KR20220097874A - 금속 단자용 접착성 필름, 금속 단자용 접착성 필름의 제조 방법, 금속 단자용 접착성 필름 부착 금속 단자, 상기 금속 단자용 접착성 필름을 사용한 축전 디바이스, 및 축전 디바이스의 제조 방법 - Google Patents
금속 단자용 접착성 필름, 금속 단자용 접착성 필름의 제조 방법, 금속 단자용 접착성 필름 부착 금속 단자, 상기 금속 단자용 접착성 필름을 사용한 축전 디바이스, 및 축전 디바이스의 제조 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은, 금속 단자용 접착성 필름에 관한 것이며, 금속 단자로의 밀착성이 우수한 금속 단자용 접착성 필름을 제공하는 것을 목적으로 하고, 축전 디바이스 소자의 전극에 접속된 금속 단자와 축전 디바이스용 외장재 사이에 개재되는 금속 단자용 접착성 필름에 있어서, 상기 금속 단자 측에 배치되는 제1 폴리올레핀층과 기재와 제2 폴리올레핀층을 이 순서로 구비하고, 상기 제1 폴리올레핀층의 TD에 평행한 방향의 단면 화상에 해도(海島) 구조가 관찰되고, 상기 단면 화상은, 상기 제1 폴리올레핀층의 상기 금속 단자 측의 표면으로부터 30%의 두께의 부분까지의 범위 내에서 취득한 것이며, 상기 금속 단자용 접착성 필름을 온도 190℃ 및 면압 0.016MPa의 가열가압 환경에서 12초간 정치(靜置)하고, 또한 온도 25℃의 환경에서 1시간 정치한 후의 상기 단면 화상에 있어서, 상기 해도 구조의 섬(島)부의 합계 면적의 비율을 25.0% ∼35.0 %로 한 것이다.
Description
본 개시는, 금속 단자용 접착성 필름, 금속 단자용 접착성 필름의 제조 방법, 금속 단자용 접착성 필름 부착 금속 단자, 금속 단자용 접착성 필름을 사용한 축전 디바이스, 및 축전 디바이스의 제조 방법에 관한 것이다.
종래, 다양한 타입의 축전 디바이스가 개발되어 있지만, 모든 축전 디바이스에 있어서 전극이나 전해질 등의 축전 디바이스 소자를 봉지(封止)하기 위해 축전 디바이스용 외장재가 불가결한 부재로 되어 있다. 종래, 축전 디바이스용 외장재로서 금속제의 축전 디바이스용 외장재가 다용되고 있었지만, 최근, 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, PC, 카메라, 휴대전화기 등의 고성능화에 따라, 축전 디바이스에는, 다양한 형상이 요구되고 또한, 박형화나 경량화가 요구되고 있다. 그러나, 종래 다용되고 있던 금속제의 축전 디바이스용 외장재로는, 형상의 다양화에 추종하는 것이 곤란하며, 또한 경량화에도 한계가 있는 결점이 있다.
이에, 최근, 다양한 형상으로 가공이 용이하며, 박형화나 경량화를 실현할 수 있는 축전 디바이스용 외장재로서, 기재층(基材層)/접착층/배리어층/열융착성 수지층이 순차적으로 적층된 적층 시트가 제안되어 있다. 이와 같은 필름형의 축전 디바이스용 외장재를 사용하는 경우, 축전 디바이스용 외장재의 최내층(最內層)에 위치하는 열융착성 수지층끼리를 대향시킨 상태에서, 축전 디바이스용 외장재의 둘레부를 히트실링으로 열융착시킴으로써, 축전 디바이스용 외장재에 의해 축전 디바이스 소자가 봉지된다.
축전 디바이스용 외장재의 히트실링 부분으로부터는, 금속 단자가 돌출하고 있고, 축전 디바이스용 외장재에 의해 봉지된 축전 디바이스 소자는, 축전 디바이스 소자의 전극에 전기적으로 접속된 금속 단자에 의해 외부와 전기적으로 접속된다. 즉, 축전 디바이스용 외장재가 히트실링된 부분 중, 금속 단자가 존재하는 부분은, 금속 단자가 열융착성 수지층에 협지된 상태로 히트실링되고 있다. 금속 단자와 열융착성 수지층과는, 서로 이종(異種) 재료에 의해 구성되어 있으므로, 금속 단자와 열융착성 수지층의 계면에 있어서, 밀착성이 저하되기 쉽다.
이 때문에, 금속 단자와 열융착성 수지층 사이에는, 이들의 밀착성을 높이는 것 등을 목적으로 하여, 접착성 필름이 배치되는 경우가 있다. 이와 같은 접착성 필름으로서는, 예를 들면 특허문헌 1에 기재된 것이 있다.
이와 같은 접착성 필름에는, 히트실링했을 때의 금속 단자와의 우수한 밀착성이 요구된다.
또한, 접착성 필름에는, 포장 재료에 의해 봉지되어 있는 전해액이 접착성 필름에 접촉된 경우에도, 금속 단자에 대한 밀착성의 저하가 바람직하게 억제되어 있는 것이 요구된다.
그러나, 종래의 접착성 필름은, 전해액이 접촉된 경우의 금속 단자에 대한 밀착성에 대하여 충분히 검토되고 있지 않고, 본 개시의 발명자들은, 히트실링에 의한 접착성 필름의 금속 단자로의 우수한 밀착성에 더하여, 금속 단자에 밀착된 접착성 필름에 대하여 전해액이 부착된 경우에 있어서, 금속 단자에 대한 밀착성의 저하를 억제하는 것을 추구하였다.
본 개시는, 히트실링에 의한 접착성 필름의 금속 단자로의 밀착성이 우수하고, 또한 금속 단자에 밀착된 접착성 필름에 대하여 전해액이 부착된 경우에도, 금속 단자에 대한 밀착성의 저하가 바람직하게 억제된, 금속 단자용 접착성 필름을 제공하는 것을 주목적으로 한다. 또한, 본 개시는, 상기 금속 단자용 접착성 필름의 제조 방법, 상기 금속 단자용 접착성 필름을 사용한 금속 단자용 접착성 필름 부착 금속 단자, 상기 금속 단자용 접착성 필름을 사용한 축전 디바이스 및 상기 축전 디바이스의 제조 방법을 제공하는 것도 목적으로 한다.
본 개시의 발명자들은, 상기한 과제를 해결하기 위해 예의(銳意) 검토를 행하였다. 그 결과, 금속 단자 측에 배치되는 제1 폴리올레핀층과, 기재와, 축전 디바이스용 외장재 측에 배치되는 제2 폴리올레핀층을 이 순서로 구비하는 적층체로 구성된 금속 단자용 접착성 필름으로서, 금속 단자용 접착성 필름을 온도 190℃ 및 면압 0.016MPa의 가열가압 환경에서 12초간 정치하고, 또한 온도 25℃의 환경에서 1시간 정치한 후(히트실링 시의 일반적인 가열 조건임)의 제1 폴리올레핀층의 금속 단자 측의 표면 부분의 단면 화상에 있어서, 해도 구조의 섬부의 합계 면적의 비율이 소정 범위 내에 있는 것에 의해, 히트실링에 의한 접착성 필름의 금속 단자로의 밀착성이 우수하고, 또한 히트실링에 의해 금속 단자에 밀착된 접착성 필름에 대하여 전해액이 부착된 경우에도, 금속 단자에 대한 밀착성의 저하가 바람직하게 억제되는 것을 발견하였다. 본 개시는, 상기한 지견에 기초하여 더욱 검토를 거듭하는 것에 의해 완성된 것이다.
즉, 본 개시는, 하기 태양의 발명을 제공한다.
축전 디바이스 소자의 전극에 전기적으로 접속된 금속 단자와, 상기 축전 디바이스 소자를 봉지하는 축전 디바이스용 외장재 사이에 개재되는, 금속 단자용 접착성 필름으로서,
상기 금속 단자용 접착성 필름은, 상기 금속 단자 측에 배치되는 제1 폴리올레핀층과, 기재와, 상기 축전 디바이스용 외장재 측에 배치되는 제2 폴리올레핀층을 이 순서로 구비하는 적층체로 구성되어 있고,
상기 제1 폴리올레핀층의 TD(Transverse Direction)에 평행한 방향 또한 두께 방향의 단면에 대하여, 전계방출형 주사형 전자현미경을 사용하여 취득한 단면 화상에 해도 구조가 관찰되고,
상기 단면 화상은, 상기 제1 폴리올레핀층의 두께를 100%로 한 경우에, 상기 기재 측의 표면과는 반대 측의 표면으로부터 30%의 두께의 부분까지의 범위 내에서 취득한 단면 화상이며,
상기 금속 단자용 접착성 필름을 온도 190℃ 및 면압 0.016MPa의 가열가압 환경에서 12초간 정치하고, 또한 온도 25℃의 환경에서 1시간 정치한 후의 상기 단면 화상에 있어서, 상기 해도 구조의 섬부의 합계 면적의 비율이, 25.0% 이상 35.0% 이하인, 금속 단자용 접착성 필름.
