WO2009148178A1 - 薄葉材、その製造方法およびそれを用いた電気・電子部品 - Google Patents

薄葉材、その製造方法およびそれを用いた電気・電子部品 Download PDF

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成瀬　新二
竜士 藤森
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デュポン帝人アドバンスドペーパー株式会社
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    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Definitions

  • the present invention relates to a thin leaf material useful as a separator (separator) for separating conductive members in an electric / electronic component and allowing an ion species such as an electrolyte or ions to pass through, a method for manufacturing the same, and an electric / electronic component using the same About.
  • thin leaf materials useful as separators between electrodes of batteries, capacitors, fuel cells, solar cells, etc. that use lithium ions, sodium ions, ammonium ions, hydrogen ions, iodide ions, etc. as the current carrier It relates to the manufacturing method and electrical / electronic components using it. Background art
  • separators are materials for partition walls between members, for example, electrodes.
  • separators are materials for partition walls between members, for example, electrodes.
  • a porous sheet formed using a polyolefin-based polymer such as polyethylene or polypropylene see Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-3-2 7 3 65 1
  • a non-woven fabric sheeted using a polyolefin-based polymer fiber JP 2 0 0 1-1 1 7 6 1
  • non-woven fabrics made of nylon fibers see Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-1474 756), etc.
  • separators are used in batteries by winding them in one or more layers or rolls.
  • microporous membranes and nonwoven fabrics have good physical properties as separators. In recent years, they have been required for batteries for electric vehicles, capacitors, fuel cells, solar cells, etc. Is not necessarily enough.
  • Electric separators for batteries, capacitors, fuel cells, solar cells, etc. that require high capacity and high output
  • conductivity and heat resistance are extremely important in terms of efficiently storing the regenerative energy of brakes in electric and electronic parts such as batteries and capacitors that use large currents, for example, as power sources for electric vehicles. It is thought that.
  • a separator containing a heat-resistant binder As a means for improving the heat resistance, as a separator containing a heat-resistant binder, a separator comprising glass particles and inorganic particles such as silica particles (Japanese Patent Laid-Open No. 2004-20 7 2 61) , JP 20 04-34 9 5 8 6, JP 2000 6-0 5 9 6 1 3, JP 2007 7 8 1 0 3 5, and JP 20 0 7-3 1 7 04 5)) is disclosed, but because glass fiber is inherently fragile, glass fiber tends to break down when thinned by hot-pressure processing.
  • An object of the present invention is to develop a low-resistance and high-heat-resistant separator (separator) material that can withstand a large current due to an increase in capacity and output of electric / electronic components.
  • the present invention provides a thin leaf characterized in that it comprises meta-type aramid short fibers, heat-resistant porous particles, and optionally further at least one of aramid fibrids and fibrillated aramids.
  • the material is provided.
  • the present invention also provides a sheet of a meta-ceramide short fiber and, optionally, at least one of the aramid fiber and a fibrillated aramid by a wet papermaking method, and at any point in the process by a fluid spray method.
  • a method for producing the above-mentioned thin leaf material characterized in that heat-resistant porous particles are added, and the resulting sheet is hot-pressed at a temperature equal to or higher than the glass transition temperature of the meta-type alloy between a pair of metal rolls. To do.
  • the present invention further provides an electrical / electronic component using the thin leaf material as a separator between conductive members, such as a battery, a capacitor, a fuel cell, and a solar cell.
  • the thin leaf material of the present invention is considered to have a sufficiently low internal resistance and sufficient ionic species permeability, and also has a high shielding property between electrodes. Therefore, it is used as a separator between conductive members in electrical / electronic components. can do.
  • electric and electronic parts such as batteries and capacitor using the thin leaf material of the present invention essentially contain a highly heat-resistant meta-type aramid and heat-resistant porous particles, a large current such as an electric vehicle is used. It can also be used in an environment.
  • the meta-type amide means a linear polymer compound in which 60% or more of the amide bonds are directly bonded to the meta position of the aromatic ring (for example, benzene ring). 2009/060413
  • meta-type amides examples include polymetaphenylene isophthalamide and copolymers thereof. These meta-type amides are industrially produced by, for example, a conventionally known interfacial polymerization method, solution polymerization method, etc. using isophthalic acid chloride and metaphenylene diamine, and can be obtained as a commercial product. Yes, but not limited to this. Of these meta-type amides, polymetaphenylene sophthalamide is preferably used from the viewpoint of having good molding processability, thermal adhesiveness, flame retardancy, heat resistance and the like. Meta-type short fiber:
  • Meta-type short fiber is a fiber cut from meta-type material.
  • examples of such fiber include Teijin's “Teijin Cornettas (registered trademark)” and DuPont's Examples include, but are not limited to, those that can be obtained under trade names such as “Nomettas (registered trademark)”.
  • the meta-type polyamide short fiber can preferably have a fineness in the range of 0.15 dtex or more and less than 25 dtex, especially in the range of 0.1 to 1 dtex.
  • the fineness is defined as the fiber weight (g) per 100 Om length. Fibers with a fineness of less than 0.05 dtex are not preferred because they tend to agglomerate in the production by the wet papermaking method (described later), and fibers with a diameter of 25 dtex or more are too large.
  • the density is 1.4 g / cm 3 and the diameter is 45 microns or more
  • the aspect ratio is reduced, the mechanical reinforcement effect is reduced, and the thin leaf material is not uniform. Inconvenience such as may occur.
  • the poor uniformity of the thin leaf material means that the void size distribution is widened and the above-mentioned ionic species mobility is not uniform.
  • the length of the meta-type polyamide short fiber is generally 1 mm or more and less than 5 O mm, and particularly preferably in the range of 2 to 1 O mm. If the length of the short fiber is smaller than 1 mm, the mechanical properties of the thin leaf material are likely to deteriorate. When manufacturing thin-leaf materials by the manufacturing method, “entanglement” and “bonding” are likely to occur and cause defects.
  • Heat resistant porous particles :
  • the heat-resistant porous particle means a particulate material having a heat resistance comparable to or higher than that of the meta-type alloy and having a hollow part.
  • the hollow portion is preferably a through-hole from the viewpoint of improving the permeability of the ionic substance when immersed in the electrolytic solution, that is, the conductivity while holding the electrolyte.
  • heat-resistant porous particles for example, mesoporous silica can be used, but it is not limited to these.
  • the heat-resistant porous particles are generally 0.1 to 25; um from the viewpoint that, while entangled with the fibers, the impregnation of the electrolyte does not decrease and the internal resistance does not increase easily.
  • the hollow part is generally 1 to 1 0011111, especially 2 to 10 nm in pore diameter, and generally It is preferred, but not limited to, to have a volume in the range of about 0.3 to about 2 cm 3 / g, especially about 0.5 to about 1.5 cm 3 / g.
