JP5603269B2 - アルミニウム箔樹脂積層体およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、一般的にはアルミニウム箔樹脂積層体およびその製造方法に関し、特定的には、食品、化成品、医療材料等を包装する包装材料、または、電子部品を保護する外装材等に用いられるアルミニウム箔樹脂積層体およびその製造方法に関する。

従来から、食品、化成品、医療材料等を包装する包装材料、電池要素等の電子部品を保護する外装材として、基材である樹脂フィルムにアルミニウム層を積層した積層体が用いられている。

たとえば、特開２００７‐２９４３８２号公報（以下、特許文献１という）には、樹脂フィルムにアルミニウム箔を貼り合わせた積層体からなるリチウムイオン電池用包装材料が開示されている。また、特開２０１０−２８０１２２号公報（以下、特許文献２という）には、樹脂フィルムにアルミニウム蒸着層を積層した包装材料用のプラスチックフィルム積層体が開示されている。

特開２００７‐２９４３８２号公報 特開２０１０−２８０１２２号公報

しかしながら、特許文献１に開示された積層体では、厚みが５μｍ未満のアルミニウム箔を圧延加工によって得ることが困難であるので、樹脂フィルムに厚みが５μｍ未満のアルミニウム箔を貼り合わせた積層体を得ることができないという問題がある。また、特許文献２に開示された積層体では、厚みが０．５μｍ以上のアルミニウム蒸着層を形成するには長時間の蒸着工程が必要になるために製造コストが高くなるだけでなく、長時間の蒸着工程によって樹脂フィルム基材が熱収縮するために柔軟性と耐衝撃性が低下するという問題がある。

そこで、本発明の目的は、厚みが０．５μｍ以上５．０μｍ未満のアルミニウム箔を備えたアルミニウム箔樹脂積層体およびその製造方法を提供することである。

本発明に従ったアルミニウム箔樹脂積層体の製造方法は、樹脂フィルムの少なくとも一方の表面に、厚みが５．０μｍ以上３００．０μｍ以下、引張強度が６０Ｎ／ｍｍ²以上２６０Ｎ／ｍｍ²以下、伸び率が０．７％以上のアルミニウム箔を固着させて積層体を得る固着工程と、１５％以上の圧下率で上記の積層体を圧延する圧延工程とを備える。

本発明のアルミニウム箔樹脂積層体の製造方法において、樹脂フィルムは、エチレンアクリル酸共重合体、アイオノマー、カルボキシル変性ポリエチレン、カルボキシル変性ポリプロピレン、および、ポリオレフィンからなる群から選ばれた少なくとも１種を含むことが好ましい。

また、本発明のアルミニウム箔樹脂積層体の製造方法において、樹脂フィルムは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリビニルクロライド、ポリビニリデンクロライド、ポリビニルアルコール、エチレン酢酸ビニルアルコール共重合体、ポリアミド、塩化ビニルからなる群より選ばれた少なくとも１種を含むことが好ましい。

上記の場合、固着工程は、樹脂フィルムとアルミニウム箔とを、接着剤を介在させて固着することを含むことが好ましい。

本発明に従ったアルミニウム箔樹脂積層体は、上述のいずれかの特徴を有する製造方法によって製造され、厚みが０．５μｍ以上５．０μｍ未満のアルミニウム箔を備える。

なお、本発明のアルミニウム箔樹脂積層体は、樹脂フィルムと、この樹脂フィルムの少なくとも一方の表面に固着された、厚みが０．５μｍ以上５．０μｍ未満のアルミニウム箔とを備える。

以上のように、本発明の製造方法によれば、厚みが０．５μｍ以上５．０μｍ未満のアルミニウム箔を備えたアルミニウム箔樹脂積層体を得ることができる。積層体を構成するアルミニウム箔の厚みが５．０μｍ未満であるので、アルミニウム箔樹脂積層体にプレス加工等の成形加工を施して所望の形状にする場合の成形性を向上させることができる。また、アルミニウム箔の厚みが５μｍ未満になっても、アルミニウム箔が樹脂フィルムに固着されているので、アルミニウム箔に破れ、ピンホールまたはしわの発生を抑えることができる。さらに、本発明によれば、アルミニウム蒸着層を備えた積層体に比べて、ガスバリア性、耐水性および伸び率が高いアルミニウム箔樹脂積層体を得ることができる。

