JP2019089605A - 多重袋 - Google Patents

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Abstract

【課題】収納される薬液が汚染されることを防止できると共に製袋加工を効率良く行うことができる薬液収納容器を提供する。【解決手段】薬液収納容器10は、薬液3が収納される内袋11と、内袋11を囲む外袋12と、内袋11と外袋12とを貫通して延びる注出部材15と、を備えている。内袋11は、外袋12の側に配置された外側層11Dを含んでいる。外側層11Dの外側面11Eの算術平均粗さRaは、0.08μm以上となっている。【選択図】図4

Description

本発明は、例えばリチウムイオン電池用電解液のような薬液を収納するための薬液収納容器および薬液収納装置に関する。
従来より、例えばリチウムイオン電池用電解液のような薬液は、キャニスタ缶(金属缶)内に収納され、この薬液を収納した金属缶が搬送される。そして必要に応じて金属缶内部から薬液が取出され、使用される。
薬液が取出された金属缶は、その後内部が洗浄され、次回再び薬液を収納して搬送される。
ところでリチウム電池用電解液は、その取扱いを慎重に行う必要があり、一度リチウム電池用電解液を収納した金属缶の洗浄にあたっても、高精度に洗浄する必要があり、金属缶の洗浄コストが高価となっている。
例えばキャニスタ―缶の洗浄に関しては内容物の除去に加え、洗浄後の残渣がなきように工程を組みあげる必要がある(特許文献1)。
特開平10−436号公報
上述のようにリチウム電池用電解液等の薬液を金属缶内に収納した場合、薬液を取出す毎に金属缶内を洗浄する必要があり、この洗浄コストが高価となっている。
他方、金属缶内に薬液収納容器を配置し、金属缶と薬液収納容器を貫通して薬液用ノズルを設けるとともに、薬液用ノズルを介して薬液収納容器内の薬液を外方へ排出する薬液収納装置も開発されている。このうち薬液収納容器が、二重袋構造、すなわち内袋と外袋とを有している場合、薬液が収納された内袋が外袋によって保護され、金属缶の薬液汚染を確実に防止できる。このような薬液収納容器を作製する際には、内袋と外袋とが位置合わせされて互いにヒートシールされる。
しかしながら、内袋および外袋がいずれも合成樹脂で形成されている場合、内袋と外袋との間の摩擦係数が高くなる傾向にある。この場合、内袋と外袋との間の滑り性が低下し、内袋と外袋との位置合わせが困難になり、製袋加工の効率が低下するという問題がある。
一方、内袋および外袋にスリップ剤を添加することにより、内袋と外袋との間の滑り性を向上させることは可能であるが、スリップ剤が、内袋に収納される薬液に溶出され、薬液がスリップ剤によって汚染されるという問題がある。
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、収納される薬液が汚染されることを防止できると共に製袋加工を効率良く行うことができる薬液収納容器および薬液収納装置を提供することを目的とする。
本発明は、薬液収納用の薬液収納容器において、薬液が収納される内袋と、前記内袋を囲む外袋と、前記内袋と前記外袋とを貫通して延びる注出部材と、を備え、前記内袋は、前記外袋側に配置された外側層を含み、前記外側層の外側面の算術平均粗さRaが、0.08μm以上であることを特徴とする薬液収納容器を提供する。
なお、上述した薬液収納容器において、前記外側層の前記外側面の算術平均粗さRaが、0.1μm以上である、ようにしてもよい。
また、上述した薬液収納容器において、前記外側層の前記外側面の算術平均粗さRaが、2.50μm未満である、ようにしてもよい。
また、上述した薬液収納容器において、前記外側層のヘイズが、80%以下である、ようにしてもよい。
また、上述した薬液収納容器において、前記内袋の前記外側層は、互いに分子量が異なる2つの材料が混合されて形成されている、ようにしてもよい。
また、上述した薬液収納容器において、前記内袋の前記外側層は、低密度ポリエチレンと高密度ポリエチレンが混合されて形成されている、ようにしてもよい。
また、上述した薬液収納容器において、前記低密度ポリエチレンの質量%は、前記高密度ポリエチレンの質量%より小さい、ようにしてもよい。
また、上述した薬液収納容器において、前記外袋は、前記内袋側に配置された内側層を含み、前記内側層の内側面の算術平均粗さRaが、0.08μm以上である、ようにしてもよい。
また、上述した薬液収納容器において、前記内側層の前記内側面の算術平均粗さRaが、0.1μm以上である、ようにしてもよい。
また、上述した薬液収納容器において、前記内側層の前記内側面の算術平均粗さRaが、2.50μm未満である、ようにしてもよい。
さらに、上述した薬液収納容器において、前記内側層のヘイズが、80%以下である、ようにしてもよい。
また、本発明は、薬液収納用の薬液収納容器において、薬液が収納される内袋と、前記内袋を囲む外袋と、前記内袋と前記外袋との間に介在された中袋と、前記内袋と前記中袋と前記外袋とを貫通して延びる注出部材と、を備え、前記内袋は、前記中袋側に配置された外側層を含み、前記外袋は、前記中袋側に配置された内側層を含み、前記内袋の前記外側層の外側面および前記中袋の内側面のうちの少なくとも一方の算術平均粗さRaが、0.08μm以上であり、かつ、前記中袋の外側面および前記外袋の前記内側層の内側面のうちの少なくとも一方の算術平均粗さRaが、0.08μm以上であることを特徴とする薬液収納容器を提供する。
また、本発明は、薬液収納用の薬液収納装置において、上述した薬液収納容器と、前記薬液収納容器を囲む外側缶であって、前記薬液収納容器の前記注出部材が貫通する上方開口を有する外側缶と、を備えたことを特徴とする薬液収納装置を提供する。
さらに、本発明は、薬液収納用の薬液収納袋において、内側層と、前記内側層の外側に配置された外側層と、を含み、前記内側層の内側面および前記外側層の外側面のうちの少なくとも一方の算術平均粗さRaが、0.08μm以上であることを特徴とする薬液収納袋を提供する。
