KR20210146971A - 전기 화학 디바이스용 피압축 부재 - Google Patents
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Abstract
(1) 테트라플루오로에틸렌 단위 및 플루오로알킬비닐에테르 단위를 함유하는 공중합체이며, 상기 공중합체의 전체 단량체 단위에 대한 상기 플루오로알킬비닐에테르 단위의 함유량이 4.3질량％ 이상 5.5질량％ 미만이고, 상기 공중합체의 멜트 플로 레이트가 10 내지 23g/10분인 공중합체, 및 (2) 테트라플루오로에틸렌 단위 및 플루오로알킬비닐에테르 단위를 함유하는 공중합체이며, 상기 공중합체의 전체 단량체 단위에 대한 상기 플루오로알킬비닐에테르 단위의 함유량이 5.5질량％ 이상 8.0질량％ 이하이고, 상기 공중합체의 멜트 플로 레이트가 23 내지 68g/10분인 공중합체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 공중합체를 함유하는 전기 화학 디바이스용 피압축 부재를 제공한다.
Description
본 개시는, 전기 화학 디바이스용 피압축 부재에 관한 것이다.
밀봉 부재는, 예를 들어 밀폐형 전지에 있어서 사용되고 있다. 특허문헌 1에는, 전극체 및 전해질을 수용하는 전지 케이스에 마련된 단자 인출 구멍을, 관통 구멍을 갖는 환상의 시일 부재로 시일하는 것이 개시되어 있다.
본 개시에서는, 사출 성형법에 의해 용이하게 제조할 수 있고, 표면 평활성, 내크랙성 및 내압축 영구 변형성이 우수한 전기 화학 디바이스용 피압축 부재를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시에 의하면, (1) 테트라플루오로에틸렌 단위 및 플루오로알킬비닐에테르 단위를 함유하는 공중합체이며, 상기 공중합체의 전체 단량체 단위에 대한 상기 플루오로알킬비닐에테르 단위의 함유량이 4.3질량％ 이상 5.5질량％ 미만이고, 상기 공중합체의 멜트 플로 레이트가 10 내지 23g/10분인 공중합체, 및 (2) 테트라플루오로에틸렌 단위 및 플루오로알킬비닐에테르 단위를 함유하는 공중합체이며, 상기 공중합체의 전체 단량체 단위에 대한 상기 플루오로알킬비닐에테르 단위의 함유량이 5.5질량％ 이상 8.0질량％ 이하이고, 상기 공중합체의 멜트 플로 레이트가 23 내지 68g/10분인 공중합체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 공중합체를 함유하는 전기 화학 디바이스용 피압축 부재가 제공된다.
본 개시의 전기 화학 디바이스용 피압축 부재에 있어서, 상기 플루오로알킬비닐에테르 단위가 퍼플루오로(에틸비닐에테르) 단위 및 퍼플루오로(프로필비닐에테르) 단위로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하다.
본 개시의 전기 화학 디바이스용 피압축 부재에 있어서, 상기 공중합체의 융점이 305℃ 이하인 것이 바람직하다.
본 개시의 전기 화학 디바이스용 피압축 부재는, 50％의 압축 변형률로 압축 변형한 상태에서, 40℃에서 1000시간 유지한 후에 측정되는 상기 공중합체의 압축 영구 변형률이, 85％ 이하인 것이 바람직하다.
본 개시의 전기 화학 디바이스용 피압축 부재는, 30％ 이상의 압축 변형률로 압축 변형한 상태에서 사용되는 것이 바람직하다.
본 개시의 전기 화학 디바이스용 피압축 부재는, 최고 온도가 40℃ 이상이 되는 환경 하에서 사용되는 것이 바람직하다.
본 개시의 전기 화학 디바이스용 피압축 부재는 사출 성형품인 것이 바람직하다.
본 개시의 전기 화학 디바이스용 피압축 부재는 전지용 피압축 부재인 것이 바람직하다.
본 개시의 전기 화학 디바이스용 피압축 부재는 밀봉 부재 또는 절연 부재인 것이 바람직하다.
본 개시에 의하면, 사출 성형법에 의해 용이하게 제조할 수 있고, 표면 평활성, 내크랙성 및 내압축 영구 변형성이 우수한 전기 화학 디바이스용 피압축 부재를 제공할 수 있다.
이하, 본 개시의 구체적인 실시 형태에 대하여 상세하게 설명하지만, 본 개시는 이하의 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.
본 개시의 전기 화학 디바이스용 피압축 부재는 압축 변형시켜 사용되는 부재이다. 본 개시의 전기 화학 디바이스용 피압축 부재는 테트라플루오로에틸렌(TFE) 단위 및 플루오로알킬비닐에테르(FAVE) 단위를 함유하는 공중합체를 함유한다. 본 발명자들은, FAVE 단위의 함유량 및 멜트 플로 레이트(MFR)가 특정 범위 내로 조정된 공중합체를, 전기 화학 디바이스용 피압축 부재의 성형 재료로서 사용하면, 사출 성형법에 의해 전기 화학 디바이스용 피압축 부재를 용이하게 제조할 수 있고(사출 성형성), 얻어지는 전기 화학 디바이스용 피압축 부재의 표면 조도가 작고(표면 평활성), 전기 화학 디바이스용 피압축 부재를 높은 압축 변형률로 압축 변형시켜도 크랙이 발생하기 어려우며(내크랙성), 나아가 전기 화학 디바이스용 피압축 부재를 높은 압축 변형률로 압축 변형시킨 상태에서, 고온에서 사용한 후에도, 낮은 압축 영구 변형률을 나타내는(내압축 영구 변형성) 것을 발견하였다. 즉, 본 개시의 전기 화학 디바이스용 피압축 부재는, 이들 요구 특성을 한번에 충족시키기 위해 최적의 재료를 발견한 것에 의해 완성된 발명이다.
