JP6850539B2 - Battery exterior laminate, battery exterior and battery - Google Patents
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Description
本発明は、二次電池やキャパシタ等の外装体として良好な電池外装用積層体、並びに、当該積層体を用いて得られた電池外装体及び電池に関する。 The present invention relates to a battery exterior laminate that is good as an exterior body such as a secondary battery or a capacitor, and a battery exterior body and a battery obtained by using the laminate.
環境に対する意識が高まる中、太陽光や風力等の自然エネルギーの活用と共に、電気エネルギーを貯蔵するための蓄電池として、リチウムイオン電池等の二次電池や、電気二重層キャパシタ等のキャパシタが注目を集めている。
これら電池に用いられる外装体としては、小型化と軽量化とを目的として、金属箔と樹脂層とを積層した電池外装用積層体が用いられている。このような電池外装用積層体を、凹部を有するトレー状となるように絞り成形等によって成形し、外装体容器本体とする。また、前記外装体容器本体と同様にして、電池外装用積層体を成形して外装体蓋部を得る。この外装体容器本体の凹部に電池本体を収納した後、収納された電池本体を覆うように外装体蓋部を重ね、容器本体と外装体蓋部との側縁部を接着することにより、外装体に電池本体が収納された電池が得られる。
Amid growing awareness of the environment, secondary batteries such as lithium-ion batteries and capacitors such as electric double layer capacitors are attracting attention as storage batteries for storing electrical energy as well as utilizing natural energy such as sunlight and wind power. ing.
As the exterior body used for these batteries, a battery exterior laminate in which a metal foil and a resin layer are laminated is used for the purpose of miniaturization and weight reduction. Such a battery exterior laminate is formed by drawing or the like so as to form a tray having recesses to form an exterior container body. Further, in the same manner as the outer body container main body, the battery outer laminate is formed to obtain the outer body lid portion. After storing the battery body in the recess of the exterior container body, the exterior body lid is overlapped so as to cover the stored battery body, and the side edges of the container body and the exterior body lid are adhered to form the exterior. You can get a battery in which the battery body is stored in the body.
例えば特許文献1には、基材層と、アルミニウム箔と、ポリプロピレン又はポリエチレン層からなる最内層とが順に積層され、アルミニウム箔の最内層側の面には薄膜コーティング層が積層された電池外装用積層体が開示されている。より具体的には、特許文献1において、当該薄膜コーティング層と、ポリプロピレン又はポリエチレン層からなる最内層とはヒートシール剤を介して接着することが好ましいとされており、酸変性ポリプロピレン系ヒートシール剤を用いたラミネート加工により、薄膜コーティングされたアルミニウム箔と最内層とが接着されている。 For example, in Patent Document 1, a base material layer, an aluminum foil, and an innermost layer made of polypropylene or polyethylene are laminated in this order, and a thin film coating layer is laminated on the innermost layer side surface of the aluminum foil for battery exterior. The laminate is disclosed. More specifically, in Patent Document 1, it is preferable that the thin film coating layer and the innermost layer made of polypropylene or polyethylene layer are adhered to each other via a heat sealant, and an acid-modified polypropylene-based heat sealant. The thin-film coated aluminum foil and the innermost layer are adhered by the laminating process using the above.
二次電池等の電池の応用分野が拡大し、電池生産量の増加が求められる中、電池外装体にも製造時の歩留り向上、時間短縮等の生産効率の向上が求められている。また、小型化、大容量化等の電池特性の向上と共に、電池外装体にも耐熱性、耐薬品性(耐電解液性)等の優れた特性が求められている。
しかしながら、特許文献1のように、表面処理がなされた金属箔と、最内層樹脂とをヒートシール剤を用いてラミネート接着する場合、ラミネート時に高温及び高圧を付加する必要があり、製造時間の短縮や製造コストの低減が難しいため、生産効率の向上に限りがあった。また、高温でラミネート加工を行うことにより、接着対象である最内層(ポリプロピレン層、ポリエチレン層等)や金属箔にシワや劣化が発生する場合があり、このことが歩留りの低下や、各種材料の選択の幅を狭めることにつながっていた。
As the application fields of batteries such as secondary batteries are expanding and the production of batteries is required to be increased, the outer body of the battery is also required to improve the yield at the time of manufacturing and the production efficiency such as shortening the time. In addition to improving battery characteristics such as miniaturization and large capacity, the battery exterior is also required to have excellent characteristics such as heat resistance and chemical resistance (electrolyte resistance).
However, as in Patent Document 1, when the surface-treated metal foil and the innermost layer resin are laminated and bonded using a heat sealant, it is necessary to apply high temperature and high pressure at the time of laminating, which shortens the manufacturing time. And because it is difficult to reduce the manufacturing cost, there is a limit to the improvement of production efficiency. In addition, laminating at a high temperature may cause wrinkles and deterioration of the innermost layer (polypropylene layer, polyethylene layer, etc.) and metal foil to be bonded, which reduces the yield and of various materials. It led to narrowing the range of choices.
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであって、高い生産効率で製造が可能であって、且つ、各種特性に優れる電池外装用積層体を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above situation, and an object of the present invention is to provide a battery exterior laminate that can be manufactured with high production efficiency and has excellent various characteristics.
本発明者らは上記目的を達成すべく検討を重ねた結果、任意に表面加工がなされた金属箔と基材層(最内層)とを、特定の貯蔵弾性率を有する接着剤層を介して接着することにより、電池外装用積層体に求められる各種特性を向上させることができるのみならず、必要に応じて製造時間の短縮や歩留りの向上等の生産効率を向上させることができることを見出し、本発明を完成させた。 As a result of repeated studies to achieve the above object, the present inventors have made an arbitrarily surface-processed metal foil and a base material layer (innermost layer) via an adhesive layer having a specific storage elastic modulus. We have found that by adhering, not only can various characteristics required for the battery exterior laminate be improved, but also production efficiency such as shortening of manufacturing time and improvement of yield can be improved as needed. The present invention has been completed.
すなわち、本発明は以下の構成を採用した。
本発明の第一の態様の電池外装用積層体は、少なくとも、第1基材層、第1接着剤層、及び金属箔をこの順に備えてなる電池外装用積層体であって、前記第1基材層がポリオレフィンからなる層であり、前記第1接着剤層が、当該第1接着剤層単層の動的粘弾性測定において、150℃における貯蔵弾性率の値が1.0×104以上、1.0×107以下となる層であることを特徴とする。
前記第1接着剤層は、酸変性ポリオレフィン樹脂(A)の100質量部と、複数のエポキシ基を含有する化合物(B)の1〜20質量部と、を含有する接着剤からなる層であることが好ましい。
前記複数のエポキシ基を含有する化合物(B)は、フェノールノボラック型エポキシ樹脂であることが好ましい。
前記第1接着剤層と、前記金属箔との間に第1腐食防止層を備え、該第1腐食防止層は、ハロゲン化金属化合物を含有することが好ましい。
前記第1腐食防止層は、さらに、水溶性樹脂と、キレート剤又は架橋性化合物とを含有することが好ましい。
前記ハロゲン化金属化合物は、鉄、クロム、マンガン、ジルコニウムの塩化物、又は、鉄、クロム、マンガン、ジルコニウムのフッ化物であることが好ましい。
前記金属箔は、アルミニウム、ステンレス鋼、銅、ニッケル又はチタンであることが好ましい。
前記金属箔の厚みは、10〜40μmであることが好ましい。
本発明の第二の態様の電池外装体は、前記第一の態様の電池外装用積層体を備える電池外装体であって、電池を収納する内部空間を有し、電池外装用積層体の第1基材層の側が当該内部空間の側となることを特徴とする。
本発明の第三の態様の電池は、前記第二の態様の電池外装体を備えることを特徴とする。
That is, the present invention has adopted the following configuration.
The battery exterior laminate according to the first aspect of the present invention is a battery exterior laminate including at least a first base material layer, a first adhesive layer, and a metal foil in this order. a layer base layer comprising a polyolefin, said first adhesive layer, in the dynamic viscoelasticity measurement of the first adhesive layer alone, the storage modulus values are 1.0 × 10 4 at 0.99 ° C. above, characterized in that it is a layer serving as 1.0 × 10 7 or less.
The first adhesive layer is a layer composed of an adhesive containing 100 parts by mass of an acid-modified polyolefin resin (A) and 1 to 20 parts by mass of a compound (B) containing a plurality of epoxy groups. Is preferable.
The compound (B) containing a plurality of epoxy groups is preferably a phenol novolac type epoxy resin.
It is preferable that a first corrosion prevention layer is provided between the first adhesive layer and the metal foil, and the first corrosion prevention layer contains a metal halide compound.
The first corrosion prevention layer preferably further contains a water-soluble resin and a chelating agent or a crosslinkable compound.
The metal halide compound is preferably a chloride of iron, chromium, manganese or zirconium, or a fluoride of iron, chromium, manganese or zirconium.
The metal foil is preferably aluminum, stainless steel, copper, nickel or titanium.
The thickness of the metal foil is preferably 10 to 40 μm.
The battery exterior body of the second aspect of the present invention is a battery exterior body including the battery exterior laminate of the first aspect, has an internal space for accommodating a battery, and is the first of the battery exterior laminates. 1 It is characterized in that the side of the base material layer is the side of the internal space.
The battery of the third aspect of the present invention is characterized by including the battery exterior body of the second aspect.
本発明によれば、優れた特性を有し、且つ、高い生産効率で製造が可能な電池外装用積層体を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a battery exterior laminate having excellent characteristics and capable of being manufactured with high production efficiency.
以下、好適な実施の形態に基づき、本発明を説明する。 Hereinafter, the present invention will be described based on preferred embodiments.
[電池外装用積層体]
本発明の第一の態様の電池外装用積層体(以下、単に「積層体」ということがある。)は、少なくとも、第1基材層、第1接着剤層、第1腐食防止層、及び金属箔をこの順に備えてなる電池外装用積層体であって、前記第1基材層がポリオレフィンからなる層であり、前記第1接着剤層が、当該第1接着剤層単層の動的粘弾性測定において、150℃における貯蔵弾性率の値が1.0×104以上、1.0×107以下となる層である。
[Battery exterior laminate]
The battery exterior laminate (hereinafter, may be simply referred to as “laminate”) according to the first aspect of the present invention includes at least a first base material layer, a first adhesive layer, a first corrosion prevention layer, and a first corrosion prevention layer. A battery exterior laminate provided with metal foils in this order, wherein the first base material layer is a layer made of polyolefin, and the first adhesive layer is a dynamic of the first adhesive layer single layer. in viscoelasticity measurement, the value of storage modulus at 0.99 ° C. is 1.0 × 10 4 or more, a layer comprising a 1.0 × 10 7 or less.
図1は、本発明の一実施形態に係る電池外装用積層体10の概略構成を示す断面図である。
本実施形態に係る積層体10は、第1基材層11と、第1接着剤層12と、第1腐食防止層13と、金属箔14と、第2腐食防止層15と、第2接着剤層16と、第2基材層17と、をこの順に備えてなる。
すなわち、本実施形態に係る積層体10は、金属箔14の両面に形成された第1腐食防止層13及び第2腐食防止層15と、第1腐食防止層13上に第1接着剤層12を介して積層された第1基材層11と、第2腐食防止層15上に第2接着剤層16を介して積層された第2基材層17とを備える、7層構成からなる。
以下、各層について詳述する。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a
The
That is, in the
Hereinafter, each layer will be described in detail.
<第1基材層11>
第1基材層11は、ポリオレフィンからなる層である。ポリオレフィンからなる層は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ−1−ブテン、ポリイソブチレン、プロピレンとエチレン又はα−オレフィンとのランダム共重合体、プロピレンとエチレン又はα−オレフィンとのブロック共重合体等が挙げられる。
なかでも、第1接着剤層12との接着性が向上することから、ホモポリプロピレン(プロピレン単独重合体;以下、「ホモPP」ということがある。)、プロピレン−エチレンのブロック共重合体(以下、「ブロックPP」と言うことがある。)、プロピレン−エチレンのランダム共重合体(以下、「ランダムPP」と言うことがある)等のポリプロピレン系樹脂が好ましい。なかでも、ホモPP又はブロックPPがより好ましく、機械強度に優れることから、ブロックPPが特に好ましい。
第1基材層11は、単層構造であってもよいし、多層構造であってもよい。
<First
The first
Among them, since the adhesiveness with the first
The first
第1基材層11に用いるポリオレフィンからなる層の融点は、電池外装用積層体10に必要な耐熱性を備えるものであれば特に限定されない。
第1基材層11の厚さは、例えば、1〜200μmとすることができ、5〜100μmが好ましく、5〜40μmがさらに好ましい。
The melting point of the layer made of polyolefin used for the first
The thickness of the first
<第1接着剤層12>
第1接着剤層12は、基材樹脂層である第1基材層11と、第1腐食防止層13が表面に形成された金属箔14とを接着するために設けられる層であって、当該第1接着剤層12単層の動的粘弾性測定において、150℃における貯蔵弾性率の値が1.0×104以上、1.0×107以下となる層である。
第1接着剤層12を形成する接着剤としては、上記の層を良好に接着し得るものであって、且つ、上記貯蔵弾性率の値を満たし得る層であればその材料は特に限定されるものではないが、例えば、接着性と貯蔵弾性率とを満たし得ることから、酸変性ポリオレフィン樹脂(A)と、複数のエポキシ基を含有する化合物(B)と、を含有する接着剤からなる層であることが好ましい。
以下、酸変性ポリオレフィン樹脂(A)を「(A)成分」、複数のエポキシ基を含有する化合物(B)を「(B)成分」ということがある。
<First
The first
The material of the adhesive forming the first
Hereinafter, the acid-modified polyolefin resin (A) may be referred to as “component (A)”, and the compound (B) containing a plurality of epoxy groups may be referred to as “component (B)”.
(酸変性ポリオレフィン樹脂(A))
本発明において、酸変性ポリオレフィン樹脂(A)((A)成分)とは、不飽和カルボン酸またはその誘導体で変性されたポリオレフィン系樹脂であって、ポリオレフィン系樹脂中に、カルボキシ基や無水カルボン酸基等の酸官能基を有するものである。
(A)成分は、不飽和カルボン酸またはその誘導体によるポリオレフィン系樹脂の変性や、酸官能基含有モノマーとオレフィン類との共重合等により得られる。なかでも(A)成分としては、ポリオレフィン系樹脂を酸変性して得られたものが好ましい。
酸変性方法としては、有機過酸化物や脂肪族アゾ化合物等のラジカル重合開始剤の存在下で、ポリオレフィン樹脂と酸官能基含有モノマーとを溶融混練するグラフト変性が挙げられる。
(Acid-modified polyolefin resin (A))
In the present invention, the acid-modified polyolefin resin (A) (component (A)) is a polyolefin-based resin modified with an unsaturated carboxylic acid or a derivative thereof, and a carboxy group or anhydrous carboxylic acid is contained in the polyolefin-based resin. It has an acid functional group such as a group.
