【技術分野】

【0001】

【背景技術】

【0002】

【0003】

【0004】

【0005】

【先行技術文献】

【発明の概要】

電気化学デバイスに対するさらなる高性能化の要求としてサイクル特性がある。しかし、従来の電極用バインダーは、活物質の被覆性が十分ではなく、サイクル特性の向上を図ることが困難である。 本発明の目的は、耐ブロッキング性及び活物質の被覆性の双方に優れた電極用バインダー、該バインダーを含有する電極用組成物及び電極シートを提供することにある。

本発明は、乳化重合により得られる共重合体ラテックスを含む電極用バインダーであって、共重合体は、脂肪族共役ジエン系単量体１５〜６０質量％、エチレン系不飽和カルボン酸単量体５〜３５質量％、シアン化ビニル系単量体０質量％以上、５質量％未満、及び、これらと共重合可能な単量体５〜８０質量％、からなる単量体成分で構成されており、共重合体ラテックスを乾燥して得られるフィルムの動的粘弾性測定において、ｔａｎδの最も大きいピークのピークトップ温度をＴｐ（℃）とした場合、（Ｔｐ−６０）℃〜（Ｔｐ−７０）℃の範囲における貯蔵弾性率の平均値Ｅ１’と、（Ｔｐ＋６０）℃〜（Ｔｐ＋７０）℃の範囲における貯蔵弾性率の平均値Ｅ２’との比（Ｅ１’／Ｅ２’）が、１０００以下であることを特徴とする電極用バインダーを提供する。 構成を有する電極用バインダーは、耐ブロッキング性及び活物質の被覆性の双方に優れたものになり得る。本発明に係る電極用バインダーによれば、優れた耐ブロッキング性により、後工程における電極合剤層の付着を抑制することができ、作業性よく電極を作製できるとともに、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気化学デバイスのサイクル特性を向上させることができる。 本発明に係る電極用バインダーは、特にアルカリ領域において活物質への優れた被覆性及び耐ブロッキング性を発揮することができる。 乳化重合は、重合開始剤投入開始時の反応系に、エチレン系不飽和カルボン酸単量体の全量の０質量％超８０質量％以下を含有させ、ポリマー転化率が１．０％に到達した到達時から、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、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、到達時から終了時までの時間、の８０％の時点までにエチレン系不飽和カルボン酸単量体の全量の９２質量％以上を添加してもよい。５％の時点以降から、エチレン系不飽和カルボン酸の残部の添加を行うことで、得られる共重合体ラテックスの粘度の上昇を抑制でき、より多くのエチレン系不飽和カルボン酸を共重合体粒子に含有させることができる。その結果、活物質への被覆性をより向上させることができる。 共重合体ラテックスを構成する単量体成分において、エチレン系不飽和カルボン酸単量体の全量に占めるエチレン系不飽和ジカルボン酸単量体の量が５質量％以上、８０質量％未満としてもよい。エチレン系不飽和ジカルボン酸単量体の含有量が範囲となるよう調整することにより、得られる共重合体ラテックスを含む電極用バインダーの耐ブロッキング性をより向上させることができる。また、共重合体ラテックス中の凝集物量を低減できる観点からも好ましい。 本発明はまた、の電極用バインダーと、活物質と、を含有する電極用組成物を提供する。 本発明はまた、集電体と、該集電体上に設けられたの電極用組成物から形成される電極合剤層と、を備える、電極シートを提供する。

本発明によれば、耐ブロッキング性及び活物質の被覆性の双方に優れた電極用バインダー、該バインダーを含有する電極用組成物及び電極シートを提供することができる。これにより、電気デバイスのサイクル特性を向上させることを可能とする電極を作業性よく作製することができる。本発明によれば、また、電極合剤層の剥落のない均一な電極を形成できる電極バインダーを提供することもでき、これによりデバイス性能の信頼性に優れた電気化学デバイスを得ることができる。また、本発明に係る電極用バインダーを含む組成物は、特にアルカリ領域において優れた活物質への被覆性を発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】共重合体ラテックスから形成されるフィルムの動的粘弾性率測定における、測定温度と貯蔵弾性率Ｅ’との関係及びそのｔａｎδを示す図である。

