JP2007083521A - In-mold label and packaging container for storage battery using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、水蒸気バリアー性に優れたインモールドラベルおよびそれを用いた電池性能の低下等をもたらす水分の影響を防止する蓄電池用包装容器に関するものである。 The present invention relates to an in-mold label excellent in water vapor barrier properties and a storage battery packaging container that prevents the influence of moisture that causes a decrease in battery performance using the same.
近年、携帯電話、ノート型パソコン、ビデオカメラなどのモバイル品に搭載される蓄電池、たとえば、リチウムイオン電池やポリマー電池の蓄電池にプラスチックフィルムやアルミニウム等の金属箔を積層した包装材からなる外装体が用いられている。この理由としては、金属端子の取出し易さや密封のし易さ、あるいは、柔軟性を有するために電子機器や電子部品の適当な空間に合わせた形状とすることができ、電子機器や電子部品自体の形状をある程度自由に設計することができるために、小型化、軽量化を図り易い等の理由からである。 In recent years, battery packs mounted on mobile products such as mobile phones, notebook computers, video cameras, etc., such as lithium ion batteries and polymer battery storage batteries made of a packaging material in which a metal foil such as plastic film or aluminum is laminated, It is used. The reason for this is that the metal terminal can be easily taken out and sealed, or can be shaped to fit the appropriate space of the electronic device or electronic component in order to have flexibility, and the electronic device or electronic component itself This is because the shape can be freely designed to some extent, and it is easy to reduce the size and weight.
包装材からなる外装体の形態としては、包装材を筒状に加工し、電池要素および正極および負極との各々に接続された金属端子を外側に突出した状態で収納し、開口部を熱接着して密封した袋タイプ（たとえば、特許文献１参照）と包装材を容器状に成形し、この容器内に電池要素および正極および負極との各々に接続された金属端子を外側に突出した状態で収納し、平板状の包装材ないし容器状の成形した包装材で被覆すると共に四周縁を熱接着して密封した成形タイプ（たとえば、特許文献２参照）が知られている。いずれのタイプに用いる包装材も、耐突刺し性や外部との通電を阻止するための基材層、防湿性を確保するためのアルミニウム等の金属箔からなるバリアー層、金属端子との接着性に優れると共に密封性を確保するための内層で構成される積層体が一般的には用いられる。 As the form of the outer package made of the packaging material, the packaging material is processed into a cylindrical shape, and the battery terminal and the metal terminal connected to each of the positive electrode and the negative electrode are stored in a protruding state, and the opening is thermally bonded. A sealed bag type (see, for example, Patent Document 1) and a packaging material are formed into a container shape, and a metal terminal connected to each of the battery element and the positive electrode and the negative electrode protrudes outside in the container. There is known a molding type (see, for example, Patent Document 2) which is housed and covered with a flat packaging material or a container-shaped packaging material and sealed by thermally bonding four peripheral edges. The packaging material used for any type is a base layer for preventing puncture resistance and external energization, a barrier layer made of metal foil such as aluminum for ensuring moisture resistance, and adhesion to metal terminals. In general, a laminate composed of an inner layer for ensuring sealing properties and sealing properties is generally used.
そして、特許文献１に記載された袋タイプに比べて特許文献２に記載された成形タイプの外装体は、電池要素等をタイト（ぴったりとした状態）に収納することができるために、体積エネルギー密度を向上させることができるという利点があると共に電池要素〔正極集電材（アルミニウム）／正極活性物質層（金属酸化物、カーボンブラック、金属硫化物、電解液、ポリアクリロニトリル等の高分子正極材料）／電解質（プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、炭酸ジメチル、エチレンメチルカーボネート等のカーボネート系電解液、リチウム塩からなる無機固体電解質、ゲル電解質）／負極活性物質層（リチウム金属、合金、カーボン、電解液、ポリアクリロニトリルなどの高分子負極材料）／負極集電材（銅）からなる電池要素〕等の収納がし易いなどの利点等から主流となっている。
And since the exterior body of the molding type described in Patent Document 2 can store battery elements and the like tightly (in a tight state) as compared with the bag type described in
しかしながら、携帯電話、ノート型パソコン、ビデオカメラなどのモバイル品と異なり高容量、高出力が求められる自動車用バッテリーには、包装材を用いた外装体は採用されていないのが実情である。この理由としては、自動車用バッテリーはモバイル品に比べて、使用される環境が厳しい上に耐用年数が長く、一層の耐久性と安全性等の性能が求められるからである。 However, unlike mobile products such as mobile phones, notebook computers, and video cameras, automotive batteries that require high capacity and high output do not have an exterior body that uses a packaging material. The reason for this is that automobile batteries are used in more severe environments and have a longer service life than mobile products, and further performances such as durability and safety are required.
