KR102009619B1 - 전지 포장재 - Google Patents

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홍순희
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홍창일
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Abstract

전지 포장재가 제공된다. 상기 전지 포장재는, 보호층 및 상기 보호층 위에 배치되고, 하나 또는 둘 이상의 층을 포함하는 층 구조체를 포함한다. 상기 보호층은 하기 화학식 1을 포함하는 접착성 고분자 화합물을 포함한다.
[화학식 1]
Figure 112019007923083-pat00078

상기 화학식 1에서, Ar은 벤젠 고리를 나타내고, A와 B는 각각 탄소수 2 내지 9의 탄화수소기를 나타낸다.

Description

전지 포장재{BATTERY PACKAGING MATERIAL}
본 발명은 전지 포장재에 관한 것이다.
전극과 전해질을 포함하는 전지를 밀봉하기 위하여 전지 포장재가 사용된다. 최근 전지가 전기 자동차, 컴퓨터, 카메라 등 다양한 제품에 사용되기 위해 다양한 형상으로 제조되기 때문에 상기 전지 포장재는 다양한 형상으로 가공되는 것이 요구된다. 그러나, 종래의 전지 포장재는 다양한 형상으로 가공하는 것이 어렵다. 특히, 금속제 전지 포장재는 전지의 전해액이 금속층으로 침투하여 금속이 석출되는 등 전지 불량을 야기할 수 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 우수한 성능을 갖는 전지 포장재를 제공한다.
본 발명의 다른 목적들은 다음의 상세한 설명과 첨부한 도면으로부터 명확해 질 것이다.
본 발명의 실시예들에 따른 전지 포장재는, 보호층 및 상기 보호층 위에 배치되고, 하나 또는 둘 이상의 층을 포함하는 층 구조체를 포함한다. 상기 보호층은 하기 화학식 1을 포함하는 접착성 고분자 화합물을 포함한다.
[화학식 1]
Figure 112019007923083-pat00001
상기 화학식 1에서, Ar은 벤젠 고리를 나타내고, A와 B는 각각 탄소수 2 내지 9의 탄화수소기를 나타낸다.
본 발명의 실시예들에 따른 전지 포장재는, 보호층 및 상기 보호층 위에 배치되고, 하나 또는 둘 이상의 층을 포함하는 층 구조체를 포함한다. 상기 보호층은 접착성 수지 조성물로 형성되고, 상기 접착성 수지 조성물은, 폴리프로필렌, 변성 폴리프로필렌, 고무, 석유수지, 및 접착성 고분자 화합물을 포함하며, 상기 접착성 고분자 화합물은 하기 화학식 1을 포함한다.
[화학식 1]
Figure 112019007923083-pat00002
상기 화학식 1에서, Ar은 벤젠 고리를 나타내고, A와 B는 각각 탄소수 2 내지 9의 탄화수소기를 나타낸다.
본 발명의 실시예들에 따른 전지 포장재는 우수한 성능을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 전지 포장재는 우수한 내전해액성과 가공성을 가질 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 포장재를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전지 포장재를 나타낸다.
이하, 실시예들을 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 본 발명의 목적, 특징, 장점은 이하의 실시예들을 통해 쉽게 이해될 것이다. 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고, 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 따라서, 이하의 실시예들에 의하여 본 발명이 제한되어서는 안 된다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 요소들(elements)을 기술하기 위해서 사용되었지만, 상기 요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이러한 용어들은 단지 상기 요소들을 서로 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 또, 어떤 요소가 다른 요소 위에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 요소 위에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다.
도면들에서 요소의 크기, 또는 요소들 사이의 상대적인 크기는 본 발명에 대한 더욱 명확한 이해를 위해서 다소 과장되게 도시될 수 있다. 또, 도면들에 도시된 요소의 형상이 제조 공정상의 변이 등에 의해서 다소 변경될 수 있을 것이다. 따라서, 본 명세서에서 개시된 실시예들은 특별한 언급이 없는 한 도면에 도시된 형상으로 한정되어서는 안 되며, 어느 정도의 변형을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 실시예들에 따른 전지 포장재는, 보호층 및 상기 보호층 위에 배치되고, 하나 또는 둘 이상의 층을 포함하는 층 구조체를 포함한다.
상기 보호층은 하기 화학식 1을 포함하는 접착성 고분자 화합물을 포함한다.
[화학식 1]
Figure 112019007923083-pat00003
상기 화학식 1에서, Ar은 벤젠 고리를 나타내고, A와 B는 각각 탄소수 2 내지 9의 탄화수소기를 나타낸다.
상기 화학식 1에서, -Ar-은
Figure 112019007923083-pat00004
및
Figure 112019007923083-pat00005
중에서 적어도 어느 하나를 나타낼 수 있고, -A-는 -(CH2)a-(a는 2 이상 9 이하의 정수)를 나타낼 수 있으며, -B-는 -(CH2)b-(b는 2 이상 9 이하의 정수)를 나타낼 수 있다.
상기 화학식 1에서,
Figure 112019007923083-pat00006
대
Figure 112019007923083-pat00007
의 비율은 1:1 ~ 10:1일 수 있다.
상기 화학식 1에서, -A-는 -(CH2)2-, -(CH2)3- 및 -(CH2)4- 중에서 적어도 어느 하나를 나타낼 수 있고, -B-는 -(CH2)2- 및 -(CH2)4- 중에서 적어도 어느 하나를 나타낼 수 있다.
상기 화학식 1에서 하기 화학식 3의 부분의 분자량은 1,000 ~ 10,000일 수 있다.
[화학식 3]
Figure 112019007923083-pat00008
상기 접착성 고분자 화합물의 분자량은 100,000 ~ 200,000일 수 있다.
상기 층 구조체는 금속층을 포함할 수 있다. 상기 금속층은 알루미늄을 포함할 수 있다. 상기 금속층은 크롬으로 표면 처리된 것일 수 있다. 상기 금속층은 상기 보호층과 접촉할 수 있다.
상기 층 구조체는, 상기 금속층 위에 배치되는 제1 접착층, 및 상기 제1 접착층 위에 배치되는 제1 고분자층을 더 포함할 수 있다. 상기 제1 고분자층은 나일론을 포함할 수 있다. 상기 층 구조체는, 상기 제1 고분자층 위에 배치되는 제2 접착층, 및 상기 제2 접착층 위에 배치되는 제2 고분자층을 더 포함할 수 있다. 상기 제2 고분자층은 PET를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 전지 포장재는, 보호층 및 상기 보호층 위에 배치되고, 하나 또는 둘 이상의 층을 포함하는 층 구조체를 포함한다.
상기 보호층은 접착성 수지 조성물로 형성되고, 상기 접착성 수지 조성물은, 폴리프로필렌, 변성 폴리프로필렌, 고무, 석유수지, 및 접착성 고분자 화합물을 포함한다.
