JP2019192407A - 保護フィルム、電池 - Google Patents
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Abstract
【課題】電池の印字表面を覆うことで、電池の印字表面を好適に保護することができ、さらに、電池の印字表面に密着した状態で高温環境に晒された後、電池の印字表面から剥離する際のインクの剥がれが抑制され、電池の印字表面から好適に剥離することができる、電池の印字表面を保護するための保護フィルムを提供する。
【解決手段】
電池の印字表面を保護するための保護フィルムであって、
前記保護フィルムは、少なくとも、基材と、粘着層とを備える積層体から構成されており、
前記粘着層は、アクリル樹脂を含んでおり、
粘着力T25及び粘着力T100が、共に1.5N/15mm以上6.9N/15mm以下の範囲にある、保護フィルム。
【選択図】なし
【解決手段】
電池の印字表面を保護するための保護フィルムであって、
前記保護フィルムは、少なくとも、基材と、粘着層とを備える積層体から構成されており、
前記粘着層は、アクリル樹脂を含んでおり、
粘着力T25及び粘着力T100が、共に1.5N/15mm以上6.9N/15mm以下の範囲にある、保護フィルム。
【選択図】なし
Description
本発明は、保護フィルム、電池に関する。
従来、様々なタイプの電池が開発されており、電池においては、包装材料によって電極や電解質等の電池素子が封止されている。
電池としては、金属缶を外装容器として用いた金属缶電池が広く使用されている。一方、近年、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、パソコン、カメラ、携帯電話等の高性能化に伴い、電池には、多様な形状が要求されると共に、薄型化や軽量化が求められている。
金属缶は、形状の多様化に追従することが困難であり、しかも軽量化にも限界があるという欠点がある。そこで、多様な形状に加工が容易で、薄型化や軽量化を実現し得る電池用包装材料として、基材層/接着層/バリア層/熱融着性樹脂層が順次積層された積層フィルムからなる包装材料を、電池の外装容器として用いることが提案されている(例えば、特許文献1参照)。このような包装材料は、熱融着性樹脂層同士を対向させて周縁部をヒートシールにて熱融着させることにより、電池素子を封止することができる。
包装材料から形成された包装体を外装容器とした電池において、電池の外装容器の表面には、バーコード、柄、文字(例えばロットナンバーなど)などの印字が施されることがある。
電池の表面にインキの印刷により印字する方法としては、例えば、パッド印刷(タンポ印刷とも称される)やインクジェット印刷が知られている。パッド印刷とは、次のような印刷方法である。まず、印字したいパターンがエッチングされた平板の凹部にインキを流し込む。次に、当該凹部の上からシリコンパッドを押し当てて、シリコンパッドにインキを転移させる。次に、シリコンパッド表面に転移されたインキを印刷対象物に転写して、印刷対象物に印字を形成する。このようなパッド印刷は、弾性のあるシリコンパッドなどを用いてインキが印刷対象物に転写されるため、成形後の電池用包装材料の表面にも印刷しやすく、電池素子を電池用包装材料で封止した後に、電池に印字することができるという利点を有する。また、インクジェット印刷においても同様の利点を有する。
電池の製造工程においては、製造ライン中を電池が搬送される際に、電池の表面に形成された印字が剥がれる虞がある。また、例えば電池製造後の流通過程においても、印字が剥がれる虞がある。このため、電池の印字表面に保護フィルムを貼付して、印字表面を保護することが望ましい。
ところが、電池の製造工程においては、電池の表面に印字が施された後、高温環境(例えば100℃以上)でのエージング工程に供されることがある。また、当該保護フィルムは、電池の製造後に、電池の印字表面から剥離されることがある。
本発明者らが検討したところ、電池の製造工程において、電池の表面に印字が施された後、高温環境でのエージング工程に供された場合、その後に当該保護フィルムを電池の印字表面から剥離しようとすると、印字表面からインクが剥離する場合があることを見出した。
本発明者等は、特に、電池の外装容器の表面がポリアミドやポリエステルなどの樹脂フィルムによって構成され、樹脂フィルムの表面にパッド印刷によってインクを印刷した場合、インクの密着力が弱いため、インクの剥離が生じやすいことを見出した。
このような状況下、本発明は、電池の印字表面を覆うことで、印字表面を好適に保護することができ、さらに、印字表面に密着した状態で高温環境に晒された後、電池の印字表面から剥離した場合にも、インクが剥がれにくく、電池の印字表面から好適に剥離することができる、電池の印字表面を保護するための保護フィルムを提供することを主な目的とする。さらに、本発明は、当該保護フィルムによって電池の印字表面が保護されている電池を提供することも目的とする。
即ち、本発明は、下記に掲げる態様の発明を提供する。
項1. 電池の印字表面を保護するための保護フィルムであって、
前記保護フィルムは、少なくとも、基材と、粘着層とを備える積層体から構成されており、
前記粘着層は、アクリル樹脂を含んでおり、
以下の測定方法で測定される粘着力T25及び粘着力T100が、共に1.5N/15mm以上6.9N/15mm以下の範囲にある、保護フィルム。
(粘着力T25の測定方法)
幅15mm及び長さ120mmの前記保護フィルムを用意する。次に、温度25℃、相対湿度50%の環境で、前記保護フィルムの前記粘着層がナイロンフィルムの表面に接面するようにして静置し、前記保護フィルムの上から、2kgのローラーを1往復させることにより、前記保護フィルムと前記ナイロンフィルムの表面を密着させて試験片とする。次に、引張試験機を用い、温度25℃、相対湿度50%の環境で、前記保護フィルムと前記ナイロンフィルムとを、標線間距離60mm、300mm/分の速度で180°方向に引張り、前記保護フィルムと前記ナイロンフィルムとが完全に剥離されるまでの最大荷重を、粘着力T25とする。
(粘着力T100の測定方法)
幅15mm及び長さ120mmの前記保護フィルムを用意する。次に、温度25℃、相対湿度50%の環境で、前記保護フィルムの前記粘着層がナイロンフィルムの表面に接面するようにして静置し、前記保護フィルムの上から、2kgのローラーを1往復させることにより、前記保護フィルムと前記ナイロンフィルムの表面を密着させて試験片とする。次に、得られた試験片を温度100℃、相対湿度50%の環境で1時間静置する。次に、引張試験機を用い、温度25℃、相対湿度50%の環境で、前記試験片の前記保護フィルムと前記ナイロンフィルムとを、標線間距離60mm、300mm/分の速度で180°方向に引張り、前記保護フィルムと前記ナイロンフィルムとが完全に剥離されるまでの最大荷重を、粘着力T100とする。
項2. 前記粘着層の厚さが、50μm以下である、項1に記載の保護フィルム。
項3. 前記基材の厚さが、100μm以下である、項1又は2に記載の保護フィルム。
項4. 厚さが150μm以下である、項1〜3のいずれかに記載の保護フィルム。
項5. 前記基材が、熱可塑性樹脂により構成されている、項1〜4のいずれかに記載の保護フィルム。
項6. 少なくとも正極、負極、及び電解質を備えた電池素子が、少なくとも基材層、バリア層、及び熱融着性樹脂層をこの順に備える積層体から構成された包装材料により形成された包装体中に収容された電池であって、
前記包装体の表面に、印字が施されており、
前記包装体の印字表面に、項1〜5のいずれかに記載の保護フィルムが貼付されている、電池。
項1. 電池の印字表面を保護するための保護フィルムであって、
前記保護フィルムは、少なくとも、基材と、粘着層とを備える積層体から構成されており、
前記粘着層は、アクリル樹脂を含んでおり、
以下の測定方法で測定される粘着力T25及び粘着力T100が、共に1.5N/15mm以上6.9N/15mm以下の範囲にある、保護フィルム。
(粘着力T25の測定方法)
幅15mm及び長さ120mmの前記保護フィルムを用意する。次に、温度25℃、相対湿度50%の環境で、前記保護フィルムの前記粘着層がナイロンフィルムの表面に接面するようにして静置し、前記保護フィルムの上から、2kgのローラーを1往復させることにより、前記保護フィルムと前記ナイロンフィルムの表面を密着させて試験片とする。次に、引張試験機を用い、温度25℃、相対湿度50%の環境で、前記保護フィルムと前記ナイロンフィルムとを、標線間距離60mm、300mm/分の速度で180°方向に引張り、前記保護フィルムと前記ナイロンフィルムとが完全に剥離されるまでの最大荷重を、粘着力T25とする。
