KR102327522B1 - 전지용 포장 재료 - Google Patents

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Abstract

제1 발명은, 외부로부터의 식별성을 갖고, 성형성 및 절연성이 우수하고, 외관 불량 및 시일 불량이 억제된 전지용 포장 재료를 제공한다. 제2 발명은, 의장성 또는 식별성을 갖는 전지용 포장 재료이며, 성형 후의 은폐성 및 밀착성이 우수하고, 또한 내전해액성 및 표면 절연성도 우수한 전지용 포장 재료를 제공한다. 제1 발명의 전지용 포장 재료는, 적어도 기재층, 접착층, 금속층 및 실란트층이 순차적으로 적층된 적층체를 포함하고, 상기 기재층 및 접착층 중 적어도 한쪽이 염료를 포함한다. 제2 발명의 전지용 포장 재료는, 적어도 장식층, 기재층, 금속층 및 실란트층이 순차적으로 적층된 적층체를 포함하고, 상기 장식층은, 상기 기재층측에서부터 순서대로 적어도 제1 장식층 및 제2 장식층을 갖고 있고, 상기 장식층이 착색제 및 매트화제를 포함하고, 상기 제1 장식층 및 제2 장식층은, 각각 수지의 비율이 60질량％ 이상이다.

Description

전지용 포장 재료 {BATTERY PACKAGING MATERIAL}
본 발명의 제1 발명은, 외부로부터의 식별성을 갖고, 성형성 및 절연성이 우수하고, 외관 불량 및 시일 불량이 억제된 전지용 포장 재료에 관한 것이다. 또한, 본 발명의 제2 발명은, 의장성 또는 식별성을 갖는 전지용 포장 재료이며, 성형 후의 은폐성 및 밀착성이 우수하고, 또한 내전해액성 및 표면 절연성도 우수한 전지용 포장 재료에 관한 것이다.
종래, 여러가지 타입의 전지가 개발되어 있지만, 모든 전지에 있어서, 전극이나 전해질 등의 전지 소자를 밀봉하기 위해 포장 재료가 불가결한 부재로 되고 있다. 종래, 전지용 포장으로서 금속제 포장 재료가 다용되고 있었다.
한편, 최근, 전기 자동차, 하이브리드 전기 자동차, 퍼스널 컴퓨터, 카메라, 휴대 전화 등의 고성능화에 수반하여, 전지에는, 다양한 형상이 요구됨과 함께, 박형화나 경량화가 요구되고 있다. 그러나, 종래 다용되고 있던 금속제 전지용 포장 재료로는, 형상의 다양화에 추종하는 것이 곤란하고, 게다가 경량화에도 한계가 있다고 하는 결점이 있다.
따라서, 최근, 다양한 형상으로 가공이 용이하고, 박형화나 경량화를 실현할 수 있는 전지용 포장 재료로서, 기재/접착층/금속층/실란트층이 순차적으로 적층된 필름형의 적층체가 제안되어 있다(특허문헌 2 참조). 이러한 전지용 포장 재료를 사용한 전지의 제조 공정에 있어서는, 전지용 포장 재료의 표면에 전지의 상품 정보 등이 기재된 라벨을 부착하거나, 라벨 대신에 전지용 포장 재료의 표면에 직접 잉크젯으로 상품 정보 등이 인자되는 경우가 있다.
그러나, 정규의 제조원과는 상이한 위조된 전지에 대하여, 상기 라벨이나 인자에 의해, 정규의 제조원과 동일한 식별 표지가 부착된 경우, 정규품과 위조품의 판별을 행하는 것이 곤란해진다고 하는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하는 방법으로서, 예를 들어 특허문헌 1에는, 기재층, 접착제층, 금속박층, 열접착성 수지층이 이 순서대로 적층된 구조를 갖는 다층 필름을 포함하고, 상기 기재층 또는 접착제층이, 식별 표지로서 안료를 함유하는 전기 화학 셀용 포장재가 개시되어 있다. 특허문헌 1에 기재된 방법에 따르면, 외부로부터 인식 가능하고 위조가 곤란한 식별 표지를 갖는 전기 화학 셀용 포장재가 얻어진다.
또한, 특허문헌 2와 같은 필름형의 전지용 포장 재료에서는, 실란트층끼리를 대향시켜 주연부를 히트 시일로 열용착시킴으로써 전지 소자를 밀봉할 수 있도록 형성되어 있다.
최근, 위조 방지 등의 관점에서, 전지의 외관에는 의장성, 식별성 등을 부여할 것이 요구되는 경우가 있으며, 전지용 포장 재료의 최외층에 위치하는 층에 안료 등을 배합하여 장식성을 부여하는 경우가 있다. 예를 들어, 특허문헌 3에는, 기재층의 한쪽 면측에, 적어도 제1 접착층, 금속박층, 제2 접착층 및 실란트층이 순차적으로 적층되고, 기재층의 다른쪽 면측에, 식별을 위한 광택도 3.0 이하의 수지층인 식별층을 갖고, 해당 식별층은, 식별을 위한 안료를 포함하고, 해당 안료의 입자는 수지로 피복되어 있고, 해당 안료의 체적 고유 저항은 5×10- 2Ωㆍm 이상인 것을 특징으로 하는 리튬 이온 이차 전지용 외장재가 개시되어 있다.
일본 특허 공개 제2011-54563호 공보 일본 특허 공개 제2008-287971호 공보 일본 특허 공개 제2013-235719호 공보
상기한 바와 같이, 특허문헌 1에 개시된 바와 같은 외부로부터의 식별성이 있는 전기 화학 셀용 포장재를 사용하여 전지를 제조함으로써, 전지의 정규품과 위조품의 판별이 가능하게 된다. 그러나, 본 발명자가 예의 검토를 거듭한 결과, 특허문헌 1과 같이, 기재층 등을 구성하는 수지 중에 안료를 함유시켜 식별 표지로 하면, 안료는 고체 입자이기 때문에, 전지용 포장 재료의 성형 시에 수지로부터 안료가 이탈되고, 이탈된 부분에 핀 홀이 발생하는 경우가 있음이 밝혀졌다. 또한, 기재층과 금속박층의 사이에 개재되는 접착층에 안료를 첨가한 경우, 접착층에 고체 입자가 포함되게 된다. 이로 인해, 접착층의 접착성이 저하되어, 딜라미네이션이 발생하는 경우가 있다. 또한, 이러한 경우, 전지용 포장 재료를 깊게 성형하면, 성형 코너부 등의 크게 연신되는 부분에 있어서, 들뜸이나 색조 저하 등의 요인으로 된다는 것이 밝혀졌다.
특히, 최근, 전지용 포장 재료에는, 한층 더한 박형화가 요구되고 있기 때문에, 성형 시에 핀 홀이 보다 발생하기 쉬워진다. 전지용 포장 재료에 핀 홀이 발생하면, 전지용 포장 재료의 절연성이 저하된다고 하는 문제가 있다. 또한, 수지에 포함된 안료가 전지용 포장 재료나 전지의 제조 공정에 있어서 탈락하는 경우가 있어, 이에 의해 전지용 포장 재료의 외관 불량이나 시일 부분에 안료가 부착되는 것에 의한 시일 불량이 발생하기 쉬워진다고 하는 문제도 있다.
이러한 상황 하, 본 발명의 제1 발명은, 외부로부터의 식별성을 갖고, 성형성 및 절연성이 우수하고, 외관 불량 및 시일 불량이 억제된 전지용 포장 재료를 제공하는 것을 주요 목적으로 한다.
한편, 전지용 포장 재료의 최외층에 위치하는 층에는, 상술한 바와 같은 의장성, 식별성 등의 장식성을 부여하기 위한 안료뿐만 아니라, 전지 표면의 내전해액성 등의 관점에서, 전해액 내성이 있는 수지에 필러 등의 매트화제를 첨가한 것이 사용되는 경우도 있다. 그러나, 본 발명자가 검토한 바, 특허문헌 3에 개시된 바와 같은 식별층에, 고체 입자인 안료 등의 착색제 외에, 필러 등의 매트화제를 배합하면, 내전해액성이나, 성형 후에 있어서의 식별층의 밀착성이 저하된다고 하는 문제가 있음이 밝혀졌다. 한편, 내전해액성의 저하를 억제하기 위해, 안료 등의 착색제나 매트화제의 배합 비율을 작게 하면, 전지용 포장 재료를 성형한 후에 있어서의 은폐성이 저하되기 쉬워진다고 하는 문제가 있다.
이러한 상황 하, 본 발명의 제2 발명은, 의장성 또는 식별성을 갖는 전지용 포장 재료이며, 성형 후의 은폐성 및 밀착성이 우수하고, 또한 내전해액성 및 표면 절연성도 우수한 전지용 포장 재료를 제공하는 것을 주요 목적으로 한다.
본 발명자는, 상기와 같은 제1 발명의 과제를 해결하기 위해 예의 검토를 행하였다. 그 결과, 적어도 기재층, 접착층, 금속층 및 실란트층이 순차적으로 적층된 적층체를 포함하고, 기재층 및 접착층 중 적어도 한쪽이 염료를 포함하는 전지용 포장 재료로 함으로써, 외부로부터의 식별성을 갖고, 성형성 및 절연성이 우수하고, 외관 불량 및 시일 불량을 억제할 수 있음을 알아내었다. 제1 발명은, 이러한 지견에 기초하여, 더 검토를 거듭함으로써 완성된 것이다.
또한, 본 발명자는, 상기 제2 발명의 과제를 해결하기 위해 예의 검토를 행하였다. 그 결과, 적어도 장식층, 기재층, 금속층 및 실란트층이 순차적으로 적층된 적층체를 포함하고, 장식층이, 기재층측에서부터 순서대로 적어도 제1 장식층 및 제2 장식층을 갖고 있고, 장식층이 안료 및 매트화제를 포함하고, 제1 장식층 및 제2 장식층의 수지의 비율이 각각 60질량％ 이상인 전지용 포장 재료는, 의장성 또는 식별성을 갖고, 성형 후의 은폐성 및 밀착성이 우수하고, 또한 내전해액성 및 표면 절연성도 우수하다는 것을 알아내었다. 제2 발명은, 이들 지견에 기초하여, 더 검토를 거듭함으로써 완성된 것이다.
