電子部品用セパレータ
【課題】セパレータ厚みが小さく、透気度が大きく、更にはハンダリフローや短絡時の安全対策を向上した電子部材用セパレータを提供する。
【解決手段】荷電紡糸法を用いて得られる直径０．００１〜１μｍからなり、さらにガラス転移温度が高い繊維で構成された不織布よりなることを特徴とする電子部品用セパレータ。
【解決手段】荷電紡糸法を用いて得られる直径０．００１〜１μｍからなり、さらにガラス転移温度が高い繊維で構成された不織布よりなることを特徴とする電子部品用セパレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は不織布よりなる電子部品用のセパレータに関し、特に電解電池・蓄電池・燃料電池・コンデンサに用いて好適なセパレータに関する。
【背景技術】
【０００２】
電池やコンデンサの分野において、一般に陽極電極および陰極電極の電極間にセパレータが積層されている。セパレータは両極が接触して短絡を起こさないために重要な構成材料のひとつである。セパレータはイオン導電性を付与するために、多孔性のものが求められ、各種電池やコンデンサの仕様により、セパレータは天然繊維、合成繊維、ガラス繊維、合成樹脂などの素材を用いて、不織布、紙、フィルム、膜などの形状で使用される。
【０００３】
電池やコンデンサなどの電子部品用に使用される不織布セパレータは、開繊した繊維集合体をカード機で均一分散し熱接着や結合剤で接合した乾式製造法や原料となる繊維を水中に均一分散し抄紙機で抄造する湿式製造法で作製されている（例えば非特許文献１、特許文献１〜４参照）。しかしながら、これらの方法で作られる不織布は繊維径数μｍ〜数１０μｍの繊維からできており、近年求められる高エネルギー密度、高起電力の電池に対しては充分なものとはいえない。また、繊維径が大きいため、孔径の大きい不織布となり、電極間の短絡を起こす可能性が高くなる。更に短絡を防ぐためにセパレータ厚みを大きくすると、巻回し難くなり、小型軽量化は難しくなる。
【０００４】
また、天然繊維であるセルロース繊維を主成分とするセパレータは、セルロース繊維を抄紙し、加熱乾燥により水分を除去することで不織布状のシートを作製している。ただし、水分を除去する際、水の表面張力の影響により、繊維間の空隙が減少するため、電導度を向上させることが困難である。また、これらを解消するため、セパレータ形成後に含有した物質を溶解・除去することを用いて作製するなどの取り組みを行っているが、工程が煩雑となり生産性を低下させる（例えば特許文献５参照）。
【０００５】
多孔質フィルムのセパレータとしては、ポリエチレンやポリプロピレンを原料とし、延伸法や無機物などを添加後、洗浄剤で洗浄・溶解するなどの方法で作製されている。しかし、工程が煩雑であり、また、ポリエチレンは１２０℃付近、ポリプロピレンは１７０℃付近に融点が存在しているため、ハンダリフローや短絡時の安全対策が充分ではない。
【非特許文献１】機能性不織布の最新技術 （CMC出版）第１４章
【特許文献１】特開昭６０−５２号公報
【特許文献２】特開昭６１−２３２５６０号公報
【特許文献３】特開昭６２−２８３５５３号公報
【特許文献４】特開平１−２５８３５８号公報
【特許文献５】特開２０００−３３１６６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、従来技術の課題を背景になされたもので、電導性が高く、セパレータ厚みが小さく、更にはハンダリフローや短絡時の安全対策を向上した電子部材用セパレータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは上記課題を解決するため、鋭意研究した結果、遂に本発明を完成するに至った。即ち本発明は（１）荷電紡糸法を用いて得られる不織布よりなることを特徴とする電子部品用セパレータ、（２）直径０．００１〜１μｍからなる繊維で構成された不織布よりなることを特徴とする（１）記載の電子部品用セパレータ、（３）透気度が１〜２０００ｓｅｃ／１００ｃｃＡｉｒである（１）又は（２）記載の電子部品用セパレータ、（４）不織布を構成する繊維がポリアミドイミドを主成分とする（１）〜（３）いずれかに記載の電子部品用セパレータ、（５）対数粘度が０．２ｄｌ／ｇより大きいポリアミドイミドからなる（４）記載の電子部品用セパレータ、（６）ポリアミドイミドの骨格に少なくとも式（Ｉ）を含むことを特徴とする（４）又は（５）に記載の電子部品用セパレータ、（７）電子部品が電池、コンデンサである（１）〜（６）記載のセパレータである。
【０００８】
【化１】
（Ａｒ１はトリカルボン酸の３個のカルボキシ基を除いた３価の残基、Ａｒ２はジアミン化合物の２個のアミノ基を除いた２価の残基を示す）
【発明の効果】
【０００９】
ポリアミドイミドを高分子に用いることで、紡糸後の熱処理による脱水閉環させる工程を必要としない耐熱性や機械強度にすぐれたナノオーダーの繊維径を有する繊維およびその不織布を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の電子部品用セパレータは、荷電紡糸法を用いて得られる不織布よりなることが好ましい。荷電紡糸法によれば、優れた透気性と機械的強度のバランスに優れ、電導性が高く、セパレータ厚みが小さく、更には耐熱性が高いハンダリフローや短絡時の安全対策が向上した不織布が得られるからである。
【００１１】
本発明で用いる荷電紡糸法とは、溶液紡糸の一種であり、一般的には、ポリマー溶液にプラスの高電圧を与え、それがアースやマイナスに帯電した表面にスプレーされる過程で繊維化を起こさせる手法である。荷電紡糸装置の一例を図１に示す。図において、荷電紡糸装置１には、繊維の原料となるポリマーを吐出する紡糸ノズル２と紡糸ノズル２に対向して、対向電極５とが配置されている。この対向電極５はアースされている。高電圧をかけ荷電したポリマー溶液は、紡糸ノズル２から対極電極５に向けて飛び出す。その際、繊維化される。高分子を有機溶媒に溶解した溶液を電極間で形成された静電場中に吐出し、溶液を対向電極に向けて曳糸し、形成される繊維状物質を捕集基板に累積することによって不織布を得ることができる。ここでいう不織布とは既に溶液の溶媒が留去され、不織布となっている状態のみならず、溶液の溶媒を含んでいる状態も示している。
【００１２】
溶媒を含んだ不織布の場合、荷電紡糸後に、溶剤除去を行う。溶剤を除去する方法としては、例えば、貧溶媒中に浸漬させ、溶剤を抽出する方法や熱処理により残存溶剤を蒸発させる方法などが挙げられる。
【００１３】
溶液槽３としては、材質は使用する有機溶剤に対し耐性のあるものあれば特に限定されない。また、溶液槽３中の溶液は、機械的に押し出される方式やポンプなどにより吸い出される方式などによって、電場内に吐出することができる。
【００１４】
紡糸ノズル２としては、内径０．１〜３ｍｍ程度のものが望ましい。ノズル材質としては、金属製であっても、非金属製であっても良い。ノズルが金属製であればノズルを一方の電極として使用することができ、ノズル２が非金属製である場合には、ノズルの内部に電極を設置することにより、押し出した溶解液に電界を作用させることができる。生産効率を考慮し、ノズルを複数本使用することも可能である。また、一般的には、ノズル形状としては、円形断面のものを使用するが、ポリマー種や使用用途に応じて、異型断面のノズル形状を用いることも可能である。
