JP2003100264A

JP2003100264A - 電池用包装材料

Info

Publication number: JP2003100264A
Application number: JP2001286578A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Mochizuki; 洋一望月; Rikiya Yamashita; 力也山下; Kazuki Yamada; 一樹山田; Masataka Okushita; 正隆奥下
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2001-09-20
Filing date: 2001-09-20
Publication date: 2003-04-04
Anticipated expiration: 2021-09-20
Also published as: JP4934936B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】電池包装に用いる材料として、電池本体の保護
物性とともに、エンボス成形工程等において生産性の良
い電池用包装材料の製造方法を提供する。【解決手段】電池本体を挿入し周縁部をヒートシールに
より密封する電池の外装体を形成する包装材料が、少な
くとも基材層１１、１６なる接着層１、バリア層１２、
１３なる接着層２、シーラント層１４から構成される積
層体であって、シーラント層１４がメタロセン系の線状
低密度ポリエチレンを含む樹脂層を少なくとも１層以上
積層されていることを特徴とする電池用包装材料からな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明の電池用包装材料は、
防湿性、耐内容物性を有する、液体または固体有機電解
質（高分子ポリマー電解質）を持つ電池、または燃料電
池、コンデンサ、キャパシタ等に用いられ、密封シール
の安定性がよく、また、エンボスタイプの外装体におけ
る成形性に優れた積層体に関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明における電池とは、化学的エネル
ギーを電気的エネルギーに変換する素子を含むもの、例
えば、リチウムイオン電池、リチウム電池、燃料電池等
や、または、液体、固体セラミック、有機物等の誘電体
を含む液体コンデンサ、固体コンデンサ、二重層コンデ
ンサ等の電解型コンデンサを示す。電池の用途として
は、パソコン、携帯端末装置（携帯電話、ＰＤＡ等）、
ビデオカメラ、電気自動車、エネルギー貯蔵用蓄電池、
ロボット、衛星等に用いられる。前記電池の外装体とし
ては、金属をプレス加工して円筒状または直方体状に容
器化した金属製缶、あるいは、プラスチックフィルム、
金属箔等のラミネートにより得られる複合フィルムから
なる積層体を袋状にしたもの（以下、外装体）が用いら
れていた。電池の外装体として、次のような問題があっ
た。金属製缶においては、容器外壁がリジッドであるた
め、電池自体の形状が決められてしまう。そのため、ハ
ード側を電池にあわせる設計をするため、該電池を用い
るハードの寸法が電池により決定されてしまい形状の自
由度が少なくなる。そのため、前記袋状の外装体を用い
る傾向にある。前記外装体の材質構成は、電池としての
必要な物性、加工性、経済性等から、少なくとも基材
層、バリア層、シーラント層と前記各層を接着する接着
層からなり、必要に応じて中間層を設けることがある。
電池の前記構成の積層体からパウチを形成し、または、
少なくとも片面をプレス成形して電池の収納部を形成し
て電池本体を収納し、パウチタイプまたは、エンボスタ
イプ（蓋体を被覆して）において、それぞれの周縁の必
要部分をヒートシールにより密封することによって電池
とする。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そこで、積層体を袋状
にして電池本体を収納するパウチタイプまたは、前記積
層体をプレス成形して凹部を形成し、該凹部に電池本体
を収納するエンボスタイプが開発されている。エンボス
タイプは、パウチタイプと比較して、よりコンパクトな
包装体が得られる。いずれのタイプの外装体であって
も、電池としての防湿性あるいは耐突き刺し性等の強
度、絶縁性等は、電池の外装体として欠かせないもので
ある。そして、電池用包装材料としては、少なくとも、
基材層、バリア層、シーラント層からなる積層体とす
る。そして、前記各層の層間の接着強度が、電池の外装
体として必要な性質に影響をあたえることが確認されて
いる。例えば、バリア層とシーラント層との接着強度が
不十分であると、外部から水分の浸入の原因となり、電
池を形成する成分の中の電解質と前記水分との反応によ
り生成するフッ化水素酸により前記アルミニウム面が腐
食して、バリア層とシーラント層との間にデラミネーシ
ョンが発生する。また、前記エンボスタイプの外装体と
する際に、前記積層体をプレス成形して凹部を形成する
が、この成形の際に基材層とバリア層との間にデラミネ
ーションが発生することがある。また、シーラント層に
引張り弾性率の高い樹脂を使用した場合、エンボス成形
において、シーラント層が白化したりその表面に軽微な
クラックが発生することがあり、また、成形安定性が悪
く、ピンホールが発生したり、成形しわやクラックが発
生することがあった。さらに、電池用包装材料として不
可欠な性能として、内容物充填、シール後の密封シール
性が挙げられる。例えば包装材料のシール強度が低い場
合、内容物充填シールラインでのシールに充分時間をか
ける必要があり、サイクル短縮に著しく支障をきたし、
生産効率が悪くなる場合がある。本発明の目的は、電池
包装に用いる材料として、電池本体の保護物性ととも
に、エンボス成形工程および内容物充填シール工程等に
おいて生産性のよい電池用包装材料の製造方法を提供す
ることである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の課題は、以下の本
発明により解決することができる。すなわち、請求項１
に記載した発明は、電池本体を挿入し周縁部をヒートシ
ールにより密封する電池の外装体を形成する包装材料
が、少なくとも基材層、接着層１、バリア層、接着層
２、シーラント層から構成される積層体であって、シー
ラント層がメタロセン系の線状低密度ポリエチレンを含
む樹脂層を少なくとも１層以上積層されていることを特
徴とする電池用包装材料からなる。請求項２に記載した
発明は、請求項１に記載したシーラント層がメタロセン
系線状低密度ポリエチレン樹脂から形成されていること
を特徴とするものである。請求項３に記載した発明は、
請求項１に記載したシーラント層がメタロセン系線状低
密度ポリエチレン樹脂１０％以上を含むポリエチレン系
樹脂から形成されていることを特徴とするものである。
請求項４に記載した発明は、請求項１に記載したシーラ
ント層が、少なくともメタロセン系線状低密度ポリエチ
レン樹脂からなる層を含む多層構成からなることを特徴
とするのである。請求項５に記載した発明は、請求項１
に記載したシーラント層が、メタロセン系線状低密度ポ
リエチレン樹脂１０％以上を含むポリエチレン系樹脂層
を含む多層構成からなることを特徴とするものである。
請求項６に記載した発明は、請求項１に記載した接着層
２がドライラミネート法により形成されたことを特徴と
するものである。請求項７に記載した発明は、請求項１
に記載した接着層２が酸変性ポリオレフィンの塗布焼付
け層であることを特徴とするものである。請求項８に記
載した発明は、請求項１に記載した接着層２が酸変性ポ
リオレフィンの押出層であることを特徴とするものであ
る。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明の電池用包装材料は、少な
くとも基材層、接着層、化成処理層１、アルミニウム、
化成処理層２、接着層、シーラント層から構成される電
池の外装体において、少なくとも、メタロセン系の線状
低密度ポリエチレン（以下、メタロセン系ＬＬＤＰＥ）
樹脂を含むシーラント層にすることによって、安定した
エンボス加工性およびシール適性を得ることができる。
また、アルミニウムとシーラント層とのラミネート方法
によってデラミネーションのない包装材料とするもので
ある。以下、図面等を参照して詳細に説明する。

