JP6941150B2 - 組成物、積層体、包材、電池ケース用包材および電池 - Google Patents
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Description
本発明の構成例は以下の通りである。
エポキシ化合物またはオキサゾリン化合物の少なくとも一方を含む架橋剤(B)と、
pKaが11以上である触媒(C)と、
を含む組成物。
要件(i):前記重合体(a)が、炭素数4〜20のα−オレフィンに由来する構成単位を含む
要件(ii):前記変性オレフィン重合体(A)のJIS K7122に従って測定される融解熱が、0〜50J/gである
[4] 前記プロピレンに由来する構成単位の含有割合が、前記炭素数2〜20のα−オレフィンに由来する構成単位100モル%に対して40〜95モル%である、[3]に記載の組成物。
[5] 前記重合体(a)において、前記プロピレンに由来する構成単位を除く構成単位が、すべて前記炭素数4〜20のα−オレフィンに由来する構成単位である、[3]または[4]に記載の組成物。
該接着剤層が、[1]〜[9]のいずれかに記載の組成物の硬化物からなる層である、包材。
該内側接着剤層が、[1]〜[9]のいずれかに記載の組成物の硬化物からなる層である、電池ケース用包材。
ビスフェノールA型液状エポキシ樹脂、脂環式エポキシ化合物およびトリメチロールプロパンポリグリシジルエーテルより選ばれる少なくとも1種の架橋剤(B1)と、
を含む組成物。
要件(i):前記重合体(a)が、炭素数4〜20のα−オレフィンに由来する構成単位を含む
要件(ii):前記重合体(A)のJIS K7122に従って測定される融解熱が、0〜50J/gである
また、本発明の一実施形態によれば、接着強度に優れる接着剤層を低温養生条件下でも容易に形成することができ、耐久性に優れ、接着強度の低下が十分に抑制された積層体、包材および電池ケース用包材等を容易に、例えば、ドライラミネート法で形成することができる。
本発明の一実施形態に係る組成物(以下「本組成物」ともいう。)は、
炭素数2〜20のα−オレフィンの重合体(a)がエポキシ基またはオキサゾリン基に対し反応性の官能基を有する単量体(b)で変性された変性オレフィン重合体であり、下記要件(i)および(ii)を満たす変性オレフィン重合体(A)と、エポキシ化合物またはオキサゾリン化合物の少なくとも一方を含む架橋剤(B)と、pKaが11以上である触媒(C)とを含む組成物(以下「本組成物1」ともいう。)、または、
炭素数2〜20のα−オレフィンの重合体(a)が、エポキシ基に対し反応性の官能基を有する単量体(b1)で変性された変性オレフィン重合体であり、下記要件(i)および(ii)を満たす変性オレフィン重合体(A)と、ビスフェノールA型液状エポキシ樹脂、脂環式エポキシ化合物およびトリメチロールプロパンポリグリシジルエーテルより選ばれる少なくとも1種の架橋剤(B1)と、を含む組成物(以下「本組成物2」ともいう。)である。
要件(i):前記炭素数2〜20のα−オレフィンの重合体(a)が、炭素数4〜20のα−オレフィンに由来する構成単位を含む
要件(ii):前記重合体(A)のJIS K7122に従って測定される融解熱が、0〜50J/gである
前記重合体(A)は、前記要件(i)および(ii)を満たし、炭素数2〜20のα−オレフィンの重合体(a)の、エポキシ基もしくはオキサゾリン基に対し反応性の官能基を有する単量体(b)、または、エポキシ基に対し反応性の官能基を有する単量体(b1)による変性体である。
このような重合体(A)を用いることで初めて、接着強度および耐薬品性(耐電解液性)に優れる接着剤層を得ることができる。
重合体(A)は、1種単独で使用してもよく、2種以上を使用してもよい。
前記重合体(a)は、炭素数4〜20のα−オレフィンに由来する構成単位を含めば特に制限されず、炭素数4〜20のα−オレフィンからなる重合体であってもよいし、炭素数4〜20のα−オレフィンと炭素数2〜3のα−オレフィンとを用いて得られる共重合体であってもよいし、必要により、α−オレフィン以外の不飽和単量体(以下「他の不飽和単量体」ともいう。)に由来する構成単位を含む重合体であってもよい。
前記重合体(a)が炭素数4〜20のα−オレフィンに由来する構成単位を有さない場合、該重合体と溶剤とを含む組成物の長期安定性が低下し、かつ、接着強度および耐薬品性との両立が困難となる。
前記共重合体としては、例えば、ランダム共重合体、ブロック共重合体が挙げられるが、ランダム共重合体が好ましい。
炭素数4〜20のα−オレフィンに由来する構成単位の含有割合が、前記上限の規定を満たすと、より強度に優れる重合体を得ることができ、前記下限の規定を満たすと、より溶剤への溶解性に優れる重合体を得ることができる。