まず、本発明の実施の形態としてのアルミニウム箔樹脂積層体の製造方法は、樹脂フィルムの少なくとも一方の表面に、厚みが５．０μｍ以上３００．０μｍ以下、引張強度が６０Ｎ／ｍｍ²以上２６０Ｎ／ｍｍ²以下、伸び率が０．７％以上のアルミニウム箔を固着させて積層体を得る固着工程と、１５％以上の圧下率で上記の積層体を圧延する圧延工程とを備える。

上記のアルミニウム箔は、純アルミニウム箔またはアルミニウム合金箔のいずれであってもよく、純アルミニウム（ＪＩＳ（ＡＡ）１０００系、たとえば１Ｎ３０，１Ｎ７０など）、Ａｌ−Ｆｅ系合金（同８０００系、たとえば８０２１，８０７９など）等の材質からなるのが好ましい。アルミニウム箔に含まれるＦｅ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｚｒ、ＺＮ、ＭＮ、Ｍｇ、Ｇａ等の成分については、ＪＩＳ等で規定されている公知の含有量の範囲内であればよい。アルミニウム箔は、比抵抗が２．９μΩ・ｃｍ以上５．５μΩ・ｃｍ以下であることが好ましい。また、アルミニウム箔は、軟質材または半軟材であることが好ましく、必要に応じ、公知の方法で型付け、脱脂、洗浄、アンカーコート、オーバーコート、表面処理等を施してもよい。また、ＪＩＳ（ＡＡ）３００３、３００４等の硬質アルミニウム箔も、焼鈍し等の熱処理によって軟化することにより用いることができる。

樹脂フィルムは、エチレンアクリル酸共重合体、アイオノマー、カルボキシル変性ポリエチレン、カルボキシル変性ポリプロピレン、および、ポリオレフィンのうち、１種または２種以上からなることが好ましい。これらの樹脂は、アルミニウム箔に固着させるために接着剤を必ずしも必要としない。樹脂フィルムに上記の接着性樹脂を用いることにより、積層体の強度、耐突き刺し性、耐水性等を高めることができる。

樹脂フィルムに上記の接着性樹脂を用いる場合、樹脂フィルムの両面にアルミニウム箔を貼り合わせて固着しなければ、その後の圧延工程でローラに貼り付きが生じる場合がある。そこで、アルミニウム箔と樹脂フィルムは、接着剤を介して積層されていてもよい。すなわち、アルミニウム箔を貼り合わせる樹脂フィルムの面にのみ接着剤を塗布することによって、圧延工程におけるローラへの貼り付きを防ぐことができる。

樹脂フィルムに非接着性樹脂を用いて、接着剤を介して樹脂フィルムとアルミニウム箔とを積層する場合は、樹脂フィルムに、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリビニルクロライド、ポリビニリデンクロライド、ポリビニルアルコール、エチレン酢酸ビニルアルコール共重合体、ポリアミド、塩化ビニルのうち、１種または２種以上を用いることができる。このような樹脂を樹脂フィルムに用いることによって、樹脂フィルムの片面のみにアルミニウム箔を貼り合わせて固着する場合でも、圧延工程においてローラに樹脂フィルムが貼り付くことを防ぐことができる。これらの樹脂の中でも、ポリエチレン、エチレン酢酸ビニルアルコール共重合体は成形性が良いため好ましい。

なお、上記の接着剤には、ポリオレフィン系樹脂、ウレタン系樹脂のうち、１種または２種以上を用いることができる。具体的には、接着剤として、たとえば、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖線状ポリエチレン、飽和ポリエステル、線状飽和ポリエステル、無延伸ポリプロピレン、塩素化ポリプロピレン、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−メタアクリル酸共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレン−メチルアクリレート共重合体、アイオノマー、エチレン−エチルアクリレート、無水マレイン酸三元共重合体、ポリオレフィン、カルボン酸変性ポリエチレン、カルボン酸変性ポリプロピレン、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、カルボン酸変性ポリエチレン−酢酸ビニル、塩化ビニル、ポリスチレン等が挙げられる。これらの接着剤は１種または２種以上で用いることができる。これらの中でも特にカルボン酸変性ポリエチレンを好適に用いることができる。

