CN110300783B - 电池用叠层体 - Google Patents

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Abstract

电池用叠层体至少包括满足下述(1)～(4)的聚丙烯系粘接剂层和金属制基材层。(1)上述粘接剂含有丙烯系共聚物(A)40～94重量％、含丁烯共聚物(B)3～30重量％、乙烯‑α－烯烃共聚物(C)3～30重量％(其中，将共聚物(A)、(B)和(C)的合计设为100重量％)；(2)上述共聚物(A)为利用差示扫描量热计测得的熔点在130℃以上的聚合物，相对于构成上述粘接剂所含的全部的共聚物(A)的结构单元的总和100摩尔％，来自乙烯的结构单元的比率的总和为4～25摩尔％；(3)上述共聚物(B)的来自乙烯的结构单元的含量小于1摩尔％，上述共聚物(B)的利用差示扫描量热计测得的熔点在100℃以下；(4)上述共聚物(C)的来自乙烯的结构单元的含量为50～99摩尔％。

Description

电池用叠层体
技术领域
本发明涉及电池用叠层体，涉及包括新型的粘接剂层和金属制基材层的叠层体。
背景技术
目前，聚丙烯作为刚性、耐热性、透明性等优异的热塑性成型材料被广泛利用。该聚丙烯是非极性材料，因此，例如与乙烯-乙烯醇共聚物等极性材料或金属的粘接性欠缺，以改善粘接性为目的，利用不饱和羧酸或其衍生物对聚丙烯进行改性的技术广为人知。另外，聚丙烯的柔软性差，因此，作为粘接剂使用时，通常在聚丙烯中配合软质橡胶成分。
提出了通过如此在聚丙烯中配合软质橡胶成分而改善了粘接性的聚丙烯系粘接剂(专利文献1和专利文献2)，还提出了通过加入经过优化的丙烯-乙烯共聚物作为软质橡胶成分使得热经历后的粘接性也优异的聚丙烯系粘接剂(专利文献3)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平9－111069号公报
专利文献2：日本特开平4－300933号公报
专利文献3：国际公开第2007/086425号
发明内容
发明所要解决的课题
然而，使用聚丙烯系粘接剂的用途也扩展到在高温气氛下使用的用途、例如电子信息材料用途等，要求该粘接剂即使在高温气氛下也表现出与金属充分的粘接力。
作为具体的用途，可以列举食品包装材料或建筑用材料、太阳能电池的电极保护部件、锂离子电池的包装材料或极耳引线材料(tab lead materials)、燃料电池单元的密封材料等。
其中，例如在锂离子电池中，具有在作为聚乙烯制隔膜的熔点的120℃附近使其切断(shut down)的机构，出于进一步提高安全性的目的，要求即使在接近120℃的温度也维持高的粘接力。
在现有技术中，虽然实现了丙烯系粘接剂层的柔软性提高以及由此而带来的常温下的粘接力提高，但尚未发现在与之不同的高温气氛下的粘接力优异的构成，需要追加使电池的温度不上升至树脂的耐热温度以上的***。
本发明的一个实施方式提供一种粘接性优异、特别是即使在高温下粘接性也优异的电池用叠层体。
用于解决课题的技术方案
为了解决上述课题，本发明人反复进行深入研究，结果发现，通过潜心钻研丙烯系粘接剂层的组成，能够实现上述的目的，从而完成了本发明。
即，本发明的一个实施方式涉及至少包括满足下述条件(1)～(4)的聚丙烯系粘接剂层(I)和金属制基材层(II)的电池用叠层体。
(1)上述粘接剂含有丙烯系共聚物(A)40～94重量％、含丁烯共聚物(B)3～30重量％和乙烯-α－烯烃共聚物(C)3～30重量％(其中，将共聚物(A)、(B)和(C)的合计设为100重量％)；
(2)上述共聚物(A)为利用差示扫描量热计(DSC)测得的熔点(TmA)在130℃以上的聚合物，
相对于构成上述粘接剂所含的全部的共聚物(A)的结构单元的总和100摩尔％，来自乙烯的结构单元的比率的总和为4～25摩尔％；
(3)上述共聚物(B)的来自乙烯的结构单元的含量小于1摩尔％，上述共聚物(B)的利用DSC测得的熔点(TmB)在100℃以下；
(4)上述共聚物(C)的来自乙烯的结构单元的含量为50～99摩尔％。
发明效果
本发明的一个实施方式所涉及的电池用叠层体的与金属制基材层在常温下的粘接性优异，并且在高温气氛下的粘接性也优异。因此，通过使用该叠层体，能够安全地扩展电池的使用上限温度，能够简化电池整体的构成。
具体实施方式
《电池用叠层体》
本发明的一个实施方式所涉及的电池用叠层体(以下也称为“本叠层体”)是至少包括满足下述条件(1)～(4)的聚丙烯系粘接剂层(I)和金属制基材层(II)的电池用叠层体。
