DE102023203309A1 - Verpackungsmaterial - Google Patents

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Keitaro KAWAKITA
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Resonac Packaging Corp
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Abstract

Es wird ein Verpackungsmaterial bereitgestellt, das hinsichtlich Formbarkeit, Färbung und Festigkeit ausgezeichnet ist. Das Verpackungsmaterial schließt ein: eine Substratschicht 51, eine Metallfolienschicht 52, die auf einer Innenseite der Substratschicht laminiert ist, eine Siegelschicht 53 aus einem thermoplastischen Harz, wobei die Siegelschicht auf einer Innenseite der Metallfolienschicht laminiert ist, und eine gefärbte Klebeschicht 61, die sich zwischen der Metallfolienschicht 52 und der Substratschicht 51 befindet. Die Substratschicht weist eine Heißwasser-Schrumpfung sowohl in Maschinenrichtung (MD) als auch in Querrichtung (TD) von 2,0 % bis 5,0 % auf. Die Substratschicht weist eine Differenz zwischen der Heißwasser-Schrumpfung in Maschinenrichtung (MD) und der Heißwasser-Schrumpfung in Querrichtung (TD) von 1,5 % oder weniger auf. Die Substratschicht weist sowohl einen Elastizitätsmodul in Maschinenrichtung (MD) als auch einen Elastizitätsmodul in Querrichtung (TD) von 1,5 GPa bis 3 GPa auf. Die gefärbte Klebeschicht 61 ist aus einer gefärbten Klebezusammensetzung hergestellt, die ein Farbpigment und einen Klebestoff enthält. Die gefärbte Klebeschicht 61 ist aus 5 g/m2bis 10 g/m2der gefärbten Klebezusammensetzung hergestellt. Die gefärbte Klebeschicht enthält 0,25 g/m2bis 0,49 g/m2des Farbpigments.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verpackungsmaterial als ein Außenmaterial für eine Batterie (Energiespeichervorrichtung), wie z.B. eine Sekundärbatterie (Lithium-Ionen-Sekundärbatterie), für Notebook-Computer und Mobiltelefone oder eine geführte (mobile) oder stationäre Sekundärbatterie (Lithium-Ionen-Sekundärbatterie). Sie betrifft außerdem ein Verpackungsmaterial oder einen Verpackungsbehälter für Nahrungsmittel oder pharmazeutische Erzeugnisse und eine Energiespeichervorrichtung.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Für eine Batterie, z.B. eine Lithium-Ionen-Sekundärbatterie, ist es häufig erforderlich, dass sie gefärbt ist, um das Erscheinungsbild und die Farbe einer Vorrichtung, wie z.B. eines elektrischen Geräts, in dem die Batterie eingebaut ist, zu vereinheitlichen. Insbesondere um ein tiefes Empfinden und ein Empfinden von Luxus zu verleihen, wird die Vorrichtung häufig in schwarz hergestellt, und in diesem Fall wird die Batterie auch häufig in schwarz hergestellt.
  • Als Verpackungsmaterial für diesen Vorrichtungstyp ist es üblich, ein Laminat zu verwenden, in dem eine Harzschicht auf beiden Seiten einer Metallfolie laminiert ist. Zum Färben einer Batterie in schwarz oder dergleichen gibt es beispielsweise ein Mittel zum Färben einer in einem Verpackungsmaterial verwendeten Harzschicht, ein Mittel zum Bereitstellen einer Druckschicht unter einer Substratschicht, ein Mittel zum Färben einer Klebeschicht, die sich zwischen einer Substratschicht und einer Metallschicht befindet, und ein Mittel zum Färben einer Klebeschicht zwischen Schichten für den Fall, dass eine Substratschicht aus einer Vielzahl von schichten gebildet ist.
  • Zum Beispiel gibt es ein Verpackungsmaterial, in dem eine Schicht, die ein Erkennungsetikett enthält, als eine von einer Substratschicht (Harzschicht), einer Klebeschicht und einer Metallfolienschicht eines Batterieverpackungsmaterials vorgesehen ist. Außerdem gibt es ein Verpackungsmaterial, in dem eine Druckschicht, die sich auf einer unteren Seite einer Substratschicht befindet, oder eine Klebeschicht, die sich auf einer unteren Seite einer Substratschicht befindet, gefärbt ist, um das gesamte Verpackungsmaterial zu färben (siehe Patentdruckschrift 1 oder 2).
  • Ferner gibt es ein Batterieverpackungsmaterial mit einer Materialschicht eines schwarzen Körpers zwischen einer Metallfolienschicht und einer Außenschicht zur Förderung der Wärmeableitung des Batterieverpackungsmaterials (siehe Patentdruckschrift 3).
  • Druckschrift des Stand der Technik
  • Patentdruckschriften
    • Patentdruckschrift 1: Internationale Veröffentlichung WO 2011/016506
    • Patentdruckschrift 2: Japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2011-054563
    • Patentdruckschrift 3: Japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2011-096552
  • Durch die Erfindung zu lösende Aufgaben
  • Herkömmlich ist es beim Färben des oben beschriebenen Verpackungsmaterials in schwarz üblich, eine Druckschicht unter Verwendung einer Drucktinte vorzusehen, die ein Pigment enthält, wie z.B. Ruß.
  • Für den Fall, dass eine Druckschicht, die Ruß als Pigment enthält, auf einer Innenoberfläche einer äußeren Harzschicht vorgesehen ist, die ein Batterieverpackungsmaterial bildet, um die Batterie schwarz zu färben, gibt es allerdings die folgenden Probleme.
  • Beim Formen des schwarzen Verpackungsmaterials in Form eines geformten Behälters (geformten Gehäuses) als Formprodukt durch Tiefziehen oder Streckformen reißt nämlich die rußhaltige Druckschicht teilweise oder löst sich ab, und die Unterschicht, die nicht schwarz ist, wird freigelegt und ist visuell erkennbar. Dies beeinträchtigt das einheitliche Schwarz.
  • Eine solche partielle Delaminierung der Druckschicht tritt bei der Versiegelung eines schwarzen Verpackungsmaterials nach Verkapselung einer Elektrode oder eines Elektrolyten auf oder bei Verwendung einer mit einem schwarzen Verpackungsmaterial verpackten Batterie in rauen Umgebungen, wie z.B. einer Umgebung mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit.
  • Ferner weisen nicht nur ein schwarzes Verpackungsmaterial, das mit Ruß gefärbt ist, sondern auch ein Verpackungsmaterial, das mit anderen Pigmenten gefärbt ist, ähnliche Probleme auf, und es ist schwierig, eine gute Färbung zu erhalten.
  • Andererseits nimmt in den letzten Jahren die Kapazität einer Batterie, wie z.B. eine Lithium-Ionen-Sekundärbatterie, zu. Für ein Verpackungsmaterial als Batterieverpackungsmaterial ist es zunehmend erforderlich, dass es ausgezeichnete Eigenschaften, wie z.B. Formbarkeit, Wärmebeständigkeit und Feuchtigkeitsbeständigkeit, aufweist. Außerdem ist es bei der wärmebeständigen Harzschicht (Substratschicht), die sich an einer Außenseite eines Batterieverpackungsmaterials befindet, erwünscht, dass sie die Kraft von außen zum Zeitpunkt des Formens effizient verteilt und eine ausreichende Festigkeit aufrechterhält.
  • Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erfolgten im Hinblick auf die oben beschriebenen und/oder weiteren Probleme im Stand der Technik. Bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können existierende Verfahren und/oder Vorrichtungen signifikant übertreffen.
  • Die vorliegende Erfindung erfolgte im Hinblick auf die oben beschriebenen Probleme, und ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verpackungsmaterial, das hinsichtlich Formbarkeit, Färbung und Festigkeit ausgezeichnet ist, und einen Verpackungsbehälter unter Verwendung des Verpackungsmaterials, ein Energiespeichervorrichtungsverpackungsmaterial und eine Energiespeichervorrichtung bereitzustellen.
  • Weitere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus den folgenden Ausführungsformen ersichtlich.
  • Mittel zur Lösung der Aufgaben
  • Um die oben beschriebenen Aufgaben zu lösen, schließt die vorliegende Erfindung die folgenden Mittel ein.
    • [1] Verpackungsmaterial, einschließlich:
      • eine Substratschicht aus einem wärmebeständigen Harz,
      • eine Metallfolienschicht, die auf einer Innenseite der Substratschicht laminiert ist,
      • eine Siegelschicht aus einem thermoplastischen Harz, wobei die Siegelschicht auf einer Innenseite der Metallfolienschicht laminiert ist, und
      • eine gefärbte Klebeschicht, die sich zwischen der Metallfolienschicht und der Substratschicht befindet,
      • wobei die Substratschicht eine Heißwasser-Schrumpfung sowohl in Maschinenrichtung (MD) als auch in Querrichtung (TD) senkrecht zur Maschinenrichtung von 2,0 % bis 5,0 % aufweist,
      • wobei die Substratschicht eine Differenz zwischen der Heißwasser-Schrumpfung in Maschinenrichtung (MD) und der Heißwasser-Schrumpfung in Querrichtung (TD) von 1,5 % oder weniger aufweist,
      • wobei die Substratschicht sowohl einen Elastizitätsmodul in Maschinenrichtung (MD) als auch einen Elastizitätsmodul in Querrichtung (TD) von 1,5 GPa bis 3 GPa aufweist,
      • wobei die gefärbte Klebeschicht aus einer gefärbten Klebezusammensetzung zusammengesetzt ist, die ein Farbpigment und einen Klebestoff enthält,
      • wobei die gefärbte Klebeschicht aus 5 g/m2 bis 10 g/m2 der gefärbten Klebezusammensetzung zusammengesetzt ist und
      • wobei die gefärbte Klebeschicht 0,25 g/m2 bis 0,49 g/m2 des Farbpigments enthält.
    • [2] Verpackungsmaterial nach dem oben beschriebenen Punkt [1],
      • wobei die gefärbte Klebeschicht ein härtendes Zweikomponenten-Polyesterurethanharz enthält, das aus einem Polyesterharz als ein Hauptmittel und einer polyfunktionellen Isocyanatverbindung als ein Härtungsmittel zusammengesetzt ist,
      • wobei das Polyesterharz als das Hauptmittel ein zahlengemitteltes Molekulargewicht (Mn) von 8.000 bis 25.000, ein gewichtsgemitteltes Molekulargewicht (Mw) von 15.000 bis 50.000 und Verhältnis davon (Mw/Mn) von 1,3 bis 2,5 aufweist,
      • wobei die polyfunktionelle Isocyanatverbindung als das Härtungsmittel 50 mol-% oder mehr aromatisches Isocyanat enthält und
      • wobei die Substratschicht durch eine Polyamidfolie mit einem zahlengemittelten Molekulargewicht von 15.000 bis 30.000 gebildet ist.
    • [3] Verpackungsmaterial nach dem oben beschriebenen Punkt [2], wobei in dem härtenden Zweikomponenten-Polyesterurethanharz das Polyesterharz als das Hauptmittel aus einer Dicarbonsäure und einem Dialkohol als Ausgangsmaterialien hergestellt ist und wobei die Dicarbonsäure eine aliphatische Dicarbonsäure, deren Methylenanzahl der Methylenkette eine gerade Anzahl ist, und eine aromatische Dicarbonsäure einschließt und der Gehaltsanteil der aromatischen Carbonsäure, bezogen auf die Gesamtmenge der aliphatischen Dicarbonsäure und der aromatischen Dicarbonsäure, 40 mol-% bis 80 mol-% beträgt.
    • [4] Verpackungsmaterial nach dem oben beschriebenen Punkt [2] oder [3], wobei eine gehärtete Folie aus dem härtenden Zweikomponenten-Polyesterurethanharz einen Youngschen Modul mittels eines Zugversuchs gemäß JIS K7162 von 70 MPa bis 400 MPa aufweist.
    • [5] Verpackungsmaterial nach einem oben beschriebenen Punkte [1] bis [4], wobei die Metallfolienschicht einen chemischen Umwandlungsbeschichtungsfilm auf mindestens einer Oberfläche davon aufweist.
    • [6] Verpackungsmaterial nach einem der oben beschriebenen Punkte [1] bis [5], ferner umfassend:
      • eine matte Überzugsschicht, die sich auf einer Außenoberfläche der Substratschicht befindet.
    • [7] Verpackungsmaterial nach einem der oben beschriebenen Punkte [1] bis [6], wobei die Substratschicht mindestens eine von einer Bruchfestigkeit in Maschinenrichtung (MD) und einer Bruchfestigkeit in Querrichtung (TD) von 320 MPa oder mehr aufweist.
    • [8] Verpackungsbehälter, umfassend:
      • das Verpackungsmaterial nach einem der oben beschriebenen Punkte [1] bis [7],
      • wobei das Verpackungsmaterial einen geformten Abschnitt einschließt, der durch Tiefzehen oder Streckformen gebildet ist.
    • [9] Energiespeichervorrichtungsverpackungsmaterial, das aus dem Verpackungsmaterial nach einem der oben beschriebenen Punkte [1] bis [7] gebildet ist.
    • [10] Energiespeichervorrichtung, umfassend:
      • einen Energiespeichervorrichtungshauptkörper und
      • das Verpackungsmaterial nach dem oben beschriebenen Punkt [9],
      • wobei der Energiespeichervorrichtungshauptkörper mit dem Verpackungsmaterial verpackt ist.
