CN107078235A - 电池用包装材料 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基材层侧表面的油墨的印刷特性优异的电池用包装材料。该电池用包装材料包括至少依次叠层有基材层、金属层和密封层的叠层体,上述基材层表面的润湿张力为32dyne以上。
Description
技术领域
本发明涉及一种基材层侧表面的油墨的印刷特性优异的电池用包装材料。
背景技术
以往,开发了各种各样类型的电池,在所有电池中,用于封装电极和电解质等的电池元件的包装材料成为不可欠缺的部件。以往,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、便携电话等的高性能化,对电池不仅要求多种多样的形状,还要求薄型化和轻质化。但是,以往大多使用的金属制的电池用包装材料存在如下的缺点:难以追随形状的多样化,并且在轻质化方面也存在限度
为此,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/金属层/密封层的膜状的叠层体(例如,参照专利文献1)。这样的膜状的电池用包装材料形成为使密封层彼此对置并将周缘部通过热封,进行热熔接,由此能够封装电池元件。
在如上所述的通过叠层体形成的各种的包装材料中,广泛采用:在基材层的表面印刷油墨,形成条形码、花纹、文字等,在印刷侧的基材层之上叠层粘接剂、金属箔,由此在包装材料印字的方法(一般称为背面印刷,back printing)。然而,在基材层与金属层之间存在这样的印刷面时,基材层与金属层的密合性降低,在层间容易发生脱层。特别是在应用电池用包装材料的电池中,要求高的安全性,因此,通过这样的背面印刷进行印字的方法在电池用包装材料中被有意回避。因此,以往,在电池用包装材料形成条形码等的印字时,一般采用将形成有印字的贴纸贴附于基材层的表面的方法。
然而,将形成有印字的贴纸贴附于基材层的表面时,增加电池用包装材料的厚度和重量。因此,根据近年来对于电池用包装材料的进一步的薄型化和轻质化的趋势,研究了通过在电池用包装材料的基材层的表面直接印刷油墨的印字方法。
作为在电池用包装材料的基材层的表面直接印刷油墨的印字方法,已知有移印(pad printing)(也称为タンポ印刷)。移印是指如下的印刷方法。首先,在蚀刻有想要印字的图案的平板的凹部流入油墨。接着,从该凹部之上按压硅胶垫,使油墨转移至硅胶垫。接着,将转移至硅胶垫表面的油墨转印至印刷对象物,在印刷对象物形成印字。这样的移印由于使用具有弹性的硅胶垫等使油墨转印至印刷对象物,因此,具有如下的优点:在成型后的电池用包装材料的表面也容易印刷,在将电池元件封装于电池用包装材料后,也能够对电池印字。
另外,对于电池用包装材料,在封入电池元件时用模具进行成型,形成收纳电池元件的空间。在该成型时,由于电池用包装材料被拉伸,因此,存在在模具的凸缘部容易在金属层发生裂纹、针孔这样的问题。为了解决这样的问题,已知有通过在电池用包装材料的基材层的表面涂敷滑剂或者以卷筒状态使在密封层表面渗出的滑剂转移到基材层表面等,从而提高基材层的表面的滑动性的方法。通过采用这样的方法,在成型时,电池用包装材料容易拉入到模具,能够抑制电池用包装材料的裂纹、针孔。特别是根据近年来对电池用包装材料的薄型化和轻质化的需求,要求在电池用包装材料的基材层的表面存在有滑剂,提高电池用包装材料的滑动性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2008-287971号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是,本发明的发明人进行了研究,结果发现,在通过使滑剂存在于基材层的表面来提高电池用包装材料的成型性时,由于在基材层表面油墨被排斥,从而油墨难以固定,有时产生没有形成油墨的空白部分。特别是发现了存在通过移印进行印刷时的印刷适应性变得不充分的趋势。
在这样的状况下,本发明的主要目的在于提供一种基材层侧表面的油墨的印刷特性优异的电池用包装材料。另外,本发明的目的还在于提供该电池用包装材料的制造方法、和使用了该电池用包装材料的电池。
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深入研究。其结果发现,在包括至少依次叠层有基材层、金属层和密封层的叠层体的电池用包装材料中,通过将基材层表面的润湿张力设定为32dyne以上,能够有效提高基材层表面的油墨的印刷特性。另外,本发明的发明人等还发现,通过对基材层表面(与金属层相反一侧的表面)施以电晕放电处理,能够将该基材层表面的润湿张力设定为32dyne以上。本发明的第一发明是基于这些见解,通过进一步进行重复研究而完成的。
另外,本发明的发明人等为了解决上述课题进行了深入研究。其结果发现,在包括至少依次叠层有基材层、金属层和密封层的叠层体的电池用包装材料中,通过将基材层侧的表面(与密封层相反一侧的表面)的接触角设定为80°以下,能够有效地提高基材层侧的表面的油墨的印刷特性。另外,本发明的发明人等还发现,通过对基材层侧的表面施以电晕放电处理,能够将该基材层侧的表面的接触角设定为80°以下。本发明的第二发明是基于这些见解,通过进一步进行重复研究而完成的。
即,本发明(第一发明和第二发明)提供以下所述的方式的发明。
项1.一种电池用包装材料,其包括至少依次叠层有基材层、金属层和密封层的叠层体,
上述基材层表面的润湿张力为32dyne以上。
项2.如项1所述的电池用包装材料,其中,在上述基材层表面的至少一部分印刷油墨来使用。
项3.如项1所述的电池用包装材料,其中,在上述基材层表面的至少一部分印刷有油墨。
项4.如项1~3中任一项所述的电池用包装材料,其中,上述基材层表面被施以电晕放电处理。
项5.如项1~4中任一项所述的电池用包装材料,其中,上述密封层表面的润湿张力为25dyne以下。
项6.如项1~5中任一项所述的电池用包装材料,其中,在上述密封层的表面存在有滑剂。
项7.如项1~6中任一项所述的电池用包装材料,其中,在上述基材层与上述金属层之间叠层有粘接层。
项8.如项1~7中任一项所述的电池用包装材料,其中,在上述金属层与上述密封层之间叠层有粘接层。
项9.如项1~8中任一项所述的电池用包装材料,其中,上述金属层由铝箔形成。
项10.如项1~9中任一项所述的电池用包装材料,其中,在上述基材层的表面存在有滑剂。
项11.一种至少具备正极、负极、和电解质的电池元件收纳于项1~10中任一项所述的电池用包装材料内的电池。
项12.一种电池用包装材料的制造方法,包括:
准备表面的润湿张力为32dyne以上的基材层的工序,和