본 개시에 의하면, 히트실링에 의한 접착성 필름의 금속 단자로의 밀착성이 우수하고, 또한 히트실링에 의해 금속 단자에 밀착된 접착성 필름에 대하여 전해액이 부착된 경우에도, 금속 단자에 대한 밀착성의 저하가 바람직하게 억제된, 금속 단자용 접착성 필름을 제공할 수 있다. 또한, 본 개시는, 상기 금속 단자용 접착성 필름의 제조 방법, 상기 금속 단자용 접착성 필름을 사용한 금속 단자용 접착성 필름 부착 금속 단자, 상기 금속 단자용 접착성 필름을 사용한 축전 디바이스 및 상기 축전 디바이스의 제조 방법을 제공하는 것도 목적으로 한다.
도 1은 본 개시의 축전 디바이스의 약도적 평면도이다.
도 2는 도 1의 선 A-A'에서의 약도적 단면도이다.
도 3은 도 1의 선 B-B'에서의 약도적 단면도이다.
도 4는 본 개시의 금속 단자용 접착성 필름의 약도적 단면도이다.
도 5는 본 개시의 금속 단자용 접착성 필름의 약도적 단면도이다.
도 6는 본 개시의 축전 디바이스용 외장재의 약도적 단면도이다.
도 7은 실시예에 있어서, 2장의 접착성 필름 사이에, 금속 단자를 협지하고, 열융착시킴으로써 얻은 접착성 필름/금속 단자/접착성 필름의 적층체(금속 단자용 접착성 필름 부착 금속 단자)의 모식적 단면도이다.
도 8은 실시예 1에서 얻어진 금속 단자용 접착성 필름의 제1 폴리올레핀층의 TD에 평행한 방향 또한 두께 방향의 단면(금속 단자 측(기재와는 반대 측)의 표면 부분)에 대하여, 전계방출형 주사형 전자현미경을 사용하여 취득한 단면 화상(화상 처리 소프트웨어로 2치화한 것)이다. 제1 폴리올레핀층의 기재 측의 표면과는 반대 측의 표면으로부터 30%의 두께의 부분까지의 범위 내에서 취득한 단면 화상이다. 좌측의 단면 화상은, 금속 단자용 접착성 필름을 온도 190℃ 및 면압 0.016MPa로 12초간 가열하기 전의 것이며, 우측의 단면 화상은, 금속 단자용 접착성 필름을 온도 190℃ 및 면압 0.016MPa로 12초간 가열한 후의 것이다.
도 9는 실시예 1에서 얻어진 금속 단자용 접착성 필름의 제1 폴리올레핀층의 TD에 평행한 방향 또한 두께 방향의 단면(기재 측의 표면 부분)에 대하여, 전계방출형 주사형 전자현미경을 사용하여 취득한 단면 화상(화상 처리 소프트웨어로 2치화한 것)이다. 제1 폴리올레핀층의 기재 측의 표면으로부터 30%의 두께의 부분까지의 범위 내에서 취득한 단면 화상이다. 좌측의 단면 화상은, 금속 단자용 접착성 필름을 온도 190℃ 및 면압 0.016MPa로 12초간 가열하기 전의 것이며, 우측의 단면 화상은, 금속 단자용 접착성 필름을 온도 190℃ 및 면압 0.016MPa로 12초간 가열한 후의 것이다.
도 10은 비교예 1에서 얻어진 금속 단자용 접착성 필름의 제1 폴리올레핀층의 TD에 평행한 방향 또한 두께 방향의 단면(금속 단자 측(기재와는 반대 측)의 표면 부분)에 대하여, 전계방출형 주사형 전자현미경을 사용하여 취득한 단면 화상(화상 처리 소프트웨어로 2치화한 것)이다. 제1 폴리올레핀층의 기재 측의 표면과는 반대 측의 표면으로부터 30%의 두께의 부분까지의 범위 내에서 취득한 단면 화상이다. 좌측의 단면 화상은, 금속 단자용 접착성 필름을 온도 190℃ 및 면압 0.016MPa로 12초간 가열하기 전의 것이며, 우측의 단면 화상은, 금속 단자용 접착성 필름을 온도 190℃ 및 면압 0.016MPa로 12초간 가열한 후의 것이다.
도 11은 비교예 1에서 얻어진 금속 단자용 접착성 필름의 제1 폴리올레핀층의 TD에 평행한 방향 또한 두께 방향의 단면(기재 측의 표면 부분)에 대하여, 전계방출형 주사형 전자현미경을 사용하여 취득한 단면 화상(화상 처리 소프트웨어로 2치화한 것)이다. 제1 폴리올레핀층의 기재 측의 표면으로부터 30%의 두께의 부분까지의 범위 내에서 취득한 단면 화상이다. 좌측의 단면 화상은, 금속 단자용 접착성 필름을 온도 190℃ 및 면압 0.016MPa로 12초간 가열하기 전의 것이며, 우측의 단면 화상은, 금속 단자용 접착성 필름을 온도 190℃ 및 면압 0.016MPa로 12초간 가열한 후의 것이다.
도 12는 비교예 2에서 얻어진 금속 단자용 접착성 필름의 제1 폴리올레핀층의 TD에 평행한 방향 또한 두께 방향의 단면(금속 단자 측(기재와는 반대 측)의 표면 부분)에 대하여, 전계방출형 주사형 전자현미경을 사용하여 취득한 단면 화상(화상 처리 소프트웨어로 2치화한 것)이다. 제1 폴리올레핀층의 기재 측의 표면과는 반대 측의 표면으로부터 30%의 두께의 부분까지의 범위 내에서 취득한 단면 화상이다. 좌측의 단면 화상은, 제1 폴리올레핀층을 온도 190℃ 및 면압 0.016MPa로 12초간 가열하기 전의 것이며, 우측의 단면 화상은, 제1 폴리올레핀층을 온도 190℃ 및 면압 0.016MPa로 12초간 가열한 후의 것이다.
도 13은 비교예 2에서 얻어진 금속 단자용 접착성 필름의 제1 폴리올레핀층의 TD에 평행한 방향 또한 두께 방향의 단면(기재 측의 표면 부분)에 대하여, 전계방출형 주사형 전자현미경을 사용하여 취득한 단면 화상(화상 처리 소프트웨어로 2치화한 것)이다. 제1 폴리올레핀층의 기재 측의 표면으로부터 30%의 두께의 부분까지의 범위 내에서 취득한 단면 화상이다. 좌측의 단면 화상은, 금속 단자용 접착성 필름을 온도 190℃ 및 면압 0.016MPa로 12초간 가열하기 전의 것이며, 우측의 단면 화상은, 금속 단자용 접착성 필름을 온도 190℃ 및 면압 0.016MPa로 12초간 가열한 후의 것이다.
도 14는 금속 단자용 접착성 필름의 제조 라인에서의 MD, TD, 두께 방향(y)을 나타내는 모식도이다.
도 2는 도 1의 선 A-A'에서의 약도적 단면도이다.
도 3은 도 1의 선 B-B'에서의 약도적 단면도이다.
도 4는 본 개시의 금속 단자용 접착성 필름의 약도적 단면도이다.
도 5는 본 개시의 금속 단자용 접착성 필름의 약도적 단면도이다.
도 6는 본 개시의 축전 디바이스용 외장재의 약도적 단면도이다.
도 7은 실시예에 있어서, 2장의 접착성 필름 사이에, 금속 단자를 협지하고, 열융착시킴으로써 얻은 접착성 필름/금속 단자/접착성 필름의 적층체(금속 단자용 접착성 필름 부착 금속 단자)의 모식적 단면도이다.
도 8은 실시예 1에서 얻어진 금속 단자용 접착성 필름의 제1 폴리올레핀층의 TD에 평행한 방향 또한 두께 방향의 단면(금속 단자 측(기재와는 반대 측)의 표면 부분)에 대하여, 전계방출형 주사형 전자현미경을 사용하여 취득한 단면 화상(화상 처리 소프트웨어로 2치화한 것)이다. 제1 폴리올레핀층의 기재 측의 표면과는 반대 측의 표면으로부터 30%의 두께의 부분까지의 범위 내에서 취득한 단면 화상이다. 좌측의 단면 화상은, 금속 단자용 접착성 필름을 온도 190℃ 및 면압 0.016MPa로 12초간 가열하기 전의 것이며, 우측의 단면 화상은, 금속 단자용 접착성 필름을 온도 190℃ 및 면압 0.016MPa로 12초간 가열한 후의 것이다.
