(57)【要約】【課題】電池やコンデンサ等に用いられるヒートシール性とガスバリアー性を有し、且つ耐熱性である外装用積層フィルムを提供する。【解決手段】金属箔とフィルム状の樹脂とを積層した構造をなす積層物であり、該積層物の少なくとも一面を熱可塑性樹脂とし、該熱可塑性樹脂が架橋によりゲル分率５％以上、８０％以下である積層フィルム。架橋には電離放射線を用いると良く、熱可塑性樹脂の表面はあらかじめ表面処理を施すとより好ましく、使用する熱可塑性樹脂は、電離放射線で架橋しやすいポリオレフィンから選択するとさらによい。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属箔とフィルム状の樹脂とを積層した構造をなす積層物であり、該積層物の少なくとも一面を熱可塑性樹脂とし、該熱可塑性樹脂が架橋によりゲル分率５％以上、８０％以下である積層フィルム。
【請求項２】
前記架橋が、電離性放射線を用いてなる請求項１に記載の積層フィルム。
【請求項３】
電離放射線がγ線である請求項２に記載の積層フィルム。
【請求項４】
前記熱可塑性樹脂の非積層側表面に、表面処理を施し、該表面の臨界表面張力を４０ｍＮ／ｍ以上にしたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の積層フィルム。
【請求項５】
表面処理の手段が、コロナ処理、プラズマ処理、火炎処理、紫外線照射処理、イオンビームエッチング処理、スパッタエッチング処理及び酸エッチング処理のいずれかである請求項４に記載の積層フィルム。
【請求項６】
前記熱可塑性樹脂が、ポリオレフィン系樹脂からなる請求項１乃至５のいずれかに記載の積層フィルム。
【請求項７】
前記ポリオレフィン系樹脂は、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−ブテン共重合体、プロピレン−ブテン共重合体、エチレン−プロピレン−ブテン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマー、エチレン−エチルアクリレート共重合体、又はこれらの樹脂の少なくとも１種を含む樹脂である請求項６に記載の積層フィルム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば電池やコンデンサ等の電子部品の外装として用いる積層フィルムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近の電池やコンデンサ等の外装には、軽量化・薄肉化を目的として金属缶に代わり、金属箔と樹脂フィルムを積層したフィルムが使用されるようになっている。これらの用途には、内部への水蒸気等の進入による性能劣化防止のため、ガスバリアー性が必要とされる。また、外装を封止するためのシールにヒートシールが良く用いられるため、ヒートシール性が要求される。このような仕様への対策として、ガスバリアー性においては、アルミニウム箔を用い、ヒートシール性については、ポリエチレンやポリプロピレンがシール層として用いられる。
その一例として、金属箔層を挟んで、酸変性ポリオレフィン樹脂フィルムと２軸延伸ポリエチレンテレフタレートもしくは２軸延伸ナイロンフィルムの３層からなるシートの例がある（特許文献１参照）。この例は、ガスバリアーとしての金属箔層と、基材フィルム層と接着層としての酸変性ポリオレフィンフィルムからなる例を開示している。
【０００３】
【特許文献１】
特表ＷＯ９９／４０６３４号公報（Ｐ１３−Ｐ２０）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、最近は電池やコンデンサをリフローによって基板に実装する用途が出てきており、このような用途ではリフロー時の温度により、前記ヒートシールした樹脂の融点を越えるため、シール部分が開き、密封が保てなくなる可能性が出てきた。
また、使用環境も、高温雰囲気中という要求も出てきており、従来の仕様では、これらの要求をクリアーできなくなることが予想される。
こうした、ヒートシール樹脂の耐熱性とともに、従来保有するガスバリアー性、ヒートシール性を維持した積層フィルムが必要である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、金属箔とフィルム状の樹脂とを積層した構造をなす積層物であり、該積層物の少なくとも一面を熱可塑性樹脂とし、該熱可塑性樹脂が架橋によりゲル分率５％以上、８０％以下である積層フィルムである。
前記架橋には、架橋剤をあらかじめ配合するか、電離放射線を用いる手段があるが、電離性放射線を用いるのが好ましい。また、特に電離放射線がγ線であると透過率が大きく好ましい。
【０００６】