炭素数2〜3のα−オレフィンに由来する構成単位の含有割合が、前記上限の規定を満たすと、共重合体の融点(Tm)および融解熱(ΔH)を低下させることができ、前記下限の規定を満たすと、より強度に優れる重合体を得ることができる。
MwやMw/Mnが前記下限の規定を満たすと、強度が十分に高い接着剤層を得ることができ、また、該接着剤層と基材や被着体との接着強度が良好となり、前記上限の規定を満たすと、溶剤への溶解性が良好な重合体が得られ、固化および析出が起こりにくい組成物を得ることができる。
本発明において、MwおよびMw/Mnは、具体的には、下記実施例に記載の方法で測定することができる。
Tmが前記範囲にあると、本組成物から低温養生条件下で接着剤層を形成しても、接着強度に優れる接着剤層を得ることができる。
ΔHが前記上限の規定を満たすと、本組成物から低温養生条件下で接着剤層を形成しても、接着強度に優れる接着剤層を得ることができ、前記下限の規定を満たすと、強度に優れる接着剤層を得ることができる。
前記単量体(b)は、エポキシ基またはオキサゾリン基に対し反応性の官能基を有すれば特に制限されず、また、前記単量体(b1)は、エポキシ基に対し反応性の官能基を有すれば特に制限されず、従来公知の化合物を用いることができる。
前記エポキシ基またはオキサゾリン基に対し反応性の官能基としては、活性水素を有する基が挙げられ、具体的には、水酸基、アミノ基、カルボキシル基、酸無水物基、エステル基、チオール基などが挙げられる。前記エポキシ基に対し反応性の官能基としては、活性水素を有する基が挙げられ、具体的には、水酸基、アミノ基、カルボキシル基、酸無水物基、エステル基、チオール基などが挙げられる。
前記単量体(b)および(b1)は、それぞれ1種類の反応性官能基を有していてもよく、2種以上の反応性官能基を有していてもよい。
前記R1としては、水素原子、炭素数1〜12、好ましくは炭素数1〜8のアルキル基、または、炭素数8〜12、好ましくは炭素数6〜9のシクロアルキル基が挙げられる。なお、前記R1としては、該アルキル基およびシクロアルキル基の一部を置換基で置換した基も挙げられる。
重合体(A)を合成する方法としては、特に制限されず、炭素数2〜20のα−オレフィンと前記単量体(b)または(b1)とを重合反応させてもよいが、前記単量体(b)または(b1)と重合体(a)とを反応させることが好ましく、具体的には、下記(1)〜(4)の方法が挙げられる。
(2)重合体(a)を加熱溶融して、得られる溶融物に、単量体(b)または(b1)とラジカル重合開始剤とを添加し、攪拌することにより、重合体(a)と単量体(b)または(b1)とを反応させる方法。
(3)重合体(a)と、単量体(b)または(b1)とラジカル重合開始剤とを混合し、得られる混合物を押出機に供給して加熱混練しながら、重合体(a)と単量体(b)または(b1)とを反応させる方法。
(4)重合体(a)を、単量体(b)または(b1)とラジカル重合開始剤とを有機溶媒に溶解した溶液に浸漬させた後、重合体(a)が溶解しない温度まで加熱することにより、重合体(a)と単量体(b)または(b1)とを反応させる方法。
また、前記反応の際には、単量体(b)または(b1)とともに、前記官能基を有さない単量体を用いてもよいが、架橋剤(B)と効率的に反応できる重合体(A)が得られること、また、得られる接着剤層の耐薬品性、耐電解液性を向上させることができること等の点から、前記官能基を有さない単量体を用いないことが好ましい。
単量体(b)または(b1)に由来する構成単位の含有割合が前記範囲にあると、接着剤層を形成する際に、効率的に反応し、重合体(A)の基材や被着体に対する親和性を高めて、接着剤層と基材や被着体との接着強度をより一層向上させることができ、また、得られる接着剤層の耐薬品性、耐電解液性を向上させることができる。
有機パーオキシドとしては、例えば、ジクミルパーオキシド、ベンゾイルパーオキシド、ジクロロベンゾイルパーオキシド、ジ−tert−ブチルパーオキシド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(パーオキシベンゾエート)ヘキシン−3、1,4−ビス(tert−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、ラウロイルパーオキシド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(tert−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3、2,5−ジメチル−2,5−ジ(tert−ブチルパーオキシド)ヘキサンが挙げられる。
有機パーエステルとしては、例えば、tert−ブチルパーアセテート、tert−ブチルパーフェニルアセテート、tert−ブチルパーイソブチレート、tert−ブチルパーsec−オクトエート、tert−ブチルパーピバレート、クミルパーピバレート、tert−ブチルパージエチルアセテート、tert−ブチルパーオキシベンゾエートが挙げられる。
