複合構造体およびそれからなる電子部品用セパレータ
【課題】内部短絡を防止するために緻密な構造を有し、かつ薄葉であっても十分な内部抵抗値を備え、優れた耐熱性を有する電子部品用セパレータに適した複合構造体及びその製造方法を提供することにある。また、該複合構造体からなる電子部品用セパレータを提供する。
【解決手段】２層以上からなる複合構造体であって、一方の層が、繊維径が１〜１０００ｎｍの芳香族ポリアミド極細繊維を含む繊維構造体からなり、他方の層が、芳香族ポリアミドフィブリッドまたは芳香族ポリアミドパルプを含む不織布からなることを特徴とする複合構造体とする。
【解決手段】２層以上からなる複合構造体であって、一方の層が、繊維径が１〜１０００ｎｍの芳香族ポリアミド極細繊維を含む繊維構造体からなり、他方の層が、芳香族ポリアミドフィブリッドまたは芳香族ポリアミドパルプを含む不織布からなることを特徴とする複合構造体とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気・電子部品内において導電部材間を隔離するのに有用であり、電解質もしくはイオンなどのイオン種が通過しうるセパレータに関する。さらに詳しくは、ナノオーダーの繊維径を有する芳香族ポリアミド極細繊維を含む複合構造体、および電子部品用セパレータに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯通信機器や高速情報処理機器などの最近の進歩に象徴される、エレクトロニクス機器の小型軽量化、高性能化には目覚しいものがある。なかでも、小型、軽量、高容量で長期保存にも耐える高性能な電池、コンデンサー、電気二重層キャパシタへの期待は大きく、幅広く応用が図られ、部品開発が急速に進展している。これにこたえる為、部材、例えば電極間の隔壁材料であるセパレータに関しても、技術・品質開発の必要性が高まっている。セパレータに対する要求特性は、電解質を保持した状態での導電性、高い電極間遮蔽性、低内部抵抗などが挙げられる。
【０００３】
従来、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィンを主成分とする多孔質膜（特許文献１）、同ポリマーを用いてシート化した不織布（特許文献２）溶融紡糸セルロースを主成分とする紙（特許文献３）などが用いられている。
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載されたポリオレフィンを主成分とする多孔質膜は、密度が高いために保液性が悪く、内部抵抗が高くなる傾向にあり、その結果、容量不足、電圧低下などの問題を生じさせる。特許文献１、２ではポリオレフィンを主成分としているが、融点が１３０〜１６５℃程度と低く、耐熱性に問題がある。一方、特許文献３に記載された、溶融紡糸セルロースからなるセパレータでは、１５０℃以上の高温で長時間処理すると、セルロースが炭化することが知られており、１５０℃以下で長時間の乾燥処理が必要という問題点がある。
【０００５】
また、これらのセパレータは、電気・電子部品中の内部抵抗を低下させ、効率的に高いエネルギー密度を得るために、さらなる薄葉化が望まれている。しかしながら、薄葉化に伴う目付けの低下は、内部短絡の発生確率の上昇、電解液保液性の低下などの問題がある。
【０００６】
また、現在のセパレータに使用される素材や形態としては、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィンを主成分とする多孔質膜（特許文献４）が多く用いられ、かかる多孔質膜は、異常発生時に電池内部温度上昇が孔を閉塞させ、イオンの透過性を妨げることから（シャットダウン性能）、広く安全性が高いとの認識がある。しかしながら、１８０℃以上に電池内部温度が上昇した場合、セパレータが平面形態を保持することができずに電極が接触してしまうため、十分な短絡防止作用があるとは言えないものであった。また、ポリオレフィンは１００℃からでも収縮を開始するため、端部における電極接触の機会が増える恐れがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３１９５１２０号公報
【特許文献２】特許第３７５３５６１号公報
【特許文献３】特開２０００−００３８３４号公報
【特許文献４】国際公開第２００４／０２０５１１号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、内部短絡を防止するために緻密な構造を有し、かつ薄葉であっても十分な内部抵抗値を備え、優れた耐熱性を有する電子部品用セパレータに適した複合構造体及びそれからなる電子部品用セパレータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者が鋭意検討したところ、上記課題は、以下に記載する複合構造体及び電子部品用セパレータにより、解決することができることを見出した。
すなわち、本発明は、２層以上からなる複合構造体であって、一方の層が、繊維径が１〜１０００ｎｍの芳香族ポリアミド極細繊維を含む繊維構造体からなり、他方の層が、芳香族ポリアミドフィブリッドまたは芳香族ポリアミドパルプを含む不織布からなることを特徴とする複合構造体である。また、他の本発明は、上記複合構造体からなることを特徴とする電子部品用セパレータである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、芳香族ポリアミド極細繊維と、芳香族ポリアミドフィブリッドまたは芳香族ポリアミドパルプが巧みに組み合わされた、電気・電子部品中の導電部材間の隔壁として好適に利用することができる複合構造体を提供することもできる。
【００１１】
また、芳香族ポリアミド極細繊維からなる繊維構造体に、カレンダー加工などによって、フィルム状部分を形成した複合構造体とすることにより、該繊維構造体の密度が向上して電極間の遮蔽性も高くなり、同時に芳香族ポリアミドフィブリッド等からなる不織布への該繊維構造体の密着性が向上するため、良好な取り扱い性をも達成することができる。
【００１２】
さらに、本発明の電子部品用セパレータを使用した電池、コンデンサーなどの電気・電子部品では、耐熱性を有することから高い安全性が期待でき、かつ薄葉であるため、電気自動車などの大電流環境下で有利に使用することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明における複合構造体は、２層以上からなる複合構造体であって、一方の層が、繊維径が１〜１０００ｎｍの芳香族ポリアミド極細繊維を含む繊維構造体からなり、他方の層が、芳香族ポリアミドフィブリッドまたは芳香族ポリアミドパルプを含む不織布からなることを特徴とする。
【００１４】
