JP4505573B2 - Aromatic sulfonic acid derivatives, sulfonated polymers, solid polymer electrolytes and proton conducting membranes - Google Patents

Aromatic sulfonic acid derivatives, sulfonated polymers, solid polymer electrolytes and proton conducting membranes Download PDF

Info

Publication number
JP4505573B2
JP4505573B2 JP2005120058A JP2005120058A JP4505573B2 JP 4505573 B2 JP4505573 B2 JP 4505573B2 JP 2005120058 A JP2005120058 A JP 2005120058A JP 2005120058 A JP2005120058 A JP 2005120058A JP 4505573 B2 JP4505573 B2 JP 4505573B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sulfonic acid
polymer
group
sulfonated
alcohol
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2005120058A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2006299015A (en
Inventor
健一 岡本
燕 尹
朝 霞 胡
幸平 後藤
敏明 門田
芳孝 山川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NATIONAL UNIVERSITY CORPORATION YAMAGUCHI UNIVERSITY
JSR Corp
Original Assignee
NATIONAL UNIVERSITY CORPORATION YAMAGUCHI UNIVERSITY
JSR Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NATIONAL UNIVERSITY CORPORATION YAMAGUCHI UNIVERSITY, JSR Corp filed Critical NATIONAL UNIVERSITY CORPORATION YAMAGUCHI UNIVERSITY
Priority to JP2005120058A priority Critical patent/JP4505573B2/en
Publication of JP2006299015A publication Critical patent/JP2006299015A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4505573B2 publication Critical patent/JP4505573B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Description

本発明は、エーテル結合を有する芳香族スルホン酸誘導体、該誘導体から導かれる構成単位を有するスルホン化ポリマー、該スルホン化ポリマーを含む固体高分子電解質およびプロトン伝導膜に関する。   The present invention relates to an aromatic sulfonic acid derivative having an ether bond, a sulfonated polymer having a structural unit derived from the derivative, a solid polymer electrolyte containing the sulfonated polymer, and a proton conducting membrane.

固体高分子電解質の重要な用途として、これをプロトンの伝導体として利用する燃料電池が挙げられる。燃料電池に用いられる高分子電解質膜(プロトン伝導膜)としては、従来、スルホン酸基を有するパーフルオロ炭化水素系高分子が用いられてきた。しかし、この系統の材料は80℃付近に軟化点を有することから、100℃を越える高温では使用することができなかった。   An important application of a solid polymer electrolyte is a fuel cell that uses this as a proton conductor. As a polymer electrolyte membrane (proton conductive membrane) used in a fuel cell, a perfluorohydrocarbon polymer having a sulfonic acid group has been conventionally used. However, since this family of materials has a softening point near 80 ° C., it cannot be used at high temperatures exceeding 100 ° C.

そのため、高温でも使用できる固体高分子電解質として、芳香族系の高分子にスルホン酸基を導入した材料が検討されている(たとえば、特許文献1参照)。これらの材料は、高い軟化温度を有するが、ポリマー骨格へのスルホン酸基の導入により、強度や伸び(靭性)が損なわれるなど、機械的特性の低下が起きることが問題である。また、プロトン伝導性を上げるために、スルホン酸基の濃度を高くすると、特に高温高湿条件下での吸水により大きな寸法変化を起こしたり、強度が著しく低下するなどの問題もある。
米国特許第5,403,675号公報
Therefore, as a solid polymer electrolyte that can be used even at a high temperature, a material in which a sulfonic acid group is introduced into an aromatic polymer has been studied (for example, see Patent Document 1). Although these materials have a high softening temperature, the introduction of sulfonic acid groups into the polymer skeleton has a problem in that mechanical properties are deteriorated, for example, the strength and elongation (toughness) are impaired. Further, when the concentration of the sulfonic acid group is increased in order to increase proton conductivity, there are problems such as a large dimensional change caused by water absorption especially under high temperature and high humidity conditions, and a significant decrease in strength.
US Pat. No. 5,403,675

本発明の課題は、スルホン酸基の導入量を増加しても、優れた耐熱水性および機械的特性を有するスルホン化ポリマー、該ポリマーを得るためのモノマー、該スルホン化ポリマーからなり、プロトン伝導度が高く、発電性能に優れた固体高分子電解質およびプロトン伝導膜を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a sulfonated polymer having excellent hot water resistance and mechanical properties, a monomer for obtaining the polymer, and a sulfonated polymer even when the amount of sulfonic acid groups introduced is increased. The object of the present invention is to provide a solid polymer electrolyte and a proton conductive membrane that are high in power generation performance.

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を行った。その結果、以下のエーテル結合を有する芳香族化合物、該化合物から導かれる構成単位を有するスルホン化ポリマー、該ポリマーを含む固体高分子電解質およびプロトン伝導膜を提供することにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。   The present inventors have intensively studied to solve the above problems. As a result, the following problems can be solved by providing an aromatic compound having the following ether bond, a sulfonated polymer having a structural unit derived from the compound, a solid polymer electrolyte containing the polymer, and a proton conducting membrane. The headline and the present invention were completed.

すなわち、本発明に係る芳香族スルホン酸誘導体は、下記一般式(A)で表されることを特徴とする。   That is, the aromatic sulfonic acid derivative according to the present invention is represented by the following general formula (A).

Figure 0004505573
Figure 0004505573

式(A)中、Xはハロゲン原子、−OSO2CH3または−OSO2CF3を示し、Rは水素原子、アルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子または炭素数1〜20の炭化水素基を示す。 In the formula (A), X represents a halogen atom, —OSO 2 CH 3 or —OSO 2 CF 3 , and R represents a hydrogen atom, an alkali metal atom, an alkaline earth metal atom, or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. Show.

本発明に係るスルホン化ポリマーは、下記一般式(A’)で表される構成単位を有することを特徴とする。   The sulfonated polymer according to the present invention has a constitutional unit represented by the following general formula (A ′).

Figure 0004505573
Figure 0004505573

本発明に係る固体高分子電解質およびプロトン伝導膜は、上記本発明のスルホン化ポリマーを含むことを特徴とする。   The solid polymer electrolyte and the proton conducting membrane according to the present invention are characterized by including the sulfonated polymer of the present invention.

本発明によれば、フェニルエーテル骨格に3個のスルホン酸基を有する芳香族スルホン酸誘導体、該化合物から誘導され、側鎖のフェニルエーテル骨格に3個のスルホン酸基を有する構成単位を含むスルホン化ポリマー、さらに該ポリマーからなる固体高分子電解質およびプロトン伝導膜を提供することができる。   According to the present invention, an aromatic sulfonic acid derivative having three sulfonic acid groups in the phenyl ether skeleton, a sulfone containing a structural unit derived from the compound and having three sulfonic acid groups in the side chain phenyl ether skeleton. The polymerized polymer, the solid polymer electrolyte comprising the polymer, and the proton conducting membrane can be provided.

すなわち、本発明の芳香族スルホン酸誘導体をモノマーとして使用することにより得られるスルホン化ポリマーは、剛直性の高い側鎖にスルホン酸基を高濃度に有する構造を特徴とする。これによって、スルホン酸基を高濃度で導入しても、耐熱水性や機械的特性を損なうことなく、プロトン伝導性の優れた固体高分子電解質を得ることができる。   That is, the sulfonated polymer obtained by using the aromatic sulfonic acid derivative of the present invention as a monomer is characterized by a structure having a high concentration of sulfonic acid groups in a highly rigid side chain. Thereby, even when sulfonic acid groups are introduced at a high concentration, a solid polymer electrolyte excellent in proton conductivity can be obtained without impairing hot water resistance and mechanical properties.

以下、本発明に係る芳香族スルホン酸誘導体、該誘導体から誘導される構成単位を有するスルホン化ポリマー、該ポリマーを含む固体高分子電解質およびプロトン伝導膜について詳細に説明する。   Hereinafter, an aromatic sulfonic acid derivative according to the present invention, a sulfonated polymer having a structural unit derived from the derivative, a solid polymer electrolyte containing the polymer, and a proton conductive membrane will be described in detail.

<芳香族スルホン酸誘導体>
本発明の芳香族スルホン酸誘導体は、下記一般式(A)で表される。
<Aromatic sulfonic acid derivative>
The aromatic sulfonic acid derivative of the present invention is represented by the following general formula (A).

Figure 0004505573
Figure 0004505573

式(A)中、Xはハロゲン原子(フッ素、塩素、臭素、ヨウ素)、−OSO2CH3または−OSO2CF3を示す。これらの中では、フッ素原子および塩素原子が好ましい。Rは、水素原子;リチウム、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属原子;マグネシウム、カルシウム、バリウムなどのアルカリ土類金属原子;または炭素数1〜20の炭化水素基を示す。 Wherein (A), X is a halogen atom (fluorine, chlorine, bromine, iodine), - indicating the OSO 2 CH 3 or -OSO 2 CF 3. In these, a fluorine atom and a chlorine atom are preferable. R represents a hydrogen atom; an alkali metal atom such as lithium, sodium or potassium; an alkaline earth metal atom such as magnesium, calcium or barium; or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.