도 9는 실시예 1에서 얻어진 금속 단자용 접착성 필름의 제1 폴리올레핀층의 TD에 평행한 방향 또한 두께 방향의 단면(기재 측의 표면 부분)에 대하여, 전계방출형 주사형 전자현미경을 사용하여 취득한 단면 화상(화상 처리 소프트웨어로 2치화한 것)이다. 제1 폴리올레핀층의 기재 측의 표면으로부터 30%의 두께의 부분까지의 범위 내에서 취득한 단면 화상이다. 좌측의 단면 화상은, 금속 단자용 접착성 필름을 온도 190℃ 및 면압 0.016MPa로 12초간 가열하기 전의 것이며, 우측의 단면 화상은, 금속 단자용 접착성 필름을 온도 190℃ 및 면압 0.016MPa로 12초간 가열한 후의 것이다.
도 10은 비교예 1에서 얻어진 금속 단자용 접착성 필름의 제1 폴리올레핀층의 TD에 평행한 방향 또한 두께 방향의 단면(금속 단자 측(기재와는 반대 측)의 표면 부분)에 대하여, 전계방출형 주사형 전자현미경을 사용하여 취득한 단면 화상(화상 처리 소프트웨어로 2치화한 것)이다. 제1 폴리올레핀층의 기재 측의 표면과는 반대 측의 표면으로부터 30%의 두께의 부분까지의 범위 내에서 취득한 단면 화상이다. 좌측의 단면 화상은, 금속 단자용 접착성 필름을 온도 190℃ 및 면압 0.016MPa로 12초간 가열하기 전의 것이며, 우측의 단면 화상은, 금속 단자용 접착성 필름을 온도 190℃ 및 면압 0.016MPa로 12초간 가열한 후의 것이다.
도 11은 비교예 1에서 얻어진 금속 단자용 접착성 필름의 제1 폴리올레핀층의 TD에 평행한 방향 또한 두께 방향의 단면(기재 측의 표면 부분)에 대하여, 전계방출형 주사형 전자현미경을 사용하여 취득한 단면 화상(화상 처리 소프트웨어로 2치화한 것)이다. 제1 폴리올레핀층의 기재 측의 표면으로부터 30%의 두께의 부분까지의 범위 내에서 취득한 단면 화상이다. 좌측의 단면 화상은, 금속 단자용 접착성 필름을 온도 190℃ 및 면압 0.016MPa로 12초간 가열하기 전의 것이며, 우측의 단면 화상은, 금속 단자용 접착성 필름을 온도 190℃ 및 면압 0.016MPa로 12초간 가열한 후의 것이다.
도 12는 비교예 2에서 얻어진 금속 단자용 접착성 필름의 제1 폴리올레핀층의 TD에 평행한 방향 또한 두께 방향의 단면(금속 단자 측(기재와는 반대 측)의 표면 부분)에 대하여, 전계방출형 주사형 전자현미경을 사용하여 취득한 단면 화상(화상 처리 소프트웨어로 2치화한 것)이다. 제1 폴리올레핀층의 기재 측의 표면과는 반대 측의 표면으로부터 30%의 두께의 부분까지의 범위 내에서 취득한 단면 화상이다. 좌측의 단면 화상은, 제1 폴리올레핀층을 온도 190℃ 및 면압 0.016MPa로 12초간 가열하기 전의 것이며, 우측의 단면 화상은, 제1 폴리올레핀층을 온도 190℃ 및 면압 0.016MPa로 12초간 가열한 후의 것이다.
도 13은 비교예 2에서 얻어진 금속 단자용 접착성 필름의 제1 폴리올레핀층의 TD에 평행한 방향 또한 두께 방향의 단면(기재 측의 표면 부분)에 대하여, 전계방출형 주사형 전자현미경을 사용하여 취득한 단면 화상(화상 처리 소프트웨어로 2치화한 것)이다. 제1 폴리올레핀층의 기재 측의 표면으로부터 30%의 두께의 부분까지의 범위 내에서 취득한 단면 화상이다. 좌측의 단면 화상은, 금속 단자용 접착성 필름을 온도 190℃ 및 면압 0.016MPa로 12초간 가열하기 전의 것이며, 우측의 단면 화상은, 금속 단자용 접착성 필름을 온도 190℃ 및 면압 0.016MPa로 12초간 가열한 후의 것이다.
도 14는 금속 단자용 접착성 필름의 제조 라인에서의 MD, TD, 두께 방향(y)을 나타내는 모식도이다.
본 개시의 금속 단자용 접착성 필름은, 축전 디바이스 소자의 전극에 전기적으로 접속된 금속 단자와, 상기 축전 디바이스 소자를 봉지하는 축전 디바이스용 외장재 사이에 개재되는, 금속 단자용 접착성 필름으로서, 상기 금속 단자용 접착성 필름은, 상기 금속 단자 측에 배치되는 제1 폴리올레핀층과, 기재와, 상기 축전 디바이스용 외장재 측에 배치되는 제2 폴리올레핀층을 이 순서로 구비하는 적층체로 구성되어 있고, 상기 제1 폴리올레핀층의 TD에 평행한 방향 또한 두께 방향의 단면에 대하여, 전계방출형 주사형 전자현미경을 사용하여 취득한 단면 화상에 해도 구조가 관찰되고, 상기 단면 화상은, 상기 제1 폴리올레핀층의 두께를 100%로 한 경우에, 상기 기재 측의 표면과는 반대 측의 표면으로부터 30%의 두께의 부분까지의 범위 내에서 취득한 단면 화상이며, 상기 금속 단자용 접착성 필름을 온도 190℃ 및 면압 0.016MPa로 12초간 가열한 후의 상기 단면 화상에 있어서, 상기 해도 구조의 섬부의 합계 면적의 비율이, 25.0% 이상 35.0% 이하인 것을 특징으로 한다.
본 개시의 금속 단자용 접착성 필름은, 금속 단자 측에 배치되는 제1 폴리올레핀층의 표면 부분의 단면 화상(구체적으로는, 제1 폴리올레핀층의 두께를 100%로 한 경우에, 기재 측의 표면과는 반대 측의 표면으로부터 30%의 두께의 부분까지의 범위 내에서 취득한 단면 화상)이며, 금속 단자용 접착성 필름을 온도 190℃ 및 면압 0.016MPa로 12초간 가열한 후의 단면 화상에 있어서, 해도 구조의 섬부의 합계 면적의 비율이, 25.0% 이상 35.0% 이하로 설정되어 있으므로, 히트실링에 의한 접착성 필름의 금속 단자로의 밀착성이 우수하고, 또한 히트실링에 의해 금속 단자에 밀착된 접착성 필름에 대하여 전해액이 부착된 경우에도, 금속 단자에 대한 밀착성의 저하가 바람직하게 억제된다.
또한, 본 개시의 축전 디바이스는, 적어도, 양극, 음극, 및 전해질을 구비한 축전 디바이스 소자와, 상기 축전 디바이스 소자를 봉지하는 축전 디바이스용 외장재와, 상기 양극 및 상기 음극의 각각에 전기적으로 접속되고, 상기 축전 디바이스용 외장재의 외측으로 돌출하는 금속 단자를 구비하는 축전 디바이스로서, 금속 단자와 축전 디바이스용 외장재 사이에, 본 개시의 금속 단자용 접착성 필름이 개재介在되어 이루어지는 것을 특징으로 한다. 이하, 본 개시의 금속 단자용 접착성 필름 및 그 제조 방법, 상기 금속 단자용 접착성 필름을 사용한 축전 디바이스 및 그 제조 방법에 대하여 상술한다.
그리고, 본 명세서에 있어서, 수치 범위에 대해서는, 「∼」로 표시되는 수치 범위는 「이상」, 「이하」를 의미한다. 예를 들면, 2∼15 mm의 표기는, 2mm 이상 15mm 이하를 의미한다.
또한, 금속 단자용 접착성 필름의 MD의 확인 방법으로서, 금속 단자용 접착성 필름의 단면(예를 들면, 제1 폴리올레핀층, 기재, 또는 제2 폴리올레핀층의 단면)을 전자현미경으로 관찰하여 해도(海島) 구조를 확인하는 방법이 있다. 상기 방법에 있어서는, 금속 단자용 접착성 필름의 두께 방향에 대하여 수직한 방향의 섬의 형상의 직경의 평균이 최대인 단면과 평행한 방향을, MD로 판단할 수 있다. 구체적으로는, 금속 단자용 접착성 필름의 길이 방향의 단면과, 상기 길이 방향의 단면과 평행한 방향으로부터 10도씩 각도를 변경하고, 길이 방향의 단면에 대하여 수직한 방향까지의 각 단면(합계 10의 단면)에 대하여, 각각, 전자현미경사진으로 관찰하여 해도 구조를 확인한다. 다음으로, 각 단면에 있어서, 각각, 각각의 도면의 형상을 관찰한다. 각각의 도면의 형상에 대하여, 금속 단자용 접착성 필름의 두께 방향에 대하여 수직 방향의 최좌측단과, 상기 수직 방향의 최우측단을 연결하는 직선거리를 직경(y)으로 한다. 각 단면에 있어서, 섬의 형상의 상기 직경(y)이 큰 순서로 상위 20개의 직경(y)의 평균을 산출한다. 섬의 형상의 상기 직경(y)의 평균이 가장 큰 단면과 평행한 방향을 MD라고 판단한다.
