JP2015010161A - Conductive polymer solution, conductive polymer material, and solid electrolytic capacitor - Google Patents

Conductive polymer solution, conductive polymer material, and solid electrolytic capacitor Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a conductive polymer material with high water retainability for use in a solid electrolyte, and to provide a solid electrolytic capacitor with low LC.SOLUTION: A conductive polymer solution contains: conductive polymer particles which contain a polyanion having a structure crosslinked by a crosslinking agent and a conductive polymer; and at least one of water and a water-miscible organic solvent. A crosslinking proportion indicating the ratio of the number of moles of the crosslinking agent to the number of moles of anions on the main chain of the polyanion is higher at the surface of the conductive polymer particles than inside the conductive polymer particles.

Description

本発明は、導電性高分子溶液、導電性高分子材料および固体電解コンデンサに関する。   The present invention relates to a conductive polymer solution, a conductive polymer material, and a solid electrolytic capacitor.

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1〜6に開示されている。   Conductive polymer materials are used for capacitor electrodes, dye-sensitized solar cell electrodes, electroluminescent display electrodes, and the like. As such conductive polymer materials, polymer materials obtained by increasing the molecular weight of pyrrole, thiophene, 3,4-ethylenedioxythiophene, aniline, etc. are known, and related techniques are disclosed in Patent Documents 1 to 6. Has been.

特許文献1には、架橋構造を持つポリ陰イオンと導電性高分子粒子とを含む導電性高分子懸濁溶液を乾燥させて形成することを特徴とする導電性高分子組成物が開示されている。また、特許文献2には、弁作用金属よりなり誘電体酸化皮膜を形成した陽極体の誘電体酸化皮膜の上に、所定の水分を保持させた吸水性ポリマー層と、導電性高分子よりなる固体電解質層とを順次形成したコンデンサ素子を備え、エージング時に吸水性ポリマーによって保持された水が、誘電体酸化皮膜の修復のために供給される固体電解コンデンサが開示されている。さらに、特許文献3から6には導電性高分子材料および/または固体電解コンデンサが開示されている。   Patent Document 1 discloses a conductive polymer composition formed by drying a conductive polymer suspension containing a polyanion having a crosslinked structure and conductive polymer particles. Yes. Patent Document 2 discloses a water-absorbing polymer layer in which predetermined moisture is held on a dielectric oxide film of an anode body made of a valve metal and having a dielectric oxide film formed thereon, and a conductive polymer. There is disclosed a solid electrolytic capacitor including a capacitor element in which a solid electrolyte layer is sequentially formed, and water retained by a water-absorbing polymer at the time of aging is supplied for repairing a dielectric oxide film. Further, Patent Documents 3 to 6 disclose conductive polymer materials and / or solid electrolytic capacitors.

特開2010−182426号公報JP 2010-182426 A 特開2009−246288号公報JP 2009-246288 A 特開2006−310365号公報JP 2006-310365 A 特表2011−511653号公報Special table 2011-511653 gazette 特開2011−26503号公報JP 2011-26503 A 特表2008−526502号公報Special table 2008-526502 gazette

しかしながら、特許文献1から6に記載された導電性高分子材料は保水性が低く、誘電体酸化皮膜の修復が不十分となり、該導電性高分子材料を固体電解質に用いた固体電解コンデンサは漏れ電流(以下、LCと示す)が増加し易い。本発明は、保水性の高い導電性高分子材料およびLCの低い固体電解コンデンサを提供することを目的とする。   However, the conductive polymer materials described in Patent Documents 1 to 6 have low water retention, and the dielectric oxide film is not sufficiently repaired. A solid electrolytic capacitor using the conductive polymer material as a solid electrolyte leaks. Current (hereinafter referred to as LC) tends to increase. An object of the present invention is to provide a conductive polymer material having high water retention and a solid electrolytic capacitor having low LC.

本発明に係る導電性高分子溶液は、架橋剤により架橋された構造を有するポリ陰イオン及び導電性高分子を含む導電性高分子粒子と、水及び水混和性有機溶媒の少なくとも一方と、を含む導電性高分子溶液であって、前記ポリ陰イオンの主鎖上の陰イオンのモル数に対する前記架橋剤のモル数の比率を示す架橋割合が、前記導電性高分子粒子の内部より前記導電性高分子粒子の表面の方が高い。   The conductive polymer solution according to the present invention comprises conductive polymer particles containing a polyanion having a structure crosslinked with a crosslinking agent and a conductive polymer, and at least one of water and a water-miscible organic solvent. A conductive polymer solution containing a cross-linking ratio indicating a ratio of the number of moles of the cross-linking agent to the number of moles of anions on the main chain of the poly anion is greater than that of the conductive polymer particles. The surface of the conductive polymer particles is higher.

本発明に係る導電性高分子材料は、本発明に係る導電性高分子溶液を乾燥し、水及び水混和性有機溶媒の少なくとも一方を除去して得られる。   The conductive polymer material according to the present invention is obtained by drying the conductive polymer solution according to the present invention and removing at least one of water and a water-miscible organic solvent.

本発明に係る固体電解コンデンサは、本発明に係る導電性高分子材料を含む固体電解質を備える。   The solid electrolytic capacitor according to the present invention includes a solid electrolyte containing the conductive polymer material according to the present invention.

本発明に係る固体電解コンデンサの製造方法は、多孔質体の弁作用金属を含む陽極導体の表面に誘電体層を形成する工程と、本発明に係る導電性高分子溶液を誘電体層上に塗布し、乾燥して導電性高分子層を形成する工程と、再化成を行う工程と、を含む。   The method for producing a solid electrolytic capacitor according to the present invention comprises a step of forming a dielectric layer on the surface of an anode conductor containing a porous valve action metal, and a conductive polymer solution according to the present invention on the dielectric layer. It includes a step of applying and drying to form a conductive polymer layer, and a step of re-forming.

本発明に係る導電性高分子溶液の製造方法は、導電性高分子を与えるモノマーを、架橋剤により架橋された構造を有するポリ陰イオンと、水及び水混和性有機溶媒の少なくとも一方とを含む溶液中で重合して、導電性高分子粒子を含む溶液を得る工程と、前記導電性高分子粒子の表面を架橋剤により架橋する工程と、を含む。   The method for producing a conductive polymer solution according to the present invention includes a monomer that gives a conductive polymer, a polyanion having a structure crosslinked with a crosslinking agent, and at least one of water and a water-miscible organic solvent. It includes a step of polymerizing in a solution to obtain a solution containing conductive polymer particles, and a step of crosslinking the surface of the conductive polymer particles with a crosslinking agent.

本発明によれば、保水性の高い導電性高分子材料およびLCの低い固体電解コンデンサが得られる。   According to the present invention, a conductive polymer material with high water retention and a solid electrolytic capacitor with low LC can be obtained.

本発明に係る固体電解コンデンサの一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the solid electrolytic capacitor which concerns on this invention.

(導電性高分子溶液)
本発明に係る導電性高分子溶液は、架橋剤により架橋された構造を有するポリ陰イオン及び導電性高分子を含む導電性高分子粒子と、水及び水混和性有機溶媒の少なくとも一方と、を含む導電性高分子溶液であって、前記ポリ陰イオンの主鎖上の陰イオンのモル数に対する前記架橋剤のモル数の比率を示す架橋割合が、前記導電性高分子粒子の内部より前記導電性高分子粒子の表面の方が高い。
(Conductive polymer solution)
The conductive polymer solution according to the present invention comprises conductive polymer particles containing a polyanion having a structure crosslinked with a crosslinking agent and a conductive polymer, and at least one of water and a water-miscible organic solvent. A conductive polymer solution containing a cross-linking ratio indicating a ratio of the number of moles of the cross-linking agent to the number of moles of anions on the main chain of the poly anion is greater than that of the conductive polymer particles. The surface of the conductive polymer particles is higher.

固体電解質として従来の導電性高分子層を備える固体電解コンデンサは、導電性高分子層が水を十分に保持することができない。このため、固体電解コンデンサの製造工程の一つである再化成において、誘電体層上の導電性高分子が障壁となり誘電体層に化成液が十分に供給されず、再化成による誘電体層の欠陥の修復が十分になされない。したがって、該固体電解コンデンサのLCは高い。   In a solid electrolytic capacitor having a conventional conductive polymer layer as a solid electrolyte, the conductive polymer layer cannot sufficiently hold water. For this reason, in re-forming, which is one of the manufacturing processes of a solid electrolytic capacitor, the conductive polymer on the dielectric layer becomes a barrier, and the chemical liquid is not sufficiently supplied to the dielectric layer. Defects are not fully repaired. Therefore, the LC of the solid electrolytic capacitor is high.

一方、本発明に係る導電性高分子溶液では、架橋剤により架橋された構造を有するポリ陰イオンを導電性高分子のドーパントとして用いることによって、得られる導電性高分子材料の保水性を向上させることができる。また、導電性高分子粒子の表面の架橋割合が、導電性高分子粒子の内部の架橋割合よりも高いため、得られる導電性高分子材料が吸水した際に、水分の外部への流出を抑制することができ、保水性をより向上させることができる。したがって、該導電性高分子溶液から得られる導電性高分子材料は高い保水性を有するため、該導電性高分子材料を含む固体電解質層は再化成において化成液を十分に保持できる。これにより、再化成時に誘電体層上に化成液が十分に供給されるため、誘電体層の欠陥が十分に修復され、LCの低い固体電解コンデンサが得られる。   On the other hand, in the conductive polymer solution according to the present invention, the water retention of the obtained conductive polymer material is improved by using a polyanion having a structure crosslinked by a crosslinking agent as a dopant for the conductive polymer. be able to. In addition, since the cross-linking ratio of the surface of the conductive polymer particles is higher than the internal cross-linking ratio of the conductive polymer particles, when the resulting conductive polymer material absorbs water, the outflow of moisture to the outside is suppressed. And water retention can be further improved. Therefore, since the conductive polymer material obtained from the conductive polymer solution has high water retention, the solid electrolyte layer containing the conductive polymer material can sufficiently hold the chemical conversion solution during re-forming. Thereby, since the chemical liquid is sufficiently supplied onto the dielectric layer at the time of re-forming, defects in the dielectric layer are sufficiently repaired, and a solid electrolytic capacitor having a low LC can be obtained.