至少叠层上述基材层、金属层和密封层而得到叠层体的叠层工序。
项13.如项12所述的电池用包装材料的制造方法,包括在表面的润湿张力为32dyne以上的基材层表面的至少一部分印刷油墨的工序。
项14.一种电池用包装材料,其包括至少依次叠层有基材层、金属层和密封层的叠层体,
上述基材层侧的表面的接触角为80°以下。
项15.如项14所述的电池用包装材料,其中,在上述基材层侧的表面的至少一部分印刷油墨来使用。
项16.如项14所述的电池用包装材料,其中,在上述基材层侧的表面的至少一部分印刷有油墨。
项17.如项14~16中任一项所述的电池用包装材料,其中,上述基材层侧的表面被施以电晕放电处理。
项18.如项14~17中任一项所述的电池用包装材料,其中,上述密封层表面的润湿张力为25dyne以下。
项19.如项14~18中任一项所述的电池用包装材料,其中,在上述密封层的表面存在有滑剂。
项20.如项14~19中任一项所述的电池用包装材料,其中,在上述基材层侧的表面存在有滑剂。
项21.一种电池用包装材料的制造方法,包括:
准备表面的接触角为80°以下的基材层的工序,和
至少叠层上述基材层、金属层和密封层而得到叠层体的叠层工序。
项22.如项21所述的电池用包装材料的制造方法,包括在表面的接触角为80°以下的基材层侧的表面的至少一部分印刷油墨的工序。发明的效果
根据本发明,能够提供基材层侧表面的油墨的印刷特性优异的电池用包装材料。另外,根据本发明,也能够提供使用了该电池用包装材料的电池、和该电池用包装材料的制造方法。
附图说明
图1是表示第一发明和第二发明的电池用包装材料的剖面结构的一例的图。
图2是表示第一发明和第二发明的电池用包装材料的剖面结构的一例的图。
图3是表示第二发明的电池用包装材料的剖面结构的一例的图。
具体实施方式
第一发明的电池用包装材料的特征在于,包括至少依次叠层有基材层、金属层和密封层的叠层体,基材层表面的润湿张力为32dyne以上。另外,第二发明的电池用包装材料的特征在于,包括至少依次叠层有基材层、金属层和密封层的叠层体,基材层侧的表面的接触角为80°以下。以下,对第一发明和第二发明的电池用包装材料、该电池用包装材料的制造方法、使用了该电池用包装材料的电池进行详细阐述。
1.电池用包装材料的叠层结构
如图1所示,第一发明的电池用包装材料包括至少依次叠层有基材层1、金属层3和密封层4的叠层体。第一发明的电池用包装材料中,基材层1形成为最外层,密封层4形成为最内层。即,在组装电池时,通过将位于电池元件的边缘的密封层4彼此热熔接来密封电池元件,封装电池元件。
如图1所示,第一发明的电池用包装材料中,在基材层1和金属层3之间,以提高它们的粘接性为目的,也可以根据需要设置粘接层2。另外,如图2所示,在金属层3和密封层4之间,以提高它们的粘接性为目的,也可以根据需要设置粘接层5。
另外,如图1所示,第二发明的电池用包装材料包括至少依次叠层有基材层1、金属层3和密封层4的叠层体。第二发明的电池用包装材料中,基材层1形成为最外层(在具有涂敷层6时,涂敷层6为最外层),密封层4形成为最内层。即,在组装电池时,通过将位于电池元件的边缘的密封层4彼此热熔接来密封电池元件,封装电池元件。
如图1所示,第二发明的电池用包装材料中,在基材层1和金属层3之间,以提高它们的粘接性为目的,也可以根据需要设置粘接层2。另外,如图2所示,在金属层3和密封层4之间,以提高它们的粘接性为目的,也可以根据需要设置粘接层5。另外,如图3所示,在基材层1的表面(与金属层3侧相反一侧的表面),也可以设置涂敷层6。
2.形成电池用包装材料的各层的组成
[基材层1]
第一发明和第二发明的电池用包装材料中,基材层1是位于最外层的层。关于形成基材层1的原材料,以具备绝缘性为限度,没有特别限制。作为形成基材层1的原材料,例如,可以列举聚酯、聚酰胺、环氧树脂、丙烯酸树脂、氟树脂、聚氨酯、硅树脂、酚醛树脂、聚醚酰亚胺、聚酰亚胺、以及这些的混合物或共聚物等。其中,第二发明中,在基材层的外侧具有涂敷层6时,涂敷层6位于最外层。
作为聚酯,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并与间苯二甲酸乙二醇酯聚合而得到的共聚聚酯(以下,仿照聚亚乙基(对苯二甲酸酯/间苯二甲酸酯)进行缩写)、聚亚乙基(对苯二甲酸酯/间苯二甲酸酯)、聚亚乙基(对苯二甲酸酯/己二酸酯)、聚亚乙基(对苯二甲酸酯/钠代磺基间苯二甲酸酯)、聚亚乙基(对苯二甲酸酯/间苯二甲酸钠)、聚亚乙基(对苯二甲酸酯/苯基-二羧酸酯)、聚亚乙基(对苯二甲酸酯/癸二羧酸酯)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并与间苯二甲酸丁二醇酯聚合而得到的共聚聚酯(以下,仿照聚亚丁基(对苯二甲酸酯/间苯二甲酸酯)进行缩写)、聚亚丁基(对苯二甲酸酯/己二酸酯)、聚亚丁基(对苯二甲酸酯/癸二酸酯)、聚亚丁基(对苯二甲酸酯/癸二羧酸酯)、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的形成原材料。
另外,作为聚酰胺,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;进而可以列举:共聚有内酰胺成分、4,4'-二苯基甲烷-二异氰酸酯等异氰酸酯成分的聚酰胺、作为共聚聚酰胺和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,能够防止成型时的基材层1的树脂破裂导致的白化的发生,适合作为基材层1的形成原材料使用。
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,通过取向结晶化使得耐热性提高,因而适合作为基材层1使用。此外,基材层1还可以通过将上述的原材料涂敷在金属层3上而形成。
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尼龙。
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,还可以将不同的原材料的树脂膜和涂层的至少一方叠层化。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、夹层层压法、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,所使用的粘接剂可以是双液固化型粘接剂,也可以是单液固化型粘接剂。并且,关于粘接剂的粘接机制也没有特别限制,可以是化学反应型、溶剂挥发型、热熔融型、热压型、UV或EB等电子射线固化型等的任意类型。作为粘接剂的成分,可以列举聚酯系树脂、聚醚系树脂、聚氨酯系树脂、环氧系树脂、酚醛树脂系树脂、聚酰胺系树脂、聚烯烃系树脂、聚乙酸乙烯酯系树脂、纤维素系树脂、(甲基)丙烯酸系树脂、聚酰亚胺系树脂、氨基树脂、橡胶、硅系树脂。