【００１５】
対向電極５としては、図１に示すロール状の電極や平板状、ベルト状の金属製電極など用途に応じて、種々の形状の電極を使用することができる。
【００１６】
また、これまでの説明は、電極が繊維を捕集する基板を兼ねる場合であるが、電極間に捕集する基板となる物を設置することで、そこに繊維を捕集してもよい。この場合、例えばベルト状の基板を電極間に設置することで、連続的な生産も可能となる。
【００１７】
また、一対の電極で形成されているのが一般的ではあるが、さらに異なる電極を導入することも可能である。一対の電極で紡糸を行い、さらに導入した電位の異なる電極によって、電場状態を制御し、紡糸状態を制御することも可能である。
【００１８】
電圧印加装置４は特に限定されるものではないが、直流高電圧発生装置を使用できるほか、ヴァン・デ・グラフ起電機を用いることもできる。また、印加電圧は特に限定するものではないが、一般に３〜１００ｋＶ、好ましくは５〜５０ｋＶ、一層好ましくは５〜３０ｋＶである。なお、印加電圧の極性はプラスとマイナスのいずれであっても良い。
【００１９】
電極間の距離は、荷電量、ノズル寸法、紡糸液流量、紡糸液濃度等に依存するが、１０〜１５ｋＶのときには５〜２０ｃｍの距離が適切であった。
【００２０】
紡糸をする雰囲気として、一般的には空気中で行うが、二酸化炭素などの空気よりも放電開始電圧の高い気体中で荷電紡糸を行うことで、低電圧での紡糸が可能となり、コロナ放電などの異常放電を防ぐこともできる。また、水がポリマーの貧溶媒である場合、紡糸ノズル近傍でのポリマー析出が起こる場合がある。そのため、空気中の水分を低下させるために、乾燥ユニットを通過させた空気中で行うことが好ましい。
【００２１】
次に捕集基板に累積される不織布を得る段階について説明する。本発明においては、該溶液を捕集基板に向けて曳糸する間に、条件に応じて溶媒が蒸発して繊維状物質が形成される。通常の室温であれば捕集基板上に捕集されるまでの間に溶媒は完全に蒸発するが、もし溶媒蒸発が不十分な場合は減圧条件下で曳糸しても良い。この捕集基板上に捕集された時点で遅くとも本発明の繊維が形成されている。また、曳糸する温度は溶媒の蒸発挙動や紡糸液の粘度に依存するが、通常は、０〜５０℃である。そして多孔質繊維がさらに捕集基板に累積されて不織布が製造される。
【００２２】
本発明の不織布は必要であれば、各種用途に適合するように、後処理を実施することができる。例えば、緻密化または厚み精度を整えるためのカレンダー処理、親水処理、撥水処理、界面活性剤付着処理、純水洗浄処理、炭化処理、賦活処理などを実施することができる。
【００２３】
本発明によって得られる不織布は、単独で用いても良いが、取扱性や用途に応じて、他の部材と組み合わせて使用しても良い。例えば、捕集基板として支持基材となりうる布帛（不織布、織物、編物）やフィルム、ドラム、ネット、平板、ベルト形状を有する、金属やカーボンなどからなる導電性材料、有機高分子などからなる非導電性材料を使用することができる。その上に不織布を形成することで、支持基材と該不織布を組み合わせた部材を作成することも出来る。
【００２４】
電池やコンデンサのセパレータに用いる場合は、使用される電極（アルミ、炭素、タンタル、白金、ニッケルなど）に直接荷電紡糸を行うことが好ましい。
【００２５】
本発明の電子部品用セパレータは、直径０．００１〜１μｍからなる繊維で構成された不織布織布よりなることが好ましい。かかる範囲であれば、電子部品用セパレータに用いて特に好適な透気性が得られるからである。直径が０．００１μｍ未満であれば、製造が困難となるばかりでなく、ほぼ汎用フィルムと同等の性質となり、一方１μｍを超えると従来の不織布と同等の効果しか得られないからである。より好ましくは１０ｎｍ〜９００ｎｍ、更に好ましくは５０ｎｍ〜５００ｎｍである。
【００２６】
本発明の電子部品用セパレータに用いる不織布の主成分となる高分子は、荷電紡糸が行えるものであれば特に限定されるものではないが、ハンダリフローや短絡時の安全対策を向上させるためには、耐熱性を有する高分子が好ましい。
【００２７】
耐熱性高分子としては、ポリイミド、ポリアミドイミド、全芳香族ポリアミド、全芳香族ポリエステル、芳香族ポリエーテルアミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリベンゾイミダゾール、ポリベンゾオキサゾールなどが挙げられる。溶剤可溶性の高いポリアミドイミドは荷電紡糸を行うのに好ましい。
【００２８】
本発明に用いられるポリアミドイミドはトリメリット酸クロリドとジアミンを用いる酸クロリド法やトリメリット酸無水物とジイソシアネートを用いるジイソシアネート法等の通常の方法で合成されるが製造コストの点からジイソシアネート法が好ましい。
【００２９】
本発明に用いられるポリアミドイミドの骨格は、少なくとも式（Ｉ）を含むことが重合性や出来たポリマーの溶解性の面から好ましい。
【００３０】
ポリアミドイミドの合成に用いられる酸成分はトリメリット酸無水物（クロリド）であるが、その一部を他の多塩基酸またはその無水物に置き換えることができる。例えば、ピロメリット酸、ビフェニルテトラカルボン酸、ビフェニルスルホンテトラカルボン酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸、ビフェニルエーテルテトラカルボン酸、エチレングリコールビストリメリテート、プロピレングリコールビストリメリテート等のテトラカルボン酸及びこれらの無水物。シュウ酸、アジピン酸、マロン酸、セバチン酸、アゼライン酸、ドデカンジカルボン酸、ジカルボキシポリブタジエン、ジカルボキシポリ（アクリロニトリル−ブタジエン）、ジカルボキシポリ（スチレンーブタジエン）等の脂肪族ジカルボン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸、１，３−シクロヘキサンジカルボン酸、４，４’−ジシクロヘキシルメタンジカルボン酸、ダイマー酸等の脂環族ジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ジフェニルスルホンジカルボン酸、ジフェニルエーテルジカルボン酸、ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸が挙げられる。
【００３１】
また、トリメリット酸化合物の一部をグリコールに置き換えることもできる。グリコールとしてはエチレングリコール、プロピレングリコール、テトラメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ヘキサンジオール、等のアルキレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等のポリアルキレングリコールや上記ジカルボン酸の１種又は２種以上と上記グリコールの１種又は２種以上とから合成される、末端水酸基のポリエステル等が挙げられる。
