KR20210075977A - 밸브 및 이것을 구비하는 포장체 - Google Patents

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KR20210075977A
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미호 사사키
아쓰코 다카하기
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다이니폰 인사츠 가부시키가이샤
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Abstract

수지성형품 또는 필름에 의해 형성되는 포장용기의 내외를 연통시키는 통로를 형성하는 밸브가 제공된다. 상기 밸브는, 상기 통로를 폐색(閉塞)하도록 배치되고, 상기 포장용기의 내부에 있어서 발생한 가스에 기인하여 상기 포장용기의 내압(內壓)이 상승한 경우에 열개(裂開)하는 파괴밸브와, 상기 통로 내에 있어서 상기 파괴밸브의 외부를 향하는 측인 2차 측에 배치되고, 상기 파괴밸브가 열개한 후, 상기 포장용기의 내압에 따라 상기 포장용기의 내부로부터 외부로 상기 가스를 방출하는 체크밸브와, 상기 통로를 적어도 부분적으로 획정(劃定)하고, 상기 포장용기를 구성하는 상기 수지성형품 또는 상기 필름에 협지된 상태로 상기 포장용기에 고정되는 장착부를 구비한다.

Description

밸브 및 이것을 구비하는 포장체
본 발명은, 포장용기를 위한 밸브 및 이것을 구비하는 포장체에 관한 것이다.
일본공개특허 제2004-006213호 공보(특허문헌 1)는, 각형(角型) 전지의 전지 팩에 관한 발명을 개시한다. 이 전지 팩에는, 발전요소를 봉지한 금속제의 전지캔이 포함된다. 전지캔의 내부에서는, 전해액의 기화나 분해에 기인하여 가스가 발생하는 경우가 있고, 발생한 가스에 의해 전지캔의 내압(內壓)이 이상(異常) 상승하게 되면, 전지캔의 파열을 초래할 수 있다. 이와 같은 파열을 방지하기 위하여, 특허문헌 1에 개시하는 전지캔에는, 안전 밸브가 형성된다. 안전 밸브는, 전지캔이 파열되는 내압보다 낮은 내압에서 파단하여, 발생한 가스를 방출하도록 구성된다.
일본공개특허 제2004-006213호 공보
특허문헌 1의 전지캔은, 파괴밸브가 한번 열개(裂開)되면, 그 후에는 계속적으로 사용할 수 없다. 그리고, 동일한 문제는, 전지캔에 한정되지 않고, 가스가 발생하는 내용물을 수용하고 있는 포장용기에도 생길 수 있다.
본 발명은, 파괴밸브의 열개 후에도 계속적으로 사용할 수 있는 포장용기를 위한 밸브 및 이것을 구비하는 포장체를 제공하는 것이다.
본 발명의 제1 관점에 따른 밸브는, 수지성형품 또는 필름에 의해 형성되는 포장용기의 내외를 연통시키는 통로를 형성하는 밸브로서, 상기 통로를 폐색(閉塞)하도록 배치되고, 상기 포장용기의 내부에 있어서 발생한 가스에 기인하여 상기 포장용기의 내압이 상승한 경우에 열개하는 파괴밸브와, 상기 통로 내에 있어서 상기 파괴밸브의 외부를 향하는 측인 2차 측에 배치되고, 상기 파괴밸브가 열개한 후, 상기 포장용기의 내압에 따라 상기 포장용기의 내부로부터 외부로 상기 가스를 방출하는 체크밸브와, 상기 통로를 적어도 부분적으로 획정(劃定)하고, 상기 포장용기를 구성하는 상기 수지성형품 또는 상기 필름에 협지된 상태로 상기 포장용기에 고정되는 장착부를 구비한다. 그리고, 상기 장착부는, 전형적으로는, 상기 포장용기를 구성하는 상기 수지성형품 또는 상기 필름에 협지된 상태로 상기 포장용기에 히트 실(heat seal)의 태양(態樣)으로 고정된다.
본 발명의 제2 관점에 따른 밸브는, 제1 관점에 따른 밸브로서, 상기 파괴밸브의 밸브 개방 압력은, 상기 포장용기의 내내압(耐內壓)의 2/3 이하이다.
