JP6859651B2 - Exterior material for power storage devices - Google Patents
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Description
本発明は、蓄電装置用外装材に関する。 The present invention relates to an exterior material for a power storage device.
蓄電装置としては、例えば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、及び鉛蓄電池等の二次電池、並びに電気二重層キャパシタ等の電気化学キャパシタが知られている。携帯機器の小型化又は設置スペースの制限等により蓄電装置のさらなる小型化が求められており、エネルギー密度が高いリチウムイオン電池が注目されている。リチウムイオン電池に用いられる外装材としては、従来は金属製の缶が用いられていたが、軽量で、放熱性が高く、低コストで作製できる多層フィルム(例えば、基材層/金属箔層/シーラント層のような構成のフィルム)が用いられるようになっている。 As the power storage device, for example, a secondary battery such as a lithium ion battery, a nickel hydrogen battery, and a lead storage battery, and an electrochemical capacitor such as an electric double layer capacitor are known. Due to the miniaturization of mobile devices or the limitation of installation space, further miniaturization of power storage devices is required, and lithium ion batteries having high energy density are attracting attention. Conventionally, metal cans have been used as the exterior material used for lithium-ion batteries, but a multilayer film (for example, base material layer / metal leaf layer /) that is lightweight, has high heat dissipation, and can be produced at low cost. A film having a structure similar to that of a sealant layer) has come to be used.
上記多層フィルムを外装材に用いるリチウムイオン電池では、内部への水分の浸入を防止するため、金属箔層としてアルミニウム箔層を含む外装材により電池内容物を覆う構成が採用されている。このような構成を採用したリチウムイオン電池は、アルミラミネートタイプのリチウムイオン電池と呼ばれている。リチウムイオン電池の電池内容物には、正極、負極及びセパレータとともに、炭酸プロピレン、炭酸エチレン、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸エチルメチルなどの浸透力を有する非プロトン性の溶媒に、電解質としてリチウム塩を溶解した電解液、もしくはその電解液を含浸させたポリマーゲルからなる電解質層が含まれる。 In a lithium ion battery using the multilayer film as an exterior material, in order to prevent moisture from entering the inside, a configuration is adopted in which the battery contents are covered with an exterior material containing an aluminum foil layer as a metal foil layer. A lithium ion battery adopting such a configuration is called an aluminum laminate type lithium ion battery. The battery contents of the lithium ion battery include a positive electrode, a negative electrode, a separator, and a lithium salt as an electrolyte in an aprotonic solvent having penetrating power such as propylene carbonate, ethylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and ethyl methyl carbonate. An electrolyte layer made of a dissolved electrolyte solution or a polymer gel impregnated with the electrolyte solution is included.
アルミラミネートタイプのリチウムイオン電池は、例えば、外装材の一部に冷間成型によって凹部を形成し、該凹部内に電池内容物を収容し、外装材の残りの部分を折り返して縁部分をヒートシールで封止したエンボスタイプのリチウムイオン電池が知られている。このようなリチウムイオン電池を構成する外装材には、ヒートシールによって安定した密封性を示すとともに、電池内容物の電解液によりアルミニウム箔層とシーラント層間のラミネート強度の低下が生じにくいことが求められている。 In an aluminum-laminated lithium-ion battery, for example, a recess is formed in a part of the exterior material by cold molding, the battery contents are housed in the recess, and the remaining part of the exterior material is folded back to heat the edge portion. An embossed type lithium-ion battery sealed with a seal is known. The exterior material constituting such a lithium-ion battery is required to exhibit stable sealing performance by heat sealing and to prevent a decrease in the lamination strength between the aluminum foil layer and the sealant layer due to the electrolytic solution of the battery contents. ing.
また、蓄電装置の小型化に伴い、蓄電装置用外装材の基材層、金属箔層及びシーラント層の薄膜化が進んでいるところ、ここではシーラント層が薄膜化されることによる絶縁性の低下が問題となっている。 Further, with the miniaturization of the power storage device, the base material layer, the metal foil layer and the sealant layer of the exterior material for the power storage device are being thinned, but here, the insulating property is deteriorated due to the thinning of the sealant layer. Is a problem.
絶縁性の低下は種々の現象によって引き起こされ得る。例えば、ヒートシール等の熱の影響によるタブリードと金属箔層の接触、成型・折り曲げ等によるシーラント層へのクラックの発生、ヒートシール時に本来融着すべきではない部分が融着してしまうこと(以下「過着」と呼ぶ。)、デガッシングヒートシールによるシーラント層の破壊、が挙げられる。 Deterioration of insulation can be caused by various phenomena. For example, contact between the tab lead and the metal leaf layer due to the influence of heat such as heat sealing, cracks in the sealant layer due to molding / bending, etc., and parts that should not be fused during heat sealing are fused ( Hereinafter referred to as "over-adhesion"), destruction of the sealant layer by degassing heat seal, and the like.
そこで、例えば特許文献1には、接着性ポリメチルペンテン層を含むヒートシール層(シーラント層)を備えることにより、ヒートシールの熱と圧力によって外装体のバリア層とタブとがショートすることなく安定して密封可能な外装材が提案されている。
Therefore, for example, in
上記特許文献1に記載されたような従来の外装材では、タブリードと金属箔層が接触することによる絶縁性の低下への対策がなされている。しかしながら、本発明者らのこれまでの検証により絶縁性の改善に対して最も対策が重要であると考える、過着やデガッシングヒートシールによるシーラント層の破壊に対する検討はなされていない。
In the conventional exterior material as described in
過着による絶縁性の低下は、過着部が不均一な結晶状態となっているため応力が掛かったときにクラックが形成されることに起因していると本発明者らは推察している。また、デガッシングヒートシールでは、前述した電解液を噛み込みながらヒートシールするため、電解液が発泡し、シーラント層が破壊されることに起因していると推察される。これらにより発生したクラックや破壊されたシーラント層部分から、電解液が入り込み金属層に接触することで、絶縁性が低下すると考えられる。 The present inventors speculate that the decrease in insulating property due to over-adhesion is caused by the formation of cracks when stress is applied because the over-attached portion is in a non-uniform crystalline state. .. Further, in the degassing heat seal, since the heat seal is performed while biting the above-mentioned electrolytic solution, it is presumed that the cause is that the electrolytic solution foams and the sealant layer is destroyed. It is considered that the insulating property is deteriorated when the electrolytic solution enters from the cracks and the destroyed sealant layer portion generated by these and comes into contact with the metal layer.
さらに、前述したヒートシール時の過着によるクラックの形成及びデガッシングヒートシールによるシーラント層の破壊に起因して発生する絶縁性の低下は、シーラント層の薄膜化の影響を受けやすいため、絶縁性改善の中でも今後特に対策が必要となる。 Further, the deterioration of the insulating property caused by the formation of cracks due to over-adhesion during heat sealing and the destruction of the sealant layer due to the degassing heat sealing is easily affected by the thinning of the sealant layer, and thus is insulated. Among the sexual improvements, special measures will be required in the future.
本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、シーラント層が薄膜化した場合でも、ヒートシール、成型及びデガッシングヒートシール後の絶縁性を十分維持することができる蓄電装置用外装材を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and can sufficiently maintain the insulating property after heat sealing, molding and degassing heat sealing even when the sealant layer is thinned. An object of the present invention is to provide an exterior material for a device.
上記目的を達成するために、本発明は、少なくとも基材層、一方又は両方の面に腐食防止処理層が設けられた金属箔層、及びシーラント層をこの順で備える蓄電装置用外装材であって、上記シーラント層が、2.0×105〜1.0×106の重量平均分子量を有する超高分子量ポリオレフィンを含む、蓄電装置用外装材を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention is an exterior material for a power storage device including at least a base material layer, a metal foil layer provided with a corrosion prevention treatment layer on one or both surfaces, and a sealant layer in this order. The sealant layer provides an exterior material for a power storage device, which comprises an ultra-high molecular weight polyolefin having a weight average molecular weight of 2.0 × 10 5 to 1.0 × 10 6.
上記構成を有する蓄電装置用外装材によれば、シーラント層が薄膜化した場合でも、デガッシングヒートシール後の絶縁性を十分維持することができる。また、上記蓄電装置用外装材によれば、シール時の熱や成型時の応力によりシーラント層が変形された場合であっても絶縁性を十分維持することができる。上記蓄電装置用外装材がこのような効果を奏する理由を本発明者らは以下のように推測している。蓄電装置用外装材のシーラント層は、ヒートシールやデガッシングヒートシール、成型などの蓄電装置作製工程において、電解液膨潤や結晶化、延伸など体積変化を伴う変形を何度も経ることにより、欠陥を生じやすい。特に、シーラント層の薄膜化により、電解液を噛み込んだ状態でヒートシールを行うデガッシングヒートシールにおいて、電解液の揮発(発泡)によると考えられるシーラント層の変形が大きくなり、絶縁性が低下しやすい。当該変形により絶縁性が低下する理由としては、例えば、発泡により金属箔層近傍が露出しやすく、露出した部分に電解液が接触することが考えられる。また、タブシーラント及び金属タブなど複数の材料を一度にヒートシールするトップシールでも、クラックに起因すると考えられる絶縁性の低下が生じやすい。トップシールでクラックが発生する原因としては、例えば、ヒートシールする際、シーラント層の流動性が高いと膜厚が不均一になりやすく、徐冷の際に結晶化が不均一になりやすい。その結果、密度が低下した部分に応力が集中しクラックが発生すると考えられる。また、ヒートシール時に発生する過着(過剰シール部分)に起因してシーラント層にクラックが形成され、当該クラックに電解液が浸透して絶縁性の低下を生じる場合もある。過着は、シーラント層の本来シールすべきでない箇所がヒートシール時の熱により融着してしまう現象である。シーラント層に過着が生じた場合、ヒートシール後の徐冷により結晶化度が変化して過着部分が低密度化し、この低密度部分に応力が加わることでクラックが形成され、絶縁性の低下を生じやすくなる。さらに、冷間成型時の応力などによって微細なクラックがシーラント層中に発生しやすくなり、電解液がクラックに浸透して、成型後に絶縁性の低下を生じやすくなる。これに対して、上記超高分子量ポリオレフィンは、2.0×105以上の高い重量平均分子量を有し、高い溶融張力、耐溶剤性及び絶縁破壊強さを有することから、シーラント層に上記超高分子量ポリオレフィンを含む上記蓄電装置用外装材によれば、電解液によるシーラント層の膨潤や、ヒートシール時の熱や応力によるシーラント層の流動に伴う欠陥(例えば、シール時の熱でシーラント樹脂が流動し、シール部分の膜厚分布が不均一となり、その結果シール後の徐冷時に結晶化状態が異なることで発生する欠陥)や、ヒートシール時の過着に伴う欠陥や、デガッシングヒートシール時の発泡によるシーラント層の変形を抑制することができ、絶縁性を十分維持することが可能となると考えられる。また、上記超高分子量ポリオレフィンは、1.0×106以下の重量平均分子量を有することから、樹脂の分散不良を抑制し、フィッシュアイの数を小さく抑えつつシーラント層を形成することができる。 According to the exterior material for a power storage device having the above configuration, even when the sealant layer is thinned, the insulating property after degassing heat sealing can be sufficiently maintained. Further, according to the exterior material for the power storage device, the insulating property can be sufficiently maintained even when the sealant layer is deformed by the heat at the time of sealing or the stress at the time of molding. The present inventors speculate the reason why the exterior material for a power storage device exerts such an effect as follows. The sealant layer of the exterior material for the power storage device undergoes many deformations that accompany volume changes such as swelling, crystallization, and stretching of the electrolytic solution in the process of manufacturing the power storage device such as heat sealing, degassing heat sealing, and molding. Prone to defects. In particular, due to the thinning of the sealant layer, in the degassing heat seal in which the electrolytic solution is bitten and heat-sealed, the deformation of the sealant layer, which is considered to be due to the volatilization (foaming) of the electrolytic solution, becomes large and the insulating property is improved. Easy to drop. The reason why the insulating property is lowered due to the deformation is that, for example, the vicinity of the metal foil layer is easily exposed by foaming, and the electrolytic solution comes into contact with the exposed portion. Further, even in a top seal in which a plurality of materials such as a tab sealant and a metal tab are heat-sealed at one time, a decrease in insulating property which is considered to be caused by cracks is likely to occur. As a cause of cracks in the top seal, for example, when the sealant layer has high fluidity during heat sealing, the film thickness tends to be non-uniform, and crystallization tends to be non-uniform during slow cooling. As a result, it is considered that stress is concentrated on the portion where the density is lowered and cracks are generated. In addition, cracks may be formed in the sealant layer due to over-adhesion (excessive sealing portion) generated during heat sealing, and the electrolytic solution may permeate into the cracks to reduce the insulating property. Over-bonding is a phenomenon in which a portion of the sealant layer that should not be sealed is fused by heat during heat sealing. When over-adhesion occurs in the sealant layer, the crystallinity changes due to slow cooling after heat sealing, and the over-density part becomes low-density, and stress is applied to this low-density part to form cracks, resulting in insulating properties. It is easy to cause a decrease. Further, fine cracks are likely to occur in the sealant layer due to stress during cold molding, and the electrolytic solution is likely to permeate into the cracks, resulting in a decrease in insulating property after molding. In contrast, the ultra-high molecular weight polyolefin has a 2.0 × 10 5 or more high weight average molecular weight, high melt tension, since it has a solvent resistance and dielectric breakdown strength, the greater the sealant layer According to the exterior material for a power storage device containing a high molecular weight polyolefin, defects due to swelling of the sealant layer due to the electrolytic solution and flow of the sealant layer due to heat or stress during heat sealing (for example, the sealant resin is caused by heat during sealing). Defects that occur due to the flow and uneven film thickness distribution of the seal part, resulting in different crystallized states during slow cooling after sealing), defects due to over-adhesion during heat sealing, and degassing heat. It is considered that the deformation of the sealant layer due to foaming at the time of sealing can be suppressed, and the insulating property can be sufficiently maintained. Further, the ultra-high molecular weight polyolefin, since it has a 1.0 × 10 6 or less of the weight average molecular weight to suppress the poor dispersion of the resin, it is possible to form the sealant layer while suppressing small number of fish eyes.
上記蓄電装置用外装材において、上記シーラント層中の上記超高分子量ポリオレフィンの含有量が、上記シーラント層の総質量を基準として、5.0〜50.0質量%であることが好ましい。 In the exterior material for a power storage device, the content of the ultra-high molecular weight polyolefin in the sealant layer is preferably 5.0 to 50.0% by mass based on the total mass of the sealant layer.
上記超高分子量ポリオレフィンの含有量が5.0質量%以上であると、絶縁性の低下をさらに抑制することができる。また、上記超高分子量ポリオレフィンの含有量が50.0質量%以下であると、電解液特性や成型白化耐性、デガスシール強度などの必要特性を満たすための改質剤をさらに添加しやすくなるとともに、成膜性を維持しつつ高速加工を一層しやすくなる。 When the content of the ultra-high molecular weight polyolefin is 5.0% by mass or more, the decrease in insulating property can be further suppressed. Further, when the content of the ultra-high molecular weight polyolefin is 50.0% by mass or less, it becomes easier to add a modifier for satisfying necessary properties such as electrolytic solution characteristics, molding whitening resistance, and degasseal strength, and it is also easy to add. High-speed machining becomes easier while maintaining film formation.
上記蓄電装置用外装材において、上記シーラント層が複数の層からなり、そのうちの少なくとも一層が上記超高分子量ポリオレフィンを含む層であることができる。 In the exterior material for a power storage device, the sealant layer may be composed of a plurality of layers, and at least one of them may be a layer containing the ultra-high molecular weight polyolefin.
シーラント層が複数の層からなる場合、接着機能、変形抑制機能、熱封止機能、膨潤抑制機能のように、各層にいずれかの機能を付与することができるため、外装材としての必要特性を総合的に向上させやすい。また、シーラント層中の、超高分子量ポリオレフィンを含む層(以下、「超高分子量ポリオレフィン含有層」ともいう)の数及び位置により、シーラント層の変形度合の制御が容易となり、絶縁性低下をさらに抑制できる。具体的には、例えば、シーラント層が、超高分子量ポリオレフィンを含む層と、超高分子量ポリオレフィンを含まない層とから構成される場合、超高分子量ポリオレフィンを含まない層側が変形したとしても、超高分子量ポリオレフィンを含む層がその変形を抑制することができ、必要特性の維持と絶縁性向上を両立できると考えられる。また、超高分子量ポリオレフィン含有層同士が接触している場合、シーラント層全体で変形を抑制でき、絶縁性をより向上させることができると考えられる。したがって、これらの層構成を調整することにより、シーラント層の変形度合の制御が容易となり、絶縁性低下をさらに抑制できると考えられる。 When the sealant layer is composed of a plurality of layers, any function can be imparted to each layer, such as an adhesive function, a deformation suppressing function, a heat sealing function, and a swelling suppressing function. Easy to improve overall. Further, the number and position of the layers containing the ultra-high molecular weight polyolefin (hereinafter, also referred to as “ultra-high molecular weight polyolefin-containing layer”) in the sealant layer facilitates the control of the degree of deformation of the sealant layer and further reduces the insulating property. Can be suppressed. Specifically, for example, when the sealant layer is composed of a layer containing ultra-high molecular weight polyolefin and a layer not containing ultra-high molecular weight polyolefin, even if the layer side containing no ultra-high molecular weight polyolefin is deformed, it is super It is considered that the layer containing the high molecular weight polyolefin can suppress the deformation thereof, and can maintain the required properties and improve the insulating property at the same time. Further, when the ultra-high molecular weight polyolefin-containing layers are in contact with each other, it is considered that deformation can be suppressed in the entire sealant layer and the insulating property can be further improved. Therefore, it is considered that by adjusting these layer configurations, it becomes easy to control the degree of deformation of the sealant layer, and the deterioration of the insulating property can be further suppressed.
上記蓄電装置用外装材において、上記シーラント層が複数の層からなり、そのうちの上記金属箔層に最も近い層(以下、「金属箔側層」ともいう)が上記超高分子量ポリオレフィンを含む層であることが好ましい。 In the exterior material for a power storage device, the sealant layer is composed of a plurality of layers, and the layer closest to the metal foil layer (hereinafter, also referred to as "metal leaf side layer") is a layer containing the ultra-high molecular weight polyolefin. It is preferable to have.
シーラント層の金属箔側層が超高分子量ポリオレフィン含有層であると、必要特性を維持しつつ、絶縁性低下を抑制できるとともに、絶縁性をより長期にわたり良好に保つことができる。この理由は、シーラント層の金属箔側層以外で必要特性を満たしつつ、金属箔側層にて、電解液による膨潤及び発泡によるシーラント層の破壊が抑制されるとともに、金属箔層近傍が露出し電解液と接触することを長期にわたり抑制できるためと考えられる。 When the metal foil side layer of the sealant layer is an ultra-high molecular weight polyolefin-containing layer, it is possible to suppress a decrease in insulating property while maintaining the required properties, and it is possible to maintain good insulating property for a longer period of time. The reason for this is that while satisfying the required characteristics other than the metal leaf side layer of the sealant layer, the metal leaf side layer suppresses swelling due to the electrolytic solution and destruction of the sealant layer due to foaming, and the vicinity of the metal foil layer is exposed. This is thought to be because contact with the electrolytic solution can be suppressed for a long period of time.
シーラント層の金属箔側層が超高分子量ポリオレフィン含有層である場合、当該金属箔側層は、酸変性ポリプロピレンと、アタクチック構造のポリプロピレン又はアタクチック構造のプロピレン−αオレフィン共重合体と、をさらに含む層であってもよい。これにより、電解液が関与する場合のラミネート強度の低下及び絶縁性の低下が抑制されやすくなる。 When the metal leaf side layer of the sealant layer is an ultra-high molecular weight polyolefin-containing layer, the metal leaf side layer further contains acid-modified polypropylene and an atactic structure polypropylene or an atactic structure propylene-α-olefin copolymer. It may be a layer. As a result, it becomes easy to suppress a decrease in laminate strength and a decrease in insulating property when an electrolytic solution is involved.
超高分子量ポリオレフィンは超高分子量ポリプロピレンを含有することが好ましく、当該超高分子量ポリプロピレンは超高分子量ランダムポリプロピレンを含有することがより好ましい。超高分子量ポリオレフィンを配合したシーラント層は、超高分子量ポリオレフィンの分子鎖の絡み合いの効果により、加熱時などのシーラント層が軟化した際にシーラント層自体の凝集力を上げることが可能のため、袋状の外装材が蓄電装置の発熱によって破袋することを防止しやすくすることが可能である。そして、超高分子量ポリオレフィンが、超高分子量ポリエチレンよりも融点が高く耐熱性が高い超高分子量ポリプロピレンであることで、シーラント層自体の耐熱性が向上し、袋状の外装材が蓄電装置の発熱によって破袋することをさらに防止しやすくなる。また、超高分子量ポリオレフィンが超高分子量ランダムポリプロピレンを含有することにより、外装材の破袋を防止しやすくなることに加えて、電池作製の効率を上げるために、低熱量シール(低温・短時間)することができる。シーラント層の主成分としてランダムポリプロピレンを用い、且つ、超高分子量ポリオレフィンとして超高分子量ランダムポリプロピレンを含有する場合、成型により外装材にクラックが発生することを抑制しやすくなり、外装材に耐白化性を付与しやすくなる。したがって、絶縁性と上記各種必要特性とを両立しやすくなる。 The ultra-high molecular weight polyolefin preferably contains ultra-high molecular weight polypropylene, and the ultra-high molecular weight polypropylene preferably contains ultra high molecular weight random polypropylene. The sealant layer containing the ultra-high molecular weight polyolefin can increase the cohesive force of the sealant layer itself when the sealant layer is softened, such as during heating, due to the effect of the entanglement of the molecular chains of the ultra-high molecular weight polyolefin. It is possible to easily prevent the shape of the exterior material from breaking due to the heat generated by the power storage device. Since the ultra-high molecular weight polyolefin is ultra-high molecular weight polypropylene having a higher melting point and higher heat resistance than the ultra high molecular weight polyethylene, the heat resistance of the sealant layer itself is improved, and the bag-shaped exterior material generates heat of the power storage device. It becomes easier to prevent the bag from breaking. In addition, since the ultra-high molecular weight polyolefin contains ultra-high molecular weight random polypropylene, it becomes easier to prevent the outer material from breaking, and in order to improve the efficiency of battery production, a low calorific value seal (low temperature and short time) is used. )can do. When random polypropylene is used as the main component of the sealant layer and ultra-high molecular weight random polypropylene is contained as the ultra-high molecular weight polyolefin, it becomes easy to suppress the occurrence of cracks in the exterior material due to molding, and the exterior material has whitening resistance. Will be easier to grant. Therefore, it becomes easy to achieve both the insulating property and the various required characteristics described above.
上記蓄電装置用外装材は、上記金属箔層と上記シーラント層との間に接着剤層をさらに備え、接着剤層が、酸変性ポリオレフィンと、多官能イソシアネート化合物、グリシジル化合物、カルボキシ基を有する化合物、オキサゾリン基を有する化合物及びカルボジイミド化合物からなる群より選択される少なくとも1種の硬化剤と、を含むものであってもよい。このような蓄電装置用外装材によれば、電解液が関与する場合のラミネート強度の低下及び絶縁性の低下がさらに抑制される。 The exterior material for a power storage device further includes an adhesive layer between the metal foil layer and the sealant layer, and the adhesive layer is an acid-modified polyolefin, a polyfunctional isocyanate compound, a glycidyl compound, and a compound having a carboxy group. , At least one curing agent selected from the group consisting of a compound having an oxazoline group and a carbodiimide compound. According to such an exterior material for a power storage device, a decrease in lamination strength and a decrease in insulating property when an electrolytic solution is involved are further suppressed.
上記蓄電装置用外装材において、上記腐食防止処理層が、酸化セリウムと、該酸化セリウム100質量部に対して1〜100質量部のリン酸又はリン酸塩と、カチオン性ポリマーと、を含むものであってもよい。また、上記蓄電装置用外装材において、上記腐食防止処理層が、上記金属箔層に化成処理を施して形成されたものであってもよく、上記金属箔層に化成処理を施して形成されており、且つ、カチオン性ポリマーを含むものであってもよい。このような蓄電装置用外装材によれば、電解液が関与する場合のラミネート強度の低下及び絶縁性の低下がさらに抑制される。 In the exterior material for a power storage device, the corrosion prevention treatment layer contains cerium oxide, 1 to 100 parts by mass of phosphoric acid or phosphate with respect to 100 parts by mass of the cerium oxide, and a cationic polymer. It may be. Further, in the exterior material for a power storage device, the corrosion prevention treatment layer may be formed by subjecting the metal foil layer to a chemical conversion treatment, or is formed by subjecting the metal foil layer to a chemical conversion treatment. It may also contain a cationic polymer. According to such an exterior material for a power storage device, a decrease in lamination strength and a decrease in insulating property when an electrolytic solution is involved are further suppressed.
本発明によれば、シーラント層が薄膜化した場合でも、ヒートシール、成型及びデガッシングヒートシール後の絶縁性を十分維持することができる蓄電装置用外装材を提供することができる。本発明の蓄電装置用外装材は、薄膜構成、例えば、金属箔層よりも内層側の総厚が35μm以下の構成であっても、ヒートシール、成型及びデガッシングヒートシール後の絶縁性を十分維持することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an exterior material for a power storage device capable of sufficiently maintaining the insulating property after heat sealing, molding and degassing heat sealing even when the sealant layer is thinned. The exterior material for a power storage device of the present invention has a thin film structure, for example, even if the total thickness on the inner layer side of the metal foil layer is 35 μm or less, the insulating property after heat sealing, molding, and degassing heat sealing is maintained. Can be maintained sufficiently.
