TW201508974A - 電池用包裝材、電池用容器及電池 - Google Patents
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Abstract
一種電池用包裝材,其是依序積層外層側樹脂膜層(11)、外層側接著劑層(12)、金屬箔層(13)、內層側接著劑層(14)及熱密封層(15)而成。外層側接著劑層(12)由含有多元醇成分(A)與聚異氰酸酯成分(B)的聚胺基甲酸酯接著劑形成。多元醇成分(A)包含特定數量平均分子量的聚酯多元醇(A1),所述聚酯多元醇(A1)包含:在多元酸成分100莫耳%中含有特定量的芳香族多元酸成分的多元酸成分、與多元醇成分。外層側接著劑層(12)在伸長率為100%時顯示出特定的拉伸應力。
Description
本發明是有關於一種經由外層側接著劑層(12)而將外層側樹脂膜層(11)與金屬箔層(13)積層而成的電池用包裝材。進而,本發明是有關於一種以外層側樹脂膜層(11)位元於外層的方式將所述電池用包裝材成型所得的電池用容器,以及使用所述電池用容器而成的電池。
由於行動電話、可攜式個人電腦等電子設備的急速成長,輕量且小型的鋰離子電池等二次電池的需求增大。作為二次電池的封裝體,之前使用金屬製罐,但就輕量化或生產性的觀點而言,將塑膠膜或金屬箔等積層而成的包裝材正成為主流。
作為最簡單的包裝材,可列舉如圖1這樣的自外層側起依序包括外層側樹脂膜層(11)、外層側接著劑層(12)、金屬箔層(13)、內層側接著劑層(14)及熱密封層(15)的積層體。電池用容器如圖2所示,是以外層側樹脂膜層(11)構成凸面、熱密封層(15)構成凹面的方式將所述包裝材成型(深拉伸(deep drawing)成型加工、突出成型加工等)而成。並且,通過在電池用容器的凹面側封入電極或電解液等進行密封而製造電池。
作為電池用包裝材,揭示有一種電池用容器用包材,其
包含:作為外層側的耐熱性樹脂延伸膜層、作為內層側的熱塑性樹脂未延伸膜層、及配設於這兩個膜之間的鋁箔層,並且所述電池用容器用包材可通過在熱塑性樹脂未延伸膜層與鋁箔層之間設置特定的接著劑層並使其接著,而提供成型性優異的電池殼體用包材(專利文獻1:日本專利特開2010-92703)。
而且,作為電池用包裝材,揭示有一種電池用封裝體,
其是至少依序積層基材層、鋁箔層及熱接著性樹脂層而成,所述電池用封裝體具有特定範圍的環剛度(loop stiffness),使用厚度80μm以上的經退火處理的鋁作為鋁箔層,而獲得成型性優異的封裝材,並且可由所述封裝材提供確保了安全性能的鋰離子電池(專利文獻2:日本專利特開2008-251342)。
此外,揭示有如下內容:用以包裝洗髮劑等非食品的積
層體形成用的接著劑含有包含5重量%~50重量%的玻璃化轉變溫度為40℃以上的聚酯多元醇、及95重量%~50重量%的玻璃化轉變溫度不足40℃的聚酯多元醇的混合物(專利文獻3:日本專利特開2001-322221)。
進而,揭示有一種鋰電池封裝材,其是在基材層的其中
一個面依序積層第1接著層、金屬箔層、防腐蝕處理層、第2接著層及密封劑(sealant)層而成,且所述鋰電池封裝材在延伸後,所述基材層與所述金屬箔層之間的密接力顯示出特定的值(專利文獻4、專利文獻5:日本專利特開2013-101763、WO2013/069566)。
關於電池,近年來,隨著車載或家庭蓄電等用途擴大而謀求二次電池的大容量化,對於用作封裝體的電池用包裝材而言,正在謀求成型性的改良。而且,用於車載或家庭蓄電的二次電池設置於室外且要求長期的耐用年數,而謀求在長期耐久試驗後仍維持包裝材的各塑膠膜或金屬箔等的層間的接著強度,且外觀無異常。
本發明是鑒於所述背景而成,課題在於提供一種具有優異的成型性,即便在長期耐久性試驗後層間的接著強度也不會降低,且不存在層間的浮起等外觀不良的電池、電池用容器及電池用包裝材。
本發明者等人發現,通過使用硬化後伸長率為100%時的拉伸應力為100kg/cm2以上、500kg/cm2以下的接著劑,可解決所述課題。
即,本發明是有關於一種電池用包裝材,其是依序積層外層側樹脂膜層(11)、外層側接著劑層(12)、金屬箔層(13)、內層側接著劑層(14)及熱密封(heat seal)層(15)所得的電池用包裝材,其特徵在於:所述外層側接著劑層(12)由包含主劑與硬化劑的聚胺基甲酸酯(polyurethane)接著劑形成,且是伸長率為100%時的拉伸應力為100kg/cm2以上、500kg/cm2以下的接著劑層,所述主劑含有多元醇(polyol)成分(A),所述硬化劑含有聚異氰酸酯(polyisocyanate)成分(B)。
本發明的電池用包裝材的形成中所用的所述聚胺基甲酸酯接著劑中,多元醇成分(A)含有聚酯多元醇(polyester polyol)(A1),所述聚酯多元醇(A1)是包含多元酸成分與多元醇(polyalcohol)成分的數量平均分子量為5,000~50,000的聚酯多元醇,且在所述多元酸成分100莫耳%中,含有45莫耳%~95莫耳%的芳香族多元酸成分。
本發明的電池用包裝材的形成中所用的聚胺基甲酸酯接著劑優選為進而含有可與羧基反應的化合物(C)。
而且,本發明是有關於一種電池用容器,其是由所述電池用包裝材進行成型所得的電池用容器,且外層側樹脂膜層(11)構成凸面,熱密封層(15)構成凹面。
進而,本發明是有關於一種電池,其是使用所述電池用容器而成。
本發明可提供一種電池用包裝材,其是依序積層外層側樹脂膜層(11)、外層側接著劑層(12)、金屬箔層(13)、內層側接著劑層(14)及熱密封層(15)而成,通過使用硬化後伸長率為100%時的拉伸應力為100kg/cm2以上、500kg/cm2以下的接著劑來形成外層側接著劑層(12),使層間的接著強度優異,可防止成型時膜的斷裂,有效防止成型部所產生的浮起,而且耐久性試驗後仍可維持所述性能。藉由使用所述電池用包裝材所得的電池用容器,可提供可靠性優異的電池。
11‧‧‧外層側樹脂膜層
12‧‧‧外層側接著劑層
13‧‧‧金屬箔層
14‧‧‧內層側接著劑層
15‧‧‧熱密封層
圖1是本發明的電池用包裝材的示意剖面圖。
