JP6769142B2 - Battery packaging materials, their manufacturing methods and batteries - Google Patents
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Description
本発明は、電池用包装材料、その製造方法及び電池に関する。 The present invention relates to a packaging material for a battery, a method for producing the same, and a battery.
従来、様々なタイプの電池が開発されているが、あらゆる電池において、電極や電解質などの電池素子を封止するために包装材料が不可欠な部材になっている。従来、電池用包装として金属製の包装材料が多用されていた。 Conventionally, various types of batteries have been developed, but in all batteries, a packaging material is an indispensable member for sealing a battery element such as an electrode or an electrolyte. Conventionally, metal packaging materials have been widely used for battery packaging.
一方、近年、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、パソコン、カメラ、携帯電話などの高性能化に伴い、電池には、多様な形状が要求されると共に、薄型化や軽量化が求められている。しかしながら、従来多用されていた金属製の電池用包装材料では、形状の多様化に追従することが困難であり、しかも軽量化にも限界があるという欠点がある。 On the other hand, in recent years, along with the high performance of electric vehicles, hybrid electric vehicles, personal computers, cameras, mobile phones, etc., batteries are required to have various shapes, and are required to be thinner and lighter. However, the metal packaging material for batteries, which has been widely used in the past, has a drawback that it is difficult to keep up with the diversification of shapes and there is a limit to weight reduction.
そこで、近年、多様な形状に加工が容易で、薄型化や軽量化を実現し得る電池用包装材料として、基材/金属層/熱融着性樹脂層が順次積層されたフィルム状の積層体が提案されている(例えば、特許文献1を参照)。 Therefore, in recent years, as a packaging material for batteries that can be easily processed into various shapes and can be made thinner and lighter, a film-like laminate in which a base material / metal layer / thermosetting resin layer is sequentially laminated. Has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
このような電池用包装材料においては、一般的に、冷間成形により凹部が形成され、当該凹部によって形成された空間に電極や電解液などの電池素子を配し、熱融着性樹脂層同士を熱融着させることにより、電池用包装材料の内部に電池素子が収容された電池が得られる。 In such a packaging material for batteries, recesses are generally formed by cold molding, and battery elements such as electrodes and electrolytic solutions are arranged in the space formed by the recesses, and heat-sealing resin layers are arranged with each other. By heat-sealing the batteries, a battery in which the battery element is housed inside the packaging material for the battery can be obtained.
近年、電池の小型化、薄型化の要求に伴い、電池用包装材料に対しても、より一層の薄膜化が求められている。しかしながら、電池用包装材料の厚みが例えば90μm以下、さらには80μm以下と極めて薄くする場合には、金属層についても例えば30μm以下、さらには25μm以下というように非常に薄くなり、成形時にクラックやピンホールの発生を回避することが困難になるという問題がある。 In recent years, with the demand for smaller and thinner batteries, further thinning of the packaging material for batteries is required. However, when the thickness of the battery packaging material is extremely thin, for example, 90 μm or less, further 80 μm or less, the metal layer is also very thin, for example, 30 μm or less, further 25 μm or less, and cracks and pins are formed during molding. There is a problem that it becomes difficult to avoid the occurrence of holes.
このような状況下、本発明は、成形性に優れた電池用包装材料を提供することを主な目的とする。 Under such circumstances, an object of the present invention is to provide a packaging material for a battery having excellent moldability.
本発明者は、前記課題を解決すべく鋭意検討を行った。その結果、少なくとも、基材層、金属層、及び熱融着性樹脂層をこの順に備える積層体からなる電池用包装材料において、基材層の厚みを金属層の厚みの60%以上に設定することにより、金属層の厚みが非常に薄く(例えば30μm以下、さらには25μm以下)、かつ、電池用包装材料の厚みについても非常に薄い(例えば、90μm以下、さらには80μm以下)場合にも、成形性に優れた特性を備えることを見出した。本発明は、これらの知見に基づいて、更に検討を重ねることにより完成したものである。 The present inventor has made diligent studies to solve the above problems. As a result, the thickness of the base material layer is set to 60% or more of the thickness of the metal layer in at least a packaging material for a battery composed of a laminate including a base material layer, a metal layer, and a thermosetting resin layer in this order. As a result, even when the thickness of the metal layer is very thin (for example, 30 μm or less, further 25 μm or less) and the thickness of the packaging material for the battery is also very thin (for example, 90 μm or less, further 80 μm or less). It has been found that it has excellent moldability. The present invention has been completed by further studies based on these findings.
即ち、本発明は、下記に掲げる態様の発明を提供する。
項1. 少なくとも、基材層、金属層、及び熱融着性樹脂層をこの順に備える積層体からなり、
前記基材層の厚みが、前記金属層の厚みの60%以上である、電池用包装材料。
項2. 前記金属層の厚みが、30μm以下である、項1に記載の電池用包装材料。
項3. 前記積層体の厚みが、90μm以下である、項1または2に記載の電池用包装材料。
項4. 前記金属層が、アルミニウム合金箔により構成されている、項1〜3のいずれかに記載の電池用包装材料。
項5. 前記基材層の表面に滑剤が存在している、項1〜4のいずれかに記載の電池用包装材料。
項6. 前記基材層が、ポリエステル及びポリアミドの少なくとも一方を含んでいる、項1〜5のいずれかに記載の電池用包装材料。
項7. 少なくとも正極、負極、及び電解質を備えた電池素子が、項1〜6のいずれかに記載の電池用包装材料により形成された包装体中に収容されている、電池。
項8. 少なくとも、基材層、金属層、及び熱融着性樹脂層がこの順となるように積層して積層体を得る工程を備えており、
前記基材層として、厚みが前記金属層の厚みの60%以上であるものを用いる、電池用包装材料の製造方法。
That is, the present invention provides the inventions of the following aspects.
Item 1. It is composed of a laminate having at least a base material layer, a metal layer, and a thermosetting resin layer in this order.
A packaging material for a battery in which the thickness of the base material layer is 60% or more of the thickness of the metal layer.
Item 2. Item 2. The packaging material for a battery according to Item 1, wherein the thickness of the metal layer is 30 μm or less.
Item 3. Item 2. The packaging material for a battery according to Item 1 or 2, wherein the thickness of the laminate is 90 μm or less.
Item 4. Item 2. The battery packaging material according to any one of Items 1 to 3, wherein the metal layer is made of an aluminum alloy foil.
Item 5. Item 2. The packaging material for a battery according to any one of Items 1 to 4, wherein a lubricant is present on the surface of the base material layer.
Item 6. Item 2. The packaging material for a battery according to any one of Items 1 to 5, wherein the base material layer contains at least one of polyester and polyamide.
Item 7. A battery in which a battery element including at least a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte is housed in a package formed of the battery packaging material according to any one of Items 1 to 6.
Item 8. At least, it includes a step of laminating the base material layer, the metal layer, and the thermosetting resin layer in this order to obtain a laminate.
A method for producing a packaging material for a battery, wherein the base material layer has a thickness of 60% or more of the thickness of the metal layer.
本発明によれば、成形性に優れた電池用包装材料を提供することができる。また、本発明の電池用包装材料は、金属層の厚み、さらには電池用包装材料の厚みを非常に薄くすることができるため、電池のエネルギー密度を高めることができる。 According to the present invention, it is possible to provide a packaging material for a battery having excellent moldability. Further, the battery packaging material of the present invention can make the thickness of the metal layer and the thickness of the battery packaging material very thin, so that the energy density of the battery can be increased.
本発明の電池用包装材料は、少なくとも、基材層、金属層、及び熱融着性樹脂層をこの順に備える積層体からなり、基材層の厚みが、金属層の厚みの60%以上であることを特徴とする。以下、本発明の電池用包装材料について詳述する。 The packaging material for a battery of the present invention is composed of a laminate having at least a base material layer, a metal layer, and a thermosetting resin layer in this order, and the thickness of the base material layer is 60% or more of the thickness of the metal layer. It is characterized by being. Hereinafter, the packaging material for batteries of the present invention will be described in detail.
なお、本明細書において、数値範囲を示す「〜」の表示は、その左側に付している数値以上且つその右側に付している数値以下であることを示し、例えば数値範囲「X〜Y」の表記はX以上Y以下であることを意味する。 In addition, in this specification, the display of "~" indicating a numerical range indicates that it is equal to or more than the numerical value attached to the left side thereof and less than or equal to the numerical value attached to the right side thereof, for example, the numerical range “XY”. "" Means that it is X or more and Y or less.
1.電池用包装材料の積層構造
本発明の電池用包装材料10は、図1に示すように、少なくとも、基材層1、金属層3、及び熱融着性樹脂層4をこの順に備える積層体からなる。本発明の電池用包装材料において、基材層1が最外層側になり、熱融着性樹脂層4は最内層になる。即ち、電池の組み立て時に、電池素子の周縁に位置する熱融着性樹脂層4同士が熱融着して電池素子を密封することにより、電池素子が封止される。
1. 1. Laminated structure of battery packaging material As shown in FIG. 1, the battery packaging material 10 of the present invention is composed of a laminate having at least a base material layer 1, a metal layer 3, and a thermosetting resin layer 4 in this order. Become. In the packaging material for batteries of the present invention, the base material layer 1 is on the outermost layer side, and the thermosetting resin layer 4 is on the innermost layer. That is, when assembling the battery, the thermosetting resin layers 4 located on the peripheral edge of the battery element are heat-sealed to each other to seal the battery element, thereby sealing the battery element.
本発明の電池用包装材料10は、図2に示すように、基材層1と金属層3との間に、これらの接着性を高める目的で、必要に応じて接着剤層2が設けられていてもよい。また、本発明の電池用包装材料10は、図3に示すように、金属層3と熱融着性樹脂層4との間に、これらの接着性を高める目的で、必要に応じて接着層5が設けられていてもよい。 As shown in FIG. 2, in the battery packaging material 10 of the present invention, an adhesive layer 2 is provided between the base material layer 1 and the metal layer 3 as needed for the purpose of enhancing their adhesiveness. You may be. Further, as shown in FIG. 3, the battery packaging material 10 of the present invention has an adhesive layer between the metal layer 3 and the thermosetting resin layer 4 for the purpose of enhancing the adhesiveness thereof, if necessary. 5 may be provided.
本発明の電池用包装材料10を構成する積層体の厚みとしては、特に制限されないが、電池用包装材料の厚みを薄くして電池のエネルギー密度を高めつつ、成形性に優れた電池用包装材料とする観点からは、例えば90μm以下、好ましくは80μm以下、より好ましくは40μm〜80μm、さらに好ましくは40μm〜70μmが挙げられる。電池用包装材料の厚みが90μm以下、さらに80μm以下、さらに70μm以下と薄くなるほど、成形時のピンホールが生じやすくなるが、本発明においては、基材層1の厚みが金属層3の厚みの60%以上に設定されているため、このように厚みが薄い場合にも、成形性に優れた特性を発揮することができる。なお、電池用包装材料の厚みが40μm未満にまで薄くなると、成形性が大きく低下することから、本発明の電池用包装材料の厚みの下限値としては、40μm程度が好ましい。 The thickness of the laminate constituting the battery packaging material 10 of the present invention is not particularly limited, but the battery packaging material has excellent moldability while reducing the thickness of the battery packaging material to increase the energy density of the battery. From the viewpoint, for example, 90 μm or less, preferably 80 μm or less, more preferably 40 μm to 80 μm, and further preferably 40 μm to 70 μm can be mentioned. As the thickness of the battery packaging material becomes thinner, such as 90 μm or less, 80 μm or less, and 70 μm or less, pinholes are likely to occur during molding. However, in the present invention, the thickness of the base material layer 1 is the thickness of the metal layer 3. Since it is set to 60% or more, it is possible to exhibit excellent moldability even when the thickness is thin as described above. When the thickness of the battery packaging material is reduced to less than 40 μm, the moldability is significantly reduced. Therefore, the lower limit of the thickness of the battery packaging material of the present invention is preferably about 40 μm.
2.電池用包装材料を形成する各層の組成
[基材層1]
本発明の電池用包装材料において、基材層1は、最外層側に位置する層である。本発明において、基材層1の厚みは、後述の金属層3の厚みの60%以上である。これにより、金属層の厚みが非常に薄く(例えば30μm以下)、さらに、電池用包装材料の厚みについても、非常に薄い(例えば、90μm以下、さらには80μm以下)場合にも、成形性に優れた電池用包装材料となる。この機序の詳細は、必ずしも明らかではないが、例えば、次のように考えることができる。すなわち、基材層が厚くなるに比例して、引張り強度や衝撃強度も向上していくが、基材層1の厚みが金属層3の厚みの60%以上である場合は、成形時に雄型が電池用包装材料に絞り込む際、最も圧力負荷が高い成形コーナー部の厚み変化が小さく、同時に変化する金属層の厚み変化も小さくなるため、成形コーナー部でのピンホール発生を効果的に抑制できるものと考えられる。
2. Composition of each layer forming the packaging material for batteries [Base material layer 1]
In the packaging material for batteries of the present invention, the base material layer 1 is a layer located on the outermost layer side. In the present invention, the thickness of the base material layer 1 is 60% or more of the thickness of the metal layer 3 described later. As a result, even when the thickness of the metal layer is very thin (for example, 30 μm or less) and the thickness of the battery packaging material is also very thin (for example, 90 μm or less, further 80 μm or less), the moldability is excellent. It is a packaging material for batteries. The details of this mechanism are not always clear, but can be considered, for example, as follows. That is, the tensile strength and the impact strength are improved in proportion to the thickness of the base material layer, but when the thickness of the base material layer 1 is 60% or more of the thickness of the metal layer 3, the male mold is formed at the time of molding. When narrowing down to packaging materials for batteries, the change in the thickness of the molding corner where the pressure load is highest is small, and the change in the thickness of the metal layer that changes at the same time is also small, so that the occurrence of pinholes in the molding corner can be effectively suppressed. It is considered to be.