[導電性高分子]
本発明に係る導電性高分子は、水および水混和性有機溶媒の少なくとも一方に溶解または分散している。本発明に係る導電性高分子としては、π共役系導電性高分子を用いることができ、例えばピロール、チオフェン、アニリン等の繰り返し単位を含む高分子が挙げられる。具体的には、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等が挙げられる。特に、導電性高分子としては、3,4−エチレンジオキシチオフェンまたはその誘導体の繰り返し単位を含む重合体が好ましい。具体的には、導電性高分子としては、下記式(1)で示される繰り返し単位を含むポリ(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。
[Conductive polymer]
The conductive polymer according to the present invention is dissolved or dispersed in at least one of water and a water-miscible organic solvent. As the conductive polymer according to the present invention, a π-conjugated conductive polymer can be used, and examples thereof include polymers containing repeating units such as pyrrole, thiophene, and aniline. Specifically, examples of the conductive polymer include polypyrrole, polythiophene, polyaniline, and derivatives thereof. In particular, the conductive polymer is preferably a polymer containing repeating units of 3,4-ethylenedioxythiophene or a derivative thereof. Specifically, as the conductive polymer, poly (3,4-ethylenedioxythiophene) containing a repeating unit represented by the following formula (1) or a derivative thereof is preferable.

Figure 2015010161
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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等が挙げられる。導電性高分子はホモポリマーでもコポリマーでもよい。また、これらの導電性高分子は一種を用いてもよく、二種以上を併用してもよい。   Examples of 3,4-ethylenedioxythiophene derivatives include 3,4- (1-alkyl) ethylenedioxythiophene such as 3,4- (1-hexyl) ethylenedioxythiophene. The conductive polymer may be a homopolymer or a copolymer. Moreover, these conductive polymers may use 1 type, and may use 2 or more types together.

導電性高分子溶液における導電性高分子の含有量は、溶媒である水および水混和性有機溶媒の少なくとも一方100質量部に対して、0.1質量部以上、30質量部以下であることが好ましく、0.5質量部以上、20質量部以下であることがより好ましい。   The content of the conductive polymer in the conductive polymer solution is 0.1 part by mass or more and 30 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of at least one of water as a solvent and a water-miscible organic solvent. Preferably, it is 0.5 parts by mass or more and 20 parts by mass or less.

本発明に係る導電性高分子の合成方法は特に限定されないが、例えば、ドーパントであるポリ陰イオン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ることにより合成することができる。   The method for synthesizing the conductive polymer according to the present invention is not particularly limited. For example, a monomer that gives the conductive polymer in a solvent containing a polyanion as a dopant is chemically oxidatively polymerized using an oxidizing agent. Can be synthesized.

[ポリ陰イオン]
本発明に係るポリ陰イオンは、前記導電性高分子から電子を引き抜いたり、前記導電性高分子に電子を与えたりすることにより、前記導電性高分子に導電性を付与するドーパントとして機能し、架橋剤により架橋された架橋構造を有する。具体的には、ポリ陰イオンとは、架橋構造を有し、かつ複数の陰イオンを有する化合物を示し、例えば架橋構造を有し、かつ複数の陰イオンを主鎖に有する高分子であることができる。ポリ陰イオンの陰イオンとしては、例えばカルボキシル基の陰イオン、スルホ基の陰イオン等が挙げられる。ポリ陰イオンはこれらを一種有していてもよく、二種以上有していてもよい。
[Poly anion]
The poly anion according to the present invention functions as a dopant that imparts conductivity to the conductive polymer by extracting electrons from the conductive polymer or by giving electrons to the conductive polymer. It has a crosslinked structure crosslinked by a crosslinking agent. Specifically, the polyanion refers to a compound having a crosslinked structure and having a plurality of anions, for example, a polymer having a crosslinked structure and having a plurality of anions in the main chain. Can do. Examples of the anion of the polyanion include a carboxyl group anion and a sulfo group anion. The poly anion may have one kind or two or more kinds.

架橋剤により架橋されるポリ陰イオンとしては、例えばポリアクリル酸、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等が挙げられる。これらの中でも、ポリ陰イオンとしては下記式(2)で示される繰り返し単位を含むポリスチレンスルホン酸が好ましい。   Examples of the polyanion crosslinked by the crosslinking agent include polycarboxylic acids such as polyacrylic acid, polymethacrylic acid, and polymaleic acid; polysulfonic acids such as polyvinyl sulfonic acid and polystyrene sulfonic acid; and co-polymers having these structural units. Examples include coalescence. Among these, as the polyanion, polystyrene sulfonic acid containing a repeating unit represented by the following formula (2) is preferable.

Figure 2015010161
Figure 2015010161

これらの架橋剤により架橋されるポリ陰イオンは一種を用いてもよく、二種以上を併用してもよい。   One kind of poly anions crosslinked by these crosslinking agents may be used, or two or more kinds may be used in combination.

ポリ陰イオンの質量平均分子量は、2000以上、500000以下であることが好ましく、10000以上、200000以下であることがより好ましく、30000以上、100000以下であることがさらに好ましい。質量平均分子量は、GPC(Gel Permeation Chromatography)測定で算出した値とする。   The mass average molecular weight of the polyanion is preferably 2,000 or more and 500,000 or less, more preferably 10,000 or more and 200,000 or less, and further preferably 30,000 or more and 100,000 or less. The mass average molecular weight is a value calculated by GPC (Gel Permeation Chromatography) measurement.

ポリ陰イオンの架橋部は陰イオンを有することが好ましい。ポリ陰イオンの架橋部が陰イオンを有することにより、架橋部における親水性が向上し、保水性が向上する。ポリ陰イオンの架橋部が有する陰イオンとしては、スルホ基の陰イオン、カルボキシル基の陰イオンが好ましい。なお、架橋部とは、ポリ陰イオンの架橋剤により架橋された部分を示し、ポリ陰イオンの架橋部が陰イオンを有するためには架橋剤がその主鎖上に陰イオンを有すればよい。   The cross-linked portion of the polyanion preferably has an anion. When the cross-linked portion of the polyanion has an anion, hydrophilicity in the cross-linked portion is improved and water retention is improved. As the anion possessed by the crosslinked portion of the polyanion, an anion having a sulfo group and an anion having a carboxyl group are preferable. In addition, a crosslinked part shows the part bridge | crosslinked by the crosslinking agent of poly anion, and in order for the crosslinked part of poly anion to have an anion, a crosslinking agent should just have an anion on the principal chain. .

架橋剤の主鎖上の炭素数は7から12が好ましく、8から11がより好ましく、10が特に好ましい。炭素数が7以上である場合、吸水時の膨張が大きくなるため、吸水量が増加する。一方、炭素数が12より大きくなると、吸水量は大きくなるものの保水性が低下する場合があるため、炭素数は12以下が好ましい。   The number of carbon atoms on the main chain of the cross-linking agent is preferably 7 to 12, more preferably 8 to 11, and particularly preferably 10. When the carbon number is 7 or more, the amount of water absorption increases because the expansion during water absorption increases. On the other hand, when the carbon number is greater than 12, the water retention amount may be increased, but the water retention may be lowered. Therefore, the carbon number is preferably 12 or less.

ポリ陰イオンの主鎖は架橋剤と結合するために架橋点を有する。該架橋点としては、陰イオンまたは不飽和結合が挙げられる。架橋剤としては、ポリ陰イオンの主鎖の陰イオンと反応する官能基を2つ以上有する化合物、またはポリ陰イオンの主鎖の不飽和結合と反応する官能基を2つ以上有する化合物であれば特に限定されない。しかしながら、陰イオンが架橋剤と架橋すると吸水性が低下するため、架橋剤としてはポリ陰イオンの主鎖の不飽和結合と反応する官能基を2つ以上有する化合物が好ましい。なお、不飽和結合は二重結合であっても三重結合であってもよい。   The main chain of the polyanion has a crosslinking point for bonding with the crosslinking agent. Examples of the crosslinking point include an anion and an unsaturated bond. The crosslinking agent may be a compound having two or more functional groups that react with an anion of the polyanion main chain, or a compound having two or more functional groups that react with an unsaturated bond of the poly anion main chain. If it does not specifically limit. However, since the water absorption decreases when the anion is crosslinked with the crosslinking agent, the crosslinking agent is preferably a compound having two or more functional groups that react with the unsaturated bond of the polyanion main chain. The unsaturated bond may be a double bond or a triple bond.

