JP2017004984A - Solid electrolyte additive for solid electrolytic capacitor - Google Patents

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拓馬 竹田
Takuma Takeda
拓馬 竹田
森 宏一
Koichi Mori
宏一 森
渡部 渉
Wataru Watabe
渉 渡部
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solid electrolyte additive for a solid electrolytic capacitor which can keep internal resistance of a solid electrolyte layer and improve voltage endurance thereof, and a solid electrolytic capacitor using the same.SOLUTION: A solid electrolytic capacitor with an electric conductive coating film is manufactured by using: a solid electrolyte additive (A) for the solid electrolytic capacitor including a boric acid ester (H); and a solid electrolyte composition for the solid electrolytic capacitor including the additive (A), π conjugated polymer compound (B) and a solvent (C2) or a solid electrolyte precursor composition for the solid electrolytic capacitor including the additive (A) and a precursor monomer (b) of the π conjugated polymer compound.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、固体電解コンデンサ用固体電解質に添加する添加剤に関する。   The present invention relates to an additive added to a solid electrolyte for a solid electrolytic capacitor.

近年、エレクトロニクス材料におけるフレキシブル化のニーズが高まっており、ポリアニリン及びポリピロール等の導電性高分子の、導電機能材料、電荷輸送材料及び光機能材料への応用が盛んに研究されている。特に導電機能材料においては、固体電解コンデンサ用電解質や帯電防止剤として実用化されている。これらの導電性高分子の実用性を拡大するために、導電性及び加工性の更なる向上が図られている。また、これらの導電性高分子化合物は、使用電圧の上昇に伴い、高い保障電圧が要望されてきている。   In recent years, there is an increasing need for flexibility in electronic materials, and application of conductive polymers such as polyaniline and polypyrrole to conductive functional materials, charge transport materials, and optical functional materials has been actively studied. In particular, conductive functional materials have been put to practical use as electrolytes for solid electrolytic capacitors and antistatic agents. In order to expand the practicality of these conductive polymers, further improvements in conductivity and workability have been attempted. In addition, these conductive polymer compounds are required to have a high guaranteed voltage as the operating voltage increases.

コンデンサの分野においては、高周波領域におけるインピーダンスを低下することを目的として、アルミニウム、タンタル、ニオブ等の酸化皮膜(誘電体被膜)をエッチングすることで多孔性皮膜とし、この表面にポリピロール、ポリアニリン等のπ共役系高分子からなる層(導電性高分子層)を形成して陰極とした導電性高分子コンデンサが使用されている。   In the field of capacitors, for the purpose of reducing impedance in the high frequency region, an oxide film (dielectric film) such as aluminum, tantalum, or niobium is etched to form a porous film, and polypyrrole, polyaniline, or the like is formed on this surface. A conductive polymer capacitor is used in which a layer (conductive polymer layer) made of π-conjugated polymer is used as a cathode.

特許文献1では、リン酸またはリン酸エステルをポリピロール水溶液またはポリアニリン水溶液に添加した溶液または分散体の塗液が提案され、本溶液または分散体の塗液を用いてなる固体電解コンデンサの耐電圧が改善されている。   In Patent Document 1, a coating solution of a solution or a dispersion in which phosphoric acid or a phosphate ester is added to a polypyrrole aqueous solution or a polyaniline aqueous solution is proposed, and the withstand voltage of a solid electrolytic capacitor using this solution or the dispersion coating solution is proposed. It has been improved.

特許文献2では、フッ素系界面活性剤をポリピロール水溶液またはポリアニリン水溶液に添加した溶液または分散体の塗液が提案され、特許文献1と同様に本溶液または分散体の塗液を用いてなる固体電解コンデンサの耐電圧が改善されている。しかしながら、特許文献1および特許文献2では耐電圧が改善されているものの、基質への密着性が不十分であり、該導電性高分子層の内部抵抗に改善の余地がある。 Patent Document 2 proposes a coating solution of a solution or a dispersion in which a fluorosurfactant is added to a polypyrrole aqueous solution or a polyaniline aqueous solution. Similarly to Patent Document 1, a solid electrolytic solution using this solution or a dispersion coating solution is proposed. The withstand voltage of the capacitor has been improved. However, in Patent Document 1 and Patent Document 2, although the withstand voltage is improved, the adhesion to the substrate is insufficient, and there is room for improvement in the internal resistance of the conductive polymer layer.

特開2001−155964号公報JP 2001-155964 A 特開2001−283655号公報JP 2001-283655 A

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、本発明は、固体電解質層の内部抵抗を維持しつつ、固体電解質層の耐電圧を上昇させることが可能な固体電解コンデンサ用固体電解質用添加剤、それを用いた固体電解コンデンサを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and the present invention is for a solid electrolyte for a solid electrolytic capacitor capable of increasing the withstand voltage of the solid electrolyte layer while maintaining the internal resistance of the solid electrolyte layer. An object is to provide an additive and a solid electrolytic capacitor using the additive.

本発明者らは、上記の目的を達成すべく鋭意検討を行った結果、本発明に到達した。
即ち、本発明は、ホウ酸エステル(H)を含有する固体電解コンデンサ用固体電解質用添加剤(A);
該添加剤(A)、π共役系高分子化合物(B)および溶剤(C2)を含有する固体電解コンデンサ用固体電解質組成物;該添加剤(A)およびπ共役系高分子化合物の前駆体モノマー(b)を含有する固体電解コンデンサ用固体電解質用前駆体組成物;該固体電解コンデンサ用固体電解質組成物を用いてなるかまたは該固体電解コンデンサ用固体電解質用前駆体組成物を重合してなる固体電解コンデンサ用導電性被膜;該固体電解コンデンサ用導電性被膜を有する固体電解コンデンサである。
As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have reached the present invention.
That is, the present invention provides a solid electrolyte additive (A) for a solid electrolytic capacitor containing a borate ester (H);
A solid electrolyte composition for a solid electrolytic capacitor containing the additive (A), a π-conjugated polymer compound (B) and a solvent (C2); the additive (A) and a precursor monomer for the π-conjugated polymer compound A solid electrolyte precursor composition for a solid electrolytic capacitor containing (b); formed by using the solid electrolyte composition for a solid electrolytic capacitor or by polymerizing the solid electrolyte precursor composition for a solid electrolytic capacitor A conductive film for a solid electrolytic capacitor; a solid electrolytic capacitor having the conductive film for a solid electrolytic capacitor.

本発明の固体電解コンデンサ用固体電解質用添加剤は、内部抵抗を維持しつつ、耐電圧が高い固体電解コンデンサを作製することができる。   The solid electrolyte additive for solid electrolytic capacitors of the present invention can produce a solid electrolytic capacitor having a high withstand voltage while maintaining internal resistance.

耐電圧が高いことを特徴とする本発明の固体電解コンデンサは、本発明の固体電解コンデンサ用固体電解質組成物からなるか、又は本発明の固体電解コンデンサ用固体電解質用前駆体組成物を重合してなる固体電解コンデンサ用導電性被膜を有することにより本特徴を発現する。該固体電解コンデンサ用固体電解質組成物は、π共役系高分子化合物(B)、溶剤(C2)に加えて本発明の固体電解コンデンサ用固体電解質用添加剤(A)を含有することが特徴である。また、該固体電解コンデンサ用固体電解質用前駆体組成物は、π共役系高分子化合物の前駆体モノマー(b)に加えて本発明の固体電解コンデンサ用固体電解質用添加剤(A)を含有することが特徴である。
本発明の固体電解コンデンサ用固体電解質用添加剤(A)は、ホウ酸エステル(H)を含有する。ホウ酸エステル(H)を固体電解質中に含有させることによって、固体電解コンデンサの陽極表面に欠陥部が生じた場合、ホウ酸エステル(H)が誘電体欠陥部で効率よく水酸化物イオンを放出することにより、欠陥部の修復反応を促進するため、電解質の内部抵抗を維持しつつ、かつ耐電圧を高くできると推定される。
The solid electrolytic capacitor of the present invention, which has a high withstand voltage, comprises the solid electrolyte composition for a solid electrolytic capacitor of the present invention or is obtained by polymerizing the precursor composition for a solid electrolyte of the present invention. This feature is manifested by having a conductive film for a solid electrolytic capacitor. The solid electrolyte composition for solid electrolytic capacitors is characterized by containing the solid electrolyte additive (A) for solid electrolytic capacitors of the present invention in addition to the π-conjugated polymer compound (B) and the solvent (C2). is there. The solid electrolyte precursor composition for a solid electrolytic capacitor contains the solid electrolyte additive (A) for a solid electrolytic capacitor of the present invention in addition to the precursor monomer (b) of the π-conjugated polymer compound. It is a feature.
The solid electrolyte additive (A) for a solid electrolytic capacitor of the present invention contains a boric acid ester (H). By including borate ester (H) in the solid electrolyte, when a defect occurs on the anode surface of the solid electrolytic capacitor, borate ester (H) efficiently releases hydroxide ions at the dielectric defect. Thus, it is presumed that the withstand voltage can be increased while maintaining the internal resistance of the electrolyte in order to promote the repair reaction of the defective portion.

ホウ酸エステル(H)は、炭素数2〜10である多価アルコール(F1)および/または炭素数1〜10である1価アルコール(F2)とホウ酸とを、例えば以下の反応条件で反応して得られる反応混合物である。反応生成物は多種類の化合物の混合物であり、組成で正確に記載することは困難である。(F1)、(F2)または(F1)と(F2)の混合物を以下アルコール(F)と記載することがある。
反応条件:ホウ酸とアルコール(F)を混合し、その混合物を60〜90℃に加熱し徐々に減圧して4.0〜6.0kPaにして脱水を行い、エステル化反応を行う。目標の圧力に到達した後、さらに100〜110℃まで加熱してエステル化反応を行う。4.0〜6.0kPaで水分と低沸分を留去し終わるまで反応してホウ酸エステル(H)を得ることができる。
Boric acid ester (H) reacts polyhydric alcohol (F1) having 2 to 10 carbon atoms and / or monohydric alcohol (F2) having 1 to 10 carbon atoms and boric acid under the following reaction conditions, for example. The reaction mixture obtained in this way. The reaction product is a mixture of many kinds of compounds and is difficult to describe accurately in terms of composition. Hereinafter, (F1), (F2) or a mixture of (F1) and (F2) may be referred to as alcohol (F).
Reaction conditions: Boric acid and alcohol (F) are mixed, and the mixture is heated to 60 to 90 ° C. and gradually depressurized to 4.0 to 6.0 kPa for dehydration to carry out an esterification reaction. After reaching the target pressure, the esterification reaction is further performed by heating to 100 to 110 ° C. The boric acid ester (H) can be obtained by reacting at 4.0 to 6.0 kPa until the water and low-boiling components are distilled off.

ホウ酸とアルコールの当量比(ホウ酸/アルコール)は、1/0.1〜1/3、さらに好ましくは1/0.2〜1/1.5である。   The equivalent ratio of boric acid to alcohol (boric acid / alcohol) is 1 / 0.1 to 1/3, more preferably 1 / 0.2 to 1 / 1.5.

ホウ酸エステル(H)中に含まれるホウ素含有量は、好ましくは7〜16重量%、より好ましくは9〜13重量%である。ホウ酸エステル(H)中のホウ素含量が7重量%以上である場合は突発的なショートの発生を抑える効果が大きい。ホウ酸エステル(H)中のホウ素含量が16重量%以下の場合は溶剤溶解性が良好である。   The boron content contained in the boric acid ester (H) is preferably 7 to 16% by weight, more preferably 9 to 13% by weight. When the boron content in the borate ester (H) is 7% by weight or more, the effect of suppressing the occurrence of a sudden short circuit is great. When the boron content in the borate ester (H) is 16% by weight or less, the solvent solubility is good.

ホウ酸エステル(H)中のホウ素含量は、次の方法で測定することができる。
100mLビーカーに試料を秤量(Sg)し、グリセリン溶液(グリセリン:イオン交換水=等容量)50mLを加え、0.1mol/L苛性カリ標準液で電位差滴定を行い、変曲点までに要した0.1mol/L苛性カリ標準液の滴定量(AmL)を求める。下記式により算出し、2回以上の試験結果の差がホウ素含量として0.2%以内で一致した時の平均値を少数点以下1位まで求める。
ホウ素含量(重量%)={(A×f×1.08)/(S×1000)}×100
ここでfは0.1mol/L苛性カリ標準液の力価を示す。
The boron content in the borate ester (H) can be measured by the following method.
The sample was weighed (Sg) in a 100 mL beaker, 50 mL of glycerin solution (glycerin: ion-exchanged water = equal volume) was added, and potentiometric titration was performed with 0.1 mol / L caustic potash standard solution. The titer (AmL) of 1 mol / L caustic potash standard solution is determined. Calculated by the following formula, the average value when the difference between two or more test results agrees within 0.2% as the boron content is obtained up to the first decimal place.
Boron content (% by weight) = {(A × f × 1.08) / (S × 1000)} × 100
Here, f represents the titer of 0.1 mol / L caustic potash standard solution.

