TWI651204B - 層壓外裝材之製造方法 - Google Patents

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TWI651204B TW104108173A TW104108173A TWI651204B TW I651204 B TWI651204 B TW I651204B TW 104108173 A TW104108173 A TW 104108173A TW 104108173 A TW104108173 A TW 104108173A TW I651204 B TWI651204 B TW I651204B
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南谷廣治
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Showa Denko Packaging Co., Ltd.
日商昭和電工包裝股份有限公司
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Abstract

本發明提供一種層壓外裝材之製造方法，其以簡單的方法，製造出金屬箔層之兩面貼合樹脂層，並露出部分之金屬層的層壓外裝材。
一種層壓外裝材之製造方法，其特徵為：將金屬箔層4之第1面與耐熱性樹脂層2貼合，第2面與熱融著性樹脂層3貼合時，前述金屬箔層4之第1面及第2面中至少有一方之面側的貼合手段，係使用「在除了金屬箔層4與樹脂層2接合面上之一部分以外的區域上塗佈接著劑，藉由適用使其在形成未塗佈接著劑之接著劑未塗佈部8之狀態下，將金屬箔層2與樹脂層4貼合」之未塗佈形成貼合步驟，從而製作出前述金屬箔層4之第1面及第2面中至少有一方之面側上具有接著劑未塗佈部8之層壓外裝材用積層體；且進行樹脂層去除步驟，其係將與前述層壓外裝材用積層體之接著劑未塗佈部8對應的樹脂層2a去除，以使金屬箔層4露出。

Description

層壓外裝材之製造方法
本發明係關於使用為電池或電容器之外殼、食品及醫藥品的包裝材的層壓外裝材之製造方法及其相關技術。
近年來，伴隨智慧型手機或平板電腦終端等攜帶設備之薄型輕量化，而使用金屬箔之兩面貼合有樹脂薄膜的層壓外裝材取代傳統之金屬罐，以作為此等裝置所搭載的鋰離子蓄電池鋰聚合物蓄電池之外裝材。此外，對於電動車用之電池或蓄電用之大型電源或電容器中，亦研討使用層壓材作為其外裝材。
一般之層壓外裝材與金屬罐相比，雖較薄、較輕量，且較為容易進行成形及密封，但作為電池外殼使用時，金屬面未露出外部，而無法如乾電池般，將外裝作為導體使用。因此，較多的情況，係將在外殼內進行絕緣處理之正極端子及負極端子引出，並藉由焊接等連接，且使用黏著膠帶等將電池本體固定於基板或機殼上。此外，電池外殼以外之用途中，期望使果醬或熟食接觸發熱體而可有效率地加熱，或是金屬面在可藉由焦耳加熱殺菌之容器包裝中露出。
層壓外裝材中，因為層的中心係使用金屬箔，若去除外側之 樹脂層使金屬箔露出，則有作為導體或焊接部等利用之可能性。
在不切除層壓外裝材之金屬箔之情況下，僅切除樹脂層之技術，對於將食品或醫療器具包裝為密封狀態的包裝袋來說，其樹脂層係由雷射加工或金屬刀進行機械加工而產生切口，從而形成單手可開封之易開封包裝袋(參照專利文獻1)。
【先前技術文獻】 【專利文獻】
【專利文獻1】國際公開WO2009/090930號公報
引用文獻1係從斷面方向切斷層壓外裝材而使包裝袋開封之技術，無法適用於去除樹脂層以使金屬箔露出的情況。即使對樹脂層照射雷射也僅可形成線狀之切口，無法面狀去除樹脂層，而無法達到使金屬箔露出可焊接之面積的效果。此外，反覆使用雷射的情況下，不殘留樹脂地面狀燒除樹脂層，需耗費相當之勞力。
本發明鑒於上述之技術背景，目的在於提供一種層壓外裝材之製造方法及其相關技術，可簡單地製造出金屬箔層之兩面貼合樹脂層，並露出部分之金屬層的層壓外裝材。
亦即，本發明係具有下述[1]~[10]所記載之構成者。
