と同様にして、導電性高分子膜を形成し、その導電率を
および耐水性を評価した。結果を表1に示す。また、実施例1と同様にして、X線回折法
により導電性高分子膜の結晶性を評価した。X線回折の測定結果を図1に示す。
[Comparative Example 2]
A polythiophene suspension was prepared in the same manner as in Comparative Example 1 except that polystyrene sulfonic acid having a weight average molecular weight of 50,000 was used. And except having used the obtained polythiophene suspension aqueous solution, it carried out similarly to Example 1, and formed the conductive polymer film, and evaluated the electrical conductivity and water resistance. The results are shown in Table 1. Further, in the same manner as in Example 1, the crystallinity of the conductive polymer film was evaluated by the X-ray diffraction method. The measurement result of X-ray diffraction is shown in FIG.

〔比較例3〕
比較例2で得られたポリチオフェン懸濁水溶液(20g)に、自己乳化型ポリエステル
分散体(0.3g)を加え、室温下で24時間攪拌して、自己乳化型ポリエステル分散体
を溶解させることで、ポリチオフェン懸濁水溶液を製造した。そして、得られたポリチオ
フェン懸濁水溶液を用いた以外は、実施例1と同様にして、導電性高分子膜を形成し、そ
の導電率をおよび耐水性を評価した。結果を表1に示す。
[Comparative Example 3]
By adding the self-emulsifying polyester dispersion (0.3 g) to the polythiophene suspension aqueous solution (20 g) obtained in Comparative Example 2, and stirring for 24 hours at room temperature to dissolve the self-emulsifying polyester dispersion. An aqueous polythiophene suspension was prepared. And except having used the obtained polythiophene suspension aqueous solution, it carried out similarly to Example 1, and formed the conductive polymer film, and evaluated the electrical conductivity and water resistance. The results are shown in Table 1.

〔実施例10〕
弁作用金属からなる陽極導体として多孔質性のアルミニウムを用い、陽極酸化によりア
ルミニウムの表面に誘電体層となる酸化皮膜を形成した。陽極部と陰極部は、絶縁樹脂で
分断した。次いで、誘電体層を形成した陽極導体の陰極部を、実施例1で製造したポリチ
オフェン懸濁水溶液に浸漬し引き上げた後、90℃の恒温槽中で縮重合反応をさせ、さら
に恒温槽の温度を125℃にして乾燥・固化させて、固体電解質層を形成した。そして、
固体電解質層の上に、グラファイト層および銀含有樹脂層を順番に形成して、固体電解コ
ンデンサを製造した。
Example 10
Porous aluminum was used as an anode conductor made of a valve metal, and an oxide film serving as a dielectric layer was formed on the surface of the aluminum by anodic oxidation. The anode part and the cathode part were separated by an insulating resin. Next, the cathode part of the anode conductor on which the dielectric layer was formed was dipped in the aqueous polythiophene suspension produced in Example 1 and pulled up, and then subjected to a condensation polymerization reaction in a 90 ° C. constant temperature bath, and further the temperature of the constant temperature bath Was dried and solidified at 125 ° C. to form a solid electrolyte layer. And
On the solid electrolyte layer, a graphite layer and a silver-containing resin layer were sequentially formed to produce a solid electrolytic capacitor.

得られた固体電解コンデンサのESR(等価直列抵抗)を、LCRメーターを用いて1
00kHzの周波数で測定した。ESRの値は、全陰極部面積を単位面積(1cm2)に
規格化した。結果を表2に示す。
The ESR (equivalent series resistance) of the obtained solid electrolytic capacitor was measured using an LCR meter.
Measurement was performed at a frequency of 00 kHz. The value of ESR normalized the total cathode area to a unit area (1 cm 2 ). The results are shown in Table 2.

