CN104339765A - 包装材料及成型壳体 - Google Patents

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Abstract

本发明的包装材料(1)包括:作为外侧层的耐热性树脂拉伸膜层(2)、作为内侧层的热塑性树脂层(3)、配设于这两层间的金属箔层(4)、及配设于该金属箔层(4)与上述耐热性树脂层(2)之间的着色油墨层(10);作为上述耐热性树脂拉伸膜,使用热水收缩率为2%~20%的耐热性树脂拉伸膜,上述耐热性树脂拉伸膜层(2)与上述着色油墨层(10)通过易粘接层(30)而层叠一体化。本发明的包装材料,于成型时及密封时,且即使在高温多湿等稍微严苛的环境下使用时,着色油墨层也不会从耐热性树脂拉伸膜层剥离。

Description

包装材料及成型壳体
技术领域
本发明涉及一种可合适地作为例如笔记本电脑用、移动电话用、车载用、固定型的二次电池(锂离子二次电池)的壳体使用,而且适于作为食品的包装材料、医药品的包装材料使用的包装材料及成型壳体。
背景技术
关于锂离子二次电池等电池,为了使其与作为装载对象的电气设备等设备的外观和色彩相统一,逐渐较多地要求将其着色。为了赋予厚重感、高级感,多使设备为黑色,此时也通常使电池为黑色。另外,着色为其他的各种各样的颜色的情况也逐渐增加。
为了将电池着色为黑色等,有如下方法:将电池包装材料中使用的树脂层着色;在基材树脂层下方设置印刷层等。
例如,作为具有着色层的电池用包装材料,公知如下材料:具有依序层合基材层、粘接剂层、金属箔层、热粘接性树脂层的构造,并将颜料添加于基材层、粘接剂层、金属箔层中任一层而得到的材料(参照专利文献1);具备含有碳材料等黑体材料的层的电池用包装材料(参照专利文献2);在电池外装材料的表面上层合白色树脂膜基材,并在该白色树脂膜基材的表面上层合白油墨层的结构的材料(参照专利文献3)。
专利文献1:日本特开2011-054563号公报
专利文献2:日本特开2011-096552号公报
专利文献3:日本特开2009-289533号公报
发明内容
然而,为了将电池着色为黑色,而将含有炭黑等作为颜料的着色印刷层设置在构成电池包装材料的外侧树脂层的内表面时,会产生下列问题。
即,当将上述着色包装材料通过拉深成型或鼓凸成型而成型为容器(壳体)形状时,存在如下这样的问题:作为外侧层的耐热性树脂拉伸膜层与着色层的密合性不足,因而着色层剥离,底层(并非黑色)暴露出来而呈现为外观,而损害均匀的着色(黑色着色等)。
在封入电极或电解液后的着色包装材料的密封时、或是用着色包装材料所包装的电池在高温多湿等稍微严苛的环境下使用时,也会产生这样的着色印刷层的部分剥离。
本发明是鉴于该技术背景而创作完成的,目的在于提供一种在成型时及密封时,且即使在高温多湿等稍微严苛的环境下使用时,着色油墨层也不会从耐热性树脂拉伸膜层剥离的包装材料。
为了达成上述目的,本发明提供下列手段。
[1]一种包装材料,包括:
作为外侧层的耐热性树脂拉伸膜层,
作为内侧层的热塑性树脂层,
配设于这两层间的金属箔层,以及,
配设于该金属箔层与上述耐热性树脂拉伸膜层之间的着色油墨层,
其特征在于:
作为上述耐热性树脂拉伸膜,使用热水收缩率为2%~20%的耐热性树脂拉伸膜,
上述耐热性树脂拉伸膜层与上述着色油墨层通过易粘接层而层叠一体化。
[2]如前项1所述的包装材料,其中,上述易粘接层含有选自环氧树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸酯树脂、甲基丙烯酸酯树脂、及聚乙烯亚胺树脂中的一种或两种以上的树脂。
[3]如前项1所述的包装材料,其中,上述易粘接层含有聚氨酯树脂及环氧树脂。
[4]如前项3所述的包装材料,其中,上述易粘接层中,上述聚氨酯树脂/上述环氧树脂的含有质量比为98/2~40/60的范围。
[5]如前项1所述的包装材料,其中,上述易粘接层含有选自丙烯酸酯树脂及甲基丙烯酸酯树脂中的一种或两种以上的丙烯酸酯树脂、和环氧树脂。
[6]如前项5所述的包装材料,其中,上述易粘接层中,上述丙烯酸酯树脂/上述环氧树脂的含有质量比为98/2~40/60的范围。
[7]如前项1~6中任一项所述的包装材料,其中,上述易粘接层是在上述耐热性树脂拉伸膜层上涂布树脂-水系乳液而形成的粘接层。
[8]如前项1~7中任一项所述的包装材料,其中,作为上述耐热性树脂拉伸膜,使用热水收缩率为2%~20%的双轴拉伸聚酰胺膜、热水收缩率为2%~20%的双轴拉伸聚萘二甲酸乙二醇酯膜或热水收缩率为2%~20%的双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯膜。
[9]如前项1~8中任一项所述的包装材料,其中,上述耐热性树脂拉伸膜的热水收缩率为2.5%~10%。
[10]如前项1~9中任一项所述的包装材料,其中,上述着色油墨层含有炭黑、二胺、多元醇及固化剂。
[11]如前项1~10中任一项所述的包装材料,其中,上述包装材料还具有层叠在上述耐热性树脂拉伸膜层的外表面的亚光涂层。
[12]一种成型壳体,其是对前项1~11中任一项所述的包装材料进行拉深成型或鼓凸成型而形成的。
[13]如前项12所述的成型壳体,其中,成型壳体作为电池壳体使用。
[1]的发明中,由于在金属箔层与耐热性树脂拉伸膜层之间设置着色油墨层,耐热性树脂拉伸膜层与着色油墨层通过易粘接层而层叠一体化,并且,作为耐热性树脂拉伸膜,使用热水收缩率为2%~20%的耐热性树脂拉伸膜,因此在对该包装材料进行拉深成型或鼓凸成型等成型时,为了封闭而将包装材料密封时,着色油墨层充分地粘接在耐热性树脂拉伸膜层上,着色油墨层不会从耐热性树脂拉伸膜层剥离。此外,即使在高温多湿等稍微严苛的环境下使用时,着色油墨层也不会从耐热性树脂拉伸膜层剥离。
