KR20230060457A - 전지용 포장재 - Google Patents

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KR20230060457A
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나오야 코다
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가부시키가이샤 레조낙·패키징
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Abstract

[과제]
중량 증가나 수지층의 성능 저하가 발생하지 않고 성형시의 컬을 억제할 수 있는 전지용 포장재를 제공한다.
[해결 수단]
전지용 포장재는, 기재층(13)을 포함하는 외층, 중간층으로서의 배리어층(11), 최내층으로서의 열융착성 수지층(15)을 갖는 적층체(1)이고, 상기 적층체의 총두께가 60㎛∼220㎛이고, 상기 배리어층(11)이 금속박으로 구성되고, 상기 열융착성 수지층(15)의 10% 연신시의 응력치와 두께의 곱이 1200㎩·m 이상이다.

Description

전지용 포장재{PACKAGING MATERIAL FOR BATTERIES}
본 발명은, 예를 들면, 차량탑재용, 정치형, 노트 퍼스널 컴퓨터용, 휴대 전화용, 카메라용의 2차 전지, 특히 소형 휴대용의 리튬 이온 2차 전지의 케이스로서 알맞게 이용되는 전지용 포장재에 관한 것이다.
리튬 이온 전지를 대표로 하는 축전 디바이스는, 캔 케이스로부터 알루미늄박 등의 금속박의 양면에 수지층을 첩합한 라미네이트 타입의 포장재를 이용함으로써, 다양한 형상으로 가공하는 것이 가능해지고, 또한 박형, 경량화도 가능해졌다.
또한, 라미네이트 타입의 전지용 포장재는, 전지 본체의 수용 스페이스를 확보하기 위해 컵형상으로 프레스 성형하여 전지용 케이스를 제작한다. 그 성형할 때에, 주름 누르개 부분에 닿는 전지용 포장재의 단부(端部)로 응력이 도피하기 쉬워져서, 그 부분에 닿는 플랜지부가 컬하기 쉽게 된다. 이와 같은 플랜지부의 컬은, 로봇 암이나 흡반을 이용한 자동 반송에 있어서, 그 위치 결정이나 잡을 수 없음의 원인이 되어 문제가 된다.
전지용 포장재의 성형에 의해 플랜지부에 발생하는 컬을 억제하기 위한 다양한 방책이 제안되어 있다(특허 문헌 1∼3 참조).
특허 문헌 1은 각 층의 두께 및 총두께를 규정하는 것을 제안하고 있다. 특허 문헌 2는, 기재층과 실런트층의 두께비를 규정함과 함께, 알루미늄박의 TD 방향 및 MD 방향의 내력을 규정하는 것을 제안하고 있다. 특허 문헌 3은 전지용 포장재 전체 및 기재층의 TD 방향 및 MD 방향의 응력치를 규정하는 것을 제안하고 있다.
특허 문헌 1; 특개2020-129543호 공보 특허 문헌 2; 특허 제6879321호 공보 특허 문헌 3; 특허 제6627908호 공보
전지용 포장재를 구성하는 층 중에서 금속박으로 이루어지는 배리어층은 수지층보다도 밀도가 크기 때문에, 배리어층의 두께를 두껍게 하면 자중에 의해 컬의 발생을 억제할 수 있다고 생각된다. 그러나, 그 한편으로, 배리어층을 두껍게 하면 재료 비용이 높아지고, 포장재의 중량이 늘어난다는 문제가 생긴다. 포장재의 중량 증가는 전지 용량이 변하지 않는데도 전지의 중량이 증가하는 것을 의미한다. 배리어층의 중량 증가를 수지층을 박육화하는 것으로 상쇄하고자 하면, 전지 케이스의 실(seal)성이나 절연성의 저하라는 수지층에 기인하는 문제가 발생한다.
본 발명은, 상술한 기술 배경을 감안하여, 중량 증가나 수지층의 성능 저하가 발생하는 일 없이 성형시의 컬을 억제할 수 있는 전지용 포장재를 제공하는 것이다.
즉, 본 발명의 전지용 포장재는 하기 [1]∼[5]에 기재된 구성을 갖는다.
[1]
기재층을 포함하는 외층, 중간층으로서의 배리어층, 최내층으로서의 열융착성 수지층을 갖는 적층체이고,
상기 적층체의 총두께가 60㎛∼220㎛이고,
상기 배리어층이 금속박으로 구성되고,
상기 열융착성 수지층의 10% 연신시의 응력치와 두께의 곱이 1200㎩·m 이상인 것을 특징으로 하는 전지용 포장재.
[2]
상기 열융착성 수지층의 10% 연신시의 응력치가 14㎫∼35㎫인 전항 1에 기재된 전지용 포장재.
[3]
상기 열융착성 수지층의 두께가 20㎛∼120㎛인 전항 1 또는 2에 기재된 전지용 포장재.
[4]
상기 외층의 파단 강도가 20㎫∼160㎫인 전항 1∼3의 어느 하나에 기재된 전지용 포장재.
[5]
상기 열융착성 수지층의 표면에 1㎎/㎡∼10㎎/㎡의 활제(滑劑)가 존재하는 전항 1∼4의 어느 하나에 기재된 전지용 포장재.
상기 [1]에 기재된 전지용 포장재는, 적층체의 총두께가 60㎛∼220㎛이기 때문에 케이스로서의 강도를 유지하면서 양호한 성형성을 얻을 수 있다. 또한, 열융착성 수지층의 10% 연신시의 응력치와 두께의 곱이 1200㎩·m 이상이기 때문에, 양호한 성형성을 얻으면서, 컬의 발생을 억제할 수 있다.
상기 [2]에 기재된 전지용 포장재는, 열융착성 수지층의 10% 연신시 응력치가 14㎫∼35㎫이기 때문에, 변형에 대해 충분한 내력을 가지고, 또한 변형에 대한 신축의 영향(응력)이 억제되기 때문에, 보다 확실하게 컬의 발생을 억제할 수 있다.
상기 [3]에 기재된 전지용 포장재는, 열융착성 수지층의 두께가 20㎛∼120㎛이고, 총두께 60㎛∼220㎛의 적층체의 두께 방향의 중심 위치가 배리어층 부근이 되기 때문에, 기재층을 포함하는 외층의 응력과 상쇄하기 쉬워져, 보다 확실하게 컬의 발생 정도를 억제할 수 있다.
상기 [4]에 기재된 전지용 포장재는, 외층의 파단 강도가 20㎫∼160㎫이기 때문에, 적층체의 양호한 성형성을 유지하고, 또한 컬의 발생을 억제할 수 있다.
상기 [5]에 기재된 전지용 포장재는, 열융착성 수지층의 표면에 1㎎/㎡∼10㎎/㎡의 활제가 존재하고 있어서, 성형시에 변형부의 수지에 응력이 집중하지 않게 되기 때문에, 단부의 수지에 걸리는 응력도 완화되고, 그 결과 컬의 발생이 억제된다.