【発明を実施するための形態】

以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

本実施形態における電極用バインダーは、乳化重合により得られる共重合体ラテックスを含むものであって、共重合体は、脂肪族共役ジエン系単量体１５〜６０質量％、エチレン系不飽和カルボン酸単量体５〜３５質量％、シアン化ビニル系単量体を０質量％以上５質量％未満、及び、これらと共重合可能な単量体５〜８０質量％、からなる単量体成分で構成されている。

共重合体を構成する各成分である、脂肪族共役ジエン系単量体、エチレン系不飽和カルボン酸単量体、シアン化ビニル系単量体、及びこれらと共重合可能な単量体について、以下に説明する。

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、置換及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種を単独で又は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、特に１，３−ブタジエンの使用が好ましい。

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、クロトン酸、マレイン酸、フマール酸、イタコン酸などのモノ又はジカルボン酸単量体が挙げられる。または、これらの無水物であってもよい。これらの単量体は１種を単独で又は２種以上を組み合わせて使用することができる。

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の単量体が挙げられる。これらは１種を単独で又は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、特にアクリロニトリル又はメタクリロニトリルの使用が好ましい。

（ａ）成分、（ｂ）成分、及び（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、不飽和二重結合を２つ以上含有する多官能エチレン性不飽和単量体等の単量体が挙げられる。

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、ジビニルベンゼン等が挙げられる。これらは１種を単独で又は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、特にスチレンの使用が好ましい。

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、２−エチルヘキシルアクリレート等が挙げられる。これらは１種を単独で又は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、特にメチルメタクリレートの使用が好ましい。

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、２−ヒドロキシエチルメチルフマレート等が挙げられる。これらは１種を単独で又は２種以上を組み合わせて使用することができる。

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、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド等が挙げられる。これらは１種を単独で又は２種以上を組み合わせて使用することができる。

不飽和二重結合を２つ以上含有する多官能エチレン性不飽和単量体としては、例えば、アリルメタクリレート、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート等のポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジビニルベンゼン等のジビニル化合物などが挙げられる。これらは１種を単独で又は２種以上を組み合わせて使用することができる。好ましくは、アリルメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ジビニルベンゼンが挙げられる。

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は何れも使用可能である。

（ａ）成分の含有量は、共重合体を構成する全単量体成分に対し、１５〜６０質量％であり、１７〜５７質量％であることが好ましく、２０〜５５質量％であることがより好ましい。（ａ）成分の含有量を範囲となるように調整することにより、共重合体に柔軟性を付与することができる。

（ｂ）成分の含有量は、共重合体を構成する全単量体成分に対し、５〜３５質量％であり、６〜３５質量％であることがより好ましく、７〜３５質量％であることが更に好ましい。（ｂ）成分の含有量が範囲となるよう調整することにより、共重合体を含有する共重合体ラテックスの活物質への被覆性の向上を図ることができる。

また、（ｂ）成分全量に占めるエチレン系不飽和ジカルボン酸単量体の含有量は、５質量％以上、８０質量％未満であることが好ましい。さらには、１０質量％以上、１５質量％以上、７５質量％以下、７０質量％以下であることが好ましい。エチレン系不飽和ジカルボン酸単量体の含有量が範囲となるよう調整することにより、得られる共重合体ラテックスの耐ブロッキング性をより向上させることができ、かつ共重合体ラテックス中の凝集物量を低減することができる観点から好ましい。

（ｃ）成分は、共重合体を構成する単量体成分全量に対し、０質量％以上、５質量％未満であることが、本願課題を達成する観点から必要である。さらに好ましくは、３質量％未満、１質量％未満であることが好ましい。（ｃ）成分の含有量が範囲となるよう調整することにより、得られる共重合体ラテックスを含む電極用バインダーの活物質への被覆性の向上を図ることができる。また、（ｃ）成分の含有量が範囲となるよう調整することにより、得られる共重合体ラテックスを含む電極用バインダーの耐ブロッキング性をより向上させることができる。

