JP3464733B2 - Solid electrolytic capacitor and method of manufacturing the same - Google Patents

Solid electrolytic capacitor and method of manufacturing the same

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JP3464733B2
JP3464733B2 JP18975095A JP18975095A JP3464733B2 JP 3464733 B2 JP3464733 B2 JP 3464733B2 JP 18975095 A JP18975095 A JP 18975095A JP 18975095 A JP18975095 A JP 18975095A JP 3464733 B2 JP3464733 B2 JP 3464733B2
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茂 清水
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正志 鵜沢
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  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】 本発明は、一般式(1)で表さ
れる同一芳香環内に酸性基と電子供与基を有する構造単
位を主として有する、重量平均分子量3000以上、かつ芳
香環に対する酸性基の含有率70%以上、かつ導電率が0.
01S/cm以上である可溶性アニリン系導電性ポリマーを固
体電解質とする固体電解コンデンサ及びその製造方法に
関する。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention mainly has a structural unit having an acidic group and an electron donating group in the same aromatic ring represented by the general formula (1), and has a weight average molecular weight of 3000 or more and an acidic group with respect to an aromatic ring. The content of the group is 70% or more and the conductivity is 0.
The present invention relates to a solid electrolytic capacitor using a soluble aniline-based conductive polymer of 01 S / cm or more as a solid electrolyte and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来技術】 固体電解コンデンサは、タンタルやアル
ミニウムの金属箔や金属焼結体の表面に絶縁性の多孔質
成形体を形成し、この絶縁膜を誘電体として構成される
コンデンサである。最近の科学技術の進歩に伴い、電子
機器の小型化、回路の高周波数化が求められており、コ
ンデンサに関しても低インピーダンス化、高信頼性、低
コスト化が要求されている。しかしながら、現在主とし
て使用されている二酸化マンガンを電解質として使用す
る方法は、その導電率が充分でないため高周波数領域で
のインピーダンスが大きいと云う課題がある。また、TC
NQ錯体を電解質として使用する方法は、TCNQ錯体が熱分
解しやすいため耐熱性に劣ると云う課題点がある。
2. Description of the Related Art A solid electrolytic capacitor is a capacitor in which an insulating porous molded body is formed on the surface of a metal foil of tantalum or aluminum or a metal sintered body, and the insulating film is used as a dielectric. With the recent progress in science and technology, miniaturization of electronic devices and higher frequencies of circuits are required, and capacitors are also required to have lower impedance, higher reliability, and lower cost. However, the method of using manganese dioxide, which is mainly used at present, as an electrolyte has a problem that the impedance is high in a high frequency region because the conductivity is not sufficient. Also TC
The method of using the NQ complex as an electrolyte has a problem that the TCNQ complex is easily decomposed by heat and thus has poor heat resistance.

【0003】これらの課題点を解決する手段として、近
年ポリピロール、ポリアニリンなどの導電性ポリマーを
使用する方法が提案されている(特開昭63-173313号公
報、特開平1-253226号公報、特開平3-35516号公報、特
開平5-3138号公報、特開平6-29159号公報、特開平7-860
93号公報)。
As a means for solving these problems, a method of using a conductive polymer such as polypyrrole or polyaniline has been proposed in recent years (JP-A-63-173313, JP-A-1-253226, JP Kaihei 3-35516, JP 5-3138, JP 6-29159, JP 7-860
No. 93 bulletin).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】 しかしながら、ポリ
ピロールを固体電解質とする固体電解コンデンサを製造
する場合、ポリピロールが溶媒に溶解しないため金属酸
化膜被覆上に導電性を有するプレコート層を形成した
後、ポリピロールを電解重合するため、工程が煩雑であ
ると云う課題がある。また、ポリアニリンを固体電解質
とする固体電解コンデンサを製造する場合、ポリアニリ
ンの溶解性が低いため、多孔質成形体への含浸が不充分
で、特性が目的の性能には達しないと云う課題がある。
更に、これら導電性ポリマーは、高導電性を発現させる
ためにドーピング時間を充分にとる必要があり、製造時
間が長くなると云う課題点がある。
However, in the case of producing a solid electrolytic capacitor using polypyrrole as a solid electrolyte, polypyrrole is not dissolved in a solvent, so that a conductive precoat layer is formed on the metal oxide film coating, and then polypyrrole is formed. However, there is a problem in that the process is complicated because it is electrolytically polymerized. Further, in the case of producing a solid electrolytic capacitor using polyaniline as a solid electrolyte, the solubility of polyaniline is low, so that impregnation into the porous molded body is insufficient, and there is a problem that the characteristics do not reach the target performance. .
Further, these conductive polymers have a problem that it is necessary to take a sufficient doping time in order to exhibit high conductivity, and the manufacturing time becomes long.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】 発明者らは、前記課題
点を解決するため鋭意検討した結果、固体電解質として
一般式(1)で表される同一芳香環内に酸性基と電子供
与基を有する構造単位を主として有する、重量平均分子
量3000以上、かつ芳香環に対する酸性基の含有率70%以
上、かつ導電率が0.01S/cm以上である可溶性アニリン系
導電性ポリマーを用いると高周波数特性及び耐熱性に優
れた固体電解コンデンサが得られることを見出し本発明
に至った。また、本発明の可溶性アニリン系導電性ポリ
マーは、水、有機溶媒及び含水有機溶媒に対する溶解性
が高く、また成膜後のドーピング工程が必要ないためコ
ンデンサの製造方法が簡素化される。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies for solving the above problems, the inventors have found that an acidic group and an electron donating group are formed in the same aromatic ring represented by the general formula (1) as a solid electrolyte. Mainly having a structural unit having, a weight average molecular weight of 3000 or more, and the content of the acidic group to the aromatic ring 70% or more, and the conductivity is 0.01S / cm or more using a soluble aniline-based conductive polymer high frequency characteristics and The inventors have found that a solid electrolytic capacitor having excellent heat resistance can be obtained, and completed the present invention. Further, the soluble aniline-based conductive polymer of the present invention has high solubility in water, an organic solvent and a water-containing organic solvent, and a doping process after film formation is not required, so that the method for manufacturing a capacitor is simplified.

【0006】以下具体的に説明する。本発明に用いられ
る可溶性アニリン系導電性ポリマーは、一般式(1)で
表される同一芳香環内に酸性基と電子供与基を有する構
造単位を主として有する。
A detailed description will be given below. The soluble aniline-based conductive polymer used in the present invention mainly has a structural unit having an acidic group and an electron donating group in the same aromatic ring represented by the general formula (1).

【化4】 (式中、R1,2,3,4,は、電子吸引基、酸性基、水
素、炭素数1〜4の直鎖または分岐のアルキル基、アル
ケニル基、アルコキシ基、水酸基、ニトロ基、およびハ
ロゲンよりなる群から選ばれ、この置換基の内少なくと
も二つはそれぞれ酸性基又は電子吸引基を示す。) 上記一般式(1)で表される構造単位を主として有する
ポリマーの構造は、一般式(2)で示したフェニレンジ
アミン構造(還元型)とキノジイミン構造(酸化型)を
有していると云われている。
[Chemical 4] (In the formula, R 1, R 2, R 3, R 4, are electron withdrawing groups, acidic groups, hydrogen, linear or branched alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms, alkenyl groups, alkoxy groups, hydroxyl groups, nitro groups. A group and a halogen, and at least two of the substituents each represent an acidic group or an electron withdrawing group.) The structure of the polymer mainly having the structural unit represented by the general formula (1) is It is said to have a phenylenediamine structure (reduced type) and a quinodiimine structure (oxidized type) represented by the general formula (2).

