Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7573380B2 - Method for manufacturing anode for capacitor and method for manufacturing capacitor - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7573380B2 - Method for manufacturing anode for capacitor and method for manufacturing capacitor - Google Patents

Method for manufacturing anode for capacitor and method for manufacturing capacitor Download PDF

Info

Publication number
JP7573380B2
JP7573380B2 JP2020097576A JP2020097576A JP7573380B2 JP 7573380 B2 JP7573380 B2 JP 7573380B2 JP 2020097576 A JP2020097576 A JP 2020097576A JP 2020097576 A JP2020097576 A JP 2020097576A JP 7573380 B2 JP7573380 B2 JP 7573380B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
capacitor
mass
highly conductive
aqueous dispersion
anode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2020097576A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2021190654A (en
Inventor
健一 鈴木
総 松林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shin Etsu Polymer Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Polymer Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shin Etsu Polymer Co Ltd filed Critical Shin Etsu Polymer Co Ltd
Priority to JP2020097576A priority Critical patent/JP7573380B2/en
Publication of JP2021190654A publication Critical patent/JP2021190654A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7573380B2 publication Critical patent/JP7573380B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

本発明は、π共役系導電性高分子を含む固体電解質層を備えたキャパシタ用陽極の製造方法、及びキャパシタの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a capacitor anode having a solid electrolyte layer containing a π-conjugated conductive polymer, and a method for manufacturing a capacitor.

キャパシタの等価直列抵抗を低下させる目的で、ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)とポリスチレンスルホン酸を含む導電性高分子分散液から形成された固体電解質層を、誘電体層と陰極との間に配置したキャパシタが知られている(例えば、特許文献1)。 A capacitor is known in which a solid electrolyte layer formed from a conductive polymer dispersion liquid containing poly(3,4-ethylenedioxythiophene) and polystyrenesulfonic acid is placed between a dielectric layer and a cathode in order to reduce the equivalent series resistance of the capacitor (for example, Patent Document 1).

特開2014-67949号公報JP 2014-67949 A

導電性高分子分散液を用いて製造された従来のキャパシタには、等価直列抵抗の低下が求められている。
本発明は、従来よりも等価直列抵抗が低減されたキャパシタの製造方法と、そのキャパシタに使用するキャパシタ用陽極の製造方法を提供する。
Conventional capacitors manufactured using conductive polymer dispersions are required to have a reduced equivalent series resistance.
The present invention provides a method for producing a capacitor having a reduced equivalent series resistance as compared to the conventional method, and a method for producing a capacitor anode for use in the capacitor.

[1] π共役系導電性高分子及びポリアニオンを含む導電性複合体を含有する導電性高分子水系分散液と、有機溶剤とを混合した混合液を得て、前記混合液中に高導電性複合体を析出させ、析出した高導電性複合体を分取する分取工程と、水系分散媒と前記高導電性複合体を混合することにより高導電性複合体水系分散液を得る調製工程と、弁金属の多孔質体からなる陽極の表面が酸化されてなる誘電体層に、前記高導電性複合体水系分散液を塗布し、乾燥させることにより前記誘電体層の表面に固体電解質層を形成する積層工程と、を含む、キャパシタ用陽極の製造方法。
[2] 前記高導電性複合体水系分散液にアルカリ化合物を1種以上添加する、[1]に記載のキャパシタ用陽極の製造方法。
[3] 前記高導電性複合体水系分散液にヒドロキシ基を2つ以上有する化合物を1種以上添加する、[1]又は[2]に記載のキャパシタ用陽極の製造方法。
[4] 前記混合液に含まれる前記有機溶剤の含有量が、前記混合液の総質量に対して、50質量%以上である、[1]~[3]の何れか一項に記載のキャパシタ用陽極の製造方法。
[5] 前記有機溶剤が、ケトン系溶剤及びアルコール系溶剤のうち、少なくとも一方を含む、[1]~[4]の何れか一項に記載のキャパシタ用陽極の製造方法。
[6] 前記有機溶剤がケトン系溶剤を含み、前記ケトン系溶剤がメチルエチルケトンを含む、[5]に記載のキャパシタ用陽極の製造方法。
[7] 前記有機溶剤がアルコール系溶剤を含み、前記アルコール系溶剤がメタノールを含む、[5]に記載のキャパシタ用陽極の製造方法。
[8] 前記有機溶剤がメチルエチルケトン及びメタノールを含む、[1]~[4]の何れか一項に記載のキャパシタ用陽極の製造方法。
[9] 前記導電性複合体が、ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)及びポリスチレンスルホン酸のうち、少なくとも一方を含む、[1]~[8]の何れか一項に記載のキャパシタ用陽極の製造方法。
[10] [1]~[9]の何れか一項に記載の製造方法によりキャパシタ用陽極を得て、前記キャパシタ用陽極と陰極とを備えたキャパシタを組み立てる工程を含む、キャパシタの製造方法。
[1] A method for producing an anode for a capacitor, comprising: a separation step of obtaining a mixed solution by mixing an aqueous conductive polymer dispersion containing a conductive complex containing a π-conjugated conductive polymer and a polyanion with an organic solvent, precipitating a highly conductive complex in the mixed solution, and separating the precipitated highly conductive complex; a preparation step of obtaining an aqueous highly conductive complex dispersion by mixing an aqueous dispersion medium with the highly conductive complex; and a lamination step of applying the aqueous highly conductive complex dispersion to a dielectric layer obtained by oxidizing the surface of an anode made of a porous valve metal, and drying the applied solution to form a solid electrolyte layer on the surface of the dielectric layer.
[2] The method for producing an anode for a capacitor according to [1], further comprising adding one or more kinds of alkaline compounds to the highly conductive composite aqueous dispersion.
[3] The method for producing an anode for a capacitor according to [1] or [2], further comprising adding one or more compounds having two or more hydroxyl groups to the highly conductive composite aqueous dispersion.
[4] The method for producing an anode for a capacitor according to any one of [1] to [3], wherein a content of the organic solvent in the mixed solution is 50 mass % or more with respect to a total mass of the mixed solution.
[5] The method for producing an anode for a capacitor according to any one of [1] to [4], wherein the organic solvent includes at least one of a ketone-based solvent and an alcohol-based solvent.
[6] The method for producing an anode for a capacitor according to [5], wherein the organic solvent contains a ketone-based solvent, and the ketone-based solvent contains methyl ethyl ketone.
[7] The method for producing an anode for a capacitor according to [5], wherein the organic solvent contains an alcohol-based solvent, and the alcohol-based solvent contains methanol.
[8] The method for producing an anode for a capacitor according to any one of [1] to [4], wherein the organic solvent contains methyl ethyl ketone and methanol.
[9] The method for producing an anode for a capacitor according to any one of [1] to [8], wherein the conductive complex contains at least one of poly(3,4-ethylenedioxythiophene) and polystyrenesulfonic acid.
[10] A method for producing a capacitor, comprising the steps of obtaining a capacitor anode by the production method according to any one of [1] to [9], and assembling a capacitor comprising the capacitor anode and a cathode.

本発明の製造方法により得たキャパシタは、従来よりも等価直列抵抗が低いので、電子機器の高性能化に資する。 Capacitors obtained by the manufacturing method of the present invention have a lower equivalent series resistance than conventional capacitors, which contributes to improving the performance of electronic devices.

本発明はSDGs目標12「つくる責任 つかう責任」に資すると考えられる。 This invention is believed to contribute to SDG Goal 12, "Responsible Consumption and Production."

キャパシタの一実施形態を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating one embodiment of a capacitor.

《キャパシタ用陽極の製造方法》
本発明の第一態様は、分取工程、調製工程、及び積層工程を含む。
分取工程は、π共役系導電性高分子及びポリアニオンを含む導電性複合体を含有する導電性高分子水系分散液と、有機溶剤とを混合した混合液を得て、前記混合液中に高導電性複合体を析出させ、析出した高導電性複合体を分取する工程である。
調製工程は、水系分散媒と前記高導電性複合体を混合することにより高導電性複合体水系分散液を得る工程である。
積層工程は、弁金属の多孔質体からなる陽極の表面が酸化されてなる誘電体層に、前記高導電性複合体水系分散液を塗布し、乾燥させることにより前記誘電体層の表面に固体電解質層を形成する工程である。
以下、各工程を説明する。
<<Method for manufacturing anode for capacitor>>
The first aspect of the present invention includes a separation step, a preparation step, and a layering step.
The separation step is a step of obtaining a mixed liquid by mixing an aqueous conductive polymer dispersion containing a conductive complex including a π-conjugated conductive polymer and a polyanion with an organic solvent, precipitating a highly conductive complex in the mixed liquid, and separating out the precipitated highly conductive complex.
The preparation step is a step of obtaining an aqueous dispersion of the highly conductive complex by mixing an aqueous dispersion medium with the highly conductive complex.
The lamination process is a process in which the highly conductive composite aqueous dispersion is applied to a dielectric layer formed by oxidizing the surface of an anode made of a porous valve metal, and then dried to form a solid electrolyte layer on the surface of the dielectric layer.
Each step will be described below.

<分取工程>
[導電性高分子水系分散液]
本態様で材料として用いる導電性高分子水系分散液は、π共役系導電性高分子及びポリアニオンを含む導電性複合体と、水と、を含有する。この水系分散液は、液中の導電性複合体が分散状態にある範囲で、有機溶剤を含んでいても構わない。
<Isolation process>
[Conductive polymer aqueous dispersion]
The conductive polymer aqueous dispersion used as a material in this embodiment contains a conductive complex containing a π-conjugated conductive polymer and a polyanion, and water. This aqueous dispersion may contain an organic solvent to the extent that the conductive complex is in a dispersed state in the liquid.

前記ポリアニオンはπ共役系導電性高分子にドープし、導電性を有する導電性複合体を形成している。前記ポリアニオンにおいては、一部のアニオン基のみがπ共役系導電性高分子にドープしており、ドープに関与しない余剰のアニオン基を有する。余剰のアニオン基は親水基であるため、導電性複合体は水に対する分散性を有する。 The polyanion is doped into the π-conjugated conductive polymer to form a conductive complex having electrical conductivity. In the polyanion, only some of the anionic groups are doped into the π-conjugated conductive polymer, and there are excess anionic groups that are not involved in the doping. Since the excess anionic groups are hydrophilic groups, the conductive complex has dispersibility in water.

本態様で用いる導電性高分子水系分散液において、導電性複合体は分散状態にある。分散状態と析出状態の区別は、簡便には目視で行うことができる。分散状態の分散液の透明性は高く、分散液中に固体の浮遊物は見当たらない。一方、析出状態の液の透明性は低く、液中に固体の浮遊物が観察される。通常、分散状態の導電性複合体は容易には沈殿せず、例えば12時間静置したとしても、沈殿は生じ難い。一方、析出状態の液中の浮遊物は、沈降し易く、例えば12時間程度静置することにより、沈殿を生じ易い。 In the conductive polymer aqueous dispersion used in this embodiment, the conductive complex is in a dispersed state. The dispersed state and precipitated state can be easily distinguished by visual inspection. The dispersion liquid in the dispersed state has high transparency, and no solid floating matter is found in the dispersion liquid. On the other hand, the liquid in the precipitated state has low transparency, and solid floating matter is observed in the liquid. Usually, the conductive complex in the dispersed state does not easily precipitate, and precipitation is unlikely to occur even if the liquid is left to stand for, for example, 12 hours. On the other hand, the floating matter in the precipitated state liquid is likely to settle, and precipitation is likely to occur when the liquid is left to stand for, for example, about 12 hours.

本態様で用いる導電性高分子水系分散液を、保留粒子径7μmのフィルターに通すと、分散状態の導電性複合体は分散媒とともにフィルターを通過する。一方、析出状態の導電性複合体は上記フィルターに捕捉され得る。
ここで、ろ紙の保留粒子径は目の粗さの目安であり、JIS P 3801〔ろ紙(化学分析用)〕で規定された硫酸バリウムなどを自然ろ過したときの漏えい粒子径により求められる。
When the conductive polymer aqueous dispersion used in this embodiment is passed through a filter with a retention particle size of 7 μm, the conductive complex in a dispersed state passes through the filter together with the dispersion medium, while the conductive complex in a precipitated state can be captured by the filter.
Here, the retention particle size of the filter paper is a measure of the coarseness of the mesh, and is determined from the leaking particle size when barium sulfate or the like is naturally filtered as specified in JIS P 3801 [filter paper (for chemical analysis)].

(π共役系導電性高分子)
π共役系導電性高分子としては、主鎖がπ共役系で構成されている有機高分子であればよく、例えば、ポリピロール系導電性高分子、ポリチオフェン系導電性高分子、ポリアセチレン系導電性高分子、ポリフェニレン系導電性高分子、ポリフェニレンビニレン系導電性高分子、ポリアニリン系導電性高分子、ポリアセン系導電性高分子、ポリチオフェンビニレン系導電性高分子、及びこれらの共重合体等が挙げられる。空気中での安定性の点からは、ポリピロール系導電性高分子、ポリチオフェン類及びポリアニリン系導電性高分子が好ましく、透明性の面から、ポリチオフェン系導電性高分子がより好ましい。
(π-conjugated conductive polymer)
The π-conjugated conductive polymer may be an organic polymer whose main chain is composed of a π-conjugated system, and examples thereof include polypyrrole-based conductive polymers, polythiophene-based conductive polymers, polyacetylene-based conductive polymers, polyphenylene-based conductive polymers, polyphenylenevinylene-based conductive polymers, polyaniline-based conductive polymers, polyacene-based conductive polymers, polythiophenevinylene-based conductive polymers, and copolymers thereof. From the viewpoint of stability in air, polypyrrole-based conductive polymers, polythiophenes, and polyaniline-based conductive polymers are preferred, and from the viewpoint of transparency, polythiophene-based conductive polymers are more preferred.

