WO2015064504A1 - 固体電解コンデンサ用固体電解質用添加剤組成物、固体電解コンデンサ用固体電解質組成物、固体電解コンデンサ用固体電解質前駆体組成物、固体電解コンデンサ用導電性皮膜、固体電解コンデンサの製造方法及び固体電解コンデンサ - Google Patents

固体電解コンデンサ用固体電解質用添加剤組成物、固体電解コンデンサ用固体電解質組成物、固体電解コンデンサ用固体電解質前駆体組成物、固体電解コンデンサ用導電性皮膜、固体電解コンデンサの製造方法及び固体電解コンデンサ Download PDF

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electrolytic capacitor
solid electrolytic
boric acid
solid
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拓馬 竹田
森 宏一
渡部 渉
清家 英雄
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三洋化成工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an additive composition added to a solid electrolyte for a solid electrolytic capacitor.
  • the present invention also relates to a solid electrolyte composition for a solid electrolytic capacitor, a solid electrolyte precursor composition for a solid electrolytic capacitor, a conductive film for a solid electrolytic capacitor, a solid electrolytic capacitor, and a method for producing the same.
  • an oxide film such as aluminum, tantalum, or niobium is etched to form a porous film, and polypyrrole, polyaniline, etc. are formed on this surface.
  • a conductive polymer capacitor is used in which a layer (conductive polymer layer) made of ⁇ -conjugated polymer is used as a cathode.
  • Patent Document 1 proposes a coating solution of a solution or dispersion in which phosphoric acid or a phosphate ester is added to a polypyrrole aqueous solution or a polyaniline aqueous solution, and the withstand voltage of a solid electrolytic capacitor using the coating solution of this solution or dispersion is increased. It has been improved.
  • 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, solid electrolytic using this solution or dispersion coating solution is proposed. The withstand voltage of the capacitor has been improved. However, although the withstand voltage is improved in Patent Document 1 and Patent Document 2, the adhesion of the film formed by the coating liquid to the substrate is insufficient, and the internal resistance of the conductive polymer layer is improved. There is room for.
  • Patent Document 3 proposes a solid electrolytic capacitor using a coating solution in which five kinds of naphthalene sulfonic acids, high molecular weight polystyrene sulfonic acid, boric acid, mannitol and glycols are added to a conductive polymer. Resistance and heat resistance are improved.
  • Patent Document 4 proposes a coating liquid in which a water-soluble polyhydric alcohol and an oxo acid having two or more hydroxy groups are added to a conductive polymer, and resistance and moisture resistance of a solid electrolytic capacitor using this coating liquid. Has been improved. However, in Patent Document 3, although resistance and heat resistance are improved, there is room for improvement in withstand voltage. In Patent Document 4, although resistance and moisture resistance are improved, there is room for improvement in withstand voltage.
  • JP 2001-155964 A JP 2001-283655 A Japanese Patent No. 4737775 International Publication No. 2012/137969
  • the present invention has been made in view of the above problems, and the present invention provides a solid electrolyte for a solid electrolytic capacitor capable of increasing the withstand voltage of the solid electrolyte layer while keeping the internal resistance of the solid electrolyte layer low. It is an object to provide an additive composition and a solid electrolytic capacitor (capacitor) using the same.
  • the present invention is an additive composition (A) for a solid electrolytic capacitor containing a mixture (E) and / or a mixture (J), wherein the mixture (E) has two hydroxyl groups.
  • a compound containing three or more compounds (K3), and the solid electrolyte additive composition (A) for solid electrolytic capacitors is 100 ⁇ [ ⁇ the number of equivalents of compound (K1)] Number of equivalents of compound (K2) + number of equivalents of compound (K3) ⁇ / ⁇ number of equivalents of boric acid (D1) + number of equivalents of boric acid (D2) ⁇ ] ⁇ 6 and 100 ⁇ [ ⁇ boric acid
  • the number of equivalents of (D1) + the number of equivalents of boric acid (D2) ⁇ / ⁇ the number of equivalents of compound (F1) + the number of equivalents of compound (F2) + the number of equivalents of compound (F3) ⁇ ] 1-20
  • Additive composition (A) for solid electrolyte for electrolytic capacitor hereinafter also simply referred to as “additive composition (A)”); additive composition (A), ⁇ -conjugated polymer compound (B) and solvent
  • the solid electrolytic capacitor of the present invention having a high withstand voltage is formed by drying and solidifying the solid electrolyte composition for a solid electrolytic capacitor of the present invention or the solid electrolyte precursor composition for a solid electrolytic capacitor of the present invention.
  • This feature is manifested by having a solid electrolyte layer.
  • the solid electrolyte composition for a solid electrolytic capacitor may contain the solid electrolyte additive composition (A) for a solid electrolytic capacitor of the present invention in addition to the ⁇ -conjugated polymer compound (B) and the solvent (C2). It is a feature.
  • the solid electrolyte precursor composition for a solid electrolytic capacitor contains the additive composition (A) for solid electrolyte of the present invention in addition to the precursor monomer (b) of the ⁇ -conjugated polymer compound. It is a feature.
  • the solid electrolyte additive composition (A) for solid electrolytic capacitors of the present invention contains the following mixture (E) and / or mixture (J).
  • the component of the additive composition (A) of the present invention forms a borate ester.
  • the boric acid ester when a boric acid ester is contained in the solid electrolyte, for example, when a defect occurs in the dielectric on the anode surface of the solid electrolytic capacitor, the boric acid ester efficiently releases hydroxide ions at the dielectric defect.
  • the withstand voltage can be increased while maintaining the internal resistance of the solid electrolyte layer low in order to promote the repair reaction of the defective portion.
  • the mixture (E) is a mixture containing a compound (F1) having two hydroxyl groups, boric acid (D1), and optionally a compound (K1) having three or more hydroxyl groups. That is, the mixture (E) is a mixture of the compound (F1) and boric acid (D1) or a mixture of the compound (F1), boric acid (D1) and the compound (K1).
  • the mixture (E) is preferably a mixture of the compound (F1) and boric acid (D1).
  • the mixture (J) comprises a compound (G) obtained by reacting a compound (F2) having two hydroxyl groups and boric acid (D2) and optionally a compound (K2) having three or more hydroxyl groups, and a hydroxyl group.
  • the mixture (J) is preferably a mixture of the compound (G) and the compound (F3).
  • the compound (F1), the compound (F2) and the compound (F3) may all be the same or different.
  • each of the compound (F1), the compound (F2), and the compound (F3) may be one kind or a combination of two or more kinds.
  • the molecular weight means a number average molecular weight unless otherwise specified.
  • Compound (F12) includes a compound obtained by urethanization of divalent alcohol (F13) and isocyanate compound (T1). By the urethanization reaction, all isocyanate groups of the isocyanate compound (T1) form urethane bonds, and the resulting compound (F12) has two isocyanate groups derived from the divalent alcohol (F13) and two unreacted hydroxyl groups.
  • divalent alcohols (F11) and (F13) examples include alkylene glycol and divalent glycol (F111) such as (poly) alkylene glycol having a molecular weight of 100 to 1500.
  • alkylene glycol and divalent glycol (F111) such as (poly) alkylene glycol having a molecular weight of 100 to 1500.
  • Specific examples include ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-butylene glycol, 2,3-butylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, pentaethylene glycol and other polyethylene glycols, dipropylene glycol, tripropylene glycol And polypropylene glycols such as these and mixtures thereof.
  • divalent glycols having a molecular weight of 100 to 1000 are preferable, ethylene glycol, diethylene glycol, and triethylene glycol are more preferable, and diethylene glycol, triethylene glycol, and polyethylene glycol having a molecular weight of 200 to 1000 are more preferable.
  • the compound (F11) is preferably a glycol having a boiling point of 300 ° C. or lower and a mixture thereof from the viewpoint of resistance reduction and solvent solubility.
  • the boiling point is 300 ° C. or lower, the adhesion of the conductive film is hardly reduced in the conductive film forming step.
  • More preferred are diethylene glycol, triethylene glycol and mixtures thereof.
  • the compound (F13) is preferably polyethylene glycol having a molecular weight of 100 to 1500 and polypropylene glycol having a molecular weight of 100 to 1500, and more preferably polyethylene glycol having a molecular weight of 300 to 1000.
  • T1 examples include tolylene diisocyanate (hereinafter sometimes referred to as TDI), diphenylmethane diisocyanate (hereinafter sometimes referred to as MDI), 1,5-naphthalene diisocyanate (hereinafter referred to as NDI).
  • TDI tolylene diisocyanate
  • MDI diphenylmethane diisocyanate
  • NDI 1,5-naphthalene diisocyanate
  • TODI Tolidine diisocyanate
  • IPDI isophorone diisocyanate
  • HDI hexamethylene diisocyanate
  • XDI Xylene diisocyanate
  • hydrogenated XDI hydrogenated MDI
  • TMXDI tetramethylxylene diisocyanate
  • TMDI Diisocyanate and NBDI.
  • NBDI Norbornene diisocyanate.
  • the isocyanate compound (T1) may be used alone or in combination of two or more. From the viewpoint of solvent solubility of the compound (F12), the isocyanate compound (T1) is preferably TDI, IPDI, HDI, XDI, or hydrogenated XDI.
  • the compound (F12) is produced, for example, by subjecting the isocyanate compound (T1), which is a raw material thereof, to a urethanization reaction with a divalent alcohol (F13).
  • the general production method and conditions thereof are as follows. .
  • the reaction temperature when the dihydric alcohol (F13) is urethanated with the isocyanate compound (T1) is preferably 40 to 100 ° C. from the viewpoint of the reaction time, the reaction pressure is preferably normal pressure, and the reaction time Is preferably 5 to 24 hours.
  • the reaction is preferably carried out in the absence of a catalyst from the viewpoint of simplification of the purification step, but a tertiary amine or an organometallic compound can be used as a catalyst as necessary.
  • the charging order is preferably that the divalent alcohol (F13) is charged first, and the isocyanate compound (T1) is charged appropriately, and the isocyanate compound (T1) is preferably charged within 1 to 5 hours.
  • the molar ratio is preferably reacted with a total of 2 to 3 equivalents of hydroxyl groups with respect to the isocyanate groups so as not to leave isocyanate groups.
  • the compound (F12) include a urethane compound of TDI and diethylene glycol (molecular weight 106), a urethane compound of IPDI and triethylene glycol (molecular weight 150), a urethane compound of HDI and dipropylene glycol (molecular weight 134), Urethane compound of XDI and polyethylene glycol (molecular weight 400), urethane compound of TDI and polyethylene glycol (molecular weight 600), urethane compound of hydrogenated XDI and polyethylene glycol (molecular weight 1000), HDI and polyethylene glycol (molecular weight 1000) And urethane compounds thereof, and mixtures thereof.
  • urethane compounds of TDI and polyethylene glycol (molecular weight 600) and urethane compounds of HDI and polyethylene glycol (molecular weight 1000) are preferable.
  • the compound (K1), the compound (K2) and the compound (K3) having 3 or more hydroxyl groups a trivalent or higher alcohol (K11), 3 or more hydroxyl groups and a urethane bond
  • examples thereof include compound (K12) having a molecular weight of 300 to 6000 and a mixture thereof.
  • the compound (K1), the compound (K2) and the compound (K3) may all be the same or different.
  • each of the compound (K1), the compound (K2), and the compound (K3) may be one kind, or two or more kinds may be used in combination.
  • Examples of the compound (K12) include compounds obtained by urethanization of a trivalent or higher alcohol (K13) and an isocyanate compound (T2). By the urethanization reaction, all isocyanate groups of the isocyanate compound (T2) form urethane bonds, and the resulting compound (K12) has three or more isocyanate groups derived from a trivalent or higher alcohol (K13) and three or more unreacted hydroxyl groups. Have.
  • trivalent or higher alcohols (K11) and (K13) include glycerin, 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 mixtures thereof.
  • Examples of the isocyanate compound (T2) include the same isocyanate compounds as those exemplified for the isocyanate compound (T1).
  • An isocyanate compound (T2) may use together 1 type, or 2 or more types.
  • the isocyanate compound (T2) is preferably TDI, IPDI, HDI, XDI, or hydrogenated XDI.
  • the compound (K12) is produced, for example, by subjecting the isocyanate compound (T2), which is a raw material thereof, to a urethanization reaction with a trivalent or higher alcohol (K13).
  • the production method and conditions are the same as in F12).
  • the compound (K12) include a urethane compound of TDI and glycerin, a urethane compound of HDI and erythritol, and a mixture thereof.
  • Compound (G) contained in mixture (J) is a compound obtained by reacting compound (F2) and boric acid (D2), or compound (F2), boric acid (D2) and compound (K2) are reacted.
  • it is a compound obtained by reacting compound (F2) and boric acid (D2).
  • the ratio of the compound (F2), boric acid (D2) and compound (K2) used in the reaction for producing the compound (G) is not particularly limited.
  • the compound is a molar ratio with respect to boric acid (D2).
  • (F2) is preferably 0.5 to 2 equivalents.
  • the compound (K2) is preferably used in an amount of 0.1 to 0.5 equivalents with respect to the boric acid (D2).
  • Compound (G) is a reaction product obtained by reacting compound (F2), boric acid (D2), and optionally compound (K2), for example, under the following reaction conditions.
  • a reaction product is usually a mixture of many kinds of compounds, and it is difficult to accurately describe the composition.
  • Reaction conditions Compound (F2), boric acid (D2) and optionally compound (K2) 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 the esterification reaction. After reaching the target pressure, the esterification reaction is further performed by heating to 100 to 110 ° C.
  • the compound (G) can be obtained by reacting at 4.0 to 6.0 kPa until the water and low-boiling components are distilled off.
  • the content of the compound (G) is preferably 1 to 50% by weight, more preferably 1 to 20%, based on the total weight of the mixture (E) and the mixture (J). % By weight.
  • the number of hydroxyl groups possessed by the compound (K3) which is an integer of 3 or more, is 6 or less, preferably 3 or less, more preferably 0 from the viewpoint of reducing resistance and improving withstand voltage.
  • the ratio of each component in the mixture (E) and the mixture (J) can be appropriately set so that the additive composition (A) satisfies the range defined above for x1 and y1.
