KR20040038620A

KR20040038620A - 팩전지와 그 제조방법

Info

Publication number: KR20040038620A
Application number: KR1020030058270A
Authority: KR
Inventors: 와따나베아쯔시; 신야히로따까
Original assignee: 산요덴키가부시키가이샤
Priority date: 2002-10-31
Filing date: 2003-08-22
Publication date: 2004-05-08
Also published as: US7297440B2; JP3825738B2; JP2004152655A; CN1499655A; US20040241541A1; DE10350694A1; KR100535735B1; CN100373659C

Abstract

과제

간단한 제조장치를 사용하여, 능률적이고 저렴하게 높은 수율로 다량 생산한다. 소전지의 외형에 오차가 있다 하더라도, 그 표면을 균일한 막두께이면서,또한 박막의 플라스틱 보호막으로 피복하여 절연한다.

해결수단

팩전지는 유기 디이소시아네이트로 이루어지는 A 화합물과, 2.05 이상의 평균관능기를 갖는 폴리올 혼합물로 이루어지는 B1 화합물과, 1 개의 친수성 중심과 2 개 이상의 활성 수소기를 갖는 B2 화합물로부터 생성되는 중간 생성물을 수중에 유화, 분산시켜 얻어지는 반응생성물을 포함하는 폴리우레탄 에멀젼을 소전지 (2) 의 표면에 도포하여 플라스틱 보호막 (1) 을 접착시키고 있다.

Description

팩전지와 그 제조방법 {PACK CELL AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은, 팩전지와 그 제조방법에 관한 것이다.

종래의 팩전지는, 소전지를 외장 케이스에 넣은 구조이다. 외장 케이스는 소전지의 금속 케이스를 절연하여 보호한다. 이 팩전지는, 플라스틱을 성형하여 제작하는 외장 케이스에 소전지를 넣어 제작한다. 이 구조는 제조 공정수가 많아져 제조 비용이 증가한다. 최근, 외장 케이스를 성형하는 공정에서, 소전지를 외장 케이스에 인서트하는 제조방법이 개발되고 있다. 이러한 팩전지가 특허문헌 1 에 개시되어 있다. 이 팩전지는, 외장 케이스가 되는 수지 성형부를 성형하는 금형에, 홀더와 소전지를 연결하고 있는 전지의 코어팩을 임시 고정시켜, 성형되는 외장 케이스에 인서트하여 고정시킨다. 이 팩전지는 코어팩을, 따로 성형하고 있는 외장 케이스에 넣어 조립할 필요가 없다. 이 때문에, 능률적으로 대량 생산할 수 있다.

[특허문헌 1]

일본 공개특허공보 2000-315483호

그러나, 이 팩전지를 실제로 제조하게 되면, 설비 비용이 증대되는 동시에 전지의 코어팩을 금형의 정위치에 정확하게 임시 고정하는데 시간이 걸리고, 또한 수율이 나빠지는 결점도 있다. 설비 비용이 증대되는 이유는, 코어팩을 정위치에 정확하게 이동하지 않도록 임시 고정시키는 것에 추가하여, 외장 케이스를 성형한 후에는 신속하게 분리할 수 있도록 하는 복잡한 금형과, 이것을 구동시키는 기구를 필요로 하기 때문이다. 또, 임시 고정에 시간이 걸리는 것은, 열린 금형의 특정 위치에 코어팩을 확실하게 장착해야 하기 때문이다. 또, 수율이 나빠지는 것은 외장 케이스를 성형하는 플라스틱이 사출압에 의하여 불필요한 부분에 들어가거나, 또는 필요한 부분에 용융 상태의 플라스틱을 정확하게 주입할 수 없는 경우가 있기 때문이다.

또한, 외장 케이스를 성형하는 공정에서 전지의 코어팩 일부를 인서트하여 팩전지를 제조하는 방법에서는, 소전지의 표면을 외장 케이스로 피복하는 것이 어렵다. 특히, 소전지의 표면을 얇은 외장 케이스로 피복하는 것이 매우 어렵다. 그것은, 소전지의 두께에 오차가 있는 데다가, 이 오차가 부분적으로 다르기 때문이다. 예를 들어, 박형 전지의 양면을 완전한 평면 형상으로는 할 수 없다. 예를 들어, 박형 전지의 중앙부분이 돌출되도록 만곡되어 있으면, 중앙부분이 주연부분보다도 두꺼워진다. 이 소전지를 양면을 피복하는 외장 케이스를 성형하기 위한 금형의 성형실에 임시 고정하여 용융 상태의 플라스틱을 주입하면, 박형 전지의 두꺼운 부분에서 외장 케이스가 얇아지거나, 또는 박형 전지 표면의 일부가 외장 케이스의 외부로 표출되어 불량품이 되어 버린다. 이 폐해는, 박형 전지의 양면을 피복하는 외장 케이스를 두껍게 성형하여 해소할 수 있을 것으로 보이지만, 실제로는 외장 케이스를 두껍게 할 수 없다. 그것은, 외장 케이스를 두껍게 하면, 팩전지 전체가 두꺼워지기 때문이다. 소전지의 외형은 작게 하면서 충전 용량은 증가시킬 수 있는 궁극적인 기술이 요구된다. 이런 상태에서 제조된 소전지를, 두꺼운 외장 케이스에 넣어 팩전지의 외형을 크게 할 수 없다. 이 때문에, 외장 케이스에 전지의 코어팩을 인서트하여 제조되는 팩전지는, 외장 케이스에서 박형 전지의 양면을 절연하지 않는다. 소전지의 양면은, 표면에 라벨을 접착시켜 절연하고 있다. 이와 같이 라벨을 접착시키면, 라벨값과 이것을 접착시키는 비용이 들어 제조 비용이 증대된다.

본 발명은, 종래의 팩전지가 갖는 이러한 결점을 해결할 것을 목적으로 개발된 것이다. 본 발명의 중요한 목적은, 간단한 제조장치를 사용하여, 능률적이고 저렴하게 고수율로 다량 생산할 수 있는 팩전지와 그 제조방법을 제공하는 것에 있다.

또한, 본 발명의 다른 중요한 목적은, 소전지의 외형에 오차가 있다 하더라도, 그 표면을 균일한 막두께이면서, 또한 박막의 플라스틱 보호막으로 피복하여 절연할 수 있는 팩전지와 그 제조방법을 제공하는 것에 있다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 관계된 팩전지의 사시도.

도 2 는 도 1 에 나타내는 팩전지의 코어팩의 분해 사시도.

도 3 은 전지의 코어팩을 접착액에 침지시키는 상태를 나타내는 단면도.

도 4 는 홀더의 확대 사시도.

도 5 는 도 4 에 나타내는 홀더의 배면 사시도.

도 6 은 도 4 에 나타내는 홀더의 분해 사시도.

도 7 은 도 5 에 나타내는 홀더의 분해 사시도.

도 8 은 도 6 에 나타내는 제 2 홀더에 출력단자를 장착한 상태를 나타내는 사시도.

도 9 는 도 8 에 나타내는 제 2 홀더의 배면 사시도.

도 10 은 홀더와 소전지(素電池 ; unit cell)의 연결구조의 일례를 나타내는 분해 단면도.

도 11 은 도 10 에 나타내는 홀더와 소전지의 연결구조를 나타내는 단면도.

도 12 는 홀더와 소전지의 연결구조의 다른 일례를 나타내는 분해 단면도.

도 13 은 도 12 에 나타내는 홀더와 소전지의 연결구조를 나타내는 단면도.

도 14 는 전지의 코어팩을 접착액에 도포하는 다른 일례를 나타내는 단면도.

도 15 는 전지의 코어팩을 접착액에 도포하는 다른 일례를 나타내는 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 플라스틱 보호막2 : 소전지

2A : 외장 통2B : 볼록부 전극

3 : 출력단자3A : 탄성 협착부

3B : 접속부4 : 홀더

4A : 제 1 홀더4B : 제 2 홀더

4a : 부착 부분4b : 비접착 부분

5 : 코어팩6 : 단자창

7 : 둘레벽8 : 고정부

9 : 연결 오목부10 : 연결 볼록부

11 : 리벳11A : 외통

11B : 압입핀11a : 슬릿

12 : 관통구멍13 : 끼워넣음 오목부

14 : 보호소자15 : 관통구멍

16 : 봉구판(封口板)17 : 안전밸브

18 : 수납부20 : 접착액

21 : 용기22 : 도포롤러

23 : 스크레퍼24 : 전사롤러

과제를 해결하기 위한 수단

본 발명의 팩전지는, 소전지 (2) 의 표면에 플라스틱 보호막 (1) 을 접착시키고 있다. 이 플라스틱 보호막 (1) 은, 소전지 (2) 의 표면에 도포한 폴리우레탄 에멀젼을 경화시켜 형성된다. 이 폴리우레탄 에멀젼은, 유기 디이소시아네이트로 이루어지는 A 화합물과, 2.05 이상의 평균관능기를 갖는 폴리올 혼합물로 이루어지는 B1 화합물과, 1 개의 친수성 중심과 2 개 이상의 활성 수소기를 갖는 B2 화합물로부터 생성되는 중간생성물을 수중에 유화, 분산시켜 얻어지는 반응생성물을 포함하는 것이다.

본 발명의 팩전지는, 출력단자 (3) 를 정위치에 장착하고 있는 홀더 (4) 를 소전지 (2) 의 단부에 고정시킬 수 있다. 이 팩전지는, 홀더 (4) 의 외주면을 소전지 (2) 의 외주면을 따르는 형상으로 하고, 소전지 (2) 의 외주면에서 홀더 (4) 의 외주면까지 폴리우레탄 에멀젼을 도포하여 소전지 (2) 와 홀더 (4) 의 외주면에 플라스틱 보호막 (1) 을 접착시켜, 플라스틱 보호막 (1) 으로 홀더 (4) 와 소전지 (2) 를 경계부분에서 연결시킬 수 있다. 홀더 (4) 는, 소전지 (2) 에 접착시켜 고정시킬 수 있다. 홀더 (4) 는, 리벳 (11) 을 통해 소전지 (2) 에 고정시킬 수도 있다. 홀더 (4) 와 소전지 (2) 사이에 보호소자 (14) 를 배치할 수도 있다.

평균관능기를 2.05 이상으로 하는 폴리올 혼합물인 B1 화합물은, 2 관능기 폴리올과 3 관능기 이상의 폴리올로 이루어지는 폴리올 혼합물로 생성시킬 수 있다. 이 B1 화합물은, 2 관능기 폴리올과 3 관능기 폴리올로 이루어지는 폴리올 혼합물로, 평균관능기 수가 2.05 ∼ 2.6 인 것이 바람직하다. 또한, B1 화합물은 3 관능기 폴리올의 분자량을 2 관능기 폴리올의 분자량보다도 적은 것으로 하는 것이 바람직하다.

