JP6596870B2 - Method for producing molded body for battery packaging material - Google Patents
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Description
本発明は、外側表面にインキが好適に印刷された電池用包装材料成形体の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a molded article for battery packaging material in which ink is suitably printed on the outer surface.
従来、様々なタイプの電池が開発されているが、あらゆる電池において、電極や電解質等の電池素子を封止するために包装材料が不可欠な部材になっている。従来、電池用包装として金属製の包装材料が多用されていたが、近年、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、パソコン、カメラ、携帯電話等の高性能化に伴い、電池には、多様な形状が要求されると共に、薄型化や軽量化が求められている。しかしながら、従来多用されていた金属製の電池用包装材料では、形状の多様化に追従することが困難であり、しかも軽量化にも限界があるという欠点がある。 Conventionally, various types of batteries have been developed. In any battery, a packaging material is an indispensable member for sealing battery elements such as electrodes and electrolytes. Conventionally, metal packaging materials have been widely used as battery packaging, but in recent years, with the increasing performance of electric vehicles, hybrid electric vehicles, personal computers, cameras, mobile phones, etc., batteries are required to have various shapes. At the same time, there is a demand for reduction in thickness and weight. However, metal battery packaging materials that have been widely used in the past have the disadvantages that it is difficult to follow the diversification of shapes and that there is a limit to weight reduction.
そこで、多様な形状に加工が容易で、薄型化や軽量化を実現し得る電池用包装材料として、基材層/接着層/金属層/シーラント層が順次積層されたフィルム状の積層体が提案されている(例えば、特許文献1参照)。このようなフィルム状の電池用包装材料では、シーラント層同士を対向させて周縁部をヒートシールにて熱溶着させることにより電池素子を封止できるように形成されている。 Therefore, a film-like laminate in which a base material layer / adhesive layer / metal layer / sealant layer are sequentially laminated is proposed as a battery packaging material that can be easily processed into various shapes and can be made thinner and lighter. (For example, refer to Patent Document 1). Such a film-shaped battery packaging material is formed so that the battery element can be sealed by causing the sealant layers to face each other and heat-sealing the peripheral portion by heat sealing.
上記のような積層体により形成された種々の包装材料において、基材層の表面にインキを印刷して、バーコード、柄、文字などを形成し、印刷した側の基材層の上に接着剤、金属箔を積層する方法により、包装材料に印字する方法(一般に中刷りと称される)が広く採用されている。しかしながら、基材層と金属層との間にこのような印刷面が存在すると、基材層と金属層との密着性が低下して、層間においてデラミネーションが生じやすくなる。特に、電池用包装材料が適用される電池には、高い安全性が要求されるため、このような中刷りによって印字する方法は、電池用包装材料においては敬遠されている。したがって、従来、電池用包装材料にバーコードなどの印字を形成する場合には、一般に、印字が形成されたシールを基材層の表面に貼り付ける方法が採用されている。 In various packaging materials formed by the laminates as described above, ink is printed on the surface of the base material layer to form barcodes, patterns, characters, etc., and then bonded onto the base material layer on the printed side A method of printing on a packaging material (generally referred to as intermediate printing) by a method of laminating an agent and a metal foil is widely adopted. However, when such a printing surface exists between the base material layer and the metal layer, the adhesion between the base material layer and the metal layer is lowered, and delamination is likely to occur between the layers. In particular, since high safety is required for a battery to which the battery packaging material is applied, such a method of printing by intermediate printing is avoided in the battery packaging material. Therefore, conventionally, when printing a barcode or the like on a battery packaging material, a method of sticking a seal on which a print is formed on the surface of a base material layer is generally employed.
しかしながら、印字が形成されたシールを基材層の表面に貼り付けると、電池用包装材料の厚みや重さが増大する。よって、電池用包装材料に対する近年の更なる薄型化や軽量化の傾向から、電池用包装材料の基材層の表面に直接インキの印刷により印字する方法が検討されている。 However, when the seal on which the print is formed is affixed to the surface of the base material layer, the thickness and weight of the battery packaging material increase. Therefore, from the recent trend of further reduction in thickness and weight of battery packaging materials, a method of printing directly on the surface of the base material layer of the battery packaging material by ink printing has been studied.
電池用包装材料の基材層の表面に直接インキの印刷により印字する方法としては、パッド印刷(タンポ印刷とも称される)が知られている。パッド印刷とは、次のような印刷方法である。まず、印字したいパターンがエッチングされた平板の凹部にインキを流し込む。次に、当該凹部の上からシリコンパッドを押し当てて、シリコンパッドにインキを転移させる。次に、シリコンパッド表面に転移されたインキを印刷対象物に転写して、印刷対象物に印字を形成する。このようなパッド印刷は、弾性のあるシリコンパッドなどを用いてインキが印刷対象物に転写されるため、成形後の電池用包装材料の表面にも印刷しやすく、電池素子を電池用包装材料で封止した後に、電池に印字することができるという利点を有する。 As a method for printing directly on the surface of the base material layer of the battery packaging material by ink printing, pad printing (also referred to as tampo printing) is known. Pad printing is a printing method as follows. First, ink is poured into a concave portion of a flat plate in which a pattern to be printed is etched. Next, the silicon pad is pressed from above the concave portion to transfer the ink to the silicon pad. Next, the ink transferred to the surface of the silicon pad is transferred to the object to be printed to form a print on the object to be printed. In such pad printing, the ink is transferred to the object to be printed using an elastic silicon pad or the like. Therefore, it is easy to print on the surface of the battery packaging material after molding, and the battery element is made of the battery packaging material. After sealing, the battery can be printed.
ところで、電池用包装材料においては、電池素子を封入する際に金型で成形し、電池素子を収容する空間が形成される。この成形の際に、電池用包装材料が引き延ばされることによって、金型のフランジ部において、金属層にクラックやピンホールが発生しやすいという問題がある。このような問題を解決するために、電池用包装材料の基材層の表面に滑剤をコーティングしたり、シーラント層表面にブリードアウトした滑剤をロール状態で基材層表面に転移させることなどにより、基材層の滑り性を高める方法が知られている。このような方法を採用することにより、成形時において、電池用包装材料が金型に引き込まれやすくなり、電池用包装材料のクラックやピンホールを抑制することができる。特に、近年の電池用包装材料に対する薄型化及び軽量化の要請から、電池用包装材料の基材層の表面に滑剤を存在させて、電池用包装材料の滑り性を高めることが望ましい。 By the way, in the battery packaging material, when enclosing the battery element, it is molded with a mold to form a space for accommodating the battery element. There is a problem that cracks and pinholes are likely to occur in the metal layer at the flange portion of the mold due to the battery packaging material being stretched during this molding. In order to solve such a problem, the surface of the base material layer of the battery packaging material is coated with a lubricant, or the lubricant bleed out on the surface of the sealant layer is transferred to the surface of the base material layer in a roll state. A method for improving the slipperiness of the base material layer is known. By adopting such a method, the battery packaging material is easily drawn into the mold during molding, and cracks and pinholes in the battery packaging material can be suppressed. In particular, from the recent demands for thinning and light weight of battery packaging materials, it is desirable to increase the slipperiness of the battery packaging material by making a lubricant present on the surface of the base material layer of the battery packaging material.
ところが、本発明者らが検討したところ、基材層の表面に滑剤を存在させて、電池用包装材料の成形性を高めた場合には、基材層表面においてインキが弾かれて、インキが定着しにくくなり、インキが形成されない抜け部分が生じることがあることが明らかとなった。特に、パッド印刷によって印刷した場合の印刷適性が不十分になる傾向があることが明らかとなった。 However, when the present inventors examined, when a lubricant was present on the surface of the base material layer to improve the moldability of the battery packaging material, the ink was repelled on the surface of the base material layer, and the ink was It has become clear that fixing may be difficult, and a missing portion where ink is not formed may occur. In particular, it has been clarified that printability tends to be insufficient when printing is performed by pad printing.
さらに、電池用包装材料は、生産ラインにおいては、一般に、帯状の積層フィルムとして製造され、これをロール状に巻き取った巻取体として保管、輸送などがされる。そして、電池の製造時に、巻取体から電池用包装材料を巻き出し、電池の製品仕様に従った所定の形状となるように裁断して使用される。電池用包装材料の巻取体が、長期間にわたって保管・運搬されると、シーラント層からブリードアウトした滑剤が基材層表面に付着して、印刷適性が低下する場合もある。
このような状況下、本発明は、外側表面にインキが好適に印刷された電池用包装材料成形体の製造方法を提供することを主な目的とする。
Furthermore, the battery packaging material is generally manufactured as a strip-shaped laminated film in a production line, and stored, transported, etc. as a wound body obtained by winding the film in a roll shape. And at the time of manufacture of a battery, the packaging material for batteries is unwound from a winding body, and it cuts and uses it so that it may become a predetermined shape according to the product specification of a battery. When the wound body of the battery packaging material is stored and transported for a long period of time, the lubricant bleed out from the sealant layer may adhere to the surface of the base material layer, and the printability may deteriorate.
Under such circumstances, the main object of the present invention is to provide a method for producing a molded article for battery packaging material in which ink is suitably printed on the outer surface.
本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意検討を行った。その結果、少なくとも、基材層と、金属層と、シーラント層とが順次積層された電池用包装材料を用意する工程と、前記電池用包装材料を冷間成形する成形工程と、前記成形工程の前または後に、前記電池用包装材料の前記基材層の外側表面を表面改質処理する表面改質工程とを備える、電池用包装材料成形体の製造方法を採用することにより、外側表面にインキが好適に印刷された電池用包装材料成形体が得られることを見出した。本発明は、これらの知見に基づいて、更に検討を重ねることにより完成したものである。 The present inventors have intensively studied to solve the above problems. As a result, at least a process of preparing a battery packaging material in which a base material layer, a metal layer, and a sealant layer are sequentially laminated, a molding process of cold-molding the battery packaging material, and the molding process Ink is applied to the outer surface by employing a method for producing a molded article for battery packaging material, which comprises a surface modification step for surface-modifying the outer surface of the base material layer of the battery packaging material before or after. Has been found that a molded product of battery packaging material can be suitably printed. The present invention has been completed by further studies based on these findings.
