JP6030628B2 - 鉄塩酸化剤組成物、固体電解コンデンサ、およびその製造方法 - Google Patents
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Description
実施例1
p−トルエンスルホン酸鉄(Ferric(III) p−toluenesulfonate)(Synmax Biochemical社製)を100重量部、およびエタノールを66.7重量部取り反応容器に入れた。続いて、反応容器を約70℃に加熱し、回転速度400rpmで30分撹拌して、p−トルエンスルホン酸鉄を溶解させた。室温まで冷却した後、1μmのろ過膜でろ過して不溶物を除き、ろ液を収集して、鉄塩酸化剤組成物(1)を得た。
p−トルエンスルホン酸鉄(Synmax Biochemical社製)を100重量部、エタノールを65重量部、およびリン酸トリエチル(triethyl phosphate、TEP)を1.7重量部取り反応容器に入れた。続いて、反応容器を約70℃に加熱し、回転速度400rpmで30分撹拌して、p−トルエンスルホン酸鉄を溶解させた。室温まで冷却した後、1μmのろ過膜でろ過して不溶物を除き、ろ液を収集して、鉄塩酸化剤組成物(2)を得た。
エタノールを65重量部から58.3重量部に変え、かつリン酸トリエチルを1.7重量部から8.3重量部に変えたこと以外は、実施例2と同じように進行して、鉄塩酸化剤組成物(3)を得た。
エタノールを65重量部から50重量部に変え、かつリン酸トリエチルを1.7重量部から16.7重量部に変えたこと以外は、実施例2と同じように進行して、鉄塩酸化剤組成物(4)を得た。
エタノールを65重量部から33.3重量部に変え、かつリン酸トリエチルを1.7重量部から33.3重量部に変えたこと以外は、実施例2と同じように進行して、鉄塩酸化剤組成物(5)を得た。
リン酸トリエチルを16.7重量部から8.3重量部に変え、かつ8.3重量部のポリエチレングリコール(分子量約600)を反応容器に添加したこと以外は、実施例4と同じように進行して、鉄塩酸化剤組成物(6)を得た。
リン酸トリエチルを33.3重量部から16.7重量部に変え、かつ16.7重量部のグリセロールを反応容器に添加したこと以外は、実施例5と同じように進行して、鉄塩酸化剤組成物(7)を得た。
リン酸トリエチルを、下式で示される構造のテトラキス(2,6−フェニルジメチルフェニル)1,3−フェニレンビホスフェート(tetrakis(2,6−dimethylphenyl)1,3−phenylene biphosphate, TDPB)(GO YEN CHEMICAL社製)に変えたこと以外は、実施例2と同じように進行して、鉄塩酸化剤組成物(8)を得た。
p−トルエンスルホン酸鉄(Synmax Biochemical 社製)を100重量部、エタノールを63.3重量部、およびOP1312(次亜リン酸エステル誘導体、GO YEN CHEMICAL社製)を3.3重量部取り反応容器に入れた。続いて、反応容器を約70℃に加熱し、回転速度400rpmで30分撹拌して、p−トルエンスルホン酸鉄を溶解させた。室温まで冷却した後、1μmのろ過膜でろ過して不溶物を除き、ろ液を収集して、鉄塩酸化剤組成物(9)を得た。
リン酸トリエチルを、下式で示される構造のADK STAP FP−700(長春化工社製)に変えたこと以外は、実施例4と同じように進行して、鉄塩酸化剤組成物(10)を得た。
リン酸トリエチルを、リン酸トリブチル(tributyl phosphate、TBP)に変えたこと以外は、実施例4と同じように進行して、鉄塩酸化剤組成物(11)を得た。
エタノールを65重量部から17.3重量部に変え、かつリン酸トリエチルを1.7重量部から49.9重量部に変えたこと以外は、実施例2と同じように進行して、鉄塩酸化剤組成物(12)を得た。
作製例1:高電圧化成のコンデンサ素子
陽極アルミニウム箔と陰極アルミニウム箔とにそれぞれリードピンを取り付け、両電極の間をセパレータ紙で隔てると共に、両電極とセパレータ紙とを巻き取り、最後にテープで固定して、未化成のコンデンサ素子を得た。次いで、その未化成のコンデンサ素子を、10%アジピン酸ジアンモニウム水溶液中で80Vの電圧を印加することにより酸化処理し、表面に誘電体層を形成させ(材質は酸化アルミニウム(Al2O3))、精製水で洗浄した後、120℃で30分加熱乾燥し、250℃で3時間加熱してセパレータ紙を炭化させ、冷却して、化成済みのコンデンサ素子(1)を得た。
