JP6162250B2 - 間隙充填用スウェリングテープ - Google Patents

Description

本発明は、間隙充填用スウェリングテープ及びその用途に関する。

離隔されている二つの対象の間に存在する間隙（ｇａｐ）は、多くの場合充填される必要があり、間隙を形成した状態で離隔されている二つの対象は、多くの場合前記間隙の充填により固定される必要がある。

例えば、電極組立体を円筒状の缶に収納して電池を製造する時には、通常的に前記電極組立体が円筒状缶に比べて小さいサイズを有するから、電極組立体と缶の内壁の間には間隙が形成される。この場合、缶に収納されている電極組立体は、外部の振動や衝撃により缶内部で流動するようになり、このような電極組立体の流動は、電池の内部抵抗の増加や電極タブの損傷などを誘発して電池の性能を大きく低下させるおそれがあるので、前記間隙の充填及び電極組立体の固定が必要である。

本発明は、間隙充填用スウェリングテープ及びその用途を提供する。

本発明は、間隙充填用スウェリングテープに関する。例示的な前記テープは、基材層及び前記基材層一面に形成されている粘着層を含むことができる。

前記基材層は、例えば、液体のような流体と接触すれば、長手方向に変形する特性を有する基材層である。一つの例示で、前記基材層は、例えば、液体のような流体と接触すれば、長手方向に膨張する特性を有する基材層であることができる。

本明細書で用語「長手方向」は、前記基材層を平たく維持させた時、前記基材層の厚さ方向（例えば、図１の矢印方向）と垂直の方向を意味することができる。また、本明細書で用語「垂直」または「水平」は、目的とする効果を損傷させない範囲での実質的な垂直または水平を意味し、例えば、±１０度、±５度または±３度以内程度の誤差を含むことができる。

前記基材層は、長手方向に変形、例えば、膨張する特性を有する限り、基材層の平面で横または縦、または対角線方向を含む任意の方向に変形、例えば、膨張できるものを使用することができる。

一つの例示で、前記基材層は、下記数式２による長手方向への変形率が１０％以上である。

数式２： 基材層の長手方向への変形率 ＝ （Ｌ_２−Ｌ_１）／Ｌ_１ × １００

前記数式２で、Ｌ_１は、前記基材層が流体と接触する前の初期長さであり、Ｌ_２は、常温または６０℃で前記基材層を流体と２４時間の間接触させた後に測定した前記基材層の長さである。

前記数式２を計算するにおいて、基材層が接触する流体の具体的な種類は、充填しようとする間隙の具体的な状態によって選択されることで、特別に限定されない。一つの例示で、前記充填しようとする間隙が電極組立体と電極組立体を収納する缶により形成される間隙の場合、前記流体は、前記缶の内部に注入される液体状態の電解質であるあることができる。前記用語「電解質」は、例えば、電池などで使われるイオン伝導の媒体を意味することができる。また、用語「常温」は、加熱されるか冷却されない自然状態の温度として、例えば、約１０℃〜約３０℃、約２０℃〜約３０℃または約２５℃の温度を意味することができる。

前記基材層の前記長手方向の変形率は、具現しようとする立体形状の大きさによって変形されることができ、例えば、３０％以上、４０％以上、５０％以上、６０％以上、７０％以上、８０％以上または９０％以上であることができる。前記基材層の長手方向の変形率の上限は、特別に限定されるものではない。すなわち、前記変形率は、その数値が大きいほど一層大きいサイズの立体形状が具現できるので、例えば、目的とする立体形状の大きさによって前記変形率を調節することができる。例えば、前記基材層の変形率の上限は、５００％程度である。

数式２で、Ｌ_１及びＬ_２は、流体と接触する前後の基材層の長さである。前記長さは、基材層に対して所定の方向に測定され、Ｌ_１及びＬ_２の測定時に前記方向を同一に適用する限り、前記長さを測定する具体的な方向は、特別に限定されるものではない。

例えば、前記基材層がシート状の長方形の場合、前記基材層の長さは、前記シートの横、縦、対角線の長さであるかまたは平面上の任意の方向への長さであることができる。但し、Ｌ_１及びＬ_２の測定時に前記長さを測定する方向が同一に適用されるので、例えば、Ｌ_１で基材層の横長さが採用される場合、Ｌ_２でも基材層の横長さを採用する。

基材層の形状は、特別に限定されず、例えば、フィルムまたはシート形状であることができる。また、前記フィルムまたはシート状の基材層は、四角形、円形、三角形または無定形などの形状を有することができる。

基材層は、ＡＳＴＭ Ｄ２２４０によるショアＡ硬度が７０Ａ以上であることができる。基材層は、ＪＩＳ Ｋ−７３１１によるショアＤ硬度が４０Ｄ以上であることができる。基材層の硬度を前記のように維持することで、間隙を充填するために３次元形状を具現した場合に優秀な支持力及び抵抗力を示すことができ、テープの巻き戻し時にフィルムが伸張されて変形されることを防止することができる。前記基材層の硬度の上限は、特別に限定されるものではないが、例えば、前記ショアＡ硬度の上限は、１００Ａまたは９５Ａであり、前記ショアＤ硬度の上限は、例えば、１００Ｄまたは８５Ｄであることができる。

基材層では、例えば、熱可塑性ポリウレタンフィルム（ＴＰＵフィルム：ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ）を含む層を使用することができる。例えば、基材層は、熱可塑性ポリウレタンフィルムの単一層であるか、あるいは少なくともポリウレタンフィルムを含む多層であることができる。また、前記熱可塑性ポリウレタンフィルムでは、一軸または多軸延伸されたフィルムであるか、あるいは無延伸されたフィルムを使用することができる。

前記熱可塑性ポリウレタンフィルムでは、ポリエステルＴＰＵフィルム、ポリエーテルＴＰＵフィルムまたはポリカプロラクトンＴＰＵフィルムなどが知られており、このようなフィルムのうち適切な種類を選択することができるが、ポリエステルＴＰＵフィルムを使用することが好適である。また、熱可塑性ポリウレタンフィルムでは、芳香族（ａｒｏｍａｔｉｃ）系列または脂肪族（ａｌｉｐｈａｔｉｃ）系列の熱可塑性ポリウレタンフィルムを使用することができる。前記熱可塑性ポリウレタンフィルムを使用する場合、接着力調節を通じた後述する剥離力の確保のために離型層をさらに含むのが好ましいが、これに限定されるものではない。

