JP4498514B2 - 電池用容器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、容器のヒートシール方法およびそのヒートシール方法を用いて作製された電池用容器に関し、更に詳しくは、積層フィルムをヒートシールしてなる袋形式、または、フランジ付きの浅いトレーとシール蓋とを組み合わせたトレー形式などの容器において、高度の水蒸気その他のバリヤー性が必要とされる場合、その弱点となりやすい容器端縁部のヒートシール部の端面からの水蒸気透過をできる限り少なくできるように改善した容器のヒートシール方法とそのヒートシール方法を用いて作製された高度の水蒸気その他のバリヤー性を有する電池用容器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、積層フィルムを用いてなる袋形式、または、フランジ付きの浅いトレーとシール蓋とを組み合わせたトレー形式などの容器において、高度の水蒸気その他のバリヤー性が必要とされる場合、通常は、積層フィルムとして、例えば外側から、基材層、アルミニウム箔層、熱接着性樹脂層などが順に積層された構成、即ち、中間層などにアルミニウム箔などのハイバリヤー性材料が積層された構成の積層フィルムを用いて、そのバリヤー性を向上させる方法が採られていた。
【０００３】
しかし、このような構成の積層フィルムを用いて容器を形成した場合、その壁面からの水蒸気その他のバリヤー性は、略完全なものにすることができるが、容器端縁部のヒートシール部の端面においては、例えば、両側のアルミニウム箔層の間に少なくとも熱接着性樹脂層が介在するため、容器の内外を完全にアルミニウム箔層で遮断することはできなかった。
【０００４】
従って、僅かではあるが、前記ヒートシール部の端面の両側のアルミニウム箔層の間から水分が侵入する問題があり、例えば、容器が、薬剤用や、ポリマー電池用、中でもリチウムポリマー電池用などのように、長期に渡り高度の水蒸気その他のバリヤー性が必要とされる容器である場合には、これを無視することができなかった。
【０００５】
このようなヒートシール部の端面からの水分の侵入については、両側のアルミニウム箔層の間に介在する層、例えば、アルミニウム箔の内側を保護するための中間層や、熱接着性樹脂層、そして、これらを貼り合わせるためのドライラミネート用の接着剤層などの材質、即ち、これらの水蒸気透過度、およびその厚さのほか、水分の侵入経路となるこれらの長さ、即ち、ヒートシール部の幅などが関連している。
【０００６】
そして、ヒートシール部の端面からの水分の侵入をできるだけ少なくするためには、両側のアルミニウム箔層の間には、最低限必要な熱接着性樹脂層以外の層、即ち、前記アルミニウム箔の内側を保護する中間層や接着剤層などをできる限り取り除き、且つ、熱接着性樹脂層の厚さもできるだけ薄くすることが好ましく、また、ヒートシール部の幅は、できるだけ大きくすることが好ましい。
【０００７】
しかし、上記のうち、ヒートシール幅については、容器の形状や材料コストの問題もあり、必要以上に大きくすることには制約がある。
従って、両側のアルミニウム箔層の間から、可能な限り前記中間層や接着剤層を取り除くようにし、且つ、熱接着性樹脂層の厚さを薄めに設定して積層フィルムを構成すると共に、更に、ヒートシールの際、ヒートシール部の熱接着性樹脂層が圧縮され、その厚さが例えば元の厚さの７０〜３０％に薄くなるようにヒートシールすることを試みた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このようなヒートシール方法を採ることにより、ヒートシール部の端面の両側のアルミニウム箔層の間の断面積を小さくすることができ、確かに容器の端縁部のヒートシール部の端面からの水蒸気透過が少なくなり、容器の水蒸気その他のバリヤー性を向上させることができた。
しかし、このようなヒートシール方法を採った場合、容器の水蒸気その他のバリヤー性は向上できるが、容器の端縁部のヒートシール部において、その熱接着性樹脂層の厚さが急に薄くなるため、ヒートシール部と、その内側との境界、即ち、ヒートシール部の内側ラインに沿う部分で、熱接着性樹脂層が、所謂エッジ切れ現象を生じやすくなり、その結果、ヒートシール強度が低下する問題があった。
【０００９】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、中間層にアルミニウム箔層などのバリヤー層を備え、且つ、少なくとも最内層に熱接着性樹脂層が積層された積層フィルムで形成される容器の端縁部をヒートシールするヒートシール方法であって、ヒートシールにより、両側のアルミニウム箔層の間の熱接着性樹脂層の厚さを、元の厚さよりも薄くすることができ、即ち、ヒートシール部の端面からの容器内への水蒸気の透過を少なくすることができ、且つ、本来の機能であるヒートシール強度などを低下させることもなく、良好なヒートシールを行うことのできる容器のヒートシール方法を提供すると共に、そのヒートシール方法を用いることにより、通常の用途の防湿性容器としては元より、特に高度の水蒸気その他のバリヤー性が必要とされるリチウムポリマー電池などの容器にも好適に使用することのできる電池用容器を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、以下の本発明により達成することができる。即ち、請求項１に記載した発明は、少なくとも外側から、２軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム層、２軸延伸ナイロンフィルム層、アルミニウム箔層、熱接着性樹脂層が順に積層されてなる積層フィルムを、該熱接着性樹脂層同士が対向するように配置し、その端縁部同士をヒートシールして形成される電池用容器であって、該電池用容器の端縁部が、所定のシール幅でヒートシールされた所定幅のヒートシール部のうち、外側部の熱接着性樹脂層の厚さが内側部の熱接着性樹脂層の厚さよりも薄くなるようにヒートシールされていることを特徴とする電池用容器からなる。
【００１１】
このような構成を採ることにより、電池用容器の端縁部のヒートシール部において、熱接着性樹脂層が全体的に圧縮され、元の厚さよりも薄くなるようにヒートシールされた場合でも、そのヒートシール幅のうち、内側部は、その熱接着性樹脂層の厚さが外側部よりも厚くなるため、ヒートシール部で熱接着性樹脂層の厚さが急に薄くなることはなく、前記エッジ切れによるヒートシール強度の低下を防止することができ、且つ、ヒートシール部の外側部においては、両側のアルミニウム箔層間の距離を一層小さくすることができるので、容器の端縁部のヒートシール部端面からの水蒸気透過が一層小さくなり、ヒートシール強度に優れると共に、一層水蒸気その他のバリヤー性に優れた電池用容器を提供することができる。
【００１２】
請求項２に記載した発明は、前記熱接着性樹脂層が前記アルミニウム箔層に熱ラミネーション法で積層されていることを特徴とする請求項１に記載の電池用容器である。
【００１３】
請求項３に記載した発明は、少なくとも外側から、基材層、アルミニウム箔層、熱接着性樹脂層が順に積層されると共に前記熱接着性樹脂層が前記アルミニウム箔層に熱ラミネーション法で積層されてなる積層フィルムを、該熱接着性樹脂層同士が対向するように配置し、その端縁部同士をヒートシールして形成される電池用容器であって、該電池用容器の端縁部が、所定のシール幅でヒートシールされた所定幅のシール部のうち、外側部の熱接着性樹脂層の厚さが内側部の熱接着性樹脂層の厚さよりも薄くなるようにヒートシールされていることを特徴とする電池用容器である。
【００１４】
