KR20150065749A - 전지용 포장 재료 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 성형 시에 크랙이나 핀홀 등이 발생하기 어려워, 우수한 성형성을 구비하는 전지용 포장 재료를 제공하는 것을 목적으로 한다. 적어도 기재층, 접착층, 금속층 및 실란트층을 이 순서대로 갖는 적층체를 포함하는 전지용 포장 재료에 있어서, 상기 접착층이 하기 (1) 내지 (3)의 물성 중 적어도 2개를 만족함으로써, 성형 시에 크랙이나 핀홀 등이 발생하기 어려워, 현저히 우수한 성형성을 구비시킬 수 있다. (1) 나노인덴터를 사용하여, 적층체 단면으로부터 접착층에 대하여 압자를 5㎛ 압입했을 때의 경도가 20 내지 115㎫이다. (2) 접착층에 대하여 1㎐의 진동수에서의 동적 점탄성 측정을 행했을 때 얻어지는 손실 탄성률의 피크 온도가 10 내지 60℃이다. (3) 적외 흡수 스펙트럼법에 의해 측정되는 2800 내지 3000㎝-1에 존재하는 피크 면적의 적분값을 IM, 3100 내지 3500㎝-1에 존재하는 피크 면적의 적분값을 IH라고 했을 경우에 IH/IM이 0.15 내지 1.5이다.

Description

전지용 포장 재료{PACKAGING MATERIAL FOR BATTERY}
본 발명은 성형 시에 크랙이나 핀홀 등이 발생하기 어려워, 우수한 성형성을 구비하는 전지용 포장 재료에 관한 것이다.
종래, 여러 가지 타입의 전지가 개발되어 있지만, 모든 전지에 있어서, 전극이나 전해질 등의 전지 소자를 밀봉하기 위하여 포장 재료가 불가결한 부재로 되어 있다. 종래, 전지용 포장으로서 금속제의 포장 재료가 다용되고 있었다.
한편, 근래에 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 있었던 금속제의 전지용 포장 재료에서는, 형상의 다양화를 추종하는 것이 곤란하고, 게다가 경량화에도 한계가 있다는 결점이 있다.
따라서, 근래에 다양한 형상으로 가공이 용이하고, 박형화나 경량화를 실현할 수 있는 전지용 포장 재료로서, 기재/금속층/실란트층이 차례로 적층된 필름 형상의 적층체가 제안되고 있다. 그러나, 이러한 필름 형상의 포장 재료는, 금속제의 포장 재료에 비하여 얇아, 성형 시에 크랙이나 핀홀 등이 발생하기 쉽다는 결점이 있다. 전지용 포장 재료에 크랙이나 핀홀 등이 발생한 경우에는, 전해액이 금속층에까지 침투하여 금속 석출물을 형성하고, 그 결과, 단락을 발생시키게 될지도 모르므로, 필름 형상의 전지용 포장 재료에는, 성형 시에 크랙이나 핀홀 등이 발생하기 어려운 특성, 즉 우수한 성형성을 구비하게 하는 것은 불가결하게 되었다.
종래, 필름 형상의 전지용 포장 재료의 성형성을 높이기 위해서, 금속층을 접착시키기 위한 접착층에 착안한 검토가 다양하게 행하여지고 있다. 예를 들어, 특허문헌 1에는 내열성 수지 필름을 포함하는 외층, 알루미늄박 및 열가소성 수지 필름을 포함하는 내층을 구비한 전지 케이스용 포장 재료에 있어서, 알루미늄박과 내층을 폴리올레핀 폴리올과 다관능 이소시아네이트 경화제를 포함하는 접착제 조성물을 사용하여 접착시킴으로써, 당해 전지 케이스용 포장 재료에 우수한 성형성을 구비할 수 있는 것이 개시되어 있다. 또한, 특허문헌 2에는 수지 필름을 포함하는 내층, 제1 접착제층, 금속층, 제2 접착제층 및 수지 필름을 포함하는 외층을 구비한 적층형 포장 재료에 있어서, 상기 제1 접착제층 및 제2 접착제층 중 적어도 한쪽을, 측쇄에 활성 수소기를 갖는 수지, 다관능 이소시아네이트류 및 다관능 아민 화합물을 포함하는 접착제 조성물로 형성함으로써, 더 깊은 성형에 대하여 신뢰성이 높은 포장 재료가 얻어지는 것이 개시되어 있다.
그러나, 어떠한 물성을 만족하는 접착층을 형성하면, 전지용 포장 재료에 우수한 성형성을 구비시킬 수 있을지에 대해서는 밝혀져 있지 않고, 특허문헌 1 및 2에 나타내는 기술에서는, 최근 점점 높아지고 있는 성형성의 향상에 대한 요청을 충분히 만족시키지 못하고 있다.
일본 특허 공개 제2005-63685호 공보 일본 특허 공개 제2008-287971호 공보
전지용 포장 재료의 성형성을 고려한 경우, 금속층을 접착시키는 접착층은, 너무 단단해지면, 성형 시에 변형될 때 균열이 생기기 쉬워지고, 또한 너무 부드러워지면, 간단하게 변형되고 국소적인 힘이 가해져 깨지기 쉬워진다. 그로 인해, 전지용 포장 재료에 우수한 성형성을 구비시키기 위해서는, 금속층을 접착시키는 접착층에 대하여 유연성과 경직성이라는 상반되는 특성을 균형 있게 구비시키는 것이 중요하다고 생각되지만, 그것을 실현하는 구체적 물성에 대해서는 밝혀져 있지 않다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 성형 시에 크랙이나 핀홀 등이 발생하기 어려워, 우수한 성형성을 구비하는 전지용 포장 재료를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자는, 상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토를 행한 결과, 적어도 기재층, 접착층, 금속층 및 실란트층이 차례로 적층된 적층체를 포함하는 전지용 포장 재료에 있어서, 상기 접착층이 하기 (1) 내지 (3)의 물성 중 적어도 2개를 만족함으로써, 성형 시에 크랙이나 핀홀 등이 발생하기 어려워, 현저히 우수한 성형성을 구비시킬 수 있음을 알아내었다.
(1) 나노인덴터를 사용하여, 적층체 단면으로부터 접착층에 대하여 압자를 5㎛ 압입했을 때의 경도가 20 내지 115㎫이다.
(2) 접착층에 대하여 1㎐의 진동수에서의 동적 점탄성 측정을 행했을 때 얻어지는 손실 탄성률의 피크 온도가 10 내지 60℃이다.
(3) 적외 흡수 스펙트럼법에 의해 측정되는 2800 내지 3000㎝-1에 존재하는 피크 면적의 적분값을 IM, 3100 내지 3500㎝-1에 존재하는 피크 면적의 적분값을 IH라고 했을 경우에 IH/IM이 0.15 내지 1.5이다.
본 발명은, 이러한 지견에 기초하여 더욱 검토를 거듭함으로써 완성한 것이다. 즉, 본 발명은 하기에 게재하는 형태의 전지용 포장 재료 및 전지를 제공한다.
항 1. 적어도 기재층, 접착층, 금속층 및 실란트층을 이 순서대로 갖는 적층체를 포함하고, 상기 접착층이 하기 (1) 내지 (3)의 물성 중 적어도 2개를 만족하는 것을 특징으로 하는 전지용 포장 재료:
(1) 나노인덴터를 사용하여, 적층체 단면으로부터 접착층에 대하여 압자를 5㎛ 압입했을 때의 경도가 20 내지 115㎫이다.
(2) 접착층에 대하여 1㎐의 진동수에서의 동적 점탄성 측정을 행했을 때 얻어지는 손실 탄성률의 피크 온도가 10 내지 60℃이다.
