JP7790455B2 - Exterior material for power storage device, manufacturing method thereof, and power storage device - Google Patents
Exterior material for power storage device, manufacturing method thereof, and power storage deviceInfo
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Description
本開示は、蓄電デバイス用外装材、その製造方法、及び蓄電デバイスに関する。 This disclosure relates to an exterior material for an electricity storage device, a method for manufacturing the same, and an electricity storage device.
従来、様々なタイプの蓄電デバイスが開発されているが、あらゆる蓄電デバイスにおいて、電極や電解質などの蓄電デバイス素子を封止するために外装材が不可欠な部材になっている。従来、蓄電デバイス用外装材として金属製の外装材が多用されていた。 Various types of electricity storage devices have been developed to date, but in all of these devices, exterior materials are essential components for sealing the electricity storage device elements, such as electrodes and electrolytes. Traditionally, metal exterior materials have been widely used as exterior materials for electricity storage devices.
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、蓄電デバイスには、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蓄電デバイス用外装材では、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, with the increasing performance of electric vehicles, hybrid electric vehicles, personal computers, cameras, mobile phones, and other devices, there has been a demand for energy storage devices to be thinner and lighter, as well as have a variety of shapes. However, the metal exterior materials for energy storage devices that have traditionally been widely used have the drawback of being difficult to adapt to the increasing variety of shapes, and there are also limitations to how light they can be made.
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蓄電デバイス用外装材として、基材層/バリア層/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)。 In recent years, therefore, film-like laminates, in which a base layer, a barrier layer, and a heat-sealable resin layer are sequentially laminated, have been proposed as packaging materials for electricity storage devices that can be easily processed into a variety of shapes and can be made thinner and lighter (see, for example, Patent Document 1).
このような蓄電デバイス用外装材においては、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蓄電デバイス素子を配し、熱融着性樹脂層を熱融着させることにより、蓄電デバイス用外装材の内部に蓄電デバイス素子が収容された蓄電デバイスが得られる。 In such electrical storage device packaging materials, recesses are generally formed by cold forming, and electrical storage device elements such as electrodes and electrolyte are placed in the spaces formed by the recesses. The heat-sealable resin layer is then heat-sealed to obtain an electrical storage device in which the electrical storage device elements are housed inside the electrical storage device packaging material.
前述のフィルム状の積層体によって構成された蓄電デバイス用外装材は、金属製の外装材と比較して柔らかく、表面に傷がつきやすいことから、耐傷性を高めることが望ましい。蓄電デバイス用外装材の耐傷性を高める方法としては、基材層のさらに外側に、シリカ粒子などの無機粒子を配合した硬い層を、耐傷層として設けることが考えられる。 Since the exterior materials for electricity storage devices made from the aforementioned film-like laminates are softer and more susceptible to surface scratches than metal exterior materials, it is desirable to improve their scratch resistance. One way to improve the scratch resistance of exterior materials for electricity storage devices is to provide a hard layer containing inorganic particles such as silica particles as a scratch-resistant layer on the outer side of the base material layer.
しかしながら、前記の通り、蓄電デバイス用外装材においては、一般的に、冷間成形により凹部を形成するため、基材層のさらに外側にシリカ粒子などの無機粒子を配合した硬い耐傷層を設けると、耐傷性は高まる一方、成形性が低下するという問題が生じる。特に、蓄電デバイス用外装材の成形によって形成される凹部のコーナー部において、硬い耐傷層が割れやすいという問題がある。従って、シリカ粒子などの無機粒子を配合した耐傷層を設ける方法では、蓄電デバイス用外装材の優れた耐傷性と優れた成形性を両立することは困難であった。 However, as mentioned above, in electrical storage device exterior materials, recesses are generally formed by cold forming. Therefore, providing a hard scratch-resistant layer containing inorganic particles such as silica particles on the outer side of the base layer increases scratch resistance, but reduces formability. In particular, there is a problem in that the hard scratch-resistant layer is prone to cracking at the corners of the recesses formed by forming the electrical storage device exterior material. Therefore, it has been difficult to achieve both excellent scratch resistance and excellent formability in electrical storage device exterior materials using a method that provides a scratch-resistant layer containing inorganic particles such as silica particles.
このような状況下、本開示は、耐傷層によって優れた耐傷性が付与されているにも拘わらず、優れた成形性を発揮する蓄電デバイス用外装材を提供することを主な目的とする。 In light of these circumstances, the primary objective of this disclosure is to provide an exterior material for an electricity storage device that exhibits excellent formability despite being endowed with excellent scratch resistance by a scratch-resistant layer.
本開示の発明者らは、上記のような課題を解決すべく鋭意検討を行った。その結果、蓄電デバイス用外装材の表面に、無機粒子と樹脂とを配合した耐傷層を設け、さらに、耐傷層と基材層との間に、基材保護層を配置し、耐傷層及び基材保護層を合わせた平均膜厚を10μm以下に設定することにより、耐傷層によって優れた耐傷性が付与され、かつ、蓄電デバイス用外装材の成形による耐傷層の割れが効果的に抑制されることを見出した。 The inventors of the present disclosure conducted extensive research to solve the above-mentioned problems. As a result, they discovered that by providing a scratch-resistant layer containing inorganic particles and a resin on the surface of an exterior material for an electricity storage device, and further disposing a substrate protective layer between the scratch-resistant layer and the substrate layer, and setting the average film thickness of the scratch-resistant layer and the substrate protective layer together to 10 μm or less, the scratch-resistant layer imparts excellent scratch resistance, and also effectively suppresses cracking of the scratch-resistant layer during molding of the exterior material for an electricity storage device.
本開示は、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。即ち、本開示は、下記に掲げる態様の発明を提供する。
少なくとも、耐傷層と、基材保護層と、基材層と、バリア層と、熱融着性樹脂層とをこの順に備える積層体から構成されており、
前記耐傷層は、無機粒子と樹脂とを含んでおり、
前記耐傷層及び前記基材保護層を合わせた平均膜厚は、10μm以下である、蓄電デバイス用外装材。
The present disclosure has been completed based on these findings and further investigations. That is, the present disclosure provides the inventions of the following aspects.
The laminate is composed of at least a scratch-resistant layer, a substrate protective layer, a substrate layer, a barrier layer, and a heat-sealable resin layer, in this order;
the scratch-resistant layer contains inorganic particles and a resin,
The exterior material for an electricity storage device, wherein the average film thickness of the scratch-resistant layer and the base material protective layer combined is 10 μm or less.
本開示によれば、耐傷性及び成形性に優れた蓄電デバイス用外装材を提供することができる。また、本開示によれば、当該蓄電デバイス用外装材の製造方法、及び当該蓄電デバイス用外装材を利用した蓄電デバイスを提供することもできる。 The present disclosure makes it possible to provide an exterior material for an electricity storage device that has excellent scratch resistance and formability. The present disclosure also makes it possible to provide a method for manufacturing the exterior material for an electricity storage device, and an electricity storage device that uses the exterior material for an electricity storage device.
本開示の蓄電デバイス用外装材は、少なくとも、耐傷層と、基材保護層と、基材層と、バリア層と、熱融着性樹脂層とをこの順に備える積層体から構成されており、前記耐傷層は、無機粒子と樹脂とを含んでおり、前記耐傷層及び前記基材保護層を合わせた平均膜厚は、10μm以下であることを特徴とする。本開示の蓄電デバイス用外装材は、当該構成を備えていることにより、優れた耐傷性と優れた成形性とを両立することができる。 The electrical storage device packaging material of the present disclosure is composed of a laminate including at least a scratch-resistant layer, a substrate protective layer, a substrate layer, a barrier layer, and a heat-sealable resin layer, in this order; the scratch-resistant layer contains inorganic particles and a resin; and the average film thickness of the scratch-resistant layer and the substrate protective layer combined is 10 μm or less. By having this configuration, the electrical storage device packaging material of the present disclosure can achieve both excellent scratch resistance and excellent formability.
以下、本開示の蓄電デバイス用外装材について詳述する。なお、本明細書において、「~」で示される数値範囲は「以上」、「以下」を意味する。例えば、2~15mmとの表記は、2mm以上15mm以下を意味する。 The exterior packaging material for an electricity storage device disclosed herein is described in detail below. Note that in this specification, numerical ranges indicated by "to" mean "greater than or equal to" or "less than or equal to." For example, the expression "2 to 15 mm" means 2 mm or greater and 15 mm or less.
1.蓄電デバイス用外装材の積層構造
本開示の蓄電デバイス用外装材10は、例えば図1から図3に示すように、少なくとも、耐傷層7、基材保護層6、基材層1、バリア層3、及び熱融着性樹脂層4を備える積層体から構成されている。蓄電デバイス用外装材10において、耐傷層7が最外層になり、熱融着性樹脂層4は最内層になる。蓄電デバイス用外装材10と蓄電デバイス素子を用いて蓄電デバイスを組み立てる際に、蓄電デバイス用外装材10の熱融着性樹脂層4同士を対向させた状態で、周縁部を熱融着させることによって形成された空間に、蓄電デバイス素子が収容される。
1. Laminated Structure of Electricity Storage Device Exterior Material As shown in Figures 1 to 3, for example, an electricity storage device exterior material 10 according to the present disclosure is composed of a laminate including at least a scratch-resistant layer 7, a substrate protective layer 6, a substrate layer 1, a barrier layer 3, and a heat-sealable resin layer 4. In the electricity storage device exterior material 10, the scratch-resistant layer 7 is the outermost layer, and the heat-sealable resin layer 4 is the innermost layer. When assembling an electricity storage device using the electricity storage device exterior material 10 and an electricity storage device element, the heat-sealable resin layers 4 of the electricity storage device exterior material 10 are placed opposite each other, and the electricity storage device element is housed in a space formed by heat-sealing the peripheral portions.
蓄電デバイス用外装材10は、例えば図2から図3に示すように、基材層1とバリア層3との間に、これらの層間の接着性を高めることなどを目的として、必要に応じて接着剤層2を有していてもよい。また、例えば図3に示すように、バリア層3と熱融着性樹脂層4との間に、これらの層間の接着性を高めることなどを目的として、必要に応じて接着層5を有していてもよい。 As shown in Figures 2 and 3, the exterior packaging material 10 for an electricity storage device may optionally have an adhesive layer 2 between the base layer 1 and the barrier layer 3 to enhance adhesion between these layers. Also, as shown in Figure 3, for example, an adhesive layer 5 may optionally be provided between the barrier layer 3 and the heat-sealable resin layer 4 to enhance adhesion between these layers.
蓄電デバイス用外装材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、コスト削減、エネルギー密度向上等の観点からは、好ましくは約180μm以下、約155μm以下、約120μm以下が挙げられる。また、蓄電デバイス用外装材10を構成する積層体の厚みとしては、蓄電デバイス素子を保護するという蓄電デバイス用外装材の機能を維持する観点からは、好ましくは約35μm以上、約45μm以上、約60μm以上が挙げられる。また、蓄電デバイス用外装材10を構成する積層体の厚みの好ましい範囲については、例えば、35~180μm程度、35~155μm程度、35~120μm程度、45~180μm程度、45~155μm程度、45~120μm程度、60~180μm程度、60~155μm程度、60~120μm程度が挙げられ、特に60~155μm程度が好ましい。なお、蓄電デバイス用外装材10を構成する積層体の厚みは、耐傷層7及び基材保護層6を合わせた平均膜厚と、耐傷層7及び基材保護層6以外の層の合計膜厚との和である。 The thickness of the laminate constituting the electrical storage device exterior material 10 is not particularly limited, but from the viewpoints of cost reduction, improved energy density, etc., it is preferably about 180 μm or less, about 155 μm or less, or about 120 μm or less. Furthermore, from the viewpoint of maintaining the function of the electrical storage device exterior material (10) of protecting the electrical storage device elements, the thickness of the laminate constituting the electrical storage device exterior material 10 is preferably about 35 μm or more, about 45 μm or more, or about 60 μm or more. Furthermore, preferred ranges for the thickness of the laminate constituting the electrical storage device exterior material 10 include, for example, about 35 to 180 μm, about 35 to 155 μm, about 35 to 120 μm, about 45 to 180 μm, about 45 to 155 μm, about 45 to 120 μm, about 60 to 180 μm, about 60 to 155 μm, and about 60 to 120 μm, with about 60 to 155 μm being particularly preferred. The thickness of the laminate constituting the electrical storage device exterior material 10 is the sum of the average film thickness of the scratch-resistant layer 7 and the substrate protective layer 6 and the total film thickness of the layers other than the scratch-resistant layer 7 and the substrate protective layer 6.
蓄電デバイス用外装材10において、蓄電デバイス用外装材10を構成する積層体の厚み(総厚み)に対する、耐傷層7、基材保護層6、基材層1、必要に応じて設けられる接着剤層2、バリア層3、必要に応じて設けられる接着層5、及び熱融着性樹脂層4の合計厚みの割合は、好ましくは90%以上であり、より好ましくは95%以上であり、さらに好ましくは98%以上である。具体例としては、本開示の蓄電デバイス用外装材10が、耐傷層7、基材保護層6、基材層1、接着剤層2、バリア層3、接着層5、及び熱融着性樹脂層4を含む場合、蓄電デバイス用外装材10を構成する積層体の厚み(総厚み)に対する、これら各層の合計厚みの割合は、好ましくは90%以上であり、より好ましくは95%以上であり、さらに好ましくは98%以上である。また、本開示の蓄電デバイス用外装材10が、耐傷層7、基材保護層6、基材層1、接着剤層2、バリア層3、及び熱融着性樹脂層4を含む場合についても、蓄電デバイス用外装材10を構成する積層体の厚み(総厚み)に対する、これら各層の合計厚みの割合は、好ましくは90%以上であり、より好ましくは95%以上であり、さらに好ましくは98%以上とすることができる。 In the electrical storage device exterior material 10, the ratio of the total thickness of the scratch-resistant layer 7, substrate protective layer 6, substrate layer 1, optional adhesive layer 2, barrier layer 3, optional adhesive layer 5, and heat-sealable resin layer 4 to the thickness (total thickness) of the laminate constituting the electrical storage device exterior material 10 is preferably 90% or more, more preferably 95% or more, and even more preferably 98% or more. As a specific example, when the electrical storage device exterior material 10 of the present disclosure includes the scratch-resistant layer 7, substrate protective layer 6, substrate layer 1, adhesive layer 2, barrier layer 3, adhesive layer 5, and heat-sealable resin layer 4, the ratio of the total thickness of these layers to the thickness (total thickness) of the laminate constituting the electrical storage device exterior material 10 is preferably 90% or more, more preferably 95% or more, and even more preferably 98% or more. Furthermore, even when the electrical storage device packaging material 10 of the present disclosure includes a scratch-resistant layer 7, a substrate protective layer 6, a substrate layer 1, an adhesive layer 2, a barrier layer 3, and a heat-sealable resin layer 4, the ratio of the total thickness of these layers to the thickness (total thickness) of the laminate constituting the electrical storage device packaging material 10 is preferably 90% or more, more preferably 95% or more, and even more preferably 98% or more.
2.蓄電デバイス用外装材を形成する各層
[耐傷層7]
本開示の蓄電デバイス用外装材10は、耐傷性を高めることなどを目的として、外側表面に耐傷層7を有している。耐傷層7は、蓄電デバイス用外装材10を用いて蓄電デバイスを組み立てた時に、蓄電デバイス用外装材10の最外層に位置する層である。
2. Layers forming the exterior material for an electricity storage device [scratch-resistant layer 7]
The exterior packaging material 10 for an electricity storage device according to the present disclosure has a scratch-resistant layer 7 on its outer surface for the purpose of improving scratch resistance, etc. The scratch-resistant layer 7 is a layer located as the outermost layer of the exterior packaging material 10 for an electricity storage device when the exterior packaging material 10 for an electricity storage device is used to assemble an electricity storage device.
耐傷層7は、無機粒子71と樹脂を含んでいる。すなわち、耐傷層7は、無機粒子71と樹脂を含む樹脂組成物により形成されている。また、耐傷層7及び後述する基材保護層6を合わせた平均膜厚が10μm以下に設定されている。 The scratch-resistant layer 7 contains inorganic particles 71 and a resin. That is, the scratch-resistant layer 7 is formed from a resin composition containing inorganic particles 71 and a resin. Furthermore, the average film thickness of the scratch-resistant layer 7 and the substrate protective layer 6 (described below) combined is set to 10 μm or less.
無機粒子71としては、例えば、シリカ、タルク、グラファイト、カオリン、モンモリロナイト、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、金、アルミニウム、銅、ニッケルなどの無機粒子が挙げられる。これらの中でも、優れた耐傷性と優れた成形性とを好適に両立する観点から、シリカ粒子が特に好ましい。耐傷層7に含まれる無機粒子71は、1種類であってもよいし、2種類以上であってもよい。 Examples of inorganic particles 71 include silica, talc, graphite, kaolin, montmorillonite, mica, hydrotalcite, silica gel, zeolite, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, zinc oxide, magnesium oxide, aluminum oxide, neodymium oxide, antimony oxide, titanium oxide, cerium oxide, calcium sulfate, barium sulfate, calcium carbonate, calcium silicate, lithium carbonate, calcium benzoate, calcium oxalate, magnesium stearate, alumina, carbon black, carbon nanotubes, gold, aluminum, copper, and nickel. Among these, silica particles are particularly preferred from the viewpoint of achieving both excellent scratch resistance and excellent formability. The inorganic particles 71 contained in the scratch-resistant layer 7 may be of one type or two or more types.
無機粒子71の形状については、特に制限されず、例えば、球状、繊維状、板状、不定形、鱗片状などが挙げられ、球状が好ましい。 The shape of the inorganic particles 71 is not particularly limited, and examples include spherical, fibrous, plate-like, irregular, and scaly shapes, with spherical shapes being preferred.
無機粒子71の平均粒子径は、優れた耐傷性と優れた成形性とを好適に両立する観点から、例えば0.5nm~5μm程度、好ましくは0.5~3μm程度が挙げられる。 The average particle size of the inorganic particles 71 is, for example, approximately 0.5 nm to 5 μm, preferably approximately 0.5 to 3 μm, from the viewpoint of achieving both excellent scratch resistance and excellent moldability.
無機粒子71の平均粒子径は、レーザ回折/散乱式粒子径分布測定装置で測定されたメジアン径とする。 The average particle diameter of the inorganic particles 71 is the median diameter measured using a laser diffraction/scattering particle size distribution measuring device.
優れた耐傷性と優れた成形性とを好適に両立する観点から、耐傷層7に含まれる無機粒子71の含有量としては、前記樹脂100質量部に対して、好ましくは約0.1質量部以上、より好ましくは約0.5質量部以上、さらに好ましくは約1.0質量部以上が挙げられる。また、同様の観点から、耐傷層7に含まれる無機粒子71の含有量としては、好ましくは約10.0質量部以下、より好ましくは約5.0質量部以下、さらに好ましくは約3.0質量部以下が挙げられる。また、耐傷層7に含まれる無機粒子71の含有量の好ましい範囲としては、0.1~10.0質量部程度、0.1~5.0質量部程度、0.1~3.0質量部程度、0.5~10.0質量部程度、0.5~5.0質量部程度、0.5~3.0質量部程度、1.0~10.0質量部程度、1.0~5.0質量部程度、1.0~3.0質量部程度が挙げられる。 From the viewpoint of optimally achieving both excellent scratch resistance and excellent moldability, the content of inorganic particles 71 contained in scratch-resistant layer 7 is preferably at least about 0.1 part by mass, more preferably at least about 0.5 part by mass, and even more preferably at least about 1.0 part by mass, per 100 parts by mass of the resin. From the same viewpoint, the content of inorganic particles 71 contained in scratch-resistant layer 7 is preferably no more than about 10.0 parts by mass, more preferably no more than about 5.0 parts by mass, and even more preferably no more than about 3.0 parts by mass. Preferred ranges for the content of inorganic particles 71 contained in scratch-resistant layer 7 include approximately 0.1 to 10.0 parts by mass, approximately 0.1 to 5.0 parts by mass, approximately 0.1 to 3.0 parts by mass, approximately 0.5 to 10.0 parts by mass, approximately 0.5 to 5.0 parts by mass, approximately 0.5 to 3.0 parts by mass, approximately 1.0 to 10.0 parts by mass, approximately 1.0 to 5.0 parts by mass, and approximately 1.0 to 3.0 parts by mass.
優れた耐傷性と優れた成形性とを好適に両立する観点から、耐傷層7には、無機粒子71に加えて、有機粒子72がさらに含まれていることが好ましい。有機粒子72としては、ナイロン、ポリアクリレート、ポリスチレン系、スチレン-アクリル共重合体、ポリエチレン、ベンゾグアナミン、またはこれらの架橋物などの有機粒子が挙げられる。耐傷層7に含まれる有機粒子72は、1種類であってもよいし、2種類以上であってもよい。 From the perspective of optimally achieving both excellent scratch resistance and excellent formability, it is preferable that the scratch-resistant layer 7 further contains organic particles 72 in addition to the inorganic particles 71. Examples of organic particles 72 include organic particles of nylon, polyacrylate, polystyrene, styrene-acrylic copolymer, polyethylene, benzoguanamine, or crosslinked products thereof. The scratch-resistant layer 7 may contain one type of organic particle 72, or two or more types.
有機粒子72の粒子径としては、優れた耐傷性と優れた成形性とを好適に両立する観点から、好ましくは約5.0μm以下、より好ましくは約3.0μm以下、さらに好ましくは約2.0μm以下が挙げられる。また、同様の観点から、有機粒子72の粒子径としては、好ましくは約0.3μm以上、より好ましくは約0.5μm以上、さらに好ましくは約1.0μm以上が挙げられる。また、有機粒子72の粒子径の好ましい範囲としては、0.3~5.0μm程度、0.3~3.0μm程度、0.3~2.0μm程度、0.5~5.0μm程度、0.5~3.0μm程度、0.5~2.0μm程度、1.0~5.0μm程度、1.0~3.0μm程度、1.0~2.0μm程度が挙げられる。なお、当該粒子径の記載は、耐傷層7に含まれる有機粒子72のうち、これらの粒子径の有機粒子が支配的に含まれていることを意味している。耐傷層7に含まれる有機粒子72のうち、これらの粒子径の有機粒子の割合は、好ましくは50%以上、より好ましくは80%以上、さらに好ましくは90%以上であり、100%であってもよい。 From the viewpoint of achieving both excellent scratch resistance and excellent formability, the particle diameter of the organic particles 72 is preferably approximately 5.0 μm or less, more preferably approximately 3.0 μm or less, and even more preferably approximately 2.0 μm or less. From the same viewpoint, the particle diameter of the organic particles 72 is preferably approximately 0.3 μm or more, more preferably approximately 0.5 μm or more, and even more preferably approximately 1.0 μm or more. Preferred particle diameter ranges for the organic particles 72 include approximately 0.3 to 5.0 μm, approximately 0.3 to 3.0 μm, approximately 0.3 to 2.0 μm, approximately 0.5 to 5.0 μm, approximately 0.5 to 3.0 μm, approximately 0.5 to 2.0 μm, approximately 1.0 to 5.0 μm, approximately 1.0 to 3.0 μm, and approximately 1.0 to 2.0 μm. Note that the particle diameters indicated here mean that the organic particles 72 contained in the scratch-resistant layer 7 predominantly consist of organic particles of these particle diameters. Of the organic particles 72 contained in the scratch-resistant layer 7, the proportion of organic particles with these particle diameters is preferably 50% or more, more preferably 80% or more, even more preferably 90% or more, and may even be 100%.
有機粒子72の粒子径は、走査型電子顕微鏡を用いて観察される耐傷層7の厚み方向の断面画像について測定された値である。なお、有機粒子72の粒子径は、走査型電子顕微鏡で観察した粒子径について、粒子の厚み方向とは垂直方向の最左端と、厚み方向とは垂直方向の最右端とを結ぶ直線距離が最大となる径を意味する。有機粒子72の粒子径は平均粒子径ではない。 The particle diameter of the organic particles 72 is a value measured on a cross-sectional image of the scratch-resistant layer 7 in the thickness direction observed using a scanning electron microscope. Note that the particle diameter of the organic particles 72 refers to the diameter at which the linear distance connecting the leftmost end of the particle in the direction perpendicular to the thickness direction and the rightmost end of the particle in the direction perpendicular to the thickness direction is the longest, as observed using a scanning electron microscope. The particle diameter of the organic particles 72 is not the average particle diameter.