本発明においては、上記構成の複合構造体であることにより、電気・電子部品中の内部抵抗を低下させ、効率的に高いエネルギー密度を得ることができ、極細繊維が構成成分として含まれていることから、薄葉であっても高い空隙率を有するため、電解液保液性を確保することができ、特に電子部品用セパレータに適した複合構造体となる。
【００１５】
繊維構造体を構成する芳香族ポリアミド極細繊維の繊維径は、１〜１０００ｎｍである必要があるが、好ましくは１０〜６００ｎｍ、より好ましくは３０〜３００ｎｍである。繊維径が１ｎｍ未満であると得られる強力が著しく低下し、電子部材加工時に破損しやすくなり、一方、極細繊維の繊維径が１０００ｎｍを越えると、空隙のサイズが大きくなり内部短絡が発生する。
【００１６】
繊維構造体は、極細繊維の繊維径として１〜１０００ｎｍを達成することが可能な、乾式不織布製造法により成形され、例えば、特開２００６−０３７２７６号公報の電界紡糸法などを好ましく挙げることができる。特に上記方法により成形された乾式不織布、中でも電界紡糸法により成形された不織布は、驚くべきことに、後述する低温加圧でも芳香族ポリアミド極細繊維が軟化し部分的なフィルム形状が形成され、不織布とより強固に接合することがわかった。
【００１７】
一方、不織布は、芳香族ポリアミドフィブリッド、もしくは芳香族ポリアミドパルプを含む必要がある。ここでいうフィブリッドとは、特公昭３７−５７３２公報で開示されているようなフィルム状の粒子を指し、パルプとは、特許第３２０２５９７号公報で開示されているような幅広い繊維径と繊維直径を有するパルプ状短繊維である。いずれも不織布成形の際に、フロック（塊状になっている繊維）と組み合わせて使用され、フィブリッド、パルプはバインダーとして優れた機能を有し、セパレータに必要な電気特性も発現することが可能である。
【００１８】
不織布の製造方法としては、それ自体既知の方法、例えば、芳香族ポリアミドフィブリッドおよび芳香族ポリアミドフロックを乾式ブレンドした後、気流を利用してシートを形成する乾式抄造法、熱可塑性ポリマーパルプと芳香族ポリアミドフロックおよび芳香族ポリアミドフロックを液体媒体中で分散混合した後、網またはベルト上に吐出していシート化し、液体を除いて乾燥する湿式抄造法などを適用することができるが、これらのなかでも水を媒体として使用する、いわゆる湿式抄造法が好適である。
【００１９】
さらに、不織布の構成材料が芳香族ポリアミドであることは、本質的に耐熱性、難燃性などの優れた特性を備えていることや、比重が１．４程度と小さく軽量であるため電気・電子部品の導電部材間の隔離壁として好ましく用いることができる、等、種々の優れた特性を有している。
【００２０】
繊維構造体の目付けは、好ましくは０．１〜５．０ｇ／ｍ２、より好ましくは０．４〜３．０ｇ／ｍ２である。目付けが０．１ｇ／ｍ２未満であると、内部短絡が頻発し、不織布との接触面積が激減することから好ましくない。一方、上記目付けが、５．０ｇ／ｍ２を超えると、内部抵抗値が上がりやすくなるため、好ましくない。特に、加熱加圧処理等により繊維構造体の一部にフィルム状を形成した場合、密度が飛躍的に上昇し、内部抵抗値が著しく高くなりやすい。
【００２１】
不織布の目付けは、好ましくは５〜２５ｇ／ｍ２、より好ましくは８〜１５ｇ／ｍ２である。目付けが５ｇ／ｍ２未満であると、内部抵抗が頻発するため好ましくなく、２５ｇ／ｍ２を超えると、電解液保持性が低くなり、内部抵抗値が上昇するため、好ましくない。
【００２２】
複合構造体の目付けは、好ましくは５．１〜３０ｇ／ｍ２、より好ましくは８〜２０ｇ／ｍ２である。また、複合構造体の平均厚さは、好ましくは５〜３０μｍ、より好ましくは１０〜２０μｍである。複合構造体の、目付けが５．1ｇ／ｍ２未満、平均厚さが５μｍ未満では、電子部材加工に必要な強度が不十分であったり、内部短絡を頻発したりして、セパレータとして好ましくない。また、目付けが３０ｇ／ｍ２より大きく、平均厚さが３０μｍより大きいと、後述する電池用セパレータのイオン導電度を示す指標であるマクミラン数１５以下でかつマクミラン数×複合構造体の平均厚さが２５０μｍ以下である複合構造体を得ることが困難となる。
【００２３】
本発明においては、繊維構造体には、芳香族ポリアミド極細繊維が繊維形状を有している部分と、複数の芳香族ポリアミド極細繊維が軟化して一体化しフィルム形状を有している部分とが存在し、該フィルム形状を有している部分と、他方の層を構成する不織布とが少なくとも一部において接合一体化していることが好ましい。これにより、繊維構造体と不織布との密着性が向上し、層間の剥離が起こりにくい。また、繊維構造体の密度が向上して電極間の遮蔽性も高くなる。
【００２４】
なおここで、フィルム形状とは、複数の極細繊維が軟化して一体化し、繊維形状を留めず、表面がフィルムのように平滑となっている状態をいい、該フィルム形状は厚み斑があっても空隙を有していてもよい。
【００２５】
以上に説明した本発明の複合構造体は、例えば以下の方法により製造することができる。一つの方法としては、全芳香族ポリアミド溶液を、高電圧を印加して不織布上にスプレーして極細繊維を形成する方法を好ましく例示することができる。また、得られる極細繊維の繊維径は印加電圧、溶液濃度、スプレーの飛散距離等に依存し、これらの条件を調整することで任意の繊維径とすることができる。溶媒としては、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルスルホキシドなどを用いることができる。
【００２６】
具体的には、全芳香族ポリアミドポリマーと溶媒とを１：９９〜１６：８４の重量比で溶解させたポリマー溶液を調製し、５〜７０ｋＶの電圧下で、紡糸距離を５．０〜５０ｃｍとし、単位距離あたりの電圧に換算すると０．５〜７．０ｋｖ／ｃｍとして電界紡糸を行うことにより前述した繊維径を有する芳香族ポリアミド極細繊維を作製することができる。
【００２７】
また、紡糸溶液の安定性付与など、必要に応じ、アルカリ金属塩及び／又はアルカリ土類金属塩を、全芳香族ポリアミドポリマーを含む紡糸溶液に対し、０．０５〜５重量％含んでいても良い。
【００２８】
紡糸溶液の供給は、ノズルや口金から押し出す方法や、紡糸溶液中に浸した円盤やドラムに、必要量となるように紡糸溶液を付着させ、連続回転させることにより供給する方法が挙げられる。
【００２９】
また、繊維構造体を構成する極細繊維は、メタ型芳香族ポリアミドであることが好ましい。メタ型芳香族ポリアミドは耐熱性、耐薬品性などに優れており、産業資材用途に広く使用されているものである。極細繊維を成形しやすい高分子には、ポリビニルアルコールやナイロンなどがあるが、これらは後述する加熱加圧処理や高温雰囲気下にて溶融、劣化するため、内部抵抗が上昇したり、内部短絡が発生したり、といった欠点が生じる。
【００３０】
さらに、繊維構造体に、芳香族ポリアミド極細繊維が繊維形状を有している部分と、フィルム形状を有している部分とが存在する前記複合構造体を製造するには、以下の方法を採用することができる。
【００３１】
