JP6055609B2 - 電力機器用ホットメルト接着剤 - Google Patents

Description

本発明は、電力機器に使用されるホットメルト接着剤に関する。本明細書で「電力機器」とは、他のエネルギーから電気エネルギー（電力）への変換を行う機器、電気エネルギーから他のエネルギーへの変換を行う機器、電気エネルギーを電気エネルギーとして又は他のエネルギーとして蓄積する機器を意味する。そのような電力機器として、具体的には、例えば、アルカリ乾電池、リチウムイオン電池等の化学電池、太陽電池及びコンデンサ（キャパシタ）等の物理電池を例示できる。

電力機器は、例えば、一次電池、二次電池、キャパシタ等の様々な形態でエレクトロニクス分野や自動車用途に使用されている。特に、非水電解質電池の一種であるリチウムイオン電池は、エネルギー密度が高いという特徴から、携帯電話やノート型パーソナルコンピューターなどの携帯機器の電源として広く用いられている。また、環境問題への配慮から繰り返し充電できる二次電池の重要性が増大しており、携帯機器以外にも、例えば、自動車、電気椅子や家庭用、業務用の電力貯蔵システムへの適用が検討されている。
リチウム電池等の電力機器を製造する際には、電気短絡や熱による発火を考慮し、絶縁性や耐熱性に優れた接着剤を用いることが求められる。

特許文献１は、エチレンとエチレン性二重結合を有するカルボン酸誘導体との共重合体、ポリプロピレンワックス、ポリエチレンワックス及びフィッシャートロプシュワックスを含むホットメルト接着剤が、電力機器用として好ましいことを開示する（特許文献１請求項１及び実施例参照）。同文献のホットメルト接着剤は、電極やセパレータに塗工されて、電力機器の絶縁性等の向上が図られる（特許文献１［００５５］、［００６９］〜［００７２］参照）。

近年、この種の電池のエネルギー密度を向上させるために、一対の絶縁性樹脂フィルムにアルミニウム等の金属箔を積層し一体化して得られる、軽量且つ薄膜のラミネートフィルムを外装容器として使用することが検討されている。リチウムイオン電池やリチウムポリマー電池等のリチウム二次電池やキャパシタの容器には、ラミネートフィルムを、袋状あるいはトレー状に成形した外装容器が用いられる。

リチウムイオン電池は、正極材料、負極材料及びセパレータを積層して、外装容器に挿入後、電解液を充填し、正極リードと負極リードを差し込み、容器を密封して製造される。
リチウムポリマー電池は、正極材料、負極材料及び電解液を浸潤したポリマー電解質層を積層した電池本体を、外装容器に挿入し、正極リードおよび負極リードを、一端が各極材料、他端が容器外部に位置するように差し込み、最後に容器を密封して製造される。

また、キャパシタは、アルミニウムの集電板の間に、電解液を浸潤させた活性炭の電極とセパレータを挟んだ積層体を外装容器に挿入し、集電板の一端を容器の外に突出させた状態で容器を密封して製造される。
図１に示すように、外装容器はポリイミド等の樹脂フィルムでできている被着体３０を袋状に形成することで製造されており、内部に電解液２０が充填されている。電解液２０が容器から漏れないように、被着体３０は接着剤Ａでシールされる。

電池の外装容器について、様々な例が報告されている。
特許文献２は、リチウムイオン電池用包装材、即ち外装容器を開示する。同文献は、包装材を構成する接着樹脂層として、無水マレイン酸変性ポリプロピレン樹脂と無水マレイン酸変性スチレン系エラストマー樹脂の混合樹脂を開示する（特許文献２［００４１］参照）。更に、特定のビガット軟化点を有する無水マレイン酸変性ポリプロピレン樹脂は、ホットメルト型接着剤を用いた場合の密着力低下を防止し易いことも教示する（特許文献２［００２５］参照）。同文献の包装材には、接着樹脂層の他に、基材層、接着剤層、アルミニウム箔層、化成処理層、シーラント層等、多くの層が必要である（特許文献２図１参照）。

このような多層フィルムのリチウムイオン電池用包装材は、電解液等を内包するので、その内包物が漏れないように密封される（特許文献２［０００４］参照）。密封する手段の一つとして、図１に示すように、ホットメルト接着剤Ａで包装材３０端部をヒートシールする方法がある。しかし、電解液２０に対して抵抗力のない接着剤は膨潤する恐れもあり、充分な接着性が得られない可能性があった。

特許文献３は、薄型電池の封口材用フィルムを開示し、ホットメルト接着性ポリオレフィン層として、変性ポリオレフィンが用いられることも開示する（特許文献３［００１５］、［００２８］参照）。同文献の実施例から、耐電解液性はある程度改善されているが（特許文献３［００６２］、［００６５］参照）、近年のユーザーの高い要求を十分に満たすものとは言い難い。
更に、近年使用例が増えている耐電解液性（又は耐溶剤性）に優れるポリイミドフィルムとの接着性は、何ら検討されておらず、この点を考慮すると、特許文献１〜３の接着剤の性能は、充分とは言えない。