【００３２】
ポリアミドイミドの合成に用いられるジアミン（ジイソシアネート）成分としては、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン等の脂肪族ジアミン及びこれらのジイソシアネート、１，４−シクロヘキサンジアミン、１，３−シクロヘキサンジアミン、イソホロンジアミン、４，４’ −ジシクロヘキシルメタンジアミン等の脂環族ジアミン及びこれらのジイソシアネート、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン、４，４’ −ジアミノジフェニルメタン、４，４’ −ジアミノジフェニルエーテル、４，４’ −ジアミノジフェニルスルホン、ベンジジン、ｏ−トリジン、２，４−トリレンジアミン、２，６−トリレンジアミン、キシリレンジアミン等の芳香族ジアミン及びこれらのジイソシアネート等が挙げられ、これらの中では反応性、コストの点から４，４’ −ジアミノジフェニルメタン、ｏ−トリジン及びこれらのジイソシアネートが好ましい。
【００３３】
本発明のポリアミドイミドの重合に用いられる溶媒としては、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、γ―ブチロラクトン、Ｎ−メチルカプロラクタム等の有機極性アミド系溶媒、テトラヒドロフラン、ジオキサン等の水溶性エーテル化合物、アセトン、メチルエチルケトン等の水溶性ケトン系化合物、アセトニトリル、プロピオニトリル等の水溶性ニトリル化合物等があげられる。これらの溶媒は２種以上の混合溶媒として使用することも可能であり、特に制限されることはない。
【００３４】
本発明で利用可能なポリアミドイミドを得るためには、前記の有機溶媒中、ジアミン（ジイシシアネート）成分使用量の酸成分使用量に対するモル比は、好ましくは０．９０〜１．２０であり、より好ましくは０．９５〜１．０５である。
【００３５】
本発明のポリアミドイミド繊維及び不織布に使用されるポリアミドイミドの対数粘度は０．２ｄｌ／ｇより大きいことが好ましい。対数粘度は、ジアミン(ジイソシアネート)成分使用量の酸成分使用量に対するモル比や重合時間、温度に依存するが、これらの条件を適宜設定することで対数粘度を０．２ｄｌ／ｇより大きくすることができる。例えば、ジアミン(ジイソシアネート)成分使用量の酸成分使用量に対するモル比０．９０〜１．２０の場合、重合時間１０分〜３０時間、温度７０〜１６０℃とすることで、対数粘度を０．２ｄｌ／ｇより大きくすることができる。なお、対数粘度が０．２ｄｌ／ｇ以下では、ナノオーダーの繊維においては機械的特性が不十分となり、また、荷電紡糸においては、連続繊維を形成させることが困難となる。
【００３６】
またさらに、上記重合においては、必要に応じてトリエチルアミン、ジエチレントリアミン、１，８−ジアザビシクロ[５，４，０]−７−ウンデセン（ＤＢＵ）等のアミン類、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム、フッ化セシウム、ナトリウムメトキシド等のアルカリ金属塩等を触媒として用いることもできる。
【００３７】
ポリアミドイミド溶液のポリマー濃度としては、固形分濃度として０．１〜３０重量％、特に好ましくは１〜２５重量％である。
【００３８】
本発明においては、紡糸によって得られる不織布の種々の特性を改善する目的で、無機もしくは有機フィラー等の添加剤を配合することもできる。ポリアミドイミドと親和性の低い添加剤の場合、その大きさは、得られるポリアミドイミド繊維の直径より小さいものが好ましい。大きいものであると、荷電紡糸中に添加剤が析出し、糸切れを起こす原因となる。添加剤を配合する方法としては、例えば、必要量の添加剤をポリアミドイミド重合の反応系中にあらかじめ添加しておく方法とポリアミドイミド重合の反応終了後に必要量の添加剤を添加する方法が挙げられる。重合阻害をしない添加剤の場合は前者の方が均一に添加剤の分散した不織布が得られるので好ましい。
【００３９】
ポリアミドイミドの重合反応終了後に必要量の添加剤を添加する方法の場合、超音波による攪拌、ホモジナイザーなどによる機械的な強制攪拌が用いられる。
【００４０】
本発明のポリアミドイミド不織布は平均繊維径が０．００１〜１μｍである繊維より形成される。平均繊維径が０．００１μｍより小さいと、自己支持性が乏しいため好ましくない。また平均繊維径が１μｍより大きいと表面積が小さくなり好ましくない。より好ましい平均繊維径は０．００５〜０．５μｍであり、特に好ましい平均繊維径は０．０１〜０．２μｍである。
【００４１】
次に荷電紡糸法による本発明の製造手法について詳細に説明する。まずポリアミドイミドを有機溶媒に溶解した溶液を製造する。本発明の製造方法における溶液中のポリアミドイミドの濃度は０．１〜３０重量％であることが好ましい。ポリアミド酸の濃度が０．１重量％より小さいと、濃度が低すぎるため不織布を形成することが困難となり好ましくない。また、３０重量％より大きいと得られる不織布の繊維径が大きくなり好ましくない。より好ましいポリアミドイミドのポリマー濃度は１〜２０重量％である。
【００４２】
本発明で溶液を形成する有機溶媒とは、ポリアミドイミドを上記濃度内に溶解すれば特に限定されない。紡糸を行う際、ポリアミドイミドを製造した重合溶液のまま使用することも可能であり、また、ポリマーの貧溶媒を用い、ポリアミドイミドを析出、洗浄を行い、精製したものをポリマーの良溶媒に再溶解させ溶液として使用することも可能である。得られたポリアミドイミド繊維に支障がない場合は、重合溶媒をそのまま使用することが好ましい。
【００４３】
ポリマーの溶媒には、例えば、アセトン、クロロホルム、エタノール、イソプロパノール、メタノール、トルエン、テトラヒドロフラン、水、ベンゼン、ベンジルアルコール、１，４−ジオキサン、プロパノール、四塩化炭素、シクロヘキサン、シクロヘキサノン、塩化メチレン、フェノール、ピリジン、トリクロロエタン、酢酸などの揮発性の高い溶媒や、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、１−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、アセトニトリル、Ｎ−メチルモルホリン−Ｎ−オキシド、ブチレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、ジエチルカーボネート、ジエチルエーテル、１，２−ジメトキシエタン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、１，３−ジオキソラン、エチルメチルカーボネート、メチルホルマート、３−メチルオキサゾリジン−２−オン、メチルプロピオネート、２−メチルテトラヒドロフラン、スルホランなどの揮発性が相対的に低い溶媒が挙げられる。または、上記溶剤を２種以上混合させて用いることも可能である。
【００４４】
