JP4732884B2

JP4732884B2 - 電子部品ケース用包材及び電子部品用ケース

Info

Publication number: JP4732884B2
Application number: JP2005361195A
Authority: JP
Inventors: 浩畑
Original assignee: Showa Denko Packaging Co Ltd
Current assignee: Showa Denko Packaging Co Ltd
Priority date: 2005-12-15
Filing date: 2005-12-15
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2025-12-15
Also published as: JP2007161310A

Description

この発明は、例えばリチウムイオン２次電池やキャパシター等の電子部品のケース用包材に関する。

なお、この明細書及び特許請求の範囲において、「アルミニウム」の語は、アルミニウム及びその合金を含む意味で用いる。

リチウムイオン２次電池は、例えばノートパソコン、ビデオカメラ、携帯電話、電気自動車等の電源として広く用いられている。このリチウムイオン２次電池としては、電池本体の周囲をケースで包囲した構成のものが用いられている。このケース用包材（１０１）としては、例えば、図５に示すように、延伸ポリアミドフィルムからなる外層（１０２）、軟質アルミニウム箔層（１０４）、未延伸ポリプロピレンフィルムからなる内層（１０３）がこの順に接着一体化された構成のものが公知である（特許文献１参照）。
特開２００１−６６３１号公報

ところで、最近では、一部用途において、前記電池ケース用包材の剛性を向上させたタイプの検討がなされている。本発明者は、電池ケース用包材としての剛性を向上させるために、前記アルミニウム箔として硬質アルミニウム箔を用いる構成を検討したところ、この硬質アルミニウム箔に存在する圧延目や擦り傷等が目立ってしまって表面の美観に劣るという問題があることがわかった。

この発明は、かかる技術的背景に鑑みてなされたものであって、剛性に優れると共に、アルミニウム箔に圧延目や擦り傷等があってもそれが殆ど外観されずに目立つことがなく良好な外観を得ることのできる電子部品ケース用包材及び電子部品用ケースを提供することを目的とする。

硬質アルミニウム箔に存在する圧延目や擦り傷等が目立って外観されてしまう原因を調べるべく、従来アルミニウム箔層として用いられていた軟質アルミニウム箔との比較調査を行った結果、硬質アルミニウム箔の表面が光沢面であるために圧延目や擦り傷等が目立つものとなることがわかった。即ち、従来アルミニウム箔層として用いられていた軟質アルミニウム箔は一般にダブル圧延で製造されるので、軟質アルミニウム箔の片面（ロール側）が光沢面に、もう一方の面（重ね合わせ面側）が艶消し面に形成され、該艶消し面が外側層側（耐熱性樹脂延伸フィルム層側）に配置されることで、アルミニウム箔に圧延目や擦り傷等が存在していてもそれが殆ど外観されることがなく良好な外観美が得られていた。一方、本願発明で採用する硬質アルミニウム箔としては剛性向上を目的とするものであるためにある程度厚箔に形成しなければならずこのためにダブル圧延で製造することが困難であり、両面がロールに接して両面が光沢面になるシングル圧延法で製造しており、その結果、硬質アルミニウム箔の外側層側が光沢面となるために圧延目や擦り傷等が目立つものとなっていることが判明した。このような原因究明結果に基づいて硬質アルミニウム箔を使用しつつ該硬質アルミニウム箔よりも外側層側の光沢を低減せしめる手段を鋭意研究した結果、本発明を完成するに至った。即ち、前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。

［１］外側層としての耐熱性樹脂延伸フィルム層と、内側層としての熱可塑性樹脂未延伸フィルム層と、これら両フィルム層間に配設されたアルミニウム箔層とを含む、電子部品ケース用包材において、前記アルミニウム箔層は、前記内側層側に配置された硬質アルミニウム箔と、前記外側層側に配置されたアルミニウム箔であって少なくとも外側層側が艶消し面（非光沢面）に形成されたアルミニウム箔とが積層されたものからなることを特徴とする電子部品ケース用包材。