特開２０１１−０５２０４９号公報 特開２０１１−０６０５０１号公報 特開平８−１０６８８４号公報

本発明は、前記目的を達成するためになされたものであり、本発明の目的は、耐溶剤性に優れ、電池等の電解液を内包する被着体（具体的には、ポリイミドフィルム）との接着性に優れ、電力機器の性能向上に貢献できるホットメルト接着剤を提供することである。更に、そのようなホットメルト接着剤を用いて製造された電力機器を提供することである。

本発明者等は、鋭意研究を重ねた結果、ポリオレフィンに特定の官能基を付与することで、驚くべきことに上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至ったものである。
即ち、本発明は、一の要旨において、（Ａ）オレフィン系変性ポリマーを有し、（Ａ）オレフィン系変性ポリマーはケイ素を含有する官能基を有する変性体である電力機器用ホットメルト接着剤を提供する。

本発明は、一の態様において、（Ａ）オレフィン系変性ポリマーがアルコキシシリル基を有する変性体である電力機器用ホットメルト接着剤を提供する。
本発明は、別の態様において、（Ａ）オレフィン系変性ポリマーがエチレンとその他のオレフィンとの共重合体に基づく変性ポリマーを含む電力機器用ホットメルト接着剤を提供する。

本発明は、好ましい態様として、更に、（Ｂ）ポリオレフィンを含む電力機器用ホットメルト接着剤を提供する。
本発明は、他の要旨として、上記電力機器用ホットメルト接着剤を用いて得られた電力機器を提供する。

本発明に係る電力機器用ホットメルト接着剤は、（Ａ）オレフィン系変性ポリマーを有し、（Ａ）オレフィン系変性ポリマーがケイ素を含有する官能基を有する変性体であるので、電池の電解液に対する耐性（即ち、耐電解液性又は耐溶剤性）に優れ、電解液を包装する被着体（ポリイミドフィルム等のプラスチックフィルム）との接着性も向上する。

本発明の電力機器用ホットメルト接着剤は、（Ａ）オレフィン系変性ポリマーがアルコキシシリル基を有する変性体である場合、電解液に対する耐性がよりいっそう向上し、被着体への接着性もさらに向上する。
本発明の電力機器用ホットメルト接着剤は、（Ａ）オレフィン系変性ポリマーがエチレンとその他オレフィンとの共重合体に基づく変性ポリマーを含む場合、被着体との接着性がより優れる。

本発明に係る電力機器用ホットメルト接着剤は、更に、（Ｂ）ポリオレフィンを含む場合、被着体との接着性がさらに向上する。
本発明の電力機器は、上記電力機器用ホットメルト接着剤を用いて得られるので、被着体で内包された電解液がホットメルト接着剤を膨潤させることもなく、ホットメルト接着剤の接着力が優れるので、被着体が剥れることもない。

図１は、ホットメルト接着剤の一使用形態を示す模式断面図である。

本発明に係る電力機器用ホットメルト接着剤は、（Ａ）オレフィン系変性ポリマーを含む。その（Ａ）オレフィン系変性ポリマーは、ケイ素を含有する官能基を有するポリオレフィンの変性体（即ち、オレフィン系ケイ素変性ポリマー）であり、ポリオレフィン系ポリマーは、ケイ素を含有する官能基を付与されることで、変性されている。
本明細書において、「ホットメルト接着剤」とは、常温で固形（又は固体）であるが、加熱することで流動性を有し、例えば、芯材、被着体等の対象物に塗布することができ、再度、冷却することで固化し接着する接着剤をいう。

本発明において、（Ａ）オレフィン系変性ポリマーとは、ケイ素を含有する官能基を有するポリオレフィンの変性体（オレフィン系ケイ素変性ポリマー）であって、本発明が目的とする電力機器用ホットメルト接着剤を得ることができる限り、特に限定されるものではない。
本発明では、（Ａ）オレフィン系変性ポリマーの製造方法は、ポリオレフィンにケイ素を含有する官能基が付与されれば、本発明が目的とする電力機器用ホットメルト接着剤を得ることができる限り、特に限定されるものではない。そのような製造方法として、例えば、（ｉ）先にポリオレフィンを製造し、その後ケイ素を含有する官能基をポリオレフィンに付与する方法；（ii）オレフィンモノマーを重合してポリオレフィンを製造しながら、ケイ素を含有する官能基を含むモノマーを共重合して、共重合すると同時にポリオレフィンにケイ素を含有する官能基を付与する方法を例示できる。