본 개시의 전기 화학 디바이스용 피압축 부재는
(1) 테트라플루오로에틸렌 단위 및 플루오로알킬비닐에테르 단위를 함유하는 공중합체이며, 상기 공중합체의 전체 단량체 단위에 대한 상기 플루오로알킬비닐에테르 단위의 함유량이 4.3질량％ 이상 5.5질량％ 미만이고, 상기 공중합체의 멜트 플로 레이트가 10 내지 23g/10분인 공중합체, 및
(2) 테트라플루오로에틸렌 단위 및 플루오로알킬비닐에테르 단위를 함유하는 공중합체이며, 상기 공중합체의 전체 단량체 단위에 대한 상기 플루오로알킬비닐에테르 단위의 함유량이 5.5질량％ 이상 8.0질량％ 이하이고, 상기 공중합체의 멜트 플로 레이트가 23 내지 68g/10분인 공중합체로
이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 공중합체를 함유한다.
공중합체 (1)의 플루오로알킬비닐에테르(FAVE) 단위의 함유량은 4.3질량％ 이상 5.5질량％ 미만이고, 내크랙성 및 내압축 영구 변형성이 한층 더 우수한 전기 화학 디바이스용 피압축 부재가 얻어지는 점에서, 바람직하게는 4.5질량％ 이상이며, 바람직하게는 5.0질량％ 이하이고, 보다 바람직하게는 4.7질량％ 이하이다.
공중합체 (1)의 테트라플루오로에틸렌(TFE) 단위의 함유량은, 내크랙성 및 내압축 영구 변형성이 한층 더 우수한 전기 화학 디바이스용 피압축 부재가 얻어지는 점에서, 공중합체의 전체 단량체 단위에 대하여 바람직하게는 94.5질량％ 초과이며, 보다 바람직하게는 95.0질량％ 이상이며, 바람직하게는 95.7질량％ 이하이고, 보다 바람직하게는 95.5질량％ 이하이다.
공중합체 (1)의 MFR은 10 내지 23g/10분이며, 사출 성형법에 의해 한층 용이하게 제조할 수 있고, 표면 평활성이 한층 더 우수한 전기 화학 디바이스용 피압축 부재가 얻어지는 점에서, 바람직하게는 12g/10분 이상이며, 바람직하게는 15g/10분 이하이다.
공중합체 (1)은 MFR이 상기 범위 내에 있는 점에서, 사출 성형법에 의해 용이하게 성형할 수 있다. 예를 들어, 사출 성형법에 의해, 다수의 소형의 성형품을 한번에 제조하는 경우에는, 매우 복잡한 형상을 갖는 금형을 사용할 필요가 있다. 공중합체 (1)은 복잡한 형상을 갖는 금형을 사용하는 경우에도, 금형 내에 충분히 충전되는 점에서, 공중합체 (1)을 사출 성형함으로써, 복수의 소형의 전기 화학 디바이스용 피압축 부재를 한번에 제조할 수 있다. 따라서, 공중합체 (1)을 함유하는 본 개시의 전기 화학 디바이스용 피압축 부재는, 사출 성형법에 의해 높은 생산성으로 제조할 수 있다. 또한, 사출 성형이 곤란한 공중합체를 사용하는 종래의 방법에서는, 공중합체의 대형 블록을 제작한 후, 블록을 절삭 가공하고, 얻어진 시트를 펀칭하고, 압축 가공함으로써, 전기 화학 디바이스용 피압축 부재가 제조되어 왔다. 절삭 가공은 생산성이 떨어질 뿐만 아니라, 전기 화학 디바이스용 피압축 부재의 표면에 절삭흔을 남긴다. 본 개시의 전기 화학 디바이스용 피압축 부재는, 사출 성형법에 의해 원하는 형상을 갖는 전기 화학 디바이스용 피압축 부재를 제조할 수 있고, 얻어진 전기 화학 디바이스용 피압축 부재 표면에는 절삭흔이 남지 않는 점에서, 표면 평활성도 우수하다. 표면 평활성이 우수한 전기 화학 디바이스용 피압축 부재는, 다른 부재와 간극없이 밀착시킬 수 있는 점에서, 밀봉 부재로서 사용한 경우의 밀봉 특성이 우수하고, 절연 부재로서 사용한 경우의 절연 특성이 우수하였다.
또한, 공중합체 (1)의 FAVE 단위의 함유량 및 MFR이 상기 범위 내에 있는 점에서, 공중합체 (1)을 함유하는 전기 화학 디바이스용 피압축 부재는, 사출 성형법에 의해 용이하게 제조할 수 있고, 표면 평활성이 우수할 뿐만 아니라, 내크랙성 및 내압축 영구 변형성도 우수하다. FAVE 단위의 함유량이 상기 범위 내에 있어도, MFR이 상기 범위 밖인 경우에는, 사출 성형법에 의한 제조가 곤란하거나, 내크랙성 또는 내압축 영구 변형성이 떨어지거나 한다. MFR이 상기 범위 내에 있어도, FAVE 단위의 함유량이 상기 범위 밖인 경우에는, 내크랙성 또는 내압축 영구 변형성이 떨어진다.
공중합체 (2)의 FAVE 단위의 함유량은 5.5질량％ 이상 8.0질량％ 이하이고, 내크랙성 및 내압축 영구 변형성이 한층 더 우수한 전기 화학 디바이스용 피압축 부재가 얻어지는 점에서, 바람직하게는 6.0질량％ 이상이며, 보다 바람직하게는 6.5질량％ 이상이며, 바람직하게는 7.5질량％ 이하이고, 보다 바람직하게는 7.0질량％ 이하이다.