さらに、ラジカル重合開始剤として、アゾビスイソブチロニトリル、ジメチルアゾイソブチロニトリルなどのアゾ化合物等のその他の開始剤も挙げられる。
該溶媒としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカンなどの脂肪族炭化水素、シクロヘキサン、シクロヘキセン、メチルシクロヘキサンなどの脂環族炭化水素、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、プロパンジオール、フェノールなどのアルコール、アセトン、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、ペンタノン、ヘキサノン、イソホロン、アセトフェノン、シクロヘキサノンなどのケトン、メチルセロソルブ、エチルセロソルブなどのセロソルブ、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、ギ酸ブチルなどのエステル、トリクロロエチレン、ジクロロエチレン、クロロベンゼンなどのハロゲン化炭化水素が挙げられる。これらの中では、芳香族炭化水素、脂肪族炭化水素、脂肪族炭化水素とケトンとの混合溶剤、脂肪族炭化水素とエステルとの混合溶剤が好ましい。
重合体(A)の、GPCによって測定され、標準ポリスチレンで換算されたMwは、好ましくは1×104以上、より好ましくは2×104以上、特に好ましくは3×104以上であり、また、好ましくは1×107以下、より好ましくは1×106以下、特に好ましくは5×105以下である。
重合体(A)のMwが、前記下限の規定を満たすと、強度が十分高く、また、基材や被着体との接着強度に優れる接着剤層を得ることができ、前記上限の規定を満たすと、溶剤への溶解性が良好であり、固化および析出が起こりにくい重合体(A)を得ることができる。特に、重合体(A)のMwが5×105以下であると、基材や被着体との接着強度に優れる接着剤層を得ることができる。
Mw/Mnが前記下限の規定を満たすと、溶剤への溶解性が良好であり、固化および析出が起こりにくい重合体(A)を得ることができ、前記上限の規定を満たすと、強度が十分高く、また、基材や被着体との接着強度に優れる接着剤層を得ることができる。
重合体(A)のTmが前記上限の規定を満たすと、本組成物から低温養生条件下で接着剤層を形成しても、接着強度の低下を防止することができ、前記下限の規定を満たすと、強度および耐久性に優れる接着剤層を得ることができる。
前記Tmを有する重合体(A)は、例えば、該重合体(A)中の炭素数2〜3のα−オレフィンに由来する構成単位の含有割合を前記範囲にし、かつ、要件(i)を満たすことで得ることができる。
重合体(A)のΔHが前記上限の規定を満たすと、本組成物から低温養生条件下で接着剤層を形成しても、接着強度に優れる接着剤層を得ることができ、前記下限の規定を満たすと、強度に優れる接着剤層を得ることができる。
前記重合体(A)のΔHが50J/gを超えると、得られる重合体(A)は、溶剤への溶解性が乏しくなり、固化および析出を起こしやすくなる。
前記ΔHを有する重合体(A)は、例えば、該重合体(A)中の炭素数2〜3のα−オレフィンに由来する構成単位の含有割合を前記範囲にし、かつ、要件(i)を満たすことで得ることができる。
重合体(A)の半結晶化時間が前記下限の規定を満たすと、重合体(A)が基材や被着体の表面の凹凸に浸入しながら、または、浸入した後に、架橋剤(B)と反応することができ、アンカー効果によって、得られる接着剤層の接着強度をより一層向上させることができる。
前記半結晶化時間は、示差走査熱量計による等温結晶化測定によって求めることができ、具体的には下記実施例に記載の方法で求めることができる。
本発明において、40℃における動粘度は、ASTM D 445に基づいて測定する。
変性量が前記範囲にあると、接着剤層を形成する際に重合体(A)が効率的に反応し、重合体(A)の基材や被着体に対する親和性を高めて、接着剤層と基材や被着体との接着強度をより一層向上させることができ、また、得られる接着剤層の耐薬品性、耐電解液性を向上させることができる。
すなわち、ECX400型核磁気共鳴装置(日本電子(株)製)を用い、溶媒は重水素化オルトジクロロベンゼンとし、試料濃度20mg/0.6mL、測定温度は120℃、観測核は1H(400MHz)、シーケンスはシングルパルス、パルス幅は5.12μ秒(45°パルス)、繰り返し時間は7.0秒、積算回数は500回以上とする条件である。
基準のケミカルシフトは、テトラメチルシランの水素に由来するピークを0ppmとするが、例えば、重水素化オルトジクロロベンゼンの残存水素に由来するピークを7.10ppmとすることでも同様の結果を得ることができる。
