JP7816615B2 - Quality control method in molding process of exterior material for power storage device, manufacturing method of power storage device, exterior material for power storage device, and power storage device - Google Patents
Quality control method in molding process of exterior material for power storage device, manufacturing method of power storage device, exterior material for power storage device, and power storage deviceInfo
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Description
本開示は、蓄電デバイス用外装材の成形工程における品質管理方法、蓄電デバイスの製造方法、蓄電デバイス用外装材、及び蓄電デバイスに関する。 This disclosure relates to a quality control method in the molding process of an exterior material for an electricity storage device, a manufacturing method for an electricity storage device, an exterior material for an electricity storage device, 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.
前記のようなフィルム状の積層体により形成された蓄電デバイス用外装材において、蓄電デバイス素子を収容する凹部の形成により、蓄電デバイス用外装材に屈曲部が形成される。この屈曲部においては、蓄電デバイス用外装材が延伸されているため、表面部分に白化が生じる場合がある。蓄電デバイス用外装材の成形による白化は、蓄電デバイスの外観不良に繋がることから、蓄電デバイス用外装材の成形における品質管理の対象となっている。当該品質管理において、例えば蓄電デバイス用外装材が着色されている場合や、白化の程度が大きい場合には、白化の有無を目視で確認することができる。 In an electrical storage device packaging material formed from the above-described film-like laminate, the formation of a recess for accommodating an electrical storage device element forms a bent portion in the electrical storage device packaging material. Because the electrical storage device packaging material is stretched at this bent portion, whitening may occur on the surface. Whitening due to molding of the electrical storage device packaging material can lead to poor appearance of the electrical storage device, and is therefore subject to quality control during molding of the electrical storage device packaging material. During this quality control, for example, if the electrical storage device packaging material is colored or if the degree of whitening is significant, the presence or absence of whitening can be visually confirmed.
ところが、本発明者等が検討したところ、蓄電デバイス用外装材の凹部を形成する屈曲部において、目視では白化が確認されにくいものの、走査型電子顕微鏡などで屈曲部(蓄電デバイス用外装材の外表面の曲面部)を観察すると、非常に微細なクラックが形成されている場合があることを知得した。したがって、蓄電デバイス用外装材の成形工程における、新規な品質管理方法が求められることが明らかとなった。 However, through investigations, the inventors have found that although whitening is difficult to detect visually at the bent portions that form the recesses in the exterior material for an electricity storage device, when the bent portions (the curved portions on the outer surface of the exterior material for an electricity storage device) are observed using a scanning electron microscope or similar, very fine cracks may be found to have formed. Therefore, it has become clear that a new quality control method is needed in the molding process of exterior materials for electricity storage devices.
このような状況下、本開示は、蓄電デバイス用外装材の成形工程における新規な品質管理方法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 a new quality control method for the molding process of exterior materials for electricity storage devices.
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成形工程において、凹部が形成された蓄電デバイス用外装材の中から、被験対象蓄電デバイス用外装材を抽出し、被験対象蓄電デバイス用外装材の凹部を形作る外側表面の曲面部と非曲面部について、それぞれ、SCI方式、視野10°及び光源F2の測定条件で、反射光のL*a*b*色空間におけるL*値を測定して、L*値の差の大きさ(すなわちL*値の差の絶対値)に基づいて、凹部が形成された蓄電デバイス用外装材が良品であるか否かを判定することにより、従来の目視による判定と比較して、高精度で品質管理を行うことができることを見出した。 The inventors of the present disclosure conducted extensive studies to solve the above-mentioned problems. As a result, they found that, in a molding process of an electrical storage device exterior material, a test electrical storage device exterior material is extracted from electrical storage device exterior materials having recesses formed therein, and the L* value in the L*a*b * color space of reflected light is measured for each of the curved and uncurved portions of the outer surface that form the recesses of the test electrical storage device exterior material under measurement conditions of the SCI method, a field of view of 10 °, and light source F2 , and whether or not the electrical storage device exterior material having recesses formed therein is a non-defective product is determined based on the magnitude of the difference in the L * values (i.e., the absolute value of the difference in the L* values), thereby enabling quality control with higher accuracy than conventional visual determination.
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。
蓄電デバイス用外装材の成形工程における品質管理方法であって、
品質管理方法は、少なくとも、外側から順に、基材層と、バリア層と、熱融着性樹脂層とを備える積層体から構成された蓄電デバイス用外装材が、熱融着性樹脂層側から基材層側に突出するようにして成形され、熱融着性樹脂層側に蓄電デバイス素子が収容される凹部が形成された蓄電デバイス用外装材を品質管理の対象としており、
凹部が形成された蓄電デバイス用外装材の中から、被験対象蓄電デバイス用外装材を抽出し、被験対象蓄電デバイス用外装材の凹部を形作る外側表面の曲面部と非曲面部について、それぞれ、SCI方式、視野10°及び光源F2の測定条件で、反射光のL*a*b*色空間におけるL*値を測定して、L*値の差の大きさに基づいて、凹部が形成された蓄電デバイス用外装材が良品であるか否かを判定する判定工程を備える、
蓄電デバイス用外装材の成形工程における品質管理方法。
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.
A quality control method in a molding process of an exterior material for an electricity storage device, comprising:
The quality control method targets quality control of an electrical storage device packaging material that is made of a laminate including at least, in order from the outside, a base material layer, a barrier layer, and a heat-sealable resin layer, and that is molded so as to protrude from the heat-sealable resin layer side toward the base material layer side, and that has a recess formed on the heat-sealable resin layer side in which an electrical storage device element is housed,
The method comprises a determination step of extracting a test-target electrical storage device exterior material from among the electrical storage device exterior materials having recesses formed therein, measuring the L* value in the L * a * b * color space of reflected light for each of the curved and uncurved portions of the outer surface forming the recesses of the test-target electrical storage device exterior material under measurement conditions of an SCI method, a field of view of 10°, and a light source F2, and determining whether the electrical storage device exterior material having recesses formed therein is a non-defective product based on the magnitude of the difference in the L* value .
A quality control method for the molding process of exterior materials for electricity storage devices.
本開示によれば、蓄電デバイス用外装材の成形工程における新規な品質管理方法を提供することができる。また、本開示によれば、当該品質管理方法を利用した蓄電デバイス用外装材の製造方法を提供することもできる。また、本開示によれば、当該品質管理方法によって良品と判定される蓄電デバイス用外装材、さらには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ができる。 The present disclosure can provide a novel quality control method for the molding process of an exterior material for an electricity storage device. The present disclosure can also provide a manufacturing method for an exterior material for an electricity storage device that utilizes the quality control method. The present disclosure can also provide an exterior material for an electricity storage device that is determined to be a non-defective product by the quality control method, and an electricity storage device that utilizes the exterior material for an electricity storage device.
本開示の品質管理は、蓄電デバイス用外装材の成形工程における品質管理方法であって、品質管理方法は、少なくとも、外側から順に、基材層と、バリア層と、熱融着性樹脂層とを備える積層体から構成された蓄電デバイス用外装材が、熱融着性樹脂層側から基材層側に突出するようにして成形され、熱融着性樹脂層側に蓄電デバイス素子が収容される凹部が形成された蓄電デバイス用外装材を品質管理の対象としており、凹部が形成された蓄電デバイス用外装材の中から、被験対象蓄電デバイス用外装材を抽出し、被験対象蓄電デバイス用外装材の凹部を形作る外側表面の曲面部と非曲面部について、それぞれ、SCI方式、視野10°及び光源F2の測定条件で、反射光のL*a*b*色空間におけるL*値を測定して、L*値の差の大きさに基づいて、凹部が形成された蓄電デバイス用外装材が良品であるか否かを判定する判定工程を備えることを特徴とする。本開示の品質管理方法により、L*値の差の大きさに基づいて、凹部が形成された蓄電デバイス用外装材が良品であるか否かを判定することができる。 The quality control disclosed herein is a quality control method in a molding process of an electrical storage device exterior material, and the quality control method targets electrical storage device exterior materials in which the electrical storage device exterior material is composed of a laminate including, in order from the outside, a base material layer, a barrier layer, and a heat-sealable resin layer, and is molded so as to protrude from the heat-sealable resin layer side toward the base material layer side, and in which a recess for accommodating an electrical storage device element is formed on the heat-sealable resin layer side.The quality control method is characterized by comprising a determination step of selecting a test electrical storage device exterior material from the electrical storage device exterior materials in which a recess is formed, measuring the L * value in the L * a * b * color space of reflected light for each of the curved and uncurved portions on the outer surface that form the recess of the test electrical storage device exterior material under measurement conditions of the SCI method, a field of view of 10°, and a light source F2, and determining whether the electrical storage device exterior material in which a recess is formed is a non-defective product based on the magnitude of the difference in the L * values. According to the quality control method of the present disclosure, it is possible to determine whether or not an electrical storage device packaging material having recesses formed therein is a non-defective product based on the magnitude of the difference in L * value.
以下、本開示の蓄電デバイス用外装材の成形工程における品質管理方法、蓄電デバイスの製造方法、蓄電デバイス用外装材、及び蓄電デバイスについて詳述する。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 quality control method for the molding process of the electrical storage device exterior material, the manufacturing method for the electrical storage device, the electrical storage device exterior material, and the electrical storage device disclosed herein are 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.品質管理方法
本開示の品質管理方法は、蓄電デバイス用外装材の成形工程における品質管理方法である。本開示の品質管理方法において、品質管理の対象となる蓄電デバイス用外装材は、少なくとも、外側から順に、基材層と、バリア層と、熱融着性樹脂層と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の積層構成及び各層の詳細については、後述する。
1. Quality Control Method The quality control method disclosed herein is a quality control method for a molding process of an electrical storage device packaging material. In the quality control method disclosed herein, the electrical storage device packaging material to be quality controlled is composed of a laminate including, from the outside, at least a base material layer, a barrier layer, and a heat-sealable resin layer. The laminate structure and each layer of the electrical storage device packaging material will be described in detail below.
また、本開示の品質管理方法において、品質管理の対象となる蓄電デバイス用外装材は、熱融着性樹脂層側から基材層側に突出するようにして成形されており、熱融着性樹脂層側に蓄電デバイス素子が収容される凹部が形成されている。すなわち、蓄電デバイス用外装材は、成形によって形成された凹部を有している。後述の通り、当該成形は、金型などを用いて行うことができる。 Furthermore, in the quality control method disclosed herein, the electrical storage device packaging material that is the subject of quality control is molded so that it protrudes from the heat-sealable resin layer side toward the base layer side, and a recess in which the electrical storage device element is housed is formed on the heat-sealable resin layer side. In other words, the electrical storage device packaging material has a recess formed by molding. As described below, this molding can be performed using a mold or the like.
蓄電デバイス用外装材に形成されている凹部の形状としては、蓄電デバイス素子を収容できる空間が形成されていれば、特に制限されない。凹部の形状の具体例としては、基材層1側から観察した際、平面視略矩形状、平面視略円形状などが挙げられる。図5,6には、平面視矩形状の凹部100が蓄電デバイス用外装材10に設けられている模式図を示している。なお、平面視矩形状には、矩形の角部が直角である場合だけでなく、図5,6に示すように、丸みを帯びた形状も含まれる。例えば図5,6の模式図に示されたような平面視矩形状の凹部は、曲面部11は、基材層1側に突出している角部11a及び稜線部11bを含んでおり、角部11a及び稜線部11bは、それぞれ、基材層1側の表面は所定の曲率半径Rを有している。平面視矩形状の凹部100は、直方体状の空間を形作っており、当該空間に蓄電デバイス素子が収容される。凹部の形状が、平面視円形状であれば、凹部は円柱状の空間を形作り、当該空間に蓄電デバイス素子が収容される。 The shape of the recess formed in the exterior material for an electric storage device is not particularly limited, as long as it provides a space large enough to accommodate an electric storage device element. Specific examples of the recess shape include a generally rectangular or circular shape when viewed from the base layer 1 side. Figures 5 and 6 show schematic diagrams of a recess 100 having a rectangular shape in plan view provided in an exterior material 10 for an electric storage device. The rectangular shape in plan view includes not only rectangular corners but also rounded shapes, as shown in Figures 5 and 6. For example, in the rectangular recess shown in the schematic diagrams of Figures 5 and 6, the curved surface 11 includes corners 11a and ridges 11b that protrude toward the base layer 1, and the surfaces of the corners 11a and ridges 11b facing the base layer 1 each have a predetermined radius of curvature R. The rectangular recess 100 in plan view forms a rectangular parallelepiped space in which an electric storage device element is accommodated. If the recess has a circular shape in plan view, the recess forms a cylindrical space in which the energy storage device element is housed.
また、凹部100のサイズとしては、特に制限されず、蓄電デバイスの大きさ(すなわち、収容される蓄電デバイス素子の大きさ)などに応じて適宜設計される。例えば、凹部の形状が平面視矩形状である場合、蓄電デバイス用外装材10を基材層1側から観察した際、凹部100の長辺の長さは、例えば約20mm以上、好ましくは約30mm以上、より好ましくは約50mm以上である。また、凹部100の長辺の長さは、例えば約600mm以下、好ましくは約400mm以下、より好ましくは約200mm以下である。凹部100の長辺の長さの好ましい範囲としては、20~600μm程度、20~400μm程度、20~200μm程度、30~600μm程度、30~400μm程度、30~200μm程度、50~600μm程度、50~400μm程度、50~200mm程度が挙げられる。また、蓄電デバイス用外装材10を基材層1側から観察した際、凹部100の短辺の長さは、例えば約10mm以上、好ましくは約20mm以上、より好ましくは約30mm以上である。また、凹部100の短辺の長さは、例えば約300mm以下、好ましくは約200mm以下、より好ましくは約100mm以下である。凹部100の短辺の長さの好ましい範囲としては、10~300μm程度、10~200μm程度、10~100μm程度、20~300μm程度、20~200μm程度、20~100μm程度、30~300μm程度、30~200μm程度、30~100mm程度が挙げられる。凹部100の長辺の長さと、短辺の長さとは同じ(すなわち、凹部100の形状が平面視正方形状)であってもよい。 The size of the recess 100 is not particularly limited and is designed appropriately depending on the size of the electricity storage device (i.e., the size of the electricity storage device element to be housed). For example, if the recess is rectangular in plan view, when the electricity storage device exterior material 10 is observed from the base layer 1 side, the length of the long side of the recess 100 is, for example, approximately 20 mm or more, preferably approximately 30 mm or more, and more preferably approximately 50 mm or more. The length of the long side of the recess 100 is, for example, approximately 600 mm or less, preferably approximately 400 mm or less, and more preferably approximately 200 mm or less. Preferred ranges for the length of the long side of the recess 100 include approximately 20 to 600 μm, approximately 20 to 400 μm, approximately 20 to 200 μm, approximately 30 to 600 μm, approximately 30 to 400 μm, approximately 30 to 200 μm, approximately 50 to 600 μm, approximately 50 to 400 μm, and approximately 50 to 200 mm. Furthermore, when the exterior material 10 for an electricity storage device is observed from the base layer 1 side, the length of the short side of the recess 100 is, for example, about 10 mm or more, preferably about 20 mm or more, and more preferably about 30 mm or more. The length of the short side of the recess 100 is, for example, about 300 mm or less, preferably about 200 mm or less, and more preferably about 100 mm or less. Preferred ranges for the length of the short side of the recess 100 include about 10 to 300 μm, about 10 to 200 μm, about 10 to 100 μm, about 20 to 300 μm, about 20 to 200 μm, about 20 to 100 μm, about 30 to 300 μm, about 30 to 200 μm, and about 30 to 100 mm. The length of the long side and the length of the short side of the recess 100 may be the same (i.e., the shape of the recess 100 is square in a plan view).
また、凹部100の深さD(図6を参照)は、特に制限されず、蓄電デバイスの大きさ(すなわち、収容される蓄電デバイス素子の大きさ)などに応じて適宜設計される。例えば、後述する総厚みを有する蓄電デバイス用外装材10であれば、4~10mm程度が挙げられる。 The depth D of the recess 100 (see Figure 6) is not particularly limited and is designed appropriately depending on the size of the electricity storage device (i.e., the size of the electricity storage device elements to be housed), etc. For example, for an exterior packaging material 10 for an electricity storage device having a total thickness described below, the depth may be approximately 4 to 10 mm.
蓄電デバイス用外装材10が備える凹部100は、フィルム状の蓄電デバイス用外装材が成形されることで形成されるものである。具体的には、蓄電デバイス用外装材を構成する積層体の基材層1側に配置された金型(雌型)と、熱融着性樹脂層4側に配置された金型(雄型)とを用い、熱融着性樹脂層4側から基材層1側に突出するようにして、積層体を成形(一般には冷間成形)することで、熱融着性樹脂層4側に蓄電デバイス素子が収容される凹部100を形成することができる。 The recess 100 provided in the electricity storage device exterior material 10 is formed by molding the film-like electricity storage device exterior material. Specifically, using a mold (female mold) placed on the base material layer 1 side of the laminate constituting the electricity storage device exterior material and a mold (male mold) placed on the heat-sealable resin layer 4 side, the laminate is molded (typically cold-molded) so that it protrudes from the heat-sealable resin layer 4 side toward the base material layer 1 side, thereby forming the recess 100 on the heat-sealable resin layer 4 side in which the electricity storage device element is housed.
本開示の品質管理方法は、凹部が形成された蓄電デバイス用外装材が良品であるか否かを判定する判定工程を備えることを特徴としている。判定工程においては、凹部100が形成された蓄電デバイス用外装材10の中から、被験対象蓄電デバイス用外装材を抽出し、被験対象蓄電デバイス用外装材の凹部を形作る外側表面の曲面部11と非曲面部12について、それぞれ、SCI方式、視野10°及び光源F2の測定条件で、反射光のL*a*b*色空間におけるL*値を測定して、L*値の差の大きさに基づいて、凹部が形成された蓄電デバイス用外装材が良品であるか否かを判定する。なお、本開示の品質管理方法を蓄電デバイスの製造工程の一部として利用する場合、被験対象蓄電デバイス用外装材の抽出は、無作為に行ってもよいし、所定の割合(例えば、凹部が形成された蓄電デバイス用外装材1,000~10,000個に1個の割合で被験対象蓄電デバイス用外装材として抽出する)で行っても良いし、凹部が形成された蓄電デバイス用外装材の全てを被験対象蓄電デバイス用外装材として抽出してもよい。なお、凹部が形成された蓄電デバイス用外装材の全てを被験対象蓄電デバイス用外装材として抽出する場合、蓄電デバイスの生産効率を踏まえると、L*値などの測定を自動化し、生産ラインに組み込むことが望ましい。 The quality control method of the present disclosure is characterized by including a determination step of determining whether or not an electrical storage device exterior material having a recess formed therein is a non-defective product. In the determination step, an electrical storage device exterior material to be tested is extracted from electrical storage device exterior materials 10 having recesses 100 formed therein, and the L* value in the L * a * b * color space of reflected light is measured for each of curved portion 11 and uncurved portion 12 on the outer surface that form the recess of the electrical storage device exterior material to be tested under measurement conditions of the SCI method, a field of view of 10° , and light source F2, and whether or not the electrical storage device exterior material having recesses formed therein is a non-defective product is determined based on the magnitude of the difference in the L* values . When the quality control method of the present disclosure is used as part of the manufacturing process of an electricity storage device, the electrical storage device exterior materials to be tested may be selected randomly, or at a predetermined rate (for example, one in every 1,000 to 10,000 electrical storage device exterior materials having a recess formed therein may be selected as the electrical storage device exterior material to be tested), or all electrical storage device exterior materials having a recess formed therein may be selected as the electrical storage device exterior materials to be tested. When all electrical storage device exterior materials having a recess formed therein are selected as the electrical storage device exterior materials to be tested, it is desirable to automate the measurement of the L * value and incorporate it into the production line, taking into account the production efficiency of the electricity storage device.