圖2是本發明的電池用容器的一形態(托盤狀)的示意立體圖。
以下,對本發明的實施形態加以詳細說明。此外,本說明書中,「任意的數A~任意的數B」的記載是指數A及大於數A的範圍、且數B及小於數B的範圍。
如圖1所示,本發明的電池用包裝材是依序積層外層側樹脂膜層(11)、外層側接著劑層(12)、金屬箔層(13)、內層側接著劑層(14)及熱密封層(15)所得的電池用包裝材。外層側接著劑層(12)是通過對由聚胺基甲酸酯接著劑所形成的層進行熱硬化而得,且起到將外層側樹脂膜層(11)與金屬箔層(13)積層(貼合)的作用。外層側接著劑層(12)(以下也簡稱為「接著劑層(12)」)在伸長率為100%時的拉伸應力為100kg/cm2(9.8MPa)以上、500kg/cm2(49MPa)以下。
本發明的電池用容器是使用本發明的電池用包裝材而形成的電池用容器,其形態並無特別限制。作為優選例,可列舉圖2所示的托盤狀的電池用容器。此例中,在托盤的內部、即形成用以收容電極或電解質等的空間的凹面側,配置熱密封層(15),在托盤的外側、即凸面側,配置外層側樹脂膜層(11)。除托盤狀以外,還可例示筒狀(圓筒、四方筒、橢圓筒等)的電池用容器。所述電池用容器通常是對扁平狀態的電池用包裝材進行成型加工而得。電池用容器的內側、即與電解液等接觸的面為熱密封層(15)。使凸緣部的熱密封層(15)、與構成其他電池用
包裝材的熱密封層(15)或其他電池用容器的凸緣部的熱密封層(15)對向、接觸,並進行加熱,由此使熱密封層(15)彼此融接,而封入電解液或電極等電池構件。
電池用容器中,通常以金屬箔層(13)為界,將靠近電解液之側稱為「內側」、「內層」,將遠側稱為「外側」、「外層」。因此,在形成電池用容器的既定電池用包裝材中,也以金屬箔層(13)為界,將位置靠近電解液的既定之側稱為「內側」、「內層」,將位置遠離的既定之側稱為「外側」、「外層」。
所述聚胺基甲酸酯接著劑中使用主劑與硬化劑。可為在使用時將主劑與硬化劑混合的所謂二液混合型接著劑,也可為將主劑與硬化劑預先混合的一液型接著劑。進而,也可為在使用時將多種主劑及/或多種硬化劑混合的類型。
所述聚胺基甲酸酯接著劑含有主劑與硬化劑,所述主劑含有多元醇成分(A),所述硬化劑含有聚異氰酸酯成分(B)。以使用聚胺基甲酸酯接著劑所形成的硬化後的接著劑層(12)在伸長率為100%時的拉伸應力成為100kg/cm2以上、500kg/cm2以下的方式,對聚胺基甲酸酯接著劑的主劑成分的組成、硬化劑成分的組成、各成分的調配比例等進行適當調整。
硬化後的接著劑層(12)在伸長率為100%時的拉伸應力優選為150kg/cm2以上、400kg/cm2以下,更優選為200kg/cm2以上、350kg/cm2以下。再者,所謂「硬化」,是指聚胺基甲酸酯接著劑的主劑與硬化劑在熱作用下交聯而使接著劑層發生硬化,可通過在塗覆聚胺基甲酸酯接著劑後進行熱處理而獲得硬化物。
若硬化後的接著劑層(12)在伸長率為100%時的拉伸
應力不足100kg/cm2,則有在電池用包裝材的成型時,金屬箔層斷裂或在外層側樹脂膜層(11)與金屬箔層(13)之間產生浮起的傾向。另一方面,若硬化後的接著劑層(12)在伸長率為100%時的拉伸應力超過500kg/cm2,則有外層側樹脂膜層(11)與金屬箔層(13)之間的層壓強度變弱的傾向。
硬化後的接著劑層(12)在伸長率為100%時的拉伸應
力通過以下方法進行測定。在脫模紙上,以乾燥膜厚成為約50μm的方式塗布聚胺基甲酸酯接著劑,使溶劑揮發後,在60℃下老化一周,之後自脫模紙將接著劑層剝離而獲得試樣。將試樣切成寬度5mm、長度6cm的試樣片,以夾具(chuck)間距離成為2cm的方式將該試樣片保持在特斯龍(TESTRON)型拉伸試驗器上,在20℃的環境下,以60mm/分鐘的拉伸速度進行拉伸試驗,根據夾具間距離成為4cm時的伸長應力F(g),利用下述計算式來計算伸長率為100%時的拉伸應力。
伸長率為100%時的拉伸應力(kg/cm2)=20×F(g)/S(μm)S(μm)=試樣片的實測膜厚
主劑中所含有的多元醇成分(A)含有下述聚酯多元醇(A1)。
聚酯多元醇(A1)是含有多元酸成分與多元醇成分的數量平均分子量為5,000~50,000的聚酯多元醇,且在所述多元酸成分100莫耳%中,含有45莫耳%~95莫耳%的芳香族多元酸成分。
作為聚酯多元醇(A1),可列舉使多元酸成分與多元醇
成分反應而得的聚酯多元醇。
作為多元酸成分,例如可列舉:間苯二甲酸、對苯二甲
酸、萘二甲酸、鄰苯二甲酸酐、己二酸、壬二酸、癸二酸、丁二酸、戊二酸、四氫鄰苯二甲酸酐、六氫鄰苯二甲酸酐、順丁烯二酸酐、衣康酸酐及其酯化合物等。這些可單獨使用或併用兩種以上。
作為多元醇成分,例如可列舉:乙二醇、二乙二醇、三
乙二醇、丙二醇、二丙二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、1,4-丁二醇、1,4-環己烷二甲醇、三羥甲基丙烷、甘油、1,9-壬二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、聚醚多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚烯烴多元醇、丙烯酸多元醇、聚胺基甲酸酯多元醇等。這些可單獨使用或併用兩種以上。
而且,還可列舉使所述聚酯多元醇進而與例如鄰苯二甲
酸、偏苯三甲酸、均苯四甲酸等多元酸及其酸酐進行反應而得且分子中(分子內部或分子末端)具有羧基的聚酯多元醇作為聚酯多元醇(A1)的一種。
進而,還可列舉使所述聚酯多元醇與例如2,4-甲苯二異
氰酸酯、2,6-甲苯二異氰酸酯、伸二甲苯基二異氰酸酯、二苯甲烷二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、1,5-萘二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、氫化二苯甲烷二異氰酸酯等聚異氰酸酯反應所得的聚酯聚胺基甲酸酯多元醇(polyester polyurethane polyol)作為聚酯多元醇(A1)的一種。