본 발명의 제3 관점에 따른 밸브는, 제1 관점 또는 제2 관점에 따른 밸브이며, 상기 포장용기의 외부에 배치되고, 상기 장착부에 연속하고, 상기 통로를 부분적으로 획정하는 통형부위를 더 구비한다. 상기 체크밸브는, 상기 통형부위 내에 배치된다.
본 발명의 제4 관점에 따른 포장체는, 제1 관점 내지 제3 관점 중 어느 하나에 따른 밸브와, 상기 포장용기를 구비한다.
본 발명의 제5 관점에 따른 포장체는, 제4 관점에 따른 포장체로서, 상기 포장용기는, 파우치이다.
본 발명의 제6 관점에 따른 포장체는, 제4 관점 또는 제5 관점에 따른 포장체로서, 상기 포장용기의 내내압은, 1MPa 이하이다.
본 발명의 제7 관점에 따른 포장체는, 제4 관점 내지 제6 관점 중 어느 하나에 따른 포장체로서, 상기 포장용기 내에는, 상기 파괴밸브의 열개 전에 있어서 실질적으로 진공이 형성되어 있다.
본 발명의 제8 관점에 따른 포장체는, 제4 관점 내지 제7 관점 중 어느 하나에 따른 포장체로서, 상기 포장용기는, 전지소자를 수용한다.
본 발명의 제9 관점에 따른 포장체는, 제4 관점 내지 제8 관점 중 어느 하나에 따른 포장체로서, 상기 포장용기는, 라미네이트 용기이다.
본 발명에 의하면, 파괴밸브의 외부를 향하는 측인 2차 측에 체크밸브가 배치된다. 이 때문에, 파괴밸브의 열개 후에도 계속적으로 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시형태에 따른 밸브(밸브 구조체) 및 포장용기를 포함하는 포장체의 사시도이다.
도 2a는 동(同) 실시형태에 따른 파괴밸브의 상면도이다.
도 2b는 도 2의 II-II선 단면도이다.
도 3은 동 실시형태에 따른 파괴밸브 및 체크밸브의 주변의 구조를 나타내는 측방단면도이다.
도 4a는 변형예에 따른 파괴밸브 및 체크밸브의 주변의 구조를 나타내는 측방단면도이다.
도 4b는 다른 변형예에 따른 파괴밸브 및 체크밸브의 주변의 구조를 나타내는 측방단면도이다.
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 일실시형태에 따른밸브 및 이것을 구비하는 포장체에 대하여 설명한다.
<1. 포장체의 전체구성>
도 1은, 본 실시형태에 따른 포장체(101)의 사시도를 나타낸다. 동 도면에 나타낸 바와 같이, 포장체(101)는, 본 실시형태에 따른 밸브인 밸브구조체(100)와, 밸브구조체(100)가 장착된 포장용기(200)를 구비한다. 도 1에서는, 원래 외부로부터 육안으로 볼 수 없는 부위가, 참고를 위해, 부분적으로 점선으로 나타내져 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위해, 도 1의 상하 방향을 「상하」로 칭하고, 좌우 방향을 「좌우」로 칭하지만, 포장체(101)의 사용 시의 향하는 쪽 및 방향은, 이것으로 한정되지 않는다.
포장체(101)의 내용물은 특별히 한정되지 않지만, 포장체(101)는, 시간의 경과에 따른 가스를 발생하는 내용물을 수용하기 위하여 특히 우수하다. 포장체(101)의 내용물은, 예를 들면, 커피, 발효식품(된장 등), 장기보존용 식품 등으로 할 수 있지만, 본 실시형태의 포장체(101)는, 전지, 특히 리튬 이온 2차 전지이며, 내용물로서, 전극 및 전해액과 같은 전지소자를 수용한다.