ポリチオフェン系導電性高分子としては、ポリチオフェン、ポリ(3-メチルチオフェン)、ポリ(3-エチルチオフェン)、ポリ(3-プロピルチオフェン)、ポリ(3-ブチルチオフェン)、ポリ(3-ヘキシルチオフェン)、ポリ(3-ヘプチルチオフェン)、ポリ(3-オクチルチオフェン)、ポリ(3-デシルチオフェン)、ポリ(3-ドデシルチオフェン)、ポリ(3-オクタデシルチオフェン)、ポリ(3-ブロモチオフェン)、ポリ(3-クロロチオフェン)、ポリ(3-ヨードチオフェン)、ポリ(3-シアノチオフェン)、ポリ(3-フェニルチオフェン)、ポリ(3,4-ジメチルチオフェン)、ポリ(3,4-ジブチルチオフェン)、ポリ(3-ヒドロキシチオフェン)、ポリ(3-メトキシチオフェン)、ポリ(3-エトキシチオフェン)、ポリ(3-ブトキシチオフェン)、ポリ(3-ヘキシルオキシチオフェン)、ポリ(3-ヘプチルオキシチオフェン)、ポリ(3-オクチルオキシチオフェン)、ポリ(3-デシルオキシチオフェン)、ポリ(3-ドデシルオキシチオフェン)、ポリ(3-オクタデシルオキシチオフェン)、ポリ(3,4-ジヒドロキシチオフェン)、ポリ(3,4-ジメトキシチオフェン)、ポリ(3,4-ジエトキシチオフェン)、ポリ(3,4-ジプロポキシチオフェン)、ポリ(3,4-ジブトキシチオフェン)、ポリ(3,4-ジヘキシルオキシチオフェン)、ポリ(3,4-ジヘプチルオキシチオフェン)、ポリ(3,4-ジオクチルオキシチオフェン)、ポリ(3,4-ジデシルオキシチオフェン)、ポリ(3,4-ジドデシルオキシチオフェン)、ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)、ポリ(3,4-プロピレンジオキシチオフェン)、ポリ(3,4-ブチレンジオキシチオフェン)、ポリ(3-メチル-4-メトキシチオフェン)、ポリ(3-メチル-4-エトキシチオフェン)、ポリ(3-カルボキシチオフェン)、ポリ(3-メチル-4-カルボキシチオフェン)、ポリ(3-メチル-4-カルボキシエチルチオフェン)、ポリ(3-メチル-4-カルボキシブチルチオフェン)が挙げられる。
ポリピロール系導電性高分子としては、ポリピロール、ポリ(N-メチルピロール)、ポリ(3-メチルピロール)、ポリ(3-エチルピロール)、ポリ(3-n-プロピルピロール)、ポリ(3-ブチルピロール)、ポリ(3-オクチルピロール)、ポリ(3-デシルピロール)、ポリ(3-ドデシルピロール)、ポリ(3,4-ジメチルピロール)、ポリ(3,4-ジブチルピロール)、ポリ(3-カルボキシピロール)、ポリ(3-メチル-4-カルボキシピロール)、ポリ(3-メチル-4-カルボキシエチルピロール)、ポリ(3-メチル-4-カルボキシブチルピロール)、ポリ(3-ヒドロキシピロール)、ポリ(3-メトキシピロール)、ポリ(3-エトキシピロール)、ポリ(3-ブトキシピロール)、ポリ(3-ヘキシルオキシピロール)、ポリ(3-メチル-4-ヘキシルオキシピロール)が挙げられる。
ポリアニリン系導電性高分子としては、ポリアニリン、ポリ(2-メチルアニリン)、ポリ(3-イソブチルアニリン)、ポリ(2-アニリンスルホン酸)、ポリ(3-アニリンスルホン酸)が挙げられる。
これらのπ共役系導電性高分子のなかでも、導電性、透明性、耐熱性の点から、ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)が特に好ましい。
導電性複合体に含まれるπ共役系導電性高分子は、1種類でもよいし、2種類以上でもよい。
Examples of polythiophene-based conductive polymers include polythiophene, poly(3-methylthiophene), poly(3-ethylthiophene), poly(3-propylthiophene), poly(3-butylthiophene), poly(3-hexylthiophene), poly(3-heptylthiophene), poly(3-octylthiophene), poly(3-decylthiophene), poly(3-dodecylthiophene), poly(3-octadecylthiophene), poly(3-bromothiophene), poly(3-chlorothiophene), and poly(3-iodothiophene). thiophene), poly(3-cyanothiophene), poly(3-phenylthiophene), poly(3,4-dimethylthiophene), poly(3,4-dibutylthiophene), poly(3-hydroxythiophene), poly(3-methoxythiophene), poly(3-ethoxythiophene), poly(3-butoxythiophene), poly(3-hexyloxythiophene), poly(3-heptyloxythiophene), poly(3-octyloxythiophene), poly(3-decyloxythiophene), poly(3-dodecyloxythiophene), oxythiophene), poly(3-octadecyloxythiophene), poly(3,4-dihydroxythiophene), poly(3,4-dimethoxythiophene), poly(3,4-diethoxythiophene), poly(3,4-dipropoxythiophene), poly(3,4-dibutoxythiophene), poly(3,4-dihexyloxythiophene), poly(3,4-diheptyloxythiophene), poly(3,4-dioctyloxythiophene), poly(3,4-didecyloxythiophene), poly(3,4-di dodecyloxythiophene), poly(3,4-ethylenedioxythiophene), poly(3,4-propylenedioxythiophene), poly(3,4-butylenedioxythiophene), poly(3-methyl-4-methoxythiophene), poly(3-methyl-4-ethoxythiophene), poly(3-carboxythiophene), poly(3-methyl-4-carboxythiophene), poly(3-methyl-4-carboxyethylthiophene), and poly(3-methyl-4-carboxybutylthiophene).
Examples of polypyrrole-based conductive polymers include polypyrrole, poly(N-methylpyrrole), poly(3-methylpyrrole), poly(3-ethylpyrrole), poly(3-n-propylpyrrole), poly(3-butylpyrrole), poly(3-octylpyrrole), poly(3-decylpyrrole), poly(3-dodecylpyrrole), poly(3,4-dimethylpyrrole), poly(3,4-dibutylpyrrole), poly(3-carboxypyrrole), poly(3-methyl-4-carboxypyrrole), poly(3-methyl-4-carboxyethylpyrrole), poly(3-methyl-4-carboxybutylpyrrole), poly(3-hydroxypyrrole), poly(3-methoxypyrrole), poly(3-ethoxypyrrole), poly(3-butoxypyrrole), poly(3-hexyloxypyrrole), and poly(3-methyl-4-hexyloxypyrrole).
Examples of polyaniline-based conductive polymers include polyaniline, poly(2-methylaniline), poly(3-isobutylaniline), poly(2-anilinesulfonic acid), and poly(3-anilinesulfonic acid).
Among these π-conjugated conductive polymers, poly(3,4-ethylenedioxythiophene) is particularly preferable from the viewpoints of conductivity, transparency, and heat resistance.
The conductive composite may contain one type of π-conjugated conductive polymer, or two or more types of polymers.

(ポリアニオン)
ポリアニオンは、アニオン基を有するモノマー単位を、分子内に2つ以上有する重合体である。このポリアニオンのアニオン基は、π共役系導電性高分子に対するドーパントとして機能して、π共役系導電性高分子の導電性を向上させる。
ポリアニオンのアニオン基としては、スルホ基、またはカルボキシ基であることが好ましい。
このようなポリアニオンの具体例としては、ポリスチレンスルホン酸、ポリビニルスルホン酸、ポリアリルスルホン酸、スルホ基を有するポリアクリル酸エステル、スルホ基を有するポリメタクリル酸エステル(例えば、ポリ(4-スルホブチルメタクリレート、ポリスルホエチルメタクリレート、ポリメタクリロイルオキシベンゼンスルホン酸)、ポリ(2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸)、ポリイソプレンスルホン酸等のスルホ基を有する高分子や、ポリビニルカルボン酸、ポリスチレンカルボン酸、ポリアリルカルボン酸、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリ(2-アクリルアミド-2-メチルプロパンカルボン酸)、ポリイソプレンカルボン酸等のカルボキシ基を有する高分子が挙げられる。ポリアニオンは、単一のモノマーが重合した単独重合体であってもよいし、2種以上のモノマーが重合した共重合体であってもよい。
これらポリアニオンのなかでも、導電性をより高くできることから、スルホ基を有する高分子が好ましく、ポリスチレンスルホン酸がより好ましい。
前記ポリアニオンは1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
ポリアニオンの質量平均分子量は2万以上100万以下であることが好ましく、10万以上50万以下であることがより好ましい。質量平均分子量は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィを用いて測定し、ポリスチレン換算で求めた質量基準の平均分子量である。
(Polyanion)
A polyanion is a polymer having two or more monomer units each having an anionic group in the molecule. The anionic group of the polyanion functions as a dopant for a π-conjugated conductive polymer, thereby improving the conductivity of the π-conjugated conductive polymer.
The anion group of the polyanion is preferably a sulfo group or a carboxy group.
Specific examples of such polyanions include polymers having a sulfo group, such as polystyrene sulfonic acid, polyvinyl sulfonic acid, polyallyl sulfonic acid, polyacrylic acid esters having a sulfo group, polymethacrylic acid esters having a sulfo group (e.g., poly(4-sulfobutyl methacrylate, polysulfoethyl methacrylate, polymethacryloyloxybenzenesulfonic acid), poly(2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid), and polyisoprene sulfonic acid; and polymers having a carboxy group, such as polyvinyl carboxylic acid, polystyrene carboxylic acid, polyallyl carboxylic acid, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, poly(2-acrylamido-2-methylpropanecarboxylic acid), and polyisoprene carboxylic acid. The polyanion may be a homopolymer in which a single monomer is polymerized, or a copolymer in which two or more monomers are polymerized.
Among these polyanions, polymers having a sulfo group are preferred, and polystyrene sulfonic acid is more preferred, since they can provide higher electrical conductivity.
The polyanions may be used alone or in combination of two or more kinds.
The mass average molecular weight of the polyanion is preferably from 20,000 to 1,000,000, and more preferably from 100,000 to 500,000. The mass average molecular weight is the average molecular weight based on mass measured by gel permeation chromatography and calculated in terms of polystyrene.

導電性複合体中の、ポリアニオンの含有割合は、π共役系導電性高分子100質量部に対して1質量部以上1000質量部以下の範囲であることが好ましく、10質量部以上700質量部以下であることがより好ましく、100質量部以上500質量部以下の範囲であることがさらに好ましい。ポリアニオンの含有割合が前記下限値以上であれば、π共役系導電性高分子へのドーピング効果が強くなる傾向にあり、導電性がより高くなる。一方、ポリアニオンの含有量が前記上限値以下であれば、π共役系導電性高分子を充分に含有させることができるので、充分な導電性を確保できる。 The content of the polyanion in the conductive complex is preferably in the range of 1 to 1000 parts by mass, more preferably 10 to 700 parts by mass, and even more preferably 100 to 500 parts by mass, per 100 parts by mass of the π-conjugated conductive polymer. If the content of the polyanion is equal to or greater than the lower limit, the doping effect on the π-conjugated conductive polymer tends to be stronger, and the conductivity becomes higher. On the other hand, if the content of the polyanion is equal to or less than the upper limit, the π-conjugated conductive polymer can be sufficiently contained, so that sufficient conductivity can be ensured.

[導電性高分子水系分散液の製造方法]
π共役系導電性高分子及びポリアニオンを含む導電性複合体が水系分散媒に分散されてなる導電性高分子水系分散液は、例えば、ポリアニオンの水溶液中でπ共役系導電性高分子を形成するモノマーを化学酸化重合させて得ることができる。また、市販の導電性高分子水分散液を使用しても構わない。
[Method of producing conductive polymer aqueous dispersion]
A conductive polymer aqueous dispersion in which a conductive complex containing a π-conjugated conductive polymer and a polyanion is dispersed in an aqueous dispersion medium can be obtained, for example, by chemically oxidizing and polymerizing a monomer that forms a π-conjugated conductive polymer in an aqueous solution of a polyanion. Alternatively, a commercially available conductive polymer aqueous dispersion may be used.

前記化学酸化重合は、公知の触媒及び酸化剤を用いて行うことができる。触媒としては、例えば、塩化第二鉄、硫酸第二鉄、硝 酸第二鉄、塩化第二銅等の遷移金属化合物等が挙げられる。酸化剤としては、例えば、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム等の過硫酸塩が挙げられる。酸化剤は、還元された触媒を元の酸化状態に戻すことができる。 The chemical oxidative polymerization can be carried out using a known catalyst and oxidizing agent. Examples of catalysts include transition metal compounds such as ferric chloride, ferric sulfate, ferric nitrate, and cupric chloride. Examples of oxidizing agents include persulfates such as ammonium persulfate, sodium persulfate, and potassium persulfate. The oxidizing agent can return the reduced catalyst to its original oxidized state.

本態様の導電性高分子水系分散液に含まれる導電性複合体の含有量としては、水系分散液の総質量に対して、例えば、0.1質量%以上20質量%以下が好ましく、0.5質量%以上10質量%以下が好ましく、1.0質量%以上5.0質量%以下がより好ましい。
上記範囲の下限値以上であると、有機溶剤の添加後の高導電性複合体の析出が容易になる。上記範囲の上限値以下であると、導電性高分子水系分散液における導電性複合体の分散性が高まるので、導電性高分子水系分散液の保存中に意図しない凝集を防ぎ、有機溶剤の添加後に析出する高導電性複合体の質を均一にすることができる。
The content of the conductive complex contained in the conductive polymer aqueous dispersion of this embodiment is, for example, preferably 0.1 mass % or more and 20 mass % or less, more preferably 0.5 mass % or more and 10 mass % or less, and more preferably 1.0 mass % or more and 5.0 mass % or less, relative to the total mass of the aqueous dispersion.
When the content is equal to or greater than the lower limit of the above range, the highly conductive composite is easily precipitated after the addition of the organic solvent. When the content is equal to or less than the upper limit of the above range, the dispersibility of the conductive composite in the conductive polymer aqueous dispersion is increased, so that unintended aggregation during storage of the conductive polymer aqueous dispersion can be prevented, and the quality of the highly conductive composite precipitated after the addition of the organic solvent can be made uniform.