電池用包装材料の厚みを薄くしつつ、成形性をより一層高める観点からは、基材層1の厚みとしては、金属層3の厚みの60%〜170%とすることが好ましい。より好ましくは、金属層3の厚みが15μm〜30μm程度であり、かつ、基材層1の厚みが10μm〜20μm程度である場合には、当該厚み比は、60%〜100%とすることが好ましい。また、金属層3の厚みが15μm〜30μm程度であり、かつ、基材層1の厚みが23μm〜30μm程度である場合には、当該厚み比は、80%〜170%とすることが好ましい。 From the viewpoint of further improving the moldability while reducing the thickness of the battery packaging material, the thickness of the base material layer 1 is preferably 60% to 170% of the thickness of the metal layer 3. More preferably, when the thickness of the metal layer 3 is about 15 μm to 30 μm and the thickness of the base material layer 1 is about 10 μm to 20 μm, the thickness ratio may be 60% to 100%. preferable. When the thickness of the metal layer 3 is about 15 μm to 30 μm and the thickness of the base material layer 1 is about 23 μm to 30 μm, the thickness ratio is preferably 80% to 170%.
さらに具体的には、金属層3の厚みが15μm〜20μm程度であり、基材層1が厚み10μm〜20μm程度のナイロンフィルムにより構成されている場合には、当該厚み比は、70%〜100%とすることが特に好ましい。また、金属層3の厚みが15μm〜20μm程度であり、基材層1が厚み10μm〜20μm程度のポリエステルフィルムにより構成されている場合には、当該厚み比は、60%〜75%とすることが特に好ましい。また、金属層3の厚みが15μm〜20μm程度であり、基材層1がポリエステルフィルムとナイロンフィルムの積層体(厚みが10μm〜20μm程度)により構成されている場合には、当該厚み比は、60%〜70%とすることが特に好ましい。同様の観点から、基材層1の厚みとしては、好ましくは12μm以上、より好ましくは15μm〜40μm、さらに好ましくは20μm〜35μmが挙げられる。 More specifically, when the thickness of the metal layer 3 is about 15 μm to 20 μm and the base material layer 1 is made of a nylon film having a thickness of about 10 μm to 20 μm, the thickness ratio is 70% to 100. It is particularly preferable to set it to%. When the metal layer 3 has a thickness of about 15 μm to 20 μm and the base material layer 1 is made of a polyester film having a thickness of about 10 μm to 20 μm, the thickness ratio should be 60% to 75%. Is particularly preferable. Further, when the thickness of the metal layer 3 is about 15 μm to 20 μm and the base material layer 1 is composed of a laminate of a polyester film and a nylon film (thickness is about 10 μm to 20 μm), the thickness ratio is determined. It is particularly preferably 60% to 70%. From the same viewpoint, the thickness of the base material layer 1 is preferably 12 μm or more, more preferably 15 μm to 40 μm, and further preferably 20 μm to 35 μm.
基材層1を形成する素材については、絶縁性を備えるものであることを限度として特に制限されるものではない。基材層1を形成する素材としては、例えば、ポリエステル、ポリアミド、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂、ポリウレタン、珪素樹脂、フェノール樹脂、ポリエーテルイミド、ポリイミド、及びこれらの混合物や共重合物などが挙げられる。電池用包装材料の絶縁性と成形性を高める観点から、基材層1は、ポリエステル及びポリアミドの少なくとも一方を含んでいることが好ましい。 The material forming the base material layer 1 is not particularly limited as long as it has an insulating property. Examples of the material forming the base material layer 1 include polyester, polyamide, epoxy resin, acrylic resin, fluororesin, polyurethane, silicon resin, phenol resin, polyetherimide, polyimide, and a mixture or copolymer thereof. Can be mentioned. From the viewpoint of improving the insulating property and moldability of the battery packaging material, the base material layer 1 preferably contains at least one of polyester and polyamide.
ポリエステルとしては、具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリエチレンイソフタレート、ポリカーボネート、エチレンテレフタレートを繰り返し単位の主体とした共重合ポリエステル、ブチレンテレフタレートを繰り返し単位の主体とした共重合ポリエステルなどが挙げられる。また、エチレンテレフタレートを繰り返し単位の主体とした共重合ポリエステルとしては、具体的には、エチレンテレフタレートを繰り返し単位の主体としてエチレンイソフタレートと重合する共重合体ポリエステル(以下、ポリエチレン(テレフタレート/イソフタレート)にならって略す)、ポリエチレン(テレフタレート/イソフタレート)、ポリエチレン(テレフタレート/アジペート)、ポリエチレン(テレフタレート/ナトリウムスルホイソフタレート)、ポリエチレン(テレフタレート/ナトリウムイソフタレート)、ポリエチレン(テレフタレート/フェニル−ジカルボキシレート)、ポリエチレン(テレフタレート/デカンジカルボキシレート)などが挙げられる。また、ブチレンテレフタレートを繰り返し単位の主体とした共重合ポリエステルとしては、具体的には、ブチレンテレフタレートを繰り返し単位の主体としてブチレンイソフタレートと重合する共重合体ポリエステル(以下、ポリブチレン(テレフタレート/イソフタレート)にならって略す)、ポリブチレン(テレフタレート/アジペート)、ポリブチレン(テレフタレート/セバケート)、ポリブチレン(テレフタレート/デカンジカルボキシレート)、ポリブチレンナフタレートなどが挙げられる。これらのポリエステルは、1種単独で使用してもよく、また2種以上を組み合わせて使用してもよい。ポリエステルは、耐電解液性に優れ、電解液の付着に対して白化などが発生し難いという利点があり、基材層1の形成素材として好適に使用される。 Specific examples of the polyester include a copolymerized polyester containing polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polybutylene naphthalate, polyethylene isophthalate, polycarbonate, and ethylene terephthalate as repeating units, and butylene terephthalate as repeating units. Examples thereof include copolymerized polyester as a main component. Further, as the copolymerized polyester having ethylene terephthalate as the main body of the repeating unit, specifically, a copolymer polyester having ethylene terephthalate as the main body of the repeating unit and polymerizing with ethylene isophthalate (hereinafter, polyethylene (terephthalate / isophthalate)). (Abbreviated after), polyethylene (terephthalate / isophthalate), polyethylene (terephthalate / adipate), polyethylene (terephthalate / sodium sulfoisophthalate), polyethylene (terephthalate / sodium isophthalate), polyethylene (terephthalate / phenyl-dicarboxylate) , Polyethylene (terephthalate / decandicarboxylate) and the like. Further, as the copolymerized polyester having butylene terephthalate as the main body of the repeating unit, specifically, a copolymer polyester which polymerizes with butylene isophthalate using butylene terephthalate as the main body of the repeating unit (hereinafter, polybutylene (terephthalate / isophthalate)). (Abbreviated after), polybutylene (terephthalate / adipate), polybutylene (terephthalate / sevacate), polybutylene (terephthalate / decandicarboxylate), polybutylene naphthalate and the like. These polyesters may be used alone or in combination of two or more. Polyester has an advantage that it has excellent electrolytic solution resistance and whitening is unlikely to occur due to adhesion of the electrolytic solution, and is preferably used as a material for forming the base material layer 1.
また、ポリアミドとしては、具体的には、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン610、ナイロン12、ナイロン46、ナイロン6とナイロン6,6との共重合体などの脂肪族系ポリアミド;テレフタル酸及び/又はイソフタル酸に由来する構成単位を含むナイロン6I、ナイロン6T、ナイロン6IT、ナイロン6I6T(Iはイソフタル酸、Tはテレフタル酸を表す)などのヘキサメチレンジアミン−イソフタル酸−テレフタル酸共重合ポリアミド、ポリメタキシリレンアジパミド(MXD6)などの芳香族を含むポリアミド;ポリアミノメチルシクロヘキシルアジパミド(PACM6)などの脂環系ポリアミド;さらにラクタム成分や、4,4’−ジフェニルメタン−ジイソシアネートなどのイソシアネート成分を共重合させたポリアミド、共重合ポリアミドとポリエステルやポリアルキレンエーテルグリコールとの共重合体であるポリエステルアミド共重合体やポリエーテルエステルアミド共重合体;これらの共重合体などが挙げられる。これらのポリアミドは、1種単独で使用してもよく、また2種以上を組み合わせて使用してもよい。延伸ポリアミドフィルムは延伸性に優れており、成形時の基材層1の樹脂割れによる白化の発生を防ぐことができ、基材層1の形成素材として好適に使用される。 Further, as the polyamide, specifically, an aliphatic polyamide such as nylon 6, nylon 66, nylon 610, nylon 12, nylon 46, a copolymer of nylon 6 and nylon 6, 6; terephthalic acid and / or Hexamethylenediamine-isophthalic acid-terephthalic acid copolymerized polyamides such as nylon 6I, nylon 6T, nylon 6IT, nylon 6I6T (I stands for isophthalic acid and T stands for terephthalic acid) containing structural units derived from isophthalic acid, polymetaki. Aroma-containing polyamides such as silylene adipamide (MXD6); alicyclic polyamides such as polyaminomethylcyclohexyl adipamide (PACM6); and lactam components and isocyanate components such as 4,4'-diphenylmethane-diisocyanate. Examples thereof include polymerized polyamides, polyesteramide copolymers and polyetheresteramide copolymers which are copolymers of copolymerized polyamides and polyesters and polyalkylene ether glycols; and copolymers thereof. These polyamides may be used alone or in combination of two or more. The stretched polyamide film is excellent in stretchability, can prevent whitening due to resin cracking of the base material layer 1 during molding, and is suitably used as a material for forming the base material layer 1.
基材層1は、1軸又は2軸延伸された樹脂フィルムで形成されていてもよく、また未延伸の樹脂フィルムで形成してもよい。中でも、1軸又は2軸延伸された樹脂フィルム、とりわけ2軸延伸された樹脂フィルムは、配向結晶化することにより耐熱性が向上しているので、基材層1として好適に使用される。また、基材層1は、上記の素材を金属層3上にコーティングして形成されていてもよい。 The base material layer 1 may be formed of a uniaxially or biaxially stretched resin film, or may be formed of an unstretched resin film. Among them, a uniaxially or biaxially stretched resin film, particularly a biaxially stretched resin film, has improved heat resistance due to orientation crystallization, and is therefore preferably used as the base material layer 1. Further, the base material layer 1 may be formed by coating the above material on the metal layer 3.
これらの中でも、基材層1を形成する樹脂フィルムとして、好ましくはナイロン、ポリエステル、更に好ましくは2軸延伸ナイロン、2軸延伸ポリエステル、特に好ましくは2軸延伸ナイロンが挙げられる。 Among these, as the resin film forming the base material layer 1, nylon, polyester, more preferably biaxially stretched nylon, biaxially stretched polyester, and particularly preferably biaxially stretched nylon can be mentioned.
基材層1は、耐ピンホール性及び電池の包装体とした時の絶縁性を向上させるために、異なる素材の樹脂フィルム及びコーティングの少なくとも一方を積層化(多層構造化)することも可能である。具体的には、ポリエステルフィルムとナイロンフィルムとを積層させた多層構造、ナイロンフィルムを複数層積層させた多層構造、ポリエステルフィルムを複数層積層させた多層構造などが挙げられる。基材層1が多層構造である場合、2軸延伸ナイロンフィルムと2軸延伸ポリエステルフィルムの積層体、2軸延伸ナイロンフィルムを複数積層させた積層体、2軸延伸ポリエステルフィルムを複数積層させた積層体が好ましい。また、2軸延伸ポリエステルは、例えば電解液が表面に付着した際に変色し難いことなどから、基材層1が2軸延伸ナイロンフィルムと2軸延伸ポリエステルフィルムの積層体の多層構造である場合、基材層1は、金属層3側から2軸延伸ナイロンと2軸延伸ポリエステルをこの順に備える積層体であることが好ましい。基材層1を多層構造とする場合、各層の厚みとして、好ましくは2μm〜10μmが挙げられる。 In the base material layer 1, at least one of resin films and coatings of different materials can be laminated (multilayer structure) in order to improve pinhole resistance and insulation when used as a battery package. is there. Specific examples thereof include a multilayer structure in which a polyester film and a nylon film are laminated, a multilayer structure in which a plurality of nylon films are laminated, and a multilayer structure in which a plurality of layers of a polyester film are laminated. When the base material layer 1 has a multilayer structure, a laminate of a biaxially stretched nylon film and a biaxially stretched polyester film, a laminate in which a plurality of biaxially stretched nylon films are laminated, and a laminate in which a plurality of biaxially stretched polyester films are laminated. The body is preferred. Further, since the biaxially stretched polyester is difficult to discolor when the electrolytic solution adheres to the surface, for example, the base material layer 1 has a multilayer structure of a biaxially stretched nylon film and a biaxially stretched polyester film. The base material layer 1 is preferably a laminate in which biaxially stretched nylon and biaxially stretched polyester are provided in this order from the metal layer 3 side. When the base material layer 1 has a multilayer structure, the thickness of each layer is preferably 2 μm to 10 μm.
