JP5613316B1 - Copolymer latex - Google Patents

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Abstract

【課題】乾燥時及び湿潤時の両方で十分な接着強度を発現でき、塗工紙作成時の操業性が良好な共重合体ラテックスの提供。【解決手段】乳化重合により得られる共重合体ラテックスであって、(a)脂肪族共役ジエン系単量体15〜60質量%、(b)エチレン系不飽和カルボン酸単量体6.5〜35質量%、(c)シアン化ビニル単量体1〜30質量%、(d)これらと共重合可能な単量体0〜77.5質量%、からなる単量体成分で構成され、共重合体を用いて作製した厚さ0.3〜0.5mm、1辺4cm角のフィルムの、23℃、50%RHで2日間調湿した時の含水率と、乾燥用シリカゲルを設置したデシケーター中で2日間乾燥させた時の含水率との差が3.0質量%以下であり、純水を分散媒として固形分濃度50.0質量%、pH6.5、液温25℃に調整した時の粘度が1000mPa・s以下である、共重合体ラテックス。【選択図】なしThe present invention provides a copolymer latex capable of exhibiting sufficient adhesive strength both during drying and when wet and having good operability during preparation of coated paper. A copolymer latex obtained by emulsion polymerization, wherein (a) an aliphatic conjugated diene monomer is 15 to 60% by mass, and (b) an ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer is 6.5 to 6.5%. 35% by mass, (c) 1 to 30% by mass of vinyl cyanide monomer, and (d) 0 to 77.5% by mass of monomer copolymerizable therewith. A desiccator equipped with a moisture content of a 0.3-0.5 mm thick, 4 cm square film prepared using a polymer and dried for 2 days at 23 ° C. and 50% RH, and a silica gel for drying. The difference in water content when dried for 2 days in the medium is 3.0% by mass or less, and pure water is used as a dispersion medium to adjust the solid content concentration to 50.0% by mass, pH 6.5, and liquid temperature of 25 ° C. Copolymer latex having a viscosity at time of 1000 mPa · s or less. [Selection figure] None

Description

本発明は、共重合体ラテックスに関する。   The present invention relates to a copolymer latex.

従来より、塗工紙及び電池用電極の材料などの様々な用途に共重合体ラテックスが利用されている。共重合体ラテックスは、各用途における操業性に優れて使いやすく、最終製品に高度な物性バランスを与えるよう改良が重ねられているものの、更に高度な物性バランスを与えることができる共重合体ラテックスが切望されている。   Conventionally, copolymer latex has been used in various applications such as coated paper and battery electrode materials. Copolymer latex has excellent operability in each application, is easy to use, and has been improved to give a high balance of physical properties to the final product. Longed for.

例えば、塗工紙は、その印刷効果が高い等の理由から、非常に数多くの印刷物に利用されている。季刊、月間紙等の定期刊行物の中にも、全ての頁に塗工紙が使用される場合もかなり増えている。特に、メールオーダービジネスにおけるダイレクトメールや商品カタログ等においては、そのほとんどが全ての頁に塗工紙を使用している。   For example, coated paper is used for a large number of printed materials because of its high printing effect. Even in periodicals such as quarterly and monthly papers, the use of coated paper on all pages has increased considerably. In particular, most direct mails and product catalogs in the mail order business use coated paper for all pages.

一般に紙塗工用組成物は、クレーや炭酸カルシウムなどの白色顔料を水に分散した顔料分散液と、顔料同士および顔料と原紙とを接着固定するためのバインダーと、その他の添加剤とによって構成される水性塗料である。バインダーとしては、スチレン−ブタジエン系共重合体ラテックスに代表されるような合成エマルションバインダーや、デンプン、カゼインに代表されるような天然バインダーが使用される。その中でも、乳化重合により得られるスチレン−ブタジエン系共重合体ラテックスは、品質設計の自由度が大きく、紙塗工用組成物に最も適したバインダーとして広く使用されており、その特性が紙塗工用組成物の性能や塗工紙作成時の操業性あるいは最終的な塗工紙製品の表面強度、印刷光沢などの品質に影響することが知られている(例えば、下記特許文献1及び2を参照)。   Generally, a composition for paper coating is composed of a pigment dispersion in which a white pigment such as clay or calcium carbonate is dispersed in water, a binder for adhering and fixing the pigments to each other, and the pigment and the base paper, and other additives. It is a water-based paint. As the binder, a synthetic emulsion binder represented by styrene-butadiene copolymer latex, or a natural binder represented by starch or casein is used. Among them, styrene-butadiene copolymer latex obtained by emulsion polymerization has a high degree of freedom in quality design, and is widely used as the most suitable binder for paper coating compositions. It is known that it affects the performance of the composition for coating, the operability at the time of creating coated paper, or the quality of the final coated paper product, such as surface strength and printing gloss (for example, Patent Documents 1 and 2 below) reference).

特開2009−91669号公報JP 2009-91669 A 特開2008−248446号公報JP 2008-248446 A

最近、紙塗工用組成物などの塗料に対し、低コスト化が図られており、高価なカオリンから安価な炭酸カルシウムへの配合比率が増すと共に、塗料コストに占める割合の大きな共重合体ラテックスの配合量を減らす動きがある。そのため、少ない配合量でも十分な接着強度を発現できる共重合体ラテックスが求められている。   Recently, cost reduction has been achieved for paints such as paper coating compositions, and the proportion of copolymer from expensive kaolin to inexpensive calcium carbonate has increased, and copolymer latex has a large proportion of paint cost. There is a movement to reduce the amount of blending. Therefore, there is a demand for a copolymer latex that can exhibit sufficient adhesive strength even with a small amount.

また、塗工紙製品はオフセット印刷時に湿し水が使用されることから、乾燥時のみならず湿潤時でも十分な接着強度を発現できる共重合体ラテックスが求められている。更に、共重合体ラテックスには、塗工紙作成時の操業性が良好であることも求められている。   Further, since dampening water is used for coated paper products during offset printing, a copolymer latex capable of exhibiting sufficient adhesive strength not only when dried but also when wet is desired. Furthermore, the copolymer latex is also required to have good operability when preparing coated paper.

また、共重合体ラテックスは、電池用電極の材料としても利用されており、電極作成時に電極活物質への被覆性に優れることが望まれている。   Further, the copolymer latex is also used as a material for battery electrodes, and it is desired to have excellent coverage with an electrode active material at the time of electrode preparation.

本発明の目的は、乾燥時及び湿潤時のいずれにおいても十分な接着強度を発現できるとともに、塗工紙作成時の操業性及び電極活物質への被覆性が良好である共重合体ラテックスを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a copolymer latex that can exhibit sufficient adhesive strength both during drying and when wet, and has good operability during coating paper preparation and coating on an electrode active material. There is to do.

本発明は、乳化重合により得られる共重合体ラテックスであって、上記共重合体は、(a)脂肪族共役ジエン系単量体15〜60質量%、(b)エチレン系不飽和カルボン酸単量体6.5〜35質量%、(c)シアン化ビニル単量体1〜30質量%、及び、(d)これらと共重合可能な単量体0〜77.5質量%、からなる単量体成分で構成されており、上記共重合体ラテックスを用いて作製した厚さ0.3〜0.5mm、1辺4cm角のラテックスフィルムの、23℃、50%RHの雰囲気下にて2日間調湿した時の含水率と、乾燥用シリカゲルを設置したデシケーター中で2日間乾燥させた時の含水率との差が3.0質量%以下であり、上記共重合体ラテックスを、純水を分散媒として固形分濃度50.0質量%、pH6.5、液温25℃に調整した時の粘度が1000mPa・s以下である、共重合体ラテックスを提供する。   The present invention is a copolymer latex obtained by emulsion polymerization, wherein the copolymer comprises (a) 15 to 60% by mass of an aliphatic conjugated diene monomer, and (b) an ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer. A monomer consisting of 6.5 to 35% by mass of a monomer, (c) 1 to 30% by mass of a vinyl cyanide monomer, and (d) 0 to 77.5% by mass of a monomer copolymerizable therewith. It is composed of a monomer component, and is a latex film having a thickness of 0.3 to 0.5 mm and a side of 4 cm square prepared using the above copolymer latex, and is 2 in an atmosphere of 23 ° C. and 50% RH. The difference between the moisture content when humidity was adjusted for days and the moisture content when dried for 2 days in a desiccator provided with a silica gel for drying was 3.0% by mass or less. As a dispersion medium, solid content concentration 50.0 mass%, pH 6.5, liquid temperature 25 Viscosity when adjusted to at most 1000 mPa · s, to provide a copolymer latex.

本発明の共重合体ラテックスは、乾燥時及び湿潤時のいずれにおいても十分な接着強度を発現できるとともに、塗工紙作成時の操業性及び電極活物質への被覆性が良好なものとなる。上記効果が得られる理由は以下の通りである。すなわち、エチレン系不飽和カルボン酸単量体を6.5質量%以上使用することで、乾燥時の接着強度が優れる反面、乾燥後の共重合体ラテックスが水分を吸収しやすくなるために、湿潤時の接着強度、および塗工紙作成時の操業性が劣る場合がある。上記共重合体ラテックスは、乾燥後のラテックスフィルムの水分の吸収しやすさを一定レベル以下に抑えているために、湿潤時の接着強度、および塗工紙作成時の操業性が優れる。ここで、塗工紙作成時の操業性は、共重合体ラテックスの耐ベタツキ性及び紙塗工用組成物の再分散性により評価することができる。また、共重合体ラテックスの電極活物質への被覆性が良好であることにより、充放電を繰り返した際の電池のサイクル特性を向上させることができる。   The copolymer latex of the present invention can exhibit sufficient adhesive strength both during drying and when wet, and also has good operability during coating paper preparation and coating on an electrode active material. The reason why the above effect is obtained is as follows. That is, by using 6.5% by mass or more of the ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer, the adhesive strength at the time of drying is excellent, but the copolymer latex after drying becomes easy to absorb moisture, so that it becomes wet. In some cases, the adhesive strength at the time and the operability at the time of preparing the coated paper may be poor. Since the copolymer latex suppresses the moisture absorption of the latex film after drying to a certain level or less, it has excellent adhesive strength when wet and operability when creating coated paper. Here, the operability at the time of preparing the coated paper can be evaluated by the stickiness resistance of the copolymer latex and the redispersibility of the paper coating composition. Moreover, the cycle characteristic of the battery at the time of repeating charging / discharging can be improved because the covering property to the electrode active material of copolymer latex is favorable.

本発明の共重合体ラテックスにおいて、上記(b)エチレン系不飽和カルボン酸単量体は、エチレン系不飽和モノカルボン酸単量体を50質量%以上含有するものであることが好ましい。これにより、乾燥後のラテックスフィルムの水分の吸収しやすさを抑える効果が得られる。   In the copolymer latex of the present invention, the (b) ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer preferably contains 50% by mass or more of the ethylenically unsaturated monocarboxylic acid monomer. Thereby, the effect which suppresses the ease of water | moisture content absorption of the latex film after drying is acquired.

本発明の共重合体ラテックスにおいて、上記乳化重合は、反応系のポリマー転化率が1.0%に到達した到達時までに、上記(c)シアン化ビニル単量体の全量を投入せず、上記到達時から上記単量体成分の全量投入終了した終了時までの時間、の60%の時点までに、上記(c)シアン化ビニル単量体の全量の80質量%以上を投入して行われることが好ましい。上記条件を満たすように(c)シアン化ビニル単量体を投入することにより、得られる共重合体ラテックスは、十分な接着強度を発現できるとともに、低粘度化を実現でき、且つ、塗工紙作成時の操業性も良好なものとなる。   In the copolymer latex of the present invention, the emulsion polymerization is carried out without introducing the total amount of the (c) vinyl cyanide monomer by the time when the polymer conversion rate of the reaction system reaches 1.0%, At least 60% by mass of the total amount of the (c) vinyl cyanide monomer is charged by 60% of the time from the time when the monomer component is reached until the time when the monomer component is completely charged. Are preferred. By introducing the vinyl cyanide monomer (c) so as to satisfy the above conditions, the copolymer latex obtained can exhibit sufficient adhesive strength and can realize low viscosity, and coated paper The operability at the time of creation is also good.

本発明の共重合体ラテックスにおいて、上記乳化重合は、重合開始剤投入開始時の反応系に、上記(b)エチレン系不飽和カルボン酸単量体の全量の0質量%超40質量%以下を含有させ、上記反応系のポリマー転化率が1.0%に到達した到達時から、単量体成分の全量投入終了した終了時までの時間、の5%の時点以降から、上記(b)エチレン系不飽和カルボン酸単量体の残部の添加を開始して、上記到達時から上記終了時までの時間、の80%の時点までに、上記(b)エチレン系不飽和カルボン酸単量体の全量の92質量%以上を投入して行われることが好ましい。上記条件を満たすように(b)エチレン系不飽和カルボン酸単量体を添加することにより、(b)エチレン系不飽和カルボン酸単量体を多量に添加した場合でもラテックス粘度の増加を抑制することができるとともに、共重合体ラテックスの接着強度と、塗工紙作成時の操業性をよりバランス良く向上させることができる。   In the copolymer latex of the present invention, the emulsion polymerization is carried out by adding 0% by mass to 40% by mass of the total amount of the (b) ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer in the reaction system at the start of charging the polymerization initiator. From the time point of 5% from the time when the polymer conversion rate of the reaction system reached 1.0% to the time when the entire amount of monomer components was charged, the above (b) ethylene was added. The addition of the remainder of the unsaturated carboxylic acid monomer is started and by 80% of the time from the arrival to the end, the (b) the ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer It is preferable to carry out by adding 92% by mass or more of the total amount. By adding (b) an ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer so as to satisfy the above conditions, (b) even when a large amount of the ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer is added, an increase in latex viscosity is suppressed. In addition, the adhesive strength of the copolymer latex and the operability during preparation of the coated paper can be improved in a balanced manner.

