JP2005297448A - 積層体 - Google Patents
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Abstract
【課題】 本発明は、電池外装用積層体として十分に満足できる性能を備え、電池外装用積層体の薄層化を可能にした積層体を提供することを課題とする。
【解決手段】 本発明の積層体は、アルミニウム箔の一方面に表面層を形成してなる積層体であって、該表面層がポリアミドイミド系樹脂を少なくとも80重量%程度含有する樹脂から構成されている。前記ポリアミドイミド系樹脂は、好ましくは樹脂濃度0.5g/dlのN−メチル−2−ピロリドン溶液について測定した対数粘度(30℃)が0.4〜1.2dl/g程度の範囲にあるポリアミドイミド樹脂である。また、表面層を構成する樹脂は、ポリアミドイミド系樹脂と共にフッ素樹脂を含有する。
【選択図】 図1
【解決手段】 本発明の積層体は、アルミニウム箔の一方面に表面層を形成してなる積層体であって、該表面層がポリアミドイミド系樹脂を少なくとも80重量%程度含有する樹脂から構成されている。前記ポリアミドイミド系樹脂は、好ましくは樹脂濃度0.5g/dlのN−メチル−2−ピロリドン溶液について測定した対数粘度(30℃)が0.4〜1.2dl/g程度の範囲にあるポリアミドイミド樹脂である。また、表面層を構成する樹脂は、ポリアミドイミド系樹脂と共にフッ素樹脂を含有する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、積層体、更に詳しくは、電池の外装等に好適に使用される積層体に関する。
リチウムイオン二次電池は、例えば、各種の電子機器及び電子部品、特に携帯電話、ノート型パソコン、ビデオカメラ、衛星、電気自動車等の分野に広く用いられている。
リチウムイオン二次電池の構成は、正極集電材(アルミニウム、ニッケル)/正極活性物質層(金属酸化物、カーボンブラック、金属硫化物、電解液、ポリアクリロニトリル等の高分子正極材料)/電解質(プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、炭酸ジメチル、エチレンメチルカーボネート等のカーボネート系電解液、リチウム塩からなる無機固体電解質、ゲル電解質)/負極活性物質層(リチウム金属、合金、カーボン、電解液、ポリアクリロニトリル等の高分子負極材料)/負極集電材(銅、ニッケル、ステンレス)からなるリチウム電池本体及びそれらを包装する外装体等からなる。
リチウムイオン二次電池の外装体には、従来から、金属板、金属箔等をプレス成形し、円柱状、直方体状等の形状に加工した金属製の缶が、生産性、品質の安定性等の観点から一般的に用いられている。
しかしながら、二次電池の外装体に金属製の缶を用いた場合には、電池自体の形状及びデザインにおいて制約が多い上に、金属製の缶からなる電池を搭載する電子機器、電子部品内の該電池収納部の形状及びデザインにも制約が課せられる。そのために、電子機器及び電子部品自体の形状が所望の形状にできないという問題があり、電子機器及び電子部品の更なる小型化及び軽量化の障害となっていた。
そこで、電子機器及び電子部品自体の形状を所望する形状にすることができ、更なる小型化及び軽量化を図るために、電子機器及び電子部品の形状に合致した形状に容易に加工し得る柔軟性を有する電池外装用積層体の開発が要望されている。
例えば、リチウム電池の外装用積層体としては、上記要望の他に、防湿性、密封性、耐突刺し性、絶縁性、耐熱・耐寒性、耐電解質性(耐電解液性)、耐腐蝕性(電解質の劣化や加水分解により発生するフッ酸に対する耐性)等の諸性能に優れていることが要求されている。
上記要望、要求と共に、加工性、経済性等の観点から、(1) 耐突刺し性、耐熱性、成形性、あるいは、外部との通電を阻止するための表面層、(2) 防湿性を確保するためのアルミニウム等の金属箔からなるバリアー層及び(3) 密封性を確保するための熱接着性を有するオレフィン系樹脂からなる内層から構成された電池外装用積層体が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1記載の積層体は、表面層/バリア層/内層又は表面層/バリア層/中間層/内層からなる積層体であって、表面層を構成する樹脂が延伸ポリエステルフィルム又は延伸ナイロンフィルムからなるものである。
特許文献1記載の積層体は、電池外装用積層体として十分に満足できる性能を備えているが、電池の更なる小型化及び軽量化を図るために、電池外装用積層体のより一層の薄層化が望まれているのが現状である。
特開2001−93482号公報
本発明は、電池外装用積層体として十分に満足できる性能を備え、電池外装用積層体の薄層化を可能にした積層体を提供することを課題とする。
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、表面層を構成する樹脂として特定の樹脂を用いることにより、電池外装用積層体として十分に満足できる性能を備え、薄層化が可能な積層体が得られることを見い出した。本発明は、斯かる知見に基づき完成されたものである。
1.本発明は、アルミニウム箔の一方面に表面層を形成してなる積層体であって、該表面層がポリアミドイミド系樹脂を少なくとも80重量%程度含有する樹脂組成物から構成されている積層体を提供する。
2.本発明は、前記表面層が、ポリアミドイミド系樹脂から構成されている上記1に記載の積層体を提供する。
3.本発明は、前記ポリアミドイミド系樹脂は、該樹脂濃度0.5g/dlのN−メチル−2−ピロリドン溶液について測定した対数粘度(30℃)が0.4〜1.2dl/g程度の範囲にあるポリアミドイミド樹脂である上記1又は2に記載の積層体を提供する。
4.本発明は、前記樹脂組成物は、ポリアミドイミド系樹脂と共にフッ素樹脂を含有する上記1〜3のいずれかに記載の積層体を提供する。
5.本発明は、前記フッ素樹脂が、樹脂組成物中に0.01〜10重量%程度含有されている上記4に記載の積層体を提供する。
6.本発明は、前記表面層が1〜10μm程度の厚さである上記1〜5のいずれか記載の積層体を提供する。
7.本発明は、前記アルミニウム箔が軟質アルミニウム箔である上記1〜6のいずれかに記載の積層体を提供する。
8.本発明は、前記アルミニウム箔の厚さが15〜100μm程度である上記1〜7のいずれかに記載の積層体を提供する。
9.本発明は、前記アルミニウム箔の他方面に化成処理層が形成されている上記1〜8のいずれかに記載の積層体を提供する。
10.本発明は、前記アルミニウム箔の他方面にオレフィン系熱接着性樹脂からなる内層が形成されている上記1〜8のいずれかに記載の積層体を提供する。
11.本発明は、前記オレフィン系熱接着性樹脂が酸変性ポリオレフィン樹脂である上記10に記載の積層体を提供する。
12.本発明は、前記内層の厚さが10〜100μm程度である上記10又は11に記載の積層体を提供する。
13.本発明は、アルミニウム箔と内層との間に化成処理層が形成されている上記10〜12のいずかに記載の積層体を提供する。
14.本発明は、電池外装用積層体として使用する上記10〜13のいずれかに記載の積層体を提供する。