  • the additive composition (A) of the present invention is any one of the compound (G) obtained by reacting the compound (K1); the compound (K3); and the compound (F2), boric acid (D2) and the compound (K2).
  • x1 is greater than zero.
  • the additive composition (A) is any of the compound (G) formed by the reaction of the compound (K1); the compound (K3); and the compound (F2), boric acid (D2) and the compound (K2).
  • x2 is 6 or less, a solid electrolytic capacitor having a low internal resistance and a high withstand voltage can be produced using the additive composition (A). .
  • the additive composition (A) does not contain the compound (K1) and the compound (K3), and the compound (G) is the compound (F2), boric acid (D2) and the compound ( This is a case where K2) does not contain a compound formed by reaction.
  • examples of the additive composition (A) in which x1 is 0 include the following additive compositions.
  • a solid electrolyte additive composition (A) for a solid electrolytic capacitor containing the mixture (E) and / or the mixture (J) The mixture (E) is a mixture of a compound (F1) having two hydroxyl groups and boric acid (D1), The mixture (J) is a mixture of a compound (G) obtained by reacting a compound (F2) having two hydroxyl groups and boric acid (D2) with a compound (F3) having two hydroxyl groups,
  • the additive composition (A) is a solid electrolyte additive composition (A) for a solid electrolytic capacitor that satisfies the following formula.
  • the content of the mixture (J) and the mixture (E) in the additive composition (A) is such that the total amount of the mixture (J) and the mixture (E) is 60 to 100% by weight with respect to the additive composition (A). %, Preferably 80 to 100% by weight.
  • the additive composition (A) of the present invention contains the mixture (E) and / or the mixture (J), but further includes a compound (H1) having one hydroxyl group, the following compounds (M) and compounds ( It can contain at least one compound selected from the group consisting of L).
  • a compound (H1) having one hydroxyl group the following compounds (M) and compounds ( It can contain at least one compound selected from the group consisting of L).
  • Each of the compound (H1), the compound (M) and the compound (L) may be one kind, or two or more kinds may be used in combination.
  • Compound (M) is obtained by reacting compound (H2) having one hydroxyl group, compound (F4) having two hydroxyl groups and boric acid (D3) and optionally compound (K4) having three or more hydroxyl groups. It is the compound which becomes. That is, the compound (M) is a compound obtained by reacting the compound (H2), the compound (F4) and the boric acid (D3), or the compound (H2), the compound (F4), the boric acid (D3) and the compound (K4). ) Is a compound obtained by reaction.
  • the compound (M) is preferably a compound obtained by reacting the compound (H2), the compound (F4), and boric acid (D3).
  • the compound (L) is a compound obtained by reacting a compound (H3) having one hydroxyl group and boric acid (D4) and optionally a compound (K5) having three or more hydroxyl groups. That is, the compound (L) is a compound obtained by reacting the compound (H3) and boric acid (D4), or a compound obtained by reacting the compound (H3), boric acid (D4) and the compound (K5).
  • the compound (L) is preferably a compound obtained by reacting the compound (H3) and boric acid (D4).
  • the compound (H1) having one hydroxyl group a monohydric alcohol (H11), a compound (H12) having one hydroxyl group, having a urethane bond and having a molecular weight of 300 to 6000, and these Of the mixture.
  • Compound (H12) includes a compound obtained by urethanization of divalent alcohol (F14), monovalent alcohol (H13), and isocyanate compound (T3). By the urethanization reaction, all isocyanate groups of the isocyanate compound (T3) form urethane bonds, and the resulting compound (H12) has one isocyanate group derived from the divalent alcohol (F14) and one unreacted hydroxyl group. .
  • Monovalent alcohols (H11) and (H13) include monoalkyl ethers of divalent glycol (F111) such as alkanol, alkylene glycol monoalkyl ether and (poly) alkylene glycol monoalkyl ether having a molecular weight of 100 to 1500 (H111). ).
  • the divalent glycol (F111) is preferably diethylene glycol and / or triethylene glycol.
  • alkanol examples include 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- Examples include pentyl alcohol, 1-hexyl alcohol, 2-hexyl alcohol, 3-hexyl alcohol, heptyl alcohol, octyl alcohol, nonyl alcohol, decyl alcohol, benzyl alcohol, and mixtures thereof.
  • the monoalkyl ether (H111) of divalent glycol (F111) include polyethylene glycol monomethyl ether such as ethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether and triethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol mono Butyl ether, ethylene glycol monopentyl ether, ethylene glycol monohexyl ether, ethylene glycol monoheptyl ether, ethylene glycol monooctyl ether, diethylene glycol monopropyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, triethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol Polypropylene glycol monomethyl ethers such as monomethyl ether, propylene glycol monobutyl ether, and dipropylene glycol monobutyl ether and mixtures thereof.
  • polyethylene glycol monomethyl ether is preferable, and diethylene glycol monomethyl ether and diethylene glycol
  • (H11) is preferably a dialkyl glycol monoalkyl ether having a boiling point of 300 ° C. or lower and a mixture thereof. When the boiling point is 300 ° C. or lower, the adhesion of the conductive film is hardly reduced in the conductive film forming step. More preferred are diethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, and mixtures thereof.
  • (H13) is preferably polyethylene glycol monomethyl ether having a molecular weight of 100 to 1500 and polypropylene glycol monomethyl ether having a molecular weight of 100 to 1500, more preferably polyethylene glycol monomethyl ether having a molecular weight of 200 to 1000, from the viewpoint of solvent solubility of the compound (H12). Furthermore, polyethylene glycol monomethyl ether having a molecular weight of 300 to 1000 is preferred.
  • divalent alcohol (F14) examples include divalent alcohols similar to those exemplified for the divalent alcohol (F11).
  • the divalent alcohol (F14) may be used alone or in combination of two or more.
  • the divalent alcohol (F14) is preferably polyethylene glycol having a molecular weight of 100 to 1500 and polypropylene glycol having a molecular weight of 100 to 1500, and more preferably polyethylene glycol having a molecular weight of 300 to 1000.
  • Examples of the isocyanate compound (T3) include the same isocyanate compounds as those exemplified for the isocyanate compound (T1).
  • An isocyanate compound (T3) may use together 1 type, or 2 or more types.
  • the isocyanate compound (T3) is preferably TDI, IPDI, HDI, XDI, or hydrogenated XDI.
  • the compound (H12) is produced, for example, by subjecting the isocyanate compound (T3), which is a raw material thereof, to a urethanization reaction of a divalent alcohol (F14) and a monovalent alcohol (H13).
  • the conditions are as follows.
  • the charging order is preferably that the isocyanate compound (T3) is charged first, and the monohydric alcohol (H13) is charged under a suitable condition, and the monohydric alcohol (preferably 1 to 5 hours) H13) is charged.
  • the molar ratio is preferably reacted with a total of 0.5 equivalents of hydroxyl groups with respect to the isocyanate groups of the isocyanate compound (T3) so that only one isocyanate group remains in the molecule.
  • the reaction temperature is preferably 10 to 40 ° C.
  • the reaction pressure is preferably normal pressure
  • the reaction time is preferably 1 to 5 hours.
  • the resulting reaction intermediate is charged under appropriate conditions into the divalent alcohol (F14), and the reaction intermediate is preferably charged within 1 to 5 hours.
  • the reaction temperature during the urethanization reaction is preferably 40 to 100 ° C. from the viewpoint of reaction time
  • the reaction pressure is preferably normal pressure
  • the reaction time is preferably 5 to 24 hours.
  • the reaction is preferably carried out in the absence of a catalyst from the viewpoint of simplification of the purification step, but a tertiary amine or an organometallic compound can be used as a catalyst as necessary.
  • the compound (H12) include urethane compounds of TDI, diethylene glycol (molecular weight 106) and polyethylene glycol monomethyl ether (molecular weight 220), IPDI, triethylene glycol (molecular weight 150) and polyethylene glycol monomethyl ether (molecular weight 220), Urethane compounds of HDI, dipropylene glycol (molecular weight 134) and polyethylene glycol monomethyl ether (molecular weight 220), urethane compounds of TDI, polyethylene glycol (molecular weight 600) and diethylene glycol monomethyl ether (molecular weight 120), and these A mixture etc. are mentioned. Among these, urethane compounds of TDI, diethylene glycol, and polyethylene glycol monomethyl ether (molecular weight 220) are preferable.
  • the compound (M) and the compound (L) are reaction products obtained by reacting the above-described compound under the same reaction conditions as the reaction for producing the compound (G).
  • the reaction product is usually a mixture of many kinds of compounds and is difficult to describe accurately in terms of composition.
  • the compound (H2) and the compound (H3) are the same as the compound (H1)
  • the compound (F4) is the compound (F1)
  • the compounds (K4) and (K5) are the same as those exemplified for the compound (K1). And mixtures thereof.
  • the compound (H1), the compound (H2) and the compound (H3) may all be the same or different.
  • the compound (K4) and the compound (K5) may be the same or different.
  • each of the compound (H1), the compound (H2), the compound (H3), the compound (K4) and the compound (K5) may be used alone or in combination of two or more.
  • Preferred embodiments of the compound (H2) and the compound (H3) are the same as those of the compound (H1), have a monoalkyl ether (H111) of divalent glycol (F111), one hydroxyl group, and At least one compound selected from the group consisting of the compound (H12) having a urethane bond and a molecular weight of 300 to 6000 is preferred.
  • the divalent glycol (F111) is preferably diethylene glycol and / or triethylene glycol.
  • the ratio of the compound (H2), the compound (F4), the boric acid (D3), and the compound (K4) used in the reaction for producing the compound (M) is not particularly limited.
  • the compound (H2) is preferably 0.5 to 2 equivalents relative to D3), and the compound (F4) is preferably 0.5 to 2 equivalents.
  • the compound (K4) is preferably used in an amount of 0.1 to 0.5 equivalents with respect to the boric acid (D3).
  • the ratio of the compound (H3), boric acid (D4) and compound (K5) used in the reaction for producing the compound (L) is not particularly limited.
  • the compound is a molar ratio with respect to boric acid (D4).
  • (H3) is preferably 0.5 to 2 equivalents.
  • the compound (K5) is preferably used in an amount of 0.1 to 0.5 equivalents based on boric acid (D4).
  • the additive composition (A) of the present invention contains at least one compound selected from the group consisting of the compound (H1), the compound (M) and the compound (L), the additive composition ( A) preferably satisfies the following.
  • Is the number of three or more integer is 6 or less, preferably 3 or less from the viewpoint of reducing resistance and withstand voltage improvement, more preferably 0.
  • the additive composition (A) of the present invention contains at least one compound selected from the group consisting of the compound (H1), the compound (M) and the compound (L), the additive composition ( A) preferably satisfies the following. 100 ⁇ [ ⁇ Equivalent number of boric acid (D1) + Equivalent number of boric acid (D2) + Equivalent number of boric acid (D3) + Equivalent number of boric acid (D4) ⁇ / ⁇ Equivalent number of compound (F1) + Number of equivalents of compound (F2) + number of equivalents of compound (F3) + number of equivalents of compound (F4) ⁇ ], that is, 100 ⁇ [ ⁇ (number of moles of boric acid (D1) ⁇ 3) + (boric acid (D2 ) Number of moles ⁇ 3) + (number of moles of boric acid (D3) ⁇ 3) + (number of moles of boric acid (D4) ⁇ 3) ⁇ / ⁇ (number of moles of compound (F1) ⁇ 2) + (compound The number
  • x2 is 0
  • the additive composition (A) is compound (H2) or compound (F4) as compound (M).
  • examples of the additive composition (A) in which x2 is 0 include the following additive compositions.
  • the additive composition in which x1 is 0 is further a compound (H1) having one hydroxyl group, A compound (M) obtained by reacting a compound (H2) having one hydroxyl group, a compound (F4) having two hydroxyl groups and boric acid (D3), and Compound (L) obtained by reacting compound (H3) having one hydroxyl group and boric acid (D4),
  • the additive composition (A) contains at least one compound selected from the group consisting of the compound (H1), the compound (M) and the compound (L), the total of the compound (M) and the compound (L)
  • the content is preferably from 1 to 50% by weight, more preferably from 1 to 50% by weight based on the total weight of the mixture (E), the mixture (J), the compound (H1), the compound (M) and the compound (L). 20% by weight.
  • the additive composition (A) contains at least one compound selected from the group consisting of the compound (H1), the compound (M) and the compound (L), the compound (H1), the compound (H2) and the compound
  • the total number of moles of (H3) is preferably 1 to 50 mole%, more preferably 1 with respect to the total number of moles of compound (F1), compound (F2), compound (F3) and compound (F4). ⁇ 10 mol%.
  • the additive composition (A) of the present invention contains the mixture (E) and / or the mixture (J), but further contains a divalent alcohol, a trivalent or higher alcohol, and a solvent that does not contain a monovalent alcohol (C1). ) Can be contained.
  • the solvent (C1) include the following (C12) to (C18) and mixtures thereof.
  • Ethers C12
  • Monoether 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.
  • triether diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, etc.
  • Amides C13) Dimethylformamide, acetamide (N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, N-ethylacetamide, N, N-diethylacetamide, etc.), propionamide (N, N-dimethylpropionamide, etc.), pyrrolidone (N-methylpyrrolidone) N-ethylpyrrolidone, etc.), hexamethylphosphorylamide, etc.
  • Lactones (C14) ⁇ -butyrolactone, ⁇ -acetyl- ⁇ -butyrolactone, ⁇ -butyrolactone, ⁇ -valerolactone, ⁇ -valerolactone, and the like.
  • Nitriles (C15) Acetonitrile, propionitrile, butyronitrile, acrylonitrile, methacrylonitrile, benzonitrile, etc.
  • Carbonates Ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate and the like.
  • C18 Dimethyl sulfoxide, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, aromatic solvents (toluene, xylene, etc.), paraffin solvents (normal paraffin, isoparaffin, etc.), water, etc.
  • the content of the solvent (C1) is preferably 5 to 50% by weight based on the total weight of the mixture (E), the mixture (J) and the solvent (C1).
  • the solvent (C1 ) Is preferably 5 to 50% by weight based on the total weight of the mixture (E), the mixture (J), the compound (H1), the compound (M), the compound (L) and the solvent (C1). is there.
