JP5644718B2 - ポリマー電池包装用シールヘッドを用いたシール方法 - Google Patents
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Description
1)延伸ポリエチレンテレフタレート/延伸ナイロン
2)延伸ナイロン/延伸ポリエチレンテレフタレート
また、包装材料の機械適性(包装機械、加工機械の中での搬送の安定性)、表面保護性(耐熱性、耐電解質性)、2次加工とてポリマー電池用の外装体をエンボスタイプとする際に、エンボス時の金型と基材層との摩擦抵抗を小さくする目的で、基材層を多層化、基材層表面にフッ素系樹脂層、アクリル系樹脂層、シリコーン系樹脂層等を設けることが好ましい。例えば、
3)フッ素系樹脂/延伸ポリエチレンテレフタレート(フッ素系樹脂は、フィルム状物、または液状コーティング後乾燥で形成)
4)シリコーン系樹脂/延伸ポリエチレンテレフタレート(シリコーン系樹脂は、フィルム状物、または液状コーティング後乾燥で形成)
5)フッ素系樹脂/延伸ポリエチレンテレフタレート/延伸ナイロン
6)シリコーン系樹脂/延伸ポリエチレンテレフタレート/延伸ナイロン
7)アクリル系樹脂/延伸ナイロン(アクリル系樹脂はフィルム状、または液状コーティング後乾燥で硬化)
ポリマー電池本体およびタブ
セル部のサイズ:30×45mm、セル部の厚さ:3.0mm
タブ:巾6.0mm、厚み100μm、長さ30mm
実施例、比較例ともに、記載されている化成処理は、いずれも、処理液として、フェノール樹脂、フッ化クロム(3)化合物、リン酸からなる水溶液を、ロールコート法により塗布し、皮膜温度が180℃以上に条件において焼き付けた。クロムの塗布量は、10mg/m2である。パウチタイプの外装体の寸法は巾50mm、長さ60mm(ピロータイプ)とし、エンボスタイプの外装体は、片面エンボスタイプとし、成形型のエンボス部の形状を30×50mm、深さ3.5mmとした。実施例に用いたシールヘッドのシール面の形状としては(A)タイプと(B)タイプとを用いる。(A)タイプは、凹部11の深さmが40μm、凹部の巾nは7.5mm、シール巾wは5mmとした。(B)タイプは、凹部11の深さmが80μm、凹部の巾nは6.5mm、シール巾wは5mmとした。比較例において用いたシールヘッドはフラットとした。
タブ部のヒートシール条件:190℃、5秒
なお、各例とも、タブのシール部には、接着フィルムとして、厚さ20μmの酸変性ポリオレフィンフィルムをタブの両面に配してシールした。酸変性ポリオレフィンは、最内層がポリプロピレン系樹脂(融点 Tmpp)の場合には、酸変性ポリプロピレン(融点 Tmpp±20℃)とし、最内層がポリエチレン系樹脂(融点 Tmpe)の場合には、酸変性ポリエチレン(融点 Tmpe±30℃)とした。
アルミニウム20μmの片面に化成処理を施し、化成処理していない面に延伸ポリエステルフィルム(12μm)をドライラミネート法により貼り合わせ、次に化成処理したアルミニウムの他の面に、軟化点115℃、融点123℃、厚さ30μmの線状低密度ポリエチレンをドライラミネートで積層体を形成し、これを用いてパウチにして検体実施例1を得た。
アルミニウム20μmの片面に化成処理を施し、化成処理していない面に延伸ポリエステルフィルム(12μm)をドライラミネート法により貼り合わせ、次に化成処理したアルミニウムの他の面に、軟化点120℃、融点154℃、厚さ30μmのポリプロピレンをドライラミネートで積層体を形成し、これを用いてパウチにして検体実施例2を得た。
アルミニウム20μmの両面に化成処理を施し、化成処理した一方の面に延伸ポリエステルフィルム(12μm)をドライラミネート法により貼り合わせ、次に化成処理したアルミニウムの他の面に、軟化点90℃、融点115℃の酸変性ポリエチレン樹脂を接着樹脂として20μmの厚さに押出して、LLDPEフィルム30μmをサンドイッチラミネートし、得られた積層体をアルミニウムの表面温度が110℃以上になる様に加熱して、更に、これを用いてパウチにして検体実施例3を得た。
アルミニウム20μmの両面に化成処理を施し、化成処理した一方の面に延伸ポリエステルフィルム(12μm)をドライラミネート法により貼り合わせ、次に化成処理したアルミニウムの他の面に、軟化点120℃、融点147℃の酸変性ポリプロピレン樹脂を接着樹脂として20μmの厚さに押出して、ポリプロピレンフィルム30μmをサンドイッチラミネートし、得られた積層体をアルミニウムの表面温度が110℃以上になる様に加熱して、更に、これを用いてパウチにして検体実施例4を得た。
アルミニウム20μmの両面に化成処理を施し、化成処理した一方の面に延伸ポリエステルフィルム(16μm)をドライラミネート法により貼り合わせ、次に化成処理したアルミニウムの他の面に、軟化点123℃、融点145℃、厚さ30μmの酸変性ポリプロピレン20μmと軟化点120℃、融点140℃、厚さ30μmのポリプロピレン樹脂とを共押出しして積層体を形成し、得られた積層体を、アルミニウムの表面温度が150℃以上になる様に加熱して、更に、これを用いてパウチにして検体実施例5を得た。
