JP6710897B2 - Battery packaging material - Google Patents
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Description
本発明は、基材層側の表面におけるインキの印刷特性に優れた電池用包装材料に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a battery packaging material having excellent printing characteristics of ink on the surface of a base material layer side.
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, but in all batteries, a packaging material is an indispensable member for sealing battery elements such as electrodes and electrolytes. Conventionally, metal packaging materials have been widely used for battery packaging, but in recent years, as electric vehicles, hybrid electric vehicles, personal computers, cameras, mobile phones, etc. have become more sophisticated, batteries are required to have various shapes. At the same time, it is required to be thinner and lighter. However, the metal battery packaging materials that have been widely used in the past have the drawbacks that it is difficult to follow the diversification of shapes and 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, as a battery packaging material that can be easily processed into various shapes and that can be made thinner and lighter, we propose a film-like laminate in which the base material layer/adhesive layer/metal layer/sealant layer are sequentially laminated. (For example, see Patent Document 1). Such a film-shaped battery packaging material is formed so that the battery element can be sealed by making the sealant layers face each other and heat-sealing the peripheral portions 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、基材層側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(一般に裏刷りと称される)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、このような裏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側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 above laminated body, ink is printed on the surface of the base material layer side to form barcodes, patterns, characters, etc., on the base material layer on the printed side. A method of printing on a packaging material (generally called reverse printing) by a method of laminating an adhesive and a metal foil is widely adopted. However, when such a printed surface is present between the base material layer and the metal layer, the adhesion between the base material layer and the metal layer is deteriorated, and delamination easily occurs between the layers. In particular, since the battery to which the battery packaging material is applied is required to have high safety, such a method of printing by back printing is shunned in the battery packaging material. Therefore, conventionally, when a print such as a bar code is formed on a battery packaging material, a method in which a seal having a print formed thereon is attached to the surface of the base material layer side is generally adopted.
しかしながら、印字が形成されたシールを基材層側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側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, if a seal with a print is attached to the surface of the base material layer side, the thickness and weight of the battery packaging material increase. Therefore, in view of the recent trend toward thinner and lighter packaging materials for batteries, a method of printing by directly printing ink on the surface of the packaging material for batteries on the side of the base material layer has been studied.
電池用包装材料の基材層側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。 Pad printing (also referred to as tampo printing) is known as a method for printing by printing ink directly on the surface of the base material layer side of the battery packaging material. Pad printing is the following printing method. First, ink is poured into the concave portion of the flat plate in which the pattern to be printed is etched. Next, the silicon pad is pressed against 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 print target to form a print on the print target. In such pad printing, since the ink is transferred to the print target using an elastic silicon pad, it is easy to print on the surface of the battery packaging material after molding, and the battery element can be used as a battery packaging material. It has the advantage that the battery can be printed after sealing.
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側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 a packaging material for a battery, a space for accommodating the battery element is formed by molding with a mold when enclosing the battery element. At the time of this molding, the battery packaging material is stretched, which causes a problem that cracks and pinholes are easily generated in the metal layer in the flange portion of the mold. In order to solve such a problem, by coating a lubricant on the surface of the base material layer of the battery packaging material, or by transferring the lubricant bleeding out to the sealant layer surface to the base material layer surface in a roll state, A method for increasing the slipperiness of the base material layer is known. By adopting such a method, at the time of molding, the battery packaging material is easily drawn into the mold, and cracks and pinholes in the battery packaging material can be suppressed. In particular, in order to reduce the thickness and weight of the battery packaging material in recent years, it is desirable to add a lubricant to the surface of the battery packaging material on the side of the base material layer to enhance the slipperiness of the battery packaging material.
ところが、本発明者らが検討したところ、基材層側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、基材層側の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。
このような状況下、本発明は、基材層側の表面におけるインキの印刷特性に優れた電池用包装材料を提供することを主な目的とする。さらに、本発明は、当該電池用包装材料の製造方法、及び当該電池用包装材料用いた電池を提供することも目的とする。
However, as a result of the study by the present inventors, when a lubricant is present on the surface of the base material layer to enhance the moldability of the battery packaging material, the ink is repelled on the surface of the base material layer. , It became difficult to fix the ink, and it became clear that a dropout portion where the ink was not formed might occur. In particular, it has been clarified that the printability tends to be insufficient when printed by pad printing.
Under such circumstances, the main object of the present invention is to provide a battery packaging material having excellent ink printing characteristics on the surface of the base material layer. Another object of the present invention is to provide a method for producing the battery packaging material, and a battery using the battery packaging material.
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積層体からなる電池用包装材料において、基材層側の表面(シーラント層とは反対側の表面)の接触角を80°以下に設定することにより、基材層側の表面におけるインキの印刷特性を効果的に高めることができることを見出した。さらに、本発明者等は、基材層側の表面にコロナ処理を施すことにより、当該基材層側の表面の接触角を80°以下に設定できることを見出した。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 diligently studied to solve the above problems. As a result, at least in the packaging material for a battery composed of a laminate in which a base material layer, a metal layer, and a sealant layer are sequentially laminated, the base material layer side surface (the surface opposite to the sealant layer) contacts. It was found that the printing characteristics of the ink on the surface of the base material layer side can be effectively enhanced by setting the angle to 80° or less. Furthermore, the present inventors have found that by performing corona treatment on the surface of the base material layer side, the contact angle of the surface of the base material layer side can be set to 80° or less. 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積層体からなり、
前記基材層側の表面の接触角が、80°以下である、電池用包装材料。
項2. 前記基材層側の表面の少なくとも一部に、インキを印刷して使用される、項1に記載の電池用包装材料。
項3. 前記基材層側の表面の少なくとも一部に、インキが印刷されている、項1または2に記載の電池用包装材料。
項4. 前記基材層側の表面が、コロナ処理されてなる、項1〜3のいずれかに記載の電池用包装材料。
項5. 前記基材層と前記金属層との間に接着層が積層されてなる、項1〜4のいずれかに記載の電池用包装材料。
項6. 前記金属層と前記シーラント層との間に接着層が積層されてなる、項1〜5のいずれかに記載の電池用包装材料。
項7. 前記金属層が、アルミニウム箔により形成されている、項1〜6のいずれかに記載の電池用包装材料。
項8. 前記基材層側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。
項9. 少なくとも正極、負極、及び電解質を備えた電池素子が、項1〜8のいずれかに記載の電池用包装材料内に収容されている、電池。
項10. 少なくとも、基材層と、金属層と、シーラント層とを積層して積層体を得る積層工程と、
前記基材層側の表面にコロナ処理を施して、前記基材層側の表面の接触角を80°以下にするコロナ処理工程と、
を備える、電池用包装材料の製造方法。
項11. 前記コロナ処理工程の後、基材層側の表面の少なくとも一部にインキを印刷する工程を備える、項10に記載の電池用包装材料の製造方法。
That is, the present invention provides the inventions of the following modes.