前記の通り、蓄電デバイス素子を収容する凹部の形成により、蓄電デバイス用外装材に屈曲部(図6の曲面部11、13を参照)が形成される。この屈曲部においては、蓄電デバイス用外装材が成形によって延伸されているため、表面部分に白化が生じる場合がある。蓄電デバイス用外装材の成形による白化は、蓄電デバイスの外観不良に繋がることから、蓄電デバイス用外装材の成形における品質管理の対象となっている。当該品質管理において、例えば蓄電デバイス用外装材が着色されている場合や、白化の程度が大きい場合には、白化の有無を目視で確認することができる。しかしながら、本発明者等が検討したところ、蓄電デバイス用外装材の凹部を形成する屈曲部において、目視では白化が確認されないものの、走査型電子顕微鏡などで屈曲部(蓄電デバイス用外装材の外表面の曲面部)を観察すると、非常に微細なクラックが形成されている場合がある。したがって、蓄電デバイス用外装材の成形工程における、品質管理方法の精度をさらに高めることが望まれる。 As described above, forming the recesses that accommodate the energy storage device elements forms bent portions (see curved portions 11 and 13 in Figure 6 ) in the energy storage device exterior material. Because the energy storage device exterior material is stretched during molding, these bent portions may whiten on the surface. Because whitening during molding of the energy storage device exterior material leads to poor appearance of the energy storage device, it is subject to quality control during molding of the energy storage device exterior material. During this quality control, for example, when the energy storage device exterior material is colored or the degree of whitening is significant, the presence or absence of whitening can be confirmed visually. However, the inventors' investigations have found that, although whitening is not visually confirmed in the bent portions that form the recesses in the energy storage device exterior material, observation of the bent portions (curved portions on the outer surface of the energy storage device exterior material) using a scanning electron microscope or the like can reveal the formation of very fine cracks. Therefore, it is desirable to further improve the accuracy of quality control methods during the molding process of the energy storage device exterior material.
本開示の品質管理方法においては、成形によって形成された凹部の曲面部について、L*値の差の大きさ(すなわちL*値の差の絶対値)に基づいて、曲面部に微細なクラックが形成されているか否かなどの品質を好適に検出することが可能となっている。従って、本開示の品質管理方法を蓄電デバイスの製造に利用すれば、蓄電デバイスに求められる品質に応じて、L*値の差の大きさの評価基準を適宜設定して、蓄電デバイス用外装材の成形工程において不良品が製造されることを好適に抑制することができる。 In the quality control method of the present disclosure, it is possible to suitably detect the quality, such as whether or not fine cracks are formed in the curved surface portion of the recess formed by molding, based on the magnitude of the difference in L * value (i.e., the absolute value of the difference in L * value). Therefore, if the quality control method of the present disclosure is used in the manufacture of an electricity storage device, it is possible to appropriately set an evaluation standard for the magnitude of the difference in L * value according to the quality required of the electricity storage device, and suitably prevent the production of defective products in the molding process of the exterior material for the electricity storage device.
L*値の差の評価基準については、蓄電デバイスに求められる品質に応じて、適宜設定することができ、例えば、曲面部11における白化を管理する観点からは、曲面部11のL*値と、非曲面部12のL*との差の絶対値(良品であると判定される差の絶対値)は、好ましくは2.0以下、より好ましくは1.8以下、さらに好ましくは1.5以下、さらに好ましくは1.0以下、さらに好ましくは0.5以下、特に好ましくは0.3以下である。また、当該観点から、曲面部11のL*値と、非曲面部12のL*値との差の絶対値の好ましい範囲としては、0.0~2.0程度、0.0~1.8程度、0.0~1.5程度、0.0~1.0程度、0.0~0.5程度、0.0~0.3程度が挙げられる。 The evaluation criteria for the difference in L * value can be set appropriately depending on the quality required for the electricity storage device. For example, from the viewpoint of controlling whitening in the curved surface portion 11, the absolute value of the difference between the L * value of the curved surface portion 11 and the L * value of the non-curved surface portion 12 (the absolute value of the difference that is determined to be a non-defective product) is preferably 2.0 or less, more preferably 1.8 or less, even more preferably 1.5 or less, even more preferably 1.0 or less, still more preferably 0.5 or less, and particularly preferably 0.3 or less. From this viewpoint, preferred ranges for the absolute value of the difference between the L * value of the curved surface portion 11 and the L * value of the non-curved surface portion 12 include approximately 0.0 to 2.0, approximately 0.0 to 1.8, approximately 0.0 to 1.5, approximately 0.0 to 1.0, approximately 0.0 to 0.5, and approximately 0.0 to 0.3.
蓄電デバイス用外装材に凹部を形成する成形においては、屈曲部に最も大きなひずみがかかり、微小なクラックが生じやすい。例えば表面被覆層などの蓄電デバイス用外装材を構成する層にクラックが生じることにより隙間が生じ、下地の光沢が露出して、非曲面部と比較して曲面部のL*値が高くなる。例えば耐電解液性に優れた蓄電デバイス用外装材であっても、成形によって形成された曲面部に微小なクラックが生じていると、微小なクラックから電解液が浸透し、外装材の剥がれにつながってしまう。L*値の差が小さくなる蓄電デバイス用外装材の設計としては、硬い蓄電デバイス用外装材では、成形に追従することができず、クラックが生じてしまうため、硬くても柔軟性を持つしなやかな特性にすることで調整することができる。また、蓄電デバイス用外装材が硬くてしなやかであっても、ワックスや粒子などの添加剤が多く存在すると、樹脂と粒子、または樹脂とワックスの境界の密着が弱く、境界からクラックが生じやすくなるため、添加剤の含有量は必要最低限に調整することが好ましい。 When forming recesses in an electrical storage device exterior material, the greatest strain is applied to the bent portions, making them prone to microcracks. For example, cracks occurring in layers constituting the electrical storage device exterior material, such as the surface coating layer, can create gaps, exposing the gloss of the underlying surface and increasing the L * value of the curved portions compared to the non-curved portions. For example, even in an electrical storage device exterior material with excellent electrolyte resistance, if microcracks occur in the curved portions formed by molding, the electrolyte can penetrate through the microcracks, leading to peeling of the exterior material. To design an electrical storage device exterior material that reduces the difference in L * value, a hard electrical storage device exterior material cannot conform to molding and cracks can occur, so this can be adjusted by making the material flexible despite its hardness. Furthermore, even if the electrical storage device exterior material is hard and flexible, the presence of a large amount of additives such as wax or particles can weaken the adhesion at the boundary between the resin and particles or the resin and wax, making it more likely to crack from the boundary. Therefore, it is preferable to adjust the content of additives to the minimum necessary.
また、蓄電デバイスにおいて、例えば、蓄電デバイス用外装材10の曲面部11に微細なクラックが形成されていると、そのクラックの程度によっては、蓄電デバイスの製造工程において、電解液が蓄電デバイス用外装材の表面に付着した際、電解液がクラックに浸透して、蓄電デバイス用外装材を構成している層間が剥離する可能性がある。耐電解液性に優れた蓄電デバイスが製造されるように品質管理を行う観点からは、判定工程において、曲面部11のL*値と、非曲面部12のL*値との差の絶対値(良品であると判定される差の絶対値)は、前記の白化よりも厳しい条件で管理することが望ましく、好ましくは1.5以下、より好ましくは1.0以下、さらに好ましくは0.5以下、特に好ましくは0.3以下である。なお、曲面部11のL*値と、非曲面部12のL*値との差の絶対値は、0.0以上である。曲面部11のL*値と、非曲面部12のL*値との差の絶対値の好ましい範囲としては、0.0~1.5程度、0.0~1.0程度、0.0~0.5程度、0.0~0.3程度が挙げられる。また、同様の観点から、曲面部11のa*値と、非曲面部12のa*値との差の絶対値(すなわち、絶対値であり、良品であると判定される差の絶対値)の好ましい範囲としては、0.00~0.12程度が挙げられる。同様の観点から、曲面部のb*値と、非曲面部のb*値との差の絶対値(すなわち、絶対値であり、良品であると判定される差の絶対値)の好ましい範囲としては、0.00~0.60程度が挙げられる。また、同様の観点から、ΔE*abの値は、好ましくは約1.8以下、より好ましくは約1.0以下である。また、ΔE*abの値の好ましい範囲としては、0.0~1.8程度、0.0~1.0程度が挙げられる。なお、ΔE*abの値は、ΔE*ab=[(ΔL)2+(Δa)2+(Δb)2]1/2の式に基づき算出することができる。 Furthermore, in an electricity storage device, for example, if fine cracks are formed in the curved surface portion 11 of the electricity storage device exterior material 10, depending on the extent of the cracks, when an electrolyte solution is applied to the surface of the electricity storage device exterior material during the manufacturing process of the electricity storage device, the electrolyte solution may penetrate into the cracks, causing delamination between the layers constituting the electricity storage device exterior material. From the viewpoint of performing quality control so as to manufacture an electricity storage device with excellent electrolyte resistance, in the judgment process, it is desirable to control the absolute value of the difference between the L * value of the curved surface portion 11 and the L * value of the non-curved surface portion 12 (the absolute value of the difference that is judged to be a good product) under stricter conditions than those for the whitening described above, and is preferably 1.5 or less, more preferably 1.0 or less, even more preferably 0.5 or less, and particularly preferably 0.3 or less. Note that the absolute value of the difference between the L * value of the curved surface portion 11 and the L * value of the non-curved surface portion 12 is 0.0 or more. Preferred ranges for the absolute value of the difference between the L * value of the curved surface portion 11 and the L * value of the uncurved surface portion 12 include approximately 0.0 to 1.5, approximately 0.0 to 1.0, approximately 0.0 to 0.5, and approximately 0.0 to 0.3. From a similar perspective, a preferred range for the absolute value of the difference between the a * value of the curved surface portion 11 and the a * value of the uncurved surface portion 12 (i.e., the absolute value of the difference that determines a product is good) is approximately 0.00 to 0.12. From a similar perspective, a preferred range for the absolute value of the difference between the b * value of the curved surface portion and the b * value of the uncurved surface portion (i.e., the absolute value of the difference that determines a product is good) is approximately 0.00 to 0.60. From a similar perspective, the ΔE * ab value is preferably approximately 1.8 or less, more preferably approximately 1.0 or less. Furthermore, preferred ranges for the ΔE * ab value include approximately 0.0 to 1.8, and approximately 0.0 to 1.0. The ΔE * ab value can be calculated based on the formula ΔE * ab=[(ΔL) 2 +(Δa) 2 +(Δb) 2 ] 1/2 .
本開示において、判定工程は、具体的には以下のようにして実施することができる。蓄電デバイス用外装材の凹部100を形作っている基材層1側の外表面の曲面部11であって、蓄電デバイス用外装材10の基材層1側に突出している曲面部11と、凹部100を形作っている基材層1側の外表面の非曲面部12(図5,6の模式図に示される非曲面部12)の各々について、以下の条件にて、L*a*b*色空間におけるL*値を測定する。白色校正キャップ(例えば、CM-A177:コニカミノルタ製)で校正した分光測色計(例えば、コニカミノルタ社製分光測色計(CM-700d))の観察条件を10°、観察光源をF2、SCIモードに設定(JIS Z8722-2009)する。次に、測定対象とする曲面部11及び非曲面部12について、それぞれ、外側表面(基材層1側表面)のL*値の測定を常温常湿下にて行う。曲面部11については測定径を8mmφに設定し、非曲面部12については測定径を3mmφに設定して測定を行う。なお、曲面部11及び非曲面部12のa*値、及びb*値についても、それぞれ、L*値の測定と共に、この測定条件で測定することができる。 In the present disclosure, the determination step can be specifically carried out as follows. The L* value in the L*a*b* color space is measured under the following conditions for each of the curved portions 11 on the outer surface of the electrical storage device exterior material on the side of the base material 1 that forms the recess 100, the curved portions 11 protruding toward the base material 1 of the electrical storage device exterior material 10, and the uncurved portions 12 on the outer surface of the base material 1 that forms the recess 100 (the uncurved portions 12 shown in the schematic diagrams of FIGS . 5 and 6 ). The observation conditions of a spectrophotometer (for example, a spectrophotometer (CM-700d) manufactured by Konica Minolta) calibrated with a white calibration cap (for example, a CM-A177 manufactured by Konica Minolta) are set to 10°, an observation illuminant to F2, and SCI mode (JIS Z8722-2009). Next, the L * value of the outer surface (surface on the substrate layer 1 side) of each of the curved surface portion 11 and the non-curved surface portion 12 to be measured is measured at room temperature and normal humidity. The measurement diameter is set to 8 mmφ for the curved surface portion 11, and to 3 mmφ for the non-curved surface portion 12. The a * value and b * value of each of the curved surface portion 11 and the non-curved surface portion 12 can also be measured under these measurement conditions together with the L * value.
L*値の測定対象となる曲面部11は、凹部100を形成している曲面部11のうち、成形(凹部100の形成における成形)によって最も延伸された部分(すなわち、微細なクラックが最も発生し易い部分)とする。最も延伸された部分は、前記のL*値の差が最も大きくなる部分であり、また、曲面部11のL*値が最も大きくなる部分である。例えば図5,6の模式図に示されたような平面視矩形状の凹部100であれば、曲面部11(平面視矩形状)の中でも角部11aが最も延伸される部分となるため、角部11aをL*値の測定対象とすることが好適である。なお、角部11aは、成形の金型の形状に4箇所存在しているが、角部11aを形成する金型の4つの角部の形状が同一であれば、角部11aのL*値も実質的に同一となるため、1箇所の角部11aについてL*値を測定すれば、他の3箇所の角部11aについてのL*値の測定は省略することができる。a*値及びb*値を測定する曲面部11は、L*値を測定する曲面部11と同じである。 The curved surface portion 11 to be measured for the L * value is the portion of the curved surface portion 11 forming the recess 100 that is most stretched by molding (the molding process for forming the recess 100) (i.e., the portion most likely to develop fine cracks). The most stretched portion is the portion where the difference in L * value is greatest, and is also the portion of the curved surface portion 11 where the L * value of the curved surface portion 11 is greatest. For example, in the case of a recess 100 having a rectangular shape in plan view as shown in the schematic diagrams of Figures 5 and 6, the corner portion 11a is the portion of the curved surface portion 11 (rectangular shape in plan view) that is most stretched, so it is preferable to measure the L * value of the corner portion 11a. Note that there are four corner portions 11a in the shape of the molding die. However, if the shapes of the four corners of the die that form the corner portions 11a are the same, the L * values of the corner portions 11a will also be substantially the same. Therefore, if the L * value of one corner portion 11a is measured, it is possible to omit measuring the L * values of the other three corner portions 11a. The curved surface portion 11 for measuring the a * value and the b * value is the same as the curved surface portion 11 for measuring the L * value.
また、金型の形状等によっては、例えば図5,6の模式図に示されたような平面視矩形状の凹部であっても、曲面部11のうち、基材層1側に突出している稜線部11bが最も延伸される部分となることもある。例えば、前述した基材層1側の表面において、稜線部11bの曲率半径Rが、角部11aの曲率半径Rよりも小さい場合には、曲面部11のうち、基材層1側に突出している稜線部11bが最も延伸される部分となり得る。このような場合は、稜線部11bをL*値の測定対象とすることが好適である。また、例えば平面視円形状の凹部であれば、角部が存在しないため、稜線部をL*値の測定対象とする。なお、図6の曲面部13は、基材層1側に突出していない曲面部であり、基材層1側に突出している側である曲面部11と比較すると、通常、一般に成形による延伸が小さく、L*値の測定対象とする曲面部11として採用してもよいし、採用しなくてもよい。 Furthermore, depending on the shape of the mold, even in a recess having a rectangular shape in plan view, such as those shown in the schematic diagrams of Figures 5 and 6, the ridge portion 11b of the curved surface portion 11 protruding toward the substrate layer 1 may be the portion that is most stretched. For example, if the radius of curvature R of the ridge portion 11b on the surface facing the substrate layer 1 is smaller than the radius of curvature R of the corners 11a, the ridge portion 11b of the curved surface portion 11 protruding toward the substrate layer 1 may be the portion that is most stretched. In such cases, it is preferable to measure the ridge portion 11b as the object of measurement for the L * value. Furthermore, for example, in a recess having a circular shape in plan view, since there are no corners, the ridge portion is the object of measurement for the L * value. Note that the curved surface portion 13 in Figure 6 is a curved surface portion that does not protrude toward the substrate layer 1. Compared to the curved surface portion 11 protruding toward the substrate layer 1, it typically undergoes less stretching due to molding, and may or may not be used as the curved surface portion 11 that is the object of measurement for the L * value.
また、非曲面部のL*値は、成形によって実質的に延伸されていない部分を非曲面部12として測定することが好ましい。非曲面部のL*値は、通常はどの位置でも同じであるが、例えば、凹部100を基材層1側から観察した場合に、凹部100の中心部分を非曲面部12として、L*値を測定することが好ましい。 Furthermore, the L * value of the non-curved surface portion is preferably measured by taking the portion that is not substantially stretched by molding as the non-curved surface portion 12. The L * value of the non-curved surface portion is usually the same at any position, but when the recess 100 is observed from the base layer 1 side, for example, it is preferable to measure the L * value by taking the center portion of the recess 100 as the non-curved surface portion 12.
本開示の品質管理方法において、品質管理の対象とされる蓄電デバイス用外装材10の曲面部11のL*値及び非曲面部12のL*値については、それぞれ、特に制限されず、前記のように白化や耐電解液性などの観点から、これらのL*値の差を適宜管理すれば良い。例えば、蓄電デバイス用外装材10が着色されている場合(具体的には、蓄電デバイス用外装材10のバリア層3よりも基材層1側に位置する層のうち、少なくとも1層(例えば、後述する、基材層1,接着剤層2、着色層、表面被覆層6など)が着色されることで、蓄電デバイス用外装材10を基材層1側から観察した場合に、バリア層3とは異なる色が視認される場合)に、曲面部11における白化などが不良品と判定されやすく、特に、蓄電デバイス用外装材10の外観が黒色等の濃色である場合に、本開示の品質管理方法が好ましく用いられる。 In the quality control method of the present disclosure, the L * value of the curved surface portion 11 and the L * value of the non-curved surface portion 12 of the electrical storage device exterior material 10, which are the subject of quality control, are not particularly limited, and it is sufficient to appropriately control the difference between these L * values from the viewpoints of whitening, electrolyte resistance, etc., as described above. For example, when the electrical storage device exterior material 10 is colored (specifically, when at least one layer (e.g., the base material layer 1, adhesive layer 2, colored layer, surface coating layer 6, etc., described below) of the layers located closer to the base material layer 1 than the barrier layer 3 of the electrical storage device exterior material 10 is colored, and a color different from that of the barrier layer 3 is visually recognized when the electrical storage device exterior material 10 is observed from the base material layer 1 side), whitening or the like in the curved surface portion 11 is likely to result in the product being determined to be defective, and the quality control method of the present disclosure is preferably used particularly when the external appearance of the electrical storage device exterior material 10 is a dark color such as black.