【0007】[0007]

【化5】 (式中、R5 〜R20は、電子吸引基、酸性基、水素、炭
素数1〜4の直鎖または分岐のアルキル基、アルケニル
基、アルコキシ基、水酸基、ニトロ基、およびハロゲン
よりなる群から選ばれ、各芳香環の4つの置換基の内少
なくとも二つはそれぞれ酸性基又は電子吸引基を示
す。) このフェニレンジアミン構造(還元型)とキノジイミン
構造(酸化型)は、酸化もしくは還元により任意の比率
で可逆的に変換させることが可能である。フェニレンジ
アミン構造とキノジイミン構造の比率:xは、0.2 <x
<0.8 の範囲が導電性及び溶解性の面から好ましく、0.
3 <x<0.7 がより好ましい。
[Chemical 5] (In the formula, R 5 to R 20 are a group consisting of an electron withdrawing group, an acidic group, hydrogen, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkenyl group, an alkoxy group, a hydroxyl group, a nitro group, and a halogen. At least two of the four substituents on each aromatic ring each represent an acidic group or an electron-withdrawing group.) This phenylenediamine structure (reduced type) and quinodiimine structure (oxidized type) are It is possible to reversibly convert at an arbitrary ratio. Ratio of phenylenediamine structure to quinodiimine structure: x is 0.2 <x
A range of <0.8 is preferable from the viewpoint of conductivity and solubility, and 0.
3 <x <0.7 is more preferable.

【0008】また、本発明の可溶性アニリン系導電性ポ
リマーは上記一般式(1)若しくは一般式(2)で表さ
れる以外の構造単位として、可溶性、導電性及び性状に
影響を及ぼさない限り、置換又は無置換のアニリン、チ
オフェン、ピロール、フェニレン、ビニレン、二価の他
の不飽和基及び二価の飽和基の少なくとも一種の構造単
位を含んでも良い。本発明の可溶性アニリン系導電性ポ
リマーは、上記の一般式(1)若しくは一般式(2)の
繰り返し単位、即ち芳香環に対する酸性基の含有率を70
%以上含まれるのものが用いられ、好ましくは80%以
上、更に好ましくは90%以上含まれるものが用いられ
る。ここで、芳香環に対する酸性基の含有率が70%以下
のものは水に対する溶解性が不十分で好ましくない。ま
た、芳香環に対する酸性基の含有率が高くなるほど溶解
性は向上し、芳香環に対する酸性基の含有率100 %のも
のが最も溶解性が高くコンデンサ製造に適している。重
量平均分子量はGPC のポリエチレングリコール換算で30
00以上のものが導電性、成膜性及び膜強度が優れており
好ましく、重量平均分子量5000以上50万以下のものがよ
り好ましく、7000以上30万以下のものが更に好ましい。
ここで重量平均分子量が3000以下のものは、溶解性は優
れているが成膜性及び導電性が不足しており、50万以上
のものは導電性は優れているが溶解性及び多孔質成形体
への含浸性が不十分である。固体電解コンデンサは、導
電率がよいものほど周波数特性などの性能が良いことか
ら、導電率が0.01S/cm以上、好ましくは0.05S/cm以上の
可溶性導電性ポリマーが用いられる。
The soluble aniline-based conductive polymer of the present invention is a structural unit other than that represented by the general formula (1) or the general formula (2) as long as it does not affect the solubility, conductivity and properties. It may contain at least one structural unit of a substituted or unsubstituted aniline, thiophene, pyrrole, phenylene, vinylene, another divalent unsaturated group and a divalent saturated group. The soluble aniline-based conductive polymer of the present invention has a repeating unit of the general formula (1) or (2), that is, an acidic group content of 70 relative to an aromatic ring.
% Or more is used, preferably 80% or more, more preferably 90% or more. Here, it is not preferable that the content of the acidic group in the aromatic ring is 70% or less because the solubility in water is insufficient. Further, the higher the content of the acidic group in the aromatic ring, the higher the solubility, and the one in which the content of the acidic group in the aromatic ring is 100% has the highest solubility and is suitable for capacitor production. The weight average molecular weight is 30 in terms of GPC polyethylene glycol.
A polymer having a weight average molecular weight of 00 or more is preferably excellent in conductivity, film-forming property and film strength, a polymer having a weight average molecular weight of 5,000 or more and 500,000 or less is more preferable, and a polymer having a weight average molecular weight of 7,000 or more and 300,000 or less is further preferable.
Where the weight average molecular weight of 3000 or less, the solubility is excellent but the film forming property and the conductivity are insufficient, and the one having a weight average molecular weight of 500,000 or more is excellent in the conductivity but the solubility and the porous molding. Impregnation into the body is insufficient. In a solid electrolytic capacitor, the higher the conductivity, the better the performance such as frequency characteristics. Therefore, a soluble conductive polymer having a conductivity of 0.01 S / cm or more, preferably 0.05 S / cm or more is used.

【0009】本発明の可溶性アニリン系導電性ポリマー
は、同一芳香環内に酸性基と電子供与基を有する少なく
とも一種のアミノベンゼンスルホン酸誘導体及び/又は
アミノ安息香酸誘導体を塩基性化合物存在下、化学酸化
重合することにより得られるものが好ましく用いられ
る。原料モノマーとしては、一般式(3)
The soluble aniline type conductive polymer of the present invention comprises at least one aminobenzenesulfonic acid derivative and / or aminobenzoic acid derivative having an acidic group and an electron donating group in the same aromatic ring in the presence of a basic compound. Those obtained by oxidative polymerization are preferably used. As the raw material monomer, the general formula (3) is used.

【化6】 (式中、R21, 22,R23,R24,R25は、電子吸引
基、酸性基、水素、炭素数1〜4の直鎖または分岐の電
子吸引基、酸性基、アルキル基、アルケニル基、アルコ
キシ基、水酸基、ニトロ基、およびハロゲンよりなる群
から選ばれ、その少なくとも二つは酸性基及び電子吸引
基を示す。また、ここで酸性基はスルホン基又はカルボ
ン酸基が好ましく用いられる。)で示される酸性基置換
アニリン、そのアルカリ金属塩、アンモニウム塩および
置換アンモニウム塩のうち少なくとも一つの化合物を表
す。前記一般式(1)の化合物はアミノ基に対して酸性
基及び電子吸引基がo位またはm位に結合しているもの
の方が得られるポリマーの導電性、溶解性などの性能が
優れている。
[Chemical 6] (In the formula, R 21, R 22 , R 23 , R 24 , and R 25 are electron withdrawing groups, acidic groups, hydrogen, linear or branched electron withdrawing groups having 1 to 4 carbon atoms, acidic groups, alkyl groups, It is selected from the group consisting of an alkenyl group, an alkoxy group, a hydroxyl group, a nitro group, and a halogen, at least two of which represent an acidic group and an electron-withdrawing group, and the acidic group is preferably a sulfone group or a carboxylic acid group. Acid group-substituted aniline, its alkali metal salt, ammonium salt, and substituted ammonium salt. The compound of the general formula (1), in which the acidic group and the electron-withdrawing group are bonded to the o-position or the m-position with respect to the amino group, is superior in the performance such as conductivity and solubility of the obtained polymer. .

【0010】前記酸性基置換アニリンとして最も代表的
なものは、アミノベンゼンスルホン酸誘導体またはアミ
ノ安息香酸誘導体である。アミノベンゼンスルホン酸誘
導体は、アミノ安息香酸誘導体に比べ導電性が高い傾向
を示し、一方、アミノ安息香酸誘導体は、アミノベンゼ
ンスルホン酸誘導体と比較して溶解性が高い傾向を示
す。これらの誘導体は、目的に合わせ任意の割合の共重
合体を用いることができる。
The most typical acid group-substituted aniline is an aminobenzenesulfonic acid derivative or an aminobenzoic acid derivative. The aminobenzenesulfonic acid derivative tends to have higher conductivity than the aminobenzoic acid derivative, while the aminobenzoic acid derivative tends to have higher solubility than the aminobenzenesulfonic acid derivative. As these derivatives, a copolymer in an arbitrary ratio can be used according to the purpose.