以上のように本発明によれば、収納される薬液が汚染されることを防止できると共に製袋加工を効率良く行うことができる。
図1は、本実施の形態による薬液収納装置の注出部材を示す拡大図である。 図2は、図1の薬液収納装置の注出部材を示す斜視図である。 図3は、図1の薬液収納装置を示す全体概略図である。 図4は、図1の薬液収納容器と注出部材を示す側面図である。 図5(a)は、内袋用の材料を示す断面図であり、図5(b)は、外袋用の材料を示す断面図である。 図6は、本実施の形態による薬液収納装置の変形例を示す図である。 図7(a)、(b)、(c)は、本実施の形態による薬液収納装置の他の変形例を示す図である。 図8は、図4の変形例を示す図である。 図9(a)は、図8の内袋用の材料を示す断面図であり、図9(b)は、図8の中袋用の材料を示す断面図であり、図9(c)は、図8の外袋用の材料を示す断面図である。 図10は、本実施例において得られた表面粗さと静摩擦係数とを示す図である。 図11は、本実施例において得られた表面粗さとヘイズとを示す図である。
(発明の実施の形態)
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図1乃至図5は、本発明による薬液収納用の薬液収納装置の実施の形態を示す図である。
まず、図1乃至図3により、薬液収納装置の概略について説明する。
図1乃至図3に示すように、薬液収納装置1は、リチウムイオン電池用電解液等の薬液が収納される薬液収納用の薬液収納容器10と、金属製の外側缶(以下、金属缶ともいう)2と、を備えている。このうち金属缶2の内部に、薬液収納容器10が配置され、金属缶2は、薬液収納容器10を囲むようになっている。なお、外側缶2は、金属製の他、合成樹脂により作製することもできる。
薬液収納容器10は、リチウムイオン電池用溶解液等の薬液を収納するものであるが、リチウムイオン電池用電解液の他、半導体製造工程において用いられるレジスト除去用薬液、エッチング用薬液あるいは他の化学薬液を収納することもできる。
また、薬液収納容器10内に、リードフレーム製造工程において用いられるレジスト除去用薬液あるいはエッチング液を収納してもよく、サスペンション基板製造工程において用いられるレジスト除去用薬液あるいはエッチング液を収納してもよく、さらに印刷工程において用いられる印刷用インキを収納してもよい。
薬液収納容器10内に収納されるリチウムイオン電池用電解液としては、例えば、LiClO、LiPF等のLiイオンを含んだ有機電解液を挙げることができる。
このような有機電解液は、水分、ハロゲン、金属イオン等を嫌う。このため、後述のように有機電解液を収納する内袋11には、これら水分、ハロゲン、金属イオン等をなるべく含まない材料を用いることが好適である。
図1に示すように、金属缶2は、上方開口2aを有し、この上方開口2aは、蓋体5により密閉されている。金属缶2および蓋体5は、全体として、ステンレス製となっている。
図4に示すように、薬液収納容器10は、例えばリチウムイオン電池用電解液等の薬液3が収納される内袋11と、内袋11を囲む外袋12と、内袋11と外袋12を貫通して延びる注出部材15と、を有している。このうち注出部材15は、金属缶2の上方開口2aを貫通している。内袋11は、外側層11Dの外側面11Eの算術平均粗さRaが0.1μm以上となった薬液収納袋に相当し、外袋12は、内側層12Bの内側面12Eの算術平均粗さRaが0.1μm以上となった薬液収納袋に相当する。なお、外側という用語は、内袋11から外袋12に向う方向を意味し、内側という用語は、外袋12から内袋11に向う方向を意味するものとして用いている。
次に、図1乃至図3により、注出部材15および蓋体5の取付構造について説明する。
図1乃至図3に示すように、注出部材15は、金属缶2の上方開口2aに嵌込まれている。蓋体5は、注出部材15を覆って設けられており、金属缶2の上方開口2aを密閉している。また、蓋体5は、金属缶2の上方開口2aの周縁に複数のボルト6によりボルト締めされて固定されている。
注出部材15について、更に説明する。注出部材15は、その上端に周縁フランジ21を有している。この周縁フランジ21が、金属缶2の上方開口2aに嵌込まれることにより、注出部材15は、金属缶2の上方開口2aに位置決めされる。
さらに、注出部材15には、内部を薬液用ノズル16(後述)が貫通して延びる薬液用ノズル空間15Aと、後述する加圧ガス供給用ノズル17から供給される加圧ガスが充てんされる加圧ガス空間15Bとに区画する円筒状の区画壁20が設けられている。すなわち、注出部材15の円筒状の区画壁20の内部に、薬液用ノズル16が貫通する薬液用ノズル空間15Aが形成され、注出部材15内のうち区画壁20の外方空間が、加圧ガス空間15Bとなっている。
また、注出部材15は、底面22を有し、この底面22には連通孔22aが形成されている。この連通孔22aにより、注出部材15の加圧ガス空間15Bと、金属缶2と薬液収納容器10との間に形成された加圧空間8とが連通するようになっている。
また、注出部材15は、区画壁20から下方へ連続して延びる連結口26を有している。連結口26の下端部には、内袋11と外袋12を一体にシールして形成された密閉シール部13が固着されるシール固着部25が形成されている。注出部材15のシール固着部25は、略楕円状の平面形状を有しており、これによりシール固着部25と薬液収納容器10の密閉シール部13とを容易に固着することができる。
上述のように、注出部材15の薬液用ノズル空間15A内には、薬液用ノズル16が貫通し、加圧ガス空間15B内には加圧ガス供給用ノズル17から加圧ガスが供給される。
図1乃至図3に示すように、薬液用ノズル16は、注出部材15の薬液用ノズル空間15A内を延びるとともに、蓋体5により堅固に保持されている。この薬液用ノズル16は、薬液収納容器10内の薬液3を注出して外方へ放出するものであるが、薬液収納容器10内に薬液3を充てんする目的で使用することもできる。
