JP2013006412A - 積層体 - Google Patents

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Abstract

【課題】金属層の少なくとも片側に、ポリエステルフィルムを設けられてなり、深絞り成形可能な積層体を提供すること。
【解決手段】金属層(A)の少なくとも片側に、ポリエステルフィルム(B)が設けられてなる積層体であって、金属層(A)の厚みが10μm以上100μm以下であり、金属層(A)とポリエステルフィルム(B)が接着層および/または樹脂層(C)により接着されており、金属層(A)とポリエステルフィルム(B)との間の剥離強度が2N/15mm以上であり、かつ少なくとも一方向の25℃における破断伸度が10%以上である積層体。
【選択図】なし

Description

本発明は特定の厚みの金属層を有する積層体に関し、特に成形加工が施される電池外装用、医薬包装用途に好適に使用できる積層体に関する。
アルミニウムやステンレスあるいは金、銀、銅といった金属は、それぞれの金属特有の機械的特性、熱的特性、光学的特性、電気的特性、物理的特性を活かして、電気材料、包装材料、装飾材料、建築材料、光学材料などあらゆる用途に幅広く利用されている。中でも、金属のガスバリア性、水蒸気バリア性を利用して、電池外装用、医薬包装用、コンデンサ外装用、食品包装用といった包装用途への適用が進んでいるが、特に電池外装用については高容量化のニーズが高いことから、金属層の深絞成形性が必要である。また、医薬包装用についても、内容物に合わせて成形加工が施されており、金属層の加工性が重要である。
例えば、電池外装用として、金属層を成形加工する方法としては、熱可塑性樹脂フィルムを金属層へ積層させ、熱可塑性樹脂フィルムの成形に追従させて金属層を加工する方法が採用されている。電池外装の構成としては、ポリアミドフィルム/アルミニウム箔/シーラント層の構成がよく用いられており、ポリアミドフィルムの成形性を利用してアルミニウム箔の成形加工を行っている。(例えば特許文献1参照)。また、防湿性、耐電解液性に優れるポリエステルフィルムを用いた検討も行われている(例えば特許文献2参照)。さらに、ポリエステルフィルム/ポリアミドフィルムの積層構成フィルムも提案されている(例えば特許文献3参照)。
また、医療包装についても、内容物の劣化を防ぐために、金属層を有する包装形態のニーズが高まっており、内容物の形状に合わせて金属層の成形性向上が求められている。
特開2006−236938号公報 特開2004−362953号公報 特開2008−53133号公報
しかしながら、特許文献1に記載のポリアミドフィルムは防湿性、耐内容物性が十分ではなく、高湿環境下に保管すると変形してしまったり、加工時に内容物が付着した際にはポリアミドフィルムが劣化してしまう場合があり改善が必要である。
また、特許文献2に記載のポリエステルフィルムは、成形性が必ずしも十分ではなく、深絞成形への対応は難しく、高容量化への対応が困難である。
また、特許文献3の記載のフィルムを得ようとすると製造工程が煩雑となり、さらにフィルムの成形性に関しても十分とは言えない。
本発明の課題は上記した問題点を解消することにある。すなわち、金属層の少なくとも片側に、ポリエステルフィルムが設けられてなり、深絞り成形可能な積層体を提供することにある。
上記課題を解決するための本発明は、以下の構成を有する。
(1)金属層(A)の少なくとも片側に、ポリエステルフィルム(B)が設けられてなる積層体であって、
金属層(A)の厚みが10μm以上100μm以下であり、
金属層(A)とポリエステルフィルム(B)が接着層および/または樹脂層(C)により接着されており、
金属層(A)とポリエステルフィルム(B)との間の剥離強度が2N/15mm以上であり、
かつ少なくとも一方向の25℃における破断伸度が10%以上である積層体。
(2)ポリエステルフィルム(B)の金属層(A)との接触面側のジヨードメタン接触角が22°以上であることを特徴とする(1)に記載の積層体。
(3)少なくとも一方向および、該方向に直交する方向の25℃における破断伸度がいずれも10%以上であり、破断伸度の差の絶対値が5%以下である(1)または(2)に記載の積層体。
(4)ポリエステルフィルム(B)が、厚さ5μm以上50μm以下である二軸配向ポリエチレンテレフタレートフィルムである(1)〜(3)のいずれかに記載の積層体。
(5)ポリエステルフィルム(B)の少なくとも片面に樹脂層(C)が設けられ、
該樹脂層(C)の厚みが0.01〜3μmであり、
かつ該樹脂層(C)は、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂およびアクリル系樹脂の群から選ばれる少なくとも1種の樹脂を用いてなる(1)〜(4)のいずれかに記載の積層体。
(6)金属層(A)がアルミニウムを含有する層である(1)〜(5)のいずれかに記載の積層体。
(7)厚さ20μm以上100μm以下の樹脂層(D)を有する(1)〜(6)のいずれかに記載の積層体。
(8)金属層(A)の一方の片側にポリエステルフィルム(B)が設けられてなり、金属層(A)のもう一方の片側に樹脂層(D)が設けられてなる(7)に記載の積層体。
(9)一方の最外層にポリエステルフィルム(B)が位置し、該表面の中心線平均粗さ(SRaB)が10〜50nmであり、
もう一方の最外層に樹脂(D)が位置し、該表面の最大高さ(SRmaxD)が800nm以上である、
(1)〜(8)のいずれかに記載の積層体。
(10)ポリアミドフィルムを含まない(1)〜(9)のいずれかに記載の積層体。
(11)下記方法により測定した200℃、10分間熱処理後のカール高さが0mm以上10mm以下である(1)〜(10)のいずれかに記載の積層体。
(測定方法)
積層体を任意の一方向に100mm、該方向に直交する方向に100mmの大きさに切り出し、サンプルとする。該サンプルを、200℃の熱風循環式オーブンで10分間放置して熱処理を行った後、ガラス板上に置き、ガラス板面から垂直方向での4隅の浮き上がり量を測定し、最大の高さをカール高さとする。
(12)電池外装用途に用いられる(1)〜(11)のいずれかに記載の積層体。
(13)医療包装用途に用いられる(1)〜(11)のいずれかに記載の積層体。
本発明の積層体は、上記の構成を有することにより、深絞り成形が可能であり、高容量化対応の電池外装用構成体、医療包装用構成体に好適に使用することができる。
本発明の積層体に用いられる金属層(A)は、成形性、ガスバリア性、水蒸気バリア性、強度の観点から、厚みが10μm以上100μm以下であることが必要である。厚みが10μm未満の場合、ガスバリア性、水蒸気バリア性、強度が不十分となる。一方、厚みが100μmより厚い場合は、強度が高すぎて、十分な成形性が得られない。金属層(A)の厚みは、20μm以上80μm以下であればより好ましく、30μm以上60μm以下であれば最も好ましい。
本発明における金属層(A)を構成する金属は、特に限定されず、アルミニウム、ステンレス、銅、ニッケル、チタン、錫、銀、金、亜鉛など目的に応じて使用することができる。中でも、成形性、ガスバリア性、水蒸気バリア性、強度、経済性の観点からアルミニウムが好ましく用いられる。つまり、本発明では、金属層(A)がアルミニウムを含有する層であることが好ましい。金属層(A)は、アルミニウム単体であってもよく、銅、亜鉛、マンガン、マグネシウム、シリコン、リチウム、鉄などが添加されたアルミニウム合金であってもよい。金属層(A)に対してアルミニウムの含有量が95重量%以上であることが好ましく、純アルミニウム系または、アルミニウム/鉄合金が好ましく用いられる。
本発明において、金属層(A)は、ポリエステルフィルム(B)もしくは、その他の層との密着性を向上させるために、少なくとも片面に化成処理を施すことが好ましい。化成処理の方法としては、クロム酸クロメート処理、リン酸クロメート処理、塗布型クロメート処理、ジルコニウム、チタン、リン酸亜鉛等の非クロム系(塗布型)化成処理、ベーマイト処理等が用いられる。
本発明の積層体は、上記金属層(A)の少なくとも片側に、ポリエステルフィルム(B)が設けられてなるものである。本発明の積層体に用いられるポリエステルフィルム(B)は、成形性、強度の観点から厚さ5μm以上50μm以下であることが好ましい。より好ましくは、9μm以上38μm以下であり、12μm以上30μm以下であれば最も好ましい。
