JP2005032456A - 成形用包装材料の製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】リチウム電池ケースや食品・医薬品等の容器に用いられる成形用包装材料、特に電池ケースに好適に用いられる成形用包装材料の製造方法について、外層樹脂フィルムとアルミニウム箔との接着強度を高める。内層樹脂フィルム中に添加されている滑剤のブリードアウト量を制御して、デラミネーションを防止し、かつ成形性に優れた包装材料を製造し得る方法を提供する。
【解決手段】少なくとも、耐熱性樹脂フィルムからなる外層、アルミニウム箔、及び所定量の滑剤が添加された熱可塑性樹脂フィルムからなる内層を備えた成形用包装材料を製造する方法であって、外層樹脂フィルムとアルミニウム箔とを貼り合わせた後に、50〜85℃の温度範囲で第1段エージング処理を行ない、ついで内層樹脂フィルムとアルミニウム箔とを貼り合わせた後に30〜50℃の温度範囲で第2段エージング処理を行なう。
【選択図】 なし

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リチウム電池ケースや食品・医薬品等の容器に用いられる成形用包装材料、特に体積エネルギー密度を要求されるシャープな形状が好まれる電池ケースに好適に用いられる成形用包装材料の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、パソコン等のOA機器、携帯電話等の電子機器の小型化、軽量化に伴い、その駆動源である電池も当然に高性能化、小型化、軽量化が要求されており、現在はリチウム二次電池がその主流となり、種々の改良がなされている。
【0003】
このリチウム二次電池の電池ケース用包装材料は、耐熱性樹脂フィルムからなる外層と、アルミニウム箔と、熱可塑性樹脂フィルムからなる内層とを基本構成とするもので、必要に応じ、外層とアルミニウム箔層間、アルミニウム箔層と内層間に樹脂フイルムからなる中間層が設けられている。
【0004】
これらの包装材料の構成は、例えばつぎの先行特許文献に記載されている。
【0005】
【特許文献1】
特開昭60−221952号公報
この特許文献1には、つぎの記載がある。
【0006】
(1) 外側から、耐熱性フィルム、アルミニウム箔、及び多層構造の内面接着層からなる外被包材で偏平な発電要素を外装した電池であって、上記内面接着層が、アルミニウム側熱融着性樹脂と最内面熱融着性樹脂との間に、両面を無機ガスによる非平衡プラズマ(低温プラズマ)で処理した熱融着性の改善されたポリエステルフィルムを配した少なくとも三層構造からなり、しかもこの内面接着層が熱融着によって積層されていることを特徴とする偏平薄型非水電解液リチウム電池。
【0007】
(2) 内面接着層の間に配する耐熱性樹脂フィルムが、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム。
【0008】
この特許文献1では、外被包材と集電体との熱融着の際、及び外被包材同士の熱融着の際に、熱融着性樹脂層にピンホールが生じても、耐熱性樹脂フィルムが存在するために、集電体とアルミニウム箔の電気的接触が妨げられて、外被包材と集電体との短絡を防ぐことができる。また、外被包材と集電体、外被包材の層同士が強い接着力を持ち、有機電解液の浸透による剥離が生じない。
【0009】
【特許文献2】
特開2000−223088号公報
この特許文献2には、つぎの記載がある。
【0010】
(1) (a)厚み15μm以上の外装樹脂フィルム、(b)厚み50〜300μmのアルミニウム層、(c)ポリアミド系樹脂とEVOH(エチレン−ビニルアルコール共重合体)からなる少なくとも2層構造の耐食層、(d)ヒートシール層を順次積層させた積層体からなる電池容器用蓋。
【0011】
