JP2022015907A - Exterior material for power storage device and power storage device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は蓄電装置用外装材及びこれを用いた蓄電装置に関する。 The present invention relates to an exterior material for a power storage device and a power storage device using the same.
蓄電装置として、例えば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、及び鉛蓄電池等の二次電池、並びに電気二重層キャパシタ等の電気化学キャパシタが知られている。携帯機器の小型化又は設置スペースの制限等により蓄電装置の更なる小型化が求められており、エネルギー密度が高いリチウムイオン電池が注目されている。リチウムイオン電池に用いられる外装材として、従来は金属製の缶が用いられていたが、軽量で、放熱性が高く、低コストで作製できる多層フィルムが用いられるようになっている。 As the power storage device, for example, a secondary battery such as a lithium ion battery, a nickel hydrogen battery, and a lead storage battery, and an electric chemical capacitor such as an electric double layer capacitor are known. Due to the miniaturization of mobile devices or the limitation of installation space, further miniaturization of power storage devices is required, and lithium ion batteries having high energy density are attracting attention. Conventionally, metal cans have been used as exterior materials used in lithium-ion batteries, but multilayer films that are lightweight, have high heat dissipation, and can be manufactured at low cost are now being used.
上記多層フィルムを外装材に用いるリチウムイオン電池は、ラミネート型リチウムイオン電池と称される。外装材が電池内容物(正極、セパレータ、負極、電解液等)を覆っており、内部への水分の浸入を防止する。ラミネート型のリチウムイオン電池は、例えば、外装材の一部に深絞り成型によって凹部を形成し、該凹部内に電池内容物を収容し、外装材の残りの部分を折り返して縁部分をヒートシールで封止することによって製造される(例えば、特許文献1参照)。 A lithium ion battery using the multilayer film as an exterior material is called a laminated lithium ion battery. The exterior material covers the battery contents (positive electrode, separator, negative electrode, electrolytic solution, etc.) to prevent moisture from entering the inside. In a laminated lithium-ion battery, for example, a recess is formed in a part of the exterior material by deep drawing molding, the battery contents are accommodated in the recess, and the rest of the exterior material is folded back to heat-seal the edge portion. Manufactured by sealing with (see, for example, Patent Document 1).
ところで、リチウムイオン電池の次世代電池として、全固体電池と称される蓄電装置の研究開発がなされている。全固体電池は、電解物質として有機電解液を使用せず、固体電解質を使用するという特徴を有する。リチウムイオン電池は、電解液の沸点温度(80℃程度)よりも高い温度条件で使用することができないのに対し、全固体電池は100℃を越える温度条件で使用することが可能であるとともに、高い温度条件下(例えば100~170℃)で作動させることによってリチウムイオンの伝導度を高めることができる。 By the way, as a next-generation battery of a lithium-ion battery, research and development of a power storage device called an all-solid-state battery has been made. The all-solid-state battery has a feature that it does not use an organic electrolytic solution as an electrolytic substance but uses a solid electrolyte. Lithium-ion batteries cannot be used under temperature conditions higher than the boiling temperature of the electrolytic solution (about 80 ° C.), whereas all-solid-state batteries can be used under temperature conditions exceeding 100 ° C. Lithium ion conductivity can be increased by operating under high temperature conditions (eg 100-170 ° C.).
しかし、外装材として上記のような多層フィルムを使用してラミネート型の全固体電池を製造する場合、外装材の耐熱性が不十分であると、高温環境下での層間密着性が確保できず、ラミネート強度が低下して全固体電池のパッケージの密封性が低下するおそれがある。外装材は、特許文献1に示されているように、例えば、基材層、金属箔層(バリア層)及びシーラント層が接着剤層等を介して積層された構造を有しているが、高温環境下では基材層と金属箔層間の密着性が低下しやすい。また、耐熱性接着剤としてエポキシ系接着剤が知られているが、エポキシ系接着剤の硬化物は脆性が高くなりやすく、外装材に求められる深絞り成型性、及び、室温環境下でのラミネート強度が不十分となりやすい。 However, when a laminated all-solid-state battery is manufactured using the above-mentioned multilayer film as the exterior material, if the heat resistance of the exterior material is insufficient, the interlayer adhesion in a high temperature environment cannot be ensured. , The lamination strength may decrease and the sealing property of the package of the all-solid-state battery may decrease. As shown in Patent Document 1, the exterior material has, for example, a structure in which a base material layer, a metal foil layer (barrier layer), and a sealant layer are laminated via an adhesive layer or the like. In a high temperature environment, the adhesion between the base material layer and the metal foil layer tends to decrease. Epoxy adhesives are known as heat-resistant adhesives, but the cured product of the epoxy adhesive tends to be highly brittle, has the deep drawability required for exterior materials, and is laminated in a room temperature environment. The strength tends to be insufficient.
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、室温環境下及び高温環境下の両方で優れたラミネート強度を確保できると共に、深絞り成型性にも優れた蓄電装置用外装材及びこれを用いた蓄電装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and uses an exterior material for a power storage device which can secure excellent lamination strength in both a room temperature environment and a high temperature environment and also has excellent deep drawability. The purpose is to provide a power storage device that has been used.
上記目的を達成するために、本開示は、少なくとも基材層、バリア層、及び、シーラント層をこの順で備える蓄電装置用外装材であって、
前記基材層と前記バリア層との間に、ポリウレタン系化合物とポリアミドイミド樹脂を含む接着剤層を備えることを特徴とする蓄電装置用外装材を提供する。
In order to achieve the above object, the present disclosure is an exterior material for a power storage device including at least a base material layer, a barrier layer, and a sealant layer in this order.
Provided is an exterior material for a power storage device, which comprises an adhesive layer containing a polyurethane compound and a polyamide-imide resin between the base material layer and the barrier layer.
ポリウレタン系化合物を含む接着剤層はエポキシ系接着剤の硬化膜よりも靱性が高く、優れた深絞り成型性、及び、室温環境下での優れたラミネート強度を得ることができる。しかしながら、例えば170℃以上の高温環境下におけるラミネート強度は十分ではない。ポリエステルポリオールとイソホロンジイソシアネートのヌレート体(IPDI-n)との反応物から成るポリウレタン系化合物は比較的耐熱性に優れているが、この場合であっても、170℃以上の高温環境下におけるラミネート強度は十分とはいえない。 The adhesive layer containing the polyurethane-based compound has higher toughness than the cured film of the epoxy-based adhesive, and can obtain excellent deep-drawing formability and excellent laminating strength in a room temperature environment. However, the laminate strength in a high temperature environment of, for example, 170 ° C. or higher is not sufficient. A polyurethane compound composed of a reaction product of a polyester polyol and an isophorone diisocyanate nurate (IPDI-n) has relatively excellent heat resistance, but even in this case, the laminate strength in a high temperature environment of 170 ° C. or higher is achieved. Is not enough.
ポリアミドイミド樹脂は比較的脆性が高く、したがって靱性に劣るものの、耐熱性に優れており、これと前記ポリウレタン系化合物とを配合して接着剤層を構成することにより、例えば170℃以上の高温環境下においても十分なラミネート強度を発揮し、また、深絞り成型性も優れたものとなる。しかも、こうして深絞り成型した後にも、高温環境下における高いラミネート強度を維持できるのである。 Although the polyamide-imide resin is relatively brittle and therefore inferior in toughness, it has excellent heat resistance. By combining this with the polyurethane-based compound to form an adhesive layer, for example, a high temperature environment of 170 ° C. or higher can be obtained. Sufficient laminating strength is exhibited even underneath, and deep drawing formability is also excellent. Moreover, even after deep drawing molding in this way, high laminating strength can be maintained in a high temperature environment.
なお、前記接着剤層において、前記ポリウレタン系化合物の固形分量に対して前記ポリアミドイミド樹脂の固形分量をA質量%としたとき、1.0質量%<Aを満たすことが望ましい。これに反して、ポリウレタン系化合物の固形分量に対するポリアミドイミド樹脂の固形分量Aが1.0質量%以下である場合には、高温環境下におけるラミネート強度が不十分となるおそれがある。また、A<20.0質量%を満たすことが望ましい。これに反して、ポリウレタン系化合物の固形分量に対するポリアミドイミド樹脂の固形分量Aが20.0質量%以上である場合には深絞り成型性に劣る。 In the adhesive layer, it is desirable that 1.0% by mass <A is satisfied when the solid content of the polyamide-imide resin is A mass% with respect to the solid content of the polyurethane compound. On the contrary, when the solid content A of the polyamide-imide resin is 1.0% by mass or less with respect to the solid content of the polyurethane compound, the lamination strength in a high temperature environment may be insufficient. Further, it is desirable that A <20.0% by mass is satisfied. On the contrary, when the solid content A of the polyamide-imide resin is 20.0% by mass or more with respect to the solid content of the polyurethane compound, the deep drawing formability is inferior.
次に、前記ポリアミドイミド樹脂の数平均分子量Mnは3000<Mn<36000であることが望ましい。これに反して、ポリアミドイミド樹脂の数平均分子量Mnが3000以下である場合には、このポリアミドイミド樹脂のガラス転移温度や軟化温度が低いこととなり、高温環境下におけるラミネート強度が不十分となるおそれがある。また、ポリアミドイミド樹脂の数平均分子量Mnが36000以上である場合には溶剤に溶解し難く、このため、接着剤層を塗布形成することが困難となる。 Next, it is desirable that the number average molecular weight Mn of the polyamide-imide resin is 3000 <Mn <36000. On the contrary, when the number average molecular weight Mn of the polyamide-imide resin is 3000 or less, the glass transition temperature and the softening temperature of the polyamide-imide resin are low, and the lamination strength in a high temperature environment may be insufficient. There is. Further, when the number average molecular weight Mn of the polyamide-imide resin is 36000 or more, it is difficult to dissolve in a solvent, which makes it difficult to apply and form an adhesive layer.
次に、前記ポリウレタン系化合物は、少なくとも1種類以上のポリオール樹脂と少なくとも1種類以上の多官能イソシアネート化合物との反応物から成るものであってよい。そして、この際、前記ポリオール樹脂としては、ポリエステルポリオール、アクリルポリオール及びポリカーボネートポリオールから成る群より選択された少なくとも1種類のポリオール樹脂を使用できる。ポリオール樹脂が、これらポリエステルポリオール、アクリルポリオールあるいはポリカーボネートポリオールで構成されている場合には、高温環境下におけるラミネート強度と成型性とが両者共に向上する。 Next, the polyurethane compound may be composed of a reaction product of at least one kind of polyol resin and at least one kind of polyfunctional isocyanate compound. At this time, as the polyol resin, at least one kind of polyol resin selected from the group consisting of polyester polyols, acrylic polyols and polycarbonate polyols can be used. When the polyol resin is composed of these polyester polyols, acrylic polyols or polycarbonate polyols, both the laminate strength and the formability in a high temperature environment are improved.
また、前記多官能イソシアネート化合物としては、脂環式イソシアネート多量体及び分子構造内に芳香環を含むイソシアネート多量体から成る群より選択された少なくとも1種類のイソシアネート多量体を使用できる。多官能イソシアネート化合物がこれら脂環式イソシアネート多量体あるいは分子構造内に芳香環を含むイソシアネート多量体で構成されている場合には、ラミネート強度と成型性とが両者共に向上する。その理由は明確ではないが、脂環式イソシアネート多量体は嵩高い分子構造を有するため、高温環境下でも分子鎖が解けにくくなることに起因していると推測できる。また、分子構造内に芳香環を含むイソシアネート多量体では、分子間の相互作用のため、凝集力が増大し、硬化膜自身の耐熱性が増大する事で、ラミネート強度が増大するものと推測できる。 Further, as the polyfunctional isocyanate compound, at least one kind of isocyanate multimer selected from the group consisting of an alicyclic isocyanate multimer and an isocyanate multimer having an aromatic ring in the molecular structure can be used. When the polyfunctional isocyanate compound is composed of these alicyclic isocyanate multimers or isocyanate multimers containing an aromatic ring in the molecular structure, both the laminate strength and the moldability are improved. Although the reason is not clear, it can be inferred that the alicyclic isocyanate multimer has a bulky molecular structure, which makes it difficult to unravel the molecular chain even in a high temperature environment. In addition, it can be inferred that in an isocyanate multimer containing an aromatic ring in its molecular structure, the cohesive force increases due to the interaction between the molecules, and the heat resistance of the cured film itself increases, so that the laminate strength increases. ..
次に、前記ポリオール樹脂中に含まれる水酸基の数に対する前記多官能イソシアネート
化合物に含まれるイソシアネートの数の比率(NCO/OH)は1.5<NCO/OH<40.0であることが望ましい。
Next, it is desirable that the ratio (NCO / OH) of the number of isocyanates contained in the polyfunctional isocyanate compound to the number of hydroxyl groups contained in the polyol resin is 1.5 <NCO / OH <40.0.