本発明において、ポリエステルフィルム(B)を構成するポリエステルとは、主鎖における主要な結合をエステル結合とする高分子化合物の総称である。そして、ポリエステル樹脂は、通常ジカルボン酸あるいはその誘導体とグリコールあるいはその誘導体を重縮合反応させることによって得ることができる。ここで、ジカルボン酸単位(構造単位)あるいはジオール単位(構造単位)とは、重縮合によって除去される部分を除かれた2価の有機基を意味し、以下の一般式で表される。
ジカルボン酸単位(構造単位): −CO−R−CO−
ジオール単位(構造単位): −O−R’―O−
(ここで、R、R’は二価の有機基。RとR’は同じであっても異なっていてもよい。)
なお、トリメリット酸単位やグリセリン単位など3価以上のカルボン酸、あるいは、アルコール、並びに、それらの誘導体についての単位(構造単位)の意味についても同様である。
本発明に用いるポリエステルを与える、グリコールあるいはその誘導体としては、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコールなどの脂肪族ジヒドロキシ化合物、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコールなどのポリオキシアルキレングリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、スピログリコールなどの脂環族ジヒドロキシ化合物、ビスフェノールA、ビスフェノールSなどの芳香族ジヒドロキシ化合物、並びに、それらの誘導体が挙げられる。
また、本発明に用いるポリエステルを与えるジカルボン酸あるいはその誘導体としては、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸、ジフェニルスルホンジカルボン酸、ジフェノキシエタンジカルボン酸、5−ナトリウムスルホンジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸、シュウ酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、ダイマー酸、マレイン酸、フマル酸などの脂肪族ジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸などの脂環族ジカルボン酸、パラオキシ安息香酸などのオキシカルボン酸、並びに、それらの誘導体を挙げることができる。ジカルボン酸の誘導体としてはたとえばテレフタル酸ジメチル、テレフタル酸ジエチル、テレフタル酸2−ヒドロキシエチルメチルエステル、2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチル、イソフタル酸ジメチル、アジピン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、ダイマー酸ジメチルなどのエステル化物を挙げることができる。
本発明におけるポリエステルフィルム(B)は、成形性、強度、経済性の観点から、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリブチレンテレフタレートフィルムであることが好ましい。
ここで、ポリエチレンテレフタレートフィルムとは、グリコールあるいはその誘導体として、エチレングリコールからなり、ジカルボン酸あるいはその誘導体としては、テレフタル酸から構成されてなるポリエステルフィルムである。なお、本発明の目的を損なわない程度であれば、その他のグリコールあるいはその誘導体及び、ジカルボン酸あるいはその誘導体を共重合させてもよい。具体的には、グリコール成分あるいはその誘導体として、エチレングリコールが90モル%以上、より好ましくは、95モル%以上、最も好ましくは98モル%以上である。また、ジカルボン酸成分あるいはその誘導体としては、テレフタル酸は90モル%以上、より好ましくは95モル%以上、最も好ましくは98モル%以上である。なお、ポリエステルフィルム(B)として、ポリエチレンテレフタレートフィルムを用いる場合、成形性、強度の観点から二軸配向ポリエチレンテレフタレートフィルムであることが好ましい。
また、ポリブチレンテレフタレートフィルムとは、グリコールあるいはその誘導体として、1,4−ブタンジオールからなり、ジカルボン酸あるいはその誘導体としては、テレフタル酸から構成されてなるポリエステルフィルムである。なお、本発明の目的を損なわない程度であれば、その他のグリコールあるいはその誘導体及び、ジカルボン酸あるいはその誘導体を共重合させてもよい。具体的には、グリコール成分あるいはその誘導体として、1,4−ブタンジオールが90モル%以上、より好ましくは、95モル%以上、最も好ましくは98モル%以上である。また、ジカルボン酸成分あるいはその誘導体としては、テレフタル酸は90モル%以上、より好ましくは95モル%以上、最も好ましくは98モル%以上である。なお、ポリエステルフィルム(B)として、ポリブチレンテレフタレートフィルムを用いる場合、成形性、強度の観点から密度が1.285以上であることが好ましい。
本発明の積層体は、成形性、強度、耐久性の観点から、金属層(A)とポリエステルフィルム(B)が接着層および/または樹脂層(C)により接着されていることが必要である。接着層としては、特に限定されないが、ポリエステル系接着剤、酢酸ビニル系接着剤、エチレン・ビニルアセテート系接着剤、尿素系接着剤、ポリウレタン系接着剤などが挙げられるが、取り扱い性、硬化性、接着強度の観点からポリウレタン系接着剤が好ましく用いられる。
本発明の積層体に用いられるポリエステルフィルム(B)は、金属層(A)との密着性の観点から少なくとも金属層との接触面側のジヨードメタン接触角が22°以上であることが好ましい。本発明におけるジヨードメタン接触角とは、ジヨードメタンを測定液として用いて求められるポリエステルフィルム(B)の表面に対する静的接触角のことをいう。本発明者らは、ポリエステルフィルム(B)の表面のジヨードメタン接触角を22°以上に制御することで、金属層(A)との密着性が大幅に向上することを見出した。より好ましくは、23°以上である。ジヨードメタン接触角を22°以上に制御する方法は特に限定されないが、例えば、表面にコロナ放電処理を施す方法が挙げられる。コロナ放電処理を施す際は、E値として5〜70W・分/m、好ましくは10〜65W・分/mの強度で処理を行うことが好ましい。ここで、E値とはコロナ放電処理強度であり、印加電圧(Vp、単位:V)、印加電流(Ip、単位:A)、処理速度(S、単位:m/分)、処理幅(Wt、単位:m)の関数であり、E=Vp×Ip/S×Wtで表される。
また、ポリエステルフィルム(B)と金属層(A)との密着性を向上させる方法として、ポリエステルフィルム(B)の少なくとも片面に樹脂層(C)(易接着層と称することもある)を設ける方法も好ましく用いられる。該樹脂層(C)は、易接着機能を付与することを目的としており、接着性、経済性の観点から厚みは0.01〜3μmであることが好ましい。樹脂層(C)を設ける方法は特に限定されないが、例えば樹脂をフィルム表面に被覆(複合溶融押出法、ホットメルトコート法、水以外の溶媒、水溶性および/または水分散性樹脂からのインライン、オフラインコート法など)する方法や、同様組成あるいはそのブレンド品の表面積層法などが挙げられる。樹脂層(C)の組成としては、特に限定されるものではないが、たとえば、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂(ポリウレタン系樹脂)、ポリエステル系樹脂、オレフィン系樹脂、フッ素系樹脂、ビニル系樹脂、塩素系樹脂、スチレン系樹脂、各種グラフト系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂などを使用することができ、これらの樹脂の混合物を使用することもできる。密着性の観点からポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、またはウレタン系樹脂を用いるのが好ましい。つまり、本発明では、樹脂層(C)はポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂およびアクリル系樹脂から群から選ばれる少なくとも1種の樹脂を用いてなる層であることが好ましい。
