JP2011526055A - 電池ラベルおよび電池 - Google Patents

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Abstract

本発明は、前面と後面とを有する方向性フェースフィルム（５）、およびフェースフィルム（５）の後面上の接着層（６）を含む電池ラベル（２）に関する。フェースフィルム（５）は、スチレン含有重合体を含む少なくとも１つの層を含む共押出多層フィルムである。本発明は、本体（１）および本体（１）に巻きつけられた電池ラベル（２）を含む電池にも関する。

Description

本発明は、電池ラベル、および本体と電池ラベルとを含む電池に関する。
一軸延伸剛性ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）フィルムは、感圧接着性電池ラベルに極めて好適である。しかし、ＰＶＣの特性のため、これらのフィルムは、ＰＶＣフィルムの廃棄に関連する問題があるので、環境にとって危険であるとみなされている。したがって、代替の材料が好ましいであろう。
国際公開ＷＯ２００４／０７２９３０号は、重合体ベースフィルム、およびラベル構造体を電池基体に接着するための第１の感圧接着剤を含む、収縮性電池ラベルを開示している。重合体ベースフィルムは、好ましくは、ポリスチレンフィルムであり、その厚さは０．０１〜０．０５ｍｍである。透明な重合体の上部フィルムが、ベースフィルムを覆っている。上部フィルムは、透明な第２の接着剤によってベースフィルムに接着されている。
ラベルの製造における純粋なポリスチレンフィルムに関連する問題は、このフィルムが破れ易いことであり、したがって、電池ラベルの製造中に分離および断裂の問題が生じる。ポリスチレンフィルムは、特に機械方向に容易に破れるので、打抜きおよびマトリックスストリッピングの操作が非常に困難である。
この特定の応用に関連した問題は、電池ラベルが通常金属化されるか、または白いことである。金属化フィルムの場合、スリップ添加剤が金属化層を損傷する可能性がある。白色フィルムの場合、二酸化チタンおよび分散剤を含む白いマスターバッチがフィルム材料と混合され、したがって、フィルムの特性が変化し得る。上述の事実のため、単層フェースフィルムは最良の選択ではないであろう。
電池ラベルは、電池の本体の周りに巻かれ、接着剤、通常は感圧接着剤によって本体に接着されるラベルである。ラベルは、電池の本体の長手方向においてラベルの端が僅かに重なり、つまり、重なった部分が閉じ目を成すように本体の周りに配置される。ラベルは、本体の長手方向における電池の端（リップ）から張出すように本体よりも長くなっている。電池ラベルが本体に巻かれた後、ラベル材料が収縮して本体の端上に屈曲するようにラベルの端は熱処理される。実際には、電池の異なる端部で使用される各熱処理温度は、互いに相違してよい。
電池ラベルは、前面と後面とを有するフェースフィルムおよびフェースフィルムの後面上の接着層を含む。フェースフィルムは、共形成された多層フィルムであり、つまり、たとえば、フィルムのすべての層が溶融プラスチック材料から同時に形成される共射出技術の１つで形成されている。フェースフィルムは方向性を有するが硬化してはおらず、つまり、フェースフィルムは、ある程度の温度範囲内でかなり収縮し得る。フェースフィルムは、一軸方向性であってよいが、二軸方向性であってもよい。このフィルムが二軸方向性の場合、第１の方向（通常は機械方向）における延伸比がかなり高く、第２の方向（通常は交差方向）における延伸比がかなり低くてよい。
電池ラベルに関連して利用されるフィルムは、通常、７０μｍ未満の、好ましくは６０μｍ未満の厚さのフィルムである。ラベルが厚すぎ、かつ堅すぎると、ラベルは丸まって、閉じ目が開く。これは、見た目が悪く、技術的にも許容できない。
フェースフィルムは直接印刷してもよく、あるいは、予め印刷したフィルムをラベルのフェースフィルムに積層してもよい。ラベルのフェースフィルムは、通常は白に、着色されてよく、あるいは金属化されてもよい。フェースフィルムが、二酸化チタンおよび分散剤を含む白色のマスターバッチをベースフィルム材料と混合することによって創生される白色フィルムである場合、フィルムの特性は、無着色のフィルムと比べて、変化するかもしれない。
フィルムの金属化は、真空メタライゼーション処理によって行い得る。したがって、金属化しようとするフェースフィルムは、金属化を損ない得るスリップ添加剤を含むべきではない。よって、金属化フィルムおよび白色フィルムのゆえに、製造工程は難しい工程である。フェースフィルムが収縮特性に関して適正に機能するようにその特性を調整せねばならないということがあり得る。たとえば、あるスリップ添加剤を省略してもよく、あるいは、必要とされる収縮特性に応じて、スチレン含有重合体の量を減少または増大させてもよい。
上記の制約を考慮すると、電池ラベルの耐熱性に関する必要条件もある。ラベルは、７１℃の温度で７日間閉じ目が開くことなく貯蔵され得ることを規定する保存安定性試験に耐えなければならず、つまり、ラベルが１％以上収縮して、電池の本体に巻かれたラベルが開いて本体を露出させることのないようにしなければならない。この保存安定性試験は、電池ラベル産業において広く使用されている。