도 1은 본 발명의 전지용 포장재의 한 예를 도시하는 단면도.
도 2A는 본 발명의 전지용 포장재의 다른 예를 도시하는 단면도.
도 2B는 본 발명의 전지용 포장재의 또 다른 예를 도시하는 단면도.
도 2C는 본 발명의 전지용 포장재의 또 다른 예를 도시하는 단면도.
도 3은 도 1의 전지용 포장재로 제작한 전지 케이스의 단면도.
도 4는 인장 시험에 이용하는 시험편의 평면도.
도 5는 휘어짐의 평가 방법을 도시하는 설명도.
도 6은 휘어짐의 평가 기준의 보충 설명도.
도 1∼도 2C에, 본 발명의 전지용 포장재에 관한 한 예 및 그 변형례를 도시한다.
이하의 설명에서, 동일 부호를 붙인 층은 동일물 또는 동등물을 나타내고 있고, 중복되는 설명을 생략한다.
[전지용 포장재]
본 발명의 전지용 포장재는, 기본 구성으로서, 기재층을 포함하는 외층, 금속박으로 구성된 중간층으로서의 배리어층, 및 최내층으로서의 열융착성 수지층을 갖는 적층체이고, 이 적층체의 총두께를 규정함과 함께, 열융착성 수지층의 특성을 규정함에 의해, 성형에 의한 컬의 발생을 억제한다.
도 1의 전지용 포장재(1)는, 배리어층(11)의 일방의 면에 제1 접착제층(12)을 통하여 기재층(13)이 첩합되고, 타방의 면에 제2 접착제층(14)을 통하여 열융착성 수지층(15)이 첩합된 적층체이다.
상기 전지용 포장재(1)는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 오목부(52)를 형성한 본체(51)와 플랫한 덮개(55)로 가공되고, 양자의 열융착성 수지층(15)끼리를 마주 대하도록 배치하고, 오목부(52) 내에 전지 본체(56)를 수용하고, 오목부(52)의 주위의 플랜지부(53)와 덮개(55)를 히트 실 함에 의해 전지 케이스(50)가 제작된다. 전지 케이스(50)에서, 상기 기재층(13)이 외측이 되고, 상기 열융착성 수지층(15)이 내측이 된다. 본 명세서에서, 전지용 포장재를 구성하는 각 층의 위치를 방향으로 설명하는 경우에, 케이스의 내외의 방향에 맞추어서, 기재측의 방향을 외측, 열융착성 수지층의 방향을 내측이라고 칭한다.
상기 전지용 포장재(1)에 있어서, 배리어층(11)을 중간층으로 하여, 첩합을 위한 접착제층을 제외하고, 중간층보다도 외측에 존재하는 층을 외층이라고 칭하고, 중간층보다도 내측에 존재하는 층을 내층이라고 칭한다.
전지용 포장재의 컬이란, 전지용 포장재에 인장력을 가하고, 가한 인장력을 제거한 때에, 전지용 포장재가 휘는 현상이다. 휘어짐의 방향은, 전지용 포장재의 단부가 외층측(기재층(13))측으로 구부러지는 경우를 정(+), 내층측(열융착성 수지층측)에 구부러지는 경우를 부(-)방향의 휘어짐이라고 한다. 따라서, 상기 전지 케이스(50)의 본체(51)의 성형에 있어서 플랜지부(52)의 선단이 오목부(51)의 바닥측에 향하는 경우가 정방향의 휘어짐이고, 개구부측에 향하는 경우가 부방향의 휘어짐이다.
이하에, 상기 전지용 포장재(1)의 특징 및 전지용 포장재(1)를 구성하는 각 층에 관해 상세히 기술한다.
(적층체의 총두께)
적층체의 총두께, 즉 전지용 포장재(1)의 총두께는 60㎛∼220㎛로 한다. 전지 케이스의 재료인 전지용 포장재(1)는, 전지 본체의 수용 스페이스를 확보하기 위해, 보다 깊은 오목부를 형성하기 위해 높은 성형성이 요구된다. 전지용 포장재(1)의 총두께를 상기 범위로 규정함에 의해, 케이스로서의 강도를 유지하면서 양호한 성형성을 얻을 수 있다. 특히 바람직한 총두께는 90㎛∼180㎛이다.
(배리어층)
상기 배리어층(11)은, 전지용 포장재(1)에 산소나 수분의 침입을 저지하는 가스 배리어성을 부여하는 역할을 담당하는 것이다. 상기 배리어층(11)으로서는, 금속박인 한 특히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 알루미늄박, SUS박(스테인리스박), 구리박, 니켈박, 티탄박, 클래드박을 들 수 있고, 알루미늄박을 알맞게 이용할 수 있다. 특히 0.7질량%∼1.7질량%의 Fe를 함유하는 Al-Fe계 합금박은 우수한 강도와 전연성을 가지고, 양호한 성형성을 얻으면서 컬의 발생을 억제하는 효과가 크다. 상기 배리어층(11)의 두께는, 10㎛∼120㎛인 것이 바람직하다. 10㎛ 이상임으로써 금속박을 제조할 때의 압연시의 핀 홀 발생을 방지할 수 있음과 함께, 120㎛ 이하임으로써 장출 성형, 드로잉 성형 등의 성형시의 응력을 작게 할 수 있어 성형성을 향상시킬 수 있다. 상기 배리어층(11)의 특히 바람직한 두께는 30㎛∼90㎛이다.
또한, 상기 배리어층(11)은 상기 금속박의 적어도 열융착성 수지층(15)측의 면에, 화성 처리 등의 하지 처리가 시행되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같은 화성 처리가 시행되어 있음에 의해 내용물(전지의 전해질 등)에 의한 금속박 표면의 부식을 충분히 방지할 수 있다.
(열융착성 수지층)
열융착성 수지층(15)은 부식성이 강한 전해질 등에 대해서도 우수한 내약품성을 구비시킴과 함께, 전지용 포장재(1)에 히트 실 성을 부여하는 역할을 담당하는 것이다.
상기 열융착성 수지층(15)은, 10% 연신시의 응력치와 두께의 곱이 1200㎩·m 이상일 것을 필요로 한다. 상기 곱은 열융착성 수지층(15)의 경연(硬軟), 강성, 변형하기 어려움의 정도를 나타내는 것이고, 상기 곱이 작으면 유연하고 성형성이 양호한 반면, 전지용 포장재에 가한 인장력을 제거한 때의 스프링 백이 커져서 휘어짐이 커지기 때문에, 1200㎩·m 이상으로 한다. 한편, 상기 곱이 커지면 스프링 백이 작아지고 휘어짐이 작아지지만 성형성이 저하되기 때문에, 양호한 성형성을 얻으면서 컬의 발생을 억제하려면, 상기 곱이 1300㎩·m∼3500㎩·m의 범위인 것이 바람직하다.