請求項４に記載した発明は、前記所定幅のヒートシール部のうち、外側部の熱接着性樹脂層の厚さが、内側の熱接着性樹脂層の厚さよりも３０〜７０％薄くなるようにヒートシールされていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電池用容器である。
【００１５】
前記外側部の熱接着性樹脂層の厚さを内側部の熱接着性樹脂層の厚さよりも薄くする範囲は３０〜７０％程度が適当である。上記数値が３０％未満の場合、即ち、外側部の熱接着性樹脂層の厚さが、内側部の熱接着性樹脂層の厚さの７０％を超える場合は、充分な防湿性向上効果が得られないため好ましくなく、また、上記数値が７０％を超える場合、即ち、外側部の熱接着性樹脂層の厚さが、内側部の熱接着性樹脂層の厚さの３０％未満の場合は、防湿性向上効果は充分に得られるが、ヒートシール強度の低下を生じるおそれがあるため好ましくない。
【００１６】
従って、前記のような構成を採ることにより、容器の端縁部の前記所定幅のヒートシール部において、その内側部と外側部の熱接着性樹脂層の厚さを適度に調節しながら段階的に薄くすることができるので、前記請求項１に記載した発明の作用効果に加えて、ヒートシール強度を低下させることなく一層水蒸気その他のバリヤー性に優れた電池用容器を提供することができる。
【００１７】
請求項５に記載した発明は、前記所定幅のヒートシール部のうち、外側部のシール幅が、内側部のシール幅よりも広い幅に形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電池用容器である。
【００１８】
前記所定幅のヒートシール部において、内側部は、ヒートシール部が圧縮されて積層フィルムの熱接着性樹脂層が薄くなった時に発生するエッジ切れ現象を防止し、ヒートシール強度の低下を防ぐために設けたものであり、熱接着性樹脂層の厚さが外側部よりは厚くなるように設けられており、また、外側部は、この部分で効果的に防湿性を向上できるように、熱接着性樹脂層の厚さを可能な範囲で薄くして設けたものである。従って、内側部のシール幅は、エッジ切れ現象を防止できればその幅は狭くてよく、通常、１．５〜３ｍｍ程度あれば充分であり、外側部のシール幅は、広いほど防湿性を向上できるので、できるだけ広くすることが好ましい。
【００１９】
従って、前記のような構成を採ることにより、前記請求項１〜４のいずれかに記載した発明の作用効果に加えて、ヒートシール強度に優れると共に、一層効果的にヒートシール強度を低下させることなく水蒸気その他のバリヤー性に優れた電池用容器を提供することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の容器のヒートシール方法およびそのヒートシール方法を用いて作製された電池用容器の実施の形態について説明する。
先ず、本発明の容器のヒートシール方法は、先にも説明したように、少なくとも外側から、基材層、アルミニウム箔層、熱接着性樹脂層が順に積層されてなる積層フィルムを、その熱接着性樹脂層同士が対向するように配置し、その端縁部同士をヒートシールして形成される容器のヒートシール方法であって、該容器の端縁部を所定のシール幅でヒートシールする際、両側のシールヘッドのうち、少なくとも一方に、該シール幅の中間部で高さが変わり、外側部が高く、内側部が低くなる段差が設けられたシールヘッドを用いてヒートシールし、該容器の端縁部の所定幅のヒートシール部のうち、外側部の熱接着性樹脂層の厚さが内側部の熱接着性樹脂層の厚さよりも薄くなるようにヒートシールすることを特徴とするものであり、更に、前記所定幅のヒートシール部のうち、外側部の熱接着性樹脂層の厚さが、内側部の熱接着性樹脂層の厚さよりも３０〜７０％薄くなるようにヒートシールすること、および前記所定幅のヒートシール部のうち、外側部のシール幅を、内側部のシール幅よりも広い幅に形成することを含むものである。
【００２７】
このようなヒートシール方法を適用する容器の形態は、特に限定はされず、例えば、三方シール形式、四方シール形式、ピローパウチ形式、ガセットパウチ形式、スタンディングパウチ形式などの袋形式の容器のほか、積層フィルムをプレス成形などで成形したフランジ付きの浅いトレーとシール蓋などを組み合わせたトレー形式の容器であってもよい。
そして、このような容器の端縁部を前記のようなヒートシール方法でヒートシールする際、例えば、ヒートシール装置の上下のシールヘッドの間の両側などに、所定の厚さのシム（shim）を挿入するなど機械的にクリアランスをコントロールしてヒートシールすることにより、前記所定幅のヒートシール部の内側部と外側部の熱接着性樹脂層の厚さを、一層確実に所望の厚さに調節することができる。
【００２８】
また、このようなヒートシール方法を用いて電池用容器を作製する場合も、容器の材料としては、少なくとも外側から、基材層、アルミニウム箔層、熱接着性樹脂層が順に積層された構成の積層フィルムを使用することができる。
上記最外層の基材層には、特に限定はされないが、各種の強度や耐性に優れた２軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム、２軸延伸ポリエチレンナフタレートフィルム、２軸延伸ポリブチレンテレフタレートフィルム、２軸延伸ポリブチレンナフタレートフィルムなどの２軸延伸ポリエステルフィルム、または２軸延伸ナイロンフィルムなどの単独のフィルム、または、これらの二種以上をドライラミネーション法などで積層した積層フィルムを使用することができる。
【００２９】
中間層のアルミニウム箔層は、容器に水蒸気その他のバリヤー性を付与するために積層するものであり、軟質のアルミニウム箔が適しているが、特に、鉄を０．３〜９．０重量％、更に好ましくは０．７〜２．０重量％含有するアルミニウム箔が、展延性が一層よく、折り曲げ或いはプレス成形などの加工を施した場合にもピンホールなどの発生を少なくすることができる点で好ましい。
【００３０】
また、容器が電池用容器、中でもリチウムポリマー電池用容器として使用される場合は、水分が容器内に侵入すると電解質と反応してフッ化水素を発生し、アルミニウム箔層が腐食される問題がある。従って、アルミニウム箔層は、表面の耐フッ化水素性を向上させることが好ましく、このためアルミニウム箔層の少なくとも内側の面、または両側の面にクロメート処理を施すことが好ましい。
クロメート処理は、例えば、フェノール樹脂、リン酸、フッ化クロム(III) 化合物の水溶液をロールコート法などで塗布した後、アルミニウム箔の温度が１７０〜２００℃になるように加熱して皮膜を形成させるものである。
アルミニウム箔層の表面にこのようなクロメート処理を施すことにより、フッ化水素や酸などに対する耐性を向上させることができるほか、表面の接着性も向上できるので、内側の熱接着性樹脂層や外側の基材層を積層する際の積層強度を向上できる利点も得られる。
【００３１】
最内層の熱接着性樹脂層には、各種のポリオレフィン系樹脂を使用することができるが、容器が電池用容器の場合は、熱接着性と共に、防湿性、耐内容物性、即ち、電解質を含む電解液に対する耐性なども必要であり、ポリプロピレンまたは酸変性ポリプロピレンが適している。これらは、単独で用いてもよく、両者を適宜に積層して使用することもできる。
両者を積層して使用する場合、ポリプロピレン層と酸変性ポリプロピレン層の２層のほか、例えば、中間層をポリプロピレン層として、その両側に酸変性ポリプロピレン層を積層した３層構成とすることもできる。
【００３２】
酸変性ポリプロピレンは、自己同士の熱接着性のほか、金属に対する熱接着性にも優れているので、熱接着性樹脂層を熱ラミネーション法、或いは押し出しコート法でアルミニウム箔層の内側に積層する場合、その接着性がよく、また、例えば、電池用容器の内部から外側に電極端子を延長して設ける場合、電極端子の表面（接着面）が裸の金属であっても、電池用容器の端縁部において、それと良好に熱接着し、密封することができる。