〔実施例11〕
弁作用金属からなる陽極導体として多孔質性のアルミニウムを用い、陽極酸化によりア
ルミニウムの表面に誘電体層となる酸化皮膜を形成した。陽極部と陰極部は、絶縁樹脂で
分断した。次いで、誘電体層を形成した陽極導体の陰極部を、ピロール(10g)を純水
(200ml)に溶解させたモノマー液と、ドーパントとしてのp−トルエンスルホン酸
(20g)および酸化剤としての過硫酸アンモニウム(10g)を純水(200ml)に
溶解させた酸化剤液とに順番に浸漬・引き上げを10回繰り返し行い、化学酸化重合を行
うことで、第一の導電性高分子化合物層を形成した。
Example 11
Porous aluminum was used as an anode conductor made of a valve metal, and an oxide film serving as a dielectric layer was formed on the surface of the aluminum by anodic oxidation. The anode part and the cathode part were separated by an insulating resin. Next, the cathode part of the anode conductor on which the dielectric layer was formed was mixed with a monomer solution obtained by dissolving pyrrole (10 g) in pure water (200 ml), p-toluenesulfonic acid (20 g) as a dopant, and excess as an oxidizing agent. A first conductive polymer compound layer was formed by repeating immersion and pulling up 10 times sequentially with an oxidizing agent solution in which ammonium sulfate (10 g) was dissolved in pure water (200 ml), and performing chemical oxidative polymerization. .

第一の導電性高分子化合物層上に、実施例1で製造したポリチオフェン懸濁水溶液を滴
下し、90℃の恒温槽中で縮重合反応をさせ、さらに恒温槽の温度を125℃にして乾燥
・固化させて、第二の導電性高分子化合物層を形成した。そして、第一の導電性高分子化
合物層および第二の導電性高分子化合物層からなる固体電解質層の上に、グラファイト層
および銀含有樹脂層を順番に形成して、固体電解コンデンサを製造した。
On the first conductive polymer compound layer, the polythiophene suspension aqueous solution produced in Example 1 is dropped, and the polycondensation reaction is performed in a 90 ° C. constant temperature bath. -Solidified to form a second conductive polymer compound layer. Then, a solid electrolytic capacitor was manufactured by sequentially forming a graphite layer and a silver-containing resin layer on the solid electrolyte layer composed of the first conductive polymer compound layer and the second conductive polymer compound layer. .

得られた固体電解コンデンサのESR(等価直列抵抗)を、実施例10と同様の方法で
測定した。結果を表2に示す。
The ESR (equivalent series resistance) of the obtained solid electrolytic capacitor was measured by the same method as in Example 10. The results are shown in Table 2.

〔実施例12〕
弁作用金属からなる陽極導体として多孔質性のタンタルを用いた以外は、実施例10と
同様に実施して、固体電解コンデンサを製造した。得られた固体電解コンデンサのESR
(等価直列抵抗)を、実施例10と同様の方法で測定した。結果を表2に示す。
Example 12
A solid electrolytic capacitor was manufactured in the same manner as in Example 10 except that porous tantalum was used as the anode conductor made of a valve metal. ESR of the obtained solid electrolytic capacitor
(Equivalent series resistance) was measured in the same manner as in Example 10. The results are shown in Table 2.

〔比較例4〕
実施例1で製造したポリチオフェン懸濁水溶液の代わりに比較例2で製造したポリチオ
フェン懸濁水溶液を用いた以外は、実施例10と同様に実施して、固体電解コンデンサを
製造した。得られた固体電解コンデンサのESR(等価直列抵抗)を、実施例10と同様
の方法で測定した。結果を表2に示す。
[Comparative Example 4]
A solid electrolytic capacitor was produced in the same manner as in Example 10 except that the polythiophene suspension aqueous solution produced in Comparative Example 2 was used instead of the polythiophene suspension aqueous solution produced in Example 1. The ESR (equivalent series resistance) of the obtained solid electrolytic capacitor was measured by the same method as in Example 10. The results are shown in Table 2.

〔比較例5〕
実施例1で製造したポリチオフェン懸濁水溶液の代わりに比較例3で製造したポリチオ
フェン懸濁水溶液を用いた以外は、実施例10と同様に実施して、固体電解コンデンサを
製造した。得られた固体電解コンデンサのESR(等価直列抵抗)を、実施例10と同様
の方法で測定した。結果を表2に示す。
[Comparative Example 5]
A solid electrolytic capacitor was produced in the same manner as in Example 10 except that the polythiophene suspension aqueous solution produced in Comparative Example 3 was used instead of the polythiophene suspension aqueous solution produced in Example 1. The ESR (equivalent series resistance) of the obtained solid electrolytic capacitor was measured by the same method as in Example 10. The results are shown in Table 2.