  • heat-resistant porous particles include, but are not limited to, those that can be obtained under trade names such as “T MP S (registered trademark)” of Taiyo Kagaku Co., Ltd. .
  • Aramid Lipid Aramid Lipid:
  • Aramid fibrids are film-like particle particles that have paper-making properties and are also called aramid pulp (see Japanese Examined Patent Publication Nos. SHO 3-5 1 1 85 1 and SHO 3 7-5 752, etc.).
  • aramid fibers can be used as a papermaking raw material after being disaggregated and beaten in the same way as ordinary wood pulp, and so-called beating can be performed for the purpose of maintaining quality suitable for papermaking.
  • This beating process consists of a disk refiner, beater, and other papermaking raw material processing equipment that has a mechanical cutting action. Can be implemented. In this operation, the change in the morphology of the fibrid can be monitored by the freeness test method stipulated in Japanese Industrial Standard (JIS) P 8 1 2 1.
  • JIS Japanese Industrial Standard
  • the freeness of the aramid hybrid after the beating treatment is generally in the range of 10 to 300 cm 3 , particularly 10 to 50 cm 3 (Canadian Freeness).
  • a fiber lid with a freeness greater than this range may reduce the strength of the polyamide leaf material formed from it, and if a freeness of less than 10 cm 3 is obtained, the mechanical power input
  • the utilization efficiency is low, and the amount of processing per unit time is often small.
  • the so-called binder function is liable to be deteriorated because the refinement of the fibrid is progressing excessively. Therefore, no particular advantage is observed even when trying to obtain a freeness smaller than 10 cm 3 .
  • the weight average fiber length measured with an optical fiber length measuring device after beating the polyamide fiber is preferably 1 mm or less, particularly preferably 0.7 mm or less.
  • an optical fiber length measuring device for example, a measuring device such as a Fiber Quality Analyzer (manufactured by OTestEquipment) or a canny type measuring device (manufactured by Rikiya) is used. Can do.
  • Fibrillated Arami De is Arami de fibers, which has fibrillated by like addition of shear force etc.
  • Arami Dofuaipuriddo freeness is generally 1 0 to 800 cm 3, in particular 1 0 to 200 cm 3 It is preferably within the range of (Canadian Freeness). A fibrillated column with a freeness greater than this range may not ensure sufficient shielding between the electrodes, and conversely, if a freeness of less than 10 cm 3 is attempted, Of the digitized alarm T JP2009 / 060413
  • the fibrillated aramid generally has a specific surface area of generally 5 g Zm 2 or more, particularly preferably 10 g Zm 2 or more. When the specific surface area is less than 5 g / m 2 , the knuckling function tends to be lowered. Further, the fibrillated aramid preferably has a weight average fiber length of generally not less than 0.11 mm and less than 7 mm, particularly in the range of 0.1 to 3 mm. A fibrillated amide with a weight average fiber length greater than this range will have poor dispersibility during papermaking and may cause local defects such as fiber lumps of aramid thin paper.
  • the thin leaf material of the present invention is a sheet mainly composed of at least one of the above-mentioned meta-type amide short fibers and heat-resistant porous particles, or these two components, and further amide and fibrillated amides.
  • the content, basis weight and density (basis weight / thickness) of meta-type aramid short fibers, heat-resistant porous particles, aramid fibrids and fibrylated alamides are not strictly limited. It can be changed over a wide range depending on the intended use of the thin leaf material.
  • the thin leaf material of the present invention is mainly composed of a high heat-resistant meta-type amide short fiber, and the heat-resistant porous particles, amide fiber, and fibrillated amide are often small components.
  • the thin leaf material generally has a thickness in the range of 5 to 100 00 ⁇ ⁇ , particularly 7 to 10 °; zm. If the thickness is smaller than 5 ⁇ , the mechanical properties will deteriorate, and it will be easy to cause problems such as maintaining the shape of the separator and handling in the manufacturing process. Conversely, if it exceeds 10 ° 0 / xm, the internal resistance will increase. It is easy to invite and, above all, it becomes difficult to manufacture small, high-performance electrical / electronic components.
  • thin sheet material is generally 5 ⁇ 1 000 g / m 2, it can be particularly have a basis weight of 5 to 30 g / m 2 of within range. If the basis weight is less than 5 gZm 2 , the mechanical strength will be insufficient, so the electrolyte impregnation treatment will cause breakage in various handling in the parts manufacturing process such as scraping. Conversely, the basis weight is greater than 1 000 gZm 2. The amount of thin leaf material tends to cause an increase in thickness and a decrease in permeation of the electrolyte.
  • the density of the thin leaf material is a value calculated from the basis weight and thickness, and can be usually in the range of 0.2 g Zo 3 , particularly in the range of 0.2 to 0.5 g / m 3 .
  • the value represented by the internal resistance value (m) / basis weight (gZm 2 ) is preferably 9 or less, particularly 8.5 or less.
  • the internal resistance value is a value expressed by the following equation (1).
  • X (Separator thickness) ⁇ Equation (1) Is the electrical conductivity calculated from the AC impedance measured between two electrodes with the electrolyte injected into the separator.
  • the electrolytic solution means a liquid in which an electrolyte is dissolved in a solvent.
  • the solvent include ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethylolate carbonate, and jetinorecarbonate.
  • electrolyte examples include ionic substances, particularly combinations of the following cations and anions.
  • (electrical conductivity when an electrolyte is injected into the separator) is the electric conductivity calculated from the measured AC impedance between the two electrodes with the electrolyte injected into the separator. Means. There is no particular limitation on the measurement frequency of the AC impedance, but l k Hz ⁇ 100 kHz is preferred.
  • a thin leaf material having a value represented by the internal resistance value (rn) / basis weight (g / m 2 ) exceeding 9 causes a problem in that the output of electric / electronic parts is hindered.
  • the thin leaf material of the present invention having the characteristics as described above generally includes the above-mentioned meta-type polyamide short fibers and heat-resistant porous particles or meta-type aluminum short fibers, heat-resistant porous particles and aluminum-filled fibers, and fibrillated aluminum. It can be manufactured by mixing at least one of the doors into a sheet. Specifically, for example, the above-mentioned meta-type polyamide short fibers, heat-resistant porous particles or meta-type polyamide short fibers, heat-resistant porous particles, and aluminum fibrids and fibrils.
  • At least one of meta-type amide short fibers and heat-resistant porous particles, or at least one type of meta-type amide polyamide short fibers and heat-resistant porous particles, aramide fibrids and fibrillated alumides are used.
  • a single or mixed aqueous slurry is fed to a paper machine and dispersed, and then dewatered, squeezed, and dried, and then wound up as a sheet.
  • the paper machine for example, a long paper machine, a circular paper machine, an inclined paper machine, or a combination paper machine combining these can be used.
