特開 2023-85047 セパレータの製造用の架橋アクリル系ポリマー粒子

(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】P2023085047

(43)【公開日】2023-06-20

(54)【発明の名称】セパレータの製造用の架橋アクリル系ポリマー粒子

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/403 20210101AFI20230613BHJP

   H01M 50/414 20210101ALI20230613BHJP

【ＦＩ】

H01M50/403 A

H01M50/403 D

H01M50/414

H01M50/403 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021199509

(22)【出願日】2021-12-08

(71)【出願人】

【識別番号】000005957

【氏名又は名称】三菱鉛筆株式会社

(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】100160705

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 健太郎

(74)【代理人】

【識別番号】100193404

【弁理士】

【氏名又は名称】倉田 佳貴

(72)【発明者】

【氏名】佐川 弥

【テーマコード（参考）】

5H021

【Ｆターム（参考）】

5H021BB01

5H021BB12

5H021BB13

5H021CC03

5H021EE02

5H021EE06

5H021EE17

5H021HH01

5H021HH03

5H021HH06

(57)【要約】

【課題】ポリイミドセパレータの製造において用いる液体媒体中での膨潤を抑制し、かつ比較的低い温度で熱分解することができ、それによって良好な特性を有するセパレータを得ることができる、アクリル系ポリマー粒子を提供する。
【解決手段】セパレータの製造のための本発明の架橋アクリル系ポリマー粒子は、
（メタ）アクリロイル基及びアリル基を有する架橋剤をベースとする構造により、アクリル系ポリマーが架橋されている。
【選択図】なし

【特許請求の範囲】

【請求項1】

セパレータの製造のための架橋アクリル系ポリマー粒子であって、
（メタ）アクリロイル基及びアリル基を有する架橋剤により、アクリル系ポリマーが架橋されている、
架橋アクリル系ポリマー粒子。

【請求項2】

前記架橋剤が、（メタ）アクリル酸とアリル系不飽和アルコールとのエステルである、請求項１に記載の架橋アクリル系ポリマー粒子。

【請求項3】

前記架橋剤をベースとする構造の含有率が、架橋アクリル系ポリマー粒子の質量に対して、２０質量％以下である、請求項１又は２に記載の架橋アクリル系ポリマー粒子。

【請求項4】

熱重量分析における５％減量温度が、１９０℃未満である、請求項１～３のいずれか一項に記載の架橋アクリル系ポリマー粒子。

【請求項5】

動的光散乱法により測定した体積平均粒子径が、１．０μｍ以下である、請求項１～４のいずれか一項に記載の架橋アクリル系ポリマー粒子。

【請求項6】

前記体積平均粒子径が５０ｎｍ～５００ｎｍである、請求項５に記載の架橋アクリル系ポリマー粒子。

【請求項7】

前記アクリル系ポリマーが、ポリメチルメタクリレートである、請求項１～６のいずれか一項に記載の架橋アクリル系ポリマー粒子。

【請求項8】

液体媒体、及び
前記液体媒体中に分散している、請求項１～７のいずれか一項に記載の架橋アクリル系ポリマー粒子
を含有している、架橋アクリル系ポリマー粒子分散体。

【請求項9】

前記液体媒体が、非プロトン性極性液体媒体である、請求項８に記載の分散体。

【請求項10】

ポリアミック酸を更に含有している、請求項８又は９に記載の分散体。

【請求項11】

請求項１０に記載の分散体を、被塗布基材に塗布すること、及び
塗布した前記分散体に熱処理を施すことにより、前記ポリアミック酸を反応させてポリイミドのマトリックスを形成し、かつ前記架橋アクリル系ポリマー粒子を消失させて連通孔を形成すること
を含む、多孔質セパレータの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、セパレータの製造用の架橋アクリル系ポリマー粒子に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、電気自動車の電源等として、リチウムイオン二次電池が広く用いられている。ここで用いられるリチウムイオン二次電池用セパレータは、金属リチウムをアノードに用いる場合に生じ得るデンドライト状のリチウム成長による突き破りを回避することが要求されている。また、リチウムイオン二次電池用セパレータは膜厚（薄さ）、機械的強度、イオン伝導度（電解液含有時）、電気的絶縁性、耐電解液性、シャットダウン効果、電解液に対する保液性、及び濡れ性などの種々の特性を満足することが要求されている。かかる要求を満足するセパレータとして、機械的強度に優れた３次元規則配列マクロポア（３ＤＯＭ）構造を有するポリイミド製のセパレータが提案されている。