(2) (a)厚み15μm以上の外装樹脂フィルム、(b)厚み50〜300μmのアルミニウム層、(c)ポリアミド系樹脂とEVOH(エチレン−ビニルアルコール共重合体)からなる少なくとも2層構造の耐食層、(d)ヒートシール層を順次積層させた積層体を成形した電池用容器。
【0012】
(3) 前記耐防食層がポリアミド系樹脂/EVOH/ポリアミド系樹脂の3層構造からなる(1)または(2)に記載の電池用容器用蓋または電池用容器。
【0013】
(4) 前記耐食層がポリアミド系樹脂/EVOH/ポリアミド系樹脂/ポリアミド系樹脂/EVOH/ポリアミド系樹脂の6層構造からなる(1)または(2)に記載の電池用容器用蓋または電池用容器。
【0014】
(5) 前記外装樹脂フィルムがポリアミド系樹脂からなる(1)〜(4)のいずれかに記載の電池用容器用蓋または電池用容器。
【0015】
(6) (2)〜(5)のいずれかに記載の電池用容器と(1),(3)〜(5)のいずれかに記載の電池容器用蓋とをリングシールした包装体。
【0016】
この特許文献2は、耐食性に優れ、成形が容易で保形性、形状安定性に優れた電池容器用蓋と電池用容器および包装体を提供することを目的としている。
【0017】
【特許文献3】
特開2000−357494号公報
この特許文献3には、つぎの記載がある。
【0018】
(1) 金属箔本体と、該金属箔本体の少なくとも片面にクロメート処理により形成されたクロム化成処理皮膜とからなる金属箔の、該クロム化成処理皮膜側に酸変成ポリオレフィンフィルムよりなる熱封緘層が設けられていることを特徴とする二次電池用外装材料。
【0019】
(2) 金属箔本体が、表面にアルマイト処理が施されたアルミニウム箔である(1)記載の二次電池用外装材料。
【0020】
(3) 酸変成ポリオレフィンが無水マレイン酸変成ポリオレフィンである(1)または(2)記載の二次電池用外装材料。
【0021】
この特許文献3は、二次電池の熱封緘部(二次電池の端部)が剥離しにくい、二次電池用外装材料を提供することを目的としている。
【0022】
【特許文献4】
特開2001−93482号公報
この特許文献4には、つぎの記載がある。
【0023】
(1)最外層/バリア層/最内層、または、最外層/バリア層/中間層/最内層からなる積層体であって、当該最外層が、耐熱性、耐ピンホール性、成形性、絶縁性を備えた基材から構成され、当該バリア層が、水蒸気バリア性、成形性、耐酸性を備えたバリア性基材から構成され、当該中間層は、絶縁性、成形性を備えた中間基材から構成され、当該最内層が、熱融着性、耐熱性、耐寒性、電解液適性、絶縁性を備えたヒートシール性基材から構成されていることを特徴とするポリマー電池用包装材料。
【0024】
(2) 上記積層体の層間には、接着剤層が介在していることを特徴とする(1)記載のポリマー電池用包装材料。
【0025】
(3) 上記最外層を構成する基材が、延伸ポリエステル系樹脂、延伸ポリアミド系樹脂のいずれかから構成されていることを特徴とする(1)または(2)記載のポリマー電池用包装材料。
【0026】
この特許文献4は、ポリマー電池を収納するケースに用いる包装材料として、水蒸気その他のガスバリア性に優れ、また、耐突き刺し性等をはじめ機械的強度があり、また高温においても使用可能であり、電解液に対しても安定した積層体の構成を提供することを目的としている。
【0027】
これらの包装材料は、張出し成形等により凹部を形成し、その凹部内に電池を収納した後、蓋材を熱封緘して電池ケースに仕上げるものであるが、張出し成形等をする際に、シャープで、かつ成形高さの深い形状の成形が望まれる。
【0028】
そのために、例えば、つぎの先行特許文献がある。
【0029】
【特許文献5】
特開2001−240113号公報
この特許文献5には、つぎの記載がある。
【0030】
(1) 包装材料本体と、該包装材料本体の片面に熱封緘層として貼着された酸変成ポリオレフィンフィルムとからなる包装材料において、前記熱封緘層面には、酸変成ポリオレフィン粒子とスリップ剤とを含有するオルガノゾルが塗布されることによって形成されたスリップ層が設けられていることを特徴とする包装材料。