15.本発明は、上記10〜13のいずれかに記載の積層体から作製された容器本体と蓋体とからなる電池外装体を提供する。
16.本発明は、上記15に記載の電池外装体に電池本体を収容してなる電池を提供する。
17.本発明は、ポリアミドイミド系樹脂又は該樹脂を少なくとも80重量%程度含有する樹脂組成物からなる、上記1〜14のいずれかに記載の積層体の表面層形成用材料を提供する。
18.本発明は、前記材料が、ポリアミドイミド系樹脂からなる上記17に記載の材料を提供する。
19.本発明は、前記ポリアミドイミド系樹脂は、該樹脂濃度0.5g/dlのN−メチル−2−ピロリドン溶液について測定した対数粘度(30℃)が0.4〜1.2dl/g程度の範囲にあるポリアミドイミド樹脂である上記17又は18に記載の材料を提供する。
20.本発明は、前記材料は、ポリアミドイミド系樹脂と共にフッ素樹脂を含有する上記17〜19のいずれかに記載の材料を提供する。
21.本発明は、前記フッ素樹脂が、材料中に0.01〜10重量%程度含有されている上記20に記載の材料を提供する。
22.本発明は、上記17〜21のいずれかに記載の材料を含有する、積層体の表面層を形成するためのワニスを提供する。
1.本発明は、アルミニウム箔の一方面に表面層を形成してなる積層体であって、該表面層がポリアミドイミド系樹脂を少なくとも80重量%程度含有する樹脂組成物から構成されている積層体を提供する。
2.本発明は、前記表面層が、ポリアミドイミド系樹脂から構成されている上記1に記載の積層体を提供する。
3.本発明は、前記ポリアミドイミド系樹脂は、該樹脂濃度0.5g/dlのN−メチル−2−ピロリドン溶液について測定した対数粘度(30℃)が0.4〜1.2dl/g程度の範囲にあるポリアミドイミド樹脂である上記1又は2に記載の積層体を提供する。
4.本発明は、前記樹脂組成物は、ポリアミドイミド系樹脂と共にフッ素樹脂を含有する上記1〜3のいずれかに記載の積層体を提供する。
5.本発明は、前記フッ素樹脂が、樹脂組成物中に0.01〜10重量%程度含有されている上記4に記載の積層体を提供する。
6.本発明は、前記表面層が1〜10μm程度の厚さである上記1〜5のいずれか記載の積層体を提供する。
7.本発明は、前記アルミニウム箔が軟質アルミニウム箔である上記1〜6のいずれかに記載の積層体を提供する。
8.本発明は、前記アルミニウム箔の厚さが15〜100μm程度である上記1〜7のいずれかに記載の積層体を提供する。
9.本発明は、前記アルミニウム箔の他方面に化成処理層が形成されている上記1〜8のいずれかに記載の積層体を提供する。
10.本発明は、前記アルミニウム箔の他方面にオレフィン系熱接着性樹脂からなる内層が形成されている上記1〜8のいずれかに記載の積層体を提供する。
11.本発明は、前記オレフィン系熱接着性樹脂が酸変性ポリオレフィン樹脂である上記10に記載の積層体を提供する。
12.本発明は、前記内層の厚さが10〜100μm程度である上記10又は11に記載の積層体を提供する。
13.本発明は、アルミニウム箔と内層との間に化成処理層が形成されている上記10〜12のいずかに記載の積層体を提供する。
14.本発明は、電池外装用積層体として使用する上記10〜13のいずれかに記載の積層体を提供する。
15.本発明は、上記10〜13のいずれかに記載の積層体から作製された容器本体と蓋体とからなる電池外装体を提供する。
16.本発明は、上記15に記載の電池外装体に電池本体を収容してなる電池を提供する。
17.本発明は、ポリアミドイミド系樹脂又は該樹脂を少なくとも80重量%程度含有する樹脂組成物からなる、上記1〜14のいずれかに記載の積層体の表面層形成用材料を提供する。
18.本発明は、前記材料が、ポリアミドイミド系樹脂からなる上記17に記載の材料を提供する。
19.本発明は、前記ポリアミドイミド系樹脂は、該樹脂濃度0.5g/dlのN−メチル−2−ピロリドン溶液について測定した対数粘度(30℃)が0.4〜1.2dl/g程度の範囲にあるポリアミドイミド樹脂である上記17又は18に記載の材料を提供する。
20.本発明は、前記材料は、ポリアミドイミド系樹脂と共にフッ素樹脂を含有する上記17〜19のいずれかに記載の材料を提供する。
21.本発明は、前記フッ素樹脂が、材料中に0.01〜10重量%程度含有されている上記20に記載の材料を提供する。
22.本発明は、上記17〜21のいずれかに記載の材料を含有する、積層体の表面層を形成するためのワニスを提供する。
本発明の積層体を電池外装用積層体として用いる場合を例に挙げ、図面を引用しながら説明する。
図1は、本発明に係る電池外装用積層体の一実施態様を図解的に示す層構成図である。図2は、本発明に係る電池外装用積層体を用いたリチウム電池の包装形態の一実施態様を説明する図面である。図3は、本発明に係る電池外装用積層体を用いたリチウム電池の包装形態の他の一実施態様を説明する図面である。
これらの図面中、1は電池外装用積層体、10は表面層、20は化成処理層、30はアルミニウム箔、40は内層、S及びSSは周縁熱接着部、Tはリード電極、α及びβはリチウム電池の包装形態をそれぞれ示す。
図1に示す電池外装用積層体1は、アルミニウム箔30の一方面にポリアミドイミド樹脂からなる表面層10を設け、アルミニウム箔30の他方面に化成処理層20を設け、前記化成処理層20の面にオレフィン系熱接着性樹脂からなる内層40を設けたものである。
リチウム電池の包装形態
まず、前記電池外装用積層体1を用いたリチウム電池の包装形態について説明する。
リチウム電池の包装形態
まず、前記電池外装用積層体1を用いたリチウム電池の包装形態について説明する。
リチウム電池の包装形態としては、例えば、図2(b)に示すような袋タイプα、図3(b)に示すような成形タイプβ等が挙げられる。
図2(b)に示す袋タイプαは、前記電池外装用積層体1を製袋加工して周縁熱接着部Sで図2(a)に示すように袋状〔図2(a)上はピロータイプの包装袋であるが三方タイプ、四方タイプ等の包装袋であってもよい〕にして、リチウム電池本体の正極(図示せず)及び負極(図示せず)との各々に接続されたリード電極Tを外側に突出した状態で収納すると共に電解質を収納した後に開口部を熱接着してリード電極周縁熱接着部SSで密封したものである。
図3(b)に示す成形タイプβは、前記電池外装用積層体1を図3(a)に示すようにプレス成形して凹部を形成し、この凹部に前記リチウム電池本体の正極(図示せず)及び負極(図示せず)との各々に接続されたリード電極Tを外側に突出した状態で収納すると共に別途用意したシート状の前記電池外装用積層体1で前記凹部を被覆して三周縁を周縁熱接着部Sで熱接着し、その後に電解質を収納した後に開口部を熱接着してリード電極周縁熱接着部SSで密封したものである。
本発明の積層体は、特に成形タイプβに好適に用いることができる。
アルミニウム箔
アルミニウム箔30は、外部から電池内部に水蒸気ガス、酸素ガス等の気体が侵入するのを防止するためのガスバリア層として作用する。
アルミニウム箔30は、外部から電池内部に水蒸気ガス、酸素ガス等の気体が侵入するのを防止するためのガスバリア層として作用する。