포장용기(200)는, 수지성형품 또는 필름에 의해 형성된다. 여기서 일컫는 수지성형품은, 사출 성형이나 압공성형, 진공성형, 블로우성형 등의 방법에 의해 제조할 수 있고, 디자인성이나 기능성을 부여하기 위해 인몰드 성형을 행해도 된다. 수지의 종류는, PP, PET, 나일론, ABS 등으로 할 수 있다. 또한, 여기서 일컫는 필름은, 예를 들면, 인플레이션법이나 T다이법 등의 방법에 의해 제조할 수 있는 플라스틱 필름이나 금속박이다. 또한, 여기서 일컫는 필름은, 연신된 것이라도 되고 아니라도 되며, 단층의 필름이라도 되고 적층 필름이라도 된다. 또한, 여기서 일컫는 적층 필름은, 코팅법에 의해 제조되어도 되고 아니라고 되고, 복수 개의 필름이 접착제 등에 의해 접착된 것이라도 되고, 다층 압출법에 의해 제조되어도 된다.
포장용기(200)는, 본 실시형태에서는 라미네이트 용기이다. 라미네이트 용기는, 그 이름대로, 라미네이트 필름으로 구성된다. 또한, 라미네이트 용기의 형태는 특별히 한정되지 않으며, 백형(bag type)으로 할 수도 있지만, 본 실시형태에서는, 라미네이트 필름을 오목형으로 성형하고, 그 위로부터 중첩된 라미네이트 필름과 적당한 부분(주위 에지부)에서 히트 실되고, 이로써, 히트 실부(201)가 형성된다. 그리고, 이 히트 실부(201)에 의해, 외부공간으로부터 차단된 포장용기(200)의 내부공간이 형성된다. 그리고, 본 명세서에서 일컫는 히트 실 태양에는, 열원으로부터의 가열용착, 초음파용착 등의 태양이 상정(想定)된다. 라미네이트 필름은, 기재층(基材層), 배리어층 및 열융착성 수지층을 상기한 순서로 적층한 적층체로 할 수 있다.
밸브구조체(100)는, 포장용기(200)의 내부에서 발생한 가스를 필요에 따라 외부로 내보내어, 포장용기(200)가 내압에 의해 파열되는 것을 방지하도록 구성된다. 이하에서는, 밸브구조체(100)를 기준으로 하여, 포장용기(200)의 내부로 향하는 측을 1차 측, 1차 측의 반대측(포장용기(200)의 외부로 향하는 측)을 2차 측이라고 한다.
<2. 밸브구조체의 구성>
도 1에 나타낸 바와 같이,밸브 구조체(100)는, 내부에 통로(L)가 형성되는 밸브외체(2)를 구비한다. 밸브외체(2)는, 통형부위(20) 및 장착부(22)를 가진다. 장착부(22)는, 밸브구조체(100)를 포장용기(200)에 장착하기 위한 부위이다. 장착부(22)는, 본 실시형태에서는, 포장용기(200)의 백을 만들 때 히트 실부(201)를 구성하는 라미네이트 필름에 협지된 상태로 히트 실되는 것에 의해, 포장용기(200)에 고정된다.
장착부(22)는, 통형부위(20)과 중심축이 거의 일치하는 환형부(23)와, 환형부(23)의 좌우의 단부(端部)로부터 각각 좌측 방향 및 우측 방향으로 연장되는 날개형 연단부(延端部)(24 및 24)를 포함하며, 평면에서 볼 때 눈물어린 눈(watery eys) 형상이다. 통형부위(20)는, 장착부(22)의 상단으로부터 상방향으로 연장되는 대략 원통형의 부위이다. 이것으로 한정되지 않지만, 본 실시형태에서는, 통형부위(20) 및 장착부(22)는, 스테인레스 등의 금속에 의해 구성되어 있고, 별도의 부품으로서 형성된 후, 서로 용접되어 있다. 다만, 통형부위(20) 및 장착부(22)는, 일체적으로 구성할 수도 있다. 그리고, 장착부(22)와 통형부위(20)를 별개의 부품으로 하는 경우, 양자를 상이한 소재로 할 수 있으며, 예를 들면, 통형부위(20)를 스테인레스제로 하고, 장착부(22)를 경질의 수지제로 할 수 있다. 통로(L)는, 장착부(22) 및 통형부위(20)의 내부를 관통하여 상하 방향으로 연장되는, 단면이 대략 원형인 통로이며, 포장용기(200)의 내외를 연통시킨다.