基材層1を多層構造にする場合、各樹脂フィルムは接着剤を介して接着してもよく、また接着剤を介さず直接積層させてもよい。接着剤を介さず接着させる場合には、例えば、共押出し法、サンドイッチラミネート法、サーマルラミネート法などの熱溶融状態で接着させる方法が挙げられる。また、接着剤を介して接着させる場合、使用する接着剤は、2液硬化型接着剤であってもよく、また1液硬化型接着剤であってもよい。更に、接着剤の接着機構についても、特に制限されず、化学反応型、溶剤揮発型、熱溶融型、熱圧型、UVやEBなどの電子線硬化型などのいずれであってもよい。接着剤の具体例としては、接着剤層2で例示した接着剤と同様のものが挙げられる。また、接着剤の厚みについても、接着剤層2と同様とすることができる。 When the base material layer 1 has a multilayer structure, the resin films may be adhered via an adhesive, or may be directly laminated without an adhesive. When bonding without using an adhesive, for example, a method of bonding in a heat-melted state such as a coextrusion method, a sandwich laminating method, and a thermal laminating method can be mentioned. When adhering via an adhesive, the adhesive used may be a two-component curable adhesive or a one-component curable adhesive. Further, the adhesive mechanism of the adhesive is not particularly limited, and may be any of a chemical reaction type, a solvent volatilization type, a heat melting type, a thermal pressure type, an electron beam curing type such as UV and EB, and the like. Specific examples of the adhesive include the same adhesives as those exemplified in the adhesive layer 2. Further, the thickness of the adhesive can be the same as that of the adhesive layer 2.
本発明において、電池用包装材料の成形性を高める観点からは、基材層1の表面には、滑剤が付着していることが好ましい。滑剤としては、特に制限されないが、好ましくはアミド系滑剤が挙げられる。アミド系滑剤の具体例としては、例えば、飽和脂肪酸アミド、不飽和脂肪酸アミド、置換アミド、メチロールアミド、飽和脂肪酸ビスアミド、不飽和脂肪酸ビスアミドなどが挙げられる。飽和脂肪酸アミドの具体例としては、ラウリン酸アミド、パルチミン酸アミド、ステアリン酸アミド、ベヘン酸アミド、ヒドロキシステアリン酸アミドなどが挙げられる。不飽和脂肪酸アミドの具体例としては、オレイン酸アミド、エルカ酸アミドなどが挙げられる。置換アミドの具体例としては、N−オレイルパルチミン酸アミド、N−ステアリルステアリン酸アミド、N−ステアリルオレイン酸アミド、N−オレイルステアリン酸アミド、N−ステアリルエルカ酸アミドなどが挙げられる。また、メチロールアミドの具体例としては、メチロールステアリン酸アミドなどが挙げられる。飽和脂肪酸ビスアミドの具体例としては、メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスカプリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスヒドロキシステアリン酸アミド、エチレンビスベヘン酸アミド、ヘキサメチレンビスステアリン酸アミド、ヘキサメチレンビスベヘン酸アミド、ヘキサメチレンヒドロキシステアリン酸アミド、N,N’−ジステアリルアジピン酸アミド、N,N’−ジステアリルセバシン酸アミドなどが挙げられる。不飽和脂肪酸ビスアミドの具体例としては、エチレンビスオレイン酸アミド、エチレンビスエルカ酸アミド、ヘキサメチレンビスオレイン酸アミド、N,N’−ジオレイルアジピン酸アミド、N,N’−ジオレイルセバシン酸アミドなどが挙げられる。脂肪酸エステルアミドの具体例としては、ステアロアミドエチルステアレートなどが挙げられる。また、芳香族系ビスアミドの具体例としては、m−キシリレンビスステアリン酸アミド、m−キシリレンビスヒドロキシステアリン酸アミド、N,N’−システアリルイソフタル酸アミドなどが挙げられる。滑剤は、1種類単独で使用してもよいし、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。 In the present invention, from the viewpoint of improving the moldability of the packaging material for batteries, it is preferable that a lubricant is attached to the surface of the base material layer 1. The lubricant is not particularly limited, but an amide-based lubricant is preferable. Specific examples of the amide-based lubricant include saturated fatty acid amides, unsaturated fatty acid amides, substituted amides, methylol amides, saturated fatty acid bisamides, and unsaturated fatty acid bisamides. Specific examples of the saturated fatty acid amide include lauric acid amide, partiminic acid amide, stearic acid amide, bechenic acid amide, hydroxystearic acid amide and the like. Specific examples of unsaturated fatty acid amides include oleic acid amides and erucic acid amides. Specific examples of the substituted amide include N-oleyl partimate amide, N-stearyl stearic acid amide, N-stearyl oleic acid amide, N-oleyl stearic acid amide, N-stearyl erucic acid amide and the like. Further, specific examples of methylolamide include methylolstearic acid amide. Specific examples of the saturated fatty acid bisamide include methylene bisstearic acid amide, ethylene biscapric acid amide, ethylene bislauric acid amide, ethylene bisstearic acid amide, ethylene bishydroxystearic acid amide, ethylene bisbechenic acid amide, and hexamethylene bisstearate. Examples thereof include acid amides, hexamethylene bisbechenic acid amides, hexamethylene hydroxystearic acid amides, N, N'-distearyl adipate amides, and N, N'-distealyl sebasic acid amides. Specific examples of unsaturated fatty acid bisamides include ethylene bisoleic acid amide, ethylene biserucic acid amide, hexamethylene bisoleic acid amide, N, N'-diorail adipate amide, and N, N'-diorail sebacic acid amide. And so on. Specific examples of the fatty acid ester amide include stearoamide ethyl stearate and the like. Specific examples of the aromatic bisamide include m-xylylene bisstearic acid amide, m-xylylene bishydroxystearic acid amide, and N, N'-cystarylisophthalic acid amide. One type of lubricant may be used alone, or two or more types may be used in combination.
基材層1表面に滑剤が存在する場合、その存在量としては、特に制限されないが、温度24℃、湿度60%下において、好ましくは3mg/m2以上、より好ましくは4mg/m2〜15mg/m2、さらに好ましくは5mg/m2〜14mg/m2が挙げられる。 When the lubricant is present on the surface of the base material layer 1, the abundance thereof is not particularly limited, but is preferably 3 mg / m 2 or more, more preferably 4 mg / m 2 to 15 mg at a temperature of 24 ° C. and a humidity of 60%. / m 2, more preferably include 5mg / m 2 ~14mg / m 2 .
[接着剤層2]
本発明の電池用包装材料10において、接着剤層2は、基材層1と金属層3を強固に接着させるために、必要に応じて、これらの間に設けられる層である。
[Adhesive layer 2]
In the battery packaging material 10 of the present invention, the adhesive layer 2 is a layer provided between the base material layer 1 and the metal layer 3 as necessary in order to firmly bond them.
接着剤層2は、基材層1と金属層3とを接着可能である接着剤によって形成される。接着剤層2の形成に使用される接着剤は、2液硬化型接着剤であってもよく、また1液硬化型接着剤であってもよい。更に、接着剤層2の形成に使用される接着剤の接着機構についても、特に制限されず、化学反応型、溶剤揮発型、熱溶融型、熱圧型などのいずれであってもよい。 The adhesive layer 2 is formed of an adhesive capable of adhering the base material layer 1 and the metal layer 3 to each other. The adhesive used to form the adhesive layer 2 may be a two-component curable adhesive or a one-component curable adhesive. Further, the adhesion mechanism of the adhesive used for forming the adhesive layer 2 is not particularly limited, and may be any of a chemical reaction type, a solvent volatilization type, a heat melting type, a thermal pressure type and the like.
接着剤層2の形成に使用できる接着成分としては、具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリエチレンイソフタレート、ポリカーボネート、共重合ポリエステルなどのポリエステル系樹脂;ポリエーテル系接着剤;ポリウレタン系接着剤;エポキシ系樹脂;フェノール樹脂系樹脂;ナイロン6、ナイロン66、ナイロン12、共重合ポリアミドなどのポリアミド系樹脂;ポリオレフィン、カルボン酸変性ポリオレフィン、金属変性ポリオレフィンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂;セルロース系接着剤;(メタ)アクリル系樹脂;ポリイミド系樹脂;尿素樹脂、メラミン樹脂などのアミノ樹脂;クロロプレンゴム、ニトリルゴム、スチレン−ブタジエンゴムなどのゴム;シリコーン系樹脂などが挙げられる。これらの接着成分は1種単独で使用してもよく、また2種以上を組み合わせて使用してもよい。これらの接着成分の中でも、好ましくはポリウレタン系接着剤が挙げられる。 Specific examples of the adhesive component that can be used to form the adhesive layer 2 include polyester resins such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polybutylene naphthalate, polyethylene isophthalate, polycarbonate, and copolymerized polyester; Polyether-based adhesives; Polyethylene-based adhesives; Epoxy resins; Phenolic resin-based resins; Polyolefin-based resins such as nylon 6, nylon 66, nylon 12, and copolymerized polyamides; polyolefins, carboxylic acid-modified polyolefins, metal-modified polyolefins, etc. Polyolefin-based resin, Polyvinyl acetate-based resin; Cellulous adhesive; (Meta) acrylic-based resin; Polyolefin-based resin; Amino resin such as urea resin and melamine resin; Rubber such as chloroprene rubber, nitrile rubber, styrene-butadiene rubber; Examples include silicone-based resins. These adhesive components may be used alone or in combination of two or more. Among these adhesive components, a polyurethane-based adhesive is preferable.
接着剤層2の厚みについては、接着層としての機能を発揮すれば特に制限されないが、例えば、1μm〜10μm、好ましくは2μm〜5μmが挙げられる。 The thickness of the adhesive layer 2 is not particularly limited as long as it functions as an adhesive layer, and examples thereof include 1 μm to 10 μm, preferably 2 μm to 5 μm.
[金属層3]
電池用包装材料10において、金属層3は、電池用包装材料の強度向上の他、電池内部に水蒸気、酸素、光などが侵入することを防止するためのバリア層として機能する層である。金属層3を構成する金属としては、具体的には、アルミニウム、ステンレス、チタンなどが挙げられ、好ましくはアルミニウムが挙げられる。金属層3は、金属箔や金属蒸着などにより形成することができ、金属箔により形成することが好ましく、アルミニウム合金箔により形成することがさらに好ましい。電池用包装材料の製造時に、金属層3にしわやピンホールが発生することを防止する観点からは、例えば、焼きなまし処理済みのアルミニウム(JIS H4160:1994 A8021H−O、JIS H4160:1994 A8079H−O、JIS H4000:2014 A8021P−O、JIS H4000:2014 A8079P−O)など軟質アルミニウム箔により形成することがより好ましい。
[Metal layer 3]
In the battery packaging material 10, the metal layer 3 is a layer that functions as a barrier layer for improving the strength of the battery packaging material and preventing water vapor, oxygen, light, and the like from entering the battery. Specific examples of the metal constituting the metal layer 3 include aluminum, stainless steel, titanium, and the like, preferably aluminum. The metal layer 3 can be formed by a metal foil, metal vapor deposition, or the like, and is preferably formed of a metal foil, more preferably of an aluminum alloy foil. From the viewpoint of preventing the formation of wrinkles and pinholes in the metal layer 3 during the manufacture of packaging materials for batteries, for example, annealed aluminum (JIS H4160: 1994 A8021HO, JIS H4160: 1994 A8079H-O) , JIS H4000: 2014 A8021P-O, JIS H4000: 2014 A8079P-O) and the like, more preferably formed of a soft aluminum foil.
金属層3の成形性を高める観点からは、金属層3(特にアルミニウム合金箔により形成されている場合)の平均結晶粒径が、10.0μm以下であることが好ましく、1.0μm〜7.0μmであることが好ましく、1.0μm〜3.0μmであることがより好ましい。 From the viewpoint of improving the moldability of the metal layer 3, the average crystal grain size of the metal layer 3 (particularly when it is formed of an aluminum alloy foil) is preferably 10.0 μm or less, and 1.0 μm to 7. It is preferably 0 μm, more preferably 1.0 μm to 3.0 μm.