すなわち、上記方法で得られた、繊維径が１〜１０００ｎｍの芳香族ポリアミド極細繊維を含む繊維構造体と、芳香族ポリアミドフィブリッドまたは芳香族ポリアミドパルプを含む不織布とからなる複合構造体を、温度が３０〜３５０℃、線圧が５０〜３００ｋｇｆ／ｃｍの加熱加圧処理を施すことにより製造することができる。上記加熱加圧処理の条件において、温度は１００〜３５０℃、線圧は１５０〜３００ｋｇｆ／ｃｍであることがより好ましい。ここで、加熱温度および加圧力が低すぎると、極細繊維間の接着力が弱くなり、一方、加熱温度および加圧力が高すぎると繊維構造体を構成する繊維同士または不織布を構成する繊維同士が融着などを起こして目が潰れるなどし、電解液保持性が悪くなったり、内部抵抗値があがり易くなったりするため、好ましくない。
【００３２】
また、上記の加熱加圧処理を施すことにより、繊維構造体と不織布との密着性が向上し、加工性が向上する。さらに、繊維構造体の密度が向上し、電極間の遮蔽性も高くなることから、電気・電子部品中の導電部材間の隔壁として利用することができ、同時に不織布への繊維構造体の密着性が向上するため、良好な取り扱い性を提供することもできる。また、本発明のセパレータを使用した電池、コンデンサーなどの電気・電子部品は、耐熱性を有し、かつ薄葉であるため、電気自動車などの大電流環境下で有利に使用することができる。
【００３３】
本発明の複合構造体においては、透気度が、ＪＩＳ Ｐ８１１７ガーレー試験機法で測定して、１００秒／３００ｃｍ３以下、特に５０秒／３００ｃｍ３以下であることが好ましい。１００秒／３００ｍ３を超えるセパレータは、電解液をセパレータに含浸浸透させる場合に、十分な浸透充填が達成できない可能性があり、内部抵抗が高くなる可能性があることから好ましくない。
【００３４】
複合構造体のマクミラン数は、好ましくは１５以下、より好ましく１０以下である。また、マクミラン数×複合構造体の平均厚さは、好ましくは２５０μｍ以下、より好ましくは２００μｍ以下である。ここで、マクミラン数は電池用セパレータのイオン導電度を示す指標であり、複合構造体に電解液を含浸させたときのインピーダンスと電解液のみのインピーダンスとの比であることから、内部抵抗の指標として使用することができ、低いほど好ましい。ここでは２５℃において測定されたマクミラン数を採用している。
【００３５】
以上に説明した本発明の複合構造体は、内部抵抗値が著しく上昇することなく、高空隙率を有し、かつ薄葉でも内部短絡を防止することが可能であることから、電子部品用セパレータに好ましく用いることができる。
【００３６】
本発明においては、３０℃から昇温速度１０℃／分で昇温したときの２５０℃における複合構造体の縦方向及び横方向の寸法変化率はいずれも好ましくは５％未満であり、さらに好ましくは３％未満である。複合構造体の寸法変化としては昇温により収縮する場合と伸長する場合が有り得るが、寸法変化率が５％を超えると、セパレータとして用いた複合構造体が、収縮した場合には短絡を生じやすくなり、伸張した場合には繊維構造体に疎と密の部分が生じて、疎の部分にイオン透過が集中して負荷がかかりやすくなるため、好ましくない。
【００３７】
また、複合構造体の２００℃にて１時間加熱した際の透気度の変化率は好ましくは５％未満であり、より好ましくは３％未満である。透気度は、前述したＪＩＳ Ｐ８１１７ガーレー試験機法に準じて測定した数値を指すが、数値が増加することは密な構造、数値が減少することは、疎な構造に変化していることを意味する。透気度の数値が５％を超えて上昇、すなわち密な構造となると、内部抵抗が上昇するため好ましくない。一方、透気度の数値が５％を越えて減少し、疎な構造となると、極細繊維の破損する割合が高くなり、短絡防止の効果が低下するため好ましくない。
【００３８】
以上に説明した本発明の複合構造体は、内部抵抗値が著しく上昇することなく、高空隙率を有し、かつ薄葉でも内部短絡を防止することが可能であることから、電子部品用セパレータとしてそのまま好ましく用いることができる。
【００３９】
また、従来のセパレータには、電池内部温度が上昇した場合、セパレータが平面形態を保持することができず、また、セパレータ端部においても電極接触の機会が増えるため、十分な短絡防止作用が得られないといった課題が有り、本発明は、前記の寸法変化率、透気度の変化率を同時に満足させることでこれを解決できることに着目したものであるが、本発明の複合構造体およびそれからなるセパレータはかかる性能を十分に満たし前記課題をも克服するものである。
【実施例】
【００４０】
以下、実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。しかし、以下の例によって、本発明が限定されることはない。
【００４１】
（１）繊維径
極細繊維を任意に１００本サンプリングし、走査型電子顕微鏡ＪＳＭ６３３０Ｆ（ＪＥＯＬ社製）にて測定し、繊維径の平均値を求めた。なお測定は、３０，０００倍の倍率で行った。
【００４２】
（２）複合構造体の平均厚さ
ＯＮＯ ＳＯＫＫＩ ＤＧ−９２５ ディジタルリニアゲージを用い、任意に選択した２０箇所において厚さを測定し、平均値を求めた。
【００４３】
（３）透気度
ＪＩＳ Ｐ８１１７に従って測定した。
【００４４】
（４）マクミラン数
得られた複合構造体を２００ｍｍφに切り出し、２枚のＳＵＳ電極に挟み、１０ｋＨｚでの交流インピーダンスから算出した伝導度で電解液のイオン伝導度を除し、算出する。電解液は１Ｍ ＬｉＢＦ４ＥＣ／ＰＣを重量比で１／１に調整したものを用い、測定温度は２５℃とする。この数値が低いほど、イオン透過が良く好ましい。
【００４５】
（５）寸法変化率
得られた複合構造体から任意に１０ヶ所選んで、縦、横方向にそれぞれ５ｍｍ×２５ｍｍの試験片を切り出して用い、ＴＭＡ４０００ＳＡ（Ｂｒｕｋｅｒ ＡＸＳ社製）により、試験長２０ｍｍ、荷重２ｇ、昇温速度１０℃／分として、３０℃から昇温しながら試験長２０ｍｍに対する寸法変化率（％）を連続して測定し、表１には２５０℃における寸法変化率（％）を示した。
【００４６】
（６）透気度変化率
得られた複合構造体を２０ｃｍ×２０ｃｍに切り出し、２００℃に設定した乾燥機に、その壁面に複合構造体が接触しないように吊り下げた状態で、１時間加熱処理を実施し、前記（３）と同様にして透気度を測定した。さらに、加熱処理前後の透気度差の、加熱処理前の透気度に対する変化率を算出した。
【００４７】
［実施例１］
特許第３２０２５９７号公報に準じ、メタ型芳香族ポリアミドパルプを作製した。得られたメタ型芳香族ポリアミドパルプを、水１．５Ｌとともに公知の離解機にて離解し、２５×２５ｃｍ角のＴＡＰＰＩ式手漉きマシーンを用いて抄造した。さらに１２０℃で５時間乾燥させて湿式不織布を得た。その後、得られた湿式不織布に、上ローラが金属製加熱フラットローラ、下ローラが金属製フラットローラであるカレンダー装置により、上下ローラの温度を３３０℃、線圧を３００ｋｇｆ／ｃｍとして１回目のカレンダー加工を施し、さらに、上下ローラの温度を２５０℃、線圧を３００ｋｇｆ／ｃｍとして２回目のカレンダー加工を施し、メタ型芳香族ポリアミドパルプからなる不織布を得た。
