JP2002355920A

JP2002355920A - ラミネートフィルム

Info

Publication number: JP2002355920A
Application number: JP2001162727A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Yadoshima; 悟志宿島; Yutaka Fukuda; 豊福田; Satoshi Murao; 諭村尾; Keiichi Tanaka; 啓一田中; Takehiro Hosokawa; 武広細川; Kosuke Tanaka; 浩介田中
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2001-05-30
Filing date: 2001-05-30
Publication date: 2002-12-10

Abstract

(57)【要約】【課題】電池の小型化、薄肉化を目的とするもので、
厚さ０．１ｍｍ以下の薄い金属層とプラスチックの積層
からなり、全体でも、厚みが０．２ｍｍ以下と薄いもの
で、深絞り加工をしても破れない電池のパッケージ用の
ラミネートフィルム。【解決手段】接着層３と厚さ０．１ｍｍ以下の金属
層１とプラスチックの金属保護層２からなり、全体でも
厚みが０．２ｍｍ以下と薄いラミネートフィルムであっ
て、5mm幅あたりの破断強度を、該フィルムと成形用金
型金属との静摩擦係数で割った値が125N/5mm以上のラミ
ネートフィルム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば小型電池の
パッケージ用に、金型を用いて絞り加工が可能なラミネ
ートフィルムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、リチウムイオン電池やリチウムポ
リマー電池のパッケージの基材として、アルミなどの金
属箔とプラスチックのラミネートフィルムが使用されて
いる。こうした貼り合せフィルムで、開口部を有する袋
を形成し、該袋内に、電池を構成する電極、リード線、
電解液等を収納し、該袋の開口部をヒートシールで封止
して、電池を形成し、電池の薄肉化、小型化が図られて
いる。また、例えば、特開平１１−４５６８８号公報に
は、電池のパッケージが、前記のラミネートフィルムを
カップ形状に絞り加工して形成される例が示されてい
る。絞り加工で得られたカップ形状のスペースに、電池
を構成する電極、リード線、電解液等を収納することに
より、カップ開口部のヒートシールをやりやすくし、電
池エネルギー密度の向上、シールの信頼性向上等を図る
ことを目的とするものである。

【０００３】また、例えば、特開平１１−４５６８８号
公報には、電池のパッケージが、前記のラミネートフィ
ルムをカップ形状に絞り加工して形成される例が示され
ている。絞り加工で得られたカップ形状のスペースに、
電池を構成する電極、リード線、電解液等を収納するこ
とにより、カップ開口部のヒートシールをやりやすく
し、電池エネルギー密度の向上、シールの信頼性向上等
を図ることを目的とするものである。ところで、絞り加
工については、特開平７−１００５４９号公報に、０．
７ｍｍのステンレス板に、ポリ乳酸などからなる厚さ２
０〜５００μｍの保護シートを仮着させて、深さ２０ｍ
ｍの深絞り加工をすることが開示されている。また、特
開昭６２−１９８４５３号公報に、厚みが０．２〜０．
５ｍｍのアルミニウム板に動的弾性率が１．０×１０^８
〜１．５×１０^１０dyne/cm^２のフィルムを積層して絞
り加工する例が示されている。更に、特公平６−９７１
３号公報には、素板に対する摩擦係数が０．０８〜０．
２のポンチを用いて深絞り加工する例が示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、電池のパッケ
ージ用のラミネートフィルムの場合、前記の通り、電池
の小型化、薄肉化を目的とするもので、厚さ０．１ｍｍ
以下の薄い金属層とプラスチックの積層からなり、全体
でも、厚みが０．２ｍｍ以下と薄いものである。金属層
として厚さ０．１ｍｍ以下の薄い金属箔を使用する場
合、これは既に延伸されていて破断伸びが小さいので、
カップ形状に成形しようとして絞り加工すると、ラミネ
ートフィルムが破れるという問題がある。特に、成形カ
ップの有効体積を増加させるために、深さ３ｍｍ以上の
深絞り加工を行なう場合やコーナー部の曲率半径が１．
５ｍｍ以下での絞り加工を行なう場合に破れる頻度が高
い。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述した事情
に鑑みてなされたもので、電池のパッケージ用のラミネ
ートフィルムを絞り加工する場合に、深絞り加工を行っ
ても破れないラミネートフィルムを提供するもので、接
着層と厚さ０．１ｍｍ以下の金属層とプラスチックの金
属保護層からなり、全体の厚みが０．２ｍｍ以下のラミ
ネートフィルムであって、5mm幅あたりの破断強度を、
該フィルムと成形用金型金属との静摩擦係数で割った値
が125N/5mm以上であることを特徴とする。また、好まし
くは、前記のラミネートフィルムの接着層の側に接着層
保護層を付けたことを特徴とする。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明のラミネートフィルムの例
の断面図を図１、２に示す。本発明のラミネートフィル
ムは、図１に示した如く、接着層３と厚さ０．１ｍｍ以
下の金属層１とプラスチックの金属層保護層２からな
り、全体でも厚みが０．２ｍｍ以下である。また、図２
に示した如く、接着層の側に接着層保護層４を付けても
よい。

