(57)【要約】【課題】プロトン伝導性能を維持し得る電解質膜を製造可能な電解質膜の製造方法、及び、プロトン伝導性能を維持し得る電解質膜を提供する。【解決手段】ポリビニルスルホン酸樹脂とポリエチレン樹脂とアミン系界面活性剤とを溶媒中で混合して樹脂組成物を得る混合工程と、該樹脂組成物を成膜する成膜工程と、を有し、ポリエチレン樹脂の少なくとも一部は、分子量が１０００以上４０００以下である電解質膜の製造方法とし、ポリビニルスルホン酸樹脂とポリエチレン樹脂とを混合して生成される樹脂組成物を有し、ポリエチレン樹脂の少なくとも一部は、分子量が１０００以上４０００以下である電解質膜とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリビニルスルホン酸樹脂とポリエチレン樹脂とアミン系界面活性剤とを溶媒中で混合して樹脂組成物を得る混合工程と、該樹脂組成物を成膜する成膜工程と、を有し、
前記ポリエチレン樹脂の少なくとも一部は、分子量が１０００以上４０００以下であることを特徴とする、電解質膜の製造方法。
【請求項２】
ポリビニルスルホン酸樹脂とポリエチレン樹脂とを混合して生成される樹脂組成物を有し、前記ポリエチレン樹脂の少なくとも一部は、分子量が１０００以上４０００以下であることを特徴とする、電解質膜。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体高分子型燃料電池（ＰＥＦＣ）やダイレクトメタノール型燃料電池（ＤＭＦＣ）等で使用可能な電解質膜の製造方法、及び、電解質膜に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、電解質層（以下「電解質膜」という。）と、電解質膜の両面側にそれぞれ配設される電極（アノード及びカソード）とを備える膜電極構造体（以下「ＭＥＡ」ということがある。）で電気化学反応を起こし、当該電気化学反応により発生した電気エネルギーを外部に取り出す装置である。燃料電池の中でも、家庭用コージェネレーション・システムや自動車等に使用される固体高分子型燃料電池（以下「ＰＥＦＣ」ということがある。）は、低温領域で運転することができる。このＰＥＦＣは、高いエネルギー変換効率を示し、起動時間が短く、かつシステムが小型軽量であることから、電気自動車の動力源や携帯用電源として注目されている。
【０００３】
ＰＥＦＣの単セルは、ＭＥＡと、当該ＭＥＡを狭持する一対の集電体とを備え、ＭＥＡには、含水状態に保たれることによりプロトン伝導性能を発現するプロトン伝導性ポリマーが含有される。ＰＥＦＣの運転時には、アノードに水素含有ガス（以下「水素」という。）が、カソードに酸素含有ガス（以下「空気」という。）が、それぞれ供給される。アノードへと供給された水素は、アノードの触媒層（以下「アノード触媒層」ということがある。）に含まれる触媒の作用下でプロトンと電子に分離し、水素から生じたプロトンは、アノード触媒層及び電解質膜を通ってカソードの触媒層（以下「カソード触媒層」ということがある。）へと達する。一方、電子は、外部回路を通ってカソード触媒層へと達し、かかる過程を経ることにより、電気エネルギーを取り出すことが可能になる。そして、カソード触媒層へと達したプロトン及び電子と、カソード触媒層へと供給された酸素とが反応することにより、水が生成される。
【０００４】
このように、ＰＥＦＣから電気エネルギーを取り出すためには、アノード触媒層で生じたプロトンが電解質膜を通過してカソード触媒層へと移動する必要があり、その移動時におけるエネルギー損失（抵抗）が小さいほど、ＰＥＦＣの性能を向上させることができる。したがって、ＰＥＦＣの性能を向上させるためには、電解質膜のプロトン伝導性能を向上させることが重要である。
【０００５】
従来から使用されている電解質膜は、例えば、パーフルオロスルホン酸系のポリマー等からなる高分子により構成され、含水状態下でプロトン伝導性能を発現する。ところが、上記高分子からなる電解質膜は、合成過程の複雑さから、高価であるという問題があった。他方、炭化水素系ポリマーの利用も検討されているが、この種の高分子は、骨格中に、ヘテロ原子や三級炭素等を備える場合が多いため、ラジカルの攻撃を受けやすく、ＰＥＦＣの作動中に損傷しやすいという問題もあった。そこで、これらの問題を解決し得る電解質膜の開発が望まれている。
