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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023161936
(43)【公開日】2023-11-08
(54)【発明の名称】絶縁層形成用組成物
(51)【国際特許分類】
C09D 201/00 20060101AFI20231031BHJP
C09D 5/25 20060101ALI20231031BHJP
C09D 7/61 20180101ALI20231031BHJP
C09D 7/20 20180101ALI20231031BHJP
C09D 127/12 20060101ALI20231031BHJP
C09D 179/08 20060101ALI20231031BHJP
C09D 127/16 20060101ALI20231031BHJP
【ＦＩ】
C09D201/00
C09D5/25
C09D7/61
C09D7/20
C09D127/12
C09D179/08 A
C09D179/08 B
C09D127/16
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022072600
(22)【出願日】2022-04-26
(71)【出願人】
【識別番号】000104607
【氏名又は名称】株式会社キャタラー
(74)【代理人】
【識別番号】100099759
【弁理士】
【氏名又は名称】青木 篤
(74)【代理人】
【識別番号】100123582
【弁理士】
【氏名又は名称】三橋 真二
(74)【代理人】
【識別番号】100123593
【弁理士】
【氏名又は名称】関根 宣夫
(74)【代理人】
【識別番号】100208225
【弁理士】
【氏名又は名称】青木 修二郎
(74)【代理人】
【識別番号】100217179
【弁理士】
【氏名又は名称】村上 智史
(74)【代理人】
【識別番号】100122404
【弁理士】
【氏名又は名称】勝又 秀夫
(72)【発明者】
【氏名】渡辺 健太
(72)【発明者】
【氏名】久米 哲也
(72)【発明者】
【氏名】黒木 崇伸
【テーマコード（参考）】
4J038
【Ｆターム（参考）】
4J038CD101
4J038CD111
4J038DJ021
4J038DJ051
4J038HA556
4J038JA20
4J038JB14
4J038JB27
4J038JC11
4J038KA06
4J038KA08
4J038LA06
4J038MA09
4J038NA21
4J038NA26
4J038PB09
4J038PC01
4J038PC02
4J038PC08
(57)【要約】
【課題】高度の保存安定性を有し、安価に製造できる、絶縁膜形成用の塗料組成物を提供すること。
【解決手段】ベーマイト、バインダー、及び有機溶媒を含有する、絶縁層形成用組成物であって、前記有機溶媒が、Ｎ－メチル－２－ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、及びジメチルスルホキシドから選択される第１溶媒と、炭素数２以上８以下のジオールから選択される第２溶媒とを含み、かつ、前記第１溶媒及び前記第２溶媒の合計質量に対する前記第２溶媒の質量割合が、２質量％以上４０質量％以下である、
絶縁層形成用組成物。
【選択図】なし
【解決手段】ベーマイト、バインダー、及び有機溶媒を含有する、絶縁層形成用組成物であって、前記有機溶媒が、Ｎ－メチル－２－ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、及びジメチルスルホキシドから選択される第１溶媒と、炭素数２以上８以下のジオールから選択される第２溶媒とを含み、かつ、前記第１溶媒及び前記第２溶媒の合計質量に対する前記第２溶媒の質量割合が、２質量％以上４０質量％以下である、
絶縁層形成用組成物。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ベーマイト、バインダー、及び有機溶媒を含有する、絶縁層形成用組成物であって、
前記有機溶媒が、
Ｎ－メチル－２－ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、及びジメチルスルホキシドから選択される第１溶媒と、
炭素数２以上８以下のジオールから選択される第２溶媒と
を含み、かつ、
前記第１溶媒及び前記第２溶媒の合計質量に対する前記第２溶媒の質量割合が、２質量％以上４０質量％以下である、
絶縁層形成用組成物。
前記有機溶媒が、