【０００６】図１は、本発明の電池用包装材料を説明す
る図で、（ａ）積層体の実施例を示す断面図、（ｂ）別
の積層体の実施例を示す断面図である。図２は、シーラ
ント層の構成を説明する図で、（ａ）単層シーラントの
断面図、（ｂ）２層シーラントの断面図、（ｃ）３層シ
ーラントの場合の断面図である。図３は、本発明の電池
用包装材料をラミネート方法別に示した断面図であり、
（ａ）ドライラミネート法、（ｂ）熱ラミネート法、
（ｃ）サンドイッチラミネート法、（ｄ）共押出ラミネ
ート法である。図４は、電池のパウチタイプの外装体を
説明する斜視図である。図５は、電池のエンボスタイプ
の外装体を説明する斜視図である。図６は、エンボスタ
イプにおける成形を説明する、（ａ）斜視図、（ｂ）エ
ンボス成形された外装体本体、（ｃ）Ｘ₂−Ｘ₂部断面
図、（ｄ）Ｙ₁部拡大図である。

【０００７】電池用包装材料としては、少なくとも、基
材層、バリア層、シーラント層からなる積層体とする。
そして、前記各層の層間の接着強度が、電池の外装体と
して必要な性質に影響をあたえることが確認されてい
る。例えば、バリア層とシーラント層との接着強度が不
十分であると、外部から水分の浸入の原因となり、電池
を形成する成分の中の電解質と前記水分との反応により
生成するフッ化水素酸により前記アルミニウム面が腐食
して、バリア層とシーラント層との間にデラミネーショ
ンが発生する。また、前記エンボスタイプの外装体とす
る際に、前記積層体をプレス成形して凹部を形成する
が、この成形の際に基材層とバリア層との間にデラミネ
ーションが発生することがある。

【０００８】電池用包装材料は、図１（ａ）に示すよう
に、少なくとも基材層１１、接着層１６、アルミニウム
１２、化成処理層１５、接着層１３、シーラント層１４
から構成される積層体であり、また、外装体がエンボス
タイプの場合には、図１（ｂ）に示すように、前記積層
体が基材層１１、接着層１６、化成処理層１５（１）、
アルミニウム１２、化成処理層１５（２）、接着層１
３、シーラント層１４とすることが望ましい。外装体が
エンボスタイプの場合、シーラント層に引張り弾性率の
高い樹脂を使用した場合、エンボス成形においてシーラ
ント層が白化したりその表面に軽微なクラックが発生す
ることがあり、また、成形安定性が悪く、ピンホールが
発生したり、成形しわやクラックが発生することがあっ
た。さらに、電池用包装材料として不可欠な性能とし
て、内容物充填、シール後の密封シール性が挙げられ
る。例えば包装材料のシール強度が低い場合、内容物充
填シールラインでのシールに充分時間をかける必要があ
り、サイクル短縮に著しく支障をきたし、生産効率が悪
くなる場合がある。