또한, 상기 열융착성 수지층(15)의 10% 연신시의 응력치는 14㎫∼35㎫인 것이 바람직하다. 오목부(52) 성형시의 플랜지부(53)(도 3 참조)의 컬은 기재층(13)을 포함하는 외층이나 배리어층(11)의 신축의 영향을 받아 발생하는데, 열융착성 수지층(15)의 응력치가 14㎫ 이상이면 성형 후의 플랜지부(53) 주변에의 변형에 대해 충분한 내력을 가지고, 35㎫ 이하면 성형 후의 플랜지부(53) 주변의 변형에 대한 신축의 영향(응력)이 억제되기 때문에, 보다 확실하게 컬의 발생을 억제할 수 있다. 환언하면, 상기 응력치가 14㎫ 미만에서는, 열융착성 수지층(15)의 응력치가 너무 작아 기재층(13)을 포함하는 외층의 신축에 의한 응력의 영향이 나와 기재층(13)측으로 컬이 발생하기 쉬워지고, 35㎫를 초과하면 열융착성 수지층(15)의 신장에 대한 응력의 영향이 나와 열융착성 수지층(15)측으로 컬이 발생하기 쉬워진다. 상기 응력치는 16㎫∼32㎫의 범위가 더 한층 바람직하다.
상기 열융착성 수지층(15)의 두께는 20㎛∼120㎛인 것이 바람직하다. 상기 열융착성 수지층(15)의 두께가 상기 범위 내라면, 총두께 60㎛∼220㎛의 적층체의 두께 방향의 중심 위치가 배리어층(11) 부근이 되기 때문에, 기재층(13)을 포함하는 외층의 응력과 상쇄하기 쉬워지고, 보다 확실하게 컬의 발생 정도를 억제할 수 있다. 열융착성 수지층(15)의 특히 바람직한 두께는 25㎛∼100㎛이고, 25㎛∼80㎛라면 더 한층 바람직하다.
상기 열융착성 수지층(15)을 구성하는 수지는, 프로필렌계 수지가 바람직하고, 캐스트 폴리프로필렌(CPP)이나 인플레이션 폴리프로필렌(IPP) 등의 무연신 필름이 바람직하다. 상기 프로필렌계 수지로서, 프로필렌의 단독 중합체(hPP) 외에, 공중합 성분으로서 에틸렌 및 프로필렌을 함유하는 에틸렌-프로필렌 공중합체를 예시할 수 있다. 상기 에틸렌-프로필렌 공중합체는, 랜덤 공중합체(rPP), 블록 공중합체(bPP)의 어느 것이라도 좋다. 또한, 열융착성 수지층(15)은, 단층 필름, 다층 필름의 어느 것이라도 좋다. 상기 다층 필름은 공압출 등으로 제작할 수 있다. 상술한 여러가지의 프로필렌계 수지 필름 중, 히트 실 성, 디라미네이션 내성, 절연성이 우수한 점에서, hPP 또는 bPP를 중간층으로 하고, 중간층의 양 외측에 rPP층을 배치한 3층 공압출 CPP 필름을 추천할 수 있다.
또한, 상기 열융착성 수지층(15)의 표면에 활제가 존재하고 있는 것이 바람직하다. 상기 열융착성 수지층(15)의 표면에 활제가 존재하고 있으면, 성형시에 변형부의 수지에 응력이 집중하지 않게 되기 때문에, 단부의 수지에 걸리는 응력도 완화되고, 그 결과 컬의 발생이 억제된다. 상기 활제의 존재량은 1㎎/㎡∼10㎎/㎡의 범위가 바람직하고, 특히 1㎎/㎡∼5㎎/㎡의 범위가 바람직하다.
상기 열융착성 수지층(15)의 표면에 활제를 존재시키는 방법으로서, (1) 열융착성 수지층의 표면에 활제를 도포하는 방법, (2) 열융착성 수지층(15)을 구성하는 재료 수지에 활제를 함유시켜 두고, 적층체를 형성한 후에 에이징하여 열융착성 수지층(15)의 표면에 활제를 석출시키는 방법을 들 수 있다. 전지용 포장재(1)의 제조에서는, 각 층을 적층한 후에 롤 축에 권취하고, 접착제층을 안정시키기 위해 에이징을 행하는 것이 일반적이다. 열융착성 수지층(15)에 활제를 함유시켜 두면, 에이징에 의해 활제를 표면에 석출시킬 수 있다. 또한, 상기 열융착성 수지층(15) 중의 활제 농도를 500ppm∼3000ppm로 설정하는 것이 바람직하고, 700ppm∼3000ppm이면 더 한층 바람직하다.
본 발명의 전지용 포장재에 있어서, 바람직한 활제는 이하와 같다. 또한, 활제의 중에는 계면활성제라고 칭해지는 것도 포함된다.
포화지방산 아미드로서, 라우린산 아미드, 팔미틴산 아미드, 스테아린산 아미드, 베헨산 아미드, 히드록시스테아린산 아미드를 들 수 있다.
불포화지방산 아미드로서, 올레인산 아미드, 에루카산 아미드를 들 수 있다.
치환 아미드로서, N-올레일팔미틴산 아미드, N-스테아릴스테아린산 아미드, N-스테아릴올레인산 아미드, N-올레일스테아린산 아미드, N-스테아릴에루카산 아미드를 들 수 있다.
메티롤 아미드로서, 메티롤스테아린산 아미드를 들 수 있다.
포화지방산 비스아미드로서, 메틸렌비스스테아린산 아미드, 에틸렌비스카프린산 아미드, 에틸렌비스라우린산 아미드, 에틸렌비스스테아린산 아미드, 에틸렌비스히드록시스테아린산 아미드, 에틸렌비스베헨산 아미드, 헥사메틸렌비스스테아린산 아미드, 헥사메틸렌비스베헨산 아미드, 헥사메틸렌히드록시스테아린산 아미드, N,N'-디스테아릴아디핀산 아미드, N,N'-디스테아릴세바신산 아미드를 들 수 있다.
불포화지방산 비스아미드로서, 에틸렌비스올레인산 아미드, 에틸렌비스에루카산 아미드, 헥사메틸렌비스올레인산 아미드, N,N'-디올레일아디핀산 아미드, N,N'-디올레일세바신산 아미드를 들 수 있다.
지방산 에스테르 아미드로서, 스테아로아미도에틸스테아레트를 들 수 있다.
방향족계 비스아미드로서, m-크실렌비스스테아린산 아미드, m-크실렌비스히드록시스테아린산 아미드, N,N'-시스테아릴이소프탈산 아미드를 들 수 있다.
계면활성제로서, 아니온계 계면활성제, 카티온계 계면활성제, 비이온계 계면활성제를 들 수 있다.
상기 열융착성 수지층(15)은 배리어층(11)보다도 내측에 위치하는 내층이고, 또한 적층체의 최내층이다.
