JPWO2018186463A1 - 接着性保護フィルム、電池及びその製造方法 - Google Patents

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安広 飯泉
健太 平木
健太 平木
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敦子 高萩
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力也 山下
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Abstract

所定の位置に精度高く配置できる接着性保護フィルムを提供する。本発明の接着性保護フィルムは、分光光度計にて測定された波長400nm以上波長800nm以下の範囲における1nmずつ波長が異なる光の透過パーセントの平均値であるT400-800が、25%以上91%以下である。

Description

本発明は、接着性保護フィルム、電池及びその製造方法に関する。
従来、様々なタイプの電池が開発されているが、あらゆる電池において電極や電解質等の電池素子を封止するために包装材料が不可欠な部材になっている。例えば、幅広い分野で使用されている金属缶電池においては、金属製の包装材料(金属缶)により電池素子が封止されている。
また、近年、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、パソコン、カメラ、携帯電話等の高性能化に伴い、電池には、多様な形状が要求されると共に、薄型化や軽量化が求められている。そこで、多様な形状に加工が容易で、薄型化や軽量化を実現し得る包装材料として、基材層/接着層/バリア層/熱融着性樹脂層が順次積層されたフィルム状の積層体が提案されている。
このようなフィルム状の包装材料を用いる場合、包装材料の最内層に位置する熱融着性樹脂層同士を対向させた状態で、包装材料の周縁部をヒートシールにて熱溶着させることにより、包装材料によって電池素子が封止される。包装材料のヒートシール部分からは、金属端子が突出しており、包装材料によって封止された電池素子は、電池素子の電極に電気的に接続された金属端子によって外部と電気的に接続される。すなわち、包装材料のヒートシール部分においては、金属端子が熱融着性樹脂層に挟持された状態で包装材料の外側に突出するように形成されている。
包装材料がヒートシールされた部分のうち、金属端子が位置している部分においては、ヒートシール時の高温・高圧によって、熱融着性樹脂層の厚さが薄くなり、金属端子が熱融着性樹脂層を貫通してバリア層と電気的に接続され、短絡する可能性がある。このため、包装材料がヒートシールされた部分のうち、金属端子が位置している部分には、一般に、金属端子と包装材料(熱融着性樹脂層)との間に、接着性保護フィルム(金属端子用接着性保護フィルム)が配されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2014−132538号公報
金属端子と包装材料との間に配される接着性保護フィルムは、例えば図4に示されるように、接着性保護フィルムで金属端子を両側から挟み込んだ状態で、包装材料をヒートシールすることにより、金属端子の周囲を被覆する。ところが、2枚の接着性保護フィルムを配置した際の位置がずれると、例えば、図5に示されるように金属端子の周囲において、2枚の接着性保護フィルムの重なり合う部分がずれた状態でヒートシールされてしまう。このような場合、ヒートシールされた部分の密封性が不安定となり、金属端子と包装材料中のバリア層との短絡を誘発しやすくなるという問題がある。このため、金属端子と包装材料との間に配される接着性保護フィルムは、非常に高い位置精度で配置する必要がある。
ところが、本発明者らが検討を行ったところ、接着性保護フィルムは、2枚の接着性保護フィルムを配置した場合や、1枚の接着性保護フィルムで金属端子の周囲を巻回した場合などの位置の僅かなずれが、カメラ付きセンサーや目視によって検知できない場合があり、位置ずれの修正が行われないままヒートシールされる場合があることが明らかとなった。
このような状況下、本発明は、位置精度高く配置することができる、接着性保護フィルム、当該接着性保護フィルムを用いた電池及びその製造方法を提供することを主な目的とする。
本発明者等は、上記の課題を解決すべく鋭意検討を行った。その結果、分光光度計にて測定された波長400nm以上波長800nm以下の範囲における1nmずつ波長が異なる光の透過パーセントの平均値であるT400-800が、25%以上91%以下である接着性保護フィルムを用いることにより、電池の製造時に、接着性保護フィルムを所定の位置に精度高く配置することができることを見出した。
また、本発明者等は、ヘーズが、50以上89以下の範囲にある、接着性保護フィルムを用いることによっても、電池の製造時に、接着性保護フィルムを所定の位置に精度高く配置することができることを見出した。また、本発明者等は、着色された接着性保護フィルムであって、前記接着性保護フィルムについて、分光光度計にて測定された波長400nm以上波長800nm以下の範囲における1nmずつ波長が異なる光の透過パーセントの平均値であるT400-800と、前記接着性保護フィルムを2枚重ねて分光光度計にて測定された波長400nm以上波長800nm以下の範囲における1nmずつ波長が異なる光の透過パーセントの平均値であるT(II)400-800との差分の絶対値が、13以上である接着性保護フィルムを用いることによっても、電池の製造時に、接着性保護フィルムを所定の位置に精度高く配置することができることを見出した。また、本発明者等は、着色された接着性保護フィルムであって、前記接着性保護フィルムを2枚重ねて分光光度計にて測定された波長400nm以上波長800nm以下の範囲における1nmずつ波長が異なる光の透過パーセントの平均値であるT(II)400-800が、5%以上50%以下である接着性保護フィルムを用いることによっても、電池の製造時に、接着性保護フィルムを所定の位置に精度高く配置することができることを見出した。さらに、本発明者等は、接着性保護フィルムであって、前記接着性保護フィルムについて測定したヘーズと、前記接着性保護フィルムを2枚重ねて測定したヘーズとの差分の絶対値が、8.5以上である接着性保護フィルムを用いることによっても、電池の製造時に、接着性保護フィルムを所定の位置に精度高く配置することができることを見出した。
本発明は、かかる知見に基づいてさらに検討を重ねることにより完成したものである。
即ち、本発明は、下記に掲げる態様の発明を提供する。
項1. 分光光度計にて測定された波長400nm以上波長800nm以下の範囲における1nmずつ波長が異なる光の透過パーセントの平均値であるT400-800が、25%以上91%以下である、接着性保護フィルム。
項2. 分光光度計にて測定された波長800nm以上波長1200nm以下の範囲における1nmずつ波長が異なる光の透過パーセントの平均値であるT800-1200が、30%以上である、項1に記載の接着性保護フィルム。
項3. 分光光度計にて測定された波長300nm以上波長400nm以下の範囲における1nmずつ波長が異なる光の透過パーセントの平均値であるT300-400が、89.00%以下である、項1又は2に記載の接着性保護フィルム。
項4. 前記T400-800を、分光光度計にて測定された波長300nm以上波長400nm以下の範囲における1nmずつ波長が異なる光の透過パーセントの平均値であるT300-400で除して得られる値が、0.90以上8.00以下の範囲にある、項1〜3のいずれかに記載の接着性保護フィルム。
項5. 分光光度計にて測定された波長500nmの光の透過パーセントT500を、分光光度計にて測定された波長700nmの光の透過パーセントT700で除した値が、0.75以上0.99以下の範囲にある、項1〜4のいずれかに記載の接着性保護フィルム。
項6. 分光光度計にて測定された波長550nmの光の透過パーセントT550を、分光光度計にて測定された波長350nmの光の透過パーセントT350で除した値が、1.00以上35.00以下の範囲にある、項1〜5のいずれかに記載の接着性保護フィルム。
項7. ヘーズが、50以上89以下の範囲にある、項1〜6のいずれかに記載の接着性保護フィルム。
項8. 前記接着性保護フィルムを2枚重ねて分光光度計にて測定された波長400nm以上波長800nm以下の範囲における1nmずつ波長が異なる光の透過パーセントの平均値であるT(II)400-800と、前記T400-800との差分の絶対値が、13以上である、項1〜7のいずれかに記載の接着性保護フィルム。
項9. 前記接着性保護フィルムを2枚重ねて分光光度計にて測定された波長400nm以上波長800nm以下の範囲における1nmずつ波長が異なる光の透過パーセントの平均値であるT(II)400-800が、5%以上50%以下である、項1〜8のいずれかに記載の接着性保護フィルム。
項10. 前記接着性保護フィルムを2枚重ねて測定したヘーズ(II)と、前記ヘーズとの差分の絶対値が、8.5以上である、項1〜9のいずれかに記載の接着性保護フィルム。
項11. 少なくとも、基材と、前記基材の一方面の上に位置する、酸変性ポリオレフィン又はポリオレフィンにより形成された第1ポリオレフィン層とを備えている、項1〜10のいずれかに記載の接着性保護フィルム。
項12. 少なくとも、前記基材の他方面の上に位置する、酸変性ポリオレフィン又はポリオレフィンにより形成された第2ポリオレフィン層を備えている、項11に記載の接着性保護フィルム。
項13. 前記第1ポリオレフィン層及び前記第2ポリオレフィン層の少なくとも一方が、2層以上により構成されている、項12に記載の接着性保護フィルム。
項14. 前記基材と前記第1ポリオレフィン層との間、及び前記基材と前記第2ポリオレフィン層との間の何れか一方に、又は両方に、接着促進剤層を備えている、項11〜13のいずれかに記載の接着性保護フィルム。
項15. 電池素子の電極に電気的に接続された金属端子と、前記電池素子を封止する包装材料との間に介在される、接着性保護フィルムである、項1〜14のいずれかに記載の接着性保護フィルム。
項16. 前記包装材料が、少なくとも、基材層、バリア層、及び熱融着性樹脂層をこの順に備える積層体から構成されており、
前記熱融着性樹脂層と前記金属端子との間に前記接着性保護フィルムが介在される、項15に記載の接着性保護フィルム。
項17. 少なくとも、正極、負極、及び電解質を備えた電池素子と、当該電池素子を封止する包装材料と、前記正極及び前記負極のそれぞれに電気的に接続され、前記包装材料の外側に突出した金属端子とを備える電池であって、
前記金属端子と前記包装材料との間に、項1〜16のいずれかに記載の接着性保護フィルムが介在されてなる、電池。
項18. 少なくとも、正極、負極、及び電解質を備えた電池素子と、当該電池素子を封止する包装材料と、前記正極及び前記負極のそれぞれに電気的に接続され、前記包装材料の外側に突出した金属端子とを備える電池の製造方法であって、
前記金属端子と前記包装材料との間に、項1〜16のいずれかに記載の接着性保護フィルムを介在させる工程を備える、電池の製造方法。
項19. ヘーズが、50以上89以下の範囲にある、接着性保護フィルム。
項20. 着色された接着性保護フィルムであって、
前記接着性保護フィルムについて、分光光度計にて測定された波長400nm以上波長800nm以下の範囲における1nmずつ波長が異なる光の透過パーセントの平均値であるT400-800と、
前記接着性保護フィルムを2枚重ねて分光光度計にて測定された波長400nm以上波長800nm以下の範囲における1nmずつ波長が異なる光の透過パーセントの平均値であるT(II)400-800との差分の絶対値が、13以上である、接着性保護フィルム。