また、加圧ガス供給用ノズル17も蓋体5により堅固に保持され、加圧ガス供給用ノズル17からNガス等の不活性ガスを注出部材15の加圧ガス空間15B内に充てんすることができる。加圧ガス供給用ノズル17から加圧ガス空間15B内に充てんされた不活性ガスは、その後、加圧ガス空間15Bから連通孔22aを経て、金属缶2と薬液収納容器10との間の加圧空間8内へ送られる。そして加圧空間8内に不活性ガスを供給することにより、薬液収納容器10を外方から加圧して、薬液収納容器10内の薬液3を薬液用ノズル16から外方へ放出することができる。
更に、蓋体5には、加圧ガス空間15B内の圧力を検出する圧力計18が設置されている。さらにまた、蓋体5に取付けられた薬液用ノズル16の先端には、外部ライン(図示せず)に連結されるコネクタ16aが設けられ、加圧ガス供給用ノズル17の先端には、外部ライン(図示せず)に連結されるコネクタ17aが設けられている。
なお、上述した注出部材15は、全体として合成樹脂製となっている。
次に、薬液収納容器10について図4および図5を用いて述べる。薬液収納容器10を構成する内袋11は、内袋用の材料11Aからなる一対のフィルムを準備し、この一対のフィルムの周縁をヒートシールしてヒートシール部11aを形成することにより得られる(図5(a)参照)。
内袋11は、外袋12の側に配置された外側層11Dを含む積層構造を有している。このうち外側層11Dの外側面11Eの算術平均粗さRaが、0.1μm以上となっている。ここで、算術平均粗さRaは、JIS B0601−2001で規定されるものである。
図5(a)に示す形態においては、内袋11は、内側に配置された内側層11Bと、中間層11Cと、外側に配置された外側層11Dと、を有しており、三層構造となっている。中間層11Cは、内側層11Bと外側層11Dとの間に配置されている。
内側層11B、中間層11Cおよび外側層11Dは、いずれも合成樹脂製となっており、例えば、低コストで柔軟性のあるポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン材料を用いることができる。とりわけ、各層11B、11C、11Dには、スリップ剤が添加されていないポリオレフィンを用いることが好適である。
内側層11Bは、薬液3と直接触れる部分であるため、リチウムイオン電池用電解液が嫌う水分、ハロゲン、金属イオンをなるべく含まない材料、例えば低水分、低ハロゲン、低金属イオンの材料を用いることが好ましい。このことにより、内袋11内に収納された薬液3が劣化したり、内袋11から悪影響を受けることを防止できる。
内側層11Bに用いる材料には、直鎖状低密度ポリエチレンまたは低密度ポリエチレンを用いることが好ましく、内袋11に収納される薬液3の種類に応じて選択されることが好ましい。また、内側層11Bの材料は、単独の材料で形成されてもよいが、直鎖状低密度ポリエチレンと低密度ポリエチレンとを混合させて形成されてもよい。後者の場合には、内側層11Bを容易に製膜することが可能となる。
中間層11Cは、直鎖状低密度ポリエチレン(L−LDPE)により形成されていることが好ましい。この場合、中間層11Cの強度を増大させることができる。中間層11Cに用いる材料としては、例えば、UMERIT 125FNと、エボリュー SP0511(株式会社プライムポリマー製)とを挙げることができる。これらの材料は、単独で用いられることが好適である。なお、内袋11としての強度に問題が無ければ、中間層11Cは省略することも可能である。
外側層11Dは、互いに分子量が異なる2つの材料を含み、これらの材料が混合されて形成されている。このことにより、内袋用の材料11Aを作製する際に、外側層11Dの外側面11Eの表面粗さを粗くすることができる。すなわち、製膜時に、溶融した材料の流動性を低下させることができ、これにより、材料の表面に凹凸が残存した状態で、材料が冷却されて固化する。このようにして、外側層11Dの外側面11Eにおける算術平均粗さRaを、0.1μm以上とすることができる。
外側層11Dは、より具体的には、低密度ポリエチレン(LDPE)と高密度ポリエチレン(HDPE)と含み、低密度ポリエチレンと高密度ポリエチレンが混合されて形成されていることが好ましい。外側層11Dに用いる材料としては、例えば、高密度ポリエチレンとしてのサンテックHDクレオレックスK4125(旭化成ケミカルズ株式会社製)と、低密度ポリエチレンとしてのスミカセンG201−F(住友化学株式会社製)を挙げることができる。さらに、低密度ポリエチレンの質量%は、高密度ポリエチレンの質量%より小さいことが好適である。
また、内袋11内には、薬液3が収納されることになるが、搬送時に薬液3から内袋11内面に圧力が加わっても内袋11が破損したりすることがないよう、内袋11内面の隅部11bは、湾曲面を有している。
すなわち、薬液3が収納された内袋11を有する薬液収納容器10が金属缶2内に配置されて薬液収納装置1が得られるが、この薬液収納装置1を搬送する際、内袋11内に収納された薬液3から内袋11内面に圧力が加わることも考えられる。
このような場合、内袋11の内面の隅部11bが多角形状となっている場合、内袋11の内面に薬液3から圧力が加わると、多角形状の隅部11bに局地的な応力が生じて、この隅部11b近傍で内袋11が破損することも考えられる。
これに対して本実施の形態によれば、内袋11の内面の隅部11bは湾曲面からなるため、搬送中に内袋11の内面に薬液3から圧力が加わったとしても、湾曲面からなる隅部11bに局地的な応力が生じることはなく、隅部11b近傍における内袋11の破損を未然に防ぐことができる。
このような湾曲面をもつ内袋11の隅部11bは、内袋11を作製する際、隅部11bが湾曲面をもつようヒートシール部11aを形成することにより得られる。
