本發(fā)明涉及一種對(duì)各種外包裝體、包裝體等用途有用的樹脂涂覆金屬層疊體、及該樹脂涂覆金屬層疊體的制備方法、以及使用該樹脂涂覆金屬層疊體得到的電池外包裝體及電池。
背景技術(shù):
在電子設(shè)備、電池等工業(yè)產(chǎn)品,以及食品、飲料、化妝品、醫(yī)藥品等日用品的外包裝、包裝等中使用的外包裝體及包裝體領(lǐng)域中,使用樹脂涂覆金屬層疊體,該樹脂涂覆金屬層疊體具備位于外層側(cè)的樹脂層、由金屬箔構(gòu)成的隔離層、以及由具有熱封性的樹脂形成的密封劑層。
例如,作為用于二次電池等電池的外包裝體,以小型化與輕量化為目的,使用如上所述的樹脂涂覆金屬層疊體(電池外包裝體)。這樣的電池外包裝用層疊體通過拉延成型等成型為具有凹部的托盤狀,形成外包裝體容器主體。此外,與所述外包裝體容器主體同樣地,將電池外包裝用層疊體進(jìn)行成型,得到外包裝體蓋部。通過將電池主體收納于該外包裝體容器主體的凹部后,以覆蓋所收納的電池主體的方式重疊外包裝體蓋部,將容器主體與外包裝體蓋部的側(cè)緣部熔接,以此得到將電池主體收納于外包裝體的電池。
對(duì)于如上所述的外包裝體和包裝體,不僅要求氣體阻隔性、耐久性(耐熱性、耐水性、耐化學(xué)藥液性)等功能性,關(guān)于外包裝體或包裝體的外觀,還要求高設(shè)計(jì)性。作為提高設(shè)計(jì)性的方法之一,有人提出一種另外設(shè)置有著色層的樹脂涂覆金屬層疊體。
例如專利文獻(xiàn)1中記載了一種能用于電池外包裝的包裝材料,其從外層側(cè)開始依次層疊有耐熱性樹脂拉伸膜層(樹脂層)、易粘接層、著色油墨層、第一粘接劑層、金屬箔層(隔離層)、第二粘接劑層、及熱塑性樹脂層(密封劑層)。在專利文獻(xiàn)1中,作為耐熱性樹脂拉伸膜層,使用熱水收縮率為2~20%的膜,其中,作為優(yōu)選例子列舉有雙軸拉伸尼龍膜、雙軸拉伸聚對(duì)苯二甲酸乙二酯膜或雙軸拉伸聚萘二甲酸乙二酯膜,并使用于實(shí)施例中。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:特開2015-44626號(hào)公報(bào)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題
近年來,在便攜式電話、平板終端、相機(jī)等便攜式電子設(shè)備中,謀求外殼的外形尺寸的小型化、輕量化及薄型化。此外,在這些便攜式電子設(shè)備中,與以往的便攜式電子設(shè)備相比,存在消耗更多電力的傾向,不僅要求電池的小型化及薄型化,還要求電池的大容量化。因此,對(duì)于可用于這樣的電子設(shè)備的電池外包裝體,也要求進(jìn)一步的薄膜化。
在如專利文獻(xiàn)1中記載的層疊體中,通過設(shè)置著色油墨層而提高設(shè)計(jì)性,另一方面,由于增加一層著色油墨層,存在層疊體整體的厚度變厚的問題。
本發(fā)明鑒于上述現(xiàn)狀而成,其目的在于提供一種具有高設(shè)計(jì)性、且可薄膜化的樹脂涂覆金屬層疊體。
解決技術(shù)問題的技術(shù)手段
本發(fā)明的發(fā)明人為了達(dá)到上述目的而進(jìn)行反復(fù)研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn),通過使用由含有有色顏料的聚酰亞胺形成的層作為樹脂層,能同時(shí)實(shí)現(xiàn)高設(shè)計(jì)性與薄膜化。
即,本發(fā)明采用以下的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的第一方式的樹脂涂覆金屬層疊體的特征在于,該樹脂涂覆金屬層疊體為至少依次具備樹脂層、隔離層、及密封劑層而成的樹脂涂覆金屬層疊體,所述樹脂層由含有有色顏料的聚酰亞胺形成,所述樹脂層的膜厚為1~15μm。
所述有色顏料優(yōu)選為碳黑。
所述樹脂層優(yōu)選該樹脂層單層通過jis-k-7127方法所測(cè)定的拉伸伸長(zhǎng)率為50%以上。
所述樹脂涂覆金屬層疊體優(yōu)選所述樹脂層與所述隔離層之間進(jìn)一步具備錨固層。
所述隔離層優(yōu)選為厚度為30μm以下的不銹鋼箔。
所述不銹鋼箔優(yōu)選為經(jīng)表面處理的金屬箔。
所述樹脂涂覆金屬層疊體優(yōu)選為用于電池外包裝。
本發(fā)明的第二方式的樹脂涂覆金屬層疊體的制備方法為第一方式的樹脂涂覆金屬層疊體的制備方法,其特征在于,通過不經(jīng)由粘接劑層在隔離層上涂布聚酰胺酸,并加熱,從而形成含有聚酰亞胺樹脂的樹脂層。
本發(fā)明的第三方式的電池外包裝體為具第一方式的樹脂涂覆金屬層疊體的電池外包裝體,其特征在于,具有收納電池的內(nèi)部空間,所述樹脂涂覆金屬層疊體的密封劑層側(cè)為該內(nèi)部空間側(cè)。
所述電池外包裝體優(yōu)選為所述第一方式的樹脂涂覆金屬層疊體的拉延成型體。
本發(fā)明的第四方式的電池的特征在于,該電池具備所述第三方式的電池外包裝體。
發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明,可以提供一種具有高設(shè)計(jì)性、且可薄膜化的樹脂涂覆金屬層疊體。
附圖說明
圖1為表示本發(fā)明的樹脂涂覆金屬層疊體的一種實(shí)施方式的截面示意圖。
圖2為表示使用本發(fā)明的樹脂涂覆金屬層疊體制作的二次電池的一個(gè)例子的立體圖。
圖3為表示使用本發(fā)明的樹脂涂覆金屬層疊體制備二次電池的工序的立體圖。
附圖標(biāo)記說明
10樹脂涂覆金屬層疊體;11樹脂層;12第一防腐蝕層;13隔離層;14第二防腐蝕層;15粘接劑層;16密封劑層;30電池外包裝用容器;37鋰離子電池;38電極引線;39周緣部;40容器主體;41凹部;42凸緣部;43蓋部;44周緣部;50二次電池。
具體實(shí)施方式
以下,基于適宜的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明。
[樹脂涂覆金屬層疊體]
本發(fā)明的第一方式的樹脂涂覆金屬層疊體(以下,有時(shí)稱作“層疊體”)為至少依次具備樹脂層、隔離層、及密封劑層而成的樹脂涂覆金屬層疊體,所述樹脂層由含有有色顏料的聚酰亞胺形成,所述樹脂層的膜厚為1~15μm。