  • the method for producing the additive composition (A) of the present invention is not particularly limited, and can be produced, for example, by mixing or stirring the above-described components by a known method.
  • the solid electrolyte composition for a solid electrolytic capacitor of the present invention (hereinafter also referred to as a solid electrolyte composition) includes an additive composition for a solid electrolyte for a solid electrolytic capacitor (A), a ⁇ -conjugated polymer compound (B), and a solvent ( C2).
  • Examples of the ⁇ -conjugated polymer compound (B) include known ⁇ -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. One or more of these 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.
  • ⁇ -conjugated polymer compounds for example, polyaniline derivatives (polyaniline and substituted polyaniline), polypyrrole derivatives (
  • substituent in the substituted compound examples include a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms [eg, methyl group, ethyl group, n- or iso-propyl group, n-, iso-, sec- or tert-butyl, n- or iso-pentyl, n- or iso-hexyl, n- or iso-heptyl, n- or iso-octyl, 2-ethylhexyl, n- or iso- Nonyl group, n- or iso-decyl group, n- or iso-undecyl group, n- or iso-dodecyl group, n- or iso-tridecyl group, n- or iso-tetradecyl group, n- or iso-pentadecyl group N- or iso-hexadecyl group, n- or iso-
  • Ester groups [eg, —COOR 2 , —OCOR 2 and the like (wherein R 2 is 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 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].
  • a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a linear or branched alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, and a polyalkyl having 1 to 20 carbon atoms are preferable.
  • the ⁇ -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.
  • Examples of the raw material monomer of the ⁇ -conjugated polymer compound (B) include compounds having a pyrrole skeleton and / or an aniline skeleton.
  • 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- 3-polyether group-substituted pyrrole such as dioxopentyl) pyrrole and 3- (1,4,7,10-tetraoxaundecyl) pyrrole
  • 4- Alkylsulfonic acid group-substituted pyrrole such as (3-pyrrolyl) -butane-1-sulfonic acid, 6- (3-pyrrol
  • solvent (C2) a solvent in which the solid electrolyte additive composition for solid electrolytic capacitors (A) and the ⁇ -conjugated polymer compound (B) are preferably dissolved or dispersed is desired, and exemplified by the solvent (C1).
  • Solvents similar to those described above and alcohols having a boiling point of 300 ° C. or lower eg, methyl alcohol, ethyl alcohol, 1-propyl alcohol, 2-propyl alcohol, 1-butyl alcohol, 2-butyl alcohol, t-butyl alcohol, ethylene Glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, etc.].
  • solvents (C2) those having a boiling point of 300 ° C. or less and mixtures thereof are preferred.
  • methyl alcohol, ethyl alcohol, 1-propyl alcohol, 2-propyl alcohol, 1-butyl alcohol, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, dimethylformamide, ⁇ -butyrolactone, 1,3-dioxolane, N-methylpyrrolidone examples thereof include dimethyl sulfoxide, water, and a mixture thereof. Among these, water, dimethyl sulfoxide and a mixture thereof are preferable.
  • the content of the additive composition (A) for the solid electrolyte for the solid electrolytic capacitor is from the viewpoint of the withstand voltage improvement effect with respect to the weight of the ⁇ -conjugated polymer compound (B).
  • the content is preferably 50 to 3000% by weight, and more preferably 100 to 2000% by weight from the viewpoint of suppressing an increase in internal resistance.
  • the total weight of boric acid (D1), boric acid (D2), boric acid (D3) and boric acid (D4) has an effect of improving withstand voltage with respect to the weight of the ⁇ -conjugated polymer compound (B). From the viewpoint, it is preferably 5 to 150% by weight, and more preferably 10 to 100% by weight from the viewpoint of suppressing increase in internal resistance.
  • the content of the ⁇ -conjugated polymer compound (B) is determined from the viewpoint of the film formability of the conductive film and the solubility or dispersibility in the solvent (C2). ),
  • the ⁇ -conjugated polymer compound (B) and the solvent (C2) are preferably contained in an amount of 0.1 to 20% by weight.
  • the solid electrolyte composition for a solid electrolytic capacitor can be obtained, for example, by dissolving the additive composition (A) in a solution obtained by dissolving or dispersing the compound (B) in the solvent (C2).
  • a solution obtained by dissolving the additive composition (A) in the solvent (C2) and a solution obtained by dissolving or dispersing the compound (B) in the solvent (C2) may be mixed.
  • the method of dissolving or dispersing include a method of stirring at room temperature using a normal vertical stirring blade.
  • one or more dopants may be added to the solid electrolyte composition for a solid electrolytic capacitor of the present invention.
  • the dopant include inorganic acids (sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid, condensed phosphoric acid, etc.), halogen ions (iodine, bromine, chlorine, etc.), halide ions (tetrafluoroboron, perchloric acid, etc.), and quinones.
  • Alkyl substituted ions or unsubstituted ions of 2-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 biphenylsulfonic acid ions such as alkylbiphenylsulfonic acid and biphenyldisulfonic acid
  • substituted or unsubstituted aromatic polymer sulfonic acid ions such as polystyrene sulfonic acid and naphthalenesulfonic acid formalin condensate
  • sulfur trioxide complex such as polystyrene sulfonic acid and naphthalenesulfonic acid formalin condensate
  • the sulfur trioxide complex is a complex of sulfur trioxide and a Lewis base such as ether, amide, amine or sulfide.
  • 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 .
  • amide / sulfur trioxide complex Sulfur trioxide N, N-dimethylformamide complex, etc .
  • amine / sulfur trioxide complex sulfur trioxide pyridine complex, sulfur trioxide triethylamine complex, sulfur trioxide trimethylamine complex, sulfur trioxide N-ethyldiisopropylamine complex, etc .
  • amide / sulfur trioxide complexes and amine / sulfur trioxide complexes are preferable from the viewpoint of conductivity.
  • sulfur trioxide N, N-dimethylformamide complexes are preferably amine / trioxide complexes.
  • sulfur oxide complexes sulfur trioxide pyridine complexes are preferred.
  • 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
  • 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 preferred.
  • polystyrene sulfonic acid is particularly preferable.
  • the ⁇ -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. Accordingly, the amount of dopant used is preferably 5 to 1000% by weight, more preferably 10 to 800% by weight, based on the ⁇ -conjugated polymer compound (B).
  • the solid electrolyte precursor composition for a solid electrolytic capacitor of the present invention includes a solid electrolyte additive composition for a solid electrolytic capacitor (A) and a precursor of a ⁇ -conjugated polymer compound.
  • Body monomer (b) The solid electrolyte precursor composition for a solid electrolytic capacitor of the present invention.
  • a precursor monomer (b) of a ⁇ -conjugated polymer compound a known precursor monomer of a ⁇ -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), and isothianaphthene derivatives (isothianaphthene and substituted isothianaphthenes). From the viewpoints of conductivity and solvent solubility, aniline derivatives and pyrrole derivatives are preferred.
  • Examples of the substituent in the substituted compound include the same substituents as those exemplified for the substituent of the ⁇ -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, and a polyalkyl having 1 to 20 carbon atoms are preferable. An ether group and an acidic group.
  • the precursor monomer (b) of the ⁇ -conjugated polymer compound include aniline, pyrrole, and monomers similar to those exemplified as the raw material monomer for the ⁇ -conjugated polymer compound (B). These may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the solid electrolyte additive composition (A) for solid electrolytic capacitors is resistant to the weight of the precursor monomer (b) of the ⁇ -conjugated polymer compound. It is preferably contained in an amount of 50 to 3000% by weight from the viewpoint of a voltage improving effect, and more preferably 100 to 2000% by weight from the viewpoint of suppressing an increase in internal resistance. Further, the total weight of boric acid (D1), boric acid (D2), boric acid (D3) and boric acid (D4) is withstand voltage relative to the weight of the precursor monomer (b) of the ⁇ -conjugated polymer compound. The content is preferably 5 to 150% by weight from the viewpoint of the improvement effect, and more preferably 10 to 100% by weight from the viewpoint of suppressing the increase in internal resistance.
  • a solvent (C3) can be further used as necessary.
  • the solvent (C3) a solvent in which the solid electrolyte additive composition (A) for a solid electrolytic capacitor and the precursor monomer (b) of the ⁇ -conjugated polymer compound are favorably dissolved is desired, and the solvent (C1) And alcohols having a boiling point of 300 ° C. or lower [eg, methyl alcohol, ethyl alcohol, 1-propyl alcohol, 2-propyl alcohol, 1-butyl alcohol, 2-butyl alcohol, t-butyl alcohol] , Ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, etc.].
  • solvents (C3) those having a boiling point of 300 ° C. or lower and mixtures thereof are preferable.
  • 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.
  • methyl alcohol, ethyl alcohol, 1-propyl alcohol, 2-propyl alcohol, 1-butyl alcohol, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, dimethylformamide, ⁇ -butyrolactone, 1,3-dioxolane, N-methylpyrrolidone examples thereof include dimethyl sulfoxide, water, and a mixture thereof. Among these, water, ethyl alcohol and a mixture thereof are preferable.
  • the content of the precursor monomer (b) of the ⁇ -conjugated polymer compound is selected from the viewpoint of the film formability of the conductive film and the solubility in the solvent (C3) (additive composition for solid electrolyte for solid electrolytic capacitors ( A) is preferably contained in an amount of 0.1 to 80% by weight, more preferably 1 to 60% by weight, based on the total weight of the precursor monomer (b) of the ⁇ -conjugated polymer compound and the solvent (C3).
  • the solid electrolyte precursor composition for a solid electrolytic capacitor is, for example, a solution in which the additive composition (A) and the precursor monomer (b) are mixed or the precursor monomer (b) is dissolved in the solvent (C3). It can be obtained by dissolving the additive composition (A) therein. Alternatively, a solution obtained by dissolving the additive composition (A) in the solvent (C3) and a solution obtained by dissolving the precursor monomer (b) in the solvent (C3) may be mixed. Examples of the method for dissolving include a method of stirring at room temperature using a normal vertical stirring blade.
  • a conductive film for a solid electrolytic capacitor By drying and solidifying the solid electrolyte composition for a solid electrolytic capacitor or the solid electrolyte precursor composition for a solid electrolytic capacitor, a conductive film for a solid electrolytic capacitor can be formed.
  • a conductive film for a solid electrolytic capacitor obtained by drying and solidifying a solid electrolyte composition for a solid electrolytic capacitor or a solid electrolyte precursor composition for a solid electrolytic capacitor is also included in the present invention.
  • the conductive film for a solid electrolytic capacitor of the present invention is, for example, subjected to heat treatment as necessary after 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).
  • the solvent can be removed and solidified by drying.
  • the conductive film for a solid electrolytic capacitor of the present invention can be obtained by, for example, 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 precursor composition) and ⁇ -conjugated.
  • the polymer precursor monomer (b) can be polymerized (for example, oxidative polymerization), heat-treated as necessary, and dried and solidified.
  • the polymerization can be performed by a known method such as anionic polymerization or oxidation polymerization.
  • the resulting mixture is applied to the substrate (or the substrate is immersed in the mixture), and heat-treated as necessary to dry and solidify.
  • the method for preparing the mixture of the solid electrolyte precursor composition and the oxidizing agent is not particularly limited.
  • a method of mixing an oxidizing agent solution in which an oxidizing agent is dissolved in a solvent and the solid electrolyte precursor composition is preferable. .
  • the oxidizing agent examples include known oxidizing agents (for example, peroxodisulfuric acids [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.
  • peroxodisulfuric acids and iron salts are preferred. These may be used alone or in combination of two or more.
  • solvent that dissolves the oxidant a solvent that dissolves the oxidant satisfactorily is desired.
  • Solvents similar to those exemplified for the solvent (C1) and alcohols having a boiling point of 300 ° C. or lower [for example, methyl alcohol, ethyl Alcohol, 1-propyl alcohol, 2-propyl alcohol, 1-butyl alcohol, 2-butyl alcohol, t-butyl alcohol, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol and the like.
  • solvents those having a boiling point of 300 ° C. or lower and mixtures thereof are preferred. When the boiling point is 300 ° C.
  • 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, ⁇ -Butyrolactone, 1,3-dioxolane, N-methylpyrrolidone, dimethyl sulfoxide, water and mixtures thereof. Of these, water is preferred.
  • the amount of the oxidizing agent used is preferably 1 to 8 mol and more preferably 1 to 4 mol with respect to 1 mol of the precursor monomer (b).
  • a dopant can be added to the solid electrolyte precursor composition and / or the oxidant solution as necessary.
  • a dopant the dopant similar to what was illustrated with the dopant of the said (pi) conjugated polymer compound is mentioned.
  • 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.
  • alkyl substituted ions or unsubstituted ions of naphthalene sulfonic acid having 4 to 4, alkyl-substituted or unsubstituted biphenyl sulfonate ions, substituted or unsubstituted aromatic polymer sulfonate ions or sulfur trioxide complex.
  • sulfuric acid, phosphoric acid, condensed phosphoric acid, p-toluenesulfonic acid, dodecylbenzenesulfonic acid, 2-naphthalenesulfonic acid, polystyrene sulfonic acid, and sulfur trioxide N, N-dimethylformamide complex are more preferred.
  • Sulfonic acid is particularly preferred.
  • Examples of methods for forming a conductive film by applying a solid electrolyte composition or a solid electrolyte precursor composition to a substrate include spin coating, drop casting, and dip coating.
  • Examples of the substrate include plastic, glass, metal, rubber, ceramics, and paper.
  • the solvent When producing a conductive film using the solid electrolyte composition or the solid electrolyte precursor composition of the present invention, it is necessary to remove the solvent when these contain a solvent.
  • the solvent 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.
  • 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.
  • the temperature is particularly preferably 150 to 170 ° C.
  • the heat treatment time is the heat treatment temperature, the concentration of the ⁇ -conjugated polymer compound (B) in the solid electrolyte composition, or the precursor monomer (b) of the ⁇ -conjugated polymer compound in the solid electrolyte precursor composition. Although it is appropriately selected depending on the concentration, 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.