(粘着力T100の測定方法)
幅15mm及び長さ120mmの前記保護フィルムを用意する。次に、温度25℃、相対湿度50%の環境で、前記保護フィルムの前記粘着層がナイロンフィルムの表面に接面するようにして静置し、前記保護フィルムの上から、2kgのローラーを1往復させることにより、前記保護フィルムと前記ナイロンフィルムの表面を密着させて試験片とする。次に、得られた試験片を温度100℃、相対湿度50%の環境で1時間静置する。次に、引張試験機を用い、温度25℃、相対湿度50%の環境で、前記試験片の前記保護フィルムと前記ナイロンフィルムとを、標線間距離60mm、300mm/分の速度で180°方向に引張り、前記保護フィルムと前記ナイロンフィルムとが完全に剥離されるまでの最大荷重を、粘着力T100とする。
項2. 前記粘着層の厚さが、50μm以下である、項1に記載の保護フィルム。
項3. 前記基材の厚さが、100μm以下である、項1又は2に記載の保護フィルム。
項4. 厚さが150μm以下である、項1〜3のいずれかに記載の保護フィルム。
項5. 前記基材が、熱可塑性樹脂により構成されている、項1〜4のいずれかに記載の保護フィルム。
項6. 少なくとも正極、負極、及び電解質を備えた電池素子が、少なくとも基材層、バリア層、及び熱融着性樹脂層をこの順に備える積層体から構成された包装材料により形成された包装体中に収容された電池であって、
前記包装体の表面に、印字が施されており、
前記包装体の印字表面に、項1〜5のいずれかに記載の保護フィルムが貼付されている、電池。
本発明によれば、電池の印字表面を覆うことで、電池の印字表面を好適に保護することができ、さらに、電池の印字表面に密着した状態で高温環境に晒された後、電池の印字表面から剥離した場合にも、インクが剥がれにくく、電池の印字表面から好適に剥離することができる、電池の印字表面を保護するための保護フィルムを提供することができる。また、本発明によれば、当該保護フィルムによって電池の印字表面が保護されている電池を提供することもできる。
1.保護フィルム
本発明の保護フィルムは、電池の印字表面を保護するための保護フィルムである。本発明の保護フィルムは、少なくとも、基材と、粘着層とを備える積層体から構成されており、粘着層は、アクリル樹脂を含んでおり、以下の測定方法で測定される粘着力T25及び粘着力T100が、共に1.5N/15mm以上6.9N/15mm以下の範囲にあることを特徴としている。
本発明の保護フィルムは、電池の印字表面を保護するための保護フィルムである。本発明の保護フィルムは、少なくとも、基材と、粘着層とを備える積層体から構成されており、粘着層は、アクリル樹脂を含んでおり、以下の測定方法で測定される粘着力T25及び粘着力T100が、共に1.5N/15mm以上6.9N/15mm以下の範囲にあることを特徴としている。
(粘着力T25の測定方法)
幅15mm及び長さ120mmの前記保護フィルムを用意する。次に、温度25℃、相対湿度50%の環境で、前記保護フィルムの粘着層がナイロンフィルムの表面に接面するようにして静置し、前記保護フィルムの上から、2kgのローラーを1往復させることにより、前記保護フィルムと前記ナイロンフィルムの表面を密着させて試験片とする。次に、引張試験機を用い、温度25℃、相対湿度50%の環境で、前記保護フィルムと前記ナイロンフィルムとを、標線間距離60mm、300mm/分の速度で180°方向に引張り、前記保護フィルムと前記ナイロンフィルムとが完全に剥離されるまでの最大荷重を、粘着力T25とする。
幅15mm及び長さ120mmの前記保護フィルムを用意する。次に、温度25℃、相対湿度50%の環境で、前記保護フィルムの粘着層がナイロンフィルムの表面に接面するようにして静置し、前記保護フィルムの上から、2kgのローラーを1往復させることにより、前記保護フィルムと前記ナイロンフィルムの表面を密着させて試験片とする。次に、引張試験機を用い、温度25℃、相対湿度50%の環境で、前記保護フィルムと前記ナイロンフィルムとを、標線間距離60mm、300mm/分の速度で180°方向に引張り、前記保護フィルムと前記ナイロンフィルムとが完全に剥離されるまでの最大荷重を、粘着力T25とする。
(粘着力T100の測定方法)
幅15mm及び長さ120mmの前記保護フィルムを用意する。次に、温度25℃、相対湿度50%の環境で、前記保護フィルムの粘着層がナイロンフィルムの表面に接面するようにして静置し、前記保護フィルムの上から、2kgのローラーを1往復させることにより、前記保護フィルムと前記ナイロンフィルムの表面を密着させて試験片とする。次に、得られた試験片を温度100℃、相対湿度50%の環境で1時間静置する。次に、引張試験機を用い、温度25℃、相対湿度50%の環境で、前記試験片の前記保護フィルムと前記ナイロンフィルムとを、標線間距離60mm、300mm/分の速度で180°方向に引張り、前記保護フィルムと前記ナイロンフィルムとが完全に剥離されるまでの最大荷重を、粘着力T100とする。
幅15mm及び長さ120mmの前記保護フィルムを用意する。次に、温度25℃、相対湿度50%の環境で、前記保護フィルムの粘着層がナイロンフィルムの表面に接面するようにして静置し、前記保護フィルムの上から、2kgのローラーを1往復させることにより、前記保護フィルムと前記ナイロンフィルムの表面を密着させて試験片とする。次に、得られた試験片を温度100℃、相対湿度50%の環境で1時間静置する。次に、引張試験機を用い、温度25℃、相対湿度50%の環境で、前記試験片の前記保護フィルムと前記ナイロンフィルムとを、標線間距離60mm、300mm/分の速度で180°方向に引張り、前記保護フィルムと前記ナイロンフィルムとが完全に剥離されるまでの最大荷重を、粘着力T100とする。
以下、本発明の電池用包装材料について詳述する。なお、本明細書において、「〜」で示される数値範囲は「以上」、「以下」を意味する。例えば、2〜15mmとの表記は、2mm以上15mm以下を意味する。
本発明の保護フィルムは、電池の印字表面を保護するための保護フィルムである。本発明の保護フィルムが保護対象とする印字表面を備える電池としては、印字表面を備えるものであれば特に制限されず、例えば、外装容器が樹脂フィルム(例えば、ポリアミド樹脂やポリエステル樹脂などにより形成されている樹脂フィルム)により形成された包装体である電池が挙げられる。外装容器が樹脂フィルムにより形成された包装体である電池において、電池の印字表面は、樹脂フィルムの表面にインクが付着して形成されている。これらの電池の詳細については後述する。
本発明の保護フィルムは、少なくとも、基材11と、粘着層12とを備える積層体から構成されている。
(基材11)
本発明の保護フィルム1において、基材11は、後述する粘着層12の支持体として機能する層である。
本発明の保護フィルム1において、基材11は、後述する粘着層12の支持体として機能する層である。
基材11を構成する素材については、特に制限されるものではない。基材11を構成する素材としては、例えば、ポリオレフィン、ポリエステル、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂、珪素樹脂、フェノール樹脂、ポリエーテルイミド、ポリイミド、及びこれらの混合物や共重合物等が挙げられる。これらの中でも、ポリオレフィン、ポリエステル、アクリル樹脂、フッ素樹脂、珪素樹脂、ポリエーテルイミド、ポリイミド等の熱可塑性樹脂が好ましい。基材11は、これらのうち少なくとも1種の樹脂を含む樹脂フィルムであることが好ましい。
ポリオレフィンとしては、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等のポリエチレン;ホモポリプロピレン、ポリプロピレンのブロックコポリマー(例えば、プロピレンとエチレンのブロックコポリマー)、ポリプロピレンのランダムコポリマー(例えば、プロピレンとエチレンのランダムコポリマー)等の結晶性又は非晶性のポリプロピレン;エチレン−ブテン−プロピレンのターポリマー等が挙げられる。これらのポリオレフィンの中でも、好ましくはポリプロピレンが挙げられる。
基材11は、延伸された樹脂フィルムで形成されていてもよく、また未延伸の樹脂フィルムで形成してもよい。中でも、1軸又は2軸延伸された延伸樹脂フィルム、とりわけ2軸延伸された樹脂フィルムは、配向結晶化することにより耐熱性が向上しているので、基材11として好適に使用される。また、基材11の表面(後述する粘着層12と対向する面)に剥離性を付与する層を設けてもよく、その場合、保護フィルムをロール状に巻取ることができ、さらに巻き出す際のブロッキングを防止することができる。