(외층)
외층은, 적어도 기재층(13)을 포함하고, 단층이라도 복층이라도 좋다. 복층인 경우는, 기재층(13) 자체가 복층인 경우와, 기재층(13)의 외측에 전지용 포장재(1)에 기능을 부가하기 위한 다른 층이 적층되어 있는 경우가 있다. 도 1의 외층은 단층의 기재층(13)만으로 이루어진다.
상기 기재층(13)으로는 전지용 포장재(1)를 히트 실 할 때의 히트 실 온도에서 용융하지 않는 내열성 수지 필름을 이용한다. 상기 내열성 수지로서는, 열융착성 수지층(15)을 구성하는 수지의 융점보다 10℃ 이상, 바람직하게는 20℃ 이상 높은 융점을 갖는 내열성 수지를 이용한다. 이 조건을 충족시키는 수지로서, 예를 들면, 나일론 필름 등의 폴리아미드 필름, 폴리에스테르 필름 등을 들 수 있고, 이들의 연신 필름이 바람직하게 이용된다. 그중에서도, 상기 기재층(13)으로서는, 2축연신 나일론 필름 등의 2축연신 폴리아미드 필름, 2축연신 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT) 필름, 2축연신 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름 또는 2축연신 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 필름을 이용하는 것이 특히 바람직하다. 상기 나일론 필름으로서는, 특히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 6나일론 필름, 6,6나일론 필름, MXD나일론 필름 등을 들 수 있다. 상기 기재층(13)은, 단층으로 형성되어 있어도 좋고, 또는, 예를 들면 폴리에스테르 필름/폴리아미드 필름으로 이루어지는 복층(PET 필름/나일론 필름으로 이루어지는 복층 등)으로 형성되어 있어도 좋다.
상기 기재층(13)의 두께는, 9㎛∼50㎛인 것이 바람직하고, 포장재로서 충분한 강도를 확보할 수 있고, 또한 장출 성형, 드로잉 성형 등의 성형시의 응력을 작게 할 수 있고 성형성을 향상시킬 수 있다. 상기 기재층(13)의 더 바람직한 두께는 9㎛∼30㎛이다. 기재층(13)이 복층인 경우는 합계 두께를 상기한 두께로 한다. 또한, 복수의 층을 첩합한 접착제의 두께도 상기한 두께에 포함된다.
외층을 구성하는 층으로서, 상술한 기재층(13) 외에, 기재층(13)의 외측에 적층한 보호층이나, 외층을 구성하는 층을 첩합하기 위한 접착제층을 들 수 있다. 도 2A의 전지용 포장재(2)의 외층(24)은, 복층의 기재층이고, 제1 기재층(21)과 제2 기재층(22)이 접착제층(23)로 첩합되어 있다. 도 2B의 전지용 포장재(3)의 외층(25)은, 기재층(13)의 외측에 기재 보호층(30)이 적층되어 있다. 도 2C의 전지용 포장재(4)의 외층(26)은, 제1 기재층(21)과 제2 기재층(22)을 접착제층(13)으로 접합한 복층의 기재층의 외측에 측에 기재 보호층(30)이 적층되어 있다.
상기 기재 보호층(30)은, 전지용 포장재의 표면에 양호한 활성을 부여하여 성형성을 향상시킴과 함께, 우수한 내약품성, 내용제성, 내마모성을 부여하는 층이다.
상기 기재 보호층(30)은 수지 성분 및 고체 미립자를 함유하는 수지 조성물이고, 바람직한 재료는 이하와 같다.
상기 수지 성분으로서, 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지, 폴리올레핀계 수지, 불소계 수지, 페녹시 수지 중 적어도 1종의 수지를 이용하는 것이 바람직하다. 이들의 수지는 높은 내약품성, 내용제성을 갖고 있기 때문에, 수지의 열화 등에 의한 고체 미립자의 탈락이 일어나기 어려워진다.
또한, 수지 성분은, 상술한 적어도 1종의 수지를 포함하는 주제 수지와 이 주제 수지를 경화시키는 경화제라도 좋다. 경화제는 특히 한정되는 것이 아니고, 주제 수지에 응하여 적절히 선택하면 좋다. 예를 들면 주제 수지가 우레탄계 수지와 페녹시계 수지의 혼합물인 경우는, 이소시아네이트 화합물을 이용하는 것이 바람직하다. 이소시아네이트 화합물은, 지방족계, 지환족계, 방향족계의 각종 다관능 이소시아네이트 화합물을 추천할 수 있다. 지방족계 다관능 이소시아네이트 화합물로서 헥사메틸렌디이소시아네이트(HDI) 등을 들 수 있고, 지환족계 다관능 이소시아네이트 화합물로서 이소포론디이소시아네이트(IPDI) 등을 들 수 있고, 방향족계 다관능 이소시아네이트 화합물로서는 트릴렌디이소시아네이트(TDI)나 디페닐메탄디이소시아네이트(MDI) 등을 들 수 있다. 또한, 이들의 다관능 이소시아네이트 화합물의 변성체라도 좋으며, 이소시아누레이트화, 카르보디이미드화, 폴리메릭화 등의 다량화 반응에 의한 다관능 이소시아네이트 변성체를 예시할 수 있다.
상기 경화제는 상기 주제 수지 100질량부에 대해 5질량부∼30질량부를 배합하는 것이 바람직하다. 5질량부 미만에서는 기재층(13)에의 밀착성 및 내용제성이 저하될 우려가 있다. 또한 30질량부를 초과하면, 기재 보호층(30)이 딱딱해지고 성형성이 저하될 우려가 있다. 특히 바람직한 경화제의 배합량은 상기 주제 수지 100질량부에 대해 10∼20질량부이다.
기재 보호층(30)은 기재층(13)을 구성하는 필름에 비하여 수축률이 작기 때문에, 기재층(13)측에의 외층의 신축에 의한 응력을 경감할 수 있다. 또한, 특히 기재층(13)으로 나일론을 이용한 경우, 나일론은 수분에 대해 수축하기 쉬운 성질이 있는데, 기재 보호층(30)이 공기중의 수분을 블록하기 때문에, 수축하기 어려워지고 외층에의 응력도 억제된다.
또한, 주제로서 우레탄계 수지 및 폴리에스테르우레탄계 수지를 이용하는 것도 바람직하다.
상기 고체 미립자는, 무기 미립자, 유기 미립자의 어느 것이라도 사용할 수 있고, 그들을 혼합하여 이용할 수도 있다. 무기 미립자로서는, 실리카, 알루미나, 산화 칼슘, 탄산 칼슘, 황산 칼슘, 규산 칼슘, 카본 블랙 등을 예시할 수 있고, 유기 미립자로서는, 아크릴산 에스테르계 화합물, 폴리스티렌계 화합물, 에폭시계 수지, 폴리아미드계 화합물, 또는 그들의 가교물 등의 미립자를 사용할 수 있다. 상기 고체 미립자는 1종을 사용해도, 2종 이상을 혼합하고 사용해도 좋다.
