JP2009140920A - Polymer electrolyte membrane laminate - Google Patents

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Hiroki Yamaguchi
裕樹 山口
Kosuke Sasai
孝介 佐々井
Yoshimitsu Sakaguchi
佳充 坂口
Kota Kitamura
幸太 北村
Masahiro Yamashita
全広 山下
Akira Matsuda
明 松田
Kenji Kawai
兼次 河井
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Toyobo Co Ltd
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Toyobo Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polymer electrolyte membrane laminate which is a laminate of an adhesion film and polymer electrolyte membrane, and in which even if receiving the shock at the time of transportation, the environmental change at the time of storing or the like, the configuration is stable, when the adhesion film is peeled, the peeling of the adhesion film is easy, and there is little smearing to the electrolyte membrane of the adhesive. <P>SOLUTION: The polymer electrolyte membrane laminate is configured by bonding an adhesion polymer film that is configured by laminating, on a substrate layer, an adhesion layer consisting of a polymer of the same kind of the substrate layer and having crystallinity lower than that of the substrate layer on at least one side of a polymer electrolyte membrane through the adhesion layer, wherein the peel strength of the adhesion polymer film and the polymer electrolyte membrane is 0.1-2.5 N/20 mm width. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、高分子電解質膜と粘着高分子フィルムとの積層体であり、輸送時や保存時にシワや凹凸、剥離などが発生しにくく形態安定性に優れるにもかかわらず、粘着高分子フィルムを必要に応じて剥離させた場合に、高分子電解質膜への粘着剤の転写物が少なく、剥離性に優れた高分子電解質膜積層体に関するものである。   The present invention is a laminate of a polymer electrolyte membrane and a pressure-sensitive adhesive polymer film, which is less susceptible to wrinkles, irregularities, peeling, etc. during transportation or storage, and has excellent shape stability. The present invention relates to a polymer electrolyte membrane laminate having excellent peelability with little transfer of an adhesive to a polymer electrolyte membrane when peeled as necessary.

近年、エネルギー効率や環境性に優れた新しい発電技術が注目を集めている。中でも高分子固体電解質膜を使用した固体高分子形燃料電池はエネルギー密度が高く、また、他の方式の燃料電池に比べて運転温度が低いため起動、停止が容易であるなどの特徴を有するため、電気自動車や分散発電などの電源装置としての開発が進んできている。   In recent years, new power generation technologies with excellent energy efficiency and environmental friendliness have attracted attention. Above all, polymer electrolyte fuel cells using polymer electrolyte membranes have high energy density, and because they have features such as being easy to start and stop because of lower operating temperatures than other types of fuel cells. Developments as power supply devices for electric vehicles and distributed power generation are advancing.

高分子固体電解質膜には通常プロトン伝導性のイオン交換膜が使用される。高分子固体電解質膜にはプロトン伝導性以外にも、燃料の水素などの透過を防ぐ燃料透過抑止性や機械的強度などの特性が必要である。これら特性を支配する要因として電解質膜のシワ、凹凸が影響することがわかっている。   As the polymer solid electrolyte membrane, a proton conductive ion exchange membrane is usually used. In addition to proton conductivity, the polymer solid electrolyte membrane must have characteristics such as fuel permeation deterrence and mechanical strength that prevent permeation of hydrogen and the like of the fuel. It has been found that wrinkles and irregularities of the electrolyte membrane influence the factors governing these characteristics.

従来、輸送時や保存時の電解質膜のシワや凹凸の発生を防止する手段として、電解質膜をカバーシートとフィルムの間に挟みこむ方法が知られているが、この方法では、吸湿や温度などの環境変化による電解質膜の寸法変化が主な原因となる、シワ、凹凸、カールなどの発生を十分に抑制できない問題があった。   Conventionally, a method of sandwiching an electrolyte membrane between a cover sheet and a film is known as a means for preventing the occurrence of wrinkles and unevenness of the electrolyte membrane during transportation and storage, but in this method, moisture absorption, temperature, etc. There is a problem that wrinkles, irregularities, curls, and the like, which are mainly caused by changes in the dimensions of the electrolyte membrane due to environmental changes, cannot be sufficiently suppressed.

特許文献1には、固体高分子電解質膜上に電極触媒層を形成させる燃料電池用電極構造体の製造に際し、粘着シート上に固体高分子電解質膜を設置、固定して、ペーストに含まれる溶媒による膨潤に起因するシワ発生を防止する方法が報告されているが、高分子電解質膜の輸送、保存時における形態安定化及び粘着剤の電解質膜への転写物の低減についてはなんら記載がない。   In Patent Document 1, in the production of a fuel cell electrode structure in which an electrode catalyst layer is formed on a solid polymer electrolyte membrane, a solid polymer electrolyte membrane is placed and fixed on an adhesive sheet, and a solvent contained in a paste Although there has been reported a method for preventing the generation of wrinkles due to swelling due to swell, there is no description about transport of the polymer electrolyte membrane, stabilization of the shape during storage, and reduction of the transfer of the adhesive to the electrolyte membrane.

特開2006−339062号公報JP 2006-339062 A

本発明は、かかる従来技術の課題を背景になされたものである。すなわち、本発明の目的は、粘着フィルムと高分子電解質膜との積層が容易で、かつ得られた粘着フィルムと高分子電解質膜との積層体が、輸送や保存時に形態安定化できるのみならず、粘着フィルムが不要になって剥離した場合に、粘着フィルムの剥離が容易で、かつ粘着剤の電解質膜への転写物が少ないなどの高分子電解質膜表面の汚染が少ない高分子電解質膜積層体を提供することである。   The present invention has been made against the background of such prior art problems. That is, the object of the present invention is not only to facilitate the lamination of the adhesive film and the polymer electrolyte membrane, and the laminated body of the obtained adhesive film and the polymer electrolyte membrane can not only stabilize the form during transportation and storage. When a pressure-sensitive adhesive film is no longer required, the pressure-sensitive adhesive film can be easily peeled off and the surface of the polymer electrolyte membrane is less contaminated. Is to provide.

本発明者らは鋭意検討した結果、以下に示す手段により、上記課題を解決できることを見出し、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、以下の構成からなる。
[1]基材層上に基材層と同種の高分子で基材層より結晶性が低い粘着層が積層されてなる粘着高分子フィルムが、前記粘着層を介して高分子電解質膜の少なくとも片面に貼り合わされてなり、前記粘着高分子フィルムと前記高分子電解質膜との剥離強度(23℃、5
0%RH)が0.1〜2.5N/20mm幅であることを特徴とする高分子電解質膜積層体。
[2]前記粘着高分子フィルムが、溶融共押出により基材層と粘着層とが積層されてなる前記粘着高分子フィルムがポリオレフィン系樹脂からなる[1]に記載の高分子電解質膜積層体。
[3]前記粘着高分子フィルムが、粘着層の反対側の基材層上に離形層が溶融共押出により積層されてなる[1]又は[2]に記載の高分子電解質膜積層体。
[4]前記粘着高分子フィルムがポリオレフィン系樹脂からなる[1]〜[3]のいずれかに記載の高分子電解質膜積層体。
[5]基材層が結晶性ポリプロピレン、粘着層が非晶性ポリプロピレン又は非結晶性ポリプロピレンと結晶性ポリプロピレンとを含む層である[1]〜[4]のいずれかに記載の高分子電解質膜積層体。
[6]前記粘着高分子フィルムの粘着層表面のダイナミック硬度が0.15gf/μm以上1.4gf/μm以下である[1]〜[5]のいずれかに記載の高分子電解質膜積層体。
[7]前記粘着高分子フィルムが、二軸延伸フィルムで、フィルム製造時の巻き取り方向に対して直交する方向である横方向の厚み変動率が、2.0%以上7.5%以下である[1]〜[6]のいずれかに記載の高分子電解質膜積層体。
[8]前記粘着高分子フィルムが貼り合わされ、高分子電解質膜面側を内側にしてロール状態に巻き取られてなる[1]〜[7]のいずれかに記載の高分子電解質膜積層体。
[9]前記高分子電解質膜が1GPa以上の引張弾性率(JIS−K7127に準拠)を有する非フッ素系高分子電解質膜である[1]〜[8]のいずれかに記載の高分子電解質膜積層体。
As a result of intensive studies, the present inventors have found that the above problems can be solved by the following means, and have reached the present invention.
That is, this invention consists of the following structures.
[1] An adhesive polymer film in which an adhesive layer having the same type of polymer as the base material layer and having lower crystallinity than the base material layer is laminated on the base material layer is at least a polymer electrolyte membrane via the adhesive layer The peel strength between the adhesive polymer film and the polymer electrolyte membrane (23 ° C., 5 °
0% RH) is 0.1 to 2.5 N / 20 mm width, and a polymer electrolyte membrane laminate.
[2] The polymer electrolyte membrane laminate according to [1], wherein the pressure-sensitive adhesive polymer film is formed by laminating a base material layer and a pressure-sensitive adhesive layer by melt coextrusion.
[3] The polymer electrolyte membrane laminate according to [1] or [2], wherein the adhesive polymer film is obtained by laminating a release layer on a base material layer opposite to the adhesive layer by melt coextrusion.
[4] The polymer electrolyte membrane laminate according to any one of [1] to [3], wherein the adhesive polymer film is made of a polyolefin resin.
[5] The polymer electrolyte membrane according to any one of [1] to [4], wherein the base material layer is crystalline polypropylene, and the adhesive layer is a layer containing amorphous polypropylene or amorphous polypropylene and crystalline polypropylene. Laminated body.
[6] The polymer electrolyte membrane laminate according to any one of [1] to [5], wherein the dynamic hardness of the adhesive layer surface of the adhesive polymer film is 0.15 gf / μm 2 or more and 1.4 gf / μm 2 or less. body.
[7] The pressure-sensitive adhesive polymer film is a biaxially stretched film, and the thickness variation rate in the lateral direction, which is a direction orthogonal to the winding direction during film production, is 2.0% to 7.5%. The polymer electrolyte membrane laminate according to any one of [1] to [6].
[8] The polymer electrolyte membrane laminate according to any one of [1] to [7], wherein the adhesive polymer film is bonded and wound in a roll state with the polymer electrolyte membrane surface side inside.
[9] The polymer electrolyte membrane according to any one of [1] to [8], wherein the polymer electrolyte membrane is a non-fluorine polymer electrolyte membrane having a tensile modulus of elasticity of 1 GPa or more (based on JIS-K7127). Laminated body.

本発明による特定の粘着フィルムを積層した高分子電解質膜積層体は、輸送や保存時におけるシワ、凹凸、剥離などの発生を抑制でき、高分子電解質膜の形態安定化が可能であるのみならず、粘着フィルムが不要になって剥離した場合に、粘着フィルムの剥離が容易で、かつ粘着層からの電解質膜への転写物の低減が可能である。
特に粘着フィルムが、基材層と粘着層とが共押出法により溶融押出積層された共押出フィルムである場合は、基材層と粘着層との接着が特に強固であり、かつ粘着層が特定の硬度であることにより、粘着層による高分子電解質薄膜の汚染がESCA分析装置による表面分析でしか検出できないほどに抑制することができる。
The polymer electrolyte membrane laminate in which the specific adhesive film according to the present invention is laminated not only can suppress the occurrence of wrinkles, irregularities, peeling, etc. during transportation and storage, and can stabilize the form of the polymer electrolyte membrane. When the pressure-sensitive adhesive film is no longer needed and peeled, the pressure-sensitive adhesive film can be easily peeled off, and the transfer from the pressure-sensitive adhesive layer to the electrolyte membrane can be reduced.
In particular, when the adhesive film is a coextruded film in which the base material layer and the adhesive layer are melt extrusion laminated by a coextrusion method, the adhesion between the base material layer and the adhesive layer is particularly strong, and the adhesive layer is specified. With this hardness, contamination of the polymer electrolyte thin film by the adhesive layer can be suppressed to such a level that it can only be detected by surface analysis using an ESCA analyzer.

以下、本発明の高分子電解質膜積層体の実施の形態を説明する。
本発明で用いる粘着フィルムは、基材層上に基材層と同種の高分子で基材層より結晶性が低い粘着層が積層されてなる粘着高分子フィルムである。
粘着高分子フィルムの基材層を構成する高分子としては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステル、ナイロン6、ナイロン66などのポリアミド、などが例示されるがこれらに限定されるものではない。
粘着層を構成する高分子は、基材層と同種の高分子で基材層より結晶性が低いか非晶性の高分子であり、上記のホモポリマー成分以外にホモポリマーの結晶性を阻害する第3や第4などの成分を共重合して結晶性を低下させたり非晶性化した高分子である。これらの高分子は、単独であっても混合されてもよく、基材層に比べて結晶性が低く、かつ粘着性が発現できるものである。
Hereinafter, embodiments of the polymer electrolyte membrane laminate of the present invention will be described.
The pressure-sensitive adhesive film used in the present invention is a pressure-sensitive adhesive polymer film in which a pressure-sensitive adhesive layer having the same kind of polymer as the base material layer and having lower crystallinity than the base material layer is laminated on the base material layer.
Examples of the polymer constituting the base layer of the adhesive polymer film include polyolefins such as polyethylene and polypropylene, polyesters such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate and polyethylene naphthalate, polyamides such as nylon 6 and nylon 66, and the like. However, it is not limited to these.
The polymer that constitutes the adhesive layer is the same type of polymer as the base material layer, and has a lower crystallinity than the base material layer or an amorphous polymer, and inhibits the crystallinity of the homopolymer in addition to the above homopolymer components. This is a polymer in which the third and fourth components are copolymerized to reduce crystallinity or become amorphous. These polymers may be used singly or mixed, have lower crystallinity than the base material layer and can exhibit adhesiveness.

例えば、ポリプロピレン系樹脂の場合について説明すると、基材層としては、結晶性ポリプロピレン、プロピレンと少量のα−オレフィンとのランダム共重合ブロック共重合体等を挙げることができ、さらに詳しくは、結晶性ポリプロピレン樹脂として、通常の押出成形などで使用するn−へプタン不溶性のアイソタクチックのプロピレン単独重合体又はプロピレンを60質量%以上含有するポリプロピレンと他のα−オレフィンとの共重合体を挙げることができ、このプロピレン単独重合体あるいはプロピレンと他のα−オレフィンとの共重合体を、単独又は混合して使用することができる。
ここで、n−ヘプタン不溶性とは、ポリプロピレンの結晶性を指標すると同時に安全性を示すものであり、本発明では、昭和57年2月厚生省告示第20号によるn−ヘプタン不溶性(25℃、60分抽出した際の溶出分が150pPm以下〔使用温度が100℃を超えるものは30PPm以下〕)に適合するものを使用することが好ましい態様である。
For example, in the case of a polypropylene resin, examples of the base material layer include crystalline polypropylene, a random copolymer block copolymer of propylene and a small amount of α-olefin, and the like. Examples of the polypropylene resin include an n-heptane-insoluble isotactic propylene homopolymer used in ordinary extrusion molding or the like, or a copolymer of polypropylene and other α-olefins containing 60% by mass or more of propylene. These propylene homopolymers or copolymers of propylene and other α-olefins can be used alone or in admixture.
Here, n-heptane insolubility is indicative of polypropylene crystallinity and at the same time indicates safety. In the present invention, n-heptane insolubility (at 25 ° C., 60 ° C. according to Ministry of Health and Welfare Notification No. 20 in February 1982). It is a preferred embodiment to use one that is compatible with an elution amount of 150 pPm or less (if the operating temperature exceeds 100 ° C., 30 PPm or less) at the time of partial extraction.