［２］外側層としての耐熱性樹脂延伸フィルム層と、内側層としての熱可塑性樹脂未延伸フィルム層と、これら両フィルム層間に配設されたアルミニウム箔層とを含む、電子部品ケース用包材において、前記アルミニウム箔層は、前記内側層側に配置された硬質アルミニウム箔と、前記外側層側に配置された軟質アルミニウム箔とが積層されたものからなり、前記軟質アルミニウム箔は、ダブル圧延法により製造された箔であり、この軟質アルミニウム箔の外側層側が艶消し面（非光沢面）になるように配置されていることを特徴とする電子部品ケース用包材。

［３］外側層としての耐熱性樹脂延伸フィルム層と、内側層としての熱可塑性樹脂未延伸フィルム層と、これら両フィルム層間に配設されたアルミニウム箔層とを含む、電子部品ケース用包材において、前記アルミニウム箔層は硬質アルミニウム箔からなり、該硬質アルミニウム箔における前記外側層側の面に艶消し加工が施されていることを特徴とする電子部品ケース用包材。

［４］外側層としての耐熱性樹脂延伸フィルム層と、内側層としての熱可塑性樹脂未延伸フィルム層と、これら両フィルム層間に配設されたアルミニウム箔層とを含む、電子部品ケース用包材において、前記アルミニウム箔層は硬質アルミニウム箔からなり、前記耐熱性樹脂延伸フィルム層の少なくとも片面に艶消し加工が施されていることを特徴とする電子部品ケース用包材。

［５］前記硬質アルミニウム箔の厚さが５０〜２００μｍである前項１〜４のいずれか１項に記載の電子部品ケース用包材。

［６］前項１〜５のいずれか１項に記載の電子部品ケース用包材を成形加工することにより得られた電子部品用ケース。

なお、前記「硬質アルミニウム箔」の語は、加工（圧延）を施して加工硬化させた状態の箔を意味し、例えば、加工硬化上がりの箔、加工硬化後に適度の熱処理を施した箔等が挙げられ、一般的にＪＩＳ規格（ＪＩＳＨ０００１）で用いられている質別記号ＨＸ１、ＨＸ２、ＨＸ３、ＨＸ４、ＨＸ５、ＨＸ６、ＨＸ７、ＨＸ８、ＨＸ９のもの（但し、Ｘ：１〜３）が挙げられる。

また、前記「軟質アルミニウム箔」の語は、前記硬質アルミニウム箔以外のアルミニウム箔を意味し、例えば、完全焼き鈍しにより軟化させた状態の箔等が挙げられ、一般的にＪＩＳ規格（ＪＩＳＨ０００１）でＯ材と称されているものが挙げられる。

［１］の発明では、アルミニウム箔層として硬質アルミニウム箔が用いられているから、剛性に優れた包材が提供される。また、外側層側に配置されるアルミニウム箔として、少なくとも外側層側が艶消し面に形成されたアルミニウム箔が用いられているから、このアルミニウム箔に圧延目や擦り傷等があってもそれが殆ど外観されずに目立つことがなく良好な外観を得ることができる。また、アルミニウム箔層として硬質アルミニウム箔及び艶消し面を備えたアルミニウム箔とが積層されたものが用いられているから、包材としてより剛性に優れたものとなる。更に、この包材は、電解液に対する耐性に優れていてアルミニウム箔の腐食や電解液の漏れが生じることがなく耐電解液性に優れると共に、耐水蒸気性などガスバリア性に優れているので、電池ケース用包材として好適である。

［２］の発明では、アルミニウム箔層として硬質アルミニウム箔が用いられているから、剛性に優れた包材が提供される。また、硬質アルミニウム箔に対してその外側層側に、外側層側が艶消し面になるように配置された軟質アルミニウム箔が積層されているから、このアルミニウム箔に圧延目や擦り傷等があってもそれが殆ど外観されずに目立つことがなく良好な外観を得ることができる。また、アルミニウム箔層として硬質アルミニウム箔及び艶消し面を備えた軟質アルミニウム箔とが積層されたものが用いられているから、包材としてより剛性に優れたものとなる。更に、この包材は、電解液に対する耐性に優れていてアルミニウム箔の腐食や電解液の漏れが生じることがなく耐電解液性に優れると共に、耐水蒸気性などガスバリア性に優れているので、電池ケース用包材として好適である。