即ち、本発明は、下記に掲げる態様の発明を提供する。
項1. 少なくとも、基材層と、金属層と、シーラント層とが順次積層された電池用包装材料を用意する工程と、
前記電池用包装材料を冷間成形する成形工程と、
前記成形工程の前または後に、前記電池用包装材料の前記基材層の外側表面を表面改質処理する表面改質工程と、
を備える、電池用包装材料成形体の製造方法。
項2. 前記表面改質処理が、コロナ処理である、項1に記載の電池用包装材料成形体の製造方法。
項3. 前記成形工程の後、前記表面改質工程を行う、項1または2に記載の電池用包装材料成形体の製造方法。
項4. 前記表面改質処理を、前記電池用包装材料の前記基材層の外側表面の一部のみに行う、項1〜3のいずれかに記載の電池用包装材料成形体の製造方法。
項5. 前記表面改質工程の後、前記基材層の外側表面にインキを印刷する印刷工程をさらに備える、項1〜4のいずれかに記載の電池用包装材料成形体の製造方法。
項6. 前記印刷工程をパッド印刷により行う、項5に記載の電池用包装材料成形体の製造方法。
項7. 前記電池用包装材料として、電池用包装材料の巻取体を用意し、前記巻取体から巻き出された電池用包装材料を所定の大きさに裁断して前記成形工程を行う、項1〜6のいずれかに記載の電池用包装材料の製造方法。
項8. 前記基材層の表面に滑剤が存在している、項1〜7のいずれかに記載の電池用包装材料の製造方法。
項9. 前記表面改質処理によって表面改質された部分の表面張力が、35mN/m以上である、項1〜8のいずれかに記載の電池用包装材料成形体の製造方法。
That is, this invention provides the invention of the aspect hung up below.
Item 1. At least a step of preparing a battery packaging material in which a base material layer, a metal layer, and a sealant layer are sequentially laminated;
A molding step of cold-molding the battery packaging material;
Before or after the molding step, a surface modification step for surface-modifying the outer surface of the base material layer of the battery packaging material;
The manufacturing method of the packaging material molded object for batteries provided with.
Item 2. Item 2. The method for producing a molded article for battery packaging material according to Item 1, wherein the surface modification treatment is corona treatment.
Item 3. Item 3. The method for producing a molded article for battery packaging material according to Item 1 or 2, wherein the surface modification step is performed after the molding step.
Item 4. Item 4. The method for producing a molded article for battery packaging material according to any one of Items 1 to 3, wherein the surface modification treatment is performed only on a part of the outer surface of the base material layer of the battery packaging material.
Item 5. Item 5. The method for producing a molded article for battery packaging material according to any one of Items 1 to 4, further comprising a printing step of printing ink on an outer surface of the base material layer after the surface modification step.
Item 6. Item 6. The method for producing a molded article for battery packaging material according to Item 5, wherein the printing step is performed by pad printing.
Item 7. Item 1 is prepared by preparing a winding body of a battery packaging material as the battery packaging material, and cutting the battery packaging material unwound from the winding body into a predetermined size. 6. A method for producing a battery packaging material according to any one of 6 above.
Item 8. Item 8. The method for producing a packaging material for a battery according to any one of Items 1 to 7, wherein a lubricant is present on the surface of the base material layer.
Item 9. Item 9. The method for producing a molded article for battery packaging material according to any one of Items 1 to 8, wherein the surface tension of the portion modified by the surface modification treatment is 35 mN / m or more.
本発明によれば、外側表面にインキが好適に印刷された電池用包装材料成形体の製造方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the packaging material molded object for batteries by which the ink was suitably printed on the outer surface can be provided.
本発明の電池用包装材料成形体の製造方法は、少なくとも、基材層と、金属層と、シーラント層とが順次積層された電池用包装材料を用意する工程と、前記電池用包装材料を冷間成形する成形工程と、前記成形工程の前または後に、前記電池用包装材料の前記基材層の外側表面を表面改質処理する表面改質工程とを備えることを特徴とする。以下、本発明の電池用包装材料成形体の製造方法について詳述する。 The method for producing a molded article for battery packaging material according to the present invention comprises a step of preparing a battery packaging material in which at least a base material layer, a metal layer, and a sealant layer are sequentially laminated, and cooling the battery packaging material. It is characterized by comprising a molding step for performing an intermediate molding and a surface modification step for subjecting the outer surface of the base material layer of the battery packaging material to a surface modification treatment before or after the molding step. Hereafter, the manufacturing method of the packaging material molded object for batteries of this invention is explained in full detail.
本発明の電池用包装材料成形体の製造方法においては、まず、少なくとも、基材層と、金属層と、シーラント層とが順次積層された電池用包装材料10を用意する。本発明の電池用包装材料成形体において、成形工程と表面改質工程に供される電池用包装材料10の積層構造及び各層の組成については、後に詳述する通りである。 In the method for producing a molded article for battery packaging material of the present invention, first, a battery packaging material 10 in which at least a base material layer, a metal layer, and a sealant layer are sequentially laminated is prepared. In the molded article for battery packaging material of the present invention, the laminated structure of the battery packaging material 10 used in the molding process and the surface modification process and the composition of each layer are as described in detail later.
次に、電池用包装材料の成形工程及び表面改質工程を行う。電池用包装材料の成形工程及び表面改質工程は、いずれを先に行ってもよいが、成形工程を行った後に、表面改質工程を行うことが好ましい。後述の通り、これにより、表面改質処理を行うことに起因して基材層の表面状態が変化し、成形性が低下した状態で成形工程を行うことを回避することができる。また、表面改質処理を行った基材層表面の表面状態が、その後の成形工程によって変化し、インキの印字適性が低下することも回避することができる。 Next, a battery packaging material forming step and a surface modification step are performed. Any of the molding process and the surface modification process of the battery packaging material may be performed first, but it is preferable to perform the surface modification process after the molding process. As will be described later, this makes it possible to avoid performing the molding process in a state where the surface state of the base material layer is changed due to the surface modification treatment and the moldability is lowered. Moreover, it can also be avoided that the surface state of the surface of the base material layer subjected to the surface modification treatment is changed by the subsequent molding process and the printability of the ink is lowered.
(成形工程)
例えば図1の模式図に示されるように、成形工程においては、電池用包装材料10を冷間成形して、電池用包装材料成形体11とする。冷間成形の条件としては、特に制限されず、通常、雄型と雌型の金型を用いて、電池用包装材料のシーラント層4側から基材層1側に向かう凹部を形成する。後述する本発明の電池においては、当該凹部によって形成された空間内に電池素子が封入される。
(Molding process)
For example, as shown in the schematic diagram of FIG. 1, in the molding step, the battery packaging material 10 is cold-molded to form a battery packaging material molded body 11. The conditions for cold forming are not particularly limited, and usually, a concave portion is formed from the sealant layer 4 side to the base material layer 1 side of the battery packaging material using a male mold and a female mold. In the battery of the present invention to be described later, the battery element is enclosed in the space formed by the recess.
成形時における金型の押さえ圧(面圧)としては、特に制限されず、例えば0.3〜1.0MPaとすることができる。また、冷間成形温度としては、特に制限されず、例えば10〜30℃程度が挙げられる。成形深さ(凹部の深さ)としては、特に制限されず、例えば、1.0〜10.0mm程度が挙げられる。 The pressing pressure (surface pressure) of the mold at the time of molding is not particularly limited, and can be, for example, 0.3 to 1.0 MPa. Moreover, it does not restrict | limit especially as cold forming temperature, For example, about 10-30 degreeC is mentioned. It does not restrict | limit especially as shaping | molding depth (depth of a recessed part), For example, about 1.0-10.0 mm is mentioned.
電池用包装材料としては、電池用包装材料の巻取体を用意し、当該巻取体から巻き出された電池用包装材料を所定の大きさに裁断して成形工程を行うことが好ましい。前述の通り、電池用包装材料の巻取体の状態で長期間にわたって保管・運搬されると、シーラント層からブリードアウトした滑剤が基材層表面に付着して、印刷適性が低下する場合がある。これに対して、本発明の電池用包装材料成形体の製造方法を採用することにより、このような巻取体から巻き出された電池用包装材料を用いた場合にも、外側表面にインキが好適に印刷された電池用包装材料成形体を製造することができる。 As the battery packaging material, it is preferable to prepare a winding body of the battery packaging material, and cut the battery packaging material unwound from the winding body into a predetermined size to perform the forming step. As described above, when stored and transported for a long time in the state of a winding body for battery packaging material, the lubricant bleeded out from the sealant layer may adhere to the surface of the base material layer, which may reduce the printability. . On the other hand, when the battery packaging material unwound from such a wound body is used by adopting the method for producing a battery packaging material molded body of the present invention, the ink is applied to the outer surface. A suitably printed battery packaging material molded body can be produced.
(表面改質工程)
表面改質工程においては、電池用包装材料の基材層1の外側表面(金属層3とは反対側の表面)を表面改質処理する。表面改質工程は、成形工程の前または後に行う。前述の通り、本発明において、表面改質工程は、成形工程の後に行うことが好ましい。
(Surface modification process)
In the surface modification step, the outer surface (surface opposite to the metal layer 3) of the base material layer 1 of the battery packaging material is subjected to surface modification treatment. The surface modification step is performed before or after the molding step. As described above, in the present invention, the surface modification step is preferably performed after the molding step.
表面改質処理としては、基材層1の外側表面のインキの印刷適性が向上すれば、特に制限されず、例えば、コロナ処理、プラズマ処理、フレーム処理、電離放射線照射処理、ブラスト処理、酸化処理、オゾン処理、UVオゾン処理などが挙げられる。これらの中でも、基材層1の外側表面のインキの印刷適性が特に向上することから、コロナ処理が特に好ましい。 The surface modification treatment is not particularly limited as long as the printability of ink on the outer surface of the base material layer 1 is improved. For example, corona treatment, plasma treatment, flame treatment, ionizing radiation irradiation treatment, blast treatment, oxidation treatment. , Ozone treatment, UV ozone treatment and the like. Among these, the corona treatment is particularly preferable because the printability of the ink on the outer surface of the base material layer 1 is particularly improved.
表面改質処理の条件としては、特に制限されず、例えば、表面改質処理によって表面改質された部分の表面張力が、35mN/m以上、さらには36mN/m以上となるように表面改質処理を行うことが好ましい。本発明において、表面張力の上限値は、例えば40mN/m程度が挙げられる。なお、表面張力は、JIS K6768:1999の規定に準拠した方法により測定される値であり、具体的な方法は、実施例に記載の通りである。 The conditions for the surface modification treatment are not particularly limited. For example, the surface modification is performed so that the surface tension of the portion modified by the surface modification treatment is 35 mN / m or more, further 36 mN / m or more. It is preferable to carry out the treatment. In the present invention, the upper limit of the surface tension is, for example, about 40 mN / m. The surface tension is a value measured by a method based on JIS K6768: 1999, and the specific method is as described in the examples.