  • Wirkungen der Erfindung
  • Da die gefärbte Klebeschicht ein Pigment enthält, kann mit dem Verpackungsmaterial nach dem oben beschriebenen Punkt [1] eine gute Färbung erreicht werden. Da die Heißwasser-Schrumpfung und der Elastizitätsmodul der Substratschicht in Maschinenrichtung (MD) und Querrichtung (TD) so festgelegt sind, dass sie in die vorbestimmten Bereiche fallen, ist es ferner möglich, die Wirkung des äußeren Druckes effizient zu verteilen, wodurch es möglich ist, eine ausreichende Festigkeit und ausreichende Formbarkeit zu erhalten. Ferner werden die Auftragungsmengen der gefärbten Klebeschicht und der Gehalt des Farbpigments in den vorbestimmten Bereichen festgelegt. Daher ist es möglich, insgesamt eine gleichmäßige Einfärbbarkeit zu erhalten, zu verhindern, dass die gefärbte Klebeschicht aufgrund der Aufnahme des Farbpigments geschwächt wird, und die Klebeeigenschaften zwischen der Substratschicht und der Metallfolienschicht ausreichend aufrechtzuerhalten.
  • Dies ermöglicht ein genaues und tiefes Formen und verhindert Mängel, wie z.B. partielles Reißen und Ablösen der gefärbten Klebeschicht während des Formens und Versiegelns oder sogar während der Verwendung in einer rauen Umgebung mit einer hohen Temperatur und hoher Feuchtigkeit. Darüber hinaus löst sich selbst für den Fall der Durchführung eines Heißwassertauchversuchs, welches der Versuch mit der rauesten Umgebung ist, die Substratschicht nicht ab, und die Bindungseigenschaften der Substratschicht können weiter verbessert werden.
  • Da die gefärbte Klebeschicht ein bestimmtes härtendes Zweikomponenten-Polyesterurethanharz enthält, ist es gemäß dem Verpackungsmaterial nach dem oben beschriebenen Punkt [2] möglich, eine moderate Festigkeit und Dehnung und eine ausgezeichnete Wärmebeständigkeit zu erhalten. Ferner wird das Polyesterharz, das ein Hauptmittel der gefärbten Klebeschicht ist, auf eine vorbestimmte Molekulargewichtsverteilung eingestellt, und daher ist es hinsichtlich der Eignung als Klebebeschichtung ausgezeichnet. Da die Polyamidfolie als Substratschicht auf die vorbestimmte Molekulargewichtsverteilung eingestellt wird, reißt die Folie als Substratschicht ferner kaum und eine gute Durchstoßfestigkeit kann erhalten werden.
  • Gemäß dem Verpackungsmaterial nach dem oben beschriebenen Punkt [3] ist das Polyesterharz als ein Hauptmittel aus der spezifischen Zusammensetzung in dem härtenden Zweikomponenten-Polyesterurethanharz zusammengesetzt, das in der gefärbten Klebeschicht enthalten ist. Daher können die Klebeeigenschaften weiter verbessert werden, was wiederum mit größerer Gewissheit die Delaminierung zwischen der Substratschicht und der Metallfolienschicht verhindern kann.
  • Gemäß dem Verpackungsmaterial nach dem oben beschriebenen Punkt [4] wird der Youngsche Modul in der gehärteten Folie aus dem härtenden Zweikomponenten-Polyesterurethanharz, das in der gefärbten Klebeschicht enthalten ist, eingestellt. Daher kann eine angemessene Flexibilität und Beschichtungsfilmfestigkeit aufrechterhalten werden, was wiederum die Delaminierung zwischen der Substratschicht und der Metallfolienschicht mit größerer Gewissheit verhindern kann.
  • Gemäß dem Verpackungsmaterial nach dem oben beschriebenen Punkt [5] befindet sich ein chemischer Umwandlungsbeschichtungsfilm auf einer Oberfläche der Metallfolienschicht. Daher ist es möglich, die Korrosion der Metallfolienschicht zu verhindern, was wiederum die Korrosionsbeständigkeit des gesamten Verpackungsmaterials verbessern kann.
  • Gemäß dem Verpackungsmaterial nach dem oben beschriebenen Punkt [6] kann die Formbarkeit und Haltbarkeit des Verpackungsmaterials weiter verbessert werden, da sich eine matte Überzugsschicht auf der Oberfläche der Substratschicht befindet. Ferner verbessert die Anwesenheit der matten Überzugsschicht die Erscheinungsqualität des Verpackungsmaterials und verhindert Probleme, die z.B. das Blockieren zwischen Verpackungsmaterialien, und erleichtert die Handhabung des verpackten Produkts.
  • Gemäß dem Verpackungsmaterial nach dem oben beschriebenen Punkt [7] kann die Festigkeit weiter verbessert werden, da die Bruchfestigkeit innerhalb des vorbestimmten Bereichs festgelegt ist.
  • Gemäß dem Verpackungsbehälter nach dem oben beschriebenen Punkt [8] können dieselben Vorteile wie die oben Beschriebenen erhalten werden, da das Verpackungsmaterial der oben beschriebenen Erfindung verwendet wird.
  • Gemäß dem Energiespeichervorrichtungsverpackungsmaterial nach dem oben beschriebenen Punkt [9] können dieselben Effekte wie die oben Beschriebenen erhalten werden, da das Verpackungsmaterial und der Verpackungsbehälter der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
  • Gemäß der Energiespeichervorrichtung nach dem oben beschriebenen Punkt [10] können dieselben Effekte wie die oben Beschriebenen erhalten werden, da das Verpackungsmaterial der vorliegenden der Erfindung verwendet wird.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
    • 1 ist eine Querschnittsseitenansicht, die eine Energiespeichervorrichtung gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform darstellt.
    • 2 ist eine auseinandergezogene Perspektivansicht, die eine Energiespeichervorrichtung gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform darstellt.
    • 3 ist eine schematische Querschnittsansicht, die das Energiespeichervorrichtungsverpackungsmaterial gemäß einer Ausführungsform schematisch darstellt.
    • 4 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer Maschinenrichtung (MD) und einer Querrichtung (TD) bei einer Harzfolie.
    • 5 ist eine S-D-Kurvendiagramm einer gehärteten Folie aus einem härtenden Zweikomponenten-Polyesterurethanharz-Klebstoff.
    • 6 ist eine Perspektivansicht, die einen Formartikel aus einer Verpackungsmaterialprobe zeigt, die in dem Beispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
  • AUSFÜHRUNGSFORMEN ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
  • 1 ist eine Querschnittsseitenansicht, die eine Energiespeichervorrichtung gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform darstellt. 2 ist eine Perspektivansicht, die eine Energiespeichervorrichtung gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform in einer auseinandergezogenen Darstellung darstellt.
  • Wie in 1 und 2 dargestellt wird, ist die Energiespeichervorrichtung dieser Ausführungsform mit einem Gehäuse 11 und einem Energiespeichervorrichtungshautkörper 10, wie z.B. einem elektrochemischen Element, das in dem Gehäuse 11 unterzubringen ist, ausgestattet.
  • Das Gehäuse 11 wird durch ein Schalenelement (Verpackungsbehälter) 2 mit einer rechteckigen Form in der Draufsicht, wobei das Schalenelement durch ein Außenmaterial 1 gebildet wird, und ein Abdeckelement 3 mit einer blattartigen Form in der Draufsicht gebildet, wobei das Abdeckelement durch das Außenmaterial (Verpackungsmaterial) 1 gebildet wird.
  • Das Schalenelement 2 ist aus einem Formartikel gebildet, der durch Formen eines Verpackungsmaterials 1 unter Verwendung eines Verfahrens, wie z.B. Tiefziehen, erhalten wird. In dem Schalenelement 2 ist der gesamte Zwischenabschnitt mit Ausnahme des äußeren peripheren Randabschnitts nach unten abgesetzt, um einen abgesetzten Abschnitt 21 mit einer rechteckigen Form in der Draufsicht zu bilden, und ein nach außen vorstehender Flanschabschnitt 22 ist einstückig an den Außenumfang des Öffnungsradabschnitts des abgesetzten Abschnitts 21 ausgebildet.
  • Ferner konstituiert sich das Abdeckelement 3 durch ein Verpackungsmaterial 1, das in einer blattartigen Form ausgebildet ist. In dem Abdeckelement 3 dient der äußere periphere Randabschnitt als Flanschabschnitt 32, der dem Flanschabschnitt 22 des Schalenelements 2 entspricht.
  • Ferner konstituieren sich die Verpackungsmaterialien 1 als das Schalenelement 2 und das Abdeckelement 3 durch ein äußeres Verpackungslaminat, das ein Laminatflächengebilde oder -folie mit Weichheit und Flexibilität ist.
  • Der Energiespeichervorrichtungshauptkörper 10 ist nicht besonders beschränkt, und Beispiele dafür schließen einen Batteriehauptkörper, einen Kondensatorhauptkörper oder dergleichen ein. Der Energiespeichervorrichtungshauptkörper 10 ist in einer Form ausgebildet, die dem abgesetzten Abschnitt 21 des Schalenelements 2 entspricht.
  • Außerdem ist ein Energiespeichervorrichtungshauptkörper 10 in dem abgesetzten Abschnitt 21 untergebracht, und ein Abdeckelement 3 ist auf dem Schalenelement 2 angeordnet, um den abgesetzten Abschnitt 21 abzudecken. In diesem Zustand werden die Flanschabschnitte 22 und 32 des Schalenelements 2 und das Abdeckelement 3 thermisch miteinander verschmolzen. Auf diese Weise wird eine Energiespeichervorrichtung dieser Ausführungsform gebildet.
  • Obwohl es nicht gezeigt wird, ist ein Ende (inneres Ende) eines Flachsteckeranschlusses mit dem Energiespeichervorrichtungshauptkörper 10 verbunden und das andere Ende (äußere Ende) davon ist aus der Energiespeichervorrichtung herausgezogen. Auf diese Weise kann dem Energiespeichervorrichtungshauptkörper 10 über den Flachsteckeranschluss elektrischer Strom zugeführt und entnommen werden.
  • 3 ist eine schematische Querschnittsansicht, die die Grundkonfiguration des Außenverpackungslaminatmaterials darstellt, welches das Verpackungsmaterial 1 in dieser Ausführungsform bildet. Wie in 3 dargestellt wird, ist das Verpackungsmaterial (Laminatmaterial) 1, das in dieser Ausführungsform verwendet wird, mit einer Substratschicht (wärmebeständigen Harzschicht) 51, einer Metallfolienschicht (Barriereschicht) 52 und einer Siegelschicht (wärmeschmelzbaren Schicht) 53 versehen. Die Metallfolienschicht (Barriereschicht) 52 ist an eine Oberfläche (Innenoberfläche) der Substratschicht 51 über eine erste Klebeschicht 61 als eine äußere Klebeschicht gebunden. Die Siegelschicht (wärmeschmelzbare Harzschicht) 53 ist an eine Oberfläche (Innenoberfläche) der Metallfolienschicht 52 über eine zweite Klebeschicht 62 gebunden. Es ist zu beachten, dass ein chemischer Umwandlungsbeschichtungsfilm 63 auf beiden Oberflächen der Metallfolienschicht 52 gebildet ist, und eine matte Überzugsschicht 50 ist auf der Außenoberfläche der Substratschicht 51 laminiert.
  • In dieser Ausführungsform wird die Substratschicht 51 zum Beispiel aus einer Polyamifolie, einer Polyesterfolie oder einer gestreckten Folie davon gebildet. Unter diesen ist es hinsichtlich der Formbarkeit und Festigkeit bevorzugt, eine biaxial gereckte Polybutadienterephthalt (PBT)-Folie, eine biaxial gereckte Polybutylenterephthalat (PET)-Folie oder eine biaxial gereckte Polyethylennaphthalat (PEN)-Folie zu verwenden.
  • Beispiele für die Polyamidfolie schließen eine Nylon 6-Folie, eine Nylon 6,6-Folie und eine Nylon MXD-Folie ein.
  • Die Substratschicht 51 kann aus einer Einschichtstruktur oder einer Mehrschichtstruktur gebildet sein. Im Falle der Bildung einer Mehrschichtstruktur kann die Mehrschichtstruktur aus einer PET-Folie/einer Polyamidfolie als Beispiel dienen.
  • Auf der unteren Oberfläche der gereckten Folie, die als die Substratschicht 51 verwendet wird, das heißt, auf der Bindungsoberfläche mit der ersten Klebeschicht 61, ist es wünschenswert eine haftungsfördernde (Oberflächen-) Behandlung durchzuführen, um Benetzbarkeit zum Zwecke der Verbesserung der Haftfestigkeit mit der Klebeschicht 61 zu verleihen.
  • Verschiedene Vorschläge wurden für die haftungsfördernde (Oberflächen-) Behandlung gemacht, und die folgenden Behandlungen können als Beispiele dienen.
  • Mindestens eine Oberfläche der gereckten Folie als die Substratschicht 51 wird durch eine Koronabehandlung, eine Plasmabehandlung, eine Flammen-Plasmabehandlung, einer Elektronenstrahleinstrahlung, UV-Einstrahlung oder dergleichen oxidiert, um die Benetzbarkeit zu verbessern.
  • Ferner gibt es außerdem ein Verfahren zum Verleihen der Benetzbarkeit durch Bildung einer Schicht mit einem haftungsfördernden (Oberfläche-) Behandlungsmittel, das nachstehend erwähnt wird. Zum Beispiel kann die Schicht mit einem beschichtungsfördernden Behandlungsmittel durch Auftragen einer wasserbasierten Emulsion (wässrigen Emulsion) von einem oder mehr Harztypen, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem Epoxidharz, einem Urethanharz, einem Acrylesterharz, einem Methacrylesterharz und einem Polyethyleniminharz, auf eine Oberfläche einer gereckten Folie für eine Substratschicht und Trocknung gebildet werden. Die Auftragungsmenge (Bildungsmenge) beträgt vorzugsweise etwa 0,01 g/m2 bis etwa 0,5 g/m2 in einer Feststoffkomponente.
