(57)【要約】【課題】急激な温度上昇等に伴う発火に対して、短時間で消火することができる耐火樹脂組成物を提供する。【解決手段】熱分解開始温度が８００℃以下、吸熱量が３００Ｊ／ｇ以上である吸熱剤と、樹脂と、熱伝導性物質とを含有し、前記樹脂１００質量部に対する前記吸熱剤の含有量が１０〜１５００質量部である耐火樹脂組成物である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂と、熱分解開始温度が８００℃以下、吸熱量が３００Ｊ／ｇ以上である吸熱剤と、熱伝導性物質とを含有し、前記樹脂１００質量部に対する前記吸熱剤の含有量が１０〜１５００質量部である耐火樹脂組成物。
【請求項２】
前記樹脂１００質量部に対する前記熱伝導性物質の含有量が１０〜２００質量部である請求項１に記載の耐火樹脂組成物。
【請求項３】
前記吸熱剤の平均粒子径が０．１〜９０μｍである請求項１又は２に記載の耐火樹脂組成物。
【請求項４】
前記樹脂のメルトフローレートが１．０ｇ／１０ｍｉｎ以上である請求項１〜３のいずれか１項に記載の耐火樹脂組成物。
【請求項５】
前記吸熱剤が金属水酸化物である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の耐火樹脂組成物。
【請求項６】
前記金属水酸化物が、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム及び水酸化カルシウムからなる群から選ばれる１種以上である、請求項５に記載の耐火樹脂組成物。
【請求項７】
前記樹脂が熱可塑性樹脂である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の耐火樹脂組成物。
【請求項８】
前記吸熱剤は、熱分解開始温度が５００℃以下、吸熱量が５００Ｊ／ｇ以上である請求項１〜７のいずれか１項に記載の耐火樹脂組成物。
【請求項９】
バッテリーに使用される請求項１〜８のいずれか１項に記載の耐火樹脂組成物。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の耐火樹脂組成物からなる耐火シート。
【請求項１１】
面方向の平均熱伝導率が０．４〜８０Ｗ／ｍ・Ｋであり、厚み方向の熱伝導率が０．３〜６０Ｗ／ｍ・Ｋである請求項１０に記載の耐火樹脂組成物からなる耐火シート。
【請求項１２】
吸熱剤、熱伝導性物質及び樹脂を含有する耐火樹脂組成物からなる耐火シートであって、２３℃から１０００℃まで加熱した際に発生する吸熱量が１２０Ｊ／ｇ以上であり、
前記耐火シートの吸熱開始温度が、８００℃以下である、耐火シート。
【請求項１３】
面方向の平均熱伝導率が０．４〜８０Ｗ／ｍ・Ｋであり、厚み方向の熱伝導率が０．３〜６０Ｗ／ｍ・Ｋである請求項１２に記載の耐火樹脂組成物からなる耐火シート。
【請求項１４】
厚さが５〜１００００μｍである、請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の耐火シート。
【請求項１５】
請求項１０〜１４のいずれか１項に記載の耐火シートと、バッテリーセルとを備え、前記耐火シートが、バッテリーセルの表面に取り付けられるバッテリー。
【請求項１６】
請求項１０〜１４のいずれか１項に記載の耐火シートを備える外装フィルム。
【請求項１７】
基材層、金属層、及びシーラント層をこの順で備え、
前記耐火シートが、前記基材層と前記金属層の間、前記金属層と前記シーラント層の間、及び前記基材層の外側の少なくともいずれかに配置される請求項１６に記載の外装フィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐火樹脂組成物、耐火樹脂組成物よりなる耐火シート、耐火シートを備えるバッテリーに関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウム電池に代表される各種バッテリーは、内部短絡等が原因によりバッテリーが熱暴走し、発火や発煙等の不具合を生じることがある。このような不具合による被害を最小限に抑えるために、異常高温になったバッテリーの熱を周囲のバッテリー及びバッテリーを収容した筐体に伝え難くする方法が検討されており、例えば、バッテリーセルの周辺に耐火材や断熱層等の保護材を用いる方法が挙げられる。
【０００３】
例えば、特許文献１には、外側の少なくとも一部が耐火性コーティングで覆われている電池セルが開示されており、耐火性コーティングがアブレーティブコーティング、膨張性コーティング又は吸熱性コーティングであること、ポリウレタン系コーティングが使用可能であることが開示されている。
また、特許文献２には、熱伝導率０．２Ｗ／ｍ・Ｋ以下であり、８０℃以上の温度に吸熱ピークを有する吸熱性無機化合物粒子と、結着剤とを含有する断熱層を設けた二次電池を電源とする携帯電子機器が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０１３−５２８９１１号公報
【特許文献２】特許第５６４３６４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年、携帯電話のバッテリーなどでは、電池容量が高く、急激な温度上昇により発火しやすくなっており、発火した後に短時間で消火する性質が求められている。しかし、特許文献１の耐火性コーティングは、発火が生じた場合にバッテリーを保護する性質を有するものの、短時間で消火する性質を有することは示されていない。また、特許文献２に開示される断熱層は、電池セルで生じた熱を吸収するものの、耐火性を有することは示されていない。
【０００６】
そこで、本発明は、例えばバッテリーの急激な温度上昇等に伴う発火に対して、短時間で消火することができる耐火樹脂組成物、耐火シート、耐火シートを備えるバッテリー、及び耐火シートを備える外装フィルムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、下記［１］〜［１７］を要旨とする。
［１］  樹脂と、熱分解開始温度が８００℃以下、吸熱量が３００Ｊ／ｇ以上である吸熱剤と、熱伝導性物質とを含有し、前記樹脂１００質量部に対する前記吸熱剤の含有量が１０〜１５００質量部である耐火樹脂組成物。
［２］  前記樹脂１００質量部に対する前記熱伝導性物質の含有量が１０〜２００質量部である［１］に記載の耐火樹脂組成物。
［３］  前記吸熱剤の平均粒子径が０．１〜９０μｍである［１］又は［２］に記載の耐火樹脂組成物。
［４］  前記樹脂のメルトフローレートが１．０ｇ／１０ｍｉｎ以上である［１］〜［３］のいずれかに記載の耐火樹脂組成物。
［５］  前記吸熱剤が金属水酸化物である、［１］〜［４］のいずれかに記載の耐火樹脂組成物。
［６］  前記金属水酸化物が、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム及び水酸化カルシウムからなる群から選ばれる１種以上である、［５］に記載の耐火樹脂組成物。
［７］  前記樹脂が熱可塑性樹脂である、［１］〜［６］のいずれかに記載の耐火樹脂組成物。
［８］  前記吸熱剤は、熱分解開始温度が５００℃以下、吸熱量が５００Ｊ／ｇ以上である［１］〜［７］のいずれかに記載の耐火樹脂組成物。
［９］  バッテリーに使用される［１］〜［８］のいずれかに記載の耐火樹脂組成物。
［１０］  ［１］〜［９］のいずれかに記載の耐火樹脂組成物からなる耐火シート。
［１１］  面方向の平均熱伝導率が０．４〜８０Ｗ／ｍ・Ｋであり、厚み方向の熱伝導率が０．３〜６０Ｗ／ｍ・Ｋである［１０］に記載の耐火樹脂組成物からなる耐火シート。
［１２］  吸熱剤、熱伝導性物質及び樹脂を含有する耐火樹脂組成物からなる耐火シートであって、２３℃から１０００℃まで加熱した際に発生する吸熱量が１２０Ｊ／ｇ以上であり、前記耐火シートの吸熱開始温度が、８００℃以下である、耐火シート。
［１３］  面方向の平均熱伝導率が０．４〜８０Ｗ／ｍ・Ｋであり、厚み方向の熱伝導率が０．３〜６０Ｗ／ｍ・Ｋである［１２］に記載の耐火樹脂組成物からなる耐火シート。
［１４］  厚さが５〜１００００μｍである、［１０］〜［１３］のいずれかに記載の耐火シート。
［１５］  ［１０］〜［１４］のいずれかに記載の耐火シートと、バッテリーセルとを備え、前記耐火シートが、バッテリーセルの表面に取り付けられるバッテリー。
［１６］  ［１０］〜［１４］のいずれかに記載の耐火シートを備える外装フィルム。