통로(L) 내에 있어서 장착부(22)의 내주면에는, 플랜지부(21)가 형성되어 있고, 플랜지부(21)의 상면은, 파괴밸브(1)의 외주 에지와 용접되어 있다. 파괴밸브(1)는, 금속제이며, 대략 원판형상이다. 파괴밸브(1)는, 통로(L)를 폐색하도록 배치된다. 플랜지부(21)는, 내측 플랜지이며, 파괴밸브(1)의 외경(外徑)은, 플랜지부(21)의 내경보다 크고, 장착부(22)의 플랜지부(21) 이외의 내경보다 약간 작다. 그리고, 파괴밸브(1)는, 플랜지부(21)의 하면에 고정되어도 된다.
파괴밸브(1)는, 자신의 1차 측의 압력이 상승하면, 열개하여 가스를 1차 측의 공간으로부터 2차 측의 공간으로 놓아 주도록 구성된다. 즉, 파괴밸브(1)는, 포장용기(200)의 내부에 있어서 발생한 가스에 기인하여 포장용기(200)의 내압이 상승한 경우에 열개하도록 구성되어 있다. 그리고, 도 1에 나타낸 상태에서는, 파괴밸브(1)는, 열개하지 않고 있는 폐쇄 상태이다.
통로(L) 내에 있어서 파괴밸브(1)의 1차 측의 공간(R1)은, 포장용기(200)의 내부와 연통되어 있고, 포장용기(200)의 내압은, 공간(R1)의 내압과 일치한다. 1차 측의 공간(R1)은, 포장용기(200)의 내부와 함께, 포장용기(200)의 내부에서 발생한 가스가 최초로 봉지되는 폐쇄 공간을 형성한다.
도 2a는, 파괴밸브(1)의 상면도이다. 파괴밸브(1)의 상면에는, 대략 Y자형으로 절결(切缺)된 절결부(10)가 형성된다. 도 2b는, 파괴밸브(1)의 II-II선 단면도이다. 도 2b에 나타낸 바와 같이, 절결부(10)는, 파괴밸브(1)의 상면과 하면에서 대칭으로 형성되고, 절결부(10)의 두께(W1)는 파괴밸브(1)의 다른 부분의 두께(W2)보다 얇다. 즉, 절결부(10)는, 파괴밸브(1)의 다른 부분보다 상대적으로 강도가 낮고, 파괴밸브(1)의 1차 측의 압력이 상승한 경우에 응력이 집중되는 부위이다. 이로써, 포장용기(200)의 내압의 상승에 따라 파괴밸브(1)에 일정 이상의 압력이 가해지면, 절결부(10)로부터 파단이 발생하여, 파괴밸브(1)가 열개한다. 파괴밸브(1)의 밸브 개방 압력은, 파괴밸브(1)가 열개하는 압력(1차 측과 2차 측의 압력차)이며, 절결부(10)의 형상, 두께(W1), 재료 등의 파라미터에 의해 적절하게 실현할 수 있다. 그리고, 여기서 일컫는 「열개」는, 파괴밸브(1)를 구성하는 재료가 절단되는 것에 의해, 파괴밸브(1)의 1차 측과 2차 측이 기체 및 액체 연통된 상태가 되는 것을 지칭하는 것으로 한다.
본 실시형태의 파괴밸브(1)는 알루미늄제이며, W1은 10∼20 [㎛], W2는 약 200[㎛]이다. 또한, 본 실시형태의 파괴밸브(1)의 밸브 개방 압력은 0.2[MPa]이다. 그리고, 여기서 일컫는 밸브 개방 압력은, 2차 측의 압력이 대기압(0.1MPa)인 것으로 하고, 파괴밸브(1)의 1차 측의 압력으로부터 2차 측의 압력을 제한값으로서 표시된다. 또한, 압력을 수치로 나타낼 때, 특별히 언급하지 않는 한, 이들은 25℃ 환경에서 계측한 것으로 한다. 파괴밸브(1)의 밸브 개방 압력은, 포장용기(200)의 내내압의 2/3 이하인 것이 바람직하다. 이 경우에, 포장용기(200)가 파열되기 전에, 파괴밸브(1)를 더욱 확실하게 밸브 개방할 수 있다. 그리고, 포장용기(200)의 내내압이란, 밸브구조체(100)를 생략하고, 밸브구조체(100)의 장착 위치를 그 주변과 동일하게 히트 실한 경우에, 포장용기(200)가 기밀하게 실링된 상태를 유지할 수 있는 포장용기(200)의 최대의 내압을 의미한다. 여기서, 포장용기(200)의 내압은, 대기압과의 차이로 표시하는 것으로 한다. 포장용기(200)의 내내압은, 1[MPa] 이하로 할 수 있다. 이 경우에, 포장용기(200) 내에서 대량으로 발생한 가스에 의해, 전지의 내부부품에 문제점이 생기는 것이 억제될 수 있다. 100℃의 고온환경에서 포장용기(200)의 내내압이 1MPa를 상회하는 경우, 파괴밸브(1)의 밸브 개방 압력은, 1MPa의 2/3 이하인 것이 바람직하다. 이는, 파괴밸브(1)의 밸브 개방 압력이 1MPa의 2/3를 상회하면, 포장용기(200)가 백이 파괴되지 않더라도 변형에 의해 전극이 변형하여, 쇼트하는 등의 문제가 발생하기 때문이다.