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面中、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted. Moreover, the dimensional ratio of the drawing is not limited to the ratio shown in the drawing.
本実施形態の蓄電装置用外装材は、少なくとも基材層、一方又は両方の面に腐食防止処理層が設けられた金属箔層、及びシーラント層をこの順に備え、シーラント層が、2.0×105〜1.0×106の重量平均分子量を有する超高分子量ポリオレフィンを含む。また、本実施形態の蓄電装置用外装材は、一方又は両方の面に腐食防止処理層が設けられた金属箔層とシーラント層との間に接着剤層を備えていてもよい。以下、本実施形態の蓄電装置用外装材についていくつかの態様を例示しつつ説明する。 The exterior material for a power storage device of the present embodiment includes at least a base material layer, a metal foil layer provided with a corrosion prevention treatment layer on one or both surfaces, and a sealant layer in this order, and the sealant layer is 2.0 ×. including ultra high molecular weight polyolefin having a weight average molecular weight of 10 5 ~1.0 × 10 6. Further, the exterior material for a power storage device of the present embodiment may include an adhesive layer between a metal foil layer provided with a corrosion prevention treatment layer on one or both surfaces and a sealant layer. Hereinafter, the exterior material for the power storage device of the present embodiment will be described with reference to some embodiments.
[蓄電装置用外装材]
図1は、本実施形態の蓄電装置用外装材の一実施形態を模式的に表す断面図である。図1に示すように、本実施形態の外装材(蓄電装置用外装材)10は、基材層11と、該基材層11の一方の面上に形成された接着剤層12(第一の接着剤層12ということがある)と、該第一の接着剤層12の基材層11とは反対の面上に形成された金属箔層13と、該金属箔層13の第一の接着剤層12とは反対の面上に形成された腐食防止処理層14と、該腐食防止処理層14の金属箔層13とは反対の面上に形成された接着剤層17(第二の接着剤層17ということがある)と、該第二の接着剤層17の腐食防止処理層14とは反対の面上に形成されたシーラント層16と、が順次積層された積層体である。外装材10において、基材層11が最外層、シーラント層16が最内層である。すなわち、外装材10は、基材層11を蓄電装置の外部側、シーラント層16を蓄電装置の内部側に向けて使用される。以下、各層について説明する。
[Exterior material for power storage device]
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an embodiment of an exterior material for a power storage device according to this embodiment. As shown in FIG. 1, the exterior material (exterior material for power storage device) 10 of the present embodiment includes a
<基材層11>
基材層11は、蓄電装置製造時のシール工程における耐熱性付与、加工や流通の際に起こりうるピンホール対策という目的で設けるものであり、絶縁性を有する樹脂層を用いるのが好ましい。そのような樹脂層としては、例えば、ポリエステルフィルム、ポリアミドフィルム、ポリプロピレンフィルム等の延伸又は未延伸フィルムを、単層又は2層以上積層した多層フィルムとして使用することができる。また、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムとナイロン(Ny)フィルムとを接着性樹脂を用いて共押出後に、延伸処理を施した共押し出し多層延伸フィルムを用いることも可能である。
<
The
基材層11の厚さは、6〜40μmが好ましく、10〜25μmがより好ましい。基材層11の厚さが6μm以上であることにより、蓄電装置用外装材10の耐ピンホール性及び絶縁性を向上できる傾向がある。一方、基材層11の厚さが40μm以下であることにより、蓄電装置用外装材10の深絞り成型性を十分に維持できる傾向がある。
The thickness of the
基材層11は後述する金属箔層13上に直接塗布することにより設けられてもよい。この場合、後述する第一の接着剤層12は不要である。塗布による基材層の形成方法としては、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂等の樹脂塗液を塗布し、紫外線照射、高温加熱、エージング(養生)処理等により硬化する方法を採用できる。上記樹脂塗液がウレタン樹脂の場合、具体的には、例えば、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、アクリルポリオール、カーボネートポリオールなどの主剤に対し、2官能以上のイソシアネート化合物を作用させたポリウレタン樹脂等を用いることができる。塗布方法は特に限定されず、グラビアコート、リバースコート、ロールコート、バーコート等、各種方法を採用できる。
The
<第一の接着剤層12>
第一の接着剤層12は、基材層11と金属箔層13とを接着する層である。第一の接着剤層12を構成する材料としては、具体的には、例えば、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、アクリルポリオール、カーボネートポリオールなどの主剤に対し、2官能以上のイソシアネート化合物を作用させたポリウレタン樹脂等が挙げられる。
<First
The first
上述した各種ポリオールは、外装材に求められる機能や性能に応じて、単独又は2種以上を併用して用いることができる。 The various polyols described above can be used alone or in combination of two or more, depending on the function and performance required for the exterior material.
さらに、接着促進を目的として、上述したポリウレタン樹脂に、カルボジイミド化合物、オキサゾリン化合物、エポキシ化合物、リン化合物、シランカップリング剤などを配合してもよい。 Further, for the purpose of promoting adhesion, a carbodiimide compound, an oxazoline compound, an epoxy compound, a phosphorus compound, a silane coupling agent and the like may be added to the above-mentioned polyurethane resin.
また、接着剤に求められる性能に応じて、上述したポリウレタン樹脂に、その他の各種添加剤や安定剤を配合してもよい。 Further, various other additives and stabilizers may be added to the above-mentioned polyurethane resin depending on the performance required for the adhesive.
第一の接着剤層12の厚さは、特に限定されるものではないが、所望の接着強度、追随性、及び加工性等を得る観点から、例えば、1〜10μmが好ましく、3〜7μmがより好ましい。
The thickness of the first
<金属箔層13>
金属箔層13は、水分が蓄電装置の内部に浸入することを防止する水蒸気バリア性を有する。また、金属箔層13は、深絞り成型をするために延展性を有する。金属箔層13としては、アルミニウム、ステンレス鋼、銅等の各種金属箔を使用することができ、質量(比重)、防湿性、加工性及びコストの面から、アルミニウム箔が好ましい。
<
The
アルミニウム箔としては、所望の成型時の延展性を付与できる点から、特に焼鈍処理を施した軟質アルミニウム箔を好ましく用いることができるが、さらなる耐ピンホール性、及び成型時の延展性を付与させる目的で、鉄を含むアルミニウム箔を用いるのがより好ましい。アルミニウム箔中の鉄の含有量は、アルミニウム箔100質量%中、0.1〜9.0質量%が好ましく、0.5〜2.0質量%がより好ましい。鉄の含有量が0.1質量%以上であることにより、より優れた耐ピンホール性及び延展性を有する外装材10を得ることができる。鉄の含有量が9.0質量%以下であることにより、より柔軟性に優れた外装材10を得ることができる。
As the aluminum foil, a soft aluminum foil that has been annealed is particularly preferable because it can impart the desired ductility during molding, but further pinhole resistance and ductility during molding are imparted. For the purpose, it is more preferable to use an aluminum foil containing iron. The iron content in the aluminum foil is preferably 0.1 to 9.0% by mass, more preferably 0.5 to 2.0% by mass, based on 100% by mass of the aluminum foil. When the iron content is 0.1% by mass or more, the
金属箔層13の厚さは、特に限定されるものではないが、バリア性、耐ピンホール性、加工性を考慮して9〜200μmとすることが好ましく、15〜100μmとすることがより好ましい。
The thickness of the
金属箔層13にアルミニウム箔を用いる場合、アルミニウム箔としては、未処理のアルミニウム箔を用いてもよいが、耐電解液性を付与する点で脱脂処理を施したアルミニウム箔を用いるのが好ましい。
When an aluminum foil is used for the
なお、アルミニウム箔に脱脂処理する場合は、アルミニウム箔の片面のみに脱脂処理を施してもよく、両面に脱脂処理を施してもよい。 When the aluminum foil is degreased, only one side of the aluminum foil may be degreased, or both sides may be degreased.
<腐食防止処理層14>
腐食防止処理層14は、電解液、又は、電解液と水分の反応により発生するフッ酸による金属箔層13の腐食を防止するために設けられる層である。腐食防止処理層14としては、例えば、脱脂処理、熱水変成処理、陽極酸化処理、化成処理、あるいはこれらの処理の組み合わせにより形成される。
<Corrosion
The corrosion
脱脂処理としては、酸脱脂あるいはアルカリ脱脂が挙げられる。酸脱脂としては、硫酸、硝酸、塩酸、フッ酸などの無機酸の単独、又はこれらの混合液を使用する方法などが挙げられる。また、酸脱脂として、一ナトリウム二フッ化アンモニウムなどのフッ素含有化合物を上記無機酸で溶解させた酸脱脂剤を用いることで、特に金属箔層13にアルミニウム箔を用いた場合に、アルミニウムの脱脂効果が得られるだけでなく、不動態であるアルミニウムのフッ化物を形成させることができ、耐フッ酸性という点で有効である。アルカリ脱脂としては、水酸化ナトリウムなどを使用する方法が挙げられる。
Examples of the degreasing treatment include acid degreasing and alkaline degreasing. Examples of the acid degreasing include a method in which an inorganic acid such as sulfuric acid, nitric acid, hydrochloric acid, or hydrofluoric acid is used alone, or a mixed solution thereof is used. Further, as the acid degreasing, by using an acid degreasing agent in which a fluorine-containing compound such as monosodium difluoride is dissolved in the above-mentioned inorganic acid, aluminum degreasing is performed particularly when an aluminum foil is used for the
熱水変成処理としては、例えば、トリエタノールアミンを添加した沸騰水中にアルミニウム箔を浸漬処理するベーマイト処理が挙げられる。 Examples of the hot water transformation treatment include a boehmite treatment in which an aluminum foil is immersed in boiling water to which triethanolamine is added.
陽極酸化処理としては、例えば、アルマイト処理が挙げられる。 Examples of the anodizing treatment include alumite treatment.
化成処理としては、浸漬型、塗布型が挙げられる。浸漬型の化成処理としては、例えばクロメート処理、ジルコニウム処理、チタニウム処理、バナジウム処理、モリブデン処理、リン酸カルシウム処理、水酸化ストロンチウム処理、セリウム処理、ルテニウム処理、あるいはこれらの混合相からなる各種化成処理が挙げられる。一方、塗布型の化成処理としては、腐食防止性能を有するコーティング剤を金属箔層13上に塗布する方法が挙げられる。
Examples of the chemical conversion treatment include a dipping type and a coating type. Examples of the immersion type chemical conversion treatment include chromate treatment, zirconium treatment, titanium treatment, vanadium treatment, molybdenum treatment, calcium phosphate treatment, strontium hydroxide treatment, cerium treatment, ruthenium treatment, and various chemical conversion treatments composed of a mixed phase thereof. Be done. On the other hand, as a coating type chemical conversion treatment, a method of coating a coating agent having corrosion prevention performance on the
これら腐食防止処理のうち、熱水変成処理、陽極酸化処理、化成処理のいずれかで腐食防止処理層の少なくとも一部を形成する場合は、事前に上述した脱脂処理を行うことが好ましい。なお、金属箔層13として焼鈍工程を通した金属箔など脱脂処理済みの金属箔を用いる場合は、腐食防止処理層14の形成において改めて脱脂処理する必要なはい。
Of these corrosion prevention treatments, when at least a part of the corrosion prevention treatment layer is formed by any of the hydrothermal transformation treatment, the anodizing treatment, and the chemical conversion treatment, it is preferable to perform the above-mentioned degreasing treatment in advance. When a degreased metal foil such as a metal leaf that has undergone an annealing step is used as the
塗布型の化成処理に用いられるコーティング剤は、好ましくは3価クロムを含有する。また、コーティング剤には、後述するカチオン性ポリマー及びアニオン性ポリマーからなる群より選択される少なくとも1種のポリマーが含まれていてもよい。 The coating agent used for the coating type chemical conversion treatment preferably contains trivalent chromium. Further, the coating agent may contain at least one polymer selected from the group consisting of the cationic polymer and the anionic polymer described later.
また、上記処理のうち、特に熱水変成処理、陽極酸化処理では、処理剤によってアルミニウム箔表面を溶解させ、耐腐食性に優れるアルミニウム化合物(ベーマイト、アルマイト)を形成させる。そのため、アルミニウム箔を用いた金属箔層13から腐食防止処理層14まで共連続構造を形成した形態になるので、上記処理は化成処理の定義に包含される。一方、後述するように化成処理の定義に含まれない、純粋なコーティング手法のみで腐食防止処理層14を形成することも可能である。この方法としては、例えば、アルミニウムの腐食防止効果(インヒビター効果)を有し、且つ、環境側面的にも好適な材料として、平均粒径100nm以下の酸化セリウムのような希土類元素酸化物のゾルを用いる方法が挙げられる。この方法を用いることで、一般的なコーティング方法でも、アルミニウム箔などの金属箔に腐食防止効果を付与することが可能となる。
Further, among the above treatments, particularly in the hydrothermal transformation treatment and the anodizing treatment, the aluminum foil surface is dissolved by the treatment agent to form aluminum compounds (boehmite, alumite) having excellent corrosion resistance. Therefore, a co-continuous structure is formed from the
上記希土類元素酸化物のゾルとしては、例えば、水系、アルコール系、炭化水素系、ケトン系、エステル系、エーテル系などの各種溶媒を用いたゾルが挙げられる。なかでも、水系のゾルが好ましい。 Examples of the rare earth element oxide sol include sol using various solvents such as water-based, alcohol-based, hydrocarbon-based, ketone-based, ester-based, and ether-based solvents. Of these, aqueous sol is preferable.
上記希土類元素酸化物のゾルには、通常その分散を安定化させるために、硝酸、塩酸、リン酸などの無機酸又はその塩、酢酸、りんご酸、アスコルビン酸、乳酸などの有機酸が分散安定化剤として用いられる。これらの分散安定化剤のうち、特にリン酸は、外装材10において、(1)ゾルの分散安定化、(2)リン酸のアルミキレート能力を利用した金属箔層13との密着性の向上、(3)フッ酸の影響で溶出したアルミニウムイオンを捕獲(不動態形成)することよる電解液耐性の付与、(4)低温でもリン酸の脱水縮合を起こしやすいことによる腐食防止処理層14(酸化物層)の凝集力の向上、などが期待される。
In the sol of the rare earth element oxide, inorganic acids such as nitric acid, hydrochloric acid and phosphoric acid or salts thereof, and organic acids such as acetic acid, apple acid, ascorbic acid and lactic acid are usually dispersed and stabilized in order to stabilize the dispersion. Used as an agent. Among these dispersion stabilizers, phosphoric acid in particular is used in the
上記リン酸又はその塩としては、オルトリン酸、ピロリン酸、メタリン酸、又はこれらのアルカリ金属塩やアンモニウム塩が挙げられる。なかでも、外装材10における機能発現には、トリメタリン酸、テトラメタリン酸、ヘキサメタリン酸、ウルトラメタリン酸などの縮合リン酸、又はこれらのアルカリ金属塩やアンモニウム塩が好ましい。また、上記希土類元素酸化物のゾルを用いて、各種コーティング法により希土類元素酸化物からなる腐食防止処理層14を形成させる時の乾燥造膜性(乾燥能力、熱量)を考慮すると、低温での脱水縮合性に優れる点から、ナトリウム塩がより好ましい。リン酸塩としては、水溶性の塩が好ましい。
Examples of the phosphoric acid or a salt thereof include orthophosphoric acid, pyrophosphoric acid, metaphosphoric acid, and alkali metal salts and ammonium salts thereof. Of these, condensed phosphoric acids such as trimetaphosphoric acid, tetramethaphosphoric acid, hexametaphosphoric acid, and ultramethaphosphoric acid, or alkali metal salts and ammonium salts thereof are preferable for functional expression in the
希土類元素酸化物に対するリン酸(あるいはその塩)の配合比は、希土類元素酸化物100質量部に対して、1〜100質量部が好ましい。上記配合比が希土類元素酸化物100質量部に対して1質量部以上であれば、希土類元素酸化物ゾルがより安定になり、外装材10の機能がより良好になる。上記配合比は、希土類元素酸化物100質量部に対して5質量部以上がより好ましい。また、上記配合比が希土類元素酸化物100質量部に対して100質量部以下であれば、希土類元素酸化物ゾルの機能が高まり、電解液の浸食を防止する性能に優れる。上記配合比は、希土類元素酸化物100質量部に対して、50質量部以下がより好ましく、20質量部以下がさらに好ましい。
The blending ratio of phosphoric acid (or a salt thereof) to the rare earth element oxide is preferably 1 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rare earth element oxide. When the compounding ratio is 1 part by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rare earth element oxide, the rare earth element oxide sol becomes more stable and the function of the
上記希土類元素酸化物ゾルにより形成される腐食防止処理層14は、無機粒子の集合体であるため、乾燥キュアの工程を経ても層自身の凝集力が低くなるおそれがある。そこで、この場合の腐食防止処理層14は、凝集力を補うために、下記アニオン性ポリマー、又はカチオン性ポリマーにより複合化されていることが好ましい。
Since the corrosion
アニオン性ポリマーとしては、カルボキシ基を有するポリマーが挙げられ、例えば、ポリ(メタ)アクリル酸(あるいはその塩)、あるいはポリ(メタ)アクリル酸を主成分として共重合した共重合体が挙げられる。この共重合体の共重合成分としては、アルキル(メタ)アクリレート系モノマー(アルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、t−ブチル基、2−エチルヘキシル基、シクロヘキシル基など。);(メタ)アクリルアミド、N−アルキル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジアルキル(メタ)アクリルアミド(アルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、t−ブチル基、2−エチルヘキシル基、シクロヘキシル基など。)、N−アルコキシ(メタ)アクリルアミド、N,N−ジアルコキシ(メタ)アクリルアミド、(アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基など。)、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N−フェニル(メタ)アクリルアミドなどのアミド基含有モノマー;2−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)アクリレートなどの水酸基含有モノマー;グリシジル(メタ)アクリレート、アリルグリシジルエーテルなどのグリシジル基含有モノマー;(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、(メタ)アクリロキシプロピルトリエトキシランなどのシラン含有モノマー;(メタ)アクリロキシプロピルイソシアネートなどのイソシアネート基含有モノマーなどが挙げられる。 Examples of the anionic polymer include polymers having a carboxy group, and examples thereof include poly (meth) acrylic acid (or a salt thereof) and a copolymer obtained by copolymerizing poly (meth) acrylic acid as a main component. As the copolymerization component of this copolymer, an alkyl (meth) acrylate-based monomer (as an alkyl group, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, an i-butyl group, etc. t-Butyl group, 2-ethylhexyl group, cyclohexyl group, etc.); (meth) acrylamide, N-alkyl (meth) acrylamide, N, N-dialkyl (meth) acrylamide (alkyl groups include methyl group, ethyl group, etc.) n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, i-butyl group, t-butyl group, 2-ethylhexyl group, cyclohexyl group, etc.), N-alkyl (meth) acrylamide, N, N-dialkoxy (Meta) acrylamide, (alkyl groups include methoxy group, ethoxy group, butoxy group, isobutoxy group, etc.), N-methylol (meth) acrylamide, N-phenyl (meth) acrylamide and other amide group-containing monomers; 2- Hydroxyl group-containing monomers such as hydroxyethyl (meth) acrylate and 2-hydroxypropyl (meth) acrylate; glycidyl group-containing monomers such as glycidyl (meth) acrylate and allyl glycidyl ether; (meth) acryloxypropyltrimethoxysilane, (meth) Silane-containing monomers such as acryloxipropyltriethoxylan; isocyanate group-containing monomers such as (meth) acryloxypropyl isocyanate and the like can be mentioned.
これらアニオン性ポリマーは、希土類元素酸化物ゾルを用いて得られた腐食防止処理層14(酸化物層)の安定性を向上させる役割を果たす。これは、硬くて脆い酸化物層をアクリル系樹脂成分で保護する効果、及び、希土類元素酸化物ゾルに含まれるリン酸塩由来のイオンコンタミ(特にナトリウムイオン)を捕捉する(カチオンキャッチャー)効果によって達成される。つまり、希土類元素酸化物ゾルを用いて得られた腐食防止処理層14中に、特にナトリウムなどのアルカリ金属イオンやアルカリ土類金属イオンが含まれると、このイオンを含む場所を起点にして腐食防止処理層14が劣化しやすくなる。そのため、アニオン性ポリマーによって希土類元素酸化物ゾルに含まれるナトリウムイオンなどを固定化することで、腐食防止処理層14の耐性が向上する。
These anionic polymers play a role in improving the stability of the corrosion prevention treatment layer 14 (oxide layer) obtained by using the rare earth element oxide sol. This is due to the effect of protecting the hard and brittle oxide layer with an acrylic resin component and the effect of capturing phosphate-derived ion contamination (particularly sodium ions) contained in the rare earth element oxide sol (cation catcher). Achieved. That is, when the corrosion
アニオン性ポリマーと希土類元素酸化物ゾルを組み合わせた腐食防止処理層14は、アルミニウム箔にクロメート処理を施して形成した腐食防止処理層14と同等の腐食防止性能を有する。アニオン性ポリマーは、本質的に水溶性であるポリアニオン性ポリマーが架橋された構造であることが好ましい。この構造の形成に用いる架橋剤としては、例えば、イソシアネート基、グリシジル基、カルボキシ基、オキサゾリン基を有する化合物が挙げられる。
The corrosion
イソシアネート基を有する化合物としては、例えば、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネートあるいはその水素添加物、ヘキサメチレ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あるいはその水素添加物、イソホロンジイソシアネートなどのジイソシアネート類;あるいはこれらのイソシアネート類を、トリメチロールプロパンなどの多価アルコールと反応させたアダクト体、水と反応させることで得られたビューレット体、あるいは三量体であるイソシアヌレート体などのポリイソシアネート類;あるいはこれらのポリイソシアネート類をアルコール類、ラクタム類、オキシム類などでブロック化したブロックポリイソシアネートなどが挙げられる。 Examples of the compound having an isocyanate group include tolylene diisocyanate, xylylene diisocyanate or a hydrogenated product thereof, hexamethylene diisocyanate, 4,4'diphenylmethane diisocyanate or a hydrogenated product thereof, diisocyanates such as isophorone diisocyanate; or these isocyanates. Polyisocyanates such as adducts obtained by reacting with polyhydric alcohols such as trimethylolpropane, burettes obtained by reacting with water, or isocyanurates which are trimeric; or polyisocyanates thereof. Examples thereof include blocked polyisocyanates in which isocyanates are blocked with alcohols, lactams, oximes and the like.
グリシジル基を有する化合物としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリ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、トリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコールなどのグリコール類と、エピクロルヒドリンを作用させたエポキシ化合物;グリセリン、ポリグリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトールなどの多価アルコール類と、エピクロルヒドリンを作用させたエポキシ化合物;フタル酸、テレフタル酸、シュウ酸、アジピン酸などのジカルボン酸と、エピクロルヒドリンとを作用させたエポキシ化合物などが挙げられる。 Examples of the compound having a glycidyl group include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, polypropylene glycol, 1,4-butanediol, and 1,6-hexanediol. Glycos such as neopentyl glycol and epoxy compounds on which epichlorohydrin is allowed to act; polyhydric alcohols such as glycerin, polyglycerin, trimethylolpropane, pentaerythritol, sorbitol and epoxy compounds on which epichlorohydrin is allowed to act; Examples thereof include an epoxy compound obtained by reacting a dicarboxylic acid such as an acid, oxalic acid or adipic acid with epichlorohydrin.
カルボキシ基を有する化合物としては、例えば、各種脂肪族あるいは芳香族ジカルボン酸などが挙げられる。また、ポリ(メタ)アクリル酸、ポリ(メタ)アクリル酸のアルカリ(土類)金属塩を用いてもよい。 Examples of the compound having a carboxy group include various aliphatic or aromatic dicarboxylic acids. Further, poly (meth) acrylic acid and alkali (earth) metal salts of poly (meth) acrylic acid may be used.
オキサゾリン基を有する化合物としては、例えば、オキサゾリンユニットを2つ以上有する低分子化合物、あるいはイソプロペニルオキサゾリンのような重合性モノマーを用いる場合には、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルなどのアクリル系モノマーを共重合させたものが挙げられる。 As the compound having an oxazoline group, for example, when a low molecular weight compound having two or more oxazoline units or a polymerizable monomer such as isopropenyl oxazoline is used, (meth) acrylic acid or (meth) acrylic acid alkyl ester , (Meta) Acrylic monomers such as hydroxyalkyl acrylate are copolymerized.
また、アニオン性ポリマーとシランカップリング剤とを反応させ、より具体的には、アニオン性ポリマーのカルボキシ基とシランカップリング剤の官能基とを選択的に反応させ、架橋点をシロキサン結合としてもよい。この場合、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、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−クロロプロピルメトキシシラン、ビニルトリクロロシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、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、γ−イソシアナートプロピルトリエトキシシランなどが使用できる。なかでも、特にアニオン性ポリマーあるいはその共重合物との反応性を考慮すると、エポキシシラン、アミノシラン、イソシアネートシランが好ましい。 Further, the anionic polymer and the silane coupling agent may be reacted, and more specifically, the carboxy group of the anionic polymer and the functional group of the silane coupling agent may be selectively reacted, and the cross-linking point may be a siloxane bond. Good. In this case, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, γ-chloropropylmethoxysilane, vinyltrichlorosilane, γ -Mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, N-β (aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-isocyanatopropyltriethoxysilane and the like can be used. Of these, epoxysilane, aminosilane, and isocyanatesilane are preferable, particularly considering the reactivity with the anionic polymer or its copolymer.