有機粒子72の形状については、特に制限されず、例えば、球状、繊維状、板状、不定形、鱗片状などが挙げられ、球状が好ましい。 The shape of the organic particles 72 is not particularly limited, and examples include spherical, fibrous, plate-like, irregular, and scaly shapes, with spherical shapes being preferred.
優れた耐傷性と優れた成形性とを好適に両立する観点から、耐傷層7に有機粒子72が含まれる場合、その含有量としては、前記樹脂100質量部に対して、好ましくは約0.01質量部以上、より好ましくは約0.1質量部以上、さらに好ましくは約0.5質量部以上が挙げられる。また、同様の観点から、前記含有量としては、好ましくは約10.0質量部以下、より好ましくは約5.0質量部以下、さらに好ましくは約3.0質量部以下が挙げられる。また、前記含有量の好ましい範囲としては、0.01~10.0質量部程度、0.01~5.0質量部程度、0.01~3.0質量部程度、0.1~10.0質量部程度、0.1~5.0質量部程度、0.1~3.0質量部程度、0.5~10.0質量部程度、0.5~5.0質量部程度、0.5~3.0質量部程度が挙げられる。 From the viewpoint of optimally achieving both excellent scratch resistance and excellent moldability, when the scratch-resistant layer 7 contains organic particles 72, the content thereof is preferably at least about 0.01 parts by weight, more preferably at least about 0.1 parts by weight, and even more preferably at least about 0.5 parts by weight, per 100 parts by weight of the resin. From the same viewpoint, the content is preferably no more than about 10.0 parts by weight, more preferably no more than about 5.0 parts by weight, and even more preferably no more than about 3.0 parts by weight. Preferred ranges for the content include approximately 0.01 to 10.0 parts by weight, approximately 0.01 to 5.0 parts by weight, approximately 0.01 to 3.0 parts by weight, approximately 0.1 to 10.0 parts by weight, approximately 0.1 to 5.0 parts by weight, approximately 0.1 to 3.0 parts by weight, approximately 0.5 to 10.0 parts by weight, approximately 0.5 to 5.0 parts by weight, and approximately 0.5 to 3.0 parts by weight.
耐傷層7の平均膜厚は、耐傷層7及び後述する基材保護層6を合わせた平均膜厚が10μm以下となれば、特に制限されないが、優れた耐傷性と優れた成形性とを好適に両立する観点から、好ましくは約2.5μm以下、より好ましくは約2.0μm以下、さらに好ましくは約1.5μm以下である。また、同様の観点から、耐傷層7の平均膜厚は、好ましくは約0.3μm以上、より好ましくは約0.5μm以上である。また、耐傷層7の平均膜厚の好ましい範囲としては、0.3~2.5μm程度、0.3~2.0μm程度、0.3~1.5μm程度、0.5~2.5μm程度、0.5~2.0μm程度、0.5~1.5μm程度が挙げられる。耐傷層7の平均膜厚の測定方法は、以下の通りである。 The average thickness of the scratch-resistant layer 7 is not particularly limited, as long as the combined average thickness of the scratch-resistant layer 7 and the substrate protective layer 6 (described below) is 10 μm or less. However, from the viewpoint of achieving both excellent scratch resistance and excellent formability, it is preferably about 2.5 μm or less, more preferably about 2.0 μm or less, and even more preferably about 1.5 μm or less. From the same viewpoint, the average thickness of the scratch-resistant layer 7 is preferably about 0.3 μm or more, more preferably about 0.5 μm or more. Preferred ranges for the average thickness of the scratch-resistant layer 7 include approximately 0.3 to 2.5 μm, approximately 0.3 to 2.0 μm, approximately 0.3 to 1.5 μm, approximately 0.5 to 2.5 μm, approximately 0.5 to 2.0 μm, and approximately 0.5 to 1.5 μm. The average thickness of the scratch-resistant layer 7 is measured as follows.
<平均膜厚>
蓄電デバイス用外装材を構成する積層体の耐傷層7及び基材保護層6の平均膜厚は、それぞれ、次のようにして測定・算出する。蓄電デバイス用外装材を構成する積層体の厚み方向の断面について、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて断面画像を取得する。次に、当該断面画像について、耐傷層7及び基材保護層6の断面の面積を、それぞれ、画像解析により測定する。このとき、断面の面積の測定エリアの横の長さ(積層体の厚み方向とは垂直方向の長さ)は25.4μmとする。次に、得られた面積を、当該横の長さ(25.4μm)で除することで、耐傷層7及び基材保護層6の平均膜厚(μm)を、それぞれ、算出する。耐傷層7及び基材保護層6を合わせた合計平均膜厚を測定・算出する際には、同じ測定エリアの耐傷層7及び基材保護層6の断面の面積を同時に測定し、得られた面積を、測定エリアの横の長さ(25.4μm)で除することで、耐傷層7及び基材保護層6を合わせた平均膜厚(μm)を算出する。
<Average film thickness>
The average film thicknesses of the scratch-resistant layer 7 and the substrate protective layer 6 of the laminate constituting the electrical storage device packaging material are measured and calculated as follows. A cross-sectional image is obtained using a scanning electron microscope (SEM) for a cross section in the thickness direction of the laminate constituting the electrical storage device packaging material. Next, for the cross-sectional image, the cross-sectional areas of the scratch-resistant layer 7 and the substrate protective layer 6 are each measured by image analysis. At this time, the horizontal length (length perpendicular to the thickness direction of the laminate) of the measurement area of the cross-sectional area is set to 25.4 μm. Next, the obtained area is divided by the horizontal length (25.4 μm) to calculate the average film thickness (μm) of the scratch-resistant layer 7 and the substrate protective layer 6. When measuring and calculating the total average film thickness of the scratch-resistant layer 7 and the substrate protective layer 6, the cross-sectional areas of the scratch-resistant layer 7 and the substrate protective layer 6 in the same measurement area are measured simultaneously, and the obtained area is divided by the horizontal length of the measurement area (25.4 μm) to calculate the average film thickness (μm) of the scratch-resistant layer 7 and the substrate protective layer 6 combined.
耐傷層7には、耐傷層7の平均膜厚よりも粒子径の大きな粒子が含まれていることが好ましい。すなわち、耐傷層7には、無機粒子の少なくとも一部として耐傷層7の平均膜厚よりも粒子径の大きな無機粒子、及び耐傷層7の平均膜厚よりも粒子径の大きな有機粒子の少なくとも一方が含まれていることが好ましい。また、後述する基材保護層6には、基材保護層6の平均膜厚よりも粒子径の大きな粒子が含まれていることが好ましい。すなわち、基材保護層6には、基材保護層6の平均膜厚よりも粒子径の大きな無機粒子、及び基材保護層6の平均膜厚よりも粒子径の大きな有機粒子の少なくとも一方が含まれていることが好ましい。耐傷層7及び基材保護層6の各層について、各層の平均膜厚よりも粒子径の大きな粒子を、以下、「大きな粒子」と表記する。耐傷層7及び基材保護層6の両層に大きな粒子がそれぞれ含まれていることがより好ましい。大きな粒子は、無機粒子61,71及び有機粒子62,72のいずれかであることが好ましく、有機粒子72であることが好ましい。すなわち、耐傷層7及び基材保護層6の少なくとも一方の層に有機粒子62,72が含まれる場合、耐傷層7及び基材保護層6の少なくとも一方の層には、当該層の平均膜厚よりも大きい粒子径の有機粒子62,72が含まれていることが好ましい。各層(耐傷層7及び基材保護層6)の大きな粒子は、各層の幅1mmの範囲に例えば約30個以上含まれていることが好ましい。各層の幅1mmの範囲における大きな粒子の数は、好ましくは約50個以上、より好ましくは約70個以上である。また、各層の幅1mmの範囲における大きな粒子の数は、好ましくは約500個以下、より好ましくは約400個以下、さらに好ましくは約200個以下である。また、各層の幅1mmの範囲における大きな粒子の数の好ましい範囲としては、30~500個程度、30~400個程度、30~200個程度、50~500個程度、50~400個程度、50~200個程度、70~500個程度、70~400個程度、70~200個程度が挙げられる。大きな粒子の数は、各層の厚み方向の断面画像(幅1mm)を走査型電子顕微鏡で観察することで得られる。 The scratch-resistant layer 7 preferably contains particles with a particle size larger than the average film thickness of the scratch-resistant layer 7. That is, the scratch-resistant layer 7 preferably contains, as at least a portion of its inorganic particles, at least one of inorganic particles with a particle size larger than the average film thickness of the scratch-resistant layer 7 and organic particles with a particle size larger than the average film thickness of the scratch-resistant layer 7. Furthermore, the substrate protective layer 6, described below, preferably contains particles with a particle size larger than the average film thickness of the substrate protective layer 6. That is, the substrate protective layer 6 preferably contains at least one of inorganic particles with a particle size larger than the average film thickness of the substrate protective layer 6 and organic particles with a particle size larger than the average film thickness of the substrate protective layer 6. For each of the scratch-resistant layer 7 and the substrate protective layer 6, particles with a particle size larger than the average film thickness of each layer will be referred to as "large particles" hereinafter. It is more preferable that both the scratch-resistant layer 7 and the substrate protective layer 6 contain large particles. The large particles are preferably inorganic particles 61, 71 or organic particles 62, 72, with organic particles 72 being preferred. That is, when organic particles 62, 72 are contained in at least one of the scratch-resistant layer 7 and the substrate protective layer 6, it is preferable that at least one of the scratch-resistant layer 7 and the substrate protective layer 6 contains organic particles 62, 72 with a particle diameter larger than the average film thickness of the layer. It is preferable that each layer (scratch-resistant layer 7 and substrate protective layer 6) contains, for example, about 30 or more large particles within a 1 mm wide range of each layer. The number of large particles within a 1 mm wide range of each layer is preferably about 50 or more, more preferably about 70 or more. Furthermore, the number of large particles within a 1 mm wide range of each layer is preferably about 500 or less, more preferably about 400 or less, and even more preferably about 200 or less. Furthermore, preferred ranges for the number of large particles within a 1 mm wide range in each layer include approximately 30 to 500, approximately 30 to 400, approximately 30 to 200, approximately 50 to 500, approximately 50 to 400, approximately 50 to 200, approximately 70 to 500, approximately 70 to 400, and approximately 70 to 200. The number of large particles can be obtained by observing cross-sectional images (1 mm wide) of each layer in the thickness direction using a scanning electron microscope.
当該大きな粒子の粒子径は、好ましくは1.0~5.0μm程度である。 The particle diameter of these large particles is preferably approximately 1.0 to 5.0 μm.
23℃環境において、耐傷層7の厚み方向の断面の前記大きな粒子及び樹脂について、それぞれ、ナノインデンテーション法により硬さを測定した場合に、前記大きな粒子の硬さは、樹脂の硬さよりも大きいことが好ましい。本開示において、ナノインデンテーション法による硬さの測定方法は、以下の通りである。 When the hardness of the large particles and resin in a cross section of the scratch-resistant layer 7 in the thickness direction is measured by nanoindentation in a 23°C environment, it is preferable that the hardness of the large particles be greater than the hardness of the resin. In this disclosure, the method for measuring hardness by nanoindentation is as follows.
<23℃環境でのナノインデンテーション法により測定される硬さ>
装置として、ナノインデンター(例えば、HYSITRON(ハイジトロン)社製の「TI950 TriboIndenter」)を用いて硬さを測定する。ナノインデンターの圧子としては、Berkovich圧子(例えばTI-0039)を用いる。まず、相対湿度50%、23℃環境において、当該圧子を、蓄電デバイス用外装材の測定対象表面(耐傷層又は基材保護層が露出している面であり、各層の厚み方向と平行な面)に厚み方向とは垂直な方向から当て、10秒間かけて当該表面から荷重50μNまで圧子を押し込み、その状態で5秒間保持し、次に10秒間かけて除荷する。測定箇所をずらして測定したN=5の平均値を硬さとする。なお、圧子を押し込む表面は、蓄電デバイス用外装材の中心部を通るように厚み方向に切断して得られた、測定対象である耐傷層又は基材保護層の断面が露出した部分である。また、耐傷層又は基材保護層の樹脂の硬さの測定において、それぞれ、圧子を押し込む箇所は、表面に粒子が存在していない部分(樹脂部分)である。耐傷層又は基材保護層の粒子の硬さの測定においては、表面に粒子が存在している部分である。切断は、市販品の回転式ミクロトームを用いて行う。
<Hardness measured by nanoindentation method in a 23°C environment>
The hardness is measured using a nanoindenter (for example, a "TI950 TriboIndenter" manufactured by HYSITRON) as the device. A Berkovich indenter (for example, TI-0039) is used as the indenter of the nanoindenter. First, in an environment of 50% relative humidity and 23°C, the indenter is applied to the surface to be measured of the electrical storage device exterior material (the surface on which the scratch-resistant layer or base protective layer is exposed, parallel to the thickness direction of each layer) from a direction perpendicular to the thickness direction, and the indenter is pressed from the surface to a load of 50 μN over 10 seconds, held in that state for 5 seconds, and then unloaded over 10 seconds. The average value of N = 5 measurements made at different measurement points is taken as the hardness. The surface into which the indenter is pressed is the exposed cross section of the scratch-resistant layer or base protective layer to be measured, obtained by cutting the electrical storage device exterior material in the thickness direction so as to pass through the center. In addition, when measuring the hardness of the resin of the scratch-resistant layer or the substrate protective layer, the indenter is pressed into the part (resin part) where no particles are present on the surface. When measuring the hardness of the particles of the scratch-resistant layer or the substrate protective layer, the indenter is pressed into the part where particles are present on the surface. Cutting is performed using a commercially available rotary microtome.
前記大きな粒子について、ナノインデンテーション法により測定される硬さは、好ましくは約400MPa以上、より好ましくは約430MPa以上である。また、当該硬さは、好ましくは約600MPa以下である。また、当該硬さの好ましい範囲としては、400~600MPa程度、430~600MPa程度が挙げられる。これらの硬さを有する大きな粒子は、好ましくは大きな有機粒子である。 The hardness of the large particles, as measured by nanoindentation, is preferably about 400 MPa or more, more preferably about 430 MPa or more. Furthermore, the hardness is preferably about 600 MPa or less. Preferred ranges for the hardness include approximately 400 to 600 MPa and approximately 430 to 600 MPa. Large particles with these hardnesses are preferably large organic particles.
耐傷層7において、前記大きな粒子の硬さと、前記樹脂の硬さとの差は、好ましくは約100MPa以上、より好ましくは約130MPa以上である。また、当該硬さは、好ましくは約300MPa以下である。また、当該硬さの好ましい範囲としては、100~300MPa程度、130~300MPa程度が挙げられる。これらの硬さを有する大きな粒子は、好ましくは大きな有機粒子である。 In the scratch-resistant layer 7, the difference between the hardness of the large particles and the hardness of the resin is preferably approximately 100 MPa or more, more preferably approximately 130 MPa or more. Furthermore, this hardness is preferably approximately 300 MPa or less. Preferred ranges for this hardness include approximately 100 to 300 MPa and approximately 130 to 300 MPa. Large particles with these hardnesses are preferably large organic particles.
耐傷層7に含まれる樹脂としては、好ましくは硬化性樹脂である。すなわち、耐傷層7は、硬化性樹脂と無機粒子71を含む樹脂組成物の硬化物から構成されていることが好ましい。 The resin contained in the scratch-resistant layer 7 is preferably a curable resin. In other words, the scratch-resistant layer 7 is preferably composed of a cured product of a resin composition containing a curable resin and inorganic particles 71.
硬化性樹脂は、1液硬化型及び2液硬化型のいずれであってもよいが、好ましくは2液硬化型である。2液硬化型樹脂としては、例えば、2液硬化型ポリウレタン、2液硬化型ポリエステル、2液硬化型エポキシ樹脂などが挙げられる。これらの中でも2液硬化型ポリウレタンが好ましい。 The curable resin may be either a one-component curing type or a two-component curing type, but is preferably a two-component curing type. Examples of two-component curing resins include two-component curing polyurethane, two-component curing polyester, and two-component curing epoxy resin. Of these, two-component curing polyurethane is preferred.
2液硬化型ポリウレタンとしては、例えば、ポリオール化合物を含有する主剤と、イソシアネート化合物を含有する硬化剤とを含むポリウレタンが挙げられる。好ましくはポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、およびアクリルポリオール等のポリオールを主剤として、芳香族系又は脂肪族系のポリイソシアネートを硬化剤とした二液硬化型のポリウレタンが挙げられる。また、ポリオール化合物としては、繰り返し単位の末端の水酸基に加えて、側鎖にも水酸基を有するポリエステルポリオールを用いることが好ましい。硬化剤としては、脂肪族、脂環式、芳香族、芳香脂肪族のイソシアネート系化合物が挙げられる。イソシアネート系化合物としては、例えばヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、キシリレンジイソシアネート(XDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、水素化XDI(H6XDI)、水素化MDI(H12MDI)、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)、ナフタレンジイソシアネート(NDI)等が挙げられる。また、これらのジイソシアネートの1種類又は2種類以上からの多官能イソシアネート変性体等が挙げられる。また、ポリイソシアネート化合物として多量体(例えば三量体)を使用することもできる。このような多量体には、アダクト体、ビウレット体、ヌレート体等が挙げられる。なお、脂肪族イソシアネート系化合物とは脂肪族基を有し芳香環を有さないイソシアネートを指し、脂環式イソシアネート系化合物とは脂環式炭化水素基を有するイソシアネートを指し、芳香族イソシアネート系化合物とは芳香環を有するイソシアネートを指す。 Examples of two-component curing polyurethanes include polyurethanes containing a base agent containing a polyol compound and a curing agent containing an isocyanate compound. Preferred examples include two-component curing polyurethanes that use a polyol such as polyester polyol, polyether polyol, or acrylic polyol as the base agent and an aromatic or aliphatic polyisocyanate as the curing agent. Furthermore, it is preferable to use a polyester polyol that has hydroxyl groups on the side chain in addition to the terminal hydroxyl groups of the repeating unit as the polyol compound. Examples of curing agents include aliphatic, alicyclic, aromatic, and araliphatic isocyanate compounds. Examples of isocyanate compounds include hexamethylene diisocyanate (HDI), xylylene diisocyanate (XDI), isophorone diisocyanate (IPDI), hydrogenated XDI (H6XDI), hydrogenated MDI (H12MDI), tolylene diisocyanate (TDI), diphenylmethane diisocyanate (MDI), and naphthalene diisocyanate (NDI). Also included are polyfunctional isocyanate-modified compounds of one or more of these diisocyanates. Furthermore, polymers (e.g., trimers) can also be used as polyisocyanate compounds. Examples of such polymers include adducts, biurets, and nurates. Note that an aliphatic isocyanate compound refers to an isocyanate that has an aliphatic group but no aromatic ring, an alicyclic isocyanate compound refers to an isocyanate that has an alicyclic hydrocarbon group, and an aromatic isocyanate compound refers to an isocyanate that has an aromatic ring.
耐傷層7及び基材保護層6には、それぞれ異なる樹脂が含まれていることが好ましい。より具体的には、耐傷層7及び基材保護層6に含まれる樹脂を異なるものとして、これらの層について、ナノインデンテーション法により測定される硬さを異なるものとすることが好ましく、耐傷層7の樹脂の硬さが、基材保護層6の樹脂の硬さよりも大きいことが好ましい。 It is preferable that the scratch-resistant layer 7 and the substrate protective layer 6 each contain a different resin. More specifically, it is preferable that the scratch-resistant layer 7 and the substrate protective layer 6 contain different resins, and that these layers have different hardnesses measured by nanoindentation, and it is preferable that the hardness of the resin in the scratch-resistant layer 7 is greater than the hardness of the resin in the substrate protective layer 6.
耐傷層7の樹脂について、ナノインデンテーション法により測定される硬さは、好ましくは約150MPa以上、より好ましくは約170MPa以上である。また、当該硬さは、好ましくは約400MPa以下、より好ましくは約300MPa以下である。当該硬さの好ましい範囲としては、150~400MPa程度、150~300MPa程度、170~400MPa程度、170~300MPa程度が挙げられる。 The hardness of the resin of the scratch-resistant layer 7, as measured by nanoindentation, is preferably approximately 150 MPa or more, and more preferably approximately 170 MPa or more. Furthermore, this hardness is preferably approximately 400 MPa or less, and more preferably approximately 300 MPa or less. Preferred ranges for this hardness include approximately 150 to 400 MPa, approximately 150 to 300 MPa, approximately 170 to 400 MPa, and approximately 170 to 300 MPa.
耐傷層7の樹脂の硬さと、基材保護層6の樹脂の硬さとの差は、好ましくは約100MPa以上、より好ましくは約150MPa以上である。また、当該差は、好ましくは約300MPa以下、より好ましくは250MPa以下である。また、当該硬さの差の好ましい範囲としては、100~300MPa程度、100~250MPa程度、150~300MPa程度、150~250MPa程度が挙げられる。前記の通り、耐傷層7の樹脂の硬さは、基材保護層6の樹脂の硬さよりも大きいことが好ましい。 The difference in hardness between the resin of the scratch-resistant layer 7 and the resin of the substrate protective layer 6 is preferably approximately 100 MPa or more, more preferably approximately 150 MPa or more. Furthermore, this difference is preferably approximately 300 MPa or less, more preferably 250 MPa or less. Preferred ranges for this hardness difference include approximately 100 to 300 MPa, approximately 100 to 250 MPa, approximately 150 to 300 MPa, and approximately 150 to 250 MPa. As mentioned above, it is preferable that the hardness of the resin of the scratch-resistant layer 7 be greater than the hardness of the resin of the substrate protective layer 6.
耐傷層7を形成する樹脂組成物において、樹脂がポリオール化合物を含有する主剤と、イソシアネート化合物を含有する硬化剤とを含むポリウレタンである場合、例えば、主剤と硬化剤との比率を調整することで、ナノインデンテーション法により測定される樹脂の硬さを調整することができる。 When the resin composition forming the scratch-resistant layer 7 is a polyurethane containing a base agent containing a polyol compound and a curing agent containing an isocyanate compound, the hardness of the resin measured by nanoindentation can be adjusted, for example, by adjusting the ratio of the base agent to the curing agent.
耐傷層7の表面及び内部の少なくとも一方には、耐傷層7やその表面に備えさせるべき機能性等に応じて、必要に応じて、後述する滑剤や着色剤、アンチブロッキング剤、難燃剤、酸化防止剤、粘着付与剤、耐電防止剤等の添加剤(添加物)をさらに含んでいてもよい。 At least one of the surface and interior of the scratch-resistant layer 7 may further contain additives (additives) such as lubricants, colorants, antiblocking agents, flame retardants, antioxidants, tackifiers, and antistatic agents, as described below, depending on the functionality that the scratch-resistant layer 7 and its surface are to be provided with.
耐傷層7が着色剤を含む場合、着色剤としては、顔料、染料などの公知のものが使用できる。また、着色剤は、1種類のみを用いてもよいし、2種類以上を混合して用いてもよい。耐傷層7に含まれる着色剤の具体例としては、[接着剤層2]の欄で例示するものと同じものが例示される。また、耐傷層7に含まれる着色剤の好ましい含有量についても、[接着剤層2]の欄で記載する含有量と同じである。 When the scratch-resistant layer 7 contains a colorant, known colorants such as pigments and dyes can be used. Furthermore, a single colorant may be used, or two or more colorants may be mixed together. Specific examples of colorants contained in the scratch-resistant layer 7 include the same as those exemplified in the [Adhesive layer 2] section. Furthermore, the preferred content of the colorant contained in the scratch-resistant layer 7 is also the same as the content described in the [Adhesive layer 2] section.
耐傷層7を形成する方法としては、特に制限されず、例えば、耐傷層7を形成する樹脂組成物を塗布する方法が挙げられる。耐傷層7に添加剤を配合する場合には、添加剤を混合した樹脂を塗布すればよい。 The method for forming the scratch-resistant layer 7 is not particularly limited, and examples include a method of applying a resin composition that forms the scratch-resistant layer 7. If an additive is added to the scratch-resistant layer 7, a resin mixed with the additive may be applied.