【0031】
(2) 酸変成ポリオレフィンが無水マレイン酸変成ポリオレフィンである(1)記載の包装材料。
【0032】
(3) スリップ剤が合成樹脂粒子である(1)または(2)記載の包装材料。
【0033】
この特許文献5は、絞り成形時に、包装材料本体に割れの生じにくい包装材料を提供すること、すなわち、この包装材料は、熱封緘層上にスリップ層が設けられているので、絞り成形機の雌型乃至雄型と接触しても、良好に滑る。従って、包装材料自体に過大な応力が負荷されにくく、この応力が原因となって、包装材料自体に割れが生じるのを防止することを目的としている。
【0034】
【特許文献6】
特開2001−307688号公報
この特許文献6には、つぎの記載がある。
【0035】
(1) 少なくとも基材層、接着層、アルミニウム、化成処理層、シーラント層からなり、シーラント層に流動パラフィン、脂肪酸エステル系滑剤、ポリエステル系界面活性剤からなる分散剤、ポリグリセリンエステル系添加剤が単独、または、2以上が、シーラント層を形成する樹脂の0.5重量%〜20重量%含むことを特徴とするリチウムイオン電池用包装材料。
【0036】
(2) 化成処理がリン酸クロメート処理であることを特徴とする(1)に記載のリチウムイオン電池用包装材料。
【0037】
(3) シーラント層を形成する樹脂がランダムプロピレン、線状低密度ポリエチレン、または中密度ポリエチレンであることを特徴とする(1)または(2)に記載のリチウムイオン電池用包装材料。
【0038】
この特許文献6は、リチウムイオン電池包装に用いる材料として、リチウムイオン電池本体の保護物性とともに、エンボス成形工程等において生産性の良いリチウムイオン電池用包装材料の製造方法を提供することを目的としている。
【0039】
【特許文献7】
特開2002−50325号公報
この特許文献7には、つぎの記載がある。
【0040】
(1) 外層、アルミニウム箔、内層の順に積層された電池外装用積層体において、前記外層の最表層に第1滑性層を備え、前記内層の最表層に第2滑性層を備えたことを特徴とする電池外装用積層体。
【0041】
(2) 前記第1滑性層が前記外層表面に形成された滑性誘起層に添加された滑剤の該滑性誘起層表面への染み出しにより形成されたものであることを特徴とする(1)記載の電池外装用積層体。
【0042】
(3) 前記第2滑性層が前記内層の表面への前記第1滑性層の転移により形成されたものであることを特徴とする(1)記載の電池外装用積層体。
【0043】
(4) 前記内層の前記第2滑性層と隣接する層がオレフィン系熱接着性樹脂層からなり、その厚さが10〜100μmであることを特徴とする(1)、(3)のいずれかに記載の電池外装用積層体。
【0044】
(5) アルミニウム箔の一方の面に外層、他方の面に内層を設けて積層体とする工程と、該積層体の前記外層上に滑剤を添加した滑性誘起層を設けると共に該滑性誘起層と前記内層が接触するように巻き取って巻取物とする工程と、該巻取物の前記滑性誘起層から前記滑剤を前記滑性誘起層の表面に染み出させて第1滑性層を形成すると共に前記第1滑性層を前記内層表面に転移させて前記内層上に第2滑性層を形成する工程とからなることを特徴とする電池外装用積層体の製造方法。
【0045】
この特許文献7は、絞り成形性に優れると共に、水蒸気ガスやその他のガスバリア性に優れ、さらに電解液の影響を受けてもアルミニウム箔と内層との層間接着強度の経時的低下の起こり難い密封性に優れた電池外装用積層体を提供することを目的としている。
【0046】
【特許文献8】
特開2002−216714号公報
この特許文献8には、つぎの記載がある。
【0047】
(1) 少なくとも基材層、接着層、化成処理層1、アルミニウム、化成処理層2、酸変性ポリオレフィン層、ポリオレフィン層からなる積層体であって、かつ、少なくとも基材層表面に脂肪酸アマイド系のスリップ剤がコーティングされたことを特徴とするリチウムイオン電池用包装材料。