【0003】

特許文献１では、空孔が三次元立体規則配列構造を有し、空孔が連通孔により互いに連通された多孔質樹脂膜からなる二次電池用セパレータの製造方法が開示されている。

【0004】

この方法は、
分散媒に、狭分散球状微粒子を均一に分散させて、微粒子分散スラリーを調製する狭分散球状微粒子分散スラリー調製工程と、
当該微粒子分散スラリーを乾燥させて、狭分散球状微粒子分散膜を得る狭分散球状微粒子分散膜調製工程と、
当該膜を熱処理して、樹脂マトリクス内に当該微粒子が三次元立体規則配列している微粒子－樹脂膜を形成する微粒子－樹脂膜形成工程と、
当該微粒子－樹脂膜を、フッ酸を除く無機酸、有機酸、水、又はアルカリ溶液と接触させて当該微粒子を溶解除去するか、又は当該微粒子－樹脂膜を加熱して当該微粒子を除去し、連通孔により互いに連通されて三次元立体規則配列構造を有する空孔を当該樹脂マトリクス内に形成させる多孔質樹脂膜形成工程と
を含み、当該分散媒は、当該樹脂マトリクスを構成する樹脂の前駆体を含み、当該狭分散球状微粒子の表面は、当該分散媒に対して不活性であることを特徴とする。

【0005】

特許文献２では、
Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド中ポリアミック酸、エチレングリコール、及び非イオン界面活性剤の混合物に、高分子粒子を混合してスラリーを調製すること、
当該スラリーから膜を形成すること、
当該膜を熱処理して、ポリアミック酸を熱イミド化反応によりポリイミドとし、当該高分子粒子を熱分解させて除去し、均一な形状及び寸法の複数のマクロポアが３次元方向に規則正しく配列された３ＤＯＭ構造を形成させ、当該３ＤＯＭ構造を有するポリイミドセパレータを得ること
を含むことを特徴とする、ポリイミドセパレータの製造方法が開示されている。特許文献２では、上記の高分子粒子は、３７０℃よりも高くポリイミドの分解温度以下の温度範囲にて熱分解可能で、且つポリイミドのガラス転移点よりも低いガラス転移点を有するとされており、上記の熱処理は、酸素濃度１０ｖｏｌ％以下の不活性ガス雰囲気下で、３７０℃よりも高くポリイミドの分解温度以下の温度にて行うとされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】国際公開第２０１４／１９６６５６号

【特許文献2】特開２０１８－９７９１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

熱分解によって高分子粒子を除去して３ＤＯＭ構造を得ることは、安全性の観点から好ましい。しかしながら、ここに用いられる高分子粒子、例えばポリメチルメタクリレート粒子は、ポリアミック酸を溶解させる液体媒体に対して溶解性がある。これによれば、粒子がこの液体媒体中で膨潤し、その結果、安定した３ＤＯＭ構造が得られないことがあった。

【0008】

そこで、ポリイミドセパレータの製造において用いる液体媒体中での膨潤を抑制し、かつ比較的低い温度で熱分解することができ、それによって良好な特性を有するセパレータを得ることができる、アクリル系ポリマー粒子を提供する必要性が存在する。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明者らは、鋭意検討したところ、以下の手段により上記課題を解決できることを見出して、本発明を完成させた。すなわち、本発明は、下記のとおりである：
〈態様１〉セパレータの製造のための架橋アクリル系ポリマー粒子であって、
（メタ）アクリロイル基及びアリル基を有する架橋剤により、アクリル系ポリマーが架橋されている、
架橋アクリル系ポリマー粒子。
〈態様２〉前記架橋剤が、（メタ）アクリル酸とアリル系不飽和アルコールとのエステルである、態様１に記載の架橋アクリル系ポリマー粒子。
〈態様３〉前記架橋剤をベースとする構造の含有率が、架橋アクリル系ポリマー粒子の質量に対して、２０質量％以下である、態様１又は２に記載の架橋アクリル系ポリマー粒子。
〈態様４〉熱重量分析における５％減量温度が、１９０℃未満である、態様１～３のいずれか一項に記載の架橋アクリル系ポリマー粒子。
〈態様５〉動的光散乱法により測定した体積平均粒子径が、１．０μｍ以下である、態様１～４のいずれか一項に記載の架橋アクリル系ポリマー粒子。
〈態様６〉前記体積平均粒子径が５０ｎｍ～５００ｎｍである、態様５に記載の架橋アクリル系ポリマー粒子。
〈態様７〉前記アクリル系ポリマーが、ポリメチルメタクリレートである、態様１～６のいずれか一項に記載の架橋アクリル系ポリマー粒子。
〈態様８〉液体媒体、及び
前記液体媒体中に分散している、態様１～７のいずれか一項に記載の架橋アクリル系ポリマー粒子
を含有している、架橋アクリル系ポリマー粒子分散体。
〈態様９〉前記液体媒体が、非プロトン性極性液体媒体である、態様８に記載の分散体。
〈態様１０〉ポリアミック酸を更に含有している、態様８又は９に記載の分散体。
〈態様１１〉態様１０に記載の分散体を、被塗布基材に塗布すること、及び
塗布した前記分散体に熱処理を施すことにより、前記ポリアミック酸を反応させてポリイミドのマトリックスを形成し、かつ前記架橋アクリル系ポリマー粒子を消失させて連通孔を形成すること
を含む、多孔質セパレータの製造方法。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、ポリイミドセパレータの製造において用いる液体媒体中での膨潤を抑制し、かつ比較的低い温度で熱分解することができ、それによって良好な特性を有するセパレータを得ることを可能にする、アクリル系ポリマー粒子を提供することができる。