【0011】アミノベンゼンスルホン酸として最も代表
的なものは、具体的にはo−,m−,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、アニ
リン−2,5−ジスルホン酸、アニリン−3,5−ジス
ルホン酸、アニリン−2,4−ジスルホン酸、アニリン
−3,4−ジスルホン酸が好ましく用いられる。
The most typical aminobenzene sulfonic acid is specifically o-, m-, p-aminobenzene sulfonic acid, aniline-2,6-disulfonic acid, aniline-2,5-disulfonic acid, Aniline-3,5-disulfonic acid, aniline-2,4-disulfonic acid and aniline-3,4-disulfonic acid are preferably used.

【0012】その他のアミノベンゼンスルホン酸として
は、メチルアミノベンゼンスルホン酸、エチルアミノベ
ンゼンスルホン酸,n−プロピルアミノベンゼンスルホ
ン酸、iso−プロピルアミノベンゼンスルホン酸、n
−ブチルアミノベンゼンスルホン酸、sec−ブチルア
ミノベンゼンスルホン酸、t−ブチルアミノベンゼンス
ルホン酸などのアルキル基置換アミノベンゼンスルホン
酸類、メトキシアミノベンゼンスルホン酸、エトキシア
ミノベンゼンスルホン酸,n−プロポキシアミノベンゼ
ンスルホン酸、iso−プロポキシアミノベンゼンスル
ホン酸、n−ブトキシアミノベンゼンスルホン酸、se
c−ブトキシアミノベンゼンスルホン酸、t−ブトキシ
アミノベンゼンスルホン酸などのアルコキシ基置換アミ
ノベンゼンスルホン酸、ヒドロキシ基置換アミノベンゼ
ンスルホン酸類、ニトロ基置換アミノベンゼンスルホン
酸類、フルオロアミノベンゼンスルホン酸、クロロアミ
ノベンゼンスルホン酸、ブロムアミノベンゼンスルホン
酸などのハロゲン基置換アミノベンゼンスルホン酸類な
どを挙げることができる。 このなかではアルキル基置
換アミノベンゼンスルホン酸類、アルコキシ基置換アミ
ノベンゼンスルホン酸またはヒドロキシ基置換アミノベ
ンゼンスルホン酸類が実用上もっとも好ましい。
Other aminobenzenesulfonic acids include methylaminobenzenesulfonic acid, ethylaminobenzenesulfonic acid, n-propylaminobenzenesulfonic acid, iso-propylaminobenzenesulfonic acid and n.
-Butylaminobenzenesulfonic acid, sec-butylaminobenzenesulfonic acid, t-butylaminobenzenesulfonic acid, and other alkyl group-substituted aminobenzenesulfonic acids, methoxyaminobenzenesulfonic acid, ethoxyaminobenzenesulfonic acid, n-propoxyaminobenzenesulfone Acid, iso-propoxyaminobenzenesulfonic acid, n-butoxyaminobenzenesulfonic acid, se
Alkoxy group-substituted aminobenzene sulfonic acids such as c-butoxyaminobenzene sulfonic acid and t-butoxyaminobenzene sulfonic acid, hydroxy group-substituted aminobenzene sulfonic acids, nitro group-substituted aminobenzene sulfonic acids, fluoroaminobenzene sulfonic acid, chloroaminobenzene Examples thereof include halogen group-substituted aminobenzenesulfonic acids such as sulfonic acid and bromoaminobenzenesulfonic acid. Among these, alkyl group-substituted aminobenzene sulfonic acids, alkoxy group-substituted aminobenzene sulfonic acids or hydroxy group-substituted aminobenzene sulfonic acids are most preferable in practical use.

【0013】アミノ安息香酸誘導体として最も代表的な
ものは、o−,m−,p−アミノ安息香酸、アニリン−
2,6−ジカルボン酸、アニリン−2,5−ジカルボン
酸、アニリン−3,5−ジカルボン酸、アニリン−2,
4−ジカルボン酸、アニリン−3,4−ジカルボン酸が
好ましく用いられる。
The most typical aminobenzoic acid derivatives are o-, m-, p-aminobenzoic acid and aniline-
2,6-dicarboxylic acid, aniline-2,5-dicarboxylic acid, aniline-3,5-dicarboxylic acid, aniline-2,
4-dicarboxylic acid and aniline-3,4-dicarboxylic acid are preferably used.

【0014】その他のアミノ安息香酸誘導体としては、
メチルアミノ安息香酸、エチルアミノ安息香酸,n−プ
ロピルアミノ安息香酸、iso−プロピルアミノ安息香
酸、n−ブチルアミノ安息香酸、sec−ブチルアミノ
安息香酸、t−ブチルアミノ安息香酸などのアルキル基
置換アミノ安息香酸類、メトキシアミノ安息香酸、エト
キシアミノ安息香酸,n−ピロポキシアミノ安息香酸、
iso−ピロポキシアミノ安息香酸、n−ブトキシアミ
ノ安息香酸、sec−ブトキシアミノ安息香酸、t−ブ
トキシアミノ安息香酸などのアルキル基置換アミノ安息
香酸類、ヒドロキシ基置換アミノ安息香酸類、フルオロ
アミノ安息香酸、クロロアミノ安息香酸、ブロムアミノ
安息香酸などのハロゲン基置換アミノ安息香酸類などを
挙げることができる。このなかではアルキル基置換アミ
ノ安息香酸類、アルコキシ基置換アミノ安息香酸または
ヒドロキシ基置換アミノ安息香酸類が実用上もっとも好
ましい。なお、これらのアミノベンゼンスルホン酸及び
アミノ安息香酸誘導体は、それぞれ単独で用いても、ま
た異性体を任意の割合で混合しても良い。
Other aminobenzoic acid derivatives include:
Alkyl group-substituted amino such as methylaminobenzoic acid, ethylaminobenzoic acid, n-propylaminobenzoic acid, iso-propylaminobenzoic acid, n-butylaminobenzoic acid, sec-butylaminobenzoic acid, t-butylaminobenzoic acid Benzoic acids, methoxyaminobenzoic acid, ethoxyaminobenzoic acid, n-pyropoxyaminobenzoic acid,
Alkyl group-substituted aminobenzoic acids such as iso-pyropoxyaminobenzoic acid, n-butoxyaminobenzoic acid, sec-butoxyaminobenzoic acid, t-butoxyaminobenzoic acid, hydroxy group-substituted aminobenzoic acids, fluoroaminobenzoic acid, chloroaminobenzoic acid Examples thereof include acids and halogen group-substituted aminobenzoic acids such as bromoaminobenzoic acid. Of these, alkyl group-substituted aminobenzoic acids, alkoxy group-substituted aminobenzoic acids, and hydroxy group-substituted aminobenzoic acids are the most practically preferred. In addition, these aminobenzenesulfonic acid and aminobenzoic acid derivatives may be used alone respectively, or isomers may be mixed at an arbitrary ratio.

【0015】更に詳しく前記一般式(1)の酸性基置換
アニリンの具体例としては、 アルキル基置換アミノベンゼンスルホン酸 アルキル基置換アミノ安息香酸 アルコキシ基置換アミノベンゼンスルホン酸 アルコキシ基置換アミノ安息香酸 ヒドロキシ基置換アミノベンゼンスルホン酸 ヒドロキシ基置換アミノ安息香酸 フルオロ基置換アミノベンゼンスルホン酸 フルオロ基置換アミノ安息香酸 クロロ基置換アミノベンゼンスルホン酸 クロロ基置換アミノ安息香酸 ブロム基置換アミノベンゼンスルホン酸 およびブロム基置換アミノ安息香酸 などを挙げることができ、これらの置換基の位置と組合
わせの具体例を表1に示す。
More specifically, specific examples of the acidic group-substituted aniline represented by the general formula (1) include alkyl group-substituted aminobenzenesulfonic acid alkyl group-substituted aminobenzoic acid alkoxy group-substituted aminobenzenesulfonic acid alkoxy group-substituted aminobenzoic acid hydroxy group. Substituted aminobenzenesulfonic acid Hydroxy group Substituted aminobenzoic acid Fluoro group Substituted aminobenzenesulfonic acid Fluoro group Substituted aminobenzoic acid chloro group Substituted aminobenzene sulfonic acid chloro group Substituted aminobenzoic acid Bromo group Substituted aminobenzene sulfonic acid and bromo group Substituted aminobenzoic acid Examples thereof include acids and the like, and specific examples of the positions and combinations of these substituents are shown in Table 1.