  • a composite sheet composed of a plurality of paper layers can be obtained by forming and combining slurry having different blending ratios.
  • the heat-resistant porous particles are preferably added by a spray method so as to be fixed on the thin leaf material.
  • a spray method has been proposed as a new coating method for paper and paperboard (see US Pat. No. 6 0 6 3 4 4 9).
  • a spray nozzle a one-fluid nozzle called an airless spray method
  • One-fluid spray pressurizes the coating liquid and sprays it at high speed from an elliptical spray nozzle, and fine coating particles are formed by the shearing stress generated when the sprayed liquid film comes into contact with the atmosphere.
  • a coating film is formed by depositing the coated grains on the surface.
  • the two-fluid spray has two nozzles for air and coating liquid at the tip of the nozzle.
  • the high-pressure air flow is applied to the coating liquid sprayed at low pressure, and the coating liquid is refined by the impact.
  • the shape of the coated film is controlled by the air flow for pattern adjustment.
  • the thin leaf material of the present invention includes other fibrous components such as polyethylene fiber fibers, polyether ether ketone fibers, cellulose fibers, PVA fibers, polyester fibers, arylate fibers, Organic fibers such as liquid crystal polyester fibers and polyethylene naphthalate fibers; inorganic fibers such as glass fibers, mouthwater wool, asbestos, and boron fibers can also be added.
  • the blending amount is desirably 50% or less based on the total weight of all the fiber components.
  • the thin leaf material obtained in this way can improve the mechanical strength by, for example, hot pressing at a high temperature and a high pressure between a pair of flat plates or between metal rolls.
  • the conditions of the hot pressure can be exemplified, for example, in the case of using a metal roll, in the range of a temperature of 50 to 400 ° C and a linear pressure of 50 to 200 kg / cm. It is preferable to perform high-temperature hot pressing between a pair of metal rolls at a temperature equal to or higher than the glass transition temperature of the meta-type alloy. High-temperature hot pressing above the glass transition temperature of the metal alloy improves the mechanical strength during hot pressing between the metal holes, reduces the thickness, and then releases the thin sheet when released from between the metal rolls. Since the residual heat existing in the material causes stress to return to the original thickness and the thickness increases, a thin leaf material with high porosity and low internal resistance can be produced.
  • a plurality of thin leaf materials can be laminated during the hot pressing.
  • the above hot pressing can be performed several times in any order.
  • it is laminated with another separator known per se (for example, a polyolefin microporous membrane) and a method known per se (for example, the above-described hot pressing process).
  • another separator known per se for example, a polyolefin microporous membrane
  • a method known per se for example, the above-described hot pressing process
  • the thin leaf material of the present invention has (1) excellent properties such as heat resistance and flame retardancy, and (2) heat resistant porous particles exhibiting a high porosity and a short metal type alloy that is difficult to heat melt. It contains fibers, and the high porosity of the thin leaf material is maintained at high temperature and heat pressure, so that the ion species mobility between the electrodes is not impaired. (3) Excellent retention of electrolyte derived from the void structure. (4) It has excellent properties such as the specific gravity of the meta-type alloy being as small as 1.4, and it is preferably used as a separator between conductive members of electrical / electronic components. Can do.
  • electrical and electronic parts such as a battery, a capacitor, a fuel cell, and a solar cell manufactured by using the thin sheet material of the present invention as a separator between conductive members.
  • Has high shielding properties between the electrodes maintains safety, and can withstand use in a large current environment such as an electric vehicle due to its high void structure and its inherently high heat resistance.
  • the measurement temperature was 25 ° C, and 1M lithium borofluoride ethylene carbonate / propylene carbonate (lZl weight ratio) was used as the electrolyte for the measurement.
  • Reference example 1M lithium borofluoride ethylene carbonate / propylene carbonate (lZl weight ratio) was used as the electrolyte for the measurement.
  • Meta type short polyamide fiber (polymetaphenylene isophthalamide short fiber) (Normetus (registered trademark)) manufactured by DuPont was cut into a length of 6 mm and used as a raw material for papermaking.
  • the glass transition temperature of the meta-type fiber is 275 ° C. 9060413
  • Polyphenylenephenylene isophthalamide fibrids were produced by a method using a wet precipitator described in Japanese Patent Publication No. 3 5-1 1 8 5 1. This was processed with a breaker and a beater.
  • TMP S registered trademark 4.00 j (average pore diameter 4.2 nm) of Taiyo Kagaku Co., Ltd. is diluted with ion-exchanged water to a solid content concentration of 1%. Examples 1 to 3 were used as spray solutions.
  • the prepared meta-type amide short fibers and amide amides or fibrillated aramids were dispersed in water to prepare a slurry.
  • This slurry was mixed so that the meta-type polyamide fiber, the amide fiber and the fibrillated amide had the mixing ratio of each example shown in Table 1, and the tappy type paper machine A sheet was produced using an area of 3 25 cm 2 ).
  • the diluted spray solution was poured into a two-fluid spray device (nozzle diameter: 1 mm) so as to achieve the blending ratio of each example shown in Table 1, and after mixing the gas and the liquid, the pressure was 0.
  • the sheet was sprayed at 3 kgf / cm 2 and dried at a temperature of 100 ° C. for 30 minutes. Next, this was hot-pressed under the conditions shown in Table 1 below with a metal power render roll to obtain a thin leaf material.
  • Table 1 below shows the main characteristics of the thin leaf material thus obtained.
  • the electrical conductivity of the electrolyte is 4.5 (mS cm).
  • the thin papers of Examples 1 to 3 are considered to have low internal resistance and ionic species permeability, and a large current is required. It is useful as a separator between conductive members in electric and electronic parts such as batteries in electric vehicles, capacitors, fuel cells, and solar cells. Comparative Examples 1 and 2
  • the prepared meta-alamide short fiber and alami-fid fiber were dispersed in each water to prepare a slurry.
  • This slurry was mixed so that the meta-type polyamide short fiber and the polyamide fiber had the mixing ratio of each comparative example shown in Table 2 below, and a sheet-like material was produced by a wet papermaking method. Next, this was heat-pressed under the conditions shown in Table 2 below with a metal calendar tool to obtain a thin leaf material.
  • the electric conductivity of the filtrate was 4.6 (mS / cm).
  • the thin leaf material of Comparative Example 1 has low internal resistance but low air permeability and is considered to have insufficient shielding between the electrodes.
  • the thin leaf material of Comparative Example 2 increased the content of the fiber prid that improves the mechanical strength as a binder, so the value of air permeability was slightly increased, but the fibrid hinders the permeability of ionic species. The internal resistance has increased.
  • Such a thin leaf material is considered to be not useful as a separator between conductive members in electric / electronic parts such as batteries, capacitors, fuel cells, solar cells, etc., which require a large current.

