(57)【要約】  （ａ）熱可塑性樹脂、（ｂ）アンモニウム基を分子末端に有し、重量平均分子量が１,０００〜５,０００,０００のハイパーブランチポリマー及び（ｃ）金属微粒子を含んで構成される、平均直径が５０〜２,０００ｎｍのナノファイバーの集合体と、その表面の一部又は全部に形成された銅めっき層と、を備える導電性ナノファイバー集合体を備えるエネルギー貯蔵デバイス用集電体を提供する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）熱可塑性樹脂、（ｂ）アンモニウム基を分子末端に有し、重量平均分子量が１,０００〜５,０００,０００のハイパーブランチポリマー及び（ｃ）金属微粒子を含む樹脂組成物をエレクトロスピニング法で紡糸してなるナノファイバー集合体を無電解銅めっき処理してなる導電性ナノファイバー集合体を備えるエネルギー貯蔵デバイス用集電体。
【請求項２】
（ａ）熱可塑性樹脂、（ｂ）アンモニウム基を分子末端に有し、重量平均分子量が１,０００〜５,０００,０００のハイパーブランチポリマー及び（ｃ）金属微粒子を含んで構成される、平均直径が５０〜２,０００ｎｍのナノファイバーの集合体と、その表面の一部又は全部に形成された銅めっき層と、を備える導電性ナノファイバー集合体を備えるエネルギー貯蔵デバイス用集電体。
【請求項３】
（ｃ）金属微粒子に、（ｂ）ハイパーブランチポリマーのアンモニウム基が付着して複合体を形成している請求項１又は２記載のエネルギー貯蔵デバイス用集電体。
【請求項４】
（ｂ）ハイパーブランチポリマーが、式［１］で表されるものである請求項１〜３のいずれか１項記載のエネルギー貯蔵デバイス用集電体。
【化１】
2017018287.tif 000012
（式中、Ｒ1は、それぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表し；Ｒ2〜Ｒ4は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数１〜２０の直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基、炭素数７〜２０のアリールアルキル基（該アルキル基及びアリールアルキル基は、アルコキシ基、ヒドロキシ基、アンモニウム基、カルボキシル基又はシアノ基で置換されていてもよい。）、又は−(ＣＨ2ＣＨ2Ｏ)mＲ5（式中、Ｒ5は、水素原子又はメチル基を表し、ｍは、２〜１００の整数を表す。）を表すか、Ｒ2〜Ｒ4のうちの２つの基が一緒になって、直鎖状、分岐状又は環状のアルキレン基を表すか、又はＲ2〜Ｒ4は、それらが結合する窒素原子と一緒になって環を形成してもよく；Ｘ-は、陰イオンを表し；ｎは、繰り返し単位構造の数であって、５〜１００,０００の整数を表し；Ａ1は、式［２］で表される基を表す。）
【化２】
2017018287.tif 000013
（式中、Ａ2は、エーテル結合又はエステル結合を含んでいてもよい炭素数１〜３０の直鎖状、分岐状又は環状のアルキレン基を表し、Ｙ1〜Ｙ4は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、アミノ基、カルボキシル基、又はシアノ基を表す。）
【請求項５】
（ｂ）ハイパーブランチポリマーが、式［３］で表されるものである請求項４記載のエネルギー貯蔵デバイス用集電体。
【化３】
2017018287.tif 000014
（式中、Ｒ1、Ｒ2〜Ｒ4及びｎは、前記と同じ意味を表す。）
【請求項６】
（ｃ）金属微粒子が、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、スズ（Ｓｎ）、白金（Ｐｔ）及び金（Ａｕ）からなる群より選択される少なくとも一種の金属の微粒子である請求項１〜５のいずれか１項記載のエネルギー貯蔵デバイス用集電体。
【請求項７】
（ｃ）金属微粒子が、パラジウム微粒子である請求項６記載のエネルギー貯蔵デバイス用集電体。
【請求項８】
（ｃ）金属微粒子の平均粒径が、１〜１００ｎｍである請求項１〜６のいずれか１項記載のエネルギー貯蔵デバイス用集電体。
【請求項９】
（ａ）熱可塑性樹脂が、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体である請求項１〜７のいずれか１項記載のエネルギー貯蔵デバイス用集電体。
【請求項１０】
前記導電性ナノファイバー集合体の体積抵抗値が、１×１０4Ω・ｃｍ以下である請求項１〜９のいずれか１項記載のエネルギー貯蔵デバイス用集電体。
【請求項１１】
前記導電性ナノファイバー集合体のみからなる請求項１〜１０のいずれか１項記載のエネルギー貯蔵デバイス用集電体。
【請求項１２】
更に、導電性基材を備える請求項１〜１０のいずれか１項記載のエネルギー貯蔵デバイス用集電体。
【請求項１３】
前記導電性基材が、銅又は銅を含む合金である請求項１２記載のエネルギー貯蔵デバイス用集電体。
【請求項１４】
前記導電性ナノファイバー集合体が、前記導電性基材の片面又は両面に形成されている請求項１２又は１３記載のエネルギー貯蔵デバイス用集電体。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか１項記載のエネルギー貯蔵デバイス用集電体を備えるエネルギー貯蔵デバイス用電極。
【請求項１６】
請求項１５記載のエネルギー貯蔵デバイス用電極を備えるエネルギー貯蔵デバイス。
【請求項１７】
（ａ）熱可塑性樹脂と、（ｂ）アンモニウム基を分子末端に有し、重量平均分子量が１,０００〜５,０００,０００のハイパーブランチポリマーと、（ｃ）金属微粒子とを含む樹脂組成物をエレクトロスピニング法にて導電性基材の片面又は両面に付着させてナノファイバー集合体を含む積層体を作製する工程、及び
前記工程で得られた積層体を無電解銅めっき処理する工程
を含むエネルギー貯蔵デバイス用集電体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エネルギー貯蔵デバイス用集電体、エネルギー貯蔵デバイス用電極及びエネルギー貯蔵デバイスに関し、更に詳述すると、リチウムイオン二次電池に代表される二次電池やキャパシタ用の集電体、該集電体を備える電極、及び該電極を備えるエネルギー貯蔵デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
スマートフォン、デジタルカメラ、携帯ゲーム機等の携帯電子機器の小型軽量化や高機能化の要求に伴い、近年、高性能電池の開発が積極的に進められており、充電により繰り返し使用できる二次電池の需要が大きく伸びている。中でも、リチウムイオン二次電池は、高エネルギー密度、高電圧を有し、また、充放電時におけるメモリー効果が無いこと等から、現在最も精力的に開発が進められている二次電池である。また、近年の環境問題への取り組みから、電気自動車の開発も活発に進められており、その動力源としての二次電池には、より高い性能が求められるようになってきている。【０００３】
ところで、リチウムイオン二次電池は、リチウムを吸蔵・放出できる正極と負極と、これらの間に介在するセパレータとを容器内に収容し、その中に電解液（リチウムイオンポリマー二次電池の場合は液状電解液のかわりにゲル状又は全固体型の電解質）を満たした構造を有する。【０００４】
正極及び負極は、一般的に、リチウムを吸蔵・放出できる活物質と、主に炭素材料からなる導電材と、更にポリマーバインダーとを含む組成物を、銅箔やアルミニウム箔等の集電体上に層状に形成して作製される。前記バインダーは、活物質と導電材、更にこれらと金属箔を接着するために用いられ、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等のＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）に可溶なフッ素系樹脂や、オレフィン系重合体の水分散体等が市販されている。【０００５】
負極活物質としては炭素材料が広く用いられているが、近年では電池容量の更なる向上が求められていることから、ケイ素やスズといった、リチウムを吸蔵・放出する単体金属又はその化合物の研究開発が盛んに行われている。その中でもケイ素の理論容量（４,２００ｍＡｈ／ｇ）は黒鉛の理論容量（３７２ｍＡｈ／ｇ）よりも格段に大きく、電池容量の大幅な向上が期待される。【０００６】
ところが、負極活物質として前述したような高容量の活物質を用いると、電池容量が高くなる一方で、いくつかの問題が生じる。例えば、リチウムの吸蔵・放出による体積変化に伴う電極合材の体積変化により、電極合材と集電体間の接触抵抗が増大するという問題がある。更に、活物質や導電材の一部が集電体から剥離や脱落することによる電池容量の劣化が起こり、安全性等の観点で大きな問題となる。【０００７】
前記問題を解決する試みとして、集電体と電極合材との間の密着性を向上させる手法がいくつか開発されている。例えば、特許文献１では、導電性粒子を含む導電層を接着層として、集電体と電極合材との間に配設する技術が開示されており、導電性接着層を備えた複合集電体を用いることで、電極合材の膨張収縮による応力を緩和することができ、集電体と電極合材との密着性を向上させることができることが示されている。【０００８】
この例では、導電性粒子を導電性フィラーとして用いているが、導電性粒子は集電体に対する結着作用は有しないことから、マトリクスとなるポリマーを用いて接着層を作製しているため、当然ながら、その結着力はポリマーの含有量が大きくなるにつれて向上する。しかし、ポリマーの含有量が大きくなると、導電性粒子間の接触が減少するため、接着層の抵抗は急激に増加し、結果として電池全体の抵抗が増加するという問題があった。【０００９】
集電体と電極合材との間の抵抗を上げることなく密着性を向上させる方法として、集電体を粗面化する手法が開発されている。例えば、特許文献２では、複数の貫通孔を有する銅箔を集電体として用いる技術が開示されており、集電体と電極合材との間のアンカー効果によって、密着性が向上できることが示されている。【００１０】
しかし、金属箔に貫通孔等の凹部を形成し、密着性を向上させる手法では、貫通孔を形成させる際の金属微粉が残留し、結果的に密着性が低下する、作製した二次電池が短絡する等の問題が生じる可能性がある。更に、元の金属箔に比べて引っ張り強度等の機械的特性が低下するため、生産時や電池の長期使用時に集電体の破断の原因となる可能性がある等の問題があった。【００１１】