[1]一種層壓外裝材之製造方法，其特徵為：將金屬箔層之第1面與耐熱性樹脂層貼合，第2面與熱融著性樹脂層貼合；在金屬箔層之兩面與樹脂層積層時，前述金屬箔層之第1面及第2面中至少有一面側的貼合手段，係使用未塗佈形成貼合步驟，且該步驟係在除了金屬箔層與樹脂層接合面之一部以外的區域上塗佈接著劑，使接著劑未塗佈而形成接著劑未塗佈部之狀態下，將金屬箔層與樹脂層貼合，藉此製作出在前述金屬箔層之第1面及第2面中至少一面側上具有接著劑未塗佈部之層壓外裝材用積層體；且再進行樹脂層去除步驟，其係將與前述層壓外裝材用積層體之接著劑未塗佈部對應之樹脂層去除，以使金屬箔層露出者。
[2]如前項1所記載之層壓外裝材之製造方法，其中，前述未塗佈部形成貼合步驟中，係使用在四周面上具有凹凸部之滾輪來塗佈接著劑，以形成與凸部形狀對應的接著劑未塗佈部分。
[3]如前項1或2所記載之層壓外裝材之製造方法，其中，前述樹脂層除去步驟，係對於外殼加工前之平面片材之外裝材用積層體所進行者。
[4]如前項1或2所記載之層壓外裝材之製造方法，其中，前述樹脂層除去步驟，係將平面片材之層壓外裝材用積層體加工成外殼後所進行者。
[5]如前項3或4所記載之層壓外裝材之製造方法，其中，前述在外殼上之加工係使平面片材形成凹部之塑性變形加工。
[6]如前項3或4所記載之層壓外裝材之製造方法，其中，前 述在外殼上之加工係使平面片材成形為袋狀之製袋加工。
[7]如前項1~6中任一項所記載之層壓外裝材之製造方法，其中，前述樹脂層去除步驟中，係照射雷射以切除樹脂層。
[8]如前項1~7中任一項所記載之層壓外裝材之製造方法，其中，前述金屬箔層係至少於金屬露出部，形成有導電性鍍皮膜者。
[9]一種層壓外裝材，其特徵為其係由申請專利範圍第1、2、3、4、7、8項中任一項所記載之方法所製造。
[10]一種層壓外裝材用積層體，其特徵為：金屬箔層之第1面所貼合之耐熱性樹脂層及第2面所貼合之熱融著性樹脂層中至少一者，係藉由包含接著劑未塗佈部的接著劑層進行貼合者。
根據[1]所記載之發明，係使金屬箔層之第1面與耐熱性樹脂層貼合，及第2面與熱融著性樹脂層貼合中至少一方，適用未塗佈部形成貼合步驟，從而可得到「適用此步驟之面中，係藉由含有接著劑未塗佈部之接著劑貼合金屬箔層與樹脂層」的層壓外裝材用積層體。
並且，樹脂層去除步驟中，若對於前述層壓外裝材用積層體，去除位於接著劑未塗佈部的樹脂層，則可得到具有金屬箔可露出之金屬露出部之層壓外裝材。述接著劑未塗佈部中，因為樹脂層與金屬箔層未接合而不存在接著劑，故去除樹脂層後接著劑並不會殘留，從而可確實使金屬箔層露出。
根據[2]所記載之發明，未塗佈部形成貼合步驟中，可形成 對應凸部之形狀的接著劑未塗佈部。
根據[3]所記載之發明，可對於進行外殼加工前之平面片材的層壓外裝材用積層體形成金屬露出部。
根據[4]所記載之發明，可對於進行外殼加工後之平面片材的層壓外裝材用積層體形成金屬露出部。
根據[5]所記載之發明，可於藉由塑性變形加工而形成之具有凹部的立體形狀外殼中，得到具有金屬露出部之層壓外裝材。
根據[6]所記載之發明，可於藉由製袋加工而形成之外殼中，得到具有金屬露出部之層壓外裝材。
根據[7]所記載之發明，由於係藉由照射雷射而切除樹脂層，故可使用固定輸出的照射，在無不均勻的情況下僅切斷薄膜。
根據[8]所記載之發明，可得到將金屬露出部作為導體利用之層壓外裝材。
根據[9]所記載之發明，因為形成金屬箔層在表面露出的金屬露出部，故可以焊接、超音波、高頻等將此金屬露出部與非對象物接合，或可將內容物加熱、或可使其通電。
根據[10]所記載之發明，因為金屬箔層與耐熱性樹脂層及熱融著性樹脂層中至少一方，係藉由含有接著劑未塗佈部的接著劑層所貼合，故藉由去除接著劑未塗佈部之樹脂層，可形成金屬箔層露出之層壓外裝材。
1、12‧‧‧層壓外裝材
2‧‧‧耐熱性樹脂層
3‧‧‧熱融著性樹脂層
4‧‧‧金屬箔層
5‧‧‧第1接著劑層
5a‧‧‧接著劑組成物
6‧‧‧第2接著劑層
7‧‧‧金屬露出部
8‧‧‧接著劑未塗佈部
10、11‧‧‧層壓外裝材用積層體
20‧‧‧外殼
L‧‧‧雷射
【圖1A】本發明之方法所製造之層壓外裝材之斜視圖。
【圖1B】圖1A之1B-1B線斷面視圖。
【圖2】層壓外裝材用積層體之斷面圖。
【圖3】表示接著劑未塗佈部形成貼合步驟之模式圖。
【圖4】表示樹脂層去除步驟之斷面圖。
【圖5】平面片材之層壓外裝材所成形之外殼之斷面圖。
【圖6】表示樹脂層去除步驟之其他例之斷面圖。
[層壓外裝材]
圖1A及圖1B係表示本發明之一實施型態中的層壓外裝材(1)。此層壓外裝材(1)，係作為鋰離子蓄電池等之電池外殼、食品或醫藥品之包裝材所使用。