アルミニウム箔と樹脂フィルムとを貼り合わせて固着する方法は、特に限定されないが、公知の方法を適用することができる。たとえば、ポリエステルウレタン系、ポリエステル系等の２液硬化型接着剤を用いるドライラミネーション法、共押し出し法、押し出しコート法、押し出しラミネート法、ヒートシール法、アンカーコート剤を用いるヒートラミネーション法等が挙げられる。

圧延工程では、積層体を１５％以上の圧下率で圧下する。圧延前のアルミニウム箔の組成または厚み、あるいは、圧延後の所望のアルミニウム箔の厚みにもよるが、圧下率は３０％以上７０％未満であることが好ましい。圧下率が７５％以上では、アルミニウム箔の破れ、ピンホールまたはシワの発生が生じるおそれがあるためである。

また、樹脂フィルムに貼り合わせて固着されるアルミニウム箔は、引張強度が６０Ｎ／ｍｍ²以上２６０Ｎ／ｍｍ²以下で伸び率が０．７％以上である。このようなアルミニウム箔を用いることによって、樹脂フィルムと貼り合わせて固着された後に圧延加工を施すと、アルミニウム箔と樹脂フィルムとが同程度に伸張し、アルミニウム箔と樹脂フィルムとの接着ズレが生じにくい。引張強度が６０Ｎ／ｍｍ²未満のアルミニウム箔、または、引張強度が２６０Ｎ／ｍｍ²を超えるアルミニウム箔では、圧延工程においてアルミニウム箔が割れる場合がある。樹脂フィルムに貼り合わせて固着されるアルミニウム箔は、伸び率が４．２％以上であることが好ましい。この場合、圧延工程においてアルミニウム箔にひび割れが生じない。

さらに、アルミニウム箔に貼り合わせて固着される樹脂フィルムは、引張強度が１０Ｎ／ｍｍ²以上で伸び率が１００％以上であることが好ましい。樹脂フィルムの伸び率が１００％未満であると、圧延工程においてアルミニウム箔の圧下が妨げられ、アルミニウム箔にシワまたは破れが生じるおそれがある。また、樹脂フィルムの引張強度が１０Ｎ／ｍｍ²未満あると、圧延工程において破断するおそれがある。

なお、本発明の製造方法によって得られたアルミニウム箔樹脂積層体は、樹脂フィルムと、樹脂フィルムの少なくとも一方の表面に固着された、厚みが０．５μｍ以上５．０μｍ未満のアルミニウム箔とを備えている。アルミニウム箔が樹脂フィルムの一方の面に固着されていれば、耐候性、耐光性、ガスバリア性を備えることができるが、アルミニウム箔が樹脂フィルムの両方の面に固着されていれば、より高い耐候性、耐光性、ガスバリア性を備えることができる。積層体には、アルミニウム箔と樹脂フィルム以外に、必要に応じて他の材料、たとえば薄紙等を積層させてもよく、また、蒸着層もしくはキーラッカー（ＫＬ）層等の公知の被膜層、コート層、または着色層を積層させてもよい。

以下、本発明の実施例と比較例について説明する。ただし、本発明の範囲は、以下の実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
ＪＩＳ−Ｚ２２４１（金属材料引張試験方法）に基づく引張試験において、東洋精器株式会社製ストログラフを用いた引張速度２ｍｍ／分の引張強度（以下、引張強度という）が６６．１Ｎ／ｍｍ²、０．２％耐力（以下、耐力という）が３５．９Ｎ／ｍｍ²、伸び率が４．２％、厚みが１５μｍの１Ｎ３０軟質アルミニウム箔を２枚準備した。これらのアルミニウム箔を、押し出しラミネートによって、厚みが３０μｍのエチレンアクリル酸共重合体に貼り合わせて固着して、総厚みが６０μｍの積層体を作製した。さらに、この積層体を２段圧延機によって７０％の圧下率で圧延し、総厚みが１８μｍの積層体を得た。このようにして得られた積層体において、リニアゲージセンサー（小野測器株式会社製）顕微鏡による断面観察によって、片面のアルミニウム箔の厚みを測定したところ、４．５μｍであった。

（実施例２）
実施例１と同様の引張試験において引張強度が１０７Ｎ／ｍｍ²、耐力が７８．１Ｎ／ｍｍ²、伸び率が９．９％、厚みが１５μｍの８０２１軟質アルミニウム箔を２枚準備した。これらのアルミニウム箔を、厚みが５０μｍのアイオノマー（タマポリ株式会社製ＨＭ５２）シートの両面にそれぞれ配置して、ヒートラミネーション法によって貼り合わせて固着して、総厚みが８０μｍの積層体を作製した。さらに、この積層体を２段圧延機によって７５％の圧下率で圧延し、総厚みが２０μｍの積層体を得た。このようにして得られた積層体において、実施例１と同様にして測定した片面のアルミニウム箔の厚みは４．０μｍであった。

（実施例３）
実施例１と同様の引張試験において引張強度が６４．６８Ｎ／ｍｍ²、耐力が３４．３３Ｎ／ｍｍ²、伸び率が４．９８％、厚みが１５μｍの１０８５軟質アルミニウム箔を２枚準備した。これらのアルミニウム箔を、押し出しラミネート法によって、厚みが５０μｍのアイオノマー（三井化学株式会社製ハイミラン）に貼り合わせて固着して、総厚みが８０μｍの積層体を作製した。さらに、この積層体を２段圧延機によって７５％の圧下率で圧延し、総厚みが２０μｍの積層体を得た。このようにして得られた積層体において、実施例１と同様にして測定した片面のアルミニウム箔の厚みは４．０μｍであった。

（実施例４）
実施例１と同様の引張試験において引張強度が６６．１Ｎ／ｍｍ²、耐力が３５．９Ｎ／ｍｍ²、伸び率が４．２％、厚みが１５μｍの１Ｎ３０軟質アルミニウム箔を２枚準備した。これらのアルミニウム箔を、厚みが３０μｍのエチレン酢酸ビニル共重合体シートの両面にヒートラミネーション法によって貼り合わせて固着して、総厚みが６０μｍの積層体を作製した。さらに、この積層体を２段圧延機によって７５％の圧下率で圧延し、総厚みが１５μｍの積層体を得た。このようにして得られた積層体において、実施例１と同様にして測定した片面のアルミニウム箔の厚みは３．０μｍであった。

（実施例５）
実施例１と同様の引張試験において引張強度が１７０Ｎ／ｍｍ²、耐力が１６０Ｎ／ｍｍ²、伸び率が０．８％、厚みが６．５μｍの１Ｎ３０硬質アルミニウム箔を２枚準備した。これらのアルミニウム箔を、押し出しラミネート法によって、厚みが３０μｍのアイオノマー（三井化学株式会社製ハイミラン）に貼り合わせて固着して、総厚みが４３μｍの積層体を作製した。さらに、この積層体を２段圧延機によって４０％の圧下率で圧延し、総厚みが２６μｍの積層体を得た。このようにして得られた積層体において、実施例１と同様にして測定した片面のアルミニウム箔の厚みは４．０μｍであった。

（実施例６）
実施例１と同様の引張試験において引張強度が１７０Ｎ／ｍｍ²、耐力が１６０Ｎ／ｍｍ²、伸び率が０．８％、厚みが６．５μｍの１Ｎ３０硬質アルミニウム箔を２枚準備した。これらのアルミニウム箔を厚みが２０μｍのポリプロピレンシートの両面に、それぞれ、ウレタン系接着剤（三井化学株式会社製タケラックＡ９１０）を介在して、ドライラミネーション法によって貼り合わせて固着して、総厚みが３４μｍの積層体を作製した。さらに、この積層体を２段圧延機によって１７％の圧下率で圧延し、総厚みが２８μｍの積層体を得た。このようにして得られた積層体において、実施例１と同様にして測定した片面のアルミニウム箔の厚みは４．５μｍであった。

