JP7010211B2 - Battery packaging materials, their manufacturing methods, and batteries - Google Patents
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Description
本発明は、電池用包装材料、その製造方法、及び電池に関する。 The present invention relates to a packaging material for a battery, a method for manufacturing the same, and a battery.
従来、様々なタイプの電池が開発されているが、あらゆる電池において、電極や電解質等の電池素子を封止するために包装材料が不可欠な部材になっている。従来、電池用包装として金属製の包装材料が多用されていた。 Conventionally, various types of batteries have been developed, but in all batteries, a packaging material is an indispensable member for encapsulating a battery element such as an electrode or an electrolyte. Conventionally, metal packaging materials have been widely used for battery packaging.
一方、近年、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、パソコン、カメラ、携帯電話等の高性能化に伴い、電池には、多様な形状が要求されると共に、薄型化や軽量化が求められている。しかしながら、従来多用されていた金属製の電池用包装材料では、形状の多様化に追従することが困難であり、しかも軽量化にも限界があるという欠点がある。 On the other hand, in recent years, with the improvement of high performance of electric vehicles, hybrid electric vehicles, personal computers, cameras, mobile phones and the like, batteries are required to have various shapes, and are required to be thinner and lighter. However, the metal packaging material for batteries, which has been widely used in the past, has a drawback that it is difficult to keep up with the diversification of shapes and there is a limit to weight reduction.
そこで、近年、多様な形状に加工が容易で、薄型化や軽量化を実現し得る電池用包装材料として、基材/アルミニウム合金箔層/熱融着性樹脂層が順次積層されたフィルム状の積層体が提案されている。 Therefore, in recent years, as a packaging material for batteries that can be easily processed into various shapes and can be made thinner and lighter, it is in the form of a film in which a base material / aluminum alloy foil layer / heat-sealing resin layer is sequentially laminated. Laminates have been proposed.
このような電池用包装材料においては、一般的に、冷間成形により凹部が形成され、当該凹部によって形成された空間に電極や電解液などの電池素子を配し、熱融着性樹脂層同士を熱溶着させることにより、電池用包装材料の内部に電池素子が収容された電池が得られる。しかしながら、このようなフィルム状の包装材料は、金属製の包装材料に比べて薄く、成形時にピンホールやクラックが生じ易いという欠点がある。電池用包装材料にピンホールやクラックが生じた場合には、電解液がアルミニウム合金箔層にまで浸透して金属析出物を形成し、その結果、短絡を生じさせることになりかねないため、フィルム状の電池用包装材料には、成形時にピンホールが生じ難い特性、即ち優れた成形性を備えさせることは不可欠となっている。 In such battery packaging materials, in general, recesses are formed by cold forming, and battery elements such as electrodes and electrolytic solutions are arranged in the space formed by the recesses, and the heat-sealing resin layers are arranged with each other. By heat-welding the battery, a battery in which the battery element is housed inside the packaging material for the battery can be obtained. However, such a film-shaped packaging material is thinner than a metal packaging material, and has a drawback that pinholes and cracks are likely to occur during molding. When pinholes or cracks occur in the battery packaging material, the electrolytic solution penetrates into the aluminum alloy foil layer to form a metal precipitate, which may result in a short circuit. It is indispensable for the packaging material for a battery to have a property that pinholes are unlikely to occur during molding, that is, excellent moldability.
例えば、特許文献1には、樹脂フィルムからなる内層、第1接着剤層、アルミニウム合金箔層、第2接着剤層、及び樹脂フィルムからなる外層を備えた積層型包装材料において、前記第1接着剤層及び第2接着剤層の少なくとも一方を、側鎖に活性水素基を有する樹脂、多官能イソシアネート類、及び多官能アミン化合物を含む接着剤組成物で形成することにより、より深い成形に対して信頼性の高い包装材料が得られることが開示されている。
For example,
近年、電池の小型化、薄型化の要求に伴い、電池用包装材料に対しても、より一層の薄膜化が求められている。しかしながら、電池用包装材料の厚みが薄くなると、成形時にバリア層にピンホールやクラックが生じやすくなるという問題がある。 In recent years, with the demand for smaller and thinner batteries, further thinning of the packaging material for batteries is required. However, when the thickness of the battery packaging material is reduced, there is a problem that pinholes and cracks are likely to occur in the barrier layer during molding.
本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意検討を行った。その結果、少なくとも、基材層、バリア層、及び熱融着性樹脂層をこの順に備える積層体からなり、基材層の少なくとも1層は、ポリブチレンテレフタレートフィルムにより形成されており、JIS Z1707:1997の規定に準拠した方法により測定された、前記積層体の前記基材層側から突き刺した場合の突刺し強さX(N)を、前記ポリブチレンテレフタレートフィルムの厚みY(μm)の平方根√Y(√μm)で除して得られる値が、3.90N/√μm以上である電池用包装材料は、成形性に特に優れることを見出した。本発明の第1の態様は、これらの知見に基づいて、更に検討を重ねることにより完成したものである。 The present inventors have made diligent studies to solve the above problems. As a result, it is composed of a laminate having at least a base material layer, a barrier layer, and a heat-sealing resin layer in this order, and at least one layer of the base material layer is formed of a polybutylene terephthalate film. The piercing strength X (N) when pierced from the base material layer side of the laminated body, which was measured by a method in accordance with the provisions of 1997, is the square root of the thickness Y (μm) of the polybutylene terephthalate film √. It has been found that the packaging material for a battery in which the value obtained by dividing by Y (√μm) is 3.90 N / √μm or more is particularly excellent in moldability. The first aspect of the present invention has been completed by further studies based on these findings.
即ち、本発明の第1の態様は、下記に掲げる態様の発明を提供する。
項1A. 少なくとも、基材層、バリア層、及び熱融着性樹脂層をこの順に備える積層体からなり、
前記基材層の少なくとも1層は、ポリブチレンテレフタレートフィルムにより形成されており、
JIS Z1707:1997の規定に準拠した方法により測定された、前記積層体の前記基材層側から突き刺した場合の突刺し強さX(N)を、前記ポリブチレンテレフタレートフィルムの厚みY(μm)の平方根√Y(√μm)で除して得られる値が、3.90N/√μm以上である、電池用包装材料。
項2A. 前記ポリブチレンテレフタレートフィルムは、前記ポリブチレンテレフタレートフィルムの一方向の150℃での熱収縮率と、前記一方向に直交する他方向の150℃での熱収縮率とが、共に3.0%以上である、項1Aに記載の電池用包装材料。
項3A. 前記ポリブチレンテレフタレートフィルムの厚みYが、10μm以上である、項1Aまたは2Aに記載の電池用包装材料。
項4A. 前記積層体の厚みが、160μm以下である、項1A~3Aのいずれかに記載の電池用包装材料。
項5A. 少なくとも、基材層、バリア層、及び熱融着性樹脂層がこの順となるように積層して積層体を得る工程を備えており、
前記基材層の少なくとも1層を、ポリブチレンテレフタレートフィルムにより形成し、 JIS Z1707:1997の規定に準拠した方法により測定された、前記積層体の前記基材層側から突き刺した場合の突刺し強さX(N)を、前記ポリブチレンテレフタレートフィルムの厚みY(μm)の平方根√Y(√μm)で除して得られる値を、3.90N/√μm以上とする、電池用包装材料の製造方法。
項6A. 少なくとも正極、負極、及び電解質を備えた電池素子が、項1A~4Aのいずれかに記載の電池用包装材料により形成された包装体中に収容されている、電池。That is, the first aspect of the present invention provides the invention of the following aspects.
Item 1A. It is composed of a laminate having at least a base material layer, a barrier layer, and a heat-sealing resin layer in this order.
At least one layer of the base material layer is formed of a polybutylene terephthalate film.
The piercing strength X (N) when pierced from the substrate layer side of the laminate, measured by a method according to JIS Z1707: 1997, is the thickness Y (μm) of the polybutylene terephthalate film. A packaging material for batteries, wherein the value obtained by dividing by the square root √Y (√μm) is 3.90N / √μm or more.
Item 2A. The polybutylene terephthalate film has a heat shrinkage rate of the polybutylene terephthalate film at 150 ° C. in one direction and a heat shrinkage rate at 150 ° C. in the other direction orthogonal to the one direction of 3.0% or more.
Item 3A.
Item 4A.
Item 5A. At least, it includes a step of laminating the base material layer, the barrier layer, and the heat-sealing resin layer in this order to obtain a laminated body.
At least one layer of the base material layer is formed of a polybutylene terephthalate film, and the piercing strength when pierced from the base material layer side of the laminate, which is measured by a method according to JIS Z1707: 1997. The value obtained by dividing X (N) by the square root √Y (√μm) of the thickness Y (μm) of the polybutylene terephthalate film is 3.90N / √μm or more. Production method.
Item 6A. A battery in which a battery element including at least a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte is housed in a package formed of the battery packaging material according to any one of Items 1A to 4A.
また、本発明者らは、少なくとも、基材層、バリア層、及び熱融着性樹脂層をこの順に備える積層体からなり、基材層の少なくとも1層は、厚みが20μm以下のポリブチレンテレフタレートフィルムにより形成されており、さらに、JIS Z1707:1997の規定に準拠した方法により測定された、前記積層体の前記基材層側から突き刺した場合の突刺し強さX(N)を、前記ポリブチレンテレフタレートフィルムの厚みY(μm)で除して得られる値が、1.02N/μm以上である電池用包装材料についても、成形性に特に優れることを見出した。本発明の第2の態様は、これらの知見に基づいて、更に検討を重ねることにより完成したものである。 Further, the present inventors consist of a laminate having at least a base material layer, a barrier layer, and a heat-sealing resin layer in this order, and at least one layer of the base material layer is polybutylene terephthalate having a thickness of 20 μm or less. Further, the piercing strength X (N) when pierced from the base material layer side of the laminate, which is formed of a film and is measured by a method according to JIS Z1707: 1997, is the poly. It has been found that the packaging material for batteries in which the value obtained by dividing by the thickness Y (μm) of the butylene terephthalate film is 1.02 N / μm or more is also particularly excellent in moldability. The second aspect of the present invention has been completed by further studies based on these findings.
即ち、本発明の第2の態様は、下記に掲げる態様の発明を提供する。
項1B. 少なくとも、基材層、バリア層、及び熱融着性樹脂層をこの順に備える積層体からなり、
前記基材層の少なくとも1層は、厚み20μm以下のポリブチレンテレフタレートフィルムにより形成されており、
JIS Z1707:1997の規定に準拠した方法により測定された、前記積層体の前記基材層側から突き刺した場合の突刺し強さX(N)を、前記ポリブチレンテレフタレートフィルムの厚みY(μm)で除して得られる値が、1.02N/μm以上である、電池用包装材料。
項2B. 前記ポリブチレンテレフタレートフィルムは、前記ポリブチレンテレフタレートフィルムの一方向の150℃での熱収縮率と、前記一方向に直交する他方向の150℃での熱収縮率とが、共に3.0%以上である、項1Bに記載の電池用包装材料。
項3B. 前記ポリブチレンテレフタレートフィルムの厚みYが、10μm以上である、項1Bまたは2Bに記載の電池用包装材料。
項4B. 前記積層体の厚みが、160μm以下である、項1B~3Bのいずれかに記載の電池用包装材料。
項5B. 少なくとも、基材層、バリア層、及び熱融着性樹脂層がこの順となるように積層して積層体を得る工程を備えており、
前記基材層の少なくとも1層を、ポリブチレンテレフタレートフィルムにより形成し、
JIS Z1707:1997の規定に準拠した方法により測定された、前記積層体の前記基材層側から突き刺した場合の突刺し強さX(N)を、前記ポリブチレンテレフタレートフィルムの厚みY(μm)で除して得られる値を、1.02N/μm以上とする、電池用包装材料の製造方法。
項6B. 少なくとも正極、負極、及び電解質を備えた電池素子が、項1B~4Bのいずれかに記載の電池用包装材料により形成された包装体中に収容されている、電池。That is, the second aspect of the present invention provides the invention of the following aspects.
Item 1B. It is composed of a laminate having at least a base material layer, a barrier layer, and a heat-sealing resin layer in this order.
At least one layer of the base material layer is formed of a polybutylene terephthalate film having a thickness of 20 μm or less.
The piercing strength X (N) when pierced from the substrate layer side of the laminate, measured by a method according to JIS Z1707: 1997, is the thickness Y (μm) of the polybutylene terephthalate film. A packaging material for batteries, wherein the value obtained by dividing by is 1.02 N / μm or more.
Item 2B. The polybutylene terephthalate film has a heat shrinkage rate of the polybutylene terephthalate film at 150 ° C. in one direction and a heat shrinkage rate at 150 ° C. in the other direction orthogonal to the one direction of 3.0% or more.
Item 3B.
Item 4B.
Item 5B. At least, it includes a step of laminating the base material layer, the barrier layer, and the heat-sealing resin layer in this order to obtain a laminated body.
At least one layer of the base material layer is formed of a polybutylene terephthalate film.
The piercing strength X (N) when pierced from the substrate layer side of the laminate, measured by a method according to JIS Z1707: 1997, is the thickness Y (μm) of the polybutylene terephthalate film. A method for producing a packaging material for a battery, wherein the value obtained by dividing by is 1.02 N / μm or more.
Item 6B. A battery in which a battery element including at least a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte is housed in a package formed of the battery packaging material according to any one of Items 1B to 4B.
また、例えば、特許文献2に記載されているように、従来、リチウムイオン電池の外装材には、熱収縮率が-2~2%(180℃環境)という低い値を有するポリエステルフィルムが使用されている。これに対して、本発明者らは、厚みが薄くなると、成形時にバリア層にピンホールやクラックが生じやすくなる原因を検討したところ、フィルムの内部応力と柔軟性が成形性に寄与するとの考えの下、従来用いられていたフィルムに比して熱収縮率が非常に高く、かつ、柔軟性の高いポリブチレンテレフタレートフィルムを用いることにより、当該フィルムとバリア層とが積層された電池用包装材料の成形性が、特に向上することも見出した。本発明の第3の態様は、これらの知見に基づいて、更に検討を重ねることにより完成したものである。
Further, for example, as described in
即ち、本発明の第3の態様は、下記に掲げる態様の発明を提供する。
項1C. 少なくとも、基材層、バリア層、及び熱融着性樹脂層をこの順に備える積層体からなり、
前記基材層の少なくとも1層は、一方向の150℃での熱収縮率と前記一方向に直交する他方向の150℃での熱収縮率とが共に3.0%以上であるポリブチレンテレフタレートフィルムにより構成されている、電池用包装材料。
項2C. 前記ポリブチレンテレフタレートフィルムの厚みが10μm以上である、項1Cに記載の電池用包装材料。
項3C. 前記積層体の厚みが、160μm以下である、項1Cまたは2Cに記載の電池用包装材料。
項4C. 少なくとも、基材層、バリア層、及び熱融着性樹脂層がこの順となるように積層して積層体を得る工程を備えており、
前記基材層の少なくとも1層を、一方向の150℃での熱収縮率と前記一方向に直交する他方向の150℃での熱収縮率とが共に3.0%以上であるポリブチレンテレフタレートフィルムにより構成する、電池用包装材料の製造方法。
項5C. 少なくとも正極、負極、及び電解質を備えた電池素子が、項1C~3Cのいずれかに記載の電池用包装材料により形成された包装体中に収容されている、電池。
項6C. 少なくとも、基材層、バリア層、及び熱融着性樹脂層をこの順に備える積層体からなる電池用包装材料の前記基材層の少なくとも1層に用いるためのポリブチレンテレフタレートフィルムであり、
大気中、一方向の150℃での熱収縮率と、前記一方向に直交する他方向の150℃での熱収縮率とが、共に3.0%以上である、
電池用包装材料用のポリブチレンテレフタレートフィルム。That is, the third aspect of the present invention provides the invention of the following aspects.