アニオン性ポリマーに対するこれらの架橋剤の比率は、アニオン性ポリマー100質量部に対して、1〜50質量部が好ましく、10〜20質量部がより好ましい。架橋剤の比率がアニオン性ポリマー100質量部に対して1質量部以上であれば、架橋構造が十分に形成されやすい。架橋剤の比率がアニオン性ポリマー100質量部に対して50質量部以下であれば、塗液のポットライフが向上する。 The ratio of these cross-linking agents to the anionic polymer is preferably 1 to 50 parts by mass, more preferably 10 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the anionic polymer. When the ratio of the cross-linking agent is 1 part by mass or more with respect to 100 parts by mass of the anionic polymer, the cross-linked structure is sufficiently likely to be formed. When the ratio of the cross-linking agent is 50 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the anionic polymer, the pot life of the coating liquid is improved.
アニオン性ポリマーを架橋する方法は、上記架橋剤に限らず、チタニウム、ジルコニウム化合物を用いてイオン架橋を形成する方法などであってもよい。 The method for cross-linking the anionic polymer is not limited to the above-mentioned cross-linking agent, and may be a method for forming an ionic cross-link using a titanium or zirconium compound.
カチオン性ポリマーとしては、アミンを有するポリマーが挙げられ、ポリエチレンイミン、ポリエチレンイミンとカルボン酸を有するポリマーからなるイオン高分子錯体、アクリル主骨格に1級アミンをグラフトさせた1級アミングラフトアクリル樹脂、ポリアリルアミンあるいはこれらの誘導体、アミノフェノールなどのカチオン性のポリマーが挙げられる。ポリアリルアミンとしては、例えば、アリルアミン、アリルアミンアミド硫酸塩、ジアリルアミン、ジメチルアリルアミンなどの単独重合体あるいは共重合体などが挙げられる。これらのアミンは、フリーのアミンであってもよく、酢酸あるいは塩酸による安定化物であってもよい。また、共重合体成分として、マレイン酸、二酸化硫黄などを使用してもよい。さらに、1級アミンを部分メトキシ化させることで熱架橋性を付与したタイプも使用でき、また、アミノフェノールも使用できる。特に、アリルアミンあるいはその誘導体が好ましい。 Examples of the cationic polymer include an amine-containing polymer, which includes polyethyleneimine, an ionic polymer complex composed of polyethyleneimine and a polymer having a carboxylic acid, and a primary amine-grafted acrylic resin in which a primary amine is grafted on an acrylic main skeleton. Examples thereof include polyallylamine or derivatives thereof, and cationic polymers such as aminophenol. Examples of polyallylamine include homopolymers or copolymers such as allylamine, allylamine amide sulfate, diallylamine, and dimethylallylamine. These amines may be free amines or may be stabilized with acetic acid or hydrochloric acid. Moreover, maleic acid, sulfur dioxide and the like may be used as a copolymer component. Further, a type in which thermal crosslinkability is imparted by partially methoxylating a primary amine can be used, and aminophenol can also be used. In particular, allylamine or a derivative thereof is preferable.
カチオン性ポリマーは、カルボキシ基やグリシジル基などのアミン/イミンと反応が可能な官能基を有する架橋剤と併用することが好ましい。カチオン性ポリマーと併用する架橋剤としては、ポリエチレンイミンとイオン高分子錯体を形成するカルボン酸を有するポリマーも使用でき、例えば、ポリアクリル酸あるいはそのイオン塩などのポリカルボン酸(塩)、あるいはこれにコモノマーを導入した共重合体、カルボキシメチルセルロースあるいはそのイオン塩などのカルボキシ基を有する多糖類などが挙げられる。 The cationic polymer is preferably used in combination with a cross-linking agent having a functional group capable of reacting with an amine / imine such as a carboxy group or a glycidyl group. As the cross-linking agent used in combination with the cationic polymer, a polymer having a carboxylic acid forming an ionic polymer complex with polyethyleneimine can also be used, and for example, a polycarboxylic acid (salt) such as polyacrylic acid or an ionic salt thereof, or a polycarboxylic acid (salt) thereof. Examples thereof include a copolymer in which a comonomer is introduced into the polymer, a polysaccharide having a carboxy group such as carboxymethyl cellulose or an ionic salt thereof, and the like.
本実施形態では、カチオン性ポリマーも腐食防止処理層14を構成する一構成要素として記載している。その理由は、蓄電装置用外装材で要求される電解液耐性、フッ酸耐性を付与するべく様々な化合物を用い鋭意検討を行った結果、カチオン性ポリマー自体も、電解液耐性、耐フッ酸性を付与することが可能な化合物であることが判明したためである。この要因は、フッ素イオンをカチオン性基で補足する(アニオンキャッチャー)ことで、アルミニウム箔が損傷することを抑制しているためであると推測される。
In this embodiment, the cationic polymer is also described as one component constituting the corrosion
カチオン性ポリマーは、接着性の向上という点でより好ましい材料である。また、カチオン性ポリマーも、上記アニオン性ポリマーと同様に、水溶性であることから、架橋構造を形成させて耐水性を付与することがより好ましい。カチオン性ポリマーに架橋構造を形成する際の架橋剤は、アニオン性ポリマーの項で説明した架橋剤を使用できる。腐食防止処理層14として希土類元素酸化物ゾルを用いた場合、その保護層として上記アニオン性ポリマーを用いる代わりに、カチオン性ポリマーを用いてもよい。
Cationic polymers are more preferred materials in terms of improved adhesion. Further, since the cationic polymer is also water-soluble like the anionic polymer, it is more preferable to form a crosslinked structure to impart water resistance. As the cross-linking agent for forming the cross-linked structure on the cationic polymer, the cross-linking agent described in the section of the anionic polymer can be used. When a rare earth element oxide sol is used as the corrosion
クロメート処理に代表される化成処理による腐食防止処理層は、アルミニウム箔との傾斜構造を形成させるため、特にフッ酸、塩酸、硝酸、硫酸あるいはこれらの塩を配合した化成処理剤を用いてアルミニウム箔に処理を施し、次いでクロムやノンクロム系の化合物を作用させて化成処理層をアルミニウム箔に形成させるものである。しかしながら、上記化成処理は、化成処理剤に酸を用いていることから、作業環境の悪化やコーティング装置の腐食を伴う。一方、前述したコーティングタイプの腐食防止処理層14は、クロメート処理に代表される化成処理とは異なり、アルミニウム箔を用いた金属箔層13に対して傾斜構造を形成させる必要がない。そのため、コーティング剤の性状は、酸性、アルカリ性、中性などの制約を受けることがなく、良好な作業環境を実現できる。加えて、クロム化合物を用いるクロメート処理は、環境衛生上、代替案が求められている点からも、コーティングタイプの腐食防止処理層14が好ましい。
In order to form an inclined structure with the aluminum foil, the corrosion prevention treatment layer by the chemical conversion treatment represented by the chromate treatment uses a chemical conversion treatment agent containing hydrofluoric acid, hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid or salts thereof, and the aluminum foil is used. Is then treated, and then a chromium or non-chromate compound is allowed to act on the aluminum foil to form a chemical conversion treatment layer. However, since the chemical conversion treatment uses an acid as the chemical conversion treatment agent, the working environment is deteriorated and the coating device is corroded. On the other hand, unlike the chemical conversion treatment represented by the chromate treatment, the coating type corrosion
以上の内容から、上述したコーティングタイプの腐食防止処理の組み合わせの事例として、(1)希土類元素酸化物ゾルのみ、(2)アニオン性ポリマーのみ、(3)カチオン性ポリマーのみ、(4)希土類元素酸化物ゾル+アニオン性ポリマー(積層複合化)、(5)希土類元素酸化物ゾル+カチオン性ポリマー(積層複合化)、(6)(希土類元素酸化物ゾル+アニオン性ポリマー:積層複合化)/カチオン性ポリマー(多層化)、(7)(希土類元素酸化物ゾル+カチオン性ポリマー:積層複合化)/アニオン性ポリマー(多層化)、等が挙げられる。中でも(1)及び(4)〜(7)が好ましく、(4)〜(7)が特に好ましい。ただし、本実施形態は、上記組み合わせに限られるわけではない。例えば腐食防止処理の選択の事例として、カチオン性ポリマーは、後述する第二の接着剤層又はシーラント層の説明で挙げる変性ポリオレフィン樹脂との接着性が良好であるという点でも非常に好ましい材料であることから、第二の接着剤層又はシーラント層が変性ポリオレフィン樹脂で構成される場合においては、第二の接着剤層又はシーラント層に接する面にカチオン性ポリマーを設ける(例えば、構成(5)及び(6)などの構成)といった設計が可能である。 From the above, as examples of the combination of coating type corrosion prevention treatments described above, (1) rare earth element oxide sol only, (2) anionic polymer only, (3) cationic polymer only, (4) rare earth element Oxide sol + anionic polymer (laminated composite), (5) Rare earth element oxide sol + cationic polymer (laminated composite), (6) (Rare earth element oxide sol + anionic polymer: laminated composite) / Cationic polymers (multilayer), (7) (rare earth element oxide sol + cationic polymer: laminated composite) / anionic polymer (multilayer), and the like can be mentioned. Of these, (1) and (4) to (7) are preferable, and (4) to (7) are particularly preferable. However, this embodiment is not limited to the above combination. For example, as an example of selection of corrosion prevention treatment, the cationic polymer is also a highly preferable material in that it has good adhesion to the modified polyolefin resin described in the description of the second adhesive layer or the sealant layer described later. Therefore, when the second adhesive layer or the sealant layer is composed of the modified polyolefin resin, the cationic polymer is provided on the surface in contact with the second adhesive layer or the sealant layer (for example, composition (5) and (6) and other configurations) can be designed.
また、腐食防止処理層14は、前述した層には限定されない。例えば、公知技術である塗布型クロメートのように、樹脂バインダー(アミノフェノールなど)にリン酸とクロム化合物を配合した処理剤を用いて形成してもよい。この処理剤を用いれば、腐食防止機能と密着性の両方を兼ね備えた層とすることができる。また、塗液の安定性を考慮する必要があるものの、希土類元素酸化物ゾルとポリカチオン性ポリマーあるいはポリアニオン性ポリマーとを事前に一液化したコーティング剤を使用して腐食防止機能と密着性の両方を兼ね備えた層とすることができる。
Further, the corrosion
腐食防止処理層14の単位面積当たりの質量は、多層構造、単層構造いずれであっても、0.005〜0.200g/m2が好ましく、0.010〜0.100g/m2がより好ましい。上記単位面積当たりの質量が0.005g/m2以上であれば、金属箔層13に腐食防止機能を付与しやすい。また、上記単位面積当たりの質量が0.200g/m2を超えても、腐食防止機能はあまり変らない。一方、希土類元素酸化物ゾルを用いた場合には、塗膜が厚いと乾燥時の熱によるキュアが不十分となり、凝集力の低下を伴うおそれがある。なお、腐食防止処理層14の厚みについては、その比重から換算できる。
Mass per unit area of the corrosion
腐食防止処理層14は、電解液ラミネート強度の低下、ヒートシール後、成型後及びデガッシングヒートシール後の絶縁性の低下がさらに抑制される観点から、例えば、酸化セリウムと、該酸化セリウム100質量部に対して1〜100質量部のリン酸又はリン酸塩と、カチオン性ポリマーと、を含む態様であってもよく、金属箔層13に化成処理を施して形成されている態様であってもよく、金属箔層13に化成処理を施して形成されており、且つ、カチオン性ポリマーを含む態様であってもよい。
The corrosion
<第二の接着剤層17>
第二の接着剤層17は、腐食防止処理層14が形成された金属箔層13とシーラント層16とを接着する層である。第二の接着剤層17には、金属箔層とシーラント層とを接着するための一般的な接着剤を用いることができる。
<Second
The second
腐食防止処理層14が上述したカチオン性ポリマー及びアニオン性ポリマーからなる群より選択される少なくとも1種のポリマーを含む層を有する場合、第二の接着剤層17は、腐食防止処理層14に含まれる上記ポリマーと反応性を有する化合物(以下、「反応性化合物」とも言う)を含む層であることが好ましい。
When the corrosion
例えば、腐食防止処理層14がカチオン性ポリマーを含む場合、第二の接着剤層17はカチオン性ポリマーと反応性を有する化合物を含む。腐食防止処理層14がアニオン性ポリマーを含む場合、第二の接着剤層17はアニオン性ポリマーと反応性を有する化合物を含む。また、腐食防止処理層14がカチオン性ポリマー及びアニオン性ポリマーを含む場合、第二の接着剤層17はカチオン性ポリマーと反応性を有する化合物と、アニオン性ポリマーと反応性を有する化合物とを含む。ただし、第二の接着剤層17は必ずしも上記2種類の化合物を含む必要はなく、カチオン性ポリマー及びアニオン性ポリマーの両方と反応性を有する化合物を含んでいてもよい。ここで、「反応性を有する」とは、カチオン性ポリマー又はアニオン性ポリマーと共有結合を形成することである。また、第二の接着剤層17は、酸変性ポリオレフィン樹脂をさらに含んでいてもよい。
For example, if the
カチオン性ポリマーと反応性を有する化合物としては、多官能イソシアネート化合物、グリシジル化合物、カルボキシ基を有する化合物、オキサゾリン基を有する化合物からなる群より選択される少なくとも1種の化合物が挙げられる。 Examples of the compound having reactivity with the cationic polymer include at least one compound selected from the group consisting of a polyfunctional isocyanate compound, a glycidyl compound, a compound having a carboxy group, and a compound having an oxazoline group.
これら多官能イソシアネート化合物、グリシジル化合物、カルボキシ基を有する化合物、オキサゾリン基を有する化合物としては、カチオン性ポリマーを架橋構造にするための架橋剤として先に例示した多官能イソシアネート化合物、グリシジル化合物、カルボキシ基を有する化合物、オキサゾリン基を有する化合物などが挙げられる。これらの中でも、カチオン性ポリマーとの反応性が高く、架橋構造を形成しやすい点で、多官能イソシアネート化合物が好ましい。 Examples of these polyfunctional isocyanate compounds, glycidyl compounds, compounds having a carboxy group, and compounds having an oxazoline group include polyfunctional isocyanate compounds, glycidyl compounds, and carboxy groups exemplified above as cross-linking agents for forming a cationic polymer into a cross-linked structure. Examples thereof include a compound having an oxazoline group and a compound having an oxazoline group. Among these, a polyfunctional isocyanate compound is preferable because it has high reactivity with a cationic polymer and easily forms a crosslinked structure.
アニオン性ポリマーと反応性を有する化合物としては、グリシジル化合物、オキサゾリン基を有する化合物からなる群より選択される少なくとも1種の化合物が挙げられる。これらグリシジル化合物、オキサゾリン基を有する化合物としては、カチオン性ポリマーを架橋構造にするための架橋剤として先に例示したグリシジル化合物、オキサゾリン基を有する化合物などが挙げられる。これらの中でも、アニオン性ポリマーとの反応性が高い点で、グリシジル化合物が好ましい。 Examples of the compound having reactivity with the anionic polymer include at least one compound selected from the group consisting of a glycidyl compound and a compound having an oxazoline group. Examples of these glycidyl compounds and compounds having an oxazoline group include glycidyl compounds exemplified above as a cross-linking agent for forming a cationic polymer into a cross-linked structure, and compounds having an oxazoline group. Among these, the glycidyl compound is preferable because it has high reactivity with the anionic polymer.
第二の接着剤層17が酸変性ポリオレフィン樹脂を含む場合、反応性化合物は、酸変性ポリオレフィン樹脂中の酸性基とも反応性を有する(すなわち、酸性基と共有結合を形成する)ことが好ましい。これにより、腐食防止処理層14との接着性がより高まる。加えて、酸変性ポリオレフィン樹脂が架橋構造となり、外装材20の耐溶剤性がより向上する。
When the second
反応性化合物の含有量は、酸変性ポリオレフィン樹脂中の酸性基に対し、等量から10倍等量であることが好ましい。等量以上であれば、反応性化合物が酸変性ポリオレフィン樹脂中の酸性基と十分に反応する。一方、10倍等量を超えると、酸変性ポリオレフィン樹脂との架橋反応としては十分飽和に達しているため、未反応物が存在し、各種性能の低下が懸念される。したがって、例えば、反応性化合物の含有量は、酸変性ポリオレフィン樹脂100質量部に対して5〜20質量部(固形分比)であることが好ましい。 The content of the reactive compound is preferably equal to 10 times the equivalent amount of the acidic group in the acid-modified polyolefin resin. When the amount is equal to or more than the equal amount, the reactive compound sufficiently reacts with the acidic group in the acid-modified polyolefin resin. On the other hand, if the amount exceeds 10 times the equivalent amount, the cross-linking reaction with the acid-modified polyolefin resin has reached sufficient saturation, so that unreacted substances are present and there is a concern that various performances may be deteriorated. Therefore, for example, the content of the reactive compound is preferably 5 to 20 parts by mass (solid content ratio) with respect to 100 parts by mass of the acid-modified polyolefin resin.
酸変性ポリオレフィン樹脂は、酸性基をポリオレフィン樹脂に導入したものである。酸性基としては、カルボキシ基、スルホン酸基などが挙げられ、カルボキシ基が特に好ましい。酸変性ポリオレフィン樹脂としては、例えば、第一のシーラント層16aに用いる変性ポリオレフィン樹脂(a)として後述するものと同様のものを用いることができる。
The acid-modified polyolefin resin is one in which an acidic group is introduced into the polyolefin resin. Examples of the acidic group include a carboxy group and a sulfonic acid group, and a carboxy group is particularly preferable. As the acid-modified polyolefin resin, for example, the same modified polyolefin resin (a) used for the
第二の接着剤層17には、難燃剤、スリップ剤、アンチブロッキング剤、酸化防止剤、光安定剤、粘着付与剤等の各種添加剤を配合してもよい。
Various additives such as a flame retardant, a slip agent, an anti-blocking agent, an antioxidant, a light stabilizer, and a tackifier may be blended in the second
第二の接着剤層17は、電解液が関与する場合のラミネート強度の低下を抑制する観点及び絶縁性の低下をさらに抑制する観点から、例えば、酸変性ポリオレフィンと、多官能イソシアネート化合物、グリシジル化合物、カルボキシ基を有する化合物、オキサゾリン基を有する化合物、及びカルボジイミド化合物からなる群より選択される少なくとも1種の硬化剤と、を含むものであってもよい。なお、カルボジイミド化合物としては、例えば、N,N’−ジ−o−トルイルカルボジイミド、N,N’−ジフェニルカルボジイミド、N,N’−ジ−2,6−ジメチルフェニルカルボジイミド、N,N’−ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)カルボジイミド、N,N’−ジオクチルデシルカルボジイミド、N−トリイル−N’−シクロヘキシルカルボジイミド、N,N’−ジ−2,2−ジ−t−ブチルフェニルカルボジイミド、N−トリイル−N’−フェニルカルボジイミド、N,N’−ジ−p−ニトロフェニルカルボジイミド、N,N’−ジ−p−アミノフェニルカルボジイミド、N,N’−ジ−p−ヒドロキシフェニルカルボジイミド、N,N’−ジ−シクロヘキシルカルボジイミド、N,N’−ジ−p−トルイルカルボジイミドなどが挙げられる。
The second
また、第二の接着剤層17を形成する接着剤として、例えば、水添ダイマー脂肪酸及びジオールからなるポリエステルポリオールと、ポリイソシアネートとを配合したポリウレタン系接着剤を用いることもできる。
Further, as the adhesive forming the second
第二の接着剤層17の厚さは、特に限定されるものではないが、所望の接着強度、及び加工性等を得る観点から、1〜10μmが好ましく、3〜7μmがより好ましい。
The thickness of the second
<シーラント層16>
シーラント層16は、外装材10にヒートシールによる封止性を付与する層である。シーラント層16は超高分子量ポリオレフィンを含んで構成されるものが挙げられる。
<
The
図1のようにシーラント層が単層である場合、シーラント層は、超高分子量ポリオレフィンが含まれる超高分子量ポリオレフィン含有層である。 When the sealant layer is a single layer as shown in FIG. 1, the sealant layer is an ultra-high molecular weight polyolefin-containing layer containing an ultra-high molecular weight polyolefin.
超高分子量ポリオレフィンの重量平均分子量は、2.0×105〜1.0×106であり、3.0×105〜1.0×106であることが好ましい。超高分子量ポリオレフィンが2.0×105以上の重量平均分子量を有することにより、電解液によるシーラント層の膨潤や、ヒートシール時の熱や応力によるシーラント層の流動に伴う欠陥(例えば、シール時の熱でシーラント樹脂が流動し、シール部分の膜厚分布が不均一となり、その結果シール後の徐冷時に結晶化状態が異なることで発生する欠陥)や、デガッシングヒートシール時の発泡によるシーラント層の変形を抑制することができ、絶縁性を十分維持することが可能となる。また、超高分子量ポリオレフィンは1.0×106以下の重量平均分子量を有することにより、樹脂の分散不良を抑制し、フィッシュアイの数を小さく抑えつつシーラント層を形成することができる。超高分子量ポリオレフィンの重量平均分子量(Mw)及び後述の分子量分布(Mw/Mn)は、高温ゲールパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)装置を用いて、例えばo−ジクロロベンゼンやトリクロロベンゼンと混合した超高分子量ポリオレフィンを温度135〜170℃としたカラム内に通すことにより測定することができ、標準ポリスチレンや標準ポリエチレンを用いた検量線により換算することで求めることができる。 The weight average molecular weight of ultra-high molecular weight polyolefin, 2.0 × 10 5 ~1.0 a × 10 6, is preferably 3.0 × 10 5 ~1.0 × 10 6 . By ultra-high molecular weight polyolefin having a 2.0 × 10 5 or more weight average molecular weight, and the swelling of the sealant layer by the electrolytic solution, a defect caused by the flow of the sealant layer due to heat or stress during heat sealing (e.g., when the seal The sealant resin flows due to the heat of the sealant, and the film thickness distribution of the seal part becomes non-uniform. Deformation of the sealant layer can be suppressed, and sufficient insulating properties can be maintained. Furthermore, ultra-high molecular weight polyolefin by having a weight average molecular weight of 1.0 × 10 6 or less, to suppress the poor dispersion of the resin, it is possible to form the sealant layer while suppressing small number of fish eyes. The weight average molecular weight (Mw) and the molecular weight distribution (Mw / Mn) of the ultrahigh molecular weight polyolefin, which will be described later, are determined by using a high temperature gel permeation chromatography (GPC) apparatus, for example, by mixing ultrahigh molecular weight with o-dichlorobenzene or trichlorobenzene. It can be measured by passing the polyolefin through a column having a temperature of 135 to 170 ° C., and can be obtained by converting it by a molecular weight line using standard polystyrene or standard polyethylene.
超高分子量ポリオレフィンの分子量分布(Mw/Mn)は、6〜10であることが好ましく、8〜10であることがより好ましい。分子量分布(Mw/Mn)が6以上であることにより、超高分子量ポリオレフィンとそれ以外の成分との相溶性が向上する傾向がある。分子量分布(Mw/Mn)が10以下であることにより、絶縁性をさらに維持しやすくなる。 The molecular weight distribution (Mw / Mn) of the ultra-high molecular weight polyolefin is preferably 6 to 10, and more preferably 8 to 10. When the molecular weight distribution (Mw / Mn) is 6 or more, the compatibility between the ultra-high molecular weight polyolefin and other components tends to be improved. When the molecular weight distribution (Mw / Mn) is 10 or less, it becomes easier to maintain the insulating property.
超高分子量ポリオレフィンとしては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの超高分子量線状ポリオレフィン、及び、ポリノルボルネンなどの超高分子環状ポリオレフィンが挙げられる。超高分子量ポリオレフィンは超高分子量線状ポリオレフィンであることが好ましい。超高分子量線状ポリオレフィンは直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。また、超高分子量ポリオレフィンは、単独重合体であってもよく、ランダム共重合体であってもよく、ブロック共重合体であってもよい。 Examples of the ultrahigh molecular weight polyolefin include ultrahigh molecular weight linear polyolefins such as polyethylene and polypropylene, and ultrahigh molecular weight cyclic polyolefins such as polynorbornene. The ultra-high molecular weight polyolefin is preferably an ultra-high molecular weight linear polyolefin. The ultra-high molecular weight linear polyolefin may be linear or branched. Further, the ultra-high molecular weight polyolefin may be a homopolymer, a random copolymer, or a block copolymer.
超高分子量ポリオレフィンは超高分子量ポリプロピレンを含有することが好ましい。超高分子量ポリオレフィンが超高分子量ポリプロピレンを含有することにより、袋状の外装材が蓄電装置の発熱によって破袋することを防止しやすくなる。 The ultra-high molecular weight polyolefin preferably contains ultra-high molecular weight polypropylene. Since the ultra-high molecular weight polyolefin contains the ultra-high molecular weight polypropylene, it becomes easy to prevent the bag-shaped exterior material from breaking due to the heat generated by the power storage device.