통로(L) 내에 있어서 파괴밸브(1)의 2차 측에는, 체크밸브(3)가 배치된다. 체크밸브(3)는, 파괴밸브(1)가 열개한 후, 포장용기(200)의 내압에 따라 포장용기(200)의 내부로부터 외부로 가스를 방출하는 일방통행의 밸브이다. 체크밸브(3)는, 반복적인 가스빼기가 가능한 복귀밸브이다.
도 3은, 파괴밸브(1) 및 체크밸브(3)의 주변의 구조를 나타내는 측방단면도이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 통로(L)는, 파괴밸브(1)가 열개한 후, 포장용기(200) 내에 있어서 발생한 가스를 체크밸브(3)로 유도한다. 체크밸브(3)의 구성은 특별히 한정되지 않으며, 본 실시형태에서는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 볼 스프링형이지만, 예를 들면, 덕빌형, 엄브렐러형 등으로 할 수도 있다. 본 실시형태의 체크밸브(3)는, 밸브시트(210)와, O링(212)과, 볼(214)과, 스프링(216)과, 천정면부(218)를 포함한다.
밸브시트(210)는, 통형부위(20)의 내주면으로부터 통로(L) 내를 향하여 돌출하도록 배치된다. 밸브시트(210)는, 통로(L) 내에, 위쪽을 향하여 확경(擴徑)되는 역원뿔형의 공간을 획정하고, 동(同) 공간을 파괴밸브(1)의 2차 측의 공간(R2)과 연통시키는 관통공(O1)을 중앙에 가진다. 밸브시트(210)는, 스프링(216)에 의해 위쪽으로부터 가압되는 밸브체로서의 볼(214)을 받아들이고, 이 때, 체크밸브(3)의 폐쇄 상태가 형성된다. 볼(214)은, 스프링(216)의 하단에 접촉하고, 스프링(216)의 상단은, 천정면부(218)에 접촉한다. 천정면부(218)는, 통형부위(20)의 상단에 배치되고, 중앙에 관통공(O2)을 가지는 도너츠 판형의 부위이다. 그리고,밸브 시트(210) 및 천정면부(218)는, 각각, 예를 들면, 스테인레스 등의 금속제로 만들 수 있고, 통형부위(20)과 일체로 구성할 수 있다. O링(212)은, 볼(214)이 밸브시트(210)에 착좌했을 때, 볼(214)과 밸브시트(210)의 간극을 없애고, 폐쇄 상태의 밀폐성을 높이는 것을 보조한다. O링(212)은, 중공(中空)원형의 링이며, 예를 들면, 불소 고무에 의해 구성된다. 볼(214) 및 스프링(216)의 재질은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 양자를 스테인레스 등의 금속제로 할 수 있다. 또한, 볼(214)은, 수지로 구성되어도 된다. 또한, 볼(214) 및 밸브시트(210)의 한쪽을 고무제로 하고, 다른 쪽을 테프론(등록상표) 또는 테프론(등록상표) 코팅한 스테인레스 등의 금속제로 할 수도 있다. 그리고, 볼(214)은, 전형적으로는 구형(球形)이지만, 밸브로서의 기능을 행하는 한, 반드시 구형일 필요는 없으며, 예를 들면, 반구형이라도 되고, 장구형이라도 되고, 편구형이라도 된다. 또한, 예를 들면, 볼(214)이 반구형인 경우에, 상기 반구의 평평한 면으로부터 기둥형의 부재가 연장되어 있어도 된다.