ポリウレタン系化合物の硬化剤(多官能イソシアネート化合物)に含まれるイソシアネートの数が主剤(ポリオール樹脂)中に含まれる水酸基の数より十分に多い(NCO/OH>>1.0)場合、耐熱性が向上する。このようにNCO基がOH基より十分に多い場合には、硬化剤同士が反応してウレア樹脂やビウレット樹脂という副生成物を生成する。これらウレア樹脂やビウレット樹脂には、活性水素基が含まれているため、各界面中の極性基と相互作用を生じて界面密着力が増大し、この結果、耐熱性が向上するものと推測できる。 When the number of isocyanates contained in the curing agent (polyfunctional isocyanate compound) of the polyurethane compound is sufficiently larger than the number of hydroxyl groups contained in the main agent (polyol resin) (NCO / OH >> 1.0), the heat resistance is high. improves. When the number of NCO groups is sufficiently larger than that of OH groups, the curing agents react with each other to form by-products such as urea resin and biuret resin. Since these urea resins and biuret resins contain active hydrogen groups, it is presumed that they interact with polar groups in each interface to increase the interfacial adhesion, and as a result, the heat resistance is improved. ..
本発明によれば、室温環境下及び高温環境下の両方で優れたラミネート強度を確保できると共に、深絞り成型性にも優れた蓄電装置用外装材及びこれを用いた蓄電装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an exterior material for a power storage device which can secure excellent laminating strength in both a room temperature environment and a high temperature environment and also has excellent deep drawing formability, and a power storage device using the same. can.
以下、図面を適宜参照しながら、本開示の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面中、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. In the drawings, the same or corresponding parts are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted. Further, the dimensional ratios in the drawings are not limited to the ratios shown in the drawings.
図1は、本開示の蓄電装置用外装材の一実施形態を模式的に表す断面図である。図1に示すように、本実施形態の外装材(蓄電装置用外装材)10は、基材層11と、該基材層11の一方の面側に設けられた第1の接着剤層12aと、該第1の接着剤層12aの基材層11とは反対側に設けられた、両面に第1及び第2の腐食防止処理層14a,14bを有するバリア層13と、該バリア層13の第1の接着剤層12aとは反対側に設けられた第2の接着剤層12bと、該第2の接着剤層12bのバリア層13とは反対側に設けられたシーラント層16と、が積層された積層体である。ここで、第1の腐食防止処理層14aはバリア層13の基材層11側の面に、第2の腐食防止処理層14bはバリア層13のシーラント層16側の面に、それぞれ設けられている。外装材10において、基材層11が最外層、シーラント層16が最内層である。すなわち、外装材10は、基材層11を蓄電装置の外部側、シーラント層16を蓄電装置の内部側に向けて使用される。
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an embodiment of the exterior material for a power storage device of the present disclosure. As shown in FIG. 1, the exterior material (exterior material for a power storage device) 10 of the present embodiment has a
以下、外装材10を構成する各層について具体的に説明する。
Hereinafter, each layer constituting the
<基材層11>
基材層11は、蓄電装置を製造する際のシール工程における耐熱性を付与し、成型加工や流通の際に起こりうるピンホールの発生を抑制する役割を果たす。特に大型用途の蓄電装置の外装材の場合等は、耐擦傷性、耐薬品性、絶縁性等も付与できる。
<
The
基材層11は、絶縁性を有する樹脂により形成された樹脂フィルムからなる層であることが好ましい。樹脂フィルムとしては、ポリエステルフィルム、ポリアミドフィルム、ポリプロピレンフィルム等の延伸又は未延伸フィルム等が挙げられる。基材層11は、これらいずれかの樹脂フィルムで構成された単層フィルムであってもよく、これらの樹脂フィルムの2種以上で構成された積層フィルムであってもよい。
The
これらの中でも、基材層11としては、成型性に優れることから、ポリエステルフィルム及びポリアミドフィルムが好ましく、ポリエステルフィルムがより好ましい。これらのフィルムは二軸延伸フィルムであることが好ましい。ポリエステルフィルムを構成するポリエステル樹脂としては、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)が挙げられる。ポリアミドフィルムを構成するポリアミド樹脂としては、例えば、ナイロン6、ナイロン6,6、ナイロン6とナイロン6,6との共重合体、ナイロン6,10、ポリメタキシリレンアジパミド(MXD6)、ナイロン11、ナイロン12等が挙げられる。ポリアミドフィルムの中では、耐熱性、突刺強度及び衝撃強度に優れる観点から、ナイロン6(ONy)が好ましい。
Among these, as the
二軸延伸フィルムにおける延伸方法としては、例えば、逐次二軸延伸法、チューブラー二軸延伸法、同時二軸延伸法等が挙げられる。二軸延伸フィルムは、より優れた深絞り成型性が得られる観点から、チューブラー二軸延伸法により延伸されたものであることが好ましい。 Examples of the stretching method in the biaxially stretched film include a sequential biaxial stretching method, a tubular biaxial stretching method, and a simultaneous biaxial stretching method. The biaxially stretched film is preferably stretched by a tubular biaxial stretching method from the viewpoint of obtaining more excellent deep drawing formability.
また、基材層11は、シーラント層16の融解ピーク温度よりも高い融解ピーク温度を有することが好ましい。シーラント層16が多層構造である場合、シーラント層16の融解ピーク温度は最も融解ピーク温度が高い層の融解ピーク温度を意味する。基材層11の融解ピーク温度は好ましくは290℃以上であり、より好ましくは290~350℃である。基材層11として使用でき且つ前記範囲の融解ピーク温度を有する樹脂フィルムとしては、ナイロンフィルム、PETフィルム、ポリアミドフィルム、ポリフェニレンスルファイドフィルム(PPSフィルム)などが挙げられる。基材層11として、市販のフィルムを使用してもよいし、コーティング(塗工液の塗布及び乾燥)によって基材層11を形成してもよい。なお、基材層11は単層構造であっても多層構造であってもよく、熱硬化性樹脂を塗工することによって形成してもよい。また、基材層11は、例えば、各種添加剤(例えば、難燃剤、スリップ剤、アンチブロッキング剤、酸化防止剤、光安定剤、粘着付与剤等)を含んでもよい。
Further, the
基材層11の融解ピーク温度T11とシーラント層16の融解ピーク温度T16の差(T11-T16)は、好ましくは20℃以上である。この温度差が20℃以上であることで、ヒートシールに起因する外装材10の外観の悪化をより一層十分に抑制できる。
The difference (T 11 − T 16 ) between the melting
基材層11の厚さは、5~50μmであることが好ましく、6~40μmであることがより好ましく、10~30μmであることが更に好ましく、12~30μmであることが特に好ましい。基材層11の厚さが5μm以上であることにより、蓄電装置用外装材10の耐ピンホール性及び絶縁性を向上できる傾向がある。基材層11の厚さが50μmを超えると蓄電装置用外装材10の総厚が大きくなり、電池の電気容量を小さくしなければならない場合があるため望ましくない。
The thickness of the
<第1の接着剤層12a>
第1の接着剤層12aは、基材層11とバリア層13とを接着する層である。本発明において、第1の接着剤層12aは、ポリウレタン系化合物とポリアミドイミド樹脂を含む必要がある。ポリウレタン系化合物を含む接着剤層は靱性が高く、優れた深絞り成型性、及び、室温環境下での優れたラミネート強度を得ることができる。一方、ポリアミドイミド樹脂は耐熱性に優れており、これと上記ポリウレタン系化合物とを配合して接着剤層を構成することにより、例えば170℃以上の高温環境下における基材層11とバリア層13との間の十分なラミネート強度と上記外装材10の優れた深絞り成型性とを得ることができ、深絞り成型した後の外装材10においても、高温環境下における基材層11とバリア層13との間の高いラミネート強度を維持できる。
<First
The first
ポリウレタン系化合物の固形分量に対して上記ポリアミドイミド樹脂の固形分量をA質量%としたとき、1.0質量%<A<20.0質量%を満たすことが望ましく、特に10.0質量%<A<20.0質量%を満たすことが望ましい。また、ポリアミドイミド樹脂の数平均分子量Mnは3000<Mn<36000であることが望ましい。 When the solid content of the polyamide-imide resin is A mass% with respect to the solid content of the polyurethane compound, it is desirable to satisfy 1.0 mass% <A <20.0 mass%, and in particular 10.0 mass% <. It is desirable to satisfy A <20.0% by mass. Further, it is desirable that the number average molecular weight Mn of the polyamide-imide resin is 3000 <Mn <36000.
次に、ポリウレタン系化合物は、少なくとも1種類以上のポリオール樹脂と少なくとも1種類以上の多官能イソシアネート化合物との反応物からなるものであってよい。ポリオール樹脂の種類は任意でよいが、ポリエステルポリオール、アクリルポリオール及びポリカーボネートポリオールから成る群より選択された少なくとも1種類のポリオール樹脂を好ましく使用できる。この場合には、高温環境下における基材層11とバリア層13との間のラミネート強度と上記外装材10の成型性とが両者共に向上する。
Next, the polyurethane compound may consist of a reaction product of at least one kind of polyol resin and at least one kind of polyfunctional isocyanate compound. The type of the polyol resin may be arbitrary, but at least one type of polyol resin selected from the group consisting of polyester polyols, acrylic polyols and polycarbonate polyols can be preferably used. In this case, both the laminating strength between the
また、上記多官能イソシアネート化合物の種類も任意でよいが、脂環式イソシアネート多量体及び分子構造内に芳香環を含むイソシアネート多量体から成る群より選択された少なくとも1種類のイソシアネート多量体を好ましく使用できる。この場合には、ラミネート強度と成型性とが両者共に向上する。 The type of the polyfunctional isocyanate compound may be arbitrary, but at least one type of isocyanate multimer selected from the group consisting of an alicyclic isocyanate multimer and an isocyanate multimer having an aromatic ring in its molecular structure is preferably used. can. In this case, both the laminate strength and the formability are improved.
脂環式イソシアネート多量体としては、例えば、イソホロンジイソシアネートのヌレート体(IPDI-ヌレート)を例示できる。 As the alicyclic isocyanate multimer, for example, a nurate form (IPDI-nurate) of isophorone diisocyanate can be exemplified.
また、分子構造内に芳香環を含むイソシアネート多量体としては、トリレンジイソシアネートのアダクト体(TDI-アダクト)を挙げることができる。また、ジフェニルメタンジイソシアネートのアダクト体、ビウレット体及びヌレート体も分子構造内に芳香環を含むイソシアネート多量体の例である。また、分子構造内に芳香環を含むイソシアネート多量体として、キシリレンジイソシアネートのアダクト体、ビウレット体及びヌレート体を例示することもできる。 Moreover, as an isocyanate multimer containing an aromatic ring in the molecular structure, an adduct body of tolylene diisocyanate (TDI-adduct) can be mentioned. Further, the adduct body, biuret body and nurate body of diphenylmethane diisocyanate are also examples of isocyanate multimers containing an aromatic ring in the molecular structure. Further, as the isocyanate multimer containing an aromatic ring in the molecular structure, an adduct-form, a biuret-form, and a nurate-form of xylylene diisocyanate can be exemplified.
なお、望ましくは、ポリオール樹脂の少なくとも一部としてポリエステルポリオールを使用し、多官能イソシアネート化合物の少なくとも一部としてIPDI-ヌレートを使用して、この両者を反応して生成したポリウレタン系化合物である。このようにポリエステルポリオールとIPDI-ヌレートとの反応物からなるポリウレタン系化合物を含有する第1の接着剤層12aを有する外装材10は、高温環境下における基材層11とバリア層13との間のラミネート強度と上記外装材10の成型性とが特に優れている。
It is desirable that the polyurethane compound is produced by reacting both of them using a polyester polyol as at least a part of the polyol resin and IPDI-nurate as at least a part of the polyfunctional isocyanate compound. As described above, the
特定の接着剤層において、多官能イソシアネート化合物におけるIPDI-ヌレートに由来するイソシアネート基の含有量は、多官能イソシアネート化合物に含まれるイソシアネート基全量100モル%を基準として5~100モル%であり、25~95モル%であってもよく、50~75モル%であってもよい。この含有量が5モル%以上であることで、高温環境下でのラミネート強度を確保することができると共に、深絞り成型後に高温に曝された場合のデラミネーションの発生を抑制することができる。一方、上記含有量は100モル%であってもよいが、IPDI-ヌレート以外の多官能イソシアネート化合物を併用することで100モル%未満としてもよい。上記含有量が95モル%以下であると、他の多官能イソシアネート化合物の併用効果により、室温環境下でのラミネート強度及び深絞り成型性をより向上させることができる傾向がある。 In a specific adhesive layer, the content of isocyanate groups derived from IPDI-nulate in the polyfunctional isocyanate compound is 5 to 100 mol% based on 100 mol% of the total amount of isocyanate groups contained in the polyfunctional isocyanate compound, 25. It may be up to 95 mol% or 50-75 mol%. When this content is 5 mol% or more, the laminating strength in a high temperature environment can be ensured, and the occurrence of delamination when exposed to a high temperature after deep drawing molding can be suppressed. On the other hand, the content may be 100 mol%, but may be less than 100 mol% by using a polyfunctional isocyanate compound other than IPDI-nurate in combination. When the content is 95 mol% or less, the laminated strength and deep drawing formability in a room temperature environment tend to be further improved due to the combined effect of other polyfunctional isocyanate compounds.