超高分子量ポリプロピレンとしては、プロピレン単独重合体(ホモポリプロピレン)、エチレン−プロピレンブロック共重合体(ブロックポリプロピレン)、エチレン−プロピレンランダム共重合体(ランダムポリプロピレン)、並びに、エチレン及びプロピレン以外のα−オレフィンとプロピレンとの共重合体(プロピレン系共重合体)が挙げられる。 Examples of ultra-high molecular weight polypropylene include propylene homopolymer (homopolypropylene), ethylene-propylene block copolymer (block polypropylene), ethylene-propylene random copolymer (random polypropylene), and α-olefins other than ethylene and propylene. Examples thereof include a copolymer of propylene and propylene (propylene-based copolymer).
上記プロピレン系共重合体を構成する単量体としてのα−オレフィンの具体例は、1−ブテン、1−ペンテン、3−メチル−1−ブテン、1−ヘキセン、3−メチル−1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン等を含む。 Specific examples of the α-olefin as the monomer constituting the propylene copolymer include 1-butene, 1-pentene, 3-methyl-1-butene, 1-hexene, 3-methyl-1-pentene, and the like. Includes 4-methyl-1-pentene and the like.
超高分子量ポリオレフィンは超高分子量ランダムポリプロピレンを含有することがより好ましい。超高分子量ポリオレフィンが超高分子量ランダムポリプロピレンを含有することにより、熱による外装材の破袋を防止しやすくなることに加えて、電池作製の効率を上げるために、低熱量シール(低温・短時間)することができる。シーラント層の主成分としてランダムポリプロピレンを用い、且つ、超高分子量ポリオレフィンとして超高分子量ランダムポリプロピレンを含有する場合、成型により外装材にクラックが発生することを抑制しやすくなり、外装材に耐白化性を付与しやすくなる。したがって、絶縁性と上記各種必要特性とを両立しやすくなる。 It is more preferable that the ultra-high molecular weight polyolefin contains ultra-high molecular weight random polypropylene. Since the ultra-high molecular weight polyolefin contains ultra-high molecular weight random polypropylene, it is easy to prevent the outer material from being broken due to heat, and in order to improve the efficiency of battery production, a low calorific value seal (low temperature, short time) )can do. When random polypropylene is used as the main component of the sealant layer and ultra-high molecular weight random polypropylene is contained as the ultra-high molecular weight polyolefin, it becomes easy to suppress the occurrence of cracks in the exterior material due to molding, and the exterior material has whitening resistance. Will be easier to grant. Therefore, it becomes easy to achieve both the insulating property and the various required characteristics described above.
シーラント層16としての超高分子量ポリオレフィン含有層は、上記超高分子量ポリオレフィン以外の成分を含んでいてもよい。シーラント層16としての超高分子量ポリオレフィン含有層は、例えば、ベースとなる樹脂組成物(以下、「ベース樹脂組成物」ともいう)と、超高分子量ポリオレフィンとから構成されていてもよい。ここで、上記ベース樹脂組成物は、シーラント層16の全構成成分から超高分子量ポリオレフィンを除いた成分をいう。このとき、上記超高分子量ポリオレフィンとベース樹脂組成物は、シーラント層の発泡を抑制する効果をより大きく発揮させるために、相溶するように組み合わせることが好ましい。例えば、超高分子量ポリオレフィンが超高分子量ポリプロピレンである場合、ベース樹脂成分はポリプロピレン系であることが好ましく、超高分子量ポリオレフィンが超高分子量ポリエチレンである場合、ベース樹脂成分はポリエチレン系であることが好ましい。
The ultra-high molecular weight polyolefin-containing layer as the
シーラント層16が、「ベース樹脂組成物」を含有する場合、「ベース樹脂組成物」の含有量は、シーラント層16の全質量を基準として、例えば、40.0〜97.0質量%であってもよく、50.0〜95.0質量%であってもよく、70.0〜85.0質量%であってもよい。また、超高分子量ポリオレフィンの含有量は、シーラント層16の全質量を基準として、例えば、3.0〜60.0質量%であることが好ましく、5.0〜50.0質量%であることがより好ましく、10.0〜35.0質量%であることがさらに好ましい。
When the
超高分子量ポリオレフィンの含有量が3.0質量%以上であると、絶縁性の低下をより抑制することができる。また、超高分子量ポリオレフィンの含有量が60.0質量%以下であると、必要特性を満たすための改質剤を添加しやすくなるとともに、成膜性を維持しつつ高速加工をしやすくなる。 When the content of the ultra-high molecular weight polyolefin is 3.0% by mass or more, the deterioration of the insulating property can be further suppressed. Further, when the content of the ultra-high molecular weight polyolefin is 60.0% by mass or less, it becomes easy to add a modifier for satisfying the required properties, and it becomes easy to perform high-speed processing while maintaining the film-forming property.
「ベース樹脂組成物」(上記超高分子量ポリオレフィンを除く)としては、特に制限はなく、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィンが挙げられる。「ベース樹脂組成物」としては、例えば、(A)プロピレン−エチレンランダム共重合体を60〜95質量%と、(B)ブテン−1をコモノマーとする融点150℃以下のポリオレフィン系エラストマーを5〜40質量%と、を含有する樹脂組成物(以下、場合により「樹脂組成物α」という)が挙げられる。このような樹脂組成物は、特に超高分子量ポリオレフィンが超高分子量ポリプロピレンである場合に、当該超高分子量ポリプロピレンとの相溶性に優れることから、ラミネート強度、シール強度、成型白化耐性等の諸特性がさらに向上すると考えられる。すなわち、シーラント層16は、ベース樹脂組成物としての上記樹脂組成物αと、超高分子量ポリオレフィン(好ましくは、超高分子量ポリプロピレン)とから構成されていてもよい。この場合、樹脂組成物αの含有量は、シーラント層16の全質量を基準として、例えば、40.0〜97.0質量%であってもよく、50.0〜95.0質量%であってもよい。また、超高分子量ポリオレフィンの含有量は、シーラント層16の全質量を基準として、例えば、3.0〜60.0質量%であってもよく、5.0〜50.0質量%であってもよい。
The "base resin composition" (excluding the above-mentioned ultra-high molecular weight polyolefin) is not particularly limited, and examples thereof include polyolefins such as polyethylene and polypropylene. Examples of the "base resin composition" include 5 to 95% by mass of (A) propylene-ethylene random copolymer and 5 to 5) polyolefin-based elastomer having (B) butene-1 as a comonomer and having a melting point of 150 ° C. or lower. Examples thereof include a resin composition containing 40% by mass (hereinafter, may be referred to as “resin composition α”). Such a resin composition is excellent in compatibility with the ultra-high molecular weight polypropylene, particularly when the ultra-high molecular weight polyolefin is ultra-high molecular weight polypropylene, and therefore has various properties such as laminate strength, seal strength, and molding whitening resistance. Is expected to improve further. That is, the
[樹脂組成物α(上記超高分子量ポリオレフィンは除く)]
樹脂組成物αは、上述のとおり、(A)プロピレン−エチレンランダム共重合体を60〜95質量%と、(B)ブテン−1をコモノマーとする融点150℃以下のポリオレフィン系エラストマーを5〜40質量%と、を含有する。
[Resin composition α (excluding the above ultra-high molecular weight polyolefin)]
As described above, the resin composition α contains 5 to 40 polyolefin-based elastomers having (A) propylene-ethylene random copolymer in an amount of 60 to 95% by mass and (B) butene-1 as a comonomer and having a melting point of 150 ° C. or lower. Contains% by weight.
((A)プロピレン−エチレンランダム共重合体)
(A)プロピレン−エチレンランダム共重合体は、プロピレン−エチレンブロック共重合体及びプロピレン単独重合体と比較して低温でのヒートシール性に優れており、電解液が関与するシール特性を向上させることができる。
((A) Propylene-Ethylene Random Copolymer)
(A) The propylene-ethylene random copolymer is superior in heat-sealing property at low temperature as compared with the propylene-ethylene block copolymer and the propylene homopolymer, and improves the sealing property in which the electrolytic solution is involved. Can be done.
(A)プロピレン−エチレンランダム共重合体において、エチレン含有量は0.1〜10質量%であることが好ましく、1〜7質量%であることがより好ましく、2〜5質量%であることがさらに好ましい。エチレン含有量が0.1質量%以上であると、エチレンを共重合させることによる融点低下効果が十分に得られ、電解液が関与するシール特性をより一層向上できるとともに、耐衝撃性が得られ、シール強度や耐成型白化性を向上できる傾向がある。エチレン含有量が10質量%以下であると、融点が下がりすぎることを抑制でき、過剰シール部分の発生をより十分に抑制できる傾向がある。なお、エチレン含有量は、重合時のモノマーの混合比率から算出することができる。 In the propylene-ethylene random copolymer (A), the ethylene content is preferably 0.1 to 10% by mass, more preferably 1 to 7% by mass, and preferably 2 to 5% by mass. More preferred. When the ethylene content is 0.1% by mass or more, the melting point lowering effect by copolymerizing ethylene can be sufficiently obtained, the sealing characteristics in which the electrolytic solution is involved can be further improved, and impact resistance can be obtained. , There is a tendency to improve seal strength and molding whitening resistance. When the ethylene content is 10% by mass or less, it is possible to suppress the melting point from dropping too much, and there is a tendency that the occurrence of an excess seal portion can be suppressed more sufficiently. The ethylene content can be calculated from the mixing ratio of the monomers at the time of polymerization.
(A)プロピレン−エチレンランダム共重合体の融点は、120〜145℃であることが好ましく、125〜140℃であることがより好ましい。融点が120℃以上であると、過剰シール部分の発生をより十分に抑制できる傾向がある。融点が145℃以下であると、電解液が関与するシール特性をより一層向上できる傾向がある。 The melting point of the propylene-ethylene random copolymer (A) is preferably 120 to 145 ° C, more preferably 125 to 140 ° C. When the melting point is 120 ° C. or higher, the occurrence of an excessively sealed portion tends to be more sufficiently suppressed. When the melting point is 145 ° C. or lower, the sealing property in which the electrolytic solution is involved tends to be further improved.
(A)プロピレン−エチレンランダム共重合体の重量平均分子量は、融点が上記範囲内となるように適宜調整することが好ましいが、好ましくは10,000以上200,000未満であり、より好ましくは50,000以上150,000以下である。 The weight average molecular weight of the propylene-ethylene random copolymer (A) is preferably adjusted appropriately so that the melting point is within the above range, but is preferably 10,000 or more and less than 200,000, more preferably 50. It is 000 or more and 150,000 or less.
(A)プロピレン−エチレンランダム共重合体は、酸変性されたものであってもよく、例えば、無水マレイン酸をグラフト変性させた酸変性プロピレン−エチレンランダム共重合体であってもよい。酸変性プロピレン−エチレンランダム共重合体を用いることにより、タブシーラントがなくてもタブリードとの密着性を保つことができる。 The propylene-ethylene random copolymer (A) may be an acid-modified one, and may be, for example, an acid-modified propylene-ethylene random copolymer obtained by graft-modifying maleic anhydride. By using the acid-modified propylene-ethylene random copolymer, the adhesion to the tab lead can be maintained even without the tab sealant.
(A)プロピレン−エチレンランダム共重合体は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。 (A) The propylene-ethylene random copolymer may be used alone or in combination of two or more.
樹脂組成物αにおいて、(A)成分の含有量は、樹脂組成物αの固形分全量を基準として60〜95質量%であり、60〜90質量%であることが好ましく、60〜85質量%であることがより好ましい。(A)成分の含有量が60質量%以上であることにより、(A)成分を用いること自体の効果により、シール特性を向上させることができる。また、(A)成分の含有量を60質量%以上とすることにより、(B)成分が過剰に存在することを防げるため、シーラント層16の耐熱性の低下を抑制でき、且つ、過剰シール部分の発生を抑制することができる。一方、(A)成分の含有量を95質量%以下とすることにより、(B)成分を5質量%以上含有させることができるため、(B)成分によるデガッシングヒートシール強度の改善効果を十分に得ることができる。
In the resin composition α, the content of the component (A) is 60 to 95% by mass, preferably 60 to 90% by mass, preferably 60 to 85% by mass, based on the total solid content of the resin composition α. Is more preferable. When the content of the component (A) is 60% by mass or more, the sealing characteristics can be improved by the effect of using the component (A) itself. Further, by setting the content of the component (A) to 60% by mass or more, it is possible to prevent the component (B) from being excessively present, so that it is possible to suppress a decrease in the heat resistance of the
((B)ブテン−1をコモノマーとする融点150℃以下のポリオレフィン系エラストマー)
(B)ブテン−1をコモノマーとする融点150℃以下のポリオレフィン系エラストマーは、デガッシングヒートシール強度を含む電解液が関与するシール特性の向上に寄与するとともに、成型白化の発生の抑制に寄与する。
((B) Polyolefin elastomer having a melting point of 150 ° C. or less using butene-1 as a comonomer)
(B) A polyolefin-based elastomer containing butene-1 as a comonomer and having a melting point of 150 ° C. or lower contributes to the improvement of sealing characteristics in which the electrolytic solution including the degassing heat seal strength is involved, and also contributes to the suppression of the occurrence of molding whitening. To do.
(B)ポリオレフィン系エラストマーは、(A)成分に対して相溶性を有するものであっても、相溶性を有さないものであってもよいが、相溶性を有する(B−1)相溶系ポリオレフィン系エラストマーと、相溶性を有さない(B−2)非相溶系ポリオレフィン系エラストマーの両方を含むことが好ましい。ここで、(A)成分を構成する樹脂が、プロピレン−エチレンランダム共重合体である場合、(A)成分に対して相溶性を有する(相溶系)とは、(A)成分を構成するプロピレン−エチレンランダム共重合体樹脂中に分散相サイズ1nm以上500nm未満で分散することを意味する。相溶性を有さない(非相溶系)とは、(A)成分を構成するプロピレン−エチレンランダム共重合体樹脂中に分散相サイズ500nm以上20μm未満で分散することを意味する。 The polyolefin-based elastomer (B) may be compatible with the component (A) or not compatible with the component (A), but may be compatible with the component (B-1). It is preferable to include both a polyolefin-based elastomer and an incompatible (B-2) incompatible polyolefin-based elastomer. Here, when the resin constituting the component (A) is a propylene-ethylene random copolymer, the (compatible system) having compatibility with the component (A) is the propylene constituting the component (A). -It means that the dispersion phase size is 1 nm or more and less than 500 nm in the ethylene random copolymer resin. The non-compatible (incompatible system) means that the dispersed phase size is 500 nm or more and less than 20 μm in the propylene-ethylene random copolymer resin constituting the component (A).
(B−1)相溶系ポリオレフィン系エラストマーとしては、例えば、プロピレン−ブテン−1ランダム共重合体が挙げられる。 Examples of the (B-1) compatible polyolefin-based elastomer include a propylene-butene-1 random copolymer.
(B−2)非相溶系ポリオレフィン系エラストマーとしては、例えば、エチレン−ブテン−1ランダム共重合体が挙げられる。 Examples of the (B-2) incompatible polyolefin-based elastomer include ethylene-butene-1 random copolymers.
(B)ポリオレフィン系エラストマーの融点は、150℃以下であることが必要であるが、過剰シール部分の抑制、成型白化の抑制及び電解液が関与するシール特性の向上の観点から、60〜120℃であることが好ましく、65〜90℃であることがより好ましい。融点が150℃以下であることにより、電解液が関与するシール特性、特にデガッシングヒートシール強度を改善することができる。また、融点が60℃以上であると、過剰シール部分の発生を抑制する観点で有利である。(B)ポリオレフィン系エラストマーの重量平均分子量は、融点が上記範囲内となるように適宜調整することが好ましいが、好ましくは10,000以上200,000未満であり、より好ましくは50,000以上150,000以下である。 The melting point of the polyolefin-based elastomer (B) needs to be 150 ° C. or lower, but from the viewpoint of suppressing excess sealing portions, suppressing molding whitening, and improving sealing characteristics involving an electrolytic solution, 60 to 120 ° C. The temperature is preferably 65 to 90 ° C., and more preferably 65 to 90 ° C. When the melting point is 150 ° C. or lower, the sealing characteristics in which the electrolytic solution is involved, particularly the degassing heat seal strength, can be improved. Further, when the melting point is 60 ° C. or higher, it is advantageous from the viewpoint of suppressing the generation of an excessively sealed portion. The weight average molecular weight of the polyolefin-based elastomer (B) is preferably adjusted appropriately so that the melting point is within the above range, but is preferably 10,000 or more and less than 200,000, and more preferably 50,000 or more and 150. It is less than 000.
(B)ポリオレフィン系エラストマーは、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。 (B) The polyolefin-based elastomer may be used alone or in combination of two or more.
樹脂組成物αにおいて、(B)成分の含有量は、樹脂組成物αの固形分全量を基準として5〜40質量%であり、10〜40質量%であることが好ましく、15〜40質量%であることがより好ましい。(B)成分の含有量が5質量%以上であることにより、電解液が関与するシール特性、特にデガッシングヒートシール強度の改善効果を十分に得ることができる。一方、(B)成分の含有量を40質量%以下とすることにより、シーラント層16の耐熱性の低下を抑制でき、且つ、過剰シール部分の発生を抑制することができる。
In the resin composition α, the content of the component (B) is 5 to 40% by mass, preferably 10 to 40% by mass, based on the total solid content of the resin composition α, and is preferably 15 to 40% by mass. Is more preferable. When the content of the component (B) is 5% by mass or more, it is possible to sufficiently obtain the effect of improving the sealing characteristics in which the electrolytic solution is involved, particularly the degassing heat seal strength. On the other hand, by setting the content of the component (B) to 40% by mass or less, it is possible to suppress a decrease in the heat resistance of the
(B)成分が(B−1)相溶系ポリオレフィン系エラストマーと(B−2)非相溶系ポリオレフィン系エラストマーとを含む場合、両者の含有量比((B−1)相溶系ポリオレフィン系エラストマー/(B−2)非相溶系ポリオレフィン系エラストマー)は、質量比で0.5〜3であることが好ましく、1〜2であることがより好ましい。含有量比を上記範囲とすることにより、耐成型白化性及び電解液が関与するシール特性をバランスよく向上させることができる。 When the component (B) contains (B-1) compatible polyolefin-based elastomer and (B-2) incompatible polyolefin-based elastomer, the content ratio of both ((B-1) compatible polyolefin-based elastomer / ( B-2) Incompatible polyolefin-based elastomer) is preferably 0.5 to 3 in mass ratio, and more preferably 1 to 2. By setting the content ratio within the above range, it is possible to improve the molding whitening resistance and the sealing characteristics in which the electrolytic solution is involved in a well-balanced manner.
(添加成分)
樹脂組成物αは、上述した(A)成分及び(B)成分以外の他の成分をさらに含んでいてもよい。(A)成分及び(B)成分以外の他の成分としては、例えば引取性、加工性を向上させるためにLDPE(低密度ポリエチレン)などの他の樹脂を添加してもよい。添加する他の樹脂成分の含有量は、シーラント層16の全質量を100質量部とした場合、10質量部以下であることが好ましい。また、樹脂以外の成分として、例えば、スリップ剤、アンチブロッキング剤、酸化防止剤、光安定剤、難燃剤等が挙げられる。これら樹脂以外の他の成分の含有量は、シーラント層16の全質量を100質量部とした場合、5質量部以下であることが好ましい。
(Additional ingredients)
The resin composition α may further contain components other than the above-mentioned component (A) and component (B). As the component (A) and the component other than the component (B), for example, another resin such as LDPE (low density polyethylene) may be added in order to improve the takeability and processability. The content of the other resin component to be added is preferably 10 parts by mass or less when the total mass of the
シーラント層16において、ブテン−1の存在は、FT−IR(フーリエ変換赤外分光光度計)により帰属することで確認可能である。また、ブテン−1の含有量は、既知量のブテン−1を含むエラストマーを既知量配合した樹脂組成物αを用いて、(A)成分と(B)成分の特性吸収帯の透過度あるいは吸光度にて検量線を作成することで確認することが可能である。さらに、(B−1)相溶系ポリオレフィン系エラストマー、及び、(B−2)非相溶系ポリオレフィン系エラストマーのそれぞれのブテン−1含有量についても、同様にFT−IRの特性吸収帯にてイメージングを行い、顕微FT−IR(透過法)でブテン−1起因の吸収帯でマッピングすることにより確認可能である。なお、FT−IR以外にも、シーラント層16をNMRで測定することでブテン−1の存在及び含有量を確認することも可能である。
The presence of butene-1 in the
なお、ベース樹脂組成物は、超高分子量ポリオレフィンとの相溶性を考慮して、種々変更することも可能である。例えば、超高分子量ポリオレフィンが超高分子量ポリエチレンである場合、ベース樹脂組成物は、上記樹脂組成物αにおける(A)成分に代えて、ポリエチレンを含んでいてもよい。この場合、ベース樹脂組成物はさらに、上記樹脂組成物αにける(B−1)成分に代えて、上記ポリエチレンと相溶性を有する相溶系ポリオレフィン系エラストマーを含んでいてもよく、(B−2)成分に代えて、上記ポリエチレンと相溶性を有さない非相溶系ポリオレフィン系エラストマーを含んでいてもよい。 The base resin composition can be variously changed in consideration of compatibility with ultra-high molecular weight polyolefin. For example, when the ultra-high molecular weight polyolefin is ultra-high molecular weight polyethylene, the base resin composition may contain polyethylene instead of the component (A) in the resin composition α. In this case, the base resin composition may further contain a compatible polyolefin-based elastomer having compatibility with the above-mentioned polyethylene instead of the (B-1) component in the above-mentioned resin composition α (B-2). ) Component may contain an incompatible polyolefin-based elastomer that is incompatible with the above-mentioned polyethylene.
シーラント層16の厚さは、特に限定されるものではないが、例えば、5〜100μmの範囲であることが好ましく、20〜80μmの範囲であることがより好ましい。また、シーラント層16の厚さは、薄膜化の観点から、30μm以下であってもよい。本実施形態の蓄電装置用外装材は、このような薄膜構成であっても、ヒートシール、成型及びデガッシングヒートシール後の絶縁性の低下を抑制することができる。
The thickness of the
以上、本実施形態の蓄電装置用外装材の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the preferred embodiment of the exterior material for the power storage device of the present embodiment has been described in detail above, the present invention is not limited to such a specific embodiment, and the present invention described within the scope of the claims. Various modifications and changes are possible within the scope of the gist of.
例えば、図1では、腐食防止処理層14が金属箔層13の第二の接着剤層17側の面に形成されている場合を示したが、腐食防止処理層14は金属箔層13の第一の接着剤層12側の面に形成されていてもよく、金属箔層13の両面に形成されていてもよい。金属箔層13の両面に腐食防止処理層14が形成されている場合、金属箔層13の第一の接着剤層12側に形成される腐食防止処理層14の構成と、金属箔層13の第二の接着剤層17側に形成される腐食防止処理層14の構成とは、同一であっても異なっていてもよい。
For example, FIG. 1 shows a case where the corrosion
図1では、第二の接着剤層17を用いて金属箔層13とシーラント層16とが積層されている場合を示したが、図2に示す蓄電装置用外装材20及び図3に示す蓄電装置用外装材30のように第二の接着剤層17を介さずに、金属箔層13上にシーラント層16が直接形成されていてもよい。一方で、図2に示す蓄電装置用外装材20及び図3に示す蓄電装置用外装材30が、金属箔層13とシーラント層16との間に第二の接着剤層17を備えることもできる。
FIG. 1 shows a case where the
図1では、シーラント層16が単層から形成されている場合を示したが、シーラント層16は、図2に示す蓄電装置用外装材20及び図3に示す蓄電装置用外装材30のように2層以上の多層から形成されていてもよい。シーラント層16を形成する多層のそれぞれの層の構成は、同一であっても異なっていてもよい。なお、シーラント層16が多層である場合には、そのうちの少なくとも一層が、超高分子量ポリオレフィンが含まれる超高分子量ポリオレフィン含有層である。
FIG. 1 shows a case where the
図2に示す蓄電装置用外装材20においては、シーラント層16は、第一のシーラント層16a及び第二のシーラント層16bから構成されている。ここで、第一のシーラント層16aは、シーラント層の最外層であり、第二のシーラント層16bは、シーラント層の最内層である。第一のシーラント層16a及び第二のシーラント層16bからなる群より選ばれる少なくとも一層は、上記超高分子量ポリオレフィンが含まれる超高分子量ポリオレフィン含有層である。
In the
第二のシーラント層16b(最内層)は、例えば、上述した外装材10におけるシーラント層16と同様の構成成分を用いて形成することができる。第二のシーラント層16bが超高分子量ポリオレフィン含有層である場合、電解液が関与する場合のラミネート強度を維持しつつ、絶縁性の低下が抑制されやすくなる。
The
また、第二のシーラント層16bは、上述した外装材10におけるシーラント層16を形成する材料から、超高分子量ポリオレフィンを除いた材料を用いて形成してもよい。
Further, the
第二のシーラント層16bの厚さは、特に限定されるものではないが、具体的には、例えば、5〜100μmの範囲であることが好ましく、薄膜化の観点から10〜30μmの範囲であってもよい。
The thickness of the
第一のシーラント層16a(最外層、金属箔側層)は、例えば、第二のシーラント層16bと同様の構成成分を用いて形成してもよいが、第一のシーラント層16aにおいては、例えば、ベース樹脂組成物としての樹脂組成物αに代えて、アルミ処理と接着性を考慮し主成分となる接着性樹脂組成物と必要に応じて添加剤成分とを含む樹脂組成物(以下、場合により「樹脂組成物β」という)を用いることが好ましい。すなわち、第一のシーラント層16aは、例えば、超高分子量ポリオレフィンと樹脂組成物βとから形成されていてもよく、樹脂組成物βのみから形成されていてもよい。第一のシーラント層16aが、接着性樹脂組成物を含有すると、接着剤層を介することなく、金属箔層にシーラント層を形成し得る。第一のシーラント層16aが超高分子量ポリオレフィンと樹脂組成物βとから形成される場合、電解液による膨潤及び発泡によるシーラント層の破壊が抑制されやすくなるとともに、金属箔層近傍が露出し電解液と接触することを長期にわたり抑制できることから、絶縁性の低下をより効率的に抑制することができる。
The
[樹脂組成物β(上記超高分子量ポリオレフィンは除く)]
樹脂組成物βにおける接着性樹脂組成物は、特に制限されないが、変性ポリオレフィン樹脂(a)成分とマクロ相分離熱可塑性エラストマー(b)成分とを含有することが好ましい。また、添加剤成分は、アタクチック構造のポリプロピレン又はアタクチック構造のプロピレン−αオレフィン共重合体(c)を含むことが好ましい。以下、各成分について説明する。
[Resin composition β (excluding the above ultra-high molecular weight polyolefin)]
The adhesive resin composition in the resin composition β is not particularly limited, but preferably contains a modified polyolefin resin (a) component and a macrophase-separated thermoplastic elastomer (b) component. Further, the additive component preferably contains polypropylene having an atactic structure or a propylene-α-olefin copolymer (c) having an atactic structure. Hereinafter, each component will be described.