【０００９】本発明者らは、鋭意研究の結果、電池本体
を挿入し周縁部をヒートシールにより密封する電池の外
装体を形成する包装材料が、図１（ａ）に示すように、
例えば、基材層１１、接着層１６、バリア層１２、化成
処理層１５、接着樹脂層１３、シーラント層１４から構
成される積層体のシーラント層１４をメタロセン系の線
状低密度ポリエチレンを含む樹脂層を少なくとも１層以
上積層することによって前記課題を解決できることを見
出し、本発明を完成するに到った。前記メタロセン系線
状低密度ポリエチレンとは、メタロセン触媒（シングル
サイト触媒）を使用して重合したポリエチレンのこと
で、一般の線状低密度ポリエチレンと比べ側鎖の分岐が
少なく、分子量、コモノマーの分布が均一である。この
ため、透明性が高い、低融点である、耐衝撃性に強い
等、優れた特性を有する。

【００１０】本発明における電池用包装材料のシーラン
ト層について説明する。シーラント層において、図２
（ａ）に示すように、前記メタロセン系の線状低密度ポ
リエチレンを含む樹脂層は、メタロセン系の線状低密度
ポリエチレン樹脂（以下、ＭＬＬ）からなる単層Ｓある
いはＭＬＬを少なくとも１０重量％以上をブレンドした
ポリエチレン系樹脂からなる単層Ｓであってもよい。前
記ＭＬＬをブレンドしたポリエチレン系樹脂とする場
合、ＭＬＬのブレンド比が１０重量％未満では、本発明
の課題である成形性を向上させる効果が発現しない。

【００１１】また、本発明における電池用包装材料のシ
ーラント層は、図２（ｂ）に示すように、前記ＭＬＬか
らなる樹脂層Ｓ３と他のＭＬＬからなる樹脂層Ｓ２との
２層、あるいは、図２（ｃ）に示すように、さらに他の
ＭＬＬからなる層Ｓ１との３層構成としてもよい。前記
ＭＬＬからなる樹脂層Ｓ１〜Ｓ３は、ＭＬＬをブレンド
したポリエチレン系樹脂層としてもよいが、最内層とな
る樹脂層Ｓ３は、ＭＬＬが望ましい。

【００１２】本発明において、図２（ｂ）または図２
（ｃ）に示すように、シーラント層１４をＭＬＬ層Ｓ３
またはＭＬＬ樹脂を１０重量％以上含むブレンド樹脂層
Ｓ３と他の層Ｓ１、Ｓ２との多層構成とする場合、他の
層Ｓ１、Ｓ２を形成する樹脂としては、低密度ポリエチ
レン樹脂、中密度ポリエチレン樹脂、高密度ポリエチレ
ン樹脂、ポリプロピレン系樹脂あるいはこれらの樹脂を
不飽和カルボン酸でグラフトさせた酸変性ポリオレフィ
ン等を用いることができる。

【００１３】本発明において、シーラント層１４をＭＬ
Ｌ層またはＭＬＬ樹脂を１０重量％以上含むブレンド樹
脂層（以下、ＭＬＬブレンド層）と他の層との多層構成
とする場合、前記ＭＬＬ層やＭＬＬブレンド層の厚さ
は、シーラント層の総厚さの少なくとも１５％以上とす
ることが望ましい。ＭＬＬ層またはＭＬＬブレンド層の
厚さがシーラント層の総厚さの１５％未満では、成形性
の向上効果が発現しない。

【００１４】本発明の電池用包装材料の積層体を形成す
る際の、バリア層とシーラント層とのラミネート方法と
しては、ドライラミネート法、サンドイッチラミネート
法、共押出ラミネート法、熱ラミネート法等を用いるこ
とができる。

【００１５】本発明者らは、安定した接着強度を示す積
層方法について鋭意研究の結果、少なくともシーラント
層をラミネートする面に化成処理したバリア層１２と基
材層１１とをドライラミネートした後、バリア層に設け
られた化成処理層とシーラント層との接着法として、図
３（ａ）に示すように、ドライラミネート法によりラミ
ネート１３ｄする、あるいは、図３（ｂ）に示すよう
に、前記化成処理層に酸変性ポリエチレンのエマルジョ
ンを化成処理層に塗布乾燥焼付けた（１３ｈ）後、シー
ラント層となるメタロセン系ＬＬＤＰＥフィルムを熱ラ
ミネート法により積層することによっても所定の接着強
度が得られることを確認した。

【００１６】また、次のようなラミネート方法によって
も安定した接着強度が得られることを確認した。すなわ
ち、基材層１１と両面に化成処理したバリア層１２の片
面とをドライラミネートし、図３（ｃ）に示すように、
バリア層１２の他の面に、酸変性ポリエチレン１３ｅｓ
を押出してシーラント層１４をサンドイッチラミネート
する、または、図３（ｄ）に示すように、酸変性ポリエ
チレン樹脂１３ｅｃとシーラント層１４となるメタロセ
ン系ＬＬＤＰＥ樹脂とを共押出しして積層体とし、該積
層体を前記酸変性ポリエチレン樹脂がその軟化点以上に
なる条件に加熱することによって、所定の接着強度を有
する積層体とすることができた。前記加熱の具体的な方
法としては、熱ロール接触式、熱風式、近または遠赤外
線等の方法があるが、本発明においてはいずれの加熱方
法でもよく、前述のように、接着樹脂がその軟化点温度
以上に加熱できればよい。