ポリ陰イオンの主鎖の陰イオンと反応する官能基としては、例えばエポキシ基、イソシアネート基、カルボキシル基、アミノ基、ヒドロキシル基、メルカプト基、アルデヒド基等が挙げられる。これらの官能基を2つ以上有する化合物としては、例えばジエポキシアルカン、ジエポキシアルカンスルホン酸、ジエポキシオール等のエポキシ化合物;エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジ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等のポリグリシジルエーテル;エピクロルヒドリン、α−メチルエピクロルヒドリン等のハロエポキシ化物;グルタルアルデヒド、グリオキザール等のポリアルデヒド;グリセリン、ペンタエリスリトール、エチレングリコール等のポリオール等が挙げられる。これらの中でも、架橋剤としては、ポリ陰イオンの主鎖の陰イオン、特にスルホ基の陰イオンとの反応性が高い観点から、エポキシ基を2つ以上有する化合物が好ましい。   Examples of the functional group that reacts with the anion of the main chain of the polyanion include an epoxy group, an isocyanate group, a carboxyl group, an amino group, a hydroxyl group, a mercapto group, and an aldehyde group. Examples of the compound having two or more of these functional groups include epoxy compounds such as diepoxyalkane, diepoxyalkanesulfonic acid, diepoxyol; ethylene glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, glycerol polyglycidyl ether, etc. Examples thereof include polyglycidyl ethers; haloepoxidized products such as epichlorohydrin and α-methylepichlorohydrin; polyaldehydes such as glutaraldehyde and glyoxal; polyols such as glycerin, pentaerythritol and ethylene glycol. Among these, as the crosslinking agent, a compound having two or more epoxy groups is preferable from the viewpoint of high reactivity with the anion of the polyanion main chain, particularly the anion of the sulfo group.

また、ポリ陰イオンの主鎖の不飽和結合と反応する官能基としては、ビニル基が好ましい。ビニル基を2つ以上有する化合物としては、ペンタジエン、ヘキサジエン、オクタジエン、ノナジエン、デカジエン、ウンデカジエン、ドデカジエン等のアルカジエン、アルカジエンスルホン酸、アルカジエンオール等のジエン化合物が挙げられる。これらの架橋剤は一種を用いてもよく、二種以上を併用してもよい。   The functional group that reacts with the unsaturated bond of the polyanion main chain is preferably a vinyl group. Examples of the compound having two or more vinyl groups include alkadienes such as pentadiene, hexadiene, octadiene, nonadiene, decadiene, undecadiene, and dodecadiene, and diene compounds such as alkadienesulfonic acid and alkadienol. These cross-linking agents may be used alone or in combination of two or more.

[導電性高分子粒子]
本発明に係る導電性高分子粒子は、架橋剤により架橋された構造を有するポリ陰イオンと、導電性高分子とを含む。導電性高分子溶液中では、導電性高分子およびポリ陰イオンは集まって平均粒子径が直径1〜5000nmの粒子として存在する。本発明では、ポリ陰イオンの主鎖上の陰イオンのモル数に対する架橋剤のモル数の比率を示す架橋割合が、導電性高分子粒子の内部より導電性高分子粒子の表面の方が高い。なお、導電性高分子粒子の表面とは、導電性高分子粒子の最表面から内部へ4nmまでの領域を示す。また、導電性高分子粒子の内部とは、前記導電性高分子粒子の表面以外の領域を示す。前記架橋割合は、FT−IRにより測定することができる。
[Conductive polymer particles]
The conductive polymer particle according to the present invention includes a polyanion having a structure crosslinked by a crosslinking agent and a conductive polymer. In the conductive polymer solution, the conductive polymer and the polyanion gather and exist as particles having an average particle diameter of 1 to 5000 nm. In the present invention, the surface of the conductive polymer particles has a higher crosslinking ratio indicating the ratio of the number of moles of the crosslinking agent to the number of moles of anions on the main chain of the polyanion than the inside of the conductive polymer particles. . The surface of the conductive polymer particles refers to a region of 4 nm from the outermost surface of the conductive polymer particles to the inside. Further, the inside of the conductive polymer particles refers to a region other than the surface of the conductive polymer particles. The crosslinking ratio can be measured by FT-IR.

導電性高分子粒子の内部の架橋割合は、ポリ陰イオンの主鎖上の陰イオン100モルに対して架橋剤が0.001〜7モルであることが好ましく、0.1〜4モルであることがより好ましく、0.5〜2.5モルであることがさらに好ましく、1〜1.5モルであることが特に好ましい。特に、導電性高分子粒子の内部の架橋割合は、ポリ陰イオンの主鎖上の陰イオン100モルに対して架橋剤が1.3モルであることが好ましい。該架橋割合が、ポリ陰イオンの主鎖上の陰イオン100モルに対して架橋剤が0.001モル以上であることにより、再化成時に架橋部が少ないことによる溶け出しを防止することができる。また、該架橋割合が、ポリ陰イオンの主鎖上の陰イオン100モルに対して架橋剤が7モル以下であることにより、再化成時に架橋部が多いことによる吸水性の阻害を抑制することができる。また、得られる導電性高分子材料の保水性の観点から、導電性高分子粒子の表面の架橋割合は、ポリ陰イオンの主鎖上の陰イオン100モルに対して架橋剤が1〜10モルであることが好ましく、2〜9モルであることがより好ましく、3〜8モルであることがさらに好ましい。なお、前述したように、導電性高分子粒子の表面の架橋割合は、導電性高分子粒子の内部の架橋割合よりも高い。導電性高分子粒子を架橋剤によりさらに架橋することによって、導電性高分子粒子の表面の架橋割合を導電性高分子粒子の内部の架橋割合よりも高くすることができる。   The cross-linking ratio inside the conductive polymer particles is preferably 0.001 to 7 mol, and preferably 0.1 to 4 mol of the cross-linking agent with respect to 100 mol of the anion on the polyanion main chain. More preferably, the amount is more preferably 0.5 to 2.5 mol, and particularly preferably 1 to 1.5 mol. In particular, the crosslinking ratio inside the conductive polymer particles is preferably 1.3 mol of the crosslinking agent with respect to 100 mol of the anion on the polyanion main chain. When the crosslinking ratio is 0.001 mol or more with respect to 100 mol of the anion on the main chain of the polyanion, it is possible to prevent the dissolution due to the small number of crosslinking portions at the time of re-forming. . In addition, when the crosslinking ratio is 7 mol or less with respect to 100 mol of the anion on the polyanion main chain, inhibition of water absorption due to a large number of cross-linking parts during re-forming is suppressed. Can do. Further, from the viewpoint of water retention of the obtained conductive polymer material, the crosslinking ratio of the surface of the conductive polymer particles is such that the crosslinking agent is 1 to 10 moles per 100 moles of anions on the main chain of the polyanion. It is preferable that it is 2-9 mol, it is more preferable that it is 3-8 mol. As described above, the cross-linking ratio on the surface of the conductive polymer particles is higher than the cross-linking ratio inside the conductive polymer particles. By further cross-linking the conductive polymer particles with a crosslinking agent, the cross-linking ratio on the surface of the conductive polymer particles can be made higher than the cross-linking ratio inside the conductive polymer particles.

ポリ陰イオンが不飽和結合を有するポリ陰イオンであり、導電性高分子粒子内部の架橋が、ポリ陰イオンの不飽和結合と架橋剤とが結合して形成された架橋であり、導電性高分子粒子表面の架橋が、ポリ陰イオンの陰イオンと架橋剤とが結合して形成された架橋であることが、導電性高分子粒子の保水性をより向上させることができるため好ましい。導電性高分子粒子内部の架橋に用いられる架橋剤としては、前記ビニル基を2つ以上有する化合物が好ましい。また、導電性高分子粒子表面の架橋に用いられる架橋剤としては、前記ポリ陰イオンの主鎖の陰イオンと反応する官能基を2つ以上有する化合物が好ましい。   The poly anion is a poly anion having an unsaturated bond, and the cross-linking inside the conductive polymer particle is a cross-link formed by combining the poly anionic unsaturated bond and the cross-linking agent. The cross-linking of the molecular particle surface is preferably a cross-linking formed by combining an anion of a polyanion and a cross-linking agent because the water retention of the conductive polymer particles can be further improved. As the crosslinking agent used for crosslinking inside the conductive polymer particles, a compound having two or more vinyl groups is preferable. Moreover, as a crosslinking agent used for bridge | crosslinking of the conductive polymer particle surface, the compound which has 2 or more of functional groups which react with the anion of the principal chain of the said poly anion is preferable.

導電性高分子粒子を架橋剤によりさらに架橋する方法としては、例えば導電性高分子粒子を含む溶液中で導電性高分子粒子と架橋剤とを反応させることにより行うことができる。また、導電性高分子粒子を含む溶液を塗布し乾燥して導電性高分子層を形成後、架橋剤を溶解または分散した溶液を浸漬させ、乾燥することによって、導電性高分子粒子の表面を架橋させることもできる。さらに、導電性高分子粒子を含む溶液に架橋剤を添加し、該溶液を塗布し乾燥して導電性高分子層を形成することで、導電性高分子粒子の表面を架橋させることもできる。該乾燥の温度としては、80度以上、300度以下であることが好ましい。なお、導電性高分子粒子の表面の架橋に用いられる架橋剤は、ポリ陰イオンの架橋時に用いられる架橋剤と同じであってもよく、異なっていてもよい。   As a method of further crosslinking the conductive polymer particles with a crosslinking agent, for example, the conductive polymer particles can be reacted with the crosslinking agent in a solution containing the conductive polymer particles. In addition, after a solution containing conductive polymer particles is applied and dried to form a conductive polymer layer, a solution in which a crosslinking agent is dissolved or dispersed is dipped and dried, so that the surface of the conductive polymer particles is dried. It can also be crosslinked. Furthermore, the surface of the conductive polymer particles can be crosslinked by adding a crosslinking agent to the solution containing the conductive polymer particles, applying the solution, and drying to form a conductive polymer layer. The drying temperature is preferably 80 ° C. or more and 300 ° C. or less. The cross-linking agent used for cross-linking the surface of the conductive polymer particles may be the same as or different from the cross-linking agent used when the poly anion is cross-linked.