単量体(b)または(b1)に由来する1Hなどのピークは、常法によりアサインできる。
この場合、重合体(A)の酸価は、好ましくは0.1mgKOH/g以上、より好ましくは0.5mgKOH/g以上であり、また、好ましくは100mgKOH/g以下、より好ましくは30mgKOH/g以下、特に好ましくは10mgKOH/g以下である。
酸価が前記範囲にあると、接着剤層を形成する際に重合体(A)が効率的に反応し、重合体(A)の基材や被着体に対する親和性を高めて、接着剤層と基材や被着体との接着強度をより一層向上させることができ、また、得られる接着剤層の耐薬品性、耐電解液性を向上させることができる。
重合体(A)約10gを正確に測り取り、200mLのトールビーカーに投入する。そこに滴定溶剤として、キシレンとジメチルホルムアミドとを1:1(体積比)で混合してなる混合溶媒を150mL添加する。指示薬として1w/v%のフェノールフタレインエタノール溶液(和光純薬工業(株)製)を数滴加え、液温を80℃に加熱して、重合体(A)を溶解させる。液温が80℃で一定になった後、0.1mol/Lの水酸化カリウムの2−プロパノール溶液(和光純薬工業(株)製)を用いて滴定を行い、滴定量から酸価を求める。
酸価(mgKOH/g)=(EP1−BL1)×FA1×C1/SIZE
該式において、「EP1」は滴定量(mL)、「BL1」はブランク値(mL)、「FA1」は滴定液のファクター(1.00)、「C1」は濃度換算値(5.611mg/mL:0.1mol/LのKOHの2−プロパノール溶液1mL中の水酸化カリウム相当量)、「SIZE」は重合体(A)の採取量(g)を表す。
重合体(A)の配合量が前記範囲にあると、接着強度および耐薬品性(耐電解液性)に優れる接着剤層を得ることができる。
本組成物1には、エポキシ化合物またはオキサゾリン化合物の少なくとも一方を含む架橋剤(B)が用いられ、本組成物2には、ビスフェノールA型液状エポキシ樹脂、脂環式エポキシ化合物およびトリメチロールプロパンポリグリシジルエーテルより選ばれる少なくとも1種の架橋剤(B1)が用いられる。架橋剤(B)は、前記重合体(A)とは異なる化合物である。
本組成物1では、架橋剤(B)と共に、重合体(A)および触媒(C)を用いるため、硬化時の体積変化が小さく、低温で硬化可能な組成物を得ることができ、特に、接着強度に優れる接着剤層を得ることができる。一方、本組成物2では、架橋剤(B)として、架橋剤(B1)を用いるため、触媒(C)を用いなくても、前記効果を奏する組成物を得ることができる。
該市販品としては、例えば、EPICLON840、840−S、850、850−S、EXA−850CRP、850−LC(DIC(株)製)、jER828EL、827(三菱化学(株)製)、エポミックR−140P(三井化学(株)製)が挙げられる。
前記トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテルとしては、市販品を用いてもよく、該市販品としては、例えば、EX−321L(ナガセケムテックス(株)製)等が挙げられる。
前記当量は、JIS K7236に基づいて測定することができる。
架橋剤(B)および(B1)の配合量が前記範囲にあると、より接着強度および耐薬品性、耐電解液性に優れる接着剤層を得ることができる。
本組成物1には、pKaが11以上である触媒(C)を用いる。
このような触媒(C)を用いることで、架橋剤(B)として、架橋剤(B1)を用いなくても、低温でも効率よく架橋反応を促進でき、耐薬品性、耐電解液性に優れる接着剤層を形成でき、接着強度に優れる、特に、アルミニウム箔層とポリプロピレンなどの熱可塑性樹脂製フィルム層とを高い強度で接着することができる接着剤層を得ることができる。
触媒(C)は、1種単独で使用してもよく、2種以上を使用してもよい。
触媒(C)の配合量が前記範囲にあると、硬化速度に優れる組成物が得られ、また、耐薬品性、耐電解液性および接着強度に優れる接着剤層を得ることができる。
本組成物は、接着強度の高い接着剤層を得ることができる等の点から、前記成分に加えて、さらに、炭化水素系合成油(D)を含んでもよい。
炭化水素系合成油(D)は、1種単独で使用してもよく、2種以上を使用してもよい。
該炭素数2〜20のオレフィンとしては、例えば、エチレン、プロピレン、1−ブテン、1−オクテン、1−デセンおよび1−ドデセンが挙げられる。
炭化水素系合成油(D)の40℃における動粘度が前記範囲にあると、接着強度の高い接着剤層を得ることができる。
炭化水素系合成油(D)の配合量が前記範囲にあると、強度および接着強度に優れる接着剤層を得ることができる。
本組成物1は、前記重合体(A)、架橋剤(B)、触媒(C)および必要により炭化水素系合成油(D)を混合することで、また、本組成物2は、前記重合体(A)、架橋剤(B1)および必要により炭化水素系合成油(D)を混合することで調製することができる。