【0016】[0016]

【表1】 ここで、 A:スルホン酸基またはカルボン酸基、そのアルカリ金
属塩、アンモニウム塩、置換アンモニウム塩から選ばれ
た一つの基を示し、 B:電子吸引基を示し、具体的には、メチル基、エチル
基、n−プロピル基、iso−プロピル基、n−ブチル
基 、sec−ブチル基、t−ブチル基などのアルキル
基、アルコキシ基、ヒドロキシ基、フルオロ基、クロロ
基、ブロム基などのハロゲン基から選ばれた一つの基を
示し、 H:水素、メチル基、エチル基、n−プロピル基、is
o−プロピル基、n−ブチル基 、sec−ブチル基、
t−ブチル基などのアルキル基、アルコキシ基、ヒドロ
キシ基、ニトロ基、フルオロ基、クロロ基、ブロム基な
どのハロゲン基から選ばれた一つの基を示す。
[Table 1] Here, A: one group selected from a sulfonic acid group or a carboxylic acid group, an alkali metal salt, an ammonium salt, and a substituted ammonium salt thereof, B: an electron withdrawing group, specifically, a methyl group, Alkyl group such as ethyl group, n-propyl group, iso-propyl group, n-butyl group, sec-butyl group, t-butyl group, alkoxy group, hydroxy group, halogen group such as fluoro group, chloro group and bromine group. One group selected from H, hydrogen, methyl group, ethyl group, n-propyl group, is
o-propyl group, n-butyl group, sec-butyl group,
One group selected from an alkyl group such as t-butyl group, an alkoxy group, a hydroxy group, a nitro group, a fluoro group, a chloro group, and a halogen group such as a bromine group is shown.

【0017】これらモノマーにおけるアルカリ金属とし
ては、リチウム、ナトリウム、カリウムなどが例示でき
る。
Examples of alkali metals in these monomers include lithium, sodium and potassium.

【0018】また、置換アンモニウムとしては、脂式ア
ンモニウム類、環式飽和アンモニウム類、環式不飽和ア
ンモニウム類などが挙げられる。
Examples of the substituted ammonium include aliphatic ammonium, cyclic saturated ammonium, cyclic unsaturated ammonium and the like.

【0019】次に、本発明で用いられる塩基性化合物と
しては、前記原料モノマーと塩を形成する化合物であれ
ばどのような化合物でも良いが、脂式アミン類、環式飽
和アミン類、環式不飽和アミン類、無機塩基などが好ま
しく用いられる。
The basic compound used in the present invention may be any compound as long as it is a compound which forms a salt with the above-mentioned raw material monomer, but it may be a fatty amine, a cyclic saturated amine or a cyclic amine. Unsaturated amines and inorganic bases are preferably used.

【0020】脂式アミン類としては、下式(8)The fatty amines are represented by the following formula (8)

【化7】 (式中、R1 〜R3 は、それぞれ水素、炭素数1〜4の
アルキル基、CH2 OHおよびCH2 CH2 OHよりな
る群から独立して選ばれた基である。)で示される化合
物、
[Chemical 7] (In the formula, each of R 1 to R 3 is a group independently selected from the group consisting of hydrogen, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, CH 2 OH and CH 2 CH 2 OH.). Compound,

【0021】または一般式(9)Or the general formula (9)

【化8】 (式中、R29〜R32はそれぞれ水素、炭素数1〜4のア
ルキル基、CH2 OHおよびCH2 CH2 OHよりなる
群から独立して選ばれた基である。)で示されるハイド
ロキサイド化合物を挙げることができる。
[Chemical 8] (In the formula, each of R 29 to R 32 is a group independently selected from the group consisting of hydrogen, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, CH 2 OH and CH 2 CH 2 OH.). A side compound may be mentioned.

【0022】環式飽和アミン類としては、ピペリジン、
ピロリジン、モルホリン、ピペラジン及びこれらの骨格
を有する誘導体及びこれらのアンモニウムヒドロキシド
化合物などが好ましく用いられる。
The cyclic saturated amines include piperidine,
Pyrrolidine, morpholine, piperazine, derivatives having these skeletons, and ammonium hydroxide compounds thereof are preferably used.

【0023】環式不飽和アミン類としては、ピリジン、
α−ピコリン、β−ピコリン、γ−ピコリン、キノノ
ン、イソキノリン、ピロリン及びこれらの骨格を有する
誘導体及びこれらのアンモニウムヒドロキシド化合物な
どが好ましく用いられる。
As the cyclic unsaturated amines, pyridine,
[alpha] -picoline, [beta] -picoline, [gamma] -picoline, quinone, isoquinoline, pyrroline, derivatives having these skeletons, and ammonium hydroxide compounds thereof are preferably used.

【0024】無機塩基としては、水酸化ナトリウム、水
酸化カリウム、水酸化リチウムなどの水酸化物の塩およ
びアンモニア水などが好ましく用いられる。
As the inorganic base, salts of hydroxides such as sodium hydroxide, potassium hydroxide and lithium hydroxide and aqueous ammonia are preferably used.

【0025】これら塩基性化合物の濃度は0.1mol
/l以上、好ましくは0.1〜10.0mol/l、更
に好ましくは0.2〜8.0mol/lの範囲で用いら
れる。この際、0.1mol/l以下の場合、得られる
ポリマーの収率が低下し、10.0mol/l以上の場
合、導電性が低下する傾向を示す。前記塩基性化合物
は、それぞれ任意の割合で混合して用いることもでき
る。また、前記酸性基置換アニリンなどの化合物(イ)
中の酸性基(ハ)と塩基性化合物(ロ)とのモル比は
(ハ):(ロ)=1:100〜100:1、好ましくは
1:0.25〜1:20、さらに好ましくは1:0.5
〜1:15で用いることができる。ここで、塩基性化合
物の割合が低いと反応性が低下し導電性も低下する。逆
に割合が高い場合は得られるポリマー中の酸性基と塩基
性化合物が塩を形成する割合が高くなり導電性が低下す
る傾向にある。
The concentration of these basic compounds is 0.1 mol
/ L or more, preferably 0.1 to 10.0 mol / l, more preferably 0.2 to 8.0 mol / l. At this time, when the amount is 0.1 mol / l or less, the yield of the obtained polymer tends to decrease, and when it is 10.0 mol / l or more, the conductivity tends to decrease. The basic compounds may be mixed and used in arbitrary proportions. Further, the compound (a) such as the above-mentioned acidic group-substituted aniline
The molar ratio of the acidic group (ha) and the basic compound (b) in the (ha) :( b) = 1: 100 to 100: 1, preferably 1: 0.25 to 1:20, and more preferably 1: 0.5
˜1: 15 can be used. Here, if the ratio of the basic compound is low, the reactivity decreases and the conductivity also decreases. On the contrary, when the ratio is high, the ratio of the acidic group and the basic compound in the obtained polymer to form a salt is high and the conductivity tends to be lowered.

【0026】重合又は共重合は、これら塩基性化合物を
含む溶液中、酸化剤で酸化重合することにより行う。溶
媒は、水、メタノール、エタノール、イソプロパノー
ル、アセトニトリル、メチルイソブチルケトン、メチル
エチルケトン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセト
アミド等が好ましく用いられる。
The polymerization or copolymerization is carried out by oxidative polymerization with an oxidizing agent in a solution containing these basic compounds. As the solvent, water, methanol, ethanol, isopropanol, acetonitrile, methyl isobutyl ketone, methyl ethyl ketone, dimethylformamide, dimethylacetamide and the like are preferably used.