本開示において、蓄電デバイス用外装材の成形性を高める観点からは、耐傷層7の表面には、滑剤が存在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、脂肪酸エステルアミド、芳香族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、パルミチン酸アミド、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-オレイルパルミチン酸アミド、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’-ジ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 disclosure, from the viewpoint of improving the formability of the exterior material for an electrical storage device, it is preferable that a lubricant be present on the surface of the scratch-resistant layer 7. The lubricant is not particularly limited, but preferably an amide-based lubricant is used. Specific examples of amide-based lubricants include saturated fatty acid amides, unsaturated fatty acid amides, substituted amides, methylolamides, saturated fatty acid bisamides, unsaturated fatty acid bisamides, fatty acid ester amides, and aromatic bisamides. Specific examples of saturated fatty acid amides include lauric acid amide, palmitic acid amide, stearic acid amide, behenic acid amide, and hydroxystearic acid amide. Specific examples of unsaturated fatty acid amides include oleic acid amide and erucic acid amide. Specific examples of substituted amides include N-oleyl palmitic acid amide, N-stearyl stearic acid amide, N-stearyl oleic acid amide, N-oleyl stearic acid amide, and N-stearyl erucic acid amide. Specific examples of methylolamides include methylol stearic acid amide. Specific examples of saturated fatty acid bisamides include methylene bisstearic acid amide, ethylene biscapric acid amide, ethylene bislauric acid amide, ethylene bisstearic acid amide, ethylene bishydroxystearic acid amide, ethylene bisbehenic acid amide, hexamethylene bisstearic acid amide, hexamethylene bisbehenic acid amide, hexamethylene hydroxystearic acid amide, N,N'-distearyl adipamide, N,N'-distearyl sebacic acid amide, etc. Specific examples of unsaturated fatty acid bisamides include ethylene bisoleic acid amide, ethylene biserucic acid amide, hexamethylene bisoleic acid amide, N,N'-dioleyl adipamide, N,N'-dioleyl sebacic acid amide, etc. Specific examples of fatty acid ester amides include stearamidoethyl stearate, etc. Specific examples of aromatic bisamides include m-xylylene bisstearic acid amide, m-xylylene bishydroxystearic acid amide, and N,N'-distearyl isophthalic acid amide. The lubricants may be used alone or in combination of two or more.
耐傷層7の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、好ましくは約3mg/m2以上、より好ましくは4~15mg/m2程度、さらに好ましくは5~14mg/m2程度が挙げられる。 When a lubricant is present on the surface of the scratch-resistant layer 7, the amount of the lubricant present is not particularly limited, but is preferably about 3 mg/ m2 or more, more preferably about 4 to 15 mg/ m2 , and even more preferably about 5 to 14 mg/ m2 .
耐傷層7の表面に存在する滑剤は、耐傷層7に含まれる滑剤を滲出させたものであってもよいし、耐傷層7の表面に滑剤を塗布したものであってもよい。 The lubricant present on the surface of the scratch-resistant layer 7 may be a lubricant exuded from the scratch-resistant layer 7, or a lubricant applied to the surface of the scratch-resistant layer 7.
[基材保護層6]
本開示の蓄電デバイス用外装材10は、耐傷層7を備える蓄電デバイス用外装材10の成形性を高めることなどを目的として、耐傷層7と基材層1との間に、基材保護層6を有している。基材保護層6は、耐傷層7及び基材層1と接していることが好ましい。
[Base material protective layer 6]
The electrical storage device packaging material 10 of the present disclosure has a substrate protective layer 6 between the scratch-resistant layer 7 and the substrate layer 1 for the purpose of improving the formability of the electrical storage device packaging material 10 including the scratch-resistant layer 7. The substrate protective layer 6 is preferably in contact with the scratch-resistant layer 7 and the substrate layer 1.
また、本開示の蓄電デバイス用外装材10は、前記の通り、耐傷層7及び基材保護層6を合わせた平均膜厚が10μm以下に設定されている。 Furthermore, as described above, the average combined film thickness of the scratch-resistant layer 7 and the substrate protective layer 6 of the exterior packaging material 10 for an electricity storage device according to the present disclosure is set to 10 μm or less.
基材保護層6は、樹脂を含み、好ましくは無機粒子61をさらに含む。すなわち、基材保護層6は、樹脂と無機粒子61を含む樹脂組成物により形成されていることが好ましい。 The substrate protective layer 6 contains a resin and preferably further contains inorganic particles 61. That is, the substrate protective layer 6 is preferably formed from a resin composition containing a resin and inorganic particles 61.
無機粒子61としては、[耐傷層7]で例示したものと同じものが例示される。これらの中でも、優れた耐傷性と優れた成形性とを好適に両立する観点から、基材保護層6に含まれる無機粒子61としては、硫酸バリウムが特に好ましい。基材保護層6に含まれる無機粒子61は、1種類であってもよいし、2種類以上であってもよい。 Examples of inorganic particles 61 include the same as those exemplified for the scratch-resistant layer 7. Among these, barium sulfate is particularly preferred as the inorganic particles 61 contained in the substrate protective layer 6, from the viewpoint of achieving both excellent scratch resistance and excellent formability. The inorganic particles 61 contained in the substrate protective layer 6 may be of one type, or two or more types.
基材保護層6において、無機粒子61の形状については、特に制限されず、例えば、球状、繊維状、板状、不定形、鱗片状などが挙げられ、球状が好ましい。 In the substrate protective layer 6, the shape of the inorganic particles 61 is not particularly limited, and examples include spherical, fibrous, plate-like, irregular, and scaly shapes, with spherical shapes being preferred.
基材保護層6において、無機粒子61の平均粒子径は、優れた耐傷性と優れた成形性とを好適に両立する観点から、例えば0.5nm~5μm程度、好ましくは0.5~3μm程度が挙げられる。 In the substrate protective layer 6, the average particle size of the inorganic particles 61 is, for example, approximately 0.5 nm to 5 μm, preferably approximately 0.5 to 3 μm, from the viewpoint of achieving both excellent scratch resistance and excellent formability.
無機粒子61の平均粒子径は、レーザ回折/散乱式粒子径分布測定装置で測定されたメジアン径とする。 The average particle diameter of the inorganic particles 61 is the median diameter measured using a laser diffraction/scattering particle size distribution measuring device.
優れた耐傷性と優れた成形性とを好適に両立する観点から、基材保護層6に含まれる無機粒子61の含有量としては、基材保護層6の樹脂100質量部に対して、好ましくは約0.1質量部以上、より好ましくは約0.5質量部以上、さらに好ましくは約1.0質量部以上が挙げられる。また、同様の観点から、各層の幅1mmの範囲における大きな粒子の数としては、前記樹脂100質量部に対して、好ましくは約10.0質量部以下、より好ましくは約5.0質量部以下、さらに好ましくは約3.0質量部以下が挙げられる。また、各層の幅1mmの範囲における大きな粒子の数の好ましい範囲としては、前記樹脂100質量部に対して、0.1~10.0質量部程度、0.1~5.0質量部程度、0.1~3.0質量部程度、0.5~10.0質量部程度、0.5~5.0質量部程度、0.5~3.0質量部程度、1.0~10.0質量部程度、1.0~5.0質量部程度、1.0~3.0質量部程度が挙げられる。 From the viewpoint of optimally achieving both excellent scratch resistance and excellent moldability, the content of inorganic particles 61 contained in the substrate protective layer 6 is preferably at least about 0.1 part by weight, more preferably at least about 0.5 part by weight, and even more preferably at least about 1.0 part by weight, per 100 parts by weight of the resin in the substrate protective layer 6. From the same viewpoint, the number of large particles within a 1 mm width of each layer is preferably no more than about 10.0 parts by weight, more preferably no more than about 5.0 parts by weight, and even more preferably no more than about 3.0 parts by weight, per 100 parts by weight of the resin. Furthermore, preferred ranges for the number of large particles within a 1 mm width of each layer include, relative to 100 parts by mass of the resin, approximately 0.1 to 10.0 parts by mass, approximately 0.1 to 5.0 parts by mass, approximately 0.1 to 3.0 parts by mass, approximately 0.5 to 10.0 parts by mass, approximately 0.5 to 5.0 parts by mass, approximately 0.5 to 3.0 parts by mass, approximately 1.0 to 10.0 parts by mass, approximately 1.0 to 5.0 parts by mass, and approximately 1.0 to 3.0 parts by mass.
優れた耐傷性と優れた成形性とを好適に両立する観点から、基材保護層6には、無機粒子61に加えて、有機粒子62がさらに含まれていることが好ましい。有機粒子62としては、[耐傷層7]の項目で例示したものと同じものが例示される。基材保護層6に含まれる有機粒子62は、1種類であってもよいし、2種類以上であってもよい。 From the viewpoint of achieving both excellent scratch resistance and excellent formability, it is preferable that the substrate protective layer 6 further contains organic particles 62 in addition to the inorganic particles 61. Examples of organic particles 62 include the same particles as those exemplified in the section on [Scratch-Resistant Layer 7]. The organic particles 62 contained in the substrate protective layer 6 may be of one type, or two or more types.
基材保護層6において、有機粒子62の粒子径は、優れた耐傷性と優れた成形性とを好適に両立する観点から、好ましくは約5.0μm以下、より好ましくは約3.0μm以下、さらに好ましくは約2.0μm以下が挙げられる。また、同様の観点から、有機粒子62の粒子径は、好ましくは約0.3μm以上、より好ましくは約0.5μm以上が挙げられる。また、有機粒子62の粒子径の好ましい範囲としては、0.3~5.0μm程度、0.3~3.0μm程度、0.3~2.0μm程度、0.5~5.0μm程度、0.5~3.0μm程度、0.5~2.0μm程度が挙げられる。なお、当該粒子径の記載は、基材保護層6に含まれる有機粒子62のうち、これらの粒子径の有機粒子が支配的に含まれていることを意味している。基材保護層6に含まれる有機粒子62のうち、これらの粒子径の有機粒子の割合は、好ましくは50%以上、より好ましくは80%以上、さらに好ましくは90%以上であり、100%であってもよい。 In the substrate protective layer 6, the particle diameter of the organic particles 62 is preferably approximately 5.0 μm or less, more preferably approximately 3.0 μm or less, and even more preferably approximately 2.0 μm or less, from the viewpoint of achieving both excellent scratch resistance and excellent formability. From the same viewpoint, the particle diameter of the organic particles 62 is preferably approximately 0.3 μm or more, more preferably approximately 0.5 μm or more. Preferred particle diameter ranges for the organic particles 62 include approximately 0.3 to 5.0 μm, approximately 0.3 to 3.0 μm, approximately 0.3 to 2.0 μm, approximately 0.5 to 5.0 μm, approximately 0.5 to 3.0 μm, and approximately 0.5 to 2.0 μm. The particle diameters indicated here mean that the organic particles 62 contained in the substrate protective layer 6 predominantly consist of organic particles with these particle diameters. Of the organic particles 62 contained in the substrate protective layer 6, the proportion of organic particles with these particle diameters is preferably 50% or more, more preferably 80% or more, even more preferably 90% or more, and may even be 100%.
有機粒子62の粒子径は、走査型電子顕微鏡を用いて観察される基材保護層6の厚み方向の断面画像について測定された値である。なお、有機粒子62の粒子径は、走査型電子顕微鏡で観察した粒子径について、粒子の厚み方向とは垂直方向の最左端と、厚み方向とは垂直方向の最右端とを結ぶ直線距離が最大となる径を意味する。有機粒子62の粒子径は、平均粒子径でない。 The particle diameter of the organic particles 62 is a value measured on a cross-sectional image of the substrate protective layer 6 in the thickness direction observed using a scanning electron microscope. The particle diameter of the organic particles 62 refers to the diameter at which the linear distance connecting the leftmost end of the particle in the direction perpendicular to the thickness direction and the rightmost end of the particle in the direction perpendicular to the thickness direction is the longest, as observed using a scanning electron microscope. The particle diameter of the organic particles 62 is not the average particle diameter.
有機粒子62の形状については、特に制限されず、例えば、球状、繊維状、板状、不定形、鱗片状などが挙げられ、球状が好ましい。 The shape of the organic particles 62 is not particularly limited, and examples include spherical, fibrous, plate-like, irregular, and scaly shapes, with spherical being preferred.
優れた耐傷性と優れた成形性とを好適に両立する観点から、基材保護層6に有機粒子62が含まれる場合、その含有量としては、前記樹脂100質量部に対して、好ましくは約0.01質量部以上、より好ましくは約0.1質量部以上、さらに好ましくは約0.5質量部以上が挙げられる。また、同様の観点から、当該含有量としては、好ましくは約10.0質量部以下、より好ましくは約5.0質量部以下、さらに好ましくは約3.0質量部以下が挙げられる。また、当該含有量の好ましい範囲としては、0.01~10.0質量部程度、0.01~5.0質量部程度、0.01~3.0質量部程度、0.1~10.0質量部程度、0.1~5.0質量部程度、0.1~3.0質量部程度、0.5~10.0質量部程度、0.5~5.0質量部程度、0.5~3.0質量部程度が挙げられる。 From the viewpoint of optimally achieving both excellent scratch resistance and excellent moldability, when organic particles 62 are included in the substrate protective layer 6, the content thereof is preferably at least about 0.01 part by mass, more preferably at least about 0.1 part by mass, and even more preferably at least about 0.5 part by mass, per 100 parts by mass of the resin. From the same viewpoint, the content is preferably no more than about 10.0 parts by mass, more preferably no more than about 5.0 parts by mass, and even more preferably no more than about 3.0 parts by mass. Preferred ranges for the content include approximately 0.01 to 10.0 parts by mass, approximately 0.01 to 5.0 parts by mass, approximately 0.01 to 3.0 parts by mass, approximately 0.1 to 10.0 parts by mass, approximately 0.1 to 5.0 parts by mass, approximately 0.1 to 3.0 parts by mass, approximately 0.5 to 10.0 parts by mass, approximately 0.5 to 5.0 parts by mass, and approximately 0.5 to 3.0 parts by mass.
基材保護層6の平均膜厚は、耐傷層7及び基材保護層6を合わせた平均膜厚が10μm以下となれば、特に制限されないが、優れた耐傷性と優れた成形性とを好適に両立する観点から、好ましくは約2.0μm以下、より好ましくは約1.5μm以下が挙げられる。また、同様の観点から、基材保護層6の平均膜厚は、好ましくは約0.1μm以上、より好ましくは約0.3μm以上が挙げられる。また、基材保護層6の平均膜厚の好ましい範囲としては、0.1~2.0μm程度、0.1~1.5μm程度、0.3~2.0μm程度、0.3~1.5μm程度が挙げられる。基材保護層6の平均膜厚の測定方法は、前記の通りである。 The average thickness of the substrate protective layer 6 is not particularly limited, as long as the combined average thickness of the scratch-resistant layer 7 and the substrate protective layer 6 is 10 μm or less. However, from the viewpoint of achieving both excellent scratch resistance and excellent formability, it is preferably about 2.0 μm or less, and more preferably about 1.5 μm or less. From the same viewpoint, the average thickness of the substrate protective layer 6 is preferably about 0.1 μm or more, and more preferably about 0.3 μm or more. Preferred ranges for the average thickness of the substrate protective layer 6 include approximately 0.1 to 2.0 μm, approximately 0.1 to 1.5 μm, approximately 0.3 to 2.0 μm, and approximately 0.3 to 1.5 μm. The method for measuring the average thickness of the substrate protective layer 6 is as described above.
前記のとおり、耐傷層7及び基材保護層6の少なくとも一方の層には、当該層の平均膜厚よりも粒子径の大きな粒子が含まれていることが好ましく、耐傷層7及び基材保護層6の両層に当該大きな粒子がそれぞれ含まれていることがより好ましい。当該大きな粒子は、前記の無機粒子61,71及び前記の有機粒子62,72のいずれかであることが好ましく、有機粒子62であることが好ましい。すなわち、耐傷層7及び基材保護層6の少なくとも一方の層に有機粒子62,72が含まれる場合、耐傷層7及び基材保護層6の少なくとも一方の層には、当該層の平均膜厚よりも大きい粒子径の有機粒子62,72が含まれていることが好ましい。 As described above, at least one of the scratch-resistant layer 7 and the substrate protective layer 6 preferably contains particles with a particle diameter larger than the average film thickness of that layer, and it is more preferable that both the scratch-resistant layer 7 and the substrate protective layer 6 contain such large particles. The large particles are preferably either the inorganic particles 61, 71 or the organic particles 62, 72, and are preferably organic particles 62. In other words, when at least one of the scratch-resistant layer 7 and the substrate protective layer 6 contains organic particles 62, 72, it is preferable that at least one of the scratch-resistant layer 7 and the substrate protective layer 6 contains organic particles 62, 72 with a particle diameter larger than the average film thickness of that layer.
前記のとおり、当該大きな粒子の粒子径は、好ましくは1.0~5.0μm程度である。 As mentioned above, the particle size of the large particles is preferably approximately 1.0 to 5.0 μm.
23℃環境において、基材保護層6の厚み方向の断面の前記大きな粒子及び樹脂について、それぞれ、ナノインデンテーション法により硬さを測定した場合に、前記大きな粒子の硬さは、基材保護層6の樹脂の硬さよりも大きいことが好ましい。本開示において、ナノインデンテーション法による硬さの測定方法は、前記の通りである。 When the hardness of the large particles and resin in a cross section in the thickness direction of the substrate protective layer 6 is measured by nanoindentation in a 23°C environment, it is preferable that the hardness of the large particles be greater than the hardness of the resin in the substrate protective layer 6. In this disclosure, the method for measuring hardness by nanoindentation is as described above.
基材保護層6の前記大きな粒子について、ナノインデンテーション法により測定される硬さは、好ましくは約400MPa以上、より好ましくは約430MPa以上である。また、当該硬さは、好ましくは約600MPa以下である。また、当該硬さの好ましい範囲としては、400~600MPa程度、430~600MPa程度が挙げられる。これらの硬さを有する大きな粒子は、好ましくは大きな有機粒子である。 The hardness of the large particles in the substrate protective layer 6, as measured by nanoindentation, is preferably approximately 400 MPa or more, and more preferably approximately 430 MPa or more. Furthermore, this hardness is preferably approximately 600 MPa or less. Preferred ranges for this hardness include approximately 400 to 600 MPa and approximately 430 to 600 MPa. Large particles with these hardnesses are preferably large organic particles.
基材保護層6に含まれる樹脂は、好ましくは硬化性樹脂である。すなわち、基材保護層6は、硬化性樹脂を含む樹脂組成物の硬化物から構成されていることがより好ましい。 The resin contained in the substrate protective layer 6 is preferably a curable resin. In other words, it is more preferable that the substrate protective layer 6 be composed of a cured product of a resin composition containing a curable resin.
基材保護層6において、硬化性樹脂は、1液硬化型及び2液硬化型のいずれであってもよいが、好ましくは2液硬化型である。2液硬化型樹脂としては、例えば、2液硬化型ポリウレタン、2液硬化型ポリエステル、2液硬化型エポキシ樹脂などが挙げられる。これらの中でも2液硬化型ポリウレタンが好ましい。 In the substrate protective layer 6, the curable resin may be either a one-component curing type or a two-component curing type, but a two-component curing type is preferred. Examples of two-component curing resins include two-component curing polyurethane, two-component curing polyester, and two-component curing epoxy resin. Of these, two-component curing polyurethane is preferred.
2液硬化型ポリウレタンとしては、前記[耐傷層7]の項目で例示したものと同じものが例示される。 Examples of two-component curing polyurethane include the same as those listed above under [Scratch-resistant layer 7].
基材保護層6の樹脂について、ナノインデンテーション法により測定される硬さは、好ましくは約150MPa以下、より好ましくは約100MPa以下、さらに好ましくは約50MPa以下である。また、当該硬さは、好ましくは約5MPa以上、より好ましくは約10MPa以上である。また、当該硬さの好ましい範囲としては、5~150MPa程度、5~100MPa程度、5~50MPa程度、10~150MPa程度、10~100MPa程度、10~50MPa程度が挙げられる。 The hardness of the resin of the substrate protective layer 6, as measured by nanoindentation, is preferably about 150 MPa or less, more preferably about 100 MPa or less, and even more preferably about 50 MPa or less. Furthermore, the hardness is preferably about 5 MPa or more, more preferably about 10 MPa or more. Preferred ranges for the hardness include approximately 5 to 150 MPa, approximately 5 to 100 MPa, approximately 5 to 50 MPa, approximately 10 to 150 MPa, approximately 10 to 100 MPa, and approximately 10 to 50 MPa.
基材保護層6を形成する樹脂組成物において、樹脂がポリオール化合物を含有する主剤と、イソシアネート化合物を含有する硬化剤とを含むポリウレタンである場合、例えば、主剤と硬化剤との比率を調整することで、ナノインデンテーション法により測定される樹脂の硬さを調整することができる。 When the resin composition forming the substrate protective layer 6 is a polyurethane containing a base resin containing a polyol compound and a curing agent containing an isocyanate compound, the hardness of the resin measured by nanoindentation can be adjusted, for example, by adjusting the ratio of the base resin to the curing agent.
基材保護層6の内部には、基材保護層6に備えさせるべき機能性等に応じて、必要に応じて、後述する着色剤、アンチブロッキング剤、難燃剤、酸化防止剤、粘着付与剤、耐電防止剤等の添加剤をさらに含んでいてもよい。 The substrate protective layer 6 may further contain additives such as colorants, antiblocking agents, flame retardants, antioxidants, tackifiers, and antistatic agents, as described below, depending on the functionality that the substrate protective layer 6 is to have.
基材保護層6が着色剤を含む場合、着色剤としては、顔料、染料などの公知のものが使用できる。また、着色剤は、1種類のみを用いてもよいし、2種類以上を混合して用いてもよい。基材保護層6に含まれる着色剤の具体例としては、[接着剤層2]の欄で例示するものと同じものが例示される。また、基材保護層6に含まれる着色剤の好ましい含有量についても、[接着剤層2]の欄で記載する含有量と同じである。 When the substrate protective layer 6 contains a colorant, known colorants such as pigments and dyes can be used. Furthermore, a single colorant may be used, or two or more colorants may be mixed. Specific examples of colorants contained in the substrate protective layer 6 include the same as those exemplified in the [Adhesive Layer 2] section. Furthermore, the preferred content of the colorant contained in the substrate protective layer 6 is also the same as the content described in the [Adhesive Layer 2] section.
基材保護層6を形成する方法としては、特に制限されず、例えば、基材保護層6を形成する樹脂組成物を塗布する方法が挙げられる。基材保護層6に添加剤を配合する場合には、添加剤を混合した樹脂を塗布すればよい。 The method for forming the substrate protective layer 6 is not particularly limited, and examples include a method of applying a resin composition that forms the substrate protective layer 6. If an additive is blended into the substrate protective layer 6, a resin mixed with the additive may be applied.
[基材層1]
本開示において、基材層1は、蓄電デバイス用外装材の基材としての機能を発揮させることなどを目的として設けられる層である。基材層1は、蓄電デバイス用外装材10の基材保護層6とバリア層3との間に位置する。
[Base material layer 1]
In the present disclosure, the substrate layer 1 is a layer provided for the purpose of allowing the substrate layer 1 to function as a substrate of the electrical storage device packaging material 10. The substrate layer 1 is located between the substrate protective layer 6 and the barrier layer 3 of the electrical storage device packaging material 10.
基材層1を形成する素材については、基材としての機能、すなわち少なくとも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ない。基材層1は、例えば樹脂を用いて形成することができ、樹脂には後述の添加剤が含まれていてもよい。 There are no particular restrictions on the material from which the substrate layer 1 is made, as long as it functions as a substrate, i.e., has at least insulating properties. The substrate layer 1 can be made using, for example, a resin, which may contain additives as described below.
基材層1が樹脂により形成されている場合、基材層1は、例えば、樹脂により形成された樹脂フィルムであってもよいし、樹脂を塗布して形成したものであってもよい。樹脂フィルムは、未延伸フィルムであってもよいし、延伸フィルムであってもよい。延伸フィルムとしては、一軸延伸フィルム、二軸延伸フィルムが挙げられ、二軸延伸フィルムが好ましい。二軸延伸フィルムを形成する延伸方法としては、例えば、逐次二軸延伸法、インフレーション法、同時二軸延伸法等が挙げられる。樹脂を塗布する方法としては、ロールコーティング法、グラビアコーティング法、押出コーティング法などがあげられる。 When the base layer 1 is formed from a resin, the base layer 1 may be, for example, a resin film formed from a resin, or may be formed by applying a resin. The resin film may be an unstretched film or a stretched film. Stretched films include uniaxially stretched films and biaxially stretched films, with biaxially stretched films being preferred. Stretching methods for forming biaxially stretched films include, for example, sequential biaxial stretching, inflation, and simultaneous biaxial stretching. Resin application methods include roll coating, gravure coating, and extrusion coating.