本発明の電子部品用セパレータの透気度は１〜２０００ｓｅｃ／１００ｃｃＡｉｒであることが好ましい。透気度が１ｓｅｃ／１００ｃｃＡｉｒ以下では膜強度が弱くなり、２０００ｓｅｃ／１００ｃｃＡｉｒを超えると電導性が悪くなる恐れがある。ここでいう透気度はＪＩＳ―Ｐ８１１７に準拠したものである。
【００４５】
本発明の不織布の目付量は使用用途に応じて決められるものでり、特に限定されるものではないが、１〜５０ｇ／ｍ2であるのが好ましい。ここでいう目付量はＪＩＳ−Ｌ１０８５に準じたものである。
【００４６】
本発明の不織布の厚みは使用用途に応じて決められるものであり、特に限定されるものではないが、１〜１００μｍであるのが好ましい。ここでいう厚みはマイクロメータで測定したものである。
【実施例】
【００４７】
以下本発明を実施例により説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。また以下の各実施例における評価項目は以下のとおりの手法にて実施した。
【００４８】
[対数粘度]
ポリアミドイミド樹脂０．５ｇを１００ｍｌのＮ−メチル−２−ピロリドンに溶解した溶液を３０℃に保ちウベローデ粘度管を用いて測定した。
【００４９】
［平均繊維径］
得られた不織布の表面の走査型電子顕微鏡写真（倍率５０００倍）を撮影し、その写真からｎ＝５〜１０にて繊維径を測定した平均値を算出した。
【００５０】
[ガラス転移温度]
測定幅４ｍｍ、長さ１５ｍｍのポリアミドイミドフィルムをレオロジー社製ＤＶＥ−Ｖ４レオスペクトラーを用い、周波数１１０Ｈｚの振動を与えて測定した動的粘弾性の損失弾性率の変曲点をガラス転移温度とした。
【００５１】
[実施例１]
温度計、冷却管、窒素ガス導入管のついた４ツ口フラスコにトリメリット酸無水物（ＴＭＡ）１モル、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）０．９９５モル、フッ化カリウム０．０１モルを固形分濃度が２５％となるようにＮ、Ｎ−ジメチルアセトアミドと共に仕込み、９０℃に昇温して約３時間攪拌を行いポリアミドイミドを合成した。得られたポリアミドイミドの対数粘度は０．８６ｄｌ／ｇ、ガラス転移温度は２９０℃であった。得られたポリアミドイミド溶液にＮ、Ｎ−ジメチルアセトアミドを加え固形分濃度を２０％にした。
このポリアミドイミド溶液を図１に示す装置を用いて、該溶液を捕集電極５に５分間吐出した。紡糸ノズル２に１８Ｇ（内径：０．８ｍｍ）の針を使用し、電圧は１８ｋＶ、紡糸ノズル２から繊維を捕集する対向電極５までの距離は１０ｃｍであった。平均繊維径０．９０μｍ、厚み２６μｍの不織布が得られた。透気度は２０ｓｅｃ／１００ｃｃであった。
【００５２】
[実施例２]
実施例１のポリアミドイミド溶液に固形分濃度が１０％となるようにN,N−ジメチルアセ
トアミドで希釈して、電圧を１３ｋＶ、捕集時間を１０分間にした以外は、実施例１と同様に荷電紡糸した。平均繊維径０．２６μｍ、厚み２１μｍの不織布が得られた。透気度は１６０ｓｅｃ／１００ｃｃであった。
【００５３】
[実施例３]
実施例１のポリアミドイミド溶液に固形分濃度が３％となるようにN,N−ジメチルアセト
アミドで希釈して、電圧を１０ｋＶ、捕集時間を４０分間にした以外は、実施例１と同様に荷電紡糸した。平均繊維径０．１０μｍ、厚み２０μｍの不織布が得られた。透気度は１２０ｓｅｃ／１００ｃｃであった。
【００５４】
[実施例４]
実施例１でＴＭＡを１．０３モルとした以外は実施例１と同じ条件でポリアミドイミドを合成し荷電紡糸した。得られたポリアミドイミド樹脂の対数粘度は０．４５ｄｌ／ｇ、ガラス転移温度は２８５℃であった。固形分濃度が１０％となるようにN,N−ジメチルアセ
トアミドで希釈して、電圧を１２ｋＶ、捕集時間を１０分間にした以外は、実施例１と同様に荷電紡糸した。平均繊維径０．１６μｍ、厚み１８μｍの不織布が得られた。透気度は、９０ｓｅｃ／１００ｃｃであった。
【００５５】
[実施例５]
温度計、冷却管、窒素ガス導入管のついた４ツ口フラスコにトリメリット酸無水物（ＴＭＡ）１モル、ｏ−トリジンジイソシアネート（ＴＯＤＩ）０．８モル、２，４−トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）０．２モル、フッ化カリウム０．０１モルを固形分濃度が２０％となるようにＮ―メチルー２―ピロリドンと共に仕込み、１００℃で５時間攪拌した後、固形分濃度が１０％となるようにＮ−メチルー２−ピロリドンで希釈してポリアミドイミドを合成した。得られたポリアミドイミド樹脂の対数粘度は１．３５ｄｌ／ｇ、ガラス転移温度は３１０℃であった。
このポリアミドイミド溶液を図１に示す装置を用いて、該溶液を捕集電極５に５分間吐出した。紡糸ノズル２に１８Ｇ（内径：０．８ｍｍ）の針を使用し、電圧は２０ｋＶ、紡糸ノズル２から繊維を捕集する対向電極５までの距離は１５ｃｍであった。平均繊維径０．８０μｍ、厚み２９μｍの不織布が得られた。透気度は、２５ｓｅｃ／１００ｃｃであった。
【００５６】
実施例より明らかなように、本発明のセパレータはガラス転移温度が高く、ハンダリフローや短絡時の安全対策に優れるものである。また、厚みが小さいにも関わらず、透気度が大きく、短絡防止性に優れているものであり、電子部品用セパレータとして極めて有用である。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明の電子部品用セパレータは、電導性が高く、セパレータ厚みが小さく、更にはハンダリフローや短絡時の安全対策向上であり、産業界に寄与すること大である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】荷電紡糸装置の模式的な断面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１：荷電紡糸装置
２：紡糸ノズル
３：溶液槽
４：高電圧電源
５：対向電極（捕集基板）
【技術分野】
【０００１】
本発明は不織布よりなる電子部品用のセパレータに関し、特に電解電池・蓄電池・燃料電池・コンデンサに用いて好適なセパレータに関する。
【背景技術】
【０００２】
電池やコンデンサの分野において、一般に陽極電極および陰極電極の電極間にセパレータが積層されている。セパレータは両極が接触して短絡を起こさないために重要な構成材料のひとつである。セパレータはイオン導電性を付与するために、多孔性のものが求められ、各種電池やコンデンサの仕様により、セパレータは天然繊維、合成繊維、ガラス繊維、合成樹脂などの素材を用いて、不織布、紙、フィルム、膜などの形状で使用される。
【０００３】
電池やコンデンサなどの電子部品用に使用される不織布セパレータは、開繊した繊維集合体をカード機で均一分散し熱接着や結合剤で接合した乾式製造法や原料となる繊維を水中に均一分散し抄紙機で抄造する湿式製造法で作製されている（例えば非特許文献１、特許文献１〜４参照）。しかしながら、これらの方法で作られる不織布は繊維径数μｍ〜数１０μｍの繊維からできており、近年求められる高エネルギー密度、高起電力の電池に対しては充分なものとはいえない。また、繊維径が大きいため、孔径の大きい不織布となり、電極間の短絡を起こす可能性が高くなる。更に短絡を防ぐためにセパレータ厚みを大きくすると、巻回し難くなり、小型軽量化は難しくなる。