Figure 2012138616
Figure 2012138616

Figure 2012138616
Figure 2012138616

表1に示したように、実施例1〜9で得られた導電性高分子膜は、比較例1〜3で得ら
れた導電性高分子膜に比べて、耐水性が同等以上であり、かつ高導電率であった。すなわ
ち、本実施形態による高耐水性化および高導電率化の効果は明らかである。
As shown in Table 1, the conductive polymer films obtained in Examples 1 to 9 have a water resistance equal to or higher than that of the conductive polymer films obtained in Comparative Examples 1 to 3, And it was high electrical conductivity. That is, the effects of increasing water resistance and increasing conductivity according to the present embodiment are clear.

高耐水性化の効果は、導電性高分子懸濁水溶液が、水溶性多価アルコールと、水溶性多
価アルコールと縮重合可能な官能基を2つ以上持つ水溶性有機物を含有することで、導電
性高分子懸濁水溶液を乾燥して得られる導電性有機材料中に偏析なく非水溶性の樹脂が形
成されるためである。
The effect of increasing the water resistance is that the aqueous conductive polymer suspension contains a water-soluble polyhydric alcohol and a water-soluble organic substance having two or more functional groups capable of polycondensation with the water-soluble polyhydric alcohol. This is because a water-insoluble resin is formed without segregation in the conductive organic material obtained by drying the aqueous conductive polymer suspension.

実施例1〜7で得られた導電性高分子膜は、実施例8で得られた導電性高分子膜に比べ
、耐水性に優れていた。これは、実施例1〜3のように、3価以上の水溶性多価アルコー
ルであるエリスリトールまたはペンタエリスリトールと水溶性有機物とが縮重合反応して
得られる架橋構造の樹脂は、実施例8のように、2価の水溶性多価アルコールであるエチ
レングリコールと水溶性有機物とが縮重合反応して得られる直鎖構造の樹脂に比べ、吸水
性が低く、耐水性に優れているためである。
The conductive polymer films obtained in Examples 1 to 7 were superior in water resistance as compared to the conductive polymer film obtained in Example 8. This is because, as in Examples 1 to 3, a resin having a crosslinked structure obtained by polycondensation reaction of erythritol or pentaerythritol, which is a trivalent or higher water-soluble polyhydric alcohol, and a water-soluble organic substance is the same as that of Example 8. This is because the water absorption is low and the water resistance is excellent as compared with a linear resin obtained by condensation polymerization reaction of ethylene glycol, which is a divalent water-soluble polyhydric alcohol, and a water-soluble organic substance. .

実施例1〜7で得られた導電性高分子膜は、実施例9で得られた導電性高分子膜に比べ
、耐水性に優れていた。これは、実施例1〜7では、導電性高分子懸濁水溶液を乾燥して
導電性有機材料を得る前に、90℃の恒温槽中でエリスリトールとオルト−フタル酸の縮
重合反応をさせているので、導電性有機材料中に非水溶性の樹脂が十分に形成でき、耐水
性が向上したためである。
The conductive polymer films obtained in Examples 1 to 7 were excellent in water resistance as compared with the conductive polymer film obtained in Example 9. In Examples 1 to 7, before drying a conductive polymer suspension and obtaining a conductive organic material, a polycondensation reaction between erythritol and ortho-phthalic acid was performed in a constant temperature bath at 90 ° C. This is because the water-insoluble resin can be sufficiently formed in the conductive organic material and the water resistance is improved.