本態様で用いる導電性高分子水系分散液には、導電性複合体が分散状態にある範囲において、有機溶剤を含んでいてもよい。有機溶剤の含有量は少ない程好ましく、実質的に含まれないことがより好ましく、例えば、水系分散液の総質量に対して10質量%以下が好ましく、5質量%以下がより好ましく、1質量%以下がさらに好ましい。
本態様で用いる導電性高分子水系分散液が含有してもよい有機溶剤としては、水に対する混和性が高いものが好ましく、例えば、後述のアルコール系溶剤が挙げられる。
なお、本明細書において、「導電性高分子水分散液」の用語は、分散媒として水を含み、有機溶剤を実質的に含んでいないことを明示する用語である。
The conductive polymer aqueous dispersion used in this embodiment may contain an organic solvent within the range in which the conductive composite is in a dispersed state. The content of the organic solvent is preferably as small as possible, and more preferably substantially absent, and is, for example, preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, and even more preferably 1% by mass or less, based on the total mass of the aqueous dispersion.
The organic solvent that may be contained in the conductive polymer aqueous dispersion used in this embodiment is preferably one that is highly miscible with water, and examples thereof include the alcohol-based solvents described below.
In this specification, the term "conductive polymer aqueous dispersion" is a term that clearly indicates that the dispersion medium contains water and does not substantially contain an organic solvent.

[混合液の調製]
導電性高分子水系分散液と、有機溶剤とを混合し、混合液を得る方法としては、例えば、導電性高分子水系分散液に有機溶剤を添加する方法、有機溶剤に導電性高分子水系分散液を添加する方法等が挙げられる。好適な実施形態としては、導電性高分子水系分散液を攪拌しながら有機溶剤を徐々に添加する方法が挙げられる。この添加方法であると、導電性高分子水系分散液における有機溶剤濃度が局所的に急上昇することを防止して、高導電性複合体を穏やかに析出させることができる。有機溶剤濃度が急激に高まると、高導電性複合体の不均質な凝集体が生じることがある。
[Preparation of Mixture]
Examples of methods for mixing a conductive polymer aqueous dispersion with an organic solvent to obtain a mixed solution include a method of adding an organic solvent to a conductive polymer aqueous dispersion, and a method of adding a conductive polymer aqueous dispersion to an organic solvent. A preferred embodiment includes a method of gradually adding an organic solvent while stirring the conductive polymer aqueous dispersion. This addition method can prevent a localized sudden increase in the organic solvent concentration in the conductive polymer aqueous dispersion, and can gently precipitate the highly conductive composite. If the organic solvent concentration increases suddenly, a non-uniform aggregate of the highly conductive composite may occur.

前記混合液に含まれる前記有機溶剤の含有量は、前記混合液の総質量に対して、50質量%以上100質量%未満が好ましく、55質量%以上90質量%以下がより好ましく、60質量%以上85質量%以下がさらに好ましく、65質量%以上80質量%以下が特に好ましい。ここで、前記有機溶剤の含有量は、混合する前の導電性高分子水系分散液に含まれていた有機溶剤を含む量である。
上記範囲の下限値以上であると、高導電性複合体の析出がより容易になり、導電性複合体の収率が向上する。
上記範囲の上限値以下であると、混合液に含まれる導電性高分子水系分散液を相対的に増やすことができるので、分取する高導電性複合体の量を増やすことができる。
The content of the organic solvent contained in the mixed liquid is preferably 50% by mass or more and less than 100% by mass, more preferably 55% by mass or more and 90% by mass or less, still more preferably 60% by mass or more and 85% by mass or less, and particularly preferably 65% by mass or more and 80% by mass or less, based on the total mass of the mixed liquid. Here, the content of the organic solvent is the amount including the organic solvent contained in the conductive polymer aqueous dispersion before mixing.
When the content is at least the lower limit of the above range, precipitation of the highly conductive composite becomes easier, and the yield of the conductive composite is improved.
When it is equal to or less than the upper limit of the above range, the amount of the conductive polymer aqueous dispersion contained in the mixed liquid can be relatively increased, and therefore the amount of the highly conductive complex to be separated can be increased.

導電性高分子水系分散液と、有機溶剤とを混合し、得られた混合液を静置した後の外観は、水と有機溶剤とが完全に相溶していてもよいし、互いに分離していても構わないが、高導電性複合体の析出を容易にする観点から、充分に相溶していることが好ましい。 When the conductive polymer aqueous dispersion is mixed with an organic solvent and the resulting mixture is allowed to stand, the appearance of the mixture may indicate that the water and the organic solvent are completely compatible with each other or that they are separated from each other. However, from the viewpoint of facilitating the precipitation of the highly conductive composite, it is preferable that they are fully compatible with each other.

(有機溶剤)
本態様の混合液を構成する有機溶剤としては、水溶性有機溶剤が好ましい。ここで、水溶性有機溶剤とは、温度20℃において水100gに対して溶解量が1g以上の有機溶剤である。
水溶性有機溶剤としては、例えば、アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤が挙げられる。
アルコール系溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n-ブタノール、t-ブタノール、アリルアルコール等が挙げられる。
ケトン系溶剤としては、例えば、メチルエチルケトン、メチルプロピルケトン、メチルブチルケトン、メチルイソプロピルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルアミルケトン、ジエチルケトン、ジイソプロピルケトン、アセトン、ジアセトンアルコール等が挙げられる。
エステル系溶剤としては、例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル等が挙げられる。
有機溶剤は1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
(Organic Solvent)
The organic solvent constituting the mixed solution of this embodiment is preferably a water-soluble organic solvent. Here, the water-soluble organic solvent is an organic solvent that dissolves in an amount of 1 g or more in 100 g of water at a temperature of 20° C.
Examples of the water-soluble organic solvent include alcohol-based solvents, ketone-based solvents, and ester-based solvents.
Examples of the alcohol solvent include methanol, ethanol, isopropanol, n-butanol, t-butanol, and allyl alcohol.
Examples of the ketone solvent include methyl ethyl ketone, methyl propyl ketone, methyl butyl ketone, methyl isopropyl ketone, methyl isobutyl ketone, methyl amyl ketone, diethyl ketone, diisopropyl ketone, acetone, and diacetone alcohol.
Examples of the ester solvent include methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, and butyl acetate.
The organic solvents may be used alone or in combination of two or more kinds.

本態様の混合液を構成する有機溶剤は、ケトン系溶剤及びアルコール系溶剤のうち、少なくとも一方を含むことが好ましい。
ケトン系溶剤として、メチルエチルケトンを含むことが好ましい。
アルコール系溶剤として、メタノール又はイソプロパノールが好ましい。
上記の好適な有機溶剤が含まれると、前記混合液中に高導電性複合体をより容易に析出させ、収率をより向上させることができる。
The organic solvent constituting the mixed solution of this embodiment preferably contains at least one of a ketone-based solvent and an alcohol-based solvent.
The ketone solvent preferably contains methyl ethyl ketone.
As the alcohol-based solvent, methanol or isopropanol is preferred.
When the above-mentioned suitable organic solvent is contained, the highly conductive composite can be more easily precipitated in the mixed liquid, and the yield can be further improved.

本態様の混合液において、メチルエチルケトンは、メタノール又はイソプロパノールと組み合わせて含まれることが好ましい。この場合、メチルエチルケトン100質量部に対するメタノール又はイソプロパノールの含有量は、1質量部以上100質量部以下が好ましく、3質量部以上50質量部以下がより好ましく、6質量部以上20質量部以下がさらに好ましい。
上記の好適な組み合わせの有機溶剤が含まれると、前記混合液中に高導電性複合体をより容易に析出させ、収率をより向上させることができる。
上記の好適な範囲で有機溶剤が含まれると、前記混合液中に高導電性複合体をより一層容易に析出させ、収率をより一層向上させることができる。
In the mixed solution of this embodiment, methyl ethyl ketone is preferably contained in combination with methanol or isopropanol. In this case, the content of methanol or isopropanol per 100 parts by mass of methyl ethyl ketone is preferably 1 part by mass or more and 100 parts by mass or less, more preferably 3 parts by mass or more and 50 parts by mass or less, and even more preferably 6 parts by mass or more and 20 parts by mass or less.
When the above-mentioned suitable combination of organic solvents is contained, the highly conductive composite can be more easily precipitated in the mixed solution, and the yield can be further improved.
When the organic solvent is contained in the above-mentioned preferred range, the highly conductive composite can be more easily precipitated in the mixed liquid, and the yield can be further improved.

本態様の混合液において、イソプロパノールは、酢酸メチル又は酢酸エチルと組み合わせて含まれることが好ましい。この場合、イソプロパノール100質量部に対する酢酸メチル又は酢酸エチルの含有量は、10質量部以上300質量部以下が好ましく、30質量部以上200質量部以下がより好ましく、60質量部以上100質量部以下がさらに好ましい。
上記の好適な組み合わせの有機溶剤が含まれると、前記混合液中に高導電性複合体をより容易に析出させ、収率をより向上させることができる。
上記の好適な範囲で有機溶剤が含まれると、前記混合液中に高導電性複合体をより一層容易に析出させ、収率をより一層向上させることができる。
In the mixed solution of this embodiment, isopropanol is preferably contained in combination with methyl acetate or ethyl acetate. In this case, the content of methyl acetate or ethyl acetate per 100 parts by mass of isopropanol is preferably 10 parts by mass or more and 300 parts by mass or less, more preferably 30 parts by mass or more and 200 parts by mass or less, and even more preferably 60 parts by mass or more and 100 parts by mass or less.
When the above-mentioned suitable combination of organic solvents is contained, the highly conductive composite can be more easily precipitated in the mixed solution, and the yield can be further improved.
When the organic solvent is contained in the above-mentioned preferred range, the highly conductive composite can be more easily precipitated in the mixed liquid, and the yield can be further improved.

本態様の混合液において、メチルエチルケトンと、イソプロパノールと、酢酸メチル又は酢酸エチルとが組み合わせて含まれることが好ましい。この場合、イソプロパノール100質量部に対する酢酸メチル又は酢酸エチルの含有量は、10質量部以上300質量部以下が好ましく、30質量部以上200質量部以下がより好ましく、60質量部以上100質量部以下がさらに好ましい。且つ、イソプロパノール100質量部に対するメチルエチルケトンの含有量は、100質量部以上3000質量部以下が好ましく、200質量部以上2000質量部以下がより好ましく、500質量部以上1000質量部以下がさらに好ましい。
上記の好適な組み合わせの有機溶剤が含まれると、前記混合液中に高導電性複合体をより容易に析出させ、収率をより向上させることができる。
上記の好適な範囲で有機溶剤が含まれると、前記混合液中に高導電性複合体をより一層容易に析出させ、収率をより一層向上させることができる。
In the mixed solution of this embodiment, it is preferable that methyl ethyl ketone, isopropanol, and methyl acetate or ethyl acetate are combined. In this case, the content of methyl acetate or ethyl acetate relative to 100 parts by mass of isopropanol is preferably 10 parts by mass or more and 300 parts by mass or less, more preferably 30 parts by mass or more and 200 parts by mass or less, and even more preferably 60 parts by mass or more and 100 parts by mass or less. And, the content of methyl ethyl ketone relative to 100 parts by mass of isopropanol is preferably 100 parts by mass or more and 3000 parts by mass or less, more preferably 200 parts by mass or more and 2000 parts by mass or less, and even more preferably 500 parts by mass or more and 1000 parts by mass or less.
When the above-mentioned suitable combination of organic solvents is contained, the highly conductive composite can be more easily precipitated in the mixed solution, and the yield can be further improved.
When the organic solvent is contained in the above-mentioned preferred range, the highly conductive composite can be more easily precipitated in the mixed liquid, and the yield can be further improved.

本態様の混合液には、前記ポリアニオン以外の酸、又は、塩基の含有量が、前記混合液の総質量に対して0.1質量%以下であることが好ましく、0.01質量%以下であることがより好ましく、実質的に含まれないことが最も好ましい。
前記酸としては、塩酸、硫酸等の無機酸、パラトルエンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸等の有機酸が挙げられる。
前記塩基としては、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム等の無機塩基、トリオクチルアミン、オクチルアミン等の有機塩基が挙げられる。
上記の酸又は塩基は、本態様の混合液中に高導電性複合体が析出することを阻害する原因になり得る。
In the mixed solution of this embodiment, the content of an acid or base other than the polyanion is preferably 0.1 mass % or less, more preferably 0.01 mass % or less, and most preferably substantially none, relative to the total mass of the mixed solution.
Examples of the acid include inorganic acids such as hydrochloric acid and sulfuric acid, and organic acids such as paratoluenesulfonic acid and naphthalenesulfonic acid.
Examples of the base include inorganic bases such as sodium hydroxide and sodium carbonate, and organic bases such as trioctylamine and octylamine.
The above-mentioned acids or bases may be a cause of preventing the highly conductive complex from precipitating in the mixed solution of this embodiment.

[高導電性複合体の析出]
調製した混合液中に高導電性複合体を析出させる方法は特に制限されず、前記混合液を静置するだけでも、析出させることができる。また、完全に静置させる必要はなく、穏やかに攪拌しながら析出させてもよい。
[Precipitation of Highly Conductive Composite]
The method for precipitating the highly conductive composite in the prepared mixed solution is not particularly limited, and the highly conductive composite can be precipitated by simply leaving the mixed solution to stand. Moreover, it is not necessary to leave the mixed solution to stand completely, and the highly conductive composite can be precipitated while being gently stirred.

前記混合液に高導電性複合体を析出させる際には、前記混合液を加熱することが好ましい。加熱温度としては、40℃以上が好ましく、50℃以上100℃以下がより好ましく、60℃以上80℃以下がさらに好ましい。上記の好適な加熱温度における加熱時間としては、例えば、1時間以上10時間以下とすることができる。
前記混合液を加熱すると、混合液中に高導電性複合体を容易に析出させることができ、導電性複合体の収率を向上させることができる。
When precipitating the highly conductive complex in the mixed solution, it is preferable to heat the mixed solution. The heating temperature is preferably 40° C. or higher, more preferably 50° C. or higher and 100° C. or lower, and even more preferably 60° C. or higher and 80° C. or lower. The heating time at the above suitable heating temperature can be, for example, 1 hour or higher and 10 hours or lower.
When the mixed liquid is heated, the highly conductive complex can be easily precipitated in the mixed liquid, and the yield of the conductive complex can be improved.