［１７］基材層、金属層、及びシーラント層をこの順で備え、前記耐火シートが、前記基材層と前記金属層の間、前記金属層と前記シーラント層の間、及び前記基材層の外側の少なくともいずれかに配置される上記［１６］に記載の外装フィルム。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、急激な温度上昇等に伴う発火に対して、短時間で消火することができる耐火樹脂組成物、耐火シート、耐火シートを備えるバッテリー、及び耐火シートを備える外装フィルムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】角型バッテリーセルを有するバッテリーの一実施形態を示す概略的な断面図である。
【図２】角型バッテリーセルを有するバッテリーの別の実施形態を示す概略的な断面図である。
【図３】ラミネート型のバッテリーセルを有するバッテリーの一実施形態を示す概略的な断面図である。
【図４】円筒形バッテリーセルを有するバッテリーの一実施形態を示す概略的な断面図である。
【図５】外装フィルムの一実施形態を示す概略的な断面図である。
【図６】外装フィルムの別の実施形態を示す概略的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を詳細に説明する。
［耐火樹脂組成物］
本発明の耐火樹脂組成物は、樹脂と、熱分解開始温度が８００℃以下、吸熱量が３００Ｊ／ｇ以上である吸熱剤と、熱伝導性物質とを含有し、前記樹脂１００質量部に対する前記吸熱剤の含有量が１０〜１５００質量部である。
本発明の耐火樹脂組成物は、特定の熱分解開始温度及び吸熱量を有する吸熱剤と、樹脂とを特定の割合で有するため、例えばこの耐火樹脂組成物からなる耐火材を周囲に配置したバッテリーセルが発火した場合であっても、速やかに消火することが可能になる。また、熱伝導性物質を含有するため、この熱伝導性物質を介して吸熱材への熱伝達がスムーズになり、消火がより速くなる。
【００１１】
さらに、本発明の耐火樹脂組成物は、吸熱剤の平均粒子径が０．１〜９０μｍであることが好ましく、また、樹脂のメルトフローレートが１．０ｇ／１０ｍｉｎ以上であることが好ましい。本発明では、吸熱剤の平均粒子径と、樹脂のメルトフローレートを一定の範囲にすることで、シートなどにするときの成形性が良好となる。成形性が良好となると、例えば、耐火シートとしたときにロール状に巻き取ることが可能になる。
【００１２】
＜樹脂＞
樹脂としては、例えば、熱可塑性樹脂、及びエラストマー樹脂が挙げられる。
熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリ（１−）ブテン樹脂、及びポリペンテン樹脂等のポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、（メタ）アクリル系樹脂、ポリアミド樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）、ノボラック樹脂、ポリウレタン樹脂、及びポリイソブチレン等の合成樹脂が挙げられる。
【００１３】
エラストマー樹脂としては、アクリロニトリルブタジエンゴム、液状アクリロニトリルブタジエンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、液状エチレン−プロピレン−ジエンゴム（液状ＥＰＤＭ）、エチレン−プロピレンゴム、液状エチレン−プロピレンゴム、天然ゴム、液状天然ゴム、ポリブタジエンゴム、液状ポリブタジエンゴム、ポリイソプレンゴム、液状ポリイソプレンゴム、スチレン−ブタジエンブロック共重合体、液状スチレン−ブタジエンブロック共重合体、水素添加スチレン−ブタジエンブロック共重合体、液状水素添加スチレン−ブタジエンブロック共重合体、水素添加スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、液状水素添加スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、水素添加スチレン−イソプレンブロック共重合体、液状水素添加スチレン−イソプレンブロック共重合体、水素添加スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体、及び液状水素添加スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体等が挙げられる。
本発明においては、これら樹脂のうち１種を単独で用いても、２種以上を混合して用いてもよい。
【００１４】
上記樹脂の中でも、成形性を向上させる観点から、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリカーボネート樹脂、（メタ）アクリル系樹脂、ポリアミド樹脂、及びポリ塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）等の熱可塑性樹脂が好ましく、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）が更に好ましい。
【００１５】
本発明において、上記したように樹脂のメルトフローレートは、１．０ｇ／１０ｍｉｎ以上であることが好ましい。樹脂のメルトフローレートを１．０ｇ／１０ｍｉｎ以上とすると、吸熱剤の分散性が良好となり、吸熱剤が均一に分散し、吸熱剤を多量に配合してもシート成形性が良好に維持される。メルトフローレートは、２．４ｇ／１０ｍｉｎ以上がより好ましく、１０ｇ／１０ｍｉｎ以上がさらに好ましく、２０ｇ／１０ｍｉｎ以上がよりさらに好ましい。メルトフローレートをこれら下限値以上とすることで、吸熱剤の分散性を向上させて吸熱剤をより多量に配合しやすくなる。
また、樹脂のメルトフローレートは、４０ｇ／１０ｍｉｎ以下が好ましく、３５ｇ／１０ｍｉｎ以下がより好ましい。
なお、メルトフローレートは、ＪＩＳ  Ｋ  ７２１０−２：１９９９に従って１９０℃、２．１６ｋｇ荷重の条件によって測定されたものである。
【００１６】
耐火樹脂組成物中の樹脂の含有量は、好ましくは５質量％以上、より好ましくは６質量％以上、さらに好ましくは８質量％以上である。耐火樹脂組成物中の樹脂の含有量をこれら下限値以上とすると、耐火樹脂組成物を耐火シートに成形する際の成形性が向上する。また、上記含有量は、好ましくは８５質量％以下、より好ましくは８０質量％以下、さらに好ましくは５０質量％以下、よりさらに好ましくは１５質量％以下である。また、本発明では、これら上限値以下とすることで吸熱剤を多量に配合することが可能になる。また、１５質量％以下などの少ない樹脂量においても、樹脂のメルトフローレートや、吸熱剤及び熱伝導性物質の平均粒子径を調整することで、成形性が良好となる。
【００１７】
＜吸熱剤＞
本発明においては吸熱剤として、熱分解開始温度が８００℃以下、吸熱量が３００Ｊ／ｇ以上であるものを用いる。熱分解開始温度、及び吸熱量のいずれかが上記範囲外となると、バッテリーなどが発火した場合に速やかに消火することが難しくなる。
また、吸熱剤は、平均粒子径が０．１〜９０μｍであるものが好ましい。平均粒子径が上記範囲内とすることで、樹脂中に吸熱剤が分散しやすくなり、樹脂中に吸熱剤を均一に分散でき、多量に配合させることも可能になる。
なお、以下の説明においては、熱分解開始温度が８００℃以下、吸熱量が３００Ｊ／ｇ以上である吸熱剤は、単に吸熱剤というが、第１の吸熱剤ということもある。
【００１８】
吸熱剤の熱分解開始温度は、５００℃以下が好ましく、４００℃以下がより好ましく、３００℃以下がさらに好ましく、２５０℃以下がよりさらに好ましい。吸熱剤の熱分解開始温度がこれら上限値以下とすることで発火時に速やかに吸熱剤が分解し、迅速に消火することが可能になる。また、吸熱剤の熱分解開始温度は、例えば５０℃以上、好ましくは１００℃以上、より好ましくは１５０℃以上、さらに好ましくは１８０℃以上である。
なお、熱分解開始温度は、熱重量示差熱分析装置（ＴＧ-ＤＴＡ）により測定することができ、具体的には実施例に記載の方法により測定することができる。
【００１９】
前記吸熱剤の吸熱量は、好ましくは５００Ｊ／ｇ以上、より好ましくは６００Ｊ／ｇ以上、さらに好ましくは９００Ｊ／ｇ以上である。吸熱剤の吸熱量が上記範囲内であると、熱の吸収性が向上するため、耐火性がより良好となる。前記吸熱剤の吸熱量は、通常、４０００Ｊ／ｇ以下、好ましくは３０００Ｊ／ｇ以下、さらに好ましくは２０００Ｊ／ｇ以下である。
なお、吸熱量は熱重量示差熱分析装置（ＴＧ-ＤＴＡ）を用いて測定することができ、具体的には実施例に記載の方法により測定することができる。