次に、外袋12について説明する。外袋12は内袋11を外方から囲むものであってかつ金属缶2内に配置されるものであり、内袋11を外側から保護し、金属缶2からの衝撃が直接内袋11に伝わらないよう機能する。
外袋12は、内袋11の側に配置された内側層12Bを含む積層構造を有している。このうち、内側層12Bの内側面12Eの算術平均粗さRaが、0.1μm以上となっている。
図5(b)に示す形態においては、外袋12は、内側に配置された内側層12Bと、中間層12Cと、外側に配置された外側層12Dと、を有しており、三層構造となっている。中間層12Cは、内側層12Bと外側層12Dとの間に配置されている。外側層12Dは、薬液収納容器10が金属缶2内に配置された場合、金属缶2側に配置される。
内側層12Bは、内袋11に対するヒートシール性を有していることが好ましく、例えば、PE、PP等のポリオレフィンにより形成されていることが好ましい。とりわけ、内側層12Bには、スリップ剤が添加されていないポリオレフィンを用いることが好適である。
内側層12Bは、互いに分子量が異なる2つの材料を含み、これらの材料が混合されて形成されている。このことにより、上述した内袋11の外側層11Dと同様にして、外袋12の内側層12Bの内側面12Eの表面粗さを粗くすることができる。
内側層12Bは、より具体的には、内袋11の外側層11Dと同様に、低密度ポリエチレンと高密度ポリエチレンとを含み、低密度ポリエチレンと高密度ポリエチレンが混合されて形成されていることが好ましい。内側層12Bに用いる材料としては、例えば、高密度ポリエチレンとしてサンテックHDクレオレックスK4125、低密度ポリエチレンとしてスミカセンG201−Fを挙げることができる。さらに、低密度ポリエチレンの質量%は、高密度ポリエチレンの質量%より小さいことが好適である。
中間層12Cは、ガスバリア層として機能することが好ましく、例えば、アルミニウム(Al)により形成されていることが好ましい。このことにより、内袋11内の薬液3に外部の雰囲気が侵入することを防止できる。
外側層12Dは、耐衝撃性を有していることが好ましく、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)または延伸ナイロン(ON)により形成されていることが好ましい。
このように外袋12用の材料12Aは、内袋11用の材料11Aに比べて、全体として優れた耐衝撃性およびガスバリア性をもち、他方内袋11用の材料11Aは、外袋12用の材料12Aに比べて、低水分量、低ハロゲン量、および低金属イオンの材料により形成される。
ところで外袋12は、外袋12用の材料12Aからなる表面フィルム、裏面フィルム、一対のガセットフィルムを準備し、これらの周縁をヒートシールしてヒートシール部12aを形成することにより得られる。
とりわけ外袋12の底部12eにおいてヒートシール部12aの面積を大きくとることにより、外袋12はガセット型の外形をもつことができる。このようなガセット型の外形をもつ外袋12は、金属缶2内でその底部12eにおいて自立することができる。
このように、ガセット型の外形をもつ外袋12を金属缶2内で自立させることにより、金属缶2内において薬液収納容器10を全体として安定して配置することができる。このため搬送時において、金属缶2内で薬液収納容器10が揺れたりずれたりすることはなく、内袋11内に収納された薬液3を安定して搬送することができる。
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。
まず、薬液収納装置1の製造方法について述べる。
図4に示すように、ガセット型の外形形状を有する外袋12内に、外袋12の上方開口から内袋11を挿入して配置する。この際、内袋11と外袋12とが所望の位置関係でヒートシールされるように、位置合わせされる。
次に、内袋11内に、内袋11の上方開口から注出部材15を挿入する。
その後、内袋11の上方開口と外袋12の上方開口を揃えて一体にヒートシールする。
このことにより、内袋11の上方開口と外袋12の上方開口が一体にシールされて、密閉シール部13が形成される。同時に注出部材15のシール固着部25も、内袋11および外袋12と一体にヒートシールされ、注出部材15は、密閉シール部13により内袋11と外袋12に固定される(図4参照)。
このようにして、内袋11と、外袋12とを有し、注出部材15が取付けられた薬液収納容器10が得られる。他方、予め薬液用ノズル16と、加圧ガス供給用ノズル17と、圧力計18とが取付けられた蓋体5を準備しておく。次に、注出部材15の区画壁20により形成された薬液ノズル空間15A内に薬液用ノズル16が挿入され、薬液収納容器10と、蓋体5と、注出部材15とが一体に組合される。
次に、金属缶2内に、上方開口2aから薬液収納容器10が挿入され、注出部材15が金属缶2の上方開口2aに嵌込まれる。この場合、注出部材15の周縁フランジ21が金属缶2の上方開口2aに嵌込まれ、蓋体5は、その周縁に設けられたボルト6により金属缶2の上方開口2a周縁にボルト締めされる。また、蓋体5に取付けられた加圧ガス供給用ノズル17は、注出部材15の加圧ガス空間15B内に挿入される。
使用にあたっては、薬液用ノズル16が、コネクタ16aを介して外部の供給機構(図示せず)に接続され、この供給機構から薬液3が内袋11内へ供給される。
次に、薬液用ノズル16のコネクタ16aが、図示しないキャップにより密封され、内袋11と、外袋12とを有する薬液収納容器10と、金属缶2とを有する薬液収納装置1が、目的地まで搬送される。その後、搬送先において薬液用ノズル16のコネクタ16aからキャップが取外され、薬液用ノズル16のコネクタ16aが排出機構(図示せず)に接続される。