金属素材に機械的損傷を与えることなく、表面に凹部を有する集電体を得る方法として、有機繊維からなる布を無電解めっき処理する手法が、特許文献３に開示されている。【００１２】
通常、ファイバー素材表面を無電解めっき処理する場合、エッチング、コンディショニング、キャタライジング、アクセラレーティング等の各処理からなるめっき前処理が必要であるため、製造工程が煩雑であり、高コストである。また、化学的なエッチング処理を行う場合には、クロム酸やアルカリ金属水酸化物溶液等の薬品を用いるため、廃液処理が必要となる。【００１３】
また、エレクトロスピニング法により作製したナノファイバーに導電性を付与する技術としては、例えば、該ナノファイバーにイオン照射を行って導電性を付与する方法（特許文献４）、エレクトロスピニング法により紡糸されたナイロン６ナノファイバーに無電解めっきを行う方法（非特許文献１）、導電性高分子であるポリピロールを用いて、エレクトロスピニング法によりナノファイバーを作製する方法（非特許文献２）、塩化パラジウムを樹脂に混合してエレクトロスピニング法により作製したナノファイバーに無電解ニッケルめっきを施した例（特許文献５）等が開示されている。更に、エレクトロスピニング法によりナノファイバーを作製後、該ナノファイバー表面をヨウ素処理して金属ヨウ化物コンポジット有機ナノファイバーとし、更に該金属ヨウ化物を金属体へ還元処理した後、無電解めっき処理を施す例等も開示されている（特許文献６）。【００１４】
しかし、特許文献４の技術で得られる導電性ナノファイバーの表面抵抗は大きく、導電材料として使用するには電気伝導性が不十分である。また、非特許文献１の技術においては、ナノファイバー表面のエッチングを低温酸素プラズマ処理により行っており、このプラズマ処理装置は非常に高価である上、真空下で行うプラズマ処理はバッチ式であり、工業的な大量生産を考慮した場合に不向きである。更に、非特許文献２に開示されている導電性高分子の導電性は、金属の導電性と比較すると低く、やはり導電材料としては電気伝導性が不十分である。また、特許文献５の方法では、めっき液の種類やめっきする金属種によっては、めっきができないという問題がある。特許文献６の方法は、めっき前の工程が煩雑である。【００１５】
このように、導電性微粒子や導電性高分子を用いた手法では、十分な導電性を確保することが難しく、触媒として錯体を用いた無電解めっき法では、還元処理等の活性化処理等が必要で操作が煩雑な上、めっき金属種やめっき液の種類によりめっきができないという課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２００７−１２３１４１号公報
【特許文献２】特開２０００−２９４２５０号公報
【特許文献３】特開２０１０−００９９７１号公報
【特許文献４】特開２００９−１３８３０５号公報
【特許文献５】特開２０１０−０３７５９２号公報
【特許文献６】特開２０１１−２３６５１２号公報
【非特許文献】
【００１７】
【非特許文献１】J. Coat. Technol. Res., 5(3), 399-403 (2008)
【非特許文献２】Polymer, 47, 1597-1603 (2006)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、簡便な工程にて製造でき、長寿命なエネルギー貯蔵デバイスを与える、エネルギー貯蔵デバイス用集電体、該集電体を備える電極、及び該電極を備えるエネルギー貯蔵デバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、アンモニウム基を分子末端に有するハイパーブランチポリマーと金属微粒子とをマトリクスポリマーである熱可塑性樹脂と混合して静電紡糸し、更に無電解銅めっき処理することによって得られる導電性ナノファイバー集合体を、集電体として用いることで、エネルギー貯蔵デバイスの寿命を長寿命化できることを見出し、本発明を完成させた。【００２０】
すなわち、本発明は、下記エネルギー貯蔵デバイス用集電体、エネルギー貯蔵デバイス用電極及びエネルギー貯蔵デバイスを提供する。
１．（ａ）熱可塑性樹脂、（ｂ）アンモニウム基を分子末端に有し、重量平均分子量（Ｍｗ）が１,０００〜５,０００,０００のハイパーブランチポリマー及び（ｃ）金属微粒子を含む樹脂組成物をエレクトロスピニング法で紡糸してなるナノファイバー集合体を無電解銅めっき処理してなる導電性ナノファイバー集合体を備えるエネルギー貯蔵デバイス用集電体。
２．（ａ）熱可塑性樹脂、（ｂ）アンモニウム基を分子末端に有し、Ｍｗが１,０００〜５,０００,０００のハイパーブランチポリマー及び（ｃ）金属微粒子を含んで構成される、平均直径が５０〜２,０００ｎｍのナノファイバーの集合体と、その表面の一部又は全部に形成された銅めっき層と、を備える導電性ナノファイバー集合体を備えるエネルギー貯蔵デバイス用集電体。
３．（ｃ）金属微粒子に、（ｂ）ハイパーブランチポリマーのアンモニウム基が付着して複合体を形成している１又は２のエネルギー貯蔵デバイス用集電体。
４．（ｂ）ハイパーブランチポリマーが、式［１］で表されるものである１〜３のいずれかのエネルギー貯蔵デバイス用集電体。
【化１】
2017018287.tif 000002
（式中、Ｒ1は、それぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表し；Ｒ2〜Ｒ4は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数１〜２０の直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基、炭素数７〜２０のアリールアルキル基（該アルキル基及びアリールアルキル基は、アルコキシ基、ヒドロキシ基、アンモニウム基、カルボキシル基又はシアノ基で置換されていてもよい。）、又は−(ＣＨ2ＣＨ2Ｏ)mＲ5（式中、Ｒ5は、水素原子又はメチル基を表し、ｍは、２〜１００の整数を表す。）を表すか、Ｒ2〜Ｒ4のうちの２つの基が一緒になって、直鎖状、分岐状又は環状のアルキレン基を表すか、又はＲ2〜Ｒ4は、それらが結合する窒素原子と一緒になって環を形成してもよく；Ｘ-は、陰イオンを表し；ｎは、繰り返し単位構造の数であって、５〜１００,０００の整数を表し；Ａ1は、式［２］で表される基を表す。）
【化２】
2017018287.tif 000003
（式中、Ａ2は、エーテル結合又はエステル結合を含んでいてもよい炭素数１〜３０の直鎖状、分岐状又は環状のアルキレン基を表し、Ｙ1〜Ｙ4は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、アミノ基、カルボキシル基、又はシアノ基を表す。）
５．（ｂ）ハイパーブランチポリマーが、式［３］で表されるものである４のエネルギー貯蔵デバイス用集電体。
【化３】
2017018287.tif 000004
（式中、Ｒ1、Ｒ2〜Ｒ4及びｎは、前記と同じ意味を表す。）
６．（ｃ）金属微粒子が、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、スズ（Ｓｎ）、白金（Ｐｔ）及び金（Ａｕ）からなる群より選択される少なくとも一種の金属の微粒子である１〜５のいずれかのエネルギー貯蔵デバイス用集電体。
７．（ｃ）金属微粒子が、パラジウム微粒子である６のエネルギー貯蔵デバイス用集電体。
８．（ｃ）金属微粒子の平均粒径が、１〜１００ｎｍである１〜６のいずれかのエネルギー貯蔵デバイス用集電体。
９．（ａ）熱可塑性樹脂が、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体である１〜７のいずれかのエネルギー貯蔵デバイス用集電体。
１０．前記導電性ナノファイバー集合体の体積抵抗値が、１×１０4Ω・ｃｍ以下である１〜９のいずれかのエネルギー貯蔵デバイス用集電体。
１１．前記導電性ナノファイバー集合体のみからなる１〜１０のいずれかのエネルギー貯蔵デバイス用集電体。
１２．更に、導電性基材を備える１〜１０のいずれかのエネルギー貯蔵デバイス用集電体。
１３．前記導電性基材が、銅又は銅を含む合金である１２のエネルギー貯蔵デバイス用集電体。
１４．前記導電性ナノファイバー集合体が、前記導電性基材の片面又は両面に形成されている１２又は１３のエネルギー貯蔵デバイス用集電体。
１５．１〜１４のいずれかのエネルギー貯蔵デバイス用集電体を備えるエネルギー貯蔵デバイス用電極。
１６．１５のエネルギー貯蔵デバイス用電極を備えるエネルギー貯蔵デバイス。
１７．（ａ）熱可塑性樹脂と、（ｂ）アンモニウム基を分子末端に有し、Ｍｗが１,０００〜５,０００,０００のハイパーブランチポリマーと、（ｃ）金属微粒子とを含む樹脂組成物をエレクトロスピニング法にて導電性基材の片面又は両面に付着させてナノファイバー集合体を含む積層体を作製する工程、及び
前記工程で得られた積層体を無電解銅めっき処理する工程
を含むエネルギー貯蔵デバイス用集電体の製造方法。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、電極合材と集電体との間の接触抵抗の増大や、金属微粉による短絡等を発生させることなく、長寿命のエネルギー貯蔵デバイスを作製することができる。
また、紡糸材料として特定のハイパーブランチポリマーと金属微粒子を配合した熱可塑性樹脂を用いて静電紡糸し、得られたナノファイバーを無電解銅めっき浴に浸すという簡便な工程にて、電気伝導性に優れる導電性ナノファイバーを備える集電体を容易に得ることができる。このため、従来の無電解めっき処理に必要とされた煩雑な前処理工程の必要性や、製造工程の複雑化、高コスト化といった問題に煩わされることがない。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】製造例１で作製したＨＰＳ−Ｃｌの1Ｈ−ＮＭＲスペクトルである。
【図２】製造例２で作製したＨＰＳ−Ｎ(Ｍｅ)2ＯｃｔＣｌの13Ｃ−ＮＭＲスペクトルである。
【図３】実施例１で作製した無電解銅めっき処理したナノファイバーマット表面のＳＥＭ画像である。
【図４】実施例１で作製した電極表面のＳＥＭ画像である。
【図５】実施例１、比較例１及び２で作製したリチウムイオン二次電池の放電容量のサイクル特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
［エネルギー貯蔵デバイス用集電体］