(1)上述粘接剂含有丙烯系共聚物(A)40～94重量％、含丁烯共聚物(B)3～30重量％、乙烯-α－烯烃共聚物(C)3～30重量％(其中，将共聚物(A)、(B)和(C)的合计设为100重量％)；
(2)上述共聚物(A)为利用差示扫描量热计(DSC)测得的熔点(TmA)在130℃以上的聚合物，
相对于构成上述粘接剂所含的全部的共聚物(A)的结构单元的总和100摩尔％，来自乙烯的结构单元的比率的总和为4～25摩尔％；
(3)上述共聚物(B)的来自乙烯的结构单元的含量小于1摩尔％，上述共聚物(B)的利用DSC测得的熔点(TmB)在100℃以下；
(4)上述共聚物(C)的来自乙烯的结构单元的含量为50～99摩尔％。
粘接剂所含的共聚物(A)可以为1种，还可以为2种以上；粘接剂所含的共聚物(B)也可以为1种，还可以为2种以上；粘接剂所含的共聚物(C)也可以为1种，还可以为2种以上。
＜聚丙烯系粘接剂＞
上述聚丙烯系粘接剂含有丙烯系共聚物(A)40～94重量％、含丁烯共聚物(B)3～30重量％、乙烯-α－烯烃共聚物(C)3～30重量％(其中，将共聚物(A)、(B)和(C)的合计设为100重量％)。
上述聚丙烯系粘接剂以特定量含有这些共聚物，因此，由该粘接剂得到的粘接剂层与金属制基材层在常温下和高温气氛下的粘接性平衡良好且优异。
[丙烯系共聚物(A)]
上述丙烯系共聚物(A)的利用差示扫描量热计(DSC)测得的熔点(TmA)只要在130℃以上就没有特别限定。
TmA优选为130～160℃。
通过TmA处于上述范围内，能够容易地得到在高温气氛下的粘接性优异的叠层体。
TmA具体能够利用下述实施例所记载的方法进行测定。
作为共聚物(A)，是具有来自丙烯的结构单元的共聚物，TmA只要在130℃以上就没有特别限制，可以列举丙烯-α－烯烃共聚物等。并且，上述共聚物(A)是不同于下述共聚物(C)和改性聚烯烃(D)的聚合物。
另外，还可以为在合成这些共聚物时使用能够与丙烯或α－烯烃共聚的化合物而得到的共聚物。
作为该α－烯烃，优选碳原子数2、4～20的α－烯烃，更优选碳原子数2、4～10的α－烯烃。该α－烯烃可以为单独1种，也可以为2种以上。
上述丙烯-α－烯烃共聚物中的来自α－烯烃的结构单元的含量优选为1～55摩尔％，更优选为2～50摩尔％，特别优选为2～45摩尔％。
从能够容易地得到与金属制基材层在常温下和高温气氛下的粘接性平衡良好且优异的粘接剂层等方面出发，优选共聚物(A)包含丙烯-乙烯-α－烯烃共聚物。
该α－烯烃是碳原子数4以上的α－烯烃，更优选碳原子数4～20的α－烯烃，从能够容易地得到与金属制基材层在常温下和高温气氛下的粘接性平衡良好且优异的粘接剂层等方面出发，进一步优选碳原子数4～10的α－烯烃，特别优选1－丁烯。该α－烯烃可以为单独1种，也可以为2种以上。
上述丙烯-乙烯-α－烯烃共聚物中的来自丙烯的结构单元的含量优选为45～90摩尔％，更优选为50～85摩尔％，特别优选为55～80摩尔％。
上述丙烯-乙烯-α－烯烃共聚物中的来自乙烯的结构单元的含量优选为5～25摩尔％，更优选为10～22摩尔％，特别优选为10～20摩尔％。
上述丙烯-乙烯-α－烯烃共聚物中的来自α－烯烃的结构单元的含量优选为1～30摩尔％，更优选为5～28摩尔％，特别优选为10～28摩尔％。
相对于构成上述粘接剂所含的全部的共聚物(A)的结构单元的总和100摩尔％，来自乙烯的结构单元的比率的总和(以下也称为“乙烯含量Z”)为4～25摩尔％，优选为5～20摩尔％，更优选为5～15摩尔％。
通过乙烯含量Z处于上述范围内，能够容易地得到与金属制基材层在常温下和高温气氛下的粘接性平衡良好且优异的粘接剂层。
其中，在粘接剂所含的共聚物(A)为1种时，上述乙烯含量Z是指该共聚物中的来自乙烯的结构单元的比率。
也就是说，在作为上述粘接剂的原料使用1种共聚物(A)时，作为该共聚物，使用该共聚物中的来自乙烯的结构单元的含量为4～25摩尔％的共聚物。该共聚物的来自乙烯的结构单元的含量的优选范围是与上述乙烯含量Z相同的范围。
另外，例如上述粘接剂所含的共聚物(A)为2种时(粘接剂含有a重量％的共聚物A－1[该共聚物A－1中的来自乙烯的结构单元的比率：m摩尔％]和b重量％的共聚物A－2[该共聚物A－2中的来自乙烯的结构单元的比率：n摩尔％]时)，乙烯含量Z(摩尔％)是利用下述式算出的值。
乙烯含量Z＝m×a/(a+b)+n×b/(a+b)
在作为上述粘接剂的原料使用2种共聚物(A)时，作为各个共聚物，可以使用该共聚物中的来自乙烯的结构单元的含量为4～25摩尔％的共聚物，也可以使用该共聚物中的来自乙烯的结构单元的含量在4～25摩尔％之外的共聚物。