공중합체 (2)의 TFE 단위의 함유량은 한층 더 크랙이 발생하기 어렵고, 내크랙성 및 내압축 영구 변형성이 한층 더 우수한 전기 화학 디바이스용 피압축 부재가 얻어지는 점에서, 공중합체의 전체 단량체 단위에 대하여 바람직하게는 92.0질량％ 이상이며, 보다 바람직하게는 92.5질량％ 이상이며, 더욱 바람직하게는 93.0질량％ 이상이며, 바람직하게는 94.5질량％ 이하이고, 보다 바람직하게는 94.0질량％ 이하이고, 더욱 바람직하게는 93.5질량％ 이하이다.
공중합체 (2)의 MFR은 23 내지 68g/10분이며, 사출 성형법에 의해 한층 용이하게 제조할 수 있고, 표면 평활성이 한층 더 우수한 전기 화학 디바이스용 피압축 부재가 얻어지는 점에서, 바람직하게는 25g/10분 이상이며, 바람직하게는 62g/10분 이하이고, 보다 바람직하게는 40g/10분 이하이다.
공중합체 (2)는 MFR이 상기 범위 내에 있는 점에서, 사출 성형법에 의해 용이하게 성형할 수 있다. 예를 들어, 사출 성형법에 의해, 복수의 소형의 성형품을 한번에 제조하는 경우에는, 매우 복잡한 형상을 갖는 금형을 사용할 필요가 있다. 공중합체 (2)는 복잡한 형상을 갖는 금형을 사용하는 경우에도, 금형 내에 충분히 충전되는 점에서, 공중합체 (2)를 사출 성형함으로써, 복수의 소형의 전기 화학 디바이스용 피압축 부재를 한번에 제조할 수 있다. 따라서, 공중합체 (2)를 함유하는 본 개시의 전기 화학 디바이스용 피압축 부재는, 사출 성형법에 의해 높은 생산성으로 제조할 수 있다. 또한, 사출 성형이 곤란한 공중합체를 사용하는 종래의 방법에서는, 공중합체의 대형 블록을 제작한 후, 블록을 절삭 가공하고, 얻어진 시트를 펀칭하고, 압축 가공함으로써, 전기 화학 디바이스용 피압축 부재가 제조되어 왔다. 절삭 가공은 생산성이 떨어질뿐만 아니라, 전기 화학 디바이스용 피압축 부재의 표면에 절삭흔을 남긴다. 본 개시의 전기 화학 디바이스용 피압축 부재는, 사출 성형법에 의해 원하는 형상을 갖는 전기 화학 디바이스용 피압축 부재를 제조할 수 있고, 얻어진 전기 화학 디바이스용 피압축 부재 표면에는 절삭흔이 남지 않는 점에서, 표면 평활성도 우수하다. 표면 평활성이 우수한 전기 화학 디바이스용 피압축 부재는, 다른 부재와 간극없이 밀착시킬 수 있는 점에서, 밀봉 부재로서 사용한 경우의 밀봉 특성이 우수하고, 절연 부재로서 사용한 경우의 절연 특성이 우수하였다.
또한, 공중합체 (2)의 FAVE 단위의 함유량 및 MFR이 상기 범위 내에 있는 점에서, 공중합체 (2)를 함유하는 전기 화학 디바이스용 피압축 부재는, 사출 성형법에 의해 용이하게 제조할 수 있고, 표면 평활성이 우수할 뿐만 아니라, 내크랙성 및 내압축 영구 변형성도 우수하다. FAVE 단위의 함유량이 상기 범위 내에 있어도, MFR이 상기 범위 밖인 경우에는, 사출 성형법에 의한 제조가 곤란하거나, 내크랙성 또는 내압축 영구 변형성이 떨어지거나 한다. MFR이 상기 범위 내에 있어도, FAVE 단위의 함유량이 상기 범위 밖인 경우에는, 내크랙성 또는 내압축 영구 변형성이 떨어진다.
본 개시에 있어서, 공중합체 중의 각 단량체 단위의 함유량은 19F-NMR법에 의해 측정한다.
본 개시에 있어서, 멜트 플로 레이트는, ASTM D1238에 따라서 멜트 인덱서(야스다 세끼 세이사꾸쇼사제)를 사용하여, 372℃, 5kg 하중 하에서 내경 2.1mm, 길이 8mm의 노즐로부터 10분간당 유출되는 폴리머의 질량(g/10분)으로서 얻어지는 값이다.
본 개시의 전기 화학 디바이스용 피압축 부재는, 공중합체로서 공중합체 (1)만을 함유하는 것이어도 되고, 공중합체 (2)만을 함유하는 것이어도 되고, 공중합체 (1) 및 공중합체 (2)의 양쪽을 함유하는 것이어도 되지만, 공중합체 (1)만을 함유하는 것, 또는 공중합체 (2)만을 함유하는 것인 것이 바람직하다. 공중합체 (1)만을 함유하는 전기 화학 디바이스용 피압축 부재는, 공중합체 (1)의 FAVE 단위의 함유량 및 MFR을 충족하지만, FAVE 단위의 함유량 및 MFR이 다른 2종 이상의 공중합체 (1)을 함유할 수 있다. 또한, 공중합체 (2)만을 함유하는 전기 화학 디바이스용 피압축 부재는, 공중합체 (2)의 FAVE 단위의 함유량 및 MFR을 충족하지만, FAVE 단위의 함유량 및 MFR이 다른 2종 이상의 공중합체 (2)를 함유할 수 있다.