[高導電性複合体の分取]
混合液中に析出した高導電性複合体を分取する(回収する)方法は特に制限されず、例えば、濾過、デカンテーション、遠心分離、減圧乾燥、凍結乾燥、噴霧乾燥等が挙げられる。
なかでも、混合液に含まれる高導電性複合体以外の成分と高導電性複合体とを分離することが容易であることから、濾過又はデカンテーションが好ましい。ここで、濾過とは、混合液を通過させたフィルターに、高導電性複合体を捕捉する操作である。また、デカンテーションとは、析出した高導電性複合体を沈殿させ、上澄み液を除去する操作である。
濾過で分取する場合にはフィルターの目詰まりに対処する必要があるので、デカンテーションの方がより容易に分取できる。また、フィルター上で高導電性複合体の固形物が濾過圧により圧縮されるので、濾過で分取した高導電性複合体は、デカンテーションで分取した場合よりも固い状態となり易い。デカンテーションで得た高導電性複合体は比較的柔らかいパウダー状態で得られるので、後で分散媒に容易に分散させることができる。従って、デカンテーションにより高導電性複合体を分取することがより好ましい。
[Isolation of Highly Conductive Composite]
The method for separating (recovering) the highly conductive composite precipitated in the mixed liquid is not particularly limited, and examples thereof include filtration, decantation, centrifugation, drying under reduced pressure, freeze drying, spray drying, and the like.
Among these, filtration or decantation is preferred because it is easy to separate the highly conductive composite from components other than the highly conductive composite contained in the mixed liquid. Here, filtration is an operation in which the highly conductive composite is captured in a filter through which the mixed liquid has been passed. Decantation is an operation in which the precipitated highly conductive composite is allowed to settle and the supernatant liquid is removed.
When separating by filtration, it is necessary to deal with clogging of the filter, so separating by decantation is easier. In addition, since the solid matter of the highly conductive complex is compressed on the filter by the filtration pressure, the highly conductive complex separated by filtration tends to be harder than when separated by decantation. Since the highly conductive complex obtained by decantation is obtained in a relatively soft powder state, it can be easily dispersed in a dispersion medium later. Therefore, separating the highly conductive complex by decantation is more preferable.

分取した高導電性複合体は、高導電性複合体を溶解し難い有機溶剤を用いて洗浄することが好ましい。具体的には、例えば、高導電性複合体を捕捉したフィルターに有機溶剤をかけ流してもよいし、デカンテーション後に容器の底に残った高導電性複合体に有機溶剤を添加し、攪拌した後、再度デカンテーション等により分取してもよい。
分取した高導電性複合体に付着した有機溶剤等を乾燥して除去することにより、高導電性複合体の乾燥体を得ることができる。
The separated highly conductive composite is preferably washed with an organic solvent that does not easily dissolve the highly conductive composite. Specifically, for example, the organic solvent may be poured onto the filter that has captured the highly conductive composite, or the organic solvent may be added to the highly conductive composite remaining at the bottom of the container after decantation, and the mixture may be stirred, and then separated again by decantation or the like.
The organic solvent and the like adhering to the separated highly conductive composite are removed by drying, whereby a dried highly conductive composite can be obtained.

<調製工程>
本工程では、前段の工程で得た高導電性複合体と、水を含有する水系分散媒とを混合することにより、高導電性複合体水系分散液を得る。
高導電性複合体は水に対する分散性が高いので、水を含有する水系分散媒に容易に分散させることができる。
本態様で用いる高導電性複合体は、分取工程で得た後、乾燥して保存されていてもよいし、保存を経ずに直ちに使用されてもよい。
<Preparation process>
In this step, the highly conductive composite obtained in the previous step is mixed with an aqueous dispersion medium containing water to obtain an aqueous dispersion of the highly conductive composite.
The highly conductive composite has high dispersibility in water, and therefore can be easily dispersed in an aqueous dispersion medium containing water.
The highly conductive composite used in this embodiment may be dried and stored after being obtained in the fractionation step, or may be used immediately without storage.

本態様の水系分散媒には有機溶剤が含まれてもよい。有機溶剤としては、水溶性有機溶剤が好ましい。ここで、水溶性有機溶剤とは、温度20℃において水100gに対して溶解量が1g以上の有機溶剤である。
水溶性有機溶剤としては、例えば、アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤が挙げられ、アルコール系溶剤が好ましい。具体的な水溶性有機溶剤の例示は、第一態様の説明と同様であるので省略する。
The aqueous dispersion medium of this embodiment may contain an organic solvent. The organic solvent is preferably a water-soluble organic solvent. Here, the water-soluble organic solvent is an organic solvent that dissolves in an amount of 1 g or more per 100 g of water at a temperature of 20° C.
Examples of the water-soluble organic solvent include alcohol-based solvents, ketone-based solvents, and ester-based solvents, and alcohol-based solvents are preferred. Specific examples of the water-soluble organic solvent are the same as those described in the first embodiment, and therefore will not be repeated here.

本態様の水系分散媒の総質量に対する水の含有割合は、例えば、5質量%以上100質量%以下とすることができ、50質量%以上100質量%以下が好ましく、70質量%以上100質量%以下がより好ましい。 The water content of the aqueous dispersion medium of this embodiment can be, for example, 5% by mass or more and 100% by mass or less, preferably 50% by mass or more and 100% by mass or less, and more preferably 70% by mass or more and 100% by mass or less.

本態様において、高導電性複合体と水系分散媒とを混合する方法は特に制限されず、例えば、(1)高導電性複合体に水系分散媒を添加して撹拌する方法、(2)高導電性複合体に水を添加し、高導電性複合体の水分散液を得た後、必要に応じて有機溶剤をさらに添加し、攪拌する方法が挙げられる。
高導電性複合体の水に対する分散性は非常に高いので、高導電性複合体の凝集による粒子の大径化を防止する観点から、(2)の方法が好ましい。
In this embodiment, the method for mixing the highly conductive composite with the aqueous dispersion medium is not particularly limited, and examples thereof include (1) a method in which an aqueous dispersion medium is added to the highly conductive composite and the mixture is stirred, and (2) a method in which water is added to the highly conductive composite to obtain an aqueous dispersion of the highly conductive composite, and then an organic solvent is further added as necessary and the mixture is stirred.
Since the highly conductive composite has very high dispersibility in water, method (2) is preferred from the viewpoint of preventing the highly conductive composite from agglomerating to increase in particle size.

高導電性複合体と水系分散媒とを混合した後、混合液を攪拌して分散処理を施してもよい。攪拌の方法は特に制限されず、スターラー等の剪断力が弱い攪拌であってもよいし、高剪断力の分散機(ホモジナイザ等)を用いて攪拌してもよい。 After mixing the highly conductive composite with the aqueous dispersion medium, the mixture may be stirred to carry out a dispersion treatment. The stirring method is not particularly limited, and may be a low shear stirring method such as a stirrer, or may be a high shear stirring method using a dispersing machine (homogenizer, etc.).

本態様の高導電性複合体水系分散液において、分散された高導電性複合体の粒度分布は特に制限されないが、300nm以下であることが好ましく、250nm以下であることがより好ましく、200nm以下であることがさらに好ましい。その下限値は、高導電性複合体がポリマーを含むことから、ポリマーの分子半径を考慮すると、1nm以上が目安として挙げられる。
上記粒度分布が小さくなるほど、本態様の高導電性複合体水系分散液を塗布して形成される固体電解質層を有するキャパシタのESRをより低減させることができる。
ここで粒度分布は、動的光散乱法によって、キュムラント平均粒径を測定した値である。
In the highly conductive composite aqueous dispersion of this embodiment, the particle size distribution of the dispersed highly conductive composite is not particularly limited, but is preferably 300 nm or less, more preferably 250 nm or less, and even more preferably 200 nm or less. Since the highly conductive composite contains a polymer, the lower limit is 1 nm or more as a guideline, taking into account the molecular radius of the polymer.
The smaller the particle size distribution, the more the ESR of a capacitor having a solid electrolyte layer formed by applying the highly conductive composite aqueous dispersion of this embodiment can be reduced.
The particle size distribution herein is a value obtained by measuring the cumulant average particle size by dynamic light scattering.

本態様の高導電性複合体水系分散液の総質量に対する、高導電性複合体の含有量としては、例えば、0.1質量%以上20質量%以下が好ましく、0.5質量%以上10質量%以下がより好ましく、1.0質量%以上5.0質量%以下がさらに好ましい。
上記範囲であると、高導電性複合体をより安定に分散させることができる。
The content of the highly conductive complex relative to the total mass of the highly conductive complex aqueous dispersion of this embodiment is, for example, preferably 0.1 mass % or more and 20 mass % or less, more preferably 0.5 mass % or more and 10 mass % or less, and even more preferably 1.0 mass % or more and 5.0 mass % or less.
When the content is within the above range, the highly conductive composite can be dispersed more stably.

[ヒドロキシ基を2つ以上有する化合物]
本態様の高導電性複合体水系分散液には、ヒドロキシ基を2つ以上有する化合物(以下、ポリオール化合物ということがある。)を1種類以上添加することが好ましい。ポリオール化合物を含有することにより、本態様の高導電性複合体水系分散液を用いて製造するキャパシタのESRをより低減させることができる。
[Compounds having two or more hydroxy groups]
It is preferable to add one or more compounds having two or more hydroxyl groups (hereinafter, sometimes referred to as polyol compounds) to the highly conductive composite aqueous dispersion of this embodiment. By including a polyol compound, the ESR of a capacitor produced using the highly conductive composite aqueous dispersion of this embodiment can be further reduced.

ポリオール化合物の具体例としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、1,2-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、2,3-ブタンジオール、グリセリン、イソプレングリコール、ジメチロールプロピオン酸、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,9-ノナンジオール、ネオペンチルグリコール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、チオジエタノール、グルコース、ソルビトール、酒石酸、グルカル酸、グルタコン酸等の多価脂肪族アルコール類;
セルロース、多糖、糖アルコール等の高分子アルコール;
1,4-ジヒドロキシベンゼン、1,3-ジヒドロキシベンゼン、2,3-ジヒドロキシ-1-ペンタデシルベンゼン、2,4-ジヒドロキシアセトフェノン、2,5-ジヒドロキシアセトフェノン、2,4-ジヒドロキシベンゾフェノン、2,6-ジヒドロキシベンゾフェノン、3,4-ジヒドロキシベンゾフェノン、3,5-ジヒドロキシベンゾフェノン、2,4’-ジヒドロキシジフェニルスルフォン、2,2’,5,5’-テトラヒドロキシジフェニルスルフォン、3,3’,5,5’-テトラメチル-4,4’-ジヒドロキシジフェニルスルフォン、ヒドロキシキノンカルボン酸及びその塩類、2,3-ジヒドロキシ安息香酸、2,4-ジヒドロキシ安息香酸、2,5-ジヒドロキシ安息香酸、2,6-ジヒドロキシ安息香酸、3,5-ジヒドロキシ安息香酸、1,4-ヒドロキノンスルホン酸及びその塩類、4,5-ヒドロキシベンゼン-1,3-ジスルホン酸及びその塩類、1,5-ジヒドロキシナフタレン、1,6-ジヒドロキシナフタレン、2,6-ジヒドロキシナフタレン、2,7-ジヒドロキシナフタレン、2,3-ジヒドロキシナフタレン、1,5-ジヒドロキシナフタレン-2,6-ジカルボン酸、1,6-ジヒドロキシナフタレン-2,5-ジカルボン酸、1,5-ジヒドロキシナフトエ酸、1,4-ジヒドロキシ-2-ナフトエ酸フェニルエステル、4,5-ジヒドロキシナフタレン-2,7-ジスルホン酸及びその塩類、1,8-ジヒドロキシ-3,6-ナフタレンジスルホン酸及びその塩類、6,7-ジヒドロキシ-2-ナフタレンスルホン酸及びその塩類、1,2,3-トリヒドロキシベンゼン(ピロガロール)、1,2,4-トリヒドロキシベンゼン、5-メチル-1,2,3-トリヒドロキシベンゼン、5-エチル-1,2,3-トリヒドロキシベンゼン、5-プロピル-1,2,3-トリヒドロキシベンゼン、トリヒドロキシ安息香酸、トリヒドロキシアセトフェノン、トリヒドロキシベンゾフェノン、トリヒドロキシベンゾアルデヒド、トリヒドロキシアントラキノン、2,4,6-トリヒドロキシベンゼン、テトラヒドロキシ-p-ベンゾキノン、テトラヒドロキシアントラキノン、ガリック酸メチル(没食子酸メチル)、ガリック酸エチル(没食子酸エチル)等の芳香族化合物、ヒドロキノンスルホン酸カリウム等が挙げられる。
Specific examples of the polyol compound include polyhydric aliphatic alcohols such as ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 2,3-butanediol, glycerin, isoprene glycol, dimethylolpropionic acid, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,9-nonanediol, neopentyl glycol, trimethylolethane, trimethylolpropane, pentaerythritol, dipentaerythritol, thiodiethanol, glucose, sorbitol, tartaric acid, glucaric acid, and glutaconic acid;
Polymeric alcohols such as cellulose, polysaccharides, and sugar alcohols;
1,4-dihydroxybenzene, 1,3-dihydroxybenzene, 2,3-dihydroxy-1-pentadecylbenzene, 2,4-dihydroxyacetophenone, 2,5-dihydroxyacetophenone, 2,4-dihydroxybenzophenone, 2,6-dihydroxybenzophenone, 3,4-dihydroxybenzophenone, 3,5-dihydroxybenzophenone, 2,4'-dihydroxydiphenylsulfone, 2,2',5,5'-tetrahydroxydiphenylsulfone, 3,3',5,5'-tetramethyl-4,4'-dihydroxydiphenyl sulfone, hydroxyquinone carboxylic acid and its salts, 2,3-dihydroxybenzoic acid, 2,4-dihydroxybenzoic acid, 2,5-dihydroxybenzoic acid, 2,6-dihydroxybenzoic acid, 3,5-dihydroxybenzoic acid, 1,4-hydroquinonesulfonic acid and its salts, 4,5-hydroxybenzene-1,3-disulfonic acid and its salts, 1,5-dihydroxynaphthalene, 1,6-dihydroxynaphthalene, 2,6-dihydroxynaphthalene, 2,7-dihydroxynaphthalene, 2,3-dihydroxynaphthalene, 1,5-dihydroxynaphthalene Phthalene-2,6-dicarboxylic acid, 1,6-dihydroxynaphthalene-2,5-dicarboxylic acid, 1,5-dihydroxynaphthoic acid, 1,4-dihydroxy-2-naphthoic acid phenyl ester, 4,5-dihydroxynaphthalene-2,7-disulfonic acid and its salts, 1,8-dihydroxy-3,6-naphthalenedisulfonic acid and its salts, 6,7-dihydroxy-2-naphthalenesulfonic acid and its salts, 1,2,3-trihydroxybenzene (pyrogallol), 1,2,4-trihydroxybenzene, 5-methyl-1,2,3-trihydroxy Examples of the aromatic compounds include benzene, 5-ethyl-1,2,3-trihydroxybenzene, 5-propyl-1,2,3-trihydroxybenzene, trihydroxybenzoic acid, trihydroxyacetophenone, trihydroxybenzophenone, trihydroxybenzaldehyde, trihydroxyanthraquinone, 2,4,6-trihydroxybenzene, tetrahydroxy-p-benzoquinone, tetrahydroxyanthraquinone, methyl gallate, and ethyl gallate; and potassium hydroquinone sulfonate.