熱可塑性ポリウレタンフィルムでは、ポリオール化合物、例えば、ポリエステルポリオール化合物、鎖延長剤（ｃｈａｉｎ ｅｘｔｅｎｄｅｒ）及びイソシアネート化合物、例えば、芳香族または脂肪族ジイソシアネート化合物を含む混合物の反応物を使用することができ、前記ソフトチェーンを形成するポリオール化合物とハードチェーンを形成する鎖延長剤及びイソシアネート化合物の割合や種類などを調節することで、目的とする物性の熱可塑性ポリウレタンフィルムを提供することができる。一つの例示で、前記基材層は、ポリエステル系熱可塑性ポリウレタンフィルムを含むことができ、必要な場合に前記ポリウレタンでポリエステルポリオールから由来する単位及びイソシアネート化合物及び／または鎖延長剤から由来する単位の重量の割合が適正範囲に調節されたフィルムを使用することができる。

基材層は、前記熱可塑性ポリウレタンフィルムの単層構造であるか、少なくとも前記熱可塑性ポリウレタンフィルムを含む多層構造、例えば、２層構造であることができる。

基材層が熱可塑性ポリウレタンフィルム以外に他のフィルムを含む場合には、前記他のフィルムは、高分子フィルムまたはシートとして、製造過程で延伸または収縮処理条件により流体と接触すれば、前記のような変形、例えば、膨張特性を示すように製造されたフィルムまたはシートであることができる。

一つの例示で、前記他のフィルムは、エステル結合またはエーテル結合を含むか、またはセルロースエステル化合物を含むフィルムであることができる。例えば、アクリレート系フィルム、エポキシ系フィルムまたはセルロース系フィルムなどを例示することができる。

基材層の一面には、粘着層が形成されていることができる。前記粘着層は、例えば、上述の基材層の長手方向と水平の方向に基材層の少なくとも一面に形成されている。図１は、例示的な前記テープの断面図として、基材層２０１の一面に前記基材層２０１の長手方向と水平の方向に形成された粘着層２０２を含むテープ２を示す。

前記テープは、前記基材層の長手方向と水平の方向に形成されている粘着層によりテープが固定された状態で前記テープが流体と接触して膨張することで、前記基材層の長手方向と垂直した方向に突出する立体形状を具現することができる。

立体形状の具現のために前記粘着層は、ガラスに対して適切な剥離力を有するように設計されることができる。例えば、目的とする立体形状を具現するための範囲で剥離力が足りないと、前記粘着層が基材層の変形、例えば、膨張による応力を適切に支持することができなくてテープが剥離するか立体形状の具現が困難であり、前記剥離力の範囲を超過すれば、粘着層が基材層の変形を過度に抑制して立体形状の具現が難しくなる。前記剥離力は、例えば、１００ｇｆ／２５ｍｍ以上、１５０ｇｆ／２５ｍｍ以上、２００ｇｆ／２５ｍｍ以上、３００ｇｆ／２５ｍｍ以上、４００ｇｆ／２５ｍｍ以上、５００ｇｆ／２５ｍｍ以上、６００ｇｆ／２５ｍｍ以上、７００ｇｆ／２５ｍｍ以上、８００ｇｆ／２５ｍｍ以上、９００ｇｆ／２５ｍｍ以上、１，０００ｇｆ／２５ｍｍ以上、１，１００ｇｆ／２５ｍｍ以上、１，２００ｇｆ／２５ｍｍ以上、１，３００ｇｆ／２５ｍｍ以上、１，４００ｇｆ／２５ｍｍ以上、１，５００ｇｆ／２５ｍｍ以上、１，６００ｇｆ／２５ｍｍ以上、１，７００ｇｆ／２５ｍｍ以上または１，８００ｇｆ／２５ｍｍ以上である。しかし、前記剥離力は、例えば、具現しようとする立体形状の大きさや充填しようとする間隙によって変更されることができ、特別に限定されるものではない。前記剥離力は、常温で測定された剥離力であり、５ｍｍ／ｓｅｃの剥離速度と１８０度の剥離角度で測定した剥離力である。

前記粘着層の剥離力は、目的とする立体形状の具現能などを考慮して調節されることができ、その上限は特別に限定されるものではない。

粘着層では、前記剥離力を示すことができるものであれば、多様な種類の粘着層を使用することができる。例えば、粘着層では、アクリル粘着剤、ウレタン粘着剤、エポキシ粘着剤、シリコーン粘着剤またはゴム系粘着剤などを使用することができる。

一つの例示で、前記粘着層は、アクリル粘着層であり、例えば、多官能性架橋剤により架橋されたアクリル重合体を含むことができる。

アクリル重合体では、例えば、重量平均分子量（Ｍｗ：Ｗｅｉｇｈｔ Ａｖｅｒａｇｅ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｗｅｉｇｈｔ）が４０万以上のものを使用することができる。前記重量平均分子量は、ＧＰＣ（Ｇｅｌ Ｐｅｒｍｅａｔｉｏｎ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈ）により測定される標準ポリスチレンに対する換算数値である。本明細書で特定しない限り、用語「分子量」は、重量平均分子量を意味する。アクリル重合体の分子量の上限は、特別に限定されるものではなく、例えば、２５０万以下の範囲で制御されることができる。

前記アクリル重合体は、例えば、（メタ）アクリル酸エステル単量体及び架橋性官能基を有する共重合性単量体を重合された形態で含むことができる。前記各単量体の重量の割合は、特別に限定されず、例えば、目的とする剥離力を考慮して設計されることができる。