  • the thickness of the conductive film formed on the substrate surface is preferably 0.05 to 100 ⁇ m, more preferably 0.1 to 50 ⁇ m.
  • the film is thickened to 0.05 ⁇ m or more, sufficient conductivity can be obtained.
  • the thickness is 100 ⁇ m or less, cracks and peeling are unlikely to occur during formation.
  • the conductive film of the present invention is suitably used as a solid electrolyte of a solid electrolytic capacitor.
  • a solid electrolytic capacitor having a solid electrolyte layer containing a solid electrolyte composition for a solid electrolytic capacitor or a solid electrolyte precursor composition for a solid electrolytic capacitor is also encompassed in the present invention.
  • the solid electrolytic capacitor is produced, for example, by a method for producing a solid electrolytic capacitor including a step of drying and solidifying the solid electrolyte composition for a solid electrolytic capacitor or the solid electrolyte precursor composition for a solid electrolytic capacitor to form a solid electrolyte layer. can do.
  • a method for producing a solid electrolytic capacitor is also one aspect of the present invention.
  • the solid electrolytic capacitor formed by drying and solidifying the solid electrolyte composition for solid electrolytic capacitors or the solid electrolyte precursor composition for solid electrolytic capacitors to form a solid electrolyte layer is also included in the present invention.
  • the solid electrolyte composition or the solid electrolyte precursor composition is dried and solidified to form a solid electrolyte layer.
  • 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.
  • an aluminum electrolytic capacitor using a conductive film formed from the solid electrolyte composition of the present invention as a solid electrolyte will be described.
  • an aluminum etched foil (anode 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.
  • the solid electrolyte composition of the present invention is applied to the anode or the anode is immersed in the composition, pulled up, and dried at a predetermined temperature to form a conductive film as a solid electrolyte layer.
  • the internal resistance of the solid electrolyte layer is kept low, and the additive composition of the present invention forms a borate ester. Since boric acid ester is contained, it is useful because of its excellent withstand voltage.
  • a part shows a weight part.
  • 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.
  • 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) butane. The sulfonic acid sodium salt was obtained.
  • a reaction vessel was charged with 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.]. And 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 (registered trademark) 4400, manufactured by Organo Corporation], and further, a cation exchange resin [Amberlite (registered trademark)].
  • 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 color of the filtrate ceased, and 11 parts of a mass-dried product, a sulfonated polyaniline (B-2), which was a green powder, was obtained.
  • B-2 sulfonated polyaniline
  • the number average molecular weights of the compounds (F12-1), (F12-2) and (H12-1) produced in the following Production Examples 8 to 10 were measured using GPC under the following conditions.
  • Apparatus (example): Model HLC-8120 manufactured by Tosoh Corporation Column (example): TSK GEL GMH6 (product name) 2 [manufactured by Tosoh Corporation] Measurement temperature: 40 ° C Sample solution: 0.25 wt% THF solution Injection amount: 100 ⁇ L
  • Detector Refractive index detector
  • Reference material Standard polystyrene (TSK standard POLY STYRENE) 5 points (Mw 500, 1,050, 2,800, 5,970, 9,100) manufactured by Tosoh Corporation
  • a urethane compound (H12-1) of TDI 70 parts of a urethane compound (H12-1) of TDI, polyethylene glycol monomethyl ether (molecular weight 220) and polyethylene glycol (molecular weight 1000) having one hydroxyl group in the molecule was obtained.
  • the number average molecular weight of the compound (H12-1) was 1,300.
  • the compound (G-2) was obtained by performing esterification and further heating to 105 ° C. to distill off the low-boiling components.
  • Examples 1 to 30 and Comparative Examples 1 to 4 Boric acid (D-1) [manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.], diethylene glycol [manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.] (F111-1) so that the blending ratios are as shown in Tables 1 to 6 Triethylene glycol [manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.] (F111-2), polyethylene glycol [number average molecular weight 600, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.] (F111-3), obtained in Production Examples 8-9 The compound (F12-1) and the compound (F12-2) thus obtained were mixed to prepare a mixture (E).
  • the compounds (G-1) to (G-3) obtained in Production Examples 4 and 11 to 12, Diethylene glycol (F3-1) and triethylene glycol (F3-2) were blended to prepare a mixture (J). Further, the mixture (E), the mixture (J), diethylene glycol monomethyl ether [manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. ] (H111 1), triethylene glycol monomethyl ether [manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.] (H111-2), compound (H12-1) obtained in Production Example 10, compound obtained in Production Examples 5-7 (M -1) to (M-2) and (L-1) were blended to prepare an additive composition for solid electrolyte (A).
  • the additive composition (A) and the ⁇ -conjugated polymer compound obtained in Production Examples 1 to 3 (with the blending ratios shown in Tables 1 to 6) ( B-1) to (B-3), polystyrene sulfonic acid aqueous solution as a dopant [containing 18% polystyrene sulfonic acid, manufactured by Aldrich], ultrapure water (C2-1) and dimethyl sulfoxide [Wako Pure Chemical Industries, Ltd.] (C2-2) was mixed to prepare a solution of the solid electrolyte composition.
  • a ⁇ -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.
  • ⁇ -conjugated polymer compound polystyrenesulfonic acid aqueous solution as a dopant, boric acid (D-1), divalent hydroxyl compound (F1), trivalent or higher hydroxyl compound (K1) And a solvent (C2) were mixed to prepare a solid electrolyte composition solution for comparison.
  • D-1 boric acid
  • F1 divalent hydroxyl compound
  • K1 trivalent or higher hydroxyl compound
  • C2 a solvent
  • Divalent hydroxyl compound ethylene glycol [Wako Pure Chemical Industries, Ltd.] Trivalent or higher hydroxyl compounds: erythritol [manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.], pentaerythritol [manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.], mannitol [manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.]
  • Examples 31 to 36 Boric acid (D-1), diethylene glycol (F111-1), triethylene glycol (F111-2), polyethylene glycol [number average molecular weight 600, Sanyo Chemical Co., Ltd.] so that the blending ratios are as shown in Tables 7 and 8.
  • (F111-3) the compound (F12-1) obtained in Production Examples 8 to 9 and the compound (F12-2) were blended to prepare a mixture (E), and Production Examples 4 and 11 To 12 to prepare a mixture (J) by blending the compounds (G-1) to (G-3) and diethylene glycol (F3-1) obtained in (12) to (12).
  • additive composition (A) pyrrole which is a precursor monomer of the ⁇ -conjugated polymer compound [Tokyo Kasei Co., Ltd.] so that the blending ratios as shown in Tables 7 and 8 are obtained.
  • Industrial Co., Ltd.] (b-1), aniline [Wako Pure Chemical Industries, Ltd.] (b-2), ultrapure water (C3-1) and ethyl alcohol [Wako Pure Chemical Industries, Ltd.] (C3-2) was mixed to prepare a solution of the precursor composition for solid electrolyte.
  • a precursor monomer of ⁇ -conjugated polymer compound, pyrrole (b-1), aniline (b-2), and solvent (C3) were blended so that the blending ratios shown in Tables 7 and 8 were obtained.
  • a precursor monomer of a ⁇ -conjugated polymer compound and a solvent (C3) were mixed to prepare a solution of a precursor composition for a solid electrolyte.
  • a perfluoroalkyl phosphate ester of a fluorine-based activator which is a dopant [manufactured by DIC, product name: Mega-Fac, product number: EXP.
  • p-toluenesulfonic acid as a dopant ammonium persulfate as an oxidant, and a solvent are blended so as to have a blending ratio as shown in Tables 7 and 8, and a dopant / oxidizer for a precursor composition for a solid electrolyte. A solution was obtained.
  • Adhesion evaluation method The adhesion of the obtained conductive film was evaluated according to a grid cellophane tape peeling test in accordance with JIS K-5400. The result of the adhesion evaluation was shown by the number of cells remaining in 100 mm after cellophane tape peeling. For example, 98/100 indicates that the number of cells remaining in 100% was 98 when the cellophane tape was peeled off.
  • 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 drawn from the silver paste, and terminals were connected to produce an electrolytic capacitor.
  • the solid electrolytic capacitors (Examples 1 to 36) using the solid electrolyte composition and the precursor composition for the solid electrolyte of the present invention have a theoretical capacitance (4.2 ⁇ F) while maintaining a low internal resistance necessary as a capacitor. ) A close value was exhibited, heat resistance and moisture resistance necessary for a capacitor, and high withstand voltage were exhibited.