（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、５〜８０質量％であり、８〜７８質量％であることが好ましく、１０〜７５質量％であることがより好ましい。（ｄ）成分の含有量を範囲となるよう調整することにより、得られる共重合体粒子が柔らかくなりすぎることを抑制し、適度な結着力を得ることができるので好ましい。

本実施形態の電極用バインダーに含まれる共重合体ラテックスは、乳化重合により得られる。以下、乳化重合について説明する。

乳化重合において、共重合体ラテックスを構成する単量体成分の反応系への添加は以下のように行われる。各単量体成分については、と同様のものを用いることができる。

（ｂ）成分であるエチレン系不飽和カルボン酸単量体の反応系への添加は、重合開始剤投入開始時の反応系に、エチレン系不飽和カルボン酸単量体の全量の０質量％超８０質量％以下を含有させ、ポリマー転化率が１．０％に到達した到達時から、前記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、エチレン系不飽和カルボン酸単量体の残部の反応系への投入を開始して、到達時から終了時までの時間、の８０％の時点までに、エチレン系不飽和カルボン酸単量体の全量の９２質量％以上が投入されるようにして、エチレン系不飽和カルボン酸単量体の反応系への添加を行うことができる。この方法で乳化重合を行う場合、共重合体ラテックスの粘度の上昇を抑制でき、より多くのエチレン系不飽和カルボン酸を共重合体粒子に含有させることができる。効果をさらに高めるためには、到達時から終了時までの時間、の７０％の時点までに、エチレン系不飽和カルボン酸単量体の全量の８５質量％以上が反応系へ投入されることが好ましい。さらに好ましくは、到達時から終了時までの時間、の６０％の時点までに、エチレン系不飽和カルボン酸単量体の全量が反応系へ投入されることが好ましい。

また、効果をさらに高めるためには、エチレン系不飽和カルボン酸単量体は、到達時から終了時までの時間、の１０％の時点以降から、より好ましくは１５％の時点以降からエチレン系不飽和カルボン酸単量体の残部の投入を開始することが好ましい。また、エチレン系不飽和カルボン酸単量体の残部の投入は、到達時から終了時までの時間、の５０％の時点までに開始することが好ましく、４５％の時点までに開始することがより好ましく、４０％の時点までに開始することがさらに好ましい。また、到達時から終了時までの時間、の７０％の時点までに、全量の９５質量％以上添加することが好ましい。さらに好ましくは、到達時から終了時までの時間、の６０％の時点までに、全量添加することが好ましい。

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、以下のように決定する。すなわち、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分経過後に測定することでポリマー転化率を算出する。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％を超えるまで３０分毎に測定する。ポリマー転化率がはじめて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。

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。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。
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

乳化重合を行う際には、（ａ）〜（ｄ）成分の他、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、還元剤等を配合することができる。

乳化剤（界面活性剤）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種を単独で又は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、適宜調整することができる。

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、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種を単独で又は２種以上を組み合わせて使用することができる。特に過硫酸カリウム、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の使用が好ましい。重合開始剤の配合量は特に制限されないが、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。

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種を単独で又は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。

還元剤としては、例えば、デキストロース、サッカロース等の還元糖類、ジメチルアニリン、トリエタノールアミン等のアミン類、Ｌ−アスコルビン酸、エリソルビン酸、酒石酸、クエン酸等のカルボン酸類及びその塩、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などが挙げられる。特に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。

乳化重合を行う際には、また、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使用することができる。回収しやすさの観点から、特に、シクロヘキセン又はトルエンの使用が好ましい。

さらに、乳化重合に係る反応系には、必要に応じて、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特に限定されず、適宜適量使用することができる。

また、乳化重合を行うに当たっては、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、乳化剤、還元剤、連鎖移動剤を含有させることが好ましい。