本発明によれば、乾燥時及び湿潤時のいずれにおいても十分な接着強度を発現できるとともに、塗工紙作成時の操業性及び電極活物質への被覆性が良好である共重合体ラテックスを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a copolymer latex that can exhibit sufficient adhesive strength both during drying and when wet, and has good operability during coating paper preparation and coating on an electrode active material. can do.

本実施形態に係る共重合体ラテックスは、乳化重合により得られる共重合体ラテックスであって、上記共重合体は、(a)脂肪族共役ジエン系単量体15〜60質量%、(b)エチレン系不飽和カルボン酸単量体6.5〜35質量%、(c)シアン化ビニル単量体1〜30質量%、及び、(d)これらと共重合可能な単量体0〜77.5質量%、からなる単量体成分で構成されており、上記共重合体ラテックスを用いて作製した厚さ0.3〜0.5mm、1辺4cm角のラテックスフィルムの、23℃、50%RHの雰囲気下にて2日間調湿した時の含水率と、乾燥用シリカゲルを設置したデシケーター中で2日間乾燥させた時の含水率との差が3.0質量%以下であり、上記共重合体ラテックスを、純水を分散媒として固形分濃度50.0質量%、pH6.5、液温25℃に調整した時の粘度が1000mPa・s以下である、共重合体ラテックスである。   The copolymer latex according to this embodiment is a copolymer latex obtained by emulsion polymerization, and the copolymer comprises (a) 15 to 60% by mass of an aliphatic conjugated diene monomer, (b). 6.5 to 35% by mass of an ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer, (c) 1 to 30% by mass of a vinyl cyanide monomer, and (d) a monomer 0 to 77. copolymerizable with these. 5% by mass of a monomer component composed of a latex film having a thickness of 0.3 to 0.5 mm and a side of 4 cm square prepared using the above copolymer latex, 23 ° C., 50% The difference between the moisture content when humidity is adjusted for 2 days in an RH atmosphere and the moisture content when dried for 2 days in a desiccator provided with drying silica gel is 3.0 mass% or less. The polymer latex is treated with pure water as a dispersion medium and the solid content concentration is 50.0. The amount%, pH 6.5, a viscosity at the time of adjusting the liquid temperature 25 ° C. or less 1000 mPa · s, a copolymer latex.

まず、上記共重合体を構成する単量体成分について説明する。   First, the monomer component which comprises the said copolymer is demonstrated.

(a)脂肪族共役ジエン系単量体(以下、(a)成分という場合もある)としては、1,3−ブタジエン、2−メチル−1,3−ブタジエン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、2−クロル−1,3−ブタジエン、置換直鎖共役ペンタジエン類、並びに、置換および側鎖共役ヘキサジエン類などの単量体が挙げられる。これらは1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。本実施形態においては、工業的に容易に製造され、入手の容易性及びコストの観点から、1,3−ブタジエンを用いることが好ましい。   As the (a) aliphatic conjugated diene monomer (hereinafter sometimes referred to as the component (a)), 1,3-butadiene, 2-methyl-1,3-butadiene, 2,3-dimethyl-1, Examples include monomers such as 3-butadiene, 2-chloro-1,3-butadiene, substituted linear conjugated pentadienes, and substituted and side chain conjugated hexadienes. These can be used alone or in combination of two or more. In the present embodiment, it is preferable to use 1,3-butadiene from the viewpoint of easy production industrially and availability and cost.

(b)エチレン系不飽和カルボン酸単量体(以下、(b)成分という場合もある)としては、アクリル酸、メタクリル酸及びクロトン酸などのモノカルボン酸単量体、マレイン酸、フマル酸及びイタコン酸などのジカルボン酸単量体並びにこれらの無水物が挙げられる。これらの単量体は1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。   (B) As the ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer (hereinafter also referred to as component (b)), monocarboxylic acid monomers such as acrylic acid, methacrylic acid and crotonic acid, maleic acid, fumaric acid and Examples thereof include dicarboxylic acid monomers such as itaconic acid and anhydrides thereof. These monomers can be used alone or in combination of two or more.

(c)シアン化ビニル単量体(以下、(c)成分という場合もある)としては、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、α−クロルアクリロニトリル、α−エチルアクリロニトリルなどが挙げられる。これらは1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。本実施形態においては、工業的に容易に製造され、入手の容易性及びコストの観点から、アクリロニトリル又はメタクリロニトリルを用いることが好ましい。   Examples of (c) vinyl cyanide monomer (hereinafter sometimes referred to as component (c)) include acrylonitrile, methacrylonitrile, α-chloroacrylonitrile, α-ethylacrylonitrile and the like. These can be used alone or in combination of two or more. In the present embodiment, it is preferable to use acrylonitrile or methacrylonitrile from the viewpoint of easy production industrially and availability and cost.

(d)上記(a)成分〜(c)成分と共重合可能な単量体(以下、(d)成分という場合もある)としては、アルケニル芳香族単量体、不飽和カルボン酸アルキルエステル単量体、ヒドロキシアルキル基を含有する不飽和単量体、不飽和カルボン酸アミド単量体などの単量体が挙げられる。   (D) Monomers copolymerizable with the above components (a) to (c) (hereinafter sometimes referred to as (d) component) include alkenyl aromatic monomers, unsaturated carboxylic acid alkyl ester monomers. And monomers such as a monomer, an unsaturated monomer containing a hydroxyalkyl group, and an unsaturated carboxylic acid amide monomer.

アルケニル芳香族単量体としては、スチレン、α−メチルスチレン、メチル−α−メチルスチレン、ビニルトルエン及びジビニルベンゼンなどが挙げられる。これらは1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。本実施形態においては、工業的に容易に製造され、入手の容易性及びコストの観点から、スチレンを用いることが好ましい。   Examples of the alkenyl aromatic monomer include styrene, α-methylstyrene, methyl-α-methylstyrene, vinyl toluene and divinylbenzene. These can be used alone or in combination of two or more. In this embodiment, it is preferable to use styrene from the viewpoint of easy production industrially and availability and cost.

不飽和カルボン酸アルキルエステル単量体としては、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、ブチルアクリレート、グリシジルメタクリレート、ジメチルフマレート、ジエチルフマレート、ジメチルマレエート、ジエチルマレエート、ジメチルイタコネート、モノメチルフマレート、モノエチルフマレート及び2−エチルヘキシルアクリレートなどが挙げられる。これらは1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。本実施形態においては、工業的に容易に製造され、入手の容易性及びコストの観点から、メチルメタクリレートを用いることが好ましい。   Examples of unsaturated carboxylic acid alkyl ester monomers include methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, butyl acrylate, glycidyl methacrylate, dimethyl fumarate, diethyl fumarate, dimethyl maleate, diethyl maleate, dimethyl itaconate, Examples include monomethyl fumarate, monoethyl fumarate, and 2-ethylhexyl acrylate. These can be used alone or in combination of two or more. In the present embodiment, it is preferable to use methyl methacrylate from the viewpoint of easy production industrially and availability and cost.

ヒドロキシアルキル基を含有する不飽和単量体としては、β−ヒドロキシエチルアクリレート、β−ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、ヒドロキシブチルアクリレート、ヒドロキシブチルメタクリレート、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、ジ−(エチレングリコール)マレエート、ジ−(エチレングリコール)イタコネート、2−ヒドロキシエチルマレエート、ビス(2−ヒドロキシエチル)マレエート及び2−ヒドロキシエチルメチルフマレートなどが挙げられる。これらは1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。   Examples of unsaturated monomers containing a hydroxyalkyl group include β-hydroxyethyl acrylate, β-hydroxyethyl methacrylate, hydroxypropyl acrylate, hydroxypropyl methacrylate, hydroxybutyl acrylate, hydroxybutyl methacrylate, and 3-chloro-2-hydroxypropyl. Examples include methacrylate, di- (ethylene glycol) maleate, di- (ethylene glycol) itaconate, 2-hydroxyethyl maleate, bis (2-hydroxyethyl) maleate, and 2-hydroxyethyl methyl fumarate. These can be used alone or in combination of two or more.

不飽和カルボン酸アミド単量体としては、アクリルアミド、メタクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミド及びN,N−ジメチルアクリルアミドなどが挙げられる。これらは1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。   Examples of the unsaturated carboxylic acid amide monomer include acrylamide, methacrylamide, N-methylol acrylamide, N-methylol methacrylamide and N, N-dimethylacrylamide. These can be used alone or in combination of two or more.

さらに、上記単量体の他に、エチレン、プロピレン、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、塩化ビニル、塩化ビニリデン等、通常の乳化重合において使用される単量体を使用することができる。   Furthermore, in addition to the above monomers, monomers used in ordinary emulsion polymerization such as ethylene, propylene, vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl chloride, vinylidene chloride, and the like can be used.

(a)成分の含有量は、共重合体を構成する単量体成分全量に対し、15〜60質量%であり、17〜56質量%であることが好ましく、20〜52質量%であることがより好ましい。なお、共重合体ラテックスを紙塗工用組成物に使用する場合においては、(a)成分の含有量は、共重合体を構成する単量体成分全量に対し、25〜60質量%であることが好ましく、27〜56質量%であることがより好ましく、30〜52質量%であることが更に好ましく、30〜55質量%であることが特に好ましい。(a)成分の含有量を上記範囲とすることにより、接着強度と操業性とのバランスに優れた共重合体ラテックスを得ることができる。   (A) Content of a component is 15-60 mass% with respect to the monomer component whole quantity which comprises a copolymer, It is preferable that it is 17-56 mass%, and it is 20-52 mass%. Is more preferable. In addition, when using copolymer latex for the composition for paper coating, content of (a) component is 25-60 mass% with respect to the monomer component whole quantity which comprises a copolymer. It is preferably 27 to 56% by mass, more preferably 30 to 52% by mass, and particularly preferably 30 to 55% by mass. By making content of (a) component into the said range, the copolymer latex excellent in the balance of adhesive strength and operativity can be obtained.

(b)成分の含有量は、共重合体を構成する単量体成分全量に対し、6.5〜35質量%であり、7〜30質量%であることが好ましく、7.5〜23質量%であることがより好ましい。(b)成分の含有量を上記範囲とすることにより、共重合体ラテックスの接着強度及び電極活物質への被覆性を十分に向上させることができる。電極活物質への被覆性を良好にすることにより、充放電を繰り返した際の電池のサイクル特性を向上させることができる。   (B) Content of a component is 6.5-35 mass% with respect to the monomer component whole quantity which comprises a copolymer, It is preferable that it is 7-30 mass%, 7.5-23 mass % Is more preferable. By making content of (b) component into the said range, the adhesive strength of copolymer latex and the covering property to an electrode active material can fully be improved. By improving the coverage of the electrode active material, the cycle characteristics of the battery when charging and discharging are repeated can be improved.

本実施形態においては、(b)成分がエチレン系不飽和モノカルボン酸単量体を30質量%を超えて含有することが好ましく、50質量%以上含有することがより好ましく、65質量%以上含有することが更に好ましい。エチレン系不飽和モノカルボン酸単量体の含有量を上記範囲とすることにより、湿潤時の接着強度が優れ、低粘度化が可能である共重合体ラテックスを得ることができる。   In this embodiment, the component (b) preferably contains more than 30% by mass of the ethylenically unsaturated monocarboxylic acid monomer, more preferably contains 50% by mass or more, and contains 65% by mass or more. More preferably. By setting the content of the ethylenically unsaturated monocarboxylic acid monomer in the above range, it is possible to obtain a copolymer latex that has excellent adhesive strength when wet and can be reduced in viscosity.

(c)成分の含有量は、共重合体を構成する単量体成分全量に対し、1〜30質量%であり、2〜28質量%であることが好ましく、4〜25質量%であることがより好ましい。(c)成分の含有量を上記範囲とすることにより、耐溶剤性に優れる共重合体ラテックスを得ることができる。   (C) Content of a component is 1-30 mass% with respect to the monomer component whole quantity which comprises a copolymer, It is preferable that it is 2-28 mass%, and it is 4-25 mass%. Is more preferable. By making content of (c) component into the said range, the copolymer latex excellent in solvent resistance can be obtained.

(d)成分の含有量は、共重合体を構成する単量体成分全量に対し、0〜77.5質量%であり、2〜75質量%であることが好ましく、5〜70質量%であることがより好ましい。なお、共重合体ラテックスを紙塗工用組成物に使用する場合においては、(d)成分の含有量は、共重合体を構成する単量体成分全量に対し、0〜67.5質量%であることが好ましく、2〜65質量%であることがより好ましく、5〜60質量%であることがより好ましい。   (D) Content of component is 0-77.5 mass% with respect to the monomer component whole quantity which comprises a copolymer, It is preferable that it is 2-75 mass%, and is 5-70 mass%. More preferably. In addition, when using copolymer latex for the composition for paper coating, content of (d) component is 0-67.5 mass% with respect to the monomer component whole quantity which comprises a copolymer. It is preferable that it is 2-65 mass%, and it is more preferable that it is 5-60 mass%.