즉, 본 발명은 하기에 게재하는 형태의 전지용 포장 재료 및 전지를 제공한다.
항 1. 적어도 기재층, 접착층, 금속층 및 실란트층이 순차적으로 적층된 적층체를 포함하고,
상기 기재층 및 접착층 중 적어도 한쪽이 염료를 포함하는, 전지용 포장 재료.
항 2. 상기 염료에 의한 색이 식별 표지를 구성하고 있는, 항 1에 기재된 전지용 포장 재료.
항 3. 상기 기재층이, 상기 염료를 포함하는, 항 1 또는 2에 기재된 전지용 포장 재료.
항 4. 상기 기재층에서의 염료의 농도가 1 내지 50질량％인, 항 1 내지 3 중 어느 하나에 기재된 전지용 포장 재료.
항 5. 상기 염료가 니트로 염료, 아조계 염료, 스틸벤 염료, 카르보늄 염료, 퀴놀린 염료, 메틴 염료, 티아졸 염료, 퀴논이민 염료, 안트라퀴논 염료, 인디고이드 염료 및 프탈로시아닌 염료로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종인, 항 1 내지 4 중 어느 하나에 기재된 전지용 포장 재료.
항 6. 적어도 장식층, 기재층, 금속층 및 실란트층이 순차적으로 적층된 적층체를 포함하고,
상기 장식층은, 상기 기재층측에서부터 순서대로 적어도 제1 장식층 및 제2 장식층을 갖고 있고,
상기 장식층이 착색제 및 매트화제를 포함하고,
상기 제1 장식층 및 제2 장식층은, 각각 수지의 비율이 60질량％ 이상인, 전지용 포장 재료.
항 7. 상기 제1 장식층에서의 상기 매트화제의 비율이 1 내지 30질량％인, 항 6에 기재된 전지용 포장 재료.
항 8. 상기 제1 장식층이, 착색제로서 안료를 1 내지 30질량％ 포함하는, 항 6 또는 7에 기재된 전지용 포장 재료.
항 9. 상기 제1 장식층에서의 상기 수지의 비율이 65질량％ 이상인, 항 6 내지 8 중 어느 하나에 기재된 전지용 포장 재료.
항 10. 상기 제2 장식층에서의 상기 매트화제의 비율이 1 내지 30질량％인, 항 6 내지 9 중 어느 하나에 기재된 전지용 포장 재료.
항 11. 상기 제2 장식층이, 착색제로서 안료를 1 내지 30질량％ 포함하는, 항 6 내지 10 중 어느 하나에 기재된 전지용 포장 재료.
항 12. 상기 제2 장식층에서의 상기 수지의 비율이 65질량％ 이상인, 항 6 내지 11 중 어느 하나에 기재된 전지용 포장 재료.
항 13. 상기 장식층을 형성하는 상기 수지가 2액 경화형 수지인, 항 6 내지 12 중 어느 하나에 기재된 전지용 포장 재료.
항 14. 상기 착색제가 흑색 안료인, 항 6 내지 13 중 어느 하나에 기재된 전지용 포장 재료.
항 15. 상기 금속층이 알루미늄박에 의해 형성되어 있는, 항 1 내지 14 중 어느 하나에 기재된 전지용 포장 재료.
항 16. 이차 전지용 포장 재료인, 항 1 내지 15 중 어느 하나에 기재된 전지용 포장 재료.
항 17. 적어도 정극, 부극 및 전해질을 구비한 전지 소자가, 항 1 내지 16 중 어느 하나에 기재된 전지용 포장 재료 내에 수용되어 있는, 전지.
제1 발명에 따르면, 외부로부터의 식별성을 갖고, 성형성 및 절연성이 우수하고, 외관 불량 및 시일 불량을 억제할 수 있는 전지용 포장 재료를 제공할 수 있다. 또한, 제1 발명에 따르면, 당해 전지용 포장 재료를 전지에 사용함으로써, 절연성이 우수하고, 외관 불량 및 시일 불량이 억제되어 있고, 외부로부터 위조품과의 식별이 가능한 전지를 제공할 수 있다.
제2 발명의 전지용 포장 재료에 따르면, 의장성 또는 식별성을 갖는 전지용 포장 재료이며, 성형 후의 은폐성 및 밀착성이 우수하고, 또한 내전해액성 및 표면 절연성도 우수한 전지용 포장 재료를 제공할 수 있다. 또한, 제2 발명에 따르면, 당해 전지용 포장 재료를 사용한 전지를 제공할 수 있다.
도 1은 제1 발명의 전지용 포장 재료의 단면 구조의 일례를 도시하는 도면이다.
도 2는 제1 발명의 전지용 포장 재료의 단면 구조의 일례를 도시하는 도면이다.
도 3은 제2 발명의 전지용 포장 재료의 단면 구조의 일례를 도시하는 도면이다.
도 4는 제2 발명의 전지용 포장 재료의 단면 구조의 일례를 도시하는 도면이다.
제1 발명의 전지용 포장 재료는, 적어도 기재층, 접착층, 금속층 및 실란트층이 순차적으로 적층된 적층체를 포함하고, 기재층 및 접착층 중 적어도 한쪽이 염료를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이하, 제1 발명의 전지용 포장 재료에 대하여 상세하게 설명한다.
또한, 제2 발명의 전지용 포장 재료는, 적어도 장식층, 기재층, 금속층 및 실란트층이 순차적으로 적층된 적층체를 포함하고, 장식층이, 기재층측에서부터 순서대로, 적어도 제1 장식층 및 제2 장식층을 갖고 있고, 장식층이 착색제 및 매트화제를 포함하고, 제1 장식층 및 제2 장식층은, 각각 수지의 비율이 60질량％ 이상인 것을 특징으로 한다. 이하, 제2 발명의 전지용 포장 재료에 대하여 상세하게 설명한다.
1. 전지용 포장 재료의 적층 구조
(1-1) 제1 발명의 전지용 포장 재료
제1 발명의 전지용 포장 재료는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 적어도 기재층(1), 접착층(2), 금속층(3) 및 실란트층(4)이 순차적으로 적층된 적층체를 포함한다. 제1 발명의 전지용 포장 재료에 있어서, 기재층(1)이 최외층으로 되고, 실란트층(4)은 최내층으로 된다. 즉, 전지의 조립 시에, 전지 소자의 주연에 위치하는 실란트층(4)끼리 열용착하여 전지 소자를 밀봉함으로써, 전지 소자가 밀봉된다.
또한, 제1 발명의 전지용 포장 재료는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 금속층(3)과 실란트층(4)의 사이에, 이들의 접착성을 높일 목적으로, 필요에 따라 접착층(5)이 형성되어 있어도 된다.
(1-2) 제2 발명의 전지용 포장 재료
제2 발명의 전지용 포장 재료는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 적어도 장식층(6), 기재층(1), 금속층(3) 및 실란트층(4)이 순차적으로 적층된 적층체를 포함한다. 장식층(6)은, 기재층(1)측에서부터 순서대로 적어도 제1 장식층(6a) 및 제2 장식층(6b)을 갖는다. 본 발명의 전지용 포장 재료에 있어서, 장식층(6)이 최외층으로 되고, 실란트층(4)은 최내층으로 된다. 즉, 전지의 조립 시에, 전지 소자의 주연에 위치하는 실란트층(4)끼리 열용착하여 전지 소자를 밀봉함으로써, 전지 소자가 밀봉된다.
본 발명의 전지용 포장 재료는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 기재층(1)과 금속층(3)의 사이에, 이들의 접착성을 높일 목적으로, 필요에 따라 접착층(2)이 형성되어 있어도 된다. 또한, 도 4에 도시하는 바와 같이, 금속층(3)과 실란트층(4)의 사이에, 이들의 접착성을 높일 목적으로, 필요에 따라 접착층(5)이 형성되어 있어도 된다.
2. 전지용 포장 재료를 형성하는 각 층의 조성
(2-1) 제1 발명의 전지용 포장 재료
[기재층(1)]
제1 발명의 전지용 포장 재료에 있어서, 기재층(1)은 최외층을 형성하는 층이다. 제1 발명에 있어서는, 기재층(1) 및 후술하는 접착층(2) 중 적어도 한쪽이 염료를 포함한다. 염료로서는, 기재층(1) 또는 접착층(2)을 구성하는 후술하는 소재에 용해ㆍ분산될 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않지만, 니트로 염료, 아조계 염료, 스틸벤 염료, 카르보늄 염료, 퀴놀린 염료, 메틴 염료, 티아졸 염료, 퀴논이민 염료, 안트라퀴논 염료, 인디고이드 염료 및 프탈로시아닌 염료 등을 들 수 있고, 바람직하게는 아조 염료, 카르보늄 염료, 안트라퀴논 염료 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 제1 발명의 전지용 포장 재료의 외부로부터의 식별성, 성형성 및 절연성을 보다 향상시킨다는 관점에서는, 보다 바람직하게는 아조 염료, 안트라퀴논 염료 등을 들 수 있다. 염료는, 1종류 단독으로 사용해도 되고, 2종류 이상을 조합하여 사용해도 된다.
기재층(1)이 염료를 포함하는 경우, 기재층(1)에서의 염료의 농도로서는, 전지용 포장 재료에 외부로부터의 식별성을 부여할 수 있으면 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는 1 내지 50질량％ 정도, 보다 바람직하게는 2 내지 40질량％ 정도, 더욱 바람직하게는 3 내지 30질량％ 정도를 들 수 있다. 또한, 후술하는 바와 같이, 기재층(1)이 다층인 경우에는, 당해 농도는, 염료가 포함되어 있는 층의 농도이다.