  • Das Beschichtungsverfahren ist nicht besonders beschränkt, kann jedoch durch ein Sprühbeschichtungsverfahren, ein Gravurwalzenbeschichtungsverfahren, ein Umkehrbeschichtungsverfahren und ein Lippenbeschichtungsverfahren veranschaulicht werden.
  • Es ist erwünscht, dass die Substratschicht 51 eines Energiespeichervorrichtungsverpackungsmaterials eine höhere Formbarkeit und Durchstoßfestigkeit aufweist, um die Kapazität zu erhöhen und die Sicherheit der Energiespeichervorrichtung (Batterie) zu verbessern. Der Forschung der hiesigen Erfinder zufolge wurde herausgefunden, dass die Verwendung einer Polyamidfolie besser als eine Polyesterfolie geeignet ist, um die letztgenannte Leistung (die Durchstoßfestigkeit) zu verbessern. Es ist besonders bevorzugt, eine Polyamidfolie zu verwenden, die die folgenden physikalischen Eigenschaften (1) bis (5) erfüllt. Damit können eine gute Formbarkeit und Durchstoßfestigkeit erhalten werden.
  • (1) In der Substratschicht 51 sollte sowohl die Heißwasser-Schrumpfung in Maschinenrichtung (MD) als auch die Heißwasser-Schrumpfung in Querrichtung (TD) auf 2,5 % bis 5,0 % eingestellt sein. Es ist bevorzugt, beide Heißwasser-Schrumpfungen auf 2,5 % bis 4,5 % einzustellen.
  • Wie in 4 dargestellt wird, bezieht sich die Bezeichnung „MD“ auf die Maschinenrichtung (Harzfließrichtung) einer Harzfolie F, und die Bezeichnung „TD“ bezieht sich auf eine Querrichtung senkrecht zur Maschinenrichtung (MD). Ferner bezeichnet die Heißwasser-Schrumpfung einen Abmessungsänderungsanteil einer Folie (Messobjekt) in einer Schrumpfrichtung (Streckrichtung) vor und nach dem Eintauchen der Folie in heißes Wasser bei 100°C für 5 Minuten.
  • Wenn zum Beispiel die Abmessung in Schrumpfrichtung (MD oder TD) vor dem Eintauchen in heißes Wasser „X“ ist, und die Abmessung in Schrumpfrichtung (MD oder TD) nach dem Eintauchen in heißes Wasser „Y“ ist, wird die Heißwasser-Schrumpfung (%) in Schrumpfrichtung (MD oder TD) durch einen Vergleichsausdruck {(X-Y)/X} × 100 bestimmt. Es ist zu beachten, dass es in der vorliegenden Erfindung bevorzugt ist, einen Durchschnittswert (durchschnittliche Heißwasser-Schrumpfung) der Heißwasser-Schrumpfung als die „Heißwasser-Schrumpfung“, die einen charakteristischen Wert einer Polyamidfolie angibt, zu verwenden.
  • In der vorliegenden Erfindung bezeichnet die durchschnittliche Heißwasser-Schrumpfung einen Durchschnittswert der Heißwasser-Schrumpfungen an drei Punkten, d.h., zwei Punkten von beiden Endabschnitten und die Heißwasser-Schrumpfung und einem Punkt des Mittelabschnitts, in Bezug auf eine Richtung des Flächengebildes (Folie), das zu messen ist. In Abhängigkeit von der Größe des Energiespeichervorrichtungshauptkörpers 10 ist es in der vorliegenden Erfindung allerdings auch möglich, eine an einer bestimmten Position gemessene Heißwasser-Schrumpfung (Heißwasserabsorptionsanteil an einer Bezugsposition), die kein Durchschnittswert ist, als die „Heißwasser-Schrumpfung“, die den charakteristischen Wert der Polyamidfolie angibt, zu verwenden.
  • (2) Die Differenz zwischen der Heißwasser-Schrumpfung der Substratschicht 51 in Maschinenrichtung (MD) und der Heißwasser-Schrumpfung der Substratschicht 51 in Querrichtung (TD) sollte auf 1,5 % oder weniger eingestellt sein. Vorzugsweise sollte sie auf 1,2 % oder weniger eingestellt sein. Wenn die durchschnittliche Heißwasser-Schrumpfung in Maschinenrichtung (MD) „MDz“ ist und die Heißwasser-Schrumpfung in Querrichtung (TD) „TDz“ ist, sollte insbesondere der Vergleichsausdruck |MDz-TDz| ≤ 1,5 % festgelegt sein, insbesondere sollte er auf |MDz-TDz| ≤ 1,2 % eingestellt sein.
  • (3) Sowohl der Elastizitätsmodul der Substratschicht 51 in Maschinenrichtung (MD) als auch der Elastizitätsmodul der Substratschicht 51 in Querrichtung (TD) sollte auf 1,5 GPa bis 3 GPa eingestellt sein. Vorzugsweise sollten beide auf 2,0 GPa bis 2,5 GPa eingestellt sein.
  • (4) Mindestens eine von der Bruchfestigkeit der Substratschicht 51 in Maschinenrichtung (MD) und der Bruchfestigkeit der Substratschicht 51 in Querrichtung (TD) ist auf vorzugsweise 320 MPa oder mehr, besonders bevorzugt 400 MPa oder weniger, eingestellt.
  • (5) Das zahlengemittelte Molekulargewicht der Polyamidfolie, die die Substratschicht 51 konstituiert, ist auf vorzugsweise 15.000 bis 30.000, besonders bevorzugt 20.000 bis 25.000, eingestellt.
  • Da die Heißwasser-Schrumpfung in Maschinenrichtung (MD) und die Heißwasser-Schrumpfung in Querrichtung (TD) 2,0 % oder mehr betragen, kann hier in dieser Ausführungsform eine angemessene Flexibilität bereitgestellt werden, und eine gute Formbarkeit als Substratschicht 51 kann gewährleistet werden. Da die Heißwasser-Schrumpfung 5,0 % oder weniger beträgt, kann ferner eine übermäßige Flexibilität der Substratschicht 51 vermieden werden, was es ermöglicht, eine gewünschte Festigkeit aufrechtzuerhalten.
  • Da die Differenz zwischen der Heißwasser-Schrumpfung in Maschinenrichtung (MD) und der Heißwasser-Schrumpfung in Querrichtung (TD) so eingestellt ist, dass sie in den oben beschriebenen festgelegten Bereich fällt, ist es in dieser Ausführungsform des Weiteren möglich, die Kraft durch Druck von außen effizient zu verteilen, was es möglich macht, die gewünschte Festigkeit für die Substratschicht 51 mit Gewissheit aufrechtzuerhalten.
  • Da der Elastizitätsmodul der Substratschicht 51 in Maschinenrichtung (MD) und der Elastizitätsmodul der Substratschicht 51 in Querrichtung (TD) so eingestellt sind, dass sie in die oben beschriebenen festgelegten Bereiche fallen, ist es ferner möglich, eine moderate Flexibilität und Festigkeit für die Substratschicht 51 mit größerer Gewissheit aufrechtzuerhalten.
  • Für den Fall, dass die Bruchfestigkeit der Substratschicht 51 in Maschinenrichtung (MD) und die Bruchfestigkeit der Substratschicht 51 in Querrichtung (TD) so eingestellt sind, dass sie in den oben beschriebenen festgelegten Bereich fallen, kann ferner die gewünschte Festigkeit mit größerer Gewissheit für die Substratschicht 51 erhalten werden.
  • Durch Anwendung einer Polyamidfolie mit den oben beschriebenen Eigenschaften für die oben beschriebene Substratschicht 51 ist es möglich, ein Verpackungsmaterial 1 mit einer guten Formbarkeit und ausgezeichneter Durchstoßfestigkeit zu erhalten.
  • Wenn das zahlengemittelte Molekulargewicht des Nylons für die Substratschicht 51 15.000 oder mehr beträgt, ist es weniger wahrscheinlich, dass die Substratschicht 51 reißt. Wenn das zahlengemittelte Molekulargewicht des Nylons 30.000 oder weniger beträgt, kann die Flexibilität der Substratschicht 51 aufrechterhalten werden, was weniger wahrscheinlich zu Brüchen führt.
  • In dieser Ausführungsform wird die relative Viskosität der Polyamidfolie als die Substratschicht 51 ferner vorzugsweise auf 2,9 bis 3,1 eingestellt. Mit anderen Worten kann für den Fall, dass die relative Viskosität so eingestellt wird, dass sie in den oben spezifizierten Bereich fällt, die Festigkeit und Flexibilität der Substratschicht 51 effektiver verliehen werden. Auf diese Weise ist es möglich ein Verpackungsmaterial 1, das eine ausgezeichnete Formbarkeit und eine hohe Durchstoßfestigkeit aufweist, mit Gewissheit zu erhalten.
  • In dieser Ausführungsform liegt die Durchstoßfestigkeit des Verpackungsmaterials 1 im Bereich von 22 N bis 30 N, besonders bevorzugt 24 N bis 30 N und noch stärker bevorzugt 26 N bis 30 N.
  • Ferner wird in dieser Ausführungsform die Dicke der Polyamidfolie als die Substratschicht 51 auf vorzugsweise 9 µm bis 50 µm, besonders bevorzugt 12 µm bis 30 µm, eingestellt.
  • Hier wird die Verteilung der Heißwasser-Schrumpfung in der Polyamidfolie dieser Ausführungsform beschrieben. Wenn in einer quadratischen Polyamidfolie die Heißwasser-Schrumpfungen an drei Punkten, d.h., zwei Punkten der beiden Seiten in Maschinenrichtung (MD) und einem Punkt auf der Mittellinie, drei Festpunkt-Heißwasser-Schrumpfungen in MD sind und Heißwasser-Schrumpfungen an drei Punkten, d.h., zwei Punkten der beiden Seiten in Querrichtung (TD) und einem Punkt auf der Mittellinie, drei Festpunkt-Heißwasser-Schrumpfungen in TD sind, ist es bevorzugt, eine Folie zu verwenden, bei der die Differenz zwischen der maximalen Festpunkt-Heißwasser-Schrumpfung und der minimalen Festpunkt-Heißwasser-Schrumpfung unter den Festpunkt-Heißwasser-Schrumpfungen an insgesamt sechs Punkten, d.h., drei Punkten in Maschinenrichtung (MD) und drei Punkten in Querrichtung (TD), auf 2,5 oder weniger eingestellt ist.
  • Es ist zu beachten, dass der Durchschnittswert der Festpunkt-Heißwasser-Schrumpfungen an drei Punkten in Maschinenrichtung (MD) der durchschnittlichen Heißwasser-Schrumpfung in Maschinenrichtung (MD) entspricht und der Durchschnittswert der Heißwasser-Schrumpfungen an den drei Punkten in Querrichtung (TD) der durchschnittlichen Heißwasser-Schrumpfung in Querrichtung (TD) entspricht.
  • Hierbei sind die drei durch die gestrichelten Linien in 4 angegebenen Bereiche alle quadratische Bereiche derselben Größe der Polyamidfolie (Substratschicht 51). Für den Fall, dass diese quadratischen Bereiche die Verteilungsbedingung der oben beschriebenen Heißwasser-Schrumpfung erfüllen, wird die Abweichung der Flexibilität über den gesamten Bereich der Substratschicht 51 unterdrückt. Selbst wenn von außen eine Belastung einwirkt, wird die Belastung daher auf die gesamte Substratschicht 51 verteilt, wodurch sie nur schwer zu brechen ist. Somit kann die Festigkeit mit Gewissheit verbessert werden.
  • In dieser Ausführungsform wird die Substratschicht 51 aus einer Polyamidfolie gebildet, jedoch kann eine weitere Schicht auf der oben beschriebenen Substratschicht 51 laminiert sein.
  • In der Substratschicht 51 wird vorzugsweise ein Harz mit einem Schmelzpunkt eingesetzt, der 10°C oder mehr, vorzugsweise 20°C oder mehr, höher als der von allen Harzen, die die Siegelschicht 53 bilden, ist. Das heißt, für den Fall, dass diese Konfiguration angenommen wird, ist es möglich, nachteilige Wirkungen von Wärme auf die Substratschicht 51 beim thermischen Schmelzen der Siegelschicht 53 zu vermeiden.
  • In dieser Ausführungsform ist die erste Klebeschicht (gefärbte Klebeschicht) 61 eine Schicht zum Verbinden der Metallfolienschicht 52 und der Substratschicht 51 und Abgeben einer Farbe (einschließlich einer achromatischen Farbe) an die Außenoberfläche des Verpackungsmaterials 1. Die erste Klebeschicht (gefärbte Klebeschicht) 61 ist aus gefärbten Klebezusammensetzungen hergestellt, die ein Farbpigment und einen bestimmten Klebstoff (Klebstoffkomponente) einschließen.
  • Als das Farbpigment kann ein azobasiertes Pigment, ein phthalocyaninbasiertes Pigment, ein kondensierten polycyclisches Pigment, ein Pigment auf anorganischer Basis oder dergleichen in geeigneter Weise verwendet werden. Ferner kann als das schwarze Pigment Ruß empfohlen werden.
  • Als das Farbpigment wird vorzugsweise ein Farbpigment mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 0,1 µm bis 5 µm verwendet. Ein besonders bevorzugt durchschnittlicher Partikeldurchmesser davon beträgt 0,5 µm bis 2,5 µm.