The component (A) is obtained by modifying a polyolefin resin with an unsaturated carboxylic acid or a derivative thereof, copolymerizing an acid functional group-containing monomer with olefins, or the like. Among them, as the component (A), a component obtained by acid-modifying a polyolefin resin is preferable.
Examples of the acid modification method include graft modification in which a polyolefin resin and an acid functional group-containing monomer are melt-kneaded in the presence of a radical polymerization initiator such as an organic peroxide or an aliphatic azo compound.
前記ポリオレフィン系樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ−1−ブテン、ポリイソブチレン、プロピレンとエチレンとの共重合体、プロピレンとオレフィン系モノマーとの共重合体等が挙げられる。
共重合する場合の前記オレフィン系モノマーとしては、1−ブテン、イソブチレン、1−ヘキセン等が挙げられる。
共重合体は、ブロック共重合体であってもよく、ランダム共重合体であってもよい。
なかでもポリオレフィン系樹脂としては、ホモポリプロピレン(プロピレン単独重合体)、プロピレンとエチレンとの共重合体、プロピレンとブテンとの共重合体等のプロピレンを原料として重合されるポリプロピレン系樹脂が好ましく;特にプロピレン−1−ブテン共重合体、すなわち側鎖にメチル基及びエチル基を有するポリオレフィン樹脂が好ましい。1−ブテンを含有することにより、当該樹脂が加熱された際の分子運動が促進され、(A)成分と後述する(B)成分との架橋点同士が接触する機会が増える結果、被着体への密着性がより向上する。
Examples of the polyolefin-based resin include polyethylene, polypropylene, poly-1-butene, polyisobutylene, a copolymer of propylene and ethylene, and a copolymer of propylene and an olefin-based monomer.
Examples of the olefin-based monomer in the case of copolymerization include 1-butene, isobutylene, 1-hexene and the like.
The copolymer may be a block copolymer or a random copolymer.
Among them, as the polyolefin-based resin, a polypropylene-based resin polymerized from propylene such as homopolypropylene (propylene homopolymer), a copolymer of propylene and ethylene, and a copolymer of propylene and butene as a raw material is preferable; in particular. A propylene-1-butene copolymer, that is, a polyolefin resin having a methyl group and an ethyl group in the side chain is preferable. By containing 1-butene, the molecular motion when the resin is heated is promoted, and as a result, the chances of contact between the cross-linking points of the component (A) and the component (B) described later are increased, and as a result, the adherend. Adhesion to the resin is further improved.
前記酸官能基含有モノマーは、エチレン性二重結合と、カルボキシ基又はカルボン酸無水物基とを同一分子内に持つ化合物であって、各種の不飽和モノカルボン酸、ジカルボン酸、又はジカルボン酸の酸無水物が挙げられる。
カルボキシ基を有する酸官能基含有モノマー(カルボキシ基含有モノマー)としては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、ナジック酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、テトラヒドロフタル酸、エンド−ビシクロ[2.2.1]−5−ヘプテン−2,3−ジカルボン酸(エンディック酸)などのα,β−不飽和カルボン酸モノマーが挙げられる。
カルボン酸無水物基を有する酸官能基含有モノマー(カルボン酸無水物基含有モノマー)としては、無水マレイン酸、無水ナジック酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸、無水エンディック酸などの不飽和ジカルボン酸無水物モノマーが挙げられる。
これらの酸官能基含有モノマーは、(A)成分において1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
The acid functional group-containing monomer is a compound having an ethylenic double bond and a carboxy group or a carboxylic acid anhydride group in the same molecule, and is a compound of various unsaturated monocarboxylic acids, dicarboxylic acids, or dicarboxylic acids. Acid anhydrides can be mentioned.
Examples of the acid functional group-containing monomer having a carboxy group (carboxy group-containing monomer) include acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, nadic acid, fumaric acid, itaconic acid, citraconic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, tetrahydrophthalic acid, and endo. Examples thereof include α, β-unsaturated carboxylic acid monomers such as −bicyclo [2.2.1] -5-heptene-2,3-dicarboxylic acid (endic acid).
Examples of the acid functional group-containing monomer having a carboxylic acid anhydride group (carboxylic acid anhydride group-containing monomer) include unsaturated dicarboxylic acids such as maleic anhydride, nadicic anhydride, itaconic anhydride, citraconic anhydride, and endic anhydride. Anhydride monomer can be mentioned.
As these acid functional group-containing monomers, one type may be used alone in the component (A), or two or more types may be used in combination.
なかでも酸官能基含有モノマーとしては、後述する(B)成分中のエポキシ基と良好に反応する酸官能基を含有するモノマーが好ましく;エポキシ基との反応性が高いことから酸無水物基を有する酸官能基含有モノマーがより好ましく;カルボン酸無水物基含有モノマーがさらに好ましく;無水マレイン酸が特に好ましい。
酸変性に用いた酸官能基含有モノマーの一部が未反応である場合は、未反応の酸官能基含有モノマーによる接着力の低下を防ぐため、未反応の酸官能基含有モノマーを予め除去したものを(A)成分として用いることが好ましい。
Among them, as the acid functional group-containing monomer, a monomer containing an acid functional group that reacts well with the epoxy group in the component (B) described later is preferable; an acid anhydride group is used because of its high reactivity with the epoxy group. The acid functional group-containing monomer having an acid functional group is more preferable; the carboxylic acid anhydride group-containing monomer is further preferable; maleic anhydride is particularly preferable.
When some of the acid functional group-containing monomers used for acid modification were unreacted, the unreacted acid functional group-containing monomers were removed in advance in order to prevent the unreacted acid functional group-containing monomers from reducing the adhesive strength. It is preferable to use the one as the component (A).
(A)成分において、ポリオレフィン樹脂又はオレフィン類由来の成分は、(A)成分の全量100質量部に対して、50質量部以上であることが好ましい。 In the component (A), the component derived from the polyolefin resin or olefins is preferably 50 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the total amount of the component (A).
(A)成分の融点は特に限定されるものではない。
第1接着剤層12を、ドライラミネート用接着剤層とする場合であれば、(A)成分の融点は50〜100℃であることが好ましく、60〜98℃が好ましく、70〜98℃がより好ましく、75〜95℃がさらに好ましい。
(A)成分の融点を上記下限値以上とすることにより、第1接着剤層12の耐熱性を向上させることができる結果、第1接着剤層12を介して、第1基材層11と、第1腐食防止層13を備える金属箔14とを接着した後の耐熱性、耐久性を向上させることができる。
一方、(A)成分の融点を上記上限値以下とすることにより、(A)成分を有機溶剤に溶解して溶剤型のドライラミネート用接着剤を得る際、(A)成分が有機溶剤に溶解しやすいことにより、より均一な接着剤が得られ、(A)成分と(B)成分とが良好に反応して接着性や耐久性を向上させることができる。また、上記上限値以下の融点を有する(A)成分を用いることにより、第1接着剤層12を介してドライラミネートを行う際の温度や、ラミネート後のエージング温度を比較的低温とすることができる。その結果、第1接着剤層12を用いて接着される第1基材層11において、熱によるシワが発生し難くなり、製造時の歩留りが向上するのみならず、第1基材層11の耐熱性要求が緩和されるため、第1基材層11の材料の選択の幅を広げることができる。また、比較的低温でのラミネート加工が可能となる結果、ラミネート処理の時間を短縮することができ、且つ、ラミネート処理に必要なエネルギー量を低減することができるため、生産効率の向上及び消費エネルギーの低減が可能となる。
The melting point of the component (A) is not particularly limited.
When the first
By setting the melting point of the component (A) to be equal to or higher than the above lower limit value, the heat resistance of the first
On the other hand, by setting the melting point of the component (A) to the above upper limit value or less, when the component (A) is dissolved in an organic solvent to obtain a solvent-type dry laminating adhesive, the component (A) is dissolved in the organic solvent. Since it is easy to use, a more uniform adhesive can be obtained, and the component (A) and the component (B) react satisfactorily to improve the adhesiveness and durability. Further, by using the component (A) having a melting point equal to or lower than the above upper limit value, the temperature at the time of dry laminating through the first
一方、第1接着剤層12の形成に用いる接着剤が有機溶剤を含有せず、(A)成分と後述する(B)成分とを溶融混練して接着剤を形成する場合であれば、(A)成分の融点は100℃〜180℃であることが好ましい。このような接着剤からなる第1接着剤層12は、熱ラミネート用接着剤層として好適に使用できる。
上記範囲の融点を有する(A)成分を用いることにより、常法及び一般的な装置を用いた場合にも、(A)成分と後述する(B)成分とを、(A)成分の融点よりも十分に高い温度で溶融混練することができる。また、溶融混練を用いて(A)成分と後述する(B)成分とを反応させる場合、(A)成分に比して(B)成分の融点が低いことが好ましいが、上記範囲の融点を有する(A)成分を用いることにより、(B)成分の選択の自由度を高めることができる。
また、上述のように(A)成分の融点は、後述する(B)成分の融点よりも高いことが好ましいが、(A)成分の融点は(B)成分の融点よりも10℃以上高いことがより好ましく、20℃以上高いことがさらに好ましく、30℃以上高いことが特に好ましい。(A)成分の融点が(B)成分よりも十分に高いことにより、溶融混練を行った際に(B)成分が先に溶融し、樹脂の形状を保持した状態の(A)成分中に浸透し、均一に(A)成分と(B)成分とが反応する結果、良好な耐久性を得ることができる。
On the other hand, if the adhesive used to form the first
By using the component (A) having a melting point in the above range, the component (A) and the component (B) described later can be separated from the melting point of the component (A) even when a conventional method or a general apparatus is used. Can be melt-kneaded at a sufficiently high temperature. Further, when the component (A) and the component (B) described later are reacted by using melt kneading, the melting point of the component (B) is preferably lower than that of the component (A), but the melting point in the above range is set. By using the component (A) having the component (A), the degree of freedom in selecting the component (B) can be increased.
Further, as described above, the melting point of the component (A) is preferably higher than the melting point of the component (B) described later, but the melting point of the component (A) is higher than the melting point of the component (B) by 10 ° C. or more. Is more preferable, 20 ° C. or higher is further preferable, and 30 ° C. or higher is particularly preferable. Since the melting point of the component (A) is sufficiently higher than that of the component (B), the component (B) is melted first when melt-kneading is performed, and the component (A) retains the shape of the resin. As a result of permeation and uniform reaction of the component (A) and the component (B), good durability can be obtained.
(A)成分の分子量は特に限定されるものではなく、上述のような所望の融点を充足し得るものであれば特に限定されるものではないが、一般的には分子量10000〜800000の樹脂が用いられ、50000〜650000が好ましく、80000〜550000がより好ましく、100000〜450000がさらに好ましい。 The molecular weight of the component (A) is not particularly limited, and is not particularly limited as long as it can satisfy the desired melting point as described above, but generally, a resin having a molecular weight of 1000 to 800,000 is used. It is used, preferably 50,000 to 650000, more preferably 80,000 to 550000, and even more preferably 100,000 to 450,000.
なかでも(A)成分としては、接着性、耐久性等の観点から、無水マレイン酸変性ポリプロピレンが好ましい。 Among them, as the component (A), maleic anhydride-modified polypropylene is preferable from the viewpoint of adhesiveness, durability and the like.
(複数のエポキシ基を含有する化合物(B))
(B)成分は、エポキシ基を複数含有する化合物である。(B)成分は低分子化合物であっても高分子化合物であってもよい。前記(A)成分との混和性、相溶性を良好とする観点からは(B)成分は高分子化合物(樹脂)であることが好ましい。一方、接着剤が溶剤型のドライラミネート用接着剤である場合には、有機溶剤への溶解性を良好とする観点から、(B)成分が低分子化合物であることも好ましい。
(Compound (B) containing a plurality of epoxy groups)
The component (B) is a compound containing a plurality of epoxy groups. The component (B) may be a low molecular weight compound or a high molecular weight compound. From the viewpoint of improving miscibility and compatibility with the component (A), the component (B) is preferably a polymer compound (resin). On the other hand, when the adhesive is a solvent-type adhesive for dry laminating, it is also preferable that the component (B) is a low molecular weight compound from the viewpoint of improving the solubility in an organic solvent.
(B)成分の構造は、エポキシ基を複数有するものであれば特に限定されず、例えば、ビスフェノール類とエピクロルヒドリンより合成されるフェノキシ樹脂;フェノールノボラック型エポキシ樹脂;ビスフェノール型エポキシ樹脂等が挙げられる。なかでも、1分子あたりのエポキシ含量が高く、(A)成分と共に特に緻密な架橋構造を形成できることから、フェノールノボラック型エポキシ樹脂を用いることが好ましい。 The structure of the component (B) is not particularly limited as long as it has a plurality of epoxy groups, and examples thereof include a phenoxy resin synthesized from bisphenols and epichlorohydrin; a phenol novolac type epoxy resin; and a bisphenol type epoxy resin. Among them, it is preferable to use a phenol novolac type epoxy resin because the epoxy content per molecule is high and a particularly dense crosslinked structure can be formed together with the component (A).
本発明においてフェノールノボラック型エポキシ樹脂とは、フェノールとホルムアルデヒドとを酸縮合して得られるフェノールノボラック樹脂を基本構造とし、その構造の一部にエポキシ基が導入された化合物である。フェノールノボラック型エポキシ樹脂における1分子あたりのエポキシ基導入量は特に限定されるものではないが、エピクロルヒドリン等のエポキシ基原料とフェノールノボラック樹脂とを反応させることにより、フェノールノボラック樹脂中に多数存在するフェノール性水酸基に多数のエポキシ基が導入されるため、通常は多官能エポキシ樹脂となる。 In the present invention, the phenol novolac type epoxy resin is a compound having a basic structure of a phenol novolac resin obtained by acid condensation of phenol and formaldehyde, and an epoxy group introduced into a part of the structure. The amount of epoxy group introduced per molecule in the phenol novolac type epoxy resin is not particularly limited, but by reacting an epoxy group raw material such as epichlorohydrin with the phenol novolac resin, a large number of phenols present in the phenol novolac resin are present. Since a large number of epoxy groups are introduced into the phenolic hydroxyl group, it is usually a polyfunctional epoxy resin.
なかでもフェノールノボラック型エポキシ樹脂としては、基本骨格としてフェノールノボラック構造を有し、且つ、ビスフェノールA構造を併せて有するビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂が好ましい。なお、エポキシ樹脂中のビスフェノールA構造は、ビスフェノールAから誘導され得る構造であればよく、ビスフェノールAの両端水酸基がエポキシ基含有基等の基で置換されていてもよい。
ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂の一例としては、下記一般式(1)で表される樹脂が挙げられる。
Among them, as the phenol novolac type epoxy resin, a bisphenol A novolac type epoxy resin having a phenol novolac structure as a basic skeleton and also having a bisphenol A structure is preferable. The bisphenol A structure in the epoxy resin may be any structure as long as it can be derived from bisphenol A, and the hydroxyl groups at both ends of the bisphenol A may be substituted with a group such as an epoxy group-containing group.