Ｎ－メチル－２－ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、及びジメチルスルホキシドから選択される第１溶媒と、
炭素数２以上８以下のジオールから選択される第２溶媒と
を含み、かつ、
前記第１溶媒及び前記第２溶媒の合計質量に対する前記第２溶媒の質量割合が、２質量％以上４０質量％以下である、
絶縁層形成用組成物。
【請求項2】
前記第２溶媒が、メチル基を有するジオールを含む、請求項１に記載の絶縁層形成用組成物。
【請求項3】
前記第２溶媒が、プロピレングリコール、１，３－ブタンジオール、１，４－ブタンジオール、２－メチル－２，４－ペンタンジオール、２，４－ジメチル－２，４－ペンタンジオール、及び３－メチル－１，５－ペンタンジオールから選択される、請求項１に記載の絶縁層形成用組成物。
【請求項4】
前記バインダーが、フッ素樹脂、ポリイミド、及びポリアミドイミドより成る群から選択される１種以上である、請求項１に記載の絶縁層形成用組成物。
【請求項5】
前記バインダーがポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を含む、請求項４に記載の絶縁層形成用組成物。
【請求項6】
前記ベーマイト及び前記バインダーの合計質量に対する前記バインダーの質量の割合が、１質量％以上４５質量％以下である、請求項１～５のいずれか一項に記載の絶縁層形成用組成物。
【請求項7】
前記絶縁層形成用組成物中の前記有機溶媒の量が、前記ベーマイト及び前記バインダーの合計１００質量部に対して、５０質量部以上５００質量部以下である、請求項１～５のいずれか一項に記載の絶縁層形成用組成物。
【請求項8】
電池の絶縁層を形成するための組成物である、請求項１～５のいずれか一項に記載の絶縁層形成用組成物。
【請求項9】
ベーマイト、バインダー、及び有機溶媒を含有する、絶縁層形成用組成物の保存方法であって、
前記有機溶媒を、
Ｎ－メチル－２－ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、及びジメチルスルホキシドから選択される第１溶媒と、
炭素数２以上８以下のジオールから選択される第２溶媒と
を含むものとし、かつ、
前記第１溶媒及び前記第２溶媒の合計質量に対する前記第２溶媒の質量割合を、２質量％以上４０質量％以下に調節する、
保存方法。
前記有機溶媒を、
Ｎ－メチル－２－ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、及びジメチルスルホキシドから選択される第１溶媒と、
炭素数２以上８以下のジオールから選択される第２溶媒と
を含むものとし、かつ、
前記第１溶媒及び前記第２溶媒の合計質量に対する前記第２溶媒の質量割合を、２質量％以上４０質量％以下に調節する、
保存方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、絶縁層形成用組成物に関する。
【背景技術】
【0002】
二次電池の安全性を高めるために、電極に絶縁層が設けられることがある。例えば、非水電解質を用いる二次電池において、電極を構成する集電体と、活物質層との接合部分を覆うように、絶縁層を形成することにより、短絡防止を図ることが知られている（特許文献１）。
【0003】
この絶縁層は、無機粒子と、バインダー又はその前駆体と、溶媒とを含有する塗料ペーストを用いて形成することができる。例えば、特許文献１には、γ－アルミナ粒子、バインダー樹脂、及び有機溶媒を含有する、絶縁層形成用の塗料ペーストが記載されている。また、特許文献２には、ベーマイト、炭酸水素塩、架橋樹脂前駆体、及び有機溶媒を含有する、絶縁層形成用の塗料溶液が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１２－０７４３５９号公報
【特許文献2】国際公開第２０１３／１３６４４１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
絶縁層を形成するためのものとして公知の塗料ペースト又は塗料溶液は、経時的に品質が劣化する、塗料粘度が変化する、等の問題が生じることがある。或いは、公知の塗料ペースト又は塗料溶液は、塗料の安定性を高めるための添加剤を含有しており、コスト上の問題を有するものがある。
【0006】
本発明の目的は、高度の保存安定性を有し、安価に製造できる、絶縁膜形成用の塗料組成物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、以下のとおりである。
《態様１》ベーマイト、バインダー、及び有機溶媒を含有する、絶縁層形成用組成物であって、
前記有機溶媒が、