【発明を実施するための形態】

【0011】

《架橋アクリル系ポリマー粒子》
セパレータの製造のための本発明の架橋アクリル系ポリマー粒子は、
（メタ）アクリロイル基及びアリル基を有する架橋剤により、アクリル系ポリマーが架橋されている。

【0012】

一般に、アクリル系ポリマー粒子は、ポリアミド製のセパレータを製造する際に用いられる液体媒体、例えばＮ－メチルピロリドン等の非プロトン性極性液体媒体、又はこれらの非プロトン性液体媒体を含有する混合液体媒体に分散させた際に、溶解又は膨潤し、その結果、粒子径のばらつきが大きくなることがあった。

【0013】

これに対し、上記の構成を有する架橋アクリル系ポリマー粒子は、適度な化学結合が形成されており、その結果、上記の液体媒体に分散させた場合でも、膨潤が抑制され、その結果、セパレータの制御された多孔性をもたらすことができる。また、上記の構成を有する架橋アクリル系ポリマー粒子は、適度な強さの化学結合が形成されていることによって、比較的低い温度で熱分解することができ、かつ熱処理後の残渣が少なくなり、それによって分解の際の熱によってセパレータの特性が悪化することを抑制できる。

【0014】

本発明において、「５％減量温度」とは、熱重量分析（ＴＧＡ）において、質量２０ｍｇの試料を窒素中で昇温速度２０℃／ｍｉｎで昇温させたときに、質量が５％減少するときの温度を意味するものである。この５％減量温度は、１７０℃以上、１７５℃以上、１８０℃以上、又は１８５℃以上であってよい。この分析は、例えばＴｈｅｒｍｏ ｐｌｕｓ ＥＶＯ ＤＳＣ８２３０（リガク社）を用いて行うことができる。

【0015】

架橋アクリル系ポリマー粒子の体積平均粒子径は、１．０μｍ以下、９００ｎｍ以下、８００ｎｍ以下、７００ｎｍ以下、６００ｎｍ以下、５００ｎｍ以下、又は４５０ｎｍ以下であることが、セパレータの多孔性を良好に制御する観点から好ましい。この平均粒子径は、５０ｎｍ以上、７０ｎｍ以上、１００ｎｍ以上、１２０ｎｍ以上、１５０ｎｍ以上、１７０ｎｍ以上、２００ｎｍ以上、２２０ｎｍ以上、２５０ｎｍ以上、２８０ｎｍ以上、又は３００ｎｍ以上であってよい。この平均粒子径は、動的光散乱法により測定した散乱強度分布によるヒストグラム平均粒子径（Ｄ５０）の値を意味するものである。動的光散乱法による測定は、例えばＤｅｌｓａＭａｘ ＣＯＲＥ（ベックマン・コールター社）を用いて行うことができる。

【0016】

以下では、本発明の各構成要素について説明する。

【0017】

〈アクリル系ポリマー〉
アクリル系ポリマーは、例えばポリ（メタ）アクリル酸、ポリメチル（メタ）アクリレート、ポリエチル（メタ）アクリレート、ポリプロピル（メタ）アクリレート、ポリブチル（メタ）アクリレート、ポリイソブチル（メタ）アクリレート、ポリペンチル（メタ）アクリレート、ポリヘキシル（メタ）アクリレート、ポリ２－エチルヘキシル（メタ）アクリレート等であってよい。