  • solid electrolytic capacitors using the solid electrolyte composition and the precursor composition for solid electrolyte of the present invention are shown in Comparative Examples 5, 10, 15, 20, and 25. In comparison, it was found to have a high capacitance, excellent heat resistance and moisture resistance, high voltage resistance, and low internal resistance. Further, solid electrolytic capacitors (Examples 1 to 36) using the solid electrolyte composition and the precursor composition for solid electrolytes of the present invention are Comparative Examples 6 to 9, 11 to 14, 16 to 19, 21 to 24, and Compared to 26-29, it was found to have equivalent capacitance, heat resistance and moisture resistance, high withstand voltage, and low internal resistance.
  • Comparative Examples 1 to 4 are 100 ⁇ [ ⁇ number of equivalents of boric acid (D1) + number of equivalents of boric acid (D2) ⁇ / ⁇ number of equivalents of compound (F1) + number of equivalents of compound (F2) + compound (F3 ) Equivalent number ⁇ ] is less than 1 or more than 20, and the resistance or uniformity of the solid electrolyte layer decreases, so that the resistance of the capacitor increases and the withstand voltage decreases as compared with Examples 1 to 24. Infer.
  • the increase in resistance of the solid electrolyte layer can be suppressed as much as possible, and the withstand voltage can be increased. Reliability is possible, and industrial value is great.

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Abstract

本発明の固体電解コンデンサ用固体電解質用添加剤組成物(A)は、混合物(E)及び/又は混合物(J)を含有し、混合物(E)は、ヒドロキシル基を2個有する化合物(F1)と、ホウ酸(D1)と、場合によりヒドロキシル基を3個以上有する化合物(K1)とを含有する混合物であり、混合物(J)は、ヒドロキシル基を2個有する化合物(F2)及びホウ酸(D2)並びに場合によりヒドロキシル基を3個以上有する化合物(K2)が反応してなる化合物(G)と、ヒドロキシル基を2個有する化合物(F3)と、場合によりヒドロキシル基を3個以上有する化合物(K3)とを含有する混合物であり、前記添加剤組成物(A)は、100×[{化合物(K1)の当量数+化合物(K2)の当量数+化合物(K3)の当量数}/{ホウ酸(D1)の当量数+ホウ酸(D2)の当量数}]≦6であり、かつ、100×[{ホウ酸(D1)の当量数+ホウ酸(D2)の当量数}/{化合物(F1)の当量数+化合物(F2)の当量数+化合物(F3)の当量数}]=1~20である。

Description

固体電解コンデンサ用固体電解質用添加剤組成物、固体電解コンデンサ用固体電解質組成物、固体電解コンデンサ用固体電解質前駆体組成物、固体電解コンデンサ用導電性皮膜、固体電解コンデンサの製造方法及び固体電解コンデンサ
 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組成物に関する。本発明はまた、固体電解コンデンサ用固体電解質組成物、固体電解コンデンサ用固体電解質前駆体組成物、固体電解コンデンサ用導電性皮膜、並びに、固体電解コンデンサ及びその製造方法にも関する。
 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、このような導電性高分子が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。
 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(誘電体皮膜)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。
 特許文献1では、リン酸又はリン酸エステルをポリピロール水溶液又はポリアニリン水溶液に添加した溶液又は分散体の塗液が提案され、本溶液又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。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又はポリアニリン水溶液に添加した溶液又は分散体の塗液が提案され、特許文献1と同様に本溶液又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及び特許文献2では耐電圧が改善されているものの、上記塗液により形成される皮膜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。
 特許文献3では、ナフタレンスルホン酸類、高分子量ポリスチレンスルホン酸、ホウ酸、マンニトール及びグリコール類の5種を導電性高分子に添加した塗液を用いてなる固体電解コンデンサが提案され、固体電解コンデンサの抵抗及び耐熱性が改善されている。特許文献4では、水溶性多価アルコールとヒドロキシ基を2つ以上持つオキソ酸とを導電性高分子に添加した塗液が提案され、本塗液を用いてなる固体電解コンデンサの抵抗及び耐湿性が改善されている。しかしながら、特許文献3では抵抗及び耐熱性が改善されているものの、耐電圧に改善の余地があり、特許文献4では抵抗及び耐湿性が改善されているものの、耐電圧に改善の余地がある。
特開2001-155964号公報 特開2001-283655号公報 特許第4737775号公報 国際公開第2012/137969号
 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低く維持しつつ、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組成物及びそれを用いた固体電解コンデンサ(キャパシタ)等を提供することを目的とする。
 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、混合物(E)及び/又は混合物(J)を含有する固体電解コンデンサ用固体電解質用添加剤組成物(A)であって、上記混合物(E)は、ヒドロキシル基を2個有する化合物(F1)と、ホウ酸(D1)と、場合によりヒドロキシル基を3個以上有する化合物(K1)とを含有する混合物であり、上記混合物(J)は、ヒドロキシル基を2個有する化合物(F2)及びホウ酸(D2)並びに場合によりヒドロキシル基を3個以上有する化合物(K2)が反応してなる化合物(G)と、ヒドロキシル基を2個有する化合物(F3)と、場合によりヒドロキシル基を3個以上有する化合物(K3)とを含有する混合物であり、上記固体電解コンデンサ用固体電解質用添加剤組成物(A)は、100×[{化合物(K1)の当量数+化合物(K2)の当量数+化合物(K3)の当量数}/{ホウ酸(D1)の当量数+ホウ酸(D2)の当量数}]≦6であり、かつ、100×[{ホウ酸(D1)の当量数+ホウ酸(D2)の当量数}/{化合物(F1)の当量数+化合物(F2)の当量数+化合物(F3)の当量数}]=1~20である固体電解コンデンサ用固体電解質用添加剤組成物(A)(以下、単に「添加剤組成物(A)」ともいう);該添加剤組成物(A)、π共役系高分子化合物(B)及び溶剤(C2)を含有する固体電解コンデンサ用固体電解質組成物;該添加剤組成物(A)及び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又は該固体電解コンデンサ用固体電解質前駆体組成物を乾燥固化してなる固体電解コンデンサ用導電性皮膜;該固体電解コンデンサ用固体電解質組成物又は該固体電解コンデンサ用固体電解質前駆体組成物を乾燥固化して固体電解質層を形成する工程を含む固体電解コンデンサの製造方法;該固体電解コンデンサ用固体電解質組成物又は該固体電解コンデンサ用固体電解質前駆体組成物を乾燥固化して固体電解質層を形成してなる固体電解コンデンサである。
 本発明の固体電解コンデンサ用固体電解質用添加剤組成物を用いると、内部抵抗が低く、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。
 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、又は本発明の固体電解コンデンサ用固体電解質前駆体組成物を乾燥固化して形成される固体電解質層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)及び溶剤(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組成物(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組成物(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組成物(A)は、以下の混合物(E)及び/又は混合物(J)を含有する。本発明の固体電解コンデンサ用固体電解質組成物又は本発明の固体電解コンデンサ用固体電解質前駆体組成物を乾燥固化する工程で、本発明の添加剤組成物(A)の成分がホウ酸エステルを形成し、固体電解質中にホウ酸エステルを含有させることによって、例えば固体電解コンデンサの陽極表面の誘電体に欠陥部が生じた場合、ホウ酸エステル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、固体電解質層の内部抵抗を低く維持しつつ、かつ耐電圧を高くできると推定される。
 上記混合物(E)は、ヒドロキシル基を2個有する化合物(F1)と、ホウ酸(D1)と、場合によりヒドロキシル基を3個以上有する化合物(K1)とを含有する混合物である。すなわち混合物(E)は、化合物(F1)及びホウ酸(D1)の混合物、又は、化合物(F1)、ホウ酸(D1)及び化合物(K1)の混合物である。混合物(E)は、好ましくは化合物(F1)及びホウ酸(D1)の混合物である。
 上記混合物(J)は、ヒドロキシル基を2個有する化合物(F2)及びホウ酸(D2)並びに場合によりヒドロキシル基を3個以上有する化合物(K2)が反応してなる化合物(G)と、ヒドロキシル基を2個有する化合物(F3)と、場合によりヒドロキシル基を3個以上有する化合物(K3)とを含有する混合物である。すなわち混合物(J)は、化合物(G)及び化合物(F3)の混合物、又は、化合物(G)、化合物(F3)及び化合物(K3)の混合物である。混合物(J)は、好ましくは化合物(G)及び化合物(F3)の混合物である。
 ヒドロキシル基を2個有する化合物(F1)、化合物(F2)及び化合物(F3)としては、2価のアルコール(F11)、ヒドロキシル基を2個有し、かつウレタン結合を有し、かつ分子量が300~6000である化合物(F12)及びこれらの混合物が挙げられる。化合物(F1)、化合物(F2)及び化合物(F3)は、すべて同じであってもよく、異なっていてもよい。また、化合物(F1)、化合物(F2)及び化合物(F3)はそれぞれ、1種であってもよく2種以上を併用してもよい。
 本明細書中、分子量は、特に断らない限り数平均分子量を意味する。
 化合物(F12)としては、2価のアルコール(F13)とイソシアネート化合物(T1)とをウレタン化反応して得られる化合物が挙げられる。ウレタン化反応により、イソシアネート化合物(T1)のイソシアネート基は全てウレタン結合を形成し、得られる化合物(F12)は2価のアルコール(F13)由来のイソシアネート基と未反応のヒドロキシル基を2個有する。
 2価のアルコール(F11)及び(F13)としては、アルキレングリコール及び分子量100~1500の(ポリ)アルキレングリコール等の2価のグリコール(F111)が挙げられる。具体例としては、エチレングリコール、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、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等のポリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール等のポリプロピレングリコール及びこれらの混合物等が挙げられる。中でも、分子量100~1000の2価のグリコールが好ましく、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がより好ましく、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、分子量200~1000のポリエチレングリコールがさらに好ましい。
 化合物(F11)は抵抗低減及び溶剤溶解性の観点から、沸点300℃以下のグリコール及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皮膜形成工程で導電性皮膜の密着性を低下させることがほとんどない。さら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及びこれらの混合物である。
 化合物(F13)は化合物(F12)の溶剤溶解性の観点から、分子量100~1500のポリエチレングリコール及び分子量100~1500のポリプロピレングリコールが好ましく、さらに分子量300~1000のポリエチレングリコールが好ましい。
 イソシアネート化合物(T1)としては、例えば、トリレンジイソシアネート(以下TDIと記載することがある。)、ジフェニルメタンジイソシアネート(以下MDIと記載することがある。)、1,5-ナフタレンジイソシアネート(以下NDIと記載することがある。)、トリジンジイソシアネート(以下TODIと記載することがある。)、イソホロンジイソシアネート(以下IPDIと記載することがある。)、ヘキサメチレンジイソシアネート(以下HDIと記載することがある。)、キシレンジイソシアネート(以下XDIと記載することがある。)、水添XDI、水添MDI、トリフェニルメタントリイソシアネート、テトラメチルキシレンジイソシアネート(以下TMXDIと記載することがある。)、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート(以下TMDIと記載することがある。)及びノルボルネンジイソシアネート(以下NBDIと記載することがある。)等が挙げられる。
 イソシアネート化合物(T1)は、一種又は二種以上を併用してもよい。化合物(F12)の溶剤溶解性の観点から、イソシアネート化合物(T1)は、TDI、IPDI、HDI、XDI、水添XDIが好ましい。
 化合物(F12)は、例えばその原料であるイソシアネート化合物(T1)に2価のアルコール(F13)をウレタン化反応させることによって製造されるが、その一般的な製造方法及び条件は以下の通りである。
 イソシアネート化合物(T1)に2価のアルコール(F13)をウレタン化反応させる際の反応温度は、反応時間の観点から好ましくは40~100℃であり、反応圧力は好ましくは常圧であり、反応時間は好ましくは5~24時間である。反応は、精製工程の簡略化の観点から、好ましくは無触媒下で行われるが、必要に応じて、第3級アミン類や有機金属化合物を触媒として用いることができる。仕込み順は、高分子量化の抑制の観点から、好ましくは2価のアルコール(F13)を先に仕込み、イソシアネート化合物(T1)を適下で仕込み、好ましくは1~5時間でイソシアネート化合物(T1)を仕込む。モル比は、イソシアネート基を残さないために、イソシアネート基に対して合計2~3当量のヒドロキシル基と反応させることが好ましい。化合物(F12)の製造においては、2価のアルコール(F13)のヒドロキシル基及びイソシアネート化合物(T1)のイソシアネート基のモル比が上記範囲を満たすように、これらの化合物を使用することが好ましい。
 化合物(F12)の具体例としては、TDIとジエチレングリコール(分子量106)とのウレタン化合物、IPDIとトリエチレングリコール(分子量150)とのウレタン化合物、HDIとジプロピレングリコール(分子量134)とのウレタン化合物、XDIとポリエチレングリコール(分子量400)とのウレタン化合物、TDIとポリエチレングリコール(分子量600)とのウレタン化合物、水添XDIとポリエチレングリコール(分子量1000)とのウレタン化合物、HDIとポリエチレングリコール(分子量1000)とのウレタン化合物及びこれらの混合物などが挙げられる。中でも、TDIとポリエチレングリコール(分子量600)とのウレタン化合物、HDIとポリエチレングリコール(分子量1000)とのウレタン化合物が好ましい。
 ヒドロキシル基を3個以上有する化合物(K1)、化合物(K2)及び化合物(K3)としては、3価以上のアルコール(K11)、ヒドロキシル基を3個以上有し、かつウレタン結合を有し、かつ分子量が300~6000である化合物(K12)及びこれらの混合物が挙げられる。化合物(K1)、化合物(K2)及び化合物(K3)は、すべて同じであってもよく、異なっていてもよい。また、化合物(K1)、化合物(K2)及び化合物(K3)はそれぞれ、1種であってもよく2種以上を併用してもよい。
 化合物(K12)としては、3価以上のアルコール(K13)とイソシアネート化合物(T2)とをウレタン化反応して得られる化合物が挙げられる。ウレタン化反応により、イソシアネート化合物(T2)のイソシアネート基は全てウレタン結合を形成し、得られる化合物(K12)は3価以上のアルコール(K13)由来のイソシアネート基と未反応のヒドロキシル基を3個以上有する。
 3価以上のアルコール(K11)及び(K13)の具体例としては、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、リビトール及びこれらの混合物などが挙げられる。
 イソシアネート化合物(T2)としては、前記イソシアネート化合物(T1)で例示したものと同様のイソシアネート化合物等が挙げられる。イソシアネート化合物(T2)は、一種又は二種以上を併用してもよい。化合物(K12)の溶剤溶解性の観点から、イソシアネート化合物(T2)は、TDI、IPDI、HDI、XDI、水添XDIが好ましい。
 化合物(K12)は、例えばその原料であるイソシアネート化合物(T2)に3価以上のアルコール(K13)をウレタン化反応させることによって製造されるが、その一般的な製造方法及び条件は、前記化合物(F12)と同様の製造方法及び条件である。
 化合物(K12)の具体例としては、TDIとグリセリンとのウレタン化合物、HDIとエリトリトールとのウレタン化合物及びこれらの混合物などが挙げられる。
 混合物(J)に含まれる化合物(G)は、化合物(F2)及びホウ酸(D2)が反応してなる化合物、又は、化合物(F2)、ホウ酸(D2)及び化合物(K2)が反応してなる化合物であり、好ましくは化合物(F2)及びホウ酸(D2)が反応してなる化合物である。
 化合物(G)を製造するための反応に用いる化合物(F2)、ホウ酸(D2)及び化合物(K2)の比率は特に限定されないが、モル比で、例えば、ホウ酸(D2)に対して化合物(F2)を0.5~2当量とすることが好ましい。化合物(K2)を用いる場合には、ホウ酸(D2)に対して化合物(K2)を0.1~0.5当量とすることが好ましい。
 化合物(G)は、化合物(F2)及びホウ酸(D2)並びに場合により化合物(K2)を、例えば以下の反応条件で反応して得られる反応生成物である。このような反応生成物は、通常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。
反応条件:化合物(F2)とホウ酸(D2)と場合により化合物(K2)とを混合し、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で水分と低沸分とを留去し終わるまで反応して化合物(G)を得ることができる。
 添加剤組成物(A)において、化合物(G)の含有量は、混合物(E)及び混合物(J)の合計重量に対して、好ましくは1~50重量%であり、さらに好ましくは1~20重量%である。
 本発明の添加剤組成物(A)においては、100×[{化合物(K1)の当量数+化合物(K2)の当量数+化合物(K3)の当量数}/{ホウ酸(D1)の当量数+ホウ酸(D2)の当量数}]、すなわち、100×[{(化合物(K1)のモル数×n)+(化合物(K2)のモル数×m)+(化合物(K3)のモル数×k)}/{(ホウ酸(D1)のモル数×3)+(ホウ酸(D2)のモル数×3)}](n、m及びkはそれぞれ化合物(K1)、化合物(K2)及び化合物(K3)が有するヒドロキシル基の個数であり、3以上の整数)は6以下であり、抵抗低減及び耐電圧向上の観点から好ましくは3以下、より好ましくは0である。