基材層1を形成する樹脂としては、例えば、ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィン、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、フェノール樹脂などの樹脂や、これらの樹脂の変性物が挙げられる。また、基材層1を形成する樹脂は、これらの樹脂の共重合物であってもよいし、共重合物の変性物であってもよい。さらに、これらの樹脂の混合物であってもよい。 Examples of resins that form the base layer 1 include polyester, polyamide, polyolefin, epoxy resin, acrylic resin, fluororesin, polyurethane, silicone resin, and phenolic resin, as well as modified versions of these resins. The resin that forms the base layer 1 may also be a copolymer of these resins, or a modified version of the copolymer. It may also be a mixture of these resins.
基材層1を形成する樹脂としては、これらの中でも、好ましくはポリエステル、ポリアミドが挙げられる。 Of these, polyester and polyamide are preferred as resins for forming the base layer 1.
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、共重合ポリエステル等が挙げられる。また、共重合ポリエステルとしては、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等が挙げられる。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/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)等が挙げられる。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。 Specific examples of polyesters include polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polybutylene naphthalate, polyethylene isophthalate, and copolymer polyesters. Copolymer polyesters include those in which ethylene terephthalate is the main repeating unit. Specific examples include copolymer polyesters in which ethylene terephthalate is the main repeating unit polymerized with ethylene isophthalate (hereinafter abbreviated as polyethylene (terephthalate/isophthalate)), polyethylene (terephthalate/adipate), polyethylene (terephthalate/sodium sulfoisophthalate), polyethylene (terephthalate/sodium isophthalate), polyethylene (terephthalate/phenyl-dicarboxylate), and polyethylene (terephthalate/decanedicarboxylate). These polyesters may be used alone or in combination of two or more.
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66との共重合体等の脂肪族ポリアミド;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)等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、ポリアミドMXD6(ポリメタキシリレンアジパミド)等の芳香族を含むポリアミド;ポリアミドPACM6(ポリビス(4-アミノシクロヘキシル)メタンアジパミド)等の脂環式ポリアミド;さらにラクタム成分や、4,4’-ジフェニルメタン-ジイソシアネート等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;これらの共重合体等のポリアミドが挙げられる。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。 Specific examples of polyamides include aliphatic polyamides such as nylon 6, nylon 66, nylon 610, nylon 12, nylon 46, and copolymers of nylon 6 and nylon 66; hexamethylenediamine-isophthalic acid-terephthalic acid copolymer polyamides such as nylon 6I, nylon 6T, nylon 6IT, and nylon 6I6T (where I represents isophthalic acid and T represents terephthalic acid), which contain structural units derived from terephthalic acid and/or isophthalic acid; aromatic polyamides such as polyamide MXD6 (polymetaxylylene adipamide); alicyclic polyamides such as polyamide PACM6 (polybis(4-aminocyclohexyl)methane adipamide); polyamides copolymerized with lactam components or isocyanate components such as 4,4'-diphenylmethane diisocyanate; polyesteramide copolymers and polyetheresteramide copolymers, which are copolymers of copolymerized polyamides with polyesters or polyalkylene ether glycols; and other polyamide copolymers. These polyamides may be used alone or in combination of two or more.
基材層1は、ポリエステルフィルム、ポリアミドフィルム、及びポリオレフィンフィルムのうち少なくとも1つを含むことが好ましく、延伸ポリエステルフィルム、及び延伸ポリアミドフィルム、及び延伸ポリオレフィンフィルムのうち少なくとも1つを含むことが好ましく、延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム、延伸ポリブチレンテレフタレートフィルム、延伸ナイロンフィルム、延伸ポリプロピレンフィルムのうち少なくとも1つを含むことがさらに好ましく、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム、二軸延伸ポリブチレンテレフタレートフィルム、二軸延伸ナイロンフィルム、二軸延伸ポリプロピレンフィルムのうち少なくとも1つを含むことがさらに好ましい。 The substrate layer 1 preferably includes at least one of a polyester film, a polyamide film, and a polyolefin film, preferably at least one of a stretched polyester film, a stretched polyamide film, and a stretched polyolefin film, more preferably at least one of a stretched polyethylene terephthalate film, a stretched polybutylene terephthalate film, a stretched nylon film, and a stretched polypropylene film, and even more preferably at least one of a biaxially oriented polyethylene terephthalate film, a biaxially oriented polybutylene terephthalate film, a biaxially oriented nylon film, and a biaxially oriented polypropylene film.
基材層1は、単層であってもよいし、2層以上により構成されていてもよい。基材層1が2層以上により構成されている場合、基材層1は、樹脂フィルムを接着剤などで積層させた積層体であってもよいし、樹脂を共押出しして2層以上とした樹脂フィルムの積層体であってもよい。また、樹脂を共押出しして2層以上とした樹脂フィルムの積層体を、未延伸のまま基材層1としてもよいし、一軸延伸または二軸延伸して基材層1としてもよい。 The base layer 1 may be a single layer, or may be composed of two or more layers. When the base layer 1 is composed of two or more layers, the base layer 1 may be a laminate in which resin films are laminated with an adhesive or the like, or a laminate of resin films formed by co-extrusion of resins into two or more layers. Furthermore, a laminate of resin films formed by co-extrusion of resins into two or more layers may be used as the base layer 1 without being stretched, or may be uniaxially or biaxially stretched to form the base layer 1.
基材層1において、2層以上の樹脂フィルムの積層体の具体例としては、ポリエステルフィルムとナイロンフィルムとの積層体、2層以上のナイロンフィルムの積層体、2層以上のポリエステルフィルムの積層体などが挙げられ、好ましくは、延伸ナイロンフィルムと延伸ポリエステルフィルムとの積層体、2層以上の延伸ナイロンフィルムの積層体、2層以上の延伸ポリエステルフィルムの積層体が好ましい。例えば、基材層1が2層の樹脂フィルムの積層体である場合、ポリエステル樹脂フィルムとポリエステル樹脂フィルムの積層体、ポリアミド樹脂フィルムとポリアミド樹脂フィルムの積層体、またはポリエステル樹脂フィルムとポリアミド樹脂フィルムの積層体が好ましく、ポリエチレンテレフタレートフィルムとポリエチレンテレフタレートフィルムの積層体、ナイロンフィルムとナイロンフィルムの積層体、また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積層体がより好ましい。また、ポリエステル樹脂は、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層以上の樹脂フィルムの積層体である場合、ポリエステル樹脂フィルムが基材層1の最外層に位置することが好ましい。 Specific examples of laminates of two or more resin films in the base layer 1 include a laminate of polyester film and nylon film, a laminate of two or more nylon film layers, and a laminate of two or more polyester film layers. Preferably, they are a laminate of stretched nylon film and stretched polyester film, a laminate of two or more stretched nylon film layers, or a laminate of two or more stretched polyester film layers. For example, when the base layer 1 is a laminate of two resin films, a laminate of polyester resin film and polyester resin film, a laminate of polyamide resin film and polyamide resin film, or a laminate of polyester resin film and polyamide resin film is preferred. A laminate of polyethylene terephthalate film and polyethylene terephthalate film, a laminate of nylon film and nylon film, or a laminate of polyethylene terephthalate film and nylon film is more preferred. Furthermore, because polyester resins are less likely to discolor when electrolyte solution adheres to their surface, it is preferable that the polyester resin film be the outermost layer of the base layer 1 when the base layer 1 is a laminate of two or more resin films.
基材層1が、2層以上の樹脂フィルムの積層体である場合、2層以上の樹脂フィルムは、接着剤を介して積層させてもよい。好ましい接着剤については、後述の接着剤層2で例示する接着剤と同様のものが挙げられる。なお、2層以上の樹脂フィルムを積層させる方法としては、特に制限されず、公知方法が採用でき、例えばドライラミネート法、サンドイッチラミネート法、押出ラミネート法、サーマルラミネート法などが挙げられ、好ましくはドライラミネート法が挙げられる。ドライラミネート法により積層させる場合には、接着剤としてポリウレタン接着剤を用いることが好ましい。このとき、接着剤の厚みとしては、例えば2~5μm程度が挙げられる。また、樹脂フィルムにアンカーコート層を形成し積層させても良い。アンカーコート層は、後述の接着剤層2で例示する接着剤と同様のものがあげられる。このとき、アンカーコート層の厚みとしては、例えば0.01から1.0μm程度が挙げられる。 When the base layer 1 is a laminate of two or more resin film layers, the two or more resin film layers may be laminated via an adhesive. Examples of preferred adhesives include those similar to those exemplified for adhesive layer 2, described below. The method for laminating two or more resin film layers is not particularly limited, and known methods can be used, such as dry lamination, sandwich lamination, extrusion lamination, and thermal lamination, with dry lamination being preferred. When laminating using the dry lamination method, a polyurethane adhesive is preferably used as the adhesive. In this case, the adhesive thickness can be, for example, approximately 2 to 5 μm. Alternatively, an anchor coat layer can be formed on the resin film before lamination. Examples of the anchor coat layer include those similar to those exemplified for adhesive layer 2, described below. In this case, the anchor coat layer thickness can be, for example, approximately 0.01 to 1.0 μm.
また、基材層1の表面及び内部の少なくとも一方には、難燃剤、アンチブロッキング剤、酸化防止剤、光安定剤、粘着付与剤、耐電防止剤等の添加剤が存在していてもよい。添加剤は、1種類のみを用いてもよいし、2種類以上を混合して用いてもよい。 Additives such as flame retardants, antiblocking agents, antioxidants, light stabilizers, tackifiers, and antistatic agents may be present on at least one of the surface and interior of the base layer 1. A single type of additive may be used, or two or more types may be mixed together.
基材層1の厚みについては、基材としての機能を発揮すれば特に制限されないが、例えば、3~50μm程度、好ましくは10~35μm程度が挙げられる。基材層1が、2層以上の樹脂フィルムの積層体である場合、各層を構成している樹脂フィルムの厚みとしては、それぞれ、好ましくは2~25μm程度が挙げられる。 The thickness of the substrate layer 1 is not particularly limited as long as it functions as a substrate, but examples include approximately 3 to 50 μm, and preferably approximately 10 to 35 μm. When the substrate layer 1 is a laminate of two or more resin film layers, the thickness of each resin film constituting each layer is preferably approximately 2 to 25 μm.
[接着剤層2]
本開示の蓄電デバイス用外装材において、接着剤層2は、基材層1とバリア層3との接着性を高めることを目的として、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 packaging material for an electricity storage device of the present disclosure, the adhesive layer 2 is a layer that is provided between the base layer 1 and the barrier layer 3 as needed for the purpose of increasing the adhesion between them.
接着剤層2は、基材層1とバリア層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限定されないが、化学反応型、溶剤揮発型、熱溶融型、熱圧型等のいずれであってもよい。また、2液硬化型接着剤(2液性接着剤)であってもよく、1液硬化型接着剤(1液性接着剤)であってもよく、硬化反応を伴わない樹脂でもよい。また、接着剤層2は単層であってもよいし、多層であってもよい。 The adhesive layer 2 is formed from an adhesive capable of bonding the base layer 1 and the barrier layer 3. There are no limitations on the adhesive used to form the adhesive layer 2, and it may be any of a chemical reaction type, a solvent evaporation type, a hot melt type, a thermocompression type, etc. It may also be a two-component curing adhesive (two-component adhesive), a one-component curing adhesive (one-component adhesive), or a resin that does not involve a curing reaction. The adhesive layer 2 may be a single layer or multiple layers.
接着剤に含まれ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、共重合ポリエステル等のポリエステル;ポリエーテル;ポリウレタン;エポキシ樹脂;フェノール樹脂;ナイロン6、ナイロン66、ナイロン12、共重合ポリアミド等のポリアミド;ポリオレフィン、環状ポリオレフィン、酸変性ポリオレフィン、酸変性環状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;セルロース;(メタ)アクリル樹脂;ポリイミド;ポリカーボネート;尿素樹脂、メラミン樹脂等のアミノ樹脂;クロロプレンゴム、ニトリルゴム、スチレン-ブタジエンゴム等のゴム;シリコーン樹脂等が挙げられる。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接着剤が挙げられる。また、これらの接着成分となる樹脂は適切な硬化剤を併用して接着強度を高めることができる。前記硬化剤は、接着成分の持つ官能基に応じて、ポリイソシアネート、多官能エポキシ樹脂、オキサゾリン基含有ポリマー、ポリアミン樹脂、酸無水物などから適切なものを選択する。 Specific examples of adhesive components include polyesters such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polybutylene naphthalate, polyethylene isophthalate, and copolymer polyesters; polyethers; polyurethanes; epoxy resins; phenolic resins; polyamides such as nylon 6, nylon 66, nylon 12, and copolymer polyamides; polyolefin resins such as polyolefins, cyclic polyolefins, acid-modified polyolefins, and acid-modified cyclic polyolefins; polyvinyl acetate; cellulose; (meth)acrylic resins; polyimides; polycarbonates; amino resins such as urea resins and melamine resins; rubbers such as chloroprene rubber, nitrile rubber, and styrene-butadiene rubber; and silicone resins. These adhesive components may be used alone or in combination. Among these adhesive components, polyurethane adhesives are preferred. Furthermore, the adhesive strength of these adhesive resins can be increased by using an appropriate curing agent. The curing agent is selected from polyisocyanates, multifunctional epoxy resins, oxazoline group-containing polymers, polyamine resins, acid anhydrides, and other materials depending on the functional groups of the adhesive components.
ポリウレタン接着剤としては、例えば、ポリオール化合物を含有する主剤と、イソシアネート化合物を含有する硬化剤とを含むポリウレタン接着剤が挙げられる。好ましくはポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、およびアクリルポリオール等のポリオールを主剤として、芳香族系又は脂肪族系のポリイソシアネートを硬化剤とした二液硬化型のポリウレタン接着剤が挙げられる。また、ポリオール化合物としては、繰り返し単位の末端の水酸基に加えて、側鎖にも水酸基を有するポリエステルポリオールを用いることが好ましい。接着剤層2がポリウレタン接着剤により形成されていることで蓄電デバイス用外装材に優れた電解液耐性が付与され、側面に電解液が付着しても基材層1が剥がれることが抑制される。 Examples of polyurethane adhesives include those containing a base agent containing a polyol compound and a curing agent containing an isocyanate compound. Preferred examples include two-component curing polyurethane adhesives that use a polyol such as polyester polyol, polyether polyol, or acrylic polyol as the base agent and an aromatic or aliphatic polyisocyanate as the curing agent. Furthermore, it is preferable to use a polyester polyol that has hydroxyl groups on the side chain in addition to the terminal hydroxyl groups of the repeating unit as the polyol compound. Forming the adhesive layer 2 from a polyurethane adhesive provides the electrical storage device exterior material with excellent electrolyte resistance, preventing peeling of the base layer 1 even when electrolyte adheres to the side surface.
また、接着剤層2は、接着性を阻害しない限り他成分の添加が許容され、着色剤や熱可塑性エラストマー、粘着付与剤、フィラーなどを含有してもよい。接着剤層2が着色剤を含んでいることにより、蓄電デバイス用外装材を着色することができる。着色剤としては、顔料、染料などの公知のものが使用できる。また、着色剤は、1種類のみを用いてもよいし、2種類以上を混合して用いてもよい。 In addition, the adhesive layer 2 may contain other components as long as they do not impair adhesion, such as colorants, thermoplastic elastomers, tackifiers, and fillers. By including a colorant in the adhesive layer 2, the electrical storage device packaging material can be colored. Known colorants such as pigments and dyes can be used. A single colorant may be used, or two or more colorants may be mixed together.
顔料の種類は、接着剤層2の接着性を損なわない範囲であれば、特に限定されない。有機顔料としては、例えば、アゾ系、フタロシアニン系、キナクリドン系、アンスラキノン系、ジオキサジン系、インジゴチオインジゴ系、ペリノン-ペリレン系、イソインドレニン系、ベンズイミダゾロン系等の顔料が挙げられ、無機顔料としては、カーボンブラック系、酸化チタン系、カドミウム系、鉛系、酸化クロム系、鉄系等の顔料が挙げられ、その他に、マイカ(雲母)の微粉末、魚鱗箔等が挙げられる。 There are no particular restrictions on the type of pigment, so long as it does not impair the adhesive properties of the adhesive layer 2. Examples of organic pigments include azo-based, phthalocyanine-based, quinacridone-based, anthraquinone-based, dioxazine-based, indigothioindigo-based, perinone-perylene-based, isoindolenine-based, and benzimidazolone-based pigments. Examples of inorganic pigments include carbon black-based, titanium oxide-based, cadmium-based, lead-based, chromium oxide-based, and iron-based pigments. Other examples include finely powdered mica and fish scale foil.
着色剤の中でも、例えば蓄電デバイス用外装材の外観を黒色とするためには、カーボンブラックが好ましい。 Among colorants, carbon black is preferred, for example, to give the exterior material for an electrical storage device a black appearance.
顔料の平均粒子径としては、特に制限されず、例えば、0.05~5μm程度、好ましくは0.08~2μm程度が挙げられる。なお、顔料の平均粒子径は、レーザ回折/散乱式粒子径分布測定装置で測定されたメジアン径とする。 The average particle size of the pigment is not particularly limited, but may be, for example, approximately 0.05 to 5 μm, and preferably approximately 0.08 to 2 μm. The average particle size of the pigment is the median diameter measured using a laser diffraction/scattering particle size distribution analyzer.
接着剤層2における顔料の含有量としては、蓄電デバイス用外装材が着色されれば特に制限されず、例えば5~60質量%程度、好ましくは10~40質量%が挙げられる。 The pigment content in the adhesive layer 2 is not particularly limited as long as it colors the electrical storage device exterior material, but may be, for example, approximately 5 to 60% by mass, and preferably 10 to 40% by mass.
接着剤層2の厚みは、基材層1とバリア層3とを接着できれば、特に制限されないが、例えば、約1μm以上、約2μm以上である。また、接着剤層2の厚みは、例えば、約10μm以下、約5μm以下である。接着剤層2の厚みの好ましい範囲については、1~10μm程度、1~5μm程度、2~10μm程度、2~5μm程度が挙げられる。 The thickness of the adhesive layer 2 is not particularly limited as long as it can bond the base layer 1 and the barrier layer 3, but is, for example, approximately 1 μm or more, approximately 2 μm or more. The thickness of the adhesive layer 2 is, for example, approximately 10 μm or less, approximately 5 μm or less. Preferred ranges for the thickness of the adhesive layer 2 include approximately 1 to 10 μm, approximately 1 to 5 μm, approximately 2 to 10 μm, and approximately 2 to 5 μm.
[着色層]
着色層は、基材層1とバリア層3との間に必要に応じて設けられる層である(図示を省略する)。接着剤層2を有する場合には、基材層1と接着剤層2との間、接着剤層2とバリア層3との間に着色層を設けてもよい。また、基材層1の外側に着色層を設けてもよい。着色層を設けることにより、蓄電デバイス用外装材を着色することができる。
[Colored layer]
The colored layer is a layer (not shown) that is provided as needed between the base material layer 1 and the barrier layer 3. When the adhesive layer 2 is provided, a colored layer may be provided between the base material layer 1 and the adhesive layer 2, or between the adhesive layer 2 and the barrier layer 3. Alternatively, a colored layer may be provided on the outside of the base material layer 1. By providing a colored layer, the packaging material for an electricity storage device can be colored.
着色層は、例えば、着色剤を含むインキを基材層1の表面、またはバリア層3の表面に塗布することにより形成することができる。着色剤としては、顔料、染料などの公知のものが使用できる。また、着色剤は、1種類のみを用いてもよいし、2種類以上を混合して用いてもよい。 The colored layer can be formed, for example, by applying ink containing a colorant to the surface of the base layer 1 or the surface of the barrier layer 3. Known colorants such as pigments and dyes can be used as colorants. Furthermore, a single type of colorant may be used, or two or more types may be mixed together.
着色層に含まれる着色剤の具体例としては、[接着剤層2]の欄で例示したものと同じものが例示される。 Specific examples of colorants contained in the colored layer include the same as those exemplified in the [Adhesive Layer 2] section.
[バリア層3]
蓄電デバイス用外装材において、バリア層3は、少なくとも水分の浸入を抑止する層である。
[Barrier layer 3]
In the packaging material for an electricity storage device, the barrier layer 3 is a layer that at least prevents the penetration of moisture.
バリア層3としては、例えば、バリア性を有する金属箔、蒸着膜、樹脂層などが挙げられる。蒸着膜としては金属蒸着膜、無機酸化物蒸着膜、炭素含有無機酸化物蒸着膜などが挙げられ、樹脂層としてはポリ塩化ビニリデン、クロロトリフルオロエチレン(CTFE)を主成分としたポリマー類やテトラフルオロエチレン(TFE)を主成分としたポリマー類やフルオロアルキル基を有するポリマー、およびフルオロアルキル単位を主成分としたポリマー類などのフッ素含有樹脂、エチレンビニルアルコール共重合体などが挙げられる。また、バリア層3としては、これらの蒸着膜及び樹脂層の少なくとも1層を設けた樹脂フィルムなども挙げられる。バリア層3は、複数層設けてもよい。バリア層3は、金属材料により構成された層を含むことが好ましい。バリア層3を構成する金属材料としては、具体的には、アルミニウム合金、ステンレス鋼、チタン鋼、鋼板などが挙げられ、金属箔として用いる場合は、アルミニウム合金箔及びステンレス鋼箔の少なくとも一方を含むことが好ましい。 Examples of the barrier layer 3 include metal foils, vapor-deposited films, and resin layers with barrier properties. Vapor-deposited films include metal vapor-deposited films, inorganic oxide vapor-deposited films, and carbon-containing inorganic oxide vapor-deposited films. Resin layers include fluorine-containing resins such as polyvinylidene chloride, polymers based on chlorotrifluoroethylene (CTFE), polymers based on tetrafluoroethylene (TFE), polymers containing fluoroalkyl groups, and polymers based on fluoroalkyl units, as well as ethylene-vinyl alcohol copolymers. Examples of the barrier layer 3 also include resin films comprising at least one of these vapor-deposited films and resin layers. The barrier layer 3 may comprise multiple layers. The barrier layer 3 preferably includes a layer composed of a metal material. Specific examples of metal materials that make up the barrier layer 3 include aluminum alloys, stainless steel, titanium steel, and steel plates. When used as a metal foil, the barrier layer 3 preferably includes at least one of aluminum alloy foil and stainless steel foil.
アルミニウム合金箔は、蓄電デバイス用外装材の成形性を向上させる観点から、例えば、焼きなまし処理済みのアルミニウム合金などにより構成された軟質アルミニウム合金箔であることがより好ましく、より成形性を向上させる観点から、鉄を含むアルミニウム合金箔であることが好ましい。鉄を含むアルミニウム合金箔(100質量%)において、鉄の含有量は、0.1~9.0質量%であることが好ましく、0.5~2.0質量%であることがより好ましい。鉄の含有量が0.1質量%以上であることにより、より優れた成形性を有する蓄電デバイス用外装材を得ることができる。鉄の含有量が9.0質量%以下であることにより、より柔軟性に優れた蓄電デバイス用外装材を得ることができる。軟質アルミニウム合金箔としては、例えば、JIS H4160:1994 A8021H-O、JIS H4160:1994 A8079H-O、JIS H4000:2014 A8021P-O、又はJIS H4000:2014 A8079P-Oで規定される組成を備えるアルミニウム合金箔が挙げられる。また必要に応じて、ケイ素、マグネシウム、銅、マンガンなどが添加されていてもよい。また軟質化は焼鈍処理などで行うことができる。 From the viewpoint of improving the formability of the electrical storage device exterior material, the aluminum alloy foil is preferably a soft aluminum alloy foil made of, for example, an annealed aluminum alloy, and from the viewpoint of further improving formability, it is preferably an iron-containing aluminum alloy foil. In the iron-containing aluminum alloy foil (100% by mass), the iron content is preferably 0.1 to 9.0% by mass, and more preferably 0.5 to 2.0% by mass. By having an iron content of 0.1% by mass or more, an electrical storage device exterior material with better formability can be obtained. By having an iron content of 9.0% by mass or less, an electrical storage device exterior material with better flexibility can be obtained. Examples of soft aluminum alloy foils include aluminum alloy foils having compositions specified in JIS H4160:1994 A8021H-O, JIS H4160:1994 A8079H-O, JIS H4000:2014 A8021P-O, or JIS H4000:2014 A8079P-O. Silicon, magnesium, copper, manganese, etc. may also be added as needed. Softening can be achieved by annealing or other methods.