공중합체 (1) 및 (2)는 TFE 단위 및 FAVE 단위를 함유하는 공중합체(이하, TFE/FAVE 공중합체(또는, PFA)라 함)이다. 공중합체 (1) 및 (2)는 용융 가공성의 불소 수지이다. 용융 가공성이란, 압출기 및 사출 성형기 등의 종래의 가공 기기를 사용하여, 폴리머를 용융시켜 가공하는 것이 가능한 것을 의미한다. 이와 같이, TFE/FAVE 공중합체는 가공이 용이한 점에서, TFE/FAVE 공중합체를 함유하는 본 개시의 전기 화학 디바이스용 피압축 부재는 제조가 용이하다. 또한, 본 개시의 전기 화학 디바이스용 피압축 부재는 TFE/FAVE 공중합체를 함유하는 점에서, 내열성, 내히트 쇼크성, 내스트레스 크래킹성, 내전해액성, 저투습성 등도 우수하다.
상기 FAVE 단위를 구성하는 FAVE로서는, 일반식 (1):
CF2=CFO(CF2CFY1O)p-(CF2CF2CF2O)q-Rf (1)
(식 중, Y1은 F 또는 CF3을 나타내고, Rf는 탄소수 1 내지 5의 퍼플루오로알킬기를 나타낸다. p는 0 내지 5의 정수를 나타내고, q는 0 내지 5의 정수를 나타낸다.)로 표시되는 단량체, 및 일반식 (2):
CFX=CXOCF2OR1 (2)
(식 중, X는 동일하거나 또는 다르고, H, F 또는 CF3을 나타내고, R1은 직쇄 또는 분기한, H, Cl, Br 및 I로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 원자를 1 내지 2개 포함하고 있어도 되는 탄소수가 1 내지 6인 플루오로알킬기, 혹은 H, Cl, Br 및 I로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 원자를 1 내지 2개 포함하고 있어도 되는 탄소수가 5 또는 6인 환상 플루오로알킬기를 나타낸다.)로 표시되는 단량체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 들 수 있다.
그 중에서도, 상기 FAVE로서는, 사출 성형법에 의해 한층 용이하게 제조할 수 있고, 표면 평활성, 내크랙성 및 내압축 영구 변형성이 한층 우수한 전기 화학 디바이스용 피압축 부재가 얻어지는 점에서, 일반식 (1)로 표시되는 단량체가 바람직하고, 퍼플루오로(메틸비닐에테르), 퍼플루오로(에틸비닐에테르)(PEVE) 및 퍼플루오로(프로필비닐에테르)(PPVE)로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종이 보다 바람직하고, PEVE 및 PPVE로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종이 더욱 바람직하고, PPVE가 특히 바람직하다.
공중합체 (1) 및 (2)는 TFE 및 FAVE와 공중합 가능한 단량체에서 유래하는 단량체 단위를 함유할 수도 있다. 이 경우, TFE 및 FAVE와 공중합 가능한 단량체의 함유량은, 공중합체의 전체 단량체 단위에 대하여 바람직하게는 0 내지 10질량％이며, 보다 바람직하게는 0.1 내지 5질량％이다.
TFE 및 FAVE와 공중합 가능한 단량체로서는, HFP, CZ1Z2=CZ3(CF2)nZ4(식 중, Z1, Z2 및 Z3은 동일하거나 또는 다르고, H 또는 F를 나타내고, Z4는 H, F 또는 Cl을 나타내고, n은 2 내지 10의 정수를 나타낸다.)로 표시되는 비닐 단량체, 및 CF2=CF-OCH2-Rf1(식 중, Rf1은 탄소수 1 내지 5의 퍼플루오로알킬기를 나타낸다.)로 표시되는 알킬퍼플루오로비닐에테르 유도체 등을 들 수 있다. 그 중에서도, HFP가 바람직하다.
공중합체 (1) 및 (2)로서는, TFE 단위 및 FAVE 단위만을 포함하는 공중합체, 및 상기 TFE/HFP/FAVE 공중합체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종이 바람직하고, TFE 단위 및 FAVE 단위만을 포함하는 공중합체가 보다 바람직하다.
공중합체 (1) 및 (2)의 융점은 바람직하게는 280 내지 322℃이고, 보다 바람직하게는 290℃ 이상이고, 보다 바람직하게는 315℃ 이하이고, 더욱 바람직하게는 305℃ 이하이다. 또한, 공중합체 (1) 및 (2)의 융점은, 사출 성형법에 의해 한층 용이하게 제조할 수 있고, 표면 평활성, 내크랙성 및 내압축 영구 변형성이 한층 우수한 전기 화학 디바이스용 피압축 부재가 얻어지는 점에서, 또한 더욱 바람직하게는 305℃ 미만이고, 특히 바람직하게는 302℃ 이하이고, 가장 바람직하게는 300℃ 이하이다. 상기 융점은 시차 주사 열량계[DSC]를 사용하여 측정할 수 있다.
공중합체 (1) 및 (2)의 유리 전이 온도(Tg)는 바람직하게는 70 내지 110℃이고, 보다 바람직하게는 80℃ 이상이고, 보다 바람직하게는 100℃ 이하이다. 상기 유리 전이 온도는 동적 점탄성 측정에 의해 측정할 수 있다.
공중합체 (1) 및 (2)는 예를 들어 그 구성 단위가 되는 모노머나, 중합 개시제 등의 첨가제를 적절히 혼합하여, 유화 중합, 현탁 중합을 행하는 등의 종래 공지된 방법에 의해 제조할 수 있다.
본 개시의 전기 화학 디바이스용 피압축 부재는 필요에 따라서 다른 성분을 포함하고 있어도 된다. 기타 성분으로서는, 충전제, 가소제, 안료, 착색제, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 난연제, 노화 방지제, 대전 방지제, 항균제 등을 들 수 있다.