ポリオレフィンとして、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリオクテン、ポリイソブチレン等のオレフィンの単独重合体や、「エチレンとその他のオレフィンとの共重合体」、「その他のオレフィン同士の共重合体」を例示できる。
「その他のオレフィン」とは、具体的に、プロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、１−ヘプテン、１−オクテン、１−ノネン、１−デセン、ｃｉｓ−２−ブテン、ｔｒａｎｓ−２−ブテン、イソブチレン、ｃｉｓ−２−ペンテン、ｔｒａｎｓ−２−ペンテン、３−メチル−１−ブテン、２−メチル−２−ブテン及び２，３−ジメチル−２−ブテン等を例示できる。炭素数３〜１０のオレフィンが好ましく、プロピレン、ブテン、オクテンであることがより好ましく、ブテン、プロピレンであることが特に好ましい。

「エチレンとその他のオレフィンとの共重合体」として、例えば、エチレンとオクテンの共重合体、エチレン、プロピレン及びブテンとの共重合体、エチレンとプロピレンの共重合体、エチレンとブテンの共重合体等が挙げられる。これらの共重合体は、単独で用いられても、組み合わせて用いられても良い。
本発明では、エチレンとその他のオレフィンとの共重合体として、エチレン、プロピレン及びブテンの共重合体が最も好ましい。

本発明において、ケイ素（Ｓｉ）を含有する官能基とは、例えば、アルコキシシリル基、シラノール基及びシリルエーテル基から選択される少なくとも一種の官能基を例示できる。これらのなかで、特にアルコキシシリル基が好ましい。アルコキシシリル基として、例えば、トリメトキシシリル基、トリエトキシシリル基、ジメトキシメチルシリル基を例示でき、トリメトキシシリル基が特に好ましい。

（Ａ）オレフィン系変性ポリマーの１９０℃での溶融粘度は、１００〜２００００ｍＰａ・ｓであることが好ましく、５００〜１７０００ｍＰａ・ｓであることがより好ましく、２０００〜１５０００ｍＰａ・ｓであることが最も好ましい。
１９０℃での溶融粘度は、ブルックフィールド型粘度計で測定された値をいう。具体的には、（Ａ）オレフィン系変性ポリマーを１９０℃で３０分間維持し、Ｎｏ．２７スピンドルを用いて粘度が測定される。

本発明では、（Ａ）オレフィン系変性ポリマーの好ましい実施形態として、アルコキシシリル基を有するオレフィン系変性ポリマーを例示でき、更に、アルコキシシリル基を有するエチレンとその他のオレフィンとの共重合体に基づく変性ポリマーがより好ましく、アルコキシシリル基を有する変性エチレン、プロピレン及びブテンの共重合体が特に好ましい。アルコキシシリル基を有する変性エチレン、プロピレン及びブテンの共重合体として、例えば、ベストプラスト ＥＰ２４１２（商品名）、ベストプラスト ＥＰ２４０３（商品名）、ベストプラスト２０６（商品名）等が市販されている。

本発明の電力機器用ホットメルト接着剤は、（Ａ）オレフィン系変性ポリマーの他に、（Ｂ）ポリオレフィンを含むことが好ましい。
本明細書において、（Ｂ）ポリオレフィンは、本発明が目的とする電力機器用ホットメルト接着剤を得られる限り、一般的なポリオレフィンであってよいが、エラストマー（又はゴム状の弾性体）であることがより好ましい。（Ｂ）ポリオレフィンとして、オレフィンの単独重合体でも、オレフィンの共重合体であっても良く、具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリペンテン、ポリヘキセン、ポリヘプテン、ポリオクテン、ポリブテン、ポリイソブチレン、エチレン／プロピレン共重合体、エチレン／ブテン共重合体等を例示でき、これらのゴム状弾性体であることがより好ましい。これらポリオレフィンの中でも、特にポリプロピレンが好ましい。

従って、本発明では、（Ｂ）ポリオレフィンは、熱可塑性エラストマーであることがより好ましく、更に、プロピレンに由来する化学構造（より具体的には、プロピレンに基づく繰り返し単位）を有することが好ましい。（Ｂ）ポリオレフィンがプロピレンに由来する化学構造を有する熱可塑性エラストマーであることによって、本発明のホットメルト接着剤は、耐溶剤性および接着性を維持しつつ、熱圧着されて溶融された際、被着体３０からはみ出し難くなり、結果として、接着性が更に向上する。従って、本発明では、（Ｂ）ポリオレフィンの最も好ましい実施形態は、ポリプロピレンエラストマーである。ポリプロピレンエラストマーの市販品として、例えば、Ｖｉｓｔａｍａｘｘ ６２０２（エクソンモービル社製）を例示できる。