통로(L) 내에 있어서 파괴밸브(1)의 2차 측으로서, 체크밸브(3)의 1차 측의 공간(R2)은, 파괴밸브(1)의 열개 후, 파괴밸브(1)의 1차 측의 공간(R1)과 연통된다. 이 때, 공간(R2)의 내압은, 포장용기(200)의 내압 및 공간(R1)의 내압과 일치한다. 공간(R2)은, 포장용기(200)의 내부 및 공간(R1)과 함께, 포장용기(200) 내부에서 발생한 가스를, 파괴밸브(1)의 열개 후에 봉지하는 폐쇄 공간을 형성한다.
또한, 통로(L) 내에 있어서 체크밸브(3)의 2차 측(밸브 시트(210)와 볼(214)이 접촉하는 위치보다 포장용기(200)의 외부로 향하는 측)의 공간(R3)은, 외부공간과 연통되어 있다. 파괴밸브(1)의 열개 후, 포장용기(200)의 내압, 즉 체크밸브(3)의 1차 측의 공간(R2)의 내압이 소정의 압력에 도달하면, 포장용기(200)의 내부로부터 유도된 가스가 볼(214)을 위쪽으로 압압(押壓)한다. 볼(214)이 압압되고, 밸브시트(210)로부터 이격되면, 스프링(216)이 축소되어, 체크밸브(3)의 개방 상태가 형성된다. 이 개방 상태에 있어서, 포장용기(200) 내부에서 발생한 가스는, 볼(214)과 O링(212)의 사이에 형성된 간극을 통하여 공간(R3) 내로 흘러나가고, 또한 관통공(O2)을 통하여 포장체(101)의 외부로 배출된다. 가스가 배출되고, 볼(214)을 상방향으로 압압하는 힘이 약해지면, 스프링(216)이 볼(214)을 하방향으로 가압하는 힘이 이것보다 커지고, 스프링(216)이 복원하여 늘어난다. 그 결과, 다시, 체크밸브(3)의 폐쇄 상태가 형성된다.
체크밸브(3)의 밸브 개방 압력은, 파괴밸브(1)의 밸브 개방 압력보다 작게 설정할 수도 있고, 파괴밸브(1)의 밸브 개방 압력과 동일하게 설정할 수도 있고, 파괴밸브(1)의 밸브 개방 압력보다 크게 설정할 수도 있다. 그리고, 여기서 일컫는 체크밸브(3)의 밸브 개방 압력도, 파괴밸브(1)의 경우와 마찬가지로, 2차 측의 압력이 대기압(0.1MPa)인 것으로 하고, 체크밸브(3)의 1차 측의 압력으로부터 2차 측의 압력을 뺀 값이다.
전술한 바와 같이, 본 실시형태에서는, 파괴밸브(1)의 2차 측에 체크밸브(3)가 배치된다. 이에 따라, 파괴밸브(1)의 열개 후에도, 체크밸브(3)의 작용에 의해, 포장용기(200) 내로의 대기의 진입을 방지하고, 여기에 포함되는 수분에 의한 전지의 열화를 효과적으로 방지할 수 있다. 따라서, 파괴밸브(1)의 열개 후에도, 전지인 포장체(101)를 계속적으로 사용할 수 있다.