アルミニウム箔の厚さとしては、特に制限されるものではないが、ガスバリア性の確保、加工時の加工適性等を考慮すると、通常15〜100μm程度、好ましくは20〜80μm程度である。
前記アルミニウム箔30は軟質アルミニウム箔であるのが好ましい。
表面層
表面層10は、表面層がポリアミドイミド系樹脂を少なくとも80重量%程度含有する樹脂組成物から構成されている。ポリアミドイミド系樹脂は、表面層を容易に塗膜形成することができ、薄膜で、且つ耐突刺し性、耐熱性、成形性、絶縁性等の諸性能に優れる利点がある。前記樹脂組成物は、ポリアミドイミド系樹脂のみからなっていてもよいし、該樹脂と共に他の成分を含有していてもよい。
表面層10は、表面層がポリアミドイミド系樹脂を少なくとも80重量%程度含有する樹脂組成物から構成されている。ポリアミドイミド系樹脂は、表面層を容易に塗膜形成することができ、薄膜で、且つ耐突刺し性、耐熱性、成形性、絶縁性等の諸性能に優れる利点がある。前記樹脂組成物は、ポリアミドイミド系樹脂のみからなっていてもよいし、該樹脂と共に他の成分を含有していてもよい。
ポリアミドイミド系樹脂としては、例えば、一般式(I)
で表される繰返し単位を有するポリアミドイミド系樹脂を挙げることができる。
ポリアミドイミド系樹脂は、より具体的には、上記一般式(I)で表される繰返し単位からなるポリアミドイミド樹脂、上記一般式(I)で表される繰返し単位と共に、下記一般式(II)及び/又は(III)で表される繰返し単位を有するポリアミドイミド樹脂等を挙げることができる。
上記において、一般式(I)及び(III)におけるイミド結合の一部は、その開環前駆体としてのアミド酸結合の状態で留まっている構造を有していてもよい。
Ar’で示される炭素6員環を1個又は2個以上含有する2価の芳香族基又は脂環式基としては、例えば、
Ar’’で示される炭素6員環を1個又は2個以上含有する4価の芳香族基としては、例えば、
Rは2価の芳香族基又は脂肪族基としては、例えば、
上記一般式(I)で表される繰返し単位からなるポリアミドイミド樹脂は、例えば、極性有機溶媒中、下記に示すような組み合わせの原料化合物を反応させることにより製造される。極性有機溶媒としては、例えば、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルスルホキシド、クレゾール等が挙げられる。
一般式(I)で表される繰返し単位を有するポリアミドイミド樹脂の製造の際に、原料の
より具体的には、(i)の酸クロリド法により一般式(I)で表される繰返し単位を有するポリアミドイミド樹脂を製造する場合、極性有機溶媒中、芳香族及び/又は脂肪族ジアミン或いはその誘導体と、トリメリット酸無水物のアシルクロリド誘導体とを反応させ、次いで生成するポリアミド酸(V)を閉環させればよい。原料の芳香族ジアミン及び/又は脂肪族ジアミンは、1種単独で又は2種以上混合して使用することができる。
繰返し単位(VI)と繰返し単位(VII)との割合は、任意であるが、繰返し単位(VI)が全体1モル中に0.6〜0.8モル存在しているのがより好ましい。
本発明の積層体が凹部の周辺にフランジ部を有する容器状に絞り成形が行われる場合、表面層を構成する好ましいポリアミドイミド樹脂は、前記繰返し単位(VI)と繰返し単位(VII)とを有する樹脂であって、該樹脂濃度0.5g/dlのN−メチル−2−ピロリドン溶液について測定した対数粘度(30℃)が0.4〜1.2dl/g程度(好ましくは0.75〜1.0dl/g程度)の範囲にあるポリアミドイミド樹脂である。
この対数粘度は、JIS K2283、K6933、Z8803、Z8809に準拠して測定するものとする。詳しくは、次の通りである。
ポリアミドイミド系樹脂0.25gをポリマーが吸水しないように天秤(正確さ0.1mg)で迅速に秤量する。秤量したポリマーを50mlのメスフラスコ(スリ合わせ栓のついたISO1042規格に適合するもの)に移し、N−メチル−2−ピロリドン溶液40mlを加え、その後フラスコに栓をし、振とうしてポリマーが溶解するまで撹拌する(この時溶液の温度を30℃以上に加熱溶解してはならない)。
溶解が完了後、30℃に温調しておいたN−メチル−2−ピロリドン溶媒を加えて50mlに定容することによって、樹脂濃度0.5g/dlのN−メチル−2−ピロリドン溶液を調製する。調製したポリマー溶液を、焼結ガラスフィルターを使って濾過し、ウベローデ粘度計に入れる。
ウベローデ粘度計を、30℃±0.05℃に制御した恒温槽に固定する。調製したポリマー溶液及び溶媒N−メチル−2−ピロリドンの流下時間を測定し、次式(A)で表される対数粘度を求める。
また、特開平58−91724号公報に記されているように、重合反応溶液に酸捕捉剤(例えば、トリエチルアミン等の第3級脂肪族アミン、ピリジン等の環状有機塩基、無機塩基等)を添加することにより、ポリアミドイミド樹脂の分子量を調節することもできる。
ポリアミドイミド樹脂は、ポリアミド酸を閉環することにより製造される。
ポリアミド酸は、例えば、次のようにして製造される。前記対数粘度0.75〜1.0dl/g程度のポリアミドイミド樹脂を製造する場合、例えば、極性有機溶媒中、芳香族及び/又は脂肪族ジアミン或いはその誘導体1モルに対して、トリメリット酸無水物のアシルクロリド誘導体1モルを重合反応させることにより、ポリアミド酸が製造される。
生成するポリアミド酸は、上記極性有機溶媒に容易に溶解する。そこで、ポリアミド酸溶液をポリアミド酸の貧溶媒(例えば、水、メタノール等、好ましくは水)中に添加し、前記貧溶媒中にポリアミド酸を沈殿させ、これを取り出すことができる。ポリアミド酸を水中に沈殿させる場合、ポリアミド酸溶液を1〜100倍容量の水に撹拌下に滴下するのが好ましい。
上記貧溶媒中にポリアミド酸溶液を滴下する際には、ポリアミド酸溶液の粘度が約10Pa・sになるように調節しておくのが好ましい。そのためには、重合反応の際の原料化合物(モノマー)濃度を通常5〜80重量%程度、好ましくは5〜40重量%程度に調整しておくのがよい。重合反応溶液に酸捕捉剤を添加する場合は、重合反応溶液の粘性が増加する傾向になるので、重合反応の際の原料化合物(モノマー)濃度を5〜30重量%程度に調整しておくのがよい。
上記で得られるポリアミド酸には、例えば、塩化水素等の反応副生成物が混入しているので、慣用の手段により、反応副生成物を取り除くことができる。例えば、沈殿したポリアミド酸を水(例えば、蒸留水)に浸漬し、撹拌することにより、反応副生成物を容易に除去することができる。
沈殿したポリアミド酸は、濾過、脱貧溶媒(脱水)等により、単離される。
このポリアミド酸は、常法により乾燥し、真空中又は窒素ガス等の不活性ガス雰囲気下もしくは空気存在雰囲気下に、150〜370℃で0.1〜100時間加熱することにより閉環し、ポリアミドイミド樹脂に変換される。
具体的には、空気存在雰囲気下では、例えば次のように行う。
脱水物(ポリアミド酸)を熱風乾燥機中、150℃で5時間乾燥後、200℃で2時間、次いで220℃で4時間乾燥することによって、前記対数粘度0.75〜1.0dl/gのポリアミドイミド粉末を得ることができる。