項21. 着色された接着性保護フィルムであって、
前記接着性保護フィルムを2枚重ねて分光光度計にて測定された波長400nm以上波長800nm以下の範囲における1nmずつ波長が異なる光の透過パーセントの平均値であるT(II)400-800が、5%以上50%以下である、接着性保護フィルム。
項22. 接着性保護フィルムであって、
前記接着性保護フィルムについて測定したヘーズと、前記接着性保護フィルムを2枚重ねて測定したヘーズ(II)との差分の絶対値が、8.5以上である、接着性保護フィルム。
本発明によれば、所定の位置に精度高く配置できる接着性保護フィルムを提供することができる。
また、本発明のフィルム状の包装材料を用いた電池は、少なくとも、正極、負極、及び電解質を備えた電池素子と、当該電池素子を封止する包装材料と、正極及び負極のそれぞれに電気的に接続され、包装材料の外側に突出した金属端子とを備えており、金属端子と包装材料との間に、本発明の接着性保護フィルムが介在されてなる。このため、本発明のフィルム状の包装材料を用いた電池においては、金属端子の周囲に接着性保護フィルムが精度高く配置されている。
本発明のフィルム状の包装材料を用いた電池の略図的平面図である。 図1の線A−A’における略図的断面図である。 図1の線B−B’における略図的断面図である。 フィルム状の包装材料がヒートシールされた部分のうち、金属端子が位置している部分の略図的断面図である。 フィルム状の包装材料がヒートシールされた部分のうち、金属端子が位置している部分の略図的断面図である。 本発明の接着性保護フィルムの一例の略図的断面図である。 本発明の接着性保護フィルムの一例の略図的断面図である。 本発明の接着性保護フィルムの一例の略図的断面図である。 本発明の接着性保護フィルムの一例の略図的断面図である。 本発明の接着性保護フィルムの一例の略図的断面図である。 本発明の接着性保護フィルムの一例の略図的断面図である。 本発明の接着性保護フィルムの一例の略図的断面図である。 本発明のフィルム状の包装材料を用いた電池に用いられる包装材料の略図的断面図である。
1.接着性保護フィルム
本発明の第1の接着性保護フィルムは、分光光度計にて測定された波長400nm以上波長800nm以下の範囲における1nmずつ波長が異なる光の透過パーセントの平均値であるT400-800が、25%以上91%以下であることを特徴とする。
本発明の第2の接着性保護フィルムは、ヘーズが50〜89の範囲にあることを特徴とする。
本発明の第3の接着性保護フィルムは、着色された接着性保護フィルムであって、前記接着性保護フィルムについて、分光光度計にて測定された波長400nm以上波長800nm以下の範囲における1nmずつ波長が異なる光の透過パーセントの平均値であるT400-800と、前記接着性保護フィルムを2枚重ねて分光光度計にて測定された波長400nm以上波長800nm以下の範囲における1nmずつ波長が異なる光の透過パーセントの平均値であるT(II)400-800との差分の絶対値が、13以上であることを特徴とする。
本発明の第4の接着性保護フィルムは、着色された接着性保護フィルムであって、前記接着性保護フィルムを2枚重ねて分光光度計にて測定された波長400nm以上波長800nm以下の範囲における1nmずつ波長が異なる光の透過パーセントの平均値であるT(II)400-800が、5%以上50%以下であることを特徴とする。
本発明の第5の接着性保護フィルムは、接着性保護フィルムであって、前記接着性保護フィルムについて測定したヘーズと、前記接着性保護フィルムを2枚重ねて測定したヘーズ(II)との差分の絶対値が8.5以上であることを特徴とする。
以下、本発明の第1から第5の接着性保護フィルム及びこれらを用いた本発明の電池について詳述する。なお、以下の説明においては、本発明を代表して第1の接着性保護フィルムについて詳細を説明する。第1の接着性保護フィルムと第2から第5の接着性保護フィルムに共通する事項については、本発明についての説明として記載し、第1から第5の接着性保護フィルムについての個別の説明は省略する。
本明細書において、「〜」で示される数値範囲は「以上」、「以下」を意味する。例えば、2〜15mmとの表記は、2mm以上15mm以下を意味する。
また、本明細書において、「TA-B」は、分光光度計にて測定された波長がAnm以上Bnm以下の範囲における1nmずつ波長が異なる各波長の透過パーセントを足し合わせ、(B−A+1)で除した数である。例えば、T400-800は、分光光度計にて測定された波長400nm以上800nm以下の範囲における1nmずつ波長が異なる各波長の透過パーセントを足し合わせ、(800−400+1)で除した数である。また、「TA」は、分光光度計にて測定された波長がAnmの透過パーセントである。例えば、T400は、分光光度計にて測定された波長が400nmの透過パーセントである。なお、「TA-B」との表記は、1枚の接着性保護フィルムについて測定された値を意味しており、「T(II)400-800」との表記は、接着性保護フィルムを2枚重ねて測定された値を意味している。後述の「T300-400」、「T800-1200」、「T500」、「T700」、「T550」、「T350」、「T800-1200」などについて、特に明記していないが、これらは1枚の接着性保護フィルムについて測定された値である。
接着性保護フィルムの光学特性
本発明の第1の接着性保護フィルムにおいて、T400-800は、25〜91%であればよいが、接着性保護フィルムの識別性をさらに高めて、所定の位置に精度高く配置する観点からは、好ましい下限は、約40%以上、約50%以上、約60%以上が挙げられ、好ましい上限は、約88%以下、約60%以下が挙げられる。また、T400-800の範囲としては、好ましくは、25〜88%程度、25〜60%程度、40〜91%程度、40〜88%程度、40〜60%程度、50〜91%程度、50〜88%程度、50〜60%程度、60〜91%程度、60〜88%程度が挙げられる。T400-800がこのような値を有していることにより、接着性保護フィルム1を配置した際に位置ずれが生じた場合(例えば、図5に示されるように金属端子の周囲において、2枚の接着性保護フィルムの重なり合う部分がずれた状態)に、カメラ付きセンサーや目視等で好適に検知することができる。従来の接着性保護フィルムは、透明度が高く、T400-800が91%を超えるものや、逆に、色が濃く、T400-800が25%を下回るものであったため、接着性保護フィルム1を配置した際に位置ずれが生じた場合に精度高く検知することは困難であった。また、そもそも、接着性保護フィルムの位置ずれを精度高く検知することも行われていないという現状がある。
本発明において、接着性保護フィルムの各波長における光の透過パーセントは、次の方法により測定された値である。
<光の透過パーセントの測定>
分光光度計を用いて、接着性保護フィルムの一方側から所定波長の光を照射して、光の透過パーセントを測定する。測定条件は下記のとおりとする。
データ間隔:1nm
測定範囲:190nmから1500nm
紫外・可視バンド幅:5.0nm
近赤外バンド幅:20.0nm
レスポンス:Fast
走査速度:1000nm/min
光源:重水素放電管、ハロゲンランプ
光源切替:340nm
回折格子切替:800nm
まず、サンプルを設置していない測定面積φ3mmのサンプルフォルダーを使用して、ベースラインを取得する。次に、そのサンプルフォルダーに、φ3mm以上のサイズの接着性保護フィルムをサンプルとして設置し、光の透過パーセントを測定する。所定の波長の範囲の光の透過パーセントは、当該範囲の波長間隔1nmでの光の透過パーセントの平均値である。例えば、波長400nm以上波長800nm以下の光の透過パーセントは、波長400nm以上波長800nm以下の範囲において、1nmずつ波長が異なる光の透過パーセントを測定し、得られた光の透過パーセントの平均値である。
分光光度計は、紫外・可視・近赤外分光光度計を用いる。接着性保護フィルムの上面及び下面のいずれの面から光の透過パーセントを測定してもよいが、前述及び後述の光の透過パーセントの数値は、上面及び下面のうち少なくとも一方から測定した場合に充足すればよい。
接着性保護フィルムの識別性をさらに高めて、所定の位置に精度高く配置する観点からは、分光光度計にて測定された波長300nm以上波長400nm以下の範囲における1nmずつ波長が異なる光の透過パーセントの平均値であるT300-400が、約89.00%以下であること好ましい。T300-400の下限は、好ましくは約5.05%以上、より好ましくは10.00%以上、さらに好ましくは約20.00%以上が挙げられ、上限は、好ましくは約87.00%以下、より好ましくは約70.00%以下が挙げられる。T300-400のより好ましい範囲としては、5.05〜89.00%程度、5.05〜87.00%程度、5.05〜70.00%程度、10.00〜89.00%程度、10.00〜87.00%程度、10.00〜70.00%程度、20.00〜89.00%程度、20.00〜87.00%程度、20.00〜70.00%程度が挙げられる。T300-400がこのような値を有していることにより、波長が300nmから波長400nmの光を主に含む光源を用いて、接着性保護フィルムの配置位置を検出する際に、所定の位置に精度高く配置できる。
また、本発明の接着性保護フィルムの識別性をさらに高めて、所定の位置に精度高く配置する観点から、接着性保護フィルムを2枚重ねて測定した前記T(II)400-800と、前記T400-800との差分の絶対値|T400-800−T(II)400-800|が、13以上であることが好ましく、14以上であることがさらに好ましい。|T400-800−T(II)400-800|の好ましい範囲としては、例えば、13〜30程度、13〜25程度、14〜30程度、14〜25程度が挙げられる。前記絶対値|T400-800−T(II)400-800|を好適に13以上に設定する観点から、接着性保護フィルムは着色されていることが好ましい。着色剤としては、カーボンブラック、酸化チタン等、一般的な着色剤が挙げられ、それらを単独または複数用いても良い。着色剤としては、カーボンブラック、酸化チタン等が好ましい。接着性保護フィルムの色は、黒色、グレー等が好ましい。さらに、前記T400-800については、25〜90%であることが好ましく、25〜60%程度であることがさらに好ましい。なお、前記の通り、本発明の第3の接着性保護フィルムは、接着性保護フィルムが着色されており、|T400-800−T(II)400-800|が、13以上であることを特徴としている。
前記絶対値|T400-800−T(II)400-800|を13以上に設定する方法としては、例えば、着色剤を用いて接着性保護フィルム1を構成する層の少なくとも一層を着色する方法等が挙げられる。また、基材に不織布等を用いて、光の透過パーセントを調整する方法も挙げられる。さらに、透明度の低い樹脂を選択して、接着性保護フィルム1を構成する層に用いる方法も挙げられる。さらに、接着性保護フィルム1の厚みを調整する方法も挙げられる。
また、本発明の接着性保護フィルムの識別性をさらに高めて、所定の位置に精度高く配置する観点から、接着性保護フィルムを2枚重ねて測定したT(II)400-800については、5〜50%程度が好ましく、5〜40%程度がより好ましく、8〜35%程度がさらに好ましい。前記T(II)400-800を好適に5〜50%程度に設定する観点から、接着性保護フィルムは着色されていることが好ましい。着色剤としては、カーボンブラック、酸化チタン等、一般的な着色剤が挙げられ、それらを単独または複数用いても良い。着色剤としては、カーボンブラック、酸化チタン等が好ましい。接着性保護フィルムの色は、黒色、グレー等が好ましい。さらに、前記T400-800については、25〜90%であることが好ましく、25〜60%程度であることがさらに好ましい。なお、前記の通り、本発明の第4の接着性保護フィルムは、接着性保護フィルムが着色されており、前記T(II)400-800が、5〜50%であることを特徴としている。