圖1為表示本發(fā)明的一種實(shí)施方式的樹脂涂覆金屬層疊體10(以下,有時(shí)稱作“層疊體10”)的結(jié)構(gòu)的截面示意圖。并且,為了明示特征部分,在全部附圖中,比例尺與實(shí)際的形態(tài)并不一定一致,層疊體10并不限定于附圖的比例尺。
本實(shí)施方式的層疊體10為六層結(jié)構(gòu),其依次具備樹脂層11、第一防腐蝕層12、隔離層13、第二防腐蝕層14、粘接劑層15、及密封劑層16。
以下,對(duì)各層進(jìn)行詳細(xì)描述。
<樹脂層11>
樹脂層11由含有有色顏料的聚酰亞胺形成。
由聚酰亞胺樹脂形成的層,由于與由其他樹脂形成的層相比,具有高機(jī)械強(qiáng)度,因此在應(yīng)對(duì)對(duì)于層疊體10的薄膜化要求而設(shè)為1~15μm時(shí),也可實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度。此外,由于由聚酰亞胺樹脂形成的層不僅具有機(jī)械強(qiáng)度,還具有優(yōu)異的耐高溫性和優(yōu)異的絕緣性,因此在嚴(yán)酷條件下使用在外層側(cè)上具有由該聚酰亞胺樹脂形成的層的層疊體10時(shí),也能得到良好的特性。
樹脂層11含有有色顏料。本發(fā)明中的“有色顏料”是指:在可見光下呈現(xiàn)有彩色或無(wú)彩色的顏料。通過使樹脂層11含有有色顏料,能夠在不設(shè)置樹脂層11與另外設(shè)置的著色層等的情況下,賦予層疊體10高設(shè)計(jì)性,從而能同時(shí)實(shí)現(xiàn)層疊體10的設(shè)計(jì)性與薄膜化。
樹脂層11含有的有色顏料無(wú)特別限定,可以根據(jù)層疊體10的外觀的要求,從公知的無(wú)機(jī)顏料或有機(jī)顏料中適當(dāng)選擇使用。例如,存在將層疊體10設(shè)為黑色的要求時(shí),可以使用例如黑色的有機(jī)顏料。作為黑色有機(jī)顏料,優(yōu)選碳黑。
作為樹脂層11含有的有色顏料,可以單獨(dú)使用一種,也可以組合使用兩種以上。
有色顏料的含量,可以根據(jù)所希望的外觀或使用的顏料的特性而適當(dāng)決定,但例如,可以在聚酰亞胺中含有0.5~60質(zhì)量%、更優(yōu)選含有1~50質(zhì)量%、進(jìn)一步優(yōu)選含有3~20質(zhì)量%的有色顏料。
樹脂層11的單層中以jis-k-7127的方法測(cè)定的拉伸伸長(zhǎng)率,優(yōu)選為50%以上,更優(yōu)選為80%以上,進(jìn)一步優(yōu)選為100%以上,特別優(yōu)選為110%以上。通過使用這樣的具有較高拉伸伸長(zhǎng)率的樹脂層11,能得到樹脂層11對(duì)于隔離層13、密封劑層16等的追隨性良好、在深拉延成型等時(shí)不發(fā)生不良狀況的層疊體10。
樹脂層11的拉伸伸長(zhǎng)率,可以以jis-k-7127為基準(zhǔn)測(cè)定塑料的拉伸應(yīng)變。
由聚酰亞胺形成的樹脂層11的形成方法,無(wú)特別限定。
例如,可以在層疊有第一防腐蝕層12的隔離層13上,使用公知的涂布裝置涂布由聚酰亞胺構(gòu)成的樹脂層的原料,以形成樹脂層11。
對(duì)于聚酰亞胺,有利用由加熱聚酰胺酸進(jìn)行的脫水縮合反應(yīng)所產(chǎn)生的熱固性聚酰亞胺、作為非脫水縮合型的可溶于溶劑的溶劑可溶性聚酰亞胺。
在熱固性聚酰亞胺中,首先,通過在極性溶劑中使二胺與羧酸二酐進(jìn)行反應(yīng),合成作為酰亞胺前體的聚酰胺酸。以200~300℃左右加熱該聚酰胺酸,或通過使用催化劑使其反應(yīng),從而進(jìn)行脫水環(huán)化,形成聚酰亞胺層。
另一方面,對(duì)于溶劑可溶性聚酰亞胺,該聚酰亞胺的酰亞胺化已完成,且可溶于溶劑。因此,通過在涂布溶解于溶劑的溶劑可溶性聚酰亞胺涂布液后,以小于200℃的較低溫度使溶劑揮發(fā),從而可形成聚酰亞胺層。
如上所述,對(duì)于熱固性聚酰亞胺,形成層時(shí)需要高溫加熱。因此,存在在下層等中使用耐熱性低的材料時(shí)不能使用的問題。另一方面,對(duì)于溶劑可溶性聚酰亞胺,必須使酰亞胺化已完成的聚酰亞胺可溶于溶劑。因此,聚酰亞胺的結(jié)構(gòu)相當(dāng)受限制,存在用于得到具有各種特性的聚酰亞胺的自由度低的問題。
在本實(shí)施方式中,經(jīng)由第一防腐蝕層12,在由金屬箔構(gòu)成的隔離層13上形成由聚酰亞胺形成的樹脂層11。在此,將這些隔離層13、及第一防腐蝕層12均設(shè)作耐熱性高的層、或設(shè)作耐熱性高的結(jié)構(gòu)是容易的。因此,本實(shí)施方式中,通過涂布而形成樹脂層11時(shí),優(yōu)選經(jīng)由聚酰胺酸形成結(jié)構(gòu)自由度高的熱固性聚酰亞胺層。
在通過如上所述的涂布形成由聚酰亞胺形成的樹脂層11時(shí),在作為下層的層(例如,后述的第一防腐蝕層12等)上涂布聚酰胺酸或溶劑可溶性聚酰亞胺涂布液時(shí),通過使有色顏料分散于它們之中,能夠形成含有有色顏料的樹脂層11。
通過使樹脂層11成為其內(nèi)部含有有色顏料的結(jié)構(gòu),從而不需要設(shè)置作為其他層的著色層等,使層疊體10更加薄膜化。
此外,還可以在層疊有第一防腐蝕層12的隔離層13上,層疊預(yù)先制備的含有有色顏料的聚酰亞胺膜,作為樹脂層11。采用后者時(shí),優(yōu)選經(jīng)由任意的粘接劑層粘接第一防腐蝕層12與樹脂層11。關(guān)于該粘接劑層的詳細(xì)情況,以任意的“錨固層”在之后進(jìn)行描述。
在本發(fā)明中,層疊體10的膜厚優(yōu)選為薄。因此,從省略粘接劑層(錨固層)的角度考慮,樹脂層11優(yōu)選通過涂布形成,優(yōu)選在將分散有有色顏料的聚酰胺酸涂布在下層上之后,進(jìn)行加熱而形成。
樹脂層11的厚度為1~15μm,優(yōu)選為1~10μm,進(jìn)一步優(yōu)選為5~10μm。
<錨固層>
對(duì)于層疊體10,可以在樹脂層11與第一防腐蝕層12之間具備任意的錨固層(圖中未示出)。錨固層為用于粘接樹脂層11與第一防腐蝕層12的層、或用于提高這些層的粘接性的層。