An example of the bisphenol A novolak type epoxy resin is a resin represented by the following general formula (1).
式(1)中、R1〜R6はそれぞれ独立に水素原子又はメチル基である。nが2以上の整数の場合、R3、R4はそれぞれ同じであっても異なっていてもよい。
式(1)で表される樹脂中は、下記(i)〜(iii)の少なくともいずれか1つを満たすことが好ましい。
(i)R1及びR2の両方がメチル基、(ii)R3及びR4の両方がメチル基、(iii)R5及びR6の両方がメチル基
例えば、上記(i)を満たすことにより、式(1)においてR1及びR2が結合する炭素原子と、当該炭素原子が結合する2つのヒドロキシフェニル基と、がビスフェノールAから誘導される構造を構成することとなる。
In formula (1), R 1 to R 6 are independently hydrogen atoms or methyl groups, respectively. When n is an integer of 2 or more, R 3 and R 4 may be the same or different, respectively.
The resin represented by the formula (1) preferably satisfies at least one of the following (i) to (iii).
(I) Both R 1 and R 2 are methyl groups, (ii) both R 3 and R 4 are methyl groups, and both (iii) R 5 and R 6 are methyl groups. For example, the above (i) is satisfied. Therefore, in the formula (1), the carbon atom to which R 1 and R 2 are bonded and the two hydroxyphenyl groups to which the carbon atom is bonded form a structure derived from bisphenol A.
式(1)中、RXはエポキシ基を有する基である。エポキシ基を有する基としては、エポキシ基、エポキシ基とアルキレン基との組み合わせ等が挙げられ、なかでもグリシジル基が好ましい。 In formula (1), RX is a group having an epoxy group. Examples of the group having an epoxy group include an epoxy group, a combination of an epoxy group and an alkylene group, and the like, and a glycidyl group is preferable.
ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂のエポキシ当量は、100〜300であることが好ましく、200〜300であることがより好ましい。エポキシ当量(g/eq)は、エポキシ基1個あたりのエポキシ樹脂の分子量であって、この値が小さいほど樹脂中のエポキシ基が多いことを意味する。エポキシ当量の比較的小さいエポキシ樹脂を用いることにより、エポキシ樹脂の添加量を比較的少量とした場合にも、エポキシ樹脂と被着体との接着性が良好となり、且つ、エポキシ樹脂と前記酸変性ポリオレフィン樹脂とが十分に架橋する。 The epoxy equivalent of the bisphenol A novolak type epoxy resin is preferably 100 to 300, more preferably 200 to 300. The epoxy equivalent (g / eq) is the molecular weight of the epoxy resin per epoxy group, and the smaller this value is, the more epoxy groups are in the resin. By using an epoxy resin having a relatively small epoxy equivalent, the adhesiveness between the epoxy resin and the adherend is good even when the amount of the epoxy resin added is relatively small, and the epoxy resin and the acid modification are made. It is sufficiently crosslinked with the polyolefin resin.
このようなフェノールノボラック型エポキシ樹脂としては、三菱化学社製のjER154、jER157S70、jER−157S65;DIC社製のEPICLON N−730A、EPICLON N−740、EPICLON N−770、EPICLON N−775(以上、いずれも商品名)等の市販品を用いることもできる。 Examples of such phenol novolac type epoxy resins include jER154, jER157S70, and jER-157S65 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation; EPICLON N-730A, EPICLON N-740, EPICLON N-770, and EPICLON N-775 manufactured by DIC Corporation. Commercially available products such as (trade name) can also be used.
上記のようなエポキシ樹脂を用いることにより、上記(A)成分の酸官能基と、(B)成分のエポキシ基との双方が、被着体(特に、第1腐食防止層13が有するカルボキシ基等の官能基)に対する接着性官能基として機能することにより、第1基材層11と、第1腐食防止層13を表面に有する金属箔14とに対して、優れた接着性を奏することが可能となると考えられる。
また、上記(A)成分の酸官能基の一部と、(B)成分のエポキシ基の一部とが反応し、(A)成分と(B)成分との架橋構造が第1接着剤層12内で形成される結果、この架橋構造により第1接着剤層12の強度が補強され、優れた接着性と共に良好な耐久性が得られるものと考えられる。
By using the epoxy resin as described above, both the acid functional group of the component (A) and the epoxy group of the component (B) are carboxy groups contained in the adherend (particularly, the first corrosion prevention layer 13). By functioning as an adhesive functional group, it is possible to exhibit excellent adhesiveness to the first
Further, a part of the acid functional group of the component (A) reacts with a part of the epoxy group of the component (B), and the crosslinked structure of the component (A) and the component (B) is formed in the first adhesive layer. As a result of being formed in 12, it is considered that the strength of the first
第1接着剤層12において、(A)成分の100質量部に対して、(B)成分の1〜20質量部が含有されることが好ましく、(A)成分の100質量部に対して、(B)成分の5〜10質量部がより好ましく、(A)成分の100質量部に対して、(B)成分の5〜7質量部が特に好ましい。
The first
(任意成分)
本発明で用いられる接着剤は、さらに、有機溶剤を含有していてもよく、含有していなくてもよい。
有機溶剤を含有して液状の接着剤とすることにより、溶剤型ドライラミネート用接着剤とすることができる。このような液状接着剤を、下層となる層(例えば、金属箔14の第1腐食防止層13を設けた面)の上に塗布及び乾燥することにより、第1接着剤層12を形成することができる。押出し成形に代えて塗布を選択することにより、接着剤層をより薄層で形成可能となり、接着剤層の薄層化及び接着剤層を用いた積層体全体の薄膜化が可能である。
一方、有機溶剤を含有しない場合、(A)成分と(B)成分とを溶融混練し、その後押出し成形等することにより、熱ラミネート等に好適な接着剤層を形成することができる。
(Arbitrary ingredient)
The adhesive used in the present invention may or may not further contain an organic solvent.
By containing an organic solvent and making it a liquid adhesive, it can be made into a solvent-type dry laminating adhesive. The first
On the other hand, when the organic solvent is not contained, the adhesive layer suitable for thermal lamination or the like can be formed by melt-kneading the component (A) and the component (B) and then extruding or the like.
有機溶剤を含有する場合、用いる有機溶剤としては上記(A)成分、(B)成分、及び必要に応じて用いられる他の任意成分(詳細は後述)を好適に溶解して均一な溶液とすることができるものであれば特に限定されるものではなく、溶液型接着剤の溶剤として公知のものの中から任意の溶剤を用いることができる。また、液状接着剤は通常、被着体(例えば、金属箔14の第1腐食防止層13を設けた面)上に塗布された後、加熱等により当該有機溶剤を揮発させて用いられ得る。そのため、揮発を容易とする観点から、有機溶剤としては150℃以下の沸点を有する有機溶剤が好ましい。
有機溶剤の具体的としては、例えば、トルエン、キシレン、アニソール、エチルベンジルエーテル、クレジルメチルエーテル、ジフェニルエーテル、ジベンジルエーテル、フェネトール、ブチルフェニルエーテル、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン、ペンチルベンゼン、イソプロピルベンゼン、シメン、メシチレン等の芳香族溶剤;n−ヘキサン等の脂肪族族溶剤;メチルエチルケトン、アセトン、シクロヘキサノン、メチル−n−ペンチルケトン、メチルイソペンチルケトン、2−ヘプタノンなどのケトン系溶剤;乳酸メチル、乳酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチルなどのエステル系溶剤;メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール系溶剤;エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコールなどの多価アルコール系溶剤等が挙げられる。
When an organic solvent is contained, the above-mentioned component (A), component (B), and other optional components (details will be described later) are preferably dissolved as the organic solvent to be used to obtain a uniform solution. The solvent is not particularly limited as long as it can be used, and any known solvent can be used as the solvent for the solution type adhesive. Further, the liquid adhesive can usually be used by being applied on an adherend (for example, the surface of the
Specific examples of the organic solvent include toluene, xylene, anisole, ethylbenzyl ether, cresylmethyl ether, diphenyl ether, dibenzyl ether, phenetol, butylphenyl ether, ethylbenzene, diethylbenzene, pentylbenzene, isopropylbenzene, simene and mesityrene. Aromatic solvents such as; aliphatic solvents such as n-hexane; ketone solvents such as methyl ethyl ketone, acetone, cyclohexanone, methyl-n-pentyl ketone, methyl isopentyl ketone, 2-heptanone; methyl lactate, ethyl lactate, acetic acid. Ester solvents such as methyl, ethyl acetate, butyl acetate, methyl pyruvate, ethyl pyruvate, methyl methoxypropionate, ethyl ethoxypropionate; alcohol solvents such as methanol, ethanol and isopropyl alcohol; ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol , Polyhydric alcohol solvent such as dipropylene glycol and the like.
有機溶剤は1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて混合溶剤として用いてもよい。混合溶媒とする場合であれば、(A)成分を良好に溶解する有機溶剤と、(B)成分を良好に溶解する有機溶剤とを組み合わせて用いることも好ましい。このような組み合わせとしては、(A)成分を良好に溶解するトルエンと、(B)成分を良好に溶解するメチルエチルケトンとの組み合わせが好ましい。混合溶剤を用いる場合、予め2種又はそれ以上の有機溶剤を混合した上で、上記(A)成分、(B)成分等を溶解させてもよく;(A)成分、(B)成分の各成分をそれぞれの良溶媒に溶解させた後に、各成分を溶解した複数種の有機溶剤を混合してもよい。
複数種の有機溶剤を混合して用いる場合、各有機溶剤の割合は特に限定されるものではないが、たとえばトルエンとメチルエチルケトンとを組み合わせて用いる場合、これらの混合割合は、トルエン:メチルエチルケトン=60〜95:5〜40(質量比)が好ましく、トルエン:メチルエチルケトン=70〜90:10〜30(質量比)がより好ましい。
One type of organic solvent may be used alone, or two or more types may be used in combination as a mixed solvent. In the case of using a mixed solvent, it is also preferable to use a combination of an organic solvent that dissolves the component (A) well and an organic solvent that dissolves the component (B) well. As such a combination, a combination of toluene, which dissolves the component (A) well, and methyl ethyl ketone, which dissolves the component (B) well, is preferable. When a mixed solvent is used, the above components (A), (B) and the like may be dissolved after mixing two or more organic solvents in advance; each of the components (A) and (B). After dissolving the components in each good solvent, a plurality of kinds of organic solvents in which each component is dissolved may be mixed.
When a plurality of types of organic solvents are mixed and used, the ratio of each organic solvent is not particularly limited. For example, when toluene and methyl ethyl ketone are used in combination, the mixing ratio of these is toluene: methyl ethyl ketone = 60 to 60 to. 95: 5 to 40 (mass ratio) is preferable, and toluene: methyl ethyl ketone = 70 to 90: 10 to 30 (mass ratio) is more preferable.
本発明で用いられる接着剤は、上記(A)成分、(B)成分及び有機溶剤に加えて、さらに他の成分を含有していてもよい。他の成分としては、混和性のある添加剤や付加的な樹脂が挙げられ、より具体的には、触媒、架橋剤、可塑剤、安定剤、着色剤等を用いることができる。 The adhesive used in the present invention may contain other components in addition to the above components (A), (B) and organic solvent. Examples of other components include miscible additives and additional resins, and more specifically, catalysts, cross-linking agents, plasticizers, stabilizers, colorants and the like can be used.
本発明で用いられる接着剤の固形分中、(A)成分は50質量部超、99.5質量部以下で含有され、(B)成分は0.5質量部以上、50質量部未満で含有されることが好ましい。すなわち、接着剤の固形分中、質量比において半量超が(A)成分であって、本発明で用いられる接着剤は(A)成分を主成分とする。より好ましくは、(A)成分の70〜99.5質量部に対して(B)成分0.5〜30質量部であり;さらに好ましくは、(A)成分80〜99質量部に対して(B)成分1〜20質量部であり;(A)成分90〜98質量部に対して(B)成分2〜10質量部が特に好ましい。 In the solid content of the adhesive used in the present invention, the component (A) is contained in an amount of more than 50 parts by mass and 99.5 parts by mass or less, and the component (B) is contained in an amount of 0.5 parts by mass or more and less than 50 parts by mass. It is preferable to be done. That is, more than half of the solid content of the adhesive is the component (A) in terms of mass ratio, and the adhesive used in the present invention contains the component (A) as the main component. More preferably, it is 0.5 to 30 parts by mass of the component (B) with respect to 70 to 99.5 parts by mass of the component (A); more preferably, it is (more preferably) with respect to 80 to 99 parts by mass of the component (A). B) 1 to 20 parts by mass of the component; 2 to 10 parts by mass of the (B) component is particularly preferable with respect to 90 to 98 parts by mass of the (A) component.
また、本発明で用いられる接着剤が任意成分として(A)成分及び(B)成分以外の固形成分を含有する場合であっても、(A)成分は必ず主成分となる。そのため、任意成分を含有する場合にも、接着剤の全固形分中(A)成分は50質量部超となる。例えば、全固形分中、(A)成分の70〜99.5質量部と、(B)成分の0.5〜29.5質量部と、その他の成分の0.5〜29.5質量部とを含有する接着剤が挙げられる。 Further, even when the adhesive used in the present invention contains a solid component other than the component (A) and the component (B) as an optional component, the component (A) is always the main component. Therefore, even when an arbitrary component is contained, the component (A) in the total solid content of the adhesive is more than 50 parts by mass. For example, 70 to 99.5 parts by mass of the component (A), 0.5 to 29.5 parts by mass of the component (B), and 0.5 to 29.5 parts by mass of the other components in the total solid content. An adhesive containing and can be mentioned.
本発明で用いられる接着剤が有機溶剤を含有する場合、有機溶剤の使用量は、(A)成分、(B)成分、任意成分等の各成分を良好に溶解し得る量であれば特に限定されるものではないが、一般的には固形分濃度が3〜30質量%であることが好ましく、5〜25質量%がより好ましく、7〜20質量%がさらに好ましい。 When the adhesive used in the present invention contains an organic solvent, the amount of the organic solvent used is particularly limited as long as it can satisfactorily dissolve each component such as the component (A), the component (B), and the optional component. However, in general, the solid content concentration is preferably 3 to 30% by mass, more preferably 5 to 25% by mass, still more preferably 7 to 20% by mass.