Item 1C. It is composed of a laminate having at least a base material layer, a barrier layer, and a heat-sealing resin layer in this order.
At least one of the substrate layers is polybutylene terephthalate in which both the heat shrinkage rate at 150 ° C. in one direction and the heat shrinkage rate at 150 ° C. in the other direction orthogonal to the one direction are 3.0% or more. Battery packaging material composed of film.
Item 2C.
Item 3C.
Polybutylene terephthalate having at least one of the substrate layers having a heat shrinkage rate at 150 ° C. in one direction and a heat shrinkage rate at 150 ° C. in the other direction orthogonal to the one direction of 3.0% or more. A method for manufacturing a packaging material for a battery, which is composed of a film.
Item 5C. A battery in which a battery element including at least a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte is housed in a package formed of the battery packaging material according to any one of Items 1C to 3C.
Item 6C. A polybutylene terephthalate film for use in at least one layer of the base material layer of a battery packaging material composed of a laminate including a base material layer, a barrier layer, and a heat-sealing resin layer in this order.
In the atmosphere, the heat shrinkage rate at 150 ° C. in one direction and the heat shrinkage rate at 150 ° C. in the other direction orthogonal to the one direction are both 3.0% or more.
Polybutylene terephthalate film for battery packaging materials.
本発明の第1の態様によれば、基材層、バリア層、及び熱融着性樹脂層をこの順に備える積層体からなる電池用包装材料において、基材層の少なくとも1層は、ポリブチレンテレフタレートフィルムにより形成されており、JIS Z1707:1997の規定に準拠した方法により測定された、前記積層体の前記基材層側から突き刺した場合の突刺し強さX(N)を、前記ポリブチレンテレフタレートフィルムの厚みY(μm)の平方根√Y(√μm)で除して得られる値が、3.90N/√μm以上であることにより、成形性に優れた電池用包装材料を提供することができる。 According to the first aspect of the present invention, in a battery packaging material composed of a laminate including a substrate layer, a barrier layer, and a heat-sealing resin layer in this order, at least one layer of the substrate layer is polybutylene. The polybutylene is the piercing strength X (N) when pierced from the base material layer side of the laminate, which is formed of a terephthalate film and measured by a method in accordance with JIS Z1707: 1997. To provide a packaging material for a battery having excellent moldability by dividing the thickness Y (μm) of the terephthalate film by the square root √Y (√μm) and having a value of 3.90 N / √ μm or more. Can be done.
また、本発明の第2の態様によれば、基材層、バリア層、及び熱融着性樹脂層をこの順に備える積層体からなる電池用包装材料において、基材層の少なくとも1層は、厚み20μm以下のポリブチレンテレフタレートフィルムにより形成されており、JIS Z1707:1997の規定に準拠した方法により測定された、前記積層体の前記基材層側から突き刺した場合の突刺し強さX(N)を、前記ポリブチレンテレフタレートフィルムの厚みY(μm)で除して得られる値が、1.02N/μm以上であることにより、成形性に優れた電池用包装材料を提供することができる。 Further, according to the second aspect of the present invention, in a battery packaging material composed of a laminate including a substrate layer, a barrier layer, and a heat-sealing resin layer in this order, at least one layer of the substrate layer is. It is formed of a polybutylene terephthalate film having a thickness of 20 μm or less, and has a piercing strength X (N) when pierced from the base material layer side of the laminate, which is measured by a method according to JIS Z1707: 1997. ) Is divided by the thickness Y (μm) of the polybutylene terephthalate film and the value obtained is 1.02 N / μm or more, so that a packaging material for a battery having excellent moldability can be provided.
また、本発明の第3の態様によれば、基材層、バリア層、及び熱融着性樹脂層をこの順に備える積層体からなる電池用包装材料において、基材層の少なくとも1層が、一方向の150℃での熱収縮率と前記一方向に直交する他方向の150℃での熱収縮率とが共に3.0%以上であるポリブチレンテレフタレートフィルムにより構成されていることにより、成形性に優れた電池用包装材料を提供することができる。 Further, according to the third aspect of the present invention, in a battery packaging material composed of a laminate including a substrate layer, a barrier layer, and a heat-sealing resin layer in this order, at least one layer of the substrate layer is. Molded by being composed of a polybutylene terephthalate film in which the heat shrinkage rate at 150 ° C. in one direction and the heat shrinkage rate at 150 ° C. in the other direction orthogonal to the one direction are both 3.0% or more. It is possible to provide a packaging material for a battery having excellent properties.
本発明の第1の態様の電池用包装材料は、基材層、バリア層、及び熱融着性樹脂層をこの順に備える積層体からなり、基材層の少なくとも1層は、ポリブチレンテレフタレートフィルムにより形成されており、JIS Z1707:1997の規定に準拠した方法により測定された、前記積層体の前記基材層側から突き刺した場合の突刺し強さX(N)を、前記ポリブチレンテレフタレートフィルムの厚みY(μm)の平方根√Y(√μm)で除して得られる値が、3.90N/√μm以上であることを特徴とする。 The packaging material for a battery according to the first aspect of the present invention is composed of a laminate having a substrate layer, a barrier layer, and a heat-sealing resin layer in this order, and at least one layer of the substrate layer is a polybutylene terephthalate film. The polybutylene terephthalate film is formed by the piercing strength X (N) when pierced from the base material layer side of the laminated body, which is measured by a method in accordance with the provisions of JIS Z1707: 1997. The value obtained by dividing by the square root √Y (√μm) of the thickness Y (μm) is 3.90 N / √ μm or more.
また、本発明の第2の態様の電池用包装材料は、基材層、バリア層、及び熱融着性樹脂層をこの順に備える積層体からなり、基材層の少なくとも1層は、厚み20μm以下のポリブチレンテレフタレートフィルムにより形成されており、JIS Z1707:1997の規定に準拠した方法により測定された、前記積層体の前記基材層側から突き刺した場合の突刺し強さX(N)を、前記ポリブチレンテレフタレートフィルムの厚みY(μm)で除して得られる値が、1.02N/μm以上であることを特徴とする。 The battery packaging material according to the second aspect of the present invention is composed of a laminate having a base material layer, a barrier layer, and a heat-sealing resin layer in this order, and at least one of the base material layers has a thickness of 20 μm. The piercing strength X (N) when pierced from the base material layer side of the laminate, which is formed of the following polybutylene terephthalate film and measured by a method according to JIS Z1707: 1997, is determined. , The value obtained by dividing the polybutylene terephthalate film by the thickness Y (μm) is 1.02 N / μm or more.
また、本発明の第3の態様の電池用包装材料は、基材層、バリア層、及び熱融着性樹脂層をこの順に備える積層体からなり、基材層の少なくとも1層は、一方向の150℃での熱収縮率と前記一方向に直交する他方向の150℃での熱収縮率とが共に3.0%以上であるポリブチレンテレフタレートフィルムにより構成されていることを特徴とする。 Further, the packaging material for a battery according to the third aspect of the present invention is composed of a laminate having a base material layer, a barrier layer, and a heat-sealing resin layer in this order, and at least one of the base material layers is unidirectional. It is characterized in that it is composed of a polybutylene terephthalate film in which the heat shrinkage rate at 150 ° C. and the heat shrinkage rate at 150 ° C. in the other direction orthogonal to the above-mentioned one direction are both 3.0% or more.
以下、本発明の電池用包装材料について詳述する。なお、以下の記載では、本発明の第1の態様から第3の態様において、好ましい態様が同一でない事項については、それぞれの態様に関する事項であることを明示し、好ましい態様が共通する事項については、特に明示せずに記載する。 Hereinafter, the battery packaging material of the present invention will be described in detail. In the following description, in the first to third aspects of the present invention, it is clearly stated that the matters in which the preferred embodiments are not the same are the matters relating to the respective embodiments, and the matters in which the preferred embodiments are common are specified. , Not specified.
1.電池用包装材料の積層構造と物性
本発明の電池用包装材料10は、例えば図1に示すように、基材層1、バリア層3、及び熱融着性樹脂層4をこの順に備える積層体からなる。本発明の電池用包装材料において、基材層1が最外層側になり、熱融着性樹脂層4は最内層になる。即ち、電池の組み立て時に、電池素子の周縁に位置する熱融着性樹脂層4同士が熱融着して電池素子を密封することにより、電池素子が封止される。 1. 1. Laminated structure and physical properties of battery packaging material The
本発明の電池用包装材料は、例えば図2に示すように、基材層1とバリア層3との間に、これらの接着性を高める目的で、必要に応じて接着剤層2を有していてもよい。また、例えば図3に示すように、バリア層3と熱融着性樹脂層4との間に、これらの接着性を高める目的で、必要に応じて接着層5を設けてもよい。また、図4に示すように、基材層1の外側(熱融着性樹脂層4とは反対側)には、必要に応じて表面被覆層6などが設けられていてもよい。
As shown in FIG. 2, for example, the packaging material for a battery of the present invention has an
本発明の第1の態様の電池用包装材料においては、基材層1の少なくとも1層がポリブチレンテレフタレートフィルムにより形成されており、さらに、JIS Z1707:1997の規定に準拠した方法により測定された、電池用包装材料を構成している積層体の基材層1側から突き刺した場合の突刺し強さX(N)を、ポリブチレンテレフタレートフィルムの厚みYの平方根√Y(√μm)で除して得られる値(すなわち、積層体の突刺し強さX(N)と、ポリブチレンテレフタレートフィルムの厚みY(μm)の平方根√Y(√μm)との比(X/√Y))が、3.90N/√μm以上である。第1の態様の電池用包装材料は、このような特定の構成を備えていることにより、優れた成形性を備えている。この機序の詳細については、必ずしも明らかではないが、次のように考えることができる。すなわち、積層体の突刺し強さX(N)と、ポリブチレンテレフタレートフィルムの厚みYの平方根√Y(√μm)との比(X/√Y))が3.90N/√μm以上と大きいため、積層体には大きな内部応力が存在しているといえる。さらに、ポリブチレンテレフタレートフィルムは、ポリエチレンテレフタレート等と比較すると柔軟性が高い。これらの要因が組み合わさり、積層体は、冷間成形時に加えられる力に抵抗しながら徐々に引き延ばされると考えられる。このため、バリア層3についても、徐々に引き延ばされるため、ピンホールやクラックの発生が効果的に抑制されているものと考えられる。
In the packaging material for a battery according to the first aspect of the present invention, at least one layer of the
第1の態様の電池用包装材料の成形性をより高める観点からは、積層体の突刺し強さX(N)と、ポリブチレンテレフタレートフィルムの厚みY(μm)の平方根√Y(√μm)との比(X/√Y)としては、好ましくは4.00(N/√μm)以上6.50(N/√μm)以下程度、より好ましくは4.10(N/√μm)以上6.00(N/√μm)以下程度が挙げられる。 From the viewpoint of further improving the moldability of the packaging material for batteries of the first aspect, the piercing strength X (N) of the laminate and the square root √Y (√μm) of the thickness Y (μm) of the polybutylene terephthalate film are used. The ratio (X / √Y) to and to is preferably about 4.00 (N / √μm) or more and 6.50 (N / √μm) or less, and more preferably 4.10 (N / √μm) or more 6 About .00 (N / √μm) or less can be mentioned.
また、本発明の第2の態様の電池用包装材料においては、基材層1の少なくとも1層が厚み20μm以下のポリブチレンテレフタレートフィルムにより形成されており、さらに、JIS Z1707:1997の規定に準拠した方法により測定された、電池用包装材料を構成している積層体の基材層1側から突き刺した場合の突刺し強さX(N)を、ポリブチレンテレフタレートフィルムの厚みY(μm)で除して得られる値(すなわち、積層体の突刺し強さX(N)と、ポリブチレンテレフタレートフィルムの厚みY(μm)との比(X/Y))が、1.02N/μm以上である。第2の態様の電池用包装材料は、このような特定の構成を備えていることにより、優れた成形性を備えている。この機序の詳細については、必ずしも明らかではないが、次のように考えることができる。すなわち、積層体の突刺し強さX(N)と、ポリブチレンテレフタレートフィルムの厚みY(μm)との比(X/Y)が、1.02(N/μm)以上と大きいため、第1の態様と同様、積層体には大きな内部応力が存在しているといえる。さらに、ポリブチレンテレフタレートフィルムは、ポリエチレンテレフタレート等と比較すると柔軟性が高い。これらの要因が組み合わさり、積層体は、冷間成形時に加えられる力に抵抗しながら徐々に引き延ばされると考えられる。このため、バリア層3についても、徐々に引き延ばされるため、ピンホールやクラックの発生が効果的に抑制されているものと考えられる。なお、第2の態様においては、ポリエチレンテレフタレートの厚みが20μm以下である場合について、前記比(X/Y))が1.02N/μm以上であることにより、成形性が向上するという特徴が発揮される。
Further, in the packaging material for a battery according to the second aspect of the present invention, at least one layer of the
第2の態様の電池用包装材料の成形性をより高める観点からは、積層体の突刺し強さX(N)と、ポリブチレンテレフタレートフィルムの厚みY(μm)との比(X/Y)としては、好ましくは1.03(N/μm)以上1.30(N/μm)以下程度、より好ましくは1.06(N/μm)以上1.20(N/μm)以下程度が挙げられる。 From the viewpoint of further enhancing the moldability of the packaging material for batteries of the second aspect, the ratio (X / Y) of the puncture strength X (N) of the laminate and the thickness Y (μm) of the polybutylene terephthalate film. The examples thereof are preferably 1.03 (N / μm) or more and 1.30 (N / μm) or less, and more preferably 1.06 (N / μm) or more and 1.20 (N / μm) or less. ..