【００１７】また、別の方法としては、前記、サンドイ
ッチラミネートまたは共押出しラミネートの際に、アル
ミニウム１２のシーラント層側の表面温度が酸変性ポリ
オレフィン樹脂１３ｅの軟化点に到達する条件に加熱し
た状態にしてラミネート加工することによっても接着強
度の安定した積層体とすることができた。また、ポリエ
チレン樹脂を接着樹脂として用いることも可能である
が、この場合には、押出したポリエチレンの溶融樹脂膜
のアルミニウム側のラミネート面をオゾン処理しながら
ラミネートする方法が有効である。

【００１８】更に別の方法としては、基材層１１と両面
に化成処理したバリア層１２の片面とをドライラミネー
トし、図３（ｃ）に示すように、バリア層１２の他の面
に、酸変性ポリエチレン１３ｅｓのみを押出して中間積
層体とし、該中間積層体を前記酸変性ポリエチレン樹脂
がその軟化点以上になる条件に加熱した後、シーラント
層１４となるメタロセン系ＬＬＤＰＥ樹脂を押出して積
層体とする方法である。上記２回の押出しは、タンデム
機を使用してインラインで行っても良いし、一般の押出
し機でもオフラインならば行うことができる。加熱はメ
タロセン系ＬＬＤＰＥ樹脂を押出した後に行っても良い
が、上記の様に酸変性ポリエチレン１３ｅｓを押出した
後に（メタロセン系ＬＬＤＰＥ樹脂を押出す前に）行う
方が、積層体のシーラント層１４の滑り性を損なうこと
がないので、エンボス加工での成形性がより良好とな
る。

【００１９】以上に述べたように、本発明は、そのラミ
ネート方法によって、バリア層とシーラント層（または
接着樹脂層）とのデラミネーションが防止でき、また、
シーラント層をメタロセン系ＬＬＤＰＥまたはメタロセ
ン系ＬＬＤＰＥを含む樹脂構成とすることで、エンボス
成形工程において、しわやピンホール等を防止すること
ができる。また、上記シーラントを使用することで一般
のＬＬＤＰＥと比べて強いシール強度を得ることができ
るため、密封性の向上や充填シール工程でのサイクル短
縮など、成形品質および生産性の向上に極めて顕著な効
果を奏するものである。

【００２０】電池用包装材料は電池本体を包装する外装
体を形成するものであって、その外装体の形式によっ
て、図４に示すようなパウチタイプと、図５（ａ）、図
５（ｂ）または図５（ｃ）に示すようなエンボスタイプ
とがある。前記パウチタイプには、三方シール、四方シ
ール等およびピロータイプ等の袋形式があるが、図４
は、ピロータイプとして例示している。エンボスタイプ
は、図５（ａ）に示すように、片面に凹部を形成しても
よいし、図５（ｂ）に示すように、両面に凹部を形成し
て電池本体を収納して周縁の四方をヒートシールして密
封してもよい。また、図５（ｃ）に示すような折り部を
はさんで両側に凹部形成して、電池を収納して３辺をヒ
ートシールする形式もある。電池用包装材料をエンボス
タイプとする場合、図６（ａ）〜図６（ｄ）に示すよう
に、積層された包装材料１０をプレス成形して凹部７を
形成する。

【００２１】次に、本発明の電池用包装材料を構成する
各層について説明する。外装体における前記基材層１１
は、延伸ポリエステルまたはナイロンフィルムからなる
が、この時、ポリエステル樹脂としては、ポリエチレン
テレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエ
チレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、共重
合ポリエステル、ポリカーボネート等が挙げられる。ま
たナイロンとしては、ポリアミド樹脂、すなわち、ナイ
ロン６、ナイロン６，６、ナイロン６とナイロン６，６
との共重合体、ナイロン６，１０、ポリメタキシリレン
アジパミド（ＭＸＤ６）等が挙げられる。前記基材層１
１は、電池として用いられる場合、ハードと直接接触す
る部位であるため、基本的に絶縁性を有する樹脂層がよ
い。フィルム単体でのピンホールの存在、および加工時
のピンホールの発生等を考慮すると、基材層は６μｍ以
上の厚さが必要であり、好ましい厚さとしては１２〜３
０μｍである。

【００２２】基材層１１は耐ピンホール性および電池の
外装体とした時の絶縁性を向上させるために、積層化す
ることも可能である。基材層を積層体化する場合、基材
層が２層以上の樹脂層を少なくとも一つを含み、各層の
厚みが６μｍ以上、好ましくは、１２〜３０μｍであ
る。基材層を積層化する例としては、次の１）〜８）が
挙げられる。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
さくする目的あるいは電解液が付着した場合に基材層を
保護するために、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、ポ
リエステル系樹脂層、またはこれらのブレンド物からな
る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）８）アクリル系樹脂＋ポリシロキサングラフト系アクリ
ル樹脂／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）

