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公開番号2024061118
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-07
出願番号2022168845
出願日2022-10-21
発明の名称芳香族ポリアミドナノファイバー不織布および糸の製造方法
出願人株式会社KRI
代理人
主分類D04H 1/4342 20120101AFI20240425BHJP(組みひも;レース編み;メリヤス編成;縁とり;不織布)
要約
【課題】芳香族ポリアミドの種類、結晶形態と形状と関係なく、水酸化テトラアルキルアンモニウム、水及びジメチルスルホキシドの混合液に溶解した芳香族ポリアミド溶液を用いた電界紡糸法による芳香族ポリアミド連続ナノファイバー糸又はその不織布及びその製造方法の提供。
【解決手段】本発明の電界紡糸溶液は、水酸化テトラアルキルアンモニウム、水及びジメチルスルホキシドを含む溶液に溶解した芳香族ポリアミド溶液を用い、平均繊維系100nm未満の芳香族ポリアミドナノファイバー糸及び、厚み0.5μm以上20μm未満、且つ目付が0.5g/m²以上3.0g/m²未満の芳香族ポリアミド不織布のであることを特徴とする電界紡糸芳香族ポリアミドナノファイバー不織布であることを特徴とする。前記不織布は電池用セパレータ及び該当セパレータを具備するリチウムイオン二次電池が好ましい。
【選択図】図5

特許請求の範囲【請求項１】
芳香族ポリアミドナノファイバー不織布の製造方法であって、下記式で表わされる水酸化テトラアルキルアンモニウム、水及びジメチルスルホキシドを含む溶媒に芳香族ポリアミドを溶解して得られた溶液を電界紡糸することにより製造する芳香族ポリアミドナノファイバー不織布の製造方法。
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2024061118000004.tif
38
51
式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４はそれぞれ独立して、炭素数１～５のアルキル基を表す。
続きを表示（約 550 文字）【請求項２】
ポリパラフェニレンテレフタルアミドとポリメタフェニレンイソフタルアミドを少なくとも一つ以上を含むナノファイバー糸からなる不織布であって、ナノファイバーの平均繊維径が１００ｎｍ未満、不織布の厚みが０．５μｍ以上２０μｍ未満、且つ目付が０．５ｇ／ｍ
２
以上３．０ｇ／ｍ
２
未満であることを特徴とする電界紡糸芳香族ポリアミドナノファイバー不織布。
【請求項３】
請求項２に記載の電界紡糸芳香族ポリアミドナノファイバー不織布を用いた電池用セパレータ。
【請求項４】
請求項３に記載のセパレータを具備することを特徴とするリチウムイオン二次電池。
【請求項５】
芳香族ポリアミドナノファイバー糸の製造方法であって、下記式で表わされる水酸化テトラアルキルアンモニウム、水及びジメチルスルホキシドを含む溶媒に芳香族ポリアミドを溶解して得られた溶液を電界紡糸することにより製造する芳香族ポリアミドナノファイバー糸の製造方法。
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2024061118000005.tif
38
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式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４はそれぞれ独立して、炭素数１～５のアルキル基を表す。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電界紡糸法を用いて芳香族ポリアミドナノファイバー不織布および糸の製造、ならびに、得られる芳香族ポリアミドナノファイバー不織布とその応用に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
芳香族ポリアミドは、ポリパラフェニレンテレフタルアミド等のパラ系芳香族ポリアミド、及びポリメタフェニレンイソフタルアミド等のメタ系芳香族ポリアミドがあり、ともに繊維として実用化されている。芳香族ポリアミドは機械的特性・耐熱性・難燃性・電子絶縁性・電解液の濡れ性に優れたため、ＬＩＢ等の二次電池用セパレータ材料として好適である。
【０００３】
一方、二次電池の小型化・高エネルギー密度化が進行している中、セパレータの薄型化と微細孔化が必要となり、通常の芳香族ポリアミド繊維不織布は適用できなくなった。その代わりに芳香族ポリアミドナノファイバー不織布、特に機械的特性に優れた芳香族ポリアミド連続ナノファイバー糸不織布が期待されている。
しかしながら、芳香族ポリアミドは有機溶剤への溶解性が極めて悪いため芳香族ポリアミドナノファイバー、特に芳香族ポリアミド連続ナノファイバー糸不織布の作製は非常に困難である。
【０００４】
特許文献１には、無機塩を含有するアミド系溶媒を用い芳香族ポリアミドの溶解法を記載されるが、溶解度が低いため電界紡糸法に適用でき難い。また、溶解に用いた溶媒は芳香族ポリアミドの６０～２００重量％の無機塩を含んでいるため電界紡糸後無機塩はナノファイバーに残留する恐れがある。
【０００５】
特許文献２には、界面重合法により製造したポリメタフェニレンイソフタルアミド粉未をジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）に溶解し湿式紡糸法で不織布を作成する方法が記載されているが、得られた微細繊維の繊維径が４００ｎｍ以上、不織布の厚みは１６μｍ以上、目付は９ｇ／ｍ２以上である。
【０００６】
特許文献３にはアラミド繊維不織布とその製造方法が記載されているが、特許文献２と同じ湿式法で製作したアラミド繊維で構成された不織布であって、アラミド繊維の平均繊維直径が０．１～３０００μｍであり、不織布の、目付が３～１０００ｇ／ｍ２、厚みが１～１００μｍである。
【０００７】
特許文献４には、平均繊維直径５μｍ以上の基材繊維シートの上に電界紡糸法（エレクトロスピニング法）でメタアラミドナノファイバーを積層した積層又は混合されて一体化されたクリーニングシートが記載されているが、得られた不織布の目付は５ｇ／ｍ
２
以上である。加えて、ポリメタフェニレンイソフタルアミドパウダーが塩化リチウムとＮ，Ｎ－ジメチルアセトアミドの混合液に溶解させたものを紡糸溶液として用いたため得られたナノファイバーに塩化リチウムが含まれる。
【０００８】
特許文献６（特開２０１２－２０９１８１）には、２層以上からなる芳香族ポリアミドセパレータの製造方法が記載されている。しかし、一方の層が、平均繊維径が０．５～１０μｍの芳香族ポリアミド連続繊維を含み、かつ目付が３～５０ｇ／ｍ
２
の不織布からなり、他方の層が、平均繊維径が１～４００ｎｍの芳香族ポリアミド極細繊維を含み、かつ目付が、０．１～２ｇ／ｍ
２
の繊維構造体からなるセパレータである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
特開２００６－２４１６２４号公報
特開２０１２－９１６５号公報
特開２０１３―１３９６５２号公報
特開２０１０－２５０２２０号公報
特開２０１２－２０９１８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、芳香族ポリアミドを溶媒に溶解させて、電界紡糸法を利用して芳香族ポリアミド連続ナノファイバー不織布およびその製造方法、前記不織布を具備する電池用セパレータ、リチウムイオン二次電池並びに芳香族ポリアミド連続ナノファイバー糸の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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