特定の接着剤層において、ポリオール樹脂中に含まれる水酸基の数に対する上記多官能イソシアネート化合物に含まれるイソシアネートの数の比率(NCO/OH)は1.5<NCO/OH<40.0であることが望ましい。ポリウレタン系化合物の硬化剤(多官能イソシアネート化合物)に含まれるイソシアネートの数が主剤(ポリオール樹脂)中に含
まれる水酸基の数より十分に多い(NCO/OH>>1.0)場合、耐熱性が向上する。なお、ポリウレタン系化合物がポリエステルポリオールとIPDI-ヌレートとの反応物からなる場合、上記数値NCO/OHの最適値は20である。
In the specific adhesive layer, the ratio (NCO / OH) of the number of isocyanates contained in the polyfunctional isocyanate compound to the number of hydroxyl groups contained in the polyol resin is 1.5 <NCO / OH <40.0. Is desirable. When the number of isocyanates contained in the curing agent (polyfunctional isocyanate compound) of the polyurethane compound is sufficiently larger than the number of hydroxyl groups contained in the main agent (polyol resin) (NCO / OH >> 1.0), the heat resistance is high. improves. When the polyurethane compound is composed of a reaction product of a polyester polyol and IPDI-nurate, the optimum value of the above numerical value NCO / OH is 20.
<バリア層13>
バリア層13は、水分が蓄電装置の内部に浸入することを防止する水蒸気バリア性を有する。また、バリア層13は、深絞り成型をするために延展性を有する。バリア層13としては、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼、銅等の各種金属箔、あるいは、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を用いることができる。蒸着膜を設けたフィルムとしては、例えば、アルミニウム蒸着フィルム、無機酸化物蒸着フィルムを使用することができる。これらは1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。バリア層13としては、質量(比重)、防湿性、加工性及びコストの面から、金属箔が好ましく、アルミニウム箔がより好ましい。
<
The
アルミニウム箔としては、所望の成型時の延展性を付与できる点から、特に焼鈍処理を施した軟質アルミニウム箔を好ましく用いることができるが、更なる耐ピンホール性、及び成型時の延展性を付与させる目的で、鉄を含むアルミニウム箔を用いることがより好ましい。アルミニウム箔中の鉄の含有量は、アルミニウム箔100質量%中、0.1~9.0質量%が好ましく、0.5~2.0質量%がより好ましい。鉄の含有量が0.1質量%以上であることにより、より優れた耐ピンホール性及び延展性を有する外装材10を得ることができる。鉄の含有量が9.0質量%以下であることにより、より柔軟性に優れた外装材10を得ることができる。アルミニウム箔としては、未処理のアルミニウム箔を用いてもよいが、耐電解液性を付与する点で脱脂処理を施したアルミニウム箔を用いることが好ましい。アルミニウム箔に脱脂処理を施す場合は、アルミニウム箔の片面のみに脱脂処理を施してもよく、両面に脱脂処理を施してもよい。
As the aluminum foil, a soft aluminum foil that has been annealed is particularly preferable because it can impart the desired ductility during molding, but further pinhole resistance and ductility during molding are imparted. It is more preferable to use aluminum foil containing iron for the purpose of making it. The iron content in the aluminum foil is preferably 0.1 to 9.0% by mass, more preferably 0.5 to 2.0% by mass in 100% by mass of the aluminum foil. When the iron content is 0.1% by mass or more, the
バリア層13の厚さは、特に限定されるものではないが、バリア性、耐ピンホール性、加工性を考慮して9~200μmとすることが好ましく、15~100μmとすることがより好ましい。
The thickness of the
<第1及び第2の腐食防止処理層14a,14b>
第1及び第2の腐食防止処理層14a,14bは、バリア層13を構成する金属箔(金属箔層)等の腐食を防止するためにバリア層13の表面に設けられる層である。また、第1の腐食防止処理層14aは、バリア層13と第1の接着剤層12aとの密着力を高める役割を果たす。また、第2の腐食防止処理層14bは、バリア層13と第2の接着剤層12bとの密着力を高める役割を果たす。第1の腐食防止処理層14a及び第2の腐食防止処理層14bは、同一の構成の層であってもよく、異なる構成の層であってもよい。第1及び第2の腐食防止処理層14a,14b(以下、単に「腐食防止処理層14a,14b」とも言う)としては、例えば、脱脂処理、熱水変成処理、陽極酸化処理、化成処理、あるいはこれらの処理の組み合わせにより形成される。
<First and second corrosion
The first and second corrosion prevention treatment layers 14a and 14b are layers provided on the surface of the
脱脂処理としては、酸脱脂あるいはアルカリ脱脂が挙げられる。酸脱脂としては、硫酸、硝酸、塩酸、フッ酸などの無機酸の単独、又はこれらの混合液を使用する方法などが挙げられる。また、酸脱脂として、一ナトリウム二フッ化アンモニウムなどのフッ素含有化合物を上記無機酸で溶解させた酸脱脂剤を用いることで、特にバリア層13にアルミニウム箔を用いた場合に、アルミニウムの脱脂効果が得られるだけでなく、不動態であるアルミニウムのフッ化物を形成させることができ、耐腐食性という点で有効である。アルカリ脱脂としては、水酸化ナトリウムなどを使用する方法が挙げられる。
Examples of the degreasing treatment include acid degreasing and alkaline degreasing. Examples of the acid degreasing include a method in which an inorganic acid such as sulfuric acid, nitric acid, hydrochloric acid, or hydrofluoric acid is used alone, or a mixed solution thereof is used. Further, as the acid degreasing, an acid degreasing agent obtained by dissolving a fluorine-containing compound such as monosodium difluoride with the above-mentioned inorganic acid is used, and the degreasing effect of aluminum is particularly high when an aluminum foil is used for the
熱水変成処理としては、例えば、トリエタノールアミンを添加した沸騰水中にアルミニ
ウム箔を浸漬処理するベーマイト処理が挙げられる。
Examples of the hot water modification treatment include boehmite treatment in which an aluminum foil is immersed in boiling water to which triethanolamine is added.
陽極酸化処理としては、例えば、アルマイト処理が挙げられる。 Examples of the anodizing treatment include alumite treatment.
化成処理としては、浸漬型、塗布型が挙げられる。浸漬型の化成処理としては、例えばクロメート処理、ジルコニウム処理、チタニウム処理、バナジウム処理、モリブデン処理、リン酸カルシウム処理、水酸化ストロンチウム処理、セリウム処理、ルテニウム処理、あるいはこれらの混合相からなる各種化成処理が挙げられる。一方、塗布型の化成処理としては、腐食防止性能を有するコーティング剤をバリア層13上に塗布する方法が挙げられる。
Examples of the chemical conversion treatment include a dipping type and a coating type. Examples of the immersion type chemical conversion treatment include chromate treatment, zirconium treatment, titanium treatment, vanadium treatment, molybdenum treatment, calcium phosphate treatment, strontium hydroxide treatment, cerium treatment, ruthenium treatment, and various chemical conversion treatments including mixed phases thereof. Be done. On the other hand, as a coating type chemical conversion treatment, a method of coating a coating agent having corrosion prevention performance on the
これら腐食防止処理のうち、熱水変成処理、陽極酸化処理、化成処理のいずれかで腐食防止処理層の少なくとも一部を形成する場合は、事前に上述した脱脂処理を行うことが好ましい。なお、バリア層13として焼鈍工程を通した金属箔など脱脂処理済みの金属箔を用いる場合は、腐食防止処理層14a,14bの形成において改めて脱脂処理する必要はない。
Of these corrosion prevention treatments, when at least a part of the corrosion prevention treatment layer is formed by any of the hydrothermal transformation treatment, the anodizing treatment, and the chemical conversion treatment, it is preferable to perform the above-mentioned degreasing treatment in advance. When a metal foil that has been degreased, such as a metal foil that has undergone an annealing step, is used as the
塗布型の化成処理に用いられるコーティング剤は、好ましくは3価クロムを含有する。また、コーティング剤には、後述するカチオン性ポリマー及びアニオン性ポリマーからなる群より選択される少なくとも1種のポリマーが含まれていてもよい。 The coating agent used for the coating type chemical conversion treatment preferably contains trivalent chromium. Further, the coating agent may contain at least one polymer selected from the group consisting of a cationic polymer and an anionic polymer described later.
また、上記処理のうち、特に熱水変成処理、陽極酸化処理では、処理剤によってアルミニウム箔表面を溶解させ、耐腐食性に優れるアルミニウム化合物(ベーマイト、アルマイト)を形成させる。そのため、アルミニウム箔を用いたバリア層13から腐食防止処理層14a,14bまで共連続構造を形成した形態になるので、上記処理は化成処理の定義に包含される。一方、後述するように化成処理の定義に含まれない、純粋なコーティング手法のみで腐食防止処理層14a,14bを形成することも可能である。この方法としては、例えば、アルミニウムの腐食防止効果(インヒビター効果)を有し、且つ、環境側面的にも好適な材料として、平均粒径100nm以下の酸化セリウムのような希土類元素酸化物のゾルを用いる方法が挙げられる。この方法を用いることで、一般的なコーティング方法でも、アルミニウム箔などの金属箔に腐食防止効果を付与することが可能となる。
Further, among the above treatments, particularly in the hydrothermal transformation treatment and the anodic oxidation treatment, the aluminum foil surface is dissolved by the treatment agent to form an aluminum compound (boehmite, alumite) having excellent corrosion resistance. Therefore, since the co-continuous structure is formed from the
上記希土類元素酸化物のゾルとしては、例えば、水系、アルコール系、炭化水素系、ケトン系、エステル系、エーテル系などの各種溶媒を用いたゾルが挙げられる。中でも、水系のゾルが好ましい。 Examples of the rare earth element oxide sol include sol using various solvents such as water-based, alcohol-based, hydrocarbon-based, ketone-based, ester-based, and ether-based sol. Of these, aqueous sol is preferable.
上記希土類元素酸化物のゾルには、通常その分散を安定化させるために、硝酸、塩酸、リン酸などの無機酸又はその塩、酢酸、りんご酸、アスコルビン酸、乳酸などの有機酸が分散安定化剤として用いられる。これらの分散安定化剤のうち、特にリン酸は、外装材10において、(1)ゾルの分散安定化、(2)リン酸のアルミキレート能力を利用したバリア層13との密着性の向上、(3)低温でもリン酸の脱水縮合を起こしやすいことによる腐食防止処理層14a,14b(酸化物層)の凝集力の向上、などが期待される。
In the sol of the rare earth element oxide, inorganic acids such as nitric acid, hydrochloric acid and phosphoric acid or salts thereof, and organic acids such as acetic acid, apple acid, ascorbic acid and lactic acid are usually dispersed and stabilized in order to stabilize the dispersion. Used as an agent. Among these dispersion stabilizers, phosphoric acid, in particular, is used in the
上記リン酸又はその塩としては、オルトリン酸、ピロリン酸、メタリン酸、又はこれらのアルカリ金属塩やアンモニウム塩が挙げられる。中でも、外装材10における機能発現には、トリメタリン酸、テトラメタリン酸、ヘキサメタリン酸、ウルトラメタリン酸などの縮合リン酸、又はこれらのアルカリ金属塩やアンモニウム塩が好ましい。また、上記希土類元素酸化物のゾルを用いて、各種コーティング法により希土類元素酸化物からなる腐食防止処理層14a,14bを形成させる時の乾燥造膜性(乾燥能力、熱量)を考慮すると、低温での脱水縮合性に優れる点から、ナトリウム塩がより好ましい。リン酸塩として
は、水溶性の塩が好ましい。
Examples of the phosphoric acid or a salt thereof include orthophosphoric acid, pyrophosphoric acid, metaphosphoric acid, and alkali metal salts and ammonium salts thereof. Among them, condensed phosphoric acid such as trimetaphosphoric acid, tetramethaphosphoric acid, hexametaphosphoric acid, and ultramethaphosphoric acid, or alkali metal salts or ammonium salts thereof are preferable for the functional expression in the
希土類元素酸化物に対するリン酸(あるいはその塩)の配合比は、希土類元素酸化物100質量部に対して、1~100質量部が好ましい。上記配合比が希土類元素酸化物100質量部に対して1質量部以上であれば、希土類元素酸化物ゾルがより安定になり、外装材10の機能がより良好になる。上記配合比は、希土類元素酸化物100質量部に対して5質量部以上がより好ましい。また、上記配合比が希土類元素酸化物100質量部に対して100質量部以下であれば、希土類元素酸化物ゾルの機能が高まる。上記配合比は、希土類元素酸化物100質量部に対して、50質量部以下がより好ましく、20質量部以下がさらに好ましい。
The compounding ratio of phosphoric acid (or a salt thereof) to the rare earth element oxide is preferably 1 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rare earth element oxide. When the compounding ratio is 1 part by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rare earth element oxide, the rare earth element oxide sol becomes more stable and the function of the
上記希土類元素酸化物ゾルにより形成される腐食防止処理層14a,14bは、無機粒子の集合体であるため、乾燥キュアの工程を経ても層自身の凝集力が低くなるおそれがある。そこで、この場合の腐食防止処理層14a,14bは、凝集力を補うために、下記アニオン性ポリマー、又はカチオン性ポリマーにより複合化されていることが好ましい。 Since the corrosion prevention treatment layers 14a and 14b formed by the rare earth element oxide sol are aggregates of inorganic particles, the cohesive force of the layer itself may decrease even after the drying cure step. Therefore, in this case, the corrosion prevention treatment layers 14a and 14b are preferably composited with the following anionic polymer or cationic polymer in order to supplement the cohesive force.
