CN105122496A - 电池用包装材料 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于:提供能够以短时间使设置在基材层与阻挡层之间的粘接层固化、从而具有优异的密合强度且具有优异的成型性的膜状的电池用包装材料。在包括至少依次具有基材层、粘接层、阻挡层和密封层的叠层体的电池用包装材料中,由含有热固性树脂、和(A)固化促进剂及弹性体树脂或(B)反应性树脂珠的树脂组合物的固化物形成该粘接层,从而能够以短时间使设置在基材层与阻挡层之间的粘接层固化,能够缩短加工准备时间。进一步而言,通过在基材层与阻挡层之间设置上述粘接层,基材层与阻挡层之间的密合强度高,并且也能够具有优异的成型性。

Description

电池用包装材料
技术领域
本发明涉及能够以短时间使设置在基材层与阻挡层之间的粘接层固化,从而具有优异的密合强度,并且成型性也优异的膜状的电池用包装材料。
背景技术
一直以来进行着各种类型的电池的开发,在所有的电池中,为了封装电极和电解质等电池元件,包装材料是不可或缺的部件。在现有技术中,作为电池用包装大多使用金属制的包装材料,但是近年来伴随着电动汽车、混合动力电动汽车、个人电脑、照相机、便携式电话等的高性能化,电池要求多种多样的形状,并且要求薄型化和轻质化。但是,利用现有技术中大多采用的金属制的电池用包装材料,存在难以应对形状的多样化、并且轻质化也具有限度的缺点。
因此,近年来,作为容易加工成多种多样的形状、且能够实现薄型化和轻质化的电池用包装材料,提出了依次叠层有基材层/粘接层/阻挡层/密封层的膜状的叠层体(例如参照专利文献1)。对于这样的膜状的电池用包装材料,以通过使密封层彼此相对、利用热封使边缘部热熔接、能够封装电池元件的方式形成。
另一方面,在现有的膜状的电池用包装材料中,通常使用双液固化型的粘接剂,利用干式层压法,将基材层和阻挡层贴合,使基材层、粘接层和阻挡层叠层,该粘接层的固化需要将高温条件下的熟化进行数天~数周。因此,在现有的膜状的电池用包装材料中,存在由于粘接层的固化工序,导致加工准备时间的长期化,由于长时间暴露于高温条件和温度变化下,产生产品不良的缺点。
因此,在膜状的电池用包装材料中,希望开发能够以短时间将设置在基材层与阻挡层之间的粘接层固化、能够缩短加工准备时间、能够提高制造效率的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2001-202927号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在膜状的电池用包装材料中,为了以短时间使设置在基材层与阻挡层之间的粘接层固化,使用反应基团多的粘接剂成分是有效的,但由于这样的粘接剂成分,粘接层的三维交联结构中的反应基团间距离变短,由此产生固化时收缩、或变硬变脆的问题,不能充分地具有作为电池用包装材料所要求的成型性。另外,也考虑了作为使上述粘接层固化的条件,使固化温度成为高温,由此谋图固化时间的缩短,但利用这样的短时间的固化条件,存在基材层与阻挡层的密合性降低的问题。
因此,本发明的目的在于:提供能够以短时间使在基材层与阻挡层之间设置的粘接层固化、从而具有优异的密合强度、且具有优异的成型性的膜状的电池用包装材料。
用于解决课题的方法
本发明的发明人为了解决上述课题,进行了精心研究,发现在包括至少依次具有基材层、粘接层、阻挡层和密封层的叠层体的电池用包装材料中,利用含有热固性树脂、固化促进剂和弹性体树脂的树脂组合物的固化物形成该粘接层,由此能够以短时间使在基材层与阻挡层之间设置的粘接层固化,能够缩短加工准备时间。进一步而言,在基材层与阻挡层之间设置上述粘接层,由此基材层与阻挡层之间的密合强度变高,而且也能够具有优异的成型性。
另外,本发明的发明人也发现,在包括至少依次具有基材层、粘接层、阻挡层和密封层的叠层体的电池用包装材料中,利用含有热固性树脂和反应性树脂珠的树脂组合物的固化物形成该粘接层,由此能够显著地提高电池用包装材料的成型性。另外也发现,在该情况下,通过使形成上述粘接层的树脂组合物中进一步含有固化促进剂,能够以短时间使粘接层固化,能够缩短加工准备时间。
另外,本发明的发明人发现,通过使上述的叠层体所含有的至少一个层含有吸光放热物质,能够以短时间使设置在基材层与阻挡层之间的上述粘接层固化,从而具有优异的密合强度,能够缩短加工准备时间。
本发明是基于上述见解进一步反复地进行研究而完成的。
即,本发明提供下述方式的发明。
项1.一种电池用包装材料,其特征在于:包括至少依次具有基材层、粘接层、阻挡层和密封层的叠层体,
上述粘接层为含有热固性树脂、和(A)固化促进剂及弹性体树脂或(B)反应性树脂珠的树脂组合物的固化物。
项2.如项1所述的电池用包装材料,其特征在于:
上述粘接层为含有(B)反应性树脂珠和固化促进剂的树脂组合物的固化物。
项3.如项1或2所述的电池用包装材料,其特征在于:
上述反应性树脂珠为具有官能团的聚氨酯树脂珠或具有官能团的丙烯酸树脂珠。
项4.如项1~3中任一项所述的电池用包装材料,其特征在于:
上述反应性树脂珠的折射率为1.3~1.8。
项5.如项1~4中任一项所述的电池用包装材料,其特征在于:
上述叠层体所具有的至少一个层含有吸光放热物质。
项6.如项1~5中任一项所述的电池用包装材料,其特征在于:
上述粘接层含有吸光放热物质。
项7.如项6所述的电池用包装材料,其特征在于:
上述吸光放热物质为选自金属粉末、无机颜料、碳和有机色素中的至少1种。
项8.如项6或7所述的电池用包装材料,其特征在于:
在与上述粘接层相反侧的基材层上,从基材层侧起依次具有第三粘接层、绝缘层和涂敷层,
选自上述涂敷层、绝缘层、第三粘接层、基材层、粘接层和密封层中的至少一个层含有吸光放热物质。
项9.如项1~8中任一项所述的电池用包装材料,其特征在于:
上述热固性树脂为选自环氧树脂、氨基树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂和醇酸树脂中的至少1种。
项10.如项1~9中任一项所述的电池用包装材料,其特征在于:
上述固化促进剂为选自脒化合物、碳化二亚胺化合物、酮亚胺化合物、肼化合物、锍盐、苯并噻唑鎓盐和叔胺化合物中的至少1种。
项11.如项1~10中任一项所述的电池用包装材料,其特征在于:
上述阻挡层为金属箔。
项12.一种电池用包装材料的制造方法,其特征在于:
包括下述工序:
通过含有热固性树脂、和(A)固化促进剂及弹性体树脂或(B)反应性树脂珠的树脂组合物使基材层和阻挡层贴合,在该状态下进行加热,由此使该树脂组合物固化,得到依次具有基材层、粘接层和阻挡层的叠层体的工序;和
在上述工序中得到的叠层体的阻挡层上叠层密封层的工序。
项13.一种电池用包装材料的制造方法,其特征在于:
包括至少依次叠层基材层、粘接层、阻挡层和密封层的叠层工序,在该叠层工序中含有下述第一工序和第二工序:
第一工序,形成叠层体,该叠层体至少依次具有基材层、未固化粘接层和阻挡层,上述未固化粘接层为含有(A)固化促进剂和弹性体树脂或(B)反应性树脂珠的树脂组合物,并且上述叠层体所具有的至少一个层含有吸光放热物质;和
第二工序,对上述第一工序得到的叠层体,照射上述吸光放热物质能够放热的波长的光,并进行加热,使上述未固化粘接层所含有的热固性树脂固化,由此将上述未固化粘接层转化为粘接层。
项14.一种电池,其特征在于:
至少具有正极、负极和电解质的电池元件被收纳在项1~11中任一项所述的电池用包装材料内。
发明效果
在本发明的电池用包装材料中,设置在基材层与阻挡层之间的粘接层为含有热固性树脂、固化促进剂和弹性体树脂的树脂组合物的固化物时,通过该粘接层含有固化促进剂,不需要高温条件下的熟化,能够以短时间进行固化,因此能够缩短加工准备时间,进一步而言,也能够防止由于长时间暴露于高温条件产生产品不良。另外,上述粘接层由于与固化性树脂一起含有固化促进剂和弹性体树脂,所以能够在基材层与阻挡层之间赋予高的密合强度,除此以外,能够抑制固化时发生收缩,能够使上述粘接层具有适当的柔软性,因此也能够对电池用包装材料赋予优异的成型性。
另外,在本发明的电池用包装材料中,设置在基材层与阻挡层之间的粘接层为含有热固性树脂和反应性树脂珠的树脂组合物的固化物时,在该粘接层中,反应性树脂珠与热固性树脂通过化学键而结合存在,由此能够维持该粘接层的粘接强度,并使电池用包装材料具有优异的成型性,即使深拉深成型时的成型深度加深,也能够抑制产生裂纹或针孔等。进一步而言,形成该粘接层的树脂组合物含有固化促进剂时,在粘接层的固化工序中不需要高温条件下的熟化,能够以短时间进行固化,因此能够谋求加工准备时间的缩短化,进一步也能够防止由于长时间暴露于高温条件而产生产品不良。
另外,在本发明的电池用包装材料中,叠层体中的至少一层含有吸光放热物质时,使粘接层固化时,通过叠层体中的至少一层所含有的吸光放热物质能够施加均匀的热量,因此也能够形成固化状态没有不匀的均质的、具有优异的密合强度的粘接层。
附图说明
图1为表示本发明的电池用包装材料的截面结构的一个例子的图。