【0048】
(2) ポリオレフィン層がポリプロピレン、またはポリエチレンからなることを特徴とする(1)に記載のリチウムイオン電池用包装材料。
【0049】
(3) スリップ剤がエルカ酸アマイド、またはオレイン酸アマイドであることを特徴とするリチウムイオン電池用包装材料。
【0050】
この特許文献8は、リチウムイオン電池包装に用いる材料として、リチウムイオン電池本体の保護物性とともに、エンボス成形工程等において生産性の良いリチウムイオン電池用包装材料の製造方法を提供することを目的としている。
【0051】
これら特許文献5〜8に開示されているように、滑剤やスリップ剤を外層や内層に添加して成形性を向上させる技術が知られていた。
【0052】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献5〜8記載の発明では、各層を接着剤を使用してドライラミネート加工した後に行なうエージング処理において、滑剤が過度にブリードアウトしてしまい、滑り性能が失われる等の問題があった。一方、滑剤のブリードアウトを防ぐために、エージング温度を低くすると、接着剤の硬化促進効果がなく、デラミネーションが発生するという問題があった。
【0053】
本発明の目的は、外層樹脂フィルムとアルミニウム箔との接着強度を高めるとともに、内層樹脂フィルム中に添加されている滑剤のブリードアウト量を制御することにより、デラミネーションを防止し、かつ成形性に優れた包装材料を製造することができる成形用包装材料の製造方法を提供しようとすることにある。
【0054】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明による請求項1記載の成形用包装材料の製造方法の発明は、少なくとも、耐熱性樹脂フィルムからなる外層、アルミニウム箔、及び所定量の滑剤が添加された熱可塑性樹脂フィルムからなる内層を備えた成形用包装材料を製造するにあたり、外層樹脂フィルムとアルミニウム箔とを貼り合わせた後に、50〜85℃の温度範囲で第1段エージング処理を行ない、ついで内層樹脂フィルムとアルミニウム箔とを貼り合わせた後に30〜50℃の温度範囲で第2段エージング処理を行なうことを特徴としている。
【0055】
本発明による請求項2記載の成形用包装材料の製造方法の発明は、上記第1段エージング処理を60〜80℃の温度範囲で行ない、第2段エージング処理を35〜45℃の温度範囲で行なうことを特徴としている。
【0056】
本発明による請求項3記載の成形用包装材料の製造方法の発明は、上記内層樹脂フィルムとアルミニウム箔とを熱接着性樹脂によるヒートラミネート加工により貼り合わせたことを特徴としている。
【0057】
本発明による請求項4記載の発明は、上記請求項1〜3のうちのいずれか一項記載の成形用包装材料の製造方法であって、包装材料が張出し成形又は深絞り成形される電池ケースとして使用されることを特徴とするものである。
【0058】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について、具体的に説明する。
【0059】
本発明の方法によれば、少なくとも、耐熱性樹脂フィルムからなる外層、アルミニウム箔、及び所定量の滑剤が添加された熱可塑性樹脂フィルムからなる内層を備えた成形用包装材料を製造する。
【0060】
(成形用包装材料の構成)
成形用包装材料は、少なくとも耐熱性樹脂フィルムからなる外層、アルミニウム箔及び熱可塑性樹脂フィルムからなる内層とを備えた構成を基本とするものであるが、必要に応じ、成形用包装材料の機械的強度や特性を高めるために、第1中間樹脂層または/及び第2中間樹脂層等を付加した構成を採用することができ、具体的には次のような構成からなるものを対象とするものである。
【0061】
▲1▼ 外層/アルミニウム箔/内層
▲2▼ 外層/第1中間樹脂層/アルミニウム箔/内層
▲3▼ 外層/アルミニウム箔/第2中間樹脂層/内層