聚酯多元醇(A1)的數量平均分子量為5,000~50,000,
優選為8,000~35,000,進而更優選為8,000~25,000。而且,在作
為構成成分的多元酸成分100莫耳%中,芳香族多元酸成分的含量為45莫耳%~95莫耳%,優選為55莫耳%~85莫耳%。通過將此種聚酯多元醇用於主劑中,可進一步提高外層側樹脂膜層(11)與金屬箔層(13)的層間的接著強度,並且可獲得成型性更良好的電池用包裝材。
在使用兩種以上的聚酯多元醇(A1)的情況下,將所有
聚酯多元醇成分中的多元酸成分100莫耳%中的芳香族多元酸成分設為45莫耳%~95莫耳%,更優選設為55莫耳%~85莫耳%,由此可進一步提高外層側樹脂膜層(11)與金屬箔層(13)的層間的接著強度,並且可獲得成型性更良好的電池用包裝材。
若聚酯多元醇(A1)的數量平均分子量不足5,000,或
者芳香族多元酸成分不足45莫耳%,則有成型性降低的傾向。而且,若數量平均分子量超過50,000,則有對稀釋溶劑的溶解性不足、接著劑塗覆時的黏度變高、塗覆性不足的可能。此外,若多元酸成分超過95莫耳%,則有時外層側樹脂膜層(11)與金屬箔層(13)的層間的接著強度變小。
聚酯多元醇的數量平均分子量是利用凝膠滲透層析法
(gel permeation chromatography,GPC)所得的聚苯乙烯換算的值。例如在機型:索德克斯(Shodex)(昭和電工公司製造),管柱:KF-805L、KF-803L及KF-802(昭和電工公司製造)的條件下,將管柱的溫度設為40℃,使用四氫呋喃(tetrahydrofuran,THF)作為洗脫液,將流速設為0.2mL/分鐘,將檢測設為折射率(Refractive Index,RI)檢測,將試樣濃度設為0.02%,並且使用聚苯乙烯作為標準試樣而進行測定。本發明的數量平均分子量是
記載利用上述方法而測定的值。
作為主劑中所含的多元醇成分(A),除所述聚酯多元醇
(A1)以外,例如還可在不會對接著強度或成型性造成不良影響的範圍內,併用未分類為所述(A1)的聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚烯烴多元醇、丙烯酸多元醇等分子量比較大的多元醇,或者乙二醇或三羥甲基丙烷等分子量比較小的多元醇等。
硬化劑中所含的聚異氰酸酯成分(B)例如可列舉:三亞甲基二異氰酸酯、四亞甲基二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、1,2-丙二異氰酸酯(1,2-propylene diisocyanate)、1,2-丁二異氰酸酯、2,3-丁二異氰酸酯、1,3-丁二異氰酸酯、2,4,4-三甲基六亞甲基二異氰酸酯或2,2,4-三甲基六亞甲基二異氰酸酯、2,6-二異氰酸酯己酸甲酯(2,6-diisocyanate methyl caproate)等脂肪族二異氰酸酯;1,4-環己烷二異氰酸酯、1,3-環己烷二異氰酸酯、3-異氰酸甲酯-3,5,5-三甲基環己基異氰酸酯、4,4'-亞甲基雙(環己基異氰酸酯)、2,4-環己烷二異氰酸甲酯、2,6-環己烷二異氰酸甲酯、1,4-雙(異氰酸基甲基)環己烷、1,3-雙(異氰酸基甲基)環己烷等脂環式二異氰酸酯;間苯二異氰酸酯、對苯二異氰酸酯、4,4'-二苯基二異氰酸酯、1,5-萘二異氰酸酯、4,4'-二苯基甲烷二異氰酸酯、2,4-甲苯二異氰酸酯或2,6-甲苯二異氰酸酯或者其混合物、4,4'-甲苯胺二異氰酸酯、二甲氧基苯胺二異氰酸酯(dianisidine diisocyanate)、4,4'-二苯醚二異氰酸酯等芳香族二異氰酸酯;1,3-伸二甲苯基二異氰酸酯或1,4-伸二甲苯基二異氰酸酯或
者其混合物、ω,ω'-二異氰酸酯-1,4-二乙基苯、1,3-雙(1-異氰酸基-1-甲基乙基)苯或1,4-雙(1-異氰酸酯-1-甲基乙基)苯或者其混合物等芳香脂肪族二異氰酸酯;三苯基甲烷-4,4',4"-三異氰酸酯、1,3,5-三異氰酸基苯、2,4,6-三異氰酸基甲苯等有機三異氰酸酯;4,4'-二苯基二甲基甲烷-2,2'-5,5'-四異氰酸酯等有機四異氰酸酯等聚異氰酸酯單體;由上述聚異氰酸酯單體衍生的二聚體、三聚體、縮二脲(biuret)、脲基甲酸酯(allophanate);由二氧化碳與上述聚異氰酸酯單體所得的具有2,4,6-噁二嗪三酮(2,4,6-oxadiazinetrione)環的聚異氰酸酯。
此外,列舉出使以下所示的多種二醇成分與上述聚異氰酸酯單體加成所得的加成物。作為用於形成加成物的二醇成分,例如可列舉:乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、新戊二醇、1,6-己二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、3,3'-二羥甲基丙烷、環己烷二甲醇、二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇、甘油、三羥甲基丙烷、季戊四醇、山梨糖醇等分子量不足200的低分子多元醇等,或者分子量為200~20,000的聚酯多元醇、聚醚酯多元醇、聚酯醯胺多元醇、聚己內酯多元醇、聚戊內酯多元醇、丙烯酸多元醇、聚碳酸酯多元醇、多羥基烷烴、蓖麻油、聚胺基甲酸酯多元醇等。
其中,就包裝材的生產性及成型性的觀點而言,更優選為由芳香族二異氰酸酯衍生出的芳香族系聚異氰酸酯。
關於本發明的聚胺基甲酸酯接著劑,硬化劑中所含的異氰酸基(isocyanate)相對於主劑中所含的多元醇成分(A)所具
有的羥基(hydroxyl group)與羧基(carboxyl group)的合計的當量比[NCO]/([OH]+[COOH])優選為10~20。即,相對於羥基與羧基的合計1莫耳,就成型性的觀點而言,異氰酸基優選為10莫耳以上,就硬化時間、衛生性、經濟性、及外層側樹脂膜層(11)與金屬箔層(13)之間的層壓強度的觀點而言,異氰酸基優選為20莫耳以下。
為了維持耐久性試驗後的接著強度、或抑制由膜的浮起
引起的外觀不良,本發明的聚胺基甲酸酯接著劑可進而含有可與羧基反應的化合物(C)。可與羧基反應的化合物(C)可含有於主劑中,也可含有於硬化劑中,而且也可在使主劑與硬化劑混合時添加。