本発明において、アルミニウム合金箔層における平均結晶粒径は、アルミニウム合金箔層の厚み方向の断面を走査型電子顕微鏡(SEM)で観察し、視野内に位置する100個のアルミニウム合金の結晶粒31について、図4の模式図に示されるように、個々の結晶粒の厚み方向(アルミニウム合金箔層の厚み方向)とは垂直方向の最左端と、当該厚み方向とは垂直方向の最右端とを結ぶ直線距離を最大径xとした際、100個の結晶粒の当該最大径xの平均値を意味する。なお、図4は模式図であるため、描画を省略し、結晶粒31を100個描いてない。 In the present invention, the average crystal grain size of the aluminum alloy foil layer is determined by observing a cross section of the aluminum alloy foil layer in the thickness direction with a scanning electron microscope (SEM), and 100 aluminum alloy crystal grains located in the field of view 31. As shown in the schematic view of FIG. 4, the leftmost end in the direction perpendicular to the thickness direction of each crystal grain (thickness direction of the aluminum alloy foil layer) and the rightmost end in the direction perpendicular to the thickness direction. When the linear distance to be connected is the maximum diameter x, it means the average value of the maximum diameter x of 100 crystal grains. Since FIG. 4 is a schematic diagram, drawing is omitted and 100 crystal grains 31 are not drawn.
また、本発明においては、電池用包装材料を構成する積層体の厚み方向における断面において、光学顕微鏡で金属層3を観察した視野内の任意の100個の第二相粒子32において、個々の第二相粒子の厚み方向(積層体の厚み方向)とは垂直方向の最左端と、当該厚み方向とは垂直方向の最右端とを結ぶ直線距離を径yとした場合に、当該径yが大きい順に上位20個の第二相粒子の径yの平均が、5.0μm以下であることが好ましく、1.0μm〜4.0μmであることがより好ましく、1.0μm〜2.0μmであることがさらに好ましい。金属層3における平均結晶粒径が、10.0μm以下であり、かつ、第二相粒子32の前記径がこのような範囲にあることにより、電池用包装材料の成形性をより一層高めることができる。なお、図4は模式図であるため、描画を省略し、第二相粒子32を100個は描いてない。 Further, in the present invention, in the cross section in the thickness direction of the laminate constituting the packaging material for a battery, in any 100 second-phase particles 32 in the field of view where the metal layer 3 is observed with an optical microscope, the individual first. The diameter y is large when the linear distance connecting the leftmost end in the vertical direction with respect to the thickness direction of the two-phase particles (thickness direction of the laminated body) and the rightmost end in the direction perpendicular to the thickness direction is the diameter y. The average diameter y of the top 20 second-phase particles in this order is preferably 5.0 μm or less, more preferably 1.0 μm to 4.0 μm, and 1.0 μm to 2.0 μm. Is even more preferable. When the average crystal grain size of the metal layer 3 is 10.0 μm or less and the diameter of the second phase particles 32 is in such a range, the moldability of the battery packaging material can be further improved. it can. Since FIG. 4 is a schematic diagram, drawing is omitted, and 100 second-phase particles 32 are not drawn.
本発明において、例えば金属層3がアルミニウム合金により形成されている場合、アルミニウム合金に含まれる第二相粒子は、Al−(Fe・Mn)−Siなどの金属間化合物を形成しており、主として、鋳造工程の凝固時に生成するこのような第二相粒子が、後工程で固定化できずに残留したものである。 In the present invention, for example, when the metal layer 3 is formed of an aluminum alloy, the second phase particles contained in the aluminum alloy form an intermetallic compound such as Al- (Fe · Mn) -Si, and are mainly formed. Such second-phase particles generated during solidification in the casting process cannot be immobilized in the subsequent process and remain.
金属層3の厚み方向の断面を走査型電子顕微鏡(SEM)で観察した際、結晶粒は、通常、複数の結晶と接する境界線を描く。これに対して、第二相粒子は、通常、境界線が単一の結晶となる。また、結晶粒と第二相粒子とは、位相が異なる為、SEM画像上で色が異なり、第二相粒子は白く見える場合が多いという特徴を有している。さらに、金属層3の厚み方向の断面を光学顕微鏡で観察した場合には、結晶粒と第二相粒子との位相の相違に起因して、第二相粒子のみが黒く見えるので、観察が容易になる。 When the cross section of the metal layer 3 in the thickness direction is observed with a scanning electron microscope (SEM), the crystal grains usually draw a boundary line in contact with a plurality of crystals. In contrast, second-phase particles usually have a single boundary. Further, since the crystal grains and the second phase particles have different phases, the colors are different on the SEM image, and the second phase particles often appear white. Further, when the cross section of the metal layer 3 in the thickness direction is observed with an optical microscope, it is easy to observe because only the second phase particles appear black due to the difference in phase between the crystal grains and the second phase particles. become.
金属層3がアルミニウム合金により形成されている場合、アルミニウム合金の組成としては、0.7質量%〜2.5質量%のFe、0.05質量%以下のCu、0.30質量%以下のSiを含むことが好ましい。 When the metal layer 3 is formed of an aluminum alloy, the composition of the aluminum alloy is 0.7% by mass to 2.5% by mass of Fe, 0.05% by mass or less of Cu, and 0.30% by mass or less. It preferably contains Si.
前述の通り、近年、電池の小型化、薄型化の要求に伴い、電池用包装材料に対しても、より一層の薄膜化が求められている。これに伴い、電池用包装材料に積層されている金属層の厚みに対してもさらなる薄型化が求められている。本発明においては、金属層の厚みが例えば50μm以下、40μm以下、35μm以下、30μm以下、さらには25μm以下と非常に薄く設定されている場合にも、優れた成形性を発揮することができる。さらに、電池用包装材料全体の厚みが例えば105μm以下、さらには100μm以下、さらには90μm以下、さらには80μm以下と非常に薄く設定されている場合にも、優れた成形性を発揮することができる。 As described above, in recent years, with the demand for miniaturization and thinning of batteries, further thinning of the packaging material for batteries is required. Along with this, the thickness of the metal layer laminated on the battery packaging material is also required to be further reduced. In the present invention, excellent moldability can be exhibited even when the thickness of the metal layer is set as very thin, for example, 50 μm or less, 40 μm or less, 35 μm or less, 30 μm or less, and further 25 μm or less. Further, excellent moldability can be exhibited even when the thickness of the entire packaging material for a battery is set to be very thin, for example, 105 μm or less, further 100 μm or less, further 90 μm or less, and further 80 μm or less. ..
本発明において、電池用包装材料の厚みをより一層薄くして電池のエネルギー密度を高めつつ、優れた成形性を発揮する観点から、金属層3の厚みとしては、好ましくは10μm〜30μm、さらに好ましくは10μm〜25μm、特に好ましくは10μm〜20μmが挙げられる。 In the present invention, the thickness of the metal layer 3 is preferably 10 μm to 30 μm, more preferably 10 μm to 30 μm, from the viewpoint of exhibiting excellent moldability while further reducing the thickness of the battery packaging material to increase the energy density of the battery. Is 10 μm to 25 μm, particularly preferably 10 μm to 20 μm.
また、金属層3は、接着の安定化、溶解や腐食の防止などのために、少なくとも一方の面、好ましくは両面が下地皮膜層を備えていることが好ましい。ここで、下地皮膜層は、金属層の表面に化成処理が施されることによって形成される層であり、化成処理とは、金属層の表面に耐酸性皮膜を形成する処理をいう。化成処理としては、例えば、硝酸クロム、フッ化クロム、硫酸クロム、酢酸クロム、蓚酸クロム、重リン酸クロム、クロム酸アセチルアセテート、塩化クロム、硫酸カリウムクロムなどのクロム酸化合物を用いたクロム酸クロメート処理;リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、リン酸アンモニウム、ポリリン酸などのリン酸化合物を用いたリン酸クロメート処理;下記一般式(1)〜(4)で表される繰り返し単位を有するアミノ化フェノール重合体を用いたクロメート処理などが挙げられる。なお、当該アミノ化フェノール重合体において、下記一般式(1)〜(4)で表される繰り返し単位は、1種類単独で含まれていてもよいし、2種類以上の任意の組み合わせであってもよい。 Further, the metal layer 3 preferably has an undercoat layer on at least one surface, preferably both sides, in order to stabilize adhesion, prevent dissolution and corrosion, and the like. Here, the base film layer is a layer formed by subjecting the surface of the metal layer to a chemical conversion treatment, and the chemical conversion treatment refers to a process of forming an acid-resistant film on the surface of the metal layer. As the chemical conversion treatment, for example, chromate chromate using a chromium acid compound such as chromium nitrate, chromium fluoride, chromium sulfate, chromium acetate, chromium oxalate, chromium bicarbonate, acetylacetate chromate, chromium chloride, and chromium potassium sulfate. Treatment; Chromate phosphate treatment using a phosphoric acid compound such as sodium phosphate, potassium phosphate, ammonium phosphate, polyphosphate; aminoated phenol having repeating units represented by the following general formulas (1) to (4) Chromate treatment using a polymer and the like can be mentioned. In the aminated phenol polymer, the repeating units represented by the following general formulas (1) to (4) may be contained alone or in any combination of two or more. May be good.
一般式(1)〜(4)中、Xは、水素原子、ヒドロキシル基、アルキル基、ヒドロキシアルキル基、アリル基またはベンジル基を示す。また、R1及びR2は、それぞれ同一または異なって、ヒドロキシル基、アルキル基、またはヒドロキシアルキル基を示す。一般式(1)〜(4)において、X、R1及びR2で示されるアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基などの炭素数1〜4の直鎖または分枝鎖状アルキル基が挙げられる。また、X、R1及びR2で示されるヒドロキシアルキル基としては、例えば、ヒドロキシメチル基、1−ヒドロキシエチル基、2−ヒドロキシエチル基、1−ヒドロキシプロピル基、2−ヒドロキシプロピル基、3−ヒドロキシプロピル基、1−ヒドロキシブチル基、2−ヒドロキシブチル基、3−ヒドロキシブチル基、4−ヒドロキシブチル基などのヒドロキシ基が1個置換された炭素数1〜4の直鎖または分枝鎖状アルキル基が挙げられる。一般式(1)〜(4)において、X、R1及びR2で示されるアルキル基及びヒドロキシアルキル基は、それぞれ同一であってもよいし、異なっていてもよい。一般式(1)〜(4)において、Xは、水素原子、ヒドロキシル基またはヒドロキシアルキル基であることが好ましい。一般式(1)〜(4)で表される繰り返し単位を有するアミノ化フェノール重合体の数平均分子量は、例えば、500〜100万であることが好ましく、1000〜2万であることがより好ましい。 In the general formulas (1) to (4), X represents a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group, a hydroxyalkyl group, an allyl group or a benzyl group. Further, R 1 and R 2 represent a hydroxyl group, an alkyl group, or a hydroxyalkyl group, respectively, which are the same or different. In the general formulas (1) to (4), examples of the alkyl group represented by X, R 1 and R 2 include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group and an isobutyl group. Examples thereof include linear or branched alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms such as tert-butyl groups. Examples of the hydroxyalkyl groups represented by X, R 1 and R 2 include hydroxymethyl groups, 1-hydroxyethyl groups, 2-hydroxyethyl groups, 1-hydroxypropyl groups, 2-hydroxypropyl groups and 3-. A linear or branched chain having 1 to 4 carbon atoms in which one hydroxy group such as a hydroxypropyl group, a 1-hydroxybutyl group, a 2-hydroxybutyl group, a 3-hydroxybutyl group, or a 4-hydroxybutyl group is substituted. Alkyl groups can be mentioned. In the general formulas (1) to (4), the alkyl group and the hydroxyalkyl group represented by X, R 1 and R 2 may be the same or different, respectively. In the general formulas (1) to (4), X is preferably a hydrogen atom, a hydroxyl group or a hydroxyalkyl group. The number average molecular weight of the aminated phenol polymer having the repeating unit represented by the general formulas (1) to (4) is preferably, for example, 5 to 1,000,000, and more preferably 1,000 to 20,000. ..
また、金属層3に耐食性を付与する化成処理方法として、リン酸中に、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化セリウム、酸化スズなどの金属酸化物や硫酸バリウムの微粒子を分散させたものをコーティングし、150℃以上で焼付け処理を行うことにより、金属層3の表面に耐食性の下地皮膜層を形成する方法が挙げられる。また、耐食性の下地皮膜層の上には、カチオン性ポリマーを架橋剤で架橋させた樹脂層をさらに形成してもよい。ここで、カチオン性ポリマーとしては、例えば、ポリエチレンイミン、ポリエチレンイミンとカルボン酸を有するポリマーからなるイオン高分子錯体、アクリル主骨格に1級アミンをグラフト重合させた1級アミングラフトアクリル樹脂、ポリアリルアミンまたはその誘導体、アミノフェノールなどが挙げられる。これらのカチオン性ポリマーとしては、1種類のみを用いてもよいし、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。また、架橋剤としては、例えば、イソシアネート基、グリシジル基、カルボキシル基、及びオキサゾリン基よりなる群から選ばれた少なくとも1種の官能基を有する化合物、シランカップリング剤などが挙げられる。これらの架橋剤としては、1種類のみを用いてもよいし、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。 Further, as a chemical conversion treatment method for imparting corrosion resistance to the metal layer 3, a material obtained by dispersing metal oxides such as aluminum oxide, titanium oxide, cerium oxide and tin oxide and fine particles of barium sulfate is coated in phosphoric acid. A method of forming a corrosion-resistant undercoat layer on the surface of the metal layer 3 by performing a baking treatment at 150 ° C. or higher can be mentioned. Further, a resin layer obtained by cross-linking the cationic polymer with a cross-linking agent may be further formed on the corrosion-resistant base film layer. Here, examples of the cationic polymer include polyethyleneimine, an ionic polymer complex composed of polyethyleneimine and a polymer having a carboxylic acid, a primary amine graft acrylic resin obtained by graft-polymerizing a primary amine on an acrylic main skeleton, and polyallylamine. Alternatively, a derivative thereof, aminophenol and the like can be mentioned. As these cationic polymers, only one kind may be used, or two or more kinds may be used in combination. In addition, examples of the cross-linking agent include a compound having at least one functional group selected from the group consisting of an isocyanate group, a glycidyl group, a carboxyl group, and an oxazoline group, a silane coupling agent, and the like. As these cross-linking agents, only one type may be used, or two or more types may be used in combination.