アルミニウム20μmの両面に化成処理を施し、化成処理した一方の面に延伸ポリエステルフィルム(16μm)をドライラミネート法により貼り合わせ、次に化成処理したアルミニウムの他の面に、軟化点90℃、融点115℃、厚さ30μmの酸変性ポリエチレン30μmと、軟化点115℃、融点123℃、厚さ30μmの線状低密度ポリエチレンとを共押出しして積層体を形成し、得られた積層体を、アルミニウムの表面温度が120℃以上になる様に加熱して、更に、これを用いてパウチにして検体実施例6を得た。
アルミニウム40μmの両面に化成処理を施し、化成処理した一方の面に延伸ナイロン25μmをドライラミネート法により貼り合わせ、次に化成処理したアルミニウムの他の面に、軟化点120℃、融点147℃、厚さ30μmのポリプロピレンフィルムをドライラミネートして積層体を形成し、これを用いてエンボス成形して検体実施例7を得た。
アルミニウム40μmの両面に化成処理を施し、化成処理した一方の面に延伸ナイロン25μmをドライラミネート法により貼り合わせ、次に化成処理したアルミニウムの他の面に、軟化点115℃、融点123℃、厚さ30μmの線状低密度ポリエチレンフィルムをドライラミネートして積層体を形成し、これを用いてエンボス成形して検体実施例8を得た。
アルミニウム40μmの両面に化成処理を施し、化成処理した一方の面に延伸ナイロン25μmをドライラミネート法により貼り合わせ、次に化成処理したアルミニウムの他の面に、軟化点110℃、融点137℃、酸変性ポリプロピレン樹脂を3g/m2となるように形成し、軟化点127℃、融点142℃、厚さ30μmのポリプロピレンを最内層として熱ラミネートで積層体を形成し、これを用いてエンボス成形して検体実施例9を得た。
アルミニウム40μmの両面に化成処理を施し、化成処理した一方の面に延伸ポリエステル6μmと延伸ナイロン15μmとをドライラミネートしたラミネートフィルムとして、前記延伸ナイロン面と、化成処理層とをドライラミネート法により貼り合わせ、次に化成処理したアルミニウムの他の面に、軟化点110℃、融点137℃、酸変性ポリプロピレン樹脂を3g/m2となるように形成し、軟化点127℃、融点142℃、厚さ30μmのポリプロピレンを最内層として熱ラミネートで積層体を形成し、これを用いてエンボス成形して検体実施例10を得た。
アルミニウム40μmの両面に化成処理を施し、化成処理した一方の面に延伸ナイロン25μmをドライラミネート法により貼り合わせ、次に化成処理したアルミニウムの他の面に、軟化点90℃、融点115℃の酸変性ポリエチレン樹脂を接着樹脂として20μmの厚さに押出して、LLDPEフィルム30μmをサンドイッチラミネートし、得られた積層体をアルミニウムの表面温度が110℃以上になる様に加熱して、更に、これを用いてエンボス成形して検体実施例11を得た。
アルミニウム40μmの両面に化成処理を施し、化成処理した一方の面に延伸ナイロン25μmをドライラミネート法により貼り合わせ、次に化成処理したアルミニウムの他の面に、軟化点120℃、融点147℃の酸変性ポリプロピレン樹脂を接着樹脂として20μmの厚さに押出して、ポリプロピレンフィルム30μmをサンドイッチラミネートし、得られた積層体をアルミニウムの表面温度が110℃以上になる様に加熱して、更に、これを用いてエンボス成形して検体実施例12を得た。
アルミニウム50μmの両面に化成処理を施し、化成処理した一方の面にナイロン25μmをドライラミネート法により貼り合わせ、次に化成処理したアルミニウムの他の面に、軟化点120℃、融点130℃、厚さ30μmの酸変性ポリエチレン、厚さ20μmと最内層となる高密度ポリエチレン樹脂(軟化点125℃、融点132℃、厚さ30μm)とを共押出しして積層体を形成し、得られた積層体をアルミニウムの表面温度が140℃になるように加熱して更に、これを用いてエンボス成形して検体実施例13を得た。
アルミニウム50μmの両面に化成処理を施し、化成処理した一方の面にナイロン25μmをドライラミネート法により貼り合わせ、次に化成処理したアルミニウムの他の面に、軟化点123℃、融点145℃、厚さ30μmの酸変性ポリエチレン、最内層となるポリプロピレン樹脂(軟化点120℃、融点140℃、厚さ30μm)とを共押出しして積層体を形成し、得られた積層体をアルミニウムの表面温度が140℃になるように加熱して更に、これを用いてエンボス成形して検体実施例14を得た。
各サンプルの外装体の内部にシールチェック液を注入し、タブ部を下に向けて、タブ部の両端にシールチェック液が浸透する程度を観察した。
1)密封性
各検体のタブを下にして、外装体の内部にシールチェック液をいれて、24時間静置後に、タブ部シール部の端部にシール液が浸透しているか否かを観察した。
2)耐内容物性
保存条件として、各検体の外装体の内部に電解液を注入し、60℃、90%RHの恒温槽に、7日間保存した後に、前記電解液を除いた後、各検体のタブを下にして、外装体の内部にシールチェック液をいれて、24時間静置後に、タブ部シール部の端部にシール液が浸透しているか否かを観察した。