(変性ポリオレフィン樹脂(a))
変性ポリオレフィン樹脂(a)は、不飽和カルボン酸、不飽和カルボン酸の酸無水物、不飽和カルボン酸のエステルのいずれかから導かれる不飽和カルボン酸誘導体成分が、ポリオレフィン樹脂にグラフト変性された樹脂であることが好ましい。
(Modified polyolefin resin (a))
The modified polyolefin resin (a) is a resin in which an unsaturated carboxylic acid derivative component derived from any one of an unsaturated carboxylic acid, an acid anhydride of the unsaturated carboxylic acid, and an ester of the unsaturated carboxylic acid is graft-modified to the polyolefin resin. Is preferable.
ポリオレフィン樹脂としては、例えば、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、エチレン−αオレフィン共重合体、ホモ、ブロック、あるいはランダムポリプロピレン、プロピレン−αオレフィン共重合体などのポリオレフィン樹脂などが挙げられる。 Examples of the polyolefin resin include low-density polyethylene, medium-density polyethylene, high-density polyethylene, ethylene-α-olefin copolymer, homo, block, and polyolefin resins such as random polypropylene and propylene-α-olefin copolymer. ..
これらのポリオレフィン樹脂をグラフト変性する際に用いる化合物としては、不飽和カルボン酸、不飽和カルボン酸の酸無水物、不飽和カルボン酸のエステルのいずれかから導かれる不飽和カルボン酸誘導体成分が挙げられる。 Examples of the compound used for graft modification of these polyolefin resins include unsaturated carboxylic acid derivative components derived from any of unsaturated carboxylic acids, acid anhydrides of unsaturated carboxylic acids, and esters of unsaturated carboxylic acids. ..
具体的には、不飽和カルボン酸として、例えばアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマール酸、イタコン酸、シトラコン酸、テトラヒドロフタル酸、ビシクロ[2,2,1]ヘプト−2−エン−5,6−ジカルボン酸などが挙げられる。 Specifically, as unsaturated carboxylic acids, for example, acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, citraconic acid, tetrahydrophthalic acid, bicyclo [2,2,1] hept-2-ene-5, 6-Dicarboxylic acid and the like can be mentioned.
不飽和カルボン酸の酸無水物としては、例えば無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ビシクロ[2,2,1]ヘプト−2−エン−5,6−ジカルボン酸無水物などの不飽和カルボン酸の酸無水物などが挙げられる。 Examples of the acid anhydride of the unsaturated carboxylic acid include maleic anhydride, itaconic anhydride, citraconic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, and bicyclo [2,2,1] hept-2-ene-5,6-dicarboxylic acid anhydride. Examples thereof include acid anhydrides of unsaturated carboxylic acids such as substances.
不飽和カルボン酸のエステルとしては、例えばアクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、マレイン酸ジメチル、マレイン酸モノメチル、フマール酸ジエチル、イタコン酸ジメチル、シトラコン酸ジエチル、テトラヒドロ無水フタル酸ジメチル、ビシクロ[2,2,1]ヘプト−2−エン−5,6−ジカルボン酸ジメチルなどの不飽和カルボン酸のエステルなどが挙げられる。 Examples of the ester of unsaturated carboxylic acid include methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate, dimethyl maleate, monomethyl maleate, diethyl fumarate, dimethyl itaconic acid, diethyl citraconic acid, and tetrahydrophthalic anhydride. Examples thereof include esters of unsaturated carboxylic acids such as dimethyl and dimethyl bicyclo [2,2,1] hept-2-ene-5,6-dicarboxylic acid.
変性ポリオレフィン樹脂(a)は、ベースとなるポリオレフィン樹脂100質量部に対し、上述した不飽和カルボン酸誘導体成分0.2〜100質量部をラジカル開始剤の存在下、グラフト重合(グラフト変性)することで製造することができる。グラフト変性の反応温度は、50〜250℃が好ましく、60〜200℃がより好ましい。また、反応時間は、製造方法に応じて適宜設定されるが、例えば二軸押出機による溶融グラフト重合の場合、押出機の滞留時間内、具体的には2〜30分が好ましく、5〜10分がより好ましい。なお、グラフト変性は、常圧、加圧のいずれの条件下においても実施できる。 In the modified polyolefin resin (a), 0.2 to 100 parts by mass of the above-mentioned unsaturated carboxylic acid derivative component is graft-polymerized (graft-modified) with respect to 100 parts by mass of the base polyolefin resin in the presence of a radical initiator. Can be manufactured with. The reaction temperature for graft modification is preferably 50 to 250 ° C, more preferably 60 to 200 ° C. The reaction time is appropriately set according to the production method. For example, in the case of melt graft polymerization by a twin-screw extruder, it is preferably within the residence time of the extruder, specifically 2 to 30 minutes, and 5 to 10 minutes. Minutes are more preferred. The graft modification can be carried out under either normal pressure or pressurized conditions.
グラフト変性に用いられるラジカル開始剤としては、アルキルパーオキサイド、アリールパーオキサイド、アシルパーオキサイド、ケトンパーオキサイド、パーオキシケタール、パーオキシカーボネート、パーオキシエステル、ハイドロパーオキサイドなどの有機過酸化物が挙げられる。 Examples of radical initiators used for graft modification include organic peroxides such as alkyl peroxides, aryl peroxides, acyl peroxides, ketone peroxides, peroxyketals, peroxycarbonates, peroxyesters and hydroperoxides. Be done.
これらの有機過酸化物は、上述した反応温度や反応時間の条件によって適宜選択して用いることができる。例えば、二軸押出機による溶融グラフト重合の場合、アルキルパーオキサイド、パーオキシケタール、パーオキシエステルが好ましく、具体的にはジ−t−ブチルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ−t−ブチルペルオキシ−ヘキシン−3、ジクミルペルオキシドなどが好ましい。 These organic peroxides can be appropriately selected and used depending on the above-mentioned reaction temperature and reaction time conditions. For example, in the case of melt graft polymerization by a twin-screw extruder, alkyl peroxide, peroxyketal, and peroxyester are preferable, and specifically, di-t-butyl peroxide and 2,5-dimethyl-2,5-di are used. -T-Butylperoxy-hexin-3, dicumyl peroxide and the like are preferable.
変性ポリオレフィン樹脂(a)としては、無水マレイン酸により変性されたポリオレフィン樹脂が好ましく、例えば、三井化学社製の「アドマー」、三菱化学社製の「モディック」などが適している。このような変性ポリオレフィン樹脂(a)成分は、各種金属や各種官能基を有するポリマーとの反応性に優れるため、該反応性を利用して第一のシーラント層16aに密着性を付与することができ、耐電解液性を向上することができる。
As the modified polyolefin resin (a), a polyolefin resin modified with maleic anhydride is preferable, and for example, "Admer" manufactured by Mitsui Chemicals, Inc., "Modic" manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, and the like are suitable. Since such a modified polyolefin resin (a) component has excellent reactivity with various metals and polymers having various functional groups, it is possible to impart adhesion to the
なお、変性ポリオレフィン樹脂(a)の重量平均分子量は、密着性や耐電解液性の効果をより効率的に得る観点から、好ましくは10,000以上200,000未満であり、より好ましくは50,000以上150,000以下である。 The weight average molecular weight of the modified polyolefin resin (a) is preferably 10,000 or more and less than 200,000, more preferably 50, from the viewpoint of more efficiently obtaining the effects of adhesion and electrolytic solution resistance. It is 000 or more and 150,000 or less.
(マクロ相分離熱可塑性エラストマー(b))
マクロ相分離熱可塑性エラストマー(b)は、変性ポリオレフィン樹脂(a)に対し、分散相サイズが200nmを超え、50μm以下の範囲でマクロ相分離構造を形成するものである。
(Macro Phase Separation Thermoplastic Elastomer (b))
The macrophase-separated thermoplastic elastomer (b) forms a macrophase-separated structure with respect to the modified polyolefin resin (a) in a dispersed phase size of more than 200 nm and 50 μm or less.
接着性樹脂組成物が、マクロ相分離熱可塑性エラストマー(b)成分を含有することにより、第一のシーラント層16aを構成する主成分となり得る変性ポリオレフィン樹脂(a)成分等をラミネートする際に発生する残留応力を開放することができ、熱弾性的な接着性を第一のシーラント層16aに付与することができる。したがって、第一のシーラント層16aの密着性がより向上して、耐電解液性により優れた外装材20が得られる。
Generated when the adhesive resin composition is laminated with a modified polyolefin resin (a) component or the like which can be a main component constituting the
マクロ相分離熱可塑性エラストマー(b)は、変性ポリオレフィン樹脂(a)上で海島状に存在するが、分散相サイズが200nm以下であると、粘弾性的な接着性の改善を付与させることが困難になる。一方、分散相サイズが50μmを超えると、変性ポリオレフィン樹脂(a)とマクロ相分離熱可塑性エラストマー(b)とは本質的に非相溶性であるため、ラミネート適正(加工性)が著しく低下するとともに、第一のシーラント層16aの物理的強度が低下しやすくなる。以上より、分散相サイズは、500nm〜10μmであることが好ましい。
The macrophase-separated thermoplastic elastomer (b) exists in a sea-island shape on the modified polyolefin resin (a), but when the dispersed phase size is 200 nm or less, it is difficult to impart an improvement in viscoelastic adhesiveness. become. On the other hand, when the dispersed phase size exceeds 50 μm, the modified polyolefin resin (a) and the macrophase-separated thermoplastic elastomer (b) are essentially incompatible, so that the laminating suitability (workability) is significantly reduced. , The physical strength of the
このようなマクロ相分離熱可塑性エラストマー(b)としては、例えば、エチレン及び/又はプロピレンに、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテン、4−メチル−1−ペンテンから選ばれるα−オレフィンを共重合させたポリオレフィン系の熱可塑性エラストマーが挙げられる。 As such a macrophase-separated thermoplastic elastomer (b), for example, ethylene and / or propylene is selected from 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 1-octene, and 4-methyl-1-pentene. Examples thereof include polyolefin-based thermoplastic elastomers obtained by copolymerizing α-olefins.
また、マクロ相分離熱可塑性エラストマー(b)成分としては、市販品を使用することができ、例えば、三井化学社製の「タフマー」、三菱化学社製の「ゼラス」、モンテル社製の「キャタロイ」などが適している。 As the macrophase-separated thermoplastic elastomer (b) component, a commercially available product can be used, for example, "Toughmer" manufactured by Mitsui Chemicals, "Zeras" manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, and "Cataloy" manufactured by Montel. ] Etc. are suitable.
上記樹脂組成物βにおいて変性ポリオレフィン樹脂(a)成分に対するマクロ相分離熱可塑性エラストマー(b)成分の含有量は、変性ポリオレフィン樹脂(a)成分100質量部に対して、1〜40質量部であることが好ましく、5〜30質量部であることがより好ましい。ここで、マクロ相分離熱可塑性エラストマー(b)成分の含有量が1質量部未満であると、第一のシーラント層の密着性の向上が期待できない。一方、マクロ相分離熱可塑性エラストマー(b)成分の含有量が40質量部を超えると、本来、変性ポリオレフィン樹脂(a)成分とマクロ相分離熱可塑性エラストマー(b)成分とは相溶性が低いために加工性が著しく低下しやすくなる。また、マクロ相分離熱可塑性エラストマー(b)成分は接着性を示す樹脂ではないため、第二のシーラント層16bや腐食防止処理層14などの他の層に対する第一のシーラント層16aの密着性が低下しやすくなる。
In the resin composition β, the content of the macrophase-separated thermoplastic elastomer (b) component with respect to the modified polyolefin resin (a) component is 1 to 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the modified polyolefin resin (a) component. It is preferably 5 to 30 parts by mass, and more preferably 5 to 30 parts by mass. Here, if the content of the macrophase-separated thermoplastic elastomer (b) component is less than 1 part by mass, improvement in the adhesion of the first sealant layer cannot be expected. On the other hand, when the content of the macrophase-separated thermoplastic elastomer (b) component exceeds 40 parts by mass, the compatibility between the modified polyolefin resin (a) component and the macrophase-separated thermoplastic elastomer (b) component is originally low. In addition, the workability tends to be significantly reduced. Further, since the macrophase-separated thermoplastic elastomer (b) component is not a resin exhibiting adhesiveness, the adhesion of the
なお、マクロ相分離熱可塑性エラストマー(b)の重量平均分子量は、密着性や耐電解液性の効果をより効率的に得る観点から、好ましくは10,000以上200,000未満であり、より好ましくは50,000以上150,000以下である。 The weight average molecular weight of the macrophase-separated thermoplastic elastomer (b) is preferably 10,000 or more and less than 200,000 from the viewpoint of more efficiently obtaining the effects of adhesion and electrolytic solution resistance, which is more preferable. Is 50,000 or more and 150,000 or less.
(アタクチック構造のポリプロピレン又はアタクチック構造のプロピレン−αオレフィン共重合体(c))
上記樹脂組成物βは、添加剤成分として、アタクチック構造のポリプロピレン又はアタクチック構造のプロピレン−αオレフィン共重合体(以下、単に、「成分(c)」と称する)を含むことが好ましい。ここで、成分(c)は、完全非晶性の樹脂成分である。
(Polypropylene having an atactic structure or a propylene-α-olefin copolymer having an atactic structure (c))
The resin composition β preferably contains polypropylene having an atactic structure or a propylene-α-olefin copolymer having an atactic structure (hereinafter, simply referred to as “component (c)”) as an additive component. Here, the component (c) is a completely amorphous resin component.
以下、上記樹脂組成物βにおいて、主成分となる接着性樹脂組成物に添加剤成分(c)を添加する効果について説明する。 Hereinafter, the effect of adding the additive component (c) to the adhesive resin composition as the main component of the resin composition β will be described.
成分(c)は、溶融状態においては接着性樹脂組成物中の変性ポリオレフィン樹脂(a)成分と相溶するが、冷却に伴う結晶化の際に結晶外へ排出され、相分離する。これにより、成分(c)は、主成分である接着性樹脂組成物中の変性ポリオレフィン樹脂(a)成分の結晶化度を阻害しない。また、上記樹脂組成物β中に成分(c)を添加することで、変性ポリオレフィン樹脂(a)成分の濃度が成分(c)によって希釈されて結晶成長が抑制されるため、ベース樹脂の接着成分(すなわち、変性ポリオレフィン樹脂(a)成分)の結晶サイズ(球晶サイズ)を小さくすることが可能となる。また、結晶外に排出された成分(c)は、変性ポリオレフィン樹脂(a)成分の微小球晶の周辺に、均一に分散する。 The component (c) is compatible with the modified polyolefin resin (a) component in the adhesive resin composition in the molten state, but is discharged to the outside of the crystal during crystallization with cooling and phase-separated. As a result, the component (c) does not inhibit the crystallinity of the modified polyolefin resin (a) component in the adhesive resin composition which is the main component. Further, by adding the component (c) to the resin composition β, the concentration of the modified polyolefin resin (a) component is diluted by the component (c) and crystal growth is suppressed, so that the adhesive component of the base resin is suppressed. (That is, the crystal size (spherulite size) of the modified polyolefin resin (a) component) can be reduced. Further, the component (c) discharged to the outside of the crystal is uniformly dispersed around the microspherulite of the modified polyolefin resin (a) component.
ところで、従来から、外装材を冷間成型する際に「白化現象」が発生することが知られている。ここで、白化現象の機構について、説明する。
(1)熱ラミネート時の熱処理により、樹脂組成物β中の変性ポリオレフィン樹脂(a)が結晶化する。
(2)変性ポリオレフィン樹脂(a)と、マクロ相分離熱可塑性エラストマー(b)は非相溶性であるため、(1)の結晶化の挙動により、両者の界面で歪が生じる。
(3)成型時に応力が加わることで、両者の界面に亀裂が生じ、ボイド−クレイズが形成される。
(4)ボイド−クレイズにより光が散乱し、光学的な光の乱反射による白化現象が起こる。
By the way, it has been conventionally known that a "whitening phenomenon" occurs when an exterior material is cold-molded. Here, the mechanism of the bleaching phenomenon will be described.
(1) The modified polyolefin resin (a) in the resin composition β is crystallized by the heat treatment at the time of thermal lamination.
(2) Since the modified polyolefin resin (a) and the macrophase-separated thermoplastic elastomer (b) are incompatible, distortion occurs at the interface between the modified polyolefin resin (a) and the macrophase-separated thermoplastic elastomer (b) due to the crystallization behavior of (1).
(3) When stress is applied during molding, cracks occur at the interface between the two, and void-claises are formed.
(4) Light is scattered by void-claise, and a whitening phenomenon occurs due to diffused reflection of optical light.
すなわち、白化現象を抑制するためには、「熱ラミネート時の熱量で変性ポリオレフィン樹脂(a)の結晶化が進行しない(すなわち、結晶化しにくくさせる)こと」と、「変性ポリオレフィン樹脂(a)とマクロ相分離熱可塑性エラストマー(b)との密着性を改善すること」が、重要となることが知られている。 That is, in order to suppress the whitening phenomenon, "the crystallization of the modified polyolefin resin (a) does not proceed (that is, makes it difficult to crystallize) due to the amount of heat during thermal lamination" and "the modified polyolefin resin (a)". It is known that "improving the adhesion with the macrophase-separated thermoplastic elastomer (b)" is important.
これに対して、第一のシーラント層16aの主成分となり得る接着性樹脂組成物に添加剤成分として成分(c)を添加することにより、変性ポリオレフィン樹脂(a)成分の結晶サイズ(球晶サイズ)を小さくすることができるため、柔軟で且つ粘り強い膜特性を得られる。また、成分(c)が変性ポリオレフィン樹脂(a)の周辺に均一に分散することで、均一に応力緩和が可能となり、ボイドクレーズの発生が抑制できるため、成型時の応力に伴う外装材20の「白化現象」を緩和することが可能となると考えられる。
On the other hand, by adding the component (c) as an additive component to the adhesive resin composition that can be the main component of the
以上のように、第一のシーラント層16aの主成分となり得る接着性樹脂組成物に添加剤成分として成分(c)を添加することにより、第一のシーラント層16aの透明性を上げるとともに、成型時の応力に伴う白化現象を緩和することができる。これにより、成型白化も改善され、外装材20の屈曲応力に伴う絶縁性(耐屈曲性)の改善が可能となる。また、第一のシーラント層16a中の変性ポリオレフィン樹脂成分(a)の結晶化度が保持されつつ、柔軟性を付与できるため、外装材20の電解液膨潤時のラミネート強度低下を抑制することが可能となる。
As described above, by adding the component (c) as an additive component to the adhesive resin composition that can be the main component of the
(アイソタクチック構造のプロピレン−αオレフィン共重合体(d))
樹脂組成物βは、添加剤成分として、上述した成分(c)に加えて、アイソタクチック構造のプロピレン−αオレフィン共重合体(以下、単に「成分(d)」と称する)をさらに含んでいてもよい。
(Propylene-α-olefin copolymer having an isotactic structure (d))
The resin composition β further contains a propylene-α-olefin copolymer having an isotactic structure (hereinafter, simply referred to as “component (d)”) as an additive component in addition to the above-mentioned component (c). You may.
ここで、成分(d)は、樹脂組成物βの主成分である接着性樹脂成分において、変性ポリオレフィン樹脂(a)が特にポリプロピレン系の接着性樹脂の場合に相溶ゴム成分として作用し、当該変性ポリオレフィン樹脂(a)の結晶化を抑制する。 Here, the component (d) acts as a compatible rubber component in the adhesive resin component which is the main component of the resin composition β, especially when the modified polyolefin resin (a) is a polypropylene-based adhesive resin. It suppresses the crystallization of the modified polyolefin resin (a).
すなわち、樹脂組成物βの主成分である接着性樹脂成分に、添加剤成分としてさらに成分(d)を添加することにより、応力を緩和するための柔軟性が付与できるため、電解液ラミネート強度の低下を抑制しつつ、ヒートシール強度(特に耐電解液)の改善、ヒートシール、成型及びデガッシングヒートシール強度の改善が可能となる。また、添加剤成分として、成分(c)と成分(d)とを組み合わせることで、白化現象や耐屈曲絶縁性をより改善することができる。 That is, by further adding the component (d) as an additive component to the adhesive resin component which is the main component of the resin composition β, flexibility for relieving stress can be imparted, so that the strength of the electrolytic solution laminate can be increased. It is possible to improve the heat seal strength (particularly electrolytic solution resistance), heat seal, molding and degassing heat seal strength while suppressing the decrease. Further, by combining the component (c) and the component (d) as the additive component, the whitening phenomenon and the bending insulation resistance can be further improved.
樹脂組成物βにおいて、成分(a)及び成分(b)の合計質量は、第一のシーラント層16aの全質量を基準として、例えば、60質量%以上95質量%以下であってもよく、80質量%以上90質量%以下であってもよい。
In the resin composition β, the total mass of the component (a) and the component (b) may be, for example, 60% by mass or more and 95% by mass or less, based on the total mass of the
樹脂組成物βにおいて、成分(c)及び成分(d)の合計質量は、成分(a)、成分(b)、成分(c)及び成分(d)の合計質量を基準として、例えば、5質量%以上40質量%以下であることが好ましい。成分(c)及び成分(d)の合計質量が、成分(a)、成分(b)、成分(c)及び成分(d)の合計質量を基準として、5質量%未満であると、上述したような添加剤を添加することによる効果が十分に得られない傾向がある。一方、成分(c)及び成分(d)の合計質量が、成分(a)、成分(b)、成分(c)及び成分(d)の合計質量を基準として、40質量%を超えると、第二のシーラント層16bや腐食防止処理層14などの他の層に対する第一のシーラント層16aの密着性が低下しやすくなる傾向がある。これらの観点から、樹脂組成物βにおいて、成分(a)及び成分(b)の合計質量は、成分(a)、成分(b)、成分(c)及び成分(d)の合計質量を基準として、例えば、60〜95質量%であることが好ましい。
In the resin composition β, the total mass of the component (c) and the component (d) is, for example, 5 mass based on the total mass of the component (a), the component (b), the component (c) and the component (d). It is preferably% or more and 40% by mass or less. As described above, the total mass of the component (c) and the component (d) is less than 5% by mass based on the total mass of the component (a), the component (b), the component (c) and the component (d). There is a tendency that the effect of adding such an additive is not sufficiently obtained. On the other hand, when the total mass of the component (c) and the component (d) exceeds 40% by mass based on the total mass of the component (a), the component (b), the component (c) and the component (d), the first The adhesion of the
なお、樹脂組成物β中の、添加剤成分である成分(c)の分析方法としては、例えば、核磁気共鳴分光法(NMR)による立体規則性評価によって定量することが可能である。 As a method for analyzing the component (c) which is an additive component in the resin composition β, it can be quantified by, for example, stereoregularity evaluation by nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR).
一方、成分(d)の分析としては、フーリエ変換型赤外分光法(FT−IR)を用いて、α−オレフィンの分岐に帰属される吸収体と、変性ポリオレフィン樹脂(a)の特性吸収体に帰属される吸収体とで検量線を作成することで、配合比を確認することができる。 On the other hand, as the analysis of the component (d), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) is used to absorb the absorber belonging to the branch of the α-olefin and the characteristic absorber of the modified polyolefin resin (a). The compounding ratio can be confirmed by creating a calibration curve with the absorber belonging to.
樹脂組成物βは、接着性樹脂組成物(すなわち、変性ポリオレフィン樹脂(a)成分並びにマクロ相分離熱可塑性エラストマー(b)成分)及び添加剤成分(すなわち、成分(c)並びに成分(d))の他に、必要に応じて各種添加剤、例えば難燃剤、スリップ剤、アンチブロッキング剤、酸化防止剤、光安定剤、粘着付与剤などを含有してもよい。 The resin composition β is an adhesive resin composition (that is, a modified polyolefin resin (a) component and a macrophase-separated thermoplastic elastomer (b) component) and an additive component (that is, the component (c) and the component (d)). In addition, various additives such as flame retardants, slip agents, antiblocking agents, antioxidants, light stabilizers, tackifiers and the like may be contained, if necessary.