  • Beim Dispergieren der Farbpigmente ist es bevorzugt, eine Pigmentdispergiermaschine zu verwenden. Ein Pigmentdispergiermittel, wie z.B. ein Tensid, kann bei der Durchführung der Pigmendispersion verwendet werden.
  • Die Klebstoffkomponenten der ersten Klebeschicht 61 werden durch einen Klebstoff, einschließlich eines härtenden Zweikomponenten-Polyesterurethanharzes konfiguriert, das aus einem Polyesterharz als ein Hauptmittel und einer polyfunktionellen Isocyanatverbindung als ein Härtungsmittel zusammengesetzt ist. Indem das Molekulargewicht des Polyesterharzes, das ein Hauptmittel des oben beschriebenen härtenden Zweikomponenten-Polyesterurethanharzes ist, und der Typ der polyfunktionellen Isocyanatverbindung, die das Härtungsmittel ist, definiert werden, können in der vorliegenden Erfindung die Haftfestigkeit und Formbarkeit verbessert werden, um die Delaminierung zu unterdrücken, wenn zum Zeitpunkt des Formens des Verpackungsmaterials 1 ein Tiefziehen durchgeführt wird.
  • Das oben beschriebene Polyesterharz als ein Hauptmittel ist ein Copolymer, das aus einer Dicarbonsäure und einem Dialkohol als Ausgangsmaterialien zusammengesetzt ist, und bevorzugte Materialien und Zusammensetzungen sind wie folgt.
  • Es ist bevorzugt sowohl eine aliphatische Dicarbonsäure als auch eine aromatische Dicarbonsäure als die oben beschriebene Dicarbonsäure zu verwenden. Ferner ist die Ungeradheit und Geradheit der Methylenanzahl in der Methylenkette der aliphatischen Dicarbonsäure ein Faktor, der die Kristallinität des Harzes beeinträchtigt, und eine Dicarbonsäure mit einer geraden Methylenanzahl erzeugt ein Harz mit einer hohen Kristallinität. Daher ist es bevorzugt eine aliphatische Dicarbonsäure mit einer geraden Methylenanzahl zu verwenden. Als die aliphatische Dicarbonsäure mit einer geraden Methylenanzahl können Bernsteinsäure (Methylenanzahl ist 2), Adipinsäure (Methylenanzahl ist 4), Korksäure (Methylenanzahl ist 6) und Sebacinsäure (Methylenanzahl ist 8) als Beispiele dienen.
  • Als die aromatische Dicarbonsäure können Isophthalsäure, Terephthalsäure, Naphthalindicarbonsäure und Phthalsäureanhydrid als Beispiele dienen.
  • Indem der Gehaltsanteil der aromatischen Dicarbonsäure, bezogen auf den Gesamtgehalt der aliphatischen Dicarbonsäure und der aromatischen Dicarbonsäure, so eingestellt wird, dass der in den Bereich von 40 mol-% bis 80 mol-% fällt, mit anderen Worten, indem der Gehaltsanteil der aliphatischen Dicarbonsäure auf den Bereich von 20 mol-% bis 60 mol-% beschränkt wird, ist es ferner möglich, ein Harz mit einer hohen Haftfestigkeit und einer guten Formbarkeit zu erzeugen, das gut zu einem Formgehäuse mit einer hohen Seitenwand geformt werden kann, was es möglich macht, ein Außenmaterial (Verpackungsmaterial) 1 bereitzustellen, das in der Lage ist, die Delaminierung zwischen der Metallfolienschicht 52 und der Substratschicht 51 zu unterdrücken.
  • Hierbei verschlechtern sich die physikalischen Folieneigenschaften und ein kohäsiver Druck wird wahrscheinlich auftreten, wenn der Gehaltsanteil der aromatischen Dicarbonsäure weniger als 40 mol-% beträgt, was zu einer Delaminierung führen kann.
  • Wenn andererseits der Gehaltanteil der aromatischen Dicarbonsäure 80 mol-% übersteigt, wird das Harz hart und die Klebeleistung verschlechtert sich tendenziell. Der Gehaltsanteil der aromatischen Dicarbonsäure beträgt besonders bevorzugt 50 mol-% bis 70 mol-%.
  • Beispiele für einen Dialkohol in dem Polyesterharz als ein Hauptmittel der Klebstoffkomponente schließen Ethylenglykol, Propylenglykol, 1,3-Butandiol, 1,4-Butandiol, Diethylenglykol, Dipropylenglykol, Neopentylglykol, 1,5-Pentandiol, 1,6-Hexandiol, Octandiol, 1,4-Cyclohexandiol und 2-Butyl-2-ethyl-1,3-propandiol ein.
  • Beim Molekulargewicht des Polyesterharzes ist es bevorzugt, dass das zahlengemittelte Molekulargewicht (Mn) in einem Bereich von 8.000 bis 25.000 eingestellt ist, das gewichtsgemittelte Molekulargewicht (Mw) in einem Bereich von 15.000 bis 50.000 eingestellt ist und das Verhältnis (Mw/Mn) davon auf 1,3 bis 2,5 eingestellt ist. Wenn das zahlengemittelte Molekulargewicht (Mn) 8.000 oder mehr beträgt und das gewichtsgemittelte Molekulargewicht (Mw) 15.000 oder mehr beträgt, können eine geeignete Beschichtungsfilmfestigkeit und Wärmebeständigkeit erhalten werden. Wenn das zahlengemittelte Molekulargewicht (Mn) 15.000 oder weniger beträgt, und das gewichtsgemittelte Molekulargewicht (Mw) 50.000 oder weniger beträgt, kann der Beschichtungsfilm eine angemessene Dehnung erhalten, ohne zu hart zu werden.
  • Wenn das Verhältnis (Mw/Mn) 1,3 bis 2,5 beträgt, kann ferner eine adäquate Molekulargewichtsverteilung erhalten werden, und somit ist es möglich, eine Ausgewogenheit zwischen der Geeignetheit (breite Verteilung) und Leistung (enge Verteilung) der Klebebeschichtung aufrechtzuerhalten.
  • Bei dem oben beschriebenen Polyesterharz beträgt das besonders bevorzugte zahlengemittelte Molekulargewicht (Mn) 10.000 bis 23.000, das besonders bevorzugte gewichtsgemittelte Molekulargewicht (Mw) beträgt 20.000 bis 40.000 und das besonders bevorzugt Verhältnis davon (Mw/Mn) beträgt 1,5 bis 2,3.
  • Ferner kann das Molekulargewicht des oben beschriebenen Polyesterharzes durch eine Veränderung der Kette mit einem Isocyanat, das polfunktionell ist, eingestellt werden. Das heißt, wenn die Polyesterkomponente in einem Hauptmittel durch NCO verknüpft ist, wird ein Polymer mit einer Hydroxylgruppe am Ende bereitgestellt, und das Molekulargewicht des Polyesterharzes kann durch Einstellung des Äquivalentverhältnisses zwischen der Isocyanatgruppe und der Hydroxylgruppe des Polyesters eingestellt werden. In der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, ein Polyesterharz zu verwenden, das so verknüpft ist, dass das Äquivalentverhältnis (OH/NCO) im Bereich von 1,01 bis 10 liegt. Als weitere Verfahren zur Einstellung des Molekulargewichts kann ferner die Änderung der Reaktionsbedingungen (Einstellung des molaren Mischverhältnisses der Dicarbonsäure und des Dialkohols) der Polykondensationsreaktion der Dicarbonsäure und des Dialkohols als Beispiel dienen.
  • Ferner kann in dieser Ausführungsform ein epoxybasiertes Harz oder ein acrylbasiertes Harz als Additiv zu dem Hauptmittel in den Klebstoffkomponenten hinzugefügt werden.
  • Als die polyfunktionelle Isocyanatverbindung, die das Hauptmittel der Klebstoffkomponenten ist, können verschiedene Isocyanatverbindungen von aromatischen, aliphatischen oder alicyclischen Systemen verwendet werden. Insbesondere kann ein modifiziertes multifunktionelles Isocyanatprodukt, das aus einem oder zwei oder mehr Typen von Isocyanaten, wie z.B. einem aliphatischen Isocyanat wie Hexamethylendiisocyanat (HDI), Isophorondiisocyanat (IPDI), einem aromatischen Isocyanat wie Tolylendiisocyanat (TDI) und Diphenylmethandiisocyanat (MDI), zusammengesetzt ist, als Beispiel dienen.
  • Beispiele für Modifizierungsmittel schließen ein Addukt mit einer polyfunktionellen aktiven Wasserstoffverbindung, wie z.B. Wasser, Glycerin und Trimethylolpropan, und ein modifiziertes polyfunktionelles Isocyanatprodukt, erhalten durch eine Polymerisationsreaktion, wie z.B. Isocyanurisierung, Carbodiimisierung und Polymerisation, ein. Eine Mischung von zwei oder mehr von diesen kann verwendet werden. Um die Haftfestigkeit nach dem Härten unter Erhalt einer ablösungsverhindernden Wirkung der Substratschicht 51 zu erhalten, ist es allerdings bevorzugt, dass eine aromatische Isocyanatverbindung in einer Menge von 50 mol-% oder mehr enthalten ist. Die besonders bevorzugte Menge der aromatischen Isocyanatverbindung beträgt 70 mol-% oder mehr.
  • In dem härtenden Zweikomponenten-Polyesterurethanharz der Klebstoffkomponenten sind das Hauptmittel und das Härtungsmittel vorzugsweise bei einem Verhältnis von 2 mol bis 25 mol der funktionellen Isocyanatgruppe (-NCO) zu 1 mol der Polyol-Hydroxylgruppe (-OH) vermischt.
  • Wenn das Molverhältnis (-NCO)/(-OH) weniger als 2 beträgt, was hinsichtlich der funktionellen Isocyanatgruppe (-NCO) niedrig ist, kann eine adäquate Beschichtungsfilmfestigkeit und Wärmebeständigkeit aufgrund unzureichender Härtungsreaktion nicht erhalten werden. Wenn (-NCO)/(-OH) andererseits 25 übersteigt und die funktionale Isocyanatgruppe (-NCO) zunimmt, kann die Reaktion mit einer anderen funktionellen Gruppe als dem Polyol übermäßig ablaufen, und der Beschichtungsfilm kann zu hart werden, was zu einer unzureichenden Dehnung führen kann. Das besonders bevorzugte Molverhältnis (-NCO)/(-OH) von der Polyol-Hydroxylgruppe und der funktionellen Isocyanatgruppe beträgt 5 bis 20.
  • Bei dem härtenden Zweikomponenten-Polyesterurethanharz ist es bevorzugt, dass die gehärtete Folie nach der Reaktion die folgenden physikalischen Eigenschaften aufweist.
  • Für die gehärte Folie ist es bevorzugt, dass der Youngsche Modul mittels eines Zugversuchs (JIS K7162) 70 MPa bis 400 MPa beträgt, um eine gute Formbarkeit des versiegelnden Verpackungsmaterials und Bindungsfestigkeit zwischen den Schichten zu gewährleisten. Der besonders bevorzugte Youngsche Modul beträgt 100 MPa bis 300 MPa.
  • Ferne ist es bevorzugt, dass die Bruchfestigkeit 20 MPa bis 70 MPa beträgt und die Bruchdehnung zwischen 50 % und 400 % liegt. Die besonders bevorzugte Bruchfestigkeit beträgt 30 MPa bis 50 MPa, und die besonders bevorzugt Bruchdehnung beträgt 100 % bis 300 %.
  • Des Weiteren ist es bevorzugt, dass die Zugspannungs-Dehnungs-Kurve (S-D-Kurve) keine Abnahme der Festigkeit vor dem Bruch aufweist. 5 zeigt drei Muster von S-D-Kurven. Das Muster A weist einen kleinen Dehnungsbetrag in Bezug auf die Zugspannung auf, und das Muster B weist einen großen Dehnungsbetrag in Bezug auf die Zugspannung auf. Jedoch nimmt sowohl in Muster A als auch in Muster B der Dehnungsbetrag mit zunehmender Zugspannung zu, und daher wird keine Abnahme der Festigkeit vor dem Bruch beobachtet. Andererseits nimmt im Muster C die Zugspannung im Verlaufe der Zunahme des Dehnungsbetrags ab, was zu einer Abnahme der Festigkeit vor dem Bruch führt. In der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die gehärtete Folie aus dem härtenden Zweikomponenten-Klebstoff hinsichtlich der Festigkeit in der S-D-Kurve nicht abnimmt. Insbesondere weist die S-D-Kurve keinen Wendepunkt auf, bei dem sich die Festigkeit schnell ändert.
  • Das härtende Zweikomponenten-Polyesterurethanharz, das einen Klebestoff enthält, wird als niedrigviskose Flüssigkeit durch Polykondensieren einer Dicarbonsäure und eines Dialkohols, welche die Ausgangsmaterialien eines Polyesters sind, nach Bedarf, weiterhin durch Kettenverlängerung mit einem polyfunktionellen Isocyanat, Beimengen verschiedener Additive, wie z.B. einem Lösungsmittel, einem Urethanisierungsreaktionskatalysator, einem Kupplungsmittel oder einem Epoxidharz zur Verbesserung der Haftung, einem Entschäumungsmittel, einem Einebner, einem Ultraviolettabsorber und einem Antioxidans, unter Erhalt einer flüssigen Polyesterharzlösung und durch Beimengen einer polyfunktionellen Isocyanatverbindung, welche das Härtungsmittel ist, und weiteres Vermischen mit einem Lösungsmittel hergestellt.