また、ステンレス鋼箔としては、オーステナイト系、フェライト系、オーステナイト・フェライト系、マルテンサイト系、析出硬化系のステンレス鋼箔などが挙げられる。さらに成形性に優れた蓄電デバイス用外装材を提供する観点から、ステンレス鋼箔は、オーステナイト系のステンレス鋼により構成されていることが好ましい。 Furthermore, examples of stainless steel foil include austenitic, ferritic, austenitic-ferritic, martensitic, and precipitation-hardened stainless steel foils. Furthermore, from the perspective of providing an exterior material for an electricity storage device with excellent formability, it is preferable that the stainless steel foil be made of austenitic stainless steel.
ステンレス鋼箔を構成するオーステナイト系のステンレス鋼の具体例としては、SUS304、SUS301、SUS316Lなどが挙げられ、これら中でも、SUS304が特に好ましい。 Specific examples of austenitic stainless steels that make up the stainless steel foil include SUS304, SUS301, and SUS316L, with SUS304 being particularly preferred.
バリア層3の厚みは、金属箔の場合、少なくとも水分の浸入を抑止するバリア層としての機能を発揮すればよく、例えば9~200μm程度が挙げられる。バリア層3の厚みは、好ましくは約85μm以下、より好ましくは約50μm以下、さらに好ましくは約40μm以下、特に好ましくは約35μm以下である。また、バリア層3の厚みは、好ましくは約10μm以上、さらに好ましくは約20μm以上、より好ましくは約25μm以上である。当該厚みの好ましい範囲としては、10~85μm程度、10~50μm程度、10~40μm程度、10~35μm程度、20~85μm程度、20~50μm程度、20~40μm程度、20~35μm程度、25~85μm程度、25~50μm程度、25~40μm程度、25~35μm程度が挙げられる。バリア層3がアルミニウム合金箔により構成されている場合、上述した範囲が特に好ましい。また、特に、バリア層3がステンレス鋼箔により構成されている場合、ステンレス鋼箔の厚みとしては、好ましくは約60μm以下、より好ましくは約50μm以下、さらに好ましくは約40μm以下、さらに好ましくは約30μm以下、特に好ましくは約25μm以下が挙げられる。また、ステンレス鋼箔の厚みとしては、好ましくは約10μm以上、より好ましくは約15μm以上が挙げられる。また、ステンレス鋼箔の厚みの好ましい厚みの範囲としては、10~60μm程度、10~50μm程度、10~40μm程度、10~30μm程度、10~25μm程度、15~60μm程度、15~50μm程度、15~40μm程度、15~30μm程度、15~25μm程度が挙げられる。 In the case of a metal foil, the thickness of the barrier layer 3 should at least function as a barrier layer to prevent moisture penetration, and can be, for example, approximately 9 to 200 μm. The thickness of the barrier layer 3 is preferably approximately 85 μm or less, more preferably approximately 50 μm or less, even more preferably approximately 40 μm or less, and particularly preferably approximately 35 μm or less. The thickness of the barrier layer 3 is preferably approximately 10 μm or more, even more preferably approximately 20 μm or more, and more preferably approximately 25 μm or more. Preferred thickness ranges include approximately 10 to 85 μm, approximately 10 to 50 μm, approximately 10 to 40 μm, approximately 10 to 35 μm, approximately 20 to 85 μm, approximately 20 to 50 μm, approximately 20 to 40 μm, approximately 20 to 35 μm, approximately 25 to 85 μm, approximately 25 to 50 μm, approximately 25 to 40 μm, and approximately 25 to 35 μm. When the barrier layer 3 is made of aluminum alloy foil, the above-mentioned range is particularly preferred. Furthermore, when the barrier layer 3 is made of stainless steel foil, the thickness of the stainless steel foil is preferably about 60 μm or less, more preferably about 50 μm or less, even more preferably about 40 μm or less, even more preferably about 30 μm or less, and particularly preferably about 25 μm or less. The thickness of the stainless steel foil is preferably about 10 μm or more, more preferably about 15 μm or more. Preferred thickness ranges for the stainless steel foil include approximately 10 to 60 μm, approximately 10 to 50 μm, approximately 10 to 40 μm, approximately 10 to 30 μm, approximately 10 to 25 μm, approximately 15 to 60 μm, approximately 15 to 50 μm, approximately 15 to 40 μm, approximately 15 to 30 μm, and approximately 15 to 25 μm.
また、バリア層3が金属箔の場合は、溶解や腐食の防止などのために、少なくとも基材層と反対側の面に耐腐食性皮膜を備えていることが好ましい。バリア層3は、耐腐食性皮膜を両面に備えていてもよい。ここで、耐腐食性皮膜とは、例えば、ベーマイト処理などの熱水変成処理、化成処理、陽極酸化処理、ニッケルやクロムなどのメッキ処理、コーティング剤を塗工する腐食防止処理をバリア層の表面に行い、バリア層に耐腐食性を備えさせる薄膜をいう。耐腐食性皮膜を形成する処理としては、1種類を行ってもよいし、2種類以上を組み合わせて行ってもよい。また、1層だけではなく多層化することもできる。さらに、これらの処理のうち、熱水変成処理及び陽極酸化処理は、処理剤によって金属箔表面を溶解させ、耐腐食性に優れる金属化合物を形成させる処理である。なお、これらの処理は、化成処理の定義に包含される場合もある。また、バリア層3が耐腐食性皮膜を備えている場合、耐腐食性皮膜を含めてバリア層3とする。 Furthermore, when the barrier layer 3 is a metal foil, it is preferable that at least the surface opposite the substrate layer be provided with a corrosion-resistant coating to prevent dissolution and corrosion. The barrier layer 3 may be provided with a corrosion-resistant coating on both sides. Here, a corrosion-resistant coating refers to a thin film formed on the surface of the barrier layer that is corrosion-resistant, and is obtained by, for example, hydrothermal conversion treatment such as boehmite treatment, chemical conversion treatment, anodizing treatment, plating treatment with nickel or chromium, or corrosion prevention treatment such as applying a coating agent. A single type of treatment may be used to form the corrosion-resistant coating, or two or more types may be combined. Furthermore, multiple layers may be formed, rather than a single layer. Furthermore, among these treatments, hydrothermal conversion treatment and anodizing treatment dissolve the metal foil surface with a treatment agent to form a metal compound with excellent corrosion resistance. Note that these treatments may also be included in the definition of chemical conversion treatment. Furthermore, when the barrier layer 3 has a corrosion-resistant coating, the corrosion-resistant coating is also included in the barrier layer 3.
耐腐食性皮膜は、蓄電デバイス用外装材の成形時において、バリア層(例えば、アルミニウム合金箔)と基材層との間のデラミネーション防止、電解質と水分とによる反応で生成するフッ化水素により、バリア層表面の溶解、腐食、特にバリア層がアルミニウム合金箔である場合にバリア層表面に存在する酸化アルミニウムが溶解、腐食することを防止し、かつ、バリア層表面の接着性(濡れ性)を向上させ、ヒートシール時の基材層とバリア層とのデラミネーション防止、成形時の基材層とバリア層とのデラミネーション防止の効果を示す。 The corrosion-resistant coating prevents delamination between the barrier layer (e.g., aluminum alloy foil) and the substrate layer during molding of the electrical storage device exterior material, prevents dissolution and corrosion of the barrier layer surface due to hydrogen fluoride produced by the reaction between the electrolyte and water, and particularly prevents dissolution and corrosion of aluminum oxide present on the barrier layer surface when the barrier layer is aluminum alloy foil, and also improves the adhesion (wettability) of the barrier layer surface, preventing delamination between the substrate layer and barrier layer during heat sealing and molding.
化成処理によって形成される耐腐食性皮膜としては、種々のものが知られており、主には、リン酸塩、クロム酸塩、フッ化物、トリアジンチオール化合物、及び希土類酸化物のうち少なくとも1種を含む耐腐食性皮膜などが挙げられる。リン酸塩、クロム酸塩を用いた化成処理としては、例えば、クロム酸クロメート処理、リン酸クロメート処理、リン酸-クロム酸塩処理、クロム酸塩処理などが挙げられ、これらの処理に用いるクロム化合物としては、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が挙げられる。また、これらの処理に用いるリン化合物としては、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、リン酸アンモニウム、ポリリン酸などが挙げられる。また、クロメート処理としてはエッチングクロメート処理、電解クロメート処理、塗布型クロメート処理などが挙げられ、塗布型クロメート処理が好ましい。この塗布型クロメート処理は、バリア層(例えばアルミニウム合金箔)の少なくとも内層側の面を、まず、アルカリ浸漬法、電解洗浄法、酸洗浄法、電解酸洗浄法、酸活性化法等の周知の処理方法で脱脂処理を行い、その後、脱脂処理面にリン酸Cr(クロム)塩、リン酸Ti(チタン)塩、リン酸Zr(ジルコニウム)塩、リン酸Zn(亜鉛)塩などのリン酸金属塩及びこれらの金属塩の混合体を主成分とする処理液、または、リン酸非金属塩及びこれらの非金属塩の混合体を主成分とする処理液、あるいは、これらと合成樹脂などとの混合物からなる処理液をロールコート法、グラビア印刷法、浸漬法等の周知の塗工法で塗工し、乾燥する処理である。処理液は例えば、水、アルコール系溶剤、炭化水素系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、エーテル系溶剤など各種溶媒を用いることができ、水が好ましい。また、このとき用いる樹脂成分としては、フェノール系樹脂やアクリル系樹脂などの高分子などが挙げられ、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。アクリル系樹脂は、ポリアクリル酸、アクリル酸メタクリル酸エステル共重合体、アクリル酸マレイン酸共重合体、アクリル酸スチレン共重合体、またはこれらのナトリウム塩、アンモニウム塩、アミン塩等の誘導体であることが好ましい。特にポリアクリル酸のアンモニウム塩、ナトリウム塩、又はアミン塩等のポリアクリル酸の誘導体が好ましい。本開示において、ポリアクリル酸とは、アクリル酸の重合体を意味している。また、アクリル系樹脂は、アクリル酸とジカルボン酸又はジカルボン酸無水物との共重合体であることも好ましく、アクリル酸とジカルボン酸又はジカルボン酸無水物との共重合体のアンモニウム塩、ナトリウム塩、又はアミン塩であることも好ましい。アクリル系樹脂は、1種類のみを用いてもよいし、2種類以上を混合して用いてもよい。 Various corrosion-resistant coatings formed by chemical conversion treatments are known, including those containing at least one of phosphates, chromates, fluorides, triazine thiol compounds, and rare earth oxides. Examples of chemical conversion treatments using phosphates and chromates include chromate chromate treatment, phosphate chromate treatment, phosphate-chromate treatment, and chromate treatment. Chromium compounds used in these treatments include chromium nitrate, chromium fluoride, chromium sulfate, chromium acetate, chromium oxalate, chromium biphosphate, chromate acetylacetate, chromium chloride, and potassium chromium sulfate. Phosphorus compounds used in these treatments include sodium phosphate, potassium phosphate, ammonium phosphate, and polyphosphoric acid. Chromate treatments include etching chromate treatment, electrolytic chromate treatment, and paint-on chromate treatment, with paint-on chromate treatment being preferred. This paint-type chromate treatment involves first degreasing at least the inner surface of a barrier layer (e.g., an aluminum alloy foil) using a well-known method such as alkali immersion, electrolytic cleaning, acid pickling, electrolytic pickling, or acid activation, and then coating the degreased surface with a treatment solution containing, as its main component, a metal phosphate such as chromium (Cr) phosphate, titanium (Ti) phosphate, zirconium (Zr) phosphate, or zinc (Zn) phosphate, or a mixture of these metal salts, or a treatment solution containing, as its main component, a nonmetallic phosphate and a mixture of these nonmetallic salts, or a mixture of these with a synthetic resin, by a well-known coating method such as roll coating, gravure printing, or immersion, followed by drying. The treatment solution can be, for example, water, alcoholic solvents, hydrocarbon solvents, ketone solvents, ester solvents, or ether solvents, with water being preferred. The resin component used here may include polymers such as phenolic resins and acrylic resins, and examples thereof include chromate treatment using an aminated phenolic polymer having repeating units represented by the following general formulas (1) to (4). The aminated phenolic polymer may contain one repeating unit represented by the following general formulas (1) to (4) alone, or any combination of two or more repeating units. The acrylic resin is preferably polyacrylic acid, an acrylic acid-methacrylic acid ester copolymer, an acrylic acid-maleic acid copolymer, an acrylic acid-styrene copolymer, or a derivative thereof, such as a sodium salt, an ammonium salt, or an amine salt. Derivatives of polyacrylic acid, such as the ammonium salt, sodium salt, or amine salt of polyacrylic acid, are particularly preferred. In this disclosure, polyacrylic acid refers to a polymer of acrylic acid. The acrylic resin is also preferably a copolymer of acrylic acid and a dicarboxylic acid or a dicarboxylic acid anhydride, and preferably an ammonium salt, a sodium salt, or an amine salt of a copolymer of acrylic acid and a dicarboxylic acid or a dicarboxylic acid anhydride. Only one type of acrylic resin may be used, or two or more types may be mixed together.
一般式(1)~(4)中、Xは、水素原子、ヒドロキシ基、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、500~100万程度であることが好ましく、1000~2万程度であることがより好ましい。アミノ化フェノール重合体は、例えば、フェノール化合物又はナフトール化合物とホルムアルデヒドとを重縮合して上記一般式(1)又は一般式(3)で表される繰返し単位からなる重合体を製造し、次いでホルムアルデヒド及びアミン(R1R2NH)を用いて官能基(-CH2NR1R2)を上記で得られた重合体に導入すること
により、製造される。アミノ化フェノール重合体は、1種単独で又は2種以上混合して使用される。
In general formulas (1) to (4), X represents a hydrogen atom, a hydroxy group, an alkyl group, a hydroxyalkyl group, an allyl group, or a benzyl group. R1 and R2 , which may be the same or different, represent a hydroxy group, an alkyl group, or a hydroxyalkyl group. In general formulas (1) to (4), examples of the alkyl group represented by X, R1 , and R2 include linear or branched alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, and a tert-butyl group. Examples of the hydroxyalkyl group represented by X, R1 , and R2 include linear or branched alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms and substituted with one hydroxy group, such as a hydroxymethyl group, a 1-hydroxyethyl group, a 2-hydroxyethyl group, a 1-hydroxypropyl group, a 2-hydroxypropyl group, a 3-hydroxypropyl group, a 1-hydroxybutyl group, a 2-hydroxybutyl group, a 3-hydroxybutyl group, and a 4-hydroxybutyl group. In general formulas (1) to (4), the alkyl groups and hydroxyalkyl groups represented by X, R1 , and R2 may be the same or different. In general formulas (1) to (4), X is preferably a hydrogen atom, a hydroxy group, or a hydroxyalkyl group. The number-average molecular weight of the aminated phenol polymer having repeating units represented by general formulas (1) to (4) is preferably, for example, about 500 to 1,000,000, and more preferably about 1,000 to 20,000. The aminated phenol polymer can be produced, for example, by polycondensing a phenol compound or a naphthol compound with formaldehyde to produce a polymer comprising repeating units represented by general formula ( 1 ) or (3), and then introducing a functional group (—CH2NR1R2) into the resulting polymer using formaldehyde and an amine (R1R2NH ) . The aminated phenol polymer may be used alone or in combination of two or more types.
耐腐食性皮膜の他の例としては、希土類元素酸化物ゾル、アニオン性ポリマー、カチオン性ポリマーからなる群から選ばれる少なくとも1種を含有するコーティング剤を塗工するコーティングタイプの腐食防止処理によって形成される薄膜が挙げられる。コーティング剤には、さらにリン酸またはリン酸塩、ポリマーを架橋させる架橋剤を含んでもよい。希土類元素酸化物ゾルには、液体分散媒中に希土類元素酸化物の微粒子(例えば、平均粒径100nm以下の粒子)が分散されている。希土類元素酸化物としては、酸化セリウム、酸化イットリウム、酸化ネオジウム、酸化ランタン等が挙げられ、密着性をより向上させる観点から酸化セリウムが好ましい。耐腐食性皮膜に含まれる希土類元素酸化物は1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。希土類元素酸化物ゾルの液体分散媒としては、例えば、水、アルコール系溶剤、炭化水素系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、エーテル系溶剤など各種溶媒を用いることができ、水が好ましい。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、アミノ化フェノールなどが好ましい。また、アニオン性ポリマーとしては、ポリ(メタ)アクリル酸またはその塩、あるいは(メタ)アクリル酸またはその塩を主成分とする共重合体であることが好ましい。また、架橋剤が、イソシアネート基、グリシジル基、カルボキシル基、オキサゾリン基のいずれかの官能基を有する化合物とシランカップリング剤よりなる群から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。また、前記リン酸またはリン酸塩が、縮合リン酸または縮合リン酸塩であることが好ましい。 Other examples of corrosion-resistant coatings include thin films formed by a coating-type corrosion prevention treatment in which a coating agent containing at least one selected from the group consisting of rare earth element oxide sol, anionic polymer, and cationic polymer is applied. The coating agent may further contain phosphoric acid or phosphate salts, and a crosslinking agent for crosslinking the polymer. The rare earth element oxide sol contains rare earth element oxide fine particles (e.g., particles with an average particle size of 100 nm or less) dispersed in a liquid dispersion medium. Examples of rare earth element oxides include cerium oxide, yttrium oxide, neodymium oxide, and lanthanum oxide, with cerium oxide being preferred for improved adhesion. The rare earth element oxides contained in the corrosion-resistant coating can be used alone or in combination of two or more. Liquid dispersion media for the rare earth element oxide sol can include various solvents, such as water, alcohol-based solvents, hydrocarbon-based solvents, ketone-based solvents, ester-based solvents, and ether-based solvents, with water being preferred. Preferred examples of cationic polymers include polyethyleneimine, ionic polymer complexes consisting of polyethyleneimine and a polymer having a carboxylic acid, primary amine-grafted acrylic resins in which a primary amine is graft-polymerized onto an acrylic backbone, polyallylamine or its derivatives, and aminated phenols. Preferred anionic polymers are poly(meth)acrylic acid or its salts, or copolymers primarily composed of (meth)acrylic acid or its salts. The crosslinking agent is preferably at least one selected from the group consisting of compounds having a functional group selected from isocyanate, glycidyl, carboxyl, and oxazoline groups, and silane coupling agents. The phosphoric acid or phosphoric acid salt is preferably condensed phosphoric acid or a condensed phosphate salt.
耐腐食性皮膜の一例としては、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バリア層の表面に塗布し、150℃以上で焼付け処理を行うことにより形成したものが挙げられる。 One example of a corrosion-resistant coating is one formed by applying a solution of fine particles of metal oxides such as aluminum oxide, titanium oxide, cerium oxide, and tin oxide, or barium sulfate dispersed in phosphoric acid to the surface of the barrier layer and then baking it at 150°C or higher.
耐腐食性皮膜は、必要に応じて、さらにカチオン性ポリマー及びアニオン性ポリマーの少なくとも一方を積層した積層構造としてもよい。カチオン性ポリマー、アニオン性ポリマーとしては、上述したものが挙げられる。 If necessary, the corrosion-resistant coating may have a laminated structure in which at least one of a cationic polymer and an anionic polymer is further laminated. Examples of cationic polymers and anionic polymers include those described above.
なお、耐腐食性皮膜の組成の分析は、例えば、飛行時間型2次イオン質量分析法を用いて行うことができる。 The composition of the corrosion-resistant coating can be analyzed using, for example, time-of-flight secondary ion mass spectrometry.
化成処理においてバリア層3の表面に形成させる耐腐食性皮膜の量については、特に制限されないが、例えば、塗布型クロメート処理を行う場合であれば、バリア層3の表面1m2当たり、クロム酸化合物がクロム換算で例えば0.5~50mg程度、好ましくは1
.0~40mg程度、リン化合物がリン換算で例えば0.5~50mg程度、好ましくは1.0~40mg程度、及びアミノ化フェノール重合体が例えば1.0~200mg程度、好ましくは5.0~150mg程度の割合で含有されていることが望ましい。
The amount of the corrosion-resistant film formed on the surface of the barrier layer 3 in the chemical conversion treatment is not particularly limited. For example, when a coating type chromate treatment is performed, the amount of the chromate compound is, for example, about 0.5 to 50 mg, preferably 1 mg, in terms of chromium, per 1 m 2 of the surface of the barrier layer 3.
It is desirable that the content of the phosphorus compound is, for example, about 0.5 to 50 mg, preferably about 1.0 to 40 mg, in terms of phosphorus, and the content of the aminated phenol polymer is, for example, about 1.0 to 200 mg, preferably about 5.0 to 150 mg.
耐腐食性皮膜の厚みとしては、特に制限されないが、皮膜の凝集力や、バリア層や熱融着性樹脂層との密着力の観点から、好ましくは1nm~20μm程度、より好ましくは1nm~100nm程度、さらに好ましくは1nm~50nm程度が挙げられる。なお、耐腐食性皮膜の厚みは、透過電子顕微鏡による観察、または、透過電子顕微鏡による観察と、エネルギー分散型X線分光法もしくは電子線エネルギー損失分光法との組み合わせによって測定することができる。飛行時間型2次イオン質量分析法を用いた耐腐食性皮膜の組成の分析により、例えば、CeとPとOからなる2次イオン(例えば、Ce2PO4
+、C
ePO4
-などの少なくとも1種)や、例えば、CrとPとOからなる2次イオン(例えば、CrPO2
+、CrPO4
-などの少なくとも1種)に由来するピークが検出される。
The thickness of the corrosion-resistant coating is not particularly limited, but is preferably about 1 nm to 20 μm, more preferably about 1 nm to 100 nm, and even more preferably about 1 nm to 50 nm, from the viewpoint of the cohesive strength of the coating and the adhesive strength with the barrier layer and the thermally adhesive resin layer. The thickness of the corrosion-resistant coating can be measured by observation with a transmission electron microscope, or by a combination of observation with a transmission electron microscope and energy dispersive X-ray spectroscopy or electron energy loss spectroscopy. Analysis of the composition of the corrosion-resistant coating using time-of-flight secondary ion mass spectrometry can reveal, for example, secondary ions consisting of Ce, P, and O (e.g., Ce 2 PO 4 + , C
Peaks derived from secondary ions composed of Cr, P, and O (for example, at least one of CrPO 2 + , CrPO 4 − , etc.) and secondary ions composed of Cr, P, and O (for example, at least one of CrPO 2 + , CrPO 4 − , etc.) are detected.
化成処理は、耐腐食性皮膜の形成に使用され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、バリア層の表面に塗布した後に、バリア層の温度が70~200℃程度になるように加熱することにより行われる。また、バリア層に化成処理を施す前に、予めバリア層を、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、バリア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。また、脱脂処理にフッ素含有化合物を無機酸で溶解させた酸脱脂剤を用いることで、金属箔の脱脂効果だけでなく不動態である金属のフッ化物を形成させることが可能であり、このような場合には脱脂処理だけを行ってもよい。 Chemical conversion treatment is performed by applying a solution containing the compound used to form the corrosion-resistant coating to the surface of the barrier layer using methods such as bar coating, roll coating, gravure coating, or immersion, and then heating the barrier layer to a temperature of approximately 70 to 200°C. Furthermore, before applying chemical conversion treatment to the barrier layer, the barrier layer may be subjected to a degreasing treatment using methods such as alkaline immersion, electrolytic cleaning, acid cleaning, or electrolytic acid cleaning. Performing such a degreasing treatment allows for more efficient chemical conversion treatment of the barrier layer surface. Furthermore, using an acid degreasing agent in which a fluorine-containing compound is dissolved in an inorganic acid not only degreases the metal foil but also forms a passive metal fluoride. In such cases, it is possible to perform only the degreasing treatment.
[熱融着性樹脂層4]
本開示の蓄電デバイス用外装材において、熱融着性樹脂層4は、最内層に該当し、蓄電デバイスの組み立て時に熱融着性樹脂層同士が熱融着して蓄電デバイス素子を密封する機能を発揮する層(シーラント層)である。
[Thermofusible resin layer 4]
In the exterior packaging material for an electricity storage device of the present disclosure, the heat-sealable resin layer 4 corresponds to the innermost layer and is a layer (sealant layer) that functions to seal the electricity storage device elements by heat-sealing the heat-sealable resin layers to each other when assembling the electricity storage device.