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。

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。

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。

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、マックスブレンド翼等により撹拌することにより調製できる。

反応系の温度は、安全性に配慮した槽内圧力及び生産性の観点から、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、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。

反応系の温度は、例えば、外部加熱により０．２５〜１．０℃／ｍｉｎで昇温することができる。

到達時以降の反応系に、単量体成分ならびにその他の成分を反応系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が挙げられる。より多くの酸を共重合体に含有させる観点からは、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。さらに、連添を複数回行ってもよい。

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、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。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。

また、乳化重合は、ポリマー転化率が９７％を超えたことを確認して反応を終了させることがより好ましい。こうして、共重体ラテックスが得られる。なお、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。

共重合体ラテックスは、加熱減圧蒸留等の方法により、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。

共重合体ラテックスは、分散安定性及び活物質への被覆性の観点から、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５〜９に調整されていることが好ましく、５．５〜８．５に調整されていることがより好ましい。

の乳化重合により得られる共重合体ラテックスは、耐ブロッキング性に優れ、かつ特にアルカリ領域において優れた電極活物質への被覆性を発揮することができる。

第１電極用バインダーは、共重合体ラテックスを乾燥して得られるフィルムの動的粘弾性測定において、ｔａｎδの最も大きいピークのピークトップ温度をＴｐ（℃）とした場合の、（Ｔｐ−６０）℃〜（Ｔｐ−７０）℃の範囲における貯蔵弾性率の平均値Ｅ１’と、（Ｔｐ＋６０）℃〜（Ｔｐ＋７０）℃の範囲における貯蔵弾性率の平均値Ｅ２’との比（Ｅ１’／Ｅ２’）が、１０００以下である。Ｅ１’／Ｅ２’の値を１０００以下とすることで、耐ブロッキング性に優れ、電極合剤層の剥落の発生を抑えることができる。Ｅ１’／Ｅ２’の値は、より好ましくは１０以上、５００以下、さらに好ましくは１０以上、１００以下である。

Ｅ１’／Ｅ２’の数値は、共重合体の分子量、架橋密度、単量体組成により調整することができる。共重合体の分子量及び架橋密度を高めることにより、Ｅ１’／Ｅ２’をより小さくできる傾向にある。共重合体の分子量及び架橋密度は、乳化重合における重合温度、単量体の構成や添加方法、連鎖移動剤の種類や量によって制御可能である。

貯蔵弾性率の平均値の比（Ｅ１’／Ｅ２’）は、下記に記載した条件における動的粘弾性率測定により求められる。まず、共重合体ラテックスに、ラテックスの固形分量に対して０．５質量％になるよう増粘剤（ポリアクリル酸ソーダ 品番ＩＸ−１１７７（第一工業製薬株式会社製））を添加、混合する。得られたラテックスを、ポリテトラフルオロエチレンシートで保護した硝子上に流延し、４０℃、相対湿度８０％の条件下で４８時間乾燥しフィルムを作製する。得られたフィルムから、幅４．０ｍｍ±０．２ｍｍ、厚さ０．５ｍｍ±０．２ｍｍ、長さ３０ｍｍの短冊状に切り出し評価用サンプルとする。評価用サンプルを、真空乾燥機内で２４時間乾燥し、乾燥機から取り出した直後に、株式会社ユービーエム社製ＤＭＴＡ（ＤＹＮＡＭＩＣ ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ ＴＨＥＲＭＡＬ ＡＮＡＬＩＺＥＲ：Ｒｈｅｏｇｅｌ−Ｅ４０００）を用いて、−１００℃〜＋１５０℃の温度領域の貯蔵弾性率Ｅ’（引張モード）を測定する（測定周波数１Ｈｚ、昇温スピード３℃／ｍｉｎ、測定間隔３点／ｍｉｎ）。