具体实施方式
本发明的电池用包装材料的特征在于:包括至少依次具有基材层、粘接层、阻挡层和密封层的叠层体,该粘接层为含有热固性树脂、和(A)固化促进剂及弹性体树脂或(B)反应性树脂珠的树脂组合物的固化物。即,特征在于:粘接层为含有热固性树脂、(A)固化促进剂和弹性体树脂的树脂组合物的固化物,或者粘接层为含有热固性树脂和(B)反应性树脂珠的树脂组合物的固化物。以下,对本发明的电池用包装材料进行详细地说明。其中,以下,有时将设置在基材层与阻挡层之间的粘接层为含有热固性树脂和反应性树脂珠的树脂组合物的固化物的情况称为方式A。另外,有时将设置在基材层与阻挡层之间的粘接层为含有热固性树脂和反应性树脂珠的树脂组合物的固化物的情况称为方式B。进一步而言,有时将叠层体所具有的至少一个层含有吸光放热物质的情况称为方式C。在本发明的电池用包装材料中,满足方式A和方式B中的至少一者即可,例如可以具有方式A和方式B,也可以具有方式A和方式C、方式B和方式C、或方式A~C的全部。
1.电池用包装材料的叠层结构
电池用包装材料如图1所示,具有含有至少依次具有基材层1、粘接层2、阻挡层3和密封层4的叠层体的叠层结构。即,本发明的电池用包装材料,基材层1为最外层,密封层4为最内层。在组装电池时,使位于电池元件边缘的密封层4彼此之间面接触进行热熔接,从而将电池元件密封,电池元件被封装。
另外,在本发明的电池用包装材料中,在阻挡层3与密封层4之间,为了提高它们的粘接性,根据需要可以设置第二粘接层5。
进一步而言,本发明的电池用包装材料,在基材层1的外侧,为了提高绝缘性,根据需要可以设置绝缘层6。另外,在设置该绝缘层6时,在基材层1与该绝缘层6之间,为了提高它们的粘接性,根据需要可以设置第三粘接层7。
另外,在本发明的电池用包装材料中,作为最外层,为了赋予耐化学药品性和增滑性等功能性,根据需要可以设置涂敷层8。即,涂敷层8根据需要设置在基材层1的外侧表面,或者在设置绝缘层6时设置在绝缘层6的外侧表面。
2.形成电池用包装材料的各层的组成
[基材层1]
在本发明的电池用包装材料中,基材层1为形成最外层的层。关于形成基材层1的原料,只要是具有绝缘性的材料,就没有特别限定。作为形成基材层1的原料,例如可以列举聚酯、聚酰胺、环氧、丙烯酸、氟树脂、聚氨酯、硅树脂、酚醛、聚醚酰亚胺、聚酰亚胺以及它们的混合物或共聚物等。
作为上述聚酯,具体而言,可以列举聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸丁二醇酯、聚间苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、以对苯二甲酸乙二醇酯为重复单元的主体的共聚聚酯、以对苯二甲酸丁二醇酯为重复单元的主体的共聚聚酯等。另外,作为以对苯二甲酸乙二醇酯为重复单元的主体的共聚聚酯,具体而言,可以列举以对苯二甲酸乙二醇酯为重复单元的主体与间苯二甲酸乙二醇酯聚合而得到的共聚聚酯(以下简称为聚(对苯二甲酸/间苯二甲酸)乙二醇酯)、聚(对苯二甲酸/间苯二甲酸)乙二醇酯、聚(对苯二甲酸/己二酸)乙二醇酯、聚(对苯二甲酸/磺基间苯二甲酸钠)乙二醇酯、聚(对苯二甲酸/间苯二甲酸钠)乙二醇酯、聚(对苯二甲酸/苯基-二羧酸)乙二醇酯、聚(对苯二甲酸/癸烷二甲酸)乙二醇酯等。另外,作为以对苯二甲酸丁二醇酯为重复单元的主体的共聚聚酯,具体而言,可以列举以对苯二甲酸丁二醇酯为重复单元的主体与间苯二甲酸丁二醇酯聚合而得到的共聚聚酯(以下简称为聚(对苯二甲酸/间苯二甲酸)丁二醇酯)、聚(对苯二甲酸/己二酸)丁二醇酯、聚(对苯二甲酸/癸二酸)丁二醇酯、聚(对苯二甲酸/癸烷二甲酸)丁二醇酯、聚萘二甲酸丁二醇酯等。这些聚酯可以单独使用1种,也可以将2种以上组合使用。聚酯具有耐电解液性优异、对于电解液的附着不易发生白化等的优点,适合用作基材层1的形成原料。
另外,作为上述聚酰胺,具体而言,可以列举尼龙6、尼龙66、尼龙610、尼龙12、尼龙46、尼龙6与尼龙6,6的共聚物等的脂肪族系聚酰胺;包含来自对苯二甲酸和/或间苯二甲酸的结构单元的尼龙6I、尼龙6T、尼龙6IT、尼龙6I6T(I表示间苯二甲酸、T表示对苯二甲酸)等的己二胺-间苯二甲酸-对苯二甲酸共聚聚酰胺、聚己二酰间苯撑二甲胺(MXD6)等的含有芳香族的聚酰胺;聚氨甲基环己基己二酰胺(PACM6)等的脂环系聚酰胺;以及使内酰胺成分、或4,4'-二苯基甲烷-二异氰酸酯等的异氰酸酯成分共聚而得到的聚酰胺、作为共聚聚酰胺与聚酯或聚亚烷基醚二醇的共聚物的聚酯酰胺共聚物或聚醚酯酰胺共聚物;它们的共聚物等。这些聚酰胺可以单独使用1种,也可以将2种以上组合使用。拉伸聚酰胺膜的拉伸性优异,能够防止成型时基材层1因树脂破裂而发生白化,适合作为基材层1的形成原料使用。
基材层1可以由单轴或双轴拉伸的树脂膜形成,也可以由未拉伸的树脂膜形成。其中,单轴或双轴拉伸的树脂膜、特别是双轴拉伸的树脂膜,通过取向结晶化使耐热性提高,因而适合作为基材层1使用。
这些之中,作为形成基材层1的树脂膜,优选列举尼龙、聚酯,更优选列举双轴拉伸尼龙、双轴拉伸聚酯,特别优选列举双轴拉伸聚酯。
关于基材层1,为了提高耐针孔性和制成电池的包装体时的绝缘性,还可以将不同原料的树脂膜叠层化。具体而言,可以列举使聚酯膜与尼龙膜叠层而成的多层结构、或者使双轴拉伸聚酯与双轴拉伸尼龙叠层而成的多层结构等。在使基材层1为多层结构时,各树脂膜可以通过粘接剂粘接,还可以不通过粘接剂而使其直接叠层。在不通过粘接剂使其粘接的情况下,例如,可以列举共挤出法、多层层压法、热层压法等在热熔融状态下使其粘接的方法。另外,在通过粘接剂使其粘接的情况下,关于所使用的粘接剂的组成没有特别限定,但从缩短固化时间从而谋图加工准备时间的缩短化,进一步提高成型性等的观点出发,优选列举后述的[粘接层2]的栏所述的树脂组合物。
关于基材层1,为了提高成型性,可以使其低摩擦化。在使基材层1低摩擦化的情况下,其表面的摩擦系数没有特别限制,例如可以列举1.0以下。为了使基材层1低摩擦化,例如可以实施粗糙化处理、形成增滑剂的薄膜层、它们的组合等。
作为粗糙化处理,可以列举预先在基材层1中添加粗糙化剂在表面形成凹凸、或利用压花辊通过加热或加压的转印法、或者以机械的方式利用干式或湿式喷砂法或者锉刀使表面粗糙的方法。作为粗糙化剂,例如可以列举粒径为0.5nm~5μm左右的微粒。关于粗糙化剂的材质没有特别限制,例如可以列举金属、金属氧化物、无机物、有机物等。另外,关于粗糙化剂的形状也没有特别限制,例如可以列举球状、纤维状、板状、不定形、气球状等。作为粗糙化剂,具体而言,可以列举滑石、硅石、石墨、高岭土、蒙脱土(モンモリロイド)、蒙脱石、合成云母、水滑石、硅胶、沸石、氢氧化铝、氢氧化镁、氧化锌、氧化镁、氧化铝、氧化钕、氧化锑、氧化钛、氧化铈、硫酸钙、硫酸钡、碳酸钙、硅酸钙、碳酸锂、苯甲酸钙、草酸钙、硬脂酸镁、矾土、炭黑、碳纳米管类、高熔点尼龙、交联丙烯酸、交联苯乙烯、交联聚乙烯、苯并胍胺(Benzoguanamine)、金、铝、铜、镍等。这些粗糙化剂可以单独使用1种,也可以将2种以上组合使用。这些粗糙化剂中,从分散稳定性和成本等的观点出发,优选列举硅石、硫酸钡、氧化钛。并且,粗糙化剂可以对表面实施绝缘处理、高分散性处理等的各种表面处理。
上述增滑剂的薄膜层可以通过如下方法形成:在基材层1上,通过渗出(bleedout)使增滑剂在表面析出而形成薄层的方法、或者在基材层1叠层增滑剂。作为增滑剂,没有特别限制,例如可以列举脂肪酸酰胺、金属皂、亲水性有机硅、接枝了有机硅的丙烯酸、接枝了有机硅的环氧、接枝了有机硅的聚醚、接枝了有机硅的聚酯、嵌段型有机硅丙烯酸共聚物、聚甘油改性有机硅、石蜡等。这些增滑剂可以单独使用1种,另外也可以组合使用2种以上。
基材层1的厚度例如可以列举10~50μm,优选列举15~30μm。
[粘接层2]
粘接层2是在基材层1与阻挡层3之间,为了使这些层粘接而设置的层,由含有热固性树脂、和(A)固化促进剂及弹性体树脂或(B)反应性树脂珠的树脂组合物的固化物形成。这样通过使含有(A)固化促进剂和弹性体树脂的特定组成的树脂组合物固化,形成粘接层2(方式A),在制造时不需要高温条件下的熟化,能够以短时间固化,并且能够具有优异的成型性和密合强度。
另外,由含有热固性树脂和(B)反应性树脂珠的树脂组合物的固化物形成粘接层2(方式B),在粘接层中,使反应性树脂珠与热固性树脂通过化学键结合,由此能够维持该粘接层的粘接强度,并能够提高电池用包装材料的成型性。
进一步而言,在粘接层2的形成中使用上述特定组成的树脂组合物,并且叠层体中的至少一个层含有吸光放热物质(方式C),由此利用照射该吸光放热物质能够放热的波长的光并进行加热这样的简便方法,能够以短时间形成具有优异的密合强度的粘接层2。
(热固性树脂)
粘接层2的形成所使用的树脂组合物含有热固性树脂。热固性树脂只要是在加热时引起聚合形成高分子的网眼结构而进行固化的树脂即可。作为粘接层2的形成所使用的热固性树脂,具体而言,可以列举环氧树脂、氨基树脂(三聚氰胺树脂、苯并胍胺树脂等)、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂、醇酸树脂等。