また、本発明の第3の態様の電池用包装材料においても、基材層1の少なくとも1層がポリブチレンテレフタレートフィルムにより形成されており、さらに、JIS Z1707:1997の規定に準拠した方法により測定された、電池用包装材料を構成している積層体の基材層1側から突き刺した場合の突刺し強さX(N)を、ポリブチレンテレフタレートフィルムの厚みYの平方根√Y(√μm)で除して得られる値(すなわち、積層体の突刺し強さX(N)と、ポリブチレンテレフタレートフィルムの厚みY(μm)の平方根√Y(√μm)との比(X/√Y))が、3.90N/√μm以上であることが好ましい。第3の態様の電池用包装材料は、上記の熱収縮率の特性に加えて、このような特定の構成を備えていることにより、より一層優れた成形性を備えている。この機序の詳細については、前述の第1の態様と同様に考えることができる。
Further, also in the packaging material for a battery according to the third aspect of the present invention, at least one layer of the
また、本発明の第1の態様及び第3の態様の電池用包装材料においても、基材層1の少なくとも1層が厚み20μm以下のポリブチレンテレフタレートフィルムにより形成されており、さらに、JIS Z1707:1997の規定に準拠した方法により測定された、電池用包装材料を構成している積層体の基材層1側から突き刺した場合の突刺し強さX(N)を、ポリブチレンテレフタレートフィルムの厚みY(μm)で除して得られる値(すなわち、上記の比(X/Y))は、1.02(N/μm)以上であることが好ましい。第1の態様及び第3の態様の電池用包装材料は、このような特定の構成をさらに備えていることにより、より一層優れた成形性を備えている。この機序の詳細については、前述の第2の態様と同様に考えることができる。
Further, also in the battery packaging material of the first aspect and the third aspect of the present invention, at least one layer of the
第1の態様及び第3の態様の電池用包装材料の成形性をより高める観点からは、積層体の突刺し強さX(N)と、ポリブチレンテレフタレートフィルムの厚みY(μm)との比(X/Y)としては、好ましくは1.02(N/μm)以上1.30(N/μm)以下程度、より好ましくは1.05(N/μm)以上1.20(N/μm)以下程度が挙げられる。 From the viewpoint of further enhancing the moldability of the packaging material for batteries according to the first aspect and the third aspect, the ratio of the puncture strength X (N) of the laminate to the thickness Y (μm) of the polybutylene terephthalate film. The (X / Y) is preferably 1.02 (N / μm) or more and 1.30 (N / μm) or less, and more preferably 1.05 (N / μm) or more and 1.20 (N / μm). The following are mentioned.
本発明の電池用包装材料を構成する積層体の厚みとしては、特に制限されないが、電池用包装材料の厚みを薄くした上で、電池用包装材料の成形性を高める観点から、上限については、好ましくは約250μm以下、より好ましくは約200μm以下、さらに好ましくは約160μm以下、さらにより好ましくは約120μm以下が挙げられ、下限については、好ましくは約35μm以上、より好ましくは45μm以上、さらに好ましくは81μm以上が挙げられる。また、当該厚みの範囲としては、好ましくは、35μm以上250μm以下程度、45μm以上250μm以下程度、81μm以上250μm以下程度、35μm以上200μm以下程度、45μm以上200μm以下程度、81μm以上200μm以下程度、35μm以上160μm以下程度、45μm以上160μm以下程度、81μm以上160μm以下程度、35μm以上120μm以下程度、45μm以上120μm以下程度、81μm以上120μm以下程度が挙げられる。本発明の電池用包装材料を構成する積層体の厚みが、例えば約250μm以下である場合にも、本発明によれば、電池用包装材料の成形性を高め得る。本発明の電池用包装材料は、厚みを薄くすることで、電池のエネルギー密度の向上に寄与することができる。 The thickness of the laminate constituting the battery packaging material of the present invention is not particularly limited, but the upper limit is set from the viewpoint of improving the moldability of the battery packaging material after reducing the thickness of the battery packaging material. The lower limit is preferably about 250 μm or less, more preferably about 200 μm or less, still more preferably about 160 μm or less, still more preferably about 120 μm or less, and the lower limit is preferably about 35 μm or more, more preferably 45 μm or more, still more preferably. 81 μm or more can be mentioned. The thickness range is preferably 35 μm or more and 250 μm or less, 45 μm or more and 250 μm or less, 81 μm or more and 250 μm or less, 35 μm or more and 200 μm or less, 45 μm or more and 200 μm or less, 81 μm or more and 200 μm or less, 35 μm or more. Examples thereof include about 160 μm or less, 45 μm or more and 160 μm or less, 81 μm or more and 160 μm or less, 35 μm or more and 120 μm or less, 45 μm or more and 120 μm or less, and 81 μm or more and 120 μm or less. According to the present invention, the moldability of the battery packaging material can be improved even when the thickness of the laminate constituting the battery packaging material of the present invention is, for example, about 250 μm or less. The battery packaging material of the present invention can contribute to the improvement of the energy density of the battery by reducing the thickness.
2.電池用包装材料を形成する各層
[基材層1]
本発明の電池用包装材料において、基材層1は、最外層側に位置する層である。本発明においては、基材層1の少なくとも1層は、ポリブチレンテレフタレートフィルムにより形成されている。 2. 2. Each layer forming the packaging material for batteries [base material layer 1]
In the packaging material for batteries of the present invention, the
ポリブチレンテレフタレートフィルムに大きな内部応力を存在させる方法としては限定されないが、一例として、熱収縮率の大きいポリブチレンテレフタレートフィルムを用いることが挙げられる。例えば、基材層1に用いられるポリブチレンテレフタレートフィルムは、大気中、ポリブチレンテレフタレートフィルムの一方向(フィルムの平面方向)の150℃での熱収縮率と、前記一方向に直交する他方向(フィルムの平面方向)の150℃での熱収縮率とが、共に3.0%以上であることが好ましい。このような2方向における熱収縮率が3.0%以上と、従来のポリブチレンテレフタレートフィルムに比して大きいものを用いることにより、より一層効果的に電池用包装材料の成形性を高めることが可能となる。この機序の詳細についても、必ずしも明らかではないが、次のように考えることができる。すなわち、2方向の熱収縮率が3.0%以上と大きいため、ポリブチレンテレフタレートフィルムには大きな内部応力が存在しているといえる。さらに、ポリブチレンテレフタレートフィルムは、ポリエチレンテレフタレート等と比較すると柔軟性が高い。よって、前述の機序と同様、積層体は、冷間成形時に加えられる力に抵抗しながら徐々に引き延ばされると考えられる。このため、バリア層3についても、徐々に引き延ばされるため、ピンホールやクラックの発生がより一層効果的に抑制されているものと考えられる。なお、熱収縮率を測定する一方向と、これに直交する他方向は、それぞれ、特に限定されないが、最も熱収縮率の大きな方向を前記一方向とすることができる。
The method for allowing a large internal stress to exist in the polybutylene terephthalate film is not limited, but one example is the use of a polybutylene terephthalate film having a large heat shrinkage rate. For example, the polybutylene terephthalate film used for the
本発明において、一方向(フィルムの平面方向)の150℃での熱収縮率と、当該一方向に直交する他方向(フィルムの平面方向)の150℃での熱収縮率とが、共に3.0%以上であるポリブチレンテレフタレートフィルムを用いる場合、包装材料に特に優れた成形性を付与することができる。例えば、包装材料の基材層として汎用されているポリエチレンテレフタレートフィルムの単層により基材層が構成されている場合には、成形深さを深くするとピンホールが空きやすいという問題がある。また、同様に汎用されているナイロンフィルムの単層により基材層が構成されている場合には、耐薬品性・絶縁性が低いという問題がある。これに対して、前記のポリブチレンテレフタレートフィルムを用いることにより、ポリエチレンテレフタレートフィルムに比して成形性に優れ、かつ、ナイロンフィルムよりも耐薬品性・絶縁性に優れる。なお、電池用包装材料の耐薬品性は、例えば実施例に記載の方法により評価することができる。評価対象とする試験片のサイズは、実施例で採用された40mm×40mmの大きさよりも小さくてもよい。 In the present invention, the heat shrinkage rate at 150 ° C. in one direction (plane direction of the film) and the heat shrinkage rate at 150 ° C. in the other direction (planar direction of the film) orthogonal to the one direction are both 3. When a polybutylene terephthalate film having a content of 0% or more is used, particularly excellent moldability can be imparted to the packaging material. For example, when the base material layer is composed of a single layer of polyethylene terephthalate film, which is widely used as a base material layer of a packaging material, there is a problem that pinholes are likely to be opened when the molding depth is increased. Further, when the base material layer is composed of a single layer of a nylon film which is also widely used, there is a problem that the chemical resistance and the insulating property are low. On the other hand, by using the above-mentioned polybutylene terephthalate film, the moldability is excellent as compared with the polyethylene terephthalate film, and the chemical resistance and the insulating property are superior as compared with the nylon film. The chemical resistance of the battery packaging material can be evaluated by, for example, the method described in Examples. The size of the test piece to be evaluated may be smaller than the size of 40 mm × 40 mm adopted in the examples.
第1の態様及び第2の態様のポリブチレンテレフタレートフィルムにおいて、前記一方向の熱収縮率と前記他方向の熱収縮率の比(前記一方向の熱収縮率及び前記他方向の熱収縮率のうち、小さい値を、大きい値で除して得られる比)が、0.6以上1.0以下程度であることが好ましく、1.0であることがより好ましい。熱収縮率の比がこのような範囲にあることにより、2方向の熱収縮率の大きさのバランスがよいため、包装材料の成形性をより一層効果的に高めることができる。 In the polybutylene terephthalate film of the first aspect and the second aspect, the ratio of the heat shrinkage rate in the one direction to the heat shrinkage rate in the other direction (the heat shrinkage rate in the one direction and the heat shrinkage rate in the other direction). Of these, the ratio obtained by dividing a small value by a large value) is preferably about 0.6 or more and 1.0 or less, and more preferably 1.0. When the ratio of the heat shrinkage ratio is in such a range, the size of the heat shrinkage ratio in the two directions is well-balanced, so that the moldability of the packaging material can be further effectively improved.
第1の態様及び第2の態様の電池用包装材料の成形性をより高める観点からは、ポリブチレンテレフタレートフィルムの当該熱収縮率としては、3.0%以上15.0%以下、より好ましくは4.0%以上12.0%以下が挙げられる。なお、当該熱収縮率は、前述の一方向及び他方向のうちいずれかが上記範囲にあればよいが、両方向が上記範囲にあることが好ましい。 From the viewpoint of further enhancing the moldability of the battery packaging material of the first aspect and the second aspect, the heat shrinkage of the polybutylene terephthalate film is 3.0% or more and 15.0% or less, more preferably. 4.0% or more and 12.0% or less can be mentioned. The heat shrinkage rate may be in the above range in either one of the above-mentioned directions and the other direction, but it is preferable that both directions are in the above range.
また、本発明の第3の態様の電池用包装材料において、基材層1は、最外層側に位置する層である。第3の態様においては、基材層1の少なくとも1層は、前述の本発明のポリブチレンテレフタレートフィルムにより形成されている。本発明において、当該ポリブチレンテレフタレートフィルムは、一方向の150℃での熱収縮率と、当該一方向に直交する他方向の150℃での熱収縮率とが、共に3.0%以上であるため、電池用包装材料に特に優れた成形性を付与することができる。例えば、電池用包装材料の基材層として汎用されているポリエチレンテレフタレートフィルムの単層により基材層が構成されている場合には、成形深さを深くするとピンホールが空きやすいという問題がある。また、同様に汎用されているナイロンフィルムの単層により基材層が構成されている場合には、耐薬品性・絶縁性が低いという問題がある。これに対して、前記のポリブチレンテレフタレートフィルムを用いることにより、ポリエチレンテレフタレートフィルムに比して成形性に優れ、かつ、ナイロンフィルムよりも耐薬品性・絶縁性に優れる。本発明において基材層1に使用されている当該ポリブチレンテレフタレートフィルムは、少なくとも、基材層、バリア層、及び熱融着性樹脂層をこの順に備える積層体からなる電池用包装材料の前記基材層の少なくとも1層に用いるためのポリブチレンテレフタレートフィルム(電池用包装材料用のポリブチレンテレフタレートフィルム)として、有用である。
Further, in the packaging material for a battery according to the third aspect of the present invention, the
第3の態様において、基材層1に用いられるポリブチレンテレフタレートフィルムは、大気中、ポリブチレンテレフタレートフィルムの一方向(フィルムの平面方向)の150℃での熱収縮率と、前記一方向に直交する他方向(フィルムの平面方向)の150℃での熱収縮率とが、共に3.0%以上である。このような2方向における熱収縮率が3.0%以上という、従来のポリブチレンテレフタレートフィルムに比して大きいものを電池用包装材料に用いることにより、当該電池用包装材料の成形性を効果的に高めることが可能となる。この機序の詳細についても、前述の第1の態様及び第2の態様と同様に考えることができる。なお、熱収縮率を測定する一方向と、これに直交する方向は、特に限定されないが、最も熱収縮率の大きな方向を前記一方向とすることができる。
In the third aspect, the polybutylene terephthalate film used for the
第3の態様の当該ポリブチレンテレフタレートフィルムにおいては、前記一方向の熱収縮率に対する前記他方向の熱収縮率の比(前記他方向の熱収縮率/前記一方向の熱収縮率)が、0.6以上1.4以下であることが好ましい。熱収縮率の比がこのような範囲にあることにより、2方向の熱収縮率の大きさのバランスがよいため、電池用包装材料の成形性をより一層効果的に高めることができる。 In the polybutylene terephthalate film of the third aspect, the ratio of the heat shrinkage rate in the other direction to the heat shrinkage rate in the one direction (heat shrinkage rate in the other direction / heat shrinkage rate in the one direction) is 0. It is preferably 6.6 or more and 1.4 or less. When the ratio of the heat shrinkage ratio is in such a range, the size of the heat shrinkage ratio in the two directions is well-balanced, so that the moldability of the packaging material for the battery can be further effectively improved.
第3の態様において、電池用包装材料の成形性をより高める観点からは、ポリブチレンテレフタレートフィルムの当該熱収縮率としては、好ましくは3.0%以上15.0%以下程度、より好ましくは4.0%以上12.0%以下程度が挙げられる。 In the third aspect, from the viewpoint of further improving the moldability of the battery packaging material, the heat shrinkage of the polybutylene terephthalate film is preferably about 3.0% or more and 15.0% or less, more preferably 4. It may be about 0.0% or more and 12.0% or less.