【００２０】
吸熱剤の平均粒子径は、０．５〜６０μｍがより好ましく、０．８〜４０μｍがさらに好ましく、０．８〜１０μｍがよりさらに好ましい。吸熱剤の平均粒子径が上記範囲内であると、耐火樹脂組成物中における吸熱剤の分散性が向上し、吸熱剤を樹脂中に均一に分散させたり、樹脂に対する吸熱剤の配合量を多くしたりすることができる。
なお、吸熱剤の平均粒子径は、レーザー回折／散乱式粒度分布測定装置により測定したメディアン径（Ｄ５０）の値である。
【００２１】
吸熱剤としては、上記した熱分解開始温度、吸熱量、及び平均粒子径を満たせば特に制限はないが、例えば、金属水酸化物、ホウ素系化合物、金属塩の水和物などが挙げられ、中でも金属水酸化物が好ましい。金属水酸化物を用いた場合、発火により生じた熱によって水が生成し、速やかに消火することができるため好ましい。また、金属水酸化合物と金属塩の水和物との組み合わせも好ましい。
金属水酸化物としては、例えば、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、ハイドロタルサイト、タルク等が挙げられ、中でも、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、及び水酸化カルシウムが好ましい。ホウ素系化合物としては、ホウ酸亜鉛等が挙げられる。ホウ酸亜鉛は例えば２ＺｎＯ・３Ｂ２Ｏ５・３．５Ｈ２Ｏなどの水和物であるとよい。また、金属塩の水和物としては、硫酸カルシウムの水和物（例えば、２水和物）、硫酸マグネシウムの水和物（例えば、７水和物）、カオリンクレー、ベーマイト、ドーソナイトなどであってもよい。
これらの中でも、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、及びホウ酸亜鉛が好ましく、水酸化アルミニウム、及び水酸化マグネシウムがより好ましい。
【００２２】
耐火樹脂組成物中の吸熱剤の含有量は、樹脂１００質量部に対して、１０〜１５００質量部である。１０質量部未満とすると、バッテリーなどが発火した場合に速やかに消火することができなくなる。また、１５００質量部より多くなると、吸熱剤が樹脂中に均一に分散することが難しくなり、成形性などが悪化する。
上記吸熱剤の含有量は、好ましくは１００質量部以上、さらに好ましくは５００質量部以上、より更に好ましくは９００質量部以上である。また、好ましくは１４５０質量部以下、更に好ましくは１３００質量部以下、より更に好ましくは１１５０質量部以下である。吸熱剤の含有量をこれら下限値以上とすることで、急激な温度上昇を緩和でき、かつ発火した場合でも速やかに消火することができる。また、これら上限値以下とすることで、樹脂中に均一に分散しやすくなり、成形性などが優れたものとなる。
【００２３】
耐火樹脂組成物は、好ましい一実施形態として、上記吸熱剤として、熱分解開始温度が５００℃以下、吸熱量が５００Ｊ／ｇ以上である吸熱剤を使用する。このような吸熱剤を使用すると、バッテリーセルが発火した場合であっても、より速やかに消火することが可能になる。
【００２４】
また、耐火樹脂組成物は、好ましい一実施形態として、上記吸熱剤として、熱分解開始温度が互いに異なる２種以上の吸熱剤を含有する。熱分解開始温度が互いに異なる２種以上の吸熱剤を使用すると、温度上昇する過程で吸熱反応を連続的に生じさせ、効果的に消火できるようになる。また、バッテリーは例えば電解液が燃焼することが多く、電解液は引火又は発火により燃焼するが、２種以上の吸熱剤を含有させると、引火点及び発火点それぞれに対応した熱分解開始温度を有する吸熱剤を使用することで、より効果的に消火できるようになる。
上記観点から、吸熱剤は、熱分解開始温度が互いに異なる２種以上を含む場合には、熱分解開始温度が５０℃以上互いに異なることが好ましく、より好ましくは７０℃以上互いに異なる。
【００２５】
熱分解開始温度が互いに異なる２種以上を含む場合、例えば一実施形態として、熱分解開始温度が２５０℃以上の吸熱剤（高温側吸熱剤）と、熱分解開始温度が２５０℃未満の吸熱剤（低温側吸熱剤）とを併用するとよい。この場合、高温側吸熱剤の熱分解開始温度は、２７５℃以上が好ましく、低温側吸熱剤の熱分解開始温度は２２５℃以下が好ましい。また、高温側吸熱剤の熱分解開始温度は８００℃以下であるが、５００℃以下が好ましく、４００℃以下がより好ましく、低温側吸熱剤の熱分解開始温度は１１０℃以上が好ましく、１５０℃以上がより好ましい。このような実施形態における高温側吸熱剤としては、例えば水酸化マグネシウムが挙げられ、低温側吸熱剤としては、例えば、水酸化アルミニウムが挙げられる。
【００２６】
また、別の一実施形態として、例えば、熱分解開始温度が１５０℃以上の吸熱剤（高温側吸熱剤）と、熱分解開始温度が１５０℃未満の吸熱剤（低温側吸熱剤）とを併用するとよい。この場合、高温側吸熱剤の熱分解開始温度は、１７５℃以上が好ましく、低温側吸熱剤の熱分解開始温度は１３０℃以下が好ましい。また、高温側吸熱剤の熱分解開始温度は８００℃以下であるが、５００℃以下が好ましく、２５０℃以下がより好ましく、低温側吸熱剤の熱分解開始温度は５０℃以上が好ましい。本実施形態における高温側吸熱剤としては、例えば水酸化アルミニウムが挙げられ、低温側吸熱剤としては、例えば、硫酸カルシウムの水和物、硫酸マグネシウムの水和物などが挙げられる。
【００２７】
上記のように各実施形態において、２種以上併用する場合、高温側吸熱剤の含有量に対する低温側吸熱剤金属塩の水和物は、特に限定されないが、１／９以上９／１以下が好ましく、２／８以上８／２以下がより好ましく、３／７以上７／３以下がさらに好ましい。
【００２８】
＜熱伝導性物質＞
熱伝導性物質とは熱伝導率が５Ｗ／ｍ・Ｋ以上の物質をいい、熱伝導性フィラー、ウィスカー、チョップドストランド等が挙げられる。なかでも、熱伝導性フィラーが好ましく、当該熱伝導性フィラーとしては、例えば、黒鉛、金属、無機化合物等のフィラーが挙げられる。
金属フィラーとしては、アルミニウム、銀、銅、マグネシウム、鉄、クロム、ニッケル、チタン、亜鉛、錫、モリブデン、タングステン、及びこれらいずれかを含む合金（ステンレス等）が挙げられる。金属フィラーとしては、銀、銅、アルミニウム、鉄、ステンレスが好ましい。
無機化合物フィラーとしては、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化鉄、酸化チタン、酸化錫、酸化アンチモン、酸化亜鉛等の金属酸化物、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化ケイ素等の窒化物、炭化ケイ素等炭化物、塩基性炭酸マグネシウム、炭酸マグネシウム、炭酸亜鉛、炭酸ストロンチウム、及び炭酸バリウム等の炭酸塩化合物（ただし、炭酸カルシウム以外）等が挙げられる。また、これらの他にも、シリカ、タルク、珪藻土、硫酸バリウム、クレー、マイカ、モンモリロナイト、ベントナイト、活性白土、セピオライト、イモゴライト、セリサイト、シリカ系バルーン、グラファイト、グラフェン、カーボンブラック、炭素繊維、炭素バルーン、木炭粉末、フェライト、チタン酸カリウム、硫酸マグネシウム、チタン酸ジルコン酸鉛、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、アルミニウムボレート、硫化モリブデン、ステンレス繊維、スラグ繊維、フライアッシュ等が挙げられる。
【００２９】
無機化合物フィラーとしては、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、窒化ホウ素が好ましく、窒化ホウ素、酸化マグネシウムがより好ましい。
窒化ホウ素は、熱伝導性をより向上させやすい観点から、窒化ホウ素の一次粒子を凝集させた二次粒子である凝集粒子、例えば、麟片状の一次粒子が凝集した凝集粒子であることがさらに好ましい。
【００３０】
熱伝導性フィラーは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。また、これらの熱伝導性フィラーは、樹脂への密着性、及び加工性向上のために、表面処理がされていてもよい。
【００３１】
耐火樹脂組成物における熱伝導性物質（特に、熱伝導性フィラー）の含有量は、樹脂１００質量部に対して、１０〜６００質量部が好ましく、１０〜５５０質量部がより好ましく、１０〜５００質量部が更に好ましく、１０〜２００質量部がよりさらに好ましい。熱伝導性フィラーの含有量が上記範囲内であることで、熱伝導性をより向上させやすくなる。