プロピレンと他のα−オレフィンとの共重合体のα−オレフィン共重合成分としては、炭素数が2〜8のα−オレフィン、例えば、エチレンあるいは1−ブテン、1−ペンテン、 1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテンなどのC4以上のα−オレフィンが好ましい。
ここで共重合体とは、プロピレンに上記に例示されるα−オレフィンを1種又は2種以上重合して得られたランダム又はブロック共重合体であることが好ましい。
また、プロピレンと他のα−オレフィンとの共重合体を2種以上混合して使用することもできる
As the α-olefin copolymerization component of the copolymer of propylene and other α-olefin, α-olefin having 2 to 8 carbon atoms such as ethylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 4 C4 or higher α-olefins such as -methyl-1-pentene are preferred.
Here, the copolymer is preferably a random or block copolymer obtained by polymerizing one or more α-olefins exemplified above with propylene.
In addition, two or more kinds of copolymers of propylene and other α-olefins can be mixed and used.

粘着フィルムの粘着層としては、基材層と同種の高分子で基材層より結晶性が低いか非晶性であることが必要である。
ポリプロピレン系樹脂の場合、同種とは、炭素数が2〜8のα−オレフィンの1種又は2種以上を構成成分とするオレフィン系重合体であり、示差走査熱量測定において、結晶融解熱量及び結晶化熱量が10J/g以下となる重合体を用いることが好ましい。
The pressure-sensitive adhesive layer of the pressure-sensitive adhesive film needs to be the same kind of polymer as the base material layer and have lower crystallinity or amorphousness than the base material layer.
In the case of a polypropylene resin, the same type is an olefin polymer having one or more types of α-olefin having 2 to 8 carbon atoms as a constituent component. In differential scanning calorimetry, It is preferable to use a polymer having a heat of conversion of 10 J / g or less.

また、粘着層は、粘着層表面のダイナミック硬度は0.15gf/μm以上1.4gf/μm以下であることが好ましい。
ここで、ダイナミック硬度とは、島津評論,50,3,321(1993)に記載されているとおり、超微小領域における硬度をあらわすものであり、試料に対して圧子をあて、押圧力を0から設定荷重まで一定の割合で増加させ、試料に圧子を押し込んでいく過程で、圧子の押し込み深さと押圧力と、試料の変形抵抗とを連続的に測定し硬度を求めるものであり、式(1)より表されるものである。
DH=αP/D*D (1)
DH:ダイナミック硬度
α:圧子形状による定数、
P:試験荷重、D:押し込み深さ(μm)
このダイナミック硬度は、圧子を押し込んでいく過程の荷重と押し込み深さから得られる硬さであり、試料の塑性変形と弾性変形を合わせた状態での特性値になる。
Further, the adhesive layer, the dynamic hardness of the adhesive layer surface is preferably at 0.15gf / μm 2 or more 1.4gf / μm 2 or less.
Here, as described in Shimadzu review, 50, 3, 321 (1993), the dynamic hardness represents the hardness in the ultrafine region. In this process, the indentation depth and pressure, and the deformation resistance of the sample are measured continuously to obtain the hardness. It is expressed by 1).
DH = αP / D * D (1)
DH: Dynamic hardness α: Constant depending on indenter shape,
P: test load, D: indentation depth (μm)
This dynamic hardness is a hardness obtained from a load and an indentation depth in the process of indenting the indenter, and is a characteristic value in a state where the plastic deformation and elastic deformation of the sample are combined.

ダイナミック硬度は、フィルム表面の硬度であり、フィルム最表面から一定の深さにおける硬度を指し、深さ1μmの部位での硬度を指標とした。
粘着層において、より好ましい粘着層表面のダイナミック硬度は、0.20gf/μm以上1.2gf/μm以下であり、さらに好ましくは、0.25gf/μm以上1.0gf/μm以下である。
粘着層表面のダイナミック硬度が、0.15gf/μm未満の場合は、軟らかく表面が変形しやすいため、被被着体と貼り合わせ後において、被被着体の表面状態の影響を受け易く、被被着体表面が平滑の場合は、粘着層表面がその平滑性に合わせて変形し、粘着層表面に形成されている微細な凹凸が経時で次第になくなり、その結果、被被着体との接触面積が増加することとなり、設定した値より粘着力が高くなり、剥離困難な状態になったり、糊残りが発生したりする場合がある。また、粘着層表面のダイナミック硬度が、1.4gf/μmを超える場合は、粘着力が低くなりすぎることがある。
The dynamic hardness is the hardness of the film surface, indicating the hardness at a certain depth from the outermost surface of the film, and the hardness at a part having a depth of 1 μm was used as an index.
In the adhesive layer, the more preferable dynamic hardness of the adhesive layer surface is 0.20 gf / μm 2 or more and 1.2 gf / μm 2 or less, more preferably 0.25 gf / μm 2 or more and 1.0 gf / μm 2 or less. is there.
When the dynamic hardness of the pressure-sensitive adhesive layer surface is less than 0.15 gf / μm 2 , the surface is soft and easily deformed. Therefore, after being bonded to the adherend, it is easily affected by the surface state of the adherend. When the surface of the adherend is smooth, the surface of the adhesive layer is deformed in accordance with the smoothness, and the fine irregularities formed on the surface of the adhesive layer gradually disappear with time. The contact area will increase, the adhesive force will be higher than the set value, and it may be difficult to peel off, or adhesive residue may occur. Moreover, when the dynamic hardness of the adhesive layer surface exceeds 1.4 gf / μm 2 , the adhesive force may be too low.

ダイナミック硬度を上記範囲にするには、示差走査熱量測定において、結晶融解熱量及び結晶化熱量が10J/g以下となる非晶性重合体を単独又は30質量%以上混合して用いる事が好ましい。
ここでいう非晶性重合体としては、例えば、住友化学(株)製「タフセレンH3522A」、三井化学(株)製「ノティオTX1236A」などを例示することができる。また、非晶性重合体と混合するオレフィン系重合体としては、特に限定されるものではないが、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−1−ブテン共重合体、エチレン−1−ヘキセン共重合体、エチレン−1−オクテン共重合体、エチレン−4−メチル−1−ペンテン共重合体、エチレン−プロピレン−1−ブテン共重合体、エチレン−プロピレン−1−ヘキセン共重合体、エチレン−1−ブテン−1−ヘキセン共重合体、プロピレン−1−ブテン共重合体、プロピレン−1−ヘキセン共重合体、プロピレン−1−オクテン共重合体、プロピレン−4−メチル−1−ペンテン共重合体、プロピレン−1−ブテン−1−ヘキセン共重合体、プロピレン−1−ブテン−4−メチル−1−ペンテン共重合体等を挙げることができる。
また、これらの重合体のメルトフローレートは1〜10g/10分の範囲のものが好ましく、さらに2〜5g/10分の範囲のものが好ましい。
In order to make the dynamic hardness within the above range, it is preferable to use an amorphous polymer having a crystal melting heat quantity and a crystallization heat quantity of 10 J / g or less singly or in a mixture of 30 mass% or more in differential scanning calorimetry.
Examples of the amorphous polymer include “Tough Selenium H3522A” manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., “Notio TX1236A” manufactured by Mitsui Chemicals, Inc., and the like. The olefin polymer mixed with the amorphous polymer is not particularly limited, but an ethylene-propylene copolymer, an ethylene-1-butene copolymer, an ethylene-1-hexene copolymer. , Ethylene-1-octene copolymer, ethylene-4-methyl-1-pentene copolymer, ethylene-propylene-1-butene copolymer, ethylene-propylene-1-hexene copolymer, ethylene-1-butene -1-hexene copolymer, propylene-1-butene copolymer, propylene-1-hexene copolymer, propylene-1-octene copolymer, propylene-4-methyl-1-pentene copolymer, propylene- Examples thereof include 1-butene-1-hexene copolymer and propylene-1-butene-4-methyl-1-pentene copolymer.
Further, the melt flow rate of these polymers is preferably in the range of 1 to 10 g / 10 min, and more preferably in the range of 2 to 5 g / 10 min.

本発明で用いる粘着フィルムは、フィルム製造時の巻き取り方向に対して直行する方向である横方向の厚み変動率が、2.0%以上7.5%以下の範囲であることが好ましく、より好ましくは、7.0%以下であり、さらに好ましくは、6.5%以下である。厚み変動率が7.5%を超える場合は、被被着体に粘着フィルムを加圧貼り付けする際に、場所による圧力のムラが生じ、粘着力を低下させる原因となり、一方、厚み変動率を2.0%未満に抑えることは、事実上困難といえる。   The pressure-sensitive adhesive film used in the present invention preferably has a thickness variation rate in the lateral direction, which is a direction perpendicular to the winding direction during film production, in the range of 2.0% to 7.5%. Preferably, it is 7.0% or less, more preferably 6.5% or less. When the thickness variation rate exceeds 7.5%, when pressure-sensitive adhesive film is stuck on the adherend, pressure unevenness occurs depending on the location, causing a decrease in adhesive strength. It can be said that it is practically difficult to keep the ratio below 2.0%.

本発明で用いる粘着フィルムは、引張弾性率が1.0〜4.0GPaであることが好ましい。引張弾性率が1GPa未満であると、シワが入りやすくなる。通常積層する電解質膜の引張弾性率が1.0〜2.0GPaであるため、この範囲であると積層にシワが入りにくくなる。また、電解質膜の引張弾性率が1GPa未満であると、高分子電解質膜が柔らかすぎて、シワが入りやすくなる。   The adhesive film used in the present invention preferably has a tensile elastic modulus of 1.0 to 4.0 GPa. If the tensile modulus is less than 1 GPa, wrinkles are likely to occur. Since the tensile elastic modulus of the electrolyte membrane that is normally laminated is 1.0 to 2.0 GPa, wrinkles are unlikely to enter the laminated layer within this range. In addition, when the tensile elastic modulus of the electrolyte membrane is less than 1 GPa, the polymer electrolyte membrane is too soft and wrinkles easily occur.

本発明で用いる粘着フィルムは、公知の添加剤を必要に応じて含有させたり、フィルム表面にコートすることが出来る。例えば、滑剤、ブロッキング防止剤、熱安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、耐光剤、耐衝撃改良剤などを含有させたり、表面にコートしても良い。但し、粘着層表面の低分子量物質を1mg/m未満にすることが目的とする粘着力を得る上で好ましい。ここで、粘着層表面の低分子量物質の測定は、次の手順にて実施した。粘着層表面をエタノール等の粘着層を構成する樹脂を侵食しない有機溶剤を用いて洗浄後、その洗浄液から有機溶剤をエバポレーター等で除去した後、その残渣を秤量して求めた数値を洗浄した粘着層表面の表面積で割り、求めた。ここで、残渣が1mg/m以上存在すると粘着層表面と被被着体表面の間に異物が存在する事となり、接触面積を減らし、ファンデルワールス力を低下させる原因となる為、粘着力が低下し好ましくない。添加剤を添加する場合は、高分子型等の添加剤を選択したり、添加方法を検討するなどして、粘着層への移行、転写がない様にすることが必要である。 The pressure-sensitive adhesive film used in the present invention can contain known additives as required, or can be coated on the film surface. For example, a lubricant, an antiblocking agent, a heat stabilizer, an antioxidant, an antistatic agent, a light resistance agent, an impact resistance improvement agent, or the like may be contained, or the surface may be coated. However, the low molecular weight substance on the surface of the pressure-sensitive adhesive layer is preferably less than 1 mg / m 2 in order to obtain the desired pressure-sensitive adhesive force. Here, the measurement of the low molecular weight substance on the surface of the adhesive layer was carried out by the following procedure. After the surface of the adhesive layer is washed with an organic solvent that does not erode the resin constituting the adhesive layer such as ethanol, the organic solvent is removed from the cleaning solution with an evaporator, and the residue obtained by weighing the residue is washed. It was obtained by dividing by the surface area of the layer surface. Here, if the residue is present in an amount of 1 mg / m 2 or more, there will be foreign matter between the surface of the adhesive layer and the adherend surface, which will reduce the contact area and reduce the van der Waals force. Is not preferable. In the case of adding an additive, it is necessary to select an additive such as a polymer type or to examine an addition method so that there is no transfer or transfer to the adhesive layer.

本発明で用いる粘着フィルムの製造方法は、特に限定されるものではないが、インフレーションフィルム製造装置やTダイフィルム製造装置を用いて基材層、粘着層をそれぞれ成形後、押出ラミネート法により貼り合せたり、最初から共押出により、多層フィルムを形成しても良い。
厚み変動率を小さくするには、共押出法により多層フィルムを成形後、1軸延伸又は2軸延伸をすることが好ましい。延伸フィルムとすることで、未延伸フィルムと比較して、基材層ならび粘着層樹脂の結晶配向が起こるので、平面性の向上により、厚み変動率を好適な範囲とする事ができ、また、ダイナミック硬度に関しても、適度な硬度が得られるので、経時変化のない好適な粘着フィルムを得ることが出来る。
延伸工程での予熱、延伸温度において、フィルムの溶融が起こらない範囲で、適度な温度を与えることが、粘着層表面のダイナミック硬度を得るためには望ましく、ここで、熱が不足すると、結晶の配向により、フィルム表面の硬度が高くなり、粘着力を低下させる場合があり、また、温度が高すぎると粘着層の結晶部が解けて非晶となり非晶部分増えるため、粘着層表面のダイナミック硬度が低下し、経時での粘着力の変化が大きくなる場合がある。
The production method of the pressure-sensitive adhesive film used in the present invention is not particularly limited, but after forming the base material layer and the pressure-sensitive adhesive layer using an inflation film production apparatus or a T-die film production apparatus, they are bonded together by an extrusion laminating method. Alternatively, a multilayer film may be formed from the beginning by coextrusion.
In order to reduce the thickness variation rate, it is preferable to perform monoaxial stretching or biaxial stretching after forming a multilayer film by a coextrusion method. By making the stretched film, the crystal orientation of the base material layer and the adhesive layer resin occurs as compared with the unstretched film, so that the thickness variation rate can be made a suitable range by improving the planarity, As for the dynamic hardness, an appropriate hardness can be obtained, so that a suitable pressure-sensitive adhesive film having no change with time can be obtained.
In order to obtain the dynamic hardness of the adhesive layer surface, it is desirable to provide an appropriate temperature within the range where the film does not melt in the preheating and stretching temperature in the stretching process. Depending on the orientation, the hardness of the film surface may increase and the adhesive strength may be reduced, and if the temperature is too high, the crystal part of the adhesive layer will melt and become amorphous, increasing the amorphous part. May decrease, and the change in adhesive strength over time may increase.