例如,作為樹脂層11,在粘貼預(yù)先成膜的膜時(shí),可以設(shè)置粘接劑層作為錨固層。作為粘接劑層,可以為與后述的粘接劑層15相同的結(jié)構(gòu),也可以為由一般的聚氨酯類粘接劑、環(huán)氧類粘接劑等粘接劑形成的層。設(shè)置粘接劑層作為錨固層時(shí),其厚度例如可以為0.05~10μm,優(yōu)選為0.1~5μm。通過使厚度在該范圍內(nèi),能夠以高粘接力使樹脂層11與第一防腐蝕層12粘接,從而能夠防止層間剝離。
此外,通過涂布形成樹脂層11時(shí),優(yōu)選不具備作為粘接劑層的錨固層。另一方面,若為可改良第一防腐蝕層12的表面性狀的內(nèi)涂層(undercoatinglayer),則還優(yōu)選設(shè)作錨固層。通過設(shè)置內(nèi)涂層,能夠提高樹脂層11與第一防腐蝕層12的密合性。作為內(nèi)涂層,可列舉例如,由具有與用于樹脂層11的聚酰亞胺樹脂的親和性高的官能團(tuán)的樹脂形成的層、由與用于樹脂層11的聚酰亞胺樹脂進(jìn)行反應(yīng)并可形成交聯(lián)等結(jié)構(gòu)的樹脂形成的層等。
<第一防腐蝕層12·第二防腐蝕層14>
在本發(fā)明中,第一防腐蝕層12、第二防腐蝕層14均為任意的結(jié)構(gòu),為優(yōu)選為由金屬構(gòu)成的層的隔離層13(之后進(jìn)行詳細(xì)描述)的、防止由銹等造成腐蝕的表面處理層。
第一、第二防腐蝕層12、14均為任意結(jié)構(gòu),但在可與能促進(jìn)金屬腐蝕的成分接觸的用途中使用本發(fā)明的層疊體10時(shí),優(yōu)選將第一、第二防腐蝕層12、14設(shè)置在隔離層13表面。例如,若將本發(fā)明的層疊體10作為電池外包裝用而使用時(shí),存在從被內(nèi)包的電池中泄漏電解液等化學(xué)藥液的可能性。由于這種漏出的化學(xué)藥液能腐蝕隔離層13的金屬,因此優(yōu)選在隔離層13表面實(shí)施防腐蝕處理(表面處理)。此外,在電池外包裝用途時(shí),由于與電解液接觸的可能性高的側(cè)成為被內(nèi)包的電池側(cè)、即隔離層13的密封劑層16側(cè),因此優(yōu)選至少設(shè)置第二防腐蝕層14。
第一、第二防腐蝕層12、14優(yōu)選含有鹵化金屬化合物,還可以將如后述的鹵化金屬化合物直接在隔離層13的表面進(jìn)行鍍敷處理。通過設(shè)置這樣的第一、第二防腐蝕層12、14,能夠賦予隔離層13良好的防銹效果。
此外,第一、第二防腐蝕層12、14除了含有鹵化金屬化合物之外,優(yōu)選進(jìn)一步含有水溶性樹脂、螯合劑或交聯(lián)性化合物。因此,作為第一、第二防腐蝕層12、14,優(yōu)選含有鹵化金屬化合物、水溶性樹脂、及螯合劑或交聯(lián)性化合物;第一、第二防腐蝕層12、14優(yōu)選通過將含有鹵素化合物、水溶性樹脂、及螯合劑或交聯(lián)性化合物的水溶液涂布在作為下層的層上之后,干燥并固化而形成。以下,有時(shí)將形成第一、第二防腐蝕層12、14的材料稱作“防腐蝕處理劑”。
(鹵化金屬化合物)
鹵化金屬化合物具有提高耐電解液性等耐化學(xué)藥品性的作用。即,能使隔離層13的表面鈍化,提高對(duì)電解液的耐腐蝕性。第一、第二防腐蝕層12、14含有后述的水溶性樹脂時(shí),鹵化金屬化合物也具有使水溶性樹脂交聯(lián)的作用。
關(guān)于鹵化金屬化合物,鑒于與后述的水溶性樹脂的混合性、及分散于水溶性溶劑中并進(jìn)行涂布的情況,優(yōu)選具有水溶性。
作為鹵化金屬化合物,可列舉例如,鹵化鉻、鹵化鐵、鹵化鋯、鹵化鈦、鹵化鉿、氫鹵酸鈦、以及它們的鹽等。作為鹵素原子,可列舉出氯、溴、氟,優(yōu)選氯或氟。此外,特別優(yōu)選氟。通過使鹵化金屬化合物含有氟,能夠根據(jù)條件從防腐蝕處理劑產(chǎn)生氟酸(hf)。
此外,鹵化金屬化合物還可以具有除鹵素原子、金屬以外的原子。
其中,作為鹵化金屬化合物,優(yōu)選鐵、鉻、錳或鋯的氯化物或氟化物。
(水溶性樹脂)
作為水溶性樹脂,優(yōu)選使用選自由聚乙烯醇樹脂或其衍生物、及聚乙烯醚類樹脂組成的組中的至少一種。
聚乙烯醇樹脂或其衍生物,優(yōu)選為聚乙烯醇樹脂或改性聚乙烯醇樹脂。
聚乙烯醇樹脂,例如可以通過將乙烯基酯類單體的聚合物或其共聚物皂化而制備。聚乙烯醇樹脂也可以被改性。
作為乙烯基酯類單體的聚合物或其共聚物,可列舉出乙烯基酯類單體的均聚物或共聚物、以及能與其共聚的其他單體的共聚物等,所述乙烯基酯類單體為甲酸乙烯酯、乙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯等脂肪酸乙烯酯,或安息香酸乙烯酯等芳香族乙烯酯等。
作為聚乙烯醚類樹脂,可列舉出乙基乙烯基醚、正丙基乙烯基醚、異丙基乙烯基醚、正丁基乙烯基醚、異丁基乙烯基醚、2-乙基己基乙烯基醚、環(huán)己基乙烯基醚、降冰片基乙烯基醚、烯丙基乙烯基醚、降冰片烯基乙烯基醚、2-羥基乙基乙烯基醚、二乙二醇單乙烯基醚等脂肪族乙烯基醚的均聚物或共聚物,以及可與其共聚的其他單體的共聚物等。作為可與乙烯基醚類單體共聚的其他單體,可列舉出可與上述乙烯基酯類單體共聚的其他單體相同的單體。
特別是在單體中含有具有羥基的脂肪族乙烯基醚的聚乙烯醚類樹脂,由于具有水溶性且對(duì)于羥基可以進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng),所以可以適宜地用于本發(fā)明中,其中所述具有羥基的脂肪族乙烯基醚是指2-羥基乙基乙烯基醚、二乙二醇單乙烯基醚、2-羥基丙基乙烯基醚、及其他各種二元醇或多元醇的單乙烯基醚等。
作為水溶性樹脂,可以僅使用聚乙烯醇樹脂或其衍生物與聚乙烯醚類樹脂之中的任意一種,也可以兩種同時(shí)使用。
(螯合劑)
螯合劑為能配位結(jié)合于金屬離子并形成金屬離子絡(luò)合物的材料。
螯合劑使來自鹵化金屬化合物的金屬化合物(氧化鉻等)與所述水溶性樹脂進(jìn)行結(jié)合,提高第一、第二防腐蝕層12、14的壓縮強(qiáng)度。因此,第一、第二防腐蝕層12、14的厚度例如在超過0.2μm且為1.0μm以下時(shí),也不會(huì)發(fā)生第一、第二防腐蝕層12、14脆化破裂或剝離。因此,可以提高隔離層13與樹脂層11或粘接劑層15之間的粘接強(qiáng)度及密合性。
此外,螯合劑通過與水溶性樹脂或鹵化金屬化合物進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),具有使水溶性樹脂耐水化的作用。