▲4▼ 外層/第1中間樹脂層/アルミニウム箔/第2中間樹脂層/内層
上記において、第1中間樹脂層としては、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂等が包装材料の機械的強度を向上させる目的で使用される。
【0062】
また、第2中間樹脂層としては第1中間樹脂層と同様の樹脂やポリプロピレン等の熱接着性押出し樹脂が主として耐電解液性を向上させる目的で使用される。また、内層として、単層の樹脂フィルム、複層の樹脂フィルム(2層の共押出し、3層の共押出し等)が使用できる。また、第2中間樹脂層も単層の樹脂フィルムや複層の共押出し樹脂フィルムが使用できる。
【0063】
(外層の耐熱性樹脂フィルム)
この外層に使用する樹脂フイルムは、包装材料の成形性を確保する役割を行なうもので、ポリアミド(ナイロン)樹脂またはポリエステル樹脂の延伸フイルムが一般的に使用される。この外層樹脂フィルムの厚さは9〜50μm程度であり、9μm未満では包装材料の成形を行なうときに延伸フイルムの伸びが不足し、アルミニウム箔にネッキングが生じ、成形不良が起こりやすい。一方、50μmを超える厚さの場合には、特段成形性の効果が向上する訳でもなく、逆に体積エネルギー密度を低下させるとともに、コストアップにつながるだけである。特に15〜30μm程度の厚さが好ましい。
【0064】
この外層に使用するフイルムとして、衝撃強度が30000J/m以上のものを用いることが成形性の点から好ましい。衝撃強度が高いほど成形性、すなわちコーナーRが小さく、成形高さの深い形状の成形が可能であるが、30000J/m未満では、その効果が充分ではない。しかし80000J/mを超えると、樹脂そのものが硬くなり、逆に成形性を阻害させる恐れがあるので、80000J/m以下にしておくことが好ましい。特に40000〜70000J/mの範囲の衝撃強度のものが好ましい。
【0065】
なお、衝撃強度はJIS P8134に定められた測定方法によって測定された値をいう。
【0066】
(アルミニウム箔)
アルミニウム箔は、包装材料のバリア性確保の役割を行なうもので、材質としては、純アルミニウム系またはアルミニウム−鉄系合金のO材(軟質材)が一般的に使用される。アルミニウム箔の厚さとしては、加工性の確保及び酸素や水分のケース内への侵入を防止するバリア性確保のために、10〜100μm程度が必要である。
【0067】
アルミニウム箔の厚さが10μm未満の場合には、成形時においてアルミニウム箔の破断が起じたり、ピンホールが発生して酸素や水分の侵入の危険性が高くなる。一方、100μmを超えた場合には、成形時の破断の改善効果やピンホール発生防止効果も特段向上するわけではなく、逆に成形用包装材料総厚を厚くし、重量を増し、体積エネルギー密度を低下させるだけなので好ましくない。一般的には、30〜50μm程度の厚さのものが使用される。
【0068】
なお、アルミニウム箔には、樹脂フィルムとの接着性を向上させたり、耐食性を向上させるために、シランカップリング剤やチタンカップリング剤等のアンダーコート処理、クロメート処理等の化成処理を施しておくことが好ましい。
【0069】
(内層の熱可塑性樹脂フィルム)
この内層の樹脂フイルムは、ヒートシール性を有し、腐食性の強いリチウム二次電池の電解液等に対する耐薬品性を向上させる役割を行なうもので、ポリプロピレン、マレイン酸変性ポリプロピレン、エチレン−アクリレート共重合体またはアイオノマー樹脂などの未延伸フィルムが使用される。これらフィルムの厚さとしては、9〜50μm程度の厚さが必要である。9μm未満では、ヒートシール強度が充分ではなく、また電解液等に対する耐食性が低下する危険性がある。一方、50μmを超える厚さのフィルムを使用してもヒートシール性、耐薬品性が特段向上するわけではなく、逆に体積エネルギー密度を低下させるだけである。一般的には、20〜40μm程度の厚さのものが使用される。
【0070】
(滑剤)