本発明のエネルギー貯蔵デバイス用集電体は、（ａ）熱可塑性樹脂、（ｂ）アンモニウム基を分子末端に有し、Ｍｗが１,０００〜５,０００,０００のハイパーブランチポリマー及び（ｃ）金属微粒子を含む樹脂組成物をエレクトロスピニング法で紡糸してなるナノファイバー集合体を無電解銅めっき処理してなる導電性ナノファイバー集合体を備えるものである。その構成としては、前記（ａ）〜（ｃ）成分を含んで構成される、平均直径が５０〜２,０００ｎｍのナノファイバーの集合体と、その表面の一部又は全部に形成された銅めっき層と、を備える導電性ナノファイバー集合体を備えるものである。
【００２４】
［樹脂組成物］
＜（ａ）熱可塑性樹脂＞
（ａ）熱可塑性樹脂としては特に限定されないが、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン−ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、エチレン−アクリル酸エチル共重合体（ＥＥＡ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＰＶＤＦ／ＨＦＰ）等のポリオレフィン系樹脂；ポリスチレン（ＰＳ）、ハイインパクトポリスチレン（ＨＩＰＳ）、アクリロニトリル−スチレン共重合体（ＡＳ）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ）、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体（ＳＢＳ）、メタクリル酸メチル−スチレン共重合体（ＭＳ）等のポリスチレン系樹脂；ポリカーボネート樹脂；塩化ビニル樹脂；ポリアミド樹脂；ポリイミド樹脂；ポリウレタンエラストマー（ＰＵＥ）等のポリウレタン樹脂；ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等の(メタ)アクリル樹脂；ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）；ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリ−３−ヒドロキシ酪酸、ポリカプロラクトン、ポリブチレンサクシネート、ポリエチレンサクシネート／アジペート等のポリエステル樹脂；ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）；ポリフェニレンエーテル樹脂；変性ポリフェニレンエーテル樹脂；ポリアセタール樹脂；ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）樹脂、ポリスルホン樹脂；ポリフェニレンサルファイド樹脂；ポリビニルアルコール樹脂；ポリグルコール酸；変性でんぷん；酢酸セルロース、三酢酸セルロース；キチン、キトサン；リグニン等が挙げられる。中でも、（ａ）熱可塑性樹脂として、ＰＶＤＦ、ＰＶＤＦ／ＨＦＰ、ポリウレタン樹脂等を用いることが好ましい。
【００２５】
＜（ｂ）ハイパーブランチポリマー＞
（ｂ）ハイパーブランチポリマーは、アンモニウム基を分子末端に有し、かつＭｗが１,０００〜５,０００,０００であるポリマーであり、具体的には下記式［１］で表されるものが挙げられる。
【化４】
2017018287.tif 000005
【００２６】
式［１］中、Ｒ1は、それぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表す。Ｒ2〜Ｒ4は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数１〜２０の直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基、炭素数７〜２０のアリールアルキル基（該アルキル基及びアリールアルキル基は、アルコキシ基、ヒドロキシ基、アンモニウム基、カルボキシル基又はシアノ基で置換されていてもよい。）、又は−(ＣＨ2ＣＨ2Ｏ)mＲ5（式中、Ｒ5は、水素原子又はメチル基を表し、ｍは、２〜１００の整数を表す。）を表すか、Ｒ2〜Ｒ4のうちの２つの基が一緒になって、直鎖状、分岐状又は環状のアルキレン基を表すか、又はＲ2〜Ｒ4はそれらが結合する窒素原子と一緒になって環を形成してもよい。Ｘ-は、陰イオンを表す。ｎは、繰り返し単位構造の数であって、５〜１００,０００の整数を表す。
【００２７】
Ｒ2〜Ｒ4で表される炭素数１〜２０の直鎖状アルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、ｎ−ノニル基、ｎ−デシル基、ｎ−ウンデシル基、ｎ−ドデシル基、ｎ−トリデシル基、ｎ−テトラデシル基、ｎ−ペンタデシル基、ｎ−ヘキサデシル基、ｎ−ヘプタデシル基、ｎ−オクタデシル基、ｎ−ノナデシル基、ｎ−エイコシル基等が挙げられる。中でも、本発明で用いる製造方法において、後述するめっき工程において紡糸材料として使用する樹脂組成物中の（ｂ）ハイパーブランチポリマーが、無電解銅めっき液に溶出しにくい点で、炭素数８以上の基が好ましく、特にｎ−オクチル基が好ましい。分岐状アルキル基としては、イソプロピル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基等が挙げられる。環状アルキル基としては、シクロペンチル環、シクロヘキシル環構造を有する基等が挙げられる。炭素数７〜２０のアリールアルキル基としては、ベンジル基、フェネチル基等が挙げられる。
【００２８】
Ｒ2〜Ｒ4のうちの２つの基が一緒になって形成される直鎖状アルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基等が挙げられる。分岐状アルキレン基としては、プロピレン基、イソブチレン基、２−メチルプロピレン基等が挙げられる。環状アルキレン基としては、炭素数３〜３０の単環式、多環式、架橋環式の環状構造の脂環式脂肪族基が挙げられる。具体的には、炭素数４以上のモノシクロ、ビシクロ、トリシクロ、テトラシクロ、ペンタシクロ構造等を有する基が挙げられる。これらアルキレン基は、基中に窒素原子、硫黄原子又は酸素原子を含んでいてもよい。
【００２９】
また、Ｒ2〜Ｒ4がこれらと結合する窒素原子と一緒になって形成される環は、環中に窒素原子、硫黄原子又は酸素原子を含んでいてもよく、例えば、ピリジン環、ピリミジン環、ピラジン環、キノリン環、ビピリジル環等が挙げられる。
【００３０】
これらＲ2〜Ｒ4の組合せとしては、例えば、［メチル基、メチル基、メチル基］、［メチル基、メチル基、エチル基］、［メチル基、メチル基、ｎ−ブチル基］、［メチル基、メチル基、ｎ−ヘキシル基］、［メチル基、メチル基、ｎ−オクチル基］、［メチル基、メチル基、ｎ−デシル基］、［メチル基、メチル基、ｎ−ドデシル基］、［メチル基、メチル基、ｎ−テトラデシル基］、［メチル基、メチル基、ｎ−ヘキサデシル基］、［メチル基、メチル基、ｎ−オクタデシル基］、［エチル基、エチル基、エチル基］、［ｎ−ブチル基、ｎ−ブチル基、ｎ−ブチル基］、［ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘキシル基］、［ｎ−オクチル基、ｎ−オクチル基、ｎ−オクチル基］等が挙げられ、中でも［メチル基、メチル基、ｎ−オクチル基］、［ｎ−オクチル基、ｎ−オクチル基、ｎ−オクチル基］の組合せが好ましい。
【００３１】
Ｘ-で表される陰イオンとして好ましくは、ハロゲン化物イオン、ＰＦ6-、ＢＦ4-又はパーフルオロアルカンスルホナートが挙げられる。
【００３２】
式［１］中、Ａ1は、下記式［２］で表される基を表す。
【化５】
2017018287.tif 000006
【００３３】
式［２］中、Ａ2は、エーテル結合又はエステル結合を含んでいてもよい炭素数１〜３０の直鎖状、分岐状又は環状のアルキレン基を表す。Ｙ1〜Ｙ4は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、アミノ基、カルボキシル基、又はシアノ基を表す。
【００３４】
Ａ2で表される直鎖状アルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン、ヘキサメチレン基等が挙げられる。分岐状アルキレン基としては、プロピレン基、イソブチレン基、２−メチルプロピレン基等が挙げられる。また、環状アルキレン基としては、炭素数３〜３０の単環式、多環式及び架橋環式の環状構造の脂環式脂肪族基が挙げられる。具体的には、炭素数４以上のモノシクロ、ビシクロ、トリシクロ、テトラシクロ、ペンタシクロ構造等を有する基が挙げられる。例えば、下記式（ａ）〜（ｓ）で表される脂環式部分を含む脂環式脂肪族基が挙げられる。
【００３５】
【化６】
2017018287.tif 000007
【００３６】
式［２］中、Ｙ1〜Ｙ4で表される炭素数１〜２０のアルキル基としては、メチル基、エチル基、イソプロピル基、シクロヘキシル基、ｎ−ペンチル基等が挙げられる。炭素数１〜２０のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、シクロヘキシルオキシ基、ｎ−ペンチルオキシ基等が挙げられる。Ｙ1〜Ｙ4としては、水素原子又は炭素数１〜２０のアルキル基が好ましい。
【００３７】
なお、Ａ1は、下記式［４］で表される基であることが好ましい。
【化７】
2017018287.tif 000008
【００３８】
好ましくは、本発明で用いられるハイパーブランチポリマーとしては、下記式［３］で表されるものが挙げられる。
【化８】
2017018287.tif 000009
（式［３］中、Ｒ1、Ｒ2〜Ｒ4及びｎは、前記と同じ意味を表す。）
【００３９】
（ｂ）ハイパーブランチポリマーは、例えば、分子末端にハロゲン原子を有するハイパーブランチポリマーにアミン化合物を反応させることによって得ることができる。なお、分子末端にハロゲン原子を有するハイパーブランチポリマーは、国際公開第２００８／０２９６８８号の記載に従い、ジチオカルバメート基を分子末端に有するハイパーブランチポリマーより製造することができる。該ジチオカルバメート基を分子末端に有するハイパーブランチポリマーは、市販品を用いることができ、日産化学工業(株)製のハイパーテック（登録商標）HPS-200等を好適に使用可能である。
【００４０】
前記アミン化合物の使用量は、分子末端にハロゲン原子を有するハイパーブランチポリマーのハロゲン原子１モルに対し、０.１〜２０モル、好ましくは０.５〜１０モル、より好ましくは１〜５モルであればよい。