作為螯合劑,例如可以使用氨基羧酸類螯合劑、膦酸類螯合劑、羥基羧酸類、(聚)磷酸類螯合劑。
其中,作為螯合劑,優(yōu)選膦酸類螯合劑、(聚)磷酸類螯合劑等磷酸類的螯合劑(磷酸化合物),更優(yōu)選膦酸類螯合劑。
(交聯(lián)性化合物)
交聯(lián)性化合物是指:可與所述水溶性樹脂進(jìn)行反應(yīng)并形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)的化合物。通過使用這樣的交聯(lián)性化合物,可以在第一、第二防腐蝕層12、14內(nèi)使上述的水溶性樹脂與交聯(lián)性化合物形成致密的交聯(lián)結(jié)構(gòu),進(jìn)一步提高隔離層13表面的鈍態(tài)性及耐腐蝕性。
作為交聯(lián)性化合物,只要能夠與水溶性樹脂內(nèi)的親水性基團(tuán)(例如,羧基、羧酸基等)進(jìn)行反應(yīng)并形成交聯(lián)結(jié)構(gòu),就無(wú)特別限定,但例如可列舉出具有環(huán)氧基的化合物、或具有噁唑啉基的化合物。
在防腐蝕處理劑中,可以僅使用螯合劑與交聯(lián)性化合物中的任意一種,也可以兩種同時(shí)使用。
防腐蝕處理劑可以通過將水溶性樹脂、鹵化金屬化合物、螯合劑和/或交聯(lián)性化合物溶解于含水溶劑而制備。
第一、第二防腐蝕層12、14的厚度優(yōu)選為0.05μm以上,更優(yōu)選為超過0.08μm。此外,優(yōu)選為1.0μm以下,更優(yōu)選為0.5μm以下。
<隔離層13>
隔離層13,在層疊體10中,為減少利用該層疊體密閉的內(nèi)容物的泄漏(例如電池的漏液)而起重要作用。此外,通過使用機(jī)械強(qiáng)度高的金屬,在使用層疊體10通過拉延成型形成用于收納電池的凹部時(shí),可以減少針孔的發(fā)生,其結(jié)果,能夠減少利用層疊體密閉的內(nèi)容物的泄漏(例如電池的漏液)。
作為隔離層13,只要為將金屬或合金薄薄地展延成的層,就無(wú)特別限定,可列舉出鋁、銅、鉛、鋅、鐵、鎳、鈦、鉻等金屬箔,不銹鋼等合金箔。作為不銹鋼箔,只要由奧氏體類、鐵素體類、馬氏體類等不銹鋼構(gòu)成,就無(wú)特別限定。作為奧氏體類,可列舉出sus304、316、301等;作為鐵素體類,可列舉出sus430等;作為馬氏體類,可列舉出sus410等。
其中,從加工性、入手的容易度、價(jià)格、強(qiáng)度(穿刺強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度等)、耐腐蝕性等角度考慮,優(yōu)選鋁箔或不銹鋼箔。
使用金屬箔或合金箔作為隔離層13,這樣的隔離層13具有高機(jī)械強(qiáng)度。然而,金屬箔或合金箔相比于樹脂薄膜具有高機(jī)械強(qiáng)度,因此成型性低的情況多。因此,例如若將具有作為隔離層的金屬箔或合金箔的層疊體拉延成型為電池外包裝體用時(shí),有時(shí)會(huì)發(fā)生在拉延成型時(shí)層疊體的一部分破斷、拉延后的成型體的角上發(fā)生一些不良狀況等問題。
在本發(fā)明中,通過在樹脂層11中使用聚酰亞胺,即使在使用金屬箔或合金箔作為隔離層13時(shí),在拉延成型等中也可得到良好的成型性。能得到這樣的效果的理由還不確定,但考慮為以下原因:通過使用同樣含有機(jī)械強(qiáng)度高的聚酰亞胺的樹脂層11覆蓋由機(jī)械強(qiáng)度高的金屬箔或合金箔構(gòu)成的隔離層13,可以防止由層之間的機(jī)械強(qiáng)度的差異所造成的層間的剝離或由變形而引起的層的斷裂等。
關(guān)于上述成型性的效果,即使在使用不銹鋼箔作為隔離層13時(shí)也可良好地得到。
不銹鋼箔,與廣泛用作以往的包裝體用層疊體或外包裝體用層疊體中的隔離層材料的鋁箔等相比,具有特別高的機(jī)械強(qiáng)度。因此,通過使用不銹鋼箔,可以在將隔離層13設(shè)作薄膜時(shí)也保持良好的強(qiáng)度,且可實(shí)現(xiàn)層疊體10整體的薄膜化。另一方面,由于機(jī)械強(qiáng)度特別高,因此,有時(shí)成型性特別差。
在本發(fā)明中,本發(fā)明人發(fā)現(xiàn),關(guān)于這樣的不銹鋼箔,也能夠通過組合使用聚酰亞胺來解決成型性的問題。而且,通過組合使用不銹鋼箔與聚酰亞胺,還可以使層疊體10整體的膜厚進(jìn)一步薄化。
隔離層13的厚度優(yōu)選為100μm以下,更優(yōu)選為50μm以下,進(jìn)一步優(yōu)選為30μm以下。更具體而言,優(yōu)選為5~30μm,更優(yōu)選為10~30μm,特別優(yōu)選為10~20μm。通過使隔離層13的厚度在上述下限值以上,可以賦予層疊體10充分的機(jī)械強(qiáng)度,并在使用于二次電池等電池時(shí),可以提高電池的耐久性。此外,通過使隔離層13的厚度在上述上限值以下,可使層疊體10充分薄,且能夠賦予其充分的拉延加工性。
<粘接劑層15>
粘接劑層15在本發(fā)明中為任意的層,是為了將密封劑層16與表面上形成有第二防腐蝕層14的隔離層13粘接而設(shè)置的層。
作為形成粘接劑層15的粘接劑,只要能夠與上述的層良好地粘接,該材料就無(wú)特別限定,但例如,從能夠滿足粘接性與儲(chǔ)能模量的角度出發(fā),優(yōu)選含有酸改性聚烯烴樹脂(a)。此外,進(jìn)一步優(yōu)選為由含有酸改性聚烯烴樹脂(a)與具有多個(gè)環(huán)氧基的化合物(b)的粘接劑形成的層。
以下,有時(shí)將酸改性聚烯烴樹脂(a)稱作“(a)成分”,將具有多個(gè)環(huán)氧基的化合物(b)稱作“(b)成分”。
(酸改性聚烯烴樹脂(a))
酸改性聚烯烴樹脂(a)((a)成分)是指利用不飽和羧酸或其衍生物而改性的聚烯烴類樹脂,聚烯烴類樹脂中具有羧基或羧酸酐基等酸性官能團(tuán)。
(a)成分通過利用不飽和羧酸或其衍生物進(jìn)行的聚烯烴類樹脂的改性、或含酸性官能團(tuán)單體與烯烴類的共聚等而得到。其中,作為(a)成分,優(yōu)選對(duì)聚烯烴類樹脂進(jìn)行酸改性后所得的物質(zhì)。
作為所述聚烯烴類樹脂,可列舉出聚乙烯、聚丙烯、聚1-丁烯、聚異丁烯、丙烯與乙烯的共聚物、丙烯與烯烴類單體的共聚物等。