在使用共聚物中的来自乙烯的结构单元的含量在4～25摩尔％之外的共聚物时，为了使利用上述式算出的乙烯含量Z达到4～25摩尔％，可以调节所使用的共聚物(A)的使用比率，或者作为所使用的共聚物(A)，使用来自乙烯的结构单元的含量为规定值的共聚物(A)。
另外，上述粘接剂所含的共聚物(A)为3种以上时，乙烯含量Z也与上述的使用2种共聚物(A)的情况同样地算出。
共聚物(A)的熔体流动速率(MFR)〔ASTM D 1238(温度：230℃、负荷：2.16kg)〕优选为0.1～50g/10分钟，更优选为0.5～10g/10分钟。
MFR处于上述范围内时，能够得到柔软性与机械强度的平衡优异、且粘接力更高的粘接剂层。
共聚物(A)的基于JIS K7112测得的密度优选为0.86～0.91g/cm3，更优选为0.87～0.91g/cm3。
共聚物(A)的分子量分布(Mw/Mn)优选为1.5～5.0，更优选为1.8～4.0。
分子量分布具体能够利用下述实施例所记载的方法进行测定。
作为共聚物(A)的制造方法，没有特别限定，能够利用使用齐格勒-纳塔催化剂、茂金属系催化剂等公知催化剂的公知的方法制造。另外，优选满足成型性、且所得到的叠层体具有能够耐用的强度那样的共聚物，在不损害本发明的效果的范围内，有规立构性和分子量没有特别限制。
也可以直接利用市售的树脂。
上述聚丙烯系粘接剂中的共聚物(A)的含量相对于共聚物(A)、(B)和(C)的合计100重量％为40～94重量％，优选为50～85重量％，更优选为55～80重量％。
通过共聚物(A)的含量处于上述范围内，能够容易地得到与金属制基材层在常温下和高温气氛下的粘接性平衡良好且优异的粘接剂层。
另外，相对于上述粘接剂所含的共聚物(A)100重量％，上述丙烯-乙烯-α－烯烃共聚物的含量优选为10重量％以上，更优选为10～80重量％，特别优选为20～70重量％。
通过丙烯-乙烯-α－烯烃共聚物的含量处于上述范围内，能够容易地得到与金属制基材层在常温下和高温气氛下的粘接性平衡良好且优异的粘接剂层。
[含丁烯共聚物(B)]
上述含丁烯共聚物(B)是含有来自丁烯的结构单元、且来自乙烯的结构单元的含量小于1摩尔％的共聚物，优选为丙烯-丁烯共聚物。其中，上述共聚物(B)是不同于下述改性聚烯烃(D)不同的聚合物。
共聚物(B)的来自丁烯的结构单元的含量优选为10～30摩尔％，更优选为12～28摩尔％。
共聚物(B)的来自丙烯的结构单元的含量优选为70～90摩尔％，更优选为72～88摩尔％。
共聚物(B)的利用DSC测得的熔点(TmB)在100℃以下，更优选为60～100℃。
通过TmB处于上述范围内，能够容易地得到在常温下和高温气氛下的粘接性平衡良好且优异的叠层体。
TmB具体能够利用下述实施例所记载的方法进行测定。
共聚物(B)的MFR〔ASTM D 1238(温度：230℃、负荷：2.16kg)〕优选为0.1～50g/10分钟，更优选为0.5～10g/10分钟。
MFR处于上述范围内时，能够得到柔软性与机械强度的平衡优异、且粘接力更高的粘接剂层。
共聚物(B)的基于JIS K7112测得的密度优选为0.86～0.90g/cm3，更优选为0.87～0.90g/cm3。
共聚物(B)的分子量分布(Mw/Mn)优选为1.5～5.0，更优选为1.8～4.0。
作为共聚物(B)的制造方法，没有特别限定，能够利用使用齐格勒-纳塔催化剂、茂金属系催化剂等公知催化剂的公知的方法制造。另外，优选满足成型性、且所得到的叠层体具有能够耐用的强度那样的共聚物，在不损害本发明的效果的范围内，有规立构性和分子量没有特别限制。
也可以直接利用市售的树脂。
上述聚丙烯系粘接剂中的共聚物(B)的含量相对于共聚物(A)、(B)和(C)的合计100重量％为3～30重量％，优选为5～30重量％，更优选为5～25重量％。
通过共聚物(B)的含量处于上述范围内，能够容易地得到与金属制基材层在常温下和高温气氛下的粘接性平衡良好且优异的粘接剂层。
[乙烯-α－烯烃共聚物(C)]
上述乙烯-α－烯烃共聚物(C)只要是来自乙烯的结构单元的含量为50～99摩尔％的共聚物就没有特别限定。其中，上述共聚物(C)是不同于下述改性聚烯烃(D)的聚合物。
共聚物(C)的来自乙烯的结构单元的含量优选为60～95摩尔％，更优选为70～90摩尔％。
作为上述α－烯烃，优选碳原子数3～20的α－烯烃，更优选碳原子数3～10的α－烯烃，特别优选丙烯或丁烯。共聚物(C)的来自α－烯烃的结构单元的含量优选为1～50摩尔％，更优选为5～40摩尔％，特别优选为10～30摩尔％。
上述α－烯烃可以为单独1种，也可以为2种以上。
共聚物(C)的MFR〔ASTM D 1238(温度：230℃、负荷：2.16kg)〕优选为0.1～70g/10分钟，更优选为0.5～20g/10分钟。