【０００７】前記のラミネートフィルムを構成するそれ
ぞれの要素について以下に述べる。（金属層）金属層には、通常アルミ箔が用いられるが、
鉄入りのアルミ合金箔を用いても良い。また、厚さは、
通常、20〜80μｍ程度である。

【０００８】（金属保護層）金属保護層にはPETやナイ
ロン、ポリプロピレンなどが用いられる。かならずしも
単層でなくても良く、PETとナイロンを貼り合わせた２
層の保護フィルムでも良い。この保護フィルム層の厚さ
は９〜50μｍである。この金属保護層と金属層とは、通
常、ウレタン系接着剤などにより接着される。電池収納
用の袋に形成して中に電解液等を収納しても、金属保護
層ム側は、電解液等との間に、金属層を介していて、電
解液等と直接触れることはないので、接着剤として、ウ
レタン系接着剤を使用しても問題ない。また、金属保護
層は絞り成形後も剥がさず、外被として使用される。

【０００９】（接着層）接着層はヒートシール層であ
り、電池収納用の袋に形成して中に電解液等を収納する
と、電解液と直接触れるので、耐電解液性の良いポリエ
チレンやポリプロピレンが用いられる。あるいはそれら
の酸変性物、アイオノマーであることが好ましい。ま
た、これらの樹脂にハイドロタルサイトや硫酸マグネシ
ウム、カルボン酸金属塩、金属酸化物を混合したものを
用いても良い。このような無機化合物を混合することに
より、酸や水分の透過防止機能を付与することができ
る。厚みは10〜150μｍ。また、金属との接着性に優れ
た樹脂の層や、酸や水分の透過防止機能を有する層を、
ヒートシール層内またはヒートシール層と金属層との間
に設けても良い。さらに、二軸延伸ナイロンや二軸延伸
ポリエステルフィルムなど強度の強いフィルムを、ヒー
トシール層内またはヒートシール層と金属層との間に設
けても良い。次に述べる接着層保護層は、使用しないこ
ともできるが、その場合には、絞り加工時の滑り性を良
くするため、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、ステ
アリン酸アミドなどの酸アミド系滑剤やシリコーン系滑
剤、脂肪酸系滑剤などを接着層に添加することが好まし
い。

【００１０】（接着層保護層）接着層保護層は、文字通
り、接着層を保護するもので、これにより、接着層表面
へのゴミの付着などが防止できるが、ヒートシールする
ときには剥がす必要がある。接着層保護層は強度の大き
な二軸延伸PET、二軸延伸ナイロンなどが好ましく、ポ
リエステル/ナイロンなどの複合フィルムでも良い。ま
た、金型との滑り性を良くするために、接着層保護層の
表面にシリコーン離型処理をしたり、酸アミド系滑剤な
どを塗布しても良い。また、接着層保護層の厚さは15〜
100μｍの範囲のものが好ましい。接着層保護層が15μ
ｍより薄いと、ヒートシールの前に、接着層保護層を剥
がす際、接着層保護層が破れやすい。100μｍより厚い
と、成形部のコーナーがシャープに成形できない。接着
層保護層と接着層とは、強く密着させた方が成形性は良
くなるが、あまり強すぎると、ヒートシールの前に、接
着層保護層を剥がす際、接着層保護層が破れたり、成形
部のコーナーが変形したりするので、容易に剥がせる程
度に密着している必要がある。具体的には接着層保護層
と接着層との密着強度は10N/10mm以下であることが好ま
しい。

【００１１】本発明でいう絞り加工とは、図３に示した
ように、凸面を持つ凸側金型５と凹面を持つ凹側金型６
との間にラミネートフィルムを挟み、両金型を押付ける
ことにより絞り加工成形する加工をいう。前記のラミネ
ートフィルムは、接着層または、接着層保護層の表面を
凸側金型に向け、金属保護層の表面を凹側金型に向けて
絞り加工される。電池のパッケージ用としては、成形カ
ップの有効体積を増加させるために曲率半径Ｒは可能な
限り小さくするのが望ましく、２ｍｍ以下が好ましく、
絞り深さは３ｍｍ以上が要求されている。絞り深さに特
に上限はないが、現実的には２０ｍｍ程度が限度とされ
る。また、ラミネートフィルムは、電池の薄肉化の要請
により、全体の厚さが、０．２ｍｍ以下が好ましいとさ
れている。