[溶媒]
本発明に係る導電性高分子溶液は、溶媒として水および水混和性有機溶媒の少なくとも一方を含む。水混和性有機溶媒としては、水と混和する有機溶媒であれば特に限定されないが、メタノール、エタノール、プロパノール、酢酸等のプロトン性極性溶媒;N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、アセトニトリル、アセトン等の非プロトン性極性溶媒が好ましい。水混和性有機溶媒としては、ジメチルスルホキシドがより好ましい。これらは一種を用いてもよく、二種以上を併用してもよい。
[solvent]
The conductive polymer solution according to the present invention contains at least one of water and a water-miscible organic solvent as a solvent. The water-miscible organic solvent is not particularly limited as long as it is an organic solvent miscible with water, but is a protic polar solvent such as methanol, ethanol, propanol, acetic acid; N, N-dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, acetonitrile, acetone, etc. Are preferred aprotic polar solvents. As the water-miscible organic solvent, dimethyl sulfoxide is more preferable. These may use 1 type and may use 2 or more types together.

(導電性高分子材料)
本発明に係る導電性高分子材料は、本発明に係る導電性高分子溶液を乾燥し、水および水混和性有機溶媒の少なくとも一方を除去して得られる。前述したように、本発明に係る導電性高分子材料は高い保水性を示す。溶媒である水および水混和性有機溶媒の少なくとも一方を除去するための乾燥の温度は、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℃以下が好ましい。
(Conductive polymer material)
The conductive polymer material according to the present invention can be obtained by drying the conductive polymer solution according to the present invention and removing at least one of water and a water-miscible organic solvent. As described above, the conductive polymer material according to the present invention exhibits high water retention. The drying temperature for removing at least one of the solvent water and the water-miscible organic solvent is not particularly limited as long as it is not higher than the decomposition temperature of the conductive polymer, but is preferably 300 ° C. or lower.

(固体電解コンデンサ)
本発明に係る固体電解コンデンサは、本発明に係る導電性高分子材料を含む固体電解質を備える。固体電解質が本発明に係る導電性高分子材料を含むことにより保水性が向上し、再化成時に誘電体層の欠陥が十分に修復されるため、低LCを実現することができる。
(Solid electrolytic capacitor)
The solid electrolytic capacitor according to the present invention includes a solid electrolyte containing the conductive polymer material according to the present invention. Since the solid electrolyte includes the conductive polymer material according to the present invention, water retention is improved, and defects in the dielectric layer are sufficiently repaired at the time of re-forming, so that low LC can be realized.

本発明に係る固体電解コンデンサの一例の断面図を図1に示す。図1に示す固体電解コンデンサには、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ている。   A cross-sectional view of an example of a solid electrolytic capacitor according to the present invention is shown in FIG. In the solid electrolytic capacitor shown in FIG. 1, 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、弁作用金属を有する金属の板、箔または線、弁作用を有する金属微粒子を含む焼結体、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等が挙げられる。これらの中でも、弁作用金属としては、タンタル、アルミニウムおよびニオブからなる群から選択される少なくとも1種の金属であることが好ましい。これらは一種を用いてもよく、二種以上を併用してもよい。   The anode conductor 1 is formed of a metal plate having a valve action metal, a foil or a wire, a sintered body containing metal fine particles having a valve action, a porous metal subjected to surface expansion treatment by etching, or the like. Examples of the valve action metal include tantalum, aluminum, titanium, niobium, zirconium, and alloys thereof. Among these, the valve metal is preferably at least one metal selected from the group consisting of tantalum, aluminum, and niobium. These may use 1 type and may use 2 or more types together.

誘電体層2は、陽極導体1の表面を電解酸化して得られる酸化皮膜であり、陽極導体1の空孔部にも形成されている。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 an oxide film obtained by electrolytic oxidation of the surface of the anode conductor 1, and is also formed in the pores of the anode conductor 1. 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、本発明に係る導電性高分子材料を含む。固体電解質層3には、本発明に係る導電性高分子材料以外にも、二酸化マンガン、酸化ルテニウム等の酸化物誘導体、TCNQ(7,7,8,8−テトラシアノキノジメタンコンプレックス塩)等の有機物半導体等が含まれていてもよい。また、固体電解質層3には、水、電解液、イオン溶液等の溶液が含まれていてもよい。固体電解質層3の形成方法としては特に限定されないが、例えば以下に示す方法が挙げられる。陽極導体1の表面に形成された誘電体層2上に本発明に係る導電性高分子溶液を塗布または含浸し、乾燥して固体電解質層3を形成する。その後、これをアジピン酸、クエン酸、リン酸またはそれらのアンモニウム塩水溶液等に含浸し、電圧を印加することにより再化成を行うことで、誘電体層2の欠陥を修復する。   The solid electrolyte layer 3 includes the conductive polymer material according to the present invention. In addition to the conductive polymer material according to the present invention, the solid electrolyte layer 3 includes oxide derivatives such as manganese dioxide and ruthenium oxide, TCNQ (7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane complex salt) and the like. Organic semiconductors or the like may be included. The solid electrolyte layer 3 may contain a solution such as water, an electrolytic solution, or an ionic solution. Although it does not specifically limit as a formation method of the solid electrolyte layer 3, For example, the method shown below is mentioned. The conductive polymer solution according to the present invention is applied or impregnated on the dielectric layer 2 formed on the surface of the anode conductor 1 and dried to form the solid electrolyte layer 3. Thereafter, this is impregnated in an aqueous solution of adipic acid, citric acid, phosphoric acid, or an ammonium salt thereof, and re-chemical conversion is performed by applying a voltage, thereby repairing defects in the dielectric layer 2.

また、固体電解質層3は2層以上であってもよい。この場合、複数の層を含む固体電解質層3のうち、少なくとも1層が本発明に係る導電性高分子材料を含めばよい。図1に示す第一の導電性高分子層3Aおよび第二の導電性高分子層3Bからなる固体電解質層3の形成方法としては、例えば以下に示す方法が挙げられる。陽極導体1の表面に形成された誘電体層2上に、本発明に係る導電性高分子溶液を塗布または含浸し、乾燥することにより、第一の導電性高分子層3Aを形成する。その後、再化成を行う。次に、導電性高分子を与えるモノマーを含む溶液を用いて化学酸化重合または電解重合することにより、第一の導電性高分子層3A上に本発明に係る導電性高分子材料を含まない第二の導電性高分子層3Bを形成する。なお、第一の導電性高分子層3Aが本発明に係る導電性高分子材料を含まず、第二の導電性高分子層3Bが本発明に係る導電性高分子材料を含む形態であってもよく、第一の導電性高分子層3Aおよび第二の導電性高分子層3Bがそれぞれ異なる本発明に係る導電性高分子材料を含む形態であってもよい。   Further, the solid electrolyte layer 3 may be two or more layers. In this case, at least one of the solid electrolyte layers 3 including a plurality of layers may include the conductive polymer material according to the present invention. Examples of a method for forming the solid electrolyte layer 3 including the first conductive polymer layer 3A and the second conductive polymer layer 3B shown in FIG. 1 include the following methods. On the dielectric layer 2 formed on the surface of the anode conductor 1, the first conductive polymer layer 3A is formed by applying or impregnating the conductive polymer solution according to the present invention and drying. After that, re-forming is performed. Next, by conducting chemical oxidative polymerization or electrolytic polymerization using a solution containing a monomer that gives a conductive polymer, the first conductive polymer layer 3A containing no conductive polymer material according to the present invention is added. The second conductive polymer layer 3B is formed. The first conductive polymer layer 3A does not include the conductive polymer material according to the present invention, and the second conductive polymer layer 3B includes the conductive polymer material according to the present invention. Alternatively, the first conductive polymer layer 3A and the second conductive polymer layer 3B may include different conductive polymer materials according to the present invention.

陰極導体4は、導体であれば特に限定されない。陰極導体4は、例えば図1に示すように、グラファイト等からなるカーボン層5と、銀導電性樹脂層6とからなる2層構造であってもよい。   The cathode conductor 4 is not particularly limited as long as it is a conductor. For example, as shown in FIG. 1, the cathode conductor 4 may have a two-layer structure including a carbon layer 5 made of graphite or the like and a silver conductive resin layer 6.

(固体電解コンデンサの製造方法)
本発明に係る固体電解コンデンサの製造方法は、多孔質体の弁作用金属を含む陽極導体の表面に誘電体層を形成する工程と、本発明に係る導電性高分子溶液を前記誘電体層上に塗布し、乾燥して導電性高分子層を形成する工程と、再化成を行う工程と、を含む。前述したように、本発明に係る導電性高分子溶液から得られる導電性高分子材料は高い保水性を有するため、該導電性高分子材料を用いて導電性高分子層を形成することにより、再化成時に誘電体層上に化成液が十分に供給され、誘電体層の欠陥が十分に修復される。これにより、LCの低い固体電解コンデンサが得られる。
(Method for manufacturing solid electrolytic capacitor)
The method for producing a solid electrolytic capacitor according to the present invention includes a step of forming a dielectric layer on the surface of an anode conductor containing a porous valve-acting metal, and a conductive polymer solution according to the present invention on the dielectric layer. And a step of forming a conductive polymer layer by drying, and a step of re-forming. As described above, since the conductive polymer material obtained from the conductive polymer solution according to the present invention has high water retention, by forming a conductive polymer layer using the conductive polymer material, At the time of re-forming, a chemical conversion solution is sufficiently supplied onto the dielectric layer, and defects in the dielectric layer are sufficiently repaired. Thereby, a solid electrolytic capacitor having a low LC can be obtained.