前述層壓外裝材(1)中，其金屬箔層(4)之第1面通過第1接著劑層(5)與作為外側層之耐熱性樹脂層(2)積層，同時金屬箔層(4)之第2面通過第2接著劑層(6)與作為內側層之熱融著性樹脂層(3)積層，從而使金屬箔層(4)之兩面與樹脂層(2)、(3)積層。此外，前述耐熱性樹脂層(2)側之面中，形成有金屬箔層(4)呈面狀露出之金屬露出部(7)。前述金屬露出部(7)不存在第1接著劑層(5)及耐熱性樹脂層(2)。
[層壓外裝材之製造方法]
前述層壓外裝材(1)，係藉由將金屬箔層(4)之兩面與耐熱性 樹脂層(2)及熱融著性樹脂層(3)貼合後，去除一部分之耐熱性樹脂層(2)使金屬箔層(4)露出所製作而得者。此等步驟中，金屬箔層(4)之第1面側與耐熱性樹脂層(2)貼合之手段，係適用本發明所定之未塗佈部形成貼合步驟，而金屬箔層(4)之第2面側與熱融著性樹脂層(3)貼合之手段，係適用習知之貼合步驟，從而製作如圖2所示之層壓外裝材用積層體(10)，並對於此層壓外裝材用積層體(10)實施樹脂層去除步驟。以下，對於各步驟進行詳細敘述。
<金屬箔與耐熱性樹脂層之貼合(未塗佈部形成貼合步驟)>
將金屬箔層(4)之第1面與耐熱性樹脂層(2)貼合。此時，在除了與金屬露出部(7)對應之部分以外的其他區域上，塗佈構成第1接著劑層(5)的接著劑，而與金屬露出部(7)對應的區域未塗佈接著劑。亦即，在形成有未塗佈接著劑之接著劑未塗佈部(8)之狀態下，將金屬箔層(4)與耐熱性樹脂層(2)貼合。接著劑可塗佈於金屬箔層(4)與耐熱性樹脂層(2)所接合之面中任一者。
於接合面之一部分形成接著劑未塗佈部(8)之方法，可推薦參照圖3中以滾輪塗佈時，使用外周面具有凹凸之滾輪(31)之方法。前述滾輪(31)，整個外周面形成微細凹凸區域(35)，其係微細凸部(35a)與微細凹部(35b)交互重複的格子狀區域，此微細凹凸區域(35)之中係形成有與金屬露出部(7)之形狀對應的金屬露出形成用之凸部(31a)。前述微細凸部(35a)與金屬露出部形成用之凸部(31a)為等高，此等之頂面成為滾輪(31)之基面時，微細凹部(35b)則由基面內縮。接著，於前述滾輪(31)的整個外周面塗佈接著劑，使用刮刀將接著劑由金屬露出部形成用之凸部(31a)的頂表面及微細凹凸區域(35)之微細凸部(35a)之頂表面刮出，使接著劑僅殘留於微細凹部(35b) 內。如此使用滾輪(31)將附著於其上之接著劑轉印至金屬箔(4)或耐熱性樹脂層(2)之塗佈面，而可在前述微細凹凸區域(35)之對應位置上，模擬微細凹部(35b)之形狀，使接著劑呈點陣狀或格子狀附著，且於前述金屬露出部形成用之凸部(31a)之對應位置上形成未塗佈接著劑之接著劑未塗佈部(8)。前述微細凹凸區域(35)之對應位置中，雖微細凸部(35a)之對應部分並未附著接著劑，但微細凹部(35b)之對應部分所附著之接著劑可暈開擴散至微細凸部(35a)之對應部分。且，在對前述金屬箔層(4)與耐熱性樹脂層(2)進行壓著時，接著劑將更進一步擴散，使微細凹凸區域(35)之對應位置可形成接著劑均一塗抹之狀態。藉由以上所述，金屬箔層(4)或耐熱性樹脂層(2)之接合面上，可在前述滾輪(31)之凸部(31a)之對應位置形成接著劑未塗佈部(8)，並在去除接著劑未塗佈部(8)之區域形成有第1接著劑層(5)。
又，將接著劑塗佈於金屬箔層(4)與耐熱性樹脂層(2)雙方的情形亦包含在本發明之技術範圍，但塗佈於雙方時，在貼合後之接著劑未塗佈部之位置必須一致。
接著劑塗佈後之貼合條件僅需因應所使用之接著劑的特性進行適當設定即可。如圖3所示，適用乾式層壓法時，係在一邊的層(4)上，塗佈以溶劑調節濃度之接著劑組成物(5a)後，使用乾燥機(32)蒸發溶劑而使其乾燥形成第1接著劑層(5)，並將其作為二層體(40)，之後於二層體(40)之第1接著劑層(5)側之面與其他之層(2)重合壓著並貼合，而形成中間積層體(41)。並將前述中間積層體(41)因應接著劑之條件使其硬化。
又，圖3雖係例示：於金屬箔層(4)上塗佈接著劑組成物(5a)，使其乾燥後與耐熱性樹脂層(2)貼合之步驟，但於耐熱性樹脂層(2)上 塗佈接著劑組成物(5a)之情形亦可進行相同之作業。
前述接著劑組成物(5a)之塗佈，係使用具有凸部(31a)之滾輪(31)而進行，在二層體(40)之凸部(31a)對應位置形成接著劑未塗佈部(8)。此外，由於前述中間積層體(41)中，金屬箔層(4)與耐熱性樹脂層(2)之接合界面存在有接著劑未塗佈部(8)，因此即使藉由壓著使金屬箔層(4)與耐熱性樹脂層(2)接觸，亦不會接合。