炭素数(以下Cと記載することがある。)2〜10である多価アルコール(F1)としては、以下のものが挙げられる。
(1)2価のアルコール
ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ペンタエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、1,3−ブチレングリコール、2,3−ブチレングリコール、など。
(2)3価以上のアルコール
グリセリン、1,2,3−ブタントリオール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタントリオール、1,2,3−シクロヘキサントリオール、1,3,5−シクロヘキサントリオール、1,2,6−シクロヘキサントリオール、3−メチルペンタン−1,3,5−トリオール、1,2,3,4−ブタンテトラオール、エリトリトール、リビトールなど。
Examples of the polyhydric alcohol (F1) having 2 to 10 carbon atoms (hereinafter sometimes referred to as C) include the following.
(1) Divalent alcohol diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, pentaethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, 1,3-butylene glycol, 2,3-butylene glycol, and the like.
(2) Trivalent or higher alcohol glycerol, 1,2,3-butanetriol, 1,2,4-butanetriol, 1,2,5-pentanetriol, 1,2,3-cyclohexanetriol, 1,3, 5-cyclohexanetriol, 1,2,6-cyclohexanetriol, 3-methylpentane-1,3,5-triol, 1,2,3,4-butanetetraol, erythritol, ribitol and the like.

炭素数1〜10である1価アルコール(F2)としては、アルカノール(芳香環を含んでいてもよい。)、(ポリ)アルキレングリコール(Cが2〜9)モノアルキル(Cが1〜8)エーテルが挙げられる。
具体例としては以下のものが挙げられる。
(3)1価のアルコール
(a)アルカノール
メチルアルコール、エチルアルコール、1−プロピルアルコール、2−プロピルアルコール、1−ブチルアルコール、2−ブチルアルコール、t−ブチルアルコール、1−ペンチルアルコール、2−ペンチルアルコール、3−ペンチルアルコール、1−ヘキシルアルコール、2−ヘキシルアルコール、3−ヘキシルアルコール、ヘプチルアルコール、オクチルアルコール、ノニルアルコール、デシルアルコール、ベンジルアルコールなど。
(b)(ポリ)アルキレングリコールモノアルキルエーテル
エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノペンチルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールモノヘプチルエーテル、エチレングリコールモノオクチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテルなど。
Examples of the monohydric alcohol (F2) having 1 to 10 carbon atoms include alkanol (which may contain an aromatic ring), (poly) alkylene glycol (C is 2 to 9) monoalkyl (C is 1 to 8) Ether.
Specific examples include the following.
(3) Monohydric alcohol (a) Alkanol methyl alcohol, ethyl alcohol, 1-propyl alcohol, 2-propyl alcohol, 1-butyl alcohol, 2-butyl alcohol, t-butyl alcohol, 1-pentyl alcohol, 2-pentyl Alcohol, 3-pentyl alcohol, 1-hexyl alcohol, 2-hexyl alcohol, 3-hexyl alcohol, heptyl alcohol, octyl alcohol, nonyl alcohol, decyl alcohol, benzyl alcohol and the like.
(B) (Poly) alkylene glycol monoalkyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monopentyl ether, ethylene glycol monohexyl ether, ethylene glycol monoheptyl ether, ethylene glycol monooctyl ether , Diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monopropyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monobutyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene Such as glycol mono-butyl ether.

(F1)と(F2)は、各々一種または二種以上を併用してもよい。ホウ酸エステルになった際の、溶剤溶解性の観点から、(F1)はアルキレン(Cが2〜10)グリコールが好ましく、(F2)はアルキレン(Cが2〜9)グリコールモノアルキル(Cが1〜8)エーテルが好ましい。さらに(F1)はジエチレングリコール、トリエチレングリコール、(F2)はジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテルが特に好ましい。   (F1) and (F2) may be used alone or in combination of two or more. From the viewpoint of solvent solubility when becoming a borate ester, (F1) is preferably alkylene (C is 2 to 10) glycol, and (F2) is alkylene (C is 2 to 9) glycol monoalkyl (C is 1-8) Ether is preferred. Further, (F1) is particularly preferably diethylene glycol or triethylene glycol, and (F2) is particularly preferably diethylene glycol monomethyl ether or triethylene glycol monomethyl ether.

アルコール(F)の炭素数が10を超えるとホウ酸エステルになった際、粘度が高くなるため、取り扱いが困難になり好ましくない。   When the number of carbon atoms of the alcohol (F) exceeds 10, when the boric acid ester is formed, the viscosity becomes high, which is not preferable because handling becomes difficult.

本発明の添加剤(A)はホウ酸エステル(H)を含有するが、さらに溶剤(C1)を含有することができる。溶剤としては、例えば下記の(C11)〜(C18)およびこれらの混合物が挙げられる。   The additive (A) of the present invention contains a boric acid ester (H), but can further contain a solvent (C1). Examples of the solvent include the following (C11) to (C18) and mixtures thereof.

アルコール類(C11)
1価アルコールとしては、前記1価アルコール(F2)で例示したものと同様のアルカノール(芳香環を含んでいてもよい。)、(ポリ)アルキレングリコール(Cが2〜9)モノアルキル(Cが1〜8)エーテルが挙げられる。多価アルコールとしては、前記多価アルコール(F1)で例示したものと同様の炭素数2〜10である多価アルコール及び4価以上のアルコール(ヘキシトールなど)が挙げられる。
Alcohol (C11)
Examples of the monohydric alcohol include alkanols (which may include an aromatic ring) similar to those exemplified for the monohydric alcohol (F2), (poly) alkylene glycol (C is 2 to 9) monoalkyl (C is 1-8) ether. Examples of the polyhydric alcohol include polyhydric alcohols having 2 to 10 carbon atoms similar to those exemplified for the polyhydric alcohol (F1) and tetrahydric or higher alcohols (eg, hexitol).

エーテル類(C12)
モノエーテル(エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、テトラヒドロフラン、3−メチルテトラヒドロフラン等)、ジエーテル(エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、1,3−ジオキソラン等)、トリエーテル(ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル等)等。
Ethers (C12)
Monoether (ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monophenyl ether, tetrahydrofuran, 3-methyltetrahydrofuran, etc.), diether (ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, 1 , 3-dioxolane, etc.), triethers (diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, etc.) and the like.

アミド類(C13)
アセトアミド(N−メチルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−エチルアセトアミド、N,N−ジエチルアセトアミド等)、プロピオンアミド(N,N−ジメチルプロピオンアミド等)、ピロリドン(N−メチルピロリドン、N−エチルピロリドン等)、ヘキサメチルホスホリルアミド等。
Amides (C13)
Acetamide (N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, N-ethylacetamide, N, N-diethylacetamide, etc.), propionamide (N, N-dimethylpropionamide, etc.), pyrrolidone (N-methylpyrrolidone, N- Ethyl pyrrolidone, etc.), hexamethylphosphorylamide, etc.

ラクトン類(C14)
γ−ブチロラクトン、α−アセチル−γ−ブチロラクトン、β−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン等。
Lactones (C14)
γ-butyrolactone, α-acetyl-γ-butyrolactone, β-butyrolactone, γ-valerolactone, δ-valerolactone, and the like.

ニトリル類(C15)
アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル、アクリロニトリル、メタクリルニトリル、ベンゾニトリル等。
Nitriles (C15)
Acetonitrile, propionitrile, butyronitrile, acrylonitrile, methacrylonitrile, benzonitrile, etc.

カーボネート類(C16)
エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート等。
Carbonates (C16)
Ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate and the like.

スルホン類(C17)
スルホラン、ジメチルスルホン等。
Sulfones (C17)
Sulfolane, dimethyl sulfone and the like.

その他の溶剤(C18)
ジメチルスルホキシド、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、芳香族溶媒(トルエン、キシレン等)、パラフィン溶媒(ノルマルパラフィン、イソパラフィン等)、水等。
Other solvents (C18)
Dimethyl sulfoxide, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, aromatic solvents (toluene, xylene, etc.), paraffin solvents (normal paraffin, isoparaffin, etc.), water, etc.

上記溶剤(C1)のうち、アルコール類(C11)、ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドンおよびジメチルスルホキシドが好ましい。より好ましくは炭素数2〜10である上記多価アルコール(F1)およびこれらの混合物であり、これらのうち更に好ましくは沸点300℃以下の多価アルコールおよびこれらの混合物である。沸点が300℃以下であると導電性被膜形成工程で導電性被膜中に溶剤がほとんど残存せず、導電性被膜の特性に悪影響を及ぼすことがほとんどない。特に好ましくは、ジエチレングリコール、トリエチレングリコールおよびこれらの混合物である。   Of the solvents (C1), alcohols (C11), dimethylformamide, N-methylpyrrolidone and dimethyl sulfoxide are preferable. The polyhydric alcohol (F1) having 2 to 10 carbon atoms and a mixture thereof are more preferred, and among these, a polyhydric alcohol having a boiling point of 300 ° C. or lower and a mixture thereof are more preferred. When the boiling point is 300 ° C. or lower, almost no solvent remains in the conductive film in the conductive film forming step, and the characteristics of the conductive film are hardly adversely affected. Particularly preferred are diethylene glycol, triethylene glycol and mixtures thereof.

添加剤(A)において、ホウ酸エステル(H)の含有量は、溶剤(C1)を含有する場合、ホウ酸エステル(H)および溶剤(C1)の合計重量に対して、好ましくは10〜50重量%であり、更に好ましくは10〜30重量%である。   In the additive (A), the content of the boric acid ester (H) is preferably 10 to 50 with respect to the total weight of the boric acid ester (H) and the solvent (C1) when the solvent (C1) is contained. % By weight, more preferably 10 to 30% by weight.

本発明の固体電解コンデンサ用固体電解質組成物は、固体電解コンデンサ用固体電解質用添加剤(A)、π共役系高分子化合物(B)および溶剤(C2)を含有する。   The solid electrolyte composition for a solid electrolytic capacitor of the present invention contains an additive (A) for a solid electrolyte for a solid electrolytic capacitor, a π-conjugated polymer compound (B), and a solvent (C2).

π共役系高分子化合物(B)としては、公知のπ共役系高分子化合物(例えば、ポリアニリン誘導体(ポリアニリンおよび置換されたポリアニリン)、ポリピロール誘導体(ポリピロールおよび置換されたポリピロール)、ポリチオフェン誘導体(ポリチオフェンおよび置換されたポリチオフェン)、ポリアセチレン誘導体(ポリアセチレンおよび置換されたポリアセチレン)およびポリイソチアナフテン誘導体(ポリイソチアナフテンおよび置換されたポリイソチアナフテン))等を用いることができる。溶剤溶解性の観点から、ポリアニリン誘導体およびポリピロール誘導体が好ましく、置換されたポリアニリンおよび置換されたポリピロールがさらに好ましい。   Examples of the π-conjugated polymer compound (B) include known π-conjugated polymer compounds (for example, polyaniline derivatives (polyaniline and substituted polyaniline), polypyrrole derivatives (polypyrrole and substituted polypyrrole), polythiophene derivatives (polythiophene and Substituted polythiophene), polyacetylene derivatives (polyacetylene and substituted polyacetylene) and polyisothianaphthene derivatives (polyisothianaphthene and substituted polyisothianaphthene)) and the like can be used. From the viewpoint of solvent solubility, preferred are polyaniline derivatives and polypyrrole derivatives, and more preferred are substituted polyaniline and substituted polypyrrole.