Item 1. At least a base material layer, a metal layer, and a sealant layer consisting of a laminated body sequentially laminated,
A packaging material for a battery, wherein the contact angle of the surface of the base material layer side is 80° or less.
Item 2. Item 2. The battery packaging material according to Item 1, which is used by printing ink on at least a part of the surface of the base material layer side.
Item 3. Item 3. The battery packaging material according to Item 1 or 2, wherein ink is printed on at least a part of the surface of the base material layer side.
Item 4. Item 4. The battery packaging material according to any one of Items 1 to 3, wherein the surface of the base material layer side is corona-treated.
Item 5. Item 5. The battery packaging material according to any one of Items 1 to 4, wherein an adhesive layer is laminated between the base material layer and the metal layer.
Item 6. Item 6. The battery packaging material according to any one of Items 1 to 5, wherein an adhesive layer is laminated between the metal layer and the sealant layer.
Item 7. Item 7. The battery packaging material according to any one of Items 1 to 6, wherein the metal layer is formed of an aluminum foil.
Item 8. Item 8. The battery packaging material according to any one of Items 1 to 7, wherein a lubricant is present on the surface of the base material layer side.
Item 9. A battery, wherein a battery element including at least a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte is housed in the battery packaging material according to any one of Items 1 to 8.
Item 10. At least a laminating step of laminating a base material layer, a metal layer, and a sealant layer to obtain a laminated body,
A corona treatment step of subjecting the surface on the side of the base material layer to corona treatment so that the contact angle of the surface on the side of the base material layer is 80° or less;
A method for producing a packaging material for a battery, comprising:
Item 11. Item 11. The method for producing a battery packaging material according to Item 10, comprising a step of printing ink on at least a part of the surface of the base material layer side after the corona treatment step.
本発明によれば、基材層側の表面におけるインキの印刷特性に優れた電池用包装材料を提供することができる。さらに、本発明によれば、当該電池用包装材料を用いた電池、及び当該電池用包装材料の製造方法を提供することもできる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the packaging material for batteries excellent in the printing characteristic of the ink in the surface of the base material layer side can be provided. Further, according to the present invention, it is possible to provide a battery using the battery packaging material and a method for manufacturing the battery packaging material.
本発明の電池用包装材料は、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積層体からなり、基材層側の表面の接触角が、80°以下であることを特徴とする。以下、本発明の電池用包装材料、当該電池用包装材料の製造方法、当該電池用包装材料を用いた電池について詳述する。 The battery packaging material of the present invention comprises at least a laminated body in which a base material layer, a metal layer, and a sealant layer are sequentially laminated, and the contact angle of the surface on the base material layer side is 80° or less. Is characterized by. Hereinafter, the battery packaging material of the present invention, the method for producing the battery packaging material, and the battery using the battery packaging material will be described in detail.
1.電池用包装材料の積層構造
本発明の電池用包装材料は、図1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。本発明の電池用包装材料において、基材層1が最外層(コーティング層6を有する場合は、コーティング層6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。
1. Laminated Structure of Battery Packaging Material As shown in FIG. 1, the battery packaging material of the present invention comprises a laminate in which at least a base material layer 1, a metal layer 3, and a sealant layer 4 are sequentially laminated. In the battery packaging material of the present invention, the base material layer 1 becomes the outermost layer (when the coating layer 6 is provided, the coating layer 6 becomes the outermost layer), and the sealant layer 4 becomes the innermost layer. That is, at the time of assembling the battery, the sealant layers 4 located at the periphery of the battery element are heat-sealed to seal the battery element, thereby sealing the battery element.
本発明の電池用包装材料は、図1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2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。さらに、図3に示すように、基材層1の表面(金属層3側とは反対側の表面)には、コーティング層6が設けられていてもよい。 In the battery packaging material of the present invention, as shown in FIG. 1, an adhesive layer 2 is provided between the base material layer 1 and the metal layer 3 as needed for the purpose of enhancing the adhesiveness between them. Good. Further, as shown in FIG. 2, an adhesive layer 5 may be provided between the metal layer 3 and the sealant layer 4, if necessary, for the purpose of enhancing the adhesiveness between them. Further, as shown in FIG. 3, a coating layer 6 may be provided on the surface of the base material layer 1 (the surface opposite to the metal layer 3 side).
2.電池用包装材料を形成する各層の組成
[基材層1]
本発明の電池用包装材料において、基材層1は、最外層に位置する層である。ただし、コーティング層6を有する場合は、コーティング層6が最外層に位置する。
2. Composition of each layer forming the battery packaging material [base material layer 1]
In the battery packaging material of the present invention, the base material layer 1 is the outermost layer. However, when the coating layer 6 is provided, the coating layer 6 is located at the outermost layer.
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。 The material forming the base material layer 1 is not particularly limited as long as it has an insulating property. Examples of the material forming the base material layer 1 include polyester, polyamide, epoxy resin, acrylic resin, fluororesin, 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。 As the polyester, specifically, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polybutylene naphthalate, polyethylene isophthalate, polycarbonate, a copolymerized polyester mainly composed of ethylene terephthalate repeating units, butylene terephthalate repeating units Copolymerized polyester and the like which is the main component can be mentioned. Further, the copolymerized polyester containing ethylene terephthalate as a main repeating unit includes, specifically, a copolymer polyester obtained by polymerizing ethylene terephthalate with ethylene isophthalate as a main repeating unit (hereinafter, polyethylene (terephthalate/isophthalate)). Abbreviated), polyethylene (terephthalate/isophthalate), polyethylene (terephthalate/adipate), polyethylene (terephthalate/sodium sulfoisophthalate), polyethylene (terephthalate/sodium isophthalate), polyethylene (terephthalate/phenyl-dicarboxylate) , Polyethylene (terephthalate/decanedicarboxylate) and the like. The copolymerized polyester mainly containing butylene terephthalate as a repeating unit is specifically a copolymer polyester that is polymerized with butylene terephthalate as a main repeating unit (hereinafter referred to as polybutylene (terephthalate/isophthalate)). Abbreviated), polybutylene (terephthalate/adipate), polybutylene (terephthalate/sebacate), polybutylene (terephthalate/decanedicarboxylate), polybutylene naphthalate, and the like. These polyesters may be used alone or in combination of two or more. Polyester is excellent in electrolytic solution resistance and has the advantage that whitening or the like is less likely to occur due to adhesion of the electrolytic solution, and is preferably 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 the polyamide include nylon 6, nylon 66, nylon 610, nylon 12, nylon 46, an aliphatic polyamide such as a copolymer of nylon 6 and nylon 6,6; terephthalic acid and/or Nylon 6I, Nylon 6T, Nylon 6IT, Nylon 6I6T (I is isophthalic acid, T is terephthalic acid) hexamethylenediamine-isophthalic acid-terephthalic acid copolyamide, polymethacryl, etc. containing structural units derived from isophthalic acid A polyamide containing an aromatic compound such as silylene adipamide (MXD6); an alicyclic polyamide such as polyaminomethylcyclohexyl adipamide (PACM6); and a lactam component and an isocyanate component such as 4,4′-diphenylmethane-diisocyanate. Examples include polymerized polyamides, polyesteramide copolymers and polyetheresteramide copolymers that are copolymers of copolymerized polyamides and polyesters and polyalkylene ether glycols; and copolymers thereof. These polyamides may be used alone or in combination of two or more. The stretched polyamide film has excellent 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, especially a biaxially stretched resin film has improved heat resistance due to oriented crystallization, and thus is suitably used as the base material layer 1. Further, the base material layer 1 may be formed by coating the above-mentioned materials 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, the resin film forming the base material layer 1 is preferably nylon or polyester, more preferably biaxially stretched nylon, or biaxially stretched polyester, particularly preferably biaxially stretched nylon.
