JP2023540844A - バッテリデバイスをパッケージングする方法 - Google Patents

Abstract

バッテリデバイスを金属シェルでパッケージングする方法であって、水系二成分ポリウレタン組成物をバッテリデバイスの金属シェルに塗布し、塗布されたポリウレタン組成物を乾燥させて、パッケージング層を形成することを含み、当該ポリウレタン組成物が、（Ａ）ヒドロキシル官能性ポリマーを含む水性分散液であって、当該ヒドロキシル官能性ポリマーが、当該ヒドロキシル官能性ポリマーの重量に基づいて、２０重量％～５０重量％のヒドロキシ官能性アルキル（メタ）アクリレートの構造単位、０．１重量％～１０重量％の酸モノマー、その塩、又はそれらの混合物の構造単位、及びモノエチレン性不飽和非イオン性モノマーの構造単位を含む、水性分散液と、（Ｂ）ポリイソシアネートと、を含む、方法。

Description

本発明は、バッテリデバイスをパッケージングする方法及びそれから得られたバッテリパッケージに関する。

序論
一緒にパックされた複数のバッテリセルを含むバッテリパックは、電気自動車産業において重要になってきている。各バッテリセルは、典型的には、電極コア、電解質溶液、及び金属シェルを含み、当該電極コア及び電解質溶液は、当該金属シェルのチャンバ内に位置している。バッテリセルはまた、バッテリセルに適切な電気絶縁及び機械的保護を提供する１つ以上のパッケージング層で封入される必要もある。例えば、パッケージング層は、バッテリセルの短絡を防ぐための良好な電気絶縁特性、例えば、１０^１２オームセンチメートル（ｏｈｍ・ｃｍ）以上の体積抵抗を有する必要がある。バッテリパックを電気自動車で使用する場合、各セルのパッケージング層は、バッテリパックの寿命期間全体にわたる連続振動及び摩耗に耐えるために、バランスのとれた可撓性及び硬度、並びに耐摩耗特性を有する必要もある。バッテリセルのパッケージング材料はまた、バッテリセルの生産において使用される電解質又は他の化学物質の漏出によって引き起こされる潜在的な損傷を回避するのに十分な耐薬品性を有する必要もある。バッテリセルのパッケージング層は、例えば、高い画像鮮明度（distinctness of image、ＤＯＩ）（例えば、７４以上）をもたらすように、良好な外観を有することが更に望ましい。

フラットバッテリをパッケージングするための従来のアプローチの１つは、感熱又は感圧接着剤によってバッテリセルの金属シェルの表面にポリエステルフィルムを接着させることであるが、このアプローチは、ポリエステルフィルムと金属シェルとの間の、バッテリセルの電気絶縁特性に悪影響を及ぼす不十分な接着によって引き起こされる、気泡及び欠陥などの制約に悩まされている。更に、ポリエステルフィルムは、通常、硬度が低い（約２Ｂの鉛筆硬度など）ため、連続振動及び摩耗に耐えることができない。紫外線（ＵＶ）硬化塗料は、改善された硬度を有し得るが、電気絶縁又は機械的特性が不十分であるためバッテリセルをパッケージングするのには適していない。

また、バッテリ業界には、安全性のための厳密な製造要件がある。例えば、バッテリ製造業者は、設備の故障に関連する火災危険を回避するために、高い引火点（例えば、６０℃よりも高い）を有する材料を必要としている。更に、溶媒系組成物は、通常、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）の一因となり、ジメチルベンゼン及びメチルベンゼンなどの溶媒の大部分は６０℃をはるかに下回る引火点を有するため、バッテリ製造業者に許容されない。バッテリセルは、最高１００℃、好ましくは８０℃以下の焼成温度にしか耐えることができない。したがって、既存の製造設備及び条件を使用してバッテリセルのパッケージングを行えることが更に望ましい。

前述の問題なく従来のパッケージング方法に置き換わることができる、バッテリセルをパッケージングする方法を見出すことが望ましい。

本発明は、前述の問題なく従来のパッケージングアプローチを置き換えるために使用することができる、バッテリデバイスをパッケージングする方法を見出すという問題を解決する。

本発明は、ヒドロキシル官能性ポリマー及びポリイソシアネートを含む水性分散液を含む特定の水系二成分ポリウレタン組成物を塗布し、当該ポリウレタン組成物を乾燥させて、パッケージング層を形成することによって、バッテリデバイスを金属シェルでパッケージングする新規方法を提供する。パッケージング層は、１０^１２オームセンチメートル（ｏｈｍ・ｃｍ）以上の体積抵抗（ＶＲ）、０．９１キログラム（ｋｇ）以上で１０センチメートル（ｃｍ）の耐衝撃性、５Ｂの接着評点、及び３０μｍ～１２０μｍの膜厚で１００倍以上の耐薬品性などのバランスのとれた機械的特性を提供しながら、良好な電気絶縁特性を示すことができる。これらの特性は、以下の実施例のセクションに記載される試験法に従って測定することができる。本発明の方法はまた、接着材料を塗布する工程を必要とせず、バッテリデバイスをパッケージングするための従来のポリエステルフィルムとして既存の製造設備を使用して行うことができる。

第１の態様では、本発明は、バッテリデバイスを金属シェルでパッケージングする方法である。この方法は、水系二成分ポリウレタン組成物をバッテリデバイスの金属シェルに塗布し、塗布されたポリウレタン組成物を乾燥させて、パッケージング層を形成することを含み、当該ポリウレタン組成物は、（Ａ）ヒドロキシル官能性ポリマーを含む水性分散液であって、当該ヒドロキシル官能性ポリマーが、当該ヒドロキシル官能性ポリマーの重量に基づいて、２０重量％～５０重量％のヒドロキシ官能性アルキル（メタ）アクリレートの構造単位、０．１重量％～１０重量％の酸モノマー、その塩、又はそれらの混合物の構造単位、及びモノエチレン性不飽和非イオン性モノマーの構造単位を含む、水性分散液と、（Ｂ）ポリイソシアネートと、を含む。

第２の態様では、本発明は、第１の態様の方法から得られる、バッテリパッケージである。

本明細書における「水性」組成物又は分散液は、粒子が水性媒体中に分散していることを意味する。本明細書において「水性媒体」とは、水と、媒体の重量に基づいて０～３０重量％の溶媒、例えば、ナフサ、並びにアルコール、グリコール、グリコールエーテル、及びグリコールエステルなどの水混和性溶媒、又はそれらの混合物と、を意味する。

指定されたモノマーの「重合単位」としても知られる「構造単位」は、重合後のモノマーの残部、すなわち、重合したモノマー又は重合した形態のモノマーを指す。例えば、メチルメタクリレートの構造単位は、

（式中、点線は、構造単位のポリマー骨格への結合点を表す）に図示される通りである。

本発明において有用な水系二成分ポリウレタン組成物は、２つの成分：パートＡ及びパートＢを含み、当該パートＡは、１つ以上のヒドロキシル官能性ポリマーの水性分散液を含み、当該パートＢは、１つ以上のポリイソシアネートを含む。本明細書で使用するとき、「水系」組成物という用語は、液体媒体（又は担体液体）が、水、又は水と、液体媒体の重量に基づいて０～５０重量％の溶媒との混合物である組成物を指す。例えば、液体媒体は、当該液体媒体の総重量に基づいて、６０重量％超の水、７０％超の水、８０％超の水、又は９０重量％超の水を含み得る。

水性分散液中のヒドロキシル官能性ポリマーは、溶液重合によって作製されるポリマー又はエマルジョンポリマーであり得る。本発明において有用なヒドロキシル官能性ポリマーは、１つ以上のヒドロキシ官能性アルキル（メタ）アクリレートの構造単位を含む。好適なヒドロキシ官能性アルキル（メタ）アクリレートとしては、例えば、２－ヒドロキシエチルアクリレート及び２－ヒドロキシエチルメタクリレートなどのヒドロキシエチル（メタ）アクリレート；２－ヒドロキシプロピルアクリレート、２－ヒドロキシプロピルメタクリレート、３－ヒドロキシプロピルアクリレート、及び３－ヒドロキシプロピルメタクリレートなどのヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート；３－ヒドロキシブチルアクリレート、３－ヒドロキシブチルメタクリレート、４－ヒドロキシブチルアクリレート、及び４－ヒドロキシブチルメタクリレートなどのヒドロキシブチル（メタ）アクリレート；６－ヒドロキシヘキシルアクリレート；６－ヒドロキシヘキシルメタクリレート；３－ヒドロキシ－２－エチルヘキシルアクリレート；３－ヒドロキシ－２－エチルヘキシルメタクリレート；又はそれらの混合物を挙げることができる。好ましいヒドロキシ官能性アルキル（メタ）アクリレートとしては、２－ヒドロキシエチルアクリレート、２－ヒドロキシエチルメタクリレート、３－ヒドロキシプロピルアクリレート、３－ヒドロキシプロピルメタクリレート、又はそれらの混合物が挙げられる。ヒドロキシル官能性ポリマーは、当該ヒドロキシル官能性ポリマーの重量に基づいて、２０重量％以上、２１重量％以上、２２重量％以上、２３重量％以上、２４重量％以上、２５重量％以上、２６重量％以上、２７重量％以上、２８重量％以上、２９重量％以上、３０重量％以上、３１重量％以上、又は更には３２重量％以上であると同時に、５０重量％以下、４８重量％以下、４５重量％以下、４４重量％以下、４３重量％以下、４２重量％以下、４１重量％以下、４０重量％以下、３９重量％以下、３８重量％以下、３７重量％以下、３６重量％以下、３５重量％以下、又は更には３４重量％以下の量のヒドロキシ官能性アルキル（メタ）アクリレートの構造単位を含み得る。