Ｎ－メチル－２－ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、及びジメチルスルホキシドから選択される第１溶媒と、
炭素数２以上８以下のジオールから選択される第２溶媒と
を含み、かつ、
前記第１溶媒及び前記第２溶媒の合計質量に対する前記第２溶媒の質量割合が、２質量％以上４０質量％以下である、
絶縁層形成用組成物。
《態様２》前記第２溶媒が、メチル基を有するジオールを含む、態様１に記載の絶縁層形成用組成物。
《態様３》前記第２溶媒が、プロピレングリコール、１，３－ブタンジオール、１，４－ブタンジオール、２－メチル－２，４－ペンタンジオール、２，４－ジメチル－２，４－ペンタンジオール、及び３－メチル－１，５－ペンタンジオールから選択される、態様１に記載の絶縁層形成用組成物。
《態様４》前記バインダーが、フッ素樹脂、ポリイミド、及びポリアミドイミドより成る群から選択される１種以上である、態様１～３のいずれか一項に記載の絶縁層形成用組成物。
《態様５》
前記バインダーがポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を含む、態様４に記載の絶縁層形成用組成物。
《態様６》
前記ベーマイト及び前記バインダーの合計質量に対する前記バインダーの質量の割合が、１質量％以上４５質量％以下である、態様１～５のいずれか一項に記載の絶縁層形成用組成物。
《態様７》
前記絶縁層形成用組成物中の前記有機溶媒の量が、前記ベーマイト及び前記バインダーの合計１００質量部に対して、５０質量部以上５００質量部以下である、態様１～６のいずれか一項に記載の絶縁層形成用組成物。
《態様８》
電池の絶縁層を形成するための組成物である、態様１～７のいずれか一項に記載の絶縁層形成用組成物。
《態様９》
ベーマイト、バインダー、及び有機溶媒を含有する、絶縁層形成用組成物の保存方法であって、
前記有機溶媒を、
Ｎ－メチル－２－ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、及びジメチルスルホキシドから選択される第１溶媒と、
炭素数２以上８以下のジオールから選択される第２溶媒と
を含むものとし、かつ、
前記第１溶媒及び前記第２溶媒の合計質量に対する前記第２溶媒の質量割合を、２質量％以上４０質量％以下に調節する、
保存方法。
《態様１》ベーマイト、バインダー、及び有機溶媒を含有する、絶縁層形成用組成物であって、
前記有機溶媒が、
Ｎ－メチル－２－ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、及びジメチルスルホキシドから選択される第１溶媒と、
炭素数２以上８以下のジオールから選択される第２溶媒と
を含み、かつ、
前記第１溶媒及び前記第２溶媒の合計質量に対する前記第２溶媒の質量割合が、２質量％以上４０質量％以下である、
絶縁層形成用組成物。
《態様２》前記第２溶媒が、メチル基を有するジオールを含む、態様１に記載の絶縁層形成用組成物。
《態様３》前記第２溶媒が、プロピレングリコール、１，３－ブタンジオール、１，４－ブタンジオール、２－メチル－２，４－ペンタンジオール、２，４－ジメチル－２，４－ペンタンジオール、及び３－メチル－１，５－ペンタンジオールから選択される、態様１に記載の絶縁層形成用組成物。
《態様４》前記バインダーが、フッ素樹脂、ポリイミド、及びポリアミドイミドより成る群から選択される１種以上である、態様１～３のいずれか一項に記載の絶縁層形成用組成物。
《態様５》
前記バインダーがポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を含む、態様４に記載の絶縁層形成用組成物。
《態様６》
前記ベーマイト及び前記バインダーの合計質量に対する前記バインダーの質量の割合が、１質量％以上４５質量％以下である、態様１～５のいずれか一項に記載の絶縁層形成用組成物。
《態様７》
前記絶縁層形成用組成物中の前記有機溶媒の量が、前記ベーマイト及び前記バインダーの合計１００質量部に対して、５０質量部以上５００質量部以下である、態様１～６のいずれか一項に記載の絶縁層形成用組成物。
《態様８》
電池の絶縁層を形成するための組成物である、態様１～７のいずれか一項に記載の絶縁層形成用組成物。
《態様９》
ベーマイト、バインダー、及び有機溶媒を含有する、絶縁層形成用組成物の保存方法であって、
前記有機溶媒を、
Ｎ－メチル－２－ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、及びジメチルスルホキシドから選択される第１溶媒と、
炭素数２以上８以下のジオールから選択される第２溶媒と