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 may be formed by laminating at least one of a resin film and a coating made of different materials in order to improve the pinhole resistance and the insulating property of the battery package. Specific examples include a multilayer structure in which a polyester film and a nylon film are laminated, a multilayer structure in which biaxially stretched polyester and biaxially stretched nylon are laminated, and the like. When the base material layer 1 has a multi-layer structure, the resin films may be adhered via an adhesive or may be directly laminated without an adhesive. In the case of adhering without using an adhesive, for example, a method of adhering in a hot melt state such as a co-extrusion method, a sand laminating method, or a thermal laminating method can be mentioned. When the adhesive is used for the adhesion, the adhesive to be used may be a two-component curing type adhesive or a one-component curing type adhesive. Further, the adhesion mechanism of the adhesive is not particularly limited, and may be any of chemical reaction type, solvent volatilization type, heat melting type, heat pressure type, electron beam curing type such as UV and EB. Polyester resin, polyether resin, polyurethane resin, epoxy resin, phenol resin resin, polyamide resin, polyolefin resin, polyvinyl acetate resin, cellulose resin, (meth)acrylic resin as a component of the adhesive. Examples thereof include resins, polyimide resins, amino resins, rubber, and silicon resins.
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側の表面には、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 side from the viewpoint of improving the moldability of the battery packaging material. The lubricant is not particularly limited, but preferably an amide lubricant is used. Specific examples of the amide-based lubricant include saturated fatty acid amides, unsaturated fatty acid amides, substituted amides, methylolamides, saturated fatty acid bisamides, unsaturated fatty acid bisamides, and the like. Specific examples of the saturated fatty acid amide include lauric acid amide, palmitic acid amide, stearic acid amide, behenic acid amide, and hydroxystearic acid amide. Specific examples of unsaturated fatty acid amides include oleic acid amide and erucic acid amide. Specific examples of the substituted amide include N-oleylpaltimic acid amide, N-stearyl stearic acid amide, N-stearyl oleic acid amide, N-oleyl stearic acid amide, and N-stearyl erucic acid amide. Specific examples of methylolamide include methylolstearic acid amide. Specific examples of the saturated fatty acid bisamide include methylenebisstearic acid amide, ethylenebiscapric acid amide, ethylenebislauric acid amide, ethylenebisstearic acid amide, ethylenebishydroxystearic acid amide, ethylenebisbehenic acid amide, and hexamethylenebisstearic acid amide. Examples thereof include acid amide, hexamethylene bisbehenic acid amide, hexamethylene hydroxystearic acid amide, N,N′-distearyl adipic acid amide, and N,N′-distearyl sebacic acid amide. Specific examples of the unsaturated fatty acid bisamide include ethylene bisoleic acid amide, ethylene bis erucic acid amide, hexamethylene bis oleic acid amide, N,N′-dioleyl adipate amide, N,N′-dioleyl sebacic acid amide. And so on. Specific examples of the fatty acid ester amide include stearoamide ethyl stearate. Further, specific examples of the aromatic bisamide include m-xylylenebisstearic acid amide, m-xylylenebishydroxystearic acid amide, N,N'-cystearylisophthalic acid amide and the like. The lubricant may be used alone or in combination of two or more.
基材層1の厚さとしては、例えば、10〜50μm程度、好ましくは15〜30μm程度が挙げられる。 The thickness of the base material layer 1 is, for example, about 10 to 50 μm, preferably about 15 to 30 μm.
本発明の電池用包装材料においては、基材層1側の表面(電池用包装材料の最表面)の接触角が、80°以下であることを特徴とする。すなわち、基材層1が最表面を構成している場合には、基材層1の表面の接触角が、80°以下となる。また、後述のコーティング層6を基材層1の外側に設ける場合には、コーティング層6の表面の接触角が、80°以下となる。本発明においては、電池用包装材料の基材層1側の表面の接触角が80°以下であることにより、基材層1側の表面においてインキが弾かれにくく、印刷適性に優れている。特に、基材層1側の表面に滑剤を存在させて成形性を高めた電池用包装材料に対して、パッド印刷によってインキを印刷すると、基材層1側の表面でインキが弾かれ、印刷不良が生じる場合があるが、本発明の電池用包装材料は、このような場合においても、基材層1側の表面の接触角が、80°以下であるため、インキが弾かれにくく、パッド印刷によって基材層表面に印字などが形成される電池用包装材料として、特に好適である。 The battery packaging material of the present invention is characterized in that the contact angle of the surface on the base material layer 1 side (the outermost surface of the battery packaging material) is 80° or less. That is, when the base material layer 1 constitutes the outermost surface, the contact angle of the surface of the base material layer 1 is 80° or less. Further, when the coating layer 6 described later is provided outside the base material layer 1, the contact angle of the surface of the coating layer 6 is 80° or less. In the present invention, when the contact angle of the surface of the base material layer 1 side of the battery packaging material is 80° or less, the ink is not easily repelled on the surface of the base material layer 1 side, and the printability is excellent. In particular, when ink is printed by pad printing on a battery packaging material in which a lubricant is present on the surface of the base material layer 1 side to improve moldability, the ink is repelled on the surface of the base material layer 1 side, and printing is performed. Although a defect may occur, in the case of the battery packaging material of the present invention, even in such a case, the contact angle of the surface on the base material layer 1 side is 80° or less, so the ink is not easily repelled and the pad It is particularly suitable as a battery packaging material in which a print or the like is formed on the surface of the base material layer by printing.