樹脂層(C)を構成する樹脂としてポリエステル樹脂を用い、かつ水系塗液として用いる場合には、水溶性あるいは水分散性のポリエステル樹脂が用いられるが、このような水溶性化あるいは水分散化のためには、スルホン酸塩基を含む化合物や、カルボン酸塩基を含む化合物を共重合させることが好ましい。また、樹脂層(C)を構成する樹脂としてアクリル樹脂を用い、かつ水性塗液として用いる場合には、アクリル樹脂を水に溶解あるいは分散された状態にする必要があり、乳化剤として界面活性剤(例えば、ポリエーテル系化合物などが挙げられるが、限定されるものではない。)を使用しても良い。
また、本発明に用いられる樹脂層(C)には、さらに接着性を向上させるために、樹脂に各種の架橋剤を併用することができる。架橋剤樹脂としては、メラミン系、エポキシ系、オキサゾリン系樹脂が一般に用いられる。
本発明の樹脂層(C)に含有される粒子としては、無機系粒子や有機系粒子を挙げることができるが、易滑性や耐ブロッキング性が向上するので、無機粒子がより好ましい。この無機粒子としては、シリカ、アルミナ、カオリン、タルク、マイカ、炭酸カルシウム、チタンなどを用いることができる。
本発明にて用いられるポリエステルフィルム(B)は、積層体としての取扱性の観点から、200℃における熱収縮率が長手方向、幅方向ともに−5〜5%であることが好ましい。200℃における長手方向、幅方向の熱収縮率を上記の範囲とすることにより、積層体を加熱した際、ポリエステルフィルム(B)の熱収縮を起因としたカールの発生を抑制することができ、取扱性が向上するため好ましい。より好ましくは、200℃における熱収縮率が長手方向、幅方向ともに−3〜3%である。
本発明の積層体は、厚さ20μm以上100μm以下の樹脂層(D)を有することが好ましい。樹脂層(D)は、シーラント層として用いられることを目的としており、ヒートシール性を有することが好ましい。ヒートシール性を有する樹脂層(D)としては、例えば、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、メチルペンテン樹脂、環状オレフィン系樹脂等のポリオレフィン樹脂、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル単量体と共重合し得るエチレン、プロピレン、酢酸ビニル、塩化アリル、アリルグリシジルエーテル、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、ビニルエーテル等と塩化ビニルとの共重合体及びこれらの混合物等の塩化ビニル系樹脂が好ましく用いられる。
樹脂層(D)は、成形性の観点から、ヤング率が1.5GPa以上であることが好ましく、該特性を達成するためには、樹脂層(D)は、ホモポリプロピレン、塩化ビニル系樹脂を用いることが好ましい。
また、金属層(A)もしくは、その他の層との密着性を向上させるために、変性ポリオレフィン樹脂層(E)を積層させる方法も好ましく用いられる。ここで、変性ポリオレフィン樹脂とは、ポリオレフィン樹脂の片末端、両末端及び内部の少なくともいずれかに一つ以上の極性基を含有するポリオレフィン樹脂のことを指す。ここで、極性基とは、酸素原子、窒素原子など電気陰性度の大きな原子を含む官能基であり、具体的には、アミド基、カルボキシル基、ヒドロキシル基などの官能基、およびそれら官能基を含む置換基である。
かかる変性ポリオレフィン樹脂としては、不飽和ジカルボン酸による変性、もしくは樹脂の酸化分解により変性されたポリオレフィン樹脂であることが好ましく、不飽和ジカルボン酸により変性された変性ポリオレフィン樹脂がより好ましい。具体的には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、メタロセン触媒を使用して重合したエチレン−α・オレフィン共重合体、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、メチルペンテンポリマー、その他α−オレフィンモノマーからなるランダム共重合体、ブロック共重合体等のポリオレフィン系樹脂を、アクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸、フマル酸等の不飽和ジカルボン酸で変性した変性ポリオレフィン樹脂であることが、ポリエステル層(A層)との層間密着性の点から好ましい。不飽和ジカルボン酸としては、無水マレイン酸が特に好ましく、つまりポリオレフィン樹脂を無水マレイン酸で変性した変性ポリオレフィン樹脂が特に好ましい。
このような不飽和ジカルボン酸による変性ポリオレフィン樹脂としては、例えば、三洋化成製“ユーメックス”、三井化学製“アドマー”、三菱化学製“モディック”、アルケマ製“オレバック”、“ロタダー、東洋化成製“トーヨータック”などの各種樹脂が挙げられる。また、樹脂の酸化分解により変性された変性ポリオレフィン樹脂としては、三洋化成製“ビスコール”、“サンワックス”などが挙げられる。
本発明の積層体は、金属層(A)の少なくとも片側に、ポリエステルフィルム(B)を設けてなる積層体である。本発明の積層体は、成形性の観点から、少なくとも一方向の25℃における破断伸度が10%以上であることが必要である。本発明の積層体が好ましく用いられる、電池外装用構成体、医療包装用構成体は、常温で成形されるため、常温付近すなわち25℃における破断伸度が10%以上とすることで、深絞り成形が可能となる。ここで、25℃における破断伸度とは、任意の一方向に試験長50mmの矩形型に切り出した積層体サンプルを25℃、63%Rhの条件下で、300mm/分のひずみ速度で引張試験を行った際、積層体を構成している少なくとも一つの層が破断したときの伸度を示す。例えば、金属層(A)が破断した場合、ポリエステルフィルム(B)層は破断していなくても、積層体としては破断したとみなす。深絞り成形性の観点から、少なくとも一方向の25℃における破断伸度は20%以上であれば好ましく、深絞り成形性、工業的観点から30%以上100%以下であれば最も好ましい。
本発明の積層体の少なくとも一方向の25℃における破断伸度を10%以上とする方法は特に限定されないが、ポリエステルフィルム(B)の25℃における少なくとも一方向の2%伸長時応力(F2値)、および、5%伸長時応力(F5値)が下記(I)式を満たすことが好ましく、(I)’式を満たせばより好ましく、(I)”式を満たせば最も好ましい。また、少なくとも一方向のF2値およびF5値が下記式を満足することに加え、該方向に直交する方向のF2値およびF5値も下記式を満足することが、特に好ましい。
4≧F5/F2≧2 ・・・(I)
3.5≧F5/F2≧2.5 ・・・(I)’
3≧F5/F2≧2.7 ・・・(I)”。
ここで、F5、F2とは、幅10mm、試験長50mmの矩形型に切り出したフィルムサンプルを25℃、63%Rhの条件下で、300mm/分のひずみ速度で引張試験を行った際の5%伸長時の応力、および、2%伸長時の応力を示し、単位はそれぞれMPaである。
(I)式を満たすということは、変形初期の段階で応力の立ち上がりが非常に大きいことを表している。ポリエステルフィルム(B)がこのような物性を示すことで、金属層(A)の成形追従性が向上し、積層体としての破断伸度が向上し、25℃における破断伸度を10%以上とすることが可能となる。
また、上式を満足させるための手段として、例えば以下に述べる方法を挙げることができる。ポリエステルフィルム(B)としてポリエチレンテレフタレートフィルムを用いる場合は、フィルムの面配向係数を0.165以上0.175以下とすることが好ましい。より好ましくは0.167以上0.172以下である。フィルムの面配向係数を上記範囲内とするための手段として、未延伸フィルムを二軸延伸する手段を挙げることができ、特に延伸時の温度を低くし、かつ、延伸倍率を高くすることが好ましい。ポリエステルフィルム(B)としてポリブチレンテレフタレートフィルムを用いる場合は、フィルムの密度を1.285以上1.350以下とすることが好ましい。より好ましくは1.288以上1.320以下である。フィルムの密度を上記範囲内とするための手段として、未延伸フィルムを50℃以上でアニールする方法、押出時のキャスト温度を50℃以上の高温に設定する方法などを挙げることができる。
さらに、金属層(A)の両面にポリエステルフィルム(B)を設けることで、金属層(A)の成形追従性が向上するため該構成についても好ましく用いられる。
また、樹脂層(D)を有する場合は、少なくとも一方向の25℃における破断伸度を10%以上とする方法として、樹脂層(D)のヤング率が1.5GPa以上とする方法も好ましい。