(3) 적외 흡수 스펙트럼법에 의해 측정되는 2800 내지 3000㎝-1에 존재하는 피크 면적의 적분값을 IM, 3100 내지 3500㎝-1에 존재하는 피크 면적의 적분값을 IH라고 했을 경우에 IH/IM이 0.15 내지 1.5이다.
항 2. 상기 접착층이, 상기 (1) 내지 (3)의 물성 전부를 만족하는 항 1에 기재된 전지용 포장 재료.
항 3. 상기 접착층이, 상기 경도가 22 내지 102㎫, 상기 손실 탄성률의 피크 온도가 13 내지 56℃, 또한 상기 IH/IM이 0.16 내지 1.42를 만족하는 항 1 또는 2에 기재된 전지용 포장 재료.
항 4. 상기 접착층이, 폴리올 화합물(주제)과 이소시아네이트계 화합물(경화제)을 포함하는 우레탄형 접착제에 의해 형성되어 있는 항 1 내지 3 중 어느 한 항에 기재된 전지용 포장 재료.
항 5. 상기 금속층이, 알루미늄박에 의해 형성되어 이루어지는 항 1 내지 4 중 어느 한 항에 기재된 전지용 포장 재료.
항 6. 상기 실란트층은, 폴리올레핀, 환상 폴리올레핀, 카르복실산 변성 폴리올레핀 및 카르복실산 변성 환상 폴리올레핀으로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1종에 의해 형성되어 이루어지는 항 1 내지 5 중 어느 한 항에 기재된 전지용 포장 재료.
항 7. 적어도 정극, 부극 및 전해질을 구비한 전지 소자가, 항 1 내지 6 중 어느 한 항에 기재된 전지용 포장 재료 내에 수용되어 있는 전지.
항 8. 전지의 제조 방법이며,
적어도 정극, 부극 및 전해질을 구비한 전지 소자를 전지용 포장 재료로 수용하는 공정을 포함하고,
상기 전지용 포장 재료는, 적어도 기재층, 접착층, 금속층 및 실란트층을 이 순서대로 갖는 적층체를 포함하고,
상기 접착층이 하기 (1) 내지 (3)의 물성 중 적어도 2개를 만족하는 전지의 제조 방법:
(1) 나노인덴터를 사용하여, 적층체 단면으로부터 접착층에 대하여 압자를 5㎛ 압입했을 때의 경도가 20 내지 115㎫이다.
(2) 접착층에 대하여 1㎐의 진동수에서의 동적 점탄성 측정을 행했을 때 얻어지는 손실 탄성률의 피크 온도가 10 내지 60℃이다.
(3) 적외 흡수 스펙트럼법에 의해 측정되는 2800 내지 3000㎝-1에 존재하는 피크 면적의 적분값을 IM, 3100 내지 3500㎝-1에 존재하는 피크 면적의 적분값을 IH라고 했을 경우에 IH/IM이 0.15 내지 1.5이다.
항 9. 적어도 기재층, 접착층, 금속층 및 실란트층을 이 순서대로 갖고, 상기 접착층이 하기 (1) 내지 (3)의 물성 중 적어도 2개를 만족하는 적층체의, 전지용 포장 재료로서의 사용:
(1) 나노인덴터를 사용하여, 적층체 단면으로부터 접착층에 대하여 압자를 5㎛ 압입했을 때의 경도가 20 내지 115㎫이다.
(2) 접착층에 대하여 1㎐의 진동수에서의 동적 점탄성 측정을 행했을 때 얻어지는 손실 탄성률의 피크 온도가 10 내지 60℃이다.
(3) 적외 흡수 스펙트럼법에 의해 측정되는 2800 내지 3000㎝-1에 존재하는 피크 면적의 적분값을 IM, 3100 내지 3500㎝-1에 존재하는 피크 면적의 적분값을 IH라고 했을 경우에 IH/IM이 0.15 내지 1.5이다.
항 10. 적어도 기재층, 접착층, 금속층 및 실란트층을 이 순서대로 갖는 적층체를 포함하고, 상기 접착층이 하기 (1) 내지 (3)의 물성 중 적어도 2개를 만족하는 포장 재료의 전지의 제조를 위한 사용:
(1) 나노인덴터를 사용하여, 적층체 단면으로부터 접착층에 대하여 압자를 5㎛ 압입했을 때의 경도가 20 내지 115㎫이다.
(2) 접착층에 대하여 1㎐의 진동수에서의 동적 점탄성 측정을 행했을 때 얻어지는 손실 탄성률의 피크 온도가 10 내지 60℃이다.
(3) 적외 흡수 스펙트럼법에 의해 측정되는 2800 내지 3000㎝-1에 존재하는 피크 면적의 적분값을 IM, 3100 내지 3500㎝-1에 존재하는 피크 면적의 적분값을 IH라고 했을 경우에 IH/IM이 0.15 내지 1.5이다.
본 발명의 전지용 포장 재료는, 적어도 기재층, 접착층, 금속층 및 실란트층을 이 순서대로 갖는 적층체에 있어서, 당해 접착층이, 후술하는 물성 1 내지 3 중에서 적어도 2개의 물성을 일체로서 충족시킴으로써, 우수한 성형성을 구비할 수 있고, 또한 성형 시에 크랙이나 핀홀 등이 발생하는 것을 효과적으로 억제할 수 있어, 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 전지용 포장 재료에서는, 적층체 중의 금속층을 접착시키는 접착층의 물성값을 특정 범위로 설정함으로써 우수한 성형성을 실현하고 있기 때문에, 장래 개발될 새로운 조성의 접착제라 해도, 소정의 물성값을 구비하는 한, 본 발명의 전지용 포장 재료에 적용할 수 있으므로, 범용성이 높고, 향후의 전지용 포장 재료의 개량 기술에 크게 공헌할 수 있다.
도 1은 본 발명의 전지용 포장 재료의 단면 구조의 일례를 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 전지용 포장 재료의 단면 구조의 일례를 도시하는 도면이다.
본 발명의 전지용 포장 재료는, 적어도 기재층, 접착층, 금속층 및 실란트층을 이 순서대로 갖는 적층체를 포함하고, 상기 접착층이 특정한 물성을 갖는 것을 특징으로 한다. 이하, 본 발명의 전지용 포장 재료에 대하여 상세하게 설명한다.
1. 전지용 포장 재료의 적층 구조
전지용 포장 재료는, 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 적어도 기재층(1), 접착층(2), 금속층(3) 및 실란트층(4)이 차례로 적층된 적층체를 포함한다. 본 발명의 전지용 포장 재료에 있어서, 기재층(1)이 최외층이 되고, 실란트층(4)은 최내층이 된다. 즉, 전지의 조립 시에, 전지 소자의 주연에 위치하는 실란트층(4)끼리가 열 용착하여 전지 소자를 밀봉함으로써, 전지 소자가 밀봉된다.
또한, 본 발명의 전지용 포장 재료에는 금속층(3)과 실란트층(4)과의 사이에, 이들의 접착성을 높일 목적으로, 필요에 따라 접착층(5)이 형성되어 있어도 된다.
2. 전지용 포장 재료를 형성하는 각 층의 조성
[기재층(1)]
본 발명의 전지용 포장 재료에 있어서, 기재층(1)은 최외층을 형성하는 층이다. 기재층(1)을 형성하는 소재에 대해서는, 절연성을 구비하는 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 등을 들 수 있다. 폴리에스테르 수지로서는, 구체적으로는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌나프탈레이트, 공중합 폴리에스테르, 폴리카르보네이트 등을 들 수 있다. 또한, 폴리아미드 수지로서는, 구체적으로는 나일론6, 나일론6,6, 나일론6과 나일론6,6과의 공중합체, 나일론6,10, 폴리메타크실릴렌아디프아미드(MXD6) 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 바람직하게는 나일론, 폴리에스테르, 더욱 바람직하게는 2축 연신 나일론, 2축 연신 폴리에스테르, 특히 바람직하게는 2축 연신 나일론을 들 수 있다.