次に、加圧ガス供給用ノズル17のコネクタ17aが、Nガス供給機構(図示せず)に接続され、加圧ガス供給用ノズル17から注出部材15の加圧ガス空間15B内にNガスが供給される。加圧ガス空間15B内のNガスは、注出部材15の連通孔22aから金属缶2と薬液収納容器10との間の加圧空間8内に送られ、薬液収納容器10を外方から加圧する。このことにより、薬液収納容器10の内袋11内に収納されていた薬液3を、薬液用ノズル16から排出機構側へ排出することができる。この間、Nガスの供給量は、圧力計18に示されるNガスの圧力をみながら調整することができる。
以上のように、本実施の形態によれば、内袋11の外側層11Dの外側面11Eの算術平均粗さRaが、0.1μm以上となっている。このことにより、内袋11と外袋12との間の滑り性を向上させることができる。このため、薬液収納容器10を製造する際、内袋11と外袋12とを容易に位置合わせすることができ、製袋加工を効率良く行うことができる。また、上述したように外側面11Eの算術平均粗さRaを、0.1μm以上とすることにより、製袋加工時にしわが形成されることを防止し、製袋加工性を大きく向上させることができる。さらに、本実施の形態によれば、内袋11にスリップ剤を添加することなく、内袋11と外袋12との間の滑り性を向上させることができる。このため、内袋11に収納される薬液3に、スリップ剤が溶出されて薬液3が汚染されることを回避できる。
また、本実施の形態によれば、内袋11の外側層11Dは、互いに分子量が異なる2つの材料が混合されて形成されている。このことにより、製膜時に、溶融した材料の流動性を低下させることができ、これにより、材料を、その表面に凹凸が残存している状態で冷却することができる。このため、外側層11Dの外側面11Eの表面粗さを粗くすることができる。とりわけ、外側層11Dを、低密度ポリエチレンと高密度ポリエチレンとを混合して形成する場合、外側層11Dの外側面11Eの表面粗さを粗くすることができるとともに、内袋11の強度を向上させることができる。また、低密度ポリエチレンの質量%が、高密度ポリエチレンの質量%より小さい場合、内袋11の耐衝撃性を向上させることができる。
また、本実施の形態によれば、外袋12の内側層12Bの内側面12Eの算術平均粗さRaが、0.1μm以上となっている。このことにより、内袋11と外袋12との間の滑り性をより一層向上させることができ、製袋加工をより一層効率良く行うことができる。
また、上述したように内側面12Eの算術平均粗さRaを、0.1μm以上とすることにより、製袋加工時にしわが形成されることを防止し、製袋加工性を大きく向上させることができる。さらに、外袋12にスリップ剤を添加することなく、内袋11と外袋12との間の滑り性をより一層向上させることができる。このため、内袋11が不意に破損して薬液3が内袋11から漏れ出した場合であっても、この薬液3に、スリップ剤が溶出されて薬液3が汚染されることを回避できる。
また、本実施の形態によれば、薬液3が収納される内袋11が、外袋12に囲まれている。このことにより、薬液収納容器10を、二重袋構造とすることができる。このため、薬液3が収納された内袋11が、外袋12によって保護されて、内袋11が破損することを防止できる。また、内袋11が不意に破損した場合であっても、外袋12内に薬液3を閉じ込めることができ、金属缶2が薬液汚染されることを防止できる。
また、本実施の形態によれば、薬液収納用の薬液収納装置1が、金属缶2と、金属缶2内に配置され、薬液3を収納する内袋11および外袋12を有する薬液収納容器10と、を備えている。このため金属缶2内に薬液3を直接収納する場合に比べて、金属缶2を頻繁に洗浄する必要はなく、高価な洗浄コストを低減することができる。
さらにまた、注出部材15を覆って、金属缶2の上方開口2aを密閉する蓋体5が設けられ、この蓋体5に注出部材15を貫通する薬液用ノズル16と加圧ガス供給用ノズル17とが予め取付けられている。このため予め薬液収納容器10に注出部材15を取付けておき、更に注出部材15に薬液用ノズル16を貫通させ、そして金属缶2の上方開口2aに蓋体5を嵌込み固定するだけで、容易かつ簡単に薬液用ノズル16と加圧ガス供給用ノズル17とを設置することができる。
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明してきたが、本発明による薬液収納容器および薬液収納装置は、上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
例えば、上記実施の形態において、注出部材15に注出部材15内を薬液用ノズル空間15Aと、加圧ガス空間15Bとに区画する円筒状の区画壁20とを設けた例を示したが、これに限らず、注出部材15に円筒状の区画壁20を設けることなく、蓋体5の下面から円筒状の区画壁を延ばして、蓋体5に一体に形成してもよい。
(変形例1)
次に、図6により、本実施の形態による薬液収納容器の変形例について説明する。
図6に示す変形例においては、薬液収納容器の外袋が3方シール構造を有しているのみであり、他の構成は図1乃至図5に示す実施の形態と略同一である。図6に示す変形例において、図1乃至図5に示す実施の形態と同一部分については同一符号を付して詳細な説明は省略する。
図6に示すように、薬液収納容器10は、例えばリチウムイオン電池用電解液等の薬液3が収納される内袋11と、内袋11を囲む外袋12と、を備えている。なお、図6においては、便宜上、注出部材15が取除かれた薬液収納容器10が示されている。
外袋12は、外袋12用の材料12Aからなる一枚のフィルムを折り畳み、両側縁をヒートシールしてヒートシール部12aを形成することにより得られる。すなわち外袋12は、3方シール構造をもつ。なお、外袋12用のフィルムは、図5(b)に示すような積層構造を有していることが好適である。
このように外袋12は3方シール構造をもつため、シール部分の数を減らすことができ、このことにより、外袋12の強度向上を図ることができる。
(変形例2)
次に、図7により、本実施の形態による薬液収納容器の他の変形例について述べる。
