JP2001240113A

JP2001240113A - 包装材料

Info

Publication number: JP2001240113A
Application number: JP2000048745A
Authority: JP
Inventors: Mitsuyuki Wasamoto; 充幸和佐本; Kenichi Kadowaki; 賢一角脇; Yuichi Ninomiya; 裕一二宮; Ken Noguchi; 研野口
Original assignee: Nippon Foil Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Nippon Foil Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2000-02-25
Filing date: 2000-02-25
Publication date: 2001-09-04

Abstract

(57)【要約】【課題】絞り成形時に、包装材料本体に割れの生じに
くい包装材料を提供する。【解決手段】この包装材料は、包装材料本体９と、本
体９の片面に貼着された熱封緘層１０とからなる。熱封
緘層１０は、酸変成ポリオレフィンフィルムで形成され
ている。熱封緘層１０上には、スリップ層１１が設けら
れている。スリップ層１１は、酸変成ポリオレフィン粒
子とスリップ剤とを含有するオルガノゾルが塗布されて
形成されている。包装材料本体９の他面（熱封緘層１０
が設けられているのと反対面）には、滑り性の良好なフ
ッ素系フィルム等が貼合されていても良い。【効果】この包装材料は、熱封緘層１０上にスリップ
層１１が設けられているので、絞り成形機の雌型乃至雄
型と接触しても、良好に滑る。従って、包装材料自体に
過大な応力が負荷されにくく、この応力が原因となっ
て、包装材料自体に割れが生じるのを防止しうる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、成形性の良好な包
装材料に関し、絞り成形すると共に成形した凹部に収納
物を収納した後、熱封緘して包装するのに好適に用いら
れる包装材料に関するものである。また、特にリチウム
イオン二次電池を製造する際に用いる包装材料（以下、
この用途に係る包装材料を「二次電池用外装材料」と言
う。）に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】シート状で薄型のポリマーリチウムイオ
ン二次電池等の二次電池は、近年、移動体通信機器，ノ
ートブック型パソコン，ヘッドフォンステレオ，カムコ
ーダー等のエレクトロニクス機器の小型軽量化に伴い、
その駆動源として重宝されている。この二次電池は、例
えば、図１に示したような構成となっている。即ち、正
極集電体２，正極３，隔離材（セパレーター）４，負極
５，負極集電体６の順で積層された積層体、及びポリマ
ー電解質や電解質溶液等の各種電解質等の二次電池本体
を、二次電池用外装材料１，１で包装収納した構成とな
っている。そして、二次電池用外装材料１，１は、その
中央部では二次電池本体を収納しやすくするため、絞り
成形により凹部８が形成されていると共に、その端部
７，７において熱封緘されている。

【０００３】二次電池用外装材料１等の包装材料は、一
般的に、図２に示すように、包装材料本体９と熱封緘層
１０とが積層貼着された態様となっている。包装材料本
体９としては、金属箔，金属蒸着フィルム，合成樹脂製
フィルム，合成樹脂製耐熱性フィルム等が単独で又はこ
れらが積層貼合されて用いられている。また、熱封緘層
１０としては、酸変成ポリオレフィンフィルムが用いら
れている。なお、金属箔に、酸変成ポリオレフィンフィ
ルム／ポリオレフィンフィルム／酸変成ポリオレフィン
フィルムよりなる構成を持つ三層共押出フィルムが貼合
されて、包装材料が形成された場合には、最外層の酸変
成ポリオレフィンフィルムが熱封緘層１０となり、その
他の層がまとまって包装材料本体９となる。