化成処理は、1種類の化成処理のみを行ってもよいし、2種類以上の化成処理を組み合わせて行ってもよい。さらに、これらの化成処理は、1種の化合物を単独で使用して行ってもよく、また2種以上の化合物を組み合わせて使用して行ってもよい。化成処理の中でも、クロム酸クロメート処理や、クロム酸化合物、リン酸化合物、及びアミノ化フェノール重合体を組み合わせたクロメート処理などが好ましい。 As the chemical conversion treatment, only one type of chemical conversion treatment may be performed, or two or more types of chemical conversion treatments may be combined. Further, these chemical conversion treatments may be carried out by using one kind of compound alone or by using two or more kinds of compounds in combination. Among the chemical conversion treatments, chromate chromate treatment and chromate treatment in which a chromic acid compound, a phosphoric acid compound, and an amination phenol polymer are combined are preferable.
化成処理において金属層3の表面に形成させる下地皮膜層の量については、特に制限されないが、例えば、上記のクロメート処理を行う場合であれば、金属層3の表面1m2当たり、クロム酸化合物がクロム換算で約0.5mg〜約50mg、好ましくは約1.0mg〜約40mg、リン化合物がリン換算で約0.5mg〜約50mg、好ましくは約1.0mg〜約40mg、及びアミノ化フェノール重合体が約1mg〜約200mg、好ましくは約5.0mg〜150mgの割合で含有されていることが望ましい。 The amount of the undercoat layer formed on the surface of the metal layer 3 in the chemical conversion treatment is not particularly limited, but for example, in the case of performing the above chromate treatment, the chromic acid compound is contained per 1 m 2 of the surface of the metal layer 3. About 0.5 mg to about 50 mg in terms of chromium, preferably about 1.0 mg to about 40 mg, the phosphorus compound is about 0.5 mg to about 50 mg in terms of phosphorus, preferably about 1.0 mg to about 40 mg, and the weight of aminoated phenol. It is desirable that the coalescence is contained in a proportion of about 1 mg to about 200 mg, preferably about 5.0 mg to 150 mg.
化成処理は、下地皮膜層の形成に使用する化合物を含む溶液を、バーコート法、ロールコート法、グラビアコート法、浸漬法などによって、金属層の表面に塗布した後に、金属層の温度が70℃〜200℃になるように加熱することにより行われる。また、金属層に化成処理を施す前に、予め金属層を、アルカリ浸漬法、電解洗浄法、酸洗浄法、電解酸洗浄法などによる脱脂処理に供してもよい。このように脱脂処理を行うことにより、金属層の表面の化成処理をより効率的に行うことが可能となる。 In the chemical conversion treatment, a solution containing a compound used for forming an undercoat layer is applied to the surface of the metal layer by a bar coating method, a roll coating method, a gravure coating method, a dipping method, or the like, and then the temperature of the metal layer is 70. This is done by heating to ° C to 200 ° C. Further, before the metal layer is subjected to the chemical conversion treatment, the metal layer may be subjected to a degreasing treatment by an alkali dipping method, an electrolytic cleaning method, an acid cleaning method, an electrolytic acid cleaning method or the like in advance. By performing the degreasing treatment in this way, it becomes possible to more efficiently perform the chemical conversion treatment on the surface of the metal layer.
[熱融着性樹脂層4]
本発明の電池用包装材料において、熱融着性樹脂層4は、最内層に該当し、電池の組み立て時に熱融着性樹脂層同士が熱融着して電池素子を密封する層である。
[Thermosetting resin layer 4]
In the battery packaging material of the present invention, the thermosetting resin layer 4 corresponds to the innermost layer, and is a layer in which the thermosetting resin layers are heat-sealed to seal the battery element when the battery is assembled.
熱融着性樹脂層4に使用される樹脂成分については、熱融着可能であることを限度として特に制限されないが、例えば、ポリオレフィン、環状ポリオレフィン、カルボン酸変性ポリオレフィン、カルボン酸変性環状ポリオレフィンが挙げられる。 The resin component used in the heat-fusing resin layer 4 is not particularly limited as long as it can be heat-fused, and examples thereof include polyolefins, cyclic polyolefins, carboxylic acid-modified polyolefins, and carboxylic acid-modified cyclic polyolefins. Be done.
前記ポリオレフィンとしては、具体的には、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレンなどのポリエチレン;ホモポリプロピレン、ポリプロピレンのブロックコポリマー(例えば、プロピレンとエチレンのブロックコポリマー)、ポリプロピレンのランダムコポリマー(例えば、プロピレンとエチレンのランダムコポリマー)などのポリプロピレン;エチレン−ブテン−プロピレンのターポリマー;などが挙げられる。これらのポリオレフィンの中でも、好ましくはポリエチレン及びポリプロピレンが挙げられる。 Specific examples of the polyolefin include low-density polyethylene, medium-density polyethylene, high-density polyethylene, linear low-density polyethylene, and other polyethylene; homopolypropylene, polypropylene block copolymers (for example, propylene and ethylene block copolymers), and polypropylene. Polypropylenes such as random copolymers of propylene and ethylene (eg, random copolymers of propylene and ethylene); ethylene-butene-propylene tarpolymers; and the like. Among these polyolefins, polyethylene and polypropylene are preferable.
前記環状ポリオレフィンは、オレフィンと環状モノマーとの共重合体であり、前記環状ポリオレフィンの構成モノマーであるオレフィンとしては、例えば、エチレン、プロピレン、4−メチル−1−ペンテン、スチレン、ブタジエン、イソプレンなどが挙げられる。また、前記環状ポリオレフィンの構成モノマーである環状モノマーとしては、例えば、ノルボルネンなどの環状アルケン;具体的には、シクロペンタジエン、ジシクロペンタジエン、シクロヘキサジエン、ノルボルナジエンなどの環状ジエンなどが挙げられる。これらのポリオレフィンの中でも、好ましくは環状アルケン、更に好ましくはノルボルネンが挙げられる。 The cyclic polyolefin is a copolymer of an olefin and a cyclic monomer, and examples of the olefin that is a constituent monomer of the cyclic polyolefin include ethylene, propylene, 4-methyl-1-pentene, styrene, butadiene, and isoprene. Can be mentioned. Examples of the cyclic monomer that is a constituent monomer of the cyclic polyolefin include cyclic alkenes such as norbornene; specific examples thereof include cyclic diene such as cyclopentadiene, dicyclopentadiene, cyclohexadiene, and norbornadiene. Among these polyolefins, cyclic alkene is preferable, and norbornene is more preferable.
前記カルボン酸変性ポリオレフィンとは、前記ポリオレフィンをカルボン酸でブロック重合又はグラフト重合することにより変性したポリマーである。変性に使用されるカルボン酸としては、例えば、マレイン酸、アクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸などが挙げられる。 The carboxylic acid-modified polyolefin is a polymer modified by block-polymerizing or graft-polymerizing the polyolefin with a carboxylic acid. Examples of the carboxylic acid used for denaturation include maleic acid, acrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, maleic anhydride, itaconic anhydride and the like.
前記カルボン酸変性環状ポリオレフィンとは、環状ポリオレフィンを構成するモノマーの一部を、α,β−不飽和カルボン酸又はその無水物に代えて共重合することにより、或いは環状ポリオレフィンに対してα,β−不飽和カルボン酸又はその無水物をブロック重合又はグラフト重合することにより得られるポリマーである。カルボン酸変性される環状ポリオレフィンについては、前記と同様である。また、変性に使用されるカルボン酸としては、前述のものが挙げられる。 The carboxylic acid-modified cyclic polyolefin means that a part of the monomer constituting the cyclic polyolefin is copolymerized in place of α, β-unsaturated carboxylic acid or its anhydride, or α, β with respect to the cyclic polyolefin. -A polymer obtained by block-polymerizing or graft-polymerizing an unsaturated carboxylic acid or an anhydride thereof. The same applies to the cyclic polyolefin modified with carboxylic acid. In addition, examples of the carboxylic acid used for modification include those mentioned above.
これらの樹脂成分の中でも、好ましくはカルボン酸変性ポリオレフィン;更に好ましくはカルボン酸変性ポリプロピレンが挙げられる。 Among these resin components, carboxylic acid-modified polyolefin is preferable; and carboxylic acid-modified polypropylene is more preferable.
熱融着性樹脂層4は、1種の樹脂成分単独で形成してもよく、また2種以上の樹脂成分を組み合わせたブレンドポリマーにより形成してもよい。更に、熱融着性樹脂層4は、1層のみで成されていてもよいが、同一又は異なる樹脂成分によって2層以上で形成されていてもよい。 The thermosetting resin layer 4 may be formed by one kind of resin component alone, or may be formed by a blend polymer in which two or more kinds of resin components are combined. Further, the thermosetting resin layer 4 may be formed of only one layer, or may be formed of two or more layers with the same or different resin components.
また、熱融着性樹脂層4は、必要に応じて滑剤などを含んでいてもよい。熱融着性樹脂層4が滑剤を含む場合、電池用包装材料の成形性を高め得る。滑剤としては、特に制限されず、公知の滑剤を用いることができ、例えば、上記の基材層1で例示したものなどが挙げられる。滑剤は、1種単独で使用してもよく、また2種以上を組み合わせて使用してもよい。熱融着性樹脂層4の表面における滑剤の存在量としては、特に制限されず、電子包装用材料の成形性を高める観点からは、温度24℃、湿度60%下において、好ましくは10mg/m2〜50mg/m2、さらに好ましくは15mg/m2〜40mg/m2が挙げられる。 Further, the thermosetting resin layer 4 may contain a lubricant or the like, if necessary. When the heat-sealing resin layer 4 contains a lubricant, the moldability of the battery packaging material can be improved. The lubricant is not particularly limited, and a known lubricant can be used, and examples thereof include those exemplified in the above-mentioned base material layer 1. The lubricant may be used alone or in combination of two or more. The amount of the lubricant present on the surface of the heat-sealing resin layer 4 is not particularly limited, and from the viewpoint of improving the moldability of the material for electronic packaging, it is preferably 10 mg / m at a temperature of 24 ° C. and a humidity of 60%. 2 ~50mg / m 2, more preferably include 15mg / m 2 ~40mg / m 2 .
また、熱融着性樹脂層4の厚みとしては、熱融着性樹脂層としての機能を発揮すれば特に制限されないが、好ましくは60μm以下、より好ましくは15μm〜40μmが挙げられる。熱融着性樹脂層は、例えば、樹脂の押出成形や、樹脂フィルムの熱溶着、樹脂フィルムのドライラミネート法による接着などによって形成することができる。 The thickness of the thermosetting resin layer 4 is not particularly limited as long as it exhibits the function as the thermosetting resin layer, but is preferably 60 μm or less, more preferably 15 μm to 40 μm. The heat-weldable resin layer can be formed by, for example, extrusion molding of a resin, heat welding of a resin film, adhesion of a resin film by a dry laminating method, or the like.
[接着層5]
本発明の電池用包装材料において、接着層5は、金属層3と熱融着性樹脂層4を強固に接着させるために、これらの間に必要に応じて設けられる層である。
[Adhesive layer 5]
In the packaging material for batteries of the present invention, the adhesive layer 5 is a layer provided between the metal layer 3 and the thermosetting resin layer 4 as necessary in order to firmly bond the metal layer 3 and the thermosetting resin layer 4.
接着層5は、金属層3と熱融着性樹脂層4とを接着可能である樹脂によって形成される。接着層5の形成に使用される樹脂としては、その接着機構、接着剤成分の種類などは、特に制限されず、2液硬化型接着剤であってもよく、1液硬化型接着剤であってもよい。また、ポリオレフィン系樹脂や、酸変性ポリオレフィンと硬化剤を含む樹脂組成物の硬化物なども接着層5の形成に使用できる。 The adhesive layer 5 is formed of a resin capable of adhering the metal layer 3 and the thermosetting resin layer 4 to each other. The resin used for forming the adhesive layer 5 is not particularly limited in its adhesive mechanism, type of adhesive component, etc., and may be a two-component curable adhesive or a one-component curable adhesive. You may. Further, a polyolefin-based resin, a cured product of a resin composition containing an acid-modified polyolefin and a curing agent, and the like can also be used for forming the adhesive layer 5.