基材11の厚さについては、支持体としての機能を発揮すればよいが、電池の印字表面を覆うことで、印字表面を好適に保護し、さらに、印字表面に密着した状態で高温環境に晒された後、電池の印字表面から剥離した場合にも、インクが剥がれにくく、電池の印字表面から好適に剥離する観点から、例えば約100μm以下、好ましくは10〜100μm程度、より好ましくは15〜50μm程度が挙げられる。
(粘着層12)
本発明の保護フィルム1において、粘着層12は、基材11の上に積層され、保護フィルム1の一方側の表面を構成する層である。本発明の保護フィルム1において、粘着層12は、アクリル樹脂を含んでおり、かつ、前記粘着力T25及び前記粘着力T100が、共に1.5〜6.9N/15mmの範囲となるように設定されている。前記粘着力T25及び前記粘着力T100は、粘着層12を形成する樹脂組成物の組成や、粘着層12の厚みなどによって調整することができる。
本発明の保護フィルム1において、粘着層12は、基材11の上に積層され、保護フィルム1の一方側の表面を構成する層である。本発明の保護フィルム1において、粘着層12は、アクリル樹脂を含んでおり、かつ、前記粘着力T25及び前記粘着力T100が、共に1.5〜6.9N/15mmの範囲となるように設定されている。前記粘着力T25及び前記粘着力T100は、粘着層12を形成する樹脂組成物の組成や、粘着層12の厚みなどによって調整することができる。
粘着層12に含まれるアクリル樹脂としては、前記粘着力T25及び前記粘着力T100を上記所定の範囲に設定できれば特に制限されない。
アクリル樹脂としては、例えば(メタ)アクリル酸エステルを単独重合させた(メタ)アクリル酸エステル重合体、(メタ)アクリル酸エステルを主成分として(メタ)アクリル酸エステルと他の単量体とを共重合させた(メタ)アクリル酸エステル共重合体が挙げられる。中でも(メタ)アクリル酸エステル共重合体が好ましい。ここで、(メタ)アクリル酸エステル共重合体において(メタ)アクリル酸エステルを主成分とするとは、共重合体において、共重合体における(メタ)アクリル酸エステルの割合が30質量%以上であることをいう。
なお、本明細書において、(メタ)アクリル酸とは、アクリル酸およびメタクリル酸の少なくとも一方を意味し、これに類する表現についても同様である。
(メタ)アクリル酸エステルは、炭素数1〜30の直鎖状または分岐状のアルキルエステル等の(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリル酸シクロアルキルエステル等を使用することができる。(メタ)アクリル酸エステルは1種または2種以上を含んでいてもよい。中でも炭素数1〜18、特に炭素数1〜8の(メタ)アクリル酸エステルが好ましい。
(メタ)アクリル酸アルキルエステルとは、直鎖又は分岐鎖状のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマーや、(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステルをも含み得る概念である。アクリル樹脂を構成するに際して使用される上記アクリル酸エステルモノマーは、単一のモノマーであってもよいし、異なる複数種のモノマーを重合させた共重合体であってもよい。
(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、直鎖又は分岐鎖状のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルのみが用いられてもよい。また、(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステルのみが用いられてもよい。また、直鎖又は分岐鎖状のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルと(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステルとが併用して用いられてもよい。
(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸メチル(すなわち、メチル(メタ)アクリレート)、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸ペンチル、(メタ)アクリル酸イソペンチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸ヘプチル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル(すなわち、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート)、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸イソノニル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸イソデシル、(メタ)アクリル酸ウンデシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸トリデシル、(メタ)アクリル酸テトラデシル、(メタ)アクリル酸ペンタデシル、(メタ)アクリル酸ヘキサデシル、(メタ)アクリル酸ヘプタデシル、(メタ)アクリル酸オクタデシル、(メタ)アクリル酸ノナデシル、(メタ)アクリル酸エイコシルなどの直鎖又は分岐鎖状のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルを挙げることができる。
(メタ)アクリル酸アルキルエステルの中でも、特に、炭素数4〜12の直鎖又は分岐鎖状のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルが好ましい。なお、上記(メタ)アクリル酸アルキルエステルは、単独あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
また、(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸2−メトキシエチル、(メタ)アクリル酸2−エトキシエチル、(メタ)アクリル酸メトキシトリエチレングリコール、(メタ)アクリル酸3−メトキシプロピル、(メタ)アクリル酸3−エトキシプロピル、(メタ)アクリル酸4−メトキシブチル、(メタ)アクリル酸4−エトキシブチルなどを例示することができる。
上記の(メタ)アクリル酸アルキルエステルおよび/または(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステルは、共重合性モノマーとの共重合体とすることができる。共重合性モノマーとしては、例えば、極性基含有モノマー、多官能性モノマー、その他の共重合性モノマーなどを挙げることができる。なお、共重合性モノマーは、単独あるいは2種以上組み合わせて用いることができる。
極性基含有モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、イソクロトン酸などのカルボキシル基含有モノマーまたはその無水物(無水マレイン酸など);(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル(すなわち、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート)、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸4−ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸6−ヒドロキシヘキシル等の(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキル、ビニルアルコール、アリルアルコールなどのヒドロキシル基(水酸基)含有モノマー;(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N−メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシエチルアクリルアミドなどのアミド基含有モノマー;(メタ)アクリル酸アミノエチル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸t−ブチルアミノエチルなどのアミノ基含有モノマー;(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸メチルグリシジルなどのグリシジル基含有モノマー;アクリロニトリルやメタクリロニトリルなどのシアノ基含有モノマー;N−ビニル−2−ピロリドン、(メタ)アクリロイルモルホリンの他、N−ビニルピリジン、N−ビニルピペリドン、N−ビニルピリミジン、N−ビニルピペラジン、N−ビニルピロール、N−ビニルイミダゾール、N−ビニルオキサゾール等の複素環含有ビニル系モノマー;ビニルスルホン酸ナトリウムなどのスルホン酸基含有モノマー;2−ヒドロキシエチルアクリロイルフォスフェートなどのリン酸基含有モノマー;シクロヘキシルマレイミド、イソプロピルマレイミドなどのイミド基含有モノマー;2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネートなどのイソシアネート基含有モノマーなどを挙げることができる。これらの極性基含有モノマーは、単独あるいは2種以上組み合わせて用いることができる。