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Abstract

本発明は、電気・電子部品の高容量化・大出力化による大電流に耐えうる低抵抗かつ高耐熱性の隔離板用材料として有用な、メタ型アラミド短繊維と耐熱多孔質粒子を含んでなることを特徴とする薄葉材を提供する。

Description

明細書 発明の名称
薄葉材、 その製造方法およびそれを用いた電気 ·電子部品 技術分野
本発明は、 電気 ·電子部品内において導電部材間を隔離し、 電解質もしくは イオンなどのイオン種を通過させる隔離板 （セパレータ） として有用な薄葉材 およびその製造方法ならびにそれを使用した電気 ·電子部品に関する。 特に、 リチウムイオン、 ナトリウムイオン、 アンモニゥムイオン、 水素イオン、 ヨウ 化物イオンなどを電流のキャリア一として使用する電池、 キャパシタ、 燃料電 池、 太陽電池などの電極間の隔離板として有用な薄葉材およびその製造方法な らびにそれを使用した電気 ·電子部品に関する。 背景技術
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ように、 ェ 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、 キャパシタ、 燃 料電池、 太陽電池 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。 これに応えるため、 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。 セパレータに要 求されるさまざまな特性の中でも、 次の三つの特性項目が特に重要と認識され る。
1 ) 電解質を保持した状態での導電性が良いこと。
2 ) 電極間遮蔽性が高いこと。
3 ) 機械的強度を有すること。
従来、 ポリエチレンやポリプロピレンのようなポリオレフィン系ポリマー を用いて製膜した多孔質シート （特開昭 6 3 - 2 7 3 6 5 1号公報参照） 、 ポ リオレフイン系ポリマー繊維を用いてシート化した不織布 （特開 2 0 0 1 - 1 1 7 6 1号公報参照） 、 ナイロン繊維を用いてシート化した不織布 （特開昭 5 8— 1 4 7 9 5 6号公報参照） などがセパレータに広く使用されている。 この ようなセパレータは 1層または複数層あるいはロール状に巻いて電池内に用い られる。
これらの微多孔膜及び不織布はセパレータとして良好な物性を有している力 近年、 電気自動車用の電池、 キャパシタ、 燃料電池、 太陽電池等に要求されて レ、る高容量化ゃ大出力化には必ずしも十分な対応ができていない。
高容量、 大出力が要求される電池、 キャパシタ、 燃料電池、 太陽電池等の電 気 -電子部品中のセパレータには、
1) 電解質を保持した状態での導電性が良いこと （低抵抗） 。
2 ) 電極間遮蔽性が高いこと。
3) 機械的強度を有すること。
4) 化学的 ·電気化学的に安定であること （耐熱性） 。
の四つの特性を同時に満たすことが必要とされている。 特に、 導電性と耐熱性 は、 大電流を使用する例えば電気自動車用の駆動電源としての電池、 キャパシ タのような電気■電子部品において、 ブレーキの回生エネルギーを効率よく蓄 えるという意味で極めて重要であると考えられる。
上記耐熱性を向上するための手段として、 従来、 耐熱性のバインダーを含ん だセパレータとして、 シリカ粒子などの無機粒子とガラス繊維を含んでなるセ パレータ （特開 2004— 20 7 2 6 1号公報、 特開 20 04— 34 9 5 8 6 号公報、 特開 2 00 6— 0 5 9 6 1 3号公報、 特開 200 7— 8 1 0 3 5号公 報及び特開 20 0 7— 3 1 7 04 5号公報参照） が開示されているが、 本質的 に脆弱なガラス繊維を含むため、 熱圧加工による薄葉化の際にガラス繊維が破 壊しやすい、 機械特性が低下しセパレータとしての形態保持や製造工程での搬 送等の取り扱いが困難である、 無機粒子をセパレータに定着させるためにァク リル系樹脂、 カチオン系定着捕強剤、 高分子凝集剤などの成分が添加されてい るが、 これらの剤がセパレータ中に残留することによる耐電圧の低下などの電 気化学的安定性の低下が発生するなどの問題がある。 T JP2009/060413
3 発明の概要
本発明の目的は、 電気 ·電子部品の高容量化 ·大出力化による大電流に耐え 得る低抵抗かつ高耐熱性の隔離板 (セパレータ) 用材料を開発することである。 本発明者らは、 上記目的を達成すべく鋭意検討を進めた結果、 本発明を完成 するに至った。
かくして、 本発明は、 メタ型ァラミド短繊維と耐熱多孔質粒子と場合により さらにァラミドフアイプリッドぉよびフイブリル化したァラミドのうちの少な くとも 1種とを含んでなることを特徴とする薄葉材を提供するものである。
本発明は、 また、 メタ犁ァラミド短繊維と場合によりさらにァラミドフアイ ブリツドぉよびフィプリル化したァラミドのうちの少なくとも 1種とを湿式抄 造法でシート化し、 その過程の任意の時点で流体スプレー方式により耐熱多孔 質粒子を添加し、 得られるシートを一対の金属製ロール間にてメタ型ァラミ ド のガラス転移温度以上の温度で高温熱圧加工することを特徴とする上記薄葉材 の製造方法を提供するものである。
本発明は、 さらに、 上記薄葉材を導電部材間の隔離板として使用してなる電 気 ·電子部品、 例えば、 電池、 キャパシタ、 燃料電池、 太陽電池などを提供す るものである。
本発明の薄葉材は、 内部抵抗が十分に低く、 イオン種透過性も十分であると 考えられ、 電極間の遮蔽性も高いことから、 電気 ·電子部品中の導電部材間の 隔離板に利用することができる。 また、 本発明の薄葉材を使用した電池、 キヤ パシタ等の電気 ·電子部品は、 本質的に耐熱性の高いメタ型ァラミドおよび耐 熱多孔質粒子を含んでいるので、 電気自動車等の大電流環境下でも使用するこ とができる。
以下、 本発明についてさらに詳細に説明する。 発明を実施するための形態
メタ型ァラミド：
本発明において、 メタ型ァラミ ドとは、 アミ ド結合の 6 0 %以上が芳香環 (例えば、 ベンゼン環） のメタ位に直接結合した線状高分子化合物を意味する。 2009/060413