本発明で用いられる接着剤は、当該接着剤を用いて形成される第1接着剤層12の単層の動的粘弾性測定において、150℃における貯蔵弾性率の値が1.0×104〜1.0×107であって、5.0×104〜9.5×105がより好ましく、3.0×105〜8.0×105がさらに好ましい。
また、当該接着剤を用いて形成される第1接着剤層12の単層の動的粘弾性測定において、60℃における貯蔵弾性率の値は、1.0×106以上であることが好ましく、1.0×106〜1.0×108Paがより好ましく、5.0×106〜5.0×107がさらに好ましい。
すなわち、150℃における貯蔵弾性率の値が、60℃における貯蔵弾性率の値に対して、1/10000〜1/1であることが好ましく、1/1000〜1/1であることがより好ましく、1/500〜1/1であることがさらに好ましく、1/100〜1/1であることが特に好ましい。
つまり、本発明で用いられる接着剤は、60℃において十分な弾性率を有するのみならず、150℃の比較的高温においても弾性率が低下しすぎず、適度な範囲の弾性率を維持し得るものであることが好ましい。このような貯蔵弾性率を有する接着剤を用いて形成される第1接着剤層12は、比較的高温においても形状が変化し難く、形状が良好に維持されるものであるため、第1接着剤層12を有する電池外装用積層体10の形状、接着性等も同様に高温においても良好に保たれ、良好な高温耐性を有する電池外装用積層体10を得ることが可能となる。
The adhesive used in the present invention has a storage elastic modulus of 1.0 × 10 4 at 150 ° C. in the dynamic viscoelasticity measurement of a single layer of the first
Further, in the dynamic viscoelasticity measurement of a single layer of the first
That is, the value of the storage elastic modulus at 150 ° C. is preferably 1/1000 to 1/1, and more preferably 1/1000 to 1/1 with respect to the value of the storage elastic modulus at 60 ° C. , 1/500 to 1/1, and particularly preferably 1/100 to 1/1.
That is, the adhesive used in the present invention not only has a sufficient elastic modulus at 60 ° C., but also the elastic modulus does not decrease too much even at a relatively high temperature of 150 ° C., and can maintain an elastic modulus in an appropriate range. It is preferable that it is a thing. The first
上記のような貯蔵弾性率を有する接着剤は、上述の(A)成分及び(B)成分を組み合わせて用いることにより容易に得ることができる。これは、(A)成分の酸官能基と(B)成分のエポキシ基とが架橋することにより、比較的高温においても弾性率が維持されるためである。 An adhesive having a storage elastic modulus as described above can be easily obtained by using the above-mentioned components (A) and (B) in combination. This is because the acid functional group of the component (A) and the epoxy group of the component (B) are crosslinked to maintain the elastic modulus even at a relatively high temperature.
動的粘弾性測定における貯蔵弾性率の値は、例えば以下のようにして測定することができる。
まず、フッ素樹脂等の接着しない任意の基材上に、接着剤を塗布し、110℃で300秒間加熱して乾燥(有機溶剤を完全に揮発させる)させ、80℃3日間エージング処理をした(架橋を完了させた)後、基材を剥離することにより、厚さ0.3mmの接着剤層(第1接着剤層12の単層に相当)を形成する。形成された接着剤層を、公知の動的粘弾性測定装置で測定することにより、貯蔵弾性率を測定することができる。動的粘弾性測定装置としては、TA Instrument社の動的粘弾性測定装置「RSA−3」(商品名)等を用いることができる。貯蔵弾性率を測定する際の振動周波数は、例えば1Hzである。
The value of the storage elastic modulus in the dynamic viscoelasticity measurement can be measured as follows, for example.
First, an adhesive was applied onto an arbitrary non-adhesive base material such as fluororesin, heated at 110 ° C. for 300 seconds to dry (completely volatilize the organic solvent), and aged at 80 ° C. for 3 days (aged at 80 ° C. for 3 days). After the cross-linking is completed), the base material is peeled off to form an adhesive layer having a thickness of 0.3 mm (corresponding to a single layer of the first adhesive layer 12). The storage elastic modulus can be measured by measuring the formed adhesive layer with a known dynamic viscoelasticity measuring device. As the dynamic viscoelasticity measuring device, a dynamic viscoelasticity measuring device “RSA-3” (trade name) manufactured by TA Instrument can be used. The vibration frequency when measuring the storage elastic modulus is, for example, 1 Hz.
第1接着剤層12の厚さは、例えば、0.1〜50μmとすることができ、0.5〜10μmが好ましく、0.7〜5μmがさらに好ましい。厚さをこの範囲とすることによって、第1基材層11と、第1腐食防止層13が設けられた金属箔14とを高い接着力で接着させることができ、層間剥離を防ぐことができる。
The thickness of the first
<第1腐食防止層13>
本態様において第1腐食防止層13は、金属箔14の錆等による腐食を防ぐための層である。
第1腐食防止層13は、ハロゲン化金属化合物を含有することが好ましく、後述するようなハロゲン化金属化合物を、直接金属箔14の表面にメッキ処理してもよい。このような第1腐食防止層13を設けることにより、金属箔に良好に防錆効果を付与することが可能となる。
また、第1腐食防止層13は、ハロゲン化金属化合物に加えて、さらに、水溶性樹脂と、キレート剤又は架橋性化合物とを含有することが好ましい。よって、第1腐食防止層13としては、ハロゲン化金属化合物と、水溶性樹脂と、キレート剤又は架橋性化合物とを含有することが好ましく;第1腐食防止層13は、ハロゲン化合物と、水溶性樹脂と、キレート剤又は架橋性化合物とを含有する水溶液を、下層となる層の上に塗布した後、乾燥・硬化させることによって形成されることがことが好ましい。以下、第1腐食防止層13を形成する材料を、「腐食防止処理剤」ということがある。
<First
In this embodiment, the first
The first
Further, the first
(ハロゲン化金属化合物)
ハロゲン化金属化合物は、耐電解液性等の耐薬品性を向上させる作用を有する。すなわち、金属箔14の表面を不動態化し、電解液に対する耐腐食性を高めることができる。第1腐食防止層13が後述する水溶性樹脂を含有する場合には、ハロゲン化金属化合物は水溶性樹脂を架橋させる作用も有する。
ハロゲン化金属化合物は、後述の水溶性樹脂との混和性や水溶性媒体に分散して塗布する場合を鑑みて、水溶性を有することが好ましい。
ハロゲン化金属化合物としては、例えば、ハロゲン化クロム、ハロゲン化鉄、ハロゲン化ジルコニウム、ハロゲン化チタン、ハロゲン化ハフニウム、チタンハロゲン化水素酸、およびそれらの塩、等が挙げられる。ハロゲン原子としては、塩素、臭素、フッ素が挙げられ、塩素又はフッ素が好ましい。また、特に好ましくはフッ素である。ハロゲン化金属化合物がフッ素を含有することにより、条件によっては腐食防止処理剤からフッ酸(HF)を発生させることが可能となる。
また、ハロゲン化金属化合物は、ハロゲン原子、金属以外の原子を有していてもよい。
なかでも、ハロゲン化金属化合物としては、鉄、クロム、マンガン又はジルコニウムの塩化物又はフッ化物が好ましい。
(Metal halide compound)
The metal halide compound has an action of improving chemical resistance such as electrolytic solution resistance. That is, the surface of the
The metal halide compound is preferably water-soluble in view of its miscibility with a water-soluble resin described later and the case where it is dispersed and applied to a water-soluble medium.
Examples of the metal halide compound include chromium halide, iron halide, zirconium halide, titanium halide, hafnium halide, hydrohydrogenate titanium halide, and salts thereof. Examples of the halogen atom include chlorine, bromine and fluorine, and chlorine or fluorine is preferable. Further, fluorine is particularly preferable. Since the metal halide compound contains fluorine, it becomes possible to generate hydrofluoric acid (HF) from the corrosion prevention treatment agent depending on the conditions.
Further, the metal halide compound may have an atom other than a halogen atom or a metal.
Among them, as the metal halide compound, chlorides or fluorides of iron, chromium, manganese or zirconium are preferable.
(水溶性樹脂)
水溶性樹脂としては、ポリビニルアルコール樹脂又はその誘導体、及び、ポリビニルエーテル系樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1種を用いることが好ましい。
(Water-soluble resin)
As the water-soluble resin, it is preferable to use at least one selected from the group consisting of polyvinyl alcohol resins or derivatives thereof and polyvinyl ether resins.
ポリビニルアルコール樹脂又はその誘導体は、ポリビニルアルコール樹脂又は変性ポリビニルアルコール樹脂が好ましい。
ポリビニルアルコール樹脂は、例えば、ビニルエステル系モノマーの重合体又はその共重合体をケン化することで製造することができる。
ビニルエステル系モノマーの重合体又はその共重合体としては、ギ酸ビニル、酢酸ビニル、酪酸ビニル等の脂肪酸ビニルエステルや、安息香酸ビニル等の芳香族ビニルエステル等のビニルエステル系モノマーの単独重合体又は共重合体、及びこれと共重合可能な他のモノマーの共重合体などが挙げられる。
共重合可能な他のモノマーとしては、例えば、エチレン、プロピレン等のオレフィン類、アルキルビニルエーテル等のエーテル基含有モノマー、ジアセトンアクリルアミド、ジアセトン(メタ)アクリレート、アセト酢酸アリル、アセト酢酸エステル等のカルボニル基(ケトン基)含有モノマー、アクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸等の不飽和カルボン酸類、塩化ビニルや塩化ビニリデン等のハロゲン化ビニル類、及び不飽和スルホン酸類などが挙げられる。
これらのモノマーは、常法により重合させることができる。
The polyvinyl alcohol resin or a derivative thereof is preferably a polyvinyl alcohol resin or a modified polyvinyl alcohol resin.
The polyvinyl alcohol resin can be produced, for example, by saponifying a polymer of a vinyl ester-based monomer or a copolymer thereof.
Examples of the polymer of the vinyl ester-based monomer or its copolymer include a homopolymer of a fatty acid vinyl ester such as vinyl formate, vinyl acetate and vinyl butyrate, and a homopolymer of a vinyl ester-based monomer such as an aromatic vinyl ester such as vinyl benzoate. Examples thereof include a copolymer and a copolymer of another monomer copolymerizable therewith.
Other copolymerizable monomers include, for example, olefins such as ethylene and propylene, ether group-containing monomers such as alkyl vinyl ether, carbonyl groups such as diacetone acrylamide, diacetone (meth) acrylate, allyl acetoacetate, and acetoacetic acid ester. Examples thereof include (ketone group) -containing monomers, unsaturated carboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid and maleic anhydride, vinyl halides such as vinyl chloride and vinylidene chloride, and unsaturated sulfonic acids.
These monomers can be polymerized by a conventional method.
変性ポリビニルアルコール樹脂としては、アルキルエーテル変性ポリビニルアルコール樹脂、カルボニル変性ポリビニルアルコール樹脂、アセトアセチル変性ポリビニルアルコール樹脂、アセトアミド変性ポリビニルアルコール樹脂、アクリルニトリル変性ポリビニルアルコール樹脂、カルボキシル変性ポリビニルアルコール樹脂、シリコーン変性ポリビニルアルコール樹脂、エチレン変性ポリビニルアルコール樹脂などが挙げられる。
これらの中でも、カルボキシル変性ポリビニルアルコール樹脂、アセトアセチル変性ポリビニルアルコール樹脂等の酸変性ポリビニルアルコール樹脂が好ましい。
Examples of the modified polyvinyl alcohol resin include alkyl ether-modified polyvinyl alcohol resin, carbonyl-modified polyvinyl alcohol resin, acetoacetyl-modified polyvinyl alcohol resin, acetoamide-modified polyvinyl alcohol resin, acrylic nitrile-modified polyvinyl alcohol resin, carboxyl-modified polyvinyl alcohol resin, and silicone-modified polyvinyl alcohol. Examples thereof include resins and ethylene-modified polyvinyl alcohol resins.
Among these, acid-modified polyvinyl alcohol resins such as carboxyl-modified polyvinyl alcohol resin and acetoacetyl-modified polyvinyl alcohol resin are preferable.
ポリビニルアルコール樹脂又は変性ポリビニルアルコール樹脂のケン化度は、90モル%以上が好ましく、90〜99.9モル%がより好ましく、95〜99モル%がさらに好ましい。
(変性)ポリビニルアルコール樹脂がポリニルエステルの側鎖に由来する疎水性基(例えば酢酸ビニルであれば、アセチル基)と、ケン化により得られる親水性の水酸基とを共に有することにより、ケン化度が100モル%、すなわち親水性の水酸基のみを有する樹脂に比して良好に金属箔表面と反応することができる。
The degree of saponification of the polyvinyl alcohol resin or the modified polyvinyl alcohol resin is preferably 90 mol% or more, more preferably 90 to 99.9 mol%, still more preferably 95 to 99 mol%.
The (modified) polyvinyl alcohol resin is saponified by having both a hydrophobic group derived from the side chain of the polynyl ester (for example, an acetyl group in the case of vinyl acetate) and a hydrophilic hydroxyl group obtained by saponification. It can react better with the surface of the metal foil as compared with a resin having a degree of 100 mol%, that is, a resin having only a hydrophilic hydroxyl group.
一般に入手可能な、ポリビニルアルコール樹脂又はその誘導体の市販品としては、例えば、日本酢ビ・ポパール(株)製のJ−ポバールDF−20、AP−17(いずれも商品名)、日本カーバイド工業(株)製のクロスマーHシリーズ(商品名)、などが挙げられる。ポリビニルアルコール樹脂又はその誘導体は、1種又は2種以上の混合物を用いてもよい。 Commercially available products of polyvinyl alcohol resin or its derivatives include, for example, J-Poval DF-20 and AP-17 (both trade names) manufactured by Japan Vam & Poval Co., Ltd., and Nippon Carbide Industries (Nippon Carbide Industries). Examples include the Crosmer H series (trade name) manufactured by Co., Ltd. As the polyvinyl alcohol resin or a derivative thereof, one kind or a mixture of two or more kinds may be used.
ポリビニルエーテル系樹脂としては、エチルビニルエーテル、n−プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、n−ブチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、2−エチルヘキシルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、ノルボルニルビニルエーテル、アリルビニルエーテル、ノルボルネニルビニルエーテル、2−ヒドロキシエチルビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテル等の、脂肪族ビニルエーテルの単独重合体又は共重合体、及びこれと共重合可能な他のモノマーの共重合体などが挙げられる。ビニルエーテル系モノマーと共重合可能な他のモノマーとしては、上述したビニルエステル系モノマーと共重合可能な他のモノマーと同様なものが挙げられる。
特に、2−ヒドロキシエチルビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテル、2−ヒドロキシプロピルビニルエーテル、その他、各種グリコールや多価アルコールのモノビニルエーテル等の、水酸基を有する脂肪族ビニルエーテルをモノマーに含むポリビニルエーテル系樹脂は、水溶性を有し、かつ水酸基に対する架橋反応が可能なので、本発明に好適に用いることができる。
これらのポリビニルエーテル系樹脂は、ビニルエーテルモノマーが樹脂の製造(重合)工程に利用可能であることから、ビニルエステル系ポリマーを経由して製造されるポリビニルアルコール系樹脂とは異なり、ケン化処理を経ることなく、製造可能である。また、ビニルエステル系モノマーとビニルエーテル系モノマーを含む共重合体、又はこれをケン化して得られる、ビニルアルコール−ビニルエーテル共重合体を用いることもできる。ポリビニルエーテル系樹脂以外のポリビニルアルコール系樹脂と、ポリビニルエーテル系樹脂の混合物を用いることもできる。
Examples of the polyvinyl ether-based resin include ethyl vinyl ether, n-propyl vinyl ether, isopropyl vinyl ether, n-butyl vinyl ether, isobutyl vinyl ether, 2-ethylhexyl vinyl ether, cyclohexyl vinyl ether, norbornyl vinyl ether, allyl vinyl ether, norbornenyl vinyl ether, and 2-hydroxy. Examples thereof include homopolymers or copolymers of aliphatic vinyl ethers such as ethyl vinyl ether and diethylene glycol monovinyl ether, and copolymers of other monomers copolymerizable therewith. Examples of the other monomer copolymerizable with the vinyl ether-based monomer include those similar to the other monomers copolymerizable with the vinyl ester-based monomer described above.