本発明で用いる粘着フィルムは、粘着層の反対面に離形層を形成してもよく、例えば、シリコーン樹脂やフッ素樹脂からなる層や、プロピレンエチレンブロック共重合体からなる樹脂とポリエチレン樹脂を混合することによって得られるマット状に表面が粗れた層を積層することが出来る。マット状の表面を得るのに好適な樹脂としては、具体的にはサンアロマー(株)製「PC523D」や「PC523A」などのプロピレン−エチレンブロックコポリマーを例示することが出来る。
この場合、フィルムに成形したときに平均表面粗さSRaで0.20μm以上0.40μm以下となる様な表面にすることが好ましい。平均表面粗さSRaが0.20μm未満の場合はフィルム同士がブロッキングを起こしやすく、0.40μmを超えると過剰な凹凸となり、フィルムとして好ましくない。
平均粗さSRaで0.40μm以下とするには、延伸時の縦延伸予熱温度を低温にしすぎないことが好ましく、延伸時の予熱温度を低温にすると、プロピレンエチレンブロック共重合体とポリエチレン樹脂の非相溶性を利用して形成される凹凸が過剰に形成されることになるので好ましくない。好ましい縦延伸時の予熱温度としては、100℃以上を例示することが出来る。このとき、離形層の表面凹凸は、平均粗さSRaで0.30μm以下となる様な表面にすることが好ましい。
The pressure-sensitive adhesive film used in the present invention may form a release layer on the opposite surface of the pressure-sensitive adhesive layer. For example, a layer made of a silicone resin or a fluororesin, a resin made of a propylene ethylene block copolymer, and a polyethylene resin are mixed. By doing so, a layer having a rough surface can be laminated in a mat shape. Specific examples of the resin suitable for obtaining a mat-like surface include propylene-ethylene block copolymers such as “PC523D” and “PC523A” manufactured by Sun Allomer Co., Ltd.
In this case, it is preferable that the surface has an average surface roughness SRa of 0.20 μm to 0.40 μm when formed into a film. When the average surface roughness SRa is less than 0.20 μm, the films are likely to block each other. When the average surface roughness SRa exceeds 0.40 μm, excessive irregularities are formed, which is not preferable as a film.
In order to obtain an average roughness SRa of 0.40 μm or less, it is preferable not to make the longitudinal stretching preheating temperature during stretching too low, and when the preheating temperature during stretching is made low, the propylene ethylene block copolymer and the polyethylene resin Since the unevenness | corrugation formed using incompatibility will be formed excessively, it is unpreferable. An example of a preheating temperature during preferred longitudinal stretching is 100 ° C. or more. At this time, it is preferable that the surface roughness of the release layer is such that the average roughness SRa is 0.30 μm or less.

本発明で用いる高分子電解質膜は、目的に応じて任意の膜厚にすることができるが、プロトン伝導性の面からはできるだけ薄いことが好ましい。具体的には3〜200μmであることが好ましく、5〜150μmであることがさらに好ましく、特に好ましくは5〜100μmである。高分子電解質膜の厚みが3μmより薄いと高分子電解質膜の取扱が困難となり燃料電池を作製した場合に短絡等が起こる傾向にあり、200μmよりも厚いと高分子電解質膜が頑丈となりすぎ、ハンドリングが難しくなる傾向にある。   The polymer electrolyte membrane used in the present invention can have any film thickness depending on the purpose, but is preferably as thin as possible from the viewpoint of proton conductivity. Specifically, it is preferably 3 to 200 μm, more preferably 5 to 150 μm, and particularly preferably 5 to 100 μm. If the thickness of the polymer electrolyte membrane is less than 3 μm, handling of the polymer electrolyte membrane becomes difficult and a short circuit or the like tends to occur when a fuel cell is produced. If the thickness is greater than 200 μm, the polymer electrolyte membrane becomes too strong and handling Tend to be difficult.

本発明における高分子電解質膜を形成するポリマーは公知の高分子電解質を用いることができる。
例えば、芳香族炭化水素系のイオン性基含有ポリマーとしては、ポリマー主鎖に芳香族あるいは芳香環とエーテル結合、スルホン結合、イミド結合、エステル結合、アミド結合、ウレタン結合、スルフィド結合、カーボネート結合及びケトン結合から選択される少なくとも1種以上の結合基を有する構造を持つ非フッ素系のイオン伝導性ポリマーであり、例えば、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンスルフィドスルホン、ポリパラフェニレン、ポリアリーレン系ポリマー、ポリフェニルキノキサリン、ポリアリールケトン、ポリエーテルケトン、ポリベンズオキサゾール、ポリベンズチアゾール、ポリベンズイミダゾール、ポリイミド等の構成成分の少なくとも1種を含むポリマーに、スルホン酸基、ホスホン酸基、カルボキシル基、及びそれらの誘導体の少なくとも1種が導入されているポリマーが挙げられる。
なお、スルホン酸基、ホスホン酸基、カルボシキル基などの官能基をポリマーに含むことで、ポリマーのイオン伝導性が発現される。この中で特に有効に作用する官能基は、スルホン酸基である。また、ここでいうポリスルホン、ポエーテルスルホン、ポリエーテルケトン等は、その分子鎖にスルホン結合、エーテル結合、ケトン結合を有しているポリマーの総称であり、ポリエーテルケトンケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトンケトン、ポリエーテルケトンエーテルケトンケトン、ポリエーテルケトンスルホンなどを含むとともに、特定のポリマー構造に限定するものではない。
As the polymer for forming the polymer electrolyte membrane in the present invention, a known polymer electrolyte can be used.
For example, as an aromatic hydrocarbon-based polymer containing an ionic group, an aromatic or aromatic ring and ether bond, sulfone bond, imide bond, ester bond, amide bond, urethane bond, sulfide bond, carbonate bond and Non-fluorine ion conductive polymer having a structure having at least one linking group selected from ketone bonds, such as polysulfone, polyethersulfone, polyphenylene oxide, polyphenylene sulfide, polyphenylene sulfide sulfone, polyparaphenylene , Polyarylene-based polymer, polyphenylquinoxaline, polyaryl ketone, polyether ketone, polybenzoxazole, polybenzthiazole, polybenzimidazole, polyimide, etc. A polymer containing a sulfonic acid group, a phosphonic acid group, a carboxyl group, and at least one of those derivatives is a polymer which has been introduced.
In addition, the ionic conductivity of a polymer is expressed by including functional groups, such as a sulfonic acid group, a phosphonic acid group, and a carboxyl group, in a polymer. Among these, a functional group that acts particularly effectively is a sulfonic acid group. Polysulfone, polyethersulfone, polyetherketone, etc. as used herein are generic names for polymers having a sulfone bond, an ether bond, and a ketone bond in their molecular chains. Polyetherketoneketone, polyetheretherketone, It includes polyether ether ketone ketone, polyether ketone ether ketone ketone, polyether ketone sulfone and the like, and is not limited to a specific polymer structure.

上記官能基を含有するポリマーのうち、特に芳香環上にスルホン酸基を持つポリマーは、上記例のような骨格を持つポリマーに対して適当なスルホン化剤を反応させることにより得ることができる。このようなスルホン化剤としては、例えば、芳香族系炭化水素系ポリマーにスルホン酸基を導入する例として報告されている、濃硫酸や発煙硫酸を使用するもの(例えば、Solid State Ionics,106,P.219(1998))、クロル硫酸を使用するもの(例えば、J.Polym.Sci.,Polym.Chem.,22,P.295(1984))、無水硫酸錯体を使用するもの(例えば、J.Polym.Sci.,Polym.Chem.,22,P.721(1984)、J.Polym.Sci.,Polym.Chem.,23,P.1231(1985))等が有効である。本発明のイオン性基含有ポリマー、特にイオン伝導性がスルホン酸基であるポリマーを得るためには、これらの試薬を用い、それぞれのポリマーに応じた反応条件を選定することにより実施することができる。また、特許第2884189号に記載のスルホン化剤等を用いることも可能である。   Among the polymers containing the functional group, a polymer having a sulfonic acid group on the aromatic ring can be obtained by reacting a polymer having a skeleton as in the above example with an appropriate sulfonating agent. Examples of such sulfonating agents include those using concentrated sulfuric acid or fuming sulfuric acid that have been reported as examples of introducing sulfonic acid groups into aromatic hydrocarbon polymers (for example, Solid State Ionics, 106, P.219 (1998)), those using chlorosulfuric acid (for example, J. Polym. Sci., Polym. Chem., 22, P.295 (1984)), those using anhydrous sulfuric acid complex (for example, J Polym. Sci., Polym. Chem., 22, P. 721 (1984), J. Polym. Sci., Polym. Chem., 23, P. 1231 (1985)) and the like are effective. In order to obtain the ionic group-containing polymer of the present invention, in particular, a polymer whose ion conductivity is a sulfonic acid group, it can be carried out by using these reagents and selecting reaction conditions according to each polymer. . Moreover, it is also possible to use the sulfonating agent described in Japanese Patent No. 2884189.

また、上記芳香族炭化水素系イオン性基含有ポリマーは、重合に用いるモノマーの中の少なくとも1種に酸性基を含むモノマーを用いて合成することもできる。例えば、芳香族ジアミンと芳香族テトラカルボン酸二無水物から合成されるポリイミドにおいては、芳香族ジアミンの少なくとも1種にスルホン酸基やホスホン酸基を含有するジアミンを用いて酸性基含有ポリイミドとすることが出来る。芳香族ジアミンジオールと芳香族ジカルボン酸から合成されるポリベンズオキサゾール、芳香族ジアミンジチオールと芳香族ジカルボン酸から合成されるポリベンズチアゾール、芳香族テトラミンと芳香族ジカルボン酸から合成されるポリベンズイミダゾールの場合は、芳香族ジカルボン酸の少なくとも1種にスルホン酸基含有ジカルボン酸やホスホン酸基含有ジカルボン酸を使用することにより酸性基含有ポリベンズオキサゾール、ポリベンズチアゾール、ポリベンズイミダゾールとすることが出来る。芳香族ジハライドと芳香族ジオールから合成されるポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトンなどは、モノマーの少なくとも1種にスルホン酸基含有芳香族ジハライドやスルホン酸基含有芳香族ジオールを用いることで合成することが出来る。この際、スルホン酸基含有ジオールを用いるよりも、スルホン酸基含有ジハライドを用いる方が、重合度が高くなりやすいとともに、得られた酸性基含有ポリマーの熱安定性が高くなるので好ましい。   The aromatic hydrocarbon ionic group-containing polymer can also be synthesized using a monomer containing an acidic group in at least one of the monomers used for polymerization. For example, in a polyimide synthesized from an aromatic diamine and an aromatic tetracarboxylic dianhydride, an acidic group-containing polyimide is obtained by using a diamine containing a sulfonic acid group or a phosphonic acid group as at least one of the aromatic diamines. I can do it. Polybenzoxazole synthesized from aromatic diamine diol and aromatic dicarboxylic acid, polybenzthiazole synthesized from aromatic diamine dithiol and aromatic dicarboxylic acid, polybenzimidazole synthesized from aromatic tetramine and aromatic dicarboxylic acid In this case, an acid group-containing polybenzoxazole, polybenzthiazole, or polybenzimidazole can be obtained by using a sulfonic acid group-containing dicarboxylic acid or a phosphonic acid group-containing dicarboxylic acid as at least one kind of aromatic dicarboxylic acid. Polysulfone, polyethersulfone, polyetherketone, etc. synthesized from aromatic dihalide and aromatic diol are synthesized by using sulfonic acid group-containing aromatic dihalide or sulfonic acid group-containing aromatic diol as at least one monomer. I can do it. At this time, it is preferable to use a sulfonic acid group-containing dihalide rather than a sulfonic acid group-containing diol because the degree of polymerization tends to be high and the thermal stability of the obtained acidic group-containing polymer is high.

芳香族炭化水素系イオン性基含有ポリマーは、スルホン酸基含有ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンスルフィドスルホン、ポリエーテルケトン系ポリマーなどのポリアリーレンエーテル系化合物、ポリアリーレン系化合物であることがより好ましい。   Aromatic hydrocarbon ionic group-containing polymers are polyarylene ether compounds such as sulfonic acid group-containing polysulfone, polyethersulfone, polyphenylene oxide, polyphenylene sulfide, polyphenylene sulfide sulfone, polyether ketone polymer, and polyarylene compounds. More preferably.

芳香族炭化水素系イオン性基含有ポリマーの中で特に好ましいのは、一般式1で表される繰り返し単位を有するものである。   Among the aromatic hydrocarbon-based ionic group-containing polymers, those having a repeating unit represented by the general formula 1 are particularly preferable.

Figure 2009140920
[一般式1において、Xは−S(=O)−基又は−C(=O)−基を、YはH又は1価の陽イオンを、ZはO又はS原子のいずれかを、Zは、O原子、S原子、−C(CH−基、−C(CF−基、−CH−基、シクロヘキシル基、直接結合のいずれかを、n1は1以上の整数を表す。]
Figure 2009140920
[In General Formula 1, X represents a —S (═O) 2 — group or —C (═O) — group, Y represents H or a monovalent cation, and Z 1 represents either an O or S atom. , Z 2 represents an O atom, an S atom, a —C (CH 3 ) 2 — group, a —C (CF 3 ) 2 — group, a —CH 2 — group, a cyclohexyl group, or a direct bond; It represents the above integer. ]

一般式1において、Xは−S(=O)−基であると溶剤への溶解性が向上するため好ましい。Xが−C(=O)−基であると、ポリマーの軟化温度を下げて電極との接合性をさらに高めたり、電解質膜に光架橋性を付与したりすることができるため好ましい。高分子電解質膜として用いる場合には、YはH原子であることが好ましい。ただし、YがH原子であると、熱などによって分解しやすくなるので、電解質膜の製造などの加工時にはYをNaやKなどのアルカリ金属塩としておき、加工後に酸処理によってYをH原子に変換して高分子電解質膜を得ることもできる。ZはO原子であるとポリマーの着色が少なかったり、原料が入手しやすかったりするなどの利点があり好ましい。ZがSであると耐酸化性が向上するため好ましい。n1は1〜30の範囲にあることが好ましく、n1が3以上の場合には、n1が異なる複数の単位が含まれていてもよい。Zは、O原子、S原子、−C(CH−基、−C(CF−基、−CH−基、シクロヘキシル基、直接結合を表し、O原子、S原子であるとより接合性がより改良されるため好ましい。Zが直接結合である場合は、得られる高分子電解質膜の寸法安定性が改良されるために好ましい。n1が3以上の場合はZがO原子であると、高分子電解質膜にした場合の電極触媒層との接合性が特に向上するため好ましい。 In the general formula 1, it is preferable that X is a —S (═O) 2 — group because solubility in a solvent is improved. It is preferable that X is a —C (═O) — group because the softening temperature of the polymer can be lowered to further enhance the bonding property with the electrode, or the photocrosslinking property can be imparted to the electrolyte membrane. When used as a polymer electrolyte membrane, Y is preferably an H atom. However, if Y is an H atom, it is easily decomposed by heat or the like. Therefore, during processing such as manufacturing of an electrolyte membrane, Y is set as an alkali metal salt such as Na or K, and Y is converted to H atom by acid treatment after processing. A polymer electrolyte membrane can also be obtained by conversion. Z 1 is preferably an O atom because there are advantages such as less polymer coloring and easy availability of raw materials. Z 1 is preferably S because oxidation resistance is improved. n1 is preferably in the range of 1 to 30, and when n1 is 3 or more, a plurality of units having different n1 may be included. Z 2 represents an O atom, an S atom, a —C (CH 3 ) 2 — group, a —C (CF 3 ) 2 — group, a —CH 2 — group, a cyclohexyl group, a direct bond, It is preferable because the bondability is further improved. If Z 2 is a direct bond are preferred for dimensional stability of the resulting polymer electrolyte membrane is improved. n1 When in the case of 3 or more is Z 2 is O atom, preferably in particular for improving bondability between the electrode catalyst layer in the case of the polymer electrolyte membrane.

一般式1で表される繰り返し単位を有するイオン性基含有ポリマーは、さらに一般式2で表される繰り返し単位をさらに含有していることが好ましい。   It is preferable that the ionic group-containing polymer having a repeating unit represented by the general formula 1 further contains a repeating unit represented by the general formula 2.