［３］の発明では、アルミニウム箔層として硬質アルミニウム箔が用いられているから、剛性に優れた包材が提供される。また、硬質アルミニウム箔の外側層側の面に艶消し加工が施されているから、この硬質アルミニウム箔に圧延目や擦り傷等があってもそれが殆ど外観されずに目立つことがなく良好な外観を得ることができる。また、この包材は、電解液に対する耐性に優れていてアルミニウム箔の腐食や電解液の漏れが生じることがなく耐電解液性に優れると共に、耐水蒸気性などガスバリア性に優れているので、電池ケース用包材として好適である。

［４］の発明では、アルミニウム箔層として硬質アルミニウム箔が用いられているから、剛性に優れた包材が提供される。また、外側層である耐熱性樹脂延伸フィルム層の少なくとも片面に艶消し加工が施されているから、硬質アルミニウム箔に圧延目や擦り傷等があってもそれが殆ど外観されずに目立つことがなく良好な外観を得ることができる。また、この包材は、電解液に対する耐性に優れていてアルミニウム箔の腐食や電解液の漏れが生じることがなく耐電解液性に優れると共に、耐水蒸気性などガスバリア性に優れているので、電池ケース用包材として好適である。

［５］の発明では、硬質アルミニウム箔の厚さが５０〜２００μｍであるから、軽量性を維持しつつ、包材として十分な剛性を確保することができる。

［６］の発明に係る電子部品用ケースでは、剛性に優れると共に、アルミニウム箔に圧延目や擦り傷等があってもそれが殆ど外観されずに目立つことがなく良好な外観のケースが提供される。また、電解液に対する耐性に優れていてアルミニウム箔の腐食や電解液の漏れが生じることがなく耐電解液性に優れると共に、耐水蒸気性などのガスバリア性に優れているので、電池ケースとして好適である。

この発明に係る電子部品ケース用包材（１）の第１実施形態を図１に示す。この包材は、電池ケース用包材として用いられるものである。前記包材（１）は、アルミニウム箔層（４）の上面に接着剤を介して耐熱性樹脂延伸フィルム層（外側層）（２）が積層一体化されると共に、前記アルミニウム箔層（４）の下面に接着剤を介して熱可塑性樹脂未延伸フィルム層（内側層）（３）が積層一体化された構成からなる。前記アルミニウム箔層（４）は、前記内側層（３）側に配置された硬質アルミニウム箔（５）と、前記外側層（２）側に配置された軟質アルミニウム箔（６）とが接着剤を介して接着一体化されたものからなる。前記硬質アルミニウム箔（５）は、シングル圧延法により製造された箔であり、両面が光沢面である。また、前記軟質アルミニウム箔（６）は、ダブル圧延法により製造された一方の面（ロール側）が光沢面で他方の面（重ね合わせ面側）が艶消し面である軟質アルミニウム箔からなり、前記艶消し面が前記軟質アルミニウム箔（６）における上側（外側層側）（６ａ）になるように配置され、前記光沢面が前記軟質アルミニウム箔（６）における下側（内側層側）（６ｂ）になるように配置されている（図２参照）。なお、前記ダブル圧延法は、図６に示すように、２枚の箔（３０）（３０）を重ね合わせて２枚同時に圧延する圧延方法であり、これら圧延箔の重ね合わせ面（３０ａ）（３０ａ）が艶消し面になり、圧延ロールと接触した面が光沢面になる。

前記構成の電子部品ケース用包材（１）では、アルミニウム箔層（４）の一部に硬質アルミニウム箔（５）が用いられているから、剛性に優れたものとなる。また、硬質アルミニウム箔（５）に対してその外側層側に、艶消し面を備えたアルミニウム箔（６）が積層されているから、アルミニウム箔（５）（６）に圧延目や擦り傷等があってもそれが殆ど外観されずに目立つことがなく良好な外観を得ることができる。また、この包材（１）は、電解液に対する耐性に優れていてアルミニウム箔（４）の腐食や電解液の漏れが生じることがなく耐電解液性に優れると共に、耐水蒸気性などガスバリア性に優れているので、電池ケース用包材として好適である。