【００４１】
本反応で使用できるアミン化合物は、第一級アミン、第二級アミン、第三級アミンのいずれでもよい。第一級アミンとしては、メチルアミン、エチルアミン、ｎ−プロピルアミン、イソプロピルアミン、ｎ−ブチルアミン、イソブチルアミン、ｓｅｃ−ブチルアミン、ｔｅｒｔ−ブチルアミン、ｎ−ペンチルアミン、ｎ−ヘキシルアミン、ｎ−ヘプチルアミン、ｎ−オクチルアミン、ｎ−ノニルアミン、ｎ−デシルアミン、ｎ−ウンデシルアミン、ｎ−ドデシルアミン、ｎ−トリデシルアミン、ｎ−テトラデシルアミン、ｎ−ペンタデシルアミン、ｎ−ヘキサデシルアミン、ｎ−ヘプタデシルアミン、ｎ−オクタデシルアミン、ｎ−ノナデシルアミン、ｎ−エイコシルアミン等の脂肪族アミン；シクロペンチルアミン、シクロヘキシルアミン等の脂環式アミン；ベンジルアミン、フェネチルアミン等のアラルキルアミン；アニリン、ｐ−ｎ−ブチルアニリン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルアニリン、ｐ−ｎ−オクチルアニリン、ｐ−ｎ−デシルアニリン、ｐ−ｎ−ドデシルアニリン、ｐ−ｎ−テトラデシルアニリン等のアニリン類、１−ナフチルアミン、２−ナフチルアミン等のナフチルアミン類、１−アミノアントラセン、２−アミノアントラセン等のアミノアントラセン類、１−アミノアントラキノン等のアミノアントラキノン類、４−アミノビフェニル、２−アミノビフェニル等のアミノビフェニル類、２−アミノフルオレン、１−アミノ−９−フルオレノン、４−アミノ−９−フルオレノン等のアミノフルオレン類、５−アミノインダン等のアミノインダン類、５−アミノイソキノリン等のアミノイソキノリン類、９−アミノフェナントレン等のアミノフェナントレン類等の芳香族アミンが挙げられる。更に、Ｎ−(ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル)−１,２−エチレンジアミン、Ｎ−(ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル)−１,３−プロピレンジアミン、Ｎ−(ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル)−１,４−ブチレンジアミン、Ｎ−(ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル)−１,５−ペンタメチレンジアミン、Ｎ−(ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル)−１,６−ヘキサメチレンジアミン、Ｎ−(２−ヒドロキシエチル)アミン、Ｎ−(３−ヒドロキシプロピル)アミン、Ｎ−(２−メトキシエチル)アミン、Ｎ−(２−エトキシエチル)アミン等が挙げられる。
【００４２】
第二級アミンとしては、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジ−ｎ−プロピルアミン、ジイソプロピルアミン、ジ−ｎ−ブチルアミン、ジイソブチルアミン、ジ−ｓｅｃ−ブチルアミン、ジ−ｎ−ペンチルアミン、エチルメチルアミン、メチル−ｎ−プロピルアミン、メチル−ｎ−ブチルアミン、メチル−ｎ−ペンチルアミン、メチル−ｎ−オクチルアミン、メチル−ｎ−デシルアミン、メチル−ｎ−ドデシルアミン、メチル−ｎ−テトラデシルアミン、メチル−ｎ−ヘキサデシルアミン、メチル−ｎ−オクタデシルアミン、エチルイソプロピルアミン、エチル−ｎ−ブチルアミン、エチル−ｎ−ペンチルアミン、エチル−ｎ−オクチルアミン、ジ−ｎ−ヘキシルアミン、ジ−ｎ−オクチルアミン、ジ−ｎ−ドデシルアミン、ジ−ｎ−ヘキサデシルアミン、ジ−ｎ−オクタデシルアミン等の脂肪族アミン；ジシクロヘキシルアミン等の脂環式アミン；ジベンジルアミン等のアラルキルアミン；ジフェニルアミン等の芳香族アミン；フタルイミド、ピロール、ピペリジン、ピペラジン、イミダゾール等の窒素含有複素環式化合物が挙げられる。更に、ビス(２−ヒドロキシエチル)アミン、ビス(３−ヒドロキシプロピル)アミン、ビス(２−エトキシエチル)アミン、ビス(２−プロポキシエチル)アミン等が挙げられる。
【００４３】
第三級アミンとしては、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリ−ｎ−プロピルアミン、トリ−ｎ−ブチルアミン、トリ−ｎ−ペンチルアミン、トリ−ｎ−ヘキシルアミン、トリ−ｎ−オクチルアミン、トリ−ｎ−ドデシルアミン、ジメチルエチルアミン、ジメチル−ｎ−ブチルアミン、ジメチル−ｎ−ヘキシルアミン、ジメチル−ｎ−オクチルアミン、ジメチル−ｎ−デシルアミン、ジエチル−ｎ−デシルアミン、ジメチル−ｎ−ドデシルアミン、ジメチル−ｎ−テトラデシルアミン、ジメチル−ｎ−ヘキサデシルアミン、ジメチル−ｎ−オクタデシルアミン、ジメチル−ｎ−エイコシルアミン等の脂肪族アミン；ピリジン、ピラジン、ピリミジン、キノリン、１−メチルイミダゾール、４,４'−ビピリジル、４−メチル−４,４'−ビピリジル等の窒素含有複素環式化合物が挙げられる。
【００４４】
分子末端にハロゲン原子を有するハイパーブランチポリマーとアミン化合物との反応は、水又は有機溶媒中で、塩基の存在下又は非存在下で行うことができる。使用する溶媒は、分子末端にハロゲン原子を有するハイパーブランチポリマーとアミン化合物とを溶解可能なものが好ましい。更に、分子末端にハロゲン原子を有するハイパーブランチポリマーとアミン化合物とを溶解可能であるが、分子末端にアンモニウム基を有するハイパーブランチポリマーを溶解しない溶媒であれば、単離が容易となり、更に好適である。
【００４５】
本反応で使用できる溶媒としては、本反応の進行を著しく阻害しないものであればよく、水；２−プロパノール等のアルコール類；酢酸等の有機酸類；ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、１,２−ジクロロベンゼン等の芳香族炭化水素類；テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジエチルエーテル等のエーテル類；アセトン、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、シクロヘキサノン等のケトン類；クロロホルム、ジクロロメタン、１,２−ジクロロエタン等のハロゲン化物；ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素類；Ｎ,Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ,Ｎ−ジメチルアセトアミド、ＮＭＰ等のアミド類が挙げられる。これらの溶媒は１種単独で使用してもよいし、２種以上を混合して使用してもよい。また、溶媒の使用量は、分子末端にハロゲン原子を有するハイパーブランチポリマーの質量に対し、０.２〜１,０００倍質量、好ましくは１〜５００倍質量、より好ましくは５〜１００倍質量、最も好ましくは５〜５０倍質量である。
【００４６】
好適な塩基としては、アルカリ金属水酸化物及びアルカリ土類金属水酸化物（例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム）、アルカリ金属酸化物及びアルカリ土類金属酸化物（例えば、酸化リチウム、酸化カルシウム）、アルカリ金属水素化物及びアルカリ土類金属水素化物（例えば、水素化ナトリウム、水素化カリウム、水素化カルシウム）、アルカリ金属アミド（例えば、ナトリウムアミド）、アルカリ金属炭酸塩及びアルカリ土類金属炭酸塩（例えば、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸カルシウム）、アルカリ金属重炭酸塩（例えば、重炭酸ナトリウム）等の無機化合物、並びにアルカリ金属アルキル、アルキルマグネシウムハロゲン化物、アルカリ金属アルコキシド、アルカリ土類金属アルコキシド、ジメトキシマグネシウム等の有機金属化合物等が挙げられ、特に好ましくは、炭酸カリウム及び炭酸ナトリウムである。また、塩基の使用量は、分子末端にハロゲン原子を有するハイパーブランチポリマーのハロゲン原子１モルに対し、０.２〜１０モル、好ましくは０.５〜１０モル、最も好ましくは１〜５モルの塩基を使用することが好ましい。
【００４７】
この反応では、反応開始前に反応系内の酸素を十分に除去することが好ましく、窒素、アルゴン等の不活性気体で系内を置換するとよい。反応条件としては、反応時間は０.０１〜１００時間、反応温度は０〜３００℃から、適宜選択される。好ましくは反応時間が０.１〜７２時間で、反応温度が２０〜１５０℃である。
【００４８】
第三級アミンを用いた場合、塩基の存在／非存在に関わらず、式［１］で表されるハイパーブランチポリマーを得ることができる。
【００４９】
塩基の非存在下で、第一級アミン又は第二級アミン化合物と分子末端にハロゲン原子を有するハイパーブランチポリマーとを反応させた場合、それぞれに対応するハイパーブランチポリマーの末端第二級アミン及び第三級アミンがプロトン化されたアンモニウム基末端のハイパーブランチポリマーが得られる。また、塩基を用いて反応を行った場合においても、有機溶媒中で塩化水素、臭化水素、ヨウ化水素等の酸の水溶液と混合することにより、対応するハイパーブランチポリマーの末端第二級アミン及び第三級アミンがプロトン化されたアンモニウム基末端のハイパーブランチポリマーが得られる。
【００５０】
（ｂ）ハイパーブランチポリマーは、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）によるポリスチレン換算で測定されるＭｗが、１,０００〜５,０００,０００であり、好ましくは１,０００〜５００,０００であり、より好ましくは２,０００〜２００,０００であり、最も好ましくは３,０００〜１００,０００である。また、分散度（Ｍｗ／Ｍｎ）は、１.０〜７.０であり、好ましくは１.１〜６.０であり、より好ましくは１.２〜５.０である。
【００５１】
＜（ｃ）金属微粒子＞
（ｃ）金属微粒子としては特に限定されず、金属種としては鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、スズ（Ｓｎ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）等が挙げられ、これらの金属の１種類でもよいし、２種以上の合金でもよい。中でも好ましい金属微粒子としては、パラジウム微粒子が挙げられる。なお、金属微粒子として、前記金属の酸化物を用いてもよい。