1. 금속 단자용 접착성 필름
본 개시의 금속 단자용 접착성 필름은, 축전 디바이스 소자의 전극에 전기적으로 접속된 금속 단자와, 축전 디바이스 소자를 봉지하는 축전 디바이스용 외장재 사이에 개재되는 것이다. 구체적으로는, 예를 들면, 도 1∼도 3에 나타낸 바와 같이, 본 개시의 금속 단자용 접착성 필름(1)은, 축전 디바이스 소자(4)의 전극에 전기적으로 접속되어 있는 금속 단자(2)와, 축전 디바이스 소자(4)를 봉지하는 축전 디바이스용 외장재(3) 사이에 개재되어 있다. 또한, 금속 단자(2)는, 축전 디바이스용 외장재(3)의 외측으로 돌출하고 있고, 히트실링된 축전 디바이스용 외장재(3)의 둘레부(3a)에 있어서, 금속 단자용 접착성 필름(1)을 통하여, 축전 디바이스용 외장재(3)에 협지되어 있다. 그리고, 본 개시에 있어서, 축전 디바이스용 외장재를 히트실링할 때의 가열 온도로서는, 통상 160∼190 ℃ 정도의 범위, 압력으로서는, 통상 1.0∼2.0 MPa 정도의 범위이다. 그리고, 접착성 필름을 통하여 금속 단자와 축전 디바이스용 외장재를 접착하는 공정에서는, 예를 들면, 금속 단자로의 가접착공정 및 본접착 공정과 같이, 복수 회의 가열 및 가압이 행해지는 것이 일반적이다. 가접착 공정은, 금속 단자로의 접착성 필름로의 가고정이나 기포 배출을 행하는 공정이며, 본접착 공정은, 가접착 공정보다 고온 조건에서 1회 또는 복수 회의 가열·가압을 행하여 접착성 필름을 금속 단자에 접착시키는 공정이다. 금속 단자용 접착성 필름의 금속 단자로의 가접착 공정은, 예를 들면, 온도 140∼160 ℃ 정도, 압력 0.01∼1.0 MPa 정도, 시간 3∼15 초간 정도, 횟수 3∼6 회 정도의 조건에서 행해지고, 본접착 공정은, 예를 들면, 온도 160∼240 ℃ 정도, 압력 0.01∼1.0 MPa 정도, 시간 3∼15 초간 정도, 횟수 1∼3 회 정도의 조건에서 행해진다.
본 개시의 금속 단자용 접착성 필름(1)은, 금속 단자(2)와 축전 디바이스용 외장재(3)의 밀착성을 높이기 위해 설치되어 있다. 금속 단자(2)와 축전 디바이스용 외장재(3)의 밀착성이 높아지는 것에 의해, 축전 디바이스 소자(4)의 밀봉성이 향상된다. 전술한 바와 같이, 축전 디바이스 소자(4)를 히트실링할 때는, 축전 디바이스 소자(4)의 전극에 전기적으로 접속된 금속 단자(2)가 축전 디바이스용 외장재(3)의 외측으로 돌출하도록 하여, 축전 디바이스 소자가 봉지된다. 이 때, 금속에 의해 형성된 금속 단자(2)와, 축전 디바이스용 외장재(3)의 최내층에 위치하는 열융착성 수지층(35)(폴리올레핀 등의 열융착성 수지에 의해 형성된 층)은 이종 재료에 의해 형성되어 있으므로, 이와 같은 접착성 필름을 사용하지 않는 경우에는, 금속 단자(2)와 열융착성 수지층(35)의 계면에 있어서, 축전 디바이스 소자의 밀봉성이 낮아지기 쉽다.
본 개시의 금속 단자용 접착성 필름(1)은, 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 적어도, 제1 폴리올레핀층(12a)과, 기재(11)와, 제2 폴리올레핀층(12b)이 이 순서로 적층된 구성을 포함하고 있다. 제1 폴리올레핀층(12a)이 금속 단자(2) 측에 배치된다. 또한, 제2 폴리올레핀층(12b)이, 축전 디바이스용 외장재(3) 측에 배치된다. 본 개시의 금속 단자용 접착성 필름(1)에 있어서는, 양면측의 표면에, 각각 제1 폴리올레핀층(12a) 및 제2 폴리올레핀층(12b)이 위치하고 있다.
본 개시의 금속 단자용 접착성 필름(1)에 있어서, 제1 폴리올레핀층(12a) 및 제2 폴리올레핀층(12b)은, 각각, 폴리올레핀계 수지를 포함하는 층이다. 폴리올레핀계 수지로서는, 폴리올레핀, 산변성 폴리올레핀 등을 예로 들 수 있다. 제1 폴리올레핀층(12a)은, 폴리올레핀계 수지 중에서도, 산변성 폴리올레핀을 포함하는 것이 바람직하고, 산변성 폴리올레핀에 의해 형성된 층인 것이 보다 바람직하다. 또한, 제2 폴리올레핀층(12b)은, 폴리올레핀계 수지 중에서도, 폴리올레핀 또는 산변성 폴리올레핀을 포함하는 것이 바람직하고, 폴리올레핀을 포함하는 것이 보다 바람직하고, 폴리올레핀에 의해 형성된 층인 것이 더욱 바람직하다. 축전 디바이스용 외장재(3) 측에 배치되는 제2 폴리올레핀층(12b)을 형성하는 수지는, 축전 디바이스용 외장재(3)의 열융착성 수지층(35)을 형성하는 수지와 동일한 수지로 함으로써, 본 개시의 금속 단자용 접착성 필름(1)과 축전 디바이스용 외장재와의 밀착성을 높일 수 있다.
또한, 기재(11)는, 폴리올레핀계 수지를 포함하는 것이 바람직하고, 폴리올레핀을 포함하는 것이 바람직하고, 폴리올레핀에 의해 형성된 층인 것이 더욱 바람직하다.
제1 폴리올레핀층(12a), 제2 폴리올레핀층(12b) 및 기재(11)에 있어서, 각각, 폴리올레핀계 수지는, 폴리프로필렌계 수지인 것이 바람직하고, 폴리올레핀은, 폴리프로필렌인 것이 바람직하고, 산변성 폴리올레핀은, 산변성 폴리프로필렌인 것이 바람직하다. 그리고, 폴리올레핀, 산변성 폴리올레핀 등의 폴리올레핀계 수지에는, 공지의 첨가제나 후술하는 충전제, 안료 등이 포함되어 있어도 된다.
본 개시의 금속 단자용 접착성 필름(1)의 바람직한 적층 구성의 구체예로서는, 산변성 폴리프로필렌에 의해 형성된 제1 폴리올레핀층/폴리프로필렌에 의해 형성된 기재/폴리프로필렌에 의해 형성된 제2 폴리올레핀층이 이 순서로 적층된 3층 구성; 산변성 폴리프로필렌에 의해 형성된 제1 폴리올레핀층/폴리프로필렌에 의해 형성된 기재/산변성 폴리프로필렌에 의해 형성된 제2 폴리올레핀층이 이 순서로 적층된 3층 구성 등을 예로 들 수 있고, 이들 중에서도, 산변성 폴리프로필렌에 의해 형성된 제1 폴리올레핀층/폴리프로필렌에 의해 형성된 기재/폴리프로필렌에 의해 형성된 제2 폴리올레핀층이 이 순서로 적층된 3층 구성이 특히 바람직하다.
제1 폴리올레핀층(12a), 제2 폴리올레핀층(12b) 및 기재(11)를 구성하는 소재의 상세한 것에 대해서는, 후술한다.
축전 디바이스(10)의 금속 단자(2)와 축전 디바이스용 외장재(3) 사이에, 본 개시의 금속 단자용 접착성 필름(1)이 배치되면, 금속에 의해 구성된 금속 단자(2)의 표면과, 축전 디바이스용 외장재(3)의 열융착성 수지층(35)(폴리올레핀 등의 열융착성 수지에 의해 형성된 층)이, 금속 단자용 접착성 필름(1)을 통하여 접착된다. 금속 단자용 접착성 필름(1)의 제1 폴리올레핀층(12a)이 금속 단자(2) 측에 배치되고, 제2 폴리올레핀층(12b)이 축전 디바이스용 외장재(3) 측에 배치되고, 제1 폴리올레핀층(12a)이 금속 단자(2)와 밀착하고, 제2 폴리올레핀층(12b)이 축전 디바이스용 외장재(3)의 열융착성 수지층(35)과 밀착한다.