第一のシーラント層16aの厚さは、特に限定されるものではないが、応力緩和や水分・電解液透過の観点から、第二のシーラント層16bと同じもしくはそれ以下であることが好ましい。
The thickness of the
また、蓄電装置用外装材20においても、薄膜化の観点から、シーラント層16の厚さ(第一のシーラント層16aと第二のシーラント層16bとの合計の厚さ)は、30μm以下であってもよい。本実施形態の蓄電装置用外装材は、このような薄膜構成であっても、ヒートシール、成型及びデガッシングヒートシール後の絶縁性の低下を抑制することができる。
Further, also in the
図2では、シーラント層16が2層から形成されている場合を示したが、シーラント層16は、図3に示す蓄電装置用外装材30のように3層から形成されていてもよい。図3に示す蓄電装置用外装材30において、シーラント層16は、第一のシーラント層16a、第二のシーラント層16b、及び第三のシーラント層16cから構成されている。ここで、第一のシーラント層16aはシーラント層の最外層(金属箔側層)であり、第三のシーラント層16cは、シーラント層の中間層であり、第二のシーラント層16bはシーラント層の最内層である。これらの三層からなる群より選ばれる少なくとも一層は、上記超高分子量ポリオレフィンが含まれる超高分子量ポリオレフィン含有層である。
Although FIG. 2 shows a case where the
蓄電装置用外装材30の第一のシーラント層16aを構成する材料についての例示及び好ましい形態は、蓄電装置用外装材20の第一のシーラント層16aと同様である。
Examples and preferred forms of the material constituting the
蓄電装置用外装材30の第二のシーラント層16b及び第三のシーラント層16cを構成する材料についての例示及び好ましい形態は、蓄電装置用外装材20の第二のシーラント層16bと同様である。
Examples and preferred forms of the materials constituting the
蓄電装置用外装材30において、第一のシーラント層16aの厚さは、例えば、2〜30μmであってもよく、5〜20μmであってもよく、8〜10μmであってもよく、第二のシーラント層16bの厚さは、例えば、10〜80μmであってもよく、13〜40μmであってもよく、15〜20μmであってもよく、第三のシーラント層16cの厚さは、例えば、2〜30μmであってもよく、5〜20μmであってもよく、8〜10μmであってもよい。
In the
蓄電装置用外装材30においても、薄膜化の観点から、シーラント層16の厚さ(第一のシーラント層16aと第二のシーラント層16bと第三のシーラント層16cとの合計の厚さ)は、30μm以下であってもよい。本実施形態の蓄電装置用外装材は、このような薄膜構成であっても、ヒートシール、成型及びデガッシングヒートシール後の絶縁性の低下を抑制することができる。
Also in the
蓄電装置用外装材20,30のように、シーラント層が複数の層からなる場合、金属箔層13に最も近い第一のシーラント層16aが超高分子量ポリオレフィン含有層であることが好ましい。第一のシーラント層16aが超高分子量ポリオレフィン含有層であることにより、電解液による膨潤及び発泡によるシーラント層の破壊が抑制されやすくなるとともに、金属箔層13近傍が露出し電解液と接触することを長期にわたり抑制できることから、絶縁性の低下をより効率的に抑制することができる。第一のシーラント層16aが超高分子量ポリオレフィン含有層である場合、第一のシーラント層16a中の、樹脂組成物βの含有量は、第一のシーラント層16aの全質量を基準として、例えば、40.0〜97.0質量%であってもよく、50.0〜95.0質量%であってもよい。また、超高分子量ポリオレフィンの含有量は、第一のシーラント層16aの全質量を基準として、例えば、3.0〜60.0質量%であってもよく、5.0〜50.0質量%であってもよく、5.0〜30.0質量%であってもよい。
When the sealant layer is composed of a plurality of layers as in the
第一のシーラント層16aにおける超高分子量ポリオレフィンの含有量が3.0質量%以上であると、絶縁性の低下をより効率的に抑制することができる。また、超高分子量ポリオレフィンの含有量が60.0質量%以下であると、電解液が関与する場合のラミネート強度の低下を抑制しやすくなる。
When the content of the ultra-high molecular weight polyolefin in the
また、第二のシーラント層16b又は第三のシーラント層16cが超高分子量ポリオレフィン含有層であってもよい。第二のシーラント層16b又は第三のシーラント層16cが超高分子量ポリオレフィン含有層であることにより、電解液が関与する場合のラミネート強度を維持しつつ、絶縁性の低下が抑制されやすくなる。第二のシーラント層16bが超高分子量ポリオレフィン含有層である場合、第二のシーラント層16b中の、超高分子量ポリオレフィンの含有量は、第二のシーラント層16bの全質量を基準として、例えば、5.0〜60.0質量%であってもよく、15.0〜50.0質量%であってもよく、30.0〜50.0質量%であってもよい。
Further, the
第二のシーラント層16bにおける超高分子量ポリオレフィンの含有量が5.0質量%以上であると、絶縁性の低下をより効率的に抑制することができる。また、超高分子量ポリオレフィンの含有量が60.0質量%以下であると、必要特性を満たし、成膜性を維持しつつ高速加工を一層しやすくなる。
When the content of the ultra-high molecular weight polyolefin in the
第三のシーラント層16c中の、超高分子量ポリオレフィンの含有量は、第三のシーラント層16cの全質量を基準として、第二のシーラント層16bと同様の観点から、例えば、5.0〜60.0質量%であってもよく、15.0〜50.0質量%であってもよく、30.0〜50.0質量%であってもよい。
The content of the ultra-high molecular weight polyolefin in the
また、シーラント層が単層からなる場合、シーラント層が複数の層からなる場合のいずれにおいても、シーラント層中の上記超高分子量ポリオレフィンの含有量は、ヒートシール、成型及びデガッシングヒートシール後の絶縁性低下をさらに抑制する観点並びに電解液特性及び成型白化耐性を維持しつつ、デガッシングヒートシール強度をさらに向上する観点から、シーラント層の総質量を基準として、例えば、0.1〜80.0質量%であってもよく、5.0〜60.0質量%であってもよく、10.0〜35.0質量%であってもよい。 Further, in both cases where the sealant layer is composed of a single layer and the sealant layer is composed of a plurality of layers, the content of the ultra-high mass polyolefin in the sealant layer is determined after heat sealing, molding and degassing heat sealing. From the viewpoint of further suppressing the deterioration of the insulating property of the sealant and further improving the degassing heat seal strength while maintaining the electrolytic solution characteristics and the molding whitening resistance, for example, 0.1 to 0, based on the total mass of the sealant layer. It may be 80.0% by mass, 5.0 to 60.0% by mass, or 10.0 to 35.0% by mass.
[外装材の製造方法]
次に、図1に示す外装材10の製造方法の一例について説明する。なお、外装材10の製造方法は以下の方法に限定されない。
[Manufacturing method of exterior materials]
Next, an example of a method for manufacturing the
本実施形態の外装材10の製造方法は、金属箔層13に腐食防止処理層14を積層する工程と、基材層11と金属箔層13とを貼り合わせる工程と、第二の接着剤層17を介してシーラント層16をさらに積層して積層体を作製する工程と、必要に応じて、得られた積層体をエージング処理する工程とを含んで概略構成されている。
The method for producing the
(金属箔層13への腐食防止処理層14の積層工程)
本工程は、金属箔層13に対して、腐食防止処理層14を形成する工程である。その方法としては、上述したように、金属箔層13に脱脂処理、熱水変成処理、陽極酸化処理、化成処理を施したり、腐食防止性能を有するコーティング剤を塗布したりする方法などが挙げられる。
(Laminating step of corrosion
This step is a step of forming the corrosion
また、腐食防止処理層14が多層の場合は、例えば、下層側(金属箔層13側)の腐食防止処理層を構成する塗布液(コーティング剤)を金属箔層13に塗布し、焼き付けて第一層を形成した後、上層側の腐食防止処理層を構成する塗布液(コーティング剤)を第一層に塗布し、焼き付けて第二層を形成すればよい。
When the corrosion
脱脂処理についてはスプレー法又は浸漬法にて、熱水変成処理や陽極酸化処理については浸漬法にて、化成処理については化成処理のタイプに応じ、浸漬法、スプレー法、コート法などを適宜選択して行えばよい。 Select the spray method or dipping method for degreasing treatment, the dipping method for hydrothermal transformation treatment and anodization treatment, and the dipping method, spray method, coating method, etc. for chemical conversion treatment according to the type of chemical conversion treatment. You can do it.
腐食防止性能を有するコーティング剤のコート法については、グラビアコート、リバースコート、ロールコート、バーコートなど各種方法を用いることが可能である。 As a coating method for a coating agent having corrosion prevention performance, various methods such as gravure coating, reverse coating, roll coating, and bar coating can be used.
上述したように、各種処理は金属箔の両面又は片面のどちらでも構わないが、片面処理の場合、その処理面は第二の接着剤層17を積層する側に施すことが好ましい。なお、要求に応じて、基材層11の表面にも上記処理を施してもよい。
As described above, various treatments may be performed on either the double-sided surface or the single-sided surface of the metal foil, but in the case of the single-sided treatment, the treated surface is preferably applied to the side on which the second
また、第一層及び第二層を形成するためのコーティング剤の塗布量はいずれも、0.005〜0.200g/m2が好ましく、0.010〜0.100g/m2がより好ましい。 Moreover, neither the coating amount of the coating agent for forming the first layer and the second layer is preferably 0.005~0.200g / m 2, 0.010~0.100g / m 2 is more preferable.
また、乾燥キュアが必要な場合は、用いる腐食防止処理層14の乾燥条件に応じて、母材温度として60〜300℃の範囲で行うことができる。
When drying cure is required, it can be performed in the range of 60 to 300 ° C. as the base material temperature depending on the drying conditions of the corrosion
(基材層11と金属箔層13との貼り合わせ工程)
本工程は、腐食防止処理層14を設けた金属箔層13と、基材層11とを、第一の接着剤層12を介して貼り合わせる工程である。貼り合わせの方法としては、ドライラミネーション、ノンソルベントラミネーション、ウエットラミネーションなどの手法を用い、上述した第一の接着剤層12を構成する材料にて両者を貼り合わせる。第一の接着剤層12は、ドライ塗布量として1〜10g/m2の範囲、より好ましくは3〜7g/m2の範囲で設ける。
(A process of bonding the
This step is a step of bonding the
(第二の接着剤層17及びシーラント層16の積層工程)
本工程は、金属箔層13の腐食防止処理層14側に、第二の接着剤層17を介してシーラント層16を貼り合わせる工程である。貼り合わせの方法としては、ウェットプロセス、ドライラミネーション等が挙げられる。
(Laminating step of the second
This step is a step of adhering the
ウェットプロセスの場合は、第二の接着剤層17を構成する接着剤の溶液又は分散液を、腐食防止処理層14上に塗工し、所定の温度(接着剤が酸変性ポリオレフィン樹脂を含む場合は、その融点以上の温度)で溶媒を飛ばし乾燥造膜、又は乾燥造膜後に必要に応じて焼き付け処理を行う。その後、シーラント層16を積層し、外装材10を製造する。塗工方法としては、先に例示した各種塗工方法が挙げられる。
In the case of a wet process, a solution or dispersion of the adhesive constituting the second
(エージング処理工程)
本工程は、積層体をエージング(養生)処理する工程である。積層体をエージング処理することで、金属箔層13/腐食防止処理層14/第二の接着剤層17/シーラント層16間の接着を促進させることができる。エージング処理は、室温〜100℃の範囲で行うことができる。エージング時間は、例えば、1〜10日である。また、第二の接着剤層17/シーラント層16間の接着をさせるため、第二の接着剤層17の融点以上の温度で熱処理を行うことが可能である。熱処理としてはオーブン加熱、加熱したロールで挟み込む(熱ラミネート)、加熱したロールに巻き付ける、などの手法が挙げられるがこれらに限定されるものではない。
(Aging process)
This step is a step of aging (curing) the laminated body. By aging the laminate, adhesion between the
このようにして、図1に示すような、本実施形態の外装材10を製造することができる。
In this way, the
次に、図2に示す外装材20の製造方法の一例について説明する。なお、外装材20の製造方法は以下の方法に限定されない。
Next, an example of the manufacturing method of the
本実施形態の外装材20の製造方法は、金属箔層13に腐食防止処理層14を積層する工程と、基材層11と金属箔層13とを貼り合わせる工程と、第一のシーラント層16a及び第二のシーラント層16bをさらに積層して積層体を作製する工程と、必要に応じて、得られた積層体を熱処理する工程とを含んで概略構成されている。なお、基材層11と金属箔層13とを貼り合わせる工程までは、上述した外装材10の製造方法と同様に行うことができる。
The method for producing the
(第一のシーラント層16a及び第二のシーラント層16bの積層工程)
本工程は、先の工程により形成された腐食防止処理層14上に、第一のシーラント層16a及び第二のシーラント層16bを形成する工程である。その方法としては、押出ラミネート機を用いて第一のシーラント層16aを第二のシーラント層16bとともにサンドラミネーションする方法が挙げられる。さらには、第一のシーラント層16aと第二のシーラント層16bとを押出すタンデムラミネート法、共押出法でも積層可能である。第一のシーラント層16a形成用の樹脂組成物及び第二のシーラント層16b形成用の樹脂組成物は、例えば、上述した第一のシーラント層16a及び第二のシーラント層16bの構成を満たすように、各成分を配合することにより調製できる。
(Laminating step of the
This step is a step of forming the
本工程により、図2に示すような、基材層11/第一の接着剤層12/金属箔層13/腐食防止処理層14/第一のシーラント層16a/第二のシーラント層16bの順で各層が積層された積層体が得られる。
By this step, as shown in FIG. 2, the order of the
なお、第一のシーラント層16aは、上述した材料配合組成になるように、ドライブレンドした材料を直接、押出ラミネート機により積層させてもよいし、あるいは事前に単軸押出機、二軸押出機、ブラベンダーミキサーなどの溶融混練装置を用いてメルトブレンドを施した後の造粒した第一のシーラント層16aを押出ラミネート機を用いて積層させてもよい。
In the
第二のシーラント層16bは、シーラント層形成用の樹脂組成物として上述した材料配合組成になるようにドライブレンドした材料を直接、押出ラミネート機により積層させてもよいし、あるいは事前に単軸押出機、二軸押出機、ブラベンダーミキサーなどの溶融混練装置を用いてメルトブレンドを施した後の造粒物を、押出ラミネート機で第一のシーラント層16aと第二のシーラント層16bとを押出すタンデムラミネート法、共押出法で積層させてもよい。また、シーラント層形成用の樹脂組成物を用いて、事前にキャストフィルムとしてシーラント単膜を製膜し、このフィルムを接着性樹脂とともにサンドラミネーションする方法により積層させてもよいし、接着剤を用いてドライラミネート法により積層させてもよい。
In the
(熱処理工程)
本工程は、積層体を熱処理する工程である。積層体を熱処理することで、金属箔層13/腐食防止処理層14/第一のシーラント層16a/第二のシーラント層16b間での密着性を向上させ、より優れた耐電解液性や耐フッ酸性を付与することができ、また、第一のシーラント層16a及び第二のシーラント層16bの結晶化を制御し、成型後の絶縁性を向上する効果も得られる。したがって、本工程では、上述した各層間での密着性を向上させるとともに、第一のシーラント層16a及び第二のシーラント層16bの結晶化に適した熱処理を行うのが好ましい。方法としては上述した内容が挙げられるが、少なくとも第一のシーラント層16aの融点以上の温度で処理することが好ましい。
(Heat treatment process)
This step is a step of heat-treating the laminated body. By heat-treating the laminate, the adhesion between the
このようにして、図2に示すような、本実施形態の外装材20を製造することができる。
In this way, the
次に、図3に示す外装材30の製造方法の一例について説明する。なお、外装材30の製造方法は以下の方法に限定されない。
Next, an example of a method for manufacturing the
本実施形態の外装材30の製造方法は、金属箔層13に腐食防止処理層14を積層する工程と、基材層11と金属箔層13とを貼り合わせる工程と、第一のシーラント層16a、第三のシーラント層16c及び第二のシーラント層16bをさらに積層して積層体を作製する工程と、必要に応じて、得られた積層体を熱処理する工程とを含んで概略構成されている。
The method for producing the
(第一のシーラント層16a、第三のシーラント層16c及び第二のシーラント層16bの積層工程)
本工程は、腐食防止処理層14上に、第一のシーラント層16a、第三のシーラント層16c及び第二のシーラント層16bを形成する工程である。その方法としては、押出ラミネート機を用いて第一のシーラント層16aと第三のシーラント層16c及び第二のシーラント層16bとを押出すタンデムラミネート法、共押出法が挙げられる。この場合、シーラント層形成用の樹脂組成物として上述した材料配合組成になるようにドライブレンドした材料を直接、押出ラミネート機により積層させてもよいし、あるいは事前に単軸押出機、二軸押出機、ブラベンダーミキサーなどの溶融混練装置を用いてメルトブレンドを施した後の造粒物を、押出ラミネート機で第一のシーラント層16aと第三のシーラント層16c及び第二のシーラント層16bとを押出すタンデムラミネート法、共押出法で積層させてもよい。
(Laminating step of the
This step is a step of forming the
第三のシーラント層16c及び第二のシーラント層16bは、共押出しにより製膜し、これらのフィルムを第一のシーラント層16a形成用の樹脂組成物とともにサンドラミネーションする方法により積層させてもよい。
The
このようにして、図3に示すような、本実施形態の外装材30を製造することができる。
In this way, the
以上、本発明の蓄電装置用外装材の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。例えば、第一の接着剤層12を有しない蓄電装置用外装材を製造する場合は、上述のように、基材層11を形成し得る樹脂材料を金属箔層13上に塗布又は塗工することにより基材層11を形成すればよい。
Although the preferred embodiment of the exterior material for the power storage device of the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to such a specific embodiment, and the present invention described within the scope of the claims. Various modifications and changes are possible within the scope of the gist. For example, in the case of manufacturing an exterior material for a power storage device that does not have the first
本発明の蓄電装置用外装材は、例えば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、及び鉛蓄電池等の二次電池、並びに電気二重層キャパシタ等の電気化学キャパシタなどの蓄電装置用の外装材として好適に用いることができる。中でも、本発明の蓄電装置用外装材は、リチウムイオン電池用の外装材として好適である。 The exterior material for a power storage device of the present invention is suitable as an exterior material for a power storage device such as a secondary battery such as a lithium ion battery, a nickel hydrogen battery, and a lead storage battery, and an electrochemical capacitor such as an electric double layer capacitor. Can be used. Above all, the exterior material for a power storage device of the present invention is suitable as an exterior material for a lithium ion battery.
以下、実施例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.
[使用材料]
実施例及び比較例で使用した材料を以下に示す。
<基材層(厚さ15μm)>
ナイロンフィルム(Ny)(東洋紡社製)を用いた。
[Material used]
The materials used in Examples and Comparative Examples are shown below.
<Base layer (thickness 15 μm)>
A nylon film (Ny) (manufactured by Toyobo Co., Ltd.) was used.
<第一の接着剤層(厚さ4μm)>
ポリエステルポリオール系主剤に対して、トリレンジイソシアネートのアダクト体系硬化剤を配合したポリウレタン系接着剤(東洋インキ社製)を用いた。
<First adhesive layer (thickness 4 μm)>
A polyurethane-based adhesive (manufactured by Toyo Ink Co., Ltd.) containing an adduct-based curing agent for tolylene diisocyanate was used as a polyester polyol-based main agent.
<第一の腐食防止処理層(基材層側)及び第二の腐食防止処理層(シーラント層側)>
(CL−1):溶媒として蒸留水を用い、固形分濃度10質量%に調整した「ポリリン酸ナトリウム安定化酸化セリウムゾル」を用いた。なお、ポリリン酸ナトリウム安定化酸化セリウムゾルは、酸化セリウム100質量部に対して、リン酸のNa塩を10質量部配合して得た。
(CL−2):溶媒として蒸留水を用い固形分濃度5質量%に調整した「ポリアリルアミン(日東紡社製)」90質量%と、「ポリグリセロールポリグリシジルエーテル(ナガセケムテックス社製)」10質量%からなる組成物を用いた。
(CL−3):溶媒として1質量%濃度のリン酸水溶液を用い、固形分濃度1質量%に調整した水溶性フェノール樹脂(住友ベークライト社製)に対し、フッ化クロム(CrF3)を最終乾燥皮膜中に存在するCr量として10mg/m2となるように濃度を調整した化成処理剤を用いた。
<First corrosion prevention treatment layer (base material layer side) and second corrosion prevention treatment layer (sealant layer side)>
(CL-1): Distilled water was used as a solvent, and "sodium polyphosphate stabilized cerium oxide sol" adjusted to a solid content concentration of 10% by mass was used. The sodium polyphosphate stabilized cerium oxide sol was obtained by blending 10 parts by mass of Na salt of phosphoric acid with 100 parts by mass of cerium oxide.
(CL-2): 90% by mass of "polyallylamine (manufactured by Nitto Boseki)" adjusted to a solid content concentration of 5% by mass using distilled water as a solvent, and "polyglycerol polyglycidyl ether (manufactured by Nagase ChemteX)". A composition consisting of 10% by mass was used.
(CL-3): Chromium fluoride (CrF 3 ) was finally added to a water-soluble phenol formaldehyde (manufactured by Sumitomo Bakelite) adjusted to a solid content concentration of 1% by mass using a phosphoric acid aqueous solution having a concentration of 1% by mass as a solvent. A chemical treatment agent whose concentration was adjusted so that the amount of Cr present in the dry film was 10 mg / m 2 was used.
<金属箔層(厚さ35μm)>
焼鈍脱脂処理した軟質アルミニウム箔(東洋アルミニウム社製、「8079材」)を用いた。
<Metal leaf layer (thickness 35 μm)>
A soft aluminum foil (manufactured by Toyo Aluminum Co., Ltd., “8079 material”) that had been annealed and degreased was used.
<第二の接着剤層(厚さ3μm)>
第二の接着剤層形成用接着剤として、下記接着剤a及びbを準備した。
接着剤a:トルエンに溶解させた無水マレイン酸変性ポリオレフィン樹脂100質量部に対し、イソシアヌレート構造のポリイソシアネート化合物を10質量部(固形分比)で配合した接着剤。
接着剤b:水添ダイマー脂肪酸及びジオールからなるポリエステルポリオールと、ポリイソシアネートとをモル比(NCO/OH)が2になるように配合したポリウレタン系接着剤。
<Second adhesive layer (thickness 3 μm)>
The following adhesives a and b were prepared as the second adhesive for forming the adhesive layer.
Adhesive a: An adhesive in which a polyisocyanate compound having an isocyanurate structure is blended in an amount of 10 parts by mass (solid content ratio) with respect to 100 parts by mass of a maleic anhydride-modified polyolefin resin dissolved in toluene.
Adhesive b: A polyurethane-based adhesive in which a polyester polyol composed of hydrogenated dimer fatty acid and diol and a polyisocyanate are blended so as to have a molar ratio (NCO / OH) of 2.
<シーラント層>
[ベース樹脂組成物]
シーラント層形成用ベース樹脂組成物として、下記樹脂A、B、C、D、Eを準備した。
<Sealant layer>
[Base resin composition]
The following resins A, B, C, D, and E were prepared as the base resin composition for forming the sealant layer.
(樹脂A):以下の材料を質量比で(AR−1):(AR−2)=75:25となるように混合した混合物。なお、この混合物は樹脂組成物βに相当する。
(AR−1):非相容系ゴムとしてエチレン−プロピレンゴムを配合した、ランダムポリプロピレン(PP)(Mw:130,000、Mw/Mn:5)ベースの酸変性ポリプロピレン樹脂組成物。
(AR−2):アタクチック構造のプロピレン−αオレフィン共重合体。
(Resin A): A mixture of the following materials in a mass ratio of (AR-1) :( AR-2) = 75: 25. This mixture corresponds to the resin composition β.
(AR-1): An acid-modified polypropylene resin composition based on random polypropylene (PP) (Mw: 130,000, Mw / Mn: 5) containing ethylene-propylene rubber as an incompatible rubber.
(AR-2): A propylene-α-olefin copolymer having an atactic structure.
(樹脂B):以下の材料を質量比で(A):(B−1):(B−2)=70:20:10となるように混合した樹脂組成物。なお、この混合物は樹脂組成物αに相当する。
(A):プロピレン−エチレンランダム共重合体(ランダムPP)(Mw:150,000、Mw/Mn:6)。
(B−1):(A)成分に対して相溶性を有する融点85℃のプロピレン−ブテン−1ランダム共重合体エラストマー(プロピレン−ブテン−1)。
(B−2):(A)成分に対して相溶性を有さない融点75℃のエチレン−ブテン−1ランダム共重合体エラストマー(エチレン−ブテン−1)。
(Resin B): A resin composition obtained by mixing the following materials in a mass ratio of (A) :( B-1) :( B-2) = 70: 20:10. This mixture corresponds to the resin composition α.
(A): Propylene-ethylene random copolymer (random PP) (Mw: 150,000, Mw / Mn: 6).
(B-1): A propylene-butene-1 random copolymer elastomer (propylene-butene-1) having a melting point of 85 ° C. and having compatibility with the component (A).
(B-2): An ethylene-butene-1 random copolymer elastomer (ethylene-butene-1) having a melting point of 75 ° C., which is incompatible with the component (A).