該溶媒としては、重合体(A)の合成の際に用い得る溶媒と同様の溶媒等が挙げられ、好ましくは、トルエン、メチルシクロヘキサン/メチルイソブチルケトン混合溶媒、メチルシクロヘキサン/メチルエチルケトン混合溶媒、メチルシクロヘキサン/酢酸エチル混合溶媒、シクロヘキサン/メチルエチルケトン混合溶媒、シクロヘキサン/酢酸エチル混合溶媒、セロソルブ/シクロヘキサノン混合溶媒が挙げられる。なお、水を分散媒として用いることもできる。
本発明の一実施形態における積層体(以下「本積層体」ともいう。)は、基材と、前記本組成物の硬化物からなる接着剤層とを含めば特に制限されず、これら以外の層を含んでもよい。
本積層体において、接着剤層は、基材の片面に存在していてもよく、両面に存在していてもよく、これらの面の全面に存在していてもよく、一部に存在していてもよい。
本積層体の製造方法は、その全ての工程を低温(約120℃以下、好ましくは100℃以下)で行うことが、基材や被着体が有する特性を損なうことなく積層体を得ることができ、基材や被着体の選択自由度が増す等の点から好ましく、また、本組成物を用いることで、このような低温で積層体を製造しても、接着強度および耐薬品性(耐電解液性)に優れる積層体を得ることができる。
なお、前記基材の接着剤層と接する面には、接着強度向上のため、コロナ処理などの従来公知の表面処理を施してもよい。
ここで、意匠性を有するフィルムとしては、アクリルフィルム、PETフィルム、PCフィルム、COC(環状オレフィンコポリマー)フィルム、塩化ビニルフィルム、ABSフィルムなどの熱可塑性フィルムに意匠性を付与したフィルムが挙げられる。
なお、前記接着剤層または前記塗膜に、従来公知の方法で意匠性を付与してもよい。
該加熱の条件としては、溶媒等の揮発成分が揮発する条件である限り特に制限されないが、例えば120℃以下、好ましくは100℃以下で、例えば40℃以上で、例えば3秒間以上、好ましくは1分間以上の時間、また、例えば1時間以下の時間加熱する条件が挙げられる。
該被着体としては、前記基材と同様のものが挙げられる。
該加熱の条件としては、適宜の条件が選択されるが、低温、例えば80℃以下、好ましくは70℃以下、特に好ましくは60℃以下で、また、例えば40℃以上で、例えば1日間以上、好ましくは3日間以上の時間、また、例えば7日間以下の時間養生する方法(低温養生法)、高温、例えば100℃以上、好ましくは120℃以上で、また、例えば200℃以下で、例えば0.1秒間以上、好ましくは0.5秒間以上の時間、また、例えば60秒間以下の時間養生する方法(高温養生法)が挙げられる。これらの中でも、基材や被着体が有する特性を損なうことなく積層体を得ることができ、また、基材や被着体の選択自由度が増す等の点から、低温養生法が好ましい。
該圧力としては、例えば0.1MPa以上、好ましくは0.2MPa以上であり、また、好ましくは2MPa以下である。
本発明の一実施形態における包材は、内層と接着剤層と基材とがこの順で積層された積層体を含む。なお、該接着剤層は、前記本組成物の硬化物からなる層である。
該包材は、前記接着剤層を有するため、基材と内層との接着強度に優れ、また、耐薬品性、耐電解液性に優れる。このため、該包材を長期間にわたって使用しても、基材と内層との接着強度の低下を有効に防止することができ、長期信頼性に優れる包材を得ることができる。
このような包材は、接着強度および耐薬品性(電解液性)に優れる電池ケース用包材や、接着強度および耐アルカリ性に優れる高アルカリ溶液用包材、さらには、接着強度および耐アルコール性に優れるアルコール含有溶液用包材に好適に用いられる。
また、前記アルコール含有溶液としては、メタノール、エタノール、プロパノール、エチレングリコールなどを含む溶液が挙げられる。該アルコール含有溶液中のアルコール濃度は、例えば3質量%以上、好ましくは5質量%以上であり、また、例えば95質量%以下、好ましくは80質量%以下である。
本発明の一実施形態における電池ケース用包材は、内層と内側接着剤層と基材と外側接着剤層と外層とがこの順で積層された積層体を含む。なお、該内側接着剤層は、前記本組成物の硬化物からなる層である。
該電池ケース用包材は、前記接着剤層を有するため、基材と内層との接着強度に優れ、また、耐電解液性に優れる。このため、電池ケース用包材を長期間にわたって使用しても、基材と内層との接着強度の低下を有効に防止することができ、長期信頼性に優れる電池ケース用包材を得ることができる。
本発明の一実施形態における電池は、前記電池ケース用包材と、該電池ケース用包材に包装される電解液とを備え、前記電池ケース用包材の内層の少なくとも一部が前記電解液に接触している電池である。該電池としては、特に制限されないが、例えば、リチウムイオン2次電池が挙げられる。
以下、前記電池を、その一実施形態を示す図1を参照して説明する。