熱融着性樹脂層4を構成している樹脂については、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、ポリオレフィン、酸変性ポリオレフィンなどのポリオレフィン骨格を含む樹脂が好ましい。熱融着性樹脂層4を構成している樹脂がポリオレフィン骨格を含むことは、例えば、赤外分光法、ガスクロマトグラフィー質量分析法などにより分析可能である。また、熱融着性樹脂層4を構成している樹脂を赤外分光法で分析すると、無水マレイン酸に由来するピークが検出されることが好ましい。例えば、赤外分光法にて無水マレイン酸変性ポリオレフィンを測定すると、波数1760cm-1付近と波数1780cm-1付近に無水マレイン酸由来のピークが検出される。熱融着性樹脂層4が無水マレイン酸変性ポリオレフィンより構成された層である場合、赤外分光法にて測定すると、無水マレイン酸由来のピークが検出される。ただし、酸変性度が低いとピークが小さくなり検出されない場合がある。その場合は核磁気共鳴分光法にて分析可能である。 The resin constituting the heat-sealable resin layer 4 is not particularly limited as long as it is heat-sealable, but resins containing a polyolefin skeleton, such as polyolefins and acid-modified polyolefins, are preferred. The polyolefin skeleton of the resin constituting the heat-sealable resin layer 4 can be determined by, for example, infrared spectroscopy or gas chromatography-mass spectrometry. Furthermore, when the resin constituting the heat-sealable resin layer 4 is analyzed by infrared spectroscopy, peaks derived from maleic anhydride are preferably detected. For example, when measuring maleic anhydride-modified polyolefin by infrared spectroscopy, peaks derived from maleic anhydride are detected near wavenumbers 1760 cm −1 and 1780 cm −1 . When the heat-sealable resin layer 4 is a layer composed of maleic anhydride-modified polyolefin, peaks derived from maleic anhydride are detected by infrared spectroscopy. However, if the degree of acid modification is low, the peaks may be small and not be detected. In such cases, analysis can be performed by nuclear magnetic resonance spectroscopy.
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等のポリエチレン;エチレン-αオレフィン共重合体;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)等のポリプロピレン;プロピレン-αオレフィン共重合体;エチレン-ブテン-プロピレンのターポリマー等が挙げられる。これらの中でも、ポリプロピレンが好ましい。共重合体である場合のポリオレフィン樹脂は、ブロック共重合体であってもよく、ランダム共重合体であってもよい。これらポリオレフィン系樹脂は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。 Specific examples of polyolefins include polyethylenes such as low-density polyethylene, medium-density polyethylene, high-density polyethylene, and linear low-density polyethylene; ethylene-α-olefin copolymers; polypropylenes such as homopolypropylene, block copolymers of polypropylene (e.g., block copolymers of propylene and ethylene), and random copolymers of polypropylene (e.g., random copolymers of propylene and ethylene); propylene-α-olefin copolymers; and ethylene-butene-propylene terpolymers. Of these, polypropylene is preferred. When the polyolefin resin is a copolymer, it may be a block copolymer or a random copolymer. These polyolefin resins may be used alone or in combination of two or more.
また、ポリオレフィンは、環状ポリオレフィンであってもよい。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、イソプレン等が挙げられる。また、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、ノルボルネン等の環状アルケン;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、ノルボルナジエン等の環状ジエン等が挙げられる。これらの中でも、好ましくは環状アルケン、さらに好ましくはノルボルネンが挙げられる。 The polyolefin may also be a cyclic polyolefin. Cyclic polyolefins are copolymers of olefins and cyclic monomers. Examples of olefins that constitute the cyclic polyolefin include ethylene, propylene, 4-methyl-1-pentene, styrene, butadiene, and isoprene. Examples of cyclic monomers that constitute the cyclic polyolefin include cyclic alkenes such as norbornene; and cyclic dienes such as cyclopentadiene, dicyclopentadiene, cyclohexadiene, and norbornadiene. Among these, cyclic alkenes are preferred, and norbornene is even more preferred.
酸変性ポリオレフィンとは、ポリオレフィンを酸成分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。酸変性されるポリオレフィンとしては、前記のポリオレフィンや、前記のポリオレフィンにアクリル酸若しくはメタクリル酸等の極性分子を共重合させた共重合体、又は、架橋ポリオレフィン等の重合体等も使用できる。また、酸変性に使用される酸成分としては、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、無水イタコン酸等のカルボン酸またはその無水物が挙げられる。 Acid-modified polyolefins are polymers modified by block or graft polymerization of polyolefins with an acid component. Examples of acid-modified polyolefins include the polyolefins listed above, copolymers of the polyolefins with polar molecules such as acrylic acid or methacrylic acid, and cross-linked polyolefins. Examples of acid components used for acid modification include carboxylic acids or anhydrides such as maleic acid, acrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, maleic anhydride, and itaconic anhydride.
酸変性ポリオレフィンは、酸変性環状ポリオレフィンであってもよい。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、酸成分に代えて共重合することにより、または環状ポリオレフィンに対して酸成分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。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、酸変性に使用される酸成分としては、前記のポリオレフィンの変性に使用される酸成分と同様である。 The acid-modified polyolefin may be an acid-modified cyclic polyolefin. An acid-modified cyclic polyolefin is a polymer obtained by copolymerizing a portion of the monomers constituting the cyclic polyolefin with an acid component, or by block or graft polymerizing an acid component onto a cyclic polyolefin. The acid-modified cyclic polyolefin is the same as described above. The acid component used for the acid modification is the same as the acid component used to modify the polyolefin described above.
好ましい酸変性ポリオレフィンとしては、カルボン酸またはその無水物で変性されたポリオレフィン、カルボン酸またはその無水物で変性されたポリプロピレン、無水マレイン酸変性ポリオレフィン、無水マレイン酸変性ポリプロピレンが挙げられる。 Preferred acid-modified polyolefins include polyolefins modified with carboxylic acids or their anhydrides, polypropylenes modified with carboxylic acids or their anhydrides, maleic anhydride-modified polyolefins, and maleic anhydride-modified polypropylenes.
熱融着性樹脂層4は、1種の樹脂単独で形成してもよく、また2種以上の樹脂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。さらに、熱融着性樹脂層4は、1層のみで形成されていてもよいが、同一又は異なる樹脂によって2層以上で形成されていてもよい。 The heat-sealable resin layer 4 may be formed from a single type of resin, or may be formed from a blend polymer of two or more types of resin. Furthermore, the heat-sealable resin layer 4 may be formed from only one layer, or may be formed from two or more layers of the same or different resins.
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、蓄電デバイス用外装材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。 The heat-sealable resin layer 4 may also contain a lubricant, if necessary. When the heat-sealable resin layer 4 contains a lubricant, the formability of the electrical storage device packaging material can be improved. There are no particular restrictions on the lubricant, and any known lubricant can be used. The lubricant may be used alone or in combination of two or more types.
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。滑剤の具体例としては、耐傷層7で例示したものが挙げられる。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。 The lubricant is not particularly limited, but preferably an amide-based lubricant is used. Specific examples of lubricants include those exemplified for scratch-resistant layer 7. One type of lubricant may be used alone, or two or more types may be used in combination.
熱融着性樹脂層4の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、蓄電デバイス用外装材の成形性を高める観点からは、好ましくは10~50mg/m2程度、さらに好ましくは15~40mg/m2程度が挙げられる。 When a lubricant is present on the surface of the heat-fusible resin layer 4, the amount thereof is not particularly limited, but from the viewpoint of improving the formability of the exterior material for an electricity storage device, it is preferably about 10 to 50 mg/ m2 , and more preferably about 15 to 40 mg/ m2 .
熱融着性樹脂層4の表面に存在する滑剤は、熱融着性樹脂層4を構成する樹脂に含まれる滑剤を滲出させたものであってもよいし、熱融着性樹脂層4の表面に滑剤を塗布したものであってもよい。 The lubricant present on the surface of the heat-sealable resin layer 4 may be a lubricant exuded from the resin that makes up the heat-sealable resin layer 4, or a lubricant applied to the surface of the heat-sealable resin layer 4.
また、熱融着性樹脂層4の厚みとしては、熱融着性樹脂層同士が熱融着して蓄電デバイス素子を密封する機能を発揮すれば特に制限されないが、例えば約100μm以下、好ましくは約85μm以下、より好ましくは15~85μm程度が挙げられる。なお、例えば、後述の接着層5の厚みが10μm以上である場合には、熱融着性樹脂層4の厚みとしては、好ましくは約85μm以下、より好ましくは15~45μm程度が挙げられ、例えば後述の接着層5の厚みが10μm未満である場合や接着層5が設けられていない場合には、熱融着性樹脂層4の厚みとしては、好ましくは約20μm以上、より好ましくは35~85μm程度が挙げられる。 The thickness of the heat-sealable resin layer 4 is not particularly limited as long as it functions to heat-seal the heat-sealable resin layers together and seal the electricity storage device element, but examples include approximately 100 μm or less, preferably approximately 85 μm or less, and more preferably approximately 15 to 85 μm. For example, if the thickness of the adhesive layer 5 described below is 10 μm or greater, the thickness of the heat-sealable resin layer 4 is preferably approximately 85 μm or less, more preferably approximately 15 to 45 μm. For example, if the thickness of the adhesive layer 5 described below is less than 10 μm or if the adhesive layer 5 is not provided, the thickness of the heat-sealable resin layer 4 is preferably approximately 20 μm or greater, more preferably approximately 35 to 85 μm.
[接着層5]
本開示の蓄電デバイス用外装材において、接着層5は、バリア層3(又は耐酸性皮膜)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 an electricity storage device of the present disclosure, the adhesive layer 5 is a layer that is provided as needed between the barrier layer 3 (or acid-resistant film) and the heat-sealable resin layer 4 in order to firmly bond them together.
接着層5は、バリア層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、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。また、接着層5と熱融着性樹脂層4とを強固に接着する観点から、接着層5の形成に使用される樹脂としてはポリオレフィン骨格を含んでいることが好ましく、前述の熱融着性樹脂層4で例示したポリオレフィン、酸変性ポリオレフィンが挙げられる。一方、バリア層3と接着層5とを強固に接着する観点から、接着層5は酸変性ポリオレフィンを含むことが好ましい。酸変性成分としては、マレイン酸、イタコン酸、コハク酸、アジピン酸などのジカルボン酸やこれらの無水物、アクリル酸、メタクリル酸などが挙げられるが、変性のし易さや汎用性などの点から無水マレイン酸が最も好ましい。また、蓄電デバイス用外装材の耐熱性の観点からは、オレフィン成分はポリプロピレン系樹脂であることが好ましく、接着層5は無水マレイン酸変性ポリプロピレンを含むことが最も好ましい。 The adhesive layer 5 is formed from a resin capable of bonding the barrier layer 3 and the heat-sealable resin layer 4. Examples of resins that can be used to form the adhesive layer 5 include the same adhesives as those exemplified for the adhesive layer 2. Furthermore, from the perspective of firmly bonding the adhesive layer 5 and the heat-sealable resin layer 4, the resin used to form the adhesive layer 5 preferably contains a polyolefin skeleton, such as the polyolefins and acid-modified polyolefins exemplified for the heat-sealable resin layer 4. On the other hand, from the perspective of firmly bonding the barrier layer 3 and the adhesive layer 5, the adhesive layer 5 preferably contains an acid-modified polyolefin. Examples of acid-modified components include dicarboxylic acids such as maleic acid, itaconic acid, succinic acid, and adipic acid, as well as their anhydrides, acrylic acid, and methacrylic acid. However, maleic anhydride is most preferred in terms of ease of modification and versatility. Furthermore, from the perspective of the heat resistance of the electrical storage device packaging material, the olefin component is preferably a polypropylene-based resin, and the adhesive layer 5 most preferably contains maleic anhydride-modified polypropylene.
接着層5を構成している樹脂がポリオレフィン骨格を含むことは、例えば、赤外分光法、ガスクロマトグラフィー質量分析法などにより分析可能であり、分析方法は特に問わない。また、接着層5を構成している樹脂が酸変性ポリオレフィンを含むことは、例えば、赤外分光法にて無水マレイン酸変性ポリオレフィンを測定すると、波数1760cm-1付近と波数1780cm-1付近に無水マレイン酸由来のピークが検出される。ただし、酸変性度が低いとピークが小さくなり検出されない場合がある。その場合は核磁気共鳴分光法にて分析可能である。 The inclusion of a polyolefin skeleton in the resin constituting the adhesive layer 5 can be determined by, for example, infrared spectroscopy, gas chromatography mass spectrometry, or the like; the analysis method is not particularly limited. Furthermore, the inclusion of an acid-modified polyolefin in the resin constituting the adhesive layer 5 can be determined, for example, by measuring a maleic anhydride-modified polyolefin by infrared spectroscopy, whereby peaks derived from maleic anhydride are detected at wavenumbers of approximately 1760 cm and 1780 cm . However, if the degree of acid modification is low, the peaks may be small and not be detected. In such cases, analysis can be performed by nuclear magnetic resonance spectroscopy.
さらに、蓄電デバイス用外装材の耐熱性や耐内容物性などの耐久性や、厚みを薄くしつつ成形性を担保する観点からは、接着層5は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ことがより好ましい。酸変性ポリオレフィンとしては、好ましくは、前記のものが例示できる。 Furthermore, from the perspective of ensuring durability, such as heat resistance and resistance to contents, of the electrical storage device exterior packaging material, and ensuring formability while reducing the thickness, it is more preferable that the adhesive layer 5 be a cured product of a resin composition containing an acid-modified polyolefin and a curing agent. Preferred examples of acid-modified polyolefins include those listed above.
また、接着層5は、酸変性ポリオレフィンと、イソシアネート基を有する化合物、オキサゾリン基を有する化合物、及びエポキシ基を有する化合物からなる群より選択される少なくとも1種とを含む樹脂組成物の硬化物であることが好ましく、酸変性ポリオレフィンと、イソシアネート基を有する化合物及びエポキシ基を有する化合物からなる群より選択される少なくとも1種とを含む樹脂組成物の硬化物であることが特に好ましい。また、接着層5は、ポリウレタン、ポリエステル、及びエポキシ樹脂からなる群より選択される少なくとも1種を含むことが好ましく、ポリウレタン及びエポキシ樹脂を含むことがより好ましい。ポリエステルとしては、例えばエポキシ基と無水マレイン酸基の反応により生成するエステル樹脂、オキサゾリン基と無水マレイン酸基の反応で生成するアミドエステル樹脂が好ましい。なお、接着層5に、イソシアネート基を有する化合物、オキサゾリン基を有する化合物、エポキシ樹脂などの硬化剤の未反応物が残存している場合、未反応物の存在は、例えば、赤外分光法、ラマン分光法、飛行時間型二次イオン質量分析法(TOF-SIMS)などから選択される方法で確認することが可能である。 The adhesive layer 5 is preferably a cured product of a resin composition containing an acid-modified polyolefin and at least one compound selected from the group consisting of a compound having an isocyanate group, a compound having an oxazoline group, and a compound having an epoxy group. It is particularly preferably a cured product of a resin composition containing an acid-modified polyolefin and at least one compound selected from the group consisting of a compound having an isocyanate group and a compound having an epoxy group. The adhesive layer 5 also preferably contains at least one compound selected from the group consisting of polyurethane, polyester, and epoxy resin, and more preferably polyurethane and epoxy resin. Preferred polyesters include, for example, ester resins formed by the reaction of epoxy groups with maleic anhydride groups, and amide ester resins formed by the reaction of oxazoline groups with maleic anhydride groups. If unreacted curing agents such as compounds having an isocyanate group, compounds having an oxazoline group, or epoxy resins remain in the adhesive layer 5, the presence of the unreacted materials can be confirmed by a method selected from the group consisting of infrared spectroscopy, Raman spectroscopy, time-of-flight secondary ion mass spectrometry (TOF-SIMS), etc.
また、バリア層3と接着層5との密着性をより高める観点から、接着層5は、酸素原子、複素環、C=N結合、及びC-O-C結合からなる群より選択される少なくとも1種を有する硬化剤を含む樹脂組成物の硬化物であることが好ましい。複素環を有する硬化剤としては、例えば、オキサゾリン基を有する硬化剤、エポキシ基を有する硬化剤などが挙げられる。また、C=N結合を有する硬化剤としては、オキサゾリン基を有する硬化剤、イソシアネート基を有する硬化剤などが挙げられる。また、C-O-C結合を有する硬化剤としては、オキサゾリン基を有する硬化剤、エポキシ基を有する硬化剤などが挙げられる。接着層5がこれらの硬化剤を含む樹脂組成物の硬化物であることは、例えば、ガスクロマトグラフ質量分析(GCMS)、赤外分光法(IR)、飛行時間型二次イオン質量分析法(TOF-SIMS)、X線光電子分光法(XPS)などの方法で確認することができる。 In order to further enhance the adhesion between the barrier layer 3 and the adhesive layer 5, the adhesive layer 5 is preferably a cured product of a resin composition containing a curing agent having at least one selected from the group consisting of an oxygen atom, a heterocycle, a C=N bond, and a C-O-C bond. Examples of curing agents having a heterocycle include curing agents having an oxazoline group and curing agents having an epoxy group. Examples of curing agents having a C=N bond include curing agents having an oxazoline group and curing agents having an isocyanate group. Examples of curing agents having a C-O-C bond include curing agents having an oxazoline group and curing agents having an epoxy group. Whether the adhesive layer 5 is a cured product of a resin composition containing such a curing agent can be confirmed by, for example, gas chromatography mass spectrometry (GCMS), infrared spectroscopy (IR), time-of-flight secondary ion mass spectrometry (TOF-SIMS), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), or other methods.
イソシアネート基を有する化合物としては、特に制限されないが、バリア層3と接着層5との密着性を効果的に高める観点からは、好ましくは多官能イソシアネート化合物が挙げられる。多官能イソシアネート化合物は、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、ペンタンジイソシアネート(PDI)、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)、および、これらを多量化したものが挙げられる。多量体としては、例えば二量体のウレトジオン、三量体のヌレート体、ビウレット体、多価アルコール(例えば、トリメチロールプロパン)に付加させたアダクト体などが挙げられる。また、MDIはオリゴマーとして生成される多量体(ポリメリックMDI)も挙げられる。 The compound having an isocyanate group is not particularly limited, but from the viewpoint of effectively enhancing adhesion between the barrier layer 3 and the adhesive layer 5, a polyfunctional isocyanate compound is preferable. The polyfunctional isocyanate compound is not particularly limited as long as it has two or more isocyanate groups. Specific examples of polyfunctional isocyanate curing agents include pentane diisocyanate (PDI), isophorone diisocyanate (IPDI), hexamethylene diisocyanate (HDI), tolylene diisocyanate (TDI), diphenylmethane diisocyanate (MDI), and polymerized versions of these. Examples of polymers include dimeric uretdione, trimer nurate, biuret, and adducts obtained by addition to polyhydric alcohols (e.g., trimethylolpropane). Furthermore, MDI can also be used in the form of a polymer (polymeric MDI) produced as an oligomer.
接着層5における、イソシアネート基を有する化合物の含有量としては、接着層5を構成する樹脂組成物中、0.1~50質量%の範囲にあることが好ましく、0.5~40質量%の範囲にあることがより好ましい。これにより、バリア層3と接着層5との密着性を効果的に高めることができる。 The content of the compound having an isocyanate group in the adhesive layer 5 is preferably in the range of 0.1 to 50% by mass, and more preferably in the range of 0.5 to 40% by mass, of the resin composition that constitutes the adhesive layer 5. This effectively improves the adhesion between the barrier layer 3 and the adhesive layer 5.
オキサゾリン基を有する化合物は、オキサゾリン骨格を備える化合物であれば、特に限定されない。オキサゾリン基を有する化合物の具体例としては、ポリスチレン主鎖を有するもの、アクリル主鎖を有するものなどが挙げられる。また、市販品としては、例えば、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 compound having an oxazoline group is not particularly limited as long as it has an oxazoline skeleton. Specific examples of compounds having an oxazoline group include those having a polystyrene main chain and those having an acrylic main chain. Commercially available products include the Epocross series manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.
接着層5における、オキサゾリン基を有する化合物の割合としては、接着層5を構成する樹脂組成物中、0.1~50質量%の範囲にあることが好ましく、0.5~40質量%の範囲にあることがより好ましい。これにより、バリア層3と接着層5との密着性を効果的に高めることができる。 The proportion of the compound having an oxazoline group in the adhesive layer 5 is preferably in the range of 0.1 to 50 mass %, and more preferably in the range of 0.5 to 40 mass %, of the resin composition that constitutes the adhesive layer 5. This effectively improves the adhesion between the barrier layer 3 and the adhesive layer 5.
エポキシ基を有する化合物としては、例えば、エポキシ樹脂が挙げられる。エポキシ樹脂としては、分子内に存在するエポキシ基によって架橋構造を形成することが可能な樹脂であれば、特に制限されず、公知のエポキシ樹脂を用いることができる。エポキシ樹脂の重量平均分子量としては、好ましくは50~2000程度、より好ましくは100~1000程度、さらに好ましくは200~800程度が挙げられる。なお、第1の開示において、エポキシ樹脂の重量平均分子量は、標準サンプルとしてポリスチレンを用いた条件で測定された、ゲル浸透クロマトグラフィ(GPC)により測定された値である。 An example of a compound having an epoxy group is an epoxy resin. There are no particular restrictions on the epoxy resin, so long as it is a resin capable of forming a crosslinked structure via the epoxy groups present in the molecule, and known epoxy resins can be used. The weight-average molecular weight of the epoxy resin is preferably approximately 50 to 2,000, more preferably approximately 100 to 1,000, and even more preferably approximately 200 to 800. In the first disclosure, the weight-average molecular weight of the epoxy resin is a value measured by gel permeation chromatography (GPC) under conditions using polystyrene as a standard sample.
エポキシ樹脂の具体例としては、トリメチロールプロパンのグリシジルエーテル誘導体、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、ビスフェノールF型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が挙げられる。エポキシ樹脂は、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。 Specific examples of epoxy resins include glycidyl ether derivatives of trimethylolpropane, bisphenol A diglycidyl ether, modified bisphenol A diglycidyl ether, bisphenol F glycidyl ether, novolac glycidyl ether, glycerin polyglycidyl ether, and polyglycerin polyglycidyl ether. Epoxy resins may be used alone or in combination of two or more.
接着層5における、エポキシ樹脂の割合としては、接着層5を構成する樹脂組成物中、0.1~50質量%の範囲にあることが好ましく、0.5~40質量%の範囲にあることがより好ましい。これにより、バリア層3と接着層5との密着性を効果的に高めることができる。 The proportion of epoxy resin in adhesive layer 5 is preferably in the range of 0.1 to 50% by mass, and more preferably in the range of 0.5 to 40% by mass, of the resin composition that makes up adhesive layer 5. This effectively improves the adhesion between barrier layer 3 and adhesive layer 5.
ポリウレタンとしては、特に制限されず、公知のポリウレタンを使用することができる。接着層5は、例えば、2液硬化型ポリウレタンの硬化物であってもよい。 The polyurethane is not particularly limited, and any known polyurethane can be used. The adhesive layer 5 may be, for example, a cured product of a two-component curing polyurethane.
接着層5における、ポリウレタンの割合としては、接着層5を構成する樹脂組成物中、0.1~50質量%の範囲にあることが好ましく、0.5~40質量%の範囲にあることがより好ましい。これにより、電解液などのバリア層の腐食を誘発する成分が存在する雰囲気における、バリア層3と接着層5との密着性を効果的に高めることができる。 The proportion of polyurethane in adhesive layer 5 is preferably in the range of 0.1 to 50 mass % of the resin composition constituting adhesive layer 5, and more preferably in the range of 0.5 to 40 mass %. This effectively improves adhesion between barrier layer 3 and adhesive layer 5 in an atmosphere containing components that induce corrosion of the barrier layer, such as electrolyte solution.
なお、接着層5が、イソシアネート基を有する化合物、オキサゾリン基を有する化合物、及びエポキシ樹脂からなる群より選択される少なくとも1種と、前記酸変性ポリオレフィンとを含む樹脂組成物の硬化物である場合、酸変性ポリオレフィンが主剤として機能し、イソシアネート基を有する化合物、オキサゾリン基を有する化合物、及びエポキシ基を有する化合物は、それぞれ、硬化剤として機能する。 When adhesive layer 5 is a cured product of a resin composition containing at least one selected from the group consisting of a compound having an isocyanate group, a compound having an oxazoline group, and an epoxy resin, and the acid-modified polyolefin, the acid-modified polyolefin functions as the base resin, and the compound having an isocyanate group, the compound having an oxazoline group, and the compound having an epoxy group each function as a curing agent.