上記ポリアミドイミド樹脂は、該樹脂濃度0.5g/dlのN−メチル−2−ピロリドン溶液について測定した対数粘度(30℃)が0.4〜1.2dl/g程度の範囲にあるポリアミドイミド樹脂が好ましく、前記対数粘度(30℃)が0.75〜1.0dl/g程度の範囲にあるポリアミドイミド樹脂がより好ましい。
斯かるポリアミドイミド樹脂を用いると、塗布作業を容易に行うことができ、均一な塗膜を形成できる、形成される表面層に高度の引張強度、深絞り成形性等を付与できる等の利点がある。特に前記対数粘度(30℃)が0.75〜1.0dl/g程度の範囲にあるポリアミドイミド樹脂は、後述するワニス中のポリアミドイミド樹脂濃度が10〜20重量%程度であっても、重ね塗りを施すことなく、アルミニウム箔への塗布作業を容易に行うことができるので、工業的に有利である。
表面層を構成する樹脂組成物は、上記ポリアミドイミド系樹脂を少なくとも80重量%程度含有する。この樹脂組成物は、上記ポリアミドイミド系樹脂のみからなっていてもよい。
表面層を構成する樹脂組成物は、ポリアミドイミド系樹脂と共にフッ素樹脂を含有していてもよい。フッ素樹脂は、表面層の滑り性、耐薬品性等の向上に寄与する。
フッ素樹脂としては、塗膜コーティングに一般的に使用されているフッ素樹脂(例えば低分子量の四フッ化エチレン樹脂)を広く使用できる。より具体的には、ダイキン工業(株)製の「ルブロン」、「L5」、「L2」、「LD1」、「ポリフロン」、「D1」、「D2」及び「ND−2」、(株)喜多村製の「KTL500F」等を挙げることができる。
また、フッ素樹脂として、フッ素樹脂系の塗料やディスパージョン(例えば、三井デュポンフロロケミカル(株)製の”ワンコートエナメル塗料”の「954−100」、「959−202」、ダイキン工業(株)製のPTFEディスパージョンの”タフコートエナメル”「TC−7800」シリーズ等)等を使用することができる。
フッ素樹脂は、表面層を構成する樹脂組成物中に0.01〜10重量%程度含有しているのが好ましく、1〜5重量%程度含有しているのがより好ましい。
表面層を構成する樹脂組成物は、必要により他の添加剤を含有することができる。例えば、帯電防止性の向上を目的として帯電防止剤(例えば、第四級アンモニウム塩等)を、アルミニウム箔との密着性の向上を目的としてシラン系カップリング剤(例えば、東レ・ダウコーニングシリコーン(株)製の「SH6020」、「SZ6083」等)、チタン系カップリング剤(例えば、味の素ファインテクノ(株)製の「KR138S」、「KR9SA」等)等のカップリング剤を配合することができる。
また、上記樹脂組成物には、上記ポリアミドイミド系樹脂及びフッ素樹脂以外の高分子化合物を含有していてもよい。例えば、金属との接着性改善のために一般的に用いられているエポキシ系樹脂(例えば、ジャパンエポキシレジン(株)製の「エピコート152」、「エピコート154」等)、有機バインダー(例えば、ポリビニルアルコール等)等が、樹脂組成物に含まれていてもよい。
本発明において、これらの添加剤は、樹脂組成物中に、合計でも20重量%以下で、且つ上記ポリアミドイミド系樹脂が80重量%以上含有されるような量で含有せしめることができる。
ワニス
本発明の積層体表面層を形成するためのワニスは、上記ポリアミドイミド系樹脂、必要に応じて配合されるその他の添加剤及び溶媒を含む組成物である。
本発明の積層体表面層を形成するためのワニスは、上記ポリアミドイミド系樹脂、必要に応じて配合されるその他の添加剤及び溶媒を含む組成物である。
ポリアミドイミド系樹脂を溶解するための溶媒(溶剤)としては、例えば、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド、クレゾール等が挙げられる。
ワニスの塗布性を改善するために、上記溶媒と共に、例えば、乳酸アルキル、3−メチル−3−メトキシブタノール、テトラリン、エチレングリコールモノアルキルエーテル、ジエチレングリコールモノアルキルエーテル、エチレングリコールモノアルキルアセテート、エチレングリコールモノフェニルアセテート、トリエチレングリコールモノアルキルエーテル、プロピレングリコールモノアルキルエーテル、ジプロピレングリコールモノアルキルエーテル、マロン酸ジアルキル等の溶媒を混合して用いることができる。
ワニス中のポリアミドイミド系樹脂濃度は、0.1〜40重量%程度が好ましい。本発明のワニスをアルミニウム箔に塗布するに際して、膜厚調整のために該ワニスを予め適当な溶剤に希釈する場合があるが、ワニスを溶剤に良好に希釈するためには、ワニス中のポリアミドイミド系樹脂濃度が20重量%程度以下であるのが望ましい。
対数粘度0.75〜1dl/gのポリアミドイミド系樹脂の場合、ワニス中のポリアミドイミド系樹脂濃度は10〜15重量%程度が好ましい。
本発明のワニスには、塗布性向上のために界面活性剤を配合することができる。
本発明ワニスは、通常、均一な溶液の形態で使用されるが、添加剤の種類によっては、分散液の形態で使用される。
表面層の形成
前記表面層10の塗膜を形成させるに当たっては、例えば、前記ワニスをロールコート法、グラビアコート法、スピンナー法、ディッピング法、滴下法等の周知の塗布方法で前記アルミニウム箔30に塗布し、乾燥すればよい。
前記表面層10の塗膜を形成させるに当たっては、例えば、前記ワニスをロールコート法、グラビアコート法、スピンナー法、ディッピング法、滴下法等の周知の塗布方法で前記アルミニウム箔30に塗布し、乾燥すればよい。
乾燥は、前記アルミニウム箔30の表面温度が100〜150℃以上に到達する条件で行えばよく、斯くして塗膜が形成される。
その後、塗膜を200〜300℃で後加熱することにより、塗膜をより強固にすることができ、より優れた深絞り成形性(プレス成形性)を備えたアルミニウム箔積層体とすることができる。
塗膜の膜厚としては、プレス成形適性、経済性等を考慮すると、通常1〜10μm程度、好ましくは2〜6μm程度である。
化成処理層
化成処理層20は、前記アルミニウム箔30と前記内層50とを強固に接着させてプレス成形時のデラミネーションを防止すると共に、前記アルミニウム箔30の前記内層50側の面を電解液、あるいは、電解液の加水分解により発生するフッ酸から保護するために設けるものである。
化成処理層20は、前記アルミニウム箔30と前記内層50とを強固に接着させてプレス成形時のデラミネーションを防止すると共に、前記アルミニウム箔30の前記内層50側の面を電解液、あるいは、電解液の加水分解により発生するフッ酸から保護するために設けるものである。
化成処理層を設けると、最も少ない層構成で、耐電解液性、耐腐食性等を備えることができ、経済的に有利である。
前記化成処理層20は、公知の化成処理により前記アルミニウム箔30面に形成される。
化成処理としては、例えば、クロム酸クロメート処理、リン酸クロメート処理、塗布型クロメート処理等のクロム系化成処理、ジルコニウム、チタン、リン酸亜鉛等の非クロム系(塗布型)化成処理等が挙げられる。
上記化成処理の中では、連続処理が可能であると共に水洗工程が不要で処理コストを安価にすることができるという点から塗布型化成処理が好ましい。