前記熱接着性樹脂層のうち、どれを選ぶかについては、その積層方法や、電極端子の接着面の材質、例えば、表面被覆が施されているか、裸の金属かなどにより、適するものを適宜選定して積層することが好ましい。
【００３３】
上記酸変性ポリプロピレンとしては、アクリル酸、メタアクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、無水シトラコン酸、イタコン酸、無水イタコン酸などの不飽和カルボン酸、または、その無水物でグラフト重合変性したポリプロピレン、或いは、前記酸成分が共重合されたポリオレフィン樹脂をブレンドしたポリプロピレンなどを使用することができる。これらは単独で用いてもよく、また、二種以上をブレンドして用いてもよい。
【００３４】
以上のような各層を積層する方法は、基材層とアルミニウム箔層の積層に関しては、両者共フィルム状、即ち、長尺の巻き取り状で供給されるため、２液硬化型のポリウレタン系接着剤などを用いる公知のドライラミネーション法で問題なく積層することができる。
また、アルミニウム箔層と熱接着性樹脂層の積層に関しては、熱接着性樹脂層を予めフィルム状に製膜することにより、前記接着剤を用いるドライラミネーション法、または、接着剤を用いずに、熱ラミネーション法と呼ばれる加熱加圧により積層する方法で積層できるほか、押し出しコート法で熱接着性樹脂をアルミニウム箔層の内側の面に押し出して積層することもできる。
【００３５】
上記熱ラミネーション法または押し出しコート法で熱接着性樹脂層を積層する場合、アルミニウム箔層の積層面に、必要に応じて公知のアンカーコートもしくはプライマーコートなどの前処理を施すことができる。
プライマーコートを施す場合、熱接着性樹脂層にポリプロピレンまたは酸変性ポリプロピレンを用いる場合はこれと同系の樹脂を用いたプライマーコートが好ましく、例えば、酸変性ポリプロピレンのディスパージョンまたは溶液をアルミニウム箔層の積層面に薄くコーティングし、乾燥後、１７０〜２００℃の高温に加熱して融着させると共に、皮膜を形成させる方法が適している。
【００３６】
尚、アルミニウム箔層と熱接着性樹脂層とを積層する前記三通りの方法のうち、ドライラミネーション法は、その接着剤の吸湿性が比較的高く、その厚さは２〜３μｍ程度で薄いものの、容器端縁部のヒートシール部において、両側のアルミニウム箔層の間に接着剤層が２層介在することになり、電池用容器の防湿性を低下させる点で好ましくなかった。
従って、防湿性と積層強度の両方を考慮した場合、前記三通りの方法の中では、熱ラミネーション法が最善であった。
【００３７】
以下に、本発明に用いる積層フィルムの構成の代表的な具体例を示す。但し、アルミニウム箔のクロメート処理などの前処理は省略して示す。
(1) ＰＥＴフィルム層／接着剤層／アルミニウム箔層／酸変性ＰＰプライマー層／無延伸ＰＰフィルム層（最内層）
(2) ＰＥＴフィルム層／接着剤層／アルミニウム箔層／酸変性ＰＰプライマー層／無延伸酸変性ＰＰフィルム層（最内層）
(3) ＰＥＴフィルム層／接着剤層／アルミニウム箔層／酸変性ＰＰプライマー層／共押し出しフィルム層（ＰＰ層／酸変性ＰＰ層）（最内層）
(4) ＰＥＴフィルム層／接着剤層／アルミニウム箔層／酸変性ＰＰプライマー層／共押し出しフィルム層（酸変性ＰＰ層／ＰＰ層／酸変性ＰＰ層）（最内層）
(5) ＯＮフィルム層／接着剤層／アルミニウム箔層／酸変性ＰＰプライマー層／無延伸ＰＰフィルム層（最内層）
(6) ＯＮフィルム層／接着剤層／アルミニウム箔層／酸変性ＰＰプライマー層／無延伸酸変性ＰＰフィルム層（最内層）
(7) ＯＮフィルム層／接着剤層／アルミニウム箔層／酸変性ＰＰプライマー層／共押し出しフィルム層（ＰＰ層／酸変性ＰＰ層）（最内層）
(8) ＯＮフィルム層／接着剤層／アルミニウム箔層／酸変性ＰＰプライマー層／共押し出しフィルム層（酸変性ＰＰ層／ＰＰ層／酸変性ＰＰ層）（最内層）
(9) ＰＥＴフィルム層／接着剤層／ＯＮフィルム層／接着剤層／アルミニウム箔層／酸変性ＰＰプライマー層／無延伸ＰＰフィルム層（最内層）
(10)ＰＥＴフィルム層／接着剤層／ＯＮフィルム層／接着剤層／アルミニウム箔層／酸変性ＰＰプライマー層／無延伸酸変性ＰＰフィルム層（最内層）
(11)ＰＥＴフィルム層／接着剤層／ＯＮフィルム層／接着剤層／アルミニウム箔層／酸変性ＰＰプライマー層／共押し出しフィルム層（ＰＰ層／酸変性ＰＰ層）（最内層）
(12)ＰＥＴフィルム層／接着剤層／ＯＮフィルム層／接着剤層／アルミニウム箔層／酸変性ＰＰプライマー層／共押し出しフィルム層（酸変性ＰＰ層／ＰＰ層／酸変性ＰＰ層）（最内層）
などの構成が挙げられるが、これらに限定されるものではなく様々な構成を採ることができる。
【００３８】
上記において、接着剤層は全てドライラミネート用の接着剤であり、ＰＥＴフィルムは２軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム、ＯＮフィルムは２軸延伸ナイロンフィルム、ＰＰはポリプロピレンを示し、また、最内層の共押し出しフィルムは無延伸フィルムである。
そして、アルミニウム箔層の内側の酸変性ＰＰプライマー層への最内層、即ち、各種熱接着性樹脂フィルム層の積層は、熱ラミネーション法によるものである。
【００３９】
【実施例】
以下、図面を用いて本発明を更に具体的に説明する。但し、本発明はこれらの図面に限定されるものではない。
図１は、本発明の容器のヒートシール方法の一実施例を説明する図であり、ヒートシール装置のシールヘッドと、容器のヒートシール部の部分拡大断面図である。
図１に示した容器のヒートシール方法は、ヒートシール装置に組み付けられた上側のシールヘッド１a と、下側のシールヘッド１b との間に、ヒートシールする容器の端縁部を差し込んで、上下のシールヘッド１a ，１b で所定時間、加熱加圧してヒートシールするものである。
この場合、下側のシールヘッド１b の先端（図において上端）は、フラットであるが、上側のシールヘッド１a の先端（図において下端）には、ヒートシール部の全幅ｗのうち、中間部で高さが変わり、外側部のシール幅ｗ2 の部分は高さｈ2 が高く、内側部のシール幅ｗ1 の部分は高さｈ1 が低くなる段差が設けられている。
【００４０】
上記において、ヒートシール部の全幅ｗは、通常５〜１０ｍｍ程度であり、内側部のシール幅ｗ1 は、１．５〜３ｍｍで充分であり、残りの幅を外側部のシール幅ｗ2 とすることができる。そして、外側部のシール幅ｗ2 は、内側部のシール幅ｗ1 よりも大きいことが好ましい。
また、上側のシールヘッド１a の先端の段差（ｈ2 −ｈ1 ）の具体的な数値は、積層フィルムの熱接着性樹脂層の厚さによっても変わるため、一定ではないが、３０〜７０μｍ程度が適当であり、これにより容器端縁部の所定幅ｗのヒートシール部のうち、外側部のシール幅ｗ2 の部分の熱接着性樹脂層の厚さｔ2 を、内側部のシール幅ｗ1 の部分の熱接着性樹脂層の厚さｔ1 よりも３０〜７０％薄くすることができる。
上記ｔ1 、ｔ2 は、厳密には両側のアルミニウム箔層の間の間隔であるが、プライマーコートなどを用いた場合でもその厚さは極薄いため、略熱接着性樹脂層の厚さに相当する。
【００４１】
また、ヒートシールする容器は、少なくとも外側から、基材層３、アルミニウム箔層４、熱接着性樹脂層５が順に積層された積層フィルム２で形成され、積層フィルム２を、熱接着性樹脂層５同士が対向するように配置し、その端縁部を上下のシールヘッド１a ，１b の間に挿入してヒートシールする方法で容器を作製することができる。
上記ヒートシールに際して、図には示していないが前述したように、上下のシールヘッドの間の両側などに、所定の厚さのシムを挿入して圧縮量を一定に調節することにより、前記所定幅のヒートシール部の内側部と外側部の熱接着性樹脂層の厚さｔ1 、ｔ2 を、一層確実に所望の厚さに調節することがでる。