本発明において有用なヒドロキシル官能性ポリマーは、カルボン酸モノマー、スルホン酸モノマー、リン含有酸モノマー、それらの塩、又はそれらの混合物などの、１つ以上の酸モノマー、それらの塩、又はそれらの混合物の構造単位を含む。好適なリン含有酸モノマー及びその塩の例としては、ホスホエチル（メタ）アクリレート、ホスホプロピル（メタ）アクリレート、ホスホブチル（メタ）アクリレートなどのホスホアルキル（メタ）アクリレート、それらの塩、又はそれらの混合物；ＣＨ_２＝Ｃ（Ｒ_１）－Ｃ（Ｏ）－Ｏ－（Ｒ_２Ｏ）_ｑ－Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）_２（式中、Ｒ_１＝Ｈ又はＣＨ_３、Ｒ_２＝エチレン基、プロピレン基、又はそれらの組み合わせなどのアルキレン、ｑ＝１～２０）、例えば、ＳＩＰＯＭＥＲ ＰＡＭ－１００、ＳＩＰＯＭＥＲ ＰＡＭ－２００、ＳＩＰＯＭＥＲ ＰＡＭ－３００、ＳＩＰＯＭＥＲ ＰＡＭ－６００、及びＳＩＰＯＭＥＲ ＰＡＭ－４０００（全てＳｏｌｖａｙから入手可能）；ホスホエチレングリコール（メタ）アクリレート、ホスホジエチレングリコール（メタ）アクリレート、ホスホトリエチレングリコール（メタ）アクリレート、ホスホプロピレングリコール（メタ）アクリレート、ホスホジプロピレングリコール（メタ）アクリレート、ホスホトリプロピレングリコール（メタ）アクリレートなどのホスホアルコキシ（メタ）アクリレート、それらの塩、又はそれらの混合物が挙げられる。好ましいリン含有酸モノマー及びその塩は、ホスホエチル（メタ）アクリレート、ホスホプロピル（メタ）アクリレート、ホスホブチル（メタ）アクリレート、アリルエーテルホスフェート、それらの塩、又はそれらの混合物からなる群から選択され、より好ましくは、ホスホエチルメタクリレート（ＰＥＭ）である。カルボン酸モノマーは、α，β－エチレン性不飽和カルボン酸、そのような酸基を生成するか若しくは後でそれに変換可能な酸形成基を有するモノマー（例えば、無水物、無水（メタ）アクリル酸、又は無水マレイン酸）、又はそれらの混合物であってよい。カルボン酸モノマーの具体例としては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、クロトン酸、フマル酸、２－カルボキシエチルアクリレート、又はそれらの混合物が挙げられる。スルホン酸モノマー及びその塩としては、ビニルスルホン酸ナトリウム（ＳＶＳ）、スチレンスルホン酸ナトリウム（ＳＳＳ）、アクリルアミド－メチル－プロパンスルホネート（ＡＭＰＳ）、及びそれらの塩、又はそれらの混合物を挙げることができる。好ましい酸モノマーは、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、又はそれらの混合物から選択される。ヒドロキシル官能性ポリマーは、当該ヒドロキシル官能性ポリマーの重量に基づいて、０．１重量％以上、０．３重量％以上、０．５重量％以上、０．８重量％以上、１．０重量％以上、１．３重量％以上、１．５重量％以上、１．７重量％以上、又は更には２．０重量％以上であると同時に、１０重量％以下、８．０重量％以下、７．０重量％以下、６．０重量％以下、５．０重量％以下、４．５重量％以下、４．０重量％以下、３．５重量％以下、３．０重量％以下、又は更には２．５重量％以下の量の酸モノマー及びその塩の構造単位を含み得る。

本発明において有用なヒドロキシル官能性ポリマーは、アミド、アセトアセテート、カルボニル、ウレイド、シラン、又はアミノ基から選択される少なくとも１つの官能基を有する１つ以上のエチレン性不飽和官能性モノマーの構造単位を含み得る。好適なエチレン性不飽和官能性モノマーとしては、例えば、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジメチルアミノエチルアクリレート、ジメチルアミノプロピルメタクリレート、ジメチルアミノプロピルアクリレートなどのアミノ官能性モノマー；ヒドロキシエチルエチレン尿素メタクリレートなどのウレイド官能性モノマー、ＳＩＰＯＭＥＲ ＷＡＭ ＩＩなどのヒドロキシエチルエチレン尿素アクリレート；アセトアセトキシエチルメタクリレート（ＡＡＥＭ）、アセトアセトキシエチルアクリレート、アセトアセトキシプロピルメタクリレート、アセトアセトキシプロピルアクリレート、アリルアセトアセテート、アセトアセトキシブチルメタクリレート、アセトアセトキシブチルメタクリレート、アセトアセトアミドエチルメタクリレート、アセトアセトアミドエチルアクリレートなどのアセトアセテート官能基を有するモノマー；ジアセトンアクリルアミド（ＤＡＡＭ）、ジアセトンメタクリルアミドなどのカルボニル含有基を有するモノマー；アクリルアミド及びメタクリルアミドなどのアミド官能基を有するモノマー；ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス（２－メトキシエトキシ）シラン、ビニルジメチルエトキシシラン、ビニルメチルジエトキシシランなどのビニルトリアルコキシシラン、又は（メタ）アクリロキシエチルトリメトキシシラン及び（メタ）アクリロキシプロピルトリメトキシシランなどの（メタ）アクリロキシアルキルトリメトキシシラン；又はそれらの混合物を挙げることができる。ヒドロキシル官能性ポリマーは、当該ヒドロキシル官能性ポリマーの重量に基づいて、０以上、０．１重量％以上、０．５重量％以上、１重量％以上、１．５重量％以上、又は更には２重量％以上であると同時に、典型的には、１０重量％以下、８重量％以下、６重量％以下、５重量％以下、又は更には３重量％以下の量のエチレン性不飽和官能性モノマーの構造単位を含み得る。

本発明において有用なヒドロキシル官能性ポリマーは、上記のモノマーとは異なる１つ以上のモノエチレン性不飽和非イオン性モノマーの構造単位を含む。本明細書における「非イオン性モノマー」は、ｐＨ＝１～１４でイオン電荷を有しないモノマーを指す。モノエチレン性不飽和非イオン性モノマーとしては、ビニル芳香族モノマー、アルキル（メタ）アクリレート、アクリロニトリル、又はそれらの混合物を挙げることができる。好適なビニル芳香族モノマーとしては、例えば、スチレン；メチルスチレン、アルファ－メチルスチレン、トランス－ベータ－メチルスチレン、２，４－ジメチルスチレン、エチルスチレン、ブチルスチレン、及びｐ－メトキシスチレンなどの置換スチレン；ｏ－、ｍ－、及びｐ－メトキシスチレン；並びにｐ－トリフルオロメチルスチレン；又はそれらの混合物を挙げることができる。アルキル（メタ）アクリレートは、Ｃ_１－Ｃ_２０アルキル、Ｃ_１－Ｃ_１８アルキル、Ｃ_１－Ｃ_１２アルキル、又はＣ_１－Ｃ_４アルキル（メタ）アクリレートであってよい。アルキル（メタ）アクリレートの具体例としては、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、ブチルアクリレート、ブチルメタクリレート、ｔｅｒｔ－ブチルアクリレート、ｔｅｒｔ－ブチルメタクリレート、イソ－ブチルアクリレート、イソ－ブチルメタクリレート、２－エチルヘキシルアクリレート、ノニルアクリレート、デシルアクリレート、ラウリルアクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ｔｅｒｔ－ブチルシクロヘキシルメタクリレート、トリメチルシクロヘキシルメタクリレート、イソボルニルメタクリレート、イソボルニルアクリレート、テトラヒドロフランメタクリレート、ジシクロペンタジエニルアクリレート、ジシクロペンタジエニルメタクリレート、及びそれらの組み合わせが挙げられる。モノエチレン性不飽和非イオン性モノマーは、好ましくは、１つ以上のアルキル（メタ）アクリレートと組み合わせてスチレンを含む。好ましいモノエチレン性不飽和非イオン性モノマーは、スチレン、メチルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、ｔｅｒｔ－ブチルメタクリレート、ブチルアクリレート、２－エチルヘキシルアクリレート、又はそれらの混合物である。ヒドロキシル官能性ポリマーは、当該ヒドロキシル官能性ポリマーの重量に基づいて、３０重量％以上、３５重量％以上、４０重量％以上、４５重量％以上、５０重量％以上、５５重量％以上、又は更には６０重量％以上であると同時に、８０重量％以下、７７重量％以下、７５重量％以下、７４重量％以下、又は更には７２重量％以下の量のモノエチレン性不飽和非イオン性モノマーの構造単位を含み得る。

本発明において有用なヒドロキシル官能性ポリマーは、ジ－、トリ－、テトラ－、又はそれ以上の多官能性エチレン性不飽和モノマーを含む１つ以上の多エチレン性不飽和モノマーの構造単位を含み得る。好適な多エチレン性不飽和モノマーの例としては、ブタジエン、アリル（メタ）アクリレート、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジメタクリレート、ブチレングリコールジメタクリレート、又はそれらの混合物が挙げられる。ヒドロキシル官能性ポリマーは、当該ヒドロキシル官能性ポリマーの重量に基づいて、０～５重量％、例えば、３重量％以下、１重量％以下、０．５重量％以下、又は更にはゼロの量の多エチレン性不飽和モノマーの構造単位を含み得る。

本発明において有用なヒドロキシル官能性ポリマーは、５０，０００ｇ／モル以下、例えば、５，０００ｇ／モル以上、６，０００ｇ／モル以上、７，０００ｇ／モル以上、８，０００ｇ／モル以上、９，０００ｇ／モル以上、１０，０００ｇ／モル以上、１１，０００ｇ／モル以上、１２，０００ｇ／モル以上、１３，０００ｇ／モル以上、１４，０００ｇ／モル以上、１５，０００ｇ／モル以上、１６，０００ｇ／モル以上、１７，０００ｇ／モル以上、１８，０００ｇ／モル以上、又は更には１９，０００ｇ／モルであると同時に、５０，０００ｇ／モル以下、４８，０００ｇ／モル以下、４５，０００ｇ／モル以下、４２，０００ｇ／モル以下、４０，０００ｇ／モル以下、３８，０００ｇ／モル以下、３５，０００ｇ／モル以下、３２，０００ｇ／モル以下、３０，０００ｇ／モル以下、２８，０００ｇ／モル以下、２５，０００ｇ／モル以下、２３，０００ｇ／モル以下、又は更には２０，０００ｇ／モル以下の重量平均分子量を有し得る。本明細書におけるヒドロキシル官能性ポリマーの重量平均分子量は、以下の実施例のセクションに記載する通り、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって求めることができる。

水性分散液中に分散したヒドロキシル官能性ポリマー粒子は、３０～５００ナノメートル（ｎｍ）、例えば、５０ｎｍ以上、６０ｎｍ以上、７０ｎｍ以上、又は更には８０ｎｍ以上であると同時に、３００ｎｍ以下、２００ｎｍ以下、１５０ｎｍ以下、１２０ｎｍ以下、又は更には１００ｎｍ以下の粒径を有し得る。本明細書の粒径は、Ｂｒｏｏｋｈａｖｅｎ ＢＩ－９０ Ｐｌｕｓ Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｓｉｚｅ Ａｎａｌｙｚｅｒによって測定することができる。

本発明において有用なヒドロキシル官能性ポリマーは、水性分散液（Ａ）の総重量に基づいて、２０重量％～７０重量％、３０重量％～５５重量％、３５重量％～５０重量％、又は４０重量％～４５重量％の量で存在し得る。

本発明において有用なヒドロキシル官能性ポリマーを含む水性分散液は、液体媒体中における、ヒドロキシ官能性アルキル（メタ）アクリレート、酸モノマー及び／又はその塩、モノエチレン性不飽和非イオン性モノマー、並びに任意選択でエチレン性不飽和官能性モノマーを含むモノマー混合物の溶液重合又は乳化重合などのフリーラジカル重合によって調製され得る。ヒドロキシル官能性ポリマーは、好ましくは、エマルジョンポリマーである、すなわち、乳化重合によって調製される。

ヒドロキシル官能性ポリマーを含む水性分散液は、モノマー混合物を溶液重合させ、続いて、中和剤の添加前、添加中、又は添加後に、得られたヒドロキシル官能性ポリマーを水中に分散させることによって調製することができる。溶液重合は、典型的には、４０～２００℃、６０～１８０℃、又は８０～１６０℃の範囲の温度で実施される。少量の有機溶媒、例えば、ヒドロキシル官能性ポリマーの完成した分散液の０～５重量％の量の有機溶媒を使用することは任意選択である。好適な溶媒としては、例えば、アルコール、エーテル、エーテル基を含有するアルコール、エステル、ケトン、非極性炭化水素、又はそれらの混合物を挙げることができる。使用した溶媒は、蒸留によって部分的に除去することができる。好ましい溶液重合は、第１段階のポリマーを形成する第１の工程（Ｉ）と、工程（Ｉ）から得られた反応混合物の存在下で第２段階のポリマーを形成する後続の工程（ＩＩ）と、を含む２段階付加である。第１段階のポリマーは、当該第１段階のポリマーの重量に基づいて、２．８重量％～７０重量％、３．５重量％～４５重量％、又は２３重量％～３８重量％の量のヒドロキシ官能性モノマーの構造単位と、ゼロ～１．５重量％、ゼロ～０．６重量％、及びゼロ～０．４５重量％の量の酸モノマー及びその塩の構造単位と、を含み得る。第２段階のポリマーは、当該第２段階のポリマーの重量に基づいて、４．５重量％～４７重量％、４．５重量％～４４重量％、又は１１．５重量％～３８重量％の量のヒドロキシ官能性モノマーの構造単位と、１．５重量％～６重量％、２重量％～５．５重量％、又は２．１重量％～４．５重量％の量の酸モノマー及びその塩の構造単位と、を含み得る。２つのポリマー調製物のモノマー量は、工程（Ｉ）からの第１段階のポリマーの、工程（ＩＩ）からの第２段階のポリマーに対する重量比が１０：１～１：２又は６：１～２：１の範囲になるように選択される。

ヒドロキシル官能性ポリマーを含む水性分散液は、水性媒体中、好ましくは界面活性剤の存在下で、乳化重合によって調製され得る。界面活性剤は、モノマー又はその組み合わせの重合前若しくは重合中に添加してよい。界面活性剤の一部分はまた、重合後に添加されてもよい。これらの界面活性剤は、アニオン性又は非イオン性、好ましくは、サルフェート界面活性剤、スルホネート界面活性剤、又はそれらの混合物などのアニオン性界面活性剤であってよい。これらの界面活性剤は、ヒドロキシル官能性ポリマーを調製するためのモノマー混合物の総重量に基づいて、０．１重量％以上、０．３重量％以上、０．５重量％以上、０．７重量％以上、０．９重量％以上、又は更には１．２重量％以上であると同時に、５重量％以下、４重量％以下、３重量％以下、２重量％以下、又は更には１．５重量％以下の合計量で使用され得る。モノマー混合物は、ニートで添加してもよく、水中のエマルジョンとして添加してもよく、又はヒドロキシル官能性ポリマーを調製する反応期間にわたって、１回以上に分けて若しくは連続的に、線型的に若しくは非線型的に添加してもよい。ヒドロキシル官能性ポリマーを調製するためのモノマー混合物中のモノマーの総濃度は、１００％に等しい。各モノマーについて、モノマー混合物中のモノマーの重量濃度（すなわち、モノマー混合物の総重量に基づく）は、ヒドロキシル官能性ポリマー中のそのようなモノマーの構造単位の重量濃度（すなわち、ヒドロキシル官能性ポリマーの重量に基づく）と同じである。乳化重合に好適な温度は、１００℃未満、１０～９５℃の範囲、又は５０～９２℃の範囲であり得る。上記のモノマーを使用して多段階乳化重合を使用することができ、これにより、少なくとも２つの段階が連続的に形成され、通常、少なくとも２つのポリマー組成物を含む多段階ポリマーが形成される。

重合プロセスでは、フリーラジカル開始剤を使用することができる。重合プロセスは、熱的に開始されるか、又はレドックスにより開始される乳化重合であってもよい。乳化重合に好適なフリーラジカル開始剤の例としては、過酸化水素、ｔ－ブチルヒドロパーオキシド、クメンヒドロパーオキシド、過硫酸アンモニウム及び／又はアルカリ金属、過ホウ酸ナトリウム、過リン酸及びその塩、過マンガン酸カリウム、並びにパーオキシ二硫酸のアンモニウム塩若しくはアルカリ金属塩、又はそれらの混合物が挙げられる。溶液重合に好適な開始剤の例としては、ジ－ｔｅｒｔ－ブチルパーオキシド若しくはｔｅｒｔ－ブチルパーオキシ－２－エチルヘキサノエートなどの有機パーオキシド、アゾジイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）などのアゾ化合物、又はそれらの混合物が挙げられる。フリーラジカル開始剤は、典型的には、モノマーの総重量に基づいて、０．０１重量％～３．０重量％のレベルで使用され得る。

好適な還元剤と一体になって上述の開始剤を含むレドックス系は、重合プロセス、好ましくは乳化重合で使用され得る。好適な還元剤の例としては、ホルムアルデヒドスルホキシル酸ナトリウム、アスコルビン酸、イソアスコルビン酸、イオウ含有酸のアルカリ金属塩及びアンモニウム塩（亜硫酸塩、重亜硫酸塩、チオ硫酸塩、ヒドロ亜硫酸塩、硫化物、水素硫化物又は亜ジチオン酸塩、ホルマジンスルフィン酸（formadinesulfinic acid）、重亜硫酸アセトン塩など）、グリコール酸、ヒドロキシメタンスルホン酸、グリオキシル酸水和物、乳酸、グリセリン酸、リンゴ酸、酒石酸、及び前述の酸の塩が挙げられる。鉄、銅、マンガン、銀、白金、バナジウム、ニッケル、クロム、パラジウム、又はコバルトの金属塩を使用してレドックス反応を触媒してもよい。金属用のキレート剤を使用してもよい。

乳化重合によって作製されるヒドロキシル官能性ポリマーの分子量を制御するために、１つ以上の連鎖移動剤を重合プロセスで使用してもよい。好適な連鎖移動剤の例としては、３－メルカプトプロピオン酸、メチル３－メルカプトプロピオネート、ブチル３－メルカプトプロピオネート、ｎ－ドデシルメルカプタン、ｎ－ヘキサデカンチオール、ｔｅｒｔ－ドデシルメルカプタン、ｎ－オクタデカンチオール、ベンゼンチオール、アゼライン酸アルキルメルカプタン、ヒドロキシ基含有メルカプタン、例えば、ヒドロキシエチルメルカプタン、メルカプトプロピオン酸、又はそれらの混合物が挙げられる。連鎖移動剤は、ヒドロキシル官能性ポリマーの分子量を制御するのに有効な量、例えば、モノマー混合物の総重量に基づいて、０．３重量％超、０．４重量％～２０重量％、０．５重量％～１５重量％、０．６重量％～１３重量％、０．８重量％～１０重量％、１重量％～８重量％、１．３重量％～６重量％、１．５重量％～４重量％、１．５重量％～３重量％、又は２．０重量％～２．５重量％で使用してよい。

重合プロセスが完了した後、得られたヒドロキシル官能性ポリマー分散液を、中和剤としての１つ以上の塩基によって、例えば、少なくとも５、５．５～１０、６．０～９、６．２～８、６．４～７．５、又は６．６～７．２のｐＨ値に中和してよい。溶液重合では、水中にヒドロキシ官能性ポリマーを分散させる前、分散させている最中、又は分散後に、好適な中和剤を添加することによって、存在する酸基の少なくとも一部分をその塩形態に変換する。好適な塩基の例としては、アンモニア；水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、炭酸ナトリウム、水酸化アルミニウムなどのアルカリ金属若しくはアルカリ土類金属化合物；Ｎ－メチルモルホリン、トリエチルアミン、エチルジイソプロピルアミン、Ｎ，Ｎ－ジメチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ－ジメチルイソプロパノールアミン、Ｎ－メチルジエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、ブタノールアミン、２－アミノメチル－２－メチルプロパノール、イソホロンジアミン、トリエチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、モノイソプロピルアミン、モノブチルアミン、ヘキシルアミン、エタノールアミン、ジエチルアミン、ジメチルアミン、ジ－ｎ－プロピルアミン、トリブチルアミン、トリエタノールアミン、ジメトキシエチルアミン、２－エトキシエチルアミン、３－エトキシプロピルアミン、ジメチルエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン、モルホリン、エチレンジアミン、２－ジエチルアミノエチルアミン、２，３－ジアミノプロパン、１，２－プロピレンジアミン、ネオペンタンジアミン、ジメチルアミノプロピルアミン、ヘキサメチレンジアミン、４，９－ジオキサドデカン－１，１２－ジアミン、ポリエチレンイミン、若しくはポリビニルアミンなどの一級、二級、及び三級アミン；又はそれらの混合物を挙げることができる。

上記モノマーの種類及びレベルは、得られるヒドロキシル官能性ポリマーが１０～８０℃、１５～７５℃、２０～７０℃、２５～６５℃、３０～６０℃、３５～５５℃、又は４０～５０℃の範囲のガラス転移温度（Ｔｇ）を有するように選択され得る。本明細書で使用される「Ｔｇ」は、以下の実施例のセクションに記載される試験法に従って示差走査熱量測定（ＤＳＣ）によって決定され得る。

ヒドロキシル官能性ポリマーに加えて、ポリウレタン組成物中の水性分散液（Ａ）は、１つ以上のアルコールアルコキシレートを更に含み得る。好ましくは、水性分散液は、エマルジョンポリマー及び１つ以上のアルコールアルコキシレートを含む。本発明において有用なアルコールアルコキシレートは、式（Ｉ）、

（式中、Ｒ^１は、Ｃ_６－Ｃ_１８分岐脂肪族基であり、好ましくは、Ｒ^１は、８～１８個の炭素原子、８～１６個の炭素原子、８～１４個の炭素原子、１０～１４個の炭素原子、又は１２～１４個の炭素原子を含有し、より好ましくは、Ｒ^１は、２－エチルヘキシル又は

（式中、Ｒ^ａ及びＲ^ｂは、各々独立して、Ｃ_１－Ｃ_１７脂肪族基であり、ただし、Ｒ^ａ及びＲ^ｂは、合わせて７～１７個の炭素原子、７～１５個の炭素原子、７～１３個、又は１１～１３個の炭素原子を含有する）であり、
Ｒ^２は、水素、Ｃ_１－Ｃ_４直鎖若しくは分岐脂肪族基、又はベンジル、好ましくは、水素であり、
Ｒ^３及びＲ^４は、各々独立して、水素又はＣ_１－Ｃ_６脂肪族基であり、ただし、Ｒ^３及びＲ^４は、合わせて１～６個の炭素原子を含有し、好ましくは、Ｒ^３及びＲ^４は、各々独立して、水素、メチル、又はエチルであり、
Ｒ^５及びＲ^６は、各々独立して、水素又はＣ_１－Ｃ_６脂肪族基であり、ただし、Ｒ^５及びＲ^６は、合わせて１～６個の炭素原子を含有し、好ましくは、Ｒ^５及びＲ^６は、各々独立して、水素、メチル、又はエチルであり、
ｘは、０～１０、０～８、２～７、又は３～６の範囲の平均値であり、
ｙは、５～１５、５～１４、６～１３、又は７～１２の範囲の平均値であり、
ｚは、０～５、０～４、０．５～３．５、又は１～３の範囲の平均値であり、
ただし、ｘ＋ｚ＞０である）を有し得る。

「脂肪族基」は、炭化水素鎖（例えば、アルキル基）を指す。式（Ｉ）中、ｘ、ｙ、及びｚの合計値は、アルコールアルコキシレートに所望の分子量、例えば、５．５～２０、７～１７、８～１６、又は９～１５を与えるのに十分な値であり得る。

本発明において有用なアルコールアルコキシレートは、１モル当たり１，０００グラム（ｇ／モル）の範囲、例えば、４００ｇ／モル以上、４２０ｇ／モル以上、４４０ｇ／モル以上、４５０ｇ／モル以上、４６０ｇ／モル以上、４８０ｇ／モル以上、５００ｇ／モル以上、５２０ｇ／モル以上、５５０ｇ／モル以上、５６０ｇ／モル以上、５８０ｇ／モル以上、６００ｇ／モル以上、６２０ｇ／モル以上、６５０ｇ／モル以上、６６０ｇ／モル以上、又は更には６８０ｇ／モル以上、及び同時に、９８０ｇ／モル以下、９６０ｇ／モル以下、９５０ｇ／モル以下、９４０ｇ／モル以下、９２０ｇ／モル以下、９１０ｇ／モル以下、９００ｇ／モル以下、８８０ｇ／モル以下、８６０ｇ／モル以下、８５０ｇ／モル以下、８４０ｇ／モル以下、又は更には８２０ｇ／モル以下の分子量を有し得る。本明細書における分子量は、数平均分子量（Ｍｎ）を指し、５６１００（ｍｇ／モル）／ＯＨＶ（ｍｇＫＯＨ／ｇ）（式中、ＯＨＶは、ＡＳＴＭ Ｄ４２７４－２０１１によって求めたときのアルコールアルコキシレートのヒドロキシル価を表す）によって計算される。

本発明において有用なアルコールアルコキシレートは、当該アルコールアルコキシレートの重量に基づいて、２５重量％以上、２６重量％以上、２７重量％以上、２８重量％以上、２９重量％以上、３０重量％以上、３２重量％以上、３５重量％以上、３８重量％以上、４０重量％以上、４２重量％以上、４５重量％以上、４８重量％以上、又は更には５０重量％以上であると同時に、７５重量％以下、７２重量％以下、７０重量％以下、６８重量％以下、６７重量％以下、６６重量％以下、６５重量％以下、又は更には６４重量％以下の量のエチレンオキシド単位（また、エチレンオキシド鎖として、－（ＣＨ_２ＣＨ_２－Ｏ）－）を含み得る。

本発明において有用なアルコールアルコキシレートは、式（Ｉ）（式中、Ｒ^３及びＲ^４は、異なり、各々独立して水素又はメチルであり、ｚは、０であり、ｘ及びｙの合計値は、７～１４である）の構造を有し得る。好ましくは、Ｒ^１は、２－エチルヘキシルである。より好ましくは、エチレンオキシド単位は、アルコールアルコキシレートの重量に基づいて、３０重量％～７０重量％、又は３５重量％～６０重量％の量で存在する。

本発明において有用なアルコールアルコキシレートは、式（Ｉ）の構造（式中、Ｒ^５及びＲ^６は、異なり、各々独立して水素又はエチルであり、ｘは、０であり、ｙは、７～１４であり、ｚは、１～２である）を有し得る。好ましくは、Ｒ^１は、

（式中、Ｒ^ａ及びＲ^ｂは、上に定義した通りであり、例えば、Ｒ^ａ及びＲ^ｂは、合わせて１１～１３個の炭素原子を含有する）である。より好ましくは、エチレンオキシド単位は、アルコールアルコキシレートの重量に基づいて、４０重量％～７０重量％又は４５重量％～６８重量％の量で存在する。

本発明において有用なアルコールアルコキシレートは、ヒドロキシル官能性ポリマーの重量に基づいて、２重量％以上、２．１重量％以上、２．２重量％以上、２．３重量％以上、２．４重量％以上、２．５重量％以上、３重量％以上、３．５重量％以上、４重量％以上、４．５重量％以上、５重量％以上、５．５重量％以上、６重量％以上、６．５重量％以上、７重量％以上、７．５重量％以上、８重量％以上、８．５重量％以上、９重量％以上、９．５重量％以上、又は更には１０重量％以上であると同時に、２０重量％以下、１９重量％以下、１８重量％以下、１７重量％以下、１６重量％以下、１５重量％以下、１４．５重量％以下、１４重量％以下、１３．５重量％以下、１３重量％以下、１２．５重量％以下、１２重量％以下、１１．５重量％以下、１１重量％以下、又は更には１０．５重量％以下の量で、水性分散液（Ａ）中に存在し得る。ヒドロキシル官能性ポリマーは、好ましくは、エマルジョンポリマー（すなわち、ヒドロキシル官能性エマルジョンポリマー）である。驚くべきことに、ヒドロキシル官能性エマルジョンポリマーと式（Ｉ）のアルコールアルコキシレートとの組み合わせは、溶液重合のみによって調製されたヒドロキシル官能性ポリマーを用いるよりも改善された電気絶縁及び耐衝撃特性、又はヒドロキシル官能性エマルジョンポリマーのみを用いるよりも高いＤＯＩを含む多くの利点を、バッテリデバイス用のパッケージング層に提供することができる。

アルコールアルコキシレートの一部分は、ヒドロキシル官能性ポリマー又はその組み合わせを調製するために使用されるモノマー混合物の重合前又は重合中に添加してよく、アルコールアルコキシレートの残部は、重合後に添加する。好ましくは、ポリウレタン組成物中のアルコールアルコキシレートの全てを、その重合後にヒドロキシル官能性ポリマーと混合する。

本発明において有用なポリウレタン組成物は、（Ｂ）架橋剤として有用な１つ以上のポリイソシアネートを更に含む。「ポリイソシアネート」は、２つ以上のイソシアネート（ＮＣＯ）基を有する任意のイソシアネート官能性分子を指す。ポリイソシアネートは、脂肪族、脂環式、芳香族、又はそれらの混合物であってよい。ポリイソシアネートは、＞２又は２．５～１０の平均官能性を有し得る。好適なポリイソシアネートの例としては、脂肪族ジイソシアネート、並びにその二量体及び三量体、例えば、テトラメチレンジイソシアネート及びヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、１，１２－ドデカンジイソシアネート、２，２，４－トリメチル－ヘキサメチレンジイソシアネート、２，４，４－トリメチル－ヘキサメチレンジイソシアネート、２－メチル－１，５－ペンタメチレンジイソシアネートなどのＣ_２－Ｃ_８アルキレンジイソシアネート；脂環式ジイソシアネート、並びにその二量体及び三量体、例えば、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）及びジシクロヘキシルメタンジイソシアネート（ＨＭＤＩ）、１，４－シクロヘキサンジイソシアネート及び１，３－ビス－（イソシアナトメチル）シクロヘキサンなど；芳香族ジイソシアネート、並びにその二量体及び三量体、例えば、トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）及びジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）などが挙げられる。好ましくは、ポリイソシアネートは、脂肪族ポリイソシアネートを含む。より好ましくは、ポリイソシアネートは、ヘキサメチレンジイソシアネートホモポリマー、ヘキサメチレンジイソシアネート付加物、イソホロンジイソシアネートホモポリマー、イソホロンジイソシアネート付加物、又はそれらの混合物である。ポリイソシアネート中の三量体（又はイソシアヌレート）は、当技術分野において既知の方法によって、例えば、米国特許公開第２００６／０１５５０９５（Ａ１）号に開示されているように、１つ以上の三量体化触媒、例えば、三級アミン若しくはホスフィン、又は不均一系触媒の存在下で、そして、必要に応じて、溶媒及び／又は補助剤、例えば共触媒の存在下で、好都合には高温において、所望のＮＣＯ含有量に達するまで、脂環式ジイソシアネート（例えば、イソホロンジイソシアネート）を三量体化し、次いで、無機酸及び有機酸、対応する酸ハロゲン化物及びアルキル化剤を使用して触媒を不活性化し、好ましくは加熱することによって調製することができる。脂肪族ジイソシアネートからのイソシアヌレートを含有するイソシアヌレート組成物は、１つ以上の三量体化触媒の存在下で脂肪族ジイソシアネートを環化し、次いで、触媒を不活性化することによって形成され得る。イソシアヌレートはいずれも、ウレタン、尿素、イミノ－ｓ－トリアジン、ウレトニミン、又はカルボジイミド部分を含有させるために従来の方法によって更に修飾してよい。好ましくは、本発明において有用なポリイソシアネートは、脂肪族ジイソシアネート、その二量体及び三量体、又はそれらの混合物からなる群から選択される。

本発明において有用なポリイソシアネートは、１つ以上のポリイソシアネートプレポリマーを含み得、それは、ビス（イソシアノトメチル）シクロヘキサン及び／又は別の脂肪族ジイソシアネートと、モノール、ジオール、ジアミン、又はモノアミンとの反応によって形成することができ、次いで、それは、追加のイソシアネートの反応によって修飾されて、アロファネート又はビウレット修飾プレポリマーを形成する。そのようなプレポリマーは、ポリアルコキシ又はポリエーテル鎖を更に含み得る。あるいは、次いで、そのようなプレポリマーを三量体化触媒と混合して、アロファネート又はビウレット修飾ポリイソシアネートイソシアヌレート組成物を得てもよい。そのようなアロファネート又はビウレットプレポリマーの調製と、それに続く三量体化とは、当技術分野で既知であり、例えば、米国特許第５，６６３，２７２号及び同第６，０２８，１５８号を参照されたい。好適なポリイソシアネートは、アミノスルホン酸などのイオン性化合物によって修飾され得る。

本発明において有用なポリイソシアネートは、単独で使用してもよく、又はパートＡと混合する前に、１つ以上の溶媒（また、「希釈溶媒」として）で希釈してポリイソシアネート溶液を形成してもよい。好適な溶媒は、ポリイソシアネートの粘度を低下させ得、ポリイソシアネートとの反応性を有しない。溶媒は、ポリイソシアネートの重量に基いて、５重量％～１５０重量％、１５重量％～１３０重量％、２０重量％～１２０重量％、又は３０重量％～１００重量％の量で使用することができる。好適な希釈溶媒としては、例えば、プロピレングリコールジアセテート、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、又はそれらの混合物を挙げることができる。

本発明において有用なポリウレタン組成物は、例えば、０．７：１～４：１、０．８：１～３：１、０．９：１～２．５：１、又は１：１～１．５：１の範囲の、いくつかの異なるポリイソシアネートを含有していてよいポリイソシアネート中のイソシアネート基当量の総数の、ヒドロキシル官能性ポリマー、及び任意選択でアルコールアルコキシレートを含む水性分散液中のヒドロキシル基当量の総数に対する当量比を有し得る。

本発明において有用なポリウレタン組成物は、硬化を促進するために１つ以上の触媒を含んでいてもよい。触媒は、例えば、スズ－、ビスマス－、亜鉛－、アルミニウム－、ジルコニウム含有触媒などの金属系触媒、又はモノ－、ジ－、若しくはトリ－アミンである脂肪族及び脂環式の三級アミン触媒を含む三級アミン触媒、又はそれらの混合物を含む、二成分ポリウレタン組成物のための任意の好適な触媒であってよい。好適な金属系触媒の例としては、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズメルカプチド、ジブチルスズスルフィド、ジメチルスズメルカプチド、ジブチルスズメルカプトエステル、ジルコニウムジオネート、Ａｌジオネート、ビスマスネオデカノエート、及び亜鉛アミン化合物が挙げられる。好適な三級アミン触媒としては、例えば、トリエチレンジアミン、トリエチレンアミン、１，４－ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン、６－（ジブチルアミノ）－１，８－ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデカ－７－エン、ジメチルシクロヘキシルアミン、又はそれらの混合物を挙げることができる。触媒は、総ポリイソシアネート及びヒドロキシ基含有成分固形物（例えば、ヒドロキシル官能性ポリマー、及び任意選択でアルコールアルコキシレート）に基づいて、０．０１重量％～２．５重量％又は０．１重量％～１．０重量％の量で存在し得る。

本発明において有用なポリウレタン組成物は、１つ以上の顔料を含み得る。本明細書における「顔料」という用語は、コーティングの不透明度、色、又は隠蔽能力に実質的に寄与することができる粒子状の無機又は有機材料を指す。顔料は、ポリウレタン組成物のパートＡに存在し得る。典型的には、１．８超の屈折率を有する無機顔料としては、例えば、二酸化チタン（ＴｉＯ_２）、酸化亜鉛、硫化亜鉛、酸化鉄、硫酸バリウム、炭酸バリウム、又はそれらの混合物を挙げることができる。好適な有機顔料の例としては、フタロブルー、フタログリーン、モノアゾイエロー、カーボンブラック、又はそれらの混合物が挙げられる。本発明で使用される好ましい顔料は、ＴｉＯ_２である。ポリウレタン組成物は、１つ以上の増量剤を含み得る。「増量剤」という用語は、１．８以下及び１．３超の屈折率を有する粒子状材料を指す。好適な増量剤の例としては、炭酸カルシウム、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）、粘土、硫酸カルシウム、アルミノシリケート、シリケート、ゼオライト、雲母、珪藻土、中実若しくは中空ガラス、セラミックビーズ、及び不透明なポリマー、例えば、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＲＯＰＡＱＵＥ（商標）Ｕｌｔｒａ Ｅ（ＲＯＰＡＱＵＥはＴｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙの商標である）、又はそれらの混合物が挙げられる。ポリウレタン組成物は、０～７５％、５％～５０％、又は１０％～３０％の顔料体積濃度（ＰＶＣ）を有し得る。ＰＶＣは、以下の式によって求めることができる：ＰＶＣ＝［体積（顔料＋増量剤）／体積（顔料＋増量剤＋結合剤）］×１００％。

本発明において有用なポリウレタン組成物は、１つ以上の合体剤を更に含んでいてもよい。本明細書における「合体剤」という用語は、周囲条件下でポリマー粒子を融合させて連続フィルムにする溶媒を指す。好適な合体剤の例としては、ジプロピレングリコールｎ－ブチルエーテル、プロピレングリコールｎ－ブチルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテル、２－ｎ－ブトキシエタノール、ジプロピレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコールｎ－プロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールｎ－プロピルエーテル、ｎ－ブチルエーテル、ＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌ製のＳｏｌｖｅｓｓｏシリーズなどの芳香族炭化水素、Ｅａｓｔｍａｎ製のＴｅｘａｎｏｌエステルアルコールなどの２，２，４－トリメチル－１，３－ペンタンジオールモノイソブチレート、又はそれらの混合物が挙げられる。合体剤は、ヒドロキシル官能性ポリマーの重量に基づいて、０重量％～５０重量％、５重量％～４０重量％、又は１０重量％～２５重量％の量で存在し得る。

本発明において有用なポリウレタン組成物は、例えば、光安定剤、紫外線（ＵＶ）吸収化合物、レベリング剤、湿潤剤、分散剤、中和剤、消泡剤、若しくはレオロジー調整剤、又はそれらの混合物などの従来の添加剤を更に含み得る。これらの添加剤は、パートＡ中に存在し得る。ポリウレタン組成物は、当該ポリウレタン組成物の重量に基づいて、０～２０重量％、１～１０重量％の量のこれら添加剤を含み得る。

本発明において有用なポリウレタン組成物は、ヒドロキシル官能性ポリマー、及び任意選択でパートＡにおけるアルコールアルコキシレートを含む水性分散液を、パートＢにおけるポリイソシアネート、及び顔料などの任意選択の成分と混合することによって調製することができる。パートＢにおけるポリイソシアネートは、好ましくは、溶媒で希釈される。パートＡ及びパートＢは、塗布直前に混合されて、ポリウレタン組成物を形成し得る。ポリウレタン組成物は、ＧＢ３０９８１－２０２０（Ｃｈｉｎａ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄ ｆｏｒ Ｌｉｍｉｔ ｏｆ Ｈａｒｍｆｕｌ Ｓｕｂｓｔａｎｃｅｓ ｏｆ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ Ｃｏａｔｉｎｇ）に従って測定したとき、４００グラム／リットル（ｇ／Ｌ）以下、３５０ｇ／Ｌ以下、３３０ｇ／Ｌ以下、３００ｇ／Ｌ以下、２８０ｇ／Ｌ以下、２５０ｇ／Ｌ以下、２１０ｇ／Ｌ以下、１５０ｇ／Ｌ以下、１００ｇ／Ｌ以下、又は更には５０ｇ／Ｌ以下の量の揮発性有機化合物を含み得る。ポリウレタン組成物を使用することにより、金属シェルを有するバッテリデバイスをパッケージングするための既存の製造設備を使用することによって本発明の方法を実施することが可能になる。バッテリデバイス、典型的にはバッテリセルは、電極コア、電解質溶液、及び金属シェルを含み得、当該電極コア及び当該電解質溶液は、当該金属シェルのチャンバ内に位置している。

本発明のバッテリデバイスをパッケージングする方法は、（Ａ）ヒドロキシル官能性ポリマーを含む水性分散液を（Ｂ）ポリイソシアネートと混合して、ポリウレタン組成物を形成することと、当該ポリウレタン組成物をバッテリデバイスの金属シェルに塗布することと、を含む。金属シェルは、概して、バッテリデバイスの周囲で気密障壁として作用することができる金属箔の層である。金属は、アルミニウム又はその合金であってよい。バッテリデバイスは、バッテリセル、好ましくは、リチウム系セルを含み得る。バッテリセルは、概して、フラットで矩形状であり、例えばフラットバッテリである。ポリウレタン組成物は、ブラッシング、浸漬、ロール処理、及び噴霧、好ましくは噴霧を含む、現行の手段によって金属表面に塗布することができる。空気霧化噴霧、空気噴霧、無気噴霧、大容量低圧噴霧、及び静電ベル塗布などの静電噴霧などの噴霧のための標準的な噴霧技術及び設備、並びに手動又は自動のいずれかの方法を使用することができる。本発明の方法は、ポリウレタン組成物を塗布する前に金属シェルに接着材料を塗布する工程なしで実施することができる。

本発明のバッテリデバイスをパッケージングする方法は、塗布されたポリウレタン組成物を乾燥させて、パッケージング層を形成することを更に含む。ポリウレタン組成物の乾燥は、１００℃以下、９０℃以下、８０℃以下、７８℃以下、７５℃以下、７２℃以下、又は更には７０℃以下の温度であると同時に、室温（１５～３０℃）、又は５０℃以上、５２℃以上、５５℃以上、５８℃以上、又は更に６０℃以上の温度で行うことができる。乾燥時間は、乾燥温度に応じて変化し得、例えば、概ね３０分間（ｍｉｎ）以上であると同時に３時間以下、２時間以下、又は更には１時間以下であり得る。ポリウレタン組成物は、乾燥又は硬化すると、ポリウレタンパッケージング層を形成する。形成されたパッケージング層は、３０マイクロメートル（μｍ）以上、３５μｍ以上、又は更には４０μｍ以上であると同時に１２０μｍ以下、１１５μｍ以下、１１０μｍ以下、１０５μｍ以下、又は更には１００μｍ以下の乾燥膜厚を有し得る。パッケージング層は、それらの間に接着材料の層が存在することなく、金属シェルの表面に直接取り付けることができる。パッケージング層は、バッテリデバイスのコンフォーマルコーティング筐体を提供することができる。パッケージング層は、金属シェルに巻き付けるのに十分な可撓性を提供し、パッケージに必要な靭性及び気密性を提供するために必要な電気絶縁及び機械的特性を有する。パッケージング層は、バッテリ業界の要件を満たすためにバランスの取れた特性を提供しながら、電気絶縁層として機能することができる。パッケージング層は、１０^１２（「１Ｅ＋１２」）ｏｈｍ・ｃｍ以上、１０^１３（「１Ｅ＋１３」）ｏｈｍ・ｃｍ以上、又は更には１０^１４（「１Ｅ＋１４」）ｏｈｍ・ｃｍ以上の体積抵抗（ＶＲ）；１０ｃｍ（０．９１ｋｇ）以上、４０ｃｍ以上、５５ｃｍ以上、又は更には６０ｃｍ以上の耐衝撃性、及び１００倍以上の耐薬品性を特徴とする。パッキング層はまた、５Ｂの接着評点及び／又はＦ以上若しくはＨ以上の硬度を提供し得る。好ましくは、パッケージング層は、７４以上、７５以上、７６以上、８０以上、又は更には８５以上のＤＯＩによって示されるように、良好な外観も有する。ＤＯＩは、表面（例えば、パッケージング層の表面）上での反射画像の明瞭さを測定するものであり、反射が完全であり、かつ表面にヘイズも「オレンジピール」もないことの指標である。本発明はまた、ポリウレタン組成物を塗布し、塗布されたポリウレタン組成物を乾燥させて、１Ｅ＋１２ｏｈｍ・ｃｍ以上のＶＲ、並びに任意選択で、耐薬品性、耐衝撃性、硬度、及びＤＯＩを含む上記特性のうちの１つ以上を有する電気絶縁層を形成することによって、バッテリデバイスを絶縁させる方法に関する。これらの特性は、以下の実施例のセクションに記載される試験法に従って測定することができる。

本発明はまた、本発明の方法から得られるバッテリパッケージも（「バッテリ封入体」又は「バッテリケース」としても）提供する。バッテリパッケージは、パッケージング層（又は電気絶縁層）によって封入された金属シェルを有するバッテリデバイスを含む。バッテリパッケージは、バッテリパッケージの内層としての金属シェル及びバッテリパッケージの外層としてのパッケージング層を備えたバッテリデバイスを封入又は包囲する。本発明において有用なバッテリパッケージは、携帯型エレクトロニクス電動ツール、及びハイブリッド電気車両、ハイブリッド電気車両におけるプラグ、及び完全電気車両を含む車両用途のための電源などの様々な用途に使用することができる。バッテリパッケージはまた、風、水、又は太陽から生成される電気エネルギーを貯蔵するためのデバイスをパッケージングするためにも使用され得る。

次に、本発明のいくつかの実施形態を以下の実施例で説明し、ここで、全ての部及び百分率は、別段明記されない限り重量による。

スチレン（ＳＴ）、２－エチルヘキシルアクリレート（ＥＨＡ）、メタクリル酸（ＭＡＡ）、アクリル酸（ＡＡ）、及びメチルメタクリレート（ＭＭＡ）は全て、Ｌａｎｇｙｕａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．から入手可能である。

ヒドロキシエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）、ｎ－ドデシルメルカプタン（ｎ－ＤＤＭ）、ｔ－ブチルヒドロパーオキシド（ｔ－ＢＨＰ）、過硫酸アンモニウム（ＡＰＳ）、イソアスコルビン酸（ＩＡＡ）、及びエチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）四ナトリウム塩は全て、Ｓｉｎｏｐｈａｒｍ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｒｅａｇｅｎｔ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．から入手可能である。

ホスホエチルメタクリレート（ＰＥＭ）及びアセトアセトキシエチルメタクリレート（ＡＡＥＭ）は、Ｓｏｌｖａｙから入手可能である。

ＢＡＳＦから入手可能な非反応性界面活性剤であるＤＩＳＰＯＮＩＬ Ｆｅｓ ９９３（Ｆｅｓ ９９３）は、１１のエチレンオキシド（ＥＯ）単位を有する分岐アルコールエトキシレートサルフェート、ナトリウム塩である。

ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ－１９０分散剤（ＢＹＫ－９０）は、ＢＹＫから入手可能である。

Ｔｅｇｏ Ｔｗｉｎ４１００湿潤剤は、Ｅｖｏｎｉｋ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓから入手可能である。

ＢＹＫ－３４５湿潤剤は、ＢＹＫから入手可能である。

Ｔｉ－Ｐｕｒｅ Ｒ－７０６二酸化チタン（顔料）は、Ｔｈｅ Ｃｈｅｍｏｕｒｓ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能である。

ＴＥＧＯ Ａｉｒｅｘ ９０２ Ｗ（９０２Ｗ）及びＴＥＧＯ Ｆｏａｍｅｘ １４８８消泡剤は、いずれもＥｖｏｎｉｋ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓから入手可能である。

Ｄｅｓｍｏｄｕｒ Ｎ３６００ヘキサメチレンジイソシアネート三量体は、Ｃｏｖｅｓｔｒｏから入手可能である。

Ａｑｕｏｌｉｎ ２６８水分散性ヘキサメチレンジイソシアネート三量体は、Ｗａｎｈｕａから入手可能である。

ＵＶ－４１４ＵＶ硬化性塗料（１００％）は、Ｆａｎｇｚｈｏｕ Ｈｉｇｈ－ｔｅｃｈ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．から入手可能である。

以下の表中のアルコールアルコキシレートを含む以下の材料は、全てＴｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（ＯＲＯＴＡＮ、ＤＯＷＡＮＯＬ、ＡＣＲＹＳＯＬ、ＰＲＯＳＰＥＲＳＥ、ＰＲＩＭＡＬ、及びＭＡＩＮＣＯＴＥは、全てＴｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙの商標である）から入手可能である。

ＯＲＯＴＡＮ（商標）６８１分散剤は、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能である。

ＤＯＷＡＮＯＬ（商標）ＤＰｎＢジプロピレングリコールｎ－ブチルエーテル及びＤＯＷＡＮＯＬ ＰＭプロピレングリコールメチルエーテルを、合体剤として使用する。

ＤＯＷＡＮＯＬ ＰＧＤＡプロピレングリコールジアセテート及びＤＯＷＡＮＯＬ ＰＭＡグリコールエーテルアセテートを、ポリイソシアネートの希釈溶媒として使用する。

ＡＣＲＹＳＯＬ（商標）ＲＭ－８Ｗ、ＡＣＲＹＳＯＬ ＲＭ－５０００、及びＡＣＲＹＳＯＬ ＲＭ－８４５レオロジー調整剤は、疎水変性エチレンオキシドウレタン（ＨＥＵＲ）である。

ＰＲＯＳＰＥＲＳＥ（商標）５００（Ｐ－５００）二次分散液（固形分：４７％）は、ヒドロキシエチルメタクリレートの構造単位３０％を有するヒドロキシル官能性アクリルコポリマーを含む。

ＰＲＯＳＰＥＲＳＥ ２００（Ｐ－２００）エマルジョン（固形分：４０％）は、ヒドロキシエチルメタクリレートの構造単位１２％を有するヒドロキシル官能性アクリルコポリマーを含む。

ＭＡＩＮＣＯＴＥ（商標）ＨＧ－５４Ｃエマルジョン（固形分：４２％）は、ヒドロキシル基を含有しないアクリルコポリマーを含む。

ＰＲＩＭＡＬ（商標）ＢＩＮＤＥＲ Ｕ－９１（９１ＵＤ）（固形分：４２％）は、脂肪族ポリウレタンの水性分散液である。

以下の標準的な分析機器及び方法を実施例で使用し、本明細書に記載の特性及び特徴の決定に使用する。

粒径測定
水性分散液中のポリマー粒子の粒径は、光子相関分光法（試料粒子の光散乱）の技術を用いるＢｒｏｏｋｈａｖｅｎ ＢＩ－９０ Ｐｌｕｓ Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｓｉｚｅ Ａｎａｌｙｚｅｒを使用して測定した。この方法では、試験される２滴の水性分散液を、２０ｍＬの０．０１Ｍ塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）溶液中で希釈し、更に、得られた混合物を試料キュベット内で希釈して、所望の計数率（Ｋ）（例えば、Ｋは、１０～３００ｎｍの範囲の直径に関して２５０～５００カウント／秒の範囲である）を達成することを伴った。次いで、水性ポリマー分散液の粒径を測定し、強度によりＺ平均直径として報告した。

Ｔｇ測定
５～１０ミリグラム（ｍｇ）の試料を、窒素雰囲気下でオートサンプラーを取り付けたＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ ＤＳＣ Ｑ２０００上の密閉アルミニウムパンにおいて分析した。ＤＳＣによるＴｇ測定は、１０℃／分で－４０→１８０℃（第１のサイクル、次いで５分間保持して試料の熱履歴を消去する）、１０℃／分で１８０→－４０℃（第２のサイクル）、及び１０℃／分で－４０→１８０℃（第３のサイクル）を含む３つのサイクルを含んでいた。Ｔｇは、熱流対温度遷移における中点をＴｇ値とすることによって、第３のサイクルから取得した。

ＧＰＣ分析
ポリマーのＧＰＣ分析は、概して、Ａｇｉｌｅｎｔ１２００により実行した。試料を２ｍｇ／ｍＬの濃度のテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）／ギ酸（ＦＡ）（５％）に溶解し、次いでＧＰＣ分析の前に０．４５μｍのポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）フィルターで濾過した。ＧＰＣ分析は、次の条件を使用して実行された。

カラム：タンデムでの１本のＰＬｇｅｌ ＧＵＡＲＤカラム（１０μｍ、５０ミリメートル（ｍｍ）×７．５ｍｍ）、２本のＭｉｘｅｄ Ｂカラム（７．８ｍｍ×３００ｍｍ）；カラム温度：４０℃；移動相：ＴＨＦ／ＦＡ（５％）；流速：１．０ｍＬ／分；注入体積：１００μＬ；検出器：Ａｇｉｌｅｎｔ屈折率検出器、４０℃；及び較正曲線：２３２９０００～５８０ｇ／ｍｏｌの範囲の分子量を有するＰＬ Ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ Ｉ Ｎａｒｒｏｗ標準、ｐｏｌｙｎｏｍ ３ ｆｉｔｎｅｓｓを使用。

硬度試験
鉛筆硬度試験は、ＡＳＴＭ Ｄ ３３６３（２０１１）に従って、コーティングされた鋼パネル（Ｑ－パネルＲ－４６）で実施した。鉛筆がフィルムに切り込みを入れもせず、削り取りもしなかったときの鉛筆の芯の硬度を記録した。Ｆ以上の硬度が許容可能である。

画像の鮮明度（ＤＯＩ）試験
ＤＯＩ測定は、ＢＹＫ Ｇａｒｄｅｎｅｒマイクロ波スキャンメーター（ＢＹＫ－Ｇａｒｄｎｅｒ ＵＳＡ，Ｃｏｌｕｍｂｉａ，Ｍｄ．）を使用して、ＡＳＴＭ Ｄ５７６７－１８（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｌ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ Ｄｉｓｔｉｎｃｔｎｅｓｓ－ｏｆ－Ｉｍａｇｅ Ｇｌｏｓｓ ｏｆ Ｃｏａｔｉｎｇ Ｓｕｒｆａｃｅｓ）に従って、コーティングされたアルミニウムパネル（Ｑ－パネルＲ－４６）で実施した。各パネルにつき、３つの別個の読み取り値の平均をＤＯＩ値として記録した。ＤＯＩが高いほど、より良好である。コーティングのＤＯＩが低すぎて測定できない場合、ＢＹＫ Ｇａｒｄｅｎｅｒマイクロ波スキャンメーターの読み取り値は、「測定不可、艶消度＞５５」と示され、以下の表３には「測定不可」と記録する（このようなコーティングに反射された物体がみえたとき、その画像は不明瞭になり、ゆがむ）。

固形分含有量
固形分含有量は、０．７±０．１ｇの試料（試料の湿重量を「Ｗ１」と表記する）を量り、１５０℃のオーブン内のアルミニウムパン（アルミニウムパンの重さを「Ｗ２」と表記する）に２５分間入れ、次いで、乾燥した試料が入っているアルミニウムパンを冷却し、「Ｗ３」と表記する総重量を量ることによって測定した。試料の固形分含有量は、（Ｗ３－Ｗ２）／Ｗ１＊１００％で計算する。

乾燥膜厚試験
コーティングされたアルミニウムパネル（Ｑ－パネルＡ－４６）の乾燥膜厚（ＤＦＴ）を、ＢＹＫＯ－試験８５００を使用して測定した。３つの別個の読み取り値の平均を記録した。

体積抵抗（ＶＲ）試験
ＶＲ試験は、ＡＳＴＭ Ｄ ２５７－１８に従って、コーティングされたアルミニウムパネル（Ｑ－パネルＡ４６）で行った。Ｋｅｉｔｈｌｅｙ６５１７Ｂ電位計を、Ｋｅｉｔｈｌｅｙ８００９試験固定具と組み合わせて使用した。Ｋｅｉｔｈｌｅｙモデル８００９試験チャンバーを、高温（最高８０℃）で動作することができる送風オーブン内に入れた。以下の式によってＶＲを算出した：

（式中、ρは、ＶＲ（ｏｈｍ・ｃｍ）であり、Ｖは、印加電圧（ボルト）であり、Αは、電極接触面積（ｃｍ^２）であり、ｔは、膜厚（ｃｍ）であり、Ιは、漏洩電流（アンペア）である。ＶＲ試験は、室温で１０００ボルトにて行った。コーティングされたパネル上の乾燥コーティングフィルムの厚さを試験前に測定した。漏洩電流は、機器から直接読み取った。各パネルにつき、パネル上の５点を測定し、平均値を、ＶＲを計算するための上記式で使用した。各試料について、２枚のコーティングされたパネルでＶＲ試験を２回繰り返し、ＶＲ値の２つのデータ点を平均した。

耐衝撃性試験
耐衝撃性は、ＡＳＴＭ Ｄ ５４２０－１０に従って、ＢＹＫ ＧＡＲＤＮＥＲ衝撃試験機を使用して、コーティングされたアルミニウムパネル（Ｑ－パネルＡ４６）で評価した。結果をｃｍ（０．９１ｋｇ）で報告する。

耐薬品性試験
メチルエチルケトン（ＭＥＫ）二重耐擦り性を使用して、コーティングフィルムの耐薬品性を評価した。ＭＥＫ二重耐擦り性試験は、ＡＳＴＭ Ｄ５４０２（１９９９）に従って、コーティングされたアルミニウムパネル（Ｑ－パネルＡ４６）で実施した。Ａｔｌａｓクロックメーターを使用して二重擦りを実行し、チーズクロスを使用して十分なＭＥＫ溶液を保持した。コーティングフィルムが最初に破れるのにかかった二重擦りの数を記録した。各コーティングフィルムについて２回の測定を行った。

ポリマー分散液１（ＰＤ１）の合成
３１８グラム（ｇ）の脱イオン（ＤＩ）水、Ｆｅｓ９９３界面活性剤（２３ｇ、３０％）、ＭＭＡ（１４９ｇ）、ＳＴ（３０６ｇ）、ＥＨＡ（１７６ｇ）、ＨＥＭＡ（３０４ｇ）、ＡＡＥＭ（５１ｇ）、ＭＡＡ（１６ｇ）、ＰＥＭ（１６ｇ）、及びｎ－ＤＤＭ（２１ｇ）を混合することによって、モノマーエマルジョンを調製した。ＤＩ水（６００ｇ）及びＦｅｓ９９３界面活性剤（４３ｇ、３０％）を、機械的撹拌を取り付けた５リットルの多口フラスコに充填した。フラスコの内容物を窒素雰囲気下で９０℃まで加熱した。次いで、ＤＩ水（１６．９ｇ）中アンモニア（２．５ｇ、２５％）、モノマーエマルジョン（２９ｇ）、及びＤＩ水（１６．９ｇ）中過硫酸アンモニウム（ＡＰＳ）（２．０ｇ）を、撹拌したフラスコに添加し、続いて、ＤＩ水（３．７５ｇ）ですすいだ。残りのモノマーエマルジョンを、８６℃で１６０分にわたって更に添加し、続いてＤＩ水（３０ｇ）ですすいだ。重合の終わりに、ＤＩ水（１５．７５ｇ）中ＥＤＴＡ四ナトリウム塩（０．００５ｇ）と混合したＤＩ水（１５．７５ｇ）中ＦｅＳＯ_４．７Ｈ_２Ｏ（０．００５ｇ）と、ＤＩ水（３２．８ｇ）中ｔ－ＢＨＰ（７０％、１．６ｇ）の溶液と、ＤＩ水（３４．３ｇ）中ＩＡＡ（０．８ｇ）の溶液と、ＤＩ水（１６．４ｇ）中ｔ－ＢＨＰ（０．８ｇ）の溶液と、ＤＩ水（１７．２ｇ）中ＩＡＡ（０．４ｇ）の溶液とを全て、６０℃でフラスコに添加し、次いで、ＤＩ水（１６．６５ｇ）中アンモニア（７．０ｇ、２５％）を５０℃で添加して、水性分散液を得た。

ポリマー分散液２（ＰＤ２）の合成
ＤＩ水（２７１ｇ）、Ｆｅｓ９９３界面活性剤（４０．４ｇ、３０％）、ＭＭＡ（１４４ｇ）、ＳＴ（２８１ｇ）、ＥＨＡ（１６１ｇ）、ＨＥＭＡ（２７８ｇ）、ＡＡＥＭ（４６ｇ）、ＡＡ（１２ｇ）、ＰＥＭ（７ｇ）、及びｎ－ＤＤＭ（３７ｇ）を混合することによって、モノマーエマルジョンを調製した。ＤＩ水（５６８ｇ）及びＦｅｓ９９３界面活性剤（２０ｇ、３０％）を、機械的撹拌を取り付けた５リットルの多口フラスコに充填した。フラスコの内容物を窒素雰囲気下で９０℃まで加熱した。次いで、ＤＩ水（１８ｇ）中のアンモニア水（２．３ｇ、２５％）、モノマーエマルジョン（７６ｇ）、及びＤＩ水（２２ｇ）中のＡＰＳ（１．９ｇ）を、撹拌したフラスコに添加し、続いてＤＩ水（４ｇ）ですすいだ。残りのモノマーエマルジョンを、８６℃で１６０分にわたって更に添加し、続いてＤＩ水（３０ｇ）ですすいだ。重合の終わりに、ＤＩ水（１５．７５ｇ）中ＥＤＴＡ四ナトリウム塩（０．００５ｇ）と混合したＤＩ水（１５．７５ｇ）中ＦｅＳＯ_４．７Ｈ_２Ｏ（０．００５ｇ）と、ＤＩ水（２６ｇ）中ｔ－ＢＨＰ（１．４ｇ、７０％水溶液）の溶液と、ＤＩ水（２６ｇ）中ＩＡＡ（０．７ｇ）の溶液と、ＤＩ水（８ｇ）中ｔ－ＢＨＰ（０．４ｇ）の溶液と、ＤＩ水（８ｇ）中ＩＡＡ（０．２ｇ）の溶液とを全て、６０℃でフラスコに添加し、次いで、ＤＩ水（１６．６５ｇ）中アンモニア（７．０ｇ、２５％）を５０℃で添加して、水性分散液を得た。

ポリマー分散液３（ＰＤ３）の合成
ＰＤ３は、ＤＩ水（２７１ｇ）、Ｆｅｓ９９３界面活性剤（３０％）（４０．４ｇ）、ＭＭＡ（１４４ｇ）、ＳＴ（２８１ｇ）、ＥＨＡ（１６１ｇ）、ＨＥＭＡ（２７８ｇ）、ＡＡＥＭ（４６ｇ）、ＡＡ（１２ｇ）、ＰＥＭ（７ｇ）、及びｎ－ＤＤＭ（９ｇ）を混合することによってモノマーエマルジョンを調製したことを除いて、ＰＤ２の合成と同様に調製した。

ポリマー分散液４（ＰＤ４）の合成
ＰＤ４は、ＤＩ水（２７１ｇ）、Ｆｅｓ９９３界面活性剤（４０．４ｇ、３０％）、ＭＭＡ（１４６ｇ）、ＳＴ（３６３ｇ）、ＥＨＡ（７８ｇ）、ＨＥＭＡ（２７８ｇ）、ＡＡＥＭ（４６ｇ）、ＡＡ（１２ｇ）、ＰＥＭ（７ｇ）、及びｎ－ＤＤＭ（１９ｇ）を混合することによってモノマーエマルジョンを調製したことを除いて、ＰＤ２の合成と同様に調製した。

ポリマー分散液５（ＰＤ５）の合成
ＰＤ５は、ＤＩ水（２７１ｇ）、Ｆｅｓ９９３界面活性剤（３０％）（４０．４ｇ）、ＭＭＡ（３１ｇ）、ＳＴ（２８２ｇ）、ＥＨＡ（２７５ｇ）、ＨＥＭＡ（２７８ｇ）、ＡＡＥＭ（４６ｇ）、ＡＡ（１２ｇ）、ＰＥＭ（７ｇ）、及びｎ－ＤＤＭ（１９ｇ）を混合することによってモノマーエマルジョンを調製したことを除いて、ＰＤ２の合成と同様に調製した。

得られたエマルジョンポリマー分散液の特性を表１に示す。

^１Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ粘度計ＤＶ－Ｉ Ｐｒｉｍｅｒ（６０ｒｐｍ、スピンドル＃２）によって測定した粘度、^２ＤＳＣによって測定したＴｇ、^３上記のＧＰＣ分析によって得られたＭ_ｎ及びＭｗ。

実施例（Ｅｘ）１～１０、１５～１８、及び２０～２４並びに比較（Ｃｏｍｐ）例Ｃ、Ｄ、及びＥのパッケージング材料組成物
表２－１に示される処方に基づいて、実施例１～１０、１５～１８、及び２０～２４並びに比較例Ｅを調製した。表２－２に示される処方に基づいて、比較例Ｃ及びＤを調製した。パッケージング材料組成物を調製するために使用したアルコールアルコキシレート（ＡＯ）の種類を表３に列挙する。二成分組成物の調製については、粉砕物を調製するための成分を、高速Ｃｏｗｌｅｓ分散機を使用して毎分１，５００回転（ｒｐｍ）で３０分間混合して、粉砕物を形成した。次いで、従来のラボミキサーを使用して、希釈物（ｌｅｔｄｏｗｎ）中の成分を粉砕物に添加して、パートＡを得た。パートＡを一晩放置し、次いで、高速分散機を６００ｒｐｍで１０分間使用してパートＢをパートＡに添加して、各パッケージング材料組成物を形成した。比較例Ｃ及びＥの一成分パッケージング材料組成物の調製については、高速Ｃｏｗｌｅｓ分散機を使用して１，５００ｒｐｍで３０分間成分を混合して、組成物を得た。

その中の全ての成分を混合した直後に、得られたパッケージング材料組成物を、噴霧によって金属基材（アルミニウム又は鋼パネル）の表面上に塗布した。湿潤塗料フィルムを基材に塗布した後、得られたパネルを以下の条件下で乾燥させた：室温で２０分間乾燥させ、次いで、６０℃で４０分間乾燥させ、最後に室温で７日間乾燥させた。３０μｍ～２００μｍの範囲のコーティングフィルム（すなわち、パッケージング層）厚を有する得られたコーティングされたパネルを、上記の試験方法に従って評価した。

比較例Ａ及びＢ
ＵＶ－４１４ＵＶ硬化性処方物を、異なる膜厚で噴霧することによって、金属基材（アルミニウム又は鋼パネル）の表面上に塗布した。噴霧直後に、得られたパネルをＵＶ硬化機（ＨｅｒａｅｕｓＦ３００Ｓ、キセノンランプ）に入れ、１０秒間照射した。比較例Ａ及びＢについて、それぞれ６０μｍ及び１００μｍの乾燥膜厚を有する得られたコーティングされたパネルを、上記の実施例のセクションに記載した試験方法に従って評価した。

実施例１１パッケージング材料組成物
実施例１１は、希釈段階で使用したアルコールアルコキシレート及び脱イオン水の量がそれぞれ１．６ｇ及び３．８１ｇであったことを除いて、実施例６と同様に調製した。

実施例１２パッケージング材料組成物
実施例１２は、希釈段階で使用したアルコールアルコキシレート及び脱イオン水の量がそれぞれ１．２ｇ及び４．２１ｇであったことを除いて、実施例６と同様に調製した。

実施例１３パッケージング材料組成物
実施例１３は、希釈段階で使用したアルコールアルコキシレート及び脱イオン水の量がそれぞれ１ｇ及び４．４１ｇであったことを除いて、実施例６と同様に調製した。

実施例１４パッケージング材料組成物
実施例１４は、希釈段階で使用したアルコールアルコキシレート及び脱イオン水の量がそれぞれ０．５ｇ及び４．９１ｇであったことを除いて、実施例６と同様に調製した。

実施例１９パッケージング材料組成物
実施例１９は、希釈段階で使用したＤＩ水の量が５．４１グラムであり、アルコールアルコキシレートを使用しなかったことを除いて、実施例６と同様に調製した。

上記の得られたパッケージング材料組成物を、上記の試験法に従って評価し、結果を表３に示す。表３に示すように、実施例１～２４は全て、１Ｅ＋１２ｏｈｍ・ｃｍ以上の体積抵抗によって示される通りの良好な電気絶縁、良好な耐衝撃性（０．９１ｋｇで１０ｃｍ以上）、十分な耐薬品性（１００倍以上）、５Ｂの接着評点、及びＦ以上の鉛筆硬度を備えたパッケージング層を提供した。特に、ヒドロキシル官能性エマルジョンポリマー及び特定のアルコールアルコキシレートを含む実施例６～１８は、１＋Ｅ１３ｏｈｍ・ｃｍ以上、又は更には１Ｅ＋１４ｏｈｍ・ｃｍ以上の体積抵抗によって示される通りの更により良好な電気絶縁、及びより良好な耐衝撃性を提供した。更に、実施例１～１８は、より高いＤＯＩ（≧７４）を有するパッケージング層を提供した。対照的に、ＵＶ硬化塗料から形成された６０μｍのＤＦＴを有する比較例Ａのパッケージング層は、望ましくないほどに低いＶＲ及び不十分な耐衝撃性を提供した。ＵＶ硬化塗料によって形成された１００μｍのＤＦＴを有する比較例Ｂのパッケージング層は、不十分な耐衝撃性を示した。一成分アクリル系ＨＧ－５４Ｃ（比較例Ｃ）、１２％のＨＥＭＡの構造単位を含む二成分ＰＵ系Ｐ－２００（比較例Ｄ）、又は一成分ＰＵ分散液９１ＵＤ（比較例Ｅ）から作製されたパッケージング層は全て、不十分な耐薬品性及び不十分な硬度を示した。

^１ＰＡＯ投入量：エマルジョンポリマーの乾燥重量に基づく重量による；^２ｎ．ｍ．－測定不可。

Claims (15)

1. バッテリデバイスを金属シェルでパッケージングする方法であって、
   水系二成分ポリウレタン組成物を前記バッテリデバイスの前記金属シェルに塗布することと、
   塗布された前記ポリウレタン組成物を乾燥させてパッケージング層を形成することと、
   を含み、
   前記ポリウレタン組成物が、
   （Ａ）ヒドロキシル官能性ポリマーを含む水性分散液であって、前記ヒドロキシル官能性ポリマーが、前記ヒドロキシル官能性ポリマーの重量に基づいて、２０重量％～５０重量％のヒドロキシ官能性アルキル（メタ）アクリレートの構造単位、０．１重量％～１０重量％の酸モノマー、その塩、又はそれらの混合物の構造単位、及びモノエチレン性不飽和非イオン性モノマーの構造単位を含む、水性分散液と、
   （Ｂ）ポリイソシアネートと、を含む、方法。
2. 前記パッケージング層が、３０μｍ～１２０μｍの厚さを有する、請求項１に記載の方法。
3. ポリウレタン組成物の乾燥が、５０℃～８０℃の温度で行われる、請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記ヒドロキシル官能性ポリマーが、エマルジョンポリマーである、請求項１～３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記水性分散液（Ａ）が、前記エマルジョンポリマーの重量に基づいて、２重量％～２０重量％のアルコールアルコキシレートを更に含む、請求項４に記載の方法。
6. １，０００ｇ／モル以下の分子量を有する前記アルコールアルコキシレートが、式（Ｉ）、
   
   （式中、Ｒ^１は、Ｃ_６－Ｃ_１８分岐脂肪族基であり、Ｒ^２は、水素、Ｃ_１－Ｃ_４直鎖若しくは分岐脂肪族基、又はベンジルであり、Ｒ^３及びＲ^４は、各々独立して、水素又はＣ_１－Ｃ_６脂肪族基であり、ただし、Ｒ^３及びＲ^４は、合わせて１～６個の炭素原子を含有し、Ｒ^５及びＲ^６は、各々独立して、水素又はＣ_１－Ｃ_６脂肪族基であり、ただし、Ｒ^５及びＲ^６は、合わせて１～６個の炭素原子を含有し、ｘは、０～１０の範囲の平均値であり、ｙは、５～１５の範囲の平均値であり、ｚは、０～５の範囲の平均値であり、ただし、ｘ＋ｚ＞０である）を有し、前記アルコールアルコキシレートが、前記アルコールアルコキシレートの重量に基づいて、２５重量％～７５重量％のエチレンオキシド単位を含む、請求項５に記載の方法。
7. 式（Ｉ）中、Ｒ^１が、２－エチルヘキシル又は
   
   （式中、Ｒ^ａ及びＲ^ｂは、各々独立して、Ｃ_１－Ｃ_１７脂肪族基であり、Ｒ^ａ及びＲ^ｂは、合わせて７～１７個の炭素原子を含有する）である、請求項６に記載の方法。
8. 前記ヒドロキシル官能性ポリマーが、５０，０００ｇ／モル以下の重量平均分子量を有する、請求項１～７のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記ヒドロキシ官能性アルキル（メタ）アクリレートが、２－ヒドロキシエチルアクリレート、２－ヒドロキシエチルメタクリレート、２－ヒドロキシプロピルアクリレート、２－ヒドロキシプロピルメタクリレート、又はそれらの混合物からなる群から選択される、請求項１～８のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記ヒドロキシル官能性ポリマーが、１０～８０℃のガラス転移温度を有する、請求項１～９のいずれか一項に記載の方法。
11. 前記ポリイソシアネートが、脂肪族ジイソシアネート、その二量体及び三量体、又はそれらの混合物からなる群から選択される、請求項１～１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 前記ポリイソシアネート中のイソシアネート基当量の総数の、前記水性分散液中のヒドロキシル基当量の総数に対する当量比が、３：１～０．８：１の範囲である、請求項１～１１のいずれか一項に記載の方法。
13. 前記パッケージング層が、３０μｍ～１２０μｍの膜厚で１０^１２ｏｈｍ．ｃｍ以上の体積抵抗を有する電気絶縁層である、請求項１～１２のいずれか一項に記載の方法。
14. 前記パッケージング層が、７４以上の画像鮮明度を有する、請求項１～１３のいずれか一項に記載の方法。
15. 請求項１～１４のいずれか一項に記載の方法から得られる、バッテリパッケージ。