【０００４】このような二次電池用外装材料１は、ま
ず、絞り成形されて凹部８が形成される。そして、二次
電池本体が、この凹部８に収納された後、端部７で熱封
緘されるのである。ところで、絞り成形する際には、雄
型と雌型との間に二次電池用外装材料１を挟み、雄型に
よって雌型内に二次電池用外装材料１を押し込むことに
よって、行われる。このとき、熱封緘層１０が雄型（又
は雌型）と接触していれば、雄型（又は雌型）と熱封緘
層１０とが良く滑らなければならない。何故なら、滑り
が悪いと、特定の箇所に過大な応力が負荷され、外装材
料本体に割れや破れが生じるからである。特に、外装材
料本体中にアルミニウム箔等の金属箔が用いられている
場合には、金属箔に割れが生じやすいということがあっ
た。このような割れが生じると、この部分から、二次電
池本体を構成している電解質等が漏れるという欠点が生
じる。なお、このような欠点は、二次電池用外装材料に
ついて言えるだけでなく、他の包装材料についても言え
ることである。

【０００５】従来より、熱封緘層１０として用いられて
いる酸変成ポリオレフィンフィルムは、この滑り性が悪
く、絞り成形時に、しばしば包装材料本体の金属箔に割
れが生じるということがあった。このため、酸変成ポリ
オレフィンフィルム中に、界面活性剤等のスリップ剤を
含有させることが試みられているが、滑り性の改良は不
十分であった。この理由は、定かではないが、以下のよ
うに考えられる。即ち、酸変成ポリオレフィンフィルム
中に界面活性剤等のスリップ剤を含有させておいても、
表面にブリードアウトしにくく、内部に内包されたまま
になっているのではないかと考えられる。また、酸変成
ポリオレフィンフィルムの取り扱い時や包装材料本体に
貼着する際の熱で、表面にブリードアウトしたスリップ
剤がロール等に付着したり、気化したりして、スリップ
剤そのものが消失してしまっているのではないかと考え
られる。

【０００６】このようなことから、熱封緘層１０である
酸変成ポリオレフィンフィルムの表面に、スリップ剤を
塗布すれば、熱封緘層１０の滑り性が改良しうると考え
られる。しかし、本発明者等が実際に実験を行った結
果、熱封緘層１０の表面にスリップ剤を塗布すると、熱
封緘時にスリップ剤が悪影響を及ぼし、熱封緘による接
着強度が低下するということがあった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、熱
封緘層の滑り性を良好にすると共に、熱封緘による接着
強度の低下も防止しうる包装材料を提供することを課題
するものである。本発明者は、このような課題を解決す
べく、鋭意研究を行っていたところ、熱融着性粒子とス
リップ剤とよりなるオルガノゾルを、熱封緘層表面に塗
布すると、熱封緘層の滑り性を良好にしうると共に、熱
封緘による接着強度の低下も防止しうることを見出し
た。本発明は、このような知見に基づいてなされたもの
である。

【０００８】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、包装材
料本体と、該包装材料本体の片面に熱封緘層として貼着
された酸変成ポリオレフィンフィルムとからなる包装材
料において、前記熱封緘層面には、酸変成ポリオレフィ
ン粒子とスリップ剤とを含有するオルガノゾルが塗布さ
れることによって形成されたスリップ層が設けられてい
ることを特徴とする包装材料に関するものである。

【０００９】包装材料本体９としては、金属箔や合成樹
脂製フィルム等の従来公知のどのようなものでも用いら
れる。特に、本発明は絞り成形時の割れ防止に主眼をお
くものであるため、金属箔を用いるのが好ましい。金属
箔としては、アルミニウム箔，ステンレス箔，鉄箔或い
は銅箔等のどのようなものであっても良い。包装材料は
軽量であること、安価であること等が要求されるので、
一般的には、アルミニウム箔を用いるのが好ましい。ま
た、包装材料本体９は、アルミニウム箔等の金属箔と合
成樹脂製フィルムとの貼合物であっても良く、更に、複
数枚の金属箔又は複数枚の合成樹脂製フィルムとの貼合
物であっても良い。なお、本発明に係る包装材料を、二
次電池用外装材料として用いる場合には、二次電池の短
絡防止のため及び金属箔と他の層との剥離を防止するた
め、金属箔の両面又は片面に、酸化処理やクロム処理等
を施しておくのが好ましい。