上記の具体例のなかでも、本態様の高導電性複合体水系分散液を用いて製造するキャパシタのESRをより一層低減させる観点から、多価脂肪族アルコール類が好ましく、エチレングリコール等のグリコール類が特に好ましい。 Among the above specific examples, polyhydric aliphatic alcohols are preferred, and glycols such as ethylene glycol are particularly preferred, from the viewpoint of further reducing the ESR of the capacitor produced using the highly conductive composite aqueous dispersion of this embodiment.

本態様の高導電性複合体水系分散液に添加したポリオール化合物の含有量は、高導電性複合体100質量部に対して、10質量部以上10000質量部以下が好ましく、50質量部以上1000質量部以下がより好ましく、100質量部以上500質量部以下がさらに好ましい。また、本態様の高導電性複合体水系分散液に添加したポリオール化合物の含有量は、高導電性複合体水系分散液の総質量に対して、0.1質量%以上20質量%以下が好ましく、0.5質量%以上10質量%以下がより好ましく、1質量%以上7質量%以下がさらに好ましい。
上記好適な範囲であると、本態様の高導電性複合体水系分散液を用いて製造するキャパシタのESRをより低減させることができる。
The content of the polyol compound added to the highly conductive composite aqueous dispersion of this embodiment is preferably 10 parts by mass or more and 10,000 parts by mass or less, more preferably 50 parts by mass or more and 1,000 parts by mass or less, and even more preferably 100 parts by mass or more and 500 parts by mass or less, relative to 100 parts by mass of the highly conductive composite. The content of the polyol compound added to the highly conductive composite aqueous dispersion of this embodiment is preferably 0.1% by mass or more and 20% by mass or less, more preferably 0.5% by mass or more and 10% by mass or less, and even more preferably 1% by mass or more and 7% by mass or less, relative to the total mass of the highly conductive composite aqueous dispersion.
When the content is within the above preferred range, the ESR of a capacitor produced using the highly conductive composite aqueous dispersion of this embodiment can be further reduced.

[アルカリ化合物]
本態様の高導電性複合体水系分散液には、1種以上のアルカリ化合物を添加することが好ましい。アルカリ化合物を含有することにより、本態様の高導電性複合体水系分散液を用いて製造するキャパシタのESRをより低減させることができる。アルカリ化合物は、前記ポリオール化合物に該当しないものが好ましい。
[Alkaline compounds]
It is preferable to add one or more kinds of alkaline compounds to the highly conductive composite aqueous dispersion of this embodiment. By containing an alkaline compound, the ESR of the capacitor produced using the highly conductive composite aqueous dispersion of this embodiment can be further reduced. The alkaline compound is preferably one that does not fall under the category of the polyol compound.

アルカリ化合物の具体例としては、例えば、無機アルカリ化合物、アミン化合物、窒素含有芳香族性環式化合物などが挙げられる。 Specific examples of alkaline compounds include inorganic alkaline compounds, amine compounds, and nitrogen-containing aromatic cyclic compounds.

無機アルカリ化合物としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、アンモニア、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素アンモニウムなどが挙げられる。 Examples of inorganic alkaline compounds include sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide, ammonia, sodium bicarbonate, potassium bicarbonate, and ammonium bicarbonate.

アミン化合物としては、1級アミン、2級アミン、3級アミン、4級アンモニウム塩のいずれであってもよい。
アミン化合物は、炭素数2以上12以下の直鎖、もしくは分岐鎖のアルキル基、炭素数6以上12以下のアリール基、炭素数7以上12以下のアラルキル基、炭素数2以上12以下のアルキレン基、炭素数6以上12以下のアリーレン基、炭素数7以上12以下のアラルキレン基、及び炭素数2以上12以下のオキシアルキレン基から選択される置換基を有していてもよい。
具体的な1級アミンとしては、例えば、アニリン、トルイジン、ベンジルアミン、エタノールアミン等が挙げられる。
具体的な2級アミンとしては、例えば、ジエタノールアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジフェニルアミン、ジベンジルアミン、ジナフチルアミン等が挙げられる。
具体的な3級アミンとしては、例えば、トリエタノールアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリオクチルアミン、トリフェニルアミン、トリベンジルアミン、トリナフチルアミン等が挙げられる。
具体的な4級アンモニウム塩としては、例えば、テトラメチルアンモニウム塩、テトラエチルアンモニウム塩、テトラプロピルアンモニウム塩、テトラフェニルアンモニウム塩、テトラベンジルアンモニウム塩、テトラナフチルアンモニウム塩等が挙げられる。アンモニウムの対となる陰イオンとしてはヒドロキシドイオンが挙げられる。
The amine compound may be any of a primary amine, a secondary amine, a tertiary amine, and a quaternary ammonium salt.
The amine compound may have a substituent selected from a linear or branched alkyl group having from 2 to 12 carbon atoms, an aryl group having from 6 to 12 carbon atoms, an aralkyl group having from 7 to 12 carbon atoms, an alkylene group having from 2 to 12 carbon atoms, an arylene group having from 6 to 12 carbon atoms, an aralkylene group having from 7 to 12 carbon atoms, and an oxyalkylene group having from 2 to 12 carbon atoms.
Specific examples of the primary amine include aniline, toluidine, benzylamine, and ethanolamine.
Specific examples of the secondary amine include diethanolamine, dimethylamine, diethylamine, dipropylamine, diphenylamine, dibenzylamine, and dinaphthylamine.
Specific examples of the tertiary amine include triethanolamine, trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, tributylamine, trioctylamine, triphenylamine, tribenzylamine, and trinaphthylamine.
Specific examples of the quaternary ammonium salt include tetramethylammonium salt, tetraethylammonium salt, tetrapropylammonium salt, tetraphenylammonium salt, tetrabenzylammonium salt, tetranaphthylammonium salt, etc. Examples of the anion that is paired with ammonium include hydroxide ion.

窒素含有芳香族性環式化合物(少なくとも1つの窒素原子が環構造を形成する芳香族性化合物)としては、例えば、ピロール、イミダゾール、2-メチルイミダゾール、2-プロピルイミダゾール、N-メチルイミダゾール、N-プロピルイミダゾール、N-ブチルイミダゾール、1-(2-ヒドロキシエチル)イミダゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾール、1,2-ジメチルイミダゾール、1-ベンジル-2-メチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-メチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-エチル-4-メチルイミダゾール、2-フェニル-4,5-ジヒドロキシメチルイミダゾール、1-アセチルイミダゾール、2-アミノベンズイミダゾール、2-アミノ-1-メチルベンズイミダゾール、2-ヒドロキシベンズイミダゾール、2-(2-ピリジル)ベンズイミダゾール、ピリジン等が挙げられる。 Examples of nitrogen-containing aromatic cyclic compounds (aromatic compounds in which at least one nitrogen atom forms a ring structure) include pyrrole, imidazole, 2-methylimidazole, 2-propylimidazole, N-methylimidazole, N-propylimidazole, N-butylimidazole, 1-(2-hydroxyethyl)imidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 1,2-dimethylimidazole, 1-benzyl-2-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-ethyl-4-methylimidazole, 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole, 1-acetylimidazole, 2-aminobenzimidazole, 2-amino-1-methylbenzimidazole, 2-hydroxybenzimidazole, 2-(2-pyridyl)benzimidazole, and pyridine.

上記の具体例のなかでも、本態様の高導電性複合体水系分散液を用いて製造するキャパシタのESRをより一層低減させる観点から、窒素含有芳香族性環式化合物が好ましく、イミダゾール類が特に好ましい。 Among the above specific examples, from the viewpoint of further reducing the ESR of the capacitor produced using the highly conductive composite aqueous dispersion of this embodiment, nitrogen-containing aromatic cyclic compounds are preferred, and imidazoles are particularly preferred.

本態様の高導電性複合体水系分散液に添加したアルカリ化合物の含有量は、高導電性複合体100質量部に対して、0.1質量部以上1000質量部以下が好ましく、1質量部以上100質量部以下がより好ましく、2質量部以上50質量部以下がさらに好ましく、5質量部以上10質量部以下が特に好ましい。また、本態様の高導電性複合体水系分散液に添加したアルカリ化合物の含有量は、高導電性複合体水系分散液の総質量に対して、0.01質量%以上2質量%以下が好ましく、0.05質量%以上0.5質量%以下がより好ましく、0.1質量%以上0.3質量%以下がさらに好ましい。
上記好適な範囲であると、本態様の高導電性複合体水系分散液を用いて製造するキャパシタのESRをより低減させることができる。
The content of the alkali compound added to the highly conductive composite aqueous dispersion of this embodiment is preferably 0.1 parts by mass or more and 1000 parts by mass or less, more preferably 1 part by mass or more and 100 parts by mass or less, even more preferably 2 parts by mass or more and 50 parts by mass or less, and particularly preferably 5 parts by mass or more and 10 parts by mass or less, relative to 100 parts by mass of the highly conductive composite. The content of the alkali compound added to the highly conductive composite aqueous dispersion of this embodiment is preferably 0.01% by mass or more and 2% by mass or less, more preferably 0.05% by mass or more and 0.5% by mass or less, and even more preferably 0.1% by mass or more and 0.3% by mass or less, relative to the total mass of the highly conductive composite aqueous dispersion.
When the content is within the above preferred range, the ESR of a capacitor produced using the highly conductive composite aqueous dispersion of this embodiment can be further reduced.

(その他の添加剤)
本態様の高導電性複合体水系分散液には、その他の添加剤が含まれてもよい。
添加剤としては、本発明の効果が得られる限り特に制限されず、例えば、界面活性剤、無機導電剤、消泡剤、カップリング剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤などが挙げられる。ただし、添加剤は、前記π共役系導電性高分子、ポリアニオン、有機溶剤、ポリオール化合物、アルカリ化合物以外のものである。
界面活性剤としては、ノニオン系、アニオン系、カチオン系の界面活性剤が挙げられるが、保存安定性の面からノニオン系が好ましい。また、ポリビニルピロリドンなどのポリマー系界面活性剤を添加してもよい。
無機導電剤としては、金属イオン類、導電性カーボン等が挙げられる。なお、金属イオンは、金属塩を水に溶解させることにより生成させることができる。
消泡剤としては、シリコーン樹脂、ポリジメチルシロキサン、シリコーンオイル等が挙げられる。
カップリング剤としては、ビニル基又はアミノ基を有するシランカップリング剤等が挙げられる。
紫外線吸収剤としては、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、サリシレート系紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤、オキサニリド系紫外線吸収剤、ヒンダードアミン系紫外線吸収剤、ベンゾエート系紫外線吸収剤等が挙げられる。
上述の高導電性複合体水系分散液が上記添加剤を含有する場合、その含有割合は、添加剤の種類に応じて適宜決められるが、例えば、高導電性複合体100質量部に対して、0.001質量部以上5質量部以下の範囲とすることができる。
(Other additives)
The highly conductive composite aqueous dispersion of this embodiment may contain other additives.
The additives are not particularly limited as long as the effects of the present invention can be obtained, and examples thereof include surfactants, inorganic conductive agents, antifoaming agents, coupling agents, antioxidants, ultraviolet absorbers, etc. However, the additives are other than the π-conjugated conductive polymers, polyanions, organic solvents, polyol compounds, and alkali compounds.
The surfactant may be a nonionic, anionic or cationic surfactant, with the nonionic surfactant being preferred from the standpoint of storage stability. A polymer surfactant such as polyvinylpyrrolidone may also be added.
Examples of the inorganic conductive agent include metal ions, conductive carbon, etc. Metal ions can be generated by dissolving a metal salt in water.
The antifoaming agent includes silicone resin, polydimethylsiloxane, silicone oil, and the like.
The coupling agent may be a silane coupling agent having a vinyl group or an amino group.
Examples of the ultraviolet absorber include benzotriazole-based ultraviolet absorbers, benzophenone-based ultraviolet absorbers, salicylate-based ultraviolet absorbers, cyanoacrylate-based ultraviolet absorbers, oxanilide-based ultraviolet absorbers, hindered amine-based ultraviolet absorbers, and benzoate-based ultraviolet absorbers.
When the above-mentioned highly conductive composite aqueous dispersion contains the above-mentioned additives, the content ratio thereof is appropriately determined depending on the type of additive, and can be, for example, in the range of 0.001 parts by mass or more and 5 parts by mass or less per 100 parts by mass of the highly conductive composite.