重合体に含まれる（メタ）アクリル酸エステル単量体では、例えば、アルキル（メタ）アクリレートを使用することができ、粘着剤の凝集力やガラス転移温度または粘着性などを考慮して、炭素数が１〜１４であるアルキル基を有するアルキル（メタ）アクリレートを使用することができる。このような単量体では、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ｎ−プロピル（メタ）アクリレート、イソプロピル（メタ）アクリレイト、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、ｔ−ブチル（メタ）アクリレート、ｓｅｃ−ブチル（メタ）アクリレート、ペンチル（メタ）アクリレート、２−エチルへキシル（メタ）アクリレート、２−エチルブチル（メタ）アクリレート、ｎ−オクチル（メタ）アクリレート、イソオクチル（メタ）アクリレート、イソノニル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート及びテトラデシル（メタ）アクリレートなどの１種または２種以上を例示することができるが、これに限定されるものではない。

架橋性官能基を有する共重合性単量体は、前記（メタ）アクリル酸エステル単量体または重合体に含まれる他の単量体と共重合されることができ、共重合された後に重合体の主鎖に多官能性架橋剤と反応できる架橋点を提供することができる単量体である。前記架橋性官能基は、ヒドロキシ基、カルボキシル基、イソシアネート基、グリシジル基またはアミド基などであることができ、場合によっては、アクリロイル基またはメタクリロイル基などのような光架橋性官能基であることができる。光架橋性官能基の場合、前記共重合性単量体により提供された架橋性官能基に光架橋性官能基を有する化合物を反応させて導入させることができる。粘着剤の製造分野では、目的とする官能基によって使用できる多様な共重合性単量体が公知されている。このような単量体の例では、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、４−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、６−ヒドロキシヘキシル（メタ）アクリレート、８−ヒドロキシオクチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチレングリコール（メタ）アクリレートまたは２−ヒドロキシプロピレングリコール（メタ）アクリレートなどのようなヒドロキシ基を有する単量体；（メタ）アクリル酸、２−（メタ）アクリロイルオキシ酢酸、３−（メタ）アクリロイルオキシプロピル酸、４−（メタ）アクリロイルオキシブチル酸、アクリル酸ダイマー、イタコン酸、マレイン酸及び無水マレイなどのカルボキシル基を有する単量体；グリシジル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ビニルピロリドンまたはＮ−ビニルカプロラクタムなどを挙げることができるが、これに限定されるものではない。このような単量体は、１種または２種以上が重合体に含まれていることができる。

前記アクリル重合体は、必要に応じて、他の機能性共単量体を重合された形態でさらに含むことができる。その例では、下記化学式１で表示される単量体を挙げることができる。

前記化学式１で、Ｒ_１〜Ｒ_３は、各々独立的に水素またはアルキルを示し、Ｒ_４は、シアノ、アルキルに置換または非置換されたフェニル、アセチルオキシ、またはＣＯＲ_５を示し、この時、Ｒ_５は、アルキルまたはアルコキシアルキルに置換または非置換されたアミノまたはグリシジルオキシを示す。

前記化学式１のＲ_１〜Ｒ_５の定義において、アルキルまたはアルコキシは、炭素数１〜８のアルキルまたはアルコキシを意味し、好ましくは、メチル、エチル、メトキシ、エトキシ、プロポキシまたはブトキシである。

前記化学式１の単量体の具体的な例では、（メタ）アクリロニトリル、Ｎ−メチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ブトキシメチル（メタ）アクリルアミド、スチレン、メチルスチレンまたはビニルアセテートなどのカルボン酸のビニルエステルなどを挙げることができるが、これに限定されるものではない。

前記アクリル系重合体は、例えば、溶液重合（ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ）、光重合（ｐｈｏｔｏ ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ）、塊状重合（ｂｕｌｋ ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ）、懸濁重合（ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ）または乳化重合（ｅｍｕｌｓｉｏｎ ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ）などを通じて製造することができる。

粘着層で前記アクリル重合体を架橋させている多官能性架橋剤の種類は、特別に限定されず、例えば、イソシアネート架橋剤、エポキシ架橋剤、アジリジン架橋剤、金属キレート架橋剤または光架橋剤などの公知の架橋剤のうち重合体に存在する架橋官能基の種類によって適切な架橋剤を選択することができる。前記イソシアネート架橋剤の例では、トリレンジイソシアネート、キシリンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、テトラメチルクシレンジイソシアネートまたはナフタレンジイソシアネートなどのようなジイソシアネートや、前記ジイソシアネートとポリオールとの反応物などを挙げることができ、前記ポリオールでは、トリメチロールプロパンなどを使用することができる。エポキシ架橋剤では、エチレングリコールジグリシジルエーテル、トリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラグリシジルエチレンジアミンまたはグリセリンジグリシジルエーテルなどを使用することができ、アジリジン架橋剤では、Ｎ，Ｎ’−トルエン−２，４−ビス（１−アジリジンカルボキサミド）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルメタン−４，４’−ビス（１−アジリジンカルボキサミド）、トリエチレンメラミン、ビスイソプロタロイル−１−（２−メチルアジリジン）またはトリ−１−アジリジニルホスフィンオキシドなどを挙げることができ、金属キレート架橋剤では、アセチルアセトンまたはアセト酢酸エチルなどの化合物に多価金属が配位された化合物を挙げることができ、前記多価金属では、アルミニウム、鉄、亜鉛、錫、チタン、アンチモン、マグネシウムまたはバナジウムなどを挙げることができ、光架橋剤では、多官能性アクリレートなどを使用することができる。前記重合体に含まれている架橋性官能基の種類を考慮して、１種または２種以上の架橋剤を使用することができる。

粘着層で前記多官能性架橋剤の重量の割合は、例えば、目的とする剥離力を考慮して調節することができる。

前記粘着層は、例えば、前記アクリル重合体と多官能性架橋剤を配合したコーティング液をコーティングし、適切な条件で前記重合体と多官能性架橋剤の架橋反応を誘導して形成することができる。

前記粘着層には、目的とする効果に影響を及ぼさない範囲で、カップリング剤、粘着性付与樹脂、エポキシ樹脂、紫外線安定剤、酸化防止剤、調色剤、補強剤、充填剤、消泡剤、界面活性剤及び可塑剤からなる群より選択された一つ以上の添加剤をさらに含むことができる。

