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JP7700786B2 - Carboxyl group-containing crosslinked polymer or its salt and use thereof - Google Patents
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Description

本発明は、カルボキシル基含有架橋重合体又はその塩及びその利用に関する。The present invention relates to a carboxyl group-containing crosslinked polymer or its salt and its use.

カルボキシル基含有重合体は、化粧品用の増粘剤や粘度調整剤、非水電解質二次電池電極用のバインダー、顔料用の沈降防止剤、金属粉の分散安定剤等の様々な用途に利用されている。
これらの用途の中でも、化粧品用の増粘剤としては、カルボキシル基含有重合体が直鎖のときは曳糸性を有し、ベタツキが感じられるが、架橋度を高めていくにつれて曳糸性は減少し、みずみずしさが感じられるようになるという特徴を備えている。そのため、曳糸性が不要でみずみずしさが求められる化粧品では、少量の使用で高い増粘性が得られるという利点から、カルボキシル基含有架橋重合体が用いられる場合が多い。
Carboxyl group-containing polymers are used in a variety of applications, such as thickeners and viscosity adjusters for cosmetics, binders for electrodes of non-aqueous electrolyte secondary batteries, anti-settling agents for pigments, and dispersion stabilizers for metal powders.
Among these applications, as a thickener for cosmetics, when the carboxyl group-containing polymer is linear, it has a characteristic that it has a stringiness and feels sticky, but as the degree of crosslinking increases, the stringiness decreases and a fresh feeling is felt. Therefore, in cosmetics that do not require stringiness but require a fresh feeling, a carboxyl group-containing crosslinked polymer is often used because of the advantage that a high thickening effect can be obtained with a small amount of use.

また、非水電解質二次電池電極用バインダーとしても、良好な結着性及びサイクル特性を付与し得る利点から、カルボキシル基含有架橋重合体が用いられる場合が多い。
ここで、ニッケル水素二次電池、リチウムイオン二次電池、電気二重層キャパシタ等の各種二次電池の用途が拡大するにつれて、エネルギー密度、信頼性及び耐久性向上への要求が強まる傾向にある。例えば、リチウムイオン二次電池の電気容量を高める目的で、負極用活物質としてシリコン系の活物質を用いる仕様が増えてきている。しかしながら、シリコン系活物質は充放電時の体積変化が大きいことが知られており、繰り返し使用するにつれて電極合剤層の剥離又は脱落等が生じ、その結果、電池の容量が低下し、サイクル特性(耐久性)が悪化するという問題があった。このような不具合を抑制するために、バインダーによって活物質間を強固に結着させること(結着性)や活物質のサイズを小さくして膨潤収縮に伴う応力を緩和すること、電解液の添加剤を工夫することで耐久性を改善する検討が行われている。
Carboxyl group-containing crosslinked polymers are also often used as binders for electrodes of non-aqueous electrolyte secondary batteries because of the advantages of being able to impart good binding properties and cycle characteristics.
Here, as the applications of various secondary batteries such as nickel-hydrogen secondary batteries, lithium-ion secondary batteries, and electric double-layer capacitors expand, there is a tendency for the demand for improved energy density, reliability, and durability to increase. For example, in order to increase the electric capacity of lithium-ion secondary batteries, specifications using silicon-based active materials as negative electrode active materials are increasing. However, it is known that silicon-based active materials have a large volume change during charging and discharging, and as they are used repeatedly, peeling or falling off of the electrode mixture layer occurs, resulting in a decrease in the capacity of the battery and a deterioration in cycle characteristics (durability). In order to suppress such defects, studies have been conducted to improve durability by firmly binding the active materials together using a binder (binding property), reducing the size of the active materials to relieve stress associated with swelling and shrinkage, and devising additives for the electrolyte.

そのような中、良好なサイクル特性を有しシリコン系活物質を用いた負極合剤層の耐久性向上へ効果を奏するバインダーとして、アクリル酸系重合体が有効であることが報告されている。特許文献1では、特定の架橋剤によりポリアクリル酸を架橋したポリマーを結着剤として用いることにより、シリコンを含む活物資とを用いた場合であっても、電極構造が破壊されることなく良好なサイクル特性を示すことが開示されている。特許文献2には、1%NaCl水溶液中で特定の粒径を有する架橋したアクリル酸系重合体が開示されている。In this context, it has been reported that acrylic acid-based polymers are effective as binders that have good cycle characteristics and are effective in improving the durability of negative electrode mixture layers using silicon-based active materials. Patent Document 1 discloses that by using a polymer in which polyacrylic acid is crosslinked with a specific crosslinking agent as a binder, good cycle characteristics are exhibited without destroying the electrode structure even when an active material containing silicon is used. Patent Document 2 discloses a crosslinked acrylic acid-based polymer having a specific particle size in a 1% NaCl aqueous solution.

国際公開第2014/065407号International Publication No. 2014/065407 国際公開第2017/073589号International Publication No. 2017/073589

発明者らの検討によれば、スラリー中の粒子のバインダー(例えば、リチウムイオン二次電池電極スラリー中の活物質のバインダー)として、特許文献1及び2に開示される微架橋化したアクリル酸系重合体を用いる場合、アクリル酸系重合体の微架橋化によって、スラリー中の粒子間の結着性を高めることができる一方で、当該重合体の水中での拡がりが増して少量の添加でも粘度が大きく上昇するため、スラリー粘度の低減には限界があり、塗工性と塗膜性能(例えば、リチウムイオン二次電池のサイクル特性)を両立できず問題となる事があった。According to the inventors' investigations, when the slightly cross-linked acrylic acid-based polymer disclosed in Patent Documents 1 and 2 is used as a binder for particles in a slurry (e.g., a binder for active material in a lithium-ion secondary battery electrode slurry), the adhesion between particles in the slurry can be increased by the slightly cross-linking of the acrylic acid-based polymer, but the viscosity increases significantly even when even a small amount is added because the polymer spreads more in water, and there is a limit to how much the slurry viscosity can be reduced, which can cause problems in that it is not possible to achieve both coatability and coating film performance (e.g., the cycle characteristics of a lithium-ion secondary battery).

また、特許文献1及び2に開示される二次電池電極用バインダーは、いずれも良好なサイクル特性及び結着性を付与し得るものであるが、二次電池の性能向上に伴い、よりサイクル特性向上が可能なバインダーを求める要求が高まりつつある。
さらにまた、一般に、二次電池電極は、活物質及びバインダーを含む電極合剤層用組成物(以下、「電極スラリー」ともいう。)を電極集電体表面に塗布乾燥することにより得られる。この際、電極スラリーの乾燥効率を高め、電極の生産性を向上する観点から、電極スラリーの固形分濃度を高くすることが有利である。しかしながら、通常、固形分濃度を高くするにつれて、良好な塗工性を確保することが難しくなる。特許文献1及び2に開示されるバインダーは、前述の通り、少量の添加でも粘度が大きく上昇するため、固形分濃度を高めることが困難であった。
In addition, the binders for secondary battery electrodes disclosed in Patent Documents 1 and 2 can both impart good cycle characteristics and binding properties, but with the improvement in performance of secondary batteries, there is an increasing demand for binders that can further improve cycle characteristics.
Furthermore, in general, a secondary battery electrode is obtained by applying and drying an electrode mixture layer composition (hereinafter also referred to as "electrode slurry") containing an active material and a binder to the surface of an electrode current collector. In this case, it is advantageous to increase the solid content concentration of the electrode slurry from the viewpoint of increasing the drying efficiency of the electrode slurry and improving the productivity of the electrode. However, it is usually difficult to ensure good coatability as the solid content concentration is increased. As described above, the binders disclosed in Patent Documents 1 and 2 have a large increase in viscosity even with a small amount of addition, making it difficult to increase the solid content concentration.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、カルボキシル基含有架橋重合体又はその塩を含む組成物の塗工性及び塗膜性能を両立させる事ができる、当該架橋重合体又はその塩を提供することである。
さらにまた、従来よりも電極合材層用組成物の固形分濃度が高い場合において、電極スラリーの粘度低減により塗工性を確保しつつ、優れたサイクル特性を発揮する二次電池を得ることができる、二次電池電極用バインダーを提供することである。また、併せて、上記バインダーを含む二次電池電極合剤層用組成物、当該組成物を用いて得られる二次電池電極及び二次電池を提供することである。
The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a carboxyl group-containing crosslinked polymer or a salt thereof that can achieve both coatability and coating film performance of a composition containing the crosslinked polymer or a salt thereof.
Furthermore, the present invention aims to provide a binder for a secondary battery electrode, which can obtain a secondary battery exhibiting excellent cycle characteristics while ensuring coatability by reducing the viscosity of the electrode slurry when the solid content concentration of the composition for an electrode mixture layer is higher than that of a conventional composition. In addition, the present invention aims to provide a composition for a secondary battery electrode mixture layer containing the binder, and a secondary battery electrode and a secondary battery obtained by using the composition.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、小角X線散乱法測定による測定で得られる不均一網目構造サイズが特定の値以下である、カルボキシル基含有架橋重合体又はその塩を用いることによって、当該架橋重合体又はその塩を含む組成物の塗工性を確保しつつ、優れた塗膜性能を発揮することができることを見出し、本発明を完成した。
さらにまた、カルボキシル基含有架橋重合体又はその塩を含む二次電池電極用バインダー、活物質及び水を含む二次電池電極合剤層用組成物の固形分濃度が高い場合において、当該組成物が、小角X線散乱法測定による測定で得られる不均一網目構造サイズが特定の値以下である、カルボキシル基含有架橋重合体又はその塩を含むことによって、電極スラリーの粘度低減により塗工性を確保しつつ、優れたサイクル特性を発揮する二次電池を得ることができることを見出し、本発明を完成した。
Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies to solve the above problems, and have found that by using a carboxyl group-containing crosslinked polymer or a salt thereof having a heterogeneous network structure size measured by small-angle X-ray scattering that is equal to or smaller than a specific value, it is possible to ensure the coatability of a composition containing the crosslinked polymer or a salt thereof while exhibiting excellent coating film performance, thereby completing the present invention.
Furthermore, the present inventors have found that when the solids concentration of a composition for a secondary battery electrode mixture layer containing a binder for a secondary battery electrode containing a carboxyl group-containing crosslinked polymer or a salt thereof, an active material, and water is high, by containing a carboxyl group-containing crosslinked polymer or a salt thereof having a heterogeneous network structure size obtained by small-angle X-ray scattering measurement of a specific value or less, a secondary battery exhibiting excellent cycle characteristics while ensuring coatability by reducing the viscosity of the electrode slurry can be obtained, and have completed the present invention.

本発明は以下の通りである。
〔1〕カルボキシル基含有架橋重合体又はその塩であって、小角X線散乱法(測定温度:25.0±0.1℃)により、中和度50~100モル%に中和された前記架橋重合体の1質量%濃度水溶液を測定することで得られる散乱強度曲線I(q)に対し、下記式(1)でカーブフィッティングして算出される、前記架橋重合体の不均一網目構造サイズΞ(以下、「Ξ1」ともいう。)が80以下である、カルボキシル基含有架橋重合体又はその塩。

Figure 0007700786000001
〔2〕前記Ξ1と、小角X線散乱法(測定温度:25.0±0.1℃)により、中和度50~100モル%に中和された前記架橋重合体の5質量%濃度水溶液を測定することで得られる散乱強度曲線I(q)に対し、前記式(1)でカーブフィッティングして算出される、前記架橋重合体の不均一網目構造サイズΞ(以下、「Ξ5」ともいう。)の差ΔΞ(Ξ1-Ξ5)が50以下である、〔1〕に記載のカルボキシル基含有架橋重合体又はその塩。
〔3〕前記架橋重合体は、その全構造単位に対し、エチレン性不飽和カルボン酸単量体に由来する構造単位を50質量%以上100質量%以下含む、〔1〕又は〔2〕に記載のカルボキシル基含有架橋重合体又はその塩。
〔4〕前記架橋重合体は、架橋性単量体により架橋されたものであり、当該架橋性単量体の使用量が非架橋性単量体の総量100質量部に対して0.1質量部以上2.0質量部以下である、〔1〕~〔3〕のいずれか一に記載のカルボキシル基含有架橋重合体又はその塩。
〔5〕前記架橋重合体又はその塩は、中和度80~100モル%に中和された後、水媒体中で測定した粒子径が、体積基準メジアン径で0.1μm以上5.0μm以下である、〔1〕~〔4〕のいずれか一に記載のカルボキシル基含有架橋重合体又はその塩。
〔6〕前記架橋重合体又はその塩は、pH8における水膨潤度が20以上80以下である、〔1〕~〔5〕のいずれか一に記載のカルボキシル基含有架橋重合体又はその塩。
〔7〕〔1〕~〔6〕のいずれか一に記載のカルボキシル基含有架橋重合体又はその塩を含む、二次電池電極用バインダー。
〔8〕〔7〕に記載の二次電池電極用バインダー、活物質及び水を含む二次電池電極合剤層用組成物。
〔9〕集電体表面に、〔8〕に記載の二次電池電極合剤層用組成物から形成される合剤層を備える、二次電池電極。
〔10〕〔9〕に記載の二次電池電極を備える二次電池。 The present invention is as follows.
[1] A carboxyl group-containing crosslinked polymer or a salt thereof, wherein the crosslinked polymer has a heterogeneous network structure size Ξ (hereinafter also referred to as "Ξ1") of 80 or less, as calculated by curve fitting the following formula (1) to a scattering intensity curve I(q) obtained by measuring a 1 mass % concentration aqueous solution of the crosslinked polymer neutralized to a degree of neutralization of 50 to 100 mol % by a small angle X-ray scattering method (measurement temperature: 25.0±0.1°C).
Figure 0007700786000001
[2] The carboxyl group-containing crosslinked polymer or a salt thereof according to [1], wherein the difference ΔΞ (Ξ1-Ξ5) between the size of the heterogeneous network structure of the crosslinked polymer, calculated by curve fitting the scattering intensity curve I(q) obtained by measuring a 5% by mass aqueous solution of the crosslinked polymer neutralized to a degree of neutralization of 50 to 100 mol% by a small-angle X-ray scattering method (measurement temperature: 25.0±0.1°C) and the size of the heterogeneous network structure of the crosslinked polymer (hereinafter also referred to as "Ξ5") using the formula (1), is 50 or less.
[3] The carboxyl group-containing crosslinked polymer or its salt according to [1] or [2], wherein the crosslinked polymer contains 50% by mass or more and 100% by mass or less of structural units derived from ethylenically unsaturated carboxylic acid monomers relative to all structural units thereof.
[4] The crosslinked polymer is crosslinked by a crosslinkable monomer, and the amount of the crosslinkable monomer used is 0.1 parts by mass or more and 2.0 parts by mass or less per 100 parts by mass of the total amount of the non-crosslinkable monomers. The carboxyl group-containing crosslinked polymer or its salt according to any one of [1] to [3].
[5] The crosslinked polymer or salt thereof according to any one of [1] to [4], wherein the crosslinked polymer or salt thereof has a volume-based median particle size of 0.1 μm or more and 5.0 μm or less, as measured in an aqueous medium after being neutralized to a degree of neutralization of 80 to 100 mol %.
[6] The carboxyl group-containing crosslinked polymer or its salt according to any one of [1] to [5], wherein the crosslinked polymer or its salt has a water swelling degree at pH 8 of 20 or more and 80 or less.
[7] A binder for secondary battery electrodes, comprising the carboxyl group-containing crosslinked polymer or its salt according to any one of [1] to [6].
[8] A composition for a secondary battery electrode mixture layer, comprising the binder for a secondary battery electrode according to [7], an active material, and water.
[9] A secondary battery electrode comprising a mixture layer formed on a surface of a current collector from the composition for a secondary battery electrode mixture layer according to [8].
[10] A secondary battery comprising the secondary battery electrode according to [9].

本発明のカルボキシル基含有架橋重合体又はその塩によれば、当該架橋重合体又はその塩を含む組成物の塗工性及び塗膜性能を両立させる事できる。
さらにまた、本発明のカルボキシル基含有架橋重合体又はその塩を含む二次電池電極用バインダーによれば、従来よりも電極合剤層用組成物の固形分濃度が高い場合において、電極スラリーの粘度低減により塗工性を確保しつつ、優れたサイクル特性を発揮する二次電池を得ることができる。
According to the carboxyl group-containing crosslinked polymer or a salt thereof of the present invention, it is possible to achieve both excellent coatability and excellent coating film performance for a composition containing the crosslinked polymer or a salt thereof.
Furthermore, according to the binder for secondary battery electrodes containing the carboxyl group-containing crosslinked polymer or a salt thereof of the present invention, even when the solids concentration of the composition for electrode mixture layer is higher than that of the conventional composition, it is possible to obtain a secondary battery that exhibits excellent cycle characteristics while ensuring coatability by reducing the viscosity of the electrode slurry.

架橋重合体の不均一網目構造サイズΞ(点線箇所)を示す模式図であり、Ξの値としては左図の方が右図より小さいことを意味する。FIG. 2 is a schematic diagram showing the size Ξ (dotted line) of the non-uniform network structure of a crosslinked polymer, and the Ξ value in the left diagram is smaller than that in the right diagram. カルボキシル基含有架橋重合体塩R-2(1質量%濃度水溶液及び5質量%濃度水溶液)の小角X線散乱法による測定で得られた散乱強度曲線I(q)を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a scattering intensity curve I(q) obtained by measuring a carboxyl group-containing crosslinked polymer salt R-2 (aqueous solution with a concentration of 1% by mass and an aqueous solution with a concentration of 5% by mass) by a small-angle X-ray scattering method. カルボキシル基含有架橋重合体塩R-17(1質量%濃度水溶液及び5質量%濃度水溶液)の小角X線散乱法による測定で得られた散乱強度曲線I(q)を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a scattering intensity curve I(q) obtained by measuring a carboxyl group-containing crosslinked polymer salt R-17 (aqueous solution with a concentration of 1% by mass and an aqueous solution with a concentration of 5% by mass) by a small-angle X-ray scattering method. 架橋重合体又はその塩の水膨潤度の測定に用いる装置を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an apparatus used for measuring the water swelling degree of a crosslinked polymer or a salt thereof.

本発明のカルボキシル基含有架橋重合体又はその塩(以下、「本架橋重合体」ともいう。)は、小角X線散乱法(測定温度:25.0±0.1℃)により、中和度50~100モル%に中和された本架橋重合体の1質量%濃度水溶液を測定することにより得られる散乱強度曲線I(q)に対し、上記式(1)でカーブフィッティングして算出される、本架橋重合体の不均一網目構造サイズΞ(Ξ1)が80以下である。なお、Ξについては、後記「3.本架橋重合体の特性」及び「実施例」において、詳述する。The carboxyl group-containing crosslinked polymer or salt thereof of the present invention (hereinafter also referred to as "the crosslinked polymer") has a heterogeneous network structure size Ξ (Ξ1) of 80 or less, calculated by curve fitting the scattering intensity curve I(q) obtained by measuring a 1% by mass aqueous solution of the crosslinked polymer neutralized to a degree of neutralization of 50 to 100 mol% by small-angle X-ray scattering (measurement temperature: 25.0±0.1°C) with the above formula (1). Note that Ξ will be described in detail in "3. Properties of the Crosslinked Polymer" and "Examples" below.

さらにまた、本架橋重合体又はその塩を含む二次電池電極用バインダー(以下、「本バインダー」ともいう。)は、活物質及び水と混合することにより二次電池電極合剤層用組成物(以下、「本組成物」ともいう。)とすることができる。上記の組成物は、集電体への塗工が可能なスラリー状態である。銅箔又はアルミニウム箔等の集電体表面に上記組成物から形成される合剤層を形成することにより、本発明の二次電池電極が得られる。ここで、本バインダーは、活物質として後述のケイ素系活物質を含む二次電池電極合剤層用組成物に用いる場合、本発明の奏する効果が特に大きい点で好ましい。Furthermore, the binder for secondary battery electrodes containing the present crosslinked polymer or a salt thereof (hereinafter also referred to as "the binder") can be mixed with an active material and water to form a composition for secondary battery electrode mixture layers (hereinafter also referred to as "the composition"). The above composition is in a slurry state that can be applied to a current collector. The secondary battery electrode of the present invention can be obtained by forming a mixture layer formed from the above composition on the surface of a current collector such as copper foil or aluminum foil. Here, the present binder is preferable in that the effect of the present invention is particularly large when used in a composition for secondary battery electrode mixture layers containing a silicon-based active material described later as an active material.

以下に、本架橋重合体、本バインダー、本バインダーを用いて得られる二次電池電極合剤層用組成物、二次電池電極及び二次電池の各々について詳細に説明する。
尚、本明細書において、「(メタ)アクリル」とは、アクリル及び/又はメタクリルを意味し、「(メタ)アクリレート」とは、アクリレート及び/又はメタクリレートを意味する。また、「(メタ)アクリロイル基」とは、アクリロイル基及び/又はメタクリロイル基を意味する。
The present crosslinked polymer, the present binder, the secondary battery electrode mixture layer composition obtained using the present binder, the secondary battery electrode, and the secondary battery will be described in detail below.
In this specification, "(meth)acrylic" means acrylic and/or methacrylic, "(meth)acrylate" means acrylate and/or methacrylate, and "(meth)acryloyl group" means acryloyl group and/or methacryloyl group.

1.本架橋重合体の構造単位
<エチレン性不飽和カルボン酸単量体に由来する構造単位>
本架橋重合体は、エチレン性不飽和カルボン酸単量体に由来する構造単位(以下、「(a)成分」ともいう。)を有し、エチレン性不飽和カルボン酸単量体を含む単量体成分を沈殿重合若しくは分散重合することにより重合体に導入することができる。本架橋重合体が、係る構造単位を有することによりカルボキシル基を有することで、集電体への接着性が向上するとともに、リチウムイオンの脱溶媒和効果及びイオン伝導性に優れるため、抵抗が小さく、ハイレート特性に優れた電極が得られる。また、水膨潤性が付与されるため、本組成物中における活物質等の分散安定性を高めることができる。
1. Structural unit of the present crosslinked polymer <Structural unit derived from ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer>
The crosslinked polymer has a structural unit derived from an ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer (hereinafter also referred to as "component (a)"), and can be introduced into the polymer by precipitation polymerization or dispersion polymerization of a monomer component containing an ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer. The crosslinked polymer has such a structural unit and thus has a carboxyl group, which improves adhesion to a current collector, and also has excellent desolvation effect and ionic conductivity of lithium ions, resulting in an electrode with low resistance and excellent high-rate characteristics. In addition, water swelling is imparted, which can increase the dispersion stability of the active material in the composition.

エチレン性不飽和カルボン酸単量体としては、(メタ)アクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸;(メタ)アクリルアミドヘキサン酸及び(メタ)アクリルアミドドデカン酸等の(メタ)アクリルアミドアルキルカルボン酸;コハク酸モノヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ω-カルボキシ-カプロラクトンモノ(メタ)アクリレート、β-カルボキシエチル(メタ)アクリレート等のカルボキシル基を有するエチレン性不飽和単量体又はそれらの(部分)アルカリ中和物が挙げられ、これらの内の1種を単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。上記の中でも、重合速度が大きいために一次鎖長の長い重合体が得られ、バインダーの結着力が良好となる点で重合性官能基としてアクリロイル基を有する化合物が好ましく、特に好ましくはアクリル酸である。エチレン性不飽和カルボン酸単量体としてアクリル酸を用いた場合、カルボキシル基含有量の高い重合体を得ることができる。Examples of ethylenically unsaturated carboxylic acid monomers include (meth)acrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, maleic acid, and fumaric acid; (meth)acrylamidoalkyl carboxylic acids such as (meth)acrylamidohexanoic acid and (meth)acrylamidododecanoic acid; ethylenically unsaturated monomers having a carboxyl group such as monohydroxyethyl succinate (meth)acrylate, ω-carboxy-caprolactone mono(meth)acrylate, and β-carboxyethyl (meth)acrylate, or their (partial) alkali neutralization products. One of these may be used alone, or two or more may be used in combination. Among the above, compounds having an acryloyl group as a polymerizable functional group are preferred, in that they have a high polymerization rate, resulting in a polymer with a long primary chain length, and the binding strength of the binder is good, and acrylic acid is particularly preferred. When acrylic acid is used as the ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer, a polymer with a high carboxyl group content can be obtained.