기재층(1)은 1층의 수지층으로 형성되어 있어도 되지만, 내핀홀성이나 절연성을 향상시키기 위해서, 2층 이상의 수지층으로 형성되어 있어도 된다. 기재층을2층 이상의 수지층으로 형성하는 경우, 당해 기재층의 구체예로서, 폴리에스테르를 포함하는 수지층과 나일론을 포함하는 수지층을 적층시킨 다층 구조, 바람직하게는 2축 연신 폴리에스테르를 포함하는 수지층과 2축 연신 나일론을 포함하는 수지층을 적층시킨 다층 구조를 들 수 있다. 기재층을 다층 구조로 할 경우, 2 이상의 수지층은 접착제를 개재하여 적층시키면 되고, 사용되는 접착제의 종류나 양 등에 대해서는, 후술하는 접착층(5)의 경우와 마찬가지이다. 도 2에는 2 기재층이 2층의 수지층(기재층(1a, 1b))으로 형성되어 있는 본 발명의 전지용 포장 재료의 단면도를 도시한다.
기재층(1)의 두께에 대해서는, 예를 들어 10 내지 50㎛, 바람직하게는 15 내지 30㎛를 들 수 있다.
[접착층(2)]
본 발명의 전지용 포장 재료에 있어서, 접착층(2)은 기재층(1)과 금속층(3)과의 사이에, 이들 층을 접착시키기 위하여 형성되는 층이며, 본 발명의 전지용 포장 재료는, 당해 접착층(2)이 하기 (1) 내지 (3) 중 적어도 2개의 물성을 충족함으로써, 우수한 성형성을 구비하는 것이 가능해진다.
(1) 물성 1: 나노인덴테이션법에 의한 경도
당해 물성 1은 나노인덴터를 사용하여, 적층체 단면으로부터 접착층에 대하여 압자를 5㎛ 압입했을 때의 경도가 20 내지 115㎫인 물성을 가리킨다. 당해 압입 깊이는, 구체적으로는 나노인덴터를 사용하여, 선단 형상이 다이아몬드 칩을 포함하는 정삼각뿔(베르코비치형)의 압자를, 적층체 단면 부분의 접착층에 압입 깊이 5㎛까지 압입하고, 그때의 압자가 압입되었을 때의 경도(나노인덴터 경도)를 측정함으로써 구해진다.
본 발명의 전지용 포장 재료에 한층 우수한 성형성을 구비시킨다는 관점에서, 접착층(2)이 구비하는 물성 1로서, 상기 조건에서의 경도가, 바람직하게는 22 내지 113㎫, 더욱 바람직하게는 22 내지 110㎫를 들 수 있다.
(2) 물성 2: 동적 점탄성 측정에 의한 손실 탄성률의 피크 온도
당해 물성(2)은 접착층에 대하여 1㎐의 진동수에서의 동적 점탄성 측정을 행했을 때 얻어지는 손실 탄성률(E'')의 피크 온도가 10 내지 60℃인 물성을 가리킨다. 당해 피크 온도는, 구체적으로는 기재 상에 접착층을 적층시킨 적층체를 10㎜×5㎜로 커트한 것을 샘플로 하고, 동적 점탄성 측정 장치를 사용하여, 진동수 1㎐로 -50℃ 내지 200℃까지 승온 속도 1℃/분으로 승온시켜서, 손실 탄성률을 측정하고, 손실 탄성률이 피크값이 되었을 때의 온도로서 구해진다.
본 발명의 전지용 포장 재료에 한층 우수한 성형성을 구비시킨다는 관점에서, 접착층(2)이 구비하는 물성 2로서, 상기 피크 온도가 바람직하게는 10 내지 58℃, 더욱 바람직하게는 18 내지 50℃를 들 수 있다.
(3) 물성 3: 적외 흡수 스펙트럼법에 의한 수소 결합의 피크와 메틸렌의 피크의 비율
당해 물성 3은 적외 흡수 스펙트럼법에 의해 측정되는 2800 내지 3000㎝-1에 존재하는 피크 면적의 적분값을 IM, 3100 내지 3500㎝-1에 존재하는 피크 면적의 적분값을 IH라고 했을 경우에 IH/IM이 0.15 내지 1.5인 물성을 가리킨다. 당해 IH/IM은, 구체적으로는 기재 상에 접착층을 적층시킨 적층체를 샘플로 하고, 접착층의 적외 흡수 스펙트럼을 측정함으로써 IM과 IH를 구하고, 그 비(IH/IM)를 산출함으로써 구해진다. 당해 IH는 수소 결합의 피크 면적의 적분값에 상당하고, IM은 메틸렌의 피크 면적의 적분값에 상당하고 있다.
본 발명의 전지용 포장 재료에 한층 우수한 성형성을 구비시킨다는 관점에서, 접착층(2)이 구비하는 물성 3으로서, 상기 IH/IM이 바람직하게는 0.12 내지 145, 더욱 바람직하게는 0.18 내지 1.00을 들 수 있다.
본 발명의 전지용 포장 재료에 있어서, 접착층(2)은 상기 물성 1 내지 3 중, 적어도 2개를 만족하는 것이면 된다. 전지용 포장 재료에 한층 우수한 성형성을 구비시킨다는 관점에서, 접착층(2)이 구비하는 물성으로서, 바람직하게는 적어도 상기 물성 1 및 3을 만족하는 것, 또는 상기 물성 2 및 3을 만족하는 것을 들 수 있고, 더욱 바람직하게는 상기 물성 1 내지 3 전부를 만족하는 것을 들 수 있다. 특히, 접착층(2)은 상기 경도를 22 내지 102㎫, 상기 손실 탄성률의 피크 온도를 13 내지 56℃, 또한 상기 IH/IM을 0.16 내지 1.42를 충족하는 경우에는, 성형성을 현저히 향상시킬 수 있다.
접착층(2)의 형성에 사용되는 접착제로서는, 상기 물성을 만족하는 것임을 한도로 하여, 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 사용되는 접착제로서는, 상기 물성을 만족하는 한, 그 종류에 대해서는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌나프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리카르보네이트, 공중합 폴리에스테르 등의 폴리에스테르계 수지; 폴리에테르계 접착제; 폴리우레탄계 접착제; 에폭시계 수지; 페놀 수지계 수지; 나일론6, 나일론66, 나일론12, 공중합 폴리아미드 등의 폴리아미드계 수지; 폴리올레핀, 카르복실산 변성 폴리올레핀, 금속 변성 폴리올레핀 등의 폴리올레핀계 수지, 폴리아세트산 비닐계 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 1종 단독으로 사용해도 되고, 또한 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
접착층(2)에 상기 물성을 구비시키기 위해서는, 중합체쇄를 구성하는 단량체의 구조, 인접하는 중합체쇄끼리의 분자 간 상호 작용, 3차원 가교 구조 등의, 사용하는 접착제의 특성을 적절히 조절하면 되지만, 접착층(2)의 형성에 사용되는 접착제의 적합한 예에 대하여 이하 설명한다.
상기 물성을 만족하는 접착층(2)의 형성에 사용 가능한 접착제의 적합한 예로서, 폴리올 화합물(주제)과 이소시아네이트계 화합물(경화제)을 포함하는 우레탄형 접착제를 들 수 있다.