상기 기타 성분으로서는, 그 중에서도 충전제가 바람직하다. 충전제로서는, 예를 들어 실리카, 카올린, 클레이, 유기화 클레이, 탈크, 마이카, 알루미나, 탄산칼슘, 테레프탈산칼슘, 산화티타늄, 인산칼슘, 불화칼슘, 불화리튬, 가교 폴리스티렌, 티타늄산칼륨, 카본, 질화붕소, 카본 나노튜브, 유리 섬유 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 질화붕소가 바람직하다.
상술한 바와 같이, 본 개시의 전기 화학 디바이스용 피압축 부재는 공중합체 (1) 및 (2) 이외에도 각종 첨가제를 더 포함할 수 있다. 단, 공중합체 (1) 및 (2)가 갖는 우수한 특성을 충분히 더 발휘시키는 관점에서는, 첨가제의 함유량은 적은 것이 바람직하고, 첨가제를 포함하지 않는 것이 가장 바람직하다. 구체적으로는, 첨가제는 본 개시의 전기 화학 디바이스용 피압축 부재에 대하여 바람직하게는 30질량％ 이하이고, 보다 바람직하게는 10질량％ 이하이고, 가장 바람직하게는 0질량％, 즉 본 개시의 전기 화학 디바이스용 피압축 부재가 첨가제를 포함하지 않는 것이다. 본 개시의 전기 화학 디바이스용 피압축 부재는 공중합체 (1) 및 (2)로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 공중합체만을 포함하는 것이면 된다.
본 개시의 전기 화학 디바이스용 피압축 부재는, 공중합체 (1) 및 (2)로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 공중합체 또는, 공중합체 (1) 및 (2)로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 공중합체 그리고 첨가제를 함유하는 조성물을 원하는 형상이나 크기로 성형함으로써 제조할 수 있다. 상기 조성물의 제조 방법으로서는, 상기 공중합체와 상기 첨가제를 건식으로 혼합하는 방법이나, 상기 공중합체 및 첨가제를 미리 혼합기로 혼합하고, 이어서 니더, 용융 압출기 등으로 용융 혼련하는 방법 등을 들 수 있다.
상기 공중합체 또는 상기 조성물을 성형하는 방법은 특별히 한정되지는 않고, 사출 성형법, 압출 성형법, 압축 성형법, 블로 성형법 등을 들 수 있다. 성형 방법으로서는, 그 중에서도 압축 성형법 또는 사출 성형법이 바람직하고, 높은 생산성으로 전기 화학 디바이스용 피압축 부재를 생산할 수 있는 점에서, 사출 성형법이 보다 바람직하다. 즉, 본 개시의 전기 화학 디바이스용 피압축 부재는 압축 성형품 또는 사출 성형품인 것이 바람직하고, 높은 생산성으로 생산할 수 있는 점에서, 사출 성형품인 것이 보다 바람직하다.
본 개시의 전기 화학 디바이스용 피압축 부재는, 높은 압축 변형률로 변형시켜도 크랙이 발생하기 어렵다. 예를 들어, 비수전해액 이차 전지에서는, 전극체를 수용하는 케이스와 덮개 사이에, 전기 화학 디바이스용 피압축 부재(밀봉 부재)를 압축시킨 상태로 배치함으로써, 전해액 등의 내용물의 누출을 방지함과 함께, 외부로부터의 공기나 수분의 침입을 방지한다. 높은 압축 변형률로 전기 화학 디바이스용 피압축 부재를 압축한 쪽이, 전기 화학 디바이스용 피압축 부재의 반발 탄성이 커지고, 밀봉 특성이 향상된다. 또한, 근년에는, 이차 전지의 더 한층의 장수명화가 요구되고 있어, 전기 화학 디바이스용 피압축 부재에는, 장기간 사용한 후에도 일정한 반발 응력이 유지될 것이 요구된다. 예를 들어, 자동차 등의 이동체에 탑재되는 이차 전지 등에 사용하는 전기 화학 디바이스용 피압축 부재에는, 장기간에 걸쳐 전해액의 누출을 방지하는 성능이 요구되고 있다.
그러나, 전기 화학 디바이스용 피압축 부재를 고압축 변형률로 변형시킨 상태에서 장기간 사용하면, 응력 완화에 의해 반발 응력이 감쇠되고, 밀봉 특성이 저하된다. 따라서, 장기간 사용 후에도 일정한 반발 응력을 유지시키기 위해서, 전기 화학 디바이스용 피압축 부재의 압축 변형률이, 종래에 비해 높아지는 경향이 있다.
그러나, 종래의 전기 화학 디바이스용 피압축 부재는 높은 압축 변형률로 변형시키려고 하면, 크랙이 발생하는 경우가 있었다. 또한, 높은 압축 변형률로 변형시켰을 때, 전기 화학 디바이스용 피압축 부재에 크랙이 발생하지 않는 경우에도, 충분히 반발 응력을 유지할 수 없어, 밀봉 특성이 저하되어버리는 경우가 있었다. 밀봉 특성의 저하는, 전기 화학 디바이스용 피압축 부재를 고온에서 계속 사용한 경우에, 특히 현저하게 나타난다. 본 개시의 전기 화학 디바이스용 피압축 부재는 높은 압축 변형률로 변형시켜도 크랙이 발생하기 어렵고, 나아가 높은 압축 변형률로 변형시킨 상태에서, 고온에서 사용한 후에도, 낮은 압축 영구 변형률을 나타낸다.
공중합체 (1) 및 (2)는 50％의 압축 변형률로 압축 변형한 상태에서, 40℃에서 1000시간 유지한 후에 측정되는 압축 영구 변형률이, 85％ 이하인 것이 바람직하다. 공중합체 (1) 및 (2)의 고온 압축 후의 압축 변형률이 작음으로써, 한층 더 크랙이 발생하기 어렵고, 고온 압축 후의 압축 영구 변형률이 한층 더 낮은 전기 화학 디바이스용 피압축 부재를 얻을 수 있다.