根據以上敘述，藉由本步驟，可在形成金屬箔層(4)與耐熱性樹脂層(2)未接合部分(接著劑未塗佈部)的情況下進行貼合。
又，未塗佈部形成貼合步驟中，接著劑之塗佈手段並無限定，可由凹版輥塗法、逆輥塗佈法、唇輥塗法等例示。未塗佈部形成貼合步驟，係形成接著劑未塗佈部(8)之步驟，因此推薦對於滾輪之凸部形成有利之凹版輥塗法。
此外，本發明中接著劑之塗佈係指使接著劑呈薄膜附著，因此作為上述滾塗以外之塗佈手段，可例示如以噴塗或刮刀進行廣泛塗佈。
<金屬箔層與熱融著性樹脂層之貼合>
將前述金屬箔層(4)之第2面與熱融著性樹脂層(3)貼合。由於熱融著性樹脂層(3)側之面係未形成有金屬露出部(7)，因此金屬箔層(4)與熱融著性樹脂層(3)之接合面中至少一方係全區域皆塗佈有接著劑而貼合。貼合方法並無限定，可適宜的使用：塗佈構成第2接著劑層(6)之接著劑組成物並乾燥後貼合之乾式層壓法等習知之手段。
前述金屬箔層(4)與耐熱性樹脂層(2)及熱融著性樹脂層(3)貼合之順序並無限定。例如，同時進行「對耐熱性樹脂層(2)之接著劑塗佈」 及「對於熱融著性樹脂層(3)之接著劑塗佈」，並將此等依序與金屬箔層(4)貼合，而可製作如圖2之構造之層壓外裝材用積層體(10)。此外。亦可如圖3所示，將金屬箔層(4)與耐熱性樹脂層(2)貼合後所形成的中間積層體(41)使用捲繞滾輪(33)將其捲繞後，在其他的路線中使前述中間積層體(41)與熱融著性樹脂層(3)貼合，而製作出如圖2所示構造之層壓外裝材用積層體(10)。
又，耐熱性樹脂層貼合步驟及熱融著性樹脂層貼合步驟中，接著劑之塗佈手段並無限定，可由凹版輥塗法、逆輥塗佈法、唇輥塗法等例示。
(樹脂層去除步驟)
對於前述層壓外裝材用積層體(10)，去除位於接著劑未塗佈部(8)的耐熱性樹脂層。去除方法雖無限定，但推薦以雷射照射耐熱性樹脂層(2)而將耐熱性樹脂層(2)切斷去除之方法。由於在前述接著劑未塗佈部(8)上，耐熱性樹脂層(2)與金屬箔層(4)並未接合且並無第1接著劑層(5)，因此如圖4所示，僅要以雷射(L)照射接著劑未塗佈部(8)之周緣而切斷耐熱性樹脂層(2)，即可去除接著劑未塗佈部(8)之耐熱性樹脂層(2a)。雷射切斷之優點在於可控制適當之輸出，僅切斷目標之層，並可抑制不均勻的情況。且，藉由去除耐熱性樹脂層(2a)可形成金屬露出部(7)使金屬箔層(4)露出，形成圖1A及圖1B所示構造之層壓外裝材(1)。由於接著劑未塗佈部(8)上，耐熱性樹脂層(2)與金屬箔層(4)並未接合，因此可容易地將耐熱性樹脂層(2)之部分切除，藉著將耐熱性樹脂層(2)由接著劑未塗佈部(8)之周緣切斷之簡單作業，可形成面狀之金屬露出部(7)。且接著劑未塗佈部(8)並無接著劑附著， 去除耐熱性樹脂層(2)時金屬箔層(4)之表面將不會有任何殘留，從而可確實使金屬箔層(4)露出。
前述雷射之種類並無限定，可使用代表固體雷射之YAG雷射、代表氣體雷射之二氧化碳雷射中任一種。
一般使用金屬箔層與樹脂層積層而成之層壓材作為包裝材使用時，係將層壓加工所得之平面片材進行加工，使其成為可裝填被包裝物形態之外殼，並將被包裝物裝填入外殼內後，將開口部熱密封從而封入被包裝物。根據本發明之方法所製造之層壓外裝材(1)亦相同，係進行加工使其成為可裝填被包裝物形態之外殼，將被包裝物裝填入後再將外殼之開口部熱密封而使用。
上述之樹脂層去除步驟，可在得到金屬箔層(4)與耐熱性樹脂層(2)及熱融著性樹脂層(3)貼合所形成之層壓外裝材用積層體(10)之後，於任意時間進行。因此，實施作為外側層之耐熱性樹脂層的去除步驟之時期，可係下述(a)~(d)中任一者。
(a)在加工為可裝填被包裝物之形態的外殼之前
(b)在將被包裝物裝入外殼之前
(c)在將被包裝物裝入外殼之後，進行熱密封之前
(d)在將被包裝物裝入外殼並且進行熱密封之後
使其成為可裝填被包裝物之形態之外殼之加工，係指鼓脹加工或絞伸加工等沖壓成形而使平面片材塑性變性為立體形狀之加工、或將平面片材之一部分熱密封等加工為袋狀之製袋加工。因此，上述(a)中進行樹脂層去除步驟之層壓外裝材用積層體為平面片材，而上述(b)~(d)中進行樹 脂層去除步驟之層壓外裝材用積層體為外殼。上述(b)~(d)，係在進行樹脂層去除步驟前，對於平面片材之層壓外裝材用積層體(10)進行塑性變形加工或製袋加工。