図7に示す変形例においては、薬液収納容器の内袋および外袋が円筒状フィルムから形成されている点が異なり、他の構成は図1乃至図5に示す実施の形態と略同一である。図7に示す変形例において、図1乃至図5に示す実施の形態と同一部分については同一符号を付して詳細な説明は省略する。
図7に示すように、薬液収納容器10は、例えばリチウムイオン電池用電解液等の薬液3が収納される内袋11と、内袋11を囲む外袋12とを有し、内袋11と外袋12を貫通して延びる注出部材15が設けられている。
そして、内袋11と外袋12を一体にシールして形成された密閉シール部13により注出部材15のシール固着部25がヒートシールされて、注出部材15が内袋11および外袋12に固着されている。
内袋11および外袋12は、いずれもシール部を含まない上方開口11f、12fおよび下方開口11g、12gを有する円筒状フィルムを用いて形成されている。なお、内袋11用の円筒状フィルムは、図5(a)に示すような積層構造を有し、外袋12用の円筒状フィルムは、図5(b)に示すような積層構造を有していることが好適である。
内袋11および外袋12の製造にあたっては、まず、円筒状フィルムからなる内袋11を外袋12内に配置する(図7(a)参照)。この際、内袋11用の円筒状フィルムと外袋12用の円筒状フィルムとが所望の位置関係でヒートシールされるように、位置合わせされる。次に、内袋11および外袋12の下方開口11g、12gを一体にヒートシールする。これにより、内袋11および外袋12の各々の下方開口11g、12gが密閉されて、底部シール部14が形成される(図7(b)参照)。
次に、内袋11内に、内袋11の上方開口11fから注出部材15を挿入する。
その後、内袋11の上方開口11fと外袋12の上方開口12fを揃えて一体にヒートシールする。このことにより、内袋11の上方開口11fと外袋12の上方開口12fが一体にシールされて、密閉シール部13が形成される。同時に、注出部材15のシール固着部25も、内袋11および外袋12と一体にヒートシールされ、注出部材15は、密閉シール部13により内袋11と外袋12に固定される。
上記のように、内袋11および外袋12は、いずれも円筒状フィルムにより形成されるため、内袋11を外袋12内に挿入し、内袋11と外袋12を揃えて下方開口11g、12gと、上方開口11f、12fをヒートシールすることにより、容易に薬液収納容器10を得ることができる。
また、上述した本実施の形態においては、外袋12の内側層12Bの内側面12Eの算術平均粗さRaが、0.1μm以上となっている例について説明した。しかしながら、外袋12の内側層12Bの内側面12Eの算術平均粗さRaは、このことに限られることはない。すなわち、当該内側面12Eの算術平均粗さRaは、0.1μm未満であってもよい。この場合においても、内袋11の外側層11Dの外側面11Eの算術平均粗さRaが、0.1μm以上となっているため、内袋11と外袋12との間の滑り性を向上させることができ、製袋加工を効率良く行うことができる。なお、この場合、外袋12の内側層12Bの材料は、ポリオレフィンなどの単一の材料により形成されていてもよく、内袋11に対するヒートシール性を有することができれば、任意とすることができる。
また、上述した本実施の形態においては、外袋12の内側層12Bは、スリップ剤が添加されていないポリオレフィンを用いている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、スリップ剤が添加された材料を用いてもよい。この場合においても、薬液3は内袋11に収納されるため、薬液3にスリップ剤が溶出することを防止できるとともに、内袋11と外袋12との間の滑り性を向上させることができる。
また、上述した本実施の形態においては、内袋11の外側層11Dが、互いに分子量が異なる2つの材料を含み、これらの材料が混合されて形成されている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、内袋11の外側層11Dの外側面11Eの算術平均粗さRaが、0.1μm以上であれば、当該外側層11Dを形成する材料は限られることはない。外袋12の内側層12Bについても同様である。
また、上述した本実施の形態においては、内袋11の外側層11Dの外側面11Eの算術平均粗さRaが、0.1μm以上である例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、当該外側層11Dの外側面11Eの算術平均粗さRaは、0.08μm以上であればよい。すなわち、外側層11Dの外側面11Eの算術平均粗さRaが、0.1μm未満であっても0.08μm以上であれば、内袋11と外袋12との間の滑り性を向上させることができる。同様に、外袋12の内側層12Bの内側面12Eの算術平均粗さRaは、0.1μm以上である場合に限られることはなく、0.08μm以上であればよい。
また、上述した本実施の形態において、内袋11の外側層11Dの外側面11Eの算術平均粗さRaは、2.50μm未満であることが好適である。このことにより、外側面11Eの算術平均粗さRaが大きくなることにより外側層11Dの透明度が低下することを抑制できる。すなわち、外側層11Dの透明度が低下した場合には、内袋11内に薬液が収納されているか否かの視認が困難になる可能性が生じ、作業者のハンドリング性が低下し得るという問題が生じる。また、これにより作業者が誤って薬液をこぼす可能性も考えられ、この場合薬液が有害であると安全面に関しても問題となり得る。
しかしながら、上述したように、外側層11Dの外側面11Eの算術平均粗さRaを2.50μm未満とすることにより、外側層11Dの透明度が低下することを抑制できる。
このため、内袋11内に薬液が収納されているか否かの視認が可能となり、作業者のハンドリング性を向上させるとともに安全性を確保することができる。