本発明の電池用包装材料において、基材層1側の表面の接触角としては、80°以下であれば、特に制限されないが、印刷適性を向上させる観点からは、好ましくは79°以下、より好ましくは72°以下程度が挙げられる。 In the battery packaging material of the present invention, the contact angle of the surface of the base material layer 1 side is not particularly limited as long as it is 80° or less, but from the viewpoint of improving printability, it is preferably 79° or less, It is preferably about 72° or less.
なお、本発明において、電池用包装材料の接触角は、株式会社ニック製のLSE-A210を使用して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。 In the present invention, the contact angle of the battery packaging material is a value measured using LSE-A210 manufactured by Nick Co., Ltd., and the specific method is as described in Examples.
本発明の電池用包装材料において、基材層1側の表面の接触角は、例えば基材層1側の表面に対してコロナ処理を施すことにより、好適に80°以下にすることができる。コロナ処理は、市販のコロナ表面処理装置を用いて、基材層1側の表面にコロナ放電を照射することによって行うことができる。コロナ処理の条件は、基材層1側の表面の接触角が80°以下になる条件であれば、特に制限されない。例えば、照射出力1Kw以上で10MT/minの速度で基材層1側の表面を処理することにより、接触角を80°以下にすることができる。 In the battery packaging material of the present invention, the contact angle of the surface of the base material layer 1 side can be preferably set to 80° or less by subjecting the surface of the base material layer 1 side to corona treatment. The corona treatment can be performed by irradiating the surface of the base material layer 1 side with corona discharge using a commercially available corona surface treatment device. The condition of the corona treatment is not particularly limited as long as the contact angle of the surface on the base material layer 1 side is 80° or less. For example, the contact angle can be set to 80° or less by treating the surface of the base material layer 1 side with an irradiation output of 1 Kw or more and a speed of 10 MT/min.
本発明の電池用包装材料においては、基材層1側の表面の少なくとも一部にインキを好適に印刷することができる。すなわち、本発明において、基材層1側の表面にインキが印刷された電池用包装材料は、基材層1側の表面に印刷されたインキ(インキの硬化物、乾燥物など)が露出している。印刷されたインキは、例えば、バーコード、柄、文字などの印字を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やインクジェットプリンターなどに使用されているインクジェットインキ等を用いることができる。 In the battery packaging material of the present invention, the ink can be suitably printed on at least a part of the surface of the base material layer 1 side. That is, in the present invention, in the battery packaging material in which the ink is printed on the surface of the base material layer 1 side, the printed ink (cured product of ink, dried material, etc.) is exposed on the surface of the base material layer 1 side. ing. The printed ink can form, for example, a print such as a barcode, a pattern, or a character. The ink used for printing is not particularly limited, and known ones can be used. For example, a photo-curable ink that is cured by irradiation with ultraviolet rays or an inkjet ink used in an inkjet printer or the like can be used. Can be used.
[接着層2]
本発明の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 of the present invention, the adhesive layer 2 is a layer that is provided as necessary to bond the base material layer 1 and the metal layer 3 together.
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 that can bond the base material layer 1 and the metal layer 3 together. The adhesive used for forming the adhesive layer 2 may be a two-component curable adhesive or a one-component curable adhesive. Further, the adhesion 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 pressing 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 for forming the adhesive layer 2 include polyester-based resins such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polybutylene naphthalate, polyethylene isophthalate, polycarbonate, and copolyester. Resin: Polyether-based adhesive; Polyurethane-based adhesive; Epoxy-based resin; Phenolic resin-based resin; Nylon 6, Nylon 66, Nylon 12, polyamide-based resin such as copolyamide; Polyolefin, acid-modified polyolefin, metal-modified polyolefin, etc. Polyolefin resin; polyvinyl acetate resin; cellulose adhesive; (meth)acrylic resin; polyimide resin; urea resin, amino resin such as melamine resin; chloroprene rubber, nitrile rubber, rubber such as styrene-butadiene rubber Silicone resin; fluorinated ethylene propylene copolymer and the like. These adhesive components may be used alone or in combination of two or more. The combination mode of two or more adhesive components is not particularly limited, but 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 include mixed resins of polyester and acid-modified polyolefin, mixed resins of polyester and metal-modified polyolefin, and the like. Among these, extensibility, durability under high humidity conditions, an effect of suppressing change, and an effect of suppressing heat deterioration at the time of heat sealing 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-based two-component curable adhesive; polyamide, polyester, or a blend resin of these and 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。 Further, 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 of the base layer 1 and the metal layer 3, the adhesive component disposed on the base layer 1 side is used as the base layer 1. It is preferable to select a resin having excellent adhesiveness to the metal layer 3 and an adhesive component having excellent adhesiveness 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. Examples of the mixed resin, a resin containing a copolyester, and the like.
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。 The thickness of the adhesive layer 2 is, for example, about 2 to 50 μm, preferably about 3 to 25 μm.
[金属層3]
本発明の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 of the present invention, the metal layer 3 is a layer that not only improves the strength of the packaging material but also functions as a barrier layer for preventing water vapor, oxygen, light and the like from entering the inside of the battery. Specific examples of the metal that forms 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。 The thickness of the metal layer 3 is, for example, about 10 to 200 μm, preferably about 20 to 100 μm.
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. .. 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, a chromate chromate treatment using a chromate compound such as chromium nitrate, chromium fluoride, chromium sulfate, chromium acetate, chromium oxalate, chromium biphosphate, acetyl acetate chromate, chromium chloride, and chromium chromium sulfate. A phosphoric acid chromate treatment using a phosphoric acid compound such as sodium phosphate, potassium phosphate, ammonium phosphate, and polyphosphoric acid; an aminated phenol polymer composed of repeating units represented by the following general formulas (1) to (4) Examples include chromate treatment using coalescence. In the aminated phenol polymer, the repeating units represented by the following general formulas (1) to (4) may be contained alone or in any combination of two or more. 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 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 each represents 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, Examples thereof include linear or branched alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms such as tert-butyl group. Examples of the hydroxyalkyl group represented by X, R 1 and R 2 include a hydroxymethyl group, a 1-hydroxyethyl group, a 2-hydroxyethyl group, a 1-hydroxypropyl group, a 2-hydroxypropyl group and a 3-hydroxypropyl group. Linear or branched chain having 1 to 4 carbon atoms in which one hydroxy group such as hydroxypropyl group, 1-hydroxybutyl group, 2-hydroxybutyl group, 3-hydroxybutyl group and 4-hydroxybutyl group is substituted. An alkyl group is mentioned. In the general formulas (1) to (4), X is preferably a hydrogen atom, a hydroxyl group, or a droxyalkyl group. The number average molecular weight of the aminated phenol polymer comprising 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。 As a chemical conversion treatment method for imparting corrosion resistance to the metal layer 3, phosphoric acid is coated with a dispersion of metal oxides such as aluminum oxide, titanium oxide, cerium oxide, and tin oxide and fine particles of barium sulfate, 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. Further, a resin layer obtained by crosslinking a cationic polymer with a crosslinking agent may be formed on the anticorrosion treated 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 to an acrylic main skeleton, polyallylamine or The derivative, aminophenol, etc. are mentioned. These cationic polymers may be used alone or in combination of two or more. Examples of the cross-linking agent include a compound having at least one functional group selected from the group consisting of an isocyanate group, a glycidyl group, a carboxyl group, and an oxazoline group, a silane coupling agent, and the like. These cross-linking 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。 For these chemical conversion treatments, one type of chemical conversion treatment may be performed alone, or two or more types of chemical conversion treatment may be performed in combination. Furthermore, these chemical conversion treatments may be performed using one type of compound alone, or may be performed using two or more types of compounds in combination. Among these, a chromate treatment is preferable, and a chromate treatment in which a chromate 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, but for example, in the case of performing a chromate treatment 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 in terms of chromium, preferably about 1.0 to about 40 mg, 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, preferably Of about 1.0 to about 40 mg, and the aminated phenolic polymer in an amount of about 1 to about 200 mg, preferably about 5.0 to 150 mg.