폴리우레탄 에멀젼에는 안료를 첨가할 수 있다. 이 안료는 카본블랙으로 할 수 있다. 또한, 본 발명의 팩전지는, 카본블랙을 첨가하고 있는 폴리우레탄 에멀젼에 레이저를 조사하여 카본블랙을 승화, 변색시켜 문자, 도형, 기호 등을 표시할 수 있다. 또한, 본 발명의 팩전지는, 폴리우레탄 에멀젼에 틱소트로피재를 첨가할 수 있다.

본 발명의 제 13 항의 팩전지의 제조방법은, 유기 디이소시아네이트로 이루어지는 A 화합물과, 2.05 이상의 평균관능기를 갖는 폴리올 혼합물로 이루어지는 B1 화합물과, 1 개의 친수성 중심과 2 개 이상의 활성 수소기를 갖는 B2 화합물로부터 생성되는 중간생성물을 수중에 유화, 분산시켜 얻어지는 반응생성물을 포함하는 폴리우레탄 에멀젼을 소전지 (2) 의 표면에 도포하고, 도포된 폴리우레탄 에멀젼을 경화시켜 소전지 (2) 의 표면을 플라스틱 보호막 (1) 으로 피복한다.

본 발명의 팩전지의 제조방법은, 소전지 (2) 를 폴리우레탄 에멀젼에 침지시켜 표면에 폴리우레탄 에멀젼을 도포할 수 있다. 또한, 본 발명의 팩전지의 제조방법은, 롤러로 소전지 (2) 의 표면에 폴리우레탄 에멀젼을 도포할 수 있다.

또한, 본 발명의 팩전지의 제조방법은, 출력단자 (3) 를 정위치에 장착하는동시에 외주면을 소전지 (2) 의 외주면을 따르는 형상으로 하고 있는 홀더 (4) 를 소전지 (2) 의 단부에 장착한 후, 소전지 (2) 의 외주면에서 홀더 (4) 의 외주면까지 폴리우레탄 에멀젼을 도포하여 소전지 (2) 와 홀더 (4) 의 외주면에 플라스틱 보호막 (1) 을 접착시켜, 플라스틱 보호막 (1) 으로 홀더 (4) 와 소전지 (2) 를 경계부분에서 연결시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 제 22 항의 팩전지의 제조방법은, 출력단자 (3) 를 정위치에 장착하는 동시에 외주면을 소전지 (2) 의 외주면을 따르는 형상으로 하고 있는 홀더 (4) 를 소전지 (2) 의 단부에 장착하여 전지의 코어팩 (5) 으로 하는 코어팩 조립공정과, 틱소트로피재를 첨가하여 이루어지는 접착액 (20) 에 응력을 가하여액상으로 하고, 이 액상의 접착액 (20) 에 적어도 홀더 (4) 의 일부와 소전지 (2) 를 침지시켜 소전지 (2) 의 외주면에서 홀더 (4) 의 외주면까지 접착액 (20) 을 도포하고, 이 접착액 (20) 을 경화시켜 이루어지는 플라스틱 보호막 (1) 으로 소전지 (2) 의 표면을 피복하는 동시에 홀더 (4) 를 소전지 (2) 에 연결시키는 공정으로 이루어진다.

접착액 (20) 은, 폴리우레탄계 접착제, 아크릴계 접착제, 에폭시계 접착제, 실리콘계 접착제로 할 수 있다. 또한, 접착액 (20) 은, 유기 디이소시아네이트로 이루어지는 A 화합물과, 2.05 이상의 평균관능기를 갖는 폴리올 혼합물로 이루어지는 B1 화합물과, 1 개의 친수성 중심과 2 개 이상의 활성 수소기를 갖는 B2 화합물로부터 생성되는 중간생성물을 수중에 유화, 분산시켜 얻어지는 반응생성물을 포함하는 폴리우레탄 에멀젼으로 할 수 있다.

발명의 실시형태

이하, 본 발명의 실시예를 도면에 기초하여 설명한다. 단, 이하에 나타내는 실시예는, 본 발명의 기술사상을 구체화하기 위한 팩전지와 그 제조방법을 예시하는 것으로서, 본 발명은 팩전지와 그 제조방법을 이하의 것으로 특정하지 않는다.

또한, 본 명세서는, 특허청구범위를 이해하기 쉽도록, 실시예에 나타나는 부재에 대응하는 번호를 「특허청구범위의 란」 및 「과제를 해결하기 위한 수단의 란」에 나타나는 부재에 부기하고 있다. 단지, 특허청구범위에 나타나는 부재를 실시예의 부재로 특정하는 것은 결코 아니다.

도 1 의 사시도와 도 2 의 분해 사시도에 나타내는 팩전지는, 소전지 (2) 의 볼록부 전극 (2B) 을 형성하고 있는 전극 단면에 출력단자 (3) 를 형성하고 있는 홀더 (4) 를 고정시키고 있다. 이 팩전지는, 소전지 (2) 에 홀더 (4) 를 장착하여 이루어지는 코어팩 (5) 을, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 접착액 (20) 에 침지시켜 소전지 (2) 와 홀더 (4) 에 접착액 (20) 을 도포한다. 접착액 (20) 은 경화되어 소전지 (2) 의 표면을 피복하는 플라스틱 보호막 (1) 이 된다. 전지의 코어팩 (5) 은, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 소전지 (2) 를 아래로 홀더 (4) 를 위로 하여 수직으로 세운 자세에서 접착액 (20) 에 침지시켜, 소전지 (2) 와 홀더 (4) 표면에 접착액 (20) 을 도포한다. 소전지 (2) 는, 팩전지의 표면으로 표출되는 전체 표면, 도면의 팩전지에 있어서는 외주면과 바닥면에 접착액 (20) 을 도포한다. 홀더 (4) 는, 외주면에 접착액 (20) 을 도포한다. 도면의 팩전지는, 홀더 (4) 의 측면에 단자창 (6) 을 개구하고 있기 때문에, 접착액 (20) 이 단자창 (6) 을 폐색하지 않도록, 소전지측에 접착액 (20) 을 도포하고 있다.

홀더 (4) 의 사시도를 도 4 와 도 5 에 나타낸다. 도 5 는, 도 4 의 홀더 (4) 를 반대측에서 본 사시도이다. 이들 도면에 나타내는 홀더 (4) 는, 도 6 과 도 7 에 나타내는 분해 사시도에 나타내는 바와 같이, 제 1 홀더 (4A) 와, 이 제 1 홀더 (4A) 의 내측에 끼워넣어져 있는 제 2 홀더 (4B) 로 이루어지고, 제 1 홀더 (4A) 와 제 2 홀더 (4B) 사이에 출력단자 (3) 를 고정시키고 있다. 도 7 은, 도 6 의 홀더 (4) 를 반대측에서 본 사시도이다. 또한, 도 8 과 도 9 는, 제 2 홀더 (4B) 에 출력단자 (3) 를 장착시킨 상태를 나타내는 사시도이다. 도9 는, 도 8 에 나타내는 제 2 홀더 (4B) 를 반대측에서 본 사시도이다.

제 1 홀더 (4A) 와 제 2 홀더 (4B) 는 플라스틱 성형품으로, 출력단자 (3) 는 금속판을 프레스 가공한 것이다. 홀더 (4) 는, 외측에 배치되는 제 1 홀더 (4A) 의 외주면을 소전지 (2) 의 외주면을 따르는 형상으로 하고 있다. 이 홀더 (4) 는, 외주면이 소전지 (2) 와 동일 평면이 되거나, 또는 거의 동일 평면이 된다. 도면의 제 1 홀더 (4A) 는, 접착액 (20) 을 도포하여 플라스틱 보호막 (1) 을 부착시키는 외주면의 일부인 부착 부분 (4a) 의 외주 형상을 플라스틱 보호막 (1) 을 형성하지 않는 비부착 부분 (4b) 보다도 조금 작게 하고 있다. 이 홀더 (4) 는, 플라스틱 보호막 (1) 을 박리시키지 않도록 접착시킬 수 있다. 그것은, 플라스틱 보호막 (1) 이 홀더 (4) 의 비부착 부분 (4b) 으로부터 돌출되지 않도록 할 수 있기 때문이다. 또, 홀더 (4) 의 비부착 부분 (4b) 과 플라스틱 보호막 (1) 의 표면을 동일 평면으로 할 수도 있다.

제 1 홀더 (4A) 는, 통형상의 둘레벽 (7) 의 일방을 폐색하고 타방을 개구하는 형상으로 플라스틱으로 성형되어 있다. 둘레벽 (7) 은, 소전지 (2) 와 대향하는 측을 개구하고 반대측을 폐색하고 있다. 둘레벽 (7) 은, 소전지 (2) 의 외주면을 따르는 통형상으로 성형되고, 그 외측면을 소전지 (2) 의 외측면과 거의 동일면으로 하고 있다. 이 제 1 홀더 (4A) 는, 단자창 (6) 을 개구하고 있다. 단자창 (6) 은, 전기기기의 전원단자를 삽입하여 출력단자 (3) 에 전기접속 하기 위한 개구부로, 내부에 출력단자 (3) 를 배치하고 있다. 도면의 홀더 (4) 는, 출력단자 (3) 를 내부에 배치하여 전기기기의 전원단자를 홀더 (4) 의 내부에 삽입하기 때문에, 팩전지의 출력단자 (3) 를 오염으로부터 방지할 수 있다. 또, 출력단자 (3) 에 금속편이 접촉되어 쇼트되는 것을 방지할 수 있다. 또, 출력단자 (3) 를 홀더 (4) 내에 배치하기 때문에, 오염이나 변질을 방지할 수 있는 특징이 있다.

제 2 홀더 (4B) 는, 제 1 홀더 (4A) 의 내부에 끼워 넣어지는 외형으로 플라스틱을 성형하고 있다. 제 2 홀더 (4B) 는, 소전지 (2) 에 고정되는 고정부 (8) 를 형성하고 있다. 도면의 제 2 홀더 (4B) 는, 양단 부분에 고정부 (8) 를 형성하고 있다. 고정부 (8) 가 소전지 (2) 에 고정되는 구조를 도 10 ∼ 도 13 에 나타낸다. 도 10 과 도 11 의 제 2 홀더 (4B) 는, 고정부 (8) 를 접착시켜 소전지 (2) 에 고정시키고 있다. 소전지 (2) 는, 홀더 (4) 의 고정부 (8) 를 접착시키기 위한 연결 오목부 (9) 를 전극 단면에 형성하고 있다. 도면의 소전지 (2) 는, 전극 단면에 링홈 형상의 연결 오목부 (9) 를 형성하고 있다. 연결 오목부 (9) 는, 개구부가 좁아지는 언더컷 형상을 하고 있다. 제 2 홀더 (4B) 는, 연결 오목부 (9) 에 끼워 넣어지는 연결 볼록부 (10) 를 고정부 (8) 에 형성하고 있다. 제 2 홀더 (4B) 는, 고정부 (8) 에 형성되어 있는 연결 볼록부 (10) 를 소전지 (2) 의 연결 오목부 (9) 에 넣고 접착시켜 소전지 (2) 에 고정된다.