炭素数1〜20の炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、s−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、シクロペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基、シクロペンチルメチル基、アダマンチル基、シク
ロヘキシルメチル基、アダマンチルメチル基、テトラヒドロフルフリル基、2−メチルブチル基、3,3−ジメチル−2,4−ジオキソランメチル基、ビシクロ[2.2.2]ヘプチル基、ビシクロ[2.2.1]ヘプチルメチル基などの直鎖状炭化水素基、分岐状炭化水素基および脂環式炭化水素基などが挙げられる。これらの中では、ネオペンチル基、テトラヒドロフルフリル基、シクロペンチルメチル基、シクロヘキシルメチル基、アダマンチルメチル基、ビシクロ[2.2.1]ヘプチル基が好ましい。
Examples of the hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, t-butyl group, s-butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group, and cyclopentyl. Group, hexyl group, cyclohexyl group, heptyl group, octyl group, 2-ethylhexyl group, cyclopentylmethyl group, adamantyl group, cyclohexylmethyl group, adamantylmethyl group, tetrahydrofurfuryl group, 2-methylbutyl group, 3,3-dimethyl- Linear hydrocarbon groups such as 2,4-dioxolane methyl group, bicyclo [2.2.2] heptyl group, bicyclo [2.2.1] heptylmethyl group, branched hydrocarbon groups and alicyclic hydrocarbons Groups and the like. Of these, neopentyl, tetrahydrofurfuryl, cyclopentylmethyl, cyclohexylmethyl, adamantylmethyl, and bicyclo [2.2.1] heptyl are preferred.

上記一般式(A)で表される芳香族スルホン酸誘導体(以下「化合物(A)」ともいう)としては、たとえば、以下のような化合物が挙げられる。   Examples of the aromatic sulfonic acid derivative represented by the general formula (A) (hereinafter also referred to as “compound (A)”) include the following compounds.

Figure 0004505573
Figure 0004505573

上記化合物において、塩素原子やフッ素原子の位置が異なる他の異性体も例として挙げることができる。また、塩素原子やフッ素原子が他のハロゲン原子に置き換わったものも例としてあげることができる。さらに、スルホン酸基の位置の異なる異性体も例として挙げることができる。上記化合物(A)は、単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   In the above compound, other isomers having different positions of chlorine atom or fluorine atom can be exemplified. In addition, examples in which a chlorine atom or a fluorine atom is replaced with another halogen atom can be given. Furthermore, isomers having different positions of the sulfonic acid group can be exemplified. The said compound (A) may be used independently or may be used in combination of 2 or more type.

上記化合物(A)は、たとえば、次のような反応によって合成することができる。
まず、下記一般式(1)で表される酸クロリドとジフェニルエーテルとをフリーデルクラフツ反応させることにより、対応する化合物を合成する。
The compound (A) can be synthesized, for example, by the following reaction.
First, a corresponding compound is synthesized by a Friedel-Crafts reaction between an acid chloride represented by the following general formula (1) and diphenyl ether.

Figure 0004505573
Figure 0004505573

式(1)中、Xは上記式(A)中のXと同義である。
一般式(1)で表される化合物としては、たとえば、2,4−ジクロロ安息香酸クロリド、2,5−ジクロロ安息香酸クロリド、2,6−ジクロロ安息香酸クロリド、2,4−ジフルオロ安息香酸クロリド、2,5−ジフルオロ安息香酸クロリド、2,6−ジフルオロ安息香酸クロリドなどが挙げられる。また、これらの化合物において、ハロゲン原子が、臭素原子、ヨウ素原子に置き換わったものも例として挙げることができる。
In formula (1), X has the same meaning as X in formula (A).
Examples of the compound represented by the general formula (1) include 2,4-dichlorobenzoic acid chloride, 2,5-dichlorobenzoic acid chloride, 2,6-dichlorobenzoic acid chloride, and 2,4-difluorobenzoic acid chloride. 2,5-difluorobenzoic acid chloride, 2,6-difluorobenzoic acid chloride and the like. In these compounds, those in which a halogen atom is replaced with a bromine atom or an iodine atom can also be mentioned as examples.

上記反応の際に用いることができるフリーデルクラフツ触媒としては、一般的に用いられている触媒であれば特に限定されず、たとえば、塩化アルミニウム、塩化鉄、塩化スズ、塩化チタン、塩化亜鉛などが挙げられる。また、これらの化合物において、塩素原子が、フッ素原子、臭素原子、ヨウ素原子に置き換わったものも用いることができる。これらの中では、塩化アルミニウムが好ましい。   The Friedel-Crafts catalyst that can be used in the above reaction is not particularly limited as long as it is a commonly used catalyst, and examples thereof include aluminum chloride, iron chloride, tin chloride, titanium chloride, and zinc chloride. Can be mentioned. In these compounds, those in which a chlorine atom is replaced by a fluorine atom, a bromine atom or an iodine atom can also be used. Of these, aluminum chloride is preferred.

上記反応は、無溶媒で行うこともでき、溶媒を用いて行うこともできる。用いることができる溶媒としては、たとえば、ジクロロメタン、クロロホルム、1,2−ジクロロエタン、クロロベンゼンなどのハロゲン化炭化水素、ニトロベンゼンなどが挙げられる。また、上記反応は、通常、−20℃〜200℃の範囲で行われる。   The above reaction can be carried out without solvent or can be carried out using a solvent. Examples of the solvent that can be used include halogenated hydrocarbons such as dichloromethane, chloroform, 1,2-dichloroethane, and chlorobenzene, and nitrobenzene. Moreover, the said reaction is normally performed in the range of -20 degreeC-200 degreeC.

次に、上記反応で得られた化合物を、スルホン化剤を用いてスルホン化する。スルホン化剤としては、硫酸、クロロスルホン酸、発煙硫酸、無水硫酸などが挙げられ、発煙硫酸が好ましい。スルホン化剤の種類、反応温度および反応時間などを制御して、目的の芳香環にスルホン酸基が導入されるように反応を行う。好ましい反応温度は50℃〜150℃である。   Next, the compound obtained by the above reaction is sulfonated using a sulfonating agent. Examples of the sulfonating agent include sulfuric acid, chlorosulfonic acid, fuming sulfuric acid, anhydrous sulfuric acid and the like, and fuming sulfuric acid is preferable. The reaction is performed so that the sulfonic acid group is introduced into the target aromatic ring by controlling the kind of sulfonating agent, reaction temperature, reaction time, and the like. The preferred reaction temperature is 50 ° C to 150 ° C.

上記工程で得られたスルホン化物を、スルホン酸エステルに誘導する場合には、下記のような反応により合成することができる。
まず、得られたスルホン化物を酸クロリドに変換する。この反応には、塩化チオニル、塩化ホスホリル、五塩化リン、三塩化リンなどを用いることができる。なお、スルホン化剤としてクロロスルホン酸を用いた場合には、酸クロリドの形で単離できるため、この工程は省略してもよい。
When the sulfonated product obtained in the above step is derived into a sulfonate ester, it can be synthesized by the following reaction.
First, the sulfonated product obtained is converted to acid chloride. In this reaction, thionyl chloride, phosphoryl chloride, phosphorus pentachloride, phosphorus trichloride, or the like can be used. When chlorosulfonic acid is used as the sulfonating agent, this step can be omitted because it can be isolated in the form of acid chloride.

次に、得られた酸クロリドと各種アルコールとを、エステル化反応させることによりスルホン酸エステルが得られる。アルコールとしては、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、t−ブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、n−ブチルアルコール、n−ペンチルアルコール、ネオペンチルアルコール、シクロペンチルアルコール、n−ヘキシルアルコール、シクロヘキシルアルコール、ヘプチルアルコール、オクチルアルコール、2−エチルヘキシルアルコール、シクロペンチルメチルアルコール、アダマンチルアルコール、シクロヘキシルメチルアルコール、アダマンチルメチルアルコール、テトラヒドロフルフリルアルコール、2−メチルブチルアルコール、3,3−ジメチル−2,4−ジオキソランメチルアルコール、ビシクロ[2.2.1]ヘプチルアルコール、ビシクロ[2.2.1]ヘプチルメチルアルコールなどが挙げられる。これらの中では、ネオペンチルアルコール、テトラヒドロフルフリルアルコ
ール、シクロペンチルメチルアルコール、シクロヘキシルメチルアルコール、アダマンチルメチルアルコール、ビシクロ[2.2.1]ヘプチルメチルアルコールが好ましい。
Next, sulfonic acid ester is obtained by esterifying the obtained acid chloride and various alcohols. Examples of the alcohol include methanol, ethanol, propanol, isopropanol, t-butyl alcohol, sec-butyl alcohol, isobutyl alcohol, n-butyl alcohol, n-pentyl alcohol, neopentyl alcohol, cyclopentyl alcohol, n-hexyl alcohol, cyclohexyl alcohol, Heptyl alcohol, octyl alcohol, 2-ethylhexyl alcohol, cyclopentylmethyl alcohol, adamantyl alcohol, cyclohexylmethyl alcohol, adamantylmethyl alcohol, tetrahydrofurfuryl alcohol, 2-methylbutyl alcohol, 3,3-dimethyl-2,4-dioxolane methyl alcohol , Bicyclo [2.2.1] heptyl alcohol, bicyclo [2.2.1] hept Such as methyl alcohol. Among these, neopentyl alcohol, tetrahydrofurfuryl alcohol, cyclopentylmethyl alcohol, cyclohexylmethyl alcohol, adamantylmethyl alcohol, and bicyclo [2.2.1] heptylmethyl alcohol are preferable.