상기 우레탄형 접착제에 사용되는 폴리올 화합물로서는, 예를 들어 폴리에스테르 폴리올, 폴리에스테르폴리우레탄 폴리올, 폴리에테르 폴리올, 폴리에테르 폴리우레탄 폴리올 등을 들 수 있다. 이들 폴리올 화합물의 수산기 당량 및 중량 평균 분자량으로서는, 조합되는 이소시아네이트계 화합물과의 관계에서 최종적으로 상기 물성을 만족하는 한 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 수산기 당량(개/mol)으로서 0.5 내지 2.5, 바람직하게는 0.7 내지 1.9를 들 수 있고, 중량 평균 분자량으로서 500 내지 120000, 바람직하게는 1000 내지 80000을 들 수 있다.
이들 폴리올 화합물 중에서도, 바람직하게는 폴리에스테르 폴리올, 폴리에스테르폴리우레탄 폴리올, 폴리에테르폴리우레탄 폴리올을 들 수 있다. 이들 폴리올 화합물은, 1종 단독으로 사용해도 되고, 또한 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
또한, 상기 우레탄형 접착제에 사용되는 이소시아네이트계 화합물로서는, 예를 들어 폴리이소시아네이트, 그 어덕트체, 그 이소시아누레이트 변성체, 그 카르보디이미드 변성체, 그 알로파네이트 변성체, 그 뷰렛 변성체 등을 들 수 있다. 상기 폴리이소시아네이트로서는, 구체적으로는 디페닐메탄 디이소시아네이트(MDI), 폴리페닐메탄디이소시아네이트(폴리메릭 MDI), 톨루엔디이소시아네이트(TDI), 헥사메틸렌디이소시아네이트(HDI), 비스(4-이소시아네이트시클로헥실)메탄(H12MDI), 이소포론디이소시아네이트(IPDI), 1,5-나프탈렌디이소시아네이트(1,5-NDI), 3,3'-디메틸-4,4'-디페닐렌디이소시아네이트(TODI), 크실렌디이소시아네이트(XDI) 등의 방향족 디이소시아네이트; 트라메틸렌 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 트리메틸헥사메틸렌 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트 등의 지방족 디이소시아네이트; 4,4'-메틸렌비스(시클로헥실이소시아네이트), 이소포론 디이소시아네이트 등의 지환족 디이소시아네이트 등을 들 수 있다. 상기 어덕트체로서는, 구체적으로는 상기 폴리이소시아네이트에 트리메틸올프로판, 글리콜 등을 부가한 것을 들 수 있다. 이들 이소시아네이트계 화합물 중에서도, 바람직하게는 폴리이소시아네이트 및 그 어덕트체; 더욱 바람직하게는 방향족 디이소시아네이트, 그 어덕트체, 및 그 이소시아누레이트 변성체; 보다 바람직하게는 MDI, 폴리메릭 MDI, TDI, 이들의 어덕트체, 이들의 이소시아누레이트 변성체; 특히 바람직하게는 MDI의 어덕트체, TDI의 어덕트체, 폴리메릭 MDI, TDI의 이소시아누레이트 변성체를 들 수 있다. 이들 이소시아네이트계 화합물은 1종 단독으로 사용해도 되고, 또한 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
상기 물성을 만족하는 접착층(2)의 형성에 사용되는 접착제로서, 바람직하게는 폴리에스테르 폴리올, 폴리에스테르폴리우레탄 폴리올, 폴리에테르 폴리올 및 폴리에테르폴리우레탄 폴리올로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 폴리올 화합물과, 방향족 디이소시아네이트, 그 어덕트체, 및 그 이소시아누레이트 변성체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 이소시아네이트계 화합물을 포함하는 우레탄형 접착제; 더욱 바람직하게는 폴리에스테르 폴리올, 폴리에스테르폴리우레탄 폴리올, 폴리에테르 폴리올 및 폴리에테르폴리우레탄 폴리올로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 폴리올 화합물과, MDI, 폴리메릭 MDI, TDI, 이들의 어덕트체 및 이들의 이소시아누레이트 변성체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 이소시아네이트계 화합물을 포함하는 우레탄형 접착제를 들 수 있다.
또한, 폴리올 화합물(주제)과 이소시아네이트계 화합물(경화제)을 포함하는 접착제에 있어서, 이들의 비율에 대해서는, 접착층(2)에 구비시켜야 할 상기 물성에 따라서 적절히 설정되지만, 예를 들어 폴리올 화합물의 수산기 1몰당, 이소시아네이트계 화합물의 이소시아네이트기의 비율이 1 내지 30몰, 바람직하게는 3 내지 20몰을 들 수 있다.
접착층(2)의 두께에 대해서는, 예를 들어 1 내지 10㎛, 바람직하게는 3 내지 8㎛를 들 수 있다.
[금속층(3)]
본 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 층이다. 금속층(3)을 형성하는 금속으로서는, 구체적으로는 알루미늄, 스테인리스, 티타늄 등의 금속박을 들 수 있다. 이들 중에서도 알루미늄이 적절하게 사용된다. 포장 재료의 제조 시에 주름이나 핀홀을 방지하기 위해서, 본 발명에 있어서 금속층(3)으로서, 연질 알루미늄, 예를 들어 어닐링 처리가 완료된 알루미늄(JIS A8021P-O) 또는 (JIS A8079P-O) 등을 사용하는 것이 바람직하다.
금속층(3)의 두께에 대해서는, 예를 들어 10 내지 200㎛, 바람직하게는 20 내지 100㎛를 들 수 있다.
또한, 금속층(3)은 접착의 안정화, 용해나 부식의 방지 등을 위해서, 적어도 한쪽 면, 바람직하게는 양면이 화성 처리되어 있는 것이 바람직하다. 여기서, 화성 처리란, 금속층의 표면에 내산성 피막을 형성하는 처리이다. 화성 처리는, 예를 들어 질산 크롬, 불화 크롬, 황산 크롬, 아세트산 크롬, 옥살산 크롬, 중인산 크롬, 크롬산 아세틸아세테이트, 염화 크롬, 황산 칼륨크롬 등의 크롬산 화합물을 사용한 크롬산 크로메이트 처리; 인산 나트륨, 인산 칼륨, 인산 암모늄, 폴리인산 등의 인산 화합물을 사용한 인산 크로메이트 처리; 하기 화학식 (1) 내지 (4)로 표시되는 반복 단위를 포함하는 아미노화 페놀 중합체를 사용한 크로메이트 처리 등을 들 수 있다.
Figure pct00001
Figure pct00002
Figure pct00003
Figure pct00004
화학식 (1) 내지 (4) 중, X는 수소 원자, 히드록실기, 알킬기, 히드록시알킬기, 알릴기 또는 벤질기를 표시한다. 또한, R1 및 R2는 동일하거나 또는 상이하고, 히드록실기, 알킬기, 또는 히드록시알킬기를 표시한다. 화학식 (1) 내지 (4)에 있어서, X, R1, R2로 표시되는 알킬기로서는, 예를 들어 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기 등의 탄소수 1 내지 4의 직쇄 또는 분지 쇄상 알킬기를 들 수 있다. 또한, X, R1, 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 분지 쇄상 알킬기를 들 수 있다. 화학식 (1) 내지 (4)에 있어서, X는 수소 원자, 히드록실기 및 히드록시알킬기 중 어느 하나인 것이 바람직하다. 화학식 (1) 내지 (4)로 표시되는 반복 단위를 포함하는 아미노화 페놀 중합체의 수 평균 분자량은, 예를 들어 약 500 내지 약 100만, 바람직하게는 약 1000 내지 약 2만을 들 수 있다.