本実施形態においては、共重合体ラテックスの硬さをコントロールすることを目的として、(d)成分として、スチレンを、共重合体を構成する単量体成分全量に対し、1〜75質量%含有させることが好ましく、共重合体ラテックスを紙塗工用組成物に使用する場合は、0〜65質量%含有させることが好ましい。   In the present embodiment, for the purpose of controlling the hardness of the copolymer latex, the component (d) contains 1 to 75% by mass of styrene, based on the total amount of monomer components constituting the copolymer. In the case of using the copolymer latex in a paper coating composition, it is preferably contained in an amount of 0 to 65% by mass.

次に、本実施形態に係る乳化重合について説明する。   Next, the emulsion polymerization according to this embodiment will be described.

本実施形態に係る乳化重合の反応系には、上記(a)〜(d)成分以外に、乳化剤(界面活性剤)、重合開始剤、更に必要に応じて、連鎖移動剤、還元剤などを配合することができる。   In the emulsion polymerization reaction system according to the present embodiment, in addition to the components (a) to (d), an emulsifier (surfactant), a polymerization initiator, and, if necessary, a chain transfer agent, a reducing agent, and the like. Can be blended.

乳化剤としては、例えば、高級アルコールの硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩、脂肪族スルホン酸塩、脂肪族カルボン酸塩、デヒドロアビエチン酸塩、ナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物、非イオン性界面活性剤の硫酸エステル塩等のアニオン性界面活性剤、ポリエチレングリコールのアルキルエステル型、アルキルフェニルエーテル型、及びアルキルエーテル型等のノニオン性界面活性剤などが挙げられる。これらは1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。乳化剤の配合量は、他の添加剤などの組み合わせを考慮して適宜調整することができる。   Examples of the emulsifier include sulfate esters of higher alcohols, alkylbenzene sulfonates, alkyl diphenyl ether disulfonates, aliphatic sulfonates, aliphatic carboxylates, dehydroabietic acid salts, formalin condensates of naphthalene sulfonic acid, Anionic surfactants such as sulfate ester salts of ionic surfactants, and nonionic surfactants such as alkyl ester type, alkyl phenyl ether type, and alkyl ether type of polyethylene glycol. These can be used alone or in combination of two or more. The blending amount of the emulsifier can be appropriately adjusted in consideration of a combination of other additives.

重合開始剤としては、例えば、過硫酸リチウム、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム等の水溶性重合開始剤、クメンハイドロパーオキサイド、過酸化ベンゾイル、t−ブチルハイドロパーオキサイド、アセチルパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、及び1,1,3,3−テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド等の油溶性重合開始剤が挙げられる。これらは1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。これらのうち、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、クメンハイドロパーオキサイド、又はt−ブチルハイドロパーオキサイドを用いることが好ましい。重合開始剤の配合量は、単量体組成、重合反応系のpH、他の添加剤などの組み合わせを考慮して適宜調整される。   Examples of the polymerization initiator include water-soluble polymerization initiators such as lithium persulfate, potassium persulfate, sodium persulfate, and ammonium persulfate, cumene hydroperoxide, benzoyl peroxide, t-butyl hydroperoxide, acetyl peroxide, Examples thereof include oil-soluble polymerization initiators such as diisopropylbenzene hydroperoxide and 1,1,3,3-tetramethylbutyl hydroperoxide. These can be used alone or in combination of two or more. Of these, potassium persulfate, sodium persulfate, cumene hydroperoxide, or t-butyl hydroperoxide is preferably used. The blending amount of the polymerization initiator is appropriately adjusted in consideration of the combination of the monomer composition, the pH of the polymerization reaction system, and other additives.

連鎖移動剤としては、例えば、n−ヘキシルメルカプタン、n−オクチルメルカプタン、t−オクチルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタン、n−ステアリルメルカプタン等のアルキルメルカプタン;ジメチルキサントゲンジサルファイド、ジイソプロピルキサントゲンジサルファイド等のキサントゲン化合物;テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィド、テトラメチルチウラムモノスルフィド等のチウラム系化合物;2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール、スチレン化フェノール等のフェノール系化合物;アリルアルコール等のアリル化合物;ジクロルメタン、ジブロモメタン、四臭化炭素等のハロゲン化炭化水素化合物;α−ベンジルオキシスチレン、α−ベンジルオキシアクリロニトリル、α−ベンジルオキシアクリルアミド等のビニルエーテル;トリフェニルエタン、ペンタフェニルエタン、アクロレイン、メタアクロレイン、チオグリコール酸、チオリンゴ酸、2−エチルヘキシルチオグリコレート、ターピノレン、α−メチルスチレンダイマーなどの連鎖移動剤が挙げられる。これらは1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。連鎖移動剤の配合量は、他の添加剤などの組み合わせを考慮して適宜調整することができる。   Examples of the chain transfer agent include alkyl mercaptans such as n-hexyl mercaptan, n-octyl mercaptan, t-octyl mercaptan, n-dodecyl mercaptan, t-dodecyl mercaptan, n-stearyl mercaptan; dimethylxanthogen disulfide, diisopropylxanthogendi Xanthogen compounds such as sulfide; thiuram compounds such as tetramethylthiuram disulfide, tetraethylthiuram disulfide and tetramethylthiuram monosulfide; phenolic compounds such as 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol and styrenated phenol; Allyl compounds such as allyl alcohol; halogenated hydrocarbon compounds such as dichloromethane, dibromomethane, carbon tetrabromide; α-benzyloxystyrene, α-benzine Vinyl ethers such as ruoxyacrylonitrile and α-benzyloxyacrylamide; linkage of triphenylethane, pentaphenylethane, acrolein, methacrolein, thioglycolic acid, thiomalic acid, 2-ethylhexyl thioglycolate, terpinolene, α-methylstyrene dimer A transfer agent is mentioned. These can be used alone or in combination of two or more. The blending amount of the chain transfer agent can be appropriately adjusted in consideration of combinations of other additives.

還元剤としては、例えば、亜硫酸塩、亜硫酸水素塩、ピロ亜硫酸塩、亜ニチオン酸塩、ニチオン酸塩、チオ硫酸塩、ホルムアルデヒドスルホン酸塩、ベンズアルデヒドスルホン酸塩;L−アスコルビン酸、エリソルビン酸、酒石酸、クエン酸などのカルボン酸類およびその塩;デキストロース、サッカロースなどの還元糖類;ジメチルアニリン、トリエタノールアミンなどのアミン類が挙げられる。これらは1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。これらのうち、L−アスコルビン酸、エリソルビン酸が好ましい。還元剤の配合量は、他の添加剤などの組み合わせを考慮して適宜調整することができる。   Examples of the reducing agent include sulfite, bisulfite, pyrosulfite, nithionate, nithionate, thiosulfate, formaldehyde sulfonate, benzaldehyde sulfonate; L-ascorbic acid, erythorbic acid, tartaric acid. And carboxylic acids such as citric acid and salts thereof; reducing sugars such as dextrose and saccharose; and amines such as dimethylaniline and triethanolamine. These can be used alone or in combination of two or more. Of these, L-ascorbic acid and erythorbic acid are preferred. The blending amount of the reducing agent can be appropriately adjusted in consideration of a combination of other additives.

また、本実施形態に係る反応系には、共重合体の分子量及び架橋構造を制御する目的で、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン等の飽和炭化水素;ペンテン、ヘキセン、ヘプテン、シクロペンテン、シクロヘキセン、シクロヘプテン、4−メチルシクロヘキセン、1−メチルシクロヘキセン等の不飽和炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素などの炭化水素化合物を配合することができる。これらは1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。これらのうち、シクロヘキセン、トルエンを用いることが好ましい。   In addition, the reaction system according to the present embodiment includes saturated hydrocarbons such as pentane, hexane, heptane, octane, cyclohexane, cycloheptane; pentene, hexene, heptene, for the purpose of controlling the molecular weight and cross-linked structure of the copolymer. Unsaturated hydrocarbons such as cyclopentene, cyclohexene, cycloheptene, 4-methylcyclohexene and 1-methylcyclohexene; hydrocarbon compounds such as aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene can be blended. These can be used alone or in combination of two or more. Of these, cyclohexene and toluene are preferably used.

更に、本実施形態に係る反応系には、必要に応じて、電解質、酸素補足剤、キレート剤、分散剤、消泡剤、老化防止剤、防腐剤、抗菌剤、難燃剤、紫外線吸収剤等の添加剤を配合してもよい。これらの添加剤は、種類及び使用量ともに適宜適量使用することができる。   Furthermore, in the reaction system according to the present embodiment, an electrolyte, an oxygen scavenger, a chelating agent, a dispersant, an antifoaming agent, an antiaging agent, an antiseptic agent, an antibacterial agent, a flame retardant, an ultraviolet absorber, etc. These additives may be blended. These additives can be used in appropriate amounts in both types and amounts.

本実施形態においては、重合開始剤投入開始時の反応系に(a)成分の一部、(b)成分の一部、(c)成分の一部、(d)成分の一部、乳化剤、還元剤、連鎖移動剤を含有させることが好ましい。   In the present embodiment, a part of the component (a), part of the component (b), part of the component (c), part of the component (d), emulsifier, It is preferable to contain a reducing agent and a chain transfer agent.

重合開始剤投入開始時の反応系に(a)成分の一部を含有させる場合、(a)成分の全量の1〜25質量%を含有させることが好ましく、3〜20質量%を含有させることがより好ましい。   When a part of the component (a) is included in the reaction system at the start of charging the polymerization initiator, it is preferable to include 1 to 25% by mass, and 3 to 20% by mass of the total amount of the component (a). Is more preferable.

重合開始剤投入開始時の反応系に(b)成分の一部を含有させる場合、(b)成分の全量の0質量%超40質量%以下を含有させることが好ましく、0.1〜30質量%を含有させることがより好ましい。更に、(b)成分は、反応系のポリマー転化率が1.0%に到達した到達時(以下、単に「到達時」という)から単量体成分の全量投入終了した終了時(以下、単に「終了時」という)までの時間、の5%の時点以降から、上記(b)エチレン系不飽和カルボン酸単量体の残部の添加を開始して、上記到達時から終了時までの時間、の80%の時点までに、上記(b)エチレン系不飽和カルボン酸単量体の全量の92質量%以上を投入することが好ましい。これらの条件を満たすように(b)成分を添加することで、乾燥時及び湿潤時のいずれにおいても十分な接着強度を発現でき、低粘度の共重合体ラテックスを得ることができる。さらに、上記到達時から終了時までの時間、の70%の時点までに上記(b)エチレン系不飽和カルボン酸単量体の全量の95%以上を添加することが好ましく、最も好ましくは、60%の時点までに上記(b)エチレン系不飽和カルボン酸単量体の全量を添加することが好ましい。   When a part of the component (b) is included in the reaction system at the start of charging the polymerization initiator, it is preferable to include more than 0% by mass and 40% by mass or less of the total amount of the component (b). % Is more preferable. Furthermore, the component (b) is from the time when the polymer conversion rate of the reaction system reaches 1.0% (hereinafter simply referred to as “when reached”) to the time when the entire amount of the monomer component has been charged (hereinafter simply referred to as “only”). From the time point of 5% of the time to “end time”), the addition of the remainder of the (b) ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer is started, and the time from the arrival time to the end time, It is preferable to add 92% by mass or more of the total amount of the (b) ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer by the time point of 80%. By adding the component (b) so as to satisfy these conditions, sufficient adhesive strength can be expressed both during drying and when wet, and a low viscosity copolymer latex can be obtained. Further, it is preferable to add 95% or more of the total amount of the (b) ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer by 70% of the time from the arrival time to the end time, most preferably 60%. % Of the total amount of the (b) ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer is preferred.

上記到達時とは、反応系に添加した単量体のポリマー転化率が1.0%に到達した時点をいう。ポリマー転化率が1.0%に到達した時点は、単量体成分、開始剤及び水が共存開始した時点(0点)から30分後に実測することから算出する。30分後に測定したポリマー転化率が1%を超えていなかったら、さらに30分経ってから測定し、ポリマー転化率が1%超えるまで30分毎に測定する。ポリマー転化率が1%を超えたら、1%を超えたデータと0点とを結んでポリマー転化率が1.0%となる時点を「到達時」とする。   The term “arrival time” refers to the time when the polymer conversion rate of the monomer added to the reaction system reaches 1.0%. The time point when the polymer conversion rate reaches 1.0% is calculated from actual measurement 30 minutes after the time point (0 point) when the monomer component, the initiator and water coexist. If the polymer conversion rate measured after 30 minutes does not exceed 1%, it is measured after another 30 minutes, and is measured every 30 minutes until the polymer conversion rate exceeds 1%. When the polymer conversion rate exceeds 1%, the time when the polymer conversion rate reaches 1.0% by connecting the data exceeding 1% and 0 point is defined as “at the time of arrival”.

ポリマー転化率は、反応槽内より採取した反応液を秤量し、150℃で1時間乾燥後、再度秤量して固形分量Cを測定して、次式より算出することができる。
ポリマー転化率(%)=[固形分量C(g)−反応液に含まれる単量体以外の固形分量(g)]/反応系に添加した単量体成分量(g)×100
なお、「到達時」は、予め求められたデータに基づき設定することができる。例えば、実施する乳化重合と同様の反応系を用意し、この反応系のポリマー転化率の推移に基づき予め到達時を求めておくことができる。
The polymer conversion rate can be calculated from the following equation by weighing the reaction solution collected from the reaction vessel, drying at 150 ° C. for 1 hour, weighing again, and measuring the solid content C.
Polymer conversion (%) = [Solid content C (g) −Solid content other than monomer contained in reaction solution (g)] / Amount of monomer component added to reaction system (g) × 100
Note that “at the time of arrival” can be set based on data obtained in advance. For example, a reaction system similar to the emulsion polymerization to be performed can be prepared, and the arrival time can be obtained in advance based on the transition of the polymer conversion rate of this reaction system.