接着層5には、カルボジイミド基を有する改質剤が含まれていてもよい。 The adhesive layer 5 may contain a modifier having a carbodiimide group.
接着層5の厚さは、好ましくは、約50μm以下、約40μm以下、約30μm以下、約20μm以下、約5μm以下である。また、接着層5の厚さは、好ましくは、約0.1μm以上、約0.5μm以上である。当該厚さの範囲としては、好ましくは、0.1~50μm程度、0.1~40μm程度、0.1~30μm程度、0.1~20μm程度、0.1~5μm程度、0.5~50μm程度、0.5~40μm程度、0.5~30μm程度、0.5~20μm程度、0.5~5μm程度が挙げられる。より具体的には、接着剤層2で例示した接着剤や、酸変性ポリオレフィンと硬化剤との硬化物である場合は、好ましくは1~10μm程度、より好ましくは1~5μm程度が挙げられる。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2~50μm程度、より好ましくは10~40μm程度が挙げられる。なお、接着層5が接着剤層2で例示した接着剤や、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である場合、例えば、当該樹脂組成物を塗布し、加熱等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。また、熱融着性樹脂層4で例示した樹脂を用いる場合、例えば、熱融着性樹脂層4と接着層5との押出成形により形成することができる。 The thickness of adhesive layer 5 is preferably approximately 50 μm or less, approximately 40 μm or less, approximately 30 μm or less, approximately 20 μm or less, or approximately 5 μm or less. Furthermore, the thickness of adhesive layer 5 is preferably approximately 0.1 μm or more, or approximately 0.5 μm or more. Examples of thickness ranges include approximately 0.1 to 50 μm, approximately 0.1 to 40 μm, approximately 0.1 to 30 μm, approximately 0.1 to 20 μm, approximately 0.1 to 5 μm, approximately 0.5 to 50 μm, approximately 0.5 to 40 μm, approximately 0.5 to 30 μm, approximately 0.5 to 20 μm, and approximately 0.5 to 5 μm. More specifically, for adhesives such as those exemplified for adhesive layer 2, or a cured product of an acid-modified polyolefin and a curing agent, the thickness is preferably approximately 1 to 10 μm, and more preferably approximately 1 to 5 μm. Furthermore, when using a resin exemplified for the heat-sealable resin layer 4, the thickness is preferably about 2 to 50 μm, and more preferably about 10 to 40 μm. When the adhesive layer 5 is an adhesive exemplified for the adhesive layer 2, or a cured product of a resin composition containing an acid-modified polyolefin and a curing agent, the adhesive layer 5 can be formed, for example, by applying the resin composition and curing it by heating or the like. When using a resin exemplified for the heat-sealable resin layer 4, the heat-sealable resin layer 4 and the adhesive layer 5 can be formed, for example, by extrusion molding.
3.蓄電デバイス用外装材の製造方法
蓄電デバイス用外装材の製造方法については、本開示の蓄電デバイス用外装材が備える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、外側から順に、少なくとも、耐傷層7と、基材保護層6と、基材層1と、バリア層3と、熱融着性樹脂層4とが積層された積層体を得る工程を備える方法が挙げられる。具体的には、本開示の蓄電デバイス用外装材の製造方法は、少なくとも、耐傷層と、基材保護層と、基材層と、バリア層と、熱融着性樹脂層と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、耐傷層は、無機粒子と樹脂とを含んでおり、耐傷層及び基材保護層を合わせた平均膜厚は、10μm以下である。
3. Manufacturing Method of Electricity Storage Device Exterior Material The manufacturing method of the electricity storage device exterior material is not particularly limited as long as it can obtain a laminate in which each layer included in the electricity storage device exterior material of the present disclosure is laminated, and examples include a method including a step of obtaining a laminate in which, from the outside, at least a scratch-resistant layer 7, a substrate protective layer 6, a substrate layer 1, a barrier layer 3, and a heat-sealable resin layer 4 are laminated. Specifically, the manufacturing method of the electricity storage device exterior material of the present disclosure includes a step of obtaining a laminate by laminating at least the scratch-resistant layer, the substrate protective layer, the substrate layer, the barrier layer, and the heat-sealable resin layer in this order, wherein the scratch-resistant layer contains inorganic particles and a resin, and the average film thickness of the scratch-resistant layer and the substrate protective layer combined is 10 μm or less.
本開示の蓄電デバイス用外装材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、接着剤層2、バリア層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バリア層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、当該バリア層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 a manufacturing method for an exterior material for an electricity storage device according to the present disclosure is as follows. First, a laminate (hereinafter sometimes referred to as "laminate A") is formed in which a substrate layer 1, an adhesive layer 2, and a barrier layer 3 are laminated in this order. Specifically, laminate A can be formed by a dry lamination method in which the adhesive used to form adhesive layer 2 is applied to substrate layer 1 or, if necessary, to barrier layer 3 whose surface has been chemically treated, by a coating method such as gravure coating or roll coating, and then dried. After that, the barrier layer 3 or substrate layer 1 is laminated, and the adhesive layer 2 is cured.
次いで、積層体Aのバリア層3上に、熱融着性樹脂層4を積層させる。バリア層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のバリア層3上に、熱融着性樹脂層4をサーマルラミネート法、押出ラミネート法などの方法により積層すればよい。また、バリア層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のバリア層3上に、接着層5及び熱融着性樹脂層4を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、タンデムラミネート法)、(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のバリア層3上にサーマルラミネート法により積層する方法や、積層体Aのバリア層3上に接着層5が積層した積層体を形成し、これを熱融着性樹脂層4とサーマルラミネート法により積層する方法、(3)積層体Aのバリア層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)、(4)積層体Aのバリア層3上に、接着層5を形成させるための接着剤を溶液コーティングし、乾燥させる方法や、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を積層する方法などが挙げられる。 Next, a heat-sealable resin layer 4 is laminated on the barrier layer 3 of the laminate A. When the heat-sealable resin layer 4 is laminated directly on the barrier layer 3, the heat-sealable resin layer 4 may be laminated on the barrier layer 3 of the laminate A by a method such as thermal lamination or extrusion lamination. Furthermore, when an adhesive layer 5 is provided between the barrier layer 3 and the heat-sealable resin layer 4, for example, (1) a method of laminating the adhesive layer 5 and the heat-sealable resin layer 4 by extruding them onto the barrier layer 3 of the laminate A (co-extrusion lamination, tandem lamination), (2) a method of separately forming a laminate in which the adhesive layer 5 and the heat-sealable resin layer 4 are laminated, and then laminating this on the barrier layer 3 of the laminate A by a thermal lamination, or a method of forming a laminate in which the adhesive layer 5 is laminated on the barrier layer 3 of the laminate A, and then laminating this with the heat-sealable resin layer 4 by a thermal lamination, (3) a method (sandwich lamination method) in which a molten adhesive layer 5 is poured between the barrier layer 3 of the laminate A and a heat-sealable resin layer 4 that has been pre-formed into a sheet, and the laminate A and the heat-sealable resin layer 4 are bonded together via the adhesive layer 5; (4) a method in which an adhesive for forming the adhesive layer 5 is solution-coated onto the barrier layer 3 of the laminate A, followed by drying or baking, and then the heat-sealable resin layer 4 that has been pre-formed into a sheet is laminated onto this adhesive layer 5.
次に、基材層1のバリア層3とは反対側の表面に、基材保護層6及び耐傷層7を順次積層する。基材保護層6及び耐傷層7は、それぞれ、例えば基材保護層6及び耐傷層7を形成する上記の樹脂組成物を基材層1の表面に塗布し、硬化させることにより形成することができる。なお、基材層1の表面にバリア層3を積層する工程と、基材層1の表面に、基材保護層6及び耐傷層7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の表面に基材保護層6及び耐傷層7を形成した後、基材層1の基材保護層6側とは反対側の表面にバリア層3を形成してもよい。 Next, the substrate protective layer 6 and the scratch-resistant layer 7 are sequentially laminated on the surface of the substrate layer 1 opposite the barrier layer 3. The substrate protective layer 6 and the scratch-resistant layer 7 can be formed, for example, by applying the above-mentioned resin compositions for forming the substrate protective layer 6 and the scratch-resistant layer 7 to the surface of the substrate layer 1 and curing them. There are no particular restrictions on the order of the step of laminating the barrier layer 3 on the surface of the substrate layer 1 and the step of laminating the substrate protective layer 6 and the scratch-resistant layer 7 on the surface of the substrate layer 1. For example, after forming the substrate protective layer 6 and the scratch-resistant layer 7 on the surface of the substrate layer 1, the barrier layer 3 may be formed on the surface of the substrate layer 1 opposite the substrate protective layer 6 side.
上記のようにして、外側から順に、耐傷層7/基材保護層6/基材層1/必要に応じて設けられる接着剤層2/バリア層3/必要に応じて設けられる接着層5/熱融着性樹脂層4を備え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、さらに、加熱処理に供してもよい。また、前記のとおり、基材層1とバリア層3との間に着色層を設けてもよい。 As described above, a laminate is formed comprising, from outside in, scratch-resistant layer 7, substrate protective layer 6, substrate layer 1, optional adhesive layer 2, barrier layer 3, optional adhesive layer 5, and heat-sealable resin layer 4. To strengthen the adhesion of optional adhesive layer 2 and adhesive layer 5, the laminate may be further subjected to heat treatment. Furthermore, as described above, a colored layer may be provided between substrate layer 1 and barrier layer 3.
4.蓄電デバイス用外装材の用途
本開示の蓄電デバイス用外装材は、正極、負極、電解質等の蓄電デバイス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、本開示の蓄電デバイス用外装材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蓄電デバイス素子を収容して、蓄電デバイスとすることができる。
The packaging material for an electricity storage device according to the present disclosure is used in a package for hermetically housing an electricity storage device element such as a positive electrode, a negative electrode, an electrolyte, etc. That is, an electricity storage device can be formed by housing an electricity storage device element including at least a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte in a package formed from the packaging material for an electricity storage device according to the present disclosure.
具体的には、少なくとも正極、負極、及び電解質を備えた蓄電デバイス素子を、本開示の蓄電デバイス用外装材で、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、蓄電デバイス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、蓄電デバイス用外装材を使用した蓄電デバイスが提供される。なお、本開示の蓄電デバイス用外装材により形成された包装体中に蓄電デバイス素子を収容する場合、本開示の蓄電デバイス用外装材の熱融着性樹脂部分が内側(蓄電デバイス素子と接する面)になるようにして、包装体を形成する。 Specifically, an electricity storage device using the electricity storage device packaging material of the present disclosure is provided by covering an electricity storage device element having at least a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte with the electricity storage device packaging material of the present disclosure, with metal terminals connected to the positive electrode and negative electrode protruding outward, so that a flange portion (a region where the heat-sealable resin layers contact each other) is formed around the periphery of the electricity storage device element, and the heat-sealable resin layers of the flange portion are heat-sealed to form a hermetic seal. When an electricity storage device element is housed in a package formed from the electricity storage device packaging material of the present disclosure, the package is formed so that the heat-sealable resin portion of the electricity storage device packaging material of the present disclosure faces inward (the surface that contacts the electricity storage device element).
本開示の蓄電デバイス用外装材は、電池(コンデンサー、キャパシター等を含む)などの蓄電デバイスに好適に使用することができる。また、本開示の蓄電デバイス用外装材は、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。本開示の蓄電デバイス用外装材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、全固体電池、鉛蓄電池、ニッケル・水素蓄電池、ニッケル・カドミウム蓄電池、ニッケル・鉄蓄電池、ニッケル・亜鉛蓄電池、酸化銀・亜鉛蓄電池、金属空気電池、多価カチオン電池、コンデンサー、キャパシター等が挙げられる。これらの二次電池の中でも、本開示の蓄電デバイス用外装材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 exterior packaging material for an electricity storage device of the present disclosure can be suitably used for electricity storage devices such as batteries (including condensers, capacitors, etc.). The exterior packaging material for an electricity storage device of the present disclosure may be used for either primary or secondary batteries, but is preferably used for secondary batteries. The type of secondary battery to which the exterior packaging material for an electricity storage device of the present disclosure can be applied is not particularly limited, and examples include lithium ion batteries, lithium ion polymer batteries, all-solid-state batteries, lead-acid batteries, nickel-metal hydride batteries, nickel-cadmium batteries, nickel-iron batteries, nickel-zinc batteries, silver oxide-zinc batteries, metal-air batteries, polyvalent cation batteries, capacitors, and capacitors. Among these secondary batteries, lithium ion batteries and lithium ion polymer batteries are suitable applications for the exterior packaging material for an electricity storage device of the present disclosure.
以下に実施例及び比較例を示して本開示を詳細に説明する。但し本開示は実施例に限定されるものではない。 The present disclosure will be explained in detail below using examples and comparative examples. However, the present disclosure is not limited to the examples.
<蓄電デバイス用外装材の製造>
実施例1
基材層として、延伸ナイロン(ONy)フィルム(厚さ15μm)を準備した。また、バリア層として、アルミニウム箔(JIS H4160:1994 A8021H-O(厚さ35μm))を用意した。次に、バリア層と基材層とを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の混合物)を用いてドライラミネート法で積層した後、エージング処理を実施することにより、基材層/接着剤層/バリア層の積層体を作製した。アルミニウム箔の両面には、化成処理が施してある。アルミニウム箔の化成処理は、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、焼付けすることにより行った。
<Manufacturing of exterior materials for electricity storage devices>
Example 1
An oriented nylon (ONy) film (thickness: 15 μm) was prepared as the substrate layer. Furthermore, aluminum foil (JIS H4160:1994 A8021H-O (thickness: 35 μm)) was prepared as the barrier layer. Next, the barrier layer and the substrate layer were laminated by dry lamination using a two-component urethane adhesive (a mixture of a polyol compound and an aromatic isocyanate compound), followed by aging treatment to produce a substrate layer/adhesive layer/barrier layer laminate. Both sides of the aluminum foil were subjected to a chemical conversion treatment. The chemical conversion treatment of the aluminum foil was performed by roll coating both sides of the aluminum foil with a treatment solution consisting of a phenolic resin, a chromium fluoride compound, and phosphoric acid, so that the coating amount of chromium was 10 mg/m 2 (dry mass), followed by baking.
次に、上記で得られた各積層体のバリア層の上に、接着層(厚さ20μm)としての無水マレイン酸変性ポリプロピレンと、熱融着性樹脂層(厚さ20μm)としてのランダムポリプロピレンとを共押出しすることにより、バリア層の上に接着層/熱融着性樹脂層とを積層させた。 Next, maleic anhydride-modified polypropylene as an adhesive layer (20 μm thick) and random polypropylene as a heat-sealable resin layer (20 μm thick) were co-extruded onto the barrier layer of each laminate obtained above, thereby laminating the adhesive layer/heat-sealable resin layer onto the barrier layer.
次に、得られた積層体の基材層の表面に、硫酸バリウム(平均粒子径1μm程度)と樹脂(1種のポリオール化合物と脂肪族系イソシアネート系化合物の混合物から形成されるポリウレタン)とポリスチレン系有機粒子(粒子径2μm程度)とを含む樹脂組成物を、グラビア印刷法で塗工することにより、基材保護層(平均膜厚0.77μm)を形成した。さらに、基材保護層の表面に、シリカ粒子(平均粒子径1.5μm程度)と樹脂(2種のポリオール化合物と脂肪族系イソシアネート系化合物の混合物から形成されるポリウレタン)とポリスチレン系有機粒子(粒子径2μm程度)とを含む樹脂組成物を、グラビア印刷法で塗工することにより、耐傷層(平均膜厚0.99μm)を形成して、外側から順に、耐傷層(平均膜厚0.99μm)/基材保護層(平均膜厚0.77μm)/基材層(15μm)/接着剤層(3μm)/バリア層(35μm)/接着層(20μm)/熱融着性樹脂層(20μm)が積層された積層体を得た。 Next, a resin composition containing barium sulfate (average particle diameter approximately 1 μm), resin (polyurethane formed from a mixture of one type of polyol compound and an aliphatic isocyanate compound), and polystyrene-based organic particles (particle diameter approximately 2 μm) was applied to the surface of the substrate layer of the resulting laminate using gravure printing to form a substrate protective layer (average film thickness 0.77 μm). Furthermore, a resin composition containing silica particles (average particle diameter approximately 1.5 μm), resin (polyurethane formed from a mixture of two types of polyol compounds and an aliphatic isocyanate compound), and polystyrene-based organic particles (particle diameter approximately 2 μm) was applied to the surface of the substrate protective layer using gravure printing to form a scratch-resistant layer (average film thickness 0.99 μm). This resulted in a laminate consisting of, from outside in, the scratch-resistant layer (average film thickness 0.99 μm), substrate protective layer (average film thickness 0.77 μm), substrate layer (15 μm), adhesive layer (3 μm), barrier layer (35 μm), adhesive layer (20 μm), and heat-sealable resin layer (20 μm).
実施例2
基材保護層の平均膜厚を0.53μm、耐傷層の平均膜厚を1.34μmとしたこと以外は、実施例1と同様にして、外側から順に、耐傷層(平均膜厚1.34μm)/基材保護層(平均膜厚0.53μm)/基材層(15μm)/接着剤層(3μm)/バリア層(35μm)/接着層(20μm)/熱融着性樹脂層(20μm)が積層された積層体を得た。
Example 2
A laminate was obtained in the same manner as in Example 1, except that the average film thickness of the substrate protective layer was 0.53 μm and the average film thickness of the scratch-resistant layer was 1.34 μm, in which the scratch-resistant layer (average film thickness 1.34 μm)/substrate protective layer (average film thickness 0.53 μm)/substrate layer (15 μm)/adhesive layer (3 μm)/barrier layer (35 μm)/adhesive layer (20 μm)/thermally adhesive resin layer (20 μm) were laminated in this order from the outside.
比較例1
基材保護層を設けずに、耐傷層を形成する樹脂組成物をグラビア印刷法で2回塗工することによって、耐傷層の平均膜厚を2.53μmとしたこと以外は、実施例1と同様にして、外側から順に、耐傷層(平均膜厚2.53μm)/基材層(15μm)/接着剤層(3μm)/バリア層(35μm)/接着層(20μm)/熱融着性樹脂層(20μm)が積層された積層体を得た。
Comparative Example 1
A laminate was obtained in the same manner as in Example 1, except that the resin composition for forming the scratch-resistant layer was applied twice by gravure printing without providing a substrate protective layer, so that the average film thickness of the scratch-resistant layer was 2.53 μm, and in which the scratch-resistant layer was laminated in the order from outside to inside, the scratch-resistant layer (average film thickness 2.53 μm)/substrate layer (15 μm)/adhesive layer (3 μm)/barrier layer (35 μm)/adhesive layer (20 μm)/thermally adhesive resin layer (20 μm).
比較例2
耐傷層を設けずに、基材保護層を形成する樹脂組成物をグラビア印刷法で2回塗工することによって、基材保護層の平均膜厚を1.54μmとしたこと以外は、実施例1と同様にして、外側から順に、基材保護層(平均膜厚1.54μm)/基材層(15μm)/接着剤層(3μm)/バリア層(35μm)/接着層(20μm)/熱融着性樹脂層(20μm)が積層された積層体を得た。
Comparative Example 2
A laminate having, from the outside in order, a substrate protective layer (average film thickness 1.54 μm)/substrate layer (15 μm)/adhesive layer (3 μm)/barrier layer (35 μm)/adhesive layer (20 μm)/thermally adhesive resin layer (20 μm) laminated therein was obtained in the same manner as in Example 1, except that no scratch-resistant layer was provided and the resin composition for forming the substrate protective layer was applied twice by gravure printing to set the average film thickness of the substrate protective layer to 1.54 μm.
<平均膜厚>
蓄電デバイス用外装材を構成する積層体の耐傷層及び基材保護層の平均膜厚は、それぞれ、次のようにして測定・算出した。蓄電デバイス用外装材を構成する積層体の厚み方向の断面について、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて下記に示す条件により断面画像を取得した。次に、当該断面画像について、耐傷層及び基材保護層の断面の面積を、それぞれ、画像解析により測定した。このとき、断面の面積の測定エリアの横の長さ(積層体の厚み方向とは垂直方向の長さ)は25.4μmとした。次に、得られた面積を、当該横の長さ(25.4μm)で除することで、耐傷層及び基材保護層の平均膜厚(μm)を、それぞれ、算出した。耐傷層及び基材保護層を合わせた合計平均膜厚を測定・算出する際には、同じ測定エリアの耐傷層及び基材保護層の断面の面積を同時に測定し、得られた面積を、測定エリアの横の長さ(25.4μm)で除することで、耐傷層及び基材保護層を合わせた平均膜厚(μm)を算出した。
(条件)
装置: 日立ハイテクノロジーズ製S-4800
加速電圧:30kV
エミッション電流: 10μA
検出器: 透過電子検出器
傾斜: 無し
観察倍率: 5000倍
断面加工方法:
サンプルを短冊状に切り出し樹脂にて包埋した。樹脂が硬化した後粗く断面作製をして面出しした。その後、ルテニウム酸にて2~3時間染色を行いミクロトームにて超薄切片(厚み:約100nm)を作製した。ナイフはダイヤモンドナイフを使用した。
<Average film thickness>
The average film thicknesses of the scratch-resistant layer and the substrate protective layer of the laminate constituting the electrical storage device exterior material were measured and calculated as follows. A cross-sectional image of a cross section in the thickness direction of the laminate constituting the electrical storage device exterior material was obtained using a scanning electron microscope (SEM) under the conditions shown below. Next, for the cross-sectional image, the cross-sectional areas of the scratch-resistant layer and the substrate protective layer were each measured by image analysis. At this time, the horizontal length of the measurement area of the cross-sectional area (the length perpendicular to the thickness direction of the laminate) was 25.4 μm. Next, the average film thicknesses (μm) of the scratch-resistant layer and the substrate protective layer were calculated by dividing the obtained area by the horizontal length (25.4 μm). When measuring and calculating the total average film thickness of the scratch-resistant layer and the substrate protective layer, the cross-sectional areas of the scratch-resistant layer and the substrate protective layer in the same measurement area were simultaneously measured, and the obtained area was divided by the horizontal length (25.4 μm) of the measurement area to calculate the average film thickness (μm) of the scratch-resistant layer and the substrate protective layer combined.
(conditions)
Equipment: Hitachi High-Technologies S-4800
Acceleration voltage: 30 kV
Emission current: 10 μA
Detector: Transmission electron detector Tilt: None Observation magnification: 5000x Cross-section processing method:
The sample was cut into strips and embedded in resin. After the resin hardened, a rough cross section was prepared and the surface was polished. After that, the sample was stained with ruthenic acid for 2-3 hours, and ultrathin sections (thickness: approximately 100 nm) were prepared using a microtome. A diamond knife was used.
なお、蓄電デバイス用外装材の断面画像(測定エリアの長さ25.4μm)の耐傷層の平均膜厚より粒子径の大きな粒子を観察したところ、実施例1の耐傷層には直径1.11μmの粒子が1個観察され、実施例2の耐傷層には1.47μmの粒子が1個観察された。また、比較例1の耐傷層には、耐傷層の平均膜厚より粒子径の大きな粒子は観察されなかったが、比較的大きな粒子として直径1.97μm、1.51μm、1.86μmの粒子などが観察された。 When particles with a diameter larger than the average film thickness of the scratch-resistant layer were observed in cross-sectional images (measurement area length 25.4 μm) of the exterior materials for electricity storage devices, one particle with a diameter of 1.11 μm was observed in the scratch-resistant layer of Example 1, and one particle with a diameter of 1.47 μm was observed in the scratch-resistant layer of Example 2. Furthermore, no particles with a diameter larger than the average film thickness of the scratch-resistant layer were observed in the scratch-resistant layer of Comparative Example 1, but relatively large particles with diameters of 1.97 μm, 1.51 μm, and 1.86 μm were observed.
さらに、実施例1の蓄電デバイス用外装材の耐傷層について、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて下記に示す条件により断面画像を取得し、平均膜厚とおおよそ同等以上の粒子径と思われる粒子の数をカウントしたところ、幅500~600μm程度の間に、当該粒子が60個程度存在していた。
(SEMの条件)
装置: 日立ハイテクノロジーズ製S-4800
加速電圧:5kV
エミッション電流: 20μA
検出器: 2次電子検出器
傾斜: 無し
観察倍率: 5000倍
観察枚数: 23枚
断面加工方法:サンプルを短冊状に切り出し、プラスチックの板に接着剤で貼り付けた。接着剤が乾燥した後ミクロトームにて断面を作製した。ナイフはダイヤモンドナイフを使用した。また、観察はスキャンを5回ほど行いサンプルにダメージを与えた(電子線によるダメージ)後に、画像を取得した。
Furthermore, a cross-sectional image of the scratch-resistant layer of the exterior material for an electricity storage device of Example 1 was obtained using a scanning electron microscope (SEM) under the conditions shown below, and the number of particles that appeared to have a particle diameter approximately equal to or greater than the average film thickness was counted. It was found that approximately 60 such particles were present within a width of approximately 500 to 600 μm.
