导电性组合物、导电体、层压体及其制造方法、导电性薄膜、以及固体电解电容器的制造方法_6

文档序号:9634802阅读:来源:国知局
聚合物溶液(a-3)。 按照相对于所获得的导电性聚合物溶液(a-3) 100质量份为50质量份的方式将酸性阳 离子交换树脂(Organo Corporation制,"Amberlite")填充于色谱柱,使得导电性聚合物 溶液(a-3)以SV = 8的流量通过该色谱柱从而进行阳离子交换处理,获得了精制了的导电 性聚合物溶液(a-4)。 此处,"SV"是指空间速度,空间速度(Ι/hr)=流速(m3/hr)/滤材量(体积:m3)。 测定了导电性聚合物溶液(a-4)中的导电性聚合物的体积平均粒径,结果为0.95nm。
[0151] <碱性化合物(B) > 作为碱性化合物(B)及其替代品,使用了下述化合物。予以说明,下述b-15、b-16与碱 性化合物(C)相当。 b-10 :4_氨基吡啶(沸点:273°C ) b-11 :4-二甲基氨基吡啶(沸点:240°C ) b-12 :2, 6-二氨基吡啶(沸点:285°C ) b-13 :1,5-二氮杂双环[4· 3· 0]-5-壬烯(DBN)(沸点:220°C ) b-14 :氢氧化锂(沸点:920°C ) b-15 :氨水(沸点:-33°C ) b-16 :吡啶(沸点:115°C ) b-17 :聚乙烯基吡啶
[0152] < 实施例 3-1 > (导电性组合物的调制) 按照表5所示的配方组成,将作为导电性聚合物(A)的导电性聚合物溶液(a-4)、作为 碱性化合物(B)的b-ΙΟ、以及作为溶剂(E)的水进行混合,调制了导电性组合物。予以说 明,表5中的导电性聚合物(A)与碱性化合物(B)的配混量是按固形物换算而得到的量(质 量% ) O 关于所获得的导电性组合物中的碱性化合物(B)的含量,相对于导电性聚合物(A)的 单体单元(monomer unit) 1摩尔为0. 5摩尔。
[0153] (铝元件的制作) 使用单位面积的电容量为2. 8 yF的铝箱,在浓度3质量%的己二酸铵水溶液中,在电 压121V、温度70°C的条件下进行120分钟阳极氧化,在铝箱表面形成电介质层,获得了铝元 件。
[0154] (层压型的铝固体电解电容器的制造) 将前述铝元件浸没于预先调制了的导电性组合物5分钟。其后,将铝元件取出,在 120°C下加热干燥30分钟,在电介质层上形成了固体电解质层(距离电介质层的表面的厚 度为ΙΟμπι左右)。 接着,在固体电解质层上形成石墨层以及铝电极,在铝电极连接阴极引线端子,制造了 层压型的铝固体电解电容器。 使用所获得的层压型的铝固体电解电容器而进行膜破裂试验,测定出初始与加热处理 后的电容量。结果不于表6。
[0155] <实施例3-2~3-4、比较例3-1~3-4 > 将碱性化合物(B)的种类和配混量按照表5所示变更,除此以外,与实施例3-1同样地 操作而调制导电性组合物,制造了层压型的铝固体电解电容器。 使用所获得的层压型的铝固体电解电容器进行膜破裂试验,测定出初始与加热处理后 的电容量。结果不于表6。
[0156] 〈比较例 3-5 > 使用PEDOT(聚(3, 4-乙撑二氧噻吩))分散液(Clevios公司制,"PH500",PED0T的体 积平均粒径26. 7nm、浓度1. 2质量% )来替代导电性聚合物溶液(a-4),没有使用碱性化合 物(B),除此以外,与实施例3-1同样地操作而调制导电性组合物,制造了层压型的铝固体 电解电容器。 使用所获得的层压型的铝固体电解电容器进行膜破裂试验,测定出初始与加热处理后 的电容量。结果不于表6。
[0157] 表 5
[0158] 表 6
[0159] <实施例3-5~3-6、比较例3-6~3-7 > (导电性组合物的调制) 按照表7所示的配方组成,将作为导电性聚合物(A)的导电性聚合物溶液(a-4)与、表 7所示的种类的碱性化合物(B)以及溶剂(E)进行混合,调制了导电性组合物。予以说明, 作为醇,使用了甲醇。另外,表7中的导电性聚合物(A)与碱性化合物(B)的配混量是按固 形物换算而得到的量(%质量)。 关于所获得的导电性组合物中的碱性化合物(B)的含量,相对于导电性聚合物(A)的 单体单元(monomer unit) 1摩尔为0. 5摩尔。
[0160] 表 7
[0161] (铝元件的制作) 使用单位面积的电容量为2. 8 yF的铝箱,在浓度3质量%的己二酸铵水溶液中,在电 压121V、温度70°C的条件下进行120分钟阳极氧化,在铝箱表面形成电介质层,获得了铝元 件。