次に、図１を参考に、測定結果の解析法について説明する。図１は、共重合体ラテックスから形成されるフィルムの動的粘弾性率測定における、測定温度と貯蔵弾性率Ｅ’との関係及びそのｔａｎδを示す図である。図１中のａは、測定温度と貯蔵弾性率Ｅ’との関係を示すグラフであり、ｂは、そのｔａｎδを示すグラフである。なお、ｔａｎδとは、損失正接(損失弾性率Ｅ’’に対する貯蔵弾性率Ｅ’の比)を意味する。Ｔ１及びＴ２はそれぞれ、ｔａｎδの最も大きいピークのピークトップ温度をＴｐ（℃）としたときに、（Ｔｐ−７０）及び（Ｔｐ−６０）を示し、Ｔ３及びＴ４はそれぞれ（Ｔｐ＋６０）及び（Ｔｐ＋７０）を示す。Ｔ１℃〜Ｔ２℃の範囲で測定された貯蔵弾性率Ｅ’の全点を単純平均して得られる値を平均値Ｅ１’とする。具体的には、Ｔ１に対応する貯蔵弾性率Ｅ’の測定値ＡからＴ２に対応する貯蔵弾性率Ｅ’の測定値Ｂまでに測定された全点を単純平均して得られた値を平均値Ｅ１’とする。同様に、Ｔ３に対応する貯蔵弾性率Ｅ’の測定値ＣからＴ４に対応する貯蔵弾性率Ｅ’の測定値Ｄまでに測定された全点を単純平均して得られた値を平均値Ｅ２’とする。得られた平均値Ｅ１’と平均値Ｅ２’とから、比（Ｅ１’／Ｅ２’）を算出することができる。

Ｔｐ（℃）としては、１０℃以上であることが好ましく、１０℃以上８５℃以下であることがより好ましく、１０℃以上５５℃以下であることがさらに好ましい。Ｔｐをこのような範囲に調整することにより、良好な耐ブロッキング性を得ることができる。Ｔｐは、単量体の構成や添加方法等により調整することができる。

本実施形態においては、貯蔵弾性率の平均値Ｅ２’が、１．０ＭＰａ〜１．０×１０^３ＭＰａであることが好ましい。Ｅ２’をのような範囲とすることにより、耐ブロッキング性に優れ、電極合剤層の剥落の発生を抑えることができる。Ｅ２’の値は、より好ましくは１．０×１０ＭＰａ〜５．０×１０^２ＭＰａ、さらに好ましくは４．８×１０ＭＰａ〜１．０×１０²ＭＰａである。

また、貯蔵弾性率の平均値Ｅ１’が、１．０×１０^３ＭＰａ〜１．０×１０^４ＭＰａであることが好ましい。Ｅ１’をのような範囲とすることにより、耐ブロッキング性に優れ、電極合剤層の剥落の発生を抑えることができる。Ｅ１’の値は、より好ましくは２．０×１０^３ＭＰａ〜８．０×１０^３ＭＰａ、さらに好ましくは３．０×１０^３ＭＰａ〜５．３×１０^３ＭＰａである。

第２実施形態に電極用バインダーは、共重合体ラテックスを乾燥して得られるフィルムの動的粘弾性測定において、ｔａｎδの最も大きいピークのピークトップ温度をＴｐ（℃）とした場合、（Ｔｐ＋６０）℃〜（Ｔｐ＋７０）℃の範囲における貯蔵弾性率Ｅ’の平均値Ｅ２’が、１．０ＭＰａ〜１．０×１０^３ＭＰａである。Ｅ２’をのような範囲とすることにより、耐ブロッキング性に優れ、電極合剤層の剥落の発生を抑えることができる。Ｅ２’の値は、より好ましくは１．０×１０ＭＰａ〜５．０×１０^２ＭＰａ、さらに好ましくは４．８×１０ＭＰａ〜１．０×１０^２ＭＰａである。

本実施形態においてＴｐ（℃）は、１０℃以上であることが好ましく、１０℃以上８５℃以下であることがより好ましく、１０℃以上５５℃以下であることがさらに好ましい。Ｔｐをこのような範囲に調整することにより、良好な耐ブロッキング性を得ることができる。Ｔｐは、単量体の構成や添加方法などにより調整することができる。