또한, 도 12 와 도 13 에 나타내는 제 2 홀더 (4B) 는, 고정부 (8) 를 리벳 (11) 을 통해 소전지 (2) 에 고정시키고 있다. 리벳 (11) 을 통해 제 2 홀더 (4B) 를 고정시키는 소전지 (2) 도, 전극 단면에 연결 오목부 (9) 를 형성하고 있다. 이 연결 오목부 (9) 도 개구부가 작아지는 언더컷 형상으로 되어 있다.리벳 (11) 은, 소전지 (2) 의 연결 오목부 (9) 에 삽입되는 통형상의 외통 (11A) 과, 이 외통 (11A) 의 내부에 삽입되는 압입핀 (11B) 으로 이루어진다. 외통 (11A) 은, 하단의 외형을 연결 오목부 (9) 의 내형과 거의 동일하게 하는 동시에 하단부를 하단을 향해 점점 두껍게 하고, 또한 하단부에 축방향으로 슬릿 (11a) 을 형성하고 있다. 제 2 홀더 (4B) 는, 리벳 (11) 의 외통 (11A) 을 삽입하여 연결하는 관통구멍 (12) 을 고정부 (8) 에 형성하고 있다.

이 구조의 제 2 홀더 (4B) 는, 다음과 같이 소전지 (2) 에 연결된다.

(1) 소전지 (2) 의 전극 단면에 제 2 홀더 (4B) 를 세팅한다.

(2) 제 2 홀더 (4B) 의 고정부 (8) 에 형성되어 있는 관통구멍 (12) 에 리벳 (11) 의 외통 (11A) 을 삽입하고, 외통 (11A) 의 하단을 소전지 (2) 의 연결 오목부 (9) 에 넣는다.

(3) 소전지 (2) 에 리벳 (11) 의 압입핀 (11B) 을 압입한다. 압입된 압입핀 (11B) 은, 외통 (11A) 의 하단을 언더컷 형상의 연결 오목부 (9) 의 내부에서 넓혀 빠지지 않도록 연결한다.

제 2 홀더 (4B) 를 소전지 (2) 에 고정시킨 후, 제 2 홀더 (4B) 에 제 1 홀더 (4A) 를 연결시킨다. 제 2 홀더 (4B) 는, 제 1 홀더 (4A) 에 끼워 넣어지는 형상으로 성형되어 있다. 따라서, 제 1 홀더 (4A) 는, 제 2 홀더 (4B) 를 끼워 넣어 소전지 (2) 의 정위치에 배치된다. 이 위치에 장착된 제 1 홀더 (4A) 는, 접착되어 제 2 홀더 (4B) 에 고정된다. 또한, 초음파 용착하여 제 2 홀더 (4B) 에 고정시킬 수도 있다. 제 1 홀더 (4A) 를 제 2 홀더 (4B) 에 고정하여 제 2홀더 (4B) 를 소전지 (2) 에 고정시키는 팩전지는, 홀더 (4) 를 확실하게 정위치에 고정시킬 수 있다. 단, 제 1 홀더 (4A) 는, 플라스틱 보호막 (1) 을 통해 소전지 (2) 에 연결되기 때문에, 반드시 제 2 홀더 (4B) 에 고정시킬 필요는 없다.

제 2 홀더 (4B) 에는, 소전지 (2) 에 고정되는 전(前)공정에서 출력단자 (3) 가 장착된다. 제 2 홀더 (4B) 에는, 출력단자 (3) 를 정위치에 끼워붙이기 위한 끼워넣음 오목부 (13) 가 형성되어 있다. 도 6 과 도 7 의 사시도에 나타내는 출력단자 (3) 는, 전기기기의 전원단자에 접속되는 탄성 협착부 (3A) 와, 소전지 (2) 또는 보호소자 (14) 에 접속되는 접속부 (3B) 를 구비한다. 탄성 협착부 (3A) 는, 전원단자를 양측으로부터 탄성적으로 협착하는 한쌍의 탄성편을 갖는다. 이 탄성 협착부 (3A) 는, 제 2 홀더 (4B) 의 끼워넣음 오목부 (13) 에 끼워 넣어져 정위치에 장착된다. 제 2 홀더 (4B) 에는, 출력단자 (3) 의 탄성 협착부 (3A) 를 끼워넣는 끼워넣음 오목부 (13) 가 형성되어 있다. 끼워넣음 오목부 (13) 는, 제 1 홀더 (4A) 의 단자창 (6) 에 대향하는 위치에 형성되고, 단자창 (6) 으로부터 홀더 (4) 내에 삽입되는 전기기기의 전원단자를 탄성 협착부 (3A) 에 전기접속시킨다.

출력단자 (3) 의 접속부 (3B) 는, 제 2 홀더 (4B) 의 소전지측에 표출되도록 장착된다. 소전지 (2) 의 전극이나 보호소자 (14) 에 접속되기 때문이다. 또한, 접속부 (3B) 를 소전지 (2) 나 보호소자 (14) 에 용접하기 위해, 제 2 홀더 (4B) 는 관통구멍 (15) 을 형성하고 있다. 이 제 2 홀더 (4B) 는, 접속부 (3B) 를 전극이나 보호소자 (14) 에 접촉시키는 상태에서, 관통구멍 (15) 에 용접용 전극을 삽입하여 접속부 (3B) 를 전극이나 보호소자 (14) 에 접속시킨다. 이 출력단자 (3) 는, 제 2 홀더 (4B) 를 소전지 (2) 에 연결한다. 이것은, 접속부 (3B) 를 소전지 (2) 나 보호소자 (14) 에 연결하여 탄성 협착부 (3A) 를 끼워넣음 오목부 (13) 에 끼워넣고 있기 때문이다. 이 구조의 제 2 홀더 (4B) 는, 출력단자 (3) 를 장착하는 상태에서 소전지 (2) 의 정위치에 세팅하고, 출력단자 (3) 의 접속부 (3B) 를 전극이나 보호소자 (14) 에 스폿 용접 등의 방법으로 연결한 후, 접속 또는 리벳 (11) 을 통해 소전지 (2) 에 확실하게 연결된다.

팩전지의 소전지 (2) 는, 리튬이온전지, 니켈-수소전지, 니켈-카드뮴전지 등 충전할 수 있는 2 차 전지이다. 도 1 과 도 2 의 팩전지는 1 개의 박형 전지를 구비하고 있다. 단, 본 발명의 팩전지는, 소전지를 박형 전지로 특정하지 않고, 또 소전지를 1 개로도 특정하지 않는다. 소전지에는, 원통형 전지나 각형 전지도 사용할 수 있으며, 또 복수의 소전지를 직렬 또는 병렬로 접속시킬 수도 있다. 소전지의 전극 단면에 홀더를 장착하고 있는 팩전지는, 소전지의 형상에 관계없이, 홀더의 외주면을 소전지의 외주면을 따르는 형상으로 하여 홀더와 소전지의 외주면을 동일면 내지 거의 동일면으로 한다.

소전지 (2) 는, 볼록부 전극 (2B) 을 형성하고 있는 전극 단면에 위치하는 봉구판 (16) 에 안전밸브 (17) 를 형성하고 있다. 도면의 소전지 (2) 는, 봉구판 (16) 의 중앙부분에 볼록부 전극 (B) 을 형성하고, 볼록부 전극 (B) 에서 떨어진 위치에 안전밸브 (17) 를 형성하고 있다. 소전지는, 볼록부 전극에 안전밸브을 내장시킬 수도 있다. 안전밸브 (17) 는, 전지 (2) 의 내압이 설정압력보다 높아질 때 밸브가 열린다. 밸브가 열린 안전밸브 (17) 는, 내부 가스 등을 배출하여 외장 통 (2A) 의 내압 상승을 억제한다. 안전밸브 (17) 는, 봉구판 (16) 에 개구된 개구부에 기밀하게 밀착되어 있는 파괴막 구조이다. 파괴막은, 전지의 내압이 설정압력이 되면 파괴되어 안전밸브 (17) 를 연다. 파괴막은, 설정압력에서 파괴되는 금속박, 금속박과 플라스틱 필름의 적층막, 플라스틱 필름 등이다. 안전밸브에는, 파괴막 대신, 외장 통의 일부를 얇게 가공하여 파괴되기 쉽도록 하는 구조도 사용할 수 있다.

도면의 팩전지는, 보호소자 (14) 를 통해 출력단자 (3) 를 소전지 (2) 의 전극에 접속시키고 있다. 보호소자 (14) 는, 소전지 (2) 에 과전류가 흐르면 전류를 차단하는 브레이커, 전지온도가 설정온도보다 높아지면 전류를 차단하는 PTC 나 휴즈 등이다. 보호소자 (14) 는, 소전지 (2) 의 전극 단면과 제 2 홀더 (4B) 사이에 배치된다. 제 2 홀더 (4B) 는, 보호소자 (14) 를 수납하는 수납부 (18) 를 전극 단면과의 대향면에 형성하고 있다. 보호소자 (14) 는, 일방의 단자를 소전지 (2) 의 볼록부 전극 (2B) 에, 타방의 단자를 출력단자 (3) 의 접속부 (3B) 에 접속시키고 있다.

도면의 팩전지는, 출력단자 (3) 와 소전지 (2) 사이에 보호소자 (14) 를 접속시키고 있다. 이 팩전지는, 가장 간단한 회로 구성으로 제조 비용을 저렴하게 할 수 있다. 단, 본 발명의 팩전지는, 홀더에 회로기판을 내장시켜, 이 회로기판에 전자회로에서 실현되는 전지의 보호회로를 실장하는 구조로 할 수도 있다. 회로기판에 실장되는 보호회로는, 전지의 과충전, 과방전, 과전류 등을 검출하여 전류를 차단하고, 또한 전지온도가 설정온도보다 높아지면 전류를 차단하여 소전지를 보호할 수 있다. 보호회로를 실장하는 팩전지는, 보호소자를 생략할 수 있다. 보호회로에서 전지를 보호하기 때문이다.

소전지 (2) 에 보호소자 (14), 출력단자 (3), 및 홀더가 장착되어 전지의 코어팩 (5) 이 제작된다. 코어팩 (5) 은, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 접착액 (20) 에 침지되어 소전지 (2) 와 홀더 (4) 에 플라스틱 보호막 (1) 이 피복된다. 접착액 (20) 으로는, 폴리우레탄 에멀젼이 적합하다. 폴리우레탄 에멀젼을 경화시켜 이루어지는 플라스틱 보호막 (1) 은, 소전지 (2) 와 홀더 (4) 에 대한 접착력이 강한 데다가, 강인하며 내충격성이 우수하기 때문이다. 단, 플라스틱 보호막 (1) 을 형성하는 접착액 (20) 은, 반드시 폴리우레탄 에멀젼으로 할 필요는 없으며, 예를 들어, 용매 타입 1 액성 폴리우레탄이나 2 액성 폴리우레탄 등의 폴리우레탄계 접착제, 아크릴계 접착제, 에폭시계 접착제, 실리콘계 접착제 등도 사용할 수 있다.