【００４２】
このようなヒートシール方法で容器の端縁部をヒートシールすることにより、上側のシールヘッド１a の先端の段差を設けた形状に応じて、容器の端縁部の所定幅ｗのヒートシール部が、その内側部のシール幅ｗ1 の部分と、外側部のシール幅ｗ2 の部分とで段差を有する形状に圧縮され、それぞれの部分の熱接着性樹脂層の厚さが、段階的に薄くなり、両側のアルミニウム箔層の間隔が、内側部のシール幅ｗ1 の部分ではｔ1 に縮められ、外側部のシール幅ｗ2 の部分では更に小さくｔ2 に縮められる。
この時、上記外側部のシール幅ｗ2 の部分の熱接着性樹脂層の厚さｔ2 は、ヒートシール前のこの部分の厚さの３０〜７０％以上薄くなっている。
【００４３】
従って、容器の端縁部のヒートシール部の外側部の両側のアルミニウム箔層間の距離が大幅に縮められ、ヒートシール部端面の両側のアルミニウム箔層の間の面積も大幅に小さくなるので、この部分からの水蒸気透過が一層少なくなり、容器の水蒸気その他のバリヤー性を大幅に向上させることができる。また、ヒートシール部の内側ラインの部分で熱接着性樹脂層の厚さが急激に薄くなることもないので、エッジ切れ現象によるヒートシール強度の低下も防止することができ、良好なヒートシール強度を維持することができる。
【００４４】
尚、図１では、上下のシールヘッド１a 、１b のうち、一方のシールヘッド、即ち、上側のシールヘッド１a にのみ、高さの差（段差）を設けたが、両方のシールヘッドに、例えば、上下で対称形になるように高さの差（段差）を設けることもできる。その場合、当然高さの差（段差）は、片側のみの場合の１／２でよい。
【００４５】
図２は、本発明の容器のヒートシール方法を用いて作製された電池用容器の一実施例の構成を示す模式平面図である。
図２に示した電池用容器１００は、例えば、外側から、基材層、アルミニウム箔層、熱接着性樹脂層を順に積層した積層フィルム２を用いて、その熱接着性樹脂層同士が対向するように折り返し部６で二つ折りした後、図において右側の側部と底部の端縁部を、前記図１に示したヒートシール方法で、所定幅のヒートシール部７のうち、外側部ヒートシール部７b の幅が内側部ヒートシール部７a の幅よりも広く、且つ、外側部ヒートシール部７b が内側部ヒートシール部７a よりも強く圧縮され、熱接着性樹脂層の厚さが、容器内部から、内側部ヒートシール部７a 、外側部ヒートシール部７b の順に段階的に薄くなるようにヒートシールし、上部が開口する袋状容器として構成したものである。
【００４６】
尚、上部の開口部は、袋状容器内に電池の構成材料を収納し、且つ、内部から開口部を通して外側に、正極、負極の電極端子を延長した後、開口部ヒートシール部８で、側部や底部のヒートシール部７と同様に、外側部ヒートシール部の熱接着性樹脂層の厚さが、内側部ヒートシール部の熱接着性樹脂層の厚さよりも薄くなるようにヒートシールするものである。
また、この時、電極端子のヒートシール部には、例えば、酸変性ポリプロピレンの被覆を行うことにより、ヒートシールによる電極端子と酸変性ポリプロピレン、および、酸変性ポリプロピレンと熱接着性樹脂層との熱接着を良好にすることができる。
【００４７】
このような構成を採ることにより、容器の端縁部のヒートシール部において、熱接着性樹脂層が全体的に圧縮され、元の厚さよりも大幅に薄くなるようにヒートシールされた場合でも、そのヒートシール幅のうち、内側部は、その熱接着性樹脂層の厚さが外側部よりも厚くなるため、ヒートシール部の内側ラインで熱接着性樹脂層の厚さが急激に薄くなることはなく、前記エッジ切れによるヒートシール強度の低下を防止することができ、且つ、ヒートシール部の外側部においては、両側のアルミニウム箔層間の距離を大幅に小さくすることができるので、容器の端縁部のヒートシール部端面からの水蒸気透過が一層小さくなり、ヒートシール強度に優れると共に、一層水蒸気その他のバリヤー性に優れた電池用容器を提供することができる。
【００４８】
図３は、本発明の電池用容器を用いて作製される電池の一例の構成を示す模式平面図である。
図３に示した電池５００は、前記図２に示した電池用容器１００を用いて作製された電池に相当し、このような薄型の電池５００は、例えば、前記図２に示した電池用容器１００を用いて、その上部の開口部から、電池の構成材料を挿入し、内部から開口部を通して外側に、正極および負極の電極端子９a 、９b を延長した後、開口部を側部および底部のヒートシール部７と同様に、内側部シール部７a と外側部シール部７b とで段差を有する形状にヒートシールして作製することができる。
このような構成を採ることにより、電池５００は、その端縁部のヒートシール部が、良好なヒートシール強度を有すると同時に、ヒートシール部の端面からの水蒸気透過も大幅に低減されるので、防湿性、長期安定性に優れたものとなる。
【００４９】
【発明の効果】
以上詳しく説明したように、本発明によれば、少なくとも外側から、基材層、アルミニウム箔層、熱接着性樹脂層が順に積層されてなる積層フィルムを、その熱接着性樹脂層同士が対向するように配置し、その端縁部同士をヒートシールして形成される容器のヒートシール方法であって、良好なヒートシール強度を付与できると同時に、容器端縁部のヒートシール部の端面からの水蒸気透過を少なくすることのできる容器のヒートシール方法を提供することができ、また、そのヒートシール方法を用いて容器を作製することにより、良好なヒートシール強度を有すると同時に、高度の水蒸気その他のバリヤー性を備え、リチウムポリマー電池などの容器としても好適に使用することのできる電池用容器を容易に提供できる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の容器のヒートシール方法の一実施例を説明する図であり、ヒートシール装置のシールヘッドと、容器のヒートシール部の部分拡大断面図である。
【図２】本発明の容器のヒートシール方法を用いて作製された電池用容器の一実施例の構成を示す模式平面図である。
【図３】本発明の電池用容器を用いて作製される電池の一例の構成を示す模式平面図である。
【符号の説明】
１a 、１b シールヘッド
２ 積層フィルム
３ 基材層
４ アルミニウム箔層
５ 熱接着性樹脂層
６ 折り返し部
７ ヒートシール部
７a 内側部ヒートシール部
７b 外側部ヒートシール部
８ 開口部ヒートシール部
９a 、９b 電極端子
ｈ1 低い部分のシールヘッドの高さ
ｈ2 高い部分のシールヘッドの高さ
ｗ ヒートシール部の全幅
ｗ1 内側部のシール幅
ｗ2 外側部のシール幅
ｔ1 内側部のヒートシール部の熱接着性樹脂層の厚さ
ｔ2 外側部のヒートシール部の熱接着性樹脂層の厚さ
１００ 電池用容器
５００ 電池
【発明の属する技術分野】
本発明は、容器のヒートシール方法およびそのヒートシール方法を用いて作製された電池用容器に関し、更に詳しくは、積層フィルムをヒートシールしてなる袋形式、または、フランジ付きの浅いトレーとシール蓋とを組み合わせたトレー形式などの容器において、高度の水蒸気その他のバリヤー性が必要とされる場合、その弱点となりやすい容器端縁部のヒートシール部の端面からの水蒸気透過をできる限り少なくできるように改善した容器のヒートシール方法とそのヒートシール方法を用いて作製された高度の水蒸気その他のバリヤー性を有する電池用容器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、積層フィルムを用いてなる袋形式、または、フランジ付きの浅いトレーとシール蓋とを組み合わせたトレー形式などの容器において、高度の水蒸気その他のバリヤー性が必要とされる場合、通常は、積層フィルムとして、例えば外側から、基材層、アルミニウム箔層、熱接着性樹脂層などが順に積層された構成、即ち、中間層などにアルミニウム箔などのハイバリヤー性材料が積層された構成の積層フィルムを用いて、そのバリヤー性を向上させる方法が採られていた。