【００５２】
（ｃ）金属微粒子は、例えば、金属塩の水溶液を高圧水銀灯により光照射する方法や、金属塩水溶液に還元作用を有する化合物（還元剤）を添加する方法等により、金属イオンを還元することによって得られる。
【００５３】
前記金属塩としては、塩化金酸、硝酸銀、硫酸銅、硝酸銅、酢酸銅、塩化スズ、塩化第一白金、塩化白金酸、Pt(dba)2（dba＝ジベンジリデンアセトン）、Pt(cod)2（cod＝１,５−シクロオクタジエン）、Pt(CH3)2(cod)、塩化パラジウム、酢酸パラジウム（Pd(OC(=O)CH3)2）、硝酸パラジウム、Pd2(dba)3・CHCl3、Pd(dba)2、塩化ロジウム、酢酸ロジウム、塩化ルテニウム、酢酸ルテニウム、Ru(cod)(cot)（cot＝シクロオクタトリエン）、塩化イリジウム、酢酸イリジウム、Ni(cod)2等が挙げられる。
【００５４】
前記還元剤としては、特に限定されず、種々の還元剤を用いることができ、後に得られる樹脂組成物（すなわち、ナノファイバー）に含有させる金属種等により還元剤を選択することが好ましい。用いることができる還元剤としては、例えば、水素化ホウ素ナトリウム、水素化ホウ素カリウム等の水素化ホウ素金属塩；水素化アルミニウムリチウム、水素化アルミニウムカリウム、水素化アルミニウムセシウム、水素化アルミニウムベリリウム、水素化アルミニウムマグネシウム、水素化アルミニウムカルシウム等の水素化アルミニウム塩；ヒドラジン化合物；クエン酸及びその塩；コハク酸及びその塩；アスコルビン酸及びその塩；メタノール、エタノール、２−プロパノール、ポリオール等の第一級又は第二級アルコール類；トリメチルアミン、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、ジエチルメチルアミン、テトラメチルエチレンジアミン（ＴＭＥＤＡ）、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）等の第三級アミン類；ヒドロキシルアミン；トリ−ｎ−プロピルホスフィン、トリ−ｎ−ブチルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、トリベンジルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリエトキシホスフィン、１,２−ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン（ＤＰＰＥ）、１,３−ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン（ＤＰＰＰ）、１,１'−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン（ＤＰＰＦ）、２,２'−ビス(ジフェニルホスフィノ)−１,１'−ビナフチル（ＢＩＮＡＰ）等のホスフィン類等が挙げられる。
【００５５】
（ｃ）金属微粒子の平均粒径は、１〜１００ｎｍが好ましく、１〜７５ｎｍがより好ましく、１〜３０ｎｍがより一層好ましい。（ｃ）金属微粒子の平均粒径が１００ｎｍを超えると、表面積が減少し触媒活性が低下することがある。
【００５６】
（ｂ）ハイパーブランチポリマーの使用量は、（ｃ）金属微粒子１００質量部に対し、５０〜２,０００質量部が好ましい。５０質量部未満であると、前記金属微粒子の分散性が不充分であり、２,０００質量部を超えると、有機物含有量が多くなり、物性等に不具合が生じやすくなる。より好ましくは、１００〜１,０００質量部である。
【００５７】
本発明で用いる樹脂組成物においては、（ｂ）ハイパーブランチポリマーと（ｃ）金属微粒子とが複合体を形成していることが好ましい。ここで複合体とは、（ｂ）ハイパーブランチポリマーの末端のアンモニウム基の作用により、金属微粒子に接触又は近接した状態で両者が共存し、粒子状の形態をなすものであり、言い換えると、（ｂ）ハイパーブランチポリマーのアンモニウム基が金属微粒子に付着又は配位した構造を有する複合体であると表現される。なお、本発明における「複合体」には、前述のように金属微粒子とハイパーブランチポリマーが付着又は配位等により結合しているものだけでなく、金属微粒子とハイパーブランチポリマーが結合することなく、両者が近接しつつもそれぞれ独立して存在しているものが含まれていてもよい。
【００５８】
（ｂ）ハイパーブランチポリマーと（ｃ）金属微粒子との複合体の形成は、ハイパーブランチポリマーと金属微粒子とを予め複合化させてもよいし、本発明の製造方法で使用する樹脂組成物の調製時に同時に実施しても構わない。その方法としては、低級アンモニウム配位子によりある程度安定化した金属微粒子を合成した後にハイパーブランチポリマーにより配位子を交換する方法や、ハイパーブランチポリマーの溶液中で、金属イオンを直接還元することにより複合体を形成する方法がある。
【００５９】
配位子交換法において、原料となる低級アンモニウム配位子によりある程度安定化した金属微粒子は、Jounal of Organometallic Chemistry 1996, 520, 143-162等に記載の方法で合成することができる。得られた金属微粒子の反応混合溶液に、ハイパーブランチポリマーを溶解し、室温（およそ２５℃）又は加熱攪拌することにより目的とする金属微粒子複合体を得ることができる。
【００６０】
使用する溶媒としては、金属微粒子とハイパーブランチポリマーとを必要濃度以上に溶解できる溶媒であれば特に限定されないが、具体的には、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール等のアルコール類；塩化メチレン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素類；ＴＨＦ、２−メチルテトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン等の環状エーテル類；アセトニトリル、ブチロニトリル等のニトリル類等、及びこれらの溶媒の混合溶媒が挙げられ、好ましくは、テトラヒドロフランが挙げられる。
【００６１】
金属微粒子の反応混合液と、ハイパーブランチポリマーを混合する温度は、通常０℃〜溶媒の沸点の範囲を使用することができ、好ましくは、室温（およそ２５℃）〜６０℃の範囲である。
【００６２】
なお、配位子交換法において、アミン系分散剤（低級アンモニウム配位子）以外にホスフィン系分散剤（ホスフィン配位子）を用いることによっても、あらかじめ金属微粒子をある程度安定化することができる。
【００６３】
直接還元方法としては、金属イオン及びハイパーブランチポリマーを溶媒に溶解し、メタノール、エタノール、２−プロパノール、ポリオール等の第一級又は第二級アルコール類で還元させることにより、目的とする金属微粒子複合体を得ることができる。
【００６４】
ここで用いられる金属イオン源としては、前述の金属塩が使用できる。
使用する溶媒としては、金属イオンとハイパーブランチポリマーとを必要濃度以上に溶解できる溶媒であれば特に限定されないが、具体的には、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール等のアルコール類；塩化メチレン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素類；ＴＨＦ、２−メチルテトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン等の環状エーテル類；アセトニトリル、ブチロニトリル等のニトリル類；ＤＭＦ、ＮＭＰ等のアミド類；ジメチルスルホキシド等のスルホキシド類等、及びこれらの溶媒の混合溶媒が挙げられ、好ましくは、アルコール類、ハロゲン化炭化水素類、環状エーテル類が挙げられ、より好ましくは、エタノール、２−プロパノール、クロロホルム、ＴＨＦ等が挙げられる。
【００６５】
還元反応の温度は、通常０℃〜溶媒の沸点の範囲を使用することができ、好ましくは、室温（およそ２５℃）〜６０℃の範囲である。
【００６６】
他の直接還元方法としては、金属イオンとハイパーブランチポリマーを溶媒に溶解し、水素ガス雰囲気下で反応させることにより、目的とする金属微粒子複合体を得ることができる。
【００６７】
ここで用いられる金属イオン源としては、前述の金属塩や、ヘキサカルボニルクロム（Cr(CO)6）、ペンタカルボニル鉄（Fe(CO)5）、オクタカルボニルジコバルト（Co2(CO)8）、テトラカルボニルニッケル（Ni(CO)4）等の金属カルボニル錯体が使用できる。また金属オレフィン錯体や金属ホスフィン錯体、金属窒素錯体等の０価の金属錯体も使用できる。
【００６８】
使用する溶媒としては、金属イオンとハイパーブランチポリマーとを必要濃度以上に溶解できる溶媒であれば特に限定されないが、具体的には、エタノール、１−プロパノール等のアルコール類；塩化メチレン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素類；ＴＨＦ、２−メチルテトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン等の環状エーテル類；アセトニトリル、ブチロニトリル等のニトリル類等、及びこれらの溶媒の混合溶媒が挙げられ、好ましくは、ＴＨＦが挙げられる。
【００６９】
金属イオンとハイパーブランチポリマーとを混合する温度は、通常０℃〜溶媒の沸点の範囲を使用することができる。
【００７０】
また、直接還元方法として、金属イオンとハイパーブランチポリマーとを溶媒に溶解し、熱分解反応させることにより、目的とする金属微粒子複合体を得ることができる。
【００７１】
ここで用いられる金属イオン源としては、前述の金属塩や金属カルボニル錯体やその他の０価の金属錯体、酸化銀等の金属酸化物が使用できる。
【００７２】
使用する溶媒としては、金属イオンとハイパーブランチポリマーとを必要濃度以上に溶解できる溶媒であれば特に限定されないが、具体的には、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、エチレングリコール等のアルコール類；塩化メチレン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素類；ＴＨＦ、２−メチルテトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン等の環状エーテル類；アセトニトリル、ブチロニトリル等のニトリル類；ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素類等、及びこれらの溶媒の混合溶媒が挙げられ、好ましくはトルエンが挙げられる。