また、本発明の積層体は、均一成形性の観点から少なくとも一方向および、該方向に直交する方向の25℃における破断伸度がいずれも10%以上であることが好ましい。本発明の積層体は任意の一方向のみの破断伸度が10%以上であれば、優れた成形性を示すが、任意の一方向および、該方向に直交する方向の25℃における破断伸度がいずれも10%以上であれば、均一に成形が可能となり、より深絞り成形が可能となる。より好ましくは、少なくとも一方向および、該方向に直交する方向の25℃における破断伸度がいずれも20%以上であり、30%以上であれば最も好ましい。さらに均一成形性を向上させるためには、任意の一方向と該方向に直交する方向の25℃における破断伸度の差の絶対値が5%以下であることが好ましい。
本発明の積層体の少なくとも一方向および、該方向に直交する方向の25℃における破断伸度をいずれも10%以上とする方法、さらには任意の一方向と該方向に直交する方向の25℃における破断伸度の差の絶対値を5%以下とする方法としては、ポリエステルフィルム(B)の少なくとも一方向および、該方向に直交する方向の2%伸長時応力(F2値)、および、5%伸長時応力(F5値)が(I)式を満たすことが好ましい。
本発明の積層体は、成形性、強度、耐久性の観点から金属層(A)とポリエステルフィルム(B)との間の剥離強度が2N/15mm以上であることが必要である。より好ましくは2.5N/15mm、最も好ましくは3N/15mmである。金属層(A)とポリエステルフィルム(B)との間の剥離強度が2N/15mm未満であると、成形時に金属層(A)とポリエステルフィルム(B)が剥離し、金属層(A)にクラックが発生するなど、十分な成形性が得られない場合がある。さらに、成形後の積層体を、例えば高温環境下などに保管する場合、金属層(A)とポリエステルフィルム(B)が剥離することがあるため、電池外装用、医薬包装用途などに適用する場合好ましくない。
ここで金属層(A)と、ポリエステルフィルム(B)との剥離強度とは、金属層(A)とポリエステルフィルム(B)界面で強制的に剥離を発生させ、その後、引張試験で剥離時にかかる荷重を測定した際の値を示す。具体的には、積層体サンプルを15mm幅に切り出し、速度300mm/分で180°ピール試験を行い、伸びが50%〜100%の荷重の平均値を剥離強度とする。
なお本発明の積層体は、金属層(A)とポリエステルフィルム(B)が、接着層および/または樹脂層(C)により接着されているため、金属層(A)とポリエステルフィルム(B)がデラミネーション(剥離)するケースとしては、金属層(A)と接着層との間でデラミネーション(剥離)するケース、接着層と樹脂層(C)との間でデラミネーション(剥離)するケース、樹脂層(C)とポリエステルフィルム(B)の間でデラミネーション(剥離)するケースがある。本発明でいう金属層(A)とポリエステルフィルム(B)と間の剥離強度とは、上記のいずれのケースにおいても、金属層(A)とポリエステルフィルム(B)との剥離とみなして、金属層(A)とポリエステルフィルム(B)との間の剥離強度を求める。
本発明において、金属層(A)と、ポリエステルフィルム(B)との剥離強度が2N/15mm以上とする方法としては、ポリエステルフィルム(B)の少なくとも片面のジヨードメタン接触角を22°以上とする方法、金属層(A)の表面を化成処理する方法、および、金属層(A)とポリエステルフィルム(B)との間に接着層を設ける方法などが挙げられるが、最も好ましい構成としては、金属層(A)化成処理面/接着層/ポリエステルフィルム(B)の積層構成であり、かつポリエステルフィルムの金属層側表面のジヨードメタン接触角22°以上である。
本発明の積層体は、取扱性の観点から200℃、10分間熱処理後のカール高さが0mm以上10mm以下であることが好ましい。200℃、10分間熱処理後のカール高さを0mm以上、10mm以下とすることで、ヒートシール時などの加熱処理時に積層体のカールが抑制されるため、取扱性が向上する。より好ましいカール高さは、0mm以上8mm以下であり、0mm以上5mm以下であれば最も好ましい。ここで、200℃、10分間熱処理後のカール高さの測定方法は、積層体を任意の一方向に100mm、該方向に直交する方向に100mmの大きさに切り出し、サンプルとし、200℃の熱風循環式オーブンで10分間放置して熱処理を行った後、ガラス板上に置き、ガラス板面から垂直方向での4隅の浮き上がり量を測定し、最大の高さをカール高さとした。
本発明の積層体の200℃、10分間熱処理後のカール高さが0mm以上10mm以下とする方法としては、ポリエステルフィルム(B)の200℃における熱収縮率を長手方向、幅方向ともに−5〜5%、好ましくは−3〜3%とする方法、金属層(A)の両面にポリエステルフィルム(B)を設ける方法などが挙げられる。本発明におけるポリエステルフィルム(B)は、積層体の成形性の観点から、フィルムの面配向係数を0.165以上0.175以下とすることが好ましいが、面配向係数を上記した範囲とし、かつ200℃における熱収縮率を長手方向、幅方向ともに−5〜5%とするためには、オフラインアニールを適用することが好ましい。すなわち、一度巻き取ったポリエステルフィルムに、再び熱処理を施す方法である。
本発明の積層体は、防湿性の観点から、ポリエステルフィルム(B)を用いる。ポリエステルフィルムはポリアミドフィルムに比べて吸湿性が低いため、高湿環境下に保管する場合においても積層体が変形しにくくなるため、本発明で用いられる。
本発明の積層体は、金属層(A)の少なくとも片側に、ポリエステルフィルム(B)を設けられてなる積層体であるが、好ましい積層構成として、金属層(A)の一方の片側にポリエステルフィルム(B)が設けられてなり、金属層(A)のもう一方の面に樹脂層(D)が設けられてなる構成が挙げられ、取り扱い性の観点から、一方の最外層にポリエステルフィルム(B)が位置し、もう一方の最外層に樹脂(D)が位置することが好ましい。該構成としては、下記に示すような構成が考えられるが、これらに限定されるものではない。
(1)ポリエステルフィルム(B)/接着層/金属層(A)/樹脂層(D)
(2)ポリエステルフィルム(B)/接着層/金属層(A)/接着層/樹脂層(D)
(3)ポリエステルフィルム(B)/接着層/金属層(A)/接着層/ポリエステルフィルム(B)/接着層/樹脂層(D)
(4)ポリエステルフィルム(B)/接着層/金属層(A)/変性ポリオレフィン層(E)/樹脂層(D)
(5)ポリエステルフィルム(B)/接着層/金属層(A)/接着層/ポリエステルフィルム(B)/変性ポリオレフィン層(E)/樹脂層(D)
(6)ポリエステルフィルム(B)/接着層/金属層(A)/接着層/ポリエステルフィルム(B)/接着層/変性ポリオレフィン層(E)/樹脂層(D)
(7)ポリエステルフィルム(B)/樹脂層(C)/接着層/金属層(A)/樹脂層(D)
(8)ポリエステルフィルム(B)/樹脂層(C)/接着層/金属層(A)/接着層/ポリエステルフィルム(B)/接着層/樹脂層(D)
(9)ポリエステルフィルム(B)/樹脂層(C)/接着層/金属層(A)/接着層/樹脂層(D)
(10)ポリエステルフィルム(B)/樹脂層(C)/接着層/金属層(A)/接着層/ポリエステルフィルム(B)/接着層/樹脂層(D)
(11)ポリエステルフィルム(B)/樹脂層(C)/接着層/金属層(A)/変性ポリオレフィン層(E)/樹脂層(D)
(12)ポリエステルフィルム(B)/樹脂層(C)/接着層/金属層(A)/接着層/ポリエステルフィルム(B)/接着層/変性ポリオレフィン層(E)/樹脂層(D)
(13)ポリエステルフィルム(B)/樹脂層(C)/接着層/金属層(A)/接着層/ポリエステルフィルム(B)/変性ポリオレフィン層(E)/樹脂層(D)。
本発明の積層体は、耐ピンホール性、巻取性を両立させるために、一方の最外層にポリエステルフィルム(B)が位置し、該表面の中心線平均粗さ(SRaB)が10〜50nmであり、もう一方の最外層に樹脂(D)が位置し、該表面の最大高さ(SRmaxD)が800nm以上であることが好ましい。最外層にポリエステルフィルム(B)が位置し、該表面の中心線平均粗さ(SRaB)を10〜50nmとすることで、耐ピンホール性を損なうことなく、巻取性に必要な滑り性も両立することができる。本発明における巻取性とは、積層体をロール状に巻取る際に、
シワ、ツブ欠点などが発生せずに、良好な巻き姿が得られる特性である。
一方の最外層のポリエステルフィルム(B)表面の中心線平均粗さ(SRaB)が10nm未満であれば、滑り性が不充分で巻取性が低下してしまう。一方、中心線平均粗さを50nmよりも大きくしようとすると、ポリエステルフィルム中に粒子を多く添加する必要があり、粒子を起点としてピンホールが発生しやすくなる。最外層のポリエステルフィルム(B)表面の中心線平均粗さは、10〜40nmであればより好ましく、15〜30nmであれば最も好ましい。