塗布型化成処理は、例えば、フェノール、ポリアクリル酸等の水溶性高分子化合物、3価クロム化合物、フッ化物及びリン酸からなるクロム系水性処理液、あるいは、フェノール、ポリアクリル酸等の水溶性高分子化合物及びジルコニウム塩からなる非クロム系水性処理液を、ロールコート法、グラビアコート法等の周知の塗布法によりアルミニウム箔面に塗布し、乾燥を行う処理である。
前記乾燥は、前記アルミニウム箔30の表面温度が170〜200℃以上に到達する条件で行えばよく、斯くして塗膜が形成される。
前記塗布型化成処理の前に、予めアルミニウム箔の前記塗布型化成処理を施す面に、例えば、アルカリ浸漬法、電解洗浄法、酸洗浄法、電解酸洗浄法、酸活性化法等の周知の脱脂処理法で処理を施しておく方が、前記塗布型化成処理の機能を最大限に発現させると共に、長期間維持することができる点から好ましい。
なお、前記脱脂処理は、前記アルミニウム箔30の前記表面層10を設ける面に施してもよい。
化成処理層の厚さは、通常0.001〜0.01μm程度である。
内層
内層40は、単層であっても複層であってもよいものであるが、入手し易さ及びコストを考慮すると、オレフィン系熱接着性樹脂が好ましい。
内層40は、単層であっても複層であってもよいものであるが、入手し易さ及びコストを考慮すると、オレフィン系熱接着性樹脂が好ましい。
オレフィン系熱接着性樹脂としては、公知のものを広く使用でき、例えば、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、エチレン−α−オレフィン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体等を挙げることができる。
電池外装用積層体1として用いる場合、前記内層40の表出層(電解液側に位置する最も内側の層)を構成する樹脂としては、図2、図3で説明したリード電極Tと良好に接着してリチウム電池の密封性を確保する観点から、酸変性オレフィン樹脂を用いることができる。
酸変性オレフィン樹脂としては、例えば、不飽和カルボン酸でグラフト変性したオレフィン樹脂、エチレン、プロピレン等のオレフィンとアクリル酸又はメタクリル酸との共重合体、金属架橋オレフィン樹脂等が挙げられる。これらの中でも、耐熱性の観点から、不飽和カルボン酸でグラフト変性したオレフィン樹脂が好ましい。
電池外装用積層体1として用いる場合にあっても、前記内層40とリード電極Tとの間に上記した酸変性オレフィン樹脂からなるリボン状のシートを用いてリード電極周縁熱接着部SS(図2、3参照)を形成する方法を採用する場合、又は、電池外装用積層体1として用いない場合には、前記内層40は金属との接着性を有さないポリオレフィンであってもよい。
前記内層40と前記化成処理層20との間には、図示はしないが単層ないし複層からなる合成樹脂層が形成されていてもよい。
前記合成樹脂層を構成する樹脂としては、公知のポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、フッ素系樹脂、ポリオレフィン系樹脂等を挙げることができる。なお、この合成樹脂層は、合成樹脂層を構成する樹脂を未延伸又は一軸ないし二軸延伸してシート化したものをドライラミネーション法、サンドイッチラミネーション法等の周知の積層法に従い形成してもよいし、Tダイ押出機を用いてこれらの樹脂を押出し形成してもよい。
内層40の形成方法を具体的に示すと、例えば、以下の方法を挙げることができる。
1) アルミニウム箔30の化成処理層20を形成した面に酸変性ポリプロピレン/ポリプロピレンを上記酸変性ポリプロピレンが上記樹脂膜層に接するように共押出しして内層を積層する。
2) アルミニウム箔30の化成処理層20を形成した面に酸変性ポリプロピレン溶液を塗布、乾燥した後に未延伸ポリプロピレンフィルムを熱ラミネートして積層する。
3) アルミニウム箔30の化成処理層20を形成した面と未延伸ポリプロピレンフィルムとの間に酸変性ポリプロピレンを押出して、サンドラミネートして積層する。
4) アルミニウム箔30の化成処理層20を形成した面とコロナ放電処理した未延伸ポリプロピレンフィルムとをドライラミネート用接着剤で接着し、積層する。
1) アルミニウム箔30の化成処理層20を形成した面に酸変性ポリプロピレン/ポリプロピレンを上記酸変性ポリプロピレンが上記樹脂膜層に接するように共押出しして内層を積層する。
2) アルミニウム箔30の化成処理層20を形成した面に酸変性ポリプロピレン溶液を塗布、乾燥した後に未延伸ポリプロピレンフィルムを熱ラミネートして積層する。
3) アルミニウム箔30の化成処理層20を形成した面と未延伸ポリプロピレンフィルムとの間に酸変性ポリプロピレンを押出して、サンドラミネートして積層する。
4) アルミニウム箔30の化成処理層20を形成した面とコロナ放電処理した未延伸ポリプロピレンフィルムとをドライラミネート用接着剤で接着し、積層する。
前記内層40を構成する熱接着性樹脂層は、電池に設けられる図2、図3で説明したリード電極Tを隙間ができないように密封し、固定するために用いられる。その厚さとしては、ピンホール発生防止、電解液に対する耐性、経済性等の観点から、通常10〜100μm程度、好ましくは20〜80μm程度である。
また、前記電池外装用積層体1を成形タイプβ(図3参照)とする場合にあっては、プレス成形時に金型に対して前記電池外装用積層体1が部分的に密着するのを防止して厚みムラ(厚みバラツキ)のない均一なプレス成形品を得る目的(プレス成形時の成形性を向上させる目的)で、例えば、前記表面層10の表面ないし前記内層40の表出面に流動パラフィン等の炭化水素系、ステアリン酸、エルカ酸等の脂肪酸系、ステアリルアミド、エルカ酸アマイド等の脂肪酸アミド系、金属石鹸、天然ワックス、シリコーン等の滑剤を適当な溶媒で溶液化する等の塗布可能な状態にして、例えば、グラビアコート法、ロールコート法、あるいは、パターン状に形成する場合にはグラビア印刷法等の周知の塗布法で滑剤層を形成してもよい。
積層体の用途
本発明の積層体は、上記で述べたように、電池外装用積層体として好適に使用される。
本発明の積層体は、上記で述べたように、電池外装用積層体として好適に使用される。
本発明の積層体は、腐食性等の強い内容物に対して耐性を有すると共に、遮光性、防湿性、ガスバリアー性、保香性に優れ、また、耐突刺し性、耐熱性、成形性、あるいは、絶縁性等に優れることから、このような諸物性が要求される飲料用、食品用、医薬品用、電子部品用等の包装材あるいは容器としても使用される。
本発明の積層体は、腐食性等の強い内容物に対して耐性を有すると共に、耐突刺し性、耐熱性、成形性、絶縁性等の諸性能に優れている。
本発明によれば、上記諸性能のレベルを同等又はそれ以上に維持しながら、積層体の総膜厚を薄くすることができる。
従って、本発明によれば、電池外装用積層体として十分に満足できる性能を備え、電池外装用積層体の薄層化を可能にした積層体を提供できる。
このために、本発明積層体は、例えば、電池外装用積層体として、特に成形タイプの電池外装用積層体として好適に使用される。
本発明の積層体は、総膜厚が薄くなるために、小型化及び軽量化が可能になり、該積層体を使用すれば、体積及び重量エネルギー密度の高い電池を得ることができる。