このことから、内袋11の外側層11Dのヘイズは、80%以下であることが好適である。ここで、ヘイズは、JIS K7136で規定されるものである。内袋11の内側層11Bと中間層11Cは、視認性を確保できる合成樹脂材料を用いて形成されて積層されることが好適であり、一般的である。このことから、内袋11を形成するフィルムの透明度は、外側層11Dのヘイズに比較的大きく影響を受け得る。このため、上述したように、外側層11Dのヘイズを80%以下とすることにより、内袋11のフィルムの透明度の低下を抑制することができ、作業者のハンドリング性を向上させるとともに安全性を確保することができる。
なお、外袋12の透明度の低下を抑制する場合には、外袋12の中間層12Cは、酸化アルミニウムあるいは酸化ケイ素により形成されることが好適であり、また、エチレンビニルアルコールやポリアミドなどの低ガス透過性を有する樹脂層で形成されていてもよい。この場合、中間層12Cは、ガスバリア層として機能することができるとともに、内袋11内の薬液を視認可能な程度の透明度を確保することができる。
外袋12においても、内袋11と同様に、内側層12Bの内側面12Eの算術平均粗さRaは、2.50μm未満であることが好適であり、また、当該内側層12Bのヘイズは、80%以下であることが好適である。
さらに、上述した本実施の形態においては、薬液収納容器10が、内袋11と外袋12とを備えている例について説明した。しかしながらこのことに限られることはない。例えば、図8および図9に示すように、薬液収納容器10は、三重袋構造を有していてもよい。
すなわち、図8および図9に示す薬液収納容器10は、内袋11と、外袋12と、内袋11と外袋12との間に介在された中袋30と、を備えている。中袋30は、中袋用の材料30Aからなる一対のフィルムを準備し、この一対のフィルムの周縁をヒートシールしてヒートシール部30aを形成することにより得られる。ここでは、中袋30は、図9(b)に示すように、単一層のフィルムにより構成されている例を示している。なお、注出部材15は、内袋11、中袋30および外袋12を貫通して延びている。
図8および図9に示す形態では、内袋11の外側層11Dの外側面11Eおよび中袋30の内側面30B(内袋11の側の面)のうちの少なくとも一方の算術平均粗さRaが、0.08μm以上となっている。また、中袋30の外側面30C(外袋12の側の面)および外袋12の内側層12Bの内側面12Eのうちの少なくとも一方の算術平均粗さRaが、0.08μm以上となっている。
ここで、中袋30の内側面30Bの算術平均粗さRaを0.08μm以上とする場合、または、中袋30の外側面30Cの算術平均粗さRaを0.08μm以上とする場合、中袋30は、内袋11の外側層11D(あるいは外袋12の内側層12B)と同様の材料により形成することができる。また、中袋30は、積層構造を有している場合、例えば、内袋11の側に配置された内側層(図示せず)と、外袋12の側に配置された外側層(図示せず)と、を有し、中袋30の内側層と外側層とが、それぞれ、内袋11の外側層11D(あるいは外袋12の内側層12B)と同様の材料により形成することができる。なお、この場合の中袋30の内側層と外側層との間には他の層が形成されていてもよい。
図8に示すような薬液収納容器10によれば、内袋11と中袋30との間の滑り性を向上させることができるとともに、中袋30と外袋12との間の滑り性を向上させることができ、内袋11と中袋30と外袋12とを容易に位置合わせして、製袋加工を効率良く行うことができる。とりわけ、内袋11の外側面11Eおよび中袋30の内側面30Bの両方の算術平均粗さRaを0.08μm以上とすることにより、内袋11と中袋30との間の滑り性をより一層向上させることができる。同様に、中袋30の外側面30Cおよび外袋12の内側面12Eの両方の算術平均粗さRaを0.08μm以上とすることにより、中袋30と外袋12との間の滑り性をより一層向上させることができる。なお、薬液収納容器10は、図8および図9に示すような三重袋構造とすることに限られることはなく、互いに隣り合う袋の面のうちの少なくとも一方の面の算術平均粗さRaを0.08μm以上とすれば、四重袋構造など、袋の数は限られることはない。
上述した本実施の形態に基づいて、薬液収納袋としての内袋11を作製し、内袋11の外側層11Dの外側面11Eの算術平均粗さRaを測定した。ここでは、内袋11の外側層11Dに相当する単一層のフィルムを形成して、算術平均粗さRaを測定した。
(実施例1)
内袋11の外側層11Dは、20質量%の低密度ポリエチレンと、80質量%の高密度ポリエチレンとを混合して形成した。具体的には、内袋11の外側層11Dを、20質量%のスミカセンG201−F(低密度ポリエチレン)と、80質量%のサンテックHDクレオレックスK4125(高密度ポリエチレン)とを混合してインフレーション製膜することにより得た。インフレーション製膜は、ダイス径を1060mmとし、送り速度を18m/分、製膜温度を170〜175℃に設定して行った。
上述のようにして得られた内袋11の外側層11Dの外側面11Eの算術平均粗さRaを測定した。その結果を、表1および図10に示す。なお、算術平均粗さRaの測定には、非接触表面形状測定器(New View 6300、ザイゴ株式会社製)を用いた。
表1および図10に示すように、内袋11の外側層11Dを、20質量%のスミカセンG201−Fと80質量%のサンテックHDクレオレックスK4125とを混合して形成することにより、算術平均粗さRaを大きくし、0.1μm以上となることが確認できた。
また、内袋11の外面の静摩擦係数μsを測定し、表1および図10に示した。なお、静摩擦係数の測定には、摩擦測定器(TR−2、東洋精機株式会社製)を用いた。静摩擦係数の測定は、測定対象のフィルムをステンレス製の参照板に対して擦らせることにより行った。また、図10は、静摩擦係数を示す座標が対数座標となっている。
表1および図10に示すように、内袋11の外側層11Dを、20質量%のスミカセンG201−Fと80質量%のサンテックHDクレオレックスK4125とを混合して形成することにより、静摩擦係数μsを小さくし、0.20以下となることが確認できた。