3)デラミネーション
また、アルミニウムと最内層または接着性樹脂層との間でのデラミネーションの有無を確認した。
実施例1〜実施例14は、シールヘッド(A)タイプ、シールヘッド(B)タイプのいずれも、各100検体中、すべてタブ端部段差部の密封は完全でありシールチェック液の浸透はなく、耐内容物性も問題なく、またデラミネーションも観察されなかった。しかし、比較例1〜比較例14は、成形時の密封性において、いずれの構成の包装材料においても、過半数の検体において、シールチェック液がシール巾の中央部まで浸透しており、シール抜けの発生のおそれがあるシール状態であった。また、耐内容物性の確認においては、比較例1、比較例3、比較例11において、それぞれ100検体中2〜3検体にシール抜けが見られた。その他の検体も、このようなシール状態の場合、シール抜けとともにポリマー電池の電解液と水分との反応により発生するフッ化水素によるタブ材の腐食に起因するデラミネーションの発生のおそれがあった。
2 ポリマー電池本体
3 セル(蓄電部)
4 タブ(電極)
5 外装体
6 接着フィルム(タブ部)
7 エンボス部
8 側壁部
9 シール部
9d シール抜け部
10 シールヘッド
11 凹部
12 突部
20 積層体(ポリマー電池用包装材料)
21 基材層
22 アルミニウム(バリア層)
23,23’ 接着樹脂層
24 最内層(ヒートシール層)
25 化成処理層
26 接着層
27 酸変性ポリオレフィン塗布層
30 プレス成形部
31 オス型
32 メス型
33 キャビティ
40 サンドイッチラミネート装置
41 押出機
42 ダイ
43 溶融樹脂膜
44 チルロール
45 圧着ロール
46 被ラミネート材
47 積層体
50 共押出しラミネート装置
51 押出機
52 共押出しダイ
53 共押出溶融樹脂膜
54 チルロール
55 圧着ロール
57 積層体
Claims (5)
- 少なくとも基材層、バリア層、ポリオレフィンからなる最内層を備えたエンボスタイプの外装体にタブが取付けられたポリマー電池本体をタブを突出させて収納した状態において、前記エンボスタイプの外装体における周縁をヒートシールして密封するシール方法であって、当該シール方法においては前記エンボスタイプの外装体の周縁の一部を構成する一辺が未シール部に形成され、かつ、前記未シール部から前記タブを突出させた状態において、前記未シール部をシールするに際しては、前記未シール部をシール面の少なくとも片面において前記タブと対応する領域を凹部とした特殊形状シールヘッドを用いてヒートシールすることを特徴とするポリマー電池包装用シールヘッドを用いたシール方法であって、前記エンボスタイプの外装体は少なくとも基材層、バリア層、ポリオレフィンからなる最内層を備えた積層体からなる第一の外装部品および第二の外装部品から構成されるエンボスタイプの外装体であって、前記エンボスタイプの外装体を構成する第一の外装部品および第二の外装部品は、それぞれの最内層同士が対向するように配置されてシールされており、前記外装体を構成する第一の外装部品および第二の外装部品の少なくとも一方にはポリマー電池本体を収納するエンボス部が予め形成されており、前記バリア層は、鉄含有量が0.3〜0.9重量%のアルミニウムからなると共に前記アルミニウムには化成処理が施されており、前記未シール部において、前記タブと第一の外装部品を構成する積層体の最内層との間と、前記タブと第二の外装部品を構成する積層体との間に、接着フィルムを介在させてシールすることで密封していることを特徴とするポリマー電池包装用シールヘッドを用いたシール方法。
- 前記外装体を構成する第一の外装部品および第二の外装部品が連続しており、第一の外装部品および第二の外装部品のいずれか一方を他方側に折り返すことで、それぞれの最内層同士が対向するように配置されてシールされていることを特徴とする請求項1記載のポリマー電池包装用シールヘッドを用いたシール方法。
- 前記シールヘッドの凹部が断面コの字形状であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のポリマー電池包装用シールヘッドを用いたシール方法。
- 前記シールヘッドの凹部がシールヘッドの両方に形成され、それぞれの前記凹部の深さが、前記タブにおける厚さの1/3〜タブの厚さの範囲であり、かつ、前記凹部の巾が、前記タブの巾+0.2〜2.0mmの範囲であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のポリマー電池包装用シールヘッドを用いたシール方法。
- 前記シールヘッドの凹部の巾が、前記タブの巾+0.3〜1.0mmの範囲であることを特徴とする請求項4記載のポリマー電池包装用シールヘッドを用いたシール方法。
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