MFR处于上述范围内时，能够得到柔软性与机械强度的平衡优异、且粘接力更高的粘接剂层。
共聚物(C)的基于JIS K7112测得的密度优选为0.85～0.90g/cm3，更优选为0.86～0.89g/cm3。
共聚物(C)的分子量分布(Mw/Mn)优选为1.5～5.0，更优选为1.8～4.0。
作为共聚物(C)的制造方法，没有特别限定，能够利用使用齐格勒-纳塔催化剂、茂金属系催化剂等公知催化剂的公知的方法制造。另外，优选满足成型性、且所得到的叠层体具有能够耐用的强度那样的共聚物，在不损害本发明的效果的范围内，有规立构性和分子量没有特别限制。
也可以直接利用市售的树脂。
上述聚丙烯系粘接剂中的共聚物(C)的含量相对于共聚物(A)、(B)和(C)的合计100重量％为3～30重量％，优选为5～28重量％，更优选为10～25重量％。
通过共聚物(C)的含量处于上述范围内，能够容易地得到与金属制基材层在常温下和高温气氛下的粘接性平衡良好且优异的粘接剂层。
[改性聚烯烃(D)]
从能够容易地得到所得到的粘接剂层与金属制基材层的粘接性优异的叠层体等方面出发，优选上述聚丙烯系粘接剂含有利用不饱和羧酸和/或其衍生物改性后的改性聚烯烃(D)。
该粘接剂所含的改性聚烯烃(D)可以为1种，也可以为2种以上。
改性聚烯烃(D)通过利用不饱和羧酸和/或其衍生物对聚烯烃(以下也称为“主链聚合物”，该主链聚合物在改性聚烯烃(D)中也是除来自上述不饱和羧酸及其衍生物的结构单元以外的结构单元)进行改性而得到，含有来自该不饱和羧酸和/或其衍生物的结构单元。
在改性聚烯烃(D)中，也可以使用2种以上的主链聚合物。
作为上述主链聚合物，例如可以列举聚丙烯(d1)、乙烯-丙烯-α－烯烃共聚物(d2)和乙烯-α－烯烃共聚物(d3)。
聚丙烯(d1)例如为丙烯的均聚物和/或丙烯-α－烯烃共聚物。另外，还可以含有一些不同的等规聚丙烯。
作为该α－烯烃，没有特别限定，优选列举乙烯和碳原子数4～20的α－烯烃，这些α－烯烃可以为单独1种，也可以为2种以上。优选的α－烯烃为乙烯和碳原子数4～10的α－烯烃，其中更优选乙烯和碳原子数4～8的α－烯烃。其中，丙烯-α－烯烃共聚物中的源自丙烯的结构单元的含量至少为50摩尔％以上且小于100摩尔％。
聚丙烯(d1)的制造方法没有特别限定，可以列举使用齐格勒-纳塔催化剂、茂金属系催化剂等公知催化剂的公知的方法。
作为聚丙烯(d1)，优选结晶性的聚合物，在为共聚物时，可以为无规共聚物，也可以为嵌段共聚物。另外，优选满足成型性、且所得到的叠层体具有能够耐用的强度那样的共聚物，在不损害本发明的效果的范围内，有规立构性和分子量没有特别限制。
也可以直接利用市售的树脂。
乙烯-丙烯-α－烯烃共聚物(d2)例如含有来自丙烯的结构单元45～89摩尔％、来自乙烯的结构单元10～25摩尔％、来自碳原子数4～20的α－烯烃的结构单元1～30摩尔％。
作为该α－烯烃，优选碳原子数4～10的α－烯烃。该α－烯烃可以为单独1种，也可以为2种以上。
在共聚物(d2)中，来自乙烯的结构单元的含量优选为10～22摩尔％，更优选为10～20摩尔％；来自丙烯的结构单元的含量优选为50～85摩尔％，更优选为55～80摩尔％；来自α－烯烃的结构单元的含量优选为5～28摩尔％，更优选为10～28摩尔％。
共聚物(d2)的制造方法没有特别限定，可以列举使用齐格勒-纳塔催化剂、茂金属系催化剂等公知催化剂的公知的方法。
作为共聚物(d2)，可以为无规共聚物，也可以为嵌段共聚物。另外，优选满足成型性、且所得到的叠层体具有能够耐用的强度那样的共聚物，在不损害本发明的效果的范围内，有规立构性和分子量没有特别限制。
也可以直接利用市售的树脂。
乙烯-α－烯烃共聚物(d3)优选含有来自乙烯的结构单元50～99摩尔％、来自碳原子数3～20的α－烯烃的结构单元1～50摩尔％。
作为该α－烯烃，更优选碳原子数3～10的α－烯烃。该α－烯烃可以为单独1种，也可以为2种以上。
在共聚物(d3)中，来自乙烯的结构单元的含量更优选为55～98摩尔％，特别优选为60～95摩尔％；来自α－烯烃的结构单元的含量更优选为2～45摩尔％，特别优选为5～40摩尔％。
作为共聚物(d3)的制造方法，没有特别限定，可以列举使用齐格勒-纳塔催化剂、茂金属系催化剂等公知催化剂的公知的方法。
作为共聚物(d3)，优选结晶性的聚合物，可以为无规共聚物，也可以为嵌段共聚物。另外，优选成型性优异、且所得到的叠层体具有能够耐用的强度那样的共聚物，在不损害本发明的效果的范围内，有规立构性和分子量没有特别限制。
也可以直接利用市售的树脂。