【００３２】
熱伝導性物質（特に、熱伝導性フィラー）の密度は、２．０〜８．０ｇ／ｃｍ３が好ましく、２．０〜６．０ｇ／ｃｍ３がより好ましく、２．０〜５．０ｇ／ｃｍ３が更に好ましい。
熱伝導性物質（特に、熱伝導性フィラー）の平均粒子径は、０．１〜２００μｍが好ましく、５〜１５０μｍがより好ましく、１０〜１００μｍが更に好ましい。
平均粒子径の測定方法については、吸熱剤の平均粒子径の測定方法と同様である。
熱伝導性物質（特に、熱伝導性フィラー）の熱伝導率は、５Ｗ／ｍ・Ｋ以上が好ましく、１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上がより好ましく、上限は特に制限されないが、通常２０００Ｗ／ｍ・Ｋ以下である。
熱伝導性物質（特に、熱伝導性フィラー）の形状は特に限定されず、球状、中空状、板状、麟片状、針状等いずれの形状でもよく、異なる形状を混在させてもよい。一次粒子を凝集させた二次粒子である凝集粒子であってもよい。
【００３３】
吸熱剤への効率的な熱伝達の観点から、熱伝導性物質と吸熱剤との質量比（熱伝導性物質／吸熱剤）は、２／９８〜２０／８０であること好ましく、５／９５〜１５／８５であることが好ましい。
【００３４】
＜任意成分＞
〔既述の吸熱材以外の吸熱剤〕
本発明の耐火性樹脂組成物は、既述の吸熱剤（第１の吸熱剤）に加えて、熱分解開始温度が８００℃より高い吸熱剤（以下、「第２の吸熱剤」ともいう）を含有していてもよい。この場合、第２の吸熱剤としては、熱分解開始温度が８００℃より高く、かつ吸熱量が３００Ｊ／ｇ以上の吸熱剤が好ましい。熱分解開始温度が高く、かつ吸熱量も高い第２の吸熱剤を、上記した第１の吸熱剤と併用することで、例えば、一定量の燃焼が継続した後で、第２の吸熱剤により燃焼が抑制されるので、例えばバッテリーが燃え広がることなどが防止できる。
第２の吸熱剤の熱分解開始温度は、好ましくは１２００℃以下、より好ましくは１０００℃以下である。これら上限値以下とすることで、第２の吸熱剤により効果的に燃焼を抑制できる。
また、第２の吸熱剤の吸熱量は、燃焼の抑制効果を高める観点から、好ましくは５００Ｊ／ｇ以上、より好ましくは６００Ｊ／ｇ以上、さらに好ましくは９００Ｊ／ｇ以上、よりさらに好ましくは１５００Ｊ／ｇ以上である。また、第２の吸熱剤の吸熱量は、通常、４０００Ｊ／ｇ以下、好ましくは３０００Ｊ／ｇ以下、さらに好ましくは２０００Ｊ／ｇ以下である。
【００３５】
第２の吸熱剤としては、例えば、炭酸カルシウム、塩基性炭酸マグネシウム、炭酸マグネシウム、炭酸亜鉛、炭酸ストロンチウム、及び炭酸バリウムなどの炭酸金属塩が挙げられる。
第２の吸熱剤の含有量は、特に限定されないが、第１の吸熱剤の含有量に対する質量比（第２の吸熱剤／第１の吸熱剤）として、１／９以上７／３以下が好ましく、２／８以上６／４以下がさらに好ましい。含有量の質量比を上記範囲内とすることで、第２の吸熱剤を使用する効果を発揮しやすくなる。
第２の吸熱剤の平均粒子径は、特に限定されないが、０．１〜９０μｍが好ましい。平均粒子径を上記範囲内とすることで、成形性が良好となる。第２の吸熱剤の平均粒子径は、０．５〜６０μｍがより好ましく、０．８〜４０μｍがさらに好ましく、０．８〜１０μｍがよりさらに好ましい。なお、第２の吸熱剤の平均粒子径の測定方法は、上記したとおりである。
【００３６】
〔難燃剤〕
本発明の耐火樹脂組成物は、更に難燃剤を含有することが好ましい。本発明の耐火樹脂組成物が難燃剤を含有する場合、これを用いた耐火シートに着火した場合であっても延焼を抑制することができる。
難燃剤としては、例えば、赤リン、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリキシレニルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、及びキシレニルジフェニルホスフェート等の各種リン酸エステル、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、及びリン酸マグネシウム等のリン酸金属塩、ポリリン酸アンモニウム、下記一般式（１）で表される化合物等が挙げられる。
【００３７】
【化１】
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【００３８】
前記一般式（１）中、Ｒ１及びＲ３は、同一又は異なって、水素、炭素数１〜１６の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、又は炭素数６〜１６のアリール基を示す。Ｒ２は、水酸基、炭素数１〜１６の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、炭素数１〜１６の直鎖状もしくは分岐状のアルコキシル基、炭素数６〜１６のアリール基、又は炭素数６〜１６のアリールオキシ基を示す。
【００３９】
前記一般式（１）で表される化合物の具体例としては、メチルホスホン酸、メチルホスホン酸ジメチル、メチルホスホン酸ジエチル、エチルホスホン酸、ｎ−プロピルホスホン酸、ｎ−ブチルホスホン酸、２−メチルプロピルホスホン酸、ｔ−ブチルホスホン酸、２，３−ジメチル−ブチルホスホン酸、オクチルホスホン酸、フェニルホスホン酸、ジオクチルフェニルホスホネート、ジメチルホスフィン酸、メチルエチルホスフィン酸、メチルプロピルホスフィン酸、ジエチルホスフィン酸、ジオクチルホスフィン酸、フェニルホスフィン酸、ジエチルフェニルホスフィン酸、ジフェニルホスフィン酸、ビス（４−メトキシフェニル）ホスフィン酸等が挙げられる。前記難燃剤は、単独でも、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
前記難燃剤の中でも、耐火シートの難燃性を向上させる観点から、赤リン、ポリリン酸アンモニウム、及び前記一般式（１）で表される化合物が好ましく、難燃性能、安全性、及びコスト等の観点からポリリン酸アンモニウムがより好ましい。
【００４０】
本発明の耐火樹脂組成物が難燃剤を含有する場合、その含有量は樹脂成分１００質量部に対して、１〜２００質量部が好ましく、５〜１００質量部がより好ましく、５〜５０質量部が更に好ましい。難燃剤の含有量が前記範囲内であると、耐火樹脂組成物を用いた耐火シートが着火した場合に延焼を抑制することができる。
【００４１】
〔熱膨張性黒鉛〕
本発明の耐火樹脂組成物は熱膨張性黒鉛を含有してもよい。耐火樹脂組成物が熱膨張性黒鉛を含有する場合、熱膨張性黒鉛は加熱されることで膨張して大容量の空隙を形成し、難燃剤として機能するため、耐火樹脂組成物を用いた耐火シートに着火した場合に延焼を抑制することができる。
【００４２】
熱膨張性黒鉛としては、加熱時に膨張する黒鉛であれば特に制限はなく、天然鱗状グラファイト、熱分解グラファイト、及びキッシュグラファイト等の粉末を無機酸と強酸化剤とで処理してグラファイト層間化合物を生成させたものが挙げられ、これらは炭素の層状構造を維持したままの結晶化合物になっている。
前記無機酸としては濃硫酸、硝酸、及びセレン酸等が挙げられ、強酸化剤としては濃硝酸、過塩素酸、過塩素酸塩、過マンガン酸塩、重クロム酸塩、及び過酸化水素等が挙げられる。
熱膨張性黒鉛は更に中和処理を行ったものでもよい。具体的には、前記酸処理により得られた熱膨張性黒鉛を、更にアンモニア、脂肪族低級アミン、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物等で中和することが好ましい。
熱膨張性黒鉛の粒度は、２０〜２００メッシュが好ましい。膨張性黒鉛の粒度が前記範囲内であると、膨脹して大容量の空隙を作りやすくなるため難燃性が向上する。また、樹脂への分散性も向上する。
【００４３】
熱膨張性黒鉛の平均アスペクト比は、２以上が好ましく、５以上がより好ましく、１０以上が更に好ましい。熱膨張性黒鉛の平均アスペクト比の上限は特に限定されないが、熱膨張性黒鉛の割れ防止の観点から、１，０００以下であることが好ましい。熱膨張性黒鉛の平均アスペクト比が２以上であることにより、膨張して大容量の空隙を作りやすくなるため難燃性が向上する。
熱膨張性黒鉛の平均アスペクト比は、１０個の熱膨張性黒鉛について、それぞれ最大寸法（長径）及び最小寸法（短径）測定し、最大寸法（長径）を最小寸法（短径）で除した値の平均値を平均アスペクト比とする。熱膨張性黒鉛の長径及び短径は、例えば、電界放出型走査電子顕微鏡（ＦＥ−ＳＥＭ）を用いて測定することができる。
【００４４】