【0018】

〈架橋剤〉
架橋剤は、（メタ）アクリロイル基及びアリル基を有する架橋剤である。架橋剤は、（メタ）アクリロイル基及びアリル基を両末端に有していてよい。

【0019】

架橋アクリル系ポリマー粒子の架橋は、メタクリロイル基及びアリル基を有する架橋剤によってされている。このことは、５％減量温度を低くしつつ、上記の体積平均粒子径を満足し、更には膨潤及び熱処理後の残渣を抑制するのに十分に適度な架橋の強さをもたらすことを可能とする。このような架橋剤としては、（メタ）アクリル酸とアリル系不飽和アルコールとのエステルを用いることができる。

【0020】

本明細書において、「（メタ）アクリル酸」とは、アクリル酸又はメタクリル酸である。

【0021】

本明細書において、「アリル系不飽和アルコール」とは、末端にアリル基を有するアルコールである。かかるアリル系不飽和アルコールとしては、例えば２－プロペンー１－オール（アリルアルコール）、ｃｉｓ－２－ブテン－１－オール、ｔｒａｎｓ－２－ブテン－１－オール、３－ブテン－２－オール等を用いることができる。すなわち、上記のエステルは、メタクリル酸とアリルアルコールとのエステル（メタクリル酸アリル）であってよい。

【0022】

架橋剤をベースとする構造の含有率は、架橋アクリル系ポリマー粒子の質量に対して、２０質量％以下、１７質量％以下、１５質量％以下、又は１３質量％以下であることが、熱処理後の残渣の量を抑制する観点から好ましい。この含有率は、架橋アクリル系ポリマー粒子の質量に対して、１質量％以上、３質量％以上、又は５質量％以上であってよい。この含有率は、架橋アクリル系ポリマー粒子の製造のために用いるアクリル系ポリマーの質量Ａ、及びこの製造のために用いる架橋剤の質量Ｂの合計に対する、架橋剤の質量Ｂを用い、以下の式から概算することができる：
Ｂ×１００／（Ａ＋Ｂ）

【0023】

《架橋アクリル系ポリマー粒子に製造方法》
本発明の架橋アクリル系ポリマー粒子は、例えば乳化重合法により製造することができる。乳化重合法は、油相を作製すること、水相を作製すること、及び油相と水相とを混合させて油相の成分を乳化した後に重合させる工程からなる方法である。

【0024】

油相は、アクリル系モノマー、及び架橋剤を含有している。

【0025】

アクリル系モノマーとしては、例えば（メタ）アクリル酸、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、ペンチル（メタ）アクリレート、ヘキシル（メタ）アクリレート、２－エチルヘキシル（メタ）アクリレート等を用いることができる。

【0026】

架橋剤としては、上記の架橋剤を用いることができる。

【0027】

用いる架橋剤の質量の、用いるアクリル系モノマーの質量に対する比は、０．０１以上、０．０３以上又は０．０５以上であり、かつ０．２５以下、０．２３以下、０．２０以下、０．１８以下、０．１５以下、又は０．１３以下であることが、架橋剤をベースとする構造の含有率が上記の範囲内にあるようにする観点から好ましい。

【0028】

水相は、水、界面活性剤、及び重合開始剤を含有していてよい。

【0029】

水としては、イオン交換水、蒸留水等を用いることができる。

【0030】

界面活性剤としては、特に限定されず、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、及びノニオン性界面活性剤等を用いることができる。

【0031】

カチオン性界面活性剤としては、例えば塩化テトラメチルアンモニウム等のアンモニウム塩系界面活性剤、モノメチルアミン塩酸塩等のアルキルアミン塩型界面活性剤等を用いることができる。

【0032】

アニオン性界面活性剤としては、例えばオクタン酸ナトリウム等のカルボン酸型界面活性剤、ジアルキルスルホコハク酸ナトリウム等のスルホン酸系界面活性剤等を用いることができる。

【0033】

ノニオン性界面活性剤としては、例えばラウリン酸グリセリン等のエステル型界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル等のエーテル系界面活性剤等を用いることができる。

【0034】

油相の成分を乳化し、更に重合させる工程は、水相に油相を投入し、ホモジナイザー等を用いて所定の温度に加温しながら乳化混合することにより行うことができる。

【0035】

重合開始剤としては、例えば過硫酸アンモニウム等を用いることができる。

【0036】

《架橋アクリル系ポリマー粒子分散体》
本発明の架橋アクリル系ポリマー粒子分散体は、
液体媒体、及び
液体媒体中に分散している、架橋アクリル系ポリマー粒子
を含有している。