【０００３】
しかし、このような構成の積層フィルムを用いて容器を形成した場合、その壁面からの水蒸気その他のバリヤー性は、略完全なものにすることができるが、容器端縁部のヒートシール部の端面においては、例えば、両側のアルミニウム箔層の間に少なくとも熱接着性樹脂層が介在するため、容器の内外を完全にアルミニウム箔層で遮断することはできなかった。
【０００４】
従って、僅かではあるが、前記ヒートシール部の端面の両側のアルミニウム箔層の間から水分が侵入する問題があり、例えば、容器が、薬剤用や、ポリマー電池用、中でもリチウムポリマー電池用などのように、長期に渡り高度の水蒸気その他のバリヤー性が必要とされる容器である場合には、これを無視することができなかった。
【０００５】
このようなヒートシール部の端面からの水分の侵入については、両側のアルミニウム箔層の間に介在する層、例えば、アルミニウム箔の内側を保護するための中間層や、熱接着性樹脂層、そして、これらを貼り合わせるためのドライラミネート用の接着剤層などの材質、即ち、これらの水蒸気透過度、およびその厚さのほか、水分の侵入経路となるこれらの長さ、即ち、ヒートシール部の幅などが関連している。
【０００６】
そして、ヒートシール部の端面からの水分の侵入をできるだけ少なくするためには、両側のアルミニウム箔層の間には、最低限必要な熱接着性樹脂層以外の層、即ち、前記アルミニウム箔の内側を保護する中間層や接着剤層などをできる限り取り除き、且つ、熱接着性樹脂層の厚さもできるだけ薄くすることが好ましく、また、ヒートシール部の幅は、できるだけ大きくすることが好ましい。
【０００７】
しかし、上記のうち、ヒートシール幅については、容器の形状や材料コストの問題もあり、必要以上に大きくすることには制約がある。
従って、両側のアルミニウム箔層の間から、可能な限り前記中間層や接着剤層を取り除くようにし、且つ、熱接着性樹脂層の厚さを薄めに設定して積層フィルムを構成すると共に、更に、ヒートシールの際、ヒートシール部の熱接着性樹脂層が圧縮され、その厚さが例えば元の厚さの７０〜３０％に薄くなるようにヒートシールすることを試みた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このようなヒートシール方法を採ることにより、ヒートシール部の端面の両側のアルミニウム箔層の間の断面積を小さくすることができ、確かに容器の端縁部のヒートシール部の端面からの水蒸気透過が少なくなり、容器の水蒸気その他のバリヤー性を向上させることができた。
しかし、このようなヒートシール方法を採った場合、容器の水蒸気その他のバリヤー性は向上できるが、容器の端縁部のヒートシール部において、その熱接着性樹脂層の厚さが急に薄くなるため、ヒートシール部と、その内側との境界、即ち、ヒートシール部の内側ラインに沿う部分で、熱接着性樹脂層が、所謂エッジ切れ現象を生じやすくなり、その結果、ヒートシール強度が低下する問題があった。
【０００９】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、中間層にアルミニウム箔層などのバリヤー層を備え、且つ、少なくとも最内層に熱接着性樹脂層が積層された積層フィルムで形成される容器の端縁部をヒートシールするヒートシール方法であって、ヒートシールにより、両側のアルミニウム箔層の間の熱接着性樹脂層の厚さを、元の厚さよりも薄くすることができ、即ち、ヒートシール部の端面からの容器内への水蒸気の透過を少なくすることができ、且つ、本来の機能であるヒートシール強度などを低下させることもなく、良好なヒートシールを行うことのできる容器のヒートシール方法を提供すると共に、そのヒートシール方法を用いることにより、通常の用途の防湿性容器としては元より、特に高度の水蒸気その他のバリヤー性が必要とされるリチウムポリマー電池などの容器にも好適に使用することのできる電池用容器を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、以下の本発明により達成することができる。即ち、請求項１に記載した発明は、少なくとも外側から、２軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム層、２軸延伸ナイロンフィルム層、アルミニウム箔層、熱接着性樹脂層が順に積層されてなる積層フィルムを、該熱接着性樹脂層同士が対向するように配置し、その端縁部同士をヒートシールして形成される電池用容器であって、該電池用容器の端縁部が、所定のシール幅でヒートシールされた所定幅のヒートシール部のうち、外側部の熱接着性樹脂層の厚さが内側部の熱接着性樹脂層の厚さよりも薄くなるようにヒートシールされていることを特徴とする電池用容器からなる。
【００１１】
このような構成を採ることにより、電池用容器の端縁部のヒートシール部において、熱接着性樹脂層が全体的に圧縮され、元の厚さよりも薄くなるようにヒートシールされた場合でも、そのヒートシール幅のうち、内側部は、その熱接着性樹脂層の厚さが外側部よりも厚くなるため、ヒートシール部で熱接着性樹脂層の厚さが急に薄くなることはなく、前記エッジ切れによるヒートシール強度の低下を防止することができ、且つ、ヒートシール部の外側部においては、両側のアルミニウム箔層間の距離を一層小さくすることができるので、容器の端縁部のヒートシール部端面からの水蒸気透過が一層小さくなり、ヒートシール強度に優れると共に、一層水蒸気その他のバリヤー性に優れた電池用容器を提供することができる。
【００１２】
請求項２に記載した発明は、前記熱接着性樹脂層が前記アルミニウム箔層に熱ラミネーション法で積層されていることを特徴とする請求項１に記載の電池用容器である。
【００１３】
請求項３に記載した発明は、少なくとも外側から、基材層、アルミニウム箔層、熱接着性樹脂層が順に積層されると共に前記熱接着性樹脂層が前記アルミニウム箔層に熱ラミネーション法で積層されてなる積層フィルムを、該熱接着性樹脂層同士が対向するように配置し、その端縁部同士をヒートシールして形成される電池用容器であって、該電池用容器の端縁部が、所定のシール幅でヒートシールされた所定幅のシール部のうち、外側部の熱接着性樹脂層の厚さが内側部の熱接着性樹脂層の厚さよりも薄くなるようにヒートシールされていることを特徴とする電池用容器である。
【００１４】
請求項４に記載した発明は、前記所定幅のヒートシール部のうち、外側部の熱接着性樹脂層の厚さが、内側の熱接着性樹脂層の厚さよりも３０〜７０％薄くなるようにヒートシールされていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電池用容器である。
【００１５】
前記外側部の熱接着性樹脂層の厚さを内側部の熱接着性樹脂層の厚さよりも薄くする範囲は３０〜７０％程度が適当である。上記数値が３０％未満の場合、即ち、外側部の熱接着性樹脂層の厚さが、内側部の熱接着性樹脂層の厚さの７０％を超える場合は、充分な防湿性向上効果が得られないため好ましくなく、また、上記数値が７０％を超える場合、即ち、外側部の熱接着性樹脂層の厚さが、内側部の熱接着性樹脂層の厚さの３０％未満の場合は、防湿性向上効果は充分に得られるが、ヒートシール強度の低下を生じるおそれがあるため好ましくない。
【００１６】
従って、前記のような構成を採ることにより、容器の端縁部の前記所定幅のヒートシール部において、その内側部と外側部の熱接着性樹脂層の厚さを適度に調節しながら段階的に薄くすることができるので、前記請求項１に記載した発明の作用効果に加えて、ヒートシール強度を低下させることなく一層水蒸気その他のバリヤー性に優れた電池用容器を提供することができる。