【００２３】前記バリア層１２は、外部から電池の内部
に特に水蒸気が浸入することを防止するための層で、バ
リア層単体のピンホール、および加工適性（パウチ化、
エンボス成形性）を安定化し、かつ耐ピンホールをもた
せるために厚さ１５μｍ以上のアルミニウム、ニッケル
などの金属、または、無機化合物、例えば、酸化珪素、
アルミナ等を蒸着したフィルムなども挙げられるが、バ
リア層として好ましくは厚さが２０〜８０μｍのアルミ
ニウムとする。ピンホールの発生をさらに改善し、電池
の外装体のタイプをエンボスタイプとする場合、エンボ
ス成形におけるクラックなどの発生のないものとするた
めに、本発明者らは、バリア層として用いるアルミニウ
ムの材質が、鉄含有量が０．３〜９．０重量％、好まし
くは０．７〜２．０重量％とすることによって、鉄を含
有していないアルミニウムと比較して、アルミニウムの
展延性がよく、積層体として折り曲げによるピンホール
の発生が少なくなり、かつ前記エンボスタイプの外装体
を成形する時に側壁の形成も容易にできることを見出し
た。前記鉄含有量が、０．３重量％未満の場合は、ピン
ホールの発生の防止、エンボス成形性の改善等の効果が
認められず、前記アルミニウムの鉄含有量が９．０重量
％を超える場合は、アルミニウムとしての柔軟性が阻害
され、積層体として製袋性が悪くなる。

【００２４】また、冷間圧延で製造されるアルミニウム
は焼きなまし（いわゆる焼鈍処理）条件でその柔軟性・
腰の強さ・硬さが変化するが、本発明において用いるア
ルミニウムは焼きなましをしていない硬質処理品より、
多少または完全に焼きなまし処理をした軟質傾向にある
アルミニウムがよい。

【００２５】本発明者らは、電池用包装材料のバリア層
１２であるアルミニウムの表、裏面に化成処理を施すこ
とによって、前記包装材料として満足できる積層体とす
ることができた。前記化成処理とは、具体的にはリン酸
塩、クロム酸塩、フッ化物、トリアジンチオール化合物
等の耐酸性皮膜を形成することで、前記耐酸性皮膜形成
物質の中でも、フェノール樹脂、フッ化クロム（３）化
合物、リン酸の３成分から構成されたものを用いるリン
酸クロメート処理が良好である。または、少なくともフ
ェノール樹脂を含む樹脂成分に、モリブデン、チタン、
ジルコン等の金属、または金属塩を含む化成処理剤が良
好であった。前記耐酸性皮膜が形成されることによって
エンボス成形時のアルミニウムと基材層との間のデラミ
ネーション防止と、電池の電解質と水分とによる反応で
生成するフッ化水素により、アルミニウム表面の溶解、
腐食、特にアルミニウムの表面に存在する酸化アルミが
溶解、腐食することを防止し、かつ、アルミニウム表面
の接着性（濡れ性）を向上させ、エンボス成形時、ヒー
トシール時の基材層１１とアルミニウム１２とのデラミ
ネーション防止、電解質と水分との反応により生成する
フッ化水素によるアルミニウム内面側でのデラミネーシ
ョン防止効果が得られた。各種の物質を用いて、アルミ
ニウム面に化成処理を施し、その効果について研究した
結果、前記耐酸性皮膜形成物質の中でも、フェノール樹
脂、フッ化クロム（３）化合物、リン酸の３成分から構
成されたものを用いるリン酸クロメート処理が良好であ
った。または、少なくともフェノール樹脂を含む樹脂成
分に、モリブデン、チタン、ジルコン等の金属、または
金属塩を含む化成処理剤が良好であった。

【００２６】アルミの化成処理は、外装体がパウチタイ
プである場合、シーラント層側のみの片側または基材層
側とシーラント層側の両面のどちらでもよい。電池の外
装体がエンボスタイプの場合には、アルミニウムの両面
に化成処理することによって、エンボス成形の際のアル
ミニウムと基材層との間のデラミネーションを防止する
ことができる。

【００２７】本発明の電池用包装材料において、バリア
層とシーラント層とをサンドイッチラミネート法または
共押出ラミネート法によってラミネートする場合の接着
樹脂としては、酸変性ポリエチレンを用いることが好ま
しい。酸変性ポリエチレンは、不飽和カルボン酸をグラ
フト重合したポリエチレンであり、バリア層の化成処理
層の面とシーラント層のラミネート面樹脂とのいずれに
も良好な接着性を示す。

【００２８】本発明の電池用包装材料におけるシーラン
ト層は、前述のように、メタロセン系ＰＥ樹脂からなる
単層、または、メタロセン系ＰＥをブレンドした樹脂か
らなる単層、または少なくとも前記単層を含む多層構成
とする。

【００２９】本発明において、外装体を形成する前記の
各層には、適宜、製膜性、積層化加工、最終製品２次加
工（パウチ化、エンボス成形）適性を向上、安定化する
目的のために、コロナ処理、ブラスト処理、酸化処理、
オゾン処理等の表面活性化処理をしてもよい。