また、特公昭４７−１０８６３号公報実施例１記載の方法に準じ、界面重合法によりメタ型芳香族ポリアミドを主成分とする芳香族ポリアミド粉末状体を製造した。得られた芳香族ポリアミド粉末状体、溶媒Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミドを１０：９０の重量比で溶解させたポリマー溶液を調製した。このポリマー溶液を電解紡糸法にて印加電圧２０ｋＶ下にて芳香族ポリアミド極細繊維を成形し、目付が１．５ｇ／ｍ２となるように、上記のメタ型芳香族ポリアミドパルプからなる不織布上に積層させ、複合構造体を得た。得られた複合構造体を用い、セパレータとしての性能評価を行った。結果を表１に示す。
【００４８】
［実施例２］
不織布を、カレンダー加工を実施しない以外は、実施例１記載の方法と同様にして、不織布を得た。
また、実施例１記載の方法と同様にして、芳香族ポリアミド極細繊維からなる繊維構造体を上記不織布上に成形し、積層体を得た。得られた積層体を、上ローラが金属製加熱フラットローラ、下ローラが金属製フラットローラであるカレンダー装置により、上下ローラの温度を３３０℃、線圧を３００ｋｇｆ／ｃｍとして１回目のカレンダー加工を施し、さらに、上下ローラの温度を２５０℃、線圧を３００ｋｇｆ／ｃｍとして２回目のカレンダー加工を施し、複合構造体を得た。得られた複合構造体は、芳香族ポリアミド極細繊維が繊維形状を有している部分と、複数の芳香族ポリアミド極細繊維が軟化して一体化しフィルム形状を有している部分とが存在していた。また、フィルム形状を有している部分と、不織布とが接合一体化していた。得られた複合構造体を用い、セパレータとしての性能評価を行った。結果を表１に示す。
【００４９】
［実施例３］
芳香族ポリアミド粉末状体、溶媒Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミドを７：９３の重量比で溶解させたポリマー溶液を使用した以外は、実施例２と同様にして複合構造体を得、セパレータとしての性能評価を行った。結果を表１に示す。
【００５０】
［実施例４］
芳香族ポリアミド粉末状体、溶媒Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミドを１５：８５の重量比で溶解させたポリマー溶液を使用した以外は、実施例２と同様にして複合構造体を得、セパレータとしての性能評価を行った。結果を表１に示す。
【００５１】
［実施例５］
特公昭３７−５７３２公報実施例１に準じて得られたメタ型芳香族ポリアミドフィブリッドにより不織布を成形した以外は、実施例２記載の方法に準じて複合繊維構造体を得た。結果を表１に示す。
【００５２】
［比較例１］
ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）（株式会社クラレ製）、を１７：８５の重量比で水に溶解させたポリマー溶液を調製して芳香族ポリアミドポリマー溶液の代わりに用いた以外は、実施例１と同様にして複合構造体を得た。得られた複合構造体を用い、セパレータとしての性能評価を行った。結果を表１に示す。
【００５３】
［比較例２］
ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）（株式会社クラレ製）、を１７：８５の重量比で水に溶解させたポリマー溶液を調製して芳香族ポリアミドポリマー溶液の代わりに用い、カレンダー加工において、上下ローラの温度を１回目、２回目ともに１００℃、線圧を１回目、２回目ともに３００ｋｇｆ／ｃｍに変更した以外は、実施例２と同様にして複合構造体を得た。得られた複合構造体を用い、セパレータとしての性能評価を行った。結果を表１に示す。
【００５４】
［比較例３］
不織布として、目付けが１７ｇ／ｍ２のポリプロピレンスパンボンド不織布（日本不織布製）を用い、カレンダー加工において、上下ローラの温度を１回目、２回目ともに１００℃、線圧を１回目、２回目ともに３００ｋｇｆ／ｃｍに変更した以外は、実施例２と同様にして複合構造体を得た。得られた複合構造体を用い、セパレータとしての性能評価を行った。結果を表１に示す。
【００５５】
［比較例４］
ポリプロピレン（ＰＰ）微多孔膜（セルガードＴＭ２４００、Ｃｅｌｇａｒｄ社製）を用い、セパレータとしての性能評価を行った。結果を表１に示す。
【００５６】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明によれば、耐熱性などの高機能を有する芳香族ポリアミド極細繊維を使用し、加熱加圧処理工程を経ることによって、薄葉で、優れた耐熱性を有する電子部品用セパレータを提供することができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気・電子部品内において導電部材間を隔離するのに有用であり、電解質もしくはイオンなどのイオン種が通過しうるセパレータに関する。さらに詳しくは、ナノオーダーの繊維径を有する芳香族ポリアミド極細繊維を含む複合構造体、および電子部品用セパレータに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯通信機器や高速情報処理機器などの最近の進歩に象徴される、エレクトロニクス機器の小型軽量化、高性能化には目覚しいものがある。なかでも、小型、軽量、高容量で長期保存にも耐える高性能な電池、コンデンサー、電気二重層キャパシタへの期待は大きく、幅広く応用が図られ、部品開発が急速に進展している。これにこたえる為、部材、例えば電極間の隔壁材料であるセパレータに関しても、技術・品質開発の必要性が高まっている。セパレータに対する要求特性は、電解質を保持した状態での導電性、高い電極間遮蔽性、低内部抵抗などが挙げられる。
【０００３】
従来、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィンを主成分とする多孔質膜（特許文献１）、同ポリマーを用いてシート化した不織布（特許文献２）溶融紡糸セルロースを主成分とする紙（特許文献３）などが用いられている。
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載されたポリオレフィンを主成分とする多孔質膜は、密度が高いために保液性が悪く、内部抵抗が高くなる傾向にあり、その結果、容量不足、電圧低下などの問題を生じさせる。特許文献１、２ではポリオレフィンを主成分としているが、融点が１３０〜１６５℃程度と低く、耐熱性に問題がある。一方、特許文献３に記載された、溶融紡糸セルロースからなるセパレータでは、１５０℃以上の高温で長時間処理すると、セルロースが炭化することが知られており、１５０℃以下で長時間の乾燥処理が必要という問題点がある。