Figure 2009140920
[一般式2において、Arは二価の芳香族基を、ZはO原子又はS原子のいずれかを、Zは、O原子、S原子、−C(CH−基、−C(CF−基、−CH−基、シクロヘキシル基、直接結合のいずれかを、n2は1以上の整数を表す。]
Figure 2009140920
[In General Formula 2, Ar 1 represents a divalent aromatic group, Z 3 represents either an O atom or an S atom, Z 4 represents an O atom, an S atom, a —C (CH 3 ) 2 — group, -C (CF 3) 2 - group, -CH 2 - group, a cyclohexyl group, either a direct bond, n2 is an integer of 1 or more. ]

一般式2において、ZはO原子であるとポリマーの着色が少なかったり、原料が入手しやすかったりするなどの利点があり好ましい。ZがS原子であると耐酸化性が向上するため好ましい。n2は1〜30の範囲にあることが好ましく、n2が3以上の場合には、n2が異なる複数の単位が含まれていてもよい。Zは、O原子、S原子、−C(CH−基、−C(CF−基、−CH−基、シクロヘキシル基、直接結合を表し、O原子、S原子であるとより接合性がより改良されるため好ましい。Zが直接結合である場合は、得られる高分子電解質膜の寸法安定性が改良されるために好ましい。n2が3以上の場合はZがO原子であると、高分子電解質膜にした場合の電極触媒層との接合性が特に向上するため好ましい。 In the general formula 2, it is preferable that Z 3 is an O atom because there are advantages such as little coloring of the polymer and easy availability of raw materials. Z 3 is preferably an S atom since the oxidation resistance is improved. n2 is preferably in the range of 1 to 30, and when n2 is 3 or more, a plurality of units different in n2 may be included. Z 4 represents an O atom, an S atom, a —C (CH 3 ) 2 — group, a —C (CF 3 ) 2 — group, a —CH 2 — group, a cyclohexyl group, a direct bond, and an O atom or an S atom. It is preferable because the bondability is further improved. Z 4 is preferably a direct bond because the dimensional stability of the resulting polymer electrolyte membrane is improved. n2 When the case 3 or more is Z 4 is O atom, preferably in particular for improving bondability between the electrode catalyst layer in the case of the polymer electrolyte membrane.

本発明における高分子電解質膜を構成するイオン性基含有ポリマーが、主として、一般式1で表される繰り返し単位と、一般式2で表される繰り返し単位で構成される場合には、それぞれのモル比は、7:93〜70:30の範囲であることが好ましい。モル比が7:93とは、一般式1で表される繰り返し単位のモル数を7としたとき、一般式2で表される繰り返し単位のモル数が93であることを表す。70:30のモル比よりも一般式1で表される繰り返し単位が多くなると、高分子電解質膜としたときの燃料透過性が大きくなる場合があり好ましくない。7:93のモル比よりも一般式1で表される繰り返し単位が少なくなると、高分子電解質膜としたときのプロトン伝導性が低下して抵抗が増大するため好ましくない。10:90〜50:50の範囲であることがより好ましい。10:90〜40:60の範囲であることがさらに好ましい。本発明におけるイオン性基含有ポリマーは、一般式1及び一般式2で表される繰り返し単位を有することによって適切な軟化温度を有し、高分子電解質膜としたときに良好な電極との接合性を示す。   When the ionic group-containing polymer constituting the polymer electrolyte membrane in the present invention is mainly composed of a repeating unit represented by the general formula 1 and a repeating unit represented by the general formula 2, The ratio is preferably in the range of 7:93 to 70:30. The molar ratio of 7:93 means that when the number of moles of the repeating unit represented by the general formula 1 is 7, the number of moles of the repeating unit represented by the general formula 2 is 93. When the number of repeating units represented by the general formula 1 is larger than the molar ratio of 70:30, the fuel permeability when used as a polymer electrolyte membrane may increase, which is not preferable. When the number of repeating units represented by the general formula 1 is less than the molar ratio of 7:93, it is not preferable because proton conductivity in a polymer electrolyte membrane is lowered and resistance is increased. The range of 10:90 to 50:50 is more preferable. More preferably, it is in the range of 10:90 to 40:60. The ionic group-containing polymer in the present invention has an appropriate softening temperature by having the repeating unit represented by the general formula 1 and the general formula 2, and has good bondability with an electrode when a polymer electrolyte membrane is formed. Indicates.

一般式2におけるArは、電子吸引性基を有する二価の芳香族基が好ましい。電子吸引性基とは、例えばスルホン基、スルホニル基、スルホン酸基、スルホン酸エステル基、スルホン酸アミド基、スルホン酸イミド基、カルボキシル基、カルボニル基、カルボン酸エステル基、シアノ基、ハロゲン基、トリフルオロメチル基、ニトロ基などを挙げることができるが、これらに限定されず、公知の任意の電子吸引性基であればよい。 Ar 1 in the general formula 2 is preferably a divalent aromatic group having an electron-withdrawing group. Examples of the electron-withdrawing group include a sulfone group, a sulfonyl group, a sulfonic acid group, a sulfonic acid ester group, a sulfonic acid amide group, a sulfonic acid imide group, a carboxyl group, a carbonyl group, a carboxylic acid ester group, a cyano group, a halogen group, Although a trifluoromethyl group, a nitro group, etc. can be mentioned, it is not limited to these, What is necessary is just a well-known arbitrary electron withdrawing group.

Arの好ましい構造は、化学式3〜6で表される構造である。化学式3の構造はポリマーの溶解性を高めることができ好ましい。化学式4の構造はポリマーの軟化温度を下げて電極との接合性を高めたり、光架橋性を付与したりするので好ましい。化学式5又は6の構造はポリマーの膨潤を少なくできるので好ましく、化学式6の構造がより好ましい。化学式3〜6の中でも化学式6の構造が最も好ましい。 A preferred structure of Ar 1 is a structure represented by Chemical Formulas 3-6. The structure of Chemical Formula 3 is preferable because it can increase the solubility of the polymer. The structure of Chemical Formula 4 is preferable because it lowers the softening temperature of the polymer to increase the bonding property with the electrode and impart photocrosslinking properties. The structure of Chemical Formula 5 or 6 is preferable because the swelling of the polymer can be reduced, and the structure of Chemical Formula 6 is more preferable. Among the chemical formulas 3 to 6, the structure of the chemical formula 6 is most preferable.

Figure 2009140920
Figure 2009140920

本発明における高分子電解質膜を構成するイオン性基含有ポリマーのさらに好ましい態様の一つは、高分子電解質膜が主として、一般式1で表される構造と、一般式2で表される構造で構成され、かつ一般式1におけるZ及びZがいずれもO原子であり、かつ、n1が3以上であるイオン性基含有ポリマーである。このようなイオン性基含有ポリマーを用いると、電極との接合性が特に向上するため好ましい。 One of the more preferable embodiments of the ionic group-containing polymer constituting the polymer electrolyte membrane in the present invention is that the polymer electrolyte membrane mainly has a structure represented by the general formula 1 and a structure represented by the general formula 2. It is an ionic group-containing polymer that is constituted and that both Z 1 and Z 2 in general formula 1 are O atoms, and n1 is 3 or more. It is preferable to use such an ionic group-containing polymer because the bondability with the electrode is particularly improved.

前記のイオン性基含有ポリマーのさらに好ましい態様の一つは、一般式2における、Z及びZがいずれもO原子であり、かつ、n2が3以上であるとより好ましい。このようなイオン性基含有ポリマーを用いると、電極との接合性がより一層向上するため好ましい。 One of the more preferable embodiments of the ionic group-containing polymer is more preferably that in Formula 2, Z 3 and Z 4 are both O atoms, and n2 is 3 or more. It is preferable to use such an ionic group-containing polymer because the bondability with the electrode is further improved.

本発明における高分子電解質膜を構成するイオン性基含有ポリマーのさらに好ましい態様の一つは、一般式1及び一般式2に加えて、一般式7で表される繰り返し単位を有するイオン性基含有ポリマーである。一般式1及び一般式2で表される繰り返し単位に加え、一般式7で表される繰り返し単位をさらに有していることが、高分子電解質膜としたときの膜の形態安定性を高めることができるため好ましい。   One of the more preferable embodiments of the ionic group-containing polymer constituting the polymer electrolyte membrane in the present invention includes an ionic group having a repeating unit represented by the general formula 7 in addition to the general formula 1 and the general formula 2. It is a polymer. In addition to the repeating units represented by the general formula 1 and the general formula 2, further having the repeating unit represented by the general formula 7 enhances the morphological stability of the membrane when the polymer electrolyte membrane is obtained. Is preferable.

Figure 2009140920
[一般式7において、Xは−S(=O)−基又は−C(=O)−基を、YはH又は1価の陽イオンを、ZはO又はS原子のいずれかを表す。]
Figure 2009140920
[In General Formula 7, X represents a —S (═O) 2 — group or —C (═O) — group, Y represents H or a monovalent cation, and Z 5 represents either an O or S atom. To express. ]

一般式7において、Xは−S(=O)−基であると溶剤への溶解性が向上するため好ましい。Xが−C(=O)−基であると、ポリマーの軟化温度を下げて電極との接合性をさらに高めたり、電解質膜に光架橋性を付与したりすることができるため好ましい。高分子電解質膜として用いる場合には、YはH原子であることが好ましい。ただし、YがH原子であると、熱などによって分解しやすくなるので、電解質膜の製造などの加工時にはYをNaやKなどのアルカリ金属塩としておき、加工後に酸処理によってYをH原子に変換して高分子電解質膜を得ることもできる。ZはO原子であるとポリマーの着色が少なかったり、原料が入手しやすかったりするなどの利点があり好ましい。ZがSであると耐酸化性が向上するため好ましい。 In General Formula 7, X is preferably a —S (═O) 2 — group because solubility in a solvent is improved. It is preferable that X is a —C (═O) — group because the softening temperature of the polymer can be lowered to further enhance the bonding property with the electrode, or the photocrosslinking property can be imparted to the electrolyte membrane. When used as a polymer electrolyte membrane, Y is preferably an H atom. However, if Y is an H atom, it is easily decomposed by heat or the like. Therefore, during processing such as manufacturing of an electrolyte membrane, Y is set as an alkali metal salt such as Na or K, and Y is converted to H atom by acid treatment after processing. A polymer electrolyte membrane can also be obtained by conversion. Z 5 is preferably an O atom because it has advantages such as less coloring of the polymer and easy availability of raw materials. Z 5 is preferably S because oxidation resistance is improved.

本発明における高分子電解質膜を構成するイオン性基含有ポリマーが、一般式1、2、及び7で表される繰り返し単位を有している場合には、Z及びZが、O原子又はS原子であり、かつ、n1が1であると、高分子電解質膜とした場合の電極触媒層との接合性と、膜の形態安定性がより良好になるので好ましい。また、Z及びZが、O原子又はS原子であり、かつ、n2が1であると、高分子電解質膜とした場合の電極触媒層との接合性と、膜の形態安定性がさらに良好になるので好ましい。 When the ionic group-containing polymer constituting the polymer electrolyte membrane in the present invention has repeating units represented by the general formulas 1, 2, and 7, Z 1 and Z 2 are O atoms or S atoms and n1 of 1 are preferable because the polymer electrolyte membrane has better adhesion to the electrode catalyst layer and better membrane stability. Further, when Z 3 and Z 4 are O atoms or S atoms and n2 is 1, the bondability with the electrode catalyst layer in the case of a polymer electrolyte membrane and the morphological stability of the membrane are further increased. Since it becomes favorable, it is preferable.

本発明における高分子電解質膜を構成するイオン性基含有ポリマーは、一般式1、2、及び7で表される繰り返し単位に加え、一般式8で表される繰り返し単位をさらに有していると、高分子電解質膜としたときに、電極触媒層との接合性と、膜の形態安定性を大きく向上することができるためよりより好ましい。   The ionic group-containing polymer constituting the polymer electrolyte membrane in the present invention further has a repeating unit represented by the general formula 8 in addition to the repeating units represented by the general formulas 1, 2, and 7. When a polymer electrolyte membrane is used, it is more preferable because the bondability with the electrode catalyst layer and the morphological stability of the membrane can be greatly improved.

Figure 2009140920
[一般式8において、Arは2価の芳香族基を、ZはO原子又はS原子のいずれかを表す。]
Figure 2009140920
[In General Formula 8, Ar 2 represents a divalent aromatic group, and Z 6 represents either an O atom or an S atom. ]

一般式8におけるZはO原子であるとポリマーの着色が少なかったり、原料が入手しやすかったりするなどの利点があり好ましい。ZがS原子であると耐酸化性が向上するため好ましい。化学式8におけるArは、電子吸引性基を有する二価の芳香族基が好ましい。電子吸引性基とは、例えばスルホン基、スルホニル基、スルホン酸基、スルホン酸エステル基、スルホン酸アミド基、スルホン酸イミド基、カルボキシル基、カルボニル基、カルボン酸エステル基、シアノ基、ハロゲン基、トリフルオロメチル基、ニトロ基などを挙げることができるが、これらに限定されず、公知の任意の電子吸引性基であればよい。 Z 6 in the general formula 8 is preferably an O atom because there are advantages such as little polymer coloring and easy availability of raw materials. Z 6 is preferably an S atom because the oxidation resistance is improved. Ar 2 in Chemical Formula 8 is preferably a divalent aromatic group having an electron-withdrawing group. Examples of the electron-withdrawing group include a sulfone group, a sulfonyl group, a sulfonic acid group, a sulfonic acid ester group, a sulfonic acid amide group, a sulfonic acid imide group, a carboxyl group, a carbonyl group, a carboxylic acid ester group, a cyano group, a halogen group, Although a trifluoromethyl group, a nitro group, etc. can be mentioned, it is not limited to these, What is necessary is just a well-known arbitrary electron withdrawing group.

Arの好ましい構造は、化学式3〜6で表される構造である。化学式3の構造はイオン性基含有ポリマーの溶解性を高めることができ好ましい。化学式4の構造はイオン性基含有ポリマーの軟化温度を下げて電極との接合性をさらに高めたり、光架橋性を付与したりするので好ましい。化学式5又は6の構造はイオン性基含有ポリマーの膨潤を少なくできるので好ましく、化学式6の構造がより好ましい。化学式3〜6の中でも化学式6の構造が最も好ましい。 A preferable structure of Ar 2 is a structure represented by Chemical Formulas 3-6. The structure of Chemical Formula 3 is preferable because it can increase the solubility of the ionic group-containing polymer. The structure of Chemical Formula 4 is preferable because it lowers the softening temperature of the ionic group-containing polymer to further enhance the bonding property with the electrode or impart photocrosslinkability. The structure of Chemical Formula 5 or 6 is preferable because the swelling of the ionic group-containing polymer can be reduced, and the structure of Chemical Formula 6 is more preferable. Among the chemical formulas 3 to 6, the structure of the chemical formula 6 is most preferable.

本発明における高分子電解質膜を構成するイオン性基含有ポリマーが、一般式1、2、7及び8でそれぞれ表される繰り返し単位を全て有している場合は、それぞれの繰り返し単位のモル%、及びその他の繰り返し単位のモル%が下記数式1〜3を満たすことが好ましい。   When the ionic group-containing polymer constituting the polymer electrolyte membrane in the present invention has all the repeating units represented by the general formulas 1, 2, 7, and 8, respectively, mol% of each repeating unit, And it is preferable that mol% of other repeating units satisfy | fill the following Numerical formulas 1-3.