作製例1と同じように進行したが、10%アジピン酸ジアンモニウム水溶液中で10Vの電圧を印加することで未化成のコンデンサ素子を酸化処理した。よって化成済みのコンデンサ(2)を得た。
3,4−エチレンジオキシチオフェン(3,4−ethylenedioxythiophene、EDOT)(Synmax Biochemical社製)を100重量部、およびエタノールを300重量部、反応容器に加え、回転速度400rpmで5分撹拌し、EDOT溶液を得た。
実施例13〜24
続いて、上記化成済みのコンデンサ素子(1)を上記EDOT溶液に30分浸漬した。コンデンサ素子を取り出した後、80℃で下30分加熱乾燥した。次いで、EDOT溶液に浸漬してから加熱乾燥したコンデンサ素子をいくつか取り、それぞれ実施例1〜12の鉄塩酸化剤組成物(1)〜(12)中に浸漬した。浸漬完了後、60℃で30分加熱乾燥、90℃で30分加熱乾燥、120℃で30分加熱乾燥した。冷却後、それぞれ固体電解コンデンサI〜XIIを得た(各種類のコンデンサをそれぞれ3個ずつ作製した)。続いて、120℃で通電エージングテスト(120℃下10V、15V、および20Vの電圧をそれぞれ1時間印加)を行った後、固体電解コンデンサI〜XIIに対し、コンデンサ特性(静電容量(Cs)、エネルギー損失係数(DF)、および等価直列抵抗(ESR)を含む)テスト、漏れ電流分析、ならびに耐電圧分析を行った。その結果は表2に示されている。
エタノールを90重量部、およびリン酸トリエチル(triethyl phosphate、TEP)を10重量部取り、反応容器に入れてから、回転速度400rpmで5分撹拌し、リン酸トリエチル溶液を得た。
次いで、上記化成済みのコンデンサ素子(2)を上記EDOT溶液に30分浸漬した。コンデンサ素子を取り出した後、80℃で30分加熱乾燥した。続いて、EDOT溶液に浸漬してから加熱乾燥したコンデンサ素子をいくつか取り、鉄塩酸化剤組成物(1)および(4)にそれぞれ浸漬した。浸漬完了後、60℃で30分加熱乾燥、90℃で30分加熱乾燥、120℃で30分加熱乾燥した。冷却後、固体電解コンデンサXVおよびXVIをそれぞれ得た(各種類のコンデンサをそれぞれ3個ずつ作製した)。続いて、120℃で通電エージングテスト(120℃下10V、15V、および20Vの電圧をそれぞれ1時間印加)を行った後、固体電解コンデンサXVおよびXVIに対し、コンデンサ特性(静電容量(Cs)、エネルギー損失係数(DF)、および等価直列抵抗(ESR)を含む)テスト、ならびに漏れ電流分析を行った。その結果は表3に示されている。
12…陽極金属箔
14…陰極金属箔
16…セパレータ紙
18…金属酸化物層
20…電解質
Claims (20)
- 鉄含有化合物と、
式(I)で示される構造を有する促進剤と、
を含む固体電解コンデンサの酸化剤に用いられる鉄塩酸化剤組成物。
- Aが下記のうちのいずれかである請求項1に記載の鉄塩酸化剤組成物。
- R1およびR4がそれぞれ独立に、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tertブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ビニル基、プロペニル基、アリル基、ブテニル基、メトキシメチル基、エトキシメチル基、エトキシエチル基、プロポキシエチル基、またはブトキシエチル基である請求項1に記載の鉄塩酸化剤組成物。
- R1およびR4がそれぞれ独立に、フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、2−メチルフェニル基、3−メチルフェニル基、4−メチルフェニル基、2,6−ジメチルフェニル基、2,4−ジメチルフェニル基、または3,4−ジメチルフェニル基である請求項1に記載の鉄塩酸化剤組成物。
- R2およびR3がそれぞれ独立に、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tertブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、tertブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ビニル基、プロペニル基、アリル基、ブテニル基、ビニルオキシ基、プロペニルオキシ基、アリルオキシ基、ブテニルオキシ基、メトキシメチル基、エトキシメチル基、エトキシエチル基、プロポキシエチル基、ブトキシエチル基、メトキシメトキシ基、エトキシメトキシ基、エトキシエトキシ基、プロポキシエトキシ基、またはブトキシエトキシ基である請求項1に記載の鉄塩酸化剤組成物。