そこで、自動車用バッテリー用の外装体として、樹脂成形容器を用いる提案がなされている（たとえば、特許文献３参照）。特許文献３に開示された技術は、ラミネートフィルムをインモールド成形法でプラスチック成形品に貼り合わせるもの、すなわち、ラミネートフィルムを金型（キャビティー）内に配置し、キャビティー内にラミネートフィルムの構成材であるプラスチックフィルムと同種の溶融樹脂を射出して成形容器（いわゆる、インモールド成形）とするものであるが、電池容器とした際の耐用年数を考慮して金属箔とプラスチックフィルムとの間の接着剤として酸変性ポリオレフィン樹脂を用いて加熱と同時に加圧してラミネートフィルムとするものであるが、この積層方法はサーマルラミネーション法といわれる積層方法であり、この積層方法で積層されたラミネートフィルムは、接着剤として、たとえば、ウレタン系接着剤を用いて行うドライラミネーション法で積層されたラミネートフィルムに比べて、加水分解性がなく、空気中の水分や、電解液の水分（水系電解液の場合）などの水分によって分解しないものである反面、生産性（加工性）においてはドライラミネーション法に比べて劣るために、それだけコスト高になるという問題がある。
Thus, a proposal has been made to use a resin molded container as an exterior body for an automobile battery (see, for example, Patent Document 3). The technique disclosed in
また、特許文献３は樹脂成形容器の壁面にラミネートフィルムを設ける方法として、インモールド成形よりも熱シールによる貼着が望ましいと記載されているが、熱シールによる貼着はインモールド成形でラミネートフィルムを樹脂成形容器の壁面に設ける場合に比べてラミネートフィルムの端面が表出することになり、この端面が空気中の水分等の影響を直接に受けるために耐加水分解性においては好ましい態様ではない。
そこで本発明は、生産性に優れると共に、耐加水分解性においても優れ、特に、ニッケル水素電池に好適に用いることができるインモールドラベルおよびそれを用いた蓄電池用包装容器を提供することである。 Accordingly, the present invention is to provide an in-mold label that can be suitably used for a nickel-metal hydride battery and a packaging container for a storage battery using the same, in addition to excellent productivity and hydrolysis resistance.
本発明者は、上記課題を達成するために、請求項１記載の本発明は、熱接着性樹脂層、接着剤層、金属箔、接着剤層、熱接着性樹脂層の順に積層されたインモールドラベルであって、前記接着剤層が水酸基を含有するフッ素含有共重合体と該フッ素含有共重合体の水酸基と反応する硬化剤とにより形成されていることを特徴とするものである。
In order to achieve the above-mentioned object, the inventor of the present invention described in
また、請求項２記載の本発明は、請求項１記載のインモールドラベルにおいて、前記金属箔がアミノ化フェノール重合体、三価クロム化合物、および、リン化合物を含有する化成処理液により処理された化成処理層をその両面に備えていることを特徴とするものである。
The present invention according to claim 2 is the in-mold label according to
また、請求項３記載の本発明の蓄電池用包装容器は、請求項１、２のいずれかに記載のインモールドラベルを前記熱接着性樹脂層のいずれかを介して貼着したことを特徴とするものである。
Moreover, the packaging container for storage batteries of this invention of
また、請求項４記載の本発明は、請求項３記載の蓄電池用包装容器において、前記インモールドラベルの端面が蓄電池用包装容器で被覆されていることを特徴とするものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the storage battery packaging container according to the third aspect, an end surface of the in-mold label is covered with the storage battery packaging container.
本発明のインモールドラベルは、熱接着性樹脂層と金属箔とをドライラミネーション法で積層するために生産性よく製造することができ、また、接着剤層を水酸基を含有するフッ素含有共重合体と該フッ素含有共重合体の水酸基と反応する硬化剤とにより形成するために水蒸気バリアー性や耐加水分解性に優れたものとすることができる。また、本発明のインモールドラベルを貼着した蓄電池用包装容器は、水蒸気バリアー性に優れ、空気中の水分等の影響によりインモールドラベルが加水分解することがなく、耐電解液性においても優れたものとすることができる。 The in-mold label of the present invention can be produced with high productivity because the thermal adhesive resin layer and the metal foil are laminated by the dry lamination method, and the adhesive layer is a fluorine-containing copolymer containing a hydroxyl group. And a curing agent that reacts with the hydroxyl group of the fluorine-containing copolymer, it can be made excellent in water vapor barrier properties and hydrolysis resistance. Moreover, the storage battery packaging container to which the in-mold label of the present invention is attached is excellent in water vapor barrier properties, the in-mold label is not hydrolyzed by the influence of moisture in the air, etc., and is excellent in electrolyte resistance. Can be.