樹脂C:直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)ベースの酸変性ポリエチレン樹脂組成物(Mw:120,000、Mw/Mn:5)。 Resin C: An acid-modified polyethylene resin composition based on linear low density polyethylene (LLDPE) (Mw: 120,000, Mw / Mn: 5).
樹脂D:以下の材料を質量比で(D−1):(D−2):(D−3)=70:20:10となるように混合した樹脂組成物。
(D−1):直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)(Mw:100,000、Mw/Mn:5)。
(D−2):融点75℃のエチレン−ブテン−1ランダム共重合体エラストマー(エチレン−ブテン−1)(上記(B−2)成分と同じ)。
(D−3):融点85℃のプロピレン−ブテン−1ランダム共重合体エラストマー(プロピレン−ブテン−1)(上記(B−1)成分と同じ)。
Resin D: A resin composition obtained by mixing the following materials in a mass ratio of (D-1) :( D-2) :( D-3) = 70: 20: 10.
(D-1): Linear low density polyethylene (LLDPE) (Mw: 100,000, Mw / Mn: 5).
(D-2): Ethylene-butene-1 random copolymer elastomer (ethylene-butene-1) having a melting point of 75 ° C. (same as the component (B-2) above).
(D-3): Propylene-butene-1 random copolymer elastomer (propylene-butene-1) having a melting point of 85 ° C. (same as the component (B-1) above).
樹脂E:非相容系ゴムとしてエチレン−プロピレンゴムを配合した、ランダムポリプロピレン(PP)ベースの酸変性ポリプロピレン樹脂組成物(上記(AR−1)成分と同じ)。なお、この樹脂組成物は樹脂組成物βに相当する。 Resin E: An acid-modified polypropylene resin composition based on random polypropylene (PP) containing ethylene-propylene rubber as an incompatible rubber (same as the component (AR-1) above). This resin composition corresponds to the resin composition β.
[超高分子量ポリオレフィン]
F−1−1:プロピレン−エチレンランダム共重合体(ランダムPP)(Mw:500,000、Mw/Mn:9)。
F−1−2:ランダムPP(Mw:1,500,000、Mw/Mn:10)。
F−2:プロピレン−エチレンブロック共重合体(ブロックPP)(Mw:800,000、Mw/Mn:9)。
F−3:プロピレン単独重合体(ホモPP)(Mw:300,000、Mw/Mn:8)。
F−4:高密度ポリエチレン(HDPE)(Mw:900,000、Mw/Mn:8)。
[Ultra High Molecular Weight Polyolefin]
F-1-1: Propylene-ethylene random copolymer (random PP) (Mw: 500,000, Mw / Mn: 9).
F-1-2: Random PP (Mw: 1,500,000, Mw / Mn: 10).
F-2: Propylene-ethylene block copolymer (block PP) (Mw: 800,000, Mw / Mn: 9).
F-3: Propylene homopolymer (homo PP) (Mw: 300,000, Mw / Mn: 8).
F-4: High density polyethylene (HDPE) (Mw: 900,000, Mw / Mn: 8).
[実施例1]
まず、金属箔層に、第一及び第二の腐食防止処理層を以下の手順で設けた。すなわち、金属箔層の両方の面に(CL−1)を、ドライ塗布量として70mg/m2となるようにマイクログラビアコートにより塗布し、乾燥ユニットにおいて200℃で焼き付け処理を施した。次いで、得られた層上に(CL−2)を、ドライ塗布量として20mg/m2となるようにマイクログラビアコートにより塗布することで、(CL−1)と(CL−2)からなる複合層を第一及び第二の腐食防止処理層として形成した。この複合層は、(CL−1)と(CL−2)の2種を複合化させることで腐食防止性能を発現させたものである。
[Example 1]
First, the first and second corrosion prevention treatment layers were provided on the metal foil layer by the following procedure. That is, (CL-1) was applied to both surfaces of the metal foil layer by a microgravure coat so that the dry application amount was 70 mg / m 2, and the drying unit was baked at 200 ° C. Next, (CL-2) was applied onto the obtained layer by a microgravure coat so as to have a dry coating amount of 20 mg / m 2, and thus a composite composed of (CL-1) and (CL-2) was applied. The layers were formed as first and second corrosion protection treatment layers. This composite layer exhibits corrosion prevention performance by combining two types of (CL-1) and (CL-2).
次に、第一及び第二の腐食防止処理層を設けた金属箔層の第一の腐食防止処理層側をドライラミネート手法により、ポリウレタン系接着剤(第一の接着剤層)を用いて基材層に貼りつけた。これを押出ラミネート機の巻出部にセットし、第二の腐食防止処理層上に290℃、100m/minの加工条件で共押出しすることでシーラント層として金属箔側の層(以下、「AL側層」ともいう)(厚さ10μm)及び最内層(厚さ20μm)をこの順で積層した。なお、AL側層及び最内層は、事前に二軸押出機を用いて各種材料のコンパウンドを作製しておき、水冷・ペレタイズの工程を経て、上記押出ラミネートに使用した。AL側層の形成には、樹脂A(樹脂組成物βに相当)と超高分子量ポリオレフィンF−1−1との混合物を用いた。なお、AL側層中の超高分子量ポリオレフィンF−1−1の含有量は、AL側層(シーラント層16aに相当)の全質量を基準として、5質量%とした。最内層(シーラント層16bに相当)の形成には樹脂B(樹脂組成物αに相当)を用いた。
Next, the first corrosion prevention treatment layer side of the metal foil layer provided with the first and second corrosion prevention treatment layers is based by a dry laminating method using a polyurethane adhesive (first adhesive layer). It was attached to the material layer. This is set in the unwinding part of the extrusion laminating machine and co-extruded onto the second corrosion prevention treatment layer under processing conditions of 290 ° C. and 100 m / min to form a sealant layer on the metal leaf side (hereinafter, "AL"). The "side layer" (also referred to as "side layer") (
このようにして得られた積層体を、該積層体の最高到達温度が190℃になるように、熱処理を施して、実施例1の外装材(基材層/第一の接着剤層/第一の腐食防止処理層/金属箔層/第二の腐食防止処理層/AL側層(シーラント層16a)/最内層(シーラント層16b)の積層体)を製造した。本実施例では、AL側層(シーラント層16a)が、超高分子量ポリオレフィン含有層である。
The laminate thus obtained is heat-treated so that the maximum temperature of the laminate reaches 190 ° C., and the exterior material (base material layer / first adhesive layer / first) of Example 1 is subjected to heat treatment. One corrosion prevention treatment layer / metal foil layer / second corrosion prevention treatment layer / AL side layer (
[実施例2]
AL側層(シーラント層16a)中の超高分子量ポリオレフィンF−1−1の含有量を、AL側層(シーラント層16a)の全質量を基準として、15質量%としたこと以外は、実施例1と同様にして、実施例2の外装材を製造した。本実施例では、AL側層(シーラント層16a)が、超高分子量ポリオレフィン含有層である。
[Example 2]
Examples except that the content of the ultra-high molecular weight polyolefin F-1-1 in the AL side layer (
[実施例3]
AL側層(シーラント層16a)中の超高分子量ポリオレフィンF−1−1の含有量を、AL側層(シーラント層16a)の全質量を基準として、30質量%としたこと以外は、実施例1と同様にして、実施例3の外装材を製造した。本実施例では、AL側層(シーラント層16a)が、超高分子量ポリオレフィン含有層である。
[Example 3]
Examples except that the content of the ultra-high molecular weight polyolefin F-1-1 in the AL side layer (
[実施例4]
AL側層(シーラント層16a)中の超高分子量ポリオレフィンF−1−1の含有量を、AL側層(シーラント層16a)の全質量を基準として、50質量%としたこと以外は、実施例1と同様にして、実施例4の外装材を製造した。本実施例では、AL側層(シーラント層16a)が、超高分子量ポリオレフィン含有層である。
[Example 4]
Examples except that the content of the ultra-high molecular weight polyolefin F-1-1 in the AL side layer (
[実施例5]
AL側層(シーラント層16a)の形成に用いた材料を樹脂A(樹脂組成物β)に変更したこと、及び、最内層(シーラント層16b)の形成に用いた材料を、樹脂B(樹脂組成物α)と超高分子量ポリオレフィンF−1−1との混合物に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、実施例5の外装材を製造した。なお、最内層中の超高分子量ポリオレフィンF−1−1の含有量は、最内層(シーラント層16b)の全質量を基準として、5質量%とした。本実施例では、最内層(シーラント層16b)が、超高分子量ポリオレフィン含有層である。
[Example 5]
The material used for forming the AL side layer (
[実施例6]
最内層(シーラント層16b)中の超高分子量ポリオレフィンF−1−1の含有量を、最内層(シーラント層16b)の全質量を基準として、15質量%としたこと以外は、実施例5と同様にして、実施例6の外装材を製造した。本実施例では、最内層(シーラント層16b)が、超高分子量ポリオレフィン含有層である。
[Example 6]
Example 5 except that the content of the ultra-high molecular weight polyolefin F-1-1 in the innermost layer (
[実施例7]
最内層(シーラント層16b)中の超高分子量ポリオレフィンF−1−1の含有量を、最内層(シーラント層16b)の全質量を基準として、30質量%としたこと以外は、実施例5と同様にして、実施例7の外装材を製造した。本実施例では、最内層(シーラント層16b)が、超高分子量ポリオレフィン含有層である。
[Example 7]
Example 5 except that the content of the ultra-high molecular weight polyolefin F-1-1 in the innermost layer (
[実施例8]
最内層(シーラント層16b)中の超高分子量ポリオレフィンF−1−1の含有量を、最内層(シーラント層16b)の全質量を基準として、50質量%としたこと以外は、実施例5と同様にして、実施例8の外装材を製造した。本実施例では、最内層(シーラント層16b)が、超高分子量ポリオレフィン含有層である。
[Example 8]
Example 5 except that the content of the ultra-high molecular weight polyolefin F-1-1 in the innermost layer (
[実施例9]
最内層(シーラント層16b)の形成に用いた材料を、樹脂B(樹脂組成物α)と超高分子量ポリオレフィンF−1−1との混合物に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、実施例9の外装材を製造した。なお、最内層(シーラント層16b)中の超高分子量ポリオレフィンF−1−1の含有量は、最内層(シーラント層16b)の全質量を基準として、5質量%とした。本実施例では、AL側層(シーラント層16a)及び最内層(シーラント層16b)が、超高分子量ポリオレフィン含有層である。
[Example 9]
The same as in Example 1 except that the material used for forming the innermost layer (
[実施例10]
AL側層(シーラント層16a)中の超高分子量ポリオレフィンF−1−1の含有量を、AL側層(シーラント層16a)の全質量を基準として、15質量%としたこと、及び、最内層(シーラント層16b)中の超高分子量ポリオレフィンF−1−1の含有量を、最内層(シーラント層16b)の全質量を基準として、15質量%としたこと以外は、実施例9と同様にして、実施例10の外装材を製造した。本実施例では、AL側層(シーラント層16a)及び最内層(シーラント層16b)が、超高分子量ポリオレフィン含有層である。
[Example 10]
The content of the ultra-high molecular weight polyolefin F-1-1 in the AL side layer (
[実施例11]
AL側層(シーラント層16a)中の超高分子量ポリオレフィンF−1−1の含有量を、AL側層(シーラント層16a)の全質量を基準として、30質量%としたこと、及び、最内層(シーラント層16b)中の超高分子量ポリオレフィンF−1−1の含有量を、最内層(シーラント層16b)の全質量を基準として、30質量%としたこと以外は、実施例9と同様にして、実施例11の外装材を製造した。本実施例では、AL側層(シーラント層16a)及び最内層(シーラント層16b)が、超高分子量ポリオレフィン含有層である。
[Example 11]
The content of the ultra-high molecular weight polyolefin F-1-1 in the AL side layer (
[実施例12]
AL側層(シーラント層16a)中の超高分子量ポリオレフィンF−1−1の含有量を、AL側層(シーラント層16a)の全質量を基準として、50質量%としたこと、及び、最内層(シーラント層16b)中の超高分子量ポリオレフィンF−1−1の含有量を、最内層(シーラント層16b)の全質量を基準として、50質量%としたこと以外は、実施例9と同様にして、実施例12の外装材を製造した。本実施例では、AL側層(シーラント層16a)及び最内層(シーラント層16b)が、超高分子量ポリオレフィン含有層である。
[Example 12]
The content of the ultra-high molecular weight polyolefin F-1-1 in the AL side layer (
[実施例13]
AL側層(シーラント層16a)中の超高分子量ポリオレフィンF−1−1の含有量を、AL側層(シーラント層16a)の全質量を基準として、60質量%としたこと、及び、最内層(シーラント層16b)中の超高分子量ポリオレフィンF−1−1の含有量を、最内層(シーラント層16b)の全質量を基準として、60質量%としたこと以外は、実施例9と同様にして、実施例13の外装材を製造した。本実施例では、AL側層(シーラント層16a)及び最内層(シーラント層16b)が、超高分子量ポリオレフィン含有層である。
[Example 13]
The content of the ultra-high molecular weight polyolefin F-1-1 in the AL side layer (
[実施例14]
実施例1と同様にして、金属箔層に、第一及び第二の腐食防止処理層を設けた。第一及び第二の腐食防止処理層を設けた金属箔層の第一の腐食防止処理層側をドライラミネート手法により、ポリウレタン系接着剤(第一の接着剤層)を用いて基材層に貼りつけた。これを押出ラミネート機の巻出部にセットし、第二の腐食防止処理層上に290℃、100m/minの加工条件で共押出しすることでシーラント層としてAL側層(シーラント層16a)(厚さ10μm)、中間層(シーラント層16c)(厚さ10μm)及び最内層(シーラント層16b)(厚さ10μm)をこの順で積層した。なお、AL側層(シーラント層16a)、中間層(シーラント層16c)及び最内層(シーラント層16b)は、事前に二軸押出機を用いて各種材料のコンパウンドを作製しておき、水冷・ペレタイズの工程を経て、上記押出ラミネートに使用した。AL側層(シーラント層16a)の形成には樹脂A(樹脂組成物β)を用い、中間層(シーラント層16c)の形成には樹脂B(樹脂組成物α)と超高分子量ポリオレフィンF−1−1との混合物を用い、最内層(シーラント層16b)の形成には樹脂B(樹脂組成物α)を用いた。なお、中間層(シーラント層16c)中の超高分子量ポリオレフィンF−1−1の含有量は、中間層(シーラント層16c)の全質量を基準として、30質量%とした。
[Example 14]
The first and second corrosion prevention treatment layers were provided on the metal foil layer in the same manner as in Example 1. The first corrosion prevention treatment layer side of the metal foil layer provided with the first and second corrosion prevention treatment layers is made into a base material layer by a dry laminating method using a polyurethane adhesive (first adhesive layer). I pasted it. This is set in the unwinding portion of the extrusion laminating machine and co-extruded onto the second corrosion prevention treatment layer under processing conditions of 290 ° C. and 100 m / min to form the AL side layer (
このようにして得られた積層体を、該積層体の最高到達温度が190℃になるように、熱ラミネーションにより熱処理を施して、実施例14の外装材(基材層/第一の接着剤層/第一の腐食防止処理層/金属箔層/第二の腐食防止処理層/AL側層(シーラント層16a)/中間層(シーラント層16c)/最内層(シーラント層16b)の積層体)を製造した。本実施例では、中間層(シーラント層16c)が、超高分子量ポリオレフィン含有層である。
The laminate thus obtained is heat-treated by thermal lamination so that the maximum temperature of the laminate reaches 190 ° C., and the exterior material (base material layer / first adhesive) of Example 14 is subjected to heat treatment. Layer / first corrosion prevention treatment layer / metal foil layer / second corrosion prevention treatment layer / AL side layer (
[実施例15]
AL側層(シーラント層16a)の形成に用いた材料を、樹脂A(樹脂組成物β)と超高分子量ポリオレフィンF−1−1との混合物に変更したこと以外は、実施例14と同様にして、実施例15の外装材を製造した。なお、AL側層(シーラント層16a)中の超高分子量ポリオレフィンF−1−1の含有量は、AL側層(シーラント層16a)の全質量を基準として、30質量%とした。本実施例では、AL側層(シーラント層16a)及び中間層(シーラント層16c)が、超高分子量ポリオレフィン含有層である。
[Example 15]
The same as in Example 14 except that the material used for forming the AL side layer (
[実施例16]
AL側層(シーラント層16a)の形成に用いた材料を、樹脂A(樹脂組成物β)と超高分子量ポリオレフィンF−1−1との混合物に変更したこと、中間層(シーラント層16c)の形成に用いた材料を、樹脂B(樹脂組成物α)に変更したこと、最内層(シーラント層16b)の形成に用いた材料を、樹脂B(樹脂組成物α)と超高分子量ポリオレフィンF−1−1との混合物に変更したこと以外は、実施例14と同様にして、実施例16の外装材を製造した。なお、AL側層(シーラント層16a)中の超高分子量ポリオレフィンF−1−1の含有量は、AL側層(シーラント層16a)の全質量を基準として、30質量%とし、最内層(シーラント層16b)中の超高分子量ポリオレフィンF−1−1の含有量は、最内層(シーラント層16b)の全質量を基準として、30質量%とした。本実施例では、AL側層(シーラント層16a)及び最内層(シーラント層16b)が、超高分子量ポリオレフィン含有層である。
[Example 16]
The material used for forming the AL side layer (
[実施例17]
AL側層(シーラント層16a)の形成に用いた材料を、樹脂Cと超高分子量ポリオレフィンF−4との混合物に変更したこと、最内層(シーラント層16b)の形成に用いた材料を、樹脂Dに変更したこと以外は、実施例1と同様にして、実施例17の外装材を製造した。なお、AL側層(シーラント層16a)中の超高分子量ポリオレフィンF−4の含有量は、AL側層(シーラント層16a)の全質量を基準として、30質量%とした。本実施例では、AL側層(シーラント層16a)が、超高分子量ポリオレフィン含有層である。
[Example 17]
The material used for forming the AL side layer (
[実施例18]
AL側層(シーラント層16a)の形成に用いた樹脂を、樹脂A(樹脂組成物β)と超高分子量ポリオレフィンF−2との混合物に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、実施例18の外装材を製造した。なお、AL側層(シーラント層16a)中の超高分子量ポリオレフィンF−2の含有量は、AL側層(シーラント層16a)の全質量を基準として、30質量%とした。本実施例では、AL側層(シーラント層16a)が、超高分子量ポリオレフィン含有層である。
[Example 18]
The same as in Example 1 except that the resin used for forming the AL side layer (
[実施例19]
AL側層(シーラント層16a)の形成に用いた樹脂を、樹脂A(樹脂組成物β)と超高分子量ポリオレフィンF−3との混合物に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、実施例19の外装材を製造した。なお、AL側層(シーラント層16a)中の超高分子量ポリオレフィンF−3の含有量は、AL側層(シーラント層16a)の全質量を基準として、30質量%とした。本実施例では、AL側層(シーラント層16a)が、超高分子量ポリオレフィン含有層である。
[Example 19]
The same as in Example 1 except that the resin used for forming the AL side layer (
[実施例20]
AL側層(シーラント層16a)の形成に用いた樹脂を、樹脂E(樹脂組成物β)と超高分子量ポリオレフィンF−1−1との混合物に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、実施例20の外装材を製造した。なお、AL側層(シーラント層16a)中の超高分子量ポリオレフィンF−1−1の含有量は、AL側層(シーラント層16a)の全質量を基準として、30質量%とした。本実施例では、AL側層(シーラント層16a)が、超高分子量ポリオレフィン含有層である。
[Example 20]
The same as in Example 1 except that the resin used for forming the AL side layer (
[実施例21]
まず、金属箔層に、第一及び第二の腐食防止処理層を以下の手順で設けた。すなわち、金属箔層の両方の面に(CL−3)を、ドライ塗布量として30mg/m2となるようにマイクログラビアコートにより塗布し、乾燥ユニットにおいて200℃で焼き付け処理を施した。次いで、得られた層上に(CL−2)を、ドライ塗布量として20mg/m2となるようにマイクログラビアコートにより塗布することで、(CL−3)と(CL−2)からなる複合層を第一及び第二の腐食防止処理層として形成した。この複合層は、(CL−3)と(CL−2)の2種を複合化させることで腐食防止性能を発現させたものである。このようにして第一及び第二の腐食防止処理層を設けた金属箔層を用いた以外は実施例3と同様にして、実施例21の外装材を製造した。本実施例では、AL側層(シーラント層16a)が、超高分子量ポリオレフィン含有層である。
[Example 21]
First, the first and second corrosion prevention treatment layers were provided on the metal foil layer by the following procedure. That is, (CL-3) was applied to both surfaces of the metal foil layer by a microgravure coat so that the dry application amount was 30 mg / m 2, and the drying unit was baked at 200 ° C. Next, (CL-2) was applied onto the obtained layer by a microgravure coat so as to have a dry coating amount of 20 mg / m 2 , whereby a composite composed of (CL-3) and (CL-2) was applied. The layers were formed as first and second corrosion protection treatment layers. This composite layer exhibits corrosion prevention performance by combining two types of (CL-3) and (CL-2). The exterior material of Example 21 was produced in the same manner as in Example 3 except that the metal foil layers provided with the first and second corrosion prevention treatment layers were used in this way. In this example, the AL side layer (
[実施例22]
まず、金属箔層に、第一及び第二の腐食防止処理層を以下の手順で設けた。すなわち、金属箔層の両方の面に(CL−3)を、ドライ塗布量として30mg/m2となるようにマイクログラビアコートにより塗布し、乾燥ユニットにおいて200℃で焼き付け処理を施すことで、第一及び第二の腐食防止処理層を形成した。このようにして第一及び第二の腐食防止処理層を設けた金属箔層を用いたこと以外は実施例3と同様にして、外装材を製造した。本実施例では、AL側層(シーラント層16a)が、超高分子量ポリオレフィン含有層である。
[Example 22]
First, the first and second corrosion prevention treatment layers were provided on the metal foil layer by the following procedure. That is, (CL-3) is applied to both surfaces of the metal foil layer by a microgravure coat so that the dry application amount is 30 mg / m 2, and the drying unit is baked at 200 ° C. The first and second corrosion protection treatment layers were formed. An exterior material was produced in the same manner as in Example 3 except that the metal foil layers provided with the first and second corrosion prevention treatment layers were used in this way. In this example, the AL side layer (
[実施例23]
実施例1と同様にして、金属箔層に、第一及び第二の腐食防止処理層を設けた。第一及び第二の腐食防止処理層を設けた金属箔層の第一の腐食防止処理層側をドライラミネート手法により、ポリウレタン系接着剤(第一の接着剤層)を用いて基材層に貼りつけた。次いで、第一及び第二の腐食防止処理層を設けた金属箔層の第二の腐食防止処理層側をドライラミネート手法により、接着剤a(第二の接着剤層)を用いてシーラント層16(最内層)(厚さ30μm)に貼り付けた。最内層(シーラント層16)の形成には樹脂B(ベース樹脂組成物、樹脂組成物α)と超高分子量ポリオレフィンF−1−1との混合物を用いた。なお、最内層(シーラント層16)中の超高分子量ポリオレフィンF−1−1の含有量は、最内層(シーラント層16)の全質量を基準として、30質量%とした。
[Example 23]
The first and second corrosion prevention treatment layers were provided on the metal foil layer in the same manner as in Example 1. The first corrosion prevention treatment layer side of the metal foil layer provided with the first and second corrosion prevention treatment layers is made into a base material layer by a dry laminating method using a polyurethane adhesive (first adhesive layer). I pasted it. Next, the
このようにして得られた積層体を、40℃で、4日間のエージング処理を施して、実施例23の外装材(基材層/第一の接着剤層/第一の腐食防止処理層/金属箔層/第二の腐食防止処理層/第二の接着剤層/最内層(シーラント層16)の積層体)を製造した。本実施例では、最内層(シーラント層16)が、超高分子量ポリオレフィン含有層である。 The laminate thus obtained is subjected to an aging treatment at 40 ° C. for 4 days, and the exterior material of Example 23 (base material layer / first adhesive layer / first corrosion prevention treatment layer / A metal foil layer / a second corrosion prevention treatment layer / a second adhesive layer / an innermost layer (sealant layer 16) laminate) was produced. In this embodiment, the innermost layer (sealant layer 16) is an ultra-high molecular weight polyolefin-containing layer.
[実施例24]
第二の接着剤層の形成に用いた接着剤を接着剤bに変更したこと以外は、実施例23と同様にして、実施例24の外装材を製造した。本実施例では、最内層(シーラント層16)が、超高分子量ポリオレフィン含有層である。
[Example 24]
The exterior material of Example 24 was manufactured in the same manner as in Example 23, except that the adhesive used for forming the second adhesive layer was changed to the adhesive b. In this embodiment, the innermost layer (sealant layer 16) is an ultra-high molecular weight polyolefin-containing layer.
[比較例1]
超高分子量ポリオレフィンを用いなかったこと、すなわち、AL側層の形成に樹脂Aを用いたこと以外は、実施例1と同様にして、比較例1の外装材を製造した。
[Comparative Example 1]
The exterior material of Comparative Example 1 was produced in the same manner as in Example 1 except that the ultra-high molecular weight polyolefin was not used, that is, the resin A was used for forming the AL side layer.