根據以上敘述，本發明之層壓外裝材之製造方法，並非僅係完成平面片材之狀態，亦包含在樹脂層去除步驟前，插入塑性變形加工或製袋加工之步驟，或者更插入裝填被包裝物之步驟或熱密封步驟的情形。
本發明之層壓外裝材之製造方法，係在耐熱性樹脂層(2)與金屬箔層(4)貼合之階段中，於形成金屬露出部(7)之部分不塗佈接著劑。因此，不會有接著劑殘留於金屬露出部(7)上之疑慮，可確實使金屬箔層(4)露出。
前述金屬露出部(7)之數量並無限定，可對應外殼之用途而形成任意數量之金屬露出部(7)。此外，由具有複數接著劑未塗佈部之層壓外裝材用積層體所製作之層壓外裝材，其亦可留下耐熱性樹脂層未去除之接著劑未塗佈部。前述金屬露出部之位置雖無限定，但避免位在阻礙外殼之加工或因加工而降低強度之位置為佳。例如圖5所示，藉由鼓脹成形或絞伸成形使平面片材之側壁(21a)直立，在形成可裝填被包裝物之凹部(21)的外殼(20)加工時，其係以在變形量較大之側壁(21a)或角落部(21b)不形成金屬露出部為佳。前述外殼(20)中，在凹部(21)之底壁(21c)或輪緣(22)形成金屬露出部為佳。
此外，金屬露出部之使用目的並無限定，可因層壓外裝材之用途而異。如「於耐熱性樹脂層之面側具有金屬露出部之層壓外裝材」所製作之電池外殼，可將其使用為焊接基板或機殼之焊接部，且亦可使用為 電極。此外，對於電池外殼以外之用途，亦可使用為食品容器，在收納果醬或熟食之鋁箔加工容器上製作金屬露出部，使其部分可與發熱體接觸而加溫食品，或直接通電進行焦耳熱殺菌。
[層壓外裝材之其他的態樣及其等之製造方法]
本發明之層壓外裝材，係以於金屬箔層之至少一面側具有金屬露出部為其條件。從而，除了上述僅於耐熱性樹脂層(2)之面側具有金屬露出部(7)之層壓外裝材(1)，亦包含僅於熱融著性樹脂層上具有金屬露出部之層壓外裝材、及兩面皆具有金屬露出部之層壓外裝材。本發明之層壓外裝材之製造方法，係於形成金屬露出部之面上將金屬箔層與樹脂層貼合，並適用上述之接著劑未塗佈形成貼合步驟而製作出層壓外裝材用積層體，之後進行對應接著劑未塗佈部進行去除樹脂層之樹脂層去除步驟。亦即，兩面具有金屬露出部之層壓外裝材，係於金屬箔之兩面適用接著劑未塗佈部形成貼合步驟而製作的層壓外裝材用積層體。僅於單面具有金屬露出部之層壓外裝材，係於該面適用接著劑未塗佈部形成貼合步驟，而在另一面係適用習知的貼合步驟所製作的層壓外裝材用積層體。並且，對於所製作出的層壓外裝材用積層體進行樹脂層去除步驟。
圖6係表示：在金屬箔層(4)之兩面形成接著劑未塗佈部(8)之層壓外裝材用積層體(11)、及在層壓外裝材用積層體(11)之兩面實施樹脂層去除步驟，並藉由去除位於接著劑未塗佈部(8)上之耐熱性樹脂層(2a)及熱融著性樹脂層(3a)，而形成金屬露出部(7)之步驟。所製作出之層壓外裝材(12)的兩面係具有金屬露出部(7)。
此外，由於前述熱融著性樹脂層(3)係成為外殼之內側面， 因此實施樹脂層去除步驟之時期限定為將被包裝物裝填入外殼之前，亦即上述之(a)在加工為可裝填被包裝物之形態的外殼之前，或(b)在將被包裝物裝入外殼之前。而又因外殼之形狀，進而將樹脂層去除步驟之實施時期僅限定為(a)。
在內側層，亦即熱融著性樹脂層(3)之一面側所形成之金屬露出部(7)，與層壓電池內部之電池以超音波結合而連繫，在作為食品容器時，可與發熱體接觸而加熱食品，亦可於電流直接流通於食品時加以利用。 此外，前述熱融著性樹脂層之一面側所形成之金屬露出部，與耐熱性樹脂層之一面側的金屬露出部相同，可為任何數量，形成位置亦在不妨礙外殼形狀的加工之前提下，可為任意位置。
此外，兩面皆設有金屬露出部之情形，其金屬露出部之數目或位置不需一致，可獨立因應各面之金屬露出部的用途進行設定。
[層壓外裝材之構成材料]
構成層壓外裝材(1)之各層的材料並無限定，僅需因應用途進行適當使用。適合作為電池外殼、電子元件、食品、醫藥品等之包裝材的材料，係如以下所述。
(耐熱性樹脂層)