这些热固性树脂可以单独使用1种,另外也可以组合使用2种以上。
在这些热固性树脂中,从粘接层2的固化时间的进一步缩短化、成型性的进一步提高等的观点出发,优选列举聚氨酯树脂、环氧树脂,进一步优选列举双液固化型聚氨酯树脂、双液固化型环氧树脂,特别优选列举双液固化型聚氨酯树脂。
作为双液固化型聚氨酯树脂,具体而言,可以列举多元醇化合物(主剂)和异氰酸酯系化合物(固化剂)的组合,作为双液固化型环氧树脂,具体而言,可以列举环氧树脂(主剂)和酸酐、胺化合物、或氨基树脂(固化剂)的组合。
在上述双液固化型聚氨酯树脂中,关于作为主剂使用的多元醇化合物,没有特别限定,例如可以列举聚酯多元醇、聚酯聚氨酯多元醇、聚醚多元醇、聚醚聚氨酯多元醇等。这些多元醇化合物可以单独使用1种,另外也可以组合使用2种以上。
另外,在上述双液固化型聚氨酯树脂中,关于作为固化剂使用的异氰酸酯系化合物,没有特别限定,例如可以列举多异氰酸酯、其加合物、其异氰脲酸酯改性体、其碳化二亚胺改性体、其脲基甲酸酯改性体、其缩二脲改性体等。作为上述多异氰酸酯,具体而言,可以列举二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、聚苯基甲烷二异氰酸酯(PolymericMDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、双(4-异氰酸酯环己基)甲烷(H12MDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、1,5-萘二异氰酸酯(1,5-NDI)、3,3'-二甲基-4,4'-二亚苯基二异氰酸酯(TODI)、二甲苯二异氰酸酯(XDI)等的芳香族二异氰酸酯;三亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、三甲基六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯等的脂肪族二异氰酸酯;4,4'-亚甲基双(环己基异氰酸酯)、异佛尔酮二异氰酸酯等的脂环族二异氰酸酯等。作为上述加合物,具体而言,可以列举在上述多异氰酸酯中加合三羟甲基丙烷、乙二醇等而得到的物质。这些异氰酸酯系化合物可以单独使用1种,另外也可以组合使用2种以上。
(固化促进剂)
如上所述,在方式A中,粘接层2的形成所使用的树脂组合物含有固化促进剂。另外,即使在方式B和方式C中,粘接层2的形成所使用的树脂组合物根据需要含有固化促进剂。这样,通过与热固性树脂一起共存固化促进剂,在制造时不需要高温条件下的熟化,能够以短时间固化,能够缩短加工准备时间。
其中,所谓“固化促进剂”是自身不形成交联结构、但促进热固性树脂的交联反应的物质,是具有促进热固性树脂的交联反应的作用,有时自身也形成交联结构的物质。
关于固化促进剂的种类,根据使用的热固性树脂进行适当地选择,例如可以列举脒化合物、碳化二亚胺化合物、酮亚胺化合物、肼化合物、锍盐、苯并噻唑鎓盐、叔胺化合物等。
作为上述脒化合物,没有特别限定,例如可以列举咪唑化合物、1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7烯(DBU)、1,5-二氮杂双环[4.3.0]壬-5-烯(DBN)、胍化合物等。作为上述咪唑化合物,具体而言,可以列举2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-十一烷基咪唑、2,4-二甲基咪唑、2-十七烷基咪唑、1,2-二甲基咪唑、1,2-二乙基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、1-苄基-2-苯基咪唑、1-氰乙基-2-甲基咪唑、1-氰乙基-2-十一烷基咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑、2,4-二氨基-6-[2'-甲基咪唑基-(1)']-乙基-S-三嗪、2,4-二氨基-6-[2'-乙基-4'-甲基咪唑基-(1)']-乙基-S-三嗪、2,4-二氨基-6-[2'-十一烷基咪唑基]-乙基-S-三嗪、2,4-二氨基-6-[2'-甲基咪唑基-(1)']-乙基-S-三嗪异氰脲酸化加合物、2-苯基-4-甲基-5-羟基甲基咪唑、2-苯基-4,5-二羟基甲基咪唑、2-芳基-4,5-二苯基咪唑等。这些脒化合物可以单独使用1种,另外也可以组合使用2种以上。
作为上述碳化二亚胺化合物,没有特别限定,例如可以列举N,N'-二环己基碳化二亚胺、N,N'-二异丙基碳化二亚胺、1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳化二亚胺、N-[3-(二甲基氨基)丙基]-N'-乙基碳化二亚胺、N-[3-(二甲基氨基)丙基]-N'-乙基碳化二亚胺甲碘化物、N-叔丁基-N'-乙基碳化二亚胺、N-环己基-N'-(2-吗啉代乙基)碳化二亚胺间-对甲苯磺酸酯、N,N'-二叔丁基碳化二亚胺、N,N'-二-对甲苯基碳化二亚胺等。这些碳化二亚胺化合物可以单独使用1种,另外也可以组合使用2种以上。
作为上述酮亚胺化合物,只要具有酮亚胺键(N=C)就没有特别限定,例如可以列举使酮和胺反应而得到的酮亚胺化合物。作为上述酮,具体而言,可以列举甲基乙基酮、甲基异丙基酮、甲基叔丁基酮、甲基环己基酮、二乙基酮、乙基丙基酮、乙基丁基酮、二丙基酮、二丁基酮、二异丁基酮等。另外,作为上述胺,具体而言,可以列举邻苯二胺、间苯二胺、对苯二胺、间二甲苯二胺、二氨基二苯基甲烷、二氨基二苯基砜、二氨基二乙基二苯基甲烷等的芳香族多胺;乙二胺、丙二胺、丁二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、五亚乙基六胺、六亚甲基二胺、三甲基六亚甲基二胺、1,2-丙二胺、亚氨基双丙基胺、甲基亚氨基双丙基胺等的脂肪族多胺;在N-氨基乙基哌嗪、3-丁氧基异丙基胺等的主链上具有醚键的单胺或聚醚骨架的二胺;异佛尔酮二胺、1,3-双氨基甲基环己烷、1-环己基氨基-3-氨基丙烷、3-氨基甲基-3,3,5-三甲基环己基胺等的脂环式多胺;降冰片烷骨架的二胺;在聚酰胺的分子末端具有氨基的聚酰胺胺;2,5-二甲基-2,5-六亚甲基二胺、烷二胺、1,4-双(2-氨基-2-甲基丙基)哌嗪等作为具体例。这些酮亚胺化合物可以单独使用1种,另外也可以组合使用2种以上。
作为上述肼化合物,没有特别限定,例如可以列举二蒎酸二酰肼、间苯二甲酸二酰肼等。这些肼化合物可以单独使用1种,另外也可以组合使用2种以上。
作为上述锍盐,没有特别限定,例如可以列举4-乙酰苯基二甲基锍六氟锑酸盐、4-乙酰苯基二甲基锍六氟砷酸盐、二甲基-4-(苄基氧基羰基氧基)苯基锍六氟锑酸盐、二甲基-4-(苯甲酰氧基)苯基锍六氟锑酸盐、二甲基-4-(苯甲酰氧基)苯基锍六氟砷酸盐等的烷基锍盐;苄基-4-羟基苯基甲基锍六氟锑酸盐、4-乙酰氧基苯基苄基甲基锍六氟锑酸盐、苄基-4-甲氧基苯基甲基锍六氟锑酸盐、苄基-3-氯-4-羟基苯基甲基锍六氟砷酸盐、4-甲氧基苄基-4-羟基苯基甲基锍六氟磷酸盐等的苄基锍盐;二苄基-4-羟基苯基锍六氟锑酸盐、二苄基-4-羟基苯基锍六氟磷酸盐、二苄基-4-甲氧基苯基锍六氟锑酸盐、苄基-4-甲氧基苄基-4-羟基苯基锍六氟磷酸盐等的二苄基锍盐;对氯苄基-4-羟基苯基甲基锍六氟锑酸盐、对硝基苄基-4-羟基苯基甲基锍六氟锑酸盐、3,5-二氯苄基-4-羟基苯基甲基锍六氟锑酸盐、邻氯苄基-3-氯-4-羟基苯基甲基锍六氟锑酸盐等的取代苄基锍盐等。这些锍盐可以单独使用1种,另外也可以组合使用2种以上。
作为上述苯并噻唑鎓盐,没有特别限定,例如可以列举3-苄基苯并噻唑鎓六氟锑酸盐、3-苄基苯并噻唑鎓六氟磷酸盐、3-苄基苯并噻唑鎓四氟硼酸盐、3-(对甲氧基苄基)苯并噻唑鎓六氟锑酸盐、3-苄基-2-甲基硫代苯并噻唑鎓六氟锑酸盐、3-苄基-5-氯苯并噻唑鎓六氟锑酸盐等的苄基苯并噻唑鎓盐。这些苯并噻唑鎓盐可以单独使用1种,另外也可以组合使用2种以上。
作为上述叔胺化合物,没有特别限定,例如可以列举三甲基胺、三乙基胺、三丙基胺、三丁基胺、三乙二胺、1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷、奎宁环、3-奎宁环醇等的脂肪族叔胺;二甲基苯胺等的芳香族叔胺;异喹啉、吡啶、三甲吡啶、β皮考啉等的杂环叔胺等。这些叔胺化合物可以单独使用1种,另外也可以组合使用2种以上。
作为上述固化促进剂的优选例子之一,可以列举作为热氧产生剂发挥作用的物质。所谓热氧产生剂,是指通过加热产生氧、作为固化促进剂发挥作用的物质。在上述的固化促进剂中,能够作为热氧产生剂发挥作用的物质,具体而言,可以列举锍盐、苯并噻唑鎓盐等。