本発明に係る電力機器用ホットメルト接着剤は、（Ａ）オレフィン系変性ポリマー、（Ｂ）ポリオレフィンの他に、「エチレンとエチレン性二重結合を有するカルボン酸誘導体の共重合体」を含んでもよい。

「エチレンとエチレン性二重結合を有するカルボン酸誘導体の共重合体」とは、「エチレンとエチレン性二重結合を有するカルボン酸誘導体の共重合体」であって、本発明に係る電力機器用ホットメルト接着剤を得ることができる限り、特に制限されるものではない。
本明細書における、「エチレン性二重結合を有するカルボン酸誘導体」とは、エチレンと付加重合することができる炭素原子間二重結合を有するカルボン酸誘導体をいい、具体的には、本明細書では「エチレン性二重結合を有するカルボン酸」、「エチレン性二重結合を有するカルボン酸無水物」及び「エチレン性二重結合を有するカルボン酸エステル」をいう。

「エチレン性二重結合を有するカルボン酸」とは、エチレン性二重結合とカルボキシル基を有する化合物であって、本発明のホットメルト接着剤を得ることができれば限定されることはない。具体的には、オレイン酸、リノール酸、マレイン酸、アクリル酸及びメタクリル酸等を例示することができる。
「エチレン性二重結合を有するカルボン酸無水物」としては、２分子のカルボン酸を脱水縮合させた化合物であり、本発明のホットメルト接着剤を得ることができれば特に限定されることはない。具体的には、無水フマル酸及び無水マレイン酸等を例示することができる。

「エチレン性二重結合を有するカルボン酸エステル」として、例えば、不飽和脂肪酸アルキルエステルとカルボン酸不飽和アルキルエステルを例示することができる。
「不飽和脂肪酸アルキルエステル」として、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸２−エチルへキシル、メタクリル酸メチル等の（メタ）アクリル酸エステルを例示することができ、「カルボン酸不飽和アルキルエステル」として、例えば、酢酸ビニル、酢酸アリル等を例示することができる。
エチレン性二重結合を有するカルボン酸誘導体は、単独又は組み合わせて使用することができる。

本発明の電力機器用ホットメルト接着剤は、必要に応じて、更に各種添加剤を含んでもよい。そのような各種添加剤として、例えば、ワックス、粘着付与樹脂、可塑剤、安定化剤（紫外線吸収剤、酸化防止剤）、微粒子充填剤を例示することができる。

「ワックス」は、ホットメルト接着剤に通常使用されるものであれば良く、具体的には、パラフィンワックス、ポリエチレンワックス、酸化ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、マイクロスタリンワックス、フィッシャートロプシュワックス等が挙げられる。

「粘着付与樹脂」は、ホットメルト接着剤に通常使用されるものであって、本発明が目的とするホットメルト接着剤を得ることができるものであれば、特に限定されることはない。

そのような粘着付与樹脂として、例えば、天然ロジン、変性ロジン、水添ロジン、天然ロジンのグリセロールエステル、変性ロジンのグリセロールエステル、天然ロジンのペンタエリスリトールエステル、変性ロジンのペンタエリスリトールエステル、水添ロジンのペンタエリスリトールエステル、天然テルペンのコポリマー、天然テルペンの３次元ポリマー、水添テルペンのコポリマーの水素化誘導体、ポリテルペン樹脂、フェノール系変性テルペン樹脂の水素化誘導体、脂肪族石油炭化水素樹脂、脂肪族石油炭化水素樹脂の水素化誘導体、芳香族石油炭化水素樹脂、芳香族石油炭化水素樹脂の水素化誘導体、環状脂肪族石油炭化水素樹脂、環状脂肪族石油炭化水素樹脂の水素化誘導体を例示することができる。これらの粘着付与樹脂は、単独で、又は組み合わせて使用することができる。粘着付与樹脂は、色調が無色〜淡黄色であって、臭気が実質的に無く熱安定性が良好なものであれば、液状タイプの粘着付与樹脂も使用できる。これらの特性を総合的に考慮すると、粘着付与樹脂として、上述の樹脂等の水素化誘導体が好ましい。

粘着付与樹脂として、市販品を用いることができる。そのような市販品として例えば、エクソンモービル社製のＥＣＲ５６００（商品名）、丸善石油化学社製のマルカクリヤーＨ（商品名）、ヤスハラケミカル社製のクリアロンＫ１００（商品名）、荒川化学社製のアルコンＭ１００（商品名）、出光興産社製のアイマーブＳ１００（商品名）、アイマーブＹ１３５（商品名）、アイマーブＰ１２５（商品名）、ヤスハラケミカル社製のクリアロンＫ４０９０（商品名）及びクリアロンＫ４１００（商品名）、エクソンモービル社製のＥＣＲ２３１Ｃ（商品名）、ＥＣＲ１７９ＥＸ（商品名）、イーストマンケミカル社製のリガライトＲ７１００（商品名））、イーストタックＣ-１００Ｗ（商品名）を例示することができる。これらの市販の粘着付与樹脂は、単独で又は組み合わせて使用することができる。