[2]的发明中,易粘接的构成为含有选自环氧树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸酯树脂、甲基丙烯酸酯树脂、及聚乙烯亚胺树脂中的一种或两种以上的树脂,因此在成型时、密封时、在高温多湿等稍微严苛的环境下使用时等情形中,可充分地防止着色油墨层从耐热性树脂拉伸膜层剥离。
[3]的发明中,易粘接层的构成为,含有聚氨酯树脂及环氧树脂,因此在成型时、密封时、在高温多湿等稍微严苛的环境下使用时等情形中,可更充分地防止着色油墨层从耐热性树脂拉伸膜层剥离。
[4]的发明中,聚氨酯树脂/环氧树脂的含有质量比为98/2~40/60的范围,因此在成型时、密封时、在高温多湿等稍微严苛的环境下使用时等情形中,可进一步充分地防止着色油墨层从耐热性树脂拉伸膜层剥离。
[5]的发明中,易粘接层的构成为,含有特定的丙烯酸酯树脂及环氧树脂,因此在成型时、密封时、在高温多湿等稍微严苛的环境下使用时等情形中,可更充分地防止着色油墨层从耐热性树脂拉伸膜层剥离。
[6]的发明中,丙烯酸酯树脂/环氧树脂的含有质量比为98/2~40/60的范围,因此在成型时、密封时、在高温多湿等稍微严苛的环境下使用时等情形中,可进一步充分地防止着色油墨层从耐热性树脂拉伸膜层剥离。
[7]的发明中,易粘接层是预先在上述耐热性树脂拉伸膜层上涂布树脂-水系乳液而形成的粘接层,因此在成型时、密封时、在高温多湿等稍微严苛的环境下使用时等情形中,可进一步充分地防止着色油墨层从耐热性树脂拉伸膜层剥离。
[8]的发明中,作为耐热性树脂拉伸膜,使用由特定的树脂形成的热水收缩率为2%~20%的双轴拉伸膜,因此在成型时、密封时、在高温多湿等稍微严苛的环境下使用时等情形中,可进一步提高防止着色油墨层从耐热性树脂拉伸膜层剥离的效果。
[9]的发明中,耐热性树脂拉伸膜的热水收缩率为2.5%~10%,因此在成型时、密封时、在高温多湿等稍微严苛的环境下使用时等情形中,可更充分地防止着色油墨层从耐热性树脂拉伸膜层剥离。
[10]的发明中,着色油墨层含有炭黑、二胺、多元醇及固化剂,因此,可使着色油墨层快速形成,在成型时、密封时、在高温多湿等稍微严苛的环境下使用时等情形中,可更充分地防止着色油墨层从耐热性树脂拉伸膜层剥离。
[11]的发明中,进一步具有在耐热性树脂拉伸膜的外表面上层合的亚光涂层,因此可赋予表面良好的光滑性,能提供成型性优异的包装材料。
[12]的发明中,能提供一种成型壳体,其不仅在密封时,而且即使在高温多湿等稍微严苛的环境下使用时,着色油墨层也不会从耐热性树脂拉伸膜层剥离。
[13]的发明中,可提供一种电池壳体,其不仅在密封时,而且即使在高温多湿等稍微严苛的环境下使用时,着色油墨层也不会从耐热性树脂拉伸膜层剥离。
附图说明
图1是表示本发明的包装材料的一个实施方式的剖面图。
图2是表示本发明的包装材料的其他实施方式的剖面图。
[符号说明]
1…包装材料
2…耐热性树脂拉伸膜层(外侧层)
3…热塑性树脂层(内侧层)
4…金属箔层
10…着色油墨层
20…亚光涂层
30…易粘接层
具体实施方式
将本发明的包装材料1的一个实施方式示于图1。该包装材料1作为锂离子二次电池壳体用包装材料使用。即,将上述包装材料1供于拉深成型等成型而作为二次电池壳体使用。
上述包装材料1如下构成:在金属箔层4的上表面通过第1粘接剂层5将耐热性树脂拉伸膜层(外侧层)2层叠一体化,并且,在上述金属箔层4的下表面通过第2粘接剂层6将热塑性树脂层(内侧层)3层叠一体化。在上述耐热性树脂拉伸膜层2的下表面层叠易粘接层30,在该易粘接层30的下表面层叠着色油墨层10,该着色油墨层10与上述金属箔层4通过第1粘接剂层5而层叠一体化(参照图1)。即,在上述金属箔层4与上述耐热性树脂拉伸膜层2之间配置有着色油墨层10。本实施方式中,通过凹版涂布法将易粘接层30层叠于上述耐热性树脂拉伸膜层2的下表面,通过印刷将上述着色油墨层10层叠于该易粘接层30的下表面。此外,在上述耐热性树脂拉伸膜层2的上表面(外表面)层叠有亚光涂层20。
上述耐热性树脂拉伸膜层(外侧层)2,是主要担负确保作为包装材料的良好成型性的作用的部件,即担负防止成型时的铝箔的缩颈导致的断裂。本发明中,上述耐热性树脂拉伸膜层2有必要由热水收缩率为2%~20%的耐热性树脂拉伸膜构成。若热水收缩率小于2%,在高温多湿等稍微严苛的环境等下使用时等情形中,着色油墨层会从耐热性树脂拉伸膜层剥离。另一方面,若热水收缩率大于20%,则在进行拉深成型或鼓凸成型时,包装材料的着色油墨层会从耐热性树脂拉伸膜层剥离。其中,作为上述耐热性树脂拉伸膜,优选使用热水收缩率为2.5~10%的耐热性树脂拉伸膜,更优选使用热水收缩率为3.0%~6.0%的耐热性树脂拉伸膜,进而,特别优选使用热水收缩率为3.5%~5.0%的耐热性树脂拉伸膜。
另外,上述“热水收缩率”是在95℃的热水中浸渍耐热性树脂拉伸膜2的试验片(10cm×10cm)30分钟时的浸渍前后的试验片的拉伸方向上的尺寸变化率,通过以下公式求得。
热水收缩率(%)={(X-Y)/X}×100
X:浸渍处理前的拉伸方向的尺寸
Y:浸渍处理后的拉伸方向的尺寸。
另外,采用双轴拉伸膜时的该热水收缩率是2个拉伸方向上的尺寸变化率的平均值。
上述耐热性树脂拉伸膜的热水收缩率例如可通过调整拉伸加工时的热固定温度来控制。