構成外側層即耐熱性樹脂層(2)之耐熱性樹脂，係使用在將外裝材熱密封時，不會因熱密封溫度而熔融之耐熱性樹脂。前述耐熱性樹脂，係以使用熔點比構成熱融著性樹脂層(3)之熱融著性樹脂的熔點較高10℃以上之耐熱性樹脂為佳，並以使用熔點較熱融著性樹脂之熔點高20℃以上之耐熱性樹脂為特佳。使用熔點比耐熱性樹脂層(2)，可列舉例如聚醯胺 薄膜、聚酯薄膜等，並可較佳的使用此等之延伸薄膜。其中，根據成形性及強度之觀點來看，二軸延伸聚醯胺薄膜或二軸延伸聚酯薄膜，或含有此等之複數薄膜為特佳，更進一步使用二軸延伸聚醯胺薄膜與二軸延伸聚酯薄膜貼合之複數層薄膜為佳。前述聚醯胺薄膜，雖無特別限定，但可列舉為例如，6尼龍薄膜、6，6尼龍薄膜、MXD尼龍薄膜等。此外，二軸延伸聚酯薄膜，可列舉為例如，二軸延伸聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)膜、二軸延伸聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜等。
此外，為了提高耐熱性樹脂層(2)表面的光滑性從而提高與成形用模具的滑動性，較佳係配合潤滑劑及/或固體微粒子。
前述耐熱性樹脂層(2)之厚度，係9μm~50μm為佳。藉由設定在前述合適之下限值以上可確保包裝材具有充分之強度，且設定在前述合適之上限值以下可縮小成形時之應力而提高成形性。
(熱融著性樹脂層)
作為內側層之熱融著性樹脂層(3)，係具備即使對於鋰離子蓄電池等使用的腐蝕性高的電解液等，亦有優異的耐藥品性，並同時擔負著賦予包材熱密封性的作用者。
前述熱融著性樹脂層(3)係熱可塑性樹脂未延伸薄膜為佳。前述熱可塑性樹脂未延伸薄膜，雖無特別限定，但根據耐藥品性及熱密封性之觀點來看，其由聚乙烯、聚丙烯、烯烴系共聚物、此等之酸變性物及離聚物所構成為佳。此外，烯烴系共聚物可例示為EVA(乙烯．乙酸乙烯酯共聚物)、EAA(乙烯．丙烯酸共聚物)、EMMA(乙烯．甲基丙烯酸共聚物)。此外，亦可使用聚醯胺膜(例如12尼龍)或聚醯亞胺膜。
前述熱融著性樹脂層(3)亦與耐熱性樹脂層(2)相同，為了提高表面之光滑性而配合潤滑劑及/或固體微粒子為佳。
前述熱融著性樹脂層(3)之厚度，係設定於20μm~80μm為佳。藉由設定在20μm以上，可充分地防止針孔的產生，藉由設定在80μm以下，可降低樹脂用量而達到成本的降低。其中，前述熱融著性樹脂層(3)的厚度設定於30μm~50μm為特佳。又，前述熱融著性樹脂層(3)，可為單層亦可為複數層。複數層可例示為，於嵌段聚丙烯薄膜之兩側面積層無規聚丙烯薄膜所形成的三層薄膜。
(金屬箔層)
前述金屬箔層(4)，係擔負賦予層壓外裝材(1)阻止氧氣或水分入侵的阻氣性之作用者。前述金屬箔層(4)，雖無特別限定，但可列舉例如，鋁箔、銅箔、鎳箔、不銹鋼箔、或此等之複合箔、此等之燒鈍箔或未燒鈍箔。金屬箔層(4)係在金屬露出部(7)之中露出的層，可因應露出之目的進行適宜的選擇。此外，關於鋁箔，藉由鼓脹成形或絞伸成形而形成凹部(21)時(參照圖5)，使用成形性良好之JIS A8079或JIS A8021之鋁合金箔為佳。此外，不須考慮成形性時，除了上述之鋁合金箔，亦可適當地使用純鋁系之鋁箔。
此外，使用由鎳、錫、銅、鉻等導電性金屬所成之鍍金屬箔，例如使用鍍鋁箔為佳。前述導電性鍍皮膜僅需對應金屬箔層之至少金屬露出部而形成即可。此外，前述金屬箔層(4)實施下述化學處理以作為基底處理，而形成有化成皮膜者為佳。
(金屬箔層之化成皮膜)
層壓外裝材(1)之外側層及內側層係由樹脂所形成的層，在此等之樹脂層中，雖然極為微量，但光、氧氣、液體仍可能從外殼外部侵入，而內容物(電池的電解液、食品、醫藥品等)亦可能從內部滲入。此等的侵入物到達金屬箔層時，會形成金屬箔層的腐蝕原因。本發明之層壓外裝材(1)中，係藉由在前述金屬箔層(4)之表面形成耐腐蝕性高之化成皮膜者，從而實現提高金屬箔層(4)的耐腐蝕性。
化成皮膜係金屬箔表面施行化成處理所形成的皮膜，例如，對金屬箔進行鉻酸鹽處理、利用鋯化合物施行非鉻型化成處理皆可形成。例如，鉻酸鹽處理時，可在進行脫脂處理的金屬箔表面上，塗佈下述1)~3)中任一項的混合物的水溶液後，使其乾燥。
1)磷酸、鉻酸、氟化物的金屬鹽及氟化物的非金屬鹽所成之群中至少1種的混合物
2)磷酸、丙烯酸系樹脂、殼聚醣衍生物樹脂(Chitosan derivative resins)及苯酚系樹脂中至少1種，及鉻酸及鉻(III)鹽中至少1種的混合物
3)磷酸、丙烯酸系樹脂、殼聚醣衍生物樹脂、苯酚系樹脂中至少1種，及鉻酸及鉻(III)鹽中至少1種，及氟化物的金屬鹽及氟化物的非金屬鹽中至少1種，的混合物