前記T(II)400-800を好適に5〜50%程度に設定する方法としては、前記絶対値|T400-800−T(II)400-800|を13以上に設定する方法と同じ方法が挙げられる。
接着性保護フィルムの識別性をさらに高めて、所定の位置に精度高く配置する観点からは、分光光度計にて測定された波長800nm以上波長1200nm以下の範囲における1nmずつ波長が異なる光の透過パーセントの平均値であるT800-1200が、約30%以上であることが好ましく、約35%以上であることがより好ましく、約40%以上であることがさらに好ましい。T800-1200が上述した下限以上であることにより、接着性保護フィルムの放熱性に優れており、例えば電池内部が発熱した際の熱を、効果的に外部に放熱することもできる。また、T800-1200の上限としては、約92%以下であることが好ましい。T800-1200が約92%以下であることにより、波長が800nmから1200nmの光を主に含む光源を用いて接着性保護フィルムの配置位置を検出する際に、所定の位置に精度高く配置できる。T800-1200の好ましい範囲としては、好ましくは、30〜92%程度、35〜92%程度、40〜92%程度が挙げられる。
また、接着性保護フィルムの識別性をさらに高めて、所定の位置に精度高く配置する観点から、本発明の接着性保護フィルムにおいては、T400-800を、T300-400で除して得られる値(T400-800/T300-400)が、0.90〜8.00の範囲にあることが好ましい。T400-800/T300-400の下限は、好ましくは約1.02以上、より好ましくは約1.32以上が挙げられ、上限は、好ましくは約7.50以下、より好ましくは約7.00以下が挙げられる。また、T400-800/T300-400の好ましい範囲としては、0.90〜7.50程度、0.90〜7.00程度、1.02〜8.00程度、1.02〜7.50程度、1.02〜7.00程度、1.32〜8.00程度、1.32〜7.50程度、1.32〜7.00程度が挙げられる。T400-800/T300-400がこのような値を有することにより、接着性保護フィルムの識別性がさらに高められる。すなわち、接着性保護フィルムの配置位置を検出する際には、複数系統の光源が用いられることがある。例えば波長が400nmから800nmの光を主に含む光源と、波長が300nmから400nmの光を主に含む光源という2系統の光源を用いて接着性保護フィルムの配置位置を検出する際に、接着性保護フィルムのT400-800/T300-400が上記の範囲にあることにより、1系統の光源では検出が難しい光学特性について、コントラストによる違いを検出することが可能となり、より確実な位置検出が可能となる。さらに、これら2系統の光源を用いることにより、接着性保護フィルムの表面や内部に異物が存在すること、皺の存在、内部欠陥などの検出についても効果的に行うことができる。
また、同様の観点から、本発明の接着性保護フィルムにおいては、波長500nmの光の透過パーセントT500を、波長700nmの光の透過パーセントT700で除した値(T500/T700)が、0.75〜0.99の範囲にあることが好ましい。T500/T700の下限は、より好ましくは約0.76以上が挙げられ、上限は、より好ましくは約0.90以下が挙げられる。また、T500/T700の好ましい範囲としては、好ましくは、0.75〜0.90程度、0.76〜0.99程度、0.76〜0.90程度が挙げられる。T500/T700がこの範囲にあることにより、接着性保護フィルムの識別性がさらに高められる。すなわち、例えば波長が500nmの光を主に含む光源と、波長が700nmの光を主に含む光源という2系統の光源を用いて接着性保護フィルムの配置位置を検出する際に、接着性保護フィルムのT500/T700が上記の範囲にあることにより、1系統の光源では検出が難しい光学特性について、コントラストによる違いを検出することが可能となり、より確実な位置検出が可能となる。さらに、これら2系統の光源を用いることにより、接着性保護フィルムの表面や内部に異物が存在すること、皺の存在、内部欠陥などの検出についても効果的に行うことができる。
また、同様の観点から、本発明の接着性保護フィルムにおいては、波長550nmの光の透過パーセントT550を、波長350nmの光の透過パーセントT350で除した値(T550/T350)が、1.00〜35.00の範囲にあることが好ましい。T550/T350の下限は、好ましくは約1.10以上、より好ましくは約2.70以上が挙げられ、上限は、好ましくは約30.00以下、より好ましくは約29.50以下が挙げられる。また、T550/T350の好ましい範囲としては、好ましくは、1.00〜30.00程度、1.00〜29.50程度、1.10〜35.00程度、1.10〜30.00程度、1.10〜29.50程度、2.70〜35.00程度、2.70〜30.00程度、2.70〜29.50程度が挙げられる。T550/T350がこのような値を有することにより、接着性保護フィルムの識別性がさらに高められる。すなわち、例えば波長が550nmの光を主に含む光源と、波長が350nmの光を主に含む光源という2系統の光源を用いて接着性保護フィルムの配置位置を検出する際に、接着性保護フィルムのT550/T350が上記の範囲にあることにより、1系統の光源では検出が難しい光学特性について、コントラストによる違いを検出することが可能となり、より確実な位置検出が可能となる。さらに、これら2系統の光源を用いることにより、接着性保護フィルムの表面や内部に異物が存在すること、皺の存在、内部欠陥などの検出についても効果的に行うことができる。
さらに、同様の観点から、本発明の接着性保護フィルムにおいては、ヘーズが50〜89の範囲にあることが好ましい。ヘーズの下限は、より好ましくは約55以上、さらに好ましくは約60以上が挙げられ、上限は、より好ましくは約88以下、さらに好ましくは約85以下が挙げられる。また、ヘーズの好ましい範囲としては、50〜88程度、50〜85程度、55〜89程度、55〜88程度、55〜85程度、60〜89程度、60〜88程度、60〜85程度が挙げられる。ヘーズがこのような値を有することにより、接着性保護フィルムの識別性がさらに高められる。前記の通り、本発明の第2の接着性保護フィルムは、ヘーズが50以上89以下の範囲にあることを特徴としている。なお、これらのヘーズは、1枚の接着性保護フィルムについて測定した値である。
また、同様の観点から、接着性保護フィルム1枚について測定した前記ヘーズと、接着性保護フィルムを2枚重ねて測定したヘーズ(II)(接着性保護フィルムを2枚重ねて測定したヘーズを「ヘーズ(II)」と表記する)との差分の絶対値|ヘーズ−ヘーズ(II)|は、下限については、好ましくは約8.5以上、より好ましくは約9以上、さらに好ましくは約15以上であり、上限については、好ましくは約30以下、より好ましくは約25以下、さらに好ましくは約23以下である。また、|ヘーズ−ヘーズ(II)|の好ましい範囲としては、8.5〜30程度、8.5〜25程度、8.5〜23程度、9〜30程度、9〜25程度、9〜23程度、15〜30程度、15〜25程度、15〜23程度が挙げられる。前記の通り、本発明の第5の接着性保護フィルムは、前記接着性保護フィルム1枚について測定したヘーズと、前記接着性保護フィルムを2枚重ねて測定したヘーズとの差分の絶対値|ヘーズ−ヘーズ(II)|が、8.5以上であることを特徴としている。
また、同様の観点から、ヘーズ(II)の下限としては、好ましくは80以上、より好ましくは85以上であり、上限としては、好ましくは98以下、より好ましくは95以下であり、ヘーズ(II)の好ましい範囲としては、80〜98程度、80〜95程度、85〜98程度、85〜95程度が挙げられる。
本発明において、接着性保護フィルムのヘーズは、次の方法により測定された値である。
<ヘーズの測定>
ヘーズメーターを用いて測定する。なお、接着性保護フィルムの上面及び下面のいずれの面からヘーズを測定してもよいが、前述のヘーズの数値は、上面及び下面のうち少なくとも一方から測定した場合に充足すればよい。
本発明の接着性保護フィルム1の光学特性を調整する方法としては、特に制限されないが、例えば、着色剤を用いて接着性保護フィルム1を構成する層の少なくとも一層を着色する方法等が挙げられる。また、基材に不織布等を用いて、光学特性を調整する方法も挙げられる。さらに、透明度の低い樹脂を選択して、接着性保護フィルム1を構成する層に用いる方法も挙げられる。さらに、接着性保護フィルム1の厚みを調整する方法も挙げられる。
着色剤としては、特に制限されず、公知の顔料、染料等を使用することができる。着色剤の具体例としては、カーボンブラック、酸化チタン等が挙げられる。
接着性保護フィルムの層構成
前記の通り、本発明の接着性保護フィルムには、第1から第5の接着性保護フィルムが全て包含される。本発明の接着性保護フィルムの層構成としては、特に制限されない。以下、図6から12を参照しながら、本発明の接着性保護フィルム1の層構成について説明する。
例えば図6に示されるように、接着性保護フィルム1は、単層により構成されていてもよい。
また、図7に示されるように、接着性保護フィルム1は、基材11と第1ポリオレフィン層12aとの2層構成であってもよいし、図8に示されるように、接着性保護フィルム1は、基材11を介して第1ポリオレフィン層12aと第2ポリオレフィン層12bとが積層された3層構成であってもよい。また、第1ポリオレフィン層12a及び第2ポリオレフィン層12bの少なくとも一方は、2層以上により構成されていてもよい。図9には、第1ポリオレフィン層12aが第1ポリオレフィン層12aa及び第1ポリオレフィン層12abの2層構成であり、かつ、第2ポリオレフィン層12bが第2ポリオレフィン層12ba及び第2ポリオレフィン層12bbの2層構成である場合について図示している。図7〜図9のように、基材11を備えていることにより、接着性保護フィルム1の保形性を高めることができる。さらに、図8及び図9のように、基材11と、基材11の一方面の上に位置する、酸変性ポリオレフィン又はポリオレフィンにより形成された第1ポリオレフィン層12aと、基材11の他方面の上に位置する、酸変性ポリオレフィン又はポリオレフィンにより形成された第2ポリオレフィン層12bとを備えることにより、接着性保護フィルム1の両面における接着性を高めることができる。
また、図10〜図12に示されるように、基材11と第1ポリオレフィン層12aとの間、及び/又は基材11と第2ポリオレフィン層12bとの間の接着性を高める観点からは、これらの層の間に、接着促進剤層13を備えていることが好ましい。特に、例えば基材11がポリエステル等のフィルムにより構成されており、第1ポリオレフィン層12a及び第2ポリオレフィン層12bが酸変性ポリオレフィンやポリオレフィン等により構成されている場合には、これらの層間の密着性を高めるために、接着促進剤層13を備えていることが好ましい。
一方、基材11が例えば不織布等により構成されている場合には、接着促進剤層13を備えていてもよいが、基材11に第1ポリオレフィン層12a及び第2ポリオレフィン層12bを含浸させて、これらの層の密着性を高めることができるため、例えば図7〜図9に示されるように接着促進剤層13を備えていなくても、これらの層間の高い密着性を担保することが可能である。また、基材11がポリオレフィンにより構成されており、かつ、第1ポリオレフィン層12a又は第2ポリオレフィン層12bもポリオレフィンまたは酸変性ポリオレフィンにより構成されている場合も接着促進剤層13を備えていてもよいが、同種の樹脂によって積層されているため、接着促進剤層13を備えていなくても、これらの層間の高い密着性を担保することが可能である。