多官能性モノマーとしては、例えば、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタントリ(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレート、ビニル(メタ)アクリレート、ジビニルベンゼン、エポキシアクリレート、ポリエステルアクリレート、ウレタンアクリレートなどを挙げることができる。多官能性モノマーは、単独あるいは2種以上組み合わせて用いることができる。
また、上述した極性基含有モノマー、多官能性モノマー以外の共重合性モノマー(その他の共重合性モノマー)としては、例えば、シクロペンチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレートなど環状のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル;フェニル(メタ)アクリレート等の芳香族炭化水素基を有する(メタ)アクリル酸エステルなどの前述の(メタ)アクリル酸アルキルエステル、極性基含有モノマーや多官能性モノマー以外の(メタ)アクリル酸エステル;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどのビニルエステル類;スチレン、ビニルトルエンなどの芳香族ビニル化合物;エチレン、ブタジエン、イソプレン、イソブチレンなどのオレフィン又はジエン類;ビニルアルキルエーテルなどのビニルエーテル類;塩化ビニルなどを挙げることができる。
アクリル樹脂の質量平均分子量は、特に制限されないが、10万〜200万の範囲内であることが好ましく、より好ましくは20万〜100万の範囲内である。なお、本明細書内において、質量平均分子量とは、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により測定した際のポリスチレン換算値である。
アクリル樹脂は、上述した(メタ)アクリル酸エステル、モノマー、オリゴマー等の単量体を、通常の溶液重合、塊状重合、乳化重合または懸濁重合等の方法により重合させることにより得ることができる。
また、粘着層12を形成する樹脂組成物は、アクリル樹脂に加えて、硬化剤を含むことが好ましい。すなわち、粘着層12は、アクリル樹脂と硬化剤を含む樹脂組成物の硬化物であることが好ましい。硬化剤としては、特に制限されないが、好ましくはエポキシ樹脂が挙げられる。エポキシ樹脂としては、アクリル樹脂の硬化剤として機能し得るものであれば特に制限されないが、ビフェニル骨格、ビスフェノール骨格、スチルベン骨格などの剛直構造を主鎖に持つエポキシ系樹脂が好ましく、より好ましくは、ビスフェノール型エポキシ樹脂、特に好ましくは、ビスフェノールA型エポキシ樹脂である。
粘着層12を形成する樹脂組成物が、アクリル樹脂と硬化剤を含む場合、これらの配合割合としては、アクリル樹脂100質量部に対して、硬化剤は、好ましくは15〜65質量部程度、より好ましくは25〜55質量部程度、さらに好ましくは35〜45質量部程度が挙げられる。アクリル樹脂と硬化剤との比率がこのような範囲にあることにより、前記の粘着力T25及び粘着力T100を、共に1.5〜6.9N/15mmの範囲に好適に設定することができ、電池の印字表面を覆うことで、電池の印字表面を好適に保護し、さらに、印字表面に密着した状態で高温環境に晒された後、印字表面から剥離した場合にも、インク(インクの硬化物、乾燥物など)が剥がれにくく、インクを電池の表面に残して印字表面からより好適に剥離することができる。
さらに、粘着層12を形成する樹脂組成物は、アクリル樹脂及び硬化剤に加えて、硬化促進剤を含むことが好ましい。硬化促進剤としては、アクリル樹脂の硬化を促進できるものであれば特に制限はなく、例えば、イミダゾール類、ジシアンジアミド誘導体、ジカルボン酸ジヒドラジド、トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、2−エチル−4−メチルイミダゾール−テトラフェニルボレート、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7−テトラフェニルボレート等が挙げられる。イミダゾール類としては、イミダゾール、2−メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾール、1−ベンジル−2−メチルイミダゾール、1−ベンジル−2−エチルイミダゾール、1−ベンジル−2−エチル−5−メチルイミダゾール、2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシジメチルイミダゾール、2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール等が挙げられる。
粘着層12を形成する樹脂組成物が、アクリル樹脂と硬化剤と硬化促進剤とを含む場合、これらの配合割合としては、アクリル樹脂100質量部に対して、硬化剤は、前記の範囲が好ましく、硬化促進剤は、好ましくは0.2〜1.8質量部程度、より好ましくは0.5〜1.5質量部程度、さらに好ましくは0.8〜1.2質量部程度が挙げられる。アクリル樹脂と硬化剤と硬化促進剤の比率がこのような範囲にあることにより、前記の粘着力T25及び粘着力T100を、共に1.5〜6.9N/15mmの範囲に好適に設定することができ、電池の印字表面を覆うことで電池の印字表面を好適に保護し、さらに、印字表面に密着した状態で高温環境に晒された後、印字表面から剥離した場合にも、インクが剥がれにくく、電池の印字表面からより好適に剥離することができる。
粘着層12を形成する樹脂組成物の好ましい組成としては、アクリル樹脂として、(メタ)アクリル酸アルキルエステルと極性基含有モノマーとを含み、硬化剤としてエポキシ樹脂を含み、さらに、硬化促進剤としてイミダゾール類を含むことが好ましい。また、当該組成において、特に、(メタ)アクリル酸アルキルエステルとして、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート及びメチル(メタ)アクリレートを含み、極性基含有モノマーとして2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート及びアクリル酸を含み、エポキシ樹脂としてビスフェノールA型エポキシ樹脂を含み、イミダゾール類として2−エチル−4−メチルイミダゾールを含むことが好ましい。
粘着層12の厚さとしては、特に制限されないが、前記の粘着力T25及び粘着力T100を、共に1.5〜6.9N/15mmの範囲に好適に設定し、電池の印字表面を覆うことで電池の印字表面をより好適に保護し、さらに、電池の印字表面に密着した状態で高温環境に晒された後、電池の印字表面から剥離した場合にも、インクが剥がれにくく、電池の印字表面からより好適に剥離する観点から、好ましくは約50μm以下、より好ましくは10〜45μm程度、さらに好ましくは20〜30μm程度が挙げられる。
また、電池の印字表面を覆うことで電池の印字表面をより好適に保護し、さらに、電池の印字表面に密着した状態で高温環境に晒された後、電池の印字表面から剥離した場合にも、インクが剥がれにくく、電池の印字表面からより好適に剥離する観点から、本発明の保護フィルムの前記粘着力T25及び粘着力T100としては、共に、好ましくは0.1〜6.9N/15mm程度、より好ましくは0.5〜4.0N/15mm程度、さらに好ましくは1.0〜3.0N/15mm程度が挙げられる。
同様の観点から、本発明の保護フィルムの厚さとしては、好ましくは約150μm以下、より好ましくは40〜120μm程度、さらに好ましくは40〜70μm程度が挙げられる。