を含むものとし、かつ、
前記第１溶媒及び前記第２溶媒の合計質量に対する前記第２溶媒の質量割合を、２質量％以上４０質量％以下に調節する、
保存方法。
【発明の効果】
【0008】
本発明によると、高度の保存安定性を有し、安価に製造できる、絶縁膜形成用の塗料組成物が提供される。本発明の絶縁膜形成用組成物は、長期間保存した後でも組成物粘度の変化率が少なく、保存安定性に優れる。
【発明を実施するための形態】
【0009】
《絶縁膜形成用組成物》
本発明の絶縁膜形成用組成物は、
ベーマイト、バインダー、及び有機溶媒を含有する、絶縁層形成用組成物であって、
有機溶媒が、
Ｎ－メチル－２－ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、及びジメチルスルホキシドから選択される第１溶媒と、
炭素数２以上８以下のジオールから選択される第２溶媒と
を含み、かつ、
第１溶媒及び第２溶媒の合計質量に対する第２溶媒の質量割合が、２質量％以上４０質量％以下の、
絶縁層形成用組成物である。
本発明の絶縁膜形成用組成物は、
ベーマイト、バインダー、及び有機溶媒を含有する、絶縁層形成用組成物であって、
有機溶媒が、
Ｎ－メチル－２－ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、及びジメチルスルホキシドから選択される第１溶媒と、
炭素数２以上８以下のジオールから選択される第２溶媒と
を含み、かつ、
第１溶媒及び第２溶媒の合計質量に対する第２溶媒の質量割合が、２質量％以上４０質量％以下の、
絶縁層形成用組成物である。
【0010】
本発明の絶縁膜形成用組成物は、絶縁膜形成用組成物に含まれるバインダーの良溶媒である第１溶媒と、一般にバインダーの貧溶媒と考えられている第２溶媒とを、所定の割合で含む。
【0011】
本発明者らは、ベーマイト、バインダー、及び有機溶媒を含有する絶縁層形成用組成物が、一般に保存安定性に劣り、経時的に粘度変化（多くの場合は粘度低下）が起こる原因について、詳細に検討した。その結果、ベーマイト由来の水酸化物イオンによって、バインダーの分子鎖が開裂して分子量が下がることにより、絶縁膜形成用組成物の粘度が経時的に低下することを見出した。
【0012】
本発明は、上記の知見に基づいて成されたものである。本発明の絶縁層形成用組成物では、これに含まれるプロトン性の第２溶媒（ジオール）によって、ベーマイト由来の水酸化物イオンをトラップすることができる。このことにより、本発明の絶縁層形成用組成物では、バインダーの分子量低下が抑制されているため、経時的な粘度変化が起こり難く、したがって、保存安定性に優れるのである。
【0013】
〈ベーマイト〉
ベーマイトは、一般的には、組成式ＡｌＯＯＨで表されるアルミナ１水和物である。しかしながら、本発明におけるベーマイトは、ＡｌＯＯＨの組成よりも水和の程度が高いもの、及び低いものも包含してよい。
ベーマイトは、一般的には、組成式ＡｌＯＯＨで表されるアルミナ１水和物である。しかしながら、本発明におけるベーマイトは、ＡｌＯＯＨの組成よりも水和の程度が高いもの、及び低いものも包含してよい。
【0014】
本発明の絶縁層形成用組成物に含まれているベーマイトの結晶子径（０２０）は、１００ｎｍ以上７５０ｎｍ以下であってよい。ベーマイトの結晶子径（０２０）が１００ｎｍ以上７５０ｎｍ以下であると、絶縁膜形成用組成物の経時的安定性が向上し、特に、組成物粘度の経時的な低下が効果的に抑制される。
【0015】
ベーマイトの結晶子径（０２０）は、２００ｎｍ以上、３００ｎｍ以上、４００ｎｍ以上、５００ｎｍ以上、又は６００ｎｍ以上であってよく、７００ｎｍ以下、６５０ｎｍ以下、６００ｎｍ以下、５５０ｎｍ以下、又は５００ｎｍ以下であってよい。
【0016】
（平均粒径Ｄ５０）
本発明の絶縁層形成用組成物に含まれているベーマイトの平均粒径Ｄ５０は、得られる絶縁層の電気絶縁性を高くする観点からは、大きい方が好ましく、絶縁層形成用組成物中のベーマイトの分散性を高くする観点からは、小さい方が好ましい。
本発明の絶縁層形成用組成物に含まれているベーマイトの平均粒径Ｄ５０は、得られる絶縁層の電気絶縁性を高くする観点からは、大きい方が好ましく、絶縁層形成用組成物中のベーマイトの分散性を高くする観点からは、小さい方が好ましい。
【0017】
上記の２つの観点を考慮すると、絶縁層形成用組成物中のベーマイトの平均粒径Ｄ５０は、０．１μｍ以上、０．２μｍ以上、０．３μｍ以上、０．４μｍ以上、０．５μｍ以上、０．６μｍ以上、０．７μｍ以上、又は０．８μｍ以上であってよく、４．０μｍ以下、３．０μｍ以下、２．５μｍ以下、２．０μｍ以下、１．５μｍ以下、又は１．０μｍ以下であってよい。