低温（保存安定性試験で要求されている７０℃程度）での寸法安定性および老化抵抗性を高めるために、多層フィルムの少なくとも１つの層は、スチレン含有重合体を含む。一方、フィルムは、２００〜４００℃の温度で、つまり、電池ラベルが熱処理される範囲内で、収縮すべきである。よって、フィルムが寸法的に安定したままである第１の温度範囲と、フィルムがかなり収縮する第２の温度範囲が存在する。通常、フェースフィルムは、２００℃を超える温度で１方向に５０％超収縮する。
スチレン含有重合体は、たとえば、ポリスチレンおよびスチレンの共重合体を含む。スチレン含有重合体は、また、スチレン誘導体から選んでもよい。使用可能な材料からの１つの実用的な例は、Ｓｔｙｒｏｌｕｘ ＨＳ７０（ＢＡＳＦ、ドイツ）である。スチレン含有重合体は、ポリオレフィンなどの少なくとも１つの他の重合体と混合して、１つの層中に共存してもよい。ただし、スチレン含有重合体は、そのままで層に存在してもよい。好ましいポリオレフィンは、ポリエチレンおよびポリプロピレンである。好ましいポリエチレンは、ＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）およびＬＬＤＰＥ（鎖状低密度ポリエチレン）である。
多層フィルムにおける層の数は限定されないが、有利な実施形態によれば、電池ラベルは３層を含む。少なくとも１層は、ポリスチレンなどのスチレン含有重合体を含む。たとえば、外層がポリエチレンなどのポリオレフィンで作製され、内層がスチレン含有重合体を含む、３層フィルムがある。ポリオレフィン外層は製造工程を容易にし、内層は収縮特性を調節するのに用いられる。他の例によれば、フィルムは、スチレン含有重合体を各々が含む３層を含む。スチレン含有重合体は、他の重合体たとえばポリオレフィンの１つとの混合物を成してよいが、個別の層における単一層であってもよい。ただし、ポリオレフィン外層およびスチレン含有内層を含む構造は、製造の観点から、特に、マトリックスストリッピングおよび変換特性に関して、有益であり得る。
上述の両方の場合において、３層フィルムに積層することを意図するのであれば、３層フィルムの厚さは２５〜５５μｍでよく、好ましくは３０〜４０μｍである。ただし、典型的には、厚さは５０μｍ未満かつ３０μｍ超である。３層フィルムの厚さは、３層フィルムに積層することを意図しないのであれば、５０〜６０μｍでよい。最初の例においては、ポリオレフィン層は４〜２０μｍの厚さを有してよく、スチレン含有層は２０〜５０μｍの厚さを有してよい。第２の例においては、スチレン含有重合体層は１０〜４０μｍの厚さを有してよい。ただし、スチレン含有重合体層の厚さは相互に相違してよく、スチレン含有重合体の量は各層で異なってよい。
以下、実施例および図面を参照しながら本発明を説明する。
製造中の電池を示す図である。 完成した電池を示す図である。 本発明のラベルを含むウェブの断面図である。 ラベルのフェースフィルムの断面図である。
図１ａは、ラベル２が巻かれた本体１を示している。ラベルの端３は、閉じ目３ａが形成されるように、反対側の端に僅かに重なり得る。ラベルは、本体１の長手方向において、電池の端（リップ）から張出している。図１ｂにおいて、ラベルは本体１の端上４で収縮して、完成した電池が形成されている。図１ａおよび図１ｂは、円柱状の電池を示しているが、他の形状も可能である。
図２は、電池ラベル２を含むウェブを示す。電池ラベルは、フェースフィルム５および接着層６を含む。ラベル２の下には、解放紙７または解放フィルムなどの、解放表面がある。
図３は、１つの可能なフェースフィルム５の断面を示している。フェースフィルム５は、スチレン含有重合体を１以上の層に含む共押出３層フィルムである。
１つの解決策によれば、フェースフィルム５は、ポリオレフィンで作製された層８および１０、ならびにスチレン含有重合体を含む層９を含む。スチレン含有重合体は、たとえば、ポリスチレンまたはスチレンの共重合体である。スチレン含有重合体は、ポリオレフィンなどの他の重合体と混合して、１つの層中に共存してもよいが、スチレン含有重合体は層における唯一の重合体であってもよい。
好ましいポリオレフィンは、ポリエチレンおよびポリプロピレンである。好ましいポリエチレンは、ＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）およびＬＬＤＰＥ（鎖状低密度ポリエチレン）である。
他の解決策によれば、フェースフィルム５は、すべてスチレン含有重合体を含む層８，９および１０を含む。スチレン含有重合体は、たとえば、ポリスチレンまたはスチレンの共重合体であってよい。スチレン含有重合体は、ポリオレフィンなどの他の重合体と混合して、１つの層中に共存してもよいが、スチレン含有重合体は層における唯一の重合体であってもよい。好ましいポリオレフィンは、ポリエチレンおよびポリプロピレンである。好ましいポリエチレンは、ＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）およびＬＬＤＰＥ（鎖状低密度ポリエチレン）である。
実施例
ＡＡＡ電池が、閉じ目に２ｍｍという最大の重なりを有するラベルで、ラベル付けられた。ラベルは、感圧接着剤を含んでいた。異なる３種のフィルムがあり、それらは、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）フィルム、ポリスチレン含有フィルムおよびポリオレフィンフィルムであった。ラベルを付された電池は、７１℃の温度に１週間保たれ、その後評価された。結果を表１に示す。
Figure 2011526055
試験結果から判るように、ポリスチレン含有フィルムは、ＰＶＣフィルムと同様に良好な、許容可能な結果を示した。