  • Die bevorzugten Bedingungen (1) und (2) der Komponenten in der oben beschriebenen gefärbten Klebezusammensetzung, die die erste Klebeschicht 61 bildet, sind die folgenden. Es ist zu beachten, dass der nachstehend beschriebene Gehaltsanteil ein Verhältnis einer Feststoffkomponente angibt, die kein Lösungsmittel enthält.
    • (1) Die Auftragungsmenge (Fülle) der gefärbten Klebezusammensetzung für die erste Klebeschicht 61 beträgt 5 g/m2 bis 10 g/m2.
    • (2) Die erste Klebeschicht 61 enthält 0,25 g/m2 bis 0,49 g/m2 eines Farbpigments.
  • Basierend auf den oben beschriebenen Bedingungen (1) und (2) beträgt der Gehaltsanteil des Farbpigments, das in der ersten Klebeschicht 61 enthalten ist, vorzugsweise 2 Masse-% oder mehr und weniger als 5 Masse-%.
  • Wenn der Gehaltsanteil des Farbpigments 5 Masse-% oder mehr beträgt, kann keine Verbesserung des visuellen Effekts erwartet werden, und vielmehr kann in einem Heißwasser-Tauchtest eine Ablösung leicht auftreten. Wenn der Gehaltsanteil des Farbpigments weniger als 2 Masse-% beträgt, wird die Abschirmwirkung schlecht und die visuelle Wirkung wird unzureichend, was zu einem visuellen Problem führt.
  • Daher ist der Bereich des Gehaltsanteils des Farbpigments, das in der ersten Klebeschicht enthalten ist, gemäß der vorliegenden Anmeldung 2 Masse-% oder mehr und weniger als 5 Masse-%. Der bevorzugte Gehaltsanteil des Farbpigments beträgt 2,5 Masse-% oder mehr und 4,5 Masse-% oder weniger.
  • Wenn der Gehalt des Pigments weniger als 0,25 g/m2 beträgt, werden die Abschirmwirkung und die visuelle Wirkung unzureichend, was hinsichtlich des Designs problematisch werden kann und nicht bevorzugt ist. Wenn ferner der Gehalt des Farbpigments 0,49 g/m2 übersteigt, gibt es nahezu keine Verbesserung der visuellen Wirkung und vielmehr kann eine Ablösung im Heißwasser-Tauchtest, der später beschrieben wird, leicht auftreten. Daher ist der gültige Gehaltsbereich des Farbpigments, das in der ersten Klebeschicht 61 der vorliegenden Anmeldung enthalten ist, ein Bereich von 0,25 g/m2 bis 0,49 g/m2. Der besonders bevorzugte Gehalt des Farbpigments liegt im Bereich von 0,2 g/m2 bis 0,45 g/m2.
  • Der Gehaltsanteil (Dichte)-Bereich des Farbpigments ist eine wesentliche Bedingung für den Fall, dass ein Tauchtest in 45°C heißem Wasser als Test für die rauste Umgebung nach dem Formen eines Batterieverpackungsmaterials durchgeführt wird. Wenn der Gehalt des Farbpigments 0,49 g/m2 übersteigt, wird die erste Klebeschicht 61 hart und spröde, und die Haftfestigkeit der Metallfolienschicht 52 nimmt ab, was zu einer Delaminierung der Substratschicht (wärmebeständigen Harzschicht) 51 während des Heißwasser-Tauchtests führt.
  • In einem typischen Umgebungstest (Hochtemperatur-Hochfeuchtigkeits-Lagerungstest bei 70°C×90 % RH) nach dem Formen eines Batterieverpackungsmaterials löst sich ferner die Substratschicht (wärmebeständige Harzschicht) 51 während des Lagerungstests nicht ab und kann verwendet werden, wenn der Gehalt des Farbpigments 0,49 g/m2 oder weniger beträgt.
  • Wenn der Gehalt des Farbpigments 0,49 g/m2 übersteigt, nimmt die Möglichkeit der Ablösung der Substratschicht 51 während des Hochtemperatur-Hochfeuchtigkeits-Lagerungstests zu, was nicht bevorzugt ist.
  • Wenn die Auftragungsmenge der ersten Klebeschicht (gefärbten Klebezusammensetzung) 61 weniger als 5 g/m2 beträgt, ist der Gehalt des Farbpigments gering, und daher ist die Wirksamkeit des Verhüllens der Metallfolienschicht 52 reduziert, wie oben beschrieben, und metallischer Glanz ist visuell erkennbar, was das tiefgreifende Empfinden beeinträchtigen kann.
  • Wenn ferner die Auftragungsmenge der ersten Klebeschicht 61 10 g/m2 übersteigt, verschlechtert sich die Formbarkeit signifikant, was zu einer Zunahme der Kosten führt. Die bevorzugte Auftragungsmenge der gefärbten Klebezusammensetzung beträgt 6 g/m2 bis 10 g/m2.
  • Die gefärbte Klebezusammensetzung wird durch Mischen eines Farbpigments und des Klebstoffs, der das oben beschriebene härtende Zweikomponenten-Polyesterurethanharz ist, das durch das oben beschriebene Verfahren hergestellt wird (enthält ein Lösungsmittel und verschiedene Additive), in einem vorbestimmten Verhältnis hergestellt.
  • Ferner ist das Verfahren zum Verbinden der Metallfolienschicht 52 und der Substratschicht 51 nicht beschränkt, jedoch kann ein als „Trockenlaminierung“ bezeichnetes Verfahren empfohlen werden. Insbesondere wird die oben beschriebene gefärbte Klebezusammensetzung auf die obere Oberfläche (Außenoberfläche) der Metallfolienschicht 52 oder die untere Oberfläche (Innenoberfläche) der Substratschicht 51 oder auf diesen beiden Oberflächen aufgetragen, und das Lösungsmittel wird zur Verdampfung gebracht, um einen trockenen Film zu bilden. Danach werden die Metallfolienschicht 52 und die Substratschicht 51 aneinander gebunden. Danach wird das härtende Zweikomponenten-Polyesterurethanharz gemäß den Härtungsbedingungen dafür weiter gehärtet. Dadurch werden die Metallfolienschicht 52 und die Substratschicht 51 über die erste Klebeschicht 61 aneinander gebunden. Es ist zu beachten, dass das Beschichtungsverfahren für die gefärbte Klebezusammensetzung beispielhaft ein Gravurbeschichtungsverfahren, ein Umkehrbeschichtungsverfahren, ein Lippenwalzenbeschichtungsverfahren oder dergleichen sein kann.
  • In dieser Ausführungsform stellt die Metallfolienschicht 52 eine Gasbarriereeigenschaft zur Verhinderung des Eindringens von Sauerstoff und Feuchtigkeit bereit.
  • Beispiele für die Metallfolienschicht 52 schließen eine Aluminiumfolie, eine Kupferfolie und eine Edelstahlfolie ein. Unter diesen kann eine Aluminiumfolie in geeigneter Weise verwendet werden. Insbesondere für den Fall der Verwendung einer Folie aus einer Legierung auf Al-Fe-Basis, die 0,7 Masse-% bis 1,7 Masse-% Fe enthält, kann eine ausgezeichnete Festigkeit und Duktilität erhalten werden, was zu einer guten Formbarkeit führt.
  • Die Dicke der Metallfolienschicht 52 wird auf vorzugsweise 20 µm bis 100 µm, besonders bevorzugt 25 µm bis 60 µm, eingestellt. Das heißt, wenn die Dicke 20 µm oder mehr beträgt, ist es möglich, zu verhindern, dass zum Zeitpunkt des Walzens bei der Herstellung der Metallfolie Nadellöcher erzeugt werden. Wenn die Dicke 100 µm oder weniger beträgt, ist es möglich, Spannungen während des Streckformens oder Ziehens zu reduzieren, wodurch die Formbarkeit verbessert wird.
  • Bei dem Außenmaterial (Verpackungsmaterial) der vorliegenden Erfindung kann durch Bildung eines chemischen Umwandlungsbeschichtungsfilms 63 mit einer höheren Korrosionsbeständigkeit auf der Oberfläche der Metallfolienschicht 52 die Korrosionsbeständigkeit in der Metallfolienschicht 52 verbessert werden.
  • Beispiele für die chemische Umwandlungsbehandlung schließen eine Chromatbehandlung und eine chromlose chemische Umwandlungsbehandlung unter Verwendung einer Zirkoniumverbindung ein.
  • Zum Beispiel wird im Falle einer Chromatbehandlung eine wässrige Lösung aus einer der folgenden Mischungen 1) bis 3) auf die Oberfläche einer Metallfolienschicht, die einer Entfettungsbehandlung unterzogen wurde, aufgetragen, und dann wird eine Trocknung durchgeführt.
    • 1) Eine Mischung aus Phosphorsäure, Chromsäure und mindestens einem von einem Fluoridmetallsalz und einem Fluoridnichtmetallsalz.
    • 2) Eine Mischung aus Phosphorsäure, einem von einem acrylbasierten Harz, einem Chitosanderivatharz und einem phenolbasierten Harz und mindestens eine/eines von Chromsäure und Chrom(III)salz
    • 3) Eine Mischung aus Phosphorsäure, einem von einem acrylbasierten Harz, einem Chitosanderivatharz und einem phenolbasierten Harz, mindestens eine/eines von Chromsäure und einem Chrom(III)salz und mindestens eines von einem Fluoridmetallsalz und einem Fluoridnichtmetallsalz.
  • Die Chromadhäsionsmenge des chemischen Umwandlungsbeschichtungsfilms 63 wird auf vorzugsweise 0,1 mg/m2 bis 50 mg/m2, besonders bevorzugt 2 mg/m2 bis 20 mg/m2, eingestellt.
  • Es ist zu beachten, dass der chemische Umwandlungsbeschichtungsfilm 63 auf eine der Oberflächen der Metallfolienschicht 52 aufgebracht werden kann.
  • Die Siegelschicht (wärmeschmelzbare Harzschicht, thermoplastische Harzschicht) 53 sorgt für eine ausgezeichnete chemische Beständigkeit gegen einen stark korrosiven Elektrolyten, der in einer Lithium-Ionen-Sekundärbatterie oder dergleichen verwendet wird, und verleiht dem Verpackungsmaterial 1 außerdem eine Heißsiegeleigenschaft.
  • Die Siegelschicht 53 ist vorzugsweise eine Schicht einer nicht-gereckten wärmeschmelzbaren Harzfolie. Die nicht-gereckte wärmeschmelzbare Harzfolie wird unter dem Gesichtspunkt der chemischen Beständigkeit und der Heißsiegeleigenschaften vorzugsweise aus einer nicht-gereckten Folie gebildet, die aus mindestens einem Typ eines wärmeschmelzbaren Harzes, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Polyethylen, Polypropylen, einem olefinbasierten Copolymer und einem säuremodifizierten Produkt und Ionomeren davon, hergestellt ist.
  • Die Dicke der Siegelschicht 53 wird auf vorzugsweise 20 µm bis 80 µm, besonders bevorzugt 25 µm bis 50 µm, eingestellt. Das heißt, wenn die Dicke auf 20 µm oder mehr eingestellt ist, kann die Erzeugung von Nadellöchern ausreichend verhindert werden, und wenn die Dicke auf 80 µm oder weniger eingestellt ist, kann die Menge des verwendeten Harzes reduziert werden, was zu einer Kostenreduktion führt.
  • Es ist zu beachten, dass die Siegelschicht 53 eine einzelne Schicht oder mehrere Schichten sein kann. Im Falle von mehreren Schichten kann eine Dreischichtfolie, in der eine statistische Polypropylenfolie auf beiden Oberflächen einer Blockpolypropylenfolie laminiert ist, als Beispiel dienen.
  • Beispiele für die zweite Klebeschicht (nichtgefärbte Klebeschicht) 62 schließen eine Klebeschicht ein, die aus einem polyurethanbasierten Klebstoff, einem acrylbasierten Klebstoff, einem epoxybasierten Klebstoff, einem polyolefinbasierten Klebstoff, einem elastomerbasierten Klebstoff, einem fluorbasierten Klebstoff, einem säuremodifizierten Polypropylenklebstoff und dergleichen hergestellt ist.
  • Unter diesen werden vorzugsweise ein acrylbasierter Klebestoff und ein polyolefinbasierter Klebstoff verwendet. In diesem Fall kann die Elektrolytbeständigkeit und die Wasserdampfbarriereeigenschaft des Verpackungsmaterials 1 verbessert werden.
  • Das Verfahren zum Verbinden der Metallfolienschicht 52 und der Siegelschicht 53 ist nicht beschränkt, jedoch kann als das Verfahren zum Verbinden der Metallfolienschicht 52 und der Substratschicht 51 ein Trockenlaminierungsverfahren, in dem ein Klebstoff, der die zweite Klebeschicht 62 bildet, aufgetragen und getrocknet wird und dann eine Bindung durchgeführt wird, als Beispiel dienen.
  • Die matte Überzugsschicht 50 ist eine Schicht, die auf der Außenoberfläche der Substratschicht 51 laminiert wird, um die Formbarkeit zu verbessern, indem der Oberfläche des Verpackungsmaterials 1 eine gute Gleitfähigkeit verliehen wird.
  • Die matte Überzugsschicht 50 enthält ein Bindemittelharz und feine feste Partikel (Wachs, Harzkügelchen und feine anorganische Partikel). Das Wachs weist einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 5 µm bis 20 µm auf, die Harzkügelchen weisen einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 1 µm bis 10 µm auf, die feinen anorganischen Partikel weisen einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 1 µm bis 10 µm auf, jedes der feinen festen Partikel ist in einer Menge von 1 Masse-% bis 20 Masse-% enthalten und die Gesamtmenge der feinen festen Partikel, wie z.B. Wachs, Harzkügelchen und feine anorganische Partikel, die in der matten Überzugsschicht 50 enthalten sind, beträgt vorzugsweise 20 Masse-% oder mehr und 50 Masse-% oder weniger.