0.9≦(n3+n4+n5+n6)/(n3+n4+n5+n6+n7)≦1.0
数式1
0.05≦(n3+n4)/(n3+n4+n5+n6)≦0.7 数式2
0.01≦(n4+n6)/(n3+n4+n5+n6)≦0.95 数式3(上記数式中、n3は一般式7で表される繰り返し単位のモル%を、n4は一般式1で表される繰り返し単位のモル%を、n5は一般式8で表される繰り返し単位のモル%を、n6は一般式2で表される繰り返し単位のモル%を、n7はその他の繰り返し単位のモル%を、それぞれ表す。)
0.9 ≦ (n3 + n4 + n5 + n6) / (n3 + n4 + n5 + n6 + n7) ≦ 1.0
Formula 1
0.05 ≦ (n3 + n4) / (n3 + n4 + n5 + n6) ≦ 0.7 Formula 2
0.01 ≦ (n4 + n6) / (n3 + n4 + n5 + n6) ≦ 0.95 In the above formula, n3 is the mol% of the repeating unit represented by the general formula 7, and n4 is the repeating unit represented by the general formula 1. N5 represents the mol% of the repeating unit represented by the general formula 8, n6 represents the mol% of the repeating unit represented by the general formula 2, and n7 represents the mol% of the other repeating unit. )

(n3+n4+n5+n6)/(n3+n4+n5+n6+n7)が0.9よりも小さいと、高分子電解質膜としたときに良好な特性が得られないため好ましくない。より好ましいのは0.95〜1.0の範囲である。   When (n3 + n4 + n5 + n6) / (n3 + n4 + n5 + n6 + n7) is smaller than 0.9, good characteristics cannot be obtained when a polymer electrolyte membrane is obtained, which is not preferable. More preferred is a range of 0.95 to 1.0.

(n3+n4)/(n3+n4+n5+n6)が0.05よりも小さくなると、高分子電解質膜としたときに十分なプロトン伝導性が得られないため好ましくない。また、0.9よりも大きいと高分子電解質膜としたときの膨潤性が著しく大きくなるため好ましくない。より好ましい範囲は0.1〜0.7の範囲である。   When (n3 + n4) / (n3 + n4 + n5 + n6) is smaller than 0.05, it is not preferable because sufficient proton conductivity cannot be obtained when a polymer electrolyte membrane is obtained. On the other hand, if it is larger than 0.9, the swellability of the polymer electrolyte membrane is remarkably increased. A more preferred range is from 0.1 to 0.7.

(n3+n4)/(n3+n4+n5+n6)は0.07〜0.5の範囲であることが好ましく、0.1〜0.4の範囲であることがより好ましい。0.5よりも大きいと、燃料透過性が大きくなる場合があり好ましくない。0.07よりも小さいと、プロトン伝導性が低下して抵抗が増大するため好ましくない。   (N3 + n4) / (n3 + n4 + n5 + n6) is preferably in the range of 0.07 to 0.5, and more preferably in the range of 0.1 to 0.4. If it is larger than 0.5, the fuel permeability may increase, which is not preferable. If it is smaller than 0.07, the proton conductivity decreases and the resistance increases, which is not preferable.

(n4+n6)/(n3+n4+n5+n6)が0.01よりも少ないと、高分子電解質膜としたときに電極触媒層との接合性が低下するため好ましくない。0.95よりも大きいと、高分子電解質膜としたときの膨潤性が大きくなりすぎる場合があるため好ましくない。0.05〜0.8がより好ましい範囲である。0.4〜0.8の範囲であることがさらに好ましい。   When (n4 + n6) / (n3 + n4 + n5 + n6) is less than 0.01, it is not preferable because the bonding property with the electrode catalyst layer is lowered when a polymer electrolyte membrane is formed. If it is greater than 0.95, the swellability of the polymer electrolyte membrane may become too large, which is not preferable. 0.05 to 0.8 is a more preferable range. More preferably, it is in the range of 0.4 to 0.8.

なお、本発明におけるイオン性基含有ポリマーにおいて、上記各一般式で表される各繰り返し単位の結合様式は特に限定されるものではなく、ランダム結合、交互結合、連続したブロック構造での結合など、いずれでもよい。   In the ionic group-containing polymer of the present invention, the bonding mode of each repeating unit represented by each general formula is not particularly limited, and includes random bonding, alternating bonding, bonding in a continuous block structure, and the like. Either is acceptable.

本発明における上記イオン性基含有ポリマーの合成方法としては、公知の方法を採用でき、特に限定されないが、合成に用いる原料モノマーの好ましい例として、下記一般式9〜11で表される構造のモノマーを挙げることができる。さらに、一般式12で表される構造のモノマーをさらに用いると、膜の形態安定性など物理的な特性が向上するため好ましい。   As a method for synthesizing the ionic group-containing polymer in the present invention, a known method can be adopted and is not particularly limited. However, as a preferable example of a raw material monomer used for synthesis, a monomer having a structure represented by the following general formulas 9 to 11 Can be mentioned. Furthermore, it is preferable to further use a monomer having a structure represented by the general formula 12 because physical properties such as film form stability are improved.

Figure 2009140920
Figure 2009140920

一般式9〜12において、Xは−S(=O)−基又は−C(=O)−基を、YはH又は1価の陽イオンを、Z及びZ10は、それぞれ独立してCl原子、F原子、I原子、Br原子、ニトロ基のいずれかを、Z及びZ11は、それぞれ独立してOH基、SH基、−O−NH−C(=O)−R基、−S−NH−C(=O)−R基のいずれかを[Rは芳香族又は脂肪族の炭化水素基を表す。]、Zは、O原子、S原子、−C(CH−基、−C(CF−基、−CH−基、シクロヘキシル基のいずれかを、Arは分子中に、スルホン基、カルボニル基、スルホニル基、ホスフィン基、シアノ基、トリフルオロメチル基などのパーフルオロアルキル基、ニトロ基、ハロゲン基などの電子吸引性基を有する芳香族基を表す。 In General Formulas 9 to 12, X is a —S (═O) 2 — group or —C (═O) — group, Y is H or a monovalent cation, and Z 7 and Z 10 are each independently Any one of Cl atom, F atom, I atom, Br atom and nitro group, Z 8 and Z 11 are each independently OH group, SH group, —O—NH—C (═O) —R group. , -S-NH-C (= O) -R group [R represents an aromatic or aliphatic hydrocarbon group. Z 9 represents any of an O atom, an S atom, a —C (CH 3 ) 2 — group, a —C (CF 3 ) 2 — group, a —CH 2 — group, a cyclohexyl group, and Ar 4 represents a molecule in the molecule. And an aromatic group having an electron-withdrawing group such as a perfluoroalkyl group such as a sulfone group, a carbonyl group, a sulfonyl group, a phosphine group, a cyano group or a trifluoromethyl group, a nitro group or a halogen group.

一般式9で表される化合物の具体例としては、3,3’−ジスルホ−4,4’−ジクロロジフェニルスルホン、3,3’−ジスルホ−4,4’−ジフルオロジフェニルスルホン、3,3’−ジスルホ−4,4’−ジクロロジフェニルケトン、3,3’−ジスルホ−4,4’−ジフルオロジフェニルケトン、3,3’−ジスルホブチル−4,4’−ジクロロジフェニルスルホン、3,3’−ジスルホブチル−4,4’−ジフルオロジフェニルスルホン、3,3’−ジスルホブチル−4,4’−ジクロロジフェニルケトン、3,3’−ジスルホブチル−4,4’−ジフルオロジフェニルケトン、及びそれらのスルホン酸基が1価陽イオン種との塩になったもの等が挙げられる。1価陽イオン種としては、ナトリウム、カリウムや他の金属種や各種アミン類等でも良く、これらに制限されるわけではない。
一般式9で表される化合物のうち、スルホン酸基が塩になっている化合物の例としては、3,3’−ジスルホン酸ナトリウム−4,4’−ジクロロジフェニルスルホン、3,3’−ジスルホン酸ナトリウム−4,4’−ジフルオロジフェニルスルホン、3,3’−ジスルホン酸ナトリウム−4,4’−ジクロロジフェニルケトン、3,3’−ジスルホン酸ナトリウム−4,4’−ジフルオロジフェニルケトン、3,3’−ジスルホン酸カリウム−4,4’−ジクロロジフェニルスルホン、3,3’−ジスルホン酸カリウム−4,4’−ジフルオロジフェニルスルホン、3,3’−ジスルホン酸カリウム−4,4’−ジクロロジフェニルケトン、3,3’−ジスルホン酸カリウム−4,4’−ジフルオロジフェニルケトンなどを挙げることができる。
Specific examples of the compound represented by the general formula 9 include 3,3′-disulfo-4,4′-dichlorodiphenylsulfone, 3,3′-disulfo-4,4′-difluorodiphenylsulfone, 3,3 ′. -Disulfo-4,4'-dichlorodiphenyl ketone, 3,3'-disulfo-4,4'-difluorodiphenyl ketone, 3,3'-disulfobutyl-4,4'-dichlorodiphenyl sulfone, 3,3'-disulfobutyl -4,4'-difluorodiphenyl sulfone, 3,3'-disulfobutyl-4,4'-dichlorodiphenyl ketone, 3,3'-disulfobutyl-4,4'-difluorodiphenyl ketone, and their sulfonic acid groups are 1 Examples include salts with valent cation species. The monovalent cation species may be sodium, potassium, other metal species, various amines, or the like, but is not limited thereto.
Examples of the compound represented by the general formula 9 in which the sulfonic acid group is a salt include sodium 3,3′-disulfonate-4,4′-dichlorodiphenylsulfone, 3,3′-disulfone Sodium salt-4,4′-difluorodiphenylsulfone, sodium 3,3′-disulfonate-4,4′-dichlorodiphenylketone, sodium 3,3′-disulfonate-4,4′-difluorodiphenylketone, 3, 3′-potassium disulfonate-4,4′-dichlorodiphenylsulfone, 3,3′-potassium disulfonate-4,4′-difluorodiphenylsulfone, 3,3′-potassium disulfonate-4,4′-dichlorodiphenyl Examples include ketones and potassium 3,3′-disulfonate-4,4′-difluorodiphenyl ketone.

一般式10で表される化合物の具体例としては、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、4,4’−チオビスベンゼンチオール、4,4’−オキシビスベンゼンチオール、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルフィド、4,4’−ジヒドロキシジフェニルエーテル、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサンなどを挙げることができ、4,4’−チオビスベンゼンチオール、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルフィド、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、末端ヒドロキシル基含有フェニレンエーテルオリゴマー(下記化学式13で表される構造のもの)が好ましい。化学式13においては、nは1以上の整数からなり、nの異なる成分が混合されたものでも良い。   Specific examples of the compound represented by the general formula 10 include 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, bis (4-hydroxyphenyl) methane, and 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane. 4,4′-thiobisbenzenethiol, 4,4′-oxybisbenzenethiol, bis (4-hydroxyphenyl) sulfide, 4,4′-dihydroxydiphenyl ether, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) cyclohexane 4,4′-thiobisbenzenethiol, bis (4-hydroxyphenyl) sulfide, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) cyclohexane, terminal hydroxyl group-containing phenylene ether oligomer (the following chemical formula 13) Are preferred). In the chemical formula 13, n is an integer of 1 or more, and a mixture of different components of n may be used.

Figure 2009140920
Figure 2009140920

一般式10で表される構造のモノマーは、イオン性基含有ポリマーの柔軟性を高め、変形に対する破壊を抑制したり、ガラス転移温度を低下させて電極触媒層との接合性を向上させたりするなどの効果をもたらすことができる。   The monomer having the structure represented by the general formula 10 increases the flexibility of the ionic group-containing polymer, suppresses deformation against deformation, or lowers the glass transition temperature to improve the bondability with the electrode catalyst layer. It can bring about effects such as.

一般式11で表される化合物としては、同一芳香環にハロゲン、ニトロ基などの求核置換反応における脱離基と、それを活性化する電子吸引性基を有する化合物を挙げることができる。具体例としては、2,6−ジクロロベンゾニトリル、2,4−ジクロロベンゾニトリル、2,6−ジフルオロベンゾニトリル、2,4−ジフルオロベンゾニトリル、4,4’−ジクロロジフェニルスルホン、4,4’−ジフルオロジフェニルスルホン、4,4’−ジフルオロベンゾフェノン、4,4’−ジクロロベンゾフェノン、デカフルオロビフェニル等が挙げられるがこれらに制限されることなく、芳香族求核置換反応に活性のある他の芳香族ジハロゲン化合物、芳香族ジニトロ化合物、芳香族ジシアノ化合物なども使用することができる。   Examples of the compound represented by the general formula 11 include compounds having a leaving group in a nucleophilic substitution reaction such as halogen and nitro group on the same aromatic ring and an electron-withdrawing group that activates the same. Specific examples include 2,6-dichlorobenzonitrile, 2,4-dichlorobenzonitrile, 2,6-difluorobenzonitrile, 2,4-difluorobenzonitrile, 4,4′-dichlorodiphenylsulfone, 4,4 ′. -Difluorodiphenyl sulfone, 4,4'-difluorobenzophenone, 4,4'-dichlorobenzophenone, decafluorobiphenyl, and the like, but not limited thereto, other aromatics active in aromatic nucleophilic substitution reaction A group dihalogen compound, an aromatic dinitro compound, an aromatic dicyano compound, and the like can also be used.

一般式12で表される化合物の例としては、4,4’−ビフェノール、4、4’−ジメルカプトビフェノールなどを挙げることができ、4,4’−ビフェノールが好ましい。
上述の芳香族求核置換反応において、一般式9〜12で表される化合物とともに他の各種活性化ジハロゲン芳香族化合物やジニトロ芳香族化合物、ビスフェノール化合物、ビスチオフェノール化合物をモノマーとして併用することもできる。
Examples of the compound represented by the general formula 12 include 4,4′-biphenol, 4,4′-dimercaptobiphenol, and 4,4′-biphenol is preferable.
In the above aromatic nucleophilic substitution reaction, other various activated dihalogen aromatic compounds, dinitroaromatic compounds, bisphenol compounds, and bisthiophenol compounds may be used in combination with the compounds represented by general formulas 9-12. it can.

その他のビスフェノール化合物又はビスチオフェノール化合物の例としては、9,9−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フルオレン、9,9−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)フルオレン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ブタン、3,3−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ペンタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)プロパン、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)メタン、ビス(4−ヒドロキシ−2,5−ジメチルフェニル)メタン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)フェニルメタン、ハイドロキノン、レゾルシン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)ケトン、1,4−ベンゼンジチオール、1,3−ベンゼンジチオール、フェノールフタレイン、10−(2,5−ジヒドロキシフェニル)−9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−フォスファフェナンスレン−10−オキサイド等が挙げられるが、この他にも芳香族求核置換反応によるポリアリーレンエーテル系化合物の重合に用いることができる各種芳香族ジオール又は各種芳香族ジチオールを使用することもでき、上記の化合物に限定されるものではない。   Examples of other bisphenol compounds or bisthiophenol compounds include 9,9-bis (4-hydroxyphenyl) fluorene, 9,9-bis (3-methyl-4-hydroxyphenyl) fluorene, and bis (4-hydroxyphenyl). ) Sulfone, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) ethane, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) butane, 3,3-bis (4-hydroxyphenyl) pentane, 2,2-bis (4- Hydroxy-3,5-dimethylphenyl) propane, bis (4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl) methane, bis (4-hydroxy-2,5-dimethylphenyl) methane, bis (4-hydroxyphenyl) phenylmethane , Hydroquinone, resorcin, bis (4-hydroxyphenyl) ketone, 1,4-benze Examples include dithiol, 1,3-benzenedithiol, phenolphthalein, 10- (2,5-dihydroxyphenyl) -9,10-dihydro-9-oxa-10-phosphenanthrene-10-oxide. In addition, various aromatic diols or various aromatic dithiols that can be used for polymerization of polyarylene ether compounds by aromatic nucleophilic substitution reaction can also be used, and are not limited to the above compounds. .