【０００６】
電解質膜に関する技術として、例えば、特許文献１には、多孔質樹脂シート（多孔質ポリエチレンシート等）の細孔内に機能性ポリマー（スルホン酸基を有するモノマーを重合させてなるポリマー等）が充填された機能性膜の連続製造方法に関する技術が開示されており、かかる技術によれば、機能性膜を連続的に且つ効率よく得ることができるとしている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−７６０１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１に開示されているように、例えば、スルホン酸基を有するモノマーを重合させてなるポリマーを多孔質ポリエチレンシートの細孔内に単に充填する形態では、当該ポリエチレンシートが水に触れると、親水性のスルホン酸基が溶出する。そのため、水の存在下で使用される電解質膜にスルホン酸基を保持することが難しく、プロトン伝導性を維持することが困難であるという問題があった。
【０００９】
そこで本発明は、プロトン伝導性能を維持し得る電解質膜を製造可能な電解質膜の製造方法、及び、プロトン伝導性能を維持し得る電解質膜を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段をとる。すなわち、
第１の本発明は、ポリビニルスルホン酸樹脂とポリエチレン樹脂とアミン系界面活性剤とを溶媒中で混合して樹脂組成物を得る混合工程と、該樹脂組成物を成膜する成膜工程と、を有し、ポリエチレン樹脂の少なくとも一部は、分子量が１０００以上４０００以下であることを特徴とする、電解質膜の製造方法である。
【００１１】
ここに、「アミン系界面活性剤」は、ポリビニルスルホン酸樹脂と反応して当該ポリビニルスルホン酸樹脂を中和させ得るものであれば特に限定されず、その具体例としては、ｎ−トリブチルアミンやラウリルアミン等を挙げることができる。さらに、「溶媒」は、ポリビニルスルホン酸樹脂及びポリエチレン樹脂を溶解させ得るものであれば特に限定されず、その具体例としては、クロロベンゼン等を挙げることができる。加えて、第１の本発明及び以下に示す本発明において、「ポリエチレン樹脂の少なくとも一部は、分子量が１０００以上４０００以下である」とは、電解質膜を構成するポリエチレン樹脂に、分子量が１０００以上４０００以下のポリエチレン樹脂（以下、「低分子量ポリエチレン」ということがある。）が含まれることを意味する。すなわち、第１の本発明における混合工程で使用されるポリエチレン樹脂は、低分子量ポリエチレンのみからなる形態のほか、分子量が４０００を超えるポリエチレン樹脂と低分子量ポリエチレンとからなる形態を採り得る。さらに、第１の本発明において、樹脂組成物に含有される低分子量ポリエチレンの量は、プロトン伝導性能を維持し得る電解質膜を製造可能な量であれば特に限定されるものではないが、樹脂組成物に含有されるポリビニルスルホン酸樹脂の質量を１００とするとき、低分子量ポリエチレンの質量は１０以上とすることが好ましい。
【００１２】
上記第１の本発明において、アミン系界面活性剤として、ｎ−トリブチルアミン及びラウリルアミンが用いられることが好ましい。
【００１３】
上記第１の本発明において、樹脂組成物にイオン交換処理が施され、該イオン交換処理において、極性有機溶媒と無極性有機溶媒とを含有する混合溶液が用いられることが好ましい。
【００１４】
ここに、イオン交換処理で用いられる「混合溶液」は、極性有機溶媒と無極性有機溶媒とを含有していれば、その形態は特に限定されるものではない。当該混合溶液に含有され得る、極性有機溶媒及び無極性有機溶媒以外の溶媒としては、酸性溶媒等を例示することができる。本発明において、混合溶液に含有される極性有機溶媒の具体例としては、ジオキサン、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド等を挙げることができる。さらに、混合溶液に含有される無極性有機溶媒の具体例としては、ヘキサン、ベンゼン、ヘプタン等を挙げることができる。さらに、混合溶液に含有され得る酸性溶媒の具体例としては、塩酸、硫酸、クロロ硫酸、過塩素酸等を挙げることができる。