導電性高分子溶液を誘電体層上に塗布する方法としては特に限定されず、例えば陽極導体を導電性高分子溶液に浸漬させることで塗布することができる。再化成とは、化成液により化成処理を行う工程であり、再化成を行うことにより誘電体層の欠陥が修復される。化成液としては、例えばアジピン酸、クエン酸、リン酸またはそれらのアンモニウム塩水溶液等を用いることができる。これらは一種を用いてもよく、二種以上を併用してもよい。再化成の方法としては、例えば、導電性高分子層を前記化成液に含浸し、電圧を印加することにより行うことができる。   The method for applying the conductive polymer solution onto the dielectric layer is not particularly limited. For example, the conductive polymer solution can be applied by immersing the anode conductor in the conductive polymer solution. The re-chemical conversion is a step of performing chemical conversion treatment with a chemical conversion solution, and defects in the dielectric layer are repaired by performing chemical conversion. As the chemical conversion solution, for example, adipic acid, citric acid, phosphoric acid, or an ammonium salt aqueous solution thereof can be used. These may use 1 type and may use 2 or more types together. The re-chemical conversion method can be performed, for example, by impregnating a conductive polymer layer into the chemical conversion solution and applying a voltage.

(導電性高分子溶液の製造方法)
本発明に係る導電性高分子溶液の製造方法は、導電性高分子を与えるモノマーを、架橋剤により架橋された構造を有するポリ陰イオンと、水及び水混和性有機溶媒の少なくとも一方とを含む溶液中で重合して、導電性高分子粒子を含む溶液を得る工程と、前記導電性高分子粒子の表面を架橋剤により架橋する工程と、を含む。導電性高分子粒子の表面を架橋剤によりさらに架橋することで、架橋割合が、導電性高分子粒子の内部より導電性高分子粒子の表面の方が高い導電性高分子溶液が得られる。
(Method for producing conductive polymer solution)
The method for producing a conductive polymer solution according to the present invention includes a monomer that gives a conductive polymer, a polyanion having a structure crosslinked with a crosslinking agent, and at least one of water and a water-miscible organic solvent. It includes a step of polymerizing in a solution to obtain a solution containing conductive polymer particles, and a step of crosslinking the surface of the conductive polymer particles with a crosslinking agent. By further crosslinking the surface of the conductive polymer particles with a crosslinking agent, a conductive polymer solution having a higher crosslinking ratio on the surface of the conductive polymer particles than in the interior of the conductive polymer particles can be obtained.

(実施例1)
[導電性高分子溶液の調製]
ポリスチレンスルホン酸20gと、架橋剤である1,2,5,6−ジエポキシヘキサン0.2gとを溶媒である水100mlに溶解した。溶液を80℃に保温し、24時間攪拌して反応させることで、ポリ陰イオンである架橋構造を有するポリスチレンスルホン酸を合成した。該架橋構造を有するポリスチレンスルホン酸5g、3,4−エチレンジオキシチオフェン1.25g及び硫酸鉄(III)0.125gを、水50mlに溶解した。この溶液に24時間にわたって空気を導入し、導電性高分子粒子を含む溶液を製造した。架橋剤である1,2,5,6−ジエポキシヘキサン0.05gを調製した導電性高分子粒子を含む溶液50mlに添加した。この溶液を80℃に保温し、24時間攪拌して反応させることで、導電性高分子粒子の表面をさらに架橋した。これにより、導電性高分子溶液を調製した。
Example 1
[Preparation of conductive polymer solution]
20 g of polystyrene sulfonic acid and 0.2 g of 1,2,5,6-diepoxyhexane as a crosslinking agent were dissolved in 100 ml of water as a solvent. The solution was kept at 80 ° C. and stirred for 24 hours to react, thereby synthesizing polystyrene sulfonic acid having a crosslinked structure as a polyanion. 5 g of polystyrene sulfonic acid having the crosslinked structure, 1.25 g of 3,4-ethylenedioxythiophene and 0.125 g of iron (III) sulfate were dissolved in 50 ml of water. Air was introduced into this solution for 24 hours to produce a solution containing conductive polymer particles. 0.05 g of 1,2,5,6-diepoxyhexane as a crosslinking agent was added to 50 ml of a solution containing conductive polymer particles prepared. This solution was kept at 80 ° C. and stirred for 24 hours to react to further crosslink the surface of the conductive polymer particles. Thereby, a conductive polymer solution was prepared.

[導電性高分子材料の吸水率の測定]
アルミニウム基板上に前記導電性高分子溶液を15μl滴下した。これを125℃の恒温槽内に入れて水を揮発させることで、約5μmの厚さの導電性高分子材料の膜を作製した。その後、該導電性高分子材料の膜を水に10分間浸漬し、大気中で1時間放置した。カールフィッシャー法の水分率計(製品名:CP−200型卓上型 電量法水分計、VA−200型水分気化装置、株式会社三菱化学アナリテック製)を用いて、該導電性高分子材料の膜の保水性を評価するために吸水率を測定した。結果を表1に示す。なお、吸水率は、導電性高分子材料の膜の水分を除く質量に対する水分の質量の割合を示す値である。
[Measurement of water absorption of conductive polymer materials]
15 μl of the conductive polymer solution was dropped on an aluminum substrate. This was placed in a thermostat at 125 ° C. and the water was volatilized to produce a conductive polymer material film having a thickness of about 5 μm. Thereafter, the film of the conductive polymer material was immersed in water for 10 minutes and left in the air for 1 hour. Using a Karl Fischer method moisture content meter (product name: CP-200 type tabletop coulometric method moisture meter, VA-200 type moisture vaporizer, manufactured by Mitsubishi Chemical Analytech Co., Ltd.), the film of the conductive polymer material In order to evaluate the water retention, the water absorption was measured. The results are shown in Table 1. The water absorption is a value indicating the ratio of the mass of moisture to the mass excluding moisture of the film of the conductive polymer material.

(実施例2)
ポリスチレンスルホン酸の架橋および導電性高分子粒子の表面の架橋に用いる架橋剤として、1,2,5,6−ジエポキシヘキサンの代わりに、1,2:6,7−ジエポキシヘプタンを用いた以外は実施例1と同様に導電性高分子溶液を調製し、導電性高分子材料の吸水率を測定した。結果を表1に示す。
(Example 2)
1,2: 6,7-diepoxyheptane was used in place of 1,2,5,6-diepoxyhexane as a crosslinking agent used for crosslinking polystyrene sulfonate and the surface of the conductive polymer particles. Except for the above, a conductive polymer solution was prepared in the same manner as in Example 1, and the water absorption rate of the conductive polymer material was measured. The results are shown in Table 1.

(実施例3)
ポリスチレンスルホン酸の架橋および導電性高分子粒子の表面の架橋に用いる架橋剤として、1,2,5,6−ジエポキシヘキサンの代わりに、1,2:7,8−ジエポキシオクタンを用いた以外は実施例1と同様に導電性高分子溶液を調製し、導電性高分子材料の吸水率を測定した。結果を表1に示す。
Example 3
1,2: 7,8-diepoxyoctane was used in place of 1,2,5,6-diepoxyhexane as a crosslinking agent used for crosslinking of polystyrene sulfonic acid and the surface of the conductive polymer particles. Except for the above, a conductive polymer solution was prepared in the same manner as in Example 1, and the water absorption rate of the conductive polymer material was measured. The results are shown in Table 1.

(実施例4)
ポリスチレンスルホン酸の架橋および導電性高分子粒子の表面の架橋に用いる架橋剤として、1,2,5,6−ジエポキシヘキサンの代わりに、1,2:11,12−ジエポキシドデカンを用いた以外は実施例1と同様に導電性高分子溶液を調製し、導電性高分子材料の吸水率を測定した。結果を表1に示す。
Example 4
Instead of 1,2,5,6-diepoxyhexane, 1,2,11,12-diepoxydodecane was used as a crosslinking agent for crosslinking of polystyrene sulfonic acid and the surface of the conductive polymer particles. Except for the above, a conductive polymer solution was prepared in the same manner as in Example 1, and the water absorption rate of the conductive polymer material was measured. The results are shown in Table 1.

(実施例5)
ポリスチレンスルホン酸の架橋および導電性高分子粒子の表面の架橋に用いる架橋剤として、1,2,5,6−ジエポキシヘキサンの代わりに、1,2:11,12−ジエポキシトリデカンを用いた以外は実施例1と同様に導電性高分子溶液を調製し、導電性高分子材料の吸水率を測定した。結果を表1に示す。
(Example 5)
Instead of 1,2,5,6-diepoxyhexane, 1,2,11,12-diepoxytridecane is used as a crosslinking agent for crosslinking of polystyrene sulfonic acid and the surface of conductive polymer particles. A conductive polymer solution was prepared in the same manner as in Example 1 except that the water absorption rate of the conductive polymer material was measured. The results are shown in Table 1.

(実施例6)
ポリスチレンスルホン酸の架橋および導電性高分子粒子の表面の架橋に用いる架橋剤として、1,2,5,6−ジエポキシヘキサンの代わりに、1,2:7,8−ジエポキシオクタン−4−スルホン酸を用いた以外は実施例1と同様に導電性高分子溶液を調製し、導電性高分子材料の吸水率を測定した。結果を表1に示す。
(Example 6)
In place of 1,2,5,6-diepoxyhexane, 1,2: 7,8-diepoxyoctane-4-4 instead of 1,2,5,6-diepoxyhexane is used as a crosslinking agent for crosslinking of polystyrenesulfonic acid and the surface of the conductive polymer particles. A conductive polymer solution was prepared in the same manner as in Example 1 except that sulfonic acid was used, and the water absorption rate of the conductive polymer material was measured. The results are shown in Table 1.