作為進(jìn)行共聚時(shí)的所述烯烴類單體,可列舉出1-丁烯、異丁烯、1-己烯等。
其中,作為(a)成分,從粘接性,耐久性等角度考慮,優(yōu)選馬來酸酐改性聚丙烯。
(具有多個(gè)環(huán)氧基的化合物(b))
(b)成分為具有多個(gè)環(huán)氧基的化合物。(b)成分為添加于(a)成分的添加劑,為任意的成分。(b)成分可以為低分子化合物,也可以為高分子化合物。從與所述(a)成分的混合性、相溶性良好的角度考慮,(b)成分優(yōu)選為高分子化合物(樹脂)。另一方面,在粘接劑為溶劑型的干式層疊用粘接劑時(shí),從對(duì)有機(jī)溶劑的溶解性良好的角度考慮,(b)成分優(yōu)選為低分子化合物。
(b)成分的結(jié)構(gòu)只要具有多個(gè)環(huán)氧基,就無(wú)特別限定,例如,可列舉出由雙酚類和氯甲代氧丙環(huán)合成的苯氧基樹脂;線型酚醛(phenolnovolak)環(huán)氧樹脂;雙酚型環(huán)氧樹脂等。其中,從每1分子的環(huán)氧基含量高、特別是能與(a)成分一起形成致密的交聯(lián)結(jié)構(gòu)的角度出發(fā),優(yōu)選使用線型酚醛環(huán)氧樹脂。
通過使用如上所述的(b)成分,上述(a)成分的酸性官能團(tuán)與(b)成分的環(huán)氧基這兩者,起著對(duì)于被粘物(特別是,第二防腐蝕層14具有的羧基等官能團(tuán))的粘接性官能團(tuán)的作用,由此能夠?qū)γ芊鈩?6和在表面上具有第二防腐蝕層14的隔離層13發(fā)揮優(yōu)異的粘接性。
此外,認(rèn)為上述(a)成分的酸性官能團(tuán)的一部分與(b)成分的環(huán)氧基的一部分進(jìn)行反應(yīng),(a)成分與(b)成分之間的交聯(lián)結(jié)構(gòu)在第二防腐蝕層14內(nèi)形成,其結(jié)果,通過該交聯(lián)結(jié)構(gòu)增強(qiáng)粘接劑層15的強(qiáng)度,在得到優(yōu)異的粘接性的同時(shí)得到良好的耐久性。
在粘接劑層15中,相對(duì)于100質(zhì)量份的(a)成分,優(yōu)選含有1~30質(zhì)量份的(b)成分;相對(duì)于100質(zhì)量份的(a)成分,更優(yōu)選含有3~20質(zhì)量份的(b)成分;相對(duì)于100質(zhì)量份的(a)成分,特別優(yōu)選含有5~10質(zhì)量份的(b)成分。
(任意成分)
本發(fā)明中使用的粘接劑可以進(jìn)一步含有有機(jī)溶劑,也可不含有有機(jī)溶劑。
通過含有有機(jī)溶劑而形成液狀的粘接劑,能夠形成溶劑型干式層疊用粘接劑。通過將這樣的液狀粘接劑涂布在作為下層的層(例如,隔離層13的設(shè)置有第二防腐蝕層14的面)上并干燥,可以形成粘接劑層15。通過選擇涂布代替擠出成型,可以使粘接劑層形成為更加薄的層,可使粘接劑層薄層化,及使使用粘接劑層的層疊體整體薄膜化。
另一方面,在不含有有機(jī)溶劑時(shí),通過熔融捏和(a)成分與(b)成分,或在熔融(a)成分之后進(jìn)行擠出成型等,可以形成適宜熱層疊等的粘接劑層。
在含有有機(jī)溶劑時(shí),作為使用的有機(jī)溶劑,只要能將上述(a)成分、(b)成分,及根據(jù)需要所使用的其他任意成分(之后進(jìn)行詳細(xì)描述)適宜地進(jìn)行溶解并形成均勻溶液,就無(wú)特別限定,可以使用作為溶液型粘接劑的溶劑的公知溶劑中的任意溶劑。
可以單獨(dú)使用一種有機(jī)溶劑,也可組合兩種以上作為混合溶劑而使用。在混合使用多種有機(jī)溶劑時(shí),各有機(jī)溶劑的比例無(wú)特別限定,但例如在組合使用甲苯與甲乙酮時(shí),它們的混合比例優(yōu)選為甲苯:甲乙酮=60~95:5~40(質(zhì)量比),更優(yōu)選為甲苯:甲乙酮=70~90:10~30(質(zhì)量比)。
本發(fā)明中使用的粘接劑除添加有上述(a)成分之外,還可以添加(b)成分,此外,除含有有機(jī)溶劑之外,還可以進(jìn)一步含有其他成分。作為其他成分,可列舉出具有混合性的添加劑或附加的樹脂,更具體而言,可以使用催化劑、交聯(lián)劑、增塑劑、穩(wěn)定劑、著色劑等。
本發(fā)明中使用的粘接劑的固體成分中,優(yōu)選含有超過50質(zhì)量份且為99.5質(zhì)量份以下的(a)成分,0.5質(zhì)量份以上且小于50質(zhì)量份的(b)成分。即,粘接劑的固體成分中,質(zhì)量比中超半量的為(a)成分,本發(fā)明中使用的粘接劑以(a)成分為主要成分。更優(yōu)選相對(duì)于70~99.5質(zhì)量份的(a)成分,(b)成分為0.5~30質(zhì)量份;進(jìn)一步優(yōu)選相對(duì)于80~98質(zhì)量份的(a)成分,(b)成分為2~20質(zhì)量份;特別優(yōu)選相對(duì)于90~95質(zhì)量份的(a)成分,(b)成分為5~10質(zhì)量份。
此外,即使在本發(fā)明中使用的粘接劑含有除(a)成分及(b)成分以外的固形成分作為任意成分時(shí),(a)成分也一定為主要成分。因此,即使在含有任意成分時(shí),粘接劑的全固體成分中,(a)成分超過50質(zhì)量份。例如,可列舉出全固體成分中含有70~99.5質(zhì)量份的(a)成分、0.5~29.5質(zhì)量份的(b)成分、及0.5~29.5質(zhì)量份的其他成分。
在本發(fā)明中使用的粘接劑含有有機(jī)溶劑時(shí),有機(jī)溶劑的使用量若為可良好地溶解(a)成分、(b)成分、任意成分等各成分的量,則無(wú)特別限定,但通常固體成分濃度優(yōu)選為3~30質(zhì)量%,更優(yōu)選為5~25質(zhì)量%,進(jìn)一步優(yōu)選為10~20質(zhì)量%。
粘接劑層15的厚度例如可以為0.1~50μm,優(yōu)選為0.5~10μm。通過使厚度在此范圍內(nèi),可以以高粘接力粘接密封劑層16與設(shè)置有第二防腐蝕層14的隔離層13,從而防止層間剝離。
<密封劑層16>
密封劑層16為可疊合本發(fā)明的樹脂涂覆金屬層疊體10且通過熱封能使其相互粘接的層。
