JPH08337650A - ポリアニリンの製造方法ならびに固体電解コンデンサの製造方法 - Google Patents

ポリアニリンの製造方法ならびに固体電解コンデンサの製造方法

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JPH08337650A
JPH08337650A JP7146188A JP14618895A JPH08337650A JP H08337650 A JPH08337650 A JP H08337650A JP 7146188 A JP7146188 A JP 7146188A JP 14618895 A JP14618895 A JP 14618895A JP H08337650 A JPH08337650 A JP H08337650A
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solid electrolytic
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弘志 屋ヶ田
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公輔 天野
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 各種電子部品や電極等に広く利用でき、高導
電性かつ高耐熱性のポリアニリン化合物、及びこれを用
いた高周波数特性及び信頼性に優れた固体電解コンデン
サを提供する。 【構成】 本発明は、スルホン酸基を有するキノン化合
物を酸化剤として含有する溶液中でアニリンを酸化重合
することを特徴とするポリアニリンの製造方法である。
この方法は、皮膜形成金属を陽極、その上に形成される
酸化皮膜を誘電体としさらにその上に主成分がポリアニ
リンよりなる固体電解質が形成されてなる固体電解コン
デンサを製造する際にも適用することが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は各種電子部品、電極等に
広く利用でき、熱安定性に優れ、かつプロトン酸が不要
で製造工程を簡略化したポリアニリンの製造方法、及び
これを用いた固体電解コンデンサの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来は絶縁体として利用されていた高分
子材料も、白川らによってドーピングしたポリアセチレ
ンが金属並の導電率を示すことを発見して以来、導電材
料としての研究が活発に行われている。
【0003】一般に導電性高分子は、電子共役系高分子
に電子吸引基もしくは電子供与基(ドーパント)をドー
ピングすることにより導電率が発現し、この程度はドー
パントの濃度や種類に大きく依存することが知られてい
る。最近では、導電性高分子自身はもちろん、ドーパン
ト材料の研究開発も盛んになされ、様々な機能を有する
導電性高分子が提案、開発されている。中でも、ポリア
ニリンは、他の導電性高分子に比べて大気中での安定性
に優れており、実用性の高い材料である。
【0004】ポリアニリンの製造方法に関しては、一般
に、酸性条件下で酸化剤を用いてアニリンを酸化重合す
る方法が知られている。この場合、酸性条件にするため
に用いられるプロトン酸として、無機酸やスルホン酸、
カルボン酸等のように、アニリン骨格とイオン結合でき
うる解離定数の大きいものが用いられる。また、酸化剤
としては、ペルオキソ二硫酸塩、二クロム酸塩、過酸化
水素、塩化第二鉄等が用いられ、報告例としては、ペル
オキソ二硫酸アンモニウムを酸化剤とするポリアニリン
の重合が挙げられる(シンセティック・メタルズ(Sy
ntheticMetals)、20巻、141頁,1
987年)。
【0005】一方、近年のめざましい技術革新の中で、
各電子機器の高性能化、小型化に伴いそれに使用される
電子部品の高性能化及び小型化が求められ、これに合わ
せて導電性高分子を用いた電子デバイスへの応用も盛ん
に行われており、二次電池の電極、帯電防止膜、固体電
解コンデンサの電解質等として一部実用化されている。
固体電解コンデンサに関しては、これまでタンタルやア
ルミニウム等の皮膜形成金属の酸化皮膜を誘電体とし、
二酸化マンガンや7,7′,8,8′−テトラシアノキ
ノジメタン(TCNQ)錯塩等を電極の一部とする固体
電解コンデンサが開発されているが、高周波数領域にお
けるインピーダンス特性に優れた小型・大容量・高信頼
性コンデンサの開発が強く求められている。
【0006】最近では、導電率が比較的高く、大気中で
の安定性に優れているポリピロールやポリアニリンを固
体電解質に用いることにより、小型大容量でかつ高周波
数領域まで良好なコンデンサ特性を保持し、しかも耐熱
性に優れた固体電解コンデンサが開発されている。例え