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。 The chemical conversion treatment is performed by applying a solution containing a compound used for forming an acid resistant film 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 applying the temperature of the metal layer 3. Is heated to about 70 to 200°C. Further, before subjecting the metal layer 3 to the chemical conversion treatment, the metal layer 3 may be previously 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. By performing the degreasing treatment in this way, the chemical conversion treatment of the surface of the metal layer 3 can be performed more efficiently.
[シーラント層4]
本発明の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 of the present invention, the sealant layer 4 corresponds to the innermost layer and is a layer that seals the battery element by heat-sealing the sealant layers during the assembly of the battery.
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 in the sealant layer 4 is not particularly limited as long as it can be heat-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, propylene-ethylene block copolymer), polypropylene. Random copolymers (for example, random copolymers of propylene and ethylene); ethylene-butene-propylene terpolymers; 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, isoprene, and the like. Is mentioned. Examples of the cyclic monomer which 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 alkenes are 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 modified by subjecting the polyolefin to block polymerization or graft polymerization with a carboxylic acid. Examples of the carboxylic acid used for modification include maleic acid, acrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, maleic anhydride, and itaconic anhydride.
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 monomers constituting the cyclic polyolefin by substituting α,β-unsaturated carboxylic acid or its anhydride, or by adding α,β to the cyclic polyolefin. -A polymer obtained by block-polymerizing or graft-polymerizing an unsaturated carboxylic acid or an anhydride thereof. The cyclic polyolefin modified with carboxylic acid is the same as described above. The carboxylic acid used for modification is the same as that used for modifying 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; and 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 type of resin component alone, or may be formed of a blend polymer in which two or more types of resin components are combined. Further, the sealant layer 4 may be formed of only one layer, but may be formed of two or more layers with the same or different resin components.
本発明の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 of the present invention, the sealant layer 4 may contain a lubricant. The type of lubricant is not particularly limited, and examples thereof include those exemplified in the item [Base material layer 1] above. When the sealant layer 4 contains a lubricant, the content thereof may be appropriately selected, but is 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 inside 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 appropriately selected, but it is about 10 to 100 μm, preferably about 15 to 50 μm.
[接着層5]
本発明の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 of the present invention, the adhesive layer 5 is a layer provided between the metal layer 3 and the sealant layer 4 as needed in order to firmly bond them together.
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 that can bond the metal layer 3 and the sealant layer 4 together. Regarding the adhesive used for forming the adhesive layer 5, the adhesive mechanism, the kind of the adhesive component, and the like are the same as in the case of the adhesive layer 2. The adhesive component used in the adhesive layer 5 is preferably a polyolefin resin, more preferably a carboxylic acid-modified polyolefin, and 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。 The thickness of the adhesive layer 5 is, for example, 2 to 50 μm, preferably 15 to 30 μm.
[コーティング層6]
本発明の電池用包装材料においては、意匠性、耐電解液性、耐擦過性、成形性の向上などを目的として、必要に応じて、基材層1の上(基材層1の金属層3とは反対側)に、必要に応じて、コーティング層6を設けてもよい。コーティング層6は、電池を組み立てた時に、最外層に位置する層である。
[Coating layer 6]
In the battery packaging material of the present invention, if necessary, on the base material layer 1 (metal layer of the base material layer 1) for the purpose of improving designability, electrolytic solution resistance, scratch resistance, moldability, and the like. A coating layer 6 may be provided on the side opposite to 3) as necessary. The coating layer 6 is the outermost layer when the battery is assembled.
コーティング層6は、例えば、ポリ塩化ビニリデン、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などにより形成することができる。コーティング層6は、これらの中でも、2液硬化型樹脂により形成することが好ましい。コーティング層6を形成する2液硬化型樹脂としては、例えば、2液硬化型ウレタン樹脂、2液硬化型ポリエステル樹脂、2液硬化型エポキシ樹脂などが挙げられる。また、コーティング層6には、マット化剤を配合してもよい。 The coating layer 6 can be formed of, for example, polyvinylidene chloride, polyester resin, urethane resin, acrylic resin, epoxy resin, or the like. Of these, the coating layer 6 is preferably formed of a two-component curable resin. Examples of the two-component curing type resin forming the coating layer 6 include a two-component curing type urethane resin, a two-component curing type polyester resin, and a two-component curing type epoxy resin. A matting agent may be added to the coating layer 6.