<積層工程>
本態様で材料として用いる陽極を構成する弁金属としては、例えば、アルミニウム、タンタル、ニオブ、チタン、ハフニウム、ジルコニウム、亜鉛、タングステン、ビスマス、アンチモンなどが挙げられる。これらのうち、アルミニウム、タンタル、ニオブが好適である。陽極の具体例としては、例えば、アルミニウム箔をエッチングして表面積を増加させた後、その表面を酸化処理したものや、タンタル粒子やニオブ粒子の焼結体表面を酸化処理してペレットにしたものなどが挙げられる。このように処理されたものは表面に凹凸が形成された多孔質体となる。
<Lamination process>
Examples of the valve metal constituting the anode used as a material in this embodiment include aluminum, tantalum, niobium, titanium, hafnium, zirconium, zinc, tungsten, bismuth, and antimony. Among these, aluminum, tantalum, and niobium are preferred. Specific examples of the anode include an aluminum foil that has been etched to increase its surface area and then oxidized, and a tantalum particle or niobium particle sintered body that has been oxidized to form a pellet. The anode thus treated is a porous body with unevenness formed on the surface.

陽極の表面に形成された誘電体層は、陽極の表面が酸化されて形成された層である。誘電体層は陽極の表面に沿う表面プロファイルを有し、凹凸が形成された多孔質層であることが好ましい。
誘電体層は、弁金属からなる陽極の表面を酸化することにより形成することができる。例えば、アジピン酸アンモニウム水溶液、ホウ酸アンモニウム水溶液、リン酸アンモニウム水溶液などの化成処理用電解液中にて、陽極の表面を陽極酸化する方法が挙げられる。
The dielectric layer formed on the surface of the anode is a layer formed by oxidizing the surface of the anode. The dielectric layer has a surface profile conforming to the surface of the anode, and is preferably a porous layer with projections and recesses.
The dielectric layer can be formed by oxidizing the surface of an anode made of a valve metal, for example, by anodizing the surface of the anode in an electrolyte for chemical conversion treatment, such as an aqueous solution of ammonium adipate, an aqueous solution of ammonium borate, or an aqueous solution of ammonium phosphate.

誘電体層を有する陽極の表面に高導電性複合体水系分散液を塗布する方法としては、例えば、浸漬(ディップコーティング)、コンマコーティング、リバースコーティング、リップコーティング、マイクログラビアコーティング等を適用することができる。これらの中でも、陽極と陰極が対向配置された電極素子に対して、これらの電極の間に塗布することが容易である観点から、浸漬が好ましい。
本態様で使用する高導電性複合体水系分散液は、高導電性複合体の分散性に優れるので、陽極に対する塗工性が優れる。
Examples of methods for applying the highly conductive composite aqueous dispersion to the surface of an anode having a dielectric layer include immersion (dip coating), comma coating, reverse coating, lip coating, microgravure coating, etc. Among these, immersion is preferred from the viewpoint of ease of application between an anode and a cathode in an electrode element in which the electrodes are arranged opposite each other.
The highly conductive composite aqueous dispersion used in this embodiment has excellent dispersibility of the highly conductive composite, and therefore has excellent coatability onto the anode.

陽極の表面に塗布した高導電性複合体水系分散液を乾燥する方法としては、例えば、室温における自然乾燥、熱風乾燥、遠赤外線乾燥等が挙げられる。 Methods for drying the highly conductive composite aqueous dispersion applied to the surface of the anode include, for example, natural drying at room temperature, hot air drying, far-infrared drying, etc.

陽極の誘電体層の表面の少なくとも一部に、高導電性複合体水系分散液を塗布し、乾燥させることにより、高導電性複合体を含む固体電解質層を形成することができる。形成した固体電解質層は、誘電体層の表面の少なくとも一部を覆っており、誘電体層の表面の全部を覆っていてもよい。
固体電解質層の厚さは、一定でもよいし、一定でなくてもよく、例えば、1μm以上100μm以下の厚さとすることができる。
A solid electrolyte layer containing a highly conductive composite can be formed by applying an aqueous dispersion of the highly conductive composite to at least a portion of the surface of the dielectric layer of the anode and drying the applied solution. The formed solid electrolyte layer covers at least a portion of the surface of the dielectric layer, and may cover the entire surface of the dielectric layer.
The thickness of the solid electrolyte layer may be constant or may not be constant, and may be, for example, 1 μm or more and 100 μm or less.

以上の工程により、弁金属の多孔質体(陽極本体)と、その表面が酸化されてなる誘電体層と、誘電体層の表面に積層された高導電性複合体を含む固体電解質層と、を備えたキャパシタ用陽極が得られる。 The above steps result in a capacitor anode that includes a porous valve metal body (anode body), a dielectric layer formed by oxidizing the surface of the anode, and a solid electrolyte layer containing a highly conductive composite laminated on the surface of the dielectric layer.

≪キャパシタの製造方法≫
本発明の第二態様は、第一態様の製造方法によりキャパシタ用陽極を得て、前記キャパシタ用陽極と陰極とを備えたキャパシタを組み立てる工程を含む、キャパシタの製造方法である。
<Capacitor manufacturing method>
A second aspect of the present invention is a method for producing a capacitor, comprising the steps of obtaining a capacitor anode by the production method of the first aspect, and assembling a capacitor comprising the capacitor anode and a cathode.

本態様で用いる陰極としては、公知のキャパシタの陰極が適用され、例えば、アルミニウム箔などの金属箔、カーボンや銀などの導電性粒子を含む導電層などが挙げられる。 The cathode used in this embodiment may be a known capacitor cathode, such as a metal foil such as aluminum foil, or a conductive layer containing conductive particles such as carbon or silver.

本態様で製造するキャパシタにおいて、陽極と陰極が向き合って対向配置され、陽極と陰極の間に前述の誘電体層及び固体電解質層が配置されていることが好ましい。
第一態様で固体電解質層を形成する前に、陽極の誘電体層側を陰極に向かい合わせて陰極と対向配置した電極素子を予め作製してもよい。この電極素子を高導電性複合体水系分散液に浸漬し、陽極の誘電体層と陰極の間に固体電解質層を形成することができる。固体電解質層は、陽極と陰極の間を充填していることが好ましい。
In the capacitor produced in this embodiment, it is preferable that the anode and the cathode are disposed facing each other, and the above-mentioned dielectric layer and solid electrolyte layer are disposed between the anode and the cathode.
Before forming the solid electrolyte layer in the first embodiment, an electrode element may be prepared in advance by placing the anode with the dielectric layer side facing the cathode. The electrode element may be immersed in a highly conductive composite aqueous dispersion to form a solid electrolyte layer between the dielectric layer of the anode and the cathode. The solid electrolyte layer preferably fills the space between the anode and the cathode.

前記電極素子において、陽極の誘電体層と陰極との間に、セパレータを設置してもよい。セパレータの設置は、電極素子の作製時に固体電解質層の形成前に予め設置してもよいし、固体電解質層が形成された陽極と陰極とを対向配置する際に設置してもよい。また、セパレータを基材として導電性粒子を含むペーストを含浸させて、セパレータと陰極とが一体化したものを陽極に対して設置してもよい。セパレータは、巻回型キャパシタを製造する場合に特に有用である。 In the electrode element, a separator may be placed between the dielectric layer of the anode and the cathode. The separator may be placed before the formation of the solid electrolyte layer when the electrode element is produced, or may be placed when the anode and cathode on which the solid electrolyte layer has been formed are arranged to face each other. Alternatively, the separator may be used as a base material and impregnated with a paste containing conductive particles, and the separator and cathode integrated together may be placed against the anode. The separator is particularly useful when manufacturing a wound capacitor.

セパレータとしては、例えば、セルロース、ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリイミド、ポリアミド、ポリフッ化ビニリデンなどからなるシート(不織布を含む)、ガラス繊維の不織布などが挙げられる。 Examples of separators include sheets (including nonwoven fabrics) made of cellulose, polyvinyl alcohol, polyester, polyethylene, polystyrene, polypropylene, polyimide, polyamide, polyvinylidene fluoride, etc., and nonwoven fabrics made of glass fibers.

本態様で製造するキャパシタの構成の一例を図1に示す。キャパシタ10は、弁金属の多孔質体からなる陽極11と、弁金属の酸化物からなる誘電体層12と、誘電体層12の表面に形成された固体電解質層14と、最も表側に設けられた陰極13とを具備する。陰極13は誘電体層12及び固体電解質層14を間に挟んで、陽極11と反対側に設けられている。本実施形態における固体電解質層14は、誘電体層12の表面に形成されている。固体電解質層14は、誘電体層12の表面の少なくとも一部を覆っている。 An example of the configuration of a capacitor manufactured in this embodiment is shown in FIG. 1. The capacitor 10 comprises an anode 11 made of a porous body of a valve metal, a dielectric layer 12 made of an oxide of the valve metal, a solid electrolyte layer 14 formed on the surface of the dielectric layer 12, and a cathode 13 provided on the outermost side. The cathode 13 is provided on the opposite side to the anode 11, with the dielectric layer 12 and the solid electrolyte layer 14 sandwiched therebetween. In this embodiment, the solid electrolyte layer 14 is formed on the surface of the dielectric layer 12. The solid electrolyte layer 14 covers at least a portion of the surface of the dielectric layer 12.

本態様で製造するキャパシタの固体電解質層には、電解液用溶媒中に電解質を溶解させた電解液を含ませてもよい。電解液の電気伝導度は高いほど好ましい。
電解液用溶媒としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、グリセリン等のアルコール系溶媒、γ-ブチロラクトン、γ-バレロラクトン、δ-バレロラクトン等のラクトン系溶媒、N-メチルホルムアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、N-メチルアセトアミド、N-メチルピロリジノン等のアミド系溶媒、アセトニトリル、3-メトキシプロピオニトリル等のニトリル系溶媒、水等が挙げられる。
電解質としては、例えば、アジピン酸、グルタル酸、コハク酸、安息香酸、イソフタル酸、フタル酸、テレフタル酸、マレイン酸、トルイル酸、エナント酸、マロン酸、蟻酸、1,6-デカンジカルボン酸、5,6-デカンジカルボン酸等のデカンジカルボン酸、1,7-オクタンジカルボン酸等のオクタンジカルボン酸、アゼライン酸、セバシン酸等の有機酸;あるいは、硼酸、硼酸と多価アルコールより得られる硼酸の多価アルコール錯化合物;リン酸、炭酸、ケイ酸等の無機酸などをアニオン成分とし、1級アミン(メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、エチレンジアミン等)、2級アミン(ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、メチルエチルアミン、ジフェニルアミン等)、3級アミン(トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリフェニルアミン、1,8-ジアザビシクロ(5,4,0)-ウンデセン-7等)、テトラアルキルアンモニウム(テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、テトラプロピルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、メチルトリエチルアンモニウム、ジメチルジエチルアンモニウム等)などをカチオン成分とした電解質;等が挙げられる。
The solid electrolyte layer of the capacitor produced in this embodiment may contain an electrolyte solution prepared by dissolving an electrolyte in a solvent for the electrolyte solution. The higher the electrical conductivity of the electrolyte solution, the more preferable.
Examples of the solvent for the electrolyte solution include alcohol-based solvents such as ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, and glycerin; lactone-based solvents such as γ-butyrolactone, γ-valerolactone, and δ-valerolactone; amide-based solvents such as N-methylformamide, N,N-dimethylformamide, N-methylacetamide, and N-methylpyrrolidinone; nitrile-based solvents such as acetonitrile and 3-methoxypropionitrile; and water.
Examples of the electrolyte include organic acids such as adipic acid, glutaric acid, succinic acid, benzoic acid, isophthalic acid, phthalic acid, terephthalic acid, maleic acid, toluic acid, enanthic acid, malonic acid, formic acid, decanedicarboxylic acids such as 1,6-decanedicarboxylic acid and 5,6-decanedicarboxylic acid, octanedicarboxylic acids such as 1,7-octanedicarboxylic acid, azelaic acid, and sebacic acid; or boric acid, polyhydric alcohol complex compounds of boric acid obtained from boric acid and polyhydric alcohol; inorganic acids such as phosphoric acid, carbonic acid, and silicic acid as anion components, and primary amines (methylamine, ethylamine, propylamine, butylamine, etc.). and the like), secondary amines (dimethylamine, diethylamine, dipropylamine, methylethylamine, diphenylamine, etc.), tertiary amines (trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, triphenylamine, 1,8-diazabicyclo(5,4,0)-undecene-7, etc.), tetraalkylammoniums (tetramethylammonium, tetraethylammonium, tetrapropylammonium, tetrabutylammonium, methyltriethylammonium, dimethyldiethylammonium, etc.), etc., as cationic components.

<作用効果>
本発明によれば、混合液に含ませた導電性複合体100質量部に対して、90~100質量部の高導電性複合体を析出物として回収することができる。分取工程において、有機溶剤を含む混合液中に高導電性複合体が析出する要因は、有機溶剤に高導電性複合体が溶解し難いことであると推測される。
驚くべきことに、高導電性複合体を含む固体電解質層を備えた陽極を用いると、従来の導電性複合体(原料の導電性高分子水系分散液に含まれる導電性複合体)を含む陽極を用いた場合よりも、等価直列抵抗(ESR)が低いキャパシタを形成することができる(後述の実施例、比較例参照)。
この効果が奏されるメカニズムの詳細は未解明であるが、高導電性複合体は、原料の分散液から析出して分取されるため、原料に含まれる過剰のポリアニオンなどと分離して得られる。このため、従来の導電性複合体と比べて、高導電性複合体に含まれる過剰のポリアニオンや不純物の量が少ないと考えられる。過剰のポリアニオンが少なくなると酸性度が弱まるため、キャパシタの陽極の酸化被膜の侵食が抑制され、結果としてESRが低減する(従来は酸化被膜の侵食によりESRが上昇していた)と考えられる。また、高導電性複合体は、化学的組成だけでなく、物理化学的な性状(例えば粒子径)も従来の導電性複合体と異なる可能性があり、この差異がESRに影響している可能性もある。
<Action and effect>
According to the present invention, 90 to 100 parts by mass of the highly conductive composite can be recovered as a precipitate for every 100 parts by mass of the conductive composite contained in the mixed liquid. It is presumed that the reason why the highly conductive composite precipitates in the mixed liquid containing the organic solvent in the separation step is that the highly conductive composite is difficult to dissolve in the organic solvent.
Surprisingly, when an anode having a solid electrolyte layer containing a highly conductive composite is used, a capacitor having a lower equivalent series resistance (ESR) can be formed than when an anode containing a conventional conductive composite (a conductive composite contained in a raw material aqueous dispersion of a conductive polymer) is used (see Examples and Comparative Examples described later).
Although the details of the mechanism by which this effect is achieved are not yet clear, the highly conductive complex is separated from the excess polyanion contained in the raw material by precipitation from the dispersion liquid of the raw material. Therefore, it is considered that the amount of excess polyanion and impurities contained in the highly conductive complex is smaller than that of the conventional conductive complex. When the amount of excess polyanion is reduced, the acidity is weakened, so that the erosion of the oxide film of the anode of the capacitor is suppressed, and as a result, the ESR is reduced (previously, the ESR was increased due to the erosion of the oxide film). In addition, the highly conductive complex may differ from the conventional conductive complex not only in chemical composition but also in physicochemical properties (e.g., particle size), and this difference may affect the ESR.