該電池では、電池ケース用包材1における内層3の内面に電解液11が接触するように、電池ケース用包材1が袋状に構成されており、該電池ケース用包材1は、その内側から、内層3、内側接着剤層5、基材2、外側接着剤層6および外層4がこの順で積層された積層体である。
[プロピレン、エチレンおよび1−ブテンに由来する構成単位の含有割合]
下記製造例で得られた重合体中のプロピレン、エチレンおよび1−ブテンそれぞれに由来する構成単位の含有割合を、13C−NMRを利用して求めた。
示差走査熱量計(TA Instruments社製;DSC−Q1000)を用いて、下記製造例で得られた重合体の融点(Tm)および融解熱(ΔH)を求めた。具体的な方法は、前述のとおりである。
下記製造例で得られた重合体の40℃における動粘度は、ASTM D 445に基づいて測定した。
重量平均分子量(Mw)および分子量分布(分散度)(Mw/Mn)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフ(島津製作所社製;LC−10 series)を用いて、以下の条件で測定した。得られた測定結果から、単分散標準ポリスチレンにより作成した検量線を用いて、下記製造例で得られた重合体の重量平均分子量(Mw)および分子量分布(Mw/Mn)を算出した。
・カラム: TSKG 6000H−TSKG 4000H−TSKG 3000H−TSKG 2000H(いずれも東ソー(株)製)
・移動相: テトラヒドロフラン
・温度: 40℃
・流量: 0.8mL/min
下記製造例で得られた重合体中の無水マレイン酸の含有割合(変性量)を1H−NMRによる測定から求めた。具体的な方法は、前述のとおりである。
下記製造例で得られた重合体の酸価は、JIS K−2501−2003に準じて測定した。具体的な方法は、前述のとおりである。
下記製造例で得られた重合体5mg程度を専用アルミニウムパンに詰め、示差走査熱量計(パーキンエルマー社製;Diamond DSC)を用い、30℃から150℃まで320℃/minで昇温し、150℃で5分間保持した後、50℃まで320℃/minで降温し、その温度で保持した時に得られるDSC曲線を解析した。具体的には、DSC熱量曲線とベースラインとの間の面積から全熱量を算出し、50℃に到達した時刻を基準(t=0)として、算出した全熱量の50%に到達した時間を半結晶化時間とした。
[製造例1:プロピレン/1−ブテン共重合体(1)の合成]
充分に窒素置換した2Lのオートクレーブに、ヘキサンを900mLおよび1−ブテンを75g仕込み、トリイソブチルアルミニウムを1ミリモル加え、70℃に昇温した後、プロピレンを供給して全圧7kg/cm2Gにした。次いで、メチルアルミノキサン0.30ミリモル、および、rac−ジメチルシリレン−ビス{1−(2−メチル−4−フェニルインデニル)}ジルコニウムジクロライドをZr原子換算で0.001ミリモル加え、プロピレンを連続的に供給して全圧を7kg/cm2Gに保ちながら30分間重合した。重合後、脱気して大量のメタノール中でポリマー(共重合体(1))を回収し、110℃で12時間減圧乾燥した。
前記共重合体(1)3kgを10Lのトルエンに加え、窒素雰囲気下で145℃に昇温し、共重合体(1)をトルエンに溶解させた。さらに、攪拌下で無水マレイン酸382g、ジ−tert−ブチルパーオキシド175gを4時間かけて系に供給し、続けて145℃で2時間攪拌した。冷却後、多量のアセトンを投入して、無水マレイン酸変性プロピレン/1−ブテン共重合体(A−1)を沈殿させ、ろ過し、アセトンで洗浄した後、真空乾燥した。
充分に窒素置換した攪拌翼付連続重合反応器に、脱水精製したヘキサン1Lを加え、96mmol/Lに調整したエチルアルミニウムセスキクロリド(Al(C2H5)1.5・Cl1.5)のヘキサン溶液を500mL/hの量で連続的に1時間供給した後、さらに触媒として16mmol/lに調整したVO(OC2H5)Cl2のヘキサン溶液を500mL/h、および、ヘキサン500mL/hを連続的に供給した。一方、重合反応器上部から、重合反応器内の重合液が常に1Lになるように重合液を連続的に抜き出した。次にバブリング管を用いてエチレンガスを27L/h、プロピレンガスを26L/h、水素ガスを100L/hの量で供給した。共重合反応は、重合器外部に取り付けられたジャケットに冷媒を循環させることにより、35℃で実施した。得られた重合溶液を塩酸で脱灰した後、大量のメタノールに投入して沈殿を析出させた後、沈殿物を130℃で24時間減圧乾燥した。これにより、エチレン/プロピレン共重合体(D−1)を得た。