電池の外装容器に印刷されているインクは、例えば、バーコード、柄、文字などの印字を形成している。印刷に用いるインクとしては、特に制限されず、公知のものを使用することができ、例えば、前記のパッド印刷に使用されているインクや、紫外線などを照射することにより硬化する光硬化性インクやインクジェットプリンターなどに使用されているインクジェットインク等を用いることができる。
本発明の保護フィルムは、外装容器の表面に印字が施された電池の当該印字表面を好適に保護することができる。すなわち、電池の外装容器に付された印字表面に、本発明の保護フィルムを貼付することにより、電池の製造工程や電池製造後の流通過程において、電池の印字表面を好適に保護することができる。さらに、本発明の保護フィルムは、例えば電池の製造工程において、電池の表面に印字が施された後、高温環境でのエージング工程に供された場合、その後に当該保護フィルムを電池の印字表面から剥離した場合にも、インク(インクの硬化物、乾燥物など)が剥がれにくく、インクを電池の表面に残して印字表面から好適に剥離することができる。
2.電池
本発明の電池としては、外装容器が、基材層、バリア層、及び熱融着性樹脂層をこの順に備える積層体から構成された包装材料により形成された包装体である電池が挙げられる。また、金属缶電池も挙げられる。
本発明の電池としては、外装容器が、基材層、バリア層、及び熱融着性樹脂層をこの順に備える積層体から構成された包装材料により形成された包装体である電池が挙げられる。また、金属缶電池も挙げられる。
包装体を用いた電池は、少なくとも正極、負極、及び電解質を備えた電池素子が、少なくとも基材層、バリア層、及び熱融着性樹脂層をこの順に備える積層体から構成された包装材料により形成された包装体中に収容された電池であって、包装体の表面に、前記の印字が施されており、包装体の印字表面に、本発明の保護フィルムが貼付されていることを特徴としている。以下、包装体を形成している包装材料3について説明する。
[包装材料3]
包装材料3としては、少なくとも、基材層31、バリア層33、及び熱融着性樹脂層34をこの順に有する積層体からなる積層構造を有するものが挙げられる。図3には、包装材料3の断面構造の一例として、基材層31、接着剤層32、バリア層33、接着層35、及び熱融着性樹脂層34がこの順に積層されている態様について示す。包装材料3においては、基材層31が最外層側になり、熱融着性樹脂層34が最内層になる。電池の組み立て時に、電池素子の周縁に位置する熱融着性樹脂層34同士を接面させて熱融着することにより電池素子が密封され、電池素子が封止される。なお、包装材料3によって形成される包装体は、エンボス成形等によって成形されたエンボスタイプであってもよいし、成形されていないパウチタイプであってもよい。なお、パウチタイプには、三方シール、四方シール、ピロータイプ等が存在するが、何れのタイプであってもよい。
包装材料3としては、少なくとも、基材層31、バリア層33、及び熱融着性樹脂層34をこの順に有する積層体からなる積層構造を有するものが挙げられる。図3には、包装材料3の断面構造の一例として、基材層31、接着剤層32、バリア層33、接着層35、及び熱融着性樹脂層34がこの順に積層されている態様について示す。包装材料3においては、基材層31が最外層側になり、熱融着性樹脂層34が最内層になる。電池の組み立て時に、電池素子の周縁に位置する熱融着性樹脂層34同士を接面させて熱融着することにより電池素子が密封され、電池素子が封止される。なお、包装材料3によって形成される包装体は、エンボス成形等によって成形されたエンボスタイプであってもよいし、成形されていないパウチタイプであってもよい。なお、パウチタイプには、三方シール、四方シール、ピロータイプ等が存在するが、何れのタイプであってもよい。
[基材層31]
包装材料3において、基材層31は、包装材料の基材として機能する層であり、最外層側を形成する層である。基材層31が最外層に位置する場合には、基材層31の表面に前記の印字が施される。
包装材料3において、基材層31は、包装材料の基材として機能する層であり、最外層側を形成する層である。基材層31が最外層に位置する場合には、基材層31の表面に前記の印字が施される。
基材層31を形成する素材については、絶縁性を備えるものであることを限度として特に制限されるものではない。基材層31を形成する素材としては、例えば、ポリエステル、ポリアミド、エポキシ、アクリル、フッ素樹脂、ポリウレタン、珪素樹脂、フェノール、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリカーボネート、及びこれらの混合物や共重合物等が挙げられる。これらの中でも、基材層31は、ポリエステル及びポリアミドの少なくとも一方を含んでいることが好ましい。
前記の通り、電池の外装容器の表面が、ポリアミドやポリエステルなどの樹脂フィルムによって構成され、樹脂フィルムの表面にパッド印刷によってインクを印刷した場合、インクの密着力が弱いため、インクの剥離が生じやすいが、本発明の保護フィルムを用いて印字表面を保護することにより、その後に保護フィルムを剥離する際のインクの剥離が好適に抑制される。
基材層31の厚さについては、例えば、3〜50μm程度、好ましくは10〜35μm程度が挙げられる。
[接着剤層32]
包装材料3において、接着剤層32は、基材層31に密着性を付与させるために、基材層31上に必要に応じて配置される層である。即ち、接着剤層32は、基材層31とバリア層33の間に必要に応じて設けられる。
包装材料3において、接着剤層32は、基材層31に密着性を付与させるために、基材層31上に必要に応じて配置される層である。即ち、接着剤層32は、基材層31とバリア層33の間に必要に応じて設けられる。
接着剤層32は、基材層31とバリア層33とを接着可能である接着剤によって形成される。接着剤層32の形成に使用される接着剤は、2液硬化型接着剤であってもよく、また1液硬化型接着剤であってもよい。また、接着剤層32の形成に使用される接着剤の接着機構についても、特に制限されず、化学反応型、溶剤揮発型、熱溶融型、熱圧型等のいずれであってもよい。接着剤の中でも、好ましくはポリウレタン接着剤が挙げられる。
接着剤層32の厚さについては、例えば、1〜10μm程度、好ましくは2〜5μm程度が挙げられる。
[バリア層33]
包装材料において、バリア層33は、電池用包装材料の強度向上の他、電池内部に水蒸気、酸素、光等が侵入することを防止する機能を有する層である。バリア層33は、例えば、金属箔や金属蒸着膜、無機酸化物蒸着膜、炭素含有無機酸化物蒸着膜、これらの蒸着膜を設けたフィルム等により形成することができ、金属により形成することが好ましい。バリア層33を構成する金属としては、具体的には、アルミニウム合金、ステンレス鋼、チタン等が挙げられる。バリア層33は、アルミニウム箔又はステンレス鋼箔により形成されていることが好ましい。電池用包装材料の製造時に、バリア層33にしわやピンホールが発生することを防止する観点からは、バリア層は、例えば、焼きなまし処理済みのアルミニウム(JIS H4160:1994 A8021H−O、JIS H4160:1994 A8079H−O、JIS H4000:2014 A8021P−O、JIS H4000:2014 A8079P−O)等軟質アルミニウム箔により形成することがより好ましい。
包装材料において、バリア層33は、電池用包装材料の強度向上の他、電池内部に水蒸気、酸素、光等が侵入することを防止する機能を有する層である。バリア層33は、例えば、金属箔や金属蒸着膜、無機酸化物蒸着膜、炭素含有無機酸化物蒸着膜、これらの蒸着膜を設けたフィルム等により形成することができ、金属により形成することが好ましい。バリア層33を構成する金属としては、具体的には、アルミニウム合金、ステンレス鋼、チタン等が挙げられる。バリア層33は、アルミニウム箔又はステンレス鋼箔により形成されていることが好ましい。電池用包装材料の製造時に、バリア層33にしわやピンホールが発生することを防止する観点からは、バリア層は、例えば、焼きなまし処理済みのアルミニウム(JIS H4160:1994 A8021H−O、JIS H4160:1994 A8079H−O、JIS H4000:2014 A8021P−O、JIS H4000:2014 A8079P−O)等軟質アルミニウム箔により形成することがより好ましい。
バリア層33の厚みは、水蒸気等のバリア層としての機能を発揮すれば特に制限されないが、例えば、10〜100μm程度、好ましくは10〜80μm程度とすることができる。
[接着層35]
包装材料3において、接着層35は、熱融着性樹脂層34を強固に接着させるために、バリア層33と熱融着性樹脂層34の間に、必要に応じて設けられる層である。
