(57)【要約】【課題】接着強度の低下することのないポリマー電池用包装材料を提供すること。【解決手段】最外層、バリア層、化成処理層及びシーラント層を順次積層した構造を有し、かつ化成処理層が、バリア層をアルコール可溶性樹脂と有機チタン系化合物を含む混合液で処理することによって得られる層であることを特徴とするポリマー電池用包装材料。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
最外層、バリア層、化成処理層及びシーラント層を順次積層した構造を有し、かつ化成処理層が、バリア層を有機チタン系化合物とアルコール可溶性樹脂を含む混合液で処理することによって得られる層であることを特徴とするポリマー電池用包装材料。
【請求項２】
有機チタン系化合物が、チタンイソプロポキシドである請求項１記載のポリマー電池用包装材料。
【請求項３】
アルコール可溶性樹脂が、アルコール可溶性ポリアミド樹脂である請求項１又は２のいずれかに記載のポリマー電池用包装材料。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、最外層、バリア層及びシーラント層を有するポリマー電池用包装材料に関する。特に、バリア層とシーラント層の接着強度が良好に維持されるポリマー電池用包装材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリマー電池の外装体としては、従来、多層フィルムからなる袋状の包装材料が用いられているが、電池内容物として、カーボネート系溶剤とリチウム塩からなる電解質が外装体に悪影響を及ぼし、多層フィルム層間の接着強度を低下させることがあった。すなわち、電解質の加水分解により、例えば、フッ化水素酸等の酸と熱が発生し、金属から構成されるバリア層を腐食させ層間の接着強度を低下させることがあった。このような問題点を解決するために、従来、バリア層の表面にクロム酸処理を施すことや、イソシアネート系化合物、シリコーン系化合物を用いた接着層を設けることなどが行われていた（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４等参照）。
【０００３】
しかし、クロム酸処理は環境への影響が懸念されている。また、イソシアネート系化合物やシリコーン系化合物を用いた接着層は接着強度が弱いという問題がある。更に、イソシアネート系化合物を用いる場合には、有機溶剤による作業必要で作業環境が悪い、シリコーン系化合物を用いる場合には耐フッ化水素酸の点が十分でないという難点がある。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−０３５４５５号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開２００２−１１０１１２号公報
【０００６】
【特許文献３】
特開２００２−１２７２９９号公報
【０００７】
【特許文献４】
特開２０００−３４０１８７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、接着強度の低下することのないポリマー電池用包装材料を提供することを主な目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記従来技術の問題点を解決することを主な目的として鋭意検討を行った。その結果、バリア層を、有機チタン系化合物とアルコール可溶性樹脂とを含む混合液で処理することによって、接着強度に優れた包装材料が得られることを見出し、更に検討を重ねて本発明を完成するに到った。
【００１０】
すなわち、本発明は、以下の事項に係るものである。
１．最外層、バリア層、化成処理層及びシーラント層を順次積層した構造を有し、かつ化成処理層が、バリア層を有機チタン系化合物とアルコール可溶性樹脂とを含む混合液で処理することによって得られる層であることを特徴とするポリマー電池用包装材料。
２．有機チタン系化合物が、チタンイソプロポキシドである１記載のポリマー電池用包装材料。
３．アルコール可溶性樹脂が、アルコール可溶性ポリアミド樹脂である１又は２のいずれかに記載のポリマー電池用包装材料。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について、更に詳しく説明する。
【００１２】
最外層
本発明における最外層は、外部と直接接触する部位であるため、ポリマー電池用としては、絶縁性を有する樹脂で構成されるのがよい。
【００１３】