プロピレンに由来する構成単位の含有割合が67モル%、重量平均分子量(Mw)330,000であるプロピレン/エチレン共重合体3kgを10Lのトルエンに加え、系内の窒素置換を1時間実施した。系の温度を145℃に上げ、プロピレン/エチレン共重合体をトルエンに完全に溶解させた後、系の撹拌を継続しながら、無水マレイン酸382g、ジ−tert−ブチルパーオキシド175gを別々の供給口から4時間かけて系に供給し、さらに後反応として145℃で2時間撹拌を続けた後、系を室温まで冷却した。冷却後の反応液の一部を採取し、大量のアセトン中に投入することにより、クラム状(くず状)の無水マレイン酸変性プロピレン/エチレン共重合体を沈殿させた。得られた沈殿物を採取し、アセトンで繰返し洗浄した後、常温で2昼夜真空乾燥することにより、精製された無水マレイン酸変性プロピレン/エチレン共重合体(A−2)を得た。
以下の実施例および比較例では、下記表1に示す架橋剤(B)を用い、下記表2に示す触媒(C)を用いた。
[実施例1]
製造例2で製造した無水マレイン酸変性プロピレン/1−ブテン共重合体(A−1)80gと、製造例3で製造したエチレン/プロピレン共重合体(D−1)20gとを400gのトルエンに溶解させて、変性オレフィン重合体ワニス(1)を調製した。
架橋剤(B−1)を架橋剤(B−2)に変更した以外は実施例1と同様にして、複合フィルムを得た。
架橋剤(B−1)を架橋剤(B−3)に変更した以外は実施例1と同様にして、複合フィルムを得た。
架橋剤(B−1)を架橋剤(B−4)に変更した以外は実施例1と同様にして、複合フィルムを得た。
製造例2で製造した共重合体(A−1)100gを400gのトルエンに溶解させて、変性オレフィン重合体ワニス(2)を調製した。得られた変性オレフィン重合体ワニス(2)49.4gを用いた以外は実施例1と同様にして、複合フィルムを得た。
架橋剤(B−1)を架橋剤(B−5)に変更した以外は実施例1と同様にして、複合フィルムを得た。
架橋剤(B−1)を架橋剤(B−6)に変更した以外は実施例1と同様にして、複合フィルムを得た。
架橋剤(B−1)を架橋剤(B−7)に変更した以外は実施例1と同様にして、複合フィルムを得た。
架橋剤(B−1)を架橋剤(B−8)に変更した以外は実施例1と同様にして、複合フィルムを得た。
架橋剤(B−1)を使用しなかった以外は実施例1と同様にして、複合フィルムを得た。
製造例4で製造した共重合体(A−2)100gを400gのトルエンに溶解させて、変性オレフィン重合体ワニス(3)を調製した。得られた変性オレフィン重合体ワニス(3)49.4gを用いた以外は実施例1と同様にして、複合フィルムを得た。
実施例1で得られた変性オレフィン重合体ワニス(1)49.4gと、予め架橋剤(B−5)1gを9gの酢酸エチルに溶解させた溶液1.3gと、予め触媒(C−6)0.1gを19.9gの酢酸エチルに溶解させた溶液1gとを混合し、ラミネート用接着剤組成物を調製した。得られたラミネート用接着剤組成物を用いた以外は実施例1と同様にして、複合フィルムを得た。
実施例1の変性オレフィン重合体ワニス(1)の使用量49.4gを49.7gに変更し、予め架橋剤(B−5)1gを9gの酢酸エチルに溶解させた溶液1.3gを、予め架橋剤(B−3)1gを9gの酢酸エチルに溶解させた溶液0.7gに変更した以外は実施例6と同様にして、複合フィルムを得た。
架橋剤(B−5)を架橋剤(B−3)に変更した以外は実施例6と同様にして、複合フィルムを得た。
実施例1の変性オレフィン重合体ワニス(1)の使用量49.4gを45.1gに変更し、予め架橋剤(B−5)1gを9gの酢酸エチルに溶解させた溶液1.3gを、予め架橋剤(B−3)1gを9gの酢酸エチルに溶解させた溶液9.8gに変更した以外は実施例6と同様にして、複合フィルムを得た。
架橋剤(B−5)を架橋剤(B−4)に変更した以外は実施例6と同様にして、複合フィルムを得た。
製造例2で製造した共重合体(A−1)100gを400gのトルエンに溶解させて、変性オレフィン重合体ワニス(2)を調製した。得られた変性オレフィン重合体ワニス(2)49.4gを用いた以外は実施例6と同様にして、複合フィルムを得た。
触媒(C−6)を触媒(C−1)に変更した以外は実施例6と同様にして、複合フィルムを得た。
触媒(C−6)を触媒(C−2)に変更した以外は実施例6と同様にして、複合フィルムを得た。
触媒(C−6)を触媒(C−3)に変更した以外は実施例6と同様にして、複合フィルムを得た。
触媒(C−6)を触媒(C−4)に変更した以外は実施例6と同様にして、複合フィルムを得た。
触媒(C−6)を触媒(C−5)に変更した以外は実施例6と同様にして、複合フィルムを得た。
架橋剤(B−5)を架橋剤(B−6)に変更し、触媒(C−6)を触媒(C−1)に変更した以外は実施例6と同様にして、複合フィルムを得た。
実施例1の変性オレフィン重合体ワニス(1)の使用量49.4gを50gに変更し、エポキシ化合物(B−5)を使用しなかった以外は実施例6と同様にして、複合フィルムを得た。