【0018】
本明細書において、平均粒径Ｄ５０は、レーザー光を用いた光散乱法によって得られた粒径分布において、累積体積分率が５０％のときの粒径として求められてよい。絶縁層形成用組成物は、適当な溶媒（例えばＮＭＰ等）によって希釈したうえで、この粒径分布測定に供してよい。
【0019】
（比表面積）
本発明の絶縁層形成用組成物に含まれているベーマイトの比表面積は、得られる絶縁層の電気絶縁性と、絶縁層形成用組成物中のベーマイトの分散性とを両立する観点から、適宜に設定されてよい。このような観点から、本発明の絶縁層形成用組成物中ベーマイトの比表面積は、１ｍ２／ｇ以上、３ｍ２／ｇ以上、５ｍ２／ｇ以上、７ｍ２／ｇ以上、１０ｍ２／ｇ以上、１５ｍ２／ｇ以上、又は２０ｍ２／ｇ以上であってよく、１５０ｍ２／ｇ以下、１００ｍ２／ｇ以下、８０ｍ２／ｇ以下、５０ｍ２／ｇ以下、３０ｍ２／ｇ以下、２０ｍ２／ｇ以下、１５ｍ２／ｇ以下、１０ｍ２／ｇ以下、又は８ｍ２／ｇ以下であってよい。
本発明の絶縁層形成用組成物に含まれているベーマイトの比表面積は、得られる絶縁層の電気絶縁性と、絶縁層形成用組成物中のベーマイトの分散性とを両立する観点から、適宜に設定されてよい。このような観点から、本発明の絶縁層形成用組成物中ベーマイトの比表面積は、１ｍ２／ｇ以上、３ｍ２／ｇ以上、５ｍ２／ｇ以上、７ｍ２／ｇ以上、１０ｍ２／ｇ以上、１５ｍ２／ｇ以上、又は２０ｍ２／ｇ以上であってよく、１５０ｍ２／ｇ以下、１００ｍ２／ｇ以下、８０ｍ２／ｇ以下、５０ｍ２／ｇ以下、３０ｍ２／ｇ以下、２０ｍ２／ｇ以下、１５ｍ２／ｇ以下、１０ｍ２／ｇ以下、又は８ｍ２／ｇ以下であってよい。
【0020】
本発明の絶縁層形成用組成物に含まれているベーマイトの比表面積は、吸着質として窒素を用いたＢＥＴ法によって測定された値であってよい。
【0021】
〈バインダー〉
本発明の絶縁層形成用組成物は、バインダーを含有する。
本発明の絶縁層形成用組成物は、バインダーを含有する。
【0022】
本発明の絶縁層形成用組成物に含有されるバインダーとしては、フッ素樹脂、ポリイミド、ポリアミドイミド等が例示でき、これらより成る群から選択される１種以上であってよい。
【0023】
フッ素樹脂は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、エチレン・クロロトリフルオロエチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）等から選択されてよい。
【0024】
バインダーは、フッ素樹脂を含むものであってよく、ＰＶＤＦを含むものであってよく、特に、ＰＶＤＦから成るものであってよい。
【0025】
本発明の絶縁層形成用組成物中のバインダーの割合は、組成物の経時的安定性、得られる絶縁層の電気絶縁性、得られる絶縁層の機械的強度等を総合考慮したうえで、適宜に設定されてよい。絶縁層形成用組成物中のバインダーの割合は、ベーマイト及びバインダーの合計質量に対するバインダーの質量の割合として、１質量％以上、５質量％以上、１０質量％以上、１５質量％以上、又は２０質量％以上であってよく、４５質量％以下、４０質量％以下、３５質量％以下、３０質量％以下、又は２５質量％以下であってよい。
【0026】
本発明の絶縁層形成用組成物中のバインダーの割合は、典型的には、ベーマイト及びバインダーの合計質量に対するバインダーの質量の割合として、１質量％以上４５質量％以下であってよい。
【0027】
〈有機溶媒〉
本発明の絶縁膜形成用組成物に含まれる有機溶媒は、
Ｎ－メチル－２－ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、及びジメチルスルホキシドから選択される第１溶媒と、
炭素数２以上８以下のジオールから選択される第２溶媒と
を含み、かつ、
第１溶媒及び第２溶媒の合計質量に対する第２溶媒の質量割合が、２質量％以上４０質量％以下である。
本発明の絶縁膜形成用組成物に含まれる有機溶媒は、
Ｎ－メチル－２－ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、及びジメチルスルホキシドから選択される第１溶媒と、
炭素数２以上８以下のジオールから選択される第２溶媒と
を含み、かつ、
第１溶媒及び第２溶媒の合計質量に対する第２溶媒の質量割合が、２質量％以上４０質量％以下である。
【0028】
（第１溶媒）
第１溶媒は、バインダーの良溶媒である、Ｎ－メチル－２－ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、及びジメチルスルホキシドから選択される１種又は２種以上である。