このような観点から、品質管理の対象とされる蓄電デバイス用外装材10の非曲面部12のL*値は、例えば約60.0以下が好適であり、約50.0以下がより好適であり、約40.0がさらに好適であり、約30.0以下がさらに好適である。なお、非曲面部12のL*値は、例えば約0.0以上、約10.0以上、約20.0以上などである。非曲面部12のL*値の好ましい範囲としては、0.0~60.0程度、0.0~50.0程度、0.0~40.0程度、0.0~30.0程度、10.0~60.0程度、10.0~50.0程度、10.0~40.0程度、10.0~30.0程度、20.0~60.0程度、20.0~50.0程度、20.0~40.0程度、20.0~30.0程度が挙げられる。同様に、非曲面部12のa*値は、例えば約+2.00以下、好ましくは約+1.00以下である。また、非曲面部12のa*値は、例えば約-2.00以上、好ましくは約-1.00以上である。非曲面部12のa*値の好ましい範囲としては、-2.00~+2.00程度、-2.00~+1.00程度、-1.00~+2.00程度、-1.00~+1.00程度などが挙げられる。同様に、非曲面部12のb*値は、例えば約+1.00以下、好ましくは約+0.00以下である。また、非曲面部12のb*値は、例えば約-3.00以上、好ましくは約-2.00以上である。非曲面部12のb*値の好ましい範囲としては、-3.00~+1.00程度、-3.00~+0.00程度、-2.00~+1.00程度、-2.00~+0.00程度などが挙げられる。 From this perspective, the L * value of the uncurved surface portion 12 of the exterior material 10 for an electricity storage device, which is subject to quality control, is preferably, for example, about 60.0 or less, more preferably about 50.0 or less, even more preferably about 40.0 or less, and even more preferably about 30.0 or less. The L * value of the uncurved surface portion 12 is, for example, about 0.0 or more, about 10.0 or more, or about 20.0 or more. Preferred ranges for the L * value of the non-curved surface portion 12 include approximately 0.0 to 60.0, approximately 0.0 to 50.0, approximately 0.0 to 40.0, approximately 0.0 to 30.0, approximately 10.0 to 60.0, approximately 10.0 to 50.0, approximately 10.0 to 40.0, approximately 10.0 to 30.0, approximately 20.0 to 60.0, approximately 20.0 to 50.0, approximately 20.0 to 40.0, and approximately 20.0 to 30.0. Similarly, the a * value of the non-curved surface portion 12 is, for example, approximately +2.00 or less, preferably approximately +1.00 or less. Furthermore, the a * value of the non-curved surface portion 12 is, for example, approximately -2.00 or more, preferably approximately -1.00 or more. Preferred ranges for the a * value of the non-curved surface portion 12 include approximately -2.00 to +2.00, approximately -2.00 to +1.00, approximately -1.00 to +2.00, and approximately -1.00 to +1.00. Similarly, the b * value of the non-curved surface portion 12 is, for example, approximately +1.00 or less, and preferably approximately +0.00 or less. Furthermore, the b * value of the non-curved surface portion 12 is, for example, approximately -3.00 or more, and preferably approximately -2.00 or more. Preferred ranges for the b * value of the non-curved surface portion 12 include approximately -3.00 to +1.00, approximately -3.00 to +0.00, approximately -2.00 to +1.00, and approximately -2.00 to +0.00.
曲面部11のL*値と、非曲面部12のL*値との差については、例えば、蓄電デバイス用外装材10の最外層に位置する層(例えば、後述する基材層1、表面被覆層6など)の組成、厚みなどや、金型の形状、サイズ、表面粗さなど、さらには金型の押さえ圧などを調整することによって、所定の値となるように調整する。また、後述するように、蓄電デバイス用外装材10の積層工程における各層の積層条件等を調整することで、曲面部11のL*値と、非曲面部12のL*値との差を調整してもよい。 The difference between the L * value of the curved surface portions 11 and the L * value of the non-curved surface portions 12 is adjusted to a predetermined value, for example, by adjusting the composition, thickness, etc. of the layer located at the outermost layer of the electrical storage device exterior material 10 (for example, the substrate layer 1 and the surface coating layer 6 described below), the shape, size, surface roughness, etc. of the mold, and the pressing pressure of the mold, etc. Furthermore, as described below, the difference between the L * value of the curved surface portions 11 and the L * value of the non-curved surface portions 12 may be adjusted by adjusting the lamination conditions, etc. of each layer in the lamination process of the electrical storage device exterior material 10.
また、例えば、蓄電デバイス用外装材が艶消し調である場合に、曲面部11における白化などが不良品と判定されやすいことから、本開示の品質管理方法が好ましく用いられる。このような観点から、品質管理の対象とされる蓄電デバイス用外装材10の非曲面部12の鏡面光沢度としては、例えば約5.0以下が好適であり、約3.6以下がさらに好適である。なお、当該鏡面光沢度は、例えば約1.0以上である。当該鏡面光沢度の好ましい範囲としては、1.0~5.0程度、1.0~3.6程度が挙げられる。蓄電デバイス用外装材10の非曲面部12の鏡面光沢度は、以下のようにして特定される。なお、凹部が形成された蓄電デバイス用外装材の非曲面部の鏡面光沢度は、成形前の蓄電デバイス用外装材の外表面(成形後に非曲面部になる位置)の鏡面光沢度と実質的に同じ(すなわち、非曲面部では成形によって鏡面光沢度が実質的に変化しないが、例えば、凹部100を基材層1側から観察した場合に、凹部100の中心部分を非曲面部12として、鏡面光沢度を測定することが好ましい。)であるため、成形前の蓄電デバイス用外装材が入手可能な場合には、成形前の蓄電デバイス用外装材の外側表面の鏡面光沢度を以下の測定方法により測定してもよい。 Furthermore, for example, when the exterior material for an electricity storage device has a matte finish, whitening on the curved surface portion 11 is likely to lead to the product being determined to be defective, and therefore the quality control method disclosed herein is preferably used. From this perspective, the specular gloss of the uncurved surface portion 12 of the exterior material for an electricity storage device 10 that is the subject of quality control is preferably, for example, approximately 5.0 or less, and more preferably approximately 3.6 or less. The specular gloss is, for example, approximately 1.0 or more. Preferred ranges for the specular gloss include approximately 1.0 to 5.0, and approximately 1.0 to 3.6. The specular gloss of the uncurved surface portion 12 of the exterior material for an electricity storage device 10 is determined as follows. The specular gloss of the uncurved portion of the electrical storage device exterior material in which a recess is formed is substantially the same as the specular gloss of the outer surface of the electrical storage device exterior material before molding (the position that will become the uncurved portion after molding) (that is, the specular gloss of the uncurved portion does not substantially change due to molding; however, for example, when the recess 100 is observed from the base layer 1 side, it is preferable to measure the specular gloss using the center portion of the recess 100 as the uncurved portion 12). Therefore, if an unmolded electrical storage device exterior material is available, the specular gloss of the outer surface of the unmolded electrical storage device exterior material may be measured using the following measurement method.
<鏡面光沢度の測定>
蓄電デバイス用外装材の非曲面部の外側表面の鏡面光沢度を以下の測定方法により測定する。JIS Z 8741(1997年)に規定された方法に準拠し、グロス測定器(例えば、東洋精機製作所製のグロス測定器マイクロ-トリ-グロス(測定面積9mm×15mm))を用いて入射角60度における表面被覆層の鏡面光沢度を測定する。
<Measurement of specular gloss>
The specular gloss of the outer surface of the uncurved portion of the exterior material for an electrical storage device is measured by the following method: The specular gloss of the surface coating layer is measured at an incident angle of 60 degrees using a gloss meter (for example, a gloss meter, Micro-Tri-Gloss (measurement area 9 mm × 15 mm), manufactured by Toyo Seiki Seisakusho, Ltd.) in accordance with the method specified in JIS Z 8741 (1997).
以上の通り、本開示の品質管理方法は、蓄電デバイス用外装材の成形工程において、凹部を形成する曲面部と非曲面部のL*値の大きさに基づいて、凹部が形成された蓄電デバイス用外装材が良品であるか否かを判定する判定工程を備える、新規な品質管理方法であり、従来の目視やカメラを用いた品質管理と比較して、より高精度な品質管理を行うことも可能である。よって、本開示の品質管理方法を蓄電デバイスの製造に利用することにより、蓄電デバイスの良品をより効率的に製造することが可能となる。判定工程は、例えば、凹部を形成する際の成形により、蓄電デバイス用外装材を構成する層に微細なクラックが形成される蓄電デバイス用外装材であるか否かに基づき、蓄電デバイス用外装材の特性(成形特性)を評価するための判定方法として使用することができ、当該判定方法を用いることにより、走査型電子顕微鏡などを用いることなく、蓄電デバイス用外装材の特性を簡便に評価することができる。 As described above, the quality control method disclosed herein is a novel quality control method that includes a determination step of determining whether an electrical storage device exterior material having a recess formed therein is a non-defective product based on the magnitude of the L * values of the curved and uncurved portions that form the recess during the molding process of the electrical storage device exterior material. This allows for more accurate quality control compared to conventional quality control using visual inspection or a camera. Therefore, by utilizing the quality control method disclosed herein in the manufacture of an electrical storage device, it becomes possible to more efficiently manufacture non-defective electrical storage devices. The determination step can be used as a determination method for evaluating the characteristics (molding characteristics) of an electrical storage device exterior material based on, for example, whether the electrical storage device exterior material has fine cracks formed in the layers that constitute the electrical storage device exterior material due to molding when the recess is formed. By using this determination method, the characteristics of an electrical storage device exterior material can be easily evaluated without using a scanning electron microscope or the like.
2.蓄電デバイスの製造方法
本開示の蓄電デバイスの製造方法は、外側から順に、少なくとも、基材層1と、バリア層3と、熱融着性樹脂層4とをこの順に備える積層体から構成された蓄電デバイス用外装材10の周縁(例えば図5,6の周縁部14)において、熱融着性樹脂層4が熱融着されることにより形成された包装体によって、蓄電デバイス素子が封止された蓄電デバイスの製造方法である。本開示の蓄電デバイスの製造方法は、前記「1.品質管理方法」の欄で説明した品質管理方法を蓄電デバイスの製造に利用したものあり、重複する事項についての説明は適宜省略する。また、前記の通り、蓄電デバイス用外装材の積層構成及び各層の詳細については、後述する。
2. Manufacturing Method of Electricity Storage Device The manufacturing method of an electricity storage device according to the present disclosure is a manufacturing method of an electricity storage device in which an electricity storage device element is sealed with a packaging body formed by heat-sealing the heat-sealable resin layer 4 at the periphery (e.g., peripheral portion 14 in Figures 5 and 6 ) of an exterior packaging material 10 for an electricity storage device, which is composed of a laminate including, in this order from the outside, at least a base material layer 1, a barrier layer 3, and a heat-sealable resin layer 4. The manufacturing method of an electricity storage device according to the present disclosure utilizes the quality control method described in the section "1. Quality Control Method" above in the manufacture of an electricity storage device, and therefore, description of overlapping matters will be omitted as appropriate. As mentioned above, the laminate structure and each layer of the exterior packaging material for an electricity storage device will be described in detail below.
本開示の蓄電デバイスの製造方法においては、蓄電デバイス用外装材の熱融着性樹脂層側から基材層側に突出するように蓄電デバイス素子が収容される凹部が形成された蓄電デバイス用外装材を用意する工程を備えている。このような凹部が形成された蓄電デバイス用外装材については、前記「1.品質管理方法」の欄で説明した通りであり、説明を省略する。 The manufacturing method for an electricity storage device disclosed herein includes a step of preparing an electrical storage device packaging material having a recess formed therein for accommodating an electricity storage device element, the recess protruding from the heat-sealable resin layer side of the electrical storage device packaging material toward the base layer side. The electrical storage device packaging material having such a recess formed therein is as explained above in the section "1. Quality control method," and therefore further explanation is omitted here.
また、本開示の蓄電デバイスの製造方法においては、凹部が形成された蓄電デバイス用外装材の中から、被験対象蓄電デバイス用外装材を抽出し、被験対象蓄電デバイス用外装材の凹部を形作る外側表面の曲面部と非曲面部について、それぞれ、SCI方式、視野10°及び光源F2の測定条件で、反射光のL*a*b*色空間におけるL*値を測定して、L*値の差の大きさに基づいて、凹部が形成された蓄電デバイス用外装材が良品であるか否かを判定する判定工程を備えている。判定工程についても、前記「1.品質管理方法」の欄で説明した通りであり、説明を省略する。なお、本開示の蓄電デバイスの製造方法の判定工程において、凹部が形成された蓄電デバイス用外装材が不良品と判定された場合には、蓄電デバイス用外装材の積層工程や、蓄電デバイス用外装材の成形工程に戻り、判定工程で良品と判定されるまで、蓄電デバイス用外装材の構成、積層方法、成形条件などを調整する。 The manufacturing method for an electricity storage device according to the present disclosure also includes a determination step in which a test electricity storage device exterior material is selected from among the electricity storage device exterior materials having recesses formed therein, and the L* value in the L * a * b * color space of reflected light is measured for each of the curved and uncurved portions of the outer surface forming the recesses of the test electricity storage device exterior material using the SCI method, a field of view of 10°, and measurement conditions of light source F2, and whether the electricity storage device exterior material having recesses formed therein is a non-defective product is determined based on the magnitude of the difference in the L * values. The determination step is also as described in the section "1. Quality Control Method" above, and therefore further description will be omitted. Note that if the electricity storage device exterior material having recesses formed therein is determined to be a defective product in the determination step of the manufacturing method for an electricity storage device according to the present disclosure, the process returns to the lamination step of the electricity storage device exterior material and the molding step of the electricity storage device exterior material, and the configuration, lamination method, molding conditions, etc. of the electricity storage device exterior material are adjusted until the product is determined to be a non-defective product in the determination step.
本開示の蓄電デバイスの製造方法は、蓄電デバイス用外装材の凹部に蓄電デバイス素子を収容して、蓄電デバイスを製造する工程を備えている。本開示の蓄電デバイスの製造方法においては、判定工程の結果、凹部が形成された蓄電デバイス用外装材が良品であると判定された場合に、凹部の形成が適切であると判定して、凹部に蓄電デバイス素子を収容して、蓄電デバイスを製造する。 The method for manufacturing an electricity storage device disclosed herein includes a step of manufacturing an electricity storage device by accommodating an electricity storage device element in a recess in an exterior material for an electricity storage device. In the method for manufacturing an electricity storage device disclosed herein, if the result of the determination step indicates that the exterior material for an electricity storage device in which a recess is formed is a non-defective product, it is determined that the formation of the recess is appropriate, and an electricity storage device element is accommodated in the recess to manufacture the electricity storage device.
前記の通り、L*値の差の評価基準については、蓄電デバイスに求められる品質に応じて、適宜設定することができ、例えば、曲面部11における白化を管理する観点からは、曲面部11のL*値と、非曲面部12のL*値との差の絶対値(良品であると判定される差の絶対値)は、好ましくは2.0以下、より好ましくは1.8以下、さらに好ましくは1.5以下、さらに好ましくは1.0以下、さらに好ましくは0.5以下、特に好ましくは0.3以下である。また、当該観点から、曲面部11のL*値と、非曲面部12のL*値との差の絶対値の好ましい範囲としては、0.0~2.0程度、0.0~1.8程度、0.0~1.5程度、0.0~1.0程度、0.0~0.5程度、0.0~0.3程度が挙げられる。 As described above, the evaluation criteria for the difference in L * value can be set appropriately depending on the quality required for the electricity storage device. For example, from the viewpoint of controlling whitening in the curved surface portion 11, the absolute value of the difference between the L * value of the curved surface portion 11 and the L * value of the non-curved surface portion 12 (the absolute value of the difference that is determined to be a non-defective product) is preferably 2.0 or less, more preferably 1.8 or less, even more preferably 1.5 or less, even more preferably 1.0 or less, still more preferably 0.5 or less, and particularly preferably 0.3 or less. From this viewpoint, preferred ranges for the absolute value of the difference between the L * value of the curved surface portion 11 and the L * value of the non-curved surface portion 12 include approximately 0.0 to 2.0, approximately 0.0 to 1.8, approximately 0.0 to 1.5, approximately 0.0 to 1.0, approximately 0.0 to 0.5, and approximately 0.0 to 0.3.
また、前記の通り、耐電解液性に優れた蓄電デバイスが製造されるように品質管理を行う観点からは、判定工程において、曲面部11のL*値と、非曲面部12のL*値との差の絶対値(良品であると判定される差の絶対値)は、前記の白化よりも厳しい条件で管理することが望ましく、好ましくは1.5以下、より好ましくは1.0以下、さらに好ましくは0.5以下、特に好ましくは0.3以下である。なお、曲面部11のL*値と、非曲面部12のL*値との差の絶対値は、0.0以上である。曲面部11のL*値と、非曲面部12のL*値との差の絶対値の好ましい範囲としては、0.0~1.5程度、0.0~1.0程度、0.0~0.5程度、0.0~0.3程度が挙げられる。また、同様の観点から、曲面部11のa*値と、非曲面部12のa*値との差の絶対値(すなわち、絶対値であり、良品であると判定される差の絶対値)の好ましい範囲としては、0.00~0.12程度が挙げられる。同様の観点から、曲面部のb*値と、非曲面部のb*値との差の絶対値(すなわち、絶対値であり、良品であると判定される差の絶対値)の好ましい範囲としては、0.00~0.60程度が挙げられる。 Furthermore, as described above, from the viewpoint of quality control so as to manufacture an electricity storage device with excellent electrolyte resistance, in the determination step, it is desirable to control the absolute value of the difference between the L * value of the curved surface portion 11 and the L * value of the non-curved surface portion 12 (the absolute value of the difference that determines that the product is good) under stricter conditions than those for the whitening described above, and it is preferably 1.5 or less, more preferably 1.0 or less, even more preferably 0.5 or less, and particularly preferably 0.3 or less. The absolute value of the difference between the L * value of the curved surface portion 11 and the L * value of the non-curved surface portion 12 is 0.0 or more. Preferred ranges for the absolute value of the difference between the L * value of the curved surface portion 11 and the L * value of the non-curved surface portion 12 include approximately 0.0 to 1.5, approximately 0.0 to 1.0, approximately 0.0 to 0.5, and approximately 0.0 to 0.3. From the same viewpoint, the absolute value of the difference between the a * value of the curved surface portion 11 and the a * value of the non-curved surface portion 12 (i.e., the absolute value of the difference at which the product is determined to be non-defective) is preferably in the range of about 0.00 to 0.12. From the same viewpoint, the absolute value of the difference between the b * value of the curved surface portion and the b * value of the non-curved surface portion (i.e., the absolute value of the difference at which the product is determined to be non-defective) is preferably in the range of about 0.00 to 0.60.