耐火樹脂組成物が熱膨張性黒鉛を含有する場合、その含有量は樹脂１００質量部に対して、１０〜２００質量部が好ましく、２０〜１５０質量部がより好ましく、３０〜１００質量部が更に好ましい。熱膨張性黒鉛の含有量が前記範囲内であると、耐火樹脂組成物中に大容量の空隙を作りやすくなるため難燃性が向上する。
【００４５】
〔無機充填剤〕
本発明の耐火樹脂組成物は、吸熱剤、難燃剤、熱伝導性物質及び膨張性黒鉛以外の無機充填剤を更に含有してもよい。
当該無機充填剤としては特に制限されず、例えば、ガラス繊維、ガラスビーズ、脱水汚泥等が挙げられる。これらの無機充填剤は、単独でも、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００４６】
無機充填剤の平均粒子径は、０．５〜１００μｍが好ましく、１〜５０μｍがより好ましい。無機充填剤は、含有量が少ないときは分散性を向上させる観点から粒子径が小さいものが好ましく、含有量が多いときは高充填が進むにつれて、耐火樹脂組成物の粘度が高くなり成形性が低下するため粒子径が大きいものが好ましい。
【００４７】
本発明の耐火樹脂組成物が、吸熱剤、熱伝導性物質及び膨張性黒鉛以外の無機充填剤を含有する場合、その含有量は樹脂１００質量部に対して、好ましくは１０〜３００質量部、より好ましくは１０〜２００質量部である。無機充填剤の含有量が前記範囲内であると、これを用いた耐火シートの機械的物性を向上させることができる。
【００４８】
〔可塑剤〕
本発明の耐火樹脂組成物は、更に可塑剤を含有してもよい。特に樹脂成分がポリ塩化ビニル樹脂である場合、成形性を向上させる観点から可塑剤を含むことが好ましい。
可塑剤は、一般にポリ塩化ビニル樹脂成形体を製造する際に使用されている可塑剤であれば特に限定されない。具体的には、例えば、ジ−２−エチルヘキシルフタレート（ＤＯＰ）、ジブチルフタレート（ＤＢＰ）、ジヘプチルフタレート（ＤＨＰ）、ジイソデシルフタレート（ＤＩＤＰ）等のフタル酸エステル可塑剤、ジ−２−エチルヘキシルアジペート（ＤＯＡ）、ジイソブチルアジペート（ＤＩＢＡ）、ジブチルアジペート（ＤＢＡ）等の脂肪酸エステル可塑剤、エポキシ化大豆油等のエポキシ化エステル可塑剤、アジピン酸エステル、アジピン酸ポリエステル等のアジピン酸エステル可塑剤、トリー２−エチルヘキシルトリメリテート（ＴＯＴＭ）、トリイソノニルトリメリテート（ＴＩＮＴＭ）等のトリメリット酸エステル可塑剤、鉱油等のプロセスオイル等が挙げられる。可塑剤は、１種単独で用いても、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明の耐火樹脂組成物が可塑剤を含有する場合、その含有量は、樹脂１００質量部に対して５〜４０質量部が好ましく、５〜３５質量部がより好ましい。可塑剤の含有量が前記範囲内であると、押出成形性が向上する傾向があり、また成形体が柔らかくなり過ぎることを抑制することができる。
【００４９】
＜その他成分＞
本発明の耐火樹脂組成物は、本発明の目的が損なわれない範囲で、必要に応じて各種の添加成分を含有させることができる。
この添加成分の種類は特に限定されず、各種添加剤を用いることができる。このような添加剤として、例えば、滑剤、収縮防止剤、結晶核剤、着色剤（顔料、染料等）、紫外線吸収剤、酸化防止剤、老化防止剤、充填剤、補強剤、難燃助剤、帯電防止剤、界面活性剤、加硫剤、及び表面処理剤等が挙げられる。添加剤の添加量は成形性等を損なわない範囲で適宜選択できる。添加剤は、単独でも、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００５０】
＜製造方法＞
本発明の耐火樹脂組成物は、前記樹脂、吸熱剤、熱伝導性物質、及び任意成分をバンバリーミキサー、ニーダーミキサー、混練ロール、ライカイ機、及び遊星式撹拌機等の公知の装置を用いて混合することにより得ることができる。
【００５１】
［耐火シート］
本発明の耐火シートは、上記耐火樹脂組成物からなるものである。本発明では、耐火シートをバッテリーなどの周囲に使用することで、バッテリーなどが発火した場合でも、吸熱して迅速に消火することができる。
耐火シートの厚みは特に限定はないが、５〜１００００μｍが好ましく、２０〜４０００μｍがより好ましく、５０〜２０００μｍがさらに好ましく、１００〜１８００μｍがさらに好ましく、５００〜１５００μｍがより更に好ましい。耐火シートの厚みが上記範囲内であると、機械強度を維持しつつ小型のバッテリーセルにも使用することができる。なお、本明細書における耐火シートの「厚み」とは、耐火シートの幅方向３点の平均厚みを指す。
【００５２】
本発明の耐火シートは、耐火シート単体で用いられてもよいし、耐火シート以外の層が積層されて耐火多層シートを構成してもよい。耐火多層シートは、例えば、基材と、基材の少なくとも一方の面に設けられる耐火シートとを有する。
ここで、基材は、可燃層であっても準不燃層又は不燃層であってもよい。基材の厚みは特に限定されないが、例えば５μｍ〜１ｍｍである。可燃層に使用される素材としては、例えば、布材、紙材、木材、樹脂フィルム等の一種もしくは二種以上を挙げることができる。基材が準不燃層又は不燃層である場合、準不燃層又は不燃層に使用される素材としては、例えば、金属、無機材等を挙げることができる。
【００５３】
また、耐火多層シートは、耐火シートと、耐火シートの少なくともいずれか一方の面に設けられる粘着剤層とを備えるものでもよい。粘着剤層は、上記基材の上に設けられてもよいし、耐火シートの表面に直接形成されてもよい。また、耐火シートの少なくともいずれか一方の面に、基材の両表面に粘着剤層が設けられた両面粘着テープが貼り付けられてもよい。すなわち、耐火シートの一方の面に、粘着剤層、基材、及び粘着剤層がこの順に設けられてもよい。
粘着剤層を構成する粘着剤としては、特に制限はなく、例えば、アクリル系粘着剤、ウレタン系粘着剤、ゴム系粘着剤等が挙げられるが、これらに限定されない。粘着剤層の厚みは、特に限定されないが、例えば、３〜５００μｍ、好ましくは１０〜２００μｍである。
【００５４】
本発明の一側面において、耐火シートは、樹脂と吸熱剤と熱伝導性物質とを含有する耐火性樹脂組成物からなるものであって、耐火シートの吸熱量が１２０Ｊ／ｇ以上となるものである。なお、本明細書において、「耐火シートの吸熱量」とは、２３℃から１０００℃まで加熱した際に発生する吸熱量のことを意味する。
耐火シートの吸熱量が、１２０Ｊ／ｇ未満となると、バッテリーなどが発火した場合に速やかに消火することが難しくなる。バッテリーの発火を速やかに消火する観点からは、耐火シートの吸熱量は、１２０Ｊ／ｇ以上であることが好ましく、４００Ｊ／ｇ以上であることがより好ましく、７００Ｊ／ｇ以上であることがさらに好ましい。
また、耐火シートに一定の樹脂を含有させて、成形性などを良好とする観点から、耐火シートの吸熱量は、２５００Ｊ／ｇ以下であることが好ましく、２０００Ｊ／ｇ以下であることがより好ましく、１５００Ｊ／ｇ以下であることがさらに好ましい。
本発明では、上記で示したように、耐火シートに樹脂と吸熱剤と熱伝導性物質を含有させ、吸熱剤や熱伝導性物質の量、種類などを適宜調整することで、耐火シートの吸熱量を上記範囲内に調整できる。
【００５５】
また、耐火シートの吸熱開始温度は、例えば８００℃以下である。熱分解開始温度を８００℃以下とすることで、上記耐火シートの吸熱量を規定の範囲内に調整できる。また、耐火シートの吸熱開始温度は、５００℃以下が好ましく、４００℃以下がより好ましく、３００℃以下がさらに好ましく、２５０℃以下がよりさらに好ましい。耐火シートの吸熱開始温度がこれら上限値以下とすることで発火時に速やかに耐火シートが分解して吸熱して、迅速に消火することが可能になる。
また、耐火シートの吸熱開始温度は、例えば５０℃以上、好ましくは１００℃以上、より好ましくは１５０℃以上、さらに好ましくは１８０℃以上である。
【００５６】
上記本発明の一側面を含む本発明の耐火シートは、面方向の平均熱伝導率が０．４〜８０Ｗ／ｍ・Ｋであり、厚み方向の熱伝導率が０．３〜６０Ｗ／ｍ・Ｋであることが好ましい。上記範囲にあることで、面方向及び厚み方向といったすべての方向に満遍なく熱伝導が進行し、吸熱剤への熱伝導効率が高まって、消火をより速く行うことができる。面方向の平均熱伝導率は０．４〜８０Ｗ／ｍ・Ｋであることがより好ましい。厚み方向の熱伝導率は０．３〜６０Ｗ／ｍ・Ｋであることがより好ましい。
面方向及び厚み方向の平均熱伝導率は実施例に記載の方法により測定することができる。
【００５７】
＜耐火シートの製造方法＞