もう一方の最外層の樹脂(D)表面の最大高さ(SRmaxD)が800nm未満であれば、滑り性が十分に確保できず、巻取性が低下してしまう。最外層の樹脂(D)表面の最大高さ(SmaxD)は、900nm以上であればさらに好ましく、1000nm以上であれば最も好ましい。また、長尺ロールとして巻取る際の巻き姿の観点から5000nm以下であることが好ましい。
本発明において、最外層のポリエステルフィルム表面の中心線平均粗さ(SRaB)を10nm〜50nmとする方法は特に限定されないが、使用するポリエステルフィルム(B)の少なくとも片面の中心線平均粗さ(SRaB)を8nm〜40nmとする方法が好ましく用いられる。ポリエステルフィルム(B)の少なくとも片面の中心線平均粗さ(SRaB)を8nm〜40nmとする方法としては、例えば、平均粒子径0.1〜3μmの粒子を0.01〜0.1質量%含む層を有することが好ましい。ポリエステルフィルム(B)が単層の場合は、ポリエステルフィルム(B)中に平均粒子径0.1〜3μmの粒子を0.01〜0.1質量%含有することが好ましい。また、ポリエステルフィルム(B)が2層の場合は、少なくとも一つの層に平均粒子径0.1〜3μmの粒子を0.01〜0.1質量%含有することが好ましく、粒子を含有している層を積層体の最表面に配置することが好ましい。また、ポリエステルフィルムが3層以上の場合は、少なくとも一方の表層に平均粒子径0.1〜3μmの粒子を0.01〜0.1質量%含有させることが好ましく、粒子を含有している層を積層体の最表面に配置することが好ましい。
また、もう一方の最外層の樹脂層(D)表面の最大高さ(SRmaxD)を800nm以上とする方法は特に限定されないが、使用する樹脂層(D)の少なくとも片面の最大高さ(SRmaxD)を1000nm以上、好ましくは1500nm以上とすることが好ましい。樹脂層(D)の少なくとも片面の最大高さ(SRmaxD)を1000nm以上とする方法としては、例えば、樹脂層(D)表面にエンボスロールにて最大高さ1000nm以上の形状を転写させる方法、樹脂層(D)を製膜する際に、ニップロール、カレンダーロール等にて最大高さ1000nm以上の形状を転写させる方法が挙げられる。
なお、中心線平均粗さとは、粗さ曲線を中心線から折り返し、その粗さ曲線と中心線によって得られた面積を測定長さLで割った値であり、最大高さは、粗さ曲線の測定長さ内における最大の山と最深の谷の距離のことをさす。
本発明の積層体は、電池外装用途に用いられることが好ましい。電池外装には、電池性能維持のために、水蒸気の進入を防ぐ水蒸気バリア性、電解液で膨潤しない耐電解液性、高容量化へのニーズに対応する深絞成形性が求められる。
本発明の積層体は、厚みが10μm以上100μm以下である金属層(A)を有していることから、水蒸気バリア性に優れており、さらに、金属層(A)の少なくとも片面に耐電解液性に優れるポリエステルフィルム(B)を設けられており、少なくとも一方向の25℃における破断伸度が10%以上と高伸度を示すことから、深絞成形性にも対応が可能である。このため、電池外装用途へ適用することで、非常に優れた電池外装成形体を得ることが可能である。
また、本発明の積層体は、医療包装用途に用いられることも好ましい。医療包装は、内容物の劣化を防ぐために、ガスバリア性、水蒸気バリア性が必要であり、印刷を施す仕様に対応できるように印刷適性が求められる。さらに、様々な形状な内容物に対応できるような深絞成形性へのニーズが高まっている。
本発明の積層体は、厚みが10μm以上100μm以下である金属層(A)を有していることから、ガスバリア性、水蒸気バリア性に優れており、さらに、金属層(A)の少なくとも片面に印刷適性に優れるポリエステルフィルム(B)を設けられており、少なくとも一方向の25℃における破断伸度が10%以上と高伸度を示すことから、深絞成形性にも対応が可能である。このため、医療包装用途へ適用することで、非常に優れた医療包装成形体を得ることが可能である。
[特性の測定方法]
積層体等の特性の測定方法は以下のとおりである。
(1)各層の厚み
積層体をエポキシ樹脂に包埋し、積層体断面をミクロトームで切り出す。該断面を透過型電子顕微鏡(日立製作所製TEM H7100)で5000倍の倍率で観察し、各層の厚みを求める。
(2)ポリエステルの組成
ポリエステル樹脂またはポリエステルフィルムをヘキサフルオロイソプロパノール(HFIP)に溶解し、H−NMRおよび13C−NMRを用いて各モノマー残基や副生ジエチレングリコールについて含有量を定量する。
(3)ポリエステルフィルム(B)のF5/F2
25℃、63%Rhの条件下で、ポリエステルフィルム(B)を任意の一方向および、該方向に直交する方向に長さ150mm×幅10mmの矩形に切り出し、サンプルとする。引張試験機(オリエンテック製テンシロンUCT−100)を用いてクロスヘッドスピード300mm/分、幅10mm、試験長(チャック間距離)50mmとしてポリエステルフィルム(B)の任意の一方向、および該方向に直交する方向ついて、引張試験を行い、5%伸長時の応力をF5、2%伸長時の応力をF2とする。各測定はそれぞれ5回ずつ行い、その平均を用いる。任意の一方向のF5およびF2をF5a、F2aとし、該方向に直交する方向のF5およびF2をF5b、F2bとする。
(5)ポリエステルフィルム(B)の200℃における熱収縮率
ポリエステルフィルム(B)を任意の一方向および、該方向に直交する方向にそれぞれ長さ150mm×幅10mmの矩形に切り出し、サンプルとする。サンプルに100mmの間隔で標線を描き、3gの錘を吊して200℃に加熱した熱風オーブン内に10分間設置し加熱処理を行う。熱処理後の標線間距離を測定し、加熱前後の標線間距離の変化から下記式により熱収縮率を算出する。測定は各フィルムとも任意の一方向および、該方向に直交する方向に5サンプル実施して平均値で評価を行う。
熱収縮率(%)={(加熱処理前の標線間距離)−(加熱処理後の標線間距離)}/(加熱処理前の標線間距離)×100。
任意の一方向の熱収縮率を熱収縮率aとし、該方向に直交する方向の熱収縮率を熱収縮率bとする。
(6)ポリエステルフィルム(B)の密度
25℃に保たれた臭化ナトリウム水溶液から作製された密度勾配管を用いて、25℃にてポリエステルフィルム(B)を12時間含浸させ、その到達位置によって密度を測定する。なお、各水準とも3サンプルずつ含浸させ、その平均値を採用する。
(7)ポリエステルフィルム(B)および樹脂層(C)の接触角
25℃、63%Rhの条件下で、ジヨードメタンを測定液として使用し、接触角計(協和界面科学(株)製CA−D型)を用いてポリエステルフィルム(B)の表面に対する静的接触角を求める。測定は5回行い、その平均接触角(θ)を採用する。ポリエステルフィルム(B)表面にコロナ放電処理を施している場合は、コロナ放電処理の処理面について接触角の測定を行った。ポリエステルフィルム(B)表面に樹脂層(C)をコーティングしている場合は、樹脂層(C)の表面について同様の測定を行った。
(8)ヤング率
25℃、63%Rhの条件下で、樹脂層(D)を任意の一方向および、該方向に直交する方向に長さ150mm×幅10mmの矩形に切り出しサンプルとする。引張試験機(オリエンテック製テンシロンUCT−100)を用いてクロスヘッドスピード300mm/分、幅10mm、試料長(チャック間距離)50mmとして、樹脂層(D)の任意の一方向および、該方向に直交する方向について、引張試験を行い、伸度−応力曲線を得る。得られた曲線において、伸度1%以内の最大傾斜の接線の1次式よりヤング率を求める。測定は、任意の一方向および、該方向に直交する方向ともに5回行い、その平均値を樹脂層(D)のヤング率とする。
(9)積層体の破断伸度
25℃、63%Rhの条件下で、積層体を任意の一方向および該方向に直交する方向に、長さ150mm×幅10mmの矩形に切り出しサンプルとする。引張試験機(オリエンテック製テンシロンUCT−100)を用いてクロスヘッドスピード300mm/分、幅10mm、試験長(チャック間距離)50mmとして引張試験を行い、任意の一方向の破断伸度を破断伸度a、該方向に直交する方向を破断伸度bとする。各測定はそれぞれ5回ずつ行い、その平均を用いる。
また、破断伸度aの平均値と破断伸度bの平均値との差の絶対値を求める。
(10)カール高さ