可與羧基反應的化合物(C)優選為分子內具有縮水甘
油基(glycidyl group)的化合物、具有碳二醯亞胺(carbodiimide)基的化合物、或具有噁唑啉基的化合物,這些中,特別優選為分子內具有縮水甘油基的化合物、或具有碳二醯亞胺基的化合物。
通過使用可與羧基反應的化合物(C),使其在長期耐久
性試驗中與接著劑層(12)中的酯鍵分解而產生的羧酸反應,可抑制由接著劑層(12)的分子量降低引起的凝聚力的降低,抑制接著強度的降低或外觀不良的產生。
相對於多元醇成分(A)100重量份,可與羧基反應的
化合物(C)優選為含有1重量份~100重量份,更優選為含有5重量份~50重量份。
作為分子內具有縮水甘油基的化合物,可列舉:雙酚
(bisphenol)A型環氧(epoxy)樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚
S型環氧樹脂、溴化雙酚A型環氧樹脂、氫化雙酚A型環氧樹脂、聯苯酚型環氧樹脂、聯二甲苯酚型環氧樹脂、苯酚酚醛清漆型環氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環氧樹脂、溴化苯酚酚醛清漆型環氧樹脂、雙酚A的酚醛清漆型環氧樹脂、三羥基苯基甲烷型環氧樹脂、四酚基乙烷型環氧樹脂、含萘骨架的苯酚酚醛清漆型環氧樹脂、含雙環戊二烯骨架的苯酚酚醛清漆型環氧樹脂等縮水甘油醚化合物;對苯二甲酸二縮水甘油酯等縮水甘油酯化合物;大賽璐化學工業公司製造的EHPE-3150等脂環式環氧樹脂;異氰脲酸三縮水甘油酯等雜環式環氧樹脂;N,N,N',N'-四縮水甘油基間二甲苯二胺等縮水甘油胺類或(甲基)丙烯酸縮水甘油酯與具有乙烯性不飽和雙鍵的化合物的共聚物等。這些可單獨使用,也可併用兩種以上。
作為分子內具有縮水甘油基的化合物,優選為雙酚型環
氧化合物,且優選為數量平均分子量為400~5000的雙酚型環氧樹脂。若含有數量平均分子量小於400的環氧樹脂,則接著劑層(12)變得過於柔軟,可能會有損耐久性。若環氧樹脂的數量平均分子量大於5000,則與聚酯多元醇的相溶性降低,可能會產生外觀不良。
作為分子內具有碳二醯亞胺基的化合物,可列舉:N,N'-
二-鄰甲苯甲醯基碳二醯亞胺、N,N'-二苯基碳二醯亞胺、N,N'-二-2,6-二甲基苯基碳二醯亞胺、N,N'-雙(2,6-二異丙基苯基)碳二醯亞胺、N,N'-二-辛基癸基碳二醯亞胺、N-甲苯甲醯基-N'-環己基碳二醯亞胺,N,N'-二-2,2-二-第三丁基苯基碳二醯亞胺、N-甲苯甲醯基-N'-苯基碳二醯亞胺、N,N'-二-對硝基苯基碳二醯亞胺、N,N'-二-對胺基苯基碳二醯亞胺、N,N'-二-對羥基苯基碳二醯亞胺、N,N'-
二-環己基碳二醯亞胺、及N,N'-二-對甲苯甲醯基碳二醯亞胺等。
作為分子內具有噁唑啉基的化合物,可列舉:2-噁唑
啉、2-甲基-2-噁唑啉、2-苯基-2-噁唑啉、2,5-二甲基-2-噁唑啉、2,4-二苯基-2-噁唑啉等單噁唑啉化合物,2,2'-(1,3-伸苯基)-雙(2-噁唑啉)、2,2'-(1,2-伸乙基)-雙(2-噁唑啉)、2,2'-(1,4-伸丁基)-雙(2-噁唑啉)、2,2'-(1,4-伸苯基)-雙(2-噁唑啉)等。
除此以外,本發明的聚胺基甲酸酯接著劑中,作為接著劑用途,可將公知的添加劑調配於主劑或硬化劑中。
例如,可使用反應促進劑。
作為反應促進劑,例如可列舉:二乙酸二丁基錫、二月桂酸二丁基錫、二月桂酸二辛基錫、二順丁烯二酸二丁基錫等金屬系催化劑;1,8-二氮雜雙環[5.4.0]十一烯-7、1,5-二氮雜雙環[4.3.0]壬烯-5、6-二丁基胺基-1,8-二氮雜雙環[5.4.0]十一烯-7等三級胺;三乙醇胺之類的反應性三級胺等,可使用選自這些的組群中的一種或兩種以上的反應促進劑。
就提高對金屬箔等金屬系原材料的接著強度的觀點而言,可使用矽烷偶合劑。作為矽烷偶合劑,例如可列舉:乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷等具有乙烯基的三烷氧基矽烷,3-胺基丙基三乙氧基矽烷、N-(2-胺基乙基)3-胺基丙基三甲氧基矽烷等具有胺基的三烷氧基矽烷;3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷、2-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基三乙氧基矽烷等具有縮水甘油基的三烷氧基矽烷。這些可分別單獨使用,或者任意組合兩種以上來使用。
相對於多元醇成分(A)的固體成分100重量份,矽烷
偶合劑的添加量優選為0.1重量份~5重量份、更優選為0.5重量份~3重量份。通過添加上述範圍的矽烷偶合劑,可提高對金屬箔的接著強度。
同樣地,就提高對金屬箔等金屬系原材料的接著強度的
觀點而言,可使用磷酸或磷酸衍生物。在磷酸或其衍生物內,作為磷酸,只要具有至少1個遊離的含氧酸即可,例如可列舉次磷酸(hypophosphorus acid)、亞磷酸、正磷酸(orthophosphoric acid)、低磷酸(hypophosphoric acid)等磷酸類,偏磷酸、焦磷酸、三聚磷酸、多磷酸、超磷酸(ultraphosphoric acid)等縮合磷酸類。而且,作為磷酸的衍生物,可列舉在殘留至少1個遊離的含氧酸的狀態下,使所述磷酸與醇類進行部分酯化所得的磷酸的衍生物。
作為所述醇,可列舉:甲醇、乙醇、乙二醇、甘油等脂肪族醇,苯酚、二甲苯酚、對苯二酚、鄰苯二酚、間苯三酚(phloroglucinol)等芳香族醇等。磷酸或其衍生物也可組合使用兩種以上。以接著劑的固體成分為基準,磷酸或其衍生物的添加量優選為0.01重量%~10重量%,更優選為0.05重量%~5重量%,特別優選為0.05重量%~1重量%。
還可以改善層壓外觀為目的,將公知的流平劑或消泡劑
調配於主劑中。作為流平劑,例如可列舉:聚醚改性聚二甲基矽氧烷、聚酯改性聚二甲基矽氧烷、芳烷基改性聚甲基烷基矽氧烷、聚酯改性含羥基的聚二甲基矽氧烷、聚醚酯改性含羥基的聚二甲基矽氧烷、丙烯酸系共聚物、甲基丙烯酸系共聚物、聚醚改性聚甲基烷基矽氧烷、丙烯酸烷基脂共聚物、甲基丙烯酸烷基脂共聚物、卵磷脂(lecithin)等。