本発明の耐火シートは、本発明の耐火樹脂組成物を成形することにより製造することができる。具体的には、押出成形、プレス成形、及び射出成形が挙げられ、中でも押出成形が好ましく、単軸押出機、二軸押出機、射出成型機等を用いて成形することができる。
【００５８】
［バッテリー］
本発明の耐火シートは、バッテリーに用いられることが好ましい。バッテリーは、通常、少なくとも１つのバッテリーセルを有し、そのバッテリーセルに耐火シートが取り付けられるとよい。耐火シートは、通常、バッテリーセルの表面に取り付けられる。バッテリーは、バッテリーセルを１つ有してもよいし、２つ以上有してもよい。
【００５９】
バッテリーセルは、正極材、負極材、セパレータ、正極端子、及び負極端子等が外装部材に収容されたバッテリーの構成単位を指す。また、バッテリーセルは、セルの形状により、円筒型、角型、ラミネート型に分類される。
バッテリーセルが円筒型の場合、正極材、負極材、セパレータ、正極端子、負極端子、絶縁材、安全弁、ガスケット、及び正極キャップ等が外装缶に収容されているバッテリーの構成単位を指す。一方、バッテリーセルが角型の場合、正極材、負極材、セパレータ、正極端子、負極端子、絶縁材、及び安全弁等が外装缶に収容されているバッテリーの構成単位を指す。バッテリーセルがラミネート型の場合、正極材、負極材、セパレータ、正極端子、及び負極端子等が外装フィルムに収容されているバッテリーの構成単位を指す。ラミネート型のバッテリーでは、２枚の外装フィルムの間、或いは、１枚の外装フィルムが例えば２つ折りで折り畳まれ、その折り畳まれた外装フィルムの間に、正極材、負極材、セパレータ、正極端子、及び負極端子等が配置され、外装フィルムの外縁部がヒートシールによって圧着されている。外装フィルムとしては例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルムが積層されたアルミニウムフィルム等が挙げられる。
また、バッテリーセルは、リチウムイオン電池、リチウムイオンポリマー電池、ニッケル・水素電池、リチウム・硫黄電池、ニッケル・カドミウム電池、ニッケル・鉄電池、ニッケル・亜鉛電池、ナトリウム・硫黄電池、鉛蓄電池、空気電池等の二次電池であり、これらの中でもリチウムイオン電池が好ましい。
バッテリーは、例えば、携帯電話及びスマートフォン等の小型電子機器、ノートパソコン、自動車等に使用されるが、これらに限定されない。
【００６０】
耐火シートは、バッテリーセルのいずれの表面上に設けられるとよいが、バッテリーセルの大部分（例えば、表面積の５０％以上、より好ましくは７０％以上）の表面を覆うことが好ましい。耐火シートが表面の大部分を覆うことでバッテリーセルの発火に対して、迅速に消火しやすくなる。
また、バッテリーセルは、安全弁を有することが多いが、安全弁を有する場合、耐火シートによって安全弁を覆うように設けられることが好ましい。このとき、耐火シートは、安全弁の機能を担保するために、安全弁を密封させないように覆うとよい。さらに、ラミネート型のバッテリーセルの場合には、ヒートシールによって圧着されるヒートシール部を覆うように設けられることが好ましい。
バッテリーセルは、安全弁又はヒートシール部から発火することが多いため、これらを耐火シートで覆うことでバッテリーセルの発火より有効に消火しやすくなる。
さらに、耐火シートは、バッテリーセルの大部分の表面を多い、かつ安全弁又はヒートシール部を有する場合、安全弁又はヒートシール部も覆うように配置されることがより好ましい。例えば、耐火シートはバッテリーセルに巻くように配置されるとよい。
【００６１】
例えば、図１に示すようにバッテリー１０のバッテリーセル１１が角型の場合、耐火シート１２は、バッテリーセル１１の外周面を巻き付けられるように配置され、例えば、その主面１１Ａ，１１Ｂと、端面１１Ｃ，１１Ｄの上に配置されることが好ましい。なお、主面１１Ａ，１１Ｂとは、角型のバッテリーセル１１において、最も面積が大きくなる両面であり、端面１１Ｃ，１１Ｄは、主面１１Ａ，１１Ｂを接続する端面である。角型セルでは、一般的に、端面１１Ｃ，１１Ｄのいずれかに安全弁（図示しない）が設けられるため、図１の構成においても、耐火シート１１がバッテリーセル１１の安全弁を覆う。
また、例えば、図２に示すようにバッテリーセル１１が角型の場合、耐火シート１２は、主面１１Ａ，１１Ｂの両方のみに設けられてもよい。さらに、主面１１Ａ，１１Ｂのうち、一方のみに設けられてもよい。
【００６２】
バッテリーセル１１がラミネート型の場合、図３に示すように、耐火シート１２は、例えば、バッテリーセル１１の両面１１Ｘ，１１Ｙそれぞれを覆うように設けられるとよい。このとき、耐火シート１２は、ヒートシール部１１Ｚも覆うように配置されるとよい。  なお、ラミネート型においても、耐火シート１２は、一方の面１１Ｘのみを覆うように設けられてもよい。さらに、ラミネート型においても、耐火シート１２は、バッテリーセル１１の外周面を巻くように配置されてもよい。
さらに、図４に示すように、バッテリーセル１１が円筒型の場合、耐火シート１２は、バッテリーセル１１の外周面に巻き付けられるように配置されればよい。
なお、図１〜４において、耐火シート１２は、耐火シート１２の一方の面に設けられた粘着剤層を介してバッテリーセル１１に接着されてもよい。
また、図１〜４に示した構成は、耐火シートの配置位置の一例に過ぎず、これら以外の位置に配置されてもよい。
【００６３】
［外装フィルム］
本発明の耐火シートは、バッテリーセルの外装フィルムとして用いることができる。一般に、外装フィルムは、基材層、金属層、シーラント層がこの順に積層された積層体であり、各層の接着力を高める目的で、さらに接着層を備える場合もある。
【００６４】
図５に、本発明の耐火シートを備える外装フィルムの一実施形態の断面図を示す。外装フィルム２０は、耐火シート２４を備える外装フィルムである。外装フィルム２０は、耐火シート２４以外にも、基材層２１、金属層２２、及びシーラント層２３をこの順で備え、詳細には、基材層２１、耐火シート２４、金属層２２、シーラント層２３がこの順に積層されている。外装フィルム２０は、シーラント層２３同士をヒートシールすることで容器に加工することができ、正極材、負極材、セパレータ、正極端子、及び負極端子等のバッテリーセルの構成要素を収容して、密封することができる。すなわち、外装フィルム２０を外装材とするバッテリーセルとすることができる。
外装フィルム２０は、本発明の耐火シートを備えているため、バッテリーセルの短絡等の異常により発火が生じた場合でも、短時間で消火することが可能である。さらに、この場合、耐火シート２４は、金属層２２と基材層２１との接着力を高める接着層としての機能も有する。
【００６５】
なお、図５では、耐火シート２４は、基材層２１と金属層２２の間に設けられているが、金属層２２とシーラント層２３との間に設けられていてもよく、基材層２１の外側に設けられていてもよい。中でも、消火性を良好とする観点から、図５に示すように耐火シートは、基材層２１と金属層２２の間の設けられることが好ましい。
【００６６】
また、図６に示すように、耐火シート２４と金属層２２の間に接着層２５を設けてもよい。これにより、耐火シート２４と金属層２２との接着力を高めることができる。なお、接着層２５の位置は、この態様に限定されず、外装フィルムを構成する任意の層間に配置してもよく、例えば、耐火シート２４と基材２１の間などに設けてもよい。
【００６７】
また、上記したように、外装フィルムは、一般に基材層、金属層、シーラント層がこの順に積層された積層体であるが、基材層の代わりに、本発明の耐火シートを用いて、耐火シート、金属層、シーラント層がこの順に積層された外装フィルムとすることも可能である。この場合も、任意の２つの層の間に接着層を設けてもよく、例えば接着層を耐火シートと金属層との間などに設けるとよい。
【００６８】
（基材層）
基材層２１を形成する材料としては、特に制限されないが、絶縁性を備えるものが好ましい。基材層２１を形成する材料としては、樹脂が好ましく、例えば、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂、ポリウレタン樹脂、珪素樹脂、フェノール樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリイミド樹脂、これらの混合物などから形成される樹脂フィルムを挙げることができる。これらの中でも、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂などが好ましい。
ポリエステル樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどが挙げられる。
ポリアミド樹脂としては、例えば、ナイロン６、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６６、ナイロン６１０、ナイロン６１２などのナイロンが挙げられる。
基材層２１は、上記樹脂により形成される樹脂フィルムであることが好ましく、１軸又は２軸延伸された延伸フィルムであってもよく、未延伸フィルムであってもよい。中でも、耐熱性、耐ピンホール性を高くする観点などから、延伸フィルムが好ましく、２軸延伸されたフィルムがより好ましい。基材層は、耐ピンホール性を高める観点から、異なる素材を積層させて多層としてもよい。
【００６９】
基材層の厚さは特に限定されないが、好ましくは５〜２００μｍであり、より好ましくは１０〜１００μｍであり、さらに好ましくは２０〜７０μｍである。基材の厚さが上記下限値以上であると、耐ピンホール性などの機械的強度が向上し、上記上限値以下であると、外装フィルム全体の厚さが薄くなり、バッテリーセルが軽量化又は小型化しやすくなる。
【００７０】
（金属層）
本発明の外装フィルムは、金属層を備える。金属層を備えることで、電池用外装フィルムの耐ピンホール性が向上すると共に、電池内部に水蒸気、酸素、光等が侵入するのを防止することができる。
金属層を形成する材料としては、例えば、アルミニウム、ステンレス、チタン等の金属箔が挙げられ、中でもアルミニウムが好ましい。
金属層の厚さ特に限定されないが、例えば、１０〜２００μｍ、好ましくは２０〜１００μｍである。
【００７１】
（接着層）
接着層２５は外装フィルムを構成する各層を接着することが可能であれば、特に限定されず、公知のものが特に制限なく使用できる。
接着層２５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。
【００７２】
接着層２５は、樹脂成分ａにより形成され、該樹脂成分ａとしては、例えば、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、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、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、尿素樹脂、アミノ樹脂、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などが挙げられる。これらの樹脂成分ａ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。
【００７３】
接着層２５の厚さは、特に限定されないが、例えば２〜５０μｍであり、好ましくは３〜２５μｍである。
【００７４】
（シーラント層）
シーラント層２３は、最内層に該当し、バッテリーセルの組み立てのときにシーラント層同士が熱溶着してバッテリーセルの構成要素を密封する層である。
シーラント層２３は、上記の通り、熱溶着して電池素子を密封できればよく、その材料は、特に限定されない。シーラント層は、例えば、樹脂成分ｂより形成され、樹脂成分ｂとしては、例えば、ポリオレフィン、カルボン酸変性ポリオレフィンなどが挙げられる。
ポリオレフィンとしては、鎖状ポリオレフィン、環状ポリオレフィンが挙げられる。
前記鎖状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。
【００７５】
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。これらの環状モノマーの中でも、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。
【００７６】
カルボン酸変性ポリオレフィンとしては、例えば、カルボン酸変性鎖状ポリオレフィン、カルボン酸変性環状ポリオレフィンが挙げられる。
カルボン酸変性鎖状ポリオレフィンとしては、前記鎖状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。
【００７７】
，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。  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、前記鎖状ポリオレフィンの変性に使用されるものと同様である。
これらの中でも、樹脂成分ｂとしては、好ましくはカルボン酸変性鎖状ポリオレフィン、より好ましくはカルボン酸変性ポリプロピレンである。
【００７８】
シーラント層は、１種の樹脂成分ｂで形成してもよい、２種以上の樹脂成分ｂ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。さらにシーラント層は、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。
シーラント層の厚さは、適宜選定することができ、例えば１０〜１００μｍ、好ましくは１５〜５０μｍである。
【００７９】
（外装フィルムの作製）
本発明の外装フィルムは、熱ラミネート法、押出成形法などを利用して作製することができる。例えば、外装フィルムを構成する各層を準備して、熱ラミネートなどの公知の方法により積層体とすることができる。また、外装フィルムを構成する層のうち、少なくとも２層を積層した第１の積層体と、電池用外装フィルムを構成する層のうち、第１の積層体を構成する層以外の層の第２の積層体を準備して、両者を熱ラミネートや、接着層を介在させて接着するなどして、外装フィルムを作製してもよい。
第１又は第２の積層体を形成する場合において、例えば、基材層上など外装フィルムを構成する任意の層上に耐火シートを形成させる場合は、例えば、基材層上などに耐火樹脂組成物の希釈液を塗布し、乾燥させて、耐火シートを形成させることができる。また、別の方法として、基材層上などに耐火樹脂組成物を押出成形するなどして、耐火シートを形成することができる。さらに別の方法として、予め作製した耐火シートを基材層上などと重ねて熱ラミネートしてもよい。
また、例えば、金属層上にシーラント層を積層する場合は、押出成形法、熱ラミネート法、グラビアコート法、ロールコート法などを適用することができる。
【００８０】
（バッテリーセル）
上記した外装フィルムを用いて、外装フィルムを外装材とするバッテリーセルを作製することが好ましい。より詳細には、外装フィルムを外装材として、該外装材内に、少なくとも正極材、負極材、セパレータ、正極端子、及び負極端子等を封入したバッテリーセルとすることが好ましい。該外装材は、通常は、外装フィルムのシーラント層同士がヒートシールされることで形成されており、周縁にフランジ部（シーラント層同士がヒートシールにより密着している領域）を有する。また、通常は、該フランジ部から、正極及び負極の各々に接続された正極端子及び負極端子が外部に突出している。
バッテリーセルは、一次電池、二次電池のいずれでもよいが、好ましくは二次電池である。二次電池の種類については、特に制限されず、上記で述べた各種の二次電池に適用でき、好適な適用対象として、リチウムイオン電池が挙げられる。
【実施例】
【００８１】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
【００８２】
＜実施例１〜１２、比較例１〜３＞
表１及び表２に示した樹脂、吸熱剤、熱伝導性物質、及び難燃剤を含有する耐火樹脂組成物を、一軸押出機に供給し、１５０℃で押出成形し、厚さ１．０ｍｍの耐火シートを得た。各成分としては以下のものを使用した。
【００８３】
＜樹脂＞
樹脂として、下記エチレン−酢酸ビニル（ＥＶＡ）樹脂を用いた。
ＥＶＡ（１）：エバフレックスＥＶ４６０、三井デュポンポリケミカル株式会社
ＥＶＡ（２）：エバフレックスＥＶ１５０、三井デュポンポリケミカル株式会社
【００８４】
＜吸熱剤＞
吸熱剤として、以下の化合物を用いた。
水酸化アルミニウム：ＢＦ０１３、日本軽金属株式会社製
水酸化カルシウム        ：ＣＡＯＨ−２、鈴木工業株式会社製
ホウ酸亜鉛              ：Firebreak ZB、ボラックス社製
炭酸カルシウム          ：ホワイトンＢＦ−３００  備北粉化株式会社
【００８５】
＜熱伝導性物質＞
熱伝導性物質として、以下の熱伝導性フィラーを用いた。