作为上述耐热性树脂拉伸膜层(外侧层)2,并无特别限制,例如可列举出拉伸尼龙膜等拉伸聚酰胺膜、拉伸聚酯膜等。其中,作为上述耐热性树脂拉伸膜层2,特别优选使用双轴拉伸尼龙膜等双轴拉伸聚酰胺膜、双轴拉伸聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)膜、双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜、或双轴拉伸聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)膜。另外,作为上述耐热性树脂拉伸膜层2,优选使用利用同时双轴拉伸法而拉伸成的耐热性树脂双轴拉伸膜。另外,优选使用“M方向的热水收缩率”与“T方向的热水收缩率”之比(MD/TD)为0.9~1.1的范围的耐热性树脂双轴拉伸膜。采用上述比(MD/TD)处于0.9~1.1的范围的构成时,可得到具有特别良好的成型性的包装材料。另外,上述“M方向”表示“机械流动方向”,上述“T方向”表示“与M方向正交的方向”。作为上述尼龙,虽无特别限制,但例如可列举6尼龙、6,6尼龙、MXD尼龙等。另外,上述耐热性树脂拉伸膜层2,可由单层(单一的拉伸膜)形成,或者,例如也可由包括拉伸聚酯膜/拉伸聚酰胺膜的多层(包括拉伸PET膜/拉伸尼龙膜的多层等)形成。
其中,作为上述耐热性树脂拉伸膜层2,优选使用收缩率为2~20%的双轴拉伸聚酰胺膜、收缩率为2~20%的双轴拉伸聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)膜或收缩率为2~20%的双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜。此时,在成型时、密封时、在高温多湿等稍微严苛的环境下使用时等情形中,可进一步提高防止着色油墨层从耐热性树脂拉伸膜层剥离的效果。
上述耐热性树脂拉伸膜层2的厚度优选为12μm~50μm。当使用聚酯膜时,厚度优选为12μm~50μm,当使用尼龙膜时,厚度优选为15μm~50μm。通过设定在上述优选的下限值以上,可确保作为包装材料的充分的强度,并且通过设定在上述优选的上限值以下,可减小鼓凸成型时或拉深成型时的应力从而可提升成型性。
有必要在上述耐热性树脂拉伸膜层2的内表面(金属箔层4侧的面)层叠易粘接层30。在本来欠缺粘接性的耐热性树脂拉伸膜层2的表面涂布粘着性、粘接性优异的极性树脂等而层叠易粘接层30,由此可提高与着色油墨层10间的密合性、粘接性。另外,对于上述耐热性树脂拉伸膜层2的内表面(层叠易粘接层30的面),优选在层叠易粘接层30之前预先进行电晕处理等而预先提高润湿性。
对于上述易粘接层30的形成方法,没有特别限制,例如,可在耐热性树脂拉伸膜层2的表面涂布选自环氧树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸酯树脂、甲基丙烯酸酯树脂、聚乙烯亚胺树脂中的一种或两种以上的树脂的水性乳液(水系乳液)并使其干燥,由此形成易粘接层30。作为上述涂布方法,没有特别限制,例如可列举喷涂法、凹版辊涂法、逆转辊涂布法、唇辊涂布法等。
另外,上述易粘接层30优选为含有选自环氧树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸酯树脂、甲基丙烯酸酯树脂及聚乙烯亚胺树脂中的一种或两种以上的树脂的构成。通过采用这样的构成,可进一步提升耐热性树脂拉伸膜层2与着色油墨层10间的粘接力,在对该包装材料进行拉深成型、鼓凸成型等成型时,为了封闭而将包装材料密封时,着色油墨层10不会从耐热性树脂拉伸膜层2剥离,而且即使在高温多湿等稍微严苛的环境下使用包装材料1时,着色油墨层10也不会从耐热性树脂拉伸膜层2剥离。
其中,上述易粘接层30特别优选为含有聚氨酯树脂及环氧树脂的构成,或含有(甲基)丙烯酸酯树脂及环氧树脂的构成。此时,可进一步提高耐热性树脂拉伸膜层2与着色油墨层10间的粘接力。
采用上述前者的构成时,易粘接层30中的聚氨酯树脂/环氧树脂的含有质量比优选为98/2~40/60的范围,此时,能进一步提高耐热性树脂拉伸膜层2与着色油墨层10间的粘接力。若聚氨酯树脂的含有比率大于上述聚氨酯树脂/环氧树脂的含有质量比(98/2),则交联度不足,无法得到充分的耐溶剂性、粘接力,该情况不理想。另一方面,若聚氨酯树脂的含有比率小于上述聚氨酯树脂/环氧树脂的含有质量比(40/60),则直到交联结束所需要的时间过长,该情况也不理想。其中,更优选易粘接层30中的聚氨酯树脂/环氧树脂的含有质量比为90/10~50/50的范围。
另外,采用上述后者的构成时,易粘接层30中的(甲基)丙烯酸酯树脂/环氧树脂的含有质量比优选为98/2~40/60的范围,此时,能进一步提高耐热性树脂拉伸膜层2与着色油墨层10间的粘接力。若(甲基)丙烯酸酯树脂的含有比率大于上述(甲基)丙烯酸酯树脂/环氧树脂的含有质量比(98/2),则交联度不足,难以得到充分的耐溶剂性、粘接力,该情况不理想。另一方面,若(甲基)丙烯酸酯树脂的含有比率小于上述(甲基)丙烯酸酯树脂/环氧树脂的含有质量比(40/60),则直到交联结束所需要的时间过长,因此该情况也不理想。其中,易粘接层30中的(甲基)丙烯酸酯树脂/环氧树脂的含有质量比更优选为90/10~50/50的范围。
在用于形成上述易粘接层30的上述树脂水性乳液(树脂-水系乳液)中,也可添加二醇类、二醇的环氧乙烷加成物等表面活性剂,此时,在树脂水性乳液中可得到充分的消泡效果,因此,能形成表面平滑性优异的易粘接层30。上述表面活性剂优选以0.01质量%~2.0质量%的比例被包含在上述树脂水性乳液中。