본 개시의 전기 화학 디바이스용 피압축 부재는 상술한 구성을 갖고 있는 점에서, 30％ 이상의 압축 변형률로 압축 변형한 상태에서 사용한 경우에도, 크랙이 발생하지 않고, 낮은 압축 영구 변형률을 유지할 수 있다. 본 개시의 전기 화학 디바이스용 피압축 부재를 30％ 이상의 압축 변형률로 압축 변형한 상태에서 사용함으로써, 일정한 반발 탄성을 장기간 유지할 수 있어, 밀봉 특성 및 절연 특성을 장기간 유지할 수 있다. 본 개시의 전기 화학 디바이스용 피압축 부재를 사용할 때의 압축 변형률은, 바람직하게는 35％ 이상이며, 보다 바람직하게는 40％ 이상이다.
상기 압축 변형률은, 전기 화학 디바이스용 피압축 부재가 압축된 상태에서 사용되는 경우에, 가장 압축 변형률이 큰 부위의 압축 변형률이다. 예를 들어, 편평한 전기 화학 디바이스용 피압축 부재가, 그 두께 방향으로 압축된 상태에서 사용되는 경우에는, 두께 방향의 압축 변형률이다. 또한, 예를 들어 전기 화학 디바이스용 피압축 부재의 일부만이 압축된 상태에서 사용되는 경우에는, 압축된 부위의 압축 변형률 중, 가장 압축 변형률이 큰 부위의 압축 변형률이다.
본 개시의 전기 화학 디바이스용 피압축 부재의 크기나 형상은 용도에 따라서 적절히 설정하면 되고, 특별히 한정되지는 않는다. 본 개시의 전기 화학 디바이스용 피압축 부재의 형상은, 예를 들어 환상이면 된다. 또한, 본 개시의 전기 화학 디바이스용 피압축 부재는 평면에서 보아 원형, 타원형, 각을 둥글게 한 사각형 등의 형상을 갖고, 또한 그 중앙부에 관통 구멍을 갖는 것이면 된다.
본 개시의 전기 화학 디바이스용 피압축 부재는 전기 화학 디바이스를 구성하는 부재이며, 압축 변형시켜 사용되는 부재이다. 전기 화학 디바이스로서는, 전기 에너지와 화학 에너지를 변환하는 디바이스라면 특별히 한정되지는 않지만, 리튬 이온 이차 전지 등의 전지, 리튬 이온 커패시터, 하이브리드 커패시터, 전기 이중층 커패시터, 알루미늄 전해 콘덴서 등을 들 수 있다. 전기 화학 디바이스로서는, 리튬 이온 이차 전지 또는 리튬 이온 커패시터가 바람직하다. 전기 화학 디바이스의 구성 부재로서는, 예를 들어 전기 화학 디바이스용 밀봉 부재, 전기 화학 디바이스용 절연 부재 등을 들 수 있다.
본 개시의 전기 화학 디바이스용 피압축 부재는, 예를 들어 밀봉 가스킷, 밀봉 패킹 등의 밀봉 부재, 절연 가스킷, 절연 패킹 등의 절연 부재로서 적합하게 이용할 수 있다. 밀봉 부재는 액체 혹은 기체의 누출 또는 외부로부터의 액체 혹은 기체의 침입을 방지하기 위해 사용되는 부재이다. 절연 부재는 전기를 절연하기 위해 사용되는 부재이다. 본 개시의 전기 화학 디바이스용 피압축 부재는 밀봉 및 절연의 양쪽의 목적을 위해서 사용되는 부재여도 된다.
본 개시의 전기 화학 디바이스용 피압축 부재는 높은 압축 변형률로 변형시켜도 크랙이 발생하기 어렵고, 나아가 높은 압축 변형률로 변형시킨 상태에서, 고온에서 사용한 후에도, 낮은 압축 영구 변형률을 나타내는 점에서, 고온이 되는 환경 하에서 적합하게 사용할 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 전기 화학 디바이스용 피압축 부재는, 최고 온도가 40℃ 이상이 되는 환경 하에서 사용하는 것이 적합하다.
본 개시의 전기 화학 디바이스용 피압축 부재는 높은 압축 변형률로 변형시켜도 크랙이 발생하기 어렵고, 나아가 높은 압축 변형률로 변형시킨 상태에서, 고온에서 사용한 후에도, 낮은 압축 영구 변형률을 나타내는 점에서, 전지용 피압축 부재로서 적합하게 사용할 수 있다. 예를 들어, 이차 전지 등의 전지의 충전 시에는, 전지의 온도가 일시적으로 40℃ 이상이 되는 경우가 있다. 본 개시의 전기 화학 디바이스용 피압축 부재는 이차 전지 등의 전지 중에서, 높은 압축 변형률로 변형시켜 사용해도, 높은 반발 탄성이 손상되지 않는다. 따라서, 본 개시의 전기 화학 디바이스용 피압축 부재를 밀봉 부재로서 사용한 경우에는, 우수한 밀봉 특성이 장기간 유지된다. 또한, 본 개시의 전기 화학 디바이스용 피압축 부재를 절연 부재로서 사용한 경우에는, 2 이상의 도전 부재에 확실히 밀착되고, 단락을 장기간에 걸쳐 방지한다.