アニオン性ポリマーとしては、カルボキシ基を有するポリマーが挙げられ、例えば、ポリ(メタ)アクリル酸(あるいはその塩)、あるいはポリ(メタ)アクリル酸を主成分として共重合した共重合体が挙げられる。この共重合体の共重合成分としては、アルキル(メタ)アクリレート系モノマー(アルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、i-ブチル基、t-ブチル基、2-エチルヘキシル基、シクロヘキシル基など。);(メタ)アクリルアミド、N-アルキル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジアルキル(メタ)アクリルアミド(アルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、i-ブチル基、t-ブチル基、2-エチルヘキシル基、シクロヘキシル基など。)、N-アルコキシ(メタ)アクリルアミド、N,N-ジアルコキシ(メタ)アクリルアミド、(アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基など。)、N-メチロール(メタ)アクリルアミド、N-フェニル(メタ)アクリルアミドなどのアミド基含有モノマー;2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートなどの水酸基含有モノマー;グリシジル(メタ)アクリレート、アリルグリシジルエーテルなどのグリシジル基含有モノマー;(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、(メタ)アクリロキシプロピルトリエトキシランなどのシラン含有モノマー;(メタ)アクリロキシプロピルイソシアネートなどのイソシアネート基含有モノマーなどが挙げられる。 Examples of the anionic polymer include polymers having a carboxy group, and examples thereof include poly (meth) acrylic acid (or a salt thereof) or a copolymer obtained by copolymerizing poly (meth) acrylic acid as a main component. As the copolymerization component of this copolymer, an alkyl (meth) acrylate-based monomer (as the alkyl group, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, an i-butyl group, etc. t-Butyl group, 2-ethylhexyl group, cyclohexyl group, etc.); (meth) acrylamide, N-alkyl (meth) acrylamide, N, N-dialkyl (meth) acrylamide (alkyl groups include methyl group, ethyl group, etc.) n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, i-butyl group, t-butyl group, 2-ethylhexyl group, cyclohexyl group, etc.), N-alkyl (meth) acrylamide, N, N-dialkyl (Meta) acrylamide, (alkyl groups include methoxy group, ethoxy group, butoxy group, isobutoxy group, etc.), N-methylol (meth) acrylamide, N-phenyl (meth) acrylamide and other amide group-containing monomers; 2- Hydroxyl group-containing monomers such as hydroxyethyl (meth) acrylate and 2-hydroxypropyl (meth) acrylate; glycidyl group-containing monomers such as glycidyl (meth) acrylate and allylglycidyl ether; (meth) acryloxypropyltrimethoxysilane, (meth). Silane-containing monomers such as acryloxypropyltriethoxylan; isocyanate group-containing monomers such as (meth) acryloxypropyl isocyanate and the like can be mentioned.
これらアニオン性ポリマーは、希土類元素酸化物ゾルを用いて得られた腐食防止処理層14a,14b(酸化物層)の安定性を向上させる役割を果たす。これは、硬くて脆い酸化物層をアクリル系樹脂成分で保護する効果、及び、希土類元素酸化物ゾルに含まれるリン酸塩由来のイオンコンタミ(特にナトリウムイオン)を捕捉する(カチオンキャッチャー)効果によって達成される。つまり、希土類元素酸化物ゾルを用いて得られた腐食防止処理層14a,14b中に、特にナトリウムなどのアルカリ金属イオンやアルカリ土類金属イオンが含まれると、このイオンを含む場所を起点にして腐食防止処理層14a,14bが劣化しやすくなる。そのため、アニオン性ポリマーによって希土類元素酸化物ゾルに含まれるナトリウムイオンなどを固定化することで、腐食防止処理層14a,14bの耐性が向上する。 These anionic polymers play a role in improving the stability of the corrosion prevention treatment layers 14a and 14b (oxide layers) obtained by using the rare earth element oxide sol. This is due to the effect of protecting the hard and brittle oxide layer with an acrylic resin component and the effect of capturing ion contamination (particularly sodium ions) derived from phosphate contained in the rare earth element oxide sol (cation catcher). Achieved. That is, if alkali metal ions such as sodium or alkaline earth metal ions are contained in the corrosion prevention treatment layers 14a and 14b obtained by using the rare earth element oxide sol, the place containing these ions is the starting point. The corrosion prevention treatment layers 14a and 14b are likely to deteriorate. Therefore, by immobilizing sodium ions and the like contained in the rare earth element oxide sol with the anionic polymer, the resistance of the corrosion prevention treatment layers 14a and 14b is improved.
アニオン性ポリマーと希土類元素酸化物ゾルを組み合わせた腐食防止処理層14a,14bは、アルミニウム箔にクロメート処理を施して形成した腐食防止処理層14a,14bと同等の腐食防止性能を有する。アニオン性ポリマーは、本質的に水溶性であるポリアニオン性ポリマーが架橋された構造であることが好ましい。この構造の形成に用いる架橋剤としては、例えば、イソシアネート基、グリシジル基、カルボキシ基、オキサゾリン基を有する化合物が挙げられる。 The corrosion prevention treatment layers 14a and 14b, which are a combination of an anionic polymer and a rare earth element oxide sol, have the same corrosion prevention performance as the corrosion prevention treatment layers 14a and 14b formed by subjecting an aluminum foil to a chromate treatment. The anionic polymer preferably has a structure in which a polyanionic polymer that is essentially water-soluble is crosslinked. Examples of the cross-linking agent used for forming this structure include compounds having an isocyanate group, a glycidyl group, a carboxy group, and an oxazoline group.
イソシアネート基を有する化合物としては、例えば、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネートあるいはその水素添加物、ヘキサメチレンジイソシアネート、4,4’ジフェニルメタンジイソシアネートあるいはその水素添加物、イソホロンジイソシアネートなどのジイソシアネート類;あるいはこれらのイソシアネート類を、トリメチロールプロパンなどの多価アルコールと反応させたアダクト体、水と反応させることで得られたビューレット体、あるいは三量体であるイソシアヌレート体などのポリイソシアネート類;あるいはこれらのポリイソシアネート類をアルコール類、ラクタム類、オキシム類などでブロック化したブロックポリイソシアネートなどが挙げられる。 Examples of the compound having an isocyanate group include tolylene diisocyanate, xylylene diisocyanate or a hydrogenated product thereof, hexamethylene diisocyanate, 4,4'diphenylmethane diisocyanate or a hydrogenated product thereof, diisocyanates such as isophorone diisocyanate; or these isocyanates. Polyisocyanates such as adducts obtained by reacting with polyhydric alcohols such as trimethylolpropane, burettes obtained by reacting with water, or isocyanurates which are trimer; or polyisocyanates thereof. Examples thereof include blocked polyisocyanate in which isocyanates are blocked with alcohols, lactams, oximes and the like.
グリシジル基を有する化合物としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、14a,14b-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコールなどのグリコール類と、エピクロルヒドリンを作用させたエポキシ化合物;グリセリン、ポリグリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトールなどの多価アルコール類と、エピクロルヒドリンを作用させたエポキシ化合物;フタル酸、テレフタル酸、シュウ酸、アジピン酸などのジカルボン酸と、エピクロルヒドリンとを作用させたエポキシ化合物などが挙げられる。 Examples of the compound having a glycidyl group include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, polypropylene glycol, 14a, 14b-butanediol, 1,6-hexanediol, and the like. Glycols such as neopentyl glycol and epoxy compounds reacted with epichlorohydrin; polyhydric alcohols such as glycerin, polyglycerin, trimethylolpropane, pentaerythritol, sorbitol; epoxy compounds reacted with epichlorohydrin; phthalic acid, terephthalate Examples thereof include an epoxy compound in which dicarboxylic acids such as acid, oxalic acid and adipic acid are allowed to act with epichlorohydrin.
カルボキシ基を有する化合物としては、例えば、各種脂肪族あるいは芳香族ジカルボン酸などが挙げられる。また、ポリ(メタ)アクリル酸、ポリ(メタ)アクリル酸のアルカリ(土類)金属塩を用いてもよい。 Examples of the compound having a carboxy group include various aliphatic or aromatic dicarboxylic acids. Further, poly (meth) acrylic acid and alkaline (earth) metal salts of poly (meth) acrylic acid may be used.
オキサゾリン基を有する化合物としては、例えば、オキサゾリンユニットを2つ以上有する低分子化合物、あるいはイソプロペニルオキサゾリンのような重合性モノマーを用いる場合には、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルなどのアクリル系モノマーを共重合させたものが挙げられる。 Examples of the compound having an oxazoline group include a low molecular weight compound having two or more oxazoline units, or (meth) acrylic acid and (meth) acrylic acid alkyl ester when a polymerizable monomer such as isopropenyl oxazoline is used. , (Meta) Acrylic monomers such as hydroxyalkyl acrylate are copolymerized.
また、アニオン性ポリマーとシランカップリング剤とを反応させ、より具体的には、アニオン性ポリマーのカルボキシ基とシランカップリング剤の官能基とを選択的に反応させ、架橋点をシロキサン結合としてもよい。この場合、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、β-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ-クロロプロピルメトキシシラン、ビニルトリクロロシラン、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-β(アミノエチル)-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、γ-イソシアナートプロピルトリエトキシシランなどが使用できる。中でも、特にアニオン性ポリマーあるいはその共重合物との反応性を考慮すると、エポキシシラン、アミノシラン、イソシアネートシランが好ましい。 Further, the anionic polymer and the silane coupling agent may be reacted, and more specifically, the carboxy group of the anionic polymer and the functional group of the silane coupling agent may be selectively reacted, and the cross-linking point may be a siloxane bond. good. In this case, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, γ-chloropropylmethoxysilane, vinyltrichlorosilane, γ -Mercaptpropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, N-β (aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-isocyanatopropyltriethoxysilane and the like can be used. Of these, epoxysilane, aminosilane, and isocyanatesilane are particularly preferable, considering the reactivity with the anionic polymer or its copolymer.
アニオン性ポリマーに対するこれらの架橋剤の比率は、アニオン性ポリマー100質量部に対して、1~50質量部が好ましく、10~20質量部がより好ましい。架橋剤の比率がアニオン性ポリマー100質量部に対して1質量部以上であれば、架橋構造が十分に形成されやすい。架橋剤の比率がアニオン性ポリマー100質量部に対して50質量部以下であれば、塗液のポットライフが向上する。 The ratio of these cross-linking agents to the anionic polymer is preferably 1 to 50 parts by mass, more preferably 10 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the anionic polymer. When the ratio of the cross-linking agent is 1 part by mass or more with respect to 100 parts by mass of the anionic polymer, the cross-linking structure is sufficiently likely to be formed. When the ratio of the cross-linking agent is 50 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the anionic polymer, the pot life of the coating liquid is improved.
アニオン性ポリマーを架橋する方法は、上記架橋剤に限らず、チタニウム、ジルコニウム化合物を用いてイオン架橋を形成する方法などであってもよい。 The method for cross-linking the anionic polymer is not limited to the above-mentioned cross-linking agent, and may be a method for forming an ionic cross-link using a titanium or zirconium compound.
カチオン性ポリマーとしては、アミンを有するポリマーが挙げられ、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、ポリアリルアミンあるいはこれらの誘導体、アミノフェノールなどのカチオン性のポリマーが挙げられる。ポリアリルアミンとしては、例えば、アリルアミン、アリルアミンアミド硫酸塩、ジアリルアミン、ジメチルアリルアミンなどの単独重合体あるいは共重合体などが挙げられる。これらのアミンは、フリーのアミンであってもよく、酢酸あるいは塩酸による安定化物であってもよい。また、共重合体成分として、マレイン酸、二酸化硫黄などを使用してもよい。さらに、1級アミンを部分メトキシ化させることで熱架橋性を付与したタイプも使用でき、また、アミノフェノールも使用できる。特に、アリルアミンあるいはその誘導体が好ましい。 Examples of the cationic polymer include an amine-containing polymer, which includes polyethyleneimine, an ionic polymer complex composed of polyethyleneimine and a polymer having a carboxylic acid, and a primary amine-grafted acrylic resin obtained by grafting a primary amine onto an acrylic main skeleton. Examples thereof include polyallylamines, derivatives thereof, and cationic polymers such as aminophenols. Examples of polyallylamine include homopolymers or copolymers such as allylamine, allylamine amide sulfate, diallylamine, and dimethylallylamine. These amines may be free amines or may be stabilized with acetic acid or hydrochloric acid. Moreover, maleic acid, sulfur dioxide and the like may be used as a copolymer component. Further, a type in which thermal cross-linking property is imparted by partially methoxylating a primary amine can also be used, and aminophenol can also be used. In particular, allylamine or a derivative thereof is preferable.
カチオン性ポリマーは、カルボキシ基やグリシジル基などのアミン/イミンと反応が可能な官能基を有する架橋剤と併用することが好ましい。カチオン性ポリマーと併用する架橋剤としては、ポリエチレンイミンとイオン高分子錯体を形成するカルボン酸を有するポリマーも使用でき、例えば、ポリアクリル酸あるいはそのイオン塩などのポリカルボン酸(塩)、あるいはこれにコモノマーを導入した共重合体、カルボキシメチルセルロースあるいはそのイオン塩などのカルボキシ基を有する多糖類などが挙げられる。 The cationic polymer is preferably used in combination with a cross-linking agent having a functional group capable of reacting with an amine / imine such as a carboxy group or a glycidyl group. As the cross-linking agent used in combination with the cationic polymer, a polymer having a carboxylic acid forming an ionic polymer complex with polyethyleneimine can also be used, and for example, polyacrylic acid or a polycarboxylic acid (salt) such as an ionic salt thereof, or a polycarboxylic acid (salt) thereof. Examples thereof include a copolymer in which a comonomer is introduced into the polymer, and a polysaccharide having a carboxy group such as carboxymethyl cellulose or an ionic salt thereof.