本架橋重合体における(a)成分の含有量は、特に限定するものではないが、例えば、本架橋重合体の全構造単位に対して10質量%以上、100質量%以下含むことができる。かかる範囲で(a)成分を含有することで、集電体に対する優れた接着性を容易に確保することができる。下限は、例えば20質量%以上であり、また例えば30質量%以上であり、また例えば40質量%以上である。下限が50質量%以上の場合、本組成物の分散安定性が良好となり、より高い結着力が得られるため好ましく、60質量%以上であってもよく、70質量%以上であってもよく、80質量%以上であってもよい。また、上限は、例えば、99.9質量%以下であり、また例えば99.5質量%以下であり、また例えば99質量%以下であり、また例えば98質量%以下であり、また例えば95質量%以下であり、また例えば90質量%以下であり、また例えば80質量%以下である。範囲としては、こうした下限及び上限を適宜組み合わせた範囲とすることができるが、例えば、10質量%以上、100質量%以下であり、また例えば50質量%以上、100質量%以下であり、また例えば50質量%以上、99.9質量%以下であり、また例えば50質量%以上、99質量%以下であり、また例えば50質量%以上、98質量%以下などとすることができる。The content of component (a) in the crosslinked polymer is not particularly limited, but may be, for example, 10% by mass or more and 100% by mass or less based on the total structural units of the crosslinked polymer. By including component (a) in such a range, excellent adhesion to the current collector can be easily ensured. The lower limit is, for example, 20% by mass or more, for example, 30% by mass or more, and for example, 40% by mass or more. When the lower limit is 50% by mass or more, the dispersion stability of the composition becomes good and a higher binding force is obtained, which is preferable, and may be 60% by mass or more, 70% by mass or more, or 80% by mass or more. The upper limit is, for example, 99.9% by mass or less, for example, 99.5% by mass or less, for example, 99% by mass or less, for example, 98% by mass or less, for example, 95% by mass or less, for example, 90% by mass or less, and for example, 80% by mass or less. The range can be an appropriate combination of these lower and upper limits, and can be, for example, 10% by mass or more and 100% by mass or less, for example, 50% by mass or more and 100% by mass or less, for example, 50% by mass or more and 99.9% by mass or less, for example, 50% by mass or more and 99% by mass or less, or for example, 50% by mass or more and 98% by mass or less.

<その他の構造単位>
本架橋重合体は、(a)成分以外に、これらと共重合可能な他のエチレン性不飽和単量体に由来する構造単位(以下、「(b)成分」ともいう。)を含むことができる。(b)成分としては、例えば、スルホン酸基及びリン酸基等のカルボキシル基以外のアニオン性基を有するエチレン性不飽和単量体化合物、又は非イオン性のエチレン性不飽和単量体等に由来する構造単位が挙げられる。これらの構造単位は、スルホン酸基及びリン酸基等のカルボキシル基以外のアニオン性基を有するエチレン性不飽和単量体化合物、又は非イオン性のエチレン性不飽和単量体を含む単量体を共重合することにより導入することができる。
<Other structural units>
In addition to the component (a), the crosslinked polymer may contain a structural unit derived from another ethylenically unsaturated monomer copolymerizable therewith (hereinafter also referred to as "component (b)"). Examples of the component (b) include structural units derived from an ethylenically unsaturated monomer compound having an anionic group other than a carboxyl group, such as a sulfonic acid group and a phosphoric acid group, or a nonionic ethylenically unsaturated monomer. These structural units can be introduced by copolymerizing a monomer containing an ethylenically unsaturated monomer compound having an anionic group other than a carboxyl group, such as a sulfonic acid group and a phosphoric acid group, or a nonionic ethylenically unsaturated monomer.

(b)成分の割合は、本架橋重合体の全構造単位に対し、0質量%以上、90質量%以下とすることができる。(b)成分の割合は、1質量%以上、60質量%以下であってもよく、2質量%以上、50質量%以下であってもよく、5質量%以上、40質量%以下であってもよく、10質量%以上、30質量%以下であってもよい。また、本架橋重合体の全構造単位に対して(b)成分を1質量%以上含む場合、電解液への親和性が向上するため、リチウムイオン伝導性が向上する効果も期待できる。The proportion of the (b) component can be 0% by mass or more and 90% by mass or less with respect to the total structural units of the crosslinked polymer. The proportion of the (b) component may be 1% by mass or more and 60% by mass or less, 2% by mass or more and 50% by mass or less, 5% by mass or more and 40% by mass or less, or 10% by mass or more and 30% by mass or less. In addition, when the (b) component is contained at 1% by mass or more with respect to the total structural units of the crosslinked polymer, the affinity to the electrolyte is improved, and therefore the effect of improving lithium ion conductivity can also be expected.

(b)成分としては、前記した中でも、耐屈曲性が良好な電極が得られる観点から非イオン性のエチレン性不飽和単量体に由来する構造単位が好ましく、非イオン性のエチレン性不飽和単量体としては、(メタ)アクリルアミド及びその誘導体、ニトリル基含有エチレン性不飽和単量体、脂環構造含有エチレン性不飽和単量体等が挙げられる。As component (b), among the above, structural units derived from nonionic ethylenically unsaturated monomers are preferred from the viewpoint of obtaining an electrode with good bending resistance, and examples of nonionic ethylenically unsaturated monomers include (meth)acrylamide and its derivatives, ethylenically unsaturated monomers containing a nitrile group, and ethylenically unsaturated monomers containing an alicyclic structure.

(メタ)アクリルアミド誘導体としては、例えば、イソプロピル(メタ)アクリルアミド、t-ブチル(メタ)アクリルアミド等のN-アルキル(メタ)アクリルアミド化合物;N-n-ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-イソブトキシメチル(メタ)アクリルアミド等のN-アルコキシアルキル(メタ)アクリルアミド化合物;ジメチル(メタ)アクリルアミド、ジエチル(メタ)アクリルアミド等のN,N-ジアルキル(メタ)アクリルアミド化合物が挙げられ、これらの内の1種を単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。Examples of (meth)acrylamide derivatives include N-alkyl (meth)acrylamide compounds such as isopropyl (meth)acrylamide and t-butyl (meth)acrylamide; N-alkoxyalkyl (meth)acrylamide compounds such as N-n-butoxymethyl (meth)acrylamide and N-isobutoxymethyl (meth)acrylamide; and N,N-dialkyl (meth)acrylamide compounds such as dimethyl (meth)acrylamide and diethyl (meth)acrylamide. One of these may be used alone, or two or more may be used in combination.

ニトリル基含有エチレン性不飽和単量体としては、例えば、(メタ)アクロリニトリル;(メタ)アクリル酸シアノメチル、(メタ)アクリル酸シアノエチル等の(メタ)アクリル酸シアノアルキルエステル化合物;4-シアノスチレン、4-シアノ-α-メチルスチレン等のシアノ基含有不飽和芳香族化合物;シアン化ビニリデン等が挙げられ、これらの内の1種を単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。上記の中でも、ニトリル基含有量が多い点でアクリロニトリルが好ましい。Examples of nitrile group-containing ethylenically unsaturated monomers include (meth)acrylonitrile; (meth)acrylic acid cyanoalkyl ester compounds such as cyanomethyl (meth)acrylate and cyanoethyl (meth)acrylate; cyano group-containing unsaturated aromatic compounds such as 4-cyanostyrene and 4-cyano-α-methylstyrene; vinylidene cyanide; and the like. One of these may be used alone, or two or more may be used in combination. Among the above, acrylonitrile is preferred because of its high nitrile group content.

脂環構造含有エチレン性不飽和単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸シクロペンチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸メチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸t-ブチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロデシル及び(メタ)アクリル酸シクロドデシル等の脂肪族置換基を有していてもよい(メタ)アクリル酸シクロアルキルエステル;(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)アクリル酸アダマンチル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンテニル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンテニルオキシエチル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンタニル、並びに、シクロヘキサンジメタノールモノ(メタ)アクリレート及びシクロデカンジメタノールモノ(メタ)アクリレート等のシクロアルキルポリアルコールモノ(メタ)アクリレート等が挙げられ、これらの内の1種を単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。Examples of alicyclic structure-containing ethylenically unsaturated monomers include cycloalkyl (meth)acrylate esters which may have an aliphatic substituent, such as cyclopentyl (meth)acrylate, cyclohexyl (meth)acrylate, methylcyclohexyl (meth)acrylate, t-butylcyclohexyl (meth)acrylate, cyclodecyl (meth)acrylate, and cyclododecyl (meth)acrylate; isobornyl (meth)acrylate, adamantyl (meth)acrylate, dicyclopentenyl (meth)acrylate, dicyclopentenyloxyethyl (meth)acrylate, dicyclopentanyl (meth)acrylate, and cycloalkyl polyalcohol mono(meth)acrylates such as cyclohexanedimethanol mono(meth)acrylate and cyclodecanedimethanol mono(meth)acrylate. One of these may be used alone, or two or more may be used in combination.

本架橋重合体又はその塩は、バインダーの結着性が優れる点で、(メタ)アクリルアミド及びその誘導体、並びに、ニトリル基含有エチレン性不飽和単量体、脂環構造含有エチレン性不飽和単量体等に由来する構造単位を含むことが好ましい。また、(b)成分として、水中への溶解性が1g/100ml以下の疎水性のエチレン性不飽和単量体に由来する構造単位を導入した場合、電極材料と強い相互作用を奏することができ、活物質に対して良好な結着性を発揮することができる。これにより、堅固で一体性の良好な電極合剤層を得ることができるため、前記した「水中への溶解性が1g/100ml以下の疎水性のエチレン性不飽和単量体」としては、特に脂環構造含有エチレン性不飽和単量体が好ましい。In terms of excellent binder binding properties, the present crosslinked polymer or its salt preferably contains structural units derived from (meth)acrylamide and its derivatives, as well as nitrile group-containing ethylenically unsaturated monomers, alicyclic structure-containing ethylenically unsaturated monomers, etc. In addition, when a structural unit derived from a hydrophobic ethylenically unsaturated monomer having a solubility in water of 1 g/100 ml or less is introduced as component (b), it can exhibit strong interaction with the electrode material and exhibit good binding properties to the active material. As a result, a firm and well-integrated electrode mixture layer can be obtained, and therefore, as the above-mentioned "hydrophobic ethylenically unsaturated monomer having a solubility in water of 1 g/100 ml or less", an alicyclic structure-containing ethylenically unsaturated monomer is particularly preferred.

また、その他の非イオン性のエチレン性不飽和単量体としては、例えば(メタ)アクリル酸エステルを用いてもよい。(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル等の(メタ)アクリル酸アルキルエステル化合物;
(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸フェニルメチル、(メタ)アクリル酸フェニルエチル等の芳香族(メタ)アクリル酸エステル化合物;
(メタ)アクリル酸2-メトキシエチル、(メタ)アクリル酸2-エトキシエチル等の(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステル化合物等が挙げられ、これらの内の1種を単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
As other nonionic ethylenically unsaturated monomers, for example, (meth)acrylic acid esters may be used. Examples of the (meth)acrylic acid esters include (meth)acrylic acid alkyl ester compounds such as methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, butyl (meth)acrylate, isobutyl (meth)acrylate, and 2-ethylhexyl (meth)acrylate;
Aromatic (meth)acrylic acid ester compounds such as phenyl (meth)acrylate, phenylmethyl (meth)acrylate, and phenylethyl (meth)acrylate;
Examples of the alkoxyalkyl (meth)acrylate compounds include 2-methoxyethyl (meth)acrylate and 2-ethoxyethyl (meth)acrylate. One of these compounds may be used alone, or two or more of them may be used in combination.

活物質との結着性及びサイクル特性の観点からは、芳香族(メタ)アクリル酸エステル化合物を好ましく用いることができる。リチウムイオン伝導性及びハイレート特性がより向上する観点から、(メタ)アクリル酸2-メトキシエチル及び(メタ)アクリル酸2-エトキシエチルなどの(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステル等、エーテル結合を有する化合物が好ましく、(メタ)アクリル酸2-メトキシエチルがより好ましい。From the viewpoint of binding to the active material and cycle characteristics, aromatic (meth)acrylic acid ester compounds can be preferably used. From the viewpoint of further improving lithium ion conductivity and high-rate characteristics, compounds having an ether bond, such as (meth)acrylic acid alkoxyalkyl esters such as 2-methoxyethyl (meth)acrylate and 2-ethoxyethyl (meth)acrylate, are preferred, with 2-methoxyethyl (meth)acrylate being more preferred.

非イオン性のエチレン性不飽和単量体の中でも、重合速度が速いために一次鎖長の長い重合体が得られ、バインダーの結着力が良好となる点でアクリロイル基を有する化合物が好ましい。また、非イオン性のエチレン性不飽和単量体としては、得られる電極の耐屈曲性が良好となる点でホモポリマーのガラス転移温度(Tg)が0℃以下の化合物が好ましい。Among nonionic ethylenically unsaturated monomers, compounds having an acryloyl group are preferred because they have a fast polymerization rate, resulting in a polymer with a long primary chain length, and because they provide good binding strength for the binder. In addition, as nonionic ethylenically unsaturated monomers, compounds whose homopolymer glass transition temperature (Tg) is 0°C or less are preferred because they provide good bending resistance for the resulting electrodes.

本架橋重合体は、当該重合体中に含まれるカルボキシル基の一部又は全部が中和された塩の形態であってもよい。塩の種類としては特に限定しないが、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属塩;カルシウム塩及びバリウム塩等のアルカリ土類金属塩;マグネシウム塩、アルミニウム塩等のその他の金属塩;アンモニウム塩及び有機アミン塩等が挙げられる。これらの中でも電池特性への悪影響が生じにくい点からアルカリ金属塩及びマグネシウム塩が好ましく、アルカリ金属塩がより好ましい。The crosslinked polymer may be in the form of a salt in which some or all of the carboxyl groups contained in the polymer have been neutralized. The type of salt is not particularly limited, but examples include alkali metal salts such as lithium salts, sodium salts, and potassium salts; alkaline earth metal salts such as calcium salts and barium salts; other metal salts such as magnesium salts and aluminum salts; ammonium salts, and organic amine salts. Among these, alkali metal salts and magnesium salts are preferred because they are less likely to adversely affect the battery characteristics, and alkali metal salts are more preferred.

本架橋重合体は、架橋構造を有する架橋重合体である。本架橋重合体における架橋方法は特に制限されるものではなく、例えば以下の方法による態様が例示される。
1)架橋性単量体の共重合
2)ラジカル重合時のポリマー鎖への連鎖移動を利用
3)反応性官能基を有する重合体を合成後、必要に応じて架橋剤を添加して後架橋
本架橋重合体が架橋構造を有することにより、当該架橋重合体又はその塩を含むバインダーは、優れた結着力を有することができる。上記の内でも、操作が簡便であり、架橋の程度を制御し易い点から架橋性単量体の共重合による方法が好ましい。
The present crosslinked polymer is a crosslinked polymer having a crosslinked structure. The crosslinking method for the present crosslinked polymer is not particularly limited, and examples thereof include the following methods.
1) Copolymerization of crosslinkable monomers 2) Utilizing chain transfer to polymer chains during radical polymerization 3) After synthesis of a polymer having a reactive functional group, post-crosslinking by adding a crosslinking agent as necessary By having the present crosslinked polymer have a crosslinked structure, a binder containing the crosslinked polymer or a salt thereof can have excellent binding strength. Among the above, the method using copolymerization of crosslinkable monomers is preferred from the viewpoints of simple operation and easy control of the degree of crosslinking.

<架橋性単量体>
架橋性単量体としては、2個以上の重合性不飽和基を有する多官能重合性単量体、及び加水分解性シリル基等の自己架橋可能な架橋性官能基を有する単量体等が挙げられる。
<Crosslinkable Monomer>
Examples of the crosslinkable monomer include polyfunctional polymerizable monomers having two or more polymerizable unsaturated groups, and monomers having a self-crosslinkable crosslinkable functional group such as a hydrolyzable silyl group.

上記多官能重合性単量体は、(メタ)アクリロイル基、アルケニル基等の重合性官能基を分子内に2つ以上有する化合物であり、多官能(メタ)アクリレート化合物、多官能アルケニル化合物、(メタ)アクリロイル基及びアルケニル基の両方を有する化合物等が挙げられる。これらの化合物は、1種のみを単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの内でも、均一な架橋構造を得やすい点で多官能アルケニル化合物が好ましく、分子内に2個以上のアリルエーテル基を有する多官能アリルエーテル化合物が特に好ましい。The above-mentioned polyfunctional polymerizable monomer is a compound having two or more polymerizable functional groups, such as (meth)acryloyl groups and alkenyl groups, in the molecule, and examples thereof include polyfunctional (meth)acrylate compounds, polyfunctional alkenyl compounds, and compounds having both (meth)acryloyl groups and alkenyl groups. These compounds may be used alone or in combination of two or more. Among these, polyfunctional alkenyl compounds are preferred in that they are easy to obtain a uniform crosslinked structure, and polyfunctional allyl ether compounds having two or more allyl ether groups in the molecule are particularly preferred.

多官能(メタ)アクリレート化合物としては、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート等の2価アルコールのジ(メタ)アクリレート類;トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンエチレンオキサイド変性体のトリ(メタ)アクリレート、グリセリントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート等の3価以上の多価アルコールのトリ(メタ)アクリレート、テトラ(メタ)アクリレート等のポリ(メタ)アクリレート;メチレンビスアクリルアミド、ヒドロキシエチレンビスアクリルアミド等のビスアミド類等を挙げることができる。Examples of polyfunctional (meth)acrylate compounds include di(meth)acrylates of dihydric alcohols such as ethylene glycol di(meth)acrylate, propylene glycol di(meth)acrylate, 1,6-hexanediol di(meth)acrylate, polyethylene glycol di(meth)acrylate, and polypropylene glycol di(meth)acrylate; tri(meth)acrylates of trihydric or higher polyhydric alcohols such as trimethylolpropane tri(meth)acrylate, tri(meth)acrylate of trimethylolpropane ethylene oxide modified product, glycerin tri(meth)acrylate, pentaerythritol tri(meth)acrylate, and pentaerythritol tetra(meth)acrylate; and poly(meth)acrylates such as tetra(meth)acrylate; and bisamides such as methylene bisacrylamide and hydroxyethylene bisacrylamide.

多官能アルケニル化合物としては、トリメチロールプロパンジアリルエーテル、トリメチロールプロパントリアリルエーテル、ペンタエリスリトールジアリルエーテル、ペンタエリスリトールトリアリルエーテル、テトラアリルオキシエタン、ポリアリルサッカロース等の多官能アリルエーテル化合物;ジアリルフタレート等の多官能アリル化合物;ジビニルベンゼン等の多官能ビニル化合物等を挙げることができる。Examples of polyfunctional alkenyl compounds include polyfunctional allyl ether compounds such as trimethylolpropane diallyl ether, trimethylolpropane triallyl ether, pentaerythritol diallyl ether, pentaerythritol triallyl ether, tetraallyloxyethane, and polyallyl sucrose; polyfunctional allyl compounds such as diallyl phthalate; and polyfunctional vinyl compounds such as divinylbenzene.

(メタ)アクリロイル基及びアルケニル基の両方を有する化合物としては、(メタ)アクリル酸アリル、(メタ)アクリル酸イソプロペニル、(メタ)アクリル酸ブテニル、(メタ)アクリル酸ペンテニル、(メタ)アクリル酸2-(2-ビニロキシエトキシ)エチル等を挙げることができる。Examples of compounds having both a (meth)acryloyl group and an alkenyl group include allyl (meth)acrylate, isopropenyl (meth)acrylate, butenyl (meth)acrylate, pentenyl (meth)acrylate, and 2-(2-vinyloxyethoxy)ethyl (meth)acrylate.

上記自己架橋可能な架橋性官能基を有する単量体の具体的な例としては、加水分解性シリル基含有ビニル単量体、N-メチロール(メタ)アクリルアミド、N-メトキシアルキル(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらの化合物は、1種単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。 Specific examples of the monomer having a self-crosslinkable crosslinking functional group include hydrolyzable silyl group-containing vinyl monomer, N-methylol (meth)acrylamide, N-methoxyalkyl (meth)acrylate, etc. These compounds can be used alone or in combination of two or more.

加水分解性シリル基含有ビニル単量体としては、加水分解性シリル基を少なくとも1個有するビニル単量体であれば、特に限定されない。例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、ビニルジメチルメトキシシランン等のビニルシラン類;アクリル酸トリメトキシシリルプロピル、アクリル酸トリエトキシシリルプロピル、アクリル酸メチルジメトキシシリルプロピル等のシリル基含有アクリル酸エステル類;メタクリル酸トリメトキシシリルプロピル、メタクリル酸トリエトキシシリルプロピル、メタクリル酸メチルジメトキシシリルプロピル、メタクリル酸ジメチルメトキシシリルプロピル等のシリル基含有メタクリル酸エステル類;トリメトキシシリルプロピルビニルエーテル等のシリル基含有ビニルエーテル類;トリメトキシシリルウンデカン酸ビニル等のシリル基含有ビニルエステル類等を挙げることができる。The hydrolyzable silyl group-containing vinyl monomer is not particularly limited as long as it is a vinyl monomer having at least one hydrolyzable silyl group. For example, vinyl silanes such as vinyl trimethoxysilane, vinyl triethoxysilane, vinyl methyl dimethoxysilane, vinyl dimethyl methoxysilane, etc.; silyl group-containing acrylic acid esters such as trimethoxysilylpropyl acrylate, triethoxysilylpropyl acrylate, methyl dimethoxysilylpropyl acrylate, etc.; silyl group-containing methacrylic acid esters such as trimethoxysilylpropyl methacrylate, triethoxysilylpropyl methacrylate, methyl dimethoxysilylpropyl methacrylate, dimethyl methoxysilylpropyl methacrylate, etc.; silyl group-containing vinyl ethers such as trimethoxysilylpropyl vinyl ether; silyl group-containing vinyl esters such as vinyl trimethoxysilyl undecanoate, etc. can be mentioned.

本架橋重合体が架橋性単量体により架橋されたものである場合、当該架橋性単量体の使用量は、架橋性単量体以外の単量体(非架橋性単量体)の総量100質量部に対して好ましくは0.05質量部以上5.0質量部以下であり、より好ましくは0.1質量部以上5.0質量部以下であり、さらに好ましくは0.2質量部以上4.0質量部以下であり、一層好ましくは0.3質量部以上3.0質量部以下である。架橋性単量体の使用量が0.05質量部以上であれば、結着性及び電極スラリーの安定性がより良好となる点で好ましい。5.0質量部以下であれば、沈殿重合若しくは分散重合の安定性が高くなる傾向がある。
同様に、上記架橋性単量体の使用量は、架橋性単量体以外の単量体(非架橋性単量体)の総量に対して0.02~1.7モル%であることが好ましく、0.10~1.0モル%であることがより好ましい。
When the present crosslinked polymer is crosslinked by a crosslinkable monomer, the amount of the crosslinkable monomer used is preferably 0.05 parts by mass or more and 5.0 parts by mass or less, more preferably 0.1 parts by mass or more and 5.0 parts by mass or less, even more preferably 0.2 parts by mass or more and 4.0 parts by mass or less, and even more preferably 0.3 parts by mass or more and 3.0 parts by mass or less, relative to 100 parts by mass of the total amount of monomers other than the crosslinkable monomer (non-crosslinkable monomer). If the amount of the crosslinkable monomer used is 0.05 parts by mass or more, it is preferable in that the binding property and the stability of the electrode slurry are better. If it is 5.0 parts by mass or less, the stability of precipitation polymerization or dispersion polymerization tends to be high.
Similarly, the amount of the crosslinkable monomer used is preferably 0.02 to 1.7 mol %, more preferably 0.10 to 1.0 mol %, based on the total amount of monomers other than the crosslinkable monomer (non-crosslinkable monomers).