本発明で用いるイオン性基含有高分子電解質膜の製造方法においては、上記の活性化ジハロゲン芳香族化合物やジニトロ芳香族化合物や芳香族ジオール類又は芳香族ジチオール類を原料とし、塩基性化合物の存在下で、公知の芳香族求核置換反応により重合して得られるポリマーで、対数粘度が0.1〜2.0dL/gで、軟化温度が90℃以上のものが好ましく、さらに軟化温度が140〜250℃のものがより好ましい。   In the method for producing an ionic group-containing polymer electrolyte membrane used in the present invention, the activated dihalogen aromatic compound, dinitro aromatic compound, aromatic diol or aromatic dithiol is used as a raw material, and the presence of a basic compound A polymer obtained by polymerization by a known aromatic nucleophilic substitution reaction, preferably having a logarithmic viscosity of 0.1 to 2.0 dL / g, a softening temperature of 90 ° C. or higher, and a softening temperature of 140 The thing of -250 degreeC is more preferable.

本発明の高分子電解質膜積層体において、粘着フィルムと電解質膜との剥離強度(23℃、50%RH)は、0.1〜2.5N/20mm幅であることが必要であり、好ましくは0.2〜1.5N/20mm幅、より好ましくは0.3〜1.0N/20mm幅、さらに好ましくは0.4〜0.8N/20mm幅である。剥離強度が0.1N/20mm未満であると、積層体に落下、衝突などによる不要な弱い外部応力が加わるだけで剥離する部分が発生することがあり、また、2.5N/20mm幅を超えるようになると、剥離作業時に電解質膜に余分な応力を加えることになるとともに、電解質膜への転写物が多くなる傾向がある。   In the polymer electrolyte membrane laminate of the present invention, the peel strength (23 ° C., 50% RH) between the adhesive film and the electrolyte membrane needs to be 0.1 to 2.5 N / 20 mm width, preferably The width is 0.2 to 1.5 N / 20 mm, more preferably 0.3 to 1.0 N / 20 mm, and still more preferably 0.4 to 0.8 N / 20 mm. When the peel strength is less than 0.1 N / 20 mm, a part to be peeled may be generated only by applying unnecessary weak external stress due to dropping, collision, etc. to the laminate, and the width exceeds 2.5 N / 20 mm. As a result, excessive stress is applied to the electrolyte membrane during the peeling operation, and there is a tendency that the amount of transfer to the electrolyte membrane increases.

本発明の高分子電解質膜積層体の形状は特に限定されず、シート、ロールでも構わないが、好ましくはロール状態に巻き取られた状態で本発明の効果がより発揮される。その際に高分子電解質を内側に巻いたほうが、輸送時や保管時の湿度変化による形状への影響を受けにくくより好ましい。   The shape of the polymer electrolyte membrane laminate of the present invention is not particularly limited, and may be a sheet or a roll, but preferably the effect of the present invention is more exhibited in a state of being wound into a roll. In that case, it is more preferable to wind the polymer electrolyte on the inner side because it is less susceptible to the shape due to changes in humidity during transportation and storage.

以下本発明を実施例を用いて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、各種測定は次のように行った。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described using examples, but the present invention is not limited to these examples. Various measurements were performed as follows.

<ダイナミック硬度>
島津ダイナミック超微小硬度計DUH−201を用い、室温20〜23℃、湿度40〜80%の環境下で、下記条件にて測定し、下記式により算出した。
試験モード 軟質材料試験(MODE3)
圧子 三角すい圧子115°
試験荷重 0.20gf
負荷速度 10(0.0145gf/秒)
保持時間 1秒
変位フルスケール 10μ
5回の測定をした後、押し込み深さ1μmのダイナミック硬さを解析データからピックアップして平均値を求め、そのサンプルのダイナミック硬さとした。このダイナミック硬さ(DH)は圧子を押し込んでいく過程の荷重と押し込み深さから得られる硬さで、以下の式(1)で定義される。
DH=αP/D*D (1)
DH:ダイナミック硬度
α:圧子形状による定数
P:試験荷重、D:押し込み深さ(μm)
<Dynamic hardness>
Using a Shimadzu Dynamic Ultra Hardness Tester DUH-201, measurement was performed under the following conditions in an environment of room temperature of 20 to 23 ° C. and humidity of 40 to 80%, and calculated according to the following formula.
Test mode Soft material test (MODE3)
Indenter Triangular pan indenter 115 °
Test load 0.20gf
Load speed 10 (0.0145 gf / sec)
Holding time 1 second Displacement full scale 10μ
After five measurements, the dynamic hardness of the indentation depth of 1 μm was picked up from the analysis data, the average value was obtained, and the dynamic hardness of the sample was taken. This dynamic hardness (DH) is a hardness obtained from the load and the indentation depth in the process of indenting the indenter, and is defined by the following equation (1).
DH = αP / D * D (1)
DH: Dynamic hardness α: Constant depending on indenter shape P: Test load, D: Depth of indentation (μm)

<厚み変動率>
Anritsu FILM THICKNESS TESTER KG601A及K306Cを用いて、下記の方法にて測定した。
測定速度 0.01秒
送り速度 1.5m/分
HIGH CUT OFF
間引き処理 OFF
フィルム製造時の巻き取り方向に対して40mm、巻き取り方向とは直交する方向に対して500mmの長さのサンプルを切り出し、巻き取り方向と直交する方向の連続厚みを上記条件にて測定した。測定により得られた結果を基に以下の式(2)により、厚み変動率を求めた。測定は一つのサンプルに関して5回実施し、その平均値をそのサンプルの厚み変動率とした。
厚み変動率(%)=[(厚みの最大値−厚みの最低値)/厚みの平均値]×100 (2)
<Thickness variation rate>
Measurement was carried out by the following method using Anritsu FILM THICKNESS TESTER KG601A and K306C.
Measurement speed 0.01 seconds Feed speed 1.5m / min HIGH CUT OFF
Thinning off
A sample having a length of 40 mm with respect to the winding direction during film production and a length of 500 mm with respect to the direction orthogonal to the winding direction was cut out, and the continuous thickness in the direction orthogonal to the winding direction was measured under the above conditions. Based on the result obtained by the measurement, the thickness variation rate was determined by the following equation (2). The measurement was performed 5 times for one sample, and the average value was defined as the thickness variation rate of the sample.
Thickness variation rate (%) = [(maximum thickness−minimum thickness) / average thickness] × 100 (2)

<粘着フィルム及び電解質膜の引張弾性率>
JIS−K7127に準拠し、室温が23℃で湿度が50±5RH%にコントロールされた測定室内で、試料幅10mm、試料長40mmのサンプルを引張試験機(東洋精機株式会社製)にて、ヘッド速度20mm/minで引っ張ったときの引張応力−ひずみ曲線の傾きより求めた。
<Tensile modulus of adhesive film and electrolyte membrane>
In accordance with JIS-K7127, a sample with a sample width of 10 mm and a sample length of 40 mm was measured with a tensile tester (manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.) in a measurement chamber in which the room temperature was controlled at 23 ° C. and the humidity was controlled to 50 ± 5 RH%. It was determined from the slope of the tensile stress-strain curve when pulled at a speed of 20 mm / min.

<積層体の剥離強度>
JIS−C5016に準拠して、90度剥離法で測定した。
すなわち、積層体をロールのMD方向に幅20mm、長さ100mmにカットし、粘着フィルム側に両面テープを貼り、自由に回転できる回転ドラムに貼りつけた後、電解質膜の端部を少し引き剥がし、引張試験機のつかみ具に挟んでMD方向に引き剥がしたときの荷重を測定し、安定部分の平均荷重を剥離強さとし、n=5の平均値を求めた。
<Peel strength of laminate>
Based on JIS-C5016, it measured by the 90 degree | times peeling method.
That is, the laminate is cut into 20 mm in width and 100 mm in length in the MD direction of the roll, a double-sided tape is applied to the adhesive film side, and is attached to a rotating drum that can be freely rotated, and then the end of the electrolyte membrane is slightly peeled off. Then, the load when peeled in the MD direction between the gripping tools of the tensile tester was measured, the average load of the stable portion was taken as the peel strength, and the average value of n = 5 was obtained.

<平均粗さSRa>
(株)小坂研究所製型式ET−30HKを用いて下記設定条件にて測定して、粘着フィルムの粘着面の平均粗さSRaを求めた。
測定条件
X ソクテイナガサ[×10μm]:100
X オクリハヤサ[μm/sec]:100
Y オクリピッチ[×0.1μm]:20
Z(タテ)バイリツ[×1000]:20
カットオフ[μm]:80
ソクテイホウホウ:セッショク
<Average roughness SRa>
The average roughness SRa of the pressure-sensitive adhesive surface of the pressure-sensitive adhesive film was determined by measurement using the Kosaka Laboratory Model ET-30HK under the following setting conditions.
Measurement conditions X Sokutainagasa [× 10 μm]: 100
X OKURIHAYASA [μm / sec]: 100
Y Ocri pitch [× 0.1 μm]: 20
Z (vertical) Bairitsu [× 1000]: 20
Cut-off [μm]: 80
Sokutei Hoho: Session

<積層体における電解質膜の品位>
電解質膜のシワ、剥離、凹凸、貼り斑などを肉眼で観察して3段階に評価した。
○:シワ、剥離、貼り斑などが全く認められない。
△:シワ、剥離、凹凸、貼り斑などがわずかに認められる。
×:シワ、剥離、凹凸、貼り斑などが著しく認められる。
<剥離後の電解質膜表面の汚染の評価>
肉眼観察を実施し、肉眼観察で明確な転写物が認められない場合は、粘着フィルム剥離後の電解質膜表面をESCA分析装置により分析し、S原子のピーク(S2p)に基いて得られるS原子%に関し、ブランク電解質膜表面の値 (S)に対する剥離後の電解質膜表面の値(S)の比率で評価した。
S原子%比率(%)=(S/S)×100
○:90%以上、 △:90%未満〜30%以上、
×:肉眼で転写物、糊残りが認められる。
<Quality of electrolyte membrane in laminate>
The wrinkles, peeling, unevenness, and patches of the electrolyte membrane were observed with the naked eye and evaluated in three stages.
○: Wrinkles, peeling, and patching are not observed at all.
(Triangle | delta): A wrinkle, peeling, an unevenness | corrugation, a sticking spot, etc. are recognized slightly.
X: Wrinkles, peeling, unevenness, sticking spots, etc. are remarkably recognized.
<Evaluation of contamination of electrolyte membrane surface after peeling>
When visual observation is performed and no clear transcript is observed by visual observation, the surface of the electrolyte membrane after peeling of the adhesive film is analyzed by an ESCA analyzer, and S atoms obtained based on the peak of S atoms (S2p) % Was evaluated by the ratio of the value (S 1 ) of the electrolyte membrane surface after peeling to the value (S 0 ) of the blank electrolyte membrane surface.
S atomic% ratio (%) = (S 1 / S 0 ) × 100
○: 90% or more, △: less than 90% to 30% or more,
X: Transfer and adhesive residue are recognized with the naked eye.

<実施例1>
・基材層:
FS2011DG3(住友化学社製、エチレン含有量0.9質量%、メルトフローレート2.5g/10分)を60mmφ単軸押出機(L/D;22.4)にて溶融押出した。・粘着層:
H3522A(住友化学社製、メルトフローレート3g/10分)を45φ2軸押出機(L/D;19)にて溶融押出した。
・離形層:
PC523D(サンアロマー社製、メルトフローレート5g/10分)を65mmφ単軸押出機(L/D;25)にて溶融押出した。
(粘着フィルムの作成)
上記各押出機から押出された溶融状態の粘着層、基材層、離形層それぞれを、260℃の3層Tダイ(マルチマニホールド型、リップ幅250mm、リップギャップ1.2mm)内で積層押出した後、20℃のキャスティングロール上で冷却固化させてシートを得た。このシートを120℃で4.5倍の縦延伸をした後、50℃に加熱したロールで一度冷却した後、155℃にて7.0倍に横延伸を実施、さらに160℃の環境下で7%の緩和を実施して、粘着層8μm、基層20μm、離形層2μmの順に積層されたトータル30μmの3種3層フィルムを得た。
粘着層のダイナミック硬度は、0.27gf/μm、厚み変動率(%)は、7.1%であった。また、粘着フィルムの引張弾性率(タテ+ヨコ/2)は、1.8GPaであった。
<Example 1>
・ Base material layer:
FS2011DG3 (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., ethylene content 0.9 mass%, melt flow rate 2.5 g / 10 min) was melt extruded with a 60 mmφ single screw extruder (L / D; 22.4).・ Adhesive layer:
H3522A (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., melt flow rate 3 g / 10 min) was melt extruded using a 45φ twin-screw extruder (L / D; 19).
・ Release layer:
PC523D (manufactured by Sun Allomer Co., Ltd., melt flow rate 5 g / 10 min) was melt-extruded with a 65 mmφ single screw extruder (L / D; 25).
(Creation of adhesive film)
The molten adhesive layer, substrate layer, and release layer extruded from each of the above extruders are laminated and extruded in a three-layer T die (multimanifold type, lip width 250 mm, lip gap 1.2 mm) at 260 ° C. Then, it was cooled and solidified on a 20 ° C. casting roll to obtain a sheet. The sheet was longitudinally stretched 4.5 times at 120 ° C., cooled once with a roll heated to 50 ° C., then transversely stretched 7.0 times at 155 ° C., and further in an environment of 160 ° C. 7% relaxation was carried out to obtain a three-layer three-layer film with a total of 30 μm laminated in the order of 8 μm of adhesive layer, 20 μm of base layer, and 2 μm of release layer.
The dynamic hardness of the adhesive layer was 0.27 gf / μm 2 , and the thickness variation rate (%) was 7.1%. Moreover, the tensile elasticity modulus (vertical + horizontal / 2) of the adhesive film was 1.8 GPa.

(高分子電解質膜の作製)
3,3’−ジスルホ−4,4’−ジクロロジフェニルスルホン2ナトリウム塩778g、2,6−ジクロロベンゾニトリル553g、4,4’−ビフェノール893g、炭酸カリウム762g、N−メチル−2−ピロリドンを5621g入れて、窒素雰囲気下にて150℃で1時間撹拌した後、反応温度を200℃に上昇させて系の粘性が十分上がるのを目安に反応を続けた。放冷の後、水中にストランド状に沈殿させ、得られたポリマーを水中で40時間洗浄した後、乾燥した。このポリマーのこのポリマーの対数粘度は1.05dL/g、軟化温度は245℃であった。
次いで、このポリマーを、N−メチル−2−ピロリドンを溶剤として用い、ポリマー濃度が25質量%となるようにポリマー溶液を調整した。調整した溶液を、支持体のポリエチレンテレフタレートフィルム上に、ブレードコーターにて厚み200μmになるよう温度20℃で連続的に流延し、温度140℃で30分間乾燥して、流延膜が乾燥によって自己支持性を示すようになったポリマー膜を支持体上に密着した状態で得た。引き続き、支持体からポリマー膜を剥がすことなく30℃、20質量%硫酸水溶液に10分間浸漬し、次いで、支持体からポリマー膜を剥がすことなく30℃の純水に20分間浸漬した後、30℃純水に40分間浸漬し、さらに、支持体からポリマー膜を剥がすことなく25℃で30分間風乾させた。その後、支持体からポリマー膜を剥がして厚さ30μmの高分子電解質膜を得た。この電解質膜の引張弾性率は1.5GPaであった。
(Production of polymer electrolyte membrane)
778 g of 3,3′-disulfo-4,4′-dichlorodiphenylsulfone disodium salt, 553 g of 2,6-dichlorobenzonitrile, 893 g of 4,4′-biphenol, 762 g of potassium carbonate, 5621 g of N-methyl-2-pyrrolidone The mixture was stirred at 150 ° C. for 1 hour under a nitrogen atmosphere, and then the reaction was continued by raising the reaction temperature to 200 ° C. and sufficiently increasing the viscosity of the system. After standing to cool, it was precipitated in water into strands, and the resulting polymer was washed in water for 40 hours and then dried. The logarithmic viscosity of this polymer was 1.05 dL / g, and the softening temperature was 245 ° C.
Subsequently, the polymer solution was prepared using N-methyl-2-pyrrolidone as a solvent so that the polymer concentration was 25% by mass. The prepared solution was continuously cast on a polyethylene terephthalate film as a support with a blade coater to a thickness of 200 μm at a temperature of 20 ° C., dried at a temperature of 140 ° C. for 30 minutes, and the cast film was dried. A polymer film having a self-supporting property was obtained in a state of being in close contact with the support. Subsequently, the film was immersed in a 20% by mass sulfuric acid aqueous solution at 30 ° C. without peeling off the polymer film from the support for 10 minutes, and then immersed in pure water at 30 ° C. for 20 minutes without peeling off the polymer film from the support. It was immersed in pure water for 40 minutes, and further air-dried at 25 ° C. for 30 minutes without peeling off the polymer film from the support. Thereafter, the polymer membrane was peeled off from the support to obtain a polymer electrolyte membrane having a thickness of 30 μm. The tensile elastic modulus of this electrolyte membrane was 1.5 GPa.