重合開始剤投入開始時の反応系に(c)成分の一部を含有させる場合、(c)成分の全量の10〜90質量%を含有させることが好ましく、15〜80質量%を含有させることがより好ましい。また、(c)成分は、到達時までに、(c)成分の全量を投入せず、到達時から終了時までの時間、の60%の時点までに、(c)成分の全量の80質量%以上を投入することが好ましい。   When a part of the component (c) is included in the reaction system at the start of charging the polymerization initiator, it is preferable to include 10 to 90% by mass of the total amount of the component (c), and 15 to 80% by mass. Is more preferable. In addition, the component (c) is not charged with the total amount of the component (c) by the time of arrival, and is 80% of the total amount of the component (c) by 60% of the time from the arrival to the end. % Or more is preferably added.

上記到達時までに、反応系に(c)シアン化ビニル単量体の全量を投入せず、到達時から投入時までの時間の60%の時点までに、(c)シアン化ビニル単量体の全量の80質量%以上を投入して乳化重合を行うことにより、得られる共重合体ラテックスは、乾燥時及び湿潤時のいずれにおいても十分な接着強度を発現できるとともに、塗工紙作成時の操業性も良好なものとなり、更に容易に低粘度化することが可能となる。上記到達時までに反応系に(c)シアン化ビニル単量体の全量を投入した場合、共重合体ラテックスをフィルムにした際の耐溶剤性が劣り、接着強度が低下する傾向がある。また、上記到達時から単量体成分の全量投入終了時までの時間、の60%の時点までに、(c)シアン化ビニル単量体の全量の80質量%以上を投入しなかった場合、ラテックス粘度の低減効果が著しく劣る傾向がある。   By the time of the above, (c) the vinyl cyanide monomer is not charged into the reaction system by the time 60% of the time from the time of arrival to the time of the introduction, without charging the total amount of the (c) vinyl cyanide monomer. By carrying out emulsion polymerization by adding 80% by mass or more of the total amount of the copolymer latex, the resulting copolymer latex can exhibit sufficient adhesive strength both when dry and when wet, and at the time of creating coated paper The operability is also good, and it is possible to easily lower the viscosity. When the total amount of (c) vinyl cyanide monomer is introduced into the reaction system by the time when the above is reached, the solvent resistance when the copolymer latex is made into a film is inferior, and the adhesive strength tends to decrease. Further, when 60% or more of the total amount of the vinyl cyanide monomer is not charged by 60% of the time from the above arrival to the end of the total amount of monomer components, There is a tendency that the latex viscosity reducing effect is remarkably inferior.

また、上記到達時から上記終了時までの時間、の60%の時点までに投入する(c)成分の量は、接着強度の向上及びラテックス粘度の低減の観点から、(c)成分の全量を基準として85質量%以上であることが好ましく、90質量%以上であることがより好ましい。   In addition, the amount of the component (c) to be added up to 60% of the time from the time of arrival to the time of completion is the total amount of the component (c) from the viewpoint of improving the adhesive strength and reducing the latex viscosity. The reference is preferably 85% by mass or more, and more preferably 90% by mass or more.

重合開始剤投入開始時の反応系に(d)成分の一部を含有させる場合、(d)成分の全量の1〜45質量%を含有させることが好ましく、2〜30質量%を含有させることがより好ましい。   When a part of the component (d) is contained in the reaction system at the start of charging the polymerization initiator, it is preferable to contain 1 to 45% by mass, and 2 to 30% by mass of the total amount of the component (d). Is more preferable.

乳化剤及び重合開始剤は全量を重合開始剤投入開始時の反応系に含有させることが好ましい。   The total amount of the emulsifier and the polymerization initiator is preferably contained in the reaction system at the start of charging the polymerization initiator.

重合開始剤投入開始時の反応系は、例えば、耐圧性の重合反応容器に、純水、上述した各(a)〜(d)成分、乳化剤、重合開始剤、連鎖移動剤、還元剤、その他の成分を所定量加え、例えば、傾斜翼、タービン翼及び、マックスブレンド翼などにより撹拌することにより調製できる。   The reaction system at the start of charging the polymerization initiator is, for example, a pressure-resistant polymerization reaction vessel, pure water, the components (a) to (d) described above, an emulsifier, a polymerization initiator, a chain transfer agent, a reducing agent, and the like. Can be prepared by adding a predetermined amount and stirring with, for example, an inclined blade, a turbine blade, and a Max blend blade.

本実施形態においては、安全性に配慮した槽内圧力および生産性の観点から、上記反応温度を30〜100℃の範囲に設定することが好ましく、40〜85℃の範囲に設定することがより好ましい。この場合、上記の反応温度の範囲に開始温度を有する重合開始剤が用いられる。   In the present embodiment, the reaction temperature is preferably set in the range of 30 to 100 ° C., more preferably set in the range of 40 to 85 ° C., from the viewpoint of safety in the tank and productivity in consideration of safety. preferable. In this case, a polymerization initiator having an initiation temperature in the above reaction temperature range is used.

反応系の温度は、例えば、外部加熱により0.25〜1.0℃/分で昇温することができる。   The temperature of the reaction system can be raised at, for example, 0.25 to 1.0 ° C./min by external heating.

上記到達時以降の反応系に(a)〜(d)成分を添加する方法としては、例えば、一括添加方法、分割添加方法、連続添加方法、パワーフィード方法を採用することができる。反応系内の単量体をある一定濃度以下に抑制して安全性を向上する観点からは、連続添加方法(以下、連添という場合もある)を採用することが好ましい。更に、連添を複数回行ってもよい。   As a method of adding the components (a) to (d) to the reaction system after the arrival, for example, a batch addition method, a divided addition method, a continuous addition method, and a power feed method can be employed. From the viewpoint of improving the safety by suppressing the monomer in the reaction system to a certain concentration or less, it is preferable to employ a continuous addition method (hereinafter sometimes referred to as continuous addition). Further, the attachment may be performed a plurality of times.

乳化重合の反応時間については、例えば、生産性の観点から、上記到達時から(a)〜(d)成分の全量投入終了時までの時間を1〜15時間とすることが好ましく、2〜10時間とすることがより好ましい。また、乳化重合は、(a)〜(d)成分のポリマー転化率が95%以上となるまで行うことが好ましく、97%以上となるまで行うことがより好ましい。   Regarding the reaction time of emulsion polymerization, for example, from the viewpoint of productivity, it is preferable that the time from the time of arrival to the end of charging all the components (a) to (d) is 1 to 15 hours. More preferably, it is time. The emulsion polymerization is preferably performed until the polymer conversion rate of the components (a) to (d) is 95% or more, and more preferably 97% or more.

また、本実施形態においては、ポリマー転化率が95%を超えたことを確認して反応を終了させることが好ましい。ポリマー転化率は、固形分量から算出、又は重合槽を冷却した熱量から算出できる。こうして、共重体ラテックスが得られる。   Moreover, in this embodiment, it is preferable to complete | finish a reaction, confirming that the polymer conversion rate exceeded 95%. The polymer conversion rate can be calculated from the solid content or from the amount of heat obtained by cooling the polymerization tank. In this way, a copolymer latex is obtained.

共重合体ラテックスは、分散安定性の観点から、アンモニア、水酸化カリウム、水酸化ナトリウムなどにより、pHが5〜8.5に調整されていることが好ましく、5.5〜7.5に調整されていることがより好ましい。   From the viewpoint of dispersion stability, the copolymer latex is preferably adjusted to a pH of 5 to 8.5 with ammonia, potassium hydroxide, sodium hydroxide or the like, and adjusted to 5.5 to 7.5. More preferably.

また、共重合体ラテックスは、加熱減圧蒸留などの方法により、未反応単量体及び他の低沸点化合物が除去されていることが好ましい。   The copolymer latex is preferably freed of unreacted monomers and other low-boiling compounds by a method such as heating under reduced pressure.

本実施形態の共重合体ラテックスは、当該共重合体ラテックスを用いて作製した厚さ0.3〜0.5mm、1辺4cm角のラテックスフィルムの、23℃、50%RHの雰囲気下にて2日間調湿した時の含水率と、乾燥用シリカゲルを設置したデシケーター中で2日間乾燥させた時の含水率との差が3.0質量%以下となるものである。ここで、ラテックスフィルムの吸水率は、以下の方法で測定される。   The copolymer latex of this embodiment is a latex film having a thickness of 0.3 to 0.5 mm and a side of 4 cm square produced using the copolymer latex in an atmosphere of 23 ° C. and 50% RH. The difference between the moisture content when the humidity is adjusted for 2 days and the moisture content when the moisture content is dried for 2 days in a desiccator provided with a silica gel for drying is 3.0% by mass or less. Here, the water absorption rate of the latex film is measured by the following method.

まず、共重合体ラテックスを水酸化ナトリウム又は塩酸でpH6.5に調整し、そこに増粘剤としてポリアクリル酸ナトリウム(重量平均分子量:700万)を固形分割合で1質量%以下添加して粘度調整し、塗布液を調製する。ここで、ポリアクリル酸ナトリウムの添加量は、上記上限値を超えない範囲であれば吸水率に影響を与えないため、塗布液の粘度が厚さ0.3〜0.5mmのラテックスフィルムを作製可能な粘度となるように適宜調整すればよい。上記ポリアクリル酸ナトリウムとしては、例えば、第一工業製薬製のIX1177(商品名)を用いることができる。   First, the copolymer latex is adjusted to pH 6.5 with sodium hydroxide or hydrochloric acid, and sodium polyacrylate (weight average molecular weight: 7 million) as a thickener is added thereto at a solid content ratio of 1% by mass or less. The viscosity is adjusted and a coating solution is prepared. Here, since the amount of sodium polyacrylate added does not affect the water absorption rate as long as it does not exceed the above upper limit, a latex film having a coating liquid viscosity of 0.3 to 0.5 mm is produced. What is necessary is just to adjust suitably so that it may become a possible viscosity. As the sodium polyacrylate, for example, IX1177 (trade name) manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. can be used.

次に、得られた塗布液をフィルムアプリケーターで薄膜化して乾燥させる。乾燥は、20〜25℃、45〜55%RHの条件下で40〜48時間放置することで行うことができる。なお、上記温度条件でラテックスの連続フィルムが得られない場合には、JIS K6828−2の方法に準じて測定したラテックスの最低造膜温度よりも17〜23℃高い温度、45〜55%RHの条件下で40〜48時間時間放置して乾燥させてもよい。次いで、乾燥後の薄膜に対し、130℃で15分間加熱処理を施すことで、0.3mm〜0.5mm厚のラテックスフィルムを得ることができる。   Next, the obtained coating liquid is thinned with a film applicator and dried. Drying can be performed by leaving it to stand for 40 to 48 hours under the conditions of 20 to 25 ° C. and 45 to 55% RH. In addition, when a continuous film of latex cannot be obtained under the above temperature conditions, the temperature is 17 to 23 ° C. higher than the minimum film forming temperature of latex measured according to the method of JIS K6828-2, and 45 to 55% RH. You may leave it to dry for 40 to 48 hours on condition. Subsequently, a latex film having a thickness of 0.3 mm to 0.5 mm can be obtained by subjecting the dried thin film to a heat treatment at 130 ° C. for 15 minutes.

得られたラテックスフィルムを1辺4cm角に切り出して、含水率測定用のサンプル(試験片)とする。得られたサンプルについて、調湿後の含水率及び乾燥後の含水率を下記(1)及び(2)の方法でそれぞれ測定する。
(1)調湿後の含水率
サンプルを23℃、50%RHの条件下で48時間調湿した後に、電子天秤にてサンプル質量(A)を0.1mg単位まで正確に秤量する。次いで、サンプルを150℃に設定されたオーブン中にて60分間乾燥させる。サンプルを取り出し、デシケーター中にて10分間冷却後、乾燥後のサンプル質量(B)を0.1mg単位まで秤量する。秤量結果から、含水率を下記式;
含水率(質量%)={(A−B)/A}×100
により求める。
(2)乾燥後の含水率
サンプルを乾燥用シリカゲルを設置したデシケーター中で48時間乾燥させた後に、電子天秤にてサンプル質量(A)を0.1mg単位まで正確に秤量する。次いで、サンプルを150℃に設定されたオーブン中にて60分間乾燥させる。サンプルを取り出し、デシケーター中にて10分間冷却後、乾燥後のサンプル質量(B)を0.1mg単位まで秤量する。秤量結果から、含水率を下記式;
含水率(質量%)={(A−B)/A}×100
により求める。
The obtained latex film is cut into 4 cm squares to make a sample (test piece) for measuring the moisture content. About the obtained sample, the moisture content after humidity control and the moisture content after drying are measured by the following methods (1) and (2), respectively.
(1) Moisture content after conditioning After the sample was conditioned for 48 hours under the conditions of 23 ° C. and 50% RH, the sample mass (A) was accurately weighed to the 0.1 mg unit with an electronic balance. The sample is then dried in an oven set at 150 ° C. for 60 minutes. A sample is taken out, cooled for 10 minutes in a desiccator, and the sample mass (B) after drying is weighed to the nearest 0.1 mg. From the results of weighing, the moisture content is expressed by the following formula:
Moisture content (mass%) = {(A−B) / A} × 100
Ask for.
(2) Moisture content after drying The sample is dried for 48 hours in a desiccator provided with silica gel for drying, and then the sample mass (A) is accurately weighed to the 0.1 mg unit with an electronic balance. The sample is then dried in an oven set at 150 ° C. for 60 minutes. A sample is taken out, cooled for 10 minutes in a desiccator, and the sample mass (B) after drying is weighed to the nearest 0.1 mg. From the results of weighing, the moisture content is expressed by the following formula:
Moisture content (mass%) = {(A−B) / A} × 100
Ask for.