(実施例7)
スチレンスルホン酸ナトリウム20gとアセチレン0.2gを水60gに溶解した。また、過硫酸アンモニウム0.05gを水5gに溶解させた。あらかじめ窒素置換した重合容器に水20gを仕込んで撹拌しつつ、90℃に昇温した後、前記スチレンスルホン酸ナトリウム溶液および前記過硫酸アンモニウム溶液をそれぞれ4時間かけて添加して、重合を行った。その後2時間熟成を行い、重合物水溶液を得た。該重合物水溶液を、電気透析機を用いてイオン交換し、不純物イオンを除去した。これにより、不飽和結合を有する架橋前のポリ陰イオンを含む水溶液を調製した。
(Example 7)
20 g of sodium styrenesulfonate and 0.2 g of acetylene were dissolved in 60 g of water. Moreover, 0.05 g of ammonium persulfate was dissolved in 5 g of water. 20 g of water was charged in a polymerization vessel previously purged with nitrogen, and the temperature was raised to 90 ° C. while stirring, and then the sodium styrenesulfonate solution and the ammonium persulfate solution were added over 4 hours to perform polymerization. Thereafter, aging was performed for 2 hours to obtain a polymer aqueous solution. The polymer aqueous solution was ion-exchanged using an electrodialyzer to remove impurity ions. Thereby, the aqueous solution containing the poly anion before crosslinking which has an unsaturated bond was prepared.

次に、前記不飽和結合を有する架橋前のポリ陰イオンを含む水溶液100gに、架橋剤であるヘキサジエン(0.2g)を溶解した。また、過硫酸アンモニウム0.05gを水5gに溶解させた。ヘキサジエンを溶解した不飽和結合を有する架橋前のポリ陰イオンを含む水溶液を90℃に昇温した後、前記過硫酸アンモニウム溶液を4時間かけて添加し、重合を行った。その後2時間熟成することで、不飽和結合を有するポリ陰イオンを合成した。   Next, hexadiene (0.2 g) as a crosslinking agent was dissolved in 100 g of an aqueous solution containing a polyanion before crosslinking having an unsaturated bond. Moreover, 0.05 g of ammonium persulfate was dissolved in 5 g of water. An aqueous solution containing a polyanion before crosslinking having an unsaturated bond in which hexadiene was dissolved was heated to 90 ° C., and then the ammonium persulfate solution was added over 4 hours to carry out polymerization. Thereafter, polyanions having an unsaturated bond were synthesized by aging for 2 hours.

前記不飽和結合を有するポリ陰イオン5g、3,4−エチレンジオキシチオフェン1.25g及び硫酸鉄(III)0.125gを水50mlに溶解した。この溶液に24時間にわたって空気を導入し、導電性高分子粒子を含む溶液を調製した。架橋剤である1,7−オクタジエン−4−スルホン酸0.05gを、前記導電性高分子粒子を含む溶液50mlに添加した。また、過硫酸アンモニウム0.05gを水5gに溶解させた。1,7−オクタジエン−4−スルホン酸を添加した導電性高分子粒子を含む溶液を90℃に昇温した後、前記過硫酸アンモニウム溶液を4時間かけて添加し、重合を行った。その後2時間熟成を行い、導電性高分子粒子の表面をさらに架橋することで、導電性高分子溶液を調製した。その後、実施例1と同様に導電性高分子材料の吸水率の測定を行った。結果を表1に示す。   5 g of the polyanion having an unsaturated bond, 1.25 g of 3,4-ethylenedioxythiophene and 0.125 g of iron (III) sulfate were dissolved in 50 ml of water. Air was introduced into this solution for 24 hours to prepare a solution containing conductive polymer particles. 0.05 g of 1,7-octadiene-4-sulfonic acid as a cross-linking agent was added to 50 ml of the solution containing the conductive polymer particles. Moreover, 0.05 g of ammonium persulfate was dissolved in 5 g of water. The temperature of the solution containing conductive polymer particles added with 1,7-octadiene-4-sulfonic acid was raised to 90 ° C., and then the ammonium persulfate solution was added over 4 hours to carry out polymerization. Thereafter, aging was performed for 2 hours, and the surface of the conductive polymer particles was further crosslinked to prepare a conductive polymer solution. Thereafter, the water absorption rate of the conductive polymer material was measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

(実施例8)
実施例7と同様に導電性高分子粒子を含む溶液を製造した。架橋剤である1,2:7,8−ジエポキシオクタン−4−スルホン酸0.05gを、該導電性高分子粒子を含む溶液50mlに添加した。該溶液を80℃に保温し、24時間攪拌して反応させ、導電性高分子粒子の表面をさらに架橋することで、導電性高分子溶液を調製した。その後、実施例1と同様に導電性高分子材料の吸水率の測定を行った。結果を表1に示す。
(Example 8)
A solution containing conductive polymer particles was produced in the same manner as in Example 7. 0.05 g of 1,2: 7,8-diepoxyoctane-4-sulfonic acid as a cross-linking agent was added to 50 ml of the solution containing the conductive polymer particles. The solution was kept at 80 ° C., stirred for 24 hours to react, and the surface of the conductive polymer particles was further crosslinked to prepare a conductive polymer solution. Thereafter, the water absorption rate of the conductive polymer material was measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

(比較例1)
質量平均分子量が50000のポリスチレンスルホン酸5g、3,4−エチレンジオキシチオフェン1.25g及び硫酸鉄(III)0.125gを水(50ml)に溶解した。この溶液に24時間にわたって空気を導入し、ポリチオフェン溶液を製造した。その後、該ポリチオフェン溶液を用いて実施例1と同様に導電性高分子材料の膜を作製し、吸水率の測定を行った。結果を表1に示す。
(Comparative Example 1)
5 g of polystyrene sulfonic acid having a mass average molecular weight of 50,000, 1.25 g of 3,4-ethylenedioxythiophene and 0.125 g of iron (III) sulfate were dissolved in water (50 ml). Air was introduced into this solution for 24 hours to produce a polythiophene solution. Thereafter, a film of a conductive polymer material was produced using the polythiophene solution in the same manner as in Example 1, and the water absorption rate was measured. The results are shown in Table 1.

(比較例2)
ポリスチレンスルホン酸20gと、架橋剤である1,2,5,6−ジエポキシヘキサン0.2gとを溶媒である水100mlに溶解した。溶液を80℃に保温し、24時間攪拌して反応させることで、ポリ陰イオンである架橋構造を有するポリスチレンスルホン酸を合成した。該架橋構造を有するポリスチレンスルホン酸5g、3,4−エチレンジオキシチオフェン1.25g及び硫酸鉄(III)0.125gを、水50mlに溶解した。この溶液に24時間にわたって空気を導入し、導電性高分子粒子を含む溶液を製造した。その後、該溶液を用いて実施例1と同様に導電性高分子材料の膜を作製し、吸水率の測定を行った。結果を表1に示す。
(Comparative Example 2)
20 g of polystyrene sulfonic acid and 0.2 g of 1,2,5,6-diepoxyhexane as a crosslinking agent were dissolved in 100 ml of water as a solvent. The solution was kept at 80 ° C. and stirred for 24 hours to react, thereby synthesizing polystyrene sulfonic acid having a crosslinked structure as a polyanion. 5 g of polystyrene sulfonic acid having the crosslinked structure, 1.25 g of 3,4-ethylenedioxythiophene and 0.125 g of iron (III) sulfate were dissolved in 50 ml of water. Air was introduced into this solution for 24 hours to produce a solution containing conductive polymer particles. Thereafter, a film of a conductive polymer material was produced using the solution in the same manner as in Example 1, and the water absorption rate was measured. The results are shown in Table 1.

(実施例9)
[固体電解コンデンサの作製]
実施例1で調製した導電性高分子溶液を用いて固体電解コンデンサを作製した。陽極導体として、エッチングにより拡面処理された3×4mmの多孔質体アルミニウム箔を用いた。該陽極導体は、表面に酸化皮膜である誘電体層を備える。該陽極導体を、実施例1で調製した導電性高分子溶液に浸漬した。これを125℃の恒温槽中で乾燥し、固化させて、固体電解質層を形成した。その後、0.3質量%のリン酸中で電圧を印加することにより再化成を行い、誘電体層の欠陥を修復した。その後、固体電解質層上に、グラファイト層、銀導電性樹脂層を順次形成し、固体電解コンデンサを作製した。
Example 9
[Production of solid electrolytic capacitors]
A solid electrolytic capacitor was produced using the conductive polymer solution prepared in Example 1. As the anode conductor, a 3 × 4 mm porous aluminum foil that had been subjected to surface expansion by etching was used. The anode conductor includes a dielectric layer that is an oxide film on the surface. The anode conductor was immersed in the conductive polymer solution prepared in Example 1. This was dried in a constant temperature bath at 125 ° C. and solidified to form a solid electrolyte layer. Thereafter, re-chemical conversion was performed by applying a voltage in 0.3% by mass of phosphoric acid to repair defects in the dielectric layer. Thereafter, a graphite layer and a silver conductive resin layer were sequentially formed on the solid electrolyte layer to produce a solid electrolytic capacitor.

[LC測定]
作製した固体電解コンデンサについて、LCメーターを用いてLCを測定した。結果を表2に示す。
[LC measurement]
About the produced solid electrolytic capacitor, LC was measured using LC meter. The results are shown in Table 2.

