KR20060015445A

KR20060015445A - 특히 전기 화학적 성분를 생산하기 위한, 엠보싱 패턴을가지는 필름 및 컴파운드 필름

Info

Publication number: KR20060015445A
Application number: KR1020057002636A
Authority: KR
Inventors: 프란세스코 보나판티; 하인츠 푸셔; 게롤드 노이만
Original assignee: 프라운호퍼-게젤샤프트 츄어 푀르더룽 데어 안게반텐 포르슝에.파우.
Priority date: 2002-08-16
Filing date: 2003-08-13
Publication date: 2006-02-17
Also published as: CA2495320A1; JP4673059B2; US20050286209A1; ATE375852T1; KR101056603B1; EP1528972A1; JP2005535480A; CA2495320C; DE50308424D1; KR20100109971A; US7687128B2; ES2293000T3; DK1528972T3; EP1528972B1; WO2004018168A1

Abstract

본 발명은 엠보싱된 패턴이 구비되고 부가적인 필름에 연결된 필름에 관련된 것이다. 상기 필름은, 각 필름의 엠보싱은 하나 이상의 분할선(3,4)으로 한정되고, 분할선은 두 스텝 사이의 평균 거리보다 좁은 넓이를 갖는 스텝에 의한 규칙적 패턴으로 막혀있는 것을 특징으로 한다. 바람직하게는, 각 스텝의 넓이는 상기 스텝과 인접 스텝 간의 거리보다 작다. 본 발명의 필름은 필름이 적층 방식으로 서로의 위에 배치되어 제 1 필름(A)과 제 2 필름(B)의 스텝이 서로의 위에 놓이지 않도록 하는 컴파운드로 배열될 수 있다. 이로써 다른 물질 간의 접촉이 방지됨과 동시에 컴파운드 필름(C)을 개별적인 요소(element)로 절단하는 수반되는 절단공정(cuttting) 동안에 개개의 다른 필름의 물질이 손상(smear)되는 것이 방지될 수 있다.

Description

특히 전기 화학적 성분를 생산하기 위한, 엠보싱 패턴을 가지는 필름 및 컴파운드 필름 {FILMS AND COMPOUND FILMS WITH AN EMBOSSED PATTERN, PARTICULARLY FOR PRODUCING ELECTROCHEMICAL COMPONENTS}

본 발명은 전기 화학적 특성을 가지는 필름의 공간 형태에 관한 것으로서, 축전지(Accumulator), 일렉트로크로믹(Electrochromic) 성분 또는 그와 같은 것으로 사용 가능한 합성층이 만들어질 수 있다.

60년대 초반 이후부터 사람들은 축전지(Accumulator) 또는 그와 비슷한 형태와 같은 것들을 얇은 층의 형태로 생산해내기 위해 연구했다. 이 연구의 목적은, 감아올리거나 또는 원하는 다른 형태에 맞출 수 있을만큼 유연하면서도, 다른 한편으로는 전극 및 전해질과 같은 각각의 전기화학적 성분들 사이의 극도로 큰 접촉면을 통해 충전과 방전면에서 특별히 유리한 특성을 갖는 전기화학적 활성물질을 얻고자 하는 것이다.

필름 공학은 제기된 요구사항을 특출한 방식으로 해결한다. 따라서, 예를 들면 필름 형태의 축전지 전극- 내지 전해질 물질을 위한 시작물(Preproduction)로서 제작되어지고, 시작물은 적합한 온도- 및 온도 작용 하에 연결된 라미네이션(Lamination)에 따라 원하는 전기 화학적 특성을 가지는 컴파운드 필름으로 만들어 진다. 이러한 필름 제작에 대한 예로서는 특허 문서 또는 해당 전문서적에서 다수 발견할 수 있으며 전문가에게 공지된 바 있다.