上述主链聚合物中的来自丙烯的结构单元的含量优选为90～100摩尔％，更优选为95～100摩尔％。
上述主链聚合物中的来自丙烯的结构单元的含量处于上述范围内时，能够容易地得到耐热性优异的粘接剂层。
作为上述不饱和羧酸和/或其衍生物，可以列举具有1个以上羧酸基的不饱和化合物、具有羧酸基的不饱和化合物与烷基醇的酯、具有1个以上羧酸酐基的不饱和化合物等。
作为不饱和基团，可以列举乙烯基、亚乙烯基、不饱和环状烃基等。
作为上述不饱和羧酸和/或其衍生物，优选不饱和二羧酸或其酸酐，特别优选马来酸、纳迪克酸或它们的酸酐。
不饱和羧酸和/或其衍生物可以单独使用1种，也可以使用2种以上。
改性聚烯烃(D)中的来自不饱和羧酸及其衍生物的结构单元的量相对于上述主链聚合物100重量份优选为0.01～5重量份，更优选为0.05～3.5重量份。
来自不饱和羧酸及其衍生物的结构单元的量处于上述范围内时，能够容易地得到成型性与粘接性的平衡优异的粘接剂层。
作为对上述主链聚合物进行改性的方法，没有特别限制，优选使用了主链聚合物与不饱和羧酸和/或其衍生物的接枝聚合。
关于使不饱和羧酸和/或其衍生物接枝的方法，没有特别限定。能够采用溶液法、熔融混炼法等目前公知的接枝聚合法。例如可以列举：将上述主链聚合物熔融，向其中添加不饱和羧酸和/或其衍生物而使其进行接枝反应的方法；或者将上述主链聚合物溶解在溶剂中而形成溶液，向其中添加不饱和羧酸和/或其衍生物而使其进行接枝反应的方法等。
另外，改性聚烯烃(D)可以在接枝了少量的不饱和羧酸和/或其衍生物后，进一步利用二胺、碳二亚胺等对来自不饱和羧酸和/或其衍生物的结构进行修饰。
上述聚丙烯系粘接剂中的改性聚烯烃(D)的含量相对于共聚物(A)、(B)和(C)的合计100重量份优选为0.1～15重量份，更优选为1～13重量份，特别优选为2～12重量份。
通过改性聚烯烃(D)的含量处于上述范围内，能够容易地得到与金属制基材层的粘接性优异的粘接剂层。
[其他的成分]
在上述粘接剂中，在不损害本发明的效果的范围内，出于调节刚性等目的，可以适当含有丙烯均聚物、上述聚合物(A)～(D)以外的共聚物或苯乙烯系弹性体等。另外，出于调节成型性等目的，还可以适当含有低密度聚乙烯(LDPE)和/或线性低密度聚乙烯(LLDPE)等。
此外，根据需要，还可以含有增粘剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、中和剂、成核剂、光稳定剂、抗静电剂、防粘连剂、润滑剂、增粘剂、臭味吸附剂、抗菌剂、颜料、无机质和有机质的填充剂、各种合成树脂等公知的添加剂。
在上述粘接剂中，特别是出于赋予粘合性的目的，优选配合所谓的增粘剂。作为该增粘剂，例如可以列举松香衍生物、萜烯树脂、石油树脂以及它们的氢化物，这些之中，优选氢化萜烯树脂、氢化石油树脂。
相对于粘接剂100重量％，增粘剂的配合量优选为2～30重量％。
[聚丙烯系粘接剂]
关于上述粘接剂，可以列举针对上述共聚物(A)～(C)以及根据需要的上述改性聚烯烃(D)和上述其他的成分，通过各种公知的方法、例如利用亨舍尔混合机、V型掺混机、螺带式掺混机、转鼓掺混机等进行混合的方法；利用单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、捏合机、班伯里混合机等进行熔融混炼的方法。另外，根据需要，还可以对上述的通过混合得到的混合物或通过熔融混炼得到的熔融混炼物进行造粒或粉碎。
上述粘接剂的基于ASTM D 1238(温度：230℃、负荷：2.16kg)的MFR没有特别限定，从形成粘接剂层(I)的成型性优异的粘接剂等方面出发，优选为0.1～100g/10分钟，更优选为0.1～30g/10分钟。
上述粘接剂的基于JIS K7112测得的密度优选为0.85～0.91g/cm3，更优选为0.86～0.90g/cm3。
＜电池用叠层体＞
本叠层体只要具有聚丙烯系粘接剂层(I)和金属制基材层(II)就没有特别限制，根据所希望的用途也可以具有其他的层。
从能够进一步发挥本发明的效果等方面出发，本叠层体优选上述粘接剂层(I)与金属制基材层(II)接触。
其中，聚丙烯系粘接剂层(I)是使用上述聚丙烯系粘接剂得到的层，优选为由聚丙烯系粘接剂构成的层。
本叠层体能够用于电池，作为该电池，优选太阳能电池、锂离子电池和燃料电池。
作为本叠层体的具体的用途，可以列举太阳能电池的密封材料(玻璃与单元之间的密封材料)或铝框的固定材料、色素敏化太阳能电池的将活性物质彼此固定的粘合剂或将透明电极与活性物质固定的粘接层、锂离子电池的包装材料(铝与密封剂PP之间的粘接层)、极耳引线材料(铝或铜与密封剂PP之间的粘接层)、燃料电池单元的隔膜(钛或不锈钢等)彼此的粘接层、燃料电池单元的隔膜与各种密封件之间的粘接层等。