2.本架橋重合体の製造方法
本架橋重合体は、交換連鎖移動機構型制御剤の存在下、上記エチレン性不飽和カルボン酸単量体を含む単量体成分(以下、「本単量体」ともいう。)を沈殿重合又は分散重合することにより得られる。
ここで、沈殿重合は、原料である単量体を溶解するが、生成する重合体を実質溶解しない溶媒中で重合反応を行うことにより重合体を製造する方法である。重合の進行とともにポリマー粒子は凝集及び成長により大きくなり、数十nm~数百nmの一次粒子が数μm~数十μmに二次凝集したポリマー粒子の分散液が得られる。ポリマーの粒子サイズを制御するために分散安定剤を使用することもできる。
尚、分散安定剤や重合溶剤等を選定することにより上記二次凝集を抑制することもできる。一般に、二次凝集を抑制した沈殿重合は、分散重合とも呼ばれる。
2. Method for Producing the Present Crosslinked Polymer The present crosslinked polymer can be obtained by precipitation polymerization or dispersion polymerization of a monomer component containing the above-mentioned ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer (hereinafter also referred to as the present monomer) in the presence of an exchange chain transfer mechanism type regulator.
Here, precipitation polymerization is a method for producing a polymer by carrying out a polymerization reaction in a solvent that dissolves the raw material monomers but does not substantially dissolve the resulting polymer. As the polymerization proceeds, the polymer particles become larger through aggregation and growth, and a dispersion of polymer particles is obtained in which primary particles of several tens to several hundreds of nm are secondary aggregated to several μm to several tens of μm. A dispersion stabilizer can also be used to control the particle size of the polymer.
The secondary aggregation can be suppressed by selecting a dispersion stabilizer, a polymerization solvent, etc. In general, precipitation polymerization in which secondary aggregation is suppressed is also called dispersion polymerization.

交換連鎖移動機構型制御剤について
本発明に係る交換連鎖移動機構型制御剤としては、可逆的付加-開裂連鎖移動重合法(RAFT法)における制御剤(以下、「RAFT剤」ともいう。)、ヨウ素移動重合法における制御剤、有機テルル化合物を用いる重合法(TERP法)における制御剤、有機アンチモン化合物を用いる重合法(SBRP法)における制御剤、有機ビスマス化合物を用いる重合法(BIRP法)における制御剤等が挙げられる。交換連鎖移動機構型制御剤としては、1種又は2種以上のビニル系単量体の重合鎖と交換連鎖移動機構によるリビングラジカル重合活性単位を有する重合体(以下、単に「第1の重合体」ともいう。後記の段落[0052]~[0078]で詳述する。)、当該重合体以外の制御剤を用いることができる。第1の重合体、当該重合体以外の制御剤は、それぞれ単独で用いても良いし、併用しても良い。
交換連鎖移動機構型制御剤の存在下、本単量体を沈殿重合又は分散重合することで、一次鎖長が短くなるとともに、鎖長が揃うことで均一な架橋構造を形成するため、本架橋重合体の水膨潤度を高くすることが可能となる。これに伴い、電極スラリー粘度の低減による良好な塗工性と優れたサイクル特性を両立させることができるものと推定される。
これらの中でも、本架橋重合体の架橋構造をより均一にすることができる点で、RAFT剤及びヨウ素移動重合法における制御剤が好ましく、RAFT剤がより好ましい。
Regarding the exchange chain transfer mechanism type control agent, examples of the exchange chain transfer mechanism type control agent according to the present invention include a control agent in a reversible addition-fragmentation chain transfer polymerization method (RAFT method) (hereinafter, also referred to as a "RAFT agent"), a control agent in an iodine transfer polymerization method, a control agent in a polymerization method using an organotellurium compound (TERP method), a control agent in a polymerization method using an organoantimony compound (SBRP method), and a control agent in a polymerization method using an organobismuth compound (BIRP method). As the exchange chain transfer mechanism type control agent, a polymer having one or more vinyl monomer polymer chains and a living radical polymerization active unit by an exchange chain transfer mechanism (hereinafter, also referred to simply as a "first polymer". Details will be described in paragraphs [0052] to [0078] below), and a control agent other than the polymer can be used. The first polymer and the control agent other than the polymer may be used alone or in combination.
By subjecting the present monomer to precipitation polymerization or dispersion polymerization in the presence of an exchange chain transfer mechanism type regulator, the primary chain length is shortened and the chain length is uniformed to form a uniform crosslinked structure, which makes it possible to increase the water swelling degree of the present crosslinked polymer. As a result, it is presumed that it is possible to achieve both good coatability due to a reduction in the electrode slurry viscosity and excellent cycle characteristics.
Among these, the RAFT agent and the control agent for iodine transfer polymerization are preferred, and the RAFT agent is more preferred, in that they can make the crosslinked structure of the present crosslinked polymer more uniform.

RAFT剤としては、可逆的付加-開裂連鎖移動法によるリビングラジカル重合活性単位を有する第1の重合体(後記に詳述)、及び/又は、当該第1の重合体以外のRAFT剤(ジチオエステル化合物、キサンテート化合物、トリチオカーボネート化合物、ジチオカーバメート化合物等)を使用することができる。
上記第1の重合体以外のRAFT剤としては、具体的には、例えば、2-シアノ-2-プロピルベンゾジチオエート、2-フェニル-2-プロピルベンゾジチオエート、トリチオカーボネート、2-シアノ-2-プロピルドデシルトリチオカーボネート、2-(ドデシルチオカルボノチオイルチオ)プロピオン酸、3-((1-カルボキシエチルチオ)カルボノチオイルチオ))プロピオン酸、2-(ドデシルチオカルボノチオイルチオ)-2-メチルプロパン酸メチル、1,4-ビス(n-ドデシルスルファニルチオカルボニルスルファニルメチル)ベンゼン、ジベンジルトリチオカーボネート、ジスチリルトリチオカーボネート、ジクミルトリチオカーボネート、シアノメチル-N-メチル-N-フェニルジチオカーバメート等が挙げられる。
RAFT剤の中では、本架橋重合体の架橋構造をより一層均一にすることができる点で、分子内にトリチオカーボネートを有するものが特に好ましい。
As the RAFT agent, a first polymer (described in detail below) having a living radical polymerization active unit by a reversible addition-fragmentation chain transfer method, and/or a RAFT agent other than the first polymer (such as a dithioester compound, a xanthate compound, a trithiocarbonate compound, or a dithiocarbamate compound) can be used.
Specific examples of the RAFT agent other than the first polymer include 2-cyano-2-propyl benzodithioate, 2-phenyl-2-propyl benzodithioate, trithiocarbonate, 2-cyano-2-propyl dodecyl trithiocarbonate, 2-(dodecylthiocarbonothioylthio)propionic acid, 3-((1-carboxyethylthio)carbonothioylthio))propionic acid, methyl 2-(dodecylthiocarbonothioylthio)-2-methylpropanoate, 1,4-bis(n-dodecylsulfanylthiocarbonylsulfanylmethyl)benzene, dibenzyl trithiocarbonate, distyryl trithiocarbonate, dicumyl trithiocarbonate, and cyanomethyl-N-methyl-N-phenyl dithiocarbamate.
Among RAFT agents, those having a trithiocarbonate group in the molecule are particularly preferred, since they can make the crosslinked structure of the present crosslinked polymer more uniform.

ヨウ素移動重合法における制御剤は、ヨウ素移動重合法によるリビングラジカル活性単位を有する第1の重合体(後記に詳述)、及び/又は、当該第1の重合体以外の制御剤を使用することができる。
上記第1の重合体以外の制御剤としては、具体的には、例えば、ヨウ化メチル、ヨウ化メチレン、ヨードホルム、四ヨウ化炭素、1-フェニルエチルヨージド、ベンジルヨージド等のアルキル基の炭素数が1~20のパフルオロアルキルパーフルオロアルキルヨージド、2-ヨードプロピオン酸エチル、2-ヨードイソ酪酸メチル、2-ヨードイソ酪酸エチル、2-ヨード-2-フェニル酢酸エチル、ビス(2-ヨード-2-フェニル酢酸)エチレングリコール、ビス(2-ヨードイソ酪酸)エチレングリコール、1,5-ジヨード-2,4-ジメチルベンゼン、2-ヨードプロピオニトリル等が挙げられる。
The control agent in the iodine transfer polymerization method may be a first polymer (described in detail below) having a living radical active unit produced by iodine transfer polymerization, and/or a control agent other than the first polymer.
Specific examples of the control agent other than the first polymer include perfluoroalkyl perfluoroalkyl iodides having an alkyl group of 1 to 20 carbon atoms, such as methyl iodide, methylene iodide, iodoform, carbon tetraiodide, 1-phenylethyl iodide, and benzyl iodide, ethyl 2-iodopropionate, methyl 2-iodoisobutyrate, ethyl 2-iodoisobutyrate, ethyl 2-iodo-2-phenylacetate, ethylene glycol bis(2-iodo-2-phenylacetic acid), ethylene glycol bis(2-iodoisobutyric acid), 1,5-diiodo-2,4-dimethylbenzene, and 2-iodopropionitrile.

交換連鎖移動機構型制御剤は、活性点を1個所備える1官能性のものであってもよいし、2個所以上備える2官能性以上のものを用いることもできる。2官能性以上の交換連鎖移動機構型制御剤は、2方向性以上に重合鎖が伸長するものである。本架橋重合体の製造の観点からは、2官能性又は3官能性以上の交換連鎖移動機構型制御剤を用いることが好適な場合がある。The chain transfer mechanism control agent may be monofunctional with one active site, or bifunctional or higher with two or more active sites. Chain transfer mechanism control agents with bifunctional or higher functionality extend the polymer chain in two or more directions. From the viewpoint of producing the crosslinked polymer, it may be preferable to use a chain transfer mechanism control agent with bifunctional or trifunctional or higher functionality.

交換連鎖移動機構型制御剤の使用量としては、架橋重合体の架橋構造をより均一にすることができる点で、本単量体の総量に対して0.0001~0.50モル%であることが好ましく、0.0001~0.40モル%であることがより好ましく、0.0001~0.30モル%であることがさらに好ましく、0.0002~0.30モル%であることがより一層好ましい。The amount of the exchange chain transfer mechanism control agent used is preferably 0.0001 to 0.50 mol % relative to the total amount of this monomer, from the viewpoint of making the crosslinked structure of the crosslinked polymer more uniform, more preferably 0.0001 to 0.40 mol %, even more preferably 0.0001 to 0.30 mol %, and even more preferably 0.0002 to 0.30 mol %.

交換連鎖移動機構型制御剤とともに用いる重合開始剤としては、アゾ系化合物、有機過酸化物、無機過酸化物等の公知の重合開始剤を用いることができるが、特に限定されるものではない。熱開始、還元剤を併用したレドックス開始、UV開始等、公知の方法で適切なラジカル発生量となるように使用条件を調整することができる。一次鎖長の長い本架橋重合体を得るためには、製造時間が許容される範囲内で、ラジカル発生量がより少なくなるように条件を設定することが好ましい。
前記の重合開始剤の中でも、安全上取り扱い易く、ラジカル重合時の副反応が起こりにくい点からは、アゾ化合物が好ましい。上記アゾ化合物の具体例としては、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2’-アゾビス(4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル)、ジメチル-2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオネート)、2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)、1,1’-アゾビス(シクロヘキサン-1-カルボニトリル)、2,2’-アゾビス[N-(2-プロペニル)-2-メチルプロピオンアミド]、2,2’-アゾビス(N-ブチル-2-メチルプロピオンアミド)等が挙げられる。上記ラジカル重合開始剤は1種類のみ使用しても又は2種以上を併用してもよい。
The polymerization initiator used together with the exchange chain transfer mechanism type control agent may be a known polymerization initiator such as an azo compound, an organic peroxide, or an inorganic peroxide, but is not particularly limited. The conditions of use can be adjusted so that an appropriate amount of radicals is generated by known methods such as thermal initiation, redox initiation using a reducing agent, UV initiation, etc. In order to obtain the present crosslinked polymer having a long primary chain length, it is preferable to set the conditions so that the amount of radicals generated is as small as possible within the range of the allowable production time.
Among the above polymerization initiators, azo compounds are preferred from the viewpoints of safety, ease of handling, and less occurrence of side reactions during radical polymerization. Specific examples of the azo compounds include 2,2'-azobisisobutyronitrile, 2,2'-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2'-azobis(4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile), dimethyl-2,2'-azobis(2-methylpropionate), 2,2'-azobis(2-methylbutyronitrile), 1,1'-azobis(cyclohexane-1-carbonitrile), 2,2'-azobis[N-(2-propenyl)-2-methylpropionamide], and 2,2'-azobis(N-butyl-2-methylpropionamide). The above radical polymerization initiators may be used alone or in combination of two or more.

重合開始剤の好ましい使用量は、用いる単量体成分の総量を100質量部としたときに、例えば、0.001~2質量部であり、また例えば、0.005~1質量部であり、また例えば、0.01~0.1質量部である。重合開始剤の使用量が0.001質量部以上であれば重合反応を安定的に行うことができ、2質量部以下であれば一次鎖長の長い重合体を得やすい。
重合開始剤の使用割合は特に制限されないが、本架橋重合体の架橋構造を均一にすることができる点から、上記交換連鎖移動機構型制御剤1molに対する上記重合開始剤の使用量を0.5mol以下とすることが好ましく、0.2mol以下とするのがより好ましい。また、重合反応を安定的に行う観点から、交換連鎖移動機構型制御剤1molに対する重合開始剤の使用量の下限は、0.001molである。よって、交換連鎖移動機構型制御剤1molに対する重合開始剤の使用量は、0.001mol以上0.5mol以下の範囲が好ましく、0.005mol以上0.2mol以下の範囲がより好ましい。
A preferred amount of the polymerization initiator used is, for example, 0.001 to 2 parts by mass, or, for example, 0.005 to 1 part by mass, or, for example, 0.01 to 0.1 part by mass, when the total amount of the monomer components used is taken as 100 parts by mass. If the amount of the polymerization initiator used is 0.001 part by mass or more, the polymerization reaction can be stably carried out, and if it is 2 parts by mass or less, a polymer having a long primary chain length is easily obtained.
The proportion of the polymerization initiator used is not particularly limited, but from the viewpoint of making the crosslinked structure of the crosslinked polymer uniform, the amount of the polymerization initiator used relative to 1 mol of the exchange chain transfer mechanism type controller is preferably 0.5 mol or less, more preferably 0.2 mol or less. In addition, from the viewpoint of stably carrying out the polymerization reaction, the lower limit of the amount of the polymerization initiator used relative to 1 mol of the exchange chain transfer mechanism type controller is 0.001 mol. Therefore, the amount of the polymerization initiator used relative to 1 mol of the exchange chain transfer mechanism type controller is preferably in the range of 0.001 mol to 0.5 mol, more preferably in the range of 0.005 mol to 0.2 mol.

重合溶媒は、使用する単量体の種類等を考慮して水及び各種有機溶剤等から選択される溶媒を使用することができる。より一次鎖長の長い重合体を得るためには、連鎖移動定数の小さい溶媒を使用することが好ましい。
具体的な重合溶媒としては、メタノール、t-ブチルアルコール、アセトン、メチルエチルケトン、アセトニトリル及びテトラヒドロフラン等の水溶性溶剤の他、ベンゼン、酢酸エチル、ジクロロエタン、n-ヘキサン、シクロヘキサン及びn-ヘプタン等が挙げられ、これらの1種を単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。又は、これらと水との混合溶媒として用いてもよい。本発明において水溶性溶剤とは、20℃における水への溶解度が10g/100mlより大きいものを指す。
上記の内、粗大粒子の生成や反応器への付着が小さく重合安定性が良好であること、析出した本架橋重合体が二次凝集しにくい(若しくは二次凝集が生じても水媒体中で解れやすい)こと、連鎖移動定数が小さく重合度(一次鎖長)の大きい重合体が得られること、及び後述する工程中和の際に操作が容易であること等の点で、メチルエチルケトン及びアセトニトリルが好ましい。
The polymerization solvent may be selected from water and various organic solvents, taking into consideration the type of monomer to be used, etc. In order to obtain a polymer having a longer primary chain length, it is preferable to use a solvent having a small chain transfer constant.
Specific polymerization solvents include water-soluble solvents such as methanol, t-butyl alcohol, acetone, methyl ethyl ketone, acetonitrile, and tetrahydrofuran, as well as benzene, ethyl acetate, dichloroethane, n-hexane, cyclohexane, and n-heptane, and these can be used alone or in combination of two or more. Alternatively, these can be used as a mixed solvent with water. In the present invention, the water-soluble solvent refers to a solvent having a solubility in water at 20° C. of more than 10 g/100 ml.
Among the above, methyl ethyl ketone and acetonitrile are preferred in that they have good polymerization stability with little generation of coarse particles and little adhesion to the reactor, the precipitated present crosslinked polymer is not prone to secondary aggregation (or even if secondary aggregation does occur, it is easily disintegrated in an aqueous medium), a polymer having a small chain transfer constant and a large degree of polymerization (primary chain length) can be obtained, and the operation is easy during the neutralization step described below.

また、同じく工程中和において中和反応を安定かつ速やかに進行させるため、重合溶媒中に高極性溶媒を少量加えておくことが好ましい。係る高極性溶媒としては、好ましくは水及びメタノールが挙げられる。高極性溶媒の使用量は、媒体の全質量に基づいて好ましくは0.05~20.0質量%であり、より好ましくは0.1~10.0質量%、さらに好ましくは0.1~5.0質量%であり、一層好ましくは0.1~1.0質量%である。高極性溶媒の割合が0.05質量%以上であれば、上記中和反応への効果が認められ、20.0質量%以下であれば重合反応への悪影響も見られない。また、アクリル酸等の親水性の高いエチレン性不飽和カルボン酸単量体の重合では、高極性溶媒を加えた場合には重合速度が向上し、一次鎖長の長い重合体を得やすくなる。高極性溶媒の中でも特に水は上記重合速度を向上させる効果が大きく好ましい。 In addition, in order to stably and rapidly proceed with the neutralization reaction in the neutralization step, it is preferable to add a small amount of a highly polar solvent to the polymerization solvent. Examples of such highly polar solvents include water and methanol. The amount of the highly polar solvent used is preferably 0.05 to 20.0% by mass, more preferably 0.1 to 10.0% by mass, even more preferably 0.1 to 5.0% by mass, and even more preferably 0.1 to 1.0% by mass, based on the total mass of the medium. If the proportion of the highly polar solvent is 0.05% by mass or more, an effect on the neutralization reaction is observed, and if it is 20.0% by mass or less, no adverse effect on the polymerization reaction is observed. In addition, in the polymerization of highly hydrophilic ethylenically unsaturated carboxylic acid monomers such as acrylic acid, the polymerization rate is improved when a highly polar solvent is added, making it easier to obtain a polymer with a long primary chain length. Among the highly polar solvents, water is particularly preferable because it has a large effect of improving the polymerization rate.

交換連鎖移動機構型制御剤の存在下における重合反応の際の反応温度は、好ましくは30℃以上120℃以下であり、より好ましくは40℃以上110℃以下であり、さらに好ましくは50℃以上100℃以下である。反応温度が30℃以上であれば、重合反応を円滑に進めることができる。一方、反応温度が120℃以下であれば、副反応が抑制できるとともに、使用できる開始剤や溶剤に関する制限が緩和される。The reaction temperature during the polymerization reaction in the presence of an exchange chain transfer mechanism type control agent is preferably 30°C or higher and 120°C or lower, more preferably 40°C or higher and 110°C or lower, and even more preferably 50°C or higher and 100°C or lower. If the reaction temperature is 30°C or higher, the polymerization reaction can proceed smoothly. On the other hand, if the reaction temperature is 120°C or lower, side reactions can be suppressed and restrictions on the initiators and solvents that can be used are relaxed.

重合工程を経て得られた架橋重合体の分散液は、乾燥工程において減圧及び/又は加熱処理等を行い溶媒留去することにより、目的とする架橋重合体を粉末状態で得ることができる。この際、上記乾燥工程の前に、未反応単量体(及びその塩)を除去する目的で、重合工程に引き続き、遠心分離及び濾過等の固液分離工程、有機溶剤又は有機溶剤/水の混合溶剤を用いた洗浄工程を備えることが好ましい。
上記洗浄工程を備えた場合、架橋重合体が二次凝集した場合であっても使用時に解れやすく、さらに残存する未反応単量体が除去されることにより、塗膜性能の点でも良好な性能を示す。
The crosslinked polymer dispersion obtained through the polymerization step can be dried under reduced pressure and/or heat treatment to remove the solvent, thereby obtaining the desired crosslinked polymer in a powder state. In this case, it is preferable to provide a solid-liquid separation step such as centrifugation and filtration, and a washing step using an organic solvent or a mixed solvent of an organic solvent and water, following the polymerization step, before the drying step, in order to remove unreacted monomers (and their salts).
When the above-mentioned washing step is provided, even if the crosslinked polymer undergoes secondary aggregation, it is easily disintegrated during use, and further, since the remaining unreacted monomer is removed, good performance is also exhibited in terms of coating film performance.

本発明の製造方法では、エチレン性不飽和カルボン酸単量体として未中和又は部分中和塩を用いた場合、重合工程により得られた架橋重合体の分散液にアルカリ化合物を添加して重合体を中和(以下、「工程中和」ともいう)した後、乾燥工程で溶媒を除去してもよい。また、未中和若しくは部分中和塩状態のまま架橋重合体の粉末を得た後、スラリー組成物を調製する際にアルカリ化合物を添加して、重合体を中和(以下、「後中和」ともいう)してもよい。上記の内、工程中和の方が、二次凝集体が解れやすい傾向にあり好ましい。In the manufacturing method of the present invention, when an unneutralized or partially neutralized salt is used as the ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer, an alkali compound may be added to the dispersion of the crosslinked polymer obtained by the polymerization step to neutralize the polymer (hereinafter also referred to as "process neutralization"), and then the solvent may be removed in a drying step. Alternatively, after obtaining a powder of the crosslinked polymer in an unneutralized or partially neutralized salt state, an alkali compound may be added when preparing the slurry composition to neutralize the polymer (hereinafter also referred to as "post-neutralization"). Of the above, process neutralization is preferred because it tends to break up secondary aggregates more easily.

ここで、交換連鎖移動機構型制御剤としては、前記の通り、1種又は2種以上のビニル系単量体(以下、単に、「第1の単量体」ともいう。)の重合鎖(以下、単に、「第1の重合鎖」ともいう。)と交換連鎖移動機構によるリビングラジカル重合活性単位を有する重合体(第1の重合体)を用いることができる。Here, as described above, the exchange chain transfer mechanism type control agent can be a polymer chain (hereinafter, also simply referred to as the "first polymer chain") of one or more vinyl monomers (hereinafter, also simply referred to as the "first monomer") and a polymer (first polymer) having a living radical polymerization active unit by the exchange chain transfer mechanism.

第1の重合体の存在下、本単量体を重合して本架橋重合体を製造するにあたって、第1の重合体を本単量体の重合の基点として用いるとともに、当該架橋重合体の重合溶媒中における分散安定剤として用いることができ、第1の重合体の重合鎖に対して、本単量体由来の構造単位を有する重合鎖を結合させた本架橋重合体を分散微粒子として得ることができる。こうすることで、重合安定性、すなわち、重合工程中の本架橋重合体の凝集を抑制して、粗大な凝集粒子の発生を抑制し、粒子径が小さく、かつ粒子径分布の狭い本架橋重合体を得ることができる。In producing the present crosslinked polymer by polymerizing the present monomer in the presence of the first polymer, the first polymer can be used as a base point for the polymerization of the present monomer and as a dispersion stabilizer in the polymerization solvent for the crosslinked polymer, and the present crosslinked polymer in which a polymer chain having a structural unit derived from the present monomer is bonded to the polymer chain of the first polymer can be obtained as dispersed fine particles. In this way, polymerization stability, i.e., aggregation of the present crosslinked polymer during the polymerization process is suppressed, and the generation of coarse aggregated particles is suppressed, and the present crosslinked polymer can be obtained with a small particle size and a narrow particle size distribution.

第1の重合体の存在下、本単量体を重合して本架橋重合体を製造するにあたって、第1の重合体を分散安定剤として機能させるためには、例えば、第1の重合体を、本単量体の総質量100質量部に対して、0.3質量部以上50質量部以下用いることができる。かかる範囲で用いることで、第1の重合体を分散安定剤として機能させつつ、本単量体を主として含有する本架橋重合体を製造することができる。また、第1の重合体が0.3質量部未満であると、十分な分散安定効果が出にくく、本架橋重合体の粒子径が0.3μmを超えやすくなり、50質量部を超えても、分散安定剤としての機能性も向上しにくく、かつ本架橋重合体の小粒子径化の効果も小さくなってしまうからである。In producing the present crosslinked polymer by polymerizing the present monomer in the presence of the first polymer, in order to make the first polymer function as a dispersion stabilizer, for example, the first polymer can be used in an amount of 0.3 parts by mass or more and 50 parts by mass or less per 100 parts by mass of the total mass of the present monomer. By using the first polymer in such a range, the present crosslinked polymer containing the present monomer as the main component can be produced while making the first polymer function as a dispersion stabilizer. In addition, if the first polymer is less than 0.3 parts by mass, it is difficult to obtain a sufficient dispersion stabilizing effect, and the particle size of the present crosslinked polymer is likely to exceed 0.3 μm. Even if it exceeds 50 parts by mass, the functionality as a dispersion stabilizer is difficult to improve, and the effect of reducing the particle size of the present crosslinked polymer is also reduced.