另外,作为上述固化促进剂的其它优选例子之一,可以列举在规定的加热条件下(例如80~160℃、优选100~120℃)发生活化促进热固性树脂的交联反应的、具有热潜在性的物质。在上述的固化促进剂中,作为热潜在性的物质,具体而言,可以列举在脒化合物、肼化合物、叔胺化合物等中加合环氧化合物而得到的环氧加合物。
另外,作为上述固化促进剂的其它优选例子之一,可以列举在密闭状态、即遮蔽湿气状态下不作为固化剂发挥作用,但在打开封闭状态、存在湿气的条件下进行水解作为固化剂发挥作用的、具有水解型潜在性的物质。在上述的固化促进剂中,作为水解型潜在性的物质,具体而言,可以列举在脒化合物、肼化合物、叔胺化合物等中加合环氧化合物而得到的环氧加合物。
这些固化促进剂可以单独使用1种,另外也可以组合使用2种以上。在这些固化促进剂中,优选列举脒化合物、锍盐,进一步优选列举脒化合物。
关于粘接层2的形成所使用的树脂组合物中的固化促进剂的含量,可以根据使用的热固性树脂的种类、固化促进剂的种类等适当地设定,例如可以列举相对于热固性树脂100质量份,固化促进剂的总量为0.01~6质量份,优选为0.05~5质量份,进一步优选为0.1~2质量份。
(弹性体树脂)
如上所述,在方式A中,粘接层2的形成所使用的树脂组合物含有弹性体树脂。这样通过含有弹性体树脂,能够抑制粘接层2在固化时收缩,并能够赋予粘接层2适当的柔软性,能够使电池用包装材料具有优异的成型性。另外,粘接层2的形成所使用的树脂组合物中,通过与固化性树脂一起共存固化促进剂和弹性体树脂,能够提高基材层1与阻挡层3之间的密合强度。
本发明所使用的弹性体树脂可以是具有能够与上述热固性树脂交联的官能团,在固化时与上述热固性树脂交联的树脂,另外也可以是不具有这样的官能团,即使固化也不与上述热固性树脂交联的树脂。
关于本发明所使用的弹性体树脂的种类,没有特别限定,例如可以列举含有乙烯和1种或2种以上的碳原子数2~20的α-烯烃(不包括乙烯)作为构成单体的乙烯系弹性体等的聚烯烃系弹性体;苯乙烯系弹性体;聚酯系弹性体;聚氨酯系弹性体;丙烯酸系弹性体;双酚A型环氧系弹性体等的环氧系弹性体;聚酯多元醇、聚酯聚氨酯多元醇、聚醚多元醇、聚醚聚氨酯多元醇等的多元醇系弹性体;丁腈橡胶、氟橡胶、丙烯酸橡胶、有机硅橡胶、氯丁二烯橡胶、异戊二烯橡胶、丁二烯橡胶等的橡胶成分等。这些弹性体树脂可以单独使用1种,另外也可以组合使用2种以上。
在这些弹性体树脂中,优选列举聚氨酯系弹性体、环氧系弹性体、多元醇系弹性体。
关于粘接层2的形成所使用的树脂组合物中的弹性体树脂的含量,没有特别限定,例如可以列举相对于热固性树脂100质量份,弹性体树脂的总量为3~50质量份,优选为5~30质量份,更优选为10~20质量份。
(其他添加剂)
粘接层2的形成所使用的树脂组合物中,除上述成分以外,根据需要还可以含有溶剂、后述的吸光放热物质等的其他添加剂。另外,作为其他添加剂,还可以含有着色剂。作为着色剂,没有特别限定,可以使用公知的颜料、染料等。
(反应性树脂珠)
如上所述,在方式B中,粘接层2的形成所使用的树脂组合物中含有反应性树脂珠,由此在粘接层2中反应性树脂珠与热固性树脂化学结合,能够提高成型性。
所谓反应性树脂珠,是指具有与上述热固性树脂反应进行化学结合的官能团的树脂制的颗粒(填料)。
关于本发明所使用的反应性树脂珠的官能团的种类,可以根据上述热固性树脂的种类适当地设定,例如可以列举羟基、羧基、异氰酸酯基、巯基、水解性甲硅烷基、环氧基、聚合性乙烯基、(甲基)丙烯酰基等。另外,在反应性树脂珠中,关于每1个的官能团数,没有特别限定,从在粘接层中能够稳定地保持反应性树脂珠、发挥优异的成型性的观点出发,优选每1个反应性树脂珠,具有2个以上的官能团。更具体而言,如果是具有羟基的反应性树脂珠的情况,羟基值例如可以列举1~100KOHmg/g,优选列举5~80KOHmg/g。另外,如果是具有异氰酸酯基(-N=C=O)的反应性树脂珠的情况,可以列举N=C=O含量为1~10重量%,优选列举3~8重量%。另外,如果是具有羟基值和异氰酸酯基以外的官能团的反应性树脂珠的情况,可以列举官能团当量(反应性树脂珠的分子量除以官能团的分子量而得到的值)为100~5000,优选列举为150~3000。
关于构成反应性树脂珠的颗粒的树脂,没有特别限定,例如可以列举聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸树脂、尼龙树脂等。在这些中,优选列举聚氨酯树脂、丙烯酸树脂。
作为本发明的反应性树脂珠,从进一步提高成型性的观点出发,优选列举作为官能团具有羟基和/或异氰酸酯基的聚氨酯珠、具有羟基和/或异氰酸酯基的丙烯酸珠。
另外,关于反应性树脂珠的折射率,没有特别限定,从使粘接层具有优异的透明性的观点出发,例如可以列举1.3~1.8,优选列举1.4~1.6。其中,反应性树脂珠的折射率是根据JISK7142“塑料的折射率测定法”的B法测得的值。另外,反应性树脂珠越接近于使用的固化性树脂的折射率,越难以看出粘接层2内的反应性树脂珠的存在,能够使粘接层具有更优异的透明性。
另外,关于反应性树脂珠的平均粒径,没有特别限定,从进一步提高成型性的观点出发,例如可以列举0.1~10μm,优选列举0.2~5μm。其中,反应性树脂珠的平均粒径是使用岛津激光衍射式粒度分布测定装置SALD-2100-WJA1,根据利用压缩空气,由喷嘴喷射作为测定对象的粉体,使之分散在空气中进行测定的喷射型干式测得方式测定的值。
作为这样的反应性树脂珠,例如市售有ArtperlC-TH系列(带有羟基的聚氨酯珠)、ArtperlRU~RV系列(反应性聚氨酯珠~封端NCO类型~)等(都是根上工业株式会社制),也可以使用这些市售品。
这些反应性树脂珠可以单独使用1种,另外也可以组合使用2种以上。
粘接层2的形成所使用的树脂组合物中,关于反应性树脂珠的含量,可以根据使用的热固性树脂的种类、反应性树脂珠的种类等适当地设定,例如可以列举相对于热固性树脂100质量份,反应性树脂珠的总量为0.05~50质量份,优选为0.1~30质量份,更优选为0.3~15质量份。
形成粘接层2的树脂组合物含有反应性树脂珠的情况下,粘接层2的形成所使用的树脂组合物还可以含有固化促进剂。这样,通过含有固化促进剂,在制造时不需要高温条件下的熟化,能够以短时间使粘接层2固化,能够缩短加工准备时间。固化促进剂的种类和含量可以与上述说明相同。
(吸光放热物质)
如上所述,在方式C中,粘接层2含有吸光放热物质时,只要上述树脂组合物含有吸光放热物质而形成粘接层2即可。
在粘接层2含有吸光放热物质时,关于粘接层2的形成所使用的树脂组合物中的吸光放热物质的含量,没有特别限定,例如可以列举相对于热固性树脂100质量份,吸光放热物质的总量为0.1~10质量份,优选列举0.1~3质量份。
特别而言,在形成粘接层2的树脂组合物中,通过含有上述的弹性体树脂,能够抑制粘接层2在固化时收缩,能够赋予粘接层2适当的柔软性,能够使电池用包装材料具有优异的成型性。
(粘接层2的厚度)
关于粘接层2的厚度,例如可以列举2~50μm,优选列举3~25μm。
[阻挡层3]
在本发明的电池用包装材料中,阻挡层3除了提高包装材料的强度以外,还是作为用于防止水蒸气、氧、光等侵入电池内部的阻挡层发挥作用的层。作为阻挡层3的材质,具体而言,可以列举铝、不锈钢、钛等的金属箔;蒸镀了氧化硅、氧化铝等无机化合物的膜等。在这些之中,优选列举金属箔,更优选列举铝箔。在电池用包装材料的制造时,为了防止褶皱或针孔,在本发明中,作为阻挡层3,优选使用软质铝箔,例如经过退火处理的铝(JISA8021P-O)或(JISA8079P-O)箔等。
关于阻挡层3的厚度,没有特别限定,例如如果是使用金属箔的情况,则通常可以列举10~200μm,优选列举20~100μm。
另外,在使用金属箔作为阻挡层3时,为了粘接的稳定化、防止溶解或腐蚀等,优选对至少一个面、优选至少密封层侧的面、更优选两面进行化学转化处理。其中,所谓化学转化处理是指在阻挡层3的表面形成耐酸性覆膜的处理。化学转化处理例如可以列举使用硝酸铬、氟化铬、硫酸铬、乙酸铬、草酸铬、磷酸二氢铬、乙酰乙酸铬、氯化铬、硫酸钾铬等的铬酸化合物的铬酸铬酸盐处理;使用磷酸钠、磷酸钾、磷酸铵、多磷酸等的磷酸化合物的磷酸铬酸盐处理;使用包含下述通式(1)~(4)所示的重复单元的氨基化酚聚合物的铬酸盐处理等。
在通式(1)~(4)中,X表示氢原子、羟基、烷基、羟烷基、烯丙基或苄基。另外,R1和R2相同或不同,表示羟基、烷基或羟烷基。在通式(1)~(4)中,作为X、R1、R2所示的烷基,例如可以列举甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基等的碳原子数1~4的直链或支链状的烷基。另外,作为X、R1、R2所示的羟烷基,例如可以列举羟甲基、1-羟乙基、2-羟乙基、1-羟丙基、2-羟丙基、3-羟丙基、1-羟丁基、2-羟丁基、3-羟丁基、4-羟丁基等的取代有1个羟基的碳原子数1~4的直链或支链状的烷基。在通式(1)~(4)中,X优选为氢原子、羟基和羟烷基的任意基团。包含通式(1)~(4)所示的重复单元的氨基化酚聚合物的数均分子量例如可以列举约500~约100万,优选列举约1000~约2万。