なお、本発明において、ポリブチレンテレフタレートフィルムの熱収縮率は、次の方法により測定された値である。まず、図5の模式図に示すように、120mm×120mmの平面視正方形のポリブチレンテレフタレートフィルムを試験片10Aとする。試験片10Aの表面に、100mm程度の2本の直線Mを直交するようにペンで記す。このとき、2本の直線の交点がポリブチレンテレフタレートフィルムの中心に位置するようにする。また、2本の直線は、それぞれ、試験片の端辺に平行となるようにして記す。次に、ガラススケールを用いて、当該2本の線の詳細な長さを測定する(この時の測定値をAとする)。次に、試験片10Aを、150℃のオーブン内(大気中)に入れ、30分間放置した後、室温環境(25℃)へ取り出す。取り出した試験片10Aを、室温環境(25℃)において、試験前と同じ標準状態で30分以上放置する。次に、ガラススケールを用いて、前記2本の線の詳細な長さを測定する(この時の測定値をBとする)。計算式:(A-B)/A×100により、2方向における熱収縮率をそれぞれ算出する。なお、試験片のサイズが120mm×120mmに満たない場合には、試験片の端辺よりも短い直線を2本記して、同様にして熱収縮率を測定することができる。
In the present invention, the heat shrinkage of the polybutylene terephthalate film is a value measured by the following method. First, as shown in the schematic diagram of FIG. 5, a polybutylene terephthalate film having a square view in a plan view of 120 mm × 120 mm is used as a
本発明のポリブチレンテレフタレートフィルムの熱収縮率は種々の方法により調整することができるが、例えば、製膜法の種類や製膜時の条件(例えば、製膜温度、延伸倍率、冷却温度、冷却速度、延伸後の熱固定温度)により調整することができる。ポリブチレンテレフタレートフィルムの製膜法としては、例えば、Tダイ法、カレンダー法、チューブラー法などが挙げられる。これらの中でも、ポリブチレンテレフタレートフィルムの熱収縮率を高める観点からは、チューブラー法が好ましい。 The heat shrinkage of the polybutylene terephthalate film of the present invention can be adjusted by various methods. For example, the type of film forming method and the conditions at the time of film forming (for example, film forming temperature, stretching ratio, cooling temperature, cooling). It can be adjusted by the speed and the heat fixing temperature after stretching). Examples of the method for forming a polybutylene terephthalate film include a T-die method, a calendar method, and a tubular method. Among these, the tubular method is preferable from the viewpoint of increasing the heat shrinkage rate of the polybutylene terephthalate film.
第1の態様及び第3の態様において、ポリブチレンテレフタレートフィルムの厚みYとしては、特に制限されないが、電池用包装材料の成形性をより高める観点からは、下限は、好ましくは約1μm以上、より好ましくは約4μm以上、さらに好ましくは約10μm以上が挙げられ、上限は、好ましくは約40μm以下、より好ましくは約30μm以下が挙げられる。ポリブチレンテレフタレートフィルムの厚みYの範囲としては、好ましくは、1μm以上40μm以下程度、1μm以上30μm以下程度、4μm以上40μm以下程度、4μm以上30μm以下程度、10μm以上40μm以下程度、10μm以上30μm以下程度が挙げられる。 In the first aspect and the third aspect, the thickness Y of the polybutylene terephthalate film is not particularly limited, but from the viewpoint of further improving the moldability of the battery packaging material, the lower limit is preferably about 1 μm or more. It is preferably about 4 μm or more, more preferably about 10 μm or more, and the upper limit is preferably about 40 μm or less, more preferably about 30 μm or less. The range of the thickness Y of the polybutylene terephthalate film is preferably 1 μm or more and 40 μm or less, 1 μm or more and 30 μm or less, 4 μm or more and 40 μm or less, 4 μm or more and 30 μm or less, 10 μm or more and 40 μm or less, 10 μm or more and 30 μm or less. Can be mentioned.
また、第2の態様において、ポリブチレンテレフタレートフィルムの厚みYとしては、20μm以下であれば、特に制限されないが、電池用包装材料の成形性をより高める観点からは、下限は、好ましくは約10μm以上、より好ましくは約13μm以上が挙げられ、上限は、好ましくは約17μm以下が挙げられる。ポリブチレンテレフタレートフィルムの厚みYの範囲としては、好ましくは、10μm以上20μm以下程度、10μm以上17μm以下程度、13μm以上20μm以下程度、13μm以上17μm以下程度が挙げられる。 Further, in the second aspect, the thickness Y of the polybutylene terephthalate film is not particularly limited as long as it is 20 μm or less, but from the viewpoint of further improving the moldability of the battery packaging material, the lower limit is preferably about 10 μm. As described above, more preferably about 13 μm or more is mentioned, and the upper limit is preferably about 17 μm or less. The range of the thickness Y of the polybutylene terephthalate film is preferably 10 μm or more and 20 μm or less, 10 μm or more and 17 μm or less, 13 μm or more and 20 μm or less, and 13 μm or more and 17 μm or less.
なお、後述のように、本発明において、基材層1がポリブチレンテレフタレートフィルムを複数層備えている場合には、ポリブチレンテレフタレートフィルムの厚みYは、全てのポリブチレンテレフタレートフィルムの厚みの合計である。ただし、各フィルムの間に設けられている接着剤層の厚みは、厚みYには含まれない。ポリブチレンテレフタレートフィルムの厚みY(μm)は、電池用包装材料の厚み方向の断面について、レーザー顕微鏡を用いて測定される値である。
As will be described later, in the present invention, when the
本発明において、基材層1は、単層であってもよいし、複数の層により構成されていてもよい。基材層1が単層である場合には、基材層1はポリブチレンテレフタレートフィルムにより構成されている。また、基材層1が複数の層により構成されている場合には、基材層1は、少なくとも1層がポリブチレンテレフタレートフィルムにより構成されており、さらに他の層を有している。ポリブチレンテレフタレートフィルムは、ポリブチレンテレフタレートや、ブチレンテレフタレートを繰り返し単位の主体とした共重合ポリエステル等により構成されている。ブチレンテレフタレートを繰り返し単位の主体とした共重合ポリエステルとしては、具体的には、ブチレンテレフタレートを繰り返し単位の主体としてブチレンイソフタレートと重合する共重合体ポリエステル(以下、ポリブチレン(テレフタレート/イソフタレート)にならって略す)、ポリブチレン(テレフタレート/アジペート)、ポリブチレン(テレフタレート/セバケート)、ポリブチレン(テレフタレート/デカンジカルボキシレート)等が挙げられる。ポリブチレンテレフタレートフィルムには、ポリエチレンテレフタレート成分や、ポリエステル系エラストマーなどが含まれていてもよい。
In the present invention, the
本発明において、他の層は、前述のポリブチレンテレフタレートフィルムにより構成されていてもよいし、他の素材により構成されていてもよい。他の素材としては、絶縁性を備えるものであることを限度として特に制限されるものではなく、例えば、ポリエステル(ただし、ポリブチレンテレフタレートを除く)、ポリアミド、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂、ポリウレタン、珪素樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルイミド、ポリイミド、及びこれらの混合物や共重合物等が挙げられる。 In the present invention, the other layer may be made of the above-mentioned polybutylene terephthalate film or may be made of another material. The other materials are not particularly limited as long as they have insulating properties, and are, for example, polyester (excluding polybutylene terephthalate), polyamide, epoxy resin, acrylic resin, fluororesin, and polyurethane. , Silicon resin, phenol resin, polycarbonate resin, polyetherimide, polyimide, and mixtures and copolymers thereof.
本発明において、ポリエステルとしては、具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリエチレンイソフタレート、エチレンテレフタレートを繰り返し単位の主体とした共重合ポリエステル等が挙げられる。また、エチレンテレフタレートを繰り返し単位の主体とした共重合ポリエステルとしては、具体的には、エチレンテレフタレートを繰り返し単位の主体としてエチレンイソフタレートと重合する共重合体ポリエステル(以下、ポリエチレン(テレフタレート/イソフタレート)にならって略す)、ポリエチレン(テレフタレート/イソフタレート)、ポリエチレン(テレフタレート/アジペート)、ポリエチレン(テレフタレート/ナトリウムスルホイソフタレート)、ポリエチレン(テレフタレート/ナトリウムイソフタレート)、ポリエチレン(テレフタレート/フェニル-ジカルボキシレート)、ポリエチレン(テレフタレート/デカンジカルボキシレート)等が挙げられる。また、ブチレンテレフタレートを繰り返し単位の主体とした他の共重合ポリエステルとしては、ポリブチレンナフタレートなどが挙げられる。これらのポリエステルは、1種単独で使用してもよく、また2種以上を組み合わせて使用してもよい。ポリエステルは、耐電解液性に優れ、電解液の付着に対して白化等が発生し難いという利点があり、基材層1の形成素材として好適に使用される。
In the present invention, specific examples of the polyester include polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polybutylene naphthalate, polyethylene isophthalate, and a copolymerized polyester containing ethylene terephthalate as a repeating unit. Further, as the copolymerized polyester having ethylene terephthalate as the main body of the repeating unit, specifically, a copolymer polyester having ethylene terephthalate as the main body of the repeating unit and polymerizing with ethylene isophthalate (hereinafter, polyethylene (terephthalate / isophthalate)). (Abbreviated after), polyethylene (terephthalate / isophthalate), polyethylene (terephthalate / adipate), polyethylene (terephthalate / sodium sulfoisophthalate), polyethylene (terephthalate / sodium isophthalate), polyethylene (terephthalate / phenyl-dicarboxylate) , Polyethylene (terephthalate / decandicarboxylate) and the like. Further, as another copolymerized polyester having butylene terephthalate as a repeating unit as a main body, polybutylene naphthalate and the like can be mentioned. These polyesters may be used alone or in combination of two or more. Polyester has an advantage that it has excellent electrolytic solution resistance and is less likely to cause whitening or the like due to adhesion of the electrolytic solution, and is preferably used as a material for forming the
また、本発明において、ポリアミドとしては、具体的には、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン610、ナイロン12、ナイロン46、ナイロン6とナイロン66との共重合体等の脂肪族系ポリアミド;テレフタル酸及び/又はイソフタル酸に由来する構成単位を含むナイロン6I、ナイロン6T、ナイロン6IT、ナイロン6I6T(Iはイソフタル酸、Tはテレフタル酸を表す)等のヘキサメチレンジアミン-イソフタル酸-テレフタル酸共重合ポリアミド、ポリメタキシリレンアジパミド(MXD6)等の芳香族を含むポリアミド;ポリアミノメチルシクロヘキシルアジパミド(PACM6)等の脂環系ポリアミド;さらにラクタム成分や、4,4’-ジフェニルメタン-ジイソシアネート等のイソシアネート成分を共重合させたポリアミド、共重合ポリアミドとポリエステルやポリアルキレンエーテルグリコールとの共重合体であるポリエステルアミド共重合体やポリエーテルエステルアミド共重合体;これらの共重合体等が挙げられる。これらのポリアミドは、1種単独で使用してもよく、また2種以上を組み合わせて使用してもよい。延伸ポリアミドフィルムは延伸性に優れており、成形時の基材層1の樹脂割れによる白化の発生を防ぐことができ、基材層1の形成素材として好適に使用される。
Further, in the present invention, the polyamide is specifically an aliphatic polyamide such as
本発明において、基材層1が複数の層により形成されている場合の具体例としては、ポリブチレンテレフタレートフィルムとポリブチレンテレフタレートフィルムを積層させた多層構造、ポリブチレンテレフタレートフィルムとナイロンフィルムを積層させた多層構造、ポリブチレンテレフタレートフィルムとポリエステルフィルム(ポリブチレンテレフタレートフィルムを除く)を積層させた多層構造などが挙げられる。例えば、基材層1を2層の樹脂フィルムから形成する場合、ポリブチレンテレフタレートフィルムとポリブチレンテレフタレートフィルムを積層させた構成、ポリブチレンテレフタレートフィルムとナイロンフィルムを積層させた構成、ポリブチレンテレフタレートフィルムとポリエチレンテレフタレートフィルムを積層させた構成が好ましい。また、ポリブチレンテレフタレートフィルムは、例えば電解液が表面に付着した際に変色し難いことなどから、基材層1がナイロンフィルムを含む多層構造である場合、基材層1は、バリア層3側からナイロンフィルムとポリブチレンテレフタレートフィルムをこの順に有する積層体であることが好ましい。
In the present invention, as a specific example when the
本発明において、基材層1を多層構造にする場合、各樹脂フィルムは接着剤を介して接着してもよく、また接着剤を介さず直接積層させてもよい。接着剤を介さず接着させる場合には、例えば、共押出し法、サンドイッチラミネート法、サーマルラミネート法等の熱溶融状態で接着させる方法が挙げられる。また、接着剤を介して接着させる場合、使用する接着剤は、2液硬化型接着剤であってもよく、また1液硬化型接着剤であってもよい。更に、接着剤の接着機構についても、特に制限されず、化学反応型、溶剤揮発型、熱溶融型、熱圧型、UVやEBなどの電子線硬化型等のいずれであってもよい。接着剤の具体例としては、後述する接着剤層2で例示する接着剤と同様のものが挙げられる。また、接着剤の厚みについても、接着剤層2と同様とすることができる。
In the present invention, when the
本発明において、電池用包装材料の成形性を高める観点からは、基材層1の表面には、滑剤が付着していることが好ましい。滑剤としては、特に制限されないが、好ましくはアミド系滑剤が挙げられる。アミド系滑剤の具体例としては、例えば、飽和脂肪酸アミド、不飽和脂肪酸アミド、置換アミド、メチロールアミド、飽和脂肪酸ビスアミド、不飽和脂肪酸ビスアミドなどが挙げられる。飽和脂肪酸アミドの具体例としては、ラウリン酸アミド、パルミチン酸アミド、ステアリン酸アミド、ベヘン酸アミド、ヒドロキシステアリン酸アミドなどが挙げられる。不飽和脂肪酸アミドの具体例としては、オレイン酸アミド、エルカ酸アミドなどが挙げられる。置換アミドの具体例としては、N-オレイルパルミチン酸アミド、N-ステアリルステアリン酸アミド、N-ステアリルオレイン酸アミド、N-オレイルステアリン酸アミド、N-ステアリルエルカ酸アミドなどが挙げられる。また、メチロールアミドの具体例としては、メチロールステアリン酸アミドなどが挙げられる。飽和脂肪酸ビスアミドの具体例としては、メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスカプリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスヒドロキシステアリン酸アミド、エチレンビスベヘン酸アミド、ヘキサメチレンビスステアリン酸アミド、ヘキサメチレンビスベヘン酸アミド、ヘキサメチレンヒドロキシステアリン酸アミド、N,N’-ジステアリルアジピン酸アミド、N,N’-ジステアリルセバシン酸アミドなどが挙げられる。不飽和脂肪酸ビスアミドの具体例としては、エチレンビスオレイン酸アミド、エチレンビスエルカ酸アミド、ヘキサメチレンビスオレイン酸アミド、N,N’-ジオレイルアジピン酸アミド、N,N’-ジオレイルセバシン酸アミドなどが挙げられる。脂肪酸エステルアミドの具体例としては、ステアロアミドエチルステアレートなどが挙げられる。また、芳香族系ビスアミドの具体例としては、m-キシリレンビスステアリン酸アミド、m-キシリレンビスヒドロキシステアリン酸アミド、N,N’-ジステアリルイソフタル酸アミドなどが挙げられる。滑剤は、1種類単独で使用してもよいし、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。