第1の重合体は、本単量体の総質量100質量部に対して、また例えば、0.5質量部以上、また例えば、1質量部以上用いることができる。また、第1の重合体は、また例えば、40質量部以下、また例えば、30質量部以下、また例えば、20質量部以下用いることができる。第1の重合体の本単量体の総質量100質量部に対する使用量の範囲は、上記上限と下限を適宜組み合わせて設定できる。The first polymer can be used in an amount of, for example, 0.5 parts by mass or more, or for example, 1 part by mass or more, per 100 parts by mass of the total mass of the present monomer. The first polymer can be used in an amount of, for example, 40 parts by mass or less, or for example, 30 parts by mass or less, or for example, 20 parts by mass or less. The range of the amount of the first polymer used per 100 parts by mass of the total mass of the present monomer can be set by appropriately combining the above upper and lower limits.

第1の重合体の製造方法
公知の交換連鎖移動機構型制御剤の存在下、第1の単量体を含む単量体組成物を重合することで、第1の単量体由来の構造単位を有する第1の重合鎖と交換連鎖移動機構によるリビング重合活性単位を備える第1の重合体を得ることができる。
Method for Producing First Polymer By polymerizing a monomer composition containing a first monomer in the presence of a known chain exchange transfer mechanism control agent, it is possible to obtain a first polymer having a first polymer chain having a structural unit derived from the first monomer and a living polymerization active unit by the chain exchange transfer mechanism.

第1の重合体を製造する際の重合条件は、当業者において周知であり、重合プロセスとしては、塊状重合、溶液重合、懸濁重合及び乳化重合等の各種プロセスが挙げられるが、本架橋重合体の製造における重合基点であることや分散安定剤的に機能することを考慮すると、例えば、溶液重合を用いることができる。また、交換連鎖移動機構制御剤の種類、重合開始剤の種類及び使用量、重合溶媒、反応温度等の重合条件は、前記の段落[0040]~[0043]及び[0045]~[0049]に準じて適宜選択され、交換連鎖移動機構制御剤の使用量は、目標とする第1の重合体の数平均分子量(Mn)に応じて適宜調整される。
交換連鎖移動機構制御剤としては、RAFT剤及びヨウ素移動重合法における制御剤が第1の重合体の分子量分布を小さくできる点で好ましい。
さらに、第1の重合体を製造する際の濃度は、重合溶媒と第1の単量体など仕込み量の総質量に対して、特に限定するものではないが、例えば、10質量%以上80質量%以下、また例えば、15質量%以上70質量%以下、また例えば、20質量%以上70質量%以下などとすることができる。
The polymerization conditions for producing the first polymer are well known to those skilled in the art, and examples of the polymerization process include various processes such as bulk polymerization, solution polymerization, suspension polymerization, and emulsion polymerization. Considering that the polymerization base point in the production of the present crosslinked polymer and the function as a dispersion stabilizer, for example, solution polymerization can be used. In addition, the polymerization conditions such as the type of exchange chain transfer mechanism controller, the type and amount of polymerization initiator used, the polymerization solvent, and the reaction temperature are appropriately selected in accordance with the above paragraphs [0040] to [0043] and [0045] to [0049], and the amount of the exchange chain transfer mechanism controller used is appropriately adjusted depending on the number average molecular weight (Mn) of the target first polymer.
As the exchange chain transfer mechanism control agent, a RAFT agent and a control agent for iodine transfer polymerization are preferable in that they can narrow the molecular weight distribution of the first polymer.
Furthermore, the concentration when producing the first polymer is not particularly limited relative to the total mass of the polymerization solvent, the first monomer, etc., charged, but can be, for example, 10 mass% or more and 80 mass% or less, or, for example, 15 mass% or more and 70 mass% or less, or, for example, 20 mass% or more and 70 mass% or less.

典型的には、1官能性の交換連鎖移動機構型制御剤を用いた場合には、リビング重合活性単位を第1の重合鎖の末端に備える態様となり、2官能性以上の交換連鎖移機構型制御剤を用いた場合には、リビング重合活性単位を基点として2方向以上に分岐してそれぞれに第1の重合鎖を備える態様となる。なお、いずれの態様においても、別の重合鎖を備える場合には、この別の重合鎖が、リビング重合活性単位に直接結合され、リビング重合活性単位に対してより遠位側に第1の重合鎖が備えられるように、当該別の重合鎖の遠位末端に第1の重合鎖が結合された態様となっている。Typically, when a monofunctional chain transfer mechanism type control agent is used, the living polymerization active unit is provided at the end of the first polymer chain, and when a bifunctional or higher chain transfer mechanism type control agent is used, the living polymerization active unit is used as a base point and the first polymer chain is provided in each of the two or more directions. In either case, when another polymer chain is provided, the other polymer chain is directly bonded to the living polymerization active unit, and the first polymer chain is bonded to the distal end of the other polymer chain so that the first polymer chain is provided on the more distal side of the living polymerization active unit.

第1の重合体は、2種以上の第1の重合鎖を備えることもできる。例えば、ある種の組成の1種又は2種以上の第1の単量体を用いてリビングラジカル重合等を実施後に、他の組成で1種又は2種以上の第1の単量体を用いてリビングラジカル重合等を実施することで、異なる組成の第1の単量体由来の構造単位を有する第1の重合鎖(ブロック)を備える第1の重合体を得ることができる。
The first polymer may have two or more kinds of first polymer chains. For example, by carrying out living radical polymerization or the like using one or more kinds of first monomers of a certain composition, and then carrying out living radical polymerization or the like using one or more kinds of first monomers of another composition, it is possible to obtain a first polymer having first polymer chains (blocks) having structural units derived from first monomers of different compositions.

第1の重合体の数平均分子量(Mn)は、特に限定するものではないが、例えば、3,000以上であり、また例えば、5,000以上であり、また例えば、7,000以上であり、また例えば、8,000以上であり、また例えば、10,000以上である。また、同Mnは、50,000以下であり、また例えば、30,000以下であり、また例えば、25,000以下であり、また例えば、20,000以下であり、また例えば、15,000以下であり、また例えば、14,000以下であり、また例えば、12,000以下である。Mnの範囲としては、上記した下限及び上限を適宜組み合わせて設定することができるが、例えば、5,000以上25,000以下であり、また例えば、10,000以上25,000以下であり、また例えば、10,000以上15,000以下であり、また例えば、10,000以上14,000以下である。The number average molecular weight (Mn) of the first polymer is not particularly limited, but is, for example, 3,000 or more, for example, 5,000 or more, for example, 7,000 or more, for example, 8,000 or more, or for example, 10,000 or more. Also, the Mn is 50,000 or less, for example, 30,000 or less, for example, 25,000 or less, for example, 20,000 or less, for example, 15,000 or less, for example, 14,000 or less, or for example, 12,000 or less. The range of Mn can be set by appropriately combining the above-mentioned lower and upper limits, and is, for example, 5,000 or more and 25,000 or less, for example, 10,000 or more and 25,000 or less, for example, 10,000 or more and 15,000 or less, and for example, 10,000 or more and 14,000 or less.

第1の重合体の重量平均分子量(Mw)は、特に限定するものではないが、例えば、5,000以上であり、また例えば、7,000以上であり、また例えば、9,000以上であり、また例えば、10,000以上であり、また例えば、13,000以上であり、また例えば、15,000以上である。また、同Mwは、60,000以下であり、また例えば、55,000以下であり、また例えば、50,000以下であり、また例えば、45,000以下であり、また例えば、40,000以下であり、また例えば、36,000以下であり、また例えば、35,000以下であり、また例えば、30,000以下であり、また例えば、25、000以下である。Mwの範囲としては、上記した下限及び上限を適宜組み合わせて設定することができるが、例えば、1,000以上40,000以下であり、また例えば、10,000以上35,000以下であり、また例えば、10,000以上30,000以下であり、また例えば、15,000以上25,000以下である。The weight average molecular weight (Mw) of the first polymer is not particularly limited, but is, for example, 5,000 or more, for example, 7,000 or more, for example, 9,000 or more, for example, 10,000 or more, for example, 13,000 or more, or for example, 15,000 or more. The Mw is 60,000 or less, for example, 55,000 or less, for example, 50,000 or less, for example, 45,000 or less, for example, 40,000 or less, for example, 36,000 or less, for example, 35,000 or less, for example, 30,000 or less, or for example, 25,000 or less. The range of Mw can be set by appropriately combining the above-mentioned lower and upper limits, and is, for example, 1,000 or more and 40,000 or less, for example, 10,000 or more and 35,000 or less, for example, 10,000 or more and 30,000 or less, and for example, 15,000 or more and 25,000 or less.

なお、第1の重合体のMw及びMnは、いずれも、ポリスチレンを標準物質として用いたゲルパーミエーションクロマトグラフィーにて測定することができる。クロマトグラフィー条件の詳細は、後段の実施例に開示する条件を採用することができる。The Mw and Mn of the first polymer can be measured by gel permeation chromatography using polystyrene as a standard substance. Details of the chromatography conditions can be those disclosed in the examples below.

第1の重合体の分子量分布(Mw/Mn)は、特に限定するものではないが、例えば、2.5以下であり、また例えば、2.4以下であり、また例えば、2.3以下であり、また例えば、2.0以下であり、また例えば、1.6以下であり、また例えば、1.5以下であり、また例えば、1.4以下であり、また例えば、1.3以下である。また、分子量分布は、例えば、1.1以上であり、また例えば、1.2以上であり、また例えば、1.3以上であり、また例えば、1.4以上、また例えば、1.5以上である。分子量分布の範囲としては、上記した下限及び上限を適宜組み合わせて設定することができるが、例えば、1.1以上2.5以下、また例えば、1.1以上2.4以下、また例えば、1.1以上2.3以下、また例えば、1.1以上2.0以下などとすることができる。The molecular weight distribution (Mw/Mn) of the first polymer is not particularly limited, but may be, for example, 2.5 or less, for example, 2.4 or less, for example, 2.3 or less, for example, 2.0 or less, for example, 1.6 or less, for example, 1.5 or less, for example, 1.4 or less, or for example, 1.3 or less. The molecular weight distribution may be, for example, 1.1 or more, for example, 1.2 or more, for example, 1.3 or more, for example, 1.4 or more, or for example, 1.5 or more. The range of the molecular weight distribution may be set by appropriately combining the above-mentioned lower and upper limits, and may be, for example, 1.1 or more and 2.5 or less, for example, 1.1 or more and 2.4 or less, for example, 1.1 or more and 2.3 or less, or for example, 1.1 or more and 2.0 or less.

第1の重合体の分子量分布は小さいほど、得られる本架橋重合体の粒子径が小さくなる傾向がある。分子量分布が2.4以下であることが好適であり、より小さい粒子径の本架橋重合体を得るには、同1.7以下であることが好適であり、さらに好適には、同1.6以下であり、一層好適には、1.4以下である。The smaller the molecular weight distribution of the first polymer, the smaller the particle size of the resulting crosslinked polymer tends to be. It is preferable that the molecular weight distribution is 2.4 or less, and to obtain a crosslinked polymer with a smaller particle size, it is preferable that the molecular weight distribution is 1.7 or less, more preferably 1.6 or less, and even more preferably 1.4 or less.

<第1の単量体>
第1の単量体としては、例えば、スチレン類、(メタ)アクリロニトリル化合物、マレイミド化合物、不飽和酸無水物及び不飽和カルボン酸化合物が挙げられる。これらのうち1種又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
<First Monomer>
Examples of the first monomer include styrenes, (meth)acrylonitrile compounds, maleimide compounds, unsaturated acid anhydrides, and unsaturated carboxylic acid compounds. These may be used alone or in combination of two or more.

スチレン類としては、スチレン及びその誘導体が含まれる。具体的な化合物としては、スチレン、α-メチルスチレン、β-メチルスチレン、ビニルトルエン、ビニルキシレン、ビニルナフタレン、o-メチルスチレン、m-メチルスチレン、p-メチルスチレン、o-エチルスチレン、m-エチルスチレン、p-エチルスチレン、p-n-ブチルスチレン、p-イソブチルスチレン、p-t-ブチルスチレン、o-メトキシスチレン、m-メトキシスチレン、p-メトキシスチレン、o-クロロメチルスチレン、p-クロロメチルスチレン、o-クロロスチレン、p-クロロスチレン、o-ヒドロキシスチレン、m-ヒドロキシスチレン、p-ヒドロキシスチレン、ジビニルベンゼン等が例示され、これらの内の1種又は2種以上を用いることができる。これらの中でも、重合性の観点から、スチレン、o-メトキシスチレン、m-メトキシスチレン、p-メトキシスチレン、o-ヒドロキシスチレン、m-ヒドロキシスチレン、p-ヒドロキシスチレンが好ましい。Styrenes include styrene and its derivatives. Specific examples of compounds include styrene, α-methylstyrene, β-methylstyrene, vinyltoluene, vinylxylene, vinylnaphthalene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, o-ethylstyrene, m-ethylstyrene, p-ethylstyrene, p-n-butylstyrene, p-isobutylstyrene, p-t-butylstyrene, o-methoxystyrene, m-methoxystyrene, p-methoxystyrene, o-chloromethylstyrene, p-chloromethylstyrene, o-chlorostyrene, p-chlorostyrene, o-hydroxystyrene, m-hydroxystyrene, p-hydroxystyrene, divinylbenzene, and the like. One or more of these can be used. Among these, from the viewpoint of polymerizability, styrene, o-methoxystyrene, m-methoxystyrene, p-methoxystyrene, o-hydroxystyrene, m-hydroxystyrene, and p-hydroxystyrene are preferred.

(メタ)アクリロニトリル化合物としては、(メタ)アクリロニトリル、アクリロ二トリル、α-メチルアクリロニトリル等が挙げられる。例えば、アクリロニトリルが用いられる。 (Meth)acrylonitrile compounds include (meth)acrylonitrile, acrylonitrile, α-methylacrylonitrile, etc. For example, acrylonitrile is used.

マレイミド化合物としては、マレイミド化合物には、マレイミド及びN-置換マレイミド化合物が含まれる。N-置換マレイミド化合物の具体例としては、N-メチルマレイミド、N-エチルマレイミド、N-n-プロピルマレイミド、N-イソプロピルマレイミド、N-n-ブチルマレイミド、N-イソブチルマレイミド、N-tert-ブチルマレイミド、N-ペンチルマレイミド、N-ヘキシルマレイミド、N-ヘプチルマレイミド、N-オクチルマレイミド、N-ラウリルマレイミド、N-ステアリルマレイミド等のN-アルキル置換マレイミド化合物;N-シクロペンチルマレイミド、N-シクロヘキシルマレイミド等のN-シクロアルキル置換マレイミド化合物;N-フェニルマレイミド、N-(4-ヒドロキシフェニル)マレイミド、N-(4-アセチルフェニル)マレイミド、N-(4-メトキシフェニル)マレイミド、N-(4-エトキシフェニル)マレイミド、N-(4-クロロフェニル)マレイミド、N-(4-ブロモフェニル)マレイミド、N-ベンジルマレイミド等のN-アリール置換マレイミド化合物などが挙げられ、これらの内の1種又は2種以上を用いることができる。例えば、N-フェニルマレイミドが用いられる。 Maleimide compounds include maleimide and N-substituted maleimide compounds. Specific examples of N-substituted maleimide compounds include N-alkyl-substituted maleimide compounds such as N-methylmaleimide, N-ethylmaleimide, N-n-propylmaleimide, N-isopropylmaleimide, N-n-butylmaleimide, N-isobutylmaleimide, N-tert-butylmaleimide, N-pentylmaleimide, N-hexylmaleimide, N-heptylmaleimide, N-octylmaleimide, N-laurylmaleimide, and N-stearylmaleimide; N-cyclopentylmaleimide, N-cyclohexylmaleimide, and N-cyclohexylmaleimide. Examples of the maleimide include N-cycloalkyl-substituted maleimide compounds such as hexylmaleimide, and N-aryl-substituted maleimide compounds such as N-phenylmaleimide, N-(4-hydroxyphenyl)maleimide, N-(4-acetylphenyl)maleimide, N-(4-methoxyphenyl)maleimide, N-(4-ethoxyphenyl)maleimide, N-(4-chlorophenyl)maleimide, N-(4-bromophenyl)maleimide, and N-benzylmaleimide, and one or more of these may be used. For example, N-phenylmaleimide may be used.

また、不飽和酸無水物としては、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸等が挙げられ、これらのうち1種又は2種以上を用いることができる。 In addition, examples of unsaturated acid anhydrides include maleic anhydride, itaconic anhydride, citraconic anhydride, etc., and one or more of these can be used.

不飽和カルボン酸化合物としては、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、クロトン酸、シトラコン酸、ケイ皮酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸及び無水シトラコン酸等の不飽和ジカルボン酸並びに不飽和ジカルボン酸のモノアルキルエステル等が挙げられ、これのうち、1種又は2種以上を用いることができる。Examples of unsaturated carboxylic acid compounds include unsaturated dicarboxylic acids such as (meth)acrylic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, crotonic acid, citraconic acid, cinnamic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, citraconic acid, maleic anhydride, itaconic anhydride, and citraconic anhydride, as well as monoalkyl esters of unsaturated dicarboxylic acids, of which one or more can be used.

第1の単量体としては、これらの中でも、例えば、少なくともスチレン類を含むことが好ましい。スチレン類は、リビング重合が容易で、適度な疎水性と有機溶媒に対する親和性を付与できるからである。第1の重合鎖に疎水性ないし有機溶媒に対する親和性を付与することができる。こうすることで、例えば、極性有機溶媒中での分散重合法により本架橋重合体を製造する場合には、第1の重合体が、本架橋重合体の表層に存在する傾向が生じて、本架橋重合体の分散安定性が向上される。Among these, it is preferable that the first monomer contains at least styrenes, for example. This is because styrenes are easy to undergo living polymerization and can impart moderate hydrophobicity and affinity to organic solvents. It is possible to impart hydrophobicity and affinity to organic solvents to the first polymer chain. In this way, for example, when the present crosslinked polymer is produced by a dispersion polymerization method in a polar organic solvent, the first polymer tends to be present in the surface layer of the present crosslinked polymer, improving the dispersion stability of the present crosslinked polymer.

スチレン類は、第1の単量体の総質量のうち、例えば、20質量%以上である。20質量%以上であるとリビング重合が容易となり、適度な疎水性と有機溶媒に対する親和性を適切に付与できるからである。また例えば、30質量%以上であり、また例えば、35質量%以上であり、また例えば、40質量%以上であり、また例えば、50質量%以上であり、また例えば、60質量%以上であり、また例えば、65質量%以上であり、また例えば、70質量%以上であり、また例えば、75質量%以上である。また、スチレン類は、前記総質量の100質量%以下であり、また例えば、95質量%以下であり、また例えば、90質量%以下であり、また例えば、85質量%以下であり、また例えば、80質量%以下であり、また例えば、75質量%以下である。スチレン類の前記総質量に対する範囲としては、上記した下限及び上限を適宜組み合わせて設定することができるが、例えば、20質量%以上95質量%以下であり、また例えば、30質量%以上75質量%以下であり、また例えば、35質量%以上85質量%以下である。The styrenes are, for example, 20% by mass or more of the total mass of the first monomer. This is because 20% by mass or more facilitates living polymerization and can appropriately impart moderate hydrophobicity and affinity to organic solvents. For example, 30% by mass or more, for example, 35% by mass or more, for example, 40% by mass or more, for example, 50% by mass or more, for example, 60% by mass or more, for example, 65% by mass or more, for example, 70% by mass or more, for example, 75% by mass or more. The styrenes are, for example, 100% by mass or less of the total mass, for example, 95% by mass or less, for example, 90% by mass or less, for example, 85% by mass or less, for example, 80% by mass or less, for example, 75% by mass or less. The range of the styrenes relative to the total mass can be set by appropriately combining the above-mentioned lower and upper limits, and is, for example, 20 mass% or more and 95 mass% or less, for example, 30 mass% or more and 75 mass% or less, and for example, 35 mass% or more and 85 mass% or less.

(メタ)アクリロニトリル化合物、マレイミド化合物、酸無水物及び不飽和カルボン酸化合物は、それぞれ、単独でも使用できるほか、これら4種のうち1種又は2種以上をスチレン類と組み合わせて用いることが好ましい。これら4種は、いずれも、第1の重合鎖の疎水性又は有機溶媒親和性を維持、調節又は付与することができるからである。中でも、アクリロニトリルなどの(メタ)アクリロニトリル化合物、N-フェニルマレイミドなどのマレイミド化合物及び酸無水物のうちの1種又は2種以上である。中でも、スチレンとアクリロニトリル、スチレンとN-フェニルマレイミドなどの組み合わせが好適である。なお、不飽和カルボン酸化合物は、第1の重合体の極性を容易に変化させることができる点等において好ましい。 Each of the (meth)acrylonitrile compound, maleimide compound, acid anhydride and unsaturated carboxylic acid compound can be used alone, and it is preferable to use one or more of these four types in combination with styrenes. This is because all of these four types can maintain, adjust or impart hydrophobicity or organic solvent affinity to the first polymer chain. Among them, one or more of (meth)acrylonitrile compounds such as acrylonitrile, maleimide compounds such as N-phenylmaleimide and acid anhydrides are preferred. Among them, combinations such as styrene and acrylonitrile, and styrene and N-phenylmaleimide are preferred. The unsaturated carboxylic acid compound is preferred in that it can easily change the polarity of the first polymer.

スチレン類と組み合わせて用いる場合、スチレン類以外のこれら1種又は2種以上の第1の単量体の総量は、第1の重合鎖を重合するための第1の単量体(第1の重合鎖の第1の単量体単位)の総質量のうち、例えば、20質量%以上である。また例えば、25質量%以上であり、また例えば、30質量%以上であり、また例えば、35質量%以上であり、また例えば、40質量%以上であり、また例えば、50質量%以上であり、また例えば、60質量%以上である。また、(メタ)アクリロニトリル化合物は、前記総質量の80質量%以下であり、また例えば、75質量%以下であり、また例えば、70質量%以下であり、また例えば、65質量%以下であり、また例えば、60質量%以下であり、また例えば、55質量%以下であり、また例えば、50質量%以下である。スチレン類の前記総質量に対する範囲としては、上記した下限及び上限を適宜組み合わせて設定することができるが、例えば、20質量%以上65質量%以下であり、また例えば、25質量%以上50質量%以下である。When used in combination with styrenes, the total amount of these one or more first monomers other than styrenes is, for example, 20% by mass or more of the total mass of the first monomer (first monomer unit of the first polymer chain) for polymerizing the first polymer chain. Also, for example, 25% by mass or more, for example, 30% by mass or more, for example, 35% by mass or more, for example, 40% by mass or more, for example, 50% by mass or more, for example, 60% by mass or more. Also, the (meth)acrylonitrile compound is 80% by mass or less, for example, 75% by mass or less, for example, 70% by mass or less, for example, 65% by mass or less, for example, 60% by mass or less, for example, 55% by mass or less, for example, 50% by mass or less of the total mass. The range of the styrenes relative to the total mass can be set by appropriately combining the above-mentioned lower and upper limits, and is, for example, 20 mass% or more and 65 mass% or less, and also, for example, 25 mass% or more and 50 mass% or less.

<第1の重合鎖>
第1の重合鎖は、上記した第1の単量体のみの重合鎖であってもよいが、必要に応じて、上記以外の他のビニル系単量体を第1の単量体として用いることができる。例えば、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸アルキルなどの(メタ)アクリル酸エステル等の公知のビニル系単量体を用いることができる。
なお、こうした他の単量体は、第1の重合鎖を構成する単量体の総質量の、例えば10質量%以下、また例えば、5質量%以下、また例えば、3質量%以下、また例えば、1質量%以下であり、また例えば、0.5質量%以下である。
<First Polymer Chain>
The first polymer chain may be a polymer chain of only the first monomer described above, but if necessary, a vinyl monomer other than the above may be used as the first monomer. For example, known vinyl monomers such as (meth)acrylic acid and (meth)acrylic acid esters such as alkyl (meth)acrylates may be used.
The amount of such other monomers is, for example, 10% by mass or less, or, for example, 5% by mass or less, or, for example, 3% by mass or less, or, for example, 1% by mass or less, or, for example, 0.5% by mass or less, of the total mass of the monomers constituting the first polymer chain.