【００７３】
金属イオンとハイパーブランチポリマーとを混合する温度は、通常０℃〜溶媒の沸点の範囲を使用することができ、好ましくは溶媒の沸点近傍、例えばトルエンの場合は１１０℃（加熱還流）である。
【００７４】
こうして得られるハイパーブランチポリマーと金属微粒子との複合体は、再沈殿等の精製処理を経て、粉末等の固形物の形態とすることができる。
【００７５】
本発明で用いる樹脂組成物中の（ａ）熱可塑性樹脂に対する（ｂ）ハイパーブランチポリマー及び（ｃ）金属微粒子の使用量は、ハイパーブランチポリマーと金属微粒子とから形成された複合体として、熱可塑性樹脂１００質量部に対し、好ましくは０.１〜２０質量部であり、特に１〜１０質量部であることが好ましい。
【００７６】
前記樹脂組成物には、熱可塑性樹脂と共に一般に添加される添加剤、例えば、熱安定剤、光安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、滑剤、離型剤、帯電防止剤、溶融弾性改質剤、加工助剤、架橋剤、補強剤、難燃剤、消泡剤、分散剤、光拡散剤、顔料、染料、蛍光染料等を併用してもよい。
【００７７】
［導電性ナノファイバーの製造方法］
＜紡糸工程＞
本発明の導電性ナノファイバーの製造方法における紡糸工程は、（ａ）熱可塑性樹脂、（ｂ）ハイパーブランチポリマー及び（ｃ）金属微粒子を含む樹脂組成物を紡糸材料として、エレクトロスピニング法に従い、ナノファイバーを作製する工程である。実際には、前記樹脂組成物を溶媒に溶解又は分散してワニスの形態とし、これを静電紡糸して集合体（不織布）状のナノファイバーを作製する工程である。
【００７８】
紡糸時に使用される前記溶媒としては、熱可塑性樹脂、ハイパーブランチポリマー及び金属微粒子を溶解・分散することができるものであればよく、例えば、アセトン、ＭＥＫ、ＭＩＢＫ、クロロホルム、ＴＨＦ、１,４−ジオキサン、トルエン、キシレン、ＤＭＦ、Ｎ,Ｎ−ジメチルアセトアミド、ＮＭＰ、シクロヘキサノン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテル、乳酸エチル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ブチルセロソルブ、エタノール、ヘキサフルオロ−２−プロパノール、γ−ブチロラクトン、ギ酸、酢酸、トリフルオロ酢酸等が挙げられる。これら溶媒は、１種単独で使用してもよく、２種以上を混合して使用してもよい。
【００７９】
また、前記溶媒に溶解又は分散させる濃度は任意であるが、熱可塑性樹脂、ハイパーブランチポリマー及び金属微粒子と溶媒の総質量（合計質量）に対し、熱可塑性樹脂、ハイパーブランチポリマー及び金属微粒子の濃度（固形分濃度とも称する）は１〜５０質量％であり、好ましくは１０〜４０質量％であり、より好ましくは２０〜３０質量％である。
【００８０】
エレクトロスピニング法には、市販のエレクトロスピニング装置を用いることができる。紡糸条件は適宜選択され、例えば、ノズルの長さ：３〜５ｃｍ、紡糸距離（電極−コレクター間距離）：５〜３０ｃｍ、紡糸量：０.１〜５.０ｍＬ／時間、電極間の印加電圧：５〜４０ｋＶである。
【００８１】
このようにして得られるナノファイバーは、好ましくは平均直径が５０〜２,０００ｎｍであり、より好ましくは１００〜１,０００ｎｍである。
【００８２】
＜銅めっき工程＞
この工程は、前述の紡糸工程で作製したナノファイバーを無電解銅めっき処理する工程である。なお前述の紡糸工程にて作製されたナノファイバーは、繊維表面部（界面）に前記ハイパーブランチポリマー及び金属微粒子（これらから形成された複合体）が存在した状態にある。このため、エッチング、コンディショニング、キャタライジング、アクセラレーティングといった各処理からなるめっき前処理を必要とすることなく、エレクトロスピニング法によって得られたナノファイバーをそのまま無電解銅めっき処理に供することができる。
【００８３】
無電解銅めっき方法としては、例えば、従来一般に知られている無電解銅めっき液を用い、前述の紡糸工程で得られたナノファイバーを該めっき液（浴）に浸漬する方法が一般的である。
【００８４】
前記無電解銅めっき液は、主として銅イオン（銅塩）、錯化剤、還元剤を主に含有し、その他用途に合わせてｐＨ調整剤、ｐＨ緩衝剤、反応促進剤（第二錯化剤）、安定剤、界面活性剤（めっき膜への光沢付与用途、被処理面の濡れ性改善用途等）等が適宜含まれてなる。前記錯化剤、還元剤は、適宜選択すればよい。
【００８５】
また無電解銅めっき液としては、市販の銅めっき液を使用でき、例えば、メルテックス(株)製の無電解銅めっき薬品（メルプレート（登録商標）ＣＵシリーズ）；無電解銅めっき液（OPC-700無電解銅M-K、ＡＴＳアドカッパーＩＷ）；ダウケミカル社製の無電解銅めっき液（キューポジット（登録商標）カッパーミックスシリーズ、サーキュポジット（登録商標）シリーズ）；上村工業(株)製の無電解銅めっき液（スルカップ（登録商標）ELC-SP、PSY、PCY、PGT、PSR、PEA）；アトテックジャパン(株)製の無電解銅めっき液（プリントガント（登録商標）ＰＶ）等を好適に用いることができる。
【００８６】
前記無電解銅めっき工程において、めっき浴の温度、ｐＨ、浸漬時間、銅イオン濃度、攪拌の有無や攪拌速度、空気・酸素の供給の有無や供給速度等を調節することにより、銅被膜の形成速度や膜厚を制御することができる。
【００８７】
このようにして、（ａ）熱可塑性樹脂、（ｂ）アンモニウム基を分子末端に有し、Ｍｗが１,０００〜５,０００,０００のハイパーブランチポリマー及び（ｃ）金属微粒子を含んで構成される、平均直径が５０〜２,０００ｎｍのナノファイバーの集合体と、その表面の一部又は全部に形成された銅めっき層と、を備える導電性ナノファイバー集合体が得られる。
【００８８】
前記銅めっき層の膜厚は特に限定されないが、一般に１０〜５００ｎｍ程度、例えば３０〜３００ｎｍとすることができる。
【００８９】
前記導電性ナノファイバー集合体は、体積抵抗値が好ましくは１×１０4Ω・ｃｍ以下であり、１×１０2Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。
【００９０】
本発明のエネルギー貯蔵デバイス用集電体は、前記導電性ナノファイバー集合体のみからなるものでもよいが、更に、導電性基材を備えるものでもよい。
【００９１】
前記導電性基材としては、特に限定されず、一般にエネルギー貯蔵デバイス用集電体として用いられているものが好ましい。例えば、銅、アルミニウム、ニッケル、金、銀及びそれらの合金や、カーボン材料、金属酸化物、導電性高分子等の薄膜を用いることができるが、前記導電性ナノファイバー集合体との親和性を高めるという観点で、銅又は銅を含む合金からなる金属箔を用いることが好ましい。
【００９２】
本発明のエネルギー貯蔵デバイス用集電体が導電性基材を備える場合は、前記導電性ナノファイバー集合体を、前記導電性基材の片面又は両面に備えることが好ましい。
【００９３】
導電性基材上に導電性ナノファイバー集合体を積層する方法としては、前記導電性ナノファイバー集合体と、導電性基材とを積層可能な任意の方法を採用できる。例えば、（１）前記導電性ナノファイバー集合体と導電性基材とを単に（接着等せずに）重ねる方法、（２）前記導電性ナノファイバー集合体と導電性基材とを導電性結着剤や導電性接着剤で接着して積層する方法、（３）導電性基材をコレクターとし、この上にエレクトロスピニング法にてナノファイバー集合体を付着させて積層体を作製した後、この積層体に対して無電解銅めっき処理をする方法等が挙げられる。
【００９４】
前記（３）の手法として、より具体的には、前述した（ａ）熱可塑性樹脂、（ｂ）アンモニウム基を分子末端に有し、Ｍｗが１,０００〜５,０００,０００のハイパーブランチポリマー及び（ｃ）金属微粒子を含む樹脂組成物を、エレクトロスピニング法にて、導電性基材の片面又は両面にナノファイバー集合体として積層した後、得られた積層体を無電解銅めっき処理する方法が挙げられる。
【００９５】
本発明のエネルギー貯蔵デバイス用集電体の厚みは、特に限定されないが、本発明においては、１〜１００μｍが好ましい。この場合、前記エネルギー貯蔵デバイス用集電体が前記導電性ナノファイバー集合体及び導電性基材を備える場合は、前記導電性ナノファイバー集合体の厚みは、０.３〜７０μｍが好ましく、前記導電性基材の厚みは、０.７〜３０μｍが好ましい。
【００９６】
［エネルギー貯蔵デバイス用電極］
本発明のエネルギー貯蔵デバイス用電極は、前記導電性ナノファイバー集合体を備えるエネルギー貯蔵デバイス用集電体上に、活物質及び溶媒、並びに必要に応じて、電極層の導電性向上のために炭素等からなる導電助剤、バインダー等を含む電極スラリーを塗布して薄膜を形成することで作製することができる。
【００９７】
前記電極スラリーから得られる薄膜の厚みは、特に限定されないが、１〜１００μｍが好ましい。
【００９８】
前記電極スラリーの塗布方法としては、例えば、スピンコート法、ディップコート法、フローコート法、インクジェット法、スプレーコート法、バーコート法、グラビアコート法、スリットコート法、ロールコート法、フレキソ印刷法、転写印刷法、刷毛塗り、ブレードコート法、エアーナイフコート法等が挙げられるが、作業効率等の点から、インクジェット法、キャスティング法、ディップコート法、バーコート法、ブレードコート法、ロールコート法、グラビアコート法、フレキソ印刷法、スプレーコート法が好適である。
【００９９】
前記電極スラリーの塗布後、これを自然又は加熱乾燥して薄膜を形成することができる。加熱乾燥する場合の温度は任意であるが、５０〜２００℃程度が好ましく、８０〜１５０℃程度がより好ましい。
【０１００】
前記活物質としては、従来、エネルギー貯蔵デバイス用電極に用いられている各種活物質を用いることができる。例えば、リチウム二次電池やリチウムイオン二次電池の場合、正極活物質としては、リチウムイオンを吸着・離脱可能なカルコゲン化合物又はリチウムイオン含有カルコゲン化合物、ポリアニオン系化合物、硫黄単体及びその化合物等を用いることができる。
【０１０１】