作為消泡劑,可列舉:矽酮樹脂、矽酮溶液、烷基乙烯
基醚與丙烯酸烷基脂與甲基丙烯酸烷基脂的共聚物等公知的消泡劑。
本發明的電池用包裝材例如可利用通常所用的方法來
製造。
例如,使用本發明的聚胺基甲酸酯接著劑將外層側樹脂
膜層(11)與金屬箔層(13)積層,而獲得中間積層體。繼而,可使用內層側接著劑(14)將熱密封層(15)積層於中間積層體的金屬箔層(13)的面上。
或者,使用內層側接著劑(14)將金屬箔層(13)與熱
密封層(15)積層,而獲得中間積層體。繼而,可使用本發明的聚胺基甲酸酯接著劑,將中間積層體的金屬箔層(13)與外層側樹脂膜層(11)積層。
在前一種情形時,只要將本發明的聚胺基甲酸酯接著劑
塗布於外層側樹脂膜層(11)或者金屬箔層(13)的任一層的基材的單面,使溶劑揮發後,在加熱加壓下將另一基材重合於接著劑層(12),繼而,在常溫或者加熱下進行老化,而使接著劑層(12)硬化即可。接著劑層的量優選為1g/m2~15g/m2左右。
在後一種情形時也同樣地,只要將本發明的聚胺基甲酸
酯接著劑塗布於外層側樹脂膜層(11)或者中間積層體的金屬箔層(13)的任一層的面上即可。
將聚胺基甲酸酯接著劑塗覆於基材時,為了將塗液調整
為適度的黏度,也可在乾燥步驟中不會對基材造成影響的範圍內含有溶劑。
作為溶劑,可列舉:丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、
環己酮等酮系化合物,乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乳酸乙酯、乙酸甲氧基乙酯等酯系化合物,二乙醚、乙二醇二甲醚等醚系化合物,甲苯、二甲苯等芳香族化合物,戊烷、己烷等脂肪族化合物,二氯甲烷、氯苯、氯仿等鹵化烴化合物,乙醇、異丙醇、正丁醇等醇類,水等。這些溶劑可單獨使用或併用兩種以上。
作為本發明中塗覆聚胺基甲酸酯接著劑的裝置,可列
舉:缺角輪塗布機、乾式層壓機、輥刀塗布機、模塗機、輥塗機、棒塗機、凹版輥塗布機、逆轉輥塗布機、刮板塗布機、凹版塗布機、微型凹版塗布機等。
構成本發明的電池用包裝材的外層側樹脂膜層(11)並
無特別限定,優選為使用包含聚醯胺膜(polyamide film)或聚酯膜(polyester film)的延伸膜。而且,也可利用碳黑或氧化鈦等顏料進行著色。此外,也可塗佈防刮傷塗布劑等塗布劑或墨水等。
而且,也可事先積層兩層以上的膜。膜層的厚度並無特別限定,但優選為12μm~100μm。
構成本發明的電池用包裝材的金屬箔層(13)並無特別
限定,但優選為鋁箔層。膜層的厚度並無特別限定,但優選為20μm~80μm。而且,優選為利用磷酸鹽、鉻酸鹽、氟化物、三嗪硫醇化合物、異氰酸酯化合物等,對金屬箔表面進行表面處理,通過實施表面處理,可抑制因電池的電解液的影響而在金屬箔面的層間產生浮起。
構成本發明的電池用包裝材的熱密封層(15)並無特別
限定,優選為聚烯烴(polyolefin)系膜,優選為包含選自由聚乙
烯、聚丙烯、烯烴系共聚物、這些的酸改性物及離子聚合物(ionomer)所組成的組群中的至少一種熱塑性樹脂的未延伸膜。熱密封層的厚度並無特別限定,但優選為20μm~150μm。
形成構成本發明的電池用包裝材的內層側接著劑層(14)的接著劑並無特別限定,優選為金屬箔層(13)與熱密封層(15)的接著強度不會因電池的電解液而降低的接著劑,可使用公知的接著劑。
例如,可利用凹版塗布機等,將聚烯烴樹脂與多官能異氰酸酯組合而成的接著劑、或組合多元醇與多官能異氰酸酯而成的接著劑塗布於金屬箔層,使溶劑乾燥,在加熱加壓下使熱密封層(15)重合於內層側接著劑層(14),繼而,在常溫或加熱下進行老化而將金屬箔層(13)與熱密封層(15)貼合。
或者,可利用T模擠出機,將酸改性聚丙烯等接著劑熔融擠出至金屬箔層(13)上而形成內層側接著劑層(14),在內層側接著劑層(14)上層疊熱密封層(15),而將金屬箔層(13)與熱密封層(15)貼合。在外層側接著劑層(12)及內層側接著劑層(14)這兩層均需要進行老化時,可一併進行老化。
本發明的電池用容器可使用所述電池用包裝材,以外層側樹脂膜層(11)構成凸面、熱密封層(15)構成凹面的方式進行成型而得。
再者,本發明中所謂的「凹面」,是指在將扁平狀態的電池用包裝材進行成型加工而製成如圖2所示的托盤狀的情況下,具有內部可收容電解液的凹陷的面,且本發明中所謂的「凸面」,是指具有所述凹陷的面的自身背面(相反側的面、背面側的
面)。
[實施例1]
繼而,列舉實施例及比較例來對本發明進行更具體的說明。實施例及比較例中的%全部表示品質%。
(合成例1)
添加間苯二甲酸232.4g、乙二醇42.7g、新戊二醇71.8g、1,6-己二醇108.6g,在200℃~230℃下進行6小時酯化反應,在餾出規定量的水後,加入己二酸87.6g,進而進行6小時酯化反應。在餾出規定量的水後,添加鈦酸四異丁酯0.13g,緩緩進行減壓,在1.3hPa~2.6hPa、230℃~250℃下進行3小時酯交換反應,而獲得芳香族多元酸成分為70莫耳%、數量平均分子量為19,000的聚酯多元醇。
利用乙酸乙酯將所述聚酯多元醇調整為不揮發成分為50%,而獲得羥基值為2.85mgKOH/g、酸值為0.1mgKOH/g的聚酯多元醇溶液(1)。
再者,數量平均分子量是進行如下測定而得,且為標準聚苯乙烯換算的值,即,在Shodex(昭和電工公司製造),管柱:KF-805L、KF-803L及KF-802(昭和電工公司製造)的條件下,將管柱的溫度設為40℃,使用THF作為洗脫液,將流速設為0.2mL/分鐘,將檢測設為RI檢測,且將試樣濃度設為0.02%。
而且,酸值、羥基值如下所述而求出。
<酸值(AV)的測定>
在共栓三角燒瓶中精密量取試樣(聚酯多元醇溶液)約1g,加入甲苯/乙醇(容量比:甲苯/乙醇=2/1)混合液100mL加以溶
解。在其中加入酚酞試液作為指示劑,並保持30秒。之後,以0.1N醇性氫氧化鉀溶液進行滴定,直至溶液呈淡紅色為止。根據下式求出酸值(單位:mgKOH/g)。