또한, 금속층(3)에 내식성을 부여하는 화성 처리 방법으로서, 인산 중에 산화 알루미늄, 산화 티타늄, 산화 세륨, 산화 주석 등의 금속 산화물이나 황산 바륨의 미립자를 분산시킨 것을 코팅하고, 150℃ 이상에서 베이킹 처리를 행함으로써, 금속층(3)의 표면에 내식 처리층을 형성하는 방법을 들 수 있다. 또한, 상기 내식 처리층 위에는, 양이온성 중합체를 가교제로 가교시킨 수지층을 형성해도 된다. 여기서, 양이온성 중합체로서는, 예를 들어 폴리에틸렌이민, 폴리에틸렌이민과 카르복실산을 갖는 중합체를 포함하는 이온 고분자 착체, 아크릴 주골격에 1급 아민을 그래프트시킨 1급 아민 그래프트 아크릴 수지, 폴리아릴아민 또는 그 유도체, 아미노페놀 등을 들 수 있다. 이들 양이온성 중합체는 1종 단독으로 사용해도 되고, 또한 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다. 또한, 가교제로서는, 예를 들어 이소시아네이트기, 글리시딜기, 카르복실기 및 옥사졸린기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 관능기를 갖는 화합물, 실란 커플링제 등을 들 수 있다. 이들 가교제는 1종 단독으로 사용해도 되고, 또한 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
이들 화성 처리는, 1종의 화성 처리를 단독으로 행해도 되고, 2종 이상의 화성 처리를 조합하여 행해도 된다. 또한, 이들 화성 처리는, 1종의 화합물을 단독으로 사용해서 행해도 되고, 또한 2종 이상의 화합물을 조합하여 사용해서 행해도 된다. 이들 중에서도, 바람직하게는 크롬산 크로메이트 처리, 더욱 바람직하게는 크롬산 화합물, 인산 화합물 및 상기 아미노화 페놀 중합체를 조합한 크로메이트 처리를 들 수 있다.
화성 처리에 있어서 금속층(3)의 표면에 형성시키는 내산성 피막의 양에 대해서는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 크롬산 화합물, 인산 화합물 및 상기 아미노화 페놀 중합체를 조합하여 크로메이트 처리를 행하는 경우라면, 금속층의 표면 1㎡당, 크롬산 화합물이 크롬 환산으로 약 0.5 내지 약 50㎎, 바람직하게는 약 1.0 내지 약 40㎎, 인 화합물이 인 환산으로 약 0.5 내지 약 50㎎, 바람직하게는 약 1.0 내지 약 40㎎ 및 상기 아미노화 페놀 중합체가 약 1 내지 약 200㎎, 바람직하게는 약 5.0 내지 150㎎의 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℃ 정도가 되도록 가열함으로써 행하여진다. 또한, 금속층에 화성 처리를 실시하기 전에 미리 금속층을 알칼리 침지법, 전해 세정법, 산세정법, 전해 산세정법 등에 의한 탈지 처리를 해도 된다. 이렇게 탈지 처리를 행함으로써, 금속층의 표면의 화성 처리를 한층 효율적으로 행하는 것이 가능해진다.
[접착층(5)]
본 발명의 전지용 포장 재료에 있어서, 접착층(5)은 금속층(3)과 실란트층(4)을 견고하게 접착시키기 위해서, 이들 사이에 필요에 따라서 형성되는 층이다.
접착층(5)은 금속층(3)과 실란트층(4)을 접착 가능한 접착제 또는 수지에 의해 형성된다. 접착층(5)의 형성에 사용되는 접착제는 2액 경화형 접착제여도 되고, 또한 1액 경화형 접착제여도 된다. 또한, 용제 가용형, 용제 분산형, 무용제형의 형태여도 된다. 또한, 접착층(5)으로서, 산 변성 폴리올레핀을 포함하는 수지를 용융 상태에서 압출해 금속박(3)과 실란트층(4)을 적층해도 된다. 또한, 접착층(5)의 형성에 사용되는 접착제의 접착 기구에 대해서도 특별히 제한되지 않고, 화학 반응형, 용제 휘발형, 열용융형, 열압형 등 중 어느 것이어도 된다.
접착층(5)의 형성에 사용할 수 있는 접착제 성분으로서는, 구체적으로는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌나프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리카르보네이트, 공중합 폴리에스테르 등의 폴리에스테르계 수지; 폴리에테르계 접착제; 폴리우레탄계 접착제; 에폭시계 수지; 페놀 수지계 수지; 나일론6, 나일론66, 나일론12, 공중합 폴리아미드 등의 폴리아미드계 수지; 폴리올레핀, 카르복실산 변성 폴리올레핀, 금속 변성 폴리올레핀 등의 폴리올레핀계 수지, 폴리아세트산 비닐계 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 1종 단독으로 사용해도 되고, 또한 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
접착층(5)의 두께에 대해서는, 예를 들어 1 내지 40㎛, 바람직하게는 2 내지 30㎛를 들 수 있다.
[실란트층(4)]
본 발명의 전지용 포장 재료에 있어서, 실란트층(4)은 최내층에 해당하고, 전지의 조립 시에 실란트층끼리가 열 용착하여 전지 소자를 밀봉하는 층이다.
실란트층(4)에 사용되는 수지 성분에 대해서는, 열 용착 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 결정성 또는 비정질성의 폴리프로필렌; 에틸렌-부텐-프로필렌의 삼원 중합체; 등을 들 수 있다. 이들 폴리올레핀 중에서도, 바람직하게는 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌을 들 수 있다.
상기 환상 폴리올레핀은 올레핀과 환상 단량체와의 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 변성한 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 그 무수물 대신에 공중합함으로써, 또는 환상 폴리올레핀에 대하여 α,β-불포화 카르복실산 또는 그 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 결정성 또는 비정질성의 폴리올레핀, 환상 폴리올레핀 및 이들의 블렌드 중합체; 더욱 바람직하게는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌과 노르보르넨의 공중합체, 및 이들 중 2종 이상의 블렌드 중합체를 들 수 있다.
실란트층(4)은 1종의 수지 성분 단독으로 형성해도 되고, 또한 2종 이상의 수지 성분을 조합한 블렌드 중합체에 의해 형성해도 된다. 또한, 실란트층은 1층만으로 형성되어 있어도 되지만, 동일하거나 또는 상이한 수지 성분에 의해 2층 이상 형성되어 있어도 된다.
또한, 실란트층(4)의 두께로서는 적절히 선정할 수 있지만, 2 내지 2000㎛, 바람직하게는 5 내지 1000㎛, 더욱 바람직하게는 10 내지 500㎛를 들 수 있다.
3. 전지용 포장 재료의 제조 방법
본 발명의 전지용 포장 재료의 제조 방법에 대해서는, 소정의 조성의 각 층을 적층시킨 적층체가 얻어지는 한, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 이하의 방법이 예시된다.
먼저, 기재층(1), 접착층(2), 금속층(3)이 순서대로 적층된 적층체(이하, 「적층체 A」라고 표기하기도 함)를 형성한다. 적층체 A의 형성은, 구체적으로는 기재(1) 위 또는 필요에 따라서 표면이 화성 처리된 금속층(3)에 접착층(2)의 형성에 사용되는 접착제를, 압출법, 그라비아 코팅법, 롤 코팅법 등의 도포 방법으로 도포·건조한 후에, 당해 금속층(3) 또는 기재(1)를 적층시켜서 접착층(2)을 경화시키는 드라이라미네이션법에 의해 행할 수 있다.
이어서, 적층체 A의 금속층(3) 위에 실란트층(4)을 적층시킨다. 금속층(3) 위에 실란트층(4)을 직접 적층시키는 경우에는, 적층체 A의 금속층(3) 위에 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) 위에 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) 위에 열라미네이션법에 의해 적층하는 방법, [3] 적층체 A의 금속층(3) 위에 접착층(5)을 형성시키기 위한 접착제를 압출법이나 용액 코팅한 고온으로 건조 또는 베이킹하는 방법 등에 의해 적층시키고, 이 접착층(5) 위에 미리 시트 형상으로 제막한 실란트층(4)을 서멀라미네이션법에 의해 적층하는 방법, [4] 적층체 A의 금속층(3)과, 미리 시트 형상으로 제막한 실란트층(4)과의 사이에, 용융시킨 접착층(5)을 유입하면서, 접착층(5)을 개재하여 적층체 A와 실란트층(4)을 접합하는 방법(샌드라미네이션법) 등을 들 수 있다.