【0037】

本発明の架橋アクリル系ポリマー粒子分散体は、ポリイミド前駆体としてのポリアミック酸を更に含有していてもよい。

【0038】

（液体媒体）
液体媒体は、例えばポリイミド製のセパレータの製造において一般に用いられる液体媒体であってよい。液体媒体としては、非プロトン性極性液体媒体又はプロトン性極性溶媒を用いることができ、中でも、非プロトン性極性液体媒体を用いることが、膨潤を抑制する観点から好ましい。

【0039】

非プロトン性極性液体媒体は、概して酸性水素を含まない溶媒である。非プロトン性極性液体媒体としては、例えばＮ，Ｎ－ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド、Ｎ－メチル－２－ピロリドン等を用いることができる。

【0040】

プロトン性極性液体媒体は、概して酸性水素を含む溶媒である。プロトン性極性液体媒体としては、例えばフェノール系液体媒体、単価アルコール系液体媒体、多価アルコール系液体媒体等を用いることができる。

【0041】

フェノール系液体媒体としては、例えばクレゾール類等を用いることができる。

【0042】

単価アルコール系液体媒体としては、エタノール、ｎ－プロパノール、イソプロパノール、ｎ－ブタノール、イソブタノール、ｔｅｒｔ－ブチルアルコール、１－ペンタノール、イソアミルアルコール、ｓｅｃ－アミルアルコール、３－ペンタノール、ｔｅｒｔ－アミルアルコール、ｎ－ヘキサノール等を用いることができる。

【0043】

多価アルコール系液体媒体としては、例えばプロピレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジグリム、分子量６００以下のポリエチレングリコール等のグリコール系液体媒体、及びグリセリン等を用いることができる。

【0044】

（架橋アクリル系ポリマー粒子）
架橋アクリル系ポリマー粒子としては、例えば上記の架橋アクリル系ポリマー粒子を用いることができる。

【0045】

架橋アクリル系ポリマー粒子の含有率は、架橋アクリル系ポリマー粒子分散体の質量全体を基準として、２０質量％以上、２５質量％以上、３０質量％以上、又は３５質量％以上であることが、連通性を良好にする観点から好ましい。この含有率は、架橋アクリル系ポリマー粒子分散体の質量全体を基準として、７０質量％以下、６５質量％以下、６０質量％以下、５５質量％以下、５０質量％以下、又は４５質量％以下であってよい。

【0046】

（ポリアミック酸）
ポリアミック酸は、テトラカルボン酸とジアミンとの重合物であり、テトラカルボン酸とジアミンの少なくとも１つずつを等モル重合させたポリイミドの前駆体である。ポリアミック酸は、下記のテトラカルボン酸の酸無水物、特に酸二無水物とジアミンとを重合させることにより得ることができる。

【0047】

ポリアミック酸の含有率は、架橋アクリル系ポリマー粒子分散体の質量全体を基準として、１０質量％以上、１５質量％以上、２０質量％以上、２５質量％以上、又は３０質量％以上であることが、セパレータの空隙率を抑制し、その結果、リチウムによる突き破りを抑制する観点から好ましい。この含有率は、架橋アクリル系ポリマー粒子分散体の質量全体を基準として、４０質量％以下、３５質量％以下、又は３３質量％以下であることが、連通孔を良好に生じさせ、その結果、リチウムイオンの透過性を良好にする観点から好ましい。

【0048】

ポリアミック酸の含有量は、架橋アクリル系ポリマー粒子分散体における架橋アクリル系ポリマー粒子１００質量部に対して、１００質量部以上、１５０質量部以上、１７０質量部以上、２００質量部以上、又は２２０質量部以上であることが、セパレータの空隙率を抑制し、その結果、リチウムによる突き破りを抑制する観点から好ましい。この含有量は、架橋アクリル系ポリマー粒子分散体における架橋アクリル系ポリマー粒子１００質量部に対して、５００質量部以下、４５０質量部以下、４００質量部以下、３５０質量部以下、３００質量部以下、２８０質量部以下、２５０質量部以下であることが、連通孔を良好に生じさせ、その結果、リチウムイオンの透過性を良好にする観点から好ましい。