상기 접착성 수지 조성물은, 상기 폴리프로필렌 30 ~ 80중량부, 상기 변성 폴리프로필렌 3 ~ 15중량부, 상기 고무 10 ~ 30중량부, 상기 석유수지 3 ~ 20중량부, 및 상기 접착성 고분자 화합물 3 ~ 12중량부 포함할 수 있다.
상기 접착성 수지 조성물은 난연제를 더 포함할 수 있다. 상기 접착성 수지 조성물은 상기 난연제 1 ~ 15중량부를 포함할 수 있다.
상기 폴리프로필렌은 1 ~ 10g/10분(230℃, 2.16kg)의 용융지수를 가질 수 있고, 상기 변성 폴리프로필렌은 10 ~ 100g/10분(230℃, 2.16kg)의 용융지수를 가질 수 있고, 상기 고무는 0.05 ~ 10g/10분(190℃, 2.16kg)의 용융지수를 가질 수 있으며, 상기 접착성 고분자 화합물은 1 ~ 15g/10분(190℃, 2.16kg)의 용융지수를 가질 수 있다. 또, 상기 접착성 수지 조성물은 5 ~ 15g/10분(230℃, 2.16kg)의 용융지수를 가질 수 있다.
상기 변성 폴리프로필렌은 말레인산이 폴리프로필렌에 그라프트되어 형성될 수 있다.
상기 고무는 EPR(Ethylene Propylene Rubber), EBR(Ethylene Butene Rubber), EOR(Ethylene Octene Rubber), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 석유수지는 C5계 석유수지, C9계 석유수지, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 접착성 고분자 화합물은 하기 화학식 1을 포함한다.
[화학식 1]
Figure 112019007923083-pat00009
상기 화학식 1에서, Ar은 벤젠 고리를 나타내고, A와 B는 각각 탄소수 2 내지 9의 탄화수소기를 나타낸다.
상기 화학식 1에서, -Ar-은
Figure 112019007923083-pat00010
및
Figure 112019007923083-pat00011
중에서 적어도 어느 하나를 나타낼 수 있고, -A-는 -(CH2)a-(a는 2 이상 9 이하의 정수)를 나타낼 수 있으며, -B-는 -(CH2)b-(b는 2 이상 9 이하의 정수)를 나타낼 수 있다.
상기 화학식 1에서,
Figure 112019007923083-pat00012
대
Figure 112019007923083-pat00013
의 비율은 1:1 ~ 10:1일 수 있다.
상기 화학식 1에서, -A-는 -(CH2)2-, -(CH2)3- 및 -(CH2)4- 중에서 적어도 어느 하나를 나타낼 수 있고, -B-는 -(CH2)2- 및 -(CH2)4- 중에서 적어도 어느 하나를 나타낼 수 있다.
상기 화학식 1에서 하기 화학식 3의 부분의 분자량은 1,000 ~ 10,000일 수 있다.
[화학식 3]
Figure 112019007923083-pat00014
상기 접착성 고분자 화합물의 분자량은 100,000 ~ 200,000일 수 있다.
상기 층 구조체는 금속층을 포함할 수 있다. 상기 금속층은 알루미늄을 포함할 수 있다. 상기 금속층은 크롬으로 표면 처리된 것일 수 있다. 상기 금속층은 상기 보호층과 접촉할 수 있다.
상기 층 구조체는, 상기 금속층 위에 배치되는 제1 접착층, 및 상기 제1 접착층 위에 배치되는 제1 고분자층을 더 포함할 수 있다. 상기 제1 고분자층은 나일론을 포함할 수 있다. 상기 층 구조체는, 상기 제1 고분자층 위에 배치되는 제2 접착층, 및 상기 제2 접착층 위에 배치되는 제2 고분자층을 더 포함할 수 있다. 상기 제2 고분자층은 PET를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 전지 포장재의 형성 방법은 하나 또는 둘 이상의 층을 포함하는 층 구조체를 형성하는 단계, 및 상기 층 구조체에 보호층을 접착하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 층 구조체를 형성하는 단계는 금속층, 제1 접착층, 및 제1 고분자층을 적층하는 단계를 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서, 상기 층 구조체를 형성하는 단계는 금속층, 제1 접착층, 제1 고분자층, 제2 접착층, 및 제2 고분자층을 적층하는 단계를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 금속층은 알루미늄으로 형성될 수 있고, 상기 제1 고분자층은 나일론으로 형성될 수 있고, 상기 제2 고분자층은 PET로 형성될 수 있으며, 상기 제1 접착층 및 상기 제2 접착층은 폴리우레탄으로 형성될 수 있다. 상기 금속층 및 상기 제1 고분자층은 상기 제1 접착층에 의해 서로 접착될 수 있고, 상기 제1 고분자층 및 상기 제2 고분자층은 상기 제2 접착층에 의해 서로 접착될 수 있다.
상기 층 구조체를 형성하기 전에 상기 금속층은 크롬 등으로 표면 처리될 수 있다. 예를 들어, 상기 표면 처리는 상기 금속층을 질산 용액 또는 수산화 나트륨 용액에 넣어 표면의 이물질을 제거하고 물로 세척한 후 크롬 이온을 포함하는 용액에 넣는 것에 의해 수행될 수 있다. 상기 금속층은 물로 세척된 후 건조된다.
상기 보호층은 상기 층 구조체의 상기 금속층에 접착성 수지 조성물을 압출 코팅하는 것에 의해 형성될 수 있다. 상기 접착성 수지 조성물은, 폴리프로필렌, 변성 폴리프로필렌, 고무, 석유수지, 및 접착성 고분자 화합물을 포함한다.
상기 접착성 수지 조성물은, 상기 폴리프로필렌 30 ~ 80중량부, 상기 변성 폴리프로필렌 3 ~ 15중량부, 상기 고무 10 ~ 30중량부, 상기 석유수지 3 ~ 20중량부, 및 상기 접착성 고분자 화합물 3 ~ 12중량부 포함할 수 있다.
상기 접착성 수지 조성물은 난연제를 더 포함할 수 있다. 상기 접착성 수지 조성물은 상기 난연제 1 ~ 15중량부를 포함할 수 있다.
상기 폴리프로필렌은 1 ~ 10g/10분(230℃, 2.16kg)의 용융지수를 가질 수 있고, 상기 변성 폴리프로필렌은 10 ~ 100g/10분(230℃, 2.16kg)의 용융지수를 가질 수 있고, 상기 고무는 0.05 ~ 10g/10분(190℃, 2.16kg)의 용융지수를 가질 수 있으며, 상기 접착성 고분자 화합물은 1 ~ 15g/10분(190℃, 2.16kg)의 용융지수를 가질 수 있다. 또, 상기 접착성 수지 조성물은 5 ~ 15g/10분(230℃, 2.16kg)의 용융지수를 가질 수 있다.
상기 변성 폴리프로필렌은 말레인산이 폴리프로필렌에 그라프트되어 형성될 수 있다.
상기 고무는 EPR(Ethylene Propylene Rubber), EBR(Ethylene Butene Rubber), EOR(Ethylene Octene Rubber), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 석유수지는 C5계 석유수지, C9계 석유수지, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 접착성 고분자 화합물은 하기 화학식 1을 포함한다.