본 개시의 금속 단자용 접착성 필름(1)에 있어서, 제1 폴리올레핀층(12a)의 TD에 평행한 방향 또한 두께 방향의 단면에 대하여, 전계방출형 주사형 전자현미경을 사용하여 취득한 단면 화상에 해도 구조가 관찰된다. 상기 단면 화상은, 제1 폴리올레핀층(12a)의 두께를 100%로 한 경우에, 기재(11) 측의 표면과는 반대 측의 표면으로부터 30%의 두께의 부분까지의 범위 내에서 취득한 단면 화상이다. 또한, 금속 단자용 접착성 필름을 온도 190℃ 및 면압 0.016MPa로 12초간 가열한 후에 취득한 상기 단면 화상에 있어서, 해도 구조의 섬부의 합계 면적의 비율이, 25.0∼35.0 %이다. 그리고, 금속 단자용 접착성 필름을 온도 190℃ 및 면압 0.016MPa로 12초간 가열하는 방법에 대해서는, 후술하는 실시예의 밀착 강도의 측정과 동일하게 하여, 190℃로 가열된 핫 플레이트에서 12초간 가열하는 방법을 채용한다.
그리고, 제1 폴리올레핀층(12a)의 두께를 100%로 한 경우에, 기재(11) 측의 표면과는 반대 측의 표면으로부터 30%의 두께의 부분까지의 범위 내를, 제1 폴리올레핀층(12a)의 기재(11) 측의 표면과는 반대 측의 표면 부분(또는 제1 폴리올레핀층(12a)의 금속 단자(2) 측의 표면 부분) 등으로 생략하여 표기하는 경우가 있다. 마찬가지로, 제1 폴리올레핀층(12a)의 두께를 100%로 한 경우에, 기재(11) 측의 표면으로부터 30%의 두께의 부분까지의 범위 내를, 제1 폴리올레핀층(12a)의 기재(11) 측의 표면 부분 등으로 생략하여 표기하는 경우가 있다.
상기 해도 구조의 섬부의 합계 면적의 비율은, 25.0∼35.0 %의 범위에 있으면 되지만, 히트실링에 의한 접착성 필름의 금속 단자로의 밀착성이 특히 우수하고, 또한 히트실링에 의해 금속 단자에 밀착된 접착성 필름에 대하여 전해액이 부착된 경우에도, 금속 단자에 대한 밀착성의 저하가 보다 바람직하게 억제되므로, 상기 해도 구조의 섬부의 합계 면적의 비율은, 바람직하게는 약 26.0% 이상, 보다 바람직하게는 약 28.0% 이상이다. 또한, 상기 해도 구조의 섬부의 합계 면적의 비율은, 바람직하게는 약 32.0% 이하이며, 보다 바람직하게는 약 30.0% 이하이다. 상기 해도 구조의 섬부의 합계 면적의 비율의 바람직한 범위로서는, 26.0∼32.0 % 정도, 26.0∼30.0 % 정도, 28.0∼35.0 % 정도, 28.0∼32.0 % 정도, 28.0∼30.0 % 정도이다.
제1 폴리올레핀층의 단면 화상에서의 해도 구조의 관찰은, 이하와 같이 하여 행한다.
<단면 화상에서의 해도 구조의 관찰>
열경화성의 에폭시 수지 내에 금속 단자용 접착성 필름을 포매(包埋)하고 경화시킨다. 시판품의 회전식마이크로톰(예를 들면, LEICA제 UC6)과, 다이아몬드 나이프를 사용하여 목적으로 하는 방향의 단면(TD를 따른 단면)을 제작하고, 그 때, 액체 질소를 사용한 크라이오마이크로톰으로, -70℃에서 단면 제작을 행한다. 포매 수지마다 4산화루테늄으로 하룻밤 염색한다. 염색하면, 폴리프로필렌이 팽창하므로, 팽창 부분을 마이크로톰으로 트리밍하고, MD의 방향을 향하여 100nm∼300nm씩 계속 절단하고, 합계하여 1μm∼2μm 정도 절단하게 되면, 노출되어 있는 단면을 다음과 같이 하여 관찰한다. 염색한 단면에 대하여, 전계방출형 주사형 전자현미경(예를 들면, 히타치하이테크놀로지스사 제조 S-4800 TYPE1, 측정 조건: 3kV 20mA High WD6mm 검출기(Upper))으로 관측하여 화상(배율은 10000배)을 취득한다. 그리고, 단면 화상은, 제1 폴리올레핀층의 금속 단자 측의 표면 부분(제1 폴리올레핀층의 두께를 100%로 한 경우에, 기재 측의 표면과는 반대 측의 표면으로부터 30%의 두께의 부분까지의 범위 내이다. 도 4를 참조)에 대하여 취득한다. 그리고, 제1 폴리올레핀층의 기재 측의 표면 부분(제1 폴리올레핀층의 두께를 100%로 한 경우에, 기재 측의 표면으로부터 30%의 두께의 부분까지의 범위 내)에 대해서도, 관찰 개소를 변경함으로써, 동일하게 하여 단면 화상을 취득할 수 있다. 다음으로, 화상을 2치화할 수 있는 화상 처리 소프트웨어(예를 들면, 미타니상사(三谷商事)제 화상해석 소프트웨어 WinROOF(Ver7.4))를 사용하여, 상기 화상에 대하여, 해도 구조의 섬의 부분과 바다의 부분을 2치화하여, 섬부의 개수, 섬부의 합계 면적의 비율(섬부의 합계 면적/화상의 측정 범위의 면적), 섬부의 평균 입자 직경, 섬부의 입자 직경 편차 σ, 및 섬부의 진원도 등이 구해진다.
실시예 1 및 비교예 1, 2에서의 2치화한 단면 화상을, 각각 도 8∼도 13에 나타낸다. 도 8이 실시예 1의 제1 폴리올레핀층의 금속 단자 측의 표면 부분이며, 도 9가 실시예 1의 제1 폴리올레핀층의 기재 측의 표면 부분이며, 도 10이 비교예 1의 제1 폴리올레핀층의 금속 단자 측의 표면 부분이며, 도 11이 비교예 1의 제1 폴리올레핀층의 기재 측의 표면 부분이며, 도 12가 비교예 2의 제1 폴리올레핀층의 금속 단자 측의 표면 부분이며, 도 13이 비교예 2의 제1 폴리올레핀층의 기재 측의 표면 부분이다. 또한, 도 8∼도 13의 각각에 있어서, 좌측의 화상이, 금속 단자용 접착성 필름을 온도 190℃ 및 면압 0.016MPa로 12초간 가열하기 전의 것이며, 우측의 화상이, 금속 단자용 접착성 필름을 온도 190℃ 및 면압 0.016MPa로 12초간 가열한 후(후술하는 밀착 강도의 측정과 동일하게 하여, 190℃로 가열된 핫 플레이트에서 금속 단자용 접착성 필름을 면압 0.016MPa의 조건으로 12초간 가열(제1 폴리올레핀층 측이 핫 플레이트 측이 되도록 가열)한 후)의 것이다. 그리고, 본 측정에서는, 섬 부분이 바다 부분보다 염색되었기 때문에, 섬 부분이 바다 부분보다 밝게 관찰되었다.
[화상 처리 조건]
화상 처리는, 화상해석 소프트웨어 ImageJ를 사용하여 행할 수 있다. 구체적으로는, SEM 화상을 그레이 스케일 화상(JPEG 형식 등)의 디지털 파일로서 취득하고, 하기 2치화 처리 수순과 파라미터에 따라 처리를 행하고, 임계값 이상의 계조(밝음)의 픽셀을 1, 임계값 미만의 계조(어두움)의 픽셀을 0로서 출력하고, 각각을 섬부, 바다부로 규정한다.
<2치화 처리>
1. 스파이크 노이즈 제거(Despeckle)
2. 섬부의 윤곽 제거(Remove Outliers radius=4 threshold=1 which=Bright)
3. 바다부의 윤곽 제거(Remove Outliers radius=4 threshold=1 which=Dark)
4. 스파이크 노이즈 제거(Despeckle)
5. X축(샘플 단변) 방향으로 가우시안 블러(Gaussian Blur)(임계값=3픽셀)
6. 콘트라스트 강조(saturated =0.2)
7. 섬부의 윤곽 제거(Remove Outliers radius=4 threshold=1 which=Bright)
8. 바다부의 윤곽 제거(Remove Outliers radius=4 threshold=1 which=Dark)
9. 오오쓰(大津)의 2치화
상기한 섬부의 평균 입자 직경은, 화상해석 소프트웨어 ImageJ에 의해 2치화 후의 화상의 섬부의 최대 패럿 직경으로부터 산출되는 값이다. 또한, 상기한 섬부의 입자 직경 편차 σ는, 상기 평균 입자 직경의 표준편차에 의해 산출되는 값이다. 또한, 상기한 섬부의 진원도는, 화상해석 소프트웨어 ImageJ에 의해 2치화 후의 화상의 섬부를 동심(同心)의 2개의 기하학적 원으로 협지했을 때, 동심원의 간격이 최소로 되는 경우의, 2개의 동심원의 반경의 차이로부터 산출되는 값이다.