연속적으로 이어진 필름을 가지고 전기화학적 구성성분을 만들면 빠른 속도로 필름을 가공할 수 있기 때문에 경제적으로 큰 이점을 갖는다. 즉 필름 가공시 분당 몇 미터씩 앞으로 밀어내며 가공하는 것이 가능하다. 그렇지만 이러한 제조과정에서는 몇가지 한계가 있는데, 그것은 막대한 기술비용이 든다는 점이다. 즉 많은 양을 생산하려면 각기 다른 필름들이 가능한 한 길게 감겨지거나 또는 커다란 곡선으로 가공된다는 점에서 그렇다. 완전 적층의/라미네이션(Lamination) 컴파운드 필름을 우선 가공한 뒤에 분리하고 싶다면, 완전 컴파운드 필름을 통과해 엠보싱(Embossing)이 실행되는 것이 필수적이다. 절삭공구로 분리를 하면 완전한 컴파운드 필름을 관통하는 절단각이 생기기 때문에 이는 문제가 된다. 절삭공구를 사용하면, 각각의 다른 필름들로부터 나온 물질들이 절단각을 거쳐 흘러 메꾸면서 표면을 매끄럽게 만들어버리기 때문에 전기화학적 성분들의 기능 수행능력에 부적정인 결과를 초래하게 되는 것이다. 이와는 반대로, 적층하기 전에 이미 각기 다른 필름들을 분리해놓으면, 그것들이 겹겹이 쌓이거나 혹은 그 밖에 다른 형식으로 결합되기 전에, 필름성분들은 서로 적합한 요구조건을 필요로한다. 그렇지만 이것도 생산량이 많을때는 막대한 비용이 들기 때문에 실현화하기가 어렵다.

본 발명의 과제는 라미네이션 컴파운드 필름의 절단부를 따라 상기에서 기술된 재료가 퍼지는 것을 피하는 것이고, 상기 공정은 동시에 라미네이션 개별 요소의 제작에 필요한 고속공정을 가능하게 해야만 한다. 특히 이러한 과제는 전기 화학적 성분으로 내지는 이를 위해 사용되어야만 하는 컴파운드 필름을 목표로 한다.

이러한 과제는 펀칭과 유사한 특유의 엠보 싱패턴 (Embossing Pattern)을 가지는 필름이 제공됨으로써 해소되고, 상기 엠보싱 패턴은 서로서로 라미네이션되거나 또는 다르게 결합되는 필름의 합성물을 절삭 또는 다른 방식으로 그 다음에 분리하기 위한 절단부를 제공한다. 엠보싱(Embossing)은 적어도 한 개, 대개는 예를 들면 직각으로 서로서로 배치될 수 있으며 그리고 스텝(Step)에 의해 규칙적인 패턴(Pattern)으로 끊어지는 그 이상의 분할선을 나타낸다. 이러한 스텝은 두 스텝간의 평균 거리보다 더 작은 너비를 가진다. 특히 각 스텝의 너비가 스텝에 인접한 스텝에 대한 두 스텝간의 거리보다 더 작은 것이 유리하다. 또한 스텝의 너비가 두 스텝간의 평균 거리의 반 이상에 달하는 않는 것이 경우에 따라서는 유리하고 많은 경우 필수적이다. (왜냐하면 만일 본 발명에 따르는 세 개의 필름이 컴파운드 필름에 제공되는 경우)

본 발명에 따르는 필름은 한편으로는 각 필름이 감겨서 내지는 커다란 박편의 형태로 가공될 수 있게 하고, 그리고 다른 한편으로는 다음의 절삭 또는 그와 같은 공정을 위해 제공되는 필름의 분할선이 겹쳐져 놓일 수 있을 정도로 포개어져 설치될 수 있고, 반면에 이러한 분할선의 스텝은 위치를 바꿔 설치되어서, 따라서 이러한 스텝은 어느 곳에서도 포개어져 놓이지 않는다. 최종 분리공정에서 컴파운드 필름 중 개별 필름의 성분의 스프레딩(Spreading)을 가지는 절단부가 어떠한 위치에서도 발생하지 않고, 따라서 상이한 필름의 재료의 어떠한 접촉도 일어날 수 없다.