第１溶媒は、バインダーの良溶媒である、Ｎ－メチル－２－ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、及びジメチルスルホキシドから選択される１種又は２種以上である。
【0029】
第１溶媒は、Ｎ－メチル－２－ピロリドン及びジメチルホルムアミドから選択される１種又は２種であってよく、特に、Ｎ－メチル－２－ピロリドンであってよい。
【0030】
（第２溶媒）
第２溶媒は、炭素数２以上８以下のジオールから選択される１種又は２種以上である。
第２溶媒は、炭素数２以上８以下のジオールから選択される１種又は２種以上である。
【0031】
第２溶媒の炭素数は、３以上、４以上、又は５以上であってよく、６以下、５以下、又は４以下であってよい。
【0032】
第２溶媒は、上記の炭素数を有し、かつメチル基を有するジオールであってよい。
【0033】
第２溶媒は、具体的には、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，３－ブタンジオール、１，４－ブタンジオール、２－メチル－２，４－ペンタンジオール、２，４－ジメチル－２，４－ペンタンジオール、及び３－メチル－１，５－ペンタンジオールから選択される１種又は２種以上であってよい。第２溶媒は、特に、プロピレングリコール、１，３－ブタンジオール、１，４－ブタンジオール、へキシレングリコール（別名「２－メチル－２，４－ペンタンジオール」）、２，４－ジメチル－２，４－ペンタンジオール、及び３－メチル－１，５－ペンタンジオールから選択される１種又は２種以上であってよく、とりわけ、１，３－ブタンジオール及び２－メチル－２，４－ペンタンジオールから選ばれる１種又は２種であってよい。
【0034】
（第１溶媒及び第２溶媒の使用割合）
本発明の絶縁層形成用組成物では、第１溶媒及び第２溶媒の合計質量に対する第２溶媒の質量割合が、２質量％以上４０質量％以下である。
本発明の絶縁層形成用組成物では、第１溶媒及び第２溶媒の合計質量に対する第２溶媒の質量割合が、２質量％以上４０質量％以下である。
【0035】
第１溶媒及び第２溶媒の合計質量に対する第２溶媒の質量割合は、ベーマイト由来の水酸化物イオンを効果的にトラップして、バインダーの分子量低下を防ぎ、絶縁層形成用組成物の粘度低下を抑制する観点から、２質量％以上であり、５質量％以上、７質量％以上、１０質量％以上、１５質量％以上、又は２０質量％以上であってよい。
【0036】
第１溶媒及び第２溶媒の合計質量に対する第２溶媒の質量割合は、一方で、バインダーの析出を防ぎ、ゲル化による粘度上昇を回避する観点から、４０質量％以下であり、３５質量％以下、３０質量％以下、２５質量％以下、２０質量％以下、又は１５質量％以下であってよい。
【0037】
（その他の溶媒）
本発明の絶縁層形成用組成物における有機溶媒は、第１溶媒及び第２溶媒のみから構成されていてよく、又はこれら以外に他の溶媒を含んでいてもよい。しかしながら、本発明の効果を有効に発現する観点からは、他の溶媒の割合は、少なくてもよい。
本発明の絶縁層形成用組成物における有機溶媒は、第１溶媒及び第２溶媒のみから構成されていてよく、又はこれら以外に他の溶媒を含んでいてもよい。しかしながら、本発明の効果を有効に発現する観点からは、他の溶媒の割合は、少なくてもよい。
【0038】
本発明の絶縁層形成用組成物における他の溶媒の割合は、有機溶媒の全質量に対して、５質量％以下、３質量％以下、１質量％以下、０．５質量％以下、若しくは０．１質量％以下であってよく、又は他の溶媒を全く含まなくてよい。
【0039】
なお、本発明の絶縁層形成用組成物は、水を含まなくてよい。
【0040】
（有機溶媒の使用割合）
本発明の絶縁層形成用組成物中の有機溶媒の量は、組成物の塗工性、保存安定性、所望の絶縁膜の膜厚、形成される絶縁膜の性能等を考慮して適宜に設定されてよい。
本発明の絶縁層形成用組成物中の有機溶媒の量は、組成物の塗工性、保存安定性、所望の絶縁膜の膜厚、形成される絶縁膜の性能等を考慮して適宜に設定されてよい。
【0041】
絶縁層形成用組成物中の有機溶媒の量は、ベーマイト及びバインダーの合計１００質量部に対して、５０質量部以上、１００質量部以上、１５０質量部以上、２００質量部以上、２５０質量部以上、又は３００質量部以上であってよく、５００質量部以下、４５０質量部以下、４００質量部以下、３５０質量部以下、又は３００質量部以下であってよい。
【0042】
絶縁層形成用組成物中の有機溶媒の量は、典型的には、ベーマイト及び前記バインダーの合計１００質量部に対して、５０質量部以上５００質量部以下であってよい。
【0043】