第一发明和第二发明中,从提高电池用包装材料的成型性的观点考虑,优选在基材层1的表面附着有滑剂。作为滑剂,没有特别限制,优选列举酰胺系滑剂。作为酰胺系滑剂的具体例,例如,可以列举饱和脂肪酸酰胺、不饱和脂肪酸酰胺、取代酰胺、羟甲基酰胺、饱和脂肪酸双酰胺、不饱和脂肪酸双酰胺等。作为饱和脂肪酸酰胺的具体例,可以列举月桂酸酰胺、棕榈酸酰胺、硬脂酸酰胺、山萮酸酰胺、羟基硬脂酸酰胺等。作为不饱和脂肪酸酰胺的具体例,可以列举油酸酰胺、芥酸酰胺等。作为取代酰胺的具体例,可以列举N-油基棕榈酸酰胺、N-硬脂基硬脂酸酰胺、N-硬脂基油酸酰胺、N-油基硬脂酸酰胺、N-硬脂基芥酸酰胺等。另外,作为羟甲基酰胺的具体例,可以列举羟甲基硬脂酸酰胺等。作为饱和脂肪酸双酰胺的具体例,可以列举甲撑双硬脂酸酰胺、乙撑双癸酸酰胺、乙撑双月桂酸酰胺、乙撑双硬脂酸酰胺、乙撑双羟基硬脂酸酰胺、乙撑双山萮酸酰胺、六亚甲基双硬脂酸酰胺、六亚甲基双山萮酸酰胺、六亚甲基羟基硬脂酸酰胺、N,N’-二硬脂基己二酸酰胺、N,N’-二硬脂基癸二酸酰胺等。作为不饱和脂肪酸双酰胺的具体例,可以列举乙撑双油酸酰胺、乙撑双芥酸酰胺、六亚甲基双油酸酰胺、N,N’-二油基己二酸酰胺、N,N’-二油基癸二酸酰胺等。作为脂肪酸酯酰胺的具体例,可以列举硬脂酰胺硬脂酸乙酯等。另外,作为芳香族系双酰胺的具体例,可以列举间亚二苯基双硬脂酸酰胺、间亚二苯基双羟基硬脂酸酰胺、N,N’-二硬脂基间苯二甲酸酰胺等。滑剂可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
第一发明的电池用包装材料中,特征在于,基材层1的表面的润湿张力为32dyne以上。通过使基材层1的表面的润湿张力为32dyne以上,在基材层1的表面,油墨不易被排斥,印刷适应性优异。特别是,对于通过使滑剂存在于基材层表面来提高了成型性的电池用包装材料,利用移印印刷油墨时,在基材层1的表面油墨被排斥,从而有时发生印刷不良,然而,第一发明的电池用包装材料由于基材层1的表面的润湿张力为32dyne以上,因此,即使在这样的情况下,油墨也不易被排斥,特别适合用作通过移印在基材层表面形成印字等的电池用包装材料。
第一发明的电池用包装材料中,作为基材层1的表面的润湿张力,只要为32dyne以上,则没有特别限制,但从提高成型性并且提高印刷适应性的观点考虑,优选列举35dyne以上,更优选列举36~46dyne左右,进一步优选列举38~44dyne左右。
此外,第一发明中,电池用包装材料的润湿张力是通过根据JIS K6768:1999的规定的方法测定的值,具体的方法如实施例所记载。
第一发明的电池用包装材料中,基材层1的表面的润湿张力,例如能够通过对基材层1的表面施以电晕放电处理来合适地设为32dyne以上。电晕放电处理能够使用市售的电晕表面处理装置,通过在基材层1的表面照射电晕放电来进行。电晕放电处理的条件只要是使基材层1的表面的润湿张力成为32dyne以上的条件即可,没有特别限制。例如,通过以照射输出1Kw以上且以10MT/min的速度对基材层1的表面进行处理,能够使润湿张力为32dyne以上。
作为基材层1的厚度,例如,可以列举10~50μm左右,优选列举15~30μm左右。
第二发明的电池用包装材料中,特征在于,基材层1侧的表面(电池用包装材料的最外表面)的接触角为80°以下。即,第二发明中,基材层1构成最外表面时,基材层1的表面的接触角为80°以下。另外,在基材层1的外侧设置后述的涂敷层6时,涂敷层6的表面的接触角为80°以下。第二发明中,通过使电池用包装材料的基材层1侧的表面的接触角为80°以下,在基材层1的表面,油墨不易被排斥,印刷适应性优异。特别是,对于通过使滑剂存在于基材层1侧表面来提高了成型性的电池用包装材料,利用移印印刷油墨时,在基材层1侧的表面油墨被排斥,有时发生印刷不良,然而,第二发明的电池用包装材料由于基材层1侧的表面的接触角为80°以下,因此,即使在这样的情况下,油墨也不易被排斥,特别适合用作通过移印在基材层表面形成印字等的电池用包装材料。
第二发明的电池用包装材料中,作为基材层1侧的表面的接触角,只要为80°以下,则没有特别限制,从提高印刷适应性的观点考虑,优选列举79°以下,更优选列举72°以下左右。此外,作为基材层1侧的表面的接触角的下限值,没有特别限制,通常为10°左右。
此外,第二发明中,电池用包装材料的接触角是使用株式会社NIC制的LSE-A210测定的值,具体的方法如实施例所记载。
第二发明的电池用包装材料中,基材层1侧的表面的接触角,例如能够通过对基材层1侧的表面施以电晕放电处理来合适地设为80°以下。电晕放电处理能够使用市售的电晕表面处理装置,通过在基材层1侧的表面照射电晕放电来进行。电晕放电处理的条件只要是使基材层1侧的表面的接触角成为80°以下的条件即可,没有特别限制。例如,通过以照射输出1Kw以上且以10MT/min的速度对基材层1侧的表面进行处理,能够使接触角为80°以下。
第一发明的电池用包装材料中,能够在基材层1的表面的至少一部分合适地印刷油墨。即,第一发明和第二发明中,在基材层1的表面印刷有油墨的电池用包装材料中,在基材层1的表面印刷的油墨(油墨的固化物、干燥物等)露出。印刷的油墨例如能够形成条形码、花纹、文字等的印字。作为印刷所使用的油墨,没有特别限制,能够使用公知的油墨,例如,能够使用通过照射紫外线等固化的光固化油墨、在喷墨打印机等中使用的喷墨油墨等。
另外,第二发明的电池用包装材料中,能够在基材层1侧的表面的至少一部分合适地印刷油墨。即,第二发明中,在基材层1侧的表面印刷有油墨的电池用包装材料中,在基材层1侧的表面印刷的油墨(油墨的固化物、干燥物等)露出。印刷的油墨例如能够形成条形码、花纹、文字等的印字。作为印刷所使用的油墨,没有特别限制,能够使用公知的油墨,例如,能够使用通过照射紫外线等固化的光固化油墨、在喷墨打印机等中使用的喷墨油墨等。
[粘接层2]
第一发明和第二发明的电池用包装材料中,粘接层2是为了使基材层1与金属层3粘接而根据需要设置的层。
粘接层2由能够将基材层1与金属层3粘接的粘接剂形成。粘接层2的形成中所使用的粘接剂可以为双液固化型粘接剂或单液固化型粘接剂。另外,对于粘接层2的形成中所使用的粘接剂的粘接机制也没有特别限制,可以为化学反应型、溶剂挥发型、热熔接型、热压型等的任一种。