表面改質工程においては、表面改質処理を、電池用包装材料の基材層1の外側表面の一部のみに行うことが好ましい。例えば、表面改質処理を行う部分が、インキの印刷に必要な領域のみに実質的に制限されている場合には、インキを印刷する部分については、表面改質処理が施されているため、インキの印刷適性に優れており、かつ、表面改質工程の後に成形工程を行う場合にも、表面改質工程を行うことに起因した成形性の低下を抑制することができる。さらに、表面改質処理を電池用包装材料の基材層1の外側表面の一部のみに行うことは、経済性の観点からも好ましい。 In the surface modification step, the surface modification treatment is preferably performed only on a part of the outer surface of the base material layer 1 of the battery packaging material. For example, when the portion to be subjected to the surface modification treatment is substantially limited only to the area necessary for printing the ink, the portion to be printed with the ink is subjected to the surface modification treatment. Even when the printing property of the ink is excellent and the molding step is performed after the surface modification step, it is possible to suppress a decrease in moldability due to the surface modification step. Furthermore, it is preferable from the viewpoint of economy that the surface modification treatment is performed only on a part of the outer surface of the base material layer 1 of the battery packaging material.
(印刷工程)
本発明の電池用包装材料成形体の製造方法においては、上記の表面改質工程の後、基材層1の外側表面にインキを印刷する印刷工程をさらに備えていてもよい。印刷工程を備えていることにより、電池用包装材料成形体の外側表面にインキが好適に印刷された電池用包装材料成形体が得られる。印刷工程は、成形工程及び表面改質工程の後に行うことが特に好ましい。
(Printing process)
In the manufacturing method of the battery packaging material molded body of the present invention, a printing step of printing ink on the outer surface of the base material layer 1 may be further provided after the surface modification step. By providing the printing process, a battery packaging material molded body in which ink is suitably printed on the outer surface of the battery packaging material molded body is obtained. The printing process is particularly preferably performed after the molding process and the surface modification process.
印刷方法としては、特に制限されず、パッド印刷、インクジェット印刷、熱転写式印刷、レーザー印刷、インク転写式印刷、ホットスタンプ印刷などが挙げられる。これらの中でも、印刷工程を成形工程の後に行う場合は、パッド印刷が好ましい。本発明の電池用包装材料成形体の製造方法においては、基材層1の外側表面が表面改質処理されているため、インキが弾かれやすいパッド印刷によっても、電池用包装材料の外側表面に好適にインキの印刷を行うことができる。従って、電池用包装材料成形体の表面の少なくも一部に、例えば、バーコード、柄、文字などの印字を好適に形成することができる。印刷に用いるインキとしては、特に制限されず、公知のものを使用することができ、例えば、紫外線などを照射することにより硬化する光硬化性インキなどを用いることができる。 The printing method is not particularly limited, and includes pad printing, ink jet printing, thermal transfer printing, laser printing, ink transfer printing, hot stamp printing, and the like. Among these, pad printing is preferable when the printing process is performed after the molding process. In the method for producing a molded article for battery packaging material of the present invention, the outer surface of the base material layer 1 is subjected to surface modification treatment, so that the outer surface of the battery packaging material can be applied to the outer surface of the battery packaging material even by pad printing. Ink printing can be suitably performed. Accordingly, for example, a barcode, a pattern, a character, or the like can be suitably formed on at least a part of the surface of the battery packaging material molded body. The ink used for printing is not particularly limited, and a known ink can be used. For example, a photocurable ink that is cured by irradiation with ultraviolet rays or the like can be used.
電池用包装材料の積層構造
本発明の電池用包装材料成形体の製造方法において用意される電池用包装材料は、図2に示すように、少なくとも、基材層1、金属層3、及びシーラント層4が順次積層された積層体からなる。電池用包装材料において、基材層1が最外層になり、シーラント層4は最内層になる。即ち、電池の組み立て時に、電池素子の周縁に位置するシーラント層4同士が熱溶着して電池素子を密封することにより、電池素子が封止される。
Laminated structure of battery packaging material As shown in FIG. 2, the battery packaging material prepared in the method for producing a battery packaging material molded body of the present invention includes at least a base material layer 1, a metal layer 3, and a sealant layer. 4 consists of the laminated body laminated | stacked one by one. In the battery packaging material, the base material layer 1 is the outermost layer, and the sealant layer 4 is the innermost layer. That is, when the battery is assembled, the sealant layers 4 positioned at the periphery of the battery element are thermally welded to seal the battery element, thereby sealing the battery element.
電池用包装材料は、図2に示すように、基材層1と金属層3との間に、これらの接着性を高める目的で、必要に応じて接着層2が設けられていてもよい。また、図3に示すように、金属層3とシーラント層4との間に、これらの接着性を高める目的で、必要に応じて接着層5が設けられていてもよい。 As shown in FIG. 2, the battery packaging material may be provided with an adhesive layer 2 between the base material layer 1 and the metal layer 3 as necessary for the purpose of improving the adhesion. In addition, as shown in FIG. 3, an adhesive layer 5 may be provided between the metal layer 3 and the sealant layer 4 as necessary for the purpose of improving the adhesion.
電池用包装材料を形成する各層の組成
[基材層1]
電池用包装材料において、基材層1は、最外層に位置する層である。基材層1を形成する素材については、絶縁性を備えるものであることを限度として特に制限されるものではない。基材層1を形成する素材としては、例えば、ポリエステル、ポリアミド、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂、ポリウレタン、珪素樹脂、フェノール樹脂、ポリエーテルイミド、ポリイミド、及びこれらの混合物や共重合物等が挙げられる。
Composition of each layer forming base material for battery [base material layer 1]
In the battery packaging material, the base material layer 1 is a layer located in the outermost layer. The material for forming the base material layer 1 is not particularly limited as long as it has insulating properties. Examples of the material for forming the base material layer 1 include polyester, polyamide, epoxy resin, acrylic resin, fluorine resin, polyurethane, silicon resin, phenol resin, polyetherimide, polyimide, and a mixture or copolymer thereof. Can be mentioned.
ポリエステルとしては、具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリエチレンイソフタレート、ポリカーボネート、エチレンテレフタレートを繰り返し単位の主体とした共重合ポリエステル、ブチレンテレフタレートを繰り返し単位の主体とした共重合ポリエステル等が挙げられる。また、エチレンテレフタレートを繰り返し単位の主体とした共重合ポリエステルとしては、具体的には、エチレンテレフタレートを繰り返し単位の主体としてエチレンイソフタレートと重合する共重合体ポリエステル(以下、ポリエチレン(テレフタレート/イソフタレート)にならって略す)、ポリエチレン(テレフタレート/イソフタレート)、ポリエチレン(テレフタレート/アジペート)、ポリエチレン(テレフタレート/ナトリウムスルホイソフタレート)、ポリエチレン(テレフタレート/ナトリウムイソフタレート)、ポリエチレン(テレフタレート/フェニル−ジカルボキシレート)、ポリエチレン(テレフタレート/デカンジカルボキシレート)等が挙げられる。また、ブチレンテレフタレートを繰り返し単位の主体とした共重合ポリエステルとしては、具体的には、ブチレンテレフタレートを繰り返し単位の主体としてブチレンイソフタレートと重合する共重合体ポリエステル(以下、ポリブチレン(テレフタレート/イソフタレート)にならって略す)、ポリブチレン(テレフタレート/アジペート)、ポリブチレン(テレフタレート/セバケート)、ポリブチレン(テレフタレート/デカンジカルボキシレート)、ポリブチレンナフタレート等が挙げられる。これらのポリエステルは、1種単独で使用してもよく、また2種以上を組み合わせて使用してもよい。ポリエステルは、耐電解液性に優れ、電解液の付着に対して白化等が発生し難いという利点があり、基材層1の形成素材として好適に使用される。 Specific examples of the polyester include polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polybutylene naphthalate, polyethylene isophthalate, polycarbonate, copolymerized polyester mainly composed of ethylene terephthalate, butylene terephthalate as a repeating unit. Examples thereof include a copolymer polyester mainly used. The copolymer polyester mainly composed of ethylene terephthalate is a copolymer polyester that polymerizes with ethylene isophthalate mainly composed of ethylene terephthalate (hereinafter, polyethylene (terephthalate / isophthalate)). Abbreviated), polyethylene (terephthalate / isophthalate), polyethylene (terephthalate / adipate), polyethylene (terephthalate / sodium sulfoisophthalate), polyethylene (terephthalate / sodium isophthalate), polyethylene (terephthalate / phenyl-dicarboxylate) And polyethylene (terephthalate / decanedicarboxylate). In addition, as a copolymer polyester mainly composed of butylene terephthalate as a repeating unit, specifically, a copolymer polyester that polymerizes with butylene isophthalate having butylene terephthalate as a repeating unit (hereinafter referred to as polybutylene (terephthalate / isophthalate) For example), polybutylene (terephthalate / adipate), polybutylene (terephthalate / sebacate), polybutylene (terephthalate / decanedicarboxylate), polybutylene naphthalate and the like. These polyesters may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type. Polyester has the advantage of being excellent in electrolytic solution resistance and less likely to cause whitening due to the adhesion of the electrolytic solution, and is suitably used as a material for forming the base material layer 1.
また、ポリアミドとしては、具体的には、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン610、ナイロン12、ナイロン46、ナイロン6とナイロン6,6との共重合体等の脂肪族系ポリアミド;テレフタル酸及び/又はイソフタル酸に由来する構成単位を含むナイロン6I、ナイロン6T、ナイロン6IT、ナイロン6I6T(Iはイソフタル酸、Tはテレフタル酸を表す)等のヘキサメチレンジアミン−イソフタル酸−テレフタル酸共重合ポリアミド、ポリメタキシリレンアジパミド(MXD6)等の芳香族を含むポリアミド;ポリアミノメチルシクロヘキシルアジパミド(PACM6)等の脂環系ポリアミド;さらにラクタム成分や、4,4’−ジフェニルメタン−ジイソシアネート等のイソシアネート成分を共重合させたポリアミド、共重合ポリアミドとポリエステルやポリアルキレンエーテルグリコールとの共重合体であるポリエステルアミド共重合体やポリエーテルエステルアミド共重合体;これらの共重合体等が挙げられる。これらのポリアミドは、1種単独で使用してもよく、また2種以上を組み合わせて使用してもよい。延伸ポリアミドフィルムは延伸性に優れており、成形時の基材層1の樹脂割れによる白化の発生を防ぐことができ、基材層1の形成素材として好適に使用される。 Specific examples of polyamides include aliphatic polyamides such as nylon 6, nylon 66, nylon 610, nylon 12, nylon 46, and copolymers of nylon 6 and nylon 6,6; terephthalic acid and / or Nylon 6I, Nylon 6T, Nylon 6IT, Nylon 6I6T (I represents isophthalic acid, T represents terephthalic acid) and the like, which contain a structural unit derived from isophthalic acid, Polyamides containing aromatics such as silylene adipamide (MXD6); Alicyclic polyamides such as polyaminomethylcyclohexyl adipamide (PACM6); and lactam components and isocyanate components such as 4,4′-diphenylmethane-diisocyanate Polymerized polyamide, co-weight Polyester amide copolymer and polyether ester amide copolymer is a copolymer of polyamide and polyester and polyalkylene ether glycol; copolymers thereof, and the like. These polyamides may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type. The stretched polyamide film is excellent in stretchability, can prevent whitening due to resin cracking of the base material layer 1 during molding, and is suitably used as a material for forming the base material layer 1.