マット化剤としては、例えば、粒径が0.5nm〜5μm程度の微粒子が挙げられる。マット化剤の材質については、特に制限されないが、例えば、金属、金属酸化物、無機物、有機物等が挙げられる。また、マット化剤の形状についても、特に制限されないが、例えば、球状、繊維状、板状、不定形、バルーン状等が挙げられる。マット化剤として、具体的には、タルク,シリカ,グラファイト、カオリン、モンモリロイド、モンモリロナイト、合成マイカ、ハイドロタルサイト、シリカゲル、ゼオライト、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、酸化亜鉛,酸化マグネシウム,酸化アルミニウム,酸化ネオジウム,酸化アンチモン、酸化チタン、酸化セリウム、硫酸カルシウム,硫酸バリウム、炭酸カルシウム,ケイ酸カルシウム、炭酸リチウム、安息香酸カルシウム,シュウ酸カルシウム,ステアリン酸マグネシウム、アルミナ、カーボンブラック、カーボンナノチューブ類、高融点ナイロン、架橋アクリル、架橋スチレン、架橋ポリエチレン、ベンゾグアナミン、金、アルミニウム、銅、ニッケル等が挙げられる。これらのマット化剤は、1種単独で使用してもよく、また2種以上を組み合わせて使用してもよい。これらのマット化剤の中でも、分散安定性やコスト等の観点から、好ましくはりシリカ、硫酸バリウム、酸化チタンが挙げられる。また、マット化剤には、表面に絶縁処理、高分散性処理等の各種表面処理を施しておいてもよい。 Examples of the matting agent include fine particles having a particle size of about 0.5 nm to 5 μm. The material of the matting agent is not particularly limited, and examples thereof include metals, metal oxides, inorganic substances, organic substances and the like. Also, the shape of the matting agent is not particularly limited, and examples thereof include a spherical shape, a fibrous shape, a plate shape, an amorphous shape, and a balloon shape. Specific examples of matting agents include talc, silica, graphite, kaolin, montmorillonite, montmorillonite, synthetic mica, hydrotalcite, silica gel, zeolite, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, zinc oxide, magnesium oxide, aluminum oxide. , Neodymium oxide, antimony oxide, titanium oxide, cerium oxide, calcium sulfate, barium sulfate, calcium carbonate, calcium silicate, lithium carbonate, calcium benzoate, calcium oxalate, magnesium stearate, alumina, carbon black, carbon nanotubes, High melting point nylon, crosslinked acrylic, crosslinked styrene, crosslinked polyethylene, benzoguanamine, gold, aluminum, copper, nickel and the like can be mentioned. These matting agents may be used alone or in combination of two or more. Among these matting agents, preferred are silica silica, barium sulfate and titanium oxide from the viewpoint of dispersion stability and cost. Moreover, the surface of the matting agent may be subjected to various surface treatments such as insulation treatment and high dispersibility treatment.
コーティング層6を形成する方法としては、特に制限されないが、例えば、コーティング層6を形成する2液硬化型樹脂を基材層1の一方の表面上に塗布する方法が挙げられる。マット化剤を配合する場合には、2液硬化型樹脂にマット化剤を添加して混合した後、塗布すればよい。 The method of forming the coating layer 6 is not particularly limited, and examples thereof include a method of applying the two-component curable resin forming the coating layer 6 on one surface of the base material layer 1. When the matting agent is blended, the matting agent may be added to the two-component curable resin, mixed, and then applied.
コーティング層6の厚みとしては、コーティング層6としての上記の機能を発揮すれば特に制限されないが、例えば、0.5〜10μm程度、好ましくは1〜5μm程度が挙げられる。 The thickness of the coating layer 6 is not particularly limited as long as the above-mentioned function as the coating layer 6 is exerted, but is, for example, about 0.5 to 10 μm, preferably about 1 to 5 μm.
3.電池用包装材料の製造方法
本発明の電池用包装材料の製造方法については、所定の組成の各層を積層させた積層体が得られる限り、特に制限されないが、例えば、以下の方法が例示される。
3. Method for producing battery packaging material The method for producing the battery packaging material of the present invention is not particularly limited, as long as a laminate obtained by laminating each layer having a predetermined composition is obtained, but for example, the following method is 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、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 laminated body (hereinafter, also referred to as “laminated body A”) in which the base material layer 1, the adhesive layer 2, and the metal layer 3 are laminated in order is formed. To form the laminate A, specifically, the adhesive used for forming the adhesive layer 2 on the base material layer 1 or on the metal layer 3 whose surface has been subjected to chemical conversion treatment is applied by a gravure coating method or a roll method. 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 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。 Then, 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 forming 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. .. When 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. Method (coextrusion lamination method), (2) separately forming a laminate in which the adhesive layer 5 and the sealant layer 4 are laminated, and laminating this on the metal layer 3 of the laminate A by the thermal lamination method, 3) The adhesive for forming the adhesive layer 5 is laminated on the metal layer 3 of the laminate A by an extrusion method, a solution coating method, a drying method at a high temperature, or a baking method, and the sheet shape is preliminarily formed on the adhesive layer 5. A method of laminating the sealant layer 4 formed into a film by the thermal lamination method, (4) a melted adhesive layer 5 between the metal layer 3 of the laminate A and the sealant layer 4 formed into a sheet in advance. A method (sand lamination method) of bonding the laminate A and the sealant layer 4 via the adhesive layer 5 while pouring them in may be mentioned. In addition, in order to strengthen the adhesiveness of the adhesive layer 2 and the adhesive layer 5 that is provided as necessary, you may provide to the heat processing of a hot-roll contact type, a hot air type, a near or far infrared type, etc. The conditions for such heat treatment include, for example, 150 to 250° C. and 1 to 5 minutes.
本発明の電池用包装材料において、積層体を構成する各層は、必要に応じて、製膜性、積層化加工、最終製品2次加工(パウチ化、エンボス成形)適性等を向上又は安定化するために、コロナ処理、ブラスト処理、酸化処理、オゾン処理等の表面活性化処理を施していてもよい。 In the battery packaging material of the present invention, each layer constituting the laminate improves or stabilizes film-forming properties, lamination processing, final product secondary processing (pouching, embossing) suitability, etc., if necessary. Therefore, surface activation treatment such as corona treatment, blast treatment, oxidation treatment, and ozone treatment may be performed.
さらに、本発明の電池用包装材料の製造方法においては、基材層1の表面にコロナ処理を施して、基材層1側の表面の接触角を80°以下にするコロナ処理工程を行う。コロナ処理については、上記の通りである。 Further, in the method for producing a battery packaging material of the present invention, a corona treatment step is performed in which the surface of the base material layer 1 is subjected to corona treatment so that the contact angle of the surface on the base material layer 1 side is 80° or less. The corona treatment is as described above.
また、電池用包装材料の表面にインキを印刷する場合には、コロナ処理工程の後、基材層1の表面の少なくとも一部にインキを印刷する工程を行う。印刷方法としては、特に制限されないが、成型後の電池用包装材料に印刷を行う場合には、パッド印刷が好ましい。本発明の製造方法によって得られる電池用包装材料は、基材層1側の表面の接触角が80°以下に設定されているため、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る。従って、基材層1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。印刷に用いられるインキとしては、上記の通りである。 When printing the ink on the surface of the battery packaging material, the step of printing the ink on at least a part of the surface of the base material layer 1 is performed after the corona treatment step. The printing method is not particularly limited, but pad printing is preferable when printing is performed on the molded battery packaging material. In the battery packaging material obtained by the production method of the present invention, the contact angle of the surface of the base material layer 1 side is set to 80° or less, and therefore the ink is easily repelled in the base material layer having the lubricant on the surface. Ink printing can also be suitably performed by pad printing. Therefore, it is possible to preferably form, for example, a print such as a barcode, a pattern, or a character on at least a part of the surface of the base material layer 1. The ink used for printing is as described above.