【００１５】
樹脂組成物にイオン交換処理が施される形態の、上記第１の本発明において、極性有機溶媒がジオキサンであり、無極性有機溶媒がヘキサンであることが好ましい。
【００１６】
第２の本発明は、ポリビニルスルホン酸樹脂とポリエチレン樹脂とを混合して生成される樹脂組成物を有し、ポリエチレン樹脂の少なくとも一部は、分子量が１０００以上４０００以下であることを特徴とする、電解質膜である。
【００１７】
ここに、「樹脂組成物」の具体例としては、溶媒（例えば、クロロベンゼン）にポリビニルスルホン酸樹脂とアミン系界面活性剤（例えば、ｎ−トリブチルアミン及びラウリルアミン）を加えてポリビニルスルホン酸樹脂が中和して生成された塩と、上記溶媒に加えた、低分子量ポリエチレンを含むポリエチレン樹脂と、を混合して得られる物質から、上記溶媒を揮発させ、揮発させた後の物質をイオン交換して上記アミン系界面活性剤を除去することにより得られる物質等、を挙げることができる。さらに、第２の本発明において、電解質膜に含有される低分子量ポリエチレンの量は、プロトン伝導性能を維持し得る量であれば特に限定されるものではないが、樹脂組成物に含有されるポリビニルスルホン酸樹脂の質量を１００とするとき、低分子量ポリエチレンの質量は１０以上とすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
第１の本発明によれば、ポリビニルスルホン酸樹脂が中和して生成された塩と混合されるポリエチレン樹脂に低分子量ポリエチレンが含まれる。低分子量ポリエチレンは上記塩と絡み合いやすいので、成膜工程を経て得られる電解質膜が含水状態で使用されても、プロトン伝導性能を有するスルホン酸基が脱離し難い。そのため、第１の本発明によれば、プロトン伝導性能を維持し得る電解質膜を製造することが可能な、電解質膜の製造方法を提供することができる。
【００１９】
第２の本発明によれば、樹脂組成物を構成するポリエチレン樹脂に低分子量ポリエチレンが含まれるので、電解質膜が含水状態で使用されても、プロトン伝導性能を有するスルホン酸基が脱離し難い。そのため、第２の本発明によれば、プロトン伝導性能を維持し得る電解質膜を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図面を参照しつつ、本発明の電解質膜の製造方法（以下において単に「製造方法」ということがある。）、及び、電解質膜について、以下に説明する。
【００２１】
図１は、本発明にかかる製造方法の工程例を簡略化して示す概念図である。図示の形態にかかる本発明の製造方法では、まず、反応容器に入れたクロロベンゼンに、ポリビニルスルホン酸樹脂とアミン系界面活性剤（ｎ−トリブチルアミン及びラウリルアミン）を加え、ポリビニルスルホン酸とｎ−トリブチルアミン及びラウリルアミンとを反応させることにより、ポリビニルスルホン酸のスルホン酸基を中和して、疎水性の塩とする（中和工程）。次に、当該塩及びクロロベンゼンを入れた反応容器に、低分子量ポリエチレン及び分子量が４０００を超えるポリエチレン樹脂（例えば、分子量が１０万程度のポリエチレン樹脂。以下において、低分子量ポリエチレンと分子量が４０００を超えるポリエチレン樹脂とをまとめて、単に「ポリエチレン樹脂」ということがある。）を加えて攪拌することにより、塩とポリエチレン樹脂とを均一に混合させた樹脂組成物Ａとする（混合工程）。このようにして樹脂組成物Ａを作製したら、当該組成物を基材（例えば、ガラス等）の上に塗布し、１１０℃の通風環境下で３時間に亘って乾燥させた後、さらに、８０℃の温度環境下で１時間に亘って真空乾燥することにより、クロロベンゼンを揮発させた樹脂組成物Ａ’を作製する（第１乾燥工程）。ここで、樹脂組成物Ａ’は、ポリエチレン樹脂及び塩を有しており、スルホン酸基は中和されている。そのため、このままの形態では、プロトン伝導性能を発現できない。そこで、樹脂組成物Ａ’からアミン系界面活性剤を取り除くため、塩酸を添加したヘキサン／ジオキサン溶媒が入った容器に樹脂組成物Ａ’を入れてイオン交換することにより、アミン系界面活性剤を取り除く（イオン交換工程）。そして、イオン交換工程を経た樹脂組成物中に含まれる残溶媒を除去するため、樹脂組成物を純水で洗浄し（洗浄工程）、乾燥することにより（第２乾燥工程）、本発明の電解質膜を製造する。かかる形態の製造方法において、第１乾燥工程、イオン交換工程、洗浄工程、及び、第２乾燥工程が、上記第１の本発明における成膜工程に含まれる。