最外層の素材は、特に限定されることはないが、例えば、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられる。ポリエステル樹脂としては、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、共重合ポリエステル等が挙げられる。またポリアミド樹脂としては、具体的には、ナイロン６、ナイロン６，６、ナイロン６とナイロン６，６との共重合体、ナイロン６，１０、ポリメタキシリレンアジパミド等が挙げられる。
【００１４】
最外層の厚さは５〜１５０μｍ、好ましくは２０〜３０μｍである。
【００１５】
また、最外層は、耐ピンホール性および電池の外装体とした時の絶縁性を向上させるために、例えば、ポリエステル樹脂層／ポリアミド樹脂層のように、積層化した構造としてもよい。更に、包装材料の搬送中の安定性や、耐熱性、耐電解質性等を向上させる目的で、最外層表面に、フッ素系樹脂層、アクリル系樹脂層、シリコーン系樹脂層等を設けてもよい。
【００１６】
バリア層
バリア層は、ポリマー電池の内部に外部から水蒸気等が浸入することを防止するための層である。バリア層としては、アルミニウム、ニッケルなどの金属箔、又は、無機化合物、例えば、酸化珪素、アルミナ等を蒸着したフィルムなどが挙げられる。このうち、アルミニウム箔が特に好ましい。
【００１７】
バリア層の厚さは、１０〜１５０μｍ、好ましくは、３０〜５０μｍである。
【００１８】
このうち、厚さ３０〜５０μｍのアルミニウムが耐衝撃性、強度、伸展性（伸び）、屈曲性に優れる点で特に好適に用いることができる。
【００１９】
化成処理層
化成処理層は、バリア層とシーラント層の接着性を維持するために、バリア層を表面処理することによって得られる層である。
【００２０】
本発明の化成処理層は、バリア層の表面を、有機チタン系化合物とアルコール可溶性樹脂との混合液で処理することによって得られる。
【００２１】
有機チタン系化合物としては、具体的には、テトラメチルチタネート、テトラエチルチタネート、テトライソプロピルチタネート、テトラノルマルブチルチタネートが挙げられる。このうち、チタンイソプロポキシドが、溶液安定性に優れる点で特に好ましい。
【００２２】
アルコール可溶性樹脂は、エタノール、メタノール、イソプロピルアルコール、プロパノール等のアルコールに可溶な樹脂であれば、特に限定されることはない。具体的には、アルコール可溶性ポリアミド樹脂、アルコール可溶性アクリル樹脂、セルロース等を用いることができる。また水溶性でアルコール可溶性の樹脂、例えば、ポリビニルピロリドン等も用いることができる。
【００２３】
特に、有機チタン系化合物としてチタンイソプロポキシド、アルコール可溶性樹脂としてアルコール可溶性ポリアミド樹脂を用いた混合液で処理することが、溶液安定性が優れ、ポットライフが長い点で、好適である。
【００２４】
有機チタン系化合物とアルコール可溶性樹脂との混合割合は、９：１〜１：９であり、好ましくは、３：１〜１：１である。特に、２：１の割合が接着強度に優れる点で好ましい。
【００２５】
混合液を用いて表面処理を行う方法としては、例えば、ディップ法、ロールコーターによる処理法等を挙げることができる。
【００２６】
シーラント層
シーラント層は内容物を封止するために形成される層である。
【００２７】
シーラント層を構成する材料としては、例えば、ポリプロピレン、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、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・アクリル酸共重合体、エチレン・メタクリル酸共重合体、エチレン・エチルアクリレート共重合体、エチレン・メチルメタアクリレート共重合体、不飽和カルボン酸変性ポリエチレン、不飽和カルボン酸変性ポリプロピレンなどの一種又は２種以上の混合物からなる熱可塑性樹脂等を用いることができる。不飽和カルボン酸としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、フマル酸、マレイン酸又はこれらの酸無水物の１種又は２種以上が用いられる。
【００２８】
また、シーラント層は、例えば、不飽和カルボン酸変性ポリプロピレン層／高密度ポリエチレン層のように、積層化した構造としてもよい。
【００２９】
シーラント層の厚さは目的に応じて適宜設定することができるが、一般的には、２０〜５０μｍの範囲である。
【００３０】