【０００４】
また、天然繊維であるセルロース繊維を主成分とするセパレータは、セルロース繊維を抄紙し、加熱乾燥により水分を除去することで不織布状のシートを作製している。ただし、水分を除去する際、水の表面張力の影響により、繊維間の空隙が減少するため、電導度を向上させることが困難である。また、これらを解消するため、セパレータ形成後に含有した物質を溶解・除去することを用いて作製するなどの取り組みを行っているが、工程が煩雑となり生産性を低下させる（例えば特許文献５参照）。
【０００５】
多孔質フィルムのセパレータとしては、ポリエチレンやポリプロピレンを原料とし、延伸法や無機物などを添加後、洗浄剤で洗浄・溶解するなどの方法で作製されている。しかし、工程が煩雑であり、また、ポリエチレンは１２０℃付近、ポリプロピレンは１７０℃付近に融点が存在しているため、ハンダリフローや短絡時の安全対策が充分ではない。
【非特許文献１】機能性不織布の最新技術 （CMC出版）第１４章
【特許文献１】特開昭６０−５２号公報
【特許文献２】特開昭６１−２３２５６０号公報
【特許文献３】特開昭６２−２８３５５３号公報
【特許文献４】特開平１−２５８３５８号公報
【特許文献５】特開２０００−３３１６６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、従来技術の課題を背景になされたもので、電導性が高く、セパレータ厚みが小さく、更にはハンダリフローや短絡時の安全対策を向上した電子部材用セパレータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは上記課題を解決するため、鋭意研究した結果、遂に本発明を完成するに至った。即ち本発明は（１）荷電紡糸法を用いて得られる不織布よりなることを特徴とする電子部品用セパレータ、（２）直径０．００１〜１μｍからなる繊維で構成された不織布よりなることを特徴とする（１）記載の電子部品用セパレータ、（３）透気度が１〜２０００ｓｅｃ／１００ｃｃＡｉｒである（１）又は（２）記載の電子部品用セパレータ、（４）不織布を構成する繊維がポリアミドイミドを主成分とする（１）〜（３）いずれかに記載の電子部品用セパレータ、（５）対数粘度が０．２ｄｌ／ｇより大きいポリアミドイミドからなる（４）記載の電子部品用セパレータ、（６）ポリアミドイミドの骨格に少なくとも式（Ｉ）を含むことを特徴とする（４）又は（５）に記載の電子部品用セパレータ、（７）電子部品が電池、コンデンサである（１）〜（６）記載のセパレータである。
【０００８】
【化１】
（Ａｒ１はトリカルボン酸の３個のカルボキシ基を除いた３価の残基、Ａｒ２はジアミン化合物の２個のアミノ基を除いた２価の残基を示す）
【発明の効果】
【０００９】
ポリアミドイミドを高分子に用いることで、紡糸後の熱処理による脱水閉環させる工程を必要としない耐熱性や機械強度にすぐれたナノオーダーの繊維径を有する繊維およびその不織布を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の電子部品用セパレータは、荷電紡糸法を用いて得られる不織布よりなることが好ましい。荷電紡糸法によれば、優れた透気性と機械的強度のバランスに優れ、電導性が高く、セパレータ厚みが小さく、更には耐熱性が高いハンダリフローや短絡時の安全対策が向上した不織布が得られるからである。
【００１１】
本発明で用いる荷電紡糸法とは、溶液紡糸の一種であり、一般的には、ポリマー溶液にプラスの高電圧を与え、それがアースやマイナスに帯電した表面にスプレーされる過程で繊維化を起こさせる手法である。荷電紡糸装置の一例を図１に示す。図において、荷電紡糸装置１には、繊維の原料となるポリマーを吐出する紡糸ノズル２と紡糸ノズル２に対向して、対向電極５とが配置されている。この対向電極５はアースされている。高電圧をかけ荷電したポリマー溶液は、紡糸ノズル２から対極電極５に向けて飛び出す。その際、繊維化される。高分子を有機溶媒に溶解した溶液を電極間で形成された静電場中に吐出し、溶液を対向電極に向けて曳糸し、形成される繊維状物質を捕集基板に累積することによって不織布を得ることができる。ここでいう不織布とは既に溶液の溶媒が留去され、不織布となっている状態のみならず、溶液の溶媒を含んでいる状態も示している。
【００１２】
溶媒を含んだ不織布の場合、荷電紡糸後に、溶剤除去を行う。溶剤を除去する方法としては、例えば、貧溶媒中に浸漬させ、溶剤を抽出する方法や熱処理により残存溶剤を蒸発させる方法などが挙げられる。
【００１３】
溶液槽３としては、材質は使用する有機溶剤に対し耐性のあるものあれば特に限定されない。また、溶液槽３中の溶液は、機械的に押し出される方式やポンプなどにより吸い出される方式などによって、電場内に吐出することができる。
【００１４】
紡糸ノズル２としては、内径０．１〜３ｍｍ程度のものが望ましい。ノズル材質としては、金属製であっても、非金属製であっても良い。ノズルが金属製であればノズルを一方の電極として使用することができ、ノズル２が非金属製である場合には、ノズルの内部に電極を設置することにより、押し出した溶解液に電界を作用させることができる。生産効率を考慮し、ノズルを複数本使用することも可能である。また、一般的には、ノズル形状としては、円形断面のものを使用するが、ポリマー種や使用用途に応じて、異型断面のノズル形状を用いることも可能である。
【００１５】
対向電極５としては、図１に示すロール状の電極や平板状、ベルト状の金属製電極など用途に応じて、種々の形状の電極を使用することができる。
【００１６】
また、これまでの説明は、電極が繊維を捕集する基板を兼ねる場合であるが、電極間に捕集する基板となる物を設置することで、そこに繊維を捕集してもよい。この場合、例えばベルト状の基板を電極間に設置することで、連続的な生産も可能となる。
【００１７】
また、一対の電極で形成されているのが一般的ではあるが、さらに異なる電極を導入することも可能である。一対の電極で紡糸を行い、さらに導入した電位の異なる電極によって、電場状態を制御し、紡糸状態を制御することも可能である。
【００１８】
電圧印加装置４は特に限定されるものではないが、直流高電圧発生装置を使用できるほか、ヴァン・デ・グラフ起電機を用いることもできる。また、印加電圧は特に限定するものではないが、一般に３〜１００ｋＶ、好ましくは５〜５０ｋＶ、一層好ましくは５〜３０ｋＶである。なお、印加電圧の極性はプラスとマイナスのいずれであっても良い。
【００１９】
電極間の距離は、荷電量、ノズル寸法、紡糸液流量、紡糸液濃度等に依存するが、１０〜１５ｋＶのときには５〜２０ｃｍの距離が適切であった。
【００２０】
紡糸をする雰囲気として、一般的には空気中で行うが、二酸化炭素などの空気よりも放電開始電圧の高い気体中で荷電紡糸を行うことで、低電圧での紡糸が可能となり、コロナ放電などの異常放電を防ぐこともできる。また、水がポリマーの貧溶媒である場合、紡糸ノズル近傍でのポリマー析出が起こる場合がある。そのため、空気中の水分を低下させるために、乾燥ユニットを通過させた空気中で行うことが好ましい。