【００２２】
このように、本発明では、ポリビニルスルホン酸樹脂とポリエチレン樹脂とを混合する際に、ポリビニルスルホン酸を中和させて塩を形成した後、当該塩とポリエチレン樹脂とを混合している。これは、ポリビニルスルホン酸樹脂が親水性である一方、ポリエチレン樹脂が疎水性であるため、そのままの状態では均一に混合することが困難であることによる。上記形態のように、ポリビニルスルホン酸樹脂をｎ−トリブチルアミン及びラウリルアミンで中和して塩を形成すれば、当該塩は疎水性であるので、ポリエチレン樹脂と均一に混合することが可能になる。なお、ポリビニルスルホン酸樹脂及びポリエチレン樹脂は、ともに、クロロベンゼンとの親和性が良いので、反応容器内で均一に混合することができる。そして、ポリエチレン樹脂及び塩は、塩が球状の状態でポリエチレン樹脂中に均一分散しており、この塩が連続的に連結した形態で、樹脂組成物Ａ’を形成している。イオン交換工程でイオン交換された後のポリビニルスルホン酸樹脂は、ポリエチレン樹脂と絡み合い、スルホン酸基が脱離し難い形態とされているので、本発明の電解質膜によれば、長期間に亘ってプロトン伝導性能を維持することができる。
【００２３】
本発明の製造方法において、ポリエチレン樹脂の少なくとも一部が低分子量ポリエチレンであれば、混合工程で混合されるポリエチレン樹脂全体に占める低分子量ポリエチレンの割合は特に限定されるものではない。燃料電池用電解質膜に必要とされる強度を確保できるのであれば、混合工程で混合されるポリエチレン樹脂の全てを低分子量ポリエチレンとすることも可能であり、燃料電池用電解質膜の強度を確保しやすくする等の観点からは、ポリエチレン樹脂の一部を低分子量ポリエチレンとし、分子量が４０００を超えるポリエチレン樹脂と低分子量ポリエチレンの双方を用いることが好ましい。
【００２４】
また、本発明において、低分子量ポリエチレンの分子量の下限値１０００は、混合工程で混合されるポリエチレン樹脂の全量を低分子量ポリエチレンとしても燃料電池用電解質膜に必要とされる強度を確保可能とし、かつ、塩と絡み合いやすい形態としてスルホン酸基が脱離し難い形態の電解質膜を作製可能とする観点から特定される。これに対し、低分子量ポリエチレンの分子量の上限値４０００は、プロトン伝導性能を向上させやすく、かつ、塩と絡み合いやすい形態としてスルホン酸基が脱離し難い形態の燃料電池用電解質膜を作製可能とする観点から特定される。
【００２５】
本発明によれば、ポリビニルスルホン酸樹脂が中和された塩と、ポリエチレン樹脂とが混合される。分子量が１０万程度等のポリエチレン樹脂と比較して、低分子量ポリエチレンは塩と絡み合いやすいので、イオン交換工程でイオン交換されたポリビニルスルホン酸樹脂の、スルホン酸基は、ポリエチレン樹脂から脱離し難い。それゆえ、本発明の製造方法によって製造された電解質膜は、プロトン伝導性能を長期間に亘って維持することができる。
【００２６】
本発明の製造方法において、上記樹脂組成物Ａ’から塩を除去する処理の形態は、特に限定されるものではないが、例えば、極性有機溶媒と無極性有機溶媒と酸性溶媒とを含有する混合溶液を用いる形態とすることが好ましい。かかる混合溶液を用いてイオン交換すれば、極性有機溶媒は親水性ポリマー部であるポリビニルスルホン酸ポリマー部と相溶化し、分子間の絡み合いをほぐす機能を果たし、無極性有機溶媒は疎水性ポリマー部であるポリエチレンポリマー部と相溶化し分子間の絡み合いをほぐす機能を果たし、酸性溶媒は溶媒の高分子中への浸透を促進させるため、イオン伝導率の高い（＝良好なプロトン伝導性能を有する）電解質膜を製造することが可能になる。これに対し、極性有機溶媒が含有されない場合には、親水性ポリマー部との十分な相溶化が確保できないため好ましくない。また、無極性有機溶媒が含有されない場合には、疎水性ポリマー部との十分な相溶化が確保できないため好ましくない。