置換基としては、例えば、炭素数1〜20の直鎖または分岐のアルキル基[例えば、メチル基、エチル基、n−又はiso−プロピル基、n−、iso−、sec−又はtert−ブチル基、n−又はiso−ペンチル基、n−又はiso−ヘキシル基、n−又はiso−ヘプチル基、n−又はiso−オクチル基、2−エチルヘキシル基、n−又はiso−ノニル基、n−又はiso−デシル基、n−又はiso−ウンデシル基、n−又はiso−ドデシル基、n−又はiso−トリデシル基、n−又はiso−テトラデシル基、n−又はiso−ペンタデシル基、n−又はiso−ヘキサデシル基、n−又はiso−ヘプタデシル基、n−又はiso−オクタデシル基、n−又はiso−ノナデシル基、n−又はiso−イコシル基等]、炭素数1〜20の直鎖または分岐のアルコキシ基[例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−、iso−、sec−又はtert−ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、2−エチルヘキシルオキシ基、ノニルオキシ基、デシルオキシ基、ウンデシルオキシ基、ドデシルオキシ基、トリデシルオキシ基、テトラデシルオキシ基、ペンタデシルオキシ基、ヘキサデシルオキシ基、ヘプタデシルオキシ基、オクタデシルオキシ基、ノナデシルオキシ基、イコシルオキシ基等]、炭素数1〜20のポリエーテル基[例えば、1,3−ジオキソペンチル基、2,5−ジオキサヘプチル基、2,5,8−トリオキサオクチル基、1,4,7,10−テトラオキサウンデシル基、1,4,7,10,13,16,19−ヘプタオキサイコシル基等]、酸性基[例えば、−SO 、−SOH、−RSO 、−RSOH、−COO、−COOH、−RCOO、−RCOOH等。(式中、Rは、炭素数1〜20のアルキレン基、炭素数1〜20のアリーレン基または炭素数1〜20のアラルキレン基を表す。)]、アミノ基[例えば、−NH、−NHR、−N(R等。(式中、Rは、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数1〜20のアリール基または炭素数1〜20のアラルキル基を表す。)]、アミド基[例えば、−NHCOR等。(式中、Rは、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数1〜20のアリール基または炭素数1〜20のアラルキル基を表す。)]、エステル基[例えば、−COOR、−OCOR等。(式中、Rは、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数1〜20のアリール基または炭素数1〜20のアラルキル基を表す。)]、チオエーテル基[例えば、−SR等。(式中、Rは、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数1〜20のアリール基または炭素数1〜20のアラルキル基を表す。)]、水酸基、ニトロ基、ニトリル基、アルデヒド基およびハロゲン基[−F、−Cl、−Br、−I等]等が挙げられる。これらの中で好ましいものは、溶剤溶解性の観点から、炭素数1〜20の直鎖または分岐のアルキル基、炭素数1〜20の直鎖または分岐のアルコキシ基、炭素数1〜20のポリエーテル基および酸性基である。 Examples of the substituent include linear or branched alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms [for example, methyl group, ethyl group, n- or iso-propyl group, n-, iso-, sec- or tert-butyl group. N- or iso-pentyl group, n- or iso-hexyl group, n- or iso-heptyl group, n- or iso-octyl group, 2-ethylhexyl group, n- or iso-nonyl group, n- or iso -Decyl, n- or iso-undecyl, n- or iso-dodecyl, n- or iso-tridecyl, n- or iso-tetradecyl, n- or iso-pentadecyl, n- or iso-hexadecyl Group, n- or iso-heptadecyl group, n- or iso-octadecyl group, n- or iso-nonadecyl group, n- or iso-icosyl group and the like] Linear or branched alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms [e.g., methoxy group, ethoxy group, propoxy group, isopropoxy group, n-, iso-, sec- or tert-butoxy group, pentyloxy group, hexyloxy group , Heptyloxy group, octyloxy group, 2-ethylhexyloxy group, nonyloxy group, decyloxy group, undecyloxy group, dodecyloxy group, tridecyloxy group, tetradecyloxy group, pentadecyloxy group, hexadecyloxy group, Heptadecyloxy group, octadecyloxy group, nonadecyloxy group, icosyloxy group, etc.], C 1-20 polyether group [eg, 1,3-dioxopentyl group, 2,5-dioxaheptyl group, 2,5 , 8-Trioxaoctyl group, 1,4,7,10-tetraoxau Decyl, 1,4,7,10,13,16,19- hepta Oki Psycho sill group, an acidic group [e.g., -SO 3 -, -SO 3 H , -R 1 SO 3 -, -R 1 SO 3 H, -COO -, -COOH , -R 1 COO -, -R 1 COOH or the like. (Wherein R 1 represents an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, an arylene group having 1 to 20 carbon atoms or an aralkylene group having 1 to 20 carbon atoms)], an amino group [for example, —NH 2 , — NHR 2, -N (R 2) 2 and the like. (Wherein R 2 represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 1 to 20 carbon atoms, or an aralkyl group having 1 to 20 carbon atoms)], an amide group [for example, —NHCOR 2 or the like. (Wherein R 2 represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 1 to 20 carbon atoms or an aralkyl group having 1 to 20 carbon atoms)], an ester group [for example, —COOR 2 , — OCOR 2 etc. (Wherein R 2 represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 1 to 20 carbon atoms, or an aralkyl group having 1 to 20 carbon atoms)], a thioether group [for example, —SR 2 or the like. (Wherein R 2 represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 1 to 20 carbon atoms, or an aralkyl group having 1 to 20 carbon atoms)], hydroxyl group, nitro group, nitrile group, aldehyde group And halogen groups [-F, -Cl, -Br, -I, etc.] and the like. Among these, from the viewpoint of solvent solubility, a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a linear or branched alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, or a polyoxygen having 1 to 20 carbon atoms is preferable. An ether group and an acid group.

上記π共役系高分子化合物(B)は原料であるモノマーを重合することで得られる。重合は、アニオン重合や酸化重合等公知の方法で行なうことが可能である。   The π-conjugated polymer compound (B) can be obtained by polymerizing monomers as raw materials. The polymerization can be performed by a known method such as anionic polymerization or oxidative polymerization.

π共役系高分子化合物の原料モノマーとしては、ピロール骨格およびアニリン骨格を有する化合物等が挙げられる。例えば、3−n−ヘキシルピロール、3−n−ドデシルピロール等の3−アルキル基置換ピロール、3−メトキシピロール、3−ヘプチルオキシピロール等の3−アルコキシ基置換ピロール、3−(1,3−ジオキソペンチル)ピロール、3−(1,4,7,10−テトラオキサウンデシル)ピロール等の3−ポリエーテル基置換ピロール、3−(3−ピロリル)−プロパン−1−スルホン酸、4−(3−ピロリル)−ブタン−1−スルホン酸、6−(3−ピロリル)−ヘキサン−1−スルホン酸等のアルキルスルホン酸基置換ピロール、o−、m−またはp−アミノベンゼンスルホン酸、アニリン−2,6−ジスルホン酸、メチルアミノベンゼンスルホン酸等のスルホン酸基置換アニリンおよびo−、m−またはp−アミノベンゼンカルボン酸、アニリン−2,6−ジカルボン酸、メチルアミノベンゼンカルボン酸等のカルボキシ基置換アニリン等が挙げられる。これらは単独で用いても又は2種以上を併用してもよい。   Examples of the raw material monomer for the π-conjugated polymer compound include compounds having a pyrrole skeleton and an aniline skeleton. For example, 3-alkyl group-substituted pyrrole such as 3-n-hexylpyrrole and 3-n-dodecylpyrrole, 3-alkoxy group-substituted pyrrole such as 3-methoxypyrrole and 3-heptyloxypyrrole, 3- (1,3- Dietherpentyl) pyrrole, 3-polyether group-substituted pyrrole such as 3- (1,4,7,10-tetraoxaundecyl) pyrrole, 3- (3-pyrrolyl) -propane-1-sulfonic acid, 4- Alkylsulfonic acid group-substituted pyrrole such as (3-pyrrolyl) -butane-1-sulfonic acid, 6- (3-pyrrolyl) -hexane-1-sulfonic acid, o-, m- or p-aminobenzenesulfonic acid, aniline Sulfonic acid group-substituted anilines such as 2,6-disulfonic acid and methylaminobenzenesulfonic acid, and o-, m- or p-aminobenzenecarbo Acid, aniline-2,6-dicarboxylic acid, and a carboxy group-substituted aniline such as methylamino benzene carboxylic acids. These may be used alone or in combination of two or more.

溶剤(C2)としては、固体電解コンデンサ用固体電解質用添加剤(A)およびπ共役系高分子化合物(B)が良好に溶解または分散する溶剤が望まれ、前記溶剤(C1)で例示したものと同様の溶剤が挙げられる。上記溶剤(C2)のうち、沸点が300℃以下のものおよびこれらの混合物が好ましい。沸点が300℃以下であると導電性被膜形成工程で導電性被膜中に溶剤がほとんど残存せず、導電性被膜の特性に悪影響を及ぼすことがほとんどない。例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、1−プロピルアルコール、2−プロピルアルコール、1−ブチルアルコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジメチルホルムアミド、γ−ブチロラクトン、1,3−ジオキソラン、N−メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド、水及びこれらの混合物等が挙げられる。   As the solvent (C2), a solvent in which the additive for solid electrolyte for solid electrolytic capacitor (A) and the π-conjugated polymer compound (B) can be dissolved or dispersed well is desired. And the same solvent. Of the solvents (C2), those having a boiling point of 300 ° C. or lower and mixtures thereof are preferred. When the boiling point is 300 ° C. or lower, almost no solvent remains in the conductive film in the conductive film forming step, and the characteristics of the conductive film are hardly adversely affected. For example, methyl alcohol, ethyl alcohol, 1-propyl alcohol, 2-propyl alcohol, 1-butyl alcohol, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, dimethylformamide, γ-butyrolactone, 1,3-dioxolane, N-methylpyrrolidone, Examples thereof include dimethyl sulfoxide, water, and a mixture thereof.

本発明の固体電解質組成物において、固体電解コンデンサ用固体電解質用添加剤(A)の含有量は、π共役系高分子化合物(B)の重量に対して、耐電圧向上効果の観点から好ましくは50〜3000重量%、内部抵抗上昇抑制の観点からさらに好ましくは100〜2000重量%含有される。また、ホウ酸エステル(H)は、π共役系高分子化合物(B)の重量に対して、耐電圧向上効果の観点から好ましくは5〜300重量%、内部抵抗上昇抑制の観点からさらに好ましくは10〜200重量%含有される。   In the solid electrolyte composition of the present invention, the content of the solid electrolyte additive (A) for the solid electrolytic capacitor is preferably from the viewpoint of the withstand voltage improvement effect with respect to the weight of the π-conjugated polymer compound (B). The content is more preferably 50 to 3000% by weight and more preferably 100 to 2000% by weight from the viewpoint of suppressing the increase in internal resistance. The boric acid ester (H) is preferably 5 to 300% by weight, more preferably from the viewpoint of suppressing an increase in internal resistance, with respect to the weight of the π-conjugated polymer compound (B). It is contained in an amount of 10 to 200% by weight.

π共役系高分子化合物(B)の含有量は、導電性被膜の成膜性および溶剤(C2)への溶解性または分散性の観点から、固体電解コンデンサ用固体電解質用添加剤(A)、π共役系高分子化合物(B)および溶剤(C2)の合計重量に対して、好ましくは0.1〜20重量%含有される。   The content of the π-conjugated polymer compound (B) is selected from the viewpoints of the film formability of the conductive film and the solubility or dispersibility in the solvent (C2), the solid electrolyte additive for solid electrolytic capacitors (A), The content is preferably 0.1 to 20% by weight based on the total weight of the π-conjugated polymer compound (B) and the solvent (C2).

固体電解コンデンサ用固体電解質組成物は、(B)を(C2)に溶解または分散させた溶液中に、(A)を溶解させることで得ることができる。または、(A)を(C2)に溶解させた溶液と、(B)を(C2)に溶解または分散させた溶液とを混合して得てもよい。溶解または分散させる方法としては、例えば、通常の櫂型撹拌羽根を用いて、室温で撹拌する方法等が挙げられる。   The solid electrolyte composition for a solid electrolytic capacitor can be obtained by dissolving (A) in a solution in which (B) is dissolved or dispersed in (C2). Alternatively, a solution obtained by dissolving (A) in (C2) and a solution obtained by dissolving or dispersing (B) in (C2) may be mixed. Examples of the method of dissolving or dispersing include a method of stirring at room temperature using a normal vertical stirring blade.

本発明の固体電解コンデンサ用固体電解質組成物には必要により、更にドーパントを添加することができる。
ドーパントとしては、例えば、無機酸(硫酸、硝酸、リン酸および縮合リン酸等)、ハロゲンイオン類(ヨウ素、臭素及び塩素等)、ハロゲン化物イオン類(テトラフロロホウ素及び過塩素酸等)、キノン化合物[クロラニル酸、p−クロラニル、p−ベンゾキノン、p−キノンジオキシム、ジクロロジシアノキノン(DDQ)、p−ナフトキノン、アントラキノン、クロロアントラキノン及びp−トルキノン等]、アルキル置換有機スルホン酸イオン類(メタンスルホン酸及びドデシルスルホン酸等)、環状スルホン酸イオン類(カンファースルホン酸イオン等)、アルキル置換又は無置換のベンゼンモノ又はジスルホン酸イオン類(ベンゼンスルホン酸、パラトルエンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸及びベンゼンジスルホン酸等)、スルホン酸基を1〜4個有するナフタレンスルホン酸のアルキル置換イオン類又は無置換イオン類(2−ナフタレンスルホン酸及び1,7−ナフタレンジスルホン酸等)、アントラセンスルホン酸イオン、アントラキノンスルホン酸イオン、アルキル置換又は無置換のビフェニルスルホン酸イオン類(アルキルビフェニルスルホン酸及びビフェニルジスルホン酸等)、置換又は無置換の芳香族高分子スルホン酸イオン類(ポリスチレンスルホン酸及びナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合体等)及び三酸化硫黄錯体等が挙げられる。
If necessary, a dopant can be further added to the solid electrolyte composition for a solid electrolytic capacitor of the present invention.
Examples of the dopant include inorganic acids (such as sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid and condensed phosphoric acid), halogen ions (such as iodine, bromine and chlorine), halide ions (such as tetrafluoroboron and perchloric acid), and quinones. Compounds [chloranilic acid, p-chloranil, p-benzoquinone, p-quinonedioxime, dichlorodicyanoquinone (DDQ), p-naphthoquinone, anthraquinone, chloroanthraquinone, p-toluquinone, etc.], alkyl-substituted organic sulfonate ions (methane Sulfonic acid and dodecyl sulfonic acid), cyclic sulfonic acid ions (camphor sulfonic acid ion, etc.), alkyl-substituted or unsubstituted benzene mono- or disulfonic acid ions (benzene sulfonic acid, paratoluene sulfonic acid, dodecyl benzene sulfonic acid and Benzene disulfonic acid ), Alkyl substituted ions or unsubstituted ions of naphthalenesulfonic acid having 1 to 4 sulfonic acid groups (such as 2-naphthalenesulfonic acid and 1,7-naphthalenedisulfonic acid), anthracenesulfonic acid ion, anthraquinonesulfonic acid ion , Alkyl-substituted or unsubstituted biphenyl sulfonic acid ions (alkyl biphenyl sulfonic acid and biphenyl disulfonic acid, etc.), substituted or unsubstituted aromatic polymer sulfonic acid ions (polystyrene sulfonic acid and naphthalene sulfonic acid formalin condensate, etc.) And sulfur trioxide complex.