上記の本発明について、図面等を用いて以下に詳しく説明する。
図１は本発明にかかるインモールドラベルの基本的な層構成を図解的に示す図、図２は本発明にかかるインモールドラベルを壁面に貼着した蓄電池用包装容器の一実施例を示す断面図であり、図中の１はインモールドラベル、１’は積層シート、２は蓄電池用包装容器、３は樹脂成形品、１０，５０は熱接着性樹脂層、２０，４０は接着剤層、３０は金属箔をそれぞれ示す。
The present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram schematically showing a basic layer structure of an in-mold label according to the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing an embodiment of a storage battery packaging container in which the in-mold label according to the present invention is attached to a wall surface. In the figure, 1 is an in-mold label, 1 ′ is a laminated sheet, 2 is a storage battery packaging container, 3 is a resin molded product, 10 and 50 are thermally adhesive resin layers, 20 and 40 are adhesive layers,
図１は本発明にかかるインモールドラベルの基本的な層構成を図解的に示す図であって、インモールドラベル１は熱接着性樹脂層１０、接着剤層２０、金属箔３０、接着剤層４０、熱接着性樹脂層５０が順に積層された積層シート１’を所望の寸法に裁断、および／ないし、型抜きされて用いられるものである。
FIG. 1 is a diagram schematically showing a basic layer structure of an in-mold label according to the present invention. The in-
まず、前記金属箔３０について説明する。前記金属箔３０としては、外部から蓄電池の内部に特に水蒸気が浸入するのを防止するために設けられるものであり、これを満足する金属箔であれば特に限定するものではないが、加工適性や接着性等を考慮するとアルミニウム箔が好適である。また、アルミニウム箔としては、延展性や柔軟性に優れると共に折り曲げに対するピンホールの発生が少ないなどの理由から、鉄分を０．３〜９．０重量％、好ましくは０．７〜２．０重量％含有したものが好ましい。また、アルミニウム箔は冷間圧延で製造されるが、焼きなまし（いわゆる焼鈍処理）条件でその柔軟性、腰の強さ、硬さが変化するが、本発明に用いるアルミニウム箔は焼きなましをしていない硬質処理品よりも多少ないし完全に焼きなまし処理をした軟質傾向にあるアルミニウム箔が好ましい。また、アルミニウム箔の厚さとしては、アルミニウム箔単体のピンホールを考慮すると１０μｍ以上が適当であるが、２０μｍを越えると射出成形後の冷却時において射出成形樹脂の収縮にアルミニウム箔が追従できずに射出成形品に反りが発生し易くなる。なお、これ以降、金属箔３０をアルミニウム箔３０として説明する。
First, the
また、前記アルミニウム箔３０と前記接着剤層２０，４０とを一層強固に接着させる目的で、図示はしないがアルミニウム箔３０の両面に化成処理層を設けるのが望ましい。化成処理層は、連続処理が可能であると共に水洗工程が不要で処理コストを安価にすることができるという点などから塗布型化成処理、特にフェノール樹脂としてアミノ化フェノール重合体と３価クロム化合物とリン化合物を含有する処理液で処理するのが最も好ましい。
Moreover, although not shown in figure, it is desirable to provide a chemical conversion treatment layer on both surfaces of the
まず、フェノール樹脂としてのアミノ化フェノール重合体について説明する。アミノ化フェノール重合体としては、公知のものを広く使用することができ、たとえば、下記式（１）、（２）、（３）、（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挙げることができる。なお、式中の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、アリル基ないしベンジル基を示す。また、Ｒ1、Ｒ2はヒドロキシル基、アルキル基、ヒドロキシアルキル基を示し、同じ基であってもよいし、異なる基であってもよいものである。下記式（１）〜（４）において、Ｘ、Ｒ1、Ｒ2で示されるアルキル基としては、たとえば、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の直鎖または分枝鎖状アルキル基を挙げることができる。また、Ｘ、Ｒ1、Ｒ2で示されるヒドロキシアルキル基としては、たとえば、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の直鎖ないし分枝鎖状アルキル基を挙げることができる。なお、下記式（１）〜（４）におけるＸは水素原子、ヒドロキシル基、および、ヒドロキシアルキル基のいずれかであるのが好ましい。 First, an aminated phenol polymer as a phenol resin will be described. A well-known thing can be widely used as an aminated phenol polymer, for example, aminated phenol heavy which consists of a repeating unit represented by following formula (1), (2), (3), (4). Coalescence can be mentioned. X in the formula 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 represent a hydroxyl group, an alkyl group, or a hydroxyalkyl group, and may be the same group or different groups. In the following 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, C1-C4 linear or branched alkyl groups, such as a tert- butyl group, can be mentioned. 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, 3- C1-C4 straight or branched chain in which one hydroxy group such as hydroxypropyl group, 1-hydroxybutyl group, 2-hydroxybutyl group, 3-hydroxybutyl group, 4-hydroxybutyl group is substituted An alkyl group can be mentioned. X in the following formulas (1) to (4) is preferably any one of a hydrogen atom, a hydroxyl group, and a hydroxyalkyl group.
また、下記式（１）、（３）で表されるアミノ化フェノール重合体は、繰り返し単位を約８０モル％以下、好ましくは繰り返し単位を約２５〜約５５モル％の割合で含むアミノ化フェノール重合体である。また、アミノ化フェノール重合体の数平均分子量は、好ましくは約５００〜約１００万、より好ましくは約１０００〜約２万である。アミノ化フェノール重合体は、たとえば、フェノール化合物ないしナフトール化合物とホルムアルデヒドとを重縮合して下記（１）ないし（３）で表される繰り返し単位からなる重合体を製造し、次いで、この重合体にホルムアルデヒドおよびアミン（Ｒ1Ｒ2ＮＨ）を用いて水溶性官能基（−ＣＨ2ＮＲ1Ｒ2）を導入することにより製造される。アミノ化フェノール重合体は、１種ないし２種以上混合して用いることができる。 Further, the aminated phenol polymer represented by the following formulas (1) and (3) is an aminated phenol containing about 80 mol% or less of repeating units, preferably about 25 to about 55 mol% of repeating units. It is a polymer. The number average molecular weight of the aminated phenol polymer is preferably about 500 to about 1 million, more preferably about 1000 to about 20,000. The aminated phenol polymer is produced by, for example, polycondensing a phenol compound or naphthol compound and formaldehyde to produce a polymer composed of repeating units represented by the following (1) to (3). It is produced by introducing a water-soluble functional group (—CH 2 NR 1 R 2 ) using formaldehyde and an amine (R 1 R 2 NH). The aminated phenol polymer can be used singly or in combination of two or more.