また、貯蔵弾性率の平均値Ｅ１’が、１．０×１０^３ＭＰａ〜１．０×１０^４ＭＰａであることが好ましい。Ｅ１’をのような範囲とすることにより、耐ブロッキング性に優れ、電極合剤層の剥落の発生を抑えることができる。Ｅ１’の値は、より好ましくは２．０×１０^３ＭＰａ〜８．０×１０^３ＭＰａ、さらに好ましくは３．０×１０^３ＭＰａ〜５．３×１０^３ＭＰａである。

また、本実施形態において、共重合体ラテックスを乾燥して得られるフィルムの動的粘弾性測定において、ｔａｎδの最も大きいピークのピークトップ温度をＴｐ（℃）とした場合の、（Ｔｐ−６０）℃〜（Ｔｐ−７０）℃の範囲における貯蔵弾性率の平均値Ｅ１’と、（Ｔｐ＋６０）℃〜（Ｔｐ＋７０）℃の範囲における貯蔵弾性率の平均値Ｅ２’との比（Ｅ１’／Ｅ２’）が、１０００以下であることが好ましい。Ｅ１’／Ｅ２’の値を１０００以下とすることで、耐ブロッキング性に優れ、電極合剤層の剥落の発生を抑えることができる。Ｅ１’／Ｅ２’の値は、より好ましくは１０以上、５００以下、さらに好ましくは１０以上、１００以下である。

Ｅ１’及びＥ２’は、共重合体の分子量、架橋密度、単量体組成により調整することができる。共重合体の分子量及び架橋密度は、乳化重合における重合温度、単量体の量や添加方法、連鎖移動剤の種類や量によって制御可能である。

貯蔵弾性率の平均値Ｅ１’及びＥ２’及びｔａｎδは、と同様の方法により測定することができる。

第１及び第２の共重合体ラテックスは、弱酸性又は中性領域からアルカリ領域において使用することができ、中性領域からアルカリ領域において使用することが好ましく、アルカリ領域において使用することがより好ましい。また、第１及び第２の共重合体ラテックスは、本発明の効果を阻害しない範囲において、他のバインダー等と混合して用いることもできる。

本電極用バインダーは、例えば、二次電池、リチウムイオンキャパシタ、電気二重層キャパシタ等の電気化学デバイスの電極を形成するための電極用組成物に用いることができる。

次に、本電極用組成物について説明する。

本実施形態の電極用組成物は、上述した本電極用バインダーを含む。

本実施形態の電極用組成物は、本電極用バインダー以外に、活物質、及び必要に応じて助剤を含むことができる。

活物質としては、正極活物質及び負極活物質のいずれであってもよい。

正極活物質としては、特に限定されないが、リチウムイオン二次電池の場合、例えば、ＭｎＯ_２、ＭｏＯ_３、Ｖ_２Ｏ_５、Ｖ_６Ｏ_１３、Ｆｅ_２Ｏ_３、Ｆｅ_３Ｏ_４等の遷移金属酸化物、ＬｉＣｏＯ_２、ＬｉＭｎＯ_２、ＬｉＮｉＯ_２、Ｌｉ_ＸＣｏ_ＹＳｎ_ＺＯ_２等のリチウムを含む複合酸化物、ＬｉＦｅＰＯ_４等のリチウムを含む複合金属酸化物、ＴｉＳ_２、ＴｉＳ_３、ＭｏＳ_３、ＦｅＳ_２等の遷移金属硫化物、ＣｕＦ_２、ＮｉＦ_２等の金属フッ化物などが挙げられる。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。

負極活物質としては、特に限定されないが、リチウムイオン二次電池の場合、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、及びこれらの粉砕物等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−フェニレン等の導電性高分子、並びに、ケイ素、スズ等の金属単体、金属酸化物、若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。

リチウムイオンキャパシタ電極に用いる場合には、黒鉛、難黒鉛化炭素、ハードカーボン、コークス等の炭素材料や、ポリアセン系有機半導体（ＰＡＳ）などを用いることができる。