제1 발명에 있어서는, 기재층(1) 및 후술하는 접착층(2) 중 적어도 한쪽이 염료를 포함하기 때문에, 외부로부터의 식별성을 갖고 있다. 구체적으로는, 기재층(1) 및 후술하는 접착층(2) 중 적어도 한쪽에 포함되는 염료에 의해, 이들 층이 착색되기 때문에, 이 색에 의해 전지용 포장 재료를 외부로부터 식별할 수 있다. 즉, 제1 발명에 있어서는, 염료에 의한 색이 식별 표지를 구성하고 있다. 이로 인해, 전지용 포장 재료에 위조의 식별 표지가 되는 라벨이 부착되거나, 인자가 부여된 경우에도, 전지용 포장 재료의 외관으로부터 인식할 수 있는 색의 상이에 의해, 제품(전지용 포장 재료나 이것을 사용한 전지)의 진위 판별을 용이하게 행할 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이, 예를 들어 안료에 의한 착색을 식별 표지로 하면, 기재층에 안료를 첨가한 경우, 안료는 고체 입자이기 때문에, 전지용 포장 재료의 성형 시에 기재층의 형상 변화(신장)를 저해하고, 부분적으로 핀 홀이 발생하여 절연성이 저하되는 경우가 있다. 또한, 접착층에 안료를 첨가한 경우, 고체 입자에 의해 접착성이 저하되고, 딜라미네이션이 발생하는 경우가 있다. 또한, 안료가 전지용 포장 재료의 제조 공정이나, 전지의 제조 공정 또는 보관 시에 탈락하는 경우가 있고, 탈락한 안료가 전지용 포장 재료의 표면에 부착됨으로써 외관 불량이 발생하거나, 시일 부분에 안료가 부착됨으로써 시일 불량이 발생하기 쉬워진다. 이에 반해, 제1 발명의 전지용 포장 재료에서는, 기재층(1)이나 접착층(2)의 착색에 상기와 같은 염료를 사용하고 있기 때문에, 고체 입자에 의해 발생하는 이들 문제가 발생하기 어렵다. 따라서, 제1 발명의 전지용 포장 재료에서는, 외부로부터의 우수한 식별성을 갖고, 성형성 및 절연성이 우수하고, 외관 불량 및 시일 불량을 억제할 수 있다.
기재층(1)을 형성하는 소재에 대해서는, 절연성을 구비하고, 상기 염료를 용해ㆍ분산시키는 것임을 한도로 하여 특별히 제한되는 것은 아니다. 기재층(1)을 형성하는 소재로서는, 예를 들어 폴리에스테르 수지, 폴리아미드 수지, 에폭시 수지, 아크릴 수지, 불소 수지, 폴리우레탄 수지, 규소 수지, 페놀 수지 및 이들의 혼합물이나 공중합물 등의 수지(수지 필름)를 들 수 있다. 이들 중에서도, 바람직하게는 폴리에스테르 수지, 폴리아미드 수지를 들 수 있고, 보다 바람직하게는 2축 연신 폴리에스테르 수지, 2축 연신 폴리아미드 수지를 들 수 있다. 폴리에스테르 수지로서는, 구체적으로는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌나프탈레이트, 공중합 폴리에스테르, 폴리카르보네이트 등을 들 수 있다. 또한, 폴리아미드 수지로서는, 구체적으로는 나일론 6, 나일론 6,6, 나일론 6과 나일론 6,6의 공중합체, 나일론 6,10, 폴리메타크실릴렌아디파미드(MXD6) 등을 들 수 있다.
기재층(1)은, 단층이어도 되고, 다층이어도 된다. 기재층(1)이 다층인 경우, 각 층은, 예를 들어 접착제나 접착성 수지를 통하여 적층시킬 수 있고, 적층 방법으로서는 드라이 라미네이트법이나 공압출법 등을 채용할 수 있다. 사용되는 접착제의 종류나 양 등에 대해서는, 후술하는 접착층(2) 또는 접착층(5)의 경우와 마찬가지이다.
기재층(1)의 두께에 대해서는, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 5 내지 30㎛ 정도, 바람직하게는 7 내지 25㎛ 정도를 들 수 있다.
[접착층(2)]
제1 발명의 전지용 포장 재료에 있어서, 접착층(2)은, 기재층(1)과 금속층(3)을 견고하게 접착시키기 위해, 이들 사이에 형성되는 층이다. 접착층(2)은, 기재층(1)과 금속층(3)을 접착 가능한 접착제에 의해 형성된다. 또한, 제1 발명에 있어서는, 상기한 바와 같이, 기재층(1) 및 접착층(2) 중 적어도 한쪽이 염료를 포함한다. 접착층(2)이 염료를 포함하는 경우, 접착층(2)에서의 염료의 농도로서는, 전지용 포장 재료에 외부로부터의 식별성을 부여할 수 있으면 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는 1 내지 50질량％ 정도, 보다 바람직하게는 2 내지 40질량％ 정도, 더욱 바람직하게는 3 내지 30질량％ 정도를 들 수 있다. 또한, 후술하는 바와 같이, 접착층(2)이 다층인 경우에는, 당해 농도는, 염료가 포함되어 있는 층의 농도이다.
접착층(2)의 형성에 사용되는 접착제는, 2액 경화형 접착제여도 되고, 또한 1액 경화형 접착제여도 된다. 또한, 접착층(2)의 형성에 사용되는 접착제의 접착 기구에 대해서도, 특별히 제한되지 않고, 화학 반응형, 용제 휘발형, 열용융형, 열압형 등 중 어느 것이어도 된다.
접착층(2)의 형성에 사용할 수 있는 접착제의 수지 성분으로서는, 구체적으로는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌나프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리카르보네이트, 공중합 폴리에스테르 등의 폴리에스테르계 수지; 폴리에테르계 접착제; 폴리우레탄계 접착제; 에폭시계 수지; 페놀 수지계 수지; 나일론 6, 나일론 66, 나일론 12, 공중합 폴리아미드 등의 폴리아미드계 수지; 폴리올레핀, 산 변성 폴리올레핀, 금속 변성 폴리올레핀 등의 폴리올레핀계 수지; 폴리아세트산비닐계 수지; 셀룰로오스계 접착제; (메트)아크릴계 수지; 폴리이미드계 수지; 요소 수지, 멜라민 수지 등의 아미노 수지; 클로로프렌 고무, 니트릴 고무, 스티렌-부타디엔 고무 등의 고무; 실리콘계 수지; 불화에틸렌프로필렌 공중합체 등을 들 수 있다. 이들 접착제 성분은 1종 단독으로 사용해도 되고, 또한 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다. 2종 이상의 접착제 성분의 조합 형태에 대해서는, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 그 접착제 성분으로서, 폴리아미드와 산 변성 폴리올레핀의 혼합 수지, 폴리아미드와 금속 변성 폴리올레핀의 혼합 수지, 폴리아미드와 폴리에스테르, 폴리에스테르와 산 변성 폴리올레핀의 혼합 수지, 폴리에스테르와 금속 변성 폴리올레핀의 혼합 수지 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 전연성, 고습도 조건 하에서의 내구성이나 응변 억제 작용, 히트 시일 시의 열 열화 억제 작용 등이 우수하고, 기재층(1)과 금속층(3)의 사이의 라미네이션 강도의 저하를 억제하여 디라미네이션의 발생을 효과적으로 억제한다고 하는 관점에서, 바람직하게는 폴리우레탄계 2액 경화형 접착제; 폴리아미드, 폴리에스테르, 또는 이들과 변성 폴리올레핀의 블렌드 수지를 들 수 있다.
또한, 접착층(2)은 상이한 접착제 성분으로 다층화하여도 된다. 접착층(2)을 상이한 접착제 성분으로 다층화하는 경우, 기재층(1)과 금속층(3)의 라미네이션 강도를 향상시킨다고 하는 관점에서, 기재층(1)측에 배치되는 접착제 성분으로서 기재층(1)과의 접착성이 우수한 수지를 선택하고, 금속층(3)측에 배치되는 접착제 성분으로서 금속층(3)과의 접착성이 우수한 접착제 성분을 선택하는 것이 바람직하다. 접착층(2)은 상이한 접착제 성분으로 다층화하는 경우, 구체적으로는, 금속층(3)측에 배치되는 접착제 성분으로서는, 바람직하게는 산 변성 폴리올레핀, 금속 변성 폴리올레핀, 폴리에스테르와 산 변성 폴리올레핀의 혼합 수지, 공중합 폴리에스테르를 포함하는 수지 등을 들 수 있다.
접착층(2)의 두께에 대해서는, 예를 들어 2 내지 50㎛, 바람직하게는 3 내지 25㎛를 들 수 있다.
[금속층(3)]
전지용 포장 재료에 있어서, 금속층(3)은, 전지용 포장 재료의 강도 향상 외에, 전지 내부에 수증기, 산소, 광 등이 침입하는 것을 방지하기 위한 배리어층으로서 기능하는 층이다. 금속층(3)을 구성하는 금속으로서는, 구체적으로는 알루미늄, 스테인리스, 티타늄 등을 들 수 있고, 바람직하게는 알루미늄을 들 수 있다. 금속층(3)은, 금속박이나 금속 증착 등에 의해 형성할 수 있으며, 금속박에 의해 형성하는 것이 바람직하고, 알루미늄박에 의해 형성하는 것이 더욱 바람직하다. 전지용 포장 재료의 제조 시에, 금속층(3)에 주름이나 핀 홀이 발생하는 것을 방지한다는 관점에서는, 예를 들어 어닐링 처리 완료된 알루미늄(JIS A8021P-O, JIS A8079P-O) 등 연질 알루미늄박에 의해 형성하는 것이 보다 바람직하다.
금속층(3)의 두께는, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 10㎛ 내지 200㎛ 정도, 바람직하게는 20㎛ 내지 100㎛ 정도로 할 수 있다.
또한, 금속층(3)은, 접착의 안정화, 용해나 부식의 방지 등을 위해, 적어도 한쪽 면, 바람직하게는 양면이 화성 처리되어 있는 것이 바람직하다. 여기서, 화성 처리란, 금속층의 표면에 내산성 피막을 형성하는 처리를 말한다. 화성 처리로서는, 예를 들어 질산크롬, 불화크롬, 황산크롬, 아세트산크롬, 옥살산크롬, 중인산크롬, 크롬산아세틸아세테이트, 염화크롬, 황산칼륨크롬 등의 크롬산 화합물을 사용한 크롬산 크로메이트 처리; 인산나트륨, 인산칼륨, 인산암모늄, 폴리인산 등의 인산 화합물을 사용한 인산 크로메이트 처리; 하기 화학식 (1) 내지 (4)로 표시되는 반복 단위를 갖는 아미노화 페놀 중합체를 사용한 크로메이트 처리 등을 들 수 있다. 또한, 당해 아미노화 페놀 중합체에 있어서, 하기 화학식 (1) 내지 (4)로 표시되는 반복 단위는, 1종류 단독으로 포함되어 있어도 되고, 2종류 이상의 임의의 조합이어도 된다.