In particular, polyvinyl ether-based resins containing an aliphatic vinyl ether having a hydroxyl group as a monomer, such as 2-hydroxyethyl vinyl ether, diethylene glycol monovinyl ether, 2-hydroxypropyl vinyl ether, and monovinyl ethers of various glycols and polyhydric alcohols, are water-soluble. And can be crosslinked with a hydroxyl group, so that it can be suitably used in the present invention.
Since the vinyl ether monomer can be used in the resin production (polymerization) step, these polyvinyl ether-based resins undergo a saponification treatment unlike the polyvinyl alcohol-based resins produced via the vinyl ester-based polymer. It can be manufactured without any. Further, a copolymer containing a vinyl ester-based monomer and a vinyl ether-based monomer, or a vinyl alcohol-vinyl ether copolymer obtained by saponifying the copolymer can also be used. A mixture of a polyvinyl alcohol-based resin other than the polyvinyl ether-based resin and a polyvinyl ether-based resin can also be used.
水溶性樹脂としては、ポリビニルアルコール樹脂又はその誘導体とポリビニルエーテル系樹脂のうち、いずれか一方のみを用いてもよいし、両方を併用してもよい。 As the water-soluble resin, only one of the polyvinyl alcohol resin or a derivative thereof and the polyvinyl ether-based resin may be used, or both may be used in combination.
(キレート剤)
キレート剤は、金属イオンに配位結合し金属イオン錯体を形成し得る材料である。
キレート剤は、ハロゲン化金属化合物に由来の金属化合物(酸化クロム等)と、前記水溶性樹脂とを結合させて、第1腐食防止層13の圧縮強度を高めるため、第1腐食防止層13の厚みが、例えば0.2μmを越え、1.0μm以下である場合でも、第1腐食防止層13が脆化して割れや剥離が生じることはない。このため、金属箔14とと第1接着剤層12との間の接着強度及び密着性、及び、金属箔14とその上層側の層との間の接着強度及び密着性を高めることができる。
また、キレート剤は、水溶性樹脂またはハロゲン化金属化合物と化学反応することにより、水溶性樹脂を耐水化する作用を有する。
(Chelating agent)
A chelating agent is a material that can coordinate-bond to a metal ion to form a metal ion complex.
The chelating agent binds a metal compound derived from a metal halide compound (chromium oxide or the like) and the water-soluble resin to increase the compressive strength of the first
In addition, the chelating agent has an action of making the water-soluble resin water-resistant by chemically reacting with the water-soluble resin or the metal halide.
キレート剤としては、例えば、アミノカルボン酸系キレート剤、ホスホン酸系キレート剤、オキシカルボン酸系、(ポリ)リン酸系キレート剤が使用できる。 As the chelating agent, for example, an aminocarboxylic acid-based chelating agent, a phosphonic acid-based chelating agent, an oxycarboxylic acid-based chelating agent, and a (poly) phosphoric acid-based chelating agent can be used.
アミノカルボン酸系キレート剤としては、例えば、ニトリロ三酢酸(NTA)、ヒドロキシエチルイミノ二酢酸(HIDA)、エチレンジアミン四酢酸(EDTA)、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸(HEDTA)、ジエチレントリアミン五酢酸(DTPA)、トリエチレンテトラミン六酢酸(TTHA)、トランスシクロヘキサンジアミン四酢酸(CyDTA)、1,2−プロパンジアミン四酢酸(1、2−PDTA)、1,3−プロパンジアミン四酢酸(1、3−PDTA)、1、4−ブタンジアミン四酢酸(1、4−BDTA)、1,3−ジアミノ−2−ヒドロキシプロパン四酢酸(DPTA−OH)、グリコールエーテルジアミン四酢酸(GEDTA)、エチレンジアミンオルトヒドロキシフェニル酢酸(EDHPA)、SS−エチレンジアミンジコハク酸(SS−EDDS)、エチレンジアミンジコハク酸(EDDS)、β−アラニン二酢酸(ADA)、メチルグリシン二酢酸(MGDA)、L−アスパラギン酸−N,N−二酢酸(ASDA)、L−グルタミン酸−N,N−二酢酸(GLDA)、N,N’−ビス(2−ヒドロキシベンジル)エチレンジアミン−N,N’−二酢酸(HBEDDA)が挙げられる。 Examples of the aminocarboxylic acid-based chelating agent include nitrilotriacetic acid (NTA), hydroxyethyliminodiacetic acid (HIDA), ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), hydroxyethylethylenediaminetriacetic acid (HEDTA), diethylenetriaminetetraacetic acid (DTPA), and the like. Triethylenediaminetetraacetic acid (TTHA), transcyclohexanediaminetetraacetic acid (CyDTA), 1,2-propanediaminetetraacetic acid (1,2-PDTA), 1,3-propanediaminetetraacetic acid (1,3-PDTA), 1,4-Butandiaminetetraacetic acid (1,4-BDTA), 1,3-diamino-2-hydroxypropanetetraacetic acid (DPTA-OH), glycol etherdiaminetetraacetic acid (GEDTA), ethylenediaminetetrathohydroxyphenylacetic acid (EDHPA) ), SS-Ethylenediaminediaminediamine disuccinic acid (SS-EDDS), ethylenediaminediaminediamine disuccinic acid (EDDS), β-alanine diacetic acid (ADA), methylglycine diacetic acid (MGDA), L-aspartic acid-N, N-diacetate (ASDA), L-glutamic acid-N, N-diacetic acid (GLDA), N, N'-bis (2-hydroxybenzyl) ethylenediamine-N, N'-diacetic acid (HBEDDA) can be mentioned.
ホスホン酸系キレート剤としては、ホスホン酸(HP(=O)(OH)2)から誘導される−P(=O)(OH)2構造を有する化合物であれば特に限定されず、例えば、N,N,N−トリメチレンホスホン酸(NTMP)、1−ヒドロキシエチリデン−1,1−ジホスホン酸(HEDP)、エチレンジアミン−N,N,N',N'−テトラメチレンホスホン酸(EDTMP)、ジエチレントリアミンペンタメチレンホスホン酸(DTPMP)、2−ホスホノブタン−1,2,4−トリカルボン酸(PBTC)、ニトリロトリス(メチレンホスホン酸)(NTMP)、が挙げられる。 The phosphonic acid-based chelating agent is not particularly limited as long as it is a compound having a −P (= O) (OH) 2 structure derived from phosphonic acid (HP (= O) (OH) 2), and is, for example, N. , N, N-trimethylenphosphonic acid (NTMP), 1-hydroxyethylidene-1,1-diphosphonic acid (HEDP), ethylenediamine-N, N, N', N'-tetramethylenephosphonic acid (EDTMP), diethylenetriaminepenta Methylenephosphonic acid (DTPMP), 2-phosphonobutane-1,2,4-tricarboxylic acid (PBTC), nitrilotris (methylenephosphonic acid) (NTMP), and the like.
オキシカルボン酸系キレート剤としては、グリコール酸、クエン酸、リンゴ酸、グルコン酸、グルコヘプトン酸などがある。 Examples of the oxycarboxylic acid-based chelating agent include glycolic acid, citric acid, malic acid, gluconic acid, and glucoheptonic acid.
(ポリ)リン酸系キレート剤としては、リン酸、メタリン酸、トリポリリン酸、テトラポリリン酸、ピロリン酸、オルソリン酸、ヘキサメタリン酸及びこれらの塩などがある。 Examples of the (poly) phosphoric acid-based chelating agent include phosphoric acid, metaphosphoric acid, tripolyphosphoric acid, tetrapolyphosphoric acid, pyrophosphoric acid, orthophosphoric acid, hexametaphosphoric acid, and salts thereof.
一般に入手可能なキレート剤の市販品としては、例えば、キレストPD−4H(PDTA)等のアミノカルボン酸系キレート剤;キレストPH−540(EDTMP)、キレストPH−210(HEDP)、キレストPH−320(NTMP)、キレストPH−430(PBTC)等のホスホン酸系キレート剤(以上、いずれもキレスト(株)製のキレート剤であって、表記は商品名)が挙げられる。 Commercially available chelating agents include, for example, aminocarboxylic acid-based chelating agents such as Kirest PD-4H (PDTA); Kirest PH-540 (EDTMP), Kirest PH-210 (HEDP), Kirest PH-320. (NTMP), phosphonic acid-based chelating agents such as Kirest PH-430 (PBTC) (all of which are chelating agents manufactured by Kirest Co., Ltd., and the notation is a trade name) can be mentioned.
なかでもキレート剤としては、ホスホン酸系キレート剤、(ポリ)リン酸系キレート剤等のリン酸系のキレート剤(リン酸化合物)が好ましく、ホスホン酸系キレート剤がより好ましい。 Among them, as the chelating agent, a phosphoric acid-based chelating agent (phosphoric acid compound) such as a phosphonic acid-based chelating agent and a (poly) phosphoric acid-based chelating agent is preferable, and a phosphonic acid-based chelating agent is more preferable.
(架橋性化合物)
架橋性化合物は、前記水溶性樹脂と反応して架橋構造を形成し得る化合物をいう。このような架橋性化合物を用いることにより、第1腐食防止層13内において前述の水溶性樹脂と架橋性化合物とが緻密な架橋構造を形成し、金属箔14表面の不動態性及び耐腐食性をより向上させることができる。
架橋性化合物としては、水溶性樹脂内の親水性基(例えば、カルボキシ基、カルボン酸基等)と反応して架橋構造を形成し得るものであれば特に限定されるものではないが、例えば、エポキシ基を有する化合物や、オキサゾリン基を有する化合物が挙げられる。
(Crosslinkable compound)
The crosslinkable compound refers to a compound that can react with the water-soluble resin to form a crosslinked structure. By using such a crosslinkable compound, the above-mentioned water-soluble resin and the crosslinkable compound form a dense crosslinked structure in the first
The crosslinkable compound is not particularly limited as long as it can react with a hydrophilic group (for example, a carboxy group, a carboxylic acid group, etc.) in the water-soluble resin to form a crosslinked structure. Examples thereof include a compound having an epoxy group and a compound having an oxazoline group.
エポキシ基を有する化合物としては、第1接着剤層12の接着剤の説明中で述べた、「複数のエポキシ基を含有する化合物(B)」と同様の化合物を用いることができる。
As the compound having an epoxy group, the same compound as the “compound (B) containing a plurality of epoxy groups” described in the description of the adhesive of the first
オキサゾリン基を有する化合物とは、オキサゾリン基(オキサゾリン環(C3H5NO)の2位に結合手を有する1価の基)を構造内に有する化合物である。
オキサゾリン基を有する化合物として具体的には例えば、オキサゾリン基含有スチレン系樹脂が挙げられ、例えば水溶性樹脂がカルボキシ基を有する場合であれば、以下のような架橋反応が起こり、アミドエステル結合が形成される。その結果として、この架橋構造により水溶性樹脂及び第1腐食防止層13の強度が補強され、良好な腐食防止能が得られる。
The compound having an oxazoline group is a compound having the (monovalent group having a bond at the 2-position of the oxazoline ring (C 3 H 5 NO)) the structure oxazoline group.
Specific examples of the compound having an oxazoline group include an oxazoline group-containing styrene resin. For example, when the water-soluble resin has a carboxy group, the following cross-linking reaction occurs and an amide ester bond is formed. Will be done. As a result, the strength of the water-soluble resin and the first
なかでもオキサゾリン基を有する化合物としては、スチレン系モノマーと、オキサゾリン基含有モノマーとを共重合して得られる樹脂が好ましい。
スチレン系モノマーとしては、スチレン及びその誘導体を用いることができる。具体的には、スチレン、α‐メチルスチレン、メチルスチレン、ジメチルスチレン、トリメチルスチレン、エチルスチレン、ジエチルスチレン、トリエチルスチレン、プロピルスチレン、ブチルスチレン、ヘキシルスチレン、ヘプチルスチレン、オクチルスチレン等のアルキルスチレン;クロロスチレン、フルオロスチレン、ブロモスチレン、ジブロモスチレン、ヨードスチレン等のハロゲン化スチレン等が挙げられる。なかでも、スチレンが好ましい。
Among them, as the compound having an oxazoline group, a resin obtained by copolymerizing a styrene-based monomer and an oxazoline group-containing monomer is preferable.
As the styrene-based monomer, styrene and its derivatives can be used. Specifically, alkyl styrenes such as styrene, α-methyl styrene, methyl styrene, dimethyl styrene, trimethyl styrene, ethyl styrene, diethyl styrene, triethyl styrene, propyl styrene, butyl styrene, hexyl styrene, heptyl styrene, and octyl styrene; chloro. Examples thereof include halogenated styrene such as styrene, fluorostyrene, bromostyrene, dibromostyrene and iodostyrene. Of these, styrene is preferable.
オキサゾリン基含有モノマーは、オキサゾリン基を含有し、且つスチレン系モノマーと共重合が可能なモノマーであればその骨格は特に限定されるものではないが、オキサゾリン基とビニル基とを有するモノマーを好適に用いることができる。
オキサゾリン基含有ビニルモノマーとしては、2−ビニル−2−オキサゾリン、5−メチル−2−ビニル−2−オキサゾリン、4,4−ジメチル−2−ビニル−2−オキサゾリン、2−イソプロペニル−2−オキサゾリン、4,4−ジメチル−2−イソプロペニル−2−オキサゾリン、4−アクリロイル−オキシメチル−2,4−ジメチル−2−オキサゾリン、4−メタクリロイルオキシメチル−2,4−ジメチル−2−オキサゾリン、4−メタクリロイルオキシメチル−2−フェニル−4−メチル−2−オキサゾリン、2−(4−ビニルフェニル)−4,4−ジメチル−2−オキサゾリン、4−エチル−4−ヒドロキシメチル−2−イソプロペニル−2−オキサゾリン、4−エチル−4−カルボエトキシメチル−2−イソプロペニル−2−オキサゾリン等が挙げられる。なかでも、2−イソプロペニル−2−オキサゾリンが好ましい。
The skeleton of the oxazoline group-containing monomer is not particularly limited as long as it is a monomer containing an oxazoline group and capable of copolymerizing with a styrene-based monomer, but a monomer having an oxazoline group and a vinyl group is preferable. Can be used.