(積層体の作製)
粘着フィルムの粘着層面と高分子電解質膜を貼り合わせ、0.1MPaの荷重をかけたニップロールを通し、高分子電解質膜積層体を得た。得られた高分子電解質膜積層体は剥離やシワのない良好なものであった。
さらに、高分子電解質膜積層体を巻取り機にて、高分子電解質膜を内側にプラスチック管に巻き取ったところ、シワや剥離を発生させることなくロール状に巻き取ることができた。
(Production of laminate)
The adhesive layer surface of the adhesive film and the polymer electrolyte membrane were bonded together, and passed through a nip roll under a load of 0.1 MPa to obtain a polymer electrolyte membrane laminate. The obtained polymer electrolyte membrane laminate was good without peeling or wrinkling.
Furthermore, when the polymer electrolyte membrane laminate was wound around a plastic tube with a winder using a winder, the polymer electrolyte membrane laminate could be wound into a roll without causing wrinkles or peeling.

<実施例2>
実施例1において、粘着層の厚みを3μmとし、基材層の厚みを25μmに変更した以
外は、実施例1と同様にして粘着フィルムを得た。この粘着層のダイナミック硬度は、0
.55gf/μm、厚み変動率(%)は、6.0%であった。また、粘着フィルムの引張弾性率は、1.7GPaであった。得られた粘着フィルムを、実施例1と同様に高分子電解質膜と貼り合わせ、高分子電解質積層体を得た。
得られた高分子電解質膜積層体は剥離やシワのない良好なものであった。
さらに、高分子電解質膜積層体を巻取り機にて、高分子電解質膜を内側にプラスチック管に巻き取ったところ、シワや剥離を発生させることなくロール状に巻き取ることができた。
<Example 2>
In Example 1, an adhesive film was obtained in the same manner as in Example 1 except that the thickness of the adhesive layer was 3 μm and the thickness of the base material layer was changed to 25 μm. The dynamic hardness of this adhesive layer is 0
. 55 gf / μm 2 and thickness variation rate (%) was 6.0%. Moreover, the tensile elasticity modulus of the adhesive film was 1.7 GPa. The obtained adhesive film was bonded to the polymer electrolyte membrane in the same manner as in Example 1 to obtain a polymer electrolyte laminate.
The obtained polymer electrolyte membrane laminate was good without peeling or wrinkling.
Furthermore, when the polymer electrolyte membrane laminate was wound around a plastic tube with a winder using a winder, the polymer electrolyte membrane laminate could be wound into a roll without causing wrinkles or peeling.

<実施例3>
実施例1において、粘着層を構成する樹脂を大日精化社製のプロピレン系樹脂(ペリコンCAP350)100質量%に変更した以外は、実施例1と同様にして粘着フィルムを得た。この粘着層のダイナミック硬度は、1.43gf/μm、厚み変動率(%)は、5.9%であった。粘着フィルムの引張弾性率は、1.8GPaであった。得られた粘着フィルムを、実施例1と同様に高分子電解質膜と貼り合わせ、積層体を得た。得られた高分子電解質膜積層体は、粘着フィルムと高分子電解質膜との剥離強度が0.11N/(20mm幅)であった。積層体は通常の取り扱いでは剥離しないが、衝撃などで剥離しやすいので取り扱いには慎重を要した。
<Example 3>
In Example 1, a pressure-sensitive adhesive film was obtained in the same manner as in Example 1 except that the resin constituting the pressure-sensitive adhesive layer was changed to 100% by mass of propylene-based resin (Pericon CAP350) manufactured by Dainichi Seika Co., Ltd. The adhesive layer had a dynamic hardness of 1.43 gf / μm 2 and a thickness variation rate (%) of 5.9%. The tensile elastic modulus of the adhesive film was 1.8 GPa. The obtained adhesive film was bonded to the polymer electrolyte membrane in the same manner as in Example 1 to obtain a laminate. The obtained polymer electrolyte membrane laminate had a peel strength between the adhesive film and the polymer electrolyte membrane of 0.11 N / (20 mm width). The laminate did not peel off under normal handling, but it was easy to peel off due to impact or the like.

<実施例4>
結合水を取り除いた3,3’−ジスルホン酸ナトリウム−4,4’−ジクロロジフェニルスルホン(略号:S−DCDPS)800.0g、2,6−ジクロロベンゾニトリル(略号:DCBN)356.5g、4,4’−ビフェノール(略号:BP) 606.5g、4,4’−チオビスフェノール(略号:BPS) 96.9g、炭酸カリウム 562.7g、N−メチル−2−ピロリドン(略号:NMP) 4624.3gを原料とする以外は、実施例1と同様にして対数粘度1.02dl/g、軟化温度225℃のポリマーを得た。このポリマーを用いて実施例1と同様にして高分子電解質膜を得た。この電解質膜の引張弾性率は1.7GPaであった。さらに、実施例1と同様に粘着フィルムと貼り合わせ、高分子電解質膜積層体を得た。得られた高分子電解質膜積層体は剥離やシワのない良好なものであった。
さらに、高分子電解質膜積層体を巻取り機にて、高分子電解質膜を内側にプラスチック管に巻き取ったところ、シワや剥離を発生させることなくロール状に巻き取ることができた。
<Example 4>
3,3′-sodium disulfonate-4,4′-dichlorodiphenylsulfone (abbreviation: S-DCDPS) 800.0 g, 2,6-dichlorobenzonitrile (abbreviation: DCBN) 356.5 g, 4 4,4′-biphenol (abbreviation: BP) 606.5 g, 4,4′-thiobisphenol (abbreviation: BPS) 96.9 g, potassium carbonate 562.7 g, N-methyl-2-pyrrolidone (abbreviation: NMP) 4624. A polymer having a logarithmic viscosity of 1.02 dl / g and a softening temperature of 225 ° C. was obtained in the same manner as in Example 1 except that 3 g was used as a raw material. Using this polymer, a polymer electrolyte membrane was obtained in the same manner as in Example 1. This electrolyte membrane had a tensile modulus of 1.7 GPa. Furthermore, it stuck together with the adhesive film similarly to Example 1, and obtained the polymer electrolyte membrane laminated body. The obtained polymer electrolyte membrane laminate was good without peeling or wrinkling.
Furthermore, when the polymer electrolyte membrane laminate was wound around a plastic tube with a winder using a winder, the polymer electrolyte membrane laminate could be wound into a roll without causing wrinkles or peeling.

<実施例5>
乾燥したS−DCDPS 310.0g、DCBN 253.3g、末端ヒドロキシル基含有フェニレンエーテルオリゴマー(大日本インキ化学工業社製SPECIANOL DPE−PL;化学式13においてnが1〜8の成分を含む混合物でnの平均値は5である構造であるもの)(略号:DPE) 1156.6g、炭酸カリウム319.8g、NMP 5164.3gを用い、反応時間を8時間にした他は、実施例1と同様にして対数粘度0.63dl/g、軟化温度152℃のポリマーを得た。このポリマーを用いて実施例1と同様にして高分子電解質膜を得た。この電解質膜の引張弾性率は1.7GPaであった。さらに、実施例1と同様に粘着フィルムと貼り合わせ、高分子電解質膜積層体を得た。得られた高分子電解質膜積層体は剥離やシワのない良好なものであった。
さらに、高分子電解質膜積層体を巻取り機にて、高分子電解質膜を内側にプラスチック管に巻き取ったところ、シワや剥離を発生させることなくロール状に巻き取ることができた。
<Example 5>
310.0 g of dried S-DCDPS, 253.3 g of DCBN, terminal hydroxyl group-containing phenylene ether oligomer (SPECIANOL DPE-PL manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc. The average value is 5) (abbreviation: DPE) 1566.6 g, potassium carbonate 319.8 g, NMP 5164.3 g were used, and the reaction time was 8 hours. A polymer having a logarithmic viscosity of 0.63 dl / g and a softening temperature of 152 ° C. was obtained. Using this polymer, a polymer electrolyte membrane was obtained in the same manner as in Example 1. This electrolyte membrane had a tensile modulus of 1.7 GPa. Furthermore, it stuck together with the adhesive film similarly to Example 1, and obtained the polymer electrolyte membrane laminated body. The obtained polymer electrolyte membrane laminate was good without peeling or wrinkling.
Furthermore, when the polymer electrolyte membrane laminate was wound around a plastic tube with a winder using a winder, the polymer electrolyte membrane laminate could be wound into a roll without causing wrinkles or peeling.

<実施例6>
実施例1において、3,3’−ジスルホ−4,4’−ジクロロジフェニルスルホン2ナトリウム塩778gのかわりに3,3’−ジスルホ−4,4’−ジクロロジフェニルケトン2ナトリウム塩721gを用いて同様にポリマーを合成した。得られたポリマーの対数粘度は0.99dL/gであった。このポリマーを用いて実施例1と同様にして高分子電解質膜を得た。この電解質膜の引張弾性率は2.0GPaであった。さらに、実施例1と同様に粘着フィルムと貼り合わせ、高分子電解質膜積層体を得た。得られた高分子電解質膜積層体は剥離やシワのない良好なものであった。
さらに、高分子電解質膜積層体を巻取り機にて、高分子電解質膜を内側にプラスチック管に巻き取ったところ、シワや剥離を発生させることなくロール状に巻き取ることができた。
<Example 6>
In Example 1, 721 g of 3,3′-disulfo-4,4′-dichlorodiphenyl ketone disodium salt was used instead of 778 g of 3,3′-disulfo-4,4′-dichlorodiphenylsulfone disodium salt in the same manner. A polymer was synthesized. The logarithmic viscosity of the obtained polymer was 0.99 dL / g. Using this polymer, a polymer electrolyte membrane was obtained in the same manner as in Example 1. The tensile elastic modulus of this electrolyte membrane was 2.0 GPa. Furthermore, it stuck together with the adhesive film similarly to Example 1, and obtained the polymer electrolyte membrane laminated body. The obtained polymer electrolyte membrane laminate was good without peeling or wrinkling.
Furthermore, when the polymer electrolyte membrane laminate was wound around a plastic tube with a winder using a winder, the polymer electrolyte membrane laminate could be wound into a roll without causing wrinkles or peeling.

<実施例7>
9,9−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フルオレン0.60g、ビスフェノールS1.00g、ジフルオロジフェニルスルホン1.45g、炭酸カルシウム0.91gを50ml四つ口フラスコに計り取り、窒素気流下で20mlのNMPを入れて、反応温度を175℃付近に設定して5時間程度反応を続けた。放冷の後、約100mlのメタノール中に
再沈殿させ、ミキサーを用いて3回水洗処理をしてポリマーを得た。得られたポリマーの対数粘度は、0.58であった。ポリマー試料を濃硫酸(98%)とともに室温でマグネティックスターラーにより撹拌することで、スルホン化反応を行い、反応後、硫酸溶液を過剰の氷水中に投入して反応を止め、生じた沈殿を濾取、水洗して、スルホン酸基含有ポリマーを得た。このポリマーを用いて実施例1と同様にして高分子電解質膜を得た。この電解質膜の引張弾性率は1.1GPaであった。さらに、実施例1と同様に粘着フィルムと貼り合わせ、高分子電解質膜積層体を得た。得られた高分子電解質膜積層体は剥離やシワのない良好なものであった。
さらに、高分子電解質膜積層体を巻取り機にて、高分子電解質膜を内側にプラスチック管に巻き取ったところ、シワや剥離を発生させることなくロール状に巻き取ることができた。
<Example 7>
Weigh out 0.90 g of 9,9-bis (4-hydroxyphenyl) fluorene, 1.00 g of bisphenol S, 1.45 g of difluorodiphenyl sulfone, and 0.91 g of calcium carbonate in a 50 ml four-necked flask and 20 ml of NMP under a nitrogen stream. The reaction temperature was set at around 175 ° C. and the reaction was continued for about 5 hours. After standing to cool, it was reprecipitated in about 100 ml of methanol and washed with water three times using a mixer to obtain a polymer. The logarithmic viscosity of the obtained polymer was 0.58. The polymer sample is stirred with concentrated sulfuric acid (98%) with a magnetic stirrer at room temperature to perform a sulfonation reaction. After the reaction, the sulfuric acid solution is poured into excess ice water to stop the reaction, and the resulting precipitate is collected by filtration. The polymer was washed with water to obtain a sulfonic acid group-containing polymer. Using this polymer, a polymer electrolyte membrane was obtained in the same manner as in Example 1. The tensile elastic modulus of this electrolyte membrane was 1.1 GPa. Furthermore, it stuck together with the adhesive film similarly to Example 1, and obtained the polymer electrolyte membrane laminated body. The obtained polymer electrolyte membrane laminate was good without peeling or wrinkling.
Furthermore, when the polymer electrolyte membrane laminate was wound around a plastic tube with a winder using a winder, the polymer electrolyte membrane laminate could be wound into a roll without causing wrinkles or peeling.