包装材料3において、接着層35は、熱融着性樹脂層34を強固に接着させるために、バリア層33と熱融着性樹脂層34の間に、必要に応じて設けられる層である。
接着層35は、バリア層33と熱融着性樹脂層34を接着可能である接着剤によって形成される。接着層の形成に使用される接着剤の組成については、特に制限されないが、例えば、接着剤層32と同様の接着剤や、酸変性ポリオレフィンを含む樹脂組成物が挙げられる。酸変性ポリオレフィンとは、ポリオレフィンを酸成分でブロック重合又はグラフト重合することにより酸変性したポリマーである。酸変性としては、例えば、マレイン酸、アクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸等のカルボン酸が挙げられる。また、ポリオレフィンとしては、具体的には、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン等のポリエチレン;ホモポリプロピレン、ポリプロピレンのブロックコポリマー(例えば、プロピレンとエチレンのブロックコポリマー)、ポリプロピレンのランダムコポリマー(例えば、プロピレンとエチレンのランダムコポリマー)等のポリプロピレン;エチレン−ブテン−プロピレンのターポリマー等が挙げられる。これらのポリオレフィンの中でも、好ましくはポリエチレン及びポリプロピレンが挙げられる。
接着層35の厚さについては、例えば、1〜50μm程度、好ましくは2〜40μm程度が挙げられる。
[熱融着性樹脂層34]
包装材料3において、熱融着性樹脂層34は、最内層に該当し、電池の組み立て時に熱融着性樹脂層同士が熱融着して電池素子を密封する層である。
包装材料3において、熱融着性樹脂層34は、最内層に該当し、電池の組み立て時に熱融着性樹脂層同士が熱融着して電池素子を密封する層である。
熱融着性樹脂層34に使用される樹脂成分については、熱融着可能であることを限度として特に制限されないが、例えば、ポリオレフィン、酸変性ポリオレフィンが挙げられる。
前記ポリオレフィンとしては、前記の接着層35で例示したものと同じものが例示される。また、酸変性ポリオレフィンとしても、接着層35で例示したものと同じものが例示される。
また、熱融着性樹脂層34の厚さとしては、特に制限されないが、好ましくは100μm以下、より好ましくは15〜60μm程度、さらに好ましくは15〜40μm程度が挙げられる。
[表面被覆層]
包装材料においては、意匠性の向上などを目的として、必要に応じて、基材層31の外側(基材層31のバリア層33とは反対側)に、必要に応じて、表面被覆層(図示を省略する)を設けてもよい。表面被覆層が最外層に位置する場合には、表面被覆層の表面に前記の印字が施される。
包装材料においては、意匠性の向上などを目的として、必要に応じて、基材層31の外側(基材層31のバリア層33とは反対側)に、必要に応じて、表面被覆層(図示を省略する)を設けてもよい。表面被覆層が最外層に位置する場合には、表面被覆層の表面に前記の印字が施される。
表面被覆層は、例えば、ポリ塩化ビニリデン、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などにより形成することができる。表面被覆層は、これらの中でも、2液硬化型樹脂により形成することが好ましい。表面被覆層を形成する2液硬化型樹脂としては、例えば、2液硬化型ウレタン樹脂、2液硬化型ポリエステル樹脂、2液硬化型エポキシ樹脂などが挙げられる。また、表面被覆層には、添加剤を配合してもよい。
添加剤としては、例えば、粒径が0.5nm〜5μm程度の微粒子が挙げられる。添加剤の材質については、特に制限されないが、例えば、金属、金属酸化物、無機物、有機物などが挙げられる。また、添加剤の形状についても、特に制限されないが、例えば、球状、繊維状、板状、不定形、バルーン状などが挙げられる。添加剤として、具体的には、タルク、シリカ、グラファイト、カオリン、モンモリロイド、モンモリロナイト、合成マイカ、ハイドロタルサイト、シリカゲル、ゼオライト、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化ネオジウム、酸化アンチモン、酸化チタン、酸化セリウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、炭酸リチウム、安息香酸カルシウム、シュウ酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、アルミナ、カーボンブラック、カーボンナノチューブ類、高融点ナイロン、架橋アクリル、架橋スチレン、架橋ポリエチレン、ベンゾグアナミン、金、アルミニウム、銅、ニッケルなどが挙げられる。これらの添加剤は、1種単独で使用してもよく、また2種以上を組み合わせて使用してもよい。これらの添加剤の中でも、分散安定性やコストなどの観点から、好ましくはシリカ、硫酸バリウム、酸化チタンが挙げられる。また、添加剤には、表面に絶縁処理、高分散性処理などの各種表面処理を施しておいてもよい。
表面被覆層中の添加剤の含有量としては、特に制限されないが、好ましくは0.05〜1.0質量%程度、より好ましくは0.1〜0.5質量%程度が挙げられる。
表面被覆層を形成する方法としては、特に制限されないが、例えば、表面被覆層を形成する2液硬化型樹脂を基材層31の外側の表面に塗布する方法が挙げられる。添加剤を配合する場合には、2液硬化型樹脂に添加剤を添加して混合した後、塗布すればよい。
表面被覆層の厚みとしては、表面被覆層としての上記の機能を発揮すれば特に制限されないが、例えば、0.5〜10μm程度、好ましくは1〜5μm程度が挙げられる。
本発明の各電池は、一次電池、二次電池のいずれであってもよいが、好ましくは二次電池である。二次電池の種類については、特に制限されず、例えば、リチウムイオン電池、リチウムイオンポリマー電池、鉛蓄電池、ニッケル・水素蓄電池、ニッケル・カドミウム蓄電池、ニッケル・鉄蓄電池、ニッケル・亜鉛蓄電池、酸化銀・亜鉛蓄電池、金属空気電池、多価カチオン電池、コンデンサー、キャパシター等が挙げられる。これらの二次電池の中でも、好ましくは、リチウムイオン電池及びリチウムイオンポリマー電池が挙げられる。
以下に実施例及び比較例を示して本発明を詳細に説明する。但し本発明は実施例に限定されるものではない。
実施例1
基材としての二軸延伸ポリプロピレン(OPP、厚さ30μm)の一方の面に、アクリル樹脂を含む粘着層を形成する樹脂組成物(アクリル樹脂(2−エチルヘキシルアクリレート45質量%、メチルアクリレート45質量%、アクリル酸0.5質量%、2−ヒドロキシエチルアクリレート9.5質量%の共重合体)と、ビスフェノールA型エポキシ樹脂と、2−エチル−4−メチルイミダゾールとを、35:14:0.35の質量比で含む樹脂組成物により形成された、アクリル樹脂含有組成物A)を塗工して、60℃で120時間エージングすることで粘着層を硬化させて、二軸延伸ポリプロピレン(厚さ30μm)/粘着層(厚さ21μm)から構成される保護フィルム(粘着フィルム、厚さ51μm)を得た。
基材としての二軸延伸ポリプロピレン(OPP、厚さ30μm)の一方の面に、アクリル樹脂を含む粘着層を形成する樹脂組成物(アクリル樹脂(2−エチルヘキシルアクリレート45質量%、メチルアクリレート45質量%、アクリル酸0.5質量%、2−ヒドロキシエチルアクリレート9.5質量%の共重合体)と、ビスフェノールA型エポキシ樹脂と、2−エチル−4−メチルイミダゾールとを、35:14:0.35の質量比で含む樹脂組成物により形成された、アクリル樹脂含有組成物A)を塗工して、60℃で120時間エージングすることで粘着層を硬化させて、二軸延伸ポリプロピレン(厚さ30μm)/粘着層(厚さ21μm)から構成される保護フィルム(粘着フィルム、厚さ51μm)を得た。
実施例2
基材としての二軸延伸ポリプロピレン(OPP、厚さ30μm)の一方の面に、アクリル樹脂を含む粘着層を形成する樹脂組成物(粘着層を形成する樹脂組成物は、アクリル樹脂(2−エチルヘキシルアクリレート65質量%、メチルアクリレート25質量%、アクリル酸0.5質量%、2−ヒドロキシエチルアクリレート9.5質量%の共重合体)と、ビスフェノールA型エポキシ樹脂と、2−エチル−4−メチルイミダゾールとを、35:7:0.175の質量比で含む樹脂組成物により形成された、アクリル樹脂含有組成物B)を塗工して、60℃で120時間エージングすることで粘着層を硬化させて、二軸延伸ポリプロピレン(厚さ30μm)/粘着層(厚さ25μm)から構成される保護フィルム(粘着フィルム、厚さ55μm)を得た。