【００１０】包装材料本体６の片面には、熱封緘層１０
が設けられている。熱封緘層１０としては、酸変成ポリ
オレフィンフィルムが用いられる。ここで、酸変成ポリ
オレフィンとは、ポリエチレン又はポリプロピレンの側
鎖にジカルボン酸を付加したものであり、一般的にはポ
リプロピレンの側鎖にマレイン酸又は無水マレイン酸を
付加させたものである。熱封緘層１０の厚さは、任意で
よく、例えば５〜１００μｍ程度で良く、特に７〜２０
μｍ程度が良い。

【００１１】熱封緘層１０の表面には、スリップ層１１
が設けられている。このスリップ層１１は、酸変成ポリ
オレフィン粒子とスリップ剤とを含有するオルガノゾル
を、熱封緘層１０表面に塗布することによって、設けら
れるものである。ここで、オルガノゾルとは、酸変成ポ
リオレフィン粒子が有機液体中にコロイド状で分散して
いるコロイド溶液であり、本発明では、このコロイド溶
液中にスリップ剤が混合されている。酸変成ポリオレフ
ィン粒子の平均粒径は任意でよく、例えば５〜１０μｍ
程度で良く、特に６〜８μｍ程度が良い。また、酸変成
ポリオレフィン粒子の含有量は、オルガノゾル中に５〜
５０重量％程度である。有機液体としては、炭化水素系
の液体が用いられ、主としてトルエンを用いるのが好ま
しい。そして、スリップ剤は、酸変成ポリオレフィン粒
子の重量に対して、５〜３０重量％程度、特に７〜２５
重量％程度含有させておくのが良い。スリップ剤の量が
５重量％未満であると、熱封緘層１０表面の滑り性が不
十分となる傾向が生じる。逆に、スリップ剤の量が３０
重量％を超えると、熱封緘層１０による接着強度が低下
する傾向が生じる。

【００１２】スリップ剤としては、種々の物質を用いる
ことができるが、粒子状乃至粉末状のものとしては、黒
鉛，タルク，雲母，四フッ化エチレン樹脂粒子や全芳香
族系ポリエステル樹脂粒子等の合成樹脂粒子，シリカ粉
末，炭化物粒子等が用いられる。粒子状乃至粉末状のス
リップ剤を用いる場合、その平均粒子径は０．３〜１０
μｍであるのが好ましく、特に３〜６μｍであるのがよ
り好ましい。平均粒子径が０．３μｍ未満であると、熱
封緘層１０の滑り性が不十分になる傾向が生じる、ま
た、平均粒子径が１０μｍであると、熱封緘層１０によ
る接着強度が低下する傾向が生じる。なお、平均粒子径
は、コールターカウンターで測定した中心粒径（メジア
ン径）のことである。また、繊維状のものとしては、ガ
ラス繊維，金属繊維，耐熱性合成繊維等が用いられる。
また、液状乃至ペースト状のものとしては、ワックスや
界面活性剤等が用いられる。界面活性剤としては、スル
ホン酸系のアニオン性界面活性剤、アンモニウム塩型の
カチオン性界面活性剤、アルコールエーテル系の非イオ
ン性界面活性剤、ベタイン系の両性界面活性剤を用いる
ことができる。特に、本発明に係る包装材料を、二次電
池用外装材料として使用するときは、帯電しにくいスリ
ップ剤を用いるのが好ましい。例えば、界面活性剤の場
合には、非イオン性界面活性剤を用いるのが好ましく、
特に、高級アルコールにアルキレンオキシドを所定モル
付加した非イオン性界面活性剤を用いるのが好ましい。

【００１３】スリップ層１１の厚さは任意であるが、一
般的に、熱封緘層１０の厚さよりも薄いものであるのが
好ましい。従って、一般的に、５μｍ以下であるのが好
ましく、特に１〜３μｍ程度であるのが好ましい。スリ
ップ層１１の厚さが５μｍを超えると、熱封緘層１０に
よる接着をスリップ層１１が阻害する傾向となる。