Figure 112016097237010-pct00001
Figure 112016097237010-pct00002
Figure 112016097237010-pct00003
Figure 112016097237010-pct00004
화학식 (1) 내지 (4) 중, X는 수소 원자, 히드록실기, 알킬기, 히드록시알킬기, 알릴기 또는 벤질기를 나타낸다. 또한, R1 및 R2는 각각 동일하거나 또는 상이하며, 히드록실기, 알킬기 또는 히드록시알킬기를 나타낸다. 화학식 (1) 내지 (4)에 있어서, X, R1 및 R2로 표시되는 알킬기로서는, 예를 들어 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기 등의 탄소수 1 내지 4의 직쇄 또는 분지쇄상 알킬기를 들 수 있다. 또한, X, R1 및 R2로 표시되는 히드록시알킬기로서는, 예를 들어 히드록시메틸기, 1-히드록시에틸기, 2-히드록시에틸기, 1-히드록시프로필기, 2-히드록시프로필기, 3-히드록시프로필기, 1-히드록시부틸기, 2-히드록시부틸기, 3-히드록시부틸기, 4-히드록시부틸기 등의 히드록시기가 1개 치환된 탄소수 1 내지 4의 직쇄 또는 분지쇄상 알킬기를 들 수 있다. 화학식 (1) 내지 (4)에 있어서, X, R1 및 R2로 표시되는 알킬기 및 히드록시알킬기는, 각각 동일해도 되고, 상이해도 된다. 화학식 (1) 내지 (4)에 있어서, X는 수소 원자, 히드록실기 또는 히드록시알킬기인 것이 바람직하다. 화학식 (1) 내지 (4)로 표시되는 반복 단위를 갖는 아미노화 페놀 중합체의 수 평균 분자량은, 예를 들어 500 내지 100만인 것이 바람직하고, 1000 내지 2만 정도인 것이 보다 바람직하다.
또한, 금속층(3)에 내식성을 부여하는 화성 처리 방법으로서, 인산 중에, 산화알루미늄, 산화티타늄, 산화세륨, 산화주석 등의 금속 산화물이나 황산바륨의 미립자를 분산시킨 것을 코팅하고, 150℃ 이상에서 베이킹 처리를 행함으로써, 금속층(3)의 표면에 내식 처리층을 형성하는 방법을 들 수 있다. 또한, 내식 처리층 상에는, 양이온성 중합체를 가교제로 가교시킨 수지층을 더 형성해도 된다. 여기서, 양이온성 중합체로서는, 예를 들어 폴리에틸렌이민, 폴리에틸렌이민과 카르복실산을 갖는 중합체를 포함하는 이온 고분자 착체, 아크릴 주골격에 1급 아민을 그래프트 중합시킨 1급 아민 그래프트 아크릴 수지, 폴리알릴아민 또는 그의 유도체, 아미노페놀 등을 들 수 있다. 이들 양이온성 중합체로서는, 1종류만을 사용해도 되고, 2종류 이상을 조합하여 사용해도 된다. 또한, 가교제로서는, 예를 들어 이소시아네이트기, 글리시딜기, 카르복실기 및 옥사졸린기로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종의 관능기를 갖는 화합물, 실란 커플링제 등을 들 수 있다. 이들 가교제로서는, 1종류만을 사용해도 되고, 2종류 이상을 조합하여 사용해도 된다.
화성 처리는, 1종류의 화성 처리만을 행해도 되고, 2종류 이상의 화성 처리를 조합하여 행해도 된다. 또한, 이들 화성 처리는, 1종의 화합물을 단독으로 사용하여 행해도 되고, 또한 2종 이상의 화합물을 조합하여 사용하여 행해도 된다. 화성 처리 중에서도, 크롬산 크로메이트 처리나, 크롬산 화합물, 인산 화합물 및 아미노화 페놀 중합체를 조합한 크로메이트 처리 등이 바람직하다.
화성 처리에 있어서 금속층(3)의 표면에 형성시키는 내산성 피막의 양에 대해서는, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 상기 크로메이트 처리를 행하는 경우라면, 금속층(3)의 표면 1㎡당, 크롬산 화합물이 크롬 환산으로 약 0.5mg 내지 약 50mg, 바람직하게는 약 1.0mg 내지 약 40mg, 인 화합물이 인 환산으로 약 0.5mg 내지 약 50mg, 바람직하게는 약 1.0mg 내지 약 40mg, 및 아미노화 페놀 중합체가 약 1mg 내지 약 200mg, 바람직하게는 약 5.0mg 내지 150mg의 비율로 함유되어 있는 것이 바람직하다.
화성 처리는, 내산성 피막의 형성에 사용하는 화합물을 포함하는 용액을, 바 코팅법, 롤 코팅법, 그라비아 코팅법, 침지법 등에 의해, 금속층의 표면에 도포한 후에, 금속층의 온도가 70℃ 내지 200℃ 정도로 되도록 가열함으로써 행해진다. 또한, 금속층에 화성 처리를 실시하기 전에, 미리 금속층을, 알칼리 침지법, 전해 세정법, 산 세정법, 전해 산 세정법 등에 의한 탈지 처리에 제공해도 된다. 이와 같이 탈지 처리를 행함으로써, 금속층 표면의 화성 처리를 보다 효율적으로 행하는 것이 가능하게 된다.
[실란트층(4)]
제1 발명의 전지용 포장 재료에 있어서, 실란트층(4)은, 최내층에 해당하고, 전지의 조립 시에 실란트층끼리 열용착하여 전지 소자를 밀봉하는 층이다.
실란트층(4)에 사용되는 수지 성분에 대해서는, 열용착 가능한 것을 한도로 하여 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 폴리올레핀, 환상 폴리올레핀, 카르복실산 변성 폴리올레핀, 카르복실산 변성 환상 폴리올레핀을 들 수 있다.
상기 폴리올레핀으로서는, 구체적으로는 저밀도 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 선상 저밀도 폴리에틸렌 등의 폴리에틸렌; 호모폴리프로필렌, 폴리프로필렌의 블록 공중합체(예를 들어, 프로필렌과 에틸렌의 블록 공중합체), 폴리프로필렌의 랜덤 공중합체(예를 들어, 프로필렌과 에틸렌의 랜덤 공중합체) 등의 폴리프로필렌; 에틸렌-부텐-프로필렌의 삼원 공중합체; 등을 들 수 있다. 이들 폴리올레핀 중에서도, 바람직하게는 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌을 들 수 있다.
상기 환상 폴리올레핀은, 올레핀과 환상 단량체의 공중합체이며, 상기 환상 폴리올레핀의 구성 단량체인 올레핀으로서는, 예를 들어 에틸렌, 프로필렌, 4-메틸-1-펜텐, 스티렌, 부타디엔, 이소프렌 등을 들 수 있다. 또한, 상기 환상 폴리올레핀의 구성 단량체인 환상 단량체로서는, 예를 들어 노르보르넨 등의 환상 알켄; 구체적으로는 시클로펜타디엔, 디시클로펜타디엔, 시클로헥사디엔, 노르보르나디엔 등의 환상 디엔 등을 들 수 있다. 이들 폴리올레핀 중에서도, 바람직하게는 환상 알켄, 더욱 바람직하게는 노르보르넨을 들 수 있다.
상기 카르복실산 변성 폴리올레핀이란, 상기 폴리올레핀을 카르복실산으로 블록 중합 또는 그래프트 중합함으로써 변성시킨 중합체이다. 변성에 사용되는 카르복실산으로서는, 예를 들어 말레산, 아크릴산, 이타콘산, 크로톤산, 무수 말레산, 무수 이타콘산 등을 들 수 있다.
상기 카르복실산 변성 환상 폴리올레핀이란, 환상 폴리올레핀을 구성하는 단량체의 일부를, α,β-불포화 카르복실산 또는 그의 무수물 대신에 공중합함으로써, 혹은 환상 폴리올레핀에 대하여 α,β-불포화 카르복실산 또는 그의 무수물을 블록 중합 또는 그래프트 중합함으로써 얻어지는 중합체이다. 카르복실산 변성되는 환상 폴리올레핀에 대해서는, 상기와 마찬가지이다. 또한, 변성에 사용되는 카르복실산으로서는, 상기 산 변성 시클로올레핀 공중합체의 변성에 사용되는 것과 마찬가지이다.
이들 수지 성분 중에서도, 바람직하게는 카르복실산 변성 폴리올레핀; 더욱 바람직하게는 카르복실산 변성 폴리프로필렌을 들 수 있다.
실란트층(4)은, 1종의 수지 성분 단독으로 형성해도 되고, 또한 2종 이상의 수지 성분을 조합한 블렌드 중합체에 의해 형성해도 된다. 또한, 실란트층(4)은, 1층만으로 이루어져 있어도 되지만, 동일하거나 또는 상이한 수지 성분에 의해 2층 이상으로 형성되어 있어도 된다.
또한, 실란트층(4)의 두께로서는, 적절히 선정할 수 있지만, 10 내지 100㎛, 바람직하게는 15 내지 50㎛를 들 수 있다.
[접착층(5)]
전지용 포장 재료에 있어서는, 금속층(3)과 실란트층(4)을 견고하게 접착시키는 것 등을 목적으로 하여, 금속층(3)과 실란트층(4)의 사이에 접착층(5)을 더 형성해도 된다.
접착층(5)은, 금속층(3)과 후술하는 실란트층(4)을 접착 가능한 접착제 성분에 의해 형성된다. 접착층(5)의 형성에 사용되는 접착제는, 2액 경화형 접착제여도 되고, 또한 1액 경화형 접착제여도 된다. 또한, 접착층(5)의 형성에 사용되는 접착제 성분의 접착 기구에 대해서도, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 화학 반응형, 용제 휘발형, 열용융형, 열압형 등을 들 수 있다.