【0027】また、酸化剤は、標準電極電位が0.6V
以上である酸化剤であれば特に限定されないが、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及びペルオキソ二硫酸カリウムなど
のペルオキソ二硫酸類、過酸化水素等が好ましく用いら
れ、モノマー1モルに対して0.1〜5モル、好ましく
は0.5〜5モル用いられる。またこの際、触媒として
鉄、銅などの遷移金属化合物を添加することも有効であ
る。
The standard electrode potential of the oxidant is 0.6 V.
The oxidizing agent is not particularly limited as long as it is the above-mentioned oxidizing agent, but peroxodisulfates such as peroxodisulfate, ammonium peroxodisulfate, sodium peroxodisulfate and potassium peroxodisulfate, hydrogen peroxide and the like are preferably used, and 1 mol of the monomer is used. On the other hand, it is used in an amount of 0.1 to 5 mol, preferably 0.5 to 5 mol. At this time, it is also effective to add a transition metal compound such as iron or copper as a catalyst.

【0028】反応温度は、マイナス15〜70℃の温度
範囲で行うのが好ましく、更に好ましくはマイナス5〜
60℃の範囲が適用される。ここで、マイナス15℃以
下、又は70℃以上では、導電性が低下する傾向があ
る。
The reaction temperature is preferably in the temperature range of -15 to 70 ° C, more preferably -5 to -5 ° C.
A range of 60 ° C applies. Here, if the temperature is -15 ° C or lower, or 70 ° C or higher, the conductivity tends to decrease.

【0029】また、本方法で合成されたものは、通常x
が0.2〜0.8の範囲のものが得られるが、過酸化ベ
ンゾイル、ペルオキソ二硫酸アンモニウム及び過酸化水
素などの酸化剤で酸化するとxが小さいものが得られ、
ヒドラジン、フェニルヒドラジン、水素化ホウ素ナトリ
ウム、水素化ナトリウムなどの還元剤で還元するとxの
大きなものが得られる。本発明におけるAは、水素、ア
ルカリ金属、アンモニウム及び置換アンモニウムよりな
る群から独立して選ばれた基であること、即ちこれらの
基が単独ではなく混合した状態でも得ることができる。
The product synthesized by this method is usually x
Is obtained in the range of 0.2 to 0.8, and x is small when oxidized with an oxidizing agent such as benzoyl peroxide, ammonium peroxodisulfate and hydrogen peroxide,
When x is reduced with a reducing agent such as hydrazine, phenylhydrazine, sodium borohydride, and sodium hydride, a large x is obtained. A in the present invention is a group independently selected from the group consisting of hydrogen, alkali metal, ammonium and substituted ammonium, that is, these groups can be obtained in a mixed state rather than alone.

【0030】具体的には、水酸化ナトリウム存在下で重
合された場合、単離されたポリマー中のAは、ほとんど
がナトリウムの状態になっているが、酸溶液中で処理す
るとAのほとんどが水素に置換されたポリマーにするこ
とができる。しかし、十分に酸置換を行っても、全てが
水素で置換されたものを得ることは難しい。同様に、ア
ンモニア存在下重合した場合、Aの大部分はアンモニウ
ムであり、トリメチルアミン存在下重合した場合、Aの
大部分はトリメチルアンモニウムであり、キノリン存在
下重合した場合、Aの大部分はキノリニウムで得られ
る。また、塩基性化合物を混合して用いた場合は、Aは
これらの混合した状態で得られる。具体的には、水酸化
ナトリウムとアンモニア存在下重合された場合、単離さ
れたポリマー中のAは、ナトリウムとアンモニウムの両
方が存在した状態で得られる。また、得られたポリマー
を水酸化ナトリウムとアンモニアの両方が存在する溶液
で処理した場合も同様にポリマー中のAは、ナトリウム
とアンモニウムの両方が存在した状態で得られる。
Specifically, when polymerized in the presence of sodium hydroxide, most of A in the isolated polymer is in the state of sodium, but most of A is treated when treated in an acid solution. It can be a hydrogen-substituted polymer. However, even if the acid substitution is sufficiently carried out, it is difficult to obtain the one completely replaced with hydrogen. Similarly, when polymerized in the presence of ammonia, most of A is ammonium, when polymerized in the presence of trimethylamine, most of A is trimethylammonium, and when polymerized in the presence of quinoline, most of A is quinolinium. can get. When basic compounds are mixed and used, A is obtained in a mixed state. Specifically, when polymerized in the presence of sodium hydroxide and ammonia, A in the isolated polymer is obtained in the presence of both sodium and ammonium. Also, when the obtained polymer is treated with a solution containing both sodium hydroxide and ammonia, A in the polymer is similarly obtained in the state where both sodium and ammonium are present.

【0031】本発明のコンデンサ製造方法においては、
被膜形成金属とは、アルミニウム、タンタル、ジルコニ
ウム、マグネシウム、ケイ素などであり、圧延箔及び微
粉末焼結体などの形態で用いられる。
In the capacitor manufacturing method of the present invention,
The film-forming metal is aluminum, tantalum, zirconium, magnesium, silicon or the like, and is used in the form of a rolled foil, a fine powder sintered body or the like.

【0032】被覆形成金属の酸化膜上に本発明の可溶性
アニリン系導電性ポリマーの溶液を含浸させたのち、乾
燥させることによってコンデンサを製造することができ
る。本発明のコンデンサ製造方法おいて、溶媒は可溶性
アニリン系導電性ポリマーを溶解する溶媒であれば特に
限定されないが、水及び含水有機溶媒などが好ましい。
具体的には、メタノール、エタノール、イソプロピルア
ルコールなどのアルコール類、エチレングリコール、エ
チレングリコールメチルエーテル、エチレングリコール
エチルエーテル、エチレングリコールブチルエーテルな
どのエチレングリコール類、プロピレングリコール、プ
ロピレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコ
ールエチルエーテル、プロピレングリコールブトキシエ
ーテルなどのプロピレングリコール類、ホルムアミド、
ジメチルホルムアミド、N-メチルピロリドン、プロピレ
ンカーボネート、エチレンカーボネートなどが好ましく
用いられる。
A capacitor can be manufactured by impregnating the solution of the soluble aniline-based conductive polymer of the present invention on the oxide film of the coating forming metal and then drying. In the capacitor manufacturing method of the present invention, the solvent is not particularly limited as long as it is a solvent that dissolves the soluble aniline-based conductive polymer, but water, a water-containing organic solvent, and the like are preferable.
Specifically, alcohols such as methanol, ethanol and isopropyl alcohol, ethylene glycols such as ethylene glycol, ethylene glycol methyl ether, ethylene glycol ethyl ether and ethylene glycol butyl ether, propylene glycol, propylene glycol methyl ether and propylene glycol ethyl ether. , Propylene glycols such as propylene glycol butoxy ether, formamide,
Dimethylformamide, N-methylpyrrolidone, propylene carbonate, ethylene carbonate and the like are preferably used.

【0033】[0033]

【効果】本発明の可溶性アニリン系導電性ポリマーは、
水、有機溶媒及び含水有機溶媒に対する溶解性が高く、
しかも成膜後のドーピング工程が必要ないためコンデン
サの製造法か簡素化される。また、本発明の可溶性アニ
リン系導電性ポリマーを固体電解質として使用したコン
デンサは、高周波数特性及び耐熱性に優れたコンデンサ
が得られる。
[Effect] The soluble aniline-based conductive polymer of the present invention is
Highly soluble in water, organic solvents and hydrous organic solvents,
Moreover, since the doping process after film formation is not required, the manufacturing method of the capacitor is simplified. In addition, the capacitor using the soluble aniline-based conductive polymer of the present invention as a solid electrolyte provides a capacitor excellent in high frequency characteristics and heat resistance.