이들의 고체 미립자는, 평균 입경이 1㎛∼10㎛의 것이 알맞게 이용되고, 그중에서도 2㎛∼5㎛가 바람직하다. 1㎛ 미만의 입경이 너무 작은 고체 미립자를 이용할 때는, 도포액에 묻혀 버려 소망하는 특성을 얻기 힘들다. 한편, 10㎛를 초과한 입경이 큰 고체 미립자를 이용한 때는, 입경이 도포 두께를 초과해 버려 기재 보호층부터 탈락하기 쉽게 된다.
또한, 수지 조성물에서의 고체 미립자의 함유율은, 0.1질량%∼60질량%의 범위가 바람직하고, 5질량%∼55질량%의 범위가 더 한층 바람직하다.
상기 기재 보호층(30)의 경화 후의 두께는 1∼10㎛가 바람직하다. 상기 하한치보다도 얇은 층에서는 활성 향상 효과가 적고, 상한치보다도 두꺼운 층에서는 비용 상승이 된다. 특히 바람직한 두께는 2∼5㎛의 범위이다. 또한, 본 발명은, 기재 보호층(30)을 구성하는 수지 조성물의 성분으로서 상술한 수지 성분 및 고체 미립자 이외의 성분을 배제하는 것이 아니고, 기재 보호층(30)의 특성을 손상시키지 않는 한 다른 성분의 첨가가 허용된다. 예를 들면, 활제를 첨가할 수 있다.
상기 외층의 파단 강도는 20㎫∼160㎫인 것이 바람직하고, 적층체의 양호한 성형성을 유지하고, 또한 컬의 발생을 억제할 수 있다. 특히 바람직한 파단 강도는 40㎫∼150㎫이다. 또한, 상기 파단 강도는, 외층이 기재 보호층 등을 포함하는 복층으로 구성되어 있는 경우는 복층의 강도이다. 또한, 외층이 기재층(13)뿐이고, 그 기재층이 복수의 필름이 접착제로 첩합된 복층 필름인 경우는, 접착제를 포함하는 복층 필름의 파단 강도이다.
(제1 접착제층)
상기 제1 접착제층(12)으로서는, 특히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 2액 경화형 접착제에 의해 형성된 접착제층 등을 들 수 있다. 상기 2액 경화형 접착제로서는, 예를 들면, 폴리우레탄계 폴리올, 폴리에스테르계 폴리올, 폴리에테르계 폴리올 및 폴리에스테르 우레탄계 폴리올로 이루어지는 군에서 선택되는 폴리올의 1종 또는 2종 이상으로 이루어지는 제1 액(주제)과, 이소시아네이트로 이루어지는 제2 액(경화제)으로 구성된 2액 경화형 접착제 등을 들 수 있다. 그중에서도, 폴리에스테르계 폴리올 및 폴리에스테르 우레탄계 폴리올로 이루어지는 군에서 선택되는 폴리올의 1종 또는 2종 이상으로 이루어지는 제1 액과, 이소시아네이트로 이루어지는 2액(경화제)으로 구성되는 2액 경화형 접착제를 이용하는 것이 바람직하다. 상기 제1 접착제층(12)의 바람직한 두께는 2㎛∼5㎛이다.
또한, 상기 외층이 복층으로 구성되는 경우(기재층이 복층인 경우를 포함한다)에 있어서도, 상술한 접착제를 추천할 수 있다.
(제2 접착제층)
상기 제2 접착제층(14)으로서는, 특히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 폴리우레탄계 수지, 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 폴리올레핀계 수지, 일래스토머계 수지, 불소계 수지, 산변성 폴리프로필렌 수지 중의 1종 이상을 포함하는 접착제를 추천할 수 있다. 그중에서도, 산변성 폴리올레핀을 주제로 하는 폴리우레탄 복합 수지로 이루어지는 접착제가 바람직하다. 상기 제2 접착제층(14)의 바람직한 두께는 2㎛∼5㎛이다.
상기 제1 접착제층(12) 및 제2 접착제층(14)은 필수의 층이 아니라, 기재층(13)이 직접 배리어층(11)에 첩합되어 있어도 좋고, 또한 열융착성 수지층(15)이 직접 배리어층(11)에 첩합되어 있어도 좋다.
[실시례]
실시례 1∼16 및 비교례 1∼4로서, 도 1, 도 2A 또는 도 2B에 도시하는 적층 형태의 전지용 포장재(1, 2, 3)를 제작했다.
실시례 1∼12, 15 및 비교례 1∼4의 전지용 포장재(1)는 도 1의 적층 형태이고, 외측부터 차례로, 기재층(외층)(13), 제1 접착제층(12), 배리어층(11), 제2 접착제층(14), 열융착성 수지층(15)이 적층되어 있다.
실시례 13의 전지용 포장재(3)는 도 2B의 적층 형태이고, 외측부터 차례로, 기재 보호층(30), 기재층(13), 제1 접착제층(12), 배리어층(11), 제2 접착제층(14), 열융착성 수지층(15)이 적층되어 있다. 상기 전지용 포장재(3)에서의 외층(25)은 기재 보호층(30) 및 기재층(13)의 2층으로 구성되어 있다.
실시례 14, 16의 전지용 포장재(2)는 도 2A의 적층 형태이고, 외측부터 차례로, 제2 기재층(22), 접착제층(23), 제1 기재층(21), 제1 접착제층(12), 배리어층(11), 제2 접착제층(14), 열융착성 수지층(15)이 적층되어 있다. 상기 전지용 포장재(2)에서의 외층(24)은 제2 기재층(22), 접착제층(23) 및 제1 기재층(21)의 3층으로 구성되어 있다.
각 예의 전지용 포장재에 공통된 재료는 하기와 같다.
(공통 재료)
배리어층(11)으로서, JIS H4160으로 규정된 A8021-O로 이루어지고, 두께가 30㎛, 35㎛, 40㎛, 60㎛, 80㎛의 어느 하나의 알루미늄박을 이용했다. 상기 알루미늄박의 양면에, 인산, 폴리아크릴산(아크릴계 수지), 크롬(Ⅲ)염 화합물, 수(水), 알코올로 이루어지는 화성 처리액을 도포한 후, 180℃로 건조를 행하여, 화성 피막을 형성한 것을 사용했다. 이 화성 피막의 크롬 부착량은 편면당 3㎎/㎡이다.
제1 접착제층(12)으로서 2액 경화형 우레탄계 접착제를 이용했다.
제2 접착제층(14)으로서, 2액 경화형 말레인산 변성 프로필렌 접착제를 이용했다.
(실시례 1)
배리어층(11)으로서 두께 40㎛의 알루미늄박을 이용하고, 기재층(13)으로서 두께 15㎛의 2축연신 6나일론 필름을 이용하고, 열융착성 수지층(15)으로서, 두께 56㎛의 에틸렌-프로필렌 블록 공중합체(bPP)를 중간층으로 하고, 이 중간층의 양면에 두께 12㎛의 에틸렌-프로필렌 랜덤 공중합체(rPP)를 배치한, 두께 80㎛의 3층 공압출의 무연신 폴리프로필렌(CPP) 필름을 이용했다. 또한, 상기 열융착성 수지층(15)은 1200ppm의 에루카산 아미드를 함유하고 있다.