(SEM conditions)
Equipment: Hitachi High-Technologies S-4800
Acceleration voltage: 5 kV
Emission current: 20 μA
Detector: Secondary electron detector Tilt: None Observation magnification: 5000x Number of observations: 23 Cross-section processing method: The sample was cut into strips and attached to a plastic plate with adhesive. After the adhesive had dried, the cross-section was prepared using a microtome. A diamond knife was used. The observations were also performed by scanning about five times to damage the sample (damage caused by the electron beam), after which the images were acquired.
<23℃環境でのナノインデンテーション法により測定される硬さ>
装置として、ナノインデンター((HYSITRON(ハイジトロン)社製の「TI9
50 TriboIndenter」)を用いて硬さを測定した。ナノインデンターの圧子としては、Berkovich圧子(TI-0039)を用いた。まず、相対湿度50%、23℃環境において、当該圧子を、蓄電デバイス用外装材の測定対象表面(耐傷層又は基材保護層が露出している面であり、各層の厚み方向と平行な面)に厚み方向とは垂直な方向から当て、10秒間かけて当該表面から荷重50μNまで圧子を押し込み、その状態で5秒間保持し、次に10秒間かけて除荷した。測定箇所をずらして測定したN=5の平均値を硬さとした。結果を表1に示す。なお、圧子を押し込む表面は、蓄電デバイス用外装材の中心部を通るように厚み方向に切断して得られた、測定対象である耐傷層又は基材保護層の断面が露出した部分である。また、耐傷層又は基材保護層の硬さの測定において、それぞれ、圧子を押し込む箇所は、表面に粒子が存在していない部分(樹脂部分)である。耐傷層又は基材保護層の粒子の硬さの測定においては、表面に粒子が存在している部分である。切断は、市販品の回転式ミクロトームを用いて行った。
<Hardness measured by nanoindentation method in a 23°C environment>
The device used was a nanoindenter (HYSITRON's "TI9"
The hardness was measured using a nanoindenter ("50 TriboIndenter"). A Berkovich indenter (TI-0039) was used as the indenter of the nanoindenter. First, in a relative humidity of 50% and a temperature of 23°C, the indenter was applied to the surface of the electrical storage device exterior material to be measured (the surface on which the scratch-resistant layer or the substrate protective layer is exposed, parallel to the thickness direction of each layer) from a direction perpendicular to the thickness direction, and the indenter was pressed from the surface to a load of 50 μN over 10 seconds, held in that state for 5 seconds, and then unloaded over 10 seconds. The average value of N = 5 measurements taken at different measurement locations was taken as the hardness. The results are shown in Table 1. The surface into which the indenter was pressed is the exposed cross section of the scratch-resistant layer or the substrate protective layer to be measured, obtained by cutting the electrical storage device exterior material in the thickness direction through the center. In addition, in measuring the hardness of the scratch-resistant layer or the substrate protective layer, the portion into which the indenter was pressed is the portion (resin portion) on the surface where no particles were present. When measuring the hardness of particles in the scratch-resistant layer or base material protective layer, the hardness is measured at the portion where particles are present on the surface. Cutting was carried out using a commercially available rotary microtome.
実施例1,2及び比較例1は、耐傷層に含まれる樹脂が共通しており、実施例1,2及び比較例1の蓄電デバイス用外装材の耐傷層の樹脂の前記硬さは、いずれも218MPaであった。 Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 share the same resin in the scratch-resistant layer, and the hardness of the resin in the scratch-resistant layer of the electrical storage device exterior materials of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 was 218 MPa.
実施例1,2及び比較例2は、基材保護層に含まれる樹脂が共通しており、実施例1,2及び比較例2の蓄電デバイス用外装材の基材保護層の樹脂の前記硬さは、いずれも23MPaであった。 Examples 1 and 2 and Comparative Example 2 share the same resin in the substrate protective layer, and the hardness of the resin in the substrate protective layer of the electrical storage device exterior materials of Examples 1 and 2 and Comparative Example 2 was 23 MPa.
実施例1,2及び比較例1,2は、耐傷層又は基材保護層に含まれる有機粒子が共通しており、実施例1,2及び比較例1,2の蓄電デバイス用外装材の有機粒子の前記硬さは、いずれも496MPaであった。 Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 share the same organic particles in the scratch-resistant layer or substrate protective layer, and the hardness of the organic particles in the electrical storage device exterior materials of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 was 496 MPa.
<耐傷性評価>
耐摩耗性評価装置として、学振型摩擦堅牢度試験機AB-301(テスター産業製)を使用した。蓄電デバイス用外装材を摩擦試験機のテーブルに、乾燥した紙製のウェス(日本製紙クレシアのキムワイプ)を摩擦試験機上部のアーム先端(摩擦子:まさつし)にそれぞれ取り付けた。次に、蓄電デバイス用外装材の耐傷層の表面を、ウェスで200回往復摩擦を行った。このとき、往復摩擦の条件は、約500gfの荷重、1往復/秒の条件とし、ウェスには10滴のエタノールを含ませ、50往復毎にエタノール10滴をウェスに追加した。往復摩擦終了後、蓄電デバイス用外装材を耐摩耗性評価装置から取り外して、擦った箇所の状態を目視で確認し、一価の評価基準で評価した。結果を表1に示す。
(評価基準)
A:傷は確認されなかった。
B:傷は確認されたが、傷は10本以下であった。
C:10本を超える傷が確認された。
<Scratch resistance evaluation>
A Gakushin-type abrasion fastness tester AB-301 (manufactured by Tester Sangyo Co., Ltd.) was used as the abrasion resistance evaluation device. The exterior material for an electricity storage device was attached to the table of the abrasion tester, and a dry paper cloth (Kimwipe, manufactured by Nippon Paper Crecia Co., Ltd.) was attached to the tip of the arm (friction element) at the top of the abrasion tester. Next, the surface of the scratch-resistant layer of the exterior material for an electricity storage device was rubbed back and forth 200 times with the cloth. The conditions for the reciprocating rub were a load of approximately 500 gf and 1 reciprocating stroke per second. The cloth was impregnated with 10 drops of ethanol, and 10 drops of ethanol were added to the cloth every 50 reciprocating strokes. After the reciprocating rub, the exterior material for an electricity storage device was removed from the abrasion resistance evaluation device, and the condition of the rubbed area was visually inspected and evaluated using a single evaluation standard. The results are shown in Table 1.
(Evaluation criteria)
A: No injuries were found.
B: Scratches were observed, but there were 10 or fewer scratches.
C: More than 10 scratches were observed.
<成形性評価>
蓄電デバイス用外装材を裁断して、TDの方向120mm×MDの方向80mmの短冊片を作製し、これを試験サンプルとした。MDの方向31.6×TDの方向54.5mmの矩形状の雄型(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、最大高さ粗さ(Rzの呼び値)が1.6μmである。コーナーR2.0mm、稜線R1.0mm)とこの雄型とのクリアランスが0.3mmの雌型(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、最大高さ粗さ(Rzの呼び値)が3.2μmである。コーナーR2.0mm、稜線R1.0mm)からなるストレート金型を用い、雄型側にシーラント層側が位置するように雌型上に上記試験サンプルを載置し、試験サンプルを0.1MPaの押え圧(面圧)で押えて、冷間成形(引き込み1段成形)した。成形後の試験サンプルの凹部のコーナー部を走査型電子顕微鏡で最外層(実施例1,2及び比較例1は耐傷層であり、比較例2は基材保護層)を観察して、成形性を以下の規準で評価した。結果を表1に示す。
(評価基準)
A:割れは確認されなかった。
B:割れは確認されたが、基材層は露出していなかった。
C:割れが確認され、基材層が露出していた。
<Moldability evaluation>
The electrical storage device exterior material was cut into strips measuring 120 mm in the TD direction and 80 mm in the MD direction, which were used as test samples. A rectangular male mold measuring 31.6 mm in the MD direction and 54.5 mm in the TD direction (the surface had a maximum height roughness (nominal Rz value) of 1.6 μm, corner R2.0 mm, ridge R1.0 mm, as specified in Table 2 of the comparative surface roughness standard specimen in JIS B 0659-1:2002, Appendix 1 (Reference)) was placed between the male mold and a female mold with a clearance of 0.3 mm (the surface had a maximum height roughness (nominal Rz value) of 1.6 μm, corner R2.0 mm, ridge R1.0 mm, as specified in Table 2 of the comparative surface roughness standard specimen in JIS B 0659-1:2002, Appendix 1 (Reference)). The maximum height roughness (nominal Rz value) of the comparative surface roughness standard specimen, as specified in Table 2, is 3.2 μm. Using a straight mold (corner R2.0 mm, ridge R1.0 mm), the test sample was placed on the female mold with the sealant layer side facing the male mold, and the test sample was pressed with a pressure (surface pressure) of 0.1 MPa to perform cold forming (single-stage drawing). The corners of the recesses of the test sample after molding were observed with a scanning electron microscope to examine the outermost layer (the scratch-resistant layer in Examples 1 and 2 and Comparative Example 1, and the substrate protective layer in Comparative Example 2), and the moldability was evaluated according to the following criteria. The results are shown in Table 1.
(Evaluation criteria)
A: No cracks were observed.
B: Cracks were observed, but the substrate layer was not exposed.
C: Cracks were observed, and the substrate layer was exposed.
実施例1,2の蓄電デバイス用外装材は、耐傷層と、基材保護層と、基材層と、バリア層と、熱融着性樹脂層とをこの順に備える積層体から構成されており、耐傷層が無機粒子と樹脂とを含んでおり、耐傷層及び基材保護層を合わせた膜厚が10μm以下であり、耐傷性に優れており、かつ、成形によるコーナー部の割れも効果的に抑制されている。 The exterior packaging materials for electricity storage devices in Examples 1 and 2 are composed of a laminate having, in this order, a scratch-resistant layer, a substrate protective layer, a substrate layer, a barrier layer, and a heat-sealable resin layer. The scratch-resistant layer contains inorganic particles and resin, and the combined film thickness of the scratch-resistant layer and substrate protective layer is 10 μm or less. This provides excellent scratch resistance and effectively suppresses cracking at corners due to molding.
以上の通り、本開示は、以下に示す態様の発明を提供する。
項1. 少なくとも、耐傷層と、基材保護層と、基材層と、バリア層と、熱融着性樹脂層とをこの順に備える積層体から構成されており、
前記耐傷層は、無機粒子と樹脂とを含んでおり、
前記耐傷層及び前記基材保護層を合わせた平均膜厚は、10μm以下である、蓄電デバイス用外装材。
項2. 前記耐傷層には、前記耐傷層の平均膜厚よりも粒子径の大きな粒子が含まれている、項1に記載の蓄電デバイス用外装材。
項3. 前記基材保護層には、前記基材保護層の平均膜厚よりも粒子径の大きな粒子が含まれている、項1又は2に記載の蓄電デバイス用外装材。
項4. 前記耐傷層及び前記基材保護層の厚み方向の断面について、走査型電子顕微鏡で観察される前記大きな粒子の粒子径が、1.0μm以上5.0μm以下である、項2又は3に記載の蓄電デバイス用外装材。
項5. 23℃環境において、それぞれ、前記耐傷層の厚み方向の断面の前記大きな粒子及び前記樹脂について、ナノインデンテーション法により硬さを測定した場合に、前記大きな粒子の硬さが前記樹脂の硬さよりも大きい、項2~4のいずれか1項に記載の蓄電デバイス用外装材。
項6. 前記大きな粒子の硬さと、前記樹脂の硬さとの差が、100MPa以上である、項2~5のいずれか1項に記載の蓄電デバイス用外装材。
項7. 23℃環境において、前記耐傷層の厚み方向の断面の前記大きな粒子について、ナノインデンテーション法により測定される硬さが、400MPa以上である、項2~6のいずれか1項に記載の蓄電デバイス用外装材。
項8. 前記大きな粒子は、有機粒子である、項2~7のいずれか1項に記載の蓄電デバイス用外装材。
項9. 前記耐傷層及び前記基材保護層には、それぞれ異なる樹脂が含まれている、項1~8のいずれか1項に記載の蓄電デバイス用外装材。
項10. 23℃環境において、それぞれ、前記耐傷層及び前記基材保護層の厚み方向の断面について、ナノインデンテーション法により硬さを測定した場合に、前記耐傷層の樹脂の硬さが、前記基材保護層の樹脂の硬さよりも大きい、項1~9のいずれか1項に記載の蓄電デバイス用外装材。
項11.
前記耐傷層の樹脂の硬さと、前記基材保護層の樹脂の硬さとの差が、100MPa以上である、項10に記載の蓄電デバイス用外装材。
項12. 23℃環境において、前記耐傷層の厚み方向の断面について、ナノインデンテーション法により測定される樹脂の硬さが、150MPa以上である、項1~11のいずれか1項に記載の蓄電デバイス用外装材。
項13. 23℃環境において、前記基材保護層の厚み方向の断面について、ナノインデンテーション法により測定される樹脂の硬さが、150MPa以下である、項1~12のいずれか1項に記載の蓄電デバイス用外装材。
項14. 前記耐傷層の前記無機粒子が、シリカ粒子である、項1~13のいずれか1項に記載の蓄電デバイス用外装材。
項15. 前記基材保護層は、無機粒子と樹脂とを含んでいる、項1~14のいずれか1項に記載の蓄電デバイス用外装材。
項16. 前記基材保護層の前記無機粒子が、硫酸バリウムである、項15に記載の蓄電デバイス用外装材。
項17. 前記耐傷層の平均膜厚が、2.5μm以下である、項1~16のいずれか1項に記載の蓄電デバイス用外装材。
項18. 前記基材保護層の平均膜厚が、2.0μm以下である、項1~17のいずれか1項に記載の蓄電デバイス用外装材。
項19. 少なくとも、耐傷層と、基材保護層と、基材層と、バリア層と、熱融着性樹脂層と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、
前記耐傷層は、無機粒子と樹脂とを含んでおり、
前記耐傷層及び前記基材保護層を合わせた平均膜厚は、10μm以下である、蓄電デバイス用外装材の製造方法。
項20. 少なくとも正極、負極、及び電解質を備えた蓄電デバイス素子が、項1~18のいずれか1項に記載の蓄電デバイス用外装材により形成された包装体中に収容されている、蓄電デバイス。
As described above, the present disclosure provides the following aspects of the invention.
Item 1. The laminate is composed of at least a scratch-resistant layer, a substrate protective layer, a substrate layer, a barrier layer, and a heat-sealable resin layer in this order,
the scratch-resistant layer contains inorganic particles and a resin,
The exterior material for an electricity storage device, wherein the average film thickness of the scratch-resistant layer and the base material protective layer combined is 10 μm or less.
Item 2. The packaging material for an electricity storage device according to Item 1, wherein the scratch-resistant layer contains particles having a particle diameter larger than the average film thickness of the scratch-resistant layer.
Item 3. The packaging material for an electricity storage device according to Item 1 or 2, wherein the substrate protective layer contains particles having a particle diameter larger than the average film thickness of the substrate protective layer.
Item 4. The exterior material for an electricity storage device according to Item 2 or 3, wherein the particle diameter of the large particles observed with a scanning electron microscope in a cross section in the thickness direction of the scratch-resistant layer and the base protective layer is 1.0 μm or more and 5.0 μm or less.
Item 5. The exterior material for an electricity storage device according to any one of Items 2 to 4, wherein when the hardness of the large particles and the resin in a cross section in the thickness direction of the scratch-resistant layer is measured by a nanoindentation method in a 23°C environment, the hardness of the large particles is greater than the hardness of the resin.
Item 6. The exterior packaging material for an electricity storage device according to any one of Items 2 to 5, wherein the difference in hardness between the large particles and the resin is 100 MPa or more.
Item 7. The exterior material for an electricity storage device according to any one of Items 2 to 6, wherein the large particles in a cross section in the thickness direction of the scratch-resistant layer have a hardness of 400 MPa or more as measured by a nanoindentation method in a 23°C environment.
Item 8. The exterior packaging material for an electricity storage device according to any one of Items 2 to 7, wherein the large particles are organic particles.
Item 9. The packaging material for an electricity storage device according to any one of Items 1 to 8, wherein the scratch-resistant layer and the base material protective layer each contain different resins.
Item 10. The packaging material for an electricity storage device according to any one of Items 1 to 9, wherein when hardness is measured by a nanoindentation method for a cross section in the thickness direction of the scratch-resistant layer and the base protective layer in a 23°C environment, the hardness of the resin of the scratch-resistant layer is greater than the hardness of the resin of the base protective layer.
Item 11.
Item 11. The exterior packaging material for a storage battery device according to Item 10, wherein the difference in hardness between the resin of the scratch-resistant layer and the resin of the base material protective layer is 100 MPa or more.
Item 12. The exterior material for an electricity storage device according to any one of Items 1 to 11, wherein the hardness of the resin measured by a nanoindentation method on a cross section in the thickness direction of the scratch-resistant layer in a 23°C environment is 150 MPa or more.
Item 13. The exterior material for an electricity storage device according to any one of Items 1 to 12, wherein the resin hardness measured by a nanoindentation method on a cross section in the thickness direction of the substrate protective layer in a 23°C environment is 150 MPa or less.
Item 14. The exterior packaging material for an electricity storage device according to any one of Items 1 to 13, wherein the inorganic particles in the scratch-resistant layer are silica particles.
Item 15. The exterior packaging material for an electricity storage device according to any one of Items 1 to 14, wherein the substrate protective layer contains inorganic particles and a resin.
Item 16. The exterior packaging material for an electricity storage device according to Item 15, wherein the inorganic particles of the base material protective layer are barium sulfate.
Item 17. The packaging material for an electricity storage device according to any one of Items 1 to 16, wherein the scratch-resistant layer has an average film thickness of 2.5 μm or less.
Item 18. The packaging material for an electricity storage device according to any one of Items 1 to 17, wherein the base protective layer has an average film thickness of 2.0 μm or less.
Item 19. The method includes a step of laminating at least a scratch-resistant layer, a substrate protective layer, a substrate layer, a barrier layer, and a heat-sealable resin layer in this order to obtain a laminate,
the scratch-resistant layer contains inorganic particles and a resin,
the average combined thickness of the scratch-resistant layer and the base material protective layer is 10 μm or less.
Item 20. An electricity storage device, in which an electricity storage device element including at least a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte is housed in a package formed from the exterior material for an electricity storage device according to any one of Items 1 to 18.
1 基材層
2 接着剤層
3 バリア層
4 熱融着性樹脂層
5 接着層
6 基材保護層
7 耐傷層
10 蓄電デバイス用外装材
61,71 無機粒子
62,72 有機粒子
REFERENCE SIGNS LIST 1 substrate layer 2 adhesive layer 3 barrier layer 4 heat-sealable resin layer 5 adhesive layer 6 substrate protective layer 7 scratch-resistant layer 10 exterior material for electricity storage device 61, 71 inorganic particles 62, 72 organic particles
Claims (31)
前記耐傷層は、無機粒子と樹脂とを含んでおり、
前記耐傷層及び前記基材保護層を合わせた平均膜厚は、10μm以下であり、
前記基材保護層は、エポキシ樹脂及びポリウレタンの少なくとも一方により形成されている、蓄電デバイス用外装材。 The laminate is composed of at least a scratch-resistant layer, a substrate protective layer, a substrate layer, a barrier layer, and a heat-sealable resin layer, in this order;
the scratch-resistant layer contains inorganic particles and a resin,
the average thickness of the scratch-resistant layer and the substrate protective layer combined is 10 μm or less;
The exterior material for an electricity storage device, wherein the base material protective layer is formed from at least one of an epoxy resin and a polyurethane.
前記耐傷層は、無機粒子と樹脂とを含んでおり、
前記耐傷層及び前記基材保護層を合わせた平均膜厚は、10μm以下であり、
前記耐傷層は、エポキシ樹脂及びポリウレタンの少なくとも一方により形成されている、蓄電デバイス用外装材。 The laminate is composed of at least a scratch-resistant layer, a substrate protective layer, a substrate layer, a barrier layer, and a heat-sealable resin layer, in this order;
the scratch-resistant layer contains inorganic particles and a resin,
the average thickness of the scratch-resistant layer and the substrate protective layer combined is 10 μm or less;
The exterior material for an electricity storage device, wherein the scratch-resistant layer is formed from at least one of an epoxy resin and a polyurethane.
前記接着剤層が、着色剤を含む、請求項1~21のいずれか1項に記載の蓄電デバイス用外装材。 an adhesive layer between the substrate layer and the barrier layer;
The packaging material for an electricity storage device according to any one of claims 1 to 21, wherein the adhesive layer contains a colorant.
前記接着層の厚さが、20μm以下である、請求項1~24のいずれか1項に記載の蓄電デバイス用外装材。 an adhesive layer is provided between the barrier layer and the heat-sealable resin layer,
The packaging material for an electricity storage device according to any one of claims 1 to 24, wherein the adhesive layer has a thickness of 20 µm or less.
前記接着層の厚さが、20μm超50μm以下である、請求項1~24のいずれか1項に記載の蓄電デバイス用外装材。 an adhesive layer is provided between the barrier layer and the heat-sealable resin layer,
The packaging material for an electricity storage device according to any one of claims 1 to 24, wherein the adhesive layer has a thickness of more than 20 µm and not more than 50 µm.
前記接着層は、酸変性ポリオレフィンと、イソシアネート基を有する化合物、オキサゾリン基を有する化合物、及びエポキシ基を有する化合物からなる群より選択される少なくとも1種と、を含む樹脂組成物の硬化物である、請求項1~26のいずれか1項に記載の蓄電デバイス用外装材。 an adhesive layer is provided between the barrier layer and the heat-sealable resin layer,
The adhesive layer is a cured product of a resin composition containing an acid-modified polyolefin and at least one selected from the group consisting of a compound having an isocyanate group, a compound having an oxazoline group, and a compound having an epoxy group. The exterior material for a storage battery device according to any one of claims 1 to 26.
前記接着層は、ポリウレタン、ポリエステル、及びエポキシ樹脂からなる群より選択される少なくとも1種を含む、請求項1~27のいずれか1項に記載の蓄電デバイス用外装材。 an adhesive layer is provided between the barrier layer and the heat-sealable resin layer,
The packaging material for an electricity storage device according to any one of claims 1 to 27, wherein the adhesive layer contains at least one selected from the group consisting of polyurethane, polyester, and epoxy resin.
前記耐傷層は、無機粒子と樹脂とを含んでおり、
前記耐傷層及び前記基材保護層を合わせた平均膜厚は、10μm以下であり、
前記基材保護層は、エポキシ樹脂及びポリウレタンの少なくとも一方により形成されている、蓄電デバイス用外装材の製造方法。 The method includes a step of laminating at least a scratch-resistant layer, a substrate protective layer, a substrate layer, a barrier layer, and a heat-fusible resin layer in this order to obtain a laminate,
the scratch-resistant layer contains inorganic particles and a resin,
the average thickness of the scratch-resistant layer and the substrate protective layer combined is 10 μm or less;
The method for producing an exterior material for an electricity storage device, wherein the base material protective layer is formed from at least one of an epoxy resin and a polyurethane.
前記耐傷層は、無機粒子と樹脂とを含んでおり、
前記耐傷層及び前記基材保護層を合わせた平均膜厚は、10μm以下であり、
前記耐傷層は、エポキシ樹脂及びポリウレタンの少なくとも一方により形成されている、蓄電デバイス用外装材の製造方法。 The method includes a step of laminating at least a scratch-resistant layer, a substrate protective layer, a substrate layer, a barrier layer, and a heat-fusible resin layer in this order to obtain a laminate,
the scratch-resistant layer contains inorganic particles and a resin,
the average thickness of the scratch-resistant layer and the substrate protective layer combined is 10 μm or less;
The method for producing an exterior material for an electricity storage device, wherein the scratch-resistant layer is formed from at least one of an epoxy resin and a polyurethane.
An electricity storage device, wherein an electricity storage device element including at least a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte is housed in a package formed from the exterior packaging material for an electricity storage device according to any one of claims 1 to 28.
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