그런데, 체크밸브(3)는, 일방 통행의 밸브라고 할 수 있지만, 그 단체(單體)로는, 역류를 완전히 방지하는 것까지는 할 수 없다. 따라서, 체크밸브(3)만으로는, 포장용기(200) 내로의 대기의 진입을 완전히 방지하는 것은 곤란하여, 전지의 열화가 생길 수 있다. 이 점에서, 본 실시형태에서는, 파괴밸브(1)의 열개 전에는, 파괴밸브(1)의 존재에 의해, 포장용기(200) 내로의 대기의 진입을 완전히 방지하여, 여기에 포함되는 수분에 의한 전지의 열화를 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 파괴밸브(1)가 열개하는 것은, 포장용기(200)의 내압이, 파괴밸브(1)의 밸브 개방 압력 이상이 되었을 때이다. 따라서, 파괴밸브(1)의 열개 후에 있어서는, 체크밸브(3)의 1차 측의 공간(R1)의 내압이 비교적 높은 상태로 유지되므로, 체크밸브(3)를 통한 근소한 역류조차도 쉽게 생기지 않는 상태가 된다. 따라서, 파괴밸브(1)의 열개 후에 있어서도, 포장용기(200) 내로의 대기의 진입을 방지하여, 여기에 포함되는 수분에 의한 전지의 열화를 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 본 실시형태의 포장체(101)는, 전지이며, 파괴밸브(1)의 열개 전에 있어서는, 포장용기(200) 내에는 실질적으로 진공이 형성된다. 여기서, 이상 설명한 대기의 역류의 문제에 의해, 만일 파괴밸브(1)가 존재하지 않고, 체크밸브(3)만의 구성으로는, 포장용기(200) 내를 진공 흡인하는 것이 곤란하다. 이 점에서, 본 실시형태에서는, 파괴밸브(1)의 존재에 의해, 이와 같은 진공 흡인도 용이하게 행할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 체크밸브(3)가 장착부(22)가 아닌, 통형부위(20) 내에 배치된다. 그 결과, 포장용기(200)에 장착부(22)를 히트 실에 의해 장착할 때의 열에 의해, 체크밸브(3)를 구성하는 각종 부품이 변형할 우려가 저감된다.
<3. 밸브구조체의 동작>
이하, 밸브구조체(100)의 사용 상태에 대하여 설명한다. 밸브구조체(100)는, 포장용기(200)에 기밀하게 장착된 상태로 사용된다.
이미 기술한 바와 같이, 포장체(101)는 전지이며, 포장용기(200)에는, 전해액이 수용된다. 전해액은, 어떠한 원인으로 기화하거나, 분해되는 경우가 있다. 전해액의 기화나 분해에 따라 포장용기(200)의 내부에서 가스가 발생하면, 공간(R1)의 내압이 상승한다. 그리고, 공간(R1)의 내압(공간(R2)과의 차압)이 상승하여 파괴밸브(1)의 밸브 개방 압력에 도달하면, 파괴밸브(1)가 열개한다. 파괴밸브(1)가 열개하면, 공간(R1)과 공간(R2)이 연통하여, 가스는 원래 폐쇄 공간이던 공간(R2) 내로 도피할 수 있게 된다. 그 결과, 포장용기(200)에 가해지는 내압이 강하한다.
파괴밸브(1)는, 한번 열개되면, 그 기능을 행하지 않게 된다. 그러나, 파괴밸브(1)의 2차 측에 체크밸브(3)가 존재하므로, 포장용기(200)의 내외가 연통하지 않고, 포장용기(200) 내로의 대기 및 여기에 포함되는 수분의 진입이 쉽게 생기지 않는 상태가 계속된다. 따라서, 파괴밸브(1)의 열개 후에도, 전지인 포장체(101)의 사용을 계속할 수 있다.
이후, 전지인 포장체(101)의 사용을 계속하여, 공간(R1) 및 공간(R2)의 내압(공간(R3)과의 차압)이 체크밸브(3)의 밸브 개방 압력에 도달하면, 체크밸브(3)가 밸브를 개방한다. 체크밸브(3)가 밸브 개방하면, 공간(R1) 및 공간(R2)이 또한 공간(R3)을 통하여 외부공간과 연통된다. 즉, 포장체(101)의 내외가 연통하고, 포장용기(200)의 내부에서 발생한 가스가 외부공간으로 방출된다. 그 결과, 포장용기(200)에 가해지는 내압이 하강하고, 체크밸브(3)는, 폐쇄 상태로 복귀한다. 따라서, 포장용기(200) 내로의 대기 및 여기에 포함되는 수분의 진입이 쉽게 생기지 않는 상태가 더욱 계속되어, 전지인 포장체(101)의 사용을 계속할 수 있다.