エステル化反応には、たとえば、ピリジン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリオクチルアミンなどの塩基性化合物を共存させることが好ましい。
<スルホン化ポリマー>
本発明に係るスルホン化ポリマーは、下記一般式(A’)で表される構成単位(以下「構成単位(A’)」ともいう)を有する。固体高分子電解質がこの重合体を含むことにより、熱水耐性や機械的特性を損なうことなく、高いイオン交換容量を有することができ、高プロトン伝導性が発現される。
In the esterification reaction, it is preferable that a basic compound such as pyridine, triethylamine, tripropylamine, or trioctylamine coexists.
<Sulfonated polymer>
The sulfonated polymer according to the present invention has a structural unit represented by the following general formula (A ′) (hereinafter also referred to as “structural unit (A ′)”). By including this polymer in the solid polymer electrolyte, a high ion exchange capacity can be obtained without impairing hot water resistance and mechanical properties, and high proton conductivity is exhibited.

Figure 0004505573
Figure 0004505573

本発明のスルホン化ポリマーは、上記化合物(A)を単量体の一成分として重合して得られる構造の重合体であればよく、具体的には、ポリフェニレン、ポリアリーレン、ポリエーテル、ポリエーテルケトン、ポリエーテルスルホンなどが挙げられる。   The sulfonated polymer of the present invention may be a polymer having a structure obtained by polymerizing the above compound (A) as one component of a monomer, specifically, polyphenylene, polyarylene, polyether, polyether. Examples include ketones and polyether sulfones.

本発明のスルホン化ポリマーは、上記構成単位(A’)のみを繰り返し単位とする単独重合体であってもよく、上記化合物(A)と共重合可能な化合物とを共重合させた共重合体であってもよい。さらに、共重合体の場合、ランダム共重合体でもブロック共重合体でもよい。本発明のスルホン化ポリマーを固体高分子電解質として使用する場合には、熱水耐性および機械的特性を考慮すると、共重合体であることが好ましい。   The sulfonated polymer of the present invention may be a homopolymer having only the structural unit (A ′) as a repeating unit, and a copolymer obtained by copolymerizing the compound (A) and a copolymerizable compound. It may be. Furthermore, in the case of a copolymer, a random copolymer or a block copolymer may be used. When the sulfonated polymer of the present invention is used as a solid polymer electrolyte, it is preferably a copolymer in consideration of hot water resistance and mechanical properties.

本発明のスルホン化ポリマーは、主に下記の2通りの方法で合成することができる。
第1の方法は、上記化合物(A)を、たとえば特開2004−137444号公報に記載の方法でカップリング重合させる方法である。このとき、化合物(A)中の置換基Xとしては、フッ素以外のハロゲン原子であることが好ましく、置換基Rとしては、炭素数1〜20の炭化水素基であることが好ましく、炭素数4〜20であることがより好ましい。この重合においては、化合物(A)の置換基Xが脱離してフェニレン結合が形成される。すなわち、ポリフェニレンまたはポリアリーレンが得られる。次に、R基をHに変換する。つまり、得られたスルホン酸エステル基を有するポリアリーレンを脱エステル化して、スルホン酸エステル基をスルホン酸基に変換することにより、本発明のスルホン化ポリマーを合成することができる。
The sulfonated polymer of the present invention can be synthesized mainly by the following two methods.
The first method is a method in which the compound (A) is subjected to coupling polymerization by a method described in, for example, JP-A No. 2004-137444. At this time, the substituent X in the compound (A) is preferably a halogen atom other than fluorine, and the substituent R is preferably a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and has 4 carbon atoms. More preferably, it is ~ 20. In this polymerization, the substituent X of the compound (A) is eliminated and a phenylene bond is formed. That is, polyphenylene or polyarylene is obtained. Next, the R group is converted to H. That is, the sulfonated polymer of the present invention can be synthesized by deesterifying the resulting polyarylene having a sulfonate group and converting the sulfonate group to a sulfonate group.

この方法において、上記化合物(A)と共重合可能な化合物としては、フッ素以外のハロゲン原子を2個以上有する芳香族系化合物が挙げられる。なお、ハロゲン原子は、隣接する電子吸引性基で活性化されていることが好ましい。具体的には、4,4’−ジクロロベンゾフェノン、2,4’−ジクロロベンゾフェノン、2,2’−ジクロロベンゾフェノン、2,5−ジクロロベンゾフェノン、2,4−ジクロロベンゾフェノン、2,6−ジクロロベンゾフェノンなどが挙げられる。   In this method, examples of the compound copolymerizable with the compound (A) include aromatic compounds having two or more halogen atoms other than fluorine. In addition, it is preferable that the halogen atom is activated by the adjacent electron withdrawing group. Specifically, 4,4′-dichlorobenzophenone, 2,4′-dichlorobenzophenone, 2,2′-dichlorobenzophenone, 2,5-dichlorobenzophenone, 2,4-dichlorobenzophenone, 2,6-dichlorobenzophenone, etc. Is mentioned.

重合は、触媒の存在下に行われるが、この際使用される触媒は、遷移金属化合物を含む触媒系であり、この触媒系としては、(1)遷移金属塩および配位子となる化合物、または、配位子が配位された遷移金属錯体、および(2)還元剤を必須成分とし、さらに、重合速度を上げるために、塩を添加してもよい。   The polymerization is carried out in the presence of a catalyst, and the catalyst used in this case is a catalyst system containing a transition metal compound. As this catalyst system, (1) a compound that becomes a transition metal salt and a ligand, Alternatively, a transition metal complex coordinated with a ligand and (2) a reducing agent may be essential components, and a salt may be added to increase the polymerization rate.

これらの触媒成分の具体的な例、各成分の使用割合、反応溶媒、濃度、温度、時間等の重合条件としては、特開2001−342241号公報に記載の条件を挙げることができる。   Specific examples of these catalyst components, the use ratio of each component, the polymerization conditions such as the reaction solvent, concentration, temperature, time, and the like can include the conditions described in JP-A-2001-342241.

たとえば、遷移金属塩としては、塩化ニッケル、臭化ニッケルなどが好適に使用され、配位子としては、トリフェニルホスフィン、2,2’−ビピリジンなどが挙げられる。還元剤としては、鉄、亜鉛、マンガンなどが好ましい。塩としては、臭化ナトリウム、ヨウ化ナトリウム、臭化カリウム、臭化テトラエチルアンモニウム、ヨウ化テトラエチルアンモニウムが好ましい。重合に用いる溶媒としては、たとえば、テトラヒドロフラン、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリドンなどが挙げられる。   For example, as the transition metal salt, nickel chloride, nickel bromide and the like are preferably used, and as the ligand, triphenylphosphine, 2,2'-bipyridine and the like can be mentioned. As the reducing agent, iron, zinc, manganese and the like are preferable. As the salt, sodium bromide, sodium iodide, potassium bromide, tetraethylammonium bromide, and tetraethylammonium iodide are preferable. Examples of the solvent used for polymerization include tetrahydrofuran, dimethylacetamide, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, N-methylpyrrolidone, and the like.

本発明のスルホン化ポリマーは、この前駆体のスルホン酸エステル基を有する重合体を、特開2004−137444号公報に記載の方法で脱エステル化して得ることができる。脱エステル化は臭化リチウム、ヨウ化リチウム、臭化ナトリウム、ヨウ化ナトリウムなどの塩を用いて、上記の溶媒中で行うことが好ましい。   The sulfonated polymer of the present invention can be obtained by deesterifying a polymer having a sulfonate group of this precursor by the method described in JP-A No. 2004-137444. Deesterification is preferably carried out in the above-mentioned solvent using a salt such as lithium bromide, lithium iodide, sodium bromide or sodium iodide.