- R2およびR3がそれぞれ独立に、フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、2−メチルフェニル基、3−メチルフェニル基、4−メチルフェニル基、2,6−ジメチルフェニル基、2,4−ジメチルフェニル基、3,4−ジメチルフェニル基、フェノキシ基、ビフェノキシ基、ナフトキシ基、2−メチルフェノキシ基、3−メチルフェノキシ基、4−メチルフェノキシ基、2,6−ジメチルフェノキシ基、2,4−ジメチルフェノキシ基、または3,4−ジメチルフェノキシ基である請求項1に記載の鉄塩酸化剤組成物。
- 前記鉄含有化合物が芳香族スルホン酸鉄塩である請求項1に記載の鉄塩酸化剤組成物。
- 前記鉄含有化合物が、p−トルエンスルホン酸鉄塩、ベンゼンスルホン酸鉄塩、ナフタレンスルホン酸鉄塩、またはメトキシベンゼンスルホン酸鉄塩である請求項1に記載の鉄塩酸化剤組成物。
- 前記促進剤と前記鉄含有化合物との重量比が0.01から0.49である請求項1に記載の鉄塩酸化剤組成物。
- ポリオールをさらに含む請求項1に記載の鉄塩酸化剤組成物。
- 前記ポリオールが、グリセロールまたはポリエチレングリコールを含む請求項10に記載の鉄塩酸化剤組成物。
- 前記ポリオールと前記鉄含有化合物との重量比が0.01から0.70である請求項10に記載の鉄塩酸化剤組成物。
- 前記促進剤が下記のうちのいずれかである請求項1に記載の鉄塩酸化剤組成物。
- コンデンサ素子と、
前記コンデンサ素子内に配置された電解質と、
を含み、
前記電解質が、前記コンデンサ素子上に塗布される導電性重合体モノマーと、請求項1に記載の鉄塩酸化剤組成物とを重合させて形成されている、固体電解コンデンサ。 - 前記導電性重合体モノマーが式(II)で示される構造を有する請求項14に記載の固体電解コンデンサ。
(式中X1およびX2はそれぞれ独立にOまたはSであり、Yは、
- 前記モノマーが下記のうちのいずれかである請求項14に記載の固体電解コンデンサ。
- コンデンサ素子を準備する工程と、
前記コンデンサ素子を導電性重合体モノマーおよび請求項1に記載の鉄塩酸化剤組成物に浸漬し、前記導電性重合体モノマーを重合させて、前記コンデンサ素子上に電解質を形成する工程と、
を含む固体電解コンデンサの製造方法。 - 前記コンデンサ素子を前記導電性重合体モノマーおよび前記鉄塩酸化剤組成物中に浸漬し、前記導電性重合体モノマーを重合させる工程が、
前記コンデンサ素子を前記導電性重合体モノマーおよび前記鉄塩酸化剤組成物に同時に浸漬する工程と、
浸漬後の前記コンデンサ素子に加熱プロセスを行う工程と、
を含む請求項17に記載の固体電解コンデンサの製造方法。 - 前記コンデンサ素子を前記導電性重合体モノマーおよび前記鉄塩酸化剤組成物中に浸漬し、前記導電性重合体モノマーを重合させる工程が、
前記コンデンサ素子を前記導電性重合体モノマーに浸漬する工程と、
前記コンデンサ素子を前記導電性重合体モノマーに浸漬した後に、前記コンデンサ素子に第1の加熱プロセスを行う工程と、
前記第1の加熱プロセスを行った後に、前記コンデンサ素子を前記鉄塩酸化剤組成物に浸漬する工程と、
前記コンデンサ素子を前記鉄塩酸化剤組成物に浸漬した後に、前記コンデンサ素子に第2の加熱プロセスを行う工程と、
を含む請求項17に記載の固体電解コンデンサの製造方法。 - 前記コンデンサ素子を前記導電性重合体モノマーおよび前記鉄塩酸化剤組成物中に浸漬し、前記導電性重合体モノマーを重合させる工程が、
前記コンデンサ素子を前記鉄塩酸化剤組成物に浸漬する工程と、
前記コンデンサ素子を前記鉄塩酸化剤組成物に浸漬した後に、前記コンデンサ素子に第1の加熱プロセスを行う工程と、
前記第1の加熱プロセスを行った後に、前記コンデンサ素子を前記導電性重合体モノマーに浸漬する工程と、
前記コンデンサ素子を前記導電性重合体モノマーに浸漬した後に、前記コンデンサ素子に第2の加熱プロセスを行う工程と、
を含む請求項17に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
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