[화학식 1]
Figure 112019007923083-pat00015
상기 화학식 1에서, Ar은 벤젠 고리를 나타내고, A와 B는 각각 탄소수 2 내지 9의 탄화수소기를 나타낸다.
상기 화학식 1에서, -Ar-은
Figure 112019007923083-pat00016
및
Figure 112019007923083-pat00017
중에서 적어도 어느 하나를 나타낼 수 있고, -A-는 -(CH2)a-(a는 2 이상 9 이하의 정수)를 나타낼 수 있으며, -B-는 -(CH2)b-(b는 2 이상 9 이하의 정수)를 나타낼 수 있다.
상기 화학식 1에서,
Figure 112019007923083-pat00018
대
Figure 112019007923083-pat00019
의 비율은 1:1 ~ 10:1일 수 있다.
상기 화학식 1에서, -A-는 -(CH2)2-, -(CH2)3- 및 -(CH2)4- 중에서 적어도 어느 하나를 나타낼 수 있고, -B-는 -(CH2)2- 및 -(CH2)4- 중에서 적어도 어느 하나를 나타낼 수 있다.
상기 화학식 1에서 하기 화학식 3의 부분의 분자량은 1,000 ~ 10,000일 수 있다.
[화학식 3]
Figure 112019007923083-pat00020
상기 접착성 고분자 화합물의 분자량은 100,000 ~ 200,000일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 포장재를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 전지 포장재(10)는 보호층(110) 및 층 구조체(120)를 포함할 수 있다. 층 구조체(120)는 금속층(121), 접착층(122), 및 고분자층(123)을 포함할 수 있다. 층 구조체(120)는 금속층(121), 접착층(122), 및 고분자층(123)을 적층하는 것에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 층 구조체(120)는 접착층(122)을 이용하여 고분자층(123)을 금속층(121)에 접착시키는 것에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 금속층(121)은 알루미늄으로 형성될 수 있고, 접착층(122)은 폴리우레탄으로 형성될 수 있으며, 고분자층(123)은 나일론으로 형성될 수 있다. 금속층(121)은 약 40㎛의 두께를 가질 수 있고, 접착층(122)은 약 3㎛의 두께를 가질 수 있으며, 고분자층(123)은 약 25㎛의 두께를 가질 수 있다.
층 구조체(120)를 형성하기 전에 금속층(121)은 크롬 등으로 표면 처리될 수 있다. 예를 들어, 상기 표면 처리는 금속층(121)을 질산 용액 또는 수산화 나트륨 용액에 넣어 표면의 이물질을 제거하고 물로 세척한 후 크롬 이온을 포함하는 용액에 넣는 것에 의해 수행될 수 있다. 금속층(121)은 물로 세척된 후 건조된다.
보호층(110)은 층 구조체(120)의 금속층(121)에 접착성 수지 조성물을 압출 코팅하는 것에 의해 형성될 수 있다. 보호층(110)은 약 45㎛의 두께를 가질 수 있다.
상기 접착성 수지 조성물은, 폴리프로필렌, 변성 폴리프로필렌, 고무, 석유수지, 및 접착성 고분자 화합물을 포함한다. 바람직하게, 상기 접착성 수지 조성물은, 상기 폴리프로필렌 30 ~ 80중량부, 상기 변성 폴리프로필렌 3 ~ 15중량부, 상기 고무 10 ~ 30중량부, 상기 석유수지 3 ~ 20중량부, 및 상기 접착성 고분자 화합물 3 ~ 12중량부 포함할 수 있다.
상기 접착성 수지 조성물은 난연제를 더 포함할 수 있다. 상기 접착성 수지 조성물은 상기 난연제 1 ~ 15중량부를 포함할 수 있다.
상기 폴리프로필렌의 함량이 30중량부보다 작으면 상기 접착성 수지 조성물의 내열성이 저하될 수 있고, 80중량부보다 크면 상기 접착성 수지 조성물의 접착성이 저하될 수 있다.
상기 변성 폴리프로필렌의 함량이 3중량부보다 작으면 상기 접착성 수지 조성물의 접착성이 저하될 수 있고, 15중량부보다 크면 상기 접착성 수지 조성물의 흐름성이 높아져 코팅의 균일성이 저하될 수 있다.
상기 고무의 함량이 10중량부보다 작으면 상기 접착성 수지 조성물의 접착성이 저하될 수 있고, 30중량부보다 크면 상기 접착성 수지 조성물의 내열성이 저하될 수 있다.
상기 석유수지의 함량이 3중량부보다 작으면 상기 접착성 수지 조성물의 접착성이 저하될 수 있고, 20중량부보다 크면 상기 접착성 수지 조성물에 의해 형성된 접착 필름의 표면이 끈적거릴 수 있다.
상기 난연제의 함량이 1중량부보다 작으면 난연성 효과가 저하될 수 있고, 15중량부보다 크면 필름 성형성이 저하될 수 있다.
상기 접착성 고분자 화합물의 함량이 3중량부보다 작으면 상기 접착성 수지 조성물의 접착성이 저하될 수 있고, 12중량부보다 크면 상기 폴리프로필렌과의 상용성이 저하될 수 있다.
상기 접착성 수지 조성물은 용도나 가공 방법 등에 따라 내열안정제, 슬립제, 중화제 등과 같은 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 접착성 수지 조성물은 5 ~ 15g/10분(230℃, 2.16kg)의 용융지수를 가질 수 있다.
상기 폴리프로필렌은 호모 폴리프로필렌, 랜덤 폴리프로필렌, 터 폴리프로필렌, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 상기 폴리프로필렌은 130 ~ 164℃의 용융온도를 가질 수 있다. 상기 폴리프로필렌의 용융온도가 130℃보다 낮으면 상기 접착성 수지 조성물에 의해 압출 코팅되는 제품의 내후성이 저하될 수 있고, 164℃보다 높으면 상기 접착성 수지 조성물의 접착성이 저하될 수 있다. 상기 폴리프로필렌은 1 ~ 10g/10분(230℃, 2.16kg)의 용융지수를 가질 수 있다.
상기 변성 폴리프로필렌은 말레인산이 폴리프로필렌에 그라프트되어 형성될 수 있다. 상기 변성 폴리프로필렌은 0.90g/㎤ 이하의 밀도를 가질 수 있다. 상기 변성 폴리프로필렌은 10 ~ 100g/10분(230℃, 2.16kg)의 용융지수를 가질 수 있다.
상기 고무는 EPR(Ethylene Propylene Rubber), EBR(Ethylene Butene Rubber), EOR(Ethylene Octene Rubber), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 상기 고무는 0.89g/㎤ 이하의 밀도를 가질 수 있다. 상기 고무는 0.05 ~ 10g/10분(190℃, 2.16kg)의 용융지수를 가질 수 있다.
상기 석유수지는 C5계 석유수지, C9계 석유수지, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 난연제는 할로겐계 난연제, 무기계 난연제, 인계 난연제, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 접착성 고분자 화합물은 하기 화학식 1을 포함한다.