以下に参考例、実施例及び試験例を掲げて、本発明をより一層明らかにする。
参考例1
ポリアミドイミド樹脂の製造
攪拌機、温度計及び窒素ガス導入管を備えた内容積2リットルのガラス製セパラブルフラスコに、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(DDE)98.3g及びm−フェニレンジアミン(MPDA)22.7gを仕込み、これに無水N,N−ジメチルアセトアミド溶液(DMAc)630gを加え、撹拌して均一溶液とした。
ポリアミドイミド樹脂の製造
攪拌機、温度計及び窒素ガス導入管を備えた内容積2リットルのガラス製セパラブルフラスコに、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(DDE)98.3g及びm−フェニレンジアミン(MPDA)22.7gを仕込み、これに無水N,N−ジメチルアセトアミド溶液(DMAc)630gを加え、撹拌して均一溶液とした。
この溶液をドライアイス/アセトン液を用いて5℃に冷却し、トリメリット酸クロリド(TMAC)135g及びトリメリット酸無水物(TMA)12.9gを、重合系の温度を20℃以下に保持できるような速度で少量ずつ分割添加した。添加後、そのまま2時間撹拌した。
次いで、重合反応液を高速撹拌下の蒸留水中に徐々に投入して重合体(ポリアミド酸)を粉末状に析出させた。得られるスラリーを濾過し、次いで沈殿物を遠心脱水機にかけて脱水した。
脱水した重合体粉末約800gを10リットルのステンレス製バケツに入れ、これに蒸留水3300gを注ぎ、2枚羽根の撹拌羽根を取り付けたスリーワンモーター攪拌機で撹拌することにより、重合体粉末を洗浄した。
得られるスラリーを遠心分離器にかけて脱水した。脱水物を熱風乾燥機中、150℃で5時間乾燥後、200℃で2時間、次いで220℃で4時間乾燥して、ポリアミドイミド樹脂の粉末230gを得た。
得られたポリアミドイミド系樹脂の対数粘度を次のようにして測定した。
ポリアミドイミド系樹脂0.25gをポリマーが吸水しないように天秤(正確さ0.1mg)で迅速に秤量した。秤量したポリマーを50mlのメスフラスコ(スリ合わせ栓のついたISO1042規格に適合するもの)に移し、N−メチル−2−ピロリドン溶液40mlを加え、その後フラスコに栓をし、振とうしてポリマーが溶解するまで撹拌した。
溶解が完了後、30℃に温調しておいたN−メチル−2−ピロリドン溶媒を加えて50mlに定容することによって、樹脂濃度0.5g/dlのN−メチル−2−ピロリドン溶液を調製した。調製したポリマー溶液を、焼結ガラスフィルターを使って濾過し、ウベローデ粘度計に入れた。
ウベローデ粘度計を、30℃±0.05℃に制御した恒温槽に固定した。調製したポリマー溶液及び溶媒N−メチル−2−ピロリドンの流下時間を測定し、上記式(A)を用いて対数粘度を求めた。
得られたポリアミドイミド系樹脂の対数粘度は、0.50dl/gであった。
得られたポリアミドイミド樹脂を、以下「PAI−1」という。
参考例2
ポリアミドイミド樹脂の製造
攪拌機、温度計及び窒素ガス導入管を備えた内容積5リットルのガラス製セパラブルフラスコに、DDE98.3g及びMPDA22.3gを仕込み、これに無水DMAc2400gを加え、撹拌して均一溶液とした。
ポリアミドイミド樹脂の製造
攪拌機、温度計及び窒素ガス導入管を備えた内容積5リットルのガラス製セパラブルフラスコに、DDE98.3g及びMPDA22.3gを仕込み、これに無水DMAc2400gを加え、撹拌して均一溶液とした。
この溶液をドライアイス/アセトン液を用いて5℃に冷却し、TMAC147.6gを、重合系の温度を20℃以下に保持できるような速度で少量ずつ分割添加した。添加後、そのまま2時間撹拌した。
次いで、重合反応液を高速撹拌下の蒸留水中に徐々に投入して重合体(ポリアミド酸)を粉末状に析出させた。得られるスラリーを濾過し、沈殿物を遠心脱水機にかけて脱水した。
脱水した重合体粉末約800gを10リットルのステンレス製バケツに入れ、これに蒸留水3300gを注ぎ、2枚羽根の撹拌羽根を取り付けたスリーワンモーター攪拌機で撹拌することにより、重合体粉末を洗浄した。
得られるスラリーを遠心分離器にかけて脱水した。脱水物を熱風乾燥機中、150℃で5時間乾燥後、200℃で2時間、次いで220℃で4時間乾燥して、ポリアミドイミド樹脂の粉末220gを得た。
得られたポリアミドイミド樹脂の対数粘度を参考例1と同様にして測定したところ、0.80dl/gであった。
得られたポリアミドイミド樹脂を、以下「PAI−2」という。
参考例3
ポリアミドイミド樹脂の製造
攪拌機、温度計及び窒素ガス導入管を備えた内容積5リットルのガラス製セパラブルフラスコに、DDE98.3g及びMPDA22.3gを仕込み、これに無水DMAc2400gを加え、撹拌して均一溶液とした。
ポリアミドイミド樹脂の製造
攪拌機、温度計及び窒素ガス導入管を備えた内容積5リットルのガラス製セパラブルフラスコに、DDE98.3g及びMPDA22.3gを仕込み、これに無水DMAc2400gを加え、撹拌して均一溶液とした。
この溶液をドライアイス/アセトン液を用いて5℃に冷却し、TMAC147.6gを、重合系の温度を20℃以下に保持できるような速度で少量ずつ分割添加した。TMACの添加終了後、重合反応により副生する塩酸を捕捉するためにトリエチルアミン(TEA)を85.7g添加した。添加後、そのまま2時間撹拌した。
次いで、重合反応液を高速撹拌下の蒸留水中に徐々に投入して重合体(ポリアミド酸)を粉末状に析出させた。得られるスラリーを濾過し、沈殿物を遠心脱水機にかけて脱水した。
脱水した重合体粉末約800gを10リットルのステンレス製バケツに入れ、これに蒸留水3300gを注ぎ、2枚羽根の撹拌羽根を取り付けたスリーワンモーター攪拌機で撹拌することにより、重合体粉末を洗浄した。
得られるスラリーを遠心分離器にかけて脱水した。続いて、脱水した重合体粉末約800gを、再度、10リットルのステンレス製バケツに入れ、これに蒸留水3300gを注ぎ、2枚羽根の撹拌羽根を取り付けたスリーワンモーター攪拌機で撹拌した。
脱水物を熱風乾燥機中、150℃で5時間乾燥後、200℃で2時間、次いで220℃で4時間乾燥して、ポリアミドイミド樹脂の粉末220gを得た。
得られたポリアミドイミド樹脂の対数粘度を参考例1と同様にして測定したところ、0.90dl/gであった。
得られたポリアミドイミド樹脂を、以下「PAI−3」という。
実施例1
フェノール樹脂、フッ化クロム(三価)化合物、リン酸の3成分からなる化成処理液を用い、アルミニウム箔(8079材、厚さ40μm)の両面を化成処理して化成処理層を形成した。
フェノール樹脂、フッ化クロム(三価)化合物、リン酸の3成分からなる化成処理液を用い、アルミニウム箔(8079材、厚さ40μm)の両面を化成処理して化成処理層を形成した。
そのアルミニウム箔の一方の面に、グラビアコーターを用いて下記表1に示すポリアミドイミド(以下、「PAI」という)系樹脂溶液Aを塗布し、乾燥し、260℃で24時間加熱して5μm厚さの表面層を形成した。