「可塑剤」は、ホットメルト接着剤の溶融粘度低下、柔軟性の付与、被着体への濡れ向上を目的として配合され、本発明が目的とするホットメルト接着剤を得ることができるものであれば、特に限定されるものではない。可塑剤として、例えばパラフィン系オイル、ナフテン系オイル及び芳香族系オイルを挙げることができる。無色、無臭であるパラフィン系オイルが特に好ましい。
可塑剤として市販品を用いることができる。例えば、Ｋｕｋｄｏｎｇ Ｏｉｌ＆Ｃｈｅｍ社製のＷｈｉｔｅ Ｏｉｌ Ｂｒｏｏｍ３５０（商品名）、出光興産社製のダイアナフレシアＳ３２（商品名）、ダイアナプロセスオイルＰＷ−９０（商品名）、ＤＮオイルＫＰ−６８(商品名)、ＢＰケミカルズ社製のＥｎｅｒｐｅｒＭ１９３０（商品名）、Ｃｒｏｍｐｔｏｎ社製のＫａｙｄｏｌ（商品名）を例示することができる。これらの可塑剤は、単独で又は組み合わせて使用することができる。

「安定化剤」とは、ホットメルト接着剤の熱、空気及び光等による分子量低下、ゲル化、着色、臭気の発生等を防止して、ホットメルト接着剤の安定性を向上するために配合されるものであり、本発明が目的とするホットメルト接着剤を得ることができるものであれば、特に制限されるものではない。安定化剤として、例えば、酸化防止剤及び紫外線吸収剤を例示することができる。
「紫外線吸収剤」は、ホットメルト接着剤の耐光性を改善するために使用される。「酸化防止剤」は、ホットメルト接着剤の酸化劣化を防止するために使用される。酸化防止剤及び紫外線吸収剤は、一般的にホットメルト接着剤に使用されるものであり、後述する目的とする電力機器を得ることができるものであれば、特に制限されるものではない。

「酸化防止剤」として、例えばフェノール系酸化防止剤、イオウ系酸化防止剤、リン系酸化防止剤を例示できる。紫外線吸収剤として、例えばベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤を例示できる。更に、ラクトン系安定剤を添加することもできる。これらは単独又は組み合わせて使用することができる。
安定化剤として、市販品を使用することができる。例えば、住友化学工業（株）製のスミライザーＧＭ（商品名）、スミライザーＴＰＤ（商品名）及びスミライザーＴＰＳ（商品名）、ＢＡＳＦ社製のイルガノックス１０１０（商品名）、イルガノックスＨＰ２２２５ＦＦ（商品名）、イルガフォス１６８（商品名）及びイルガノックス１５２０（商品名）、ＡＤＥＫＡ社製のアデカスタブＡＯ−６０（商品名）、城北化学社製のＪＦ７７（商品名）、ＪＰ−６５０（商品名）を例示することができる。これら安定化剤は、単独でも組み合わせて使用できる。

本発明のホットメルト接着剤は、更に、微粒子充填剤を含むことができる。微粒子充填剤は、一般に使用されているものであれば良く、本発明が目的とするホットメルト接着剤を得ることができる限り、特に限定されることはない。「微粒子充填剤」として、例えば雲母、炭酸カルシウム、カオリン、タルク、酸化チタン、ケイソウ土、尿素系樹脂、スチレンビーズ、焼成クレー、澱粉等を例示できる。これらの形状は、好ましくは球状であり、その寸法（球状の場合は直径）については特に限定されるものではない。

電力機器用ホットメルト接着剤は、公知技術によって製造することができる。典型的には、（Ａ）オレフィン系変性ポリマーを、約１００〜２００ ℃の温度に溶融し、必要に応じて（Ｂ）ポリオレフィンを加えて、均一になるまで、一般に０．５〜２時間混合することにより、ホットメルト接着剤を製造する。配合法は特に限定されるものではなく、ワックス、粘着付与樹脂、酸化防止剤、可塑剤等の各種添加剤は、必要に応じて、成分（Ａ）を溶融するときに一緒に配合するのが好ましいが、成分（Ａ）の溶融後に後添加しても差し支えない。

本発明の電力機器用ホットメルト接着剤は、種々の形状を取りえるが、常温で、一般的にブロック状またはフィルム（シート）状である。ブロック状の場合、上記の製造法によって得られた生成物をそのまま冷却固化することで得られ、フィルム（シート）状の場合は上記の製造法によって得られた生成物をさらにフィルム状に成形することにより得られる。成形の方法として、例えば、ドラムクーラー、Ｔ−ダイ型二軸押出機等を使用する方法等を例示することができる。