特に、第一の工程〜第三の工程を経ることで、(1)ドーパントの選択肢が広いことか
ら結晶化度を高くするドーパントを選択することができ、(2)モノマーと相溶性の高い
溶媒構成を選択できることから重合度が高くすることができ、(3)洗浄が容易であるこ
とから高純度化が図れ、その結果として高導電率化を図ることができる。
In particular, by going through the first to third steps, (1) a dopant that increases the crystallinity can be selected because of a wide range of dopant options, and (2) a solvent that is highly compatible with the monomer. Since the configuration can be selected, the degree of polymerization can be increased, and (3) since the washing is easy, high purity can be achieved, and as a result, high conductivity can be achieved.

また、第二の工程において、熱水洗浄による不要成分の高溶解度化および/または熱処
理による揮発成分の除去も可能となり、さらなる高純度化を図ることが可能であり、その
結果、導電率がさらに向上する。
Further, in the second step, it becomes possible to increase the solubility of unnecessary components by hot water washing and / or to remove volatile components by heat treatment, and to further increase the purity. As a result, the conductivity is further increased. improves.

さらに、第四の工程において、エリスリトールまたはペンタエリスリトールを添加する
ことで、導電性が向上する。これは、エリスリトールまたはペンタエリスリトールが、導
電性高分子懸濁水溶液中の導電性高分子粒子近傍に存在する、第三の工程で投入した未ド
ープのドーパントアニオン(抵抗成分)と相互作用することで、導電性高分子粒子間の抵
抗を下げるとともに、導電性高分子の密度が増加することによる。
Furthermore, in the fourth step, conductivity is improved by adding erythritol or pentaerythritol. This is because erythritol or pentaerythritol interacts with the undoped dopant anion (resistance component) introduced in the third step, which is present in the vicinity of the conductive polymer particles in the aqueous conductive polymer suspension. This is because the resistance between the conductive polymer particles is lowered and the density of the conductive polymer is increased.

表2に示したように、実施例10〜12で得られた固体電解コンデンサは、比較例4〜
5で得られた固体電解コンデンサに比べて、抵抗(ESR)が低かった。これは、実施例
10〜12では、使用した導電性有機材料の導電率が高いために、固体電解質の抵抗を低
減することが可能となり、抵抗(ESR)を低減することが可能となる。
As shown in Table 2, the solid electrolytic capacitors obtained in Examples 10 to 12 are comparative examples 4 to 4.
Compared with the solid electrolytic capacitor obtained in 5, the resistance (ESR) was low. In Examples 10 to 12, since the conductivity of the conductive organic material used is high, the resistance of the solid electrolyte can be reduced, and the resistance (ESR) can be reduced.

1 陽極導体
2 誘電体層
3 固体電解質層
3A 第一の導電性高分子化合物層
3B 第二の導電性高分子化合物層
4 陰極導体
5 グラファイト層
6 銀導電性樹脂層
1 Anode conductor 2 Dielectric layer 3 Solid electrolyte layer 3A First conductive polymer compound layer 3B Second conductive polymer compound layer 4 Cathode conductor 5 Graphite layer 6 Silver conductive resin layer

Claims (19)