作为能够用于形成粘接层2的粘接剂的树脂成分,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、共聚聚酯等的聚酯系树脂;聚醚系粘接剂;聚氨酯系粘接剂;环氧系树脂;酚醛树脂系树脂;尼龙6、尼龙66、尼龙12、共聚聚酰胺等的聚酰胺系树脂;聚烯烃、酸改性聚烯烃、金属改性聚烯烃等的聚烯烃系树脂;聚乙酸乙烯酯系树脂;纤维素系粘接剂;(甲基)丙烯酸系树脂;聚酰亚胺系树脂;尿素树脂、三聚氰胺树脂等的氨基树脂;氯丁二烯橡胶、丁腈橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶等的橡胶;有机硅系树脂;氟化乙烯丙烯共聚物等。这些粘接剂成分可以单独使用1种,也可以将2种以上组合使用。关于2种以上的粘接剂成分的组合方式,没有特别限制,例如,作为其粘接剂成分,可以列举聚酰胺与酸改性聚烯烃的混合树脂、聚酰胺与金属改性聚烯烃的混合树脂、聚酰胺与聚酯、聚酯与酸改性聚烯烃的混合树脂、聚酯与金属改性聚烯烃的混合树脂等。这些之中,从延展性、高湿度条件下的耐久性和应变抑制作用、热封时的热劣化抑制作用等优异、抑制基材层1与金属层3之间的层压强度降低、有效地防止发生脱离的观点出发,优选列举聚氨酯系双液固化型粘接剂;聚酰胺、聚酯、或者它们与改性聚烯烃的共混树脂。
并且,粘接层2可以利用不同的粘接剂成分实现多层化。在利用不同的粘接剂成分使粘接层2多层化的情况下,从使基材层1与金属层3的层压强度提高的观点出发,优选配置于基材层1侧的粘接剂成分选择与基材层1的粘接性优异的树脂,配置于金属层3侧的粘接剂成分选择与金属层3的粘接性优异的粘接剂成分。在粘接层2利用不同的粘接剂成分实现多层化时,具体而言,作为配置于金属层3侧的粘接剂成分,优选列举含有酸改性聚烯烃、金属改性聚烯烃、聚酯与酸改性聚烯烃的混合树脂、共聚聚酯的树脂等。
关于粘接层2的厚度,例如,可以列举2~50μm左右,优选列举3~25μm左右。
[金属层3]
第一发明和第二发明的电池用包装材料中,金属层3是提高包装材料的强度、并且作为用于防止水蒸气、氧、光等侵入电池内部的阻隔层发挥作用的层。作为形成金属层3的金属,具体而言,可以列举铝、不锈钢、钛等的金属箔。这些之中,适合使用铝。为了在制造包装材料时防止褶皱或针孔,第一发明和第二发明中,作为金属层3,优选使用软质铝,例如经过退火处理的铝(JIS A8021P-O)或(JIS A8079P-O)等。
关于金属层3的厚度,例如,可以列举10~200μm左右,优选列举20~100μm左右。
另外,对于金属层3而言,为了粘接的稳定化、防止溶解和腐蚀等,优选对至少一个表面、优选至少对密封层4侧的表面、更优选对两侧表面实施化学法表面处理。这里,所谓化学法表面处理,是指在金属层3的表面形成耐酸性皮膜的处理。化学法表面处理例如可以列举:使用硝酸铬、氟化铬、硫酸铬、乙酸铬、草酸铬、磷酸二氢铬、铬酸乙酰乙酸酯、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;使用包括下述通式(1)~(4)所示的重复单元的氨基化酚聚合物的铬酸盐处理等。此外,该氨基化酚聚合物中,下述通式(1)~(4)所示的重复单元,可以单独含有1种,也可以是2种以上的任意组合。
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,作为对金属层3赋予耐腐蚀性的化学法表面处理方法,可以列举如下方法: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、硫酸钡的微粒得到的涂敷液,在150℃以上进行烧制处理,由此,在金属层3的表面形成耐腐蚀处理层。另外,在耐腐蚀处理层之上,可以形成用交联剂将阳离子性聚合物交联得到的树脂层。这里,作为阳离子性聚合物,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构成的离子高分子配位化合物、在丙烯酸主骨架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。这些阳离子性聚合物可以单独使用1种,也可以组合2种以上使用。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,也可以组合2种以上使用。
这些化学法表面处理可以单独进行1种化学法表面处理,也可以组合进行2种以上的化学法表面处理。另外,这些化学法表面处理可以单独使用1种化合物,或者也可以组合使用2种以上的化合物。化学法表面处理之中,优选列举铬酸铬酸盐处理,更优选列举组合铬酸化合物、磷酸化合物和氨基化酚聚合物的铬酸盐处理等。
化学法表面处理中,关于在金属层3的表面形成的耐酸性皮膜的量,没有特别限制,例如,在组合铬酸化合物、磷酸化合物和氨基化酚聚合物进行铬酸盐处理时,优选以相对于金属层3的表面每1m2,铬酸化合物以铬换算为约0.5~约50mg、优选为约1.0~约40mg、磷化合物以磷换算为约0.5~约50mg、优选为约1.0~约40mg和氨基化酚聚合物为约1~约200mg、优选为约5.0~150mg的比例含有。
化学法表面处理通过以下方法进行:将含有用于形成耐酸性皮膜的化合物的溶液通过棒涂法、辊涂法、凹版涂布法、浸渍法等涂布在金属层3的表面之后,以使金属层3的温度成为70~200℃左右的方式进行加热。另外,在对金属层3实施化学法表面处理之前,可以预先通过碱浸渍法、电解清洗法、酸清洗法、电解酸清洗法等对金属层3进行脱脂处理。通过这样进行脱脂处理,能够更高效地进行金属层3的表面的化学法表面处理。
[密封层4]
第一发明和第二发明的电池用包装材料中,密封层4是相当于最内层、在组装电池时密封层彼此热熔接而密封电池元件的层。
关于密封层4中使用的树脂成分,以能够热熔接为限度,没有特别限制,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、线性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)等的聚丙烯;乙烯-丁烯-丙烯的三元共聚物等。这些聚烯烃之中,可以优选列举聚乙烯和聚丙烯。
上述环状聚烯烃为烯烃和环状单体的共聚物,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。这些聚烯烃之中,可以优选列举环状烯烃,更优选列举降冰片烯。
上述羧酸改性聚烯烃是指用羧酸将上述聚烯烃通过嵌段聚合或接枝聚合改性得到的聚合物。作为改性中所使用的羧酸,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。