三酸化硫黄錯体は、三酸化硫黄と、エーテル、アミド、アミン、スルフィドなどのルイス塩基との錯体である。エーテル・三酸化硫黄錯体としては三酸化硫黄ジオキサン錯体、三酸化硫黄ジオキソラン錯体、三酸化硫黄ジメチルエーテル錯体、三酸化硫黄エチルメチルエーテル錯体、三酸化硫黄ジエチルエーテル錯体等、アミド・三酸化硫黄錯体としては三酸化硫黄N,N−ジメチルホルムアミド錯体等、アミン・三酸化硫黄錯体としては三酸化硫黄ピリジン錯体、三酸化硫黄トリエチルアミン錯体、三酸化硫黄トリメチルアミン錯体、三酸化硫黄N−エチルジイソプロピルアミン錯体等、スルフィド・三酸化硫黄錯体としては三酸化硫黄ジメチルスルフィド錯体、三酸化硫黄エチルメチルスルフィド錯体、三酸化硫黄ジエチルスルフィド錯体等が挙げられる。これらの中で、導電性の観点からアミド・三酸化硫黄錯体およびアミン・三酸化硫黄錯体が好ましく、アミド・三酸化硫黄錯体の中では三酸化硫黄N,N−ジメチルホルムアミド錯体、アミン・三酸化硫黄錯体の中では三酸化硫黄ピリジン錯体が好ましい。上記の中でドーパントとしては、導電性の観点から、無機酸、アルキル置換有機スルホン酸イオン類、環状スルホン酸イオン類、アルキル置換又は無置換のベンゼンモノ又はジスルホン酸イオン類、スルホン酸基を1〜4個有するナフタレンスルホン酸のアルキル置換イオン類又は無置換イオン類、アルキル置換又は無置換のビフェニルスルホン酸イオン類、置換又は無置換の芳香族高分子スルホン酸イオン類または三酸化硫黄錯体が好ましく、これらの内、硫酸、リン酸、縮合リン酸、パラトルエンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、2−ナフタレンスルホン酸、ポリスチレンスルホン酸及び三酸化硫黄N,N−ジメチルホルムアミド錯体が更に好ましい。   The sulfur trioxide complex is a complex of sulfur trioxide and a Lewis base such as ether, amide, amine, or sulfide. As ether / sulfur trioxide complex, sulfur trioxide dioxane complex, sulfur trioxide dioxolane complex, sulfur trioxide dimethyl ether complex, sulfur trioxide ethyl methyl ether complex, sulfur trioxide diethyl ether complex, etc. Sulfur trioxide N, N-dimethylformamide complex, etc. As amine / sulfur trioxide complex, sulfur trioxide pyridine complex, sulfur trioxide triethylamine complex, sulfur trioxide trimethylamine complex, sulfur trioxide N-ethyldiisopropylamine complex, sulfide -As a sulfur trioxide complex, a sulfur trioxide dimethyl sulfide complex, a sulfur trioxide ethylmethyl sulfide complex, a sulfur trioxide diethyl sulfide complex, etc. are mentioned. Of these, amide / sulfur trioxide complexes and amine / sulfur trioxide complexes are preferable from the viewpoint of conductivity. Among amide / sulfur trioxide complexes, sulfur trioxide N, N-dimethylformamide complexes, amine / sulfur trioxides are preferred. Of the sulfur complexes, sulfur trioxide pyridine complexes are preferred. Among the above, as a dopant, from the viewpoint of conductivity, an inorganic acid, an alkyl-substituted organic sulfonate ion, a cyclic sulfonate ion, an alkyl-substituted or unsubstituted benzene mono- or disulfonate ion, or a sulfonate group is 1 Preferred are alkyl-substituted ions or unsubstituted ions, alkyl-substituted or unsubstituted biphenyl sulfonate ions, substituted or unsubstituted aromatic polymer sulfonate ions or sulfur trioxide complexes of ~ 4 naphthalene sulfonates. Of these, sulfuric acid, phosphoric acid, condensed phosphoric acid, paratoluenesulfonic acid, dodecylbenzenesulfonic acid, 2-naphthalenesulfonic acid, polystyrenesulfonic acid, and sulfur trioxide N, N-dimethylformamide complex are more preferable.

π共役系高分子化合物(B)は、ドーパントに対して電子を供与して、ドーパントとともに電荷移動錯体を形成する。
この電荷移動錯体が電子のキャリヤとして導電性を発現するため、ドーパントの濃度は高い方がよいが、過剰だと導電性が低下する。従って、ドーパントの使用量は、π共役系高分子化合物(B)に対して5〜1000重量%が好ましく、更に好ましくは10〜800重量%である。
The π-conjugated polymer compound (B) donates electrons to the dopant and forms a charge transfer complex together with the dopant.
Since this charge transfer complex exhibits conductivity as an electron carrier, it is preferable that the dopant concentration is high, but if it is excessive, the conductivity is lowered. Therefore, the usage-amount of a dopant has preferable 5 to 1000 weight% with respect to (pi) conjugated polymer compound (B), More preferably, it is 10 to 800 weight%.

本発明の固体電解コンデンサ用固体電解質用前駆体組成物は、固体電解コンデンサ用固体電解質用添加剤(A)およびπ共役系高分子化合物の前駆体モノマー(b)を含有する。   The precursor composition for a solid electrolyte for a solid electrolytic capacitor of the present invention contains a solid electrolyte additive (A) for a solid electrolytic capacitor and a precursor monomer (b) of a π-conjugated polymer compound.

π共役系高分子化合物の前駆体モノマー(b)としては、公知のπ共役系高分子化合物の前駆体モノマー、例えば、アニリン誘導体(アニリンおよび置換されたアニリン)、ピロール誘導体(ピロールおよび置換されたピロール)、チオフェン誘導体(チオフェンおよび置換されたチオフェン)、アセチレン誘導体(アセチレンおよび置換されたアセチレン)およびイソチアナフテン誘導体(イソチアナフテンおよび置換されたイソチアナフテン)等を用いることができる。導電性および溶剤溶解性の観点から、アニリン誘導体およびピロール誘導体が好ましい。   As a precursor monomer (b) of a π-conjugated polymer compound, a known precursor monomer of a π-conjugated polymer compound, for example, an aniline derivative (aniline and substituted aniline), a pyrrole derivative (pyrrole and substituted) Pyrrole), thiophene derivatives (thiophene and substituted thiophenes), acetylene derivatives (acetylene and substituted acetylenes), isothianaphthene derivatives (isothianaphthene and substituted isothianaphthenes), and the like. From the viewpoints of conductivity and solvent solubility, aniline derivatives and pyrrole derivatives are preferred.

置換基としては、前記π共役系高分子化合物の置換基で例示したものと同様の置換基が挙げられる。これらの中で好ましいものは、溶剤溶解性の観点から、炭素数1〜20の直鎖または分岐のアルキル基、炭素数1〜20の直鎖または分岐のアルコキシ基、炭素数1〜20のポリエーテル基および酸性基である。   Examples of the substituent include the same substituents as those exemplified for the substituent of the π-conjugated polymer compound. Among these, from the viewpoint of solvent solubility, a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a linear or branched alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, or a polyoxygen having 1 to 20 carbon atoms is preferable. An ether group and an acid group.

π共役系高分子化合物の前駆体モノマー(b)の具体例としては、アニリン、ピロールおよび前記π共役系高分子化合物の原料モノマーで例示したものと同様のモノマー等が挙げられる。これらは単独で用いても又は2種以上を併用してもよい。   Specific examples of the precursor monomer (b) of the π-conjugated polymer compound include aniline, pyrrole, and monomers similar to those exemplified for the raw material monomer of the π-conjugated polymer compound. These may be used alone or in combination of two or more.

本発明の固体電解質用前駆体組成物において、固体電解コンデンサ用固体電解質用添加剤(A)の含有量は、π共役系高分子化合物の前駆体モノマー(b)の重量に対して、耐電圧向上効果の観点から好ましくは50〜3000重量%、内部抵抗上昇抑制の観点からさらに好ましくは100〜2000重量%含有される。また、ホウ酸エステル(H)はπ共役系高分子化合物の前駆体モノマー(b)の重量に対して、耐電圧向上効果の観点から好ましくは5〜300重量%、内部抵抗上昇抑制の観点からさらに好ましくは10〜200重量%含有される。   In the precursor composition for a solid electrolyte of the present invention, the content of the solid electrolyte additive (A) for a solid electrolytic capacitor is a withstand voltage with respect to the weight of the precursor monomer (b) of the π-conjugated polymer compound. The content is preferably 50 to 3000% by weight from the viewpoint of the improvement effect, and more preferably 100 to 2000% by weight from the viewpoint of suppressing the increase in internal resistance. Further, the boric acid ester (H) is preferably 5 to 300% by weight from the viewpoint of the effect of improving the withstand voltage with respect to the weight of the precursor monomer (b) of the π-conjugated polymer compound, from the viewpoint of suppressing an increase in internal resistance More preferably, it is contained in an amount of 10 to 200% by weight.

本発明の固体電解コンデンサ用固体電解質用前駆体組成物には必要により、さらに溶剤(C3)を使用することができる。溶剤(C3)としては、固体電解コンデンサ用固体電解質用添加剤(A)およびπ共役系高分子化合物の前駆体モノマー(b)が良好に溶解する溶剤が望まれ、前記溶剤(C1)で例示したものと同様の溶剤が挙げられる。上記溶剤(C3)のうち、沸点が300℃以下のものおよびこれらの混合物が好ましい。沸点が300℃以下であると導電性被膜形成工程で導電性被膜中に溶剤がほとんど残存せず、導電性被膜の特性に悪影響を及ぼすことがほとんどない。例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、1−プロピルアルコール、2−プロピルアルコール、1−ブチルアルコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジメチルホルムアミド、γ−ブチロラクトン、1,3−ジオキソラン、N−メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド、水及びこれらの混合物等が挙げられる。   If necessary, a solvent (C3) can be further used in the solid electrolyte precursor composition for a solid electrolytic capacitor of the present invention. As the solvent (C3), a solvent in which the solid electrolyte additive (A) for a solid electrolytic capacitor and the precursor monomer (b) of the π-conjugated polymer compound can be dissolved well is desired, and exemplified by the solvent (C1). Examples of the solvent are the same as those described above. Of the above solvents (C3), those having a boiling point of 300 ° C. or lower and mixtures thereof are preferred. When the boiling point is 300 ° C. or lower, almost no solvent remains in the conductive film in the conductive film forming step, and the characteristics of the conductive film are hardly adversely affected. For example, methyl alcohol, ethyl alcohol, 1-propyl alcohol, 2-propyl alcohol, 1-butyl alcohol, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, dimethylformamide, γ-butyrolactone, 1,3-dioxolane, N-methylpyrrolidone, Examples thereof include dimethyl sulfoxide, water, and a mixture thereof.

π共役系高分子化合物の前駆体モノマー(b)の含有量は、導電性被膜の成膜性および溶剤(C3)への溶解性の観点から、固体電解コンデンサ用固体電解質用添加剤(A)、π共役系高分子化合物の前駆体モノマー(b)および溶剤(C3)の合計重量に対して、好ましくは0.1〜80重量%、より好ましくは1〜60重量%含有される。   The content of the precursor monomer (b) of the π-conjugated polymer compound is selected from the viewpoints of the film formability of the conductive film and the solubility in the solvent (C3) (A). The π-conjugated polymer compound precursor monomer (b) and the solvent (C3) are preferably contained in an amount of 0.1 to 80% by weight, more preferably 1 to 60% by weight.

固体電解コンデンサ用固体電解質用前駆体組成物は、(A)と(b)を混合する、または、(b)を(C3)に溶解させた溶液中に(A)を溶解させることで得ることができる。または、(A)を(C3)に溶解させた溶液と、(b)を(C3)に溶解させた溶液とを混合して得てもよい。溶解させる方法としては、例えば、通常の櫂型撹拌羽根を用いて、室温で撹拌する方法等が挙げられる。   A solid electrolyte precursor composition for a solid electrolytic capacitor is obtained by mixing (A) and (b) or by dissolving (A) in a solution obtained by dissolving (b) in (C3). Can do. Alternatively, a solution obtained by dissolving (A) in (C3) and a solution obtained by dissolving (b) in (C3) may be mixed. Examples of the method for dissolving include a method of stirring at room temperature using a normal vertical stirring blade.

本発明の固体電解コンデンサ用導電性被膜は、本発明の固体電解コンデンサ用固体電解質組成物を基質に塗布(または基質を固体電解質組成物に浸漬)後、必要に応じて加熱処理を行うことにより溶剤を除去して作製することができる。   The conductive film for a solid electrolytic capacitor of the present invention can be obtained by applying the solid electrolyte composition for a solid electrolytic capacitor of the present invention to a substrate (or immersing the substrate in the solid electrolyte composition) and then performing a heat treatment as necessary. It can be produced by removing the solvent.