基材層1は、1軸又は2軸延伸された樹脂フィルムで形成されていてもよく、また未延伸の樹脂フィルムで形成してもよい。中でも、1軸又は2軸延伸された樹脂フィルム、とりわけ2軸延伸された樹脂フィルムは、配向結晶化することにより耐熱性が向上しているので、基材層1として好適に使用される。また、基材層1は、上記の素材を金属層3上にコーティングして形成されていてもよい。 The base material layer 1 may be formed of a uniaxially or biaxially stretched resin film, or may be formed of an unstretched resin film. Among them, a uniaxially or biaxially stretched resin film, in particular, a biaxially stretched resin film has improved heat resistance by orientation crystallization, and thus is suitably used as the base material layer 1. Moreover, the base material layer 1 may be formed by coating the above-mentioned raw material on the metal layer 3.
これらの中でも、基材層1を形成する樹脂フィルムとして、好ましくはナイロン、ポリエステル、更に好ましくは2軸延伸ナイロン、2軸延伸ポリエステル、特に好ましくは2軸延伸ナイロンが挙げられる。 Among these, as a resin film which forms the base material layer 1, Preferably nylon and polyester, More preferably, biaxially stretched nylon, biaxially stretched polyester, Most preferably, biaxially stretched nylon is mentioned.
基材層1は、耐ピンホール性及び電池の包装体とした時の絶縁性を向上させるために、異なる素材の樹脂フィルム及びコーティングの少なくとも一方を積層化することも可能である。具体的には、ポリエステルフィルムとナイロンフィルムとを積層させた多層構造や、2軸延伸ポリエステルと2軸延伸ナイロンとを積層させた多層構造等が挙げられる。基材層1を多層構造にする場合、各樹脂フィルムは接着剤を介して接着してもよく、また接着剤を介さず直接積層させてもよい。接着剤を介さず接着させる場合には、例えば、共押出し法、サンドラミ法、サーマルラミネート法等の熱溶融状態で接着させる方法が挙げられる。また、接着剤を介して接着させる場合、使用する接着剤は、2液硬化型接着剤であってもよく、また1液硬化型接着剤であってもよい。更に、接着剤の接着機構についても、特に制限されず、化学反応型、溶剤揮発型、熱溶融型、熱圧型、UVやEBなどの電子線硬化型等のいずれであってもよい。接着剤の成分としてポリエステル系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、フェノール樹脂系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、セルロース系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、アミノ樹脂、ゴム、シリコン系樹脂が挙げられる。 The base material layer 1 can also be laminated with at least one of resin films and coatings of different materials in order to improve pinhole resistance and insulation when used as a battery package. Specific examples include a multilayer structure in which a polyester film and a nylon film are laminated, and a multilayer structure in which a biaxially stretched polyester and a biaxially stretched nylon are laminated. When making the base material layer 1 into a multilayer structure, each resin film may be adhere | attached through an adhesive agent, and may be laminated | stacked directly without an adhesive agent. In the case of bonding without using an adhesive, for example, a method of bonding in a hot melt state such as a co-extrusion method, a sand lamination method, or a thermal laminating method can be mentioned. Moreover, when making it adhere | attach through an adhesive agent, the adhesive agent to be used may be a two-component curable adhesive, or a one-component curable adhesive. Further, the bonding mechanism of the adhesive is not particularly limited, and may be any of a chemical reaction type, a solvent volatilization type, a heat melting type, a hot pressure type, an electron beam curing type such as UV and EB, and the like. As an adhesive component, polyester resin, polyether resin, polyurethane resin, epoxy resin, phenol resin resin, polyamide resin, polyolefin resin, polyvinyl acetate resin, cellulose resin, (meth) acrylic resin Resins, polyimide resins, amino resins, rubbers, and silicon resins can be used.
本発明において、電池用包装材料の成形性を高める観点からは、基材層1の表面には、滑剤が付着していることが好ましい。滑剤としては、特に制限されないが、好ましくはアミド系滑剤が挙げられる。アミド系滑剤の具体例としては、例えば、飽和脂肪酸アミド、不飽和脂肪酸アミド、置換アミド、メチロールアミド、飽和脂肪酸ビスアミド、不飽和脂肪酸ビスアミドなどが挙げられる。飽和脂肪酸アミドの具体例としては、ラウリン酸アミド、パルチミン酸アミド、ステアリン酸アミド、ベヘン酸アミド、ヒドロキシステアリン酸アミドなどが挙げられる。不飽和脂肪酸アミドの具体例としては、オレイン酸アミド、エルカ酸アミドなどが挙げられる。置換アミドの具体例としては、N−オレイルパルチミン酸アミド、N−ステアリルステアリン酸アミド、N−ステアリルオレイン酸アミド、N−オレイルステアリン酸アミド、N−ステアリルエルカ酸アミドなどが挙げられる。また、メチロールアミドの具体例としては、メチロールステアリン酸アミドなどが挙げられる。飽和脂肪酸ビスアミドの具体例としては、メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスカプリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスヒドロキシステアリン酸アミド、エチレンビスベヘン酸アミド、ヘキサメチレンビスステアリン酸アミド、ヘキサメチレンビスベヘン酸アミド、ヘキサメチレンヒドロキシステアリン酸アミド、N,N’−ジステアリルアジピン酸アミド、N,N’−ジステアリルセバシン酸アミドなどが挙げられる。不飽和脂肪酸ビスアミドの具体例としては、エチレンビスオレイン酸アミド、エチレンビスエルカ酸アミド、ヘキサメチレンビスオレイン酸アミド、N,N’−ジオレイルアジピン酸アミド、N,N’−ジオレイルセバシン酸アミドなどが挙げられる。脂肪酸エステルアミドの具体例としては、ステアロアミドエチルステアレートなどが挙げられる。また、芳香族系ビスアミドの具体例としては、m−キシリレンビスステアリン酸アミド、m−キシリレンビスヒドロキシステアリン酸アミド、N,N’−システアリルイソフタル酸アミドなどが挙げられる。滑剤は、1種類単独で使用してもよいし、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。 In the present invention, a lubricant is preferably attached to the surface of the base material layer 1 from the viewpoint of improving the moldability of the battery packaging material. Although it does not restrict | limit especially as a lubricant, Preferably an amide type lubricant is mentioned. Specific examples of the amide-based lubricant include saturated fatty acid amide, unsaturated fatty acid amide, substituted amide, methylolamide, saturated fatty acid bisamide, unsaturated fatty acid bisamide, and the like. Specific examples of the saturated fatty acid amide include lauric acid amide, palmitic acid amide, stearic acid amide, behenic acid amide, hydroxy stearic acid amide and the like. Specific examples of the unsaturated fatty acid amide include oleic acid amide and erucic acid amide. Specific examples of the substituted amide include N-oleyl palmitate, N-stearyl stearate, N-stearyl oleate, N-oleyl stearate, N-stearyl erucamide, and the like. Specific examples of methylolamide include methylol stearamide. Specific examples of saturated fatty acid bisamides include methylene bis stearamide, ethylene biscapric acid amide, ethylene bis lauric acid amide, ethylene bis stearic acid amide, ethylene bishydroxy stearic acid amide, ethylene bisbehenic acid amide, hexamethylene bis stearic acid amide. Examples include acid amide, hexamethylene bisbehenic acid amide, hexamethylene hydroxystearic acid amide, N, N′-distearyl adipic acid amide, N, N′-distearyl sebacic acid amide, and the like. Specific examples of unsaturated fatty acid bisamides include ethylene bisoleic acid amide, ethylene biserucic acid amide, hexamethylene bisoleic acid amide, N, N′-dioleyl adipic acid amide, N, N′-dioleyl sebacic acid amide Etc. Specific examples of the fatty acid ester amide include stearoamidoethyl stearate. Specific examples of the aromatic bisamide include m-xylylene bis stearic acid amide, m-xylylene bishydroxy stearic acid amide, N, N′-cysteallyl isophthalic acid amide and the like. One type of lubricant may be used alone, or two or more types may be used in combination.
基材層1の厚さとしては、例えば、10〜50μm程度、好ましくは12〜30μm程度が挙げられる。 As thickness of the base material layer 1, about 10-50 micrometers, for example, Preferably about 12-30 micrometers is mentioned.
[接着層2]
電池用包装材料において、接着層2は、基材層1と金属層3とを接着させるために、必要に応じて設けられる層である。
[Adhesive layer 2]
In the battery packaging material, the adhesive layer 2 is a layer provided as necessary in order to adhere the base material layer 1 and the metal layer 3.
接着層2は、基材層1と金属層3とを接着可能である接着剤によって形成される。接着層2の形成に使用される接着剤は、2液硬化型接着剤であってもよく、また1液硬化型接着剤であってもよい。更に、接着層2の形成に使用される接着剤の接着機構についても、特に制限されず、化学反応型、溶剤揮発型、熱溶融型、熱圧型等のいずれであってもよい。 The adhesive layer 2 is formed of an adhesive capable of adhering the base material layer 1 and the metal layer 3. The adhesive used for forming the adhesive layer 2 may be a two-component curable adhesive or a one-component curable adhesive. Furthermore, the adhesive mechanism of the adhesive used for forming the adhesive layer 2 is not particularly limited, and may be any of a chemical reaction type, a solvent volatilization type, a heat melting type, a hot pressure type, and the like.