본 발명이 선호하는 방식에서 보면, 엠보싱은 X, Y면에 놓이는 (아치형 필름 또는 박판 필름 또는 롤 필름 위에 배치되는) 분할선을 Y축 방향으로 평행한 분할선을 나타내는데, 스텝은 이러한 분할선을 통해 수직으로 필름 중앙을 관통하여 비춰보면, (즉 "X. Z" 방향으로 중앙에 배치된 면을 비춰볼때), 비춰지지 않는 필름의 스텝 위에 놓이지 않도록 한다. 그러한 2개의 필름들이 서로 겹치게 되면, 언급된 X. Z. 면과 관련하여 좌우가 뒤바뀐 필름이 다른 필름 위에 놓이는 반면에, Y 방향의 분할선의 스텝들은 원하는 방식대로 겹쳐지지 않게 된다.

본 발명이 선호하는 두번째 방식에서 보면, 엠보싱은 서로 수직으로 나 있는 분할선을 나타낸다. 제 1방향 (x)축으로 나 있는 분할선에서의 하나 또는 그 이상의 스텝들은 이 제 1방향에 대해 필름을 중앙과 수직으로 관통하여 절단하는 반사영역 Y Z에 대한 반영에서 비춰지는 않는 필름의 스텝위에 겹쳐지지 않도록 배치된다. 그런 두개의 필름이 서로 겹쳐지면, 필름의 어느 윗부분은 다른 필름의 아랫부분(똑같은 방향에서 볼때)에 놓이게 되는 반면에, X방향의 분할선의 스텝들은 원하는 방향대로 겹쳐지지 않게 된다.

가장 특별히 선호되는 것은 전술된 두 가지의 선호되는 실시형태의 장점이 서로 결합될 수 있다는 것이고 그리고 게다가 적어도 (x)축- 방향의 한 개의 분할선 및 (y)축-방향의 그 이상의 분할선을 가지는 엠보싱 패턴이 생겨나고, 그 스텝은, 더욱이 (x)축-방향 분할선의 것뿐만 아니라 (y)축- 방향 분할선의 것까지도, 필름 면(x,y)에 대해 중앙의, 수직 상태의 축(z) 둘레를 회전할 때 겹쳐져 놓일 수 없다. 이러한 형성에서 다음의 라미네이트(Laminate)의 두 필름이 매우 동일한 앰보싱 패턴을 가질 수 있게 할 수 있으며, 또한 설비를 변경할 필요 없이 동일한 기계로 가공할 수 있고 그리고 컴파운드 필름을 위하여 필름을 포개어 설치할 수 있어, 따라서 제 1 필름이 방향을 바꿔 180°회전하여 제 2 필름 위에 놓이게 된다. 이러한 공간적 위치에서 두 필름의 스텝은 서로 중첩(Overlap)될 수 없다.

그러나 제 1 라미네이션 필름의 엠보싱 패턴이 제 2 라미네이션 필름의 것으로 덮혀질 수 있게, 다른 규칙성을 가지는 엠보싱 패턴 만들어진다는 것이 상대적으로 유리할 수 있다. 이러한 비대칭은 다른 필름을 겹쳐 올릴 때 오류를 가질 수 있는 겹쳐 쌓기의 위험을 피할 수 있도록 도와줄 수 있을 것이다.