그리고, 상기 배리어층(11)의 일방의 면에, 두께 4㎛의 제1 접착제층(12)을 형성하고, 이 제1 접착제층(12)을 통하여 기재층(13)을 드라이 라미네이트했다. 다음에, 상기 배리어층(11)의 타방의 면에, 두께 2㎛의 제2 접착제층(14)을 형성하고, 이 제2 접착제층(14)을 통하여 열융착성 수지층(15)을 맞붙이고, 고무 닙 롤과, 100℃로 가열된 라미네이트 롤과의 사이에 끼워 넣어 압착함에 의해 드라이 라미네이트하여 적층체를 제작하고, 롤 축에 권취했다.
롤 축에 권취한 적층체를 40℃로 10일간 에이징하여, 전지용 포장재(1)로 했다.
(실시례 2)
열융착성 수지층(15)으로서, 두께 64㎛의 호모 프로필렌 중합체(hPP)를 중간층으로 하고, 이 중간층의 양면에 두께 8㎛의 rPP를 배치한, 두께 80㎛의 3층 공압출의 무연신 폴리프로필렌(CPP) 필름을 이용한 것을 제외하고, 실시례 1과 같은 방법으로 전지용 포장재(1)를 제작했다.
(실시례 3)
열융착성 수지층(15)으로서, 두께 72㎛의 hPP를 중간층으로 하고, 이 중간층의 양면에 두께 4㎛의 rPP를 배치한, 두께 80㎛의 3층 공압출의 무연신 폴리프로필렌(CPP) 필름을 이용한 것을 제외하고, 실시례 1과 같은 방법으로 전지용 포장재(1)를 제작했다.
(실시례 4)
열융착성 수지층(15)으로서, 두께 96㎛의 hPP를 중간층으로 하고, 이 중간층의 양면에 두께 12㎛의 rPP를 배치한, 두께 120㎛의 3층 공압출의 무연신 폴리프로필렌(CPP) 필름을 이용한 것을 제외하고, 실시례 1과 같은 방법으로 전지용 포장재(1)를 제작했다.
(실시례 5)
열융착성 수지층(15)으로서, 두께 84㎛의 bPP를 중간층으로 하고, 이 중간층의 양면에 두께 18㎛의 rPP를 배치한, 두께 120㎛의 3층 공압출의 무연신 폴리프로필렌(CPP) 필름을 이용한 것을 제외하고, 실시례 1과 같은 방법으로 전지용 포장재(1)를 제작했다.
(실시례 6)
배리어층(11)으로서 두께 35㎛의 알루미늄박을 이용하고, 열융착성 수지층(15)으로서, 두께 36㎛의 bPP를 중간층으로 하고, 이 중간층의 양면에 두께 2㎛의 rPP를 배치한, 두께 40㎛의 3층 공압출의 무연신 폴리프로필렌(CPP) 필름을 이용하고, 에루카산 아미드 농도를 1500ppm으로 한 것을 제외하고, 실시례 1과 같은 방법으로 전지용 포장재(1)를 제작했다.
(실시례 7)
배리어층(11)으로서 두께 30㎛의 알루미늄박을 이용하고, 기재층(13)으로서 두께 9㎛의 2축연신 6나일론 필름을 이용하고, 제1 접착제층(12)의 두께를 2㎛로 하고, 열융착성 수지층(15)으로서, 두께 35㎛의 hPP의 단층 필름을 이용하고, 에루카산 아미드 농도를 1500ppm으로 한 것을 제외하고, 실시례 1과 같은 방법으로 전지용 포장재(1)를 제작했다.
(실시례 8)
기재층(13)으로서 두께 25㎛의 2축연신 6나일론 필름을 이용한 것을 제외하고, 실시례 1과 같은 방법으로 전지용 포장재(1)를 제작했다.
(실시례 9)
열융착성 수지층(15)으로서, 두께 52㎛의 bPP를 중간층으로 하고, 이 중간층의 양면에 두께 14㎛의 rPP를 배치한, 두께 80㎛의 3층 공압출의 무연신 폴리프로필렌(CPP) 필름을 이용하고, 기재층(13)으로서 두께 25㎛의 2축연신 6나일론 필름을 이용한 것을 제외하고, 실시례 1과 같은 방법으로 전지용 포장재(1)를 제작했다.
(실시례 10)
배리어층(11)으로서 두께 35㎛의 알루미늄박을 이용하고, 열융착성 수지층(15)으로서, 두께 30㎛의 hPP의 단층 필름을 이용한 것을 제외하고, 실시례 1과 같은 방법으로 전지용 포장재(1)를 제작했다.
(실시례 11)
기재층(13)으로서 두께 25㎛의 2축연신 6나일론 필름을 이용하고, 열융착성 수지층(15)의 에루카산 아미드 농도를 500ppm으로 한 것을 제외하고, 실시례 1과 같은 방법으로 전지용 포장재(1)를 제작했다.
(실시례 12)
기재층(13)으로서 두께 25㎛의 2축연신 6나일론 필름을 이용하고, 열융착성 수지층(15)의 에루카산 아미드 농도를 3500ppm으로 한 것을 제외하고, 실시례 1과 같은 방법으로 전지용 포장재(1)를 제작했다.
(실시례 13)
기재 보호층(30) 형성용의 수지 조성물을 이하의 방법으로 조제했다. 폴리에스테르 폴리올 수지를 주제 수지로 하고, 트릴렌디이소시아네이트(TDI)와 헥사메틸렌디이소시아네이트(HDI)를 질량비로 1: 1로 혼합한 것을 경화제로 하고, 주제 수지 100질량부에 대해 경화제 10질량부를 배합한 것을 수지 성분으로 했다. 그리고, 상기 수지 성분에, 평균 입경 2㎛의 실리카를, 수지 조성물 중의 함유량이 20질량%가 되도록 배합하여 균일하게 분산시켰다.
배리어층(11)으로서 두께 35㎛의 알루미늄박을 이용하고, 기재층(13)으로서 두께 12㎛의 2축연신 6나일론 필름을 이용하고, 열융착성 수지층(15)으로서, 두께 36㎛의 에틸렌-프로필렌 블록 공중합체(bPP)를 중간층으로 하고, 이 중간층의 양면에 두께 2㎛의 에틸렌-프로필렌 랜덤 공중합체(rPP)를 배치한, 두께 40㎛의 3층 공압출의 무연신 폴리프로필렌(CPP) 필름을 이용했다. 또한, 상기 열융착성 수지층(15)은 1200ppm의 에루카산 아미드를 함유하고 있다.