ば、特開昭60−37114号公報には、ドープした複
素五員環化合物重合体を固体電解質とする固体電解コン
デンサが開示されている。また、特開昭62−2912
4号公報には、アリールスルホン酸をドーパントとする
ポリアニリンを電解質とする固体電解コンデンサが開示
されている。また、特願平5−218294号には、プ
ロトン酸としてスルホン酸誘導体、酸化剤としてニクロ
ム酸塩を用いることを特徴とするポリアニリンの製造方
法及びこれを電解質とした固体電解コンデンサの製造方
法が開示されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ポリアニリンは、アニ
リンモノマーとプロトン酸、及び酸化剤を適宜混合する
ことによって得られる。しかし、反応終了後、過剰のモ
ノマー、プロトン酸、酸化剤、及び酸化剤自身が還元さ
れて生成する副生成物等は、導電性に寄与しないので、
洗浄等により除去する必要がある。この酸化剤自身が還
元されて生成する副生成物としては、例えば、二クロム
酸塩の場合は三価のクロムイオンを含む塩が、塩化第二
鉄の場合には二価の鉄イオンを含む塩が生成する。
【0008】ポリアニリンは、イオン性の導電性高分子
であり、水などの洗浄により容易に脱ドーピングし、導
電率が低下する。上で述べた酸化剤の副生成物は、主に
無機塩であり、これを除去するために用いる溶剤は水の
ように極性が大きいものを使用しなければならない。す
るとポリアニリンの脱ドーピングが起こり、この結果導
電率が減少する。従って、導電率を向上させるためプロ
トン酸を含む溶液で処理する工程が必要となる。
【0009】このように、従来の方法では酸化剤の副生
成物の除去のための洗浄工程を除くことはできず、洗浄
によってポリアニリンの導電率が低下するため、プロト
ン酸で再ドーピングしなけらばならないという問題点が
あった。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、この課題
を解決するため鋭意検討した結果、スルホン化したキノ
ン化合物を酸化剤として用いた場合には、(1)この化
合物がスルホン酸基を有するのでポリアニリンのドーパ
ント化合物として作用し、新たにプロトン酸を加える必
要がないこと、(2)この化合物の還元物もスルホン酸
基を有するのでこれを除去する必要がないこと、(3)
得られるポリアニリンの熱安定性が従来のものより飛躍
的に向上することを見いだし本発明に至った。すなわち
本発明は、スルホン酸基を有するキノン化合物を酸化剤
として含有する溶液中でアニリンを酸化重合することを
特徴とするポリアニリンの製造方法、ならびに皮膜形成
金属を陽極、その上に形成される酸化皮膜を誘電体とし
さらにその上に主成分がポリアニリンよりなる固体電解
質が形成されてなる固体電解コンデンサの製造方法にお
いて、皮膜形成金属をアニリン、酸化を行うときにスル
ホン酸基を有するキノン化合物を含有する溶液中に浸漬
して重合を行う工程を有することを特徴とする固体電解
コンデンサの製造方法である。
【0011】本発明におけるスルホン化したキノン化合
物とは、ベンゾキノンを骨格とし、スルホン酸基を有す
る化合物である。キノン化合物の例としては、p−ベン
ゾキノン、o−ベンゾキノン、ジフェノキノン、1,
4,−ナフトキノン、アントラキノン等が挙げられる。
また、スルホン酸基の例としては、一般式R−SO3H
(但しRは炭素数0から8までの直鎖もしくは枝分かれ
したアルキル基)で表され、例えば、スルホン酸、メチ
レンスルホン酸、エチレン−2−スルホン酸、1−メチ
ルメチレンスルホン酸等が挙げられる。
【0012】本発明におけるスルホン化したキノン化合
物の合成方法は特に限定されないが、例えば、ハロゲン
化キノン化合物を亜硫酸塩でスルホニウム塩化し、イオ
ン交換法にてスルホン酸に変換する方法等が挙げられ
る。
【0013】本発明のポリアニリンは、上記のスルホン
化したキノン化合物もしくはそのキノン部分が還元され
た構造を有する化合物をドーパントとして含んだポリア
ニリンである。すなわち、スルホン酸基を有するキノン
化合物は、そのまま、もしくは還元された状態でもドー
パントとしての機能を有する。
【0014】本発明におけるポリアニリンの作製方法は
特に限定されず、例えばスルホン化したキノン化合物ま
たはその塩を含む水溶液にアニリンを加えて酸化重合す
る方法や、アニリンの蒸気を接触させる方法挙げられ
る。
【0015】本発明において、ポリアニリン生成後、未
反応物の除去のために使用される溶媒は、キノン化合物
を溶解し、かつポリアニリンが脱ドーピングしない低極
性溶媒であれば何でもよく、メタノールやエタノール等
のアルコール系溶媒等が用いられる。
【0016】本発明の固体電解コンデンサはタンタル、
アルミニウムなどの皮膜形成金属を陽極とし、皮膜形成