본 발명에 따르는 캐소드(Cathode) 필름 또는 애노드(Anode) 필름으로서의 필름이 제공된다면, 필름은 대개 거의 특히 망사형 유도체 필름으로 라미네이션되고, 그 전류 도체는 필름의 측면 모서리를 통해 돌출된다. 이러한 필름을 가지는 컴파운드 필름을 (더 짧은) 옆 방향에서 두 개의 성분 그 이상으로는 컴파운드 필름의 기면에 서로 나란히 제공되지 않도록 분리할 것이고, 그 유도체는 측면에서 필름으로부터 돌출된다. 다른 말로 하자면: 그와 같은 필름은 (더 긴)(x)-축에서 전혀 없거나 또는 한 개 정도의 분할선을 가질 것이다. 중앙 분할선을 가지는 이러한 형성에서 전류 도체는 매우 좁게 유지되고 그리고 도체가 비대칭의, 그러나 좌 우측이 서로 대칭으로 돌출하여 서로 배치되는 위치와 관련하여 필름은 두 번째 선호되는 형성에서뿐만 아니라 특별히 선호되는 것으로 언급된 형성에서 기술된 바와 같이, 캐소드(Cathode) 및 애노드(Anode)의 도체가 서로 접촉할 가능성 없이 겹쳐져 놓일 수 있다.

서로 쌓아 올릴 때 개별 필름의 정확한 위치 결정을 단순하게 하기 위하여, 필름의 엠보싱 처리 과정에서 다음의 교차선과 동시에 위치 결정 핀(Pin)을 위한 홀(Hole)을 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 위치 결정 구멍은 각 성분의 중앙에, 그러나 필름의 다른 위치에서도, 예를 들면 분할선-엠보싱의 스텝에도 설치되어질 수 있다.

엠보싱 처리된 필름은, 현 기술의 상태에서 공지된 바와 같이 엠보싱 공구로 제작될 수 있다. 특히 프레스(Press)가 엠보 처리된 필름을 밑받침(Base)에 대고 강하게 압박하는 공정이 선호된다. 그리고 나서 피어싱(Piercing) 메서(Messer)가 프레스(Press)의 갈라진 틈새를 통과하여 내려온다. 이러한 메서(Messer)는 단면을 지나서 분리된 재료를 아래쪽을 향해 압축하고, 따라서 스텝 영역에서 멀어지게 된다.

제 1도에서 본 발명에 따르는 필름에 대한 예가 도시된다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

A: 제 1 필름(양극) B: 제 2 필름(음극)

C: 컴파운드 필름 n: 분할선

z: 회전 축 1, 2: 전류 도체

3: x 축 분할선 4: y 축 분할선

5: 위치 결정 핀

제 1도에서 본 발명에 따르는 필름에 대한 예가 도시된다. 이러한 필름은 예를 들면 필름에 기초한 축전지(Accumulator)의 생산을 위하여 제공되고, 축전지는 세 개의 필름으로 구성된다: 애노드(Anode) (A), 캐소드(Cathode) (B) 및 세퍼레이터(Separator). 세퍼레이터는 애노드와 캐소드를 전자 분리하고 두 전극 필름 사이를 사전 엠보싱 처리하지 않고서 설치될 수 있다. 각 전극 필름에서 그에 속하는 전류 도체(1, 2)가 돌출되고, 해칭(Hatching)으로 표기된다. 만일 엠보싱 처리된 필름 (A) 위에 엠보싱 처리된 필름 (B)가 놓이게 된다면, (C)와 같이 된 배치를 얻을 수 있다. 애노드 (A) 및 캐소드 (B) 사이의 분리를 위하여 세퍼레이터가 삽입된다. 언급된 세퍼레이터는 사전 엠보싱 처리되어서는 안 되며 따라서 제 1도의 도면에서 고려되지 않는다. 점선으로 도시된 (x)축-방향의 분할선(3)과 (y)축-방향의 분할선(4)을 따라 컴파운드 필름 (C)로부터 개별 성분들이 절삭 공구로 분리될 수 있어, 따라서 절삭 메서(Messer)가 모든 필름의 어떠한 위치에서가 아니라, 개별 필름의 각각 서로서로 위치가 바뀐 스텝을 관통해 동시에 절단한다. 제 1도에 도시된 필름의 엠보싱은 앞서 특별히 선호되는 것으로 언급된 실시예에 대한 구체적인 예로서, 필름 (A) 및 (B)의 엠보싱 패턴이, 두 필름이 동일한 엠보싱 공구로 사전 엠보싱 처리될 수 있고 필름 (B)의 패턴이 단순한 회전 반사에 의해 필름 (A)의 패턴으로 바뀔 수 있는 방식으로 좌우 대칭을 이룬다.