製造例4で製造した共重合体(A−2)100gを400gのトルエンに溶解させて、変性オレフィン重合体ワニス(3)を調製した。得られた変性オレフィン重合体ワニス(3)49.4gを用いた以外は実施例6と同様にして、複合フィルムを得た。
[接着強度(常態強度)]
実施例1〜11および比較例1〜14の複合フィルムを、長さ60mm、幅15mmの大きさに切り出して試験片を作製し、この試験片について、万能引張測定装置を用いて、クロスヘッド速度50mm/分にて、180°剥離試験を実施して、複合フィルムの初期接着強度を測定した。その結果を表3および4に示す。なお、測定した初期接着強度に応じて、以下の基準にて評価を行った。
(評価基準)
◎: 11N/15mm以上
〇: 8N/15mm以上、11N/15mm未満
△: 6N/15mm以上、8N/15mm未満
×: 6N/15mm未満
Claims (16)
- 炭素数2〜20のα−オレフィンの重合体(a)がエポキシ基またはオキサゾリン基に対し反応性の官能基を有する単量体(b)で変性された変性オレフィン重合体であり、下記要件(i)〜(iii)を満たす変性オレフィン重合体(A)と、
エポキシ化合物またはオキサゾリン化合物の少なくとも一方を含む架橋剤(B)と、
pKaが11以上である触媒(C)と、
を含む組成物。
要件(i):前記重合体(a)が、炭素数4〜20のα−オレフィンに由来する構成単位を含む
要件(ii):前記変性オレフィン重合体(A)のJIS K7122に従って測定される融解熱が、0〜50J/gである
要件(iii):前記変性オレフィン重合体(A)の50℃における半結晶化時間が、100秒以上である - 40℃における動粘度が30〜500,000cStである炭化水素系合成油(D)を含む、請求項1に記載の組成物。
- 前記重合体(a)が、プロピレンに由来する構成単位を含む、請求項1または2に記載の組成物。
- 前記プロピレンに由来する構成単位の含有割合が、前記炭素数2〜20のα−オレフィンに由来する構成単位100モル%に対して40〜95モル%である、請求項3に記載の組成物。
- 前記重合体(a)において、前記プロピレンに由来する構成単位を除く構成単位が、すべて前記炭素数4〜20のα−オレフィンに由来する構成単位である、請求項3または4に記載の組成物。
- 前記炭素数4〜20のα−オレフィンが1−ブテンを含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載の組成物。
- 前記単量体(b)に由来する構成単位の含有割合が、前記変性オレフィン重合体(A)100質量%に対して0.1〜15質量%である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の組成物。
- 前記官能基がカルボキシル基または酸無水物基である、請求項1〜7のいずれか1項に記載の組成物。
- 前記架橋剤(B)が、ビスフェノールA型液状エポキシ樹脂、脂環式エポキシ化合物およびトリメチロールプロパンポリグリシジルエーテルより選ばれる少なくとも1種である、請求項1〜8のいずれか1項に記載の組成物。
- 基材と、請求項1〜9のいずれか1項に記載の組成物の硬化物からなる接着剤層とを含む積層体。
- 内層と接着剤層と基材とをこの順で含む積層体を含み、
該接着剤層が、請求項1〜9のいずれか1項に記載の組成物の硬化物からなる層である、包材。 - 内層と内側接着剤層と基材と外側接着剤層と外層とをこの順で含む積層体を含み、
該内側接着剤層が、請求項1〜9のいずれか1項に記載の組成物の硬化物からなる層である、電池ケース用包材。 - 請求項12に記載の電池ケース用包材と、前記電池ケース用包材に包装される電解液とを備え、前記電池ケース用包材の内層の少なくとも一部が前記電解液に接触している、電池。
- 炭素数2〜20のα−オレフィンの重合体(a)がエポキシ基に対し反応性の官能基を有する単量体(b1)で変性された変性オレフィン重合体であり、下記要件(i)〜(iii)を満たす変性オレフィン重合体(A)と、
ビスフェノールA型液状エポキシ樹脂、脂環式エポキシ化合物およびトリメチロールプロパンポリグリシジルエーテルより選ばれる少なくとも1種の架橋剤(B1)と、
を含む組成物。
要件(i):前記重合体(a)が、炭素数4〜20のα−オレフィンに由来する構成単位を含む
要件(ii):前記重合体(A)のJIS K7122に従って測定される融解熱が、0〜50J/gである
要件(iii):前記変性オレフィン重合体(A)の50℃における半結晶化時間が、100秒以上である - 40℃における動粘度が30〜500,000cStである炭化水素系合成油(D)を含む、請求項14に記載の組成物。
- 基材と、請求項14または15に記載の組成物の硬化物からなる接着剤層とを含む積層体。
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