上記(1)及び(2)の方法でそれぞれ測定した調湿後及び乾燥後の含水率の差を求め、この含水率の差が3.0質量%以下であるかどうかを判定する。この含水率の差は、乾燥時及び湿潤時の接着強度、並びに、塗工紙作成時の操業性をより向上する観点から、2.8質量%以下であることが好ましく、1〜2.5質量%であることがより好ましい。   The difference in moisture content after humidity control and after drying measured by the methods (1) and (2) above is determined, and it is determined whether the difference in moisture content is 3.0% by mass or less. The difference in moisture content is preferably 2.8% by mass or less from the viewpoint of further improving the adhesive strength at the time of drying and wetting, and the operability at the time of creating coated paper. More preferably, it is mass%.

共重合体ラテックスの粘度は、純水によって固形分濃度50.0質量%に調整し、且つ、pH調整剤でpH6.5に調整した場合の、液温25℃における粘度が、1000mPa・s以下である。上記粘度が1000mPa・s以下であることにより、送液ポンプによるラテックスの輸送搬送性など取扱い性が優れる。また、上記効果をより十分に得る観点から、上記粘度は800mPa・s以下であることが好ましく、70〜700mPa・sであることがより好ましい。上記pH調整剤としては、水酸化ナトリウム、塩酸などを用いることができる。なお、粘度は、JIS K7117−1の測定方法に準じて、B型(BL型)粘度計を用いて回転数60rpmでの回転開始1分後の粘度として測定される。なお、本発明における共重合体ラテックスの粘度は、当該共重合体ラテックスに後述するような添加剤(分散剤等)を配合する場合には、それらを配合した後の共重合体ラテックスの粘度を意味する。   The viscosity of the copolymer latex is adjusted to a solid content concentration of 50.0% by mass with pure water, and when adjusted to pH 6.5 with a pH adjuster, the viscosity at a liquid temperature of 25 ° C. is 1000 mPa · s or less. It is. When the viscosity is 1000 mPa · s or less, handling properties such as latex transportability by a liquid feed pump are excellent. Moreover, from the viewpoint of obtaining the above effects more sufficiently, the viscosity is preferably 800 mPa · s or less, and more preferably 70 to 700 mPa · s. As the pH adjuster, sodium hydroxide, hydrochloric acid, or the like can be used. The viscosity is measured as a viscosity one minute after the start of rotation at a rotation speed of 60 rpm using a B-type (BL type) viscometer according to the measurement method of JIS K7117-1. In addition, the viscosity of the copolymer latex in the present invention is the viscosity of the copolymer latex after blending them when an additive (dispersant or the like) as described later is blended in the copolymer latex. means.

共重合体ラテックスには、必要に応じて分散剤を配合してもよい。分散剤としては、ポリカルボン酸塩が挙げられる。ポリカルボン酸塩としては、ポリアクリル酸塩が好ましい。ポリアクリル酸ナトリウムとしては、例えば、東亞合成株式会社製のアロン(登録商標)T−50(商品名)、日本触媒株式会社製のアクアリック(登録商標)DL−40S(商品名)等、ポリアクリル酸アンモニウムとしては、例えば、東亞合成株式会社製のアロン(登録商標)A−30SL(商品名)等を用いることができる。分散剤を配合することにより、ラテックス粘度を低減することが可能である。しかし、ラテックス粘度の低減には限界があり、分散剤を過剰に配合しても、それに見合った低粘度化の効果が得られにくく、むしろ接着強度及び塗工紙作成時の操業性の低下が生じる場合がある。また、分散剤の配合量を増やすと、コストが増加することとなる。そのため、共重合体ラテックスに分散剤を配合する場合、その配合量は、共重合体の固形分100質量部に対して、0.1〜5質量部とすることが好ましく、0.2〜3.5質量部とすることがより好ましい。分散剤は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせ用いることができる。   You may mix | blend a dispersing agent with copolymer latex as needed. Examples of the dispersant include polycarboxylates. As the polycarboxylate, polyacrylate is preferable. Examples of sodium polyacrylate include Aron (registered trademark) T-50 (trade name) manufactured by Toagosei Co., Ltd., Aquaric (registered trademark) DL-40S (trade name) manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd. As ammonium acrylate, for example, Aron (registered trademark) A-30SL (trade name) manufactured by Toagosei Co., Ltd. can be used. By blending a dispersant, the latex viscosity can be reduced. However, there is a limit to the reduction of latex viscosity, and even if an excessive amount of a dispersant is added, it is difficult to achieve the effect of lowering the viscosity, and rather, the adhesive strength and the operability during the preparation of coated paper are reduced. May occur. Moreover, if the compounding quantity of a dispersing agent is increased, cost will increase. Therefore, when mix | blending a dispersing agent with copolymer latex, it is preferable that the compounding quantity shall be 0.1-5 mass parts with respect to 100 mass parts of solid content of a copolymer, 0.2-3 More preferably, the content is 5 parts by mass. A dispersing agent can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

更に、共重合体ラテックスには、必要に応じて、防腐剤、老化防止剤、分散剤、印刷適性向上剤、表面サイズ剤、潤滑剤、界面活性剤などの機能性添加剤を配合してもよい。これらの添加剤は、種類及び使用量ともに適宜適量使用することができる。   Furthermore, the copolymer latex may contain functional additives such as preservatives, anti-aging agents, dispersants, printability improvers, surface sizing agents, lubricants, and surfactants, if necessary. Good. These additives can be used in appropriate amounts in both types and amounts.

実施形態に係る共重合体ラテックスは、十分に低い粘度を有するため、共重合体ラテックスを移送するためのポンプへの負担を少なくすることができ、ハンドリングに優れる。また、実施形態に係る共重合体ラテックスは、高接着強度でありながら、優れた耐ベタツキ性及び再分散性を有することができる。そのため、塗工紙作成時のバッキングロール等へのラテックスの付着を抑制することができ、塗工紙作成時の操業性を向上させることができる。更に、実施形態に係る共重合体ラテックスは、乾燥時及び湿潤時のいずれにおいても優れた接着強度を得ることができるため、塗工紙製品の表面強度(ドライピック強度及びウェットピック強度の両方)及び電極塗工層の結着力を向上させることができる。実施形態に係る共重合体ラテックスは、上述した各特性に優れることから、特に塗工紙製品を製造するための紙塗工用組成物、及び、電極を製造するための電池電極用組成物に配合されるバインダーとして有用である。   Since the copolymer latex according to the embodiment has a sufficiently low viscosity, the burden on the pump for transferring the copolymer latex can be reduced, and the handling is excellent. In addition, the copolymer latex according to the embodiment can have excellent tack resistance and redispersibility while having high adhesive strength. Therefore, adhesion of latex to a backing roll or the like at the time of creating coated paper can be suppressed, and operability at the time of creating coated paper can be improved. Furthermore, since the copolymer latex according to the embodiment can obtain an excellent adhesive strength both when dry and when wet, the surface strength of the coated paper product (both dry pick strength and wet pick strength). And the binding force of an electrode coating layer can be improved. Since the copolymer latex according to the embodiment is excellent in each of the above-described properties, it is particularly suitable for a paper coating composition for producing a coated paper product and a battery electrode composition for producing an electrode. Useful as a blended binder.

実施形態に係る共重合体ラテックスは、紙塗工用、不織布などの繊維結合用、カーペットのバッキング用、電池用(例えば電極、セパレータ、耐熱保護層など)、塗料用、粘接着剤用などのバインダーとして有用である。   The copolymer latex according to the embodiment is used for paper coating, fiber bonding such as nonwoven fabric, carpet backing, battery (eg, electrode, separator, heat-resistant protective layer, etc.), paint, adhesive, etc. It is useful as a binder.

紙塗工用組成物は、例えば、実施形態に係る共重合体ラテックスと、必要に応じて、顔料、他のバインダー、助剤などとを含むものが挙げられる。   Examples of the composition for paper coating include those containing the copolymer latex according to the embodiment and, if necessary, pigments, other binders, auxiliaries and the like.

顔料としては、カオリンクレー、炭酸カルシウム、タルク、硫酸バリウム、酸化チタン、水酸化アルミニウム、酸化亜鉛、サチンホワイトなどの無機顔料、ポリスチレンラテックスなどの有機顔料を用いることができる。これらは、1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。   As the pigment, inorganic pigments such as kaolin clay, calcium carbonate, talc, barium sulfate, titanium oxide, aluminum hydroxide, zinc oxide, and satin white, and organic pigments such as polystyrene latex can be used. These can be used alone or in combination of two or more.

他のバインダーとしては、澱粉、酸化澱粉、エステル化澱粉等の変性澱粉、大豆蛋白、カゼインなどの天然バインダー、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロースなどの水溶性合成バインダー、ポリ酢酸ビニルラテックス、アクリル系ラテックスなどの合成ラテックスなどが挙げられる。これらは、1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。   Other binders include starch, oxidized starch, modified starch such as esterified starch, natural binders such as soybean protein and casein, water-soluble synthetic binders such as polyvinyl alcohol and carboxymethyl cellulose, polyvinyl acetate latex, acrylic latex, etc. Examples include synthetic latex. These can be used alone or in combination of two or more.

助剤としては、分散剤(ピロリン酸ナトリウム、ポリアクリル酸ナトリウム、ヘキサメタリン酸ナトリウムなど)、消泡剤(ポリグリコール、脂肪酸エステル、リン酸エステル、シリコーンオイルなど)、レベリング剤(ロート油、ジシアンジアミド、尿素など)、防腐剤、離型剤(ステアリン酸カルシウム、パラフィンエマルジョンなど)、蛍光染料、カラー保水性向上剤(アルギン酸ナトリウムなど)などが挙げられる。   Auxiliaries include dispersants (sodium pyrophosphate, sodium polyacrylate, sodium hexametaphosphate, etc.), antifoaming agents (polyglycol, fatty acid ester, phosphate ester, silicone oil, etc.), leveling agents (funnel oil, dicyandiamide, Urea, etc.), preservatives, mold release agents (calcium stearate, paraffin emulsion, etc.), fluorescent dyes, color water retention agents (sodium alginate, etc.) and the like.

紙塗工用組成物における共重合体ラテックスの含有量は、顔料100質量部に対して固形分の含有量が1〜20質量部となることが好ましく、2〜15質量部となることがより好ましい。   The content of the copolymer latex in the paper coating composition is preferably 1 to 20 parts by mass, more preferably 2 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the pigment. preferable.

電池電極用組成物は、例えば、実施形態に係る共重合体ラテックス及び活物質と、必要に応じて、助剤などとを含むものが挙げられる。   Examples of the battery electrode composition include those containing the copolymer latex and the active material according to the embodiment, and, if necessary, an auxiliary agent.

正極活物質としては、特に限定されないが、非水電解液二次電池の場合、例えば、MnO、MoO、V、V13、Fe、Feなどの遷移金属酸化物、LiCoO、LiMnO、LiNiO、LiCoSnなどのリチウムを含む複合酸化物、LiFePOなどのリチウムを含む複合金属酸化物、TiS、TiS、MoS、FeSなどの遷移金属硫化物、CuF、NiFなどの金属フッ化物が挙げられる。これらは、1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。 As the positive electrode active material is not particularly limited, if the non-aqueous electrolyte secondary battery, for example, such as MnO 2, MoO 3, V 2 O 5, V 6 O 13, Fe 2 O 3, Fe 3 O 4 Transition metal oxides, LiCoO 2 , LiMnO 2 , LiNiO 2 , Li X Co Y Sn Z O 2 -containing complex oxides, LiFePO 4 and other complex metal oxides, TiS 2 , TiS 3 , MoS 3 and transition metal sulfides such as FeS 2 and metal fluorides such as CuF 2 and NiF 2 . These can be used alone or in combination of two or more.

負極活物質としては、特に限定されないが、非水電解液二次電池の場合、例えば、フッ化カーボン、黒鉛、炭素繊維、樹脂焼成炭素、リニア・グラファイト・ハイブリット、コークス、熱分解気層成長炭素、フルフリルアルコール樹脂焼成炭素、メソカーボンマイクロビーズ、メソフェーズピッチ系炭素、黒鉛ウィスカー、擬似等方性炭素、天然素材の焼成体、およびこれらの粉砕物などの導電性炭素質材料、ポリアセン系有機半導体、ポリアセチレン、ポリ−p−フェニレンなどの導電性高分子、並びに、ケイ素、スズなどの金属単体、もしくは金属酸化物、もしくはその金属の合金を含む複合材料などが挙げられる。これらは、1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。   The negative electrode active material is not particularly limited, but in the case of a non-aqueous electrolyte secondary battery, for example, carbon fluoride, graphite, carbon fiber, resin-fired carbon, linear graphite hybrid, coke, pyrolysis gas growth carbon , Furfuryl alcohol resin calcined carbon, mesocarbon microbeads, mesophase pitch carbon, graphite whiskers, pseudo-isotropic carbon, calcined natural materials, and pulverized conductive carbonaceous materials such as polyacene organic semiconductors And a conductive polymer such as polyacetylene and poly-p-phenylene, and a single metal such as silicon and tin, or a composite material including a metal oxide or an alloy of the metal. These can be used alone or in combination of two or more.