[화학식 1]
Figure 112019007923083-pat00021
상기 화학식 1에서, Ar은 벤젠 고리를 나타내고, A와 B는 각각 탄소수 2 내지 9의 탄화수소기를 나타낸다.
상기 화학식 1에서, -Ar-은
Figure 112019007923083-pat00022
및
Figure 112019007923083-pat00023
중에서 적어도 어느 하나를 나타낼 수 있다. 바람직하게, 상기 접착성 고분자 화합물은
Figure 112019007923083-pat00024
및
Figure 112019007923083-pat00025
를 모두 포함할 수 있다. 상기 접착성 고분자 화합물에서,
Figure 112019007923083-pat00026
에 대하여
Figure 112019007923083-pat00027
의 함량이 증가하면 상기 접착성 고분자 화합물의 접착력은 증가하나 녹는점은 감소할 수 있다. 따라서, 상기 접착성 고분자 화합물의 접착력과 녹는점을 고려하여
Figure 112019007923083-pat00028
및
Figure 112019007923083-pat00029
의 함량을 결정할 수 있다.
Figure 112019007923083-pat00030
대
Figure 112019007923083-pat00031
의 비율은 1:1 ~ 10:1일 수 있다. 바람직하게
Figure 112019007923083-pat00032
대
Figure 112019007923083-pat00033
의 비율은 3:1 ~ 7:1일 수 있다.
상기 화학식 1에서, -A-는 -(CH2)a-(a는 2 이상 9 이하의 정수)를 나타낼 수 있다. 예를 들어, -A-는 -(CH2)2-, -(CH2)3- 및 -(CH2)4- 중에서 적어도 어느 하나를 나타내 수 있다. -B-는 -(CH2)b-(b는 2 이상 9 이하의 정수)를 나타낼 수 있다. 예를 들어, -B-는 -(CH2)2- 및 -(CH2)4- 중에서 적어도 어느 하나를 나타낼 수 있다.
상기 화학식 1에서 하기 화학식 3의 부분의 분자량은 1,000 ~ 10,000일 수 있다.
[화학식 3]
Figure 112019007923083-pat00034
상기 접착성 고분자 화합물의 분자량은 100,000 ~ 200,000이 수 있다. 상기 접착성 고분자 화합물은 1.0 ~ 1.5g/㎤의 밀도를 가질 수 있다. 바람직하게, 상기 접착성 고분자 화합물은 1.2 ~ 1.3g/㎤의 밀도를 가질 수 있다. 상기 접착성 고분자 화합물은 70 ~ 145℃의 용융온도를 가질 수 있다.
상기 접착성 고분자 화합물은 우수한 접착성을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 접착성 고분자 화합물은 우수한 핫멜트 접착성을 가질 수 있다.
상기 접착성 고분자 화합물의 제조 방법은, 하기 화학식 4를 갖는 프탈레이트 화합물과 하기 화학식 5를 갖는 디올 화합물을 중합반응(제1 중합반응)시켜 제1 중합 화합물을 형성하는 단계 및 상기 제1 중합 화합물과 하기 화학식 6을 갖는 디카르복실산 화합물을 중합반응(제2 중합반응)시켜 제2 중합 화합물을 형성하는 단계를 포함한다.
[화학식 4]
Figure 112019007923083-pat00035
[화학식 5]
Figure 112019007923083-pat00036
[화학식 6]
Figure 112019007923083-pat00037
상기 화학식 4 내지 6에서, Ar은 벤젠 고리를 나타내고, R1 및 R2는 탄소수 1 내지 9의 알킬기를 나타내고, A와 B는 각각 탄소수 2 내지 9의 탄화수소기를 나타낸다.
상기 접착성 고분자 화합물의 제조 방법은 상기 제2 중합 화합물의 분자량을 증가시키는 중합반응(제3 중합반응)을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 화학식 4 내지 6에서, -Ar-은
Figure 112019007923083-pat00038
및
Figure 112019007923083-pat00039
중에서 적어도 어느 하나를 나타낼 수 있다. -A-는 -(CH2)a-(a는 2 이상 9 이하의 정수)를 나타낼 수 있다. 예를 들어, -A-는 -(CH2)2-, -(CH2)3- 및 -(CH2)4- 중에서 적어도 어느 하나를 나타내 수 있다. -B-는 -(CH2)b-(b는 2 이상 9 이하의 정수)를 나타낼 수 있다. 예를 들어, -B-는 -(CH2)2- 및 -(CH2)4- 중에서 적어도 어느 하나를 나타낼 수 있다.
상기 프탈레이트 화합물은 테레프탈레이트 화합물 및 이소프탈레이트 화합물 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 바람직하게, 상기 프탈레이트 화합물은 테레프탈레이트 화합물 및 이소프탈레이트 화합물을 모두 포함할 수 있다. 상기 테레프탈레이트 화합물에 대하여 상기 이소프탈레이트 화합물의 양이 증가하면 형성되는 접착성 고분자 화합물의 접착력은 증가하나 녹는점은 감소할 수 있다. 따라서, 상기 접착성 고분자 화합물의 접착력과 녹는점을 고려하여 상기 테레프탈레이트 화합물과 상기 이소프탈레이트의 양을 결정할 수 있다. 상기 테레프탈레이트 화합물과 상기 이소프탈레이트 화합물의 몰비는 1:1 ~ 10:1일 수 있다. 바람직하게, 상기 테레프탈레이트 화합물과 상기 이소프탈레이트 화합물의 몰비는 3:1 ~ 7:1일 수 있다.
상기 프탈레이트 화합물은 디메틸 테레프탈레이트 및 디메틸 이소프탈레이트 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 바람직하게, 상기 프탈레이트 화합물은 디메틸 테레프탈레이트 및 디메틸 이소프탈레이트를 모두 포함할 수 있다. 상기 디올 화합물은 에탄디올, 프로판디올, 및 부탄디올 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 디카르복실산 화합물은 숙신산 및 아디프산 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 디올 화합물은 상기 프탈레이트 화합물의 미반응물이 남지 않도록 상기 프탈레이트 화합물과의 반응 몰수 대비 더 많이 투입되는 것이 바람직하다.
상기 제1 중합 화합물은 하기 화학식 2를 가질 수 있다.
[화학식 2]
Figure 112019007923083-pat00040
상기 화학식 2에서, Ar은 벤젠 고리를 나타내고, A는 탄소수 2 내지 9의 탄화수소기를 나타낸다. -Ar-은
Figure 112019007923083-pat00041
및
Figure 112019007923083-pat00042
중에서 적어도 어느 하나를 나타낼 수 있다. -A-는 -(CH2)a-(a는 2 이상 9 이하의 정수)를 나타낼 수 있다. 예를 들어, -A-는 -(CH2)2-, -(CH2)3- 및 -(CH2)4- 중에서 적어도 어느 하나를 나타내 수 있다.
상기 제1 중합 화합물은 하기 화학식 3을 포함할 수 있고, 상기 제2 중합 화합물은 하기 화학식 1을 포함할 수 있다.