그리고, 상기 배리어층(11)의 일방의 면에, 두께 4㎛의 제1 접착제층(12)을 형성하고, 이 제1 접착제층(12)을 통하여 기재층(13)을 드라이 라미네이트했다. 다음에, 상기 배리어층(11)의 타방의 면에, 두께 2㎛의 제2 접착제층(14)을 형성하고, 이 제2 접착제층(14)을 통하여 열융착성 수지층(15)을 맞붙이고, 고무 닙 롤과, 100℃로 가열된 라미네이트 롤과의 사이에 끼워 넣어 압착함에 의해 드라이 라미네이트했다. 이에 의해 3층(접착제층을 제외한다)의 적층 필름이 됐다.
다음에, 상기 3층의 적층 필름의 기재층(13)의 표면에, 기재 보호층(30)용의 수지 조성물을 도포하여 건조시켰다. 건조 후의 기재 보호층(30)의 두께는 3㎛이다. 이에 의해, 4층 필름으로 이루어지고, 이 4층 필름을 롤 축에 권취하고, 권취한 상태에서 40℃로 10일간 에이징하여, 전지용 포장재(3)로 했다.
또한, 표 1에서, 상기 기재 보호층(30)은 「PU 코트」로 기재하고 있다.
(실시례 14)
배리어층(11)으로서 두께 40㎛의 알루미늄박을 이용하고, 제1 기재(21)로서 두께 15㎛의 2축연신 6나일론 필름을 이용하고, 제2 기재층(22)로서 두께 12㎛의 2축연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 이용하고, 열융착성 수지층(15)으로서, 두께 56㎛의 bPP를 중간층으로 하고, 이 중간층의 일방의 면에 두께 6㎛의 rPP, 타방의 면에 두께 18㎛의 rPP를 를 배치한, 두께 80㎛의 3층 공압출의 무연신 폴리프로필렌(CPP) 필름을 이용했다. 또한, 상기 열융착성 수지층(15)은 800ppm의 에루카산 아미드를 함유하고 있다.
그리고, 상기 배리어층(11)의 일방의 면에, 두께 4㎛의 제1 접착제층(12)을 형성하고, 이 제1 접착제층(12)을 통하여 제1 기재층(21)을 드라이 라미네이트하고, 또한 상기 제1 기재층(21)에 제1 접착제층(12)과 같은 접착제로 접착제층(23)을 형성하고, 이 접착제층(23)을 통하여 제2 기재층(22)을 드라이 라미네이트했다. 다음에, 상기 배리어층(11)의 타방의 면에, 두께 2㎛의 제2 접착제층(14)을 형성하고, 이 제2 접착제층(14)을 통하여 열융착성 수지층(15)을 맞붙이고, 고무 닙 롤과, 100℃로 가열된 라미네이트 롤과의 사이에 끼워 넣어 압착함에 의해 드라이 라미네이트하여 적층체를 제작하고, 롤 축에 권취했다.
롤 축에 권취한 적층체를 40℃로 10일간 에이징하여, 전지용 포장재(2)로 했다.
(실시례 15)
배리어층(11)으로서 두께 60㎛의 알루미늄박을 이용하고, 기재층(13)으로서 두께 25㎛의 2축연신 6나일론 필름을 이용하고, 제2 접착제층(14)의 두께를 3㎛로 하고, 열융착성 수지층(15)으로서, 두께 70㎛의 bPP를 중간층으로 하고, 이 중간층의 양면에 두께 15㎛의 rPP를 배치한, 두께 100㎛의 3층 공압출의 무연신 폴리프로필렌(CPP) 필름을 이용하고, 열융착성 수지층(15)의 에루카산 아미드 농도를 2500ppm으로 한 것을 제외하고, 실시례 1과 같은 방법으로 전지용 포장재(1)를 제작했다.
(실시례 16)
배리어층(11)으로서 두께 80㎛의 알루미늄박을 이용하고, 제1 기재(21)로서 두께 25㎛의 2축연신 6나일론 필름을 이용하고, 제2 접착제층(14)의 두께를 3㎛로 한 것을 제외하고, 실시례 14와 같은 방법으로 전지용 포장재(2)를 제작했다.
(비교례 1)
배리어층(11)으로서 두께 35㎛의 알루미늄박을 이용하고, 열융착성 수지층(15)으로서, 두께 30㎛의 bPP를 중간층으로 하고, 이 중간층의 양면에 두께 5㎛의 rPP를 배치한, 두께 40㎛의 3층 공압출의 무연신 폴리프로필렌(CPP) 필름을 이용한 것을 제외하고, 실시례 1과 같은 방법으로 전지용 포장재(1)를 제작했다.
(비교례 2)
열융착성 수지층(15)으로서, 두께 10㎛의 bPP를 중간층으로 하고, 이 중간층의 양면에 두께 35㎛의 rPP를 배치한, 두께 80㎛의 3층 공압출의 무연신 폴리프로필렌(CPP) 필름을 이용한 것을 제외하고, 실시례 1과 같은 방법으로 전지용 포장재(1)를 제작했다.
(비교례 3)
배리어층(11)으로서 두께 30㎛의 알루미늄박을 이용하고, 기재층(13)으로서 두께 9㎛의 2축연신 6나일론 필름을 이용하고, 제1 접착제층(12)의 두께를 2㎛로 하고, 열융착성 수지층(15)로서 두께 35㎛의 bPP의 단층 필름을 이용한 것을 제외하고, 실시례 1과 같은 방법으로 전지용 포장재(1)를 제작했다.
(비교례 4)
배리어층(11)으로서 두께 30㎛의 알루미늄박을 이용하고, 기재층(13)으로서 두께 6㎛의 2축연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 이용하고, 제1 접착제층(12)의 두께를 2㎛로 하고, 제2 접착재층(14)의 두께를 1㎛로 하고, 열융착성 수지층(15)으로서, 두께 14㎛의 bPP를 중간층으로 하고, 이 중간층의 양면에 두께 3㎛의 rPP를 배치한, 두께 20㎛의 3층 공압출의 무연신 폴리프로필렌(CPP) 필름을 이용한 것을 제외하고, 실시례 1과 같은 방법으로 전지용 포장재(1)를 제작했다.
표 1에, 각 예의 전지용 포장재의 적층 형태의 층 구성, 총두께, 열융착성 수지층의 층 구성, 두께, 및 활제 농도를 표시한다.
또한, 제작한 전지용 포장재에 관해, 이하의 항목을 시험 또는 측정했다. 이들의 결과를 표 1에 표시한다.
(열융착성 수지층 표면의 활제의 존재량)
전지용 포장재를 10cm×10cm로 재단하여 시험재로 했다. 이 시험재를, 열융착성 수지층이 내측이 되도록 2개로 접어 5cm×10cm로 하고, 5cm의 2변을 PET 필름을 통하여 열융착성 수지층상으로부터 실 하여 봉투(袋體)를 제작했다. 이 봉투 내에 아세톤 1㎖을 넣고 봉투의 내면과 아세톤이 밀착시킨 상태에서 3분(分) 방치한 후에, 봉투로부터 아세톤과 활제를 포함하는 액을 발취했다.