助剤としては、水溶性増粘剤、分散剤、安定化剤、導電剤などが挙げられる。水溶性増粘剤としては、例えば、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、エチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸(塩)、酸化スターチ、リン酸化スターチ、カゼインなどが挙げられ、分散剤としては、例えば、ヘキサメタリン酸ソーダ、トリポリリン酸ソーダ、ピロリン酸ソーダ、ポリアクリル酸ソーダなどが挙げられ、安定化剤としては、例えば、ノニオン性、アニオン性界面活性剤などが挙げられ、導電剤としては、例えば、アセチレンブラック、カーボンナノファイバーなどが挙げられる。これらは、1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。   Examples of auxiliary agents include water-soluble thickeners, dispersants, stabilizers, and conductive agents. Examples of the water-soluble thickener include carboxymethyl cellulose, methyl cellulose, hydroxymethyl cellulose, ethyl cellulose, polyvinyl alcohol, polyacrylic acid (salt), oxidized starch, phosphorylated starch, and casein. Examples of the dispersant include Examples thereof include sodium hexametaphosphate, sodium tripolyphosphate, sodium pyrophosphate, and sodium polyacrylate. Examples of the stabilizer include nonionic and anionic surfactants. Examples of the conductive agent include acetylene. Examples include black and carbon nanofibers. These can be used alone or in combination of two or more.

電池電極用組成物中の共重合体ラテックスの含有量は、活物質100質量部(固形分)に対して、0.1〜10質量部(固形分)であることが好ましく、0.5〜7質量部であることがより好ましい。共重合体ラテックスの含有量を、0.1質量部以上とすると、活物質や集電体などに対する良好な接着力が得られる観点から好ましく、10質量部以下とすると、二次電池として組み立てたときに過電圧が著しく上昇し、電池特性を低下させることを防ぐ観点から好ましい。   The content of the copolymer latex in the battery electrode composition is preferably 0.1 to 10 parts by mass (solid content) with respect to 100 parts by mass (solid content) of the active material, 0.5 to More preferably, it is 7 parts by mass. When the content of the copolymer latex is 0.1 parts by mass or more, it is preferable from the viewpoint of obtaining a good adhesive force with respect to the active material or the current collector, and when it is 10 parts by mass or less, a secondary battery is assembled. It is preferable from the viewpoint of sometimes preventing the overvoltage from significantly increasing and degrading the battery characteristics.

電池電極用組成物は、集電体に塗布、乾燥されることにより、集電体上に電極塗工層を形成し、電極シートを得る。そのような電極シートは、例えば非水電解液二次電池の正極板または負極板として用いられる。   The battery electrode composition is applied to a current collector and dried to form an electrode coating layer on the current collector to obtain an electrode sheet. Such an electrode sheet is used as, for example, a positive electrode plate or a negative electrode plate of a non-aqueous electrolyte secondary battery.

電池電極用組成物を集電体に塗布する方法としては、例えば、リバースロール法、コンマバー法、グラビヤ法、エアーナイフ法などの公知の方法を用いることができ、乾燥には、放置乾燥、送風乾燥機、温風乾燥機、赤外線加熱機、遠赤外線加熱機などが用いられる。   As a method of applying the battery electrode composition to the current collector, for example, a known method such as a reverse roll method, a comma bar method, a gravure method, or an air knife method can be used. A dryer, a warm air dryer, an infrared heater, a far infrared heater, or the like is used.

本実施形態に係る共重合体ラテックスを使用した電池電極用組成物は、例えば、非水電解液二次電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池などの二次電池の電極用として好適である。   The battery electrode composition using the copolymer latex according to the present embodiment is suitable for an electrode of a secondary battery such as a non-aqueous electrolyte secondary battery, a nickel metal hydride battery, or a nickel cadmium battery.

以下、実施例により、本発明を更に具体的に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples.

<共重合ラテックスの製造>
表1〜4に示す材料を同表に示す配合量(単位:質量部)で配合して反応を行い、共重合体ラテックスを合成した。具体的な合成手順を以下に示す。
<Manufacture of copolymer latex>
The materials shown in Tables 1 to 4 were mixed in the amounts (unit: parts by mass) shown in the same table and reacted to synthesize copolymer latex. A specific synthesis procedure is shown below.

なお、表1〜4中の各成分及び記号は下記の化合物を示す。
(a)成分:脂肪族共役ジエン系単量体
BDE:1,3−ブタジエン
(b)成分:エチレン系不飽和カルボン酸単量体
IA:イタコン酸
FA:フマル酸
AA:アクリル酸
MAA:メタクリル酸
(c)成分:シアン化ビニル単量体
ACN:アクリロニトリル
(d)成分:(a)〜(c)成分と共重合可能な単量体
STY:スチレン
MMA:メタクリル酸メチル
(その他の成分)
tDM:t−ドデシルメルカプタン
乳化剤:ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム
KPS:過硫酸カリウム
電解質:炭酸水素ナトリウム(NaHCO
PW:純水
In addition, each component and symbol in Tables 1-4 show the following compounds.
(A) component: aliphatic conjugated diene monomer BDE: 1,3-butadiene (b) component: ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer IA: itaconic acid FA: fumaric acid AA: acrylic acid MAA: methacrylic acid Component (c): Vinyl cyanide monomer ACN: Acrylonitrile (d) Component: Monomer copolymerizable with components (a) to (c) STY: Styrene MMA: Methyl methacrylate (other components)
tDM: t-dodecyl mercaptan emulsifier: sodium dodecylbenzenesulfonate KPS: potassium persulfate electrolyte: sodium hydrogen carbonate (NaHCO 3 )
PW: Pure water

(実施例1)
耐圧性の重合反応容器に、シクロヘキセン10質量部、及び、表1の1段目に示す配合量(質量部)の各単量体成分とその他の化合物を加えて十分攪拌し、反応液を得た。
Example 1
In a pressure-resistant polymerization reaction vessel, 10 parts by mass of cyclohexene and each monomer component and other compounds in the blending amounts (parts by mass) shown in the first stage of Table 1 are added and stirred sufficiently to obtain a reaction solution. It was.

次に、重合槽内温度を上げていき、反応系のポリマー転化率が1.0%になった時点を到達時とし、この到達時を基準(0分)として90分後から、表1の2段目に示す配合量(質量部)の各単量体成分とその他の化合物を、表1の2段目に示す連添時間帯(到達時を基準として90分後から225分後まで)に、反応液に添加した。なお重合系の反応温度は65℃とした。   Next, the temperature in the polymerization tank was raised, and the time when the polymer conversion rate of the reaction system reached 1.0% was regarded as the arrival time, and after 90 minutes from this arrival time as a reference (0 minute), Each monomer component and other compounds in the blending amount (parts by mass) shown in the second stage are added to the continuous addition time zone shown in the second stage of Table 1 (from 90 minutes to 225 minutes after the arrival time). Was added to the reaction solution. The reaction temperature of the polymerization system was 65 ° C.

続いて、表1の3段目に示す配合量(質量部)の各単量体成分とその他化合物を、表1の3段目に示す連添時間帯(到達時を基準として225分後から495分後まで)に、反応液に添加した。   Subsequently, the monomer components and other compounds in the blending amounts (parts by mass) shown in the third row of Table 1 were added to the continuous addition time zone shown in the third row of Table 1 (after 225 minutes based on the arrival time). (Until 495 minutes).

単量体成分の全量の投入を終了した後、重合槽内温度を85℃に昇温し、85℃を維持した。ポリマー転化率が97%を超えたことを重合槽を冷却した熱量から確認して、重合を終了し、反応生成物を得た。   After the addition of the entire amount of the monomer components was completed, the temperature inside the polymerization tank was raised to 85 ° C. and maintained at 85 ° C. After confirming that the polymer conversion rate exceeded 97% from the amount of heat of cooling the polymerization tank, the polymerization was terminated and a reaction product was obtained.

重合反応終了後、水酸化ナトリウムを用いて反応生成物のpHを6.5に調整した。次いで、未反応単量体及び他の低沸点化合物を除去するために反応生成物の加熱減圧蒸留を行った。更に、分散剤として東亞合成株式会社製のアロン(登録商標)T−50(商品名、ポリアクリル酸ナトリウム、重量平均分子量:6000)を、反応生成物の固形分100質量部に対して2.5質量部(固形分換算)添加して、共重合体ラテックスAを得た。   After completion of the polymerization reaction, the pH of the reaction product was adjusted to 6.5 using sodium hydroxide. Next, the reaction product was subjected to heating under reduced pressure to remove unreacted monomers and other low-boiling compounds. Further, Aron (registered trademark) T-50 (trade name, sodium polyacrylate, weight average molecular weight: 6000) manufactured by Toagosei Co., Ltd. as a dispersant was added to 2.100 parts by mass of the solid content of the reaction product. 5 parts by mass (in terms of solid content) was added to obtain a copolymer latex A.

(実施例2〜11)
各単量体成分及びその他の化合物の配合量、連添時間帯、反応温度を表1又は2に示す条件に変更したこと以外は、実施例1と同様にして共重合体ラテックスB〜Kをそれぞれ得た。但し、実施例5では、分散剤(T−50)の添加を行わなかった。
(Examples 2 to 11)
Copolymer latexes B to K were prepared in the same manner as in Example 1 except that the blending amounts of each monomer component and other compounds, the addition time zone, and the reaction temperature were changed to the conditions shown in Table 1 or 2. I got each. However, in Example 5, the dispersant (T-50) was not added.

(比較例1〜3、7、8)
各単量体成分及びその他の化合物の配合量、連添時間帯、反応温度を表2又は3に示す条件に変更したこと以外は、実施例1と同様にして共重合体ラテックスCE−1〜CE−3、CE−7、CE−8をそれぞれ得た。但し、比較例2では、分散剤(T−50)の添加を行わなかった。
(Comparative Examples 1-3, 7, 8)
Copolymer latex CE-1 to Example 1 except that the amount of each monomer component and other compounds, the addition time zone, and the reaction temperature were changed to the conditions shown in Table 2 or 3. CE-3, CE-7, and CE-8 were obtained. However, in Comparative Example 2, the dispersant (T-50) was not added.

(比較例4)
耐圧性の重合反応器に、シクロヘキセン10質量部を加える代わりにα−メチルスチレンダイマー0.5質量部を加えたこと、α−メチルスチレンダイマーを2段目に0.2質量部及び3段目に0.2質量部を各々単量体成分と共に連続添加したこと、各単量体成分及びその他の化合物の配合量、連添時間帯、反応温度を表3に示す条件に変更したこと以外は、実施例1と同様にして共重合体ラテックスCE−4を得た。
(Comparative Example 4)
Instead of adding 10 parts by mass of cyclohexene to the pressure-resistant polymerization reactor, 0.5 parts by mass of α-methylstyrene dimer was added, and 0.2 parts by mass and α-methylstyrene dimer were added to the second stage and the third stage. In addition to the fact that 0.2 parts by mass were continuously added together with the monomer component, the blending amount of each monomer component and other compounds, the addition time zone, and the reaction temperature were changed to the conditions shown in Table 3. A copolymer latex CE-4 was obtained in the same manner as in Example 1.

(比較例5)
耐圧性の重合反応器に、シクロヘキセン5質量部を加えること、電解質を炭酸ナトリウムに変更したこと、各単量体成分及びその他の化合物の配合量、連添時間帯、反応温度を表3に示す条件に変更したこと以外は、実施例1と同様にして共重合体ラテックスCE−5を得た。
(Comparative Example 5)
Table 3 shows the addition of 5 parts by mass of cyclohexene to the pressure-resistant polymerization reactor, the change of the electrolyte to sodium carbonate, the amount of each monomer component and other compounds, the addition time zone, and the reaction temperature. A copolymer latex CE-5 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the conditions were changed.

(比較例6)
耐圧性の重合反応器に、シクロヘキセン10質量部を加える代わりにα−メチルスチレンダイマー0.3質量部を加えたこと、シクロヘキセンを2段目に7質量部及び3段目に7質量部を各々連続添加したこと、各単量体成分及びその他の化合物の配合量、連添時間帯、反応温度を表3に示す条件に変更したこと以外は、実施例1と同様にして共重合体ラテックスCE−6を得た。
(Comparative Example 6)
Instead of adding 10 parts by mass of cyclohexene to the pressure-resistant polymerization reactor, 0.3 parts by mass of α-methylstyrene dimer was added, and 7 parts by mass of cyclohexene in the second stage and 7 parts by mass in the third stage, respectively. Copolymer latex CE in the same manner as in Example 1 except that the addition was continued, the blending amount of each monomer component and other compounds, the continuous addition time zone, and the reaction temperature were changed to the conditions shown in Table 3. -6 was obtained.

<(b)成分及び(c)成分の投入状況>
実施例1〜11及び比較例1〜8の各共重合体ラテックスの製造時における、(b)成分及び(c)成分の投入状況を表4にまとめて示す。
<Input status of component (b) and component (c)>
Table 4 summarizes the charging status of the component (b) and the component (c) during the production of the copolymer latexes of Examples 1 to 11 and Comparative Examples 1 to 8.

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<共重合体ラテックスの評価>
上記で得られた共重合体ラテックスについて下記の方法に従って、含水率、ラテックス粘度及び耐ベタツキ性の測定を行った。
<Evaluation of copolymer latex>
The copolymer latex obtained above was measured for water content, latex viscosity, and stickiness resistance according to the following method.