（実施例７）
実施例１と同様の引張試験において引張強度が２５０．３Ｎ／ｍｍ²、耐力が２２１．８Ｎ／ｍｍ²、伸び率が２．２８％、厚みが２０μｍの３０００系アルミニウム箔を２枚準備した。これらのアルミニウム箔を、厚みが５０μｍのアイオノマー（タマポリ株式会社製ＨＭ５２）シートの両面にそれぞれ配置して、ヒートラミネーション法によって貼り合わせて固着して、総厚みが９０μｍの積層体を作製した。さらに、この積層体を２段圧延機によって６４％の圧下率で圧延し、総厚みが３２μｍの積層体を得た。このようにして得られた積層体において、実施例１と同様にして測定した片面のアルミニウム箔の厚みは４．９μｍ、もう一方の面のアルミニウム箔の厚みは８．０μｍであった。

（比較例１）
実施例１と同様の引張試験において引張強度が２９５．１Ｎ／ｍｍ²、耐力が２５３．９Ｎ／ｍｍ²、伸び率が２．４％、厚みが１５μｍの３００３硬質アルミニウム箔を２枚準備した。これらのアルミニウム箔を厚みが５０μｍのアイオノマー（タマポリ株式会社製ＨＭ５２）に９５℃の温度にて貼り合わせて固着した後、１５０℃の温度でアフターヒートを施した。このようにして、ヒートラミネート法によって、総厚みが８０μｍの積層体を作製した。さらに、この積層体を２段圧延機によって３０％の圧下率で圧延したところ、総厚みが５６μｍのときにアルミニウム箔に割れが発生した。このときのアルミニウム箔の厚みは１０μｍであった。

本発明の実施例１〜７では、厚みが５．０μｍ以上３００．０μｍ以下、引張強度が６０Ｎ／ｍｍ²以上２６０Ｎ／ｍｍ²以下、伸び率が０．７％以上のアルミニウム箔を用いることにより、厚みが０．５μｍ以上５．０μｍ未満のアルミニウム箔樹脂積層体を得ることができた。

以上に開示された実施の形態と実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態と実施例ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正と変形を含むものと意図される。

本発明によれば、厚みが０．５μｍ以上５．０μｍ未満のアルミニウム箔を備えたアルミニウム箔樹脂積層体を得ることができるので、アルミニウム蒸着層を備えた積層体に比べて、ガスバリア性、耐水性および伸び率が高く、電池要素等の電子部品を保護する外装材等に適したアルミニウム箔樹脂積層体を得ることができる。

Claims (5)

1. 樹脂フィルムの少なくとも一方の表面に、厚みが５．０μｍ以上３００．０μｍ以下、引張強度が６０Ｎ／ｍｍ²以上２６０Ｎ／ｍｍ²以下、伸び率が０．７％以上のアルミニウム箔を固着させて積層体を得る固着工程と、
   １５％以上の圧下率で前記積層体を圧延する圧延工程と、
   を備えた、アルミニウム箔樹脂積層体の製造方法。
2. 前記樹脂フィルムは、エチレンアクリル酸共重合体、アイオノマー、カルボキシル変性ポリエチレン、カルボキシル変性ポリプロピレン、および、ポリオレフィンからなる群から選ばれた少なくとも１種を含む、請求項１に記載のアルミニウム箔樹脂積層体の製造方法。
3. 前記樹脂フィルムは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリビニルクロライド、ポリビニリデンクロライド、ポリビニルアルコール、エチレン酢酸ビニルアルコール共重合体、ポリアミド、塩化ビニルからなる群より選ばれた少なくとも１種を含む、請求項１に記載のアルミニウム箔樹脂積層体の製造方法。
4. 前記固着工程は、前記樹脂フィルムと前記アルミニウム箔とを、接着剤を介在させて固着することを含む、請求項３に記載のアルミニウム箔樹脂積層体の製造方法。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の製造方法によって製造され、厚みが０．５μｍ以上５．０μｍ未満のアルミニウム箔を備えた、アルミニウム箔樹脂積層体。