接着性保護フィルム1の厚さ(総厚さ)としては、特に制限されないが、好ましくは50〜150μm程度、より好ましくは70〜150μm程度が挙げられる。
図6に示されるように、本発明の接着性保護フィルム1を単層により構成する場合、接着性保護フィルム1は、後述の[第1ポリオレフィン層12a]の欄で例示する、ポリオレフィン又は酸変性ポリオレフィンにより形成することができ、第1ポリオレフィン層12aと同様、後述の粘着成分を配合してもよい。また、接着性保護フィルム1を硬化性酸変性ポリオレフィンにより形成することもできる。
硬化性酸変性ポリオレフィンとしては、酸変性ポリオレフィンと硬化剤とを含む樹脂組成物が挙げられる。酸変性ポリオレフィンとしては、後述の[第1ポリオレフィン層12a]の欄で例示するものと同じものが挙げられる。例えば、図1〜3に示すように、金属端子2が包装材料3によって挟持される部分において、酸変性ポリオレフィンと硬化剤とを含む樹脂組成物により形成された2枚の接着性保護フィルム1で金属端子2を挟み込むようにして、金属端子2の両面側に配置し、包装材料3の両側からヒートシールすることにより、電池素子20を封止し、その後、2枚の接着性保護フィルム1に電離放射線を照射することにより、接着性保護フィルム1を硬化させることができる。すなわち、接着性保護フィルム1において、所定の位置に配置される際には、硬化性酸変性ポリオレフィンは熱可塑性であり、かつ、電離放射線硬化性を備えていることが好ましい。
硬化剤としては、酸変性ポリオレフィンを電子線やガンマ線等の電離放射線照射等により硬化できるものであれば特に制限されないが、アクリル酸又はメタクリル酸のエステル類等を挙げることができる。具体的には、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート等のアクリル酸又はメタクリル酸のエステル類;ジビニルベンゼン、ジビニルピリジン等のジビニル化合物;ジアリールフマレート等のアリルアルコールとアクリル酸又はメタクリル酸のエステル類;トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート等がある。添加量が多いほど架橋度は高くなるが、脆化しやすくなるので最適値を選ぶ必要がある。硬化剤の添加量は、23質量%以下とするのがよい。
硬化剤の市販品としては、例えば、トリアリルイソシアヌレート(例えば、日本化成(株)製のTAIC(登録商標)等)を使用することができ、その添加量は、0.5〜10質量%が好ましい。また、電離放射線の照射は、好ましくは50〜200kGy程度、より好ましくは70〜130kGy程度が挙げられる。
単層の接着性保護フィルム1に着色剤を配合することにより、接着性保護フィルム1を着色して光透過度を調整することができる。また、透明度の低い樹脂を選択して、接着性保護フィルム1の光透過度を調整することができる。
また、接着性保護フィルム1は、基材11、第1ポリオレフィン層12a、第2ポリオレフィン層12b、接着促進剤層13などのうち、少なくとも2層が積層された積層体とすることができる。
[基材11]
接着性保護フィルム1において、基材11は、接着性保護フィルム1の支持体として機能する層である。
基材11を形成する素材については、特に制限されるものではない。基材11を形成する素材としては、例えば、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂、珪素樹脂、フェノール樹脂、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリカーボネート及びこれらの混合物や共重合物等が挙げられる。
ポリオレフィンとしては、具体的には、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、線状低密度ポリエチレン等のポリエチレン;ホモポリプロピレン、ポリプロピレンのブロックコポリマー(例えば、プロピレンとエチレンのブロックコポリマー)、ポリプロピレンのランダムコポリマー(例えば、プロピレンとエチレンのランダムコポリマー)等の結晶性又は非晶性のポリプロピレン;エチレン−ブテン−プロピレンのターポリマー;等が挙げられる。これらのポリオレフィンの中でも、好ましくはポリエチレン及びポリプロピレンが挙げられ、より好ましくはポリプロピレンが挙げられる。
ポリアミドとしては、具体的には、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン610、ナイロン12、ナイロン46、ナイロン6とナイロン66との共重合体等の脂肪族系ポリアミド;テレフタル酸及び/又はイソフタル酸に由来する構成単位を含むナイロン6I、ナイロン6T、ナイロン6IT、ナイロン6I6T(Iはイソフタル酸、Tはテレフタル酸を表す)等のヘキサメチレンジアミン−イソフタル酸−テレフタル酸共重合ポリアミド、ポリメタキシリレンアジパミド(MXD6)等の芳香族を含むポリアミド;ポリビス(4−アミノシクロヘキシル)メタンアジパミド等の脂環系ポリアミド;さらにラクタム成分や、4,4’−ジフェニルメタン−ジイソシアネート等のイソシアネート成分を共重合させたポリアミド、共重合ポリアミドとポリエステルやポリアルキレンエーテルグリコールとの共重合体であるポリエステルアミド共重合体やポリエーテルエステルアミド共重合体;これらの共重合体等が挙げられる。これらのポリアミドは、1種単独で使用してもよく、また2種以上を組み合わせて使用してもよい。
ポリエステルとしては、具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリエチレンイソフタレート、エチレンテレフタレートを繰り返し単位の主体とした共重合ポリエステル、ブチレンテレフタレートを繰り返し単位の主体とした共重合ポリエステル等が挙げられる。また、エチレンテレフタレートを繰り返し単位の主体とした共重合ポリエステルとしては、具体的には、エチレンテレフタレートを繰り返し単位の主体としてエチレンイソフタレートと重合する共重合体ポリエステル(以下、ポリエチレン(テレフタレート/イソフタレート)にならって略す)、ポリエチレン(テレフタレート/イソフタレート)、ポリエチレン(テレフタレート/アジペート)、ポリエチレン(テレフタレート/ナトリウムスルホイソフタレート)、ポリエチレン(テレフタレート/ナトリウムイソフタレート)、ポリエチレン(テレフタレート/フェニル−ジカルボキシレート)、ポリエチレン(テレフタレート/デカンジカルボキシレート)等が挙げられる。また、ブチレンテレフタレートを繰り返し単位の主体とした共重合ポリエステルとしては、具体的には、ブチレンテレフタレートを繰り返し単位の主体としてブチレンイソフタレートと重合する共重合体ポリエステル(以下、ポリブチレン(テレフタレート/イソフタレート)にならって略す)、ポリブチレン(テレフタレート/アジペート)、ポリブチレン(テレフタレート/セバケート)、ポリブチレン(テレフタレート/デカンジカルボキシレート)、ポリブチレンナフタレート等が挙げられる。これらのポリエステルは、1種単独で使用してもよく、また2種以上を組み合わせて使用してもよい。
基材11は、1軸又は2軸延伸された樹脂フィルムにより構成されていてもよく、また未延伸の樹脂フィルムにより構成されていてもよい。これらの中でも、1軸又は2軸延伸された樹脂フィルム、とりわけ2軸延伸された樹脂フィルムは、配向結晶化することにより耐熱性が向上しているので、基材11として好適に使用される。
基材11を形成する樹脂フィルムの例としては、ポリエステルフィルム、特に好ましくは、水蒸気バリア性が高くかつ耐熱性に優れているため、ポリエチレンナフタレートフィルムが挙げられる。ポリエチレンナフタレートフィルムは、ポリエチレンナフタレート(以下、「PEN」と表記することがある。)により形成されたフィルムである。
PENフィルムは、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、ポリオレフィンフィルム、酸変性ポリオレフィンフィルム等に比べて、融点及びガラス転移点が高く、高温環境における機械的強度に優れている。このため、接着性保護フィルム1が金属端子2と包装材料3との間に挟持された状態でヒートシートされた場合にも、PENフィルムは薄肉化しにくく、金属端子2と包装材料3のバリア層33との短絡を効果的に抑制することができる。
また、PENフィルムは、PETフィルムに比して、水蒸気透過度が小さく、水蒸気バリア性に優れているため、PENフィルムを透過して電池内部へ水蒸気が進入することを効果的に抑制することができる。このため、電池寿命を設計通りにすることができる。
また、基材11は、上記の樹脂で形成された不織布により形成されていてもよい。基材11が不織布である場合、基材11は、前述のポリオレフィン、ポリアミド等で構成されていることが好ましい。
また、前述の通り、基材11に着色剤を配合することにより、基材11を、着色剤を含む層とすることもできる。また、透明度の低い樹脂を選択して、光透過度を調整することもできる。基材11がフィルムの場合は、着色フィルムを用いることや、透明度の低いフィルムを用いることもできる。また、基材11が不織布の場合は、着色剤を含む繊維やバインダーを用いた不織布や、透明度の低い不織布を用いることができる。
基材11が樹脂フィルムにより構成されている場合、基材11の表面には、必要に応じて、コロナ放電処理、オゾン処理、プラズマ処理等の公知の易接着手段が施されていてもよい。
基材11の厚さについては、特に制限されず、短絡防止の観点から好ましくは5〜100μm程度、より好ましくは8〜80μm程度が挙げられる。
[第1ポリオレフィン層12a]
接着性保護フィルム1は、酸変性ポリオレフィン又はポリオレフィンにより形成された第1ポリオレフィン層12aを備えていてもよい。第1ポリオレフィン層12aは、基材11の一方面の上に位置している。
第1ポリオレフィン層12aは、ポリオレフィン骨格を含んでいる。第1ポリオレフィン層12aがポリオレフィン骨格を含むことは、例えば、赤外分光法、ガスクロマトグラフィー質量分析法などにより分析可能であり、分析方法は特に問わない。例えば、赤外分光法にて無水マレイン酸変性ポリオレフィンを測定すると、波数1760cm-1付近と波数1780cm-1付近に無水マレイン酸由来のピークが検出される。第1ポリオレフィン層12aに含まれるポリオレフィンとしては、特に制限されないが、樹脂部材だけでなく、金属やセラミックスなどの無機部材に対しても好適に密着させる観点からは、好ましくは酸変性ポリオレフィンが挙げられる。
酸変性ポリオレフィンは、金属及びポリオレフィン等の熱融着性樹脂との親和性が高い。このため、例えば、接着性保護フィルム1をフィルム状の包装材料を用いた電池に適用する場合、酸変性ポリオレフィンにより形成された第1ポリオレフィン層12aを金属端子2側に配置することにより、第1ポリオレフィン層12aと金属端子2との界面における密着性を高めることができる。
第1ポリオレフィン層12aを形成するポリオレフィンとしては、具体的には、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、線状低密度ポリエチレン等のポリエチレン;ホモポリプロピレン、ポリプロピレンのブロックコポリマー(例えば、プロピレンとエチレンのブロックコポリマー)、ポリプロピレンのランダムコポリマー(例えば、プロピレンとエチレンのランダムコポリマー)等の結晶性又は非晶性のポリプロピレン;エチレン−ブテン−プロピレンのターポリマー等が挙げられる。これらのポリオレフィンの中でも、好ましくはポリエチレン及びポリプロピレンが挙げられる。