4.電池用包装材料の用途
本発明の電池用包装材料は、正極、負極、電解質等の電池素子を密封して収容するための包装材料として使用される。
4. Use of Battery Packaging Material The battery packaging material of the present invention is used as a packaging material for hermetically containing 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を用いて電池素子を収容する場合、本発明の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 having at least a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte, in the battery packaging material of the present invention, in a state where the metal terminals connected to each of the positive electrode and the negative electrode are projected outward, By covering the periphery of the element so that a flange portion (a region where the sealant layers contact each other) can be formed and sealing the sealant layers of the flange portion by heat sealing, a battery using a battery packaging material can be obtained. Provided. When a battery element is accommodated by using the battery packaging material of the present invention, the sealant portion of the battery packaging material of the present invention is used so that the sealant portion is on the inner side (the 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、本発明の電池は、表面の接触角が80°以下に設定されているため、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 of the present invention is used in the battery of the present invention, the ink is preferably printed on the surface of the battery after the battery packaging material is molded and the battery element is sealed. You can That is, since the contact angle of the surface of the battery of the present invention is set to 80° or less, the ink is preferably printed by the pad printing in which the ink is easily repelled in the base material layer on which the lubricant is present. Thus, it is possible to suitably form, for example, a barcode, a pattern, a character or the like on at least a part of the surface of the battery.
本発明の電池用包装材料は、一次電池、二次電池のいずれに使用してもよいが、好ましくは二次電池である。本発明の電池用包装材料が適用される二次電池の種類については、特に制限されず、例えば、リチウムイオン電池、リチウムイオンポリマー電池、鉛畜電池、ニッケル・水素畜電池、ニッケル・カドミウム畜電池、ニッケル・鉄畜電池、ニッケル・亜鉛畜電池、酸化銀・亜鉛畜電池、金属空気電池、多価カチオン電池、コンデンサー、キャパシター等が挙げられる。これらの二次電池の中でも、本発明の電池用包装材料の好適な適用対象として、リチウムイオン電池及びリチウムイオンポリマー電池が挙げられる。 The battery packaging material of the present invention may be used in 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 of the present invention is applied is not particularly limited, and examples thereof include a lithium ion battery, a lithium ion polymer battery, a lead storage battery, a nickel/hydrogen storage battery, and a nickel/cadmium storage battery. , Nickel/iron storage battery, nickel/zinc storage battery, silver oxide/zinc storage battery, metal-air battery, polyvalent cation battery, capacitor, capacitor and the like. Among these secondary batteries, lithium ion batteries and lithium ion polymer batteries are mentioned as suitable targets for application of the battery packaging material of the present invention.
以下に実施例及び比較例を示して本発明を詳細に説明する。但し本発明は実施例に限定されるものではない。 The present invention will be described in detail below with reference to Examples and Comparative Examples. However, the present invention is not limited to the examples.
実施例1−6及び比較例1,2
<電池用包装材料の製造>
基材層1/接着層2/金属層3が順に積層された積層体に対して、共押出法で接着層5及びシーラント層4を積層させることにより、基材層1/接着層2/金属層3/接着層5/シーラント層4が順に積層された積層体からなる電池用包装材料を製造した。電池用包装材料の具体的な製造条件は、以下に示す通りである。
Examples 1-6 and Comparative Examples 1 and 2
<Manufacturing of packaging materials for batteries>
By laminating the adhesive layer 5 and the sealant layer 4 by a coextrusion method on a laminated body in which the base material layer 1/adhesive layer 2/metal layer 3 are laminated in order, the base material layer 1/adhesive layer 2/metal A packaging material for a battery was manufactured, which was composed of a laminate in which Layer 3/adhesive layer 5/sealant layer 4 were laminated in order. The specific manufacturing conditions of the battery packaging material are as follows.
実施例1−6及び比較例1,2においては、それぞれ、基材層1を構成する樹脂フィルム(厚み25μm)及び金属層2(40μm)として、表1に示すものを用いた。基材層1を構成する樹脂フィルムには、それぞれ、1200ppmのエルカ酸アミドを配合してある。また、アルミニウム箔は、フェノール樹脂、フッ化クロム化合物(三価)、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金属層の両面に塗布し、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化成処理した。 In Examples 1-6 and Comparative Examples 1 and 2, the resin film (thickness 25 μm) and the metal layer 2 (40 μm) constituting the base material layer 1 were those shown in Table 1, respectively. Each of the resin films constituting the base material layer 1 contains 1200 ppm of erucic acid amide. In addition, the aluminum foil is a metal layer formed by a roll coating method so that the amount of chromium applied is 10 mg/m 2 (dry weight) of the treatment liquid consisting of a phenol resin, a chromium fluoride compound (trivalent), and phosphoric acid. Was applied to both surfaces of the above and was baked for 20 seconds under the condition that the film temperature was 180° C. or higher to perform chemical conversion treatment.
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を作製した。具体的には、基材層1の一方面(コロナ処理面)に、ポリエステル系の主剤とイソシアネート系硬化剤の2液型ウレタン接着剤からなる接着層2を3μmとなるように形成し、これをドライラミネーション法により金属層3と積層して、基材層1/接着層2/金属層3が順に積層された積層体を作製した。 First, a laminated body in which the base material layer 1/adhesive layer 2/metal layer 3 were laminated in order was produced. Specifically, on one surface (corona-treated surface) of the base material layer 1, an adhesive layer 2 composed of a two-component urethane adhesive composed of a polyester-based main agent and an isocyanate-based curing agent is formed to have a thickness of 3 μm. Was laminated with the metal layer 3 by a dry lamination method to prepare a laminate in which the base material layer 1/adhesive layer 2/metal layer 3 were laminated in this order.
次に、接着層5を構成する酸変性ポリプロピレン樹脂〔不飽和カルボン酸でグラフト変性した不飽和カルボン酸グラフト変性ランダムポリプロピレン(酸変性PP)と、シーラント層4を構成するポリプロピレン〔ランダムコポリマー(PP)〕とを溶融し、前記積層体の金属層3の表面に共押出しして、厚さ23μmの接着層5と厚さ23μmのシーラント層4を積層した。以上のようにして、基材層1/接着層2/金属層3/接着層5/シーラント層4が順に積層された積層体を得た。得られた積層体を一旦冷却した後に、180℃になるまで加熱し、1分間その温度を保持して熱処理を施すことにより、電池用包装材料を得た。 Next, an acid-modified polypropylene resin constituting the adhesive layer 5 [an unsaturated carboxylic acid graft-modified random polypropylene graft-modified with an unsaturated carboxylic acid (acid-modified PP) and a polypropylene constituting the sealant layer 4 [random copolymer (PP) ] Was melted and co-extruded on the surface of the metal layer 3 of the laminate to laminate an adhesive layer 5 having a thickness of 23 μm and a sealant layer 4 having a thickness of 23 μm. As described above, a laminated body in which the base material layer 1/adhesive layer 2/metal layer 3/adhesive layer 5/sealant layer 4 were laminated in order was obtained. The obtained laminated body was once cooled, then heated to 180° C., and kept at that temperature for 1 minute to be heat-treated to obtain a battery packaging material.