접착층(5)의 형성에 사용할 수 있는 접착제 성분의 구체예로서는, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌나프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리카르보네이트, 공중합 폴리에스테르 등의 폴리에스테르계 수지; 폴리에테르계 접착제; 폴리우레탄계 접착제; 에폭시계 수지; 페놀 수지계 수지; 나일론 6, 나일론 66, 나일론 12, 공중합 폴리아미드 등의 폴리아미드계 수지; 폴리올레핀, 카르복실산 변성 폴리올레핀, 금속 변성 폴리올레핀 등의 폴리올레핀계 수지, 폴리아세트산비닐계 수지; 셀룰로오스계 접착제; (메트)아크릴계 수지; 폴리이미드계 수지; 요소 수지, 멜라민 수지 등의 아미노 수지; 클로로프렌 고무, 니트릴 고무, 스티렌-부타디엔 고무 등의 고무; 실리콘계 수지 등을 들 수 있다. 이들 접착제 성분은 1종류만을 사용해도 되고, 2종류 이상을 조합하여 사용해도 된다.
접착층(5)의 두께는, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 1㎛ 내지 40㎛ 정도로 하는 것이 바람직하고, 2㎛ 내지 30㎛ 정도로 하는 것이 보다 바람직하다.
(2-2) 제2 발명의 전지용 포장 재료
[기재층(1)]
제2 발명의 전지용 포장 재료에 있어서, 기재층(1)은, 최외층에 위치하는 장식층(6)의 내측에 위치하는 기재로 되는 층이다. 기재층(1)을 형성하는 소재에 대해서는, 절연성을 구비하는 것임을 한도로 하여 특별히 제한되는 것은 아니며, 전술한 제1 발명의 기재층(1)과 동일하다.
[접착층(2)]
제2 발명의 전지용 포장 재료에 있어서, 접착층(2)은, 기재층(1)과 금속층(3)을 접착시키기 위해, 필요에 따라 형성되는 층이다.
접착층(2)은, 기재층(1)과 금속층(3)을 접착 가능한 접착제에 의해 형성된다. 접착층(2)의 형성에 사용되는 접착제는, 2액 경화형 접착제여도 되고, 또한 1액 경화형 접착제여도 된다. 또한, 접착층(2)의 형성에 사용되는 접착제의 접착 기구에 대해서도, 특별히 제한되지 않고, 화학 반응형, 용제 휘발형, 열용융형, 열압형 등 중 어느 것이어도 된다.
접착층(2)의 형성에 사용할 수 있는 접착제의 수지 성분으로서는, 전술한 제1 발명의 접착층(2)과 동일한 것을 예시할 수 있다.
또한, 접착층(2)은, 전술한 제1 발명의 접착층(2)과 마찬가지로 하여, 상이한 접착제 성분으로 다층화해도 된다.
접착층(2)의 두께에 대해서는, 전술한 제1 발명의 접착층(2)과 마찬가지이다.
[금속층(3)]
제2 발명의 전지용 포장 재료에 있어서, 금속층(3)은, 포장 재료의 강도 향상 외에, 전지 내부에 수증기, 산소, 광 등이 침입하는 것을 방지하기 위한 배리어층으로서 기능하는 층이며, 전술한 제1 발명의 금속층(3)과 동일하다.
[실란트층(4)]
제2 발명의 전지용 포장 재료에 있어서, 실란트층(4)은, 최내층에 해당하고, 전지의 조립 시에 실란트층끼리 열용착하여 전지 소자를 밀봉하는 층이며, 전술한 제2 발명의 실란트층(4)과 동일하다.
[장식층(6)]
제2 발명의 전지용 포장 재료에 있어서, 장식층(6)은, 전지용 포장 재료에 의장성, 식별성 등의 장식성을 부여하는 것, 및 내전해액성을 부여하는 것을 목적으로 하여 형성되는 층이며, 전지를 조립하였을 때, 기재층(1)의 외측(최외층)에 위치하는 층이다.
장식층(6)은, 기재층(1)측에서부터 순서대로 적어도 제1 장식층(6a) 및 제2 장식층(6b)을 갖고 있다. 장식층(6)은, 제2 장식층(6b)보다 더 외측, 또는 제1 장식층(6a)과 제2 장식층(6b)의 사이에, 제3 장식층(6c), 제4 장식층(6d) 등의 1 또는 2 이상의 장식층을 가져도 된다. 즉, 장식층(6)이, 제1 장식층(6a) 및 제2 장식층(6b) 외에, 또 다른 장식층을 구비하는 경우에는, 당해 다른 장식층은, 제1 장식층(6a)의 외측의 임의의 위치에 형성되어 있어도 된다.
제2 발명의 전지용 포장 재료에 있어서는, 장식층(6)이 착색제 및 매트화제를 포함하고, 또한 장식층(6)이 제1 장식층(6a)과 제2 장식층(6b)을 구비하고 있다. 제2 발명에 있어서는, 장식층(6)이 이러한 구성을 가짐으로써, 성형 후의 은폐성 및 밀착성이 우수하고, 또한 내전해액성 및 표면 절연성도 우수한 전지용 포장 재료로 할 수 있다. 즉, 장식층(6)이 착색제를 포함하는 것에 기초하는 성형 후에 있어서의 높은 은폐성과, 매트화제를 포함하는 것에 의한 높은 내전해액성이 구비되어 있다. 또한, 제1 장식층(6a) 및 제2 장식층(6b)에서의 수지의 비율을, 각각 60질량％ 이상으로 설정함으로써, 성형 후에 있어서의 밀착성과, 내전해액성이 효과적으로 높여져 있다. 은폐성, 밀착성, 내전해액성 및 표면 절연성을 한층 더 향상시킨다는 관점에서는, 제1 장식층(6a)이 기재층(1) 상에 위치하고 있고, 제2 장식층(6b)이 전지용 포장 재료의 최외층에 위치하고 있는 것이 바람직하다.
장식층(6)에 포함되는 착색제로서는, 장식층(6)을 착색할 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는 안료 및 염료를 들 수 있고, 보다 바람직하게는 안료를 들 수 있다. 착색제는, 1종류 단독으로 사용해도 되고, 2종류 이상을 조합하여 사용해도 된다.
안료로서는, 전지용 포장 재료에 의장성, 식별성 등의 장식성을 부여할 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 흑색 안료 등을 들 수 있다. 흑색 안료로서는, 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는 카본 블랙 등을 들 수 있다. 안료는, 1종류 단독으로 사용해도 되고, 2종류 이상을 조합하여 사용해도 된다.
안료의 입자 직경으로서는, 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는 1nm 내지 20㎛ 정도를 들 수 있다. 또한, 안료의 입자 직경은, 레이저 회절 산란법에 의해 측정한 값을 의미한다.
염료로서는 니트로 염료, 아조계 염료, 스틸벤 염료, 카르보늄 염료, 퀴놀린 염료, 메틴 염료, 티아졸 염료, 퀴논이민 염료, 안트라퀴논 염료, 인디고이드 염료 및 프탈로시아닌 염료 등을 들 수 있다. 염료는, 1종류 단독으로 사용해도 되고, 2종류 이상을 조합하여 사용해도 된다.
매트화제로서는, 전지용 포장 재료에 내전해액성을 부여할 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 입자 직경이 1nm 내지 20㎛ 정도인 미립자를 들 수 있다. 또한, 매트화제의 입자 직경은, 레이저 회절 산란법에 의해 측정한 값을 의미한다.
매트화제(필러)의 재질에 대해서는, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 금속, 금속 산화물, 무기물, 유기물 등을 들 수 있다. 또한, 매트화제의 형상에 대해서도, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 구형, 섬유형, 판형, 부정형, 벌룬형 등을 들 수 있다. 매트화제로서, 구체적으로는 탈크, 실리카, 카올린, 몬모릴로이드, 몬모릴로나이트, 합성 마이카, 하이드로탈사이트, 실리카 겔, 제올라이트, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 산화아연, 산화마그네슘, 산화알루미늄, 산화네오디뮴, 산화안티몬, 산화티타늄, 산화세륨, 황산칼슘, 황산바륨, 탄산칼슘, 규산칼슘, 탄산리튬, 벤조산칼슘, 옥살산칼슘, 스테아르산마그네슘, 알루미나, 고융점 나일론, 가교 아크릴, 가교 스티렌, 가교 폴리에틸렌, 벤조구아나민, 금, 알루미늄, 구리, 니켈, 수지 비즈, 착색 수지 비즈 등을 들 수 있다. 이들 매트화제는, 1종 단독으로 사용해도 되고, 또한 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다. 이들 매트화제 중에서도, 분산 안정성이나 비용 등의 관점에서, 바람직하게 실리카, 황산바륨, 산화티타늄을 들 수 있다. 또한, 매트화제에는, 표면에 절연 처리, 고분산성 처리 등의 각종 표면 처리를 실시해 두어도 된다.
제1 장식층(6a)에 안료가 포함되는 경우, 제1 장식층(6a)에서의 안료의 비율로서는, 상기 은폐성, 밀착성, 내전해액성 및 표면 절연성을 한층 더 향상시킨다는 관점에서, 바람직하게는 1 내지 30질량％ 정도, 보다 바람직하게는 5 내지 25질량％ 정도를 들 수 있다. 또한, 제2 장식층(6b)에 안료가 포함되는 경우, 제2 장식층(6b)에서의 안료의 비율로서는, 동일한 관점에서, 바람직하게는 1 내지 30질량％ 정도, 보다 바람직하게는 5 내지 25질량％ 정도를 들 수 있다. 제2 발명에 있어서는, 제1 장식층(6a) 및 제2 장식층(6b)에서의 수지의 비율이, 모두 60질량％ 이상으로 설정되어 있음으로써, 고체 입자인 안료 및 매트화제가 장식층(6)에 포함되어 있는 경우에도, 성형 후에 있어서의 밀착성과, 내전해액성이 효과적으로 높여져 있다. 이로 인해, 제2 발명은, 착색제로서 안료를 사용한 장식 시트에 대하여 특히 유효하다.
또한, 제1 장식층(6a)에 매트화제가 포함되는 경우, 제1 장식층(6a)에서의 매트화제의 비율로서는, 상기 은폐성, 밀착성, 내전해액성 및 표면 절연성을 한층 더 향상시킨다는 관점에서, 바람직하게는 1 내지 30질량％ 정도, 보다 바람직하게는 5 내지 15질량％ 정도를 들 수 있다. 제2 장식층(6b)에 매트화제가 포함되는 경우, 제2 장식층(6b)에서의 매트화제의 비율로서는, 동일한 관점에서, 바람직하게는 1 내지 30질량％ 정도, 보다 바람직하게는 5 내지 15질량％ 정도를 들 수 있다.