ポリオレフィンは、環状ポリオレフィンであってもよい。例えば、カルボン酸変性環状ポリオレフィンとは、環状ポリオレフィンを構成するモノマーの一部を、α,β−不飽和カルボン酸又はその無水物に代えて共重合することにより、或いは環状ポリオレフィンに対してα,β−不飽和カルボン酸又はその無水物をブロック重合又はグラフト重合することにより得られるポリマーである。環状ポリオレフィンは、オレフィンと環状モノマーとの共重合体であり、前記環状ポリオレフィンの構成モノマーであるオレフィンとしては、例えば、エチレン、プロピレン、4−メチル−1−ペンテン、ブタジエン、イソプレン等が挙げられる。また、前記環状ポリオレフィンの構成モノマーである環状モノマーとしては、例えば、ノルボルネン等の環状アルケン;具体的には、シクロペンタジエン、ジシクロペンタジエン、シクロヘキサジエン、ノルボルナジエン等の環状ジエン等が挙げられる。これらのポリオレフィンの中でも、好ましくは環状アルケン、さらに好ましくはノルボルネンが挙げられる。
また、第1ポリオレフィン層12aを形成する酸変性ポリオレフィンとしては、酸変性されたポリオレフィンであれば特に制限されないが、好ましくは不飽和カルボン酸又はその無水物でグラフト変性されたポリオレフィンが挙げられる。
酸変性されるポリオレフィンとしては、第1ポリオレフィン層12aを形成するポリオレフィンとして例示したものと同じものが例示される。
酸変性に使用されるカルボン酸又はその無水物としては、例えば、マレイン酸、アクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸等が挙げられる。
金属やセラミックスなどの無機部材に対しても好適に密着させる観点からは、第1ポリオレフィン層12aに含まれるポリオレフィンの中でも、特に、無水マレイン酸変性ポリプロピレンなどの変性ポリオレフィンが好ましい。
第1ポリオレフィン層12aは、1種の樹脂成分単独で形成してもよく、また2種以上の樹脂成分を組み合わせたブレンドポリマーにより形成してもよい。さらに、第1ポリオレフィン層12aは、1層のみで形成されていてもよく、同一又は異なる樹脂成分によって2層以上形成されていてもよい。前述の通り、図9には、第1ポリオレフィン層12aが第1ポリオレフィン層12aaと第1ポリオレフィン層12abの2層構成である例を示している。
第1ポリオレフィン層12aに含まれるポリオレフィン又は酸変性ポリオレフィンの割合としては、特に制限されないが、下限としては、好ましくは約70質量%以上、より好ましくは約80質量%以上が挙げられ、上限としては、好ましくは約100質量%以下、より好ましくは約95質量%以下、さらに好ましくは約90質量%以下が挙げられる。また、ポリオレフィンの割合の範囲としては、好ましくは、70〜100質量%程度、70〜95質量%程度、70〜90質量%程度、80〜100質量%程度、80〜95質量%程度、80〜90質量%程度が挙げられる。第1ポリオレフィン層12aに含まれるポリオレフィン又は酸変性ポリオレフィンの割合がこのような値を有していることにより、本発明の接着性保護フィルム1は、優れた密着性を好適に発揮することができる。
第1ポリオレフィン層12aは、粘着成分をさらに含有することが好ましい。より具体的には、第1ポリオレフィン層12aは、粘着成分を含有するポリオレフィン又は酸変性ポリオレフィンにより構成されていることが好ましい。第1ポリオレフィン層12aが粘着成分を含むことにより、接着性保護フィルム1の第1ポリオレフィン層を金属端子などに好適に仮着させることができ、熱融着時の位置ずれなどを抑制することが可能となる。なお、本発明において、仮着とは、仮に接着させることを意味し、一旦、仮に接着した後も剥がせる状態である。
粘着成分としては、第1ポリオレフィン層12aに粘着性を付与できるものであれば、特に制限されず、例えば、ロジン、水添ロジン、重合ロジン、ロジンエステルなどロジンまたはその誘導体;α−ピネン、β−ピネン、リモネンなどのテルペン系樹脂;テルペンフェノール樹脂、クマロン・インデン樹脂、スチレン系樹脂、キシレン系樹脂、フェノール系樹脂、石油樹脂、水添石油樹脂などが挙げられる。また、水添されたテルペン樹脂、ロジン樹脂、石油樹脂は、スチレン系ブロックコポリマーのエラストマー相に相溶し、ポリオレフィンなどの非極性部材への密着力向上に高い効果が見られ、キシレン系樹脂、フェノール系樹脂、スチレン系樹脂などはスチレン相に相溶し、凝集力を高める効果を有している。このため、水添されたテルペン樹脂、ロジン樹脂、石油樹脂と、キシレン系樹脂、フェノール系樹脂、スチレン系樹脂などを組み合わせて粘着成分とすることもできる。
また、粘着成分としては、アモルファスポリオレフィンを用いることもできる。アモルファスポリオレフィンとしては、例えば、アモルファスポリプロピレン、またはアモルファスプロピレンと他のα−オレフィンとの共重合体などがあり、具体例としては、プロピレン・エチレン共重合体、プロピレン・ブテン−1共重合体、プロピレン・ブテン−1・エチレン・3元共重合体、プロピレン・ヘキセン−1・オクテン−1・3元重合体、プロピレン・ヘキセン−1・4−メチルペンテン−1・3元共重合体、プロピレン・ヘキセン−1・4−メチルペンテン−1・3元共重合体、ポリブテン−1などが挙げられる。対象となるアモルファスアルファポリオレフィンのうち、低分子量成分含有量の多い数平均分子量20000以下、ガラス転移点が−20℃以下のものが好ましい。
粘着成分としては、アモルファスポリオレフィンが好ましい。アモルファスポリオレフィンの市販品としては、例えば、REXtac2280(REXtac.LLC製)などが挙げられる。第1ポリオレフィン層12aにおいて、例えば、粘着成分としてREXtac2280を用い、かつ、酸変性ポリオレフィンを用いる場合、REXtac2280の含有量としては、酸変性ポリオレフィン100質量部に対して、約10質量部程度、または約20質量部程度とすることが好ましい。
粘着成分は、1種類単独で使用してもよいし、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。
第1ポリオレフィン層12aに含まれる粘着成分の割合としては、特に制限されないが、下限としては、好ましくは約1質量%以上、より好ましくは約5質量%以上が挙げられ、上限としては、好ましくは約30質量%以下、より好ましくは約25質量%以下が挙げられる。また、粘着成分の割合の範囲としては、好ましくは、1〜30質量%程度、1〜25質量%程度、5〜30質量%程度、5〜25質量%程度が挙げられる。第1ポリオレフィン層12aに含まれる粘着成分の割合がこのような値を有していることにより、本発明の接着性保護フィルム1は、優れた粘着性と優れた熱融着性を好適に発揮することができ、金属端子等に対して、より好適に熱融着させることができる。特に、接着性保護フィルム1を金属端子等に対して好適に仮着させることができ、熱融着時の位置ずれなどを抑制して、接着性保護フィルム1を金属端子等に熱融着させることが可能となる。
第1ポリオレフィン層12aが複数層により構成されている場合、少なくとも1層に粘着剤を含ませることができ、粘着剤は、1層のみに含まれていてもよいし、複数層に含まれていてもよい。
第1ポリオレフィン層12aは、必要に応じてスペーサー(Spacer)として機能する添加剤を含んでいてもよい。第1ポリオレフィン層12aが添加剤を含むことにより、金属端子2と包装材料3のバリア層33との間の短絡をより一層効果的に抑制することが可能となる。添加剤の粒径としては、0.1〜35μm程度、好ましくは5.0〜30μm程度、さらに好ましくは10〜25μm程度の範囲が挙げられる。また、添加剤の含有量としては、第1ポリオレフィン層12aを形成する樹脂成分100質量部に対して、5〜30質量部程度、より好ましくは10〜20質量部程度が挙げられる。
添加剤としては、無機系、有機系のいずれも用いることができる。無機系添加剤としては、例えば、炭素(カーボン、グラファイト)、シリカ、酸化アルミニウム、チタン酸バリウム、酸化鉄、シリコンカーバイド、酸化ジルコニウム、珪酸ジルコニウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、アルミン酸カルシウム、水酸化カルシウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム等が挙げられる。また、有機系添加剤としては、例えば、フッ素樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ベンゾグアナミン・ホルムアルデヒド縮合物、メラミン・ホルムアルデヒド縮合物、ポリメタクリル酸メチル架橋物、ポリエチレン架橋物等が挙げられる。形状の安定性、剛性、内容物耐性の点から、酸化アルミニウム、シリカ、フッ素樹脂、アクリル樹脂、ベンゾグアナミン・ホルムアルデヒド縮合物が好ましく、特にこの中でも球状の酸化アルミニウム、シリカがより好ましい。第1ポリオレフィン層12aを形成する樹脂成分への添加剤の混合方法としては、予めバンバリーミキサー等で両者をメルトブレンドし、マスターバッチ化したものを所定の混合比にする方法、樹脂成分との直接混合方法等を採用することができる。
また、前述の通り、第1ポリオレフィン層12aに着色剤を配合することにより、第1ポリオレフィン層12aを、着色剤を含む層とすることもできる。また、透明度の低い樹脂を選択して、光透過度を調整することもできる。
第1ポリオレフィン層12aが複数層により構成されている場合、少なくとも1層を着色又は透明性を低くすることができ、1層のみを着色又は透明性を低くしてもよいし、複数層を着色又は透明性を低くしてもよい。
第1ポリオレフィン層12aの厚さとしては、接着性保護フィルム1の層構成に応じて適宜選択することができ、フィルム状の包装材料を用いた電池に適用する場合であれば、ヒートシール後の樹脂の埋まり、ピンホールを考慮し、それぞれ、好ましくは10〜100μm程度、より好ましくは12〜90μm程度が挙げられる。
[第2ポリオレフィン層12b]
接着性保護フィルム1は、酸変性ポリオレフィン又はポリオレフィンにより形成された第2ポリオレフィン層12bを備えていてもよい。第2ポリオレフィン層12bは、基材11の第1ポリオレフィン層12aとは反対側の面の上に位置している。
第2ポリオレフィン層12bを形成するポリオレフィン、酸変性ポリオレフィン、粘着成分等の具体例としては、前述の[第1ポリオレフィン層12a]の欄で例示したものと同じものが例示される。また、第2ポリオレフィン層12bが複数層により構成されている場合、少なくとも1層に粘着剤を含ませることができ、粘着剤は、1層のみに含まれていてもよいし、複数層に含まれていてもよい。
第2ポリオレフィン層12bは、1種の樹脂成分単独で形成してもよく、また2種以上の樹脂成分を組み合わせたブレンドポリマーにより形成してもよい。さらに、第2ポリオレフィン層12bは、1層のみで形成されていてもよく、同一又は異なる樹脂成分によって2層以上形成されていてもよい。前述の通り、図9及び図12には、第2ポリオレフィン層12bが第2ポリオレフィン層12baと第2ポリオレフィン層12bbの2層構成である例を示している。
さらに、第2ポリオレフィン層12bは、必要に応じて添加剤を含んでいてもよい。第2ポリオレフィン層12bが添加剤を含む場合、その含有量、種類等については、前述の[第1ポリオレフィン層12a]と同様とすることができる。
また、前述の通り、第2ポリオレフィン層12bに着色剤を配合することにより、第2ポリオレフィン層12bを、着色剤を含む層とすることもできる。また、透明度の低い樹脂を選択して、光透過度を調整することもできる。第2ポリオレフィン層12bが複数層により構成されている場合、少なくとも1層を着色又は透明性を低くすることができ、1層のみを着色又は透明性を低くしてもよいし、複数層を着色又は透明性を低くしてもよい。
第2ポリオレフィン層12bの厚さとしては、接着性保護フィルム1の層構成に応じて適宜選択することができ、フィルム状の包装材料を用いた電池に適用する場合であれば、ヒートシール後の樹脂の埋まり、ピンホールを考慮し、それぞれ、好ましくは10〜100μm程度、より好ましくは12〜90μm程度が挙げられる。