Claims (7)

  1. 前面と後面とを有する方向性フェースフィルム（５）、およびフェースフィルム（５）の後面上の接着層（６）を含む電池ラベル（２）であって、
    フェースフィルム（５）が、スチレン含有重合体を含む少なくとも１つの層を含む共押出多層フィルムであることを特徴とする電池ラベル。
  2. フェースフィルム（５）が、外層（８，１０）としてのポリオレフィン層、および内層（９）としてのスチレン含有重合体を含む層を含む、３層フィルムであることを特徴とする請求項１記載の電池ラベル。
  3. フェースフィルム（５）が、スチレン含有重合体を各層（８，９，１０）に含む、３層フィルムであることを特徴とする請求項１記載の電池ラベル。
  4. スチレン含有重合体が、ポリスチレンまたはスチレンの共重合体であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電池ラベル。
  5. フェースフィルム（５）の厚さが、７０μｍ未満であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電池ラベル。
  6. フェースフィルムが、７１℃未満の温度では１％未満収縮し、２００℃〜４００℃の温度では少なくとも１つの方向に５０％超収縮することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の電池ラベル。
  7. 本体（１）、ならびに、前面と後面とを有する方向性フェースフィルム（５）、およびフェースフィルム（５）の後面上の接着層（６）を含み、本体に巻きつけられた電池ラベル（２）を含む電池であって、
    フェースフィルム（５）が、スチレン含有重合体を含む少なくとも１つの層を含む共押出多層フィルムであることを特徴とする電池。
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