In the present invention, from the viewpoint of improving the moldability of the battery packaging material, it is preferable that the lubricant is attached to the surface of the
本発明において、基材層1表面に滑剤が存在する場合、その存在量としては、特に制限されないが、温度24℃、湿度60%下において、好ましくは約3mg/m2以上、より好ましくは4mg/m2以上15mg/m2以下程度、さらに好ましくは5mg/m2以上14mg/m2以下程度が挙げられる。In the present invention, when the lubricant is present on the surface of the
基材層1の厚み(総厚み)としては、電池用包装材料の総厚みを薄くしつつ、絶縁性に優れた電池用包装材料とする観点からは、好ましくは4μm以上程度、より好ましくは6μm以上60μm以下程度、さらに好ましくは10μm以上50μm以下程度が挙げられる。
The thickness (total thickness) of the
[接着剤層2]
本発明の電池用包装材料において、接着剤層2は、基材層1とバリア層3を強固に接着させるために、必要に応じて、これらの間に設けられる層である。[Adhesive layer 2]
In the packaging material for batteries of the present invention, the
接着剤層2は、基材層1とバリア層3とを接着可能である接着剤によって形成される。接着剤層2の形成に使用される接着剤は、2液硬化型接着剤であってもよく、また1液硬化型接着剤であってもよい。更に、接着剤層2の形成に使用される接着剤の接着機構についても、特に制限されず、化学反応型、溶剤揮発型、熱溶融型、熱圧型等のいずれであってもよい。
The
接着剤層2の形成に使用できる接着成分としては、具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリエチレンイソフタレート、共重合ポリエステル等のポリエステル系樹脂;ポリカーボネート系樹脂;ポリエーテル系接着剤;ポリウレタン系接着剤;エポキシ系樹脂;フェノール系樹脂;ナイロン6、ナイロン66、ナイロン12、共重合ポリアミド等のポリアミド系樹脂;ポリオレフィン、カルボン酸変性ポリオレフィン、金属変性ポリオレフィン等のポリオレフィン系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂;セルロース系接着剤;(メタ)アクリル系樹脂;ポリイミド系樹脂;尿素樹脂、メラミン樹脂等のアミノ樹脂;クロロプレンゴム、ニトリルゴム、スチレン-ブタジエンゴム等のゴム;シリコーン系樹脂等が挙げられる。これらの接着成分は1種単独で使用してもよく、また2種以上を組み合わせて使用してもよい。これらの接着成分の中でも、好ましくはポリウレタン系接着剤が挙げられる。
Specific examples of the adhesive component that can be used to form the
接着剤層2の厚みについては、接着をする層としての機能を発揮すれば特に制限されないが、例えば、1μm以上10μm以下程度、好ましくは2μm以上5μm以下程度が挙げられる。
The thickness of the
[バリア層3]
電池用包装材料において、バリア層3は、電池用包装材料の強度向上の他、電池内部に水蒸気、酸素、光などが侵入することを防止するためのバリア層として機能する層である。本発明において、前記所定の熱収縮率を備えるポリブチレンテレフタレートフィルムを基材層1の少なくとも1層に備えている場合、バリア層3の厚みがこのように非常に薄い場合にも、包装材料がより一層優れた成形性を発揮することができる。[Barrier layer 3]
In the battery packaging material, the
バリア層3を構成する金属としては、具体的には、アルミニウム、ステンレス、チタンなどが挙げられ、好ましくはアルミニウムが挙げられる。バリア層3は、例えば、金属箔や金属蒸着膜、無機酸化物蒸着膜、炭素含有無機酸化物蒸着膜、これらの蒸着膜を設けたフィルムなどにより形成することができ、金属箔により形成することが好ましく、アルミニウム箔により形成することがさらに好ましい。電池用包装材料の製造時に、バリア層3にしわやピンホールが発生することを防止する観点からは、バリア層は、例えば、焼きなまし処理済みのアルミニウム(JIS H4160:1994 A8021H-O、JIS H4160:1994 A8079H-O、JIS H4000:2014 A8021P-O、JIS H4000:2014 A8079P-O)など軟質アルミニウム箔により形成することがより好ましい。
Specific examples of the metal constituting the
第1の態様及び第2の態様において、バリア層3の厚みは、水蒸気などのバリア層としての機能を発揮すれば特に制限されないが、例えば、10μm以上50μm以下程度、好ましくは10μm以上40μm以下程度とすることができる。
In the first aspect and the second aspect, the thickness of the
また、第3の態様においても、バリア層3の厚みは、水蒸気などのバリア層としての機能を発揮すれば特に制限されないが、例えば、10μm以上100μm以下程度、好ましくは10μm以上55μm以下程度、より好ましくは10μm以上38μm以下程度とすることができる。第3の態様においては、前記所定の熱収縮率を備えるポリブチレンテレフタレートフィルムを基材層1の少なくとも1層に備えているため、バリア層3の厚みがこのように非常に薄い場合にも、電池用包装材料が優れた成形性を発揮することができる。
Further, also in the third aspect, the thickness of the
また、バリア層3は、接着の安定化、溶解や腐食の防止などのために、少なくとも一方の面、好ましくは両面が化成処理されていることが好ましい。ここで、化成処理とは、バリア層の表面に耐酸性皮膜を形成する処理をいう。化成処理としては、例えば、硝酸クロム、フッ化クロム、硫酸クロム、酢酸クロム、蓚酸クロム、重リン酸クロム、クロム酸アセチルアセテート、塩化クロム、硫酸カリウムクロムなどのクロム化合物を用いたクロメート処理;リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、リン酸アンモニウム、ポリリン酸などのリン酸化合物を用いたリン酸処理;下記一般式(1)から(4)で表される繰り返し単位を有するアミノ化フェノール重合体を用いた化成処理などが挙げられる。なお、当該アミノ化フェノール重合体において、下記一般式(1)から(4)で表される繰り返し単位は、1種類単独で含まれていてもよいし、2種類以上の任意の組み合わせであってもよい。
Further, it is preferable that at least one surface, preferably both sides, of the
一般式(1)から(4)中、Xは、水素原子、ヒドロキシル基、アルキル基、ヒドロキシアルキル基、アリル基またはベンジル基を示す。また、R1及びR2は、それぞれ同一または異なって、ヒドロキシル基、アルキル基、またはヒドロキシアルキル基を示す。一般式(1)から(4)において、X、R1及びR2で示されるアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基などの炭素数1から4の直鎖または分枝鎖状アルキル基が挙げられる。また、X、R1及びR2で示されるヒドロキシアルキル基としては、例えば、ヒドロキシメチル基、1-ヒドロキシエチル基、2-ヒドロキシエチル基、1-ヒドロキシプロピル基、2-ヒドロキシプロピル基、3-ヒドロキシプロピル基、1-ヒドロキシブチル基、2-ヒドロキシブチル基、3-ヒドロキシブチル基、4-ヒドロキシブチル基などのヒドロキシ基が1個置換された炭素数1から4の直鎖または分枝鎖状アルキル基が挙げられる。一般式(1)から(4)において、X、R1及びR2で示されるアルキル基及びヒドロキシアルキル基は、それぞれ同一であってもよいし、異なっていてもよい。一般式(1)から(4)において、Xは、水素原子、ヒドロキシル基またはヒドロキシアルキル基であることが好ましい。一般式(1)から(4)で表される繰り返し単位を有するアミノ化フェノール重合体の数平均分子量は、例えば、500以上100万以下であることが好ましく、1000以上2万以下であることがより好ましい。In the general formulas (1) to (4), X represents a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group, a hydroxyalkyl group, an allyl group or a benzyl group. Further, R 1 and R 2 are the same or different, respectively, and represent a hydroxyl group, an alkyl group, or a hydroxyalkyl group. In the general formulas (1) to (4), examples of the alkyl group represented by X, R 1 and R 2 include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group and an isobutyl group. Examples thereof include a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms such as a tert-butyl group. Examples of the hydroxyalkyl group represented by X, R 1 and R 2 include a hydroxymethyl group, a 1-hydroxyethyl group, a 2-hydroxyethyl group, a 1-hydroxypropyl group, a 2-hydroxypropyl group and 3-. A linear or branched chain having 1 to 4 carbon atoms in which one hydroxy group such as a hydroxypropyl group, a 1-hydroxybutyl group, a 2-hydroxybutyl group, a 3-hydroxybutyl group, or a 4-hydroxybutyl group is substituted. Alkyl groups can be mentioned. In the general formulas (1) to (4), the alkyl group and the hydroxyalkyl group represented by X, R 1 and R 2 may be the same or different from each other. In the general formulas (1) to (4), X is preferably a hydrogen atom, a hydroxyl group or a hydroxyalkyl group. The number average molecular weight of the aminoated phenol polymer having the repeating unit represented by the general formulas (1) to (4) is, for example, preferably 500 or more and 1 million or less, and preferably 1000 or more and 20,000 or less. More preferred.
また、バリア層3に耐食性を付与する化成処理方法として、リン酸中に、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化セリウム、酸化スズなどの金属酸化物や硫酸バリウムの微粒子を分散させたものをコーティングし、150℃以上で焼付け処理を行うことにより、バリア層3の表面に耐食処理層を形成する方法が挙げられる。また、耐食処理層の上には、カチオン性ポリマーを架橋剤で架橋させた樹脂層をさらに形成してもよい。ここで、カチオン性ポリマーとしては、例えば、ポリエチレンイミン、ポリエチレンイミンとカルボン酸を有するポリマーからなるイオン高分子錯体、アクリル主骨格に1級アミンをグラフト重合させた1級アミングラフトアクリル樹脂、ポリアリルアミンまたはその誘導体、アミノフェノールなどが挙げられる。これらのカチオン性ポリマーとしては、1種類のみを用いてもよいし、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。また、架橋剤としては、例えば、イソシアネート基、グリシジル基、カルボキシル基、及びオキサゾリン基よりなる群から選ばれた少なくとも1種の官能基を有する化合物、シランカップリング剤などが挙げられる。これらの架橋剤としては、1種類のみを用いてもよいし、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
Further, as a chemical conversion treatment method for imparting corrosion resistance to the
化成処理は、1種類の化成処理のみを行ってもよいし、2種類以上の化成処理を組み合わせて行ってもよい。さらに、これらの化成処理は、1種の化合物を単独で使用して行ってもよく、また2種以上の化合物を組み合わせて使用して行ってもよい。化成処理の中でも、クロメート処理や、クロム化合物、リン酸化合物、及びアミノ化フェノール重合体を組み合わせたクロメート処理などが好ましい。クロム化合物としては、クロム酸化合物が好ましい。 As the chemical conversion treatment, only one type of chemical conversion treatment may be performed, or two or more types of chemical conversion treatment may be performed in combination. Further, these chemical conversion treatments may be carried out by using one kind of compound alone or by using two or more kinds of compounds in combination. Among the chemical conversion treatments, chromate treatment and chromate treatment in which a chromium compound, a phosphoric acid compound, and an amination phenol polymer are combined are preferable. As the chromium compound, a chromic acid compound is preferable.
化成処理においてバリア層3の表面に形成させる耐酸性皮膜の量については、特に制限されないが、例えば、上記のクロメート処理を行う場合であれば、バリア層3の表面1m2当たり、クロム化合物がクロム換算で0.5mg以上50mg以下程度、好ましくは1.0mg以上40mg以下程度、リン化合物がリン換算で0.5mg以上50mg以下程度、好ましくは1.0mg以上40mg以下程度、及びアミノ化フェノール重合体が1.0mg以上200mg以下程度、好ましくは5.0mg以上150mg以下程度の割合で含有されていることが望ましい。The amount of the acid-resistant film formed on the surface of the
化成処理は、耐酸性皮膜の形成に使用する化合物を含む溶液を、バーコート法、ロールコート法、グラビアコート法、浸漬法などによって、バリア層3の表面に塗布した後に、バリア層3の温度が70℃以上200℃以下程度になるように加熱することにより行われる。また、バリア層3に化成処理を施す前に、予めバリア層3を、アルカリ浸漬法、電解洗浄法、酸洗浄法、電解酸洗浄法などによる脱脂処理に供してもよい。このように脱脂処理を行うことにより、バリア層3の表面の化成処理をより効率的に行うことが可能となる。
In the chemical conversion treatment, a solution containing a compound used for forming an acid-resistant film is applied to the surface of the
[熱融着性樹脂層4]
本発明の電池用包装材料において、熱融着性樹脂層4は、最内層に該当し、電池の組み立て時に熱融着性樹脂層同士が熱融着して電池素子を密封する層である。[Heat-fused resin layer 4]
In the battery packaging material of the present invention, the heat-sealing
熱融着性樹脂層4に使用される樹脂成分については、熱融着可能であることを限度として特に制限されないが、例えば、ポリオレフィン、環状ポリオレフィン、カルボン酸変性ポリオレフィン、カルボン酸変性環状ポリオレフィンが挙げられる。すなわち、熱融着性樹脂層4は、ポリオレフィン骨格を含んでいても含んでいなくてもよいが、ポリオレフィン骨格を含んでいることが好ましい。熱融着性樹脂層4がポリオレフィン骨格を含むことは、例えば、赤外分光法、ガスクロマトグラフィー質量分析法などにより分析可能であり、分析方法は特に問わない。例えば、赤外分光法にて無水マレイン酸変性ポリオレフィンを測定すると、波数1760cm-1付近と波数1780cm-1付近に無水マレイン酸由来のピークが検出される。ただし、酸変性度が低いとピークが小さくなり検出されない場合がある。その場合は核磁気共鳴分光法にて分析可能である。
The resin component used in the heat-fusing
前記ポリオレフィンとしては、具体的には、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン等のポリエチレン;ホモポリプロピレン、ポリプロピレンのブロックコポリマー(例えば、プロピレンとエチレンのブロックコポリマー)、ポリプロピレンのランダムコポリマー(例えば、プロピレンとエチレンのランダムコポリマー)等のポリプロピレン;エチレン-ブテン-プロピレンのターポリマー;等が挙げられる。これらのポリオレフィンの中でも、好ましくはポリエチレン及びポリプロピレンが挙げられる。 Specific examples of the polyolefin include polyethylene such as low-density polyethylene, medium-density polyethylene, high-density polyethylene, and linear low-density polyethylene; homopolypropylene, a block copolymer of polypropylene (for example, a block copolymer of propylene and ethylene), and polypropylene. Polypropylene such as random copolymers of polyethylene (eg, random copolymers of propylene and ethylene); polyethylene-butene-propylene tarpolymers; and the like. Among these polyolefins, polyethylene and polypropylene are preferable.