前記粘着層の厚さは、適用される用途、例えば、目的とする剥離力や立体形状具現能または充填しようとする間隙の大きさなどによって適切に選択することができ、特別に限定されるものではない。

前記テープは、前記テープの使用前まで粘着層を保護するために前記粘着層に付着されている離型シートをさらに含むことができる。

基材層の一面、例えば、前記粘着層が形成される面とは反対側面には、粘着力の調節のために適切な背面コーティング層を含むことができる。背面コーティング層は、例えば、フッ素系離型剤、シリコーン型離型剤、ビニル基またはアクリル基を有すると共にシリコーンを含む離型剤または脂肪族（ａｌｉｐｈａｔｉｃ）またはアミド（ａｍｉｄｅ）系列の離型剤などを含むことができる。前記背面コーティング層は、前記離型剤を使用した離型処理を通じて形成することができる。この時、具体的な離型処理方式や背面コーティング層の厚さは、特別に限定されず、目的とする剥離力が確保されるように実行すればよい。

前記スウェリングテープは、前記基材層の粘着層が形成されている面とは反対側面に対して、常温で５ｍｍ／ｓｅｃの剥離速度及び１８０゜の剥離角度で測定した前記粘着層の剥離力（以下、「背面剥離力」という）が、４００ｇｆ／２５ｍｍ以下、３５０ｇｆ／２５ｍｍ以下、３００ｇｆ／２５ｍｍ以下、２５０ｇｆ／２５ｍｍ以下、２００ｇｆ／２５ｍｍ以下、１５０ｇｆ／２５ｍｍ以下、１００ｇｆ／２５ｍｍ以下または５０ｇｆ／２５ｍｍ以下であることができる。前記背面剥離を上述の範囲内で調節することで、巻き戻し性が優れたロール形状のテープを提供することができる。前記用語「背面剥離力」は、前記粘着層の前記基材層の他面、すなわち前記基材層で前記粘着層が形成されている面とは反対側面に対する剥離力を意味することができる。前記スウェリングテープは、前記粘着層が前記基材層の他面、すなわち前記基材層の前記粘着層が形成されている面とは反対側面に前記粘着層が付着された状態で巻き取られていることができる。

図２は、ロール（ｒｏｌｌ）形状などで巻き取られている前記テープの一例を示した図である。一つの例示で、前記テープは、例えば、図２に示したように、前記粘着層１０が前記基材層２０の他面に付着されている状態で巻き取られていることができる。基材層２０の他面とは、上述したように、基材層２０の粘着層１０が形成されている面の反対側面を意味することができる。前記スウェリングテープは、巻き取られた状態での巻き戻し性が優秀である。これによって、例えば、高速裁断、高速ラミネーション及び刃線作業時に騷音を発生させないで、スティック＆スリム現象や、巻き戻し過程で伸びって粘着力の変化が発生する現象が起きない。これによって、前記スウェリングテープは、巻取状態で工程に適用される場合にも作業環境を優秀に維持し、また製品や部品の生産性を向上させることができる。前記背面剥離力の下限は、低いほど良く、特別に限定されないが、例えば、約１５ｇｆ／２５ｍｍ程度、１０ｇｆ／２５ｍｍ程度または５ｇｆ／２５ｍｍ程度であることができる。

本発明による前記スウェリングテープは、多様な用途で使用が可能であり、例えば、間隙充填用スウェリングテープに適用されることができる。本明細書で用語「間隙充填用スウェリングテープ」は、互いに離隔されている二つの対象の間の間隙で前記間隙を充填し、必要によっては、前記二つの対象を互いに固定させる役目をするテープを意味することができる。一つの例示で、前記スウェリングテープは、前記間隙を形成している二つの対象のいずれか一つの対象に前記粘着層を媒介して付着されている状態で、例えば、液体のような流体と接触すれば、基材層の膨張によって発生する力と粘着剤層の固定力の相互均衡により前記間隙を充たすことができる立体形状を具現することができるテープである。一つの例示で、前記間隙を形成すると共に離隔されている二つの対象は、各々電池の電極組立体と前記組立体を収納する缶であることができるが、これに限定されるものではない。このような場合、前記テープは、例えば、電極組立体用シールテープとして、電極組立体が解けることを防止し、且つ電極組立体を電池の缶内部に固定する用途で使われることができる。

図３は、前記スウェリングテープが間隙の間で立体形状を具現して前記間隙を充たす過程を模式的に示した図である。

図３に示したように、前記立体形状を具現する前のスウェリングテープ１０１は、間隙を形成している二つの対象１０３、１０４のいずれか一つの対象１０４に前記粘着層を媒介して付着される。前記のように付着された状態で、前記間隙の間に流体が導入されて前記スウェリングテープ１０１の基材層と接触すれば、前記基材層は長手方向に膨張する。前記スウェリングテープ１０１は、対象１０４に粘着層により固定された状態で基材層が膨張するようになるので、前記スウェリングテープ１０２は、立体形状を具現するようになり、このような立体形状により間隙は充たされて、必要に応じて、前記間隙を形成している二つの対象１０３、１０４は互いに固定されることができる。

前記スウェリングテープにより具現される立体形状の大きさ、すなわち、前記間隙の幅は、例えば、０．００１ｍｍ〜２．０ｍｍ、０．００１ｍｍ〜１．０ｍｍまたは０．０１ｍｍ〜０．５ｍｍ程度であることができる。しかし、前記立体形状の大きさは、前記スウェリングテープが適用される間隙の具体的な種類によって変更されることができ、特別に限定されるものではない。スウェリングテープが適用される間隙の大きさによる前記立体形状の大きさは、例えば、上述した基材層の変形率または粘着層の剥離力を調節して制御することができる。

本発明による間隙充填用スウェリングテープは、下記数式１を満足することができる。

数式１： １．５ ≦ Ｘ_２／Ｘ_１ ≦ １５０

数式１で、Ｘ_１は、前記基材層の前記粘着層が形成されている面とは反対側面に対して、常温で５ｍｍ／ｓｅｃの剥離速度及び１８０゜の剥離角度で測定した前記粘着層の剥離力であり、Ｘ_２は、ガラスに対して、常温で５ｍｍ／ｓｅｃの剥離速度及び１８０゜の剥離角度で測定した剥離力である。