本発明のスルホン化ポリマーの第2の合成方法としては、たとえば、上記化合物(A)と、フェノール性水酸基を有する各種の化合物とを求核置換反応により重合させる方法が挙げられる。このとき化合物(A)中のXは、フッ素原子または塩素原子であることが好ましく、Rは、水素原子またはアルカリ金属原子であることが好ましい。この重合においては、化合物(A)中の置換基Xと、フェノール性水酸基を有する化合物の該水酸基中の水素原子とが脱離し、エーテル結合が形成される。すなわち、この方法では、ポリアリーレンエーテル、ポリエーテルケトン、ポリエーテルスルホンなどのエーテル結合を有する重合体が得られる。   Examples of the second synthesis method of the sulfonated polymer of the present invention include a method of polymerizing the compound (A) and various compounds having a phenolic hydroxyl group by a nucleophilic substitution reaction. At this time, X in the compound (A) is preferably a fluorine atom or a chlorine atom, and R is preferably a hydrogen atom or an alkali metal atom. In this polymerization, the substituent X in the compound (A) and the hydrogen atom in the hydroxyl group of the compound having a phenolic hydroxyl group are eliminated, and an ether bond is formed. That is, in this method, a polymer having an ether bond such as polyarylene ether, polyether ketone, or polyether sulfone can be obtained.

上記フェノール性水酸基を有する化合物として、たとえば、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、4,4’−ジヒドロキシビフェニル、9,9−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フルオレン、レゾルシノール、ヒドロキノン、4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、4,4’−ジヒドロキシベンゾフェノンなどが挙げられる。また、フェノール性水酸基のかわりに、チオール基を有する化合物を用いてもよい。この場合には、チオエーテル結合を有する重合体が得られる。これらの化合物は単独で用いてもよいし、2種類以上を用いてもよい。   Examples of the compound having a phenolic hydroxyl group include 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane and 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoro. Examples include propane, 4,4′-dihydroxybiphenyl, 9,9-bis (4-hydroxyphenyl) fluorene, resorcinol, hydroquinone, 4,4′-dihydroxydiphenyl sulfone, 4,4′-dihydroxybenzophenone, and the like. Moreover, you may use the compound which has a thiol group instead of a phenolic hydroxyl group. In this case, a polymer having a thioether bond is obtained. These compounds may be used alone or in combination of two or more.

また、他の成分として、スルホン酸基を有しないジハロゲン化物を共重合させることもできる。このようなジハロゲン化物としては、たとえば、4,4’−ジクロロベンゾフェノン、2,4’−ジクロロベンゾフェノン、2,2’−ジクロロベンゾフェノン、2,5−ジクロロベンゾフェノン、2,4−ジクロロベンゾフェノン、2,6−ジクロロベンゾフェノン、4,4’−ジクロロジフェニルスルホン、2,4’−ジクロロジフェニルスルホン、2,2’−ジクロロジフェニルスルホン、2,5−ジクロロジフェニルスルホン、2,4−ジクロロジフェニルスルホン、2,6−ジクロロジフェニルスルホン、2,6−ジクロロベンゾニトリル、2,5−ジクロロベンゾニトリル、2,4−ジクロロベンゾニトリルなどが挙げられる。また、これらの化合物の塩素原子をフッ素原子に置き換えた化合物も例として挙げることができる。   Further, as other components, a dihalide having no sulfonic acid group can be copolymerized. Examples of such a dihalide include 4,4′-dichlorobenzophenone, 2,4′-dichlorobenzophenone, 2,2′-dichlorobenzophenone, 2,5-dichlorobenzophenone, 2,4-dichlorobenzophenone, 2, 6-dichlorobenzophenone, 4,4′-dichlorodiphenyl sulfone, 2,4′-dichlorodiphenyl sulfone, 2,2′-dichlorodiphenyl sulfone, 2,5-dichlorodiphenyl sulfone, 2,4-dichlorodiphenyl sulfone, 2, Examples include 6-dichlorodiphenyl sulfone, 2,6-dichlorobenzonitrile, 2,5-dichlorobenzonitrile, and 2,4-dichlorobenzonitrile. Moreover, the compound which substituted the chlorine atom of these compounds by the fluorine atom can also be mentioned as an example.

上記重合は、アルカリ炭酸金属塩、アルカリ金属、アルカリ水素金属、水酸化アルカリ金属の存在化で行うことが好ましい。具体的には、炭酸カリウム、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸水リチウム、水素化リチウム、
水素化ナトリウム、水素化カリウム、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムを挙げることができる。
The polymerization is preferably carried out in the presence of an alkali metal carbonate, alkali metal, alkali hydrogen metal, or alkali metal hydroxide. Specifically, potassium carbonate, lithium carbonate, sodium carbonate, sodium bicarbonate, potassium bicarbonate, lithium carbonated water, lithium hydride,
Examples thereof include sodium hydride, potassium hydride, lithium hydroxide, sodium hydroxide, and potassium hydroxide.

上記重合に用いる溶媒としては、極性溶媒が好ましく、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリドンなどを挙げることができる。また、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの水と共沸する溶媒を共存させてもよい。   The solvent used for the polymerization is preferably a polar solvent, and examples thereof include dimethylacetamide, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, and N-methylpyrrolidone. Moreover, you may coexist the solvent azeotropically with water, such as benzene, toluene, and xylene.

いずれの合成方法の場合にも、得られた重合体を固体高分子電解質として使用する際には、酸で処理し、スルホン酸基を各種の金属塩の状態からフリーの状態に変換しておくことが好ましい。   In any of the synthesis methods, when the obtained polymer is used as a solid polymer electrolyte, it is treated with an acid to convert sulfonic acid groups from various metal salt states to free states. It is preferable.

上記のような方法により製造されるスルホン化ポリアリーレンのイオン交換容量は、通常、0.3〜5meq/g、好ましくは0.5〜4meq/g、さらに好ましくは0.8〜3.5meq/gである。イオン交換容量が上記範囲よりも低いと、プロトン伝導度が低く、発電性能が低くなる傾向にあり、上記範囲を超えると、耐水性が大幅に低下することがある。   The ion exchange capacity of the sulfonated polyarylene produced by the method as described above is usually 0.3 to 5 meq / g, preferably 0.5 to 4 meq / g, more preferably 0.8 to 3.5 meq / g. g. If the ion exchange capacity is lower than the above range, the proton conductivity tends to be low and the power generation performance tends to be low, and if it exceeds the above range, the water resistance may be significantly reduced.

本発明のスルホン化ポリアリーレンの重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエションクロマトグラフィ(GPC)によるポリスチレン換算で、1万〜100万、好ましくは2万〜50万、より好ましくは3万〜30万である。   The weight average molecular weight (Mw) of the sulfonated polyarylene of the present invention is 10,000 to 1,000,000, preferably 20,000 to 500,000, more preferably 30,000 to 30 in terms of polystyrene by gel permeation chromatography (GPC). Ten thousand.

<固体高分子電解質>
本発明の固体高分子電解質は、上記スルホン化ポリアリーレンを含み、プロトン伝導性を損なわない範囲で、フェノール性水酸基含有化合物、アミン系化合物、有機リン化合物、有機イオウ化合物などの酸化防止剤などを含んでもよい。
<Solid polymer electrolyte>
The solid polymer electrolyte of the present invention contains the above sulfonated polyarylene and contains antioxidants such as phenolic hydroxyl group-containing compounds, amine compounds, organic phosphorus compounds, organic sulfur compounds, etc., as long as proton conductivity is not impaired. May be included.

上記固体高分子電解質は、使用用途に応じて、粒状、繊維状、膜状など種々の形状で用いることができる。たとえば、燃料電池や水電解装置などの電気化学デバイスに用いる場合には、その形状を膜状とすることが望ましい。   The solid polymer electrolyte can be used in various shapes such as a granular shape, a fibrous shape, and a membrane shape depending on the intended use. For example, when it is used in an electrochemical device such as a fuel cell or a water electrolysis apparatus, it is desirable that the shape is a film.

<プロトン伝導膜>
本発明のプロトン伝導膜は、上記スルホン化ポリアリーレンを含む固体高分子電解質を用いて調製される。また、プロトン伝導膜を調製する際に、固体高分子電解質以外に、硫酸やリン酸などの無機酸、カルボン酸などの有機酸、適量の水などを併用してもよい。
<Proton conducting membrane>
The proton conducting membrane of the present invention is prepared using a solid polymer electrolyte containing the sulfonated polyarylene. In preparing the proton conducting membrane, in addition to the solid polymer electrolyte, an inorganic acid such as sulfuric acid or phosphoric acid, an organic acid such as carboxylic acid, an appropriate amount of water, or the like may be used in combination.