作為密封劑層16,若為可發(fā)揮作為如上所述的密封劑層的功能的層,則無(wú)特別限定,但從入手的容易度、熱封性等的角度考慮,優(yōu)選由聚烯烴形成的層。聚烯烴,可列舉出聚乙烯、聚丙烯、聚1-丁烯、聚異丁烯、丙烯與乙烯或α-烯烴的無(wú)規(guī)共聚物、丙烯與乙烯或α-烯烴的嵌段共聚物等。
其中,從提高與粘接劑層15的粘接性的角度出發(fā),優(yōu)選均聚聚丙烯(丙烯均聚物;以下,有時(shí)稱作“均聚pp”。)、丙烯-乙烯的嵌段共聚物(以下,有時(shí)稱作“嵌段pp”。)、丙烯-乙烯的無(wú)規(guī)共聚物(以下,有時(shí)稱作“無(wú)規(guī)pp”。)等聚丙烯類樹脂。其中,更優(yōu)選均聚pp或嵌段pp,從機(jī)械強(qiáng)度良好的角度出發(fā),特別優(yōu)選嵌段pp。
密封劑層16可以為單層結(jié)構(gòu),也可以為多層結(jié)構(gòu)。
密封劑層16中使用的由聚烯烴形成的層的熔點(diǎn),只要是具備對(duì)層疊體10而言必要的耐熱性,就無(wú)特別限定。
密封劑層16的厚度例如可以為1~50μm,優(yōu)選為5~30μm。
在圖1中所示的層疊體10中,將樹脂層11作為最外層,但也可以在樹脂層11的更外面?zhèn)刃纬赏坎紝踊蛳鈱印?/p>
涂布層(表面保護(hù)層)為由選自由聚氨酯樹脂、丙烯酸樹脂、聚偏二氯乙烯、偏二氯乙烯-氯乙烯共聚樹脂、馬來酸酐改性聚丙烯樹脂、聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、酚樹脂、苯氧基樹脂、氟樹脂、纖維素酯樹脂、纖維素醚樹脂、聚酰胺樹脂、聚亞苯基醚樹脂(ppe)、聚苯硫樹脂(pps)、聚芳醚樹脂(pae)、聚醚醚酮樹脂(peek)組成的樹脂組中的至少一種樹脂形成。涂布層優(yōu)選以耐熱性優(yōu)異的材料所構(gòu)成。這些樹脂可以單獨(dú)使用一種,也可同時(shí)使用兩種以上。
涂布層優(yōu)選為涂布溶劑型涂料并干燥而形成的薄膜固化層,其中所述溶劑型涂料通過將所述樹脂溶解于一般的有機(jī)溶劑而配制。
通過形成涂布層,能夠得到提高絕緣性、防止表面的損傷、提高表面印刷特性等效果。此外,即使假設(shè)層疊體10接觸電解液時(shí),也可防止外觀的變化(變色等)。
此外,為了顯示文字、圖形、圖像、花紋等,可以對(duì)涂布層施加著色或印刷,以進(jìn)一步提高設(shè)計(jì)性。
涂布層的厚度例如可以為0.001~10μm,優(yōu)選為0.01~10μm。
消光層為用于賦予層疊體10消光性的層。通過消光層,不僅可得到去掉光澤狀的外觀,還可發(fā)揮與光澤度高時(shí)相比,不易觀察到層疊體10表面的磨損痕跡等效果。
為了簡(jiǎn)便地得到良好的消光效果,消光層優(yōu)選具有微粒。通過使消光層中含有微粒,在消光層表面上形成微細(xì)的凹凸,通過該凹凸發(fā)生光的散射,其結(jié)果,光澤度降低,得到消光效果。
消光層具體優(yōu)選為由使微粒分散于作為主劑的樹脂中而成的組合物形成的層,更優(yōu)選將使樹脂與微粒分散于溶劑而成的消光層形成劑薄薄地涂布在樹脂層11上而形成。
作為消光層所含有的樹脂的具體例子,可列舉出丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂、丙烯酸聚氨酯樹脂、聚偏二氯乙烯、偏二氯乙烯-氯乙烯共聚樹脂、馬來酸酐改性聚丙烯樹脂、聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、酚樹脂、苯氧基樹脂、氟樹脂、纖維素酯樹脂、纖維素醚樹脂、聚酰胺樹脂、聚亞苯基醚樹脂(ppe)、聚苯硫樹脂(pps)、聚芳醚樹脂(pae)、聚醚醚酮樹脂(peek)等。這些樹脂可以單獨(dú)使用一種,也可以組合使用兩種以上。
其中,作為消光層的樹脂,優(yōu)選丙烯酸聚氨酯樹脂。
消光層所含有的微粒,可以為有機(jī)微粒,也可以為無(wú)機(jī)微粒。作為微粒,可列舉出聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚乙烯醇、聚丙烯腈、環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂、甲基丙烯酸樹脂、硅酮樹脂、聚氨酯樹脂等有機(jī)微粒;二氧化硅、氧化鋁、氧化鋯、氧化鋅、氧化鈦、玻璃珠等無(wú)機(jī)微粒。這些微??梢詥为?dú)使用一種,也可以組合使用兩種以上。
微粒的形狀、大小無(wú)特別限定,定形、無(wú)定形均可,但優(yōu)選近球狀,其大小在平均粒徑中優(yōu)選為1~10μm,特別優(yōu)選為2~5μm。
其中,作為消光層的微粒,優(yōu)選選自由丙烯酸顆粒(丙烯酸珠)、及二氧化硅顆粒組成的組中的一種以上,更優(yōu)選同時(shí)使用這些微粒。
形成消光層的消光層形成劑,在全固體成分中,優(yōu)選含有70~98質(zhì)量%的上述樹脂及2~30質(zhì)量%的微粒;更優(yōu)選含有80~95質(zhì)量%的樹脂及5~20質(zhì)量%的微粒;進(jìn)一步優(yōu)選含有85~95質(zhì)量%的樹脂及5~15質(zhì)量%的微粒。
關(guān)于消光層,由于使可通過微粒而形成的微細(xì)凹凸反映在消光層表面,因此優(yōu)選在樹脂層11上薄薄地形成消光層,優(yōu)選通過將如上所述的消光層形成劑涂布在樹脂層11上而形成消光層。涂布方法無(wú)特別限定,例如可以使用公知的刮棒涂布機(jī)等進(jìn)行。
此外,用于形成消光層的消光層形成劑的涂布量,無(wú)特別限定,優(yōu)選根據(jù)層疊體10所要求的光澤度、或消光層中使用的微粒的粒徑、量、形狀等適當(dāng)?shù)貨Q定。作為一個(gè)例子,若在使用丙烯酸聚氨酯樹脂和二氧化硅顆粒及丙烯酸珠作為消光層形成劑時(shí),優(yōu)選準(zhǔn)備以固體成分為10~50質(zhì)量%來含有該成分的溶液,使用刮棒涂布機(jī)或凹版印刷機(jī)將該溶液以2~15g/m2涂布在基材層13上。
如此形成的消光層的膜厚例如可以為0.1μm~1mm,優(yōu)選0.5μm~100μm。
樹脂涂覆金屬層疊體10的厚度,優(yōu)選為10~200μm,更優(yōu)選為20~100μm,進(jìn)一步優(yōu)選為30~85μm。