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代为α,β-不饱和羧酸或其酸酐进行共聚、或者对环状聚烯烃嵌段共聚或接枝共聚α,β-不饱和羧酸或其酸酐得到的聚合物。关于要被羧酸改性的环状聚烯烃,与上述同样。另外,作为改性中所使用的羧酸,与上述酸改性环烯烃共聚物的改性中所使用的羧酸相同。
这些树脂成分之中,可以优选列举羧酸改性聚烯烃;更优选列举羧酸改性聚丙烯。
密封层4可以由1种树脂成分单独形成,或者也可以由组合2种以上的树脂成分的共混聚合物形成。另外,密封层4可以仅以1层形成,也可以由相同或不同的树脂成分以2层以上形成。
第一发明和第二发明的电池用包装材料中,密封层4也可以含有滑剂。作为滑剂的种类,没有特别限制,例如,可以列举上述[基材层1]的项目中例示的滑剂。密封层4含有滑剂时,其含量适当选择即可,优选列举700~1200ppm左右,更优选列举800~1100ppm左右。此外,第一发明和第二发明中,密封层4的滑剂的含量为存在于密封层4的内部的滑剂和存在于密封层4的表面的滑剂的合计量。
另外,作为密封层4的厚度,能够适当选择,可以列举10~100μm左右,优选列举15~50μm左右。
第一发明和第二发明中,密封层4的表面(为电池元件侧的表面,与金属层3侧相反一侧的表面)的润湿张力优选为25dyne以下。由此,能够有效地抑制在基材层1的表面印字的油墨向密封层4表面转印的现象。
关于第一发明和第二发明的电池用包装材料,在生产线中,一般作为带状的叠层膜制造,将其卷绕为卷筒状作为卷绕体进行保管、运输等。之后,在电池的制造时,从卷绕体将电池用包装材料卷出,以成为依照电池的制品规格的规定的形状的方式进行切割来使用。另外,切割后的电池用包装材料有时以基材层1与密封层4相接的方式叠层。此时,位于电池用包装材料的最外层表面的基材层1表面与密封层4表面接触,有时,在基材层1表面印字的油墨转印到密封层4表面。即使在这样的情况下,第一发明和第二发明的电池用包装材料中,通过将密封层4的表面的润湿张力设定为25dyne以下,能够有效地抑制在基材层1表面印字的油墨向密封层4表面转印的现象。
从更有效地抑制在基材层1表面印字的油墨向密封层4表面转印的现象的观点考虑,作为密封层4的表面的润湿张力,优选列举20dyne以下。
作为将密封层4的表面的润湿张力设定为25dyne以下、优选设定为20dyne以下的方法,没有特别限制,例如,可以列举使滑剂存在于密封层4的表面的方法。
作为使滑剂存在于密封层4的表面的方法,能够采用在电池用包装材料的密封层4的表面涂敷滑剂、或者在形成密封层4的树脂中配合滑剂并使其在表面渗出的方法等。
从将密封层4的表面的润湿张力设定为25dyne以下、优选设定为20dyne以下的观点考虑,位于密封层4的内部和表面(为电池元件侧的表面,与金属层3侧相反一侧的表面)的滑剂量的合计优选为200~1500ppm左右。
作为优选存在于密封层4的表面的滑剂,优选为酰胺系滑剂,作为酰胺系滑剂,可以列举与上述的[基材层1]中例示的酰胺系滑剂相同的滑剂。
此外,本发明中,电池用包装材料的密封层4表面的润湿张力与基材层1相同,是通过根据JIS K6768:1999的规定的方法测定的值。
[粘接层5]
第一发明和第二发明的电池用包装材料中,粘接层5是为了使金属层3与密封层4牢固地粘接而根据需要设置于它们之间的层。
粘接层5由能够将金属层3与密封层4粘接的粘接剂形成。关于粘接层5的形成中所使用的粘接剂,其粘接机制、粘接剂成分的种类等与上述粘接层2的情况同样。作为粘接层5中所使用的粘接剂成分,可以优选列举聚烯烃系树脂,更优选列举羧酸改性聚烯烃,特别优选列举羧酸改性聚丙烯。
关于粘接层5的厚度,例如,可以列举2~50μm左右,优选列举15~30μm左右。
[涂敷层6]
第二发明的电池用包装材料中,以提高设计性、耐电解液性、耐摩擦性、成型性等为目的,也可以根据需要在基材层1之上(基材层1的与金属层3相反的一侧)设置涂敷层6。在组装电池时,涂敷层6是位于最外层的层。
涂敷层6例如能够由聚偏氯乙烯、聚酯树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂等形成。这些之中,涂敷层6优选由双液固化型树脂形成。作为形成涂敷层6的双液固化型树脂,例如,可以列举双液固化型聚氨酯树脂、双液固化型聚酯树脂、双液固化型环氧树脂等。另外,也可以在涂敷层6中配合消光剂。
作为消光剂,例如,可以列举粒径为0.5nm~5μm左右的微粒。关于消光剂的材质,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,关于消光剂的形状,也没有特别限制,例如,可以列举球状、纤维状、板状、无定形、空心球状等。作为消光剂,具体而言,可以列举滑石、二氧化硅、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、氧化铝、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、苯代三聚氰二胺、金、铝、铜、镍等。这些消光剂可以单独使用1种,另外,也可以组合使用2种以上。这些消光剂中,从分散稳定性和成本等观点考虑,可以优选列举二氧化硅、硫酸钡、氧化钛。另外,对于消光剂,也可以对表面实施绝缘处理、高分散性处理等各种表面处理。
作为形成涂敷层6的方法,没有特别限制,例如,可以列举将形成涂敷层6的双液固化型树脂涂布在基材层1的一个表面上的方法。在配合消光剂的情况下,在双液固化型树脂中添加消光剂并混合后,涂布即可。
作为涂敷层6的厚度,只要发挥作为涂敷层6的以上所述的功能即可,没有特别限制,例如,可以列举0.5~10μm左右,优选列举1~5μm左右。
3.电池用包装材料的制造方法
关于第一发明和第二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即可,没有特别限制,例如,可以例示以下的方法。
首先,形成依次叠层有基材层1、粘接层2、金属层3的叠层体(以下,有时也记为“叠层体A”)。关于叠层体A的形成,具体而言,能够通过以下的干式层压法来进行:在基材层1上或根据需要对表面进行过化学法表面处理的金属层3上,将用于形成粘接层2的粘接剂通过挤出法、凹版涂布法、辊涂法等的涂布方法涂布、干燥之后,叠层该金属层3或基材层1并使粘接层2固化。
