JPH0610199B2 - 電荷移動錯体 - Google Patents

電荷移動錯体

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JPH0610199B2
JPH0610199B2 JP60256617A JP25661785A JPH0610199B2 JP H0610199 B2 JPH0610199 B2 JP H0610199B2 JP 60256617 A JP60256617 A JP 60256617A JP 25661785 A JP25661785 A JP 25661785A JP H0610199 B2 JPH0610199 B2 JP H0610199B2
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transfer complex
capacitor
amyl
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誠 海老沢
修光 進藤
賢一 橋詰
功 伊佐
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Japan Carlit Co Ltd
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004Details
    • H01G9/022Electrolytes; Absorbents
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、導電性及び熱安定性の優れた新規な有機電荷
移動錯体及びその製造方法に関する。また本発明は上記
電荷移動錯体からなるコンデンサ素子に関するものであ
る。
(従来の技術) 導電性有機電荷移動錯体は汎用の高分子に導電性の付
与、半導体、電池などの電解質、電池の陽極活性物質、
帯電防止剤、感熱材料、光導電材料、表示デバイス、コ
ンデンサの固体電解質などの多くの分野に応用されつつ
ある。この導電性有機電荷移動錯体は金属にない有物特
有の有用な性質を備えているが、導電性、熱安定性に劣
っておりこの改善が望まれている。
近年デジタル機器の発展に伴ない、高周波領域において
インピーダンスの低い高周波特性の優れた大容量のコン
デンサの出現がまたれ、この分野へ前記錯体を応用する
研究がなされるようになってきた。
現在知られている高周波特性の優れたコンデンサには、
(1)フィルム、(2)マイカ、(3)セラミックスコ
ンデンサがある。しかしこれらのコンデンサは1μF以
上の静電容量を得ようとすると、サイズが大きくなり、
価格も非常に高くなる。
また大容量のコンデンサとして知られている電解コンデ
ンサには電解液を含浸させた電解液式と二酸化マンガン
を固体電解質とする固体式とがある。前者の電解コンデ
ンサは液状の電解質を用いているので当然イオン伝導で
ある。そのため、高周波領域において著しく抵抗が増加
し、コンデンサのインピーダンスが増大する。後者の電
解コンデンサは二酸化マンガンが不溶の固体であるた
め、硝酸マンガンを熱分解して得られる二酸化マンガン
を固体電解質として用いている。二酸化マンガンは比抵
抗が比較的高く、熱分解するため、酸化皮膜が損傷しや
すいなどの理由により高周波領域でのインピーダンスが
高い。
上記の従来のコンデンサの欠点を解決する目的で、7,7,
8,8−テトラシアノキノジメタン(以下TCNQと略
す)とドナーとの組み合わせからなる電荷移動錯体を固
体電解質とする電解コンデンサ提案されている。
提案されたTCNQ電荷移動錯体のドナーは、N−n−
ヘキシルキノリン、N−エチルイソキノリン、またはN
−n−ブチルイソキノリン(特開昭58−19141
4)、N−n−プロピルイソキノリン、N−iso−プロ
ピルイソキノリン(特開昭58−17609)などがあ
る。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながらこれらの化合物からなるTCNQ電解移動
錯体は、熱安定性に乏しいため、コンデンサの製造過程
において分解し、絶縁物になることがあり、更に導電性
においても不満な点があった。
本発明の目的は、第1に導電性及び熱安定性の優れた有
機電荷移動錯体を提供することにあり、第2に上記電荷
移動錯体をコンデンサの電解質とすることにより従来の