【００２７】
本発明の製造方法において、極性有機溶媒と無極性有機溶媒と酸性溶媒とを含有する混合溶液を用いてイオン交換を行う場合、混合溶液の組成は特に限定されるものではないが、極性有機溶媒と無極性有機溶媒との合計質量をＸとするとき、親水性ポリマー部との相溶化促進という観点から、混合溶液に含有される極性有機溶媒の質量Ａは、０．０５Ｘ以上とすることが好ましく、親水性ポリマー部の溶出防止という観点から、当該質量Ａは、０．４Ｘ以下とすることが好ましい。さらに、疎水性ポリマー部との相溶性促進という観点から、混合溶液に含有される無極性有機溶媒の質量Ｂは、０．６Ｘ以上とすることが好ましく、疎水性ポリマー部の溶出防止という観点から、当該質量Ｂは、０．９５Ｘ以下とすることが好ましい。より好ましくは、Ａ＝０．４Ｘ、Ｂ＝０．６Ｘである。
【００２８】
本発明の製造方法では、上記混合溶液に含有される極性有機溶媒として、ジオキサン、ジメチルスルホキシド、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド等を使用することができる。これらの中でも、溶解パラメーターにおける溶媒とポリマーとのバランスの観点から、ジオキサンを用いることが好ましい。さらに、本発明では、上記混合溶液に含有される無極性有機溶媒として、ヘキサン、ヘプタン、ベンゼン等を使用することができる。これらの中でも、溶解パラメーターにおける溶媒とポリマーとのバランスの観点から、ヘキサンを用いることが好ましい。ここで、上記「バランス」とは、溶媒の溶解パラメーターとポリマーの溶解パラメーターの値の差が小さすぎず大きすぎないこと（当該値の差が、例えば、０．３以上１．０未満であること）を意味する。溶解パラメーターの値の差が小さすぎるとポリマーが完全に溶解するため好ましくなく、差が大きすぎるとポリマーが相溶化しないため好ましくない。加えて、本発明では、上記混合溶液に含有される酸性溶媒として、塩酸、硫酸、クロロ硫酸、過塩素酸等を使用することができる。これらの中でも、アニオンが小さく、イオン交換速度の大きな塩酸を用いることが好ましい。
【００２９】
さらに、上記混合溶液に、極性有機溶媒としてジオキサンが、無極性有機溶媒としてヘキサンが、酸性溶媒として塩酸が、それぞれ含有される場合、ジオキサンの質量Ａとヘキサンの質量Ｂと塩酸の質量Ｃとの比は、Ａ：Ｂ：Ｃ＝４０：６０：５０とすることが好ましく、かかる混合溶液を用いたイオン交換処理の時間は５分以上とすることがより好ましい。時間がこれよりも短いと、イオン交換が十分に進まず、プロトンの移動経路として機能する十分な量の官能基を確保できない虞がある。
【００３０】
なお、上記説明では、アミン系界面活性剤としてｎ−トリブチルアミン及びラウリルアミンが、溶媒としてクロロベンゼンが、それぞれ用いられる形態について記述したが、本発明の製造方法は当該形態に限定されるものではない。本発明で使用可能なアミン系界面活性剤の他の具体例としては、トリアミルアミン、トリブチルアミン、トリプロピルアミン、トリアリルアミン、トリエチルアミン、ピペラジン、ピペリジン、アジリジン、モルホリン、イミダゾール、インダゾール、オキサゾリン、ピリジン、ピリミジン、トリアジン、トリアゾール、アニリン、ベンジルアミン、メラミン、ヘキサメチルメラミン、インドール、キノリン、キノキサリン等を挙げることができる。ここで、アミン系界面活性剤としてｎ−トリブチルアミン及びラウリルアミンを用いる場合、イオン交換の完全な成立性（進行）という観点から、ポリビニルスルホン酸樹脂に含まれるスルホン酸基に対し、１ｍｏｌ当量以上のｎ−トリブチルアミン及びラウリルアミンを用いることが好ましい。
また、本発明で使用可能な溶媒の他の具体例としては、キシレン、トルエン、ベンゼン、トリクレン、パークレン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン、ヘキサフルオロイソプロピルアルコール等を挙げることができる。
【実施例】
【００３１】
以下に実施例の結果を示しつつ、本発明についてさらに具体的に説明する。
【００３２】
１．電解質膜の作製