<4. 변형예>
이상, 본 발명의 일실시형태에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시형태로 한정되지 않고, 그 취지를 일탈하지 않는 한, 다양한 변경이 가능하다. 예를 들면, 이하의 변경이 가능하다. 또한, 이하의 변형예의 요지는, 적절하게 조합할 수 있다.
<4-1>
상기 실시형태에서는, 파괴밸브(1)는, 절결부(10)가 형성된 금속제의 판형 부재로 되지만, 파괴밸브(1)의 구성은, 이 태양으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 도 4a에 나타낸 바와 같이, 밸브외체(2)의 하단부에 외주 에지가 히트 실된 라미네이트 필름(1a)에 의해, 파괴밸브를 구성할 수도 있다. 다른 예를 들면, 도 4b에 나타낸 바와 같이, 라미네이트 필름으로 구성되는 포장용기(200)에 있어서, 밸브외체(2)의 하단부를 에워싸도록 형성한 히트 실부(1b)에 의해, 파괴밸브를 구성할 수도 있다. 이 예에서는, 히트 실부(1b)의 내부와 외부가 히트 실부(1b)에 의해 기체 및 액체 연통하지 않도록 분리된다. 그러나, 포장용기(200)의 내부에 있어서 발생한 가스에 의해, 히트 실부(1b)의 내부 측의 공간의 압력이 상승하면, 이 히트 실부(1b)가 박리되도록 구성되어 있다. 전술한 바와 같이, 도 4a 및 도 4b와 같은 이지 필에 의해서도, 바람직하게 파괴밸브를 형성할 수 있다.
<4-2>
상기 실시형태에서는, 파괴밸브(1)가 장착부(22) 내에 배치되었지만, 통형부위(20) 내에 배치해도 된다. 이 경우에, 포장용기(200)에 대한 히트 실에 의한 장착부(22)의 장착 시의 열로, 파괴밸브(1)가 변형할 우려가 저감되는 점에서 바람직하다. 또한, 파괴밸브(1)를 통형부위(20) 내에 배치하는 동시에, 눈물어린 눈 형상의 장착부(22)를 생략하여, 포장용기(200)를 통형부위(20)의 외주면에 히트 실에 의해 고정해도 된다.
1: 파괴밸브
1a: 라미네이트 필름(파괴밸브)
1b: 히트 실부(파괴밸브)
2: 밸브외체
3: 체크밸브
200: 포장용기
L: 통로

Claims (8)

  1. 수지성형품 또는 필름에 의해 형성되는 포장용기의 내외(內外)를 연통시키는 통로를 형성하는 밸브로서,
    상기 통로를 폐색(閉塞)하도록 배치되고, 상기 포장용기의 내부에 있어서 발생한 가스에 기인하여 상기 포장용기의 내압(內壓)이 상승한 경우에 열개(裂開)하는 파괴밸브;
    상기 통로 내에 있어서 상기 파괴밸브의 외부를 향하는 측인 2차 측에 배치되고, 상기 파괴밸브가 열개한 후, 상기 포장용기의 내압에 따라 상기 포장용기의 내부로부터 외부로 상기 가스를 방출하는 체크밸브;
    상기 통로를 적어도 부분적으로 획정(劃定)하고, 상기 포장용기를 구성하는 상기 수지성형품 또는 상기 필름에 협지된 상태로 상기 포장용기에 히트 실(heat seal)의 태양(態樣)으로 고정되는 장착부; 및
    상기 포장용기의 외부에 배치되고, 상기 장착부에 연속하고, 상기 통로를 부분적으로 획정하는 통형부위
    를 구비하고,
    상기 체크밸브는, 상기 통형부위 내에 배치되는, 밸브.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 파괴밸브의 밸브 개방 압력은, 상기 포장용기의 내내압(耐內壓)의 2/3 이하인, 밸브.
  3. 제1항 또는 제2항에 기재된 밸브와,
    상기 포장용기
    를 구비하는, 포장체.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 포장용기는 파우치인, 포장체.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 포장용기의 내내압은 1MPa 이하인, 포장체.
  6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 포장용기 내에는, 상기 파괴밸브의 열개 전에 있어서 실질적으로 진공이 형성되어 있는, 포장체.
  7. 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 포장용기는 전지소자를 수용하는, 포장체.
  8. 제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 포장용기는 라미네이트 용기인, 포장체
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