【００１７】
請求項５に記載した発明は、前記所定幅のヒートシール部のうち、外側部のシール幅が、内側部のシール幅よりも広い幅に形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電池用容器である。
【００１８】
前記所定幅のヒートシール部において、内側部は、ヒートシール部が圧縮されて積層フィルムの熱接着性樹脂層が薄くなった時に発生するエッジ切れ現象を防止し、ヒートシール強度の低下を防ぐために設けたものであり、熱接着性樹脂層の厚さが外側部よりは厚くなるように設けられており、また、外側部は、この部分で効果的に防湿性を向上できるように、熱接着性樹脂層の厚さを可能な範囲で薄くして設けたものである。従って、内側部のシール幅は、エッジ切れ現象を防止できればその幅は狭くてよく、通常、１．５〜３ｍｍ程度あれば充分であり、外側部のシール幅は、広いほど防湿性を向上できるので、できるだけ広くすることが好ましい。
【００１９】
従って、前記のような構成を採ることにより、前記請求項１〜４のいずれかに記載した発明の作用効果に加えて、ヒートシール強度に優れると共に、一層効果的にヒートシール強度を低下させることなく水蒸気その他のバリヤー性に優れた電池用容器を提供することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の容器のヒートシール方法およびそのヒートシール方法を用いて作製された電池用容器の実施の形態について説明する。
先ず、本発明の容器のヒートシール方法は、先にも説明したように、少なくとも外側から、基材層、アルミニウム箔層、熱接着性樹脂層が順に積層されてなる積層フィルムを、その熱接着性樹脂層同士が対向するように配置し、その端縁部同士をヒートシールして形成される容器のヒートシール方法であって、該容器の端縁部を所定のシール幅でヒートシールする際、両側のシールヘッドのうち、少なくとも一方に、該シール幅の中間部で高さが変わり、外側部が高く、内側部が低くなる段差が設けられたシールヘッドを用いてヒートシールし、該容器の端縁部の所定幅のヒートシール部のうち、外側部の熱接着性樹脂層の厚さが内側部の熱接着性樹脂層の厚さよりも薄くなるようにヒートシールすることを特徴とするものであり、更に、前記所定幅のヒートシール部のうち、外側部の熱接着性樹脂層の厚さが、内側部の熱接着性樹脂層の厚さよりも３０〜７０％薄くなるようにヒートシールすること、および前記所定幅のヒートシール部のうち、外側部のシール幅を、内側部のシール幅よりも広い幅に形成することを含むものである。
【００２７】
このようなヒートシール方法を適用する容器の形態は、特に限定はされず、例えば、三方シール形式、四方シール形式、ピローパウチ形式、ガセットパウチ形式、スタンディングパウチ形式などの袋形式の容器のほか、積層フィルムをプレス成形などで成形したフランジ付きの浅いトレーとシール蓋などを組み合わせたトレー形式の容器であってもよい。
そして、このような容器の端縁部を前記のようなヒートシール方法でヒートシールする際、例えば、ヒートシール装置の上下のシールヘッドの間の両側などに、所定の厚さのシム（shim）を挿入するなど機械的にクリアランスをコントロールしてヒートシールすることにより、前記所定幅のヒートシール部の内側部と外側部の熱接着性樹脂層の厚さを、一層確実に所望の厚さに調節することができる。
【００２８】
また、このようなヒートシール方法を用いて電池用容器を作製する場合も、容器の材料としては、少なくとも外側から、基材層、アルミニウム箔層、熱接着性樹脂層が順に積層された構成の積層フィルムを使用することができる。
上記最外層の基材層には、特に限定はされないが、各種の強度や耐性に優れた２軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム、２軸延伸ポリエチレンナフタレートフィルム、２軸延伸ポリブチレンテレフタレートフィルム、２軸延伸ポリブチレンナフタレートフィルムなどの２軸延伸ポリエステルフィルム、または２軸延伸ナイロンフィルムなどの単独のフィルム、または、これらの二種以上をドライラミネーション法などで積層した積層フィルムを使用することができる。
【００２９】
中間層のアルミニウム箔層は、容器に水蒸気その他のバリヤー性を付与するために積層するものであり、軟質のアルミニウム箔が適しているが、特に、鉄を０．３〜９．０重量％、更に好ましくは０．７〜２．０重量％含有するアルミニウム箔が、展延性が一層よく、折り曲げ或いはプレス成形などの加工を施した場合にもピンホールなどの発生を少なくすることができる点で好ましい。
【００３０】
また、容器が電池用容器、中でもリチウムポリマー電池用容器として使用される場合は、水分が容器内に侵入すると電解質と反応してフッ化水素を発生し、アルミニウム箔層が腐食される問題がある。従って、アルミニウム箔層は、表面の耐フッ化水素性を向上させることが好ましく、このためアルミニウム箔層の少なくとも内側の面、または両側の面にクロメート処理を施すことが好ましい。
クロメート処理は、例えば、フェノール樹脂、リン酸、フッ化クロム(III) 化合物の水溶液をロールコート法などで塗布した後、アルミニウム箔の温度が１７０〜２００℃になるように加熱して皮膜を形成させるものである。
アルミニウム箔層の表面にこのようなクロメート処理を施すことにより、フッ化水素や酸などに対する耐性を向上させることができるほか、表面の接着性も向上できるので、内側の熱接着性樹脂層や外側の基材層を積層する際の積層強度を向上できる利点も得られる。
【００３１】
最内層の熱接着性樹脂層には、各種のポリオレフィン系樹脂を使用することができるが、容器が電池用容器の場合は、熱接着性と共に、防湿性、耐内容物性、即ち、電解質を含む電解液に対する耐性なども必要であり、ポリプロピレンまたは酸変性ポリプロピレンが適している。これらは、単独で用いてもよく、両者を適宜に積層して使用することもできる。
両者を積層して使用する場合、ポリプロピレン層と酸変性ポリプロピレン層の２層のほか、例えば、中間層をポリプロピレン層として、その両側に酸変性ポリプロピレン層を積層した３層構成とすることもできる。
【００３２】
酸変性ポリプロピレンは、自己同士の熱接着性のほか、金属に対する熱接着性にも優れているので、熱接着性樹脂層を熱ラミネーション法、或いは押し出しコート法でアルミニウム箔層の内側に積層する場合、その接着性がよく、また、例えば、電池用容器の内部から外側に電極端子を延長して設ける場合、電極端子の表面（接着面）が裸の金属であっても、電池用容器の端縁部において、それと良好に熱接着し、密封することができる。
前記熱接着性樹脂層のうち、どれを選ぶかについては、その積層方法や、電極端子の接着面の材質、例えば、表面被覆が施されているか、裸の金属かなどにより、適するものを適宜選定して積層することが好ましい。
【００３３】
上記酸変性ポリプロピレンとしては、アクリル酸、メタアクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、無水シトラコン酸、イタコン酸、無水イタコン酸などの不飽和カルボン酸、または、その無水物でグラフト重合変性したポリプロピレン、或いは、前記酸成分が共重合されたポリオレフィン樹脂をブレンドしたポリプロピレンなどを使用することができる。これらは単独で用いてもよく、また、二種以上をブレンドして用いてもよい。
【００３４】
以上のような各層を積層する方法は、基材層とアルミニウム箔層の積層に関しては、両者共フィルム状、即ち、長尺の巻き取り状で供給されるため、２液硬化型のポリウレタン系接着剤などを用いる公知のドライラミネーション法で問題なく積層することができる。