另外,在用于形成上述易粘接层30的上述树脂水性乳液(树脂-水系乳液)中,优选含有二氧化硅、胶体二氧化硅等无机微粒。此时,可得防结块效果。相对于上述树脂成分100质量份,优选添加0.1质量份~10质量份的上述无机微粒。
上述易粘接层30的形成量(干燥后的固体成分量)优选为0.01g/m2~0.5g/m2的范围。通过为0.01g/m2以上,能充分地将耐热性树脂拉伸膜层2与着色油墨层10间粘接,通过为0.5g/m2以下,能降低成本,是经济的。
上述易粘接层(干燥后)30中的上述树脂的含有率优选为88质量%~99.9质量%。
本发明中,上述着色油墨层10是配置在上述金属箔层4与上述耐热性树脂拉伸膜层2之间的层,并是赋予包装材料1的外表面侧颜色(包含无彩色)的层。
作为上述着色油墨层10,并无特别限制,例如可列举出黑油墨层、白油墨层、灰色油墨层、红油墨层、蓝油墨层、绿油墨层、黄油墨层等。
对于上述黑油墨层10进行说明。上述黑油墨层10通常可由含有炭黑的组合物形成。
其中,上述黑油墨层10优选为含有炭黑、二胺、多元醇及固化剂的构成,但并不特别地限于这样的构成。
上述黑油墨层(干燥后的油墨层)10中,优选炭黑的含有率为15质量%~60质量%,上述二胺、多元醇及固化剂的合计的含有率为40质量%~85质量%。其中,炭黑的含有率特别优选为20质量%~50质量%。
当炭黑的含有率小于15质量%时,金属箔层4所带来的金属光泽感残留而损及厚重感,且在成型时产生部分的颜色不均,不理想。另一方面,若炭黑的含有率大于60质量%,则黑油墨层10变硬且变脆,因此,相对于金属箔层4的粘接力降低,在成型时会在金属箔层4与黑油墨层10之间发生剥离,不理想。
上述黑油墨层10优选为相对于上述炭黑、上述二胺及上述多元醇的总量100质量份含有2质量份~20质量份上述固化剂的构成。当固化剂小于2质量份时,在成型时容易在金属箔层4与黑油墨层10之间发生剥离,若固化剂大于20质量份,则在将卷绕状态的包装材料1拉出(卷出)时容易产生粘连,而发生转印或附着到耐热性树脂拉伸膜层2或热塑性树脂层3的外表面等不良情况,不理想。
作为上述炭黑,优选使用平均粒径0.2μm~5μm的炭黑。
作为上述二胺,并无特别限定,例如可列举出乙二胺、二聚物二胺(dimer diamine)、2-羟乙基乙二胺、2-羟乙基丙二胺、二环己基甲烷二胺、2-羟乙基丙二胺等。其中,作为上述二胺,优选使用选自乙二胺、二聚物二胺、2-羟乙基乙二胺、2-羟乙基丙二胺及二环己基甲烷二胺中的一种或两种以上的二胺。
对于上述二胺,与多元醇相比,其与固化剂(异氰酸酯等)的反应速度快,可实现短时间内的固化。即,上述二胺与上述多元醇一同与上述固化剂反应,而促进油墨组合物的交联固化。
作为上述多元醇,并无特别限定,优选使用选自聚氨酯系多元醇、聚酯系多元醇及聚醚系多元醇中的一种或两种以上的多元醇。
上述多元醇的数均分子量优选为1000~8000的范围。通过为1000以上,能增大固化后的粘接强度,并且通过为8000以下,能增大与固化剂的反应速度。
作为上述固化剂,并无特别限定,例如可列举异氰酸酯化合物等。作为上述异氰酸酯化合物,例如可使用芳香族系、脂肪族系、脂环族系的各种异氰酸酯化合物。作为具体例子,可列举出甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯等。
对于上述着色油墨层(除了黑油墨层)进行说明。上述着色油墨层(除了黑油墨层)10的构成为,由着色油墨组合物的固化膜形成,所述着色油墨组合物包含基于作为主剂的聚酯树脂和作为固化剂的多官能异氰酸酯化合物的二液固化型聚酯聚氨酯树脂粘合剂、及包含无机颜料的着色颜料。
作为上述着色颜料,采用至少含有无机颜料的构成。作为上述着色颜料,除了上述无机颜料以外,例如可列举偶氮系颜料、酞菁系颜料、稠和多环系颜料等。另外,作为上述无机颜料,并无特别限制,例如可列举炭黑、碳酸钙、氧化钛、氧化锌、氧化铁、氧化铝粉等。作为上述无机颜料,优选使用平均粒径为0.1μm~5μm的着色颜料。特别优选使用平均粒径为0.5μm~2.5μm的着色颜料。当将上述着色颜料分散时,优选使用颜料分散机使着色颜料分散。当将上述着色颜料分散时,也可使用表面活性剂等颜料分散剂。
优选上述着色颜料的50质量%以上由上述无机颜料构成。此时,可更充分地得到隐蔽金属箔层4的隐蔽力,形成可充分赋予厚重感、高级感的特定色调的着色颜料10。其中,更优选上述着色颜料的60质量%以上由上述无机颜料构成。
上述着色油墨层10的厚度(干燥后)优选为1μm~4μm。通过为1μm以上,着色油墨层10的色调不会残留透明感,可充分隐蔽金属箔层4的颜色、光泽。另外,通过为4μm以下,在成型时可充分地防止着色油墨层10部分地破裂。
对于上述着色油墨层10,并无特别限定,例如可通过利用凹版印刷法等将下述油墨组合物1)或着色油墨组合物2)印刷(涂布)在上述耐热性树脂拉伸膜层2的下表面的易粘接层30的表面而形成:
1)含有炭黑、二胺、多元醇、固化剂及有机溶剂的油墨组合物,
2)着色油墨组合物,所述着色油墨组合物包含:基于作为主剂的聚酯树脂和作为固化剂的多官能基异氰酸酯化合物的二液固化型聚酯聚氨酯树脂粘合剂、及包含无机颜料的着色颜料,
作为上述有机溶剂,并无特别限定,例如可列举甲苯等。
对于上述着色油墨层10的形成方法,并无特别限定,例如可列举凹版印刷法、逆转辊涂布法、唇辊涂布法等。
上述热塑性树脂层(内侧层)3具有即使相对于锂离子二次电池中所使用的腐蚀性强的电解液等也优异的耐化学药品性,并起到赋予包装材料以热封性的功能。