[화학식 3]
Figure 112019007923083-pat00043
[화학식 1]
Figure 112019007923083-pat00044
상기 화학식 1 및 3에서, Ar은 벤젠 고리를 나타내고, A 및 B는 각각 탄소수 2 내지 9의 탄화수소기를 나타낸다. -Ar-은
Figure 112019007923083-pat00045
및
Figure 112019007923083-pat00046
중에서 적어도 어느 하나를 나타낼 수 있다. -A-는 -(CH2)a-(a는 2 이상 9 이하의 정수)를 나타낼 수 있다. 예를 들어, -A-는 -(CH2)2-, -(CH2)3- 및 -(CH2)4- 중에서 적어도 어느 하나를 나타내 수 있다. -B-는 -(CH2)b-(b는 2 이상 9 이하의 정수)를 나타낼 수 있다. 예를 들어, -B-는 -(CH2)2- 및 -(CH2)4- 중에서 적어도 어느 하나를 나타낼 수 있다.
상기 제1 중합 화합물을 형성하는 단계는, 상기 프탈레이트 화합물 및 상기 디올 화합물과 제1 촉매를 혼합하는 단계를 포함할 수 있고, 상기 제1 촉매는 TNBT(Tetra-n-butyltitanate)를 포함할 수 있다.
상기 제2 중합 화합물을 형성하는 단계는, 상기 제1 중합 화합물 및 상기 디카르복실산 화합물과 제2 촉매를 혼합하는 단계를 포함할 수 있고, 상기 제2 촉매는 TNBT 및 TPP(Triphenylphosphate)를 포함할 수 있다.
상기 제2 중합 화합물의 분자량을 증가시키는 중합반응을 수행하는 단계는, 상기 제2 중합 화합물과 제3 촉매를 혼합하는 단계를 포함할 수 있고, 상기 제3 촉매는 TNBT, ZA(Zinc acetate), 및 TMP(Trimethylphosphine)를 포함할 수 있다.
상기 제1 내지 제3 중합반응은 180 ~ 250℃에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 중합반응 및 상기 제2 중합반응은 190℃에서 수행될 수 있고, 상기 제3 중합반응은 220℃에서 수행될 수 있다. 또, 상기 제3 중합반응은 190℃에서 수행되다가 220℃로 변경되어 수행될 수 있다.
상기 제1 중합 화합물의 분자량은 1,000 ~ 10,000일 수 있고, 상기 제2 중합 화합물의 분자량은 10,000 ~ 100,000일 수 있으며, 상기 접착성 고분자 화합물의 분자량은 100,000 ~ 200,000일 수 있다.
상기 접착성 고분자 화합물의 제조예는 다음과 같다.
반응기에 반응물인 1,4-부탄디올, 디메틸 테레프탈레이트, 및 디메틸 이소프탈레이트와 촉매인 TNBT(Tetra-n-butyltitanate)가 차례로 투입된다. 상기 디메틸 테레프탈레이트와 상기 디메틸 이소프탈레이트는 5:1의 몰비로 투입된다. 상기 1,4-부탄디올은 상기 디메틸 테레프탈레이트와 상기 디메틸 이소프탈레이트의 미반응물이 남지 않도록 상기 디메틸 테레프탈레이트와 상기 디메틸 이소프탈레이트과의 반응 몰수 대비 더 많이 투입되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 디메틸 테레프탈레이트와 상기 디메틸 이소프탈레이트는 각각 17.48kg와 3.5kg 투입되고, 상기 1,4-부탄디올은 21.9kg 투입된다. 상기 TNBT는 27g 투입된다. 상기 반응물 및 상기 촉매의 투입 전에 상기 반응기의 온도는 190℃로 설정된다.
상기 반응기 내 교반기가 작동되고, 상기 교반기의 회전 속도가 100rpm까지 점차적으로 증가한다. 상기 반응물은 상기 촉매에 의해 중합반응(제1 중합반응)되고 하기 화학식 7을 갖는 제1 중합 화합물이 형성된다.
[화학식 7]
Figure 112019007923083-pat00047
상기 화학식 7에서, -Ar-은
Figure 112019007923083-pat00048
및
Figure 112019007923083-pat00049
을 나타낸다.
상기 제1 중합 화합물은 하기 화학식 8을 포함한다.
[화학식 8]
Figure 112019007923083-pat00050
상기 화학식 8에서, -Ar-은
Figure 112019007923083-pat00051
및
Figure 112019007923083-pat00052
을 나타낸다.
상기 제1 중합 화합물은 1,000 ~ 10,000의 분자량을 갖는 올리고머일 수 있다. 또, 상기 제1 중합 화합물은 190℃에서 투명한 액체 상태일 수 있다.
상기 반응물이 반응하여 상기 제1 중합 화합물이 형성되면서 메탄올이 생성된다. 생성된 메탄올은 상기 반응기의 상부에 연결된 칼럼을 통하여 배출된다. 상기 메탄올의 배출량은 상기 칼럼을 통해 확인될 수 있다. 상기 중합반응의 종료는 상기 메탄올의 배출량 및/또는 상기 칼럼의 온도를 통해 결정될 수 있다.
상기 중합반응의 종료 후 상기 반응기에 반응물인 아디프산과 촉매인 TPP(Triphenylphosphate) 및 TNBT가 차례로 투입된다. 상기 아디프산은 10.52kg 투입되고, 상기 TPP는 18g 투입되며, 상기 TNBT는 38g 투입된다.
상기 반응기 내 교반기가 작동되고, 상기 교반기의 회전 속도가 100rpm까지 점차적으로 증가한다. 상기 제1 중합 화합물과 상기 아디프산은 상기 촉매에 의해 중합반응(제2 중합반응)되고 하기 화학식 9를 포함하는 제2 중합 화합물이 형성된다.
[화학식 9]
Figure 112019007923083-pat00053
상기 화학식 9에서, -Ar-은
Figure 112019007923083-pat00054
및
Figure 112019007923083-pat00055
을 나타낸다.
상기 제2 중합 화합물은 10,000 ~ 100,000의 분자량을 가질 수 있다.
상기 제1 중합 화합물과 상기 아디프산이 반응하여 상기 제2 중합 화합물이 형성되면서 물이 생성된다. 생성된 물은 상기 반응기의 상부에 연결된 칼럼을 통하여 배출된다. 상기 물의 배출량은 상기 칼럼을 통해 확인될 수 있다. 상기 중합반응의 종료는 상기 물의 배출량 및/또는 상기 칼럼의 온도를 통해 결정될 수 있다.
상기 중합반응의 종료 후 상기 반응기에 촉매인 ZA(Zinc acetate), TMP(Trimethylphosphine), 및 TNBT가 차례로 투입된다. 상기 ZA는 18g 투입되고, 상기 TMP는 25g 투입되며, 상기 TNBT는 38g 투입된다.