本叠层体的厚度没有特别限制，可以根据所希望的用途适当选择，优选为5μm～100mm，更优选为10μm～50mm。
本叠层体中的粘接剂层(I)与金属制基材层(II)的粘接力(180°剥离法、拉伸试验机、23℃、十字头速度：200mm/min)优选为50～500N/20mm，更优选为100～300N/20mm。
该粘接力处于上述范围内的叠层体可以说是在常温下的粘接性优异的叠层体。
本叠层体中的粘接剂层(I)与金属制基材层(II)的粘接力(180°剥离法、拉伸试验机、110℃、十字头速度：200mm/min)优选为50～500N/20mm，更优选为60～300N/20mm。
该粘接力处于上述范围内的叠层体可以说是在高温气氛下的粘接性优异的叠层体。
本叠层体能够通过将上述聚丙烯系粘接剂熔融、以熔融状态与金属制基材层(II)叠层而制造。另外，利用将熔融状态的上述聚丙烯系粘接剂涂敷在金属膜、金属板、金属管等金属制基材层(II)的表面上的方法，或者通过由上述聚丙烯系粘接剂形成预先成型为膜或片状等的粘接剂层，在使该粘接剂层与金属制基材层(II)接触的状态下使该粘接剂层熔融，也能够制造叠层体。作为供给此时使粘接剂层熔融所需的热能的方法，可以列举公知的方法，例如可以列举热压、燃烧器、高频加热、激光加热。
上述聚丙烯系粘接剂层(I)的厚度没有特别限制，可以根据所希望的用途适当选择，从能够容易地得到具有充分的粘接性的电池用叠层体等方面出发，优选为3～500μm，更优选为10～400μm。
[金属制基材层(II)]
上述金属制基材层(II)含有选自金、铜、铁、铬、锌、钴、铝、钛、锡、铟、镁、钼、锰和硅中的至少1种元素。
上述金属制基材层(II)可以列举由这些之中的1种元素构成的金属板或金属箔、由含有这些之中的2种以上元素的合金构成的板或箔等。
作为上述元素，优选铝、铁、不锈钢、钛等。
上述金属制基材层(II)的厚度没有特别限制，可以根据所希望的用途适当选择，优选为2μm～100mm，更优选为5μm～50mm。
[其他的层]
作为上述其他的层，可以列举无机物层、热塑性树脂层、气体阻挡层等。
作为上述无机物层，优选为覆盖金属制基材层(II)的表面的层。
作为该无机物层，只要不损害本发明的效果就没有特别限制，例如可以列举由含有1种以上的作为构成上述金属制基材层(II)的元素列举的金属元素的氧化物、氮化物、氮氧化物、硫化物、磷化物、磷氧化物、磷氮化物和磷氮氧化物等无机化合物构成的层。
作为该金属元素，优选铝、铁、不锈钢、钛等。
作为上述热塑性树脂层，可以列举下述阻挡层以外的由各种热塑性树脂构成的层，例如由聚烯烃、聚酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸、聚氨酯构成的层，具体可以列举由没有接枝改性的聚丙烯构成的层、由热塑性丙烯系弹性体构成的层、由聚酯系树脂构成的层等。
上述的由聚酯系树脂构成的层也可以是调整形成该层的原料的组成而赋予了印刷性或易粘接性、蒸镀性的层。
作为上述聚酯系树脂，具体可以列举使间苯二甲酸、邻苯二甲酸、对苯二甲酸、2,6－萘二甲酸、己二酸、癸二酸等二羧酸或羟基羧酸(例如对羟基苯甲酸)与乙二醇、丙二醇、丁二醇、二乙二醇、1,4－环己烷二甲醇、新戊二醇等脂肪族二元醇缩聚而得到的树脂等。
上述二羧酸、羟基羧酸和脂肪族二元醇可以分别使用1种或2种以上。
作为上述聚酯系树脂的代表例，可以列举PET、2,6－萘二甲酸聚乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)。另外，该树脂除了为均聚物以外，还可以为含有30摩尔％以下的第三成分的共聚物。
作为上述气体阻挡层，没有特别限制，可以列举使用了具有气体阻挡性的各种公知的树脂、例如乙烯-乙酸乙烯酯共聚物皂化物(EVOH)、聚酰胺树脂(PA)、聚偏氯乙烯系树脂、聚丙烯腈等阻挡性优异的树脂而成的阻挡树脂层。
作为上述EVOH，优选列举将乙烯含有率15～70摩尔％的乙烯－乙酸乙烯酯共聚物皂化而得到的皂化度90～100％的聚合物。
作为上述PA，例如可以列举尼龙6、尼龙66、尼龙610、尼龙12、尼龙11、MXD尼龙、无定形尼龙、共聚尼龙。
关于本叠层体，作为具有上述的其他的层时的构成例，没有特别限制，可以列举基材层(II)/粘接剂层(I)/阻挡层、基材层(II)/粘接剂层(I)/阻挡层/粘接剂层(I)/基材层(II)、基材层(II)/粘接剂层(I)/阻挡层/粘接剂层(I)/热塑性树脂层等的叠层体。
实施例