また、アルミニウム箔層と熱接着性樹脂層の積層に関しては、熱接着性樹脂層を予めフィルム状に製膜することにより、前記接着剤を用いるドライラミネーション法、または、接着剤を用いずに、熱ラミネーション法と呼ばれる加熱加圧により積層する方法で積層できるほか、押し出しコート法で熱接着性樹脂をアルミニウム箔層の内側の面に押し出して積層することもできる。
【００３５】
上記熱ラミネーション法または押し出しコート法で熱接着性樹脂層を積層する場合、アルミニウム箔層の積層面に、必要に応じて公知のアンカーコートもしくはプライマーコートなどの前処理を施すことができる。
プライマーコートを施す場合、熱接着性樹脂層にポリプロピレンまたは酸変性ポリプロピレンを用いる場合はこれと同系の樹脂を用いたプライマーコートが好ましく、例えば、酸変性ポリプロピレンのディスパージョンまたは溶液をアルミニウム箔層の積層面に薄くコーティングし、乾燥後、１７０〜２００℃の高温に加熱して融着させると共に、皮膜を形成させる方法が適している。
【００３６】
尚、アルミニウム箔層と熱接着性樹脂層とを積層する前記三通りの方法のうち、ドライラミネーション法は、その接着剤の吸湿性が比較的高く、その厚さは２〜３μｍ程度で薄いものの、容器端縁部のヒートシール部において、両側のアルミニウム箔層の間に接着剤層が２層介在することになり、電池用容器の防湿性を低下させる点で好ましくなかった。
従って、防湿性と積層強度の両方を考慮した場合、前記三通りの方法の中では、熱ラミネーション法が最善であった。
【００３７】
以下に、本発明に用いる積層フィルムの構成の代表的な具体例を示す。但し、アルミニウム箔のクロメート処理などの前処理は省略して示す。
(1) ＰＥＴフィルム層／接着剤層／アルミニウム箔層／酸変性ＰＰプライマー層／無延伸ＰＰフィルム層（最内層）
(2) ＰＥＴフィルム層／接着剤層／アルミニウム箔層／酸変性ＰＰプライマー層／無延伸酸変性ＰＰフィルム層（最内層）
(3) ＰＥＴフィルム層／接着剤層／アルミニウム箔層／酸変性ＰＰプライマー層／共押し出しフィルム層（ＰＰ層／酸変性ＰＰ層）（最内層）
(4) ＰＥＴフィルム層／接着剤層／アルミニウム箔層／酸変性ＰＰプライマー層／共押し出しフィルム層（酸変性ＰＰ層／ＰＰ層／酸変性ＰＰ層）（最内層）
(5) ＯＮフィルム層／接着剤層／アルミニウム箔層／酸変性ＰＰプライマー層／無延伸ＰＰフィルム層（最内層）
(6) ＯＮフィルム層／接着剤層／アルミニウム箔層／酸変性ＰＰプライマー層／無延伸酸変性ＰＰフィルム層（最内層）
(7) ＯＮフィルム層／接着剤層／アルミニウム箔層／酸変性ＰＰプライマー層／共押し出しフィルム層（ＰＰ層／酸変性ＰＰ層）（最内層）
(8) ＯＮフィルム層／接着剤層／アルミニウム箔層／酸変性ＰＰプライマー層／共押し出しフィルム層（酸変性ＰＰ層／ＰＰ層／酸変性ＰＰ層）（最内層）
(9) ＰＥＴフィルム層／接着剤層／ＯＮフィルム層／接着剤層／アルミニウム箔層／酸変性ＰＰプライマー層／無延伸ＰＰフィルム層（最内層）
(10)ＰＥＴフィルム層／接着剤層／ＯＮフィルム層／接着剤層／アルミニウム箔層／酸変性ＰＰプライマー層／無延伸酸変性ＰＰフィルム層（最内層）
(11)ＰＥＴフィルム層／接着剤層／ＯＮフィルム層／接着剤層／アルミニウム箔層／酸変性ＰＰプライマー層／共押し出しフィルム層（ＰＰ層／酸変性ＰＰ層）（最内層）
(12)ＰＥＴフィルム層／接着剤層／ＯＮフィルム層／接着剤層／アルミニウム箔層／酸変性ＰＰプライマー層／共押し出しフィルム層（酸変性ＰＰ層／ＰＰ層／酸変性ＰＰ層）（最内層）
などの構成が挙げられるが、これらに限定されるものではなく様々な構成を採ることができる。
【００３８】
上記において、接着剤層は全てドライラミネート用の接着剤であり、ＰＥＴフィルムは２軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム、ＯＮフィルムは２軸延伸ナイロンフィルム、ＰＰはポリプロピレンを示し、また、最内層の共押し出しフィルムは無延伸フィルムである。
そして、アルミニウム箔層の内側の酸変性ＰＰプライマー層への最内層、即ち、各種熱接着性樹脂フィルム層の積層は、熱ラミネーション法によるものである。
【００３９】
【実施例】
以下、図面を用いて本発明を更に具体的に説明する。但し、本発明はこれらの図面に限定されるものではない。
図１は、本発明の容器のヒートシール方法の一実施例を説明する図であり、ヒートシール装置のシールヘッドと、容器のヒートシール部の部分拡大断面図である。
図１に示した容器のヒートシール方法は、ヒートシール装置に組み付けられた上側のシールヘッド１a と、下側のシールヘッド１b との間に、ヒートシールする容器の端縁部を差し込んで、上下のシールヘッド１a ，１b で所定時間、加熱加圧してヒートシールするものである。
この場合、下側のシールヘッド１b の先端（図において上端）は、フラットであるが、上側のシールヘッド１a の先端（図において下端）には、ヒートシール部の全幅ｗのうち、中間部で高さが変わり、外側部のシール幅ｗ2 の部分は高さｈ2 が高く、内側部のシール幅ｗ1 の部分は高さｈ1 が低くなる段差が設けられている。
【００４０】
上記において、ヒートシール部の全幅ｗは、通常５〜１０ｍｍ程度であり、内側部のシール幅ｗ1 は、１．５〜３ｍｍで充分であり、残りの幅を外側部のシール幅ｗ2 とすることができる。そして、外側部のシール幅ｗ2 は、内側部のシール幅ｗ1 よりも大きいことが好ましい。
また、上側のシールヘッド１a の先端の段差（ｈ2 −ｈ1 ）の具体的な数値は、積層フィルムの熱接着性樹脂層の厚さによっても変わるため、一定ではないが、３０〜７０μｍ程度が適当であり、これにより容器端縁部の所定幅ｗのヒートシール部のうち、外側部のシール幅ｗ2 の部分の熱接着性樹脂層の厚さｔ2 を、内側部のシール幅ｗ1 の部分の熱接着性樹脂層の厚さｔ1 よりも３０〜７０％薄くすることができる。
上記ｔ1 、ｔ2 は、厳密には両側のアルミニウム箔層の間の間隔であるが、プライマーコートなどを用いた場合でもその厚さは極薄いため、略熱接着性樹脂層の厚さに相当する。
【００４１】
また、ヒートシールする容器は、少なくとも外側から、基材層３、アルミニウム箔層４、熱接着性樹脂層５が順に積層された積層フィルム２で形成され、積層フィルム２を、熱接着性樹脂層５同士が対向するように配置し、その端縁部を上下のシールヘッド１a ，１b の間に挿入してヒートシールする方法で容器を作製することができる。
上記ヒートシールに際して、図には示していないが前述したように、上下のシールヘッドの間の両側などに、所定の厚さのシムを挿入して圧縮量を一定に調節することにより、前記所定幅のヒートシール部の内側部と外側部の熱接着性樹脂層の厚さｔ1 、ｔ2 を、一層確実に所望の厚さに調節することがでる。
【００４２】
このようなヒートシール方法で容器の端縁部をヒートシールすることにより、上側のシールヘッド１a の先端の段差を設けた形状に応じて、容器の端縁部の所定幅ｗのヒートシール部が、その内側部のシール幅ｗ1 の部分と、外側部のシール幅ｗ2 の部分とで段差を有する形状に圧縮され、それぞれの部分の熱接着性樹脂層の厚さが、段階的に薄くなり、両側のアルミニウム箔層の間隔が、内側部のシール幅ｗ1 の部分ではｔ1 に縮められ、外側部のシール幅ｗ2 の部分では更に小さくｔ2 に縮められる。
この時、上記外側部のシール幅ｗ2 の部分の熱接着性樹脂層の厚さｔ2 は、ヒートシール前のこの部分の厚さの３０〜７０％以上薄くなっている。
【００４３】