また、第1の重合体は、第1の重合鎖とは異なるブロック(他の重合鎖)を備えることもできる。かかる他の重合鎖は、例えば、第1の重合鎖の形成後に、別の合成工程で付加されてもよい。この場合には、第1の重合鎖を備える第1の重合体に、引き続きあるいは新たにラジカル重合開始剤と他のビニル系単量体を供給して、第1の重合鎖とは異なる組成の第1の単量体以外の単量体に由来する単位からなる他の重合鎖(ブロック)を備える第1の重合体を得ることができる。後述するリビングラジカル活性単位に直接連結され、かつ第1の重合鎖に連結されるように備えられることで、本架橋重合体に用いる本単量体と共通する単量体の一部を予め、第1の重合体中に備えることができる。 The first polymer may also have a block (another polymer chain) different from the first polymer chain. Such other polymer chain may be added in a separate synthesis step after the formation of the first polymer chain, for example. In this case, a radical polymerization initiator and another vinyl monomer may be continuously or newly supplied to the first polymer having the first polymer chain to obtain a first polymer having another polymer chain (block) composed of a unit derived from a monomer other than the first monomer having a different composition from the first polymer chain. By being directly linked to the living radical active unit described later and being provided so as to be linked to the first polymer chain, a part of the monomer common to the present monomer used in the present crosslinked polymer can be provided in advance in the first polymer.

<リビングラジカル重合活性単位>
第1の重合体は、交換連鎖移動機構によるリビングラジカル重合活性単位を備えるため、本単量体の沈殿重合又は分散重合にあたって、第1の重合体の重合溶媒への溶解性や分散安定剤としての機能のために、種々のモノマーを選択することができる。
<Living radical polymerization active unit>
Since the first polymer has a living radical polymerization active unit by a chain exchange transfer mechanism, various monomers can be selected in the precipitation polymerization or dispersion polymerization of this monomer in consideration of the solubility of the first polymer in the polymerization solvent and its function as a dispersion stabilizer.

第1の重合体におけるリビングラジカル重合活性単位の交換連鎖移動機構としては、可逆的付加-開裂連鎖移動重合法(RAFT法)、ヨウ素移動重合法、有機テルル化合物を用いる重合法(TERP法)、有機アンチモン化合物を用いる重合法(SBRP法)、有機ビスマス化合物を用いる重合法(BIRP法)等が挙げられる。これらの中でも、本架橋重合体の粒子径を小さくできる点で、RAFT法及びヨウ素移動重合法が好ましく、RAFT法がより好ましい。Examples of exchange chain transfer mechanisms of the living radical polymerization active units in the first polymer include reversible addition-fragmentation chain transfer polymerization (RAFT), iodine transfer polymerization, polymerization using an organotellurium compound (TERP), polymerization using an organoantimony compound (SBRP), and polymerization using an organobismuth compound (BIRP). Among these, the RAFT and iodine transfer polymerization methods are preferred, with the RAFT method being more preferred, in that the particle size of the crosslinked polymer can be reduced.

3.本架橋重合体の特性
<本架橋重合体の不均一網目構造サイズ>
本架橋重合体又はその塩は、小角X線散乱法(測定温度:25.0±0.1℃)により、中和度50~100モル%に中和された前記架橋重合体の1質量%濃度水溶液を測定することで得られる散乱強度曲線I(q)に対し、下記式(1)でカーブフィッティングして算出される、本架橋重合体の不均一網目構造サイズΞ(Ξ1)が80以下である。

Figure 0007700786000002
ここで、上記式(1)は、架橋の不均一構造を記述できる「ローレンツ2乗モデル」(Shibayama M. et al., Macromolecules 2009,42, 1344-)と、カルボキシル基由来の電解質間の相関を記述できる「ブロードピークモデル」(Shibayama M. et al., Journal of Chemistry Physics 2018, 149, 163301-)を組み合わせた式である。 3. Characteristics of the crosslinked polymer <Heterogeneous network structure size of the crosslinked polymer>
The crosslinked polymer or a salt thereof has a heterogeneous network structure size Ξ (Ξ1) of 80 or less, which is calculated by curve fitting the scattering intensity curve I(q) obtained by measuring a 1 mass % aqueous solution of the crosslinked polymer neutralized to a degree of neutralization of 50 to 100 mol % by small angle X-ray scattering (measurement temperature: 25.0±0.1° C.) with the following formula (1):
Figure 0007700786000002
Here, the above formula (1) is a combination of the "Lorentz squared model" (Shibayama M. et al., Macromolecules 2009, 42, 1344-), which can describe the non-uniform structure of the crosslink, and the "broad peak model" (Shibayama M. et al., Journal of Chemistry Physics 2018, 149, 163301-), which can describe the correlation between electrolytes derived from carboxyl groups.

Ξ1は、本架橋重合体又はその塩を含む組成物の塗工性及び塗膜性能(本架橋重合体又はその塩を含む二次電池電極用バインダー、活物質及び水を含む組成物の場合には、塗工性及びサイクル特性)に優れる観点から、80以下であり、70以下であることが好ましく、60以下であることがより好ましく、50以下であることがさらに好ましく、40以下であることが一層好ましい。
さらに、上述の観点から、前記Ξ1と、小角X線散乱法(測定温度:25.0±0.1℃)により、中和度50~100モル%に中和された前記架橋重合体の5質量%濃度水溶液を測定することで得られる散乱強度曲線I(q)に対し、前記式(1)でカーブフィッティングして算出される、前記架橋重合体の不均一網目構造サイズΞ(Ξ5)の差ΔΞ(Ξ1-Ξ5)が50以下であることが好ましく、30以下であることがより好ましく、20以下であることがさらに好ましく、10以下であることが一層好ましく、5.0以下であることがより一層好ましい。
ここで、Ξ1、Ξ5は、実施例に記載の方法に従う方法により得られる。
From the viewpoint of excellent coatability and coating film performance of a composition containing the present crosslinked polymer or a salt thereof (coatability and cycle characteristics in the case of a composition containing a binder for a secondary battery electrode containing the present crosslinked polymer or a salt thereof, an active material, and water), Ξ1 is 80 or less, preferably 70 or less, more preferably 60 or less, even more preferably 50 or less, and even more preferably 40 or less.
Furthermore, from the above viewpoint, the difference ΔΞ(Ξ1-Ξ5) between the Ξ1 and the size of the heterogeneous network structure Ξ(Ξ5) of the crosslinked polymer, which is calculated by curve fitting the scattering intensity curve I(q) obtained by measuring a 5 mass % aqueous solution of the crosslinked polymer neutralized to a degree of neutralization of 50 to 100 mol % by a small angle X-ray scattering method (measurement temperature: 25.0±0.1° C.) using the above formula (1), is preferably 50 or less, more preferably 30 or less, even more preferably 20 or less, even more preferably 10 or less, and even more preferably 5.0 or less.
Here, Ξ1 and Ξ5 are obtained by the method described in the Examples.

<本架橋重合体の水溶液粘度>
本架橋重合体又はその塩は、その2質量%濃度水溶液の粘度が100mPa・s以上であることが好ましい。2質量%濃度水溶液の粘度が100mPa・s以上の場合、架橋重合体を含む組成物の保存安定性が高く、優れた結着性を発揮することが可能となる。2質量%濃度水溶液の粘度は、1,000mPa・s以上であってもよく、10,000mPa・s以上であってもよく、50,000mPa・s以上であってもよい
水溶液粘度は、所定の濃度となる量の本架橋重合体又はその塩を水中に均一に溶解又は分散した後、実施例に記載の方法に従い、12rpmにおけるB型粘度(25℃)を測定することにより得られる。
<Viscosity of aqueous solution of the present crosslinked polymer>
The crosslinked polymer or its salt preferably has a viscosity of 100 mPa·s or more in a 2% by weight aqueous solution. When the viscosity of the 2% by weight aqueous solution is 100 mPa·s or more, the composition containing the crosslinked polymer has high storage stability and can exhibit excellent binding properties. The viscosity of the 2% by weight aqueous solution may be 1,000 mPa·s or more, 10,000 mPa·s or more, or 50,000 mPa·s or more. The aqueous solution viscosity is obtained by uniformly dissolving or dispersing the crosslinked polymer or its salt in water in an amount to give a predetermined concentration, and then measuring the B-type viscosity (25°C) at 12 rpm according to the method described in the Examples.

本架橋重合体又はその塩は、水中では水を吸収して膨潤した状態となる。一般に、架橋重合体が適度な架橋度を有する場合、当該架橋重合体が有する親水性基の量が多いほど、架橋重合体は水を吸収して膨潤し易くなる。また、架橋度についていえば、架橋度が低いほど、架橋重合体は膨潤し易くなる。但し、架橋点の数が同じであっても、分子量(一次鎖長)が大きいほど三次元ネットワークの形成に寄与する架橋点が増えるため、架橋重合体は膨潤し難くなる。よって、架橋重合体の親水性基の量、架橋点の数及び一次鎖長等を調整することにより、架橋重合体水溶液の粘度を調節することができる。この際、上記架橋点の数は、例えば、架橋性単量体の使用量、ポリマー鎖への連鎖移動反応及び後架橋反応等により調整が可能である。また、重合体の一次鎖長は、開始剤及び重合温度等のラジカル発生量に関連する条件の設定、並びに、連鎖移動等を考慮した重合溶媒の選択等により調整することができる。The crosslinked polymer or its salt absorbs water and swells in water. In general, when a crosslinked polymer has an appropriate degree of crosslinking, the greater the amount of hydrophilic groups that the crosslinked polymer has, the easier it is to absorb water and swell. In addition, in terms of the degree of crosslinking, the lower the degree of crosslinking, the easier it is to swell. However, even if the number of crosslinking points is the same, the greater the molecular weight (primary chain length), the more crosslinking points that contribute to the formation of a three-dimensional network, making it more difficult for the crosslinked polymer to swell. Therefore, the viscosity of the crosslinked polymer aqueous solution can be adjusted by adjusting the amount of hydrophilic groups, the number of crosslinking points, and the primary chain length of the crosslinked polymer. In this case, the number of crosslinking points can be adjusted, for example, by the amount of crosslinkable monomer used, the chain transfer reaction to the polymer chain, and the post-crosslinking reaction. In addition, the primary chain length of the polymer can be adjusted by setting conditions related to the amount of radical generation, such as the initiator and polymerization temperature, and by selecting a polymerization solvent taking into account chain transfer, etc.

<本架橋重合体の粒子径>
本組成物において、本架橋重合体は大粒径の塊(二次凝集体)として存在することなく、適度な粒子径を有する水膨潤粒子として良好に分散していることが、当該架橋重合体を含むバインダーが良好な結着性能を発揮し得るため好ましい。
<Particle size of the crosslinked polymer>
In the present composition, it is preferable that the present crosslinked polymer is not present as large particle lumps (secondary aggregates) but is well dispersed as water-swellable particles having an appropriate particle size, because this allows the binder containing the crosslinked polymer to exhibit good binding performance.

本架橋重合体は、当該架橋重合体が有するカルボキシル基に基づく中和度が80~100モル%であるものを水中に分散させた際の粒子径(水膨潤粒子径)が、体積基準メジアン径で0.1μm以上、5.0μm以下の範囲にあることが好ましい。上記粒子径のより好ましい範囲は0.1μm以上、4.0μm以下であり、さらに好ましい範囲は0.1μm以上、3.0μm以下であり、一層好ましい範囲は0.2μm以上、3.0μm以下であり、より一層好ましい範囲は0.3μm以上、3.0μm以下である。粒子径が0.1μm以上、5.0μm以下の範囲であれば、本組成物中において好適な大きさで均一に存在するため、本組成物の安定性が高く、優れた結着性を発揮することが可能となる。粒子径が5.0μmを超えると、上記の通り結着性が不十分となる虞がある。また、平滑性な塗面が得られにくい点で、塗工性が不十分となる虞がある。一方、粒子径が0.1μm未満の場合には、安定製造性の観点において懸念される。The crosslinked polymer preferably has a particle size (water-swollen particle size) in the range of 0.1 μm to 5.0 μm in volumetric median size when the crosslinked polymer has a degree of neutralization based on the carboxyl groups of 80 to 100 mol% and is dispersed in water. A more preferred range of the particle size is 0.1 μm to 4.0 μm, an even more preferred range is 0.1 μm to 3.0 μm, an even more preferred range is 0.2 μm to 3.0 μm, and an even more preferred range is 0.3 μm to 3.0 μm. If the particle size is in the range of 0.1 μm to 5.0 μm, the particles are uniformly present in the composition at a suitable size, and the composition is highly stable and exhibits excellent binding properties. If the particle size exceeds 5.0 μm, there is a risk of insufficient binding properties as described above. In addition, there is a risk of insufficient coatability in that it is difficult to obtain a smooth coating surface. On the other hand, if the particle size is less than 0.1 μm, there is a concern in terms of stable production.

本架橋重合体は、本組成物中において、中和度が20モル%以上となるように、エチレン性不飽和カルボン酸単量体由来のカルボキシル基等の酸基が中和され、塩の態様として用いることが好ましい。上記中和度は、より好ましくは50モル%以上であり、さらに好ましくは70モル%以上であり、一層好ましくは75モル%以上であり、より一層好ましくは80モル%以上であり、特に好ましくは85モル%以上である。中和度の上限値は100モル%であり、98モル%であってもよく95モル%であってもよい。中和度の範囲は、上記下限値及び上限値を適宜組合せることができ、例えば、50モル%以上100モル%以下であってもよく、75モル%以上100モル%以下であってもよく、80モル%以上100モル%以下であってもよい。中和度が20モル%以上の場合、水膨潤性が良好となり分散安定化効果が得やすいという点で好ましい。本明細書では、上記中和度は、カルボキシル基等の酸基を有する単量体及び中和に用いる中和剤の仕込み値から計算により算出することができる。なお、中和度は架橋重合体又はその塩を、減圧条件下、80℃で3時間乾燥処理後の粉末をIR測定し、カルボン酸のC=O基由来のピークとカルボン酸塩のC=O基由来のピークの強度比より確認することができる。In the present crosslinked polymer, acid groups such as carboxyl groups derived from ethylenically unsaturated carboxylic acid monomers are neutralized so that the degree of neutralization in the present composition is 20 mol% or more, and it is preferable to use it as a salt form. The above-mentioned degree of neutralization is more preferably 50 mol% or more, even more preferably 70 mol% or more, even more preferably 75 mol% or more, even more preferably 80 mol% or more, and particularly preferably 85 mol% or more. The upper limit of the degree of neutralization is 100 mol%, and may be 98 mol% or 95 mol%. The range of the degree of neutralization can be appropriately combined with the above lower limit and upper limit, and may be, for example, 50 mol% or more and 100 mol% or less, 75 mol% or more and 100 mol% or less, or 80 mol% or more and 100 mol% or less. When the degree of neutralization is 20 mol% or more, it is preferable in that the water swelling property is good and the dispersion stabilization effect is easily obtained. In this specification, the neutralization degree can be calculated from the charged amount of a monomer having an acid group such as a carboxyl group and a neutralizing agent used for neutralization. The neutralization degree can be confirmed by IR measurement of a powder of a crosslinked polymer or a salt thereof after drying treatment at 80° C. for 3 hours under reduced pressure conditions, and by the intensity ratio of a peak derived from a C═O group of the carboxylic acid to a peak derived from a C═O group of the carboxylate.

<本架橋重合体の水膨潤度>
本明細書では、水膨潤度は架橋重合体又はその塩の乾燥時の重量「(W)g」、及び当該架橋重合体又はその塩を水で飽和膨潤させた際に吸収される水の量「(W)g」とから、以下の式に基づいて算出される。
(水膨潤度)={(W)+(W)}/(W
<Water swelling degree of the present crosslinked polymer>
In this specification, the water swelling degree is calculated based on the following formula from the dry weight of the crosslinked polymer or a salt thereof, "( WA ) g," and the amount of water absorbed when the crosslinked polymer or a salt thereof is swelled to saturation with water, "( WB ) g."
(Water swelling degree)={( WA )+( WB )}/( WA )

架橋重合体又はその塩は、pH8における水膨潤度が20以上、80以下であることが好ましい。水膨潤度が上記範囲であれば、架橋重合体又はその塩が水媒体中で適度に膨潤するため、電極合剤層を形成する際に、活物質及び集電体への十分な接着面積を確保することが可能となり、結着性が良好となる傾向がある。上記水膨潤度は、例えば21以上であってもよく、23以上であってもよく、25以上であってもよく、27以上であってもよく、30以上であってもよい。水膨潤度が20以上の場合、架橋重合体又はその塩が活物質や集電体の表面において広がり、十分な接着面積を確保することができるため、良好な結着性が得られる。pH8における水膨潤度の上限値は、75以下であってもよく、70以下であってもよく、65以下であってもよく、60以下であってもよく、55以下であってもよい。水膨潤度が60を超えると、架橋重合体又はその塩を含む電極合剤層用組成物(電極スラリー)の粘度が高くなる傾向が有り、合剤層の均一性が不足する結果、十分な結着力が得られないことがある。また、電極スラリーの塗工性が低下する虞がある。pH8における水膨潤度の範囲は、上記上限値及び下限値を適宜組合せることにより設定できるが、例えば、23以上、70以下であり、また例えば、25以上、65以下であり、また例えば、25以上、55以下である。
pH8における水膨潤度は、pH8の水中における架橋重合体又はその塩の膨潤度を測定することにより得ることができる。上記pH8の水としては、例えばイオン交換水を使用することができ、必要に応じて適当な酸若しくはアルカリ、又は緩衝液等を用いてpHの値を調整してもよい。測定時のpHは、例えば、8.0±0.5の範囲であり、好ましくは8.0±0.3の範囲であり、より好ましくは8.0±0.2の範囲であり、さらに好ましくは8.0±0.1の範囲である。
The crosslinked polymer or its salt preferably has a water swelling degree at pH 8 of 20 or more and 80 or less. If the water swelling degree is within the above range, the crosslinked polymer or its salt swells moderately in an aqueous medium, so that when forming an electrode mixture layer, it is possible to ensure a sufficient adhesion area to the active material and the current collector, and the binding property tends to be good. The water swelling degree may be, for example, 21 or more, 23 or more, 25 or more, 27 or more, or 30 or more. When the water swelling degree is 20 or more, the crosslinked polymer or its salt spreads on the surface of the active material or the current collector, and a sufficient adhesion area can be ensured, so that good binding property can be obtained. The upper limit of the water swelling degree at pH 8 may be 75 or less, 70 or less, 65 or less, 60 or less, or 55 or less. If the water swelling degree exceeds 60, the viscosity of the electrode mixture layer composition (electrode slurry) containing the crosslinked polymer or its salt tends to be high, and the uniformity of the mixture layer may be insufficient, resulting in insufficient binding force. In addition, the coatability of the electrode slurry may be deteriorated. The range of the water swelling degree at pH 8 can be set by appropriately combining the above upper and lower limits, and is, for example, 23 to 70, for example, 25 to 65, or for example, 25 to 55.
The degree of swelling in water at pH 8 can be obtained by measuring the degree of swelling of the crosslinked polymer or a salt thereof in water at pH 8. As the water at pH 8, for example, ion-exchanged water can be used, and the pH value may be adjusted as necessary using an appropriate acid or alkali, or a buffer solution, etc. The pH at the time of measurement is, for example, in the range of 8.0±0.5, preferably in the range of 8.0±0.3, more preferably in the range of 8.0±0.2, and even more preferably in the range of 8.0±0.1.

尚、当業者であれば、架橋重合体又はその塩の組成及び構造等を制御することにより、その水膨潤度の調整を行うことができる。例えば、架橋重合体に酸性官能基、又は親水性の高い構造単位を導入することにより、水膨潤度を高くすることができる。また、架橋重合体の架橋度を低くすることによっても、通常その水膨潤度は高くなる。A person skilled in the art can adjust the water swelling degree by controlling the composition and structure of the crosslinked polymer or its salt. For example, the water swelling degree can be increased by introducing an acidic functional group or a highly hydrophilic structural unit into the crosslinked polymer. Also, the water swelling degree can usually be increased by decreasing the degree of crosslinking of the crosslinked polymer.

4.二次電池電極合剤層用組成物
本発明の二次電池電極合剤層用組成物は、本バインダー、活物質及び水を含む。
本組成物における本バインダーの使用量は、活物質の全量100質量部に対して、例えば、0.1質量部以上20質量部以下である。上記使用量は、また例えば、0.2質量部以上10質量部以下であり、また例えば0.3質量部以上8質量部以下であり、また例えば0.4質量部以上5質量部以下である。バインダーの使用量が0.1質量部以上であれば、十分な結着性を得ることができる。また、活物質等の分散安定性を確保することができ、均一な合剤層を形成することができる。バインダーの使用量が20質量部以下であれば、本組成物が高粘度となることはなく、集電体への塗工性を確保することができる。その結果、均一で平滑な表面を有する合剤層を形成することができる。
4. Composition for secondary battery electrode mixture layer The composition for secondary battery electrode mixture layer of the present invention contains the present binder, an active material, and water.
The amount of the binder used in the composition is, for example, 0.1 parts by mass or more and 20 parts by mass or less, based on 100 parts by mass of the total amount of the active material. The amount is, for example, 0.2 parts by mass or more and 10 parts by mass or less, for example, 0.3 parts by mass or more and 8 parts by mass or less, and for example, 0.4 parts by mass or more and 5 parts by mass or less. If the amount of the binder used is 0.1 parts by mass or more, sufficient binding property can be obtained. In addition, the dispersion stability of the active material and the like can be ensured, and a uniform mixture layer can be formed. If the amount of the binder used is 20 parts by mass or less, the composition does not become highly viscous, and the coatability to the current collector can be ensured. As a result, a mixture layer having a uniform and smooth surface can be formed.

上記活物質の内、正極活物質としては遷移金属酸化物のリチウム塩を用いることができ、例えば、層状岩塩型及びスピネル型のリチウム含有金属酸化物を使用することができる。層状岩塩型の正極活物質の具体的な化合物としては、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、並びに、三元系と呼ばれるNCM{Li(Ni,Co,Mn)、x+y+z=1}及びNCA{Li(Ni1-a-bCoAlb)}等が挙げられる。また、スピネル型の正極活物質としてはマンガン酸リチウム等が挙げられる。酸化物以外にもリン酸塩、ケイ酸塩及び硫黄等が使用され、リン酸塩としては、オリビン型のリン酸鉄リチウム等が挙げられる。正極活物質としては、上記のうちの1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて混合物又は複合物として使用してもよい。 Among the above active materials, lithium salts of transition metal oxides can be used as the positive electrode active material, and for example, layered rock salt type and spinel type lithium-containing metal oxides can be used. Specific compounds of the layered rock salt type positive electrode active material include lithium cobalt oxide, lithium nickel oxide, and ternary NCM {Li (Ni x , Co y , Mn z ), x + y + z = 1} and NCA {Li (Ni 1-a-b Co a Al b )}. In addition, lithium manganate can be used as a spinel type positive electrode active material. In addition to oxides, phosphates, silicates, sulfur, and the like are used, and examples of phosphates include olivine type lithium iron phosphate. As the positive electrode active material, one of the above may be used alone, or two or more may be combined to be used as a mixture or composite.

尚、層状岩塩型のリチウム含有金属酸化物を含む正極活物質を水に分散させた場合、活物質表面のリチウムイオンと水中の水素イオンとが交換されることにより、分散液がアルカリ性を示す。このため、一般的な正極用集電体材料であるアルミ箔(Al)等が腐食される虞がある。このような場合には、バインダーとして未中和又は部分中和された本架橋重合体を用いることにより、活物質から溶出するアルカリ分を中和することが好ましい。また、未中和又は部分中和された本架橋重合体の使用量は、本架橋重合体の中和されていないカルボキシル基量が活物質から溶出するアルカリ量に対して当量以上となるように用いることが好ましい。In addition, when a positive electrode active material containing a layered rock salt type lithium-containing metal oxide is dispersed in water, the lithium ions on the active material surface are exchanged with hydrogen ions in the water, causing the dispersion to become alkaline. For this reason, there is a risk that aluminum foil (Al), which is a common positive electrode current collector material, may be corroded. In such a case, it is preferable to neutralize the alkali content eluted from the active material by using the unneutralized or partially neutralized present crosslinked polymer as a binder. In addition, it is preferable to use the unneutralized or partially neutralized present crosslinked polymer in an amount such that the amount of unneutralized carboxyl groups in the present crosslinked polymer is equivalent to or greater than the amount of alkali eluted from the active material.