次に、三価クロム化合物について説明する。三価クロム化合物としては、公知のものを広く使用することができ、たとえば、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を挙げることができ、好ましくは硝酸クロム、フッ化クロムである。 Next, the trivalent chromium compound will be described. As the trivalent chromium compound, known compounds can be widely used. For example, chromium nitrate, chromium fluoride, chromium sulfate, chromium acetate, chromium oxalate, chromium biphosphate, chromic acetyl acetate, chromium chloride, sulfuric acid Potassium chromium etc. can be mentioned, Preferably they are chromium nitrate and chromium fluoride.
次に、リン化合物について説明する。リン化合物としては、公知のものを広く使用することができ、たとえば、リン酸、ポリリン酸等の縮合リン酸およびこれらの塩等を挙げることができる。ここで、前記塩としては、たとえば、アンモニウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属塩を挙げることができる。 Next, a phosphorus compound is demonstrated. As a phosphorus compound, a well-known thing can be used widely, For example, condensed phosphoric acids, such as phosphoric acid and polyphosphoric acid, these salts, etc. can be mentioned. Here, as said salt, alkali metal salts, such as ammonium salt, sodium salt, potassium salt, can be mentioned, for example.
そして、アミノ化フェノール重合体、三価クロム化合物、および、リン化合物を含有する処理液を用いて形成する化成処理層としては、１ｍ2当たり、アミノ化フェノール重合体が約１〜約２００ｍｇ、三価クロム化合物がクロム換算で約０．５〜約５０ｍｇ、および、リン化合物がリン換算で約０．５〜約５０ｍｇの割合で含有されているのが適当であり、アミノ化フェノール重合体が約５．０〜１５０ｍｇ、三価クロム化合物がクロム換算で約１．０〜約４０ｍｇ、および、リン化合物がリン換算で約１．０〜約４０ｍｇの割合で含有されているのがより好ましい。この場合の乾燥温度としては、１５０〜２５０℃、好ましくは１７０〜２５０℃で、加熱処理（焼付け処理）するのが適当である。 The aminated phenol polymer, a trivalent chromium compound, and, as the chemical conversion layer formed using a treatment liquid containing a phosphorus compound, 1 m 2 per aminated phenol polymer from about 1 to about 200mg, three It is appropriate that the chromium compound is contained in a proportion of about 0.5 to about 50 mg in terms of chromium, and the phosphorus compound is contained in a proportion of about 0.5 to about 50 mg in terms of phosphorus. More preferably, 5.0 to 150 mg, the trivalent chromium compound is contained in a ratio of about 1.0 to about 40 mg in terms of chromium, and the phosphorus compound is contained in a ratio of about 1.0 to about 40 mg in terms of phosphorus. In this case, the drying temperature is 150 to 250 ° C., preferably 170 to 250 ° C., and the heat treatment (baking treatment) is appropriate.
また、化成処理層の形成方法としては、前記処理液をバーコート法、ロールコート法、グラビアコート法、浸漬法等の周知の塗布法を適宜選択して形成すればよいものである。また、化成処理層を形成するアルミニウム箔３０面は、予め、たとえば、アルカリ浸漬法、電解洗浄法、酸洗浄法、電解酸洗浄法、酸活性化法等の周知の脱脂処理法で処理を施しておく方が、化成処理層の機能を最大限に発現させると共に、長期間維持することができる点から好ましい。
Moreover, as a formation method of a chemical conversion treatment layer, the said process liquid should just be formed by selecting suitably the well-known coating methods, such as a bar-coat method, a roll coat method, a gravure coat method, and an immersion method. Further, the surface of the
次に、前記接着剤層２０，４０について説明する。前記接着剤層２０，４０は、前記アルミニウム箔３０と後述する前記熱接着性樹脂層１０，５０とを強固に接着させるために設けるものである。前記接着剤層２０，４０を形成する樹脂としては、水蒸気バリアー性に優れると共に耐加水分解性にも優れる点からフッ素系樹脂が好ましい。前記接着剤層２０，４０は水酸基を含有するフッ素含有共重合体と該フッ素含有共重合体の水酸基と反応する硬化剤とにより形成される。前記水酸基を含有するフッ素含有共重合体としては、有機溶剤可溶型で分子中に架橋部位を有するものであり、架橋部位としてはアルコール性水酸基（ＯＨ基）などである。このようなフッ素含有共重合体としては、たとえば、（５）式：ＣＦ2＝ＣＦＸ〔式中、Ｘはフッ素原子、水素原子ないしトリフルオロメチル基である〕で表されるフルオロオレフィン単量体、（６）式：ＣＨ2＝ＣＲ（ＣＨ3）〔式中、Ｒは炭素数１〜８のアルキル基である〕で表されるβ−メチル置換α−オレフィン単量体、（７）式：ＣＨ2＝ＣＨＲ1〔式中、Ｒ1は−ＯＲ2ないし−ＣＨ2ＯＲ2（但し、Ｒ2は水酸基を有するアルキル基）である〕で表される水酸基含有単量体、および、（８）架橋性官能基を有さず、かつ、前記単量体（５）、（６）、（７）と共重合体し得る他の単量体から導かれるフッ素含有共重合体を挙げることができる。