【００１４】包装材料本体９の他面、即ち、包装材料本
体９の熱封緘層１０が貼着されているのと反対面には、
滑り性の良好な滑り性フィルムが貼合されているのが好
ましい。包装材料本体９の熱封緘層１０側、及びその反
対側の両方で、滑り性を良好にし、包装材料本体９に割
れや破れが生じるのを防止しうるからである。滑り性フ
ィルムとしては、フッ素系フィルムやシリコーン系フィ
ルム等を用いることができる。即ち、従来、剥離性の良
好なフィルムとして知られているものであれば、どのよ
うなものでも採用しうる。

【００１５】本発明に係る包装材料は、二次電池本体を
収納包装しうる二次電池用外装材料として好適に用いら
れるものである。しかし、その他の収納物を包装するた
めの包装材料としても用いられることは、言うまでもな
い。また、本発明に係る包装材料は、一般的に、絞り成
形されて用いられるのが好ましいが、必ずしも、絞り成
形せずに用いても良い。

【００１６】

【実施例】以下、実施例に基づいて本発明を説明する
が、本発明は実施例に限定されるものではない。本発明
は、熱融着性粒子とスリップ剤とよりなるオルガノゾル
を、熱封緘層表面に塗布すると、熱封緘層の滑り性を良
好にしうると共に、熱封緘による接着強度の低下も防止
しうるとの知見に基づくものとして解釈されるべきであ
る。

【００１７】実施例１両面クロム化成処理皮膜が形成された厚さ５０μｍのア
ルミニウム箔の片面に、平均粒径７μｍの無水マレイン
酸変成ポリプロピレン粒子１５重量部とトルエン８５重
量部よりなるオルガノゾルを塗布し、その後、２００℃
で２０秒間の条件で乾燥し、厚さ２μｍの接着性皮膜を
形成した。そして、厚さ３０μｍのポリプロピレンフィ
ルムの両面に、厚さ１０μｍの無水マレイン酸変成ポリ
プロピレンフィルムが貼合された三層共押出フィルム
を、温度２００℃、圧力２００ｋＰａ、時間１秒間の条
件で、接着性皮膜上に圧着した。その後、前記アルミニ
ウム箔の他面に、厚さ１２μｍのポリエステルフィルム
を、ウレタン系接着剤を介して貼合した。以上のように
して、ポリエステルフィルム，ウレタン系接着剤，アル
ミニウム箔，接着性皮膜，三層共押出フィルム（無水マ
レイン酸変成ポリプロピレンフィルム／ポリプロピレン
フィルム／無水マレイン酸変成ポリプロピレンフィル
ム）の順で積層された積層物を得た。この積層物は、三
層共押出フィルムのうち、露出した無水マレイン酸変成
ポリプロピレンフィルムが熱封緘層となり、ポリエステ
ルフィルム，ウレタン系接着剤，アルミニウム箔，接着
性皮膜，三層共押出フィルムのうち、接着性皮膜と貼着
されている無水マレイン酸変成ポリプロピレンフィルム
及びポリプロピレンフィルムが包装材料本体となるもの
である。

【００１８】この積層物の熱封緘層面に、平均粒径７μ
ｍの無水マレイン酸変成ポリプロピレン粒子１５重量部
と、平均粒径４μｍの低分子量四フッ化エチレン樹脂微
粉末１．５重量部とトルエン８５重量部よりなるオルガ
ノゾルを塗布し、その後、２００℃で２０秒間の条件で
乾燥し、厚さ２μｍのスリップ層を形成した。以上のよ
うにして、包装材料を得た。