Examples of the oxazoline group-containing vinyl monomer include 2-vinyl-2-oxazoline, 5-methyl-2-vinyl-2-oxazoline, 4,4-dimethyl-2-vinyl-2-oxazoline, and 2-isopropenyl-2-oxazoline. , 4,4-Dimethyl-2-isopropenyl-2-oxazoline, 4-acryloyl-oxymethyl-2,4-dimethyl-2-oxazoline, 4-methacryloyloxymethyl-2,4-dimethyl-2-oxazoline, 4 − Methacryloyloxymethyl-2-phenyl-4-methyl-2-oxazoline, 2- (4-vinylphenyl) -4,4-dimethyl-2-oxazoline, 4-ethyl-4-hydroxymethyl-2-isopropenyl- Examples thereof include 2-oxazoline and 4-ethyl-4-carboethoxymethyl-2-isopropenyl-2-oxazoline. Of these, 2-isopropenyl-2-oxazoline is preferable.
スチレン系モノマー、オキサゾリン基含有モノマーとしては、それぞれ1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
また、オキサゾリン基を有する化合物は、スチレン系モノマー及びオキサゾリン基含有モノマー以外に、その他のモノマーの1種以上を含有していてもよい。その他のモノマーは、これらモノマーと共重合可能なものであれば特に限定されるものではなく、例えば(メタ)アクリレートモノマー、(メタ)アクリルエステルモノマー、(メタ)アクリルアミドモノマー等が挙げられる。
オキサゾリン基を有する化合物において、各モノマーの構成割合は特に限定されるものではないが、オキサゾリン基を有する化合物を構成する全モノマーに対して、5〜50質量%、より好ましくは10〜30質量%のオキサゾリン基含有モノマーを共重合させて得られる樹脂が好ましい。上記範囲内のオキサゾリン基含有モノマーを用いることにより、前記水溶性樹脂とオキサゾリン基を有する化合物とを十分に架橋させ、良好な腐食防止性を得ることができる。
As the styrene-based monomer and the oxazoline group-containing monomer, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
Further, the compound having an oxazoline group may contain one or more of other monomers in addition to the styrene-based monomer and the oxazoline group-containing monomer. The other monomers are not particularly limited as long as they can be copolymerized with these monomers, and examples thereof include (meth) acrylate monomers, (meth) acrylic ester monomers, and (meth) acrylamide monomers.
In the compound having an oxazoline group, the composition ratio of each monomer is not particularly limited, but 5 to 50% by mass, more preferably 10 to 30% by mass, based on all the monomers constituting the compound having an oxazoline group. A resin obtained by copolymerizing the oxazoline group-containing monomer of the above is preferable. By using the oxazoline group-containing monomer within the above range, the water-soluble resin and the compound having an oxazoline group can be sufficiently crosslinked to obtain good corrosion resistance.
オキサゾリン基を有する化合物の数平均分子量は、3〜25万が好ましく、5万〜20万がより好ましく、6万〜10万がさらに好ましく、6万〜8万が最も好ましい。数平均分子量が上記範囲内のオキサゾリン基を有する化合物を用いることにより、酸変性ポリオレフィン樹脂とオキサゾリン基を有する化合物との相溶性が向上し、水溶性樹脂とオキサゾリン基を有する化合物とを十分に架橋させることが可能となる。 The number average molecular weight of the compound having an oxazoline group is preferably 30,000 to 250,000, more preferably 50,000 to 200,000, further preferably 60,000 to 100,000, and most preferably 60,000 to 80,000. By using a compound having an oxazoline group having a number average molecular weight within the above range, the compatibility between the acid-modified polyolefin resin and the compound having an oxazoline group is improved, and the water-soluble resin and the compound having an oxazoline group are sufficiently crosslinked. It becomes possible to make it.
このようなオキサゾリン基を有する化合物としては、日本触媒社製のエポクロスRPS−1005(商品名)等の市販品を用いることができる。 As such a compound having an oxazoline group, a commercially available product such as Epocross RPS-1005 (trade name) manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd. can be used.
腐食防止処理剤において、キレート剤と架橋性化合物とは、いずれか一方のみを用いてもよく、両方を併用してもよい。なかでも、キレート剤、架橋性化合物のいずれか一方を、上述のハロゲン化金属化合物及び水溶性樹脂と組み合わせて用いることが好ましい。
腐食防止処理剤の全固形分中、水溶性樹脂は3〜30質量%が好ましく、5〜20質量%がより好ましく、10〜15質量%がさらに好ましい。また、腐食防止処理剤の全固形分中、ハロゲン化金属化合物は20〜60質量%が好ましく、30〜55質量%がより好ましく、40〜50質量%がさらに好ましい。腐食防止処理剤の全固形分中、キレート剤及び/又は架橋性化合物は20〜60質量%が好ましく、30〜50質量%がより好ましく、35〜45質量%がさらに好ましい。
In the corrosion prevention treatment agent, only one of the chelating agent and the crosslinkable compound may be used, or both may be used in combination. Among them, it is preferable to use either a chelating agent or a crosslinkable compound in combination with the above-mentioned metal halide compound and water-soluble resin.
The water-soluble resin is preferably 3 to 30% by mass, more preferably 5 to 20% by mass, still more preferably 10 to 15% by mass, based on the total solid content of the corrosion prevention treatment agent. Further, the metal halide compound is preferably 20 to 60% by mass, more preferably 30 to 55% by mass, and further preferably 40 to 50% by mass in the total solid content of the corrosion prevention treatment agent. The chelating agent and / or the crosslinkable compound is preferably 20 to 60% by mass, more preferably 30 to 50% by mass, still more preferably 35 to 45% by mass, based on the total solid content of the corrosion prevention treatment agent.
腐食防止処理剤は、水溶性樹脂と、ハロゲン化金属化合物と、キレート剤及び/又は架橋性化合物とを、水を含む溶媒に溶解して製造することができる。溶媒としては、水が好ましい。
腐食防止処理剤中の固形分濃度は、第1腐食防止層13の塗布性等を考慮して適宜決定することができるが、一般に0.1〜10質量%とすることができる。
The corrosion prevention treatment agent can be produced by dissolving a water-soluble resin, a metal halide compound, a chelating agent and / or a crosslinkable compound in a solvent containing water. Water is preferable as the solvent.
The solid content concentration in the corrosion prevention treatment agent can be appropriately determined in consideration of the coatability of the first
第1腐食防止層13の厚さは、0.05μm以上が好ましく、0.1μm超がより好ましい。第1腐食防止層13の厚さを0.05μm以上とすることによって、十分な耐腐食性を電池外装用積層体10に与えるとともに、金属箔14と第1接着剤層12との接着強度、および、金属箔14と第1基材層11との接着強度を高めることもできる。
また、第1腐食防止層13の厚さは、1.0μm以下が好ましく、0.5μm以下がより好ましい。第1腐食防止層13の厚さを1.0μm以下とすることによって、金属箔14と第1接着剤層12との接着強度を高めるとともに、材料コストを抑制することができる。
The thickness of the first
The thickness of the first
<金属箔14>
金属箔14は、電池外装用積層体10において、当該積層体で密閉された内容物の漏れ(例えば電池の液漏れ)を低減するために重要な役割を果たすものである。また、機械的強度の高い金属を用いることにより、電池外装用積層体10を用い、絞り成形によって電池収納用の凹部を形成する際に、ピンホールの発生を低減することができ、結果として積層体で密閉された内容物の漏れ(例えば電池の液漏れ)を低減することが可能となる。
金属箔14としては、金属又は合金を薄く展延したものであれば特に限定されるものではなく、アルミニウム、銅、鉛、亜鉛、鉄、ニッケル、チタン、クロム等の金属箔;ステンレス鋼等の合金箔が挙げられる。ステンレス鋼箔としては、オーステナイト系、フェライト系、マルテンサイト系などのステンレス鋼からなるものであれば特に限定されない。オーステナイト系としては、SUS304,316,301等があり、フェライト系としてはSUS430等が挙げられ、マルテンサイト系としてはSUS410等が挙げられる。
なかでも、加工性、入手の容易さ、価格、強度(突き刺し強度、引張強度、等)、耐腐食性等の観点から、アルミニウム箔又はステンレス鋼箔が好ましく、特に突き刺し強度の観点から、ステンレス鋼箔が好ましい。
<
The
The
Among them, aluminum foil or stainless steel foil is preferable from the viewpoint of workability, availability, price, strength (piercing strength, tensile strength, etc.), corrosion resistance, etc., and stainless steel is particularly preferable from the viewpoint of piercing strength. Foil is preferred.
金属箔14の厚さは、100μm以下でが好ましく、5〜40μmが好ましく、10〜30μmがより好ましく、10〜20μmが特に好ましい。上記下限値以上とすることによって、電池外装用積層体10に十分な機械的強度を与え、二次電池等の電池に使用した際に、電池の耐久性を高めることができる。また、金属箔14の厚さを上記上限値以下とすることによって、電池外装用積層体10を十分に薄いものとすることができ、且つ、十分な絞り加工性を与えることができる。
The thickness of the
<第2腐食防止層15>
第2腐食防止層15は、第1腐食防止層13と同様の構成を有している。本態様では第2腐食防止層15を設けているが、第2腐食防止層15は本発明では任意の構成である。
<Second
The second
<第2接着剤層16>
第2接着剤層16は、第1接着剤層12と同様の構成としてもよく、一般的なウレタン系接着剤、エポキシ系接着剤等の接着剤からなる層であってもよい。第2接着剤層16の厚さは、例えば、0.5〜10μmとすることができる。厚さをこの範囲とすることによって、第2基材層17と金属箔14とを高い接着力で接着させることができ、層間剥離を防ぐことができる。本態様では第2接着剤層16を設けているが、第2接着剤層16は本発明では任意の構成である。
<Second
The second
<第2基材層17>
第2基材層17は、十分な機械的強度を有していれば特に制限されず、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)等のポリエステル樹脂;ナイロン(Ny)等のポリアミド樹脂;延伸ポリプロピレン(OPP)等のポリオレフィン樹脂;ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリフェニレンスルフィド(PPS)等からなる合成樹脂フィルムが使用できる。なかでも、PETフィルムが好ましい。
第2基材層17の厚さは、例えば、1〜50μmとすることができ、1〜30μmが好ましく、3〜11μmがさらに好ましい。
<Second
The second
The thickness of the second
第2基材層17は、単層構造であってもよいし、多層構造であってもよい。多層構造を有する第2基材層17の例として、二軸延伸ポリアミド樹脂フィルム(ONy)の上に、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂フィルムが積層された2層フィルムを挙げることができる。なお、第2基材層17は、3層以上のフィルムが積層された多層構造であってもよい。
また、図1に示す実施形態において、第2基材層17は最外層となる。そのため、第2基材層は、樹脂に加えて顔料等の着色料を含有することにより、所望の色やデザインを有していてもよい。
The second
Further, in the embodiment shown in FIG. 1, the second
第2基材層17は、融点が200℃以上の耐熱性樹脂フィルムを用いた、単層または多層のフィルムからなることが好ましい。このような耐熱性樹脂フィルムとしては、例えば、PETフィルム、PENフィルム、PBTフィルム、ナイロンフィルム、PEEKフィルム、PPSフィルムなどがあるが、特に、コストの点で有利なPETフィルムが好ましい。このような耐熱性樹脂フィルムを使用することにより、電池外装用積層体10の耐熱性を高め、電池外装用積層体10が用いられる電池の耐久性を向上させることができる。本態様では第2基材層17を設けているが、第2基材層17は本発明では任意の構成である。
The second
図1に示した電池外装用積層体10では、金属箔14の両面に第1腐食防止層13及び第2腐食防止層15が形成されているが、電池外装用積層体10を用いた電池外装体において内面側とされ、電解液等と接触し得るのは第1基材層11側である。そのため、腐食防止層は、少なくとも金属箔14の第1基材層11側に形成されていればよい。すなわち、図1の電池外装用積層体10から、第2腐食防止層15、第2接着剤層16及び第2基材層17(特に第2腐食防止層15、第2接着剤層16)を省略した構成とすることも可能である。
In the
図1に示した電池外装用積層体10では、第2基材層17を最外層としているが、第2基材層17のさらに外面側に、又は、第2腐食防止層15〜第2基材層17を設けずに、コーティング層を最外層に形成することもできる。
コーティング層(第1コーティング層)は、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニリデン、塩化ビニリデン−塩化ビニル共重合樹脂、無水マレイン酸変性ポリプロピレン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、フェノキシ樹脂、フッ素樹脂、セルロースエステル樹脂、セルロースエーテル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂(PPE)、ポリフェニレンスルフィド樹脂(PPS)、ポリアリールエーテル樹脂(PAE)、ポリエーテルエーテルケトン樹脂(PEEK)からなる樹脂群より選択された少なくとも1種の樹脂より形成されている。コーティング層は、耐熱性に優れた材料で構成されていることが好ましい。これら樹脂は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
コーティング層は、前記樹脂を一般的な有機溶剤に溶解して調製された溶剤型塗料を塗布・乾燥させて形成された、薄膜硬化層であることが好ましい。
コーティング層の形成により、電池外装用積層体10の絶縁性を高めるとともに、電池外装用積層体10の表面の傷を防止できる。また、電池外装用積層体10が、電解液に触れた場合でも、外観の変化(変色等)を防止することができる。
また、コーティング層を形成する溶剤型塗料に、着色剤や顔料を添加することで、コーティング層を着色することができる。加えて、コーティング層は、文字、図形、画像、模様などを表示するように着色や印刷を加え、意匠性を高めることもできる。
コーティング層の厚さは、例えば、0.1〜20μmとすることができ、2〜10μmが好ましい。
In the
The coating layer (first coating layer) is urethane resin, acrylic resin, polyvinylidene chloride, vinylidene chloride-vinyl chloride copolymer resin, maleic anhydride-modified polypropylene resin, polyester resin, epoxy resin, phenol resin, phenoxy resin, fluororesin. , Cellulosic ester resin, cellulose ether resin, polyamide resin, polyvinylidene ether resin (PPE), polyvinylidene sulfide resin (PPS), polyarylether resin (PAE), polyetheretherketone resin (PEEK). It is made of at least one type of resin. The coating layer is preferably made of a material having excellent heat resistance. These resins may be used alone or in combination of two or more.
The coating layer is preferably a thin film cured layer formed by applying and drying a solvent-based paint prepared by dissolving the resin in a general organic solvent.
By forming the coating layer, the insulating property of the
Further, the coating layer can be colored by adding a colorant or a pigment to the solvent-based paint that forms the coating layer. In addition, the coating layer can be colored or printed so as to display characters, figures, images, patterns, etc. to enhance the design.
The thickness of the coating layer can be, for example, 0.1 to 20 μm, preferably 2 to 10 μm.