本発明のプロトン伝導膜は、上記スルホン化ポリアリーレンを溶媒に溶解した後、基体上に流延してフィルム状に成形するキャスティング法などにより製造することができる。
上記スルホン化ポリマーを溶解する溶媒としては、たとえば、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、γ−ブチロラクトン、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ジメチル尿素、ジメチルイミダゾリジノンなどの非プロトン系極性溶剤が挙げられ、特に溶解性および溶液粘度の観点から、N−メチル−2−ピロリドン(以下「NMP」ともいう。)が好ましい。非プロトン系極性溶剤は1種単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
The proton conducting membrane of the present invention can be produced by a casting method or the like in which the sulfonated polyarylene is dissolved in a solvent and then cast on a substrate to form a film.
Examples of the solvent for dissolving the sulfonated polymer include N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylformamide, γ-butyrolactone, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, dimethylurea, and dimethylimidazolidinone. Among these, N-methyl-2-pyrrolidone (hereinafter also referred to as “NMP”) is preferable from the viewpoints of solubility and solution viscosity. The aprotic polar solvent may be used alone or in combination of two or more.

また、上記溶媒として、上記非プロトン系極性溶剤とアルコールとの混合物も用いることができる。アルコールとしては、たとえば、メタノール、エタノール、プロピルアルコール、iso−プロピルアルコール、sec−ブチルアルコール、tert−ブチルアルコールなどが挙げられる。   In addition, as the solvent, a mixture of the aprotic polar solvent and alcohol can also be used. Examples of the alcohol include methanol, ethanol, propyl alcohol, iso-propyl alcohol, sec-butyl alcohol, tert-butyl alcohol and the like.

上記溶媒として、非プロトン系極性溶剤とアルコールとの混合物を用いる場合には、非
プロトン系極性溶剤が95〜25重量%、好ましくは90〜25重量%、アルコールが5〜75重量%、好ましくは10〜75重量%(ただし、合計を100重量%とする)の割合で用いられる。
When a mixture of an aprotic polar solvent and an alcohol is used as the solvent, the aprotic polar solvent is 95 to 25% by weight, preferably 90 to 25% by weight, and the alcohol is 5 to 75% by weight, preferably It is used at a ratio of 10 to 75% by weight (however, the total is 100% by weight).

本発明のスルホン化ポリマーを溶解させた溶液のポリマー濃度は、重合体の分子量にもよるが、通常、5〜40重量%、好ましくは7〜25重量%である。ポリマー濃度が上記範囲よりも低いと、厚膜化し難く、また、ピンホールが生成しやすい傾向にある。一方、上記範囲を超えると、溶液粘度が高すぎてフィルム化し難く、また、表面平滑性に欠けることがある。   The polymer concentration of the solution in which the sulfonated polymer of the present invention is dissolved is usually 5 to 40% by weight, preferably 7 to 25% by weight, although it depends on the molecular weight of the polymer. If the polymer concentration is lower than the above range, it is difficult to increase the film thickness, and pinholes tend to be easily generated. On the other hand, when the above range is exceeded, the solution viscosity is too high to be formed into a film, and the surface smoothness may be lacking.

なお、溶液粘度は、上記スルホン化ポリアリーレンの分子量やポリマー濃度にもよるが、通常、2,000〜100,000mPa・s、好ましくは3,000〜50,000mPa・sである。溶液粘度が上記範囲よりも低いと、成膜中の溶液の滞留性が悪く、基体から流れてしまうことがあり、上記範囲を超えると、粘度が高過ぎてダイからの押し出しができず、流延法によるフィルム化が困難になる傾向にある。   The solution viscosity is usually 2,000 to 100,000 mPa · s, preferably 3,000 to 50,000 mPa · s, although it depends on the molecular weight and polymer concentration of the sulfonated polyarylene. If the solution viscosity is lower than the above range, the retention of the solution during film formation is poor and may flow from the substrate. If it exceeds the above range, the viscosity is too high to be extruded from the die, and It tends to be difficult to form a film by the rolling method.

上記のようにして成膜した後、得られた未乾燥フィルムを水に浸漬することにより、未乾燥フィルム中の有機溶剤を水と置換することができ、得られるプロトン伝導膜中の残留溶媒量を低減することができる。   After film formation as described above, the organic solvent in the undried film can be replaced with water by immersing the obtained undried film in water, and the amount of residual solvent in the resulting proton conducting membrane Can be reduced.

なお、成膜後、未乾燥フィルムを水に浸漬する前に、未乾燥フィルムを予備乾燥してもよい。予備乾燥は、未乾燥フィルムを通常50〜150℃の温度で、0.1〜10時間保持することにより行われる。   In addition, after film formation, before immersing an undried film in water, you may predry an undried film. The preliminary drying is performed by holding the undried film at a temperature of usually 50 to 150 ° C. for 0.1 to 10 hours.

未乾燥フィルムを水に浸漬する際は、バッチ方式でも連続方法でもよい。未乾燥フィルムを水に浸漬する際の水の温度は、好ましくは5〜80℃の範囲である。通常、置換速度と取り扱いやすさから10〜60℃の温度範囲が好都合である。浸漬時間は、初期の残存溶媒量や接触比、処理温度にもよるが、通常10分〜240時間、好ましくは30分〜100時間の範囲である。   When the undried film is immersed in water, a batch method or a continuous method may be used. The temperature of water when the undried film is immersed in water is preferably in the range of 5 to 80 ° C. Usually, a temperature range of 10 to 60 ° C. is convenient because of the replacement speed and ease of handling. The immersion time is usually in the range of 10 minutes to 240 hours, preferably 30 minutes to 100 hours, although depending on the initial residual solvent amount, contact ratio, and treatment temperature.

上記のように未乾燥フィルムを水に浸漬した後乾燥すると、残存溶媒量が低減されたプロトン伝導膜が得られるが、このようにして得られるプロトン伝導膜中の残存溶媒量は、通常5重量%以下である。   When the undried film is immersed in water and dried as described above, a proton conductive membrane with a reduced amount of residual solvent is obtained. The amount of residual solvent in the proton conductive membrane thus obtained is usually 5 wt. % Or less.

上記のようにして未乾燥フィルムを水に浸漬した後、フィルムを30〜100℃、好ましくは50〜80℃で、10〜180分、好ましくは15〜60分乾燥し、次いで、50〜150℃で、好ましくは500mmHg〜0.1mmHgの減圧下、0.5〜24時間、真空乾燥することにより、プロトン伝導膜を得ることができる。   After immersing the undried film in water as described above, the film is dried at 30-100 ° C, preferably 50-80 ° C, for 10-180 minutes, preferably 15-60 minutes, and then 50-150 ° C. Thus, preferably, a proton conductive membrane can be obtained by vacuum drying under reduced pressure of 500 mmHg to 0.1 mmHg for 0.5 to 24 hours.

上記の方法により得られる本発明のプロトン伝導膜は、その乾燥膜厚が、通常10〜100μm、好ましくは20〜80μmである。
本発明のプロトン伝導膜は、たとえば、一次電池用電解質、二次電池用電解質、燃料電池用高分子固体電解質、表示素子、各種センサー、信号伝達媒体、固体コンデンサー、イオン交換膜などに用いられるプロトン伝導性の固体高分子電解質膜として好適に用いることができる。
The proton conductive membrane of the present invention obtained by the above method has a dry film thickness of usually 10 to 100 μm, preferably 20 to 80 μm.
The proton conductive membrane of the present invention is, for example, a proton used in an electrolyte for primary batteries, an electrolyte for secondary batteries, a polymer solid electrolyte for fuel cells, a display element, various sensors, a signal transmission medium, a solid capacitor, an ion exchange membrane, and the like. It can be suitably used as a conductive solid polymer electrolyte membrane.

[実施例]
以下、実施例に基づいて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、実施例における各種の測定項目は、下記のようにして求めた。
[Example]
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated further more concretely based on an Example, this invention is not limited to these Examples. The various measurement items in the examples were determined as follows.

(分子量)
重合体の重量平均分子量(Mw)は、臭化リチウムと燐酸を添加したN−メチル−2−ピロリドン(NMP)を溶離液として用い、GPCによってポリスチレン換算の分子量を求めた。
(Molecular weight)
The weight average molecular weight (Mw) of the polymer was determined by GPC using polystyrene as a molecular weight using N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) to which lithium bromide and phosphoric acid were added as an eluent.

(イオン交換容量)
得られたスルホン化ポリマーの水洗水がpH4〜6になるまで洗浄して、フリーの残存している酸を除去して十分に水洗し、乾燥した後、所定量を秤量し、THF/水の混合溶剤に溶解し、フェノールフタレインを指示薬とし、NaOHの標準液にて滴定し、中和点からイオン交換容量を求めた。
(Ion exchange capacity)
The obtained sulfonated polymer is washed with water until the pH becomes 4 to 6, the free remaining acid is removed and washed thoroughly with water, and after drying, a predetermined amount is weighed, and THF / water After dissolving in a mixed solvent, phenolphthalein was used as an indicator and titrated with a standard solution of NaOH, and the ion exchange capacity was determined from the neutralization point.