4 このようなメタ型ァラミ ドとしては、 例えば、 ポリメタフエ二レンイソフタル アミ ドおよびその共重合体などが挙げられる。 これらのメタ型ァラミ ドは、 例 えば、 ィソフタル酸塩化物およびメタフエ二レンジアミンを用いた従来既知の 界面重合法、 溶液重合法等により工業的に製造されており、 市販品として入手 することができるが、 これに限定されるものではない。 これらのメタ型ァラミ ドの中、 良好な成型加工性、 熱接着性、 難燃性、 耐熱性などの特性を備えてい るという観点から、 ポリメタフエ二レンィソフタルアミ ドが好ましく用いられ る。 メタ型ァラミ ド短繊維：
メタ型ァラミ ド短繊維は、 メタ型ァラミ ドを原料とする繊維を切断したもの であり、 そのような繊維としては、 例えば、 帝人 （株） の 「ティジンコーネッ タス （登録商標） 」 、 デュポン社の 「ノーメッタス （登録商標） 」 等の商品名 で入手することができるものが挙げられるが、 これらに限定されるものではな い。
メタ型ァラミ ド短繊維は、 好ましくは 0 . 0 5 d t e x以上 2 5 d t e x未 満、 '特に 0 . 1〜1 d t e xの範囲内の繊度を有することができる。 ここで、 繊度とは長さ 1 0 0 O mあたりの繊維重量 （g ) と定義される。 繊度が 0 . 0 5 d t e x未満の繊維は、 湿式抄造法での製造 （後述） において凝集を招きや すいために好ましくなく、 また、 2 5 d t e x以上の繊維は、 繊維直径が大き くなり過ぎるため、 例えば、 真円形状で密度を 1 . 4 g / c m 3とすると、 直径 4 5ミクロン以上である場合、 ァスぺク ト比の低下、 力学的補強効果の低減、 薄葉材の均一性不良などの不都合が生じる可能性がある。 ごこで、 薄葉材の均 一性不良とは、 空隙サイズの分布が広がり、 前述したイオン種移動性に不均一 性を生じることを意味する。
メタ型ァラミ ド短繊維の長さは一般に l mm以上 5 O mm未満、 特に 2〜1 O mmの範囲内が好適である。 短繊維の長さが 1 mmよりも小さいと、 薄葉材 の力学特性が低下しやすく、 反対に、 5 O mm以上のものは、 後述する湿式抄 造法で薄葉材を製造するにあたり、 「からみ」 や 「結束」 などが発生しやすく 欠陥の原因となりやすい。 耐熱多孔質粒子：
本発明において、 耐熱多孔質粒子とは、 メタ型ァラミ ドと同程度またはそれ 以上の耐熱性を示し、 中空部を有する粒子状物を意味する。 中空部は、 電解液 に浸漬したときのイオン性物質の透過性、 すなわち電解質を保持した状態での 導電性向上の観点から、 貫通した孔であることが好ましい。
耐熱多孔質粒子としては、 例えば、 メソポーラスシリカ等を使用することが できるが、 これらに限定されるものではない。 耐熱多孔質粒子は、 繊維とのか らみにより、 結合しつつ、 電解質の含浸 '浸透の低下が生じることなく、 内部 抵抗の増大を招き難いなどの観点から、 一般に 0. l〜2 5 ;um、 特に 1〜1 5 /xmの範囲内の平均粒径を有することが好ましいが、 これに限定されるもの ではない。 また、 大容量、 低抵抗化のためセパレータを薄くした場合の短絡防 止対策の観点から、 中空部分は、 ー般に1〜1 0011111、 特に 2〜1 0 nmの 範囲内の孔径、 及び一般に約 0. 3〜約 2 cm3/ g、 特に約 0. 5〜約 1. 5 c m3/gの範囲内の容積を有することが好ましいが、 これに限定されるもので はない。 このような耐熱多孔質粒子としては、 例えば、 太陽化学 （株） の 「T MP S (登録商標） 」 等の商品名で入手することができるものが挙げられる力 これらに限定されるものではない。 ァラミドフアイプリッド：
ァラミ ドファイブリツドは、 抄紙性を有するフィルム状のァラミ ド粒子であ り、 ァラミ ドパルプとも呼ばれる （特公昭 3 5— 1 1 8 5 1号公報、 特公昭 3 7- 5 75 2号公報等参照） 。
ァラミ ドフアイプリツドは、 通常の木材パルプと同様に、 離解、 叩解処理を 施し抄紙原料として使用し得ることが広く知られており、 抄紙に適した品質を 保つ目的でいわゆる叩解処理を施すことができる。 この叩解処理は、 ディスク リファイナー、 ビータ一、 その他の機械的切断作用を及ぼす抄紙原料処理機器 によって実施することができる。 この操作において、 ファイブリツドの形態変 化は、 日本工業規格 （J I S) P 8 1 2 1に規定されている濾水度試験方法 (フリーネス） でモニターすることができる。 本発明において、 叩解処理を施 した後のァラミ ドフアイブリッドの濾水度は、 一般に 1 0〜300 cm3、 特に 1 0〜 50 cm3 (カナディアンフリーネス） の範囲内にあることが好ましい。 この範囲より大きな濾水度のフアイプリッドでは、 それから成形されるァラミ ド薄葉材の強度が低下する可能性があり、 1 0 c m3よりも小さな濾水度を得よ うとすると、 投入する機械動力の利用効率が小さくな.り、 また、 単位時間当た りの処理量が少なくなることが多く、 さらに'、 ファイブリツドの微細化が進行 しすぎるためいわゆるバインダー機能の低下を招きやすい。 したがって、 1 0 cm3よりも小さい濾水度を得ようとしても、 格段の利点が認められない。
本発明の用途に対しては、 ァラミ ドファイブリツドを叩解処理した後の、 光 学的繊維長測定装置で測定したときの重量平均繊維長は 1 mm以下、 特に 0. 7 mm以下であることが好ましい。 ここで、 光学的繊維長測定装置としては、 例えば、 F i b e r Q u a l i t y An a l y z e r (O T e s t E q u i pme n t社製） 、 カャニー型測定装置 （力ャ-一社製） などの測定 機器を用いることができる。 このような機器においては、 ある光路を通過する ァラミ ドフアイプリッドの繊維長さと形態が個別に観測され、 測定された繊維 長は統計的に処理されるが、 用いるァラミ ドフアイプリッドの重量平均された 繊維長が lmmを越えると、 電解液吸液性の低下、 部分的な電解質未含浸部分 の発生、 さらには電気 ·電子部品の内部抵抗上昇などが起こりやすくなる。 フィブリル化されたァラミ ド：
フィブリル化されたァラミ ドは、 ァラミ ド繊維、 ァラミ ドフアイプリッドな どにせん断力を加えるなどしてフィブリル化したものであり、 濾水度は一般に 1 0〜800 cm3、 特に 1 0〜 200 cm3 (カナディアンフリーネス） の範 囲内にあることが好ましい。 この範囲より大きな濾水度のフィブリル化された ァラミ ドでは電極間の十分な遮蔽性が確保されない可能性があり、 反対に、 1 0 cm3よりも小さな濾水度を得ようとすると、 フィブリル化されたァラミ ドの T JP2009/060413