積層体を任意の一方向に100mm、該方向に直交する方向に100mmの大きさに切り出し、サンプルとする。該サンプルを200℃の熱風循環式オーブンで10分間放置して熱処理を行った後、ガラス板上に置き、ガラス板面から垂直方向での4隅の浮き上がり量を測定し、最大の高さをカール高さとする。
(11)金属層(A)とポリエステルフィルム(B)との間の剥離強度
積層体を長さ150mm×幅15mmの短冊状に切断して、金属層(A)とポリエステルフィルム(B)間で強制的に剥離し、金属層(A)が直線状態になり、ポリエステルフィルム(B)が鋭角に折り曲げられた状態になるように把持し、180゜剥離試験を引張試験機(オリエンテック製テンシロンUCT−100)を用いて、25℃、50%RH雰囲気下において剥離速度300mm/分で引っ張り、剥離強度の測定を行う。測定長50%から100%の間での強度の平均値を剥離強度とする。
(12)ポリエステルフィルム(B)の面配向係数
ナトリウムD線(波長589nm)を光源として、アッベ屈折計を用いて、フィルムの任意の一方向の屈折率(n)、該方向に直交する方向の屈折率(n)、厚み方向の屈折率(nZD)を測定し、下記式から面配向係数(fn)を算出した。
fn=(n+n)/2−nZD
(13)中心線平均粗さSRaB、最大高さSRmaxD
本発明の積層体を、長さ400mm×幅方向35mmの寸法に切り出し、測定サンプルとした。該サンプルの表裏両最外層について、3次元粗さ計SE−3AK(小坂研究所製)を用いて、Y軸ピッチ間隔5μm、X軸走査距離0.5mm、走査速度0.1mm/sの条件で測定を行い、中心線平均粗さ、最大高さを求めた。
以下に本発明の積層体の具体的製造例を記載する。
金属層(A)、ポリエステルフィルム(B)、樹脂層(C)、樹脂層(D)、変性オレフィン層(E)として、下記のものを用いた。
(1)金属層(A)I
40μm アルミニウム(AL−I)。
(2)金属層(A)II
30μm アルミニウム(AL−II)。
(3)金属層(A)III
120μm アルミニウム(AL−III)。
なお、AL−I、AL−II、AL−IIIはいずれも アルミニウム含有率99%、含有鉄分1%のアルミニウム/鉄合金を用いた。
(4)ポリエステルフィルム(B)I
25μm ポリエチレンテレフタレートフィルム(PET−I)。
任意の一方向 F5a/F2a=2.5
任意の一方向に直交する方向 F5b/F2b=2.6
200℃熱収縮率(MD/TD)=2.1%/1.4%
面配向係数:0.167
中心線平均粗さ(SRaB):17nm。
(5)ポリエステルフィルム(B)II
25μm ポリエチレンテレフタレートフィルム(PET−II)。
任意の一方向 F5a/F2a=2.7
任意の一方向に直交する方向 F5b/F2b=2.8
200℃熱収縮率(MD/TD)=5.3%/5.2%
面配向係数:0.169
中心線平均粗さ(SRaB):18nm。
(6)ポリエステルフィルム(B)III
25μm ポリエチレンテレフタレートフィルム(PET−III)。
任意の一方向 F5b/F2b=3.1
任意の一方向に直交する方向 F5b/F2b=3.1
200℃熱収縮率(MD/TD)=3.1%/2.4%
面配向係数:0.171
中心線平均粗さ(SRaB):19nm。
(7)ポリエステルフィルム(B)IV
25μm ポリエチレンテレフタレートフィルム(PET−IV)。
任意の一方向 F5a/F2a=2.2
任意の一方向に直交する方向 F5b/F2b=2.3
200℃熱収縮率(MD/TD)=1.7%/1.0%
面配向係数:0.165
中心線平均粗さ(SRaB):18nm。
(8)ポリエステルフィルム(B)V
25μm ポリエチレンテレフタレートフィルム(PET−V)。
任意の一方向 F5a/F2a=1.9
任意の一方向に直交する方向 F5a/F2a=1.9
200℃熱収縮率(MD/TD)=1.5%/0.8%
面配向係数:0.162
中心線平均粗さ(SRaB):17nm。
(9)ポリエステルフィルム(B)VI
25μm ポリブチレンテレフタレートフィルム(PBT−VI)。
任意の一方向 F5a/F2a=2.2
任意の一方向に直交する方向 F5a/F2a=2.3
200℃熱収縮率(MD/TD)=0.5%/−0.2%
密度:1.289
中心線平均粗さ(SRaB):12nm。
(10)ポリエステルフィルム(B)VII
30μm ポリブチレンテレフタレートフィルム(PBT−VII)。
任意の一方向 F5a/F2a=2.3
任意の一方向に直交する方向 F5a/F2a=1.5
200℃熱収縮率(MD/TD)=0.4%/−0.4%
密度:1.287
中心線平均粗さ(SRaB):12nm。
(11)ポリエステルフィルム(B)VIII
25μm ポリブチレンテレフタレートフィルム(PBT−VIII)。
任意の一方向 F5a/F2a=1.8
任意の一方向に直交する方向 F5a/F2a=1.5
200℃熱収縮率(MD/TD)=2.1%/−2.3%
密度:1.283
中心線平均粗さ(SRaB):13nm。
(12)ポリエステルフィルム(B)IX
20μm ポリエチレンテレフタレートフィルム(PET−IX)。
任意の一方向 F5b/F2b=3.1
任意の一方向に直交する方向 F5b/F2b=3.1
200℃熱収縮率(MD/TD)=3.1%/2.4%
面配向係数:0.171
中心線平均粗さ(SRaB):19nm。
(13)ポリエステルフィルム(B)X
30μm ポリエチレンテレフタレートフィルム(PET−X)。
任意の一方向 F5b/F2b=3.1
任意の一方向に直交する方向 F5b/F2b=3.1
200℃熱収縮率(MD/TD)=3.1%/2.4%
面配向係数:0.171
中心線平均粗さ(SRaB):19nm。
(14)ポリエステルフィルム(B)XI
25μm ポリエチレンテレフタレートフィルム(PET−XI)。
任意の一方向 F5b/F2b=3.1
任意の一方向に直交する方向 F5b/F2b=3.1
200℃熱収縮率(MD/TD)=3.1%/2.4%
面配向係数:0.171
中心線平均粗さ(SRaB):25nm。
(15)ポリエステルフィルム(B)XII
25μm ポリエチレンテレフタレートフィルム(PET−XII)。
任意の一方向 F5b/F2b=3.1
任意の一方向に直交する方向 F5b/F2b=3.1
200℃熱収縮率(MD/TD)=3.1%/2.4%
面配向係数:0.171
中心線平均粗さ(SRaB):36nm。
(16)ポリエステルフィルム(B)XIII
25μm ポリエチレンテレフタレートフィルム(PET−XIII)。
任意の一方向 F5b/F2b=3.1
任意の一方向に直交する方向 F5b/F2b=3.1
200℃熱収縮率(MD/TD)=3.1%/2.4%
面配向係数:0.171
中心線平均粗さ(SRaB):8nm。
(17)ポリエステルフィルム(B)XIV
25μm ポリエチレンテレフタレートフィルム(PET−XIV)。
任意の一方向 F5b/F2b=3.1
任意の一方向に直交する方向 F5b/F2b=3.1
200℃熱収縮率(MD/TD)=3.1%/2.4%
面配向係数:0.171
中心線平均粗さ(SRaB):6nm。
(18)樹脂層(C)I
0.2μm テレフタル酸、イソフタル酸、5−ナトリウムスルホイソフタル酸、エチレングリコール、ジエチレングリコールからなるポリエステル樹脂(易接着−I)。
(19)樹脂層(C)II
0.3μm メチルメタクリレート、エチルアクリレート、アクリル酸、N − メチロールアクリルアミドからなるアクリル樹脂(易接着−II)。
(20)樹脂層(C)III
0.3μm テレフタル酸、イソフタル酸、5−ナトリウムスルホイソフタル酸、エチレングリコール、ジエチレングリコールからなるポリエステル樹脂+ウレタン樹脂( 三井武田ケミカル( 株)製“ タケラック”)(易接着−III)。
(21)樹脂層(D)I
40μm ポリプロピレンフィルム(PP−I)
ヤング率 1.8GPa。
最大高さ(SRmaxD):1874nm
(22)樹脂層(D)II
80μm ポリプロピレンフィルム(PP−II)
ヤング率 1.8GPa。
最大高さ(SRmaxD):1769nm
(23)樹脂(D)III
40μm ポリプロピレンフィルム(PP−III)
ヤング率 1.8GPa。
最大高さ(SRmaxD):1251nm
(24)樹脂(D)IV
40μm ポリプロピレンフィルム(PP−IV)
ヤング率 1.8GPa。
最大高さ(SRmaxD):1124nm
(25)樹脂(D)V
40μm ポリ塩化ビニルフィルム(PP−V)
ヤング率 1.8GPa。