以下，列举实施例和比较例更具体地对本发明进行说明，但只要不超出其宗旨，本发明完全不限定于这些实施例。
[MFR]
按照ASTM D_1238，在230℃、2.16kg负荷下测定MFR。
[密度]
按照JIS K7112测定密度。
[熔点(Tm)]
通过利用下述方法进行差示扫描量热测定，测定下述的作为粘接剂的原料使用的共聚物的Tm。
将5mg左右试样装入专用铝皿中，使用PerkinElmer Inc.生产的DSCPyris1或DSC7，以320℃/min从30℃升温至200℃，在200℃保持5分钟后，以10℃/min从200℃降温至30℃，在30℃再保持5分钟，接着以10℃/min升温，利用此时的吸热曲线求出熔点。
在测定时检测到多个峰的情况下，将在最高温侧检测到的峰温度定义为熔点(Tm)。
[聚合物的组成]
关于下述的作为粘接剂的原料使用的共聚物中的来自丙烯的结构单元、来自乙烯的结构单元和来自α－烯烃的结构单元的含量，通过13C－NMR利用以下的装置和条件进行测定。
关于来自丙烯、乙烯和α－烯烃的结构单元的含量的定量化，使用日本电子株式会社生产的JECX400P型核磁共振装置，使用氘代邻二氯苯/氘代苯(80/20容积％)混合溶剂作为溶剂，在将试样浓度设为60mg/0.6mL、将测定温度设为120℃、将观测核设为13C(100MHz)、将序列设为单脉冲质子去偶、将脉冲宽度设为4.62μ秒(45°脉冲)、将重复时间设为5.5秒、将累计次数设为8000次、将29.73ppm设为化学位移的基准值的条件下，进行测定。
[乙烯含量Z]
根据下述的粘接剂所使用的共聚物(A)的使用量和上述聚合物的组成中测得的该共聚物(A)中的来自乙烯的结构单元的含量，基于上述式，算出来自乙烯的结构单元相对于构成粘接剂所含的共聚物(A)的结构单元的总和100摩尔％的比率的总和(乙烯含量Z)。
[来自不饱和羧酸及其衍生物的结构单元的量]
关于来自不饱和羧酸及其衍生物的结构单元的量(接枝量)，利用红外线吸收分析装置，测定来自该结构单元的峰(使用马来酸酐时为1790cm-1)的强度，利用预先制作的标准曲线进行定量。
[重均分子量(Mw)和分子量分布(Mw/Mn)]
关于下述的作为粘接剂的原料使用的共聚物的Mw和Mw/Mn，使用将东曹株式会社生产的TSKgelGMH6－HT×2根和TSKgelGMH6－HTL×2根(柱尺寸均为直径7.5mm、长度300mm)串联连接而成的柱，利用液相色谱(Waters Corporation生产、Alliance/GPC2000型)进行测定。流动相介质使用含有0.025重量％的抗氧化剂(丁基羟基甲苯、武田药品工业株式会社生产)的邻二氯苯，在将试样浓度设为0.15％(V/W)、将流速设为1.0mL/分钟、将温度设为140℃的条件下进行测定。关于标准聚苯乙烯，对于分子量为500～20,600,000的情况使用东曹株式会社生产的制品。
对于所得到的色谱，使用Waters Corporation生产的数据处理软件Empower2，通过公知的方法，利用使用标准聚苯乙烯样品而得到的标准曲线进行解析，由此算出数均分子量(Mn)、Mw和Mw/Mn。
(所使用的聚烯烃)
将实施例和比较例中使用的聚烯烃表示如下。其中，只要没有特别说明，这些聚烯烃均按照常规方法进行聚合而制备。
[丙烯系共聚物(A)]
·PP：无规聚丙烯
(MFR＝7.0g/10分钟、密度＝0.90g/cm3、乙烯含量＝3mol％、丙烯含量＝96mol％、丁烯含量＝1mol％、熔点＝140℃)
·PBER：乙烯-丙烯-α－烯烃共聚物
(MFR＝7.0g/10分钟、密度＝0.87g/cm3、乙烯含量＝13mol％、丙烯含量＝68mol％、丁烯含量＝19mol％、熔点＝140℃、Mw/Mn＝2.1)
[含丁烯共聚物(B)]
·PBR－1：丙烯-丁烯无规共聚物
(MFR＝7.0g/10分钟、密度＝0.88g/cm3、丙烯含量＝74mol％、丁烯含量＝26mol％、熔点＝75℃、Mw/Mn＝2.1)
·PBR－2：丙烯-丁烯无规共聚物
(MFR＝7.0g/10分钟、密度＝0.89g/cm3、丙烯含量＝85mol％、丁烯含量＝15mol％、熔点＝98℃、Mw/Mn＝2.2)
[乙烯-α－烯烃共聚物(C)]
·EPR：乙烯-α－烯烃共聚物
(MFR＝8.0g/10分钟、密度＝0.87g/cm3、乙烯含量＝80mol％、丙烯含量＝20mol％、Mw/Mn＝2.1)
·EBR：乙烯-α－烯烃共聚物
(MFR＝8.0g/10分钟、密度＝0.87g/cm3、乙烯含量＝85mol％、丁烯含量＝15mol％、Mw/Mn＝2.1)
[改性聚烯烃(D)]
·改性PP：改性等规均聚丙烯