前記硬質アルミニウム箔（５）と前記軟質アルミニウム箔（６）とを接着する接着剤としては、特に限定されないものの、ポリアミド系接着剤、エポキシ系接着剤を用いるのが好ましく、この場合には接着強度を向上させることができる。

この発明に係る電子部品ケース用包材（１）の第２実施形態を図３に示す。この包材は、電池ケース用包材として用いられるものである。前記包材（１）は、硬質アルミニウム箔（５）からなるアルミニウム箔層（４）の上面に接着剤を介して耐熱性樹脂延伸フィルム層（外側層）（２）が積層一体化されると共に、前記アルミニウム箔層（４）の下面に接着剤を介して熱可塑性樹脂未延伸フィルム層（内側層）（３）が積層一体化された構成からなる。前記硬質アルミニウム箔（５）は、シングル圧延法により製造された箔であり、両面が光沢面である。前記硬質アルミニウム箔（５）における上側（外側層側）の面に艶消し印刷が施されている。即ち、図３において、（１０）が艶消し印刷面である。

図３の包材（１）では、アルミニウム箔層（４）として硬質アルミニウム箔（５）が用いられているから、剛性に優れたものとなる。また、硬質アルミニウム箔（４）の外側層側の面に艶消し印刷が施されているから、この硬質アルミニウム箔（４）に圧延目や擦り傷等があってもそれが殆ど外観されずに目立つことがなく良好な外観美を得ることができる。

前記艶消し印刷としては、例えばコロイダルシリカや、低分子量または中分子量のポリエチレン等の艶消し剤を含有した印刷インクを硬質アルミニウム箔（４）の表面に印刷する手法などが挙げられるが、特にこのような手法に限定されるものではなく、表面を艶消し処理（加工）できる手法であればどのようなものでも良い。

この発明に係る電子部品ケース用包材（１）の第３実施形態を図４に示す。この包材は、電池ケース用包材として用いられるものである。前記包材（１）は、硬質アルミニウム箔（５）からなるアルミニウム箔層（４）の上面に接着剤を介して耐熱性樹脂延伸フィルム層（外側層）（２）が積層一体化されると共に、前記アルミニウム箔層（４）の下面に接着剤を介して熱可塑性樹脂未延伸フィルム層（内側層）（３）が積層一体化された構成からなる。前記硬質アルミニウム箔（５）は、シングル圧延法により製造された箔であり、両面が光沢面である。前記耐熱性樹脂延伸フィルム層（外側層）（２）の上面に艶消し加工が施されている。即ち、図４において、（１１）が艶消し加工面である。なお、この艶消し加工は、前記耐熱性樹脂延伸フィルム層（外側層）（２）の下面または上下両面に施されていても良い。

図４の包材（１）では、アルミニウム箔層（４）として硬質アルミニウム箔（５）が用いられているから、剛性に優れたものとなる。また、外側層である耐熱性樹脂延伸フィルム層（２）の少なくとも片面に艶消し加工が施されているから、硬質アルミニウム箔（５）に圧延目や擦り傷等があってもそれが殆ど外観されずに目立つことがなく良好な外観美を得ることができる。

前記艶消し加工としては、特に限定されるものではないが、例えば耐熱性樹脂にコロイダルシリカや、低分子量または中分子量のポリエチレン等の艶消し剤を添加する手法、耐熱性樹脂延伸フィルム層（２）の成膜時に表面を粗面化処理する方法等が挙げられる。前記表面粗面化処理法としては、例えば表面が粗面加工されたロールにより転写する方法等が挙げられる。

この発明において、前記耐熱性樹脂延伸フィルム層（外側層）（２）は、包材として良好な成形性を確保する役割を主に担う部材である、即ち成形時のアルミニウム箔のネッキングによる破断を防止する役割を担うものである。前記耐熱性樹脂延伸フィルム（２）としては、特に限定されるものではないが、ポリアミドまたはポリエステルからなる延伸フィルムを用いるのが好ましい。前記耐熱性樹脂延伸フィルム層（２）の厚さは、１２〜５０μｍに設定されるのが好ましい。