本發(fā)明的樹脂涂覆金屬層疊體10,特別適宜作為電池外包裝用。作為電池,可列舉出作為二次電池的鋰離子電池等二次電池、或雙電層電容器等電容器等、在電解液中使用有機(jī)電解質(zhì)的電池。作為有機(jī)電解質(zhì),一般將碳酸異丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、碳酸亞乙酯等碳酸酯類作為介質(zhì),但并不特別限定于此。
(樹脂涂覆金屬層疊體10的制備方法)
本實(shí)施方式的樹脂涂覆金屬層疊體10的制備方法無(wú)特別限定,但例如可以用以下的方法進(jìn)行制備。
首先,準(zhǔn)備作為隔離層13的金屬箔等,在其兩面上形成第一防腐蝕層12及第二防腐蝕層14。
具體而言,在將上述的防腐蝕處理劑涂布在隔離層13的表面上之后,進(jìn)行加熱干燥。此時(shí),可以通過僅在隔離層13的一個(gè)面上涂布防腐蝕處理劑,僅形成第二防腐蝕層14;也可以通過在隔離層13的兩面上涂布防腐蝕處理劑,同時(shí)形成第一防腐蝕層12。另外,在隔離層13的兩面上設(shè)置防腐蝕層時(shí),還優(yōu)選采用在將隔離層13浸漬在防腐蝕處理劑中并在隔離層13的兩面附著防腐蝕處理劑之后,進(jìn)行加熱干燥的方法,同時(shí)形成第一、第二防腐蝕層12、14。
然后,在形成于隔離層13上的第一防腐蝕層12上形成樹脂層11。
若通過涂布而形成樹脂層11時(shí),通過在第一防腐蝕層12上涂布含有有色顏料的聚酰胺酸或溶劑可溶性聚酰亞胺涂布液,并加熱或干燥,形成樹脂層11。此時(shí),也可以在第一防腐蝕層12上形成上述的錨固層(內(nèi)涂層),但優(yōu)選不形成粘接劑層。
此外,作為樹脂層11,若使用預(yù)先形成膜的樹脂層時(shí),通過在隔離層13或第一防腐蝕層12上將上述的錨固層(粘接劑層)涂布等而形成,必要時(shí)進(jìn)行干燥。之后,通過在錨固層上層疊作為樹脂層11的聚酰亞胺膜,根據(jù)需要進(jìn)行層疊,形成樹脂層11。
之后,在形成有樹脂層11等的隔離層13的第二防腐蝕層14上形成粘接劑層15。具體而言,在隔離層13的設(shè)置有第二防腐蝕層14的面上形成由上述的粘接劑形成的層,根據(jù)需要進(jìn)行加熱并干燥。
粘接劑為不含有機(jī)溶劑的熱層疊用粘接劑時(shí),在通過熔融捏和(a)成分與(b)成分而使兩種成分進(jìn)行反應(yīng)之后,通過在第二防腐蝕層14上進(jìn)行涂布形成粘接劑層15。
熔融捏和可以使用單螺桿擠壓機(jī)、多螺桿擠壓機(jī)、班伯里混煉機(jī)、煉塑機(jī)(plastomill)、加熱輥捏煉機(jī)等公知的裝置。為了抑制熔融捏和時(shí)環(huán)氧基的分解,最好將水分等能與環(huán)氧基反應(yīng)的揮發(fā)成分預(yù)先除去到裝置外,且在反應(yīng)中產(chǎn)生揮發(fā)成分時(shí),通過脫氣等隨時(shí)排出到裝置外。所述酸改性聚烯烴樹脂具有作為酸性官能團(tuán)的酸酐基時(shí),與環(huán)氧基的反應(yīng)性高,能在更溫和的條件下進(jìn)行反應(yīng),因此優(yōu)選。從充分地熔融兩種成分,且不熱分解這一點(diǎn)出發(fā),熔融捏和時(shí)的加熱溫度優(yōu)選選自240~300℃的范圍內(nèi)。并且,混煉溫度可以通過使熱電偶與剛從熔融捏和裝置中擠出后的熔融狀態(tài)的粘接劑接觸等方法進(jìn)行測(cè)定。
此外,粘接劑為含有有機(jī)溶劑的干式層疊用粘接劑時(shí),通過使(a)成分、或(a)成分與(b)成分溶解于有機(jī)溶劑中之后,將該溶液涂布在第二防腐蝕層14上并使其干燥,從而形成粘接劑層15。此外,粘接劑層15的形成,也可以與后述的密封劑層20的層疊工序同時(shí),使用公知的干式層疊等,以一系列的工序進(jìn)行。
之后,以密封劑層16與所形成的粘接劑層15相接觸的方式進(jìn)行設(shè)置,層疊該層疊體。層疊可以為干式層疊,也可以為熱層疊,但優(yōu)選70~150℃的干式層疊。干式層疊時(shí)的壓力優(yōu)選設(shè)作0.1~0.5mpa。
具體而言,預(yù)先準(zhǔn)備構(gòu)成密封劑層20的膜,在將該膜設(shè)置在粘接劑層15上之后,進(jìn)行層疊。層疊的溫度若為經(jīng)由粘接劑層15使密封劑層16、與第二防腐蝕層14及隔離層13良好地粘接的溫度,則無(wú)特別限定,可以考慮構(gòu)成粘接劑層15的粘接劑的材料或熔點(diǎn)來決定。進(jìn)行干式層疊時(shí)的溫度通常為70~150℃,優(yōu)選為80~120℃。
并且,形成粘接劑層15的工序、與設(shè)置密封劑層16并進(jìn)行(干式)層疊的工序,可作為一系列的工序使用公知的(干式)層疊裝置而進(jìn)行。
本實(shí)施方式的樹脂涂覆金屬層疊體10的制備方法,并不限定于上述的方法,但若在通過聚酰胺酸的涂布而形成樹脂層11時(shí),則優(yōu)選如上所述那樣,經(jīng)由第一防腐蝕層12在隔離層13上形成樹脂層11之后,經(jīng)由第二防腐蝕層14及粘接劑層15在隔離層13上形成密封劑層16。通過這樣的順序,在使用聚酰胺酸形成作為聚酰亞胺層的樹脂層11時(shí),其熱的影響不會(huì)波及密封劑層16的樹脂,從而拓寬密封劑層16的材料的選擇范圍。
這樣可以制備樹脂涂覆金屬層疊體10。所得的層疊體可以切斷為規(guī)定的寬度進(jìn)行使用。
以上,基于圖1中所示的樹脂涂覆金屬層疊體10,對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行了說明,然而本發(fā)明的技術(shù)范圍不限定于上述實(shí)施方式,在不脫離本發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)可以加以各種變更。
[電池外包裝體]
本發(fā)明的第二方式的電池外包裝體為具備所述第一方式的樹脂涂覆金屬層疊體的電池外包裝體,為具有收納電池的內(nèi)部空間、所述樹脂涂覆金屬層疊體的密封劑層側(cè)為該內(nèi)部空間側(cè)的電池外包裝體。具體而言,以密封劑層面向內(nèi)部空間的方式將第一方式的樹脂涂覆金屬層疊體成型為所希望的形狀,根據(jù)需要通過將端部密封等而得到。
電池外包裝體的形狀、大小等無(wú)特別限定,可以根據(jù)所使用的電池的種類適當(dāng)?shù)貨Q定。