前記環状ポリオレフィンは、オレフィンと環状モノマーとの共重合体であり、前記環状ポリオレフィンの構成モノマーであるオレフィンとしては、例えば、エチレン、プロピレン、4-メチル-1-ペンテン、ブタジエン、イソプレン、等が挙げられる。また、前記環状ポリオレフィンの構成モノマーである環状モノマーとしては、例えば、ノルボルネン等の環状アルケン;具体的には、シクロペンタジエン、ジシクロペンタジエン、シクロヘキサジエン、ノルボルナジエン等の環状ジエン等が挙げられる。これらのポリオレフィンの中でも、好ましくは環状アルケン、更に好ましくはノルボルネンが挙げられる。また、スチレンもポリオレフィンとして使用することができる。 The cyclic polyolefin is a copolymer of an olefin and a cyclic monomer, and examples of the olefin which is a constituent monomer of the cyclic polyolefin include ethylene, propylene, 4-methyl-1-pentene, butadiene, and isoprene. Be done. Examples of the cyclic monomer which is a constituent monomer of the cyclic polyolefin include cyclic alkenes such as norbornene; specifically, cyclic diene such as cyclopentadiene, dicyclopentadiene, cyclohexadiene, norbornadiene and the like. Among these polyolefins, cyclic alkene is preferable, and norbornene is more preferable. Styrene can also be used as the polyolefin.
前記カルボン酸変性ポリオレフィンとは、前記ポリオレフィンをカルボン酸でブロック重合又はグラフト重合することにより変性したポリマーである。変性に使用されるカルボン酸としては、例えば、マレイン酸、アクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸等が挙げられる。 The carboxylic acid-modified polyolefin is a polymer modified by block-polymerizing or graft-polymerizing the polyolefin with a carboxylic acid. Examples of the carboxylic acid used for modification include maleic acid, acrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, maleic anhydride, itaconic anhydride and the like.
前記カルボン酸変性環状ポリオレフィンとは、環状ポリオレフィンを構成するモノマーの一部を、α,β-不飽和カルボン酸又はその無水物に代えて共重合することにより、或いは環状ポリオレフィンに対してα,β-不飽和カルボン酸又はその無水物をブロック重合又はグラフト重合することにより得られるポリマーである。カルボン酸変性される環状ポリオレフィンについては、前記と同様である。また、変性に使用されるカルボン酸としては、前記ポリオレフィンの変性に使用されるものと同様である。 The carboxylic acid-modified cyclic polyolefin means that a part of the monomer constituting the cyclic polyolefin is copolymerized in place of α, β-unsaturated carboxylic acid or its anhydride, or α, β with respect to the cyclic polyolefin. -A polymer obtained by block-polymerizing or graft-polymerizing an unsaturated carboxylic acid or an anhydride thereof. The same applies to the cyclic polyolefin that is modified with carboxylic acid. The carboxylic acid used for the modification is the same as that used for the modification of the polyolefin.
これらの樹脂成分の中でも、好ましくはカルボン酸変性ポリオレフィン;更に好ましくはカルボン酸変性ポリプロピレンが挙げられる。 Among these resin components, carboxylic acid-modified polyolefin is preferable; and carboxylic acid-modified polypropylene is more preferable.
熱融着性樹脂層4は、1種の樹脂成分単独で形成してもよく、また2種以上の樹脂成分を組み合わせたブレンドポリマーにより形成してもよい。更に、熱融着性樹脂層4は、1層のみで成されていてもよいが、同一又は異なる樹脂成分によって2層以上で形成されていてもよい。
The heat-
また、熱融着性樹脂層4は、必要に応じて滑剤などを含んでいてもよい。熱融着性樹脂層4が滑剤を含む場合、電池用包装材料の成形性を高め得る。滑剤としては、特に制限されず、公知の滑剤を用いることができ、例えば、上記の基材層1で例示したものなどが挙げられる。滑剤は、1種単独で使用してもよく、また2種以上を組み合わせて使用してもよい。熱融着性樹脂層4の表面における滑剤の存在量としては、特に制限されず、電子包装用材料の成形性を高める観点からは、温度24℃、湿度60%下において、好ましくは10mg/m2以上、50mg/m2以下、さらに好ましくは15mg/m2以上、40mg/m2以下が挙げられる。Further, the heat-sealing
また、熱融着性樹脂層4の厚みとしては、熱融着性樹脂層としての機能を発揮すれば特に制限されないが、好ましくは約60μm以下、より好ましくは15μm以上40μm以下程度が挙げられる。
The thickness of the heat-sealing
[接着層5]
本発明の電池用包装材料において、接着層5は、バリア層3と熱融着性樹脂層4を強固に接着させるために、これらの間に必要に応じて設けられる層である。[Adhesive layer 5]
In the packaging material for batteries of the present invention, the
接着層5は、バリア層3と熱融着性樹脂層4とを接着可能である樹脂によって形成される。接着層5の形成に使用される樹脂としては、その接着機構、接着剤成分の種類等は、接着剤層2で例示した接着剤と同様のものが使用できる。また、接着層5の形成に使用される樹脂としては、前述の熱融着性樹脂層4で例示したポリオレフィン、環状ポリオレフィン、カルボン酸変性ポリオレフィン、カルボン酸変性環状ポリオレフィンなどのポリオレフィン系樹脂も使用できる。バリア層3と熱融着性樹脂層4との密着性に優れる観点から、ポリオレフィンとしては、カルボン酸変性ポリオレフィンが好ましく、カルボン酸変性ポリプロピレンが特に好ましい。すなわち接着層5は、ポリオレフィン骨格を含んでいても含んでいなくてもよいが、ポリオレフィン骨格を含んでいることが好ましい。接着層5がポリオレフィン骨格を含むことは、例えば、赤外分光法、ガスクロマトグラフィー質量分析法などにより分析可能であり、分析方法は特に問わない。例えば、赤外分光法にて無水マレイン酸変性ポリオレフィンを測定すると、波数1760cm-1付近と波数1780cm-1付近に無水マレイン酸由来のピークが検出される。ただし、酸変性度が低いとピークが小さくなり検出されない場合がある。その場合は核磁気共鳴分光法にて分析可能である。
The
接着層5の厚みについては、接着層としての機能を発揮すれば特に制限されないが、接着剤層2で例示した接着剤を用いる場合であれば、好ましくは2μm以上、10μm以下程度、より好ましくは2μm以上、5μm以下程度が挙げられる。また、熱融着性樹脂層4で例示した樹脂を用いる場合であれば、好ましくは2μm以上、50μm以下程度、より好ましくは10μm以上、40μm以下程度が挙げられる。
The thickness of the
[表面被覆層6]
本発明の電池用包装材料においては、意匠性、耐電解液性、耐擦過性、成形性の向上などを目的として、必要に応じて、基材層1の上(基材層1のバリア層3とは反対側)に、必要に応じて、表面被覆層6を設けてもよい。表面被覆層6は、電池を組み立てた時に、最外層に位置する層である。[Surface coating layer 6]
In the packaging material for a battery of the present invention, for the purpose of improving designability, electrolytic solution resistance, scratch resistance, moldability, etc., as necessary, above the base material layer 1 (barrier layer of the base material layer 1). A
表面被覆層6は、例えば、ポリ塩化ビニリデン、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などにより形成することができる。表面被覆層6は、これらの中でも、2液硬化型樹脂により形成することが好ましい。表面被覆層6を形成する2液硬化型樹脂としては、例えば、2液硬化型ウレタン樹脂、2液硬化型ポリエステル樹脂、2液硬化型エポキシ樹脂などが挙げられる。また、表面被覆層6には、添加剤を配合してもよい。
The
添加剤としては、例えば、粒径が0.5nm以上5μm以下程度の微粒子が挙げられる。添加剤の材質については、特に制限されないが、例えば、金属、金属酸化物、無機物、有機物等が挙げられる。また、添加剤の形状についても、特に制限されないが、例えば、球状、繊維状、板状、不定形、バルーン状等が挙げられる。添加剤として、具体的には、タルク、シリカ、グラファイト、カオリン、モンモリロイド、モンモリロナイト、合成マイカ、ハイドロタルサイト、シリカゲル、ゼオライト、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化ネオジウム、酸化アンチモン、酸化チタン、酸化セリウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウム,ケイ酸カルシウム、炭酸リチウム、安息香酸カルシウム、シュウ酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、アルミナ、カーボンブラック、カーボンナノチューブ類、高融点ナイロン、架橋アクリル、架橋スチレン、架橋ポリエチレン、ベンゾグアナミン、金、アルミニウム、銅、ニッケル等が挙げられる。これらの添加剤は、1種単独で使用してもよく、また2種以上を組み合わせて使用してもよい。これらの添加剤の中でも、分散安定性やコスト等の観点から、好ましくはシリカ、硫酸バリウム、酸化チタンが挙げられる。また、添加剤には、表面に絶縁処理、高分散性処理等の各種表面処理を施しておいてもよい。 Examples of the additive include fine particles having a particle size of 0.5 nm or more and 5 μm or less. The material of the additive is not particularly limited, and examples thereof include metals, metal oxides, inorganic substances, and organic substances. The shape of the additive is also not particularly limited, and examples thereof include a spherical shape, a fibrous shape, a plate shape, an amorphous shape, and a balloon shape. As additives, specifically, talc, silica, graphite, kaolin, montmoriloid, montmorillonite, synthetic mica, hydrotalcite, silica gel, zeolite, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, zinc oxide, magnesium oxide, aluminum oxide, Neodium oxide, antimony oxide, titanium oxide, cerium oxide, calcium sulfate, barium sulfate, calcium carbonate, calcium silicate, lithium carbonate, calcium benzoate, calcium oxalate, magnesium stearate, alumina, carbon black, carbon nanotubes, high Examples thereof include melting point nylon, crosslinked acrylic, crosslinked styrene, crosslinked polyethylene, benzoguanamine, gold, aluminum, copper and nickel. These additives may be used alone or in combination of two or more. Among these additives, silica, barium sulfate, and titanium oxide are preferable from the viewpoint of dispersion stability and cost. Further, the additive may be subjected to various surface treatments such as an insulation treatment and a high dispersibility treatment on the surface.
表面被覆層6を形成する方法としては、特に制限されないが、例えば、表面被覆層6を形成する2液硬化型樹脂を基材層1の一方の表面上に塗布する方法が挙げられる。添加剤を配合する場合には、2液硬化型樹脂に添加剤を添加して混合した後、塗布すればよい。
The method for forming the
表面被覆層6の厚みとしては、表面被覆層6としての上記の機能を発揮すれば特に制限されないが、例えば、0.5μm以上10μm以下程度、好ましくは1μm以上5μm以下程度が挙げられる。
The thickness of the
3.電池用包装材料の製造方法
本発明の電池用包装材料の製造方法については、所定の組成の各層を積層させた積層体が得られる限り、特に制限されない。すなわち、本発明の第1の態様の電池用包装材料の製造方法においては、少なくとも、基材層、バリア層、及び熱融着性樹脂層がこの順となるように積層して積層体を得る工程を備えており、基材層の少なくとも1層を、ポリブチレンテレフタレートフィルムにより形成し、JIS Z1707:1997の規定に準拠した方法により測定された、前記積層体の前記基材層側から突き刺した場合の突刺し強さX(N)を、前記ポリブチレンテレフタレートフィルムの厚みY(μm)の平方根√Y(√μm)で除して得られる値を3.90N/√μm以上とすればよい。 3. 3. Method for Manufacturing Battery Packaging Material The method for producing the battery packaging material of the present invention is not particularly limited as long as a laminate in which each layer having a predetermined composition is laminated can be obtained. That is, in the method for producing a packaging material for a battery according to the first aspect of the present invention, at least the base material layer, the barrier layer, and the heat-sealing resin layer are laminated in this order to obtain a laminated body. It comprises a step, in which at least one layer of the substrate layer is formed of a polybutylene terephthalate film and pierced from the substrate layer side of the laminate as measured by a method according to JIS Z1707: 1997. The value obtained by dividing the piercing strength X (N) in the case by the square root √Y (√μm) of the thickness Y (μm) of the polybutylene terephthalate film may be 3.90N / √μm or more. ..
また、本発明の第2の態様の電池用包装材料の製造方法においては、少なくとも、基材層、バリア層、及び熱融着性樹脂層がこの順となるように積層して積層体を得る工程を備えており、基材層の少なくとも1層を、厚み20μm以下のポリブチレンテレフタレートフィルムにより形成し、JIS Z1707:1997の規定に準拠した方法により測定された、前記積層体の前記基材層側から突き刺した場合の突刺し強さX(N)を、前記ポリブチレンテレフタレートフィルムの厚みY(μm)で除して得られる値を1.02N/μm以上とすればよい。 Further, in the method for producing a packaging material for a battery according to the second aspect of the present invention, at least the base material layer, the barrier layer, and the heat-sealing resin layer are laminated in this order to obtain a laminated body. The base material layer of the laminated body is provided with a step, and at least one layer of the base material layer is formed of a polybutylene terephthalate film having a thickness of 20 μm or less and measured by a method in accordance with the regulations of JIS Z1707: 1997. The value obtained by dividing the piercing strength X (N) when piercing from the side by the thickness Y (μm) of the polybutylene terephthalate film may be 1.02 N / μm or more.
また、本発明の第3の態様の電池用包装材料の製造方法においては、少なくとも、基材層、バリア層、及び熱融着性樹脂層がこの順となるように積層して積層体を得る工程を備えており、基材層の少なくとも1層を、一方向の150℃での熱収縮率と前記一方向に直交する他方向の150℃での熱収縮率とが共に3.0%以上であるポリブチレンテレフタレートフィルムにより構成すればよい。 Further, in the method for producing a packaging material for a battery according to a third aspect of the present invention, at least the base material layer, the barrier layer, and the heat-sealing resin layer are laminated in this order to obtain a laminated body. The process is provided, and at least one of the base materials has a heat shrinkage rate of at 150 ° C. in one direction and a heat shrinkage rate at 150 ° C. in the other direction orthogonal to the one direction of 3.0% or more. It may be composed of a polybutylene terephthalate film.