【0034】[0034]

【実施例】以下実施例を挙げて説明する。なお、IRス
ペクトルはパーキンエルマー製model−1600、
紫外可視スペクトルは島津製作所製UV−3100の装
置を用いて測定した。分子量分布及び分子量の測定に
は、水溶液用のGPCカラムを用いて、GPC測定(ポ
リエチレングリコール換算)を行った。カラムは、水溶
液用のものを3種類連結して用いた。また、溶離液には
0.2Mリン酸バッファー溶液を用いた。導電率の測定に
は、三菱油化性4端子法ロレスタ、表面抵抗の測定には
2端子法ハイレスタを用いた。コンデンサの諸特性は、
ヒューレットパカード社製 4194A−インピーダンスア
ナライザー用いて行った。
EXAMPLES Examples will be described below. The IR spectrum is model-1600 manufactured by Perkin Elmer,
The UV-visible spectrum was measured using a UV-3100 apparatus manufactured by Shimadzu Corporation. For the measurement of the molecular weight distribution and the molecular weight, GPC measurement (polyethylene glycol conversion) was performed using a GPC column for aqueous solution. As the column, three types of columns for aqueous solution were connected and used. Also, for the eluent
A 0.2M phosphate buffer solution was used. A Mitsubishi Petrochemical 4-terminal method Loresta was used to measure the electrical conductivity, and a 2-terminal method Hiresta was used to measure the surface resistance. The characteristics of capacitors are
It was performed using a Hewlett Packard 4194A-impedance analyzer.

【0035】実施例1 2−アミノアニソール−4−スルホン酸100mmol
を25℃で4モル/リットルのアンモニア水溶液に撹拌
溶解し、ペルオキソ二硫酸アンモニウム100mmol
の水溶液を滴下した。滴下終了後25℃で12時間更に
撹拌したのち、反応生成物を濾別洗浄後乾燥し、重合体
粉末15gを得た。このものの導電率は、0.5 s/ cm
であった。上記重合体10重量部を水100重量部に室
温で撹拌溶解した溶液をアルミコンデンサの陽極体に2
分間浸漬させた後、熱風乾燥機で乾燥させ陽極体に導電
性層を形成させた。このようにして得られた固体電解コ
ンデンサは、120Hzにおいて、5.0μFの静電容
量を有し、損失角の正接(tanσ)は、4.9%であ
った。また、1MHzにおける等価直列抵抗(ESR)
は、140mΩであった。
Example 1 100 mmol of 2-aminoanisole-4-sulfonic acid
Is dissolved in a 4 mol / liter aqueous ammonia solution with stirring at 25 ° C., and ammonium peroxodisulfate (100 mmol) is added.
Was added dropwise. After completion of the dropping, the mixture was further stirred at 25 ° C. for 12 hours, and the reaction product was separated by filtration, washed and dried to obtain 15 g of polymer powder. The conductivity of this product is 0.5 s / cm
Met. A solution prepared by dissolving 10 parts by weight of the above polymer in 100 parts by weight of water with stirring at room temperature was used as an anode body of an aluminum capacitor.
After soaking for a minute, it was dried with a hot air dryer to form a conductive layer on the anode body. The solid electrolytic capacitor thus obtained had a capacitance of 5.0 μF at 120 Hz, and the tangent (tan σ) of the loss angle was 4.9%. Equivalent series resistance (ESR) at 1MHz
Was 140 mΩ.

【0036】実施例2 2−アミノアニソール−4−スルホン酸100mmol
を4℃で4モル/リットルのトリメチルアミン水溶液に
撹拌溶解し、ペルオキソ二硫酸アンモニウム100mm
olの水溶液を滴下した。滴下終了後25℃で6時間更
に撹拌したのち、反応生成物を濾別洗浄後乾燥し、重合
体粉末12gを得た。この重合体を1モル/リットルP
TSのアセトン溶液中で1時間撹拌し濾別洗浄後、乾燥
しスルホン基がフリーの重合体の粉末10gを得た。こ
のものの導電率は、0.1 s/ cmであった。上記重合体
10重量部を水70重量部、イソプロピルアルコール3
0重量部に室温で撹拌溶解しした溶液をアルミコンデン
サの陽極体に2分間浸漬させた後、熱風乾燥機で乾燥さ
せ陽極体に導電性層を形成させた。このようにして得ら
れた固体電解コンデンサは、120Hzにおいて、6.
0μFの静電容量を有し、損失角の正接(tanσ)
は、5.9%であった。また、1MHzにおける等価直
列抵抗(ESR)は、160mΩであった。
Example 2 100 mmol of 2-aminoanisole-4-sulfonic acid
Is dissolved in a 4 mol / liter trimethylamine aqueous solution with stirring at 4 ° C., and ammonium peroxodisulfate 100 mm is added.
An aqueous solution of ol was added dropwise. After the dropwise addition was completed, the mixture was further stirred at 25 ° C. for 6 hours, and the reaction product was separated by filtration, washed and dried to obtain 12 g of polymer powder. 1 mol / l P of this polymer
The mixture was stirred for 1 hour in an acetone solution of TS, washed by filtration, and dried to obtain 10 g of a polymer powder having a free sulfo group. The conductivity of this product was 0.1 s / cm. 70 parts by weight of water, 10 parts by weight of the above polymer, 3 parts of isopropyl alcohol
A solution obtained by stirring and dissolving 0 part by weight at room temperature was immersed in the anode body of the aluminum capacitor for 2 minutes and then dried with a hot air dryer to form a conductive layer on the anode body. The solid electrolytic capacitor obtained in this way has a value of 6.
It has a capacitance of 0μF and the tangent of loss angle (tan σ)
Was 5.9%. The equivalent series resistance (ESR) at 1 MHz was 160 mΩ.

【0037】実施例3 2−アミノアニソール−4−スルホン酸100mmol
を4℃で4モル/リットルのキノリン水溶液に撹拌溶解
し、ペルオキソ二硫酸アンモニウム100mmolの水
溶液を滴下した。滴下終了後25℃で12時間更に撹拌
したのち、反応生成物を濾別洗浄後乾燥し、重合体粉末
16gを得た。このものの導電率は、0.2 s/ cmであ
った。上記重合体10重量部を水70重量部、イソプロ
ピルアルコール30重量部に室温で撹拌溶解しした溶液
をアルミコンデンサの陽極体に2分間浸漬させた後、熱
風乾燥機で乾燥させ陽極体に導電性層を形成させた。こ
のようにして得られた固体電解コンデンサは、120H
zにおいて、6.5μFの静電容量を有し、損失角の正
接(tanσ)は、4.2%であった。また、1MHz
における等価直列抵抗(ESR)は、165mΩであっ
た。
Example 3 100 mmol of 2-aminoanisole-4-sulfonic acid
Was dissolved in a 4 mol / l quinoline aqueous solution with stirring at 4 ° C., and an aqueous solution of 100 mmol of ammonium peroxodisulfate was added dropwise. After completion of the dropping, the mixture was further stirred at 25 ° C. for 12 hours, and the reaction product was separated by filtration, washed and dried to obtain 16 g of polymer powder. The conductivity of this product was 0.2 s / cm. A solution prepared by stirring and dissolving 10 parts by weight of the above polymer in 70 parts by weight of water and 30 parts by weight of isopropyl alcohol at room temperature was immersed in the anode body of an aluminum capacitor for 2 minutes and then dried by a hot air dryer to make the anode body conductive. Layers were formed. The solid electrolytic capacitor thus obtained is 120H
In z, it had a capacitance of 6.5 μF and the tangent (tan σ) of the loss angle was 4.2%. Also, 1MHz
The equivalent series resistance (ESR) in was 165 mΩ.