コンデンサより特性の優れた電解コンデンサを提供する
ことにある。
(問題点を解決するための手段) 本発明者等は上記目的のために鋭意研究した結果、N位
をアミル基で置換したイソキノリンをドナーとし、TC
NQをアクセプターとする電荷移動錯体が上記欠点を解
決し、また、この錯体を電解質としたコンデンサが特に
優れた特性を有することを見出し本発明を完成するに至
った。
アミル基は、n−アミル−、イソアミル、sec−アミ
ル、活性アミル及びtert−アミルであり、好ましくはn
−アミルである。一般に電荷移動錯体はアクセプターと
ドナーのモル比が1または2のものが知られているが、
本発明の錯体のTCNQとN位をアミル基で置換したイ
ソキノリンのモル比は0.9ないし2.2とする。
次に本発明の電荷移動錯体の合成法について説明する。
ヨウ化n−アミルとイソキノリンとをアルコール性溶媒
中にて反応させ、イソキノリンのN位にn−アミル基を
導入し、ドナーを得、前記ドナーとTCNQとをアセト
ニトリル中にて反応させると、本発明の電荷移動錯体が
得られる。
このようにして得られた本発明の電荷移動錯体を有機溶
媒中に溶解した溶液中に、陽極体を含浸し、その後、有
機溶媒を蒸発させて、陽極体の表面に錯体層を形成させ
てコンデンサ素子とする方法、あるいは陽極体及び陰極
体からなる素子の両極間に錯体を含浸させ、その後冷却
して錯体を付着させてコンデンサ素子とし、これを組み
込んで固体電解コンデンサとする。
以下実施例により本発明を更に詳しく説明する。
(実施例1) ヨウ化n−アミル15.3g及びイソキノリン10gを
還流冷却器及び攪はん機の付いた4つ口フラスコに入
れ、更にエチルアルコールを30ml加え、還流下で3時
間反応させた。反応終了後減圧下でエチルアルコールを
蒸発除去し、固形分残渣をエチルエーテル45mlにより
2回洗浄し、黄色結晶のn−アミルイソキノリニウムヨ
ウジド23.5gを得た。ついでTCNQ8gとアセト
ニトリル280mlとを還流冷却器及び攪はん機付きの4
つ口フラスコに入れ、還流下でTCNQを洗浄した、先
に得たn−アミルイソキノリニウムヨウジド9.6gを
アセトニトリル40mlにあらかじめ溶解し、前記4つ口
フラスコに加え、還流下にて20分間反応させた。つい
で5℃に冷却し、黒色の針状結晶を析出させ、ろ過後、
メチルアルコール100mlを用いて2回洗浄し、n−ア
ミルイソキノリニウムTCNQ電荷移動錯体10.6g
を得た。得られた錯体をメノウ乳バチで十分に粉砕し、
成型用金型(直径13mm)に入れ荷重1t(0.75t/cm2)で
5分間加圧成型した。成型試料(直径13mm、厚さ1.
35mm)の両面に銀ペーストを塗布し、リード線を取り
付け、100℃で30分間乾燥した。そして20℃にて
120Hz、10mVの条件で比抵抗を測定した。結果は
2.8Ωcmであった。
得られた錯体の赤外吸収スペクトルを第1図に、熱分解
装置を用いて熱重量測定(TG)、示差熱分析(DT
A)を測定した結果を第2図に示した。なおTG及びD
TAの測定は、開放型アルミニウム製容器を用い、試料
5.7mg、昇温速度15℃/分の条件で空気常圧下で行な
った。
第2図によりn−アミルイソキノリニウムTCNQ電荷
移動錯体の融点は215℃、熱減量開始温度は235
℃、発熱温度は258℃であった。
(比較例1) ヨウ化n−アミルをヨウ化n−プロピルに変えた以外は
実施例1に準じてn−プロピルイソキノリニウムTCN
Q錯体を合成し、実施例1に従って、比抵抗、TG、D
TAを測定した。TG、DTAの結果を第3図に、その
他を第1表に示した。
(比較例2) ヨウ化n−アミルをヨウ化sec−ブチルに変えた以外は
実施例1に準じて、sec−ブチルイソキノリウムTCN
Q電荷移動錯体を合成し、実施例1に従って、比抵抗、
TG、DTAを測定した。TG、DTAの結果を第5図
に、その他を第1表に示した。
(比較例3) ヨウ化n−アミルをヨウ化n−ヘキシルに変えた以外は
実施例1に準じて、n−ヘキシルイソキノリニウムTC
NQ電荷移動錯体を合成し、実施例1に従って、比抵
抗、TG、DTAを測定したTG、DTAの結果を第5
図に、その他を第1表に示した。
(比較例4) ヨウ化n−アミルをヨウ化n−ブチルに変えた以外は実
施例1に準じて、n−ブチルイソキノリニウムTCNQ
電荷移動錯体を合成し、実施例1に従って、比抵抗、T
G、DTAを測定したTG、DTAの結果を第6図に、
その他を第1表に示した。