【００２１】
次に捕集基板に累積される不織布を得る段階について説明する。本発明においては、該溶液を捕集基板に向けて曳糸する間に、条件に応じて溶媒が蒸発して繊維状物質が形成される。通常の室温であれば捕集基板上に捕集されるまでの間に溶媒は完全に蒸発するが、もし溶媒蒸発が不十分な場合は減圧条件下で曳糸しても良い。この捕集基板上に捕集された時点で遅くとも本発明の繊維が形成されている。また、曳糸する温度は溶媒の蒸発挙動や紡糸液の粘度に依存するが、通常は、０〜５０℃である。そして多孔質繊維がさらに捕集基板に累積されて不織布が製造される。
【００２２】
本発明の不織布は必要であれば、各種用途に適合するように、後処理を実施することができる。例えば、緻密化または厚み精度を整えるためのカレンダー処理、親水処理、撥水処理、界面活性剤付着処理、純水洗浄処理、炭化処理、賦活処理などを実施することができる。
【００２３】
本発明によって得られる不織布は、単独で用いても良いが、取扱性や用途に応じて、他の部材と組み合わせて使用しても良い。例えば、捕集基板として支持基材となりうる布帛（不織布、織物、編物）やフィルム、ドラム、ネット、平板、ベルト形状を有する、金属やカーボンなどからなる導電性材料、有機高分子などからなる非導電性材料を使用することができる。その上に不織布を形成することで、支持基材と該不織布を組み合わせた部材を作成することも出来る。
【００２４】
電池やコンデンサのセパレータに用いる場合は、使用される電極（アルミ、炭素、タンタル、白金、ニッケルなど）に直接荷電紡糸を行うことが好ましい。
【００２５】
本発明の電子部品用セパレータは、直径０．００１〜１μｍからなる繊維で構成された不織布織布よりなることが好ましい。かかる範囲であれば、電子部品用セパレータに用いて特に好適な透気性が得られるからである。直径が０．００１μｍ未満であれば、製造が困難となるばかりでなく、ほぼ汎用フィルムと同等の性質となり、一方１μｍを超えると従来の不織布と同等の効果しか得られないからである。より好ましくは１０ｎｍ〜９００ｎｍ、更に好ましくは５０ｎｍ〜５００ｎｍである。
【００２６】
本発明の電子部品用セパレータに用いる不織布の主成分となる高分子は、荷電紡糸が行えるものであれば特に限定されるものではないが、ハンダリフローや短絡時の安全対策を向上させるためには、耐熱性を有する高分子が好ましい。
【００２７】
耐熱性高分子としては、ポリイミド、ポリアミドイミド、全芳香族ポリアミド、全芳香族ポリエステル、芳香族ポリエーテルアミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリベンゾイミダゾール、ポリベンゾオキサゾールなどが挙げられる。溶剤可溶性の高いポリアミドイミドは荷電紡糸を行うのに好ましい。
【００２８】
本発明に用いられるポリアミドイミドはトリメリット酸クロリドとジアミンを用いる酸クロリド法やトリメリット酸無水物とジイソシアネートを用いるジイソシアネート法等の通常の方法で合成されるが製造コストの点からジイソシアネート法が好ましい。
【００２９】
本発明に用いられるポリアミドイミドの骨格は、少なくとも式（Ｉ）を含むことが重合性や出来たポリマーの溶解性の面から好ましい。
【００３０】
ポリアミドイミドの合成に用いられる酸成分はトリメリット酸無水物（クロリド）であるが、その一部を他の多塩基酸またはその無水物に置き換えることができる。例えば、ピロメリット酸、ビフェニルテトラカルボン酸、ビフェニルスルホンテトラカルボン酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸、ビフェニルエーテルテトラカルボン酸、エチレングリコールビストリメリテート、プロピレングリコールビストリメリテート等のテトラカルボン酸及びこれらの無水物。シュウ酸、アジピン酸、マロン酸、セバチン酸、アゼライン酸、ドデカンジカルボン酸、ジカルボキシポリブタジエン、ジカルボキシポリ（アクリロニトリル−ブタジエン）、ジカルボキシポリ（スチレンーブタジエン）等の脂肪族ジカルボン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸、１，３−シクロヘキサンジカルボン酸、４，４’−ジシクロヘキシルメタンジカルボン酸、ダイマー酸等の脂環族ジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ジフェニルスルホンジカルボン酸、ジフェニルエーテルジカルボン酸、ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸が挙げられる。
【００３１】
また、トリメリット酸化合物の一部をグリコールに置き換えることもできる。グリコールとしてはエチレングリコール、プロピレングリコール、テトラメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ヘキサンジオール、等のアルキレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等のポリアルキレングリコールや上記ジカルボン酸の１種又は２種以上と上記グリコールの１種又は２種以上とから合成される、末端水酸基のポリエステル等が挙げられる。
【００３２】
ポリアミドイミドの合成に用いられるジアミン（ジイソシアネート）成分としては、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン等の脂肪族ジアミン及びこれらのジイソシアネート、１，４−シクロヘキサンジアミン、１，３−シクロヘキサンジアミン、イソホロンジアミン、４，４’ −ジシクロヘキシルメタンジアミン等の脂環族ジアミン及びこれらのジイソシアネート、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン、４，４’ −ジアミノジフェニルメタン、４，４’ −ジアミノジフェニルエーテル、４，４’ −ジアミノジフェニルスルホン、ベンジジン、ｏ−トリジン、２，４−トリレンジアミン、２，６−トリレンジアミン、キシリレンジアミン等の芳香族ジアミン及びこれらのジイソシアネート等が挙げられ、これらの中では反応性、コストの点から４，４’ −ジアミノジフェニルメタン、ｏ−トリジン及びこれらのジイソシアネートが好ましい。
【００３３】
本発明のポリアミドイミドの重合に用いられる溶媒としては、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、γ―ブチロラクトン、Ｎ−メチルカプロラクタム等の有機極性アミド系溶媒、テトラヒドロフラン、ジオキサン等の水溶性エーテル化合物、アセトン、メチルエチルケトン等の水溶性ケトン系化合物、アセトニトリル、プロピオニトリル等の水溶性ニトリル化合物等があげられる。これらの溶媒は２種以上の混合溶媒として使用することも可能であり、特に制限されることはない。
【００３４】
本発明で利用可能なポリアミドイミドを得るためには、前記の有機溶媒中、ジアミン（ジイシシアネート）成分使用量の酸成分使用量に対するモル比は、好ましくは０．９０〜１．２０であり、より好ましくは０．９５〜１．０５である。