상기 반응기 내 교반기가 작동되고, 상기 교반기의 회전 속도가 100rpm까지 점차적으로 증가한다. 상기 제2 중합 화합물은 상기 촉매에 의해 중합반응(제3 중합반응)되어 분자량이 증가하여 접착성 고분자 화합물이 형성된다. 상기 접착성 고분자 화합물은 상기 화학식 9를 포함할 수 있고, 100,000 ~ 200,000의 분자량을 가질 수 있다.
상기 교반기의 회전 속도를 조절하여 상기 접착성 고분자 화합물의 분자량 및 MFI(melt flow index)가 제어될 수 있다. 예를 들어, 상기 교반기의 회전 속도가 100rpm에서 15rpm으로 감소한 후 35rpm으로 증가하여 유지되다가 95rpm까지 점차적으로 증가할 수 있다. 또, 상기 반응기의 온도는 190℃에서 220℃로 변경될 수 있다.
상기 제조예와 달리 상기 제3 중합반응은 별도의 반응기에서 완료될 수 있다. 상기 반응기(제1 반응기)에 상기 촉매가 투입되고 10분 정도 경과 후 상기 제3 중합반응이 안정화가 되면 상기 제1 반응기 내 혼합물이 상기 제1 반응기에 연결된 다른 반응기(제2 반응기)로 이송된다. 이때, 상기 제1 반응기 내 상기 교반기의 회전 속도는 100rpm에서 15rpm으로 감소한다. 상기 혼합물의 이송 전에 진공 펌프를 이용하여 상기 제2 반응기 내부의 불필요한 가스 등이 제거되고, 상기 제2 반응기의 온도는 220℃로 설정된다. 상기 제2 반응기 내 교반기의 회전 속도를 조절하여 상기 접착성 고분자 화합물의 분자량 및 용융지수(melt flow index, MFI)가 제어될 수 있다. 예를 들어, 상기 혼합물이 상기 제2 반응기로 이송되면 상기 제2 반응기 내 교반기의 회전 속도는 35rpm으로 유지되다가 95rpm까지 점차적으로 증가할 수 있다.
도 1을 참조하여 설명한 위 실시예에서, 보호층(110)은 상기 접착성 수지 조성물로 형성되나 이에 한정되지 않는다. 보호층(110)은 압출 코팅이 아닌 다른 방법으로 형성될 수 있고, 상기 접착성 수지 조성물과는 다른 성분의 수지 조성물로 형성될 수 있으며, 상기 화학식 1을 포함하는 접착성 고분자 화합물을 포함하도록 형성될 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전지 포장재를 나타낸다.
도 2을 참조하면, 전지 포장재(10)는 보호층(110) 및 층 구조체(120)를 포함할 수 있다. 층 구조체(120)는 금속층(121), 제1 접착층(122), 제1 고분자층(123), 제2 접착층(124), 및 제2 고분자층(125)을 포함할 수 있다. 층 구조체(120)는 금속층(121), 제1 접착층(122), 제1 고분자층(123), 제2 접착층(124), 및 제2 고분자층(125)을 적층하는 것에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 층 구조체(120)는 제1 접착층(122)을 이용하여 제1 고분자층(123)을 금속층(121)에 접착시킨 후 제2 접착층(124)을 이용하여 제2 고분자층(125)을 제1 고분자층(123)에 접착시키는 것에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 금속층(121)은 알루미늄으로 형성될 수 있고, 제1 고분자층(123)은 나일론으로 형성될 수 있고, 제2 고분자층(125)은 PET로 형성될 수 있으며, 제1 접착층(122) 및 제2 접착층(124)은 폴리우레탄으로 형성될 수 있다.
금속층(121)은 약 40㎛의 두께를 가질 수 있고, 제1 고분자층(123)은 약 15㎛의 두께를 가질 수 있고, 제2 고분자층(125)는 약 12㎛의 두께를 가질 수 있으며, 제1 접착층(122) 및 제2 접착층은 각각 약 3㎛의 두께를 가질 수 있다.
층 구조체(120)를 형성하기 전에 금속층(121)은 크롬 등으로 표면 처리될 수 있다. 예를 들어, 상기 표면 처리는 금속층(121)을 질산 용액 또는 수산화 나트륨 용액에 넣어 표면의 이물질을 제거하고 물로 세척한 후 크롬 이온을 포함하는 용액에 넣는 것에 의해 수행될 수 있다. 금속층(121)은 물로 세척된 후 건조된다.
보호층(110)은 층 구조체(120)의 금속층(121)에 접착성 수지 조성물을 압출 코팅하는 것에 의해 형성될 수 있다. 보호층(110)은 도 1을 참조하여 설명된 내용이 적용될 수 있으므로 여기서는 그에 관한 설명을 생략한다.
본 발명의 실시예들에 따른 전지 포장재의 보호층은 상기 접착성 수지 조성물의 성분들을 혼합한 후 압출하는 것에 의해 형성될 수 있다. 상기 혼합은 니더, 롤밀, 벤버리 믹서 등의 혼련기를 사용하여 수행될 수 있고, 상기 압출은 1축 또는 2축 압출기를 사용하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 접착성 수지 조성물은 T-다이법에 의해 압출 코팅되어 보호층으로 성형될 수 있다. 상기 접착성 수지 조성물은 접착성과 가공성이 우수하다. 예를 들어, 상기 접착성 수지 조성물은 알루미늄에 대한 접착 강도가 우수하고 가공성을 용이하게 조절할 수 있다.
[실시예]
실시예 1
5g/10분(230℃, 2.16kg)의 용융지수를 갖는 폴리프로필렌 77kg, 20g/10분(230℃, 2.16kg)의 용융지수를 갖고, 말레인산이 그라프트되어 형성된 변성 폴리프로필렌 5kg, 1g/10분(190℃, 2.16kg)의 용융지수와 0.89g/㎤의 밀도를 갖는 EOR(Ethylene Octene Rubber) 10kg, 석유수지 5kg, 및 상기 화학식 9를 포함하는 접착성 고분자 화합물(
Figure 112019007923083-pat00056
대
Figure 112019007923083-pat00057
의 비율이 5:1) 3kg을 혼련하고 압출하여 10g/10분(230℃, 2.16kg)의 용융지수를 갖는 접착성 수지 조성물을 제조하였다. T-다이법을 이용하여 230℃의 온도에서 상기 접착성 수지 조성물을 알루미늄층(알루미늄 필름)에 압출 코팅하여 보호층(보호 필름)을 형성하였다.
실시예 2
5g/10분(230℃, 2.16kg)의 용융지수를 갖는 폴리프로필렌 56kg, 20g/10분(230℃, 2.16kg)의 용융지수를 갖고, 말레인산이 그라프트되어 형성된 변성 폴리프로필렌 7kg, 1g/10분(190℃, 2.16kg)의 용융지수와 0.89g/㎤의 밀도를 갖는 EOR(Ethylene Octene Rubber) 25kg, 석유수지 7kg, 및 상기 화학식 9를 포함하는 접착성 고분자 화합물(
Figure 112019007923083-pat00058
대
Figure 112019007923083-pat00059
의 비율이 5:1) 5kg을 혼련하고 압출하여 12g/10분(230℃, 2.16kg)의 용융지수를 갖는 접착성 수지 조성물을 제조하였다. T-다이법을 이용하여 230℃의 온도에서 상기 접착성 수지 조성물을 알루미늄층에 압출 코팅하여 보호층을 형성하였다.