前記熱可塑性樹脂未延伸フィルム層（内側層）（３）は、リチウムイオン二次電池等で用いられる腐食性の強い電解液などに対しても優れた耐薬品性を具備させると共に、包材にヒートシール性を付与する役割を担うものである。前記熱可塑性樹脂未延伸フィルム（３）としては、特に限定されるものではないが、ポリエチレン、ポリプロピレン、オレフィン系共重合体、これらの酸変性物およびアイオノマーからなる群より選ばれた少なくとも１種の熱可塑性樹脂からなる未延伸フィルムを用いるのが好ましい。前記熱可塑性樹脂未延伸フィルム層（３）の厚さは、２０〜８０μｍに設定されるのが好ましい。２０μｍ以上とすることでピンホールの発生を十分に防止できると共に、８０μｍ以下に設定することで樹脂使用量を低減できてコスト低減を図り得る。中でも、前記熱可塑性樹脂未延伸フィルム層（３）の厚さは３０〜５０μｍに設定されるのが特に好ましい。

なお、前記外側層（２）、内側層（３）は、いずれも単層であっても良いし、複層であっても良い。

前記アルミニウム箔層（４）は、包材に酸素や水分の侵入を阻止するガスバリア性を付与する役割を担うものであり、本発明ではこのアルミニウム箔層（４）の少なくとも一部に硬質アルミニウム箔（５）を用いることによって包材（１）としての剛性、強度を十分に確保することができる。

前記硬質アルミニウム箔（５）としては、純ＡｌまたはＡｌ−Ｍｎ系合金からなる箔が好適に用いられ、厚さは５０〜２００μｍであるのが好ましい。厚さが５０μｍ以上であることで十分な剛性を確保できるし厚さが２００μｍ以下であることで軽量化を図り得る。中でも、前記硬質アルミニウム箔（５）の厚さは８０〜１５０μｍであるのがより好ましく、特に好適な厚さは１００〜１２０μｍである。

また、軟質アルミニウム箔（６）を併用する場合には、この軟質アルミニウム箔（６）としては、純ＡｌまたはＡｌ−Ｆｅ系合金からなる厚さ５〜５０μｍの箔が好適に用いられる。中でも、前記軟質アルミニウム箔（６）の厚さは１５〜５０μｍに設定されるのが特に好ましい。

前記アルミニウム箔層（４）と耐熱性樹脂延伸フィルム層（２）とを接着する接着剤、前記アルミニウム箔層（４）と熱可塑性樹脂未延伸フィルム層（３）とを接着する接着剤としては、特に限定されないが、例えばウレタン系接着剤、アクリル系接着剤、熱可塑性エラストマーを含有してなる接着剤等が挙げられる。

この発明の電子部品ケース用包材（１）を成形加工することにより、電子部品用ケースを得ることができる。しかして、リチウムイオン２次電池などの電池等の電子部品本体を、前記電子部品用ケースで包囲した構成とすることにより、リチウム電池等の電子部品が得られる。

次に、この発明の具体的実施例について説明する。

＜実施例１＞
シングル圧延法により製造された純Ａｌからなる厚さ１２０μｍの硬質アルミニウム箔（５）の片面に、ポリアミド系接着剤及びエポキシ系接着剤を含有した接着剤を介して、ダブル圧延法により製造された厚さ２５μｍの軟質アルミニウム箔（６）を接着一体化して積層アルミニウム箔（４）を得た。この時、軟質アルミニウム箔（６）の光沢面が接着面側になるように（艶消し面が非接着面側になるように）配置して接着した。

前記積層アルミニウム箔（４）の軟質アルミニウム箔（６）の上にウレタン系樹脂接着剤を介して、ポリエチレンテレフタレートフィルムからなる厚さ２５μｍの耐熱性樹脂延伸フィルム（２）をラミネートすると共に、前記積層アルミニウム箔（４）の硬質アルミニウム箔（５）にウレタン系樹脂接着剤を介して、結晶ポリプロピレンからなる厚さ３５μｍの未延伸フィルム（３）をラミネートすることによって、電子部品ケース用包材（１）を得た。