このようなリチウムイオンを吸着離脱可能なカルコゲン化合物としては、例えばＦｅＳ2、ＴｉＳ2、ＭｏＳ2、Ｖ2Ｏ6、Ｖ6Ｏ13、ＭｎＯ2等が挙げられる。リチウムイオン含有カルコゲン化合物としては、例えばＬｉＣｏＯ2、ＬｉＭｎＯ2、ＬｉＭｎ2Ｏ4、ＬｉＭｏ2Ｏ4、ＬｉＶ3Ｏ8、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉxＮｉyＭ1-yＯ2（ただし、Ｍは、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｖ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｐｂ及びＺｎから選ばれる少なくとも１種以上の金属元素を表し、０.０５≦ｘ≦１.１０、０.５≦ｙ≦１.０である。）等が挙げられる。ポリアニオン系化合物としては、例えばＬｉＦｅＰＯ4等が挙げられる。硫黄化合物としては、例えばＬｉ2Ｓ、ルベアン酸等が挙げられる。
【０１０２】
一方、負極活物質としては、アルカリ金属、アルカリ合金、リチウムイオンを吸蔵・放出する周期表４〜１５族の元素から選ばれる少なくとも１種の単体、酸化物、硫化物、窒化物、又はリチウムイオンを可逆的に吸蔵・放出可能な炭素材料を使用することができる。
【０１０３】
アルカリ金属としては、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ等が挙げられ、アルカリ金属合金としては、例えば金属Ｌｉ、Ｌｉ−Ａｌ、Ｌｉ−Ｍｇ、Ｌｉ−Ａｌ−Ｎｉ、Ｎａ、Ｎａ−Ｈｇ、Ｎａ−Ｚｎ等が挙げられる。リチウムイオンを吸蔵・放出する周期表４〜１５族の元素から選ばれる元素の単体としては、例えば、ケイ素、スズ、アルミニウム、亜鉛、ヒ素等が挙げられる。酸化物としては、例えば、スズケイ素酸化物（ＳｎＳｉＯ3）、リチウム酸化ビスマス（Ｌｉ3ＢｉＯ4）、リチウム酸化亜鉛（Ｌｉ2ＺｎＯ2）、リチウム酸化チタン（Ｌｉ4Ｔｉ5Ｏ12）等が挙げられる。硫化物としては、リチウム硫化鉄（ＬｉxＦｅＳ2（０≦ｘ≦３））、リチウム硫化銅（ＬｉxＣｕＳ（０≦ｘ≦３））等が挙げられる。窒化物としては、リチウム含有遷移金属窒化物が挙げられ、具体的には、ＬｉxＭyＮ（Ｍ＝Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、０≦ｘ≦３、０≦ｙ≦０.５）、リチウム鉄窒化物（Ｌｉ3ＦｅＮ4）等が挙げられる。リチウムイオンを可逆的に吸蔵・放出可能な炭素材料としては、グラファイト、カーボンブラック、コークス、ガラス状炭素、炭素繊維、カーボンナノチューブ、又はこれらの焼結体等が挙げられる。
【０１０４】
また、電気二重層キャパシタの場合、活物質として炭素質材料を用いることができる。前記炭素質材料としては、活性炭等が挙げられ、例えば、フェノール樹脂を炭化後、賦活処理して得られた活性炭が挙げられる。
【０１０５】
バインダーとしては、公知の材料から適宜選択して用いることができ、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリビニルピロリドン、ポリテトラフルオロエチレン、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、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＰＶＤＦ／ＨＦＰ）、フッ化ビニリデン−塩化３フッ化エチレン共重合体（ＰＶＤＦ／ＣＴＦＥ）、ポリビニルアルコール、ポリイミド、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体、スチレン−ブタジエンゴム、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、ポリアクリル酸（ＰＡＡ）、ポリアニリン等の導電性高分子等が挙げられる。なお、バインダーの使用量は、活物質１００質量部に対し、０.１〜２０質量部、特に１〜１０質量部が好ましい。
【０１０６】
溶媒は、バインダーの種類に応じて適宜選択すればよいが、ＰＶＤＦ等の非水溶性のバインダーの場合はＮＭＰが好適であり、ＰＡＡ等の水溶性のバインダーの場合は水が好適である。
【０１０７】
なお、前記電極スラリーは、導電助剤を含んでいてもよい。導電助剤としては、例えば、カーボンブラック、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、カーボンウイスカー、炭素繊維、天然黒鉛、人造黒鉛、酸化チタン、酸化ルテニウム、アルミニウム、ニッケル等が挙げられる。
【０１０８】
また電極は、必要に応じてプレスすることができる。プレス法は、一般に採用されている方法を用いることができるが、特に金型プレス法やロールプレス法が好ましい。ロールプレス法でのプレス圧は、特に限定されないが、０.２〜３ｔｏｎ／ｃｍが好ましい。
【０１０９】
［エネルギー貯蔵デバイス］
本発明のエネルギー貯蔵デバイスは、前述した電極を備えるものであり、より具体的には、少なくとも一対の正負極と、これら各極間に介在するセパレータと、電解質とを備えて構成され、正負極の少なくとも一方が、前述したエネルギー貯蔵デバイス用電極から構成される。
【０１１０】
本発明のエネルギー貯蔵デバイスとしては、電気二重層キャパシタ、リチウム二次電池、リチウムイオン二次電池、プロトンポリマー電池、ニッケル水素電池、アルミ固体コンデンサ、電解コンデンサ、鉛蓄電池等の各種エネルギー貯蔵デバイスが挙げられるが、本発明のエネルギー貯蔵デバイス用電極は、特に、電気二重層キャパシタ、リチウムイオン二次電池の電極として好適である。
【０１１１】
本発明のエネルギー貯蔵デバイスは、電極として前述したエネルギー貯蔵デバイス用電極を用いることにその特徴があるため、その他のデバイス構成部材であるセパレータや、電解質等は、公知の材料から適宜選択して用いることができる。
【０１１２】
セパレータとしては、例えば、セルロース系セパレータ、ポリオレフィン系セパレータ等が挙げられる。電解質としては、液体、固体のいずれでもよく、また水系、非水系のいずれでもよいが、本発明のエネルギー貯蔵デバイス用電極は、非水系電解質を用いたデバイスに適用した場合にも実用上十分な性能を発揮させ得る。
【０１１３】
非水系電解質としては、電解質塩を非水系有機溶媒に溶かしてなる非水系電解液が挙げられる。
【０１１４】
電解質塩としては、４フッ化ホウ酸リチウム、６フッ化リン酸リチウム、過塩素酸リチウム、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム等のリチウム塩；テトラメチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェート、テトラエチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェート、テトラプロピルアンモニウムヘキサフルオロホスフェート、メチルトリエチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェート、テトラエチルアンモニウムテトラフルオロボレート、テトラエチルアンモニウムパークロレート等の第四級アンモニウム塩、リチウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、リチウムビス(フルオロスルホニル)イミド等が挙げられる。
【０１１５】
非水系有機溶媒としては、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート等のアルキレンカーボネート；ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、ジエチルカーボネート等のジアルキルカーボネート；アセトニトリル等のニトリル類、ジメチルホルムアミド等アミド類等が挙げられる。
【実施例】
【０１１６】
以下、製造例、実施例及び比較例を示して本発明を具体的に説明するが、本発明は下記実施例に限定されない。なお、実施例において、試料の調製及び物性の分析に用いた装置及び条件は、以下のとおりである。【０１１７】
（１）ＧＰＣ（ゲル浸透クロマトグラフィー）
装置：東ソー(株)製HLC-8220GPC
カラム：昭和電工(株)製Shodex（登録商標）KF-804l + KF-803l
カラム温度：４０℃
溶媒：テトラヒドロフラン
検出器：ＵＶ（２５４ｎｍ）、ＲＩ
（２）1Ｈ−ＮＭＲスペクトル
装置：日本電子(株)製JNM-L400
溶媒：ＣＤＣｌ3
内部標準：テトラメチルシラン（０.００ｐｐｍ）
（３）13Ｃ−ＮＭＲスペクトル
装置：日本電子(株)製JNM-ECA700
溶媒：ＣＤＣｌ3
緩和試薬：トリスアセチルアセトナートクロム（Cr(acac)3）
基準：ＣＤＣｌ3（７７.０ｐｐｍ）
（４）ＩＣＰ発光分析（誘導結合プラズマ発光分析）
装置：(株)島津製作所製ICPM-8500
（５）透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）画像
装置：(株)日立ハイテクノロジーズ製H-8000
（６）エレクトロスピニング
インフュージョンポンプ（シリンジポンプ）：(有)メルクエスト製FP-1000
高圧電源：松定プレシジョン(株)製HR-40R0.75
（７）走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像
装置：(株)キーエンス製３Ｄリアルサーフェスビュー顕微鏡VE-9800
（８）ナノファイバーマットの厚み測定
装置：(株)ミツトヨ製マイクロメータMDQ-30
（９）体積抵抗値測定
装置：(株)三菱化学アナリテック製ロレスタ（登録商標）AX MCP-T370
（１０）充放電測定装置（二次電池評価）
装置：東洋システム(株)製TOSCAT 3100【０１１８】
また、略号は以下のとおりである。
ＨＰＳ：ハイパーブランチポリスチレン（日産化学工業(株)製ハイパーテック（登録商標）HPS-200）
ＩＰＡ：２−プロパノール
ＩＰＥ：ジイソプロピルエーテル
ＰＶＤＦ／ＨＦＰ：フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（アルドリッチ社製  製品番号：４２７１６０、Ｍｗ（ＧＰＣ）：４００,０００、Ｍｎ：１３０,０００）
ＤＭＦ：Ｎ,Ｎ−ジメチルホルムアミド【０１１９】
［製造例１］ＨＰＳ−Ｃｌの製造
【化９】
2017018287.tif 000010
【０１２０】