接着層2の形成に使用できる接着剤の樹脂成分としては、具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリエチレンイソフタレート、ポリカーボネート、共重合ポリエステル等のポリエステル系樹脂;ポリエーテル系接着剤;ポリウレタン系接着剤;エポキシ系樹脂;フェノール樹脂系樹脂;ナイロン6、ナイロン66、ナイロン12、共重合ポリアミド等のポリアミド系樹脂;ポリオレフィン、酸変性ポリオレフィン、金属変性ポリオレフィン等のポリオレフィン系樹脂;ポリ酢酸ビニル系樹脂;セルロース系接着剤;(メタ)アクリル系樹脂;ポリイミド系樹脂;尿素樹脂、メラミン樹脂等のアミノ樹脂;クロロプレンゴム、ニトリルゴム、スチレン−ブタジエンゴム等のゴム;シリコーン系樹脂;フッ化エチレンプロピレン共重合体等が挙げられる。これらの接着剤成分は1種単独で使用してもよく、また2種以上を組み合わせて使用してもよい。2種以上の接着剤成分の組み合わせ態様については、特に制限されないが、例えば、その接着剤成分として、ポリアミドと酸変性ポリオレフィンとの混合樹脂、ポリアミドと金属変性ポリオレフィンとの混合樹脂、ポリアミドとポリエステル、ポリエステルと酸変性ポリオレフィンとの混合樹脂、ポリエステルと金属変性ポリオレフィンとの混合樹脂等が挙げられる。これらの中でも、展延性、高湿度条件下における耐久性や応変抑制作用、ヒートシール時の熱劣化抑制作用等が優れ、基材層1と金属層3との間のラミネーション強度の低下を抑えてデラミネーションの発生を効果的に抑制するという観点から、好ましくはポリウレタン系2液硬化型接着剤;ポリアミド、ポリエステル、又はこれらと変性ポリオレフィンとのブレンド樹脂が挙げられる。 Specific examples of the resin component of the adhesive that can be used to form the adhesive layer 2 include polyesters such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polybutylene naphthalate, polyethylene isophthalate, polycarbonate, and copolyester. Resin; Polyether adhesive; Polyurethane adhesive; Epoxy resin; Phenol resin resin; Polyamide resin such as nylon 6, nylon 66, nylon 12, copolymer polyamide; polyolefin, acid-modified polyolefin, metal-modified polyolefin, etc. Polyolefin resin; polyvinyl acetate resin; cellulose adhesive; (meth) acrylic resin; polyimide resin; urea resin, melamine resin and other amino resins; chloroprene rubber, nitrile rubber, styrene - rubbers such as butadiene rubber, silicone resin; fluorinated ethylene propylene copolymer, and the like. These adhesive components may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type. The combination mode of two or more kinds of adhesive components is not particularly limited. For example, as the adhesive component, a mixed resin of polyamide and acid-modified polyolefin, a mixed resin of polyamide and metal-modified polyolefin, polyamide and polyester, Examples thereof include a mixed resin of polyester and acid-modified polyolefin, and a mixed resin of polyester and metal-modified polyolefin. Among these, extensibility, durability under high-humidity conditions, anti-hypertensive action, thermal deterioration-preventing action during heat sealing, etc. are excellent, and a decrease in lamination strength between the base material layer 1 and the metal layer 3 is suppressed. From the viewpoint of effectively suppressing the occurrence of delamination, a polyurethane two-component curable adhesive; polyamide, polyester, or a blended resin of these with a modified polyolefin is preferable.
また、接着層2は異なる接着剤成分で多層化してもよい。接着層2を異なる接着剤成分で多層化する場合、基材層1と金属層3とのラミネーション強度を向上させるという観点から、基材層1側に配される接着剤成分を基材層1との接着性に優れる樹脂を選択し、金属層3側に配される接着剤成分を金属層3との接着性に優れる接着剤成分を選択することが好ましい。接着層2は異なる接着剤成分で多層化する場合、具体的には、金属層3側に配置される接着剤成分としては、好ましくは、酸変性ポリオレフィン、金属変性ポリオレフィン、ポリエステルと酸変性ポリオレフィンとの混合樹脂、共重合ポリエステルを含む樹脂等が挙げられる。 The adhesive layer 2 may be multilayered with different adhesive components. When the adhesive layer 2 is multilayered with different adhesive components, from the viewpoint of improving the lamination strength between the base material layer 1 and the metal layer 3, the adhesive component disposed on the base material layer 1 side is used as the base material layer 1. It is preferable to select a resin having excellent adhesion to the metal layer 3 and to select an adhesive component having excellent adhesion to the metal layer 3 as the adhesive component disposed on the metal layer 3 side. When the adhesive layer 2 is multilayered with different adhesive components, specifically, the adhesive component disposed on the metal layer 3 side is preferably an acid-modified polyolefin, a metal-modified polyolefin, a polyester and an acid-modified polyolefin. And a resin containing a copolyester.
接着層2の厚さについては、例えば、2〜50μm程度、好ましくは3〜25μm程度が挙げられる。 About the thickness of the contact bonding layer 2, about 2-50 micrometers, for example, Preferably about 3-25 micrometers is mentioned.
[金属層3]
電池用包装材料において、金属層3は、包装材料の強度向上の他、電池内部に水蒸気、酸素、光等が侵入するのを防止するためのバリア層として機能する層である。金属層3を形成する金属としては、具体的には、アルミニウム、ステンレス、チタン等の金属箔が挙げられる。これらの中でも、アルミニウムが好適に使用される。包装材料の製造時にしわやピンホールを防止するために、本発明において金属層3として、軟質アルミニウム、例えば、焼きなまし処理済みのアルミニウム(JIS A8021P−O)又は(JIS A8079P−O)等を用いることが好ましい。
[Metal layer 3]
In the battery packaging material, the metal layer 3 is a layer that functions as a barrier layer for preventing moisture, oxygen, light, and the like from entering the battery, in addition to improving the strength of the packaging material. Specific examples of the metal forming the metal layer 3 include metal foils such as aluminum, stainless steel, and titanium. Among these, aluminum is preferably used. In order to prevent wrinkles and pinholes during the production of the packaging material, soft aluminum, for example, annealed aluminum (JIS A8021P-O) or (JIS A8079P-O) is used as the metal layer 3 in the present invention. Is preferred.
金属層3の厚さについては、例えば、10〜200μm程度、好ましくは20〜100μm程度が挙げられる。 About the thickness of the metal layer 3, about 10-200 micrometers is preferable, for example, Preferably it is about 20-100 micrometers.
また、金属層3は、接着の安定化、溶解や腐食の防止等のために、少なくとも一方の面、好ましくは少なくともシーラント層4側の面、更に好ましくは両面が化成処理されていることが好ましい。ここで、化成処理とは、金属層3の表面に耐酸性皮膜を形成する処理である。化成処理は、例えば、硝酸クロム、フッ化クロム、硫酸クロム、酢酸クロム、蓚酸クロム、重リン酸クロム、クロム酸アセチルアセテート、塩化クロム、硫酸カリウムクロム等のクロム酸化合物を用いたクロム酸クロメート処理;リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、リン酸アンモニウム、ポリリン酸等のリン酸化合物を用いたリン酸クロメート処理;下記一般式(1)〜(4)で表される繰り返し単位からなるアミノ化フェノール重合体を用いたクロメート処理等が挙げられる。なお、当該アミノ化フェノール重合体において、下記一般式(1)〜(4)で表される繰り返し単位は、1種類単独で含まれていてもよいし、2種類以上の任意の組み合わせであってもよい。 Further, the metal layer 3 is preferably subjected to chemical conversion treatment on at least one surface, preferably at least the surface on the sealant layer 4 side, and more preferably both surfaces, for the purpose of stabilizing adhesion, preventing dissolution and corrosion, and the like. . Here, the chemical conversion treatment is a treatment for forming an acid-resistant film on the surface of the metal layer 3. The chemical conversion treatment is, for example, chromate chromate treatment using a chromic acid compound such as chromium nitrate, chromium fluoride, chromium sulfate, chromium acetate, chromium oxalate, chromium biphosphate, chromate acetylacetate, chromium chloride, potassium sulfate chromium, etc. ; Phosphoric acid chromate treatment using phosphoric acid compounds such as sodium phosphate, potassium phosphate, ammonium phosphate, polyphosphoric acid; aminated phenol heavy consisting of repeating units represented by the following general formulas (1) to (4) Examples thereof include chromate treatment using a coalescence. In the aminated phenol polymer, the repeating units represented by the following general formulas (1) to (4) may be included singly or in any combination of two or more. Also good.
一般式(1)〜(4)中、Xは水素原子、ヒドロキシル基、アルキル基、ヒドロキシアルキル基、アリル基又はベンジル基を示す。また、R1及びR2は、同一又は異なって、ヒドロキシル基、アルキル基、又はヒドロキシアルキル基を示す。一般式(1)〜(4)において、X、R1、R2で示されるアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基等の炭素数1〜4の直鎖又は分枝鎖状アルキル基が挙げられる。また、X、R1、R2で示されるヒドロキシアルキル基としては、例えば、ヒドロキシメチル基、1−ヒドロキシエチル基、2−ヒドロキシエチル基、1−ヒドロキシプロピル基、2−ヒドロキシプロピル基、3−ヒドロキシプロピル基、1−ヒドロキシブチル基、2−ヒドロキシブチル基、3−ヒドロキシブチル基、4−ヒドロキシブチル基等のヒドロキシ基が1個置換された炭素数1〜4の直鎖又は分枝鎖状アルキル基が挙げられる。一般式(1)〜(4)において、Xは、水素原子、ヒドロキシル基、及び、ドロキシアルキル基のいずれかであることが好ましい。一般式(1)〜(4)で表される繰り返し単位からなるアミノ化フェノール重合体の数平均分子量は、例えば、約500〜約100万、好ましくは約1000〜約2万が挙げられる。 In general formulas (1) to (4), X represents a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group, a hydroxyalkyl group, an allyl group or a benzyl group. R 1 and R 2 are the same or different and represent a hydroxyl group, an alkyl group, or a hydroxyalkyl group. In the general formulas (1) to (4), examples of the alkyl group represented by X, R 1 and R 2 include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, C1-C4 linear or branched alkyl groups, such as a tert- butyl group, are mentioned. Examples of the hydroxyalkyl group represented by X, R 1 and R 2 include a hydroxymethyl group, a 1-hydroxyethyl group, a 2-hydroxyethyl group, a 1-hydroxypropyl group, a 2-hydroxypropyl group, 3- A linear or branched chain having 1 to 4 carbon atoms substituted with one hydroxy group such as hydroxypropyl group, 1-hydroxybutyl group, 2-hydroxybutyl group, 3-hydroxybutyl group, 4-hydroxybutyl group An alkyl group is mentioned. In the general formulas (1) to (4), X is preferably any one of a hydrogen atom, a hydroxyl group, and a droxyalkyl group. The number average molecular weight of the aminated phenol polymer composed of the repeating units represented by the general formulas (1) to (4) is, for example, about 500 to about 1,000,000, preferably about 1000 to about 20,000.
また、金属層3に耐食性を付与する化成処理方法として、リン酸中に、酸化アルミ、酸化チタン、酸化セリウム、酸化スズ等の金属酸化物や硫酸バリウムの微粒子を分散させたものをコーティングし、150℃以上で焼付け処理を行うことにより、金属層3の表面に耐食処理層を形成する方法が挙げられる。また、耐食処理層の上には、カチオン性ポリマーを架橋剤で架橋させた樹脂層を形成してもよい。ここで、カチオン性ポリマーとしては、例えば、ポリエチレンイミン、ポリエチレンイミンとカルボン酸を有するポリマーからなるイオン高分子錯体、アクリル主骨格に1級アミンをグラフトさせた1級アミングラフトアクリル樹脂、ポリアリルアミンまたはその誘導体、アミノフェノール等が挙げられる。これらのカチオン性ポリマーは1種単独で使用してもよく、また2種以上を組み合わせて使用してもよい。また、架橋剤としては、例えば、イソシアネート基、グリシジル基、カルボキシル基、及びオキサゾリン基よりなる群から選ばれる少なくとも1種の官能基を有する化合物、シランカップリング剤等が挙げられる。これらの架橋剤は1種単独で使用してもよく、また2種以上を組み合わせて使用してもよい。 In addition, as a chemical conversion treatment method for imparting corrosion resistance to the metal layer 3, a metal oxide such as aluminum oxide, titanium oxide, cerium oxide, tin oxide, or barium sulfate fine particles dispersed in phosphoric acid is coated. A method of forming a corrosion-resistant treatment layer on the surface of the metal layer 3 by performing a baking treatment at 150 ° C. or higher can be mentioned. Moreover, you may form the resin layer which crosslinked the cationic polymer with the crosslinking agent on the corrosion-resistant process layer. Here, as the cationic polymer, for example, polyethyleneimine, an ionic polymer complex composed of a polymer having polyethyleneimine and a carboxylic acid, a primary amine-grafted acrylic resin in which a primary amine is grafted on an acrylic main skeleton, polyallylamine, or Examples thereof include aminophenols and derivatives thereof. These cationic polymers may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type. Examples of the crosslinking agent include compounds having at least one functional group selected from the group consisting of isocyanate groups, glycidyl groups, carboxyl groups, and oxazoline groups, silane coupling agents, and the like. These crosslinking agents may be used alone or in combination of two or more.