＜参考例１＞
シングル圧延法により製造されたＡｌ−Ｍｎ系合金からなる厚さ１００μｍの硬質アルミニウム箔（５）の片面に艶消し印刷を施した。艶消し印刷のインクとしては、艶消し剤であるコロイダルシリカを含有した印刷インクを用いた。前記硬質アルミニウム箔（５）の艶消し面の上にウレタン系樹脂接着剤を介して、ポリエチレンテレフタレートフィルムからなる厚さ２５μｍの耐熱性樹脂延伸フィルム（２）をラミネートすると共に、前記硬質アルミニウム箔（５）の非印刷面にウレタン系樹脂接着剤を介して、結晶ポリプロピレンからなる厚さ３５μｍの未延伸フィルム（３）をラミネートすることによって、電子部品ケース用包材（１）を得た。

＜参考例２＞
シングル圧延法により製造されたＡｌ−Ｍｎ系合金からなる厚さ１００μｍの硬質アルミニウム箔（５）の一方の面に、ウレタン系樹脂接着剤を介して、表面の粗面化処理により艶消し加工されたポリエチレンテレフタレートフィルムからなる厚さ２５μｍの耐熱性樹脂延伸フィルム（２）をラミネートすると共に、前記硬質アルミニウム箔（５）の他方の面にウレタン系樹脂接着剤を介して、結晶ポリプロピレンからなる厚さ３５μｍの未延伸フィルム（３）をラミネートすることによって、電子部品ケース用包材（１）を得た。なお、延伸フィルム（２）の艶消し加工面（１１）が非積層面となるように配置してラミネートした（図４参照）。

＜比較例１＞
厚さ１２０μｍの硬質アルミニウム箔の一方の面に、ウレタン系樹脂接着剤を介して、ポリエチレンテレフタレートフィルムからなる厚さ２５μｍの耐熱性樹脂延伸フィルムをラミネートすると共に、前記硬質アルミニウム箔の他方の面にウレタン系樹脂接着剤を介して、結晶ポリプロピレンからなる厚さ３５μｍの未延伸フィルムをラミネートすることによって、包材を得た。

上記のようにして得られた各包材についてその表面外観状態を目視により下記判定基準に基づいて評価した。

「○」…圧延目や傷などが殆ど外観されることがなく外観美に優れている
「×」…圧延目や傷などが顕著に外観され得て外観美に劣っている

表１から明らかなように、この発明の実施例１、参考例１、２の電子部品ケース用包材は、アルミニウム箔に圧延目や擦り傷等があってもそれが殆ど外観されずに外観美に優れていた。これに対し、比較例１の包材は、圧延目や傷などが顕著に外観され外観美に劣っていた。

この発明の電子部品ケース用包材は、例えば、リチウムイオン２次電池やキャパシター等の電子部品のケース用包材として用いられる。

この発明に係る電子部品ケース用包材の一実施形態を示す断面図である。図１の包材の各構成部材を分離状態で示す断面図である。この発明に係る電子部品ケース用包材の他の実施形態を示す断面図である。この発明に係る電子部品ケース用包材の更に他の実施形態を示す断面図である。従来の包材の構成を示す断面図である。ダブル圧延法の説明図である。

符号の説明

１…電子部品ケース用包材
２…外側層（耐熱性樹脂延伸フィルム層）
３…内側層（熱可塑性樹脂未延伸フィルム層）
４…アルミニウム箔層
５…硬質アルミニウム箔
６…軟質アルミニウム箔
１０…艶消し印刷面
１１…艶消し加工面

Claims

外側層としての耐熱性樹脂延伸フィルム層と、内側層としての熱可塑性樹脂未延伸フィルム層と、これら両フィルム層間に配設されたアルミニウム箔層とを含む、電子部品ケース用包材において、
前記アルミニウム箔層は、前記内側層側に配置された硬質アルミニウム箔と、前記外側層側に配置された軟質アルミニウム箔とが積層されたものからなり、
前記軟質アルミニウム箔は、ダブル圧延法により製造された箔であり、この軟質アルミニウム箔の外側層側が艶消し面になるように配置されていることを特徴とする電子部品ケース用包材。
前記硬質アルミニウム箔の厚さが５０〜２００μｍである請求項１に記載の電子部品ケース用包材。
請求項１または２に記載の電子部品ケース用包材を成形加工することにより得られた電子部品用ケース。