JP2000153577A - 多層体とその製造方法 - Google Patents

多層体とその製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】リチウム電池等の外装材において、シール性、
ラミネート性及び耐熱性に優れ、電池の薄型化を可能に
する多層体及び量産を可能にするその製造方法を提供す
ることにある。 【解決手段】金属箔10と接着性樹脂層20と剥離基材
30とが積層されてなる多層体1であって、該接着性樹
脂層20がポリプロピレンの無水マレイン酸グラフト変
性体50〜95重量部とエチレン−α−オレフィンの無
水マレイン酸グラフト変性体5〜50重量部とからなる
ことを特徴とする多層体としたもので、金属箔10と剥
離基材30との間に溶融した接着性樹脂を押出してラミ
ネートして接着性樹脂層20を形成し、その後、オーブ
ンもしくは熱ロールにて熱処理する多層体1の製造方法
としたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、リチウム電池、リ
チウムイオン電池などの外装材として用いる多層体に関
するものであり、特に、薄型電池を可能にする多層体お
よびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、リチウム電池、リチウムイオ
ン電池などの電極や電解液の封止のための外装法とし
て、金属による嵌合や熱硬化性樹脂による封止などが知
られているが、この方法では、近年の薄型化対応や生産
性向上(コスト低減化)に問題があった。
【0003】上記問題の解決法として、例えば、図4に
示すように、金属箔(10)にシーラントとなる熱可塑
性の接着性樹脂層(20)を施した外装材で電極材(4
0a、40b)等をシールなどで包んで薄型化するもの
で、その熱可塑性の接着性樹脂層(20)の形成に、エ
チレン−メタクリル酸共重合体を金属イオン(ナトリウ
ム、亜鉛等)で部分的に架橋した熱可塑性樹脂、具体的
にはアイオノマー(デュポン社製)を用いたものやポリ
プロピレン変性樹脂を用いたものが検討されていた。
【0004】しかしながら、前者のアイオノマー(デュ
ポン社製)を用いたものでは、電極材(40)との接着
性には優れているが、耐熱性(90℃以上、ダッシュボ
ート適性)に劣るという問題があった。また後者のポリ
プロピレン変性樹脂を用いたものでは、耐熱性には優れ
良好であるが、シール温度が高く、シール性およびラミ
ネート性に劣るという問題があった。このように、リチ
ウム電池などの薄型化に要する外装材として、最外層と
してのアルミニウム等でなる金属箔(10)およびアル
ミニウム、銅等でなる電極材(40)とのシール適性、
ラミネート適性および耐熱性にバランスのとれたものが
求められていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる従来
技術の問題点を解決するものであり、その課題とすると
ころは、リチウム電池、リチウムイオン電池などの外装
材において、シール性、ラミネート性および耐熱性に優
れ、薄型電池化を可能にする多層体およびその製造方法
を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明に於いて上記課題
を達成するために、まず請求項1の発明では、金属箔と
接着性樹脂層と剥離基材とが積層されてなる多層体であ
って、該接着性樹脂層がポリプロピレンの無水マレイン
酸グラフト変性体50〜95重量部とエチレン−α−オ
レフィンの無水マレイン酸グラフト変性体5〜50重量
部とからなることを特徴とする多層体としたものであ
る。
【0007】また、請求項2の発明では、前記金属箔
は、ステンレス箔もしくはアルミニウム箔であることを
特徴とする請求項1記載の多層体としたものである。
【0008】また、請求項3の発明では、前記剥離基材
は、2軸延伸ポリエステルフィルムに剥離剤をコートし
てなることを特徴とする請求項1または2記載の多層体
としたものである。
【0009】また、請求項4の発明では、前記金属箔と
接着性樹脂層とのラミネート強度が300gf/15m
m以上であることを特徴とする請求項1、2または3記
載の多層体としたものであ。
【0010】さらにまた、請求項5の発明では、金属箔
と剥離基材との間に溶融した接着性樹脂を押出してラミ
ネートして接着性樹脂層を形成し、その後、オーブンも
しくは熱ロールにて熱処理して多層体とすることを特徴
とする多層体の製造方法としたものである。
【0011】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を説明す
る。本発明の多層体は、図1に示すように、最外層とし
ての金属箔(10)と接着性樹脂層(20)と剥離基材
(30)とが積層されてなる多層体(1)であって、該
接着性樹脂層(20)がポリプロピレンの無水マレイン
酸グラフト変性体50〜95重量部とエチレン−α−オ
レフィンの無水マレイン酸グラフト変性体5〜50重量
部とからなることを特徴とするものであり、また、図1
に示すように、前記剥離基材(30)は、2軸延伸ポリ
エステルフィルムを基材(30a)とし、その上に剥離