[接着促進剤層13]
接着促進剤層13は、基材11と第1ポリオレフィン層12aとの間、及び/又は基材11と第2ポリオレフィン層12bとの間を強固に接着することを目的として、必要に応じて設けられる層である。接着促進剤層13は、基材11と第1及び第2ポリオレフィン層12a,12bと間の一方側のみに設けられていてもよいし、両側に設けられていてもよい。
前述の通り、特に、本発明の接着性保護フィルムにおいて、例えば基材11がポリエチレンテレフタレート(PET)やポリエチレンナフタレート(PEN)等のフィルムにより構成されており、第1ポリオレフィン層12a及び第2ポリオレフィン層12bが酸変性ポリオレフィンやポリオレフィン等により構成されている場合には、これらの層間の密着性を高めるために、接着促進剤層13を備えていることが好ましい。
接着促進剤層13は、イソシアネート系、ポリエチレンイミン系、ポリエステル系、ポリウレタン系、ポリブタジエン系等の公知の接着促進剤を用いて形成することができる。また、2液硬化型接着剤や1液硬化型接着剤などの公知の接着剤を用いて形成することもできる。耐電解液性をより向上する観点からは、これらの中でも、イソシアネート系の接着促進剤により形成されていることが好ましい。イソシアネート系の接着促進剤としては、トリイソシアネートモノマー、ポリメリックMDIから選ばれたイソシアネート成分からなるものが、ラミネート強度に優れ、かつ、電解液浸漬後のラミネート強度の低下が少ない。特に、トリイソシアネートモノマーであるトリフェニルメタン−4,4’,4”−トリイソシアネートやポリメリックMDIであるポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート(NCO含有率が約30%、粘度が200〜700mPa・s)からなる接着促進剤によって形成することが特に好ましい。また、トリイソシアネートモノマーであるトリス(p−イソシアネートフェニル)チオホスフェートや、ポリエチレンイミン系を主剤とし、ポリカルボジイミドを架橋剤とした2液硬化型の接着促進剤により形成することも好ましい。
接着促進剤層13は、バーコート法、ロールコート法、グラビアコート法等の公知の塗布法で塗布・乾燥することにより形成することができる。接着促進剤の塗布量としては、トリイソシアネートからなる接着促進剤の場合は、20〜100mg/m2、好ましくは40〜60mg/m2であり、ポリメリックMDIからなる接着促進剤の場合は、40〜150mg/m2、好ましくは60〜100mg/m2であり、ポリエチレンイミン系を主剤とし、ポリカルボジイミドを架橋剤とした2液硬化型の接着促進剤の場合は、5〜50mg/m2、好ましくは10〜30mg/m2である。接着促進剤として公知の接着剤を用いる場合の塗布量の上限は、約10g/m2以下、下限は約1g/m2とすることも好ましい。なお、トリイソシアネートモノマーは、1分子中にイソシアネート基を3個持つモノマーであり、ポリメリックMDIは、MDIおよびMDIが重合したMDIオリゴマーの混合物であり、下記式(1)で示されるものである。
Figure 2018186463
本発明の接着性保護フィルム1は、例えば図8に示されるような層構成を備えている場合、基材11の一方側の面に、第1ポリオレフィン層12aを積層することにより製造することができる。また、例えば図9に示されるような層構成を備えている場合、基材11の両面に、それぞれ、第1,第2ポリオレフィン層12a,12bを積層することにより製造することができる。
基材11と第1,第2ポリオレフィン層12a,12bとの積層は、押出ラミネート法、サーマルラミネート法等の公知の方法により積層することができる。第1ポリオレフィン層12a及び第2ポリオレフィン層12bをそれぞれ2層以上とする場合についても、同様である。また、基材11と第1,第2ポリオレフィン層12a,12bとを、接着促進剤層13を介して積層する場合には、例えば、接着促進剤層13を構成する接着促進剤を上記の方法で基材11の上に塗布・乾燥し、接着促進剤層13の上から第1,第2ポリオレフィン層12a,12bをそれぞれ積層すればよい。
本発明の接着性保護フィルム1には、基材11、第1ポリオレフィン層12a、第2ポリオレフィン層12b、接着促進剤層13とは異なる他の層がさらに積層されていてもよい。
また、本発明の接着性保護フィルム1は、必要に応じて、滑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤などの他の添加剤を含んでいてもよい。なお、添加剤の種類、含有量などによっては、接着性保護フィルム1が変色することもある。
本発明の接着性保護フィルム1は、単層により構成されている場合には、押し出し成形などによって製造された樹脂フィルムを接着性保護フィルム1とすることができる。また、基材11と、第1ポリオレフィン層12a、第2ポリオレフィン層12b、接着促進剤層13などを有する積層体である場合には、これらの層を積層することにより製造することができる。前述の通り、これらの層の積層方法としては、特に制限されず、例えば、サーマルラミネート法、サンドイッチラミネート法、押出しラミネート法などを用いて行うことができる。
2.接着性保護フィルムの用途
本発明の接着性保護フィルム1は、例えば、フィルム状の包装材料を用いた電池の製造において、電池素子20の電極に電気的に接続された金属端子2と、電池素子20を封止する包装材料3との間に介在されるものとして有用である。具体的には、例えば図1〜3に示されるように、本発明の接着性保護フィルム1は、電池素子20の電極に電気的に接続されている金属端子2と、電池素子20を封止する包装材料3との間に介在させることができる。本発明の接着性保護フィルム1は、T400-800が25〜91%の範囲に設定されているため、ヒートシールに供する前において、2枚の接着性保護フィルム1で金属端子2の両側から挟み込んだ場合や、1枚の接着性保護フィルム1で金属端子2の周囲を巻回した場合など、接着性保護フィルム1が重なった部分と、重なっていない部分との色の区別が容易である。すなわち、重なっている部分は、重なっていない部分に比して、色が濃くなる。このため、接着性保護フィルム1の位置がずれているか否かをカメラ付きセンサー又は目視で容易に検知することができる。
なお、後述の通り、本発明の接着性保護フィルム1は、金属端子と、電池素子を封止する包装材料との間に介在させる用途以外にも幅広い用途に使用することができる。
金属端子2は、包装材料3の外側に突出しており、ヒートシールされた包装材料3の周縁部3aにおいて、接着性保護フィルム1を介して、包装材料3に挟持される。なお、本発明において、包装材料をヒートシールする際の熱としては、通常160〜190℃程度の範囲、圧力としては、通常1.0〜2.0MPa程度の範囲である。
接着性保護フィルム1を金属端子2と包装材料3との間に介在させる方法としては、特に制限されず、例えば、図1〜3に示すように、金属端子2が包装材料3によって挟持される部分において、接着性保護フィルム1で金属端子2を挟み込むようにして、金属端子2の両面側に配置することができる。
以下においては、フィルム状の包装材料を用いた電池の製造において使用される、金属端子2と包装材料3について、詳述する。
[金属端子2]
本発明の接着性保護フィルム1は、金属端子2と包装材料3との間に介在させて使用することができる。金属端子2(タブ)は、電池素子20の電極(正極又は負極)に電気的に接続される部材であり、金属材料により構成されている。金属端子2を構成する金属材料としては、特に制限されず、例えば、アルミニウム、ニッケル、銅等が挙げられる。例えば、リチウムイオン電池の正極に接続される金属端子2は、通常、アルミニウム等により構成されている。また、リチウムイオン電池の負極に接続される金属端子は、通常、銅、ニッケル等により構成されている。
金属端子2の表面は、耐電解液性を高める観点から、化成処理が施されていることが好ましい。例えば、金属端子2がアルミニウムにより形成されている場合、化成処理の具体例としては、リン酸塩、クロム酸塩、フッ化物、トリアジンチオール化合物等の耐酸性皮膜を形成する公知の方法が挙げられる。耐酸性皮膜を形成する方法の中でも、フェノール樹脂、フッ化クロム(III)化合物、リン酸の3成分から構成されたものを用いるリン酸クロメート処理が好適である。
金属端子2の大きさは、使用される電池の大きさ等に応じて適宜設定すればよい。金属端子2の厚さとしては、好ましくは50〜1000μm程度、より好ましくは70〜800μm程度が挙げられる。また、金属端子2の長さとしては、好ましくは1〜200mm程度、より好ましくは3〜150mm程度が挙げられる。また、金属端子2の幅としては、好ましくは1〜200mm程度、より好ましくは3〜150mm程度が挙げられる。
[包装材料3]
包装材料3としては、少なくとも、基材層31、バリア層33、及び熱融着性樹脂層34をこの順に有する積層体からなる積層構造を有するものが挙げられる。図13に、包装材料3の断面構造の一例として、基材層31、接着剤層32、バリア層33、接着層35、及び熱融着性樹脂層34がこの順に積層されている態様について示す。包装材料3においては、基材層31が最外層側になり、熱融着性樹脂層34が最内層になる。電池の組み立て時に、電池素子20の周縁に位置する熱融着性樹脂層34同士を接面させて熱融着することにより電池素子20が密封され、電池素子20が封止される。なお、図1〜3には、エンボス成形等によって成形されたエンボスタイプの包装材料3を用いた場合の電池10を図示しているが、包装材料3は成形されていないパウチタイプであってもよい。なお、パウチタイプには、三方シール、四方シール、ピロータイプ等が存在するが、何れのタイプであってもよい。
[基材層31]
包装材料3において、基材層31は、包装材料の基材として機能する層であり、最外層側を形成する層である。
基材層31を形成する素材については、絶縁性を備えるものであることを限度として特に制限されるものではない。基材層31を形成する素材としては、例えば、ポリエステル、ポリアミド、エポキシ、アクリル、フッ素樹脂、ポリウレタン、珪素樹脂、フェノール、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリカーボネート、及びこれらの混合物や共重合物等が挙げられる。
基材層31の厚さについては、例えば、3〜50μm程度、好ましくは10〜35μm程度が挙げられる。
[接着剤層32]
包装材料3において、接着剤層32は、基材層31に密着性を付与させるために、基材層31上に必要に応じて配置される層である。即ち、接着剤層32は、基材層31とバリア層33の間に必要に応じて設けられる。
接着剤層32は、基材層31とバリア層33とを接着可能である接着剤によって形成される。接着剤層32の形成に使用される接着剤は、2液硬化型接着剤であってもよく、また1液硬化型接着剤であってもよい。また、接着剤層32の形成に使用される接着剤の接着機構についても、特に制限されず、化学反応型、溶剤揮発型、熱溶融型、熱圧型等のいずれであってもよい。
接着剤層32の厚さについては、例えば、1〜10μm程度、好ましくは2〜5μm程度が挙げられる。
[バリア層33]
包装材料において、バリア層33は、電池用包装材料の強度向上の他、電池内部に水蒸気、酸素、光等が侵入することを防止する機能を有する層である。バリア層33を構成する金属としては、具体的には、アルミニウム、ステンレス、チタン等が挙げられ、好ましくはアルミニウムが挙げられる。バリア層33は、例えば、金属箔や金属蒸着膜、無機酸化物蒸着膜、炭素含有無機酸化物蒸着膜、これらの蒸着膜を設けたフィルム等により形成することができ、金属箔により形成することが好ましく、アルミニウム箔により形成することがさらに好ましい。電池用包装材料の製造時に、バリア層33にしわやピンホールが発生することを防止する観点からは、バリア層は、例えば、焼きなまし処理済みのアルミニウム(JIS H4160:1994 A8021H−O、JIS H4160:1994 A8079H−O、JIS H4000:2014 A8021P−O、JIS H4000:2014 A8079P−O)等軟質アルミニウム箔により形成することがより好ましい。