電気二重層キャパシタ電極に用いる場合には、活性炭、活性炭繊維、シリカ、アルミナなどを用いることができる。

助剤としては、水溶性増粘剤、分散剤、安定化剤、導電剤等が挙げられる。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、カゼイン等が挙げられる。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等が挙げられる。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等が挙げられる。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等が挙げられる。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。

電極用組成物中の電極用バインダーの含有量は、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。電極用バインダーの含有量を、０．１質量部以上とすると、活物質、集電体等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、電気化学デバイスとして組み立てたときに過電圧が著しく上昇し、デバイス特性を低下させることを防ぐ観点から好ましい。

電極用組成物を集電体に塗布、乾燥することにより、集電体上に電極合剤層を形成し、電極シートを得ることができる。そのような電極シートは、例えばリチウムイオン二次電池の正極板または負極板として用いられる。

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、エアーナイフ法等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、遠赤外線加熱機等が用いられる。

本電極用組成物は、例えば、電気化学デバイス、例えばリチウムイオン二次電池、リチウムイオンキャパシタ、電気二重層キャパシタの電極を形成するために好適に用いられる。

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。 ＜共重合ラテックスの製造＞
表１及び２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。 なお、表１及び２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：フマール酸
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
ＥＧＤＭ：エチレングリコールジメタアクリレート
（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
ＮａＨＣＯ_３：炭酸水素ナトリウム
ＫＰＳ：過硫酸カリウム
ＰＷ：純水 （実施例１）
耐圧性の重合反応器に、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撹拌し、反応液を得た。 次に、重合反応器（重合槽）内の温度を上げていき、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、その到達時を基準（０分）として、８０分後から、表１の２段目に示す各単量体成分とその他の化合物を表１に示す連添時間帯（到達時を基準として８０分後から３４０分後まで）に、反応液に添加した。なお反応系の反応温度は６２℃とした。 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３４０分後から５８０分後まで）に、反応液に添加した。 続いて、表１の４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４段目に示す連添時間帯（到達時を基準として５８０分後から６００分後まで）に、反応液に添加した。 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℃まで上げ、ポリマー転化率が９５％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。 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７．５に調整した。未反応単量体及び他の低沸点化合物を除去するために加熱減圧蒸留を行い、共重合体ラテックスＡを得た。 （実施例２、６）
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、Ｆを得た。 （実施例３−５）
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に示す条件に変更したこと、シクロヘキセン量を４重量部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Ｃ−Ｅを得た。 （比較例１）
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ＣＡをそれぞれ得た。 （比較例２）
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ＣＢをそれぞれ得た。 （比較例３）
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に示す条件に変更したこと、シクロヘキセン量を４重量部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ＣＣをそれぞれ得た。 （比較例４）