また、本発明の固体電解コンデンサ用導電性被膜は、本発明の固体電解コンデンサ用固体電解質用前駆体組成物を基質に塗布(または基質を固体電解質組成物に浸漬)してπ共役系高分子モノマー(b)を重合(酸化重合)させ、必要に応じて加熱処理を行うことにより作製することができる。重合はアニオン重合や酸化重合等の公知の方法で行うことができる。さらに、固体電解質用前駆体組成物と酸化剤を混合した後、混合物を基質に塗布(または基質を固体電解質組成物に浸漬)し、必要に応じて加熱処理を行うことにより作製してもよい。   The conductive coating for a solid electrolytic capacitor of the present invention is a π-conjugated polymer obtained by applying the solid electrolyte precursor composition for a solid electrolytic capacitor of the present invention to a substrate (or immersing the substrate in the solid electrolyte composition). It can be produced by polymerizing the monomer (b) (oxidation polymerization) and performing a heat treatment as necessary. The polymerization can be performed by a known method such as anionic polymerization or oxidation polymerization. Furthermore, after mixing the precursor composition for solid electrolyte and the oxidizing agent, the mixture may be applied to the substrate (or the substrate is immersed in the solid electrolyte composition), and heat treatment may be performed as necessary. .

酸化剤としては、公知の酸化剤(例えば、ペルオキソ二硫酸類[ペルオキソ二硫酸、ペルオキソ二硫酸アンモニウム、ペルオキソ二硫酸ナトリウム、ペルオキソ二硫酸カリウム等]、鉄塩類[塩化第二鉄、p−トルエンスルホン酸第二鉄等]、過酸化水素、二酸化鉛等)を用いることができる。導電性の観点から、ペルオキソ二硫酸類および鉄塩類が好ましい。これらは単独で用いても又は2種以上を併用してもよい。   Examples of the oxidizing agent include known oxidizing agents (for example, peroxodisulfuric acid [peroxodisulfuric acid, ammonium peroxodisulfate, sodium peroxodisulfate, potassium peroxodisulfate, etc.], iron salts [ferric chloride, p-toluenesulfonic acid, etc. Ferric etc.], hydrogen peroxide, lead dioxide etc.) can be used. From the viewpoint of conductivity, peroxodisulfuric acids and iron salts are preferred. These may be used alone or in combination of two or more.

酸化剤を溶解する溶剤としては、酸化剤が良好に溶解する溶剤が望まれ、前記溶剤(C1)で例示したものと同様の溶剤が挙げられる。上記溶剤のうち、沸点が300℃以下のものおよびこれらの混合物が好ましい。沸点が300℃以下であると導電性被膜形成工程で導電性被膜中に溶剤がほとんど残存せず、導電性被膜の特性に悪影響を及ぼすことがほとんどない。溶剤溶解性の観点から、これらの中でより好ましいものは、メチルアルコール、エチルアルコール、1−プロピルアルコール、2−プロピルアルコール、1−ブチルアルコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジメチルホルムアミド、γ−ブチロラクトン、1,3−ジオキソラン、N−メチルピロリドンジメチルスルホキシド、水及びこれらの混合物等が挙げられる。   As the solvent that dissolves the oxidizing agent, a solvent that dissolves the oxidizing agent satisfactorily is desired, and examples thereof include the same solvents as those exemplified for the solvent (C1). Of the above solvents, those having a boiling point of 300 ° C. or lower and mixtures thereof are preferred. When the boiling point is 300 ° C. or lower, almost no solvent remains in the conductive film in the conductive film forming step, and the characteristics of the conductive film are hardly adversely affected. From the viewpoint of solvent solubility, more preferred among these are methyl alcohol, ethyl alcohol, 1-propyl alcohol, 2-propyl alcohol, 1-butyl alcohol, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, dimethylformamide, γ -Butyrolactone, 1,3-dioxolane, N-methylpyrrolidone dimethyl sulfoxide, water and mixtures thereof.

酸化剤の使用量は、モノマー1モルに対して1〜8モルが好ましく、1〜4モルがより好ましい。   1-8 mol is preferable with respect to 1 mol of monomers, and, as for the usage-amount of an oxidizing agent, 1-4 mol is more preferable.

さらに、必要に応じてドーパントを固体電解質用前駆体組成物および/または酸化剤溶液に添加することができる。ドーパントとしては、前記π共役系高分子化合物のドーパントで例示したものと同様のドーパントが挙げられる。これらの中で好ましいものは、導電性の観点から、無機酸、アルキル置換有機スルホン酸イオン類、環状スルホン酸イオン類、アルキル置換又は無置換のベンゼンモノ又はジスルホン酸イオン類、スルホン酸基を1〜4個有するナフタレンスルホン酸のアルキル置換イオン類又は無置換イオン類、アルキル置換又は無置換のビフェニルスルホン酸イオン類、置換又は無置換の芳香族高分子スルホン酸イオン類または三酸化硫黄錯体が好ましく、これらの内、硫酸、リン酸、縮合リン酸、パラトルエンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、2−ナフタレンスルホン酸、ポリスチレンスルホン酸及び三酸化硫黄N,N−ジメチルホルムアミド錯体が更に好ましい。   Furthermore, a dopant can be added to the precursor composition for solid electrolyte and / or the oxidizing agent solution as necessary. As a dopant, the dopant similar to what was illustrated with the dopant of the said (pi) conjugated polymer compound is mentioned. Among these, from the viewpoint of conductivity, inorganic acids, alkyl-substituted organic sulfonate ions, cyclic sulfonate ions, alkyl-substituted or unsubstituted benzene mono- or disulfonate ions, and 1 sulfonate group are preferable. Preferred are alkyl-substituted ions or unsubstituted ions, alkyl-substituted or unsubstituted biphenyl sulfonate ions, substituted or unsubstituted aromatic polymer sulfonate ions or sulfur trioxide complexes of ~ 4 naphthalene sulfonates. Of these, sulfuric acid, phosphoric acid, condensed phosphoric acid, paratoluenesulfonic acid, dodecylbenzenesulfonic acid, 2-naphthalenesulfonic acid, polystyrenesulfonic acid, and sulfur trioxide N, N-dimethylformamide complex are more preferable.

重合後、得られた導電性被膜には未反応のモノマーおよび/または酸化剤が残存する場合があり、導電性被膜の特性に悪影響を及ぼすことがある。そのため、必要に応じて得られた導電性被膜の精製を行ってもよい。精製は、洗浄溶剤を用いて実施でき、洗浄溶剤としては、メタノール、エタノール、iso−プロパノール、n−プロパノール、t−ブタノール等のアルコール類、水等が高純度のものが得られるため好ましい。   After polymerization, unreacted monomers and / or oxidizing agents may remain in the obtained conductive film, which may adversely affect the properties of the conductive film. Therefore, you may refine | purify the obtained electroconductive film as needed. The purification can be carried out using a washing solvent. As the washing solvent, alcohols such as methanol, ethanol, iso-propanol, n-propanol, and t-butanol, water, and the like can be obtained, which are preferable.

基質へ固体電解質組成物または固体電解質用前駆体組成物を塗布して導電性被膜を形成する方法としては、スピンコート法、ドロップキャスト法、ディップコート法等が挙げられる。また、基質としては、プラスチック、ガラス、金属、ゴム、セラミックス及び紙等が挙げられる。   Examples of a method for forming a conductive film by applying a solid electrolyte composition or a precursor composition for a solid electrolyte to a substrate include a spin coat method, a drop cast method, and a dip coat method. Examples of the substrate include plastic, glass, metal, rubber, ceramics, and paper.

本発明の固体電解質組成物または固体電解質用前駆体組成物を用いて導電性被膜を製造する際には、これらに溶剤が含有する場合は溶剤を除去する必要がある。沸点の低い溶剤の場合は、常温での自然乾燥、循風乾燥による加熱乾燥で溶剤を除去するが、沸点の高い溶剤の場合は、減圧乾燥機による加熱乾燥が好ましい。   When producing a conductive film using the solid electrolyte composition or the precursor composition for a solid electrolyte of the present invention, it is necessary to remove the solvent when the solvent is contained therein. In the case of a solvent having a low boiling point, the solvent is removed by natural drying at room temperature or heat drying by circulating drying, but in the case of a solvent having a high boiling point, heat drying by a vacuum dryer is preferable.

十分な強度及び導電性の導電性被膜を得るためには、加熱処理温度は50〜190℃であることが好ましく、高導電性の導電性被膜を得るためには、更に好ましくは80〜170℃である。   In order to obtain a conductive film having sufficient strength and conductivity, the heat treatment temperature is preferably 50 to 190 ° C, and more preferably 80 to 170 ° C in order to obtain a highly conductive film. It is.

加熱処理時間は、加熱処理温度、固体電解質組成物中のπ共役系高分子化合物の濃度または固体解質用前駆体組成物中のπ共役系高分子化合物の前駆体モノマーの濃度に応じて適宜選択されるが、通常は0.5〜8時間であり、好ましくは1〜4時間である。加熱時間を0.5時間以上とすることで、上記の固体電解質組成物または固体電解質用前駆体組成物から十分な導電性の導電性被膜が得られる。   The heat treatment time is appropriately determined according to the heat treatment temperature, the concentration of the π-conjugated polymer compound in the solid electrolyte composition, or the concentration of the precursor monomer of the π-conjugated polymer compound in the solid composition precursor composition. Although selected, it is usually 0.5 to 8 hours, preferably 1 to 4 hours. By setting the heating time to 0.5 hours or longer, a sufficiently conductive film can be obtained from the solid electrolyte composition or the precursor composition for solid electrolyte.

導電性の観点から、基質表面に形成される導電性被膜の厚さは0.05〜100μmであることが好ましく、更に好ましくは、0.1〜50μmである。被膜を0.05μm以上に厚くすると十分な導電性が得られる。また、100μm以下にすると形成時にひび割れや剥離が生じにくい。   From the viewpoint of conductivity, the thickness of the conductive film formed on the substrate surface is preferably 0.05 to 100 μm, and more preferably 0.1 to 50 μm. When the film is thickened to 0.05 μm or more, sufficient conductivity can be obtained. On the other hand, if the thickness is 100 μm or less, cracks and peeling are unlikely to occur during formation.

本発明の固体電解質組成物または固体電解質用前駆体組成物から形成した本発明の導電性被膜は、本発明の固体電解コンデンサの固体電解質として用いることができる。固体電解コンデンサとしては、特に限定されず、例えば、アルミニウム電解コンデンサ(巻回型アルミニウム電解コンデンサおよび積層型アルミニウム電解コンデンサ等)、タンタル電解コンデンサ、ニオブ電解コンデンサ等が挙げられる。   The conductive film of the present invention formed from the solid electrolyte composition of the present invention or the precursor composition for solid electrolyte can be used as the solid electrolyte of the solid electrolytic capacitor of the present invention. The solid electrolytic capacitor is not particularly limited, and examples thereof include an aluminum electrolytic capacitor (such as a wound aluminum electrolytic capacitor and a laminated aluminum electrolytic capacitor), a tantalum electrolytic capacitor, and a niobium electrolytic capacitor.

例えば、固体電解質として本発明の固体電解質組成物から形成した導電性被膜を用いるアルミニウム電解コンデンサを製造する場合について説明する。まず、陽極金属としてのアルミニウムエッチド箔を化成処理し、該アルミニウムエッチド箔の表面に酸化皮膜からなる誘電体膜を形成させ、陽極金属と誘電体膜とからなる陽極を作製する。その後、本発明の固体電解質組成物に陽極を塗布または浸漬させ、引き上げた後、所定の温度で乾燥を行うことにより、固体電解質層としての導電性被膜を形成させる。その後、得られた固体電解質層の上に、カーボンペーストを塗布、乾燥後、更に、銀ペーストを塗布乾燥し、陰極を形成する。銀ペーストからリード線を引き出し、端子を接続する。また、陽極箔に陽極端子を接続する。その後、陽極端子および陰極端子の端部が外部に引き出されるようにモールド外装樹脂を形成する。以上の方法により、アルミニウム電解コンデンサが作製される。   For example, a case where an aluminum electrolytic capacitor using a conductive coating formed from the solid electrolyte composition of the present invention as a solid electrolyte will be described. First, an aluminum etched foil as an anode metal is subjected to chemical conversion treatment, a dielectric film made of an oxide film is formed on the surface of the aluminum etched foil, and an anode made of an anode metal and a dielectric film is produced. Thereafter, the anode is applied or immersed in the solid electrolyte composition of the present invention, pulled up, and then dried at a predetermined temperature to form a conductive film as a solid electrolyte layer. Thereafter, a carbon paste is applied and dried on the obtained solid electrolyte layer, and then a silver paste is further applied and dried to form a cathode. Pull out the lead wire from the silver paste and connect the terminal. An anode terminal is connected to the anode foil. Thereafter, the mold exterior resin is formed so that the ends of the anode terminal and the cathode terminal are drawn out to the outside. An aluminum electrolytic capacitor is produced by the above method.

本発明の導電性被膜を固体電解質として使用した固体電解コンデンサは、固体電解質層の内部抵抗を維持しつつ、かつホウ酸エステル(H)を含有しているため耐電圧に優れることから有用である。   A solid electrolytic capacitor using the conductive coating of the present invention as a solid electrolyte is useful because it maintains the internal resistance of the solid electrolyte layer and contains a boric acid ester (H) and is excellent in withstand voltage. .