착색제로서 안료를 사용하는 경우, 장식층(6) 전체에서의 안료의 비율로서는, 바람직하게는 1 내지 30질량％ 정도, 보다 바람직하게는 5 내지 25질량％ 정도를 들 수 있다. 장식층(6) 전체에서의 매트화제의 비율로서는, 바람직하게는 1 내지 30질량％ 정도, 보다 바람직하게는 5 내지 15질량％ 정도를 들 수 있다.
제1 장식층(6a) 및 제2 장식층(6b)에서의 수지의 비율은, 60질량％ 이상이면 특별히 제한되지 않지만, 상기 은폐성, 밀착성, 내전해액성 및 표면 절연성을 한층 더 향상시킨다는 관점에서, 바람직하게는 65질량％ 이상, 보다 바람직하게는 70질량％ 내지 85질량％ 정도를 들 수 있다. 또한, 동일한 관점에서, 장식층(6) 전체에서의 수지의 비율로서는, 바람직하게는 60질량％ 이상, 보다 바람직하게는 65질량％ 이상, 더욱 바람직하게는 70질량％ 내지 85질량％ 정도를 들 수 있다.
장식층(6)을 형성하는 수지로서는, 특별히 제한되지 않고, 예를 들어 2액 경화형 수지를 들 수 있다. 2액 경화형 수지로서는, 내전해액성을 갖는 것이면, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 2액 경화형 우레탄 수지, 2액 경화형 아크릴 수지, 2액 경화형 폴리에스테르 수지, 2액 경화형 에폭시 수지 등을 들 수 있다. 장식층(6)을 형성하는 수지는, 1종류 단독으로 사용해도 되고, 2종류 이상을 조합하여 사용해도 된다.
장식층(6)을 형성하는 수지로서는, 이들 2액 경화형 수지 중에서도, 폴리올과 이소시아네이트계 경화제를 포함하는 2액 경화형 우레탄 수지가 바람직하다.
폴리올의 구체예로서는, 폴리에스테르폴리올, 아크릴폴리올, 폴리에테르폴리올, 폴리우레탄폴리올 등을 들 수 있다. 또한, 이소시아네이트계 경화제의 구체예로서는, 메틸렌디이소시아네이트, 이소프로필렌디이소시아네이트, 리신디이소시아네이트, 2,2,4- 혹은 2,4,4-트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트, 1,6-헥사메틸렌디이소시아네이트, 메틸시클로헥산디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 4,4'-디시클로헥실메탄디이소시아네이트, 이소프로필리덴디시클로헥실-4,4'-디이소시아네이트 등을 들 수 있다. 또한, 이소시아네이트계 경화제는, 이들 이소시아네이트 화합물의 어덕트체, 뷰렛체, 이소시아누레이트체 등이어도 된다.
장식층(6)은, 필요에 따라, 슬립제, 난연제, 산화 방지제, 광 안정제, 점착 부여제, 레벨링제, 소포제 등의 첨가제를 포함하고 있어도 된다. 슬립제로서는, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 지방산 아미드, 금속 비누, 친수성 실리콘, 실리콘을 그래프트한 아크릴, 실리콘을 그래프트한 에폭시, 실리콘을 그래프트한 폴리에테르, 실리콘을 그래프트한 폴리에스테르, 블록형 실리콘 아크릴 공중합체, 폴리글리세롤 변성 실리콘, 파라핀 등을 들 수 있다. 이들 슬립제는, 1종 단독으로 사용해도 되고, 또한 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
장식층(6)을 형성하는 방법으로서는, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 장식층(6)을 형성하는 수지와, 착색제 및 매트화제 중 적어도 한쪽과, 용제 등을 포함하는 잉크를 기재층(1)의 한쪽 표면 상에 도포, 인쇄하는 방법을 들 수 있다. 매트화제를 배합하는 경우에는, 2액 경화형 수지에 매트화제를 첨가하여 혼합한 후, 도포하면 된다.
장식층(6)은, 장식성 및 내전해액성을 발휘하는 것이 가능할 정도로 얇게 형성되어 있는 것이 바람직하며, 장식층(6)의 총 두께로서는, 바람직하게는 10㎛ 이하, 보다 바람직하게는 2 내지 8㎛ 정도, 더욱 바람직하게는 3 내지 6㎛ 정도를 들 수 있다. 제1 장식층(6a)의 두께로서는, 예를 들어 1 내지 4㎛ 정도, 바람직하게는 2 내지 3㎛ 정도를 들 수 있다. 또한, 제2 장식층(6b)의 두께로서는, 예를 들어 1 내지 4㎛ 정도, 바람직하게는 2 내지 3㎛ 정도를 들 수 있다.
장식층(6)이, 상기와 같은 제3 장식층(6c) 등의 다른 장식층을 더 갖는 경우, 당해 다른 장식층에서의 착색제, 매트화제, 수지 등의 비율은, 제1 장식층(6a) 또는 제2 장식층(6b)과 마찬가지로 할 수 있다. 또한, 두께에 대해서도 마찬가지로 할 수 있다.
전지용 포장 재료에는 높은 절연성이 요구된다. 제2 발명의 전지용 포장 재료에 있어서는, 최외층에 위치하는 장식층(6)의 표면 저항값으로서는, 예를 들어 104Ω/sq 이상, 바람직하게는 106Ω/sq 이상이다. 또한, 제2 발명의 전지용 포장 재료의 장식층(6)의 표면 저항값은, 하이레스타 UP 「미츠비시 가가꾸사제, 상품명」을 사용하여, 22℃, 상대 습도 40％의 조건에서 측정한 값이다.
[접착층(5)]
제2 발명의 전지용 포장 재료에 있어서, 접착층(5)은, 금속층(3)과 실란트층(4)을 견고하게 접착시키기 위해, 이들 사이에 필요에 따라 형성되는 층이다.
접착층(5)은, 금속층(3)과 실란트층(4)을 접착 가능한 접착제에 의해 형성된다. 접착층(5)의 형성에 사용되는 접착제에 대하여, 그 접착 기구, 접착제 성분의 종류 등은, 상기 접착층(2)의 경우와 마찬가지이다. 접착층(5)에 사용되는 접착제 성분으로서, 바람직하게는 폴리올레핀계 수지, 더욱 바람직하게는 카르복실산 변성 폴리올레핀, 특히 바람직하게는 카르복실산 변성 폴리프로필렌을 들 수 있다.
접착층(5)의 두께에 대해서는, 예를 들어 2 내지 50㎛, 바람직하게는 15 내지 30㎛를 들 수 있다.
3. 전지용 포장 재료의 제조 방법
(3-1) 제1 발명의 전지용 포장 재료
제1 발명의 전지용 포장 재료의 제조 방법에 대해서는, 소정의 조성의 각 층을 적층시킨 적층체가 얻어지는 한, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 이하의 방법이 예시된다.
우선, 기재층(1), 접착층(2), 금속층(3)이 순서대로 적층된 적층체(이하, 「적층체 A」라고 표기하는 경우도 있음)를 형성한다. 적층체 A의 형성은, 구체적으로는, 기재층(1) 상 또는 필요에 따라 표면이 화성 처리된 금속층(3)에 접착층(2)의 형성에 사용되는 접착제를, 압출법, 그라비아 코팅법, 롤 코팅법 등의 도포 방법으로 도포ㆍ건조한 후에, 당해 금속층(3) 또는 기재층(1)을 적층시켜 접착층(2)을 경화시키는 드라이 라미네이션법에 의해 행할 수 있다.
계속해서, 적층체 A의 금속층(3) 상에, 실란트층(4)을 적층시킨다. 금속층(3) 상에 실란트층(4)을 직접 적층시키는 경우에는, 적층체 A의 금속층(3) 상에, 실란트층(4)을 구성하는 수지 성분을 그라비아 코팅법, 롤 코팅법 등의 방법에 의해 도포하면 된다. 또한, 금속층(3)과 실란트층(4)의 사이에 접착층(5)을 형성하는 경우에는, 예를 들어 (1) 적층체 A의 금속층(3) 상에, 접착층(5) 및 실란트층(4)을 공압출함으로써 적층하는 방법(공압출 라미네이션법), (2) 별도로, 접착층(5)과 실란트층(4)이 적층된 적층체를 형성하고, 이것을 적층체 A의 금속층(3) 상에 서멀 라미네이션법에 의해 적층하는 방법, (3) 적층체 A의 금속층(3) 상에, 접착층(5)을 형성시키기 위한 접착제를 압출법이나 용액 코팅한 고온에서 건조, 나아가 베이킹하는 방법 등에 의해 적층시키고, 이 접착층(5) 상에 미리 시트형으로 제막한 실란트층(4)을 서멀 라미네이션법에 의해 적층하는 방법, (4) 적층체 A의 금속층(3)과, 미리 시트형으로 제막한 실란트층(4)의 사이에, 용융시킨 접착층(5)을 유입하면서, 접착층(5)을 개재하여 적층체 A와 실란트층(4)을 접합하는 방법(샌드 라미네이션법) 등을 들 수 있다.
상기와 같이 하여, 기재층(1)/접착층(2)/필요에 따라 표면이 화성 처리된 금속층(3)/필요에 따라 형성되는 접착층(5)/실란트층(4)을 포함하는 적층체가 형성되지만, 접착층(2) 및 필요에 따라 형성되는 접착층(5)의 접착성을 견고하게 하기 위해, 열 롤 접촉식, 열풍식, 근적외선식 또는 원적외선식 등의 가열 처리에 추가로 제공해도 된다. 이러한 가열 처리의 조건으로서는, 예를 들어 150 내지 250℃에서 1 내지 5분간을 들 수 있다.
(3-2) 제2 발명의 전지용 포장 재료
제2 발명의 전지용 포장 재료의 제조 방법에 대해서는, 소정의 조성의 각 층을 적층시킨 적층체가 얻어지는 한, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 이하의 방법이 예시된다.