前記熱可塑性樹脂の非積層側表面に、表面処理を施し、該表面の臨界表面張力を４０ｍＮ／ｍ以上にしておくと、ヒートシール時に密着性が向上するので、好結果が得られる。また、表面処理の手段が、コロナ処理、プラズマ処理、火炎処理、紫外線照射処理、イオンビームエッチング処理、スパッタエッチング処理及び酸エッチング処理のいずれかであるのがよい。
【０００７】
使用する熱可塑性樹脂が、ポリオレフィン系樹脂であると、ヒートシール性がよく、且つ架橋による耐熱性向上効果が明確であるため好ましい。該ポリオレフィン系樹脂は、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−ブテン共重合体、プロピレン−ブテン共重合体、エチレン−プロピレン−ブテン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマー、エチレン−エチルアクリレート共重合体、又はこれらの樹脂の少なくとも１種を含む樹脂であると架橋効果及びその後の表面処理効果が十分に得られるため、特に好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明に用いる金属箔は、従来から使用されているアルミニウム箔、銅箔等が好ましく利用できる。この金属箔にドライラミネート法や熱ラミネート法を用いて樹脂を積層する。積層は少なくとも金属箔と樹脂の層が各１層づつあればよいが、ヒートシールに用いる、該積層物の少なくとも一面には、熱可塑性樹脂層を必須とする。該熱可塑性樹脂層は、耐熱性向上のため、架橋剤もしくは電離性放射線により架橋される。その架橋度は、ゲル分率で５％以上８０％以下の範囲が適当である。ゲル分率は、架橋後のフィルムをキシレンに浸漬し、１２０℃に加熱して２４時間放置後、フィルムの重量変化から以下の式で計算される。
ゲル分率［％］＝キシレンに浸漬後の重量［ｇ］／キシレンに浸漬前の重量［ｇ］×１００
ゲル分率が５％未満では、架橋度が不足し、十分な耐熱性を発揮出来ない。また、ゲル分率が８０％を越えると、耐熱性は十分発揮できるが、ヒートシール性が低下する。
【０００９】
前記架橋の手段は、樹脂フィルム中にあらかじめ架橋剤を加えておき、熱等により架橋する手段がある。この場合は、架橋剤の量、架橋時間等でゲル分率を調整できる。他の手段としては、電離放射線を照射する手段がある。この方法では、放射線の強度、放射時間等でゲル分率を調整できる。本発明においては、架橋対象となる樹脂フィルムが薄いので、架橋剤の配合ムラによる、フィルムの均一性阻害の原因を避けるためにも、電離放射線を使用する架橋が好ましい。
なお、電離放射線には、電子線、α線、β線、γ線、などの種類があるが、本発明の積層フィルムでは、複数の金属箔を積層する場合や、積層フィルムを重ねて電離放射線処理をする場合があるため、透過度の大きいγ線を用いるのが好ましい。
【００１０】
以上のように、ヒートシールに用いる熱可塑性樹脂を架橋することで、該熱可塑性樹脂の耐熱性を向上させることにより、リフロー時の樹脂溶融を解消できる。しかし、高温環境下でのシール強度を向上させるには、該熱可塑性樹脂のシール面に表面処理をすることが好ましい。表面処理により、臨界表面張力を４０ｍＮ／ｍ以上としておくのが好ましい。臨界表面張力が４０ｍＮ／ｍ以上であると、１５０℃や２００℃のような高温時のシール性をより信頼性のあるものにする。
前記表面処理の手段は種々あるが、コロナ処理、プラズマ処理、火炎処理、紫外線照射処理、イオンビームエッチング処理、スパッタエッチング処理、酸エッチング処理の中から選択するのがよい。
【００１１】
本発明に用いる熱可塑性樹脂は、特に限定はしないが、ヒートシール性の良いものが好ましい。また、架橋により耐熱性を向上させる目的から、架橋性の容易な樹脂であることも選択要因である。以上の選択により、本発明に用いる熱可塑性樹脂は、ポリオレフィン系の樹脂が好ましい。特に架橋性の面で、電離放射線により架橋しやすいポリオレフィンが好ましい。すなわち、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−ブテン共重合体、プロピレン−ブテン共重合体、エチレン−プロピレン−ブテン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマー、エチレン−エチルアクリレート共重合体、又はこれらの樹脂の少なくとも１種を含む樹脂であると好ましい。
以上の材料と方法をもって作製される積層フィルムは、ガスバリアー性、ヒートシール性を有すると共に、基板に実装する際の耐リフロー性をはじめとする耐熱性に優れる。
【００１２】
【実施例】
以下に本発明の効果を示す実施例をあげるが、本発明の効果を示すための例であり、本発明を限定するものではない。
（実施例１）
厚さ４０μｍのアルミ箔と、アルミ箔を保護するための層としてポリアミド樹脂からなる厚さ２５μｍのフィルムと、厚さ５０μｍのポリエチレンフィルムを用意し、アルミ箔を中心にして重ね合わせ、熱ラミネート法により、積層フィルムを作製した。この積層フィルムのポリエチレン側にコバルト６０を線源としたγ線を５０ｋＧｙ照射してポリエチレンフィルムを架橋させた。架橋度を確認のため、フィルムの一部を用い、キシレンに浸漬し、１２０℃に加熱した。その後２４時間放置した後乾燥して計量し、投入時との重量変化からゲル分率を求めた結果、１０％であった。
【００１３】
（実施例２）
実施例１で作製した積層フィルムのポリエチレン側にコバルト６０を線源としたγ線を１２０ｋＧｙ照射してポリエチレンフィルムを架橋させた。実施例１と同様にゲル分率を求めた結果、５０％であった。また、このサンプルの臨界表面張力は、３５ｍＮ／ｍであった。
（実施例３）
実施例１で作製した積層フィルムのポリエチレン側にコバルト６０を線源としたγ線を２４０ｋＧｙ照射してポリエチレンフィルムを架橋させた。実施例１と同様にゲル分率を求めた結果、７５％であった。
【００１４】
（実施例４）
実施例２で作製した積層フィルム（ゲル分率５０％）のポリエチレンフィルム面にコロナ処理をした。処理後の臨界表面張力は４５ｍＮ／ｍであった。
（実施例５）
実施例２で作製した積層フィルム（ゲル分率５０％）のポリエチレンフィルム面にプラズマ処理をした。プラズマ処理装置のレベルをＨｉｇｈ、放電時間３．０秒、プラズマ発生口の先端からフィルムまでの距離６ｍｍとした。
処理後の臨界表面張力は７０ｍＮ／ｍであった。
【００１５】
（比較例１）
実施例１で作製した積層フィルムのポリエチレン側にコバルト６０を線源としたγ線を３６０ｋＧｙ照射してポリエチレンフィルムを架橋させた。実施例１と同様にゲル分率を求めた結果、８５％であった。
（比較例２）
実施例１で作製した積層フィルムをそのままサンプルとし、架橋はしなかった。
【００１６】
以上の得られた積層フィルムを用いて、以下の試験をした。結果は表１及び表２に示す。
（ガスバリアー性）水蒸気の透過に関して、下記の方法で計測した。
正方形（例えば１辺５ｃｍの正方形）に切った積層フィルムをシール面同士で２枚重ね、フィルムの周辺部分のシール幅＜フィルムの１辺の半分の長さ、となるシール幅（例えば２ｍｍ）で４辺をヒートシールし、パッケージを作製する。このときパッケージ内部に塩化カルシウム等の吸湿剤を入れる。このパッケージを６０℃、９５％ＲＨの環境下に放置し、パッケージの重量増加から内部への水分浸入量を求め、下記の式でシール幅１００μｍあたりの水蒸気透過率を求めた。
水蒸気透過率＝水分浸入量［ｇ］／｛（パッケージの１辺の長さ［ｍ］―シール幅［ｍ］×２）×（シール層の厚さ［ｍ］×２）×４×放置時間［時間］｝×２４×シール幅［ｍ］／０．０００１［ｍ］
判定は以下のようにした。
○：水蒸気透過率がシール幅１００μｍ  に換算して５０ｇ／ｍ２・２４時間（６０℃、９５％ＲＨ）未満
×：上記以上
（室温ヒートシール性）２２０℃〜２６０℃の範囲でヒートシールし、放置後、２３℃雰囲気中で引っ張り試験機にて測定。判定は以下のようにした。
○：強度が１５Ｎ／ｃｍ以上
×：上記未満
【００１７】
（耐熱性）サンプルをガスバリアー性計測用のサンプルと同じものを使用した。２７０℃に保った恒温槽に５分放置した後、シール部分の開封の有無を目視で確認。判定は以下のようにした。
○：リフローによる開封なし
×：リフローによる開封あり
（高温シール性能）室温ヒートシール性能測定時に用いたヒートシール品と同じものを用いて、１５０℃と２００℃の温度雰囲気中で引っ張り試験による強度測定を実施。判定は以下のようにした。
○：強度が１．０Ｎ／ｃｍ以上
△：強度が計測でき、１．０Ｎ／ｃｍ未満
×：強度が計測できないもの
【００１８】
【表１】
2004216790.tif 000002
【００１９】
【表２】
2004216790.tif 000003
【００２０】
以上の実施例で示すように、積層フィルムの熱可塑性樹脂部分に架橋することにより、ヒートシール性、ガスバリアー性を維持した上で、耐熱性が向上し、使用温度範囲を広げることが出来る。また、さらに熱可塑性樹脂表面に表面処理を施すことにより、該樹脂の臨界表面張力を大きくすることにより、高温時でのシール性を有することが出来る。通常の積層フィルムではあり得ない融点以上の温度での使用ができ、耐リフロー性も有するので、高温仕様の機器類にも使用が可能である。
【００２１】
【発明の効果】
本発明により得られる積層フィルムは、ヒートシール性とガスバリアー性を有した上、耐熱性も十分有するので、高温化する電子部品類の外装に有効である。