正極活物質はいずれも電気伝導性が低いため、導電助剤を添加して使用されるのが一般的である。導電助剤としては、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、カーボンファイバー、黒鉛微粉、炭素繊維等の炭素系材料が挙げられ、これらの内、優れた導電性を得やすい点からカーボンブラック、カーボンナノチューブ及びカーボンファイバーが好ましい。また、カーボンブラックとしては、ケッチェンブラック及びアセチレンブラックが好ましい。導電助剤は、上記の1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。導電助剤の使用量は、導電性とエネルギー密度を両立するという観点から、活物質の全量100質量部に対して、例えば、0.2~20質量部とすることができ、また例えば、0.2~10質量部とすることができる。また、正極活物質は導電性を有する炭素系材料で表面コーティングしたものを使用してもよい。 Since all positive electrode active materials have low electrical conductivity, they are generally used with the addition of a conductive assistant. Examples of conductive assistants include carbon-based materials such as carbon black, carbon nanotubes, carbon fiber, graphite powder, and carbon fiber. Of these, carbon black, carbon nanotubes, and carbon fiber are preferred because they are easy to obtain excellent electrical conductivity. As carbon black, ketjen black and acetylene black are preferred. The conductive assistant may be one of the above alone or two or more may be used in combination. The amount of the conductive assistant used may be, for example, 0.2 to 20 parts by mass, or, for example, 0.2 to 10 parts by mass, per 100 parts by mass of the total amount of the active material, from the viewpoint of achieving both electrical conductivity and energy density. The positive electrode active material may be surface-coated with a carbon-based material having electrical conductivity.

一方、負極活物質としては、例えば炭素系材料、リチウム金属、リチウム合金及び金属酸化物等が挙げられ、これらの内の1種又は2種以上を組み合わせて用いることができる。これらの内でも、天然黒鉛、人造黒鉛、ハードカーボン及びソフトカーボン等の炭素系材料からなる活物質(以下、「炭素系活物質」ともいう。)が好ましく、天然黒鉛及び人造黒鉛等の黒鉛、並びにハードカーボンがより好ましい。また、黒鉛の場合、電池性能の面から球形化黒鉛が好適に用いられ、その粒子サイズの好ましい範囲は、例えば、1~20μmであり、また例えば、5~15μmである。また、エネルギー密度を高くするために、ケイ素やスズなどのリチウムを吸蔵できる金属又は金属酸化物等を負極活物質として使用することもできる。その中でも、ケイ素は黒鉛に比べて高容量であり、ケイ素、ケイ素合金及び一酸化ケイ素(SiO)等のケイ素酸化物のようなケイ素系材料からなる活物質(以下、「ケイ素系活物質」ともいう。)を用いることができる。しかし、上記ケイ素系活物質は高容量である反面充放電に伴う体積変化が大きい。このため、上記炭素系活物質と併用するのが好ましい。この場合、ケイ素系活物質の配合量が多いと電極材料の崩壊を招き、サイクル特性(耐久性)が大きく低下する場合がある。このような観点から、ケイ素系活物質を併用する場合、その使用量は炭素系活物質に対して、例えば、60質量%以下であり、また例えば、30質量%以下である。On the other hand, examples of the negative electrode active material include carbon-based materials, lithium metal, lithium alloys, and metal oxides, and one or more of these can be used in combination. Among these, active materials made of carbon-based materials such as natural graphite, artificial graphite, hard carbon, and soft carbon (hereinafter also referred to as "carbon-based active materials") are preferred, and graphite such as natural graphite and artificial graphite, and hard carbon are more preferred. In the case of graphite, spherical graphite is preferably used from the viewpoint of battery performance, and the preferred range of its particle size is, for example, 1 to 20 μm, and also, for example, 5 to 15 μm. In addition, in order to increase the energy density, metals or metal oxides capable of absorbing lithium, such as silicon and tin, can also be used as the negative electrode active material. Among them, silicon has a higher capacity than graphite, and active materials made of silicon-based materials such as silicon, silicon alloys, and silicon oxides such as silicon monoxide (SiO) (hereinafter also referred to as "silicon-based active materials") can be used. However, the silicon-based active material has a high capacity, but the volume change caused by charging and discharging is large. Therefore, it is preferable to use it in combination with the carbon-based active material. In this case, if the amount of the silicon-based active material is large, the electrode material may collapse, and the cycle characteristics (durability) may be greatly reduced. From this point of view, when the silicon-based active material is used in combination, the amount of the silicon-based active material is, for example, 60% by mass or less, or, for example, 30% by mass or less, relative to the carbon-based active material.

炭素系活物質は、それ自身が良好な電気伝導性を有するため、必ずしも導電助剤を添加する必要はない。抵抗をより低減する等の目的で導電助剤を添加する場合、エネルギー密度の観点からその使用量は活物質の全量100質量部に対して、例えば、10質量部以下であり、また例えば、5質量部以下である。Since carbon-based active materials themselves have good electrical conductivity, it is not necessary to add a conductive additive. When a conductive additive is added for the purpose of further reducing resistance, etc., the amount used is, from the viewpoint of energy density, for example, 10 parts by mass or less, or, for example, 5 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the total amount of active material.

本組成物がスラリー状態の場合、活物質の使用量は、本組成物全量に対して、例えば、10~75質量%の範囲であり、また例えば、30~65質量%の範囲である。活物質の使用量が10質量%以上であればバインダー等のマイグレーションが抑えられるとともに、媒体の乾燥コストの面でも有利となる。一方、75質量%以下であれば、本組成物の流動性及び塗工性を確保することができ、均一な合剤層を形成することができる。When the composition is in a slurry state, the amount of active material used is, for example, in the range of 10 to 75% by mass, or, for example, in the range of 30 to 65% by mass, based on the total amount of the composition. If the amount of active material used is 10% by mass or more, migration of binders and the like is suppressed, and it is also advantageous in terms of the cost of drying the medium. On the other hand, if it is 75% by mass or less, the fluidity and coatability of the composition can be ensured, and a uniform mixture layer can be formed.

本組成物は、媒体として水を使用する。また、本組成物の性状及び乾燥性等を調整する目的で、メタノール及びエタノール等の低級アルコール類、エチレンカーボネート等のカーボネート類、アセトン等のケトン類、テトラヒドロフラン、N-メチルピロリドン等の水溶性有機溶剤との混合溶媒としてもよい。混合媒体中の水の割合は、例えば、50質量%以上であり、また例えば、70質量%以上である。This composition uses water as a medium. In order to adjust the properties and drying properties of this composition, it may be mixed with lower alcohols such as methanol and ethanol, carbonates such as ethylene carbonate, ketones such as acetone, tetrahydrofuran, N-methylpyrrolidone, and other water-soluble organic solvents. The proportion of water in the mixed medium is, for example, 50% by mass or more, and, for example, 70% by mass or more.

本組成物を塗工可能なスラリー状態とする場合、本組成物全体に占める水を含む媒体の含有量は、スラリーの塗工性、及び乾燥に必要なエネルギーコスト、生産性の観点から、例えば、25~60質量%の範囲とすることができ、また例えば、35~60質量%とすることができる。When the present composition is made into a coatable slurry state, the content of the water-containing medium in the entire composition can be, for example, in the range of 25 to 60 mass %, and can be, for example, 35 to 60 mass %, from the viewpoints of the coatability of the slurry, the energy cost required for drying, and productivity.

本組成物は、さらに、スチレンブタジエンゴム(SBR)系ラテックス、カルボキシメチルセルロース(CMC)、アクリル系ラテックス及びポリフッ化ビニリデン系ラテックス等の他のバインダー成分を併用してもよい。他のバインダー成分を併用する場合、その使用量は、活物質の全量100質量部に対して、例えば、0.1~5質量部以下とすることができ、また例えば、0.1~2質量部以下とすることができ、また例えば、0.1~1質量部以下とすることができる。他のバインダー成分の使用量が5質量部を超えると抵抗が増大し、ハイレート特性が不十分なものとなる場合がある。上記の中でも、結着性及び耐屈曲性のバランスに優れる点で、SBR系ラテックス、CMCが好ましく、SBR系ラテックス及びCMCを併用する事がより好ましい。The composition may further contain other binder components such as styrene butadiene rubber (SBR) latex, carboxymethyl cellulose (CMC), acrylic latex, and polyvinylidene fluoride latex. When other binder components are used in combination, the amount of the binder components used may be, for example, 0.1 to 5 parts by mass or less, or, for example, 0.1 to 2 parts by mass or less, or, for example, 0.1 to 1 part by mass or less, relative to 100 parts by mass of the total amount of the active material. If the amount of the other binder components used exceeds 5 parts by mass, the resistance increases and the high-rate characteristics may become insufficient. Among the above, SBR latex and CMC are preferred in terms of the excellent balance between binding properties and bending resistance, and it is more preferable to use SBR latex and CMC in combination.

上記SBR系ラテックスとは、スチレン等の芳香族ビニル単量体に由来する構造単位及び1,3-ブタジエン等の脂肪族共役ジエン系単量体に由来する構造単位を有する共重合体の水系分散体を示す。上記芳香族ビニル単量体としては、スチレンの他にα-メチルスチレン、ビニルトルエン、ジビニルベンゼン等が挙げられ、これらの内の1種又は2種以上を用いることができる。上記共重合体中における上記芳香族ビニル単量体に由来する構造単位は、主に結着性の観点から、例えば、20~70質量%の範囲とすることができ、また例えば、30~60質量%の範囲とすることができる。
上記脂肪族共役ジエン系単量体としては、1,3-ブタジエンの他に2-メチル-1,3-ブタジエン、2,3-ジメチル-1,3-ブタジエン、2-クロロ-1,3-ブタジエン等が挙げられ、これらの内の1種又は2種以上を用いることができる。上記共重合体中における上記脂肪族共役ジエン系単量体に由来する構造単位は、バインダーの結着性及び得られる電極の柔軟性が良好なものとなる点で、例えば、30~70質量%の範囲とすることができ、また例えば、40~60質量%の範囲とすることができる。
スチレン/ブタジエン系ラテックスは、上記の単量体以外にも、結着性等の性能をさらに向上させるために、その他の単量体として(メタ)アクリロニトリル等のニトリル基含有単量体、(メタ)アクリル酸、イタンコン酸、マレイン酸等のカルボキシル基含有単量体、(メタ)アクリル酸メチル等のエステル基含有単量体を共重合単量体として用いてもよい。
上記共重合体中における上記その他の単量体に由来する構造単位は、例えば、0~30質量%の範囲とすることができ、また例えば、0~20質量%の範囲とすることができる。
The SBR latex refers to an aqueous dispersion of a copolymer having structural units derived from an aromatic vinyl monomer such as styrene and structural units derived from an aliphatic conjugated diene monomer such as 1,3-butadiene. Examples of the aromatic vinyl monomer include α-methylstyrene, vinyltoluene, divinylbenzene, and the like, in addition to styrene, and one or more of these can be used. The structural units derived from the aromatic vinyl monomer in the copolymer can be, for example, in the range of 20 to 70% by mass, or, for example, in the range of 30 to 60% by mass, mainly from the viewpoint of binding properties.
Examples of the aliphatic conjugated diene monomer include 2-methyl-1,3-butadiene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 2-chloro-1,3-butadiene, etc., in addition to 1,3-butadiene, and one or more of these can be used. The structural unit derived from the aliphatic conjugated diene monomer in the copolymer can be, for example, in the range of 30 to 70 mass %, or, for example, in the range of 40 to 60 mass %, in order to improve the binding property of the binder and the flexibility of the obtained electrode.
In addition to the above-mentioned monomers, the styrene/butadiene-based latex may use other monomers as copolymerization monomers, such as nitrile group-containing monomers such as (meth)acrylonitrile, carboxyl group-containing monomers such as (meth)acrylic acid, itanconic acid, maleic acid, and ester group-containing monomers such as methyl (meth)acrylate, in order to further improve performance such as binding property.
The content of the structural units derived from the other monomers in the copolymer can be, for example, in the range of 0 to 30% by mass, and can be, for example, in the range of 0 to 20% by mass.

上記CMCとは、ノニオン性セルロース系半合成高分子化合物をカルボキシメチル基により置換した置換体及びその塩を示す。上記ノニオン性セルロース系半合成高分子化合物としては、例えば、メチルセルロース、メチルエチルセルロース、エチルセルロース、マイクロクリスタリンセルロース等のアルキルセルロース;
ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシブチルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロースステアロキシエーテル、カルボキシメチルヒドロキシエチルセルロース、アルキルヒドロキシエチルセルロース、ノノキシニルヒドロキシエチルセルロース等のヒドロキシアルキルセルロースなどが挙げられる。
The CMC refers to a nonionic cellulose-based semisynthetic polymer compound substituted with a carboxymethyl group and its salt. Examples of the nonionic cellulose-based semisynthetic polymer compound include alkyl celluloses such as methyl cellulose, methyl ethyl cellulose, ethyl cellulose, and microcrystalline cellulose;
Examples of the hydroxyalkyl cellulose include hydroxyethyl cellulose, hydroxybutyl methyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, hydroxypropyl methyl cellulose, hydroxyethyl methyl cellulose, hydroxypropyl methyl cellulose stearoxy ether, carboxymethyl hydroxyethyl cellulose, alkyl hydroxyethyl cellulose, and nonoxynyl hydroxyethyl cellulose.

本発明の二次電池電極合剤層用組成物は、上記の活物質、水及びバインダーを必須の構成成分とするものであり、公知の手段を用いて各成分を混合することにより得られる。各成分の混合方法は特段制限されるものではなく、公知の方法を採用することができるが、活物質、導電助剤及びバインダー等の粉末成分をドライブレンドした後、水等の分散媒と混合し、分散混練する方法が好ましい。本組成物をスラリー状態で得る場合、分散不良や凝集のないスラリーに仕上げることが好ましい。混合手段としては、プラネタリーミキサー、薄膜旋回式ミキサー及び自公転式ミキサー等の公知のミキサーを使用することができるが、短時間で良好な分散状態が得られる点で薄膜旋回式ミキサーを使用して行うことが好ましい。また、薄膜旋回式ミキサーを用いる場合は、予めディスパー等の攪拌機で予備分散を行うことが好ましい。上記スラリーのpHは、本発明の効果を奏する限り特に制限されないが、12.5未満であることが好ましく、例えば、CMCを配合する場合にはその加水分解の懸念が小さい点で、11.5未満であることがより好ましく、10.5未満であることがさらに好ましい。また、上記スラリーの粘度は、本発明の効果を奏する限り特に制限されないが、20rpmにおけるB型粘度(25℃)として、例えば、100~6,000mPa・sの範囲とすることができ、また例えば、500~5,000mPa・s、また例えば、1,000~4,000mPa・sの範囲とすることができる。スラリーの粘度が上記の範囲内であれば、良好な塗工性を確保することができる。The composition for secondary battery electrode mixture layer of the present invention is essentially composed of the above active material, water and binder, and is obtained by mixing each component using a known means. The method of mixing each component is not particularly limited, and a known method can be adopted, but a method of dry blending powder components such as active material, conductive assistant and binder, and then mixing with a dispersion medium such as water and dispersing and kneading is preferred. When obtaining the composition in a slurry state, it is preferable to finish the slurry without poor dispersion or aggregation. As a mixing means, known mixers such as planetary mixers, thin film swirl mixers and self-revolving mixers can be used, but it is preferable to use a thin film swirl mixer in order to obtain a good dispersion state in a short time. In addition, when using a thin film swirl mixer, it is preferable to perform preliminary dispersion in advance with a stirrer such as a disperser. The pH of the above slurry is not particularly limited as long as the effect of the present invention is exhibited, but it is preferable that it is less than 12.5, and for example, when CMC is blended, it is more preferable that it is less than 11.5 in terms of the small concern of hydrolysis, and even more preferable that it is less than 10.5. The viscosity of the slurry is not particularly limited as long as the effects of the present invention are achieved, but the viscosity may be, for example, in the range of 100 to 6,000 mPa·s, or, for example, in the range of 500 to 5,000 mPa·s, or, for example, in the range of 1,000 to 4,000 mPa·s, as a B-type viscosity (25°C) at 20 rpm. If the viscosity of the slurry is within the above range, good coatability can be ensured.

5.二次電池電極
本発明の二次電池電極は、銅又はアルミニウム等の集電体表面に本発明の二次電池電極合剤層用組成物から形成される合剤層を備えてなるものである。合剤層は、集電体の表面に本組成物を塗工した後、水等の媒体を乾燥除去することにより形成される。本組成物を塗工する方法は特に限定されず、ドクターブレード法、ディップ法、ロールコート法、コンマコート法、カーテンコート法、グラビアコート法及びエクストルージョン法などの公知の方法を採用することができる。また、上記乾燥は、温風吹付け、減圧、(遠)赤外線、マイクロ波照射等の公知の方法により行うことができる。
通常、乾燥後に得られた合剤層には、金型プレス及びロールプレス等による圧縮処理が施される。圧縮することにより活物質及びバインダーを密着させ、合剤層の強度及び集電体への密着性を向上させることができる。圧縮により合剤層の厚みを、例えば、圧縮前の30~80%程度に調整することができ、圧縮後の合剤層の厚みは4~200μm程度が一般的である。
5. Secondary Battery Electrode The secondary battery electrode of the present invention comprises a mixture layer formed from the composition for secondary battery electrode mixture layer of the present invention on the surface of a current collector such as copper or aluminum. The mixture layer is formed by applying the composition to the surface of the current collector and then drying and removing the medium such as water. The method for applying the composition is not particularly limited, and known methods such as doctor blade method, dip method, roll coating method, comma coating method, curtain coating method, gravure coating method and extrusion method can be adopted. In addition, the drying can be performed by known methods such as hot air blowing, reduced pressure, (far) infrared radiation, and microwave irradiation.
Usually, the mixture layer obtained after drying is subjected to a compression treatment using a mold press, a roll press, or the like. Compression brings the active material and the binder into close contact with each other, and improves the strength of the mixture layer and its adhesion to the current collector. The thickness of the mixture layer can be adjusted by compression to, for example, about 30 to 80% of the thickness before compression, and the thickness of the mixture layer after compression is generally about 4 to 200 μm.

6.二次電池
本発明の二次電池電極にセパレータ及び電解液を備えることにより、二次電池を作製することができる。電解液は液状であってもよく、ゲル状であってもよい。
セパレータは電池の正極及び負極間に配され、両極の接触による短絡の防止や電解液を保持してイオン導電性を確保する役割を担う。セパレータにはフィルム状の絶縁性微多孔膜であって、良好なイオン透過性及び機械的強度を有するものが好ましい。具体的な素材としては、ポリエチレン及びポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリテトラフルオロエチレン等を使用することができる。
6. Secondary Battery A secondary battery can be produced by providing the secondary battery electrode of the present invention with a separator and an electrolyte. The electrolyte may be in a liquid state or a gel state.
The separator is disposed between the positive and negative electrodes of the battery, and serves to prevent short circuits caused by contact between the electrodes and to retain the electrolyte to ensure ionic conductivity. The separator is preferably a film-like insulating microporous membrane having good ion permeability and mechanical strength. Specific examples of the material that can be used include polyolefins such as polyethylene and polypropylene, and polytetrafluoroethylene.

電解液は、活物質の種類に応じて一般的に使用される公知のものを用いることができる。リチウムイオン二次電池では、具体的な溶媒として、プロピレンカーボネート及びエチレンカーボネート等の高誘電率で電解質の溶解能力の高い環状カーボネート、並びに、エチルメチルカーボネート、ジメチルカーボネート及びジエチルカーボネート等の粘性の低い鎖状カーボネート等が挙げられ、これらを単独で又は混合溶媒として使用することができる。電解液は、これらの溶媒にLiPF、LiSbF、LiBF、LiClO、LiAlO等のリチウム塩を溶解して使用される。ニッケル水素二次電池では、電解液として水酸化カリウム水溶液を使用することができる。二次電池は、セパレータで仕切られた正極板及び負極板を渦巻き状又は積層構造にしてケース等に収納することにより得られる。 The electrolyte may be a known one that is generally used depending on the type of active material. In the lithium ion secondary battery, specific solvents include cyclic carbonates with high dielectric constant and high electrolyte dissolving ability such as propylene carbonate and ethylene carbonate, and chain carbonates with low viscosity such as ethyl methyl carbonate, dimethyl carbonate and diethyl carbonate, which may be used alone or as a mixed solvent. The electrolyte is used by dissolving lithium salts such as LiPF 6 , LiSbF 6 , LiBF 4 , LiClO 4 and LiAlO 4 in these solvents. In the nickel-hydrogen secondary battery, an aqueous potassium hydroxide solution may be used as the electrolyte. The secondary battery is obtained by storing a positive electrode plate and a negative electrode plate separated by a separator in a spiral or stacked structure in a case or the like.

以上説明したように、本明細書に開示される二次電池電極用バインダーを含む二次電池電極合剤層用組成物より形成される合剤層を備えた電極を具備した二次電池は、充放電を繰り返しても良好な耐久性(サイクル特性)を示すため、車載用二次電池等に好適である。As described above, a secondary battery having an electrode with a mixture layer formed from a composition for a secondary battery electrode mixture layer containing the binder for secondary battery electrodes disclosed in this specification exhibits good durability (cycle characteristics) even after repeated charging and discharging, and is therefore suitable for use as an in-vehicle secondary battery, etc.

以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説明する。尚、本発明は、これらの実施例により限定されるものではない。尚、以下において「部」及び「%」は、特に断らない限り質量部及び質量%を意味する。The present invention will be specifically described below based on examples. Note that the present invention is not limited to these examples. Note that in the following, "parts" and "%" mean parts by mass and % by mass unless otherwise specified.

≪カルボキシル基含有架橋重合体(塩)の評価≫
(小角X線散乱法による架橋重合体の不均一網目構造サイズΞの測定)
1.測定試料の調製方法
<1>1質量%濃度水溶液の調製
カルボキシル基含有架橋重合体塩の粉末0.5g、及びイオン交換水49.5gを100ccの容器に量りとり、自転/公転式攪拌機(シンキー社製、あわとり錬太郎AR-250)にセットした。次いで、撹拌(自転速度2000rpm/公転速度800rpm、7分)、さらに脱泡(自転速度2200rpm/公転速度60rpm、1分)処理を行いカルボキシル基含有架橋重合体塩が水に膨潤した状態の1質量%濃度水溶液を調製した。
<2>5質量%濃度水溶液の調製
カルボキシル基含有架橋重合体塩の粉末2.5g、及びイオン交換水47.5gを100ccの容器に量りとり、<1>と同様の操作を行い、5質量%濃度水溶液を調製した。
<Evaluation of Carboxyl Group-Containing Crosslinked Polymer (Salt)>
(Measurement of the size Ξ of the heterogeneous network structure of crosslinked polymers by small angle X-ray scattering)
1. Preparation of measurement samples
<1> Preparation of 1% by mass aqueous solution 0.5 g of the carboxyl group-containing crosslinked polymer salt powder and 49.5 g of ion-exchanged water were weighed into a 100 cc container and placed in a rotation/revolution type mixer (Thinky Corporation, Awatori Rentaro AR-250). Next, stirring (rotation speed 2000 rpm/revolution speed 800 rpm, 7 minutes) and degassing (rotation speed 2200 rpm/revolution speed 60 rpm, 1 minute) were performed to prepare a 1% by mass aqueous solution in which the carboxyl group-containing crosslinked polymer salt was swollen in water.
<2> Preparation of 5% by mass aqueous solution 2.5 g of the carboxyl group-containing crosslinked polymer salt powder and 47.5 g of ion-exchanged water were weighed into a 100 cc container, and the same procedure as in <1> was carried out to prepare a 5% by mass aqueous solution.