熱可塑性樹脂フィルムからなる内層には、所定量の滑剤が添加される。ここで、滑剤は、張出し成形や絞り成形時に金型に対して包装材料が密着するのを防止し、張出し成形や絞り成形時の成形性を向上させる目的で添加するものである。滑剤としては、例えば、流動パラフィンなどの炭化水素系、ステアリン酸などの脂肪酸系、ステアリルアミドなどの脂肪酸アミド系、金属石鹸、天然ワックス、シリコーンなどの滑剤を適当な溶媒で溶液化するなどして、添加する。滑剤の添加量は、特に限定されるものではないが、1000〜5000ppm程度が好ましい。
【0071】
上記成形用包装材料構成において、外層樹脂フィルムとアルミニウム箔とは、ドライラミネート接着剤、好ましくはウレタン系ドライラミネート接着剤を使用してラミネートされる。また内層樹脂フィルムとアルミニウム箔とは外層の場合と同様に、ドライラミネート接着剤を使用してラミネートしても良いが、耐薬品性、耐電解液性に優れた接着性樹脂を使用してヒートラミネートによって接着した方が良好な密着性が得られるので好ましい。
【0072】
本発明による成形用包装材料の製造方法は、外層樹脂フィルムとアルミニウム箔とを貼り合わせた後に、50〜85℃の温度範囲で第1段エージング処理を行ない、ついで内層樹脂フィルムとアルミニウム箔とを貼り合わせた後に30〜50℃の温度範囲で第2段エージング処理を行なうことを特徴とするものである。
【0073】
ここで、本発明による成形用包装材料の製造方法において、エージング条件の基本的な考え方は、下記の通りである。
【0074】
まず、本発明の方法において、第1段エージングを若干高温で行なうことによって、接着剤の架橋を促進させて成形後のデラミネーションを防止することと、第2段エージングを若干低温で行なうことによって、滑剤が内層の表面に過度にブリードアウトするのを制御しようとするものである。
【0075】
(第1段エージング処理)
第1段エージング処理は、外層樹脂フィルムとアルミニウム箔とをウレタン系等のドライラミネート用接着剤を用いて接着した後に行なうもので、このエージング処理により接着剤の硬化を促進させ、デラミネーションを防止させるものであるが、エージング温度は、50〜85℃の範囲にする必要がある。50℃未満の場合には、接着剤の硬化促進効果が充分ではなく、85℃を超えると、巻き締り現象やブロッキング現象が生じる恐れがある。特に60℃〜80℃程度が好ましい。なお、時間は通常3〜7日、好ましくは4〜6日程度の長時間行なわれる。
【0076】
(第2段エージング処理)
第2段エージング処理は、所定量の滑剤が添加された内層樹脂フィルムとアルミニウム箔を貼り合わせた後に行なうもので、このエージング処理により内層に添加されている滑剤を適正にブリードさせるものであるが、このエージング温度は、30〜50℃の範囲にする必要がある。30℃未満の場合には、滑剤を内層表面にブリードさせる効果が不充分であり、50℃を超えると逆に過度にブリードアウトされるとともに滑剤の結晶性が失われ、滑剤機能が発現しなくなるという問題が発生する。なお、エージング時間は第1段エージング処理と同様、3〜7日程度行なわれる。
【0077】
(製造工程)
▲1▼ 外層、内層ともドライラミネートの場合
AL箔(アルミニウム箔)原反→下地処理(両面クロメート処理)→外層ドライラミネート加工→第1段エージング処理→内層ドライラミネート加工→第2段エージング処理→スリット
▲2▼ 外層はドライラミネートで、内層はヒートラミネートの場合
AL箔(アルミニウム箔)原反→下地処理(両面クロメート処理)→外層ドライラミネート加工→第1段エージング処理→内層を熱接着性押出し樹脂によるサンドラミネート加工→ヒートラミネートによる熱圧着加工→第2段エージング処理→スリット