【００３５】
本発明のポリアミドイミド繊維及び不織布に使用されるポリアミドイミドの対数粘度は０．２ｄｌ／ｇより大きいことが好ましい。対数粘度は、ジアミン(ジイソシアネート)成分使用量の酸成分使用量に対するモル比や重合時間、温度に依存するが、これらの条件を適宜設定することで対数粘度を０．２ｄｌ／ｇより大きくすることができる。例えば、ジアミン(ジイソシアネート)成分使用量の酸成分使用量に対するモル比０．９０〜１．２０の場合、重合時間１０分〜３０時間、温度７０〜１６０℃とすることで、対数粘度を０．２ｄｌ／ｇより大きくすることができる。なお、対数粘度が０．２ｄｌ／ｇ以下では、ナノオーダーの繊維においては機械的特性が不十分となり、また、荷電紡糸においては、連続繊維を形成させることが困難となる。
【００３６】
またさらに、上記重合においては、必要に応じてトリエチルアミン、ジエチレントリアミン、１，８−ジアザビシクロ[５，４，０]−７−ウンデセン（ＤＢＵ）等のアミン類、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム、フッ化セシウム、ナトリウムメトキシド等のアルカリ金属塩等を触媒として用いることもできる。
【００３７】
ポリアミドイミド溶液のポリマー濃度としては、固形分濃度として０．１〜３０重量％、特に好ましくは１〜２５重量％である。
【００３８】
本発明においては、紡糸によって得られる不織布の種々の特性を改善する目的で、無機もしくは有機フィラー等の添加剤を配合することもできる。ポリアミドイミドと親和性の低い添加剤の場合、その大きさは、得られるポリアミドイミド繊維の直径より小さいものが好ましい。大きいものであると、荷電紡糸中に添加剤が析出し、糸切れを起こす原因となる。添加剤を配合する方法としては、例えば、必要量の添加剤をポリアミドイミド重合の反応系中にあらかじめ添加しておく方法とポリアミドイミド重合の反応終了後に必要量の添加剤を添加する方法が挙げられる。重合阻害をしない添加剤の場合は前者の方が均一に添加剤の分散した不織布が得られるので好ましい。
【００３９】
ポリアミドイミドの重合反応終了後に必要量の添加剤を添加する方法の場合、超音波による攪拌、ホモジナイザーなどによる機械的な強制攪拌が用いられる。
【００４０】
本発明のポリアミドイミド不織布は平均繊維径が０．００１〜１μｍである繊維より形成される。平均繊維径が０．００１μｍより小さいと、自己支持性が乏しいため好ましくない。また平均繊維径が１μｍより大きいと表面積が小さくなり好ましくない。より好ましい平均繊維径は０．００５〜０．５μｍであり、特に好ましい平均繊維径は０．０１〜０．２μｍである。
【００４１】
次に荷電紡糸法による本発明の製造手法について詳細に説明する。まずポリアミドイミドを有機溶媒に溶解した溶液を製造する。本発明の製造方法における溶液中のポリアミドイミドの濃度は０．１〜３０重量％であることが好ましい。ポリアミド酸の濃度が０．１重量％より小さいと、濃度が低すぎるため不織布を形成することが困難となり好ましくない。また、３０重量％より大きいと得られる不織布の繊維径が大きくなり好ましくない。より好ましいポリアミドイミドのポリマー濃度は１〜２０重量％である。
【００４２】
本発明で溶液を形成する有機溶媒とは、ポリアミドイミドを上記濃度内に溶解すれば特に限定されない。紡糸を行う際、ポリアミドイミドを製造した重合溶液のまま使用することも可能であり、また、ポリマーの貧溶媒を用い、ポリアミドイミドを析出、洗浄を行い、精製したものをポリマーの良溶媒に再溶解させ溶液として使用することも可能である。得られたポリアミドイミド繊維に支障がない場合は、重合溶媒をそのまま使用することが好ましい。
【００４３】
ポリマーの溶媒には、例えば、アセトン、クロロホルム、エタノール、イソプロパノール、メタノール、トルエン、テトラヒドロフラン、水、ベンゼン、ベンジルアルコール、１，４−ジオキサン、プロパノール、四塩化炭素、シクロヘキサン、シクロヘキサノン、塩化メチレン、フェノール、ピリジン、トリクロロエタン、酢酸などの揮発性の高い溶媒や、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、１−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、アセトニトリル、Ｎ−メチルモルホリン−Ｎ−オキシド、ブチレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、ジエチルカーボネート、ジエチルエーテル、１，２−ジメトキシエタン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、１，３−ジオキソラン、エチルメチルカーボネート、メチルホルマート、３−メチルオキサゾリジン−２−オン、メチルプロピオネート、２−メチルテトラヒドロフラン、スルホランなどの揮発性が相対的に低い溶媒が挙げられる。または、上記溶剤を２種以上混合させて用いることも可能である。
【００４４】
本発明の電子部品用セパレータの透気度は１〜２０００ｓｅｃ／１００ｃｃＡｉｒであることが好ましい。透気度が１ｓｅｃ／１００ｃｃＡｉｒ以下では膜強度が弱くなり、２０００ｓｅｃ／１００ｃｃＡｉｒを超えると電導性が悪くなる恐れがある。ここでいう透気度はＪＩＳ―Ｐ８１１７に準拠したものである。
【００４５】
本発明の不織布の目付量は使用用途に応じて決められるものでり、特に限定されるものではないが、１〜５０ｇ／ｍ2であるのが好ましい。ここでいう目付量はＪＩＳ−Ｌ１０８５に準じたものである。
【００４６】
本発明の不織布の厚みは使用用途に応じて決められるものであり、特に限定されるものではないが、１〜１００μｍであるのが好ましい。ここでいう厚みはマイクロメータで測定したものである。
【実施例】
【００４７】
以下本発明を実施例により説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。また以下の各実施例における評価項目は以下のとおりの手法にて実施した。
【００４８】
[対数粘度]
ポリアミドイミド樹脂０．５ｇを１００ｍｌのＮ−メチル−２−ピロリドンに溶解した溶液を３０℃に保ちウベローデ粘度管を用いて測定した。
【００４９】
［平均繊維径］
得られた不織布の表面の走査型電子顕微鏡写真（倍率５０００倍）を撮影し、その写真からｎ＝５〜１０にて繊維径を測定した平均値を算出した。
【００５０】
[ガラス転移温度]
測定幅４ｍｍ、長さ１５ｍｍのポリアミドイミドフィルムをレオロジー社製ＤＶＥ−Ｖ４レオスペクトラーを用い、周波数１１０Ｈｚの振動を与えて測定した動的粘弾性の損失弾性率の変曲点をガラス転移温度とした。
【００５１】
[実施例１]