バリア層33の厚みは、水蒸気等のバリア層としての機能を発揮すれば特に制限されないが、例えば、10〜100μm程度、好ましくは10〜80μm程度とすることができる。
[接着層35]
包装材料3において、接着層35は、熱融着性樹脂層34を強固に接着させるために、バリア層33と熱融着性樹脂層34の間に、必要に応じて設けられる層である。
接着層35は、バリア層33と熱融着性樹脂層34を接着可能である接着剤によって形成される。接着層の形成に使用される接着剤の組成については、特に制限されないが、例えば、酸変性ポリオレフィンを含む樹脂組成物が挙げられる。酸変性ポリオレフィンとしては、例えば、第1ポリオレフィン層12aで例示したものと同じものが例示できる。また、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、線状低密度ポリエチレン等のポリエチレン等が、不飽和カルボン酸又はその無水物(例えば第1ポリオレフィン層12aで例示したもの)で酸変性されたものも例示できる。
接着層35の厚さについては、例えば、1〜50μm程度、好ましくは2〜40μm程度が挙げられる。
[熱融着性樹脂層34]
包装材料3において、熱融着性樹脂層34は、最内層に該当し、電池の組み立て時に熱融着性樹脂層同士が熱融着して電池素子を密封する層である。
熱融着性樹脂層34に使用される樹脂成分については、熱融着可能であることを限度として特に制限されないが、例えば、ポリオレフィン、酸変性ポリオレフィンが挙げられる。
前記ポリオレフィンとしては、第1ポリオレフィン層12aで例示したものと同じものや、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、線状低密度ポリエチレン等のポリエチレン等が挙げられる。また、酸変性ポリオレフィンとしても、第1ポリオレフィン層12aで例示したものと同じものが挙げられる。
また、熱融着性樹脂層34の厚さとしては、特に制限されないが、好ましくは100μm以下、より好ましくは15〜60μm程度、さらに好ましくは15〜40μm程度が挙げられる。
3.電池
本発明において、フィルム状の包装材料を用いた電池10は、少なくとも、正極、負極、及び電解質を備えた電池素子20と、当該電池素子20を封止する包装材料3と、正極及び負極のそれぞれに電気的に接続され、包装材料3の外側に突出した金属端子2とを備えている。本発明の電池10においては、金属端子2と包装材料3との間に、本発明の接着性保護フィルム1が介在されてなることを特徴とする。
具体的には、少なくとも正極、負極、及び電解質を備えた電池素子を、包装材料3で、
正極及び負極の各々に接続された金属端子2が外側に突出させた状態で、本発明の接着性保護フィルム1を金属端子2と熱融着性樹脂層34との間に介在させ、電池素子20の周縁に包装材料のフランジ部(熱融着性樹脂層34同士が接触する領域であり、包装材料の周縁部3a)が形成できるようにして被覆し、フランジ部の熱融着性樹脂層34同士をヒートシールして密封させることによって、包装材料3を使用した電池10が提供される。なお、包装材料3を用いて電池素子20を収容する場合、包装材料3の熱融着性樹脂層34が内側(電池素子20と接する面)になるようにして用いられる。
本発明の各電池は、一次電池、二次電池のいずれであってもよいが、好ましくは二次電池である。二次電池の種類については、特に制限されず、例えば、リチウムイオン電池、リチウムイオンポリマー電池、鉛蓄電池、ニッケル・水素蓄電池、ニッケル・カドミウム蓄電池、ニッケル・鉄蓄電池、ニッケル・亜鉛蓄電池、酸化銀・亜鉛蓄電池、金属空気電池、多価カチオン電池、コンデンサー、キャパシター等が挙げられる。これらの二次電池の中でも、好ましくは、リチウムイオン電池及びリチウムイオンポリマー電池が挙げられる。
本発明の接着性保護フィルム1は、金属端子と、電池素子を封止する包装材料との間に介在させる用途以外の用途にも使用することができ、接着性保護フィルムを用いて、樹脂部材、金属部材、セラミックス部材等を両側から挟み込んで接着させる用途に幅広く使用することができる。さらに、本発明の接着性保護フィルム1は、樹脂部材、金属部材、セラミックス部材等と接着させ、位置精度が求められる用途に幅広く使用することができる。
以下に実施例及び比較例を示して本発明を詳細に説明する。但し、本発明は実施例に限定されるものではない。
<接着性保護フィルムの製造>
(実施例1)
両面コロナ放電処理を施した基材としてのポリエチレンナフタレート(PEN、厚さ12μm)の一方の面にトリフェニルメタン−4,4’,4”−トリイソシアネートの接着促進剤を固形分として50mg/m2塗布すると共に第1ポリオレフィン層としての無水マレイン酸変性ポリプロピレン(PPa)をTダイ押出機で44μmの厚さに押出し塗布した。次に、基材の他方の面に同じ接着促進剤を固形分として50mg/m2塗布すると共に、第2ポリオレフィン層としてのPPaをTダイ押出機で44μmの厚さに押出し塗布した。その後、エージング処理をして、PPa(44μm)/接着促進剤層/PEN(12μm)/接着促進剤層/PPa(44μm)が積層された接着性保護フィルムを得た。なお、第1ポリオレフィン層、第2ポリオレフィン層としてのPPaは、カーボンブラックによって着色されている。
(実施例2)
両面コロナ放電処理を施した基材としてのポリエチレンナフタレート(PEN、厚さ12μm)の一方の面にトリフェニルメタン−4,4’,4”−トリイソシアネートの接着促進剤を固形分として50mg/m2塗布すると共に第1ポリオレフィン層としての無水マレイン酸変性ポリプロピレン(PPa)をTダイ押出機で30μmの厚さに押出し塗布した。次に、基材の他方の面に同じ接着促進剤を固形分として50mg/m2塗布すると共に、接着促進剤層にPPa側が積層されるように、PPa(厚さ30μm)と無水マレイン酸変性ポリエチレン(PEa、厚さ33μm)をTダイ押出機で2層共押出し塗布して第2ポリオレフィン層を形成した。その後、エージング処理をして、PPa(30μm)/接着促進剤層/PEN(12μm)/接着促進剤層/PPa(30μm)/PEa(33μm)が積層された接着性保護フィルムを得た。第1ポリオレフィン層のPPa、第2ポリオレフィン層に含まれるPPaは、それぞれ、カーボンブラックによって着色されている。
(実施例3)
基材としてのポリエチレン製の不織布(厚さ16μm)の一方の面に、第1ポリオレフィン層としての無水マレイン酸変性ポリプロピレン(PPa)をTダイ押出機で67μmの厚さに押出し塗布した。次に、不織布の他方の面に第1ポリオレフィン層と同じPPaをTダイ押出機で67μmの厚さに押出し塗布して第2ポリオレフィン層を形成した。その後、エージング処理をして、PPa(67μm)/不織布(16μm)/PPa(67μm)が積層された接着性保護フィルムを得た。白色の接着性保護フィルムを得た。
(実施例4)
基材としてのポリアミド製の不織布(厚さ12μm)の一方の面に、第1ポリオレフィン層としての無水マレイン酸変性ポリプロピレン(PPa)をTダイ押出機で44μm厚さに押出し塗布した。次に、不織布の他方の面に第1ポリオレフィン層と同じPPaをTダイ押出機で44μm厚さに押出し塗布して第2ポリオレフィン層を形成した。その後、エージング処理をして、PPa(44μm)/不織布(12μm)/PPa(44μm)が積層された接着性保護フィルムを得た。淡い黄色の接着性保護フィルムを得た。
(実施例5)
基材としての未延伸ポリプロピレンフィルム(CPP、厚さ60μm)の一方の面に第1ポリオレフィン層としての無水マレイン酸変性ポリプロピレン(PPa)をTダイ押出機で20μmの厚さに押出し塗布した。次に、基材の他方の面に第1ポリオレフィン層と同じPPaをTダイ押出機で20μmの厚さに押出し塗布して第2ポリオレフィン層を形成した。その後、エージング処理をして、PPa(20μm)/CPP(60μm)/PPa(20μm)が積層された接着性保護フィルムを得た。
(実施例6)
基材としてのポリプロピレンフィルム(PP、厚さ70μm)の一方の面に第1ポリオレフィン層としてのポリプロピレンとポリエチレンの混合樹脂(PP+PE)をTダイ押出機で20μmの厚さに押出し塗布した。次に、基材の他方の面に第1ポリオレフィン層と同じ混合樹脂(PP+PE)をTダイ押出機で20μmの厚さに押出し塗布して第2ポリオレフィン層を形成した。その後、エージング処理をして、PP+PE(20μm)/PP(70μm)/PP+PE(20μm)が積層された接着性保護フィルムを得た。
(実施例7)
基材としてのポリプロピレンフィルム(PP、厚さ10μm)の一方の面に、ポリプロピレン(PP、厚さ15μm)と、ポリプロピレンとポリエチレンの混合樹脂(PP+PE、35μm)とをTダイ押出機で2層共押出し塗布して第1ポリオレフィン層を形成した。次に、基材の他方の面に、同じく、ポリプロピレン(PP、厚さ15μm)と、ポリプロピレンとポリエチレンの混合樹脂(PP+PE、25μm)とをTダイ押出機で2層共押出し塗布して第2ポリオレフィン層を形成した。その後、エージング処理をして、PP+PE(35μm)/PP(15μm)/PP(10μm)/PP(15μm)/PP+PE(25μm)が積層された接着性保護フィルムを得た。PP(15μm)は、共に灰色に着色されている。
(実施例8)
基材としてのポリプロピレンフィルム(PP、厚さ40μm)の一方の面にポリプロピレンとポリエチレンの混合樹脂(PP+PE)をTダイ押出機で30μmの厚さに押出し塗布して第1ポリオレフィン層を形成した。次に、基材の他方の面に第1ポリオレフィン層と同じ混合樹脂(PP+PE)をTダイ押出機で30μmの厚さに押出し塗布して第2ポリオレフィン層を形成した。その後、エージング処理をして、PP+PE(30μm)/PP(40μm)/PP+PE(30μm)が積層された接着性保護フィルムを得た。
(比較例1)
厚さ12μmのポリエチレンナフタレート(PEN)フィルムを接着性保護フィルムとした。
(比較例2)
ポリエチレンテレフタレート(PET)にカーボンブラックが混練されているフィルムを接着性保護フィルム(厚さ12μm)とした。
(比較例3)
ポリエチレンテレフタレート(PET)に、比較例2よりも薄い色となるようにしてカーボンブラックが混練されているフィルムを接着性保護フィルム(厚さ12μm)とした。
<光の透過パーセントの測定>
分光光度計(日本分光社製の装置名V670)を用いて、上記で得られた各接着性保護フィルムについて、接着性保護フィルムの一方側から所定波長の光を照射して、光の透過パーセントを測定した。測定条件は下記のとおりとした。結果を表1に示す。
データ間隔:1nm
測定範囲:190nmから1500nm
紫外・可視バンド幅:5.0nm
近赤外バンド幅:20.0nm
レスポンス:Fast
走査速度:1000nm/min
光源:重水素放電管、ハロゲンランプ
光源切替:340nm
回折格子切替:800nm
まず、サンプルを設置していない測定面積φ3mmのサンプルフォルダーを使用して、ベースラインを取得する。次に、そのサンプルフォルダーに、φ3mm以上のサイズの接着性保護フィルムをサンプルとして設置し、光の透過パーセントを測定する。波長範囲の光の透過パーセントは、当該範囲の波長間隔1nmでの光の透過パーセントの平均値である。例えば、波長400nm以上波長800nm以下の範囲の光の透過パーセントは、波長400nm以上波長800nm以下の範囲において、1nmずつ波長が異なる光の透過パーセントを測定し、得られた光の透過パーセントの平均値である。