〈任意成分〉
本発明の絶縁層形成用組成物は、上記のベーマイト、バインダー、及び有機溶媒のみから構成されていてもよいし、これら以外の任意成分を含有していてもよい。このような任意成分としては、例えば、界面活性剤、粘度調整剤、分散剤、着色剤、消泡剤等が挙げられる。
本発明の絶縁層形成用組成物は、上記のベーマイト、バインダー、及び有機溶媒のみから構成されていてもよいし、これら以外の任意成分を含有していてもよい。このような任意成分としては、例えば、界面活性剤、粘度調整剤、分散剤、着色剤、消泡剤等が挙げられる。
【0044】
しかしながら、本発明の絶縁層形成用組成物は、このような任意成分を含有していなくても、本発明が所期する効果が発現する。したがって、本発明の絶縁層形成用組成物は、ベーマイト、バインダー、及び有機溶媒以外の任意成分を、実質的に含有していなくてよい。絶縁層形成用組成物が任意成分を実質的に含有しないとは、絶縁層形成用組成物の全質量に対する任意成分の質量の割合が、５質量％以下、３質量％以下、１質量％以下、０．５質量％以下、０．３質量％以下、若しくは０．１質量％以下であることをいい、又はこれらの任意成分を全く含まなくてよい。
【0045】
〈用途〉
本発明の絶縁層形成用組成物は、プリント基板、多層配線基板、半導体装置、表示装置、電池等の絶縁層を形成するために好適である。本発明の絶縁層形成用組成物は、特に、電池の絶縁層を形成するための組成物として好適であり、とりわけ、二次電池の絶縁層を形成するための組成物として最適である。
本発明の絶縁層形成用組成物は、プリント基板、多層配線基板、半導体装置、表示装置、電池等の絶縁層を形成するために好適である。本発明の絶縁層形成用組成物は、特に、電池の絶縁層を形成するための組成物として好適であり、とりわけ、二次電池の絶縁層を形成するための組成物として最適である。
【0046】
《絶縁層形成用組成物の製造方法》
本発明の絶縁層形成用組成物は、例えば、所定のベーマイト、所定のバインダー、及び所定の有機溶媒を混合し、必要に応じて適当な分散機を用い、湿式分散しながら混合することにより、製造されてよい。
本発明の絶縁層形成用組成物は、例えば、所定のベーマイト、所定のバインダー、及び所定の有機溶媒を混合し、必要に応じて適当な分散機を用い、湿式分散しながら混合することにより、製造されてよい。
【0047】
湿式分散のための分散機は、公知のものから適宜選択して使用してよい。分散機としては、例えば、ボールミル、ビーズミル、プラネタリミキサ、撹拌羽根等を使用してよい。
【0048】
《絶縁層形成用組成物の保存方法》
本発明の別の観点によると、ベーマイト、バインダー、及び有機溶媒を含有する、絶縁層形成用組成物の保存方法が提供される。
本発明の別の観点によると、ベーマイト、バインダー、及び有機溶媒を含有する、絶縁層形成用組成物の保存方法が提供される。
【0049】
本発明の絶縁層形成用組成物の保存方法は、
ベーマイト、バインダー、及び有機溶媒を含有する、絶縁層形成用組成物の保存方法であって、
有機溶媒を、
Ｎ－メチル－２－ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、及びジメチルスルホキシドから選択される第１溶媒と、
炭素数２以上８以下のジオールから選択される第２溶媒と
を含むものとし、かつ、
第１溶媒及び第２溶媒の合計質量に対する第２溶媒の質量割合を、２質量％以上４０質量％以下に調節する、
保存方法である。
ベーマイト、バインダー、及び有機溶媒を含有する、絶縁層形成用組成物の保存方法であって、
有機溶媒を、
Ｎ－メチル－２－ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、及びジメチルスルホキシドから選択される第１溶媒と、
炭素数２以上８以下のジオールから選択される第２溶媒と
を含むものとし、かつ、
第１溶媒及び第２溶媒の合計質量に対する第２溶媒の質量割合を、２質量％以上４０質量％以下に調節する、
保存方法である。
【0050】
本発明の絶縁層形成用組成物の保存方法の各要件については、本発明の絶縁層形成用組成物についての説明を援用してよい。
【実施例0051】
《実施例１》
平均粒径Ｄ５０が１．０μｍの市販のベーマイト２１．９２質量部、バインダーとしてポリフッ化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＦ）５．４８質量部、並びに第１溶媒としてＮ－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）６５．３４質量部、及び第２溶媒として１，３－ブタンジオール（ＢＤＯ）７．２６質量部を混合し、分散機としてビーズミルを使用して湿式分散することにより、固形分率２７．４質量％の絶縁層形成用組成物を得た。この絶縁層形成用組成物において、溶媒の全質量に占める第２溶媒の割合は、１０質量％であった。