상기와 같이 하여, 기재층(1)/접착층(2)/필요에 따라 표면이 화성 처리된 금속층(3)/필요에 따라서 형성되는 접착층(5)/실란트층(4)을 포함하는 적층체가 형성되지만, 접착층(2) 및 필요에 따라 형성되는 접착층(5)의 접착성을 견고하게 하기 위해서, 열 롤 접촉식, 열풍식, 근 또는 원적외선식 등의 가열 처리를 더 해도 된다. 이러한 가열 처리의 조건으로서는, 예를 들어 150 내지 250℃에서 1 내지 10시간을 들 수 있다.
본 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 안정화하기 위해서, 코로나 처리, 블라스트 처리, 산화 처리, 오존 처리 등의 표면 활성화 처리를 실시하고 있어도 된다.
4. 전지용 포장 재료의 용도
본 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, 본 발명의 전지용 포장 재료로, 상기 정극 및 부극의 각각에 접속된 금속 단자를 외측으로 돌출시킨 상태에서, 전지 소자의 주연에 플랜지부(실란트층끼리가 접촉되는 영역)를 형성할 수 있도록 하여 피복하고, 상기 플랜지부의 실란트층끼리를 히트 시일 하여 밀봉시킴으로써 전지용 포장 재료를 사용한 전지가 제공된다. 또한, 본 발명의 전지용 포장 재료를 사용하여 전지 소자를 수용할 경우, 본 발명의 전지용 포장 재료의 실란트 부분이 내측(전지 소자와 접하는 면)이 되도록 하여 사용된다.
본 발명의 전지용 포장 재료는 일차 전지, 이차 전지 중 어디에 사용해도 되지만, 바람직하게는 이차 전지이다. 본 발명의 전지용 포장 재료가 적용되는 이차 전지의 종류에 대해서는 특별히 제한되지 않고, 예를 들어 리튬 이온 전지, 리튬 이온 중합체 전지, 납 축전지, 니켈·수소 축전지, 니켈·카드뮴 축전지, 니켈·철 축전지, 니켈·아연 축전지, 산화은·아연 축전지, 금속 공기 전지, 다가 양이온 전지, 콘덴서, 캐패시터 등을 들 수 있다. 이들 이차 전지 중에서도 본 발명의 전지용 포장 재료의 적합한 적용 대상으로서, 리튬 이온 전지 및 리튬 이온 중합체 전지를 들 수 있다.
[실시예]
이하에 실시예 및 비교예를 나타내어 본 발명을 상세하게 설명한다. 단, 본 발명은 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1-32 및 비교예 1-32]
하기 조성의 층 구조를 갖는 적층체를 포함하는 전지용 포장 재료를 제조하였다.
기재층 (1): 2축 연신 폴리아미드(나일론6, 두께 15㎛)
접착층(2): 표 1 및 표 2에 나타내는 폴리올 화합물과 방향족 이소시아네이트계 화합물의 조합을 포함하는 2액형 우레탄 접착제(두께 4㎛)
금속층 (3): 양면에 화성 처리를 실시한 알루미늄박(두께 35㎛)
접착층(5): 산 변성 폴리프로필렌(두께 20㎛)
실란트층 (4): 미연신 폴리프로필렌(두께 15㎛)
또한, 표 1 및 표 2에 나타내는 2액형 우레탄 접착제에 사용한 폴리올 화합물과 방향족 이소시아네이트는 모두 시판품이며, 폴리올 화합물은 도요보세키가부시키가이샤 제조 바이런 시리즈(UR4410, 800 등), 미츠이카가쿠가부시키가이샤 제조 타케락 시리즈(A1151 등), 스미카바이엘우레탄가부시키가이샤 제조 데스모펜(400 등)을 사용하고, 방향족 이소시아네이트는 미츠이카가쿠가부시키가이샤 제조 타케네이트 시리즈(A3 등), 닛본폴리우레탄가부시키가이샤 제조 코로네이트(L 등), 스미카바이엘우레탄가부시키가이샤 제조 데스모듈(44V20 등)을 사용하였다. 또한, 표 1 및 표 2에 나타내는 각 폴리올 화합물은 폴리에스테르 폴리올, 폴리에스테르폴리우레탄 폴리올, 폴리에테르 폴리올, 또는 폴리에테르폴리우레탄 폴리올이다.
Figure pct00005
Figure pct00006
또한, 금속층(3)으로서 사용한 알루미늄박의 화성 처리는 페놀 수지, 불화 크롬 화합물 및 인산을 포함하는 처리액을 롤 코팅법에 의해 알루미늄박의 양면에 도포하고, 피막 온도가 180℃ 이상이 되는 조건에서 20초간 베이킹함으로써 행하였다.
기재층(1) 위에 접착층(2)과 금속층(3)을 드라이 라미네이션법에 의해 적층시킨 후에, 금속층(3) 위에 실란트층(5)을 드라이 라미네이션법에 의해 적층시켰다. 구체적으로는 기재층(1) 위에 접착층(2)을 도포하고, 금속층(3)과 가압 가열 접합한 후, 60℃에서 24시간의 에이징 처리를 실시함으로써, 기재층(1)/접착층(2)/금속층(3)의 적층체를 제조하였다. 이어서, 당해 적층체의 금속층(3)측에 접착층(5)을 형성하는 산 변성 폴리프로필렌과 실란트층(4)을 형성하는 폴리프로필렌을 용융 상태에서 공압출함으로써, 기재층(1)/접착층(2)/금속층(3)/접착층(5)/실란트층(4)이 순서대로 적층된 적층체를 포함하는 전지용 포장 재료를 얻었다.
[물성 평가]
(1) 나노인덴테이션법에 의한 경도
나노인덴터(HYSITRON사 제조 TriboIndenter TI950)를 사용하여, 선단 형상이 다이아몬드 칩으로 이루어진 정삼각뿔(베르코비치형)인 압자(HYSITRON 제조 TI-0037 Cube Corner 90° Total included angle, 형번: AA11041012)를, 상기에서 얻어진 각 전지용 포장 재료의 접착층(2)에, 압입 깊이 5㎛까지 압입하고, 그때의 압자가 압입되었을 때의 경도를 측정하였다.
(2) 동적 점탄성 측정에 의한 손실 탄성률의 피크 온도
각 실시예 및 비교예에서 채용한 기재층(1) 및 접착층(2)을 사용하여, 기재층(1)/접착층(2)을 포함하는 적층체를 제조하였다. 구체적으로는, 각 실시예 및 비교예와 같은 기재층(1) 위에 접착층(2)을 도포하고, 그 후, 60℃에서 24시간의 에이징 처리를 행함으로써, 기재층(1)/접착층(2)을 포함하는 적층체를 얻었다. 얻어진 적층체는 금속층(3), 접착층(4) 및 실란트층(5)이 적층되어 있지 않은 것 이외에는, 각 실시예 및 비교예와 동일한 구조이다.
얻어진 적층체를 10㎜×5㎜로 커트한 것을 샘플로 하여, 동적 점탄성 측정 장치(레오메트릭스시스템 에널라이저 형식RSAIII, 티·에이·인스트루먼트·재팬 가부시키가이샤 제조)를 사용하여, 진동수 1㎐로 -50℃ 내지 200℃까지 승온 속도 1℃/분으로 승온시켜서, 손실 탄성률(E'')의 피크 온도를 구하였다.