(プロトン伝導度)
まず、短冊状の試料膜(40mm×5mm)の表面に、白金線(φ=0.5mm)を5mm間隔に5本押し当て、恒温恒湿装置((株)ヤマト科学製「JW241」)中に試料を保持し、白金線間の交流インピーダンス測定により交流抵抗を求めた。測定は、抵抗測定装置として(株)NF回路設計ブロック製のケミカルインピーダンス測定システムを用いて、85℃、相対湿度90%の環境下、交流10kHzの条件で、線間距離を5〜20mmに変化させて行った。次いで、線間距離と抵抗の勾配から、膜の比抵抗Rを下記式に従って算出し、比抵抗Rの逆数からプロトン伝導度を算出した。
(Proton conductivity)
First, five platinum wires (φ = 0.5 mm) were pressed at 5 mm intervals on the surface of a strip-shaped sample film (40 mm × 5 mm), and in a constant temperature and humidity apparatus (“JW241” manufactured by Yamato Scientific Co., Ltd.) A sample was held on the substrate, and AC resistance was obtained by measuring AC impedance between platinum wires. The measurement is performed using a chemical impedance measurement system manufactured by NF Circuit Design Block Co., Ltd. as a resistance measurement device, and the line-to-line distance is changed to 5 to 20 mm under the condition of AC 10 kHz in an environment of 85 ° C. and relative humidity 90%. I went. Next, the specific resistance R of the membrane was calculated according to the following formula from the distance between the lines and the resistance gradient, and the proton conductivity was calculated from the reciprocal of the specific resistance R.

比抵抗R(Ω・cm)=0.5(cm)×膜厚(cm)×抵抗線間勾配(Ω/cm)
(含水率)
厚さ50μmのプロトン伝導膜を、プレッシャークッカー中で120℃の熱水に24時間浸漬し、浸漬前のフィルムの重量に対する取り出し直後の重量の割合(含水率)を求めた。
Specific resistance R (Ω · cm) = 0.5 (cm) × film thickness (cm) × resistance-to-resistance gradient (Ω / cm)
(Moisture content)
A proton conductive membrane having a thickness of 50 μm was immersed in hot water at 120 ° C. for 24 hours in a pressure cooker, and the ratio of the weight immediately after removal (water content) to the weight of the film before immersion was determined.

〔実施例1〕トリスルホン化物の合成(1)
窒素導入管および攪拌機を取り付けた100mlの三口フラスコに、塩化アルミニウム2.1gおよび1,2−ジクロロエタン6mlをはかりとり、氷浴で冷却した。これに、3,5−ジクロロ安息香酸クロリドを加えた後、ジフェニルエーテル2.55gを1,2−ジクロロエタン2mlに溶解した溶液を滴下した。滴下後、反応液を氷水中に注ぎ、分離した有機層を濃縮乾固させた。これを30mlのアセトンに溶解し、塩をろ過した。ろ液を濃縮乾固し、4.6gの3,5−ジクロロ−4’−フェノキシベンゾフェノンを得た。
[Example 1] Synthesis of trisulfonated product (1)
In a 100 ml three-necked flask equipped with a nitrogen introduction tube and a stirrer, 2.1 g of aluminum chloride and 6 ml of 1,2-dichloroethane were weighed and cooled in an ice bath. 3,5-Dichlorobenzoic acid chloride was added thereto, and then a solution obtained by dissolving 2.55 g of diphenyl ether in 2 ml of 1,2-dichloroethane was added dropwise. After dropping, the reaction solution was poured into ice water, and the separated organic layer was concentrated to dryness. This was dissolved in 30 ml of acetone and the salt was filtered. The filtrate was concentrated to dryness to obtain 4.6 g of 3,5-dichloro-4′-phenoxybenzophenone.

窒素導入管および攪拌機を取り付けた100mlの三口フラスコに、上記のようにして得られた3,5−ジクロロ−4’−フェノキシベンゾフェノン31.7g、をはかりとり、氷浴で冷却した。これに、濃硫酸30mlを加えた後、60%発煙硫酸32mlを加え、1時間攪拌した。次に、70℃に加温し、15時間攪拌を続けた。反応液を冷却後、400mlの氷水に注ぎ、水酸化ナトリウム水溶液でpHを6〜7に調整してろ過した。ろ液を濃縮し、400mlのジメチルスルホキシドで抽出した。不溶物をろ過後、ろ液を濃縮し、残渣を60mlの水に溶解して60℃に加温した。ここに、沈殿がそれ以上生成しなくなるまで水を加え、生成物をろ過することにより、46.3gのトリスルホン化物を得た。この化合物の1H−NMRスペクトルを図1に示す。得られたトリスルホン化物の
構造は、下記式で表されることを確認した。
31.7 g of 3,5-dichloro-4′-phenoxybenzophenone obtained as described above was weighed into a 100 ml three-necked flask equipped with a nitrogen introducing tube and a stirrer, and cooled in an ice bath. To this was added 30 ml of concentrated sulfuric acid, and then 32 ml of 60% fuming sulfuric acid was added and stirred for 1 hour. Next, it heated to 70 degreeC and stirring was continued for 15 hours. After cooling the reaction solution, it was poured into 400 ml of ice water, and the pH was adjusted to 6-7 with an aqueous sodium hydroxide solution and filtered. The filtrate was concentrated and extracted with 400 ml dimethyl sulfoxide. The insoluble material was filtered off, the filtrate was concentrated, and the residue was dissolved in 60 ml of water and heated to 60 ° C. Water was added thereto until no more precipitate was formed, and the product was filtered to obtain 46.3 g of a trisulfonated product. The 1 H-NMR spectrum of this compound is shown in FIG. It was confirmed that the structure of the obtained trisulfonated product was represented by the following formula.

Figure 0004505573
Figure 0004505573

〔実施例2〕トリスルホン化物の合成(2)
実施例1において、3,5−ジクロロ安息香酸クロリドの代わりに、2,5−ジクロロ安息香酸クロリドを用いたこと以外は、実施例1と同様に合成を行った。さらに得られた2,5−ジクロロ−4’−フェノキシベンゾフェノンを実施例1と同様にスルホン化し、下記式で表されるトリスルホン化物を得た。
[Example 2] Synthesis of trisulfonated product (2)
In Example 1, it synthesize | combined like Example 1 except having used 2, 5- dichloro benzoic acid chloride instead of 3, 5- dichloro benzoic acid chloride. Further, the obtained 2,5-dichloro-4′-phenoxybenzophenone was sulfonated in the same manner as in Example 1 to obtain a trisulfonated product represented by the following formula.

Figure 0004505573
Figure 0004505573

〔実施例3〕トリスルホン化物の合成(3)
実施例1において、3,5−ジクロロ安息香酸クロリドの代わりに、2,6−ジフルオロ安息香酸クロリドを用いたこと以外は、実施例1と同様に合成を行った。さらに得られた2,6−ジフルオロ−4’−フェノキシベンゾフェノンを実施例1と同様にスルホン化し、下記式で表されるトリスルホン化物を得た。
[Example 3] Synthesis of trisulfonated product (3)
The synthesis was performed in the same manner as in Example 1 except that 2,6-difluorobenzoic acid chloride was used instead of 3,5-dichlorobenzoic acid chloride. Further, the obtained 2,6-difluoro-4′-phenoxybenzophenone was sulfonated in the same manner as in Example 1 to obtain a trisulfonated product represented by the following formula.

Figure 0004505573
Figure 0004505573

〔実施例4〕スルホン酸誘導体の合成(1)
攪拌機、温度計、窒素導入管、冷却管および滴下ロートを取り付けた2Lの三口フラスコに、実施例1で得られたトリスルホン化物90.9gおよびスルホラン540gをはかりとり、氷浴で冷却した。これに塩化ホスホリル351gをゆっくり滴下した後、80℃で2時間攪拌した。反応液を氷水に注ぎ、酢酸エチルで抽出した。次いで、溶媒を留去し、酢酸エチル/n−ヘキサンで再結晶し、45.4gのスルホン酸クロリドを得た。
[Example 4] Synthesis of sulfonic acid derivative (1)
90.9 g of the trisulfonated product obtained in Example 1 and 540 g of sulfolane were weighed into a 2 L three-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer, a nitrogen introducing tube, a cooling tube and a dropping funnel, and cooled in an ice bath. To this, 351 g of phosphoryl chloride was slowly added dropwise, followed by stirring at 80 ° C. for 2 hours. The reaction mixture was poured into ice water and extracted with ethyl acetate. Subsequently, the solvent was distilled off, and recrystallization was performed with ethyl acetate / n-hexane to obtain 45.4 g of sulfonic acid chloride.