[含水率]
共重合体ラテックスを用いて、以下の手順で厚さ0.3〜0.5mmのラテックスフィルムを作製した。まず、共重合体ラテックスを水酸化ナトリウム又は塩酸でpH6.5に調整し、そこに増粘剤としてポリアクリル酸ナトリウム(第一工業製薬製、商品名:IX−1177、重量平均分子量:700万〜800万)を固形分割合で1質量%以下添加して粘度調整し、塗布液を調製した。ここで、ポリアクリル酸ナトリウムの添加量は、上記上限値を超えない範囲で、塗布液の粘度が厚さ0.3〜0.5mmのラテックスフィルムを作製可能な粘度となるように適宜調整した。
[Moisture content]
Using the copolymer latex, a latex film having a thickness of 0.3 to 0.5 mm was prepared by the following procedure. First, the copolymer latex was adjusted to pH 6.5 with sodium hydroxide or hydrochloric acid, and sodium polyacrylate (trade name: IX-1177, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., weight average molecular weight: 7 million) was used as a thickener. ~ 8 million) was added at a solid content ratio of 1% by mass or less to adjust the viscosity to prepare a coating solution. Here, the amount of sodium polyacrylate added was adjusted as appropriate so that the viscosity of the coating solution was such that a latex film having a thickness of 0.3 to 0.5 mm could be produced within a range not exceeding the upper limit. .

得られた塗布液をフィルムアプリケーターで薄膜化し、23℃、50%RHの条件下で48時間放置して乾燥させた。なお、上記乾燥条件でラテックスの連続フィルムが得られない場合には、JIS K6828−2の方法に準じて測定したラテックスの最低造膜温度より20℃高い温度、50%RHの条件下で48時間放置して乾燥させた。更に、乾燥後の薄膜に対し、130℃に設定されたオーブン中にて15分間加熱処理を施し、0.3mm〜0.5mm厚のラテックスフィルムを得た。得られたラテックスフィルムを1辺4cm角に切り出して、含水率測定用のサンプルとした。   The obtained coating solution was thinned with a film applicator and allowed to dry for 48 hours under conditions of 23 ° C. and 50% RH. In addition, when a continuous film of latex cannot be obtained under the above drying conditions, it is 48 hours under conditions of a temperature 20 ° C. higher than the minimum film forming temperature of latex measured according to the method of JIS K6828-2 and 50% RH. Allowed to dry. Furthermore, the dried thin film was subjected to heat treatment in an oven set at 130 ° C. for 15 minutes to obtain a latex film having a thickness of 0.3 mm to 0.5 mm. The obtained latex film was cut into 4 cm squares to make a sample for measuring moisture content.

得られたサンプルについて、調湿後の含水率及び乾燥後の含水率を下記(1)及び(2)の方法でそれぞれ測定した。
(1)調湿後の含水率
サンプルを23℃、50%RHの条件下で48時間調湿した後に、電子天秤にてサンプル質量(A)を0.1mg単位まで正確に秤量した。次いで、サンプルを150℃に設定されたオーブン中にて60分間乾燥させた。サンプルを取り出し、デシケーター中にて10分間冷却後、乾燥後のサンプル質量(B)を0.1mg単位まで秤量した。秤量結果から、含水率を下記式;
含水率(質量%)={(A−B)/A}×100
により求めた。
(2)乾燥後の含水率
サンプルを乾燥用シリカゲルを設置したデシケーター中で48時間乾燥させた後に、電子天秤にてサンプル質量(A)を0.1mg単位まで正確に秤量した。次いで、サンプルを150℃に設定されたオーブン中にて60分間乾燥させた。サンプルを取り出し、デシケーター中にて10分間冷却後、乾燥後のサンプル質量(B)を0.1mg単位まで秤量した。秤量結果から、含水率を下記式;
含水率(質量%)={(A−B)/A}×100
により求めた。
About the obtained sample, the moisture content after humidity control and the moisture content after drying were measured by the method of following (1) and (2), respectively.
(1) Moisture content after conditioning After the sample was conditioned for 48 hours under the conditions of 23 ° C. and 50% RH, the sample mass (A) was accurately weighed to the 0.1 mg unit with an electronic balance. The sample was then dried in an oven set at 150 ° C. for 60 minutes. The sample was taken out, cooled in a desiccator for 10 minutes, and then the dried sample mass (B) was weighed to the nearest 0.1 mg. From the results of weighing, the moisture content is expressed by the following formula:
Moisture content (mass%) = {(A−B) / A} × 100
Determined by
(2) Moisture content after drying The sample was dried for 48 hours in a desiccator provided with silica gel for drying, and then the sample mass (A) was accurately weighed to the 0.1 mg unit with an electronic balance. The sample was then dried in an oven set at 150 ° C. for 60 minutes. The sample was taken out, cooled in a desiccator for 10 minutes, and then the dried sample mass (B) was weighed to the nearest 0.1 mg. From the results of weighing, the moisture content is expressed by the following formula:
Moisture content (mass%) = {(A−B) / A} × 100
Determined by

上記(1)及び(2)の方法でそれぞれ測定した調湿後及び乾燥後の含水率の差を求めた。結果を表5に示す。   The difference in moisture content after humidity control and after drying was measured by the methods (1) and (2), respectively. The results are shown in Table 5.

[ラテックス粘度]
共重合体ラテックスを、純水によって固形分濃度50.0質量%、pH6.5、液温25℃に調整した。なお、ラテックスのpHは必要に応じて水酸化ナトリウム、塩酸などのpH調整剤で調整を行った。調整後の共重合体ラテックスの粘度を、JIS K7117−1の測定方法に準じて、B型(BL型)粘度計を用いて回転数60rpmでの回転開始1分後の粘度を測定した。結果を表5に示す。
[Latex viscosity]
The copolymer latex was adjusted to a solid content concentration of 50.0% by mass, pH 6.5, and liquid temperature of 25 ° C. with pure water. The pH of the latex was adjusted with a pH adjuster such as sodium hydroxide or hydrochloric acid as necessary. The viscosity of the copolymer latex after adjustment was measured 1 minute after the start of rotation at a rotation speed of 60 rpm using a B-type (BL type) viscometer according to the measurement method of JIS K7117-1. The results are shown in Table 5.

[耐ベタツキ性]
バッキングロール等へのラテックスの付着しやすさの目安として、共重合体ラテックスのフィルムの耐ベタツキ性(粘着性)について試験を行った。ポリエステルフィルムに各共重合体ラテックスを塗布量12g/mで塗工し、120℃のオーブン中で1分間乾燥してラテックスフィルムを形成した。各ラテックスフィルムを1cm幅の短冊状に切断し、黒色台紙上に全てのラテックスフィルムの短冊を並べて貼り付けた。その上に濾紙を重ねてRI印刷機を用い圧着した。その後、濾紙を剥がした後の、濾紙の繊維の各ラテックスフィルム表面上への付着状態を目視で観察し、各ラテックスフィルムの耐ベタツキ性を比較評価した。繊維の付着の少ないものを耐ベタツキ性に優れるとしてA評価とし、繊維の付着が多いものを耐ベタツキ性に劣るとしてE評価とし、下記のとおりA、B、C、D、Eの5段階で、耐ベタツキ性の優劣を目視にて相対的に評価した。結果を表5に示す。耐ベタツキ性に優れるほど、バッキングロール等にラテックスが付着しにくく、塗工紙作成時の操業性に優れる。
(優) A > B > C > D > E (劣)
[Stickiness resistance]
As a measure of the ease with which the latex adheres to a backing roll or the like, a test was conducted on the stickiness resistance (adhesiveness) of the copolymer latex film. Each copolymer latex was applied to a polyester film at a coating amount of 12 g / m 2 and dried in an oven at 120 ° C. for 1 minute to form a latex film. Each latex film was cut into a 1 cm wide strip, and all latex film strips were placed side by side on a black mount. Filter paper was placed on top of this and pressure bonded using an RI printer. Thereafter, the state of adhesion of the filter paper fibers on the surface of each latex film after peeling the filter paper was visually observed, and the stickiness resistance of each latex film was comparatively evaluated. The one with less fiber adhesion is rated as A for excellent stickiness resistance, and the one with much fiber adhesion is rated as E for inferior stickiness resistance, with five grades A, B, C, D, and E as shown below. In addition, the superiority or inferiority of the stickiness resistance was relatively evaluated visually. The results are shown in Table 5. The better the sticking resistance, the more difficult the latex adheres to the backing roll and the like, and the better the operability when making coated paper.
(Excellent) A>B>C>D> E (poor)

<塗工紙の作成及び評価>
上記で得られた共重合体ラテックスを用いて下記の方法により紙塗工用組成物を調製して塗工紙を作成した。
<Creation and evaluation of coated paper>
Using the copolymer latex obtained above, a paper coating composition was prepared by the following method to prepare a coated paper.

(紙塗工用組成物の調製)
下記に示した配合処方に従って紙塗工用組成物を作製した。なお、紙塗工用組成物は、水酸化ナトリウムでpH9.5に調整し、純水を必要量添加することによって固形分濃度を67質量%に調整した。
(配合処方)
カオリン((株)イメリスミネラルズ・ジャパン製、商品名:DBグレーズ) 20質量部
重質炭酸カルシウム((株)イメリスミネラルズ・ジャパン製、商品名:カービタル90) 80質量部
変性デンプン(日本食品化工(株)製、商品名:MS4600) 2質量部
共重合体ラテックス 6質量部(固形分)
(Preparation of composition for paper coating)
A paper coating composition was prepared according to the formulation shown below. The paper coating composition was adjusted to pH 9.5 with sodium hydroxide, and the solid content concentration was adjusted to 67% by mass by adding a necessary amount of pure water.
(Combination prescription)
Kaolin (Product name: DB Glaze, manufactured by Imerizu Minerals Japan, Inc.) 20 parts by weight Heavy calcium carbonate (Product name: Carbital 90, manufactured by Imeris Minerals Japan Co., Ltd.) 80 parts by weight Modified starch (Japanese food) Kako Co., Ltd., trade name: MS4600) 2 parts by weight copolymer latex 6 parts by weight (solid content)

(再分散性の評価)
バッキングロール等へのラテックスの付着しやすさの目安として、紙塗工用組成物の再分散性について試験を行った。NBR黒ゴム板上に各紙塗工用組成物を並べて#6ワイヤーバーにて塗布し、60℃熱風循環式オーブンにて3分間乾燥させた後、30℃の流水で1分間洗浄してNBR黒ゴム板上に残った組成物の皮膜を目視にて観察した。皮膜の残量の少ないものを再分散性に優れるとしてA評価とし、皮膜の残量の多いものを再分散性に劣るとしてE評価とし、下記のとおりA、B、C、D、Eの5段階で、再分散性の優劣を目視にて相対的に評価した。結果を表5に示す。再分散性に優れるほど、バッキングロール等に付着した紙塗工用組成物を容易に洗浄することができ、塗工紙作成時の操業性に優れる。
(優) A > B > C > D > E (劣)
(Evaluation of redispersibility)
As a measure of the ease with which the latex adheres to a backing roll or the like, the redispersibility of the paper coating composition was tested. Each paper coating composition is lined up on an NBR black rubber plate and applied with a # 6 wire bar, dried in a 60 ° C hot air circulating oven for 3 minutes, washed with running water at 30 ° C for 1 minute, and NBR black The film of the composition remaining on the rubber plate was visually observed. A film with a small amount of remaining film is rated as A for excellent redispersibility, and a film with a large amount of remaining film is evaluated as E for poor redispersibility. A, B, C, D, and E are as follows: At the stage, the superiority or inferiority of the redispersibility was relatively evaluated visually. The results are shown in Table 5. The better the redispersibility, the easier it is to wash the composition for paper coating adhering to the backing roll or the like, and the better the operability when creating coated paper.
(Excellent) A>B>C>D> E (poor)

(塗工紙の作成)
塗工原紙(坪量55g/m)に、上記の紙塗工用組成物を片面あたりの塗被量が10g/mとなるようにワイヤーバーを用いて塗工し乾燥した後、線圧60kg/cm、温度50℃の条件でカレンダー処理を行って塗工紙を得た。得られた塗工紙について、下記の方法によりドライピック強度及びウェットピック強度の評価を行った。結果を表5に示す。
(Creating coated paper)
After coating and drying the above-mentioned composition for paper coating on a coated base paper (basis weight 55 g / m 2 ) using a wire bar so that the coating amount per side is 10 g / m 2 , A calender treatment was performed under the conditions of a pressure of 60 kg / cm and a temperature of 50 ° C. to obtain a coated paper. The obtained coated paper was evaluated for dry pick strength and wet pick strength by the following methods. The results are shown in Table 5.

(塗工紙のドライピック強度の評価)
RI印刷機を用い、各塗工紙にピッキングテスト用墨インキ(DICグラフィックス(株)製)を同時に印刷した。得られた印刷物を塗工上質紙に押し当ててインキを写し取り、インキが写し取られなかった部分(白抜け部分)をピッキング発生箇所と見なし、このときのピッキングの程度を肉眼で判定し、ピッキングの発生量が最も少ないものを5級とし、5級(優)から1級(劣)まで相対的に目視評価した。この評価の数値が高いほどドライピック強度が高く、接着強度に優れる。
(Evaluation of dry pick strength of coated paper)
Using a RI printer, a black ink for picking test (manufactured by DIC Graphics Co., Ltd.) was simultaneously printed on each coated paper. The obtained printed matter is pressed against coated fine paper to copy the ink, the portion where the ink is not copied (the white portion) is regarded as the picking occurrence point, and the degree of picking at this time is judged with the naked eye, The one with the least amount of picking was classified as grade 5, and was visually evaluated from grade 5 (excellent) to grade 1 (inferior). The higher the numerical value of this evaluation, the higher the dry pick strength and the better the adhesive strength.