これらの化成処理は、1種の化成処理を単独で行ってもよく、2種以上の化成処理を組み合わせて行ってもよい。更に、これらの化成処理は、1種の化合物を単独で使用して行ってもよく、また2種以上の化合物を組み合わせて使用して行ってもよい。これらの中でも、好ましくはクロム酸クロメート処理、更に好ましくはクロム酸化合物、リン酸化合物、及びアミノ化フェノール重合体を組み合わせたクロメート処理が挙げられる。 These chemical conversion treatments may be performed alone or in combination of two or more chemical conversion treatments. Furthermore, these chemical conversion treatments may be carried out using one kind of compound alone, or may be carried out using a combination of two or more kinds of compounds. Among these, chromic acid chromate treatment is preferable, and chromate treatment in which a chromic acid compound, a phosphoric acid compound, and an aminated phenol polymer are combined is more preferable.
化成処理において金属層3の表面に形成させる耐酸性皮膜の量については、特に制限されないが、例えばクロム酸化合物、リン酸化合物、及びアミノ化フェノール重合体を組み合わせてクロメート処理を行う場合であれば、金属層3の表面1m2当たり、クロム酸化合物がクロム換算で約0.5〜約50mg、好ましくは約1.0〜約40mg、リン化合物がリン換算で約0.5〜約50mg、好ましくは約1.0〜約40mg、及びアミノ化フェノール重合体が約1〜約200mg、好ましくは約5.0〜150mgの割合で含有されていることが望ましい。 The amount of the acid-resistant film formed on the surface of the metal layer 3 in the chemical conversion treatment is not particularly limited. For example, if the chromate treatment is performed by combining a chromic acid compound, a phosphoric acid compound, and an aminated phenol polymer. The chromic acid compound is about 0.5 to about 50 mg, preferably about 1.0 to about 40 mg in terms of chromium, and the phosphorus compound is about 0.5 to about 50 mg in terms of phosphorus per 1 m 2 of the surface of the metal layer 3. Is preferably about 1.0 to about 40 mg, and about 1 to about 200 mg, preferably about 5.0 to 150 mg of aminated phenol polymer.
化成処理は、耐酸性皮膜の形成に使用する化合物を含む溶液を、バーコート法、ロールコート法、グラビアコート法、浸漬法等によって、金属層3の表面に塗布した後に、金属層3の温度が70〜200℃程度になるように加熱することにより行われる。また、金属層3に化成処理を施す前に、予め金属層3を、アルカリ浸漬法、電解洗浄法、酸洗浄法、電解酸洗浄法等による脱脂処理に供してもよい。このように脱脂処理を行うことにより、金属層3の表面の化成処理を一層効率的に行うことが可能になる。 In the chemical conversion treatment, a solution containing a compound used for forming an acid-resistant film is applied to the surface of the metal layer 3 by a bar coating method, a roll coating method, a gravure coating method, a dipping method or the like, and then the temperature of the metal layer 3 is reached. Is performed by heating so as to be about 70 to 200 ° C. In addition, before the chemical conversion treatment is performed on the metal layer 3, the metal layer 3 may be subjected to a degreasing treatment by an alkali dipping method, an electrolytic cleaning method, an acid cleaning method, an electrolytic acid cleaning method, or the like in advance. By performing the degreasing treatment in this way, it becomes possible to more efficiently perform the chemical conversion treatment on the surface of the metal layer 3.
[シーラント層4]
電池用包装材料において、シーラント層4は、最内層に該当し、電池の組み立て時にシーラント層同士が熱溶着して電池素子を密封する層である。
[Sealant layer 4]
In the battery packaging material, the sealant layer 4 corresponds to the innermost layer, and is a layer that seals the battery element by heat-sealing the sealant layers when the battery is assembled.
シーラント層4に使用される樹脂成分については、熱溶着可能であることを限度として特に制限されないが、例えば、ポリオレフィン、環状ポリオレフィン、カルボン酸変性ポリオレフィン、カルボン酸変性環状ポリオレフィンが挙げられる。 The resin component used for the sealant layer 4 is not particularly limited as long as it can be thermally welded, and examples thereof include polyolefin, cyclic polyolefin, carboxylic acid-modified polyolefin, and carboxylic acid-modified cyclic polyolefin.
前記ポリオレフィンとしては、具体的には、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン等のポリエチレン;ホモポリプロピレン、ポリプロピレンのブロックコポリマー(例えば、プロピレンとエチレンのブロックコポリマー)、ポリプロピレンのランダムコポリマー(例えば、プロピレンとエチレンのランダムコポリマー)等のポリプロピレン;エチレン−ブテン−プロピレンのターポリマー;等が挙げられる。これらのポリオレフィンの中でも、好ましくはポリエチレン及びポリプロピレンが挙げられる。 Specific examples of the polyolefin include polyethylene such as low density polyethylene, medium density polyethylene, high density polyethylene, and linear low density polyethylene; homopolypropylene, polypropylene block copolymer (for example, block copolymer of propylene and ethylene), polypropylene And a random copolymer (for example, a random copolymer of propylene and ethylene); an ethylene-butene-propylene terpolymer; and the like. Among these polyolefins, polyethylene and polypropylene are preferable.
前記環状ポリオレフィンは、オレフィンと環状モノマーとの共重合体であり、前記環状ポリオレフィンの構成モノマーであるオレフィンとしては、例えば、エチレン、プロピレン、4−メチル−1−ペンテン、スチレン、ブタジエン、イソプレン、等が挙げられる。また、前記環状ポリオレフィンの構成モノマーである環状モノマーとしては、例えば、ノルボルネン等の環状アルケン;具体的には、シクロペンタジエン、ジシクロペンタジエン、シクロヘキサジエン、ノルボルナジエン等の環状ジエン等が挙げられる。これらのポリオレフィンの中でも、好ましくは環状アルケン、更に好ましくはノルボルネンが挙げられる。 The cyclic polyolefin is a copolymer of an olefin and a cyclic monomer, and examples of the olefin that is a constituent monomer of the cyclic polyolefin include ethylene, propylene, 4-methyl-1-pentene, styrene, butadiene, and isoprene. Is mentioned. Examples of the cyclic monomer that is a constituent monomer of the cyclic polyolefin include cyclic alkenes such as norbornene; specifically, cyclic dienes such as cyclopentadiene, dicyclopentadiene, cyclohexadiene, and norbornadiene. Among these polyolefins, cyclic alkene is preferable, and norbornene is more preferable.
前記カルボン酸変性ポリオレフィンとは、前記ポリオレフィンをカルボン酸でブロック重合又はグラフト重合することにより変性したポリマーである。変性に使用されるカルボン酸としては、例えば、マレイン酸、アクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸等が挙げられる。 The carboxylic acid-modified polyolefin is a polymer obtained by modifying the polyolefin by block polymerization or graft polymerization with carboxylic acid. Examples of the carboxylic acid used for modification include maleic acid, acrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, maleic anhydride, itaconic anhydride and the like.
前記カルボン酸変性環状ポリオレフィンとは、環状ポリオレフィンを構成するモノマーの一部を、α,β―不飽和カルボン酸又はその無水物に代えて共重合することにより、或いは環状ポリオレフィンに対してα,β―不飽和カルボン酸又はその無水物をブロック重合又はグラフト重合することにより得られるポリマーである。カルボン酸変性される環状ポリオレフィンについては、前記と同様である。また、変性に使用されるカルボン酸としては、前記酸変性シクロオレフィンコポリマーの変性に使用されるものと同様である。 The carboxylic acid-modified cyclic polyolefin is obtained by copolymerizing a part of the monomer constituting the cyclic polyolefin in place of the α, β-unsaturated carboxylic acid or its anhydride, or α, β with respect to the cyclic polyolefin. -A polymer obtained by block polymerization or graft polymerization of an unsaturated carboxylic acid or its anhydride. The cyclic polyolefin to be modified with carboxylic acid is the same as described above. The carboxylic acid used for modification is the same as that used for modification of the acid-modified cycloolefin copolymer.
これらの樹脂成分の中でも、好ましくはカルボン酸変性ポリオレフィン;更に好ましくはカルボン酸変性ポリプロピレンが挙げられる。 Among these resin components, carboxylic acid-modified polyolefin is preferable; carboxylic acid-modified polypropylene is more preferable.
シーラント層4は、1種の樹脂成分単独で形成してもよく、また2種以上の樹脂成分を組み合わせたブレンドポリマーにより形成してもよい。更に、シーラント層4は、1層のみで成されていてもよいが、同一又は異なる樹脂成分によって2層以上で形成されていてもよい。 The sealant layer 4 may be formed of one kind of resin component alone, or may be formed of a blend polymer in which two or more kinds of resin components are combined. Furthermore, the sealant layer 4 may be formed of only one layer, but may be formed of two or more layers using the same or different resin components.
電池用包装材料において、シーラント層4は滑剤を含んでいてもよい。滑剤の種類としては、特に制限されず、例えば、上記の[基材層1]の項目で例示したものが挙げられる。シーラント層4が滑剤を含む場合、その含有量は、適宜選択すればよいが、好ましくは700〜1200ppm程度、より好ましくは800〜1100ppm程度が挙げられる。なお、本発明において、シーラント層4における滑剤の含有量は、シーラント層4の内部に存在する滑剤と、シーラント層4の表面に存在する滑剤との合計量である。 In the battery packaging material, the sealant layer 4 may contain a lubricant. The type of lubricant is not particularly limited, and examples thereof include those exemplified in the above item [Base Material Layer 1]. When the sealant layer 4 contains a lubricant, the content thereof may be selected as appropriate, but preferably about 700 to 1200 ppm, more preferably about 800 to 1100 ppm. In the present invention, the content of the lubricant in the sealant layer 4 is the total amount of the lubricant present in the sealant layer 4 and the lubricant present on the surface of the sealant layer 4.