[0162] (层压型的铝固体电解电容器的制造) 将前述铝元件浸没于预先调制了的导电性组合物中5分钟。其后,将铝元件取出,在 120Γ加热干燥20分钟,从而在电介质层上形成了固体电解质层(距离电介质层的表面的 厚度为10 μ m左右)。接着,假设进行电解聚合和/或洗涤等,将在电介质层上形成有固体 电解质层的铝元件浸没于纯水1分钟之后(水洗之后),在120°C下加热干燥10分钟。 接着,在固体电解质层上形成石墨层以及铝电极,在铝电极连接阴极引线端子,制造了 层压型的铝固体电解电容器。
[0163] (水洗后的电容量的测定) 关于所获得的层压型的铝固体电解电容器,使用LCR测试仪,测定出120Hz下的电容量 (C3)。结果不于表8。 另外,层压型的铝固体电解电容器中使用的铝元件所具有的电容量为2.8 yF,因此根 据下述式(iii),求出了层压型的铝固体电解电容器的电容量显现率。将电容量显现率为 70 %以上的情况判断为耐水性良好,设为"〇"。将电容量显现率不足70 %的情况判断为耐 水性不良,设为" X "。 电容量显现率(%) = (C3/2.8)X100(iii)
[0164] 表 8
[0165] 根据表6、8可知,通过使用包含导电性聚合物(A)和碱性化合物(B)的导电性组 合物而形成了固体电解质层的实施例3-1~3-6的层压型的铝固体电解电容器的电容量显 现率高。可认为这是由于导电性聚合物(A)充分地浸润至电介质层的微细凹凸的内部。 另外,即使对实施例3-1~3-4的层压型的铝固体电解电容器进行加热处理也难以降 低其电容量,电容量的变化率小。另外,实施例3-5~3-6的层压型的铝固体电解电容器即 使利用水洗涤电解质,也是在容量显现率高的状态,耐水性优异。 特别是,使用了具有2个以上的碱性氮原子的碱性化合物作为碱性化合物(B)的实施 例3-1~3-4示出了 :初始以及加热处理后的电容量高,且更优异。 关于在实施例3-1~3-6中调制出的导电性组合物,由于可形成难以发生膜破裂的涂 膜,因而在本发明中示出了,可形成即使进行加热处理也难以发生物理性劣化的固体电解 质层。
[0166] 另一方面,在固体电解质层的形成方面,关于没有使用具有2个以上的氮原子的 碱性化合物(B)的比较例3-1~4的层压型的铝固体电解电容器,虽然初始的电容量示出 了高的值,但是显著地发现了由加热处理引起的电容量的降低。 在固体电解质层的形成方面,使用了 ΡΗ)0Τ分散液来替代具有酸性基团的导电性聚合 物㈧的比较例3-5的层压型的铝固体电解电容器,由于PEDOT难以浸润于电介质层的微 细凹凸的内部,因而电容量显现率低。 另外,由在比较例3-1~3-5中调制出的导电性组合物形成的涂膜容易发生膜破裂。 另外,关于比较例3-6~3-7的层压型的铝固体电解电容器,利用水洗涤电解质时,则 容量显现率降低,耐水性低劣。
[0167] "试验 4" 对于由试验2的实施例2-10~2-13获得了的层压体,通过以下所示的方法对抗静电 性能进行了评价。另外,作为比较例,在形成导电体之前的PET薄膜方面,也对抗静电性能 进行了评价。结果示于表9。
[0168] <抗静电性能的评价> 将层压体或者PET薄膜切割为5cmX 5cm的尺寸,按照JIS L 1094-1992,在以下的测定 条件下进行电荷衰减测定,获得了衰减曲线。根据所获得的衰减曲线求出半衰期,按照以下 的评价基准进行了抗静电性能的评价。 (测定条件) 测定环境:环境温度20°C ±2°C、环境湿度40% ±2% 测定装置:Shishido公司(シシ卜'、社)制的Honestmeter H0110 (才氺只卜7 -夕 H0110)型 测定装置的设定: 从施电部的针电极的前端到转台(夕一)面为止的距离:20mm 从受电部的电极板到转台面为止的距离:15mm 施加电压:(+)10kV 电压施加时间:30s (评价) 〇:半衰期为Isec以下 X :半衰期超过lsec。
[0169] 表 9
[0170] 根据表9可知,由实施例2-10~2-13获得了的层压体的抗静电性能优异。 另一方面,测定了形成导电体之前的PET薄膜的表面电阻率,结果超过了 IO16 Ω / □,表 面电阻率高。另外,在抗静电性能上也低劣。 产业上的可利用性
[0171] 本发明的导电性组合物可期待用作电池、电容器电解质、电容器电解质的电解聚 合用底漆、化学传感器、显示元件、非线形材料、防蚀剂、粘接剂、纤维、防蚀涂料、电沉积涂 料、镀敷底漆等的导电性材料,另外可期待用作磁卡、磁带、磁盘、照片薄膜、印刷材料、脱模 薄膜、热熔胶带/薄膜、IC托盘、IC载带、盖带、电子部件包装材料等的抗静电剂,可期待应 用于宽广的领域中。