凹部100に蓄電デバイス素子を収容して、蓄電デバイスを製造する方法は、公知の方法を適用することができる。具体的には、蓄電デバイス素子を構成する電極、電解液などを凹部100に収容し、蓄電デバイス用外装材10の熱融着性樹脂層4同士を熱融着させることで、蓄電デバイス素子を密封して、蓄電デバイスを得る。 A known method can be used to house the electricity storage device element in the recess 100 and manufacture the electricity storage device. Specifically, the electrodes, electrolyte, and other components that make up the electricity storage device element are housed in the recess 100, and the heat-sealable resin layers 4 of the electricity storage device exterior material 10 are heat-sealed to each other, thereby sealing the electricity storage device element and obtaining the electricity storage device.
3.検査方法
本開示の検査方法は、凹部が形成された蓄電デバイス用外装材の検査方法である。本開示の検査方法は、少なくとも、外側から順に、基材層と、バリア層と、熱融着性樹脂層とを備える積層体から構成された蓄電デバイス用外装材が、前記熱融着性樹脂層側から前記基材層側に突出するようにして成形され、前記熱融着性樹脂層側に蓄電デバイス素子が収容される凹部が形成された蓄電デバイス用外装材を検査対象としている。前述した本開示の品質管理方法は、本開示の検査方法を利用した品質管理方法といえ、前記「1.品質管理方法」の欄で説明した事項と重複する事項についての説明は適宜省略する。また、前記の通り、蓄電デバイス用外装材の積層構成及び各層の詳細については、後述する。
3. Inspection Method The inspection method of the present disclosure is a method for inspecting an electrical storage device packaging material having a recess formed therein. The inspection method of the present disclosure inspects an electrical storage device packaging material that is composed of a laminate including, from the outside, at least a base layer, a barrier layer, and a heat-sealable resin layer, and that is molded so as to protrude from the heat-sealable resin layer side toward the base layer side, and that has a recess formed on the heat-sealable resin layer side in which an electrical storage device element is housed. The quality control method of the present disclosure described above can be said to be a quality control method that utilizes the inspection method of the present disclosure, and explanations of matters that overlap with those described in the section "1. Quality Control Method" above will be omitted as appropriate. As mentioned above, the laminate structure and each layer of the electrical storage device packaging material will be described in detail below.
本開示の検査方法において、検査対象となる凹部が形成された蓄電デバイス用外装材については、前記「1.品質管理方法」の欄で説明した通りであり、説明を省略する。 In the inspection method disclosed herein, the electrical storage device packaging material with recesses formed therein that is the subject of inspection is as described above in the section "1. Quality control method," and so further description will be omitted.
また、本開示の検査方法においては、凹部が形成された蓄電デバイス用外装材の凹部を形作る外側表面の曲面部と非曲面部について、それぞれ、SCI方式、視野10°及び光源F2の測定条件で、反射光のL*a*b*色空間におけるL*値を測定して、L*値の差の大きさに基づいて、凹部が形成された蓄電デバイス用外装材が良品であるか否かを判定する判定工程を備えている。判定工程についても、前記「1.品質管理方法」の欄で説明した通りであり、説明を省略する。 The inspection method of the present disclosure also includes a determination step of measuring the L* value in the L*a*b * color space of reflected light for each of the curved and uncurved portions of the outer surface that form the recess of an electrical storage device packaging material having a recess formed therein, using the SCI method, a field of view of 10 °, and measurement conditions of light source F2 , and determining whether the electrical storage device packaging material having a recess formed therein is a non-defective product based on the magnitude of the difference in the L * values. The determination step is also as described in the section "1. Quality control method" above, and therefore further description will be omitted.
前記の通り、L*値の差の評価基準については、蓄電デバイスに求められる品質に応じて、適宜設定することができ、例えば、曲面部11における白化を管理する観点からは、曲面部11のL*値と、非曲面部12のL*値との差の絶対値(良品であると判定される差の絶対値)は、好ましくは2.0以下、より好ましくは1.8以下、さらに好ましくは1.5以下、さらに好ましくは1.0以下、さらに好ましくは0.5以下、特に好ましくは0.3以下である。また、当該観点から、曲面部11のL*値と、非曲面部12のL*値との差の絶対値の好ましい範囲としては、0.0~2.0程度、0.0~1.8程度、0.0~1.5程度、0.0~1.0程度、0.0~0.5程度、0.0~0.3程度が挙げられる。 As described above, the evaluation criteria for the difference in L * value can be set appropriately depending on the quality required for the electricity storage device. For example, from the viewpoint of controlling whitening in the curved surface portion 11, the absolute value of the difference between the L * value of the curved surface portion 11 and the L * value of the non-curved surface portion 12 (the absolute value of the difference that is determined to be a non-defective product) is preferably 2.0 or less, more preferably 1.8 or less, even more preferably 1.5 or less, even more preferably 1.0 or less, still more preferably 0.5 or less, and particularly preferably 0.3 or less. From this viewpoint, preferred ranges for the absolute value of the difference between the L * value of the curved surface portion 11 and the L * value of the non-curved surface portion 12 include approximately 0.0 to 2.0, approximately 0.0 to 1.8, approximately 0.0 to 1.5, approximately 0.0 to 1.0, approximately 0.0 to 0.5, and approximately 0.0 to 0.3.
また、前記の通り、耐電解液性に優れた蓄電デバイスが製造されるように品質管理を行う観点からは、判定工程において、曲面部11のL*値と、非曲面部12のL*値との差の絶対値(良品であると判定される差の絶対値)は、前記の白化よりも厳しい条件で管理することが望ましく、好ましくは1.5以下、より好ましくは1.0以下、さらに好ましくは0.5以下、特に好ましくは0.3以下である。なお、曲面部11のL*値と、非曲面部12のL*値との差の絶対値は、0.0以上である。曲面部11のL*値と、非曲面部12のL*値との差の絶対値の好ましい範囲としては、0.0~1.5程度、0.0~1.0程度、0.0~0.5程度、0.0~0.3程度が挙げられる。また、同様の観点から、曲面部11のa*値と、非曲面部12のa*値との差の絶対値(すなわち、絶対値であり、良品であると判定される差の絶対値)の好ましい範囲としては、0.00~0.12程度が挙げられる。同様の観点から、曲面部のb*値と、非曲面部のb*値との差の絶対値(すなわち、絶対値であり、良品であると判定される差の絶対値)の好ましい範囲としては、0.00~0.60程度が挙げられる。 Furthermore, as described above, from the viewpoint of quality control so as to manufacture an electricity storage device with excellent electrolyte resistance, in the determination step, it is desirable to control the absolute value of the difference between the L * value of the curved surface portion 11 and the L * value of the non-curved surface portion 12 (the absolute value of the difference that determines that the product is good) under stricter conditions than those for the whitening described above, and it is preferably 1.5 or less, more preferably 1.0 or less, even more preferably 0.5 or less, and particularly preferably 0.3 or less. The absolute value of the difference between the L * value of the curved surface portion 11 and the L * value of the non-curved surface portion 12 is 0.0 or more. Preferred ranges for the absolute value of the difference between the L * value of the curved surface portion 11 and the L * value of the non-curved surface portion 12 include approximately 0.0 to 1.5, approximately 0.0 to 1.0, approximately 0.0 to 0.5, and approximately 0.0 to 0.3. From the same viewpoint, the absolute value of the difference between the a * value of the curved surface portion 11 and the a * value of the non-curved surface portion 12 (i.e., the absolute value of the difference at which the product is determined to be non-defective) is preferably in the range of about 0.00 to 0.12. From the same viewpoint, the absolute value of the difference between the b * value of the curved surface portion and the b * value of the non-curved surface portion (i.e., the absolute value of the difference at which the product is determined to be non-defective) is preferably in the range of about 0.00 to 0.60.
4.蓄電デバイス用外装材
本開示の蓄電デバイス用外装材10は、少なくとも、外側から順に、基材層1と、バリア層3と、熱融着性樹脂層4とを備える積層体から構成された蓄電デバイス用外装材である。当該蓄電デバイス用外装材10は、熱融着性樹脂層4側から基材層1側に突出するようにして成形され、熱融着性樹脂層4側に蓄電デバイス素子が収容される凹部100を備えている。さらに、蓄電デバイス用外装材10の凹部を形作る外側表面の曲面部11と非曲面部12について、それぞれ、SCI方式、視野10°及び光源F2の測定条件で、反射光のL*a*b*色空間におけるL*値を測定した場合に、曲面部11のL*値と、非曲面部12のL*との差の絶対値が、1.5以下であることを特徴としている。すなわち、本開示の蓄電デバイス用外装材10は、前記「1.品質管理方法」で説明した蓄電デバイス用外装材10のうち、曲面部11のL*値と、非曲面部12のL*との差の絶対値が、1.5以下のものである。従って、蓄電デバイス用外装材10の形状等についての説明は省略する。
4. Electricity Storage Device Exterior Material The electricity storage device exterior material 10 of the present disclosure is an electricity storage device exterior material composed of a laminate including, in order from the outside, at least a base material layer 1, a barrier layer 3, and a heat-sealable resin layer 4. The electricity storage device exterior material 10 is formed so as to protrude from the heat-sealable resin layer 4 side toward the base material layer 1, and includes a recess 100 on the heat-sealable resin layer 4 side in which an electricity storage device element is housed. Furthermore, when the L* value in the L*a*b* color space of reflected light is measured for each of the curved surface portions 11 and the uncurved surface portions 12 on the outer surface that form the recess of the electricity storage device exterior material 10 under measurement conditions of the SCI method, a field of view of 10°, and light source F2, the absolute value of the difference between the L* value of the curved surface portions 11 and the L * of the uncurved surface portions 12 is 1.5 or less. That is, the exterior packaging material 10 for an electricity storage device according to the present disclosure is one of the exterior packaging materials 10 for an electricity storage device described above in "1. Quality control method" in which the absolute value of the difference between the L * value of the curved portion 11 and the L * value of the non-curved portion 12 is 1.5 or less. Therefore, a description of the shape and the like of the exterior packaging material 10 for an electricity storage device will be omitted.
前記の通り、蓄電デバイスにおいて、蓄電デバイス用外装材の曲面部に微細なクラックが形成されていると、そのクラックの程度によっては、蓄電デバイスの製造工程において、電解液が蓄電デバイス用外装材の表面に付着した際、電解液がクラックに浸透して、蓄電デバイス用外装材を構成している層間が剥離する可能性がある。よって、凹部が形成された蓄電デバイス用外装材10の曲面部11のL*値と、非曲面部12のL*値との差の絶対値は、前記の白化よりも厳しい条件で管理することが望ましい。このような観点から、本開示の蓄電デバイス用外装材10においては、曲面部11のL*値と、非曲面部12のL*値との差の絶対値が、1.5以下という特に低い値に設定されている。本開示の蓄電デバイス用外装材10において、曲面部11のL*値と、非曲面部12のL*値との差の絶対値は、好ましくは1.0以下、さらに好ましくは0.5以下、特に好ましくは0.3以下である。なお、前記の通り、曲面部11のL*値と、非曲面部12のL*値との差の絶対値は、0.0以上である。曲面部11のL*値と、非曲面部12のL*値との差の絶対値の好ましい範囲としては、0.0~1.5程度、0.0~1.0程度、0.0~0.5程度、0.0~0.3程度が挙げられる。また、同様の観点から、曲面部11のa*値と、非曲面部12のa*値との差の絶対値の好ましい範囲としては、0.00~0.12程度が挙げられる。同様の観点から、曲面部のb*値と、非曲面部のb*値との差の絶対値の好ましい範囲としては、0.00~0.60程度が挙げられる。曲面部11及び非曲面部12の好ましいL*値、a*値、及びb*値、これらの測定方法、測定箇所の詳細については、前記「1.品質管理方法」で説明した通りである。 As described above, if fine cracks are formed in the curved surface portions of the electrical storage device exterior material in an electrical storage device, depending on the severity of the cracks, when an electrolyte solution is applied to the surface of the electrical storage device exterior material during the manufacturing process of the electrical storage device, the electrolyte solution may penetrate into the cracks, causing delamination between the layers constituting the electrical storage device exterior material. Therefore, it is desirable to control the absolute value of the difference between the L * value of the curved surface portion 11 and the L * value of the non-curved surface portion 12 of the electrical storage device exterior material 10 having recesses under stricter conditions than those for the whitening. From this perspective, in the electrical storage device exterior material 10 of the present disclosure, the absolute value of the difference between the L * value of the curved surface portion 11 and the L * value of the non-curved surface portion 12 is set to a particularly low value of 1.5 or less. In the exterior packaging material 10 for an electricity storage device of the present disclosure, the absolute value of the difference between the L * value of the curved surface portion 11 and the L * value of the uncurved surface portion 12 is preferably 1.0 or less, more preferably 0.5 or less, and particularly preferably 0.3 or less. As described above, the absolute value of the difference between the L * value of the curved surface portion 11 and the L * value of the uncurved surface portion 12 is 0.0 or more. Preferred ranges for the absolute value of the difference between the L * value of the curved surface portion 11 and the L * value of the uncurved surface portion 12 include approximately 0.0 to 1.5, approximately 0.0 to 1.0, approximately 0.0 to 0.5, and approximately 0.0 to 0.3. From the same viewpoint, preferred ranges for the absolute value of the difference between the a * value of the curved surface portion 11 and the a * value of the uncurved surface portion 12 include approximately 0.00 to 0.12. From the same viewpoint, a preferable range of the absolute value of the difference between the b * value of the curved surface portion and the b * value of the non-curved surface portion is approximately 0.00 to 0.60. Details of the preferable L * value, a * value, and b * value of the curved surface portion 11 and the non-curved surface portion 12, as well as the measurement methods and measurement locations, are as explained above in "1. Quality control method."
また、本開示において、凹部100を形成する前の蓄電デバイス用外装材10は、蓄電デバイス用外装材を、熱融着性樹脂層4側から基材層1側に突出するようにして以下の成形条件で成形して、熱融着性樹脂層4側に蓄電デバイス素子が収容される凹部を形成し、蓄電デバイス用外装材10の凹部を形作る外側表面の曲面部11と非曲面部12について、それぞれ、SCI方式、視野10°及び光源F2の測定条件で、反射光のL*a*b*色空間におけるL*値を測定した場合に、曲面部11のL*値と、非曲面部12のL*との差の絶対値が、1.5以下となるものであることが好ましい。当該蓄電デバイス用外装材10は、前述した凹部が形成されておらず、所定の成形条件で凹部を形成すると、曲面部11のL*値と、非曲面部12のL*との差の絶対値が、1.5以下となるものである。 Furthermore, in the present disclosure, the electrical storage device exterior packaging material 10 before the recess 100 is formed is molded under the following molding conditions so that the electrical storage device exterior packaging material protrudes from the heat-sealable resin layer 4 side toward the base layer 1 side, forming a recess on the heat-sealable resin layer 4 side in which an electrical storage device element is housed, and when the L* value in the L * a * b * color space of reflected light is measured for each of the curved portions 11 and the uncurved portions 12 on the outer surface that form the recess of the electrical storage device exterior packaging material 10 using the SCI method, a field of view of 10°, and light source F2, the absolute value of the difference between the L* value of the curved portions 11 and the L * of the uncurved portions 12 is preferably 1.5 or less. The electrical storage device exterior packaging material 10 does not have the aforementioned recess formed therein, and when a recess is formed under specified molding conditions, the absolute value of the difference between the L * value of the curved portions 11 and the L * of the uncurved portions 12 is 1.5 or less.
(成形条件)
54.5mm(TD)×31.6mm(MD)の口径を有する成形金型(雌型)と、これに対応する成形金型(雄型)の間に蓄電デバイス用外装材を、雌型側が基材層側となるように配置し、押さえ圧(面圧)0.25MPaとし、成形深さ3.0mmで冷間成型を行い、平面視矩形状の凹部を形成する。雌型と雄型とのクリアランスは0.5mmとする。雌型の表面は、JIS B 0659-1:2002附属書1(参考) 比較用表面粗さ標準片の表2に規定される、最大高さ粗さ(Rzの呼び値)が0.8μmである。雌型のコーナーRは2.0mm、稜線Rは2.5mmである。雄型の表面は、JIS B 0659-1:2002附属書1(参考) 比較用表面粗さ標準片の表2に規定される、最大高さ粗さ(Rzの呼び値)が3.2μmである。雄型のコーナーRは2.0mm、稜線Rは2.0mmである。雄型のコーナーRと稜線R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。
(Molding conditions)
The electrical storage device exterior material is placed between a molding die (female die) with a diameter of 54.5 mm (TD) x 31.6 mm (MD) and a corresponding molding die (male die) with the female die facing the substrate layer, and cold-formed at a pressing pressure (surface pressure) of 0.25 MPa and a molding depth of 3.0 mm to form a rectangular recess in plan view. The clearance between the female die and the male die is 0.5 mm. The surface of the female die has a maximum height roughness (nominal Rz value) of 0.8 μm, as specified in Table 2 of the comparative surface roughness standard specimen in JIS B 0659-1:2002, Appendix 1 (Reference). The corner R of the female die is 2.0 mm, and the ridge R is 2.5 mm. The surface of the male mold has a maximum height roughness (nominal Rz value) of 3.2 μm as specified in Table 2 of the comparative surface roughness standard specimen in Appendix 1 of JIS B 0659-1:2002 (reference). The corner R of the male mold is 2.0 mm, and the ridge R is 2.0 mm. The corner R and ridge R of the male mold have a maximum height roughness (nominal Rz value) of 1.6 μm as specified in Table 2 of the comparative surface roughness standard specimen in Appendix 1 of JIS B 0659-1:2002 (reference).
このような成形前の蓄電デバイス用外装材10においても、前記の成形条件によって凹部を形成した後において、曲面部11のL*値と、非曲面部12のL*値との差の絶対値は、好ましくは1.0以下、さらに好ましくは0.5以下、特に好ましくは0.3以下である。なお、前記の通り、曲面部11のL*値と、非曲面部12のL*値との差の絶対値は、0.0以上である。曲面部11のL*値と、非曲面部12のL*値との差の絶対値の好ましい範囲としては、0.0~1.5程度、0.0~1.0程度、0.0~0.5程度、0.0~0.3程度が挙げられる。また、同様の観点から、曲面部11のa*値と、非曲面部12のa*値との差の絶対値の好ましい範囲としては、0.00~0.12程度が挙げられる。同様の観点から、曲面部のb*値と、非曲面部のb*値との差の絶対値の好ましい範囲としては、0.00~0.60程度が挙げられる。また、曲面部11及び非曲面部12の好ましいL*値、a*値、及びb*値、これらの測定方法、測定箇所の詳細については、前記「1.品質管理方法」で説明した通りである。 Even in such an unmolded exterior packaging material 10 for an electrical storage device, after recesses are formed under the molding conditions described above, the absolute value of the difference between the L * value of the curved surface portion 11 and the L * value of the uncurved surface portion 12 is preferably 1.0 or less, more preferably 0.5 or less, and particularly preferably 0.3 or less. As described above, the absolute value of the difference between the L * value of the curved surface portion 11 and the L * value of the uncurved surface portion 12 is 0.0 or more. Preferred ranges for the absolute value of the difference between the L * value of the curved surface portion 11 and the L * value of the uncurved surface portion 12 include approximately 0.0 to 1.5, approximately 0.0 to 1.0, approximately 0.0 to 0.5, and approximately 0.0 to 0.3. From the same viewpoint, preferred ranges for the absolute value of the difference between the a * value of the curved surface portion 11 and the a * value of the uncurved surface portion 12 include approximately 0.00 to 0.12. From the same viewpoint, a preferable range of the absolute value of the difference between the b * value of the curved surface portion and the b * value of the non-curved surface portion is approximately 0.00 to 0.60. Details of the preferable L * value, a * value, and b * value of the curved surface portion 11 and the non-curved surface portion 12, as well as the measurement methods and measurement locations, are as explained above in "1. Quality control method."