以下、実施例及び比較例により本発明を更に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。以下、部は重量部を示す。   Hereinafter, although an example and a comparative example explain the present invention further, the present invention is not limited to these. Hereinafter, a part shows a weight part.

<製造例1>:ポリ[4−(3−ピロリル)ブタンスルホン酸](B−1)水溶液の調製
ケミストリーオブマテリアル誌(アメリカンケミカルソサイアティ1989年発行)1巻6号650頁に開示されている方法を参考にしながら、スルホン酸基を有するポリピロール誘導体の水溶液を調製した。
84.0部の4−クロロブチリルクロリド[和光純薬工業(株)社製]をジクロロメタン[和光純薬工業(株)社製]100部に溶解し、その溶液を塩化アルミニウム(III)[和光純薬工業(株)社製]75.8部とジクロロメタン500部との混合物に水浴で冷やしながら20分かけて滴下撹拌して加えた。1時間後、93.2部の1−(フェニルスルホニル)ピロール[アルドリッチ社製]をジクロロメタン400部に溶解させた溶液を、先の溶液に水浴で冷やしながら30分かけて滴下撹拌して加えた。1時間後、反応混合物を1500部のイオン交換水に注ぎ、クロロホルム[和光純薬工業(株)社製]800部を加えて分液ロートに移した後、水層を分離した。更に有機層を1Mの水酸化ナトリウム水溶液1000部で1回洗浄し、イオン交換水1000部で2回洗浄した。有機層にメタノール500部加えて下層を分離後、ジクロロメタンおよびクロロホルムを留去した。
続いて、残留物をトルエン[和光純薬工業(株)社製]600部と蒸留水240部の混合溶液に溶解させた。360部の亜鉛粉末[和光純薬工業(株)社製]を、塩化水銀(II)[和光純薬工業(株)社製]30部が蒸留水600部に溶解した溶液に加え、ときどき振り混ぜながら室温で1時間反応させ、上澄みをデンンテーションして除くことで得られた亜鉛アマルガム360部を先の溶液に加え、更に濃塩酸[和光純薬工業(株)社製]600部を加えた。混合物を加熱還流下、3時間撹拌し反応させた。反応終了後、室温まで冷却し、反応混合物を分液ロートに移した後、水層を分離した。更に有機層をイオン交換水600部で2回洗浄し、トルエンを留去し、129部のオイル状の1−[1−(フェニルスルホニル)−3−ピロリル]−4−クロロブタンを得た。
<Production Example 1>: Preparation of aqueous solution of poly [4- (3-pyrrolyl) butanesulfonic acid] (B-1) It is disclosed in Chemistry of Materials magazine (American Chemical Society 1989) Vol. With reference to the method, an aqueous solution of a polypyrrole derivative having a sulfonic acid group was prepared.
84.0 parts of 4-chlorobutyryl chloride [manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.] was dissolved in 100 parts of dichloromethane [manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.], and the solution was dissolved in aluminum (III) chloride [III] Wako Pure Chemical Industries, Ltd.] was added dropwise to a mixture of 75.8 parts and 500 parts of dichloromethane over 20 minutes while cooling with a water bath. After 1 hour, a solution prepared by dissolving 93.2 parts of 1- (phenylsulfonyl) pyrrole (manufactured by Aldrich) in 400 parts of dichloromethane was added dropwise to the previous solution over 30 minutes while cooling in a water bath. . After 1 hour, the reaction mixture was poured into 1500 parts of ion-exchanged water, 800 parts of chloroform [manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.] was added and transferred to a separatory funnel, and the aqueous layer was separated. Further, the organic layer was washed once with 1000 parts of 1M aqueous sodium hydroxide solution and twice with 1000 parts of ion-exchanged water. After adding 500 parts of methanol to the organic layer and separating the lower layer, dichloromethane and chloroform were distilled off.
Subsequently, the residue was dissolved in a mixed solution of 600 parts of toluene [manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.] and 240 parts of distilled water. Add 360 parts of zinc powder [Wako Pure Chemical Industries, Ltd.] to a solution of 30 parts of mercury (II) chloride [Wako Pure Chemical Industries, Ltd.] dissolved in 600 parts of distilled water and occasionally shake The mixture was allowed to react at room temperature for 1 hour while mixing, and 360 parts of zinc amalgam obtained by removing the supernatant by dentation was added to the above solution, and 600 parts of concentrated hydrochloric acid [manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.] was further added. added. The mixture was stirred and reacted for 3 hours under heating to reflux. After completion of the reaction, the reaction mixture was cooled to room temperature, the reaction mixture was transferred to a separatory funnel, and the aqueous layer was separated. Further, the organic layer was washed twice with 600 parts of ion-exchanged water, and toluene was distilled off to obtain 129 parts of oily 1- [1- (phenylsulfonyl) -3-pyrrolyl] -4-chlorobutane.

上記で得られた1−[1−(フェニルスルホニル)−3−ピロリル]−4−クロロブタン26.4部、蒸留水260部、エタノール[和光純薬工業(株)社製]100部、亜硫酸ナトリウム[和光純薬工業(株)社製]26.3部、テトラブチルアンモニウムブロミド[東京化成工業(株)社製]3.0部とよう化ナトリウム[和光純薬工業(株)社製]3.9部を混合し、混合物を加熱還流下、18時間撹拌し反応させた。反応混合物に水酸化ナトリウム26.4部を加え、加熱還流下、2時間撹拌した。飽和食塩水230部を加え、クロロホルム300部を使って分液ロートに移した後、水層を分離した。更に有機層を蒸留水300部で2回洗浄した後、得られた水層を混合し、水を留去した。
続いて、残留物に蒸留水300部を加えて煮沸し、室温まで冷却した後、得られたペーストを吸引ろ過し、ろ過物を飽和食塩水40部で2回洗浄した。得られた固形物をエタノール250部と2−クロロエタノール[アルドリッチ社製]10部との混合溶液に加えて煮沸し、熱い内にろ過した。ろ液からエタノールおよび2−クロロエタノールを留去し、残留物をエタノール230部と蒸留水4.5部の混合溶液に加えて煮沸し、室温まで冷却後、ろ過した。ろ液を−15℃に冷却し、析出した結晶をろ過し、エタノール9.6部とアセトン0.4部の混合溶液でかけ洗い洗浄し、4.5部の4−(3−ピロリル)ブタンスルホン酸ナトリウム塩を得た。
1- [1- (Phenylsulfonyl) -3-pyrrolyl] -4-chlorobutane obtained above, 26.4 parts of distilled water, 260 parts of distilled water, 100 parts of ethanol [manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.], sodium sulfite [Wako Pure Chemical Industries, Ltd.] 26.3 parts, tetrabutylammonium bromide [Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.] 3.0 parts and sodium iodide [Wako Pure Chemical Industries, Ltd.] 3 9 parts were mixed, and the mixture was stirred and reacted for 18 hours under heating to reflux. 26.4 parts of sodium hydroxide was added to the reaction mixture, and the mixture was stirred for 2 hours while heating under reflux. After adding 230 parts of saturated brine and transferring to a separatory funnel using 300 parts of chloroform, the aqueous layer was separated. Further, the organic layer was washed twice with 300 parts of distilled water, the obtained aqueous layer was mixed, and water was distilled off.
Subsequently, 300 parts of distilled water was added to the residue, boiled, and cooled to room temperature. The obtained paste was suction filtered, and the filtrate was washed twice with 40 parts of saturated brine. The obtained solid was added to a mixed solution of 250 parts of ethanol and 10 parts of 2-chloroethanol [manufactured by Aldrich], boiled, and filtered while hot. Ethanol and 2-chloroethanol were distilled off from the filtrate, the residue was added to a mixed solution of 230 parts of ethanol and 4.5 parts of distilled water, boiled, cooled to room temperature, and filtered. The filtrate was cooled to −15 ° C., and the precipitated crystals were filtered, washed with a mixed solution of 9.6 parts of ethanol and 0.4 part of acetone, and 4.5 parts of 4- (3-pyrrolyl) butanesulfone. The acid sodium salt was obtained.

上記で得られた4−(3−ピロリル)ブタンスルホン酸ナトリウム塩4.5部、クロロホルム40部、塩化鉄(III)[和光純薬工業(株)社製]12.9部を反応容器に仕込み室温で24時間撹拌した。反応終了後、メタノール40部を加え、析出した固形物をろ過により回収した。得られた固形物を蒸留水400部に加えた後、室温で1時間攪拌し分散させた。得られた分散液を、陰イオン交換樹脂[アンバージェット 4400,オルガノ(株)社製]30部を充填したカラムに通して、更に、陽イオン交換樹脂[アンバーライト 200CT,オルガノ(株)社製]30部を充填したカラムに通して、残留する金属イオン成分を取り除き、1重量%のポリ[4−(3−ピロリル)ブタンスルホン酸](B−1)水溶液400部を得た。   In a reaction vessel, 4.5 parts of 4- (3-pyrrolyl) butanesulfonic acid sodium salt obtained above, 40 parts of chloroform, and 12.9 parts of iron (III) chloride [manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.] The mixture was stirred at room temperature for 24 hours. After completion of the reaction, 40 parts of methanol was added, and the precipitated solid was collected by filtration. The obtained solid was added to 400 parts of distilled water, and then stirred and dispersed at room temperature for 1 hour. The obtained dispersion was passed through a column packed with 30 parts of an anion exchange resin [AmberJet 4400, manufactured by Organo Corporation], and further, a cation exchange resin [Amberlite 200CT, manufactured by Organo Corporation]. The remaining metal ion component was removed by passing through a column packed with 30 parts to obtain 400 parts of a 1 wt% poly [4- (3-pyrrolyl) butanesulfonic acid] (B-1) aqueous solution.

<製造例2>:スルホン化ポリアニリンの合成
特開2000−191774号公報を参考にしながらスルホン酸基を有するポリアニリン誘導体を調製した。1.2mol/Lの塩酸水溶液3Lにアニリン[和光純薬工業(株)社製]285部を滴下攪拌して加え、これを10℃に冷却した。840部の過硫酸アンモニウム[和光純薬工業(株)社製]をイオン交換水1530部に溶解し、先の溶液に4時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに20時間、10℃にて攪拌した。析出した緑色沈殿をろ過し、ろ液の色がなくなるまで、イオン交換水で洗浄後、さらに、メタノールでろ液の色がなくなるまで洗浄した。続いて、70℃に保持した真空乾燥機にて5時間乾燥を行い、303部の緑色析出物を得た。
<Production Example 2>: Synthesis of sulfonated polyaniline A polyaniline derivative having a sulfonic acid group was prepared with reference to JP-A No. 2000-191774. To 3 L of 1.2 mol / L hydrochloric acid aqueous solution, 285 parts of aniline [manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.] was added dropwise and stirred, and this was cooled to 10 ° C. 840 parts of ammonium persulfate [manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.] was dissolved in 1530 parts of ion-exchanged water and added dropwise to the previous solution over 4 hours. After completion of dropping, the mixture was further stirred at 10 ° C. for 20 hours. The deposited green precipitate was filtered, washed with ion-exchanged water until the color of the filtrate disappeared, and further washed with methanol until the color of the filtrate disappeared. Then, it dried for 5 hours with the vacuum dryer hold | maintained at 70 degreeC, and obtained 303 parts of green deposits.

得られたポリアニリン塩酸塩10.5部を1,2−ジクロロエタン[和光純薬工業(株)社製]260部に攪拌分散し、80℃に加熱した。クロロ硫酸[東京化成工業(株)社製]26.4部を1,2−ジクロロエタン26部に溶解し、60分かけて滴下して加えた。滴下終了後さらに5時間80℃で反応を行った。冷却後、反応物をろ別し、得られたウエットケーキを水/2−プロパノール=1/9混合溶液180部に攪拌分散し、60℃にて4時間加水分解反応を行った。反応終了後に室温まで冷却し、得られた緑色スラリー溶液をろ過し、緑色ケーキを得た。これを2−プロパノールでろ液に色が付かなくなるまで洗浄を行い、質量乾燥物11部の緑色粉末であるスルホン化ポリアニリン(B−2)を得た。   10.5 parts of the obtained polyaniline hydrochloride was stirred and dispersed in 260 parts of 1,2-dichloroethane [manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.] and heated to 80 ° C. 26.4 parts of chlorosulfuric acid [manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.] was dissolved in 26 parts of 1,2-dichloroethane and added dropwise over 60 minutes. After completion of dropping, the reaction was further carried out at 80 ° C. for 5 hours. After cooling, the reaction product was filtered off, and the resulting wet cake was stirred and dispersed in 180 parts of a water / 2-propanol = 1/9 mixed solution, and subjected to a hydrolysis reaction at 60 ° C. for 4 hours. After completion of the reaction, the reaction mixture was cooled to room temperature, and the resulting green slurry solution was filtered to obtain a green cake. This was washed with 2-propanol until the filtrate was no longer colored, and 11 parts of a mass-dried product, a sulfonated polyaniline (B-2), which was a green powder, was obtained.