2.小角X線散乱測定の方法
<1>装置
小角X線散乱測定は、アントンパール社製SAXSpoint2.0を使用して実施した。X線源は、Primux100 microマイクロフォーカスX線源を用いた(波長1.542ÅのCu Kα線)。検出器は、2D EIGER2RシリーズHPC検出器を使用した。
測定試料と検出器との距離は3.0mであり、これは0.015~4.0Å-1の測定可能なq範囲を実現する(散乱ベクトルqは、q=4π/λsinθによって求められ、2θは散乱角である)。
測定は、25.0℃の温度で実施され、0.1℃の精度を有するペルチエ素子によって制御した。未加工の散乱データは、相対透過率を用いて、セル及びべヘン酸銀の散乱に対して補正した。
2. Method of Small-Angle X-ray Scattering Measurement <1> Apparatus Small-angle X-ray scattering measurements were performed using SAXSpoint 2.0 manufactured by Anton Paar. The X-ray source used was a Primux 100 micro microfocus X-ray source (Cu Kα ray with a wavelength of 1.542 Å). The detector used was a 2D EIGER2R series HPC detector.
The distance between the measurement sample and the detector is 3.0 m, which provides a measurable q range of 0.015 to 4.0 Å −1 (the scattering vector q is given by q=4π/λ sin θ, where 2θ is the scattering angle).
The measurements were carried out at a temperature of 25.0° C. and were controlled by a Peltier element with an accuracy of 0.1° C. The raw scattering data were corrected for cell and silver behenate scattering using the relative transmittance.

<2>測定方法
前記1.で得られた1質量%濃度水溶液及び5質量%濃度水溶液をそれぞれポリイミドフィルム(カプトン 東レデュポン社製)で挟まれたセル(セル厚み:1mm)に注入し、真空下で維持して空気からの散乱を低減して、かつ露光時間を調整して強力なX線で検出器が損傷しないよう設定した上で、サンプルにX線を照射してサンプルの二次元散乱像を得た。
次いで、前記の手順で得られたサンプルの二次元散乱像からバックグランドの補正を行った。具体的には、サンプルが無い状態で前記手順と同じ操作を行ったバックグランドの二次元散乱像を取得して、画像処理ソフト(Igor Pro8)を用いてサンプルの二次元散乱像からバックグランドの二次元散乱像を差し引いて、解析用の二次元散乱像を得た。解析用の二次元散乱像にはリング状の散乱が確認された。
<2> Measurement method The 1% by mass aqueous solution and the 5% by mass aqueous solution obtained in 1 above were each poured into a cell (cell thickness: 1 mm) sandwiched between polyimide films (Kapton, manufactured by DuPont-Toray Co., Ltd.), and the sample was irradiated with X-rays after maintaining the sample under vacuum to reduce scattering from the air and adjusting the exposure time so as not to damage the detector with strong X-rays, thereby obtaining a two-dimensional scattering image of the sample.
Next, background correction was performed from the two-dimensional scattering image of the sample obtained by the above procedure. Specifically, a two-dimensional scattering image of the background was obtained by performing the same operation as the above procedure without a sample, and the two-dimensional scattering image of the background was subtracted from the two-dimensional scattering image of the sample using image processing software (Igor Pro8) to obtain a two-dimensional scattering image for analysis. Ring-shaped scattering was confirmed in the two-dimensional scattering image for analysis.

<3>解析方法
解析用の二次元散乱像から一次元散乱スペクトルに変換した。具体的には、解析用の二次元散乱像をX線データ処理ソフト(Igor Pro8)に読み込ませて、全方位角にわたって積分することで、横軸を散乱ベクトルq(Å-1)、縦軸を散乱放射線の強度とした一次元散乱スペクトル(散乱強度曲線I(q))を得た。次に、ベースライン補正として、解析対象領域の散乱強度の最小値を求めて、全領域にわたって最小値を差し引いてベースライン補正を行った。
得られた補正後の一次元散乱プロファイルについて、下記式(1)を用いてフィッティングを行い、1質量%濃度水溶液におけるΞ(Ξ1)、5質量%濃度水溶液におけるΞ(Ξ5)を求めた。下記式(1)中、Ξは架橋重合体の不均一網目の構造サイズを意味し、図1に示すように、架橋度が密な部分が存在した場合に、そのサイズがΞによって記述される。
なお、フィッティングには波形分離ソフト(Igor Pro8)を使用した。

Figure 0007700786000003
<3> Analysis method The two-dimensional scattering image for analysis was converted into a one-dimensional scattering spectrum. Specifically, the two-dimensional scattering image for analysis was loaded into X-ray data processing software (Igor Pro8) and integrated over all azimuth angles to obtain a one-dimensional scattering spectrum (scattering intensity curve I(q)) with the horizontal axis representing the scattering vector q (Å −1 ) and the vertical axis representing the intensity of the scattered radiation. Next, as a baseline correction, the minimum value of the scattering intensity in the region to be analyzed was found, and the minimum value was subtracted from the entire region to perform baseline correction.
The obtained one-dimensional scattering profile after correction was fitted using the following formula (1) to determine Ξ (Ξ1) in a 1 mass% aqueous solution and Ξ (Ξ5) in a 5 mass% aqueous solution. In the following formula (1), Ξ means the structural size of the non-uniform network of the crosslinked polymer, and when there is a part with a high degree of crosslinking as shown in Figure 1, the size of the part is described by Ξ.
For fitting, waveform separation software (Igor Pro8) was used.
Figure 0007700786000003

(pH8における水膨潤度)
pH8における水膨潤度は、以下の方法によって測定した。測定装置を図1に示す。
測定装置は図1における<1>~<3>から構成される。
<1> 空気抜きするための枝管が付いたビュレット1、ピンチコック2、シリコンチューブ3及びポリテトラフルオロエチレンチューブ4から成る。
<2> ロート5の上に底面に多数の穴が空いた支柱円筒8、さらにその上に装置用濾紙10が設置されている。
<3> 架橋重合体又はその塩の試料6(測定試料)は2枚の試料固定用濾紙7に挟まれ、試料固定用濾紙は粘着テープ9によって固定される。なお、使用する濾紙は全てADVANTEC No.2、内径55mmである。
<1>と<2>とはシリコンチューブ3によって繋がれる。
また、ロート5及び支柱円筒8は、ビュレット1に対する高さが固定されており、ビュレット枝管の内部に設置されたポリテトラフルオロエチレンチューブ4の下端と支柱円筒8の底面とが同じ高さになる様に設定されている(図1中の点線)。
(Water swelling degree at pH 8)
The degree of swelling in water at pH 8 was measured by the following method. The measuring apparatus is shown in FIG.
The measurement device is composed of <1> to <3> in FIG.
<1> Consists of a burette 1 with a branch pipe for venting air, a pinch cock 2, a silicone tube 3, and a polytetrafluoroethylene tube 4.
<2> A support cylinder 8 having a number of holes on its bottom surface is placed on top of the funnel 5, and filter paper 10 for the device is placed on top of that.
<3> A sample 6 (measurement sample) of a crosslinked polymer or a salt thereof is sandwiched between two sheets of sample fixing filter paper 7, and the sample fixing filter paper is fixed with adhesive tape 9. All the filters used are ADVANTEC No. 2, with an inner diameter of 55 mm.
<1> and <2> are connected by a silicon tube 3.
The funnel 5 and the cylindrical support 8 are fixed in height relative to the burette 1, and are set so that the lower end of the polytetrafluoroethylene tube 4 installed inside the burette branch pipe is at the same height as the bottom surface of the cylindrical support 8 (dotted line in FIG. 1).

測定方法について以下に説明する。
<1>にあるピンチコック2を外し、ビュレット1の上部からシリコンチューブ3を通してイオン交換水を入れ、ビュレット1から装置用濾紙10までイオン交換水12で満たされた状態とする。次いで、ピンチコック2を閉じ、ビュレット枝管にゴム栓で接続されたポリテトラフルオロエチレンチューブ4から空気を除去する。こうして、ビュレット1から装置用濾紙10までイオン交換水12が連続的に供給される状態とする。
次に、装置用濾紙10からにじみ出た余分なイオン交換水12を除去した後、ビュレット1の目盛りの読み(a)を記録する。
測定試料の乾燥粉末0.1~0.2gを秤量し、<3>にある様に、試料固定用濾紙7の中央部に均一に置く。もう1枚の濾紙でサンプルを挟み、粘着テープ9で2枚の濾紙を留め、サンプルを固定する。サンプルが固定された濾紙を<2>に示される装置用濾紙10上に載置する。
次に、装置用濾紙10上に蓋11を載置した時点から、30分間経過した後のビュレット1の目盛りの読み(b)を記録する。
測定試料の吸水量と2枚の試料固定用濾紙7の吸水量の合計(c)は(a-b)で求められる。同様の操作により、架橋重合体又はその塩の試料を含まない、2枚の濾紙7のみの吸水量(d)を測定する。
上記操作を行い、水膨潤度を以下の式より計算した。なお、計算に使用する固形分は、後述する方法により測定した値を使用した。
水膨潤度={測定試料の乾燥重量(g)+(c-d)}/{測定試料の乾燥重量(g)}
ただし、測定試料の乾燥重量(g)=測定試料の重量(g)×(固形分(%)÷100)
The measurement method is described below.
The pinch cock 2 in <1> is removed, and ion-exchanged water is poured in from the top of the burette 1 through the silicon tube 3, so that the burette 1 to the filter paper 10 is filled with ion-exchanged water 12. Next, the pinch cock 2 is closed, and air is removed from the polytetrafluoroethylene tube 4 connected to the burette branch pipe with a rubber stopper. In this way, the ion-exchanged water 12 is continuously supplied from the burette 1 to the filter paper 10.
Next, after removing the excess ion-exchanged water 12 that has seeped out from the filter paper 10 for the device, the reading (a) of the scale on the burette 1 is recorded.
Weigh out 0.1 to 0.2 g of the dry powder of the measurement sample and place it evenly in the center of the sample fixing filter paper 7 as shown in <3>. Sandwich the sample with another filter paper and secure the two filter papers with adhesive tape 9 to fix the sample. Place the filter paper with the sample fixed on the instrument filter paper 10 shown in <2>.
Next, the reading (b) of the scale of the burette 1 is recorded 30 minutes after the lid 11 is placed on the filter paper 10 for the device.
The total (c) of the water absorption of the measurement sample and the two sheets of sample fixing filter paper 7 is calculated by (a-b). By the same procedure, the water absorption (d) of only the two sheets of filter paper 7, which do not contain the sample of the crosslinked polymer or its salt, is measured.
After carrying out the above operations, the water swelling degree was calculated from the following formula: The solid content used in the calculation was a value measured by the method described below.
Water swelling degree={dry weight of measurement sample (g)+(c−d)}/{dry weight of measurement sample (g)}
Here, the dry weight (g) of the measurement sample = the weight (g) of the measurement sample × (solid content (%) ÷ 100).

ここで、固形分の測定方法について以下に記載する。
試料約0.5gを、予め重さを測定しておいた秤量瓶[秤量瓶の重さ=B(g)]に採取して、秤量瓶ごと正確に秤量した後[W(g)]、その試料を秤量瓶ごと無風乾燥機内に収容して155℃で45分間乾燥してその時の重さを秤量瓶ごと測定し[W(g)]、以下の式により固形分を求めた。
固形分(%)=(W-B)/(W-B)×100
The method for measuring the solid content will be described below.
Approximately 0.5 g of a sample was placed in a weighing bottle whose weight had been measured in advance [weight of weighing bottle = B (g)] and accurately weighed together with the weighing bottle [W 0 (g)]. The sample together with the weighing bottle was then placed in a windless dryer and dried at 155°C for 45 minutes, at which point the weight of the sample together with the weighing bottle was measured [W 1 (g)], and the solid content was calculated using the following formula.
Solid content (%) = (W 1 -B)/(W 0 -B) x 100

(水媒体中での粒子径(水膨潤粒子径)の測定)
カルボキシル基含有架橋重合体塩の粉末0.25g、及びイオン交換水49.75gを100ccの容器に量りとり、自転/公転式攪拌機(シンキー社製、あわとり錬太郎AR-250)にセットした。次いで、撹拌(自転速度2,000rpm/公転速度800rpm、7分)、さらに脱泡(自転速度2,200rpm/公転速度60rpm、1分)処理を行い、カルボキシル基含有架橋重合体塩が水に膨潤した状態のハイドロゲルを作製した。
次に、イオン交換水を分散媒とするレーザー回折/散乱式粒度分布計(マイクロトラックベル社製、マイクロトラックMT-3300EXII)にて上記ハイドロゲルの粒度分布測定を行った。ハイドロゲルに対し、過剰量の分散媒を循環しているところに、適切な散乱光強度が得られる量のハイドロゲルを投入したところ、数分後に測定される粒度分布形状が安定した。安定を確認次第、粒度分布測定を行い、粒子径の代表値としての体積基準メジアン径(D50)を得た。
(Measurement of particle size in aqueous medium (water-swollen particle size))
0.25 g of the carboxyl group-containing crosslinked polymer salt powder and 49.75 g of ion-exchanged water were weighed into a 100 cc container and placed in a rotation/revolution type mixer (Thinky Corporation, Awatori Rentaro AR-250). Next, the mixture was stirred (rotation speed 2,000 rpm/revolution speed 800 rpm, 7 minutes) and further degassed (rotation speed 2,200 rpm/revolution speed 60 rpm, 1 minute) to produce a hydrogel in which the carboxyl group-containing crosslinked polymer salt was swollen in water.
Next, the particle size distribution of the above hydrogel was measured using a laser diffraction/scattering particle size distribution analyzer (Microtrack MT-3300EXII, manufactured by Microtrack Bell) using ion-exchanged water as a dispersion medium. When an excess amount of dispersion medium was circulated relative to the hydrogel and an amount of hydrogel was added that provided an appropriate scattered light intensity, the particle size distribution shape measured after a few minutes became stable. Once stability was confirmed, the particle size distribution was measured and the volume-based median diameter (D50) was obtained as a representative value of the particle diameter.

(2質量%濃度水溶液粘度の測定)
カルボキシル基含有架橋重合体塩の粉末2.0部、及びイオン交換水98部を容器に秤量し、自転/公転式
撹拌機(シンキー社製、あわとり錬太郎AR-250)にセットした。次いで撹拌(自転
速度2,000rpm/公転速度800rpm、7分)、さらに脱泡(自転速度2,200rpm/公転速度60rpm、1分)処理を未膨潤粉末状部がなくなるまで繰り返し、カルボキシル基含有架橋重合体塩が水に膨潤した状態のハイドロゲル微粒子分散液を調製した。得られた各ハイドロゲル微粒子分散液を25℃±1℃に調整した後、B型粘度計(東機産業社製、TVB-10)を用いて、ローター速度12rpmにおける粘度を測定した。
(Measurement of viscosity of 2% by mass aqueous solution)
2.0 parts of the powder of the carboxyl group-containing crosslinked polymer salt and 98 parts of ion-exchanged water were weighed into a container and set in a rotation/revolution type mixer (Thinky Corporation, Awatori Rentaro AR-250). Then, stirring (rotation speed 2,000 rpm/revolution speed 800 rpm, 7 minutes) and degassing (rotation speed 2,200 rpm/revolution speed 60 rpm, 1 minute) were repeated until no unswollen powdery parts remained, to prepare a hydrogel microparticle dispersion in which the carboxyl group-containing crosslinked polymer salt was swollen in water. After adjusting each of the obtained hydrogel microparticle dispersions to 25°C ± 1°C, the viscosity was measured at a rotor speed of 12 rpm using a B-type viscometer (Toki Sangyo Co., Ltd., TVB-10).

≪第1の重合体の合成≫
(重合体1)
攪拌機、温度計、還流冷却器及び窒素導入管を備えた反応器内にRAFT剤(ジベンジルトリチオカーボネート:DBTTC)2.0部、2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)(日本ファインケム社製、商品名「ABN-E」)0.410部、スチレン(St)75部、アクリロニトリル(AN)25部、及びアニソール67部を仕込み、窒素バブリングで十分脱気し、80℃の恒温槽で重合を開始した。4時間後、室温まで冷却し反応を停止した。上記重合溶液を、メタノール/水=90/10(vоl%)から再沈殿精製、真空乾燥することで重合体1を得た。ガスクロマトグラフィーによる試験の結果、得られた重合体1の反応率は72%であった。重合体1の分子量は、Mn11,900、Mw15,500、Mw/Mnは1.30であった。なお、スチレン及びアクリロニトリルが、第1の単量体に対応している。
<Synthesis of first polymer>
(Polymer 1)
In a reactor equipped with a stirrer, a thermometer, a reflux condenser and a nitrogen inlet tube, 2.0 parts of a RAFT agent (dibenzyl trithiocarbonate: DBTTC), 0.410 parts of 2,2'-azobis (2-methylbutyronitrile) (manufactured by Japan Finechem Co., Ltd., trade name "ABN-E"), 75 parts of styrene (St), 25 parts of acrylonitrile (AN), and 67 parts of anisole were charged, thoroughly degassed by nitrogen bubbling, and polymerization was started in a thermostatic bath at 80 ° C. After 4 hours, the reaction was stopped by cooling to room temperature. The above polymerization solution was purified by reprecipitation from methanol / water = 90 / 10 (vol%) and vacuum dried to obtain polymer 1. As a result of a test by gas chromatography, the reaction rate of the obtained polymer 1 was 72%. The molecular weight of polymer 1 was Mn 11,900, Mw 15,500, and Mw / Mn was 1.30. Styrene and acrylonitrile correspond to the first monomer.

(第1の重合体の分子量の測定方法)
第1の重合体の分子量の測定をゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)にて行った。すなわち、THF系GPCにより、ポリスチレン換算による数平均分子量(Mn)及び重量平均分子量(Mw)を得た。また、得られた値から分子量分布(Mw/Mn)を算出した。なお、GPCは以下の条件で行った。
(Method of measuring molecular weight of first polymer)
The molecular weight of the first polymer was measured by gel permeation chromatography (GPC). That is, the number average molecular weight (Mn) and weight average molecular weight (Mw) were obtained based on polystyrene standards by THF-based GPC. The molecular weight distribution (Mw/Mn) was calculated from the obtained values. GPC was performed under the following conditions.

カラム:東ソー製TSKgel SuperMultiporeHZ-M×4本
溶媒:テトラヒドロフラン
温度:40℃
検出器:RI
流速:600μL/min
Column: Tosoh TSKgel SuperMultiporeHZ-M x 4 Solvent: Tetrahydrofuran Temperature: 40°C
Detector: RI
Flow rate: 600μL/min

≪カルボキシル基含有架橋重合体塩の製造≫
(製造例1:カルボキシル基含有架橋重合体塩R-1の製造)
重合には、攪拌翼、温度計、還流冷却器及び窒素導入管を備えた反応器を用いた。
反応器内にアセトニトリル567部、イオン交換水2.20部、アクリル酸(以下、「AA」という。)100部、DBTTC0.001部、トリメチロールプロパンジアリルエーテル(ダイソー社製、商品名「ネオアリルT-20」)0.90部及び上記AAに対して1.0モル%に相当するトリエチルアミンを仕込んだ。反応器内を十分に窒素置換した後、加温して内温を55℃まで昇温した。内温が55℃で安定したことを確認した後、重合開始剤として2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)(和光純薬工業社製、商品名「V-65」)0.040部を添加したところ、反応液に白濁が認められたため、この点を重合開始点とした。なお、単量体濃度は15.0%と算出された。重合開始点から12時間経過した時点で反応液の冷却を開始し、内温が25℃まで低下した後、水酸化リチウム・一水和物(以下、「LiOH・HO」という)の粉末52.4部を添加した。添加後室温下12時間撹拌を継続して、カルボキシル基含有重合体塩R-1(Li塩、中和度90モル%)の粒子が媒体に分散したスラリー状の重合反応液を得た。
<Production of Carboxyl Group-Containing Crosslinked Polymer Salt>
(Production Example 1: Production of Carboxyl Group-Containing Crosslinked Polymer Salt R-1)
For the polymerization, a reactor equipped with a stirring blade, a thermometer, a reflux condenser and a nitrogen inlet tube was used.
Into the reactor, 567 parts of acetonitrile, 2.20 parts of ion-exchanged water, 100 parts of acrylic acid (hereinafter referred to as "AA"), 0.001 parts of DBTTC, 0.90 parts of trimethylolpropane diallyl ether (manufactured by Daiso Co., Ltd., trade name "Neoallyl T-20"), and triethylamine equivalent to 1.0 mol% relative to the AA were charged. After the inside of the reactor was sufficiently replaced with nitrogen, the inside temperature was raised to 55°C by heating. After confirming that the inside temperature was stable at 55°C, 0.040 parts of 2,2'-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., trade name "V-65") was added as a polymerization initiator, and the reaction solution became cloudy, so this point was determined to be the polymerization initiation point. The monomer concentration was calculated to be 15.0%. Cooling of the reaction solution was started 12 hours after the polymerization initiation point, and after the internal temperature had dropped to 25° C., 52.4 parts of lithium hydroxide monohydrate (hereinafter referred to as “LiOH.H 2 O”) powder was added. After the addition, stirring was continued at room temperature for 12 hours to obtain a polymerization reaction solution in the form of a slurry in which particles of the carboxyl group-containing polymer salt R-1 (Li salt, neutralization degree 90 mol%) were dispersed in the medium.

得られた重合反応液を遠心分離して重合体粒子を沈降させた後、上澄みを除去した。その後、重合反応液と同重量のアセトニトリルに沈降物を再分散させた後、遠心分離により重合体粒子を沈降させて上澄みを除去する洗浄操作を2回繰り返した。沈降物を回収し、減圧条件下、80℃で3時間乾燥処理を行い、揮発分を除去することにより、カルボキシル基含有重合体塩R-1の粉末を得た。カルボキシル基含有重合体塩R-1は吸湿性を有するため、水蒸気バリア性を有する容器に密封保管した。なお、カルボキシル基含有重合体塩R-1の粉末をIR測定し、カルボン酸のC=O基由来のピークとカルボン酸LiのC=O由来のピークの強度比より中和度を求めたところ、仕込みからの計算値に等しく90モル%であった。また、水膨潤度は36.4であり、水媒体中での粒子径は1.72μmであり、2質量%濃度水溶液粘度は9,110mPa・sであった。The obtained polymerization reaction liquid was centrifuged to settle the polymer particles, and the supernatant was removed. The precipitate was then redispersed in acetonitrile of the same weight as the polymerization reaction liquid, and the washing operation of settling the polymer particles by centrifugation and removing the supernatant was repeated twice. The precipitate was collected and dried at 80°C for 3 hours under reduced pressure conditions to remove the volatile matter, thereby obtaining a powder of carboxyl group-containing polymer salt R-1. Since the carboxyl group-containing polymer salt R-1 is hygroscopic, it was sealed and stored in a container with water vapor barrier properties. The powder of the carboxyl group-containing polymer salt R-1 was subjected to IR measurement, and the degree of neutralization was calculated from the intensity ratio of the peak derived from the C=O group of the carboxylic acid and the peak derived from the C=O of the carboxylic acid Li, which was 90 mol%, equal to the calculated value from the charge. The water swelling degree was 36.4, the particle size in the aqueous medium was 1.72 μm, and the viscosity of a 2% by mass aqueous solution was 9,110 mPa·s.

(製造例2~15及び比較製造例1~2:カルボキシル基含有架橋重合体塩R-2~R-17の製造)
単量体、架橋性単量体、及び中和剤の仕込み量を表1に記載の通りとした以外は製造例1と同様の操作を行い、カルボキシル基含有架橋重合体塩R-2~R-17を含む重合反応液を得た。
次いで、各重合反応液について製造例1と同様の操作を行い、粉末状のカルボキシル基含有架橋重合体塩R-2~R-17を得た。各カルボキシル基含有架橋重合体塩は、水蒸気バリア性を有する容器に密封保管した。R-2~R-17の水膨潤度、水媒体中での粒子径及び2質量%濃度水溶液粘度を表1に示す。なお、R-3(中和度70モル%)の水媒体中での粒子径については、LiOH・HOにより中和度を90モル%に調整した上で測定を行った。
(Production Examples 2 to 15 and Comparative Production Examples 1 and 2: Production of Carboxyl Group-Containing Crosslinked Polymer Salts R-2 to R-17)
The same operation as in Production Example 1 was carried out except that the amounts of the monomer, crosslinkable monomer, and neutralizing agent charged were as shown in Table 1, thereby obtaining polymerization reaction solutions containing carboxyl group-containing crosslinked polymer salts R-2 to R-17.
Next, the same operation as in Production Example 1 was carried out for each polymerization reaction solution to obtain powdered carboxyl group-containing crosslinked polymer salts R-2 to R-17. Each carboxyl group-containing crosslinked polymer salt was sealed and stored in a container having water vapor barrier properties. The water swelling degree, particle size in an aqueous medium, and viscosity of a 2% by mass aqueous solution of R-2 to R-17 are shown in Table 1. Note that the particle size of R-3 (degree of neutralization 70 mol%) in an aqueous medium was measured after adjusting the degree of neutralization to 90 mol% with LiOH.H 2 O.