另外,作为对金属箔赋予耐蚀性的化学转化处理方法,可以列举通过涂敷在磷酸中分散有氧化铝、氧化钛、氧化铈、氧化锡等金属氧化物或硫酸钡的微粒的涂覆液,以150℃以上进行烘烤处理,在金属箔的表面形成耐蚀处理层的方法。另外,还可以在上述耐蚀处理层之上形成利用交联剂使阳离子型聚合物交联而成的树脂层。在此,作为阳离子型聚合物,例如可以列举聚乙烯亚胺、由聚乙烯亚胺和具有羧酸的聚合物形成的离子高分子配位化合物、在丙烯酸主骨架上接枝有伯胺的伯胺接枝丙烯酸树脂、聚烯丙胺或其衍生物、氨基苯酚等。这些阳离子型聚合物可以单独使用1种,另外也可以组合使用2种以上。另外,作为交联剂,例如可以列举具有选自异氰酸酯基、环氧丙氧基、羧基和噁唑啉基中的至少1种官能团的化合物、硅烷偶联剂等。这些交联剂可以单独使用1种,另外也可以组合使用2种以上。
关于这些化学转化处理,可以单独进行1种化学转化处理,也可以组合进行2种以上的化学转化处理。并且,这些化学转化处理可以单独使用1种化合物进行,另外也可以组合使用2种以上的化合物进行。这些之中,优选列举铬酸铬酸盐处理,更优选列举组合铬酸化合物、磷酸化合物和上述氨基化酚聚合物的铬酸盐处理。
关于化学转化处理中在金属箔的表面形成的耐酸性覆膜的量,没有特别限制,例如在组合铬酸化合物、磷酸化合物和上述氨基化酚聚合物进行铬酸盐处理的情况下,期望相对于金属箔的表面1m2,以铬换算计含有铬酸化合物约0.5~约50mg的比例、优选约1.0~约40mg的比例,以磷换算计含有磷化合物约0.5~约50mg的比例、优选约1.0~约40mg的比例,含有上述氨基化酚聚合物约1~约200mg的比例、优选约5.0~150mg的比例。
化学转化处理通过如下方式进行:将含有用于形成耐酸性覆膜的化合物的溶液,利用棒涂法、辊涂法、凹版涂敷法、浸渍法等涂布在金属箔的表面,之后进行加热使得金属箔的温度达到70~200℃左右。并且,在对阻挡层3实施化学转化处理之前,可以预先利用碱浸渍法、电解清洗法、酸清洗法、电解酸清洗法等对金属箔进行脱脂处理。通过这样地进行脱脂处理,能够更有效地进行金属箔的表面的化学转化处理。
[第二粘接层5]
在本发明的电池用包装材料中,第二粘接层5是为了使阻挡层3和密封层4坚固地粘接,在这些层之间根据需要设置的层。
第二粘接层5由能够将阻挡层3和密封层4粘接的粘接剂形成。关于第二粘接层5的形成所使用的粘接剂的组成,没有特别限定,从缩短固化时间,谋图缩短加工准备时间,进一步提高成型性等的观点出发,优选列举上述[粘接层2]的栏所述的树脂组合物。
另外,在第二粘接层5含有吸光放热物质的情况下,只要第二粘接层5的形成所使用的树脂组合物中含有吸光放热物质即可。关于第二粘接层5的形成所使用的树脂组合物中的吸光放热物质的含量,与上述粘接层2的形成所使用的树脂组合物的情况相同。
关于第二粘接层5的厚度,例如可以列举1~40μm,优选列举2~30μm。
[密封层4]
在本发明的电池用包装材料中,密封层4相当于最内层,是在电池组装时密封层彼此热熔接而将电池元件密封的层。
关于密封层4所使用的树脂成分,只要是能够热熔接的成分,就没有特别限定,例如可以列举聚烯烃、环状聚烯烃、羧酸改性聚烯烃、羧酸改性环状聚烯烃。
作为上述聚烯烃,具体而言,可以列举低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯等的聚乙烯;均聚丙烯、聚丙烯的嵌段共聚物(例如丙烯与乙烯的嵌段共聚物)、聚丙烯的无规共聚物(例如丙烯与乙烯的无规共聚物)等的结晶性或非晶性的聚丙烯;乙烯-丁烯-丙烯的三元共聚物等。在这些聚烯烃中,优选列举聚乙烯和聚丙烯。
上述环状聚烯烃为烯烃与环状单体的共聚物,作为上述环状聚烯烃的构成单体的烯烃,例如可以列举乙烯、丙烯、4-甲基-1-戊烯、苯乙烯、丁二烯、异戊二烯等。另外,作为上述环状聚烯烃的构成单体的环状单体,例如可以列举降冰片烯等的环状烯烃;具体而言,可以列举环戊二烯、二环戊二烯、环己二烯、降冰片二烯等的环状二烯等。这些聚烯烃中,优选列举环状烯烃,更优选列举降冰片烯。
所谓上述羧酸改性聚烯烃是指利用羧酸将上述聚烯烃改性而得到的聚合物。作为改性所使用的羧酸,例如可以列举马来酸、丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、马来酸酐、衣康酸酐等。
所谓上述羧酸改性环状聚烯烃,是指将构成环状聚烯烃的单体的一部分替换成α,β-不饱和羧酸或其酸酐进行共聚而得到的聚合物,或者是指将α,β-不饱和羧酸或其酸酐与环状聚烯烃进行嵌段聚合或接枝聚合而得到的聚合物。关于被羧酸改性的环状聚烯烃,与上述的物质相同。另外,作为改性所使用的羧酸,与上述酸改性环状烯烃共聚物的改性所使用的物质相同。
在这些树脂成分中,优选列举结晶性或非晶性的聚烯烃、环状聚烯烃、以及它们的掺混聚合物;进一步优选列举聚乙烯、聚丙烯、乙烯与降冰片烯的共聚物、以及它们中的2种以上的掺混聚合物。
密封层4可以单独由1种树脂成分形成,另外也可以通过组合2种以上的树脂成分而得到的掺混聚合物而形成。进一步而言,密封层可以只由1层形成,也可以由相同或不同的树脂成分形成2层以上。
另外,作为密封层4的厚度,没有特别限定,可以列举2~2000μm,优选列举5~1000μm,进一步优选列举10~500μm。
[绝缘层6]
在本发明的电池用包装材料中,绝缘层6是为了提高绝缘性,在基材层1的外侧(与上述的粘接层2相反侧)根据需要而设置的层。
绝缘层6的形成所使用的绝缘材料只要是具有绝缘性和弯曲时的追随程度的柔软性的材料,就没有特别限定,例如可以列举氟树脂、聚酯树脂、环氧树脂、三聚氰胺树脂、酚醛树脂、聚氨酯树脂、有机硅树脂、聚乙烯树脂、聚氯乙烯、丙烯酸树脂、Cardo树脂等的有机绝缘材料;氧化硅、氮化硅等的无机绝缘材料等。这些绝缘材料可以单独使用1种,另外也可以组合使用2种以上。
另外,在绝缘层6含有吸光放热物质的情况下,只要绝缘层6的形成所使用的绝缘材料中混合吸光放热物质即可。关于绝缘层6中的吸光放热物质的含量,没有特别限定,例如可以列举相对于绝缘层6所含的绝缘材料100质量份,吸光放热物质为0.1~10质量份,更优选为0.1~3质量份。
关于绝缘层6的厚度,例如可以列举0.1~10μm,优选列举0.5~4μm。
为了直接叠层绝缘层6,通过凹版涂敷法、辊涂法等的方法将绝缘层6叠层在基材层1的外侧即可。另外,在基材层1与绝缘层6之间设置第三粘接层7时,通过共挤出层压法、热层压法、热层压法、多层层压法等,将第三粘接层7和绝缘层6叠层在基材层1的外侧即可。
[第三粘接层7]
在本发明的电池用包装材料中,第三粘接层7是为了提高基材层1与绝缘层6的粘接性,在这些层之间根据需要而设置的层。
第三粘接层7通过能够将基材层1与绝缘层6粘接的树脂组合物形成。关于第三粘接层7的形成所使用的树脂组合物的组成,与上述第二粘接层5的形成所使用的树脂组合物的情况相同。
另外,在第三粘接层7含有吸光放热物质时,只要在第三粘接层7的形成所使用的树脂组合物中含有吸光放热物质即可。关于第三粘接层7的形成所使用的树脂组合物中的吸光放热物质的含量,与上述粘接层2的形成所使用的树脂组合物的情况相同。
关于第三粘接层7的厚度,与上述第二粘接层5的情况相同。
第三粘接层7可以利用凹版涂敷法、辊涂法等的涂布方法进行叠层。
[涂敷层8]
在本发明的电池用包装材料中,涂敷层8是为了赋予耐药品性、增滑性、耐擦伤性等的功能性的目的,在基材层1的外侧(与上述的粘接层2相反侧)或在设置绝缘层6时在该绝缘层6的外侧(与基材层1相反侧)根据需要而设置的层。
涂敷层8由含有固化性树脂的树脂组合物的固化物形成。作为涂敷层8的形成所使用的树脂组合物,例如可以列举含有热固性树脂的树脂组合物、进一步优选列举含有热固性树脂和固化促进剂的树脂组合物。关于该树脂组合物所含的热固性树脂、固化促进剂的种类和含量,与上述粘接层2的形成所使用的树脂组合物的情况相同。
根据能够赋予的功能性,在涂敷层8中可以含有增滑剂、粗糙化剂等的添加剂。另外,在涂敷层8中也可以含有着色剂。
作为增滑剂,没有特别限定,例如可以列举在基材层1中例示的物质。另外,作为粗糙化剂,没有特别限定,例如可以列举在基材层1中例示的物质。作为着色剂,没有特别限定,例如可以列举在粘接层2中例示的物质。
另外,如果是使涂敷层8具有耐药品性的情况,可以使用耐药品性涂敷剂。
另外,在涂敷层8含有吸光放热物质的情况下,可以在涂敷层8的形成所使用的树脂组合物中含有吸光放热物质。关于涂敷层8的形成所使用的树脂组合物中的吸光放热物质的含量,与上述粘接层2的形成所使用的树脂组合物的情况相同。
关于涂敷层8的厚度,例如可以列举1~10μm,优选列举2~5μm。
涂敷层8可以利用凹版涂敷法、辊涂法等的涂布方法进行叠层。
2.吸光放热物质
如上所述,在本发明的电池用包装材料中,至少一个层可以含有吸光放热物质(方式C)。这样通过含有吸光放热物质,在加热粘接层2的形成所使用的上述树脂组合物使之快速固化时,若进行光照,能够向该树脂组合物的全体供给稳定且均匀的热量,能够抑制固化状态出现不均匀,能够形成具有优异的密合强度的粘接层2。