蓄電デバイス用外装材の積層構造
蓄電デバイス用外装材10は、例えば図1に示すように、少なくとも、基材層1、バリア層3、及び熱融着性樹脂層4をこの順に備える積層体から構成されている。蓄電デバイス用外装材10において、基材層1が最外層側になり、熱融着性樹脂層4は最内層になる。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14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。本開示の蓄電デバイス用外装材10を構成する積層体において、バリア層3を基準とし、バリア層3よりも熱融着性樹脂層4側が内側であり、バリア層3よりも基材層1側が外側である。
Laminated Structure of Electricity Storage Device Exterior Material As shown in FIG. 1 , for example, an electricity storage device exterior material 10 is composed of a laminate including at least a base material layer 1, a barrier layer 3, and a heat-sealable resin layer 4 in this order. In the electricity storage device exterior material 10, the base material layer 1 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 peripheral portions 14 are heat-sealed to form a space, in which the electricity storage device element is housed. In the laminate constituting the electricity storage device exterior material 10 of the present disclosure, with the barrier layer 3 as the reference, the heat-sealable resin layer 4 side is on the inner side relative to the barrier layer 3, and the base material layer 1 side is on the outer side relative to the barrier layer 3.
蓄電デバイス用外装材10は、例えば図2から図4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及び図4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。また、図4に示すように、基材層1の外側(熱融着性樹脂層4側とは反対側)には、必要に応じて表面被覆層6などが設けられていてもよい。 As shown in Figures 2 to 4, 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 improve adhesion between these layers. As shown in Figures 3 and 4, an adhesive layer 5 may optionally be provided between the barrier layer 3 and the heat-sealable resin layer 4 to improve adhesion between these layers. As shown in Figure 4, a surface coating layer 6 may be provided on the outer side of the base layer 1 (the side opposite the heat-sealable resin layer 4) as needed.
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。 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 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.
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、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、及び必要に応じて設けられる表面被覆層6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、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、基材層1、接着剤層2、バリア層3、及び熱融着性樹脂層4を含む積層体である場合にも、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、例えば80%以上、好ましくは90%以上、より好ましくは95%以上、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 base material layer 1, optional adhesive layer 2, barrier layer 3, optional adhesive layer 5, heat-sealable resin layer 4, and optional surface coating layer 6 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 base material 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 is a laminate including 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 can be, for example, 80% or more, preferably 90% or more, more preferably 95% or more, and even more preferably 98% or more.
[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の外層側に位置する。
[Base material layer 1]
In the present disclosure, the substrate layer 1 is a layer provided for the purpose of allowing the packaging material for an electricity storage device to function as a substrate. The substrate layer 1 is located on the outer layer side of the packaging material for an electricity storage device.
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挙げられる。 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挙げられる。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 substrate 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、滑剤、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 lubricants, flame retardants, antiblocking agents, antioxidants, light stabilizers, tackifiers, and antistatic agents may also 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.
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、基材層1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 base layer 1. 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.
基材層1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 base layer 1, the amount thereof 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.
基材層1の表面に存在する滑剤は、基材層1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、基材層1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 base layer 1 may be a lubricant exuded from the resin that makes up the base layer 1, or a lubricant applied to the surface of the base layer 1.
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。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。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. Two-component curing polyurethane adhesives are preferred, with 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 modifications of one or more of these diisocyanates. Multimers (e.g., trimers) can also be used as polyisocyanate compounds. Examples of such multimers include adducts, biurets, and nurates. Forming the adhesive layer 2 using 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 surfaces.
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(粒子を含む)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, other components may be added to the adhesive layer 2 as long as they do not impair adhesion, and may contain colorants, thermoplastic elastomers, tackifiers, fillers (including particles), etc. By including a colorant in the adhesive layer 2, the exterior material for an electrical storage device can be colored. Known colorants such as pigments and dyes can be used as colorants. Furthermore, only one type of colorant may be used, or two or more types may be mixed together.
前記の通り、例えば、蓄電デバイス用外装材10が着色されている場合(具体的には、蓄電デバイス用外装材10のバリア層3よりも基材層1側に位置する層のうち、少なくとも1層(例えば、後述する、基材層1,接着剤層2、着色層、表面被覆層6など)が着色されることで、蓄電デバイス用外装材10を基材層1側から観察した場合に、バリア層3とは異なる色が視認される場合)に、曲面部11における白化などが不良品と判定されやすく、特に、蓄電デバイス用外装材10の外観が黒色等の濃色である場合に、本開示の品質管理方法が有効となる。よって、蓄電デバイス用外装材10は、接着剤層2が着色されていることが好適である。 As described above, for example, if the electrical storage device exterior material 10 is colored (specifically, if at least one of the layers located closer to the base layer 1 than the barrier layer 3 of the electrical storage device exterior material 10 (e.g., the base layer 1, adhesive layer 2, colored layer, or surface coating layer 6, as described below) is colored, and a color different from that of the barrier layer 3 is visible when the electrical storage device exterior material 10 is observed from the base layer 1 side), whitening on the curved surface 11 or the like is likely to lead to the product being determined to be defective. The quality control method of the present disclosure is particularly effective when the external appearance of the electrical storage device exterior material 10 is a dark color such as black. Therefore, it is preferable that the adhesive layer 2 of the electrical storage device exterior material 10 is colored.
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。また、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 thickness ranges for 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。基材層1とバリア層3との間に、着色された接着剤層2と着色層を設けてもよい。
[Colored layer]
The colored layer is a layer that is provided between the base material layer 1 and the barrier layer 3 as needed (not shown). 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. A colored layer may also 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. A colored adhesive layer 2 and a colored layer may be provided between the base material layer 1 and the barrier layer 3.
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、SUS301又は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 SUS301 and 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。また、バリア層3の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以下である。また、ステンレス鋼箔の厚みは、好ましくは約10μm以上、より好ましくは約15μm以上である。また、ステンレス鋼箔の厚みの好ましい範囲としては、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 may 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 for the barrier layer 3 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 coating formed on the surface of the barrier layer 3 in the chemical conversion treatment is not particularly limited. For example, in the case of a paint-type chromate treatment, it is desirable that the barrier layer 3 contain, per square meter of its surface, about 0.5 to 50 mg, preferably about 1.0 to 40 mg, of a chromium-equivalent chromate compound, about 0.5 to 50 mg, preferably about 1.0 to 40 mg, of a phosphorus compound, and about 1.0 to 200 mg, preferably about 5.0 to 150 mg, of an aminated phenol polymer, in phosphorus-equivalent amounts.
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 +、CePO4 -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 adhesion 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 detects peaks derived from, for example, secondary ions composed of Ce, P, and O (e.g., at least one of Ce 2 PO 4 + and CePO 4 − ) or secondary ions composed of Cr, P, and O (e.g., at least one of CrPO 2 + and CrPO 4 − ).
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、基材層1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 base layer 1. 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(又は耐腐食性皮膜)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 the corrosion-resistant coating) 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)、これらをポリマー化やヌレート化したもの、これらの混合物や他ポリマーとの共重合物などが挙げられる。また、アダクト体、ビュレット体、イソシアヌレート体などが挙げられる。 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), polymers or nurates thereof, mixtures of these, and copolymers with other polymers. Other examples include adducts, biuret compounds, and isocyanurates.
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。また、接着層5の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. Furthermore, the thickness range of adhesive layer 5 is preferably 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, or 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, 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.
[表面被覆層6]
本開示の蓄電デバイス用外装材は、意匠性、耐電解液性、耐傷性、成形性などの向上の少なくとも一つを目的として、必要に応じて、基材層1の上(基材層1のバリア層3とは反対側)に、表面被覆層6を備えていてもよい。表面被覆層6は、蓄電デバイス用外装材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の最外層側に位置する層である。
[Surface coating layer 6]
The packaging material for an electricity storage device according to the present disclosure may, if necessary, have a surface coating layer 6 on the substrate layer 1 (the side of the substrate layer 1 opposite to the barrier layer 3) for the purpose of improving at least one of design, electrolyte resistance, scratch resistance, formability, etc. The surface coating layer 6 is a layer located on the outermost layer side of the packaging material for an electricity storage device when an electricity storage device is assembled using the packaging material for an electricity storage device.
表面被覆層6は、例えば、ポリ塩化ビニリデン、ポリエステル、ポリウレタン、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド、フッ素樹脂、珪素樹脂、フェノール樹脂などの樹脂、これらの樹脂の混合物、これらの樹脂の変性物、これらの樹脂を含む共重合物、これらの樹脂の変性物を含む共重合物などのうち、少なくとも1種により形成することができる。樹脂は、好ましくは硬化性樹脂である。 The surface coating layer 6 can be formed from at least one of the following resins: polyvinylidene chloride, polyester, polyurethane, acrylic resin, epoxy resin, polyamide, fluororesin, silicone resin, phenolic resin, etc.; mixtures of these resins; modified versions of these resins; copolymers containing these resins; and copolymers containing modified versions of these resins. The resin is preferably a curable resin.
表面被覆層6を形成する樹脂が硬化型の樹脂である場合、当該樹脂は、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。 When the resin forming the surface coating layer 6 is a curable resin, the resin may be either a one-component curable resin or a two-component curable resin, but is preferably a two-component curable resin. Examples of two-component curable resins include two-component curable polyurethane, two-component curable polyester, and two-component curable epoxy resin. Of these, two-component curable 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。特に、ポリオールとして、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うち、2種以上を含むことが好ましく、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の3種のうち2種以上を含むことがさらに好ましい。また、ポリオールは、アクリルポリオールを含むことが好ましい。硬化剤は、芳香族系イソシアネート系化合物を含むことが好ましい。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。表面被覆層6がポリウレタン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る。 Examples of two-component curing polyurethanes include polyurethanes containing a polyol compound as a base component and an isocyanate compound as a curing agent. Preferred examples include two-component curing polyurethanes that use a polyol, such as polyester polyol, polyether polyol, or acrylic polyol, as the base component and an aromatic or aliphatic polyisocyanate as the curing agent. In particular, it is preferable for the polyol to contain two or more of polyester polyol, polyether polyol, or acrylic polyol, and it is even more preferable for the polyol to contain two or more of polyester polyol, polyether polyol, and acrylic polyol. Furthermore, it is preferable for the polyol to contain an acrylic polyol. It is preferable for the curing agent to contain an aromatic isocyanate compound. It is also preferable for the polyol compound to be a polyester polyol that has hydroxyl groups on the side chain in addition to the terminal hydroxyl groups of the repeating unit. 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. Forming the surface coating layer 6 from polyurethane provides the electrical storage device exterior material with excellent electrolyte resistance.
表面被覆層6は、表面被覆層6の表面及び内部の少なくとも一方には、該表面被覆層6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、前述した滑剤や、アンチブロッキング剤、艶消し剤(フィラーなど(粒子など))、難燃剤、酸化防止剤、粘着付与剤、耐電防止剤等の添加剤を含んでいてもよい。添加剤としては、例えば、平均粒子径が0.5nm~5μm程度の微粒子が挙げられる。添加剤の平均粒子径は、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 surface coating layer 6 may contain additives such as the aforementioned lubricants, antiblocking agents, matting agents (fillers (particles, etc.)), flame retardants, antioxidants, tackifiers, and antistatic agents, at least on the surface and/or inside of the surface coating layer 6, as needed, depending on the functionality to be provided by the surface coating layer 6 and its surface. Examples of additives include fine particles with an average particle size of approximately 0.5 nm to 5 μm. The average particle size of the additive is the median size measured using a laser diffraction/scattering particle size distribution analyzer.
添加剤は、無機物及び有機物のいずれであってもよい。また、添加剤の形状についても、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る。 Additives may be either inorganic or organic. There are also no particular restrictions on the shape of the additive, and examples include spherical, fibrous, plate-like, irregular, and scaly shapes.
添加剤の具体例としては、タルク、シリカ、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、高融点ナイロン、アクリレート樹脂、架橋アクリル、架橋スチレン、架橋ポリエチレン、ベンゾグアナミン、金、アルミニウム、銅、ニッケルなどが挙げられる。添加剤は、1種単独で使用してもよく、また2種以上を組み合わせて使用してもよい。これらの添加剤の中でも、分散安定性やコストなどの観点から、好ましくはシリカ、硫酸バリウム、酸化チタンが挙げられる。また、添加剤には、表面に絶縁処理、高分散性処理などの各種表面処理を施してもよい。 Specific examples of additives include talc, silica, 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, high-melting-point nylon, acrylate resin, cross-linked acrylic, cross-linked styrene, cross-linked polyethylene, benzoguanamine, gold, aluminum, copper, and nickel. Additives may be used alone or in combination of two or more. Among these additives, silica, barium sulfate, and titanium oxide are preferred from the standpoints of dispersion stability and cost. The additives may also be subjected to various surface treatments, such as insulation treatments and high-dispersion treatments.
前記の通り、例えば、蓄電デバイス用外装材10が着色されている場合(具体的には、蓄電デバイス用外装材10のバリア層3よりも基材層1側に位置する層のうち、少なくとも1層(例えば、後述する、基材層1,接着剤層2、着色層、表面被覆層6など)が着色されることで、蓄電デバイス用外装材10を基材層1側から観察した場合に、バリア層3とは異なる色が視認される場合)に、曲面部11における白化などが不良品と判定されやすく、特に、蓄電デバイス用外装材10の外観が黒色等の濃色である場合に、本開示の品質管理方法が有効となる。また、例えば、蓄電デバイス用外装材が艶消し調である場合に、曲面部11における白化などが不良品と判定されやすいことから、本開示の品質管理方法が有効となる。よって、蓄電デバイス用外装材10においては、表面被覆層6が着色されていてもよいし、表面被覆層6が艶消し剤を含むことが好適である。具体的には、表面被覆層6が、樹脂(例えば、ポリオール化合物と芳香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、無機粒子(例えばシリカ粒子など)と、有機粒子とを含む樹脂組成物により構成されており、表面被覆層6側から蓄電デバイス用外装材10を観察した場合に、外観が黒色の濃色である場合に、本開示の品質管理方法が有効となる。 As described above, for example, when the exterior packaging material for an electricity storage device 10 is colored (specifically, when at least one layer (e.g., the substrate layer 1, adhesive layer 2, colored layer, or surface coating layer 6, as described below) of the exterior packaging material for an electricity storage device 10 located closer to the substrate layer 1 than the barrier layer 3 is colored, such that a color different from that of the barrier layer 3 is visible when the exterior packaging material for an electricity storage device 10 is observed from the substrate layer 1 side), whitening on the curved surface portion 11 or the like is likely to indicate a defective product. The quality control method of the present disclosure is particularly effective when the exterior packaging material for an electricity storage device 10 has a dark color, such as black. Furthermore, for example, when the exterior packaging material for an electricity storage device has a matte finish, whitening on the curved surface portion 11 or the like is likely to indicate a defective product, and the quality control method of the present disclosure is also effective. Therefore, in the exterior packaging material for an electricity storage device 10, the surface coating layer 6 may be colored, or it is preferable that the surface coating layer 6 contain a matting agent. Specifically, the quality control method of the present disclosure is effective when the surface coating layer 6 is made of a resin composition containing a resin (for example, polyurethane formed from a mixture of a polyol compound and an aromatic isocyanate compound), inorganic particles (for example, silica particles), and organic particles, and when the exterior packaging material 10 for an electricity storage device is observed from the surface coating layer 6 side, the appearance is a dark black color.
表面被覆層6を形成する方法としては、特に制限されず、例えば、表面被覆層6を形成する樹脂を塗布する方法が挙げられる。表面被覆層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 surface coating layer 6 is not particularly limited, and examples include a method of applying a resin to form the surface coating layer 6. If an additive is to be blended into the surface coating layer 6, a resin mixed with the additive may be applied.
表面被覆層6の厚みとしては、表面被覆層6としての上記の機能を発揮すれば特に制限されず、例えば0.5~10μm程度、好ましくは1~5μm程度が挙げられる。 The thickness of the surface coating layer 6 is not particularly limited as long as it exhibits the above-mentioned functions of the surface coating layer 6, but may be, for example, approximately 0.5 to 10 μm, and preferably approximately 1 to 5 μm.
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、本発明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、少なくとも、基材層1、バリア層3、及び熱融着性樹脂層4がこの順となるように積層する工程を備える方法が挙げられる。
Manufacturing Method of Sheathing Material for Electricity Storage Device The manufacturing method of the sheathing material for an electricity storage device is not particularly limited, as long as a laminate is obtained in which the layers of the sheathing material for an electricity storage device of the present invention are laminated, and examples include a method comprising a step of laminating at least the base material layer 1, the barrier layer 3, and the heat-sealable resin layer 4 in this order.
本発明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 method for manufacturing an exterior material for an electricity storage device of the present invention 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, using a coating method such as gravure coating or roll coating, and then dried. Then, 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.
表面被覆層6を設ける場合には、基材層1のバリア層3とは反対側の表面に、表面被覆層6を積層する。表面被覆層6は、例えば表面被覆層6を形成する上記の樹脂を基材層1の表面に塗布することにより形成することができる。なお、基材層1の表面にバリア層3を積層する工程と、基材層1の表面に表面被覆層6を積層する工程の順番は、特に制限されない。例えば、基材層1の表面に表面被覆層6を形成した後、基材層1の表面被覆層6とは反対側の表面にバリア層3を形成してもよい。 When the surface coating layer 6 is provided, the surface coating layer 6 is laminated on the surface of the base layer 1 opposite the barrier layer 3. The surface coating layer 6 can be formed, for example, by applying the above-mentioned resin that forms the surface coating layer 6 to the surface of the base layer 1. The order of the step of laminating the barrier layer 3 on the surface of the base layer 1 and the step of laminating the surface coating layer 6 on the surface of the base layer 1 is not particularly limited. For example, after the surface coating layer 6 is formed on the surface of the base layer 1, the barrier layer 3 may be formed on the surface of the base layer 1 opposite the surface coating layer 6.
上記のようにして、必要に応じて設けられる表面被覆層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をこの順に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。 As described above, a laminate is formed comprising the optional surface coating layer 6, the substrate layer 1, the optional adhesive layer 2, the barrier layer 3, the optional adhesive layer 5, and the heat-sealable resin layer 4 in this order. To strengthen the adhesion of the optional adhesive layer 2 and adhesive layer 5, the laminate may be further subjected to a heat treatment.
蓄電デバイス用外装材において、積層体を構成する各層には、必要に応じて、コロナ処理、ブラスト処理、酸化処理、オゾン処理などの表面活性化処理を施すことにより加工適性を向上させてもよい。例えば、基材層1のバリア層3とは反対側の表面にコロナ処理を施すことにより、基材層1表面へのインクの印刷適性を向上させることができる。 In the packaging material for an electricity storage device, each layer constituting the laminate may be subjected to a surface activation treatment such as corona treatment, blast treatment, oxidation treatment, or ozone treatment, as necessary, to improve its processability. For example, corona treatment can be performed on the surface of the base layer 1 opposite the barrier layer 3, thereby improving the printability of ink on the surface of the base layer 1.