【0049】

（ポリアミック酸：テトラカルボン酸）
ポリアミック酸を構成するテトラカルボン酸は、エチレンテトラカルボン酸、ブタンテトラカルボン酸、シクロペンタンテトラカルボン酸、シクロヘキサンテトラカルボン酸、１，２，４，５－シクロヘキサンテトラカルボン酸、１，２，３，４－シクロヘキサンテトラカルボン酸、ピロメリット酸（１，２，４，５－ベンゼンテトラカルボン酸－１，２，４，５－）、１，１－ビス（２，３－ジカルボキシフェニル）エタン、ビス（２，３－ジカルボキシフェニル）メタン、ビス（３，４－ジカルボキシフェニル）メタン、３，３’，４，４’－ビフェニルテトラカルボン酸、２，２，６，６－ビフェニルテトラカルボン酸、２，２－ビス（３，４－ジカルボキシフェニル）プロパン、２，２－ビス（２，３－ジカルボキシフェニル）プロパン、２，２－ビス（３，４－ジカルボキシフェニル）－１，１，１，３，３，３－ヘキサフルオロプロパン、２，２－ビス（２，３－ジカルボキシフェニル）－１，１，１，３，３，３－ヘキサフルオロプロパン、ビス（３，４－ジカルボキシフェニル）スルホン、ビス（３，４－ジカルボキシフェニル）エーテル、ビス（２，３－ジカルボキシフェニル）エーテル、３，３’，４，４’－ベンゾフェノンテトラカルボン酸、２，２’，３，３’－ベンゾフェノンテトラカルボン酸、４，４－（ｐ－フェニレンジオキシ）ジフタル酸、４，４－（ｍ－フェニレンジオキシ）ジフタル酸、１，２，５，６－ナフタレンテトラカルボン、１，４，５，８－ナフタレンテトラカルボン酸、２，３，６，７－ナフタレンテトラカルボン酸、１，２，３，４－ベンゼンテトラカルボン酸、３，４，９，１０－ペリレンテトラカルボン酸、２，３，６，７－アントラセンテトラカルボン酸、１，２，７，８－フェナントレンテトラカルボン酸、９，９－ビスフタル酸フルオレン等のうちの一種又は複数種を用いることができる。

【0050】

（ポリアミック酸：ジアミン）
ポリアミック酸を構成するジアミンとしては、脂肪酸ジアミン、芳香族ジアミン等を単独で又は混合して用いることができる。

【0051】

脂肪族ジアミンとしては、例えば炭素数が２～１５程度のものを好ましく用いることができ、例えばペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミン等を用いることができる。

【0052】

芳香族ジアミンとしては、フェニル基が一個又は２～１０個程度が結合したジアミノ化合物を好ましく用いることができ、例えばフェニレンジアミン及びその誘導体、ジアミノジフェニル化合物及びその誘導体、ジアミノトリフェニル化合物及びその誘導体、ジアミノナフタレン及びその誘導体、アミノフェニルアミノインダン及びその誘導体、ジアミノテトラフェニル化合物及びその誘導体、ジアミノヘキサフェニル化合物及びその誘導体、カルド型フルオレンジアミン誘導体である。

【0053】

フェニレンジアミンとしては、ｍ－フェニレンジアミン、ｐ－フェニレンジアミン等を用いることができ、フェニレンジアミン誘導体としては、メチル基、エチル基等のアルキル基が結合したジアミン、例えば２，４－トリフェニレンジアミン等を用いることができる。

【0054】

ジアミノジフェニル化合物は、二つのアミノフェニル基が他の基を介してフェニル基同士の結合したものである。結合は、エーテル結合、スルホニル結合、チオエーテル結合、アルキレン又はその誘導体基による結合、イミノ結合、アゾ結合、ホスフィンオキシド結合、アミド結合、ウレイレン結合等である。アルキレン結合は、炭素数が１～６程度のものであり、その誘導体基はアルキレン基の水素原子の１以上がハロゲン原子等で置換されたものである。

【0055】

ジアミノジフェニル化合物の例としては３，３’－ジアミノジフェニルエーテル、３，４’－ジアミノジフェニルエーテル、４，４’－ジアミノジフェニルエーテル、３，３’－ジアミノジフェニルスルホン、３，４’－ジアミノジフェニルスルホン、４，４’－ジアミノジフェニルスルホン、３，３’－ジアミノジフェニルメタン、３，４’－ジアミノジフェニルメタン、４，４’－ジアミノジフェニルメタン、４，４’－ジアミノジフェニルスルフィド、３，３’－ジアミノジフェニルケトン、３，４’－ジアミノジフェニルケトン、２，２－ビス（ｐ－アミノフェニル）プロパン、２，２’－ビス（ｐ－アミノフェニル）ヘキサフルオロプロパン、４－メチル－２，４－ビス（ｐ－アミノフェニル）－１－ペンテン、４－メチル－２，４－ビス（ｐ－アミノフェニル）－２－ペンテン、イミノジアニリン、４－メチル－２，４－ビス（ｐ－アミノフェニル）ペンタン、ビス（ｐ－アミノフェニル）ホスフィンオキシド、４，４’－ジアミノアゾベンゼン、４，４’－ジアミノジフェニル尿素、４，４’－ジアミノジフェニルアミド等を挙げることができる。