실시예 3
5g/10분(230℃, 2.16kg)의 용융지수를 갖는 폴리프로필렌 65kg, 20g/10분(230℃, 2.16kg)의 용융지수를 갖고, 말레인산이 그라프트되어 형성된 변성 폴리프로필렌 8kg, 1g/10분(190℃, 2.16kg)의 용융지수와 0.89g/㎤의 밀도를 갖는 EOR(Ethylene Octene Rubber) 15kg, 석유수지 5kg, 및 상기 화학식 9를 포함하는 접착성 고분자 화합물(
Figure 112019007923083-pat00060
대
Figure 112019007923083-pat00061
의 비율이 5:1) 7kg을 혼련하고 압출하여 10g/10분(230℃, 2.16kg)의 용융지수를 갖는 접착성 수지 조성물을 제조하였다. T-다이법을 이용하여 230℃의 온도에서 상기 접착성 수지 조성물을 알루미늄층에 압출 코팅하여 보호층을 형성하였다.
실시예 4
5g/10분(230℃, 2.16kg)의 용융지수를 갖는 폴리프로필렌 53kg, 20g/10분(230℃, 2.16kg)의 용융지수를 갖고, 말레인산이 그라프트되어 형성된 변성 폴리프로필렌 10kg, 1g/10분(190℃, 2.16kg)의 용융지수와 0.89g/㎤의 밀도를 갖는 EOR(Ethylene Octene Rubber) 20kg, 석유수지 10kg, 및 상기 화학식 9를 포함하는 접착성 고분자 화합물(
Figure 112019007923083-pat00062
대
Figure 112019007923083-pat00063
의 비율이 5:1) 7kg을 혼련하고 압출하여 15g/10분(230℃, 2.16kg)의 용융지수를 갖는 접착성 수지 조성물을 제조하였다. T-다이법을 이용하여 230℃의 온도에서 상기 접착성 수지 조성물을 알루미늄층에 압출 코팅하여 보호층을 형성하였다.
실시예 5
5g/10분(230℃, 2.16kg)의 용융지수를 갖는 폴리프로필렌 47kg, 20g/10분(230℃, 2.16kg)의 용융지수를 갖고, 말레인산이 그라프트되어 형성된 변성 폴리프로필렌 15kg, 1g/10분(190℃, 2.16kg)의 용융지수와 0.89g/㎤의 밀도를 갖는 EOR(Ethylene Octene Rubber) 25kg, 석유수지 5kg, 및 상기 화학식 9를 포함하는 접착성 고분자 화합물(
Figure 112019007923083-pat00064
대
Figure 112019007923083-pat00065
의 비율이 5:1) 8kg을 혼련하고 압출하여 8g/10분(230℃, 2.16kg)의 용융지수를 갖는 접착성 수지 조성물을 제조하였다. T-다이법을 이용하여 230℃의 온도에서 상기 접착성 수지 조성물을 알루미늄층에 압출 코팅하여 보호층을 형성하였다.
실시예 6
인계 난연제 10kg을 추가하는 것을 제외하고 실시예 1과 같은 방법으로 접착성 수지 조성물을 제조하였다. T-다이법을 이용하여 230℃의 온도에서 상기 접착성 수지 조성물을 알루미늄층에 압출 코팅하여 보호층을 형성하였다.
실시예 7
인계 난연제 10kg을 추가하는 것을 제외하고 실시예 2와 같은 방법으로 접착성 수지 조성물을 제조하였다. T-다이법을 이용하여 230℃의 온도에서 상기 접착성 수지 조성물을 알루미늄층에 압출 코팅하여 보호층을 형성하였다.
실시예 8
인계 난연제 10kg을 추가하는 것을 제외하고 실시예 1과 같은 방법으로 접착성 수지 조성물을 제조하였다. T-다이법을 이용하여 230℃의 온도에서 상기 접착성 수지 조성물을 알루미늄층에 압출 코팅하여 보호층을 형성하였다.
실시예 9
인계 난연제 10kg을 추가하는 것을 제외하고 실시예 1과 같은 방법으로 접착성 수지 조성물을 제조하였다. T-다이법을 이용하여 230℃의 온도에서 상기 접착성 수지 조성물을 알루미늄층에 압출 코팅하여 보호층을 형성하였다.
실시예 10
인계 난연제 10kg을 추가하는 것을 제외하고 실시예 1과 같은 방법으로 접착성 수지 조성물을 제조하였다. T-다이법을 이용하여 230℃의 온도에서 상기 접착성 수지 조성물을 알루미늄층에 압출 코팅하여 보호층을 형성하였다.
상기 실시예 1 내지 10의 보호층에 대한 물성(가공성, 접착성, 난연성, 및 내전해액성)을 평가하였다. 상기 가공성은 압출기를 100rpm으로 일정하게 유지하고 코팅속도를 점차적으로 증가시킬 때 알루미늄층에 대한 접착력이 떨어지지 않는 범위의 속도를 측정하여 평가하였다. 상기 접착성은 보호층이 코팅된 알루미늄층을 일정 크기로 절단하여 상기 알루미늄층으로부터 상기 보호층의 박리 강도를 측정하여 평가하였다. 상기 난연성은 UL 94 규정에 따라 평가하였다. 상기 내전해액성은 보호층이 코팅된 알루미늄층을 85℃의 전해액에 24시간 침적한 후 꺼내어 상기 알루미늄층으로부터 상기 보호층의 박리 강도를 측정하여 평가하였다.
상기 실시예 1 내지 10의 접착성 수지 조성물에 의해 형성된 보호층은 20m/분 이상의 가공성과 600g/15mm 이상의 접착력을 가져 가공성과 접착성이 우수한 것으로 나타났다. 상기 보호층은 전해액 침적 후에도 접착력을 유지하여 내전해액성이 우수한 것으로 나타났다. 또, 상기 실시예 6 내지 10의 접착성 수지 조성물에 의해 형성된 보호층은 모두 30초 또는 60초 이내에 소화되어 우수한 난연성을 갖는 것으로 나타났다.
이제까지 본 발명에 대한 구체적인 실시예들을 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 전지 포장재 110 : 보호층
120 : 층 구조체 121 : 금속층
122 : 제1 접착층 123 : 제1 고분자층
124 : 제2 접착층 125 : 제2 고분자층

Claims (34)

  1. 보호층; 및
    상기 보호층 위에 배치되고, 하나 또는 둘 이상의 층을 포함하는 층 구조체를 포함하고,
    상기 보호층은 하기 화학식 1을 포함하는 접착성 고분자 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지 포장재.