酸值(mgKOH/g)=(5.611×a×F)/S
其中,S:試樣的採取量(g)
a:0.1N醇性氫氧化鉀溶液的消耗量(mL)
F:0.1N醇性氫氧化鉀溶液的滴定度
<羥基值(OHV)的測定>
在共栓三角燒瓶中,精密量取試樣(聚酯多元醇溶液)約1g,加入甲苯/乙醇(容量比:甲苯/乙醇=2/1)混合液100mL加以溶解。進而,準確加入乙醯化劑(在吡啶中溶解乙酸酐25g,製成容量為100mL的溶液)5mL,並攪拌約1小時。在其中加入酚酞試液作為指示劑,並持續30秒。之後,以0.1N醇性氫氧化鉀溶液進行滴定,直至溶液呈淡紅色為止。
根據下式求出羥基值(單位:mgKOH/g)。
羥基值(mgKOH/g)=[{(b-a)×F×5.611}/S]+D
其中,S:試樣的採取量(g)
a:0.1N醇性氫氧化鉀溶液的消耗量(mL)
b:空白實驗的0.1N醇性氫氧化鉀溶液的消耗量(mL)
F:0.1N醇性氫氧化鉀溶液的滴定度
D:酸值(mgKOH/g)
(合成例2)
添加間苯二甲酸232.4g、乙二醇42.7g、新戊二醇71.8g、1,6-己二醇108.6g,在200℃~230℃下進行6小時酯化反應,在餾出規定量的水後,加入己二酸87.6g,進而進行6小時酯化反應。在餾出規定量的水後,添加鈦酸四異丁酯0.13g,緩緩進行減壓,在1.3hPa~2.6hPa、230℃~250℃下進行3小時酯交換反應,而獲得聚酯多元醇。
為了使所得的所述聚酯多元醇的羥基的約90%與均苯四甲酸酐反應,相對於所述聚酯多元醇的總量而添加均苯四甲酸酐7.7g,在180℃下使其反應約2小時。使用液體層析儀來確認反應系統中未殘留未反應的均苯四甲酸酐,而獲得芳香族多元酸成分為70莫耳%、數量平均分子量為20,000的經均苯四甲酸酐改性的聚酯多元醇。
利用乙酸乙酯,將經均苯四甲酸酐改性的聚酯多元醇調整為不揮發成分為50%,而獲得羥基值為0.41mgKOH/g、酸值為2.40mgKOH/g的聚酯多元醇溶液(2)。
(合成例3)
添加間苯二甲酸232.4g、乙二醇42.7g、新戊二醇71.8g、1,6-己二醇108.6g,在200℃~230℃下進行6小時酯化反應,在餾出規定量的水後,加入己二酸87.6g,進而進行6小時酯化反應。在餾出規定量的水後,添加鈦酸四異丁酯0.13g,緩緩進行減壓,在1.3hPa~2.6hPa、230℃~250℃下進行3小時酯交換反應,而獲得聚酯多元醇。
對於利用乙酸乙酯將所述聚酯多元醇調整為不揮發成
分為80%而獲得的聚酯多元醇溶液600g,添加甲苯二異氰酸酯3.2g,在80℃下反應8小時,而獲得芳香族多元酸成分為70莫耳%、數量平均分子量為20,000的聚酯聚胺基甲酸酯多元醇。
進而,利用乙酸乙酯將所述聚酯聚胺基甲酸酯多元醇調
整為不揮發成分為50%,而獲得羥基值為2.71mgKOH/g、酸值為0.1mgKOH/g的聚酯多元醇溶液(3)。
(合成例4)
添加間苯二甲酸149.4g、對苯二甲酸149.4g、乙二醇71.3g、新戊二醇119.6g,在200℃~220℃下進行6小時酯化反應,在餾出規定量的水後,加入癸二酸40.4g,進而進行6小時酯化反應。在餾出規定量的水後,添加鈦酸四異丁酯0.13g,緩緩進行減壓,在1.3hPa~2.6hPa、230℃~250℃下進行6小時酯交換反應,而獲得芳香族多元酸成分為90莫耳%、數量平均分子量為19,800的聚酯多元醇。
进而,利用乙酸乙酯將所述聚酯多元醇調整為不揮發成分為50%,而獲得羥基值為2.73mgKOH/g、酸值為0.1mgKOH/g的聚酯多元醇溶液(4)。
(合成例5)
添加間苯二甲酸83.2g、對苯二甲酸83.2g、乙二醇142.6g,在200℃~220℃下進行8小時酯化反應,在餾出規定量的水後,加入壬二酸188g,進而進行4小時酯化反應。在餾出規定量的水後,添加鈦酸四異丁酯0.13g,緩緩進行減壓,在1.3hPa~2.7hPa、230℃~250℃下進行3小時酯交換反應,而獲得芳香族
多元酸成分為50莫耳%、數量平均分子量為22,000的聚酯多元醇。
進而,利用乙酸乙酯將所述聚酯多元醇調整為不揮發成分為50%,而獲得羥基值為2.45mgKOH/g、酸值為0.1mgKOH/g的聚酯多元醇溶液(5)。
(合成例6)
添加間苯二甲酸166.0g、對苯二甲酸166.0g、乙二醇85.6g、新戊二醇95.6g,在200℃~220℃下進行6小時酯化反應,在餾出規定量的水後,添加鈦酸四異丁酯0.12g,緩緩進行減壓,在1.3hPa~2.6hPa、230℃~250℃下進行6小時酯交換反應,而獲得芳香族多元酸成分為100莫耳%、數量平均分子量為20,000的聚酯多元醇。
利用乙酸乙酯將所述聚酯多元醇調整為不揮發成分為50%,而獲得羥基值為2.71mgKOH/g、酸值為0.1mgKOH/g的聚酯多元醇溶液(6)。
(合成例7)
添加間苯二甲酸132.8g、乙二醇42.7g、新戊二醇71.8g、1,6-己二醇108.6g,在200℃~230℃下進行6小時酯化反應,在餾出規定量的水後,加入己二酸175.2g,進而進行6小時酯化反應。在餾出規定量的水後,添加鈦酸四異丁酯0.13g,緩緩進行減壓,在1.3hPa~2.6hPa、230℃~250℃下進行3小時酯交換反應,而獲得芳香族多元酸成分為40莫耳%、數量平均分子量為18,000的聚酯多元醇。
利用乙酸乙酯將所述聚酯多元醇調整為不揮發成分為50%,而獲得羥基值為3.02mgKOH/g、酸值為0.1mgKOH/g的聚
酯多元醇溶液(7)。
(合成例8)
加入聚酯多元醇溶液(6)100g、聚酯多元醇溶液(7)100g並加以混合,而獲得羥基值為2.85mgKOH/g、酸值為0.1mgKOH/g、芳香族多元酸成分為70莫耳%、數量平均分子量為19,000、不揮發成分為50%的聚酯多元醇溶液(8)。
(合成例9)
添加間苯二甲酸232.4g、乙二醇46.6g、新戊二醇79.0g、1,6-己二醇119.5g,在200℃~230℃下進行6小時酯化反應,在餾出規定量的水後,加入己二酸87.6g,進而進行6小時酯化反應。在餾出規定量的水後,添加鈦酸四異丁酯0.13g,緩緩進行減壓,在1.3hPa~2.6hPa、230℃~250℃下進行3小時酯交換反應,而獲得芳香族多元酸成分為70莫耳%、數量平均分子量為6,500的聚酯多元醇。