前記基材層の粘着層が形成されている面とは反対側面に対する前記粘着層の剥離力（Ｘ_１）に対する前記ガラスに対する粘着層の剥離力（Ｘ_２）の割合（Ｘ_２／Ｘ_１）を前記範囲内で適切に調節する場合，、特別に限定されるものではないが、例えば、２．５〜１４０、５〜１３０、７．５〜１２０、１０〜１１０、１２．５〜１００、１５〜９０、１７．５〜８０、２０〜７０または２２．５〜６０内の範囲で調節されることができる。上述の範囲内で基材層の粘着層が形成されている面とは反対側面に対する前記粘着層の剥離力（Ｘ_１）に対する前記ガラスに対する粘着層の剥離力（Ｘ_２）の割合（Ｘ_２／Ｘ_１）を調節してより効率的に立体形状を具現することで、前記間隙を充填し、必要によって、間隙を形成している対象を固定する用途に適合に使用することができる。

また、本発明は、間隙の充填方法に関する。一つの例示的な間隔の充填方法は、第１基板及び前記第１基板と離隔されている第２基板により形成された間隙を充填する方法である。前記方法は、例えば、前記第１基板または第２基板に前記スウェリングテープの粘着層を付着させて、前記スウェリングテープの基材層を流体と接触させて前記基材層を長手方向に変形、例えば、膨張させる方法を含むことができる。

前記方法で、間隙を形成している第１基板及び第２基板の具体的な種類及びその形状は、特別に限定されない。すなわち、前記第１基板及び第２基板の範囲には、充填が必要な間隙を形成しており、前記間隙に流体が導入されることができるすべての種類の基板が含まれる。

また、前記基板の形状も特別に限定されるものではなく、例えば、平たい形状はもちろん屈曲が形成された不規則な形状の基板も全て含むことができる。前記方法は、図３に示したように、間隙を形成している第１及び第２基板１０３、１０４のいずれか一つの基板に前記テープ１０１を粘着層を媒介して付着させた状態で、前記基材層を流体と接触させて膨張させることで、立体的形状を有するテープ１０２を形成して実行することができる。

一つの例示で、前記方法に使用される第１及び第２基板のいずれか一つは、電池用電極組立体であり、他の一つは前記組立体を収納する缶であり、前記テープと接触する流体は、前記電池に含まれる電解質であることができる。

前記のような場合、例えば、前記方法は、電極組立体に前記テープを付着した後、缶内部に収納し、前記缶内部に電解質を注入する方式で実行することができる。

前記電極組立体の具体的な種類は、特別に限定されず、この分野で試用される一般的な組立体がいずれも含まれることができる。一つの例示で、前記電極組立体は、二次電池、例えば、リチウム二次電池用電極組立体である。

前記電極組立体は、陽極板、陰極板及び前記陽極板と陰極板との間に介在されるセパレーターを含むことで、前記方法で前記スウェリングテープは、前記粘着層を媒介して前記電極組立体の外周面に付着されることができる。前記電極組立体は、場合によっては、ゼリーロール状で巻き取られることができる。

前記陽極板は、導電性が優れた金属薄板などで構成される陽極集電体、及び前記陽極集電体の表面にコーティングされている陽極活物質層を含むことができる。また、前記陽極板の両末端には、前記陽極活物質がコーティングされない領域が形成されており、その領域には、電極組立体の上部または下部に所定の長さで突出されている陽極タブが付着されている。前記陽極タブは、前記電極組立体と電池の他の部分を電気的に連結する役目をする。

また、前記陰極板は、伝導性金属薄板などで構成される陰極集電体、及び前記陰極集電体の表面にコーティングされている陰極活物質層を含むことができる。また、陽極板と類似に陰極板の両末端には、陰極活物質がコーティングされない領域が形成されており、前記領域には、電極組立体の上部または下部に所定の長さで突出されており、前記電極組立体と電池の他の部分を電気的に連結することができる陰極タブが付着されている。

また、前記電極組立体は、缶組立体または円筒状缶との接触を防止するためのものとして、上部及び／または下部に形成されている絶縁プレートをさらに含むことができる。

前記スウェリングテープは、前記電極組立体の外周面の前記セパレーターの最外側端部が位置する締切部を含んで前記外周面を取り囲むように付着されることができる。また、前記スウェリングテープは、前記電極組立体の外周面の全体面積の少なくとも３０％以上を覆うように付着されることができ、前記電極組立体の外周面で上端部及び下端部は、前記組立体がそのまま露出されるように付着されている。