【００１２】本発明の発明者等は、破れを生じずに深絞
り加工ができるラミネートフィルムを種々探索した結
果、ラミネートフィルムと成形用金型金属との静摩擦係
数、および、ラミネートフィルムの破断強度とが共に重
要な要因であって、ラミネートフィルムの5mm幅あたり
の破断強度を、該フィルムと成形用金型金属との静摩擦
係数で割った値が125N/5mm以上であれば、破れを生じず
に深絞り加工ができることを見出した。ここで、静摩擦
係数は、ＪＩＳＫ７１２５に準拠した方法により測定す
ることができるが、具体的には、金型と同一の材料で滑
り片を作製し、これにフックを付けて、接着層または、
接着層保護層の上を滑らすことにより行なうことができ
る。また、破断強度は、ラミネートフィルムを幅5mmの
ダンベル（例えばJIS K63013号形ダンベル）に打ち抜
き、引張速度50mm/min で引張り、破断時の荷重を測定
することにより求めることができる。そして、接着層保
護層付きのものについては、接着層保護層をつけたまま
引張試験を行うものとする。

【００１３】

【実施例】以下に実施例と比較例を用いて発明の内容を
説明する。表１のフィルム構成の欄に示した種々の構成
のラミネートフィルムを作成した。これらのラミネート
フィルムについて、前記の方法で、破断強度、および、
成形用金型金属との静摩擦係数を、それぞれ求めて、表
１の破断力、シール層面摩擦係数の欄に示した。次に、
これらのラミネートフィルムについて、プレス金型を用
いて、それぞれ、絞り成形加工を行った。なお、金型に
は、60mm×120mmの矩形状で、SUS表面に四フッ化エチレ
ンをコーティングしたものを用いた。そして、ラミネー
トフィルムに、破断、クラックが生じることなく成形で
きる限界の深さを求めるため、絞り成形の深さを変更し
て成形加工を行い、求めた限界の深さを表１の成形可能
深さの欄に示した。

【００１４】

【表１】

【００１５】なお、実施例、比較例のラミネートフィル
ムの構成の特徴は、それぞれ、次の通りである。（実施例１）金属保護層に、２軸延伸ポリエステルフィ
ルムと２軸延伸ナイロンフィルムとのラミネートフィル
ムを使用し、接着層に酸変性低密度ポリエチレンを使用
し、接着層保護層にシリコーン処理したPETを用い、シ
リコーン処理面を金型側にしてラミネートフィルムと貼
付けたもの。（実施例２）金属保護層に、２軸延伸ポリエステルフィ
ルムと２軸延伸ナイロンフィルムとのラミネートフィル
ムを使用し、接着層に酸変性低密度ポリエチレンを使用
し、接着層保護層に２軸延伸ナイロンを用いたもの。（実施例３）金属保護層に、２軸延伸ポリエステルフィ
ルムと２軸延伸ナイロンフィルムとのラミネートフィル
ムを使用し、接着層に酸変性低密度ポリエチレンを使用
し、接着層保護層は使用しないが、接着層の表面処理と
して、オレイン酸アミド滑剤をアセトンに溶解した溶液
を接着層の表面に吹き付け、室温で乾燥してアセトンを
除去したもの。（実施例４）金属保護層に、２軸延伸ポリエステルフィ
ルムと２軸延伸ナイロンフィルムとのラミネートフィル
ムを使用し、接着層に酸変性低密度ポリエチレンを使用
し、接着層保護層は使用しないが、接着層として、オレ
イン酸アミドを1%添加した酸変性低密度ポリエチレンを
使用したもの。（実施例５）金属保護層に、２軸延伸ナイロンフィルム
を使用し、接着層に酸変性低密度ポリエチレンを使用
し、接着層保護層は使用しないが、接着層として、オレ
イン酸アミドを1%添加した酸変性低密度ポリエチレンを
使用したもの。（実施例６）金属保護層に、２軸延伸ナイロンフィルム
を使用し、接着層としてホモタイプのポリプロピレンを
用いたもの。（実施例７）金属保護層に、２軸延伸ポリエステルフィ
ルムと２軸延伸ナイロンフィルムとのラミネートフィル
ムを使用し、接着層に酸変性低密度ポリエチレンと酸変
成の高密度ポリエチレンを用いたもの。（実施例８）金属保護層に、２軸延伸ナイロンフィルム
を使用し、接着層として酸変成のホモタイプのポリプロ
ピレンを用いたもの。（実施例９）金属保護層に、２軸延伸ポリエステルフィ
ルムと２軸延伸ナイロンフィルムとのラミネートフィル
ムを使用し、接着層に酸変性低密度ポリエチレンを使用
し、接着層内部に二軸延伸ナイロンをはさんだ構造のフ
ィルム。（実施例10）金属保護層に、２軸延伸ポリエステルフィ
ルムと２軸延伸ナイロンフィルムとのラミネートフィル
ムを使用し、接着層に酸変性ランダムポリプロピレンを
使用し、実施例9と同様に接着層内部に二軸延伸ナイロ
ンをはさんだもの。