발취한 액을 가스 크로마토그래피 장치에 걸어, 검출 데이터로부터 검량선법에 의해 액중에 포함되는 활제량을 구하여, 표면에 존재하는 활제량을 계산했다.
(10% 연신시의 응력치)
각 예의 열융착성 수지층을 구성하는 단층 또는 복층의 필름을 각 예의 두께로 제작하고,
시험편을 절출하여 TD 방향 및 MD 방향의 2방향의 10% 연신시의 응력치를 측정했다. 상기 시험편은 길이 50㎜×폭 15㎜로 하고, TD 방향 또는 MD 방향이 긴변(長手) 방향이 되도록 2종류를 제작했다.
그리고, 만능 재료 시험기 텐시론 RTG-1210을 이용하여, 시험편을 긴변 방향으로 이동 속도 100㎜/min의 인장 조건으로 파단할 때까지 인장 시험을 행하여 SS 곡선을 작성했다. 상기 SS 곡선에서 5㎜ 늘어난 때의 응력치를 10% 연신시(延伸時)의 응력치로 했다.
(10% 연신시의 응력치와 두께의 곱(積))
상기한 인장 시험에서 얻은 열융착성 수지층의 10% 연신시의 응력치와 두께의 곱을 계산에 의해 구했다.
(외층의 파단 강도)
실시례 13을 제외한 각 예는 기재층(13)을 구성하는 필름, 실시례 13은 기재 보호층(30)을 도공(塗工)한 기재층(13)을 구성하는 필름으로부터, 각각 길이 50㎜×폭 15㎜의 시험편을 절출했다. 그리고, 시마즈 제작소제 스트로그라프(AGS-5kNX)를 이용하여, JIS K7127-1999에 준거하여, 상기 시험편을 긴변 방향으로 이동 속도 200㎜/min의 인장 조건으로 파단할 때까지 인장 시험을 행함으로써 파단 강도를 측정했다.
(컬)
JIS K7127-1999에 의거하여, 전지용 포장재를 도 4에 도시하는 형상의 시험편(60)을 제작하고, 만능 재료 시험기 텐시론RTG-1210을 이용하여, 이동 속도 100㎜/min로 3㎜ 인장한 후의 변형에 관해, 컬의 방향 및 컬의 크기를 관찰했다.
도 5에 도시하는 바와 같이, 시험편(60)의 장축 방향의 양단과 중앙을 연결한 직선(A)와 시험 전의 시험편(60)의 수평 라인(B)가 이루는 협각(狹角)(α)에 관해, 외층측으로 휘어짐이 있는 경우를 +α, 내층측으로 휘어짐이 있는 경우를 -α로 한다. 그리고, 아래와 같은 기준으로 휘어짐의 크기를 평가했다.
◎: ―20°≤α<10°
○: -40°≤α<-20°, 10°≤α≤20°
×: α<-40°, 20°<α
휘어짐의 방향에 의해 평가 기준이 다른 것은 이하의 이유에 의한다.
도 3 및 도 6에 도시하는 바와 같이, 오목부(52)를 형성하는 성형을 행한 경우, 내층측(부측)으로 휜 플랜지부(53)는 본체(51)의 자중에 의해 휘어짐이 개선된다(휘어짐이 작아진다). 이 때문에, 전지 케이스(50)의 본체(51)의 플랜지부(53)의 휘어짐은, 시험편(60)의 휘어짐의 크기에 휘어짐의 방향을 가미한 쪽이 정확하게 평가할 수 있다.
(성형성)
제작한 전지용 포장재를 100㎜×150㎜로 절단하여 성형용 소재로 했다. 그리고, 다이스, 펀치, 블랭크 홀더를 구비한 디프드로잉 금형을 서보 프레스기에 부착하고, 세로 33㎜×가로 54㎜×깊이 D의 직방체 형상으로 디프드로잉 성형을 행했다. 상기 디프드로잉 성형은 펀치의 천면(天面)을 성형용 소재의 열융착성 수지층에 접촉시키고 외층을 외측으로 돌출시키는 양태로 행하고, 성형 깊이(D)를 0.5㎜ 단위로 바꾸어서 성형을 행했다.
그리고, 성형품의 코너부를 관찰하고, 핀 홀 및 균열이 전혀 발생하지 않는 양호한 성형을 행할 수가 있는 최대 성형 깊이(㎜)를 조사하고, 하기 판정 기준에 의거하여 성형성을 평가했다.
◎: 7㎜ 이상
○: 5㎜ 이상 7㎜ 미만
×: 5㎜ 미만
[표 1]
Figure pat00001
표 1로부터, 실시례의 전지용 포장재는 인장 후의 컬의 발생이 억제되고, 또한 성형성도 양호한 것을 확인할 수 있었다.
본원은, 2021년 10월 27일에 출원된 일본 특허출원의 특원2021-175255호, 및 2022년 9월 20일에 출원된 일본 특허출원의 특원2022-148950호의 우선권 주장을 수반하는 것이고, 그 개시 내용은 그대로 본원의 일부를 구성하는 것이다.
여기에 이용된 용어 및 표현은, 설명을 위해 이용된 것이고 한정적으로 해석하기 위해 이용된 것이 아니고, 여기에 나타나면서 진술된 특징 사항의 어떤 균등물도 배제하는 것이 아니고, 본 발명의 클레임된 범위 내에서의 각종 변형도 허용하는 것이라고 인식되어야 할 것이다.
본 발명의 전지용 포장재는, 차량탑재용, 정치형, 노트 퍼스널 컴퓨터용, 휴대 전화용, 카메라용의 2차 전지 등의 케이스 재료로서 알맞게 이용할 수 있다.
1, 2, 3, 4: 전지용 포장재
11: 배리어층
12: 제1 접착제층
13: 기재층(외층)
14: 제2 접착제층
15: 열융착성 수지층
21: 제1 기재층
22: 제2 기재층
23: 접착제층
24, 25, 26: 외층
30: 기재 보호층

Claims (5)

  1. 기재층을 포함하는 외층, 중간층으로서의 배리어층, 최내층으로서의 열융착성 수지층을 갖는 적층체이고,
    상기 적층체의 총두께가 60㎛∼220㎛이고,
    상기 배리어층이 금속박으로 구성되고,
    상기 열융착성 수지층의 10% 연신시의 응력치와 두께의 곱이 1200㎩·m 이상인 것을 특징으로 하는 전지용 포장재.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열융착성 수지층의 10% 연신시의 응력치가 14㎫∼35㎫인 것을 특징으로 하는 전지용 포장재.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 열융착성 수지층의 두께가 20㎛∼120㎛인 것을 특징으로 하는 전지용 포장재.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 외층의 파단 강도가 20㎫∼160㎫인 것을 특징으로 하는 전지용 포장재.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 열융착성 수지층의 표면에 1㎎/㎡∼10㎎/㎡의 활제가 존재하는 것을 특징으로 하는 전지용 포장재.
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