[发明专利]聚酰胺酰亚胺纤维及由其构成的无纺布及其制造方法以及电子部件用隔离件

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚酰胺酰亚胺纤维及由其构成的无纺布及其制造方法以及由无纺布构成的电子部件用隔离件。更具体而言，涉及一种作为过滤器、电解电池用隔膜、蓄电池用隔离件、燃料电池成分透析膜、医疗用人工器官的内衬材料、细胞培养·生物反应用的固定化用载体所利用的优选的纳米级聚酰胺酰亚胺纤维及由该纤维构成的无纺布及其制造方法以及适用于电解电池·蓄电池·燃料电池·电容器中的隔离件。

背景技术

过去，例如在宇宙·航空领域、电领域中。作为其原材料，芳族聚酰胺纤维或聚酰亚胺纤维由于其出色的耐热性能，而主要被使用。具体而言，可以举出具有代表性的由氯化对苯二甲酸和对苯二胺合成的对位型芳族聚酰胺纤维或由氯化间苯二甲酸或间苯二胺合成的间位型芳族聚酰胺纤维。但是，它们是用利用酸性溶剂等溶解聚合物，在纺出后进行抽出固化的所谓湿纺法制造的产物，需要回收溶剂或对应公害等的特殊设备，另外，操作极为繁杂。

另外，对于聚酰亚胺纤维，例如提出了在宇宙·航空领域或电子材料领域中有用的聚酰亚胺纤维(例如特公平7-42611号公报)、作为耐热性袋滤器的聚酰亚胺无纺布(例如特开平9-52308号公报)。但是，必需在对作为中间聚合物的聚酰胺酸进行纺丝、拉伸之后，利用高温加热处理进行脱水闭环，所以不仅制造成本变高，而且在加热处理后发生空隙(void)，纤维的强度降低。由于该问题点，聚酰亚胺纤维难以得到高强度且具有耐热性的可以实用的纳米级纤维。

电池或电容器通常在阳极电极及阴极电极的电极间层叠隔离件。隔离件是用于不使两极接触而发生短路的重要的构成材料之一。隔离件为了赋予离子导电性，而需要为多孔性。根据各种电池或电容器的规格不同，隔离件使用天然纤维、合成纤维、玻璃纤维、合成树脂等原材料，以无纺布、纸、薄膜、膜等形状使用。

以电池或电容器等电子部件用而使用的无纺布隔离件利用如下方法制作，即将开丝的纤维集合体用卡片机均匀地分散并进行热粘接或用粘接材料接合的干式制造法，或者成为原料的纤维在水中均匀地分散，用造纸机进行抄制的湿式制造法(例如功能性无纺布的最新技术(CMC出版)第14章，特开昭60-52号公报，特开昭61-232560号公报，特开昭62-283553号公报，特开平1-258358号公报)。但是，用这些方法制作的无纺布由纤维直径数μm～数10μm的纤维构成，针对近年来需要的高能量密度、高电动势的电池而言，并不充分。另外，由于纤维直径大，所以成为孔径大的无纺布，发生电极间的短路的可能性变高。进而，如果为了防止短路而加厚隔离件厚度，则变得难以卷绕，变得难以小型轻型化。

以作为天然纤维的纤维素纤维为主要成分的隔离件通过对纤维素纤维进行造纸，利用加热干燥除去水分，制作无纺布状的片材。不过，在除去水分时，在水的表面张力的影响下，纤维间的空隙减少，所以难以提高电导率。为了消除这些问题，在形成隔离件之后，进行溶解·除去在内部含有的物质，但工序繁杂，生产率降低(例如特开2000-331663号公报)。

多孔薄膜的隔离件以聚乙烯或聚丙烯为原料，利用拉伸法或在添加无机物等后用洗涤剂洗涤·溶解等方法制作。但是，工序繁杂，而且，由于聚乙烯在120℃附近、聚丙烯在170℃附近存在熔点，所以再流焊(ハンダリフロ一)或短路时的安全性不充分。

发明内容

本发明的课题在于提供一种不需要在纺丝后利用热处理使其脱水闭环的工序的、耐热性或机械强度出色的具有纳米级纤维直径的纤维及其无纺布。另外，还提供一种电导性高、隔离件厚度薄、进而使再流焊或短路时的安全性提高的电子部件用隔离件。

本发明人等为了解决所述课题，进行了潜心研究，结果以至完成本发明。即，本发明为

(1)一种聚酰胺酰亚胺纤维，其特征在于，平均纤维直径为0.001μm～1μm。

(2)根据(1)所述的聚酰胺酰亚胺纤维，其特征在于，由对数粘度大于0.2dl/g的聚酰胺酰亚胺构成。

(3)根据(1)或(2)所述的聚酰胺酰亚胺纤维，其特征在于，聚酰胺酰亚胺的骨架至少包含式(I)。

(4)一种无纺布，其是由(1)～(3)中任意一项所述的聚酰胺酰亚胺纤维构成的无纺布。

(5)一种制造方法，其特征在于，通过如下所述得到(4)所述的无纺布，即：制造含有聚酰胺酰亚胺和有机溶剂的溶液，接着利用静电纺丝法对得到的溶液进行纺丝，在收集基板上收集聚酰胺酰亚胺纤维。

(6)一种电子部件用隔离件，其特征在于，由使用静电纺丝法得到的无纺布构成。