電池外包裝體可以由一個(gè)部件構(gòu)成,也可以使用圖2如后述的那樣,組合二個(gè)以上的部件(例如,容器主體及蓋部)而形成。
[電池]
本發(fā)明的第三方式的電池,具有所述第二方式的電池外包裝體。
作為電池,可列舉出作為二次電池的鋰離子電池等二次電池、或雙電層電容器等電容器等、在電解液中使用有機(jī)電解質(zhì)的電池。本發(fā)明的樹脂涂覆金屬層疊體,由于能具有良好的耐化學(xué)藥液性(耐電解液性),因此在使用含有l(wèi)ipf6等的電解液時(shí),也能得到能良好地工作的電池。
作為一個(gè)例子,二次電池50的立體圖如圖2所示。二次電池50為在電池外包裝用容器30中內(nèi)包有鋰離子電池37的電池。
電池外包裝用容器30,通過重疊由本發(fā)明的第一方式的樹脂涂覆金屬層疊體10構(gòu)成的容器主體40、與由樹脂涂覆金屬層疊體10構(gòu)成的蓋部43,并熱封周緣部39而形成。附圖標(biāo)記38為連接于鋰離子電池37的正極及負(fù)極的電極引線。
圖2中所示的電池,可以用以下的方法進(jìn)行制備。
首先,如圖3中的(a)所示,通過拉延成型等將樹脂涂覆金屬層疊體10成型為具有凹部41的托盤狀,得到容器主體40。凹部41的深度,例如可以為2mm以上。
在容器主體40的凹部41中收納鋰離子電池(圖2中的鋰離子電池37)。
然后,如圖3中的(b)所示,通過將由樹脂涂覆金屬層疊體10構(gòu)成的蓋部43重疊在容器主體40上,并熱封容器主體40的凸緣部42與蓋部43的周緣部44,得到圖2中所示的二次電池50。即,在圖3中所示的電池中,通過在容器主體40的上面覆蓋蓋部43,利用凹部41與蓋部43形成收納電池的內(nèi)部空間。
實(shí)施例
以下,通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)的說明,但本發(fā)明并不限定于這些例子。
[實(shí)施例1~9、比較例1]
<實(shí)施例1~7>
首先,準(zhǔn)備厚度為15μm的不銹鋼箔作為隔離層,在不銹鋼箔的兩面上涂布防腐蝕處理劑,使用200℃的烘箱進(jìn)行加熱干燥,在兩面上分別形成厚度0.1μm的第一防腐蝕層及第二防腐蝕層。使用了混合有氟化鉻與磷酸、聚乙烯醇的防腐蝕處理劑。
然后,通過在所形成的第一防腐蝕層上涂布以表1中所示的比例含有碳黑的聚酰胺酸,以200℃加熱5分鐘進(jìn)行脫水縮合反應(yīng),以聚酰亞胺的方式形成表1中所示的厚度的樹脂層。
進(jìn)一步地,在上述中所形成的第二防腐蝕層上涂布粘接劑,形成厚度為2μm的粘接劑層。使用了相對(duì)于馬來酸改性聚丙烯捏和有5質(zhì)量%的環(huán)氧樹脂的粘接劑。
通過干式層疊將該含有金屬箔的層疊體中的粘接劑層與厚度為15μm的由聚丙烯樹脂(嵌段pp)膜構(gòu)成的密封劑層層疊。
之后,經(jīng)過以60℃進(jìn)行2天、然后以80℃進(jìn)行3天、之后以40℃進(jìn)行1天的陳化處理,得到樹脂涂覆金屬層疊體。
<實(shí)施例8>
除在不銹鋼箔上未設(shè)置第一、第二防腐蝕層以外,以與實(shí)施例1~7相同的方式,得到樹脂涂覆金屬層疊體。
<實(shí)施例9、比較例1>
以與上述實(shí)施例1~7相同的方式,在不銹鋼箔的兩面形成第一、第二防腐蝕層。
然后,在所形成的第一防腐蝕層上涂布粘接劑,形成厚度為3μm的錨固層(粘接劑層)。粘接劑,使用聚氨酯類粘接劑。
進(jìn)一步地,在所形成的錨固層上層疊含有10質(zhì)量%的碳黑、且具有表1中所示的厚度的聚酰亞胺膜,通過利用80℃的熱壓接進(jìn)行的干式層疊而進(jìn)行層疊。
之后,以與上述實(shí)施例1~7相同的方式,經(jīng)由粘接劑在第二防腐蝕層上層疊密封劑層,經(jīng)過陳化,得到樹脂涂覆金屬層疊體。
(拉伸伸長(zhǎng)率的測(cè)定)
關(guān)于上述各例中使用的樹脂層,以jis-k-7127“塑料-拉伸特制的試驗(yàn)方法-膜及片的試驗(yàn)條件”為基準(zhǔn),測(cè)定樹脂層單層的拉伸伸長(zhǎng)率。
具體而言,形成上述各例的樹脂層,使用instron型拉伸試驗(yàn)機(jī)((株)島津制作所制),測(cè)定拉伸伸長(zhǎng)率。
將結(jié)果以“單層拉伸伸長(zhǎng)率”表示在表1中。
(薄膜特性)
關(guān)于上述各例中得到的層疊體,以以下的基準(zhǔn)評(píng)價(jià)總膜厚。將結(jié)果以“薄膜特性”表示在表1中。
a:40μm以下
b:超過40μm且為50μm以下
c:超過50μm
(層疊體外觀)
通過目視觀察上述各例中得到的層疊體,以以下的評(píng)價(jià)條件進(jìn)行評(píng)價(jià)。將結(jié)果以“層疊體外觀”表示在表1中。
并且,在以下的評(píng)價(jià)基準(zhǔn)中,作為層疊體,b-1與b-2以同等程度優(yōu)選,同樣地,c-1與c-2以同等程度優(yōu)選。
a:未確認(rèn)到剝離等明顯的缺陷,且平面性高。
b:未確認(rèn)到剝離等明顯的缺陷,且具有充分的平面性。
c-1:確認(rèn)到平面性低的部分。
c-2:發(fā)生了一些層間剝離。
d:發(fā)生層間剝離,平面性也很低。
(電池外包裝體外觀)
使用上述各例中得到的層疊體,通過深拉延成型制備電池外包裝體。通過目視觀察所得到的電池外包裝體,以以下的評(píng)價(jià)條件進(jìn)行評(píng)價(jià)。將結(jié)果以“電池外包裝體外觀”表示在表1中。
并且,在以下的評(píng)價(jià)基準(zhǔn)中,作為電池外包裝體,b-1與b-2以同等程度優(yōu)選,同樣地,c-1與c-2以同等程度優(yōu)選。
a:電池外包裝體的通過深拉延成型形成的角部與平面部分均呈現(xiàn)均勻的黑色。
b-1:整體可見淡黑色。
b-2:通過深拉延成型形成的角部的形狀等部分不充分。
c-1:明顯地可見角部為淡黑色。
c-2:角部的黑色與平面部分同等均勻,但角部聚集有褶皺。
表1
從表1中所示的結(jié)果可以確認(rèn),使用本發(fā)明的具備樹脂層的樹脂涂覆金屬層疊體的實(shí)施例1~9,與比較例1相比,具有優(yōu)異的薄膜特性、降低的面缺陷、作為電池外包裝體時(shí)的優(yōu)異特性。