作为上述热塑性树脂层3,并无特别限定,优选使用热塑性树脂未拉伸膜层。对于上述热塑性树脂未拉伸膜层3,并无特别限定,优选由下述未拉伸膜构成,所述未拉伸膜由选自聚乙烯、聚丙烯、烯烃系共聚物、它们的酸改性物及离子交联聚合物中的至少1种热塑性树脂形成。
优选将上述热塑性树脂层3的厚度设定为20μm~80μm。通过为20μm以上,可充分地防止针孔的产生,并且,通过为80μm以下,可降低树脂使用量,实现成本的降低。其中,特别优选将上述热塑性树脂层3的厚度设定为30μm~50μm。另外,上述热塑性树脂层3可以是单层,也可以是多层。
上述金属箔层4起到赋予阻止氧或水分侵入到包装材料1的气体阻隔性的作用。作为上述金属箔层4,并无特别限定,例如可列举出铝箔、铜箔等,通常使用铝箔。上述金属箔层4的厚度优选为20μm~100μm。通过为20μm,在制造金属箔时,可防止在轧制时产生针孔,并且,通过为100μm以下,可减小鼓凸成型时或拉深成型时的应力从而能提升成型性。
对于上述金属箔层4,优选至少在内侧的面4a(第2粘接剂层6侧的面)实施化学合成处理。通过实施这样的化学合成处理,可充分地防止内容物(电池的电解液、食品、医药品)导致的金属箔表面的腐蚀。例如,通过进行下列处理,对金属箔施以化学合成处理。即,例如在进行了脱脂处理后的金属箔的表面,涂布如下1)~3)中的任一种,然后进行干燥,由此实施化学合成处理。
1)包含磷酸、铬酸及氟化物的金属盐的混合物的水溶液,
2)包含磷酸、铬酸、氟化物金属盐及非金属盐的混合物的水溶液,
3)包含丙烯酸系树脂或/及酚醛树脂、磷酸、铬酸,及氟化物金属盐的混合物的水溶液。
作为上述第1粘接剂层5,并无特别限定,例如可列举出通过二液反应型粘接剂而形成的粘接剂层等。作为上述二液反应型粘接剂,例如可列举由下述第1液和包含异氰酸酯的第2液(固化剂)构成的二液反应型粘接剂等,所述第1液包含选自聚氨酯系多元醇、聚酯系多元醇及聚醚系多元醇中的多元醇的1种或2种以上。上述第1粘接剂层5例如可通过如下方式形成:利用凹版印刷法等方法,将上述二液反应型粘接剂等粘接剂涂布于上述“金属箔层4的上表面”或/及“通过易粘接层30在上述耐热性树脂层2的下表面层叠的着色油墨层10的下表面”。
作为上述第2粘接剂层6,并无特别限定,例如可列举出由聚氨酯系粘接剂、丙烯酸系粘接剂、环氧系粘接剂、聚烯烃系粘接剂、弹性体系粘接剂、氟系粘接剂等形成的粘接剂层。其中,优选使用丙烯酸系粘接剂、聚烯烃系粘接剂,此时,可提升包装材料1的耐电解液性及水蒸气阻隔性。
上述亚光涂层20是由在耐热性树脂成分中分散含有无机微粒的树脂组合物形成的亚光涂层。其中,上述亚光涂层20的构成为,优选由在二液固化型的耐热性树脂中含有0.1质量%~60质量%的平均粒径为1μm~10μm的无机微粒的树脂组合物形成。作为上述耐热性树脂,例如可列举出丙烯酸系树脂、环氧系树脂、聚氨酯系树脂、聚烯烃系树脂、氟系树脂等,从耐热性、耐化学药品性优异的观点考虑,优选使用以四氟乙烯或氟乙烯乙烯基醚为基质的氟系树脂。作为上述无机微粒,并无特别限定,例如可列举出二氧化硅、氧化铝、氧化钙、碳酸钙、硫酸钙、硅酸钙等,其中优选使用二氧化硅。通过设置这样的亚光涂层20,可赋予表面以良好的光滑性,而得到成型性优异的包装材料1。上述亚光涂层20的表面的光泽度值优选设定在1%~15%。上述光泽度值是通过BYK公司制的光泽度测定器“micro-TRI-gloss-s”并以60°的反射角测得的值。
另外,上述实施方式中,采用设置有第1粘接剂层5及第2粘接剂层6的构成,但这两层5、6均不是必须的构成层,也可采用未设置它们的构成。
此外,上述实施方式中,采用了在耐热性树脂拉伸膜层2的上表面层叠有亚光涂层20的构成,但该亚光涂层20也不是必须的构成层,例如如图2所示,也可采用不具有亚光涂层20的构成。
通过对本发明的包装材料1进行成型(拉深成型、鼓凸成型等),可得到成型壳体(电池壳体等)。
[实施例]
接着,说明本发明的具体实施例,但本发明不特别限定于这些实施例。
<用于形成易粘接层的粘接剂>
(粘接剂组合物W)
将作为水系聚氨酯树脂的三井化学株式会社制的“TAKELAC W-6010”70质量份、作为水系环氧树脂的Nagase ChemteX Corporation制的“DENACOL EX-521”30质量份、作为防结块剂的日产化学工业株式会社制的胶体二氧化硅“SNOWTEX ST-C”(平均粒径10nm~20nm)5质量份混和,进而加入离子交换水进行稀释,得到了不挥发成分含有率为2质量%的粘接剂组合物W。
(粘接剂组合物V)
将作为水系丙烯酸酯树脂的中央理化工业株式会社制的“Rikabond SA-513”70质量份、作为水系环氧树脂的NagaseChemteX Corporation制的“DENACOL EX-521”30质量份、作为防结块剂的日产化学工业株式会社制的胶体二氧化硅“SNOWTEX ST-C”(平均粒径10nm~20nm)5质量份混和,进而加入离子交换水进行稀释,得到不挥发成分含有率2质量%的粘接剂组合物V。
(粘接剂组合物Z)
将作为水系环氧树脂的Nagase ChemteX Corporation制的“DENACOL EX-521”100质量份、作为防结块剂的日产化学工业株式会社制的胶体二氧化硅“SNOWTEX ST-C”(平均粒径10nm~20nm)5质量份混和,进而加入离子交换水稀释,得到不挥发成分含有率2质量%的粘接剂组合物Z。
<实施例1>
配合平均粒径0.8μm的炭黑50质量份、乙二胺5质量份、聚酯系多元醇(数均分子量:2500)45质量份,得到主剂。相对上述主剂100质量份,配合作为固化剂的甲苯二异氰酸酯(TDI)3质量份,进而配合甲苯50质量份,充分搅拌,由此得到油墨组合物。