  • Das Bindemittelharz ist vorzugsweise ein Harz, das aus einem Polyol-Hauptmittel und einem polyfunktionellen Isocyanat-Härtungsmittel zusammengesetzt ist und ist beispielhaft mindestens eines, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem Acrylpolyolharz, einem Urethanpolyolharz, einem Polyolefinpolyolharz, einem Polyesterpolyolharz, einem phenoxybasierten Harz, einem Copolymer von einem Tetrafluorolefin und einem Carbonsäurevinylester und einem Copolymer von einem Tetrafluorolefin und einem Alkylvinylether.
  • Als das Bindemittelharz wird unter dem Gesichtspunkt einer ausgezeichneten Wärmebeständigkeit und chemischen Beständigkeit vorzugsweise ein fluorbasiertes Harz, das auf Tetrafluorethylen basiert, verwendet.
  • Beispiele für das Wachs schließen mindestens eines, ausgewählt aus Polyethylenwachs, Polypropylenwachs und Polytetrafluorethylenwachs, ein.
  • Als das Wachs wird vorzugsweise ein Wachs mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 5 µm bis 20 µm verwendet, und ein Wachs mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 6 µm bis 18 µm wird besonders bevorzugt verwendet. Der Gehaltsanteil des Wachses wird auf vorzugsweise 1 Masse-% und 10 Masse-%, besonders bevorzugt 2 Masse-% und 8 Masse-%, eingestellt.
  • Beispiele für die Harzkügelchen schließen eines, ausgewählt aus Acrylharzkügelchen, Urethanharzkügelchen, Polyethylenharzkügelchen, Polystyrolharzkügelchen, Silikonharzkügelchen und Fluorpolymerkügelchen ein. Als die Harzkügelchen können solche mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 1 µm bis 10 µm vorzugsweise verwendet werden. Besonders bevorzugt werden solche mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 2 µm bis 8 µm verwendet. Ferner wird der Gehaltsanteil der Harzkügelchen auf vorzugsweise 1 Masse-% bis 20 Masse-%, besonders bevorzugt 3 Masse-% bis 17 Masse-%, eingestellt.
  • Beispiele für die feinen anorganischen Partikel schließen mindestens eines, ausgewählt aus Siliciumdioxid, Aluminiumdioxid, Kaolin, Calciumoxid, Calciumcarbonat, Calciumsulfat, Bariumsulfat und Calciumsilikat, ein. Als die feinen anorganischen Partikel ist es bevorzugt, feine anorganische Partikel mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 1 µm bis 20 µm, besonders bevorzugt 1 µm bis 5 µm, zu verwenden. Ferner wird der Gehaltsanteil der feien anorganischen Partikel auf vorzugsweise 20 Masse-% bis 40 Masse-%, besonders bevorzugt 25 Masse-% bis 35 Masse-%, eingestellt.
  • Die matte Überzugsschicht 50 wird durch Auftragen von matten Überzugszusammensetzungen, die feine feste Partikel und ein wärmebeständiges Harz enthalten, auf die Oberfläche der Substratschicht 51 und deren Härtung gebildet.
  • Bei der matten Überzugsschicht 50 wird die Dicke auf vorzugsweise 0,5 µm bis 5 µm, besonders bevorzugt 1 µm bis 3 µm, eingestellt. Wenn die matte Überzugsschicht 50 zu dünn ist, ist die Gleitfähigkeitsverbesserung weniger wirksam, und wenn sie zu dick ist, nehmen die Kosten zu. Somit ist beides nicht bevorzugt.
  • Der Zeitpunkt des Schritts zur Bildung der matten Überzugsschicht 50 ist nicht beschränkt, jedoch wird der Schritt vorzugsweise nach dem Schritt zum Binden der Substratschicht 51 an die Metallfolienschicht 52 über die erste Klebeschicht 61 durchgeführt. Es ist zu beachten, dass die matte Überzugsschicht 50 durch Binden einer nichtgereckten Polypropylen(CPP)-Folie an die Substratschicht 51 gebildet werden kann.
  • In der oben beschriebenen Ausführungsform wurde der Fall, in dem das versiegelnde Verpackungsmaterial der vorliegenden Erfindung als ein Außenmaterial für eine Energiespeichervorrichtung, wie z.B. eine Batterie, verwendet wird, als ein Beispiel beschrieben. Allerdings ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Das Verpackungsmaterial der vorliegenden Erfindung kann auch als ein Verpackungsmaterial zum Versiegeln und Verkapseln von Inhalten, wie z.B. Nahrungsmittel und Pharmazeutika, verwendet werden.
  • Ferner wurde in der oben beschriebenen Ausführungsform der Fall beschrieben, in dem ein blattartiges Außenmaterial (Verpackungsmaterial) 1 als das Abdeckelement 3 verwendet wird, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. In der vorliegenden Erfindung kann das Abdeckelement 3 einer Formverarbeitung unterzogen werden. Zum Beispiel kann das Abdeckelement durch einen Formartikel mit einem hutförmigen Querschnitt konfiguriert sein, indem der Mittelabschnitt so gebildet ist, dass er nach unten abgesetzt (gewölbt) ist, und der äußere periphere Randabschnitt des hutförmigen Abdeckelements kann einstückig mit dem oben beschriebenen Schalenelement verbunden sein, so dass es das Schalenelement von oben abdeckt.
  • Ferner kann in der vorliegenden Ausführungsform ein Gehäuse durch Stapeln von zwei nichtgeformten blattartigen Außenmaterialien (Verpackungsmaterialien) 1 derart, dass ein Energiespeichervorrichtungshauptkörper dazwischen liegt, und Heißversiegeln der äußeren peripheren Randabschnitte davon gebildet werden.
  • Ferner wird in der oben beschriebenen Ausführungsform der Fall, in dem das Gehäuse unter Verwendung von zwei Außenmaterialien (Verpackungslaminatmaterialien) gebildet wird, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. In der vorliegenden Erfindung ist die Anzahl von Verpackungsmaterialien, die das Gehäuse bilden, nicht beschränkt und kann eins oder drei oder mehr betragen.
  • Selbstverständlich ist es bei dem Verpackungsmaterial der vorliegenden Erfindung nicht immer notwendig, dass die matte Überzugsschicht 50, die chemischen Umwandlungsbeschichtungsfilmschichten 63 und dergleichen, die vorzugsweise erforderlich sind, vorhanden sind.
  • Beispiele
  • Als Nächstes werden Beispiele, die den Kern der Erfindung einschließen, und Vergleichsbeispiele zum Ableiten der Wirkungen. Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die folgenden Beispiele beschränkt.
  • In den folgenden Beispielen 1 bis 8 und Vergleichsbeispielen 1 bis 9 wurden laminierte Außenmaterialien (Verpackungsmaterialien) mit der in 3 dargestellten Laminierungsstruktur hergestellt. Wie in den Tabellen 1A und 1B dargestellt wird, unterscheiden sich in den Beispielen und Vergleichsbeispielen die Konfigurationen der Polyamidfolie als Substratschicht und der ersten Klebeschicht (färbenden Klebeschicht), und die restlichen Konfigurationen sind dieselben. Tabelle 1A
    Substratschicht (Polyamidfolie)
    Dicke (µm) Heißwasser-Schrumpfung (%) Elastizitätsmodul (GPa) Bruchfestigkeit (MPa) Zahlengemitteltes Molekulargewicht
    TD MD TD-MD TD MD TD MD
    Bsp. 1 25 2,7 2,0 0,7 1,7 2,7 361 280 25.000
    Bsp. 2 20 4,3 3,4 0,9 2,3 2,5 345 282 30.000
    Bsp. 3 20 3,7 3,0 0,7 1,9 2,5 372 305 23.000
    Bsp. 4 20 4,2 3,8 0,4 1,9 2,5 372 305 23.000
    Bsp. 5 15 3,5 2,5 1,0 2,1 2,3 380 329 21.000
    Bsp. 6 15 4,6 3,4 1,2 2,0 2,2 329 315 20.000
    Bsp. 7 15 3,2 2,6 0,6 1,9 2,2 372 313 22.000
    Bsp. 8 15 4,6 3,4 1,2 2,0 2,2 329 315 20.000
    Vgl.-Bsp. 1 15 4,6 2,6 2,0 1,9 2,2 323 296 21.000
    Vgl.-Bsp. 2 15 3,8 2,1 1,7 1,5 2,0 303 281 18.000
    Vgl.-Bsp. 3 15 4,6 2,6 2,0 1,9 2,2 323 296 21.000
    Vgl.-Bsp. 4 15 4,6 2,6 2,0 1,9 2,2 323 296 21.000
    Vgl.-Bsp. 5 15 4,6 2,6 2,0 1,9 2,2 323 296 21.000
    Vgl.-Bsp. 6 15 3,3 1,7 1,6 1,8 2,1 350 300 22.000
    Vgl.-Bsp. 7 15 3,5 2,8 0,7 1,1 1,8 320 273 23.000
    Vgl.-Bsp. 8 15 4,7 3,2 1,5 2,7 3,2 395 325 35.000
    Vgl.-Bsp. 9 15 3,2 2,9 0,3 1,9 2,4 301 296 11.000
    Tabelle 1B
    Erste Klebeschicht (gefärbte Klebeschicht)
    Pigmentkonzentration (Masse-%) AuftragungsMenge (g/m2) Pigmentauftragungsmenge (g/m2) Zahlengemitteltes Molekulargewicht Mn Gewichtsgemitteltes Molekulargewicht Mw Mw/Mn
    Bsp. 1 3,9 6, 8 0,27 12.000 20.500 1,7
    Bsp. 2 4,8 7,5 0,36 22.000 36.000 1,6
    Bsp. 3 2,8 9,5 0,27 12.000 20.500 1,7
    Bsp. 4 4,3 6,0 0,26 12.000 20.500 1,7
    Bsp. 5 4,5 5,5 0,25 10.000 20.000 2,0
    Bsp. 6 4,9 8,5 0,42 24.000 35.000 1,5
    Bsp. 7 3,5 8,0 0,28 12.000 20.500 1,7
    Bsp. 8 3,0 9,0 0,27 12.000 20.500 1,7
    Vgl.-Bsp. 1 1,7 13,0 0,22 12.000 20.500 1,7
    Vgl.-Bsp. 2 1,5 9,0 0,14 12.000 20.500 1,7
    Vgl.-Bsp. 3 6,0 7,7 0,46 12.000 20.500 1,7
    Vgl.-Bsp. 4 9,0 5,8 0,52 12.000 20.500 1,7
    Vgl.-Bsp. 5 15,0 6,0 0,90 12.000 20.500 1,7
    Vgl.-Bsp. 6 4,5 5,5 0,25 10.000 20.000 2,0
    Vgl.-Bsp. 7 4,5 5,5 0,25 10.000 20.000 2,0
    Vgl.-Bsp. 8 4,5 5,5 0,25 10.000 20.000 2,0
    Vgl.-Bsp. 9 4,5 5,5 0,25 10.000 20.000 2,0
  • <Beispiel 1>
  • Als eine Metallfolienschicht wurde eine Aluminiumfolie aus Aluminium (JIS H4160 A809) mit einer Dicke von 35 µm hergestellt. Ferner wurde auf beide Oberflächen der Aluminiumfolie eine chemische Umwandlungsbehandlungslösung, die aus Polyacryläsure, einer dreiwertigen Chromverbindung, Wasser und Alkohol zusammengesetzt war, aufgetragen und dann bei 50°C zur Bildung einer chemischen Umwandungsbeschichtungsfilms getrocknet. Die Chromhaftungsmenge durch diesen chemischen Umwandlungsbeschichtungsfilm betrug 10 mg/m2.
  • Als Substratschicht wurde eine biaxial gereckte Nylon (ONY)-Folie mit einer Dicke von 25 µm hergerichtet. Die Bindungsoberfläche (untere Oberfläche) dieser Folie zum Binden an die erste Klebeschicht wurde einer Koronabehandlung unerzogen.
  • Bei der biaxial gereckten Nylonfolie als Substratschicht betrug die Heißwasser-Schrumpfung in Querrichtung (TD) 2,7 %, die Heißwasser-Schrumpfung in Maschinenrichtung (MD) betrug 2,0 %, die Differenz (TD-MD) zwischen der Heißwasser-Schrumpfung in Querrichtung (TD) und der Heißwasser-Schrumpfung in Maschinenrichtung (MD) betrug 0,7 %, der Elastizitätsmodul in Querrichtung (TD) betrug 1,7 GPa, der Elastizitätsmodul in Maschinenrichtung (MD) betrug 2,7 GPa, die Bruchfestigkeit in Querrichtung (TD) betrug 361 MPa, die Bruchfestigkeit in Maschinenrichtung (MD) betrug 280 MPa und das zahlengemittelte Molekulargewicht (Mn) des Polyamids betrug 25.000.
  • Die gefärbte Klebezusammensetzung, die die erste Klebeschicht bildete, wurde durch das folgende Verfahren unter Verwendung eines härtenden Zweikomponenten-Polyesterurethanharzes als Klebstoffkomponente und Ruß als Farbpigment hergestellt.