<製造例3>:ポリ(o−メトキシアニリン)の合成
特開2013−157434号公報を参考にしながらメトキシ基を有するポリアニリン誘導体を調製した。o−アニシジン[東京化成工業(株)社製]20.3部および濃硫酸[和光純薬工業(株)社製]16.2部を含む水溶液300部をとり、5℃に保持しながら過硫酸アンモニウム45.0部を含む水溶液120部を75分間で滴下した後、1時間反応させて化学酸化重合によるアニリン共重合体を得た。次いで、重合反応液に、25質量%アンモニア水420部を加え3時間撹拌した後、次いでろ別、乾燥することで脱ドープされたポリ(o−メトキシアニリン)(B−3)の粉末6.1部を得た。
<Production Example 3>: Synthesis of poly (o-methoxyaniline) A polyaniline derivative having a methoxy group was prepared with reference to JP2013-157434A. Take 300 parts of an aqueous solution containing 20.3 parts of o-anisidine [manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.] and 16.2 parts of concentrated sulfuric acid [manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.]. 120 parts of an aqueous solution containing 45.0 parts of ammonium sulfate was dropped in 75 minutes, and then reacted for 1 hour to obtain an aniline copolymer by chemical oxidative polymerization. Subsequently, after adding 420 parts of 25 mass% ammonia water to the polymerization reaction liquid and stirring for 3 hours, the powder of poly (o-methoxyaniline) (B-3) dedoped by filtering and drying is then obtained. 1 part was obtained.

<製造例4>
ホウ酸(1.0mol)とジエチレングリコール[和光純薬工業(株)社製](F1−1)(0.19mol)とトリエチレングリコールモノメチルエーテル[和光純薬工業(株)社製](F2−1)(0.12mol)を混合し、80℃に加熱し、除々に減圧して4.0kPaにしてエステル化を行い、さらに105℃まで加熱することでエステル化と低沸分を留去することでホウ酸エステル(H−1)を得た。ホウ酸エステル(H−1)のホウ素含量は12.0重量%であった。
<Production Example 4>
Boric acid (1.0 mol) and diethylene glycol [Wako Pure Chemical Industries, Ltd.] (F1-1) (0.19 mol) and triethylene glycol monomethyl ether [Wako Pure Chemical Industries, Ltd.] (F2- 1) Mix (0.12 mol), heat to 80 ° C., gradually reduce the pressure to 4.0 kPa for esterification, and further heat to 105 ° C. to distill off the esterification and low boiling point. Thus, borate ester (H-1) was obtained. The boron content of the boric acid ester (H-1) was 12.0% by weight.

<製造例5>
ホウ酸(0.56mol)とジエチレングリコール(F1−1)(0.3mol)とトリエチレングリコールモノメチルエーテル(F2−1)(0.2mol)を混合し、80℃に加熱し、除々に減圧して4.0kPaにしてエステル化を行い、さらに105℃まで加熱することでエステル化と低沸分を留去することでホウ酸エステル(H−2)を得た。ホウ酸エステル(H−2)のホウ素含量は7.1重量%であった。
<Production Example 5>
Boric acid (0.56 mol), diethylene glycol (F1-1) (0.3 mol) and triethylene glycol monomethyl ether (F2-1) (0.2 mol) are mixed, heated to 80 ° C., and gradually reduced in pressure. The esterification was carried out at 4.0 kPa, and further the esterification and low-boiling components were distilled off by heating to 105 ° C. to obtain a boric acid ester (H-2). The boron content of boric acid ester (H-2) was 7.1% by weight.

<製造例6>
ホウ酸(0.8mol)とジエチレングリコール(0.8mol)(F1−1)を混合し、80℃に加熱し、除々に減圧して4.0kPaにしてエステル化を行い、さらに105℃まで加熱することでエステル化と低沸分を留去することでホウ酸エステル(H−3)を得た。ホウ酸エステル(H−3)のホウ素含量は8.2重量%であった。
<Production Example 6>
Boric acid (0.8 mol) and diethylene glycol (0.8 mol) (F1-1) are mixed, heated to 80 ° C., gradually reduced in pressure to 4.0 kPa, and further esterified to 105 ° C. Thus, borate ester (H-3) was obtained by distilling off the esterification and low boiling point. The boron content of the borate ester (H-3) was 8.2% by weight.

<実施例1〜7>
製造例1〜3で得られたπ共役系高分子化合物(B−1)〜(B−3)、ドーパントであるポリスチレンスルホン酸水溶液、製造例4〜6で得られたホウ酸エステル(H−1)〜(H−3)、溶剤(C1)及び溶剤(C2)を表1に記載の通りの配合比率となるように配合した。ホウ酸エステル(H)を溶剤(C1)に溶解して固体電解質用添加剤(A)を調製し、導電性被膜の作製工程の直前にπ共役系高分子化合物(B)、ドーパントであるポリスチレンスルホン酸水溶液、固体電解質用添加剤(A)および溶剤(C2)を混合して固体電解質組成物の溶液を調製した。
<Examples 1-7>
Π-conjugated polymer compounds (B-1) to (B-3) obtained in Production Examples 1 to 3, polystyrenesulfonic acid aqueous solution as a dopant, borate ester (H--) obtained in Production Examples 4 to 6 1) to (H-3), the solvent (C1), and the solvent (C2) were blended so as to have the blending ratios shown in Table 1. Boric acid ester (H) is dissolved in solvent (C1) to prepare solid electrolyte additive (A), and π-conjugated polymer compound (B) and polystyrene as a dopant immediately before the conductive film production step. A solution of the solid electrolyte composition was prepared by mixing the sulfonic acid aqueous solution, the solid electrolyte additive (A), and the solvent (C2).

ドーパント:ポリスチレンスルホン酸水溶液[18%ポリスチレンスルホン酸含有、アルドリッチ社製]
溶剤(C1):ジエチレングリコール(C1−1)[和光純薬工業(株)社製]、トリエチレングリコール(C1−2)[和光純薬工業(株)社製]、
溶剤(C2):超純水(C2−1)、ジメチルスルホキシド(C2−2)[和光純薬工業(株)社製]
Dopant: Polystyrene sulfonic acid aqueous solution [containing 18% polystyrene sulfonic acid, manufactured by Aldrich]
Solvent (C1): Diethylene glycol (C1-1) [manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.], triethylene glycol (C1-2) [manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.]
Solvent (C2): Ultrapure water (C2-1), dimethyl sulfoxide (C2-2) [manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.]

Figure 2017004984
Figure 2017004984

<比較例1、4、7>
実施例1〜7において、固体電解質用添加剤(A)を加えなかった以外は実施例1〜7と同様にして、表1に記載の通りの配合比率となるように配合し比較用の固体電解質組成物の溶液を得た。
<Comparative Examples 1, 4, 7>
In Examples 1-7, except that the solid electrolyte additive (A) was not added, the solids for comparison were blended so as to have the blending ratios shown in Table 1 in the same manner as in Examples 1-7. A solution of the electrolyte composition was obtained.

<比較例2〜3、5〜6、8〜9>
製造例1〜3で得られたπ共役系高分子化合物(B−1)〜(B−3)、ドーパントとしてポリスチレンスルホン酸水溶液、フッ素系活性剤であるパーフルオロアルキルリン酸エステル[DIC社製、製品名:メガファック、品番:EXP.TF−2148]、正リン酸[和光純薬工業(株)社製]、及び溶剤(C2)を表1に記載の通りの配合比率となるように配合した。導電性被膜の作製工程の直前にπ共役系高分子化合物、ドーパントであるポリスチレンスルホン酸水溶液、フッ素系活性剤であるパーフルオロアルキルリン酸エステル、正リン酸および溶剤(C2)を混合して比較用の固体電解質組成物の溶液を調製した。
<Comparative Examples 2-3, 5-6, 8-9>
Π-conjugated polymer compounds (B-1) to (B-3) obtained in Production Examples 1 to 3, polystyrenesulfonic acid aqueous solution as a dopant, and perfluoroalkyl phosphate ester that is a fluorine-based activator [manufactured by DIC Corporation] Product name: Mega Fuck, Product Number: EXP. TF-2148], orthophosphoric acid [manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.], and solvent (C2) were blended so as to have a blending ratio as shown in Table 1. Immediately before the production process of the conductive film, a π-conjugated polymer compound, a polystyrene sulfonic acid aqueous solution as a dopant, a perfluoroalkyl phosphate ester as a fluorine-based activator, normal phosphoric acid and a solvent (C2) are mixed and compared. A solution of a solid electrolyte composition for use was prepared.

<実施例8〜13>
π共役系高分子化合物の前駆体モノマーであるピロール(b−1)、アニリン(b−2)、製造例4〜6で得られたホウ酸エステル(H−1)〜(H−3)、及び溶剤(C3)を表2に記載の通りの配合比率となるように配合した。ホウ酸エステル(H)を溶剤(C1)に溶解して固体電解質用添加剤(A)を調製し、導電性被膜の作製工程の直前にπ共役系高分子化合物の前駆体モノマー、固体電解質用添加剤(A)および溶剤(C3)を混合して固体電解質用前駆体組成物の溶液を調製した。また、ドーパントであるp−トルエンスルホン酸、酸化剤である過硫酸アンモニウム及び溶剤を表2に記載の通りの配合比率となるように配合して固体電解質用前駆体組成物のドーパント兼酸化剤溶液を得た。
<Examples 8 to 13>
pyrrole (b-1) and aniline (b-2) which are precursor monomers of the π-conjugated polymer compound, boric acid esters (H-1) to (H-3) obtained in Production Examples 4 to 6, And the solvent (C3) were blended so as to have a blending ratio as shown in Table 2. The boric acid ester (H) is dissolved in the solvent (C1) to prepare the solid electrolyte additive (A), and the precursor monomer of the π-conjugated polymer compound, for the solid electrolyte, immediately before the conductive film production step The additive (A) and the solvent (C3) were mixed to prepare a solid electrolyte precursor composition solution. Moreover, p-toluenesulfonic acid which is a dopant, ammonium persulfate which is an oxidizing agent, and a solvent are blended so as to have a blending ratio as shown in Table 2 to prepare a dopant / oxidizer solution of the precursor composition for the solid electrolyte. Obtained.

π共役系高分子化合物の前駆体モノマー:ピロール(b−1)[東京化成工業(株)社製]、アニリン(b−2)[和光純薬工業(株)社製]
溶剤(C3):超純水(C3−1)
エチルアルコール(C3−2)[和光純薬工業(株)社製]
ドーパント:p−トルエンスルホン酸[東京化成工業(株)社製]
酸化剤:過硫酸アンモニウム[和光純薬工業(株)社製]
Precursor monomer of π-conjugated polymer compound: pyrrole (b-1) [manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.], aniline (b-2) [manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.]
Solvent (C3): Ultrapure water (C3-1)
Ethyl alcohol (C3-2) [Wako Pure Chemical Industries, Ltd.]
Dopant: p-toluenesulfonic acid [manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.]
Oxidizing agent: ammonium persulfate [Wako Pure Chemical Industries, Ltd.]

Figure 2017004984
Figure 2017004984

<比較例10〜11>
実施例8〜13において、固体電解質用添加剤(A)を加えなかった以外は実施例8〜13と同様にして、表2に記載の通りの配合比率となるように配合し比較用の固体電解質用前駆体組成物の溶液を得た。また、ドーパントであるp−トルエンスルホン酸、酸化剤である過硫酸アンモニウム及び溶剤を表2に記載の通りの配合比率となるように配合して固体電解質用前駆体組成物のドーパント兼酸化剤溶液を得た。
<Comparative Examples 10-11>
In Examples 8 to 13, a solid for comparison was formulated in the same manner as in Examples 8 to 13 except that the solid electrolyte additive (A) was not added, so that the blending ratio was as shown in Table 2. A solution of the precursor composition for electrolyte was obtained. Moreover, p-toluenesulfonic acid which is a dopant, ammonium persulfate which is an oxidizing agent, and a solvent are blended so as to have a blending ratio as shown in Table 2 to prepare a dopant / oxidizer solution of the precursor composition for the solid electrolyte. Obtained.

上記固体電解質組成物、比較用の固体電解質組成物、固体電解質用前駆体組成物、比較用の固体電解質用前駆体組成物の溶液、及びドーパント兼酸化剤溶液を用いて、下記の方法で導電性被膜を作製して密着性を評価した。また、下記の方法で固体電解コンデンサを作製して静電容量、内部抵抗及び耐電圧を評価した。結果を上記表1及び表2に示した。   Using the above solid electrolyte composition, comparative solid electrolyte composition, precursor composition for solid electrolyte, solution of the precursor composition for solid electrolyte for comparison, and dopant / oxidizer solution, the following method is used to conduct electricity. Adhesive film was prepared and the adhesion was evaluated. Moreover, the solid electrolytic capacitor was produced by the following method, and electrostatic capacity, internal resistance, and withstand voltage were evaluated. The results are shown in Tables 1 and 2 above.