제 1도에서 위치 결정 핀(Pin)을 위한 구멍이 제공되고, 기호 (5)로 표기된다. 위치 결정 구멍의 위치는 예를 들면 다음 성분의 용적을 제공하는 각 필드 (Field)의 중앙에 위치한다.

Claims

엠보싱 패턴을 가지며, 다른 필름과의 합성을 위해 제공되는 필름으로서, 엠보싱이 스텝에 의해 규칙적인 패턴으로 끊어지는 적어도 하나의 분할선을 나타내며, 이러한 스텝이 두 스텝 사이의 평균 거리보다 더 좁은 너비를 가지는 것을 특징으로 하는 엠보싱 패턴을 가지는 필름.
제 1항에 있어서, 각 스텝의 너비가 스텝에 인접한 스텝에 대한 두 스텝 간의 거리보다 더 적은 것을 특징으로 하는 엠보싱 패턴을 가지는 필름.
제 1항 또는 2항 중 어느 한 항에 있어서, 엠보싱이 (y)축-방향에 평행하게 나 있는 적어도 하나의 분할선을 나타내고 그리고 필름을 이러한 분할선에 대해 중앙으로 그리고 수직으로 절단하는 반사면 (x,z)으로 필름을 반사시킬 때, 반사된 필름의 분할선의 스텝이 반사되지 않는 필름의 스텝에 놓이지 않는 것을 특징으로 하는 엠보싱 패턴을 가지는 필름.
전항 중 어느 한 항에 있어서, 엠보싱이 수직으로 서로 나 있는 분할선을 나타내며 제 1 방향 (x)으로 나 있는 분할선(n)의 스텝이 필름을 제 1 방향에 대해 중앙으로 그리고 수직으로 절단하는 반사면(y, z)에서 필름을 반사할 때 이러한 분할선(n)의 스텝이 반사되지 않는 필름의 스텝에 놓이지 않는 것을 특징으로 하는 엠보싱 패턴을 가지는 필름.
전항 중 어느 한 항에 있어서, 스텝이 배치되고, 스텝이 평면에 수직으로 위치한, 중앙 회전 축(z) 둘레를 180°회전할 때 회전하지 않는 필름의 스텝에 놓이지 않는 것을 특징으로 하는 엠보싱 패턴을 가지는 필름.
전항 중 어느 한 항에 있어서, 필름 조성 방식에서 전기 화학적 또는 일렉트로크로믹(Electrochromic) 성분에 사용하기 적합한 것을 특징으로 하는 엠보싱 패턴을 가지는 필름.
제 6항에 있어서, 캐소드(Cathode) 필름 또는 애노드(Anode) 필름이 중요하게 다루지는 것을 특징으로 하는 엠보싱 패턴을 가지는 필름.
전항 중 어느 한 항에 있어서, 필름이 위치 결정 홀(Hole)로서 적합한 구멍을 가지는 것을 특징으로 하는 엠보싱 패턴을 가지는 필름.
전항 중 어느 한 항에 따른 적어도 두 개의 필름을 가지는 컴파운드 필름으로서, 제 1 필름의 스텝 및 제 2 필름의 스텝이 서로 겹쳐 놓일 수 없도록 위치를 바꿔 겹쳐져 배치되는 것을 특징으로 하는 적어도 두 개의 필름을 가지는 컴파운드 필름.
제 9항에 있어서, 두 필름이 동일한 엠보싱 패턴을 가지고 그리고 제 2 필름이 제 1 필름에 비례하여 그 평면 축(x, y) 둘레를 180°회전하여 배치되는 것을 특징으로 하는 컴파운드 필름.
제 9항 또는 10항에 있어서, 전기 화학적 또는 일렉트로크로믹(Electrochromic) 성분을 제작하기 위하여 사용되는 것을 특징으로 하는 컴파운드 필름.