플라스틱 보호막 (1) 에 사용하는 폴리우레탄 에멀젼은, 유기 디이소시아네이트인 A 화합물과, 폴리올 혼합물로 이루어지는 B1 화합물과, 1 개의 친수성 중심과 2 개 이상의 활성 수소기를 갖는 화합물인 B2 화합물로부터 생성된다. 이 폴리우레탄 에멀젼은 B1 화합물로서 2.05 이상의 평균관능기를 갖는 폴리올 혼합물을 사용한 가교성 폴리우레탄 에멀젼에 의해 매우 양호한 플라스틱 보호막 (1) 이 된다. 이 플라스틱 보호막 (1) 은, 피막경도, 피막강도, 내수성, 내온수성, 내알코올성 등의 각종 물성에 있어서 매우 우수한 물성을 나타낸다.

즉, 이 폴리우레탄 에멀젼은, 유기 디이소시아네이트로 이루어지는 A 화합물과, 2.05 이상의 평균관능기를 갖는 폴리올 혼합물로 이루어지는 B1 화합물과, 1 개의 친수성 중심과 2 개 이상의 활성 수소기를 갖는 B2 화합물로부터 생성되는 중간생성물을 수중에 유화, 분산시켜 얻어지는 반응생성물을 포함한다.

평균관능기를 2.05 이상으로 하는 폴리올 혼합물인 B1 화합물은, 2 관능기 폴리올과 3 관능기 이상의 폴리올로 이루어지는 폴리올 혼합물로 생성할 수 있다. 이 B1 화합물은, 바람직하게는 2 관능기 폴리올과 3 관능기 폴리올로 이루어지는 폴리올 혼합물로, 평균관능기 수를 2.05 ∼ 2.6 으로 한다. 평균관능기 수가 2.05 보다도 작으면 경화물의 물성이 저하되어 우수한 특성을 실현시킬 수 없게 되고, 반대로 평균관능기 수가 2.6 보다도 커지면, 바람직한 상태에서 유화 분산시킬 수 없게 된다. 또한, 2 관능기 폴리올과 3 관능기 폴리올로 이루어지는 폴리올 혼합물인 B1 화합물은, 바람직하게는 3 관능기 폴리올의 분자량을 2 관능기 폴리올의 분자량보다도 적은 것으로 하고, 2 관능기 폴리올의 분자량을 700 ∼ 3000, 3 관능기 폴리올의 분자량을 400 ∼ 1200 으로 한다. 3 관능기 폴리올에 분자량이 작은 것을 사용하는 것은, 바람직한 상태에서 물에 분산시켜 유화시키기 위해서이다. 이 폴리올 혼합물은, 예를 들어, 3 관능기 폴리올로서 ε-카프로락톤계 폴리올을 사용한다.

폴리우레탄 에멀젼에는 안료를 첨가하여 플라스틱 보호막 (1) 의 색을 조정할 수 있다. 안료는, 바람직하게는 B1 화합물인 폴리올 혼합물에 혼합된다. 또한, B1 화합물인 폴리올 혼합물에 혼합되는 안료는, 바람직하게는 유기안료를 사용한다. 이 안료에는 카본블랙을 사용할 수 있다. 단, 폴리우레탄 에멀젼에는 무기안료를 첨가할 수도 있고, 또 폴리올 혼합물이 아니라 반응생성물을 물에 유화시키고 있는 폴리우레탄 에멀젼에 첨가하여 혼합할 수도 있다.

폴리우레탄 에멀젼은, A 화합물 1 당량에 대한 B1 화합물 및 B2 화합물의 첨가량을 바람직하게는 0.45 ∼ 1.02 당량, 더욱 바람직하게는 0.50 ∼ 0.95 당량, 가장 바람직하게는 0.70 ∼ 0.93 으로 한다. A 화합물 1 당량에 대한 B1 화합물과 B2 화합물의 첨가량이 적으면 반응한 상태에서의 분자량이 작아 플라스틱 보호막 (1) 의 물성이 저하되고, 반대로 많으면 반응생성물을 바람직한 상태에서 유화, 분산시킬 수 없게 된다.

이상의 폴리우레탄 에멀젼을 경화시키면 플라스틱 보호막 (1) 이 된다. 이 플라스틱 보호막 (1) 은, 인장파단강도가 800 ㎏/㎠ 이상이고, 연필경도 2H 이상의 피막으로 할 수 있다. 플라스틱 보호막 (1) 의 인장파단강도와 경도는, A 화합물과 B1 화합물과 B2 화합물의 원료 조성을 조정하거나, 또는 이들의 혼합량을 조정하여 인장파단강도를 800 ∼ 1500 ㎏/㎠, 연필경도를 3H ∼ 5H 로 할 수 있다.

플라스틱 보호막 (1) 은, 폴리우레탄 에멀젼에 틱소트로피재를 첨가하여 능률적으로 도포할 수 있다. 틱소트로피재를 첨가하고 있는 폴리우레탄 에멀젼 등의 접착액 (20) 은, 코어팩 (5) 을 침지시켜 들어올릴 때, 코어팩 (5) 의 하단에 접착액 (20) 이 물방울처럼 떨어지는 일이 없기 때문이다. 틱소트로피재를 첨가하고 있는 폴리우레탄 에멀젼은, 진동시키는 등의 응력을 가하면 액상이 된다. 응력을 가하여 코어팩 (5) 을 침지시켜 표면에 도포하고, 접착액 (20) 으로부터 끌어올려 도포된 상태에서는 응력이 가해지지 않는 상태가 되어 코어팩 (5) 으로부터 떨어지지 않게 할 수 있다. 틱소트로피재에는 미분말 합성실리카를 사용한다. 단, 접착액 (20) 에 첨가하는 틱소트로피재에는, 미분말 합성실리카 이외의 것도 사용할 수 있다. 폴리우레탄 에멀젼에 틱소트로피재로서 첨가되는 미분말 합성실리카의 첨가량은, 바람직하게는 폴리우레탄 에멀젼에 함유되는 수분을 제외한 성분 100 중량부에 대해 3 ∼ 20 중량부로 한다.

또한, 폴리우레탄 에멀젼의 플라스틱 보호막 (1) 은, 카본블랙 안료를 첨가하여 도포하고, 도포된 피막에 레이저광을 조사하여 카본블랙을 승화시킬 수 있다.

이상의 폴리우레탄 에멀젼은, 구체적으로는 다음과 같이 제작된다. 이 폴리우레탄 에멀젼은, 이하의 (1) ∼ (3) 으로 이루어지는 중간생성물을 수중에 자체유화, 분산시켜 얻어지는 반응생성물로 이루어진다.

(1) A 화합물‥‥‥유기 디이소시아네이트로 이루어지는 A 화합물

(2) B1 화합물‥‥‥2.05 이상의 평균관능기를 갖는 폴리올 혼합물

(3) B2 화합물‥‥‥1 개의 친수성 중심과 2 개 이상의 활성 수소기를 갖는 화합물

B1 화합물의 폴리올 혼합물은, 2 관능기 폴리올에 2 ∼ 4 관능기 폴리올을 혼합한다. 바람직하게는 2 관능기 폴리올에 3 관능기 폴리올을 혼합한다. 평균관능기를 2.05 이상으로 하는 폴리올 혼합물은, 2 관능기 폴리올에 3 이상 평균관능기의 폴리올을 혼합하여 얻어진다. 여기서, B1 화합물의 폴리올 혼합물의 평균관능기를 2.05 이상으로 하는 것은, 평균관능기가 이것보다 작으면, 폴리우레탄 에멀젼의 반응생성물을 충분히 고분자화할 수 없고, 이것이 경화된 플라스틱 보호막 (1) 은 미경화되거나, 또는 피막을 얻을 수 있다 하더라도 피막경도, 피막강도, 내수성, 내온수성, 내알코올성의 특성이 불충분하고, 내열성도 나쁘며, 피막표면에 점성이 있어 바람직하지 않기 때문이다.

2 관능기 폴리올에 3 관능기 폴리올을 혼합하는 폴리올 혼합물의 평균관능기는, 2 관능기 폴리올의 혼합 부수를 x 부, 3 관능기 폴리올의 혼합 부수를 y 부로 하면,

평균관능기 = (2x + 3y)/(x + y)

가 된다.

2 관능기 폴리올과 3 관능기 폴리올로 이루어지는 B1 화합물은, 2 관능기 폴리올의 분자량을 500 ∼ 4000, 바람직하게는 700 ∼ 2000, 보다 바람직하게는 800 내지 1500 으로 한다. 2 관능기 폴리올의 분자량이 500 이하이면, 중간생성물의 점도가 높아져 에멀젼화가 곤란해진다. 2 관능기 폴리올의 분자량이 4000 이상이면, 타성분과의 상용성, 특히 B2 화합물과의 상용성이 나빠져 지장이 있다. 또, 피막강도와 피막경도가 나빠지고 내열성도 나빠져 지장이 있다.

B1 화합물에 사용하는 2 관능기 폴리올을 한정하는 것은 아니지만, 2 관능기 폴리올로서, 예를 들어, 공지된 이하의 것 및 이들 2 종 이상의 혼합물을 사용할 수 있다. 그 중에서도, (가), (다) 가 타성분과의 상용성, 합성계의 점도 상승의 억제, 에멀젼화 용이성, 내가수분해성 등에서 바람직하다.

(가) 폴리옥시폴리알킬렌디올

이것은, 단(短)분자 디올에 알킬렌옥사이드의 부가중합에 의해 얻을 수 있다.

(나) 폴리에스테르계 디올

이것은, 디카르복실산과 디올의 축합중합에 의해 얻을 수 있다.

(다) 폴리옥시테트라메틸렌폴리올

이것은, 단분자 디올과 푸란의 개환중합에 의해 얻을 수 있다.

(라) 카보네이트계 폴리올

이것은, 단분자 디올과 디알킬카보네이트와의 축합중합에 의해 얻을 수 있다.

(마) 락톤계 폴리올

이것은, 염분자 디올에 락톤의 개환중합에 의해 얻을 수 있다.

(바) 피마자유계 폴리올

이것은, 피마자유 또는 피마자유의 에스테르교환 유도물로서 얻을 수 있다.

(사) 액상 고무계 폴리올

이것은, 부타디엔 고무에 과산화수소의 반응에 의해 말단 히드록실화에 의해 얻을 수 있다.

여기서, 폴리옥시폴리알킬렌디올을 얻는 단분자 디올로는, 예를 들어, 물, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 1,2-프로판디올, 1,3-프로판디올, 1,2-부탄디올, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 3-메틸-1,5-펜타디올, 1,8-옥탄디올, 1,9-노난디올, 네오펜틸글리콜등을 들 수 있다.

2 관능기 폴리올에 첨가되는 관능기를 3 이상으로 하는 폴리올로는, 예를 들어, 공지된 이하의 것을 사용할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

(자) 폴리옥시폴리알킬렌폴리올

이것은, 단분자 폴리올에 알킬렌옥사이드의 부가중합에 의해 얻을 수 있다.

(차) 락톤계 폴리올

이것은, 단분자 폴리올에 락톤의 개환부가중합에 의해 얻을 수 있다.

(카) 및 이들 2 종 이상의 혼합물을 든다.