(製造例1)ポリスチレンスルホン酸の合成
1000mlのイオン交換水に206gのスチレンスルホン酸ナトリウムを溶解し、80℃で撹拌しながら、予め10mlの水に溶解した1.14gの過硫酸アンモニウム酸化剤溶液を20分間滴下し、この溶液を12時間撹拌した。
得られたポリスチレンスルホン酸ナトリウム含有溶液に10質量%に希釈した硫酸を1000ml添加し、限外ろ過法によりポリスチレンスルホン酸含有溶液の約1000mlの溶媒を除去した。次いで、残液に2000mlのイオン交換水を加え、限外ろ過法により約2000mlの溶媒を除去して、ポリスチレンスルホン酸を水洗した。この水洗操作を3回繰り返した。
得られた溶液中の水を減圧除去して、無色の固形状のポリスチレンスルホン酸を得た。
(Production Example 1) Synthesis of polystyrene sulfonic acid 206 g of sodium styrene sulfonate was dissolved in 1000 ml of ion-exchanged water, and while stirring at 80° C., 1.14 g of an oxidizing agent solution of ammonium persulfate previously dissolved in 10 ml of water was added dropwise over 20 minutes, and the solution was stirred for 12 hours.
1000ml of sulfuric acid diluted to 10% by mass was added to the obtained sodium polystyrene sulfonate-containing solution, and about 1000ml of the solvent was removed from the polystyrene sulfonic acid-containing solution by ultrafiltration. Next, 2000ml of ion-exchanged water was added to the remaining liquid, and about 2000ml of the solvent was removed by ultrafiltration to wash the polystyrene sulfonic acid with water. This water washing operation was repeated three times.
Water in the resulting solution was removed under reduced pressure to obtain colorless solid polystyrene sulfonic acid.

(製造例2)導電性高分子水分散液の合成
14.2gの3,4-エチレンジオキシチオフェンと36.7gのポリスチレンスルホン酸を2000mlのイオン交換水に溶かした溶液とを20℃で混合させた。
これにより得られた混合溶液を20℃に保ち、掻き混ぜながら、200mlのイオン交換水に溶かした29.64gの過硫酸アンモニウムと8.0gの硫酸第二鉄の酸化触媒溶液とをゆっくり添加し、3時間撹拌して反応させた。
得られた反応液に2000mlのイオン交換水を加え、限外ろ過法により約2000mlの溶媒を除去した。この操作を3回繰り返した。
そして、得られた溶液に200mlの10質量%に希釈した硫酸と2000mlのイオン交換水とを加え、限外ろ過法により約2000mlの溶媒を除去した。残液に2000mlのイオン交換水を加え、限外ろ過法により約2000ml溶液を除去した。この操作を3回繰り返した。
さらに、得られた溶液に2000mlのイオン交換水を加え、限外ろ過法により約2000mlの溶媒を除去した。この操作を5回繰り返し、1.2%のポリスチレンスルホン酸ドープポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)(PEDOT-PSS)水分散液を得た。PEDOT-PSS固形分に対するPSSの含有量は75質量%である。
上記のPEDOT-PSS水分散液のpHは25℃でpH1.98であった。
(Production Example 2) Synthesis of conductive polymer aqueous dispersion 14.2 g of 3,4-ethylenedioxythiophene and a solution in which 36.7 g of polystyrene sulfonic acid was dissolved in 2000 ml of ion-exchanged water were mixed at 20°C.
The resulting mixed solution was kept at 20° C., and while stirring, 29.64 g of ammonium persulfate and 8.0 g of an oxidation catalyst solution of ferric sulfate dissolved in 200 ml of ion-exchanged water were slowly added, and the mixture was reacted with stirring for 3 hours.
To the resulting reaction solution, 2000 ml of ion-exchanged water was added, and about 2000 ml of the solvent was removed by ultrafiltration. This operation was repeated three times.
Then, 200 ml of sulfuric acid diluted to 10% by mass and 2000 ml of ion-exchanged water were added to the obtained solution, and about 2000 ml of the solvent was removed by ultrafiltration. 2000 ml of ion-exchanged water was added to the remaining liquid, and about 2000 ml of the solution was removed by ultrafiltration. This operation was repeated three times.
Further, 2000 ml of ion-exchanged water was added to the obtained solution, and about 2000 ml of the solvent was removed by ultrafiltration. This operation was repeated five times to obtain a 1.2% aqueous dispersion of polystyrenesulfonic acid-doped poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT-PSS). The content of PSS relative to the PEDOT-PSS solid content was 75% by mass.
The pH of the above PEDOT-PSS aqueous dispersion was 1.98 at 25°C.

(製造例3)
エッチドアルミニウム箔(陽極箔)に陽極リード端子を接続した後、アジピン酸アンモニウム10質量%水溶液中で130Vの電圧を印加し、化成(酸化処理)して、アルミニウム箔の両面に誘電体層を形成して陽極箔を得た。
次に、陽極箔の両面に、陰極リード端子を溶接させた対向アルミニウム陰極箔を、セルロース製のセパレータを介して積層し、これを円筒状に巻き取ってキャパシタ用素子(電極素子)を得た。
(Production Example 3)
An anode lead terminal was connected to the etched aluminum foil (anode foil), and then a voltage of 130 V was applied in a 10 mass % aqueous solution of ammonium adipate to perform chemical conversion (oxidation treatment), thereby forming dielectric layers on both sides of the aluminum foil, thereby obtaining an anode foil.
Next, opposing aluminum cathode foils with cathode lead terminals welded to both sides of the anode foil were laminated via a cellulose separator, and the resultant was rolled up into a cylindrical shape to obtain a capacitor element (electrode element).

(実施例1)
製造例2のPEDOT-PSS水分散液400gに、メタノール60.0gと、メチルエチルケトン800gとを加えた混合液を、60℃で4時間攪拌した。次に、混合液を静置し、混合液内に析出したPEDOT-PSSからなる高導電性複合体をろ取し、これに水200gを加え、混合した。エバポレーターにより、含有する有機溶媒を除去した後、さらに水を加えて高圧ホモジナイザーで分散し、高導電性複合体を含む水分散液240gを得た。得られた高導電性複合体水系分散液の固形分濃度とpHをそれぞれ測定したところ、1.4質量%、pH2.24(25℃)であった。
Example 1
A mixture of 400 g of the PEDOT-PSS aqueous dispersion of Production Example 2, 60.0 g of methanol, and 800 g of methyl ethyl ketone was stirred at 60° C. for 4 hours. Next, the mixture was left to stand, and the highly conductive complex composed of PEDOT-PSS precipitated in the mixture was filtered out, to which 200 g of water was added and mixed. After removing the organic solvent contained therein using an evaporator, further water was added and dispersed using a high-pressure homogenizer to obtain 240 g of an aqueous dispersion containing the highly conductive complex. The solid content and pH of the obtained highly conductive complex aqueous dispersion were measured, and found to be 1.4% by mass and pH 2.24 (25° C.), respectively.

次に、製造例3で得たキャパシタ用素子を、上記で得た高導電性複合体水系分散液に減圧下で浸漬した後、125℃の熱風乾燥機により30分間乾燥する工程を1回行い、誘電体層表面上に高導電性複合体を含む固体電解質層を形成させた。
続いて、アルミニウム製のケースに、固体電解質層を形成させたキャパシタ用素子を装填し、封口ゴムで封止して、キャパシタを得た。
Next, the capacitor element obtained in Production Example 3 was immersed in the aqueous dispersion of the highly conductive composite obtained above under reduced pressure, and then dried once for 30 minutes using a hot air dryer at 125° C. to form a solid electrolyte layer containing the highly conductive composite on the surface of the dielectric layer.
Next, the capacitor element on which the solid electrolyte layer was formed was loaded into an aluminum case and sealed with a sealing rubber to obtain a capacitor.

(実施例2)
実施例1で得た高導電性複合体水系分散液にジエチレングリコールを5質量%となるように添加した。これにより、高導電性複合体100質量部に対して357質量部のジエチレングリコールを含む高導電性複合体水系分散液を得た。これを用いた以外は、実施例1と同様にしてキャパシタを得た。
Example 2
Diethylene glycol was added to the highly conductive composite aqueous dispersion obtained in Example 1 so as to be 5% by mass. This resulted in a highly conductive composite aqueous dispersion containing 357 parts by mass of diethylene glycol per 100 parts by mass of the highly conductive composite. Aside from using this, a capacitor was obtained in the same manner as in Example 1.

(実施例3)
実施例1で得た高導電性複合体水系分散液にイミダゾールを0.1質量%となるように添加した。これにより、高導電性複合体100質量部に対して7.14質量部のイミダゾールを含む高導電性複合体水系分散液(pH2.53(25℃))を得た。これを用いた以外は、実施例1と同様にしてキャパシタを得た。
Example 3
Imidazole was added to the highly conductive composite aqueous dispersion obtained in Example 1 so as to be 0.1 mass %. This resulted in a highly conductive composite aqueous dispersion (pH 2.53 (25°C)) containing 7.14 parts by mass of imidazole per 100 parts by mass of the highly conductive composite. A capacitor was obtained in the same manner as in Example 1, except for using this.

(実施例4)
実施例1で得た高導電性複合体水系分散液に、イミダゾールを0.1質量%となるように、かつジエチレングリコールを5質量%となるように、それぞれ添加した。これにより、高導電性複合体100質量部に対して7.14質量部のイミダゾールと、357質量部のジエチレングリコールを含む高導電性複合体水系分散液を得た。これを用いた以外は、実施例1と同様にしてキャパシタを得た。
Example 4
Imidazole was added to the highly conductive composite aqueous dispersion obtained in Example 1 so as to be 0.1 mass % and diethylene glycol was added to be 5 mass %. This resulted in a highly conductive composite aqueous dispersion containing 7.14 parts by mass of imidazole and 357 parts by mass of diethylene glycol per 100 parts by mass of the highly conductive composite. A capacitor was obtained in the same manner as in Example 1, except for using this.

(実施例5)
実施例1で得た高導電性複合体水系分散液にイミダゾールを0.2質量%となるように添加した。これにより、高導電性複合体100質量部に対して14.3質量部のイミダゾールを含む高導電性複合体水系分散液(pH3.78(25℃))を得た。これを用いた以外は、実施例1と同様にしてキャパシタを得た。
Example 5
Imidazole was added to the highly conductive composite aqueous dispersion obtained in Example 1 so as to be 0.2 mass %. This resulted in a highly conductive composite aqueous dispersion (pH 3.78 (25°C)) containing 14.3 parts by mass of imidazole per 100 parts by mass of the highly conductive composite. A capacitor was obtained in the same manner as in Example 1, except for using this.

(実施例6)
実施例1で得た高導電性複合体水系分散液に、イミダゾールを0.2質量%となるように、かつジエチレングリコールを5質量%となるように、それぞれ添加した。これにより、高導電性複合体100質量部に対して14.3質量部のイミダゾールと、357質量部のジエチレングリコールを含む高導電性複合体水系分散液を得た。これを用いた以外は、実施例1と同様にしてキャパシタを得た。
Example 6
Imidazole was added to the highly conductive composite aqueous dispersion obtained in Example 1 so as to be 0.2 mass % and diethylene glycol was added to be 5 mass %. This resulted in a highly conductive composite aqueous dispersion containing 14.3 parts by mass of imidazole and 357 parts by mass of diethylene glycol per 100 parts by mass of the highly conductive composite. A capacitor was obtained in the same manner as in Example 1, except for using this.

(比較例1)
高導電性複合体水系分散液の代わりに、製造例2で得たPEDOT-PSS水分散液を用いた他は、実施例1と同様にしてキャパシタを得た。
(Comparative Example 1)
A capacitor was obtained in the same manner as in Example 1, except that the PEDOT-PSS aqueous dispersion obtained in Production Example 2 was used instead of the highly conductive complex aqueous dispersion.

(比較例2)
高導電性複合体水系分散液の代わりに、製造例2で得たPEDOT-PSS水分散液にジエチレングリコールを5質量%となるように添加した水分散液を用いた他は、実施例1と同様にしてキャパシタを得た。
(Comparative Example 2)
A capacitor was obtained in the same manner as in Example 1, except that an aqueous dispersion in which diethylene glycol was added to the PEDOT-PSS aqueous dispersion obtained in Production Example 2 so as to be 5% by mass was used instead of the highly conductive composite aqueous dispersion.

(比較例3)
高導電性複合体水系分散液の代わりに、製造例2で得たPEDOT-PSS水分散液にイミダゾールを0.15質量%となるように添加した。これにより、PEDOT-PSS100質量部に対して12.5質量部のイミダゾールを含む水分散液(pH2.27(25℃))を得た。この水分散液を用いた他は、実施例1と同様にしてキャパシタを得た。
(Comparative Example 3)
Instead of the highly conductive composite aqueous dispersion, imidazole was added to the PEDOT-PSS aqueous dispersion obtained in Production Example 2 so that the amount of imidazole was 0.15% by mass. This resulted in an aqueous dispersion (pH 2.27 (25° C.)) containing 12.5 parts by mass of imidazole per 100 parts by mass of PEDOT-PSS. A capacitor was obtained in the same manner as in Example 1, except for using this aqueous dispersion.