シーラント層を積層する方法としては、例えば、樹脂を溶融押出して形成したフィルムを、化成処理を施したアルミニウム箔等に、ラミネートする溶融押出ラミネート法、あるいは、シーラント層として、あらかじめ製膜されたフィルムに、化成処理を施したアルミニウム箔を積層し、加熱ロールで圧着し、ラミネートする加熱圧着ラミネート法等が挙げられる。
【００３１】
【実施例】
以下、実施例を挙げて、本発明をより一層具体的に説明する。
【００３２】
実施例１
アルコール可溶性ナイロン（トレジンＴＭＥＦ−３０Ｔ、ナガセケムテックス（株）製）２０ｇ、チタンイソプロポキシド４０ｇ、塩酸０．５ｇ、エタノール溶媒３２０ｇを撹拌し、ゾル液を作製した。脱脂洗浄した厚さ５０μｍのアルミニウム箔２００ｍｍ×２００ｍｍに、ディップ法により表面コート（０．５μｍ）を行い、更に１２０℃×５分の乾燥を行った。プレス機により、シーラントフィルム（アルミニウム処理面との接着面にマレイン酸変性ポリプロピレン、高密度ポリエチレンの順に共押出し積層フィルムとしたもの）と作製したアルミニウム箔コーティング品とを１６０℃×５分、１６ｋｇ／ｃｍ２の圧力にてラミネートを行った。
【００３３】
実施例２
アルコール可溶性ナイロン（トレジンＴＭＥＦ−３０Ｔ、ナガセケムテックス（株）製）２０ｇ、チタンイソプロポキシド２０ｇ、塩酸０．５ｇ、エタノール溶媒３２０ｇを撹拌し、ゾル液を作製した。脱脂洗浄した厚さ５０μｍのアルミニウム箔２００ｍｍ×２００ｍｍに、ディップ法により表面コート（０．５μｍ）を行い、更に１２０℃×５分の乾燥を行った。プレス機により、シーラントフィルム（アルミニウム処理面との接着面にマレイン酸変性ポリプロピレン、高密度ポリエチレンの順に共押出し積層フィルムとしたもの）と作製したアルミニウム箔コーティング品とを１６０℃×５分、１６ｋｇ／ｃｍ２の圧力にてラミネートを行った。
【００３４】
実施例３
アルコール可溶性ナイロン（トレジンＴＭＥＦ−３０Ｔ、ナガセケムテックス（株）製）２０ｇ、チタンイソプロポキシド６０ｇ、塩酸０．５ｇ、エタノール溶媒３２０ｇを撹拌し、ゾル液を作製した。脱脂洗浄した厚さ５０μｍのアルミニウム箔２００ｍｍ×２００ｍｍに、ディップ法により表面コート（０．５μｍ）を行い、更に１２０℃×５分の乾燥を行った。プレス機により、シーラントフィルム（アルミニウム処理面との接着面にマレイン酸変性ポリプロピレン、高密度ポリエチレンの順に共押出し積層フィルムとしたもの）と作製したアルミニウム箔コーティング品とを１６０℃×５分、１６ｋｇ／ｃｍ２の圧力にてラミネートを行った。
【００３５】
比較例１
脱脂洗浄した厚さ５０μｍのアルミニウム箔２００ｍｍ×２００ｍｍに、プレス機により、シーラントフィルム（アルミニウム処理面との接着面にマレイン酸変性ポリプロピレン、高密度ポリエチレンの順に共押出し積層フィルムとしたもの）を、１６０℃×５分、１６ｋｇ／ｃｍ２の圧力にてラミネートを行った。
【００３６】
比較例２
アルコール可溶性ナイロン（トレジンＴＭＥＦ−３０Ｔ、ナガセケムテックス（株）製）２０ｇ、テトラエチルシリケート４０ｇ、塩酸０．５ｇ、エタノール溶媒３２０ｇを撹拌し、ゾル液を作製した。脱脂洗浄した厚さ５０μｍのアルミニウム箔２００ｍｍ×２００ｍｍに、ディップ法により表面コート（０．５μｍ）を行い、更に１２０℃×５分の乾燥を行った。プレス機により、シーラントフィルム（アルミニウム処理面との接着面にマレイン酸変性ポリプロピレン、高密度ポリエチレンの順に共押出し積層フィルムとしたもの）と作製したアルミニウム箔コーティング品とを１６０℃×５分、１６ｋｇ／ｃｍ２の圧力にてラミネートを行った。
【００３７】
評価
上記実施例１〜３及び比較例１〜２で作製した多層フィルムを１５ｍｍ×５０ｍｍのサイズにカットし、８５℃に加温したＬｉＰＦ６（１Ｎ）の電解溶液中へ浸漬し、１日、３日、１週間、２週間、４週間後の、アルミニウム箔とシーラントフィルム間のラミネート強度を測定した。結果を表１に示す。
【００３８】
【表１】
2004111246.tif 000002
【００３９】
表１の結果から明らかなように、本発明の包装材料は、接着強度に優れ、４週間という長期間経過後もその接着強度がほとんど低下しないことが明らかとなった。
【００４０】
【発明の効果】
本発明のポリマー電池用包装材料は、バリア層表面を有機チタン系化合物とアルコール可溶性樹脂を含む混合液で処理することによって得られる化成処理層を有し、この構成によって、バリア層とシーラント層間の優れた接着強度を有し、長期間経過後もその接着強度がほとんど低下しないという顕著な効果を奏する。