カチオン性ポリマーは、接着性の向上という点でより好ましい材料である。また、カチオン性ポリマーも、上記アニオン性ポリマーと同様に、水溶性であることから、架橋構造を形成させて耐水性を付与することがより好ましい。カチオン性ポリマーに架橋構造を形成する際の架橋剤は、アニオン性ポリマーの項で説明した架橋剤を使用できる。腐食防止処理層14a,14bとして希土類元素酸化物ゾルを用いた場合、その保護層として上記アニオン性ポリマーを用いる代わりに、カチオン性ポリマーを用いてもよい。 Cationic polymers are a more preferred material in terms of improved adhesion. Further, since the cationic polymer is also water-soluble like the anionic polymer, it is more preferable to form a crosslinked structure to impart water resistance. As the cross-linking agent for forming the cross-linked structure in the cationic polymer, the cross-linking agent described in the section of the anionic polymer can be used. When the rare earth element oxide sol is used as the corrosion prevention treatment layers 14a and 14b, a cationic polymer may be used instead of the anionic polymer as the protective layer thereof.
クロメート処理に代表される化成処理による腐食防止処理層は、アルミニウム箔との傾斜構造を形成させるため、特にフッ酸、塩酸、硝酸、硫酸あるいはこれらの塩を配合した化成処理剤を用いてアルミニウム箔に処理を施し、次いでクロムやノンクロム系の化合物を作用させて化成処理層をアルミニウム箔に形成させるものである。しかしながら、上記化成処理は、化成処理剤に酸を用いていることから、作業環境の悪化やコーティング装置の腐食を伴う。一方、前述したコーティングタイプの腐食防止処理層14a,14bは、クロメート処理に代表される化成処理とは異なり、アルミニウム箔を用いたバリア層13に対して傾斜構造を形成させる必要がない。そのため、コーティング剤の性状は、酸性、アルカリ性、中性などの制約を受けることがなく、良好な作業環境を実現できる。加えて、クロム化合物を用いるクロメート処理は、環境衛生上、代替案が求められている点からも、コーティングタイプの腐食防止処理層14a,14bが好ましい。
In order to form an inclined structure with the aluminum foil, the corrosion prevention treatment layer by chemical conversion treatment represented by chromate treatment uses an aluminum foil using a chemical conversion treatment agent containing hydrofluoric acid, hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid or salts thereof. Is then treated, and then a chromium or non-chromate compound is allowed to act on the aluminum foil to form a chemical conversion treatment layer. However, since the chemical conversion treatment uses an acid as the chemical conversion treatment agent, the working environment is deteriorated and the coating device is corroded. On the other hand, unlike the chemical conversion treatment typified by the chromate treatment, the coating type corrosion prevention treatment layers 14a and 14b described above do not need to form an inclined structure with respect to the
以上の内容から、上述したコーティングタイプの腐食防止処理の組み合わせの事例として、(1)希土類元素酸化物ゾルのみ、(2)アニオン性ポリマーのみ、(3)カチオン性ポリマーのみ、(4)希土類元素酸化物ゾル+アニオン性ポリマー(積層複合化)、(5)希土類元素酸化物ゾル+カチオン性ポリマー(積層複合化)、(6)(希土類元素酸化物ゾル+アニオン性ポリマー:積層複合化)/カチオン性ポリマー(多層化)、(7)(希土類元素酸化物ゾル+カチオン性ポリマー:積層複合化)/アニオン性ポリマー(多層化)、等が挙げられる。中でも(1)及び(4)~(7)が好ましく、(4)~(7)が特に好ましい。ただし、本実施形態は、上記組み合わせに限られるわけではない。例えば腐食防止処理の選択の事例として、カチオン性ポリマーは、後述する接着性樹脂層の説明で挙げる変性ポリオレフィン樹脂との接着性が良好であるという点でも非常に好ましい材料であることから、接着性樹脂層が変性ポリオレフィン樹脂で構成される場合においては、接着性樹脂層に接する面にカチオン性ポリマーを設ける(例えば、構成(5)及び(6)などの構成)といった設計が可能である。 From the above, as examples of the combination of coating type corrosion prevention treatments described above, (1) rare earth element oxide sol only, (2) anionic polymer only, (3) cationic polymer only, (4) rare earth element Oxide sol + anionic polymer (laminated composite), (5) rare earth element oxide sol + cationic polymer (laminated composite), (6) (rare earth element oxide sol + anionic polymer: laminated composite) / Examples thereof include a cationic polymer (multilayer), (7) (rare earth element oxide sol + cationic polymer: laminated composite) / anionic polymer (multilayer), and the like. Of these, (1) and (4) to (7) are preferable, and (4) to (7) are particularly preferable. However, this embodiment is not limited to the above combination. For example, as an example of selection of corrosion prevention treatment, the cationic polymer is a very preferable material in that it has good adhesion to the modified polyolefin resin described in the description of the adhesive resin layer described later, and therefore has adhesiveness. When the resin layer is made of a modified polyolefin resin, it is possible to design such that a cationic polymer is provided on the surface in contact with the adhesive resin layer (for example, the constitutions (5) and (6)).
また、腐食防止処理層14a,14bは、前述した層には限定されない。例えば、公知技術である塗布型クロメートのように、樹脂バインダー(アミノフェノールなど)にリン酸とクロム化合物を配合した処理剤を用いて形成してもよい。この処理剤を用いれば、腐食防止機能と密着性の両方を兼ね備えた層とすることができる。また、塗液の安定性を考慮する必要があるものの、希土類元素酸化物ゾルとポリカチオン性ポリマーあるいはポリアニオン性ポリマーとを事前に一液化したコーティング剤を使用して腐食防止機能と密着性の両方を兼ね備えた層とすることができる。 Further, the corrosion prevention treatment layers 14a and 14b are not limited to the above-mentioned layers. For example, it may be formed by using a treatment agent in which a phosphoric acid and a chromium compound are mixed in a resin binder (aminophenol or the like), such as a coating type chromate which is a known technique. By using this treatment agent, it is possible to obtain a layer having both a corrosion prevention function and an adhesion. In addition, although it is necessary to consider the stability of the coating liquid, a coating agent in which a rare earth element oxide sol and a polycationic polymer or a polyanionic polymer are pre-condensed is used for both corrosion prevention function and adhesion. It can be a layer that combines.
腐食防止処理層14a,14bの単位面積当たりの質量は、多層構造、単層構造いずれであっても、0.005~0.200g/m2が好ましく、0.010~0.100g/m2がより好ましい。上記単位面積当たりの質量が0.005g/m2以上であれば、バリア層13に腐食防止機能を付与しやすい。また、上記単位面積当たりの質量が0.200g/m2を超えても、腐食防止機能はあまり変らない。一方、希土類元素酸化物ゾルを用いた場合には、塗膜が厚いと乾燥時の熱によるキュアが不十分となり、凝集力の低下を伴うおそれがある。なお、腐食防止処理層14a,14bの厚さについては、その比重から換算できる。
The mass per unit area of the corrosion prevention treatment layers 14a and 14b is preferably 0.005 to 0.200 g / m 2 regardless of whether it is a multilayer structure or a single layer structure, and is preferably 0.010 to 0.100 g / m 2 . Is more preferable. When the mass per unit area is 0.005 g / m 2 or more, it is easy to impart the corrosion prevention function to the
腐食防止処理層14a,14bは、シーラント層とバリア層との密着性を保持しやすくなる観点から、例えば、酸化セリウムと、該酸化セリウム100質量部に対して1~100質量部のリン酸又はリン酸塩と、カチオン性ポリマーと、を含む態様であってもよく、バリア層13に化成処理を施して形成されている態様であってもよく、バリア層13に化成処理を施して形成されており、且つ、カチオン性ポリマーを含む態様であってもよい。
From the viewpoint of facilitating the adhesion between the sealant layer and the barrier layer, the corrosion prevention treatment layers 14a and 14b are, for example, cerium oxide and 1 to 100 parts by mass of phosphoric acid with respect to 100 parts by mass of the cerium oxide. It may be an embodiment containing a phosphate and a cationic polymer, or it may be formed by subjecting the
<第2の接着剤層12b>
第2の接着剤層12bは、第2の腐食防止処理層14bが形成されたバリア層13とシーラント層16とを接着する層である。第2の接着剤層12bには、バリア層とシーラント層とを接着するための一般的な接着剤を用いることができる。第2の接着剤層12bを構成する材料としては、具体的には、例えば、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、アクリルポリオール、カーボネートポリオールなどの主剤に対し、2官能以上のイソシアネート化合物を作用させたポリウレタン樹脂等が挙げられる。
<Second
The second
上述した各種ポリオールは、外装材に求められる機能や性能に応じて、単独又は2種以上を組み合わせて用いることができる。 The various polyols described above can be used alone or in combination of two or more depending on the function and performance required for the exterior material.
また、接着剤に求められる性能に応じて、上述したポリウレタン樹脂に、その他の各種添加剤や安定剤を配合してもよい。 Further, various other additives and stabilizers may be added to the above-mentioned polyurethane resin depending on the performance required for the adhesive.
本実施形態の外装材10において、第2の接着剤層12bは、上述した特定の接着剤層であってもよい。
In the
第2の接着剤層12bの厚さは、特に限定されるものではないが、所望の接着強度、及び加工性等を得る観点から、1~10μmが好ましく、3~7μmがより好ましい。
The thickness of the second
第2の接着剤層12bが特定の接着剤層である場合、その単位面積当たりの質量は、室温環境下及び高温環境下の両方でより優れたラミネート強度を確保できると共に、より優れた深絞り成型性を得る観点から、2.0~6.0g/m2であってもよく、2.5~5.0g/m2であってもよく、3.5~4.5g/m2であってもよい。
When the second
<シーラント層16>
シーラント層16は、外装材10にヒートシールによる封止性を付与する層である。シーラント層16としては、ポリオレフィン系樹脂又はポリエステル系樹脂からなる樹脂フィルムが挙げられる。これらのシーラント層16を構成する樹脂(以下、「ベース樹脂」とも言う)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
<
The
ポリオレフィン系樹脂としては、例えば、低密度、中密度又は高密度のポリエチレン;エチレン-αオレフィン共重合体;ポリプロピレン;プロピレンを共重合成分として含むブロック又はランダム共重合体;及び、プロピレン-αオレフィン共重合体等が挙げられる。 Examples of the polyolefin resin include low-density, medium-density or high-density polyethylene; ethylene-α-olefin copolymer; polypropylene; block or random copolymer containing propylene as a copolymerization component; and propylene-α-olefin copolymer. Examples include polymers.
ポリエステル系樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂ポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂と、ポリエチレンナフタレート(PEN)樹脂、ポリブチレンナフタレート(PBN)樹脂、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)樹脂が挙げられる。 Examples of the polyester resin include polyethylene terephthalate (PET) resin polybutylene terephthalate (PBT) resin, polyethylene naphthalate (PEN) resin, polybutylene naphthalate (PBN) resin, and polytrimethylene terephthalate (PTT) resin. Be done.
シーラント層16は、ポリオレフィン系エラストマーを含んでいてもよい。ポリオレフィン系エラストマーは、上述したベース樹脂に対して相溶性を有するものであっても、相溶性を有さないものであってもよいが、相溶性を有する相溶系ポリオレフィン系エラストマーと、相溶性を有さない非相溶系ポリオレフィン系エラストマーの両方を含んでいてもよい。相溶性を有する(相溶系)とは、ベース樹脂中に分散相サイズ1nm以上500nm未満で分散することを意味する。相溶性を有さない(非相溶系)とは、ベース樹脂中に分散相サイズ500nm以上20μm未満で分散することを意味する。
The
ベース樹脂がポリプロピレン系樹脂である場合、相溶系ポリオレフィン系エラストマーとしては、例えば、プロピレン-ブテン-1ランダム共重合体が挙げられ、非相溶系ポリオレフィン系エラストマーとしては、例えば、エチレン-ブテン-1ランダム共重合体が挙げられる。ポリオレフィン系エラストマーは、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。 When the base resin is a polypropylene-based resin, examples of the compatible polyolefin-based elastomer include a propylene-butene-1 random copolymer, and examples of the incompatible polyolefin-based elastomer include ethylene-butene-1 random. Examples include copolymers. The polyolefin-based elastomer may be used alone or in combination of two or more.