利用乙酸乙酯將所述聚酯多元醇調整為不揮發成分為50%,而獲得羥基值為8.60mgKOH/g、酸值為0.3mgKOH/g的聚酯多元醇溶液(9)。
(合成例10)
添加間苯二甲酸232.4g、乙二醇41.8g、新戊二醇70.4g、1,6-己二醇106.4g,在200℃~230℃下進行6小時酯化反應,在餾出規定量的水後,加入己二酸87.6g,進而進行6小時酯化反應。在餾出規定量的水後,添加鈦酸四異丁酯0.13g,緩緩進行減壓,在1.3hPa~2.6hPa、230℃~250℃下進行3小時酯交換反應,而獲得芳香族多元酸成分為70莫耳%、數量平均分子量為32,000
的聚酯多元醇。
利用乙酸乙酯將所述聚酯多元醇調整為不揮發成分為50%,而獲得羥基值為1.74mgKOH/g、酸值為0.1mgKOH/g的聚酯多元醇溶液(10)。
(合成例11)
添加間苯二甲酸232.4g、乙二醇41.0g、新戊二醇68.9g、1,6-己二醇104.3g,在200℃~230℃下進行6小時酯化反應,在餾出規定量的水後,加入己二酸87.6g,進而進行6小時酯化反應。在餾出規定量的水後,添加鈦酸四異丁酯0.13g,緩緩進行減壓,在1.3hPa~2.6hPa、230℃~250℃下進行3小時酯交換反應,而獲得芳香族多元酸成分為70莫耳%、數量平均分子量為48,000的聚酯多元醇。
利用乙酸乙酯將所述聚酯多元醇調整為不揮發成分為50%,而獲得羥基值為1.16mgKOH/g、酸值為0.1mgKOH/g的聚酯多元醇溶液(11)。
[主劑(1)的製造]
在調配聚酯多元醇溶液(1)200g(固體成分100g)與KBM-403(矽烷偶合劑)1g後,加入乙酸乙酯136g,獲得不揮發成分為30%的主劑(1)。
[主劑(2)~主劑(14)的製造]
與主劑(1)的情形同樣地,以表1所示的比例(g)調配聚酯多元醇溶液(1)~聚酯多元醇溶液(11)以及下述所示的可與羧基反應的成分(C)、其他成分後,以不揮發成分成為30%的方式加入乙酸乙酯,獲得主劑(2)~主劑(14)。
<可與羧基反應的成分(C)>
YD-012:雙酚A型環氧樹脂(新日鐵化學公司製造)
卡保迪萊(Carbodilite)V-07:碳二醯亞胺化合物(日清紡化學公司製造)
<其他成分>
KBM-403:3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷(信越矽酮公司製造)
KBM-903:3-胺基丙基三甲氧基矽烷(信越矽酮公司製造)
(實施例1~實施例17、比較例1~比較例4)
以硬化劑中所含的異氰酸基相對於源自主劑中所含的多元醇成分(A)的羥基與羧基的合計的當量比[NCO]/([OH]+[COOH])成為表2所示的值的方式,調配各主劑與以下所示的各硬化劑,之後以不揮發成分成為30%的方式加入乙酸乙酯,而獲得聚胺基甲酸酯接著劑。
在厚度為40μm的鋁箔的其中一個面上,利用乾式層壓機,以塗布量成為5g/m2的量塗布上述聚胺基甲酸酯接著劑來作為用以形成外層側接著劑層(12)的外層用接著劑,使溶劑揮發後,積層厚度為30μm的延伸聚醯胺膜。
繼而,為了在所得的積層膜的鋁箔的另一面上形成內層側接著劑層(14),而利用乾式層壓機,以塗布量成為5g/m2的量塗布下述內層用接著劑,使溶劑揮發後,積層厚度為30μm的未延伸聚丙烯膜,之後,在60℃下進行7天的硬化(老化),使外層用接著劑及內層用接著劑硬化而獲得電池用包裝材。
*內層用接著劑
將AD-502(東洋莫頓(Toyo Morton)公司製造、聚酯多元醇)作為主劑,在以重量比計、主劑/硬化劑=100/10的條件下調配CAT-10L(東洋莫頓公司製造、異氰酸酯系硬化劑),以不揮發成分成為30%的方式加入乙酸乙酯,而製成內層用接著劑。
<硬化劑(1)>
利用乙酸乙酯將甲苯二異氰酸酯與三羥甲基丙烷的加合物稀釋,製成固體成分為50%的樹脂溶液,將其作為硬化劑(1)。硬化劑(1)的NCO%為8.6%。
<硬化劑(2)>
利用乙酸乙酯將4,4'-二苯基甲烷二異氰酸酯與三羥甲基丙烷的加合物稀釋,製成固體成分為70%的樹脂溶液,將其作為硬化劑(2)。硬化劑(2)的NCO%為7.1%。
<硬化劑(3)>
利用乙酸乙酯將異佛爾酮二異氰酸酯的三聚體稀釋,製成固體成分為50%的樹脂溶液,將其作為硬化劑(3)。硬化劑(3)的NCO%為8.6%。
<硬化劑(4)>
將混合硬化劑(1)50重量份與硬化劑(3)50重量份而成的固體成分為50%的樹脂溶液作為硬化劑(4)。硬化劑(4)的NCO%為8.6%。
(比較例5)
主劑是使用AD-502(東洋莫頓公司製造、聚酯多元醇),硬化劑是在以重量比計、主劑/硬化劑=100/7的條件下調配CAT-10(東洋莫頓公司製造、異氰酸酯硬化劑),以不揮發成分成為30%
的方式加入乙酸乙酯,而獲得聚胺基甲酸酯接著劑。
將所得的聚胺基甲酸酯接著劑用作外層用接著劑,除此以外,與上述實施例、上述比較例同樣地獲得電池用包裝材。
根據以下方法,測定表2所示的硬化後的接著劑層在伸長率為100%時的拉伸應力。以乾燥膜厚成為約50μm的方式,將聚胺基甲酸酯接著劑塗布於脫模紙上,在60℃下老化一周後,自脫模紙將接著劑層剝離而獲得試樣。將試樣切成寬度為5mm、長度為6cm的試樣片,以夾具間距離成為2cm的方式將所述試樣片保持於特斯龍(TESTRON)型拉伸試驗器上,在20℃的環境下,以60mm/分鐘的拉伸速度進行拉伸試驗,根據夾具間距離成為4cm時的伸長應力F(g),利用下述計算式來計算伸長率為100%時的拉伸應力。
伸長率為100%時的拉伸應力(kg/cm2)=20×F(g)/S(μm)S(μm)=試樣片的實測膜厚
基於下述評價方法,對如上所述而得的電池用包裝材進行性能評價。
<耐濕熱性試驗前、試驗後的層壓強度>
將電池用包裝材裁斷為200mm×15mm的大小,在溫度為20℃、相對濕度為65%的環境下,使用拉伸試驗機以300mm/分鐘的負載速度進行T模剝離試驗。將延伸聚醯胺膜與鋁箔間的剝離強度(N/15mm寬度)以各5個試驗片的平均值來表示(耐濕熱性試驗前的層壓強度)。