(MFR＝100g/10分钟、密度0.90g/cm3、马来酸酐接枝量＝3.0wt％)
[实施例1]
＜丙烯系粘接剂的制造＞
使用单螺杆挤出机，在230℃对PP(45重量％)、PBER(20重量％)、PBR－1(10重量％)、EPR(20重量％)和改性PP(5重量％)进行熔融混炼，得到丙烯系粘接剂。所得到的丙烯系粘接剂的MFR为8.2g/10分钟，密度为0.89g/cm3。
＜电池用叠层体的制造和粘接力＞
利用带T模的挤出成型机，由实施例1中得到的粘接剂形成厚度50μm的膜。利用厚度300μm的2片铝箔夹着所得到的膜，利用热封机以160℃、0.1MPa的条件热封5秒。将所得到的多层膜切成20mm宽度，使用拉伸试验机，利用180°剥离法，在室温23℃下或110℃下测定铝箔与粘接剂层的粘接力(单位：N/20mm)。十字头速度为200mm/min。将结果示于表1。
[实施例2～4、比较例1～3]
除了按照表1所示的配方制备丙烯系粘接剂以外，通过与实施例1相同的方法调制粘接剂，使用所得到的粘接剂制造叠层体，测定其粘接力。将结果示于表1。
[表1]
Figure GDA0002302250700000181

Claims (11)

1.一种电池用叠层体，其特征在于：
至少包括满足下述条件(1)～(4)的聚丙烯系粘接剂层(I)和金属制基材层(II)，
(1)所述粘接剂含有丙烯系共聚物(A)、含丁烯共聚物(B)和乙烯-α－烯烃共聚物(C)，相对于所述共聚物(A)、所述共聚物(B)和所述共聚物(C)的合计100重量％，含有所述共聚物(A)40～94重量％、所述共聚物(B)3～30重量％、所述共聚物(C)3～30重量％；
(2)所述共聚物(A)为利用差示扫描量热计测得的熔点在130℃以上的聚合物，
相对于构成所述粘接剂所含的全部的共聚物(A)的结构单元的总和100摩尔％，来自乙烯的结构单元的比率的总和为4～25摩尔％；
(3)所述共聚物(B)的来自乙烯的结构单元的含量小于1摩尔％，
所述共聚物(B)的利用差示扫描量热计测得的熔点在100℃以下；
(4)所述共聚物(C)的来自乙烯的结构单元的含量为50～99摩尔％，
相对于所述共聚物(A)、(B)和(C)的合计100重量份，所述聚丙烯系粘接剂含有利用选自不饱和羧酸及其衍生物中的至少1种改性后的改性聚烯烃(D)0.1～15重量份。
2.如权利要求1所述的电池用叠层体，其特征在于：
相对于所述粘接剂所含的共聚物(A)100重量％，所述共聚物(A)含有丙烯-乙烯-α－烯烃共聚物10重量％以上，该α－烯烃的碳原子数为4以上。
3.如权利要求2所述的电池用叠层体，其特征在于：
所述丙烯-乙烯-α－烯烃共聚物为丙烯-乙烯-1－丁烯共聚物。
4.如权利要求1所述的电池用叠层体，其特征在于：
相对于除来自所述不饱和羧酸及其衍生物的结构单元以外的结构单元100重量份，所述改性聚烯烃(D)含有来自不饱和羧酸及其衍生物的结构单元0.01～5重量份，
并且，在改性聚烯烃(D)中，除来自所述不饱和羧酸及其衍生物的结构单元以外的结构单元中的来自丙烯的结构单元的含量为90～100摩尔％。
5.如权利要求1所述的电池用叠层体，其特征在于：
所述共聚物(A)为丙烯-α－烯烃共聚物，
该α－烯烃的碳原子数为2、4～20，
所述共聚物(A)的来自该α－烯烃的结构单元的含量为1～55摩尔％，所述共聚物(A)的按照ASTM D 1238、以温度230℃、负荷2.16kg测得的熔体流动速率为0.1～50g/10分钟。
6.如权利要求1所述的电池用叠层体，其特征在于：
所述共聚物(B)含有来自丁烯的结构单元10～30摩尔％、来自丙烯的结构单元90～70摩尔％，所述共聚物(B)的按照ASTM D 1238、以温度230℃、负荷2.16kg测得的熔体流动速率为0.1～50g/10分钟。
7.如权利要求1所述的电池用叠层体，其特征在于：
所述共聚物(C)的按照ASTM D 1238、以温度230℃、负荷2.16kg测得的熔体流动速率为0.1～70g/10分钟。
8.如权利要求1～7中任一项所述的电池用叠层体，其特征在于：
所述电池为太阳能电池。
9.如权利要求1～7中任一项所述的电池用叠层体，其特征在于：
所述电池为锂离子电池。
10.如权利要求1～7中任一项所述的电池用叠层体，其特征在于：
所述电池为燃料电池。
11.如权利要求1～7中任一项所述的电池用叠层体，其特征在于：
所述金属制基材层(II)含有选自金、铜、铁、铬、锌、钴、铝、钛、锡、铟、镁、钼、锰和硅中的至少1种元素。
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