剤コート層(30b)を施したものである。
【0012】本発明の多層体(1)を構成する接着性樹
脂層(20)の1成分であるポリプロピレンの無水マレ
イン酸グラフト変性体としては、プロピレンのホモポリ
マーあるいはランダムコポリマーが、耐熱性に優れてい
ることから好適に用いることができる。
【0013】また、同じくもう一方の成分であるエチレ
ン−α−オレフィンの無水マレイン酸グラフト変性体と
してのα−オレフィンは、ブテン−1、ヘキセン−1、
オクテン−1、4−メチル−ペンテン−1のうちの一つ
を選ぶことができ、プロペンを含む3元系でも可能であ
り、低温シール性に優れていることから好適に用いるこ
とができる。
【0014】上記のような成分でなるポリプロピレンの
無水マレイン酸グラフト変性体とエチレン−α−オレフ
ィンの無水マレイン酸グラフト変性体とのブレンド重量
比は、それぞれ50〜95重量部、5〜50重量部と
し、好ましくは70〜90重量部、10〜30重量部と
することによって、好適な耐熱性と低温シール性を有す
る接着性樹脂層(20)が得られる。前記のポリプロピ
レンの無水マレイン酸グラフト変性体が50重量部に満
たないと耐熱性に乏しくなり、またブロッキングが大と
なるためハンドリング性が悪くなる。必要に応じて石油
樹脂や滑剤、アンチブロッキング剤等を添加してもよ
い。
【0015】上記ポリプロピレンの無水マレイン酸グラ
フト変性体とエチレン−α−オレフィンの無水マレイン
酸グラフト変性体とのブレンド方法としては、特に制限
するものではないが、ドライブレンド法が簡易的であ
る。しかし、物性の安定性を考慮すれば、単軸押し出し
機、2軸押し出し機、ニーダー、熱ロール等を用いて溶
融混合させる方がより望ましい。
【0016】また、本発明の多層体(1)を構成する最
外層としての金属箔(10)としては、電池の電解質発
泡時の耐圧性付与の面あるいは金属の延展性やコストの
面からステンレスもしくはアルミニウムを好適に用いる
ことができる。必要に応じて金属箔(10)の外層とし
てOPET(延伸ポリエチレンテレフタレートフィル
ム)をラミネートして用いることもできる。
【0017】また、本発明の多層体(1)を構成する剥
離基材(30)は、接着性樹脂層(20)より剥離すれ
ばよく、例えは延伸ポリプロピレンや延伸ポリエチレン
テレフタレートなどの延伸された基材、予めシリコン系
剥離層が設けられた延伸フィルムあるいは紙なども用い
ることは可能であるが、剥離の安定性や耐熱性の面か
ら、延伸ポリエステルフィルムを基材(30a)とし
て、その上に剥離剤コート層(30b)をコーティング
によって施したものが好適に用いられる。
【0018】さらにまた、本発明の多層体(1)の製造
方法は、最外層となる金属箔(10)に溶融した接着性
樹脂を押出してラミネートし、サンド軸から剥離基材
(30)を入れる所謂サンドラミネートにて接着性樹脂
層(20)を形成する。このサンドラミネートの工程中
に必要に応じて金属箔(10)面へのコロナ処理、接着
性樹脂層(20)面へのオゾン処理も可能である。
【0019】続いてその後、オーブンもしくは熱ロール
にて140℃以上、好ましくは160℃以上で熱処理し
て多層体(1)とするものであり、このサンドラミネー
ションとすることによって、金属箔(10)面へのアン
カーコート剤を施す必要のなく生産コスト低減に寄与す
るものであり、また、オーブン等で熱処理することによ
って、金属箔(10)と接着性樹脂層(20)のラミネ
ート強度がより向上するものである。
【0020】以上のようにして得られた多層体(1)を
用いて薄型電池を製造する一事例では、図2に示すよう
に、多層体(1)の剥離基材(30)面を内側として深
絞り成形を行い、周囲にシールのためのフランジ部(1
0a)を形成した容器様外装材とし、その後図3に示す
ように、剥離基材を剥離した1対の容器様外装材(6
0)とし、その内面に、2種の電極材(Cu(40
a)、Al(40b))とその間に固体電解質でなるセ
パレーター(50)を充填し、図4に示すように、ヒー
トシールあるいは超音波シール等で両フランジ部(10
a)の接着性樹脂層(20)をシールして薄型電池
(2)とするものである。
【0021】
【実施例】次に実施例により、本発明を具体的に説明す
る。 〈実施例1〉ポリプロピレンの無水マレイン酸グラフト
変性体アドマーAT679(三井化学社製)80重量部
とエチレン−α−オレフィンの無水マレイン酸グラフト
変性体アドマーAT951(三井化学社製)20重量部
とをブレンドし、接着性樹脂を得た。
【0022】上記で得られた接着性樹脂を、厚さ25μ
mのアルミニウム箔上に、オゾン処理を施しながら29
0℃で押し出しラミネートし、厚さ12μmの延伸ポリ
エチレンテレフタレートフィルムにシリコン系の剥離剤
コート層(30b)を有する剥離基材(30)をサンド
軸から挿入してサンドラミネートし、多層体(1)とし
た。
【0023】〈比較例1〉接着性樹脂をポリプロピレン
の無水マレイン酸グラフト変性体アドマーAT679
(三井化学社製)単独とした以外は、実施例1と同様に
して多層体(1)を得た。
【0024】〈比較例2〉接着性樹脂をエチレン−α−
オレフィンの無水マレイン酸グラフト変性体アドマーA