그 중에서도, (차) 가 타성분과의 상용성, 에멀젼 용이성 등에서 바람직하다.

여기서, 폴리옥시폴리알킬렌폴리올을 얻기 위한 단분자 폴리올로는, 예를 들어, 글리세린, 트리메탄올프로판, 헥산트리올, 펜타에리스리톨, 디글리세린 등을 들 수 있다. 특히, 글리세린, 트리메탄올프로판이 바람직하다. 단분자 폴리올의 분자량은 300 ∼ 1000, 바람직하게는 500 ∼ 800 이다. 300 이하에서는, 중간생성물의 점도가 높아져 에멀젼화가 곤란해진다. 또, 1000 이상에서는 가교 효과가 작아져, 피막 특성의 피막강도, 내온수성, 내알코올성, 경도에 지장이 있다.

또한, 폴리우레탄 에멀젼에 사용하는 A 화합물인 유기 디이소시아네이트는, 예를 들어, 2,4-톨릴렌디이소시아네이트, 2,6-톨릴렌디이소시아네이트 및 그 혼합물 (TDI), 4,4’-디페닐메탄디이소시아네이트 (MDI), 나프탈렌-1,5-디이소시아네이트 (NDI), 3,3-디메틸-4,4-비페닐렌디이소시아네이트 (TODI), 폴리메틸렌폴리페닐디이소시아네이트, 자일리렌디이소시아네이트 (XDI), 페닐렌디이소시아네이트 등의 방향 지환족 디이소시아네이트, 또한 4,4’-메틸렌비스시클로헥실디이소시아네이트 (수소첨가 MDI), 헥사메틸렌디이소시아네이트 (HDI), 이소포론디이소시아네이트 (IPDI), 디메틸시클로헥산디이소시아네이트 (수소첨가 XDI) 등의 지방족 디이소시아네이트를 들 수 있다.

이들의 2 종 이상의 혼합물도 사용할 수 있다.

그 중에서도, 중간생성물을 물과 혼합할 때, 에멀젼이 안정화될 때까지 물과의 급격한 반응을 피하는 것이 바람직하기 때문에, 저활성 폴리이소시아네이트가 바람직하고, XDI, 수소첨가 MDI, HDI, IPDI, 수소첨가 XDI 가 바람직하며, HDI, IPDI 가 보다 바람직하다. 또, 상온 증기밀도가 낮아 IPDI 가 비결정성으로 더욱 바람직하다.

또, B2 화합물로는, 예를 들어, 2,2-디메틸롤프로피온산, 2,2-디메틸롤부탄산 등을 들 수 있다. 또, 디아미노카르복실산류, 예를 들어, 리신, 시스틴 및 3,5-디아미노카르복실산 등을 들 수 있다.

특히, 2,2-디메틸롤프로피온산, 2,2-디메틸롤부탄산이 바람직하고, 타성분과의 상용성으로부터 2,2-디메틸롤부탄산이 보다 바람직하다. 이들을 실제로 사용하는 경우에는, 중화제로 중화하여 사용하여 폴리우레탄 폴리머에 도입된 카르복실산과 염을 형성한다.

중화제로는, 트리메틸아민, 트리에틸아민, 트리이소프로필아민, 트리부틸아민, 트리에탄올아민, N-메틸디에탄올아민, N-메틸모르폴린 등의 3 급 아민류, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 암모니아 등의 알칼리류를 들 수 있지만, 건조 후의 내후성이나 내수성을 향상시키기 위해서는 휘발성이 높은 것이 좋아 트리메틸아민, 트리에틸아민이 바람직하다. 또, 이들은 단독으로 또는 2 종 이상을 혼합해서 사용된다. 중화제의 사용량은, B2 화합물 1 몰에 대해 중화제를 1 ∼ 0.3 몰로 한다. 중화제가 0.3 몰 이하일 때, 에멀젼화가 곤란해진다.

B2 화합물의 첨가량은, A 화합물인 유기 디이소시아네이트 1 당량에 대해 0.1 ∼ 0.4 당량, 바람직하게는 0.2 ∼ 0.3 당량으로 한다. 유기 디이소시아네이트 1 당량에 대해 B2 화합물이 0.1 당량 이하이면, 에멀젼화가 곤란해지고, 또한 0.4 당량 이상이면, 플라스틱 보호막 (1) 의 피막특성, 내온수성, 내알코올성이 나빠진다.

폴리우레탄 에멀젼에는, 반드시 사슬 연장제를 첨가할 필요는 없지만, 필요에 따라 물성을 손상시키지 않는 범위에서, 중간생성물의 합성공정에서의 현저한 점도 상승 등이 없는 한 사용해도 된다.

사슬 연장제는 중간생성물에 첨가해도 되고, 그 중에서도 디아민은 수중에 넣어 에멀젼화를 실시해도 된다. 사슬 연장제로는, 상기 기술한 단분자 디올 이외에, 에틸렌디아민, 프로필렌디아민, 헥사메틸렌디아민, 톨릴렌디아민, 자일리렌디아민, 디페닐디아민, 디아미노디페닐메탄, 디아미노시클로헥실메탄, 피페라진, 2-메틸피페라진, 이소포론디아민 등의 각종 디아민류, 또한 모노에탄올아민, 디에탄올아민, N-메틸디에탄올아민 등의 알코올 아민류 및 물 등을 들 수 있다.

B1 화합물의 첨가량은, A 화합물인 유기 디이소시아네이트 1 당량에 대해, 예를 들어, 0.3 ∼ 0.7 당량으로 한다. 단, A 화합물인 유기 디이소시아네이트의 이소시아네이트기에 대한 B1 화합물 및 B2 화합물의 활성 수소기의 비율, 즉 이소시아네이트기에 대한 활성 수소기의 당량비는, 1 당량의 이소시아네이트기에 대해 활성 수소기가 0.45 ∼ 1.02 당량, 바람직하게는 0.5 ∼ 0.95 당량이 되도록 B1 화합물과 B2 화합물의 총량을 조정한다. 1 당량의 이소시아네이트기에 대해 활성 수소기의 당량이 0.45 이하이면, 폴리우레탄 에멀젼의 분자량이 작아져 피막특성과 피막강도가 나빠지고, 1.02 이상이면, 과잉량의 활성 수소기로 의미가 없으며, 반응계 내에 첨가속도가 빠르면, 폴리우레탄 에멀젼 분자량의 저하를 일으키기 때문에 바람직하지 않다.

1 당량의 이소시아네이트기에 대한 활성 수소기의 당량이 0.95 에 근접하면, 중간생성물의 점도는 급상승되지만, 겔화를 억제할 수 있다. 이것은 점도의 현저한 증가에 따라 폴리머 말단의 활성 반응기의 반응 진행이 억제되기 때문이다. 이 반응은, 물과 상용하는 유기용제 중에서 반응시킨 후 물을 첨가하고, 유기용제를 제거할 수도 있다. 얻어진 반응생성물은, 강제적으로 직접 물에 분산시켜 폴리우레탄 에멀젼을 얻어도 된다.

중간생성물을 유화시키는 물은, 반응생성물 100 중량부에 대해 100 중량부 이상, 바람직하게는 130 ∼ 300 중량부, 더욱 바람직하게는 150 ∼ 250 중량부로 한다. 100 중량부 이하에서는, 겔화되어 바람직한 유화 상태의 폴리우레탄 에멀젼을 얻을 수 없다. 이렇게 하여 얻은 폴리우레탄 에멀젼은, 상온하에서 12시간 이상 방치하여 안정화시킨다. 이 상태에 폴리우레탄 에멀젼이 방치되면, 잔존 이소시아네이트기의 반응이 완료되는 동시에 부생성물의 탄산가스가 방산된다. 따라서, 소정 시간 방치된 폴리우레탄 에멀젼은, 플라스틱 보호막 (1) 에 거품이 혼입되지 않아 이상적인 도막으로 할 수 있다. 용제를 사용한 폴리우레탄 에멀젼은, 진공하에서 탈용제할 수 있다.

이상과 같이 하여 얻어지는 폴리우레탄 에멀젼은, 수지분 농도를 40 % 이하 로 하고, 23 ℃ 에서의 액점도를 800 cps 이하로 하는 것이다. 보다 수지분 고농도의 폴리우레탄 에멀젼을 필요로 하는 경우에는, 진공하에서 더욱 탈수하여 수지분 농도, 액점도를 높여 사용해도 지장은 없다.

폴리우레탄 에멀젼에 사용되는 유기용제는, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논의 케톤계 용제, 아세트산에틸, 아세트산부틸, 아세트산이소부틸의 에스테르계 용제, 또는 톨루엔, 자일렌의 방향족 용제, 또는 메틸렌클로라이드의 클로르계 용제, 기타 디옥산, 디메틸포름아미드, N-메틸피롤리돈, 테트라히드로푸란 등의 이소시아네이트에 대해 불활성인 유기용매를 사용할 수 있다. 폴리우레탄 에멀젼은, 용제를 사용하지 않는 것이 가장 바람직하지만, 사용하는 경우에는, 케톤계 용제가 수용성이면서 진공하에서의 탈용제가 용이하여 바람직하다.

또한, 폴리우레탄 에멀젼은, 우레탄화 촉매를 사용할 수 있다. 이 우레탄화 촉매에는, 공지된 것, 구체적으로는, 디부틸-틴-디-라울레이트, 옥틸산납 등의 유기금속 화합물, 또는 트리에틸렌디아민, N,N’-테트라메틸부탄디아민 등의 유기 디아민류를 사용한다. 우레탄화의 반응온도는, 10 ∼ 120 ℃, 바람직하게는30 ∼ 80 ℃ 로 한다.

또한, 폴리우레탄 에멀젼은, 필요에 따라 공지의 첨가제 및 보조제를 첨가할 수 있다. 예를 들어, 안료, 가소제, 난연제, 유기 및 무기충전제, 보강제, 겔화 방지제, 증점제, 점도조정제, 대전방지제, 계면활성제 (레벨링제, 소포제, 분산안정제, 블로킹 방지제), 산화방지제, 광안정제, 자외선 흡수제 등을 첨가할 수 있다.

또, 폴리우레탄 에멀젼은, 타수지계의 에멀젼을 블렌드하여 사용할 수 있다. 예를 들어, 폴리우레탄 에멀젼에는, 아크릴 에멀젼, 폴리에스테르 에멀젼, 폴리올레핀 에멀젼, 라텍스 등을 블렌드할 수 있다.

이들 첨가제 및 보조제는, 원료 성분의 B1 화합물인 폴리올 혼합물에 혼합하여 사용할 수 있으며, 염료, 타수지계 에멀젼 등의 수용성인 것은 폴리우레탄 에멀젼에 혼합해도 된다. 이들의 혼합은, 볼밀, 샌드그라인드밀 등을 사용하여 얻어진다.