[導電性被膜の作製方法]
実施例1〜7の固体電解質組成物の溶液、及び比較例1〜9の固体電解質組成物の溶液を酸化アルミニウム箔にドクターブレードを用いて3cm×7cmの長方形パターンに塗布して、室温で30分減圧乾燥した後、170℃で15分間ホットプレートで加熱して導電性被膜を得た。また、実施例8〜13の固体電解質用前駆体組成物の溶液、及び比較例10〜11の固体電解質用前駆体組成物の溶液に、ドーパント兼酸化剤溶液を加えた混合溶液を酸化アルミニウム箔にドクターブレードを用いて3cm×7cmの長方形パターンに塗布して、室温で30分減圧乾燥した後、170℃で15分間ホットプレートで加熱して導電性被膜を得た。
[Method for producing conductive film]
The solutions of the solid electrolyte compositions of Examples 1 to 7 and the solutions of the solid electrolyte compositions of Comparative Examples 1 to 9 were applied to a 3 cm × 7 cm rectangular pattern on an aluminum oxide foil using a doctor blade, and 30 at room temperature. After being dried under reduced pressure for a minute, it was heated on a hot plate at 170 ° C. for 15 minutes to obtain a conductive film. Moreover, the mixed solution which added the dopant and oxidizing agent solution to the solution of the precursor composition for solid electrolytes of Examples 8-13 and the solution of the precursor composition for solid electrolytes of Comparative Examples 10-11 was used as the aluminum oxide foil. A 3 cm x 7 cm rectangular pattern was applied to the sample using a doctor blade, dried under reduced pressure at room temperature for 30 minutes, and then heated on a hot plate at 170 ° C for 15 minutes to obtain a conductive film.

[密着性評価方法]
得られた導電性被膜の密着性をJIS K−5400に準拠し、碁盤目セロハンテープ剥離試験により密着性を評価する。
[Adhesion evaluation method]
The adhesiveness of the obtained conductive film is evaluated according to a grid cellophane tape peeling test in accordance with JIS K-5400.

[コンデンサ特性の評価方法]
(1)陽極上の誘電体膜の作製
陽極金属としてのアルミニウムエッチド箔(サイズ:4×3.3mm)を、3重量%アジピン酸アンモニウム水溶液に浸漬し、定電流定電圧電源装置を用いて0.53mA/secの条件で、0Vから40Vまで上げた後、40Vの定電圧を40分間印加して化成処理し、該アルミニウムエッチド箔の表面に酸化皮膜からなる誘電体膜を形成した。これを脱イオン水の流水により10分洗浄してから105℃で5分乾燥を行ない、陽極金属と誘電体膜とからなる陽極を作製した。
[Evaluation method of capacitor characteristics]
(1) Production of dielectric film on anode An aluminum etched foil (size: 4 × 3.3 mm) as an anode metal is immersed in a 3 wt% ammonium adipate aqueous solution, and a constant current constant voltage power supply device is used. After raising from 0 V to 40 V under the condition of 0.53 mA / sec, a constant voltage of 40 V was applied for 40 minutes for chemical conversion treatment to form a dielectric film made of an oxide film on the surface of the aluminum etched foil. This was washed with running deionized water for 10 minutes and then dried at 105 ° C. for 5 minutes to produce an anode composed of an anode metal and a dielectric film.

(2)固体電解コンデンサ用電極の作製
固体電解質組成物の溶液及び比較用の固体電解質組成物の溶液に陽極を浸漬させ、引き上げた後、室温で30分乾燥した後、170℃で30分乾燥を行うことにより、電解質層を形成し固体電解コンデンサ用電極を作製した。また、固体電解質用前駆体組成物及び比較用の固体電解質用前駆体組成物の溶液
に陽極を浸漬させ、引き上げた後、ドーパント兼酸化剤溶液に陽極を浸漬させ、化学重合法によりπ共役系高分子化合物の前駆体モノマーを重合させて、室温で30分乾燥した後、170℃で30分乾燥を行うことにより、電解質層を形成し固体電解コンデンサ用電極を作製した。
(3)電解コンデンサの作製
上記で得られた電解質層の上に、カーボンペースト[日本黒鉛(株)製の「バニーハイトFU」]を塗布、乾燥後、更に、銀ペースト[日本黒鉛(株)製の「エブリオームME」]を塗布乾燥し、陰極を形成した。銀ペーストからリード線を引き出し、端子を接続した。
(2) Preparation of electrode for solid electrolytic capacitor The anode was immersed in the solution of the solid electrolyte composition and the solution of the solid electrolyte composition for comparison, pulled up, dried at room temperature for 30 minutes, and then dried at 170 ° C for 30 minutes. As a result, an electrolyte layer was formed to produce an electrode for a solid electrolytic capacitor. Also, after immersing the anode in the solution of the precursor composition for solid electrolyte and the precursor composition for solid electrolyte for comparison and pulling it up, the anode is immersed in the dopant / oxidizer solution, and π-conjugated system by chemical polymerization method The polymer monomer precursor monomer was polymerized, dried at room temperature for 30 minutes, and then dried at 170 ° C. for 30 minutes to form an electrolyte layer and produce an electrode for a solid electrolytic capacitor.
(3) Production of Electrolytic Capacitor A carbon paste [“Bunny Height FU” manufactured by Nippon Graphite Co., Ltd.] is applied on the electrolyte layer obtained above, dried, and further silver paste [manufactured by Nippon Graphite Co., Ltd.]. “Everyome ME”] was applied and dried to form a cathode. Lead wires were pulled out from the silver paste, and terminals were connected.

(4)測定及び評価
<静電容量及び内部抵抗の評価>
上記で得られた固体電解コンデンサに、LCRハイテスタ[日置電機(株)製3532−50]を接続し、定電圧レベル0.4Vで周波数120Hzで静電容量を測定し、周波数100kHzで内部抵抗を測定した。結果を表1及び表2に示す。
(4) Measurement and evaluation <Evaluation of capacitance and internal resistance>
The solid electrolytic capacitor obtained above is connected to an LCR high tester [3532-50 manufactured by Hioki Electric Co., Ltd.], the capacitance is measured at a constant voltage level of 0.4 V and a frequency of 120 Hz, and the internal resistance is measured at a frequency of 100 kHz. It was measured. The results are shown in Tables 1 and 2.

<耐電圧の評価>
上記で得られた固体電解コンデンサに、直流電源装置[菊水電子工業(株)製PMC18−1A]で0.2mAの定電流モードで電圧を印加、自動昇圧し、放電により電圧が急落する直前の電圧を耐電圧とした。
<Evaluation of withstand voltage>
A voltage is applied to the solid electrolytic capacitor obtained above in a constant current mode of 0.2 mA with a DC power supply [PMC18-1A manufactured by Kikusui Electronics Co., Ltd.], the voltage is automatically boosted, and immediately before the voltage suddenly drops due to discharge. The voltage was regarded as a withstand voltage.

本発明の固体電解質組成物及び固体電解質用前駆体組成物を使用した固体電解コンデンサ(実施例1〜13)は、コンデンサとして必要な低い内部抵抗を維持したまま、理論静電容量(4.2μF)近くの値を示し、かつ高い耐電圧を示した。
表1および表2の結果から、本発明の固体電解質組成物及び固体電解質用前駆体組成物を使用した固体電解コンデンサ(実施例1〜13)は、比較例1〜11に比べて、同等の静電容量、かつ高い耐電圧を有し、さらに内部抵抗が低いことがわかった。
本発明者は予期していなかったが、これは実施例1〜13では比較例1〜11と比べホウ酸エステルを含有する導電性皮膜の密着性が良好であるため、固体電解質層と誘電体層の界面抵抗が低下した結果、高い耐電圧を有し、かつ内部抵抗が低下すると推測する。
The solid electrolytic capacitors (Examples 1 to 13) using the solid electrolyte composition and the precursor composition for the solid electrolyte of the present invention maintained the low internal resistance necessary for the capacitor, while maintaining the theoretical capacitance (4.2 μF). ) Shown near value and high withstand voltage.
From the results of Tables 1 and 2, the solid electrolytic capacitors (Examples 1 to 13) using the solid electrolyte composition and the precursor composition for solid electrolyte of the present invention are equivalent to those of Comparative Examples 1 to 11. It has been found that it has a high capacitance and a high withstand voltage and has a low internal resistance.
Although this inventor was not expecting, since the adhesiveness of the electroconductive film containing a boric acid ester is favorable in Examples 1-13 compared with Comparative Examples 1-11, a solid electrolyte layer and a dielectric material As a result of the lowering of the interface resistance of the layer, it is assumed that it has a high withstand voltage and the internal resistance decreases.

本発明の固体電解コンデンサ用固体電解質用添加剤を用いれば、固体電解質層の抵抗の増大を極力抑え、耐電圧を高くすることができ、固体電解コンデンサの小型化、低インピーダンス化、高信頼性化が可能となり、工業的価値は大きい。   By using the solid electrolyte additive for solid electrolytic capacitors of the present invention, the increase in resistance of the solid electrolyte layer can be suppressed as much as possible, and the withstand voltage can be increased, and the solid electrolytic capacitor can be reduced in size, reduced in impedance, and highly reliable. The industrial value is great.

Claims (15)

ホウ酸エステル(H)を含有する固体電解コンデンサ用固体電解質用添加剤(A)。 Solid electrolyte additive (A) for solid electrolytic capacitors containing boric acid ester (H). ホウ酸エステル(H)が、炭素数2〜10である多価アルコール(F1)および/または炭素数1〜10である1価アルコール(F2)と、ホウ酸とが反応してなるものである請求項1に記載の添加剤。   The boric acid ester (H) is obtained by reacting boric acid with a polyhydric alcohol (F1) having 2 to 10 carbon atoms and / or a monohydric alcohol (F2) having 1 to 10 carbon atoms. The additive according to claim 1. ホウ酸エステル(H)中に含まれるホウ素含有量が7〜16重量%である請求項1または2に記載の添加剤。   The additive according to claim 1 or 2, wherein a boron content contained in the borate ester (H) is 7 to 16% by weight. さらに溶剤(C1)を含有する請求項1〜3のいずれか1項に記載の添加剤。 Furthermore, the additive of any one of Claims 1-3 containing a solvent (C1). 溶剤(C1)が、沸点が300℃以下の多価アルコール(F1)である請求項4に記載の添加剤。   The additive according to claim 4, wherein the solvent (C1) is a polyhydric alcohol (F1) having a boiling point of 300 ° C or lower. ホウ酸エステル(H)と溶剤(C1)の合計重量に対して、ホウ酸エステル(H)の含有量が10〜50重量%である請求項4または5に記載の添加剤。   The additive according to claim 4 or 5, wherein the content of borate ester (H) is 10 to 50% by weight based on the total weight of borate ester (H) and solvent (C1). 請求項1〜6のいずれか1項に記載の添加剤(A)、π共役系高分子化合物(B)および溶剤(C2)を含有する固体電解コンデンサ用固体電解質組成物。   The solid electrolyte composition for solid electrolytic capacitors containing the additive (A) of any one of Claims 1-6, (pi) conjugated polymer compound (B), and a solvent (C2). π共役系高分子化合物(B)が、ポリピロール誘導体及びポリアニリン誘導体からなる群より選ばれる少なくとも一種である請求項7に記載の組成物。   The composition according to claim 7, wherein the π-conjugated polymer compound (B) is at least one selected from the group consisting of a polypyrrole derivative and a polyaniline derivative. π共役系高分子化合物(B)の重量に対して、ホウ酸エステル(H)の含有量が5〜300重量%である請求項7または8に記載の組成物。   The composition according to claim 7 or 8, wherein the content of the borate ester (H) is 5 to 300% by weight with respect to the weight of the π-conjugated polymer compound (B). 請求項1〜6のいずれか1項に記載の添加剤(A)およびπ共役系高分子化合物の前駆体モノマー(b)を含有する固体電解コンデンサ用固体電解質用前駆体組成物。   A precursor composition for a solid electrolyte for a solid electrolytic capacitor comprising the additive (A) according to any one of claims 1 to 6 and a precursor monomer (b) of a π-conjugated polymer compound. π共役系高分子化合物の前駆体モノマー(b)が、ピロール誘導体及びアニリン誘導体からなる群より選ばれる少なくとも一種である請求項10に記載の組成物。   The composition according to claim 10, wherein the precursor monomer (b) of the π-conjugated polymer compound is at least one selected from the group consisting of a pyrrole derivative and an aniline derivative. π共役系高分子化合物の前駆体モノマー(b)の重量に対して、ホウ酸エステル(H)の含有量が5〜300重量%である請求項10または11に記載の組成物。   The composition according to claim 10 or 11, wherein the content of the borate ester (H) is 5 to 300% by weight based on the weight of the precursor monomer (b) of the π-conjugated polymer compound. さらに溶剤(C3)を含有する請求項10〜12のいずれか1項に記載の組成物。   Furthermore, the composition of any one of Claims 10-12 containing a solvent (C3). 請求項7〜9のいずれか1項に記載の固体電解コンデンサ用固体電解質組成物を用いてなるか、または請求項10〜13のいずれか1項に記載の固体電解コンデンサ用固体電解質用前駆体組成物を重合してなる固体電解コンデンサ用導電性被膜。   The solid electrolyte precursor for a solid electrolytic capacitor according to any one of claims 7 to 9, wherein the solid electrolyte composition for a solid electrolytic capacitor according to any one of claims 7 to 9 is used. A conductive film for a solid electrolytic capacitor obtained by polymerizing the composition. 請求項14に記載の固体電解コンデンサ用導電性被膜を有する固体電解コンデンサ。   The solid electrolytic capacitor which has a conductive film for solid electrolytic capacitors of Claim 14.
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