なお、実施例5、6においては、以下のようにして、基材層1の表面にコーティング層6を設けた。 In Examples 5 and 6, the coating layer 6 was provided on the surface of the base material layer 1 as follows.
(マットコーティング)
実施例5においては、上記で得られた電池用包装材料の基材層の表面に、ポリエステルポリオール、イソシアネート系硬化剤からなる樹脂(80質量%)とシリカ粒子(20質量%)を混合したインキをグラビアコートにて印刷し、厚さ3μmのマットコーティング層を形成した。
(Matte coating)
In Example 5, an ink in which a resin (80% by mass) composed of polyester polyol and an isocyanate curing agent and silica particles (20% by mass) were mixed on the surface of the base material layer of the battery packaging material obtained above. Was printed by gravure coating to form a matte coating layer having a thickness of 3 μm.
(墨マットコーティング)
実施例6においては、上記で得られた電池用包装材料の基材層の表面に、ポリエステルポリオール、イソシアネート系硬化剤からなる樹脂(70質量%)とカーボンブラック(15質量%)、シリカ粒子(15質量%)を混合したインキをグラビアコートにて印刷し、厚さ6μmの墨マットコーティング層を形成した。
(Black matte coating)
In Example 6, on the surface of the base material layer of the battery packaging material obtained above, a resin (70% by mass) consisting of polyester polyol and an isocyanate curing agent, carbon black (15% by mass), silica particles ( The ink mixed with 15% by mass) was printed by gravure coating to form a black matte coating layer having a thickness of 6 μm.
さらに得られた各電池用包装材料の基材層側の表面に、以下の条件でコロナ処理を施して、実施例1−6及び比較例1,2の各電池用包装材料を得た。なお、表1において、基材層のPET/ナイロンは、基材層の最表面側から順にPET層(12μm)、ナイロン層(15μm)が積層されていることを意味する。また、マットコーティング/ナイロンは、基材層1を構成するナイロンの上にマットコーティング層6を有することを意味し、墨マットコーティングも同様である。 Further, the surface of the base material layer side of each of the obtained battery packaging materials was subjected to corona treatment under the following conditions to obtain each of the battery packaging materials of Example 1-6 and Comparative Examples 1 and 2. In Table 1, PET/nylon of the base material layer means that a PET layer (12 μm) and a nylon layer (15 μm) are laminated in order from the outermost surface side of the base material layer. Further, the matte coating/nylon means that the matte coating layer 6 is provided on the nylon constituting the base material layer 1, and the black matte coating is also the same.
[コロナ処理]
ウエッジ株式会社製のコロナ表面処理装置(商品名CTW-0212)を使用し、表1に示す各出力(Kw)の設定値にて、10MT/minの一定速度で電池用包装材料の基材層1側の表面にコロナ放電を照射した。
[Corona treatment]
Using a corona surface treatment device (trade name CTW-0212) manufactured by Wedge Co., Ltd., at a set value of each output (Kw) shown in Table 1, at a constant speed of 10 MT/min, a base material layer of a battery packaging material. The surface on the 1st side was irradiated with corona discharge.
[インキの印刷特性の評価方法]
実施例1−6及び比較例1,2の各電池用包装材料の基材層側の表面に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、ナビタス株式会社製のUVインキPJU−A黒色を使用した。基材層側の表面に印刷したインキは、アズワン製のハンディーUVランプ SUV−4で紫外線波長:254nmにて10cmの距離からUVを30秒間照射して硬化させた。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5%よりも多い
[Evaluation method of printing characteristics of ink]
Pad printing was performed on the surface of the packaging material for batteries of Examples 1-6 and Comparative Examples 1 and 2 on the side of the base material layer to evaluate the printing characteristics of the ink. As the pad printing machine, SPACE PAD 6GX manufactured by Mishima Co., Ltd. was used. As the ink, UV ink PJU-A black manufactured by Navitas Co., Ltd. was used. The ink printed on the surface of the base material layer side was cured by irradiation with UV for 30 seconds from a distance of 10 cm at an ultraviolet wavelength of 254 nm with a handy UV lamp SUV-4 manufactured by ASONE. 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. The printing of the ink was performed in an environment of 24° C. and a relative humidity of 50%. The results are shown in Table 1.
○: Missing print is within 5% of the entire printed pattern ×: Missing print is more than 5% of the entire printed pattern
[接触角の測定]
実施例1−6及び比較例1,2の各電池用包装材料の基材層側の表面の接触角を、株式会社ニック製のLSE-A210を使用し、水滴下から5秒後に基材と水滴の界面の接触角を測定した。結果を表1に示す。
[Measurement of contact angle]
The contact angle of the surface of the base material layer side of each of the battery packaging materials of Examples 1-6 and Comparative Examples 1 and 2 was measured by using LSE-A210 manufactured by Nick Co., Ltd. and the base material after 5 seconds from the dropping of water. The contact angle of the water drop interface was measured. The results are shown in Table 1.
表1において、PETは、ポリエチレンテレフタレート、PBTは、ポリブチレンテレフタレートを意味する。 In Table 1, PET means polyethylene terephthalate and PBT means polybutylene terephthalate.
1 基材層
2 接着層
3 金属層
4 シーラント層
5 接着層
6 コーティング層
1 Base Material Layer 2 Adhesive Layer 3 Metal Layer 4 Sealant Layer 5 Adhesive Layer 6 Coating Layer
Claims (11)
前記基材層側の表面の水滴下から5秒後の接触角が、70°以上79°以下である、電池用包装材料。 At least a base material layer, a metal layer, and a sealant layer consisting of a laminated body sequentially laminated,
A packaging material for a battery, wherein the contact angle of the surface of the base material layer side 5 seconds after the dropping of water is 70° or more and 79° or less.
前記基材層側の表面にコロナ処理を施して、前記基材層側の表面の水滴下から5秒後の接触角を70°以上79°以下にするコロナ処理工程と、
を備える、電池用包装材料の製造方法。 At least, a laminating step of laminating a base material layer, a metal layer, and a sealant layer to obtain a laminated body,
A corona treatment step of subjecting the surface of the base material layer side to corona treatment to make a contact angle of 70° or more and 79° or less 5 seconds after dropping water on the surface of the base material layer side;
A method of manufacturing a packaging material for a battery, comprising:
The method for producing a battery packaging material according to claim 10, further comprising a step of printing ink on at least a part of the surface of the base material layer side after the corona treatment step.
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