【０００５】
また、これらのセパレータは、電気・電子部品中の内部抵抗を低下させ、効率的に高いエネルギー密度を得るために、さらなる薄葉化が望まれている。しかしながら、薄葉化に伴う目付けの低下は、内部短絡の発生確率の上昇、電解液保液性の低下などの問題がある。
【０００６】
また、現在のセパレータに使用される素材や形態としては、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィンを主成分とする多孔質膜（特許文献４）が多く用いられ、かかる多孔質膜は、異常発生時に電池内部温度上昇が孔を閉塞させ、イオンの透過性を妨げることから（シャットダウン性能）、広く安全性が高いとの認識がある。しかしながら、１８０℃以上に電池内部温度が上昇した場合、セパレータが平面形態を保持することができずに電極が接触してしまうため、十分な短絡防止作用があるとは言えないものであった。また、ポリオレフィンは１００℃からでも収縮を開始するため、端部における電極接触の機会が増える恐れがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３１９５１２０号公報
【特許文献２】特許第３７５３５６１号公報
【特許文献３】特開２０００−００３８３４号公報
【特許文献４】国際公開第２００４／０２０５１１号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、内部短絡を防止するために緻密な構造を有し、かつ薄葉であっても十分な内部抵抗値を備え、優れた耐熱性を有する電子部品用セパレータに適した複合構造体及びそれからなる電子部品用セパレータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者が鋭意検討したところ、上記課題は、以下に記載する複合構造体及び電子部品用セパレータにより、解決することができることを見出した。
すなわち、本発明は、２層以上からなる複合構造体であって、一方の層が、繊維径が１〜１０００ｎｍの芳香族ポリアミド極細繊維を含む繊維構造体からなり、他方の層が、芳香族ポリアミドフィブリッドまたは芳香族ポリアミドパルプを含む不織布からなることを特徴とする複合構造体である。また、他の本発明は、上記複合構造体からなることを特徴とする電子部品用セパレータである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、芳香族ポリアミド極細繊維と、芳香族ポリアミドフィブリッドまたは芳香族ポリアミドパルプが巧みに組み合わされた、電気・電子部品中の導電部材間の隔壁として好適に利用することができる複合構造体を提供することもできる。
【００１１】
また、芳香族ポリアミド極細繊維からなる繊維構造体に、カレンダー加工などによって、フィルム状部分を形成した複合構造体とすることにより、該繊維構造体の密度が向上して電極間の遮蔽性も高くなり、同時に芳香族ポリアミドフィブリッド等からなる不織布への該繊維構造体の密着性が向上するため、良好な取り扱い性をも達成することができる。
【００１２】
さらに、本発明の電子部品用セパレータを使用した電池、コンデンサーなどの電気・電子部品では、耐熱性を有することから高い安全性が期待でき、かつ薄葉であるため、電気自動車などの大電流環境下で有利に使用することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明における複合構造体は、２層以上からなる複合構造体であって、一方の層が、繊維径が１〜１０００ｎｍの芳香族ポリアミド極細繊維を含む繊維構造体からなり、他方の層が、芳香族ポリアミドフィブリッドまたは芳香族ポリアミドパルプを含む不織布からなることを特徴とする。
【００１４】
本発明においては、上記構成の複合構造体であることにより、電気・電子部品中の内部抵抗を低下させ、効率的に高いエネルギー密度を得ることができ、極細繊維が構成成分として含まれていることから、薄葉であっても高い空隙率を有するため、電解液保液性を確保することができ、特に電子部品用セパレータに適した複合構造体となる。
【００１５】
繊維構造体を構成する芳香族ポリアミド極細繊維の繊維径は、１〜１０００ｎｍである必要があるが、好ましくは１０〜６００ｎｍ、より好ましくは３０〜３００ｎｍである。繊維径が１ｎｍ未満であると得られる強力が著しく低下し、電子部材加工時に破損しやすくなり、一方、極細繊維の繊維径が１０００ｎｍを越えると、空隙のサイズが大きくなり内部短絡が発生する。
【００１６】
繊維構造体は、極細繊維の繊維径として１〜１０００ｎｍを達成することが可能な、乾式不織布製造法により成形され、例えば、特開２００６−０３７２７６号公報の電界紡糸法などを好ましく挙げることができる。特に上記方法により成形された乾式不織布、中でも電界紡糸法により成形された不織布は、驚くべきことに、後述する低温加圧でも芳香族ポリアミド極細繊維が軟化し部分的なフィルム形状が形成され、不織布とより強固に接合することがわかった。
【００１７】
一方、不織布は、芳香族ポリアミドフィブリッド、もしくは芳香族ポリアミドパルプを含む必要がある。ここでいうフィブリッドとは、特公昭３７−５７３２公報で開示されているようなフィルム状の粒子を指し、パルプとは、特許第３２０２５９７号公報で開示されているような幅広い繊維径と繊維直径を有するパルプ状短繊維である。いずれも不織布成形の際に、フロック（塊状になっている繊維）と組み合わせて使用され、フィブリッド、パルプはバインダーとして優れた機能を有し、セパレータに必要な電気特性も発現することが可能である。
【００１８】
不織布の製造方法としては、それ自体既知の方法、例えば、芳香族ポリアミドフィブリッドおよび芳香族ポリアミドフロックを乾式ブレンドした後、気流を利用してシートを形成する乾式抄造法、熱可塑性ポリマーパルプと芳香族ポリアミドフロックおよび芳香族ポリアミドフロックを液体媒体中で分散混合した後、網またはベルト上に吐出していシート化し、液体を除いて乾燥する湿式抄造法などを適用することができるが、これらのなかでも水を媒体として使用する、いわゆる湿式抄造法が好適である。
【００１９】
さらに、不織布の構成材料が芳香族ポリアミドであることは、本質的に耐熱性、難燃性などの優れた特性を備えていることや、比重が１．４程度と小さく軽量であるため電気・電子部品の導電部材間の隔離壁として好ましく用いることができる、等、種々の優れた特性を有している。
【００２０】
繊維構造体の目付けは、好ましくは０．１〜５．０ｇ／ｍ２、より好ましくは０．４〜３．０ｇ／ｍ２である。目付けが０．１ｇ／ｍ２未満であると、内部短絡が頻発し、不織布との接触面積が激減することから好ましくない。一方、上記目付けが、５．０ｇ／ｍ２を超えると、内部抵抗値が上がりやすくなるため、好ましくない。特に、加熱加圧処理等により繊維構造体の一部にフィルム状を形成した場合、密度が飛躍的に上昇し、内部抵抗値が著しく高くなりやすい。