在本发明的电池用包装材料中,吸光放热物质只要在基材层1、粘接层2、阻挡层3、密封层4和根据需要设置的其他的层中的任意至少1个层中含有即可。具体而言,如果是设置第二粘接层5、绝缘层6、第三粘接层7和涂敷层8中的至少一个层的情况,吸光放热物质可以在这些层中的至少1个层中含有,另外也可以在基材层1、粘接层2、阻挡层3和密封层4中的至少一个层中含有。
作为含有吸光放热物质的层,从提高粘接层2的密合强度、进一步缩短粘接层2的固化时间等的观点出发,优选列举粘接层2、根据需要设置的第二粘接层5、根据需要设置的绝缘层6、根据需要设置的第三粘接层7和根据需要设置的涂敷层8中的至少一个层;进一步优选列举粘接层2、根据需要设置的第二粘接层5、根据需要设置的第三粘接层7和根据需要设置的涂敷层8中的至少一个层;特别优选列举粘接层2。
在本发明中,所谓吸光放热物质,是指吸收300~2000nm左右波长的光的至少一部分进行放热的物质。作为本发明所使用的吸光放热物质,没有特别限定,例如可以列举金属粉末、无机颜料、碳、有机色素等。
作为上述金属粉末,例如可以列举铝、不锈钢、铁、钛、钨、镍、这些合金等的金属粉末。这些金属粉末可以单独使用1种,另外也可以组合使用2种以上。
作为上述无机颜料,具体而言,可以列举氧化锌、氧化钛、硫酸钡、硼酸铝、钛酸钾、氧化铱、氧化锡、它们的复合物等。这些无机颜料具有吸收远红外光、中红外光和近红外光进行放热的特性。这些无机颜料可以单独使用1种,另外也可以组合使用2种以上。
作为上述碳,具体而言,可以列举碳黑。
作为上述有机色素,具体而言,可以列举次甲基色素、花青色素、部花青色素、红汞色素、呫吨系色素、卟啉系色素、酞菁色素(铜酞菁等)、偶氮系色素、香豆素系色素等。可以单独使用1种,另外也可以组合使用2种以上。
在这些吸光放热物质中,优选列举碳、金属粉末,进一步优选列举碳黑、钛粉末、铝粉末、铁粉末、钨粉末、不锈钢粉末、镍粉末,进一步优选列举碳黑。
关于吸光放热物质的平均粒径,没有特别限定,例如可以列举1000nm以下,优选列举10~1000nm。其中,所谓吸光放热物质的平均粒径,是指使用透射型电子显微镜,测定1000个吸光放热物质的一次颗粒的粒径时的平均值。
在本发明的电池用包装材料中,关于吸光放热物质的含量,根据该吸光放热物质的种类、含有该吸光放热物质的层的种类以及数量等适当地设定即可,例如可以列举本发明的电池用包装材料每1m2,吸光放热物质的含量为4~200μg左右的范围。
3.电池用包装材料的制造方法
关于本发明的电池用包装材料的制造方法,只要能够得到叠层有规定组成的各层的叠层体,就没有特别限定,例如可以例示以下的方法。
<不使用吸光放热物质的情况>
首先,通过粘接层2的形成所使用的树脂组合物,将基材层和阻挡层贴合,在该状态下,对该树脂组合物进行加热使之固化,由此形成依次叠层有基材层1、粘接层2、阻挡层3的叠层体(以下有时记载为“叠层体A”)。叠层体A的形成具体而言可以通过如下的干式层压法进行,即,在基材层1上或根据需要表面进行了化学转化处理的阻挡层3上,利用凹版涂敷法、辊涂法等涂布方法涂布粘接层2的形成所使用的树脂组合物,并干燥,之后,叠层该阻挡层3或基材层1,使粘接层2固化。作为粘接层2的固化条件,例如可以列举150~200℃、优选160~190℃、1~60秒、优选1~30秒。在本发明中,粘接层2的固化不需要高温条件下的熟化,只利用上述固化条件,能够充分地使粘接层2固化,因此与现有技术相比,能够大幅度地缩短加工准备时间。
粘接层2的形成所使用的树脂组合物含有反应性树脂珠的情况下,关于粘接层2的固化条件,根据热固性树脂的种类和固化促进剂的有无等适当地设定即可。例如在形成粘接层2的树脂组合物中不含固化促进剂时,可以列举25~100℃、优选30~80℃、1~10天、优选2~7天。另外,在形成粘接层2的树脂组合物中含有固化促进剂时,可以列举90~200℃、优选100~190℃,1~60秒、优选1~30秒。这样,在粘接层2的形成所使用的树脂组合物含有反应性树脂珠时,若形成粘接层2的树脂组合物中含有固化促进剂,粘接层2的固化不需要高温条件下的熟化,只利用上述固化条件,就能够充分地使粘接层2固化,因此与现有技术相比,能够大幅度地缩短加工准备时间。
接着,在叠层体A的阻挡层3上叠层密封层4。在阻挡层3上直接叠层密封层4时,在叠层体A的阻挡层3上,通过凹版涂敷法、辊涂法等方法涂布构成密封层4的树脂成分即可。另外,在阻挡层3与密封层4之间设置第二粘接层5时,例如可以列举:(1)在叠层体A的阻挡层3上,通过共挤出而叠层第二粘接层5和密封层4的方法(共挤出层压法);(2)另外形成叠层有第二粘接层5和密封层4的叠层体,将其通过热层压法叠层在叠层体A的阻挡层3上的方法;(3)在叠层体A的阻挡层3上,通过挤出法或在溶液涂敷的高温下干燥进一步烘烤的方法等,将用于形成第二粘接层5的粘接剂叠层,在该第二粘接层5上通过热层压法叠层预先成膜为片状的密封层4的方法;(4)一边在叠层体A的阻挡层3与预先成膜为片状的密封层4之间流入熔融的第二粘接层5,一边通过第二粘接层5贴合叠层体A和密封层4的方法(多层层压法)等。
这样,能够形成包括基材层1/粘接层2/根据需要表面进行化学转化处理的阻挡层3/根据需要设置的第二粘接层5/密封层4的叠层体。
在本发明的电池用包装材料中,为了使制膜性、叠层化加工、最终产品2次加工(包装化、压花成型)适应性等提高或稳定化,构成叠层体的各层可以根据需要实施电晕处理、喷砂处理、氧化处理、臭氧处理等的表面活化处理。
<使用吸光放热物质的情况(方式C)>
关于使用吸光放热物质的情况,只要能够得到叠层规定组成的各层的叠层体,就没有特别限定,例如可以列举包括至少依次叠层基材层1、粘接层2、阻挡层3和密封层4的叠层工序,在该叠层工序中包括下述第一工序和第二工序的方法。
第一工序:形成叠层体,该叠层体至少依次具有基材层1、未固化粘接层2'和阻挡层3,上述未固化粘接层2'为含有热固性树脂和固化促进剂的树脂组合物,并且上述叠层体所具有的至少一个层含有吸光放热物质。
第二工序:对上述第一工序得到的叠层体,照射上述吸光放热物质能够放热的波长的光,并进行加热,使上述未固化粘接层2'所含有的热固性树脂固化,由此将上述未固化粘接层2'转化为粘接层2。
以下,针对每个工序,对使用吸光放热物质时的本发明的电池用包装材料的制造方法进行说明。
[第一工序]
在第一工序中,形成叠层体(以下有时记载为“叠层体A”),该叠层体依次具有基材层1、未固化粘接层2'和阻挡层3,上述未固化粘接层2'为含有热固性树脂和固化促进剂的树脂组合物,并且上述叠层体所具有的至少一个层含有吸光放热物质。其中,未固化粘接层2'为粘接层2没有固化的状态的层,由含有固化性树脂和固化促进剂的树脂组合物形成。
在第一工序中,叠层体A的形成可以通过如下的干式层压法进行,具体而言,在基材层1上或根据需要表面进行了化学转化处理的阻挡层3上,利用凹版涂敷法、辊涂法等涂布方法,涂布粘接层2的形成所使用的树脂组合物,进行干燥后,将该阻挡层3或基材层1叠层。
基材层1、未固化粘接层2'和阻挡层3中的任一个层含有吸光放热物质时,可以将至少具有这三层的叠层体A供给第二工序,另外,也可以将除了这三层以外、还叠层有密封层4和根据需要叠层的其他层的叠层体A供给第二工序。
另外,在基材层1、未固化粘接层2'和阻挡层3的任意层中都不含吸光放热物质时,可以将在这些层上再叠层含有吸光放热物质的层而得到的叠层体A供给第二工序。
[第二工序]
在第二工序中,对上述第一工序得到的叠层体,照射上述吸光放热物质能够放热的波长的光,并进行加热,使上述未固化粘接层2'所含有的热固性树脂固化,由此将上述未固化粘接层2'转化为粘接层2。
就使未固化粘接层2'固化时的光照射条件而言,只要以上述第一工序得到的叠层体所含有的吸光放热物质放热成能够促进进行热固性树脂的固化反应的程度的方式,设定光的波长和功率密度即可,可以根据使用的吸光放热物质的种类和放热性等适当地设定。具体而言,作为光照射条件,作为吸光放热物质能够放热的波长的光的功率密度,可以列举通常为1~10W·m-2、优选为3~9W·m-2,进一步优选为5~8W·m-2
另外,就使未固化粘接层2'固化时照射的光的波长而言,只要是上述第一工序得到的叠层体所含有的吸光放热物质能够吸收而放热的范围即可。例如如果是吸光放热物质为碳的情况,只要照射包括中红外光或近红外光的波长的光即可,另外如果是吸光放热物质为金属粉末、无机颜料或有机色素的情况,只要照射包括远红外光、中红外光或近红外光的波长的光即可。作为使未固化粘接层2'固化时的光照射,优选列举通过卤素灯进行照射。
光照射可以以向吸光放热物质暴露光的方式设置光源而进行。例如如果是吸光放热物质含在比阻挡层更靠外侧的层的情况,光照射通过将光源设置在基材层1侧,从基材层1侧照射光而进行。另外,如果是吸光放热物质含在比阻挡层更靠外侧的层的情况,光照射通过将光源设置在密封层4侧,从密封层4侧照射光而进行。
另外,关于使未固化粘接层2'固化时的加热条件,例如可以列举150~200℃、优选160~190℃,0.1~60秒、优选1~30秒。