상기한 단면 화상은, 예를 들면, 도 4의 모식도에 나타낸 바와 같이, 제1 폴리올레핀층(12a)의 합계 두께를 100%로 한 경우에, 금속 단자 측(기재(11)와는 반대 측)의 표면으로부터 30%의 두께의 부분까지의 범위 내(도 4의 cross-hatching이 부여된 영역)에서 취득한 단면 화상이다. 제1 폴리올레핀층(12a)의 기재(11)와는 반대 측의 표면이, 두께 0%가 된다. 구체예에서 설명하면, 예를 들면, 후술하는 실시예 1과 같이, 제1 폴리올레핀층(두께 50μm)/기재(두께 50μm)/제2 폴리올레핀층 (두께 50μm)이 순서대로 적층된 금속 단자용 접착성 필름이라면, 제1 폴리올레핀층의 두께 50μm을 100%로 한다. 또한, 제1 폴리올레핀층(12a)의 기재(11)와는 반대 측의 표면의 위치의 두께를 0%로 한다. 그리고, 상기 표면(두께 0%)으로부터 두께 30%의 위치(즉, 50μm을 100%로 하여, 두께 30%의 위치는, 제1 폴리올레핀층의 기재층 측과는 반대 측의 표면으로부터 기재 측을 향하여 두께가 15μm인 위치)까지의 범위 내에서, 전계방출형 주사형 전자현미경을 사용하여 단면 화상을 취득한다.
또한, 단면 화상에 해도 구조가 관찰된다는 것은, 단면 화상에 바다 부분(바다부와 섬 부분(섬부)이 관찰되는 것을 일컫는다. 예를 들면, 제1 폴리올레핀층(12a)을 형성하는 수지 조성물로서, 산변성 폴리프로필렌에 대하여 소량의 폴리에틸렌을 첨가하고, 용융 압출 성형에 의해 제1 폴리올레핀층(12a)을 형성하면, 산변성 폴리프로필렌의 바다부에, 폴리에틸렌의 섬부가 분산한 해도 구조가 형성된다. 그리고, 상기 해도 구조를 관찰하기 위해서는, 전술한 바와 같이, 제1 폴리올레핀층(12a)의 단면을 4산화루테늄 등으로 염색하고, 전계방출형 주사형 전자현미경을 사용하여 단면 화상을 취득하여 관찰한다.
본 개시의 금속 단자용 접착성 필름(1)에 있어서는, 금속 단자용 접착성 필름을 온도 190℃ 및 면압 0.016MPa로 12초간 가열한 후의 금속 단자 측의 표면 부분(구체적으로는, 금속 단자 측(기재(11)와는 반대 측)의 표면으로부터 30%의 두께의 부분)의 상기 단면 화상에 있어서, 해도 구조의 섬부의 합계 면적의 비율이, 25.0∼35.0 %이다. 본 개시의 금속 단자용 접착성 필름(1)은, 이와 같은 특징을 구비하고 있으므로, 히트실링에 의한 접착성 필름의 금속 단자로의 밀착성이 우수하고, 또한 히트실링에 의해 금속 단자에 밀착된 접착성 필름에 대하여 전해액이 부착된 경우에도, 금속 단자에 대한 밀착성의 저하가 바람직하게 억제된다. 보다 구체적으로는, 본 개시의 금속 단자용 접착성 필름(1)의 금속 단자 측에 배치되는 제1 폴리올레핀층(12a)에 있어서, 금속 단자(2) 측의 표면 부분의 해도 구조의 섬부(섬부는, 예를 들면, 제1 폴리올레핀층(12a)을 유연하게 하고, 밀착성을 향상시키는 한편, 내전해액성에 대해서는 다소 뒤떨어지는, 폴리에틸렌에 의해 주로 형성됨)의 합계 면적이 25.0∼35.0 %와 같은 적절한 범위에 설정되어 있는 것에 의해, 금속 단자에 대한 우수한 밀착성을 담보하면서, 전해액의 침투가 바람직하게 억제되고, 결과적으로, 전해액이 부착된 경우의 금속 단자에 대한 밀착성의 저하가 억제되고 있는 것으로 여겨진다. 금속 단자용 접착성 필름을 온도 190℃ 및 면압 0.016MPa로 12초간 가열한 후의 금속 단자 측의 표면 부분은, 제1 폴리올레핀층(12a)이 히트실링에 의해 금속 단자(2)에 밀착된 후의 표면 부분에 상당하고 있고, 본 개시의 금속 단자용 접착성 필름(1)에 있어서는, 제1 폴리올레핀층(12a)의 히트실링 후의 금속 단자(2) 측의 표면 부분의 해도 구조의 섬부의 합계 면적의 비율이 25.0∼35.0 %와 같은 적절한 범위에 설정되어 있다고 할 수 있다.
또한, 본 개시의 금속 단자용 접착성 필름(1)에 있어서, 제1 폴리올레핀층(12a)의 두께를 100%로 한 경우에, 기재(11) 측의 표면 부분(구체적으로는, 기재(11) 측의 표면으로부터 30%의 두께의 부분)까지의 범위 내에서 취득한 단면 화상으로서, 금속 단자용 접착성 필름을 온도 190℃ 및 면압 0.016MPa로 12초간 가열한 후의 상기 단면 화상에 있어서도, 통상, 해도 구조가 관찰된다. 기재(11) 측의 표면 부분의 단면 화상에서의, 해도 구조의 섬부의 합계 면적의 비율로서는, 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는 약 25.0% 이상, 보다 바람직하게는 약 30.0% 이상이다. 또한, 상기 섬부의 합계 면적의 비율로서는, 바람직하게는 약 35.0% 이하, 보다 바람직하게는 약 33.0% 이하이다. 상기 섬부의 합계 면적의 비율의 바람직한 범위로서는, 25.0∼35.0 % 정도, 25.0∼33.0% 정도, 30.0∼35.0 % 정도, 30.0∼33.0% 정도이다. 그리고, 금속 단자용 접착성 필름을 온도 190℃ 및 면압 0.016MPa로 12초간 가열하는 방법에 대해서는, 전술한 바와 같이, 후술하는 실시예의 밀착 강도의 측정와 동일하게 하여, 190℃로 가열된 핫 플레이트에서 12초간 가열하는 방법을 채용한다.
본 개시의 금속 단자용 접착성 필름(1)은, 예를 들면, 금속 단자용 접착성 필름(1)을 온도 190℃ 및 면압 0.016MPa로 12초간 가열한 후의 금속 단자(2) 측의 표면 부분의 상기 단면 화상에서의 해도 구조의 섬부의 합계 면적의 비율이, 기재(11) 측의 표면 부분의 상기 단면 화상에서의 해도 구조의 섬부의 합계 면적의 비율보다 작아도 되고, 커져도 되지만, 동일한 정도인 것이 바람직하다. 즉, 본 개시의 금속 단자용 접착성 필름(1)에 있어서는, 금속 단자(2) 측의 표면 부분 쪽이, 기재(11) 측의 표면 부분보다, 섬부의 합계 면적의 비율이 작아도 되고, 커져도 되지만, 동일한 정도인 것이 바람직하다. 또한, 금속 단자용 접착성 필름(1)을 온도 190℃ 및 면압 0.016MPa로 12초간 가열하는 전후에 있어서, 금속 단자(2) 측의 표면 부분의 상기 단면 화상에서의 해도 구조의 섬부의 합계 면적의 비율은 동일한 정도인 것이 바람직하고, 또한, 기재(11) 측의 표면 부분의 상기 단면 화상에서의 해도 구조의 섬부의 합계 면적의 비율은, 동일한 정도인 것이 바람직하다.