利用凹版辊涂法将上述粘接剂组合物W涂布于利用同时双轴拉伸法拉伸得到的、厚度15μm、热水收缩率4.0%的双轴拉伸尼龙(6尼龙)膜(耐热性树脂拉伸膜层,MD/TD=0.95)2的一面,干燥后,于40℃环境下放置1天,从而进行固化反应,形成易粘接层30,其形成量为0.1g/m2
接着,利用凹版印刷法将上述油墨组合物印刷(涂布)于上述双轴拉伸尼龙膜2的易粘接层30的表面后,于40℃环境下放置1天,从而进行干燥并进行交联反应,形成厚度3μm的黑油墨层(着色油墨层)10。
另一方面,将包含聚丙烯酸、三价铬化合物、水、及醇的化学合成处理液涂布于厚度35μm的铝箔4的两面,在180℃下进行干燥,使铬附着量成为10mg/m2
接着,于上述化学合成处理完成的铝箔4的一面,通过聚酯系聚氨酯粘接剂5贴合上述双轴拉伸尼龙膜2,在其黑油墨层(着色油墨层)10侧贴合,然后通过聚丙烯酸粘接剂6,将厚度30μm的未拉伸聚丙烯膜(热塑性树脂层)3贴合于铝箔4的另一面,然后在40℃的环境下放置5天,由此得到层叠体。
进而,将包含氟乙烯乙烯基酯80质量份、硫酸钡10质量份、粉状二氧化硅10质量份的涂层组合物涂布于上述层叠体的双轴拉伸尼龙膜2上(未层叠面上),形成厚度2μm的亚光涂层20,得到图1所示的包装材料1。
<实施例2>
使用利用同时双轴拉伸法进行拉伸而得到的、厚度15μm、热水收缩率2.5%的双轴拉伸6尼龙膜(MD/TD=0.9)代替厚度15μm、热水收缩率4.0%的双轴拉伸6尼龙膜(MD/TD=0.95),除此之外,与实施例1同样地操作,得到图1所示的包装材料1。
<实施例3>
使用利用同时双轴拉伸法进行拉伸而得到的、厚度15μm、热水收缩率3.5%的双轴拉伸6尼龙膜(MD/TD=1.0)代替厚度15μm、热水收缩率4.0%的双轴拉伸6尼龙膜(MD/TD=0.95),除此之外,与实施例1同样地操作,得到图1所示的包装材料1。
<实施例4>
使用利用同时双轴拉伸法进行拉伸而得到的、厚度15μm、热水收缩率5.0%的双轴拉伸6尼龙膜(MD/TD=1.1)代替厚度15μm、热水收缩率4.0%的双轴拉伸6尼龙膜(MD/TD=0.95),除此之外,与实施例1同样地操作,得到图1所示的包装材料1。
<实施例5>
使用利用同时双轴拉伸法进行拉伸而得到的、厚度15μm、热水收缩率10%的双轴拉伸6尼龙膜(MD/TD=0.9)代替厚度15μm、热水收缩率4.0%的双轴拉伸6尼龙膜(MD/TD=0.95),除此之外,与实施例1同样地操作,得到图1所示的包装材料1。
<实施例6>
使用利用同时双轴拉伸法进行拉伸而得到的、厚度15μm、热水收缩率15%的双轴拉伸6尼龙膜(MD/TD=1.05)代替厚度15μm、热水收缩率4.0%的双轴拉伸6尼龙膜(MD/TD=0.95),除此之外,与实施例1同样地操作,得到图1所示的包装材料1。
<比较例1>
采用不设置易粘接层30的构成(即在双轴拉伸6尼龙膜2的一面直接层叠黑油墨层10),除此之外,与实施例1同样地操作,得到包装材料1。
<比较例2>
使用利用同时双轴拉伸法进行拉伸而得到的、厚度15μm、热水收缩率1.0%的双轴拉伸6尼龙膜(MD/TD=0.7)代替厚度15μm、热水收缩率4.0%的双轴拉伸6尼龙膜(MD/TD=0.95),除此之外,与实施例1同样地操作,得到包装材料1。
<比较例3>
使用利用逐次双轴拉伸法进行拉伸而得到的、厚度15μm、热水收缩率25%的双轴拉伸6尼龙膜(MD/TD=0.7)代替厚度15μm、热水收缩率4.0%的双轴拉伸6尼龙膜(MD/TD=0.95),除此之外,与实施例1同样地操作,得到包装材料1。
<实施例7>
使用利用逐次双轴拉伸法进行拉伸而得到的、厚度15μm、热水收缩率3.0%的双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜(MD/TD=1.0)代替厚度15μm、热水收缩率4.0%的双轴拉伸6尼龙膜(MD/TD=0.95),除此之外,与实施例1同样地操作,得到图1所示的包装材料1。
<实施例8>
使用利用逐次双轴拉伸法进行拉伸而得到的、厚度15μm、热水收缩率5.0%的双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜(MD/TD=1.0)代替厚度15μm、热水收缩率4.0%的双轴拉伸6尼龙膜(MD/TD=0.95),除此之外,与实施例1同样地操作,得到图1所示的包装材料1。
<实施例9>
使用利用逐次双轴拉伸法进行拉伸而得到的、厚度15μm、热水收缩率15%的双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜(MD/TD=0.9)代替厚度15μm、热水收缩率4.0%的双轴拉伸6尼龙膜(MD/TD=0.95),除此之外,与实施例1同样地操作,得到图1所示的包装材料1。
<比较例4>
采用不设置易粘接层30的构成(即在双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜2的一面直接层叠黑油墨层10),除此之外,与实施例8同样地操作,得到包装材料1。
<比较例5>
使用利用逐次双轴拉伸法进行拉伸而得到的、厚度15μm、热水收缩率1.0%的双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜(MD/TD=0.8)代替厚度15μm、热水收缩率4.0%的双轴拉伸6尼龙膜(MD/TD=0.95),除此之外,与实施例1同样地操作,得到包装材料1。
<比较例6>