前記アルミニウム箔の他方の面に酸変性ポリプロピレンを10〜15μm厚さとなるようにTダイ押出機で加熱溶融押出し、30μm厚さの未延伸ポリプロピレンシートを積層した中間材を製造した。
次に、前記中間材の両面に、グラビアコーターを用いてエルカ酸アマイド溶液を塗布し、乾燥させて滑剤層を形成した本発明の積層体を製造した。
実施例2
260℃で48時間加熱して表面層を形成する以外は、実施例1と同様にして本発明の積層体を製造した。
260℃で48時間加熱して表面層を形成する以外は、実施例1と同様にして本発明の積層体を製造した。
実施例3
表1に示すPAI系樹脂溶液Bを用いて3μm厚さの表面層を形成する以外は、実施例1と同様にして本発明の積層体を製造した。
表1に示すPAI系樹脂溶液Bを用いて3μm厚さの表面層を形成する以外は、実施例1と同様にして本発明の積層体を製造した。
実施例4
260℃で48時間加熱して表面層を形成する以外は、実施例3と同様にして本発明の積層体を製造した。
260℃で48時間加熱して表面層を形成する以外は、実施例3と同様にして本発明の積層体を製造した。
実施例5
表1に示すPAI系樹脂溶液Cを用いる以外は、実施例1と同様にして本発明の積層体を製造した。
表1に示すPAI系樹脂溶液Cを用いる以外は、実施例1と同様にして本発明の積層体を製造した。
実施例6
260℃で48時間加熱して表面層を形成する以外は、実施例5と同様にして本発明の積層体を製造した。
260℃で48時間加熱して表面層を形成する以外は、実施例5と同様にして本発明の積層体を製造した。
比較例1
実施例1と同様にしてアルミニウム箔(8079材、厚さ40μm)の両面を化成処理して化成処理層を形成した。
実施例1と同様にしてアルミニウム箔(8079材、厚さ40μm)の両面を化成処理して化成処理層を形成した。
そのアルミニウム箔の一方の面に、グラビアコーターを用いてエポキシ樹脂をコーティングし、180℃の温度で熱硬化させることにより、10μm厚さのエポキシ樹脂硬化膜を形成した。
以下、実施例1と同様にして、前記アルミニウム箔の他方の面に酸変性ポリプロピレン及び未延伸ポリプロピレンシートを積層して中間材を製造し、得られた中間材の両面にエルカ酸アマイド溶液を塗布して滑剤層を形成し、比較のための積層体を製造した。
実施例7
アルミニウム箔(8079材、厚さ40μm)の両面に、実施例1と同様にして化成処理層を形成した。
アルミニウム箔(8079材、厚さ40μm)の両面に、実施例1と同様にして化成処理層を形成した。
そのアルミニウム箔の一方の面に、バーコーター(東洋精機(株)製”ガードナーワイヤーコーター”「No.2422」)を用いて、前記表1に示すPAI樹脂溶液Aを塗布し、乾燥し、260℃で24時間加熱して、約5μm厚さの表面層を形成し、ポリアミドイミド樹脂組成物と化成処理されたアルミニウム箔からなる本発明の積層体を製造した。
実施例8
PAI樹脂溶液A 100gに、ダイキン工業(株)製のPTFE樹脂組成物”タフコートエナメル”「TC7808GY」4.5gを加えて激しく撹拌し、PAI樹脂溶液AF1を調製した。
PAI樹脂溶液A 100gに、ダイキン工業(株)製のPTFE樹脂組成物”タフコートエナメル”「TC7808GY」4.5gを加えて激しく撹拌し、PAI樹脂溶液AF1を調製した。
”タフコートエナメル”「TC7808GY」の組成は、PTFE及び有機バインダーが10〜20wt%、着色剤が1〜13wt%、その他は有機溶媒である。
PAI樹脂溶液AF1は、表面層を形成する固形分として、PTFE樹脂と有機バインダー樹脂を約3(〜6)wt%、ポリアミドイミド樹脂を91〜97wt%含有する。
PAI樹脂溶液AF1を用い、実施例7と同様にして、本発明の積層体を製造した。
実施例9
PAI樹脂溶液A 100gに、三井デュポンフロロケミカル(株)製のPTFE樹脂組成物”ワンコートエナメル”「954−100」2.3gを加えて激しく撹拌し、PAI樹脂溶液AF2を調製した。
PAI樹脂溶液A 100gに、三井デュポンフロロケミカル(株)製のPTFE樹脂組成物”ワンコートエナメル”「954−100」2.3gを加えて激しく撹拌し、PAI樹脂溶液AF2を調製した。
”ワンコートエナメル”「954−100」の組成は、PTFEが20〜30wt%、エポキシ樹脂及び有機バインダーが15〜30wt%、その他は有機溶媒である。
PAI樹脂溶液AF2は、表面層を形成する固形分として、PTFE樹脂を約3(〜4)wt%、ポリアミドイミド樹脂を92〜95wt%含有する。
PAI樹脂溶液AF2を用い、実施例7と同様にして、本発明の積層体を製造した。
実施例10
PAI樹脂溶液A 100gに、三井デュポンフロロケミカル(株)製のPTFE樹脂組成物”ワンコートエナメル”「959−202」4.5gを加えて激しく撹拌し、PAI樹脂溶液AF3を調製した。
PAI樹脂溶液A 100gに、三井デュポンフロロケミカル(株)製のPTFE樹脂組成物”ワンコートエナメル”「959−202」4.5gを加えて激しく撹拌し、PAI樹脂溶液AF3を調製した。
”ワンコートエナメル”「959−202」の組成は、PTFEが10〜20wt%、有機バインダーが10〜20wt%、その他は有機溶媒である。
PAI樹脂溶液AF3は、表面層を形成する固形分として、PTFE樹脂を約3(〜6)wt%、ポリアミドイミド樹脂を89〜94wt%含有する。
PAI樹脂溶液AF3を用い、実施例7と同様にして、本発明の積層体を製造した。
実施例11
PAI樹脂溶液A 100gに、ジャパンエポキシレジン(株)製のエポキシ樹脂”エピコート”「EP154」0.5gを加えて激しく撹拌し、PAI樹脂溶液AE1を調製した。
PAI樹脂溶液A 100gに、ジャパンエポキシレジン(株)製のエポキシ樹脂”エピコート”「EP154」0.5gを加えて激しく撹拌し、PAI樹脂溶液AE1を調製した。
”エピコート”「EP154」の組成は、フェノールノボラック型半固形エポキシ樹脂が100wt%である。
PAI樹脂溶液AE1は、表面層を形成する固形分として、エポキシ樹脂を約3wt%、ポリアミドイミド樹脂を約97wt%含有する。
PAI樹脂溶液AE1を用い、実施例7と同様にして、本発明の積層体を製造した。
実施例12
PAI樹脂溶液A 100gに、東レダウコーニングシリコーン(株)製のシランカップリング剤「SZ6083」0.5gを加えて激しく撹拌し、PAI樹脂溶液AS1を調製した。
PAI樹脂溶液A 100gに、東レダウコーニングシリコーン(株)製のシランカップリング剤「SZ6083」0.5gを加えて激しく撹拌し、PAI樹脂溶液AS1を調製した。
シランカップリング剤「SZ6083」の組成は、γ−アニリノプロピルトリメトキシシランが100wt%である。
PAI樹脂溶液AS1は、表面層を形成する固形分として、シランカップリング剤を約3wt%、ポリアミドイミド樹脂を約97wt%含有する。
PAI樹脂溶液AS1を用い、実施例7と同様にして、本発明の積層体を製造した。
実施例13
PAI樹脂溶液A 100gに、東レダウコーニングシリコーン(株)製のシランカップリング剤「SZ6083」3.0gを加えて激しく撹拌し、PAI樹脂溶液AS2を調製した。