なお、熱接着性押出し樹脂によるヒートラミネート加工の場合には、アルミニウム箔と内層とを熱接着性樹脂を介して接着しているので、電解液によるアルミニウム箔と内層樹脂フィルムとの接着強度の低下が防止されるとともに水分透過量も少なくなるという効果が得られる。この場合、アルミニウム箔と内層樹脂フィルム間に無水マレイン酸等で変性した無水マレイン酸変性ポリプロピレン等の熱接着性樹脂を押出し成形してヒートラミネートするが、単層の変性熱接着性樹脂よりも共押出し樹脂、例えば、内層の樹脂フィルムが未延伸ポリプロピレンの場合には、ポリプロピレンと変性ポリプロピレン樹脂との共押出し樹脂を使用して、アルミニウム箔と変性ポリプロピレン、内層の未延伸ポリプロピレンとポリプロピレンとをヒートラミネートする方法がコスト的に優位である。
【0078】
【実施例】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0079】
実施例1
まず、厚さ40μmのアルミニウム箔(AA規格8079−O材)の両面にクロメート処理を施した。ついで、このクロメート皮膜を有するアルミニウム箔の片面に、外層樹脂として厚さ25μmの延伸ポリアミドフィルムをウレタン系ドライラミネート接着剤(厚さ3μm、東洋モートン株式会社製:AD502/CAT10)を用いてドライラミネート加工を施した後、70℃で120時間、第1段エージング処理を実施した。つぎに、クロメート皮膜を有するアルミニウム箔の他面に、滑剤としてステアリン酸アマイド(商品名:脂肪酸アマイドS、花王株式会社製)が樹脂分に対して3000ppm添加された内層樹脂としての厚さ30μmの未延伸ポリプロピレンフィルムを外面用と同じウレタン系ドライラミネート接着剤を用いてドライラミネート加工を施した後、40℃で120時間、第2段エージング処理を実施することにより電池ケースに用いられる包装材料を製造した。
【0080】
実施例2
上記実施例1において、外層樹脂として厚さ25μmのポリエチレンテレフタレートフイルムを使用し、第1段エージング処理として80℃で120時間、そして第2段エージング処理として35℃で120時間処理した以外は上記実施例1と同様の構成及び工程により電池ケースに用いられる包装材料を製造した。
【0081】
実施例3
まず、厚さ40μmのアルミニウム箔の両面にクロメート処理を施した。ついで、このクロメート皮膜を有するアルミニウム箔の片面に、外層樹脂として厚さ25μmの延伸ポリアミドフィルムを、実施例1と同様のウレタン系ドライラミネート接着剤を用いてドライラミネート加工を施した後、60℃で120時間、第1段エージング処理を実施した。つぎに、クロメート皮膜を有するアルミニウム箔の他面に、変性ポリプロピレン(3μm)・ポリプロピレン(12μm)の共押出し熱接着性樹脂よりなる接着性フィルムを介して、内層樹脂として、樹脂分に対してステアリン酸アマイドが3000ppm添加された厚さ30μmの未延伸ポリプロピレンフイルムを積層(共押しサンドラミ加工)し、その後170℃で内層樹脂フィルムを熱圧着加工し、さらに、30℃で72時間、第2段エージング処理を実施することにより、電池ケースに用いられる包装材料を製造した。
【0082】
比較例1
上記実施例1と同様の構成において、外層樹脂フィルムとアルミニウム箔とをドライラミネート加工した後の第1段エージング処理を70℃で120時間、そして内層樹脂フィルムとアルミニウム箔とをドライラミネート加工した後の第2段エージング処理を60℃で120時間で実施した以外は実施例1と同様の工程により、電池ケースに用いられる包装材料を製造した。
【0083】
比較例2
上記実施例3と同様の構成において、外層樹脂フィルムとアルミニウム箔とをドライラミネート加工した後の第1段エージング処理を40℃で120時間、そして内層樹脂フイルムとアルミニウム箔とを熱接着性フィルムによりヒートラミネート加工した後の第2段エージング処理を40℃で72時間で実施した以外は実施例3と同様の工程により、電池ケースに用いられる包装材料を製造した。
【0084】
(成形性の評価方法)
上記の電池ケース用包装材料を110mm×180mmのブランク形状にして、成形高さフリーのストレート金型にて張出し1段成形を行ない、各包装材料の成形高さにより成形性を評価した。