前記電極組立体が収納される缶の種類は、特別に制限されず、例えば、この分野の公知の種類として円筒状の缶などを例示することができる。

また、前記テープを変形、例えば、膨張させる流体である電解液の種類も特別に制限されず、電池の種類によっての分野の公知の電解液が使われる。例えば、前記電池がリチウム二次電池の場合、前記電解質は、例えば、非水性有機溶媒及びリチウム塩を含むことができる。前記リチウム塩は、有機溶媒に溶解され、電池内でリチウムイオンの供給源として作用し、陽極と陰極の間のリチウムイオンの移動を促進させることができる。リチウム塩の例では、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＳｂＦ_６、ＬｉＡｓＦ_６、ＬｉＣＦ_３ＳＯ_３、ＬｉＮ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_３、Ｌｉ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２Ｎ、ＬｉＣ_４Ｆ_９ＳＯ_３、ＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＡｌＯ_４、ＬｉＡｌＣｌ_４、ＬｉＮ（Ｃ_ｘＦ_２ｘ＋１ＳＯ_２）（Ｃ_ｙＦ_２ｙ＋１ＳＯ_２）（ここで、ｘ及びｙは自然数）、ＬｉＣｌ、ＬｉＩ及びリチウムビスオキサレートボラート（ｌｉｔｈｉｕｍ ｂｉｓｏｘａｌａｔｅ ｂｏｒａｔｅ）などの１種または２種以上を支持（ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ）電解塩で含むものを挙げることができる。電解質でリチウム塩の濃度は、用途によって変化でき、通常的には、０．１Ｍ〜２．０Ｍの範囲内で使用する。また、前記有機溶媒は、電池の電気化学的反応に関与するイオンが移動できる媒質の役目をするものとして、その例では、ベンゼン、トルエン、フルオロベンゼン、１，２−ジフルオロベンゼン、１，３−ジフルオロベンゼン、１，４−ジフルオロベンゼン、１，２，３−トリフルオロベンゼン、１，２，４−トリフルオロベンゼン、クロロベンゼン、１，２−ジクロロベンゼン、１，３−ジクロロベンゼン、１，４−ジクロロベンゼン、１，２，３−トリクロロベンゼン、１，２，４−トリクロロベンゼン、ヨードベンゼン（ｉｏｄｏｂｅｎｚｅｎｅ）、１，２−ジヨードベンゼン、１，３−ジヨードベンゼン、１，４−ジヨードベンゼン、１，２，３−トリヨードベンゼン、１，２，４−トリヨードベンゼン、フルオロトルエン、１，２−ジフルオロトルエン、１，３−ジフルオロトルエン、１，４−ジフルオロトルエン、１，２，３−トリフルオロトルエン、１，２，４−トリフルオロトルエン、クロロトルエン、１，２−ジクロロトルエン、１，３−ジクロロトルエン、１，４−ジクロロトルエン、１，２，３−トリクロロトルエン、１，２，４−トリクロロトルエン、ヨードトルエン、１，２−ジヨードトルエン、１，３−ジヨードトルエン、１，４−ジヨードトルエン、１，２，３−トリヨードトルエン、１，２，４−トリヨードトルエン、Ｒ−ＣＮ（ここで、Ｒは、炭素数２〜５０個の直鎖状、分枝状又は環構造の炭化水素基として、前記炭化水素基は、二重結合、芳香環、またはエーテル結合を含むことができる）、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセテート、キシレン、シクロヘキサン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、シクロヘキサノン、エタノール、イソプロピルアルコール、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルプロピルカーボネート、プロピレンカーボネート、メチルプロピオン酸塩、エチルプロピオン酸塩、メチルアセテート、エチルアセテート、プロピルアセテート、ジメトキシエタン、１，３−ジオキソラン、ジグライム、テトラグライム、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、スルホラン（ｓｕｌｆｏｌａｎｅ）、バレロラクトン、デカノリドまたはメバロラクトンの１種または２種以上を挙げることができるが、これに限定されるものではない。

前記スウェリングテープには、上述のような変形、例えば、膨張特性を有する基材層に所定の剥離力を有する粘着層が形成されている。これによって、前記テープは、前記方法に適用された後に、例えば、電極組立体に付着された状態で前記立体形状を具現することができる。その結果、前記テープは、電極組立体と缶の内壁の間隔を効果的に充填し、電極組立体を固定して流動や振動などを防止することができる。

すなわち、前記スウェリングテープの「立体形状」は、電解質と接触したスウェリングテープの基材層の変形力と粘着層の剥離力の作用を通じて形成されるものとして、電極組立体を缶の内部に強固に固定することができる全ての構造を含む概念である。

図４は、前記方法により製造された例示的な電池を示した図として、スウェリングテープ５１ａ、５１ｂが電解質により立体形状を形成し、電極組立体５３を缶５２に固定している状態を示す。

例えば、図４の左側図面に例示的に示したように、スウェリングテープ５１ａは、組立体５３に付着された後、缶５２に挿入された段階では、平たい形状で維持していることができる。しかし、缶５２内に注入された電解質と接触した後、所定の時間が経過した後には、図４の右側図面に例示的に示したように、スウェリングテープ５１ｂが立体形状を形成し、これによって、電極組立体５３と缶５２との間の間隔を充填及び固定することができる。

本発明によるスウェリングテープは、例えば、流体が存在する間隙の間に適用されて立体形状を具現することで、前記間隙を充填し、必要に応じて、間隙を形成している対象を固定する用途で使用することができる。

スウェリングテープの例示的な断面図である。 スウェリングテープが巻き取られた状態を例示的に示した図である。 スウェリングテープが立体形状を形成する過程を例示的に示した図である。 電池の製造過程で前記スウェリングテープが立体形状を形成する過程を例示的に示した図である。

以下、本発明による実施例と比較例を通じてスウェリングテープを詳しく説明するが、前記スウェリングテープの範囲は、下記提示された実施例により限定されるものではない。

以下、実施例及び比較例での物性は、下記の方式で評価した。

［１．基材層の長手方向の変形率の測定］
基材層を、横の長さが１０ｍｍであり、縦の長さが５０ｍｍになるように裁断して試片を製造する。製造された試片をカーボネート系電解質に含浸させて、密封した状態で常温で１日間放置した後、電解質から取り出して前記試片の縦方向の長さを測定した後、下記数式Ａにより基材層の長手方向の変形率を測定する。

数式Ａ： 長手方向の変形率 ＝ （Ｌ_２−Ｌ_１）／Ｌ_１ × １００
前記数式Ａで、Ｌ_１は、電解質に含浸させる前の基材層の縦方向の初期長さ、すなわち、５０ｍｍであり、Ｌ_２は、電解質に含浸させた後に測定した前記基材層の縦方向の長さである。

［２．スウェリングテープの剥離力の測定］
スウェリングテープを、横の長さが２５ｍｍであり、縦の長さが２００ｍｍになるように裁断して試片を製造する。試片を粘着層を媒介してガラス板に２ｋｇのゴムローラーを使用して付着し、常温で引張試験機を使用して５ｍｍ／ｓｅｃの剥離速度及び１８０°の剥離角度でスウェリングテープを剥離しながら剥離力を測定する。

［３．スウェリングテープの立体形状具現能の評価］
実施例及び比較例で製造された電池を常温で１日間保管した後、電池を分解して電極組立体を取り出して、電極組立体に付着されていたスウェリングテープの状態を評価し、下記基準によって立体形状具現能を評価する。