前述化成皮膜，其鉻附著量為0.1~50mg/m2為佳，2~20mg/m2為特佳。藉由具有此等厚度或鉻附著量之化成皮膜可得到高耐腐蝕性之成形用包裝材。
又，在任一側面具有化成皮膜之層壓外裝材亦包含於本發明中。
前述金屬箔層(4)之厚度，係20μm~200μm為佳。20μm以上於製造金屬箔時，可防止進行壓延或熱密封時產生針孔或發生破裂，同時200μm以下可縮小鼓脹成形或絞伸成形時之應力並提高成形性。此外，金屬箔層(4)之厚度在200μm以下可抑制重量的增加及材料成本。
(第1接著劑層)
前述第1接著劑層(5)，係擔負接合金屬箔層(4)與外側層之耐熱性樹脂層(2)之層之作用者，例如，使用作為主劑的聚酯樹脂及作為硬化劑的多官能異氰酸酯化合物所成的二液硬化型聚酯-聚氨酯系樹脂、或含有聚醚-氨基甲酸乙酯系樹脂之接著劑為佳。
(第2接著劑層)
前述第2接著劑層(6)，係擔負接合金屬箔層(4)與內側層之熱融著性樹脂層(3)之層之作用者，可列舉例如，由聚氨甲酸酯系接著劑、丙烯酸系接著劑、環氧系接著劑、聚烯烴系接著劑、彈性體系接著劑、氟系接著劑等所形成的接著劑層。其中，使用丙烯酸系接著劑、聚烯烴系接著劑為佳，此時，可提升包裝材1的耐電解液性及水蒸氣阻障性。此外，層壓外裝材如作為電池外殼使用時，使用酸變性之聚丙烯或聚乙烯等接著劑為佳。
接著劑未塗佈部即使透過耐熱性樹脂層或熱融著性樹脂層，與塗佈有接著劑之部分光澤度依然相異，因此在耐熱性樹脂層或熱融著性樹脂層貼合之狀態下，亦可判別出接著劑未塗佈部之位置及形狀。
為進一步使判別接著劑未塗佈部更容易起見，可在上述接著劑中，相對樹脂成分100質量份，添加0.1質量部~5範圍之有機系顏料、無機 系顏料、色素等之著色劑。前述有機系顏料，雖無特別限定，但可列舉例如湖紅、萘酚類、漢沙黃、雙偶氮黃、苯並咪唑酮等之偶氮顏料、喹酞酮、異吲哚啉、吡咯并吡咯、二噁嗪、酞菁藍、酞菁綠等之多環式系顏料、金光紅C、立素爾大紅等之色淀顏料等。此外，前述無機系顏料，雖無特別限定，但可列舉例如為碳黑、氧化鈦、碳酸鈣、高嶺土、氧化鐵、氧化鋅等。此外，前述色素，雖無特別限定，但可列舉例如為三鈉鹽(黃色4號)等之黃色色素類、二鈉鹽(紅色3號)等之紅色色素類、二鈉鹽(藍色1號)等之藍色色素類等。
此外，不論是否有添加著色劑，藉由貼合透明之耐熱性樹脂層或熱融著性樹脂層可輕易判別接著劑未塗佈部。若在接著劑中添加著色劑，並貼合透明之耐熱性樹脂層或熱融著性樹脂層，則可非常輕易地判別接著劑未塗佈部。
此外，層壓外裝材之總厚度在50~300μm之範圍為佳。且層壓外裝材之總厚度及上述各層較佳之厚度因層壓外裝材之用途而異。
【實施例】
製作圖1A及圖1B所示之層壓外裝材(1)。金屬露出部(7)為50mm×50mm之正方形。
[實施例1]
構成層壓外裝材(1)之各層的材料如以上所示。
金屬箔層(4)：厚度40μm之軟質鋁箔(JIS H4160 A8079H)之單面形成有厚度1μm之鍍錫皮膜
耐熱性樹脂層(2)：厚度25μm之延伸尼龍薄膜
熱融著性樹脂層(3)：厚度30μm之未延伸聚丙烯薄膜
第1接著劑層(5)：二液硬化型聚酯-聚氨酯系接著劑
第2接著劑層(6)：二液硬化型酸變性聚丙烯系接著劑
<金屬箔層與耐熱性樹脂層之貼合(未塗佈部形成貼合步驟)>
參照圖3使用乾式層壓法將耐熱性樹脂層(2)與金屬箔層(4)貼合。接著劑塗佈用之滾輪，係使用頂面尺寸為50mm×50mm之凸部(31a)之凹版輥(31)。
於前述金屬箔層(4)之鍍錫皮膜側之面上，使用前述凹版輥(31)塗佈以溶劑調節濃度之接著劑組成物(5a)並乾燥，形成具有與凸部(31a)形狀對應的接著劑未塗佈部(8)之第1接著劑層(5)。接著將耐熱性樹脂層(2)重合在第1接著劑層(5)側之面並進行壓著，得到中間積層體(41)。進一步，將前述中間積層體(41)放入40℃之時效爐中進行3天養護，而使第1接著劑層(5)硬化。硬化後之第1接著劑層(5)之厚度為4μm。
<金屬箔層與熱融著性樹脂層之貼合>
養護後之中間積層體(41)之金屬箔層(4)之另一面，係參照圖3以乾式層壓法塗佈使用溶劑調節濃度之接著劑組成物，乾燥後形成第2接著劑層(6)，並與熱融著性樹脂層(3)貼合。更進一步，放入40℃之時效爐中進行3天養護使第2接著劑層(6)硬化。硬化後之第2接著劑層(6)之厚度為2μm。
藉由上述2個步驟，得到圖2所示之層壓外裝材用積層體 (10)。