另外,將電池用包裝材放入70℃、90%RH環境下的恆溫恆濕槽中,靜置168小時後,將電池用包裝材自恆溫恆濕槽取出,與試驗前同樣地測定層壓強度(耐濕熱性試驗後的層壓強度)。
根據各剝離強度的平均值,進行以下4階段的評價。
◎:6N以上(實用上優異)
○:4N以上、不足6N(實用範圍)
△:2N以上、不足4N(實用下限)
×:不足2N
將以上結果一併示於表2中。
<成型性評價法>
將電池用包裝材裁斷為80mm×80mm的大小,製成坯料(被成型材、原材料)。以延伸聚醯胺膜成為外側的方式,利用不限成型高度的直型模具使所述坯料突出而進行1階段成型,根據並未產生鋁箔的斷裂、且各層間未產生浮起的最大成型高度來評價成型性。再者,所使用的模具的衝頭形狀是一邊為30mm的正方形,拐角R為2mm,衝頭肩R為1mm。所使用的模具的模孔形狀是一邊為34mm的正方形,模孔拐角R為2mm,模孔肩R為1mm,且衝頭與模孔的間隙是單側為2mm。因所述間隙而產生對應於成型高度的傾斜。根據成型高度,進行以下4階段的評價。
◎:6mm以上(實用上優異)
○:4mm以上、不足6mm(實用範圍)
△:2mm以上、不足4mm(實用下限)
×:不足2mm
將以上結果一併示於表2中。
<成型體的耐久性>
將電池用包裝材裁斷為80mm×80mm的大小,製成坯料(被成型材、原材料)。以延伸聚醯胺膜成為外側的方式,利用不限成型高度的直型模具,以成型高度為3mm使所述坯料突出而進行1階段成型。繼而,將成型後的電池用容器放入70℃、90%RH環境下的恆溫恆濕槽中,靜置168小時。將電池用容器自恆溫恆濕槽取出,確認電池用容器的外觀,評價是否未產生浮起。再者,所使用的模具的衝頭形狀是一邊為30mm的正方形,拐角R為2mm,衝頭肩R為1mm。所使用的模具的模孔形狀是一邊為34mm的正方形,模孔拐角R為2mm,模孔肩R為1mm。
○:無浮起
×:產生浮起
將以上結果一併示於表2中。
根據表2的結果可知:通過使用硬化後的接著劑層在伸長率為100%時的拉伸應力成為100kg/cm2以上的聚胺基甲酸酯接著劑,可提供耐濕熱性試驗前、試驗後的層壓強度、成型性優異的電池用包裝材。此外還可知:可由使用所述電池用包裝材用聚胺基甲酸酯接著劑的電池用包裝材形成耐久性優異的成型體。
關於比較例1、及比較例4、比較例5,就耐濕熱性試驗前的層壓強度的觀點而言,並不遜色於實施例,但因硬化後的接著劑層在伸長率為100%時的拉伸應力不足100kg/cm2,故成型性差,成型體的耐久性也差。
此外,關於比較例2,因硬化後的接著劑層在伸長率為100%時的拉伸應力超過500kg/cm2,故無法獲得充分的層壓強度。
此外,關於比較例3,硬化後的接著劑層在伸長率不足100%時斷裂,非常脆,故無法獲得充分的層壓強度。
[產業上的可利用性]
本發明的電池用包裝材因成型性優異、環境耐性高,故可適宜地用作各種電池的封裝體。尤其,適宜作為謀求輕量且小型化的鋰離子電池等二次電池用的電池用容器、或用以形成電池封裝(pack)的電池用包裝材。進而,還可用作適於:泡罩包裝(Press Through Package,PTP)或鋼板等要求成型性的積層物,或屏障材料、屋頂材料、太陽電池平板材料、窗戶材料、室外地板材料、照明保護材料、汽車構件等構造物等室外產業用途的積層體。此外,關於形成本發明的外層側接著劑層的聚胺基甲酸酯
接著劑,硬化後所得的接著劑層在伸長率為100%時的拉伸應力成為100kg/cm2以上、500kg/cm2以下,因此除適用於電池用包裝材外,還可適宜地用作各種積層體的接著劑。
11‧‧‧外層側樹脂膜層
12‧‧‧外層側接著劑層
13‧‧‧金屬箔層
14‧‧‧內層側接著劑層
15‧‧‧熱密封層
Claims (9)
- 一種電池用包裝材,其是依序積層外層側樹脂膜層(11)、外層側接著劑層(12)、金屬箔層(13)、內層側接著劑層(14)及熱密封層(15)所得的電池用包裝材,所述電池用包裝材的特徵在於:所述外層側接著劑層(12)由含有主劑與硬化劑的聚胺基甲酸酯接著劑形成,所述主劑含有多元醇成分(A),所述硬化劑含有聚異氰酸酯成分(B),並且所述多元醇成分(A)含有聚酯多元醇(A1),所述聚酯多元醇(A1)是包含多元酸成分與多元醇成分的數量平均分子量為5000~50000的聚酯多元醇,且在所述多元酸成分100莫耳%中,含有45莫耳%~95莫耳%的芳香族多元酸成分,所述外層側接著劑層(12)在伸長率為100%時的拉伸應力為100kg/cm2以上、500kg/cm2以下。
- 如申請專利範圍第1項所述的電池用包裝材,其中所述硬化劑中所含的異氰酸基相對於源自所述主劑中所含的多元醇成分(A)的羥基與羧基的合計的當量比[NCO]/([OH]+[COOH])為10~20。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的電池用包裝材,其中所述聚胺基甲酸酯接著劑進而含有可與羧基反應的化合物(C)。
- 如申請專利範圍第3項所述的電池用包裝材,其中所述可與羧基反應的化合物(C)為具有縮水甘油基的化合物、或具有碳 二醯亞胺基的化合物。
- 如申請專利範圍第4項所述的電池用包裝材,其中所述具有縮水甘油基的化合物為雙酚型環氧化合物。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的電池用包裝材,其中所述聚異氰酸酯成分(B)含有芳香族系聚異氰酸酯。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的電池用包裝材,其中所述外層側樹脂膜層(11)為聚醯胺膜或聚酯膜,且所述熱密封層(15)為聚烯烴系膜。
- 一種電池用容器,其是由如申請專利範圍第1項~第7項中任一項所述的電池用包裝材進行成型所得的電池用容器,並且所述外層側樹脂膜層(11)構成凸面,所述熱密封層(15)構成凹面。
- 一種電池,其是使用如申請專利範圍第8項所述的電池用容器而成。
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