５００ｍＬの反応フラスコに、塩化スルフリル（キシダ化学(株)製）２７ｇ及びクロロホルム５０ｇを仕込み、攪拌して均一に溶解させた。この溶液を窒素気流下０℃まで冷却した。
別の３００ｍＬの反応フラスコに、ジチオカルバメート基を分子末端に有するハイパーブランチポリマーＨＰＳ１５ｇ及びクロロホルム１５０ｇを仕込み、窒素気流下均一になるまで攪拌した。
前記０℃に冷却した塩化スルフリル／クロロホルム溶液中に、窒素気流下、ＨＰＳ／クロロホルム溶液が仕込まれた前記３００ｍＬの反応フラスコから、送液ポンプを用いて、該溶液を反応液の温度が−５〜５℃となるように６０分間かけて加えた。添加終了後、反応液の温度を−５〜５℃に保持しながら６時間攪拌した。
更にこの反応液へ、シクロヘキセン（東京化成工業(株)製）１６ｇをクロロホルム５０ｇに溶かした溶液を、反応液の温度が−５〜５℃となるように加えた。添加終了後、この反応液をＩＰＡ１,２００ｇに添加してポリマーを沈殿させた。この沈殿をろ取して得られた白色粉末をクロロホルム１００ｇに溶解し、これをＩＰＡ５００ｇに添加してポリマーを再沈殿させた。この沈殿物を減圧ろ過し、真空乾燥して、塩素原子を分子末端に有するハイパーブランチポリマー（ＨＰＳ−Ｃｌ）８.５ｇを白色粉末として得た（収率９９％）。
得られたＨＰＳ−Ｃｌの1Ｈ−ＮＭＲスペクトルを図１に示す。ジチオカルバメート基由来のピーク（４.０ｐｐｍ、３.７ｐｐｍ）が消失していることから、得られたＨＰＳ−Ｃｌは、ＨＰＳ分子末端のジチオカルバメート基がほぼ全て塩素原子に置換されていることが明らかとなった。また、得られたＨＰＳ−ＣｌのＧＰＣによるポリスチレン換算で測定されるＭｗは１４,０００、Ｍｗ／Ｍｎは２.９であった。【０１２１】
［製造例２］ＨＰＳ−Ｎ(Ｍｅ)2ＯｃｔＣｌの製造
【化１０】
2017018287.tif 000011
【０１２２】
凝縮器を設置した３００ｍＬの反応フラスコに、製造例１で製造したＨＰＳ−Ｃｌ  ４.６ｇ（３０ｍｍｏｌ）及びクロロホルム１５ｇを仕込み、均一になるまで攪拌した。この溶液へ、ジメチルオクチルアミン（花王(株)製ファーミン（登録商標）DM0898）５.０ｇ（３１.５ｍｍｏｌ）をクロロホルム７.５ｇに溶解させた溶液を加え、更にＩＰＡ７.５ｇを加えた。この混合物を、窒素雰囲気下６５℃で４０時間攪拌した。
液温３０℃まで冷却後、溶媒を留去した。得られた残渣を、クロロホルム６０ｇに溶解し、この溶液をＩＰＥ２９０ｇに添加して再沈精製した。析出したポリマーを減圧ろ過し、５０℃で真空乾燥して、ジメチルオクチルアンモニウム基を分子末端に有するハイパーブランチポリマー（ＨＰＳ−Ｎ(Ｍｅ)2ＯｃｔＣｌ）９.３ｇを白色粉末として得た。
得られたＨＰＳ−Ｎ(Ｍｅ)2ＯｃｔＣｌの13Ｃ−ＮＭＲスペクトルを図２に示す。ベンゼン環のピークと、オクチル基末端のメチル基のピークから、得られたＨＰＳ−Ｎ(Ｍｅ)2ＯｃｔＣｌは、ＨＰＳ−Ｃｌ分子末端の塩素原子がほぼ定量的にアンモニウム基に置換されていることが明らかとなった。また、ＨＰＳ−ＣｌのＭｗ（１４,０００）及びアンモニウム基導入率（１００％）から算出されるＨＰＳ−Ｎ(Ｍｅ)2ＯｃｔＣｌのＭｗは、２８,０００となった。【０１２３】
［製造例３］Ｐｄ[ＨＰＳ−Ｎ(Ｍｅ)2ＯｃｔＣｌ]の製造
凝縮器を設置した３００ｍＬの反応フラスコに、酢酸パラジウム（川研ファインケミカル(株)製）２.１ｇ及びクロロホルム２０ｇを仕込み、均一になるまで攪拌した。この溶液へ、製造例２で製造したＨＰＳ−Ｎ(Ｍｅ)2ＯｃｔＣｌ  ９.０ｇをクロロホルム１３５ｇに溶解させた溶液を、滴下ロートを使用して加えた。この滴下ロート内を、エタノール４５ｇを使用して前記反応フラスコへ洗い込んだ。この混合物を、６０℃で８時間攪拌した。
液温３０℃まで冷却後、この反応混合物を０℃のＩＰＥ２,０００ｇに添加して再沈精製した。析出したポリマーを減圧ろ過し、６０℃で真空乾燥して、アンモニウム基を分子末端に有するハイパーブランチポリマーとＰｄ粒子との複合体（Ｐｄ[ＨＰＳ−Ｎ(Ｍｅ)2ＯｃｔＣｌ]）９.８ｇを黒色粉末として得た。
ＩＣＰ発光分析の結果から、得られたＰｄ[ＨＰＳ−Ｎ(Ｍｅ)2ＯｃｔＣｌ]のＰｄ含有量は、１０質量％であった。また、ＴＥＭ画像から、そのＰｄ粒子径は、およそ２〜４ｎｍであった。【０１２４】
［参考例１］無電解銅めっき液の調製
５００ｍＬのフラスコに、イオン交換水２１０ｍＬ、スルカップ（登録商標）PSY-1A（上村工業(株)製）２５ｍＬ、スルカップ（登録商標）PSY-1B（上村工業(株)製）１０ｍＬ、及び３７％ホルムアルデヒド水溶液（東京化成工業(株)製）をイオン交換水で２倍に希釈したもの５ｍＬを順次仕込んだ。この溶液へ界面活性剤としてアデカ（登録商標）プルロニックL-34（(株)ＡＤＥＫＡ製）０.０２５ｇを加えて、無電解銅めっき液とした。【０１２５】
［実施例１］
ＰＶＤＦ／ＨＦＰ１００質量部、製造例３で製造したＰｄ[ＨＰＳ−Ｎ(Ｍｅ)2ＯｃｔＣｌ]３質量部（Ｐｄとして０.３質量部）、及びＤＭＦ４００質量部を均一に混合し、樹脂組成物（紡糸材料）を調製した。
この組成物を、エレクトロスピニング装置を用いて、印加電圧１９.５ｋＶ、紡糸距離２０ｃｍ、紡糸量０.６ｍＬ／ｈとして紡糸し、マット状のナノファイバーの集合体（以下、ナノファイバーマットと称する。）を作製した。得られたナノファイバーマットをＳＥＭで観察し、ナノファイバー径（平均直径）を算出したところ、０.２７μｍであった。ナノファイバー径は、異なる５箇所のＳＥＭ画像から無作為に選択した１００本のナノファイバーの直径を計測し、その平均値とした。
次に、このナノファイバーマットを、無電解銅めっき液に３３℃で９０分浸漬した。その後、取り出したナノファイバーマットを水洗し、５０℃で６０分乾燥した。得られた無電解銅めっき処理したナノファイバーマットのナノファイバー径を、前述と同様に算出したところ、０.９５μｍであった。また、ナノファイバーマットの体積抵抗値を測定した結果、３．９６×１０-5Ω・ｃｍであった。得られた無電解銅めっき処理したナノファイバーマットのＳＥＭ画像を図３に示す。なお、ナノファイバーマットの厚みは、６０μｍであった。【０１２６】
得られたナノファイバーマットを基材とし、リチウムイオン電池の電極を以下のようにして作製した。
活物質としてケイ素（Ｓｉ）（(株)高純度化学研究所製SIE23PB、２４.０ｇ）、バインダーとしてポリアクリル酸の水溶液（アルドリッチ社製、８質量％、２５.５ｇ）、増粘材としてナトリウムカルボキシメチルセルロース（ＮａＣＭＣ、アズワン(株)製、CMF-150、０.３６０ｇ）、及び導電助剤としてアセチレンブラック（ＡＢ）（電気化学工業(株)製、デンカブラック、３.５９ｇ）を、ビーズミル（ジルコニアビーズ、φ０.５ｍｍ、２,０００ｒｐｍ、３０分）にて混合し、電極スラリー（固形分濃度５０質量％、Ｓｉ：ＰＡＡ：ＮａＣＭＣ：ＡＢ＝８０：６.８：１.２：１２（質量比））を作製した。
得られた電極スラリーを、ドクターブレード法によりナノファイバーマット上に均一（ウェット膜厚２５μｍ）に展開後、８０℃で３０分、次いで１２０℃で３０分乾燥して導電性結着層上に活物質層を形成し、電極を作製した。得られた電極のＳＥＭ画像を図４に示す。図３と４の比較で明らかなように、電極に含まれるＳｉやＡＢは、ナノファイバーマットに存在する空隙よりも小さく、一部内部に充填されていることがわかった。
電極中のケイ素の質量は、電極を直径１０ｍｍの円盤状に打ち抜き、得られた質量から、スラリーを塗布していない部分の基材を直径１０ｍｍの円盤状に打ち抜き、得られた質量を差し引き、更にケイ素の質量比を乗じることで算出した結果、１.９３ｍｇであった。【０１２７】
打ち抜いた電極を用い、リチウムイオン二次電池を以下のようにして作製した。
打ち抜いた電極を１５時間１００℃で真空乾燥し、アルゴンで満たされたグローブボックスに移した。
２０３２型のコインセル（宝泉(株)製）のワッシャーとスペーサーが溶接されたフタに、直径１４ｍｍに打ち抜いたリチウム箔（本荘ケミカル(株)製、厚み０.１７ｍｍ）を６枚重ねたものを設置し、その上に、電解液（キシダ化学(株)製、エチレンカーボネート：ジエチルカーボネート（１：１、体積比）、電解質であるリチウムヘキサフルオロホスフェートを１ｍｏｌ／Ｌ含む）を２４時間以上染み込ませた、直径１６ｍｍに打ち抜いたセパレータ（セルガード(株)製、２４００）を一枚重ねた。更に上から、活物質を塗布した面を下にして電極を重ねた。電解液を１滴滴下したのち、ケースとガスケットを乗せて、コインセルかしめ機で密封した。その後２４時間静置し、試験用の二次電池とした。【０１２８】
［比較例１］
リチウムイオン電池の基材として、ナノファイバーマットのかわりに厚み１８μｍの銅箔を使用し、ウェット膜厚５０μｍとした以外は、実施例１で用いた電極スラリーをそのまま用い、実施例１と同様の方法でリチウムイオン二次電池を作製した。電極中のケイ素の重量は、１.４４ｍｇであった。【０１２９】
［比較例２］
リチウムイオン電池の基材として、ナノファイバーマットのかわりに厚み１８μｍの銅箔を使用し、ウェット膜厚１００μｍとした以外は、実施例１で用いた電極スラリーをそのまま用い、実施例１と同様の方法でリチウムイオン二次電池を作製した。電極中のケイ素の重量は、３.１０ｍｇであった。【０１３０】
実施例１及び比較例１〜２で作製したリチウムイオン二次電池について、電極の負極としての物性を、下記の条件で評価した。放電容量のサイクル特性を図５に示す。
・電流：０.１Ｃ定電流充放電（１サイクル目のみ０.０１Ｖでの定電流定電圧充電、Ｓｉの容量を４２００ｍＡｈ／ｇとした）
・カットオフ電圧：１.５０Ｖ−０.０１Ｖ
・充電容量：活物質の重量を基準とし、２,０００ｍＡｈ／ｇまで
・温度：室温【０１３１】
比較例１と２との比較から、電極に含まれるケイ素の量が増えると、サイクル特性が悪化する傾向があることがわかった。一方、実施例１と比較例１とを比較すると、実施例１では比較例１よりもケイ素の重量が大きいのにもかかわらず、サイクル特性が良好であった。このことは、図３と４との比較で示したように、電極中のケイ素やＡＢがナノファイバーマット内に一部取り込まれ、アンカー効果によって基材と活物質層との間の結合力が強化されることで、ケイ素の充放電にともなう膨張収縮による活物質層の剥離が抑えられたためであると考えられる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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