在方式C中,未固化粘接层2'的固化不需要高温条件下的熟化,只利用上述条件,就能够形成具有优异的密合强度的粘接层2,因此与现有技术相比,能够大幅度地缩短加工准备时间。
供给第二工序的叠层体A未叠层密封层4时,通过在第二工序之后得到的叠层体的阻挡层3上叠层密封层4,得到本发明的电池用包装材料。另外,根据需要,可以在第二工序之后,将根据需要叠层的层叠层在第二工序得到的叠层体上。
5.电池用包装材料的用途
本发明的电池用包装材料能够作为用于密封、收纳正极、负极、电解质等电池元件的包装材料而使用。
具体而言,针对至少具备正极、负极和电解质的电池元件,利用本发明的电池用包装材料,在与上述正极和负极分别连接的金属端子突出到外侧的状态下,以在电池元件的边缘能够形成凸缘部(密封层彼此接触的区域)的方式进行覆盖,将上述凸缘部的密封层彼此热封使其密封,由此提供使用了电池用包装材料的电池。其中,在使用本发明的电池用包装材料收纳电池元件的情况下,以本发明的电池用包装材料的密封部分为内侧(与电池元件接触的面)的方式使用。
本发明的电池用包装材料可以用于一次电池、二次电池的任意电池,优选为二次电池。关于适用本发明的电池用包装材料的二次电池的种类,没有特别限制,例如可以列举锂离子电池、锂离子聚合物电池、铅蓄电池、镍氢蓄电池、镍镉蓄电池、镍铁蓄电池、镍锌蓄电池、氧化银锌蓄电池、金属空气电池、多价阳离子电池、电容器(condenser)、电容器(capacitor)等。这些二次电池之中,作为本发明的电池用包装材料的优选的适用对象,可以列举锂离子电池和锂离子聚合物电池。
实施例
下面,例示实施例和比较例详细地对本发明进行说明。但本发明并不限定于实施例。
实施例1A-16A和比较例1A-10A(方式A:粘接层为含有热固性树脂、(A)固化促进剂和弹性体树脂的树脂组合物的固化物的情况)
[电池用包装材料的制造A]
利用干式层压法,在由双轴拉伸尼龙膜(厚度25μm)构成的基材层1上叠层由在两面实施了化学转化处理的铝箔(厚度40μm)构成的阻挡层3。具体而言,在铝箔的一个面涂布表1A~4A所示的树脂组合物,使其厚度为4μm,在其上加压加热贴合基材层1后,以下述的固化条件,使该树脂组合物固化,制备基材层1/粘接层2/阻挡层3的叠层体。
固化条件A:80℃、7天,
固化条件B:160℃、30秒,
固化条件C:190℃、30秒。
其中,用作阻挡层3的铝箔的化学转化处理通过如下操作进行:利用辊涂法将包含酚醛树脂、氟化铬化合物和磷酸的处理液涂布在铝箔的两面,使得铬的涂布量为10mg/m2(干燥重量),再以覆膜温度达到180℃以上的条件进行20秒的烘烤。
接着,在上述叠层体的阻挡层3上共挤出羧酸改性聚丙烯(配置在阻挡层侧、厚度23μm)和均聚丙烯(最内层、厚度23μm),由此在阻挡层3上叠层由2层形成的密封层。这样得到包括依次叠层有基材层1/粘接层2/阻挡层3/密封层4(羧酸改性聚丙烯层/均聚丙烯层)的叠层体的电池用包装材料。
[产生褶皱的评价]
对于上述得到的各电池用包装材料,利用目视确认是否产生褶皱,算出每50片电池用包装材料中产生褶皱的片数的比例(热褶皱不良率:%)。
[密合强度的评价]
裁切上述得到的各电池用包装材料,制作15mm×250mm的长条片,使用拉伸试验机(岛津制作所制、AGS-50D(商品名)),利用15mm/分钟的剥离速度使基材层1与阻挡层3的层间剥离,测定剥离所需要的强度,由此测定基材层1与阻挡层3的层间的密合强度(剥离强度),按照下述判定基准,评价密合强度。
<密合强度的判定基准>
○:密合强度为6.0N/15mm以上。
△:密合强度为3.0N/15mm以上、低于6.0N/15mm。
×:密合强度低于3.0N/15mm。
[成型性的评价]
裁切上述得到的各电池用包装材料,制作120×80mm的长条片,将其作为试验样品。使用具有30×50mm的矩形的阳模和与该阳模的间隙为0.5mm的阴模的直线模具,以热粘接性树脂层侧位于阳模侧的方式,在阴模上载置上述试验样品,将成型深度设定为6.0mm和7.0mm,以0.1MPa的按压力(面压)按压上述试验样品,进行冷成型(引拉1段成型)。确认已成型的各试验样品中是否产生针孔和裂纹。对于成型深度6.0mm和7.0mm的情况,分别使用电池用包装材料10片进行冷成型,按照以下的判定基准评价成型性。
<成型性的判定基准>
◎:在成型深度6.0mm和7.0mm的任意情况下,1片也没有看到针孔和裂纹的产生。
○:在成型深度6.0mm的情况下,1片也没有看到针孔和裂纹的产生,但在成型深度7.0mm的情况下,看到1片以上有针孔和裂纹的产生。
×:在成型深度6.0mm和7.0mm的任意情况下,都看到1片以上有针孔和裂纹的产生。
[评价结果]
将得到的结果表示在表5A~8A中。由该结果可知,在使基材层和阻挡层粘接的粘接层的形成中,通过使用含有热固性树脂、固化促进剂和弹性体树脂的树脂组合物,能够以短时间进行固化,能够抑制由热导致的褶皱的产生,并且在基材层与阻挡层之间具有高的密合强度、优异的成型性(实施例1A~33A)。另一方面,只由热固性树脂形成粘接层的情况下,在设定长的固化时间时,密合性、成型性良好,但能够确认到由热导致的褶皱的产生,另外增加加热温度、以短时间进行固化时,虽然能够抑制由热导致的褶皱的产生,但密合性、成型性不充分(比较例1A)。另外,在粘接层的形成中,缺少固化促进剂和弹性体树脂之一时,不能满足密合性和成型性两者(比较例2A~14A)。
另外,在上述实施例和比较例中,能够确认即使将使用的热固性树脂的主剂、固化剂、固化促进剂置换成具有相同作用的其他化合物,也能够得到同样的结果。
[表5A]
[表6A]
固化条件 热褶皱不良率(%) 密合强度 成型性
比较例4A 固化条件B 0 × ×
比较例5A 固化条件B 0 ×
实施例9A 固化条件B 0
实施例7A 固化条件B 0
实施例8A 固化条件B 0
实施例9A 固化条件B 0
比较例6A 固化条件B 0 ×
实施例10A 固化条件B 0
实施例11A 固化条件B 0
实施例12A 固化条件B 0
实施例13A 固化条件B 0
[表7A]
固化条件 热褶皱不良率(%) 密合强度 成型性
比较例7A 固化条件B 0 ×
实施例14A 固化条件B 0
实施例15A 固化条件B 0
实施例16A 固化条件B 0
比较例8A 固化条件C 0 × ×
比较例9A 固化条件C 0
实施例17A 固化条件C 0
实施例18A 固化条件C 0
实施例19A 固化条件C 0
比较例10A 固化条件C 0
实施例20A 固化条件C 0
实施例21A 固化条件C 0
实施例22A 固化条件C 0
[表8A]
固化条件 热褶皱不良率(%) 密合强度 成型性
比较例11A 固化条件C 0 × ×
比较例12A 固化条件C 0 ×
实施例23A 固化条件C 0
实施例24A 固化条件C 0
实施例25A 固化条件C 0
实施例26A 固化条件C 0
比较例13A 固化条件C 0 ×
实施例27A 固化条件C 0
实施例28A 固化条件C 0
实施例29A 固化条件C 0
实施例30A 固化条件C 0
比较例14A 固化条件C 0 ×
实施例31A 固化条件B 0
实施例32A 固化条件B 0
实施例33A 固化条件B 0
实施例1B-58B和比较例1B-4B(方式B:粘接层为含有热固性树脂和(B)反应性树脂珠的树脂组合物的固化物的情况)
[电池用包装材料的制造1B]
利用干式层压法,在由双轴拉伸尼龙膜(厚度25μm)构成的基材层上叠层由在两面实施了化学转化处理的铝箔(厚度40μm)构成的阻挡层3。具体而言,在铝箔的一个面上涂布下述组成的树脂组合物A,使得固化后的厚度为4μm,在其上加压加热贴合基材层后,以80℃、7天的条件使该树脂组合物固化,制备基材层/粘接层/阻挡层的叠层体。其中,用作阻挡层3的铝箔的化学转化处理通过如下操作进行:利用辊涂法将包含酚醛树脂、氟化铬化合物和磷酸的处理液涂布在铝箔的两面,使得铬的涂布量为10mg/m2(干燥重量),再以覆膜温度达到180℃以上的条件进行20秒的烘烤。
接着,在上述叠层体的阻挡层上,共挤出羧酸改性聚丙烯(配置在阻挡层侧、厚度23μm)和均聚丙烯(最内层、厚度23μm),由此在阻挡层3上叠层由2层形成的密封层。这样,得到包括依次叠层有基材层/粘接层/阻挡层/密封层的叠层体的电池用包装材料。
<粘接层的形成所使用的树脂组合物A>
·热固性树脂100质量份
(主剂:聚氨酯多元醇、固化剂:二苯基甲烷二异氰酸酯)
·树脂珠表1B~4B所示的规定量
(表1B~4B所示的树脂珠)
[电池用包装材料的制造2B]
在粘接层的形成中,使用下述组成的树脂组合物B,将其固化条件变更为160℃、30秒,除此以外,利用与上述[电池用包装材料的制造1B]同样的方法制造电池用包装材料。
<粘接层的形成所使用的树脂组合物B>
·热固性树脂100质量份
(主剂:聚氨酯多元醇、固化剂:二苯基甲烷二异氰酸酯)
·固化促进剂1质量份
(以80~150℃促进热固性树脂的交联反应的咪唑化合物)