窒素導入管および攪拌機を取り付けた500mlの三口フラスコに、スルホン酸クロリド31.9g、ネオペンチルアルコール13.2gおよびピリジン70gをとり、室温で12時間攪拌した。反応液をトルエンで希釈し、塩酸水溶液で2回洗浄した。さらに有機層を5%炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した。メタノールから再結晶を行い、下記式で表されるネオペンチルエステル51.6gを得た。   In a 500 ml three-necked flask equipped with a nitrogen inlet tube and a stirrer, 31.9 g of sulfonic acid chloride, 13.2 g of neopentyl alcohol and 70 g of pyridine were taken and stirred at room temperature for 12 hours. The reaction solution was diluted with toluene and washed twice with an aqueous hydrochloric acid solution. Further, the organic layer was washed with 5% aqueous sodium hydrogen carbonate solution and dried over magnesium sulfate. Recrystallization from methanol gave 51.6 g of neopentyl ester represented by the following formula.

Figure 0004505573
Figure 0004505573

〔実施例5〕スルホン酸誘導体の合成(2)
実施例4において、実施例1で得られたトリスルホン化物を、実施例2で得られたトリスルホン化物に代えたこと以外は、実施例4と同様の反応操作を行い、下記式で表されるテトラヒドロフルフリルエステルを得た。
[Example 5] Synthesis of sulfonic acid derivative (2)
In Example 4, except that the trisulfonated product obtained in Example 1 was replaced with the trisulfonated product obtained in Example 2, the same reaction operation as in Example 4 was performed, and it was represented by the following formula. Tetrahydrofurfuryl ester was obtained.

Figure 0004505573
Figure 0004505573

〔実施例6〕スルホン化ポリマーの合成(1)
攪拌機、窒素導入管および温度計を取り付けた2Lの3口フラスコに、実施例4で得られたスルホン酸誘導体79.4g(100mmol)、2,5−ジクロロベンゾフェノン100.4g(400mmol)、ビス(トリフェニルホスフィン)ニッケルジクロリド9.81g(20mmol)、ヨウ化ナトリウム2.25g(20mmol)、トリフェニルホスフィン52.5g(200mmol)および亜鉛78.4g(1200mmol)をはかりとり、乾燥窒素置換した。ここにN,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)400mLを加え、反応温度を80℃に保ちながら3時間攪拌した後、DMAc350mLを加えて希釈し、不溶物をろ過した。
[Example 6] Synthesis of sulfonated polymer (1)
To a 2 L three-necked flask equipped with a stirrer, a nitrogen inlet tube and a thermometer, 79.4 g (100 mmol) of the sulfonic acid derivative obtained in Example 4, 100.4 g (400 mmol) of 2,5-dichlorobenzophenone, bis ( Triphenylphosphine) nickel dichloride 9.81 g (20 mmol), sodium iodide 2.25 g (20 mmol), triphenylphosphine 52.5 g (200 mmol) and zinc 78.4 g (1200 mmol) were weighed and purged with dry nitrogen. 400 mL of N, N-dimethylacetamide (DMAc) was added thereto, and the mixture was stirred for 3 hours while maintaining the reaction temperature at 80 ° C. Then, 350 mL of DMAc was added for dilution, and insoluble matter was filtered off.

得られたろ液を、攪拌機、温度計および窒素導入管を取り付けた3Lの三口フラスコに入れ、115℃に加熱攪拌し、臭化リチウム28.7g(330mmol)を加えた。7時間攪拌後、反応液をアセトン5Lに注いで生成物を沈殿させた。次いで、1N塩酸、純水の順に洗浄後、乾燥して目的のスルホン化ポリマー135gを得た。得られた重合体の重量平均分子量は147,000、イオン交換容量は2.1meq/gであった。得られた重合体は下記式で表されるスルホン化ポリマーであると推定される。   The obtained filtrate was put into a 3 L three-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer, and a nitrogen introduction tube, heated and stirred at 115 ° C., and 28.7 g (330 mmol) of lithium bromide was added. After stirring for 7 hours, the reaction solution was poured into 5 L of acetone to precipitate the product. Next, after washing with 1N hydrochloric acid and pure water in this order, it was dried to obtain 135 g of the desired sulfonated polymer. The weight average molecular weight of the obtained polymer was 147,000, and the ion exchange capacity was 2.1 meq / g. The obtained polymer is presumed to be a sulfonated polymer represented by the following formula.

Figure 0004505573
Figure 0004505573

〔実施例7〕スルホン化ポリマーの合成(2)
実施例6において、実施例4で得られたスルホン酸誘導体を、実施例5で得られたスルホン酸誘導体に代えた以外は、実施例6と同様に反応を行い、スルホン化ポリマー139gを得た。得られた重合体の重量平均分子量は131,000、イオン交換容量は2.1meq/gであった。得られた重合体は下記式で表されるスルホン化ポリマーであると推定される。
[Example 7] Synthesis of sulfonated polymer (2)
In Example 6, the reaction was performed in the same manner as in Example 6 except that the sulfonic acid derivative obtained in Example 4 was replaced with the sulfonic acid derivative obtained in Example 5, to obtain 139 g of a sulfonated polymer. . The obtained polymer had a weight average molecular weight of 131,000 and an ion exchange capacity of 2.1 meq / g. The obtained polymer is presumed to be a sulfonated polymer represented by the following formula.

Figure 0004505573
Figure 0004505573

〔実施例8〕スルホン化ポリマーの合成(3)
攪拌機、温度計、Dean-stark管、窒素導入管および冷却管を取り付けた500mLの三口フラスコに、実施例3で合成したスルホン酸誘導体23.2g(37.7mmol)、4,4’−ジフルオロベンゾフェノン5.5g(25.1mmol)、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン21.1g(62.8mmol)および炭酸カリウム11.3g(81.6mmol)をはかりとった。乾燥窒素置換した後、スルホラン130mLおよびトルエン65mLを加え、130℃で加熱攪拌した。反応によって生成する水は、Dean-stark管にトラップした。3時間後、水の生成がほとんど認められなくなったところで、トルエンをDean-stark管から系外に除去した。次に、反応温度を175℃にあげ、3時間攪拌を続けた。反応液を放冷後、トルエン100mLを加えて希釈した。不溶の塩をろ過し、ろ液をメタノール2Lに注いで生成物を沈殿させた。沈殿した生成物を1N塩酸、純水の順に洗浄した後、乾燥して目的のポリマー87gを得た。このポリマーの重量平均分子量は126,000、イオン交換容量は1.9meq/gであった。得られた重合体は下記式で表されるスルホン化ポリマーであると推定される。
[Example 8] Synthesis of sulfonated polymer (3)
In a 500 mL three-necked flask equipped with a stirrer, thermometer, Dean-stark tube, nitrogen inlet tube and condenser tube, 23.2 g (37.7 mmol) of the sulfonic acid derivative synthesized in Example 3 and 4,4′-difluorobenzophenone 5.5 g (25.1 mmol), 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane 21.1 g (62.8 mmol) and potassium carbonate 11.3 g (81.6 mmol) was weighed. After substitution with dry nitrogen, 130 mL of sulfolane and 65 mL of toluene were added, and the mixture was heated and stirred at 130 ° C. Water produced by the reaction was trapped in a Dean-stark tube. After 3 hours, when almost no water was observed, toluene was removed from the Dean-stark tube out of the system. Next, the reaction temperature was raised to 175 ° C. and stirring was continued for 3 hours. The reaction solution was allowed to cool, and diluted with 100 mL of toluene. Insoluble salts were filtered, and the filtrate was poured into 2 L of methanol to precipitate the product. The precipitated product was washed with 1N hydrochloric acid and pure water in this order and then dried to obtain 87 g of the desired polymer. This polymer had a weight average molecular weight of 126,000 and an ion exchange capacity of 1.9 meq / g. The obtained polymer is presumed to be a sulfonated polymer represented by the following formula.

Figure 0004505573
Figure 0004505573

〔実施例9〕スルホン化ポリマーの合成(4)
実施例8における仕込み量について、実施例3で合成したスルホン酸誘導体を19.4g(31.4mmol)、4,4’−ジフルオロベンゾフェノンを6.9g(31.4mmol)、4,4’―ジヒドロキシビフェニルを11.7g(62.8mmol)に変更したこと以外は、実施例8と同様に反応を行い、スルホン化ポリマー69gを得た。得られた重合体の重量平均分子量は125,000、イオン交換容量は1.9meq/gであった。得られた重合体は下記式で表されるスルホン化ポリマーであると推定される。
[Example 9] Synthesis of sulfonated polymer (4)
Regarding the amount charged in Example 8, 19.4 g (31.4 mmol) of the sulfonic acid derivative synthesized in Example 3, 6.9 g (31.4 mmol) of 4,4′-difluorobenzophenone, 4,4′-dihydroxy The reaction was conducted in the same manner as in Example 8 except that biphenyl was changed to 11.7 g (62.8 mmol) to obtain 69 g of a sulfonated polymer. The obtained polymer had a weight average molecular weight of 125,000 and an ion exchange capacity of 1.9 meq / g. The obtained polymer is presumed to be a sulfonated polymer represented by the following formula.