【００３０】

【実施例】本発明の電池用包装材料ついて、実施例によ
りさらに具体的に説明する。実施例および比較例におけ
る共通の条件は以下の通りとした。（１）外装体はいずれもエンボスタイプとし、延伸ナイロン２５μｍ／接着層（１）／化成処理層／Ａ
ＬＭ４０μｍ／化成処理層／接着層（２）／シーラント
層３０μｍ実施例、比較例に用いた積層体の製造方法は、特に記載
のない場合、次の様に積層した。アルミニウム（厚さ４
０μｍ）の両面にクロメート処理による化成処理層を設
け、その一方の面に延伸ナイロンフィルム（厚さ２５μ
ｍ）をドライラミネートして接着層（１）を形成し、他
の面に、それぞれの方法によって接着層（２）を形成し
てシーラント層（厚さ３０μｍ）をラミネートして積層
体とした。なお、前記クロメート処理は、実施例、比較
例ともに、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℃以上となる条
件において焼き付けた。クロムの塗布量は、２ｍｇ/ｍ²
（乾燥重量）とした。次に、得られた積層体をエンボス
成形してトレイを成形した。成形しない積層体を蓋体と
して外装体とした。（２）外装体のタイプいずれも片面エンボスタイプとし、前記トレイのエンボ
ス成形型は、その凹部（キャビティ）の形状を３０ｍｍ
×５０ｍｍとし、成形深さは凸部の押し込み量によって
０．５ｍｍきざみで調整した。（３）略称以下の説明に用いる略称は次の通りである。・主要樹脂ＯＮ：延伸ナイロンフィルムＡＬＭ：アルミニウム箔ＬＬ：密度が０．９２５の一般の線状低密度ポリエチレ
ンＭＬＬ１：密度が０．９２のメタロセン系ＬＬＤＰＥＭＬＬ２：密度が０．９０のメタロセン系ＬＬＤＰＥＭＤ：密度が０．９３の中密度ポリエチレンＬＤ：密度が０．９０の低密度ポリエチレンＰＥａ：酸変性ポリエチレンＰＥａＨ：酸変性ポリエチレンエマルジョン［実施例１］ＡＬＭ（厚さ４０μｍ）の両面に化成処理
を施し、一方の面にＯＮ（厚さ２５μｍ）をドライラミ
ネートし、ＡＬＭの他の化成処理面にシーラント層とな
るフィルムをドライラミネートして実施例１の積層体と
した。シーラント層となるフィルムは、ラミネート側を
ＬＬ（厚さ２５μｍ）、内面側をＭＬＬ１（厚さ５μ
ｍ）の２層構成とした。［実施例２］ＡＬＭ（厚さ４０μｍ）の両面に化成処理
を施し、一方の面にＯＮ（厚さ２５μｍ）をドライラミ
ネートし、ＡＬＭの他の化成処理面にシーラント層とな
るフィルムをドライラミネートして実施例２の積層体と
した。シーラント層となるフィルムは、ＭＬＬ１（厚さ
３０μｍ）の単層とした。［実施例３］ＡＬＭ（厚さ４０μｍ）の両面に化成処理
を施し、一方の面にＯＮ（厚さ２５μｍ）をドライラミ
ネートし、ＡＬＭの他の化成処理面に、接着樹脂として
ＰＥａを１５μｍの厚さで押出しシーラント層フィルム
３０μｍをサンドイッチラミネートし、得られた積層体
をＰＥａの軟化点以上の温度になるように加熱して実施
例３の積層体とした。シーラント層となるフィルムは、
ラミネート側をＬＬ（厚さ２５μｍ）、内面側をＭＬＬ
１（厚さ５μｍ）の２層構成とした。［実施例４］ＡＬＭ（厚さ４０μｍ）の両面に化成処理
を施し、一方の面にＯＮ（厚さ２５μｍ）をドライラミ
ネートし、ＡＬＭの他の化成処理面をＰＥａの軟化点以
上の温度に加熱して、接着樹脂としてＰＥａを１５μｍ
の厚さで押出しシーラント層フィルム３０μｍをサンド
イッチラミネートして実施例４の積層体とした。シーラ
ント層となるフィルムは、ラミネート側をＭＤ（厚さ１
０μｍ）、内面側をＭＬＬ２とＭＤとのブレンド樹脂
（厚さ２０μｍ）（ブレンド比は重量比でＭＬＬ２：Ｍ
Ｄ＝９：１）の２層構成とした。の２層構成とした。［実施例５］ＡＬＭ（厚さ４０μｍ）の両面に化成処理
を施し、一方の面にＯＮ（厚さ２５μｍ）をドライラミ
ネートし、ＡＬＭの他の化成処理面をＰＥａの軟化点以
上の温度に加熱して、接着樹脂としてＰＥａを１５μｍ
の厚さで押出しシーラント層フィルム３０μｍをサンド
イッチラミネートし、て実施例４の積層体とした。シー
ラント層となるフィルムは、ＭＬＬ１（厚さ３０μｍ）
の単層とした。［実施例６］ＡＬＭ（厚さ４０μｍ）の両面に化成処理
を施し、一方の面にＯＮ（厚さ２５μｍ）をドライラミ
ネートし、ＡＬＭの他の化成処理面に、接着樹脂のＰＥ
ａ（１５μｍ）とシーラント層樹脂（３０μｍ）とを共
押出ラミネートして、得られた積層体をＰＥａの軟化点
以上の温度になるように加熱して実施例６の積層体とし
た。シーラント層樹脂は、ＭＬＬ１とＬＤとのブレンド
樹脂（ブレンド比は重量比でＭＬＬ１：ＬＤ＝７：３）
とした。［実施例７］ＡＬＭ（厚さ４０μｍ）の両面に化成処理
を施し、一方の面にＯＮ（厚さ２５μｍ）をドライラミ
ネートし、ＡＬＭの他の化成処理面に接着樹脂のＰＥａ
を押出し、続いてシーラント層樹脂（３０μｍ）を押出
して、得られた積層体をＰＥａの軟化点以上の温度にな
るように加熱して実施例７の積層体とした。シーラント
層樹脂は、ＭＬＬ１とＬＤとのブレンド樹脂（ブレンド
比は重量比でＭＬＬ１：ＬＤ＝７：３）とした。［実施例８］ＡＬＭ（厚さ４０μｍ）の両面に化成処理
を施し、一方の面にＯＮ（厚さ２５μｍ）をドライラミ
ネートし、ＡＬＭの他の化成処理面に、接着樹脂のＰＥ
ａを押出した後、得られた中間積層体をＰＥａの軟化点
以上の温度になるように加熱してから、シーラント層樹
脂（３０μｍ）を押出して、実施例８の積層体とした。
シーラント層樹脂は、ＭＬＬ１とＬＬとのブレンド樹脂
（ブレンド比は重量比でＭＬＬ１：ＬＬ＝８：２）とし
た。［実施例９］ＡＬＭ（厚さ４０μｍ）の両面に化成処理
を施し、一方の面にＯＮ（厚さ２５μｍ）をドライラミ
ネートし、ＡＬＭの他の化成処理面にＰＥａＨをロール
コート法を用いて塗布乾燥し、さらに加熱焼付して、該
焼付層にシーラント層となるフィルムを熱ラミネートし
て実施例９の積層体とした。シーラント層となるフィル
ムは、ＭＬＬ１（厚さ３０μｍ）とした。