【００１６】（比較例１）金属保護層に、２軸延伸ナイ
ロンフィルムを使用し、接着層に酸変性低密度ポリエチ
レンを使用し、接着層保護層は使用していないもので、
接着層に、金型との滑り性を良くするための処理もして
いないもの。（比較例２）金属保護層に、２軸延伸ポリエステルフィ
ルムと２軸延伸ナイロンフィルムとのラミネートフィル
ムを使用し、接着層に酸変性ランダムポリプロピレンを
使用し、接着層保護層は使用していないもので、接着層
に、金型との滑り性を良くするための処理もしていない
もの。（比較例３）金属保護層に、２軸延伸ポリエステルフィ
ルムと２軸延伸ナイロンフィルムとのラミネートフィル
ムを使用し、接着層に酸変性低密度ポリエチレンを使用
し、接着層保護層は使用していないもので、接着層に、
金型との滑り性を良くするための処理もしていないも
の。

【００１７】比較例１〜比較例３は、接着層保護層は使
用していないもので、接着層に、金型との滑り性を良く
するための処理もしていないものなので、該フィルムと
成形用金型金属との静摩擦係数が大きく、ラミネートフ
ィルムの5mm幅あたりの破断強度を、該フィルムと成形
用金型金属との静摩擦係数で割った値が125N/5mmに満た
ない。結果として、深さ３ｍｍの深絞り加工はできなっ
かった。しかし、ラミネートフィルムの5mm幅あたりの
破断強度を、該フィルムと成形用金型金属との静摩擦係
数で割った値が125N/5mmより大きい実施例例１〜実施例
１０は、深さ３ｍｍの深絞り加工をしても、いずれも、
全く、破断、クラック等が生じなかった。

【００１８】

【発明の効果】本発明の、5mm幅あたりの破断強度を、
該フィルムと成形用金型金属との静摩擦係数で割った値
が125N/5mm以上のラミネートフィルムは、深絞り加工が
容易であり、薄肉で、収納の有効体積を増加させること
ができるので、電池のパッケージ用として、電池の容量
増と薄肉化の両方の要請を満足させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のラミネートフィルムの例を示す断面
図。

【図２】本発明のラミネートフィルムの他の例を示す断
面図。

【図３】絞り加工の状況を示す模式図。

【符号の説明】

１金属層２金属保護層３接着層４接着層保護層５凸側金型６凹側金型

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者村尾諭大阪市此花区島屋一丁目１番３号住友電気工業株式会社大阪製作所内 (72)発明者田中啓一栃木県鹿沼市さつき町３番３号住友電気工業株式会社関東製作所内 (72)発明者細川武広栃木県鹿沼市さつき町３番３号住友電気工業株式会社関東製作所内 (72)発明者田中浩介栃木県鹿沼市さつき町３番３号住友電気工業株式会社関東製作所内Ｆターム(参考） 4F100 AB01B AK01C AK01D AR00A BA10A BA10C BA10D GB41 JA20B JK01 JK16 JL01 JL11A YY00 YY00B 5H011 AA01 AA03 CC02 CC06 CC10 CC12 DD03 DD13 DD14 DD21 KK00 KK01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】接着層と厚さ０．１ｍｍ以下の金属層と
プラスチックの金属保護層からなり、全体の厚みが０．
２ｍｍ以下のラミネートフィルムで、5mm幅あたりの破
断強度を、該フィルムと成形用金型金属との静摩擦係数
で割った値が125N/5mm以上であることを特徴とするラミ
ネートフィルム。
【請求項２】請求項１に記載のラミネートフィルムの
接着層の側に保護層を付けたことを特徴とするラミネー
トフィルム。