接着,在叠层体A的金属层3上叠层密封层4。在金属层3上直接叠层密封层4时,在叠层体A的金属层3上通过凹版涂布法、辊涂法等的方法涂布构成密封层4的树脂成分即可。另外,在金属层3和密封层4之间设置粘接层5时,例如,可以列举:(1)在叠层体A的金属层3上通过将粘接层5和密封层4共挤出来叠层的方法(共挤出层压法);(2)单独形成叠层有粘接层5和密封层4的叠层体,将其在叠层体A的金属层3上通过热层压法叠层的方法;(3)在叠层体A的金属层3上将用于形成粘接层5的粘接剂通过挤出法或溶液涂敷,在高温干燥,进而进行烧制的方法等叠层,在该粘接层5上通过热层压法叠层预先制膜为片状的密封层4的方法;(4)边使熔融的粘接层5流入到叠层体A的金属层3与预先制膜为片状的密封层4之间、边经由粘接层5贴合叠层体A与密封层4的方法(夹层层压法)等。此外,为了使粘接层2和根据需要设置的粘接层5的粘接性牢固,也可以进一步进行热辊接触式、热风式、近或远红外线式等的加热处理。作为这样的加热处理的条件,例如,可以列举在150~250℃进行1~5分钟。第二发明中,能够在基材层1上(与金属层3相反一侧)叠层涂敷层6。涂敷层6的叠层可以在基材层1与金属层3的叠层的前后的任意期间进行。
第一发明和第二发明的电池用包装材料中,对于构成叠层体的各层,为了使制膜性、叠层化加工、最终制品2次加工(包装化、压花成型)适应性等提高或稳定化,可以根据需要实施电晕放电处理、喷砂处理、氧化处理、臭氧处理等的表面活性化处理。
另外,第一发明的电池用包装材料的制造方法中,进行对基材层1的表面实施电晕放电处理,使基材层1的表面的润湿张力成为32dyne以上的电晕放电处理工序。关于电晕放电处理,如上所述。此外,第一发明中,通过进行准备表面的润湿张力为32dyne以上的基材层,至少叠层该基材层、金属层和密封层得到叠层体的叠层工序,能够不对叠层体进行电晕放电处理而制造第一发明的电池用包装材料。作为表面的润湿张力32dyne以上的基材层,能够使用市售品。
另外,在电池用包装材料的表面印刷油墨时,进行在表面的润湿张力为32dyne以上的基材层1的表面的至少一部分印刷油墨的工序。作为印刷方法,没有特别限制,在成型后的电池用包装材料进行印刷时,优选移印。通过第一发明的制造方法得到的电池用包装材料,由于基材层1的表面的润湿张力设定为32dyne以上,因此,即使利用在表面存在有滑剂的基材层中油墨容易被排斥的移印,也能够合适地进行油墨的印刷。因此,能够在基材层1的表面的至少一部分合适地形成例如条形码、花纹、文字等的印字。作为印刷中使用的油墨,如上所述。
第二发明的电池用包装材料的制造方法中,进行在基材层1的表面实施电晕放电处理,使基材层1侧的表面的接触角成为80°以下的电晕放电处理工序。关于电晕放电处理,如上所述。此外,第二发明中,通过进行准备表面的接触角为80°以下的基材层,至少叠层该基材层、金属层和密封层得到叠层体的叠层工序,能够不对叠层体进行电晕放电处理而制造第二发明的电池用包装材料。作为表面的接触角为80°以下的基材层,能够使用市售品。
另外,第二发明中,在电池用包装材料的表面印刷油墨时,进行在表面的接触角为80°以下的基材层1的表面的至少一部分印刷油墨的工序。作为印刷方法,没有特别限制,在成型后的电池用包装材料进行印刷时,优选移印。通过第二发明的制造方法得到的电池用包装材料,由于基材层1侧的表面的接触角设定为80°以下,因此,即使利用在表面存在有滑剂的基材层中油墨容易被排斥的移印,也能够合适地进行油墨的印刷。因此,能够在基材层1的表面的至少一部分合适地形成例如条形码、花纹、文字等的印字。作为印刷中使用的油墨,如上所述。
4.电池用包装材料的用途
本发明(第一发明和第二发明)的电池用包装材料可以作为用于密封并收纳正极、负极、电解质等的电池元件的包装材料使用。
具体而言,将至少具备正极、负极和电解质的电池元件,以与上述正极和负极分别连接的金属端子向外侧突出的状态,以能够在电池元件的边缘形成凸缘部(密封层彼此接触的区域)的方式,用本发明的电池用包装材料包覆,将上述凸缘部的密封层彼此热封,进行密封,由此,提供使用了电池用包装材料的电池。此外,在使用本发明的电池用包装材料收纳电池元件时,以本发明的电池用包装材料的密封部分成为内侧(与电池元件接触的面)的方式使用。
本发明的电池中,由于使用上述本发明的电池用包装材料,能够在成型电池用包装材料、封装电池元件后的电池的表面合适地印刷油墨。即,本发明的电池,由于表面的润湿张力设定为32dyne以上,因此,即使利用在表面存在有滑剂的基材层中油墨容易被排斥的移印,也能够合适地进行油墨的印刷,能够在电池的表面的至少一部分合适地形成例如条形码、花纹、文字等的印字。
本发明的电池用包装材料可以用于一次电池、二次电池的任一种,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合适的适用对象,可以列举锂离子电池和锂离子聚合物电池。
实施例
以下,例示实施例和比较例,详细说明本发明。但是,本发明不限定于实施例。
实施例1A-8A和比较例1A、2A
<电池用包装材料的制造>
对依次叠层有基材层1/粘接层2/金属层3的叠层体,通过热层压法叠层粘接层5和密封层4,由此制造包括依次叠层有基材层1/粘接层2/金属层3/粘接层5/密封层4的叠层体的电池用包装材料。电池用包装材料的具体的制造条件如下所示。
实施例1A-8A和比较例1A、2A中,作为构成基材层1的树脂膜(厚度25μm)和金属层2(40μm),分别使用表1所示的材料。构成基材层1的树脂膜中分别配合有1200ppm的芥酸酰胺。另外,对于铝箔,通过辊涂法在金属层的两面以铬的涂布量成为10mg/m2(干燥重量)的方式,涂布含有酚醛树脂、氟化铬化合物(三价)和磷酸的处理液,以皮膜温度成为180℃以上的条件烧制20秒,由此进行化学法表面处理。
首先,制作依次叠层有基材层1/粘接层2/金属层3的叠层体。具体而言,在基材层1的一个面(电晕放电处理面)形成包括聚酯系的主剂和异氰酸酯系固化剂的双液型聚氨酯粘接剂的粘接层2,使其为3μm,与金属层3的化学法表面处理面进行干式层压,制作依次叠层有基材层1/粘接层2/金属层3的叠层体。
另外,单独地,如表1A所示,将构成粘接层5的酸改性聚丙烯树脂〔用不饱和羧酸接枝改性的不饱和羧酸接枝改性无规聚丙烯(酸改性PP)或酸改性聚乙烯树脂〔用不饱和羧酸接枝改性的不饱和羧酸接枝改性无规聚乙烯(酸改性PE)和构成密封层4的聚丙烯〔无规共聚物(PP)〕或聚乙烯(PE)共挤出,由此,制作由厚度23μm的粘接层5和厚度23μm的密封层4构成的2层共挤出膜。
接着,在以上所制作的包括基材层1/粘接层2/金属层3的叠层体的金属层,以使以上所制作的2层共挤出膜的粘接层5相接的方式重叠,以使金属层3成为120℃的方式进行加热,进行热层压,由此,得到依次叠层有基材层1/粘接层2/金属层3/粘接层5/密封层4的叠层体。使所得到的叠层体暂时冷却后,加热到180℃,将该温度保持1分钟,实施热处理,由此得到电池用包装材料。