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 exterior 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 exterior 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を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。2つの蓄電デバイス用外装材の熱融着性樹脂層同士を対向させて重ね合わせ、重ねられた蓄電デバイス用外装材の周縁部を熱融着して包装体を形成してもよく、また、図11に示す例のように、1つの蓄電デバイス用外装材を折り返して重ね合わせ、周縁部を熱融着して包装体を形成してもよい。折り返して重ね合わせる場合は、図11に示す例のように、折り返した辺以外の辺を熱融着して三方シールにより包装体を形成してもよいし、フランジ部が形成できるように折り返して四方シールしてもよい。また、蓄電デバイス用外装材には、蓄電デバイス素子を収容するための凹部が、深絞り成形または張出成形によって形成されてもよい。図11に示す例のように、一方の蓄電デバイス用外装材には凹部を設けて他方の蓄電デバイス用外装材には凹部を設けなくてもよいし、他方の蓄電デバイス用外装材にも凹部を設けてもよい。 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 including 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). A package may be formed by overlapping two electrical storage device exterior packaging materials with the heat-sealable resin layers facing each other and heat-sealing the peripheral edges of the overlapped electrical storage device exterior packaging materials. Alternatively, as shown in the example of FIG. 11, one electrical storage device exterior packaging material may be folded over and overlapped, and the peripheral edges may be heat-sealed to form a package. When folding and overlapping, as shown in the example of FIG. 11, the edges other than the folded edge may be heat-sealed to form a package with a three-sided seal, or the material may be folded over to form a flange and sealed on all four sides. Furthermore, a recess for accommodating an electrical storage device element may be formed in the electrical storage device exterior packaging material by deep drawing or bulging molding. As shown in the example of FIG. 11, one electrical storage device exterior packaging material may have a recess and the other electrical storage device exterior material may not have a recess, or the other electrical storage device exterior material may also have a recess.
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に使用される。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 in 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 in either primary or secondary batteries, but is preferably used in 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, condensers, 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. However, the present disclosure is not limited to these examples.
<蓄電デバイス用外装材の製造>
実施例1-6
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接着剤(着色剤としてカーボンブラックを含有する2液型ウレタン接着剤)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(黒色)/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>
Examples 1-6
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 an adhesive (a two-component urethane adhesive containing carbon black as a colorant), followed by aging treatment to produce a substrate layer/adhesive layer (black)/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 a treatment solution consisting of a phenolic resin, a chromium fluoride compound, and phosphoric acid onto both sides of the aluminum foil 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15μm)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。さらに、得られた積層体の基材層の表面に、それぞれ後述の組成を有する樹脂組成物(樹脂は、ポリオール化合物と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樹脂)を厚さ3μmとなるように塗工することにより、つや消し調の表面被覆層を形成して、外側から順に、表面被覆層(3μm)/基材層(厚さ15μm)/接着剤層(3μm)/バリア層(35μm)/接着層(20μm)/熱融着性樹脂層(15μm)が積層された積層体(総厚み91μm)を得た。 Next, maleic anhydride-modified polypropylene as an adhesive layer (20 μm thick) and random polypropylene as a heat-sealable resin layer (15 μm thick) were co-extruded onto the barrier layer of each of the laminates obtained above, thereby laminating the adhesive layer and heat-sealable resin layer on top of the barrier layer. Furthermore, a resin composition having the composition described below (the resin is a polyurethane resin formed from a mixture of a polyol compound and an isocyanate compound) was applied to the surface of the substrate layer of each of the obtained laminates to a thickness of 3 μm to form a matte surface coating layer, resulting in a laminate (total thickness 91 μm) consisting of, from outside in, the surface coating layer (3 μm), substrate layer (15 μm thick), adhesive layer (3 μm), barrier layer (35 μm), adhesive layer (20 μm), and heat-sealable resin layer (15 μm).
次に、得られた各積層体を裁断して、150mm(TD;Transverse Direction)×90mm(MD:Machine Direction)の短冊片とした。なお、積層体のMDが、アルミニウム合金箔の圧延方向(RD)に対応し、積層体のTDが、アルミニウム合金箔のTDに対応する。次に、54.5mm(TD)×31.6mm(MD)の口径を有する成形金型(雌型)と、これに対応する成形金型(雄型)の間に短冊片を配置(雌型側が基材層側)し、4つのシリンダー(シリンダー径φ80mm)を使用し、シリンダーの押さえ圧を0.25MPaに設定して、成形深さD=3.0mmで冷間成型を行い、図5,6の模式図に示すような平面視矩形状の凹部100を有する外観が黒色の蓄電デバイス用外装材を得た。 Next, each of the resulting laminates was cut into strips measuring 150 mm (TD; Transverse Direction) x 90 mm (MD; Machine Direction). The MD of the laminate corresponds to the rolling direction (RD) of the aluminum alloy foil, and the TD of the laminate corresponds to the TD of the aluminum alloy foil. The strips were then placed between a 54.5 mm (TD) x 31.6 mm (MD) female mold and a corresponding male mold (female mold) (with the female mold side facing the substrate layer). Cold forming was performed using four cylinders (cylinder diameter φ80 mm) with a cylinder pressure of 0.25 MPa to a forming depth D = 3.0 mm, resulting in a black exterior packaging material for an electricity storage device with rectangular recesses 100 in plan view, as shown in the schematic diagrams of Figures 5 and 6.
雌型と雄型とのクリアランスは0.5mmとした。雌型の表面は、JIS B 0659-1:2002附属書1(参考) 比較用表面粗さ標準片の表2に規定される、最大高さ粗さ(Rzの呼び値)が0.8μmである。雌型のコーナーRは2.0mm、稜線Rは2.5mmである。雄型の表面は、JIS B 0659-1:2002附属書1(参考) 比較用表面粗さ標準片の表2に規定される、最大高さ粗さ(Rzの呼び値)が3.2μmである。雄型のコーナーRは2.0mm、稜線Rは2.0mmである。雄型のコーナーRと稜線R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。 The clearance between the female and male molds was 0.5 mm. The surface of the female mold had a maximum height roughness (nominal Rz value) of 0.8 μm as specified in Table 2 of the comparative surface roughness standard specimen in JIS B 0659-1:2002, Appendix 1 (Reference). The corner R of the female mold was 2.0 mm and the ridge R was 2.5 mm. The surface of the male mold had a maximum height roughness (nominal Rz value) of 3.2 μm as specified in Table 2 of the comparative surface roughness standard specimen in JIS B 0659-1:2002, Appendix 1 (Reference). The corner R of the male mold was 2.0 mm and the ridge R was 2.0 mm. The corner R and ridge R of the male mold have a maximum height roughness (nominal Rz value) of 1.6 μm, as specified in Table 2 of the comparative surface roughness standard specimen in JIS B 0659-1:2002, Appendix 1 (Reference).
実施例7
基材層として、延伸ナイロン(ONy)フィルム(厚さ12μm)を準備した。また、バリア層として、ステンレス鋼箔(SUS304(厚さ20μm))を用意した。次に、バリア層と基材層とを接着剤(着色剤としてカーボンブラックを含有する2液型ウレタン接着剤)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(黒色)/バリア層の積層体を作製した。ステンレス鋼箔の両面には、化成処理が施してある。ステンレス鋼箔の化成処理は、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ステンレス鋼箔の両面に塗布し、焼付けすることにより行った。
Example 7
An oriented nylon (ONy) film (thickness: 12 μm) was prepared as the substrate layer. A stainless steel foil (SUS304 (thickness: 20 μm)) was prepared as the barrier layer. The barrier layer and substrate layer were then laminated by dry lamination using an adhesive (a two-component urethane adhesive containing carbon black as a colorant), followed by aging treatment to produce a substrate layer/adhesive layer (black)/barrier layer laminate. Both sides of the stainless steel foil were subjected to a chemical conversion treatment. The chemical conversion treatment of the stainless steel foil was performed by roll coating a treatment solution consisting of a phenolic resin, a chromium fluoride compound, and phosphoric acid onto both sides of the stainless steel foil so that the chromium coating amount was 10 mg/ m2 (dry mass), followed by baking.
次に、上記で得られた積層体のバリア層と熱融着性樹脂層とを、変性オレフィン系接着剤(硬化後の接着層の厚みは3μm)を用いてドライラミネート法で接着し、バリア層の上に接着層と熱融着性樹脂層とを積層した。熱融着性樹脂層としては、未延伸ポリプロピレンフィルム(厚さ23μm)を用いた。さらに、得られた積層体の基材層の表面に、後述の組成を有する樹脂組成物2(樹脂は、ポリオール化合物と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樹脂)を厚さ3μmとなるように塗工することにより、つや消し調の表面被覆層を形成して、外側から順に表面被覆層(3μm)/基材層(厚さ12μm)/接着剤層(3μm)/バリア層(20μm)/接着層(3μm)/熱融着性樹脂層(23μm)が積層された積層体(総厚み64μm)を得た。得られた積層体を、実施例1~6と同様にして成形し、図5,6の模式図に示すような平面視矩形状の凹部100を有する外観が黒色の蓄電デバイス用外装材を得た。 Next, the barrier layer and heat-sealable resin layer of the resulting laminate were dry-laminated using a modified olefin-based adhesive (adhesive layer thickness after curing: 3 μm), and the adhesive layer and heat-sealable resin layer were laminated on top of the barrier layer. An unstretched polypropylene film (thickness: 23 μm) was used as the heat-sealable resin layer. Furthermore, a matte surface coating layer was formed by coating the surface of the substrate layer of the resulting laminate with Resin Composition 2 (described below) (a polyurethane resin formed from a mixture of a polyol compound and an isocyanate compound) to a thickness of 3 μm. This resulted in a laminate (total thickness: 64 μm) consisting of, from outside, the surface coating layer (3 μm), substrate layer (thickness: 12 μm), adhesive layer (3 μm), barrier layer (20 μm), adhesive layer (3 μm), and heat-sealable resin layer (23 μm). The obtained laminate was molded in the same manner as in Examples 1 to 6 to obtain an exterior material for an electricity storage device with a black appearance and rectangular recesses 100 in plan view, as shown in the schematic diagrams of Figures 5 and 6.
実施例8
表面被覆層の形成において、樹脂組成物2の代わりに、下記の樹脂組成物3を用い、表面被覆層を形成したこと以外は、実施例7と同様にして、図5,6の模式図に示すような平面視矩形状の凹部100を有する外観が黒色の蓄電デバイス用外装材を得た。
Example 8
An exterior material for a storage battery device having a black appearance and rectangular recesses 100 in plan view as shown in the schematic diagrams of Figures 5 and 6 was obtained in the same manner as in Example 7, except that in forming the surface coating layer, resin composition 3 below was used instead of resin composition 2.
[表面被覆層の樹脂組成物]
実施例において、表面被覆層の形成には、それぞれ、以下の組成を有する樹脂組成物を用いた。
[Resin composition for surface coating layer]
In the examples, the surface coating layers were formed using resin compositions having the following formulations.
(樹脂組成物1(実施例1で使用))
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、無機粒子(硫酸バリウム粒子 平均粒子径1μm)と、有機粒子(平均粒子径2μm)と、オレフィン系ワックスを含む樹脂組成物。
(Resin Composition 1 (Used in Example 1))
A resin composition containing a resin (polyurethane formed from a mixture of one type of polyol compound and an aliphatic isocyanate compound), inorganic particles (barium sulfate particles, average particle size 1 μm), organic particles (average particle size 2 μm), and an olefin wax.
(樹脂組成物2(実施例2,7で使用))
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、無機粒子(シリカ粒子 平均粒子径1μm)と、有機粒子(平均粒子径2μm)と、オレフィン系ワックスを含む樹脂組成物。
(Resin Composition 2 (used in Examples 2 and 7))
A resin composition comprising a resin (polyurethane formed from a mixture of two types of polyol compounds and an aliphatic isocyanate compound), inorganic particles (silica particles, average particle size 1 μm), organic particles (average particle size 2 μm), and an olefin wax.
(樹脂組成物3(実施例3,8で使用))
樹脂(2種のポリオール化合物と芳香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(2種のポリオール化合物の配合比を樹脂組成物2から変更))と、無機粒子(シリカ粒子 平均粒子径1μm)と、有機粒子(平均粒子径2μm)を含む樹脂組成物。
(Resin Composition 3 (used in Examples 3 and 8))
A resin composition comprising a resin (polyurethane formed from a mixture of two types of polyol compounds and an aromatic isocyanate compound (the blending ratio of the two types of polyol compounds was changed from that of Resin Composition 2)), inorganic particles (silica particles, average particle size: 1 μm), and organic particles (average particle size: 2 μm).
(樹脂組成物4(実施例4で使用))
実施例2の樹脂組成物の無機粒子の含有量を減らしたもの。
(Resin Composition 4 (Used in Example 4))
The resin composition of Example 2 with a reduced content of inorganic particles.
(樹脂組成物5(実施例5で使用))
実施例3の樹脂組成物の無機粒子の含有量を減らしたもの。
(Resin Composition 5 (Used in Example 5))
The resin composition of Example 3 with a reduced content of inorganic particles.
(樹脂組成物6(実施例6で使用))
樹脂(2種のポリオール化合物と芳香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(2種のポリオール化合物の配合比を実施例3の樹脂組成物から変更))と、無機粒子(シリカ粒子 平均粒子径1μm)と、有機粒子(平均粒子径2μm)と、オレフィン系ワックスを含む樹脂組成物。
(Resin Composition 6 (Used in Example 6))
A resin composition comprising a resin (polyurethane formed from a mixture of two types of polyol compounds and an aromatic isocyanate compound (the blending ratio of the two types of polyol compounds was changed from that of the resin composition of Example 3)), inorganic particles (silica particles, average particle size 1 μm), organic particles (average particle size 2 μm), and an olefin wax.
<判定工程>
以下の方法により、実施例で得られた各蓄電デバイス用外装材の凹部を形作っている基材層側の外表面の曲面部であって、蓄電デバイス用外装材の基材層側に突出している曲面部の角部(図5,6の模式図に示される曲面部11)と、当該凹部を形作っている基材層側の外表面の非曲面部(図5,6の模式図に示される非曲面部12(凹部100の中心部分))の各々について、以下の条件にて、L*a*b*色空間におけるL*値、a*値、及びb*値を測定した。白色校正キャップ(CM-A177:コニカミノルタ製)で校正したコニカミノルタ社製分光測色計(CM-700d)の観察条件を10°、観察光源をF2、SCIモードに設定(JIS Z8722-2009)した。次に、前記の曲面部及び非曲面部について、それぞれ、外側(基材層側)表面のL*値、a*値、b*値の測定を常温常湿下にて行った。曲面部については測定径を8mmφに設定し、非曲面部については測定径を3mmφに設定して測定を行った。また、ΔE*abの値を、ΔE*ab=[(ΔL)2+(Δa)2+(Δb)2]1/2の式に基づき算出した。結果を表1に示す。なお、表1において、L*値は測定値の小数点第2位を四捨五入した値、a*値及びb*値は、それぞれ測定値の小数点第3位を四捨五入した値を示した。判定工程を行うことにより、実施例1~5,7,8では、曲面部及び非曲面部のL*値の差の絶対値が1.5以下であること、実施例6では当該差の絶対値が1.5を超えていることが確認された。
<Judgment process>
The L* value, a* value, and b* value in the L*a*b* color space were measured under the following conditions for each of the curved portions on the outer surface of the base layer side that form the recesses of each of the electrical storage device packaging materials obtained in the examples, which are curved portions that protrude toward the base layer side of the electrical storage device packaging material (curved portion 11 shown in the schematic diagrams of FIGS. 5 and 6), and the uncurved portions on the outer surface of the base layer side that form the recesses (uncurved portion 12 ( center portion of recess 100 ) shown in the schematic diagrams of FIGS. 5 and 6 ). The observation conditions of a Konica Minolta spectrophotometer (CM-700d) calibrated with a white calibration cap (CM-A177: manufactured by Konica Minolta) were set to 10°, the observation illuminant was F2, and SCI mode (JIS Z8722-2009). Next, the L * , a * , and b * values of the outer (substrate layer side) surfaces of the curved and non-curved portions were measured at room temperature and humidity. The measurement diameter was set to 8 mm for the curved portion, and 3 mm for the non-curved portion. The ΔE * ab value was calculated based on the formula: ΔE * ab = [(ΔL) 2 + (Δa) 2 + (Δb) 2 ] 1/2 . The results are shown in Table 1. In Table 1, the L * value is rounded to one decimal place, and the a * and b * values are rounded to two decimal places. The evaluation process confirmed that the absolute value of the difference in the L * values between the curved and non-curved portions was 1.5 or less in Examples 1 to 5, 7, and 8, and that the absolute value of the difference exceeded 1.5 in Example 6.
<走査型電子顕微鏡による観察>
次に、前記の<判定工程>において、L*値、a*値、及びb*値を測定した曲面部について、走査型電子顕微鏡(倍率1,000倍)で観察した。得られた画像をそれぞれ図7(実施例1)、図8(実施例2)、図9(実施例3)、図10(実施例6)に示す。その結果、L*値の差の絶対値が1.5以下である実施例1~5の蓄電デバイス用外装材においては、曲面部にクラックが生じておらず、良品との判定を行うことができた。実施例7,8の蓄電デバイス用外装材においても、曲面部にクラックが生じておらず、良品との判定を行うことができた。一方、L*値の差の絶対値が1.5を上回っていた実施例6の蓄電デバイス用外装材においては、曲面部に非常に微細なクラックが生じており、上記の判定工程において、不良品との判定を行うことができた。なお、前述の通り、L*値の差の絶対値が1.5以下であることは、判定基準の一例であり、本開示の品質管理方法、及び蓄電デバイスの製造方法において、当該判定基準を採用しなくてもよい。走査型電子顕微鏡で観察したクラックについて、以下の基準で評価した結果を表1に示す。
A:クラックが生じていない。
B:クラックは生じているが、各クラックは小さく、クラックの数が少ない。
C:クラックが生じており、各クラックが大きく、クラックの数が非常に多い。
<Observation by scanning electron microscope>
Next, the curved surface portions for which the L * value, a * value, and b * value were measured in the above-mentioned <judgment step> were observed with a scanning electron microscope (magnification 1,000x). The obtained images are shown in Figure 7 (Example 1), Figure 8 (Example 2), Figure 9 (Example 3), and Figure 10 (Example 6), respectively. As a result, in the electrical storage device packaging materials of Examples 1 to 5, in which the absolute value of the difference in L * value was 1.5 or less, no cracks occurred in the curved surface portions, and they could be judged as good products. In the electrical storage device packaging materials of Examples 7 and 8, no cracks occurred in the curved surface portions, and they could be judged as good products. On the other hand, in the electrical storage device packaging material of Example 6, in which the absolute value of the difference in L * value was greater than 1.5, very fine cracks occurred in the curved surface portions, and they could be judged as defective products in the above-mentioned judgment step. As mentioned above, the absolute value of the difference in L * value being 1.5 or less is one example of a judgment criterion, and this judgment criterion does not have to be adopted in the quality control method and manufacturing method of an electrical storage device of the present disclosure. The cracks observed with a scanning electron microscope were evaluated according to the following criteria. The results are shown in Table 1.
A: No cracks were observed.
B: Cracks are present, but each crack is small and there are only a few cracks.
C: Cracks are present, each large, and there are a great number of cracks.