使用利用逐次双轴拉伸法进行拉伸而得到的、厚度15μm、热水收缩率25%的双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜(MD/TD=0.7)代替厚度15μm、热水收缩率4.0%的双轴拉伸6尼龙膜(MD/TD=0.95),除此之外,与实施例1同样地操作,得到包装材料1。
<实施例10>
使用利用逐次双轴拉伸法进行拉伸而得到的、厚度15μm、热水收缩率3.0%的双轴拉伸聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)膜(MD/TD=0.9)代替厚度15μm、热水收缩率4.0%的双轴拉伸6尼龙膜(MD/TD=0.95),除此之外,与实施例1同样地操作,得到图1所示的包装材料1。
<实施例11>
使用利用逐次双轴拉伸法进行拉伸而得到的、厚度15μm、热水收缩率5.0%的双轴拉伸聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)膜(MD/TD=0.9)代替厚度15μm、热水收缩率4.0%的双轴拉伸6尼龙膜(MD/TD=0.95),除此之外,与实施例1同样地操作,得到图1所示的包装材料1。
<实施例12>
使用利用逐次双轴拉伸法进行拉伸而得到的、厚度15μm、热水收缩15%的双轴拉伸聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)膜(MD/TD=0.9)代替厚度15μm、热水收缩率4.0%的双轴拉伸6尼龙膜(MD/TD=0.95),除此之外,与实施例1同样地操作,得到图1所示的包装材料1。
<比较例7>
采用不设置易粘接层30的构成(即在双轴拉伸聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)膜2的一面直接层叠黑油墨层10),除此之外,与实施例11同样地操作,得到包装材料1。
<比较例8>
使用利用逐次双轴拉伸法进行拉伸而得到的、厚度15μm、热水收缩1.0%的双轴拉伸聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)膜(MD/TD=0.8)代替厚度15μm、热水收缩率4.0%的双轴拉伸6尼龙膜(MD/TD=0.95),除此之外,与实施例1同样地操作,得到包装材料1。
<比较例9>
使用利用逐次双轴拉伸法进行拉伸而得到的、厚度15μm、热水收缩25%的双轴拉伸聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)膜(MD/TD=0.9)代替厚度15μm、热水收缩率4.0%的双轴拉伸6尼龙膜(MD/TD=0.95),除此之外,与实施例1同样地操作,得到包装材料1。
<实施例13>
使用粘接剂组合物V代替粘接剂组合物W,除此之外,与实施例1同样地操作,得到图1所示的包装材料1。
<实施例14>
使用粘接剂组合物V代替粘接剂组合物W,并且使用利用逐次双轴拉伸法进行拉伸而得到的、厚度15μm、热水收缩率10%的双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜(MD/TD=0.9)代替厚度15μm、热水收缩率4.0%的双轴拉伸6尼龙膜(MD/TD=0.95),除此之外,与实施例1同样地操作,得到图1所示的包装材料1。
<实施例15>
使用粘接剂组合物V代替粘接剂组合物W,并且使用利用逐次双轴拉伸法进行拉伸而得到的、厚度15μm、热水收缩5.0%的双轴拉伸聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)膜(MD/TD=0.9)代替厚度15μm、热水收缩率4.0%的双轴拉伸6尼龙膜(MD/TD=0.95),除此之外,与实施例1同样地操作,得到图1所示的包装材料1。
<实施例16>
使用粘接剂组合物Z代替粘接剂组合物W,并且使用利用同时双轴拉伸法进行拉伸而得到的、厚度15μm、热水收缩率10%的双轴拉伸6尼龙膜(MD/TD=0.9)代替厚度15μm、热水收缩率4.0%的双轴拉伸6尼龙膜(MD/TD=0.95),除此之外,与实施例1同样地操作,得到图1所示的包装材料1。
<实施例17>
使用粘接剂组合物Z代替粘接剂组合物W,并且使用利用逐次双轴拉伸法进行拉伸而得到的、厚度15μm、热水收缩率5.0%的双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜(MD/TD=0.9)代替厚度15μm、热水收缩率4.0%的双轴拉伸6尼龙膜(MD/TD=0.95),除此之外,与实施例1同样地操作,得到图1所示的包装材料1。
<实施例18>
使用粘接剂组合物Z代替粘接剂组合物W,并且使用利用逐次双轴拉伸法进行拉伸而得到的、厚度15μm、热水收缩4.0%的双轴拉伸聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)膜(MD/TD=0.9)代替厚度15μm、热水收缩率4.0%的双轴拉伸6尼龙膜(MD/TD=0.95),除此之外,与实施例1同样地操作,得到图1所示的包装材料1。
基于下述评价方法对如上所述得到的各包装材料进行评价,将其结果示于表1~4。
<有无剥离的评价方法>
对于每一个实施例及比较例,分别制造出30个包装材料,对这些包装材料,在下述a)、b)两种状态下,用肉眼来检查着色油墨层(黑油墨层)有无剥离等,基于下述判定标准进行评价。
(判定标准)
“◎”…着色油墨层从耐热性树脂拉伸膜层剥离的包装材料在30个中为0个,