【0056】

ジアミノトリフェニル化合物は、二つのアミノフェニル基と一つのフェニレン基がいずれも他の基を介して結合したものであり、他の基はジアミノジフェニル化合物と同様のものが選ばれる。

【0057】

ジアミノトリフェニル化合物の例としては、１，３－ビス（ｍ－アミノフェノキシ）ベンゼン、１，３－ビス（ｐ－アミノフェノキシ）ベンゼン、１，４－ビス（ｐ－アミノフェノキシ）ベンゼン等を挙げることができる。ジアミノナフタレンの例としては、１，５－ジアミノナフタレン及び２，６－ジアミノナフタレンを挙げることができる。アミノフェニルアミノインダンの例としては、５又は６－アミノ－１－（ｐ－アミノフェニル）－１，３，３－トリメチルインダンを挙げることができる。

【0058】

ジアミノテトラフェニル化合物としては、例えば４，４’－ビス（ｐ－アミノフェノキシ）ビフェニル、２，２’－ビス［ｐ－（ｐ’－アミノフェノキシ）フェニル］プロパン及び２，２’－ビス［ｐ－（ｐ’－アミノフェノキシ）ビフェニル］プロパン、２，２’－ビス［ｐ－（ｍ－アミノフェノキシ）フェニル］ベンゾフェノン等を用いることができる。

【0059】

カルド型フルオレン誘導体としては、９，９－ビスアニリンフルオレン等を用いることができる。

【0060】

なお、これらの芳香族ジアミンの水素原子がハロゲン原子、メチル基、メトキシ基、シアノ基、フェニル基などの群より選択される少なくとも１種の置換基により置換された化合物であってもよい。

【0061】

《多孔質セパレータの製造方法》
多孔質セパレータを製造する本発明の方法は、
ポリアミック酸を含有している上記の架橋ポリメチルメタクリレート分散体を、被塗布基材に塗布すること、及び
塗布した分散体に熱処理を施すことにより、前記ポリアミック酸を反応させてポリイミドのマトリックスを形成し、かつ架橋アクリル系ポリマー粒子を消失させて連通孔を形成すること
を含む。

【0062】

被塗布基材としては、分散体に対して不活性であり、乾燥後にセパレータを容易に剥離することができる表面が平坦な形状であれば制限なく用いることができ、例えばガラス板、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、アラミド、セルロース、ポリテトラフルオロエチレン等のポリマーシート、ステンレス等の金属シート等を用いることができる。

【0063】

熱処理の温度は、ポリアミック酸を反応させてポリイミドのマトリックスを形成すること、及び架橋アクリル系ポリマー粒子を消失させることができる温度であれば特に限定されず、例えば３００℃以上、３２０℃以上、３３０℃以上、３４０℃以上、又は３４５℃以上であってよく、また５００℃以下、４８０℃以下、４５０℃以下、４００℃以下、３８０℃以下、又は３６０℃以下であってよい。

【0064】

この熱処理は、大気雰囲気中において行うこと、又は酸素濃度が低い不活性雰囲気中、例えば窒素雰囲気中で行うことができる。熱処理を不活性雰囲気中で行う場合の酸素濃度は、１０ｖｏｌ％以下、５ｖｏｌ％以下、４ｖｏｌ％以下、３ｖｏｌ％以下、２ｖｏｌ％以下、又は１ｖｏｌ％以下であってよく、また０ｖｏｌ％又は０ｖｏｌ％超であってよい。

【実施例0065】

実施例及び比較例により本発明を具体的に説明するが、本発明は、これらに限定されるものではない。

【0066】

《ポリメチルメタクリレート粒子の作製》
〈実施例１〉
２リットルのフラスコに、撹拌機、還流冷却器、温度計、窒素ガス導入管、モノマー投入用１０００ｍｌ分液漏斗を取り付け、温水槽にセットした。このフラスコに、以下の成分を投入して、水相を作製した。この水相に、窒素ガスを導入しながら、内温を５０℃まで昇温した：
水：蒸留水６３９．２質量部
界面活性剤：ジアルキルスルホコハク酸ナトリウム（表１においては「ＳＤＡＳＳ」として言及）０．７質量部
開始剤：過硫酸アンモニウム（ＡＰＳ）０．６質量部