金属の表面酸化皮膜を誘電体、ポリアニリンを陰極もし
くは固体電解質とするコンデンサであり、スルホン化し
たキノン化合物を用いて重合されたポリアニリン含有す
ることを特徴とする。
【0017】本発明の固体電解コンデンサは皮膜形成金
属の種類は特に限定されず、タンタルやアルミニウム等
の電解コンデンサの母体金属として従来公知のものが使
用できる。また、その形状や誘電体酸化皮膜の形成方法
も特に限定されず微粉焼結体ペレットや圧延箔をエッチ
ングしたものなど、従来公知のものを電解液中で陽極酸
化等の従来公知の方法により誘電体金属酸化皮膜を形成
して使用される。
【0018】本発明の固体電解コンデンサにおいて電解
質であるポリアニリンの作製方法は特に限定されず、ポ
リアニリンの形成方法として従来公知の方法が用いられ
る。これらの方法としては、、誘電体酸化皮膜表面にポ
リアニリンを形成する反応溶液を導入して反応させる方
法や、ポリアニリンを含む溶液を導入する方法等が挙げ
られる。
【0019】本発明の固体電解コンデンサは通常の固体
電解コンデンサと同様にカーボンペーストや銀ペースト
等の導電性ペーストを用いてリード電極を引き出し、樹
脂や金属ケース等で封止し、コンデンサとして完成す
る。
【0020】
【実施例】以下、本発明を実施例を挙げて説明するが、
本発明はこれら実施例にのみ限定されるものではない。
【0021】(実施例1)200mlの三ツ口フラスコ
に1,4−ナフトキノン−2−スルホン酸2.4g、及
び水100mlを入れ、0℃まで冷却した。この溶液を
攪拌しながらアニリン1.0gをゆっくり滴下し、その
まま2時間攪拌した。溶液は無色透明から次第に濃青色
へ変化し、アニリンが重合していることが確認された。
反応終了後、吸引ろ過し、メタノールで洗浄、乾燥して
1.2gのポリアニリン粉末が得られた。得られたポリ
アニリンを錠剤形成器で加圧形成させ長さ10mm,幅1
mm、厚さ0.1mmの形状に切り出して4端子法にて導電
率を測定したところ、2.5S/cmであった。この値
は、150℃の高温下でもほとんど変化しなかった。ま
た、熱重量分析を行ったところ、300℃まで熱重量変
化のない耐熱性に優れたものであった。
【0022】(実施例2)実施例1において1,4−ナ
フトキノン−2−スルホン酸の代わりにアントラキノン
−1−スルホン酸を使用する以外は実施例1と同様の方
法でポリアニリンを合成した。4端子法によって測定し
た導電率は2.2S/cmであった。この値は、150℃
の高温下でもほとんど変化しなかった。また、熱重量分
析を行ったところ、300℃まで熱重量変化のない耐熱
性に優れたものであった。
【0023】(実施例3)実施例1において1,4−ナ
フトキノン−2−スルホン酸の代わりに1,4−ナフト
キノン−2,5−ジスルホン酸を使用する以外は実施例
1と同様の方法でポリアニリンを合成した。4端子法に
よって測定した導電率は5.2S/cmであった。この値
は、150℃の高温下でもほとんど変化しなかった。ま
た、熱重量分析を行ったところ、300℃まで熱重量変
化のない耐熱性に優れたものであった。
【0024】(実施例4)陽極リードを備えた直径2m
m,高さ2mmの円柱状タンタル微粉末焼結体ペレットを
0.05重量%のリン酸水溶液中に浸漬し、ステンレス
板を対極として48Vで陽極化成し、洗浄及び乾燥して
金属酸化皮膜からなる誘電体酸化皮膜を有するタンタル
焼結体ペレットを作製した。このペレットを0.1N硫
酸水溶液中に浸漬し、静電容量を測定したところ10μ
Fであった。
【0025】このタンタルペレットをアニリンを5wt
%含む水:エタノール=1:1溶液に30秒間浸漬し、
15分後、1,4,−ナフトキノン−2−スルホン酸を
10wt%含む水溶液に10秒間浸漬し、室温で30分
間保持してアニリンの重合を行った。この操作を5回繰
り返し、最後にメタノールで洗浄し、80℃で乾燥した
ところ、黒色のポリアニリンがペレット表面に形成され
た。
【0026】このペレットに銀ペーストを用いて陰極リ
ード線を取り付け樹脂で封止してコンデンサを完成し
た。得られたコンデンサは120Hzにおける容量が1
0μFで、100kHzにおける等価直列抵抗が0.2
Ωで、共振周波数域まで容量変化の少ない良好な特性を
示し、しかも150℃の高温下でも特性の劣化がほとん
どない耐熱性の優れたものであった。
【0027】(実施例5)エッチングによって表面積を
50倍に拡大した厚さ150μm で10mm×5mmのアル
ミニウム箔を5wt%のホウ酸アンモニウム水溶液中1
00Vで陽極酸化し、洗浄及び乾燥して金属酸化皮膜か
らなる誘電体酸化皮膜を有するアルミニウム箔を得た。
この箔を0.1N硫酸水溶液中に浸漬し、静電容量を測
定したところ1.5μFであった。
【0028】実施例4と同様の方法でアニリンの重合を
行い、陰極リードを取り付け樹脂で封止してコンデンサ