PAI樹脂溶液A 100gに、東レダウコーニングシリコーン(株)製のシランカップリング剤「SZ6083」3.0gを加えて激しく撹拌し、PAI樹脂溶液AS2を調製した。
PAI樹脂溶液AS2は、表面層を形成する固形分として、シランカップリング剤を約17wt%、ポリアミドイミド樹脂を約83wt%含有する。
PAI樹脂溶液AS2を用い、実施例7と同様にして、本発明の積層体を製造した。
実施例14
PAI樹脂溶液A 100gに、東レダウコーニングシリコーン(株)製のシランカップリング剤「SH6020」0.5gを加えて激しく撹拌し、PAI樹脂溶液AS3を調製した。
PAI樹脂溶液A 100gに、東レダウコーニングシリコーン(株)製のシランカップリング剤「SH6020」0.5gを加えて激しく撹拌し、PAI樹脂溶液AS3を調製した。
シランカップリング剤「SH6020」の組成は、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシランが100wt%である。
PAI樹脂溶液AS3は、表面層を形成する固形分として、シランカップリング剤を約3wt%、ポリアミドイミド樹脂を約97wt%含有する。
PAI樹脂溶液AS3を用い、実施例7と同様にして、本発明の積層体を製造した。
実施例15
PAI樹脂溶液A 100gに、味の素ファインテクノ(株)製のチタンカップリング剤”プレンアクト”「KR138S」0.5gを加えて激しく撹拌し、PAI樹脂溶液AT1を調製した。
PAI樹脂溶液A 100gに、味の素ファインテクノ(株)製のチタンカップリング剤”プレンアクト”「KR138S」0.5gを加えて激しく撹拌し、PAI樹脂溶液AT1を調製した。
チタンカップリング剤「KR138S」の組成は、有機チタン化合物が88.6wt%、有機溶媒11.4wt%である。
PAI樹脂溶液AT1は、表面層を形成する固形分として、チタンカップリング剤を約3wt%、ポリアミドイミド樹脂を約97wt%含有する。
PAI樹脂溶液AT1を用い、実施例7と同様にして、本発明の積層体を製造した。
実施例16
PAI樹脂溶液A 100gに、味の素ファインテクノ(株)製のチタンカップリング剤「KR138S」3.0gを加えて激しく撹拌し、PAI樹脂溶液AT2を調製した。
PAI樹脂溶液A 100gに、味の素ファインテクノ(株)製のチタンカップリング剤「KR138S」3.0gを加えて激しく撹拌し、PAI樹脂溶液AT2を調製した。
PAI樹脂溶液AT2は、表面層を形成する固形分として、チタンカップリング剤を約17wt%、ポリアミドイミド樹脂を約83wt%含有する。
PAI樹脂溶液AT2を用い、実施例7と同様にして、本発明の積層体を製造した。
試験例1
実施例1〜6及び比較例1で製造した積層体につき、プレス成形性を評価した。
実施例1〜6及び比較例1で製造した積層体につき、プレス成形性を評価した。
各々の積層体を32×55mmの矩形状の雄型とこれに係合する雌型を用いて、所定の深さにプレス成形した。
プレス成形後の各々の積層体のクラックの有無を目視で観察した。
プレス成形性の評価基準:
○:表面層にクラックが全く認められないもの
△:ピンホールが生じているもの
×:表面層にクラックが1個認められるもの
××:表面層にクラックが2個以上認められるもの
結果を表2に示す。
○:表面層にクラックが全く認められないもの
△:ピンホールが生じているもの
×:表面層にクラックが1個認められるもの
××:表面層にクラックが2個以上認められるもの
結果を表2に示す。
実施例1〜6の積層体は、総厚さにおいて比較例1の積層体に比べて約20%薄くすることができるために、体積及び重量エネルギー密度の高い電池とすることができる電池外装用積層体を提供できる。
対数粘度が0.40〜1.20dl/g、好ましくは0.75〜0.90dl/gのPAI系樹脂を用いることにより、浅い成形から深い成形までの許容範囲を広くすることができる。
1:電池外装用積層体
10:表面層
20:化成処理層
30:アルミニウム箔
40:内層
S,SS:周縁熱接着部
T:リード電極
α,β:リチウム電池の包装形態
10:表面層
20:化成処理層
30:アルミニウム箔
40:内層
S,SS:周縁熱接着部
T:リード電極
α,β:リチウム電池の包装形態
Claims (22)
- アルミニウム箔の一方面に表面層を形成してなる積層体であって、該表面層がポリアミドイミド系樹脂を少なくとも80重量%程度含有する樹脂組成物から構成されている積層体。
- 前記表面層が、ポリアミドイミド系樹脂から構成されている請求項1に記載の積層体。
- 前記ポリアミドイミド系樹脂は、該樹脂濃度0.5g/dlのN−メチル−2−ピロリドン溶液について測定した対数粘度(30℃)が0.4〜1.2dl/g程度の範囲にあるポリアミドイミド樹脂である請求項1又は2に記載の積層体。
- 前記樹脂組成物は、ポリアミドイミド系樹脂と共にフッ素樹脂を含有する請求項1〜3のいずれかに記載の積層体。
- 前記フッ素樹脂が、樹脂組成物中に0.01〜10重量%程度含有されている請求項4に記載の積層体。
- 前記表面層が1〜10μm程度の厚さである請求項1〜5のいずれか記載の積層体。
- 前記アルミニウム箔が軟質アルミニウム箔である請求項1〜6のいずれかに記載の積層体。
- 前記アルミニウム箔の厚さが15〜100μm程度である請求項1〜7のいずれかに記載の積層体。
- 前記アルミニウム箔の他方面に化成処理層が形成されている請求項1〜8のいずれかに記載の積層体。
- 前記アルミニウム箔の他方面にオレフィン系熱接着性樹脂からなる内層が形成されている請求項1〜8のいずれかに記載の積層体。
- 前記オレフィン系熱接着性樹脂が酸変性ポリオレフィン樹脂である請求項10に記載の積層体。
- 前記内層の厚さが10〜100μm程度である請求項10又は11に記載の積層体。
- アルミニウム箔と内層との間に化成処理層が形成されている請求項10〜12のいずかに記載の積層体。
- 電池外装用積層体として使用する請求項10〜13のいずれかに記載の積層体。
- 請求項10〜13のいずれかに記載の積層体から作製された容器本体と蓋体とからなる電池外装体。
- 請求項15に記載の電池外装体に電池本体を収容してなる電池。
- ポリアミドイミド系樹脂又は該樹脂を少なくとも80重量%程度含有する樹脂組成物からなる、請求項1〜14のいずれかに記載の積層体の表面層形成用材料。
- 前記材料が、ポリアミドイミド系樹脂からなる請求項17に記載の材料。
- 前記ポリアミドイミド系樹脂は、該樹脂濃度0.5g/dlのN−メチル−2−ピロリドン溶液について測定した対数粘度(30℃)が0.4〜1.2dl/g程度の範囲にあるポリアミドイミド樹脂である請求項17又は18に記載の材料。
- 前記材料は、ポリアミドイミド系樹脂と共にフッ素樹脂を含有する請求項17〜19のいずれかに記載の材料。
- 前記フッ素樹脂が、材料中に0.01〜10重量%程度含有されている請求項20に記載の材料。
- 請求項17〜21のいずれかに記載の材料を含有する、積層体の表面層を形成するためのワニス。
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