Next, the
前記フルオロオレフィン単量体としては、たとえば、テトラフルオロエチレン、トリフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレンなどを挙げることができる。また、前記β−メチル置換α−オレフィン単量体としては、たとえば、イソブチレン、２−メチル−１−ペンテン、２−メチル−１−ヘキセンなどを上げることができる。また、水酸基含有単量体としては、たとえば、２−ヒドロキシエチルビニルエーテル、３−ヒドロキシプロピルビニルエーテル、２−ヒドロキシプロピルビニルエーテル、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピルビニルエーテル、４−ヒドロキシブチルビニルエーテル、５−ヒドロキシペンチルビニルエーテル、６−ヒドロキシヘキシルビニルエーテル、２−ヒドロキシエチルアリルエーテル、４−ヒドロキシブチルアリルエーテルなどを挙げることができる。また、前記フルオロオレフィン単量体、前記β−メチル置換α−オレフィン単量体、水酸基含有単量体と共重合体し得る他の単量体としては、たとえば、酢酸ビニル，プロピオン酸ビニル（イソ）酪酸ビニル，カプロン酸ビニル，ラウリン酸ビニル，ステアリン酸ビニル，安息香酸ビニル，キサフルオロプロピオン酸ビニル，リフルオロ酢酸ビニルなどのカルボン酸ビニルエステル類、マレイン酸ないしフマル酸のジメチル，ジエチル，ジプロピル，ジブチル，ジトリフルオロメチル，ジトリフルオロメチル，ジヘキサフルオロプロピルなどのマレイン酸ないしフマル酸のジエステル、メチルビニルエーテル，エチルビニルエーテル，ｎ−プロピルビニルエーテル，ｉｓｏ−ブチルビニルエーテル，ｔｅｒｔ−ブチルビニルエーテルなどのアルキルビニルエーテル類、シクロペンチルビニルエーテル，シクロヘキシルビニルエーテルなどのシクロアルキルビニルエーテル、ベンジルビニルエーテルなどの芳香族基を有するビニルエーテル類、あるいは、パーフルオロエチルビニルエーテル，パーフルオロプロピルビニルエーテルなどのフルオロアルキルビニルエーテル類などの他に、クロトン酸、ビニル酢酸、マレイン酸、スチレンなどを挙げることができる。 Examples of the fluoroolefin monomer include tetrafluoroethylene, trifluoroethylene, hexafluoropropylene, and the like. Examples of the β-methyl-substituted α-olefin monomer include isobutylene, 2-methyl-1-pentene, 2-methyl-1-hexene and the like. Examples of the hydroxyl group-containing monomer include 2-hydroxyethyl vinyl ether, 3-hydroxypropyl vinyl ether, 2-hydroxypropyl vinyl ether, 2-hydroxy-2-methylpropyl vinyl ether, 4-hydroxybutyl vinyl ether, and 5-hydroxypentyl. Examples include vinyl ether, 6-hydroxyhexyl vinyl ether, 2-hydroxyethyl allyl ether, and 4-hydroxybutyl allyl ether. Examples of other monomers that can be copolymerized with the fluoroolefin monomer, the β-methyl-substituted α-olefin monomer, and the hydroxyl group-containing monomer include vinyl acetate and vinyl propionate (isopropylene). ) Carboxylic acid vinyl esters such as vinyl butyrate, vinyl caproate, vinyl laurate, vinyl stearate, vinyl benzoate, vinyl xafluoropropionate, vinyl trifluoroacetate, dimethyl, diethyl, dipropyl, dibutyl of maleic acid or fumaric acid , Diesters of maleic acid or fumaric acid such as, ditrifluoromethyl, ditrifluoromethyl, and dihexafluoropropyl, alkyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, n-propyl vinyl ether, iso-butyl vinyl ether, tert-butyl vinyl ether, etc. In addition to cycloalkyl vinyl ethers such as kill vinyl ethers, cyclopentyl vinyl ethers and cyclohexyl vinyl ethers, vinyl ethers having aromatic groups such as benzyl vinyl ethers, or fluoroalkyl vinyl ethers such as perfluoroethyl vinyl ether and perfluoropropyl vinyl ether, croton Examples thereof include acid, vinyl acetic acid, maleic acid, and styrene.
前記水酸基を有するフッ素含有共重合体は、（５）〜（８）の単量体を乳化重合、溶液重合、懸濁重合などの周知の方法で共重合することにより得ることができる。前記水酸基を有するフッ素含有共重合体はＧＰＣで測定する数平均分子量が１０００〜５０００００、好ましくは、３０００〜１０００００のものである。 The fluorine-containing copolymer having a hydroxyl group can be obtained by copolymerizing the monomers (5) to (8) by a known method such as emulsion polymerization, solution polymerization or suspension polymerization. The fluorine-containing copolymer having a hydroxyl group has a number average molecular weight measured by GPC of 1,000 to 500,000, preferably 3000 to 100,000.