본 개시의 전기 화학 디바이스용 피압축 부재는 공중합체 (1) 및 (2)로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 공중합체를 함유하는 점에서, 비수전해액 이차 전지에 사용되는 전해액에 대하여 우수한 내성을 갖고 있다. 따라서, 본 개시의 전기 화학 디바이스용 피압축 부재는 비수전해액 이차 전지용 피압축 부재로서 적합하게 사용할 수 있다. 또한, 본 개시의 전기 화학 디바이스용 피압축 부재는 표면 평활성이 우수하고, 높은 압축 변형률로 변형시켜도 크랙이 발생하기 어렵고, 나아가 높은 압축 변형률로 변형시킨 상태에서, 고온에서 사용한 후에도, 낮은 압축 영구 변형률을 나타내는 점에서, 비수전해액 이차 전지용 밀봉 부재로서 보다 적합하게 사용할 수 있다.
본 개시의 전기 화학 디바이스용 피압축 부재는 공중합체 (1) 및 (2)로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 공중합체를 함유하는 점에서, 우수한 절연 특성을 갖고 있다. 따라서, 본 개시의 전기 화학 디바이스용 피압축 부재는 절연 부재로서도 적합하게 사용할 수 있다. 또한, 본 개시의 전기 화학 디바이스용 피압축 부재는 공중합체 (1) 및 (2)로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 공중합체를 함유하는 점에서, 비수전해액 이차 전지에 사용되는 전해액에 대하여 우수한 내성을 갖고 있으며, 표면 평활성이 우수하고, 높은 압축 변형률로 변형시켜도 크랙이 발생하기 어렵고, 나아가 높은 압축 변형률로 변형시킨 상태에서, 고온에서 사용한 후에도, 낮은 압축 영구 변형률을 나타내는 점에서, 비수전해액 이차 전지용 절연 부재로서 더 적합하게 사용할 수 있다.
이상, 실시 형태를 설명하였지만, 특허 청구 범위의 취지 및 범위에서 일탈하지 않고, 형태나 상세의 다양한 변경이 가능한 것으로 이해될 것이다.
실시예
다음으로 본 개시의 실시 형태에 대하여 실험예를 들어 설명하지만, 본 개시는 이러한 실험예에만 한정되는 것은 아니다.
실험예
표 1에 기재된 물성을 갖는 테트라플루오로에틸렌/퍼플루오로(프로필비닐에테르) 공중합체를 사용하여, 이하의 방법에 의해 사출 성형성 및 압축 특성을 평가하였다. 표 1에 기재된 각 물성은 이하의 방법에 의해 측정하였다.
(융점)
시차 주사 열량계[DSC]를 사용하여 10℃/분의 속도로 승온하였을 때의 융해열 곡선에 있어서의 극댓값에 대응하는 온도로서 구하였다.
(단량체 단위의 함유량)
각 단량체 단위의 함유량은 19F-NMR법에 의해 측정하였다. 표 1에 기재된 「PPVE(wt％)」는, 테트라플루오로에틸렌/퍼플루오로(프로필비닐에테르) 공중합체를 구성하는 전체 단량체 단위에 대한, 퍼플루오로(프로필비닐에테르) 단위(PPVE 단위)의 함유량을 나타낸다.
(멜트 플로 레이트(MFR))
ASTM D1238에 따라서 멜트 인덱서(야스다 세끼 세이사꾸쇼사제)를 사용하여, 372℃, 5kg 하중 하에서 내경 2.1mm, 길이 8mm의 노즐로부터 10분간당 유출되는 폴리머의 질량(g/10분)을 구하였다.
(금형 유동성)
상기 방법에 의해 측정한 MFR에 기초하여, 이하의 기준에 의해 금형 유동성을 평가하였다.
양호: MFR이 10g/10분 이상이었다.
불량: MFR이 10g/10분 미만이었다.
이차 전지용 피압축 부재는 일반적으로 작고, 두께가 얇다. 따라서, 사출 성형법에 의해, 다수의 이차 전지용 피압축 부재를 한번에 제조하기 위해서는, 복잡한 유로를 갖는 금형을 사용할 필요가 있다. 공중합체의 MFR이 10g/10분 이상인 경우, 복잡한 유로를 갖는 금형에, 공중합체를 충분히 충전시킬 수 있어, 아름다운 사출 성형품을 얻을 수 있다. 한편, 공중합체의 MFR이 10g/10분 미만인 경우, 공중합체의 분해 온도 근방까지, 공중합체 및 금형을 가열하여 사출 성형해도, 얻어지는 사출 성형품에는, 용접선, 싱크 마크, 쇼트샷, 멜트 프랙처라고 불리는 표면 거칠음 등의 다양한 문제가 보인다.
본 발명자들의 지견에 의하면, 본 개시에서 사용하는 공중합체의 MFR이 10g/10분 이상인 경우, 스파이럴 플로 시험에서도 양호한 유동성을 나타낸다. 스파이럴 플로 시험에서는, 모기향과 같은 소용돌이홈을 갖는 사출 성형용 금형(스파이럴 플로 금형)을 사용하여, 폴리머가 흐르는 길이(단위: mm)를 측정하여 유동성을 계측한다. 이 시험법은, 금형 온도나 성형 조건을 일정하게 하여 폴리머의 종류나 그레이드간의 유동성을 비교하는 경우나, 금형 온도를 낮게 하는 등 특정한 성형 조건 하에서의 폴리머의 유동성을 관찰할 때에도 사용된다.
(성형품의 표면 평활성)
사출 성형기를 사용하여, 실린더 온도 C1/C2/C3=360/390/400(℃), 노즐 온도 400(℃), 금형 온도 200℃에서 테트라플루오로에틸렌/퍼플루오로(프로필비닐에테르) 공중합체의 펠릿을 사출 성형함으로써, 중공 원반상(링상)의 성형품(외경 4.6cm, 내경 1.2cm, 두께 0.3cm)을 제작하였다.