図1に示した電池外装用積層体10では、第2基材層17と第2接着剤層16とが直接接しているが、第2基材層17の内面側に、意匠性を高めるための印刷層を設けることもできる。
印刷層は、上述したコーティング層と同様の構成とすることができる。
In the
The print layer can have the same structure as the coating layer described above.
電池外装用積層体10の厚さは、10〜200μmであることが好ましく、20〜100μmがより好ましく、30〜80μmがさらに好ましい。
The thickness of the
電池外装用積層体10が用いられる電池としては、二次電池であるリチウムイオン電池等の二次電池や、電気二重層キャパシタ等のキャパシタなどの、電解液に有機電解質を使用したものが挙げられる。有機電解質としては、プロピレンカーボネート(PC)、ジエチルカーボネート(DEC)、エチレンカーボネートなどの炭酸エステル類を媒質とするものが一般的であるが、特にこれに限定されない。
Examples of the battery in which the
本発明の電池外装用積層体は、例えば、金属箔14の片面に第1腐食防止層13を形成する工程、形成された第1腐食防止層13上に、第1接着剤層12を形成する工程、及び、第1基材層11と、形成された第1接着剤層12とが接するように配して、当該積層体をラミネートする工程、を有する方法により製造することができる。
以下、詳細に説明する。
In the battery exterior laminate of the present invention, for example, a step of forming a first
Hereinafter, a detailed description will be given.
まず、金属箔14の片面に、第1腐食防止層13を形成する。
具体的には、上述のような腐食防止処理剤を金属箔14の表面に塗布した後、加熱乾燥する。このとき、金属箔14の片面のみに腐食防止処理剤を塗布することにより、第1腐食防止層13のみを形成してもよく、金属箔14の両面に腐食防止処理剤を塗布することにより、第2腐食防止層15を同時に形成してもよい。なお、第2腐食防止層15を設ける場合、第2腐食防止層15は、第1接着剤層12等を形成する前の段階で形成されていることが好ましく、第1腐食防止層13と同時に形成されることがより好ましい。
また、第1腐食防止層13及び第2腐食防止層15を同時に形成する場合、金属箔14を腐食防止処理剤に浸漬して、金属箔14の両面に腐食防止処理剤を付着させた後、加熱乾燥することも好ましい。
First, the first
Specifically, the anticorrosion treatment agent as described above is applied to the surface of the
Further, when the first
次いで、第1腐食防止層13の上に、第1接着剤層12を形成する。
具体的には、金属箔14の第1腐食防止層13が設けられた面の上に、上述のような接着剤からなる層を形成し、必要に応じて加熱し、乾燥する。
Next, the first
Specifically, a layer made of the adhesive as described above is formed on the surface of the
接着剤が有機溶剤を含まない熱ラミネート用接着剤である場合、(A)成分と(B)成分とを溶融混練することにより両成分を反応させた後、第1腐食防止層13上に塗布して乾燥させることにより、第1接着剤層12が形成される。
溶融混練は、一軸押出機、多軸押出機、バンバリーミキサー、プラストミル、加熱ロールニーダー等の公知の装置を用いることができる。溶融混練時のエポキシ基の分解を抑制するため、水分等のエポキシ基と反応し得る揮発成分は、予め装置外へ除去しておき、且つ、反応中に揮発成分が発生する場合には脱気等により随時装置外へ排出することが望ましい。前記酸変性ポリオレフィン樹脂が、酸官能基として酸無水物基を有する場合、エポキシ基との反応性が高く、より穏和な条件下で反応が可能となるため好ましい。溶融混練時の加熱温度は、両成分が十分に溶融し、且つ熱分解しないという点で、240〜300℃の範囲内から選択することが好ましい。なお、混練温度は、溶融混練装置から押し出された直後における、溶融状態の接着剤に、熱電対を接触させる等の方法によって測定することが可能である。
When the adhesive is a thermal laminating adhesive that does not contain an organic solvent, the components (A) and (B) are melt-kneaded to react both components, and then applied onto the first
For melt-kneading, known devices such as a uniaxial extruder, a multi-screw extruder, a Banbury mixer, a plast mill, and a heating roll kneader can be used. In order to suppress the decomposition of epoxy groups during melt-kneading, volatile components that can react with epoxy groups such as moisture should be removed to the outside of the device in advance, and if volatile components are generated during the reaction, degassing. It is desirable to discharge it to the outside of the device at any time. When the acid-modified polyolefin resin has an acid anhydride group as an acid functional group, it is preferable because the reactivity with the epoxy group is high and the reaction can be carried out under more mild conditions. The heating temperature at the time of melt-kneading is preferably selected from the range of 240 to 300 ° C. in that both components are sufficiently melted and do not thermally decompose. The kneading temperature can be measured by a method such as bringing a thermocouple into contact with the adhesive in a molten state immediately after being extruded from the melt-kneading apparatus.
また、接着剤が有機溶剤を含むドライラミネート用接着剤である場合、(A)成分と(B)成分とを有機溶剤中に溶解させた後、この溶液を第1腐食防止層13上に塗布して乾燥させることにより、第1接着剤層12が形成される。また、第1接着剤層12の形成は、後述する第1基材層11とのラミネート工程と共に、公知のドライラミネータ等を用いて一連の工程として行ってもよい。
When the adhesive is a dry laminating adhesive containing an organic solvent, the component (A) and the component (B) are dissolved in the organic solvent, and then this solution is applied onto the first
その後、第1基材層11と、形成された第1接着剤層12とが接するように配して、当該積層体をラミネートする。ラミネートは、ドライラミネートであっても熱ラミネートであってもよいが、70〜150℃のドライラミネートが好ましい。ドライラミネート時の圧力は、0.1〜0.5MPaとすることが好ましい。
具体的には、第1基材層11を構成するフィルムを予め準備し、当該フィルムを第1接着剤層上に配した上で、ラミネートを行う。ラミネートの温度は、第1接着剤層を介して第1基材層11と、第1腐食防止層13及び金属箔14とが良好に接着される温度であれば特に限定されるものではなく、第1接着剤層12を構成する接着剤の材料や融点を考慮して決定することができる。ドライラミネートの場合の温度は、一般的には70〜150℃であって、80〜120℃が好ましい。
After that, the first
Specifically, a film constituting the first
本態様の電池外装用積層体は、第1基材層11と第1腐食防止層13及び金属箔14とが第1接着剤層12を介して接着される構成であるため、接着時に上述のようなドライラミネートを採用することも可能となる。必要に応じてドライラミネートを採用することにより、ラミネート時の温度を大幅に下げることが可能となる。
一般的に、熱伝導率が低く膨張し難い金属箔に高熱を付加した場合、金属箔の幅方向に歪み(カール)が発生しやすくなる。このような金属箔を用いて熱ラミネートを行う場合、面内で十分に熱が伝播せず、幅方向で熱圧着ローラーに接触していない部分が生じたり、ロールに接触していないことや、歪み自体によって熱圧着時に折れやシワが生じたりすることがある。また、金属箔に歪みが発生しない程度の高温まで加熱を行う場合、加工速度の低下や必要な熱量の増大によって生産効率が低下し得る。加えて、ラミネート時の温度を下げることにより、第1基材層11の熱による白化等を防ぐことも可能となり、第1基材層11の劣化を防ぎ、第1基材層11の選択の幅を広げることが可能となる。
そして、本態様の電池外装用積層体の製造においてドライラミネートを採用する場合、折れ、シワ、樹脂の白化等の発生を抑制し、好適な電池外装用積層体を高い生産効率で製造することができる。
Since the battery exterior laminate of this embodiment has a structure in which the first
Generally, when high heat is applied to a metal foil having low thermal conductivity and difficult to expand, distortion (curl) is likely to occur in the width direction of the metal foil. When heat laminating is performed using such a metal foil, heat is not sufficiently propagated in the plane, and there are some parts that are not in contact with the thermocompression bonding rollers in the width direction, or they are not in contact with the rolls. The strain itself may cause creases or wrinkles during thermocompression bonding. Further, when the metal foil is heated to a high temperature at which distortion does not occur, the production efficiency may decrease due to a decrease in processing speed or an increase in the required amount of heat. In addition, by lowering the temperature at the time of laminating, it is possible to prevent whitening due to heat of the first
When the dry laminate is used in the production of the battery exterior laminate of this embodiment, it is possible to suppress the occurrence of breakage, wrinkles, whitening of the resin, etc., and to produce a suitable battery exterior laminate with high production efficiency. it can.
なお、第1接着剤層12を形成する工程と、第1基材層11を配して(ドライ)ラミネートをする工程とは、一連の工程として公知の(ドライ)ラミネート装置を用いて行ってもよい。
The step of forming the first
第2腐食防止層15、第2接着剤層16、第2基材層17の形成方法は特に限定されるものではないが、例えば、予め第2基材層17上に第2接着剤層16を形成して2層からなる積層体とする。そして、当該2層積層体と、第1基材層11、第1接着剤層12、第1腐食防止層13、金属箔14及び第2腐食防止層15を有する積層体とを、第2接着剤層16と第2腐食防止層15とが接するようにドライラミネートすることにより、7層からなる電池外装用積層体10を製造することができる。
The method for forming the second
以上、図1に示す電池外装用積層体10に基づき、本発明の一実施形態を説明したが、本発明の技術範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、第2腐食防止層15を設けず、6層構成としてもよい。また、第2腐食防止層15、第2接着剤層16及び第2基材層17を設けず、4層構成としてもよく、第1腐食防止層13、第2腐食防止層15、第2接着剤層16及び第2基材層17を設けず、3層構成としてもよい。
また、第1基材層11の第1接着剤層12と接しない側や、第2基材層17の第2接着剤層16と接しない側に、他の層を設けて、7層又は8層以上の構成としてもよい。
Although one embodiment of the present invention has been described above based on the
For example, the second
Further, another layer is provided on the side of the first
[電池外装体]
本発明の第二の態様の電池外装体は、第一の態様の電池外装用積層体を備える電池外装体であって、電池を収納する内部空間を有し、電池外装用積層体の第1基材層の側が当該内部空間の側となる電池外装体である。具体的には、第1基材層が内部空間に面するように第一の態様の電池外装用積層体を所望の形状に成形し、必要に応じて端部を密封等することにより得られるものである。
電池外装体の形状、大きさ等は特に限定されず、用いられる電池の種類に応じて適宜決定することができる。
電池外装体は、一の部材からなるものであってもよく、図2を用いて後述するように二以上の部材(例えば、容器本体及び蓋部)を組み合わせて形成されるものであってもよい。
[Battery exterior]
The battery exterior body of the second aspect of the present invention is a battery exterior body including the battery exterior laminate of the first aspect, has an internal space for accommodating the battery, and is the first of the battery exterior laminates. The battery exterior is such that the side of the base material layer is the side of the internal space. Specifically, it is obtained by molding the battery exterior laminate of the first aspect into a desired shape so that the first base material layer faces the internal space, and sealing the ends as necessary. It is a thing.
The shape, size, etc. of the battery exterior are not particularly limited, and can be appropriately determined according to the type of battery used.
The battery exterior may be composed of one member, or may be formed by combining two or more members (for example, a container body and a lid) as described later with reference to FIG. Good.
[電池]
本発明の第三の態様の電池は、第二の態様の電池外装体を備えたものである。
電池としては二次電池であるリチウムイオン電池等の二次電池や、電気二重層キャパシタ等のキャパシタなどの、電解液に有機電解質を使用したものが挙げられる。本発明の電池外装用積層体は、高い耐電解液性を有するため、LiPF6等を含む電解液を用いた場合にも好適に動作し得る電池を得ることが可能となる。
一例として、二次電池40の斜視図を図2に示す。二次電池40は、電池外装用容器20に、リチウムイオン電池27を内包したものである。
電池外装用容器20は、本発明の第一の態様の電池外装用積層体10からなる容器本体30と、電池外装用積層体10からなる蓋部33とを重ね、周縁部29をヒートシールすることにより形成されている。符号28は、リチウムイオン電池27の正極および負極に接続された電極リードである。
[battery]
The battery of the third aspect of the present invention includes the battery exterior of the second aspect.
Examples of the battery include a secondary battery such as a lithium ion battery, which is a secondary battery, and a capacitor such as an electric double layer capacitor, which uses an organic electrolyte as an electrolytic solution. Since the battery exterior laminate of the present invention has high electrolytic solution resistance, it is possible to obtain a battery that can operate suitably even when an electrolytic solution containing LiPF 6 or the like is used.
As an example, a perspective view of the
In the
図2に示す電池は、以下のようにして製造することができる。
まず、図3(a)に示すように、電池外装用積層体10を、凹部31を有するトレー状となるように、絞り成形などにより成形し、容器本体30を得る。凹部31の深さは、例えば、2mm以上とすることができる。
容器本体30の凹部31に、リチウムイオン電池(図2中のリチウムイオン電池27)を収納する。
次いで、図3(b)に示すように、電池外装用積層体10からなる蓋部33を容器本体30の上に重ね、容器本体30のフランジ部32と蓋部33の周縁部34をヒートシールすることによって、図2に示す二次電池40が得られる。すなわち、図3に示す電池では、容器本体30の上面が蓋部33に覆われることにより、凹部31と蓋部33とによって電池を収容する内部空間が形成される。
The battery shown in FIG. 2 can be manufactured as follows.
First, as shown in FIG. 3A, the
A lithium ion battery (
Next, as shown in FIG. 3B, the
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these examples.
[実施例1〜15、比較例1〜5]
<実施例1〜15、比較例1〜3、5>
まず、表1に示す金属箔を用意した。この金属箔の両面に、表1に示す腐食防止処理剤(塗布量12g/m2)を塗布し、200℃のオーブンにて加熱乾燥し、厚さ0.2μmの第1腐食防止層及び第2腐食防止層を両面にそれぞれ形成した。
[Examples 1 to 15, Comparative Examples 1 to 5]
<Examples 1 to 15, Comparative Examples 1 to 5>
First, the metal leaf shown in Table 1 was prepared. The anticorrosion treatment agent (coating amount 12 g / m 2 ) shown in Table 1 is applied to both sides of the metal foil, dried by heating in an oven at 200 ° C., and the first corrosion preventive layer having a thickness of 0.2 μm and the first. 2 Corrosion prevention layers were formed on both sides.
その後、形成された第1腐食防止層上に、第1の接着剤を塗布し、厚さ3μmの第1接着剤層を形成した。第1の接着剤は、表1に示す(A)成分を有機溶剤であるトルエンに溶解した溶液と、表1に示す(B)成分を有機溶剤であるメチルエチルケトンに溶解した溶液とを混合して得たものである。表1中の各成分の質量部は、混合後の最終配合量である。また、接着剤は最終の固形分量が9質量%となるように溶液の溶媒量を調整した。メチルエチルケトンとトルエンとの最終混合割合(質量比)は1:1であった。 Then, the first adhesive was applied onto the formed first corrosion prevention layer to form a first adhesive layer having a thickness of 3 μm. The first adhesive is prepared by mixing a solution in which the component (A) shown in Table 1 is dissolved in toluene as an organic solvent and a solution in which the component (B) shown in Table 1 is dissolved in methyl ethyl ketone as an organic solvent. I got it. The mass part of each component in Table 1 is the final blending amount after mixing. In addition, the amount of solvent in the solution of the adhesive was adjusted so that the final solid content was 9% by mass. The final mixing ratio (mass ratio) of methyl ethyl ketone and toluene was 1: 1.