次に、硬化剤について説明する。硬化剤としては、フッ素含有共重合体の水酸基と架橋するものであり、有機ポリイソシアネート化合物が適当であり、たとえば、２，４−トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート（以下、ＩＰＤＩと呼称する）、リジンメチルエステルジイソシアネート、メチルシクロヘキシルジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート（以下、ＨＤＩと呼称する）、ｎ−ペンタン−１，４−ジイソシアネート、および、これらの三量体、これらのアダクト体やビューレット体、あるいは、これらの重合体で２個以上のイソシアネート基を有するもの、さらに、ブロック化されたイソシアネート類などを挙げることができ、前記フッ素含有共重合体および前記硬化剤は、たとえば、酢酸エステル類、ケトン類、エーテル類、芳香族炭化水素等の１ないし２種以上を混合した溶媒に溶解し、前記フッ素含有共重合体中の水酸基（−ＯＨ基）１当量に対して０．５〜３．０当量、好ましくは０．５〜１．５当量となるように配合するのが適当である。 Next, the curing agent will be described. As the curing agent, those which crosslink with the hydroxyl group of the fluorine-containing copolymer, and organic polyisocyanate compounds are suitable, for example, 2,4-tolylene diisocyanate, diphenylmethane-4,4′-diisocyanate, xylylene diisocyanate. , Isophorone diisocyanate (hereinafter referred to as IPDI), lysine methyl ester diisocyanate, methylcyclohexyl diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate (hereinafter referred to as HDI), n-pentane-1,4-diisocyanate, and These trimers, adducts and burettes, or polymers having two or more isocyanate groups, and blocked isocyanates, etc. For example, the fluorine-containing copolymer and the curing agent are dissolved in a solvent in which one or more of acetates, ketones, ethers, aromatic hydrocarbons and the like are mixed, and the fluorine It is appropriate to add 0.5 to 3.0 equivalents, preferably 0.5 to 1.5 equivalents, per equivalent of hydroxyl group (—OH group) in the containing copolymer.
なお、前記接着剤層２０，４０は上記した水酸基を含有するフッ素含有共重合体に上記した硬化剤を配合した組成物をグラビアコート法、ロールコート法等の周知の塗布方法で、たとえば、前記アルミニウム箔３０面に塗布・乾燥して設けられ、その後に前記接着剤層２０，４０面に後述する熱接着性樹脂層１０、５０を構成する樹脂フィルムが積層される、いわゆるドライラミネーション法の接着剤層である。上記したフッ素系樹脂で前記接着剤層２０，４０を形成することにより、水分透過の少ない層とすることができると共に耐加水分解性、耐電解液性、耐腐蝕性等の諸物性において、ポリエステル系、ポリエーテル系、ポリウレタン系等の周知のドライラミネーション用接着剤を用いて前記接着剤層２０，４０を形成した場合と比べて格段に優れた物性を有する層とすることができる。この場合の前記接着剤層２０，４０の乾燥後の塗布量としては２．０〜５．０ｇ／ｍ2、好ましくは３．０ｇ／ｍ2以上となるように塗布するのが適当である。理由としてはラミネート強度を確保する上から２．０ｇ／ｍ2以上は必要であり、コストを考慮すると５．０ｇ／ｍ2以下である。
The adhesive layers 20 and 40 may be prepared by applying a composition obtained by blending the above-described curing agent to the above-described fluorine-containing copolymer containing a hydroxyl group by a known coating method such as a gravure coating method or a roll coating method. Adhesion by a so-called dry lamination method, which is provided by applying and drying on the surface of the
次に、前記熱接着性樹脂層１０，５０を形成する樹脂について説明する。前記熱接着性樹脂層１０，５０としては、経時的な変質や劣化が起こり難く安定した物性を有し、耐加水分解性や耐電解液性に優れた性質を有する樹脂であればよいのであって、たとえば、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，エチレン−ブテン共重合体等のエチレン系樹脂、ホモポリプロピレン，エチレン−プロピレン共重合体，エチレン−プロピレン−ブテン共重合体等のプロピレン系樹脂の単体ないし混合物等の一般的なオレフィン系樹脂（炭素と水素とからなる直鎖状あるいは分枝鎖状のオレフィン系樹脂）が適当である。前記熱接着性樹脂層１０，５０の厚さとしては、１０〜１００μｍが適当である。なお、前記熱接着性樹脂層１０，５０は上記した一般的なオレフィン系樹脂をフィルム化（シート化）したものが用いられ、必要な面にコロナ放電処理等の易接着処理が施されている。 Next, the resin that forms the thermal adhesive resin layers 10 and 50 will be described. The heat-adhesive resin layers 10 and 50 may be any resin that has stable physical properties that are unlikely to deteriorate and deteriorate over time, and that has excellent resistance to hydrolysis and electrolyte resistance. For example, ethylene resins such as low density polyethylene, medium density polyethylene, high density polyethylene, linear low density polyethylene, ethylene-butene copolymer, homopolypropylene, ethylene-propylene copolymer, ethylene-propylene-butene copolymer A general olefin resin (a linear or branched olefin resin composed of carbon and hydrogen) such as a simple substance or a mixture of propylene resins such as a polymer is suitable. The thickness of the thermal adhesive resin layers 10 and 50 is suitably 10 to 100 μm. The heat-adhesive resin layers 10 and 50 are made of the above-mentioned general olefin resin into a film (sheet), and a necessary surface is subjected to easy adhesion treatment such as corona discharge treatment. .