最大高さ(SRmaxD):810nm
(26)樹脂(D)VI
40μm ポリ塩化ビニルフィルム(PVC−VI)
ヤング率 2.4GPa。
最大高さ(SRmaxD):1020nm
(27)変性ポリオレフィン層(E)I
5μm マレイン酸変性ポリプロピレン(変性PP)。

また、以下に述べる実施例や比較例にて得られた積層体について、以下の方法にて評価した。
(1)成形性
積層体を、200mm×200mmの大きさに切り出し、150mm×150mmの矩形状の雄型(R:2mm)とこの雄型とのクリアランスが0.5mmの雌型(R:2mm)からなる金型を用いて、雌型側にポリエステルフィルム(B)がくるように積層体をセットし、プレス成形(加圧:0.1MPa)を行った。雄型のプレス押込み高さを、5mmから1mmずつ上げていき、10mm高さまでテストを実施し、下記の基準で評価を行った。
◎:10mmで成形できた(破損なし)
○:7mm以上10mm未満で破損が発生
△:5mm以上7mm未満で破損が発生
×:5mmで破損が発生。
(2)ヒートシール後のカール性
積層体を2体準備し、1体を上記の成形性評価と同様にして、積層体のプレス成形を行う。得られた成形体と、残りの積層体について、それぞれの樹脂層(D)側を重ね、ラミネーターを用いて加熱圧着(200℃、0.3MPa、2m/min)させる。このとき、成形を施した側の積層体は、成形されていない部分を残りの積層体に加熱圧着し、成形体の成形が立ち上がる端部がシールされるように行う。シール後の成形体において、水平なガラス台に置いた後のカール性について、下記の基準で評価を行う。
◎:浮き上がり高さが10mm未満であるもの
○:浮き上がり高さが10mm以上20mm未満であるもの
△:浮き上がり高さが20mm以上30mm未満であるもの
×:浮き上がり高さが30mm以上であるもの。
(3)耐ピンホール性
成形性評価で破損せずに成形できた高さ(例えば、成形高さ7mmまで成形できて、成形高さ8mmで破損が発生した場合は、成形高さ7mmを採用)において、成形テストを30回実施し、各成形体について暗室にて、フナテック製透過光検査ランプを用いて、ピンホールの発生状況を目視にて判定し、成形体30個中、ピンホールが発生していた成形体の個数をカウントした。
(4)巻取性
各実施例に記載されている金属層(A)、ポリエステルフィルム(B)/ポリエステルフィルム(C)、樹脂層(D)、変性ポリオレフィン層(E)をそれぞれ、400mm幅、200m長(3インチ、550mm長コア巻)準備し、下記条件にて、実施例に記載されている構成にラミネートし、3インチ、550mm長コアに巻取った。
巻出張力:180N/m、巻取張力:120N/m
押圧:0.9MPa、速度:20m/min
巻き姿を下記の基準で評価を行った。
◎:巻き姿が非常に良好だった。
○:核なしツブ欠点が、わずかにみられたが、巻き姿は良好だった。
△:核なしツブ欠点がみられたが、実用上問題ないレベルであった。
×:平面性が酷く、ブロッキングが発生していた。
(5)耐デラミネーション性
(2)ヒートシール後のカール性を評価した際、金属層(A)と、ポリエステルフィルム(B)間でのデラミネーションの発生有無を目視で確認し、下記の通り評価を行った。
○:金属層(A)/ポリエステルフィルム(B)間でデラミネーションは発生しなかった。
×:金属層(A)/ポリエステルフィルム(B)間でデラミネーションが発生した。
なお、金属層(A)とポリエステルフィルム(B)は、接着層および/または樹脂層(C)により接着されており、金属層(A)と接着層との間でデラミネーションするケース、接着層と樹脂層(C)との間でデラミネーションするケース、樹脂層(C)とポリエステルフィルム(B)の間でデラミネーションするケースがあるが、本発明では、上記のいずれのケースにおいても、金属層(A)とポリエステルフィルム(B)とのデラミネーションとみなす。

(実施例1)
金属層(A)としてAL−Iを、ポリエステルフィルム(B)としてPET−IVを、樹脂層(D)としてPP−Iを、変性ポリオレフィン層(E)として変性PPを使用し、以下に述べる方法にてPET−IV/接着層/AL−I/変性PP/PP−Iの積層構成を有する積層体を得た。
まず、AL−Iの両面に化成処理としてリン酸クロメート処理を行った。次に、PET−IVの片面にコロナ放電処理(E値=40W・分/m)を行い、コロナ処理面にウレタン系の接着剤(東洋モートン社製、AD−502、CAT10L、酢酸エチルを15:1.5:25(質量比))を塗布し、リン酸クロメート処理を行ったAL−Iをドライラミネートにより積層した。さらに、PP−IとPP−IIIの共押出した2層共押出しフィルムを、PP−IIIがAL−I側に位置するようにし、ラミネーターを用いて加熱圧着(120℃、0.3MPa、2m/min)させることで積層させ、積層体を得た。
(実施例2)
ポリエステルフィルム(B)としてPET−Iを使用した以外は、実施例1と同様にして、PET−I/接着層/AL−I/変性PP/PP−I構成の積層体を得た。
(実施例3)
ポリエステルフィルム(B)としてPET−IIIを使用した以外は、実施例1と同様にして、PET−III/接着層/AL−I/変性PP/PP−I構成の積層体を得た。
(実施例4)
ポリエステルフィルム(B)として、PBT−VIを使用した以外は、実施例1と同様にして、PBT−VI/接着層/AL−I/変性PP/PP−I構成の積層体を得た。
(実施例5)
ポリエステルフィルム(B)としてPBT−VIIを使用した以外は、実施例1と同様にして、PBT−VII/接着層/AL−I/変性PP/PP−I構成の積層体を得た。
(実施例6)
ポリエステルフィルム(B)として、PET−IIを使用した以外は、実施例1と同様にして、PET−II/接着層/AL−I/変性PP/PP−I構成の積層体を得た。
(実施例7)
金属層(A)としてAL−Iを、ポリエステルフィルム(B)としてPET−IIIを、樹脂層(C)として易接着−Iを、樹脂層(D)としてPP−Iを、変性ポリオレフィン層(E)としてPP−IIIを使用し、以下に述べる方法にてPET−III/易接着−I/接着層/AL−I/変性PP/PP−Iの積層構成を有する積層体を得た。
まず、AL−Iの両面に化成処理としてリン酸クロメート処理を行った。次に、PET−IIIの片面に易接着−Iをコーティングにより積層し、易接着−I面にウレタン系の接着剤(東洋モートン社製、AD−502、CAT10L、酢酸エチルを15:1.5:25(質量比))を塗布し、リン酸クロメート処理を行ったAL−Iをドライラミネートにより積層した。さらに、PP−Iと変性PPの共押出した2層共押出しフィルムを、変性PPがAL−I側に位置するようにし、ラミネーターを用いて加熱圧着(120℃、0.3MPa、2m/min)させることで積層させ、積層体を得た。
(実施例8)
樹脂層(C)として易接着−IIを使用した以外は、実施例7と同様にして、PET−III/易接着−II/接着層/AL−I/変性PP/PP−I構成の積層体を得た。
(実施例9)
樹脂層(C)として、易接着−IIIを使用した以外は、実施例7と同様にして、PET−III/易接着−I/接着層/AL−I/変性PP/PP−I構成の積層体を得た。
(比較例4)
樹脂層(C)をコーティングしなかった以外は、実施例7と同様にして、PET−III/接着層/AL−I/変性PP/PP−I構成の積層体を得た。得られた積層体は、コロナ処理を施していないため、PET−IIIとAL−Iとの密着性が低く、破断伸度が低下傾向となった。
(実施例11)
金属層(A)の化成処理をベーマイト処理とした以外は、実施例2と同様にして、PET−I//接着層/AL−I/変性PP/PP−I構成の積層体を得た。
(実施例12)
金属層(A)として、AL−IIを使用した以外は、実施例11と同様にして、PET−I/接着層/AL−II/変性PP/PP−I構成の積層体を得た。
(実施例13)
金属層(A)としてAL−Iを、ポリエステルフィルム(B)としてPETIIIを、樹脂層(D)としてPP−Iを使用し、以下に述べる方法にてPET−III/接着層/AL−I/接着層/PP−Iの積層構成を有する積層体を得た。
まず、AL−Iの両面に化成処理としてリン酸クロメート処理を行った。次に、PET−IIIの片面にコロナ放電処理(E値=40W・分/m)を行い、コロナ処理面にウレタン系の接着剤(東洋モートン社製、AD−502、CAT10L、酢酸エチルを15:1.5:25(質量比))を塗布し、リン酸クロメート処理を行ったAL−Iをドライラミネートにより積層した。さらに、PP−Iフィルムの片面にコロナ放電処理(E値=40W・分/m)を行い、コロナ処理面にウレタン系の接着剤(東洋モートン社製、AD−502、CAT10L、酢酸エチルを15:1.5:25(質量比))を塗布し、コロナ処理面がAL−I側に位置するようにし、ドライラミネートにより積層させ、積層体を得た。