100×[{化合物(K1)の当量数+化合物(K2)の当量数+化合物(K3)の当量数}/{ホウ酸(D1)の当量数+ホウ酸(D2)の当量数}](以下x1と記載することがある。)が6を超えると、添加剤組成物(A)を添加した導電性皮膜の柔軟性の低下によりひび割れなどの欠陥部が生じ、固体電解コンデンサの抵抗及び耐電圧に悪影響を及ぼすことがある。
 本発明の添加剤組成物(A)においては、100×[{ホウ酸(D1)の当量数+ホウ酸(D2)の当量数}/{化合物(F1)の当量数+化合物(F2)の当量数+化合物(F3)の当量数}]、すなわち、100×[{(ホウ酸(D1)のモル数×3)+(ホウ酸(D2)のモル数×3)}/{(化合物(F1)のモル数×2)+(化合物(F2)のモル数×2)+(化合物(F3)のモル数×2)}]は1~20であり、抵抗低減の観点から好ましくは3~18、より好ましくは5~15である。
 100×[{ホウ酸(D1)の当量数+ホウ酸(D2)の当量数}/{化合物(F1)の当量数+化合物(F2)の当量数+化合物(F3)の当量数}](以下y1と記載することがある。)が1未満であると、添加剤組成物(A)を添加した導電性皮膜の密着性が低下し、固体電解コンデンサの抵抗及び耐電圧に悪影響を及ぼすことがある。
 y1が20を超えると均一な導電性皮膜が形成されず、固体電解コンデンサの抵抗及び耐電圧に悪影響を及ぼすことがある。
 本発明においては、添加剤組成物(A)がx1及びy1について上記で定める範囲を満たすように、混合物(E)及び混合物(J)における各成分の比率等を適宜設定することができる。
 本発明の添加剤組成物(A)が化合物(K1);化合物(K3);並びに化合物(F2)、ホウ酸(D2)及び化合物(K2)が反応してなる化合物(G)のいずれか又は2種以上を含む場合には、x1は0より大きくなる。本発明においては、添加剤組成物(A)が化合物(K1);化合物(K3);並びに化合物(F2)、ホウ酸(D2)及び化合物(K2)が反応してなる化合物(G)のいずれか又は2種以上を含む場合に、上記のx1が6以下であることにより、該添加剤組成物(A)を用いて内部抵抗が低く、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。x1が0となる場合とは、添加剤組成物(A)が化合物(K1)及び化合物(K3)を含有せず、かつ化合物(G)として化合物(F2)、ホウ酸(D2)及び化合物(K2)が反応してなる化合物を含有しない場合である。
 本発明において、上記x1が0となる添加剤組成物(A)として、以下の添加剤組成物が挙げられる。
 混合物(E)及び/又は混合物(J)を含有する固体電解コンデンサ用固体電解質用添加剤組成物(A)であって、
 上記混合物(E)は、ヒドロキシル基を2個有する化合物(F1)とホウ酸(D1)との混合物であり、
 上記混合物(J)は、ヒドロキシル基を2個有する化合物(F2)及びホウ酸(D2)が反応してなる化合物(G)と、ヒドロキシル基を2個有する化合物(F3)との混合物であり、
 上記添加剤組成物(A)は、下記の式を満足する固体電解コンデンサ用固体電解質用添加剤組成物(A)。
100×[{ホウ酸(D1)の当量数+ホウ酸(D2)の当量数}/{化合物(F1)の当量数+化合物(F2)の当量数+化合物(F3)の当量数}]=1~20
 混合物(J)、混合物(E)、化合物(F1)、化合物(F2)、化合物(F3)、ホウ酸(D1)及び化合物(G)、並びにこれらの好ましい態様等は、上述したとおりである。
 添加剤組成物(A)における混合物(J)及び混合物(E)の含有量は、混合物(J)及び混合物(E)の合計量が、添加剤組成物(A)に対して60~100重量%であることが好ましく、80~100重量%であることがより好ましい。
 本発明の添加剤組成物(A)は、混合物(E)及び/又は混合物(J)を含有するが、さらに、ヒドロキシル基を1個有する化合物(H1)、以下の化合物(M)及び化合物(L)からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物を含有することができる。化合物(H1)、化合物(M)及び化合物(L)は、それぞれ1種であってもよく、2種以上を併用してもよい。
 化合物(M)は、ヒドロキシル基を1個有する化合物(H2)、ヒドロキシル基を2個有する化合物(F4)及びホウ酸(D3)並びに場合によりヒドロキシル基を3個以上有する化合物(K4)が反応してなる化合物である。すなわち化合物(M)は、化合物(H2)、化合物(F4)及びホウ酸(D3)が反応してなる化合物、又は、化合物(H2)、化合物(F4)、ホウ酸(D3)及び化合物(K4)が反応してなる化合物である。化合物(M)は、好ましくは、化合物(H2)、化合物(F4)及びホウ酸(D3)が反応してなる化合物である。
 化合物(L)は、ヒドロキシル基を1個有する化合物(H3)及びホウ酸(D4)並びに場合によりヒドロキシル基を3個以上有する化合物(K5)が反応してなる化合物である。すなわち化合物(L)は、化合物(H3)及びホウ酸(D4)が反応してなる化合物、又は、化合物(H3)、ホウ酸(D4)及び化合物(K5)が反応してなる化合物である。化合物(L)は、好ましくは、化合物(H3)及びホウ酸(D4)が反応してなる化合物である。
 ヒドロキシル基を1個有する化合物(H1)としては、1価のアルコール(H11)、ヒドロキシル基を1個有し、かつウレタン結合を有し、かつ分子量が300~6000である化合物(H12)及びこれらの混合物が挙げられる。
 化合物(H12)は、2価のアルコール(F14)と1価のアルコール(H13)とイソシアネート化合物(T3)とをウレタン化反応して得られる化合物が挙げられる。ウレタン化反応により、イソシアネート化合物(T3)のイソシアネート基は全てウレタン結合を形成し、得られる化合物(H12)は、2価のアルコール(F14)由来のイソシアネート基と未反応のヒドロキシル基を1個有する。
 1価のアルコール(H11)及び(H13)としては、アルカノール、アルキレングリコールモノアルキルエーテル及び分子量100~1500の(ポリ)アルキレングリコールモノアルキルエーテル等の2価のグリコール(F111)のモノアルキルエーテル(H111)が挙げられる。2価のグリコール(F111)は、好ましくは、ジエチレングリコール及び/又はトリエチレングリコールである。
 アルカノールの具体例としては、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、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及びこれらの混合物などが挙げられる。
 2価のグリコール(F111)のモノアルキルエーテル(H111)の具体例としては、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等のポリ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、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル等のポリ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ブチルエーテル及びこれらの混合物などが挙げられる。中でも、ポリエチレングリコールモノメチルエーテルが好ましく、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より好ましい。
 (H11)は沸点300℃以下の2価のグリコールのモノアルキルエーテル及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皮膜形成工程で導電性皮膜の密着性を低下させることがほとんどない。さらに好ましく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及びこれらの混合物である。(H13)は化合物(H12)の溶剤溶解性の観点から、分子量100~1500のポリエチレングリコールモノメチルエーテル及び分子量100~1500のポリプロピレングリコールモノメチルエーテルが好ましく、分子量200~1000のポリエチレングリコールモノメチルエーテルがより好ましく、さらに分子量300~1000のポリエチレングリコールモノメチルエーテルが好ましい。
 2価のアルコール(F14)としては、前記2価のアルコール(F11)で例示したものと同様の2価のアルコールが挙げられる。2価のアルコール(F14)は、一種又は二種以上を併用してもよい。化合物(H12)の溶剤溶解性の観点から、2価のアルコール(F14)は、分子量100~1500のポリエチレングリコール及び分子量100~1500のポリプロピレングリコールが好ましく、さらに分子量300~1000のポリエチレングリコールが好ましい。
 イソシアネート化合物(T3)としては、前記イソシアネート化合物(T1)で例示したものと同様のイソシアネート化合物が挙げられる。イソシアネート化合物(T3)は、一種又は二種以上を併用してもよい。化合物(H12)の溶剤溶解性の観点から、イソシアネート化合物(T3)は、TDI、IPDI、HDI、XDI、水添XDIが好ましい。
 化合物(H12)は、例えばその原料であるイソシアネート化合物(T3)に2価のアルコール(F14)及び1価のアルコール(H13)をウレタン化反応させることによって製造されるが、その一般的な製造方法及び条件は以下の通りである。
 仕込み順は、高分子量化の抑制の観点から、好ましくはイソシアネート化合物(T3)を先に仕込み、1価のアルコール(H13)を適下で仕込み、好ましくは1~5時間で1価のアルコール(H13)を仕込む。モル比は、イソシアネート基が分子内に1個だけ残るようにするために、イソシアネート化合物(T3)のイソシアネート基に対して合計0.5当量のヒドロキシル基と反応させることが好ましい。反応時間の観点から、反応温度は好ましくは10~40℃であり、反応圧力は好ましくは常圧であり、反応時間は好ましくは1~5時間である。続いて、得られる反応中間体を2価のアルコール(F14)に適下で仕込み、好ましくは1~5時間で反応中間体を仕込む。モル比は、イソシアネート基を残さないために、反応中間体のイソシアネート基に対して合計2~3当量のヒドロキシル基を反応させることが好ましい。ウレタン化反応させる際の反応温度は、反応時間の観点から好ましくは40~100℃であり、反応圧力は好ましくは常圧であり、反応時間は好ましくは5~24時間である。反応は、精製工程の簡略化の観点から、好ましくは無触媒下で行われるが、必要に応じて、第3級アミン類や有機金属化合物を触媒として用いることができる。
 化合物(H12)の具体例としては、TDIとジエチレングリコール(分子量106)とポリエチレングリコールモノメチルエーテル(分子量220)とのウレタン化合物、IPDIとトリエチレングリコール(分子量150)とポリエチレングリコールモノメチルエーテル(分子量220)とのウレタン化合物、HDIとジプロピレングリコール(分子量134)とポリエチレングリコールモノメチルエーテル(分子量220)とのウレタン化合物、TDIとポリエチレングリコール(分子量600)とジエチレングリコールモノメチルエーテル(分子量120)とのウレタン化合物及びこれらの混合物などが挙げられる。中でも、TDIとジエチレングリコールとポリエチレングリコールモノメチルエーテル(分子量220)とのウレタン化合物が好ましい。
 化合物(M)及び化合物(L)は、上述した化合物を前記化合物(G)を製造するための反応と同様の反応条件で反応して得られる反応生成物である。反応生成物は、通常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。
 化合物(H2)及び化合物(H3)としては前記化合物(H1)、化合物(F4)としては前記化合物(F1)、化合物(K4)及び(K5)としては前記化合物(K1)で例示したものと同様の化合物及びこれらの混合物が挙げられる。
 上記化合物(H1)、化合物(H2)及び化合物(H3)は、すべて同じであってもよく、異なっていてもよい。化合物(K4)及び化合物(K5)は、同じであってもよく、異なっていてもよい。また、化合物(H1)、化合物(H2)、化合物(H3)、化合物(K4)及び化合物(K5)はそれぞれ、1種であってもよく2種以上を併用してもよい。
 上記化合物(H2)及び化合物(H3)の好ましい態様は、上記化合物(H1)と同様であり、2価のグリコール(F111)のモノアルキルエーテル(H111)、及びヒドロキシル基を1個有し、かつウレタン結合を有し、かつ分子量が300~6000である化合物(H12)からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物が好ましい。2価のグリコール(F111)は、好ましくは、ジエチレングリコール及び/又はトリエチレングリコールである。
 上記化合物(M)を製造するための反応に用いる化合物(H2)、化合物(F4)、ホウ酸(D3)及び化合物(K4)の比率は特に限定されないが、例えば、モル比で、ホウ酸(D3)に対して化合物(H2)を0.5~2当量とすることが好ましく、化合物(F4)を0.5~2当量とすることが好ましい。化合物(K4)を用いる場合には、ホウ酸(D3)に対して化合物(K4)を0.1~0.5当量とすることが好ましい。
 上記化合物(L)製造するための反応に用いる化合物(H3)、ホウ酸(D4)及び化合物(K5)の比率は特に限定されないが、例えば、モル比で、ホウ酸(D4)に対して化合物(H3)を0.5~2当量とすることが好ましい。化合物(K5)を用いる場合には、ホウ酸(D4)に対して化合物(K5)を0.1~0.5当量とすることが好ましい。
 本発明の添加剤組成物(A)が、上記化合物(H1)、化合物(M)及び化合物(L)からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物を含有する場合には、添加剤組成物(A)は下記を満たすことが好ましい。
 100×[{化合物(K1)の当量数+化合物(K2)の当量数+化合物(K3)の当量数+化合物(K4)の当量数+化合物(K5)の当量数}/{ホウ酸(D1)の当量数+ホウ酸(D2)の当量数+ホウ酸(D3)の当量数+ホウ酸(D4)の当量数}]、すなわち、100×[{(化合物(K1)のモル数×n)+(化合物(K2)のモル数×m)+(化合物(K3)のモル数×k)+(化合物(K4)のモル数×s)+(化合物(K5)のモル数×t)}/{(ホウ酸(D1)のモル数×3)+(ホウ酸(D2)のモル数×3)+(ホウ酸(D3)のモル数×3)+(ホウ酸(D4)のモル数×3)}](n、m、k、s及びtはそれぞれ化合物(K1)、化合物(K2)、化合物(K3)、化合物(K4)及び化合物(K5)が有するヒドロキシル基の個数であり、3以上の整数)は6以下であり、抵抗低減及び耐電圧向上の観点から好ましくは3以下、より好ましくは0である。
100×[{化合物(K1)の当量数+化合物(K2)の当量数+化合物(K3)の当量数+化合物(K4)の当量数+化合物(K5)の当量数}/{ホウ酸(D1)の当量数+ホウ酸(D2)の当量数+ホウ酸(D3)の当量数+ホウ酸(D4)の当量数}](以下x2と記載することがある。)が6を超えると、導電性皮膜の柔軟性の低下によりひび割れなどの欠陥部が生じ、固体電解コンデンサの抵抗及び耐電圧に悪影響を及ぼすことがある。
 本発明の添加剤組成物(A)が、上記化合物(H1)、化合物(M)及び化合物(L)からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物を含有する場合には、添加剤組成物(A)は下記を満たすことが好ましい。
 100×[{ホウ酸(D1)の当量数+ホウ酸(D2)の当量数+ホウ酸(D3)の当量数+ホウ酸(D4)の当量数}/{化合物(F1)の当量数+化合物(F2)の当量数+化合物(F3)の当量数+化合物(F4)の当量数}]、すなわち、100×[{(ホウ酸(D1)のモル数×3)+(ホウ酸(D2)のモル数×3)+(ホウ酸(D3)のモル数×3)+(ホウ酸(D4)のモル数×3)}/{(化合物(F1)のモル数×2)+(化合物(F2)のモル数×2)+(化合物(F3)のモル数×2)+(化合物(F4)のモル数×2)}]は1~20であり、抵抗低減の観点から好ましくは1~15、より好ましくは5~15である。
 100×[{ホウ酸(D1)の当量数+ホウ酸(D2)の当量数+ホウ酸(D3)の当量数+ホウ酸(D4)の当量数}/{化合物(F1)の当量数+化合物(F2)の当量数+化合物(F3)の当量数+化合物(F4)の当量数}](以下y2と記載することがある。)が1未満であると導電性皮膜の密着性が低下し、固体電解コンデンサの抵抗及び耐電圧に悪影響を及ぼすことがある。
 y2が20を超えると均一な導電性皮膜が形成されず、固体電解コンデンサの抵抗及び耐電圧に悪影響を及ぼすことがある。
 添加剤組成物(A)が、化合物(K1);化合物(K3);化合物(F2)、ホウ酸(D2)及び化合物(K2)が反応してなる化合物(G);化合物(H2)、化合物(F4)、ホウ酸(D3)及び化合物(K4)が反応してなる化合物(M);並びに化合物(H3)、ホウ酸(D4)及び化合物(K5)が反応してなる化合物(L)のいずれか又は2種以上を含む場合に、上記のx2が6以下であることにより、該添加剤組成物(A)を用いて内部抵抗が低く、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。
 上記x2が0となる場合とは、添加剤組成物(A)において上述したx1が0であり、該添加剤組成物(A)が、化合物(M)として化合物(H2)、化合物(F4)、ホウ酸(D3)及び化合物(K4)が反応してなる化合物を含有せず、かつ化合物(L)として化合物(H3)、ホウ酸(D4)及び化合物(K5)が反応してなる化合物を含有しない場合である。
 本発明において、上記x2が0となる添加剤組成物(A)として、以下の添加剤組成物が挙げられる。
 上記のx1が0である添加剤組成物が、さらに、ヒドロキシル基を1個有する化合物(H1)、
ヒドロキシル基を1個有する化合物(H2)、ヒドロキシル基を2個有する化合物(F4)及びホウ酸(D3)が反応してなる化合物(M)、及び、
ヒドロキシル基を1個有する化合物(H3)及びホウ酸(D4)が反応してなる化合物(L)、
からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物を含有し、下記の式を満足する添加剤組成物(A)。
100×[{ホウ酸(D1)の当量数+ホウ酸(D2)の当量数+ホウ酸(D3)の当量数+ホウ酸(D4)の当量数}/{化合物(F1)の当量数+化合物(F2)の当量数+化合物(F3)の当量数+化合物(F4)の当量数}]=1~20
 化合物(H1)、化合物(M)及び化合物(L)並びにこれらの好ましい態様等は、上述したとおりである。
 添加剤組成物(A)が、化合物(H1)、化合物(M)及び化合物(L)からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物を含有する場合、化合物(M)及び化合物(L)の合計含有量は、混合物(E)、混合物(J)、化合物(H1)、化合物(M)及び化合物(L)の合計重量に対して、好ましくは1~50重量%であり、さらに好ましくは1~20重量%である。
 添加剤組成物(A)が、化合物(H1)、化合物(M)及び化合物(L)からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物を含有する場合、化合物(H1)、化合物(H2)及び化合物(H3)の合計モル数は、化合物(F1)、化合物(F2)、化合物(F3)及び化合物(F4)の合計モル数に対して、好ましくは1~50モル%であり、さらに好ましくは1~10モル%である。
 本発明の添加剤組成物(A)は、混合物(E)及び/又は混合物(J)を含有するが、さらに2価のアルコール、3価以上のアルコール及び1価のアルコールを含まない溶剤(C1)を含有することができる。溶剤(C1)としては、例えば下記の(C12)~(C18)及びこれらの混合物が挙げられる。
エーテル類(C12)
 モノエーテル(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。
アミド類(C13)
 ジメチルホルムアミド、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。
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。
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。
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。
スルホン類(C17)
 スルホラン、ジメチルスルホン等。
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。
 上記溶剤(C1)のうち、抵抗低減及び溶解性の観点から、ジメチルホルムアミド、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が好ましい。添加剤組成物(A)において、溶剤(C1)の含有量は、混合物(E)、混合物(J)及び溶剤(C1)の合計重量に対して、好ましくは5~50重量%である。
 添加剤組成物(A)がさらに、化合物(H1)、化合物(M)及び化合物(L)からなる群より選ばれる少なくとも1種を含有する場合、添加剤組成物(A)において、溶剤(C1)の含有量は、混合物(E)、混合物(J)、化合物(H1)、化合物(M)、化合物(L)及び溶剤(C1)の合計重量に対して、好ましくは5~50重量%である。