进一步,在所得到的各电池用包装材料的基材层侧的表面,以以下的条件施以电晕放电处理,得到实施例1A-8A和比较例1A、2A的各电池用包装材料。此外,在表1A中,基材层的PET/尼龙,是指从基材层的最外表面侧依次叠层有PET层(12μm)、尼龙层(15μm)。另外,在密封层中,酸改性PP/PP,是指从金属层侧依次叠层有酸改性PP层(23μm)、PP层(23μm),所谓酸改性PE/PE,是指从金属层侧依次叠层有酸改性PE层(23μm)、PE层(23μm)。
[电晕放电处理]
使用WEDGE株式会社制的电晕表面处理装置(商品名CTW-0212),以表1所示的各输出(Kw)的设定值,以10MT/min的一定速度,对电池用包装材料的基材层1的表面照射电晕放电。
[油墨的印刷特性的评价方法]
在实施例1A-8A和比较例1A、2A的各电池用包装材料的基材层表面实施移印,评价油墨的印刷特性。移印机使用Mishima株式会社制SPACE PAD 6GX。另外,油墨使用NAVITAS株式会社制的UV油墨PJU-A黑色。对在基材层表面印刷的油墨,用AS-1制的手持UV灯SUV-4以紫外线波长:254nm从10cm的距离照射UV 30秒,使其固化。用光学显微镜观察固化后的印刷面,根据以下的基准评价油墨的印刷特性。此外,油墨的印刷在24℃、相对湿度50%的环境下进行。在表1A中表示结果。
○:印刷的空白在印刷花纹整体的5%以内
△:印刷的空白超过印刷花纹整体的5%、且在10%以内
×:印刷的空白多于印刷花纹整体的10%
[润湿张力的测定]
通过根据JIS K6768:1999的规定的方法测定实施例1A-8A和比较例1A,2A的各电池用包装材料的基材层表面的润湿张力。为了比较验证印字适应度,利用根据JIS K6768:1999的规定的润湿试剂实施电池用包装材料的基材层表面的达因值判定。使用Nacalaitesque公司制的润湿张力试验用混合液,使含在球状的脱脂棉中的试剂在各电池用包装材料的基材层表面以线状涂布5cm左右,目视判定在2秒后液膜是否破裂,将没有破裂的达因值作为该基材的润湿张力。此外,润湿张力的测定在24℃、相对湿度50%的环境下进行。在表1A中表示结果。
[表1A]
如表1A所示,在基材层表面实施了电晕放电处理的实施例1A~8A中,基材层表面的润湿张力均为32dyne以上,油墨的印刷特性优异。另一方面,在基材层表面没有实施电晕放电处理、基材层表面的润湿张力低于32dyne的比较例1A、2A中,油墨的印刷特性差。此外,任一电池用包装材料的成型性均良好。
另外,实施例1A-8A和比较例1A、2A的电池用包装材料的制造中,使用预先以使基材层表面的润湿张力成为表1A的值的方式实施了上述电晕放电处理的基材层,与上述的实施例1A-8A和比较例1A、2A同样制作依次叠层有基材层1/粘接层2/金属层3/粘接层5/密封层4的电池用包装材料。这些电池用包装材料中,对叠层体不进行电晕放电处理。这些电池用包装材料中,油墨的印刷特性和成型性也得到与实施例1A-8A和比较例1A、2A相同的结果。
实施例9A-12A
<电池用包装材料的制造>
除了在密封层配合表2A所记载的量的滑剂(芥酸酰胺)以外,与实施例1A同样操作,制作各个电池用包装材料。另外,对所得到的电池用包装材料的基材层1的表面,与实施例1A的[电晕放电处理]同样操作,进行电晕放电处理。
[润湿张力的测定]
通过与实施例1A的基材层表面的[润湿张力的测定]同样的方法分别测定实施例9A-12A中得到的电池用包装材料的基材层表面和密封层表面的润湿张力。在表2A中表示结果。
(油墨的转印性的评价)
对实施例9A-12A中得到的电池用包装材的基材层表面,分别与上述的[油墨的印刷特性的评价方法]同样操作,印刷油墨(印刷有油墨的部分的面积为210mm2),卷绕各电池用包装材料。此时,卷绕体中,使密封层成为内侧,并且基材层表面与密封层表面相接。另外,卷绕的电池用包装材料的长度为200m,卷绕体为圆剖面的直径为300cm的圆筒状。接着,卷出所得到的各卷绕体,目视确认在基材层表面印刷的油墨是否转印到密封层表面。将在密封层完全没有转印油墨的情况评价为○,将油墨虽然少但发生转印的情况评价为×。在表2A中表示结果。
(成型性评价)
将实施例9A-12A中得到的电池用包装材分别裁断为80×120mm见方,制作样品。对该样品,使用具有30×50mm的口径的成型模具(阴模)和与此对应的成型模具(阳模),以按压压力0.4MPa从0.5mm的成型深度以0.5mm单位改变成型深度,分别对10个样品进行冷轧成型。对于冷轧成型后的样品,将在10个样品中全部没有发生褶皱、在铝箔的针孔、裂纹的最深的成型深度作为该样品的界限成型深度。根据该界限成型深度,由以下的基准评价电池用包装材料的成型性。在表2A中表示结果。
○:界限成型深度6.0mm以上
△:界限成型深度4.0mm~5.5mm
×:界限成型深度3.5mm以下
[表2A]
另外,实施例9A-12A的电池用包装材料的制造中,使用预先以使基材层表面的润湿张力成为表2A的值的方式实施了上述电晕放电处理的基材层,与上述的实施例9A-12A同样地制作依次叠层有基材层1/粘接层2/金属层3/粘接层5/密封层4的电池用包装材料。对于这些电池用包装材料,叠层后不进行电晕放电处理。这些电池用包装材料中,油墨的印刷特性和成型性也得到与实施例9A-12A同样的结果。
实施例1B-6B和比较例1B、2B
<电池用包装材料的制造>
对依次叠层有基材层1/粘接层2/金属层3的叠层体,通过共挤出法叠层粘接层5和密封层4,制造包括依次叠层有基材层1/粘接层2/金属层3/粘接层5/密封层4的叠层体的电池用包装材料。电池用包装材料的具体的制造条件如下所示。
实施例1B-6B和比较例1B、2B中,作为构成基材层1的树脂膜(厚度25μm)和金属层2(40μm),分别使用表1B所示的材料。构成基材层1的树脂膜中分别配合有1200ppm的芥酸酰胺。另外,对于铝箔,通过辊涂法,在金属层的两面以铬的涂布量成为10mg/m2(干燥重量)的方式,涂布含有酚醛树脂、氟化铬化合物(三价)和磷酸的处理液,以皮膜温度成为180℃以上的条件烧制20秒,由此进行化学法表面处理。
首先,制作依次叠层有基材层1/粘接层2/金属层3的叠层体。具体而言,在基材层1的一个面(电晕放电处理面)形成包括聚酯系的主剂和异氰酸酯系固化剂的双液型聚氨酯粘接剂的粘接层2,使其为3μm,将其通过干式层压法与金属层3进行叠层,制作依次叠层有基材层1/粘接层2/金属层3的叠层体。
接着,将构成粘接层5的酸改性聚丙烯树脂〔用不饱和羧酸接枝改性的不饱和羧酸接枝改性无规聚丙烯(酸改性PP)和构成密封层4的聚丙烯〔无规共聚物(PP)〕熔融,在上述叠层体的金属层3的表面共挤出,叠层厚度23μm的粘接层5和厚度23μm的密封层4。如上操作,得到依次叠层有基材层1/粘接层2/金属层3/粘接层5/密封层4的叠层体。使所得到的叠层体暂时冷却后,加热到180℃,将该温度保持1分钟,实施热处理,由此得到电池用包装材料。