また、インモールドラベル１は、通常は裁断および／ないし型抜きしたものを用いるために、カールのないフラットなものが求められるために、アルミニウム箔３０の両面に設ける前記接着剤層２０，４０、および、前記熱接着性樹脂層１０，５０は少なくとも同じ樹脂種、同じ厚さに構成することが望ましい。
Further, since the in-
図２は本発明にかかるインモールドラベルを壁面に貼着した蓄電池用包装容器の一実施例を図解的に示す（ａ）は斜視図、（ｂ）は拡大断面図であって、蓄電池用包装容器２は射出成形金型のキャビティー内にインモールドラベル１を配置した状態で、インモールドラベル１の前記熱接着性樹脂層１０，５０のいずれかの面側に溶融した樹脂を射出して成形することにより、樹脂成形品３の対向する両壁面（表出面積が最も大きい壁面）の外面にインモールドラベル１の外面と樹脂成形品３の外面とが面一になるようにインモールドラベル１を貼着したものである。このようにインモールドラベル１を樹脂成形品３に貼着することにより、インモールドラベル１の端面が樹脂成形品３で被覆されるために、インモールドラベル１の端面からの加水分解による層間剥離を防止することができるし、樹脂成形品３の最も大きい表出面積を有する壁面を水蒸気バリアー性に優れたインモールドラベル１で被覆するために、インモールドラベルを全く設けない樹脂成形品に比べて水分透過の少ない蓄電池用包装容器とすることができる。
2A and 2B schematically show one embodiment of a storage battery packaging container in which an in-mold label according to the present invention is attached to a wall surface. FIG. 2A is a perspective view, and FIG. In the state where the in-
また、射出成形に用いる樹脂としては、前記熱接着性樹脂層１０，５０と相互に溶融して接着し得る樹脂であればよいものであり、たとえば、上記したような一般的なオレフィン系樹脂、ポリフェニレンエーテル、変性ポリフェニレンエーテル、あるいは、これらの混合物を挙げることができる。また、射出成形に用いる樹脂は、透明であっても、半透明であっても、不透明であってよいし、着色されていてもよいものである。 The resin used for injection molding may be any resin that can be melted and bonded to the heat-adhesive resin layers 10 and 50. For example, a general olefin resin as described above, Examples thereof include polyphenylene ether, modified polyphenylene ether, and mixtures thereof. The resin used for injection molding may be transparent, translucent, opaque, or colored.
次に、本発明について、以下に実施例を挙げてさらに詳しく説明する。 Next, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples.
予め、フェノール樹脂、フッ化クロム（三価）化合物、リン酸の３成分からなる化成処理液で両面を化成処理して両面に化成処理層を有する１２μｍ厚さのアルミニウム箔（以下、ＡＬ箔と呼称する）の一方の面にフッ素系ポリオールにイソシアネート系硬化剤をポリオールの水酸基（−ＯＨ基）１当量に対して１．１当量となるように添加したフッ素系樹脂溶液を乾燥後に３．０ｇ／ｍ2となるように塗布・乾燥すると共に３０μｍ厚さの未延伸ポリプロピレンフィルムを前記フッ素系樹脂層面に加熱圧着して後に、前記アルミニウム箔の他方の面にフッ素系ポリオールにイソシアネート系硬化剤をポリオールの水酸基（−ＯＨ基）１当量に対して１．１当量となるように添加したフッ素系樹脂溶液を乾燥後に３．０ｇ／ｍ2となるように塗布・乾燥すると共に３０μｍ厚さの未延伸ポリプロピレンフィルム（以下、ＣＰＰフィルムと呼称する）を前記フッ素系樹脂層面に加熱圧着して本発明のインモールドラベルに供する積層シート（ＣＰＰフィルム３０μｍ／接着剤層／化成処理層／ＡＬ箔１２μｍ／化成処理層／接着剤層／ＣＰＰフィルム３０μｍ）を作製した。
A 12 μm-thick aluminum foil (hereinafter referred to as AL foil) having a chemical conversion treatment layer on both sides by chemical conversion treatment on both sides with a chemical conversion treatment solution consisting of three components of phenol resin, chromium fluoride (trivalent) compound and phosphoric acid in advance. 3.0 g after drying a fluororesin solution in which an isocyanate curing agent is added to a fluoropolyol so as to be 1.1 equivalent to 1 equivalent of a hydroxyl group (—OH group) of the polyol. After applying / drying to a thickness of / m 2 and heat-pressing a 30 μm-thick unstretched polypropylene film to the surface of the fluororesin layer, an isocyanate curing agent is added to the fluoropolyol on the other surface of the aluminum foil. coating so that the added fluorine-based resin solution to 1.1 equivalents relative to the hydroxyl group (-OH group) 1 equivalent of polyol a 3.0 g / m 2 after drying A laminated sheet (
［比較例１］
フッ素系ポリオールに代えてポリエステル系ポリオールを用いた以外は実施例１と同様にして比較例とする積層シートを作製した。
[Comparative Example 1]
A laminated sheet as a comparative example was produced in the same manner as in Example 1 except that a polyester-based polyol was used instead of the fluorine-based polyol.
