JP5140886B2 - 複合繊維構造体 - Google Patents
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Description
例えばナノファイバーの配向を制御する方法としては、スリットを有する金属コレクターを利用する方法(非特許文献1)が提案されている。
更にナノファイバー不織布に凹凸を付与するために微小な凹凸構造を有する基材を捕集部材とする方法(特許文献2)が提案されている。
このため、例えば特開2006−289209号公報には特定の不織布を基材としてナノファイバー不織布を積層する試みが行われている。この方法により低目付けのナノファイバー不織布の特徴を生かして取り扱い性を向上することが出来る。しかしながら基材層とナノファイバー不織布層との剥離強力が弱く簡単に界面で剥離するという問題点があった。
こうした点に鑑み、エレクトロスピニング法ナノファイバー層と繊維構造体の剥離強力の向上した繊維複合体の開発が大いに望まれていた。
また、繊維構造体の表面抵抗率が103Ω以上、1012Ω以下であると、エレクトロスピニング法により紡糸されたナノファイバーの電荷が、繊維構造体を形成する繊維を伝わって、効率的に逃されることとなり、単位時間あたりのナノファイバー紡糸量も増加することからも、本発明は効果的であるといえる。
これらのうち、制電加工性が容易であるポリプロピレン等の疎水性ポリマーが好ましい。
表面抵抗率は、JIS6911リング法に準拠する装置にて測定し、下記の計算式により算出した。実施例、比較例で実施した内容を、表1に示す。
[数1]
ρs(Ω)={π(D+d)/D−d}・Rs
ここでρsは表面抵抗率、Dは表面の環状電極の内径(cm)、dは表面電極の内縁の外形(cm)、Rsは表面抵抗(Ω)、πは円周率=3.14である。
繊維構造体上に得られたナノファイバーサンプルは、日本電子(株)製JCM−5700にて観察を行った。
繊維構造体上に得られたナノファイバーを、JIS1096通気度測定(フラジール法)をn=5にて実施し、平均値を算出した。n=5の測定に置いて剥離が起こらず、いずれの通気度も平均値からの変化が10%未満であったものを○、剥離が起こったもの、もしくは通気度が著しく変化したものを×で評価した。実施例、比較例で実施した内容を、表1に示す。
繊維構造体上に得られたナノファイバーを、走査型電子顕微鏡写真にて5,000倍の倍率にて撮影し、撮影範囲内に存在するナノファイバー本数を数えた。繊維構造体表面に位置する繊維間に存在するナノファイバー本数が、該繊維上に集積されたナノファイバー本数の20%以上であったものを○、20%未満であったものを×で評価した。実施例、比較例で実施した内容を、表1に示す。
繊維構造体上に得られたナノファイバーを、走査型電子顕微鏡写真にて30,000倍の倍率にて撮影し、その写真からn=20にて繊維径を測定した平均値を算出した。実施例、比較例で実施した内容を、表1に示す。
ポリプロピレンスパンボンド不織布に、ライオン(株)製制電剤「エレガード」を、該不織布から20cm離し、表、裏をそれぞれ10秒間噴霧した。表面抵抗率測定の後、ナノファイバー成形装置の負極に静置し、エレクトロスピニングを実施した。エレクトロスピニングに用いる紡糸溶液は、(株)クラレ製ポリビニルアルコール粉末「ポバール」を10重量%となるように水に溶解させたものを用い、1kV/cmとなるように電界を作用させ、ポリビニルアルコールナノファイバーを該不織布に積層させた。また、走査型電子顕微鏡で1000倍の倍率にて撮影した写真図を図1に示す。繊維構造体にナノファイバーが良く密着している。
「エレガード」を噴霧する代わりに、ステアリルホスフェートカリウムを濃度が0.5重量%となるように調液したものを用いてディップ加工した以外は、実施例1と同様の操作を行った。
セルロース紙を繊維構造体とし、その表面抵抗率測定の後、ナノファイバー成形装置の負極に静置し、エレクトロスピニングを実施した。エレクトロスピニングに用いる紡糸溶液は、(株)クラレ製ポリビニルアルコール粉末「ポバール」を10重量%となるように水に溶解させたものを用い、1kV/cmとなるように電界を作用させ、ポリビニルアルコールナノファイバーを該不織布に積層させた。また、走査型電子顕微鏡で500倍の倍率にて撮影した写真図を図2に示す。セルロースにナノファイバーが良く密着している。
ライオン(株)製制電剤「エレガード」を、該紙から20cm離し、表、裏にそれぞれ10秒間噴霧したガラス紙を繊維構造体とした以外は、実施例1と同様の操作を行った。また、走査型電子顕微鏡で2000倍の倍率にて撮影した写真図を図3に示す。ガラス繊維構造体にナノファイバーが良く密着し絡んでいる。
ポリプロピレンスパンボンド不織布に「エレガード」を噴霧する代わりに、ステアリルホスフェートカリウムを濃度が1.0重量%となるように調液したものを用いてディップ加工したものを繊維構造体とし、エレクトロスピニングに用いる紡糸溶液を、ポリメタフェニレンイソフタルアミドを主成分とする粉末状体と塩化リチウム、溶媒N,N−ジメチルアセトアミドを10:89:1の重量比で溶解させたものを用いた以外は、実施例1と同様の操作を行った。また、走査型電子顕微鏡で1000倍の倍率にて撮影した写真図を図4に示す。繊維構造体にナノファイバーが良く密着している。
ステアリルホスフェートカリウムを濃度が0.2重量%となるように調液したものを用いてディップ加工した以外は、実施例5と同様の操作を行った。
「エレガード」を噴霧しない以外は、実施例1と同様の操作を行った。また、走査型電子顕微鏡で500倍の倍率にて撮影した写真図を図5に示す。繊維構造体にナノファイバーが密着していない。
ステアリルホスフェートカリウムを濃度0.05重量%となるように調液したものを用いてディップ加工した以外は、実施例1と同様の操作を実施した。
ガラス紙を繊維構造体とした以外は、実施例3と同様の操作を実施した。また、走査型電子顕微鏡で2000倍の倍率にて撮影した写真図を図6に示す。ガラス繊維構造体にナノファイバーが密着していない。
ステアリルホスフェートカリウムを濃度0.05重量%となるように調液したものを用いてディップ加工した以外は、実施例4と同様の操作を実施した。
ナスロン不織布を繊維構造体とした以外は、実施例1と同様の操作を実施した。また、走査型電子顕微鏡で500倍の倍率にて撮影した写真図を図7に示す。繊維構造体と密着性が良すぎて平面全体に拡がらない。
Claims (2)
- エレクトロスピニング法により紡糸されたメタフェニレンイソフタルアミドからなる繊維径が100〜500nmのナノファイバーと繊維構造体とからなる電池セパレーターであり、該繊維構造体が、表面抵抗率が10 3 〜10 12 Ωの不織布、織物、編物のいずれかであり、該電池セパレーターが非水系二次電池セパレーターまたはアルカリ系二次電池セパレーターである電池セパレーター。
- 該繊維構造体が制電加工されたものである請求項1に記載の電池セパレーター。
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