2液硬化型接着剤及び1液硬化型接着剤接着剤としては、例えば、接着剤層2で例示した接着剤と同様のものが使用できる。 As the two-component curable adhesive and the one-component curable adhesive adhesive, for example, the same adhesives as those exemplified in the adhesive layer 2 can be used.
また、ポリオレフィン系樹脂としては、例えば、前述の熱融着性樹脂層4で例示したポリオレフィン、環状ポリオレフィン、カルボン酸変性ポリオレフィン、カルボン酸変性環状ポリオレフィンなどが挙げられる。これらの中でも、金属層3と熱融着性樹脂層4との密着性に優れる観点から、ポリオレフィンとしては、カルボン酸変性ポリオレフィンが好ましく、カルボン酸変性ポリプロピレンが特に好ましい。 Examples of the polyolefin-based resin include the polyolefins, cyclic polyolefins, carboxylic acid-modified polyolefins, and carboxylic acid-modified cyclic polyolefins exemplified in the above-mentioned heat-sealing resin layer 4. Among these, carboxylic acid-modified polyolefin is preferable, and carboxylic acid-modified polypropylene is particularly preferable as the polyolefin from the viewpoint of excellent adhesion between the metal layer 3 and the heat-sealing resin layer 4.
また、酸変性ポリオレフィンと硬化剤を含む樹脂組成物の硬化物において、酸変性ポリオレフィンとしては、好ましくは熱融着性樹脂層4で例示したカルボン酸変性ポリオレフィン、カルボン酸変性環状ポリオレフィンと同じものが例示できる。硬化剤としては、酸変性ポリオレフィンを硬化させるものであれば、特に限定されない。硬化剤としては、例えば、エポキシ系硬化剤、多官能イソシアネート系硬化剤、カルボジイミド系硬化剤、オキサゾリン系硬化剤などが挙げられる。 Further, in the cured product of the resin composition containing the acid-modified polyolefin and the curing agent, the acid-modified polyolefin is preferably the same as the carboxylic acid-modified polyolefin and the carboxylic acid-modified cyclic polyolefin exemplified in the heat-sealing resin layer 4. It can be exemplified. The curing agent is not particularly limited as long as it cures the acid-modified polyolefin. Examples of the curing agent include an epoxy-based curing agent, a polyfunctional isocyanate-based curing agent, a carbodiimide-based curing agent, and an oxazoline-based curing agent.
エポキシ系硬化剤は、少なくとも1つのエポキシ基を有する化合物であれば、特に限定されない。エポキシ系硬化剤としては、例えば、ビスフェノールAジグリシジルエーテル、変性ビスフェノールAジグリシジルエーテル、ノボラックグリシジルエーテル、グリセリンポリグリシジルエーテル、ポリグリセリンポリグリシジルエーテルなどのエポキシ樹脂が挙げられる。 The epoxy-based curing agent is not particularly limited as long as it is a compound having at least one epoxy group. Examples of the epoxy-based curing agent include epoxy resins such as bisphenol A diglycidyl ether, modified bisphenol A diglycidyl ether, novolak glycidyl ether, glycerin polyglycidyl ether, and polyglycerin polyglycidyl ether.
多官能イソシアネート系硬化剤は、2つ以上のイソシアネート基を有する化合物であれば、特に限定されない。多官能イソシアネート系硬化剤の具体例としては、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、トリレンジイソシアネート(TDI)、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、これらをポリマー化やヌレート化したもの、これらの混合物や他ポリマーとの共重合物などが挙げられる。 The polyfunctional isocyanate-based curing agent is not particularly limited as long as it is a compound having two or more isocyanate groups. Specific examples of the polyfunctional isocyanate-based curing agent include isophorone diisocyanate (IPDI), hexamethylene diisocyanate (HDI), tolylene diisocyanate (TDI), diphenylmethane diisocyanate (MDI), and those obtained by polymerizing or nurate these. Examples thereof include a mixture and a copolymer with another polymer.
カルボジイミド系硬化剤は、カルボジイミド基(−N=C=N−)を少なくとも1つ有する化合物であれば、特に限定されない。カルボジイミド系硬化剤としては、カルボジイミド基を少なくとも2つ以上有するポリカルボジイミド化合物が好ましい。 The carbodiimide-based curing agent is not particularly limited as long as it is a compound having at least one carbodiimide group (-N = C = N-). As the carbodiimide-based curing agent, a polycarbodiimide compound having at least two or more carbodiimide groups is preferable.
オキサゾリン系硬化剤は、オキサゾリン骨格を有する化合物であれば、特に限定されない。オキサゾリン系硬化剤としては、具体的には、日本触媒社製のエポクロスシリーズなどが挙げられる。 The oxazoline-based curing agent is not particularly limited as long as it is a compound having an oxazoline skeleton. Specific examples of the oxazoline-based curing agent include the Epocross series manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.
接着層5による金属層3と熱融着性樹脂層4との密着性を高めるなどの観点から、硬化剤は、2種類以上の化合物により構成されていてもよい。 The curing agent may be composed of two or more kinds of compounds from the viewpoint of enhancing the adhesion between the metal layer 3 and the thermosetting resin layer 4 by the adhesive layer 5.
接着層5を形成する樹脂組成物における硬化剤の含有量は、0.1質量%〜50質量%の範囲にあることが好ましく、0.1質量%〜30質量%の範囲にあることがより好ましく、0.1質量%〜10質量%の範囲にあることがさらに好ましい。 The content of the curing agent in the resin composition forming the adhesive layer 5 is preferably in the range of 0.1% by mass to 50% by mass, and more preferably in the range of 0.1% by mass to 30% by mass. It is preferably in the range of 0.1% by mass to 10% by mass, more preferably.
接着層5の厚みについては、接着層としての機能を発揮すれば特に制限されないが、接着剤層2で例示した接着剤を用いる場合であれば、好ましくは2μm〜10μm、より好ましくは2μm〜5μmが挙げられる。また、熱融着性樹脂層4で例示した樹脂を用いる場合であれば、好ましくは2μm〜50μm、より好ましくは10μm〜40μmが挙げられる。また、酸変性ポリオレフィンと硬化剤との硬化物である場合であれば、好ましくは30μm以下、より好ましくは0.1μm〜20μm、さらに好ましくは0.5μm〜5μmが挙げられる。なお、接着層5が酸変性ポリオレフィンと硬化剤を含む樹脂組成物の硬化物である場合、当該樹脂組成物を塗布し、加熱などにより硬化させることにより、接着層5を形成することができる。 The thickness of the adhesive layer 5 is not particularly limited as long as it functions as an adhesive layer, but when the adhesive exemplified in the adhesive layer 2 is used, it is preferably 2 μm to 10 μm, more preferably 2 μm to 5 μm. Can be mentioned. When the resin exemplified in the thermosetting resin layer 4 is used, it is preferably 2 μm to 50 μm, more preferably 10 μm to 40 μm. In the case of a cured product of the acid-modified polyolefin and the curing agent, it is preferably 30 μm or less, more preferably 0.1 μm to 20 μm, and further preferably 0.5 μm to 5 μm. When the adhesive layer 5 is a cured product of a resin composition containing an acid-modified polyolefin and a curing agent, the adhesive layer 5 can be formed by applying the resin composition and curing it by heating or the like.
[表面被覆層]
本発明の電池用包装材料においては、意匠性、耐電解液性、耐擦過性、成形性の向上などを目的として、必要に応じて、基材層1の上(基材層1の金属層3とは反対側)に、必要に応じて、表面被覆層(図示しない)を設けてもよい。表面被覆層は、電池を組み立てた時に、最外層に位置する層である。
[Surface coating layer]
In the packaging material for a battery of the present invention, for the purpose of improving designability, electrolytic solution resistance, scratch resistance, moldability, etc., if necessary, on the base material layer 1 (the metal layer of the base material layer 1). A surface coating layer (not shown) may be provided on the side opposite to 3), if necessary. The surface coating layer is a layer located at the outermost layer when the battery is assembled.
表面被覆層は、例えば、ポリ塩化ビニリデン、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などにより形成することができる。表面被覆層は、これらの中でも、2液硬化型樹脂により形成することが好ましい。表面被覆層を形成する2液硬化型樹脂としては、例えば、2液硬化型ウレタン樹脂、2液硬化型ポリエステル樹脂、2液硬化型エポキシ樹脂などが挙げられる。また、表面被覆層には、マット化剤を配合してもよい。 The surface coating layer can be formed of, for example, polyvinylidene chloride, polyester resin, urethane resin, acrylic resin, epoxy resin, or the like. Among these, the surface coating layer is preferably formed of a two-component curable resin. Examples of the two-component curable resin forming the surface coating layer include a two-component curable urethane resin, a two-component curable polyester resin, and a two-component curable epoxy resin. Moreover, you may mix the matting agent in the surface coating layer.
マット化剤としては、例えば、粒径が0.5nm〜5μmの微粒子が挙げられる。マット化剤の材質については、特に制限されないが、例えば、金属、金属酸化物、無機物、有機物などが挙げられる。また、マット化剤の形状についても、特に制限されないが、例えば、球状、繊維状、板状、不定形、バルーン状などが挙げられる。マット化剤として、具体的には、タルク,シリカ,グラファイト、カオリン、モンモリロイド、モンモリロナイト、合成マイカ、ハイドロタルサイト、シリカゲル、ゼオライト、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、酸化亜鉛,酸化マグネシウム,酸化アルミニウム,酸化ネオジウム,酸化アンチモン、酸化チタン、酸化セリウム、硫酸カルシウム,硫酸バリウム、炭酸カルシウム,ケイ酸カルシウム、炭酸リチウム、安息香酸カルシウム,シュウ酸カルシウム,ステアリン酸マグネシウム、アルミナ、カーボンブラック、カーボンナノチューブ類、高融点ナイロン、架橋アクリル、架橋スチレン、架橋ポリエチレン、ベンゾグアナミン、金、アルミニウム、銅、ニッケルなどが挙げられる。これらのマット化剤は、1種単独で使用してもよく、また2種以上を組み合わせて使用してもよい。これらのマット化剤の中でも、分散安定性やコストなどの観点から、好ましくはりシリカ、硫酸バリウム、酸化チタンが挙げられる。また、マット化剤には、表面に絶縁処理、高分散性処理などの各種表面処理を施しておいてもよい。 Examples of the matting agent include fine particles having a particle size of 0.5 nm to 5 μm. The material of the matting agent is not particularly limited, and examples thereof include metals, metal oxides, inorganic substances, and organic substances. The shape of the matting agent is also not particularly limited, and examples thereof include a spherical shape, a fibrous shape, a plate shape, an amorphous shape, and a balloon shape. Specific examples of the matting agent include talc, silica, graphite, kaolin, montmoriloid, montmorillonite, synthetic mica, hydrotalcite, silica gel, zeolite, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, zinc oxide, magnesium oxide, and aluminum oxide. , Neodium oxide, Antimon oxide, Titanium oxide, Cerium oxide, Calcium sulfate, Barium sulfate, Calcium carbonate, Calcium silicate, Lithium carbonate, Calcium benzoate, Calcium silicate, Magnesium stearate, Alumina, Carbon black, Carbon nanotubes, Examples thereof include refractory nylon, crosslinked acrylic, crosslinked styrene, crosslinked polyethylene, benzoguanamine, gold, aluminum, copper and nickel. These matting agents may be used alone or in combination of two or more. Among these matting agents, preferably silica, barium sulfate, and titanium oxide are mentioned from the viewpoint of dispersion stability and cost. Further, the matting agent may be subjected to various surface treatments such as an insulating treatment and a highly dispersible treatment on the surface.
表面被覆層を形成する方法としては、特に制限されないが、例えば、表面被覆層を形成する2液硬化型樹脂を基材層1の一方の表面上に塗布する方法が挙げられる。マット化剤を配合する場合には、2液硬化型樹脂にマット化剤を添加して混合した後、塗布すればよい。 The method for forming the surface coating layer is not particularly limited, and examples thereof include a method of applying a two-component curable resin for forming the surface coating layer on one surface of the base material layer 1. When the matting agent is blended, the matting agent may be added to the two-component curable resin, mixed, and then applied.
表面被覆層におけるマット化剤の含有量としては、特に制限されないが、好ましくは1質量%〜50質量%程度、より好ましくは1質量%〜40質量%程度が挙げられる。 The content of the matting agent in the surface coating layer is not particularly limited, but is preferably about 1% by mass to 50% by mass, and more preferably about 1% by mass to 40% by mass.
表面被覆層の厚みとしては、表面被覆層としての上記の機能を発揮しつつ、電池用包装材料が上記の物性を満たせば特に制限されないが、例えば、0.5μm〜10μm、好ましくは1μm〜5μmが挙げられる。 The thickness of the surface coating layer is not particularly limited as long as the packaging material for the battery satisfies the above physical properties while exhibiting the above functions as the surface coating layer. For example, 0.5 μm to 10 μm, preferably 1 μm to 5 μm. Can be mentioned.