【００１９】実施例２低分子量四フッ化エチレン樹脂微粉末が４．５重量部含
有されたオルガノゾルを用いる他は、実施例１と同様に
して包装材料を得た。実施例２で得られた包装材料につ
いて、そのスリップ層表面のＳＥＭ写真を撮影したとこ
ろ、図６及び図７に示したとおりであった。図６は１０
００倍の倍率で、図７は５０００倍の倍率で撮影したも
のであり、２０がスリップ剤（低分子量四フッ化エチレ
ン樹脂微粉末）であり、２１は無水マレイン酸変成ポリ
プロピレン粒子の融着によって形成された皮膜である。
なお、ＳＥＭ写真は、使用機器；日本電子製ＪＳＭ−
８４０Ａ型、試料前処理；Ａｕ蒸着、撮影角度；４５°
傾斜（１０００倍），３０°傾斜（５０００倍）、加速
電子；１５ＫＶの条件で撮影したものである。

【００２０】実施例３低分子量四フッ化エチレン樹脂微粉末が６．７５重量部
含有されたオルガノゾルを用いる他は、実施例１と同様
にして包装材料を得た。

【００２１】実施例４低分子量四フッ化エチレン樹脂微粉末が１０．５重量部
含有されたオルガノゾルを用いる他は、実施例１と同様
にして包装材料を得た。

【００２２】比較例１低分子量四フッ化エチレン樹脂微粉末が含有されていな
いオルガノゾルを用いる他は、実施例１と同様にして包
装材料を得た。

【００２３】比較例２スリップ層を設けない他は、実施例１と同様にして包装
材料を得た。

【００２４】実施例１，２及び比較例１，２で得られた
包装材料について、以下の試験を行った。そして、この
結果を表１に示した。〔静摩擦係数〕：スリップ層表面（比較例２については
熱封緘層）に質量２００ｇのＳＵＳを置き、ＪＩＳＰ
８１４７「紙及び板紙の摩擦係数試験」にある傾斜方法
に準拠して、静摩擦係数（ｔａｎθ）を測定した。〔熱封緘による接着強度〕：スリップ層表面（比較例２
については熱封緘層）同士を当接して、２００℃、２０
０ｋＰａ、１秒間の条件で圧着して接着試料を作成す
る。接着試料の巾を１５ｍｍに裁断し、９０°剥離試験
を、引張速度２００ｍｍ／ｍｉｎの条件で行い、接着強
度（Ｎ／１５ｍｍ巾）を測定した。〔絞り成形性〕：図４及び図５に示すような絞り成形機
（雌型）を用いて、絞り深さｈを２．５ｍｍ，３．０ｍ
ｍ，３．５ｍｍ，４．０ｍｍ，４．５ｍｍの５段階に変
更し、この雌型に合う雄型で絞り成形した。そして、コ
ーナー部及び直線部で、包装材料本体に割れが発生する
か否かを目視により観察した。

【００２５】

【表１】（注）表１中「○」は、コーナー部及び直線部の両方で
割れが確認できなかったものであり、「×」は、直線部
で割れが確認できたものであり、「××」は、コーナー
部及び直線部の両方で割れが確認できたものである。

【００２６】表１の結果から明らかなように、実施例１
及び２に係る包装材料は、比較例１及び２に係る包装材
料に比べて、摩擦係数が小さく、しかも絞り成形時にお
いても包装材料本体に割れの生じにくいものであること
が分かる。

【００２７】

【作用】本発明に係る包装材料は、熱封緘層面にスリッ
プ層が設けられている。このスリップ層が良好な滑り性
を発揮する理由は、以下のように考えられる。即ち、こ
のスリップ層は、酸変成ポリオレフィン粒子とスリップ
剤とを含有するオルガノゾルが塗布されて形成されたも
のである。従って、スリップ層は、酸変成ポリオレフィ
ン粒子の融着によって形成されるため、スリップ剤は粒
子間隙に留まり、粒子内に取り込まれにくく（図６及び
図７参照）、スリップ剤の持つ固有の滑り性を発揮する
と考えられるのである。また、スリップ層中の酸変成ポ
リオレフィン粒子は、熱封緘層を構成している酸変成ポ
リオレフィンフィルムと同一の材料であるから、熱封緘
時においても、熱封緘層の接着を阻害しにくいと考えら
れる。