(比較例4)
高導電性複合体水系分散液の代わりに、製造例2で得たPEDOT-PSS水分散液にイミダゾールを0.15質量%となるように、かつジエチレングリコールを5質量%となるように、それぞれ添加した。これにより、PEDOT-PSS100質量部に対して12.5質量部のイミダゾールと、417質量部のジエチレングリコールを含む水分散液を得た。この水分散液を用いた他は、実施例1と同様にしてキャパシタを得た。
(Comparative Example 4)
Instead of the highly conductive composite aqueous dispersion, 0.15% by mass of imidazole and 5% by mass of diethylene glycol were added to the PEDOT-PSS aqueous dispersion obtained in Production Example 2. This resulted in an aqueous dispersion containing 12.5 parts by mass of imidazole and 417 parts by mass of diethylene glycol per 100 parts by mass of PEDOT-PSS. A capacitor was obtained in the same manner as in Example 1, except for using this aqueous dispersion.

(比較例5)
高導電性複合体水系分散液の代わりに、製造例2で得たPEDOT-PSS水分散液にイミダゾールを0.25質量%となるように添加した。これにより、PEDOT-PSS100質量部に対して20.8質量部のイミダゾールを含む水分散液(pH3.99(25℃))を得た。この水分散液を用いた他は、実施例1と同様にしてキャパシタを得た。
(Comparative Example 5)
Instead of the highly conductive composite aqueous dispersion, imidazole was added to the PEDOT-PSS aqueous dispersion obtained in Production Example 2 so that the amount of imidazole was 0.25% by mass. This resulted in an aqueous dispersion (pH 3.99 (25° C.)) containing 20.8 parts by mass of imidazole per 100 parts by mass of PEDOT-PSS. A capacitor was obtained in the same manner as in Example 1, except for using this aqueous dispersion.

(比較例6)
高導電性複合体水系分散液の代わりに、製造例2で得たPEDOT-PSS水分散液にイミダゾールを0.25質量%となるように、かつジエチレングリコールを5質量%となるように、それぞれ添加した。これにより、PEDOT-PSS100質量部に対して20.8質量部のイミダゾールと、417質量部のジエチレングリコールを含む水分散液を得た。この水分散液を用いた他は、実施例1と同様にしてキャパシタを得た。
(Comparative Example 6)
Instead of the highly conductive composite aqueous dispersion, 0.25% by mass of imidazole and 5% by mass of diethylene glycol were added to the PEDOT-PSS aqueous dispersion obtained in Production Example 2. This resulted in an aqueous dispersion containing 20.8 parts by mass of imidazole and 417 parts by mass of diethylene glycol per 100 parts by mass of PEDOT-PSS. A capacitor was obtained in the same manner as in Example 1, except for using this aqueous dispersion.

[評価:静電容量・等価直列抵抗]
各キャパシタについて、LCRメータZM2376((株)エヌエフ回路設計ブロック製)を用いて、120Hzでの静電容量(Cap.)、及び100kHzでの等価直列抵抗(ESR)を測定した。その測定結果を表1に示す。
[Evaluation: Capacitance/Equivalent Series Resistance]
The capacitance (Cap.) at 120 Hz and the equivalent series resistance (ESR) at 100 kHz of each capacitor were measured using an LCR meter ZM2376 (manufactured by NF Corporation). The measurement results are shown in Table 1.

Figure 0007573380000001
Figure 0007573380000001

表1の結果から、本発明に係る実施例のESRは、比較例のESRよりも低減されていることが明らかである。また、実施例の静電容量も概ね比較例の静電容量よりも大きく、大容量が求められる用途にも好適であることが分かる。
なお、比較例4,6のESRは比較的低いが、これはイミダゾールとジエチレングリコールの併用によるところが大きい。比較例4、6と同程度のイミダゾール及びジエチレングリコールを含み、高導電性複合体水系分散液を用いた実施例4,6のESRは、比較例4,6のESRよりも低い。
It is clear from the results in Table 1 that the ESR of the examples according to the present invention is lower than that of the comparative examples. In addition, the capacitance of the examples is generally larger than that of the comparative examples, and it is therefore suitable for applications requiring large capacitance.
The ESR of Comparative Examples 4 and 6 is relatively low, but this is largely due to the combined use of imidazole and diethylene glycol. The ESR of Examples 4 and 6, which contain the same amounts of imidazole and diethylene glycol as Comparative Examples 4 and 6 and use a highly conductive composite aqueous dispersion, is lower than the ESR of Comparative Examples 4 and 6.

10 キャパシタ
11 陽極
12 誘電体層
13 陰極
14 固体電解質層
10 Capacitor 11 Anode 12 Dielectric layer 13 Cathode 14 Solid electrolyte layer

Claims (10)

π共役系導電性高分子及びポリアニオンを含む導電性複合体を含有する導電性高分子水系分散液と、ケトン系溶剤を含む有機溶剤とを混合した混合液を得て、前記混合液を40℃以上100℃以下で加熱し、前記混合液中に高導電性複合体を析出させ、水のみに対して分散可能な析出した高導電性複合体を分取する分取工程と、
水系分散媒と前記高導電性複合体を混合することにより高導電性複合体水系分散液を得る調製工程と、
弁金属の多孔質体からなる陽極の表面が酸化されてなる誘電体層に、前記高導電性複合体水系分散液を塗布し、乾燥させることにより前記誘電体層の表面に固体電解質層を形成する積層工程と、
を含む、キャパシタ用陽極の製造方法。
a separation step of obtaining a mixed solution by mixing an aqueous dispersion of a conductive polymer containing a conductive complex containing a π-conjugated conductive polymer and a polyanion with an organic solvent containing a ketone-based solvent , heating the mixed solution at 40° C. or higher and 100° C. or lower to precipitate a highly conductive complex in the mixed solution, and separating out the precipitated highly conductive complex that is dispersible only in water ;
A preparation step of obtaining an aqueous dispersion of the highly conductive composite by mixing an aqueous dispersion medium with the highly conductive composite;
a lamination step of applying the aqueous dispersion of the highly conductive composite to a dielectric layer formed by oxidizing the surface of an anode made of a porous valve metal body, and drying the applied solution to form a solid electrolyte layer on the surface of the dielectric layer;
A method for producing an anode for a capacitor, comprising:
前記高導電性複合体水系分散液にアルカリ化合物を1種以上添加する、請求項1に記載のキャパシタ用陽極の製造方法。 The method for producing a capacitor anode according to claim 1, wherein one or more alkaline compounds are added to the highly conductive composite aqueous dispersion. 前記高導電性複合体水系分散液にヒドロキシ基を2つ以上有する化合物を1種以上添加する、請求項1又は2に記載のキャパシタ用陽極の製造方法。 The method for producing an anode for a capacitor according to claim 1 or 2, wherein one or more compounds having two or more hydroxyl groups are added to the highly conductive composite aqueous dispersion. 前記混合液に含まれる前記有機溶剤の含有量が、前記混合液の総質量に対して、50質量%以上である、請求項1~3の何れか一項に記載のキャパシタ用陽極の製造方法。 The method for manufacturing an anode for a capacitor according to any one of claims 1 to 3, wherein the content of the organic solvent in the mixed solution is 50 mass% or more with respect to the total mass of the mixed solution. 前記有機溶剤が、さらにアルコール系溶剤含む、請求項1~4の何れか一項に記載のキャパシタ用陽極の製造方法。 5. The method for producing an anode for a capacitor according to claim 1, wherein the organic solvent further comprises an alcohol-based solvent . 前記有機溶剤がケトン系溶剤を含み、前記ケトン系溶剤がメチルエチルケトンを含む、請求項5に記載のキャパシタ用陽極の製造方法。 The method for producing a capacitor anode according to claim 5, wherein the organic solvent includes a ketone-based solvent, and the ketone-based solvent includes methyl ethyl ketone. 前記有機溶剤がアルコール系溶剤を含み、前記アルコール系溶剤がメタノールを含む、請求項5に記載のキャパシタ用陽極の製造方法。 The method for producing an anode for a capacitor according to claim 5, wherein the organic solvent includes an alcohol-based solvent, and the alcohol-based solvent includes methanol. 前記有機溶剤がメチルエチルケトン及びメタノールを含む、請求項1~4の何れか一項に記載のキャパシタ用陽極の製造方法。 The method for manufacturing a capacitor anode according to any one of claims 1 to 4, wherein the organic solvent includes methyl ethyl ketone and methanol. 前記導電性複合体が、ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)及びポリスチレンスルホン酸のうち、少なくとも一方を含む、請求項1~8の何れか一項に記載のキャパシタ用陽極の製造方法。 The method for producing a capacitor anode according to any one of claims 1 to 8, wherein the conductive complex contains at least one of poly(3,4-ethylenedioxythiophene) and polystyrenesulfonic acid. 請求項1~9の何れか一項に記載の製造方法によりキャパシタ用陽極を得て、前記キャパシタ用陽極と陰極とを備えたキャパシタを組み立てる工程を含む、キャパシタの製造方法。 A method for manufacturing a capacitor, comprising the steps of obtaining a capacitor anode by the manufacturing method described in any one of claims 1 to 9, and assembling a capacitor including the capacitor anode and a cathode.
JP2020097576A 2020-06-04 2020-06-04 Method for manufacturing anode for capacitor and method for manufacturing capacitor Active JP7573380B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020097576A JP7573380B2 (en) 2020-06-04 2020-06-04 Method for manufacturing anode for capacitor and method for manufacturing capacitor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020097576A JP7573380B2 (en) 2020-06-04 2020-06-04 Method for manufacturing anode for capacitor and method for manufacturing capacitor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021190654A JP2021190654A (en) 2021-12-13
JP7573380B2 true JP7573380B2 (en) 2024-10-25

Family

ID=78847531

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020097576A Active JP7573380B2 (en) 2020-06-04 2020-06-04 Method for manufacturing anode for capacitor and method for manufacturing capacitor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7573380B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7851208B2 (en) * 2022-07-26 2026-04-24 信越ポリマー株式会社 Capacitor manufacturing method

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007184318A (en) 2006-01-04 2007-07-19 Shin Etsu Polymer Co Ltd Method of manufacturing solid-state electrolytic capacitor
WO2008088028A1 (en) 2007-01-17 2008-07-24 Arakawa Chemical Industries, Ltd. Organic solvent dispersion of conductive polymer/dopant and composition containing the dispersion
JP2013177588A (en) 2011-09-06 2013-09-09 Tayca Corp Dispersion of electrically conductive polymer, electrically conductive polymer and use thereof
JP2014067949A (en) 2012-09-27 2014-04-17 Shin Etsu Polymer Co Ltd Capacitor and method of manufacturing the same
JP2017125096A (en) 2016-01-12 2017-07-20 信越ポリマー株式会社 Method for producing conductive polymer dispersion and method for producing conductive film
JP2017157530A (en) 2016-03-04 2017-09-07 信越ポリマー株式会社 Conductive film and method of producing the same

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6886391B2 (en) * 2017-10-31 2021-06-16 信越ポリマー株式会社 Conductive particles and their manufacturing method, conductive particle dispersion, conductive film and its manufacturing method, and conductive tray and its manufacturing method
JP7033514B2 (en) * 2018-08-24 2022-03-10 信越ポリマー株式会社 Method for manufacturing conductive polymer dispersion liquid and method for manufacturing conductive film

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007184318A (en) 2006-01-04 2007-07-19 Shin Etsu Polymer Co Ltd Method of manufacturing solid-state electrolytic capacitor
WO2008088028A1 (en) 2007-01-17 2008-07-24 Arakawa Chemical Industries, Ltd. Organic solvent dispersion of conductive polymer/dopant and composition containing the dispersion
JP2013177588A (en) 2011-09-06 2013-09-09 Tayca Corp Dispersion of electrically conductive polymer, electrically conductive polymer and use thereof
JP2014067949A (en) 2012-09-27 2014-04-17 Shin Etsu Polymer Co Ltd Capacitor and method of manufacturing the same
JP2017125096A (en) 2016-01-12 2017-07-20 信越ポリマー株式会社 Method for producing conductive polymer dispersion and method for producing conductive film
JP2017157530A (en) 2016-03-04 2017-09-07 信越ポリマー株式会社 Conductive film and method of producing the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021190654A (en) 2021-12-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5891160B2 (en) Capacitor and manufacturing method thereof
JP2016072284A (en) Solid electrolytic capacitor and manufacturing method thereof
JP7146620B2 (en) Capacitor, manufacturing method thereof, and conductive polymer dispersion
JP7573380B2 (en) Method for manufacturing anode for capacitor and method for manufacturing capacitor
JP7438079B2 (en) Capacitor and its manufacturing method
JP2017216317A (en) Conductive polymer fluid dispersion for capacitor, capacitor and method for manufacturing the same
JP6590642B2 (en) Conductive polymer dispersion, capacitor and manufacturing method thereof
JP2026008025A (en) Method for producing conductive polymer dispersion and method for producing capacitor
CN114496577B (en) Conductive polymer mixed aluminum electrolytic capacitor and manufacturing method thereof
JP7558130B2 (en) Capacitor and manufacturing method thereof
JP7685958B2 (en) Capacitor and manufacturing method thereof
JP7696282B2 (en) Capacitor and manufacturing method thereof
JP7801968B2 (en) Method for producing conductive polymer-containing liquid and method for producing capacitor
JP6722530B2 (en) Capacitor manufacturing method
JP6614927B2 (en) Capacitor and manufacturing method thereof
JP7851208B2 (en) Capacitor manufacturing method
JP7682079B2 (en) Conductive polymer dispersion, capacitor and method for producing same
JP2024117375A (en) Conductive polymer dispersion and method for producing same, and capacitor and method for producing same
JP2024025961A (en) Conductive polymer-containing liquid and its manufacturing method, and capacitor and its manufacturing method
JP2024090346A (en) Conductive polymer dispersion, method for producing conductive polymer dispersion, and capacitor
JP2025011517A (en) Conductive polymer dispersion and method for producing same, and capacitor and method for producing same
JP2024025956A (en) Method for manufacturing conductive polymer, method for manufacturing conductive polymer dispersion, and method for manufacturing capacitor
JP2026052990A (en) Method for producing a conductive polymer dispersion and method for producing a capacitor
JP2025136999A (en) Capacitor and manufacturing method thereof
JP2025008975A (en) Conductive polymer dispersion and method for producing same, and capacitor and method for producing same

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20221109

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230927

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20231031

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20231225

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240207

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20240514

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240808

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20240819

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240917

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20241015

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7573380

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150