基材としての二軸延伸ポリプロピレン(OPP、厚さ30μm)の一方の面に、アクリル樹脂を含む粘着層を形成する樹脂組成物(粘着層を形成する樹脂組成物は、アクリル樹脂(2−エチルヘキシルアクリレート65質量%、メチルアクリレート25質量%、アクリル酸0.5質量%、2−ヒドロキシエチルアクリレート9.5質量%の共重合体)と、ビスフェノールA型エポキシ樹脂と、2−エチル−4−メチルイミダゾールとを、35:7:0.175の質量比で含む樹脂組成物により形成された、アクリル樹脂含有組成物B)を塗工して、60℃で120時間エージングすることで粘着層を硬化させて、二軸延伸ポリプロピレン(厚さ30μm)/粘着層(厚さ25μm)から構成される保護フィルム(粘着フィルム、厚さ55μm)を得た。
実施例3
基材としての二軸延伸ポリプロピレン(OPP、厚さ25μm)の一方の面に、アクリル樹脂を含む粘着層を形成する樹脂組成物(実施例1のアクリル樹脂含有組成物A)を塗工して、60℃で120時間エージングすることで粘着層を硬化させて、二軸延伸ポリプロピレン(厚さ25μm)/粘着層(厚さ25μm)から構成される保護フィルム(粘着フィルム、厚さ50μm)を得た。
基材としての二軸延伸ポリプロピレン(OPP、厚さ25μm)の一方の面に、アクリル樹脂を含む粘着層を形成する樹脂組成物(実施例1のアクリル樹脂含有組成物A)を塗工して、60℃で120時間エージングすることで粘着層を硬化させて、二軸延伸ポリプロピレン(厚さ25μm)/粘着層(厚さ25μm)から構成される保護フィルム(粘着フィルム、厚さ50μm)を得た。
比較例1
粘着フィルムとして、市販の粘着フィルム(型番:9491 ポリエチレン保護シート メーカー:(株)寺岡製作所)を用いた。粘着フィルムの構成は表1に記載の通りである。
粘着フィルムとして、市販の粘着フィルム(型番:9491 ポリエチレン保護シート メーカー:(株)寺岡製作所)を用いた。粘着フィルムの構成は表1に記載の通りである。
比較例2
粘着フィルムとして、市販の粘着フィルム(型番:4140 P−カットテープ メーカー:(株)寺岡製作所)を用いた。粘着フィルムの構成は表1に記載の通りである。
粘着フィルムとして、市販の粘着フィルム(型番:4140 P−カットテープ メーカー:(株)寺岡製作所)を用いた。粘着フィルムの構成は表1に記載の通りである。
比較例3
粘着フィルムとして、市販の粘着フィルム(型番:SFA300M メーカー:フタムラ化学(株))を用いた。粘着フィルムの構成は表1に記載の通りである。
粘着フィルムとして、市販の粘着フィルム(型番:SFA300M メーカー:フタムラ化学(株))を用いた。粘着フィルムの構成は表1に記載の通りである。
(電池用包装材料の製造)
後述の粘着力の測定に用いる電池用包装材料を以下の手順で作製した。延伸ナイロンフィルムからなる基材層(厚さ15μm)の上に、アルミニウム合金箔(厚さ35μm)からなるバリア層をドライラミネーション法により積層させた。具体的には、アルミニウム合金箔の一方面に、2液型ウレタン接着剤(ポリオール化合物と芳香族イソシアネート系化合物)を塗布し、バリア層上に接着層(厚さ3μm)を形成した。次いで、バリア層上の接着層と基材層をドライラミネーションして、基材層/接着剤層/バリア層が順に積層された積層体を得た。次に、得られた各積層体のバリア層側の表面に、接着層(厚さ20μm)としての酸変性ポリオレフィンと、熱融着性樹脂層(厚さ15μm)としてのランダムポリプロピレンとを共押出して、基材層/接着剤層/バリア層/接着層/熱融着性樹脂層が順に積層された電池用包装材料を得た。
後述の粘着力の測定に用いる電池用包装材料を以下の手順で作製した。延伸ナイロンフィルムからなる基材層(厚さ15μm)の上に、アルミニウム合金箔(厚さ35μm)からなるバリア層をドライラミネーション法により積層させた。具体的には、アルミニウム合金箔の一方面に、2液型ウレタン接着剤(ポリオール化合物と芳香族イソシアネート系化合物)を塗布し、バリア層上に接着層(厚さ3μm)を形成した。次いで、バリア層上の接着層と基材層をドライラミネーションして、基材層/接着剤層/バリア層が順に積層された積層体を得た。次に、得られた各積層体のバリア層側の表面に、接着層(厚さ20μm)としての酸変性ポリオレフィンと、熱融着性樹脂層(厚さ15μm)としてのランダムポリプロピレンとを共押出して、基材層/接着剤層/バリア層/接着層/熱融着性樹脂層が順に積層された電池用包装材料を得た。
<各温度で静置後の粘着力の測定>
上記の各保護フィルムと、上記で作製した電池用包装材料の表面(延伸ナイロンフィルム表面)とを密着させ、以下の各温度環境(25℃、90℃、又は100℃)で静置した後(ただし、粘着力T25は、試験片の作製から粘着力の測定までの間、25℃の環境としたため、特に静置する時間は設けずに測定している)、保護フィルムの粘着力T25、T100をそれぞれ以下の方法により測定した。結果を表1に示す。
上記の各保護フィルムと、上記で作製した電池用包装材料の表面(延伸ナイロンフィルム表面)とを密着させ、以下の各温度環境(25℃、90℃、又は100℃)で静置した後(ただし、粘着力T25は、試験片の作製から粘着力の測定までの間、25℃の環境としたため、特に静置する時間は設けずに測定している)、保護フィルムの粘着力T25、T100をそれぞれ以下の方法により測定した。結果を表1に示す。
(粘着力T25の測定方法)
幅15mm及び長さ120mmの前記保護フィルムを用意した。次に、温度25℃、相対湿度50%の環境で、前記保護フィルムの粘着層がナイロンフィルムの表面に接面するようにして静置し、前記保護フィルムの上から、2kgのローラーを1往復させることにより、前記保護フィルムと前記ナイロンフィルムの表面を密着させて試験片とした。次に、引張試験機(島津製作所製、AG−Xplus(商品名))を用い、温度25℃、相対湿度50%の環境で、前記保護フィルムと前記ナイロンフィルムとを、標線間距離60mm、300mm/分の速度で180°方向に引張り、前記保護フィルムと前記ナイロンフィルムとが完全に剥離されるまでの最大荷重を、粘着力T25とした。
幅15mm及び長さ120mmの前記保護フィルムを用意した。次に、温度25℃、相対湿度50%の環境で、前記保護フィルムの粘着層がナイロンフィルムの表面に接面するようにして静置し、前記保護フィルムの上から、2kgのローラーを1往復させることにより、前記保護フィルムと前記ナイロンフィルムの表面を密着させて試験片とした。次に、引張試験機(島津製作所製、AG−Xplus(商品名))を用い、温度25℃、相対湿度50%の環境で、前記保護フィルムと前記ナイロンフィルムとを、標線間距離60mm、300mm/分の速度で180°方向に引張り、前記保護フィルムと前記ナイロンフィルムとが完全に剥離されるまでの最大荷重を、粘着力T25とした。
(粘着力T100の測定方法)
幅15mm及び長さ120mmの前記保護フィルムを用意する。次に、温度25℃、相対湿度50%の環境で、前記保護フィルムの粘着層がナイロンフィルムの表面に接面するようにして静置し、前記保護フィルムの上から、2kgのローラーを1往復させることにより、前記保護フィルムと前記ナイロンフィルムの表面を密着させて試験片とする。次に、得られた試験片を温度100℃、相対湿度50%の環境で1時間静置した。次に、引張試験機(島津製作所製、AG−Xplus(商品名))を用い、温度25℃、相対湿度50%の環境で、前記試験片の前記保護フィルムと前記ナイロンフィルムとを、標線間距離60mm、300mm/分の速度で180°方向に引張り、前記保護フィルムと前記ナイロンフィルムとが完全に剥離されるまでの最大荷重を、粘着力T100とする。
幅15mm及び長さ120mmの前記保護フィルムを用意する。次に、温度25℃、相対湿度50%の環境で、前記保護フィルムの粘着層がナイロンフィルムの表面に接面するようにして静置し、前記保護フィルムの上から、2kgのローラーを1往復させることにより、前記保護フィルムと前記ナイロンフィルムの表面を密着させて試験片とする。次に、得られた試験片を温度100℃、相対湿度50%の環境で1時間静置した。次に、引張試験機(島津製作所製、AG−Xplus(商品名))を用い、温度25℃、相対湿度50%の環境で、前記試験片の前記保護フィルムと前記ナイロンフィルムとを、標線間距離60mm、300mm/分の速度で180°方向に引張り、前記保護フィルムと前記ナイロンフィルムとが完全に剥離されるまでの最大荷重を、粘着力T100とする。
<印字の剥がれ抑制効果の評価>