この金属箔を含む積層体における第1接着剤層と、厚さ20μmのポリプロピレン樹脂(ブロックPP)フィルムからなる第1基材層とを、100℃でドライラミネートにより積層した。 The first adhesive layer in the laminate containing the metal foil and the first base material layer made of a polypropylene resin (block PP) film having a thickness of 20 μm were laminated by dry lamination at 100 ° C.
また、厚さ6μmの黒色を有する延伸ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂フィルムからなる第2基材層上に、ウレタン系接着剤からなる第2接着剤層(厚さ3μm)を塗布により成形した。
この第2接着剤層と、上記で得られた積層体における第2腐食防止層とを対向させ、80℃のドライラミネートにより積層し、電池外装用積層体を得た。
Further, a second adhesive layer (thickness 3 μm) made of a urethane adhesive was formed by coating on a second base material layer made of a stretched polyethylene terephthalate (PET) resin film having a thickness of 6 μm and having a black color.
The second adhesive layer and the second corrosion prevention layer in the above-mentioned laminate were opposed to each other and laminated by dry lamination at 80 ° C. to obtain a battery exterior laminate.
<比較例4>
第1の接着剤における(B)成分を用いなかった以外は、上記実施例1と同様にして電池外装用積層体を得た。なお、比較例4の接着剤は、(A)成分を溶解させたトルエン溶液と、(B)成分が溶解されていないメチルエチルケトンとを混合することにより得た。
<Comparative example 4>
A battery exterior laminate was obtained in the same manner as in Example 1 above, except that the component (B) in the first adhesive was not used. The adhesive of Comparative Example 4 was obtained by mixing a toluene solution in which the component (A) was dissolved and a methyl ethyl ketone in which the component (B) was not dissolved.
表1中、各略号はそれぞれ以下の意味を有する。[ ]内の数値は配合量(質量部)である。
(A)−1:無水マレイン酸変性ポリプロピレン(融点85℃)
(A)−2:無水マレイン酸変性1−ブテン−プロピレン共重合体(融点80℃)
(B)−1:「jER154」(商品名;三菱化学社製;フェノールノボラック型エポキシ樹脂;粘度=80;エポキシ当量=180)
(B)−2:「jER154」と、「D−17」(商品名;三井化学社製;イソシアネート化合物)とを50/50(質量比)で有する成分
(B)−3:「jER157S70」(商品名;三菱化学社製;ビスフェノールA構造を有するフェノールノボラック型エポキシ樹脂;粘度=80;エポキシ当量=210)
(B)−4:エポキシ基を有さず、末端のエポキシ基を開環させたフェノキシ樹脂
(B)−5:「D−17」
(C)−1:トルエン/メチルエチルケトン=80/20(質量比)の混合溶剤
AL:アルミニウム箔
SUS:ステンレス鋼箔
CO:銅箔
NI:ニッケル箔
R−1:けん化度95モル%の水酸基を含有するポリビニルアルコール骨格含有非結晶ポリマー(日本酢ビ・ポバール(株)社製、商品名:AP―17;(PVA−1))の0.2質量%と、塩化鉄の0.8質量%と、オキサゾリン樹脂(商品名:WS−500、日本触媒社製)の0.7質量%を水に溶解してなる水溶液
R−2:塩化鉄をフッ化クロムに変更した以外は、上記R−1と同様の水溶液
R−3:塩化鉄を酸化鉄に変更した以外は、上記R−1と同様の水溶液
In Table 1, each abbreviation has the following meaning. The value in [] is the blending amount (part by mass).
(A) -1: Maleic anhydride-modified polypropylene (melting point 85 ° C)
(A) -2: Maleic anhydride-modified 1-butene-propylene copolymer (
(B) -1: "jER154" (trade name; manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation; phenol novolac type epoxy resin; viscosity = 80; epoxy equivalent = 180)
(B) -2: Component having 50/50 (mass ratio) of "jER154" and "D-17" (trade name; manufactured by Mitsui Chemicals, Inc .; isocyanate compound) (B) -3: "jER157S70" ( Product name; manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd .; phenol novolac type epoxy resin having a bisphenol A structure; viscosity = 80; epoxy equivalent = 210)
(B) -4: Phenoxy resin having no epoxy group and having the terminal epoxy group ring-opened (B) -5: "D-17"
(C) -1: Mixed solvent of toluene / methyl ethyl ketone = 80/20 (mass ratio) AL: Aluminum foil SUS: Stainless steel foil CO: Copper foil NI: Nickel foil R-1: Containing a hydroxyl group with a saponification degree of 95 mol% 0.2% by mass of polyvinyl alcohol skeleton-containing non-crystalline polymer (manufactured by Japan Vam & Poval Co., Ltd., trade name: AP-17; (PVA-1)) and 0.8% by mass of iron chloride. , Oxazoline resin (trade name: WS-500, manufactured by Japan Catalyst Co., Ltd.), aqueous solution made by dissolving 0.7% by mass in water R-2: R-1 above except that iron chloride was changed to chromium fluoride. Aqueous solution similar to R-3: An aqueous solution similar to R-1 except that iron chloride was changed to iron oxide.
(貯蔵弾性率測定)
JIS K7244「プラスチック−動的機械特性の試験方法」に準じて第1接着剤層単層の動的粘弾性測定を行った。
具体的にはまず、フッ素樹脂基材上に上記に示した各例の第1の接着剤を塗布し、110℃で300秒間加熱して有機溶剤を完全に揮発させた後、80℃3日間エージング処理を行って完全に架橋させた。その後、基材を剥離して、厚さ0.3mm、幅4mm、長さ30mmの、単層接着剤層を得た。得られた単層接着剤層を、チャック間20mmの動的粘弾性測定装置にセットし、大気圧下で周波数1Hz、ひずみ0.01%を印加した際の、150℃における貯蔵弾性率(E’)の値を求めた。動的粘弾性測定装置としては、TA Instrument社の動的粘弾性測定装置「RSA−3」(商品名)を用いた。
結果を表1に併記する。
(Measurement of storage elastic modulus)
The dynamic viscoelasticity of the first adhesive layer single layer was measured according to JIS K7244 "Plastic-Test method for dynamic mechanical properties".
Specifically, first, the first adhesive of each example shown above is applied onto a fluororesin substrate, heated at 110 ° C. for 300 seconds to completely volatilize the organic solvent, and then 80 ° C. for 3 days. It was aged and completely crosslinked. Then, the base material was peeled off to obtain a single-layer adhesive layer having a thickness of 0.3 mm, a width of 4 mm, and a length of 30 mm. The obtained single-layer adhesive layer was set in a dynamic viscoelasticity measuring device with a chuck distance of 20 mm, and a storage elastic modulus (E) at 150 ° C. when a frequency of 1 Hz and a strain of 0.01% were applied under atmospheric pressure. The value of') was calculated. As the dynamic viscoelasticity measuring device, the dynamic viscoelasticity measuring device "RSA-3" (trade name) manufactured by TA Instrument was used.
The results are also shown in Table 1.
(耐熱性試験)
上記各例で製造された電池外装用積層体を、0.3MPa・190℃・3secでヒートシールし、85℃環境下にてT字剥離を行い、以下の基準で評価を行った結果を「耐熱性」として表1に示す。
◎:25N/15mm以上
○:25N/15mm未満、15N/15mm以上
×:15N/15mm未満
(Heat resistance test)
The battery exterior laminate manufactured in each of the above examples was heat-sealed at 0.3 MPa, 190 ° C., and 3 seconds, T-shaped peeled off in an environment of 85 ° C., and the results of evaluation based on the following criteria were evaluated as " It is shown in Table 1 as "heat resistance".
⊚: 25N / 15mm or more ○: 25N / 15mm or less, 15N / 15mm or more ×: 15N / 15mm or less
(耐電解液性試験)
水を1000ppm含有した85℃の電解液(LiPF6を1mol/リットル添加した、エチレンカーボネート:ジエチルカーボネート:ジメチルカーボネート=1:1:1vol%の溶液)を用意し、作製した各例の電池外装用積層体の試験片を電解液中に3日間浸漬した。
3日経過後、90°剥離試験を行った。以下の基準で評価を行った結果を「耐電解液性」として表1に示す。
A:5N/15mm以上
B:5N/15mm未満、3N/15mm以上
C:3N/15mm未満、1N/15mm以上
D:1N/15mm未満
(Electrolytic resistance test)
An electrolytic solution containing 1000 ppm of water at 85 ° C. (a solution of ethylene carbonate: diethyl carbonate: dimethyl carbonate = 1: 1: 1 vol% to which 1 mol / liter of LiPF 6 was added) was prepared and prepared for the battery exterior of each example. The test piece of the laminate was immersed in the electrolytic solution for 3 days.
After 3 days, a 90 ° peeling test was performed. The results of evaluation based on the following criteria are shown in Table 1 as "electrolyte resistance".
A: 5N / 15mm or more B: 5N / 15mm or less, 3N / 15mm or more C: 3N / 15mm or less, 1N / 15mm or more D: 1N / 15mm or less
表1に示す結果から、本発明の電池外装用積層体を用いた実施例1〜15は、比較例1〜5に比して、過酷な条件下においても優れた接着性を有することが確認できた。 From the results shown in Table 1, Examples 1 to 15 using the battery exterior laminate of the present invention have excellent adhesiveness even under harsh conditions as compared with Comparative Examples 1 to 5. It could be confirmed.
[実験例1〜3、比較実験例1]
上記実施例1〜13等と同様にして、表2に示す各例の第1の接着剤を得た。表2中の各略号は前記同様である。
その後、前記貯蔵弾性率測定と同様にして、動的粘弾性測定装置を用い、20℃から160℃まで昇温速度3℃/minで昇温させながら貯蔵弾性率を測定した。結果を図4に示す。
[Experimental Examples 1 to 3 and Comparative Experimental Example 1]
The first adhesive of each example shown in Table 2 was obtained in the same manner as in Examples 1 to 13 and the like. Each abbreviation in Table 2 is the same as described above.
Then, in the same manner as in the storage elastic modulus measurement, the storage elastic modulus was measured while raising the temperature from 20 ° C. to 160 ° C. at a heating rate of 3 ° C./min using a dynamic viscoelasticity measuring device. The results are shown in FIG.
図4に示す結果から、(A)成分と(B)成分とを含有する接着剤は、高温においても貯蔵弾性率(E’;単位Pa)が低下しない一方、(B)成分を含有しない接着剤では、高温で顕著に貯蔵弾性率が低下する結果、形状を維持し得ないことが確認できた。 From the results shown in FIG. 4, the adhesive containing the component (A) and the component (B) does not decrease the storage elastic modulus (E'; unit Pa) even at a high temperature, while the adhesive does not contain the component (B). It was confirmed that the agent could not maintain its shape as a result of the storage elastic modulus significantly decreasing at high temperature.
11 第1基材層、12 第1接着剤層、13 第1腐食防止層、14 金属箔、15 第2腐食防止層、16 第2接着剤層、17 第2基材層 11 1st base material layer, 12 1st adhesive layer, 13 1st corrosion prevention layer, 14 metal foil, 15 2nd corrosion prevention layer, 16 2nd adhesive layer, 17 2nd base material layer
Claims (8)
前記第1基材層がポリオレフィンからなる層であり、
前記第1接着剤層が、当該第1接着剤層単層の動的粘弾性測定において、150℃における貯蔵弾性率の値が1.0×104以上、1.0×107以下となる層であり、
前記第1接着剤層が、接着剤の固形分100質量部のうち、酸変性ポリオレフィン樹脂(A)の80〜99質量部と、複数のエポキシ基を含有する化合物(B)として、フェノールノボラック型エポキシ樹脂の1〜20質量部と、を含有する接着剤からなり、
前記第1腐食防止層が、ハロゲン化金属化合物を含有することを特徴とする電池外装用積層体。 A battery exterior laminate comprising at least a first base material layer, a first adhesive layer, a first corrosion prevention layer, and a metal foil in this order.
The first base material layer is a layer made of polyolefin.
It said first adhesive layer, in the dynamic viscoelasticity measurement of the first adhesive layer alone, the value of storage modulus at 0.99 ° C. is 1.0 × 10 4 or more, and 1.0 × 10 7 or less Layer and
The first adhesive layer is a phenol novolac type as a compound (B) containing 80 to 99 parts by mass of an acid-modified polyolefin resin (A) and a plurality of epoxy groups out of 100 parts by mass of the solid content of the adhesive. It consists of an adhesive containing 1 to 20 parts by mass of epoxy resin.
A laminate for battery exterior, wherein the first corrosion prevention layer contains a metal halide compound.
前記第1基材層がポリオレフィンからなる層であり、
前記第1接着剤層が、当該第1接着剤層単層の動的粘弾性測定において、150℃における貯蔵弾性率の値が1.0×104以上、1.0×107以下となる層であり、
前記第1接着剤層が、接着剤の固形分100質量部のうち、酸変性ポリオレフィン樹脂(A)の80〜99質量部と、複数のエポキシ基を含有する化合物(B)の1〜20質量部と、を含有する接着剤からなる層であり、
前記複数のエポキシ基を含有する化合物(B)が、フェノールノボラック型エポキシ樹脂のみからなり、
前記第1腐食防止層が、ハロゲン化金属化合物を含有することを特徴とする電池外装用積層体。 A battery exterior laminate comprising at least a first base material layer, a first adhesive layer, a first corrosion prevention layer, and a metal foil in this order.
The first base material layer is a layer made of polyolefin.
It said first adhesive layer, in the dynamic viscoelasticity measurement of the first adhesive layer alone, the value of storage modulus at 0.99 ° C. is 1.0 × 10 4 or more, and 1.0 × 10 7 or less Layer and
The first adhesive layer is 80 to 99 parts by mass of the acid-modified polyolefin resin (A) and 1 to 20 parts by mass of the compound (B) containing a plurality of epoxy groups, out of 100 parts by mass of the solid content of the adhesive. It is a layer composed of an adhesive containing a portion and a portion.
The compound (B) containing a plurality of epoxy groups is composed of only a phenol novolac type epoxy resin.
A laminate for battery exterior, wherein the first corrosion prevention layer contains a metal halide compound.
電池を収納する内部空間を有し、電池外装用積層体の第1基材層の側が当該内部空間の側となることを特徴とする電池外装体。 A battery exterior body comprising the battery exterior laminate according to any one of claims 1 to 6.
A battery exterior body having an internal space for accommodating a battery, wherein the side of the first base material layer of the battery exterior laminate is the side of the internal space.
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