【００３１】［比較例１］ＡＬＭ（厚さ４０μｍ）の両
面に化成処理を施し、一方の面にＯＮ（厚さ２５μｍ）
をドライラミネートし、ＡＬＭの他の面にシーラント層
となるフィルムをドライラミネートして比較例１の積層
体とした。シーラント層となるフィルムは、ＬＬ（厚さ
３０μｍ）の単層とした。［比較例２］ＡＬＭ（厚さ４０μｍ）の両面に化成処理
を施さず、一方の面にＯＮ（厚さ２５μｍ）をドライラ
ミネートし、ＡＬＭの他の面にシーラント層となるフィ
ルムをドライラミネートして比較例２の積層体とした。
シーラント層となるフィルムは、ＭＬＬ１（厚さ３０μ
ｍ）の単層とした。［比較例３］ＡＬＭ（厚さ４０μｍ）の両面に化成処理
を施し、一方の面にＯＮ（厚さ２５μｍ）をドライラミ
ネートし、ＡＬＭアルミニウムの他の化成処理面に、接
着樹脂としてＰＥａを１５μｍの厚さで押出しシーラン
ト層フィルム３０μｍをサンドイッチラミネートし、得
られた積層体をＰＥａの軟化点以上の温度になるように
加熱して比較例３の積層体とした。シーラント層となる
フィルムは、ＬＬ（厚さ３０μｍ）とした。［比較例４］ＡＬＭ（厚さ４０μｍ）に化成処理を施さ
ず、一方の面にＯＮ（厚さ２５μｍ）をドライラミネー
トし、ＡＬＭの他の面に接着樹脂としてＰＥａを１５μ
ｍの厚さで押出し、シーラント層フィルム３０μｍをサ
ンドイッチラミネートし、得られた積層体をＰＥａの軟
化点以上の温度になるように加熱して比較例４の積層体
とした。シーラント層となるフィルムは、ラミネート側
をＬＬ（厚さ２５μｍ）、内面側をＭＬＬ１（厚さ５μ
ｍ）の２層構成とした。［比較例５］ＡＬＭ（厚さ４０μｍ）の両面に化成処理
を施し、一方の面にＯＮ（厚さ２５μｍ）をドライラミ
ネートし、ＡＬＭの他の化成処理面にＰＥａＨをロール
コート法を用いて塗布乾燥し、さらに加熱焼付して、該
焼付層にシーラント層となるフィルムを熱ラミネートし
て実施例９の積層体とした。シーラント層となるフィル
ムは、ＬＬ（厚さ３０μｍ）とした。

【００３２】＜評価方法＞（１）デラミネーションの確認それぞれの積層体を用いて形成した外装体に電解液を充
填後、ドライラミネートによる積層体については６０
℃、の条件に２４時間、接着樹脂による押出しラミネー
トによる積層体については、８５℃の条件に２４時間、
それぞれ保存した時のアルミニウム（化成処理層）と接
着層（２）とのデラミネーションの有無を確認した。電解液：１ＭＬｉＰＦ₆となるようにしたエチレンカ
ーボネート、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネ
ート（容積比１：１：１）の混合液、３ｇ。（２）成形性実施例、比較例とも各５０個を成形して、安定してピン
ホール、シワ、白化の発生のないトレイを得られる成形
押し込み量（ｍｍ）を記載した。（３）シール強度１９０℃、面圧１．０ＭＰａ、３．０秒の条件で密封シ
ール後、シール部の剥離強度を測定した。単位：Ｎ／１
５ｍｍ。