(3) 적외 흡수 스펙트럼법에 의한 수소 결합의 피크와 메틸렌의 피크의 비율
각 실시예 및 비교예에서 채용한 기재층(1) 및 접착층(2)을 사용하여, 기재층(1)/접착층(2)을 포함하는 적층체를 제조하였다. 구체적으로는, 각 실시예 및 비교예와 같은 기재층(1) 위에 접착층(2)을 도포하고, 그 후, 60℃에서 24시간의 에이징 처리를 행함으로써, 기재층(1)/접착층(2)을 포함하는 적층체를 얻었다. 얻어진 적층체는 금속층(3), 접착층(4) 및 실란트층(5)이 적층되어 있지 않은 것 이외에는, 각 실시예 및 비교예와 동일한 구조이다.
얻어진 적층체를 샘플로 하고, 적외 흡수 스펙트럼 측정 장치(NICOLET 380, 서모사이언티픽사 제조)를 사용하여, 접착층(2)의 적외 흡수 스펙트럼을 측정함으로써, 2800 내지 3000㎝-1에 존재하는 피크 면적의 적분값을 IM, 3100 내지 3500㎝-1에 존재하는 피크 면적의 적분값을 IH로 하여 구하고, 비(IH/IM)를 산출하였다.
[성형성의 평가]
상기에서 얻어진 각 전지용 포장 재료를 재단해서 120×80㎜의 직사각 편을 제작하고, 이것을 시험 샘플로 하였다. 30×50㎜의 직사각 형상의 수형과, 이 수형과의 클리어런스가 0.5㎜인 암형을 포함하는 스트레이트 금형을 사용하고, 수형측에 열 접착성 수지층측이 위치하도록 암형 위에 상기 시험 샘플을 적재하고, 성형 깊이 6.5㎜가 되도록 상기 시험 샘플을 0.1㎫의 누르는 압(면압)으로 눌러서, 냉간 성형(인입 1단 성형)하였다. 성형된 각 시험 샘플에 있어서의 금속층의 핀홀 및 크랙의 발생 유무를 확인하고, 핀홀 및 크랙의 발생률(％)을 산출하였다. 핀홀 및 크랙의 발생률은, 상기 성형을 행한 후에 1군데에서라도 핀홀 또는 크랙이 확인되는 것을 성형 불량품으로서 판별하고, 100개의 시험 샘플을 상기 조건으로 성형했을 때 발생한 성형 불량품의 비율로서 구하였다.
[물성 및 성형성의 평가 결과]
얻어진 결과를 표 3 및 표 4에 나타낸다. 이 결과로부터 (i) 나노인덴테이션법에 의한 경도가 20 내지 115㎫를 만족하고, 또한 손실 탄성률의 피크 온도가 10 내지 60℃를 만족하는 경우, (ii) 나노인덴테이션법에 의한 경도가 20 내지 115㎫를 만족하고, 또한 비(IH/IM)가 0.15 내지 1.5를 만족시키는 경우 및, (iii) 손실 탄성률의 피크 온도가 10 내지 60℃를 만족하고, 또한 비(IH/IM)가 0.15 내지 1.5를 만족시키는 경우에는, 성형 시의 찢어짐의 발생을 대폭으로 억제할 수 있어, 우수한 성형성을 구비할 수 있음이 명확해졌다(실시예 1 내지 32 참조). 특히, 나노인덴테이션법에 의한 경도가 20 내지 115㎫, 손실 탄성률의 피크 온도가 10 내지 60℃, 또한 비(IH/IM)가 0.15 내지 1.5 전부를 만족시키는 경우에는, 성형성이 현저히 향상되어 있었다(실시예 1 내지 8 참조).
한편, 나노인덴테이션법에 의한 경도 범위 20 내지 115㎫, 손실 탄성률의 피크 온도 범위 10 내지 60℃, 비(IH/IM)의 범위 0.15 내지 1.5 중 하나밖에 만족하지 않는 경우나, 하나도 만족하지 않는 경우에는, 6.5㎜일 때 찢어짐 발생률이 높아져 있었다(비교예 1 내지 32 참조).
한정적인 해석을 원하는 것은 아니지만, 이상의 시험 결과로부터 이하의 사항을 생각할 수 있다. 즉, 본 발명의 전지용 포장 재료에서는, 접착층(5)에 있어서의 상기 물성 1 내지 3이 복합적으로 기여함으로써, 접착제(우레아나 우레탄 등)가 적절하게 분자 간이나 분자 내에서 응집력을 갖는 경질 세그먼트를 형성함으로써 실온에서 높은 탄성률을 실현하고, 또한 가교점 간 거리가 적절하게 유지되어 유연한 층을 형성할 수 있고, 나아가서는 성형성의 향상을 초래하고 있다고 생각된다. 그로 인해, 상기 물성 1 내지 3은 성형성의 우열의 지표가 되는 대체 물성값으로 되어 있고, 이 물성을 충족할수록, 성형성이 향상된다고 생각된다.
Figure pct00007
Figure pct00008
1: 기재층
1a: 기재층
1b: 기재층
2: 접착층
3: 금속층
4: 실란트층

Claims (9)

  1. 적어도 기재층, 접착층, 금속층 및 실란트층을 이 순서대로 갖는 적층체를 포함하고, 상기 접착층이, 하기 (1) 내지 (3)의 물성 중 적어도 2개를 만족하는 것을 특징으로 하는 전지용 포장 재료.
    (1) 나노인덴터를 사용하여, 적층체 단면으로부터 접착층에 대하여 압자를 5㎛ 압입했을 때의 경도가 20 내지 115㎫이다.
    (2) 접착층에 대하여 1㎐의 진동수에서의 동적 점탄성 측정을 행했을 때 얻어지는 손실 탄성률의 피크 온도가 10 내지 60℃이다.
    (3) 적외 흡수 스펙트럼법에 의해 측정되는 2800 내지 3000㎝-1에 존재하는 피크 면적의 적분값을 IM, 3100 내지 3500㎝-1에 존재하는 피크 면적의 적분값을 IH라고 했을 경우에 IH/IM이 0.15 내지 1.5이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 접착층이, 상기 (1) 내지 (3)의 물성 전부를 만족하는 전지용 포장 재료.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 접착층이, 상기 경도가 22 내지 102㎫, 상기 손실 탄성률의 피크 온도가 13 내지 56℃, 또한 상기 IH/IM이 0.16 내지 1.42를 만족하는 전지용 포장 재료.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접착층이, 폴리올 화합물과 이소시아네이트계 화합물을 포함하는 우레탄형 접착제에 의해 형성되어 있는 전지용 포장 재료.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속층이, 알루미늄박에 의해 형성되어 이루어지는 전지용 포장 재료.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 실란트층은, 폴리올레핀, 환상 폴리올레핀, 카르복실산 변성 폴리올레핀 및 카르복실산 변성 환상 폴리올레핀으로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1종에 의해 형성되어 이루어지는 전지용 포장 재료.
  7. 적어도 정극, 부극 및 전해질을 구비한 전지 소자가, 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 전지용 포장 재료 내에 수용되어 있는 전지.
  8. 전지의 제조 방법이며,
    적어도 정극, 부극 및 전해질을 구비한 전지 소자를 전지용 포장 재료로 수용하는 공정을 포함하고,
    상기 전지용 포장 재료는, 적어도 기재층, 접착층, 금속층 및 실란트층을 이 순서대로 갖는 적층체를 포함하고,
    상기 접착층이, 하기 (1) 내지 (3)의 물성 중 적어도 2개를 만족하는 전지의 제조 방법.
    (1) 나노인덴터를 사용하여, 적층체 단면으로부터 접착층에 대하여 압자를 5㎛ 압입했을 때의 경도가 20 내지 115㎫이다.
    (2) 접착층에 대하여 1㎐의 진동수에서의 동적 점탄성 측정을 행했을 때 얻어지는 손실 탄성률의 피크 온도가 10 내지 60℃이다.