を完成させた。得られたコンデンサは120Hzにおけ
る静電容量が1.5μFで100kHzにおける等価直
列抵抗が0.1Ωで共振周波数域まで容量変化の少ない
良好な特性を示し、しかも150℃の高温下でも特性の
劣化がほとんどない耐熱性の優れたものであった。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
プロトン酸の添加、及び酸化剤の洗浄除去工程が不要と
なり、製造工程が簡略化され、熱安定性の優れたポリア
ニリンが得られた。また、本発明の固体電解コンデンサ
の製造方法によれば、製造工程を簡略化しても高周波数
領域でのコンデンサ特性が良好で耐熱性に優れた固体電
解コンデンサを提供することができ、その効果は大であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 正春 東京都港区芝五丁目7番1号 日本電気株 式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】スルホン酸基を有するキノン化合物を酸化
    剤として含有する溶液中でアニリンを酸化重合すること
    を特徴とするポリアニリンの製造方法。
  2. 【請求項2】皮膜形成金属を陽極、その上に形成される
    酸化皮膜を誘電体としさらにその上に主成分がポリアニ
    リンよりなる固体電解質が形成されてなる固体電解コン
    デンサの製造方法において、皮膜形成金属をアニリンと
    スルホン酸基を有するキノン化合物を含有する溶液中、
    もしくは交互にアニリンを含有する溶液とスルホン酸基
    を有するキノン化合物を含有する溶液に浸漬して重合を
    行う工程を有することを特徴とする固体電解コンデンサ
    の製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0820076A2 (en) 1996-07-16 1998-01-21 Nec Corporation Solid electrolyte capacitor and method for manufacturing the same

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0359004A (ja) * 1989-07-27 1991-03-14 Fuji Photo Film Co Ltd 電子伝導性高分子の製造方法及びそれを用いた導電性材料
JPH05247204A (ja) * 1991-12-11 1993-09-24 Nitto Denko Corp 導電性有機重合体の製造方法
JPH06234852A (ja) * 1992-09-11 1994-08-23 Nec Corp ポリアニリンまたはその誘導体及びそれらの溶液の 製造方法、ポリアニリンまたはその誘導体の高導電 化方法、及び固体電解コンデンサの製造方法
JPH0714751A (ja) * 1992-10-19 1995-01-17 Nitto Denko Corp 固体電解コンデンサの製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0359004A (ja) * 1989-07-27 1991-03-14 Fuji Photo Film Co Ltd 電子伝導性高分子の製造方法及びそれを用いた導電性材料
JPH05247204A (ja) * 1991-12-11 1993-09-24 Nitto Denko Corp 導電性有機重合体の製造方法
JPH06234852A (ja) * 1992-09-11 1994-08-23 Nec Corp ポリアニリンまたはその誘導体及びそれらの溶液の 製造方法、ポリアニリンまたはその誘導体の高導電 化方法、及び固体電解コンデンサの製造方法
JPH0714751A (ja) * 1992-10-19 1995-01-17 Nitto Denko Corp 固体電解コンデンサの製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0820076A2 (en) 1996-07-16 1998-01-21 Nec Corporation Solid electrolyte capacitor and method for manufacturing the same
EP0820076B2 (en) 1996-07-16 2011-03-02 Nec Tokin Corporation Solid electrolyte capacitor and method for manufacturing the same

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