3.電池用包装材料の製造方法
本発明の電池用包装材料の製造方法については、所定の組成の各層を積層させた積層体が得られる限り、特に制限されず、少なくとも、基材層1、金属層3、及び熱融着性樹脂層4がこの順となるように積層して積層体を得る工程を備えており、基材層1として、厚みが金属層3の厚みの60%以上であるものを用いる製造方法を採用することができる。すなわち、基材層1として、「2.電池用包装材料を形成する各層の組成」の欄で説明した基材層1を用いて、各層を積層することにより、本発明の電池用包装材料を製造することができる。
3. 3. The preparation method of a battery packaging material of the production method the present invention for a battery packaging material, as long as the laminate as a laminate of layers having a predetermined composition can be obtained is not particularly limited, at least, the base layer 1, a metal layer 3 and the thermosetting resin layer 4 are laminated in this order to obtain a laminated body, and the base material layer 1 has a thickness of 60% or more of the thickness of the metal layer 3. The manufacturing method using the above can be adopted. That is, by using the base material layer 1 described in the column of "2. Composition of each layer forming the battery packaging material" as the base material layer 1 and laminating each layer, the battery packaging material of the present invention can be obtained. Can be manufactured.
本発明の電池用包装材料の製造方法の一例としては、以下の通りである。まず、基材層1、必要に応じて設けられる接着剤層2、金属層3が順に積層された積層体(以下、「積層体A」と表記することもある)を形成する。積層体Aの形成は、具体的には、基材層1上又は必要に応じて表面が化成処理された金属層3に接着剤層2の形成に使用される接着剤を、グラビアコート法、ロールコート法などの塗布方法で塗布・乾燥した後に、当該金属層3又は基材層1を積層させて接着剤層2を硬化させるドライラミネート法によって行うことができる。 An example of the method for producing the packaging material for a battery of the present invention is as follows. First, a laminate (hereinafter, may be referred to as "laminate A") in which a base material layer 1, an adhesive layer 2 provided as needed, and a metal layer 3 are laminated in this order is formed. Specifically, the laminated body A is formed by applying an adhesive used for forming the adhesive layer 2 on the base material layer 1 or, if necessary, on the metal layer 3 whose surface has been chemically converted, by a gravure coating method. It can be carried out by a dry laminating method in which the metal layer 3 or the base material layer 1 is laminated and the adhesive layer 2 is cured after being coated and dried by a coating method such as a roll coating method.
次いで、積層体Aの金属層3上に、熱融着性樹脂層4を積層させる。金属層3上に熱融着性樹脂層4を直接積層させる場合には、積層体Aの金属層3上に、熱融着性樹脂層4を構成する樹脂成分をグラビアコート法、ロールコート法などの方法により塗布すればよい。また、金属層3と熱融着性樹脂層4の間に接着層5を設ける場合には、例えば、(1)積層体Aの金属層3上に、接着層5及び熱融着性樹脂層4を共押出しすることにより積層する方法(共押出しラミネート法)、(2)別途、接着層5と熱融着性樹脂層4が積層した積層体を形成し、これを積層体Aの金属層3上にサーマルラミネート法により積層する方法、(3)積層体Aの金属層3上に、接着層5を形成させるための接着剤を押出し法や溶液コーティングした高温で乾燥さらには焼き付ける方法などにより積層させ、この接着層5上に予めシート状に製膜した熱融着性樹脂層4をサーマルラミネート法により積層する方法、(4)積層体Aの金属層3と、予めシート状に製膜した熱融着性樹脂層4との間に、溶融させた接着層5を流し込みながら、接着層5を介して積層体Aと熱融着性樹脂層4を貼り合せる方法(サンドイッチラミネート法)などが挙げられる。 Next, the thermosetting resin layer 4 is laminated on the metal layer 3 of the laminated body A. When the thermosetting resin layer 4 is directly laminated on the metal layer 3, the resin components constituting the thermosetting resin layer 4 are coated on the metal layer 3 of the laminated body A by a gravure coating method or a roll coating method. It may be applied by a method such as. When the adhesive layer 5 is provided between the metal layer 3 and the thermosetting resin layer 4, for example, (1) the adhesive layer 5 and the thermosetting resin layer are placed on the metal layer 3 of the laminate A. A method of laminating 4 by co-extruding (co-extrusion laminating method), (2) Separately, a laminated body in which the adhesive layer 5 and the thermosetting resin layer 4 are laminated is formed, and this is used as the metal layer of the laminated body A. By a method of laminating on 3 by a thermal laminating method, (3) an adhesive for forming an adhesive layer 5 on the metal layer 3 of the laminated body A by an extrusion method, a solution coating method, drying at a high temperature, and a baking method. A method of laminating a thermosetting resin layer 4 which has been laminated and previously formed into a sheet on the adhesive layer 5 by a thermal laminating method. (4) A sheet-like film is formed in advance with the metal layer 3 of the laminated body A. A method of laminating the laminate A and the thermosetting resin layer 4 via the adhesive layer 5 while pouring the melted adhesive layer 5 between the thermosetting resin layer 4 (sandwich laminating method) and the like. Can be mentioned.
表面被覆層を設ける場合には、基材層1の金属層3とは反対側の表面に、表面被覆層を積層する。表面被覆層は、例えば表面被覆層を形成する上記の樹脂を基材層1の表面に塗布することにより形成することができる。なお、基材層1の表面に金属層3を積層する工程と、基材層1の表面に表面被覆層を積層する工程の順番は、特に制限されない。例えば、基材層1の表面に表面被覆層を形成した後、基材層1の表面被覆層とは反対側の表面に金属層3を形成してもよい。 When the surface coating layer is provided, the surface coating layer is laminated on the surface of the base material layer 1 opposite to the metal layer 3. The surface coating layer can be formed, for example, by applying the above resin for forming the surface coating layer to the surface of the base material layer 1. The order of the step of laminating the metal layer 3 on the surface of the base material layer 1 and the step of laminating the surface coating layer on the surface of the base material layer 1 is not particularly limited. For example, after forming the surface coating layer on the surface of the base material layer 1, the metal layer 3 may be formed on the surface of the base material layer 1 opposite to the surface coating layer.
上記のようにして、必要に応じて設けられる表面被覆層/基材層1/必要に応じて設けられる接着剤層2/必要に応じて表面が化成処理された金属層3/必要に応じて設けられる接着層5/熱融着性樹脂層4からなる積層体が形成されるが、必要に応じて設けられる接着剤層2及び接着層5の接着性を強固にするために、更に、熱ロール接触式、熱風式、近又は遠赤外線式などの加熱処理に供してもよい。このような加熱処理の条件としては、例えば150℃〜250℃で1分間〜5分間が挙げられる。 As described above, a surface coating layer provided as needed / a base material layer 1 / an adhesive layer provided as needed 2 / a metal layer whose surface is chemically treated as needed 3 / as needed A laminate composed of the provided adhesive layer 5 / thermosetting resin layer 4 is formed, but in order to strengthen the adhesiveness of the adhesive layer 2 and the adhesive layer 5 provided as needed, heat is further added. It may be subjected to heat treatment such as roll contact type, hot air type, near or far infrared type. Examples of the conditions for such heat treatment include 1 minute to 5 minutes at 150 ° C. to 250 ° C.
本発明の電池用包装材料において、積層体を構成する各層は、必要に応じて、製膜性、積層化加工、最終製品2次加工(パウチ化、エンボス成形)適性などを向上又は安定化するために、コロナ処理、ブラスト処理、酸化処理、オゾン処理などの表面活性化処理を施していてもよい。 In the packaging material for batteries of the present invention, each layer constituting the laminated body improves or stabilizes film forming property, laminating process, aptitude for secondary processing (pouching, embossing) of the final product, etc., if necessary. Therefore, surface activation treatment such as corona treatment, blast treatment, oxidation treatment, and ozone treatment may be performed.
4.電池用包装材料の用途
本発明の電池用包装材料は、正極、負極、電解質などの電池素子を密封して収容するための包装体に使用される。すなわち、本発明の電池用包装材料によって形成された包装体中に、少なくとも正極、負極、及び電解質を備えた電池素子を収容して、電池とすることができる。
4. Applications of Battery Packaging Materials The battery packaging materials of the present invention are used for packaging for sealing and accommodating battery elements such as positive electrodes, negative electrodes, and electrolytes. That is, a battery element having at least a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte can be housed in a package formed of the packaging material for a battery of the present invention to form a battery.
具体的には、少なくとも正極、負極、及び電解質を備えた電池素子を、本発明の電池用包装材料で、前記正極及び負極の各々に接続された金属端子が外側に突出させた状態で、電池素子の周縁にフランジ部(熱融着性樹脂層同士が接触する領域)が形成できるようにして被覆し、前記フランジ部の熱融着性樹脂層同士をヒートシールして密封させることによって、電池用包装材料を使用した電池が提供される。なお、本発明の電池用包装材料により形成された包装体中に電池素子を収容する場合、本発明の電池用包装材料の熱融着性樹脂部分が内側(電池素子と接する面)になるようにして、包装体を形成する。 Specifically, a battery element having at least a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte is used in the battery packaging material of the present invention, with metal terminals connected to each of the positive electrode and the negative electrode projecting outward. A battery is formed by covering the peripheral edge of an element so that a flange portion (a region where the heat-sealing resin layers come into contact with each other) can be formed, and heat-sealing and sealing the heat-sealing resin layers of the flange portion. Batteries using packaging materials for use are provided. When the battery element is housed in the package formed of the battery packaging material of the present invention, the heat-sealing resin portion of the battery packaging material of the present invention is on the inside (the surface in contact with the battery element). To form a package.
本発明の電池用包装材料は、一次電池、二次電池のいずれに使用してもよいが、好ましくは二次電池である。本発明の電池用包装材料が適用される二次電池の種類については、特に制限されず、例えば、リチウムイオン電池、リチウムイオンポリマー電池、鉛畜電池、ニッケル・水素畜電池、ニッケル・カドミウム畜電池、ニッケル・鉄畜電池、ニッケル・亜鉛畜電池、酸化銀・亜鉛畜電池、金属空気電池、多価カチオン電池、コンデンサー、キャパシターなどが挙げられる。これらの二次電池の中でも、本発明の電池用包装材料の好適な適用対象として、リチウムイオン電池及びリチウムイオンポリマー電池が挙げられる。 The packaging material for a battery of the present invention may be used for either a primary battery or a secondary battery, but is preferably a secondary battery. The type of secondary battery to which the packaging material for a battery of the present invention is applied is not particularly limited, and for example, a lithium ion battery, a lithium ion polymer battery, a lead livestock battery, a nickel / hydrogen livestock battery, and a nickel / cadmium livestock battery. , Nickel / iron livestock battery, nickel / zinc livestock battery, silver oxide / zinc livestock battery, metal air battery, polyvalent cation battery, condenser, capacitor and the like. Among these secondary batteries, lithium ion batteries and lithium ion polymer batteries can be mentioned as suitable application targets of the packaging material for batteries of the present invention.
以下に実施例及び比較例を示して本発明を詳細に説明する。但し本発明は実施例に限定されるものではない。 The present invention will be described in detail below with reference to Examples and Comparative Examples. However, the present invention is not limited to the examples.
(実施例1−30及び比較例1−12)
<電池用包装材料の製造>
表1に記載の樹脂及び厚みとなるようにして、基材層上に、金属層としてのアルミニウム合金箔をドライラミネート法により積層させた。具体的には、アルミニウム合金箔の一方面に、2液型ウレタン接着剤(ポリオール化合物と芳香族イソシアネート系化合物)を塗布し、アルミニウム合金箔上に接着剤層(厚さ3μm)を形成した。次いで、金属層上の接着剤層と基材層をドライラミネート法で積層した後、40℃で24時間のエージング処理を実施することにより、基材層/接着剤層/金属層の積層体を作製した。なお、アルミニウム合金箔の両面には、化成処理を施した。アルミニウム合金箔の化成処理は、フェノール樹脂、フッ化クロム化合物、及びリン酸からなる処理液をクロムの塗布量が10mg/m2(乾燥質量)となるように、ロールコート法によりアルミニウム箔の両面に塗布し、皮膜温度が180℃以上となる条件で20秒間焼付けすることにより行った。
(Examples 1-30 and Comparative Examples 1-12)
<Manufacturing of packaging materials for batteries>
An aluminum alloy foil as a metal layer was laminated on the base material layer by a dry laminating method so as to have the resin and thickness shown in Table 1. Specifically, a two-component urethane adhesive (polyol compound and aromatic isocyanate compound) was applied to one surface of the aluminum alloy foil to form an adhesive layer (thickness 3 μm) on the aluminum alloy foil. Next, the adhesive layer and the base material layer on the metal layer are laminated by a dry laminating method, and then an aging treatment is performed at 40 ° C. for 24 hours to form a laminate of the base material layer / adhesive layer / metal layer. Made. Both sides of the aluminum alloy foil were subjected to chemical conversion treatment. The chemical conversion treatment of the aluminum alloy foil is performed by a roll coating method on both sides of the aluminum foil so that the coating amount of chromium is 10 mg / m 2 (dry mass) in a treatment liquid composed of phenol resin, chromium fluoride compound, and phosphoric acid. It was applied to and baked for 20 seconds under the condition that the film temperature was 180 ° C. or higher.
次に、実施例1〜20,23〜30及び比較例1〜8、10〜12においては、上記で得られた各積層体の金属層の上に、接着層(厚み10μm)及び熱融着性樹脂層(厚み10μm)として表1に記載の樹脂(PPa、PPまたはPE)を溶融共押し出しすることにより、金属層上に接着層と熱融着性樹脂層を積層させ、基材層/接着剤層/金属層/接着層/熱融着性樹脂層が順に積層された電池用包装材料を得た。また、実施例21,22及び比較例9においては、金属層の上に接着層(PPa、厚み10μm)を積層し、その上から熱融着性樹脂層として無延伸ポリプロピレンフィルム(CPP、厚み25μm)を積層して、基材層/接着剤層/金属層/接着層/熱融着性樹脂層が順に積層された電池用包装材料を得た。なお、各基材層の表面には、温度24℃、湿度60℃下において、存在量が7.0mg/m2となるように、滑剤としてエルカ酸アミドを塗布した。 Next, in Examples 1 to 20, 23 to 30 and Comparative Examples 1 to 8 and 10 to 12, an adhesive layer (thickness 10 μm) and heat fusion were performed on the metal layer of each of the above-mentioned laminates. By melt-coextruding the resin (PPa, PP or PE) shown in Table 1 as the sex resin layer (thickness 10 μm), the adhesive layer and the thermosetting resin layer are laminated on the metal layer, and the base material layer / A packaging material for a battery was obtained in which an adhesive layer / a metal layer / an adhesive layer / a thermosetting resin layer were laminated in this order. Further, in Examples 21 and 22 and Comparative Example 9, an adhesive layer (PPa, thickness 10 μm) is laminated on the metal layer, and a non-stretched polypropylene film (CPP, thickness 25 μm) is used as a thermosetting resin layer on the adhesive layer (PPa, thickness 10 μm). ) Was laminated to obtain a packaging material for a battery in which a base material layer / adhesive layer / metal layer / adhesive layer / thermosetting resin layer were laminated in this order. The surface of each base material layer was coated with erucic acid amide as a lubricant so that the abundance amount was 7.0 mg / m 2 at a temperature of 24 ° C. and a humidity of 60 ° C.
各実施例及び比較例で用いたアルミニウム合金箔が、前述の平均結晶粒径が10μm以下であるものか、10μm超であるものかについて、表1に示した。なお、平均結晶粒径の測定方法は、前述の通りである。 Table 1 shows whether the aluminum alloy foils used in each Example and Comparative Example have the above-mentioned average crystal grain size of 10 μm or less or more than 10 μm. The method for measuring the average crystal grain size is as described above.
<成形性評価>
上記で得られた各電池用包装材を80mm×120mm角の長方形に裁断したサンプルを準備した。次に、30mm×50mmの口径の成形金型を用いて、押え圧0.4MPaで0.5mmの成形深さから0.5mm単位で成形深さを増加させて成形を行い、アルミニウム合金箔にピンホールが空くまで成形深さを増加させた。成形金型としては、29.4mm×49.4mmの口径の成形金型を用いた。成形金型の雌型は、コーナーR2.3であり、その表面は、「JIS B 0659−1:2002附属書1(参考) 比較用表面粗さ標準片の表2」に規定される、Rz(最大高さ粗さ)が3.2μmである。一方、雌型に対応したコーナーR2の雄型の表面は、「JIS B 0659−1:2002附属書1(参考) 比較用表面粗さ標準片の表2」に規定される、Rz(最大高さ粗さ)が1.6μmである。雌型と雄型のクリアランスは、0.3mmである。また、ピンホールが空いた際の成形深さよりも0.5mm浅い深さを、そのサンプルの限界成形深さとした。この限界成形深さから、金属層の厚みと、基材層及び熱融着性樹脂層の構成が共通している各実施例と比較例とを比較し、当該比較例での限界成形深さを基準値として、以下の基準により電池用包装材料の成形性を評点化した。結果を表1に示す。
<Evaluation of moldability>
A sample was prepared by cutting each of the battery packaging materials obtained above into a rectangle of 80 mm × 120 mm square. Next, using a molding die having a diameter of 30 mm × 50 mm, molding is performed by increasing the molding depth in 0.5 mm increments from the molding depth of 0.5 mm at a pressing pressure of 0.4 MPa to obtain an aluminum alloy foil. The molding depth was increased until the pinholes were open. As the molding die, a molding die having a diameter of 29.4 mm × 49.4 mm was used. The female mold of the molding die has a corner R2.3, and its surface is Rz specified in "JIS B 0659-1: 2002 Annex 1 (Reference) Table 2 of Surface Roughness Standard Piece for Comparison". (Maximum height roughness) is 3.2 μm. On the other hand, the surface of the male type of the corner R2 corresponding to the female type is Rz (maximum height) specified in "JIS B 0659-1: 2002 Annex 1 (Reference) Table 2 of Surface Roughness Standard Piece for Comparison". Roughness) is 1.6 μm. The clearance between the female type and the male type is 0.3 mm. Further, a depth 0.5 mm shallower than the molding depth when the pinhole was opened was defined as the limit molding depth of the sample. From this limit molding depth, the thickness of the metal layer and the limit molding depth in each of the examples and the comparative examples having the same composition of the base material layer and the thermosetting resin layer are compared. Was used as a reference value, and the moldability of the packaging material for batteries was scored according to the following criteria. The results are shown in Table 1.
10:基準となる比較例よりも、限界成形深さが2.0mm以上深い
9:基準となる比較例よりも、限界成形深さが1.8mm以上2.0mm未満深い
8:基準となる比較例よりも、限界成形深さが1.6mm以上1.8mm未満深い
7:基準となる比較例よりも、限界成形深さが1.4mm以上1.6mm未満深い
6:基準となる比較例よりも、限界成形深さが1.2mm以上1.4mm未満深い
5:基準となる比較例よりも、限界成形深さが1.0mm以上1.2mm未満深い
4:基準となる比較例よりも、限界成形深さが0.8mm以上1.0mm未満深い
3:基準となる比較例よりも、限界成形深さが0.6mm以上0.8mm未満深い
2:基準となる比較例よりも、限界成形深さが0.4mm以上0.6mm未満深い
1:基準となる比較例よりも、限界成形深さが0.2mm以上0.4mm未満深い
10: The limit molding depth is 2.0 mm or more deeper than the reference comparative example 9: The limit molding depth is 1.8 mm or more and less than 2.0 mm deeper than the reference comparative example 8: Reference comparison The limit molding depth is 1.6 mm or more and less than 1.8 mm deeper than the example 7: The limit molding depth is 1.4 mm or more and less than 1.6 mm deeper than the reference comparative example 6: From the reference comparative example Also, the limit molding depth is 1.2 mm or more and less than 1.4 mm deeper 5: than the standard comparative example, and the limit molding depth is 1.0 mm or more and less than 1.2 mm deeper 4: than the standard comparative example. Limit molding depth is 0.8 mm or more and less than 1.0 mm deeper 3: Limit molding depth is 0.6 mm or more and less than 0.8 mm deeper than the standard comparative example 2: Limit molding is deeper than the standard comparative example Depth is 0.4 mm or more and less than 0.6 mm deep 1: Limit molding depth is 0.2 mm or more and less than 0.4 mm deeper than the standard comparative example
表1において、ONyは2軸延伸ナイロン、PETは2軸延伸ポリエチレンテレフタレート、PBTは2軸延伸ポリブチレンテレフタレートフィルムである。ONy/ONyはナイロンフィルムの2層積層体である。PET/ONyは、ポリエチレンテレフタレートフィルムとナイロンフィルムの2層積層体であり、ONyが金属層側に位置している。これら積層体の各層は、2液型ウレタン接着剤3μmで接着している。なお、基材層の厚みには、当該接着剤の厚みは含んでいない。PPはランダムポリプロピレン、PEは高密度ポリエチレン、CPPは無延伸ポリプロピレンフィルム、PPaは無水マレイン酸変性ポリプロピレンを意味する。 In Table 1, ONy is biaxially stretched nylon, PET is biaxially stretched polyethylene terephthalate, and PBT is biaxially stretched polybutylene terephthalate film. ONy / ONy is a two-layer laminate of nylon film. PET / ONy is a two-layer laminate of a polyethylene terephthalate film and a nylon film, and ONy is located on the metal layer side. Each layer of these laminates is bonded with a two-component urethane adhesive of 3 μm. The thickness of the base material layer does not include the thickness of the adhesive. PP means random polypropylene, PE means high-density polyethylene, CPP means unstretched polypropylene film, and PPa means maleic anhydride-modified polypropylene.
表1に示される結果から明らかな通り、基材層の厚みが、前記金属層の厚みの60%以上である実施例においては、電池用包装材料の厚みが薄くなるほど、基準となる比較例よりも、限界成形深さが深くなる度合いが大きくなっていることが分かる。 As is clear from the results shown in Table 1, in the examples in which the thickness of the base material layer is 60% or more of the thickness of the metal layer, the thinner the thickness of the battery packaging material, the more the reference comparative example. However, it can be seen that the degree to which the critical molding depth becomes deeper increases.
例えば、金属層として厚みが50μmのものを使用した実施例17と、比較例7とを比較すると、基準となる比較例7に比べて、実施例17の成形性は、「3:基準となる比較例よりも、限界成形深さが0.6mm以上0.8mm未満深い」という結果であった。 For example, when Example 17 using a metal layer having a thickness of 50 μm and Comparative Example 7 are compared, the moldability of Example 17 is "3: Reference" as compared with Comparative Example 7, which is a reference. The limit molding depth is 0.6 mm or more and less than 0.8 mm deeper than in the comparative example. "
また、例えば、金属層として厚みが30μmのものを使用した実施例11と、比較例4とを比較すると、基準となる比較例4に比べて、実施例11の成形性は、「6:基準となる比較例よりも、限界成形深さが1.2mm以上1.4mm未満深い」という結果となった。 Further, for example, when Example 11 using a metal layer having a thickness of 30 μm and Comparative Example 4 are compared, the moldability of Example 11 is higher than that of Comparative Example 4, which is a reference. The limit molding depth is 1.2 mm or more and less than 1.4 mm deeper than that of the comparative example. "
さらに、例えば、金属層として厚みが20μmのものを使用した実施例5,6と、比較例2とを比較すると、基準となる比較例2に比べて、実施例5,6の成形性は、「8:基準となる比較例よりも、限界成形深さが1.6mm以上1.8mm未満深い」または「10:基準となる比較例よりも、限界成形深さが2.0mm以上深い」という結果となった。 Further, for example, when Examples 5 and 6 using a metal layer having a thickness of 20 μm and Comparative Example 2 are compared, the moldability of Examples 5 and 6 is higher than that of Comparative Example 2 as a reference. "8: The limit molding depth is 1.6 mm or more and less than 1.8 mm deeper than the reference comparative example" or "10: The limit molding depth is 2.0 mm or more deeper than the reference comparative example" The result was.
このように、本発明においては、金属層の厚みが50μm、30μm、20μm、15μmと薄くなるほど、基材層の厚みを金属層の厚みの60%以上とすることによる効果が顕著になることが分かる。このような現象は、従来全く知られていなかった。 As described above, in the present invention, as the thickness of the metal layer becomes as thin as 50 μm, 30 μm, 20 μm, and 15 μm, the effect of setting the thickness of the base material layer to 60% or more of the thickness of the metal layer becomes more remarkable. I understand. Such a phenomenon has not been known at all in the past.
1 基材層
2 接着剤層
3 金属層
4 熱融着性樹脂層
5 接着層
1 Base material layer 2 Adhesive layer 3 Metal layer 4 Thermosetting resin layer 5 Adhesive layer
Claims (4)
前記基材層は、厚みが10μm以上20μm以下のナイロンフィルムにより構成されており、
前記金属層は、厚みが15μm以上20μm以下のアルミニウム合金箔により構成されており、
前記積層体の厚みが、90μm以下であり、
前記基材層の厚みが、前記金属層の厚みの70%以上100%以下である、
電池用包装材料。 It is composed of a laminate having at least a base material layer, a metal layer, and a thermosetting resin layer in this order.
The base material layer is made of a nylon film having a thickness of 10 μm or more and 20 μm or less.
The metal layer is made of an aluminum alloy foil having a thickness of 15 μm or more and 20 μm or less.
The thickness of the laminate is 90 μm or less.
The thickness of the base material layer is 70% or more and 100% or less of the thickness of the metal layer.
Packaging material for batteries.
前記基材層は、厚みが10μm以上20μm以下のナイロンフィルムにより構成されており、
前記金属層は、厚みが15μm以上20μm以下のアルミニウム合金箔により構成されており、
前記積層体の厚みが、90μm以下であり、
前記基材層として、厚みが前記金属層の厚みの70%以上100%以下であるものを用いる、電池用包装材料の製造方法。
At least, it includes a step of laminating the base material layer, the metal layer, and the thermosetting resin layer in this order to obtain a laminate.
The base material layer is made of a nylon film having a thickness of 10 μm or more and 20 μm or less.
The metal layer is made of an aluminum alloy foil having a thickness of 15 μm or more and 20 μm or less.
The thickness of the laminate is 90 μm or less.
A method for producing a packaging material for a battery, wherein the base material layer has a thickness of 70% or more and 100% or less of the thickness of the metal layer.
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