本発明の電力機器用ホットメルト接着剤は、電力機器の部材、例えば、電極や、電解液を内包する包装材（ポリイミド等のプラスチックフィルム）に塗工される。特に、包装材（ポリイミドフィルム）に塗工されることが好ましい。電力機器部材に塗工する際、有機溶剤を電力機器用ホットメルト接着剤に配合する必要がないので、環境的にも好ましい。

塗工方法については、特に制限されるものではなく、一般的によく知られたホットメルト接着剤の塗布(又は塗工)方法を用いることができる。そのような塗布方法は、接触塗布、非接触塗布に大別される。「接触塗布」とは、ホットメルト接着剤を塗布する際、噴出機を電極や、セパレータに接触させる塗布方法をいい、「非接触塗布」とは、ホットメルト接着剤を塗布する際、噴出機を基材やシート（フィルム）に接触させない塗布方法をいう。「接触塗布方法」として、例えば、スロットコーター塗工及びロールコーター塗工等を例示でき、「非接触塗布方法」として、例えば、螺旋状に塗布できるスパイラル塗工、波状に塗布できるオメガ塗工やコントロールシーム塗工、面状に塗布できるスロットスプレー塗工やカーテンスプレー塗工、点状に塗工できるドット塗工などを例示できる。

上述の本発明に係る電力機器用ホットメルト接着剤の軟化点は、その塗工性を考慮すると、１００〜２００℃であることが好ましく、１００〜１７０℃であることがより好ましく、１２０〜１７０℃であることが最も好ましい。
軟化点は、リング＆ボール法（日本接着剤工業会規格ＪＡＩ−７−１９９９に記載された方法）で測定された値を意味する。

また、電力機器用ホットメルト接着剤の１９０℃での溶融粘度は、５０００〜１０００００ｍＰａ・ｓであることが好ましく、１００００〜７００００ｍＰａ・ｓであることがより好ましく、１５０００〜６００００ｍＰａ・ｓであることが特に好ましく、２００００〜６００００ｍＰａ・ｓであることが最も好ましい。
ホットメルト接着剤を１８０℃に加熱して溶融し、適量をブルックフィールド型粘度計にて、Ｎｏ．２７スピンドルを用いて測定した値とする。

本発明において「電力機器」とは、他のエネルギーから電気エネルギー（電力）への変換を行う機器、電気エネルギーから他のエネルギーへの変換を行う機器、電気エネルギーを電気エネルギーとして又は他のエネルギーとして蓄積する機器を意味する。電力機器は、本発明に係るホットメルト接着剤を用いて製造されたものであれば特に限定されることはない。

このような「他のエネルギーから電気エネルギー（電力）への変換を行う機器」には、例えば、発電機（力学的エナルギーを電気エネルギーに変換する）、太陽電池（光エネルギーを電気エネルギーに変換する）、並びに燃料電池及び一次電池（化学エネルギーを電気エネルギーに変換する）等が含まれる。

「電気エネルギーから他のエネルギーへの変換を行う機器」には、例えば、電動機（モーター）（電気エネルギーを力学的エネルギーに変換する）、電熱器（電気エネルギーを熱エネルギーに変換する）及び光源（電気エネルギーを光エネルギーに変換する）等が含まれる。

「電気エネルギーを電気エネルギーとして又は他のエネルギーとして蓄積する機器」には、例えば、二次電池（蓄電池）及びコンデンサ（電界コンデンサ、電気二重層コンデンサ）、キャパシタ（電気二重層キャパシタ）等が含まれる。

本発明に係る電力機器として、「他のエネルギーから電気エネルギー（電力）への変換を行う機器」及び「電気エネルギーを電気エネルギーとして又は他のエネルギーとして蓄積する機器」が好ましく、一次電池、二次電池、燃料電池、太陽電池、コンデンサ、キャパシタがより好ましい。これらのより好ましい電力機器は、化学電池及び物理電池として分類することもできる。

そのような化学電池として、例えば、
（１）マンガン電池、アルカリマンガン電池、酸化銀電池、水銀電池等の一次電池；
（２）リチウム電池、鉛蓄電池、ニッケル−カドミウム蓄電池、ニッケル−水素蓄電池、ニッケル−亜鉛蓄電池、酸化銀−亜鉛蓄電池、リチウムイオン電池、リチウムポリマー電池、亜鉛−空気蓄電池、鉄−空気蓄電池、アルミニウム−空気蓄電池等の二次電池；
（３）燃料電池
等を例示することができる。
物理電池として、例えば、太陽電池、電解コンデンサ、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ等を例示することができる。

