芳族聚酰胺薄纸材料以及使用该材料的电气电子部件制造技术

技术编号:3246308 阅读:211 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术提供芳族聚酰胺薄纸材料,其特征在于:由芳族聚酰胺短纤维和原纤化芳族聚酰胺两种成分、或者该两种成分和芳族聚酰胺沉析纤维构成,特别是同时满足下式(1)和(2):[内阻值](μm)≤250(μm)式(1);[王研式透气度](秒/100cm↑[3])≥0.5(秒/100cm↑[3])式(2);其中,[内阻值]是由下式(3)计算的阻值:[内阻值](μm)=[电解液的导电率]/[向薄纸材料注入电解液时的导电率]×[薄纸材料的厚度](μm)式(3)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及可用作在电气·电子部件内将导电材料之间隔离、使电解质或离子等离子种通过的分离器的芳族聚酰胺薄纸材料,以及使用该材料的电气·电子部件。特别涉及可用作使用锂离子、钠离子、铵离子、氢离子等作为电流的载流子的电容器(Condenser)、电容器(capacitor)、电池等电极间的隔离板的芳族聚酰胺薄纸材料。
技术介绍
正如便携通信仪器或高速信息处理机器等最近的进步象征之处,电子仪器的小型轻量化、高性能化引人注目。其中,人们对于小型、轻量、高容量、且可长期保存的高性能电池、电容器(Condenser)有很大期待,希望其更广泛应用,为此,部件的开发得到急速发展。与此相对应,对于其中的部件例如作为电极间的间隔材料的分离器,其技术、品质开发的必要性也在提高。我们认识到:分离器所要求的各种特性中,以下三个特性内容是特别重要的。1)在保有电解质的状态下导电性良好、2)高的电极间阻断性、3)具有机械强度。以往,使用聚乙烯或聚丙烯这样的聚烯烃系聚合物成膜得到的多孔质片材(参照日本特开昭63-273651号公报)、使用聚乙烯或聚丙烯等聚烯烃系聚合物纤维制成片状的无纺布(参照日本特开2001-11761号公报)、使用尼龙纤维制成片状的无纺布(参照日本特开昭58-147956号公报)等被广泛用于上述分离器。所述分离器以一层或多-->层或者卷成卷状用于电池内。另外,电极中使用的材料是1)在铝电解电容器(Condenser)中,蚀刻铝箔电极,2)在双电层电容器(Capacitor)中以活性炭作为电极等,在其表面制作微孔,通过增大表面积来实现高容量化。
技术实现思路
这些多孔质片材和无纺布具有作为分离器的良好的物性,但是,未必能够适应近年来用于电动汽车的电容器(Condenser)、电容器(Capacitor)、电池等所要求的高容量化和大输出功率。要求高容量、大输出功率的电容器(Condenser)、电容器(Capacitor)、电池等电气·电子部件中的分离器必须同时满足以下五种特性:1)在保有电解质的状态下导电性良好、2)高的电极间阻断性、3)具有机械强度、4)化学·电化学特性稳定(耐热性)、5)耐高温干燥(耐热性)。特别是电极间阻断性、耐热性从以下角度考虑是极为重要的:1)在高密度填充的高容量电极中使用大电流,例如在作为电动汽车驱动电源的电容器(Condenser)、电容器(Capacitor)、电池等电气·电子部件中,要防止导电材料间的短路等;2)在电气电子部件的制造工序中,要将铝箔和活性炭等电极微孔中的水分充分干燥。本专利技术人鉴于上述状况,致力于开发耐高容量、大输出功率产生的大电流、还耐制造工序中的高温干燥的高耐热性分离器用材料,为此进行了深入的研究,结果完成了本专利技术。因此,本专利技术提供芳族聚酰胺薄纸材料,其特征在于:可用作-->电容器(Condenser)、电容器(Capacitor)、电池等电气·电子部件的导电材料间的隔离板,由芳族聚酰胺短纤维和原纤化芳族聚酰胺两种成分、或者该两种成分与芳族聚酰胺沉析纤维构成。本专利技术还提供同时满足下式(1)和(2)的芳族聚酰胺薄纸材料:[内阻值](μm)≤250(μm)                      式(1)[王研式透气度](秒/100cm3)≥0.5(秒/100cm3)    式(2)其中,[内阻值]是由下式(3)计算的阻值:[内阻值](μm)=[电解液的导电率]/[向薄纸材料注入电解液时的导电率]×[薄纸材料的厚度](μm)                   式(3)但是,[向薄纸材料注入电解液时的导电率]是在将电解液注入薄纸材料的状态下,夹在两片电极中,由测定的交流阻抗计算的导电率。