또한, 본 개시의 금속 단자용 접착성 필름(1)에 있어서, 제1 폴리올레핀층(12a)의 두께를 100%로 한 경우에, 금속 단자(2) 측의 표면 부분(구체적으로는, 기재(11)와는 반대 측의 표면으로부터 30%의 두께의 부분)까지의 범위 내에서 취득한 단면 화상으로서, 금속 단자용 접착성 필름을 온도 190℃ 및 면압 0.016MPa로 12초간 가열하기 전의 상기 단면 화상에 있어서도, 통상, 해도 구조가 관찰된다. 가열 전의 제1 폴리올레핀층(12a)의 금속 단자(2) 측의 표면 부분의 단면 화상에서의, 해도 구조의 섬부의 합계 면적의 비율로서는, 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는 약 22.0% 이상, 보다 바람직하게는 약 24.0% 이상이다. 또한, 상기 섬부의 합계 면적의 비율로서는, 바람직하게는 약 32.0% 이하, 보다 바람직하게는 약 28.0% 이하이다. 상기 섬부의 합계 면적의 비율의 바람직한 범위로서는, 22.0∼32.0 % 정도, 22.0∼28.0 % 정도, 24.0∼32.0 % 정도, 24.0∼28.0 % 정도이다.
또한, 본 개시의 금속 단자용 접착성 필름(1)에 있어서, 제1 폴리올레핀층(12a)의 두께를 100%로 한 경우에, 기재(11) 측의 표면 부분(구체적으로는, 기재(11) 측의 표면으로부터 30%의 두께의 부분)까지의 범위 내에서 취득한 단면 화상이며, 제1 폴리올레핀층(12a)을 온도 190℃ 및 면압 0.016MPa로 12초간 가열하기 전의 상기 단면 화상에 있어서도, 통상, 해도 구조가 관찰된다. 가열 전의 제1 폴리올레핀층(12a)의 기재(11) 측의 표면 부분의 단면 화상에서의, 해도 구조의 섬부의 합계 면적의 비율로서는, 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는 약 26.0% 이상, 보다 바람직하게는 약 28.0% 이상이다. 또한, 상기 섬부의 합계 면적의 비율로서는, 바람직하게는 약 35.0% 이하, 보다 바람직하게는 약 32.0% 이하이다. 상기 섬부의 합계 면적의 비율의 바람직한 범위로서는, 26.0∼35.0 % 정도, 26.0∼32.0 % 정도, 28.0∼35.0 % 정도, 28.0∼32.0 % 정도이다.
또한, 본 개시의 금속 단자용 접착성 필름(1)에 있어서, 금속 단자용 접착성 필름을 온도 190℃ 및 면압 0.016MPa로 12초간 가열한 후의 금속 단자(2) 측의 표면 부분의 상기 단면 화상에 있어서, 해도 구조의 섬부의 평균 입자 직경으로서는, 바람직하게는 약 0.3μm 이상, 보다 바람직하게는 약 0.4μm 이상이다. 또한, 상기 섬부의 평균 입자 직경은, 바람직하게는 약 0.6μm 이하, 보다 바람직하게는 약 0.5μm 이하이다. 또한, 상기 섬부의 평균 입자 직경의 바람직한 범위로서는, 0.3∼0.6 μm 정도, 0.3∼0.5 μm 정도, 0.4∼0.6 μm 정도, 0.4∼0.5 μm 정도를 예로 들 수 있다.
또한, 본 개시의 금속 단자용 접착성 필름(1)에 있어서, 금속 단자용 접착성 필름을 온도 190℃ 및 면압 0.016MPa로 12초간 가열한 후의 기재(11) 측의 표면 부분의 상기 단면 화상에 있어서, 해도 구조의 섬부의 평균 입자 직경으로서는, 바람직하게는 약 0.3μm 이상, 보다 바람직하게는 약 0.4μm 이상이다. 또한, 상기 섬부의 평균 입자 직경은, 바람직하게는 약 0.6μm 이하, 보다 바람직하게는 약 0.5μm 이하이다. 또한, 상기 섬부의 평균 입자 직경의 바람직한 범위로서는, 0.3∼0.6 μm 정도, 0.3∼0.5 μm 정도, 0.4∼0.6 μm 정도, 0.4∼0.5 μm 정도를 예로 들 수 있다.
또한, 본 개시의 금속 단자용 접착성 필름(1)에 있어서, 금속 단자용 접착성 필름을 온도 190℃ 및 면압 0.016MPa로 12초간 가열하기 전의 금속 단자(2) 측의 표면 부분의 상기 단면 화상에 있어서, 해도 구조의 섬부의 평균 입자 직경으로서는, 바람직하게는 약 0.2μm 이상, 보다 바람직하게는 약 0.3μm 이상이다. 또한, 상기 섬부의 평균 입자 직경은, 바람직하게는 약 0.5μm 이하, 보다 바람직하게는 약 0.4μm 이하이다. 또한, 상기 섬부의 평균 입자 직경의 바람직한 범위로서는, 0.2∼0.5 μm 정도, 0.2∼0.4μm 정도, 0.3∼0.5 μm 정도, 0.3∼0.4μm 정도를 예로 들 수 있다.
또한, 본 개시의 금속 단자용 접착성 필름(1)에 있어서, 금속 단자용 접착성 필름을 온도 190℃ 및 면압 0.016MPa로 12초간 가열하기 전의 기재(11) 측의 표면 부분의 상기 단면 화상에 있어서, 해도 구조의 섬부의 평균 입자 직경으로서는, 바람직하게는 약 0.3μm 이상, 보다 바람직하게는 약 0.4μm 이상이다. 또한, 상기 섬부의 평균 입자 직경은, 바람직하게는 약 0.6μm 이하, 보다 바람직하게는 약 0.5μm 이하이다. 또한, 상기 섬부의 평균 입자 직경의 바람직한 범위로서는, 0.3∼0.6 μm 정도, 0.3∼0.5 μm 정도, 0.4∼0.6 μm 정도, 0.4∼0.5 μm 정도를 예로 들 수 있다.
그리고, 단면 화상에서의 섬부의 평균 입자 직경은, 화상해석 소프트웨어 ImageJ에 의해 산출되는 값이다.
또한, 본 개시의 금속 단자용 접착성 필름(1)에 있어서, 금속 단자용 접착성 필름을 온도 190℃ 및 면압 0.016MPa로 12초간 가열한 후의 금속 단자(2) 측의 표면 부분의 상기 단면 화상에 있어서, 해도 구조의 섬부의 입자 직경 편차 σ로서는, 바람직하게는 0.4 이하, 더욱 바람직하게는 약 0.3 이하이다. 또한, 상기 섬부의 입자 직경 편차 σ는, 예를 들면, 0.1 이상이다. 또한, 상기 섬부의 입자 직경 편차 σ의 바람직한 범위로서는, 0.1∼0.4 정도, 0.1∼0.3 정도를 예로 들 수 있다.
또한, 본 개시의 금속 단자용 접착성 필름(1)에 있어서, 금속 단자용 접착성 필름을 온도 190℃ 및 면압 0.016MPa로 12초간 가열한 후의 기재(11) 측의 표면 부분의 상기 단면 화상에 있어서, 해도 구조의 섬부의 입자 직경 편차 σ로서는, 바람직하게는 0.4 이하, 더욱 바람직하게는 약 0.3 이하이다. 또한, 상기 섬부의 입자 직경 편차 σ는, 예를 들면, 0.1 이상이다. 또한, 상기 섬부의 입자 직경 편차 σ의 바람직한 범위로서는, 0.1∼0.4 정도, 0.1∼0.3 정도를 예로 들 수 있다.
또한, 본 개시의 금속 단자용 접착성 필름(1)에 있어서, 금속 단자용 접착성 필름을 온도 190℃ 및 면압 0.016MPa로 12초간 가열하기 전의 금속 단자(2) 측의 표면 부분의 상기 단면 화상에 있어서, 해도 구조의 섬부의 입자 직경 편차 σ로서는, 바람직하게는 0.4 이하, 보다 바람직하게는 약 0.3 이하이다. 또한, 상기 섬부의 입자 직경 편차 σ는, 예를 들면, 0.1 이상이다. 또한, 상기 섬부의 입자 직경 편차 σ의 바람직한 범위로서는, 0.1∼0.4 정도, 0.1∼0.3 정도를 예로 들 수 있다.
또한, 본 개시의 금속 단자용 접착성 필름(1)에 있어서, 금속 단자용 접착성 필름을 온도 190℃ 및 면압 0.016MPa로 12초간 가열하기 전의 기재(11) 측의 표면 부분의 상기 단면 화상에 있어서, 해도 구조의 섬부의 입자 직경 편차 σ로서는, 바람직하게는 0.5 이하, 더욱 바람직하게는 약 0.4 이하이다. 또한, 상기 섬부의 입자 직경 편차 σ는, 예를 들면, 0.1 이상이다. 또한, 상기 섬부의 입자 직경 편차 σ의 바람직한 범위로서는, 0.1∼0.5 정도, 0.1∼0.4 정도를 예로 들 수 있다.
그리고, 단면 화상에서의 섬부의 입자 직경 편차 σ는, 화상해석 소프트웨어 ImageJ에 의해 산출되는 값이다.