<外観評価>
前記の<判定工程>において、L*値、a*値、及びb*値を測定した曲面部と、非曲面部について、蓄電デバイス用外装材の成形による白化評価の熟練者が、外観を目視で観察し、以下の基準で評価した。結果を表1に示す。
A:曲面部と非曲面部の外観は同様である。
B:非曲面部と比較すると、曲面部は僅かに白化していると判断されるが、熟練者であっても判断が難しい程度の白化である。
C:非曲面部と比較すると、曲面部は僅かに白化していると判断されるが、熟練者でなければ判断はやや難しい程度の白化である。
<Appearance evaluation>
In the evaluation step, the curved surface portion and the non-curved surface portion for which the L * value, a * value, and b * value had been measured were visually inspected for appearance by an expert in evaluating whitening due to molding of exterior materials for electricity storage devices, and evaluated according to the following criteria. The results are shown in Table 1.
A: The appearance of the curved surface portion and the non-curved surface portion are similar.
B: Compared with the non-curved surface portion, the curved surface portion is judged to be slightly whitened, but the whitening is so slight that even an experienced person would find it difficult to judge.
C: Compared with the non-curved surface portion, the curved surface portion is judged to be slightly whitened, but the whitening is so slight that it is somewhat difficult for an unskilled person to judge.
<鏡面光沢度の測定>
各蓄電デバイス用外装材の成形前の表面被覆層の外側表面の鏡面光沢度を以下の測定方法により測定した。JIS Z 8741(1997年)に規定された方法に準拠し、東洋精機製作所製のグロス測定器マイクロ-トリ-グロス(測定面積9mm×15mm)を用いて入射角60度における表面被覆層の鏡面光沢度を測定した。結果を表1に示す。なお、表1に記載の鏡面光沢度は、測定値の小数点第2位を四捨五入した値である。
<Measurement of specular gloss>
The specular gloss of the outer surface of the surface coating layer of each electrical storage device exterior material before molding was measured by the following measurement method. In accordance with the method specified in JIS Z 8741 (1997), the specular gloss of the surface coating layer was measured at an incident angle of 60 degrees using a gloss measuring instrument, Micro-Tri-Gloss (measurement area: 9 mm x 15 mm), manufactured by Toyo Seiki Seisakusho, Ltd. The results are shown in Table 1. The specular gloss values listed in Table 1 are values obtained by rounding off the measured values to one decimal place.
実施例1~8の結果から、本開示の品質管理方法を蓄電デバイス用外装材の成形工程に適用することにより、凹部を形成する曲面部と非曲面部のL*値の大きさに基づいて、凹部が形成された蓄電デバイス用外装材が良品であるか否かを判定できることが分かる。このような品質管理方法は、新規な品質管理方法であり、従来の目視やカメラを用いた品質管理と比較して、より高精度な品質管理を行い得る。よって、本開示の品質管理方法を蓄電デバイスの製造に利用することにより、蓄電デバイスの良品をより効率的に製造することが可能となる。なお、走査型電子顕微鏡による観察において、クラック評価がBであるものは、曲面部のクラックが小さく数もすくないため、クラックが連続しておらず、表面被覆層が膜として存在していた。一方、クラックの評価がCであるものはクラックが大きく数も多いため、曲面部のクラックが連続しており、表面被覆層が島状に存在しており、はがれやすい状態になっていた。 The results of Examples 1 to 8 show that by applying the quality control method of the present disclosure to the molding process of an electrical storage device exterior material, it is possible to determine whether an electrical storage device exterior material having a recess formed therein is a good product based on the magnitude of the L * value of the curved and uncurved portions forming the recess. This quality control method is a novel quality control method and can provide more accurate quality control than conventional quality control using visual inspection or a camera. Therefore, by utilizing the quality control method of the present disclosure in the manufacture of electrical storage devices, it is possible to more efficiently manufacture good electrical storage devices. Note that, in observation with a scanning electron microscope, specimens with a crack rating of B had small and few cracks in the curved portion, which meant the cracks were not continuous, and the surface coating layer existed as a film. On the other hand, specimens with a crack rating of C had large and numerous cracks, which meant the cracks in the curved portion were continuous, and the surface coating layer existed in island-like patterns, making them prone to peeling.
<耐電解液性の評価>
常温(23℃)環境において、実施例3,5,6,7,8で得られた成形後の各蓄電デバイス用外装材の外表面(表面被覆層の外側表面)について、L*値、a*値、及びb*値を測定した非屈曲部、曲面部に電解液(1モル/リットルの6フッ化リン酸リチウム溶液、溶媒はエチレンカーボネート:ジエチルカーボネート:ジメチルカーボネート=1:1:1(容積比))を非屈曲部、及び屈曲部それぞれに3滴を滴下し、20分間経過後、イソプロピルアルコール(IPA)を染み込ませたワイプで滴下した電解液をふき取った。次に、曲面部を目視で観察し、下記の基準にて耐電解液性を評価した。結果を表2に示す。
A:表面被覆層の剥がれが観察されない。
C:表面被覆層の剥がれが観察される。
<Evaluation of electrolyte resistance>
In a room temperature (23 ° C) environment, the L * value, a * value, and b * value were measured for the outer surface (outer surface of the surface coating layer) of each of the molded electrical storage device exterior materials obtained in Examples 3, 5, 6, 7, and 8. Three drops of electrolyte (1 mol / liter lithium hexafluorophosphate solution, solvent: ethylene carbonate: diethyl carbonate: dimethyl carbonate = 1:1:1 (volume ratio)) were dripped onto the non-bent and curved portions, respectively, and after 20 minutes, the dripped electrolyte was wiped off with a wipe soaked in isopropyl alcohol (IPA). Next, the curved portions were visually observed, and the electrolyte resistance was evaluated according to the following criteria. The results are shown in Table 2.
A: No peeling of the surface coating layer is observed.
C: Peeling of the surface coating layer is observed.
実施例1~8で作製した蓄電デバイス用外装材は、表面被覆層に無機粒子を含む艶消し調であることから、成形による微細なクラックが発生しやすい蓄電デバイス用外装材であるといえる。このような蓄電デバイス用外装材であるにも拘わらず、実施例3,5,7,8と実施例6の耐電解液性に関する評価の対比から、曲面部のL*値と非曲面部12のL*値との差の絶対値が、1.5以下に管理されている実施例3,5,7,8では、耐電解液性に特に優れていることが分かる。 The electrical storage device packaging materials produced in Examples 1 to 8 have a matte finish containing inorganic particles in the surface coating layer, and therefore can be said to be electrical storage device packaging materials that are prone to the occurrence of fine cracks due to molding. Despite being such electrical storage device packaging materials, a comparison of the evaluation of electrolyte resistance between Examples 3, 5, 7, and 8 and Example 6 shows that Examples 3, 5, 7, and 8, in which the absolute value of the difference between the L * value of the curved portion and the L * value of the uncurved portion 12 is controlled to 1.5 or less, have particularly excellent electrolyte resistance.
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. 蓄電デバイス用外装材の成形工程における品質管理方法であって、
前記品質管理方法は、少なくとも、外側から順に、基材層と、バリア層と、熱融着性樹脂層とを備える積層体から構成された蓄電デバイス用外装材が、前記熱融着性樹脂層側から前記基材層側に突出するようにして成形され、前記熱融着性樹脂層側に蓄電デバイス素子が収容される凹部が形成された蓄電デバイス用外装材を品質管理の対象としており、
前記凹部が形成された蓄電デバイス用外装材の中から、被験対象蓄電デバイス用外装材を抽出し、前記被験対象蓄電デバイス用外装材の前記凹部を形作る外側表面の曲面部と非曲面部について、それぞれ、SCI方式、視野10°及び光源F2の測定条件で、反射光のL*a*b*色空間におけるL*値を測定して、L*値の差の大きさに基づいて、前記凹部が形成された蓄電デバイス用外装材が良品であるか否かを判定する判定工程を備える、
蓄電デバイス用外装材の成形工程における品質管理方法。
項2. 前記判定工程において、前記曲面部のL*値と、前記非曲面部のL*値との差の絶対値が、1.5以下であるものを良品であると判定する、項1に記載の品質管理方法。
項3. 前記蓄電デバイス用外装材は、前記基材層の外側に、表面被覆層を備えている、項1又は2に記載の品質管理方法。
項4. 前記蓄電デバイス用外装材は、前記基材層と前記バリア層との間に接着剤層を備えており、
前記接着剤層は着色されている、項1~3のいずれか1項に記載の品質管理方法。
項5. 外側から順に、少なくとも、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た蓄電デバイス用外装材の周縁において、前記熱融着性樹脂層が熱融着されることにより形成された包装体によって、蓄電デバイス素子が封止された蓄電デバイスの製造方法であって、
前記蓄電デバイスの製造方法は、前記蓄電デバイス用外装材の前記熱融着性樹脂層側から前記基材層側に突出するように蓄電デバイス素子が収容される凹部が形成された蓄電デバイス用外装材を用意する工程と、
前記凹部が形成された蓄電デバイス用外装材の中から、被験対象蓄電デバイス用外装材を抽出し、前記被験対象蓄電デバイス用外装材の前記凹部を形作る外側表面の曲面部と非曲面部について、それぞれ、SCI方式、視野10°及び光源F2の測定条件で、反射光のL*a*b*色空間におけるL*値を測定して、L*値の差の大きさに基づいて、前記凹部が形成された蓄電デバイス用外装材が良品であるか否かを判定する判定工程と、
前記蓄電デバイス用外装材の前記凹部に蓄電デバイス素子を収容して、蓄電デバイスを製造する工程と、
を備えており、
前記判定工程の結果、前記成形された蓄電デバイス用外装材が良品であると判定された場合に、前記凹部の形成が適切であると判定して、前記凹部に蓄電デバイス素子を収容して、蓄電デバイスを製造する、蓄電デバイスの製造方法。
項6. 前記判定工程において、前記曲面部のL*値と、前記非曲面部のL*値との差の絶対値が、1.5以下であるものを良品であると判定する、項5に記載の蓄電デバイスの製造方法。
項7. 前記蓄電デバイス用外装材は、前記基材層の外側に、表面被覆層を備えている、項5又は6に記載の蓄電デバイスの製造方法。
項8. 前記蓄電デバイス用外装材は、前記基材層と前記バリア層との間に接着剤層を備えており、
前記接着剤層は着色されている、項5~7のいずれか1項に記載の蓄電デバイスの製造方法。
項9. 凹部が形成された蓄電デバイス用外装材の検査方法であって、
前記検査方法は、少なくとも、外側から順に、基材層と、バリア層と、熱融着性樹脂層とを備える積層体から構成された蓄電デバイス用外装材が、前記熱融着性樹脂層側から前記基材層側に突出するようにして成形され、前記熱融着性樹脂層側に蓄電デバイス素子が収容される凹部が形成された蓄電デバイス用外装材を検査対象としており、
前記凹部が形成された蓄電デバイス用外装材の前記凹部を形作る外側表面の曲面部と非曲面部について、それぞれ、SCI方式、視野10°及び光源F2の測定条件で、反射光のL*a*b*色空間におけるL*値を測定して、L*値の差の大きさに基づいて、前記凹部が形成された蓄電デバイス用外装材が良品であるか否かを判定する判定工程を備える、
凹部が形成された蓄電デバイス用外装材の検査方法。
項10. 前記判定工程において、前記曲面部のL*値と、前記非曲面部のL*値との差の絶対値が、1.5以下であるものを良品であると判定する、項9に記載の検査方法。
項11. 前記蓄電デバイス用外装材は、前記基材層の外側に、表面被覆層を備えている、項9又は10に記載の検査方法。
項12. 少なくとも、外側から順に、基材層と、バリア層と、熱融着性樹脂層とを備える積層体から構成された蓄電デバイス用外装材であって、
前記蓄電デバイス用外装材は、前記熱融着性樹脂層側から前記基材層側に突出するようにして成形され、前記熱融着性樹脂層側に蓄電デバイス素子が収容される凹部を備えており、
前記蓄電デバイス用外装材の前記凹部を形作る外側表面の曲面部と非曲面部について、それぞれ、SCI方式、視野10°及び光源F2の測定条件で、反射光のL*a*b*色空間におけるL*値を測定した場合に、前記曲面部のL*値と、前記非曲面部のL*との差の絶対値が、1.5以下である、蓄電デバイス用外装材。
項13. 前記蓄電デバイス用外装材は、前記基材層の外側に、表面被覆層を備えている、項12に記載の蓄電デバイス用外装材。
項14. 前記蓄電デバイス用外装材は、前記基材層と前記バリア層との間に接着剤層を備えており、
前記接着剤層は着色されている、項12又は13に記載の蓄電デバイス用外装材。
項15. 少なくとも、外側から順に、基材層と、バリア層と、熱融着性樹脂層とを備える積層体から構成された蓄電デバイス用外装材であって、
前記蓄電デバイス用外装材を、前記熱融着性樹脂層側から前記基材層側に突出するようにして以下の成形条件で成形して、前記熱融着性樹脂層側に蓄電デバイス素子が収容される凹部を形成し、前記蓄電デバイス用外装材の前記凹部を形作る外側表面の曲面部と非曲面部について、それぞれ、SCI方式、視野10°及び光源F2の測定条件で、反射光のL*a*b*色空間におけるL*値を測定した場合に、前記曲面部のL*値と、前記非曲面部のL*との差の絶対値が、1.5以下となる、蓄電デバイス用外装材。
(成形条件)
54.5mm(TD)×31.6mm(MD)の口径を有する成形金型(雌型)と、これに対応する成形金型(雄型)の間に蓄電デバイス用外装材を、雌型側が基材層側となるように配置し、押さえ圧(面圧)0.25MPaとし、成形深さ3.0mmで冷間成型を行い、平面視矩形状の凹部を形成する。雌型と雄型とのクリアランスは0.5mmとする。雌型の表面は、JIS B 0659-1:2002附属書1(参考) 比較用表面粗さ標準片の表2に規定される、最大高さ粗さ(Rzの呼び値)が0.8μmである。雌型のコーナーRは2.0mm、稜線Rは2.5mmである。雄型の表面は、JIS B 0659-1:2002附属書1(参考) 比較用表面粗さ標準片の表2に規定される、最大高さ粗さ(Rzの呼び値)が3.2μmである。雄型のコーナーRは2.0mm、稜線Rは2.0mmである。雄型のコーナーRと稜線R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。
項16. 前記蓄電デバイス用外装材は、前記基材層の外側に、表面被覆層を備えている、項15に記載の蓄電デバイス用外装材。
項17. 前記蓄電デバイス用外装材は、前記基材層と前記バリア層との間に接着剤層を備えており、
前記接着剤層は着色されている、項15又は16に記載の蓄電デバイス用外装材。
項18. 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12~14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. A quality control method in a molding process of an exterior material for an electricity storage device, comprising:
The quality control method targets quality control of an electrical storage device packaging material that is made of a laminate including at least a base material layer, a barrier layer, and a heat-sealable resin layer in this order from the outside, and that is molded so as to protrude from the heat-sealable resin layer side toward the base material layer side, and that has a recess formed on the heat-sealable resin layer side in which an electrical storage device element is housed,
a determining step of extracting a test-target electrical storage device exterior material from among the electrical storage device exterior materials in which the recesses are formed, measuring the L* value in the L * a*b * color space of reflected light for each of the curved and uncurved portions of the outer surface that form the recesses of the test-target electrical storage device exterior material under measurement conditions of an SCI method, a field of view of 10 °, and a light source F2, and determining whether the electrical storage device exterior material in which the recesses are formed is a non-defective product based on the magnitude of the difference in the L* value;
A quality control method for the molding process of exterior materials for electricity storage devices.
Item 2. The quality control method according to Item 1, wherein in the judging step, a product is judged to be non-defective when the absolute value of the difference between the L * value of the curved surface portion and the L * value of the non-curved surface portion is 1.5 or less.
Item 3. The quality control method according to Item 1 or 2, wherein the packaging material for an electricity storage device includes a surface coating layer on the outside of the base material layer.
Item 4. The packaging material for an electricity storage device includes an adhesive layer between the base material layer and the barrier layer,
Item 4. The quality control method according to any one of Items 1 to 3, wherein the adhesive layer is colored.
Item 5. A method for manufacturing an electricity storage device, in which an electricity storage device element is sealed with a packaging body formed by heat-sealing the heat-sealable resin layer around the periphery of an exterior packaging material for an electricity storage device, the packaging material being composed of a laminate including, in this order from the outside, at least a base material layer, a barrier layer, and a heat-sealable resin layer,
The method for manufacturing the electricity storage device includes the steps of: preparing an exterior material for an electricity storage device, the exterior material having a recess formed therein, the recess protruding from the heat-sealable resin layer side of the exterior material for an electricity storage device toward the base layer side, and accommodating an electricity storage device element;
a determining step of extracting a test-target electrical storage device exterior material from among the electrical storage device exterior materials in which the recesses are formed, measuring the L* value in the L * a*b * color space of reflected light for each of the curved and uncurved portions of the outer surface that form the recesses of the test-target electrical storage device exterior material under measurement conditions of an SCI method, a field of view of 10 °, and a light source F2, and determining whether the electrical storage device exterior material in which the recesses are formed is a non-defective product based on the magnitude of the difference in the L* value;
a step of manufacturing an electricity storage device by accommodating an electricity storage device element in the recess of the exterior material for the electricity storage device;
It is equipped with
If the result of the determination step is that the molded exterior material for an electricity storage device is determined to be a good product, the method for manufacturing an electricity storage device determines that the formation of the recess is appropriate, and houses an electricity storage device element in the recess to manufacture the electricity storage device.
Item 6. The method for manufacturing an electricity storage device according to Item 5, wherein in the determining step, a product is determined to be non-defective when the absolute value of the difference between the L * value of the curved surface portion and the L * value of the non-curved surface portion is 1.5 or less.
Item 7. The method for producing an electricity storage device according to Item 5 or 6, wherein the exterior packaging material for an electricity storage device includes a surface coating layer on the outside of the base material layer.
Item 8. The packaging material for an electricity storage device includes an adhesive layer between the base layer and the barrier layer,
Item 8. The method for producing an electricity storage device according to any one of Items 5 to 7, wherein the adhesive layer is colored.
Item 9. A method for inspecting an exterior material for an electricity storage device having a recess formed therein, comprising:
The inspection method inspects an electrical storage device packaging material that is made of a laminate including at least a base material layer, a barrier layer, and a heat-sealable resin layer in this order from the outside, and that is molded so as to protrude from the heat-sealable resin layer side toward the base material layer side, and that has a recess formed on the heat-sealable resin layer side in which an electrical storage device element is housed,
a determining step of measuring the L* value in the L * a*b* color space of reflected light for each of the curved surface portion and the non- curved surface portion of the outer surface forming the recess of the electrical storage device packaging material in which the recess is formed, using the SCI method, a field of view of 10 ° , and a light source F2 , and determining whether the electrical storage device packaging material in which the recess is formed is a non-defective product based on the magnitude of the difference in the L* value;
A method for inspecting an exterior material for an electricity storage device having a recess formed therein.
Item 10. The inspection method according to Item 9, wherein in the determining step, a product is determined to be non-defective when the absolute value of the difference between the L * value of the curved surface portion and the L * value of the non-curved surface portion is 1.5 or less.
Item 11. The inspection method according to Item 9 or 10, wherein the electrical storage device packaging material includes a surface coating layer on the outside of the base material layer.