【００２１】
不織布の目付けは、好ましくは５〜２５ｇ／ｍ２、より好ましくは８〜１５ｇ／ｍ２である。目付けが５ｇ／ｍ２未満であると、内部抵抗が頻発するため好ましくなく、２５ｇ／ｍ２を超えると、電解液保持性が低くなり、内部抵抗値が上昇するため、好ましくない。
【００２２】
複合構造体の目付けは、好ましくは５．１〜３０ｇ／ｍ２、より好ましくは８〜２０ｇ／ｍ２である。また、複合構造体の平均厚さは、好ましくは５〜３０μｍ、より好ましくは１０〜２０μｍである。複合構造体の、目付けが５．1ｇ／ｍ２未満、平均厚さが５μｍ未満では、電子部材加工に必要な強度が不十分であったり、内部短絡を頻発したりして、セパレータとして好ましくない。また、目付けが３０ｇ／ｍ２より大きく、平均厚さが３０μｍより大きいと、後述する電池用セパレータのイオン導電度を示す指標であるマクミラン数１５以下でかつマクミラン数×複合構造体の平均厚さが２５０μｍ以下である複合構造体を得ることが困難となる。
【００２３】
本発明においては、繊維構造体には、芳香族ポリアミド極細繊維が繊維形状を有している部分と、複数の芳香族ポリアミド極細繊維が軟化して一体化しフィルム形状を有している部分とが存在し、該フィルム形状を有している部分と、他方の層を構成する不織布とが少なくとも一部において接合一体化していることが好ましい。これにより、繊維構造体と不織布との密着性が向上し、層間の剥離が起こりにくい。また、繊維構造体の密度が向上して電極間の遮蔽性も高くなる。
【００２４】
なおここで、フィルム形状とは、複数の極細繊維が軟化して一体化し、繊維形状を留めず、表面がフィルムのように平滑となっている状態をいい、該フィルム形状は厚み斑があっても空隙を有していてもよい。
【００２５】
以上に説明した本発明の複合構造体は、例えば以下の方法により製造することができる。一つの方法としては、全芳香族ポリアミド溶液を、高電圧を印加して不織布上にスプレーして極細繊維を形成する方法を好ましく例示することができる。また、得られる極細繊維の繊維径は印加電圧、溶液濃度、スプレーの飛散距離等に依存し、これらの条件を調整することで任意の繊維径とすることができる。溶媒としては、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルスルホキシドなどを用いることができる。
【００２６】
具体的には、全芳香族ポリアミドポリマーと溶媒とを１：９９〜１６：８４の重量比で溶解させたポリマー溶液を調製し、５〜７０ｋＶの電圧下で、紡糸距離を５．０〜５０ｃｍとし、単位距離あたりの電圧に換算すると０．５〜７．０ｋｖ／ｃｍとして電界紡糸を行うことにより前述した繊維径を有する芳香族ポリアミド極細繊維を作製することができる。
【００２７】
また、紡糸溶液の安定性付与など、必要に応じ、アルカリ金属塩及び／又はアルカリ土類金属塩を、全芳香族ポリアミドポリマーを含む紡糸溶液に対し、０．０５〜５重量％含んでいても良い。
【００２８】
紡糸溶液の供給は、ノズルや口金から押し出す方法や、紡糸溶液中に浸した円盤やドラムに、必要量となるように紡糸溶液を付着させ、連続回転させることにより供給する方法が挙げられる。
【００２９】
また、繊維構造体を構成する極細繊維は、メタ型芳香族ポリアミドであることが好ましい。メタ型芳香族ポリアミドは耐熱性、耐薬品性などに優れており、産業資材用途に広く使用されているものである。極細繊維を成形しやすい高分子には、ポリビニルアルコールやナイロンなどがあるが、これらは後述する加熱加圧処理や高温雰囲気下にて溶融、劣化するため、内部抵抗が上昇したり、内部短絡が発生したり、といった欠点が生じる。
【００３０】
さらに、繊維構造体に、芳香族ポリアミド極細繊維が繊維形状を有している部分と、フィルム形状を有している部分とが存在する前記複合構造体を製造するには、以下の方法を採用することができる。
【００３１】
すなわち、上記方法で得られた、繊維径が１〜１０００ｎｍの芳香族ポリアミド極細繊維を含む繊維構造体と、芳香族ポリアミドフィブリッドまたは芳香族ポリアミドパルプを含む不織布とからなる複合構造体を、温度が３０〜３５０℃、線圧が５０〜３００ｋｇｆ／ｃｍの加熱加圧処理を施すことにより製造することができる。上記加熱加圧処理の条件において、温度は１００〜３５０℃、線圧は１５０〜３００ｋｇｆ／ｃｍであることがより好ましい。ここで、加熱温度および加圧力が低すぎると、極細繊維間の接着力が弱くなり、一方、加熱温度および加圧力が高すぎると繊維構造体を構成する繊維同士または不織布を構成する繊維同士が融着などを起こして目が潰れるなどし、電解液保持性が悪くなったり、内部抵抗値があがり易くなったりするため、好ましくない。
【００３２】
また、上記の加熱加圧処理を施すことにより、繊維構造体と不織布との密着性が向上し、加工性が向上する。さらに、繊維構造体の密度が向上し、電極間の遮蔽性も高くなることから、電気・電子部品中の導電部材間の隔壁として利用することができ、同時に不織布への繊維構造体の密着性が向上するため、良好な取り扱い性を提供することもできる。また、本発明のセパレータを使用した電池、コンデンサーなどの電気・電子部品は、耐熱性を有し、かつ薄葉であるため、電気自動車などの大電流環境下で有利に使用することができる。
【００３３】
本発明の複合構造体においては、透気度が、ＪＩＳ Ｐ８１１７ガーレー試験機法で測定して、１００秒／３００ｃｍ３以下、特に５０秒／３００ｃｍ３以下であることが好ましい。１００秒／３００ｍ３を超えるセパレータは、電解液をセパレータに含浸浸透させる場合に、十分な浸透充填が達成できない可能性があり、内部抵抗が高くなる可能性があることから好ましくない。
【００３４】
複合構造体のマクミラン数は、好ましくは１５以下、より好ましく１０以下である。また、マクミラン数×複合構造体の平均厚さは、好ましくは２５０μｍ以下、より好ましくは２００μｍ以下である。ここで、マクミラン数は電池用セパレータのイオン導電度を示す指標であり、複合構造体に電解液を含浸させたときのインピーダンスと電解液のみのインピーダンスとの比であることから、内部抵抗の指標として使用することができ、低いほど好ましい。ここでは２５℃において測定されたマクミラン数を採用している。
【００３５】
以上に説明した本発明の複合構造体は、内部抵抗値が著しく上昇することなく、高空隙率を有し、かつ薄葉でも内部短絡を防止することが可能であることから、電子部品用セパレータに好ましく用いることができる。
【００３６】
本発明においては、３０℃から昇温速度１０℃／分で昇温したときの２５０℃における複合構造体の縦方向及び横方向の寸法変化率はいずれも好ましくは５％未満であり、さらに好ましくは３％未満である。複合構造体の寸法変化としては昇温により収縮する場合と伸長する場合が有り得るが、寸法変化率が５％を超えると、セパレータとして用いた複合構造体が、収縮した場合には短絡を生じやすくなり、伸張した場合には繊維構造体に疎と密の部分が生じて、疎の部分にイオン透過が集中して負荷がかかりやすくなるため、好ましくない。