<実施例8>
3,3’,4,4‘−テトラアミノジフェニルスルホン15g、2,5−ジカルボキシベンゼンスルホン酸モノナトリウム14g、ポリリン酸(五酸化リン含量75%)205g、五酸化リン164gを重合容器に量り取る。窒素を流し、オイルバス上ゆっくり撹拌しながら100℃まで昇温 した。100℃で1時間保持した後、150℃に昇温 して1時間、200℃に昇温 して4時間重合した。重合終了後放冷し、水を加えて重合物を取
り出し、家庭用ミキサーを用いて3回水洗を繰り返した後の水浸漬ポリマーに炭酸ナトリウムを加えて中和し、更に水洗を繰り返して洗液のpHが中性となり変化しないことを確認した。得られたポリマーは80℃で終夜減圧乾燥した。ポリマーの対数粘度は、1.68を示した。得られたポリマーとNMPを25質量%になるようにはかり取り、撹拌しながら、オイルバス上で170℃に加熱して溶解させた。得られた溶液を用いて実施例1と同様にして高分子電解質膜を得た。この電解質膜の引張弾性率は1.9GPaであった。さらに、実施例1と同様に粘着フィルムと貼り合わせ、高分子電解質膜積層体を得た。得られた高分子電解質膜積層体は剥離やシワのない良好なものであった。
さらに、高分子電解質膜積層体を巻取り機にて、高分子電解質膜を内側にプラスチック管に巻き取ったところ、シワや剥離を発生させることなくロール状に巻き取ることができた。
<Example 8>
Weigh 15 g of 3,3 ′, 4,4′-tetraaminodiphenylsulfone, 14 g of monosodium 2,5-dicarboxybenzenesulfonate, 205 g of polyphosphoric acid (phosphorus pentoxide content 75%) and 164 g of phosphorus pentoxide in a polymerization vessel. take. The temperature was raised to 100 ° C. while flowing nitrogen and slowly stirring on an oil bath. After maintaining at 100 ° C. for 1 hour, the temperature was raised to 150 ° C. for 1 hour, and the temperature was raised to 200 ° C. and polymerized for 4 hours. After completion of the polymerization, the mixture is allowed to cool, and water is added to take out the polymer. After repeating the water washing three times using a home mixer, the water-immersed polymer is neutralized by adding sodium carbonate, and further washed with water repeatedly. It was confirmed that the pH of the solution became neutral and did not change. The obtained polymer was dried under reduced pressure at 80 ° C. overnight. The logarithmic viscosity of the polymer was 1.68. The obtained polymer and NMP were weighed out to 25% by mass, and dissolved by heating to 170 ° C. on an oil bath while stirring. Using the obtained solution, a polymer electrolyte membrane was obtained in the same manner as in Example 1. This electrolyte membrane had a tensile modulus of 1.9 GPa. Furthermore, it stuck together with the adhesive film similarly to Example 1, and obtained the polymer electrolyte membrane laminated body. The obtained polymer electrolyte membrane laminate was good without peeling or wrinkling.
Furthermore, when the polymer electrolyte membrane laminate was wound around a plastic tube with a winder using a winder, the polymer electrolyte membrane laminate could be wound into a roll without causing wrinkles or peeling.

<実施例9>
3,3’,4,4‘−テトラアミノジフェニルスルホン1.83g、2,5−ジカルボキシベンゼンスルホン酸モノナトリウム0.53g、3,5−ジカルボキシフェニルホスホン酸1.13g、ポリリン酸(五酸化リン含量75%)25g、五酸化リン20gを重合容器に量り取り、窒素を流し、オイルバス上ゆっくり撹拌しながら100℃まで昇温
した。100℃で1時間保持した後、150℃に昇温 して1時間、200℃に昇温 して6時間重合した。重合終了後放冷し、水を加えて重合物を取り出し、家庭用ミキサーを用いて3回水洗を繰り返した後の水浸漬ポリマーに炭酸ナトリウムを加えて中和し、更に水洗を繰り返して洗液のpHが中性となり変化しないことを確認した。得られたポリマーは80℃で終夜減圧乾燥した。ポリマーの対数粘度は、1.31を示した。得られたポリマーはN−メチル−2−ピロリドン(NMP)とともに25質量%濃度となるようにオイルバス上で溶解した。得られた溶液を用いて実施例1と同様にして高分子電解質膜を得た。この電解質膜の引張弾性率は1.8GPaであった。さらに、実施例1と同様に粘着フィルムと貼り合わせ、高分子電解質膜積層体を得た。得られた高分子電解質膜積層体は剥離やシワのない良好なものであった。
さらに、高分子電解質膜積層体を巻取り機にて、高分子電解質膜を内側にプラスチック管に巻き取ったところ、シワや剥離を発生させることなくロール状に巻き取ることができた。
<Example 9>
1.83 g of 3,3 ′, 4,4′-tetraaminodiphenylsulfone, 0.53 g of monosodium 2,5-dicarboxybenzenesulfonate, 1.13 g of 3,5-dicarboxyphenylphosphonic acid, polyphosphoric acid (5 (Phosphorus oxide content 75%) 25g and phosphorus pentoxide 20g are weighed in a polymerization vessel, and nitrogen is flown, and the temperature is raised to 100 ° C while stirring slowly on an oil bath.
did. After maintaining at 100 ° C. for 1 hour, the temperature was raised to 150 ° C. for 1 hour, and the temperature was raised to 200 ° C. and polymerized for 6 hours. After completion of the polymerization, the mixture is allowed to cool, and water is added to take out the polymer. After repeating the water washing three times using a home mixer, the water-immersed polymer is neutralized by adding sodium carbonate, and further washed with water repeatedly. It was confirmed that the pH of the solution became neutral and did not change. The obtained polymer was dried under reduced pressure at 80 ° C. overnight. The logarithmic viscosity of the polymer was 1.31. The obtained polymer was dissolved on an oil bath so as to have a concentration of 25% by mass together with N-methyl-2-pyrrolidone (NMP). Using the obtained solution, a polymer electrolyte membrane was obtained in the same manner as in Example 1. The tensile elastic modulus of this electrolyte membrane was 1.8 GPa. Furthermore, it stuck together with the adhesive film similarly to Example 1, and obtained the polymer electrolyte membrane laminated body. The obtained polymer electrolyte membrane laminate was good without peeling or wrinkling.
Furthermore, when the polymer electrolyte membrane laminate was wound around a plastic tube with a winder using a winder, the polymer electrolyte membrane laminate could be wound into a roll without causing wrinkles or peeling.

<比較例1>
実施例1において、H3522Aに代えてH3002(住友化学社製、メルトフローレート3g/10分)を用いる以外は実施例1と同様にして、粘着フィルムを得た。この粘着層のダイナミック硬度は、0.12gf/μm、厚み変動率(%)は、7.7%であった。粘着フィルムの引張弾性率は、1.6GPaであった。得られた粘着フィルムを、実施例1と同様に高分子電解質膜と貼り合わせ、積層体を得た。得られた高分子電解質膜積層体は、粘着フィルムと高分子電解質膜との剥離強度が2.9N/(20mm幅)であった。得られた積層体には、シワや貼りムラが認められた。
<Comparative Example 1>
In Example 1, an adhesive film was obtained in the same manner as in Example 1 except that H3002 (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., melt flow rate 3 g / 10 min) was used instead of H3522A. The adhesive layer had a dynamic hardness of 0.12 gf / μm 2 and a thickness variation rate (%) of 7.7%. The tensile elastic modulus of the adhesive film was 1.6 GPa. The obtained adhesive film was bonded to the polymer electrolyte membrane in the same manner as in Example 1 to obtain a laminate. The obtained polymer electrolyte membrane laminate had a peel strength between the adhesive film and the polymer electrolyte membrane of 2.9 N / (20 mm width). In the obtained laminate, wrinkles and uneven pasting were observed.

<比較例2>
実施例1において、粘着層を構成する樹脂をH3522A(住友化学社製、メルトフローレート3g/10分)20質量%、SPX78J1(住友化学社製、1−ブテン含有量25質量%、メルトフローレート7g/10分)80質量%に変更した以外は、実施例1と同様にして粘着フィルムを得た。この粘着層のダイナミック硬度は、1.65gf/μm、厚み変動率(%)は、5.4%であった。得られた粘着フィルムを、実施例1と同様に高分子電解質膜と貼り合わせようとしたが、積層体とするのが困難であった。
<Comparative example 2>
In Example 1, the resin constituting the adhesive layer was 20% by mass of H3522A (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., melt flow rate 3 g / 10 min), SPX78J1 (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., 1-butene content 25% by mass, melt flow rate) 7 g / 10 min) An adhesive film was obtained in the same manner as in Example 1 except that the content was changed to 80% by mass. This adhesive layer had a dynamic hardness of 1.65 gf / μm 2 and a thickness variation rate (%) of 5.4%. The obtained adhesive film was tried to be bonded to the polymer electrolyte membrane in the same manner as in Example 1, but it was difficult to obtain a laminate.

<比較例3>
ポリエチレンテレフタレートフィルム(厚さ38μm)基材上にアクリル系粘着剤(大日本インキ化学社製、ボンコートPS−300)を塗布して厚さ10μmのアクリル系重合体からなる粘着層を有する粘着フィルムを得た。得られた粘着フィルムを、実施例1と同様に高分子電解質膜と貼り合わせ、積層体を得た。得られた高分子電解質膜積層体は、粘着フィルムと高分子電解質膜との剥離強度が3N/(20mm幅)を超え、しかも、剥離試験後の高分子電解質膜の上に粘着剤が残っているのが肉眼でも観察できた。
<Comparative Example 3>
A pressure-sensitive adhesive film having a pressure-sensitive adhesive layer made of an acrylic polymer having a thickness of 10 μm by applying an acrylic pressure-sensitive adhesive (Dai Nippon Ink Chemical Co., Ltd., Boncoat PS-300) on a polyethylene terephthalate film (thickness: 38 μm). Obtained. The obtained adhesive film was bonded to the polymer electrolyte membrane in the same manner as in Example 1 to obtain a laminate. In the obtained polymer electrolyte membrane laminate, the peel strength between the adhesive film and the polymer electrolyte membrane exceeds 3 N / (20 mm width), and the adhesive remains on the polymer electrolyte membrane after the peel test. It was observed with the naked eye.

<比較例4>
Nafion112(デュポン社登録商標)(引張弾性率0.23GPa)を用いて、実施例1と同様に粘着フィルムと貼り合わせて高分子電解質膜積層体を得た。得られた積層体は、部分的なシワが認められるとともに、粘着フィルムを剥離した際に電解質膜の寸法変化が認められた。
<Comparative example 4>
Using Nafion 112 (registered trademark of DuPont) (tensile modulus of 0.23 GPa), it was bonded to an adhesive film in the same manner as in Example 1 to obtain a polymer electrolyte membrane laminate. In the obtained laminate, partial wrinkles were observed, and dimensional change of the electrolyte membrane was recognized when the adhesive film was peeled off.

<比較例5>
実施例1において作製した高分子電解質膜を単独で巻取り機にてプラスチック管に巻き取ったところ、高分子電解質膜が滑り性を有しないためにシワが発生し、きれいに巻き取ることができなかった。
<Comparative Example 5>
When the polymer electrolyte membrane produced in Example 1 was wound up alone on a plastic tube with a winder, wrinkles were generated because the polymer electrolyte membrane was not slippery and could not be wound up neatly. It was.

<比較例6>
実施例1において作製した高分子電解質膜積層体を巻取り機にて、高分子電解質膜を外側にプラスチック管に巻き取ったところ、シワや剥離を発生させることなくロール状に巻き取ることができたが、最外層が高分子電解質膜であるため、保管時における湿度変化により高分子電解質膜にシワが入り、内側まで伝播し、形状変化が見られた。
以上の評価結果を表1、表2にまとめた。
<Comparative Example 6>
When the polymer electrolyte membrane laminate produced in Example 1 is wound around a plastic tube on the outside with a winder, the polymer electrolyte membrane can be wound into a roll without causing wrinkles or peeling. However, because the outermost layer was a polymer electrolyte membrane, wrinkles entered the polymer electrolyte membrane due to changes in humidity during storage, propagated to the inside, and a shape change was observed.
The above evaluation results are summarized in Tables 1 and 2.

Figure 2009140920
Figure 2009140920

Figure 2009140920
Figure 2009140920

本発明は、極薄の高分子電解質膜と粘着フィルムとの積層体で、かつシワや剥離などの発生がないため、極薄の高分子電解質膜の取り扱いが容易となり、しかも、粘着フィルムを剥離後の高分子電解質膜表面の粘着剤による汚染が少ないため、極薄の高分子電解質膜の固体高分子形燃料電池への利用が容易であり、固体高分子形燃料電池の発展に寄与することが期待できる。   The present invention is a laminate of an ultra-thin polymer electrolyte membrane and an adhesive film, and does not cause wrinkles or peeling, making it easy to handle an ultra-thin polymer electrolyte membrane and peeling the adhesive film. Because the surface of the polymer electrolyte membrane later is less contaminated by the adhesive, it is easy to use the ultrathin polymer electrolyte membrane for polymer electrolyte fuel cells and contribute to the development of polymer electrolyte fuel cells Can be expected.

Claims (9)

基材層上に基材層と同種の高分子で基材層より結晶性が低い粘着層が積層されてなる粘着高分子フィルムが、前記粘着層を介して高分子電解質膜の少なくとも片面に貼り合わされてなり、前記粘着高分子フィルムと前記高分子電解質膜との剥離強度(23℃、50%RH)が0.1〜2.5N/20mm幅である高分子電解質膜積層体。   A pressure-sensitive adhesive polymer film in which a pressure-sensitive adhesive layer having the same kind of polymer as the base material layer and having lower crystallinity than the base material layer is laminated on the base material layer is attached to at least one surface of the polymer electrolyte membrane via the pressure-sensitive adhesive layer. A polymer electrolyte membrane laminate in which the peel strength (23 ° C., 50% RH) between the adhesive polymer film and the polymer electrolyte membrane is 0.1 to 2.5 N / 20 mm width. 前記粘着高分子フィルムが、溶融共押出により基材層と粘着層とが積層されてなる請求項1に記載の高分子電解質膜積層体。   The polymer electrolyte membrane laminate according to claim 1, wherein the adhesive polymer film is formed by laminating a base material layer and an adhesive layer by melt coextrusion. 前記粘着高分子フィルムが、粘着層の反対側の基材層上に離形層が溶融共押出により積層されてなる請求項1又は2に記載の高分子電解質膜積層体。   The polymer electrolyte membrane laminate according to claim 1 or 2, wherein the pressure-sensitive adhesive polymer film is formed by laminating a release layer on a base material layer opposite to the pressure-sensitive adhesive layer by melt coextrusion. 前記粘着高分子フィルムがポリオレフィン系樹脂からなる請求項1〜3のいずれかに記載の高分子電解質膜積層体。   The polymer electrolyte membrane laminate according to any one of claims 1 to 3, wherein the adhesive polymer film is made of a polyolefin resin. 基材層が結晶性ポリプロピレン、粘着層が非晶性ポリプロピレン又は非結晶性ポリプロピレンと結晶性ポリプロピレンとを含む層である請求項4に記載の高分子電解質膜積層体。   The polymer electrolyte membrane laminate according to claim 4, wherein the base material layer is crystalline polypropylene, and the adhesive layer is amorphous polypropylene or a layer containing amorphous polypropylene and crystalline polypropylene. 前記粘着高分子フィルムの粘着層表面のダイナミック硬度が0.15gf/μm以上1.4gf/μm以下である請求項1〜5に記載の高分子電解質膜積層体。 The polymer electrolyte membrane laminate according to claim 1, wherein a dynamic hardness of the adhesive layer surface of the adhesive polymer film is 0.15 gf / μm 2 or more and 1.4 gf / μm 2 or less. 前記粘着高分子フィルムが、二軸延伸フィルムで、フィルム製造時の巻き取り方向に対して直交する方向である横方向の厚み変動率が、2.0%以上7.5%以下である請求項1〜6のいずれかに記載の高分子電解質膜積層体。   The adhesive polymer film is a biaxially stretched film, and a lateral thickness variation rate that is a direction orthogonal to a winding direction at the time of film production is 2.0% or more and 7.5% or less. The polymer electrolyte membrane laminated body in any one of 1-6. 前記粘着高分子フィルムが貼り合わされ、高分子電解質膜面側を内側にしてロール状態に巻き取られてなる請求項1〜7のいずれかに記載の高分子電解質膜積層体。   The polymer electrolyte membrane laminate according to any one of claims 1 to 7, wherein the adhesive polymer film is bonded and wound into a roll state with the polymer electrolyte membrane surface side inside. 前記高分子電解質膜が1GPa以上の引張弾性率(JIS−K7127に準拠)を有する非フッ素系高分子電解質膜である請求項1〜8のいずれかに記載の高分子電解質膜積層体。   The polymer electrolyte membrane laminate according to any one of claims 1 to 8, wherein the polymer electrolyte membrane is a non-fluorine polymer electrolyte membrane having a tensile elastic modulus (based on JIS-K7127) of 1 GPa or more.
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