(小角X線散乱測定)
小角X線散乱測定結果の例を図1(製造例2:R-2、比較製造例2:R-17)に示した。
いずれのサンプルも、1質量%濃度水溶液においては、qが0.03~0.10Å-1付近にブロードなピークが観測されている。これは、ハイドロゲル微粒子が水中に分散されており、粒子内部に存在するカルボキシル基に由来する荷電基の散乱によるピークである。
一方、5質量%濃度水溶液においては、qが0.07~0.20Å-1付近にピークが観測されている。これは、ハイドロゲル微粒子が水中で密にパッキングされた状態のため、見かけ上均一な構造に近づいたため、その架橋由来のピークが確認されたと考えることができる。
(Small angle X-ray scattering measurement)
Examples of the results of small angle X-ray scattering measurement are shown in FIG. 1 (Production Example 2: R-2, Comparative Production Example 2: R-17).
For all samples, a broad peak was observed in the 1% by mass aqueous solution where q was approximately 0.03 to 0.10 Å −1 . This peak was due to scattering of charged groups derived from carboxyl groups present inside the hydrogel microparticles dispersed in water.
On the other hand, in the 5% by mass aqueous solution, a peak was observed when q was approximately 0.07 to 0.20 Å −1 . This is thought to be because the hydrogel microparticles were densely packed in water, approaching an apparently uniform structure, and thus the peak was due to crosslinking.

1質量%濃度水溶液では、図1で示したグラフについて、q*=0.053Å-1、L=15.4Å-1として、式(1)を用いたフィッティングを行うことで、R-2ではΞ1=43.3Å-1、R-17ではΞ1=154.4Å-1と算出された。また、5質量%濃度水溶液では、図1で示したグラフについて、q*=0.10Å-1、L=10.0Å-1として式(1)を用いたフィッティングを行うことで、R-2ではΞ5=41.6Å-1、R-17ではΞ5=32.8Å-1と算出された。
いずれも、Ξ5と比較してΞ1の方が大きい値を示している。これは、1質量%濃度水溶液においては、ハイドロゲルが水中でパッキングされておらず、水を十分に吸収できる飽和膨潤状態にあるため、架橋の疎密がより明確となって、大きい不均一網目の構造サイズが観測されたと考えることができる。
一方、5質量%濃度水溶液においては、ハイドロゲルが水中でパッキングされているため、架橋の疎密が打ち消されたため、見た目上、均一な網目に近い構造となり結果的に小さい不均一網目の構造サイズが観測されたと考えることができる。そのため、ΔΞ(Ξ1-Ξ5)は、間接的に架橋の疎密の度合いを示すとみなすことができる。R-2がR-17と比較して1質量%濃度水溶液におけるΞが小さく、かつΔΞも小さい値を示した結果から考察すると、R-2がより均一な架橋構造を有していると考えることができる。
なお、R-1、R-3~R-16を小角X線散乱測定することで得られる散乱強度曲線I(q)に対し、下記式(1)でカーブフィッティングして算出されたΞ1、Ξ5及びΔΞを表1に示す。
For the 1% by mass aqueous solution, fitting was performed using equation (1) with q* = 0.053 Å -1 and L = 15.4 Å -1 for the graph shown in Figure 1, and it was calculated that Ξ1 = 43.3 Å -1 for R-2 and Ξ1 = 154.4 Å -1 for R-17. For the 5% by mass aqueous solution, fitting was performed using equation (1) with q* = 0.10 Å -1 and L = 10.0 Å -1 for the graph shown in Figure 1, and it was calculated that Ξ5 = 41.6 Å -1 for R-2 and Ξ5 = 32.8 Å -1 for R-17.
In both cases, Ξ1 shows a larger value than Ξ5. This is probably because in the 1% by mass aqueous solution, the hydrogel is not packed in water and is in a saturated swollen state where it can fully absorb water, so that the density of crosslinks becomes clearer and a large non-uniform network structure size is observed.
On the other hand, in the 5% by mass aqueous solution, the hydrogel is packed in water, and the density of the crosslinks is cancelled out, resulting in a structure that appears to be close to a uniform mesh, and as a result, it can be considered that a small non-uniform mesh structure size was observed. Therefore, ΔΞ (Ξ1-Ξ5) can be considered to indirectly indicate the degree of density of the crosslinks. Considering the result that R-2 showed a smaller Ξ in a 1% by mass aqueous solution and a smaller ΔΞ value compared to R-17, it can be considered that R-2 has a more uniform crosslinked structure.
Table 1 shows Ξ1, Ξ5 and ΔΞ calculated by curve fitting the scattering intensity curve I(q) obtained by measuring R-1, R-3 to R-16 by small angle X-ray scattering using the following formula (1).

Figure 0007700786000004
Figure 0007700786000004

表1において用いた化合物の詳細を以下に示す。
AA:アクリル酸
IBXA:アクリル酸イソボルニル
BM1430:2-(ドデシルチオカルボノチオイルチオ)プロピオン酸
IBME:2-ヨードイソ酪酸メチル
T-20:トリメチロールプロパンジアリルエーテル(ダイソー社製、商品名「ネオアリルT-20」)
P-30:ペンタエリスリトールトリアリルエーテル(ダイソー社製、商品名「ネオアリルP-30」)
TEA:トリエチルアミン
AcN:アセトニトリル
V-65:2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)(和光純薬工業社製)
LiOH・HO:水酸化リチウム・一水和物
NaCO:炭酸ナトリウム
CO:炭酸カリウム
Details of the compounds used in Table 1 are shown below.
AA: Acrylic acid IBXA: Isobornyl acrylate BM1430: 2-(dodecylthiocarbonothioylthio)propionic acid IBME: Methyl 2-iodoisobutyrate T-20: Trimethylolpropane diallyl ether (manufactured by Daiso Co., Ltd., product name "Neoallyl T-20")
P-30: Pentaerythritol triallyl ether (manufactured by Daiso Co., Ltd., product name "Neoallyl P-30")
TEA: triethylamine AcN: acetonitrile V-65: 2,2'-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
LiOH.H2O : Lithium hydroxide monohydrate Na2CO3 : Sodium carbonate K2CO3 : Potassium carbonate

≪カルボキシル基含有架橋重合体塩を含む組成物の評価≫
(実施例1:カルボキシル基含有架橋重合体塩R-1を含む組成物の評価)
<スラリー組成物(電極合剤層用組成物)の調製>
SiOx(0.8<x<1.2)の表面にCVD法で炭素を10%コートしたものを準備し(以下、「Si系活物質」という。)、人造黒鉛とSi系活物質とを混合したものを活物質として用いた。また、バインダーとしては、本架橋重合体塩R-1、スチレンブタジエンゴム(SBR)系ラテックス及びカルボキシメチルセルロース(CMC)の混合物を用いた。
電極合剤層用組成物の固形分濃度が50質量%となるように、水を希釈溶媒として、人造黒鉛:Si系活物質:R-1:SBR:CMC=90:10:1.0:1.0:1.0(固形分)の質量比でプライミクス社製T.K.ハイビスミックスを用いて2時間混合し、スラリー組成物として、スラリー状態の電極合剤層用組成物(電極スラリー)を調製した。電極スラリーの粘度は3,670mPa・sであり、十分低い値であった。
得られた電極スラリーを用いて電極を作製し、その評価を行った。具体的な手順及び評価方法等について以下に示す。
<Evaluation of Composition Containing Carboxyl Group-Containing Crosslinked Polymer Salt>
(Example 1: Evaluation of a composition containing a carboxyl group-containing crosslinked polymer salt R-1)
<Preparation of Slurry Composition (Composition for Electrode Mixture Layer)>
A SiOx (0.8<x<1.2) surface was coated with 10% carbon by CVD (hereinafter referred to as "Si-based active material"), and a mixture of artificial graphite and the Si-based active material was used as the active material. As the binder, a mixture of the present crosslinked polymer salt R-1, styrene butadiene rubber (SBR)-based latex, and carboxymethyl cellulose (CMC) was used.
In order to make the solid content concentration of the electrode mixture layer composition 50% by mass, water was used as a dilution solvent, and the mixture was mixed for 2 hours using a T.K. Hibismix manufactured by Primix Corporation in a mass ratio of artificial graphite:Si-based active material:R-1:SBR:CMC = 90:10:1.0:1.0:1.0 (solid content), to prepare a slurry composition for the electrode mixture layer (electrode slurry). The viscosity of the electrode slurry was 3,670 mPa s, which was a sufficiently low value.
The obtained electrode slurry was used to prepare an electrode, which was then evaluated. The specific procedure and evaluation method are described below.

<負極極板の作製>
上記電極スラリーを銅箔(厚み:20μm)の両面に塗布し、乾燥することにより合剤層を形成した。その後、合剤層の厚みが27μm、充填密度が1.3g/cmになるよう圧延した後、3cm正方に打ち抜いて負極極板を得た。
<Preparation of negative electrode plate>
The electrode slurry was applied to both sides of a copper foil (thickness: 20 μm) and dried to form a mixture layer. After that, the mixture layer was rolled to a thickness of 27 μm and a packing density of 1.3 g/ cm3 , and then punched into a 3 cm square to obtain a negative electrode plate.

(電極スラリーの塗工性)
上記負極極板の作製における電極スラリーの塗工性は、以下の基準に基づき評価され、「◎」と評価された。
<評価基準>
◎:表面に筋ムラ、ブツ等の外観異常が全く認められない。
〇:表面に筋ムラ、ブツ等の外観異常がわずかに認められる。
△:表面に筋ムラ、ブツ等の外観異常が少し認められる。
×:表面に筋ムラ、ブツ等の外観異常が顕著に認められる。
(Coatability of electrode slurry)
The coatability of the electrode slurry in the preparation of the negative electrode plate was evaluated based on the following criteria and was evaluated as "A".
<Evaluation criteria>
⊚: No abnormal appearance such as streaks or bumps was observed on the surface.
○: Slight abnormalities in appearance such as streaks or bumps are observed on the surface.
△: Slight abnormalities in appearance such as streaks and bumps are observed on the surface.
×: Significant abnormalities in appearance such as streaks and bumps are observed on the surface.

<正極極板の作製>
N-メチルピロリドン(NMP)溶媒中、正極活物質としてリン酸鉄リチウム(LFP)を100部、導電剤としてカーボンナノチューブを0.2部、ケッチェンブラックを2部、気層法炭素繊維(VGCF)0.6部を混合して添加し、電極組成物用バインダーとしてポリフッ化ビニリデン(PVDF)を混合し、正極用組成物を調製した。アルミニウム集電体(厚み:15μm)に前記正極用組成物を塗布乾燥することにより合剤層を形成した。その後、合剤層の厚みが88μm、充填密度が3.1g/cmになるように圧延した後、3cm正方に打ち抜いて正極極板を得た。
<Preparation of Positive Electrode Plate>
In N-methylpyrrolidone (NMP) solvent, 100 parts of lithium iron phosphate (LFP) as a positive electrode active material, 0.2 parts of carbon nanotubes as a conductive agent, 2 parts of Ketjen Black, and 0.6 parts of vapor grown carbon fiber (VGCF) were mixed and added, and polyvinylidene fluoride (PVDF) was mixed as a binder for the electrode composition to prepare a positive electrode composition. The positive electrode composition was applied to an aluminum current collector (thickness: 15 μm) and dried to form a mixture layer. Thereafter, the mixture layer was rolled to a thickness of 88 μm and a packing density of 3.1 g / cm 3 , and then punched out into a 3 cm square to obtain a positive electrode plate.

<二次電池の作製>
上記正極極板、上記負極極板及びセパレータを用いて、ラミネート型セルのリチウムイオン二次電池を作製した。電解液としてはエチレンカーボネート(EC)、エチルメチルカーボネート(DEC)を体積比で25:75とした混合溶媒に、LiPFを1.0mol/リットルの濃度で溶解させたものを用いた。
<Preparation of secondary battery>
A laminated type lithium ion secondary battery was produced using the positive electrode plate, the negative electrode plate and the separator. The electrolyte used was a mixture of ethylene carbonate (EC) and ethyl methyl carbonate (DEC) in a volume ratio of 25:75, in which LiPF6 was dissolved at a concentration of 1.0 mol/L.

(塗膜性能)
上記電極スラリーから得られた塗膜の性能について、本実施例においては、リチウムイオン二次電池のサイクル特性を測定する事で評価した。
上記で作製したラミネート型セルのリチウムイオン二次電池を、CC放電にて2.7から3.4Vの条件下、0.2Cの充放電レートにて充放電の操作を行い、初期容量C0を測定した。さらに、25℃の環境下で充放電を繰り返し、50サイクル後の容量C50を測定した。以下の式で算出されるサイクル特性(ΔC)は91.8%であり、以下の基準に基づくサイクル特性は「〇」と評価された。なお、ΔCの値が高いほどサイクル特性に優れることを示す。
ΔC=C50/C0×100(%)
<評価基準>
◎:充放電容量保持率が95.0%以上
〇:充放電容量保持率が90.0%以上95.0%未満
△:充放電容量保持率が85.0%以上90.0%未満
×:充放電容量保持率が85.0%未満
(Coating film performance)
In this example, the performance of the coating film obtained from the above electrode slurry was evaluated by measuring the cycle characteristics of a lithium ion secondary battery.
The lithium ion secondary battery of the laminated cell prepared above was charged and discharged at a charge/discharge rate of 0.2 C under conditions of 2.7 to 3.4 V in CC discharge, and the initial capacity C0 was measured. Furthermore, charging and discharging were repeated in an environment of 25°C, and the capacity C50 after 50 cycles was measured. The cycle characteristic (ΔC) calculated by the following formula was 91.8%, and the cycle characteristic based on the following criteria was evaluated as "◯". Note that a higher ΔC value indicates better cycle characteristics.
ΔC=C50/C0×100(%)
<Evaluation criteria>
◎: Charge/discharge capacity retention rate is 95.0% or more. ◯: Charge/discharge capacity retention rate is 90.0% or more and less than 95.0%. △: Charge/discharge capacity retention rate is 85.0% or more and less than 90.0%. ×: Charge/discharge capacity retention rate is less than 85.0%.

(実施例2~15、及び比較例1~2)
本架橋重合体塩を表2に記載の通りとした以外は、実施例1と同様の操作を行うことにより、スラリー組成物として電極スラリーを調製し、そのスラリー粘度を測定した。また、当該電極スラリーの塗工性、それを用いて得られた二次電池のサイクル特性を評価した。結果を表2に示す。
(Examples 2 to 15 and Comparative Examples 1 and 2)
Except for using the crosslinked polymer salt as shown in Table 2, the same operation as in Example 1 was carried out to prepare an electrode slurry as a slurry composition, and the slurry viscosity was measured. In addition, the coating property of the electrode slurry and the cycle characteristics of the secondary battery obtained using the electrode slurry were evaluated. The results are shown in Table 2.

Figure 0007700786000005
Figure 0007700786000005

≪評価結果≫
実施例1~15の結果から明らかなように、本発明の本架橋重合体塩を含むスラリー組成物は、いずれも塗工性が良好であるとともに、当該組成物の塗膜性能(本実施例においては、当該組成物を使用して得られた電極を備えた二次電池のサイクル特性)にも優れるものであった。
これらの中でも、水膨潤度及び水媒体中での粒子径が同等の場合(実施例2、12、13)で比較すると、交換連鎖移動機構型制御剤として、可逆的付加開裂型連鎖移動重合における制御剤を用いた場合(実施例2、12)の方が、ヨウ素移動重合制御剤を用いた場合(実施例13)よりも不均一網目構造サイズΞ1が小さい値であり、ΔΞ(Ξ1-Ξ5)も小さい値であるために、塗膜性能に優れた(本実施例においては、充放電容量保持率が高く、サイクル特性に優れた)。
これらに対して、不均一網目構造サイズΞ1が80超である架橋重合体を含むスラリー組成物の場合、塗膜性能(二次電池のサイクル特性)あるいは塗工性のいずれかが著しく劣った(比較例1及び2)。
<Evaluation Results>
As is clear from the results of Examples 1 to 15, all of the slurry compositions containing the present crosslinked polymer salt of the present invention had good coatability, and the coating film performance of the composition (in this example, the cycle characteristics of a secondary battery equipped with an electrode obtained using the composition) was also excellent.
Among these, when comparing cases where the water swelling degree and the particle size in an aqueous medium are the same (Examples 2, 12, and 13), the cases where a controller for reversible addition-fragmentation chain transfer polymerization was used as the exchange chain transfer mechanism controller (Examples 2 and 12) had smaller values of the heterogeneous network structure size Ξ1 and smaller values of ΔΞ (Ξ1-Ξ5) than the case where an iodine transfer polymerization controller was used (Example 13), and therefore had superior coating film performance (in this example, the charge/discharge capacity retention rate was high and the cycle characteristics were excellent).
In contrast, in the case of a slurry composition containing a crosslinked polymer having a heterogeneous network structure size Ξ1 of more than 80, either the coating film performance (cycle characteristics of secondary batteries) or the coatability was significantly inferior (Comparative Examples 1 and 2).

本発明のカルボキシル基含有架橋重合体又はその塩を含む組成物は、塗工性及び塗膜性能のいずれにも優れるため、化粧品用の増粘剤や粘度調整剤、非水電解質二次電池電極用のバインダー、顔料用の沈降防止剤、金属粉の分散安定剤等の様々な用途への適用が期待される。
さらにまた、本発明のカルボキシル基含有架橋重合体又はその塩を含有する二次電池電極用バインダーを含む二次電池電極合剤層用組成物を使用して得られた電極を備えた二次電池は、良好な耐久性(サイクル特性)を示すため、車載用二次電池への適用が期待される。また、シリコンを含む活物質の使用にも有用であり、電池の高容量化への寄与が期待される。中でも、エネルギー密度が高い非水電解質リチウムイオン二次電池に有用である。
The composition containing the carboxyl group-containing crosslinked polymer or a salt thereof of the present invention is excellent in both coatability and coating film performance, and is therefore expected to be used in a variety of applications, such as a thickener or viscosity modifier for cosmetics, a binder for electrodes of non-aqueous electrolyte secondary batteries, an anti-settling agent for pigments, and a dispersion stabilizer for metal powders.
Furthermore, a secondary battery having an electrode obtained using a composition for a secondary battery electrode mixture layer containing a binder for a secondary battery electrode containing a carboxyl group-containing crosslinked polymer or a salt thereof of the present invention exhibits good durability (cycle characteristics), and is therefore expected to be applied to a secondary battery mounted on a vehicle. It is also useful for the use of an active material containing silicon, and is expected to contribute to increasing the capacity of the battery. In particular, it is useful for non-aqueous electrolyte lithium ion secondary batteries with high energy density.

Claims (10)

カルボキシル基含有架橋重合体又はその塩であって、
前記架橋重合体は、その全構造単位に対し、エチレン性不飽和カルボン酸単量体に由来する構造単位を50質量%以上100質量%以下含み、
前記架橋重合体は、架橋性単量体により架橋されたものであり、当該架橋性単量体の使用量が非架橋性単量体の総量100質量部に対して0.1質量部以上2.0質量部以下であり、交換連鎖移動機構型制御剤の使用量が単量体の総量に対して0.0001~0.50モル%であり、
小角X線散乱法(測定温度:25.0±0.1℃)により、中和度50~100モル%に中和された前記架橋重合体の1質量%濃度水溶液を測定することで得られる散乱強度曲線I(q)に対し、下記式(1)でカーブフィッティングして算出される、前記架橋重合体の不均一網目構造サイズΞ(以下、「Ξ1」という。)が41.8以上80以下である、カルボキシル基含有架橋重合体又はその塩。
Figure 0007700786000006
A carboxyl group-containing crosslinked polymer or a salt thereof,
The crosslinked polymer contains 50% by mass or more and 100% by mass or less of structural units derived from an ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer based on the total structural units of the crosslinked polymer,
the crosslinked polymer is crosslinked by a crosslinkable monomer, the amount of the crosslinkable monomer used is 0.1 parts by mass or more and 2.0 parts by mass or less based on 100 parts by mass of the total amount of the non-crosslinkable monomers, and the amount of the exchange chain transfer mechanism type regulator used is 0.0001 to 0.50 mol % based on the total amount of the monomers;
A carboxyl group-containing crosslinked polymer or a salt thereof, in which a heterogeneous network structure size Ξ (hereinafter referred to as "Ξ1") of the crosslinked polymer, which is calculated by curve fitting the following formula (1) to a scattering intensity curve I(q) obtained by measuring a 1 mass % concentration aqueous solution of the crosslinked polymer neutralized to a degree of neutralization of 50 to 100 mol % by a small angle X-ray scattering method (measurement temperature: 25.0±0.1° C.), is 41.8 to 80:
Figure 0007700786000006
前記Ξ1と、小角X線散乱法(測定温度:25.0±0.1℃)により、中和度50~100モル%に中和された前記架橋重合体の5質量%濃度水溶液を測定することで得られる散乱強度曲線I(q)に対し、前記式(1)でカーブフィッティングして算出される、前記架橋重合体の不均一網目構造サイズΞ(以下、「Ξ5」という。)の差ΔΞ(Ξ1-Ξ5)が50以下である、請求項1に記載のカルボキシル基含有架橋重合体又はその塩。 The carboxyl group-containing crosslinked polymer or its salt according to claim 1, wherein the difference ΔΞ (Ξ1-Ξ5) between the size of the heterogeneous network structure of the crosslinked polymer (hereinafter referred to as "Ξ5") calculated by curve fitting the scattering intensity curve I(q) obtained by measuring a 5 mass % concentration aqueous solution of the crosslinked polymer neutralized to a degree of neutralization of 50 to 100 mol % by small angle X-ray scattering (measurement temperature: 25.0±0.1°C) with the formula (1) is 50 or less. 前記Ξ1が41.8以上74.5以下である、請求項1又は2に記載のカルボキシル基含有架橋重合体又はその塩。 The carboxyl group-containing crosslinked polymer or its salt according to claim 1 or 2, wherein the Ξ1 is 41.8 or more and 74.5 or less . 前記架橋性単量体は、分子内に2個以上のアリルエーテル基を有する多官能アリルエーテル化合物を含む、請求項1~3のいずれか1項に記載のカルボキシル基含有架橋重合体又はその塩。 The carboxyl group -containing crosslinked polymer or its salt according to any one of claims 1 to 3, wherein the crosslinkable monomer comprises a polyfunctional allyl ether compound having two or more allyl ether groups in the molecule . 前記架橋重合体又はその塩は、中和度80~100モル%に中和された後、水媒体中で測定した粒子径が、体積基準メジアン径で0.1μm以上5.0μm以下である、請求項1~4のいずれか1項に記載のカルボキシル基含有架橋重合体又はその塩。 The carboxyl group-containing crosslinked polymer or its salt according to any one of claims 1 to 4, wherein the crosslinked polymer or its salt has a volume-based median particle size of 0.1 μm or more and 5.0 μm or less, measured in an aqueous medium after being neutralized to a degree of neutralization of 80 to 100 mol %. 前記架橋重合体又はその塩は、pH8における水膨潤度が20以上80以下である、請求項1~5のいずれか1項に記載のカルボキシル基含有架橋重合体又はその塩。 The crosslinked polymer or salt thereof containing a carboxyl group according to any one of claims 1 to 5, wherein the crosslinked polymer or salt thereof has a degree of swelling in water at pH 8 of 20 or more and 80 or less. 請求項1~6のいずれか1項に記載のカルボキシル基含有架橋重合体又はその塩を含む、二次電池電極用バインダー。 A binder for secondary battery electrodes comprising the carboxyl group-containing crosslinked polymer or its salt according to any one of claims 1 to 6. 請求項7に記載の二次電池電極用バインダー、活物質及び水を含む二次電池電極合剤層用組成物。 A composition for a secondary battery electrode mixture layer comprising the binder for a secondary battery electrode according to claim 7, an active material, and water. 集電体表面に、請求項8に記載の二次電池電極合剤層用組成物から形成される合剤層を備える、二次電池電極。 A secondary battery electrode having a mixture layer formed from the secondary battery electrode mixture layer composition according to claim 8 on a collector surface. 請求項9に記載の二次電池電極を備える二次電池。 A secondary battery comprising the secondary battery electrode according to claim 9.
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