ここで静摩擦係数μsのしきい値は、0.20であることはより一層好ましいが、0.40であっても、十分な滑り性を有することを本発明者は見出した。
一般に、静摩擦係数は、摩擦角(斜面に置かれた物体が、その自重によって滑り出す最小角度)によって表すことができる。例えば、後述する表1に示す比較例2のように静摩擦係数が5.00の場合の摩擦角は約80°となり、この場合には、斜面を80°まで傾けないとその物体は自重によって滑り出すことはない。また、例えば静摩擦係数が1.00の場合の摩擦角は45°となり、この場合には、斜面を45°まで傾けることで物体は滑り出すことが可能となる。これに対して、静摩擦係数が0.40となる場合の摩擦角は約22°となり、この場合、斜面の角度を22°とするだけで物体が滑り出すほど滑りやすくなる。
このような22°の摩擦角に相当する静摩擦係数以下の滑りやすい表面であれば、製袋加工における内袋11と外袋12との位置合わせ工程にて、フィルムに傷やしわが形成されたり、フィルムが破損したりすることを防止でき、内袋11と外袋12とを効率良く位置合わせすることが可能となることを本発明者は見出した。このため、静摩擦係数のしきい値を0.40とすることで、内袋11と外袋12とを不都合なく位置合わせできる外側層11Dを選別することができる。そして当然のことながら実施例1による外側層11Dは、この静摩擦係数のしきい値を満足し得る。また、静摩擦係数のしきい値を0.40とすることにより、算術平均粗さRaのしきい値を0.08μmとすることができる。
また、上述のようにして形成された内袋11の外側層11Dのヘイズを測定し、表1および図11に示した。表1および図11に示されているように、外側層11Dのヘイズは80%以下であった。なお、ヘイズの測定には、ヘイズメータ(HM−150、村上色彩技術研究所製)を用いた。また、透明度を目視にて確認し、当該外側層11Dが、内袋11内の薬液を視認可能な程度の透明度を有していることを確認した。
Figure 2019089605
(実施例2)
また、実施例2として、SPUM−SL(株式会社DNPテクノパック製)について、実施例1と同様にして、外面の算術平均粗さRa、静摩擦係数μs、ヘイズをそれぞれ測定し、表1、図10および図11に示した。なお、SPUM−SLは、実施例1とは異なり単一の材料により形成されたものである。
表1および図10に示すように、実施例2における外側層11Dにおいて、算術平均粗さRaを0.08μm以上とし、しきい値を満足し得ることが確認できた。また、算術平均粗さRaが、2.50μm未満であることも確認できた。また、静摩擦係数μsを0.40以下とし、しきい値を満足し得ることが確認できた。さらに、表1および図11に示すように、ヘイズが80%以下であって、薬液を視認可能な程度の透明度を有していることを目視にて確認した。
(実施例3)
さらに、実施例3として、UBEポリエチレン B128(宇部丸善ポリエチレン株式会社製)について、実施例1と同様にして、外面の算術平均粗さRa、静摩擦係数μs、ヘイズをそれぞれ測定し、表1、図10および図11に示した。なお、UBEポリエチレン B128は、実施例1とは異なり単一の材料により形成されたものである。
表1および図10に示すように、実施例3における外側層11Dにおいて、算術平均粗さRaを0.08μm以上とし、しきい値を満足し得ることが確認できた。また、算術平均粗さRaが、2.50μm未満であることも確認できた。また、静摩擦係数μsを0.40以下とし、しきい値を満足し得ることが確認できた。さらに、表1および図11に示すように、ヘイズが80%以下であって、薬液を視認可能な程度の透明度を有していることを目視にて確認した。
(比較例)
表1および図10には、比較例1として、外側層11Dを、カーネル KF273(直鎖状低密度ポリエチレン、日本ポリエチレン株式会社製)で形成した場合の算術平均粗さRaと、比較例2として、エボリュー SP0511(直鎖状低密度ポリエチレン、株式会社プライムポリマー製)で形成した場合の算術平均粗さRaを測定した結果を示した。
また、比較例3として、外側層11Dを、ノバテックLC602A(日本ポリエチレン株式会社製)で形成した場合の算術平均粗さRaを示した。さらに、表1、図10および図11に、これら比較例1〜3の静摩擦係数、ヘイズを示した。これら算術平均粗さRa、静摩擦係数、ヘイズの測定は、実施例1と同様に行った。なお、比較例3では、算術平均粗さRaが2700nmとなりヘイズが88.2%となった。そして、薬液が視認困難であることを目視にて確認した。このため、薬液の視認が困難であるという点で、ノバテックLC602Aは、比較例3として扱っている。
1 薬液収納装置
2 金属缶
2a 上方開口
3 薬液
5 蓋体
6 ボルト
8 加圧空間
10 薬液収納容器
11 内袋
11A 材料
11B 内側層
11C 中間層
11D 外側層
11E 外側面
11a ヒートシール部
11b 隅部
12 外袋
12A 材料
12B 内側層
12C 中間層
12D 外側層
12E 内側面
12a ヒートシール部
13 密閉シール部
15 注出部材
15A 薬液用ノズル空間
15B 加圧ガス空間
16 薬液用ノズル
17 加圧ガス供給用ノズル
20 円筒状区画壁
22 底面
22a 連通孔
25 シール固着部
26 連結口
30 中袋
30A 材料
30B 内側面
30C 外側面
30a ヒートシール部

Claims (1)

  1. 薬液収納用の薬液収納容器において、
    薬液が収納される内袋と、
    前記内袋を囲む外袋と、
    前記内袋と前記外袋とを貫通して延びる注出部材と、を備え、
    前記内袋は、前記外袋側に配置された外側層を含み、
    前記外側層の外側面の算術平均粗さRaが、0.08μm以上であることを特徴とする薬液収納容器。
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