【主权项】
1. 一种导电性组合物,其含有具有磺酸基及/或羧酸基的导电性聚合物A,和具有2个 以上的氮原子的碱性化合物B。2. 根据权利要求1所述的导电性组合物,其中,所述碱性化合物B具有2个以上的含氮 杂环。3. 根据权利要求1或2所述的导电性组合物,其进一步含有具有1个氮原子的碱性化 合物C。4. 根据权利要求3所述的导电性组合物,其中,所述碱性化合物C的沸点低于所述碱性 化合物B的沸点。5. 根据权利要求3或4所述的导电性组合物,其中,所述碱性化合物C在25°C下的碱 解离常数PKb小于所述碱性化合物B在25°C下的碱解离常数pKb。6. 根据权利要求1~5中任一项所述的导电性组合物,其进一步含有水溶性或水分散 性聚合物D,但是,所述水溶性或水分散性聚合物D不包括所述导电性聚合物A。7. 根据权利要求1~6中任一项所述的导电性组合物,其中,所述碱性化合物B在25°C 下的碱解离常数pKb为4. 5以上。8. 根据权利要求1~7中任一项所述的导电性组合物,其中,所述碱性化合物B具有共 辄结构。9. 根据权利要求1~8中任一项所述的导电性组合物,其中,所述导电性聚合物A具有 由下述通式(1)表示的单元,式(1)中,R1~R4各自独立地选自由氢原子、碳原子数1~24的直链或含支链的烷基、 碳原子数1~24的直链或含支链的烷氧基、酸性基团、羟基、硝基以及卤素原子组成的组, R1~R4之中的至少一个是酸性基团,此处,酸性基团是指磺酸基或羧酸基。10. -种导电体,其由权利要求1~9中任一项所述的导电性组合物构成。11. 根据权利要求10所述的导电体,其膜厚为20~100nm, 在温度25 °C、湿度50%下的表面电阻率为IXlOwQ/ □以下,且在温度25 °C、湿度 50%的环境下经过了 1周之后的表面电阻率的变化为10倍以内。12. 根据权利要求10所述的导电体,其膜厚为20~100nm, 在温度25°C、湿度50 %下的表面电阻率为IX101°Ω/ □以下,且浸没于温度25°C的水 中10分钟、干燥之后的表面电阻率的变化为10倍以内。13. -种层压体,其中,在基材的至少一个面上层压权利要求10~12中任一项所述的 导电体。14. 一种层压体的制造方法,其中,在基材的至少一个面上涂布权利要求3所述的导电 性组合物,加热干燥而形成导电体。15. -种导电性薄膜,其具备有权利要求10~12中任一项所述的导电体。16. -种固体电解电容器,其具有由阀金属的多孔质体构成的阳极,将阳极表面氧化而 形成的电介质层,以及形成于电介质层表面侧的1层以上的固体电解质层,其中, 所述固体电解质层的至少1层是由权利要求1~9中任一项所述的导电性组合物形成 的层。17. 根据权利要求16所述的固体电解电容器,其中,所述导电性聚合物A满足下述条件 (a), 条件(a):使用包含1质量%的导电性聚合物A的导电性聚合物溶液,利用动态光散射 法测定粒径分布而获得1个以上的峰,包含上述峰之中粒径最小的峰的最小粒径分布的体 积平均粒径不足26nm。
【专利摘要】本发明的导电性组合物含有具有磺酸基及/或羧酸基的导电性聚合物(A)、具有2个以上的氮原子的碱性化合物(B)。本发明的导电体由前述导电性组合物构成。本发明的层压体中,在基材的至少一个面上层压有前述导电体。本发明的层压体的制造方法为,将前述导电性组合物涂布于基材的至少一个面上,加热干燥而形成导电体。本发明的导电性薄膜具备前述导电体。本发明的固体电解电容器具备由阀金属的多孔质体构成的阳极、将阳极表面氧化而形成的电介质层、以及形成于电介质层表面侧的1层以上的固体电解质层,前述固体电解质层的至少1层是由前述导电性组合物形成的层。
【IPC分类】B32B27/00, C08K5/17, H01G9/028, C08L101/12, C08L79/00, B32B7/02, C08L101/14
【公开号】CN105392846
【申请号】CN201480040552
【发明人】鹈泽正志, 山嵜明, 福田纮也
【申请人】三菱丽阳株式会社
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2014年5月16日
【公告号】US20160093413, WO2014185522A1
当前第6页1 2 3 4 5 6 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1