平均粒径Ｄ５０が１．０μｍの市販のベーマイト２１．９２質量部、バインダーとしてポリフッ化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＦ）５．４８質量部、並びに第１溶媒としてＮ－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）６５．３４質量部、及び第２溶媒として１，３－ブタンジオール（ＢＤＯ）７．２６質量部を混合し、分散機としてビーズミルを使用して湿式分散することにより、固形分率２７．４質量％の絶縁層形成用組成物を得た。この絶縁層形成用組成物において、溶媒の全質量に占める第２溶媒の割合は、１０質量％であった。
【0052】
組成物の調製直後の初期粘度、及び組成物をサンプル瓶中に密閉して、貯蔵温度６０℃にて３日間貯蔵した後の貯蔵後粘度を、それぞれ、Ｅ型粘度計によって測定した。測定条件は、以下のとおりとした。なお、６０℃３日間の貯蔵は、室温約７０日間の貯蔵に相当する加速試験である。
測定装置：東機産業（株）製、型式名「ＴＶＥ－３３Ｈ」
コーン・ロータの種類：１°３４’×Ｒ２４
ペースト投入量：約１ｍＬ
ずり速度：２１．５Ｓ－１
測定温度：２０℃
測定装置：東機産業（株）製、型式名「ＴＶＥ－３３Ｈ」
コーン・ロータの種類：１°３４’×Ｒ２４
ペースト投入量：約１ｍＬ
ずり速度：２１．５Ｓ－１
測定温度：２０℃
【0053】
実施例１の絶縁層形成用組成物は、初期粘度が４，４７０ｍＰａ・ｓであり、貯蔵後粘度が４，６００ｍＰａ・ｓであり、下記数式で求められる粘度変化率は、－３．０％であった。
粘度変化率（％）＝｛（初期粘度－貯蔵後粘度）／初期粘度｝×１００
粘度変化率（％）＝｛（初期粘度－貯蔵後粘度）／初期粘度｝×１００
【0054】
なお、上記数式によると、貯蔵後粘度が初期粘度よりも小さくなった場合、粘度変化率は正の数値となり、貯蔵後粘度が初期粘度よりも大きくなった場合、粘度変化率は負の数となる。
【0055】
《実施例２～５及び比較例１～４》
組成物の組成、及び調製時に使用する分散機を、それぞれ、表１に記載のとおりに変更した他は実施例１と同様にして、絶縁層形成用組成物を調製し、その初期粘度及び貯蔵後粘度を測定した。比較例１及び４では、第２溶媒を配合せずに絶縁層形成用組成物を調製した。比較例３では、第１溶媒として、ＮＭＰ６５．３４質量部及びＤＭＦ７．２６質量部の混合物を用い、第２溶媒を配合せずに絶縁層形成用組成物を調製した。
組成物の組成、及び調製時に使用する分散機を、それぞれ、表１に記載のとおりに変更した他は実施例１と同様にして、絶縁層形成用組成物を調製し、その初期粘度及び貯蔵後粘度を測定した。比較例１及び４では、第２溶媒を配合せずに絶縁層形成用組成物を調製した。比較例３では、第１溶媒として、ＮＭＰ６５．３４質量部及びＤＭＦ７．２６質量部の混合物を用い、第２溶媒を配合せずに絶縁層形成用組成物を調製した。
【0056】
これらの実施例及び比較例の結果を表１に示す。
【0057】
【表1】
【0058】
表１中の成分の略称は、それぞれ、以下の意味である。
ＰＶＤＦ：ポリフッ化ビニリデン樹脂
ＮＭＰ：Ｎ－メチル－２－ピロリドン
ＤＭＦ：ジメチルホルムアミド
ＢＤＯ：１，３－ブタンジオール
ＥＧ：エチレングリコール
ＰＧ：プロピレングリコール
ＨＧ：へキシレングリコール（２－メチル－２，４－ペンタンジオール）
ＰＶＤＦ：ポリフッ化ビニリデン樹脂
ＮＭＰ：Ｎ－メチル－２－ピロリドン
ＤＭＦ：ジメチルホルムアミド
ＢＤＯ：１，３－ブタンジオール
ＥＧ：エチレングリコール
ＰＧ：プロピレングリコール
ＨＧ：へキシレングリコール（２－メチル－２，４－ペンタンジオール）
【0059】
表１によると、溶媒として第１溶媒のみを使用した比較例１、３、及び４の絶縁層形成用組成物は、初期粘度に比べて、６０℃３日間の貯蔵後の貯蔵後粘度が著しく低下した。また、溶媒として、第１溶媒と多量の第２溶媒とを併用した比較例２の絶縁層形成用組成物では、初期粘度に比べて、貯蔵後粘度が著しく増大した。
【0060】
これらに対して、溶媒として、第１溶媒及び第２溶媒とを所定の割合で混合して使用した、実施例１～５の絶縁層形成用組成物では、初期粘度に対する貯蔵後粘度の変化率が小さく、優れた保存安定性を示すことが検証された。特に、第２溶媒として、メチル基を有するジオールを用いた実施例１及び２の絶縁層形成用組成物では、初期粘度に対する貯蔵後粘度の変化率が極めて小さかった。