  • Zunächst wurde ein Polyesterharz (Polyesterpolyol), das ein Hauptmittel des härtenden Zweikomponenten-Polyesterurethanharzes ist, hergestellt. Das Hauptmittel (Polyesterpolyol) wurde hergestellt, indem 30 Molteile Neopentylglykol, 30 Molteile Ethylenglykol und 40 Molteile 1,6-Hexandiol bei 80°C geschmolzen wurden und 30 Molteile Adipinsäure (Methylenanzahl beträgt 4), die eine aliphatische Dicarbonsäure ist, und 70 Molteile Isophthalsäure, die eine aromatische Dicarbonsäure ist, einer Polykondensationsreaktion unter Rühren bei 210°C für 20 Stunden unterzogen wurden. Dieses Polyesterpolyol wies ein zahlengemitteltes Molekulargewicht (Mn) von 12.000, ein gewichtsgemitteltes Molekulargewicht (Mw) von 20.500 und ein Verhältnis davon (Mw/Mn) von 1,7 auf. Ferner wurden 60 Masseteile Ethylenacetat zu 40 Masseteilen Polyesterpolyol hinzugefügt, um eine Polyesterpolyolharzlösung in einem fließenden Zustand zu erhalten. Ferner betrug der Hydroxylwert 2,2 mgKOH/g (Lösungswert).
  • Als Nächstes wurde eine erforderliche Menge Ruß mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 1,0 µm mit 100 Masseteilen der Polyesterpolyolharzlösung und 64,4 Masseteilen Ethylacetat vermischt, und ein Rußpigment wurde unter Verwendung eines Pigmentdispergers dispergiert, um ein Hauptmittel zu erhalten, das ein Farbpigment enthielt. Dann wurden 7,1 Masseteile eines Addukts (NCO%: 13,0 %, Feststoffgehalt: 75 %) von Tolylendiisocyanat (TDI) (aromatischer Typ), das eine aromatische Isocyanatverbindung ist, und Trimethylolpropan als Härtungsmittel, in Bezug auf 100 Masseteile des oben beschriebenen Hauptmittels, das das Farbpigment enthielt, beigemengt. Ferner wurden 34,1 Masseteile Ethylacetat beigemengt, und die Mischung wurde ausreichend gerührt, um eine gefärbte Klebstoffzusammensetzung zu erhalten. In dieser gefärbten Klebstoffzusammensetzung betrug das Molverhältnis (-NCO)/(-OH) von der funktionellen Isocyanatgruppe (-NCO) zu der Polyesterpolyol-Hydroxylgruppe (-OH) 10. Wie in Tabelle 1B dargestellt wird, betrug die Pigmentdichte (Pigmentgehaltsanteil) in dieser gefärbten Klebezusammensetzung 3,9 Masse-%.
  • Eine gehärtete Folie aus dem oben beschriebenen härtenden Zweikomponenten-Polyesterurethanharz-Klebstoff, d.h., eine gehärtete Folie mit Zusammensetzungen, die durch Weglassen des Farbpigments von den Zusammensetzungen der erste Klebeschicht erhalten wird, wurde hergestellt und hinsichtlich der physikalischen Eigenschaften bewertet. Insbesondere wurde der härtende Zweikomponenten-Polyesterurethanharz-Klebstoff auf eine nichthaftende unbehandelte PP-Folie derart aufgetragen, dass die Dicke nach dem Trocknen 50 µm betrug, das Lösungsmittel wurde getrocknet, dann wurde der Harzklebstoff durch Alterung bei 60°C gehärtet, bis der Rest-Isocyanatgehalt 5 % oder weniger betrug. Die gehärtete Folie wurde von der unbehandelten PP-Folie abgelöst und auf eine Breite von 15 mm geschnitten, um Probekörper zu erhalten.
  • Der hergestellte Probekörper wurde einem Zugversuch unter den Bedingungen einer Messlänge von 50 mm und einer Zuggeschwindigkeit von 200 mm/min zur Messung des Youngschen Moduls, der Bruchfestigkeit und der Bruchdehnung unterzogen. Der Youngsche Modul betrug 140 MPa, die Bruchfestigkeit betrug 48 MPa und die Bruchdehnung betrug 217 %. Ferner wurde die S-D-Kurve in dem Zugversuch erhalten. Das Muster war das in 5 dargestellte Muster A.
  • Andererseits wurde ein Polyacrylklebstoff als eine zweite Klebeschicht hergestellt, und eine ungereckte Polypropylenfolie mit einer Dicke von 30 µm wurde als Siegelschicht hergestellt.
  • Ferner wurde für eine matte Überzugsschicht eine Zusammensetzung für eine matte Überzugsschicht durch Mischen von 70 Masseteilen Fluorethylenvinylester als ein wärmebeständiges Harz, 10 Masseteilen Bariumsulfat als feine anorganische Partikel, 10 Masseteilen pulverförmiges Siliciumdioxid, 5 Masseteilen Polytetrafluorethylen-Wachs als Wachs und 5 Masseteilen Polyethylenharz-Kügelchen als Harzkügelchen hergestellt.
  • Eine erste Klebeschicht wurde durch Auftragen einer vorbestimmten Menge der gefärbten Klebezusammensetzung auf eine Oberfläche (Außenoberfläche) der Aluminiumfolie als eine Metallfolienschicht, auf der ein chemischer Umwandlungsbeschichtungsfilm auf beiden Oberflächen gebildet war, und Trocknen gebildet. Die Beschichtungsmenge der gefärbten Klebezusammensetzung, das zahlengemittelte Molekulargewicht Mn , das gewichtsgemittelte Molekulargewicht MW, das Verhältnis Mw/Mn und der Gehalt (Beschichtungsmenge) des Rußes waren wie in Tabelle 1B dargestellt. Die Substratschichtfolie wurde an die erste Klebeschicht gebunden, um die Substratschicht zu laminieren.
  • Dann wurde Polyacrylklebstoff als die zweite Klebstoffschicht auf die andere Oberfläche (untere Oberfläche) der Metallfolienschicht aufgetragen, und die Polypropylenfolie als eine Siegelschicht wurde an die Außenoberfläche davon gebunden.
  • Ferner wurde die matte Überzugsschichtzusammensetzung auf die Außenoberfläche der Substratschicht derart aufgetragen, dass die Dicke auf dem Trockenen 2 µm betrug
  • Das wie oben beschrieben verbundene Laminat ließ man bei 40°C für 5 Tage altern, um ein Außenmaterial (Energiespeichervorrichtungsverpackungsmaterial) gemäß Beispiel 1 zu erhalten.
  • <Beispiele 2 bis 8 und Vergleichsbeispiele 1 bis 9>
  • Verpackungsmaterialien der Beispiele 2 bis 8 und Vergleichsbeispiele 1 bis 9 wurden auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, dass in der Substratschicht, wie in den Tabellen 1A und 1B dargestellt wird, die Dicke, die Heißwasser-Schrumpfung, der Elastizitätsmodul, die Bruchfestigkeit und das zahlengemittelte Molekulargewicht eingestellt wurden, und in der ersten Klebeschicht die Pigmentkonzentration (Rußdichte), die Auftragungsmenge der gefärbten Klebezusammensetzung, die Pigmentauftragungsmenge (Gehalt), das zahlengemittelte Molekulargewicht Mn und das gewichtsgemittelte Molekulargewicht Mw, das Verhältnis davon Mw/Mn eingestellt wurden.
  • In der Verpackungsmaterialprobe von Beispiel 6 wurde eine stark haftende (Oberflächen-) Behandlungsmittelschicht (0,2 g/m2) aus einem Polyurethanharz auf die koronabehandelte Oberfläche der Polyamidfolie (Substratschicht) aufgebracht.
  • <Bewertungstest>
  • (1) Bewertung der Verdeckbarkeit (Abschirmeigenschaft)
  • Verpackungsmaterialien der Beispiele und Vergleichsbeispiel wurden jeweils von der Substratschichtseite (Außenoberflächenseite) visuell betrachtet, um die Verdeckbarkeit der Metallfolienschicht festzustellen. Dann wurden diejenigen, die eine Abschirmeigenschaft aufwiesen, als „○“ bewertet, und diejenigen, die keine Abschirmeigenschaft aufwiesen, wurden als „ד bewertet. Die so erhaltenen Bewertungsergebnisse werden in Tabelle 2 bewertet. Tabelle 2
    Leistungsbewertungsergebnisse
    Siegelfähigkeit Formbarkeit Durchstoßfestigkeit (N) ONY/Al-Laminatfestigkeit direkt nach Eintauchen in 40°C heißes Wasser (N/15 mm) Anwesenheit oder Abwesenheit von Delaminierung Formbarkeit
    Hochtemperatur-Hochfeuchtigkeitstest Warmwassertauchtest
    Bsp. 1 ○ ⊚ 29,2 ⊚ 3,6 ⊚ ⊚ ○
    Bsp. 2 ○ ⊚ 27,1 ⊚ 2,8 ⊚ ○ ○
    Bsp. 3 ○ ⊚ 26, 3 ⊚ 3,8 ⊚ ⊚ ○
    Bsp. 4 ○ ⊚ 25,9 ○ 4,0 ⊚ ⊚ ○
    Bsp. 5 ○ ⊚ 25.1 ○ 4,2 ⊚ ⊚ ○
    Bsp. 6 ○ ⊚ 24,3 ○ 2,5 ⊚ ○ ○
    Bsp. 7 ○ ⊚ 25,6 ○ 3,3 ⊚ ⊚ ○
    Bsp. 8 ○ ⊚ 24,3 ○ 3,8 ⊚ ⊚ ○
    Vgl.-Bsp. 1 × × 21,3 × 4,5 ⊚ ⊚ ×
    Vgl.-Bsp. 2 × × 18,2 × 4, 8 ⊚ ⊚ ○
    Vgl.-Bsp. 3 ○ × 20,6 × 1,7 ○ Δ ○
    Vgl.-Bsp. 4 ○ × 20,6 × 1,5 × × ○
    Vgl.-Bsp. 5 ○ × 20,6 × 0,6 × × ○
    Vgl.-Bsp. 6 ○ × 19,8 × 4,2 ⊚ ⊚ ○
    Vgl.-Bsp. 7 ○ × 18,4 × 4,2 ⊚ ⊚ ○
    Vgl.-Bsp. 8 ○ × 23,5 Δ 4,2 ⊚ ⊚ ○
    Vgl.-Bsp. 9 ○ × 20,3 × 4,2 ⊚ ⊚ ○
  • (2) Bewertung der Formbarkeit
  • Eine Pressmaschine, hergestellt von Amada Co., Ltd. wurde hergerichtet, in der ein Formwerkzeug mit einer Stempelform von 33 mm × 54 mm, einem Stempelecken-R von 2 mm, einem Stempelschulter-R von 1,3 mm und einem Matrizenschulter-R von 1 mm einer Matrizenform hergerichtet war.
  • Dann wurden Verpackungsmaterialien der Beispiele und Vergleichsbeispiele jeweils in einen 100 mm × 125 mm-Rohling überführt, und jede Probe wurde einem Tiefziehen unter Verwendung der oben beschriebenen Pressmaschine zur Herstellung einer Formartikelprobe unterzogen.
  • Die Anwesenheit oder Abwesenheit von Nadellöchern und/oder Rissen an den Eckenabschnitten von jedem Formartikel, der durch das Tiefzeihen erhalten wurde, wurde festgestellt, und die „maximale Formtiefe (mm)“, bei der keine Nadellöcher und Risse auftragen, wurde untersucht und basierenden auf den folgenden Kriterien bewertet.
  • Die Anwesenheit oder Abwesenheit von Rissen oder Nadellöchern in der Bewertung wurde durch ein Lichtdurchlässigkeitsverfahren in einem dunklen Raum untersucht. Unter den nachstehend beschriebenen Bewertungskriterien „(⊚)“, „○“ und „ד bedeuten „⊚“ und " ○" und akzeptabel (bestanden) und „ד bedeutet inakzeptabel (durchgefallen). Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.
    • ⊚: Es existierten keine Risse oder Nadellöcher, wenn die Formtiefe 6 mm oder mehr betrug.
    • ○: Es existierten keine Risse oder Nadellöcher, wenn die Formtiefe 5 mm oder mehr und weniger als 6 mm betrug.
    • ×: Es existierten Risse oder Nadellöcher, wenn die Formtiefe weniger als 5 mm betrug.
  • (3) Bewertung der Ablösung der Substratschicht
  • (3-1) Abschälfestigkeit
  • Die Verpackungsmaterialien der Beispiele und Vergleichsbeispiele wurden jeweils in eine vorbestimmte Größe überführt und auf dieselbe Weise wie oben beschrieben einem Tiefziehen unterzogen, um einen Formartikel aus einem geformten Gehäuse (auf dem Kopf gestelltes schalenförmiges Element) 2 als Formartikel mit einem abgesetzten Abschnitt (Ausbuchtung) 31 von 22 mm × 54 mm × 4,5 mm, wie in 6 dargestellt, und einem flachen Flanschabschnitt 22 am Außenumfang der Ausbuchtung herzustellen. Nachdem die obere Wand (obere Oberfläche) 25 des konvexen Abschnitts des Formartikels 2 konkav deformiert wurde, um zerdrückt zu werden, wurde der zerdrückte Formartikel 2 ferner in warmes Wasser bei 40°C für eine Woche eingetaucht. Der auf diese Weise für eine Woche eingetauchte Formartikel wurde aus dem Wasser herausgenommen, und die Laminierungsfestigkeit zwischen der Substratschicht und der Metallfolienschicht (ONY / Al-Laminierungsfestigkeit [N/15 mm]) wurde gemessen, wobei sich der Formartikel, direkt nachdem er herausgenommen wurde, in einem Zustand befand, in dem Wasser an ihm haftete. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.