 本発明の添加剤組成物(A)の製造方法は特に限定されず、例えば、上述した各成分を公知の方法により混合又は撹拌することにより製造することができる。
 本発明の固体電解コンデンサ用固体電解質組成物(以下、固体電解質組成物ともいう)は、固体電解コンデンサ用固体電解質用添加剤組成物(A)、π共役系高分子化合物(B)及び溶剤(C2)を含有する。
 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(ポリアニリン及び置換されたポリアニリン)、ポリピロール誘導体(ポリピロール及び置換されたポリピロール)、ポリチオフェン誘導体(ポリチオフェン及び置換されたポリチオフェン)、ポリアセチレン誘導体(ポリアセチレン及び置換されたポリアセチレン)及びポリイソチアナフテン誘導体(ポリイソチアナフテン及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。これらを1種又は2種以上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及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及び置換されたポリピロールがさらに好ましい。
 上記の置換された化合物における置換基としては、例えば、炭素数1~20の直鎖又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の直鎖又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のアリーレン基又は炭素数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のアリール基又は炭素数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のアリール基又は炭素数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のアリール基又は炭素数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のアリール基又は炭素数1~20のアラルキル基を表す。)]、水酸基、ニトロ基、ニトリル基、アルデヒド基及びハロゲン基[-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の直鎖又は分岐のアルキル基、炭素数1~20の直鎖又は分岐のアルコキシ基、炭素数1~20のポリエーテル基及び酸性基である。π共役系高分子化合物(B)が2個以上の置換基により置換された誘導体である場合、置換基は全て同じであってもよく、異なっていてもよい。
 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。
 π共役系高分子化合物(B)の原料モノマーとしては、ピロール骨格及び/又は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-又は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及びo-、m-又は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、及びこれらの塩等が挙げられる。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。
 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組成物(A)及びπ共役系高分子化合物(B)が良好に溶解又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及び沸点が300℃以下のアルコール類[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、2-ブチルアルコール、t-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など]が挙げられる。上記溶剤(C2)のうち、沸点が300℃以下のもの及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皮膜形成工程で導電性皮膜中に溶剤がほとんど残存せず、導電性皮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。中でも、水、ジメチルスルホキシド及びこれらの混合物が好ましい。
 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組成物(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(D1)、ホウ酸(D2)、ホウ酸(D3)及びホウ酸(D4)の合計重量は、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5~150重量%、内部抵抗上昇抑制の観点からさらに好ましくは10~100重量%含有される。
 π共役系高分子化合物(B)の含有量は、導電性皮膜の成膜性及び溶剤(C2)への溶解性又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組成物(A)、π共役系高分子化合物(B)及び溶剤(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。
 固体電解コンデンサ用固体電解質組成物は、例えば、化合物(B)を溶剤(C2)に溶解又は分散させた溶液中に、添加剤組成物(A)を溶解させることで得ることができる。又は、添加剤組成物(A)を溶剤(C2)に溶解させた溶液と、化合物(B)を溶剤(C2)に溶解又は分散させた溶液とを混合して得てもよい。溶解又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。
 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1種又は2種以上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、リン酸及び縮合リン酸等)、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。
 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・三酸化硫黄錯体及びアミン・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が、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又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。中でも、ポリスチレンスルホン酸が特に好ましい。
 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。
 本発明の固体電解コンデンサ用固体電解質前駆体組成物(以下、固体電解質前駆体組成物ともいう)は、固体電解コンデンサ用固体電解質用添加剤組成物(A)及びπ共役系高分子化合物の前駆体モノマー(b)を含有する。
 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(アニリン及び置換されたアニリン)、ピロール誘導体(ピロール及び置換されたピロール)、チオフェン誘導体(チオフェン及び置換されたチオフェン)、アセチレン誘導体(アセチレン及び置換されたアセチレン)及びイソチアナフテン誘導体(イソチアナフテン及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。導電性及び溶剤溶解性の観点から、アニリン誘導体及びピロール誘導体が好ましい。
 上記の置換された化合物における置換基としては、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の直鎖又は分岐のアルキル基、炭素数1~20の直鎖又は分岐のアルコキシ基、炭素数1~20のポリエーテル基及び酸性基である。
 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、ピロール及び前記π共役系高分子化合物(B)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。
 本発明の固体電解質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組成物(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(D1)、ホウ酸(D2)、ホウ酸(D3)及びホウ酸(D4)の合計重量は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5~150重量%、内部抵抗上昇抑制の観点からさらに好ましくは10~100重量%含有される。
 本発明の固体電解コンデンサ用固体電解質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組成物(A)及び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及び沸点が300℃以下のアルコール類[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、2-ブチルアルコール、t-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など]が挙げられる。上記溶剤(C3)のうち、沸点が300℃以下のもの及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皮膜形成工程で導電性皮膜中に溶剤がほとんど残存せず、導電性皮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。中でも、水、エチルアルコール及びこれらの混合物が好ましい。
 π共役系高分子化合物の前駆体モノマー(b)の含有量は、導電性皮膜の成膜性及び溶剤(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組成物(A)、π共役系高分子化合物の前駆体モノマー(b)及び溶剤(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。
 固体電解コンデンサ用固体電解質前駆体組成物は、例えば、添加剤組成物(A)と前駆体モノマー(b)を混合する、又は、前駆体モノマー(b)を溶剤(C3)に溶解させた溶液中に添加剤組成物(A)を溶解させることで得ることができる。又は、添加剤組成物(A)を溶剤(C3)に溶解させた溶液と、前駆体モノマー(b)を溶剤(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。
 上記固体電解コンデンサ用固体電解質組成物又は固体電解コンデンサ用固体電解質前駆体組成物を乾燥固化することにより、固体電解コンデンサ用導電性皮膜を形成することができる。固体電解コンデンサ用固体電解質組成物又は固体電解コンデンサ用固体電解質前駆体組成物を乾燥固化してなる固体電解コンデンサ用導電性皮膜も、本発明に包含される。
 本発明の固体電解コンデンサ用導電性皮膜は、例えば、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(又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乾燥固化して作製することができる。
 また、本発明の固体電解コンデンサ用導電性皮膜は、例えば、本発明の固体電解コンデンサ用固体電解質前駆体組成物を基質に塗布(又は基質を固体電解質前駆体組成物に浸漬)してπ共役系高分子前駆体モノマー(b)を重合(例えば、酸化重合)させ、必要に応じて加熱処理を行い乾燥固化する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、固体電解質前駆体組成物と酸化剤とを混合した後、得られる混合物を基質に塗布(又は基質を該混合物に浸漬)し、必要に応じて加熱処理を行い乾燥固化することにより作製してもよい。固体電解質前駆体組成物と酸化剤との混合物を調製する方法は特に限定されないが、例えば、酸化剤を溶剤に溶解させた酸化剤溶液と、固体電解質前駆体組成物とを混合する方法が好ましい。
 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及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。
 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及び沸点が300℃以下のアルコール類[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、2-ブチルアルコール、t-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など]が挙げられる。上記溶剤のうち、沸点が300℃以下のもの及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皮膜形成工程で導電性皮膜中に溶剤がほとんど残存せず、導電性皮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。中でも、水が好ましい。
 酸化剤の使用量は、前駆体モノマー(b)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。
 さらに、必要に応じてドーパントを固体電解質前駆体組成物及び/又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又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く、パラトルエンスルホン酸が特に好ましい。
 重合後、得られた導電性皮膜には未反応のモノマー及び/又は酸化剤が残存する場合があり、導電性皮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皮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。
 基質へ固体電解質組成物又は固体電解質前駆体組成物を塗布して導電性皮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。
 本発明の固体電解質組成物又は固体電解質前駆体組成物を用いて導電性皮膜を製造する際には、これらに溶剤が含有され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。
 十分な強度及び導電性の導電性皮膜を得るためには、加熱処理温度は50~190℃であることが好ましく、高導電性の導電性皮膜を得るためには、更に好ましくは80~170℃であり、基質に対する密着性に優れ、かつ高導電性の導電性皮膜を得るためには、特に好ましくは150~170℃である。
 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(B)の濃度又は固体解質前駆体組成物中のπ共役系高分子化合物の前駆体モノマー(b)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又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皮膜が得られる。
 導電性の観点から、基質表面に形成される導電性皮膜の厚さは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。皮膜を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。
 本発明の導電性皮膜は、固体電解コンデンサの固体電解質として好適に用いられる。
 固体電解コンデンサ用固体電解質組成物又は固体電解コンデンサ用固体電解質前駆体組成物を含む固体電解質層を有する固体電解コンデンサも、本発明に包含される。
 上記固体電解コンデンサは、例えば、上記固体電解コンデンサ用固体電解質組成物又は固体電解コンデンサ用固体電解質前駆体組成物を乾燥固化して固体電解質層を形成する工程を含む固体電解コンデンサの製造方法により製造することができる。このような固体電解コンデンサの製造方法も、本発明の1つである。また、上記固体電解コンデンサ用固体電解質組成物又は固体電解コンデンサ用固体電解質前駆体組成物を乾燥固化して固体電解質層を形成してなる固体電解コンデンサも、本発明に包含される。
 本発明の固体電解コンデンサの製造方法においては、固体電解質組成物又は固体電解質前駆体組成物を乾燥固化して固体電解質層を形成する。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及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。
 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皮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(陽極箔)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を陽極に塗布又は陽極を該組成物に浸漬させ、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皮膜を形成させる。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、陽極端子及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。
 本発明の導電性皮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低く維持しつつ、かつ本発明の添加剤組成物がホウ酸エステルを形成し、固体電解質層中にホウ酸エステル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。
 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。
 <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、ジクロロメタン及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部と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、上澄みをデカ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。
 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部及びヨウ化ナトリウム[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。次いで、反応混合物に飽和食塩水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及び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部と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部と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。
 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、及び塩化鉄(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(登録商標) 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(登録商標) 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。更に、水を留去することで4.0部のポリ[4-(3-ピロリル)ブタンスルホン酸](B-1)を得た。
<製造例2>:スルホン化ポリアニリン(B-2)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部の緑色析出物であるポリアニリン塩酸塩を得た。
 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(体積比)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。
 <製造例3>:ポリ(o-メトキシアニリン)(B-3)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部及び濃硫酸[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。
 <製造例4>
 ホウ酸(0.8mol)とジエチレングリコール[和光純薬工業(株)社製](0.8mol)(F2-1)とを混合し、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化合物(G-1)を得た。