    (3) 적외 흡수 스펙트럼법에 의해 측정되는 2800 내지 3000㎝-1에 존재하는 피크 면적의 적분값을 IM, 3100 내지 3500㎝-1에 존재하는 피크 면적의 적분값을 IH라고 했을 경우에 IH/IM이 0.15 내지 1.5이다.
  9. 적어도 기재층, 접착층, 금속층 및 실란트층을 이 순서대로 갖고, 상기 접착층이, 하기 (1) 내지 (3)의 물성 중 적어도 2개를 만족하는 적층체의 전지용 포장 재료로서의 사용.
    (1) 나노인덴터를 사용하여, 적층체 단면으로부터 접착층에 대하여 압자를 5㎛ 압입했을 때의 경도가 20 내지 115㎫이다.
    (2) 접착층에 대하여 1㎐의 진동수에서의 동적 점탄성 측정을 행했을 때 얻어지는 손실 탄성률의 피크 온도가 10 내지 60℃이다.
    (3) 적외 흡수 스펙트럼법에 의해 측정되는 2800 내지 3000㎝-1에 존재하는 피크 면적의 적분값을 IM, 3100 내지 3500㎝-1에 존재하는 피크 면적의 적분값을 IH라고 했을 경우에 IH/IM이 0.15 내지 1.5이다.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200072603A (ko) * 2018-12-12 2020-06-23 도레이첨단소재 주식회사 디스플레이용 배리어 필름 및 그의 제조 방법
KR102537677B1 (ko) * 2022-10-27 2023-05-30 율촌화학 주식회사 핀홀 제거층이 구비된 셀 타입 전지 파우치용 적층 구조체 및 이를 이용한 파우치형 이차전지

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6717190B2 (ja) * 2014-04-09 2020-07-01 凸版印刷株式会社 蓄電装置用外装材、蓄電装置、及びエンボスタイプ外装材の製造方法
US10347876B2 (en) * 2015-03-27 2019-07-09 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Packaging material for batteries, method for producing same, and battery
CN108292717B (zh) * 2015-11-30 2021-04-06 大日本印刷株式会社 电池用包装材料、电池、电池用包装材料的制造方法
WO2018097329A1 (ja) * 2016-11-28 2018-05-31 大日本印刷株式会社 電池用包装材料、その製造方法、及び電池
JP6961958B2 (ja) * 2017-03-07 2021-11-05 凸版印刷株式会社 蓄電デバイス用外装材
WO2018181900A1 (ja) * 2017-03-31 2018-10-04 大日本印刷株式会社 ガスバリア積層体、及び該積層体からなるガスバリア包装材料とピロー包装袋
KR20220101016A (ko) * 2017-04-20 2022-07-18 다이니폰 인사츠 가부시키가이샤 전지용 포장 재료, 그의 제조 방법 및 전지
CN117039283A (zh) * 2017-08-03 2023-11-10 大日本印刷株式会社 抗蚀性覆膜、包装材料和包装材料的制造方法
CN111133603B (zh) * 2017-10-06 2022-11-29 大日本印刷株式会社 电池用包装材料和电池
JP7167930B2 (ja) * 2017-10-18 2022-11-09 大日本印刷株式会社 電池用包装材料及び電池
JP7172132B2 (ja) * 2018-05-22 2022-11-16 凸版印刷株式会社 蓄電装置用外装材
JP7104137B2 (ja) * 2018-10-24 2022-07-20 大日本印刷株式会社 蓄電デバイス用外装材、その製造方法、及び蓄電デバイス
US20220115723A1 (en) * 2018-10-24 2022-04-14 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Casing material for power storage device, production method therefor, and power storage device
US11990629B2 (en) * 2018-10-24 2024-05-21 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Casing material for power storage device, production method therefor, and power storage device
JP7328756B2 (ja) * 2018-12-27 2023-08-17 理想科学工業株式会社 感熱スクリーンマスター用接着剤、感熱スクリーンマスター及び感熱スクリーンマスターの製造方法
JP6819839B1 (ja) * 2019-04-04 2021-01-27 大日本印刷株式会社 蓄電デバイス用外装材、その製造方法、及び蓄電デバイス
WO2022234790A1 (ja) * 2021-05-06 2022-11-10 昭和電工パッケージング株式会社 ラミネート外装材

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005063685A (ja) 2003-08-11 2005-03-10 Toagosei Co Ltd 電池ケース用包装材料及びそれを用いて成形された電池ケース
JP2008287971A (ja) 2007-05-16 2008-11-27 Sony Corp 積層型包装材料、電池用外装部材および電池
JP2011001484A (ja) * 2009-06-19 2011-01-06 Toyo Ink Mfg Co Ltd 積層シート用接着剤組成物およびそれを用いてなる積層材
WO2012050182A1 (ja) * 2010-10-14 2012-04-19 凸版印刷株式会社 リチウムイオン電池用外装材

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE60237501D1 (de) * 2001-06-20 2010-10-14 Dainippon Printing Co Ltd Batterieverpackungsmaterial
JP2004047246A (ja) * 2002-07-11 2004-02-12 Dainippon Printing Co Ltd 電池用包装材料
JP4661073B2 (ja) * 2004-04-05 2011-03-30 東レ株式会社 積層フィルム
US7582125B2 (en) * 2004-11-26 2009-09-01 The Gillette Company Method of forming a nickel layer on the cathode casing for a zinc-air cell
JP5211622B2 (ja) * 2007-01-31 2013-06-12 凸版印刷株式会社 リチウム電池用包材およびその製造方法
JP5225976B2 (ja) * 2007-03-15 2013-07-03 三菱樹脂株式会社 熱収縮性部材に用いる樹脂組成物、該樹脂組成物からなる熱収縮性チューブ、及び該チューブで被覆された部材
JP4803306B1 (ja) * 2010-04-07 2011-10-26 ソニー株式会社 電池パックおよび電池パックの製造方法
JP5757119B2 (ja) * 2011-03-23 2015-07-29 凸版印刷株式会社 電池用外装材及び二次電池
JP2012248497A (ja) * 2011-05-31 2012-12-13 Kyocera Corp 電池および電池用電極
JP5948796B2 (ja) * 2011-11-07 2016-07-06 凸版印刷株式会社 リチウムイオン電池用外装材
JP5953778B2 (ja) * 2012-01-31 2016-07-20 凸版印刷株式会社 蓄電デバイス用外装材
JP5267718B1 (ja) * 2012-11-01 2013-08-21 東洋インキＳｃホールディングス株式会社 電池用包装材用ポリウレタン接着剤、電池用包装材、電池用容器および電池

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005063685A (ja) 2003-08-11 2005-03-10 Toagosei Co Ltd 電池ケース用包装材料及びそれを用いて成形された電池ケース
JP2008287971A (ja) 2007-05-16 2008-11-27 Sony Corp 積層型包装材料、電池用外装部材および電池
JP2011001484A (ja) * 2009-06-19 2011-01-06 Toyo Ink Mfg Co Ltd 積層シート用接着剤組成物およびそれを用いてなる積層材
WO2012050182A1 (ja) * 2010-10-14 2012-04-19 凸版印刷株式会社 リチウムイオン電池用外装材

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200072603A (ko) * 2018-12-12 2020-06-23 도레이첨단소재 주식회사 디스플레이용 배리어 필름 및 그의 제조 방법
KR102537677B1 (ko) * 2022-10-27 2023-05-30 율촌화학 주식회사 핀홀 제거층이 구비된 셀 타입 전지 파우치용 적층 구조체 및 이를 이용한 파우치형 이차전지

Also Published As

Publication number Publication date
JP6698275B2 (ja) 2020-05-27
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