【００３３】＜結果＞実施例１〜実施例９は、いずれ
も、デラミネーションの発生はなく、成形性について
も、ピンホール、シワの発生等もなく良好であった。ヒ
ートシール部のシールも安定した強度を示した。また、
実施例における成形性、シール強度はは以下の通りであ
った。一方、比較例１においては、デラミネーションの発生は
なく、成形性も良好であったが、シール強度が低かっ
た。比較例２および比較例４においては、成形性、シー
ル強度ともに問題はなかったがデラミネーションが発生
した。比較例３および比較例５は、デラミネーションの
発生はなく、成形性も良好であったが、シール強度が低
かった。また、比較例における成形性、シール強度はは
以下の通りであった。

【００３４】

【発明の効果】電池用包装材料において、少なくともシ
ーラント層またはその最内層をメタロセン系ＬＬＤＰＥ
樹脂またはメタロセン系ＬＬＤＰＥをブレンドした樹脂
とすることによって、一般のＬＬＤＰＥと比べてエンボ
ス成形における成形性が向上し、しわやピンホールの発
生を防止することができた。さらに、シール強度におい
ても一般のＬＬＤＰＥと比べて強いシール強度を得るこ
とができた。また、外装体のアルミニウムの両面に施し
た化成処理によって、エンボス成形時、およびヒートシ
ール時の基材層とアルミニウムとの間でのデラミネーシ
ョンの発生を防止することができ、また、シーラント層
を、ドライラミネート法、熱ラミネート法、サンドイッ
チラミネート法または共押出ラミネート法により形成し
た場合に、積層体の形成時の加熱、または積層体形成後
の加熱によって、電池の電解質と水分との反応により発
生するフッ化水素によるアルミニウム面の腐食を防止で
きることにより、アルミニウムとの内容物側の層とのデ
ラミネーションをも防止できる外装体である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電池用包装材料を説明する図で、
（ａ）積層体の実施例を示す断面図、（ｂ）別の積層体
の実施例を示す断面図である。

【図２】シーラント層の構成を説明する図で、（ａ）単
層シーラントの断面図、（ｂ）２層シーラントの断面
図、（ｃ）３層シーラントの場合の断面図である。

【図３】本発明の電池用包装材料をラミネート方法別に
示した断面図であり、（ａ）ドライラミネート法、
（ｂ）熱ラミネート法、（ｃ）サンドイッチラミネート
法、（ｄ）共押出ラミネート法である。

【図４】電池のパウチタイプの外装体を説明する斜視図
である。

【図５】電池のエンボスタイプの外装体を説明する斜視
図である。

【図６】エンボスタイプにおける成形を説明する、
（ａ）斜視図、（ｂ）エンボス成形された外装体本体、
（ｃ）Ｘ₂−Ｘ₂部断面図、（ｄ）Ｙ₁部拡大図である。

【符号の説明】

Ｈヒートシール熱板１電池２電池本体３セル（蓄電部）４リード線（電極）５外装体７凹部８側壁部９シール部１０積層体（電池用包装材料）１１基材層１２アルミニウム（バリア層）１３接着層１３ｄドライラミネート層１３ｈ酸変性ポリオレフィンの焼付層１３ｅｓサンドイッチラミネート法の場合の酸変性ポ
リオレフィンの押出層１３ｅｃ共押出ラミネート法の場合の酸変性ポリオレ
フィンの押出層１４シーラント層Ｓ１シーラント層の外層Ｓ２シーラント層の中間層Ｓ３シーラント層の内層１５化成処理層１６基材側ドライラミネート層２０プレス成形部２１オス型２２メス型２３キャビティ

フロントページの続き (72)発明者山田一樹東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号大日本印刷株式会社内 (72)発明者奥下正隆東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号大日本印刷株式会社内Ｆターム(参考） 5H011 AA01 AA09 AA10 BB04 CC02 CC10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電池本体を挿入し周縁部をヒートシールに
より密封する電池の外装体を形成する包装材料が、少な
くとも基材層、接着層１、バリア層、接着層２、シーラ
ント層から構成される積層体であって、シーラント層が
メタロセン系の線状低密度ポリエチレンを含む樹脂層を
少なくとも１層以上積層されていることを特徴とする電
池用包装材料。
【請求項２】シーラント層がメタロセン系の線状低密度
ポリエチレン樹脂から形成されていることを特徴とする
請求項１に記載した電池用包装材料。
【請求項３】シーラント層がメタロセン系の線状低密度
ポリエチレン樹脂１０％以上を含むポリエチレン系樹脂
から形成されていることを特徴とする請求項１に記載し
た電池用包装材料。
【請求項４】シーラント層が、少なくともメタロセン系
の線状低密度ポリエチレン樹脂からなる層を含む多層構
成からなることを特徴とする請求項１に記載した電池用
包装材料。
【請求項５】シーラント層が、メタロセン系線状低密度
ポリエチレン樹脂１０％以上を含むポリエチレン系樹脂
層を含む多層構成からなることを特徴とする請求項１に
記載した電池用包装材料。
【請求項６】接着層２がドライラミネート法により形成
されたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか
に記載した電池用包装材料。
【請求項７】接着層２が酸変性ポリオレフィンの塗布焼
付け層であることを特徴とする請求項１〜請求項５のい
ずれかに記載した電池用包装材料。
【請求項８】接着層２が酸変性ポリオレフィンの押出層
であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか
に記載したの電池用包装材料。