＜立体形状具現能の評価基準＞
○：スウェリングテープの立体形状が観察される。
△：スウェリングテープの立体形状が観察されない。
×：スウェリングテープの立体形状が観察されないで、テープが電極組立体から剥離される。

［４．スウェリングテープの間隙充填能（電極組立体の流動防止能）の評価］
スウェリングテープの間隙充填能は、電極組立体の流動防止特性を評価する方法で評価することができる。前記方式には、例えば微小振動評価方式と微小衝撃評価方式が存在する。微小振動評価方式は、ＵＮ３８．３規格の振動実験方法によって実行され、評価後に電池が電源無感になれば、流動による端子の切断と判断する。微小衝撃評価方式は、８角円柱内に電池を入れて、回転させて所定時間が経た後、電池が電源無感になれば、流動による端子の切断と判断する。前記方式によって評価したスウェリングテープの間隙充填能は、下記の基準によって評価する。

＜間隙充填能の評価基準＞
○：微小振動評価及び微小衝撃評価後、電池の電源が測定される。
△：微小振動評価または微小衝撃評価後、電池の電源が測定されるが、抵抗が１０％ 以上増加する。
×：微小振動評価または微小衝撃評価後、電池の電源が測定されない。

［５．背面剥離力の測定］
アルミニウムプレートに製造されたスウェリングテープの粘着層を付着した。この過程でテープは、横の長さが７０ｍｍであり、縦の長さが１５０ｍｍになるように裁断して使用した。その後、前記付着されたテープの上部に再度同一なスウェリングテープを付着した。この過程でテープは、横の長さが２５ｍｍであり、縦の長さが１３０ｍｍになるように裁断して使用した。前記二番目のテープの付着後に、常温でアルミニウムプレートを固定し、二番目のテープは、１８０゜に折って別途のＰＥＴフィルムに固定した後、５ｍｍ／ｓｅｃの剥離速度で剥離しながら背面剥離力を評価した。

再現性のために、同一試片に対して５回〜１０回の剥離力を評価し、その結果の平均値を下記に記載した。

［実施例１．］
［スウェリングテープの製造］
熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）で製造された厚さが約４０μｍの無延伸フィルムを基材層で使用した。前記基材層の一面に約０．２重量部のイソシアネート架橋剤で架橋された１００重量部のアクリル粘着樹脂を含むアクリル系粘着層として、ＳＵＳ板に対する剥離力が６００ｇｆ／２５ｍｍ程度であり、厚さが１５μｍ程度である粘着層を形成した。その後、粘着層の形成面と反対側の基材層の面に目的とする背面剥離力（２０ｇｆ／２５ｍｍ）を考慮して、フッ素系離型剤で背面コーティング層を形成してスウェリングテープを製造した。

［電極組立体及び電池の製造］
陰極、陽極及びセパレーターを含むゼリーロール形状の電極組立体（断面直径：１７．２ｍｍ）の外周の約５０％の面積を覆うようにスウェリングテープを付着し、前記組立体を円筒状の缶（断面直径：１７．５ｍｍ）に挿入した。その後、前記缶の内部にカーボネート系電解質を注入し、密封して電池を完成した。

［実施例２．］
［スウェリングテープの製造］
熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）で製造された厚さが約４０μｍの無延伸フィルムを基材層で使用した。前記基材層の一面に約０．２重量部のイソシアネート架橋剤で架橋された１００重量部のアクリル粘着樹脂を含むアクリル系粘着層として、ＳＵＳ板に対する剥離力が５９５ｇｆ／２５ｍｍ程度であり、厚さが１５μｍ程度である粘着層を形成した。その後、粘着層の形成面と反対側の基材層の面に目的とする背面剥離力（２０ｇｆ／２５ｍｍ）を考慮して、シリコーン系離型剤で背面コーティング層を形成してスウェリングテープを製造した。

［電極組立体及び電池の製造］
陰極、陽極及びセパレーターを含むゼリーロール形状の電極組立体（断面直径：１７．２ｍｍ）の外周の約５０％の面積を覆うようにスウェリングテープを付着し、前記組立体を円筒状の缶（断面直径：１７．５ｍｍ）に挿入した。その後、前記缶の内部にカーボネート系電解質を注入し、密封して電池を完成した。

［実施例３．］
［スウェリングテープの製造］
熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）で製造された厚さが約４０μｍの無延伸フィルムを基材層で使用した。前記基材層の一面に約０．２重量部のイソシアネート架橋剤で架橋された１００重量部のアクリル粘着樹脂を含むアクリル系粘着層として、ＳＵＳ板に対する剥離力が６００ｇｆ／２５ｍｍ程度であり、厚さが１５μｍ程度である粘着層を形成した。その後、粘着層の形成面と反対側の基材層の面に目的とする背面剥離力（１０ｇｆ／２５ｍｍ）を考慮して、脂肪族系離型剤で背面コーティング層を形成してスウェリングテープを製造した。

［電極組立体及び電池の製造］
陰極、陽極及びセパレーターを含むゼリーロール形状の電極組立体（断面直径：１７．２ｍｍ）の外周の約５０％の面積を覆うようにスウェリングテープを付着し、前記組立体を円筒状の缶（断面直径：１７．５ｍｍ）に挿入した。その後、前記缶の内部にカーボネート系電解質を注入し、密封して電池を完成した。

［比較例１．］
［スウェリングテープの製造］
熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）で製造された厚さが約４０μｍの無延伸フィルムを基材層で使用した。前記基材層の一面に約０．２重量部のイソシアネート架橋剤で架橋された１００重量部のアクリル粘着樹脂を含むアクリル系粘着層として、ＳＵＳ板に対する剥離力が６０５ｇｆ／２５ｍｍ程度であり、厚さが１５μｍ程度である粘着層を形成してスウェリングテープを製造した。基材層に別途の離型処理をしないで測定された背面剥離力は、５００ｇｆ／２５ｍｍであった。

［電極組立体及び電池の製造］
陰極、陽極及びセパレーターを含むゼリーロール形状の電極組立体（断面直径：１７．２ｍｍ）の外周の約５０％の面積を覆うようにスウェリングテープを付着し、前記組立体を円筒状の缶（断面直径：１７．５ｍｍ）に挿入した。その後、前記缶の内部にカーボネート系電解質を注入し、密封して電池を完成した。