第1表 第1表は、ドナーとしてN位の置換基の炭素数を3から
6まで変えたイソキノリンを用いた電荷移動錯体の物性
値を比較した表である。この表から炭素数5のn−アミ
ル基が特異的に比抵抗が低く(導電性が高い)、更に融
点、熱減量開始温度、発熱分解温度とも高く、熱安定性
に優れていることが分かる。
(実施例2) 実施例1にて得られた錯体60mgを直径6.3mmのアル
ミケースに充填し、加熱溶解し、巻取型アルミ電解コン
デンサユニットを浸漬させ、ただちに冷却し、コンデン
サを得た。コンデンサユニットはアルミニウム表面を化
成処理して酸化皮膜を形成させたものを用い、浸漬前に
あらかじめ加熱しておいた。得られたコンデンサの特性
を第2表に示した。
(比較例5) 実施例1に準じて得られた錯体を比較例1にて得られた
錯体に変えた以外は実施例2に準じた。得られたコンデ
ンサ(コンデンサ素子)の特性を第2表に示した。
(比較例6) 実施例1に準じて得られた錯体を比較例2にて得られた
錯体に変えた以外は実施例2に準じた。得られたコンデ
ンサの特性を第2表に示した。
(比較例7) 実施例1に準じて得られた錯体を比較例3にて得られた
錯体に変えた以外は実施例2に準じた。得られたコンデ
ンサの特性を第2表に示した。
第2表中のCapは120Hzにおける静電容量、tanδは1
20Hzにおける誘導正接、ESRは100kHzにおける等
価直列抵抗、ΔC/Cは20℃に対する85℃の静電容
量の変化率である。
第2表から、実施例2は、比較例5〜7に比べ、tan
δ、ESRが低く、優れたコンデンサ特性を示してい
る。更にΔC/Cが低く、温度による容量の変化率が低
く温度特性の優れたコンデンサであることが分かる。
第2表 (発明の効果) 本発明をN位をn−アミル基で置換したイソキノリンを
ドナーとし、TCNQをアクセプターとする電荷移動錯
体は、従来の導電性有機電荷移動錯体と比較して、導電
性及び熱安定性が大巾に改良された。また本発明の錯体
を用いることにより高分子物質への導電性の付与、半導
体、電池などの電解質、電池の陽極活性物質、帯電防止
剤、感熱材料、光導電材料、表示デバイス、コンデンサ
の固体電解質など多くの分野への実用が可能となる。特
にコンデンサについては、高周波特性、温度特性の優れ
たコンデンサが得られる。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の電荷移動錯体の赤外吸収スペクトル図
であり、第2図は本発明の電荷移動錯体のTG、DTA
の測定結果を表わす図であり、第3〜6図は従来の電荷
移動錯体のTG、DTAの測定結果を表わす図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊佐 功 群馬県渋川市半田2470番地 日本カーリツ ト株式会社群馬工場内 (56)参考文献 特開 昭58−17609(JP,A) 特開 昭59−63604(JP,A) 特開 昭60−65521(JP,A)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】N位をn−アミル基で置換したイソキノリ
    ンをドナーとし、7,7,8,8−テトラシアノキノジ
    メタンをアクセプターとする電荷移動錯体。
  2. 【請求項2】ヨウ化n−アミルとイソキノリンとをアル
    コール性溶媒中で還流下で反応せしめ、次いで、アセト
    ニトリル中で還流下で前記反応により得られた生成物と
    7,7,8,8−テトラシアノキノジメタンとを反応せ
    しめることを特徴とする電荷移動錯体の製造方法。
  3. 【請求項3】N位をn−アミル基で置換したイソキノリ
    ンをドナーとし、7,7,8,8−テトラシアノキノジ
    メタンをアクセプターとすることからなるコンデンサ素
    子。
JP60256617A 1985-11-18 1985-11-18 電荷移動錯体 Expired - Lifetime JPH0610199B2 (ja)

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DE8686116127T DE3679637D1 (de) 1985-11-18 1986-11-18 Ladungsuebertragungskomplex.
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