また、シーラント層16は、添加成分として、例えば、スリップ剤、アンチブロッキング剤、酸化防止剤、光安定剤、難燃剤等を含んでいてもよい。これらの添加成分の含有量は、シーラント層16の全質量を100質量部とした場合、5質量部以下であることが好ましい。
Further, the
シーラント層16の厚さは、特に限定されるものではないが、薄膜化と高温環境下でのヒートシール強度の向上とを両立する観点から、5~100μmの範囲であることが好ましく、10~100μmの範囲であることがより好ましく、20~80μmの範囲であることが更に好ましい。
The thickness of the
シーラント層16は、単層フィルム及び多層フィルムのいずれであってもよく、必要とされる機能に応じて選択すればよい。
The
以上、本実施形態の蓄電装置用外装材の好ましい実施の形態について詳述したが、本開示はかかる特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本開示の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the preferred embodiment of the exterior material for the power storage device of the present embodiment has been described in detail above, the present disclosure is not limited to such a specific embodiment, and the present disclosure described within the scope of the claims. Various modifications and changes are possible within the scope of the gist of.
例えば、図1では、バリア層13の両面に腐食防止処理層14a,14bが設けられている場合を示したが、腐食防止処理層14a,14bのいずれか一方のみが設けられてい
てもよく、腐食防止処理層が設けられていなくてもよい。
For example, FIG. 1 shows a case where the corrosion prevention treatment layers 14a and 14b are provided on both sides of the
図1では、第2の接着剤層12bを用いてバリア層13とシーラント層16とが積層されている場合を示したが、図2に示す蓄電装置用外装材20のように接着性樹脂層15を用いてバリア層13とシーラント層16とが積層されていてもよい。また、図2に示す蓄電装置用外装材20において、バリア層13と接着性樹脂層15との間に第2の接着剤層12bを設けてもよい。
FIG. 1 shows a case where the
<接着性樹脂層15>
接着性樹脂層15は、主成分となる接着性樹脂組成物と必要に応じて添加剤成分とを含んで概略構成されている。接着性樹脂組成物は、特に制限されないが、変性ポリオレフィン樹脂を含むことが好ましい。
<
The
変性ポリオレフィン樹脂は、不飽和カルボン酸、並びにその酸無水物及びエステルのいずれかから導かれる不飽和カルボン酸誘導体により、グラフト変性されたポリオレフィン樹脂であることが好ましい。 The modified polyolefin resin is preferably a polyolefin resin graft-modified with an unsaturated carboxylic acid and an unsaturated carboxylic acid derivative derived from any of its acid anhydrides and esters.
ポリオレフィン樹脂としては、例えば、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、エチレン-αオレフィン共重合体、ホモポリプロピレン、ブロックポリプロピレン、ランダムポリプロピレン、及びプロピレン-αオレフィン共重合体等が挙げられる。 Examples of the polyolefin resin include low-density polyethylene, medium-density polyethylene, high-density polyethylene, ethylene-α-olefin copolymer, homopolypropylene, block polypropylene, random polypropylene, and propylene-α-olefin copolymer.
変性ポリオレフィン樹脂は無水マレイン酸により変性されたポリオレフィン樹脂であることが好ましい。変性ポリオレフィン樹脂には、例えば、三井化学株式会社製の「アドマー」、三菱化学株式会社製の「モディック」などが適している。このような変性ポリオレフィン樹脂は、各種金属及び各種官能基を有するポリマーとの反応性に優れるため、該反応性を利用して接着性樹脂層15に密着性を付与することができ、耐電解液性を向上させることができる。また、接着性樹脂層15は、必要に応じて、例えば、各種相溶系及び非相溶系の、エラストマー、難燃剤、スリップ剤、アンチブロッキング剤、酸化防止剤、光安定剤、並びに粘着付与剤等の各種添加剤を含有してもよい。
The modified polyolefin resin is preferably a polyolefin resin modified with maleic anhydride. As the modified polyolefin resin, for example, "Admer" manufactured by Mitsui Chemicals, Inc., "Modic" manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, and the like are suitable. Since such a modified polyolefin resin has excellent reactivity with various metals and polymers having various functional groups, it is possible to impart adhesion to the
接着性樹脂層15の厚さは、特に限定されないが、応力緩和や水分・電解液透過の観点から、シーラント層16と同じ又はそれ未満であることが好ましい。
The thickness of the
また、蓄電装置用外装材20においては、接着性樹脂層15及びシーラント層16の合計の厚さは、薄膜化と高温環境下でのヒートシール強度の向上とを両立する観点から、5~100μmの範囲であることが好ましく、20~80μmの範囲であることがより好ましい。
Further, in the
[外装材の製造方法]
次に、図1に示す外装材10の製造方法の一例について説明する。なお、外装材10の製造方法は以下の方法に限定されない。
[Manufacturing method of exterior materials]
Next, an example of a method for manufacturing the
本実施形態の外装材10の製造方法は、バリア層13に腐食防止処理層14a,14bを設ける工程と、第1の接着剤層12aを用いて基材層11とバリア層13とを貼り合わせる工程と、第2の接着剤層12bを介してシーラント層16をさらに積層して積層体を作製する工程と、必要に応じて、得られた積層体をエージング処理する工程とを含んで概略構成されている。
The method for manufacturing the
(バリア層13への腐食防止処理層14a,14bの積層工程)
本工程は、バリア層13に対して、腐食防止処理層14a,14bを形成する工程である。その方法としては、上述したように、バリア層13に脱脂処理、熱水変成処理、陽極酸化処理、化成処理を施したり、腐食防止性能を有するコーティング剤を塗布したりする方法などが挙げられる。
(Laminating step of corrosion prevention treatment layers 14a and 14b on barrier layer 13)
This step is a step of forming the corrosion prevention treatment layers 14a and 14b with respect to the
また、腐食防止処理層14a,14bが多層の場合は、例えば、下層側(バリア層13側)の腐食防止処理層を構成する塗布液(コーティング剤)をバリア層13に塗布し、焼き付けて第一層を形成した後、上層側の腐食防止処理層を構成する塗布液(コーティング剤)を第一層に塗布し、焼き付けて第二層を形成すればよい。
When the corrosion prevention treatment layers 14a and 14b are multi-layered, for example, a coating liquid (coating agent) constituting the corrosion prevention treatment layer on the lower layer side (
脱脂処理についてはスプレー法又は浸漬法にて行えばよい。熱水変成処理や陽極酸化処理については浸漬法にて行えばよい。化成処理については化成処理のタイプに応じ、浸漬法、スプレー法、コート法などを適宜選択して行えばよい。 The degreasing treatment may be performed by a spray method or a dipping method. The hot water transformation treatment and the anodizing treatment may be performed by the dipping method. As for the chemical conversion treatment, a dipping method, a spraying method, a coating method and the like may be appropriately selected according to the type of chemical conversion treatment.
腐食防止性能を有するコーティング剤のコート法については、グラビアコート、リバースコート、ロールコート、バーコートなど各種方法を用いることが可能である。 As a coating method for a coating agent having corrosion prevention performance, various methods such as gravure coating, reverse coating, roll coating, and bar coating can be used.
上述したように、各種処理は金属箔の両面又は片面のどちらでも構わないが、片面処理の場合、その処理面はシーラント層16を積層する側に施すことが好ましい。なお、要求に応じて、基材層11の表面にも上記処理を施してもよい。
As described above, various treatments may be performed on either the double-sided surface or the single-sided surface of the metal foil, but in the case of the single-sided treatment, the treated surface is preferably applied to the side where the
また、第一層及び第二層を形成するためのコーティング剤の塗布量はいずれも、0.005~0.200g/m2が好ましく、0.010~0.100g/m2がより好ましい。 The amount of the coating agent applied to form the first layer and the second layer is preferably 0.005 to 0.200 g / m 2 , more preferably 0.010 to 0.100 g / m 2 .
また、乾燥キュアが必要な場合は、用いる腐食防止処理層14a,14bの乾燥条件に応じて、母材温度として60~300℃の範囲で行うことができる。 When drying cure is required, it can be carried out in the range of 60 to 300 ° C. as the base material temperature depending on the drying conditions of the corrosion prevention treatment layers 14a and 14b to be used.
(基材層11とバリア層13との貼り合わせ工程)
本工程は、腐食防止処理層14a,14bを設けたバリア層13と、基材層11とを、第1の接着剤層12aを介して貼り合わせる工程である。貼り合わせの方法としては、ドライラミネーション、ノンソルベントラミネーション、ウエットラミネーションなどの手法を用い、上述した第1の接着剤層12aを構成する材料にて両者を貼り合わせる。第1の接着剤層12aは、ドライ塗布量として1~10g/m2の範囲、より好ましくは2~6g/m2の範囲で設ける。
(A process of bonding the
This step is a step of bonding the
(第2の接着剤層12b及びシーラント層16の積層工程)
本工程は、バリア層13の第2の腐食防止処理層14b側に、第2の接着剤層12bを介してシーラント層16を貼り合わせる工程である。貼り合わせの方法としては、ウェットプロセス、ドライラミネーション等が挙げられる。
(Laminating step of the second
This step is a step of adhering the
ウェットプロセスの場合は、第2の接着剤層12bを構成する接着剤の溶液又は分散液を、第2の腐食防止処理層14b上に塗工し、所定の温度で溶媒を飛ばし乾燥造膜、又は乾燥造膜後に必要に応じて焼き付け処理を行う。その後、シーラント層16を積層し、外装材10を製造する。塗工方法としては、先に例示した各種塗工方法が挙げられる。第2の接着剤層12bの好ましいドライ塗布量は、第1の接着剤層12aと同様である。
In the case of a wet process, a solution or dispersion of the adhesive constituting the second
この場合、シーラント層16は、例えば、上述したシーラント層16の構成成分を含有するシーラント層形成用樹脂組成物を用いて、溶融押出成形機により製造することができる。溶融押出成形機では、生産性の観点から、加工速度を80m/分以上とすることがで
きる。
In this case, the
(エージング処理工程)
本工程は、積層体をエージング(養生)処理する工程である。積層体をエージング処理することで、バリア層13/第2の腐食防止処理層14b/第2の接着剤層12b/シーラント層16間の接着を促進させることができる。エージング処理は、室温~100℃の範囲で行うことができる。エージング時間は、例えば、1~10日である。
(Aging process)
This step is a step of aging (curing) the laminated body. By aging the laminate, it is possible to promote adhesion between the
このようにして、図1に示すような、本実施形態の外装材10を製造することができる。
In this way, the
次に、図2に示す外装材20の製造方法の一例について説明する。なお、外装材20の製造方法は以下の方法に限定されない。
Next, an example of the manufacturing method of the
本実施形態の外装材20の製造方法は、バリア層13に腐食防止処理層14a,14bを設ける工程と、第1の接着剤層12aを用いて基材層11とバリア層13とを貼り合わせる工程と、接着性樹脂層15及びシーラント層16をさらに積層して積層体を作製する工程と、必要に応じて、得られた積層体を熱処理する工程とを含んで概略構成されている。なお、基材層11とバリア層13とを貼り合わせる工程までは、上述した外装材10の製造方法と同様に行うことができる。
The method for manufacturing the
(接着性樹脂層15及びシーラント層16の積層工程)
本工程は、先の工程により形成された第2の腐食防止処理層14b上に、接着性樹脂層15及びシーラント層16を形成する工程である。その方法としては、押出ラミネート機を用いて接着性樹脂層15をシーラント層16とともにサンドラミネーションする方法が挙げられる。さらには、接着性樹脂層15とシーラント層16とを押出すタンデムラミネート法、共押出法でも積層可能である。接着性樹脂層15及びシーラント層16の形成では、例えば、上述した接着性樹脂層15及びシーラント層16の構成を満たすように、各成分が配合される。シーラント層16の形成には、上述したシーラント層形成用樹脂組成物が用いられる。
(Laminating step of
This step is a step of forming the
本工程により、図2に示すような、基材層11/第1の接着剤層12a/第1の腐食防止処理層14a/バリア層13/第2の腐食防止処理層14b/接着性樹脂層15/シーラント層16の順で各層が積層された積層体が得られる。
By this step, as shown in FIG. 2, the
なお、接着性樹脂層15は、上述した材料配合組成になるように、ドライブレンドした材料を直接、押出ラミネート機により押出すことで積層させてもよい。あるいは、接着性樹脂層15は、事前に単軸押出機、二軸押出機、ブラベンダーミキサーなどの溶融混練装置を用いてメルトブレンドを施した後の造粒した造粒物を、押出ラミネート機を用いて押出すことで積層させてもよい。
The
シーラント層16は、シーラント層形成用樹脂組成物の構成成分として上述した材料配合組成になるようにドライブレンドした材料を直接、押出ラミネート機により押し出すことで積層させてもよい。あるいは、接着性樹脂層15及びシーラント層16は、事前に単軸押出機、二軸押出機、ブラベンダーミキサーなどの溶融混練装置を用いてメルトブレンドを施した後の造粒物を用いて、押出ラミネート機で接着性樹脂層15とシーラント層16とを押出すタンデムラミネート法、又は共押出法で積層させてもよい。また、シーラント層形成用樹脂組成物を用いて、事前にキャストフィルムとしてシーラント単膜を製膜し、このフィルムを接着性樹脂とともにサンドラミネーションする方法により積層させてもよい。接着性樹脂層15及びシーラント層16の形成速度(加工速度)は、生産性の観点
から、例えば、80m/分以上であることができる。
The
(熱処理工程)
本工程は、積層体を熱処理する工程である。積層体を熱処理することで、バリア層13/第2の腐食防止処理層14b/接着性樹脂層15/シーラント層16間での密着性を向上させることができる。熱処理の方法としては、少なくとも接着性樹脂層15の融点以上の温度で処理することが好ましい。
(Heat treatment process)
This step is a step of heat-treating the laminated body. By heat-treating the laminate, the adhesion between the
このようにして、図2に示すような、本実施形態の外装材20を製造することができる。
In this way, the
以上、本開示の蓄電装置用外装材の好ましい実施の形態について詳述したが、本開示はかかる特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本開示の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the preferred embodiments of the exterior material for the power storage device of the present disclosure have been described in detail above, the present disclosure is not limited to such specific embodiments, and the present disclosure described within the scope of the claims. Various modifications and changes are possible within the scope of the gist.