이상과 같이 하여 얻어지는 폴리우레탄 에멀젼은, 도 3 에 나타내는 침지방법 또는 도 14 에 나타내는 도포롤러 (22) 로 코어팩 (5) 에 도포된다. 또, 코어팩 (5) 의 표면에 브러시로 폴리우레탄 에멀젼을 도포하거나, 또는 스프레이하여 도포할 수도 있다. 도 14 의 장치는, 폴리우레탄 에멀젼을 충전하고 있는 용기 (21) 와, 이 용기 (21) 의 폴리우레탄 에멀젼에 일부를 침지시키고 있는 도포롤러 (22) 와, 이 도포롤러 (22) 를 회전시키는 구동기구 (미도시) 와, 도포롤러 (22) 의 표면에 부착되는 폴리우레탄 에멀젼의 막두께를 조정하는 스크레퍼 (23) 를 구비한다. 코어팩 (5) 이나 소전지 (2) 는, 도포롤러 (22) 에 접촉하면서 회전되어 도포롤러 (22) 의 표면에 부착되는 폴리우레탄 에멀젼이 전사된다. 이 구조에서 소전지 (2) 나 코어팩 (5) 에 폴리우레탄 에멀젼을 도포하는 방법은, 소전지 (2) 를 원통형 전지로 하는데 적합하다. 도 14 의 장치는, 도포롤러 (22) 를 폴리우레탄 에멀젼에 침지시키고 있지만, 도 15 에 나타내는 바와 같이, 전사롤러 (24) 를 폴리우레탄 에멀젼에 침지시키고, 이 전사롤러 (24) 로부터 도포롤러 (22) 에 폴리우레탄 에멀젼을 전사하여 소전지 (2) 나 코어팩 (5) 에 폴리우레탄 에멀젼을 도포할 수도 있다. 도 15 의 장치는, 전사롤러 (24) 와 도포롤러 (22) 를 슬립하지 않도록 회전시켜 폴리우레탄 에멀젼을 전사롤러 (24) 로부터 도포롤러 (22) 에 전사한다. 이 장치는, 스크레퍼를 사용하지 않고, 균일한 막두께로 폴리우레탄 에멀젼을 도포할 수 있다. 전사롤러 (24) 로부터 도포롤러 (22) 에 전사될 때, 폴리우레탄 에멀젼의 막두께가 균일하게 조정되기 때문이다.

이상과 같이 하여 얻어지는 폴리우레탄 에멀젼 (수지분 농도 40 %) 의 인장파단강도는, 이하와 같이 플라스틱 필름에 코팅하여 측정할 수 있다. 즉, 폴리우레탄 에멀젼을 PET 필름상에 150 ㎛ 두께로 코팅하고, 실온하에서 12 시간 건조한 후, 다시 80 ℃ 에서 3 시간 건조하면, 약 60 ㎛ 두께의 담황색 투명 필름 형상의 플라스틱 보호막이 얻어진다. 이 플라스틱 보호막은, 연필경도 2H 이상으로 단단하고, 또한 인장파단강도 800 ㎏/㎠ 이상으로 강인한 데다가, 또한 내수성, 내온수성, 내알코올성이 우수한 것이 된다.

이상의 폴리우레탄 에멀젼을 경화시켜 이루어지는 플라스틱 보호막은 매우우수한 물성을 나타내고, 본 발명의 팩전지의 플라스틱 보호막으로서 이상적인 것이 된다. 단, 본 발명의 팩전지는, 종래의 폴리우레탄 에멀젼을 경화시켜 플라스틱 보호막을 형성할 수도 있다. 종래의 폴리우레탄 에멀젼과 비교해 상기 기술한 폴리우레탄 에멀젼이 얼마나 우수한 특성을 나타내는가를 명확히 하기 위해, 상기 기술한 폴리우레탄 에멀젼의 실시예와 종래의 폴리우레탄 에멀젼을 사용하고 있는 실시예에 대해 상세히 설명한다. 본 명세서에 있어서, 특별히 언급하지 않는 한, 실시예 중의「부」및「%」는 각각「중량부」및「중량%」를 의미한다.

이하의 폴리우레탄 에멀젼의 실시예는, 표 1 에 나타내는 양의 A 화합물, B1 화합물, B2 화합물과 그 밖의 것을 사용하여 폴리우레탄 에멀젼을 제작한다.

단, 표 1 에 있어서, A 화합물의 유기 디이소시아네이트인 IPDI 와, B1 화합물의 폴리올 혼합물인 폴리올 (1), (2), (3), (4), (5) 와, B2 화합물인 DMPA, DMBA 는 이하의 것이다.

A 화합물의 유기 디이소시아네이트인 IPDI 는, 이소포론디이소시아네이트,

폴리올 (1) 은, 분자량 1000, 관능기 수 2 인 폴리옥시폴리프로필렌폴리올,

폴리올 (2) 는, 분자량 1000, 관능기 수 2 인 폴리옥시테트라메틸렌폴리올,

폴리올 (3) 은, 트리메틸올프로판의 ε-카프로락톤 개환중합으로부터 얻어지는 분자량 305, 관능기 수 3 인 폴리올,

폴리올 (4) 는, 부탄디올과 아디프산의 축합중합으로부터 얻어지는 분자량 1000, 관능기 수 2 인 폴리올,

폴리올 (5) 는, 헥산디올과 디에틸카보네이트로부터 얻어지는 분자량 1000,관능기 수 2 인 카보네이트계 폴리올이다.

B2 화합물인 DMPA 는, 디메틸롤프로피온산,

DMBA 는, 디메틸롤부탄산이다.

또한, 이하의 실시예는, 이하의 촉매, 중화제, 용제, 사슬 연장제 등을 필요에 따라 첨가하고 있다. 단,

촉매인 DBTL 은, 디부틸틴디라울레이트

중화제인 TEA 는, 트리에틸아민,

용제인 MEK 는, 메틸에틸케톤,

사슬 연장제인 IPDA 는, 이소포론디아민이다.

[실시예 1]

교반기, 온도계, 질소 시일(seal)관, 냉각기가 부착된 4 입구 플라스크에, 용제인 MEX 를 150 부, B1 화합물의 폴리올 혼합물로서 폴리올 (1) 을 126 부, 폴리올 (3) 을 8.3 부 넣은 후, A 화합물의 유기 디이소시아네이트인 IPDI 를 100 부, 촉매인 DBTL 을 0.1 부 넣어 80 ℃ 에서 3 시간 반응시키고, 먼저, 용제인 MEK 50 부, B2 화합물인 DMPA 18 부, 중화제인 TEA 18 부로 이루어지는 카르복실산염 용액을 넣고, 다시 80 ℃ 에서 2 시간 반응시켜 액상 생성물 용액을 얻는다.

이 액상 생성물 용액에, 먼저, 용제인 MEK 50 부, 사슬 연장제인 IPDA 15.3 부로 이루어지는 아민액을 적하한 후, 1 시간 사슬연장반응시킨다. 반응종료 후, 물을 496 부 넣어 전상(轉相)시키고, 그 상태 그대로 실온에서 12 시간 방치하여, 잔존 이소시아네이트기와 셀 내에 침투하는 과잉량의 물과의 반응에 의해 반응을 종료시킨다.

그 후, 로터리 증발기로 용제의 MEK 를 제거하고, 중간생성물을 수중에 자체유화, 분산시켜 이루어지는 폴리우레탄 에멀젼 PE-1 을 얻는다. 얻어지는 PE-1 의 고형분은 35.1 %, 25 ℃ 에서 600 cps 점도가 된다.

실시예 2, 6, 7, 8 은, 표 1 에 나타내는 배합으로, 실시예 1 과 동일하게 하여 PE-2, PE-6, 7, 8 을 합성한다. 그 합성 결과는 표 1 에 표시되어 있다.

[실시예 3]

교반기, 온도계, 질소 시일관, 냉각기가 부착된 4 입구 플라스크에, B1 화합물인 폴리올 혼합물로서 폴리올 (2) 을 113 부, 폴리올 (3) 을 16.5 부 넣은 후, A 화합물의 유기 디이소시아네이트인 IPDI 를 100 부, 촉매인 DBTL 을 0.1 부 넣어 80 ℃ 에서 3 시간 반응시키고, 먼저, 용제인 MEK 36 부, B2 화합물인 DMPA 18 부, 중화제인 TEA 13.5 부로 이루어지는 카르복실산염 용액을 넣고, 다시 80 ℃ 에서 2 시간 반응시켜 액상 생성물 용액을 얻는다.

반응 종료 후, 물을 446 부 넣어 전상시키고, 그 상태 그대로 실온에서 12 시간 방치하여, 잔존 이소시아네이트기와 셀 내에 침투하는 과잉량의 물과의 반응에 의해 반응을 종료시킨다.

그 후, 로터리 증발기로 용제인 MEK 를 제거하여 폴리우레탄 에멀젼 PE-3 을 얻는다. PE-3 의 고형분은 35.6 %, 25 ℃ 에서 300 cps 점도가 된다.

실시예 4 는, 표 1 에 나타내는 배합으로, 실시예 3 과 동일하게 하여 PE-4 를 합성한다. 합성 결과는 표 1 에 표시되어 있다.

[실시예 5]

교반기, 온도계, 질소 시일관, 냉각기가 부착된 4 입구 플라스크에, B1 화합물의 폴리올 혼합물로서 폴리올 (2) 을 94 부, 폴리올 (3) 을 25 부 넣은 후, A 화합물의 유기 디이소시아네이트인 IPDI 를 100 부, 촉매인 DBTL 을 0.1 부, B2 화합물인 DMBA 를 9 부 넣어 80 ℃ 에서 3 시간 반응시킨 후, 중화제인 TEA 를 9 부 혼합하여 액상 생성물 용액을 얻는다.

반응 종료 후, 물을 356 부 넣어 전상시키고, 그 상태 그대로 실온에서 12 시간 방치하여, 잔존 이소시아네이트기와 셀 내에 침투하는 과잉량의 물과의 반응에 의해 반응을 종료시켜 폴리우레탄 에멀젼 PE-5 를 얻는다. PE-5 의 고형분은 39.0 %, 25 ℃ 에서 650 cps 점도가 된다.

이상의 폴리우레탄 에멀젼을 경화시켜 이루어지는 플라스틱 보호막의 우수한 물성은 이하의 시험으로부터 실증된다. 표 1 에 있어서, 실시예 1 ∼ 8 에서 얻어지는 폴리우레탄 에멀젼을 PET 필름상에 150 ㎛ 두께로 코팅하고, 실온하에서 12 시간 건조한 후, 다시 80 ℃ 에서 8 시간 건조시켜 약 60 ㎛ 두께의 투명한 담황색의 건식 필름 형상의 플라스틱 보호막 (1) 을 제작하여, 각종 물성을 시험하면, 이하와 같이 된다.

표 1 에 있어서, 연필경도는 (JIS K5400) 로 측정하고, 인장시험특성은 (JIS K6301 3 호 덤벨) 로 측정하고, 인장시험기에는 시마즈 제작소 오토그래프 S-500 을 사용하며, 인장속도는 100 ㎜/min 에서 측정한다.

측정결과는 표 1 에 나타내는 바와 같이 된다.