T951(三井化学社製)単独とした以外は、実施例1
と同様にして多層体(1)を得た。
【0025】上記実施例1、比較例1、2で得られた多
層体(1)の剥離基材(30)を剥離し、幅15mmの
短冊状に切り出し、それぞれの接着性樹脂層(20)同
志を100〜180℃でヒートシールし、室温および9
0℃下(ヒートシール温度180℃時のみ)でヒートシ
ール強度(単位gf/15mm、300mm/min、
T型)を測定し、その結果を表1に示した。
【0026】
【表1】
【0027】また、上記実施例1、比較例1、2で得ら
れた多層体(1)のシーラントとなる接着性樹脂層(2
0)とアルミニウム箔とを100〜180℃でヒートシ
ールし、そのヒートシール強度(単位gf/15mm)
を測定し、その結果を表2に示した。
【0028】
【表2】
【0029】上記表1および表2より、本発明の多層体
(1)を構成する接着性樹脂層(20)は、金属箔(1
0)とのシール強度即ちラミネート強度に優れたもので
あり、かつシーラントとなる接着性樹脂層(20)同志
の低温ヒートシール性に優れたものであった。なお、比
較例2で得られた接着性樹脂層(20)は、低温シール
性には優れているが、前述のように、比較例1で使用し
た接着性樹脂層(20)が0部即ち50重量部に満たな
いので、耐熱性に劣るものであった。
【0030】
【発明の効果】本発明は以上の構成であるから、下記に
示す如き効果がある。即ち、金属箔と接着性樹脂層と剥
離基材とが積層されてなる多層体であって、該接着性樹
脂層がポリプロピレンの無水マレイン酸グラフト変性体
50〜95重量部とエチレン−α−オレフィンの無水マ
レイン酸グラフト変性体5〜50重量部とからなる多層
体としたので、金属箔とのラミネート強度に優れ、剥離
基材を剥離した接着性樹脂層同志のヒートシール性に優
れ、かつ耐熱性のある多層体とすることができる。
【0031】また、金属箔と剥離基材との間に溶融した
接着性樹脂を押出してラミネートして接着性樹脂層を形
成し、その後、オーブンもしくは熱ロールにて熱処理し
て多層体とする製造方法としたので、金属箔面へのアン
カーコート剤等を施す必要のなく生産コスト低減に寄与
するとともに、オーブン等で熱処理することによって、
金属箔と接着性樹脂層のラミネート強度がより向上させ
ることができる。
【0032】従って本発明は、リチウム電池、リチウム
イオン電池などの薄型化のための外装材の如き用途にお
いて、優れた実用上の効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の多層体の一実施の形態を側断面で表し
た説明図である。
【図2】本発明の多層体を薄型電池の外装材の一実施の
形態を側断面で表した説明図である。
【図3】本発明の多層体を用いて薄型電池とする工程の
一実施の形態を側断面で表した説明図である。
【図4】本発明に係わる薄型電池の一実施の形態を側断
面で表した説明図である。
【符号の説明】
1‥‥多層体 2‥‥薄型電池 10‥‥金属箔 10a‥‥フランジ部 20‥‥接着性樹脂層(シーラント) 30‥‥剥離基材 30a‥‥基材 30b‥‥剥離剤コート層 40a‥‥電極剤(Cu) 40b‥‥電極剤(Al) 50‥‥セパレーター 60‥‥外装材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4F100 AB01A AB04A AB10A AB33A AK07G AK41B AK42 AK62G AL05G AL07G AR00B BA02 CB00 EH012 EH231 EJ38B EJ422 GB41 JJ03 JL12 JL14B YY00 4J002 BB21W BB21X GJ01 5H011 AA02 AA09 CC02 CC06 CC10 DD05 DD09 DD14 KK00 KK02

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】金属箔と接着性樹脂層と剥離基材とが積層
    されてなる多層体であって、該接着性樹脂層がポリプロ
    ピレンの無水マレイン酸グラフト変性体50〜95重量
    部とエチレン−α−オレフィンの無水マレイン酸グラフ
    ト変性体5〜50重量部とからなることを特徴とする多
    層体。
  2. 【請求項2】前記金属箔は、ステンレス箔もしくはアル
    ミニウム箔であることを特徴とする請求項1記載の多層
    体。
  3. 【請求項3】前記剥離基材は、2軸延伸ポリエステルフ
    ィルムに剥離剤をコートしてなることを特徴とする請求
    項1または2記載の多層体。
  4. 【請求項4】前記金属箔と接着性樹脂層とのラミネート
    強度が300gf/15mm以上であることを特徴とす
    る請求項1、2または3記載の多層体。
  5. 【請求項5】金属箔と剥離基材との間に溶融した接着性
    樹脂を押出してラミネートして接着性樹脂層を形成し、
    その後、オーブンもしくは熱ロールにて熱処理して多層
    体とすることを特徴とする多層体の製造方法。
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