【００３７】
また、複合構造体の２００℃にて１時間加熱した際の透気度の変化率は好ましくは５％未満であり、より好ましくは３％未満である。透気度は、前述したＪＩＳ Ｐ８１１７ガーレー試験機法に準じて測定した数値を指すが、数値が増加することは密な構造、数値が減少することは、疎な構造に変化していることを意味する。透気度の数値が５％を超えて上昇、すなわち密な構造となると、内部抵抗が上昇するため好ましくない。一方、透気度の数値が５％を越えて減少し、疎な構造となると、極細繊維の破損する割合が高くなり、短絡防止の効果が低下するため好ましくない。
【００３８】
以上に説明した本発明の複合構造体は、内部抵抗値が著しく上昇することなく、高空隙率を有し、かつ薄葉でも内部短絡を防止することが可能であることから、電子部品用セパレータとしてそのまま好ましく用いることができる。
【００３９】
また、従来のセパレータには、電池内部温度が上昇した場合、セパレータが平面形態を保持することができず、また、セパレータ端部においても電極接触の機会が増えるため、十分な短絡防止作用が得られないといった課題が有り、本発明は、前記の寸法変化率、透気度の変化率を同時に満足させることでこれを解決できることに着目したものであるが、本発明の複合構造体およびそれからなるセパレータはかかる性能を十分に満たし前記課題をも克服するものである。
【実施例】
【００４０】
以下、実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。しかし、以下の例によって、本発明が限定されることはない。
【００４１】
（１）繊維径
極細繊維を任意に１００本サンプリングし、走査型電子顕微鏡ＪＳＭ６３３０Ｆ（ＪＥＯＬ社製）にて測定し、繊維径の平均値を求めた。なお測定は、３０，０００倍の倍率で行った。
【００４２】
（２）複合構造体の平均厚さ
ＯＮＯ ＳＯＫＫＩ ＤＧ−９２５ ディジタルリニアゲージを用い、任意に選択した２０箇所において厚さを測定し、平均値を求めた。
【００４３】
（３）透気度
ＪＩＳ Ｐ８１１７に従って測定した。
【００４４】
（４）マクミラン数
得られた複合構造体を２００ｍｍφに切り出し、２枚のＳＵＳ電極に挟み、１０ｋＨｚでの交流インピーダンスから算出した伝導度で電解液のイオン伝導度を除し、算出する。電解液は１Ｍ ＬｉＢＦ４ＥＣ／ＰＣを重量比で１／１に調整したものを用い、測定温度は２５℃とする。この数値が低いほど、イオン透過が良く好ましい。
【００４５】
（５）寸法変化率
得られた複合構造体から任意に１０ヶ所選んで、縦、横方向にそれぞれ５ｍｍ×２５ｍｍの試験片を切り出して用い、ＴＭＡ４０００ＳＡ（Ｂｒｕｋｅｒ ＡＸＳ社製）により、試験長２０ｍｍ、荷重２ｇ、昇温速度１０℃／分として、３０℃から昇温しながら試験長２０ｍｍに対する寸法変化率（％）を連続して測定し、表１には２５０℃における寸法変化率（％）を示した。
【００４６】
（６）透気度変化率
得られた複合構造体を２０ｃｍ×２０ｃｍに切り出し、２００℃に設定した乾燥機に、その壁面に複合構造体が接触しないように吊り下げた状態で、１時間加熱処理を実施し、前記（３）と同様にして透気度を測定した。さらに、加熱処理前後の透気度差の、加熱処理前の透気度に対する変化率を算出した。
【００４７】
［実施例１］
特許第３２０２５９７号公報に準じ、メタ型芳香族ポリアミドパルプを作製した。得られたメタ型芳香族ポリアミドパルプを、水１．５Ｌとともに公知の離解機にて離解し、２５×２５ｃｍ角のＴＡＰＰＩ式手漉きマシーンを用いて抄造した。さらに１２０℃で５時間乾燥させて湿式不織布を得た。その後、得られた湿式不織布に、上ローラが金属製加熱フラットローラ、下ローラが金属製フラットローラであるカレンダー装置により、上下ローラの温度を３３０℃、線圧を３００ｋｇｆ／ｃｍとして１回目のカレンダー加工を施し、さらに、上下ローラの温度を２５０℃、線圧を３００ｋｇｆ／ｃｍとして２回目のカレンダー加工を施し、メタ型芳香族ポリアミドパルプからなる不織布を得た。
また、特公昭４７−１０８６３号公報実施例１記載の方法に準じ、界面重合法によりメタ型芳香族ポリアミドを主成分とする芳香族ポリアミド粉末状体を製造した。得られた芳香族ポリアミド粉末状体、溶媒Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミドを１０：９０の重量比で溶解させたポリマー溶液を調製した。このポリマー溶液を電解紡糸法にて印加電圧２０ｋＶ下にて芳香族ポリアミド極細繊維を成形し、目付が１．５ｇ／ｍ２となるように、上記のメタ型芳香族ポリアミドパルプからなる不織布上に積層させ、複合構造体を得た。得られた複合構造体を用い、セパレータとしての性能評価を行った。結果を表１に示す。
【００４８】
［実施例２］
不織布を、カレンダー加工を実施しない以外は、実施例１記載の方法と同様にして、不織布を得た。
また、実施例１記載の方法と同様にして、芳香族ポリアミド極細繊維からなる繊維構造体を上記不織布上に成形し、積層体を得た。得られた積層体を、上ローラが金属製加熱フラットローラ、下ローラが金属製フラットローラであるカレンダー装置により、上下ローラの温度を３３０℃、線圧を３００ｋｇｆ／ｃｍとして１回目のカレンダー加工を施し、さらに、上下ローラの温度を２５０℃、線圧を３００ｋｇｆ／ｃｍとして２回目のカレンダー加工を施し、複合構造体を得た。得られた複合構造体は、芳香族ポリアミド極細繊維が繊維形状を有している部分と、複数の芳香族ポリアミド極細繊維が軟化して一体化しフィルム形状を有している部分とが存在していた。また、フィルム形状を有している部分と、不織布とが接合一体化していた。得られた複合構造体を用い、セパレータとしての性能評価を行った。結果を表１に示す。
【００４９】
［実施例３］
芳香族ポリアミド粉末状体、溶媒Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミドを７：９３の重量比で溶解させたポリマー溶液を使用した以外は、実施例２と同様にして複合構造体を得、セパレータとしての性能評価を行った。結果を表１に示す。
【００５０】
［実施例４］
芳香族ポリアミド粉末状体、溶媒Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミドを１５：８５の重量比で溶解させたポリマー溶液を使用した以外は、実施例２と同様にして複合構造体を得、セパレータとしての性能評価を行った。結果を表１に示す。
【００５１】
［実施例５］
特公昭３７−５７３２公報実施例１に準じて得られたメタ型芳香族ポリアミドフィブリッドにより不織布を成形した以外は、実施例２記載の方法に準じて複合繊維構造体を得た。結果を表１に示す。
【００５２】
［比較例１］
ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）（株式会社クラレ製）、を１７：８５の重量比で水に溶解させたポリマー溶液を調製して芳香族ポリアミドポリマー溶液の代わりに用いた以外は、実施例１と同様にして複合構造体を得た。得られた複合構造体を用い、セパレータとしての性能評価を行った。結果を表１に示す。
【００５３】
［比較例２］
ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）（株式会社クラレ製）、を１７：８５の重量比で水に溶解させたポリマー溶液を調製して芳香族ポリアミドポリマー溶液の代わりに用い、カレンダー加工において、上下ローラの温度を１回目、２回目ともに１００℃、線圧を１回目、２回目ともに３００ｋｇｆ／ｃｍに変更した以外は、実施例２と同様にして複合構造体を得た。得られた複合構造体を用い、セパレータとしての性能評価を行った。結果を表１に示す。
【００５４】
［比較例３］
不織布として、目付けが１７ｇ／ｍ２のポリプロピレンスパンボンド不織布（日本不織布製）を用い、カレンダー加工において、上下ローラの温度を１回目、２回目ともに１００℃、線圧を１回目、２回目ともに３００ｋｇｆ／ｃｍに変更した以外は、実施例２と同様にして複合構造体を得た。得られた複合構造体を用い、セパレータとしての性能評価を行った。結果を表１に示す。
【００５５】
［比較例４］
ポリプロピレン（ＰＰ）微多孔膜（セルガードＴＭ２４００、Ｃｅｌｇａｒｄ社製）を用い、セパレータとしての性能評価を行った。結果を表１に示す。
【００５６】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明によれば、耐熱性などの高機能を有する芳香族ポリアミド極細繊維を使用し、加熱加圧処理工程を経ることによって、薄葉で、優れた耐熱性を有する電子部品用セパレータを提供することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２層以上からなる複合構造体であって、一方の層が、繊維径が１〜１０００ｎｍの芳香族ポリアミド極細繊維を含む繊維構造体からなり、他方の層が、芳香族ポリアミドフィブリッドまたは芳香族ポリアミドパルプを含む不織布からなることを特徴とする複合構造体。
【請求項２】
繊維構造体の目付けが０．１〜５．０ｇ／ｍ２、不織布の目付けが５〜２５ｇ／ｍ２である請求項１記載の複合構造体。
【請求項３】
複合構造体の目付けが５．１〜３０ｇ／ｍ２、平均厚さが５〜３０μｍである請求項１または２記載の複合構造体。
【請求項４】
複合構造体を構成する芳香族ポリアミド極細繊維、芳香族ポリアミドフィブリッド、および、芳香族ポリアミドパルプが、いずれもメタ型芳香族ポリアミドからなる請求項１〜３のいずれか１項に記載の複合構造体。
【請求項５】
一方の層を構成する繊維構造体が、電界紡糸法によって成形された芳香族ポリアミド極細繊維からなる請求項１〜４のいずれか１項に記載の複合構造体。
【請求項６】
一方の層を構成する繊維構造体には、芳香族ポリアミド極細繊維が繊維形状を有している部分と、複数の芳香族ポリアミド極細繊維が軟化して一体化しフィルム形状を有している部分とが存在し、該フィルム形状を有している部分と、他方の層を構成する不織布とが少なくとも一部において接合一体化している請求項１〜５のいずれか１項に記載の複合構造体。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の複合構造体からなることを特徴とする電子部品用セパレータ。
【請求項８】
透気度が１００秒／３００ｃｍ３以下、２５℃におけるマクミラン数が１５以下、マクミラン数×複合構造体の平均厚さが２５０μｍ以下である請求項７記載の電子部品用セパレータ。
【請求項９】
３０℃から昇温速度１０℃／分で昇温したときの２５０℃における縦方向及び横方向の寸法変化率がいずれも５％未満であり、２００℃にて１時間加熱した後の透気度の変化率が５％未満である請求項７又は８に記載の電子部品用セパレータ。
【請求項１】
２層以上からなる複合構造体であって、一方の層が、繊維径が１〜１０００ｎｍの芳香族ポリアミド極細繊維を含む繊維構造体からなり、他方の層が、芳香族ポリアミドフィブリッドまたは芳香族ポリアミドパルプを含む不織布からなることを特徴とする複合構造体。
【請求項２】
繊維構造体の目付けが０．１〜５．０ｇ／ｍ２、不織布の目付けが５〜２５ｇ／ｍ２である請求項１記載の複合構造体。
【請求項３】
複合構造体の目付けが５．１〜３０ｇ／ｍ２、平均厚さが５〜３０μｍである請求項１または２記載の複合構造体。
【請求項４】
複合構造体を構成する芳香族ポリアミド極細繊維、芳香族ポリアミドフィブリッド、および、芳香族ポリアミドパルプが、いずれもメタ型芳香族ポリアミドからなる請求項１〜３のいずれか１項に記載の複合構造体。
【請求項５】
一方の層を構成する繊維構造体が、電界紡糸法によって成形された芳香族ポリアミド極細繊維からなる請求項１〜４のいずれか１項に記載の複合構造体。
【請求項６】
一方の層を構成する繊維構造体には、芳香族ポリアミド極細繊維が繊維形状を有している部分と、複数の芳香族ポリアミド極細繊維が軟化して一体化しフィルム形状を有している部分とが存在し、該フィルム形状を有している部分と、他方の層を構成する不織布とが少なくとも一部において接合一体化している請求項１〜５のいずれか１項に記載の複合構造体。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の複合構造体からなることを特徴とする電子部品用セパレータ。
【請求項８】
透気度が１００秒／３００ｃｍ３以下、２５℃におけるマクミラン数が１５以下、マクミラン数×複合構造体の平均厚さが２５０μｍ以下である請求項７記載の電子部品用セパレータ。
【請求項９】
３０℃から昇温速度１０℃／分で昇温したときの２５０℃における縦方向及び横方向の寸法変化率がいずれも５％未満であり、２００℃にて１時間加熱した後の透気度の変化率が５％未満である請求項７又は８に記載の電子部品用セパレータ。
【公開番号】特開２０１０−１１５９１９（Ｐ２０１０−１１５９１９Ａ）
【公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２３７２９４（Ｐ２００９−２３７２９４）
【出願日】平成２１年１０月１４日（２００９．１０．１４）
【出願人】（３０３０１３２６８）帝人テクノプロダクツ株式会社 (504)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月１４日（２００９．１０．１４）
【出願人】（３０３０１３２６８）帝人テクノプロダクツ株式会社 (504)
【Ｆターム（参考）】
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