우선, 기재층(1), 접착층(2), 금속층(3)이 순서대로 적층된 적층체(이하, 「적층체 A」라고 표기하는 경우도 있음)를 형성한다. 적층체 A의 형성은, 구체적으로는, 기재층(1) 상 또는 필요에 따라 표면이 화성 처리된 금속층(3)에 접착층(2)의 형성에 사용되는 접착제를, 압출법, 그라비아 코팅법, 롤 코팅법 등의 도포 방법으로 도포ㆍ건조한 후에, 당해 금속층(3) 또는 기재층(1)을 적층시켜 접착층(2)을 경화시키는 드라이 라미네이션법에 의해 행할 수 있다.
계속해서, 적층체 A의 금속층(3) 상에, 실란트층(4)을 적층시킨다. 금속층(3) 상에 실란트층(4)을 직접 적층시키는 경우에는, 적층체 A의 금속층(3) 상에, 실란트층(4)을 구성하는 수지 성분을 그라비아 코팅법, 롤 코팅법 등의 방법에 의해 도포하면 된다. 또한, 금속층(3)과 실란트층(4)의 사이에 접착층(6)을 형성하는 경우에는, 예를 들어 (1) 적층체 A의 금속층(3) 상에, 접착층(6) 및 실란트층(4)을 공압출함으로써 적층하는 방법(공압출 라미네이션법), (2) 별도로, 접착층(6)과 실란트층(4)이 적층된 적층체를 형성하고, 이것을 적층체 A의 금속층(3) 상에 열라미네이션법에 의해 적층하는 방법, (3) 적층체 A의 금속층(3) 상에, 접착층(6)을 형성시키기 위한 접착제를 압출법이나 용액 코팅한 고온에서 건조, 나아가 베이킹하는 방법 등에 의해 적층시키고, 이 접착층(6) 상에 미리 시트형으로 제막한 실란트층(4)을 서멀 라미네이션법에 의해 적층하는 방법, (4) 적층체 A의 금속층(3)과, 미리 시트형으로 제막한 실란트층(4)의 사이에, 용융시킨 접착층(6)을 유입하면서, 접착층(6)을 개재하여 적층체 A와 실란트층(4)을 접합하는 방법(샌드 라미네이션법) 등을 들 수 있다.
또한, 기재층(1) 상에, 장식층(6)을 제1 장식층(6a), 제2 장식층(6b)의 순서로 인쇄함으로써, 제2 장식층(6b)/제1 장식층(6a)/기재층(1)/필요에 따라 형성되는 접착층(2)/필요에 따라 표면이 화성 처리된 금속층(3)/필요에 따라 형성되는 접착층(6)/실란트층(4)을 포함하는 적층체가 형성된다. 또한, 접착층(2) 및 필요에 따라 형성되는 접착층(6)의 접착성을 견고하게 하기 위해, 열 롤 접촉식, 열풍식, 근적외선식 또는 원적외선식 등의 가열 처리에 추가로 제공해도 된다. 이러한 가열 처리의 조건으로서는, 예를 들어 150 내지 250℃에서 1 내지 5분간을 들 수 있다.
제1 발명 및 제2 발명의 전지용 포장 재료에 있어서, 적층체를 구성하는 각 층은, 필요에 따라, 제막성, 적층화 가공, 최종 제품 2차 가공(파우치화, 엠보싱 성형) 적성 등을 향상 또는 안정화시키기 위해, 코로나 처리, 블라스트 처리, 산화 처리, 오존 처리 등의 표면 활성화 처리를 실시해도 된다.
4. 전지용 포장 재료의 용도
제1 발명 및 제2 발명의 전지용 포장 재료는, 정극, 부극, 전해질 등의 전지 소자를 밀봉하여 수용하기 위한 포장 재료로서 사용된다.
구체적으로는, 적어도 정극, 부극 및 전해질을 구비한 전지 소자를, 제1 발명 및 제2 발명의 전지용 포장 재료로, 상기 정극 및 부극의 각각에 접속된 금속 단자를 외측으로 돌출시킨 상태에서, 전지 소자의 주연에 플랜지부(실란트층끼리 접촉하는 영역)를 형성할 수 있도록 하여 피복하고, 상기 플랜지부의 실란트층끼리를 히트 시일하여 밀봉시킴으로써, 전지용 포장 재료를 사용한 전지가 제공된다. 또한, 제1 발명 및 제2 발명의 전지용 포장 재료를 사용하여 전지 소자를 수용하는 경우, 제1 발명 및 제2 발명의 전지용 포장 재료의 실란트 부분이 내측(전지 소자와 접하는 면)으로 되도록 하여 사용된다.
제1 발명 및 제2 발명의 전지용 포장 재료는, 일차 전지, 이차 전지 중 어느 전지에 사용해도 되지만, 바람직하게는 이차 전지이다. 제1 발명 및 제2 발명의 전지용 포장 재료가 적용되는 이차 전지의 종류에 대해서는, 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 리튬 이온 전지, 리튬 이온 중합체 전지, 납 축전지, 니켈ㆍ수소 축전지, 니켈ㆍ카드뮴 축전지, 니켈ㆍ철 축전지, 니켈ㆍ아연 축전지, 산화은ㆍ아연 축전지, 금속 공기 전지, 다가 양이온 전지, 콘덴서, 커패시터 등을 들 수 있다. 이들 이차 전지 중에서도, 제1 발명 및 제2 발명의 전지용 포장 재료의 적합한 적용 대상으로서, 리튬 이온 전지 및 리튬 이온 중합체 전지를 들 수 있다. 제1 발명 및 제2 발명의 전지는, 상기 제1 발명 및 제2 발명의 전지용 포장 재료를 사용하고 있기 때문에, 절연성이 우수하고, 외관 불량 및 시일 불량이 억제되어 있으며, 외부로부터 위조품과의 식별이 가능하다.
<실시예>
이하에 실시예 및 비교예를 나타내어 제1 발명 및 제2 발명을 상세하게 설명한다. 단 제1 발명 및 제2 발명은 실시예에 한정되는 것은 아니다.
1-1. 제1 발명의 전지용 포장 재료의 제조
알루미늄박(두께 40㎛)의 양면에 화성 처리를 실시하고, 한쪽 화성 처리면에, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름(두께 12㎛)을 접착층의 두께가 약 4㎛로 되도록 폴리에스테르계 접착제를 통하여 드라이 라미네이트법에 의해 접합하고, 다른 화성 처리면에 산 변성 폴리프로필렌(두께 23㎛)을 용융 압출함과 함께 폴리프로필렌 필름(두께 23㎛)을 포함하는 실란트용 필름을 적층하여, PET 필름/폴리에스테르계 접착제/양면 화성 처리가 실시된 알루미늄/산 변성 폴리프로필렌/폴리프로필렌 필름으로 구성되는 전지용 포장 재료를 얻었다. 실시예 1A에서 사용한 PET 필름에는, 착색 염료로서 p-페닐아조페놀이 20질량％ 포함되어 있다. 또한, 비교예 1A에서 사용한 PET 필름에는, 착색 염료는 사용하지 않고, 착색 안료로서 산화티타늄이 10질량％ 포함되어 있다. 또한, 비교예 2A에서는, PET 필름에는 착색제가 포함되지 않고, 접착제에는 착색 안료로서 산화티타늄이 10질량％ 포함되어 있다.
또한, 알루미늄박의 화성 처리는, 모두, 처리액으로서 페놀 수지, 불화크롬 화합물, 인산을 포함하는 수용액을 사용하고, 롤 코팅법에 의해 도포하고, 피막 온도가 180℃ 이상으로 되는 조건에 있어서 베이킹하였다. 또한, 크롬의 도포량은 10mg/㎡(건조 중량)로 하였다.
[성형성 평가]
실시예 1A 및 비교예 1A 내지 2A에서 제작한 전지용 포장 재료를 재단하여 120×80mm의 직사각편을 제작하고, 55×32mm의 직사각형의 수형과 이 수형과의 클리어런스가 0.3mm인 암형을 포함하는 스트레이트 금형(수형의 코너 R: 2mm, 능선 R: 1mm)을 사용하여, 수형측에 열접착성 수지층이 위치하도록 암형 상에 직사각편을 적재함과 함께 직사각편을 0.16MPa의 누름압(면압)으로 눌러, 각각 깊이가 3.0 내지 4.0mm의 사이에서 0.1mm 간격으로 성형을 행하여, 55×32mm의 직사각 형상의 오목형과 오목형의 4 주연에 플랜지부를 갖는 성형 용기(트레이)를 제작하였다. 성형 용기의 핀 홀 발생의 유무를 평가하여 표 1에 나타낸다. 표 1에 있어서, 핀 홀이 발생하지 않은 것을 ○, 핀 홀이 발생한 것을 ×로 표기하였다.
[절연 파괴 전압 평가]
상기 성형성 평가에서 제작한 성형 용기를 별도로 준비하고, 성형 코너 부분의 절연 파괴 시험 장치(야마요 시켕키 유한회사제 YST-243-100RHO)로 절연 파괴 전압을 평가한 결과를 표 1에 나타낸다.
Figure 112016097237010-pct00005
표 1에 나타나는 결과로부터 명백해진 바와 같이, PET 필름에 착색 안료를 사용한 비교예 1A의 전지용 포장 재료에서는 성형 깊이 3.3mm 이상에서, 접착제에 착색 안료를 사용한 비교예 2A의 전지용 포장 재료에서는 성형 깊이 3.5mm 이상에서, 각각 핀 홀이 발생한 것에 반해, 착색 염료를 사용한 실시예 1A의 전지용 포장 재료에서는, 성형 깊이 3.8mm까지는 핀 홀이 발생하지 않았고, 비교예 1A 및 비교예 2A에 비하여 양호한 성형성을 나타냄이 판명되었다.
또한, 비교예 1A의 전지용 포장 재료에서는 성형 깊이 3.2mm, 비교예 2A의 전지용 포장 재료에서는 3.3mm로 되면 절연 파괴 전압의 저하가 보인 것에 반해, 실시예 1A에서는 성형 깊이 3.7mm까지는 절연 파괴 전압의 저하는 보이지 않았고, 비교예 1A 및 비교예 2A에 비하여 절연성이 우수함이 판명되었다. 또한, 비교예 2A의 전지용 포장 재료에서는, 성형 코너부에서 색 불균일이 발생하고, 색조가 변화함이 판명되었다.
이상의 결과로부터, 착색 염료를 식별 표지에 사용한 경우에는, 외부로부터 그 착색이 인식 가능하고, 위조가 곤란한 식별 표지로서 기능함과 함께, 착색 안료를 식별 표지에 사용한 경우에 비하여, 성형성 및 절연성이 우수함을 알 수 있다.