(実施例14)
金属層(A)としてAL−Iを、ポリエステルフィルム(B)としてPET−IIIを、樹脂層(D)としてPP−Iを使用し、以下に述べる方法にてPET−III/接着層/AL−I/接着層/PET−III/接着層/PP−Iの積層構成を有する積層体を得た。
まず、AL−Iの両面に化成処理として、リン酸クロメート処理を行った。次に、PET−IIの両面にコロナ放電処理(E値=40W・分/m)を行い、コロナ処理面にウレタン系の接着剤(東洋モートン社製、AD−502、CAT10L、酢酸エチルを15:1.5:25(質量比))を塗布し、リン酸クロメート処理を行ったAL−Iをドライラミネートにより積層し、PET−III/接着層/AL−Iを得た。さらに、PET−IIIの両面にコロナ放電処理(E値=40W・分/m)を行い、ウレタン系の接着剤(東洋モートン社製、AD−502、CAT10L、酢酸エチルを15:1.5:25(質量比))を塗布し、PETIII/接着層/AL−IのAL−I面とドライラミネートし、PET−III/接着層/AL−I/接着層/PET−IIIを得た。さらに、PP−Iフィルムの片面にコロナ放電処理(E値=40W・分/m)を行い、コロナ処理面にウレタン系の接着剤(東洋モートン社製、AD−502、CAT10L、酢酸エチルを15:1.5:25(質量比))を塗布し、コロナ処理面がPET−III側に位置するようにし、PET−III/接着層/AL−I/接着層/PET−III/接着層/PP−Iの構成の積層体を得た。
(実施例15)
樹脂層(D)をPP−IIとした以外は、実施例11と同様にして、PET−I/接着層/AL−I/変性PP/PP−II構成の積層体を得た。
(実施例16)
金属層(A)の化成処理を行わなかった以外は、実施例15と同様にして、PET−I/接着層/AL−I/変性PP/PP−II構成の積層体を得た。
(実施例17)
ポリエステルフィルム(B)として、PET−IXを使用した以外は、実施例3と同様にして、PET−IX/接着層/AL−I/変性PP/PP−I構成の積層体を得た。
(実施例18)
ポリエステルフィルム(B)として、PET−Xを使用した以外は、実施例3と同様にして、PET−X/接着層/AL−I/変性PP/PP−I構成の積層体を得た。
(実施例19)
ポリエステルフィルム(B)として、PET−XIを使用した以外は、実施例3と同様にして、PET−XI/接着層/AL−I/変性PP/PP−I構成の積層体を得た。
(実施例20)
ポリエステルフィルム(B)として、PET−XIIを使用した以外は、実施例3と同様にして、PET−XII/接着層/AL−I/変性PP/PP−I構成の積層体を得た。
(実施例21)
ポリエステルフィルム(B)として、PET−XIII、樹脂層(D)として、PP−IIIを使用した以外は、実施例3と同様にして、PET−IX/接着層/AL−I/変性PP/PP−III構成の積層体を得た。
(実施例22)
ポリエステルフィルム(B)として、PET−XIV、樹脂層(D)として、PP−IVを使用した以外は、実施例3と同様にして、PET−XIV/接着層/AL−I/変性PP/PP−IV構成の積層体を得た。
(実施例23)
ポリエステルフィルム(B)として、PET−XIV、樹脂層(D)として、PP−Vを使用した以外は、実施例3と同様にして、PET−XIV/接着層/AL−I/変性PP/PP−V構成の積層体を得た。
(実施例24)
変性オレフィン層(E)を積層せず、樹脂層(D)として、PVC−VIを使用した以外は、実施例3と同様にして、PET−III/接着層/AL−I/接着層/PVC−VI構成の積層体を得た。
(比較例1)
ポリエステルフィルム(B)をPET−Vとした以外は、実施例1と同様にして、PET−V/接着層/AL−I/変性PP/PP−II構成の積層体を得た。
(比較例2)
ポリエステルフィルム(B)をPBT−VIIIとした以外は、実施例1と同様にして、PBT−VIII/接着層/AL−I/変性PP/PP−II構成の積層体を得た。
(比較例3)
金属層(A)をAL−IIIとした以外は、実施例1と同様にして、PET−I/接着層/ALIII/変性PP/PP−II構成の積層体を得た。得られた積層体は金属層の厚みが厚かったため、引張荷重が大きすぎて、引張試験測定時に矩形サンプルを固定するチャックで滑りが生じ、測定ができなかった。
Figure 2013006412
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なお、表中において、「ad」は接着層を表す。
本発明の積層体は、厚みが10μm以上100μm以下である金属層(A)を有していることから、ガスバリア性、水蒸気バリア性に優れており、さらに、金属層(A)の少なくとも片面に、耐溶剤性、印刷適性に優れるポリエステルフィルム(B)を設けられており、少なくとも一方向の25℃における破断伸度が10%以上と高伸度を示すことから、深絞成形性にも対応が可能である。このため、電池外装用途、医療包装用途といった包装用途に好適に使用することができる。

Claims (13)

  1. 金属層(A)の少なくとも片側に、ポリエステルフィルム(B)が設けられてなる積層体であって、
    金属層(A)の厚みが10μm以上100μm以下であり、
    金属層(A)とポリエステルフィルム(B)が接着層および/または樹脂層(C)により接着されており、
    金属層(A)とポリエステルフィルム(B)との間の剥離強度が2N/15mm以上であり、
    かつ少なくとも一方向の25℃における破断伸度が10%以上である積層体。
  2. ポリエステルフィルム(B)の金属層(A)との接触面側のジヨードメタン接触角が22°以上であることを特徴とする請求項1に記載の積層体。
  3. 少なくとも一方向および、該方向に直交する方向の25℃における破断伸度がいずれも10%以上であり、破断伸度の差の絶対値が5%以下である請求項1または2に記載の積層体。
  4. ポリエステルフィルム(B)が、厚さ5μm以上50μm以下である二軸配向ポリエチレンテレフタレートフィルムである請求項1〜3のいずれかに記載の積層体。
  5. ポリエステルフィルム(B)の少なくとも片面に樹脂層(C)が設けられ、
    該樹脂層(C)の厚みが0.01〜3μmであり、
    かつ該樹脂層(C)は、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂およびアクリル系樹脂の群から選ばれる少なくとも1種の樹脂を用いてなる請求項1〜4のいずれかに記載の積層体。
  6. 金属層(A)がアルミニウムを含有する層である請求項1〜5のいずれかに記載の積層体。
  7. 厚さ20μm以上100μm以下の樹脂層(D)を有する請求項1〜6のいずれかに記載の積層体。
  8. 金属層(A)の一方の片側にポリエステルフィルム(B)が設けられてなり、金属層(A)のもう一方の片側に樹脂層(D)が設けられてなる請求項7に記載の積層体。
  9. 一方の最外層にポリエステルフィルム(B)が位置し、該表面の中心線平均粗さ(SRaB)が10〜50nmであり、
    もう一方の最外層に樹脂(D)が位置し、該表面の最大高さ(SRmaxD)が800nm以上である、
    請求項1〜8のいずれかに記載の積層体。
  10. ポリアミドフィルムを含まない請求項1〜9のいずれかに記載の積層体。
  11. 下記方法により測定した200℃、10分間熱処理後のカール高さが0mm以上10mm以下である請求項1〜10のいずれかに記載の積層体。
    (測定方法)
    積層体を任意の一方向に100mm、該方向に直交する方向に100mmの大きさに切り出し、サンプルとする。該サンプルを、200℃の熱風循環式オーブンで10分間放置して熱処理を行った後、ガラス板上に置き、ガラス板面から垂直方向での4隅の浮き上がり量を測定し、最大の高さをカール高さとする。
  12. 電池外装用途に用いられる請求項1〜11のいずれかに記載の積層体。
  13. 医療包装用途に用いられる請求項1〜11のいずれかに記載の積層体。
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