ステンレス（ＳＵＳ）：商品名ＤＳＲ０３Ｆ、大同特殊鋼株式会社製、平均粒子径：３μｍ、密度：７．５ｇ／ｃｍ３、熱伝導率（λ）：１６〜２０Ｗ／ｍ・Ｋ、球状
酸化マグネシウム（ＭｇＯ）：ＲＦ−５０−ＳＣ、宇部マテリアル株式会社製平均粒子径：５０μｍ、密度：３．６５ｇ／ｃｍ３、熱伝導率（λ）：４２〜６０Ｗ／ｍ・Ｋ、球状
銅（Ｃｕ）：商品名ＦＭＣ−ＳＢ、古河ケミカルズ株式会社製平均粒子径：１μｍ、密度：４．０ｇ／ｃｍ３、熱伝導率（λ）：３７５〜４２５Ｗ／ｍ・Ｋ、球状
窒化ホウ素（ＢＮ）：ＰＴＸ６０Ｓ、モメンティブ製、凝集体平均粒子径：６０μｍ、密度：２．２ｇ／ｃｍ３、熱伝導率（λ）：３０〜１５０Ｗ／ｍ・Ｋ、麟片状凝集体
カーボンブラック：商品名カーボンブラック＃２０、三菱化学株式会社製、平均粒子径：５０ｎｍ、密度：２．１ｇ／ｃｍ３、熱伝導率（λ）：１５０〜２００Ｗ／ｍ・Ｋ、球状
【００８６】
＜難燃剤＞
難燃剤として、以下の化合物を用いた。
ポリリン酸アンモニウム：ＡＰ４２２、クラリアント社
【００８７】
＜メルトフローレート（ＭＦＲ）の測定方法＞
メルトフローレートは、ＪＩＳ  Ｋ  ７２１０−２：１９９９に従って１９０℃、２．１６ｋｇ荷重の条件によって測定した。
＜吸熱剤の熱分解開始温度の測定方法＞
熱重量示差熱分析装置（ＴＧ-ＤＴＡ）を用いて測定した。測定条件は、室温から１０００℃まで、昇温速度４℃／ｍｉｎ、吸熱剤重量１０ｍｇとした。得られたＴＧ曲線から重量が減少し始める温度を熱分解開始温度とした。
＜吸熱剤の吸熱量の測定方法＞
熱重量示差熱分析装置（ＴＧ-ＤＴＡ）を用いて、測定条件は、室温から１０００℃まで、昇温速度４℃/ｍｉｎ、吸熱剤重量１０ｍｇとした。得られたＤＴＡ曲線から吸熱量（凹部の面積）を算出した。
＜吸熱剤及び熱伝導性物質の平均粒子径の測定方法＞
吸熱剤及び熱伝導性物質の平均粒子径はレーザー回折法で測定した。具体的には、レーザー回折散乱方式粒度分布計等の粒度分布計によって求めた粒度分布における積算値５０％での粒子径を平均粒子径とした。
【００８８】
＜耐火シートの吸熱量の測定方法＞
熱重量示差熱分析装置（ＴＧ−ＤＴＡ）を用いて、測定条件は、室温（２３℃）から１０００℃まで、昇温速度４℃／ｍｉｎ、耐火シート重量１０ｍｇとした。得られたＤＴＡ曲線から吸熱量（凹部の面積）を算出した。
【００８９】
＜耐火シートの吸熱開始温度の測定方法＞
熱重量示差熱分析装置（ＴＧ−ＤＴＡ）を用いて、測定条件は、室温（２３℃）から１０００℃まで、昇温速度４℃／ｍｉｎ、耐火シート重量１０ｍｇであった。得られたＤＴＡ曲線から耐火シートの吸熱量の２０％に達する温度を算出し、その値を吸熱シートの吸熱開始温度とした。
【００９０】
＜平均熱伝導率の測定方法＞
耐火シートの面方向の平均熱伝導率を、ハドソン研究所製のサーモウェーブアナライザーＴＡを用い、垂直方向の熱伝導率モードに設定し測定した。
また、耐火シートの厚み方向の熱伝導率を、ハドソン研究所製のサーモウェーブアナライザーＴＡを用い、水平方向の熱伝導率モードに設定し測定した。
【００９１】
＜バッテリー消火テスト＞
スマートフォンに使用されるラミネート型のリチウムイオン電池の周囲に、実施例及び比較例で作成した耐火シートを巻くように配置し、４００℃に設定したホットプレート上に試験体を載せて火の放出から火が消されるまでの時間を評価した。消火時間が３秒以内であった場合を「ＡＡ」、消火時間が３秒超５秒以内であった場合を「Ａ」、消火時間が５秒超１０秒以内であった場合を「Ｂ」、消火時間が１０秒超であった場合を「Ｃ」として評価し、消火時間が短い方が消火性能に優れていることを表す。結果を表１及び表２に示す。
【００９２】
＜シート成形性＞
一軸押出機を用いて上記実施例の条件でシートに成形したとき、巻取りロールで巻取りができ、シートのロール体ができた場合を「Ａ」、巻取りロールで巻取りができず、シートのロール体ができなかった場合を「Ｂ」として評価した。結果を表１及び表２に示す。
【００９３】
【表１】
2020132843.tif 000003
【００９４】
【表２】
2020132843.tif 000004
【００９５】
以上の実施例の結果から明らかなように、本発明によればバッテリーセルの熱暴走時における急激な温度上昇等に伴う発火に対して、短時間で消火することができる耐火性樹脂組成物を提供できた。
【００９６】
＜実施例１３＞
（１）耐火シートの作製
実施例２で使用したものと同様の配合を有する耐火樹脂組成物を一軸押出機に供給し、１５０℃で押出成形して、耐火シート（厚さ５０μｍ）を得た。
（２）外装フィルムの作製（基材層／耐火シート／接着層／金属層／シーラント層）
二軸延伸ナイロンフィルム（基材層、厚さ２５μｍ）と上記（１）で作製した耐火シートとを熱ラミネートにより積層し、二軸延伸ナイロンフィルムと耐火シートとの積層体Ａを得た。次いで、アルミニウム箔（金属層、厚さ４０μｍ）の一方の表面に、カルボン酸変性ポリプロピレン層（第１シーラント層、厚さ１５μｍ）とホモポリプロピレン層（第２シーラント層、厚さ１５μｍ）を共押出することにより、金属層とカルボン酸変性ポリプロピレン層とホモポリプロピレン層とがこの順に積層された積層体Ｂを得た。積層体Ｂの金属層の表面に、エポキシ樹脂（フェノールノボラック型エポキシ樹脂）１００質量部と酸無水物（メチルヘキサヒドロ無水フタル酸）１００質量部とを含む接着層組成物を塗布し、該塗布した接着層組成物上に、耐火シートが接触するように積層体Ａを積層した。積層後、加熱して、接着層組成物を硬化させ接着層（厚さ１０μｍ）とし、外装フィルムを得た。該外装フィルムは、二軸延伸ナイロンフィルム（基材層）／耐火シート／接着層／金属層／カルボン酸変性ポリプロピレン層／ホモポリプロピレン層がこの順に積層された外装フィルムである。得られた外装フィルムについて後述するバッテリー消火テスト（２）を行った。結果を表３に示した。
【００９７】
＜実施例１４＞
（１）耐火シートの作製
厚みを４０μｍにした以外は実施例１３と同様にして耐火シートを得た。
（２）外装フィルム（基材層／耐火シート／金属層／シーラント層）
実施例１３と同様にして、二軸延伸ナイロンフィルムと耐火シートとの積層体Ａ、及び金属層とカルボン酸変性ポリプロピレン層とホモポリプロピレン層とがこの順に積層された積層体Ｂを得た。積層体Ａと積層体Ｂとを熱ラミネート法により積層して、外装フィルムを得た。該外装フィルムは、二軸延伸ナイロンフィルム（基材層）／耐火シート／金属層／カルボン酸変性ポリプロピレン層／ホモポリプロピレン層がこの順に積層された外装フィルムである。得られた外装フィルムについて後述するバッテリー消火テスト（２）を行った。結果を表３に示した。
【００９８】
＜比較例４＞
耐火樹脂組成物を比較例１で使用したものに変更した以外は、実施例１３と同様にして外装フィルムを得た。得られた外装フィルムについて後述するバッテリー消火テスト（２）を行った。結果を表３に示した。
【００９９】
＜バッテリー消火テスト（２）＞
スマートフォンに使用されるバッテリーセルの構成要素（正極材、負極材、セパレータ、正極端子、及び負極端子を含有）を、各実施例及び比較例で製造した外装フィルムで密封してバッテリーセルを作製した。具体的には、前記正極材及び負極材の各々に接続された正極端子及び負極端子を外側に突出させた状態で、周縁のシーラント層同士をヒートシールして密封し、バッテリーセル（試験体）を作製した。
該試験体を、３００℃に設定したホット、プレート上に試験体を載せて火の放出から火が消されるまでの時間を以下の評価基準で評価した。結果を表３に示した。
ＡＡ・・１秒以内
Ａ・・１秒超３秒以内
Ｂ・・３秒超５秒以内
Ｃ・・５秒超
【０１００】
以上の実施例１３、１４の結果から明らかなように、本発明の耐火シートを備える外装フィルムは、バッテリーセルの外装材として用いた場合に、異常発生時に、短時間で消火できることが分かった。
【０１０１】
【表３】
2020132843.tif 000005
【符号の説明】
【０１０２】
１０  バッテリー
１１  バッテリーセル
１２  耐火シート
２０  外装フィルム
２１  基材層
２２  金属層
２３  シーラント層
２４  耐火シート
２５  接着層
【図１】
2020132843.tif 000006
【図２】
2020132843.tif 000007
【図３】
2020132843.tif 000008
【図４】
2020132843.tif 000009
【図５】
2020132843.tif 000010
【図６】
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