 <製造例5>
 ホウ酸(1.0mol)とジエチレングリコール(F4-1)(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](H2-1)(0.12mol)とを混合し、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化合物(M-1)を得た。
 <製造例6>
 ホウ酸(0.56mol)とジエチレングリコール(F4-2)(0.3mol)とトリエチレングリコールモノメチルエーテル(H2-2)(0.2mol)とを混合し、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化合物(M-2)を得た。
 <製造例7>
 ホウ酸(0.8mol)とトリエチレングリコールモノメチルエーテル(0.8mol)(H3-1)とを混合し、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化合物(L-1)を得た。
 以下の製造例8~10で製造した化合物(F12-1)、(F12-2)及び(H12-1)の数平均分子量はGPCを用いて以下の条件で測定した。
 装置(一例) : 東ソー(株)製 型式HLC-8120
 カラム(一例): TSK GEL GMH6(製品名) 2本 〔東ソー(株)製〕 
 測定温度   : 40℃
 試料溶液   : 0.25重量%のTHF溶液
 溶液注入量  : 100μL
 検出装置   : 屈折率検出器
 基準物質   : 東ソー(株)製 標準ポリスチレン(TSKstandard POLY  STYRENE)5点(Mw 500、1,050、2,800、5,970、9,100)
 <製造例8>
 撹拌機及び温度計を取り付けたフラスコに、ポリエチレングリコール[数平均分子量600、三洋化成工業(株)製]60部を仕込み、80℃でTDI[日本ポリウレタン工業(株)製、製品名:コロネートT-80]8.7部を5時間かけて仕込み、80℃でさらに12時間加熱撹拌することで、分子内にヒドロキシル基を2個有する、TDIとポリエチレングリコール(分子量600)とのウレタン化合物(F12-1)69部を得た。化合物(F12-1)の数平均分子量は1,300であった。
 <製造例9>
 撹拌機及び温度計を取り付けたフラスコに、ポリエチレングリコール[数平均分子量1000、三洋化成工業(株)製]60部を仕込み、80℃でHDI[日本ポリウレタン工業(株)製]5.1部を5時間かけて仕込み、80℃でさらに12時間加熱撹拌することで、分子内にヒドロキシル基を2個有する、HDIとポリエチレングリコール(分子量1000)とのウレタン化合物(F12-2)65部を得た。化合物(F12-2)の数平均分子量は2,100であった。
 <製造例10>
 撹拌機及び温度計を取り付けたフラスコに、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル[数平均分子量220、東邦化学工業(株)製]11部を仕込み、室温でTDI8.7部を1時間かけて仕込み、室温でさらに4時間加熱撹拌して反応中間体を得た。撹拌機及び温度計を取り付けた別のフラスコにポリエチレングリコール[数平均分子量1000]50部を仕込み、80℃で反応中間体を5時間かけて仕込み、80℃でさらに12時間加熱撹拌することで、分子内にヒドロキシル基を1個有する、TDIとポリエチレングリコールモノメチルエーテル(分子量220)とポリエチレングリコール(分子量1000)とのウレタン化合物(H12-1)70部を得た。化合物(H12-1)の数平均分子量は1,300であった。
 <製造例11>
 ホウ酸[関東化学(株)社製]3.1部と製造例8で得られた化合物(F12-1)41部とを混合し、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化合物(G-2)を得た。
 <製造例12>
 ホウ酸3.1部と製造例8で得られた化合物(F12-1)41部とポリエチレングリコール[数平均分子量600]1.8部とを仕込み、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化合物(G-3)を得た。
 <実施例1~30及び比較例1~4>
 表1~6に記載の通りの配合比率となるように、ホウ酸(D-1)[関東化学(株)社製]、ジエチレングリコール[和光純薬工業(株)社製](F111-1)、トリエチレングリコール[和光純薬工業(株)社製](F111-2)、ポリエチレングリコール[数平均分子量600、三洋化成工業(株)製](F111-3)、製造例8~9で得られた化合物(F12-1)及び化合物(F12-2)を配合し混合物(E)を調製し、製造例4及び11~12で得られた化合物(G-1)~(G-3)、ジエチレングリコール(F3-1)及びトリエチレングリコール(F3-2)を配合し混合物(J)を調製し、さらに、混合物(E)、混合物(J)、ジエチレングリコールモノメチルエーテル[東京化成工業(株)社製](H111-1)、トリエチレングリコールモノメチルエーテル[東京化成工業(株)社製](H111-2)、製造例10で得られた化合物(H12-1)、製造例5~7で得られた化合物(M-1)~(M-2)及び(L-1)を配合することで固体電解質用添加剤組成物(A)を調製した。
 導電性皮膜の作製工程の直前に、表1~6に記載の通りの配合比率となるように、添加剤組成物(A)、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[18%ポリスチレンスルホン酸含有、アルドリッチ社製]、超純水(C2-1)及びジメチルスルホキシド[和光純薬工業(株)社製](C2-2)を混合して固体電解質組成物の溶液を調製した。
 <比較例5、10及び15>
 実施例1~30及び比較例1~4において、固体電解質用添加剤組成物(A)を加えなかった以外は実施例1~30及び比較例1~4と同様にして、表4~6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。
 <比較例6~7、11~12及び16~17>
 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4~6に記載の通りの配合比率となるように配合した。導電性皮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、正リン酸及び溶剤(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。
 <比較例8~9、13~14及び18~19>
 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、ホウ酸(D-1)、2価のヒドロキシル化合物(F1)、3価以上のヒドロキシル化合物(K1)、及び溶剤(C2)を表4~6に記載の通りの配合比率となるように配合した。導電性皮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、ホウ酸(D-1)、2価のヒドロキシル化合物(F1)、3価以上のヒドロキシル化合物(K1)及び溶剤(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。
2価のヒドロキシル化合物:エチレングリコール[和光純薬工業(株)社製]
3価以上のヒドロキシル化合物:エリスリトール[東京化成工業(株)社製]、ペンタエリスリトール[東京化成工業(株)社製]、マンニトール[東京化成工業(株)社製]
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
 <実施例31~36>
 表7及び8に記載の通りの配合比率となるように、ホウ酸(D-1)、ジエチレングリコール(F111-1)、トリエチレングリコール(F111-2)、ポリエチレングリコール[数平均分子量600、三洋化成工業(株)製](F111-3)、製造例8~9で得られた化合物(F12-1)及び化合物(F12-2)を配合し混合物(E)を調製し、製造例4及び11~12で得られた化合物(G-1)~(G-3)及びジエチレングリコール(F3-1)を配合し混合物(J)を調製し、さらに、得られた混合物(E)、混合物(J)を配合することで固体電解質用添加剤組成物(A)を調製した。
 導電性皮膜の作製工程の直前に、表7及び8に記載の通りの配合比率となるように、添加剤組成物(A)、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[東京化成工業(株)社製](b-1)、アニリン[和光純薬工業(株)社製](b-2)、超純水(C3-1)及びエチルアルコール[和光純薬工業(株)社製](C3-2)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[東京化成工業(株)社製]、酸化剤である過硫酸アンモニウム[和光純薬工業(株)社製]及び溶剤を表7及び8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。
 <比較例20及び25>
 実施例31~36において、固体電解質用添加剤組成物(A)を加えなかった以外は実施例31~36と同様にして、表7及び8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7及び8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。
 <比較例21~22及び26~27>
 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)、及び溶剤(C3)を表7及び8に記載の通りの配合比率となるように配合した。導電性皮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及び溶剤(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、ドーパントであるフッ素系活性剤の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]、酸化剤である過硫酸アンモニウム及び溶剤を表7及び8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。
 <比較例23~24及び28~29>
 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)、ホウ酸(D-1)、2価のヒドロキシル化合物(F1)、3価以上のヒドロキシル化合物(K1)、及び溶剤(C3)を表7及び8に記載の通りの配合比率となるように配合した。導電性皮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、ホウ酸(D-1)、2価のヒドロキシル化合物(F1)、3価以上のヒドロキシル化合物(K1)及び溶剤(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7及び8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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
 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皮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、耐電圧、耐熱性及び耐湿性を評価した。結果を上記表1~8に示した。
[導電性皮膜の作製方法]
 実施例1~30の固体電解質組成物の溶液、及び比較例1~19の固体電解質組成物の溶液をそれぞれ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、170℃で30分間ホットプレートで加熱して導電性皮膜を得た。また、実施例31~36の固体電解質用前駆体組成物の溶液、及び比較例20~29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、170℃で30分間ホットプレートで加熱して導電性皮膜を得た。
[密着性評価方法]
 得られた導電性皮膜の密着性を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した。密着性評価の結果は、セロハンテープ剥離にて、100升中に残存した升目の数で示した。例えば98/100は、セロハンテープ剥離にて、100升中に残存した升目が98であったことを示す。
[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分乾燥を行い、陽極金属と誘電体膜とからなる陽極を作製した。
(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又は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、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又は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、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、端子を接続して電解コンデンサを作製した。
(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1~8に示す。
<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。結果を表1~8に示す。
<耐熱性の評価>
 上記で静電容量及び内部抵抗を測定した固体電解コンデンサを125℃の恒温乾燥機内で240時間連続して放置した。
 放置後、室温まで放冷し、放置後の内部抵抗を上記の方法で測定した。下記式から耐熱性試験後の内部抵抗変化率を算出した。数値が小さい程、固体電解コンデンサの耐熱性が良好であることを示す。結果を表1~8に示す。
内部抵抗変化率(%)=(耐熱性試験後の内部抵抗/初期の内部抵抗)×100
<耐湿性の評価>
 上記で静電容量及び内部抵抗を測定した固体電解コンデンサを温度60℃、湿度95%の恒温恒湿機内で500時間連続して放置した。
 放置後、室温まで放冷し、放置後の内部抵抗を上記の方法で測定した。下記式から耐湿性試験後の内部抵抗変化率を算出した。数値が小さい程、固体電解コンデンサの耐湿性が良好であることを示す。結果を表1~8に示す。
内部抵抗変化率(%)=(耐湿性試験後の内部抵抗/初期の内部抵抗)×100
 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1~36)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、コンデンサとして必要な耐熱性及び耐湿性を有し、かつ高い耐電圧を示した。
 表1~8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1~36)は、比較例5、10、15、20及び25に比べて、高い静電容量を有し、耐熱性及び耐湿性に優れ、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。
 また、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1~36)は、比較例6~9、11~14、16~19、21~24及び26~29に比べて、同等の静電容量、耐熱性及び耐湿性を有し、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。
 比較例1~4は、100×[{ホウ酸(D1)の当量数+ホウ酸(D2)の当量数}/{化合物(F1)の当量数+化合物(F2)の当量数+化合物(F3)の当量数}]が1未満又は20を超えており、固体電解質層の密着性又は均一性の低下により、実施例1~24と比較してコンデンサの抵抗が上昇し、耐電圧が低下すると推測する。
 本発明者は予期していなかったが、これは実施例1~36では比較例6~9、11~14、16~19、21~24及び26~29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こと、及びホウ酸エステルが導電性皮膜内に均一に分散しているため、固体電解質層と誘電体層と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。
 本発明の固体電解コンデンサ用固体電解質用添加剤組成物を用いれば、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。

Claims (10)

  1.  混合物(E)及び/又は混合物(J)を含有する固体電解コンデンサ用固体電解質用添加剤組成物(A)であって、
     前記混合物(E)は、ヒドロキシル基を2個有する化合物(F1)と、ホウ酸(D1)と、場合によりヒドロキシル基を3個以上有する化合物(K1)とを含有する混合物であり、
     前記混合物(J)は、ヒドロキシル基を2個有する化合物(F2)及びホウ酸(D2)並びに場合によりヒドロキシル基を3個以上有する化合物(K2)が反応してなる化合物(G)と、ヒドロキシル基を2個有する化合物(F3)と、場合によりヒドロキシル基を3個以上有する化合物(K3)とを含有する混合物であり、
     前記固体電解コンデンサ用固体電解質用添加剤組成物(A)は、下記の式(1)及び(2)を満足する固体電解コンデンサ用固体電解質用添加剤組成物(A)。
    100×[{化合物(K1)の当量数+化合物(K2)の当量数+化合物(K3)の当量数}/{ホウ酸(D1)の当量数+ホウ酸(D2)の当量数}]≦6   (1)
    100×[{ホウ酸(D1)の当量数+ホウ酸(D2)の当量数}/{化合物(F1)の当量数+化合物(F2)の当量数+化合物(F3)の当量数}]=1~20   (2)
  2.  化合物(F1)、化合物(F2)及び化合物(F3)が、それぞれ独立して、2価のグリコール(F111)、及びヒドロキシル基を2個有し、かつウレタン結合を有し、かつ分子量が300~6000である化合物(F12)からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物である請求項1に記載の添加剤組成物(A)。
  3.  さらに、ヒドロキシル基を1個有する化合物(H1)、
    ヒドロキシル基を1個有する化合物(H2)、ヒドロキシル基を2個有する化合物(F4)及びホウ酸(D3)並びに場合によりヒドロキシル基を3個以上有する化合物(K4)が反応してなる化合物(M)、及び、
    ヒドロキシル基を1個有する化合物(H3)及びホウ酸(D4)並びに場合によりヒドロキシル基を3個以上有する化合物(K5)が反応してなる化合物(L)、
    からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物を含有し、下記の式(3)及び(4)を満足する請求項1又は2に記載の添加剤組成物(A)。
    100×[{化合物(K1)の当量数+化合物(K2)の当量数+化合物(K3)の当量数+化合物(K4)の当量数+化合物(K5)の当量数}/{ホウ酸(D1)の当量数+ホウ酸(D2)の当量数+ホウ酸(D3)の当量数+ホウ酸(D4)の当量数}]≦6   (3)
    100×[{ホウ酸(D1)の当量数+ホウ酸(D2)の当量数+ホウ酸(D3)の当量数+ホウ酸(D4)の当量数}/{化合物(F1)の当量数+化合物(F2)の当量数+化合物(F3)の当量数+化合物(F4)の当量数}]=1~20   (4)
  4.  化合物(H1)、化合物(H2)及び化合物(H3)が、それぞれ独立して、2価のグリコール(F111)のモノアルキルエーテル(H111)、及びヒドロキシル基を1個有し、かつウレタン結合を有し、かつ分子量が300~6000である化合物(H12)からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物である請求項3に記載の添加剤組成物(A)。
  5.  2価のグリコール(F111)が、ジエチレングリコール及び/又はトリエチレングリコールである請求項2又は4に記載の添加剤組成物(A)。
  6.  請求項1~5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添加剤組成物(A)、π共役系高分子化合物(B)及び溶剤(C2)を含有する固体電解コンデンサ用固体電解質組成物。
  7.  請求項1~5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添加剤組成物(A)及び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前駆体組成物。
  8.  請求項6に記載の固体電解コンデンサ用固体電解質組成物又は請求項7に記載の固体電解コンデンサ用固体電解質前駆体組成物を乾燥固化してなる固体電解コンデンサ用導電性皮膜。
  9.  請求項6に記載の固体電解コンデンサ用固体電解質組成物又は請求項7に記載の固体電解コンデンサ用固体電解質前駆体組成物を乾燥固化して固体電解質層を形成する工程を含む固体電解コンデンサの製造方法。
  10.  請求項6に記載の固体電解コンデンサ用固体電解質組成物又は請求項7に記載の固体電解コンデンサ用固体電解質前駆体組成物を乾燥固化して固体電解質層を形成してなる固体電解コンデンサ。
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