上記で得られた各電池用包装材料の基材層(延伸ナイロンフィルム)の表面に、パッド印刷を行い、インクを印字した。パッド印刷機は、ミシマ株式会社製SPACE PAD 6GXを使用し、インキはナビタス株式会社製のPAD−SPS90黒色と硬化剤JA950とを混合したものを使用した。パッド印刷により基材層の表面に印刷されたインキは、室温で24時間静置することにより硬化させた。次に、温度25℃、相対湿度50%の環境で、保護フィルムの粘着層がナイロンフィルムの印字表面に接面するようにして静置し、保護フィルムの上から、2Kgのローラーを1往復させることにより、保護フィルムとナイロンフィルムの印字表面を密着させて試験片とした。次に、得られた試験片を温度100℃、相対湿度50%の環境で1時間静置した。次に、温度25℃、相対湿度50%の環境で、試験片の保護フィルムを手で180°方向に引っ張ることにより、延伸ナイロンフィルムの印字表面から剥離した。次に、印字表面を光学顕微鏡で観察して、印字全面積に占める印字の剥がれの面積の割合を測定した。結果を表1に示す。
10:印字の剥がれが無いもの
9:印字の剥がれが印字全面積の0%より多く10%以下
8:印字の剥がれが印字全面積の10%より多く20%以下
7:印字の剥がれが印字全面積の20%よりも多く30%以下
6:印字の剥がれが印字全面積の30%よりも多く40%以下
5:印字の剥がれが印字全面積の40%よりも多く50%以下
4:印字の剥がれが印字全面積の50%よりも多く60%以下
3:印字の剥がれが印字全面積の60%よりも多く70%以下
2:印字の剥がれが印字全面積の70%よりも多く80%以下
1:印字の剥がれが印字全面積の80%よりも多く90%以下
0:印字の剥がれが印字全面積の90%よりも多く100%以下
上記で得られた各電池用包装材料の基材層(延伸ナイロンフィルム)の表面に、パッド印刷を行い、インクを印字した。パッド印刷機は、ミシマ株式会社製SPACE PAD 6GXを使用し、インキはナビタス株式会社製のPAD−SPS90黒色と硬化剤JA950とを混合したものを使用した。パッド印刷により基材層の表面に印刷されたインキは、室温で24時間静置することにより硬化させた。次に、温度25℃、相対湿度50%の環境で、保護フィルムの粘着層がナイロンフィルムの印字表面に接面するようにして静置し、保護フィルムの上から、2Kgのローラーを1往復させることにより、保護フィルムとナイロンフィルムの印字表面を密着させて試験片とした。次に、得られた試験片を温度100℃、相対湿度50%の環境で1時間静置した。次に、温度25℃、相対湿度50%の環境で、試験片の保護フィルムを手で180°方向に引っ張ることにより、延伸ナイロンフィルムの印字表面から剥離した。次に、印字表面を光学顕微鏡で観察して、印字全面積に占める印字の剥がれの面積の割合を測定した。結果を表1に示す。
10:印字の剥がれが無いもの
9:印字の剥がれが印字全面積の0%より多く10%以下
8:印字の剥がれが印字全面積の10%より多く20%以下
7:印字の剥がれが印字全面積の20%よりも多く30%以下
6:印字の剥がれが印字全面積の30%よりも多く40%以下
5:印字の剥がれが印字全面積の40%よりも多く50%以下
4:印字の剥がれが印字全面積の50%よりも多く60%以下
3:印字の剥がれが印字全面積の60%よりも多く70%以下
2:印字の剥がれが印字全面積の70%よりも多く80%以下
1:印字の剥がれが印字全面積の80%よりも多く90%以下
0:印字の剥がれが印字全面積の90%よりも多く100%以下
表1において、OPPは延伸ポリプロピレン、PETはポリエチレンテレフタレート、PEはポリエチレン、PEクロスはポリクロスを意味する。
表1に示されるように、実施例1〜3の保護フィルムは、少なくとも、基材と、粘着層とを備える積層体から構成されており、粘着層がアクリル樹脂を含んでおり、粘着力T25及び粘着力T100が、共に1.5N/15mm以上6.9N/15mm以下の範囲にある。実施例1〜3の保護フィルムは、電池の印字表面を覆うことで、電池の印字表面を好適に保護することができ、さらに、電池の印字表面に密着した状態で高温環境に晒された後、電池の印字表面から剥離する際のインクの剥がれが抑制され、電池の印字表面から好適に剥離することができることが分かる。比較例3の保護フィルムは、粘着力が小さすぎて、電池の印字表面を好適に保護することができない。
1 保護フィルム
11 基材
12 粘着層
10 電池
20 端子
30 端子フィルム
3 積層フィルムから構成された電池用包装材料
31 基材層
32 接着剤層
33 バリア層
34 熱融着性樹脂層
35 接着層
P 印字表面
11 基材
12 粘着層
10 電池
20 端子
30 端子フィルム
3 積層フィルムから構成された電池用包装材料
31 基材層
32 接着剤層
33 バリア層
34 熱融着性樹脂層
35 接着層
P 印字表面
Claims (6)
- 電池の印字表面を保護するための保護フィルムであって、
前記保護フィルムは、少なくとも、基材と、粘着層とを備える積層体から構成されており、
前記粘着層は、アクリル樹脂を含んでおり、
以下の測定方法で測定される粘着力T25及び粘着力T100が、共に1.5N/15mm以上6.9N/15mm以下の範囲にある、保護フィルム。
(粘着力T25の測定方法)
幅15mm及び長さ120mmの前記保護フィルムを用意する。次に、温度25℃、相対湿度50%の環境で、前記保護フィルムの前記粘着層がナイロンフィルムの表面に接面するようにして静置し、前記保護フィルムの上から、2kgのローラーを1往復させることにより、前記保護フィルムと前記ナイロンフィルムの表面を密着させて試験片とする。次に、引張試験機を用い、温度25℃、相対湿度50%の環境で、前記保護フィルムと前記ナイロンフィルムとを、標線間距離60mm、300mm/分の速度で180°方向に引張り、前記保護フィルムと前記ナイロンフィルムとが完全に剥離されるまでの最大荷重を、粘着力T25とする。
(粘着力T100の測定方法)
幅15mm及び長さ120mmの前記保護フィルムを用意する。次に、温度25℃、相対湿度50%の環境で、前記保護フィルムの前記粘着層がナイロンフィルムの表面に接面するようにして静置し、前記保護フィルムの上から、2kgのローラーを1往復させることにより、前記保護フィルムと前記ナイロンフィルムの表面を密着させて試験片とする。次に、得られた試験片を温度100℃、相対湿度50%の環境で1時間静置する。次に、引張試験機を用い、温度25℃、相対湿度50%の環境で、前記試験片の前記保護フィルムと前記ナイロンフィルムとを、標線間距離60mm、300mm/分の速度で180°方向に引張り、前記保護フィルムと前記ナイロンフィルムとが完全に剥離されるまでの最大荷重を、粘着力T100とする。 - 前記粘着層の厚さが、50μm以下である、請求項1に記載の保護フィルム。
- 前記基材の厚さが、100μm以下である、請求項1又は2に記載の保護フィルム。
- 厚さが150μm以下である、請求項1〜3のいずれかに記載の保護フィルム。
- 前記基材が、熱可塑性樹脂により構成されている、請求項1〜4のいずれかに記載の保護フィルム。
- 少なくとも正極、負極、及び電解質を備えた電池素子が、少なくとも基材層、バリア層、及び熱融着性樹脂層をこの順に備える積層体から構成された包装材料により形成された包装体中に収容された電池であって、
前記包装体の表面に、印字が施されており、
前記包装体の印字表面に、請求項1〜5のいずれかに記載の保護フィルムが貼付されている、電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018081748A JP2019192407A (ja) | 2018-04-20 | 2018-04-20 | 保護フィルム、電池 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2018081748A JP2019192407A (ja) | 2018-04-20 | 2018-04-20 | 保護フィルム、電池 |
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JP2019192407A true JP2019192407A (ja) | 2019-10-31 |
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ID=68390727
Family Applications (1)
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JP2018081748A Pending JP2019192407A (ja) | 2018-04-20 | 2018-04-20 | 保護フィルム、電池 |
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Country | Link |
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