  • (3-2) Anwesenheit oder Abwesenheit von Ablösung
  • Auf die gleiche Weise wie unter „(3-1) Delaminierungsfestigkeit“ wurde ein geformtes Gehäuse 2 als ein Formartikel hergestellt. Nachdem die obere Wand (obere Oberfläche) 25 des konvexen Abschnitts des Formartikels 2 konkav deformiert wurde, um zerdrückt zu werden, wurden ferner der folgende Hochtemperatur-Hochfeuchtigkeitstest und Heißwassertauchtest durchgeführt, und die Anwesenheit oder Abwesenheit einer Delaminierung der Substratschicht nach dem Test wurde visuell festgestellt.
  • In dem Hochtemperatur-Hochfeuchtigkeitstest wurde der Formartikel 2 mit der zerdrückten oberen Oberflächen 25 in einer Atmosphäre von 70°C und 90 % Feuchtigkeit für zwei Wochen gelagert, und die Anwesenheit oder Abwesenheit einer Ablösung der Substratschicht wurde festgestellt. Ferner wurde in dem Heißwassertauchtest der zerdrückte Formartikel 2 in heißes Wasser bei 45°C eingetaucht und für zwei Wochen gelagert.
  • Für beide Tests wurden 30 Stück der Formartikel 2 für jedes Beispiel und für jedes Vergleichsbeispiel visuell betrachtet und durch die folgenden Kriterien basierend auf der Anzahl von Formartikeln 2, bei denen sich die Substratschicht von der Metallfolienschicht ablöste, bestimmt.
  • Unter „⊚“, „○“, „Δ“ und „ד der folgenden Kriterien bedeuten „⊚“, „○“ und „Δ“ akzeptabel (bestanden) und „ד bedeutet inakzeptabel (durchgefallen). Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.
    • ⊚: Von 30 Stück Formartikeln gab es keinen Formartikel, bei dem sich die Substratschicht von der Metallfolienschicht ablöste.
    • O: Von 30 Stück Formartikeln gab es 1 oder 2 Formartikel, bei dem/denen sich die Substratschicht von der Metallfolienschicht ablöste.
    • Δ: Von 30 Stück Formartikeln gab es 3 bis 5 Formartikel, bei denen sich die Substratschicht von der Metallfolienschicht ablöste.
    • ×: Von 30 Stück Formartikeln gab es 6 bis 30 Formartikel, bei denen sich die Substratschicht von der Metallfolienschicht ablöste.
  • (4) Bewertung der Formbarkeit
  • Bei der Herstellung der Verpackungsmaterialien der Beispiele und Vergleichsbeispiele wurde die Trocknungszeit nach Auftragung der ersten Klebeschicht (gefärbte Klebezusammensetzung) gemessen. Hierbei wurde die Trocknungszeit von Beispiel 5 als Referenzzeit verwendet, und diejenigen, deren Trocknungszeit um 15 % oder mehr langsamer als die Referenzzeit war, wurden als „×: inakzeptabel (durchgefallen)“ beurteilt, und diejenigen außer den Vorstehenden wurden als „○: akzeptabel (bestanden)“ beurteilt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.
  • (5) Messung der Durchstoßfestigkeit (Bewertung der Durchstoßbeständigkeit)
  • Die Durchstoßfestigkeit (Durchstoßfestigkeit) wurde gemäß JIS (japanischen Industriestandard) Z1707:2019 gemessen. Der Durchstoßfestigkeitstest wurde durch die folgenden Vorgänge (5-1) bis (5-3) gemessen.
  • (5-1) Der aus dem Verpackungsmaterial von jedem Beispiel und jedem Vergleichsbeispiel erhaltene Probekörper wurde mit einer Spannvorrichtung fixiert. Eine halbkreisförmige Nadel mit einem Radius von 1,0 mm und einem Spitzenformradius von 0,5 mm durchdrang den Probekörper bei einer Testgeschwindigkeit von 50±5 mm/min, und die maximale Kraft (N), bis die Nadel durchdrang, wurde gemessen.
  • (5-2) Die Anzahl der Probekörper betrug 5 oder mehr bei jedem Beispiel und jedem Vergleichsbeispiel, und die Probekörper wurden gesammelt, um über die gesamte Breite gemittelt zu werden.
  • (5-3) Für den Fall, dass das Testergebnis davon abhängt, ob die Nadel von beiden Seiten der Folie durchdringt, wurde der Test an jeder Seite durchgeführt. Der Messwert (ausgewiesene Wert) soll eine Nachkommastelle aufweisen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.
  • Die erhaltenen Messungen wurden basierend auf den folgenden Kriterien beurteilt. Unter den Kriterien „⊚“, „○“, „Δ“ und „ד wurden „⊚“, „○“ und „Δ“ als akzeptabel (bestanden) festgelegt, und „ד wurde als inakzeptabel (durchgefallen) festgelegt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.
    • ⊚ : Der Messwert betrug 26 N oder mehr bis 30 N oder weniger.
    • ○: Der Messwert betrug 24 N oder mehr und weniger als 26 N.
    • Δ: Der Messwert betrug 22 N oder mehr und weniger als 24 N.
    • ×: Der Messwert betrug weniger als 22 N.
  • <Gesamtbewertung>
  • Wie aus den obigen Bewertungsergebnissen ersichtlich ist, waren die Verpackungsmaterialien der der vorliegenden Erfindung zugehörigen Beispiele ausgezeichnet hinsichtlich Abschirmeigenschaft, Formbarkeit, Abschälfestigkeit, Formbarkeit und Durchstoßfestigkeit. Im Gegensatz dazu waren die Verpackungsmaterialien der Vergleichsbeispiele, die vom Kern der vorliegenden Erfindung abwichen, in jeder Bewertung, verglichen mit den Verpackungsmaterialien der Beispiele, unterlegen.
  • Insbesondere sind die folgenden Punkte aus „(3) Bewertung der Ablösung der Substratschicht“ ersichtlich. Und zwar verbleiben in dem Verpackungsmaterial, selbst wenn eine Substratschicht (Polyamidfolie) mit einem Heißwasser-Schrumpfungsverhältnis von TD/MD≤1,5 verwendet wird, Restspannungen nach dem Formen in der Substratschicht, und in einem Abschnitt (Maschinenrichtung (MD) oder Querrichtung (TD)), wo die Formdehnung in Abhängigkeit von den Formabmessungen groß wird, kann eine Ablösung der Substratschicht in einer Hochtemperatur-Hochfeuchtigkeits-Heißwasser-Tauchumgebung auftreten.
  • Andererseits wird bei den Verpackungsmaterialien der Beispiele die Auftragungsmenge der gefärbten Klebeschicht auf 5 g/m2 bis 10 g/m2 eingestellt und die Pigmentauftragungsmenge wird 0,25 g/m2 bis 0,49 g/m2 eingestellt. Daher ist es möglich, das Auftreten von Beschichtungsfilmmängeln aufgrund von aggregierten Farbpigmentpartikeln und das Auftreten einer Aufrauhung der Beschichtungsfilmoberfläche zu verhindern. Mit anderen Worten ist es ersichtlich, dass das erfindungsgemäße Verpackungsmaterial sowohl hinsichtlich der Formbarkeit als auch der Klebeeigenschaften zwischen den Schichten überlegen ist.
  • Gewerbliche Anwendbarkeit
  • Das Verpackungsmaterial der vorliegenden Erfindung kann in geeigneter Weise als ein Verpackungsmaterial für eine Batterie (Energiespeichervorrichtung), wie z.B. eine Sekundärbatterie (Lithium-Ionen-Sekundärbatterie) für Notebook-Computer und Mobiltelefone und eine im Fahrzeug eingebaute (mobile) oder stationäre Sekundärbatterie verwendet werden.
  • Die Anmeldung beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2022-65615 , eingereicht m 12. April 2022, und der japanischen Patentanmeldung Nr. 2023-36561 , eingereicht am 9. März 2023, deren Offenbarung hierin unter Bezugnahme vollständig aufgenommen ist.
  • Die hierin verwendeten Begriffe und Ausdrücke dienen lediglich zu Veranschaulichungszwecken und werden nicht für eine beschränkte Interpretation verwendet, schließen keine Äquivalente der dargestellten und hierin angegebenen Merkmale aus, und es sollte anerkannt werden, dass die vorliegende Erfindung verschiedene Modifikationen innerhalb des beanspruchten Umfangs der vorliegenden Erfindung erlaubt.
  • Beschreibung der Symbole
    • 1
    Außenmaterial (Verpackungsmaterial)
    10
    Energiespeichervorrichtungshauptkörper
    2
    Schalenelement (Verpackungsmaterial, Außenmaterial, Verpackungsbehälter)
    3
    Abdeckelement (Verpackungsmaterial, Außenmaterial)
    50
    matte Überzugsschicht
    51
    Substratschicht
    52
    Metallfolienschicht
    53
    Siegelschicht
    61
    erste Klebeschicht (gefärbte Klebeschicht)
    63
    chemischer Umwandlungsbeschichtungsfilm
    MD
    Maschinenrichtung
    TD
    Querrichtung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2011/016506 [0005]
    • JP 2011054563 [0005]
    • JP 2011096552 [0005]
    • JP 202265615 [0175]
    • JP 202336561 [0175]

Claims (10)

  1. Verpackungsmaterial, umfassend: eine Substratschicht aus einem wärmebeständigen Harz, eine Metallfolienschicht, die auf einer Innenseite der Substratschicht laminiert ist, eine Siegelschicht aus einem thermoplastischen Harz, wobei die Siegelschicht auf einer Innenseite der Metallfolienschicht laminiert ist, und eine gefärbte Klebeschicht, die sich zwischen der Metallfolienschicht und der Substratschicht befindet, wobei die Substratschicht eine Heißwasser-Schrumpfung sowohl in Maschinenrichtung (MD) als auch in Querrichtung (TD) senkrecht zur Maschinenrichtung von 2,0 % bis 5,0 % aufweist, wobei die Substratschicht eine Differenz zwischen der Heißwasser-Schrumpfung in Maschinenrichtung (MD) und der Heißwasser-Schrumpfung in Querrichtung (TD) von 1,5 % oder weniger aufweist, wobei die Substratschicht sowohl einen Elastizitätsmodul in Maschinenrichtung (MD) als auch einen Elastizitätsmodul in Querrichtung (TD) von 1,5 GPa bis 3 GPa aufweist, wobei die gefärbte Klebeschicht aus einer gefärbten Klebezusammensetzung zusammengesetzt ist, die ein Farbpigment und einen Klebestoff enthält, wobei die gefärbte Klebeschicht aus 5 g/m2 bis 10 g/m2 der gefärbten Klebezusammensetzung zusammengesetzt ist und wobei die gefärbte Klebeschicht 0,25 g/m2 bis 0,49 g/m2 des Farbpigments enthält.
  2. Verpackungsmaterial nach Anspruch 1, wobei die gefärbte Klebeschicht ein härtendes Zweikomponenten-Polyesterurethanharz enthält, das aus einem Polyesterharz als ein Hauptmittel und einer polyfunktionellen Isocyanatverbindung als ein Härtungsmittel zusammengesetzt ist, wobei das Polyesterharz als das Hauptmittel ein zahlengemitteltes Molekulargewicht (Mn) von 8.000 bis 25.000, ein gewichtsgemitteltes Molekulargewicht (Mw) von 15.000 bis 50.000 und Verhältnis davon (Mw/Mn) von 1,3 bis 2,5 aufweist, wobei die polyfunktionelle Isocyanatverbindung als das Härtungsmittel 50 mol-% oder mehr aromatisches Isocyanat enthält und wobei die Substratschicht durch eine Polyamidfolie mit einem zahlengemittelten Molekulargewicht von 15.000 bis 30.000 gebildet ist.
  3. Verpackungsmaterial nach Anspruch 2, wobei in dem härtenden Zweikomponenten-Polyesterurethanharz das Polyesterharz als das Hauptmittel aus einer Dicarbonsäure und einem Dialkohol als Ausgangsmaterialien hergestellt ist und wobei die Dicarbonsäure eine aliphatische Dicarbonsäure, deren Methylenanzahl der Methylenkette eine gerade Anzahl ist, und eine aromatische Dicarbonsäure einschließt und der Gehaltsanteil der aromatischen Carbonsäure, bezogen auf die Gesamtmenge der aliphatischen Dicarbonsäure und der aromatischen Dicarbonsäure, 40 mol-% bis 80 mol-% beträgt.
  4. Verpackungsmaterial nach Anspruch 2 oder 3, wobei eine gehärtete Folie aus dem härtenden Zweikomponenten-Polyesterurethanharz einen Youngschen Modul mittels eines Zugversuchs gemäß JIS K7162 von 70 MPa bis 400 MPa aufweist.
  5. Verpackungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Metallfolienschicht einen chemischen Umwandlungsbeschichtungsfilm auf mindestens einer Oberfläche davon aufweist.
  6. Verpackungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner umfassend: eine matte Überzugsschicht, die sich auf einer Außenoberfläche der Substratschicht befindet.
  7. Verpackungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Substratschicht mindestens eine von einer Bruchfestigkeit in Maschinenrichtung (MD) und einer Bruchfestigkeit in Querrichtung (TD) von 320 MPa oder mehr aufweist.
  8. Verpackungsbehälter, umfassend: das Verpackungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Verpackungsmaterial einen geformten Abschnitt einschließt, der durch Tiefzehen oder Streckformen gebildet ist.
  9. Energiespeichervorrichtungsverpackungsmaterial, das aus dem Verpackungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3 gebildet ist.
  10. Energiespeichervorrichtung, umfassend: einen Energiespeichervorrichtungshauptkörper und das Verpackungsmaterial nach Anspruch 9, wobei der Energiespeichervorrichtungshauptkörper mit dem Verpackungsmaterial verpackt ist.
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