本発明の電池用包装材料の製造方法の一例としては、以下の通りである。まず、基材層1、接着剤層2、バリア層3が順に積層された積層体(以下、「積層体A」と表記することもある)を形成する。積層体Aの形成は、具体的には、基材層1上又は必要に応じて表面が化成処理されたバリア層3に接着剤層2の形成に使用される接着剤を、グラビアコート法、ロールコート法等の塗布方法で塗布・乾燥した後に、当該バリア層3又は基材層1を積層させて接着剤層2を硬化させるドライラミネート法によって行うことができる。
An example of the method for manufacturing the packaging material for a battery of the present invention is as follows. First, a laminate in which the
次いで、積層体Aのバリア層3上に、接着層5及び熱融着性樹脂層4をこの順になるように積層させる。例えば、(1)積層体Aのバリア層3上に、接着層5及び熱融着性樹脂層4を共押出しすることにより積層する方法(共押出しラミネート法)、(2)別途、接着層5と熱融着性樹脂層4が積層した積層体を形成し、これを積層体Aのバリア層3上にサーマルラミネート法により積層する方法、(3)積層体Aのバリア層3上に、接着層5を形成させるための接着剤を押出し法や溶液コーティングした高温で乾燥さらには焼き付ける方法等により積層させ、この接着層5上に予めシート状に製膜した熱融着性樹脂層4をサーマルラミネート法により積層する方法、(4)積層体Aのバリア層3と、予めシート状に製膜した熱融着性樹脂層4との間に、溶融させた接着層5を流し込みながら、接着層5を介して積層体Aと熱融着性樹脂層4を貼り合せる方法(サンドイッチラミネート法)等が挙げられる。
Next, the
表面被覆層6を設ける場合には、基材層1のバリア層3とは反対側の表面に、表面被覆層6を積層する。表面被覆層6は、例えば表面被覆層6を形成する上記の樹脂を基材層1の表面に塗布することで形成することができる。なお、基材層1の表面にバリア層3を積層する工程と、基材層1の表面に表面被覆層6を積層する工程の順番は、特に制限されない。例えば、基材層1の表面に表面被覆層6を形成した後、基材層1の表面被覆層6とは反対側の表面にバリア層3を形成してもよい。
When the
上記のようにして、必要に応じて設けられる表面被覆層6/基材層1/必要に応じて設けられる接着剤層2/必要に応じて表面が化成処理されたバリア層3/必要に応じて設けられる接着層5/熱融着性樹脂層4からなる積層体が形成されるが、接着剤層2または接着層5の接着性を強固にするために、更に、熱ロール接触式、熱風式、近又は遠赤外線式等の加熱処理に供してもよい。
As described above, the
本発明の電池用包装材料において、積層体を構成する各層は、必要に応じて、製膜性、積層化加工、最終製品2次加工(パウチ化、エンボス成形)適性等を向上又は安定化するために、コロナ処理、ブラスト処理、酸化処理、オゾン処理等の表面活性化処理を施していてもよい。 In the packaging material for batteries of the present invention, each layer constituting the laminated body improves or stabilizes film forming property, laminating process, suitability for secondary processing (pouching, embossing) of the final product, etc., as necessary. Therefore, surface activation treatments such as corona treatment, blast treatment, oxidation treatment, and ozone treatment may be performed.
4.電池用包装材料の用途
本発明の電池用包装材料は、正極、負極、電解質等の電池素子を密封して収容するための包装体に使用される。すなわち、本発明の電池用包装材料によって形成された包装体中に、少なくとも正極、負極、及び電解質を備えた電池素子を収容して、電池とすることができる。 4. Applications of Battery Packaging Materials The battery packaging materials of the present invention are used for packaging for sealing and accommodating battery elements such as positive electrodes, negative electrodes, and electrolytes. That is, a battery element having at least a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte can be accommodated in a package formed of the packaging material for a battery of the present invention to form a battery.
具体的には、少なくとも正極、負極、及び電解質を備えた電池素子を、本発明の電池用包装材料で、前記正極及び負極の各々に接続された金属端子が外側に突出させた状態で、電池素子の周縁にフランジ部(熱融着性樹脂層同士が接触する領域)が形成できるようにして被覆し、前記フランジ部の熱融着性樹脂層同士をヒートシールして密封させることによって、電池用包装材料を使用した電池が提供される。なお、本発明の電池用包装材料により形成された包装体中に電池素子を収容する場合、本発明の電池用包装材料の熱融着性樹脂部分が内側(電池素子と接する面)になるようにして、包装体を形成する。 Specifically, a battery element having at least a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte is used in the battery packaging material of the present invention, with metal terminals connected to each of the positive electrode and the negative electrode projecting outward. A battery is formed by covering the peripheral edge of an element so that a flange portion (a region where the heat-sealing resin layers come into contact with each other) can be formed, and heat-sealing and sealing the heat-sealing resin layers of the flange portion. Batteries using packaging materials are provided. When the battery element is housed in the package formed of the battery packaging material of the present invention, the heat-sealing resin portion of the battery packaging material of the present invention is on the inside (the surface in contact with the battery element). To form a package.
本発明の電池用包装材料は、一次電池、二次電池のいずれに使用してもよいが、好ましくは二次電池である。本発明の電池用包装材料が適用される二次電池の種類については、特に制限されず、例えば、リチウムイオン電池、リチウムイオンポリマー電池、鉛畜電池、ニッケル・水素畜電池、ニッケル・カドミウム畜電池、ニッケル・鉄畜電池、ニッケル・亜鉛畜電池、酸化銀・亜鉛畜電池、金属空気電池、多価カチオン電池、コンデンサー、キャパシター等が挙げられる。これらの二次電池の中でも、本発明の電池用包装材料の好適な適用対象として、リチウムイオン電池及びリチウムイオンポリマー電池が挙げられる。 The battery packaging material of the present invention may be used for either a primary battery or a secondary battery, but is preferably a secondary battery. The type of the secondary battery to which the packaging material for a battery of the present invention is applied is not particularly limited, and for example, a lithium ion battery, a lithium ion polymer battery, a lead livestock battery, a nickel / hydrogen livestock battery, and a nickel / cadmium livestock battery. , Nickel / iron livestock battery, nickel / zinc livestock battery, silver oxide / zinc livestock battery, metal air battery, polyvalent cation battery, condenser, capacitor and the like. Among these secondary batteries, lithium ion batteries and lithium ion polymer batteries can be mentioned as suitable application targets of the battery packaging material of the present invention.
以下に実施例及び比較例を示して本発明を詳細に説明する。但し本発明は実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples and Comparative Examples. However, the present invention is not limited to the examples.
実施例1-5及び比較例1-2
<電池用包装材料の製造>
それぞれ、後述の熱収縮率測定により測定された熱収縮率(表1)を有する二軸延伸ポリブチレンテレフタレートフィルム(PBTフィルム)からなる基材層(それぞれ、表1に記載の厚さ)の上に、両面に化成処理を施したアルミニウム合金箔(JIS H4160:1994 A8021H-O、厚さ35μm)からなるバリア層をドライラミネート法により積層させた。具体的には、アルミニウム合金箔の一方面に、2液型ウレタン接着剤(ポリオール化合物と芳香族イソシアネート系化合物)を塗布し、バリア層上に接着剤層(厚さ3μm)を形成した。次いで、バリア層上の接着剤層と基材層を積層した後、エージング処理を実施することにより、基材層/接着剤層/バリア層の積層体を作製した。なお、バリア層として使用したアルミニウム箔の化成処理は、フェノール樹脂、フッ化クロム化合物、及びリン酸からなる処理液をクロムの塗布量が10mg/m2(乾燥質量)となるように、ロールコート法によりアルミニウム箔の両面に塗布し、焼付けすることにより行った。 Example 1-5 and Comparative Example 1-2
<Manufacturing of packaging materials for batteries>
On a base material layer (each having a thickness shown in Table 1) made of a biaxially stretched polybutylene terephthalate film (PBT film) having a heat shrinkage rate (Table 1) measured by heat shrinkage rate measurement described later. A barrier layer made of an aluminum alloy foil (JIS H4160: 1994 A8021HO, thickness 35 μm) having been subjected to chemical conversion treatment on both sides was laminated by a dry laminating method. Specifically, a two-component urethane adhesive (polyol compound and aromatic isocyanate compound) was applied to one surface of the aluminum alloy foil to form an adhesive layer (
次に、積層体のバリア層の上に、無水マレイン酸変性ポリプロピレン樹脂からなる接着層(厚さ20μm、バリア層側に配置)と、ランダムポリプロピレン樹脂からなる熱融着性樹脂層(厚さ15μm、最内層)を共押し出しすることにより、バリア層上に接着層/熱融着性樹脂層を積層させた。次に、190℃で2分間加熱することにより、基材層、接着剤層、バリア層、接着層、熱融着性樹脂層がこの順に積層された電池用包装材料を得た。 Next, on the barrier layer of the laminated body, an adhesive layer made of maleic anhydride-modified polypropylene resin (thickness 20 μm, arranged on the barrier layer side) and a heat-sealing resin layer made of random polypropylene resin (thickness 15 μm). , The innermost layer) was co-extruded to laminate an adhesive layer / heat-sealing resin layer on the barrier layer. Next, by heating at 190 ° C. for 2 minutes, a packaging material for a battery in which a base material layer, an adhesive layer, a barrier layer, an adhesive layer, and a heat-sealing resin layer were laminated in this order was obtained.
比較例3
<電池用包装材料の製造>
基材層の上に、バリア層をドライラミネート法により積層させた。具体的には、アルミニウム合金箔の一方面に、2液型ウレタン接着剤(ポリオール化合物と芳香族イソシアネート系化合物)を塗布し、バリア層上に接着剤層(厚さ3μm)を形成した。次いで、バリア層上の接着剤層と基材層を積層した後、エージング処理を実施することにより、基材層/接着剤層/バリア層の積層体を作製した。比較例3においては、基材層として、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム(PETフィルム 厚さ12μm)を用いた。また、バリア層としては、実施例1-5と同じアルミニウム合金箔を用いた。 Comparative Example 3
<Manufacturing of packaging materials for batteries>
A barrier layer was laminated on the base material layer by a dry laminating method. Specifically, a two-component urethane adhesive (polyol compound and aromatic isocyanate compound) was applied to one surface of the aluminum alloy foil to form an adhesive layer (
次に、積層体のバリア層の上に、無水マレイン酸変性ポリプロピレン樹脂からなる接着層(厚さ20μm、バリア層側に配置)と、ランダムポリプロピレン樹脂からなる熱融着性樹脂層(厚さ15μm、最内層)を共押し出しすることにより、バリア層上に接着層/熱融着性樹脂層を積層させた。次に、190℃で2分間加熱することにより、基材層、接着剤層、バリア層、接着層、熱融着性樹脂層がこの順に積層された電池用包装材料を得た。 Next, on the barrier layer of the laminated body, an adhesive layer made of maleic anhydride-modified polypropylene resin (thickness 20 μm, arranged on the barrier layer side) and a heat-sealing resin layer made of random polypropylene resin (thickness 15 μm). , The innermost layer) was co-extruded to laminate an adhesive layer / heat-sealing resin layer on the barrier layer. Next, by heating at 190 ° C. for 2 minutes, a packaging material for a battery in which a base material layer, an adhesive layer, a barrier layer, an adhesive layer, and a heat-sealing resin layer were laminated in this order was obtained.
比較例4
<電池用包装材料の製造>
基材層の上に、バリア層をドライラミネート法により積層させた。具体的には、アルミニウム合金箔の一方面に、2液型ウレタン接着剤(ポリオール化合物と芳香族イソシアネート系化合物)を塗布し、バリア層上に接着剤層(厚さ3μm)を形成した。次いで、バリア層上の接着剤層と基材層を積層した後、エージング処理を実施することにより、基材層/接着剤層/バリア層の積層体を作製した。比較例4においては、基材層として、二軸延伸ナイロンフィルム(ONYフィルム 厚さ15μm)を用いた。また、バリア層としては、実施例1-5と同じアルミニウム合金箔を用いた。 Comparative Example 4
<Manufacturing of packaging materials for batteries>
A barrier layer was laminated on the base material layer by a dry laminating method. Specifically, a two-component urethane adhesive (polyol compound and aromatic isocyanate compound) was applied to one surface of the aluminum alloy foil to form an adhesive layer (
次に、積層体のバリア層の上に、無水マレイン酸変性ポリプロピレン樹脂からなる接着層(厚さ20μm、バリア層側に配置)と、ランダムポリプロピレン樹脂からなる熱融着性樹脂層(厚さ15μm、最内層)を共押し出しすることにより、バリア層上に接着層/熱融着性樹脂層を積層させた。次に、190℃で2分間加熱することにより、基材層、接着剤層、バリア層、接着層、熱融着性樹脂層がこの順に積層された電池用包装材料を得た。 Next, on the barrier layer of the laminated body, an adhesive layer made of maleic anhydride-modified polypropylene resin (thickness 20 μm, arranged on the barrier layer side) and a heat-sealing resin layer made of random polypropylene resin (thickness 15 μm). , The innermost layer) was co-extruded to laminate an adhesive layer / heat-sealing resin layer on the barrier layer. Next, by heating at 190 ° C. for 2 minutes, a packaging material for a battery in which a base material layer, an adhesive layer, a barrier layer, an adhesive layer, and a heat-sealing resin layer were laminated in this order was obtained.
<熱収縮率の測定>
各基材層を構成するフィルムの熱収縮率は、次の方法により測定された値である。まず、図5の模式図に示すように、120mm×120mmの平面視正方形の各基材層を構成するフィルムを試験片10Aとした。試験片10Aの表面に、100mm程度の2本の直線Mを直交するようにペンで記した。このとき、2本の線の交点がフィルムの中心に位置するようにした。また、2本の直線は、それぞれ、試験片の端辺に平行となるようにして記した。次に、ガラススケールを用いて、当該2本の線の詳細な長さを測定した(この時の測定値をAとする)。次に、試験片10Aを、150℃のオーブン内(大気中)に入れ、30分間放置した後、室温環境(25℃)へ取り出した。次に、ガラススケールを用いて、前記2本の線の詳細な長さを測定した(この時の測定値をBとする)。計算式:(A-B)/A×100により、2方向における熱収縮率をそれぞれ算出した。結果を表1,2に示す。なお、150℃の代わりに200℃としたこと以外は、同様に熱収縮率を測定した場合、例えば、実施例2の一方向では26.5%、他方向では23.2%であり、比較例2の一方向では11%、他方向では7%であった。<Measurement of heat shrinkage rate>
The heat shrinkage of the film constituting each base material layer is a value measured by the following method. First, as shown in the schematic diagram of FIG. 5, the film constituting each base material layer of a 120 mm × 120 mm square view in a plan view was used as a
<突刺し強さの測定>
上記で得られた各電池用包装材料について、それぞれ、JIS Z1707:1997の規定に準拠した方法により、突刺し強さを測定した。突刺しは、基材層側から行った。なお、突刺し強さの測定装置としては、イマダ社製のZP-50N(フォースゲージ)とMX2-500N(測定スタンド)を用いた。結果を表1,2に示す。<Measurement of piercing strength>
The piercing strength of each of the battery packaging materials obtained above was measured by a method in accordance with JIS Z1707: 1997. The puncture was performed from the base material layer side. As the piercing strength measuring device, ZP-50N (force gauge) and MX2-500N (measuring stand) manufactured by Imada Co., Ltd. were used. The results are shown in Tables 1 and 2.
<成形性の評価>
上記で得られた各電池用包装材料を90mm(MD)×150mm(TD)の長方形に断裁してサンプルを作製した。このサンプルを32mm(MD)×54mm(TD)の口径を有する成形金型(雌型)と、これに対応した成形金型(雄型)を用いて、押さえ圧0.9MPaで0.5mmの成形深さから0.5mm単位で成形深さを変えて、それぞれ20個のサンプルについて冷間成形を行った。冷間成形後のサンプルについて、アルミニウム箔にピンホール、クラックが20個のサンプル全てにおいて発生しない最も深い成形深さをAmm、アルミニウム箔にピンホール等が発生した最も浅い成形深さにおいてピンホール等が発生したサンプルの数をB個とし、以下の式により算出される値を電池用包装材料の成形深さとした。結果を表1,2に示す。
成形深さ=Amm+(0.5mm/20個)×(20個-B個)<Evaluation of moldability>
Each battery packaging material obtained above was cut into a rectangle of 90 mm (MD) × 150 mm (TD) to prepare a sample. Using a molding die (female mold) having a diameter of 32 mm (MD) × 54 mm (TD) and a corresponding molding die (male mold), this sample was pressed at a pressing pressure of 0.9 MPa to 0.5 mm. Cold forming was performed on each of 20 samples by changing the forming depth in 0.5 mm increments from the forming depth. For the sample after cold forming, the deepest forming depth where pinholes and cracks do not occur in all 20 samples of aluminum foil is Amm, and the deepest forming depth where pinholes and the like occur in aluminum foil is pinholes and the like. The number of samples in which the above occurred was B, and the value calculated by the following formula was taken as the molding depth of the packaging material for the battery. The results are shown in Tables 1 and 2.