성형품의 표면 조도 Ra를, 표면 조도 측정기(Mitutoyo사제 SURFTESTSV-600)를 사용하고, JIS B0601-1994에 준거하여 측정 점수 5점의 측정을 3회 반복하고, 얻어진 측정값의 평균값을 산출함으로써 구하였다. 산출된 표면 조도 Ra에 기초하여, 이하의 기준에 의해 표면 평활성을 평가하였다.
양호: 성형품의 표면 조도 Ra가 0.1㎛ 미만이었다.
불량: 성형품의 표면 조도 Ra가 0.1㎛ 이상이었다.
(사출 성형성(종합 평가))
금형 유동성 및 성형품의 표면 평활성의 결과로부터, 이하의 기준에 의해 사출 성형성을 평가하였다.
양호: 금형 유동성 및 성형품의 표면 평활성의 양쪽이 양호하였다.
불량: 금형 유동성 및 성형품의 표면 평활성의 적어도 한쪽이 불량이었다.
(50％ 압축 변형 시험에 의한 내크랙성 및 고온 압축 시험 후의 내압축 영구 변형성)
이들 시험 및 측정은, ASTM D395 또는 JIS K6262에 기재된 방법에 준하였다.
금형(내경 10mm, 높이 38mm)에, 테트라플루오로에틸렌/퍼플루오로(프로필비닐에테르) 공중합체의 펠릿을 약 20g 투입한 상태에서, 열판 프레스로 350℃에서 30분간 용융 후, 압력 4MPa(수지압)로 가압하면서 수랭하여, 높이 약 12mm의 성형품을 제작하였다. 그 후, 얻어진 성형품을 절삭함으로써, 외경 10mm, 높이 10mm의 시험편을 제작하였다. 제작한 시험편을, 압축 장치를 사용하여 상온에서 압축 변형률 50％까지 압축(즉, 높이 10mm의 시험편을 높이 5mm까지 압축)하였다. 압축 후의 시험편의 크랙 유무를 확인하고, 이하의 기준에 의해 내크랙성을 평가하였다.
양호: 크랙이 확인되지 않았다.
불량: 크랙이 확인되었다.
이어서, 압축한 시험편을 압축 장치에 고정한 채로, 전기로 내에 정치하고, 40℃에서 1000시간 방치하였다. 전기로에서 압축 장치를 꺼내고, 시험편을 떼어내었다. 회수한 시험편을 실온에서 30분 방치하여, 높이를 측정하였다. 다음 식에 의해 고온 압축 시험 후의 압축 영구 변형률을 구하였다.
압축 영구 변형률(％)=(t0-t2)/(t0-t1)×100
t0: 시험편의 원래의 높이(mm)
t1: 스페이서의 높이(mm)
t2: 압축 장치로부터 떼어낸 시험편의 높이(mm)
상기 시험에 있어서는, t0=10mm, t1=5mm이다.
고온 압축 시험 후의 압축 영구 변형률에 기초하여, 이하의 기준에 의해 고온 압축 시험 후의 내압축 영구 변형성을 평가하였다.
양호: 압축 영구 변형률이 85％ 이하였다.
불량: 압축 영구 변형률이 85％ 초과였다.
(압축 특성(종합 평가))
내크랙성 및 내압축 영구 변형성의 결과로부터, 이하의 기준에 의해 압축 특성을 평가하였다.
양호: 내크랙성 및 내압축 영구 변형성의 양쪽이 양호하였다.
불량: 내크랙성 및 내압축 영구 변형성의 적어도 한쪽이 불량이었다.
이상의 결과를 표 1에 나타낸다.
Claims (9)
- (1) 테트라플루오로에틸렌 단위 및 플루오로알킬비닐에테르 단위를 함유하는 공중합체이며, 상기 공중합체의 전체 단량체 단위에 대한 상기 플루오로알킬비닐에테르 단위의 함유량이 4.3질량％ 이상 5.5질량％ 미만이고, 상기 공중합체의 멜트 플로 레이트가 10 내지 23g/10분인 공중합체, 및
(2) 테트라플루오로에틸렌 단위 및 플루오로알킬비닐에테르 단위를 함유하는 공중합체이며, 상기 공중합체의 전체 단량체 단위에 대한 상기 플루오로알킬비닐에테르 단위의 함유량이 5.5질량％ 이상 8.0질량％ 이하이고, 상기 공중합체의 멜트 플로 레이트가 23 내지 68g/10분인 공중합체로
이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 공중합체를 함유하는, 전기 화학 디바이스용 피압축 부재. - 제1항에 있어서, 상기 플루오로알킬비닐에테르 단위가 퍼플루오로(에틸비닐에테르) 단위 및 퍼플루오로(프로필비닐에테르) 단위로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인, 전기 화학 디바이스용 피압축 부재.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 공중합체의 융점이 305℃ 이하인, 전기 화학 디바이스용 피압축 부재.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 50％의 압축 변형률로 압축 변형한 상태에서, 40℃에서 1000시간 유지한 후에 측정되는 상기 공중합체의 압축 영구 변형률이 85％ 이하인, 전기 화학 디바이스용 피압축 부재.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 30％ 이상의 압축 변형률로 압축 변형한 상태에서 사용되는, 전기 화학 디바이스용 피압축 부재.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 최고 온도가 40℃ 이상이 되는 환경 하에서 사용되는, 전기 화학 디바이스용 피압축 부재.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 사출 성형품인, 전기 화학 디바이스용 피압축 부재.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 전지용 피압축 부재인, 전기 화학 디바이스용 피압축 부재.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 밀봉 부재 또는 절연 부재인, 전기 화학 디바이스용 피압축 부재.
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Citations (1)
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Patent Citations (1)
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