また、シーラント層4の厚さとしては、適宜選定することができるが、10〜100μm程度、好ましくは15〜50μm程度が挙げられる。 The thickness of the sealant layer 4 can be selected as appropriate, and is about 10 to 100 μm, preferably about 15 to 50 μm.
[接着層5]
電池用包装材料において、接着層5は、金属層3とシーラント層4を強固に接着させるために、これらの間に必要に応じて設けられる層である。
[Adhesive layer 5]
In the battery packaging material, the adhesive layer 5 is a layer provided between the metal layer 3 and the sealant layer 4 as necessary in order to firmly bond the metal layer 3 and the sealant layer 4.
接着層5は、金属層3とシーラント層4とを接着可能である接着剤によって形成される。接着層5の形成に使用される接着剤について、その接着機構、接着剤成分の種類等は、前記接着層2の場合と同様である。接着層5に使用される接着剤成分として、好ましくはポリオレフィン系樹脂、更に好ましくはカルボン酸変性ポリオレフィン、特に好ましくはカルボン酸変性ポリプロピレンが挙げられる。 The adhesive layer 5 is formed of an adhesive capable of bonding the metal layer 3 and the sealant layer 4. With respect to the adhesive used for forming the adhesive layer 5, the adhesive mechanism, the types of adhesive components, and the like are the same as those of the adhesive layer 2. The adhesive component used for the adhesive layer 5 is preferably a polyolefin resin, more preferably a carboxylic acid-modified polyolefin, particularly preferably a carboxylic acid-modified polypropylene.
接着層5の厚さについては、例えば、2〜50μm、好ましくは15〜30μmが挙げられる。 About the thickness of the contact bonding layer 5, 2-50 micrometers, for example, Preferably 15-30 micrometers is mentioned.
電池用包装材料の製造方法
電池用包装材料の製造方法については、所定の組成の各層を積層させた積層体が得られる限り、特に制限されないが、例えば、以下の方法が例示される。
Method for producing battery packaging material The method for producing the battery packaging material is not particularly limited as long as a laminate in which layers having a predetermined composition are laminated is obtained. For example, the following methods are exemplified.
まず、基材層1、接着層2、金属層3が順に積層された積層体(以下、「積層体A」と表記することもある)を形成する。積層体Aの形成は、具体的には、基材層1上又は必要に応じて表面が化成処理された金属層3に接着層2の形成に使用される接着剤を、押出し法、グラビアコート法、ロールコート法等の塗布方法で塗布・乾燥した後に、当該金属層3又は基材層1を積層させて接着層2を硬化させるドライラミネーション法によって行うことができる。 First, a laminate in which the base material layer 1, the adhesive layer 2, and the metal layer 3 are laminated in order (hereinafter also referred to as “laminate A”) is formed. Specifically, the laminate A is formed by extruding an adhesive used for forming the adhesive layer 2 on the base layer 1 or the metal layer 3 whose surface is subjected to chemical conversion treatment, if necessary. It can be performed by a dry lamination method in which the metal layer 3 or the base material layer 1 is laminated and the adhesive layer 2 is cured after being applied and dried by a coating method such as a method or a roll coating method.
次いで、積層体Aの金属層3上に、シーラント層4を積層させる。金属層3上にシーラント層4を直接積層させる場合には、積層体Aの金属層3上に、シーラント層4を構成する樹脂成分をグラビアコート法、ロールコート法等の方法により塗布すればよい。また、金属層3とシーラント層4の間に接着層5を設ける場合には、例えば、(1)積層体Aの金属層3上に、接着層5及びシーラント層4を共押出しすることにより積層する方法(共押出しラミネーション法)、(2)別途、接着層5とシーラント層4が積層した積層体を形成し、これを積層体Aの金属層3上に熱ラミネーション法により積層する方法、(3)積層体Aの金属層3上に、接着層5を形成させるための接着剤を押出し法や溶液コーティングした高温で乾燥さらには焼き付ける方法等により積層させ、この接着層5上に予めシート状に製膜したシーラント層4をサーマルラミネーション法により積層する方法、(4)積層体Aの金属層3と、予めシート状に製膜したシーラント層4との間に、溶融させた接着層5を流し込みながら、接着層5を介して積層体Aとシーラント層4を貼り合せる方法(サンドラミネーション法)等が挙げられる。なお、接着層2及び必要に応じて設けられる接着層5の接着性を強固にするために、更に、熱ロール接触式、熱風式、近又は遠赤外線式等の加熱処理に供してもよい。このような加熱処理の条件としては、例えば150〜250℃で1〜5分間が挙げられる。 Next, the sealant layer 4 is laminated on the metal layer 3 of the laminate A. When the sealant layer 4 is directly laminated on the metal layer 3, the resin component constituting the sealant layer 4 may be applied on the metal layer 3 of the laminate A by a method such as a gravure coating method or a roll coating method. . In the case where the adhesive layer 5 is provided between the metal layer 3 and the sealant layer 4, for example, (1) the adhesive layer 5 and the sealant layer 4 are laminated on the metal layer 3 of the laminate A by coextrusion. (2) A method of separately forming a laminate in which the adhesive layer 5 and the sealant layer 4 are laminated, and laminating the laminate on the metal layer 3 of the laminate A by a thermal lamination method, 3) An adhesive for forming the adhesive layer 5 is laminated on the metal layer 3 of the laminate A by an extrusion method or a solution-coated high temperature drying and baking method, and a sheet-like shape is formed on the adhesive layer 5 in advance. (4) A melted adhesive layer 5 is placed between the metal layer 3 of the laminate A and the sealant layer 4 previously formed into a sheet shape. Adhesive layer 5 while pouring Method (sand lamination method) and the like to bond the laminate A and the sealant layer 4. In addition, in order to strengthen the adhesiveness of the adhesive layer 2 and the adhesive layer 5 provided as necessary, it may be further subjected to a heat treatment such as a hot roll contact type, a hot air type, a near or far infrared type. Examples of such heat treatment conditions include 150 to 250 ° C. for 1 to 5 minutes.
電池用包装材料において、積層体を構成する各層は、必要に応じて、製膜性、積層化加工、最終製品2次加工(パウチ化、エンボス成形)適性等を向上又は安定化するために、コロナ処理、ブラスト処理、酸化処理、オゾン処理等の表面活性化処理を施していてもよい。 In the battery packaging material, each layer constituting the laminate is improved or stabilized as necessary, for example, film forming property, lamination processing, final product secondary processing (pouching, embossing) suitability, etc. Surface activation treatment such as corona treatment, blast treatment, oxidation treatment, and ozone treatment may be performed.
電池用包装材料成形体の用途
本発明の電池用包装材料成形体は、正極、負極、電解質等の電池素子を密封して収容するための包装材料として使用される。
Application of battery packaging material molded body The battery packaging material molded body of the present invention is used as a packaging material for sealing and housing battery elements such as a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte.
具体的には、少なくとも正極、負極、及び電解質を備えた電池素子を、本発明の電池用包装材料成形体で、前記正極及び負極の各々に接続された金属端子が外側に突出させた状態で、電池素子の周縁にフランジ部(シーラント層同士が接触する領域)が形成できるようにして被覆し、前記フランジ部のシーラント層同士をヒートシールして密封させることによって、電池用包装材料成形体を使用した電池が提供される。なお、本発明の電池用包装材料成形体を用いて電池素子を収容する場合、電池用包装材料のシーラント部分が内側(電池素子と接する面)になるようにして用いられる。 Specifically, a battery element including at least a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte is formed in the battery packaging material molded body of the present invention, with metal terminals connected to each of the positive electrode and the negative electrode protruding outward. By covering the periphery of the battery element so that a flange portion (region where the sealant layers contact each other) can be formed, and sealing the sealant layers of the flange portion by heat sealing, Used batteries are provided. In addition, when accommodating a battery element using the battery packaging material molded body of the present invention, the battery packaging material is used such that the sealant portion is on the inner side (surface in contact with the battery element).
本発明の電池には、上記本発明の電池用包装材料成形体が用いられているため、電池用包装材料が成型され、電池素子が封止された後の電池の表面に好適にインキを印刷することができる。すなわち、例えば表面に滑剤が存在する基材層においてインキが弾かれやすいパッド印刷によっても、好適にインキの印刷を行うことができ、電池の表面の少なくとも一部に、例えば、バーコード、柄、文字などの印字を好適に形成することができる。 Since the battery packaging material molded body of the present invention is used in the battery of the present invention, the ink is suitably printed on the surface of the battery after the battery packaging material is molded and the battery element is sealed. can do. That is, for example, the ink can be suitably printed by pad printing in which the ink is likely to be repelled in the base material layer having a lubricant on the surface, and at least a part of the surface of the battery, for example, a barcode, a handle, Printing of characters and the like can be suitably formed.
本発明の電池用包装材料成形体は、一次電池、二次電池のいずれに使用してもよいが、好ましくは二次電池である。本発明の電池用包装材料成形体が適用される二次電池の種類については、特に制限されず、例えば、リチウムイオン電池、リチウムイオンポリマー電池、鉛畜電池、ニッケル・水素畜電池、ニッケル・カドミウム畜電池、ニッケル・鉄畜電池、ニッケル・亜鉛畜電池、酸化銀・亜鉛畜電池、金属空気電池、多価カチオン電池、コンデンサー、キャパシター等が挙げられる。これらの二次電池の中でも、本発明の電池用包装材料成形体の好適な適用対象として、リチウムイオン電池及びリチウムイオンポリマー電池が挙げられる。 The molded article for battery packaging material of the present invention may be used for either a primary battery or a secondary battery, but is preferably a secondary battery. The type of the secondary battery to which the battery packaging material molded body of the present invention is applied is not particularly limited. For example, a lithium ion battery, a lithium ion polymer battery, a lead live battery, a nickel / hydrogen live battery, nickel / cadmium Examples include livestock batteries, nickel / iron livestock batteries, nickel / zinc livestock batteries, silver oxide / zinc livestock batteries, metal-air batteries, multivalent cation batteries, capacitors, capacitors, and the like. Among these secondary batteries, lithium ion batteries and lithium ion polymer batteries can be cited as suitable applications of the battery packaging material molded body of the present invention.
以下に実施例及び比較例を示して本発明を詳細に説明する。但し本発明は実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples and Comparative Examples. However, the present invention is not limited to the examples.