<ヘーズの測定>
上記で得られた各接着性保護フィルムについて、ヘーズメーター(株式会社 村上色彩技術研究所の装置名HM−150)を用いて、JIS K7136:2000に準拠し、ヘーズを測定した。サンプルサイズは30mm×30mm程度、光源はダイクロミラー付ハロゲンランプ、フィルターはA光、D65光フィルタ切替式、受光素子はプレナー型シリコンフォトセルとした。なお、JIS K7136:2000はシングルビームであるが、HM−150はダブルビームである。また、JIS K7136:2000はヘーズ値40%以下の材料に適用できるものであるが、本発明ではこれに準拠して測定した。結果を表1に示す。
<位置精度の評価>
上記で得られた各接着性保護フィルムを60mm(縦)×4mm(横)の長方形に裁断したものをそれぞれ2枚用意した。また、厚さ100μmのアルミニウム製の金属端子(50mm(縦)×3mm(横))を1枚用意した。次に、金属端子の横の中心部と接着性保護フィルムの横の中心部が合うように、縦、横を合わせながら、2枚の接着性保護フィルムで金属端子を両側から挟み込み、2枚の接着性保護フィルムの両側から熱板でヒートシール(ヒートシール条件は、温度190℃、面圧1.0MPa、時間3秒間)して、金属端子と接着性保護フィルムとの接合体を作製した。得られた接合体を観察し、2枚の接着性保護フィルムの互いに重なっていない部分の長さが0.1mm以内である場合、位置ズレを検知・修正しやすく、位置精度が高く接着性保護フィルムが配置できているとした。一方、互いに重なっていない部分の長さが0.1mmを超えている場合、位置ずれが検知しにくく、接着性保護フィルムの配置の位置精度が低く、位置ずれが発生しているとした。各接着性保護フィルムの位置精度の測定を10回行い、下記の基準に従い、評価した。結果を表1に示す。
A:位置ずれの発生が0回
B:位置ずれの発生が1回のみ
C:位置ずれの発生が2回以上
Figure 2018186463
400-800が、25%以上91%以下である実施例1〜8の接着性保護フィルムを用いた場合には、2枚の接着性保護フィルムの重なっている部分と、重なっていない部分の色の差が大きく、位置ズレを修正しやすかったため、表1に示されるように、位置精度高く接着性保護フィルムが配置できることが分かる。一方、T400-800が、91%を上回る比較例1では、2枚の接着性保護フィルムの重なっている部分と、重なっていない部分の色の差が小さく、位置ずれが検知しにくかったため、接着性保護フィルムの配置の位置精度が低い結果となった。また、T400-800が、25%を下回る比較例2では、2枚の接着性保護フィルムの重なっている部分と、重なっていない部分の色の差が小さく、位置ずれが検知しにくかったため、接着性保護フィルムの配置の位置精度が低い結果となった。
<接着性保護フィルムを2枚重ねた場合の光の透過パーセントの測定>
実施例1,2,7及び比較例3の各接着性保護フィルムについて、同じ接着性保護フィルムを2枚重ねて測定を行ったこと以外は、前記の<光の透過パーセントの測定>と同様にして、光の透過パーセントT(II)400-800を測定した。なお、2枚重ねる方法として、一方の接着性保護フィルムの上下端部に厚さ100μm程度の両面テープを貼り、シワが入らないように、もう一方の接着性保護フィルムを貼り合わせ、こちらのサンプルにて測定を実施した。サンプルの両面テープで貼り合わせていない部分を測定箇所とした。下記の表2に、各接着性保護フィルム1枚について測定した光の透過パーセントT400-800と、各接着性保護フィルム2枚を重ねて測定した光の透過パーセントT(II)400-800と、光の透過パーセントT400-800と光の透過パーセントT(II)400-800との差分の絶対値(|T400-800−T(II)400-800|)と、前記の位置精度の結果を示す。
Figure 2018186463
表2に示される結果から、着色されている接着性保護フィルムであって、光の透過パーセントT400-800と光の透過パーセントT(II)400-800との差分の絶対値(|T400-800−T(II)400-800|)が大きい実施例1,2,7では、高い位置精度で接着性保護フィルムを配置できることが分かる。
<接着性保護フィルムを2枚重ねた場合のヘーズの測定>
実施例1,2,4,5及び比較例1の各接着性保護フィルムについて、同じ接着性保護フィルムを2枚重ねて測定を行ったこと以外は、前記の<ヘーズの測定>と同様にして、ヘーズ(II)を測定した。なお、2枚重ねる方法として、一方の接着性保護フィルムの上下端部に100μm程度の両面テープを貼り、シワが入らないように、もう一方の接着性保護フィルムを貼り合わせ、こちらのサンプルにて測定を実施した。サンプルの両面テープで貼り合わせていない部分を測定箇所とした。下記の表3に、各接着性保護フィルム1枚について測定したヘーズ、各接着性保護フィルム2枚を重ねて測定したヘーズ(II)、さらに、ヘーズとヘーズ(II)との差分の絶対値(|ヘーズ−ヘーズ(II)|)と、前記の位置精度の結果を示す。
Figure 2018186463
表3に示される結果から、ヘーズとヘーズ(II)との差分の絶対値(|ヘーズ−ヘーズ(II)|)が大きい実施例1,2,4,5では、高い位置精度で接着性保護フィルムを配置できることが分かる。
1 接着性保護フィルム
2 金属端子
3 包装材料
10 電池
11 基材
12a 第1ポリオレフィン層
12aa 第1ポリオレフィン層
12ab 第1ポリオレフィン層
12b 第2ポリオレフィン層
12ba 第2ポリオレフィン層
12bb 第2ポリオレフィン層
13 接着促進剤層
20 電池素子
31 基材層
32 接着剤層
33 バリア層
34 熱融着性樹脂層
35 接着層

Claims (22)

  1. 分光光度計にて測定された波長400nm以上波長800nm以下の範囲における1nmずつ波長が異なる光の透過パーセントの平均値であるT400-800が、25%以上91%以下である、接着性保護フィルム。
  2. 分光光度計にて測定された波長800nm以上波長1200nm以下の範囲における1nmずつ波長が異なる光の透過パーセントの平均値であるT800-1200が、30%以上である、請求項1に記載の接着性保護フィルム。
  3. 分光光度計にて測定された波長300nm以上波長400nm以下の範囲における1nmずつ波長が異なる光の透過パーセントの平均値であるT300-400が、89.00%以下である、請求項1又は2に記載の接着性保護フィルム。
  4. 前記T400-800を、分光光度計にて測定された波長300nm以上波長400nm以下の範囲における1nmずつ波長が異なる光の透過パーセントの平均値であるT300-400で除して得られる値が、0.90以上8.00以下の範囲にある、請求項1〜3のいずれかに記載の接着性保護フィルム。
  5. 分光光度計にて測定された波長500nmの光の透過パーセントT500を、分光光度計にて測定された波長700nmの光の透過パーセントT700で除した値が、0.75以上0.99以下の範囲にある、請求項1〜4のいずれかに記載の接着性保護フィルム。
  6. 分光光度計にて測定された波長550nmの光の透過パーセントT550を、分光光度計にて測定された波長350nmの光の透過パーセントT350で除した値が、1.00以上35.00以下の範囲にある、請求項1〜5のいずれかに記載の接着性保護フィルム。
  7. ヘーズが、50以上89以下の範囲にある、請求項1〜6のいずれかに記載の接着性保護フィルム。
  8. 前記接着性保護フィルムを2枚重ねて分光光度計にて測定された波長400nm以上波長800nm以下の範囲における1nmずつ波長が異なる光の透過パーセントの平均値であるT(II)400-800と、前記T400-800との差分の絶対値が、13以上である、請求項1〜7のいずれかに記載の接着性保護フィルム。
  9. 前記接着性保護フィルムを2枚重ねて分光光度計にて測定された波長400nm以上波長800nm以下の範囲における1nmずつ波長が異なる光の透過パーセントの平均値であるT(II)400-800が、5%以上50%以下である、請求項1〜8のいずれかに記載の接着性保護フィルム。
  10. 前記接着性保護フィルムを2枚重ねて測定したヘーズ(II)と、前記ヘーズとの差分の絶対値が、8.5以上である、請求項1〜9のいずれかに記載の接着性保護フィルム。
  11. 少なくとも、基材と、前記基材の一方面の上に位置する、酸変性ポリオレフィン又はポリオレフィンにより形成された第1ポリオレフィン層とを備えている、請求項1〜10のいずれかに記載の接着性保護フィルム。
  12. 少なくとも、前記基材の他方面の上に位置する、酸変性ポリオレフィン又はポリオレフィンにより形成された第2ポリオレフィン層を備えている、請求項11に記載の接着性保護フィルム。
  13. 前記第1ポリオレフィン層及び前記第2ポリオレフィン層の少なくとも一方が、2層以上により構成されている、請求項12に記載の接着性保護フィルム。
  14. 前記基材と前記第1ポリオレフィン層との間、及び前記基材と前記第2ポリオレフィン層との間の何れか一方に、又は両方に、接着促進剤層を備えている、請求項11〜13のいずれかに記載の接着性保護フィルム。
  15. 電池素子の電極に電気的に接続された金属端子と、前記電池素子を封止する包装材料との間に介在される、接着性保護フィルムである、請求項1〜14のいずれかに記載の接着性保護フィルム。
  16. 前記包装材料が、少なくとも、基材層、バリア層、及び熱融着性樹脂層をこの順に備える積層体から構成されており、
    前記熱融着性樹脂層と前記金属端子との間に前記接着性保護フィルムが介在される、請求項15に記載の接着性保護フィルム。
  17. 少なくとも、正極、負極、及び電解質を備えた電池素子と、当該電池素子を封止する包装材料と、前記正極及び前記負極のそれぞれに電気的に接続され、前記包装材料の外側に突出した金属端子とを備える電池であって、
    前記金属端子と前記包装材料との間に、請求項1〜16のいずれかに記載の接着性保護フィルムが介在されてなる、電池。
  18. 少なくとも、正極、負極、及び電解質を備えた電池素子と、当該電池素子を封止する包装材料と、前記正極及び前記負極のそれぞれに電気的に接続され、前記包装材料の外側に突出した金属端子とを備える電池の製造方法であって、
    前記金属端子と前記包装材料との間に、請求項1〜16のいずれかに記載の接着性保護フィルムを介在させる工程を備える、電池の製造方法。
  19. ヘーズが、50以上89以下の範囲にある、接着性保護フィルム。
  20. 着色された接着性保護フィルムであって、
    前記接着性保護フィルムについて、分光光度計にて測定された波長400nm以上波長800nm以下の範囲における1nmずつ波長が異なる光の透過パーセントの平均値であるT400-800と、
    前記接着性保護フィルムを2枚重ねて分光光度計にて測定された波長400nm以上波長800nm以下の範囲における1nmずつ波長が異なる光の透過パーセントの平均値であるT(II)400-800との差分の絶対値が、13以上である、接着性保護フィルム。
  21. 着色された接着性保護フィルムであって、
    前記接着性保護フィルムを2枚重ねて分光光度計にて測定された波長400nm以上波長800nm以下の範囲における1nmずつ波長が異なる光の透過パーセントの平均値であるT(II)400-800が、5%以上50%以下である、接着性保護フィルム。
  22. 接着性保護フィルムであって、
    前記接着性保護フィルムについて測定したヘーズと、前記接着性保護フィルムを2枚重ねて測定したヘーズ(II)との差分の絶対値が、8.5以上である、接着性保護フィルム。
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