此外,在实施例5B、6B中,如下所述操作,在基材层1的表面设置涂敷层6。
(消光涂敷)
实施例5B中,在以上所得到的电池用包装材料的基材层的表面通过凹版涂布法印刷混合含有聚酯多元醇、异氰酸酯系固化剂的树脂(80质量%)和二氧化硅颗粒(20质量%)得到的油墨,形成厚度3μm的消光涂敷层。
(墨消光涂敷)
实施例6B中,在上述所得到的电池用包装材料的基材层的表面通过凹版涂布法印刷混合含有聚酯多元醇、异氰酸酯系固化剂的树脂(70质量%)和炭黑(15质量%)、二氧化硅颗粒(15质量%)得到的油墨,形成厚度6μm的墨消光涂敷层。
进一步,对所得到的各电池用包装材料的基材层侧的表面以以下的条件实施电晕放电处理,得到实施例1B-6B和比较例1B、2B的各电池用包装材料。此外,表1B中,基材层的PET/尼龙,是指从基材层的最外表面侧依次叠层有PET层(12μm)、尼龙层(15μm)。另外,消光涂敷/尼龙,是指在构成基材层1的尼龙上具有消光涂敷层6,墨消光涂敷也同样。
[电晕放电处理]
使用WEDGE株式会社制的电晕表面处理装置(商品名CTW-0212),以表1B所示的各输出(Kw)的设定值,以10MT/min的一定速度,对电池用包装材料的基材层1的表面照射电晕放电。
[油墨的印刷特性的评价方法]
在实施例1B-6B和比较例1B、2B的各电池用包装材料的基材层侧的表面实施移印,评价油墨的印刷特性。移印机使用Mishima株式会社制SPACE PAD 6GX。另外,油墨使用NAVITAS株式会社制的UV油墨PJU-A黑色。对在基材层侧的表面印刷的油墨,用AS-1制的手持UV灯SUV-4以紫外线波长:254nm从10cm的距离照射UV 30秒,使其固化。用光学显微镜观察固化后的印刷面,根据以下的基准评价油墨的印刷特性。此外,油墨的印刷在24℃、相对湿度50%的环境下进行。在表1B中表示结果。
○:印刷的空白在印刷花纹整体的5%以内
×:印刷的空白多于印刷花纹整体的5%
[接触角的测定]
使用株式会社NIC制的LSE-A210测定实施例1B-6B和比较例1B、2B的各电池用包装材料的基材层侧的表面的接触角,在从水滴下5秒后测定基材与水滴的界面的接触角。在表1B中表示结果。
[表lB]
表1B中,PET是指聚对苯二甲酸乙二醇酯,PBT是指聚对苯二甲酸丁二醇酯。
另外,实施例1B-6B和比较例1B、2B的电池用包装材料的制造中,使用预先以使基材层(实施例5B、6B中为涂敷层)表面的接触角成为表1B的值的方式实施了上述电晕放电处理的基材层,与上述实施例1B~6B和比较例1B~2B同样制作依次叠层有基材层1/粘接层2/金属层3/粘接层5/密封层4的电池用包装材料。这些电池用包装材料中,对叠层体不进行电晕放电处理。这些电池用包装材料中,油墨的印刷特性也得到与实施例1B~6B和比较例1B~2B相同的结果。
符号说明
1 基材层
2 粘接层
3 金属层
4 密封层
5 粘接层
6 涂敷层
Claims (22)
1.一种电池用包装材料,其特征在于:
包括至少依次叠层有基材层、金属层和密封层的叠层体,
所述基材层表面的润湿张力为32dyne以上。
2.如权利要求1所述的电池用包装材料,其特征在于:
在所述基材层表面的至少一部分印刷油墨来使用。
3.如权利要求1所述的电池用包装材料,其特征在于:
在所述基材层表面的至少一部分印刷有油墨。
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:
所述基材层表面被施以电晕放电处理。
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:
所述密封层表面的润湿张力为25dyne以下。
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:
在所述密封层的表面存在有滑剂。
7.如权利要求1~6中任一项所述的电池用包装材料,其特征在于:
在所述基材层与所述金属层之间叠层有粘接层。
8.如权利要求1~7中任一项所述的电池用包装材料,其特征在于:
在所述金属层与所述密封层之间叠层有粘接层。
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:
所述金属层由铝箔形成。
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:
在所述基材层的表面存在有滑剂。
11.一种电池,其特征在于:
至少具备正极、负极和电解质的电池元件收纳于权利要求1~10中任一项所述的电池用包装材料内。
12.一种电池用包装材料的制造方法,其特征在于,包括:
准备表面的润湿张力为32dyne以上的基材层的工序,和
至少叠层所述基材层、金属层和密封层而得到叠层体的叠层工序。
13.如权利要求12所述的电池用包装材料的制造方法,其特征在于:
包括在表面的润湿张力为32dyne以上的基材层表面的至少一部分印刷油墨的工序。
14.一种电池用包装材料,其特征在于:
包括至少依次叠层有基材层、金属层和密封层的叠层体,
所述基材层侧的表面的接触角为80°以下。
15.如权利要求14所述的电池用包装材料,其特征在于:
在所述基材层侧的表面的至少一部分印刷油墨来使用。
16.如权利要求14所述的电池用包装材料,其特征在于:
在所述基材层侧的表面的至少一部分印刷有油墨。
17.如权利要求14~16中任一项所述的电池用包装材料,其特征在于:
所述基材层侧的表面被施以电晕放电处理。
18.如权利要求14~17中任一项所述的电池用包装材料,其特征在于:
所述密封层表面的润湿张力为25dyne以下。
19.如权利要求14~18中任一项所述的电池用包装材料,其特征在于:
在所述密封层的表面存在有滑剂。
20.如权利要求14~19中任一项所述的电池用包装材料,其特征在于:
在所述基材层侧的表面存在有滑剂。
21.一种电池用包装材料的制造方法,其特征在于,包括:
准备表面的接触角为80°以下的基材层的工序,和
至少叠层所述基材层、金属层和密封层而得到叠层体的叠层工序。
22.如权利要求21所述的电池用包装材料的制造方法,其特征在于:
包括在表面的接触角为80°以下的基材层侧的表面的至少一部分印刷油墨的工序。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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