(実施例10)
実施例9と同様の誘電体層を備える陽極導体を、3,4−エチレンジオキシチオフェンを含むモノマー溶液と、ドーパントとしての1,3,6−ナフタレントリスルホン酸と、酸化剤であるペルオキソ二硫酸アンモニウムを含む酸化剤溶液と、を含む溶液に浸漬させた。浸漬を数回繰り返し、化学酸化重合法によってポリ3,4−エチレンジオキシチオフェンを含む第一の導電性高分子層を形成した。その後、これを実施例1で調製した導電性高分子溶液に浸漬した。これを125℃の恒温槽中で乾燥し、固化させて、第二の導電性高分子層を形成した。その後、0.3質量%のリン酸中で電圧を印加することにより再化成を行い、誘電体層の欠陥を修復した。その後、第二の導電性高分子層上に、グラファイト層、銀導電性樹脂層を順次形成し、固体電解コンデンサを作製した。該固体電解コンデンサについて、実施例9と同様にLC測定を行った。結果を表2に示す。
(Example 10)
An anode conductor having a dielectric layer similar to that in Example 9 was prepared by using a monomer solution containing 3,4-ethylenedioxythiophene, 1,3,6-naphthalenetrisulfonic acid as a dopant, and peroxodioxide as an oxidizing agent. And an oxidizer solution containing ammonium sulfate. Immersion was repeated several times, and a first conductive polymer layer containing poly 3,4-ethylenedioxythiophene was formed by chemical oxidative polymerization. Then, this was immersed in the conductive polymer solution prepared in Example 1. This was dried in a constant temperature bath at 125 ° C. and solidified to form a second conductive polymer layer. Thereafter, re-chemical conversion was performed by applying a voltage in 0.3% by mass of phosphoric acid to repair defects in the dielectric layer. Thereafter, a graphite layer and a silver conductive resin layer were sequentially formed on the second conductive polymer layer to produce a solid electrolytic capacitor. The solid electrolytic capacitor was subjected to LC measurement in the same manner as in Example 9. The results are shown in Table 2.

(実施例11)
実施例9と同様の誘電体層を備える陽極導体を、実施例1で調製した導電性高分子溶液に浸漬した。これを125℃の恒温槽中で乾燥し、固化させて、第一の導電性高分子層を形成した。その後、0.3質量%のリン酸中で電圧を印加することにより再化成を行い、誘電体層の欠陥を修復した。次に、これを比較例1で調製した導電性高分子溶液に浸漬した。これを125℃の恒温槽中で乾燥し、固化させて、第二の導電性高分子層を形成した。その後、第二の導電性高分子層上に、グラファイト層、銀導電性樹脂層を順次形成し、固体電解コンデンサを作製した。該固体電解コンデンサについて、実施例9と同様にLC測定を行った。結果を表2に示す。
(Example 11)
An anode conductor having a dielectric layer similar to that in Example 9 was immersed in the conductive polymer solution prepared in Example 1. This was dried in a constant temperature bath at 125 ° C. and solidified to form a first conductive polymer layer. Thereafter, re-chemical conversion was performed by applying a voltage in 0.3% by mass of phosphoric acid to repair defects in the dielectric layer. Next, this was immersed in the conductive polymer solution prepared in Comparative Example 1. This was dried in a constant temperature bath at 125 ° C. and solidified to form a second conductive polymer layer. Thereafter, a graphite layer and a silver conductive resin layer were sequentially formed on the second conductive polymer layer to produce a solid electrolytic capacitor. The solid electrolytic capacitor was subjected to LC measurement in the same manner as in Example 9. The results are shown in Table 2.

(実施例12)
導電性高分子層の形成において、実施例2で調製した導電性高分子溶液を用いた以外は実施例9と同様に固体電解コンデンサを作製し、LC測定を行った。結果を表2に示す。
(Example 12)
In the formation of the conductive polymer layer, a solid electrolytic capacitor was produced in the same manner as in Example 9 except that the conductive polymer solution prepared in Example 2 was used, and LC measurement was performed. The results are shown in Table 2.

(実施例13)
導電性高分子層の形成において、実施例3で調製した導電性高分子溶液を用いた以外は実施例9と同様に固体電解コンデンサを作製し、LC測定を行った。結果を表2に示す。
(Example 13)
In the formation of the conductive polymer layer, a solid electrolytic capacitor was produced in the same manner as in Example 9 except that the conductive polymer solution prepared in Example 3 was used, and LC measurement was performed. The results are shown in Table 2.

(実施例14)
導電性高分子層の形成において、実施例4で調製した導電性高分子溶液を用いた以外は実施例9と同様に固体電解コンデンサを作製し、LC測定を行った。結果を表2に示す。
(Example 14)
In the formation of the conductive polymer layer, a solid electrolytic capacitor was produced in the same manner as in Example 9 except that the conductive polymer solution prepared in Example 4 was used, and LC measurement was performed. The results are shown in Table 2.

(実施例15)
導電性高分子層の形成において、実施例5で調製した導電性高分子溶液を用いた以外は実施例9と同様に固体電解コンデンサを作製し、LC測定を行った。結果を表2に示す。
(Example 15)
In the formation of the conductive polymer layer, a solid electrolytic capacitor was produced in the same manner as in Example 9 except that the conductive polymer solution prepared in Example 5 was used, and LC measurement was performed. The results are shown in Table 2.

(実施例16)
導電性高分子層の形成において、実施例6で調製した導電性高分子溶液を用いた以外は実施例9と同様に固体電解コンデンサを作製し、LC測定を行った。結果を表2に示す。
(Example 16)
In the formation of the conductive polymer layer, a solid electrolytic capacitor was produced in the same manner as in Example 9 except that the conductive polymer solution prepared in Example 6 was used, and LC measurement was performed. The results are shown in Table 2.

(実施例17)
導電性高分子層の形成において、実施例7で調製した導電性高分子溶液を用いた以外は実施例9と同様に固体電解コンデンサを作製し、LC測定を行った。結果を表2に示す。
(Example 17)
In the formation of the conductive polymer layer, a solid electrolytic capacitor was produced in the same manner as in Example 9 except that the conductive polymer solution prepared in Example 7 was used, and LC measurement was performed. The results are shown in Table 2.

(実施例18)
導電性高分子層の形成において、実施例8で調製した導電性高分子溶液を用いた以外は実施例9と同様に固体電解コンデンサを作製し、LC測定を行った。結果を表2に示す。
(Example 18)
In the formation of the conductive polymer layer, a solid electrolytic capacitor was produced in the same manner as in Example 9 except that the conductive polymer solution prepared in Example 8 was used, and LC measurement was performed. The results are shown in Table 2.

(比較例3)
導電性高分子層の形成において、比較例1で調製した導電性高分子溶液を用いた以外は実施例9と同様に固体電解コンデンサを作製し、LC測定を行った。結果を表2に示す。
(Comparative Example 3)
In the formation of the conductive polymer layer, a solid electrolytic capacitor was produced in the same manner as in Example 9 except that the conductive polymer solution prepared in Comparative Example 1 was used, and LC measurement was performed. The results are shown in Table 2.

(比較例4)
導電性高分子層の形成において、比較例2で調製した導電性高分子溶液を用いた以外は実施例9と同様に固体電解コンデンサを作製し、LC測定を行った。結果を表2に示す。
(Comparative Example 4)
In the formation of the conductive polymer layer, a solid electrolytic capacitor was produced in the same manner as in Example 9 except that the conductive polymer solution prepared in Comparative Example 2 was used, and LC measurement was performed. The results are shown in Table 2.

Figure 2015010161
Figure 2015010161

Figure 2015010161
Figure 2015010161

表1より、実施例1〜8は比較例1および2に比べて吸水率が高かった。これより、本発明に係る架橋剤により架橋された構造を有するポリ陰イオンをドーパントして用いることによって、吸水率を向上させることができることが確認された。これは、本発明に係るポリ陰イオンの架橋構造に水分が保持されるため、水に浸漬した後に大気中で1時間放置しても水分が蒸発しにくいためである。また、導電性高分子粒子の表面をさらに架橋することによって、水分の外部への流出をさらに抑制することができた。一方、比較例1では架橋構造を有さないポリ陰イオンを用い、導電性高分子粒子の表面の架橋も行われていないため、水に浸漬した後の大気中での放置時に水分が蒸発し、吸水率が低下した。また、比較例2では架橋構造を有しているものの、導電性高分子粒子の表面の架橋が行われていないため、水に浸漬した後の大気中での放置時の水分の蒸発抑制が十分ではなく、吸水率が低下した。   From Table 1, Examples 1-8 had a higher water absorption than Comparative Examples 1 and 2. From this, it was confirmed that a water absorption rate can be improved by using as a dopant the poly anion which has the structure bridge | crosslinked by the crosslinking agent which concerns on this invention. This is because the water is retained in the crosslinked structure of the polyanion according to the present invention, so that the water does not easily evaporate even if it is left in the air for 1 hour after being immersed in water. Moreover, the outflow of moisture to the outside could be further suppressed by further crosslinking the surface of the conductive polymer particles. On the other hand, in Comparative Example 1, polyanions having no cross-linked structure are used, and the surface of the conductive polymer particles is not cross-linked, so that the water evaporates when left in the air after being immersed in water. The water absorption decreased. Further, although Comparative Example 2 has a cross-linked structure, the surface of the conductive polymer particles is not cross-linked, so that sufficient suppression of water evaporation when left in the air after being immersed in water is sufficient. Rather, the water absorption decreased.