本発明に係る電力機器、より具体的には、例えば、化学電池及び物理電池等は、本発明の電力機器用ホットメルト接着剤を電極や、電解液を内包する包装材（ポリイミド等のプラスチックフィルム）に塗工して得ることができる。今後の環境問題を考慮すると、電気エネルギーを電気エネルギーとして又は他のエネルギーとして蓄積する機器、具体的には、例えば、二次電池、電解コンデンサ、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタが好ましい。自動車分野に限ると、特にリチウムイオン電池、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタが本発明の電力機器として有望である。

本発明では、本発明のホットメルト接着剤が塗工された電極や、電解液を内包する包装材を積層し、その積層体を構成品として組み入れることで電力機器を製造する。
既に説明したように、本発明の電力機器用ホットメルト接着剤は、電解液に対する耐溶剤性に優れ、被着体（特にポリイミド）との接着性に優れている。

本発明の主な態様を以下に示す。
１．（Ａ）オレフィン系変性ポリマーを有し、（Ａ）オレフィン系変性ポリマーはケイ素を含有する官能基を有する、電力機器用ホットメルト接着剤。
２．（Ａ）オレフィン系変性ポリマーは、アルコキシシリル基を有する、上記１に記載の電力機器用ホットメルト接着剤。
３．（Ａ）オレフィン系変性ポリマーは、エチレンとその他のオレフィンとの共重合体に基づく変性ポリマーを含む、上記１又は２に記載の電力機器用ホットメルト接着剤。
４．更に、（Ｂ）ポリオレフィンを含む、上記１〜３のいずれかに記載の電力機器用ホットメルト接着剤。
５．上記１〜４のいずれかに記載の電力機器用ホットメルト接着剤を用いて得られた電力機器。

以下、本発明を実施例及び比較例を用いて詳細に説明するが、実施例は単なる例示にすぎず、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

電力機器用ホットメルト接着剤を製造するために使用した成分を記載する。
（Ａ）オレフィン系変性ポリマー
（Ａ１）シラン変性アモルファスポリα−オレフィン（エチレン／プロピレン／ブテン共重合体）（ガラス転移温度：−２９℃、軟化点：１００℃、１９０℃溶融粘度：１２０００ｍＰａ・ｓ、 エボニックデグサ社製のベストプラストＥＰ２４１２（商品名））
（Ａ２）シラン変性ポリイソブチレン（１９０℃での溶融粘度１７０ｍＰａ・ｓ、カネカ社製のＥｐｉｏｎ ＥＰ１００Ｓ（商品名））

（Ａ’３）エチレン−酢酸ビニル共重合体（酢酸ビニル含量：２８重量％、１９０℃溶融粘度：２３０００ｍＰａ・ｓ、東ソー社製のウルトラセン７２２（商品名））
（Ａ’４）エチレン、プロピレンと１−ブテンとの共重合体（ガラス転移温度：−２８℃、軟化点：１２４℃、１９０℃での溶融粘度：８０００ｍＰａ・ｓ、エボニックデグサ社製のベストプラスト７０８（商品名））
（Ａ’５）アクリル樹脂（三菱レーヨン社製、ダイヤナールＢＲ１１３（商品名））
（Ａ’６）エチレン−メタクリル酸メチル共重合体（メタクリル酸メチル含量：２８重量％、１９０℃での溶融粘度１９００ｍＰａ・ｓ、住友化学社製のアクリフトＣＭ５０２１（商品名））
（Ａ’７）エチレン−グリシジルメタクリレート共重合体（グリシジルメタクリレート含量：１９重量％、１９０℃溶融粘度：３３０００ｍＰａ・ｓ、住友化学社製 ボンドファーストＣＧ５００１（商品名））
（Ａ’８）シラン変性ポリプロピレングリコール（シリル末端ポリエーテル樹脂）（１９０℃での溶融粘度２００ｍＰａ・ｓ カネカ社製のＭＳポリマーＳ３０３（商品名））

（Ｂ）ポリオレフィン
（Ｂ１）ポリプロピレンベースエラストマー（１９０℃溶融粘度 １２０００００ｍＰａ・ｓ エクソンモービル社製 Ｖｉｓｔａｍａｘｘ６２０２（商品名）)
（Ｂ２）エチレン／オクテンブロックポリマー（１９０℃溶融粘度 ７５００００ｍＰａ・ｓ、ダウケミカルカンパニー社製 Iｎｆｕｓｅ ９８１７（商品名）)
（Ｂ３）ポリプロピレン（１９０℃溶融粘度 ８０００００ｍＰａ・ｓ、サンアロマー社製 ＰＭ４９０Ｍ（商品名））