【0038】実施例4 3−アミノ−4−エトキシベンゼンスルホン酸100m
molを25℃で3モル/リットルの2−メチルピリジ
ン(α−ピコリン)水溶液に撹拌溶解し、ペルオキソ二
硫酸アンモニウム100mmolの水溶液を滴下した。
滴下終了後25℃で12時間更に撹拌したのち、反応生
成物を濾別洗浄後乾燥し、重合体粉末14gを得た。こ
のものの導電率は、0.2 s/ cmであった。上記重合体
10重量部を水70重量部、イソプロピルアルコール3
0重量部に室温で撹拌溶解しした溶液をアルミコンデン
サの陽極体に2分間浸漬させた後、熱風乾燥機で乾燥さ
せ陽極体に導電性層を形成させた。このようにして得ら
れた固体電解コンデンサは、120Hzにおいて、6.
5μFの静電容量を有し、損失角の正接(tanσ)
は、4.2%であった。また、1MHzにおける等価直
列抵抗(ESR)は、165mΩであった。
Example 4 3-Amino-4-ethoxybenzenesulfonic acid 100 m
mol was dissolved with stirring at 25 ° C. in a 3 mol / liter 2-methylpyridine (α-picoline) aqueous solution, and an aqueous solution of ammonium peroxodisulfate 100 mmol was added dropwise.
After the dropwise addition was completed, the mixture was further stirred at 25 ° C. for 12 hours, and the reaction product was separated by filtration, washed and dried to obtain 14 g of polymer powder. The conductivity of this product was 0.2 s / cm. 70 parts by weight of water, 10 parts by weight of the above polymer, 3 parts of isopropyl alcohol
A solution obtained by stirring and dissolving 0 part by weight at room temperature was immersed in the anode body of the aluminum capacitor for 2 minutes and then dried with a hot air dryer to form a conductive layer on the anode body. The solid electrolytic capacitor obtained in this way has a value of 6.
It has a capacitance of 5μF and the tangent of loss angle (tan σ)
Was 4.2%. The equivalent series resistance (ESR) at 1 MHz was 165 mΩ.

【0039】実施例5 2- アミノアニソール−4−スルホン酸50mmolと2
アミノ安息香酸50mmolを2℃で4mol/lの3-
メチルピリジン(βーピコリン)水溶液に溶解し、ペル
オキソ二硫酸アンモニウム100mmolの水溶液を滴
下した。滴下終了後、25℃で12時間更に撹拌した
後、反応生成物を濾別洗浄後乾燥し、重合体粉末約9g
をえた。このものの導電率は、0.1s/cmであっ
た。上記重合体10重量部を水80重量部、エチレング
リコール20重量部に室温で撹拌溶解した溶液をアルミ
電解コンデンサの陽極体に2分間浸漬させた後熱風乾燥
機で乾燥させ、陽極体上に導電性層を形成させた。この
ようにして得られた固体電解コンデンサは、120Hz
において、5.0μFの静電容量を有し、損失角の正接
(tanσ)は、5.1%であった。また、1MHzに
おける等価直列抵抗(ESR)は、155mΩであっ
た。
Example 5 50 mmol of 2-aminoanisole-4-sulfonic acid and 2
50 mmol of aminobenzoic acid was added to 4 mol / l of 3-at 2 ° C.
It was dissolved in an aqueous solution of methylpyridine (β-picoline), and an aqueous solution of 100 mmol of ammonium peroxodisulfate was added dropwise. After completion of dropping, the mixture was further stirred at 25 ° C. for 12 hours, the reaction product was separated by filtration, washed and dried to give about 9 g of polymer powder.
I got it. The conductivity of this product was 0.1 s / cm. A solution prepared by dissolving 10 parts by weight of the above polymer in 80 parts by weight of water and 20 parts by weight of ethylene glycol at room temperature with stirring was immersed in the anode body of the aluminum electrolytic capacitor for 2 minutes and then dried with a hot air dryer to conduct electricity on the anode body. A transparent layer was formed. The solid electrolytic capacitor thus obtained has a frequency of 120 Hz.
At a capacitance of 5.0 μF, the tangent of loss angle (tan σ) was 5.1%. The equivalent series resistance (ESR) at 1 MHz was 155 mΩ.

【0040】実施例6 被膜形成金属として、タンタルの微粉末を焼結した多孔
質焼結体(面積約20mm2を用い100℃の0.4重
量%リン酸水溶液中で、直流電圧100Vを印加し、絶
縁体被膜(誘電体被膜)を形成させ、コンデンサの陽極
体とした。実施例2にて合成した、2−アミノアニソー
ル−4−スルホン酸の重合体10重量部を水60重量
部、エタノール40重量部に室温で撹拌溶解し導電性組
成物を調製した。。上記コンデンサ陽極体を上記導電性
組成物溶液に2分間浸漬させた後、熱風乾燥機で乾燥さ
せ陽極体に導電層を形成させた。このようにして得られ
たコンデンサ陽極体に、導電性ペーストを塗布し電極端
子をとりつけた。このようにして得られた固体電解コン
デンサは、120Hzにおいて、19.0μFの静電容
量を有し、損失角の正接(tanσ)は、2.0%であ
った。また、1MHzにおける等価直列抵抗(ESR)
は、205mΩであった。
Example 6 As a film forming metal, a porous sintered body obtained by sintering fine powder of tantalum (using an area of about 20 mm 2 and applying a DC voltage of 100 V in a 0.4 wt% phosphoric acid aqueous solution at 100 ° C.) Then, an insulating film (dielectric film) was formed to serve as an anode body of the capacitor.10 parts by weight of a polymer of 2-aminoanisole-4-sulfonic acid synthesized in Example 2 was added to 60 parts by weight of water and ethanol. A conductive composition was prepared by stirring and dissolving in 40 parts by weight at room temperature .. The capacitor anode body was dipped in the conductive composition solution for 2 minutes and dried with a hot air dryer to form a conductive layer on the anode body. A conductive paste was applied to the capacitor anode body thus obtained and electrode terminals were attached, and the solid electrolytic capacitor thus obtained had an electrostatic capacity of 19.0 μF at 120 Hz. And the tangent (tan σ) of the loss angle was 2.0%, and the equivalent series resistance (ESR) at 1 MHz.
Was 205 mΩ.

【0041】比較例1 アニリン100mmolをマイナス5℃で1.0mol
/lの塩酸水溶液に撹拌溶解し、ペルオキソ二硫酸アン
モニウム50mmolの水溶液を滴下した。滴下終了
後、25℃で6時間更に撹拌した後、反応生成物を濾別
後乾燥し、ドープ型ポリアニリン粉末8gを得た。得ら
れたドープ型ポリアニリン粉末5gを2mol/lの水
酸化ナトリウム水溶液中で懸濁させた後、懸濁物を濾別
水洗し、乾燥させ脱ドープ型ポリアニリン粉末6gをえ
た。上記重合体10重量部を、N,N−ジメチルフォル
ムアミド100重量部を室温で撹拌溶解した溶液をアル
ミ電解コンデンサの陽極体に2分間浸漬させた後熱風乾
燥機で乾燥させ、陽極体上にポリアニリン膜を形成させ
た。この操作を合計にて3回繰り返した。このようにし
て得られたポリアニリン膜を形成したコンデンサ陽極体
をp−トルエンスルホン酸水溶液に5分間浸漬しドーピ
ング処理を行い陽極体上に導電性層を形成させた。この
ようにして得られた固体電解コンデンサは、120Hz
において、15.0μFの静電容量を有し、損失角の正
接(tanσ)は、8.1%であった。また、1MHz
における等価直列抵抗(ESR)は、890mΩであっ
た。
Comparative Example 1 100 mmol of aniline was added at 1.0 mol at -5 ° C.
It was dissolved in a hydrochloric acid aqueous solution of 1 / l with stirring, and an aqueous solution of 50 mmol of ammonium peroxodisulfate was added dropwise. After completion of dropping, the mixture was further stirred at 25 ° C. for 6 hours, the reaction product was filtered off and dried to obtain 8 g of a dope type polyaniline powder. 5 g of the obtained doped polyaniline powder was suspended in a 2 mol / l sodium hydroxide aqueous solution, and the suspension was filtered, washed with water and dried to obtain 6 g of dedoped polyaniline powder. A solution prepared by stirring and dissolving 10 parts by weight of the above polymer in 100 parts by weight of N, N-dimethylformamide at room temperature was immersed in the anode body of the aluminum electrolytic capacitor for 2 minutes, and then dried with a hot air dryer to obtain a solution on the anode body. A polyaniline film was formed. This operation was repeated 3 times in total. The polyaniline film-formed capacitor anode body thus obtained was immersed in a p-toluenesulfonic acid aqueous solution for 5 minutes for doping treatment to form a conductive layer on the anode body. The solid electrolytic capacitor thus obtained has a frequency of 120 Hz.
In addition, it had a capacitance of 15.0 μF and the tangent (tan σ) of the loss angle was 8.1%. Also, 1MHz
The equivalent series resistance (ESR) in was 890 mΩ.