·树脂珠表1B~4B所示的规定量
(表1B~4B所示的树脂珠)
[电池用包装材料的制造3B]
另外,在粘接层的形成中,使用下述组成的树脂组合物C,将其固化条件变更为160℃、30秒,除此以外,利用与上述[电池用包装材料的制造1B]同样的方法制造电池用包装材料。
<粘接层的形成所使用的树脂组合物C>
·热固性树脂100质量份
(主剂:聚氨酯多元醇、固化剂:二苯基甲烷二异氰酸酯)
·固化促进剂1质量份
(1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7烯的辛酸盐)
·树脂珠表1B~4B所示的规定量
(表1B~4B所示的树脂珠)
[成型性的评价]
裁切上述得到的各电池用包装材料,制作120×80mm的长条片,将其作为试验样品。使用具有30×50mm的矩形的阳模和与该阳模的间隙为0.5mm的阴模的直线模具,以热粘接性树脂层侧位于阳模侧的方式,在阴模上载置上述试验样品,将成型深度设定为各种范围,以0.1MPa的按压力(面压)按压上述试验样品,进行冷成型(引拉1段成型)。确认已成型的各试验样品中的金属层是否产生针孔和裂纹,算出针孔和裂纹的产生率(%)。就针孔和裂纹的产生率而言,进行上述成型后即使在1处确认有针孔或裂纹的样品也判断为成型不良品,求出以上述条件将100个试验样品成型时产生的成型不良品的比例,将成型不良品的比例低于5%的情况判断为合格,将成型不良品的比例为5%以上的情况判断为不合格。另外,将在形成粘接层的树脂组合物中不添加树脂珠、除此以外与上述同样制造的电池用包装材料作为对照品,同样进行成型性的评价。将得到的结果按照下述基准进行判定,评价成型性提高效果。
(成型性提高效果的判定基准)
◎:与对照品相比,成为合格的成型深度提高1.0mm以上。
○:与对照品相比,成为合格的成型深度提高0.5mm以上低于1.0mm。
△:成为合格的成型深度与对照品相同。
×:与对照品相比,成为合格的成型深度降低。
[评价结果]
将得到的结果表示在表1B~4B中。由表1B~4B可知,将不具有反应性的树脂珠添加到粘接层中的情况,与不添加树脂珠的情况相比,成型性降低(比较例1B~4B)。而将反应性树脂珠添加到粘接层中时,与不添加树脂珠的情况相比,能够加大成型深度,成型性提高。另外,通过在形成粘接层的树脂组合物中添加固化促进剂,能够以160℃、30秒这样极短的时间使该粘接层固化,能够谋图大幅度地缩短加工准备时间(树脂组合物B和C的情况)。
[表1B]
表中所示的聚氨酯树脂制的树脂珠的折射率均为1.5。
[表2B]
表中所示的聚氨酯树脂制的树脂珠的折射率均为1.5。
[表3B]
表中所示的丙烯酸树脂制的树脂珠的折射率均为1.54。
[表4B]
表中所示的丙烯酸树脂制的树脂珠的折射率均为1.54。
实施例1C-35C和比较例1C-15C(使用吸光放热物质的情况)
[电池用包装材料的制造]
利用干式层压法,在由双轴拉伸尼龙膜(厚度25μm)构成的基材层1上叠层由在两面实施了化学转化处理的铝箔(厚度40μm)构成的阻挡层3。具体而言,在铝箔的一个面上涂布表1C~4C所示的树脂组合物,在阻挡层3上形成未固化粘接层2'(厚度4μm)。接着,对阻挡层3上的粘接层2和基材层1进行加压加热贴合,之后以下述的固化条件,使未固化粘接层2'中的热固性树脂固化,制备基材层1/粘接层2/阻挡层3的叠层体。
固化条件A:不进行光照射,达到温度60℃、7天
固化条件B:将卤素灯作为光源,以照射功率7.2W·cm-2从基材层1侧进行光照射,并以达到温度190℃进行1秒
固化条件C:将卤素灯作为光源,以照射功率4.0W·cm-2从基材层1侧进行光照射,并以达到温度140℃进行1秒
其中,用作阻挡层3的铝箔的化学转化处理通过以下操作进行:利用辊涂法将包含酚醛树脂、氟化铬化合物和磷酸的处理液涂布在铝箔的两面,使得铬的涂布量为10mg/m2(干燥重量),再以覆膜温度为180℃以上的条件进行20秒的烘烤。
接着,在上述叠层体的阻挡层3上共挤出羧酸改性聚丙烯(配置在阻挡层侧、厚度23μm)和均聚丙烯(最内层、厚度23μm),由此在阻挡层3上叠层由2层形成的密封层。这样,得到包括依次叠层有基材层1/粘接层2/阻挡层3/密封层4(羧酸改性聚丙烯层/均聚丙烯层)的叠层体的电池用包装材料。
[产生褶皱的评价]
对于上述得到的各电池用包装材料,利用目视确认是否产生褶皱,算出每20片电池用包装材料中产生褶皱的片数的比例(热褶皱不良率:%)。
[密合强度的评价]
裁切上述得到的各电池用包装材料,切断成15mm宽度,测定以50mm/分钟的剥离速度将基材层1与阻挡层3的层间剥离所需要的力的最大值,由此测定基材层1与阻挡层3的层间的密合强度(剥离强度)。将密合强度为6.0N/15mm以上的情况判断为○,将密合强度为6.0N/15mm的情况判断为×。
[评价结果]
将得到的结果表示在表5C~8C中。由该结果可知,就将基材层和阻挡层粘接的粘接层而言,使用含有热固性树脂、固化促进剂和吸光放热物质的树脂组合物,在光照射条件下使之固化的情况下,能够以短时间形成均匀的固化状态,因此能够抑制由热导致的褶皱的产生,并且在基材层与阻挡层之间能够确认高的密合强度(实施例1C~35C)。另一方面,只由热固性树脂形成粘接层的情况下,可以确认到基材层与阻挡层的高密合性,但固化需要长时间的熟化,确认到由热导致的褶皱的产生(比较例1C)。另外,就粘接层而言,使用含有热固性树脂和吸光放热物质的树脂组合物,在光照射条件下使之固化的情况下,基材层与阻挡层的高密合强度差,不能得到快速固化所能够满足的密合强度(比较例2C~15C)。
其中,在上述实施例和比较例中,能够确认即使将使用的热固性树脂的主剂和固化剂、固化促进剂置换为具有相同作用的其他化合物,也能够得到同样的结果。
[表5C]
[表6C]
[表7C]
[表8C]
符号说明
1基材层
2粘接层
3阻挡层
4密封层

Claims (14)

1.一种电池用包装材料,其特征在于:
包括至少依次具有基材层、粘接层、阻挡层和密封层的叠层体,
所述粘接层为含有热固性树脂、和(A)固化促进剂及弹性体树脂或(B)反应性树脂珠的树脂组合物的固化物。
2.如权利要求1所述的电池用包装材料,其特征在于:
所述粘接层为含有(B)反应性树脂珠和固化促进剂的树脂组合物的固化物。
3.如权利要求1或2所述的电池用包装材料,其特征在于:
所述反应性树脂珠为具有官能团的聚氨酯树脂珠或具有官能团的丙烯酸树脂珠。
4.如权利要求1~3中任一项所述的电池用包装材料,其特征在于:所述反应性树脂珠的折射率为1.3~1.8。
5.如权利要求1~4中任一项所述的电池用包装材料,其特征在于:所述叠层体所具有的至少一个层含有吸光放热物质。
6.如权利要求1~5中任一项所述的电池用包装材料,其特征在于:所述粘接层含有吸光放热物质。
7.如权利要求6所述的电池用包装材料,其特征在于:
所述吸光放热物质为选自金属粉末、无机颜料、碳和有机色素中的至少1种。
8.如权利要求6或7所述的电池用包装材料,其特征在于:
在与所述粘接层相反侧的基材层上,从基材层侧起依次具有第三粘接层、绝缘层和涂敷层,
选自所述涂敷层、绝缘层、第三粘接层、基材层、粘接层和密封层中的至少一个层含有吸光放热物质。
9.如权利要求1~8中任一项所述的电池用包装材料,其特征在于:所述热固性树脂为选自环氧树脂、氨基树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂和醇酸树脂中的至少1种。
10.如权利要求1~9中任一项所述的电池用包装材料,其特征在于:所述固化促进剂为选自脒化合物、碳化二亚胺化合物、酮亚胺化合物、肼化合物、锍盐、苯并噻唑鎓盐和叔胺化合物中的至少1种。
11.如权利要求1~10中任一项所述的电池用包装材料,其特征在于:所述阻挡层为金属箔。
12.一种电池用包装材料的制造方法,其特征在于:
包括下述工序:
通过含有热固性树脂、和(A)固化促进剂及弹性体树脂或(B)反应性树脂珠的树脂组合物使基材层与阻挡层贴合,在该状态下进行加热,由此使该树脂组合物固化,得到依次具有基材层、粘接层和阻挡层的叠层体的工序;和
在所述工序中得到的叠层体的阻挡层上叠层密封层的工序。
13.一种电池用包装材料的制造方法,其特征在于:
包括至少依次叠层基材层、粘接层、阻挡层和密封层的叠层工序,在该叠层工序中包括下述第一工序和第二工序:
第一工序,形成叠层体,该叠层体至少依次具有基材层、未固化粘接层和阻挡层,所述未固化粘接层为含有(A)固化促进剂和弹性体树脂或(B)反应性树脂珠的树脂组合物,并且所述叠层体所具有的至少一个层含有吸光放热物质;和
第二工序,对所述第一工序得到的叠层体照射所述吸光放热物质能够放热的波长的光,并进行加热,使所述未固化粘接层所含有的热固性树脂固化,由此将所述未固化粘接层转化为粘接层。
14.一种电池,其特征在于:
至少具有正极、负极和电解质的电池元件被收纳在权利要求1~11中任一项所述的电池用包装材料内。
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