Molding depth = Amm + (0.5mm / 20 pieces) x (20 pieces-B pieces)
なお、電池用包装材料のMD(Machine Direction)、TD(Transverse Direction)については、アルミニウム箔の圧延方向がMDとなり、MDに同一平面垂直方向がTDとなる。アルミニウム箔の圧延方向は、アルミニウム箔の圧延痕によって確認することができ、当該圧延方向から電池用包装材料のMD,TDを確認することができる。 Regarding MD (Machine Direction) and TD (Transverse Direction) of the packaging material for batteries, the rolling direction of the aluminum foil is MD, and the direction perpendicular to the same plane as MD is TD. The rolling direction of the aluminum foil can be confirmed by the rolling marks of the aluminum foil, and the MD and TD of the battery packaging material can be confirmed from the rolling direction.
<耐薬品性の評価>
上記で得られた電池用包装材料から、40mm×40mmの大きさの試験片を切り取った。次に、基材層の表面に、電解液(1MのLiPF6と、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート及びジメチルカーボネート(容量比1:1:1)の混合液とからなる)を1滴垂らし、温度24℃、相対湿度50%の環境下で4時間放置した後、イソプロピルアルコールを含ませた布で電解液を拭き取り、表面の変化を観察した。このとき、表面に変化が無かったものをA、表面が変色していたものをCとした。結果を表1に示す。<Evaluation of chemical resistance>
From the battery packaging material obtained above, a test piece having a size of 40 mm × 40 mm was cut out. Next, one drop of an electrolytic solution (composed of a mixed solution of 1 M LiPF 6 and ethylene carbonate, diethyl carbonate and dimethyl carbonate (volume ratio 1: 1: 1)) was dropped on the surface of the base material layer, and the temperature was 24. After leaving it for 4 hours in an environment of ° C. and a relative humidity of 50%, the electrolytic solution was wiped off with a cloth moistened with isopropyl alcohol, and changes in the surface were observed. At this time, the one having no change on the surface was designated as A, and the one having a discolored surface was designated as C. The results are shown in Table 1.
表2において、「PET」とは、ポリエチレンテレフタレートフィルムを意味する。また、「ONY」は、延伸ナイロンフィルムを意味する。 In Table 2, "PET" means a polyethylene terephthalate film. Further, "ONY" means a stretched nylon film.
表1に示されるように、バリア層としてのアルミニウム合金箔の厚みが35μmと非常に薄いにも拘わらず、JIS Z1707:1997の規定に準拠した方法により測定された、積層体の基材層側から突き刺した場合の突刺し強さX(N)を、ポリブチレンテレフタレートフィルムの厚みY(μm)の平方根√Y(√μm)で除して得られる値が、3.90N/√μm以上である実施例1~5の包装材料においては、成形深さが深く、成形性に優れていた。 As shown in Table 1, although the thickness of the aluminum alloy foil as the barrier layer is as thin as 35 μm, the substrate layer side of the laminate was measured by a method in accordance with the regulations of JIS Z1707: 1997. The value obtained by dividing the piercing strength X (N) when pierced from the above by the square root √Y (√μm) of the thickness Y (μm) of the polybutylene terephthalate film is 3.90N / √μm or more. In the packaging materials of Examples 1 to 5, the molding depth was deep and the moldability was excellent.
また、表1に示されるように、JIS Z1707:1997の規定に準拠した方法により測定された、積層体の基材層側から突き刺した場合の突刺し強さX(N)を、厚み20μm以下のポリブチレンテレフタレートフィルムの厚みY(μm)で除して得られる値である、比(X/Y)が1.02N/μm以上である実施例1~4の包装材料においても、成形深さが深く、成形性に優れていた。 Further, as shown in Table 1, the piercing strength X (N) when pierced from the base material layer side of the laminated body, measured by a method in accordance with the provisions of JIS Z1707: 1997, is 20 μm or less in thickness. The molding depth of the packaging materials of Examples 1 to 4, which is a value obtained by dividing by the thickness Y (μm) of the polybutylene terephthalate film and has a ratio (X / Y) of 1.02 N / μm or more. It was deep and had excellent moldability.
また、前記所定条件で測定した2方向の熱収縮率が共に3%以上のポリブチレンテレフタレートフィルムを用いた、実施例1~5の包装材料においては、成形深さが深く、成形性に優れていた。 Further, in the packaging materials of Examples 1 to 5 using a polybutylene terephthalate film having a heat shrinkage rate of 3% or more in both directions measured under the predetermined conditions, the molding depth is deep and the moldability is excellent. rice field.
一方、比(X/√Y)が、3.90(N/√μm)を下回る比較例1,2においては、成形深さが4.8mm以下であり、実施例1~5に比して成形性に劣っていた。また、PBTフィルムの厚みが20μm以下である場合について、比較例1,2では、比(X/Y)が1.02(N/μm)を下回っており、実施例1~4に比して成形性に劣っていた。また、上記いずれか一方向の熱収縮率が3%未満のポリブチレンテレフタレートフィルムを用いた比較例1,2においては、成形深さが4.8mm以下であり、実施例1~5に比して成形性に劣っていた。 On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2 in which the ratio (X / √Y) is less than 3.90 (N / √μm), the molding depth is 4.8 mm or less, which is compared with Examples 1 to 5. It was inferior in formability. Further, in the case where the thickness of the PBT film is 20 μm or less, the ratio (X / Y) is less than 1.02 (N / μm) in Comparative Examples 1 and 2, as compared with Examples 1 to 4. It was inferior in formability. Further, in Comparative Examples 1 and 2 using the polybutylene terephthalate film having a heat shrinkage rate of less than 3% in any one of the above, the molding depth was 4.8 mm or less, which was compared with Examples 1 to 5. It was inferior in moldability.
また、表2に示されるように、基材層として、ポリブチレンテレフタレートフィルムの代わりにポリエチレンテレフタレートフィルムを用いた比較例3においては、比(X/√Y)が、3.90(N/√μm)を下回っており、さらに、上記熱収縮率の一方が3%未満であり、成形深さは3.8mmとなり、実施例1~5に比して成形性に劣っていた。基材層として、ポリブチレンテレフタレートフィルムの代わりにナイロンフィルムを用いた比較例4においては、耐薬品性に劣っていた。 Further, as shown in Table 2, in Comparative Example 3 in which a polyethylene terephthalate film was used instead of the polybutylene terephthalate film as the base material layer, the ratio (X / √Y) was 3.90 (N / √). It was less than μm), one of the heat shrinkage ratios was less than 3%, and the molding depth was 3.8 mm, which was inferior in moldability as compared with Examples 1 to 5. In Comparative Example 4 in which a nylon film was used instead of the polybutylene terephthalate film as the base material layer, the chemical resistance was inferior.
1 基材層
2 接着剤層
3 バリア層
4 熱融着性樹脂層
5 接着層
6 表面被覆層
10 電池用包装材料1
Claims (11)
前記基材層の少なくとも1層は、ポリブチレンテレフタレートフィルムにより形成されており、
JIS Z1707:1997の規定に準拠した方法により測定された、前記積層体の前記基材層側から突き刺した場合の突刺し強さX(N)を、前記ポリブチレンテレフタレートフィルムの厚みY(μm)の平方根√Y(√μm)で除して得られる値が、3.90N/√μm以上であり、
前記ポリブチレンテレフタレートフィルムは、前記ポリブチレンテレフタレートフィルムの一方向の150℃での熱収縮率と、前記一方向に直交する他方向の150℃での熱収縮率とが、共に3.0%以上である、電池用包装材料。 It is composed of a laminate having at least a base material layer, a barrier layer, and a heat-sealing resin layer in this order.
At least one layer of the base material layer is formed of a polybutylene terephthalate film.
The piercing strength X (N) when pierced from the substrate layer side of the laminate, measured by a method according to JIS Z1707: 1997, is the thickness Y (μm) of the polybutylene terephthalate film. The value obtained by dividing by the square root √Y (√μm) of is 3.90N / √μm or more.
The polybutylene terephthalate film has a heat shrinkage rate of the polybutylene terephthalate film at 150 ° C. in one direction and a heat shrinkage rate of 150 ° C. in the other direction orthogonal to the one direction of 3.0% or more. Is a packaging material for batteries.
前記基材層の少なくとも1層は、厚みが20μm以下のポリブチレンテレフタレートフィルムにより形成されており、
JIS Z1707:1997の規定に準拠した方法により測定された、前記積層体の前記基材層側から突き刺した場合の突刺し強さX(N)を、前記ポリブチレンテレフタレートフィルムの厚みY(μm)で除して得られる値が、1.02N/μm以上であり、
前記ポリブチレンテレフタレートフィルムは、前記ポリブチレンテレフタレートフィルムの一方向の150℃での熱収縮率と、前記一方向に直交する他方向の150℃での熱収縮率とが、共に3.0%以上である、電池用包装材料。 It is composed of a laminate having at least a base material layer, a barrier layer, and a heat-sealing resin layer in this order.
At least one layer of the base material layer is formed of a polybutylene terephthalate film having a thickness of 20 μm or less.
The piercing strength X (N) when pierced from the substrate layer side of the laminate, measured by a method according to JIS Z1707: 1997, is the thickness Y (μm) of the polybutylene terephthalate film. The value obtained by dividing by is 1.02 N / μm or more, and
The polybutylene terephthalate film has a heat shrinkage rate of the polybutylene terephthalate film at 150 ° C. in one direction and a heat shrinkage rate of 150 ° C. in the other direction orthogonal to the one direction of 3.0% or more. Is a packaging material for batteries.
前記基材層の少なくとも1層は、一方向の150℃での熱収縮率と前記一方向に直交する他方向の150℃での熱収縮率とが共に3.0%以上であるポリブチレンテレフタレートフィルムにより構成されている、電池用包装材料。 It is composed of a laminate having at least a base material layer, a barrier layer , and a heat-sealing resin layer in this order.
At least one of the substrate layers is polybutylene terephthalate in which both the heat shrinkage rate at 150 ° C. in one direction and the heat shrinkage rate at 150 ° C. in the other direction orthogonal to the one direction are 3.0% or more. Battery packaging material composed of film.
前記接着層が、ポリオレフィン系樹脂を含む、1~5のいずれかに記載の電池用包装材料。 An adhesive layer is provided between the barrier layer and the heat-sealing resin layer.
The battery packaging material according to any one of 1 to 5, wherein the adhesive layer contains a polyolefin resin.
前記接着層の厚みが、10μm以上である、1~6のいずれかに記載の電池用包装材料。 An adhesive layer is provided between the barrier layer and the heat-sealing resin layer.
The battery packaging material according to any one of 1 to 6, wherein the adhesive layer has a thickness of 10 μm or more.
前記基材層の少なくとも1層を、ポリブチレンテレフタレートフィルムにより形成し、
JIS Z1707:1997の規定に準拠した方法により測定された、前記積層体の前記基材層側から突き刺した場合の突刺し強さX(N)を、前記ポリブチレンテレフタレートフィルムの厚みY(μm)の平方根√Y(√μm)で除して得られる値を、3.90N/√μm以上とし、
前記ポリブチレンテレフタレートフィルムは、前記ポリブチレンテレフタレートフィルムの一方向の150℃での熱収縮率と、前記一方向に直交する他方向の150℃での熱収縮率とは、共に3.0%以上とする、電池用包装材料の製造方法。 At least, it includes a step of laminating the base material layer, the barrier layer, and the heat-sealing resin layer in this order to obtain a laminated body.
At least one layer of the base material layer is formed of a polybutylene terephthalate film.
The piercing strength X (N) when pierced from the substrate layer side of the laminate, measured by a method according to JIS Z1707: 1997, is the thickness Y (μm) of the polybutylene terephthalate film. The value obtained by dividing by the square root √Y (√μm) of is 3.90N / √μm or more.
The polybutylene terephthalate film has a heat shrinkage rate of the polybutylene terephthalate film at 150 ° C. in one direction and a heat shrinkage rate at 150 ° C. in the other direction orthogonal to the one direction of 3.0% or more. A method for manufacturing packaging materials for batteries.
前記基材層の少なくとも1層を、厚みが20μm以下のポリブチレンテレフタレートフィルムにより形成し、
JIS Z1707:1997の規定に準拠した方法により測定された、前記積層体の前記基材層側から突き刺した場合の突刺し強さX(N)を、前記ポリブチレンテレフタレートフィルムの厚みY(μm)で除して得られる値を、1.02N/μm以上とし、
前記ポリブチレンテレフタレートフィルムは、前記ポリブチレンテレフタレートフィルムの一方向の150℃での熱収縮率と、前記一方向に直交する他方向の150℃での熱収縮率とは、共に3.0%以上とする、電池用包装材料の製造方法。 At least, it includes a step of laminating the base material layer, the barrier layer, and the heat-sealing resin layer in this order to obtain a laminated body.
At least one layer of the base material layer is formed of a polybutylene terephthalate film having a thickness of 20 μm or less.
The piercing strength X (N) when pierced from the substrate layer side of the laminate, measured by a method according to JIS Z1707: 1997, is the thickness Y (μm) of the polybutylene terephthalate film. The value obtained by dividing by is set to 1.02 N / μm or more.
The polybutylene terephthalate film has a heat shrinkage rate of the polybutylene terephthalate film at 150 ° C. in one direction and a heat shrinkage rate at 150 ° C. in the other direction orthogonal to the one direction of 3.0% or more. A method for manufacturing packaging materials for batteries.
前記基材層の少なくとも1層を、一方向の150℃での熱収縮率と前記一方向に直交する他方向の150℃での熱収縮率とが共に3.0%以上であるポリブチレンテレフタレートフィルムにより構成する、電池用包装材料の製造方法。 At least, it includes a step of laminating the base material layer, the barrier layer , and the heat-sealing resin layer in this order to obtain a laminated body.
Polybutylene terephthalate having at least one of the substrate layers having a heat shrinkage rate at 150 ° C. in one direction and a heat shrinkage rate at 150 ° C. in the other direction orthogonal to the one direction of 3.0% or more. A method for manufacturing a packaging material for a battery, which is composed of a film.
A battery in which a battery element including at least a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte is housed in a package formed of the battery packaging material according to any one of claims 1 to 7.
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