本開示の蓄電装置用外装材は、例えば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、及び鉛蓄電池等の二次電池、並びに電気二重層キャパシタ等の電気化学キャパシタなどの蓄電装置用の外装材として好適に用いることができる。中でも、本開示の蓄電装置用外装材は、固体電解質を用いた全固体電池用の外装材として好適である。 The exterior material for a power storage device of the present disclosure is suitable as an exterior material for a power storage device such as a secondary battery such as a lithium ion battery, a nickel hydrogen battery, and a lead storage battery, and an electrochemical capacitor such as an electric double layer capacitor. Can be used. Above all, the exterior material for a power storage device of the present disclosure is suitable as an exterior material for an all-solid-state battery using a solid electrolyte.
[蓄電装置]
図3は、上述した外装材を用いて作製した蓄電装置の一実施形態を示す斜視図である。図3に示されるように、蓄電装置50は、電池要素(蓄電装置本体)52と、電池要素52から電流を外部に取り出すための2つの金属端子(電流取出し端子)53と、電池要素52を気密状態で包含する外装材10とを含んで構成される。外装材10は、上述した本実施形態に係る外装材10である。外装材10では、基材層11が最外層であり、シーラント層16が最内層である。すなわち、外装材10は、基材11を蓄電装置50の外部側、シーラント層16を蓄電装置50の内部側となるように2つ折りにし、その一方を深絞り成型した後、熱融着することにより、内部に電池要素52を収容して密封した構成としたものである。あるいは、2枚の外装材10のうち一方の外装材10を深絞り成型した後、他方の外装材10を重ねて熱融着することにより、内部に電池要素52を収容して密封した蓄電装置50とすることもできる。なお、蓄電装置50では、外装材10に代えて外装材20を用いてもよい。
[Power storage device]
FIG. 3 is a perspective view showing an embodiment of a power storage device manufactured by using the above-mentioned exterior material. As shown in FIG. 3, the
電池要素52は、正極と負極との間に電解質を介在させてなるものである。金属端子53は、集電体の一部が外装材10の外部に取り出されたものであり、銅箔やアルミ箔等の金属箔からなる。
The battery element 52 is formed by interposing an electrolyte between the positive electrode and the negative electrode. The
本実施形態の蓄電装置50は、全固体電池であってもよい。この場合、電池要素52の電解質には硫化物系固体電解質等の固体電解質が用いられる。本実施形態の蓄電装置50は、本実施形態の外装材10を用いているため、高温環境下で使用された場合であっても優れたラミネート強度を確保することができる。
The
以下、実施例に基づいて本開示をより具体的に説明するが、本開示は以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present disclosure will be described in more detail based on Examples, but the present disclosure is not limited to the following Examples.
[使用材料]
実施例及び比較例で使用した材料を以下に示す。
[Material used]
The materials used in the examples and comparative examples are shown below.
基材層11として、一方の面にコロナ処理を施した厚さ25μmのナイロン(Ny)フィルム(東洋紡社製)を用いた。
As the
次に、第1の接着剤層12aを構成する材料として、互いに数平均分子量(Mn)が異なる5種類のポリアミドイミドを準備した。
Next, as a material constituting the first
各ポリアミドイミドの数平均分子量(Mn)は、それぞれ、2000、5000、20000、30000及び40000である。 The number average molecular weight (Mn) of each polyamide-imide is 2000, 5000, 20000, 30,000 and 40,000, respectively.
また、これに加えて、第1の接着剤層12aを構成するポリウレタン系化合物の主剤(ポリオール樹脂)として、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、アクリルポリオール及びポリカーボネートポリオール(PCD)を準備した。また、このポリウレタン系化合物の硬化剤(多官能イソシアネート化合物)として、ヘキサメチレンジイソシアネートのアダクト体(HDI-a)、イソホロンジイソシアネートのヌレート体(IPDI-n)及びトリレンジイソシアネートのアダクト体(TDI-a)を準備した。
In addition to this, as a main agent (polyol resin) of the polyurethane-based compound constituting the first
バリア層13としては、両面に腐食防止処理層14a,14bを設けた軟質アルミニウム箔(東洋アルミニウム社製、「8079材」)を用いた。なお、腐食防止処理層14a,14bは、酸化セリウム100質量部に対して、リン酸のNa塩を10質量部配合して製造したポリリン酸ナトリウム安定化酸化セリウムゾルを使用して形成した。
As the
次に、第2の接着剤層12bを構成する接着剤としては、トルエン及びメチルシクロヘキサンの混合溶媒に溶解させた酸変性ポリオレフィンにポリイソシアネートを配合したポリウレタン系接着剤を用いた。なお、第2の接着剤層12bは、3g/m2塗布して形成した。
Next, as the adhesive constituting the second
シーラント層16としてはポリオレフィンフィルム(無延伸ポリプロピレンフィルムの第2の接着剤層側の面をコロナ処理したフィルム)を用いた。シーラント層16の厚さは80μmである。
As the
[外装材10の作製]
(実施例1)
この実施例の外装材10は、次のように作製した。なお、使用したポリアミドイミドの数平均分子量(Mn)と配合量(ポリウレタン系化合物の固形分量に対するポリアミドイミド樹脂の固形分量)A、及びポリウレタン系化合物の主剤と硬化剤及びこれらに含まれるイソシアネートの数の比率(NCO/OH)を表1に示す。
[Manufacturing of exterior material 10]
(Example 1)
The
すなわち、バリア層13をドライラミネート手法により、第1の接着剤(第1の接着剤層)12aを用いて基材層11に貼りつけた。バリア層13と基材層11との積層は、バリア層13の一方の面上に第1の接着剤を塗布し、80℃で1分間乾燥した後、基材層11とラミネートし、80℃で120時間エージングすることで行った。
That is, the
次いで、バリア層13の基材層11側とは反対側の面をドライラミネート手法により、ポリウレタン系接着剤(第2の接着剤層))12bを用いて、シーラント層(厚さ80μm)16に貼り付けた。バリア層13とシーラント層16との積層は、バリア層13の基材層11側とは反対側の面上にポリウレタン系接着剤を塗布し、80℃で1分間乾燥した後、シーラント層とラミネートし、120℃で3時間エージングすることで行った。以上の方法で、外装材(基材層11/第1の接着剤層12a/バリア層13/第2の接着剤層12b/シーラント層16の積層体)10を作製した。
Next, the surface of the
(比較例1~4)
これらの比較例1~4は、ポリアミドイミドを配合した実施例1と対比して、ポリアミドイミド配合の有無の影響を調べたものである。各比較例で使用したポリアミドイミドの数平均分子量(Mn)と配合量A、及びポリウレタン系化合物の主剤と硬化剤及びNCO/OHを表1に示す。
(Comparative Examples 1 to 4)
In these Comparative Examples 1 to 4, the influence of the presence or absence of the polyamide-imide compounding was investigated in comparison with Example 1 in which the polyamide-imide was compounded. Table 1 shows the number average molecular weight (Mn) and compounding amount A of the polyamide-imide used in each comparative example, and the main agent, curing agent, and NCO / OH of the polyurethane compound.
(実施例2~5)
これらの例は、実施例1と対比することにより、ポリアミドイミドの配合量Aの影響を調べたものである。ポリアミドイミドの数平均分子量(Mn)と配合量A、及びポリウレタン系化合物の主剤と硬化剤及びNCO/OHを表1に示す。
(Examples 2 to 5)
In these examples, the influence of the amount A of the polyamide-imide compounded was investigated by comparing with Example 1. Table 1 shows the number average molecular weight (Mn) and compounding amount A of polyamide-imide, and the main agent, curing agent, and NCO / OH of the polyurethane compound.
(実施例6~9)
これらの例は、実施例1と対比することにより、ポリアミドイミドの数平均分子量(Mn)の影響を調べたものである。ポリアミドイミドの数平均分子量(Mn)と配合量A、及びポリウレタン系化合物の主剤と硬化剤及びNCO/OHを表1に示す。
(Examples 6 to 9)
In these examples, the influence of the number average molecular weight (Mn) of polyamide-imide was investigated by comparing with Example 1. Table 1 shows the number average molecular weight (Mn) and compounding amount A of polyamide-imide, and the main agent, curing agent, and NCO / OH of the polyurethane compound.
(実施例10~12)
これらの例は、実施例1と対比することにより、ポリウレタン系化合物の主剤の種類による影響を調べたものである。ポリアミドイミドの数平均分子量(Mn)と配合量A、及びポリウレタン系化合物の主剤と硬化剤及びNCO/OHを表1に示す。
(Examples 10 to 12)
These examples are compared with Example 1 to investigate the influence of the type of the main agent of the polyurethane compound. Table 1 shows the number average molecular weight (Mn) and compounding amount A of polyamide-imide, and the main agent, curing agent, and NCO / OH of the polyurethane compound.
(実施例13~14)
これらの例は、実施例1と対比することにより、ポリウレタン系化合物の硬化剤の種類による影響を調べたものである。ポリアミドイミドの数平均分子量(Mn)と配合量A、及びポリウレタン系化合物の主剤と硬化剤及びNCO/OHを表1に示す。
(Examples 13 to 14)
In these examples, the influence of the type of the curing agent of the polyurethane compound was investigated by comparing with Example 1. Table 1 shows the number average molecular weight (Mn) and compounding amount A of polyamide-imide, and the main agent, curing agent, and NCO / OH of the polyurethane compound.
(実施例15~19)
これらの例は、実施例1と対比することにより、ポリウレタン系化合物のNCO/OHの影響を調べたものである。ポリアミドイミドの数平均分子量(Mn)と配合量A、及びポリウレタン系化合物の主剤と硬化剤及びNCO/OHを表1に示す。
(Examples 15 to 19)
In these examples, the influence of NCO / OH of the polyurethane compound was investigated by comparing with Example 1. Table 1 shows the number average molecular weight (Mn) and compounding amount A of polyamide-imide, and the main agent, curing agent, and NCO / OH of the polyurethane compound.
[外装材10の評価]
各実施例及び比較例で作製した外装材10について、4種類の観点から評価した。すなわち、室温環境下でのラミネート強度の測定による評価、高温(170℃)環境下でのラミネート強度の測定による評価、深絞り成型性の評価及び成型後の外装材10の高温(170℃)環境下での信頼性(成型信頼性)の評価である。
[Evaluation of exterior material 10]
The
(室温環境下でのラミネート強度の測定)
15mm幅にカットした外装材のバリア層と基材層間の室温(25℃)環境下でのラミネート強度を、引張速度50mm/minの条件にて、引張試験機(株式会社島津製作所社製)を用いて90度剥離試験により測定した。また、得られたラミネート強度に基づき、以下の基準にて評価を行った。結果を表1に示す。
A:ラミネート強度が6.0N/15mm以上。
B:ラミネート強度が4.5N/15mm以上6.0N/15mm未満。
C:ラミネート強度が3.0N/15mm以上4.5N/15mm未満。
D:ラミネート強度が3.0N/15mm未満。
(Measurement of laminate strength in room temperature environment)
A tensile tester (manufactured by Shimadzu Corporation) was used to control the laminating strength between the barrier layer of the exterior material cut to a width of 15 mm and the layer of the base material at room temperature (25 ° C) under the condition of a tensile speed of 50 mm / min. It was measured by a 90 degree peel test. In addition, based on the obtained laminate strength, evaluation was performed according to the following criteria. The results are shown in Table 1.
A: Laminate strength is 6.0N / 15mm or more.
B: Laminate strength is 4.5 N / 15 mm or more and less than 6.0 N / 15 mm.
C: Laminate strength is 3.0N / 15mm or more and less than 4.5N / 15mm.
D: Laminate strength is less than 3.0 N / 15 mm.
(高温環境下でのラミネート強度の測定)
15mm幅にカットした外装材を、170℃の高温環境に5分間放置した。その後、外装材のバリア層と基材層間の150℃の環境下でのラミネート強度を、引張速度50mm
/minの条件にて、引張試験機(株式会社島津製作所社製)を用いて90度剥離試験により測定した。また、得られたラミネート強度に基づき、以下の基準にて評価を行った。結果を表1に示す。
A:ラミネート強度が3.0N/15mm以上。
B:ラミネート強度が2.0N/15mm以上3.0N/15mm未満。
C:ラミネート強度が1.0N/15mm以上2.0N/15mm未満。
D:ラミネート強度が1.0N/15mm未満。
(Measurement of laminate strength in high temperature environment)
The exterior material cut to a width of 15 mm was left in a high temperature environment of 170 ° C. for 5 minutes. After that, the laminating strength between the barrier layer of the exterior material and the layer of the base material in an environment of 150 ° C. was adjusted to a tensile speed of 50 mm.