次に、実施例2〜4は実施例1および5に比べて吸水率が高かった。実施例1は架橋剤の主鎖上の炭素数が6なのに対して、実施例2〜4では架橋剤の主鎖上の炭素数が7以上である。そのため、実施例2〜4では吸水時に膜の膨潤が大きく起こり、高い吸水率を得ることができたと考えられる。一方、実施例5は架橋剤の主鎖上の炭素数が13であるため、保水性が低下し、1時間放置時に水分が蒸発したと考えられる。   Next, Examples 2-4 had a higher water absorption rate than Examples 1 and 5. In Example 1, the number of carbons on the main chain of the crosslinking agent is 6, whereas in Examples 2 to 4, the number of carbons on the main chain of the crosslinking agent is 7 or more. Therefore, in Examples 2 to 4, it is considered that the film swelled greatly during water absorption, and a high water absorption rate could be obtained. On the other hand, in Example 5, the carbon number on the main chain of the cross-linking agent is 13, so water retention is lowered, and it is considered that water was evaporated when left for 1 hour.

実施例6は実施例3に比べて吸水率が高かった。実施例6ではポリ陰イオンの架橋部にも陰イオンを有するため、より高い吸水率が得られたと考えられる。実施例7は実施例6に比べて吸水率が高かった。実施例6ではポリ陰イオンの主鎖中の陰イオンで架橋するのに対して、実施例7ではポリ陰イオンの主鎖中の不飽和結合で架橋し、陰イオンが架橋に使用されないためと考えられる。実施例8は実施例7に比べて吸水率が高かった。実施例8では表面架橋時にポリ陰イオンの主鎖中の陰イオンで架橋するため、導電性高分子粒子の内部の水分が、導電性高分子粒子の表面を通じて外部へ出にくくなったためと考えられる。   In Example 6, the water absorption rate was higher than that in Example 3. In Example 6, since it has an anion also in the bridge | crosslinking part of a poly anion, it is thought that the higher water absorption was obtained. In Example 7, the water absorption rate was higher than that in Example 6. Example 6 is crosslinked with an anion in the polyanion main chain, whereas Example 7 is crosslinked with an unsaturated bond in the poly anion main chain, and the anion is not used for crosslinking. Conceivable. In Example 8, the water absorption rate was higher than that in Example 7. In Example 8, since the anions in the main chain of the polyanion are cross-linked at the time of surface cross-linking, it is considered that the water inside the conductive polymer particles is less likely to go outside through the surface of the conductive polymer particles. .

表2より、実施例9〜18は比較例3および4に比べてLCが低かった。これより、本発明に係る導電性高分子溶液を用いることによって、LCの低い固体電解コンデンサを得られることが確認された。これは、本発明に係る導電性高分子溶液を用いて作製される導電性高分子材料が高い保水性を有し、再化成が十分に行われるためと考えられる。   From Table 2, Examples 9-18 had low LC compared with Comparative Examples 3 and 4. From this, it was confirmed that a solid electrolytic capacitor having a low LC can be obtained by using the conductive polymer solution according to the present invention. This is presumably because the conductive polymer material produced using the conductive polymer solution according to the present invention has high water retention and sufficient re-forming.

以上のように、本発明に係る導電性高分子溶液を用いて作製される導電性高分子材料は高い吸水率を示す。また、該導電性高分子材料は高い吸水率を示すため、該導電性高分子材料を固体電解質に用いた固体電解コンデンサは低いLCを示す。   As described above, the conductive polymer material produced using the conductive polymer solution according to the present invention exhibits high water absorption. In addition, since the conductive polymer material exhibits a high water absorption rate, a solid electrolytic capacitor using the conductive polymer material as a solid electrolyte exhibits a low LC.

本発明に係る導電性高分子溶液は、リチウムイオン二次電池の陰極の製造等に利用できる。   The conductive polymer solution according to the present invention can be used for manufacturing a cathode of a lithium ion secondary battery.

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層
3B 第二の導電性高分子層
4 陰極導体
5 カーボン層(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 layer 3B Second conductive polymer layer 4 Cathode conductor 5 Carbon layer (graphite layer)
6 Silver conductive resin layer

Claims (12)

架橋剤により架橋された構造を有するポリ陰イオン及び導電性高分子を含む導電性高分子粒子と、水及び水混和性有機溶媒の少なくとも一方と、を含む導電性高分子溶液であって、
前記ポリ陰イオンの主鎖上の陰イオンのモル数に対する前記架橋剤のモル数の比率を示す架橋割合が、前記導電性高分子粒子の内部より前記導電性高分子粒子の表面の方が高い導電性高分子溶液。
A conductive polymer solution comprising conductive polymer particles containing a polyanion having a structure crosslinked by a crosslinking agent and a conductive polymer, and at least one of water and a water-miscible organic solvent,
The cross-linking ratio indicating the ratio of the number of moles of the crosslinking agent to the number of moles of anions on the polyanion main chain is higher on the surface of the conductive polymer particles than in the interior of the conductive polymer particles. Conductive polymer solution.
前記導電性高分子粒子の内部の前記架橋割合が、前記ポリ陰イオンの主鎖上の陰イオン100モルに対して前記架橋剤が0.001〜7モルである請求項1に記載の導電性高分子溶液。   2. The conductivity according to claim 1, wherein the crosslinking ratio in the conductive polymer particle is 0.001 to 7 mol with respect to 100 mol of the anion on the main chain of the poly anion. Polymer solution. 前記架橋剤の主鎖上の炭素数が7から12である請求項1又は2に記載の導電性高分子溶液。   The conductive polymer solution according to claim 1, wherein the crosslinking agent has 7 to 12 carbon atoms on the main chain. 前記ポリ陰イオンの架橋部が陰イオンを有する請求項1から3のいずれか1項に記載の導電性高分子溶液。   The conductive polymer solution according to any one of claims 1 to 3, wherein the cross-linked portion of the poly anion has an anion. 前記ポリ陰イオンが、エポキシ基を2つ以上有する化合物により該ポリ陰イオンの主鎖が架橋された化合物である請求項1から4のいずれか1項に記載の導電性高分子溶液。   The conductive polymer solution according to any one of claims 1 to 4, wherein the polyanion is a compound in which a main chain of the polyanion is crosslinked by a compound having two or more epoxy groups. 前記ポリ陰イオンが、不飽和結合を有するポリ陰イオンであり、ビニル基を2つ以上有する化合物により該ポリ陰イオンの主鎖が架橋された化合物である請求項1から4のいずれか1項に記載の導電性高分子溶液。   The poly anion is a poly anion having an unsaturated bond, and the main chain of the poly anion is crosslinked by a compound having two or more vinyl groups. The conductive polymer solution described in 1. 前記ポリ陰イオンが不飽和結合を有するポリ陰イオンであり、
前記導電性高分子粒子内部の架橋が、前記ポリ陰イオンの不飽和結合と前記架橋剤とが結合して形成された架橋であり、
前記導電性高分子粒子表面の架橋が、前記ポリ陰イオンの陰イオンと前記架橋剤とが結合して形成された架橋である請求項1から4のいずれか1項に記載の導電性高分子溶液。
The polyanion is a polyanion having an unsaturated bond;
The cross-linking inside the conductive polymer particles is a cross-linking formed by bonding the unsaturated bond of the poly anion and the cross-linking agent,
5. The conductive polymer according to claim 1, wherein the cross-linking of the surface of the conductive polymer particles is a cross-link formed by combining an anion of the poly anion and the cross-linking agent. 6. solution.
請求項1から7のいずれか1項に記載の導電性高分子溶液を乾燥し、前記水及び水混和性有機溶媒の少なくとも一方を除去して得られる導電性高分子材料。   A conductive polymer material obtained by drying the conductive polymer solution according to claim 1 and removing at least one of the water and the water-miscible organic solvent. 請求項8に記載の導電性高分子材料を含む固体電解質を備える固体電解コンデンサ。   A solid electrolytic capacitor comprising a solid electrolyte containing the conductive polymer material according to claim 8. 多孔質体の弁作用金属を含む陽極導体の表面に誘電体層を形成する工程と、
請求項1から7のいずれか1項に記載の導電性高分子溶液を前記誘電体層上に塗布し、乾燥して導電性高分子層を形成する工程と、
再化成を行う工程と、を含む固体電解コンデンサの製造方法。
Forming a dielectric layer on the surface of the anode conductor containing a porous valve metal, and
Applying the conductive polymer solution according to any one of claims 1 to 7 on the dielectric layer and drying to form a conductive polymer layer;
A step of re-forming, and a method for producing a solid electrolytic capacitor.
導電性高分子を与えるモノマーを、架橋剤により架橋された構造を有するポリ陰イオンと、水及び水混和性有機溶媒の少なくとも一方とを含む溶液中で重合して、導電性高分子粒子を含む溶液を得る工程と、
前記導電性高分子粒子の表面を架橋剤により架橋する工程と、
を含む導電性高分子溶液の製造方法。
A monomer that gives a conductive polymer is polymerized in a solution containing a polyanion having a structure cross-linked by a cross-linking agent and at least one of water and a water-miscible organic solvent to contain conductive polymer particles Obtaining a solution;
Cross-linking the surface of the conductive polymer particles with a cross-linking agent;
The manufacturing method of the conductive polymer solution containing this.
前記導電性高分子溶液に含まれる前記導電性高分子粒子の内部における、前記ポリ陰イオンの主鎖上の陰イオンのモル数に対する前記架橋剤のモル数の比率を示す架橋割合が、前記ポリ陰イオンの主鎖上の陰イオン100モルに対して前記架橋剤が0.001〜7モルである請求項11に記載の導電性高分子溶液の製造方法。   The cross-linking ratio indicating the ratio of the number of moles of the cross-linking agent to the number of moles of anions on the main chain of the poly anions inside the conductive polymer particles contained in the conductive polymer solution, The method for producing a conductive polymer solution according to claim 11, wherein the crosslinking agent is 0.001 to 7 mol per 100 mol of anions on the main chain of anions.
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