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に示す条件に変更したこと、シクロヘキセン量を２重量部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ＣＤをそれぞれ得た。 ＜共重合体ラテックスの評価＞
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凝集物量、耐ブロッキング性の評価を行った。 （凝集物量）
各実施例、比較例で得られた共重合体ラテックスを濃度１質量％の食塩水で約０．０５質量％に希釈し、この希釈液を３００メッシュ金網でろ過後、マルチサイザー３（ベックマンコールター社製）にて粒子径２〜１０μｍの粒子数を測定した。測定結果から粒子径２〜１０μｍの粒子の総質量を算出し、共重合体ラテックスの固形分に対する粒子径２〜１０μｍの粒子の割合（質量％）を算出した。 （動的粘弾性率の測定方法）
各実施例、比較例で得られた共重合体ラテックスに増粘剤(ポリアクリル酸ソーダ 品番ＩＸ−１１７７（第一工業製薬株式会社製）)をラテックスの固形分量に対して０．５質量％になるよう添加、混合した後、ポリテトラフルオロエチレンシートで保護した硝子上に流延し、４０℃、相対湿度８０％で４８時間乾燥を行い、０．５ｍｍ±０．２ｍｍの厚みのフィルムを作製する。このフィルムを、真空乾燥機内で３０℃にて１２〜２４時間乾燥し、乾燥機から取り出した直後に、株式会社ユービーエム社製ＤＭＴＡ（ＤＹＮＡＭＩＣ ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ ＴＨＥＲＭＡＬ ＡＮＡＬＩＺＥＲ：Ｒｈｅｏｇｅｌ−Ｅ４０００）を用いて、−１００℃〜＋１５０℃の温度領域の貯蔵弾性率Ｅ’（引張モード）を測定した（測定周波数１Ｈｚ、昇温スピード３℃／ｍｉｎ、測定間隔３点／ｍｉｎ）。 測定によって得られたｔａｎδの最も大きいピークトップの温度を読み取り、Ｔｐとした。
（Ｔｐ−７０）℃〜（Ｔｐ−６０）℃の範囲における動的粘弾性率の全測定値を単純平均し、これを平均値Ｅ１’とした。
（Ｔｐ＋６０）℃〜（Ｔｐ＋７０）℃の範囲における動的粘弾性率の全測定値を単純平均し、これを平均値Ｅ２’とした。
同様にして各実施例、比較例の動的粘弾性測定を行い、Ｔｐ、Ｅ１’、Ｅ２’をそれぞれ算出した。結果を表３に示す。 ＜共重合体ラテックスの耐ブロッキング性の評価＞
（１−１）常温における耐ブロッキング性の評価
共重合体ラテックスのフィルムの耐ブロッキング性（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^２で塗工し、１２０℃のオーブン中で１分間乾燥してフィルムを形成した。各フィルムを１ｃｍ幅の短冊状に切断し、黒色台紙上に全ての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、濾紙の繊維の各フィルム表面上への付着状態を目視で観察し、各フィルムの耐ブロッキング性を比較評価した。繊維の付着の少ないものを耐ブロッキング性に優れるとしてＡ評価とし、繊維の付着が多いものを耐ブロッキング性に劣るとしてＥ評価とし、下記のとおりＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの５段階で、耐ブロッキング性の優劣を目視にて相対的に評価した。結果を表３に示す。
（優） Ａ ＞ Ｂ ＞ Ｃ ＞ Ｄ ＞ Ｅ （劣）
耐ブロッキング性に優れるほど、電極合剤層を巻き取る工程、プレスなどによる圧延工程、電極をカットする工程などの後工程において、ロール等に電極合剤層が付着・蓄積しにくく、電極作成時の操業性に優れる。 （１−２）熱時における耐ブロッキング性の評価
常温における耐ブロッキング性の評価と同じ条件にて作製した各フィルムの短冊を黒色台紙上に貼り付けたサンプルの上に濾紙を重ねて、ラボ試験用熱カレンダーを用い５０℃に加熱した熱ロール間を通し圧着する。その後、濾紙を剥がした後の、濾紙の繊維の各フィルム表面上への付着状態を目視で判断し、各フィルムの耐ブロッキング性を比較した。繊維の付着が少ないものは耐ブロッキング性に優れる、繊維の付着が多いものは耐ブロッキング性が劣るとして、下記のとおり相対的に評価した。
（優） Ａ ＞ Ｂ ＞ Ｃ ＞ Ｄ ＞ Ｅ （劣）
常温における耐ブロッキング性及び熱時の耐ブロッキング性のいずれも良好であるほど、後工程における電極合剤層の付着・剥落などが少なく、電極作成時の操業性により優れる。 ＜電極の作成及び評価＞
の共重合体ラテックスを電極用バインダーとして用いて、下記の方法によりリチウムイオン二次電池電極用組成物を調製して電極を作製した。 （電極用組成物の調製）
（１−１）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、結着剤として、各実施例及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。 （電極の作製）
（１−１）負極の作製
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。 ＜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、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、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３に示す。
Ａ：活物質の表面の７０％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５０％以上７０％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３０％以上５０％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３０％未満しか共重合体ラテックスが被覆していない。