The measurement was carried out by a 90-degree peel test using a tensile tester (manufactured by Shimadzu Corporation) under the condition of / min. In addition, based on the obtained laminate strength, evaluation was performed according to the following criteria. The results are shown in Table 1.
A: Laminate strength is 3.0N / 15mm or more.
B: Laminate strength is 2.0 N / 15 mm or more and less than 3.0 N / 15 mm.
C: Laminate strength is 1.0 N / 15 mm or more and less than 2.0 N / 15 mm.
D: Laminate strength is less than 1.0 N / 15 mm.
(深絞り成型性の評価)
外装材について、深絞り成型が可能な成型深度を以下の方法で評価した。成型装置の成型深さを0.25mmごとに1.00~5.00mmに設定して外装材を深絞り成型した。深絞り成型後のサンプルについて、破断及びピンホールの有無を、サンプルにライトを照射しながら目視にて確認し、破断及びピンホールのいずれも生じることなく深絞り成型できた成型深度の最大値を求めた。また、成型深度について以下の基準に従って評価した。結果を表1に示す。
A:成型深度の最大値が4.00mm以上。
B:成型深度の最大値が3.50mm以上4.00mm未満。
C:成型深度の最大値が3.00mm以上3.50mm未満。
D:成型深度の最大値が3.00mm未満。
(Evaluation of deep drawing formability)
For the exterior material, the molding depth that allows deep drawing was evaluated by the following method. The molding depth of the molding apparatus was set to 1.00 to 5.00 mm every 0.25 mm, and the exterior material was deep-drawn and molded. For the sample after deep drawing, the presence or absence of breakage and pinholes was visually confirmed while irradiating the sample with light, and the maximum value of the molding depth that could be deep drawn without any breakage or pinholes was obtained. I asked. In addition, the molding depth was evaluated according to the following criteria. The results are shown in Table 1.
A: The maximum molding depth is 4.00 mm or more.
B: The maximum value of the molding depth is 3.50 mm or more and less than 4.00 mm.
C: The maximum value of the molding depth is 3.00 mm or more and less than 3.50 mm.
D: The maximum molding depth is less than 3.00 mm.
(成型信頼性の評価)
上記深絞り成型性の評価で作製した成型深度2.00mmのサンプル(各5検体ずつ)について、170℃の環境に1週間保管した。その後、サンプルの成型凸部近傍にライトを照射しながら目視にて確認し、基材層とバリア層間のデラミネーション発生具合を調べ、成型信頼性として以下の基準に従って評価した。結果を表1に示す。
A: デラミネーションの発生件数が、5検体中0であった。
B:デラミネーションの発生件数が、5検体中1~2であった。
C:デラミネーションの発生件数が、5検体中3以上であった。
(Evaluation of molding reliability)
The samples having a molding depth of 2.00 mm (5 samples each) prepared in the above evaluation of deep drawing moldability were stored in an environment of 170 ° C. for 1 week. After that, the vicinity of the molding convex portion of the sample was visually confirmed while irradiating it with light, and the degree of delamination between the base material layer and the barrier layer was examined, and the molding reliability was evaluated according to the following criteria. The results are shown in Table 1.
A: The number of delaminations occurred was 0 out of 5 samples.
B: The number of delaminations occurred was 1 to 2 out of 5 samples.
C: The number of delaminations occurred was 3 or more out of 5 samples.
[考察]
(ポリアミドイミド配合の有無の影響に関する考察)
実施例1及び比較例1~4の結果から、室温環境下でのラミネート強度についてはポリアミドイミド配合の有無による大きな相違は見られないものの、高温環境下でのラミネート強度や深絞り成型性については、ポリアミドイミドの配合によってその性能が大きく向上する。また、成型後の外装材10の高温環境下での信頼性(成型信頼性)も同様である。
[Discussion]
(Consideration on the effect of the presence or absence of polyamide-imide)
From the results of Examples 1 and Comparative Examples 1 to 4, although there is no significant difference in the laminating strength in the room temperature environment depending on the presence or absence of the polyamide-imide compound, the laminating strength and the deep draw moldability in the high temperature environment are not shown. , Polyamide-imide compounding greatly improves its performance. Further, the reliability (molding reliability) of the
なお、ポリエステルポリオールとIPDI-nとの反応物から成るポリウレタン系化合物は比較的耐熱性が高いとされているが、これを使用した比較例3,4に比べても、ポリアミドイミドを配合した実施例1は、高温環境下でのラミネート強度や成型信頼性の点優れている。しかも、比較例4においてはNCO/OHを大きくしてさらに耐熱性を向上させているのにも拘わらず、実施例1はこれよりも優れているのである。 It is said that the polyurethane compound composed of the reaction product of the polyester polyol and IPDI-n has relatively high heat resistance, but the polyamide-imide is blended even in comparison with Comparative Examples 3 and 4 using the polyurethane compound. Example 1 is excellent in terms of laminate strength and molding reliability in a high temperature environment. Moreover, although the NCO / OH is increased in Comparative Example 4 to further improve the heat resistance, Example 1 is superior to this.
(ポリアミドイミドの配合量Aに関する考察)
実施例1~4の結果から、ポリアミドイミドの配合量(ポリウレタン系化合物の固形分量に対するポリアミドイミド樹脂の固形分量)Aが多いほど高温環境下でのラミネート強度や成型信頼性が向上することが理解できる。もっとも、この配合量Aが20.0質量%に達した実施例5では、配合量Aが15.0質量%以下の実施例1~4より、高温環境下でのラミネート強度が低く、しかも、深絞り成型性が大きく低下している。
(Consideration on compounding amount A of polyamide-imide)
From the results of Examples 1 to 4, it is understood that the larger the blending amount of polyamide-imide (solid content of polyamide-imide resin relative to the solid content of polyurethane compound) A, the higher the lamination strength and molding reliability in a high temperature environment. can. However, in Example 5 in which the blending amount A reached 20.0% by mass, the laminating strength in a high temperature environment was lower than in Examples 1 to 4 in which the blending amount A was 15.0% by mass or less, and moreover. The deep drawability is greatly reduced.
このため、高温環境下でのラミネート強度と成型信頼性とを両立させるため、ポリアミドイミドの配合量Aは1.0質量%<A<20.0質量%であればよいことが分かる。高温環境下でのラミネート強度がもっとも優れるものは、10.0~15.0質量%である。 Therefore, in order to achieve both the lamination strength and the molding reliability in a high temperature environment, it can be seen that the amount A of the polyamide-imide compounded may be 1.0% by mass <A <20.0% by mass. The one having the best laminating strength in a high temperature environment is 10.0 to 15.0% by mass.
(ポリアミドイミドの数平均分子量(Mn)に関する考察)
実施例1,6~9の結果から、ポリアミドイミド樹脂は、その数平均分子量(Mn)が3000<Mn<36000を満たすとき(実施例6~8)、高温環境下でのラミネート強度に優れており、この範囲内では特に数平均分子量(Mn)が小さい方が優れていることが理解できる。その理由は明確ではないが、例えば、低分子量のポリアミドイミド樹脂では単位質量当たりの官能基数が多いことから、界面密着性に優れていることが関連していると推測できる。
(Consideration on number average molecular weight (Mn) of polyamide-imide)
From the results of Examples 1 and 6, the polyamide-imide resin has excellent lamination strength in a high temperature environment when its number average molecular weight (Mn) satisfies 3000 <Mn <36000 (Examples 6 to 8). Therefore, it can be understood that the smaller the number average molecular weight (Mn) is, the better it is within this range. The reason is not clear, but for example, since the low molecular weight polyamide-imide resin has a large number of functional groups per unit mass, it can be inferred that it is related to the excellent interfacial adhesion.
なお、数平均分子量(Mn)が5000より小さい場合(実施例1)には、これより大きい場合(実施例6~9)に比較して、高温環境下でのラミネート強度が低い。このように数平均分子量(Mn)が5000より小さい場合には、単位質量当たりの官能基数の増加に伴い、ポリアミドイミドの脆性が増大し、また、融点、ガラス転移温度あるいは軟化点等が低下してその耐熱性が低下することが関連していると推測できる。 When the number average molecular weight (Mn) is smaller than 5000 (Example 1), the laminating strength in a high temperature environment is lower than when it is larger than this (Examples 6 to 9). When the number average molecular weight (Mn) is smaller than 5000 as described above, the brittleness of the polyamide-imide increases as the number of functional groups per unit mass increases, and the melting point, glass transition temperature, softening point, etc. decrease. It can be inferred that the decrease in heat resistance is related to this.
なお、ポリアミドイミドの数平均分子量(Mn)が36000より大きくなると(実施例9)、このような高分子量のポリアミドイミドは溶剤に溶解せず、このため、これを配合したものは接着剤として使用できない。 When the number average molecular weight (Mn) of the polyamide-imide becomes larger than 36000 (Example 9), such a high molecular weight polyamide-imide does not dissolve in a solvent, and therefore, a mixture thereof is used as an adhesive. Can not.
(ポリウレタン系化合物の主剤の種類に関する考察)
実施例1,10~12の結果から、ポリウレタン系化合物の主剤(ポリオール樹脂)としてポリエーテルポリオールを使用した場合(実施例1)より、ポリエステルポリオール、アクリルポリオール及びポリカーボネートポリオール(PCD)から成る群より選択されたポリオール樹脂を使用した場合(実施例10~12)の方が、高温環境下でのラミネート強度に優れていることが理解できる。これらの中でもポリエステルポリオールを使用した場合(実施例10)の方が、アクリルポリオールやPCDを使用した場合(実施例11,12)よりも高温環境下でのラミネート強度に優れている。なお、深絞り成型性や成型信頼性についても優れている。
(Consideration on the type of main agent of polyurethane compounds)
From the results of Examples 1 and 10-12, from the case where the polyether polyol was used as the main agent (polyol resin) of the polyurethane-based compound (Example 1), the group consisted of polyester polyol, acrylic polyol and polycarbonate polyol (PCD). It can be understood that the case where the selected polyol resin is used (Examples 10 to 12) is superior in the laminating strength in a high temperature environment. Among these, the case where the polyester polyol is used (Example 10) is superior to the case where the acrylic polyol or PCD is used (Examples 11 and 12) in the laminating strength in a high temperature environment. It is also excellent in deep drawing formability and molding reliability.
(ポリウレタン系化合物の硬化剤の種類に関する考察)
実施例1,13,14の結果から、ポリウレタン系化合物の硬化剤(多官能イソシアネート化合物)として脂肪族のHDI-aを使用した場合(実施例1)より、脂環式のIPDI-nや分子構造内に芳香環を含むTDI-aを使用した場合(実施例13,14)の方が、高温環境下でのラミネート強度に優れていることが理解できる。また、深絞り成型性や成型信頼性についても優れている。
(Consideration on the types of curing agents for polyurethane compounds)
From the results of Examples 1, 13 and 14, the alicyclic IPDI-n and molecules are different from the case where the aliphatic HDI-a is used as the curing agent (polyfunctional isocyanate compound) of the polyurethane compound (Example 1). It can be understood that when TDI-a containing an aromatic ring in the structure is used (Examples 13 and 14), the laminating strength in a high temperature environment is superior. It is also excellent in deep drawing formability and molding reliability.
(ポリウレタン系化合物のNCO/OHに関する考察)
実施例1,15~19の結果から、ポリウレタン系化合物のNCO/OHが1.5<NCO/OH<40.0を満たせば(実施例1,15~19)、高温環境下でのラミネート強度、深絞り成型性及び成型信頼性のいずれについても改善できることが理解できる。特に、NCO/OHが10.0~30.0のとき(実施例16~18)、高温環境下でのラミネート強度と深絞り成型性の両者に優れている。
(Consideration on NCO / OH of polyurethane compounds)
From the results of Examples 1, 15 to 19, if the NCO / OH of the polyurethane compound satisfies 1.5 <NCO / OH <40.0 (Examples 1, 15 to 19), the lamination strength in a high temperature environment It can be understood that both deep drawing moldability and molding reliability can be improved. In particular, when NCO / OH is 10.0 to 30.0 (Examples 16 to 18), both the laminate strength and the deep drawing formability in a high temperature environment are excellent.
10…蓄電装置用外装材 11…基材 12a…第1の接着剤層 12b…第2
の接着剤層 13…バリア層 14a…第1の腐食防止処理層 14b…第2の腐食防止処理層 15…接着性樹脂層 16…シーラント層
20…蓄電装置用外装材
50…蓄電装置、52…電池要素、53…金属端子
10 ... Exterior material for
Claims (9)
前記基材層と前記バリア層との間に、ポリウレタン系化合物とポリアミドイミド樹脂を含む接着剤層を備えることを特徴とする蓄電装置用外装材。 An exterior material for a power storage device including at least a base material layer, a barrier layer, and a sealant layer in this order.
An exterior material for a power storage device, characterized in that an adhesive layer containing a polyurethane compound and a polyamide-imide resin is provided between the base material layer and the barrier layer.
前記蓄電装置本体から延在する電流取出し端子と、
前記電流取出し端子を挟持し且つ前記蓄電装置本体を収容する、請求項1~8のいずれか一項に記載の蓄電装置用外装材と、
を備える蓄電装置。 The main body of the power storage device and
The current extraction terminal extending from the power storage device main body and
The exterior material for a power storage device according to any one of claims 1 to 8, which sandwiches the current extraction terminal and accommodates the power storage device main body.
A power storage device equipped with.
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