Item 12. An exterior packaging material for an electricity storage device composed of a laminate including, in order from the outside, at least a base material layer, a barrier layer, and a heat-sealable resin layer,
the electrical storage device packaging material is molded so as to protrude from the thermally adhesive resin layer side to the base material layer side, and includes a recess on the thermally adhesive resin layer side in which an electrical storage device element is housed,
The exterior material for an electrical storage device, wherein when the L* value in the L * a * b * color space of reflected light is measured for each of the curved and non -curved portions of the outer surface forming the recess of the exterior material for an electrical storage device using the SCI method, a field of view of 10°, and measurement conditions of light source F2, the absolute value of the difference between the L* value of the curved portion and the L * value of the non-curved portion is 1.5 or less.
Item 13. The packaging material for an electricity storage device according to Item 12, wherein the packaging material for an electricity storage device includes a surface coating layer on the outside of the base material layer.
Item 14. The packaging material for an electricity storage device includes an adhesive layer between the base layer and the barrier layer,
Item 14. The packaging material for an electricity storage device according to Item 12 or 13, wherein the adhesive layer is colored.
Item 15. An exterior packaging material for an electricity storage device composed of a laminate including, in order from the outside, at least a base material layer, a barrier layer, and a heat-sealable resin layer,
The electrical storage device exterior material is molded under the following molding conditions so as to protrude from the heat-sealable resin layer side to the base layer side, forming a recess on the heat-sealable resin layer side in which an electrical storage device element is housed, and when the L * value in the L*a*b* color space of reflected light is measured for each of the curved and uncurved portions of the outer surface that form the recess of the electrical storage device exterior material using the SCI method, a field of view of 10°, and light source F2, the absolute value of the difference between the L * value of the curved portion and the L * value of the uncurved portion is 1.5 or less.
(Molding conditions)
The electrical storage device exterior material is placed between a molding die (female die) with a diameter of 54.5 mm (TD) x 31.6 mm (MD) and a corresponding molding die (male die) with the female die facing the substrate layer, and cold-formed at a pressing pressure (surface pressure) of 0.25 MPa and a molding depth of 3.0 mm to form a rectangular recess in plan view. The clearance between the female die and the male die is 0.5 mm. The surface of the female die has a maximum height roughness (nominal Rz value) of 0.8 μm, as specified in Table 2 of the comparative surface roughness standard specimen in JIS B 0659-1:2002, Appendix 1 (Reference). The corner R of the female die is 2.0 mm, and the ridge R is 2.5 mm. The surface of the male mold has a maximum height roughness (nominal Rz value) of 3.2 μm as specified in Table 2 of the comparative surface roughness standard specimen in Appendix 1 of JIS B 0659-1:2002 (reference). The corner R of the male mold is 2.0 mm, and the ridge R is 2.0 mm. The corner R and ridge R of the male mold have a maximum height roughness (nominal Rz value) of 1.6 μm as specified in Table 2 of the comparative surface roughness standard specimen in Appendix 1 of JIS B 0659-1:2002 (reference).
Item 16. The packaging material for an electricity storage device according to Item 15, wherein the packaging material for an electricity storage device includes a surface coating layer on the outside of the base material layer.
Item 17. The packaging material for an electricity storage device includes an adhesive layer between the base material layer and the barrier layer,
Item 17. The packaging material for an electricity storage device according to Item 15 or 16, wherein the adhesive layer is colored.
Item 18. 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 12 to 14.
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 表面被覆層
10 蓄電デバイス用外装材
11 曲面部
11a 角部
11b 稜線部
12 非曲面部
13 曲面部
14 周縁部
100 凹部
REFERENCE SIGNS LIST 1 Base material layer 2 Adhesive layer 3 Barrier layer 4 Thermally adhesive resin layer 5 Adhesive layer 6 Surface coating layer 10 Electricity storage device packaging material 11 Curved surface portion 11a Corner portion 11b Ridge line portion 12 Non-curved surface portion 13 Curved surface portion 14 Peripheral edge portion 100 Recessed portion
Claims (21)
前記表面被覆層は、ポリウレタンを含む樹脂組成物により形成されており、
前記表面被覆層は、添加剤を含み、
前記添加剤は、有機物及び無機物の少なくとも一方であり、
前記蓄電デバイス用外装材は、前記熱融着性樹脂層側から前記基材層側に突出するようにして成形され、前記熱融着性樹脂層側に蓄電デバイス素子が収容される凹部を備えており、
前記蓄電デバイス用外装材の前記凹部を形作る外側表面の曲面部と非曲面部について、それぞれ、SCI方式、視野10°及び光源F2の測定条件で、反射光のL*a*b*色空間におけるL*値を測定した場合に、前記曲面部のL*値と、前記非曲面部のL*との差の絶対値が、1.5以下である、蓄電デバイス用外装材。 An exterior material for an electricity storage device, which is composed of a laminate including, in order from the outside, at least a surface coating layer, a base material layer, a barrier layer, and a heat-sealable resin layer,
the surface coating layer is formed from a resin composition containing polyurethane,
the surface coating layer contains an additive,
the additive is at least one of an organic substance and an inorganic substance,
the electrical storage device packaging material is molded so as to protrude from the thermally adhesive resin layer side to the base material layer side, and includes a recess on the thermally adhesive resin layer side in which an electrical storage device element is housed,
The exterior material for an electrical storage device, wherein when the L* value in the L * a * b * color space of reflected light is measured for each of the curved and non -curved portions of the outer surface forming the recess of the exterior material for an electrical storage device using the SCI method, a field of view of 10°, and measurement conditions of light source F2, the absolute value of the difference between the L* value of the curved portion and the L * value of the non-curved portion is 1.5 or less.
前記表面被覆層は、ポリウレタンを含む樹脂組成物により形成されており、
ポリウレタンは、ポリオール化合物を含有する主剤と、芳香族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り、
前記蓄電デバイス用外装材は、前記熱融着性樹脂層側から前記基材層側に突出するようにして成形され、前記熱融着性樹脂層側に蓄電デバイス素子が収容される凹部を備えており、
前記蓄電デバイス用外装材の前記凹部を形作る外側表面の曲面部と非曲面部について、それぞれ、SCI方式、視野10°及び光源F2の測定条件で、反射光のL*a*b*色空間におけるL*値を測定した場合に、前記曲面部のL*値と、前記非曲面部のL*との差の絶対値が、1.5以下である、蓄電デバイス用外装材。 An exterior material for an electricity storage device, which is composed of a laminate including, in order from the outside, at least a surface coating layer, a base material layer, a barrier layer, and a heat-sealable resin layer,
the surface coating layer is formed from a resin composition containing polyurethane,
The polyurethane is a polyurethane containing a base agent containing a polyol compound and a curing agent containing an aromatic isocyanate compound,
the electrical storage device packaging material is molded so as to protrude from the thermally adhesive resin layer side to the base material layer side, and includes a recess on the thermally adhesive resin layer side in which an electrical storage device element is housed,
The exterior material for an electrical storage device, wherein when the L* value in the L * a * b * color space of reflected light is measured for each of the curved and non -curved portions of the outer surface forming the recess of the exterior material for an electrical storage device using the SCI method, a field of view of 10°, and measurement conditions of light source F2, the absolute value of the difference between the L* value of the curved portion and the L * value of the non-curved portion is 1.5 or less.
前記表面被覆層は、ポリウレタンを含む樹脂組成物により形成されており、
前記表面被覆層は、添加剤を含み、
前記添加剤は、有機物及び無機物の少なくとも一方であり、
前記蓄電デバイス用外装材を、前記熱融着性樹脂層側から前記基材層側に突出するようにして以下の成形条件で成形して、前記熱融着性樹脂層側に蓄電デバイス素子が収容される凹部を形成し、前記蓄電デバイス用外装材の前記凹部を形作る外側表面の曲面部と非曲面部について、それぞれ、SCI方式、視野10°及び光源F2の測定条件で、反射光のL*a*b*色空間におけるL*値を測定した場合に、前記曲面部のL*値と、前記非曲面部のL*との差の絶対値が、1.5以下となる、蓄電デバイス用外装材。
(成形条件)
54.5mm(TD)×31.6mm(MD)の口径を有する成形金型(雌型)と、これに対応する成形金型(雄型)の間に蓄電デバイス用外装材を、雌型側が基材層側となるように配置し、押さえ圧(面圧)0.25MPaとし、成形深さ3.0mmで冷間成型を行い、平面視矩形状の凹部を形成する。雌型と雄型とのクリアランスは0.5mmとする。雌型の表面は、JIS B 0659-1:2002附属書1(参考) 比較用表面粗さ標準片の表2に規定される、最大高さ粗さ(Rzの呼び値)が0.8μmである。雌型のコーナーRは2.0mm、稜線Rは2.5mmである。雄型の表面は、JIS B 0659-1:2002附属書1(参考) 比較用表面粗さ標準片の表2に規定される、最大高さ粗さ(Rzの呼び値)が3.2μmである。雄型のコーナーRは2.0mm、稜線Rは2.0mmである。雄型のコーナーRと稜線R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。 An exterior material for an electricity storage device, which is composed of a laminate including, in order from the outside, at least a surface coating layer, a base material layer, a barrier layer, and a heat-sealable resin layer,
the surface coating layer is formed from a resin composition containing polyurethane,
the surface coating layer contains an additive,
the additive is at least one of an organic substance and an inorganic substance,
The electrical storage device exterior material is molded under the following molding conditions so as to protrude from the heat-sealable resin layer side to the base layer side, forming a recess on the heat-sealable resin layer side in which an electrical storage device element is housed, and when the L * value in the L*a*b* color space of reflected light is measured for each of the curved and uncurved portions of the outer surface that form the recess of the electrical storage device exterior material using the SCI method, a field of view of 10°, and light source F2, the absolute value of the difference between the L * value of the curved portion and the L * value of the uncurved portion is 1.5 or less.
(Molding conditions)
The electrical storage device exterior material is placed between a molding die (female die) with a diameter of 54.5 mm (TD) x 31.6 mm (MD) and a corresponding molding die (male die) with the female die facing the substrate layer, and cold-formed at a pressing pressure (surface pressure) of 0.25 MPa and a molding depth of 3.0 mm to form a rectangular recess in plan view. The clearance between the female die and the male die is 0.5 mm. The surface of the female die has a maximum height roughness (nominal Rz value) of 0.8 μm, as specified in Table 2 of the comparative surface roughness standard specimen in JIS B 0659-1:2002, Appendix 1 (Reference). The corner R of the female die is 2.0 mm, and the ridge R is 2.5 mm. The surface of the male mold has a maximum height roughness (nominal Rz value) of 3.2 μm as specified in Table 2 of the comparative surface roughness standard specimen in Appendix 1 of JIS B 0659-1:2002 (reference). The corner R of the male mold is 2.0 mm, and the ridge R is 2.0 mm. The corner R and ridge R of the male mold have a maximum height roughness (nominal Rz value) of 1.6 μm as specified in Table 2 of the comparative surface roughness standard specimen in Appendix 1 of JIS B 0659-1:2002 (reference).
前記表面被覆層は、ポリウレタンを含む樹脂組成物により形成されており、
ポリウレタンは、ポリオール化合物を含有する主剤と、芳香族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り、
前記蓄電デバイス用外装材を、前記熱融着性樹脂層側から前記基材層側に突出するようにして以下の成形条件で成形して、前記熱融着性樹脂層側に蓄電デバイス素子が収容される凹部を形成し、前記蓄電デバイス用外装材の前記凹部を形作る外側表面の曲面部と非曲面部について、それぞれ、SCI方式、視野10°及び光源F2の測定条件で、反射光のL*a*b*色空間におけるL*値を測定した場合に、前記曲面部のL*値と、前記非曲面部のL*との差の絶対値が、1.5以下となる、蓄電デバイス用外装材。
(成形条件)
54.5mm(TD)×31.6mm(MD)の口径を有する成形金型(雌型)と、これに対応する成形金型(雄型)の間に蓄電デバイス用外装材を、雌型側が基材層側となるように配置し、押さえ圧(面圧)0.25MPaとし、成形深さ3.0mmで冷間成型を行い、平面視矩形状の凹部を形成する。雌型と雄型とのクリアランスは0.5mmとする。雌型の表面は、JIS B 0659-1:2002附属書1(参考) 比較用表面粗さ標準片の表2に規定される、最大高さ粗さ(Rzの呼び値)が0.8μmである。雌型のコーナーRは2.0mm、稜線Rは2.5mmである。雄型の表面は、JIS B 0659-1:2002附属書1(参考) 比較用表面粗さ標準片の表2に規定される、最大高さ粗さ(Rzの呼び値)が3.2μmである。雄型のコーナーRは2.0mm、稜線Rは2.0mmである。雄型のコーナーRと稜線R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。 An exterior material for an electricity storage device, which is composed of a laminate including, in order from the outside, at least a surface coating layer, a base material layer, a barrier layer, and a heat-sealable resin layer,
the surface coating layer is formed from a resin composition containing polyurethane,
The polyurethane is a polyurethane containing a base agent containing a polyol compound and a curing agent containing an aromatic isocyanate compound,
The electrical storage device exterior material is molded under the following molding conditions so as to protrude from the heat-sealable resin layer side to the base layer side, forming a recess on the heat-sealable resin layer side in which an electrical storage device element is housed, and when the L * value in the L*a*b* color space of reflected light is measured for each of the curved and uncurved portions of the outer surface that form the recess of the electrical storage device exterior material using the SCI method, a field of view of 10°, and light source F2, the absolute value of the difference between the L * value of the curved portion and the L * value of the uncurved portion is 1.5 or less.
(Molding conditions)
The electrical storage device exterior material is placed between a molding die (female die) with a diameter of 54.5 mm (TD) x 31.6 mm (MD) and a corresponding molding die (male die) with the female die facing the substrate layer, and cold-formed at a pressing pressure (surface pressure) of 0.25 MPa and a molding depth of 3.0 mm to form a rectangular recess in plan view. The clearance between the female die and the male die is 0.5 mm. The surface of the female die has a maximum height roughness (nominal Rz value) of 0.8 μm, as specified in Table 2 of the comparative surface roughness standard specimen in JIS B 0659-1:2002, Appendix 1 (Reference). The corner R of the female die is 2.0 mm, and the ridge R is 2.5 mm. The surface of the male mold has a maximum height roughness (nominal Rz value) of 3.2 μm as specified in Table 2 of the comparative surface roughness standard specimen in Appendix 1 of JIS B 0659-1:2002 (reference). The corner R of the male mold is 2.0 mm, and the ridge R is 2.0 mm. The corner R and ridge R of the male mold have a maximum height roughness (nominal Rz value) of 1.6 μm as specified in Table 2 of the comparative surface roughness standard specimen in Appendix 1 of JIS B 0659-1:2002 (reference).
前記接着剤層は着色されている、請求項1~7のいずれか1項に記載の蓄電デバイス用外装材。 the packaging material for an electricity storage device includes an adhesive layer between the base layer and the barrier layer,
The packaging material for an electricity storage device according to any one of claims 1 to 7, wherein the adhesive layer is colored.
前記表面被覆層は、ポリウレタンを含む樹脂組成物により形成されており、
前記蓄電デバイス用外装材は、前記熱融着性樹脂層側から前記基材層側に突出するようにして成形され、前記熱融着性樹脂層側に蓄電デバイス素子が収容される凹部を備えており、
前記蓄電デバイス用外装材の前記凹部を形作る外側表面の曲面部と非曲面部について、それぞれ、SCI方式、視野10°及び光源F2の測定条件で、反射光のL*a*b*色空間におけるL*値を測定した場合に、前記曲面部のL*値と、前記非曲面部のL*との差の絶対値が、1.5以下であり、
前記表面被覆層は、添加剤を含み、
前記添加剤は、有機物及び無機物の少なくとも一方である、蓄電デバイス用外装材の製造方法。 The method includes a step of obtaining an exterior material for an electricity storage device, which is composed of a laminate in which at least a surface coating layer, a base material layer, a barrier layer, and a heat-sealable resin layer are laminated in this order,
the surface coating layer is formed from a resin composition containing polyurethane,
the electrical storage device packaging material is molded so as to protrude from the thermally adhesive resin layer side to the base material layer side, and includes a recess on the thermally adhesive resin layer side in which an electrical storage device element is housed,
When the L* value in the L * a * b * color space of reflected light is measured for each of the curved surface portion and the non -curved surface portion on the outer surface forming the recess of the exterior material for an electricity storage device under measurement conditions of an SCI method, a field of view of 10°, and a light source F2, the absolute value of the difference between the L* value of the curved surface portion and the L * value of the non-curved surface portion is 1.5 or less,
the surface coating layer contains an additive,
The method for producing an exterior material for an electricity storage device, wherein the additive is at least one of an organic substance and an inorganic substance.
前記表面被覆層は、ポリウレタンを含む樹脂組成物により形成されており、
前記蓄電デバイス用外装材は、前記熱融着性樹脂層側から前記基材層側に突出するようにして成形され、前記熱融着性樹脂層側に蓄電デバイス素子が収容される凹部を備えており、
前記蓄電デバイス用外装材の前記凹部を形作る外側表面の曲面部と非曲面部について、それぞれ、SCI方式、視野10°及び光源F2の測定条件で、反射光のL*a*b*色空間におけるL*値を測定した場合に、前記曲面部のL*値と、前記非曲面部のL*との差の絶対値が、1.5以下であり、
ポリウレタンは、ポリオール化合物を含有する主剤と、芳香族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、蓄電デバイス用外装材の製造方法。 The method includes a step of obtaining an exterior material for an electricity storage device, which is composed of a laminate in which at least a surface coating layer, a base material layer, a barrier layer, and a heat-sealable resin layer are laminated in this order,
the surface coating layer is formed from a resin composition containing polyurethane,
the electrical storage device packaging material is molded so as to protrude from the thermally adhesive resin layer side to the base material layer side, and includes a recess on the thermally adhesive resin layer side in which an electrical storage device element is housed,
When the L* value in the L * a * b * color space of reflected light is measured for each of the curved surface portion and the non -curved surface portion on the outer surface forming the recess of the exterior material for an electricity storage device under measurement conditions of an SCI method, a field of view of 10°, and a light source F2, the absolute value of the difference between the L* value of the curved surface portion and the L * value of the non-curved surface portion is 1.5 or less,
A method for producing an exterior material for an electrical storage device, wherein the polyurethane is a polyurethane containing a base agent containing a polyol compound and a curing agent containing an aromatic isocyanate compound.
前記接着層と前記熱融着性樹脂層とは、共押出しラミネート法、タンデムラミネート方、サーマルラミネート法、サンドイッチラミネート法、又は、前記バリア層上に、前記接着層を形成させるための接着剤を積層させ、前記接着層上に予めシート状に製膜した前記熱融着性樹脂層を積層する方法により形成する、請求項18又は19に記載の蓄電デバイス用外装材の製造方法。 an adhesive layer is provided between the barrier layer and the heat-sealable resin layer,
20. The method for producing an exterior material for an electricity storage device according to claim 18 or 19, wherein the adhesive layer and the heat-sealable resin layer are formed by a co-extrusion lamination method, a tandem lamination method, a thermal lamination method, a sandwich lamination method, or a method of laminating an adhesive for forming the adhesive layer on the barrier layer, and laminating the heat-sealable resin layer, which has been formed in advance into a sheet shape, on the adhesive layer.
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