Figure 0004505573
Figure 0004505573

〔比較例1〕ポリエーテルエーテルケトンスルホン化物。
ポリエーテルエーテルケトン25gを濃硫酸250mlに加え、60℃で24時間攪拌した。反応液を水に注ぎ、沈殿したスルホン化物を中性になるまで純水で洗浄した後、乾燥してスルホン化ポリマー28gを得た。このポリマーのイオン交換容量は1.8meq/gであった。
[Comparative Example 1] Polyetheretherketone sulfonated product.
25 g of polyetheretherketone was added to 250 ml of concentrated sulfuric acid and stirred at 60 ° C. for 24 hours. The reaction solution was poured into water, and the precipitated sulfonated product was washed with pure water until neutral, and then dried to obtain 28 g of a sulfonated polymer. The ion exchange capacity of this polymer was 1.8 meq / g.

〔プロトン伝導膜の作製〕
実施例6〜9および比較例1の各スルホン化ポリマーをNMPに溶解し、キャスト法により膜厚50μmのプロトン伝導膜を作製した。各プロトン伝導膜のプロトン伝導度および含水率を測定した。結果を表1に示す。
[Production of proton conducting membrane]
Each sulfonated polymer of Examples 6 to 9 and Comparative Example 1 was dissolved in NMP, and a proton conductive membrane having a thickness of 50 μm was produced by a casting method. The proton conductivity and water content of each proton conducting membrane were measured. The results are shown in Table 1.

Figure 0004505573
Figure 0004505573

表1に示すように、本発明のスルホン化ポリマー(実施例6〜9)からなるプロトン伝導膜は、イオン交換容量を高くしても、熱水中での含水率が低減でき、高いプロトン伝導度を発現する。   As shown in Table 1, the proton conducting membrane made of the sulfonated polymer of the present invention (Examples 6 to 9) can reduce the water content in hot water even when the ion exchange capacity is increased, and has high proton conductivity. Express degree.

実施例1で得られたトリスルホン化物のNMRスペクトルである。2 is an NMR spectrum of a trisulfonated product obtained in Example 1.

Claims (4)

下記一般式(A)で表される芳香族スルホン酸誘導体。
Figure 0004505573
[式(A)中、Xはハロゲン原子、−OSO2CH3または−OSO2CF3を示し、Rは水素原子、アルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子または炭素数1〜20の炭化水素基を示す。]
An aromatic sulfonic acid derivative represented by the following general formula (A).
Figure 0004505573
[In the formula (A), X represents a halogen atom, —OSO 2 CH 3 or —OSO 2 CF 3 , and R represents a hydrogen atom, an alkali metal atom, an alkaline earth metal atom, or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. Indicates. ]
下記一般式(A’)で表される構成単位を有することを特徴とするスルホン化ポリマー。
Figure 0004505573
A sulfonated polymer having a structural unit represented by the following general formula (A ′).
Figure 0004505573
請求項2に記載のスルホン化ポリマーを含むことを特徴とする固体高分子電解質。   A solid polymer electrolyte comprising the sulfonated polymer according to claim 2. 請求項2に記載のスルホン化ポリマーを含むことを特徴とするプロトン伝導膜。   A proton conducting membrane comprising the sulfonated polymer according to claim 2.
JP2005120058A 2005-04-18 2005-04-18 Aromatic sulfonic acid derivatives, sulfonated polymers, solid polymer electrolytes and proton conducting membranes Expired - Fee Related JP4505573B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005120058A JP4505573B2 (en) 2005-04-18 2005-04-18 Aromatic sulfonic acid derivatives, sulfonated polymers, solid polymer electrolytes and proton conducting membranes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005120058A JP4505573B2 (en) 2005-04-18 2005-04-18 Aromatic sulfonic acid derivatives, sulfonated polymers, solid polymer electrolytes and proton conducting membranes

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006299015A JP2006299015A (en) 2006-11-02
JP4505573B2 true JP4505573B2 (en) 2010-07-21

Family

ID=37467704

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005120058A Expired - Fee Related JP4505573B2 (en) 2005-04-18 2005-04-18 Aromatic sulfonic acid derivatives, sulfonated polymers, solid polymer electrolytes and proton conducting membranes

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4505573B2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4997852B2 (en) * 2005-07-15 2012-08-08 Jsr株式会社 Sulfonated polyarylene polymer
JP5309822B2 (en) * 2008-09-17 2013-10-09 東レ株式会社 Aromatic sulfonic acid derivative, sulfonated polymer, polymer electrolyte material and polymer electrolyte fuel cell using the same
JP2012214689A (en) * 2011-03-28 2012-11-08 Sumitomo Chemical Co Ltd Composition
JP2016207609A (en) * 2015-04-28 2016-12-08 東洋紡株式会社 Composite polymer electrolyte membrane, manufacturing method therefor, membrane electrode assembly and fuel cell
JP2016207610A (en) * 2015-04-28 2016-12-08 東洋紡株式会社 Composite polymer electrolyte membrane and manufacturing method therefor and membrane electrode assembly, fuel cell

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006299015A (en) 2006-11-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100962980B1 (en) Novel Aromatic Sulfonic Ester Derivatives, Polyarylene, Polyarylene Having Sulfonic Acid Group and Process for Preparing the Same, and Polymer Solid Electrolyte and Proton-Conductive Membrane
JP3956661B2 (en) Halogenated aromatic compound, polymer of the compound, and proton conducting membrane comprising the polymer
KR101338588B1 (en) Aromatic compound and sulfonated polyarylene polymer
JP4428181B2 (en) Sulfonated polymers and solid polymer electrolytes with nitrile-type hydrophobic blocks
KR20020077169A (en) Monomer having Electrowithdrawing Group and Electrodonating Group, Copolymer thereof, and Proton-Conductive Membrane
JP2006299080A (en) Polysulfonated aromatic compound, sulfonated polymer, polymeric solid electrolyte and proton-conductive film
JP4269777B2 (en) Novel aromatic sulfonic acid ester derivative, polyarylene, polyarylene having sulfonic acid group, production method thereof, solid polymer electrolyte and proton conducting membrane
JPWO2008143179A1 (en) Novel aromatic compound and polyarylene copolymer having a nitrogen-containing heterocycle containing a sulfonic acid group in the side chain
JP4505573B2 (en) Aromatic sulfonic acid derivatives, sulfonated polymers, solid polymer electrolytes and proton conducting membranes
JP2007294408A (en) Polyparaphenylene hydrocarbon electrolyte, manufacture method therefor, polyparaphenylene, and electrolyte membrane, catalyst layer and polymer electrolyte fuel cell using polyparaphenylene hydrocarbon electrolyte
JP2007022959A (en) New aromatic compound, sulfonated polyarylene, and use of the same
WO2005056650A1 (en) Proton conducting membrane
KR20090005215A (en) Aromatic compound having fluorene skeleton and polyarylene having sulfonic acid group
JP2004196947A (en) New aromatic sulfonate derivative, polyarylene, sulfonated polyarylene and production method thereof, macromolecular solid electrolyte, and proton conductive membrane
WO2011046234A1 (en) Polyarylene copolymer and uses thereof
JP2006298794A (en) Aromatic sulfonic acid derivative, sulfonated polymer, solid polyelectrolyte, and proton-conductive film
JP5597924B2 (en) Polyarylene copolymer having aromatic compound and sulfonic acid group, and use thereof
JP3852108B2 (en) Polyarylene polymer and proton conducting membrane
JP2006028414A (en) Sulfonated polymer and solid polyelectrolyte
JP5692226B2 (en) Polyarylene block copolymer having sulfonic acid group and use thereof
JP4997852B2 (en) Sulfonated polyarylene polymer
JP2006299082A (en) Aromatic sulfonic acid derivative bearing nitrile group, sulfonated polymer, polymeric solid electrolyte and proton-conductive film
JP2006299081A (en) Polynuclear aromatic sulfonic acid derivative, sulfonated polymer, polymeric solid electrolyte and proton-conductive film
WO2011049211A1 (en) Polyarylene copolymer having, in side chain thereof, aromatic ring containing phosphonate group
JP2006176682A (en) Compound having alkyl group side chain and sulfonated polymer

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20071221

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100303

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100309

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100324

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130514

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4505573

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140514

Year of fee payment: 4

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees