JP2024089905A - Adhesives, laminates, battery packaging materials and batteries - Google Patents
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Abstract
【課題】 低温でエージングした場合であってもオレフィン樹脂のような非極性の基材と金属基材との接着性、耐熱性に優れた接着剤、当該接着剤を用いて得られる積層体、電池用包装材を提供する。
【解決手段】 水酸基変性ポリオレフィン(A)を含む組成物(X)と、ポリイソシアネート化合物(B)を含む組成物(Y)とを含み、水酸基変性ポリオレフィン(A)は結晶性を有し、炭素原子数が2以上20以下のα-オレフィンの重合体であるリチウムイオン電池外装材用2液硬化型接着剤、当該接着剤を用いて得られる積層体、電池用包装材。
【選択図】 なし
The present invention provides an adhesive that has excellent adhesion and heat resistance between a non-polar substrate such as an olefin resin and a metal substrate even when aged at low temperatures, a laminate obtained using the adhesive, and a battery packaging material.
[Solution] A two-component curing adhesive for lithium-ion battery exterior materials, comprising a composition (X) containing a hydroxyl-modified polyolefin (A) and a composition (Y) containing a polyisocyanate compound (B), wherein the hydroxyl-modified polyolefin (A) has crystallinity and is a polymer of an α-olefin having 2 to 20 carbon atoms, a laminate obtained using the adhesive, and a battery packaging material.
[Selection diagram] None
Description
本発明は、接着剤、詳しくは樹脂基材と金属基材とを接着するのに好適な接着剤、当該接着剤を用いて得られる積層体、二次電池用外装材及び電池に関する。 The present invention relates to an adhesive, more specifically, an adhesive suitable for bonding a resin substrate and a metal substrate, a laminate obtained using the adhesive, an exterior material for a secondary battery, and a battery.
リチウムイオン電池に代表される二次電池は、正極、負極およびその間に、電解液等を封入した構成をとっている。また、正極と負極の電気を外部に取り出すためのリード線を封入するための封入袋として、オレフィン樹脂からなるヒートシール層と、アルミニウム箔等の金属箔や金属蒸着層からなる金属基材とプラスチックを貼り合せた積層体を用いることが知られている(特許文献1、2)。 A secondary battery, such as a lithium-ion battery, is configured with a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte or the like sealed between them. It is also known to use a heat seal layer made of an olefin resin and a laminate made of a metal foil such as aluminum foil or a metal deposition layer and a metal base material and a plastic laminate as a sealing bag for enclosing the lead wires for taking out electricity from the positive and negative electrodes (Patent Documents 1 and 2).
接着剤を介してオレフィン樹脂からなるヒートシール層と金属基材とを貼り合せる際には、一般的に加温しながら接着剤の硬化を促進する、いわゆるエージング工程が設けられる。エージング工程におけるエージング温度、エージング時間は適宜選択すればよいが、一例としてオレフィン樹脂の熱収縮影響が小さい80℃以下で行うことが好ましい。一方で、エージング温度が低いほど、またエージング時間が短いほど接着剤の特性が発揮され難くなる傾向がある。 When bonding a heat seal layer made of an olefin resin to a metal substrate via an adhesive, a so-called aging process is generally performed in which the adhesive is heated to promote hardening. The aging temperature and aging time in the aging process can be selected as appropriate, but as an example, it is preferable to perform the aging process at 80°C or less, where the thermal shrinkage effect of the olefin resin is small. On the other hand, the lower the aging temperature and the shorter the aging time, the less likely the adhesive properties will be exhibited.
本発明は、このような状況に鑑みなされたものであって、低温でエージングした場合であってもオレフィン樹脂のような非極性の基材と金属基材との接着性に優れた接着剤を提供することを目的とする。さらに、このような接着剤を用いて得られる積層体、当該積層体を用いて得られる二次電池外装材および電池を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of these circumstances, and aims to provide an adhesive that has excellent adhesion between a non-polar substrate such as an olefin resin and a metal substrate, even when aged at low temperatures. It also aims to provide a laminate obtained using such an adhesive, and a secondary battery exterior material and a battery obtained using the laminate.
本発明は、水酸基変性ポリオレフィン(A)を含む組成物(X)と、ポリイソシアネート化合物(B)を含む組成物(Y)とを含み、水酸基変性ポリオレフィン(A)は結晶性を有し、炭素原子数が2以上20以下のα-オレフィンの重合体であるリチウムイオン電池外装材用2液硬化型接着剤に関する。 The present invention relates to a two-component curing adhesive for lithium-ion battery exterior materials, which comprises a composition (X) containing a hydroxyl-modified polyolefin (A) and a composition (Y) containing a polyisocyanate compound (B), in which the hydroxyl-modified polyolefin (A) is crystalline and is a polymer of an α-olefin having 2 to 20 carbon atoms.
本発明の接着剤は、低温でエージングした場合であってもオレフィン樹脂のような非極性の基材と金属基材との接着性に優れ、また溶剤に浸漬した場合であってもその接着性が維持される。また、本発明の積層体は接着性、耐溶剤性に優れる。 The adhesive of the present invention has excellent adhesion between non-polar substrates such as olefin resins and metal substrates even when aged at low temperatures, and maintains its adhesion even when immersed in a solvent. Furthermore, the laminate of the present invention has excellent adhesion and solvent resistance.
<接着剤>
本発明の2液型接着剤は、水酸基変性ポリオレフィン(A)を含む組成物(X)と、ポリイソシアネート化合物(B)を含む組成物(Y)とを含み、水酸基変性ポリオレフィン(A)は結晶性を有し、炭素原子数が2以上20以下のα-オレフィンの重合体であるが結晶性である。以下、本発明の接着剤の各成分について詳細に説明する。
<Adhesive>
The two-component adhesive of the present invention comprises a composition (X) containing a hydroxyl-modified polyolefin (A) and a composition (Y) containing a polyisocyanate compound (B), and the hydroxyl-modified polyolefin (A) has crystallinity and is a crystalline polymer of an α-olefin having from 2 to 20 carbon atoms. Each component of the adhesive of the present invention will be described in detail below.
(組成物(X))
(水酸基変性ポリオレフィン(A))
組成物(X)は、水酸基変性ポリオレフィン(A)を含む。水酸基変性ポリオレフィン(A)は、炭素数が2~20のα-オレフィンの重合体が、水酸基含有重合性単量体で変性された樹脂である。これにより、接着性、耐溶剤性、耐電解液性などに優れた接着剤とすることができる。
(Composition (X))
(Hydroxyl Group-Modified Polyolefin (A))
The composition (X) contains a hydroxyl-modified polyolefin (A). The hydroxyl-modified polyolefin (A) is a resin in which a polymer of an α-olefin having 2 to 20 carbon atoms is modified with a hydroxyl-containing polymerizable monomer. This makes it possible to obtain an adhesive having excellent adhesion, solvent resistance, electrolyte resistance, and the like.
炭素数が2~20のα-オレフィンとしては、エチレン、プロピレンなどの炭素原子数が2または3のα-オレフィン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、4-メチル-1-ペンテン、1-オクテン、1-デセン、1-ドデセン、1-テトラデセン、1-ヘキサデセン、1-オクタデセン、1-エイコセンなどの炭素数が4~20のα-オレフィンが挙げられる。エチレン、プロピレン、1-ブテンから選ばれる少なくとも一種を用いることが好ましく、プロピレン、1-ブテンから選ばれる少なくとも一種を用いることが好ましく、プロピレンおよび1-ブテンを含むことが好ましい。 Examples of α-olefins having 2 to 20 carbon atoms include α-olefins having 2 or 3 carbon atoms, such as ethylene and propylene, and α-olefins having 4 to 20 carbon atoms, such as 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 4-methyl-1-pentene, 1-octene, 1-decene, 1-dodecene, 1-tetradecene, 1-hexadecene, 1-octadecene, and 1-eicosene. It is preferable to use at least one selected from ethylene, propylene, and 1-butene, and it is preferable to use at least one selected from propylene and 1-butene, and it is preferable to include propylene and 1-butene.
炭素数が2~20のα-オレフィンの重合体は、これらの単独重合体であってもよいし、共重合体であってもよい。共重合体としてはブロック共重合体であってもよいし、ランダム共重合体であってもよい。炭素数が2~20のα-オレフィンの共重合体であることが好ましい。 The polymer of an α-olefin having 2 to 20 carbon atoms may be a homopolymer or a copolymer. The copolymer may be a block copolymer or a random copolymer. A copolymer of an α-olefin having 2 to 20 carbon atoms is preferable.
炭素数が2~20のα-オレフィンの重合体は、炭素数が2~20のα-オレフィン以外の重合性単量体を原料としてもよい。このような重合性単量体としては、ブタジエン、イソプレンなどの共役ポリエン類、1,4-ヘキサジエン、1,7-オクタジエン、ジシクロペンタジエン、5-エチリデン-2-ノルボルネン、5-ビニル-2-ノルボルネン、5-メチレン-2-ノルボルネン、2,5-ノルボルナジエンなどの非共役ポリエン類が挙げられる。 Polymers of α-olefins having 2 to 20 carbon atoms may be made from polymerizable monomers other than α-olefins having 2 to 20 carbon atoms. Examples of such polymerizable monomers include conjugated polyenes such as butadiene and isoprene, and non-conjugated polyenes such as 1,4-hexadiene, 1,7-octadiene, dicyclopentadiene, 5-ethylidene-2-norbornene, 5-vinyl-2-norbornene, 5-methylene-2-norbornene, and 2,5-norbornadiene.
水酸基含有重合性単量体としては、例えば、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(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシ-3-フェノキシ-プロピル(メタ)アクリレート、3-クロロ-2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、グリセリンモノ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールモノ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンモノ(メタ)アクリレート、テトラメチロールエタンモノ(メタ)アクリレート、ブタンジオールモノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、2-(6-ヒドロヘキサノイルオキシ)エチルアクリレート、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルアシッドフォスフェートなどの水酸基含有(メタ)アクリル酸エステル;10-ウンデセン-1-オール、1-オクテン-3-オール、2-メタノールノルボルネン、ヒドロキシスチレン、N-メチロールアクリルアミド、グリセリンモノアリルエーテル、アリルアルコール、アリルオキシエタノール、2-ブテン-1,4-ジオール、グリセリンモノアルコールが挙げられる。 Examples of hydroxyl group-containing polymerizable monomers include hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, 3-hydroxypropyl (meth)acrylate, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl (meth)acrylate, 3-chloro-2-hydroxypropyl (meth)acrylate, glycerin mono(meth)acrylate, pentaerythritol mono(meth)acrylate, trimethylolpropane mono(meth)acrylate, tetramethylolethane mono(meth)acrylate, butanediol mono(meth)acrylate, acrylate, polyethylene glycol mono(meth)acrylate, 2-(6-hydrohexanoyloxy)ethyl acrylate, 2-(meth)acryloyloxyethyl acid phosphate and other hydroxyl group-containing (meth)acrylic acid esters; 10-undecen-1-ol, 1-octene-3-ol, 2-methanol norbornene, hydroxystyrene, N-methylolacrylamide, glycerin monoallyl ether, allyl alcohol, allyloxyethanol, 2-butene-1,4-diol, and glycerin monoalcohol.
水酸基変性ポリオレフィン(A)は例えば、炭素数2~20のα-オレフィンと水酸基含有重合性単量体とを含む組成物を重合反応させてもよいし、予め炭素数2~20のα-オレフィンの重合体を合成し、ここに水酸基含有重合性単量体を反応させてもよい。炭素数2~20のα-オレフィンの重合体に水酸基含有重合性単量体を反応させる方法としては例えば、
(1)炭素数2~20のα-オレフィンの重合体を溶媒に溶解し、水酸基含有重合性単量体とラジカル重合開始剤とを添加して加熱、攪拌することにより、炭素数2~20のα-オレフィンの重合体と水酸基含有重合性単量体とを反応させる方法。
(2)炭素数2~20のα-オレフィンの重合体を加熱溶融して得られる溶融物に、水酸基含有重合性単量体とラジカル重合開始剤とを添加、攪拌することにより炭素数2~20のα-オレフィンの重合体と水酸基含有重合性単量体とを反応させる方法。
(3)炭素数2~20のα-オレフィンの重合体と、水酸基含有重合性単量体と、ラジカル重合開始剤とを混合し、得られる混合物を押出機に供給して加熱混練しながら、炭素数2~20のα-オレフィンの重合体と水酸基含有重合性単量体とを反応させる方法。
(4)炭素数2~20のα-オレフィンの重合体を、水酸基含有重合性単量体とラジカル重合開始剤とを有機溶媒に溶解した溶液に浸漬させた後、炭素数2~20のα-オレフィンの重合体が溶解しない温度まで加熱することにより、炭素数2~20のα-オレフィンの重合体と水酸基含有重合性単量体とを反応させる方法。
等が挙げられる。
The hydroxyl-modified polyolefin (A) may be prepared, for example, by subjecting a composition containing an α-olefin having 2 to 20 carbon atoms and a hydroxyl-containing polymerizable monomer to a polymerization reaction, or by synthesizing a polymer of an α-olefin having 2 to 20 carbon atoms in advance and reacting the polymer with a hydroxyl-containing polymerizable monomer. Examples of the method for reacting a polymer of an α-olefin having 2 to 20 carbon atoms with a hydroxyl-containing polymerizable monomer include the following:
(1) A method in which a polymer of an α-olefin having 2 to 20 carbon atoms is dissolved in a solvent, a hydroxyl group-containing polymerizable monomer and a radical polymerization initiator are added, and the mixture is heated and stirred to react the polymer of an α-olefin having 2 to 20 carbon atoms with the hydroxyl group-containing polymerizable monomer.
(2) A method in which a polymer of an α-olefin having 2 to 20 carbon atoms is heated and melted, and then a hydroxyl group-containing polymerizable monomer and a radical polymerization initiator are added to the melt obtained by stirring, thereby reacting the polymer of an α-olefin having 2 to 20 carbon atoms with the hydroxyl group-containing polymerizable monomer.
(3) A method in which a polymer of an α-olefin having 2 to 20 carbon atoms is mixed with a hydroxyl group-containing polymerizable monomer and a radical polymerization initiator, and the resulting mixture is fed into an extruder and heated and kneaded while reacting the polymer of an α-olefin having 2 to 20 carbon atoms with the hydroxyl group-containing polymerizable monomer.
(4) A method in which a polymer of an α-olefin having 2 to 20 carbon atoms is immersed in a solution in which a hydroxyl group-containing polymerizable monomer and a radical polymerization initiator are dissolved in an organic solvent, and then the solution is heated to a temperature at which the polymer of the α-olefin having 2 to 20 carbon atoms does not dissolve, thereby reacting the polymer of the α-olefin having 2 to 20 carbon atoms with the hydroxyl group-containing polymerizable monomer.
etc.
上記(1)~(4)における反応温度は一例として50℃以上300℃以下であり、より好ましくは80℃以降300℃以下である。上記(1)~(4)における反応温度は一例として1分~10時間である。反応方式としては、回分式、連続式が挙げられ、変性反応を均一に実施するためには、回分式が好ましい。 The reaction temperature in the above (1) to (4) is, for example, 50°C or higher and 300°C or lower, and more preferably 80°C or higher and 300°C or lower. The reaction temperature in the above (1) to (4) is, for example, 1 minute to 10 hours. Reaction methods include batch and continuous methods, and the batch method is preferred to carry out the modification reaction uniformly.
ラジカル重合開始剤としては、ジクミルパーオキシド、ベンゾイルパーオキシド、ジクロロベンゾイルパーオキシド、ジ-tert-ブチルパーオキシド、2,5-ジメチル-2,5-ジ(パーオキシベンゾエート)ヘキシン-3、1,4-ビス(tert-ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、ラウロイルパーオキシド、2,5-ジメチル-2,5-ジ(tert-ブチルパーオキシ)ヘキシン-3、2,5-ジメチル-2,5-ジ(tert-ブチルパーオキシ)ヘキサン等の有機パーオキサイド、
tert-ブチルパーアセテート、tert-ブチルパーフェニルアセテート、tert-ブチルパーイソブチレート、tert-ブチルパーsec-オクトエート、tert-ブチルパーピバレート、クミルパーピバレート、tert-ブチルパージエチルアセテート、tert-ブチルパーオキシベンゾエート等の有機パーエステル、
アゾビスイソブチロニトリル、ジメチルアゾイソブチロニトリルなどのアゾ化合物等や、その他の開始剤が挙げられる。ラジカル重合開始剤の配合割合は、炭素数2~20のオレフィンの重合体100質量部に対して、例えば、0.001質量部以上、10質量部以下である。
Examples of radical polymerization initiators include organic peroxides such as dicumyl peroxide, benzoyl peroxide, dichlorobenzoyl peroxide, di-tert-butyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-di(peroxybenzoate)hexyne-3, 1,4-bis(tert-butylperoxyisopropyl)benzene, lauroyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-di(tert-butylperoxy)hexyne-3, and 2,5-dimethyl-2,5-di(tert-butylperoxy)hexane;
organic peresters such as tert-butyl peracetate, tert-butyl perphenyl acetate, tert-butyl perisobutyrate, tert-butyl persec-octoate, tert-butyl perpivalate, cumyl perpivalate, tert-butyl perdiethyl acetate, and tert-butyl peroxybenzoate;
Examples of the initiator include azo compounds such as azobisisobutyronitrile and dimethylazoisobutyronitrile, and other initiators. The mixing ratio of the radical polymerization initiator is, for example, 0.001 parts by mass or more and 10 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the polymer of the olefin having 2 to 20 carbon atoms.
接着性を良好なものとするため、本発明に用いられる水酸基変性ポリオレフィン(A)の重量平均分子量は10,000以上であることが好ましい。また、適度な流動性を確保するため水酸基変性ポリオレフィン(A)の重量平均分子量は500,000以下であることが好ましい。本発明においては、重量平均分子量が異なる2種類以上の水酸基変性ポリオレフィン(A)を併用することもできる。このとき、全ての水酸基変性ポリオレフィン(A)の重量平均分子量が10,000以上500,000以下であることが好ましいが、重量平均分子量が10,000未満であるか、500,000を超える水酸基変性ポリオレフィン(A)が含まれていてもよい。本発明の接着剤に用いられる水酸基変性ポリオレフィン(A)のうち、10,000以上500,000以下のものが50質量%以上であることが好ましく、80質量%以上であることがより好ましく、90質量%以上であることがより好ましい。 In order to obtain good adhesion, the weight average molecular weight of the hydroxyl-modified polyolefin (A) used in the present invention is preferably 10,000 or more. In addition, in order to ensure appropriate fluidity, the weight average molecular weight of the hydroxyl-modified polyolefin (A) is preferably 500,000 or less. In the present invention, two or more types of hydroxyl-modified polyolefins (A) having different weight average molecular weights can be used in combination. In this case, it is preferable that the weight average molecular weight of all hydroxyl-modified polyolefins (A) is 10,000 or more and 500,000 or less, but hydroxyl-modified polyolefins (A) having a weight average molecular weight of less than 10,000 or more and more than 500,000 may be included. Of the hydroxyl-modified polyolefins (A) used in the adhesive of the present invention, those having a weight average molecular weight of 10,000 or more and 500,000 or less are preferably 50% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, and more preferably 90% by mass or more.
尚、本願発明において、重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)は、下記条件のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定される値である。 In the present invention, the weight average molecular weight (Mw) and number average molecular weight (Mn) are values measured by gel permeation chromatography (GPC) under the following conditions:
測定装置 ;東ソー株式会社製 HLC-8320GPC
カラム ;東ソー株式会社製 TSKgel 4000HXL、TSKgel 3000HXL、TSKgel 2000HXL、TSKgel 1000HXL
検出器 ;RI(示差屈折計)
データ処理;東ソー株式会社製 マルチステーションGPC-8020modelII
測定条件 ;カラム温度 40℃
溶媒 テトラヒドロフラン
流速 0.35ml/分
標準 ;単分散ポリスチレン
試料 ;樹脂固形分換算で0.2質量%のテトラヒドロフラン溶液をマイクロフィルターでろ過したもの(100μl)
Measuring device: Tosoh Corporation HLC-8320GPC
Column: TSKgel 4000HXL, TSKgel 3000HXL, TSKgel 2000HXL, TSKgel 1000HXL manufactured by Tosoh Corporation
Detector: RI (differential refractometer)
Data processing: Multistation GPC-8020 model II manufactured by Tosoh Corporation
Measurement conditions: Column temperature: 40°C
Solvent Tetrahydrofuran
Flow rate: 0.35 ml/min. Standard: Monodisperse polystyrene Sample: 100 μl of a tetrahydrofuran solution containing 0.2% by mass of resin solids filtered through a microfilter
本発明に用いられる水酸基変性ポリオレフィン(A)は結晶性である。なお本明細書において結晶性の有無は、下記に記載の方法で測定される融点(ピーク)の有無により判断する。
水酸基変性ポリオレフィン(A)の融点は40℃以上であることが好ましく、50℃以上であることがより好ましく、60℃以上であることがより好ましい。また、水酸基変性ポリオレフィン(A)の融点は100℃以下であることが好ましく、95℃以下であることがより好ましく、90℃以下であることがより好ましい。
The hydroxyl-modified polyolefin (A) used in the present invention is crystalline. In this specification, the presence or absence of crystallinity is judged based on the presence or absence of a melting point (peak) measured by the method described below.
The melting point of the hydroxyl-modified polyolefin (A) is preferably 40° C. or higher, more preferably 50° C. or higher, and even more preferably 60° C. or higher. The melting point of the hydroxyl-modified polyolefin (A) is preferably 100° C. or lower, more preferably 95° C. or lower, and even more preferably 90° C. or lower.
水酸基変性ポリオレフィン(A)の融点はDSC(示差走査熱量分析)により測定する。具体的には降温到達温度から昇温到達温度まで10℃/minで昇温後、10℃/minで降温到達温度まで冷却して熱履歴を除去した後、再度10℃/minで昇温到達点まで昇温する。2度目に昇温した際のピーク温度を融点とする。また、降温到達温度は結晶化温度よりも50℃以上低い温度に、昇温到達温度は融点温度よりも30℃位以上高い温度に設定する。降温到達温度、昇温到達温度は試測定して決定する。 The melting point of the hydroxyl-modified polyolefin (A) is measured by DSC (differential scanning calorimetry). Specifically, the temperature is raised at 10°C/min from the cooling temperature to the heating temperature, then cooled at 10°C/min to the cooling temperature to remove the thermal history, and then heated again at 10°C/min to the heating temperature. The peak temperature at the second heating is taken as the melting point. The cooling temperature is set to a temperature 50°C or more lower than the crystallization temperature, and the heating temperature is set to a temperature 30°C or more higher than the melting point temperature. The cooling temperature and heating temperature are determined by trial measurements.
融点が異なる2種類以上の水酸基変性ポリオレフィン(A)を併用することもできる。このとき、全ての水酸基変性ポリオレフィン(A)の融点が40℃以上100℃以下であることが好ましいが、融点が40℃未満であるか、100℃を超える水酸基変性ポリオレフィン(A)が含まれていてもよい。本発明の接着剤に用いられる水酸基変性ポリオレフィン(A)のうち、融点が40℃以上100℃以下のものが50質量%以上であることが好ましく、80質量%以上であることがより好ましく、90質量%以上であることがより好ましい。 Two or more hydroxyl-modified polyolefins (A) having different melting points can be used in combination. In this case, it is preferable that all the hydroxyl-modified polyolefins (A) have melting points of 40°C or more and 100°C or less, but hydroxyl-modified polyolefins (A) having melting points less than 40°C or more and exceeding 100°C may be included. Of the hydroxyl-modified polyolefins (A) used in the adhesive of the present invention, those having melting points of 40°C or more and 100°C or less preferably account for 50% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, and even more preferably 90% by mass or more.
水酸基変性ポリオレフィン(A)は、融解熱量が0J/g以上50J/g以下であることが好ましい。これにより接着強度、耐溶剤性、耐電解液性に優れた接着剤とすることができる。なお、水酸基変性ポリオレフィン(A)の融解熱量はJIS-K-7122に記載の方法で測定することができる。 The hydroxyl-modified polyolefin (A) preferably has a heat of fusion of 0 J/g or more and 50 J/g or less. This allows for an adhesive with excellent adhesive strength, solvent resistance, and electrolyte resistance. The heat of fusion of the hydroxyl-modified polyolefin (A) can be measured by the method described in JIS-K-7122.
水酸基変性ポリオレフィン(A)は、結晶化熱量が1J/g以上、より好ましくは10J/g以上であり、100J/g以下、より好ましくは60J/g以下となるものを用いることが好ましい。これにより、発熱する内容物を内包する用途や、周囲の温度が上昇しやすい環境で使用する場合であっても耐溶剤性、耐電解液性に優れ、接着強度が維持される積層体を提供することができる。なお結晶化熱量は、JIS-K-7122に記載の方法で測定することができる。 It is preferable to use a hydroxyl-modified polyolefin (A) having a heat of crystallization of 1 J/g or more, more preferably 10 J/g or more, and 100 J/g or less, more preferably 60 J/g or less. This makes it possible to provide a laminate that has excellent solvent resistance and electrolyte resistance and maintains adhesive strength even when used in applications that contain heat-generating contents or in environments where the surrounding temperature is likely to rise. The heat of crystallization can be measured by the method described in JIS-K-7122.
水酸基変性ポリオレフィン(A)は固形分水酸基価が0.1mgKOH/g以上30mgKOH/g以下であることが好ましい。これにより、接着性、耐溶剤性、耐電解液性などに優れた接着剤とすることができる。水酸基変性ポリオレフィン(A)の水酸基価は、例えば、水酸基変性ポリオレフィン(A)の重量平均分子量と、水酸基含有重合性単量耐の付加量から算出することができる。 The hydroxyl value of the solid content of the hydroxyl-modified polyolefin (A) is preferably 0.1 mgKOH/g or more and 30 mgKOH/g or less. This allows the adhesive to have excellent adhesion, solvent resistance, electrolyte resistance, etc. The hydroxyl value of the hydroxyl-modified polyolefin (A) can be calculated, for example, from the weight average molecular weight of the hydroxyl-modified polyolefin (A) and the amount of added hydroxyl-containing polymerizable monomer.
(酸基変性ポリオレフィン(C))
組成物(X)は、水酸基変性ポリオレフィン(A)に加えて酸基変性ポリオレフィン(C)を含んでいてもよい。酸基変性ポリオレフィン(C)は、炭素数が2~20のα-オレフィンの重合体が、酸基含有重合性単量体で変性された樹脂である。
炭素数が2~20のα-オレフィン水酸基変性ポリオレフィン(A)の原料として例示したのと同様のものを用いることができる。プロピレン、1-ブテンから選ばれる少なくとも一種を用いることが好ましく、プロピレンおよび1-ブテンを含むことが好ましい。
(Acid Group-Modified Polyolefin (C))
The composition (X) may contain an acid group-modified polyolefin (C) in addition to the hydroxyl group-modified polyolefin (A). The acid group-modified polyolefin (C) is a resin in which a polymer of an α-olefin having 2 to 20 carbon atoms is modified with an acid group-containing polymerizable monomer.
The same materials as those exemplified as the raw material for the α-olefin hydroxyl group-modified polyolefin (A) having a carbon number of 2 to 20 can be used. It is preferable to use at least one selected from propylene and 1-butene, and it is preferable to include propylene and 1-butene.
炭素数が2~20のα-オレフィンの重合体は、単独重合体であってもよいし、共重合体であってもよい。共重合体としてはブロック共重合体であってもよいし、ランダム共重合体であってもよい。炭素数が2~20のα-オレフィンの共重合体であることが好ましい。
炭素数が2~20のα-オレフィンの重合体は、炭素数が2~20のα-オレフィン以外の重合性単量体を原料としてもよい。水酸基変性ポリオレフィン(A)の原料として例示したのと同様のものを用いることができる。
The polymer of an α-olefin having 2 to 20 carbon atoms may be a homopolymer or a copolymer. The copolymer may be a block copolymer or a random copolymer. A copolymer of an α-olefin having 2 to 20 carbon atoms is preferable.
The polymer of an α-olefin having 2 to 20 carbon atoms may be prepared from a polymerizable monomer other than an α-olefin having 2 to 20 carbon atoms. The same materials as those exemplified as the raw materials for the hydroxyl group-modified polyolefin (A) can be used.
酸基含有重合性単量体としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸、無水マレイン酸、4-メチルシクロヘキセ-4-エン-1,2-ジカルボン酸無水物、ビシクロ[2.2.2]オクト-5-エン-2,3-ジカルボン酸無水物、1,2,3,4,5,8,9,10-オクタヒドロナフタレン-2,3-ジカルボン酸無水物、2-オクタ-1,3-ジケトスピロ[4.4]ノン-7-エン、ビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボン酸無水物、マレオピマル酸、テトラヒドロフタル酸無水物、メチル-ビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボン酸無水物、メチル―ノルボルネン-5-エン-2,3-ジカルボン酸無水物、ノルボルン-5-エン-2,3-ジカルボン酸無水物等が挙げられる。 Examples of acid group-containing polymerizable monomers include acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, itaconic acid, citraconic acid, mesaconic acid, maleic anhydride, 4-methylcyclohex-4-ene-1,2-dicarboxylic anhydride, bicyclo[2.2.2]oct-5-ene-2,3-dicarboxylic anhydride, 1,2,3,4,5,8,9,10-octahydronaphthalene-2,3-dicarboxylic anhydride, 2-octa- Examples include 1,3-diketospiro[4.4]non-7-ene, bicyclo[2.2.1]hept-5-ene-2,3-dicarboxylic anhydride, maleopimaric acid, tetrahydrophthalic anhydride, methyl-bicyclo[2.2.1]hept-5-ene-2,3-dicarboxylic anhydride, methyl-norbornene-5-ene-2,3-dicarboxylic anhydride, and norborn-5-ene-2,3-dicarboxylic anhydride.
酸基変性ポリオレフィン(C)の合成方法は特に限定されず、従来公知の方法で合成することができ、一例として、水酸基変性ポリオレフィン(A)で例示したのと同様の方法で合成することができる。 The synthesis method of the acid-modified polyolefin (C) is not particularly limited, and it can be synthesized by a conventionally known method. As an example, it can be synthesized by a method similar to that exemplified for the hydroxyl-modified polyolefin (A).
酸基変性ポリオレフィン(C)の重量平均分子量は10,000以上であることが好ましい。また、適度な流動性を確保するため酸基含有ポリオレフィン(C)の重量平均分子量は500,000以下であることが好ましい。 The weight average molecular weight of the acid group-modified polyolefin (C) is preferably 10,000 or more. In order to ensure appropriate fluidity, the weight average molecular weight of the acid group-containing polyolefin (C) is preferably 500,000 or less.
酸基変性ポリオレフィン(C)は結晶性であることが好ましい。酸基変性ポリオレフィン(C)の融点は40℃以上であることが好ましく、50℃以上であることがより好ましく、60℃以上であることがより好ましい。また、酸基変性ポリオレフィン(C)の融点は100℃以下であることが好ましく、95℃以下であることがより好ましく、90℃以下であることがより好ましい。 The acid-modified polyolefin (C) is preferably crystalline. The melting point of the acid-modified polyolefin (C) is preferably 40°C or higher, more preferably 50°C or higher, and even more preferably 60°C or higher. The melting point of the acid-modified polyolefin (C) is preferably 100°C or lower, more preferably 95°C or lower, and even more preferably 90°C or lower.
酸基変性ポリオレフィン(C)は、融解熱量が0J/g以上50J/g以下であることが好ましい。また酸基変性ポリオレフィン(C)は、結晶化熱量が1J/g以上、より好ましくは10J/g以上であり、100J/g以下、より好ましくは60J/g以下となるものを用いることが好ましい。 The acid-modified polyolefin (C) preferably has a heat of fusion of 0 J/g or more and 50 J/g or less. The acid-modified polyolefin (C) preferably has a heat of crystallization of 1 J/g or more, more preferably 10 J/g or more, and 100 J/g or less, more preferably 60 J/g or less.
酸基変性ポリオレフィン(C)の酸価は金属基材への接着性が良好なものとなることから0.1mgKOH/g以上であることが好ましい。一方で、オレフィン鎖の構造にもよるが、酸価が高いと硬化塗膜中で架橋点が多いためにオレフィン鎖が結晶化し難くなる傾向にある。よって耐溶剤性、耐電解液性の観点から50mgKOH/g以下であることが好ましい。より好ましくは5mgKOH/g以上40mgKOH/g以下であり、5mgKOH/g以上30mgKOH/g以下である。 The acid value of the acid-modified polyolefin (C) is preferably 0.1 mgKOH/g or more, since this provides good adhesion to metal substrates. On the other hand, although this depends on the structure of the olefin chain, if the acid value is high, the olefin chains tend to be difficult to crystallize due to the large number of crosslinking points in the cured coating film. Therefore, from the viewpoint of solvent resistance and electrolyte resistance, it is preferably 50 mgKOH/g or less. More preferably, it is 5 mgKOH/g or more and 40 mgKOH/g or less, and 5 mgKOH/g or more and 30 mgKOH/g or less.
酸基変性ポリオレフィン(C)の酸価は、一例としてFT-IR(日本分光社製、FT-IR4200)を使用し、無水マレイン酸のクロロホルム溶液によって作成した検量線から得られる係数(f)、無水マレイン酸変性ポリオレフィン溶液における無水マレイン酸の無水環の伸縮ピーク(1780cm-1)の吸光度(I)とマレイン酸のカルボニル基の伸縮ピーク(1720cm-1)の吸光度(II)を用いて下記式により算出したすることができる。下記式において無水マレイン酸の分子量は98.06、水酸化カリウムの分子量は56.11である。 The acid value of the acid group-modified polyolefin (C) can be calculated, for example, using an FT-IR (FT-IR4200, manufactured by JASCO Corporation) according to the following formula using the coefficient (f) obtained from a calibration curve prepared using a chloroform solution of maleic anhydride, the absorbance (I) of the stretching peak (1780 cm - 1) of the anhydride ring of maleic anhydride in the maleic anhydride-modified polyolefin solution, and the absorbance (II) of the stretching peak (1720 cm -1 ) of the carbonyl group of maleic acid, where the molecular weight of maleic anhydride is 98.06 and the molecular weight of potassium hydroxide is 56.11.
組成物(X)が酸基変性ポリオレフィン(C)を含む場合、その配合量は適宜調整され得る。水酸基変性ポリオレフィン(A)と酸基変性ポリオレフィン(C)との固形分総量に占める酸基変性ポリオレフィン(C)の含有量は一例として90質量%以下であり、他の一態様として15質量%以下であり、他の一態様として10質量%以下であり、他の一態様として5質量%以下である。これにより、接着性、保存安定性に優れた接着剤とすることができる。 When composition (X) contains acid-modified polyolefin (C), its amount can be adjusted as appropriate. The content of acid-modified polyolefin (C) in the total solid content of hydroxyl-modified polyolefin (A) and acid-modified polyolefin (C) is, for example, 90 mass% or less, in another embodiment 15 mass% or less, in another embodiment 10 mass% or less, and in another embodiment 5 mass% or less. This makes it possible to obtain an adhesive with excellent adhesion and storage stability.
(ポリオレフィン(D))
組成物(X)は、水酸基変性ポリオレフィン(A)に加えて反応性の官能基を有しないポリオレフィン(D)を含んでいてもよい。ポリオレフィン(D)は結晶性のオレフィン樹脂であることが好ましい。ポリオレフィン(D)が結晶性オレフィン樹脂であると接着剤の硬化塗膜の極性が低下し、電解液に対する耐性が向上する。
(Polyolefin (D))
The composition (X) may contain a polyolefin (D) having no reactive functional group in addition to the hydroxyl group-modified polyolefin (A). The polyolefin (D) is preferably a crystalline olefin resin. When the polyolefin (D) is a crystalline olefin resin, the polarity of the cured coating film of the adhesive is reduced, and the resistance to the electrolyte is improved.
ポリオレフィン(D)としては、炭素原子数2~8のオレフィン、例えば、エチレン、プロピレン、イソブチレン、1-ブテン、4-メチル-1-ペンテン、ヘキセン、ビニルシクロヘキサンなどの単独重合体や共重合体、炭素原子数2~8のオレフィンと他のモノマーとの共重合体等が挙げられ、具体的には、例えば、高密度ポリエチレン(HDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)、線状低密度ポリエチレン樹脂などのポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイソブチレン、ポリ(1-ブテン)、ポリ(4-メチル-1-ペンテン)、ポリビニルシクロヘキサン、エチレン・プロピレンブロック共重合体、エチレン・プロピレンランダム共重合体、エチレン・1-ブテン共重合体、エチレン・4-メチル-1-ペンテン共重合体、エチレン・へキセン共重合体などのα―オレフィン共重合体、エチレン・メチルメタクリレート共重合体、プロピレン・1-ブテン共重合体などが挙げられる。これらの中で特に接着強度が良好なものとなる点から炭素原子数3~8のオレフィンの単独重合体、炭素原子数3~8のオレフィンの2種以上の共重合体が好ましく、プロピレンの単独重合体、又は共重合体がより好ましく、プロピレンの単独重合体がより好ましい。 Examples of polyolefins (D) include homopolymers and copolymers of olefins having 2 to 8 carbon atoms, such as ethylene, propylene, isobutylene, 1-butene, 4-methyl-1-pentene, hexene, and vinylcyclohexane, as well as copolymers of olefins having 2 to 8 carbon atoms with other monomers. Specific examples include polyethylenes such as high density polyethylene (HDPE), low density polyethylene (LDPE), and linear low density polyethylene resins, polypropylene, polyisobutylene, poly(1-butene), poly(4-methyl-1-pentene), polyvinylcyclohexane, α-olefin copolymers such as ethylene-propylene block copolymers, ethylene-propylene random copolymers, ethylene-1-butene copolymers, ethylene-4-methyl-1-pentene copolymers, and ethylene-hexene copolymers, ethylene-methyl methacrylate copolymers, and propylene-1-butene copolymers. Among these, homopolymers of olefins having 3 to 8 carbon atoms and copolymers of two or more types of olefins having 3 to 8 carbon atoms are preferred because they provide particularly good adhesive strength, and homopolymers or copolymers of propylene are more preferred, with propylene homopolymers being even more preferred.
ポリオレフィン(D)は溶剤への溶解性が高く、塗工性が向上することから重量平均分子量が2000~300,000であることが好ましい。ポリオレフィン(D)の重量平均分子量は20,000~250,000であることがより好ましく、40,000~250,000であることがより好ましい。 Polyolefin (D) has high solubility in solvents and improves coatability, so it is preferable that the weight average molecular weight is 2000 to 300,000. The weight average molecular weight of polyolefin (D) is more preferably 20,000 to 250,000, and even more preferably 40,000 to 250,000.
重量平均分子量が異なる2種類以上のポリオレフィン(D)を併用することもできる。このとき、全てのポリオレフィン(D)の重量平均分子量が2,000以上300,000以下であることが好ましいが、重量平均分子量が2,000未満であるか、300,000を超えるポリオレフィン(D)が含まれていてもよい。ポリオレフィン(D)を用いる場合、重量平均分子量が2,000以上300,000以下のものが50質量%以上であることが好ましく、80質量%以上であることがより好ましく、90質量%以上であることがより好ましい。 Two or more polyolefins (D) having different weight average molecular weights can be used in combination. In this case, it is preferable that the weight average molecular weight of all polyolefins (D) is 2,000 or more and 300,000 or less, but polyolefins (D) having a weight average molecular weight of less than 2,000 or more and exceeding 300,000 may be included. When polyolefins (D) are used, it is preferable that those having a weight average molecular weight of 2,000 or more and 300,000 or less account for 50% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, and even more preferably 90% by mass or more.
ポリオレフィン(D)の融点は50℃~100℃であることが好ましい。融点が50℃以上であることで、耐電解性をより確実に向上させることができ、100℃以下であることで塗工性を良好に保つことができる。ポリオレフィン(D)の融点は50~95℃であることがより好ましく、60~90℃であることがより好ましい。 The melting point of polyolefin (D) is preferably 50°C to 100°C. A melting point of 50°C or higher can more reliably improve electrolytic resistance, while a melting point of 100°C or lower can maintain good coatability. The melting point of polyolefin (D) is more preferably 50°C to 95°C, and even more preferably 60°C to 90°C.
また、融点が異なる2種類以上のポリオレフィン(D)を併用することもできる。このとき、全てのポリオレフィン(D)の融点が50℃以上100℃以下であることが好ましいが、融点が50℃未満であるか、100℃を超えるポリオレフィン(D)が含まれていてもよい。ポリオレフィン(D)のうち、融点が50℃以上100℃以下のものが50質量%以上であることが好ましく、80質量%以上であることがより好ましく、90質量%以上であることがより好ましい。 Two or more polyolefins (D) having different melting points can also be used in combination. In this case, it is preferable that all polyolefins (D) have melting points of 50°C or more and 100°C or less, but polyolefins (D) having melting points less than 50°C or more and exceeding 100°C may be included. Of the polyolefins (D), those having melting points of 50°C or more and 100°C or less preferably account for 50% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, and even more preferably 90% by mass or more.
組成物(X)がポリオレフィン(D)を含む場合、その配合量は適宜調整され得る。水酸基変性ポリオレフィン(A)とポリオレフィン(D)との質量比(A):(D)は、一例として100:0~10:90であり、他の一態様としては100:1~15:85であり、他の一態様として75:25~15:85である。これにより、耐溶剤性、耐電解液性に加え、保存安定性に優れた接着剤とすることができる。 When composition (X) contains polyolefin (D), its amount can be adjusted as appropriate. The mass ratio (A):(D) of the hydroxyl-modified polyolefin (A) to the polyolefin (D) is, for example, 100:0 to 10:90, in another embodiment, 100:1 to 15:85, and in another embodiment, 75:25 to 15:85. This makes it possible to obtain an adhesive that has excellent storage stability in addition to solvent resistance and electrolyte resistance.
(組成物(Y))
(ポリイソシアネート化合物(B))
組成物(Y)は、ポリイソシアネート化合物(B)を含む。ポリイソシアネート化合物(B)としては、従来公知のものを使用することができ、例えば2,4-トリレンジイソシアネート、2,6-トリレンジイソシアネート、2,2’-ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、1,5-ナフタレンジイソシアネートなどの芳香族ジイソシアネート、キシリレンジイソシアネートなどの芳香脂肪族ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、水添ジフェニルメタンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネートなどの脂環族ジイソシアネート、ペンタメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネートなどの脂肪族ジイソシアネート等のジイソシアネートや、これらから誘導された化合物、即ち、前記ジイソシアネートのイソシアヌレート体、アダクト体、ビウレット型、ウレトジオン体、アロファネート体、イソシアネート残基を有するプレポリマー(ジイソシアネートとポリオールから得られる低重合体)、若しくはこれらの複合体等が挙げられる。
(Composition (Y))
(Polyisocyanate Compound (B))
The composition (Y) contains a polyisocyanate compound (B). As the polyisocyanate compound (B), a conventionally known compound can be used, for example, aromatic diisocyanates such as 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, 2,2'-diphenylmethane diisocyanate, 2,4'-diphenylmethane diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, and 1,5-naphthalene diisocyanate, aromatic aliphatic diisocyanates such as xylylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, and hydrogenated diphenylmethane diisocyanates. Examples of the diisocyanate include isocyanates, alicyclic diisocyanates such as hydrogenated xylylene diisocyanate, and aliphatic diisocyanates such as pentamethylene diisocyanate and hexamethylene diisocyanate, and compounds derived therefrom, that is, isocyanurates, adducts, biuret types, uretdione types, allophanate types, prepolymers having an isocyanate residue (low polymers obtained from diisocyanates and polyols), and complexes thereof.
ポリイソシアネート化合物(B)としては、上述したような多官能イソシアネート化合物の一部のイソシアネート基を、イソシアネート基と反応性を有する化合物と反応させて得られる化合物を使用してもよい。イソシアネート基と反応性を有する化合物としては、ブチルアミン、ヘキシルアミン、オクチルアミン、2-エチルヘキシルアミン、ジブチルアミン、エチレンジアミン、ベンジルアミン、アニリン等のアミノ基を含有する化合物類:メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、ヘキサノール、オクタノール、2-エチルヘキシルアルコール、ドデシルアルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ベンジルアルコール、フェノール等の水酸基を含有する化合物類:アリルグリシジルエーテル、2-エチルヘキシルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,6-ヘキサンジオールグリシジルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル等のエポキシ基を有する化合物類:酢酸、ブタン酸、ヘキサン酸、オクタン酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、フタル酸等のカルボン酸を含有する化合物等が挙げられる。 As the polyisocyanate compound (B), a compound obtained by reacting some of the isocyanate groups of the polyfunctional isocyanate compound described above with a compound reactive with the isocyanate groups may be used. Examples of compounds reactive with isocyanate groups include compounds containing amino groups such as butylamine, hexylamine, octylamine, 2-ethylhexylamine, dibutylamine, ethylenediamine, benzylamine, and aniline; compounds containing hydroxyl groups such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, hexanol, octanol, 2-ethylhexyl alcohol, dodecyl alcohol, ethylene glycol, propylene glycol, benzyl alcohol, and phenol; compounds containing epoxy groups such as allyl glycidyl ether, 2-ethylhexyl glycidyl ether, phenyl glycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, 1,6-hexanediol glycidyl ether, and cyclohexanedimethanol diglycidyl ether; and compounds containing carboxylic acids such as acetic acid, butanoic acid, hexanoic acid, octanoic acid, succinic acid, adipic acid, sebacic acid, and phthalic acid.
ポリイソシアネート化合物(B)は、脂肪族ポリイソシアネートおよび脂環族ポリイソシアネートから選ばれる少なくとも一種を含むことが好ましい。ポリイソシアネート化合物(B)に占める脂肪族ポリイソシアネートおよび/または脂環族ポリイソシアネートの含有量が50質量%以上であることが好ましく、80質量%以上であることがより好ましく、95質量%以上であることがより好ましい。ポリイソシアネート化合物(B)の全量が脂肪族ポリイソシアネートおよび/または脂環族ポリイソシアネートであってもよい。 The polyisocyanate compound (B) preferably contains at least one selected from an aliphatic polyisocyanate and an alicyclic polyisocyanate. The content of the aliphatic polyisocyanate and/or the alicyclic polyisocyanate in the polyisocyanate compound (B) is preferably 50% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, and even more preferably 95% by mass or more. The entire amount of the polyisocyanate compound (B) may be an aliphatic polyisocyanate and/or an alicyclic polyisocyanate.
ポリイソシアネート化合物(B)は、脂肪族ジイソシアネートおよび/または脂環族ジイソシアネートの誘導体(イソシアヌレート体、アダクト体、ビウレット型、ウレトジオン体、アロファネート体、イソシアネート残基を有するプレポリマー)から選ばれる少なくとも一種と、脂肪族ジイソシアネートおよび/または脂環族ジイソシアネートとの混合物であり得る。この場合、脂肪族ジイソシアネートおよび/または脂環族ジイソシアネートの含有量は0.0.1質量%以上1質量%以下である。 The polyisocyanate compound (B) may be a mixture of at least one selected from a derivative of an aliphatic diisocyanate and/or an alicyclic diisocyanate (isocyanurate, adduct, biuret, uretdione, allophanate, prepolymer having an isocyanate residue) and an aliphatic diisocyanate and/or an alicyclic diisocyanate. In this case, the content of the aliphatic diisocyanate and/or the alicyclic diisocyanate is 0.0.1% by mass or more and 1% by mass or less.
組成物(X)と組成物(Y)とは、組成物(Y)に含まれるイソシアネート基のモル数[NCO]と、組成物(X)に含まれる水酸基のモル数[OH]との比、[NCO]/[OH]が0.5以上5.0以下となる範囲で用いられることが好ましい。 It is preferable that composition (X) and composition (Y) are used in such a range that the ratio of the number of moles of isocyanate groups [NCO] contained in composition (Y) to the number of moles of hydroxyl groups [OH] contained in composition (X), [NCO]/[OH], is 0.5 or more and 5.0 or less.
(添加剤(E))
本発明の接着剤は、添加剤(E)を含んでいてもよい。添加剤(E)としては、シランカップリング剤(E-1)、ウレタン化触媒(E-2)、粘着付与剤(E-3)、熱可塑性エラストマー(E-4)、エポキシ樹脂(E-5)、イソシアネートと反応性を有する官能基を有するモノマー(E-6)、酸無水物、可塑剤、リン酸化合物、反応性エラストマー等の各種添加剤を用いることができる。これらの添加剤(E)の含有量は、本発明の接着剤の機能を損なわない範囲内で適宜調整すればよい。
(Additive (E))
The adhesive of the present invention may contain an additive (E). As the additive (E), various additives such as a silane coupling agent (E-1), a urethane catalyst (E-2), a tackifier (E-3), a thermoplastic elastomer (E-4), an epoxy resin (E-5), a monomer having a functional group reactive with isocyanate (E-6), an acid anhydride, a plasticizer, a phosphoric acid compound, a reactive elastomer, etc. can be used. The content of these additives (E) may be appropriately adjusted within a range that does not impair the function of the adhesive of the present invention.
シランカップリング剤(E-1)としては例えば、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-β(アミノエチル)-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-β(アミノエチル)-γ-アミノプロピルトリメチルジメトキシシラン、N-フェニル-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノシラン;β-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等のエポキシシラン;ビニルトリス(β-メトキシエトキシ)シラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等のビニルシラン;ヘキサメチルジシラザン、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン等を挙げることが出来る。 Examples of silane coupling agents (E-1) include aminosilanes such as γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β(aminoethyl)-γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β(aminoethyl)-γ-aminopropyltrimethyldimethoxysilane, and N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane; epoxysilanes such as β-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, and γ-glycidoxypropyltriethoxysilane; vinylsilanes such as vinyltris(β-methoxyethoxy)silane, vinyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, and γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane; hexamethyldisilazane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, and the like.
ウレタン化触媒(E-2)としては、金属系触媒、アミン系触媒、脂肪族環状アミド化合物、チタンキレート錯体、有機リン系化合物等の触媒を用いることができる。 As the urethane catalyst (E-2), metal catalysts, amine catalysts, aliphatic cyclic amide compounds, titanium chelate complexes, organophosphorus compounds, and other catalysts can be used.
金属系触媒としては、金属錯体系、無機金属系、有機金属系を挙げることができ、金属錯体系として具体的には、Fe(鉄)、Mn(マンガン)、Cu(銅)、Zr(ジルコニウム)、Th(トリウム)、Ti(チタン)、Al(アルミニウム)及びCo(コバルト)からなる群より選ばれる金属のアセチルアセトナート塩であり、例えば、鉄アセチルアセトネート、マンガンアセチルアセトネート、銅アセチルアセトネート、ジルコニアアセチルアセトネート等が挙げられるが、これらのうち、毒性と触媒活性の点から、鉄アセチルアセトネート(Fe(acac)3)又はマンガンアセチルアセトネート(Mn(acac)2)が好ましい。 Metal catalysts include metal complexes, inorganic metals, and organic metals. Specific examples of metal complexes include acetylacetonate salts of metals selected from the group consisting of Fe (iron), Mn (manganese), Cu (copper), Zr (zirconium), Th (thorium), Ti (titanium), Al (aluminum), and Co (cobalt). Examples include iron acetylacetonate, manganese acetylacetonate, copper acetylacetonate, and zirconia acetylacetonate. Of these, iron acetylacetonate (Fe(acac)3) or manganese acetylacetonate (Mn(acac)2) are preferred in terms of toxicity and catalytic activity.
無機金属系触媒としては、Fe、Mn、Cu、Zr、Th、Ti、Al及びCo等から選ばれる触媒を挙げることができる。 Examples of inorganic metal catalysts include catalysts selected from Fe, Mn, Cu, Zr, Th, Ti, Al, Co, etc.
有機金属系触媒としては、スタナスジアセテート、スタナスジオクトエート、スタナスジオレエート、スタナスジラウレート、ジブチル錫オキサイド、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジクロライド、ジオクチル錫ジラウレート、オクチル酸ニッケル、ナフテン酸ニッケル、オクチル酸コバルト、ナフテン酸コバルト、オクチル酸ビスマス、ナフテン酸ビスマス等が挙げられる。これらのうち好ましい化合物としては有機錫触媒であり、更に好ましくはスタナスジオクトエート、ジブチル錫ジラウレートである。 Examples of organometallic catalysts include stannous diacetate, stannous dioctoate, stannous dioleate, stannous dilaurate, dibutyltin oxide, dibutyltin diacetate, dibutyltin dilaurate, dibutyltin dichloride, dioctyltin dilaurate, nickel octylate, nickel naphthenate, cobalt octylate, cobalt naphthenate, bismuth octylate, and bismuth naphthenate. Among these, preferred compounds are organotin catalysts, and more preferred are stannous dioctoate and dibutyltin dilaurate.
アミン系触媒としては、トリエチレンジアミン、2-メチルトリエチレンジアミン、キヌクリジン、2-メチルキヌクリジン、N,N,N’,N’-テトラメチルエチレンジアミン、N,N,N’,N’-テトラメチルプロピレンジアミン、N,N,N’,N”,N”-ペンタメチルジエチレントリアミン、N,N,N’,N”,N”-ペンタメチル-(3-アミノプロピル)エチレンジアミン、N,N,N’,N”,N”-ペンタメチルジプロピレントリアミン、N,N,N’,N’-テトラメチルヘキサメチレンジアミン、ビス(2-ジメチルアミノエチル)エーテル、ジメチルエタノールアミン、ジメチルイソプロパノールアミン、ジメチルアミノエトキシエタノール、N,N-ジメチル-N’-(2-ヒドロキシエチル)エチレンジアミン、N,N-ジメチル-N’-(2-ヒドロキシエチル)プロパンジアミン、ビス(ジメチルアミノプロピル)アミン、ビス(ジメチルアミノプロピル)イソプロパノールアミン、3-キヌクリジノール、N,N,N’,N’-テトラメチルグアニジン、1,3,5-トリス(N,N-ジメチルアミノプロピル)ヘキサヒドロ-S-トリアジン、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン-7、1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]ノネン-5、N-メチル-N’-(2-ジメチルアミノエチル)ピペラジン、N,N’-ジメチルピペラジン、ジメチルシクロヘキシルアミン、N-メチルモルホリン、N-エチルモルホリン、1-メチルイミダゾール、1,2-ジメチルイミダゾール、1-イソブチル-2-メチルイミダゾール、1-ジメチルアミノプロピルイミダゾール、N,N-ジメチルヘキサノールアミン、N-メチル-N’-(2-ヒドロキシエチル)ピペラジン、1-(2-ヒドロキシエチル)イミダゾール、1-(2-ヒドロキシプロピル)イミダゾール、1-(2-ヒドロキシエチル)-2-メチルイミダゾール、1-(2-ヒドロキシプロピル)-2-メチルイミダゾール等の3級アミン及びこれら3級アミン類をフェノール、オクチル酸、4級化テトラフェニルボレート塩等でアミン塩にした化合物等が挙げられる。 Amine catalysts include triethylenediamine, 2-methyltriethylenediamine, quinuclidine, 2-methylquinuclidine, N,N,N',N'-tetramethylethylenediamine, N,N,N',N'-tetramethylpropylenediamine, N,N,N',N",N"-pentamethyldiethylenetriamine, N,N,N',N",N"-pentamethyl-(3-aminopropyl)ethylenediamine, N,N,N',N",N"-pentamethyldipropylenetriamine, N,N,N',N'-tetramethyl n-hexamethylenediamine, bis(2-dimethylaminoethyl)ether, dimethylethanolamine, dimethylisopropanolamine, dimethylaminoethoxyethanol, N,N-dimethyl-N'-(2-hydroxyethyl)ethylenediamine, N,N-dimethyl-N'-(2-hydroxyethyl)propanediamine, bis(dimethylaminopropyl)amine, bis(dimethylaminopropyl)isopropanolamine, 3-quinuclidinol, N,N,N',N'-tetramethylguanidine , 1,3,5-tris(N,N-dimethylaminopropyl)hexahydro-S-triazine, 1,8-diazabicyclo[5.4.0]undecene-7, 1,5-diazabicyclo[4.3.0]nonene-5, N-methyl-N'-(2-dimethylaminoethyl)piperazine, N,N'-dimethylpiperazine, dimethylcyclohexylamine, N-methylmorpholine, N-ethylmorpholine, 1-methylimidazole, 1,2-dimethylimidazole, 1-isobutyl-2-methylimidazole, 1-dimethyl Examples of tertiary amines include tertiary amines such as 1-(2-hydroxyethyl)imidazole, N,N-dimethylhexanolamine, N-methyl-N'-(2-hydroxyethyl)piperazine, 1-(2-hydroxyethyl)imidazole, 1-(2-hydroxypropyl)imidazole, 1-(2-hydroxyethyl)-2-methylimidazole, and amine salts of these tertiary amines with phenol, octylic acid, quaternized tetraphenylborate salts, etc.
脂肪族環状アミド化合物は、例えば、δ-バレロラクタム、ε-カプロラクタム、ω-エナントールラクタム、η-カプリルラクタム、β-プロピオラクタム等が挙げられる。これらの中でも硬化促進効果に優れる点からε-カプロラクタムが好ましい。 Examples of aliphatic cyclic amide compounds include δ-valerolactam, ε-caprolactam, ω-enantholactam, η-capryllactam, and β-propiolactam. Among these, ε-caprolactam is preferred because of its excellent curing acceleration effect.
チタンキレート錯体は、紫外線照射により触媒活性が高められる化合物であり、脂肪族又は芳香族ジケトンをリガンドとするチタンキレート錯体であることが硬化促進効果に優れる点から好ましい。また、本発明ではリガンドとして芳香族又は脂肪族ジケトンに加え、炭素原子数2~10のアルコールを持つものがより本発明の効果が顕著なものとなる点から好ましい。 Titanium chelate complexes are compounds whose catalytic activity is enhanced by exposure to ultraviolet light, and titanium chelate complexes having an aliphatic or aromatic diketone as a ligand are preferred because of their excellent curing acceleration effect. In addition, in the present invention, those having an alcohol with 2 to 10 carbon atoms as a ligand in addition to an aromatic or aliphatic diketone are preferred because the effects of the present invention are more pronounced.
また、組成物(X)が酸基変性ポリオレフィン(C)を含む場合は、ウレタン化触媒(E-2)に加えてトリブチルホスフィン、メチルジフェニルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリス(4-メチルフェニル)ホスフィン、トリス(4-ブチルフェニル)ホスフィン、ジフェニルホスフィン、フェニルホスフィン等の有機リン系化合物を併用することも好ましい。 When the composition (X) contains an acid group-modified polyolefin (C), it is also preferable to use an organic phosphorus compound such as tributylphosphine, methyldiphenylphosphine, triphenylphosphine, tris(4-methylphenyl)phosphine, tris(4-butylphenyl)phosphine, diphenylphosphine, or phenylphosphine in addition to the urethane catalyst (E-2).
粘着付与剤(E-3)としては、例えば、ロジン系又はロジンエステル系粘着付与剤、テルペン系又はテルペンフェノール系粘着付与剤、飽和炭化水素樹脂、クマロン系粘着付与剤、クマロンインデン系粘着付与剤、スチレン樹脂系粘着付与剤、キシレン樹脂系粘着付与剤、フェノール樹脂系粘着付与剤、石油樹脂系粘着付与剤などが挙げられる。これらはそれぞれ単独で用いても良いし、二種類以上を併用しても良い。 Examples of tackifiers (E-3) include rosin-based or rosin ester-based tackifiers, terpene-based or terpene phenol-based tackifiers, saturated hydrocarbon resins, coumarone-based tackifiers, coumarone-indene-based tackifiers, styrene resin-based tackifiers, xylene resin-based tackifiers, phenol resin-based tackifiers, and petroleum resin-based tackifiers. These may be used alone or in combination of two or more.
熱可塑性エラストマー(E-4)としては、例えば、スチレン-ブタジエン-スチレン共重合体、スチレン-エチレン-ブチレン-スチレン共重合体、スチレン-エチレン-プロピレン-スチレン共重合体、スチレン-エチレン-プロピレン共重合体、スチレン-イソプレン-スチレン共重合体、スチレン-エチレン-(エチレン-プロピレン)-スチレン共重合体、スチレン-イソブチレン-スチレン共重合体、及び、これらの変性体や、水添体、側鎖にスチレン構造を有するグラフト共重合体、シェルにスチレン構造を有するコアシェル型多層構造ゴム等を好適に使用することができ、2種以上のブレンド物でもよい。中でも、スチレン-エチレン-ブチレン-スチレン共重合体、スチレン-エチレン-プロピレン-スチレン共重合体、スチレン-エチレン-(エチレン-プロピレン)-スチレン共重合体などが挙げられる。 As the thermoplastic elastomer (E-4), for example, styrene-butadiene-styrene copolymer, styrene-ethylene-butylene-styrene copolymer, styrene-ethylene-propylene-styrene copolymer, styrene-ethylene-propylene copolymer, styrene-isoprene-styrene copolymer, styrene-ethylene-(ethylene-propylene)-styrene copolymer, styrene-isobutylene-styrene copolymer, and modified products thereof, hydrogenated products, graft copolymers having a styrene structure in the side chain, core-shell type multi-layer structure rubber having a styrene structure in the shell, etc. can be suitably used, and a blend of two or more types may also be used. Among them, styrene-ethylene-butylene-styrene copolymer, styrene-ethylene-propylene-styrene copolymer, styrene-ethylene-(ethylene-propylene)-styrene copolymer, etc. can be mentioned.
熱可塑性エラストマー(E-4)は、反応性の官能基を備えたものであってもよい。このような官能基としては例えば、水酸基、カルボキシル基、カルボニル基、チオカルボニル基、酸ハロゲン化物基、酸無水物基、チオカルボン酸基、アルデヒド基、チオアルデヒド基、カルボン酸エステル基、アミド基、スルホン酸基、スルホン酸エステル基、リン酸基、リン酸エステル基、アミノ基、イミノ基、ニトリル基、ピリジル基、キノリン基、エポキシ基、チオエポキシ基、スルフィド基、イソシアネート基、イソチオシアネート基、ハロゲン化ケイ素基、アルコキシケイ素基、ハロゲン化スズ基、ボロン酸基、ホウ素含有基、ボロン酸塩基、アルコキシスズ基、フェニルスズ基等が挙げられる。 The thermoplastic elastomer (E-4) may have a reactive functional group. Examples of such functional groups include hydroxyl groups, carboxyl groups, carbonyl groups, thiocarbonyl groups, acid halide groups, acid anhydride groups, thiocarboxylic acid groups, aldehyde groups, thioaldehyde groups, carboxylate groups, amide groups, sulfonic acid groups, sulfonate groups, phosphoric acid groups, phosphoric acid ester groups, amino groups, imino groups, nitrile groups, pyridyl groups, quinoline groups, epoxy groups, thioepoxy groups, sulfide groups, isocyanate groups, isothiocyanate groups, silicon halide groups, alkoxy silicon groups, tin halide groups, boronic acid groups, boron-containing groups, boronate salt groups, alkoxy tin groups, and phenyl tin groups.
エポキシ樹脂(E-5)としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂;ビフェニル型エポキシ樹脂、テトラメチルビフェニル型エポキシ樹脂等のビフェニル型エポキシ樹脂;ジシクロペンタジエン-フェノール付加反応型エポキシ樹脂等が挙げられる。エポキシ樹脂(E-5)は数平均分子量(Mn)が300~2,000であるものを用いることが好ましい。また、エポキシ当量が150~1,000g/当量であるものを用いることが好ましい。 Epoxy resins (E-5) include bisphenol type epoxy resins such as bisphenol A type epoxy resins and bisphenol F type epoxy resins; biphenyl type epoxy resins such as biphenyl type epoxy resins and tetramethylbiphenyl type epoxy resins; dicyclopentadiene-phenol addition reaction type epoxy resins, etc. It is preferable to use epoxy resins (E-5) with a number average molecular weight (Mn) of 300 to 2,000. It is also preferable to use epoxy resins with an epoxy equivalent of 150 to 1,000 g/equivalent.
イソシアネートと反応性を有する官能基を有するモノマー(E-6)としては、例えば、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(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシ-3-フェノキシ-プロピル(メタ)アクリレート、3-クロロ-2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、グリセリンモノ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールモノ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンモノ(メタ)アクリレート、テトラメチロールエタンモノ(メタ)アクリレート、ブタンジオールモノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、2-(6-ヒドロヘキサノイルオキシ)エチルアクリレート、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルアシッドフォスフェートなどの水酸基含有(メタ)アクリル酸エステル;10-ウンデセン-1-オール、1-オクテン-3-オール、2-メタノールノルボルネン、ヒドロキシスチレン、N-メチロールアクリルアミド、グリセリンモノアリルエーテル、アリルアルコール、アリルオキシエタノール、2-ブテン-1,4-ジオール、グリセリンモノアルコール等の水酸基を有するモノマー、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸、無水マレイン酸、4-メチルシクロヘキセ-4-エン-1,2-ジカルボン酸無水物、ビシクロ[2.2.2]オクト-5-エン-2,3-ジカルボン酸無水物、1,2,3,4,5,8,9,10-オクタヒドロナフタレン-2,3-ジカルボン酸無水物、2-オクタ-1,3-ジケトスピロ[4.4]ノン-7-エン、ビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボン酸無水物、マレオピマル酸、テトラヒドロフタル酸無水物、メチル-ビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボン酸無水物、メチル―ノルボルネン-5-エン-2,3-ジカルボン酸無水物、ノルボルン-5-エン-2,3-ジカルボン酸無水物等の酸基を有するモノマー等が挙げられる。イソシアネートと反応性を有する官能基を有するモノマー(E-6)の含有量は、一例として組成物(X)の固形分の5質量%以下である。 Examples of the monomer (E-6) having a functional group reactive with isocyanate include hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, 3-hydroxypropyl (meth)acrylate, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl (meth)acrylate, 3-chloro-2-hydroxypropyl (meth)acrylate, glycerin mono(meth)acrylate, pentaerythritol mono(meth)acrylate, trimethylolpropane mono(meth)acrylate, tetramethylolethane mono(meth)acrylate, butanediol mono(meth)acrylate, polyethylene glycol mono(meth)acrylate, 2-(6-hydrohexanoyloxy)ethyl acrylate, and 2-(meth)acryloyloxyethyl acid phosphate; 10-undecene-1-ol, 1-octen-3-ol, 2-methanol norbornene, hydroxystyrene, and N-methylol a Monomers having a hydroxyl group such as acrylamide, glycerin monoallyl ether, allyl alcohol, allyloxyethanol, 2-butene-1,4-diol, and glycerin monoalcohol, acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, itaconic acid, citraconic acid, mesaconic acid, maleic anhydride, 4-methylcyclohex-4-ene-1,2-dicarboxylic anhydride, bicyclo[2.2.2]oct-5-ene-2,3-dicarboxylic anhydride, 1,2,3,4,5,8,9,10-octahydro Examples of monomers having an acid group include 2-octa-1,3-diketospiro[4.4]non-7-ene, bicyclo[2.2.1]hept-5-ene-2,3-dicarboxylic anhydride, maleopimaric acid, tetrahydrophthalic anhydride, methyl-bicyclo[2.2.1]hept-5-ene-2,3-dicarboxylic anhydride, methyl-norbornene-5-ene-2,3-dicarboxylic anhydride, and norborn-5-ene-2,3-dicarboxylic anhydride. The content of the monomer (E-6) having a functional group reactive with isocyanate is, for example, 5% by mass or less of the solid content of the composition (X).
酸無水物としては、環状脂肪族酸無水物、芳香族酸無水物、不飽和カルボン酸無水物等が挙げられ、1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。より具体的には、例えば、フタル酸無水物、トリメリット酸無水物、ピロメリット酸無水物、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物、ドデセニルコハク酸無水物、ポリアジピン酸無水物、ポリアゼライン酸無水物、ポリセバシン酸無水物、ポリ(エチルオクタデカン二酸)無水物、ポリ(フェニルヘキサデカン二酸)無水物、テトラヒドロフタル酸無水物、メチルテトラヒドロフタル酸無水物、メチルヘキサヒドロフタル酸無水物、ヘキサヒドロフタル酸無水物、メチルハイミック酸無水物、トリアルキルテトラヒドロフタル酸無水物、メチルシクロヘキセンジカルボン酸無水物、メチルシクロヘキセンテトラカルボン酸無水物、エチレングリコールビストリメリテート二無水物、ヘット酸無水物、ナジック酸無水物、メチルナジック酸無水物、5-(2,5-ジオキソテトラヒドロ-3-フラニル)-3-メチル-3-シクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸無水物、3,4-ジカルボキシ-1,2,3,4-テトラヒドロ-1-ナフタレンコハク酸二無水物、1-メチル-ジカルボキシ-1,2,3,4-テトラヒドロ-1-ナフタレンコハク酸二無水物等が挙げられる。 Examples of acid anhydrides include cyclic aliphatic acid anhydrides, aromatic acid anhydrides, and unsaturated carboxylic acid anhydrides, and these may be used alone or in combination of two or more. More specifically, for example, phthalic anhydride, trimellitic anhydride, pyromellitic anhydride, benzophenonetetracarboxylic acid anhydride, dodecenylsuccinic anhydride, polyadipic anhydride, polyazelaic anhydride, polysebacic anhydride, poly(ethyloctadecanedioic acid) anhydride, poly(phenylhexadecanedioic acid) anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, methyltetrahydrophthalic anhydride, methylhexahydrophthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, methylhimic anhydride, trialkyltetrahydrophthalic anhydride, methyltetrahydrophthalic anhydride, methylhexahydrophthalic anhydride, methylhimic anhydride, trialkyltetrahydrophthalic anhydride, methylhexa ... Examples of such anhydrides include ethylcyclohexene dicarboxylic anhydride, methylcyclohexene tetracarboxylic anhydride, ethylene glycol bistrimellitate dianhydride, HET anhydride, Nadic anhydride, methylnadic anhydride, 5-(2,5-dioxotetrahydro-3-furanyl)-3-methyl-3-cyclohexane-1,2-dicarboxylic anhydride, 3,4-dicarboxy-1,2,3,4-tetrahydro-1-naphthalene succinic dianhydride, and 1-methyl-dicarboxy-1,2,3,4-tetrahydro-1-naphthalene succinic dianhydride.
また、酸無水物として上述した化合物をグリコールで変性したものを用いてもよい。変性に用いることができるグリコールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール等のアルキレングリコール類;ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポチテトラメチレンエーテルグリコール等のポリエーテルグリコール類等が挙げられる。更には、これらのうちの2種類以上のグリコール及び/又はポリエーテルグリコールの共重合ポリエーテルグリコールを用いることもできる。 The above-mentioned compounds may also be modified with glycols as acid anhydrides. Examples of glycols that can be used for modification include alkylene glycols such as ethylene glycol, propylene glycol, and neopentyl glycol; and polyether glycols such as polyethylene glycol, polypropylene glycol, and polytetramethylene ether glycol. Furthermore, copolymer polyether glycols of two or more of these glycols and/or polyether glycols may also be used.
酸無水物の配合量は、樹脂(A)100質量部に対して0.01質量部以上であることが好ましく、0.8質量部以上であることがより好ましい。また、酸無水物の配合量は、樹脂(A)100質量部に対して10質量部以下であることが好ましく、8質量部以下であることがより好ましく、1.5質量部以下であることがより好ましい。これにより、接着剤と金属との密着性が向上し、初期接着強度やヒートシール後の接着強度に優れた接着剤とすることができる。 The amount of acid anhydride blended is preferably 0.01 parts by mass or more, and more preferably 0.8 parts by mass or more, per 100 parts by mass of resin (A). The amount of acid anhydride blended is preferably 10 parts by mass or less, and more preferably 8 parts by mass or less, and even more preferably 1.5 parts by mass or less, per 100 parts by mass of resin (A). This improves the adhesion between the adhesive and the metal, and makes it possible to obtain an adhesive with excellent initial adhesive strength and adhesive strength after heat sealing.
酸無水物を用いることにより接着剤が接着性、耐熱性に優れる理由は定かではないが、次のように推測される。酸無水物は極性基を備え、金属基材への親和性に優れる。また、比較的分子量が小さいために、相対的に移動が容易である。塗工した接着剤が完全に硬化するまでに間に金属基材側に移動し、いわゆるアンカー剤のような役割を果たすことで接着性、耐熱性の向上に寄与していると考えられる。 The reason why the use of acid anhydrides gives adhesives superior adhesion and heat resistance is unclear, but it is speculated as follows. Acid anhydrides have polar groups and have excellent affinity for metal substrates. In addition, because they have a relatively small molecular weight, they are relatively easy to move. It is thought that the applied adhesive migrates to the metal substrate before it completely hardens, and acts like an anchor agent, thereby contributing to improved adhesion and heat resistance.
可塑剤としては、ポリイソプレン、ポリブテン、プロセルオイル等が挙げられ、熱可塑性エラストマーとしてはスチレン・ブタジエン共重合物(SBS)、スチレン・ブタジエン共重合の水素添加物(SEBS)、SBBS、スチレン・イソプレン共重合の水素添加物(SEPS)、スチレンブロック共重合体(TPS)、オレフィン系エラストマー(TPO)等が、反応性エラストマーはこれらのエラストマーを酸変性したものが挙げられる。 Examples of plasticizers include polyisoprene, polybutene, and procell oil. Examples of thermoplastic elastomers include styrene-butadiene copolymer (SBS), hydrogenated styrene-butadiene copolymer (SEBS), SBBS, hydrogenated styrene-isoprene copolymer (SEPS), styrene block copolymer (TPS), and olefin elastomer (TPO). Examples of reactive elastomers include acid-modified versions of these elastomers.
リン酸化合物としては、例えば次亜リン酸、亜リン酸、オルトリン酸、次リン酸等のリン酸類、例えばメタリン酸、ピロリン酸、トリポリリン酸、ポリリン酸、ウルトラリン酸等の縮合リン酸類、例えばオルトリン酸モノメチル、オルトリン酸モノエチル、オルトリン酸モノプロピル、オルトリン酸モノブチル、オルトリン酸モノ-2-エチルヘキシル、オルトリン酸モノフェニル、亜リン酸モノメチル、亜リン酸モノエチル、亜リン酸モノプロピル、亜リン酸モノブチル、亜リン酸モノ-2-エチルヘキシル、亜リン酸モノフェニル、オルトリン酸ジ-2-エチルヘキシル、オルトリン酸ジフェニル亜リン酸ジメチル、亜リン酸ジエチル、亜リン酸ジプロピル、亜リン酸ジブチル、亜リン酸ジ-2-エチルヘキシル、亜リン酸ジフェニル等のモノ、ジエステル化物、縮合リン酸とアルコール類とからのモノ、ジエステル化物、例えば前記のリン酸類に、例えばエチレンオキシド、プロピレンオキシド等のエポキシ化合物を付加させたもの、例えば脂肪族又は芳香族のジグリシジルエーテルに前記のリン酸類を付加させて得られるエポキシリン酸エステル類等が挙げられる。 Examples of phosphoric acid compounds include phosphoric acids such as hypophosphorous acid, phosphorous acid, orthophosphoric acid, and hypophosphoric acid; condensed phosphoric acids such as metaphosphoric acid, pyrophosphoric acid, tripolyphosphoric acid, polyphosphoric acid, and ultraphosphoric acid; monomethyl orthophosphate, monoethyl orthophosphate, monopropyl orthophosphate, monobutyl orthophosphate, mono-2-ethylhexyl orthophosphate, monophenyl orthophosphate, monomethyl phosphite, monoethyl phosphite, monopropyl phosphite, monobutyl phosphite, mono-2-ethylhexyl phosphite, monophenyl phosphite, and o Examples include mono- and diesters of di-2-ethylhexyl orthophosphate, diphenyl orthophosphate, dimethyl phosphite, diethyl phosphite, dipropyl phosphite, dibutyl phosphite, di-2-ethylhexyl phosphite, diphenyl phosphite, etc., mono- and diesters of condensed phosphoric acid and alcohols, for example, products obtained by adding epoxy compounds such as ethylene oxide and propylene oxide to the above phosphoric acids, and epoxy phosphoric acid esters obtained by adding the above phosphoric acids to aliphatic or aromatic diglycidyl ethers.
(有機溶剤)
本発明の接着剤は、上記各成分に加え、さらに有機溶剤を配合することにより流動性を確保し、適正な塗工性を発現させることができる。このような有機溶剤としては、接着剤塗工時の乾燥工程における過熱により揮発させて除去できるものであれば特に限定されず、例えば、トルエン、キシレン等の芳香族系有機溶剤;n-ヘキサン、n-ヘプタン等の脂肪族系有機溶剤;シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂環族系有機溶剤;トリクロロエチレン、ジクロロエチレン、クロロベンゼン、クロロホルム等のハロゲン系有機溶剤;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン系溶剤;酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶剤;ジイソプロピルエーテル、ブチルセロソルブ、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ブチルカルビトール等のエーテル系溶剤;ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングルコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のグリコールエーテル系溶剤;エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロプレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート等のグリコールエステル系溶剤等が挙げられ、これらは単独で使用しても良いし、2種以上を併用しても良い。
(Organic solvent)
The adhesive of the present invention can ensure flowability and exhibit appropriate coatability by further blending an organic solvent in addition to the above-mentioned components. Such organic solvents are not particularly limited as long as they can be removed by volatilization by overheating in the drying step when the adhesive is applied. Examples of such organic solvents include aromatic organic solvents such as toluene and xylene; aliphatic organic solvents such as n-hexane and n-heptane; alicyclic organic solvents such as cyclohexane and methylcyclohexane; halogen-based organic solvents such as trichloroethylene, dichloroethylene, chlorobenzene and chloroform; ketone-based solvents such as methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and cyclohexanone; ester-based solvents such as ethyl acetate and butyl acetate; ether-based solvents such as diisopropyl ether, butyl cellosolve, tetrahydrofuran, dioxane and butyl carbitol; glycol ether-based solvents such as diethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monomethyl ether and propylene glycol monomethyl ether; and glycol ester-based solvents such as ethylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate and diethylene glycol monoethyl ether acetate. These may be used alone or in combination of two or more.
水酸基変性ポリオレフィン(A)の溶解性に優れ、かつ塗工適性に優れた接着剤となることから、脂環族系有機溶剤および芳香族系有機溶剤から選ばれる少なくとも一種と、エステル系溶剤およびケトン系溶剤から選ばれる少なくとも一種との混合溶媒を用いることが好ましい。これらの溶剤の配合量は、水酸基変性ポリオレフィン(A)の溶解性と、塗工適性との所望のバランスに応じて適宜調整される。脂環族系有機溶剤としてはメチルシクロヘキサンを用いることが好ましく、芳香族系有機溶剤としてはトルエンを用いることが好ましい。エステル系溶剤としては酢酸エチルを用いることが好ましく、ケトン系溶剤としてはメチルエチルケトンを用いることが好ましい。 Since this provides an adhesive with excellent solubility of the hydroxyl-modified polyolefin (A) and excellent coating suitability, it is preferable to use a mixed solvent of at least one selected from alicyclic organic solvents and aromatic organic solvents and at least one selected from ester solvents and ketone solvents. The amount of these solvents is appropriately adjusted according to the desired balance between the solubility of the hydroxyl-modified polyolefin (A) and the coating suitability. It is preferable to use methylcyclohexane as the alicyclic organic solvent, and it is preferable to use toluene as the aromatic organic solvent. It is preferable to use ethyl acetate as the ester solvent, and it is preferable to use methyl ethyl ketone as the ketone solvent.
有機溶剤の使用量としては、組成物(X)の固形分量が5~30質量%となる割合であることが好ましい。また、組成物(Y)の固形分量が10~100質量%となる割合であることが好ましい。これにより、塗工性、金属フィルムへの濡れ性に優れた接着剤とすることができる。 The amount of organic solvent used is preferably such that the solid content of composition (X) is 5 to 30 mass %. Also, it is preferably such that the solid content of composition (Y) is 10 to 100 mass %. This allows for an adhesive with excellent coatability and wettability to metal films.
本発明の接着剤は、オレフィン樹脂のような非極性の基材と金属基材との接着性、耐熱性に優れる。 The adhesive of the present invention has excellent adhesion and heat resistance between non-polar substrates such as olefin resins and metal substrates.
<積層体>
本発明の積層体は、第1の基材と、第2の基材と、第1の基材と第2の基材との間に配置され、第1の基材と第2の基材とを貼り合せる接着層とを含む。接着層は、上述した接着剤の硬化塗膜である。第1の基材、第2の基材に加えてさらに他の基材を含んでいてもよい。第1の基材と他の基材、第2の基材と他の基材とを貼り合せる接着層は、本発明の接着剤の硬化塗膜であってもよいし、そうでなくてもよい。
<Laminate>
The laminate of the present invention includes a first substrate, a second substrate, and an adhesive layer disposed between the first substrate and the second substrate and bonding the first substrate and the second substrate. The adhesive layer is a cured coating of the adhesive described above. In addition to the first substrate and the second substrate, the laminate may further include another substrate. The adhesive layer bonding the first substrate and the other substrate, and the second substrate and the other substrate may or may not be a cured coating of the adhesive of the present invention.
第1の基材、第2の基材、他の基材としては、例えば、紙、オレフィン系樹脂、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体(ABS樹脂)、ポリ塩化ビニル系樹脂、フッ素系樹脂、ポリ(メタ)アクリル系樹脂、カーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂やポリエステル系樹脂から得られた合成樹脂フィルム、銅箔、アルミニウム箔の様な金属箔等を用いることが出来る。 Examples of the first substrate, second substrate, and other substrates that can be used include paper, olefin resins, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymers (ABS resins), polyvinyl chloride resins, fluorine resins, poly(meth)acrylic resins, carbonate resins, polyamide resins, polyimide resins, polyphenylene ether resins, polyphenylene sulfide resins, and synthetic resin films made from polyester resins, and metal foils such as copper foil and aluminum foil.
本発明の接着剤は、オレフィン樹脂のような非極性の基材と、金属基材との接着性に優れるため、第1の基材と第2の基材のうち一方が非極性の基材であり、他方が金属基材であることが好ましいが、これに限定されない。 The adhesive of the present invention has excellent adhesion between non-polar substrates such as olefin resins and metal substrates, so it is preferable that one of the first substrate and the second substrate is a non-polar substrate and the other is a metal substrate, but this is not limited thereto.
本発明の積層体は、第1の基材と第2の基材の一方に本発明の接着剤を塗布し、次いで他方を積層し、接着剤を硬化させて得られる。接着剤を塗布した後、第1の基材と第2の基材とを積層するまでの間に乾燥工程を設けることが好ましい。
接着剤の塗工方式としては、グラビアコーター方式、マイクログラビアコーター方式、リバースコーター方式、バーコーター方式、ロールコーター方式、ダイコーター方式等を用いることが出来る。接着剤の塗布量は、乾燥後の塗布重量が0.5~20.0g/m2となるよう調整することが好ましい。0.5g/m2を下回ると連続均一塗布性が低下し易くなり、20.0g/m2を上回ると塗布後における溶剤離脱性も低下し、作業性の低下や残留溶剤の問題が生じ易くなる。
The laminate of the present invention is obtained by applying the adhesive of the present invention to one of a first substrate and a second substrate, laminating the other substrate, and curing the adhesive. After applying the adhesive, it is preferable to provide a drying step before laminating the first substrate and the second substrate.
The adhesive can be applied by a gravure coater, microgravure coater, reverse coater, bar coater, roll coater, die coater, etc. The amount of adhesive applied is preferably adjusted so that the applied weight after drying is 0.5 to 20.0 g/ m2 . If the amount is less than 0.5 g/ m2 , the continuous uniform application is likely to decrease, and if the amount is more than 20.0 g/ m2 , the solvent removal after application is also likely to decrease, leading to decreased workability and problems with residual solvent.
第1の基材と第2の基材とを積層する際のラミネートロールの温度は25~120℃、圧力は3~300kg/cm2であることが好ましい。
第1の基材と第2の基材とを貼り合せた後、エージング工程を設けることが好ましい。エージング条件は、25~100℃、12~240時間であることが好ましい。
When laminating the first substrate and the second substrate, the temperature of the laminating roll is preferably 25 to 120° C., and the pressure is preferably 3 to 300 kg/cm 2 .
After the first substrate and the second substrate are bonded together, an aging step is preferably performed, preferably at 25 to 100° C. for 12 to 240 hours.
特に、本発明の接着剤はエージング温度が60℃以下、さらには55℃以下と比較的低温でのエージングであっても良好な初期接着強度、耐溶剤性を示す。60℃以下でエージングを行う場合は、エージング時間は72時間以上であることが好ましい。エージング時間の上限は特に限定されないが、168時間程度で十分な効果を発揮する。エージング温度とエージング時間のバランスの観点からは、40~60℃で24~168時間でエージング工程を行うことが好ましい。 In particular, the adhesive of the present invention exhibits good initial adhesive strength and solvent resistance even when aged at relatively low temperatures of 60°C or less, and even 55°C or less. When aging is performed at 60°C or less, the aging time is preferably 72 hours or more. There is no particular upper limit to the aging time, but a sufficient effect is achieved at about 168 hours. From the viewpoint of the balance between the aging temperature and the aging time, it is preferable to perform the aging process at 40 to 60°C for 24 to 168 hours.
<電池用包装材>
本発明の電池用包装材は、一例として、第1の基材と、第2の基材と、第3の基材と、第1の基材と第2の基材を貼り合せる第1の接着層と、第2の基材と第3の基材とを貼り合せる第2の接着層とを含む。第1の基材はポリオレフィンフィルムであり、第2の基材は金属箔である。第3の基材はナイロン、ポリエステル等の樹脂フィルムである。第1の接着層は本発明の接着剤の硬化塗膜である。第2の接着層は本発明の接着剤の硬化塗膜であってもよいし、そうでなくてもよい。第3の基材の第2の接着層が設けられるのとは反対側に、さらに接着層を介して、または介さずに他の基材を配置してもよいし、コーティング層を設けてもよい。他の基材やコーティング層を設けなくてもよい。
<Battery packaging material>
The battery packaging material of the present invention includes, as an example, a first substrate, a second substrate, a third substrate, a first adhesive layer for bonding the first substrate and the second substrate, and a second adhesive layer for bonding the second substrate and the third substrate. The first substrate is a polyolefin film, and the second substrate is a metal foil. The third substrate is a resin film such as nylon or polyester. The first adhesive layer is a cured coating film of the adhesive of the present invention. The second adhesive layer may or may not be a cured coating film of the adhesive of the present invention. On the opposite side of the third substrate to the side on which the second adhesive layer is provided, another substrate may be disposed with or without an adhesive layer, or a coating layer may be provided. Other substrates or coating layers may not be provided.
ポリオレフィンフィルムとしては、従来から公知のオレフィン樹脂の中から適宜選択すればよい。例えば、特に限定されないが、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンプロピレン共重合体などを用いることができる。無延伸フィルムであることが好ましい。ポリオレフィンフィルムの膜厚は、特に限定されないが、10μm以上であることが好ましく、20μm以上であることがより好ましく、25μm以上であることがさらに好ましい。また、100μm以下であることが好ましく、95μm以下であることがより好ましく、90μm以下であることがさらに好ましい。
第1の基材は、後述する電池を製造する際に、本発明の電池用包装材同士をヒートシールして貼り合せる際のシーラント層として機能する。
The polyolefin film may be appropriately selected from conventionally known olefin resins. For example, polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene copolymer, etc. may be used, but are not particularly limited thereto. A non-stretched film is preferable. The thickness of the polyolefin film is not particularly limited, but is preferably 10 μm or more, more preferably 20 μm or more, and even more preferably 25 μm or more. In addition, it is preferably 100 μm or less, more preferably 95 μm or less, and even more preferably 90 μm or less.
The first base material functions as a sealant layer when pieces of the battery packaging material of the present invention are heat-sealed and bonded together during the production of a battery, which will be described later.
金属箔としては、アルミニウム、銅、ニッケル等が挙げられる。これらの金属箔は、サンドブラスト処理、研磨処理、脱脂処理、エッチング処理、防錆剤浸漬又はスプレーによる表面処理、3価クロム化成処理、リン酸塩化成処理、硫化物化成処理、陽極酸化被膜形成、フッ素樹脂コーティング等の表面処理を施したものであってもよい。これらのなかでも3価クロム化成処理を施したものが密着性保持性能(耐環境劣化性)、防食性に優れる点から好ましい。また、この金属フィルムの厚みは腐食防止の観点から10~100μmの範囲であることが好ましい。 Metal foils include aluminum, copper, nickel, etc. These metal foils may be subjected to surface treatments such as sandblasting, polishing, degreasing, etching, surface treatment by immersion or spraying with an anti-rust agent, trivalent chromium conversion treatment, phosphate conversion treatment, sulfide conversion treatment, anodized film formation, and fluororesin coating. Among these, those subjected to trivalent chromium conversion treatment are preferred from the viewpoints of excellent adhesion retention performance (resistance to environmental deterioration) and corrosion resistance. In addition, the thickness of this metal film is preferably in the range of 10 to 100 μm from the viewpoint of corrosion prevention.
第3の基材として用いることができる樹脂フィルムとしては、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂、ポリウレタン樹脂、珪素樹脂、フェノール樹脂、及びこれらの混合物や共重合物等の樹脂フィルムが挙げられる。これらの中でも、好ましくはポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂が挙げられ、より好ましくは2軸延伸ポリエステル樹脂、2軸延伸ポリアミド樹脂が挙げられる。ポリエステル樹脂としては、具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、共重合ポリエステル、ポリカーボネート等が挙げられる。また、ポリアミド樹脂としては、具体的には、ナイロン6、ナイロン6,6、ナイロン6とナイロン6,6との共重合体、ナイロン6,10、ポリメタキシリレンアジパミド(MXD6)等が挙げられる。 Examples of resin films that can be used as the third substrate include resin films of polyester resin, polyamide resin, epoxy resin, acrylic resin, fluororesin, polyurethane resin, silicone resin, phenol resin, and mixtures and copolymers thereof. Among these, polyester resin and polyamide resin are preferred, and biaxially oriented polyester resin and biaxially oriented polyamide resin are more preferred. Specific examples of polyester resin include polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polybutylene naphthalate, copolymer polyester, polycarbonate, etc. Specific examples of polyamide resin include nylon 6, nylon 6,6, copolymer of nylon 6 and nylon 6,6, nylon 6,10, polymetaxylylene adipamide (MXD6), etc.
コーティング層は、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。2液硬化型樹脂により形成することが好ましい。コーティング層を形成する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、コーティング層には、マット化剤を配合してもよい。 The coating layer can be formed from, for example, polyvinylidene chloride, polyester resin, urethane resin, acrylic resin, epoxy resin, etc. It is preferable to form it from a two-component curing resin. Examples of the two-component curing resin that forms the coating layer include two-component curing urethane resin, two-component curing polyester resin, and two-component curing epoxy resin. In addition, a matting agent may be blended into the coating layer.
マット化剤としては、例えば、粒径が0.5nm~5μm程度の微粒子が挙げられる。 マット化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、有機物等が挙げられる。また、マット化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、バルーン状等が挙げられる。マット化剤として、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、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、ニッケル等が挙げられる。これらのマット化剤は、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。これらのマット化剤の中でも、分散安定性やコスト等の観点から、好ましくはりシリカ、硫酸バリウム、酸化チタンが挙げられる。また、マット化剤には、表面に絶縁処理、高分散性処理等の各種表面処理を施しておいてもよい。 Examples of matting agents include fine particles with a particle size of about 0.5 nm to 5 μm. The material of the matting agent is not particularly limited, but examples include metals, metal oxides, inorganic substances, and organic substances. The shape of the matting agent is also not particularly limited, but examples include spherical, fibrous, plate-like, amorphous, and balloon-like. Specific examples of matting agents include talc, silica, graphite, kaolin, montmorillonite, montmorillonite, synthetic mica, hydrotalcite, silica gel, zeolite, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, zinc oxide, magnesium oxide, aluminum oxide, neodymium oxide, antimony oxide, titanium oxide, cerium oxide, calcium sulfate, barium sulfate, calcium carbonate, calcium silicate, lithium carbonate, calcium benzoate, calcium oxalate, magnesium stearate, carbon black, carbon nanotubes, high melting point nylon, crosslinked acrylic, crosslinked styrene, crosslinked polyethylene, benzoguanamine, gold, aluminum, copper, and nickel. These matting agents may be used alone or in combination of two or more. Among these matting agents, silica, barium sulfate, and titanium oxide are preferred from the viewpoints of dispersion stability, cost, and the like. In addition, the matting agent may be subjected to various surface treatments such as insulation treatment and high dispersibility treatment.
このような積層体を、電池とした際に第1の基材であるポリオレフィンフィルムが第3の基材よりも内側になるようにして成型し、本発明の二次電池外装材となる。成型方法としては、特に制限はなく、一例として以下のような方法が挙げられる。 When such a laminate is made into a battery, it is molded so that the polyolefin film, which is the first substrate, is located inside the third substrate, resulting in the secondary battery exterior material of the present invention. There are no particular limitations on the molding method, and the following method is one example.
・加熱圧空成型法:電池用包装材を高温、高圧のエアーが供給される孔を有する下型と、ポケット形状の凹部を有する上型に挟み、加熱軟化させながらエアーを供給して凹部を形成する方法。
・プレヒーター平板式圧空成型法:電池用包装材を加熱軟化させた後、高圧のエアーが供給される孔を有する下型と、ポケット形状の凹部を有する上型に挟み、エアーを供給して凹部を形成する方法。
・ドラム式真空成型法:電池用包装材を加熱ドラムで部分的に加熱軟化後、ポケット形状の凹部を有するドラムの該凹部を真空引きして凹部を成型する方法。
・ピン成型法:底材シートを加熱軟化後ポケット形状の凹凸金型で圧着する方法。
・プレヒータープラグアシスト圧空成型法:電池用包装材を加熱軟化させた後、高圧のエアーが供給される孔を有する下型と、ポケット形状の凹部を有する上型に挟み、エアーを供給して凹部を形成する方法であって、成型の際に、凸形状のプラグを上昇及び降下をさせて成型を補助する方法。
- Hot and compressed air molding method: A method in which battery packaging material is sandwiched between a lower mold with holes through which high-temperature, high-pressure air is supplied and an upper mold with pocket-shaped recesses, and the recesses are formed by supplying air while heating and softening the material.
Preheater flat plate compressed air molding method: This method involves heating and softening the battery packaging material, then sandwiching it between a lower mold with holes through which high-pressure air is supplied and an upper mold with pocket-shaped recesses, and supplying air to form the recesses.
Drum vacuum molding method: A method in which battery packaging material is partially heated and softened in a heating drum, and then the pocket-shaped recesses of a drum are vacuumed to form the recesses.
・Pin molding method: A method in which the base sheet is heated and softened, and then compressed using a pocket-shaped, concave-convex mold.
Pre-heater plug-assisted compressed air molding method: This method involves heating and softening battery packaging material, then sandwiching it between a lower mold having a hole through which high-pressure air is supplied and an upper mold having a pocket-shaped recess, and supplying air to form the recess. During molding, a convex plug is raised and lowered to assist the molding.
成型後の底材の肉厚が均一であることから、加熱真空成型法であるプレヒータープラグアシスト圧空成型法が好ましい。
このようにして得られた本発明の電池用包装材は、正極、負極、電解質等の電池素子を密封して収容する電池用容器として好適に使用することができる。
The preheater plug assisted compressed air molding method, which is a heating vacuum molding method, is preferred because the thickness of the base material after molding is uniform.
The battery packaging material of the present invention thus obtained can be suitably used as a battery container for hermetically housing battery elements such as a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte.
<電池>
本発明の電池は、正極、負極、及び電解質を備えた電池素子を、本発明の電池用包装材で、前記正極及び負極の各々に接続された金属端子が外側に突出させた状態で、電池素子の周縁にフランジ部(シーラント層同士が接触する領域)が形成できるようにして被覆し、前記フランジ部のシーラント層同士をヒートシールして密封させることによって得られる。
<Batteries>
The battery of the present invention can be obtained by covering a battery element including a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte with the battery packaging material of the present invention in such a manner that a flange portion (a region where the sealant layers come into contact with each other) is formed around the periphery of the battery element, with metal terminals connected to each of the positive electrode and negative electrode protruding outward, and then heat-sealing the sealant layers of the flange portion to form a hermetic seal.
本発明の電池用包装材を用いて得られる電池としては、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。二次電池とし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、本発明の電池用包装材の好適な適用対象として、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。 The battery obtained using the battery packaging material of the present invention may be either a primary battery or a secondary battery, but is preferably a secondary battery. There are no particular limitations on the secondary battery, and examples include lithium ion batteries, lithium ion polymer batteries, lead acid batteries, nickel-hydrogen batteries, nickel-cadmium batteries, nickel-iron batteries, nickel-zinc batteries, silver oxide-zinc batteries, metal-air batteries, polyvalent cation batteries, condensers, and capacitors. Among these secondary batteries, lithium ion batteries and lithium ion polymer batteries are suitable applications of the battery packaging material of the present invention.
以下、実施例と比較例により本発明を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。配合組成その他の数値は特記しない限り質量基準である。 The present invention will be explained below using examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these. The compounding composition and other numerical values are based on mass unless otherwise specified.
<接着剤の調整>
(実施例1)
水酸基変性ポリオレフィン(A-2):100部、ポリイソシアネート化合物(B-2):3.8部、トルエン40部を、よく攪拌して実施例1の接着剤を調製した。
<Adjustment of adhesive>
Example 1
The adhesive of Example 1 was prepared by thoroughly stirring 100 parts of hydroxyl-modified polyolefin (A-2), 3.8 parts of polyisocyanate compound (B-2), and 40 parts of toluene.
(実施例2~4)
表1に記載の配合に変更した以外は実施例1と同様にして実施例2~4の接着剤を調製した。
(比較例1~4)
表2に記載の配合に変更した以外は実施例1と同様にして比較例1~4の接着剤を調製した。
(Examples 2 to 4)
Adhesives of Examples 2 to 4 were prepared in the same manner as in Example 1, except that the formulations were changed as shown in Table 1.
(Comparative Examples 1 to 4)
Adhesives of Comparative Examples 1 to 4 were prepared in the same manner as in Example 1, except that the formulations were changed as shown in Table 2.
なお、実施例、比較例で用いた化合物の詳細は以下の通りである。ε-カプロラクタムとトリフェニルホスフィンの固形分は100%である。
水酸基変性ポリオレフィン(A-1):炭素数が2~20のα-オレフィンの共重合体の水酸基変性体、結晶性あり(融点73℃、融解熱量38J/g、結晶化熱量35J/g)、重量平均分子量は181,700、溶液状態での水酸基価は1.28mgKOH/g(固形分換算で5.06mgKOH/g)、固形分は25.3%。
水酸基変性ポリオレフィン(A-2):炭素数が2~20のα-オレフィンの共重合体の水酸基変性体、結晶性あり(融点74℃、融解熱量36J/g、結晶化熱量31J/g)、重量平均分子量は202,400、溶液状態での水酸基価は5.25mgKOH/g(固形分換算で20.75mgKOH/g)、固形分は25.3%。
水酸基変性ポリオレフィン(A-3):炭素数が2~20のα-オレフィンの共重合体の水酸基変性体、結晶性あり(融点96℃、融解熱量45J/g、結晶化熱量2J/g)、重量平均分子量172,000、溶液状態での水酸基価は4.16mgKOH/g(固形分水酸基価20.8mgKOH/g)、固形分は20%。
ハードレンN2002:酸基変性オレフィン樹脂、結晶性あり、固形分は20%。
ユニストールP-901:水酸基変性オレフィン樹脂、結晶性なし、溶液状態での水酸基価は11.0mgKOH/g(固形分換算で50.0mgKOH/g)、固形分は22%。
ユニストールP-902:酸基変性オレフィン樹脂、結晶性なし、固形分は22%。
ユニストールP-802:酸基変性オレフィン、固形分は22%。
ポリイソシアネート化合物(B-1):ヘキサメチレンジイソシアネートのヌレート体、NCO%は21.8%、固形分は100%。
ポリイソシアネート化合物(B-2):ヘキサメチレンジイソシアネートのビウレット体、NCO%は20.7%、固形分は90%。
デナコールEX-321L:ナガセケムテックス(株)製、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、エポキシ当量130、固形分は100%。
The details of the compounds used in the examples and comparative examples are as follows: The solid content of ε-caprolactam and triphenylphosphine is 100%.
Hydroxyl-modified polyolefin (A-1): Hydroxyl-modified copolymer of an α-olefin having 2 to 20 carbon atoms, crystalline (melting point 73°C, heat of fusion 38 J/g, heat of crystallization 35 J/g), weight average molecular weight 181,700, hydroxyl value in solution state 1.28 mgKOH/g (5.06 mgKOH/g in terms of solid content), solid content 25.3%.
Hydroxyl-modified polyolefin (A-2): Hydroxyl-modified copolymer of an α-olefin having 2 to 20 carbon atoms, crystalline (melting point 74°C, heat of fusion 36 J/g, heat of crystallization 31 J/g), weight average molecular weight 202,400, hydroxyl value in solution state 5.25 mgKOH/g (20.75 mgKOH/g in terms of solid content), solid content 25.3%.
Hydroxyl-modified polyolefin (A-3): Hydroxyl-modified copolymer of α-olefin having 2 to 20 carbon atoms, crystalline (melting point 96°C, heat of fusion 45 J/g, heat of crystallization 2 J/g), weight average molecular weight 172,000, hydroxyl value in solution state 4.16 mgKOH/g (hydroxyl value of solid content 20.8 mgKOH/g), solid content 20%.
HARDLEN N2002: Acid group modified olefin resin, crystalline, solids content 20%.
Unistol P-901: Hydroxyl-modified olefin resin, non-crystalline, hydroxyl value in solution state is 11.0 mg KOH/g (50.0 mg KOH/g in terms of solid content), solid content is 22%.
Unistol P-902: Acid group modified olefin resin, non-crystalline, solids content is 22%.
Unistol P-802: Acid-modified olefin, solids content 22%.
Polyisocyanate compound (B-1): nurate form of hexamethylene diisocyanate, NCO% 21.8%, solid content 100%.
Polyisocyanate compound (B-2): Biuret form of hexamethylene diisocyanate, NCO% 20.7%, solid content 90%.
Denacol EX-321L: manufactured by Nagase ChemteX Corporation, trimethylolpropane polyglycidyl ether type epoxy resin, epoxy equivalent 130, solid content 100%.
また実施例、比較例で用いた水酸基変性ポリオレフィン(A)の結晶性の有無については、DSC(示差走査熱量分析)により、-50℃から200℃まで10℃/minで昇温後、10℃/minで-50℃まで冷却して熱履歴を除去した後、再度10℃/minで200℃まで昇温した際の、2度目の昇温時にピークが観測されるか否かで判断した。 The presence or absence of crystallinity of the hydroxyl-modified polyolefin (A) used in the examples and comparative examples was determined by DSC (differential scanning calorimetry) by heating from -50°C to 200°C at 10°C/min, cooling to -50°C at 10°C/min to remove the thermal history, and then heating again to 200°C at 10°C/min, and determining whether a peak was observed during the second heating.
<積層体>
(実施例1)
実施例1の接着剤をクロメート処理アルミニウム箔(膜厚:40μm)の光沢面にバーコーターで塗布量4g/m2(dry)で塗布し、80℃-1分間乾燥させた後、未延伸ポリオレフィンフィルム(膜厚:40μm)と100℃で貼り合せた。次にアルミニウム箔のマット面に「ディックドライ LX-906」(DIC株式会社製)を主剤とし、「KW-75」(DIC株式会社製)を硬化剤として、重量比が主剤/硬化剤=100/10となるように配合した接着剤をバーコーターで塗布量4g/m2(dry)で塗布した後、厚さ25μmの延伸ポリアミドフィルムを積層した。その後40℃5日間の養生(エージング)を行い、実施例1の積層体を得た。
<Laminate>
Example 1
The adhesive of Example 1 was applied to the glossy surface of a chromate-treated aluminum foil (film thickness: 40 μm) with a bar coater at a coating amount of 4 g/m 2 (dry), dried at 80° C. for 1 minute, and then laminated to an unstretched polyolefin film (film thickness: 40 μm) at 100° C. Next, an adhesive was applied to the matte surface of the aluminum foil with a coating amount of 4 g/m 2 (dry) with a bar coater, the adhesive being a base agent "Dick Dry LX-906" (manufactured by DIC Corporation) and a hardener "KW- 75 " (manufactured by DIC Corporation) mixed so that the weight ratio of base agent/hardener was 100/10, and then a stretched polyamide film having a thickness of 25 μm was laminated thereon. Then, the laminate was aged at 40° C. for 5 days to obtain the laminate of Example 1.
(実施例2~4)
アルミニウム箔と未延伸ポリオレフィンフィルムの貼り合せに用いる接着剤を変更した以外は実施例1と同様にして接着剤を調製し、ラミネート物を得た。
(Examples 2 to 4)
An adhesive was prepared and a laminate was obtained in the same manner as in Example 1, except that the adhesive used for bonding the aluminum foil and the unstretched polyolefin film was changed.
(比較例1~4)
アルミニウム箔と未延伸ポリオレフィンフィルムの貼り合せに用いる接着剤を変更した以外は実施例1と同様にして接着剤を調製し、ラミネート物を得た。
(Comparative Examples 1 to 4)
An adhesive was prepared and a laminate was obtained in the same manner as in Example 1, except that the adhesive used for bonding the aluminum foil and the unstretched polyolefin film was changed.
<評価>
(初期接着強度の測定)
株式会社島津製作所の「オートグラフAGS-J」を使用し、ラミネート物のアルミニウム箔と未延伸ポリオレフィンフィルム間の接着強度を剥離速度50mm/min、剥離幅15mm、剥離形態180°の条件で評価した。単位はN/15mmである。
<Evaluation>
(Measurement of initial adhesive strength)
Using an Autograph AGS-J made by Shimadzu Corporation, the adhesive strength between the aluminum foil and the unstretched polyolefin film of the laminate was evaluated under the conditions of a peel speed of 50 mm/min, a peel width of 15 mm, and a peel shape of 180°. The unit is N/15 mm.
(耐溶剤性(wet))
溶剤として、30gのエチレンカーボネート/ジメチルカーボネート/エチルメチルカーボネート=1/1/1の混合溶媒に、エージング後のラミネート物を50℃で1日間浸漬させた。ラミネート物を引き上げ、溶剤が乾燥する前の状態で、ラミネート物のアルミニウム箔と未延伸ポリオレフィンフィルム間の接着強度を剥離速度50mm/min、剥離幅15mm、剥離形態180°の条件で測定した。単位はN/15mmである。
(Solvent resistance (wet))
The aged laminate was immersed in 30 g of a mixed solvent of ethylene carbonate/dimethyl carbonate/ethyl methyl carbonate = 1/1/1 for 1 day at 50 ° C. The laminate was removed and before the solvent dried, the adhesive strength between the aluminum foil and the unstretched polyolefin film of the laminate was measured under the conditions of a peel speed of 50 mm / min, a peel width of 15 mm, and a peel shape of 180 °. The unit is N / 15 mm.
表1、表2から明らかなように、本発明の接着剤は比較例の接着剤よりも初期接着強度、耐溶剤性に優れる。 As is clear from Tables 1 and 2, the adhesive of the present invention has better initial adhesive strength and solvent resistance than the adhesive of the comparative example.
本発明の接着剤はオレフィン樹脂のような非極性の基材と金属基材との接着性、耐熱性に優れ、本発明の接着剤を用いて得られる積層体は、例えば電池用包装材に好適に用いることができる。また本発明の接着剤の用途としては電池用包装材やそのための積層体に限定されず、家電外板、家具用素材、建築内装用部材など非極性の基材と金属基材との接着性が必要とされる分野に広く利用可能である。 The adhesive of the present invention has excellent adhesion and heat resistance between non-polar substrates such as olefin resins and metal substrates, and laminates obtained using the adhesive of the present invention can be suitably used, for example, as packaging materials for batteries. Furthermore, the applications of the adhesive of the present invention are not limited to battery packaging materials and laminates therefor, but can be widely used in fields requiring adhesion between non-polar substrates and metal substrates, such as outer panels for home appliances, furniture materials, and building interior components.
Claims (19)
Publications (1)
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