[比較例2]
AL側層(シーラント層16a)の形成に用いた樹脂を、樹脂A(樹脂組成物β)と超高分子量ポリオレフィンF−1−2との混合物に変更したこと以外は、実施例3と同様にして、比較例2の外装材を製造した。なお、AL側層(シーラント層16a)中の超高分子量ポリオレフィンF−1−2の含有量は、AL側層(シーラント層16a)の全質量を基準として、30質量%とした。本実施例では、AL側層(シーラント層16a)が、超高分子量ポリオレフィン含有層である。
[Comparative Example 2]
The same as in Example 3 except that the resin used for forming the AL side layer (
各実施例及び比較例の主な条件を表1に示す。 Table 1 shows the main conditions of each example and comparative example.
<評価>
実施例及び比較例で得られた外装材に対し、以下の評価試験を行った。
<Evaluation>
The following evaluation tests were carried out on the exterior materials obtained in Examples and Comparative Examples.
(高速加工性)
外装材製造においてシーラント層を押出ラミネート機にて積層した際の高速加工性を以下の基準で評価した。なお、実施例23,24については、シーラント層を単独で成膜した際の高速加工性を評価した。
A:温度290℃、100m/minの速度で、厚さが30μmとなるように問題なく成膜できる。
D:温度290℃、100m/minの速度で、厚さが30μmとなるように問題なく成膜できない(厚さがばらつくなど)。
(High-speed workability)
In the production of exterior materials, the high-speed workability when the sealant layer was laminated by an extrusion laminating machine was evaluated according to the following criteria. In Examples 23 and 24, the high-speed workability when the sealant layer was formed alone was evaluated.
A: A film can be formed without any problem so that the thickness becomes 30 μm at a temperature of 290 ° C. and a speed of 100 m / min.
D: At a temperature of 290 ° C. and a speed of 100 m / min, the film cannot be formed without any problem so that the thickness becomes 30 μm (thickness varies, etc.).
(フィッシュアイ)
外装材製造において形成したシーラント層に生じたフィッシュアイを以下の基準で評価した。
A:30μmの厚さに成膜したシーラント層に存在していた直径0.5μm以上のフィッシュアイの数が2個/m2以下である。
D:30μmの厚さに成膜したシーラント層に存在していた直径0.5μm以上のフィッシュアイの数が3個/m2以上である。
(Fish eye)
The fish eyes formed in the sealant layer formed in the production of the exterior material were evaluated according to the following criteria.
A: The number of fish eyes having a diameter of 0.5 μm or more existing in the sealant layer formed to a thickness of 30 μm is 2 / m 2 or less.
D: The number of fish eyes having a diameter of 0.5 μm or more existing in the sealant layer formed to a thickness of 30 μm is 3 / m 2 or more.
(電解液ラミネート強度)
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=1/1/1(質量比)の混合溶液にLiPF6を1Mになるように加えた電解液をテフロン(登録商標)容器に充填し、その中に外装材を15mm×100mmにカットしたサンプルを入れ、密栓後85℃、24時間で保管した。その後、共洗し、金属箔層/第二の接着剤層間又は金属箔層/シーラント層間のラミネート強度(T形はく離強さ)を、試験機(INSTRON社製)を用いて測定した。試験は、JIS K6854に準じて、23℃、50%RH雰囲気下、剥離速度50mm/minで行った。その結果に基づき、以下の基準で評価した。
A:ラミネート強度が7N/15mm超
B:ラミネート強度が6N/15mm以上、7N/15mm以下
C:ラミネート強度が5N/15mm以上、6N/15mm未満
D:ラミネート強度が5N/15mm未満
(Electrolytic solution laminate strength)
An electrolytic solution prepared by adding LiPF 6 to a mixed solution of ethylene carbonate / diethyl carbonate / dimethyl carbonate = 1/1/1 (mass ratio) so as to be 1 M was filled in a Teflon (registered trademark) container, and an exterior material was contained therein. A sample cut into 15 mm × 100 mm was placed therein, and the mixture was stored at 85 ° C. for 24 hours after sealing. Then, it was co-washed, and the lamination strength (T-shaped peeling strength) between the metal foil layer / second adhesive layer or the metal foil layer / sealant layer was measured using a testing machine (manufactured by INSTRON). The test was carried out according to JIS K6854 at 23 ° C., a 50% RH atmosphere, and a peeling speed of 50 mm / min. Based on the results, evaluation was made according to the following criteria.
A: Laminate strength over 7N / 15mm B: Lamination strength 6N / 15mm or more, 7N / 15mm or less C: Lamination strength 5N / 15mm or more, less than 6N / 15mm D: Lamination strength less than 5N / 15mm
(電解液ヒートシール強度)
外装材を60mm×120mmにカットしたサンプルを2つに折り畳み、1辺を10mm幅のシールバーで190℃、0.5MPa、3secで熱封緘した。その後、残りの2辺も熱封緘し袋状になった外装材に、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=1/1/1(質量比)の混合溶液にLiPF6を1Mになるように加えた電解液を2ml注入したパウチを60℃で24時間保管後、熱封緘1辺目を15mm幅にカットし(図4を参照)、シール強度(T形はく離強さ)を、試験機(INSTRON社製)を用いて測定した。試験は、JIS K6854に準じて、23℃、50%RH雰囲気下、剥離速度50mm/minで行った。その結果に基づき、以下の基準で評価した。
A:シール強度が50N/15mm以上、バースト幅が5mm超
B:シール強度が50N/15mm以上、バースト幅が3〜5mm
C:シール強度が40N/15mm以上、50N/15mm未満
D:シール強度が40N/15mm未満
(Electrolytic solution heat seal strength)
A sample obtained by cutting the exterior material into 60 mm × 120 mm was folded in two, and one side was heat-sealed with a seal bar having a width of 10 mm at 190 ° C., 0.5 MPa, and 3 sec. After that, LiPF 6 was added to a mixed solution of ethylene carbonate / diethyl carbonate / dimethyl carbonate = 1/1/1 (mass ratio) so as to be 1 M to the exterior material which was also heat-sealed on the remaining two sides and formed into a bag shape. After storing the pouch in which 2 ml of the electrolytic solution was injected at 60 ° C. for 24 hours, the first side of the heat seal was cut to a width of 15 mm (see FIG. 4), and the sealing strength (T-shaped peeling strength) was measured by a testing machine (INSTRON). It was measured using (manufactured by the company). The test was carried out according to JIS K6854 at 23 ° C., a 50% RH atmosphere, and a peeling speed of 50 mm / min. Based on the results, evaluation was made according to the following criteria.
A: Seal strength is 50N / 15mm or more, burst width is over 5mm B: Seal strength is 50N / 15mm or more, burst width is 3 to 5mm
C: Seal strength is 40N / 15mm or more, less than 50N / 15mm D: Seal strength is less than 40N / 15mm
(高温ヒートシール強度)
外装材を60mm×120mmにカットしたサンプルを2つに折り畳み、1辺を10mm幅のシールバーで190℃、0.5MPa、3secで熱封緘した。その後、熱封緘1辺目を15mm幅にカットし(図5を参照)、シール強度(T形はく離強さ)を、試験機(INSTRON社製)を用いて80℃1分保管後、測定した。試験は、JIS K6854に準じて、温度80℃、剥離速度50mm/minで行った。その結果に基づき、以下の基準で評価した。
A:シール強度が45N/15mm以上、バースト幅が5mm超
B:シール強度が45N/15mm以上、バースト幅が3〜5mm
C:シール強度が40N/15mm以上、45N/15mm未満
D:シール強度が40N/15mm未満
(High temperature heat seal strength)
A sample obtained by cutting the exterior material into 60 mm × 120 mm was folded in two, and one side was heat-sealed with a seal bar having a width of 10 mm at 190 ° C., 0.5 MPa, and 3 sec. Then, the first side of the heat seal was cut to a width of 15 mm (see FIG. 5), and the sealing strength (T-shaped peeling strength) was measured after storing at 80 ° C. for 1 minute using a testing machine (manufactured by INSTRON). .. The test was carried out at a temperature of 80 ° C. and a peeling speed of 50 mm / min according to JIS K6854. Based on the results, evaluation was made according to the following criteria.
A: Seal strength is 45N / 15mm or more, burst width is over 5mm B: Seal strength is 45N / 15mm or more, burst width is 3 to 5mm
C: Seal strength is 40N / 15mm or more, less than 45N / 15mm D: Seal strength is less than 40N / 15mm
(デガッシングヒートシール強度(デガスヒートシール強度))
外装材を75mm×150mmにカットしたサンプルを37.5mm×150mmに2つ折りにした後(図6(a)を参照)、150mm辺と37.5mm辺の一方をヒートシールし、製袋した。その後、パウチ内に、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=1/1/1(質量比)の混合溶液にLiPF6を1Mになるように加えた電解液を5ml注液し、37.5mm辺の他方をヒートシールして、シール部S1により密封されたパウチを得た。次いで、このパウチを60℃で24時間保管した後、電解液を含んだ状態でパウチ中央部を190℃、0.3MPa、2secでヒートシールした(デガッシングヒートシール部S2、図6(b)を参照)。シール部を安定化させるため、常温で24時間保管後、デガッシングヒートシール部S2を含む領域を15mm幅にカットし(図6(c)を参照)、ヒートシール強度(T形はく離強さ)を、試験機(INSTRON社製)を用いて測定した。試験は、JIS K6854に準じて、23℃、50%RH雰囲気下、剥離速度50mm/minで行った。その結果に基づき、以下の基準で評価した。
A:シール強度が50N/15mm以上
B:シール強度が35N/15mm以上、50N/15mm未満
C:シール強度が25N/15mm以上、35N/15mm未満
D:シール強度が25N/15mm未満
(Degassing heat seal strength (Degas heat seal strength))
A sample obtained by cutting the exterior material into 75 mm × 150 mm was folded in half to 37.5 mm × 150 mm (see FIG. 6A), and then one of the 150 mm side and the 37.5 mm side was heat-sealed to make a bag. Then, in the pouch, 5 ml of an electrolytic solution prepared by adding LiPF 6 to a mixed solution of ethylene carbonate / diethyl carbonate / dimethyl carbonate = 1/1/1 (mass ratio) so as to be 1 M was poured into the pouch, and the thickness was around 37.5 mm. The other of the above was heat-sealed to obtain a pouch sealed by the sealing portion S1. Next, after storing this pouch at 60 ° C. for 24 hours, the central portion of the pouch was heat-sealed at 190 ° C., 0.3 MPa, 2 sec with the electrolytic solution contained (degassing heat-sealed portion S2, FIG. 6 (b). ). In order to stabilize the seal part, after storing at room temperature for 24 hours, the area including the degassing heat seal part S2 is cut to a width of 15 mm (see FIG. 6C), and the heat seal strength (T-shaped peeling strength). ) Was measured using a testing machine (manufactured by INSTRON). The test was carried out according to JIS K6854 at 23 ° C., a 50% RH atmosphere, and a peeling speed of 50 mm / min. Based on the results, evaluation was made according to the following criteria.
A: Seal strength is 50N / 15mm or more B: Seal strength is 35N / 15mm or more and less than 50N / 15mm C: Seal strength is 25N / 15mm or more and less than 35N / 15mm D: Seal strength is less than 25N / 15mm
(成型後の白化)
外装材の常態のサンプル及び60℃で1週間保管したサンプルを、120mm×200mmにカットし、シーラント層が成型機の凸部に接するように冷間成型用金型にセットし、成型速度5mm/secで2.0mmの深絞りを行った。その後、最も延伸が厳しいフィルム押さえ部側の辺の白化を観察した。金型には、成型エリアが80mm×70mm(角筒型)、パンチコーナーラジアス(RCP)が1.0mmのものを用いた。その結果に基づき、以下の基準で評価した。なお、評価がC以上であれば実用上問題ないといえる。
A:常態のサンプル及び60℃1週間保管のサンプルともに白化なし
B:常態のサンプルで白化なし、60℃1週間保管のサンプルで薄く白化
C:常態のサンプルで薄く白化、60℃1週間保管のサンプルで白化
D:常態のサンプルで白化
(Whitening after molding)
A normal sample of the exterior material and a sample stored at 60 ° C. for 1 week are cut into 120 mm × 200 mm, set in a cold molding die so that the sealant layer is in contact with the convex portion of the molding machine, and the molding speed is 5 mm / A deep drawing of 2.0 mm was performed in sec. After that, whitening of the side of the film holding portion, which is the most severely stretched, was observed. As the mold, a mold having a molding area of 80 mm × 70 mm (square cylinder type) and a punch corner radius (RCP) of 1.0 mm was used. Based on the results, evaluation was made according to the following criteria. If the evaluation is C or higher, it can be said that there is no practical problem.
A: No whitening in both normal sample and sample stored at 60 ° C for 1 week B: No whitening in normal sample, thin whitening in sample stored at 60 ° C for 1 week C: Thin whitening in normal sample, stored at 60 ° C for 1 week Whitening with sample D: Whitening with normal sample
(ヒートシール及び成型後の絶縁性(ヒートシール・成型絶縁))
外装材を120mm×200mmにカットしたサンプル40を、シーラント層が成型機の凸部に接するように冷間成型用金型にセットし、成型速度15mm/secで2.0mmの深絞りを行って深絞り部41を形成した後、120mm×100mmに2つ折りにした(図7(a)を参照)。次いで、タブ42とタブシーラント43とを間に挟んだ状態で100mmの上辺部44をヒートシールした後(図7(b)を参照)、120mmの側辺部45をヒートシールして製袋した(図7(c)を参照)。その後、電極を接触させるために、サンプル40の外層の一部を削って金属箔層の露出部46を形成した(図7(d)を参照)。次いで、パウチ内に、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=1/1/1(質量比)の混合溶液にLiPF6を1Mになるように加えた電解液を5ml注液し、100mmの下辺部47をヒートシールにて封止した(図7(e)を参照)。次いで、60℃のオーブンに1週間保管した後、タブ42と金属箔層の露出部46に電極48a,48bをそれぞれ接続し、耐電圧・絶縁抵抗試験器(KIKUSUI製、「TOS9201」)を用いて25Vを印加し、そのときの抵抗値を測定した(図7(f)を参照)。金型には、成型エリアが80mm×70mm(角筒型)、パンチコーナーラジアス(RCP)が1.0mmのものを用いた。その結果に基づき、以下の基準で評価した。
A:抵抗値が200MΩ超
B:抵抗値が100MΩ以上200MΩ以下
C:抵抗値が30MΩ以上100MΩ未満
D:抵抗値が30MΩ未満
(Heat seal and insulation after molding (heat seal / molding insulation))
A
A: Resistance value exceeds 200MΩ B: Resistance value is 100MΩ or more and 200MΩ or less C: Resistance value is 30MΩ or more and less than 100MΩ D: Resistance value is less than 30MΩ
(デガッシングヒートシール後の絶縁性(デガス絶縁))
外装材を75mm×150mmにカットしたサンプル50を37.5mm×150mmに2つ折りにした(図8(a)を参照)。次いで、タブ52とタブシーラント53とを間に挟んだ状態で37.5mmの上辺部54をヒートシールした後(図8(b)を参照)、150mmの側辺部55をヒートシールして製袋した(図8(c)を参照)。その後、電極を接触させるために、サンプル50の外層の一部を削って金属箔層の露出部56を形成した(図8(d)を参照)。次いで、パウチ内に、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=1/1/1(質量比)の混合溶液にLiPF6を1Mになるように加えた電解液を5ml注液し、37.5mmの下辺部57をヒートシールにて封止した(図8(e)を参照)。その後、このパウチを平置きした状態で、60℃で24時間放置し、電解液を含んだ状態でパウチ中央部58を190℃、0.3MPa(面圧)、2secでデガッシングヒートシールした。次いで、タブ52と金属箔層の露出部56に電極59a,59bをそれぞれ接続し、耐電圧・絶縁抵抗試験器(KIKUSUI製、「TOS9201」)を用いて25Vを印加し、そのときの抵抗値を測定した(図8(f)を参照)。その結果に基づき、以下の基準で評価した。
A:抵抗値が200MΩ超
B:抵抗値が100MΩ以上200MΩ以下
C:抵抗値が30MΩ以上100MΩ未満
D:抵抗値が30MΩ未満
(Insulation after degassing heat sealing (degass insulation))
A
A: Resistance value exceeds 200MΩ B: Resistance value is 100MΩ or more and 200MΩ or less C: Resistance value is 30MΩ or more and less than 100MΩ D: Resistance value is less than 30MΩ
(総合品質)
上記各評価の結果を表2に示す。下記表2において、各評価結果にD評価がないものは、総合的な品質が優れていると言える。
(Comprehensive quality)
The results of each of the above evaluations are shown in Table 2. In Table 2 below, if each evaluation result does not have a D evaluation, it can be said that the overall quality is excellent.
表2に示した結果から明らかなように、実施例1〜24の外装材は、ヒートシール、成型、及びデガッシングヒートシール後の絶縁性に優れることが確認された。さらに、実施例1〜24の外装材は、シーラント層中のフィッシュアイの数が少なく、高速加工性、電解液ラミネート強度、電解液ヒートシール強度、高温ヒートシール強度、デガッシングヒートシール強度、成型白化においても十分な性能を有していること、並びに、ヒートシール及び成型後の絶縁性にも優れることが確認された。 As is clear from the results shown in Table 2, it was confirmed that the exterior materials of Examples 1 to 24 are excellent in insulating properties after heat sealing, molding, and degassing heat sealing. Further, the exterior materials of Examples 1 to 24 have a small number of fish eyes in the sealant layer, and have high-speed workability, electrolyte laminating strength, electrolyte heat-sealing strength, high-temperature heat-sealing strength, and degassing heat-sealing strength. It was confirmed that it has sufficient performance in molding whitening and also has excellent heat sealing and insulating properties after molding.
さらに、実施例1〜4及び比較例1を比較すると、シーラント層に超高分子量ポリオレフィンを加えることでデガッシングヒートシール後の絶縁性が向上し、添加量を増やすことによりさらに向上したことが確認できる。一方、AL側層への超高分子量ポリオレフィンの添加量を増やしすぎないことにより、電解液ラミネート強度の低下が抑制できたことが確認できる。 Further, comparing Examples 1 to 4 and Comparative Example 1, it was found that the addition of ultra-high molecular weight polyolefin to the sealant layer improved the insulating property after degassing heat sealing, and the addition amount was further improved. You can check it. On the other hand, it can be confirmed that the decrease in the electrolyte laminating strength could be suppressed by not increasing the amount of the ultra-high molecular weight polyolefin added to the AL side layer too much.
実施例5〜8及び比較例1を比較すると、超高分子量ポリオレフィンを最内層に加えることで、発泡起点は完全には押さえ込めないものの、添加量を増やすことにより、デガッシングヒートシール後の絶縁性が向上したことが確認できる。 Comparing Examples 5 to 8 and Comparative Example 1, the foaming starting point cannot be completely suppressed by adding the ultra-high molecular weight polyolefin to the innermost layer, but by increasing the addition amount, after degassing heat sealing. It can be confirmed that the insulation is improved.
実施例9〜13及び実施例1〜8を比較すると、超高分子量ポリオレフィンをAL側層と最内層の両方に加えることによってもデガッシングヒートシール後の絶縁性が向上したことが確認できる。 Comparing Examples 9 to 13 and Examples 1 to 8, it can be confirmed that the insulation after degassing heat sealing was improved by adding the ultra-high molecular weight polyolefin to both the AL side layer and the innermost layer.
実施例14〜16を比較すると、シーラント層が3層以上からなる場合に、よりAL側に近い超高分子量ポリオレフィンを加えることにより、デガッシングヒートシール後の絶縁性が向上しやすかったことが確認できる。 Comparing Examples 14 to 16, when the sealant layer was composed of three or more layers, it was easy to improve the insulating property after degassing heat sealing by adding the ultra-high molecular weight polyolefin closer to the AL side. You can check it.
実施例17〜19及び実施例3を比較すると、加える超高分子量ポリオレフィンの種類によって、デガッシングヒートシール後の絶縁性以外の評価において差が生まれたことが確認できる。 Comparing Examples 17 to 19 and Example 3, it can be confirmed that a difference was generated in the evaluation other than the insulating property after the degassing heat seal depending on the type of the ultra-high molecular weight polyolefin to be added.
実施例20及び実施例3を比較すると、AL側層のベース樹脂組成物を変更することにより、デガッシングヒートシール後の絶縁性以外の評価において差が生まれたことが確認できる。 Comparing Example 20 and Example 3, it can be confirmed that by changing the base resin composition of the AL side layer, a difference was generated in the evaluation other than the insulating property after the degassing heat seal.
実施例21及び実施例3を比較すると、腐食防止処理層の組成の違いにより、絶縁性以外の評価において差が生まれたことが確認できる。実施例22及び実施例3を比較すると、高速加工性、フィッシュアイの数、高温シール強度以外の全ての評価において差が生まれたことが確認できる。 Comparing Example 21 and Example 3, it can be confirmed that the difference in the composition of the corrosion prevention treatment layer caused a difference in the evaluation other than the insulating property. Comparing Example 22 and Example 3, it can be confirmed that differences were produced in all evaluations other than high-speed workability, number of fish eyes, and high-temperature seal strength.
実施例23〜24の評価結果から、ドライラミネート手法によりシーラント層を設けた場合にも、同様に性能が向上し得ることが確認できる。接着剤の種類により評価に差が生まれたことが確認できる。 From the evaluation results of Examples 23 to 24, it can be confirmed that the performance can be similarly improved even when the sealant layer is provided by the dry laminating method. It can be confirmed that the evaluation was different depending on the type of adhesive.
比較例2では、加える超高分子量ポリオレフィンの重量平均分子量が大きく、高速加工性が低下し、シーラント層中のフィッシュアイの数が増加したことが確認できる。その結果、電池製造工程における特性評価をすることができなかった。 In Comparative Example 2, it can be confirmed that the weight average molecular weight of the ultra-high molecular weight polyolefin to be added was large, the high-speed processability was lowered, and the number of fish eyes in the sealant layer was increased. As a result, it was not possible to evaluate the characteristics in the battery manufacturing process.
10,20,30…蓄電装置用外装材、11…基材層、12…第一の接着剤層、13…金属箔層、14…腐食防止処理層、16…シーラント層、16a…第一のシーラント層、16b…第二のシーラント層、16c…第三のシーラント層、17…第二の接着剤層、40…サンプル、41…深絞り部、42…タブ、43…タブシーラント、44…上辺部、45…側辺部、46…金属箔層の露出部、47…下辺部、48a,48b…電極、50…サンプル、52…タブ、53…タブシーラント、54…上辺部、55…側辺部、56…金属箔層の露出部、57…下辺部、58…中央部、59a,59b…電極、S1…シール部、S2…デガッシングヒートシール部。 10, 20, 30 ... Exterior material for power storage device, 11 ... Base material layer, 12 ... First adhesive layer, 13 ... Metal foil layer, 14 ... Corrosion prevention treatment layer, 16 ... Sealant layer, 16a ... First Sealant layer, 16b ... second sealant layer, 16c ... third sealant layer, 17 ... second adhesive layer, 40 ... sample, 41 ... deep drawn portion, 42 ... tab, 43 ... tab sealant, 44 ... upper side Part, 45 ... Side part, 46 ... Exposed part of metal foil layer, 47 ... Lower side part, 48a, 48b ... Electrode, 50 ... Sample, 52 ... Tab, 53 ... Tab sealant, 54 ... Upper side part, 55 ... Side side Part, 56 ... Exposed part of metal foil layer, 57 ... Lower side part, 58 ... Central part, 59a, 59b ... Electrode, S1 ... Seal part, S2 ... Degassing heat seal part.
Claims (10)
前記シーラント層が、2.0×105〜1.0×106の重量平均分子量を有する超高分子量ポリオレフィンを含み、
前記シーラント層中の前記超高分子量ポリオレフィンの含有量が、前記シーラント層の総質量を基準として、5.0〜50.0質量%である、蓄電装置用外装材。 An exterior material for a power storage device including at least a base material layer, a metal foil layer provided with a corrosion prevention treatment layer on one or both surfaces, and a sealant layer in this order.
The sealant layer is observed containing ultra high molecular weight polyolefin having a weight average molecular weight of 2.0 × 10 5 ~1.0 × 10 6 ,
An exterior material for a power storage device , wherein the content of the ultra-high molecular weight polyolefin in the sealant layer is 5.0 to 50.0% by mass based on the total mass of the sealant layer.
前記シーラント層が、2.0×105〜1.0×106の重量平均分子量を有する超高分子量ポリオレフィンを含み、
前記シーラント層が複数の層からなり、そのうちの少なくとも一層が前記超高分子量ポリオレフィンを含む層である、蓄電装置用外装材。 An exterior material for a power storage device including at least a base material layer, a metal foil layer provided with a corrosion prevention treatment layer on one or both surfaces, and a sealant layer in this order.
The sealant layer is observed containing ultra high molecular weight polyolefin having a weight average molecular weight of 2.0 × 10 5 ~1.0 × 10 6 ,
An exterior material for a power storage device, wherein the sealant layer is composed of a plurality of layers, and at least one of them is a layer containing the ultra-high molecular weight polyolefin.
前記接着剤層が、酸変性ポリオレフィンと、多官能イソシアネート化合物、グリシジル化合物、カルボキシ基を有する化合物、オキサゾリン基を有する化合物及びカルボジイミド化合物からなる群より選択される少なくとも1種の硬化剤と、を含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載の蓄電装置用外装材。 An adhesive layer is further provided between the metal foil layer and the sealant layer.
The adhesive layer contains an acid-modified polyolefin and at least one curing agent selected from the group consisting of a polyfunctional isocyanate compound, a glycidyl compound, a compound having a carboxy group, a compound having an oxazoline group, and a carbodiimide compound. , The exterior material for a power storage device according to any one of claims 1 to 7.
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