【００２８】

【発明の効果】従って、本発明に係る包装材料を用い
て、絞り成形した場合、絞り成形機の雄型乃至雌型の滑
り性が良好で、包装材料本体に過大な応力が負荷されに
くいため、包装材料本体に割れや破れが生じにくいとい
う効果を奏する。しかも、絞り成形した後、熱封緘する
際にも、熱封緘層の接着強度の低下をある程度防止で
き、良好に熱封緘しうるという効果を奏する。

【００２９】また、本発明に係る包装材料を用いて絞り
成形すれば、従来のものに比べて、より深く成形するこ
とが可能となる。従って、成形した凹部が深くなり、例
えば、電池容量を増大させるため二次電池本体が厚くな
ったとしても、これを収納包装しうるという効果も奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】シート状で薄型のポリマーリチウムイオン二次
電池の内部構造の一例を示した模式的断面図である。

【図２】包装材料の一般例を示した模式的断面図であ
る。

【図３】本発明の一例に係る包装材料の模式的断面図で
ある。

【図４】絞り成形機の雌型の一例を示す模式的平面図で
ある。

【図５】図４に示した雌型のＡ−Ａ線断面の模式図であ
る。

【図６】実施例２に係る方法で得られた包装材料のスリ
ップ層表面のＳＥＭ写真であり、倍率は１０００倍であ
る。

【図７】実施例２に係る方法で得られた包装材料のスリ
ップ層表面のＳＥＭ写真であり、倍率は５０００倍であ
る。

【符号の説明】

９包装材料本体１０熱封緘層１１スリップ層２０スリップ剤（低分子量四フッ化エチレン樹脂微粉
末）２１無水マレイン酸変成ポリプロピレン粒子の融着に
よって形成された皮膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０９Ｄ 123/26 Ｃ０９Ｄ 123/26 Ｈ０１Ｍ 2/02 Ｈ０１Ｍ 2/02 Ｋ (72)発明者二宮裕一滋賀県草津市山寺町笹谷61−８日本製箔株式会社滋賀工場内 (72)発明者野口研大阪府大阪市淀川区西中島５−13−９日本製箔株式会社内Ｆターム(参考） 3E086 AB01 AD05 BA04 BA13 BA15 BA24 BA33 BB51 BB55 BB85 BB90 CA40 4F100 AB10 AB33 AK03B AK03C AK03H AK07C AK07H AK17D AK18H AK41 AK51G AL07B AL07C AL07H AT00A BA03 BA04 BA07 BA10A BA10C BA10D CA18C CA23C CB00 EH20 EH46 GB15 GB41 JK06 JK14 JK16D JL01 JL12B JL16 JM01C 4J002 BB211 BD152 CF162 DA016 DA026 DJ016 DJ046 DJ056 FA082 FA086 FD172 FD176 GJ02 GQ00 4J038 CB031 CD122 DD062 HA036 HA456 HA536 HA546 KA09 KA20 LA06 MA08 MA10 NA23 PA19 PB09 PC08 5H011 AA01 AA03 AA09 CC02 CC10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】包装材料本体と、該包装材料本体の片面
に熱封緘層として貼着された酸変成ポリオレフィンフィ
ルムとからなる包装材料において、前記熱封緘層面に
は、酸変成ポリオレフィン粒子とスリップ剤とを含有す
るオルガノゾルが塗布されることによって形成されたス
リップ層が設けられていることを特徴とする包装材料。
【請求項２】酸変成ポリオレフィンが無水マレイン酸
変成ポリオレフィンである請求項１記載の包装材料。
【請求項３】スリップ剤が合成樹脂粒子である請求項
１又は２記載の包装材料。
【請求項４】スリップ剤が非イオン性界面活性剤であ
る請求項１又は２記載の包装材料。
【請求項５】包装材料本体の他面に、フッ素系フィル
ム等の滑り性フィルムが貼合されてなる請求項１乃至４
のいずれか一項に記載の包装材料。
【請求項６】二次電池用外装材料として用いる請求項
１乃至５のいずれか一項に記載の包装材料。