本专利技术又提供电容器(Condenser)、电容器(Capacitor)、电池等电气电子部件,其特征在于:使用上述本专利技术的芳族聚酰胺薄纸材料作为导电材料间的隔离板。以下对本专利技术进一步详细说明。(芳族聚酰胺)本专利技术中,芳族聚酰胺是指酰胺键的60%以上与芳环直接结合的线状高分子化合物。所述芳族聚酰胺例如有:聚间苯二甲酰间苯二胺及其共聚物、聚对苯二甲酰对苯二胺及其共聚物、聚(对亚苯基)-共聚(3,4-二苯基醚)对苯二甲酰胺等。这些芳族聚酰胺例如可通过使用间苯二甲酰氯和间苯二胺进行的以往已知的界面聚合法、溶液聚合法等工业化制备,也可以从市场购买,但并不限于此。这些芳族聚酰胺中,聚间苯二甲酰间苯二胺具备良好的成型加工性、热粘合性、阻燃性、耐热性等特性,因此优选使用。(芳族聚酰胺沉析纤维)-->本专利技术中,芳族聚酰胺沉析纤维是具有造纸性的薄膜状芳族聚酰胺颗粒,也称为芳族聚酰胺浆(参照日本特公昭35-11851号公报、日本特公昭37-5752号公报等)。众所周知,芳族聚酰胺沉析纤维与通常的木材浆同样,实施离解、打浆处理,可用作造纸原料,为了保持适合造纸的品质,可实施所谓的打浆处理。该打浆处理可通过圆盘磨浆机、打浆机以及其它涉及机械性切断作用的造纸原料处理机器进行实施。该操作中,沉析纤维的形态变化可通过日本工业规格P8121中所规定的滤水度实验方法(游离度)进行监控。本专利技术中,实施打浆处理后的芳族聚酰胺沉析纤维的滤水度优选在10~300cm3、特别是10~80cm3(加拿大标准游离度)的范围内。如果是滤水度比该范围大的沉析纤维,由此成型的芳族聚酰胺薄纸材料的强度可能下降。另一方面,为了获得比10cm3小的滤水度,则所投入的机械动力的利用效率降低,另外单位时间的处理量也大多减少,并且沉析纤维的微细处理过度,可能导致所谓的粘合功能降低。因此,如上所述,即使获得比10cm3小的滤水度,也不能认为是特别的优点。针对本专利技术的用途,芳族聚酰胺沉析纤维在经打浆处理后,用光学性纤维长度测定装置测定时的重均纤维长度优选为1.5mm以下,特别优选为1.2~0.6mm的范围内。这里,光学性纤维长度测定装置可以使用纤维质量分析仪(Op Test Equipment公司制造)、カヤニ-型测定装置(カヤニ-公司制造)等测定仪器。所述仪器中,个别观测透过某种光路的芳族聚酰胺沉析纤维的纤维长度和形态,对测定的纤维长度进行统计学处理,如果所使用的芳族聚酰胺沉析纤维的重均纤维长度超过1mm,则对电解液吸液性降低,部分性出现电解质未含浸的部分,并且容易引起电气·电子部件的内阻上升等。(芳族聚酰胺短纤维)-->芳族聚酰胺短纤维是将以芳族聚酰胺为原料的纤维切断而成,所述纤维例如可由帝人(株)的“テイヅンコ-ネツクス(注册商标)”、“テクノ-ラ(注册商标)”;ユニチカ(株)的“ァピエ-ル(注册商标)”;杜邦公司的“ノ-メツクス(注册商标)”、“ケブラ-(注册商标)”;帝人卜ワロン公司的“トワロン(注册商标)”等商品获得,但不限定于此。芳族聚酰胺短纤维可优选具有0.05dtex以上但低于25dtex、特别是0.1~2dtex范围内的纤度。这里,纤度定义为每1000m的纤维重量(g)。纤度低于0.05dtex的纤维,在通过湿法制造(后述)时,容易导致凝聚,因此不优选,而25dtex以上的纤维,其纤维直径过大,例如以密度1.4g/cm3制成圆形,如果直径为45μm以上,则可能出现长径比降低、力学补强效果降低、芳族聚酰胺薄纸材料的均匀性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种芳族聚酰胺薄纸材料,其特征在于:由芳族聚酰胺短纤维和原纤化芳族聚酰胺两种成分、或者该两种成分与芳族聚酰胺沉析纤维构成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2004-4-16 122120/20041.一种芳族聚酰胺薄纸材料,其特征在于:由芳族聚酰胺短纤维和原纤化芳族聚酰胺两种成分、或者该两种成分与芳族聚酰胺沉析纤维构成。2.权利要求1的芳族聚酰胺薄纸材料,其特征在于:该芳族聚酰胺薄纸材料同时满足下式(1)和(2):[内阻值](μm)≤250(μm)                          式(1)[王研式透气度](秒/100cm3)≥0.5(秒...

【专利技术属性】
技术研发人员:成濑新二井崎数男村井美宏
申请(专利权)人:杜邦帝人先进纸有限公司
类型:发明
国别省市:JP[日本]

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