実施例1及び比較例1
<電池用包装材料成形体の製造>
ナイロン樹脂からなる基材層(厚さ15μm)の上に、両面に化成処理を施したアルミニウム箔(厚さ35μm)からなる金属層をドライラミネーション法により積層させた。具体的には、アルミニウム箔の一方面に、2液型ウレタン接着剤(ポリオール化合物と芳香族イソシアネート系化合物)を塗布し、金属層上に接着層(厚さ3μm)を形成した。次いで、金属層上の接着層と基材層をドライラミネーションして、基材層/接着層/金属層の積層体を作成した。なお、金属層として使用したアルミニウム箔の化成処理は、フェノール樹脂、フッ化クロム化合物、及びリン酸からなる処理液をクロムの塗布量が10mg/m2(乾燥重量)となるように、ロールコート法によりアルミニウム箔の両面に塗布し、皮膜温度が180℃以上となる条件で20秒間焼付けすることにより行った。次に積層体の金属層の上に、カルボン酸変性ポリプロピレン(金属層側に配置)20μmとランダムポリプロピレン(最内層)20μmを共押し出しすることにより、金属層上に接着層/熱接着性樹脂層を積層させた。なお、ランダムポリプロピレンには、700ppmのエルカ酸アミドを滑剤として添加した。以上の工程により、電池用包装材料を得た。
Example 1 and Comparative Example 1
<Manufacture of battery packaging material moldings>
On a base material layer (thickness 15 μm) made of nylon resin, a metal layer made of aluminum foil (thickness 35 μm) subjected to chemical conversion treatment on both surfaces was laminated by a dry lamination method. Specifically, a two-component urethane adhesive (a polyol compound and an aromatic isocyanate compound) was applied to one surface of an aluminum foil, and an adhesive layer (thickness 3 μm) was formed on the metal layer. Next, the adhesive layer on the metal layer and the base material layer were dry-laminated to form a base material layer / adhesive layer / metal layer laminate. In addition, the chemical conversion treatment of the aluminum foil used as the metal layer is performed by roll coating a treatment liquid composed of a phenol resin, a chromium fluoride compound, and phosphoric acid so that the coating amount of chromium is 10 mg / m 2 (dry weight). The coating was performed on both surfaces of the aluminum foil by the method and baked for 20 seconds under the condition that the film temperature was 180 ° C. or higher. Next, 20 μm of carboxylic acid-modified polypropylene (arranged on the metal layer side) and 20 μm of random polypropylene (innermost layer) are co-extruded on the metal layer of the laminate, whereby an adhesive layer / thermoadhesive resin layer is formed on the metal layer. Were laminated. In addition, 700 ppm of erucic acid amide was added to the random polypropylene as a lubricant. The battery packaging material was obtained through the above steps.
[成形工程]
上記で得られた各電池用包装材料を80mm×120mmの長方形に断裁してサンプルを作製した。このサンプルを30×50mmの口径を有する成形金型(雌型)と、これに対応した成形金型(雄型)を用いて、押さえ圧0.4MPa、成形深さ6mmの条件で冷間成形し、電池用包装材料成形体を得た。
[Molding process]
Each battery packaging material obtained above was cut into a rectangle of 80 mm × 120 mm to prepare a sample. This sample is cold-molded using a molding die (female) having a diameter of 30 × 50 mm and a corresponding molding die (male) under the conditions of a pressing pressure of 0.4 MPa and a molding depth of 6 mm. As a result, a battery packaging material molded body was obtained.
なお、冷間成形後のサンプルについて、シワやアルミニウム箔にピンホール、クラックが10個のサンプル全てにおいて発生しない最も深い成形深さを、そのサンプルの限界成形深さとした。この限界成形深さから、以下の基準により電池包装材料の成形性を評価した。結果を表1に示す。
○:限界成形深さ6.8mm以上
×:限界成形深さmm以下
In addition, about the sample after cold forming, the deepest shaping | molding depth which does not generate | occur | produce a pinhole and a crack in all ten samples about a wrinkle or aluminum foil was made into the limit shaping | molding depth of the sample. From this limit molding depth, the moldability of the battery packaging material was evaluated according to the following criteria. The results are shown in Table 1.
○: Limit forming depth 6.8 mm or more ×: Limit forming depth mm or less
[表面改質工程]
春日電機株式会社製のクオーツ電極式コロナ表面処理装置を使用し、3Kwの出力、30MT/minの一定速度の条件において、上記で得られた各電池用包装材料成形体の基材層1の表面の一部にコロナ放電を照射した。コロナ処理は、実施例1の電池用包装材料成形体のみに行い、比較例1の電池用包装材料成形体には行わなかった。
[Surface modification process]
Using the quartz electrode corona surface treatment device manufactured by Kasuga Denki Co., Ltd., the surface of the base material layer 1 of each of the battery packaging material molded bodies obtained above under the conditions of 3 Kw output and 30 MT / min constant speed A part of the sample was irradiated with corona discharge. The corona treatment was performed only on the battery packaging material molded body of Example 1, and not on the battery packaging material molded body of Comparative Example 1.
[インキの印刷特性の評価方法]
実施例1の電池用包装材料成形体の表面改質処理を行った部分、及び比較例1の電池用包装材料成形体の基材層表面に、それぞれ、パッド印刷を施して、インキの印刷特性を評価した。パッド印刷機は、ミシマ株式会社製SPACE PAD 6GXを使用した。また、インキは、Marabu製のTPT980ブラック/H2硬化剤/TPV溶剤を使用した。印刷したインキは、80℃×10分間硬化させた。硬化後の印刷面を光学顕微鏡で観察し、以下の基準に従ってインキの印刷特性を評価した。なお、インキの印刷は、24℃で相対湿度50%の環境下に行った。結果を表1に示す。
○:印刷の抜けが印刷柄全体の5%以内
△:印刷の抜けが印刷柄全体の40%よりも多い
×:印刷の抜けが印刷柄全体の80%よりも多い
[Evaluation method of ink printing characteristics]
Ink printing characteristics were obtained by pad printing on the surface-modified portion of the battery packaging material molded body of Example 1 and the base material layer surface of the battery packaging material molded body of Comparative Example 1, respectively. Evaluated. The pad printer used was SPACE PAD 6GX manufactured by Mishima Corporation. Further, TBP980 black / H2 curing agent / TPV solvent manufactured by Marabu was used as the ink. The printed ink was cured at 80 ° C. for 10 minutes. The printed surface after curing was observed with an optical microscope, and the printing characteristics of the ink were evaluated according to the following criteria. Ink printing was performed in an environment of 24 ° C. and a relative humidity of 50%. The results are shown in Table 1.
○: Print missing is within 5% of the entire printed pattern Δ: Printing missing is more than 40% of the entire printed pattern x: Printing missing is more than 80% of the entire printed pattern
(巻取後のインキの印刷特性の評価)
実施例1及び比較例1で得られた各電池用包装材料を巻取り、5℃で30日保管、または40℃で30日間保管してから、上記と同様にして成形工程及び表面改質工程を行った場合のインキの印刷特性の評価を同様に行った。結果を表1に示す。
(Evaluation of printing characteristics of ink after winding)
Each battery packaging material obtained in Example 1 and Comparative Example 1 is wound up, stored at 5 ° C. for 30 days, or stored at 40 ° C. for 30 days, and then the molding step and surface modification step in the same manner as described above. In the same manner, the printing characteristics of the ink were evaluated. The results are shown in Table 1.
[表面張力の測定]
実施例1の電池用包装材料成形体の表面改質処理を行った部分、及び比較例1の電池用包装材料成形体の基材層表面について、JIS K6768:1999の規定に準拠した方法により表面張力を測定した。印字適正の比較検証を目的として、JIS K6768:1999の規定に準拠したぬれ試薬による表面張力値判定を実施した。ナカライテスク社製のぬれ張力試験用混合液を使用し、綿棒に含ませた試薬を10cmほど線状に塗布し、3秒後に液膜が破れるか否かを目視で判定し、破れなかった表面張力値をその基材の表面張力とした。なお、表面張力の測定は、24℃で相対湿度50%の環境下に行った。結果を表1に示す。
[Measurement of surface tension]
About the part which performed the surface modification process of the packaging material molding for batteries of Example 1, and the base material layer surface of the packaging material molding for batteries of Comparative Example 1, the surface was formed by a method based on the provisions of JIS K6768: 1999. Tension was measured. For the purpose of comparative verification of printing suitability, surface tension value determination using a wetting reagent in accordance with JIS K6768: 1999 was performed. Using a liquid mixture for wetting tension test manufactured by Nacalai Tesque, apply the reagent contained in a cotton swab in a line of about 10 cm, and visually determine whether the liquid film is broken after 3 seconds. The tension value was defined as the surface tension of the substrate. The surface tension was measured in an environment at 24 ° C. and a relative humidity of 50%. The results are shown in Table 1.
1 基材層
2 接着層
3 金属層
4 シーラント層
5 接着層
10 電池用包装材料
11 電池用包装材料成形体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Base material layer 2 Adhesive layer 3 Metal layer 4 Sealant layer 5 Adhesive layer 10 Battery packaging material 11 Battery packaging material molding
Claims (11)
前記電池用包装材料を冷間成形する成形工程と、
前記成形工程の前または後に、前記電池用包装材料の前記基材層の外側表面を表面改質処理する表面改質工程と、
を備え、
前記成形工程の後、前記表面改質工程を行う、電池用包装材料成形体の製造方法。 At least a step of preparing a battery packaging material in which a base material layer, a metal layer, and a sealant layer are sequentially laminated;
A molding step of cold-molding the battery packaging material;
Before or after the molding step, a surface modification step for surface-modifying the outer surface of the base material layer of the battery packaging material;
Equipped with a,
The manufacturing method of the packaging material molded object for batteries which performs the said surface modification process after the said shaping | molding process .
前記電池用包装材料を冷間成形する成形工程と、 A molding step of cold-molding the battery packaging material;
前記成形工程の前または後に、前記電池用包装材料の前記基材層の外側表面を表面改質処理する表面改質工程と、 Before or after the molding step, a surface modification step for surface-modifying the outer surface of the base material layer of the battery packaging material;
を備え、With
前記表面改質処理を、前記電池用包装材料の前記基材層の外側表面の一部のみに行う、電池用包装材料成形体の製造方法。 The manufacturing method of the battery packaging material molding which performs the said surface modification process only to a part of outer surface of the said base material layer of the said battery packaging material.
前記電池用包装材料を冷間成形する成形工程と、 A molding step of cold-molding the battery packaging material;
前記成形工程の前または後に、前記電池用包装材料の前記基材層の外側表面を表面改質処理する表面改質工程と、 Before or after the molding step, a surface modification step for surface-modifying the outer surface of the base material layer of the battery packaging material;
を備え、With
前記表面改質工程の後、前記基材層の外側表面にインキを印刷する印刷工程をさらに備え、 After the surface modification step, further comprising a printing step of printing ink on the outer surface of the base material layer,
前記印刷工程をパッド印刷により行う、電池用包装材料成形体の製造方法。 The manufacturing method of the packaging material molded object for batteries which performs the said printing process by pad printing.
The method for producing a molded article for battery packaging material according to any one of claims 1 to 10 , wherein the surface tension of the portion modified by the surface modification treatment is 35 mN / m or more.
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