導電性高分子と、水溶性多価アルコールの少なくとも1種と、シュウ酸、アセチレンジカルボン酸、マロン酸、コハク酸、フマル酸、リンゴ酸、オキサロ酢酸、グルタル酸、オキソグルタル酸、アジピン酸、クエン酸、オキサロコハク酸、オルト−フタル酸、ヘミメリト酸、トリメシン酸、メロファン酸、ベンゼンペンタカルボン酸およびメリト酸の少なくとも1種とを含有する導電性高分子懸濁水溶液を乾燥して、溶媒を除去したものであり、水溶性多価アルコールと、シュウ酸、アセチレンジカルボン酸、マロン酸、コハク酸、フマル酸、リンゴ酸、オキサロ酢酸、グルタル酸、オキソグルタル酸、アジピン酸、クエン酸、オキサロコハク酸、オルト−フタル酸、ヘミメリト酸、トリメシン酸、メロファン酸、ベンゼンペンタカルボン酸およびメリト酸の少なくとも1種とが縮重合反応してできる樹脂を含有することを特徴とする導電性有機材料。 Conductive polymer, at least one of water-soluble polyhydric alcohol, oxalic acid, acetylenedicarboxylic acid, malonic acid, succinic acid, fumaric acid, malic acid, oxaloacetic acid, glutaric acid, oxoglutaric acid, adipic acid, citric acid The aqueous solution of the conductive polymer suspension containing at least one of oxalosuccinic acid, ortho-phthalic acid, hemimellitic acid, trimesic acid, melophanoic acid, benzenepentacarboxylic acid and melittic acid was dried to remove the solvent. Water-soluble polyhydric alcohol , oxalic acid, acetylenedicarboxylic acid, malonic acid, succinic acid, fumaric acid, malic acid, oxaloacetic acid, glutaric acid, oxoglutaric acid, adipic acid, citric acid, oxalosuccinic acid, ortho -Phthalic acid, hemimellitic acid, trimesic acid, merophanic acid, benzenepentacarboxylic acid Conductive organic material at least one kind and is characterized by containing a resin capable by condensation polymerization reaction of and mellitic acid. 前記導電性高分子懸濁水溶液が含有する前記水溶性多価アルコールと、前記導電性高分子懸濁水溶液が含有するシュウ酸、アセチレンジカルボン酸、マロン酸、コハク酸、フマル酸、リンゴ酸、オキサロ酢酸、グルタル酸、オキソグルタル酸、アジピン酸、クエン酸、オキサロコハク酸、オルト−フタル酸、ヘミメリト酸、トリメシン酸、メロファン酸、ベンゼンペンタカルボン酸およびメリト酸の少なくとも1種とを、70〜100℃の温度で縮重合反応させたものであることを特徴とする請求項に記載の導電性有機材料。 The water-soluble polyhydric alcohol contained in the aqueous conductive polymer suspension and the oxalic acid, acetylenedicarboxylic acid, malonic acid, succinic acid, fumaric acid, malic acid, oxalo acid contained in the aqueous conductive polymer suspension. At least one of acetic acid, glutaric acid, oxoglutaric acid, adipic acid, citric acid, oxalosuccinic acid, ortho-phthalic acid, hemimellitic acid, trimesic acid, melophanoic acid, benzenepentacarboxylic acid and melittic acid at 70 to 100 ° C. The conductive organic material according to claim 1 , which has been subjected to a condensation polymerization reaction at a temperature of 5. 請求項1または2に記載の導電性有機材料を含む電解質層を有することを特徴とする電解コンデンサ。 An electrolytic capacitor comprising an electrolyte layer containing the conductive organic material according to claim 1 . 弁作用金属からなる陽極導体と、前記陽極導体の表面に形成されている誘電体層とを有し、前記誘電体層上に前記電解質層が形成されていることを特徴とする請求項に記載の電解コンデンサ。 An anode conductor consisting of a valve action metal, and a dielectric layer formed on the surface of the anode conductor, to claim 3, wherein the electrolyte layer on the dielectric layer is formed The electrolytic capacitor as described. 前記弁作用金属が、アルミニウム、タンタルおよびニオブから選択される少なくとも1種であることを特徴とする請求項に記載の電解コンデンサ。 The electrolytic capacitor according to claim 4 , wherein the valve metal is at least one selected from aluminum, tantalum, and niobium. 弁作用金属からなる陽極導体の表面に誘電体層を形成する工程と、
前記誘電体層上に、導電性高分子と、水溶性多価アルコールの少なくとも1種と、シュウ酸、アセチレンジカルボン酸、マロン酸、コハク酸、フマル酸、リンゴ酸、オキサロ酢酸、グルタル酸、オキソグルタル酸、アジピン酸、クエン酸、オキサロコハク酸、オルト−フタル酸、ヘミメリト酸、トリメシン酸、メロファン酸、ベンゼンペンタカルボン酸およびメリト酸の少なくとも1種とを含有する導電性高分子懸濁水溶液を塗布または含浸し、電解質層を形成する工程と
を有することを特徴とする電解コンデンサの製造方法。