温度計、冷却管、窒素ガス導入管のついた４ツ口フラスコにトリメリット酸無水物（ＴＭＡ）１モル、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）０．９９５モル、フッ化カリウム０．０１モルを固形分濃度が２５％となるようにＮ、Ｎ−ジメチルアセトアミドと共に仕込み、９０℃に昇温して約３時間攪拌を行いポリアミドイミドを合成した。得られたポリアミドイミドの対数粘度は０．８６ｄｌ／ｇ、ガラス転移温度は２９０℃であった。得られたポリアミドイミド溶液にＮ、Ｎ−ジメチルアセトアミドを加え固形分濃度を２０％にした。
このポリアミドイミド溶液を図１に示す装置を用いて、該溶液を捕集電極５に５分間吐出した。紡糸ノズル２に１８Ｇ（内径：０．８ｍｍ）の針を使用し、電圧は１８ｋＶ、紡糸ノズル２から繊維を捕集する対向電極５までの距離は１０ｃｍであった。平均繊維径０．９０μｍ、厚み２６μｍの不織布が得られた。透気度は２０ｓｅｃ／１００ｃｃであった。
【００５２】
[実施例２]
実施例１のポリアミドイミド溶液に固形分濃度が１０％となるようにN,N−ジメチルアセ
トアミドで希釈して、電圧を１３ｋＶ、捕集時間を１０分間にした以外は、実施例１と同様に荷電紡糸した。平均繊維径０．２６μｍ、厚み２１μｍの不織布が得られた。透気度は１６０ｓｅｃ／１００ｃｃであった。
【００５３】
[実施例３]
実施例１のポリアミドイミド溶液に固形分濃度が３％となるようにN,N−ジメチルアセト
アミドで希釈して、電圧を１０ｋＶ、捕集時間を４０分間にした以外は、実施例１と同様に荷電紡糸した。平均繊維径０．１０μｍ、厚み２０μｍの不織布が得られた。透気度は１２０ｓｅｃ／１００ｃｃであった。
【００５４】
[実施例４]
実施例１でＴＭＡを１．０３モルとした以外は実施例１と同じ条件でポリアミドイミドを合成し荷電紡糸した。得られたポリアミドイミド樹脂の対数粘度は０．４５ｄｌ／ｇ、ガラス転移温度は２８５℃であった。固形分濃度が１０％となるようにN,N−ジメチルアセ
トアミドで希釈して、電圧を１２ｋＶ、捕集時間を１０分間にした以外は、実施例１と同様に荷電紡糸した。平均繊維径０．１６μｍ、厚み１８μｍの不織布が得られた。透気度は、９０ｓｅｃ／１００ｃｃであった。
【００５５】
[実施例５]
温度計、冷却管、窒素ガス導入管のついた４ツ口フラスコにトリメリット酸無水物（ＴＭＡ）１モル、ｏ−トリジンジイソシアネート（ＴＯＤＩ）０．８モル、２，４−トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）０．２モル、フッ化カリウム０．０１モルを固形分濃度が２０％となるようにＮ―メチルー２―ピロリドンと共に仕込み、１００℃で５時間攪拌した後、固形分濃度が１０％となるようにＮ−メチルー２−ピロリドンで希釈してポリアミドイミドを合成した。得られたポリアミドイミド樹脂の対数粘度は１．３５ｄｌ／ｇ、ガラス転移温度は３１０℃であった。
このポリアミドイミド溶液を図１に示す装置を用いて、該溶液を捕集電極５に５分間吐出した。紡糸ノズル２に１８Ｇ（内径：０．８ｍｍ）の針を使用し、電圧は２０ｋＶ、紡糸ノズル２から繊維を捕集する対向電極５までの距離は１５ｃｍであった。平均繊維径０．８０μｍ、厚み２９μｍの不織布が得られた。透気度は、２５ｓｅｃ／１００ｃｃであった。
【００５６】
実施例より明らかなように、本発明のセパレータはガラス転移温度が高く、ハンダリフローや短絡時の安全対策に優れるものである。また、厚みが小さいにも関わらず、透気度が大きく、短絡防止性に優れているものであり、電子部品用セパレータとして極めて有用である。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明の電子部品用セパレータは、電導性が高く、セパレータ厚みが小さく、更にはハンダリフローや短絡時の安全対策向上であり、産業界に寄与すること大である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】荷電紡糸装置の模式的な断面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１：荷電紡糸装置
２：紡糸ノズル
３：溶液槽
４：高電圧電源
５：対向電極（捕集基板）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電紡糸法を用いて得られる不織布よりなることを特徴とする電子部品用セパレータ。
【請求項２】
直径０．００１〜１μｍからなる繊維で構成された不織布よりなることを特徴とする請求項１に記載の電子部品用セパレータ。
【請求項３】
透気度が１〜２０００ｓｅｃ／１００ｃｃＡｉｒである請求項1又は２に記載の電子部品用セパレータ。
【請求項４】
不織布を構成する繊維がポリアミドイミドを主成分とする請求項１〜３のいずれかに記載の電子部品用セパレータ。
【請求項５】
対数粘度が０．２ｄｌ／ｇより大きいポリアミドイミドからなる請求項４に記載の電子部品用セパレータ。
【請求項６】
ポリアミドイミドの骨格に少なくとも式（Ｉ）を含むことを特徴とする請求項４又は５に記載の電子部品用セパレータ。
【化１】
（Ａｒ１はトリカルボン酸の３個のカルボキシ基を除いた３価の残基、Ａｒ２はジアミン化合物の２個のアミノ基を除いた２価の残基を示す。）
【請求項７】
電子部品が電池、コンデンサである請求項１〜６に記載のセパレータ。
【請求項１】
荷電紡糸法を用いて得られる不織布よりなることを特徴とする電子部品用セパレータ。
【請求項２】
直径０．００１〜１μｍからなる繊維で構成された不織布よりなることを特徴とする請求項１に記載の電子部品用セパレータ。
【請求項３】
透気度が１〜２０００ｓｅｃ／１００ｃｃＡｉｒである請求項1又は２に記載の電子部品用セパレータ。
【請求項４】
不織布を構成する繊維がポリアミドイミドを主成分とする請求項１〜３のいずれかに記載の電子部品用セパレータ。
【請求項５】
対数粘度が０．２ｄｌ／ｇより大きいポリアミドイミドからなる請求項４に記載の電子部品用セパレータ。
【請求項６】
ポリアミドイミドの骨格に少なくとも式（Ｉ）を含むことを特徴とする請求項４又は５に記載の電子部品用セパレータ。
【化１】
（Ａｒ１はトリカルボン酸の３個のカルボキシ基を除いた３価の残基、Ａｒ２はジアミン化合物の２個のアミノ基を除いた２価の残基を示す。）
【請求項７】
電子部品が電池、コンデンサである請求項１〜６に記載のセパレータ。
【図１】
【公開番号】特開２００７−５９３８８（Ｐ２００７−５９３８８Ａ）
【公開日】平成１９年３月８日（２００７．３．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２０２８７３（Ｐ２００６−２０２８７３）
【出願日】平成１８年７月２６日（２００６．７．２６）
【出願人】（０００００３１６０）東洋紡績株式会社 (3,622)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月８日（２００７．３．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月２６日（２００６．７．２６）
【出願人】（０００００３１６０）東洋紡績株式会社 (3,622)
【Ｆターム（参考）】
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