JP5566127B2 - 二軸延伸ポリプロピレンフィルムを含む冷間成形用電池ケース包材 - Google Patents
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Description
含む冷間成形用包材、特にリチウムイオン二次電池等の電池ケース用包材に関するものである。
[1]外側から基材層、バリア層、バリア材補強層、シーラント層の順に積層された冷間成形用電池ケース包材において、バリア材補強層として、一軸引張試験(試料幅15mm、チャック間距離100mm、引張速度200mm/min.)における4方向(0°(MD)、45°、90°(TD)、135°)すべての破断強度が100MPa以上である二軸延伸ポリプロピレンフィルムを用いることを特徴とする冷間成形用電池ケース包材。
[2]前記二軸延伸ポリプロピレンフィルムが、一軸引張試験(試料幅15mm、チャック間距離100mm、引張速度200mm/min.)における4方向(0°(MD)、45°、90°(TD)、135°)すべての50%モジュラス値が55MPa以上のものであることを特徴とする前項1に記載の冷間成形用電池ケース包材。
[3]前記バリア材補強層が前項1または前項2に記載の二軸延伸ポリプロピレンフィルムを含む複数のフィルムで構成されていることを特徴とする冷間成形用電池ケース包材。
[4]前項1〜前項3のいずれかに記載の冷間成形用電池ケース包材を使用し、シーラント層が内面になるように張り出し成形、または深絞り成形して凹部分を形成した電池ケース。
[5]前項4に記載の電池ケースの凹部分に電池本体を収納し、密封されていることを特徴とする電池。
(OPPフィルムの原料) OPPフィルムに用いられる原料は、ポリプロピレン系樹脂、例えばプロピレン単独重合体、プロピレンを主構成単位とするα−オレフィンとの共重合体であれば特に限定されるものではないが、優れた機械的強度物性を付与するためポリプロピレン系樹脂のうち150〜175℃の高融点のものがよく、160〜175℃のポリプロピレン単独重合体が特に好ましい。なお、これらのポリプロピレン系樹脂には必要に応じ、物性に支障をきたさない範囲で滑剤、アンチブロッキング剤、帯電防止剤等の添加剤を加えてもさしつかえない。
このように二軸延伸加工を施すことにより、特に強度物性が飛躍的に向上し、冷間成形用途に適したOPPフィルムを得ることが出来る。
<実施例1> (OPPフィルムの製造) OPPフィルムは、両表層がプロピレン単独重合体(融点169℃、MFR1.7g/10min.)、芯層がプロピレン単独重合体(融点165℃、MFR2.0g/10min.)のポリプロピレン系樹脂原料になるように3台の押出機(芯層用、最内層用、最外層用)でそれぞれ170℃〜270℃にて溶融混練し、全層の厚みに対する芯層の厚みの割合が70%になるように各押出機の押出量を設定し、240℃に保った3層環状ダイスより下向きに共押出した。形成された3層構成チューブ状溶融樹脂を、内側は冷却水が循環している円筒状冷却マンドレルの外表面を摺動させながら、外側は水槽を通すことにより冷却して引き取り、未延伸フィルムを得た。最終的に得られるフィルムの厚みが18μmになるように、押出機のスクリュー回転数及び引き取り速度を調整した。このチューブ状未延伸フィルムを図1に示したチューブラー二軸延伸装置に導き、MD4.8倍とTD4.6倍に延伸しながら、抗張力が66Kg/cm2になるように延伸ヒーターの出力電流を調整し、40℃以下まで冷却して2つに折りたたんだ。次いでこの延伸フィルムを上下段1枚に切り開いて上下段の各熱ロール装置に導き、153℃の加温ロールと30℃の冷却ロールの2つのロール間でMDに1.0%弛緩した後、更に153℃の加温ロールと30℃の冷却ロールの2つのロール間でMDに9.0%弛緩処理を施し、上下段1本のロールにそれぞれ巻取り、OPPフィルムを得た。
なお、冷間成形性の指標である最高成形高さの数値は、金型の形状等の条件によって異なってくるが、同じ条件で成形し測定した場合は、0.5mmの差でも実際の有用性に差が出てくる。
本発明のラミネート包材が使用される分野、および用途としては、特に腐食性の高い電解液を使用し、かつ水分や酸素の侵入を極度に嫌うリチウムイオン二次電池の電池ケース用包材にもっとも適しているが、それ以外の軽量化、小型化を必要とする一次電池、二次電池などにおいても、電池ケースとして軽量で、シャープな形状の成形性が要求される場合に使用可能である。また電池用包材以外としては、ヒートシール性、耐薬品性、成形性などに優れているため、医薬品、化粧品、写真用薬品その他腐食性の強い有機溶剤を含む内容物のための容器用材料としても利用可能な包材である。
2 チューブラー延伸装置の予熱ヒーター
3 チューブラー延伸装置の主熱ヒーター
4 チューブラー延伸装置の冷却エアーリング
5 チューブラー延伸時のフィルム
Claims (5)
- 外側から基材層、バリア層、バリア材補強層、シーラント層の順に積層された冷間成形用電池ケース包材において、基材層として二軸延伸ナイロンフィルム、バリア材補強層として、一軸引張試験(試料幅15mm、チャック間距離100mm、引張速度200mm/min.)における4方向(0°(MD)、45°、90°(TD)、135°)すべての破断強度が100MPa以上であり、チューブラー法により延伸される二軸延伸ポリプロピレンフィルムを用いることを特徴とする冷間成形用電池ケース包材。
- 請求項1の二軸延伸ポリプロピレンフィルムが、一軸引張試験(試料幅15mm、チャック間距離100mm、引張速度200mm/min.)における4方向(0°(MD)、45°、90°(TD)、135°)すべての50%モジュラス値が55MPa以上のものであることを特徴とする請求項1に記載の冷間成形用電池ケース包材。
- 前記バリア材補強層が請求項1または請求項2に記載の二軸延伸ポリプロピレンフィルムを含む複数のフィルムで構成されていることを特徴とする冷間成形用電池ケース包材。
- 請求項1〜3のいずれか一項に記載の冷間成形用電池ケース包材を使用し、シーラント層が内面になるように張り出し成形、または深絞り成形して凹部分を形成した電池ケース。
- 請求項4に記載の電池ケースの凹部分に電池本体を収納し、密封されていることを特徴とする電池。
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