Forming a dielectric layer on the surface of the anode conductor made of a valve metal;
On the dielectric layer , at least one of a conductive polymer, a water-soluble polyhydric alcohol, oxalic acid, acetylenedicarboxylic acid, malonic acid, succinic acid, fumaric acid, malic acid, oxaloacetic acid, glutaric acid, oxoglutar Applying an aqueous conductive polymer suspension containing acid, adipic acid, citric acid, oxalosuccinic acid, ortho-phthalic acid, hemimellitic acid, trimesic acid, merophanic acid, benzenepentacarboxylic acid and melittic acid Or a step of impregnating to form an electrolyte layer.
弁作用金属からなる陽極導体の表面に誘電体層を形成する工程と、
前記誘電体層上に、第一の導電性高分子化合物を与えるモノマーの化学酸化重合または電解重合により、第一の導電性高分子化合物層を形成する工程と、
前記第一の導電性高分子化合物層上に、導電性高分子と、水溶性多価アルコールの少なくとも1種と、シュウ酸、アセチレンジカルボン酸、マロン酸、コハク酸、フマル酸、リンゴ酸、オキサロ酢酸、グルタル酸、オキソグルタル酸、アジピン酸、クエン酸、オキサロコハク酸、オルト−フタル酸、ヘミメリト酸、トリメシン酸、メロファン酸、ベンゼンペンタカルボン酸およびメリト酸の少なくとも1種とを含有する導電性高分子懸濁水溶液を塗布または含浸し、第二の導電性高分子化合物層を形成する工程と
を有することを特徴とする電解コンデンサの製造方法。
Forming a dielectric layer on the surface of the anode conductor made of a valve metal;
Forming a first conductive polymer compound layer on the dielectric layer by chemical oxidative polymerization or electrolytic polymerization of a monomer that gives the first conductive polymer compound;
On the first conductive polymer compound layer, a conductive polymer, at least one of water-soluble polyhydric alcohol, oxalic acid, acetylenedicarboxylic acid, malonic acid, succinic acid, fumaric acid, malic acid, oxalo High conductivity containing at least one of acetic acid, glutaric acid, oxoglutaric acid, adipic acid, citric acid, oxalosuccinic acid, ortho-phthalic acid, hemimellitic acid, trimesic acid, melophanoic acid, benzenepentacarboxylic acid and melittic acid And a step of applying or impregnating an aqueous molecular suspension solution to form a second conductive polymer compound layer.
前記第一の導電性高分子化合物が、ピロール、チオフェン、アニリンおよびそれらの誘導体から選ばれる少なくとも1種の重合体を含むことを特徴とする請求項に記載の電解コンデンサの製造方法。 8. The method for producing an electrolytic capacitor according to claim 7 , wherein the first conductive polymer compound includes at least one polymer selected from pyrrole, thiophene, aniline, and derivatives thereof. 前記弁作用金属が、アルミニウム、タンタルおよびニオブから選択される少なくとも1種であることを特徴とする請求項乃至のいずれかに記載の電解コンデンサの製造方法。 The valve metal is aluminum, method of manufacturing an electrolytic capacitor according to any one of claims 6 to 8, characterized in that at least one selected from tantalum and niobium. ドーパントとしての有機酸またはその塩を含む溶媒中で、導電性高分子を与えるモノマーを、酸化剤を用いて化学酸化重合させて、導電性高分子を含む混合物を得る第一の工程と、
前記混合物から前記導電性高分子を回収する第二の工程と、
ポリ酸を含む水系溶媒中で、前記導電性高分子に酸化剤を作用させる第三の工程と、
水溶性多価アルコールの少なくとも1種と、シュウ酸、アセチレンジカルボン酸、マロン酸、コハク酸、フマル酸、リンゴ酸、オキサロ酢酸、グルタル酸、オキソグルタル酸、アジピン酸、クエン酸、オキサロコハク酸、ヘミメリト酸、トリメシン酸、メロファン酸、ベンゼンペンタカルボン酸およびメリト酸の少なくとも1種を混合する第四の工程と
を有することを特徴とする導電性高分子懸濁水溶液の製造方法。
A first step of obtaining a mixture containing a conductive polymer by chemically oxidatively polymerizing a monomer which gives a conductive polymer in a solvent containing an organic acid or a salt thereof as a dopant using an oxidizing agent;
A second step of recovering the conductive polymer from the mixture;
A third step of allowing an oxidizing agent to act on the conductive polymer in an aqueous solvent containing a polyacid;