항목	실 시 예
항목	1	2	3	4	5	6	7	8
A 화합물유기 디이소시아네이트IPDI (부)	100	100	100	100	100	100	100	100
B1 화합물폴리올 혼합물 (부)폴리올 (1)폴리올 (2)폴리올 (3)폴리올 (4)폴리올 (5)	126-8.3--	88-12.4--	-11316.5--	75-33--	-9425--	166----	---166-	----166
촉매 DBTL (부)	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1
B2 화합물DMPA (부)DMBA	18-	18-	18-	9-	-9	19.8-	18-	18-
중화제 TEA (부)	18	13.5	13.5	9	9	19.8	18	18
용제 MEK (부)	250	250	36	45	-	500	500	500
사슬 연장제 IPDA (부)	15.3	15.3	-	-	-	25.8	25.8	25.8
분산제 물 (부)	496	398	446	393	356	600	600	600
폴리우레탄 에멀젼고형물 (%)정지시 점도 (cps/25 ℃)	PE-135.1600	PE-237.0750	PE-335.6300	PE-435.6700	PE-539.0650	PE-626.3300	PE-726.1600	PE-826.34000
연필경도	3H	4H	4H	5H	5H	5B	6B	H
인장시험특성파단시 강도 (㎏/㎠)파단신장율 (%)	816280	119060	145050	146545	123050	58600	300130	20050

표 1 로부터 명백한 바와 같이, 폴리우레탄 에멀젼의 플라스틱 보호막은, 인장파단강도가 816 ∼ 1465 ㎏/㎠ 으로 매우 강하고, 게다가 연필경도는 3H ∼ 5H 로 매우 우수한 물성을 나타낸다. 이 우수한 물성의 플라스틱 보호막은, 코어팩 표면에 도포되어 우수한 물성을 나타낸다. 또한 내수성, 내온수성, 내알코올성도 우수한 물성을 나타낸다.

이상과 같이 하여 얻어진 폴리우레탄 에멀젼 PT-2 를, 소전지의 외장 통에 사용되는 금속판인 철판, 알루미늄판, 스테인리스판, 또한 이들 금속판에 첨가하여 불포화 에스테르계 FRP 의 표면에 도포하고, 상온에서 48 시간 방치하고 폴리우레탄 에멀젼을 경화시켜 플라스틱 보호막으로 하고, 플라스틱 보호막 표면에 에폭시 수지를 통해 동종의 판을 접착시켜 인장전단시험을 측정하면, 파단강도와 파단장소는 이하와 같이 된다.

(1) 철판의 파단강도는 47.8 ㎏/㎠ 이 되고, 에폭시와 철판과의 계면으로부터 박리된다.

(2) 알루미늄판의 파단강도는 42.7 ㎏/㎠ 가 되고, 이것도 에폭시와 알루미늄판과의 계면으로부터 박리된다.

(3) 스테인리스판의 파단강도는 47.2 ㎏/㎠ 이 되고, 이것도 에폭시와 스테인리스판과의 계면으로부터 박리된다.

(4) FRP 의 파단강도는 355 ㎏/㎠ 로 매우 강하여 에폭시재 자체가 파괴된다.

표 1, 2 에 나타나는 바와 같이, 실시예 1 ∼ 5 의 폴리우레탄 에멀젼은, 수지 성분 중의 폴리올 성분에 2.05 이상의 관능기를 도입, 즉 가교성을 도입한 신규의 에멀젼과 그 제법으로, 실시예 6 ∼ 8 에서는 달성할 수 없었던 매우 경도가 단단하고, 피막강도가 강한 것이 얻어져, 우수한 접착성, 내수성, 특히 내온수성, 내알코올성이 우수한 플라스틱 보호막을 부여할 수 있다.

또한, 폴리우레탄 에멀젼은, 다음과 같이 안료나 틱소트로피재를 첨가해도 매우 우수한 물성을 나타낸다.

실시예 1 ∼ 8 의 제작공정에서, B1 화합물인 폴리올 혼합물 100 중량부에 대해, DOP (디옥틸프탈레이트) 로 반죽한 2 중량부의 안료 (카본블랙 한국 색소제)를 첨가하는 것 이외에는, 각각의 실시예와 완전히 동일한 방법으로 폴리우레탄 에멀젼을 합성한다.

또한, 얻어진 폴리우레탄 에멀젼 100 중량부에 대해, 틱소트로피재로서 초미분말 합성실리카 페이스트 (아에로질 A3) 를 16 중량부 혼합하여, 폴리우레탄 에멀젼의 틱소 형상 용액 PT-1 ∼ PT-8 을 얻는다. 틱소 형상 용액은, 정지상태에서는 겔 형상 또는 고체 형상의 외관을 나타내지만, 진동 등을 주는 응력하에서는 액체 형상의 외관을 나타내는 것이 특징이다.

이 실시예에 있어서, 틱소트로피재로서 사용하는 초미분말 합성실리카 페이스트는, 초미분말 합성실리카분 (아에로질 A3) 40 중량부를 물 100 중량부에 첨가하여 호모게나이저로 혼합반죽한 것이다. 실시예 1-T ∼ 8-T 로 하여 표 2 에 나타낸다.

이렇게 하여 얻어진 폴리우레탄 에멀젼을 도 3 에 나타내는 바와 같이 용기 (21) 에 넣고, 폴리우레탄 에멀젼에 진동을 주어 액상으로 하면서 코어팩 (5) 을 침지시켜 프라이머 처리를 실시한 알루미늄제 외장 통의 표면에 70 ∼ 90 ㎛ 두께가 되도록 도포한다. 이것을 실온하에서 12 시간 건조한 후, 다시 80 ℃ 에서 3 시간 건조시켜 플라스틱 보호막 (1) 으로 한다. 이 플라스틱 보호막 (1) 은 이하의 물성을 나타낸다.

이 시험에 있어서, 밀착성 시험은 「JIS K5400」에 근거하는 바둑판 눈금 (Cross cut) 테이프 박리시험으로 한다. 측정결과는, 예를 들어, 56/100 로 표시한다. 이 표시는, 시험전 100 네모 칸 중의 시험 후 56 네모 칸이 보존되어44 네모 칸이 박리된 것을 나타낸다. 따라서, 전혀 박리되지 않은 것은 100/100 이 되고, 모두 박리되는 것은 0/100 이 된다.

내수성 시험이란, 수중에 4 시간 방치한 후, 꺼낸 플라스틱 보호막 (1) 의 외관평가와 상기 밀착성 시험을 말한다. 내온수성 시험이란, 60 ℃ 의 온수 중에 4 시간 넣은 후, 꺼낸 플라스틱 보호막 (1) 의 외관평가와 상기 밀착성 시험을 말한다. 내알코올성 시험은, 에탄올을 도포한 거즈를 2 개 접고, 500 g 의 가중으로 100 회 문질러 그 외관을 평가한다. 측정결과는 표 2 에 나타내는 것과 같이 된다.

항목	실 시 예
항목	1-T	2-T	3-T	4-T	5-T	6-T	7-T	8-T
A 화합물유기 디이소시아네이트IPDI (부)	100	100	100	100	100	100	100	100
B1 화합물폴리올 혼합물 (부)폴리올 (1)폴리올 (2)폴리올 (3)폴리올 (4)폴리올 (5)	126-8.3--	88-12.4--	-11316.5--	75-33--	-9425--	166----	---166-	----166
안료 (부)	2.68	2.01	2.59	2.16	2.38	3.32	3.32	3.32
촉매 DBTL (부)	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1
B2 화합물DMPA (부)DMBA	18-	18-	18-	9-	-9	19.8-	18-	18-
중화제 TEA (부)	18	13.5	13.5	9	9	19.8	18	18
용제 MEK (부)	250	250	36	45	-	500	500	500
사슬 연장제 IPDA (부)	15.3	15.3	-	-	-	25.8	25.8	25.8
분산제 물 (부)	496	398	446	393	356	600	600	600
초미분말합성실리카 페이스트 (부)	122	101	111	98	94	130	130	130
폴리우레탄 에멀젼고형물 (%)정지시 점도 (cps/25 ℃)응용시 점도 (cps/25 ℃)	PT-135.9겔6	PT-237.5겔8	PT-336.4겔5	PT-436.9겔9	PT-538.8겔8	PT-628.3겔3	PT-728.5겔5	PT-828.8겔20
밀착성 시험	100/100	100/100	100/100	100/100	100/100	--	--	--
내수성 시험 외관밀착성 시험	양호100/100	양호100/100	양호100/100	양호100/100	양호100/100	부풀음0/100	부풀음26/100	---
내온수성 시험 외관밀착성 시험	팽윤88/100	양호92/100	양호100/100	양호100/100	양호100/100	박리0/100	박리0/100	부풀음4/100
내알코올성 시험 외관1 회째 문지름100 회 문지름	탈색팽윤	양호탈색	양호양호	양호양호	양호양호	용해-	탈색팽윤용해	탈색팽윤용해

표 2 는, 틱소트로피재를 첨가하고 있는 폴리우레탄 에멀젼의 매우 우수한 물성을 나타낸다. 즉, 밀착성, 내수성, 내온수성, 내알코올성의 모든 물성에 있어서, 실시예 6 ∼ 8 의 플라스틱 보호막이 탁월하게 우수한 물성을 실현한다.

또한, 카본블랙을 안료로서 첨가하고 있는 폴리우레탄 에멀젼의 플라스틱 보호막은, 레이저광을 조사하여 카본블랙을 승화, 변색시킴으로써, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 문자, 도형, 기호 등을 표시할 수 있다. 이 팩전지는, 플라스틱 보호막에 매우 간단하게 제품의 기종명이나 제조번호, 정격 등을 표시할 수 있다. 따라서, 종래와 같이 전용라벨을 부착하거나, 프린트하는 일이 없어 제조 비용을 저감할 수 있다. 또한, 카본블랙의 변색에 의해 표시하기 때문에, 시간 경과에 따른 변색을 적게 하여 장기간에 걸쳐 표시할 수 있는 특징도 있다.

본 발명의 제 1 항과 제 13 항은, 간단한 제조장치를 사용하여, 능률적이고 저렴하게 높은 수율로 고품질의 팩전지를 다량 생산할 수 있는 특징이 있다. 그것은, 독특한 물성을 나타내는 1 액성 폴리우레탄 에멀젼을 소전지의 표면에 도포하여 플라스틱 보호막을 형성하고 있기 때문이다. 소전지의 표면에 도포되어 플라스틱 보호막이 되는 폴리우레탄 에멀젼은, 유기 디이소시아네이트로 이루어지는 A 화합물과, 2.05 이상의 평균관능기를 갖는 폴리올 혼합물로 이루어지는 B1 화합물과, 1 개의 친수성 중심과 2 개 이상의 활성 수소기를 갖는 B2 화합물로부터 생성되는 중간생성물을 수중에 유화, 분산시켜 얻어지는 반응생성물을 포함하는 것이다. 이 폴리우레탄 에멀젼으로 이루어지는 플라스틱 보호막은, 소전지의 표면에 폴리우레탄 에멀젼을 도포, 경화시킴으로써, 박리되지 않도록 강하게 접착되어 소전지의 표면을 피복하여 보호한다. 또한, 이 플라스틱 보호막은 매우 강인한 피막으로 소전지를 보호한다. 이 때문에, 이 구조의 팩전지는, 소전지의 일부를 외장 케이스에 인서트하여 제작되는 종래의 팩전지와 같이, 복잡한 금형 등을 사용하지 않고, 폴리우레탄 에멀젼을 표면에 도포하는 간단한 장치로 능률적으로 다량 생산할 수 있다. 또한, 폴리우레탄 에멀젼을 도포, 경화시킨 플라스틱 보호막은, 소전지를 보호하는 외장 케이스가 되기 때문에, 종래의 팩전지와 같이 소전지를 따로 성형한 플라스틱 케이스에 수납할 필요도 없다. 따라서, 이상의 팩전지는 간단하면서 또한 용이하게, 게다가 소전지의 표면을 확실하게 플라스틱 보호막으로 보호하면서 저렴하게 다량 생산할 수 있는 특징이 있다.

또한, 이상의 팩전지는 소전지의 외형에 오차가 있다 하더라도, 그 표면을 균일한 막두께이면서, 또한 박막의 플라스틱 보호막으로 피복하여 절연할 수 있는 특징도 있다. 그것은, 소전지의 표면에 폴리우레탄 에멀젼을 도포, 경화시켜 플라스틱 보호막을 접착시키고 있기 때문이다. 이 상태에서 형성되는 플라스틱 보호막은, 소전지를 폴리우레탄 에멀젼에 침지시키거나, 또는 롤러로 폴리우레탄 에멀젼을 도포하여 균일한 막두께로 할 수 있다. 플라스틱 보호막은 강인한 피막이 되어 소전지의 표면에 박리되지 않도록 접착되기 때문에, 소전지의 표면을 강인한 절연막으로 확실하게 절연한다.

또한, 본 발명의 제 22 항의 팩전지의 제조방법은, 간단한 제조장치를 사용하여, 능률적이고 저렴하게 높은 수율로 팩전지를 다량 생산할 수 있고, 게다가 소전지의 외형에 오차가 있다 하더라도, 그 표면을 균일한 막두께이면서, 또한 박막의 플라스틱 보호막으로 피복하여 절연할 수 있는 특징이 있다. 그것은, 이 방법이 틱소트로피재를 첨가하여 이루어지는 접착액에 응력을 가하여 액상으로 하고, 이 액상의 접착액에 적어도 홀더의 일부와 소전지를 침지시켜 소전지의 외주면에서홀더의 외주면까지 접착액을 도포하고, 이 소전지와 홀더의 외주면에 접착액을 도포하고, 이 접착액을 경화시켜 이루어지는 플라스틱 보호막으로 소전지의 표면을 피복하는 동시에 홀더를 소전지에 연결시키고 있기 때문이다.

Claims

유기 디이소시아네이트로 이루어지는 A 화합물, 2.05 이상의 평균관능기를 갖는 폴리올 혼합물로 이루어지는 B1 화합물, 및 1 개의 친수성 중심과 2 개 이상의 활성 수소기를 갖는 B2 화합물로부터 생성되는 중간생성물을 수중에 유화, 분산시켜 얻어지는 반응생성물을 포함하는 폴리우레탄 에멀젼을 소전지 (2) 의 표면에 도포하여 플라스틱 보호막 (1) 을 접착시키고 있는 것을 특징으로 하는 팩전지.
제 1 항에 있어서,

출력단자 (3) 를 정위치에 장착하고 있는 홀더 (4) 를 소전지 (2) 의 단부에 고정시키고, 홀더 (4) 의 외주면을 소전지 (2) 의 외주면을 따르는 형상으로 하고, 소전지 (2) 의 외주면에서 홀더 (4) 의 외주면까지 폴리우레탄 에멀젼을 도포하여 소전지 (2) 와 홀더 (4) 의 외주면에 플라스틱 보호막 (1) 을 접착시켜, 플라스틱 보호막 (1) 으로 홀더 (4) 와 소전지 (2) 를 경계부분에서 연결시키고 있는 것을 특징으로 하는 팩전지.
제 2 항에 있어서,

홀더 (4) 를 소전지 (2) 에 접착시켜 고정시키고 있는 것을 특징으로 하는 팩전지.
제 2 항에 있어서,

홀더 (4) 를 리벳 (11) 을 통해 소전지 (2) 에 고정시키고 있는 것을 특징으로 하는 팩전지.
제 2 항에 있어서,

홀더 (4) 와 소전지 (2) 사이에 보호소자 (14) 가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 팩전지.
제 1 항에 있어서,

B1 화합물은, 2 관능기 폴리올과 3 관능기 이상의 폴리올로 이루어지는 폴리올 혼합물인 것을 특징으로 하는 팩전지.
제 1 항에 있어서,

B1 화합물은, 2 관능기 폴리올과 3 관능기 폴리올로 이루어지는 폴리올 혼합물로서, 평균관능기 수가 2.05 ∼ 2.6 인 것을 특징으로 하는 팩전지.
제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,

3 관능기 폴리올의 분자량은, 2 관능기 폴리올의 분자량보다도 적은 것을 특징으로 하는 팩전지.
제 1 항에 있어서,

폴리우레탄 에멀젼에 안료를 첨가하는 것을 특징으로 하는 팩전지.
제 9 항에 있어서,

안료는 카본블랙인 것을 특징으로 하는 팩전지.
제 10 항에 있어서,

카본블랙이 첨가되어 있는 폴리우레탄 에멀젼에 레이저를 조사하여 문자, 도형, 기호 등을 표시하고 있는 것을 특징으로 하는 팩전지.
제 1 항에 있어서,

폴리우레탄 에멀젼에 틱소트로피재가 첨가되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 팩전지.
유기 디이소시아네이트로 이루어지는 A 화합물, 2.05 이상의 평균관능기를 갖는 폴리올 혼합물로 이루어지는 B1 화합물, 및 1 개의 친수성 중심과 2 개 이상의 활성 수소기를 갖는 B2 화합물로부터 생성되는 중간생성물을 수중에 유화, 분산시켜 얻어지는 반응생성물을 포함하는 폴리우레탄 에멀젼을 소전지 (2) 의 표면에 도포하고, 도포된 폴리우레탄 에멀젼을 경화시켜 소전지 (2) 의 표면을 플라스틱 보호막 (1) 으로 피복하는 것을 특징으로 하는 팩전지의 제조방법.
제 13 항에 있어서,

소전지 (2) 를 폴리우레탄 에멀젼에 침지시켜 표면에 폴리우레탄 에멀젼을 도포하는 것을 특징으로 하는 팩전지의 제조방법.
제 13 항에 있어서,

롤러로 소전지 (2) 의 표면에 폴리우레탄 에멀젼을 도포하는 것을 특징으로 하는 팩전지의 제조방법.
제 13 항에 있어서,

출력단자 (3) 를 정위치에 장착하는 동시에 외주면을 소전지 (2) 의 외주면을 따르는 형상으로 하고 있는 홀더 (4) 를 소전지 (2) 의 단부에 장착한 후, 소전지 (2) 의 외주면에서 홀더 (4) 의 외주면까지 폴리우레탄 에멀젼을 도포하여 소전지 (2) 와 홀더 (4) 의 외주면에 플라스틱 보호막 (1) 을 접착시켜, 플라스틱 보호막 (1) 으로 홀더 (4) 와 소전지 (2) 를 경계부분에서 연결시키는 것을 특징으로 하는 팩전지의 제조방법.
제 16 항에 있어서,

홀더 (4) 를 소전지 (2) 에 접착시켜 고정시키고 있는 것을 특징으로 하는 팩전지의 제조방법.
제 16 항에 있어서,

홀더 (4) 를 리벳 (11) 을 통해 소전지 (2) 에 고정시키고 있는 것을 특징으로 하는 팩전지의 제조방법.
제 13 항에 있어서,

B1 화합물은, 2 관능기 폴리올과 3 관능기 이상의 폴리올로 이루어지는 폴리올 혼합물인 것을 특징으로 하는 팩전지의 제조방법.
제 13 항에 있어서,

B1 화합물은, 2 관능기 폴리올과 3 관능기 폴리올로 이루어지는 폴리올 혼합물로서, 평균관능기 수가 2.05 ∼ 2.6 인 것을 특징으로 하는 팩전지의 제조방법.
제 13 항에 있어서,

폴리우레탄 에멀젼에 안료를 첨가하는 것을 특징으로 하는 팩전지의 제조방법.
출력단자 (3) 를 정위치에 장착하는 동시에 외주면을 소전지 (2) 의 외주면을 따르는 형상으로 하고 있는 홀더 (4) 를 소전지 (2) 의 단부에 장착하여 전지의 코어팩 (5) 으로 하는 코어팩 조립공정, 및

틱소트로피재를 첨가하여 이루어지는 접착액 (20) 에 응력을 가하여 액상으로 하고, 이 액상의 접착액 (20) 에 적어도 홀더 (4) 의 일부와 소전지 (2) 를 침지시켜 이 소전지 (2) 의 외주면에서 홀더 (4) 의 외주면까지 접착액 (20) 을 도포하고, 이 접착액 (20) 을 경화시켜 이루어지는 플라스틱 보호막 (1) 으로 소전지 (2) 의 표면을 피복하는 동시에 홀더 (4) 를 소전지 (2) 에 연결시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 팩전지의 제조방법.
제 22 항에 있어서,

접착액 (20) 은, 폴리우레탄계 접착제, 아크릴계 접착제, 에폭시계 접착제, 실리콘계 접착제인 것을 특징으로 하는 팩전지의 제조방법.
제 22 항에 있어서,

접착액 (20) 은, 유기 디이소시아네이트로 이루어지는 A 화합물, 2.05 이상의 평균관능기를 갖는 폴리올 혼합물로 이루어지는 B1 화합물, 및 1 개의 친수성 중심과 2 개 이상의 활성 수소기를 갖는 B2 화합물로부터 생성되는 중간생성물을 수중에 유화, 분산시켜 얻어지는 반응생성물을 포함하는 폴리우레탄 에멀젼인 것을 특징으로 하는 팩전지의 제조방법.
제 24 항에 있어서,

B1 화합물은, 2 관능기 폴리올과 3 관능기 이상의 폴리올로 이루어지는 폴리올 혼합물인 것을 특징으로 하는 팩전지의 제조방법.
제 24 항에 있어서,

B1 화합물은, 2 관능기 폴리올과 3 관능기 폴리올로 이루어지는 폴리올 혼합물로서, 평균관능기 수가 2.05 ∼ 2.6 인 것을 특징으로 하는 팩전지의 제조방법.
제 25 항 또는 제 26 항에 있어서,

3 관능기 폴리올의 분자량은, 2 관능기 폴리올의 분자량보다도 적은 것을 특징으로 하는 팩전지의 제조방법.
제 24 항에 있어서,

폴리우레탄 에멀젼에 안료를 첨가하는 것을 특징으로 하는 팩전지의 제조방법.