上記で作製した実施例１と比較例１の積層シートをオートクレープ（１２０℃飽和水蒸気下）中に１２日間保存してＡＬ箔とＣＰＰフィルム間のラミネート強度を測定した。その結果、実施例１の積層シートは８．０Ｎ／１５ｍｍ巾以上であったが、比較例１の積層シートは１．０〜２．０Ｎ／１５ｍｍ巾であった。このようにフッ素系ポリオールとイソシアネート系硬化剤で形成された接着剤層からなるインモールドラベルは耐加水分解性に優れたものとすることができた。 The laminate sheets of Example 1 and Comparative Example 1 prepared above were stored in an autoclave (under 120 ° C. saturated steam) for 12 days, and the laminate strength between the AL foil and the CPP film was measured. As a result, the laminated sheet of Example 1 was 8.0 N / 15 mm width or more, while the laminated sheet of Comparative Example 1 was 1.0 to 2.0 N / 15 mm wide. Thus, the in-mold label which consists of an adhesive bond layer formed with a fluorine-type polyol and an isocyanate type hardening | curing agent was able to be made into the thing excellent in hydrolysis resistance.
また、上記で作製した実施例１と比較例１の積層シートをニッケル水素電池の電解液と同じ３０重量％水酸化カリウム（ＫＯＨ）溶液に１日間浸漬し、インモールドラベルのＣＰＰフィルム３０μｍとＡＬ箔１２μｍとの間のラミネート強度を測定した。実施例１のラミネート強度は８．０〜９．８Ｎ／１５ｍｍ巾（１０点平均値：８．５Ｎ／１５ｍｍ巾）であり、比較例１のラミネート強度は１．０〜２．０Ｎ／１５ｍｍ巾（１０点平均値：１．３Ｎ／１５ｍｍ巾）であり、フッ素系ポリオールとイソシアネート系硬化剤で形成された接着剤層からなるインモールドラベルは耐電解液性に優れたものとすることができた。 In addition, the laminated sheets of Example 1 and Comparative Example 1 prepared above were immersed in a 30 wt% potassium hydroxide (KOH) solution, which is the same as the electrolyte of a nickel metal hydride battery, for 1 day. The laminate strength between the foils of 12 μm was measured. The laminate strength of Example 1 is 8.0 to 9.8 N / 15 mm width (10-point average value: 8.5 N / 15 mm width), and the laminate strength of Comparative Example 1 is 1.0 to 2.0 N / 15 mm width. (10-point average value: 1.3 N / 15 mm width), and an in-mold label comprising an adhesive layer formed of a fluorine-based polyol and an isocyanate-based curing agent can be excellent in resistance to electrolytic solution. It was.
また、上記で作製した実施例１と比較例１の積層シートを６０ｍｍ×９０ｍｍの矩形状に裁断したインモールドラベルを各１０００枚作製し、射出成形金型のキャビティー内にインモールドラベルを配置した状態で、溶融したポリプロピレン樹脂を射出して成形することにより、外寸が（縦）１０ｍｍ×（横）１００ｍｍ×（高さ）７０ｍｍで１ｍｍの肉厚の直方体状のインモールドラベルを貼着した蓄電池用包装容器を各１０００個作製した（インモールドラベルは蓄電池用包装容器の１００ｍｍ×７０ｍｍの面に４端面を射出したポリプロピレン樹脂で被覆した状態で貼着されている）。 Also, 1000 in-mold labels were prepared by cutting the laminated sheets of Example 1 and Comparative Example 1 prepared above into a 60 mm × 90 mm rectangular shape, and the in-mold labels were placed in the cavity of the injection mold. In this state, by injecting molten polypropylene resin and molding it, a rectangular parallelepiped in-mold label with external dimensions of (vertical) 10 mm x (horizontal) 100 mm x (height) 70 mm and 1 mm thick is attached. Each of the storage battery packaging containers was manufactured in 1000 pieces (the in-mold label was stuck in a state where the 100 mm × 70 mm surface of the storage battery packaging container was covered with a polypropylene resin injected with four end faces).
上記で作製した蓄電池用包装容器は、位置ずれ（設計上の正常な貼着位置からのズレ）や皺、あるいは、溶融樹脂が裏側へ回る（キャビティー内面とラミネートフィルムの間に溶融樹脂が回る）、いわゆる樹脂の裏回りという問題等のいずれの問題も発生することなく、すべて正常品が得られた。また、上記で作製した蓄電池用包装容器は、インモールドラベルの端面が射出成形樹脂で被覆されているために、耐加水分解性、耐電解液性において一層好ましいものとすることができる。 The storage battery packaging container produced above is misaligned (deviation from the normal sticking position in design), wrinkles, or the molten resin turns to the back side (the molten resin turns between the cavity inner surface and the laminate film) ), All the normal products were obtained without any problems such as the backside of the resin. Moreover, since the end surface of the in-mold label is coat | covered with injection molding resin, the packaging container for storage batteries produced above can be made more preferable in hydrolysis resistance and electrolyte solution resistance.
１ インモールドラベル
１’ 積層シート
２ 蓄電池用包装容器
３ 樹脂成形品
１０，５０ 熱接着性樹脂層
２０，４０ 接着剤層
３０ 金属箔
DESCRIPTION OF
Claims (4)
4. The storage battery packaging container according to claim 3, wherein an end surface of the in-mold label is covered with a storage battery packaging container.
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