【0042】比較例2 実施例1と同じ陽極体上に、硝酸マンガン水溶液を含浸
させた後熱分解処理によって固体電解質として二酸化マ
ンガン層を形成させた。更に再化成を行った後、導電性
ペーストを塗布し電極端子をとりつけた。このようにし
て得られた固体電解コンデンサは、120Hzにおい
て、25.0μFの静電容量を有し、損失角の正接(t
anσ)は、8.0%であった。また、1MHzにおけ
る等価直列抵抗(ESR)は、1000mΩであった。
Comparative Example 2 On the same anode body as in Example 1, a manganese dioxide layer was formed as a solid electrolyte by impregnating a manganese nitrate aqueous solution and then performing a thermal decomposition treatment. After re-formation, a conductive paste was applied and electrode terminals were attached. The solid electrolytic capacitor thus obtained has a capacitance of 25.0 μF at 120 Hz and a tangent of the loss angle (t
an) was 8.0%. The equivalent series resistance (ESR) at 1 MHz was 1000 mΩ.

【0043】比較例3 実施例1と同じ陽極体上に、7,7,8,8−テトラシ
アノキノジメタンのイソキノリニウ塩のシクロヘキサノ
ン溶液を含浸させた後熱分解処理によって固体電解質と
して二酸化マンガン層を形成させた。更に再化成を行っ
た後、導電性ペーストを塗布し電極端子をとりつけた。
このようにして得られた固体電解コンデンサは、120
Hzにおいて、22.0μFの静電容量を有し、損失角
の正接(tanσ)は、10.0%であった。また、1
MHzにおける等価直列抵抗(ESR)は、1200m
Ωであった。
Comparative Example 3 On the same anode body as in Example 1, a cyclohexanone solution of an isoquinolinium salt of 7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane was impregnated and then pyrolyzed to form a manganese dioxide layer as a solid electrolyte. Was formed. After re-formation, a conductive paste was applied and electrode terminals were attached.
The solid electrolytic capacitor thus obtained has a thickness of 120
At Hz, the capacitance was 22.0 μF, and the tangent (tan σ) of the loss angle was 10.0%. Also, 1
Equivalent series resistance (ESR) at MHz is 1200m
It was Ω.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−56987(JP,A) 特開 平4−268331(JP,A) 特開 平6−293828(JP,A) 特開 平8−143664(JP,A) 特開 平8−120074(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01G 9/028 C08G 73/00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (56) Reference JP-A-6-56987 (JP, A) JP-A-4-268331 (JP, A) JP-A-6-293828 (JP, A) JP-A-8- 143664 (JP, A) JP-A-8-120074 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01G 9/028 C08G 73/00

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 被膜形成金属の表面に形成された誘電体
酸化膜上に、一般式(1)で表される同一芳香環内に酸
性基と電子供与基を有する構造単位を主として有する、
重量平均分子量3000以上、かつ芳香環に対する酸性基の
含有率70%以上、かつ導電率が0.01S/cm以上である可溶
性アニリン系導電性ポリマーを固体電解質として用いて
なることを特徴とする固体電解コンデンサ。 【化1】 (式中、R1,2,3,4 は、電子吸引基、酸性基、水
素、炭素数1〜4の直鎖または分岐のアルキル基、アル
ケニル基、アルコキシ基、水酸基、ニトロ基、およびハ
ロゲンよりなる群から選ばれ、この置換基の内少なくと
も二つはそれぞれ酸性基又は電子吸引基を示す。)
1. A dielectric oxide film formed on the surface of a film-forming metal, which mainly has a structural unit having an acidic group and an electron-donating group in the same aromatic ring represented by the general formula (1).
Weight average molecular weight 3000 or more, and the content of the acidic group to the aromatic ring 70% or more, and the conductivity is 0.01S / cm or more soluble aniline-based conductive polymer characterized by using as a solid electrolyte Capacitors. [Chemical 1] (In the formula, R 1, R 2, R 3, and R 4 are electron withdrawing groups, acidic groups, hydrogen, linear or branched alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms, alkenyl groups, alkoxy groups, hydroxyl groups, and nitro groups. , And halogen, and at least two of the substituents each represent an acidic group or an electron-withdrawing group.)
【請求項2】 固体電解質が、一般式(2)で示される
構造式を有する可溶性アニリン系導電性ポリマーである
請求項1記載の固体電解コンデンサ。 【化2】 (式中、R5 〜R20は、電子吸引基、酸性基、水素、炭
素数1〜4の直鎖または分岐のアルキル基、アルケニル
基、アルコキシ基、水酸基、ニトロ基、およびハロゲン
よりなる群から選ばれ、各芳香環の4つの置換基の内少
なくとも二つはそれぞれ酸性基又は電子吸引基を示
す。)
2. The solid electrolytic capacitor according to claim 1, wherein the solid electrolyte is a soluble aniline-based conductive polymer having a structural formula represented by the general formula (2). [Chemical 2] (In the formula, R 5 to R 20 are a group consisting of an electron withdrawing group, an acidic group, hydrogen, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkenyl group, an alkoxy group, a hydroxyl group, a nitro group, and a halogen. And at least two of the four substituents on each aromatic ring each represent an acidic group or an electron-withdrawing group.)
【請求項3】 可溶性アニリン系導電性ポリマーの酸性
基が、スルホン酸基及び/又はカルボン酸基である請求
項1又は2記載の固体電解コンデンサ。
3. The solid electrolytic capacitor according to claim 1, wherein the acidic group of the soluble aniline-based conductive polymer is a sulfonic acid group and / or a carboxylic acid group.
【請求項4】 可溶性アニリン系導電性ポリマーが、一
般式(3)で表される同一芳香環内に酸性基と電子供与
基を有する少なくとも一種のアミノベンゼンスルホン酸
誘導体及び/又はアミノ安息香酸を塩基性化合物存在
下、化学酸化重合した可溶性アニリン系導電性ポリマー
である請求項1記載の固体電解コンデンサ。 【化3】 (式中、R21, 22, 23, 24, 25は、電子吸引
基、酸性基、水素、炭素数1〜4の直鎖または分岐の電
子吸引基、酸性基、アルキル基、アルケニル基、アルコ
キシ基、水酸基、ニトロ基、およびハロゲンよりなる群
から選ばれ、その少なくとも二つは酸性基及び電子吸引
基を示す。また、ここで酸性基はスルホン基又はカルボ
ン酸基が好ましく用いられる。)
4. The soluble aniline-based conductive polymer contains at least one aminobenzenesulfonic acid derivative and / or aminobenzoic acid having an acidic group and an electron donating group in the same aromatic ring represented by the general formula (3). The solid electrolytic capacitor according to claim 1, which is a soluble aniline-based conductive polymer chemically oxidized and polymerized in the presence of a basic compound. [Chemical 3] (In the formula, R 21, R 22, R 23, R 24, and R 25 are electron withdrawing groups, acidic groups, hydrogen, linear or branched electron withdrawing groups having 1 to 4 carbon atoms, acidic groups, alkyl groups, It is selected from the group consisting of an alkenyl group, an alkoxy group, a hydroxyl group, a nitro group, and a halogen, at least two of which represent an acidic group and an electron-withdrawing group, and the acidic group is preferably a sulfone group or a carboxylic acid group. Be done.)
【請求項5】 請求項4記載の一般式(3)で表される
同一芳香環内に酸性基と電子供与基を有する少なくとも
一種のアミノベンゼンスルホン酸誘導体及び/又はアミ
ノ安息香酸を、塩基性化合物を含む溶液中で酸化剤によ
り重合することを特徴とする可溶性アニリン系導電性ポ
リマー製造方法。
5. A basic compound containing at least one aminobenzenesulfonic acid derivative and / or aminobenzoic acid having an acidic group and an electron donating group in the same aromatic ring represented by the general formula (3) as set forth in claim 4. A method for producing a soluble aniline-based conductive polymer, which comprises polymerizing with a oxidant in a solution containing a compound.
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