【0085】
使用した金型のポンチ形状は、長辺60mm、短辺45mm、コーナーR=1〜2mm、ポンチ肩R=1mm、ダイス肩R=1mmであった。得られた結果を、下記の表1に示した。
【0086】
なお、成形高さ評価基準は、下記の通りとした。
【0087】
◎:5mm以上
○:3〜5mm
△:2〜3mm
×:2mm未満
(成形後のデラミネーション評価)
上記の成形条件で作製した成形品を、90℃に設定した乾燥機中に3時間放置した後に取出し、外層樹脂フィルムとアルミニウム箔とのデラミネーションの有無を目視観察した。
【0088】
○:デラミネーション発生無し
×:デラミネーション発生有り
【表1】
Figure 2005032456
この表1の結果から明らかなように、本発明の実施例1〜3によれば、深絞り成形の成形性に優れ、ピンホールやクラック等の発生を抑制できるとともに、シャープで、かつ成形高さの深い形状の成形が可能である。しかも、デラミネーションの発生も認められなかった。従って、本発明による包装材料を用いて成形された包装容器は、特に体積エネルギー密度を要求されるリチウム電池ケース用包装材料に好適に用いることができた。
【0089】
これに対し、比較例1は、デラミネーションの発生は認められなかったものの成形高さが充分でなく、成形性に劣るものであった。又、比較例2は、成形性評価は満足し得るものであったがデラミネーションの点において問題があった。
【0090】
【発明の効果】
本発明は、上述のように、少なくとも、耐熱性樹脂フィルムからなる外層、アルミニウム箔、及び所定量の滑剤が添加された熱可塑性樹脂フィルムからなる内層を備えた成形用包装材料を製造するにあたり、外層樹脂フィルムとアルミニウム箔とを貼り合わせた後に、50〜85℃の温度範囲で第1段エージング処理を行ない、ついで内層樹脂フィルムとアルミニウム箔とを貼り合わせた後に30〜50℃の温度範囲で第2段エージング処理を行なうことを特徴とするもので、本発明の成形用包装材料の製造方法によれば、エージング処理を第1段と第2段の2回に分けて行ない、かつ外層樹脂フィルムとアルミニウム箔とを貼り合わせた後に行なう第1段エージング処理を若干高温で行なうことによって、接着剤の硬化を促進させてデラミネーションを防止し、ついで滑材剤が添加された内層樹脂フィルムとアルミニウム箔とを貼り合わせた後に行なう第2段エージング処理を若干低温で行なうことによって、滑材剤が内層表面に適正にブリードさせるようにしたので、成形性に優れた包装材料を得ることができるという効果を奏する。
【0091】
したがって、本発明の方法により製造された成形用包装材料は、軽量で、小型の体積エネルギー密度を要求されるリチウム電池ケース用包装材料に特に適しているという効果を奏する。

Claims (4)

  1. 少なくとも、耐熱性樹脂フィルムからなる外層、アルミニウム箔、及び所定量の滑剤が添加された熱可塑性樹脂フィルムからなる内層を備えた成形用包装材料を製造するにあたり、外層樹脂フィルムとアルミニウム箔とを貼り合わせた後に、50〜85℃の温度範囲で第1段エージング処理を行ない、ついで内層樹脂フィルムとアルミニウム箔とを貼り合わせた後に30〜50℃の温度範囲で第2段エージング処理を行なうことを特徴とする成形用包装材料の製造方法。
  2. 上記第1段エージング処理を60〜80℃の温度範囲で行ない、第2段エージング処理を35〜45℃の温度範囲で行なうことを特徴とする請求項1記載の成形用包装材料の製造方法。
  3. 上記内層樹脂フィルムとアルミニウム箔とを熱接着性樹脂によるヒートラミネート加工により貼り合わせたことを特徴とする請求項1または2項記載の成形用包装材料の製造方法。
  4. 包装材料が張出し成形又は深絞り成形される電池ケースとして使用される請求項1〜3のうちのいずれか一項記載の成形用包装材料の製造方法。
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