    [화학식 1]
    Figure 112019075288857-pat00066

    (상기 화학식 1에서,
    Ar은 벤젠 고리를 나타내고,
    A와 B는 각각 탄소수 2 내지 9의 탄화수소기를 나타내고,
    -Ar-은
    Figure 112019075288857-pat00067
    및
    Figure 112019075288857-pat00068
    중에서 적어도 어느 하나를 나타내고,
    -A-는 -(CH2)a-(a는 2 이상 9 이하의 정수)를 나타내며,
    -B-는 -(CH2)b-(b는 2 이상 9 이하의 정수)를 나타냄)
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 화학식 1에서,
    Figure 112019075288857-pat00069
    대
    Figure 112019075288857-pat00070
    의 비율은 1:1 ~ 10:1인 것을 특징으로 하는 전지 포장재.
  4. 제 1 항에서,
    상기 화학식 1에서,
    -A-는 -(CH2)2-, -(CH2)3- 및 -(CH2)4- 중에서 적어도 어느 하나를 나타내고,
    -B-는 -(CH2)2- 및 -(CH2)4- 중에서 적어도 어느 하나를 나타내는 것을 특징으로 하는 전지 포장재.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 화학식 1에서 하기 화학식 3의 부분의 분자량은 1,000 ~ 10,000인 것을 특징으로 하는 전지 포장재.
    [화학식 3]
    Figure 112019007923083-pat00071
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 접착성 고분자 화합물의 분자량은 100,000 ~ 200,000인 것을 특징으로 하는 전지 포장재.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 층 구조체는 금속층을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지 포장재.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 금속층은 알루미늄을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지 포장재.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 금속층은 크롬으로 표면 처리된 것을 특징으로 하는 전지 포장재.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 금속층은 상기 보호층과 접촉하는 것을 특징으로 하는 전지 포장재.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 층 구조체는,
    상기 금속층 위에 배치되는 제1 접착층, 및
    상기 제1 접착층 위에 배치되는 제1 고분자층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전지 포장재.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1 고분자층은 나일론을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지 포장재.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 층 구조체는,
    상기 제1 고분자층 위에 배치되는 제2 접착층, 및
    상기 제2 접착층 위에 배치되는 제2 고분자층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전지 포장재.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제2 고분자층은 PET를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지 포장재.
  15. 보호층; 및
    상기 보호층 위에 배치되고, 하나 또는 둘 이상의 층을 포함하는 층 구조체를 포함하고,
    상기 보호층은 접착성 수지 조성물로 형성되고,
    상기 접착성 수지 조성물은, 폴리프로필렌, 변성 폴리프로필렌, 고무, 석유수지, 및 접착성 고분자 화합물을 포함하며,
    상기 접착성 고분자 화합물은 하기 화학식 1을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지 포장재.
    [화학식 1]
    Figure 112019075288857-pat00072

    (상기 화학식 1에서,
    Ar은 벤젠 고리를 나타내고,
    A와 B는 각각 탄소수 2 내지 9의 탄화수소기를 나타내고,
    -Ar-은
    Figure 112019075288857-pat00073
    및
    Figure 112019075288857-pat00074
    중에서 적어도 어느 하나를 나타내고,
    -A-는 -(CH2)a-(a는 2 이상 9 이하의 정수)를 나타내며,
    -B-는 -(CH2)b-(b는 2 이상 9 이하의 정수)를 나타냄)
  16. 삭제
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 화학식 1에서,
    Figure 112019075288857-pat00075
    대
    Figure 112019075288857-pat00076
    의 비율은 1:1 ~ 10:1인 것을 특징으로 하는 전지 포장재.
  18. 제 15 항에서,
    상기 화학식 1에서,
    -A-는 -(CH2)2-, -(CH2)3- 및 -(CH2)4- 중에서 적어도 어느 하나를 나타내고,
    -B-는 -(CH2)2- 및 -(CH2)4- 중에서 적어도 어느 하나를 나타내는 것을 특징으로 하는 전지 포장재.
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 화학식 1에서 하기 화학식 3의 부분의 분자량은 1,000 ~ 10,000인 것을 특징으로 하는 전지 포장재.
    [화학식 3]
    Figure 112019007923083-pat00077
  20. 제 15 항에 있어서,
    상기 접착성 고분자 화합물의 분자량은 100,000 ~ 200,000인 것을 특징으로 하는 전지 포장재.
  21. 제 15 항에 있어서,
    상기 접착성 수지 조성물은,
    상기 폴리프로필렌 30 ~ 80중량부,
    상기 변성 폴리프로필렌 3 ~ 15중량부,
    상기 고무 10 ~ 30중량부,
    상기 석유수지 3 ~ 20중량부, 및
    상기 접착성 고분자 화합물 3 ~ 12중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지 포장재.
  22. 제 15 항에 있어서,
    상기 접착성 수지 조성물은, 난연제 1 ~ 15중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전지 포장재.
  23. 제 15 항에 있어서,
    상기 폴리프로필렌은 1 ~ 10g/10분(230℃, 2.16kg)의 용융지수를 갖고,
    상기 변성 폴리프로필렌은 10 ~ 100g/10분(230℃, 2.16kg)의 용융지수를 갖고,
    상기 고무는 0.05 ~ 10g/10분(190℃, 2.16kg)의 용융지수를 갖고,
    상기 접착성 고분자 화합물은 1 ~ 15g/10분(190℃, 2.16kg)의 용융지수를 가지며,
    상기 접착성 수지 조성물은 5 ~ 15g/10분(230℃, 2.16kg)의 용융지수를 갖는 것을 특징으로 하는 전지 포장재.
  24. 제 15 항에 있어서,
    상기 변성 폴리프로필렌은 말레인산이 폴리프로필렌에 그라프트되어 형성되는 것을 특징으로 하는 전지 포장재.
  25. 제 15 항에 있어서,
    상기 고무는 EPR(Ethylene Propylene Rubber), EBR(Ethylene Butene Rubber), EOR(Ethylene Octene Rubber), 또는 이들의 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지 포장재.
  26. 제 15 항에 있어서,
    상기 석유수지는 C5계 석유수지, C9계 석유수지, 또는 이들의 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지 포장재.
  27. 제 15 항에 있어서,
    상기 층 구조체는 금속층을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지 포장재.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 금속층은 알루미늄을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지 포장재.
  29. 제 27 항에 있어서,
    상기 금속층은 크롬으로 표면 처리된 것을 특징으로 하는 전지 포장재.
  30. 제 27 항에 있어서,
    상기 금속층은 상기 보호층과 접촉하는 것을 특징으로 하는 전지 포장재.
  31. 제 27 항에 있어서,
    상기 층 구조체는,
    상기 금속층 위에 배치되는 제1 접착층, 및
    상기 제1 접착층 위에 배치되는 제1 고분자층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전지 포장재.
  32. 제 31 항에 있어서,
    상기 제1 고분자층은 나일론을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지 포장재.
  33. 제 31 항에 있어서,
    상기 층 구조체는,
    상기 제1 고분자층 위에 배치되는 제2 접착층, 및
    상기 제2 접착층 위에 배치되는 제2 고분자층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전지 포장재.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 제2 고분자층은 PET를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지 포장재.
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