(塗工紙のウェットピック強度の評価)
RI印刷機を用い、モルトンロールにより各塗工紙に同時に湿し水を付与し、その直後にインキロールにより各塗工紙にピッキングテスト用墨インキ(DICグラフィックス(株)製)を同時に印刷した。得られた印刷物を塗工上質紙に押し当ててインキを写し取り、インキが写し取られなかった部分(白抜け部分)をピッキング発生箇所と見なし、このときのピッキングの程度を肉眼で判定し、ピッキングの発生量が最も少ないものを5級とし、5級(優)から1級(劣)まで相対的に目視評価した。この評価の数値が高いほどウェットピック強度が高く、接着強度に優れる。
(Evaluation of wet pick strength of coated paper)
Using an RI printer, moisturizing rolls are used to simultaneously apply dampening water to each coated paper, and immediately thereafter, ink for picking test (made by DIC Graphics Co., Ltd.) is simultaneously printed on each coated paper using an ink roll. did. The obtained printed matter is pressed against coated fine paper to copy the ink, the portion where the ink is not copied (the white portion) is regarded as the picking occurrence point, and the degree of picking at this time is judged with the naked eye, The one with the least amount of picking was classified as grade 5, and was visually evaluated from grade 5 (excellent) to grade 1 (inferior). The higher the numerical value of this evaluation, the higher the wet pick strength and the better the adhesive strength.

<電極の作製及び評価>
上記で得られた共重合体ラテックスを用いて、下記の方法により電池電極用組成物を調製して電極を作製した。
<Production and evaluation of electrode>
Using the copolymer latex obtained above, a battery electrode composition was prepared by the following method to prepare an electrode.

(電池電極用組成物の調製)
(1−1)正極用組成物の調製
正極活物質としてLiCoOを100質量部と、導電剤としてアセチレンブラックを5質量部と、増粘剤としてカルボキシメチルセルロース水溶液を固形分で1質量部と、結着剤として、各実施例および各比較例の共重合体ラテックスを固形分で2質量部とを全固形分が65質量%となるように適量の純水を加えて混練し、正極用組成物を調製した。
(Preparation of battery electrode composition)
(1-1) Preparation of positive electrode composition 100 parts by mass of LiCoO 2 as a positive electrode active material, 5 parts by mass of acetylene black as a conductive agent, and 1 part by mass of a carboxymethyl cellulose aqueous solution as a thickener, As a binder, 2 parts by mass of the copolymer latex of each Example and each Comparative Example was kneaded by adding an appropriate amount of pure water so that the total solid content was 65% by mass, and the composition for the positive electrode A product was prepared.

(1−2)負極用組成物の調製
負極活物質として平均粒子径が20μmの天然黒鉛を使用し、天然黒鉛100質量部に対して、増粘剤としてカルボキシメチルセルロース水溶液を固形分で1質量部と、結着剤として、各実施例および各比較例の共重合体ラテックスを固形分で2質量部とを全固形分が45質量%となるように適量の純水を加えて混練し、負極用組成物を調製した。
(1-2) Preparation of composition for negative electrode Natural graphite having an average particle diameter of 20 μm is used as the negative electrode active material, and 1 part by mass of a carboxymethyl cellulose aqueous solution as a thickener is used as a thickener with respect to 100 parts by mass of natural graphite. Then, as a binder, the copolymer latex of each Example and each Comparative Example was kneaded by adding a proper amount of pure water so that the total solid content was 45% by mass with 2 parts by mass in solid content, and the negative electrode A composition was prepared.

(電極の作製)
(1−1)正極の作製
上記のようにして得られた正極用組成物を集電体となる厚さ20μmのアルミニウム箔に塗布し、130℃で5分間乾燥後、室温でロールプレスして、塗工層の厚みが100μmの正極を得た。
(Production of electrodes)
(1-1) Preparation of positive electrode The positive electrode composition obtained as described above was applied to a 20 μm thick aluminum foil serving as a current collector, dried at 130 ° C. for 5 minutes, and then roll-pressed at room temperature. A positive electrode having a coating layer thickness of 100 μm was obtained.

(1−2)負極の作製
上記のようにして得られた負極用組成物を集電体となる厚さ20μmの銅箔に塗布し、130℃で5分間乾燥後、室温でロールプレスして、塗工層の厚みが100μmの負極を得た。なお、電極活物質の被覆性を評価する際には、ロールプレスによる圧延を行う前の状態のものを用いた。
(1-2) Production of Negative Electrode The negative electrode composition obtained as described above was applied to a copper foil having a thickness of 20 μm serving as a current collector, dried at 130 ° C. for 5 minutes, and then roll-pressed at room temperature. A negative electrode having a coating layer thickness of 100 μm was obtained. In addition, when evaluating the coverage of an electrode active material, the thing before the rolling by roll press was used.

(共重合体ラテックスの活物質への被覆性の評価)
共重合体ラテックスが活物質の表面をより多く被覆することにより、充放電を繰り返した際のサイクル特性が向上することから、上記の方法で得られた各負極シートにおいて、下記の方法により共重合体ラテックスの活物質への被覆性を評価した。すなわち、上記で得られた各負極シート(圧延前のもの)を1cm四方に切り、四酸化オスミウム雰囲気下で染色した後、走査型電子顕微鏡(日本電子製、商品名:JSM−6510LA)を用いて、5000倍にて観察した。SEM観察画像において、活物質の面積に対し、活物質上に共重合体ラテックスが付着している面積を目視で確認し、下記のとおり評価した。なお、SEM観察画像8画面のうち、最も平均的な画像を選び、評価した。結果を表6に示す。
A:活物質の表面の80%以上を共重合体ラテックスが被覆している。
B:活物質の表面の60%以上80%未満を共重合体ラテックスが被覆している。
C:活物質の表面の40%以上60%未満を共重合体ラテックスが被覆している。
D:活物質の表面の40%未満しか共重合体ラテックスが被覆していない。
(Evaluation of coverage of copolymer latex on active material)
Since the cycle characteristics upon repeated charge / discharge are improved by coating the surface of the active material more with the copolymer latex, in each negative electrode sheet obtained by the above method, copolymerization is performed by the following method. The coverage of the combined latex on the active material was evaluated. That is, each negative electrode sheet (before rolling) obtained above was cut into a 1 cm square and dyed in an osmium tetroxide atmosphere, and then a scanning electron microscope (manufactured by JEOL Ltd., trade name: JSM-6510LA) was used. And observed at 5000 times. In the SEM observation image, the area where the copolymer latex was adhered on the active material was visually confirmed with respect to the area of the active material, and evaluated as follows. Of the 8 SEM observation images, the average image was selected and evaluated. The results are shown in Table 6.
A: Copolymer latex covers 80% or more of the surface of the active material.
B: Copolymer latex covers 60% or more and less than 80% of the surface of the active material.
C: Copolymer latex covers 40% or more and less than 60% of the surface of the active material.
D: Less than 40% of the surface of the active material is coated with the copolymer latex.

(電極塗工層の結着力の評価)
上記の方法で得られた各電極シート(各正極および各負極)の表面に、ナイフを用いて活物質層から集電体に達する深さまでの切り込みを2mm間隔で縦横それぞれ6本入れて碁盤目の切り込みを作った。この切り込みを入れた活物質層の表面に粘着テープを貼り付けて直ちに引き剥がし、活物質が脱落したマス目を数え、下記のとおり評価した。結果を表6に示す。
A:活物質が脱落したマス目が5未満
B:活物質が脱落したマス目が5以上12未満
C:活物質が脱落したマス目が12以上18未満
D:活物質が脱落したマス目が18以上25以下
(Evaluation of binding strength of electrode coating layer)
Use a knife to cut the surface of each electrode sheet (each positive electrode and each negative electrode) obtained by the above method from the active material layer to the depth reaching the current collector, 6 mm in length and breadth each at 2 mm intervals. Made an incision. An adhesive tape was applied to the surface of the active material layer with the cuts, and the adhesive material was immediately peeled off. The squares from which the active material was dropped were counted and evaluated as follows. The results are shown in Table 6.
A: The grid in which the active material has fallen is less than 5 B: The grid in which the active material has fallen out is 5 or more and less than 12 C: The grid in which the active material has fallen off is 12 or more and less than 18 D: The grid in which the active material has fallen off 18 to 25

Figure 0005613316
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表5に示した結果から明らかなように、実施例1〜11の共重合体ラテックスA〜Kはいずれも、比較例1〜8の共重合体ラテックスCE−1〜CE−8と比較して、十分な接着強度(ドライピック強度及びウェットピック強度の両方)、十分な耐ベタツキ性及び十分な再分散性の全てをバランス良く備えていることが確認された。また、表6に示した結果から明らかなように、電池電極用としての評価においても、十分な結着力(正極及び負極の両方)及び良好な電極活物質の被覆性をバランス良く備えていることが確認された。
As is clear from the results shown in Table 5, the copolymer latexes A to K of Examples 1 to 11 are all compared with the copolymer latexes CE-1 to CE-8 of Comparative Examples 1 to 8. It was confirmed that it had a sufficient balance of sufficient adhesive strength (both dry pick strength and wet pick strength), sufficient tack resistance and sufficient redispersibility. Further, as is apparent from the results shown in Table 6, even in evaluation for battery electrodes, sufficient binding force (both positive and negative electrodes) and good electrode active material coverage are provided in a well-balanced manner. Was confirmed.

Claims (3)

乳化重合により得られる共重合体ラテックスであって、
前記共重合体は、
(a)脂肪族共役ジエン系単量体15〜60質量%、
(b)エチレン系不飽和カルボン酸単量体6.5〜35質量%、
(c)シアン化ビニル単量体1〜30質量%、及び、
(d)これらと共重合可能な単量体0〜77.5質量%、からなる単量体成分で構成されており、
前記乳化重合は、
反応系のポリマー転化率が1.0%に到達した到達時までに、前記(c)シアン化ビニル単量体の全量を投入せず、
前記到達時から、単量体成分の全量投入終了した終了時までの時間、の60%の時点までに、前記(c)シアン化ビニル単量体の全量の80質量%以上を投入して行われ、
前記共重合体ラテックスを用いて作製した厚さ0.3〜0.5mm、1辺4cm角のラテックスフィルムの、23℃、50%RHの雰囲気下にて2日間調湿した時の含水率と、乾燥用シリカゲルを設置したデシケーター中で2日間乾燥させた時の含水率との差が3.0質量%以下であり、
前記共重合体ラテックスを、純水を分散媒として固形分濃度50.0質量%、pH6.5、液温25℃に調整した時の粘度が1000mPa・s以下である、共重合体ラテックス。
A copolymer latex obtained by emulsion polymerization,
The copolymer is
(A) 15-60 mass% of aliphatic conjugated diene monomer,
(B) 6.5 to 35% by mass of an ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer,
(C) 1 to 30% by weight of vinyl cyanide monomer, and
(D) It is composed of monomer components consisting of 0 to 77.5% by mass of monomers copolymerizable with these,
The emulsion polymerization is
Without reaching the total amount of the (c) vinyl cyanide monomer by the time when the polymer conversion rate of the reaction system reached 1.0%,
At least 60% by mass of the total amount of the (c) vinyl cyanide monomer is charged by 60% of the time from the arrival to the end of the completion of the addition of the monomer components. I,
Moisture content when the humidity is adjusted for 2 days in an atmosphere of 23 ° C. and 50% RH of a latex film having a thickness of 0.3 to 0.5 mm and a side of 4 cm square prepared using the copolymer latex The difference from the moisture content when dried for 2 days in a desiccator provided with silica gel for drying is 3.0% by mass or less,
A copolymer latex having a viscosity of 1000 mPa · s or less when the copolymer latex is adjusted to a solid content concentration of 50.0 mass%, pH 6.5, and liquid temperature of 25 ° C. using pure water as a dispersion medium.
前記(b)エチレン系不飽和カルボン酸単量体は、エチレン系不飽和モノカルボン酸単量体を50質量%以上含有する、請求項1記載の共重合体ラテックス。   The copolymer latex according to claim 1, wherein the (b) ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer contains 50 mass% or more of an ethylenically unsaturated monocarboxylic acid monomer. 前記乳化重合は、
重合開始剤投入開始時の反応系に、前記(b)エチレン系不飽和カルボン酸単量体の全量の0質量%超40質量%以下を含有させ、
前記反応系のポリマー転化率が1.0%に到達した到達時から、単量体成分の全量投入終了した終了時までの時間、の5%の時点以降から、前記(b)エチレン系不飽和カルボン酸単量体の残部の添加を開始して、前記到達時から前記終了時までの時間、の80%の時点までに、前記(b)エチレン系不飽和カルボン酸単量体の全量の92質量%以上を投入して行われる、請求項1又は2記載の共重合体ラテックス。
The emulsion polymerization is
The reaction system at the start of charging the polymerization initiator contains (b) more than 0% by mass and 40% by mass or less of the total amount of the ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer,
From the time point of 5% from the time when the polymer conversion rate of the reaction system reaches 1.0% to the time when the entire amount of monomer components are charged, the (b) ethylenic unsaturation 92% of the total amount of the (b) ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer is reached by the start of addition of the remainder of the carboxylic acid monomer until 80% of the time from the arrival time to the end time. The copolymer latex according to claim 1 or 2 , wherein the copolymer latex is carried out by adding at least mass%.
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