微細化が進行しすぎるためいわゆるバインダー機能の低下を招きやすい。 した がって、 このように 1 0 c m 3よりも小さい濾水度を得ようとしても、 格段の利 点が認められない。
フィブリル化されたァラミ ドは、 比表面積が一般に 5 g Zm 2以上、 特に 1 0 g Zm 2以上であることが好ましい。 比表面積が 5 g /m 2よりも小さいと、 ノく インダー機能の低下を招きやすい。 さらに、 フィブリル化されたァラミ ドは、 重量平均繊維長が一般に 0 . 0 1 mm以上 7 mm未満、 特に 0 . l〜3 mmの 範囲内であることが好ましい。 この範囲より大きな重量平均繊維長のフィブリ ル化されたァラミ ドでは抄造時の分散性が悪くなり、 ァラミ ド薄葉紙の繊維塊 などの局部欠点の原因となる可能性があり、 逆に、 0 . 0 1 mmよりも小さな 重量平均繊維長を得ようとすると、 フィブリル化されたァラミ ドの微細化が進 行しすぎるためいわゆるバインダー機能の低下を招きやすい。 フイブリル化さ れたァラミ ドの具体的な例としては、 デュポン社の 「ケブラーパルプ （登録商 標） 」 、 帝人トワロン社の 「トワロンパルプ （登録商標） 」 等の商品名で入手 することができるものが挙げられるが、 これらに限定されるものではない。 薄葉材：
本発明の薄葉材は、 以上に述べたメタ型ァラミ ド短繊維と耐熱多孔質粒子、 あるいはこれら 2成分とさらにァラミ ドフアイプリッドおよびフィブリル化し たァラミ ドのうちの少なく とも 1種から主として構成されるシート状物であり、 メタ型ァラミド短繊維、 耐熱多孔質粒子、 ァラミドファイブリツドおよびフィ ブリル化したァラミ ドの含量、 坪量および密度 （坪量/厚さ） は厳密に制限さ れるものではなく、 薄葉材の意図する用途などに応じて広い範囲にわたり変え ることができる。 しかしながら、 本発明の薄葉材は、 耐熱性の高いメタ型ァラ ミ ド短繊維が主成分で且つ耐熱多孔質粒子、 ァラミ ドファイブリツド、 フイブ リル化したァラミ ドが少量成分となることが多く、 特に後述する一対の金属製 ロール間にてメタ型ァラミ ドのガラス転移温度以上の温度で高温熱圧加工する 場合、 メタ型ァラミ ド短繊維含量が大きいほど、 低密度の薄葉材の作製が可能 で内部抵抗値も低くなる傾向が見られることから、 メタ型ァラミ ド短繊維含量 は通常 3 0% (重量比） 以上、 特に 3 5〜50% (重量比） 、 そして耐熱多孔 質粒子、 ァラミ ドフアイプリツドおよぴフィブリル化したァラミ ドは合計で通 常 7 0% (重量比） 以下、 特に 5 0〜6 5。/0 (重量比） であることが好ましい。 また、 薄葉材は、 一般に 5〜1 0 00 ^ ιη、 特に 7〜 1 0◦ ;z mの範囲内の 厚さを有していることが好ましい。 5 μιηよりも厚みが小さい場合、 機械特性 が低下しセパレータとしての形態保持や製造工程での搬送等取り扱いに問題を 生じやすく、 逆に 1 0◦ 0 /xmを上回る場合、 内部抵抗の増大を招きやすいし、 なにより小型高性能の電気■電子部品を製造し難くなる。
さらに、 薄葉材は、 一般に 5〜 1 000 g/m2、 特に 5〜30 g/m2の範 囲内の坪量を有することができる。 坪量が 5 gZm2より小さい場合、 機械強度 が不足するため、 電解質含浸処理ゃ卷き取りなどの部品製造工程での各種取り 扱いで破断を引き起こしゃすく、 逆に 1 000 gZm2より大きい坪量の薄葉材 では、 厚みの増大や、 電解質の含浸 '浸透の低下が生じる傾向がみられる。
薄葉材の密度は坪量 厚さより算出される値であり、 通常 0. 2 g Z o3、 特に 0. 2〜0. 5 g/m3の範囲内の値をとることができる。
本発明の薄葉材は、 さらに、 内部抵抗値 （ m) /坪量 （gZm2) で表され る値が 9以下、 特に 8. 5以下であることが好ましい。 ここで、 内部抵抗値と は下式 （1) で表される値である。 (内部抵抗値） 二 （電解液の電気伝導度） / { (セパレータに電解液を注入し たときの電気伝導度） X (セパレータの厚み） } 式 （1) 式中、 （セパレータに電解液を注入したときの電気伝導度） は、 電解液をセ パレータに注入した状態で 2枚の電極に挟み、 測定した交流ィンピーダンスか ら算出した電気伝導度である。 ここで、 電解液とは、 溶媒中に電解質が溶解し た液体を意味する。
上記内部抵抗値の測定において、 電解液に使用する溶媒、 電解質、 電解質の 濃度等には特に制限はなく、 例えば、 溶媒としては、 エチレンカーボーネート、 プロピレンカーボネート、 ジメチノレカーボネート、 ジェチノレカーボネート、 ェ チノレメチノレカーボネート、 ブチレンカーボネート、 グルタロニトリ^/、 アジポ 二トリル、 ァセトニトニノレ、 メ トキシァセトニトリル、 3—メ トキシプロピオ 二トリノレ、 γ—ブチロラタ トン、 γ—バレロラク トン、 スルホラン、 3—メチ ルスルホラン、 ニトロェタン、 ニトロメタン、 リン酸トリメチル、 Ν—メチル ォキサゾリジノン、 Ν , Ν—ジメチルホルムアミ ド、 Ν—メチルピロリ ドン、
Figure imgf000010_0001
シメチルイミダゾリジノン、 アミジン、 水 及びその混合物などが挙げられる。
また、 電解質としては、 例えば、 イオン性の物質、 特に以下のカチオンとァ 二オンの組み合わせが挙げられる。
1 ) カチオン：第 4級アンモニゥムイオン、 第 4級ホスホニゥムイオン、 リチ ゥムイオン、 ナトリゥムイオン、 アンモニゥムイオン、 水素イオンとその 混合物など。
2 ) ァニオン：過塩素酸イオン、 ホウフッ化イオン、 六フッ化リン酸イオン、 硫酸イオン、 水酸化物イオンとその混合物など。
また、 本発明において、 （セパレータに電解液を注入したときの電気伝導 度） とは、 上記電解液をセパレータに注入した状態で 2枚の電極に挟み、 測定 した交流インピーダンスから算出した電気伝導度を意味する。 交流インピーダ ンスの測定周波数については特に制限はないが、 l k H z ~ 1 0 0 k H zが好 ましい。
なお、 内部抵抗値 rn) /坪量 ( g /m 2 ) で表される値が 9を超える薄葉 材は、 電気 ·電子部品の高出力化に支障をきたすという問題点が生じる。 薄葉材の製造：
以上に述べた如き特性を有する本発明の薄葉材は、 一般に、 前述したメタ型 ァラミ ド短繊維と耐熱多孔質粒子あるいはメタ型ァラミ ド短繊維、 耐熱多孔質 粒子とァラミ ドフアイプリツドおよびフィプリル化したァラミ ドのうちの少な くとも 1種とを混合し、 シート化する方法により製造することができる。 具体 的には、 例えば、 上記メタ型ァラミ ド短繊維、 耐熱多孔質粒子あるいはメタ型 ァラミ ド短繊維、 耐熱多孔質粒子とァラミ ドファイブリツドおよびフィブリル 化したァラミ ドのうちの少なくとも 1種を乾式ブレンドした後に、 気流を利用 してシートを形成する方法； メタ型ァラミ ド短繊維と耐熱多孔質粒子あるいは メタ型ァラミド短繊維、 耐熱多孔質粒子とァラミ ドファイブリツドおよびフィ ブリル化したァラミ ドのうちの少なくとも 1種を液体媒体中で分散混合した後、 液体透過性の支持体、 例えば網またはベルト上に吐出してシート化し、 液体を 除いて乾燥する方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ましく選択される。
湿式抄造法では、 少なくともメタ型ァラミ ド短繊維と耐熱多孔質粒子、 ある いはメタ型ァラミド短繊維と耐熱多孔質粒子とァラミドファイブリツドおよび フィブリル化したァラミ ドのうちの少なくとも 1種を含有する単一または混合 物の水性スラリーを、 抄紙機に送液し分散した後、 脱水、 搾水および乾燥操作 することによって、 シートとして巻き取る方法が一般的である。 抄紙機として は、 例えば、 長網抄紙機、 円網抄紙機、 傾斜型抄紙機およびこれらを組み合わ せたコンビネーション抄紙機などが利用することができる。 コンビネーション 抄紙機での製造の場合、 配合比率の異なるスラリーをシート成形し合一するこ とにより複数の紙層からなる複合体シートを得ることができる。 ここで、 耐熱 多孔質粒子は、 薄葉材に定着させるために、 スプレー方式による添加が好まし い。
近年、 紙や板紙用の新たな塗工方式としてスプレー方式が提案されており (米国特許第 6 0 6 3 4 4 9号参照） 、 スプレーノズルとしては、 エアレスス プレー方式と呼ばれる一流体ノズルや、 エアスプレーと呼ばれる二流体ノズル がある。 一流体スプレーは、 塗工液を加圧して楕円型のスプレーノズルから高 速噴射し、 噴出液膜が大気と接触して発生するせん斬応力によつて微細な塗粒 が形成され、 基材に塗粒が被着して塗膜を生成するという方式である。 二流体 スプレーは、 ノズル先端にエアー用と塗工液用の 2つのノズルがあり、 低圧で 噴霧された塗工液に高圧空気流をぶつけて、 その衝撃で塗工液を微細化し、 さ らに、 パターン調整用空気流で塗粒膜の形状をコントロールするという方式で ある。 これらのスプレー塗工方式では、 塗工中にニップ部がないために、 塗工 面と塗工装置の接触によって発生する塗工欠陥が全くなく、 また、 耐熱多孔質 2009/060413
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粒子を薄葉材に定着させるため、 アクリル系樹脂、 カチオン系定着捕強剤、 高 分子凝集剤などの成分を添加する必要がなく、 これらの剤がセパレータ中に残 留することによる耐電圧の低下などの電気化学的安定性の低下が発生するとい う問題も生じない。
また、 本発明の薄葉材には、 上記成分以外に、 その他の繊維状成分、 例えば、 ポリフエ二レンスルフイ ド繊維、 ポリエーテルエーテルケトン繊維、 セルロー ス系繊維、 P V A系繊維、 ポリエステル繊維、 ァリレート繊維、 液晶ポリエス テル繊維、 ポリエチレンナフタレート繊維などの有機繊維；ガラス繊維、 口ッ クウール、 アスベス ト、 ボロン繊維などの無機繊維を添加することもできる。 これら他の繊維状成分を添加する場合、 その配合量は、 全繊維成分の合計重量 を基準にして 5 0 %以下とすることが望ましい。 このようにして得られる薄葉 材は、 例えば、 一対の平板間または金属製ロール間にて高温高圧で熱圧するこ とにより、 機械強度を向上させることができる。 熱圧の条件は、 例えば、 金属 製ロール使用の場合、 温度 5 0〜4 0 0 °C、 線圧 5 0 ~ 2 0 0 0 k g / c mの 範囲内を例示することができるが、 特に、 一対の金属製ロール間にてメタ型ァ ラミ ドのガラス転移温度以上の温度で高温熱圧加工することが好ましい。 メタ ァラミ ドのガラス転移温度以上で高温熱圧加工することにより、 金属口ール間 での熱圧時に機械強度が向上し、 厚みが減少した後、 金属ロール間から開放さ れたときに薄葉材に存在する余熱によりもとの厚みに戻ろうとする応力が働き、 厚みが増加するため、 空隙率が高く、 内部抵抗値が低い薄葉材を作製すること ができる。
また、 加熱操作を加えずに常温で単にプレスだけを行うこともできる。 熱圧 の際に複数の薄葉材を積層することもできる。 上記の熱圧加工を任意の順に複 数回行うこともできる。 本発明の薄葉材は、 その強度をさらに增加させるため に、 それ自体既知の他のセパレータ （例えば、 ポリオレフイン微多孔膜） とそ れ自体既知の方法 （例えば、 上記熱圧加工） で積層した状態で使用することも できる。
本発明の薄葉材は、 （1 ) 耐熱性， 難燃性などの優れた特性を備えているこ と、 （2 ) 高い空隙率を示す耐熱多孔質粒子と熱溶融し難いメタ型ァラミ ド短 繊維を含み、 髙温熱圧で薄葉材の髙い空隙率が維持されるため、 電極間のィォ ン種移動性が損なわれないこと、 （3) 空隙構造に由来する電解質の保持機能 に優れること、 （4) メタ型ァラミ ドの比重が 1. 4程度と小さく軽量である ことなどの優れた特性を有しており、 電気 ·電子部品の導電部材間の隔離板と して好ましく用いることができる。
かく して、 本発明によれば、 前述したとおり、 本発明のァラミ ド薄葉材を導 電部材間に隔離板として用いて製作した電池、 キャパシタ、 燃料電池、 太陽電 池などの電気 '電子部品は、 電極間の遮蔽性が高く、 安全性が維持され、 また、 高い空隙構造とその本質的に高い耐熱性によって、 電気自動車等の大電流環境 下での使用にも耐え得るものとなる。 実施例
以下、 本発明を実施例を挙げてさらに具体的に説明する。 なお、 これらの実 施例は単なる例示であり、 本発明の内容を何ら限定するためのものではない。
(測定方法）
(1) シートの坪量、 厚みの測定
J I S C 21 1 1に準じて実施した。
(2) 透気度の測定
王研式透気度計を用いて測定した。 一連のシートについては、 この時間が長 いほど電極間の遮蔽性が高いと言える。
(3) 内部抵抗の測定
測定温度は 2 5°Cとし、 測定には電解液として 1M ホウフッ化リチウム エチレンカーボネート/プロピレンカーボネート （lZl重量比） を用いた。 参考例
(原料調製）
デュポン社製メタ型ァラミ ド短繊維 （ポリメタフエ二レンイソフタルアミ ド 短繊維） （ノーメッタス （登録商標） ） を、 長さ 6mmに切断し抄紙用原料と した。 上記メタ型ァラミ ド繊維のガラス転移温度は 275°Cである。 9060413
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特公昭 3 5 - 1 1 8 5 1号公報に記載される湿式沈殿機を用いる方法で、 ポ リメタフェニレンイソフタルアミ ドのファイブリツドを製造した。 これを、 離 解機、 叩解機で処理した。
帝人トヮロン社の 「トワロン （登録商標） 1 0 94」 を離解機、 叩解機で処 理し、 フィブリル化したァラミ ドとした。
耐熱多孔質粒子として、 太陽化学 （株） の 「TMP S (登録商標） 一 4. 0 j (平均細孔直径 4. 2 nm) をイオン交換水で固形分濃度が 1 %になるよ うに希釈し、 スプレー用液として使用した。 実施例 1〜3
(薄葉材の製造）
作製したメタ型ァラミ ド短繊維とァラミ ドフアイプリッドまたはフィブリル 化したァラミドをおのおの水中で分散しスラリーを作製した。 このスラリーを、 メタ型ァラミ ド短繊維、 ァラミ ドフアイプリ ッ ドおよびフィブリル化したァラ ミ ドが表 1に示す各実施例の配合比率となるようにして混合し、 タッピー式手 抄き機 （断面積 3 2 5 cm2) を用いてシート状物を作製した。 次いで、 表 1に 示す各実施例の配合比率になるように、 希釈したスプレー用液を二流体スプレ 一器 （ノズル径； 1 mm) に投入し、 気体と液体とを混合した後、 圧力 0. 3 k g f /cm2で前記シート状物に吹きつけ、 温度 1 0 0°Cで 30分間乾燥した。 次いで、 これを金属製力レンダーロールにより下記表 1に示した条件で熱圧加 ェし、 薄葉材を得た。
このようにして得られた薄葉材の主要特性ィ直を下記表 1に示す。 P T/JP2009/060413
表 1
Figure imgf000015_0001
但し、電解液の電気伝導度 4. 5(mS cm)であつ 実施例 1〜 3の薄葉紙は、 内部抵抗が低く、 イオン種透過性も+分であると 考えられ、 大電流が要求される、 電気自動車中の電池、 キャパシタ、 燃料電池、 太陽電池等の電気 ·電子部品中の導電部材間の隔離板として有用である。 比較例 1及び 2
(薄葉材の製造）
調製したメタ型ァラミ ド短繊維とァラミ ドフアイプリツドをおのおの水中で 分散しスラリーを作製した。 このスラリーを、 メタ型ァラミ ド短繊維とァラミ ドフアイプリッドが下記表 2に示す各比較例の配合比率となるようにして混合 し、 湿式抄造法にてシート状物を作製した。 次いで、 これを金属製カレンダー 口ールにより下記表 2で示す条件で熱圧加工し、 薄葉材を得た。
このようにして得られた薄葉材の主要特性値を下記表 2に示す。 表 2
Figure imgf000016_0001
但し、德液の電気伝導度 4. 6 (mS/cm)であった。 比較例 1の薄葉材は、 上記表 2に示すように、 内部抵抗は低いが、 透気度が 小さく、 電極間の遮蔽性が十分でないと考えられる。
また、 比較例 2の薄葉材は、 バインダーとして機械強度を向上させるフアイ プリッドの含量を増加したので、 透気度の値はやや大きくなったが、 ファイブ リッドがイオン種の透過性を妨げるため、 内部抵抗が高くなった。 このような 薄葉材は、 大電流が要求される、 電気自動車中の電池、 キャパシタ、 燃料電池、 太陽電池等の電気■電子部品中の導電部材間の隔離板として有用ではないと考 えられる。

Claims

請求の範囲 請求項 1 . メタ型ァラミ ド短繊維と耐熱多孔質粒子を含んでなることを特徴 とする薄葉材。 請求項 2 . ァラミ ドフアイプリッドぉよびフイブリル化したァラミ ドのうち 少なくとも 1種をさらに含んでなる請求項 1に記載の薄葉材。 請求項 3 . メタ型ァラミ ド短繊維の含量が 3 0重量％以上である請求項 1ま たは 2に記載の薄葉材。 請求項 4 . 内部抵抗値 ( μ χη ) Ζ坪量 ( g /m 2 ) で表される値が 9以下であ り、 ここで、 内部抵抗値は下式 （1 ) (内部抵抗値） = (電解液の電気伝導度） / { (セパレータに電解液を注入し たときの電気伝導度） X (セパレータの厚み） } 式 （1 ) 式中、 （セパレータに電解液を注入したときの電気伝導度） は、 電解液をセ パレータに注入した状態で 2枚の電極に挟み、 測定した交流ィンピーダンスか ら算出した電気伝導度である、
で表される値である請求項 1〜 3のいずれか 1項に記載の薄葉材。 請求項 5 . メタ型ァラミ ド短繊維を湿式抄造法でシート化し、 その過程の任 意の時点で流体スプレー方式により耐熱多孔質粒子を添加し、 得られるシート を一対の金属製ロール間にてメタ型ァラミ ドのガラス転移温度以上の温度で高 温熱圧加工することを特徴とする請求項 1、 3または 4に記載の薄葉材の製造 方法。 請求項 6 . メタ型ァラミ ド短繊維とァラミ ドフアイプリツドおよびフイブリ ル化したァラミ ドのうち少なくとも 1種とを水中で混合し、 湿式抄造法でシー ト化し、 その過程の任意の時点で流体スプレー方式により耐熱多孔質粒子を添 加し、 得られるシートを一対の金属製ロール間にてメタ型ァラミ ドのガラス転 移温度以上の温度で高温熱圧加工することを特徴とする請求項 2〜 4のいずれ か 1項に記載の薄葉材の製造方法。 請求項 7 . 請求項 1〜 4のいずれか 1項に記載の薄葉材を導電部材間の隔離 板として使用してなる電気■電子部品。 請求項 8 . 電池、 キャパシタ、 燃料電池及び太陽電池から選ばれる請求項 7 に記載の電気 ·電子部品。
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