【0067】

一方、モノマーとしてのメタクリル酸メチル（ＭＭＡ）３３９．２質量部に、架橋剤としてのメタクリル酸アリル（ＡＭＡ）２０質量部を混合した油相を調製した。

【0068】

この油相を、上記分液漏斗から温度５０℃付近に保った上記水相内に撹拌下で３時間にわたって添加し、乳化重合を行った。更に５時間熟成して重合を終了し、粒子の分散液１０００質量部を得た。

【0069】

〈実施例２～３、及び比較例１～６〉
製造条件を、表１に示すように変更したことを除き、実施例１と同様にして、実施例２～３、及び比較例１～６の粒子を作製した。表１において、「ＥＭＡ」は、メタクリル酸エチルを意味している。

【0070】

また、表１に示す架橋剤は、以下のとおりである：
アクリルＡ：ビスコート＃１９５、大阪有機化学工業社（１，４－ブタンジオールジアクリレート）
アクリルＢ：ビスコート＃２９５、大阪有機化学工業社（トリメチロールプロパントリアクリレート）
ＴＡＩＣ：トリアリルイソシアヌレート

【0071】

《アクリル系ポリマー粒子としての評価》
〈物性の測定〉
（体積平均粒子径）
ＤｅｌｓａＭａｘ ＣＯＲＥ（ベックマン・コールター社）を用い、得られた粒子の体積平均粒子径を動的光散乱法により測定した。

【0072】

（５％減量温度）
熱重量分析装置 Ｔｈｅｒｍｏ ｐｌｕｓ ＥＶＯ ＤＳＣ８２３０（リガク社）により、得られた粒子２０ｍｇを窒素中で昇温速度２０℃／ｍｉｎで昇温させ、質量が５％減量したときの温度を測定した。

【0073】

〈分散性〉
得られた粒子０．５ｇを、液体媒体としてのＮ－メチルピロリドン（ＮＭＰ）１．０ｇ中に添加して攪拌し、目視により外観を観察した。評価基準は以下のとおりである：
Ａ：分散体がゲル状とならず、粒子が良好に分散していた。
Ｂ：分散体がゲル状となった。

【0074】

〈残渣率〉
評価基準は以下のとおりである：
Ａ：粒子の５％減量温度が１９０℃～３００℃の範囲内にある。
Ｂ：粒子の５％減量温度が１９０℃未満又は３００℃超である。

【0075】

《セパレータの作製及び残渣率の評価》
液体媒体としてのＮ－メチルピロリドン（ＮＭＰ）１３．３ｇ中に、ポリアミック酸７．０ｇを溶解させ、ここに、調製したアクリル系ポリマー粒子３．０ｇを混合して、スラリーを調製した。スラリー中の固形分濃度は４３．０質量％であった。このスラリーを、ガラス基板上に塗工し、２ｖｏｌ％の酸素を含む窒素雰囲気中、３５０℃で２時間熱処理して、連通孔を有する多孔質セパレータを得た。

【0076】

熱処理後の反応系の質量Ｘと、用いたポリアミック酸から得られるポリイミドの理論上の質量Ｙ、及び用いたアクリル系ポリマー粒子の質量Ｚを用い、以下の式から残渣率を測定した：
｛（Ｘ－Ｙ）×１００｝／Ｚ

【0077】

《セパレータとしての評価》
〈外観〉
得られたセパレータを目視により観察した。評価基準は以下のとおりである：
Ａ：一様なセパレータが得られていた。
Ｂ：一様なセパレータが得られなかった。

【0078】

〈連通孔の均一性〉
電子顕微鏡Ｓ－３４００Ｎ（日立ハイテクノロジーズ社）により、作製したセパレータの連通孔の均一性を観察した。評価基準は以下のとおりである：
Ａ：均一な連通孔を有していた。
Ｂ：均一な連通孔を有していなかった。

【0079】

実施例及び比較例の各構成及び評価結果を表１に示す。

【0080】

【表1】

【0081】

表１から、（メタ）アクリロイル基及びアリル基を有する架橋剤によりアクリル系ポリマーが架橋されている実施例の粒子は、良好な分散性及び低い残渣率を有しつつ、これらの粒子を用いて得たセパレータの成膜性及び外観が良好であったことが理解できよう。