４．５ｇのクロロベンゼンを入れた反応容器に、０．０５ｇのポリビニルスルホン酸樹脂（自社合成品）と、０．０９ｇのｎ−トリブチルアミンと、０．０８ｇのラウリルアミンと、を加え、約８０℃に加温して攪拌した（中和工程）。その後、かかる反応容器に、低密度ポリエチレン（スミカセンＥＸ（「スミカセン」は住友化学株式会社の登録商標。）、住友化学株式会社製）と、低分子量ポリエチレン（三井ハイワックス４００Ｐ、三井化学株式会社製）と、を加え、約８０℃に加温して攪拌することにより、樹脂組成物Ａを得た（混合工程）。このようにして作製した樹脂組成物Ａを反応容器から取り出してガラスの上に塗布し、１１０℃の通風環境下で３時間に亘って乾燥させた後、さらに、８０℃の温度環境下で１時間に亘って真空乾燥（真空度：約６６５Ｐａ）することにより、クロロベンゼンを揮発させた樹脂組成物Ａを作製した（第１乾燥工程）。次いで、ヘキサン６０ｇ、ジオキサン４０ｇ、及び、塩酸５０ｇを混合し得られた有機溶媒層に樹脂組成物Ａを浸漬し、５分間に亘って超音波処理を行い（イオン交換工程）、イオン交換工程を経た樹脂組成物をヘキサンで３回洗浄した後（洗浄工程）、６０℃の温度環境下で３時間に亘って乾燥することにより（第２乾燥工程）、電解質膜（以下において「実施例にかかる電解質膜」という。）を作製した。
【００３３】
一方、上記実施例にかかる電解質膜の混合工程で、低分子量ポリエチレンを使用しなかった以外は、上記実施例にかかる電解質膜と同様の工程を経て、電解質膜（以下において、低分子量ポリエチレンを使用せずに作製した電解質膜を「比較例にかかる電解質膜」という。）を作製した。
【００３４】
２．ＩＥＣ測定
滴定装置にてイオン交換容量を測定した。飽和ＮａＣｌ水溶液にて２４時間に亘ってイオン交換した後、０．０２Ｎ−ＮａＯＨ水溶液にて、フェノールフタレインを指示薬として滴定する（ｐＨ＝７にて滴定）。試験膜を０．１Ｎ−ＨＣｌ水溶液へ２時間に亘って浸漬し、超純水でリンス後、６０℃の環境下で１時間に亘って真空乾燥を実施した。その後、質量測定の結果より、実施例にかかる電解質膜、及び、比較例にかかる電解質膜のイオン交換容量（ＩＥＣ）を算出した。混合工程で加えた低分子量ポリエチレンの量と、ＩＥＣの算出結果を、表１に併せて示す。また、低分子量ポリエチレンの添加量とＩＥＣの値との関係を、図２に示す。
【００３５】
【表１】
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【００３６】
表１及び図２に示すように、比較例にかかる電解質膜（図２の低分子ポリエチレン含有量＝０に相当）では、ＩＥＣ＝０．２ｍｅｑ／ｇが再現性良く得られたのに対し、実施例にかかる電解質膜のＩＥＣは、平均値で０．４〜０．６ｍｅｑ／ｇであった。これは、低分子量ポリエチレンを用いた実施例にかかる電解質膜では、混合工程で、塩とポリエチレン樹脂とが適度に絡み合った結果、成膜された電解質膜からのスルホン酸基の脱離が抑制されたためであると考えられる。
また、表１及び図２に示すように、実施例にかかる電解質膜のＩＥＣは、試料間の数値のばらつきが大きかった。例えば、組成物中に３０質量％の低分子量ポリエチレンを添加した場合、ＩＥＣは、最低値０ｍｅｑ／ｇから最高値１．５１ｍｅｑ／ｇのばらつきが測定された。なお、測定ごとに行う照査品の滴定より決定された本滴定によるＩＥＣの誤差は±５％以下であった。よって、試料間、または試料内でＩＥＣの不均一が発生していると考えられる。
以上より、少なくとも一部に低分子量ポリエチレンを含むポリエチレン樹脂とポリビニルスルホン酸樹脂とアミン系界面活性剤とを溶媒中で混合する混合工程を経て電解質膜を製造することにより、プロトン伝導性能を維持し得る電解質膜を製造可能であることが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明にかかる電解質膜の製造方法の工程例を示す概念図である。
【図２】低分子量ポリエチレンの添加量とＩＥＣの値との関係を示す図である。
【図１】
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【図２】
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