［比較例２．］
［スウェリングテープの製造］
熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）で製造された厚さが約４０μｍの無延伸フィルムを基材層で使用した。前記基材層の一面に約０．２重量部のイソシアネート架橋剤で架橋された１００重量部のアクリル粘着樹脂を含むアクリル系粘着層として、ＳＵＳ板に対する剥離力が１００ｇｆ／２５ｍｍ程度であり、厚さが１５μｍ程度である粘着層を形成してスウェリングテープを製造した。基材層に別途の離型処理をしないで測定された背面剥離力は、７０ｇｆ／２５ｍｍであった。

［電極組立体及び電池の製造］
陰極、陽極及びセパレーターを含むゼリーロール形状の電極組立体（断面直径：１７．２ｍｍ）の外周の約５０％の面積を覆うようにスウェリングテープを付着し、前記組立体を円筒状の缶（断面直径：１７．５ｍｍ）に挿入した。その後、前記缶の内部にカーボネート系電解質を注入し、密封して電池を完成した。

前記実施例及び比較例に対して測定した物性を下記表１に整理して記載した。

１０ 粘着層
２０ 基材層
１０３、１０４ 間隙を形成している対象
１０１ 立体形状を具現する前のスウェリングテープ
１０２ 立体形状を具現したスウェリングテープ
２ スウェリングテープ
２０１ 基材層
２０２ 粘着層
５１ａ、５１ｂ スウェリングテープ
５２ 缶
５３ 電極組立体

Claims (15)

1. 電解液と接触すれば長手方向に変形する基材層と、
   前記基材層の一面に前記基材層の長手方向と水平の方向に形成されており、下記数式１を満足する粘着層と、
   前記基材層の前記粘着層が形成された面とは反対側面に存在する背面コーティング層と、
   を含み、
   前記基材層の前記粘着層が形成された面とは反対側面に対して、常温で５ｍｍ／ｓｅｃの剥離速度及び１８０゜の剥離角度で測定した前記粘着層の剥離力が、１００ｇｆ／２５ｍｍ以下であり、
   ガラス板に対して、常温で５ｍｍ／ｓｅｃの剥離速度及び１８０゜の剥離角度で測定した前記粘着層の剥離力が、３００ｇｆ／２５ｍｍ以上であり、
   前記背面コーティング層は、フッ素系離型剤、シリコーン型離型剤、ビニル基またはアクリル基を有すると共にシリコンを含有する離型剤及び脂肪族またはアミド系列の離型剤からなる群より選択された１種以上を含み、
   前記基材層は、熱可塑性ポリウレタンを含み、
   前記基材層は、下記数式２による長手方向への変形率が１０％以上である間隙充填用スウェリングテープ。
   数式１： ５ ≦ Ｘ_２／Ｘ_１ ≦ １３０
   数式２： 基材層の長手方向への変形率 ＝ （Ｌ２−Ｌ１）／Ｌ１ × １００
   数式１で、Ｘ_１は、前記基材層の前記粘着層が形成されている面とは反対側面に対して、常温で５ｍｍ／ｓｅｃの剥離速度及び１８０゜の剥離角度で測定した前記粘着層の剥離力であり、Ｘ_２は、ガラスに対して、常温で５ｍｍ／ｓｅｃの剥離速度及び１８０゜の剥離角度で測定した前記粘着層の剥離力であり、
   数式２で、Ｌ１は、前記基材層が電解液と接触する前の初期長さであり、Ｌ２は、常温または６０℃で前記基材層を電解液と２４時間の間接触させた後に測定した前記基材層の長さである。
2. 電解液と接触時に長手方向と垂直の方向に、高さが０．００１ｍｍ〜２．００ｍｍである立体構造を形成する請求項１に記載の間隙充填用スウェリングテープ。
3. 前記基材層は、ＡＳＴＭ Ｄ２２４０によるショアＡ硬度が７０Ａ以上である請求項１に記載の間隙充填用スウェリングテープ。
4. 前記基材層は、ＪＩＳ Ｋ−７３１１によるショアＤ硬度が４０Ｄ以上である請求項１に記載の間隙充填用スウェリングテープ。
5. 前記基材層は、ポリエステルポリオール化合物、鎖延長剤及びイソシアネート化合物を含む混合物の反応物である請求項１に記載の間隙充填用スウェリングテープ。
6. 前記数式１のＸ_２／Ｘ_１は、５〜１３０である請求項１に記載の間隙充填用スウェリングテープ。
7. 前記粘着層は、アクリル粘着剤、ウレタン粘着剤、エポキシ粘着剤、シリコーン粘着剤またはゴム粘着剤を含む請求項１に記載の間隙充填用スウェリングテープ。
8. 前記粘着層は、多官能性架橋剤により架橋されたアクリル重合体を含む請求項１に記載の間隙充填用スウェリングテープ。
9. 前記基材層の前記粘着層が形成された面とは反対側面に前記粘着層が付着されている状態で巻き取られている請求項１に記載の間隙充填用スウェリングテープ。
10. 第１基板及び前記第１基板と離隔されている第２基板の間に形成された間隙を充填する方法であって、
    第１基板または第２基板に、請求項１に記載のスウェリングテープの粘着層を付着させて、前記スウェリングテープの基材層を電解液と接触させる方法を含む間隙充填方法。
11. 前記第１及び第２基板のいずれか一つは電極組立体であり、他の一つは前記組立体を収納する缶である請求項１０に記載の間隙充填方法。
12. 請求項１のテープが外周面に付着されている電極組立体。
13. 請求項１２に記載の電極組立体と、
    前記組立体が収納されている缶と、
    前記缶の内部で前記組立体と接触している電解液と、を含む電池。
14. 前記電極組立体の粘着テープは、電解液により具現された立体形状によって前記組立体を缶の内部に固定している請求項１３に記載の電池。
15. 前記電解液は、カーボネート系電解液である請求項１４に記載の電池。

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