<樹脂層去除步驟>
如參照圖4所示，對於前述層壓外裝材用積層體(10)，使用YAG雷射(L)照射耐熱性樹脂層(2)之接著劑未塗佈部(8)之邊緣，切斷耐熱性樹脂層(2)，從而去除接著劑未塗佈部(8)中之耐熱性樹脂層(2a)。藉此，可露出金屬箔層(4)，得到具有金屬露出部(7)之層壓外裝材(1)。
<加工為外殼>
將平板片材之前述層壓外裝材(1)加工為如圖5所示立體形狀之外殼(20)。加工係使用長100mm×寬100mm，圓角R：2mm之聚四氟乙烯製沖床、及長100.5mm×寬100.5mm，圓角R：2.25mm之網板所成之成形高度自由的直型模具，以內側之熱融著性樹脂層(3)與模具接觸之狀態進行鼓脹一段成形，形成側壁(21a)之高度(成形深度)為4mm之凹部(21)。此成形中，係以使前述模具之中心與金屬露出部(7)之中心一致的態樣設置層壓外裝材(1)之位置，而在凹部(21)之底壁(21c)之外面中央形成有金屬露出部(7)。在鼓脹成形後之層壓外裝材(1)中，以使凹部(21)之開口緣殘留寬度為10mm之輪緣(22)的方式進行切斷。
[實施例2]
除了金屬箔層(4)係使用在厚度40μm之軟質鋁箔(JIS H4160 A8079H)之單面形成厚度1μm之鍍鎳皮膜以外，其他與實施例相同而製得層壓外裝材(1)，並進一步進行外殼(20)加工。
[實施例3]
除了金屬箔層(4)係使用厚度20μm之軟質不銹鋼箔(SUS304)以外，其他 與實施例相同而製得層壓外裝材(1)，並進一步進行外殼(20)加工。
[實施例4]
除了金屬箔層(4)係使用未鍍金屬之厚度40μm之軟質鋁箔(JIS H4160 A8079H)以外，其他與實施例1相同而製得層壓外裝材(1)，並進一步進行外殼(20)加工。
實施例1~4之層壓外裝材，可由簡單之步驟而確實形成金屬露出部，且可不阻礙外殼(20)的加工。
本申請案，係伴隨著在2014年4月7日提出申請的日本專利申請案的特願2014-78786號的優先權主張，其揭示內容直接構成本申請案的一部分。
在此所使用的用語及說明，係用以說明本發明的實施型態而使用，本發明並不限定於此。在本發明所揭示且敘述的特徵事項的任何均等物皆不應被排除，且在本發明所請求的範圍內的各種變形亦應被理解為係可被接受的。
【產業上利用的可能性】
本發明適合用於製作包裝材所使用之層壓外裝材。

Claims (8)

  1. 一種層壓外裝材之製造方法，其特徵為：將金屬箔層之第1面與耐熱性樹脂層貼合，第2面與熱融著性樹脂層貼合；在金屬箔層之兩面與樹脂層積層時，前述金屬箔層之第1面及第2面中至少有一面側的貼合手段，係使用未塗佈形成貼合步驟，且該步驟係在除了金屬箔層與樹脂層接合面之一部以外的區域上塗佈接著劑，使接著劑未塗佈而形成接著劑未塗佈部之狀態下，將金屬箔層與樹脂層貼合，藉此製作出在前述金屬箔層之第1面及第2面中至少一面側上具有接著劑未塗佈部之層壓外裝材用積層體；且再進行樹脂層去除步驟，其係將與前述層壓外裝材用積層體之接著劑未塗佈部對應之樹脂層去除，以使金屬箔層露出者。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之層壓外裝材之製造方法，其中，前述未塗佈部形成貼合步驟中，係使用在四周面上具有凹凸部之滾輪來塗佈接著劑，以形成與凸部形狀對應的接著劑未塗佈部分。
  3. 如申請專利範圍第1項所記載之層壓外裝材之製造方法，其中，前述樹脂層除去步驟，係對於外殼加工前之平面片材之外裝材用積層體所進行者。
  4. 如申請專利範圍第1項所記載之層壓外裝材之製造方法，其中，前述樹脂層除去步驟，係將平面片材之層壓外裝材用積層體加工成外殼後所進行者。
  5. 如申請專利範圍第3或4項所記載之層壓外裝材之製造方法，其中，前述在外殼上之加工係使平面片材形成凹部之塑性變形加工。
  6. 如申請專利範圍第3或4項所記載之層壓外裝材之製造方法，其中，前述在外殼上之加工係使平面片材成形為袋狀之製袋加工。
  7. 如申請專利範圍第1項所記載之層壓外裝材之製造方法，其中，前述樹脂層去除步驟中，係照射雷射以切除樹脂層。
  8. 如申請專利範圍第1項所記載之層壓外裝材之製造方法，其中，前述金屬箔層係至少於金屬露出部，形成有導電性鍍皮膜者。
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