1-2. 제2 발명의 전지용 포장 재료의 제조
실시예 1B 내지 4B 및 비교예 1B 내지 4B
<전지용 포장 재료의 제조>
알루미늄박(두께 30㎛)의 양면에 화성 처리를 실시하고, 한쪽 화성 처리면에, 연신 나일론 필름(두께 15㎛)을 접착제층의 두께가 약 3㎛로 되도록 폴리에스테르계 접착제를 통하여 드라이 라미네이트법에 의해 접합하였다. 이어서, 다른쪽 화성 처리면에 산 변성 폴리프로필렌(두께 15㎛)/폴리프로필렌(두께 15㎛)을 용융 압출하여, 연신 나일론 필름/폴리에스테르계 접착제/양면 화성 처리가 실시된 알루미늄/산 변성 폴리프로필렌/폴리프로필렌으로 구성되는 적층체를 얻었다. 화성 처리는, 모두, 처리액으로서 페놀 수지, 불화크롬 화합물, 인산을 포함하는 수용액을 사용하고, 롤 코팅법에 의해 도포하고, 피막 온도가 180℃ 이상으로 되는 조건에 있어서 베이킹하였다. 또한, 크롬의 도포량은 10mg/㎡(건조 중량)로 하였다.
이어서, 실시예 1B 내지 4B 및 비교예 1B 내지 3B에 있어서는, 얻어진 적층체의 연신 나일론 필름의 표면에, 표 2에 기재된 조성을 갖는 잉크를 순서대로 그라비아 코팅법으로 인쇄하여, 제1 장식층(두께 4㎛) 및 제2 장식층(4㎛)을 순서대로 형성하고, 제2 장식층/제1 장식층/연신 나일론 필름/폴리에스테르계 접착제/양면 화성 처리가 실시된 알루미늄/산 변성 폴리프로필렌/폴리프로필렌이 순서대로 적층된 적층체를 형성하였다. 얻어진 적층체를 40℃ 하에서 3일간 방치하여 에이징을 행하고, 실시예 1B 내지 4B 및 비교예 1B 내지 3B의 전지용 포장 재료를 얻었다.
비교예 4B에서는, 얻어진 적층체의 연신 나일론 필름의 표면에, 표 2에 기재된 조성을 갖는 잉크를 그라비아 코팅법으로 인쇄하여, 장식층이 한 층 적층된 적층체(장식층/연신 나일론 필름/폴리에스테르계 접착제/양면 화성 처리가 실시된 알루미늄/산 변성 폴리프로필렌/폴리프로필렌이 순서대로 적층된 적층체)를 얻었다. 얻어진 적층체를 40℃ 하에서 3일간 방치하여 에이징을 행하고, 비교예 4B의 전지용 포장 재료를 얻었다.
[은폐성의 평가]
실시예 1B 내지 4B 및 비교예 1B 내지 4B에서 얻어진 전지용 포장 재료를 1축 방향으로 100％ 연신한 후, 제2 장식층측에서 관찰하여, 하지의 노출 유무를 육안으로 확인하였다. 하지가 노출된 경우를 은폐성이 낮다(×), 하지가 노출되지 않은 경우를 은폐성이 높다(○)고 평가하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.
[밀착성의 평가]
실시예 1B 내지 4B 및 비교예 1B 내지 4B에서 얻어진 전지용 포장 재료를 1축 방향으로 100％ 연신한 후, 제2 장식층 및 제1 장식층에서의 박리, 들뜸, 크랙 등의 유무를 육안으로 확인하였다. 박리, 들뜸, 크랙 등이 발생한 경우를 밀착성이 낮다(×), 발생하지 않은 경우를 밀착성이 높다(○)고 평가하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.
[표면 절연성의 평가]
실시예 1B 내지 4B 및 비교예 1B 내지 4B에서 얻어진 전지용 포장 재료의 최외층에 위치하는 제2 장식층의 표면 저항값을, 하이레스타 UP 「미츠비시 가가꾸사제, 상품명」을 사용하여, 22℃, 상대 습도 40％의 조건에서 측정하였다. 평가 기준은 이하와 같다.
○: 표면 저항값이 106Ω/sq 이상이며, 표면 절연성이 높다.
△: 표면 저항값이 104Ω/sq 이상 106Ω/sq 미만이며, 표면 절연성이 약간 낮다.
×: 표면 저항값이 104Ω/sq 미만이며, 표면 절연성이 낮다.
[내전해액성의 평가]
실시예 1B 내지 4B 및 비교예 1B 내지 4B에서 얻어진 전지용 포장 재료의 제2 장식층 표면에 전해액(전해액의 조성: 1M의 LiPF6을 포함하는, 에틸렌카르보네이트, 디에틸카르보네이트, 디메틸카르보네이트(용적비로 1:1:1)의 혼합액)을 적하하고, 25℃, 습도 50％의 환경 하에서 1시간 방치한 후, 에탄올을 포함시킨 웨쓰로 전해액을 닦아낸 후의 표면 상태를 관찰하였다. 표면에 변화가 있는 경우를 내전해액성이 낮다(×), 표면에 변화가 없는 경우를 내전해액성이 높다(○)고 평가하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.
Figure 112016097237010-pct00006
또한, 표 2의 주석을 이하에 나타낸다.
흑색 안료: 카본 블랙(입경 약 0.3 내지 0.4㎛)
매트화제: 실리카 입자(입경 약 0.1 내지 3.0㎛)
수지: 폴리에스테르폴리올(80질량％), 이소시아네이트계 경화제(20질량％)
표 2에 나타나는 결과로부터 명백한 바와 같이, 장식층이 소정량의 안료 및 매트화제를 포함하고, 제1 장식층 및 제2 장식층에서의 수지의 비율이, 모두 70질량％ 이상인 실시예 1B 내지 4B의 전지용 포장 재료에 있어서는, 성형 후의 은폐성 및 밀착성이 우수하고, 또한 표면 절연성 및 내전해액성도 우수하였다. 한편, 제1 장식층에서의 수지의 비율이 50질량％인 비교예 1B의 전지용 포장 재료에 있어서는, 밀착성이 낮아졌다. 또한, 최외층에 위치하는 제2 장식층에서의 수지의 비율이 50질량％인 비교예 2B의 전지용 포장 재료에 있어서는, 당해 제2 장식층에 매트화제를 포함함에도 불구하고, 내전해액성이 낮아졌다. 또한, 최외층에 위치하는 제2 장식층에서의 수지의 비율이 40질량％ 이하인 비교예 3B의 전지용 포장 재료에 있어서는, 은폐성을 높이기 위해 당해 제2 장식층의 흑색 안료의 비율을 높였기 때문인지, 내전해액성뿐만 아니라, 표면 절연성도 저하되었다. 또한, 실시예 1B에서 형성한 제1 장식층 및 제2 장식층을 혼합한 조성에 대응하는 장식층을 한 층 형성한 비교예 4B의 전지용 포장 재료에 있어서는, 성형 후의 은폐성이 불충분하였다. 또한, 비교예 4B와 같이 한 층을 형성한 경우에는, 매트화제에 의한 매트화 효과도 낮았다.
1: 기재층
2: 접착층
3: 금속층
4: 실란트층
5: 접착층
6: 장식층
6a: 제1 장식층
6b: 제2 장식층

Claims (17)

  1. 적어도 기재층, 접착층, 금속층 및 실란트층이 순차적으로 적층된 적층체를 포함하고,
    상기 기재층 및 접착층 중 적어도 한쪽이 염료를 포함하고,
    상기 염료는 상기 기재층을 형성하는 수지 필름 또는 상기 접착층을 형성하는 접착제에 용해 또는 분산되고,
    상기 염료가 니트로 염료, 아조계 염료, 스틸벤 염료, 카르보늄 염료, 퀴놀린 염료, 메틴 염료, 티아졸 염료, 퀴논이민 염료, 안트라퀴논 염료, 인디고이드 염료 및 프탈로시아닌 염료로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종인, 전지용 포장 재료.
  2. 제1항에 있어서, 상기 염료에 의한 색이 식별 표지를 구성하고 있는, 전지용 포장 재료.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기재층이, 상기 염료를 포함하는, 전지용 포장 재료.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기재층에서의 염료의 농도가 1 내지 50질량％인, 전지용 포장 재료.
  5. 삭제
  6. 적어도 장식층, 기재층, 금속층 및 실란트층이 순차적으로 적층된 적층체를 포함하고,
    상기 장식층은, 상기 기재층측에서부터 순서대로 적어도 제1 장식층 및 제2 장식층을 갖고 있고,
    상기 장식층이 착색제 및 매트화제를 포함하고,
    상기 제1 장식층 및 제2 장식층은, 각각 수지의 비율이 60질량％ 이상이고,
    상기 장식층을 형성하는 상기 수지가 2액 경화형 수지인, 전지용 포장 재료.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1 장식층에서의 상기 매트화제의 비율이 1 내지 30질량％인, 전지용 포장 재료.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 제1 장식층이, 착색제로서 안료를 1 내지 30질량％ 포함하는, 전지용 포장 재료.
  9. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 제1 장식층에서의 상기 수지의 비율이 65질량％ 이상인, 전지용 포장 재료.
  10. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 제2 장식층에서의 상기 매트화제의 비율이 1 내지 30질량％인, 전지용 포장 재료.
  11. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 제2 장식층이, 착색제로서 안료를 1 내지 30질량％ 포함하는, 전지용 포장 재료.
  12. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 제2 장식층에서의 상기 수지의 비율이 65질량％ 이상인, 전지용 포장 재료.
  13. 삭제
  14. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 착색제가 흑색 안료인, 전지용 포장 재료.
  15. 제1항, 제2항, 제6항 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금속층이 알루미늄박에 의해 형성되어 있는, 전지용 포장 재료.
  16. 제1항, 제2항, 제6항 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 이차 전지용 포장 재료인, 전지용 포장 재료.
  17. 적어도 정극, 부극 및 전해질을 구비한 전지 소자가, 제1항, 제2항, 제6항 및 제7항 중 어느 한 항에 기재된 전지용 포장 재료 내에 수용되어 있는, 전지.
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