At least one water-soluble polyhydric alcohol and oxalic acid, acetylenedicarboxylic acid, malonic acid, succinic acid, fumaric acid, malic acid, oxaloacetic acid, glutaric acid, oxoglutaric acid, adipic acid, citric acid, oxalosuccinic acid, hemimelito And a fourth step of mixing at least one of acid, trimesic acid, melophanoic acid, benzenepentacarboxylic acid and melittic acid .
前記導電性高分子を与えるモノマーが、ピロール、チオフェン、アニリンおよびそれらの誘導体から選ばれることを特徴とする請求項10に記載の導電性高分子懸濁水溶液の製造方法。 The method for producing an aqueous conductive polymer suspension solution according to claim 10 , wherein the monomer that provides the conductive polymer is selected from pyrrole, thiophene, aniline, and derivatives thereof. 前記ドーパントが、ベンゼンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、カンファースルホン酸およびその誘導体、ならびにそれらの塩から選択される少なくとも1種であることを特徴とする請求項10または11に記載の導電性高分子懸濁水溶液の製造方法。 The conductive polymer suspension according to claim 10 or 11 , wherein the dopant is at least one selected from benzenesulfonic acid, naphthalenesulfonic acid, camphorsulfonic acid and derivatives thereof, and salts thereof. A method for producing a turbid aqueous solution. 前記第一の工程を、界面活性作用を有する物質の存在下で行うことを特徴とする請求項10乃至12のいずれかに記載の導電性高分子懸濁水溶液の製造方法。 The method for producing a conductive polymer suspension aqueous solution according to any one of claims 10 to 12 , wherein the first step is performed in the presence of a substance having a surface active action. 前記第二の工程において、前記導電性高分子を、前記モノマーおよび/または前記酸化剤を溶解可能な溶媒で洗浄することを特徴とする請求項10乃至13のいずれかに記載の導電性高分子懸濁水溶液の製造方法。 The conductive polymer according to any one of claims 10 to 13 , wherein in the second step, the conductive polymer is washed with a solvent capable of dissolving the monomer and / or the oxidizing agent. A method for producing an aqueous suspension. 前記第二の工程において、前記導電性高分子を、さらに熱水洗浄および/または熱処理することを特徴とする請求項14に記載の導電性高分子懸濁水溶液の製造方法。 The method for producing a conductive polymer suspension aqueous solution according to claim 14 , wherein in the second step, the conductive polymer is further subjected to hot water washing and / or heat treatment. 前記第三の工程において、前記ポリ酸としてポリスチレンスルホン酸を用いることを特徴とする請求項10乃至15のいずれかに記載の導電性高分子懸濁水溶液の製造方法。 The method for producing a conductive polymer suspension aqueous solution according to any one of claims 10 to 15 , wherein polystyrene sulfonic acid is used as the polyacid in the third step. 前記ポリスチレンスルホン酸の重量平均分子量が、2,000〜500,000であることを特徴とする請求項16に記載の導電性高分子懸濁水溶液の製造方法。 The weight average molecular weight of the said polystyrene sulfonic acid is 2,000-500,000, The manufacturing method of the conductive polymer suspension aqueous solution of Claim 16 characterized by the above-mentioned. 前記水溶性多価アルコールが、3価以上であることを特徴とする請求項10乃至17のいずれかに記載の導電性高分子懸濁水溶液の製造方法。 The method for producing a conductive polymer suspension aqueous solution according to any one of claims 10 to 17 , wherein the water-soluble polyhydric alcohol is trivalent or higher. 前記水溶性多価アルコールが、エリスリトールおよびペンタエリスリトールから選択される少なくとも1種であることを特徴とする請求項18に記載の導電性高分子懸濁水溶液の製造方法。 The method for producing an aqueous conductive polymer suspension solution according to claim 18 , wherein the water-soluble polyhydric alcohol is at least one selected from erythritol and pentaerythritol.
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