従って、容器の端縁部のヒートシール部の外側部の両側のアルミニウム箔層間の距離が大幅に縮められ、ヒートシール部端面の両側のアルミニウム箔層の間の面積も大幅に小さくなるので、この部分からの水蒸気透過が一層少なくなり、容器の水蒸気その他のバリヤー性を大幅に向上させることができる。また、ヒートシール部の内側ラインの部分で熱接着性樹脂層の厚さが急激に薄くなることもないので、エッジ切れ現象によるヒートシール強度の低下も防止することができ、良好なヒートシール強度を維持することができる。
【００４４】
尚、図１では、上下のシールヘッド１a 、１b のうち、一方のシールヘッド、即ち、上側のシールヘッド１a にのみ、高さの差（段差）を設けたが、両方のシールヘッドに、例えば、上下で対称形になるように高さの差（段差）を設けることもできる。その場合、当然高さの差（段差）は、片側のみの場合の１／２でよい。
【００４５】
図２は、本発明の容器のヒートシール方法を用いて作製された電池用容器の一実施例の構成を示す模式平面図である。
図２に示した電池用容器１００は、例えば、外側から、基材層、アルミニウム箔層、熱接着性樹脂層を順に積層した積層フィルム２を用いて、その熱接着性樹脂層同士が対向するように折り返し部６で二つ折りした後、図において右側の側部と底部の端縁部を、前記図１に示したヒートシール方法で、所定幅のヒートシール部７のうち、外側部ヒートシール部７b の幅が内側部ヒートシール部７a の幅よりも広く、且つ、外側部ヒートシール部７b が内側部ヒートシール部７a よりも強く圧縮され、熱接着性樹脂層の厚さが、容器内部から、内側部ヒートシール部７a 、外側部ヒートシール部７b の順に段階的に薄くなるようにヒートシールし、上部が開口する袋状容器として構成したものである。
【００４６】
尚、上部の開口部は、袋状容器内に電池の構成材料を収納し、且つ、内部から開口部を通して外側に、正極、負極の電極端子を延長した後、開口部ヒートシール部８で、側部や底部のヒートシール部７と同様に、外側部ヒートシール部の熱接着性樹脂層の厚さが、内側部ヒートシール部の熱接着性樹脂層の厚さよりも薄くなるようにヒートシールするものである。
また、この時、電極端子のヒートシール部には、例えば、酸変性ポリプロピレンの被覆を行うことにより、ヒートシールによる電極端子と酸変性ポリプロピレン、および、酸変性ポリプロピレンと熱接着性樹脂層との熱接着を良好にすることができる。
【００４７】
このような構成を採ることにより、容器の端縁部のヒートシール部において、熱接着性樹脂層が全体的に圧縮され、元の厚さよりも大幅に薄くなるようにヒートシールされた場合でも、そのヒートシール幅のうち、内側部は、その熱接着性樹脂層の厚さが外側部よりも厚くなるため、ヒートシール部の内側ラインで熱接着性樹脂層の厚さが急激に薄くなることはなく、前記エッジ切れによるヒートシール強度の低下を防止することができ、且つ、ヒートシール部の外側部においては、両側のアルミニウム箔層間の距離を大幅に小さくすることができるので、容器の端縁部のヒートシール部端面からの水蒸気透過が一層小さくなり、ヒートシール強度に優れると共に、一層水蒸気その他のバリヤー性に優れた電池用容器を提供することができる。
【００４８】
図３は、本発明の電池用容器を用いて作製される電池の一例の構成を示す模式平面図である。
図３に示した電池５００は、前記図２に示した電池用容器１００を用いて作製された電池に相当し、このような薄型の電池５００は、例えば、前記図２に示した電池用容器１００を用いて、その上部の開口部から、電池の構成材料を挿入し、内部から開口部を通して外側に、正極および負極の電極端子９a 、９b を延長した後、開口部を側部および底部のヒートシール部７と同様に、内側部シール部７a と外側部シール部７b とで段差を有する形状にヒートシールして作製することができる。
このような構成を採ることにより、電池５００は、その端縁部のヒートシール部が、良好なヒートシール強度を有すると同時に、ヒートシール部の端面からの水蒸気透過も大幅に低減されるので、防湿性、長期安定性に優れたものとなる。
【００４９】
【発明の効果】
以上詳しく説明したように、本発明によれば、少なくとも外側から、基材層、アルミニウム箔層、熱接着性樹脂層が順に積層されてなる積層フィルムを、その熱接着性樹脂層同士が対向するように配置し、その端縁部同士をヒートシールして形成される容器のヒートシール方法であって、良好なヒートシール強度を付与できると同時に、容器端縁部のヒートシール部の端面からの水蒸気透過を少なくすることのできる容器のヒートシール方法を提供することができ、また、そのヒートシール方法を用いて容器を作製することにより、良好なヒートシール強度を有すると同時に、高度の水蒸気その他のバリヤー性を備え、リチウムポリマー電池などの容器としても好適に使用することのできる電池用容器を容易に提供できる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の容器のヒートシール方法の一実施例を説明する図であり、ヒートシール装置のシールヘッドと、容器のヒートシール部の部分拡大断面図である。
【図２】本発明の容器のヒートシール方法を用いて作製された電池用容器の一実施例の構成を示す模式平面図である。
【図３】本発明の電池用容器を用いて作製される電池の一例の構成を示す模式平面図である。
【符号の説明】
１a 、１b シールヘッド
２ 積層フィルム
３ 基材層
４ アルミニウム箔層
５ 熱接着性樹脂層
６ 折り返し部
７ ヒートシール部
７a 内側部ヒートシール部
７b 外側部ヒートシール部
８ 開口部ヒートシール部
９a 、９b 電極端子
ｈ1 低い部分のシールヘッドの高さ
ｈ2 高い部分のシールヘッドの高さ
ｗ ヒートシール部の全幅
ｗ1 内側部のシール幅
ｗ2 外側部のシール幅
ｔ1 内側部のヒートシール部の熱接着性樹脂層の厚さ
ｔ2 外側部のヒートシール部の熱接着性樹脂層の厚さ
１００ 電池用容器
５００ 電池
Claims (5)
- 少なくとも外側から、２軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム層、２軸延伸ナイロンフィルム層、アルミニウム箔層、熱接着性樹脂層が順に積層されてなる積層フィルムを、該熱接着性樹脂層同士が対向するように配置し、その端縁部同士をヒートシールして形成される電池用容器であって、該電池用容器の端縁部が、所定のシール幅でヒートシールされた所定幅のヒートシール部のうち、外側部の熱接着性樹脂層の厚さが内側部の熱接着性樹脂層の厚さよりも薄くなるようにヒートシールされていることを特徴とする電池用容器。
- 前記熱接着性樹脂層が前記アルミニウム箔層に熱ラミネーション法で積層されていることを特徴とする請求項１に記載の電池用容器。
- 少なくとも外側から、基材層、アルミニウム箔層、熱接着性樹脂層が順に積層されると共に前記熱接着性樹脂層が前記アルミニウム箔層に熱ラミネーション法で積層されてなる積層フィルムを、該熱接着性樹脂層同士が対向するように配置し、その端縁部同士をヒートシールして形成される電池用容器であって、該電池用容器の端縁部が、所定のシール幅でヒートシールされた所定幅のシール部のうち、外側部の熱接着性樹脂層の厚さが内側部の熱接着性樹脂層の厚さよりも薄くなるようにヒートシールされていることを特徴とする電池用容器。
- 前記所定幅のヒートシール部のうち、外側部の熱接着性樹脂層の厚さが、内側の熱接着性樹脂層の厚さよりも３０〜７０％薄くなるようにヒートシールされていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電池用容器。
- 前記所定幅のヒートシール部のうち、外側部のシール幅が、内側部のシール幅よりも広い幅に形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電池用容器。
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