“○”…着色油墨层从耐热性树脂拉伸膜层剥离的包装材料在30个中为1个或2个,
“△”…着色油墨层从耐热性树脂拉伸膜层剥离的包装材料在30个中为3个或4个,
“×”…着色油墨层从耐热性树脂拉伸膜层剥离的包装材料在30个中为5个~30个。
a)刚拉深成型后的包装材料(使用冲头及凹模等,以使内侧的聚丙烯层3与冲头接触的状态,对确认了着色油墨层未剥离的包装材料进行拉伸成型而形成长50mm×宽35mm×深6.0mm的长方体形状,从而得到的刚成型后的成型壳体)
b)进行高温高湿试验后的包装材料(将确认了着色油墨层未剥离的包装材料放置在85℃×95%RH的高温高湿试验机中,持续72小时后,取出并在常温下经过5天后的包装材料)。
由表1~4可知,对于本发明的实施例1~18的包装材料,使用的耐热性树脂拉伸膜的热水收缩率为2%~20%的范围,且耐热性树脂拉伸膜层与着色油墨层通过易粘接层粘接,因此,即使在进行拉深成型时,着色油墨层也不会从耐热性树脂拉伸膜层剥离,即使在高温多湿等稍微严苛的环境下使用时,着色油墨层也不会从耐热性树脂拉伸膜层剥离。
与此相对,在比较例1~9中,耐热性树脂拉伸膜的热水收缩率在2%~20%的范围外,或者,在耐热性树脂拉伸膜与着色油墨层间未设置易粘接层,因此,在上述a)、b)两种状态中,至少在某一种状态时,着色油墨层有无剥离的评价为“×”。
产业上的可利用性
本发明的包装材料可合适地作为笔记本电脑用、移动电话用、车载用、固定型的锂离子聚合物二次电池等的电池壳体,除此之外,也适于作为食品的包装材料、医药品的包装材料,但并不特别限定于这些用途。其中,特别适于作为电池壳体用。另外,本发明的包装材料适于作为成型用包装材料。
本申请主张在2013年7月29日提出申请的日本专利申请特愿2013-156959号的优先权,其公开内容直接构成本申请的一部分。
在此所使用的术语及说明是用于说明本发明的实施方式而使用的,本发明并不受其限制,如果在权利要求范围之内,只要不超出其主旨,则本发明允许任何设计变更。

Claims (15)

1.一种包装材料,包括:
作为外侧层的耐热性树脂拉伸膜层,
作为内侧层的热塑性树脂层,
配设于这两层间的金属箔层,以及
配设于该金属箔层与所述耐热性树脂拉伸膜层之间的着色油墨层,
其特征在于:
作为所述耐热性树脂拉伸膜,使用热水收缩率为2%~20%的耐热性树脂拉伸膜,
所述耐热性树脂拉伸膜层与所述着色油墨层通过易粘接层而层叠一体化。
2.如权利要求1所述的包装材料,其中,所述易粘接层含有选自环氧树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸酯树脂、甲基丙烯酸酯树脂、聚乙烯亚胺树脂中的一种或两种以上的树脂。
3.如权利要求1所述的包装材料,其中,所述易粘接层含有聚氨酯树脂及环氧树脂。
4.如权利要求3所述的包装材料,其中,所述易粘接层中,所述聚氨酯树脂/所述环氧树脂的含有质量比为98/2~40/60的范围。
5.如权利要求1所述的包装材料,其中,所述易粘接层含有选自丙烯酸酯树脂及甲基丙烯酸酯树脂中的一种或两种以上的丙烯酸酯树脂、和环氧树脂。
6.如权利要求5所述的包装材料,其中,所述易粘接层中,所述丙烯酸酯树脂/所述环氧树脂的含有质量比为98/2~40/60的范围。
7.如权利要求1所述的包装材料,其中,所述易粘接层是在所述耐热性树脂拉伸膜层上涂布树脂-水系乳液而形成的粘接层。
8.如权利要求1所述的包装材料,其中,作为所述耐热性树脂拉伸膜,使用热水收缩率为2%~20%的双轴拉伸聚酰胺膜、热水收缩率为2%~20%的双轴拉伸聚萘二甲酸乙二醇酯膜或热水收缩率为2%~20%的双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯膜。
9.如权利要求1所述的包装材料,其中,所述耐热性树脂拉伸膜的热水收缩率为2.5%~10%。
10.如权利要求1所述的包装材料,其中,所述着色油墨层含有炭黑、二胺、多元醇及固化剂。
11.如权利要求10所述的包装材料,其中,所述着色油墨层中,炭黑的含有率为15质量%~60质量%,所述二胺、多元醇及固化剂的合计的含有率为40质量%~85质量%。
12.如权利要求1所述的包装材料,其中,所述包装材料还具有层叠在所述耐热性树脂拉伸膜层的外表面的亚光涂层。
13.如权利要求12所述的包装材料,其中,所述亚光涂层由含有二液固化型的耐热性树脂、和平均粒径为1μm~10μm的无机微粒的树脂组合物形成,该树脂组合物中的所述无机微粒的含有率为0.1质量%~60质量%。
14.一种包装材料,包括:
作为外侧层的耐热性树脂拉伸膜层,
作为内侧层的热塑性树脂层,
配设于这两层间的金属箔层,以及
配设于该金属箔层与所述耐热性树脂拉伸膜层之间的着色油墨层,
其特征在于:
作为所述耐热性树脂拉伸膜,使用热水收缩率为2%~20%的耐热性树脂拉伸膜,
所述耐热性树脂拉伸膜层与所述着色油墨层通过易粘接层而层叠一体化,
在所述耐热性树脂拉伸膜层的外表面层叠有亚光涂层,
所述着色油墨层含有炭黑,且所述着色油墨层中炭黑的含有率为20质量%~50质量%,所述着色油墨层的厚度为1μm~4μm,
所述易粘接层含有选自丙烯酸酯树脂及甲基丙烯酸酯树脂中的一种或两种以上的丙烯酸酯树脂、和环氧树脂,
所述易粘接层中,所述丙烯酸酯树脂/所述环氧树脂的含有质量比为98/2~40/60的范围。
15.一种电池壳体,其是对权利要求1~14中任一项所述的包装材料进行拉深成型或鼓凸成型而形成的。
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