（Ｃ）ワックス
（Ｃ１）結晶性プロピレン−エチレンワックス（１９０℃溶融粘度：３６００ｍＰａ・ｓ、クラリアント社製のリコセン ＰＰ２６０２（商品名）)
（Ｃ２）結晶性ポリプロピレンワックス（数平均分子量：４０００、軟化点：１５０℃、針入度：１以下、１９０℃溶融粘度：１４０ｍＰａ・ｓ、融点：１４０℃、三井化学社製のハイワックスＮＰ１０５（商品名）)

（Ｄ）粘着付与樹脂
（Ｄ１）環状脂肪族系石油樹脂（数平均分子量：１９００、軟化点：１００℃、１９０℃溶融粘度：２００ｍＰａ・ｓイーストマンケミカル社製のイーストタックＣ−１００Ｗ（商品名））

これらの成分を表１及び２に示す割合（数値は全て重量部）で加え、万能攪拌機を用いてかき混ぜながら、約１７０℃で約１時間かけて溶融混合し、実施例１〜９及び比較例１〜６のホットメルト接着剤を製造した。

上述のホットメルト接着剤について、接着性を評価した。
（試料作製）
熱ローラーを用いてホットメルト接着剤を圧延して、３０μｍの厚みを有するホットメルトシートを得た。得られたホットメルトシートを５ｃｍ角の２枚の被着体の間に挟み、温度１２０℃、圧力０．３ＭＰａに調整したホットプレス機で３．５分間、加圧及び加熱して、積層体を得た。冷却後、積層体を１ｃｍ幅に切り出して、試料を得た。被着体として、アミノ基を有するシランカップリング剤でその表面が処理された、処理ポリイミドフィルム（厚さ：２５μｍ）を使用した。

（接着性評価）
＜溶剤浸漬前：被着体への接着性＞
作製した試料をそのまま、２０〜２５℃の雰囲気下で、速度５０ｍｍ/分でＴ型剥離し、剥離した面の状態を目視で確認した。
＜溶剤浸漬後：耐溶剤性＞
作製した試験片（１ｃｍ巾に切り出した試料）をジエチルカーボネートに浸漬し、４５℃で保管した。１日後に取り出した試験片及び５日後に取り出した試験片に付着したジエチルカーボネートを、紙ウエスで十分にふき取った後、速度５０ｍｍ/分でＴ型剥離し、剥離した面の状態を目視で確認した。

評価基準は、以下のとおりである。
◎：ホットメルト接着剤が被着体とよく接着しており、ホットメルト接着剤の凝集破壊を認めた。
○：ホットメルト接着剤が被着体とよく接着しているが、ホットメルト接着剤と被着体との間の接着界面破壊を認めた。
△：ホットメルト接着剤が被着体と接着しているが、容易に剥離した。
×：ホットメルト接着剤が被着体と接着しなかった。

表１に示すように、実施例１〜７及び９のホットメルト接着剤は、（Ａ）ケイ素含有官能基を有するオレフィン系変性ポリマーを含んでいるので、被着体との接着性に優れ、特に溶剤に浸漬されても、接着性が低下せず、耐溶剤性にも優れる。
このように、実施例１〜７及び９のホットメルト接着剤は、ポリイミドフィルムへの接着性にも優れ、電解液に浸漬されても接着性が低下しないので、電力機器用途、特にリチウムイオン電池包装材のシール用接着剤として有効であることが実証された。

これに対し、表２に示すように比較例１〜５のホットメルト接着剤は、（Ａ）オレフィン系変性ポリマーを含んでいないので、接着性が低い。特に、溶剤に浸漬後の接着性に著しく劣る。比較例６のホットメルト接着剤は、（Ａ′８）ケイ素含有官能基が付与された変性ポリマーを含むが、（Ａ′８）のベースポリマーがポリオレフィンではないため、被着体への接着性、及び耐溶剤性が極端に低い。

本発明は、電力機器用ホットメルト接着剤を提供する。本発明に係る電力機器用ホットメルト接着剤は、特にリチウムイオン電池の電解液の包装材をシールするために有用である。

Ａ ホットメルト接着剤
２０ 電解液
３０ 被着体

Claims (4)

1. （Ａ）オレフィン系変性ポリマー、（Ｂ）ポリオレフィン、（Ｃ）ワックス及び（Ｄ）粘着付与樹脂を有し、
   （Ａ）オレフィン系変性ポリマーは、ケイ素を含有する官能基を有し、エチレンとその他のオレフィンとの共重合体に基づく変性ポリマーを含む、電解液包装材をシールする電力機器用ホットメルト接着剤。
2. （Ａ）オレフィン系変性ポリマーは、アルコキシシリル基を有する、請求項１に記載の電力機器用ホットメルト接着剤。
3. （Ａ）〜（Ｄ）の合計の重量１００重量部当たり、（Ｂ）を１５〜５０重量部含む、請求項１又は２に記載の電力機器用ホットメルト接着剤。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の電力機器用ホットメルト接着剤を用いて得られた電力機器。

Images