또한, 본 개시의 금속 단자용 접착성 필름(1)에 있어서, 금속 단자용 접착성 필름을 온도 190℃ 및 면압 0.016MPa로 12초간 가열한 후의 금속 단자(2) 측의 표면 부분의 상기 단면 화상에 있어서, 해도 구조의 섬부의 진원도로서는, 바람직하게는 0.75 이상, 보다 바람직하게는 약 0.80 이상이다. 또한, 상기 섬부의 진원도는, 예를 들면, 0.95 이하이다. 또한, 상기 섬부의 진원도의 바람직한 범위로서는, 0.75∼0.95 정도, 0.80∼0.95 정도를 예로 들 수 있다.
또한, 본 개시의 금속 단자용 접착성 필름(1)에 있어서, 금속 단자용 접착성 필름을 온도 190℃ 및 면압 0.016MPa로 12초간 가열한 후의 기재(11) 측의 표면 부분의 상기 단면 화상에 있어서, 해도 구조의 섬부의 진원도로서는, 바람직하게는 0.72 이상, 보다 바람직하게는 약 0.75 이상이다. 또한, 상기 섬부의 진원도는, 예를 들면, 0.95 이하이다. 또한, 상기 섬부의 진원도의 바람직한 범위로서는, 0.72∼0.95 정도, 0.75∼0.95 정도를 예로 들 수 있다.
또한, 본 개시의 금속 단자용 접착성 필름(1)에 있어서, 금속 단자용 접착성 필름을 온도 190℃ 및 면압 0.016MPa로 12초간 가열하기 전의 금속 단자(2) 측의 표면 부분의 상기 단면 화상에 있어서, 해도 구조의 섬부의 진원도로서는, 바람직하게는 0.55 이상, 보다 바람직하게는 약 0.60 이상이다. 또한, 상기 섬부의 진원도는, 예를 들면, 0.95 이하이다. 또한, 상기 섬부의 진원도의 바람직한 범위로서는, 0.55∼0.95 정도, 0.60∼0.95 정도를 예로 들 수 있다.
또한, 본 개시의 금속 단자용 접착성 필름(1)에 있어서, 금속 단자용 접착성 필름을 온도 190℃ 및 면압 0.016MPa로 12초간 가열하기 전의 기재(11) 측의 표면 부분의 상기 단면 화상에 있어서, 해도 구조의 섬부의 진원도로서는, 바람직하게는 0.55 이상, 보다 바람직하게는 약 0.60 이상이다. 또한, 상기 섬부의 진원도는, 예를 들면, 0.95 이하이다. 또한, 상기 섬부의 진원도의 바람직한 범위로서는, 0.55∼0.95 정도, 0.60∼0.95 정도를 예로 들 수 있다.
그리고, 단면 화상에서의 섬부의 진원도는, 화상해석 소프트웨어 ImageJ에 의해 산출되는 값이다.
본 개시의 금속 단자용 접착성 필름의 제1 폴리올레핀층의 단면의 해도 구조에서의 섬부의 합계 면적의 비율, 섬부의 평균 입자 직경, 섬부의 입자 직경 편차 σ, 및 섬부의 진원도는, 각각, 제1 폴리올레핀층을 구성하는 수지의 조성, 골격, 분산성, 분자량, 융점, MFR, 또한 금속 단자용 접착성 필름(1)의 제조에서의 T다이, 인플레이션 등의 조건(예를 들면, T다이로부터의 압출 폭, 연신 배율, 연신 속도, 열처리 온도, 또한 압출 시의 라인 속도, 냉각 속도, 압출 온도 등) 등에 의해 조정할 수 있다.
본 개시의 금속 단자용 접착성 필름(1)의 총두께로서는, 전술한 금속 단자(2)로의 밀착성을 높이면서, 전해액에 의한 밀착성의 저하를 바람직하게 억제하는 관점에서, 예를 들면, 약 60μm 이상, 바람직하게는 약 80μm 이상, 바람직하게는 약 100μm 이상, 보다 바람직하게는 약 120μm 이상, 더욱 바람직하게는 약 150μm 이상이다. 또한, 본 개시의 금속 단자용 접착성 필름(1)의 총두께는, 바람직하게는 약 200μm 이하, 보다 바람직하게는 180μm 이하이다. 본 개시의 금속 단자용 접착성 필름(1)의 총두께의 바람직한 범위로서는, 60∼200 μm 정도, 60∼180 μm 정도, 80∼200 μm 정도, 80∼180 μm 정도, 100∼200 μm 정도, 100∼180 μm 정도, 120∼200 μm 정도, 120∼180 μm 정도, 150∼200 μm 정도, 150∼180 μm 정도를 예로 들 수 있다. 보다 구체적인 예로서는, 예를 들면, 본 개시의 금속 단자용 접착성 필름(1)을 민생용 축전 디바이스에 사용하는 경우에는, 총두께는 60∼100 μm 정도로 하는 것이 바람직하고, 차량탑재용 축전 디바이스에 사용하는 경우에는, 총두께는 100∼200 μm 정도로 하는 것이 바람직하다.
이하, 제1 폴리올레핀층(12a), 제2 폴리올레핀층(12b), 및 기재(11)에 대하여 상술한다.
[제1 폴리올레핀층(12a) 및 제2 폴리올레핀층(12b)]
본 개시의 금속 단자용 접착성 필름(1)은, 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 기재(11)의 한쪽 면 측에 제1 폴리올레핀층(12a)을 구비하고, 다른 쪽 면 측에 제2 폴리올레핀층(12b)을 구비하고 있다. 제1 폴리올레핀층(12a)이 금속 단자(2) 측에 배치된다. 또한, 제2 폴리올레핀층(12b)이 축전 디바이스용 외장재(3) 측에 배치된다. 본 개시의 금속 단자용 접착성 필름(1)에 있어서는, 양면 측의 표면에, 각각 제1 폴리올레핀층(12a) 및 제2 폴리올레핀층(12b)이 위치하고 있다.
금속 단자(2) 측에 배치되는 제1 폴리올레핀층(12a)의 상기 단면 화상이 구비하는 해도 구조에 대한 설명은, 전술한 바와 같다.
본 개시의 금속 단자용 접착성 필름(1)에 있어서, 제1 폴리올레핀층(12a) 및 제2 폴리올레핀층(12b)은, 각각, 폴리올레핀계 수지를 포함하는 층이다. 폴리올레핀계 수지로서는, 폴리올레핀, 산변성 폴리올레핀 등을 예로 들 수 있다. 제1 폴리올레핀층(12a)은, 폴리올레핀계 수지 중에서도, 산변성 폴리올레핀을 포함하는 것이 바람직하고, 산변성 폴리올레핀에 의해 형성된 층인 것이 보다 바람직하다. 또한, 제2 폴리올레핀층(12b)은, 폴리올레핀계 수지 중에서도, 폴리올레핀 또는 산변성 폴리올레핀을 포함하는 것이 바람직하고, 폴리올레핀을 포함하는 것이 보다 바람직하고, 폴리올레핀에 의해 형성된 층인 것이 더욱 바람직하다. 산변성 폴리올레핀은, 금속과의 친화성이 높다. 또한, 폴리올레핀은, 폴리올레핀 등의 열융착성 수지와의 친화성이 높다. 따라서, 본 개시의 금속 단자용 접착성 필름(1)에 있어서는, 산변성 폴리올레핀에 의해 형성된 제1 폴리올레핀층(12a)을 금속 단자(2) 측에 배치함으로써, 금속 단자용 접착성 필름(1)과 금속 단자(2)의 계면에 있어서, 더 한층 우수한 밀착성을 발휘할 수 있다. 또한, 폴리올레핀에 의해 형성된 제2 폴리올레핀층(12b)을 축전 디바이스용 외장재(3)의 열융착성 수지층(35) 측에 배치함으로써, 금속 단자용 접착성 필름(1)과 열융착성 수지층(35)의 계면에 있어서, 더 한층 우수한 밀착성을 발휘할 수 있다.
본 개시의 금속 단자용 접착성 필름(1)의 바람직한 적층 구성의 구체예로서는, 산변성 폴리프로필렌에 의해 형성된 제1 폴리올레핀층/폴리프로필렌에 의해 형성된 기재/폴리프로필렌에 의해 형성된 제2 폴리올레핀층이 이 순서로 적층된 3층 구성; 산변성 폴리프로필렌에 의해 형성된 제1 폴리올레핀층/폴리프로필렌에 의해 형성된 기재/산변성 폴리프로필렌에 의해 형성된 제2 폴리올레핀층이 이 순서로 적층된 3층 구성 등을 예로 들 수 있고, 이들 중에서도, 산변성 폴리프로필렌에 의해 형성된 제1 폴리올레핀층/폴리프로필렌에 의해 형성된 기재/폴리프로필렌에 의해 형성된 제2 폴리올레핀층이 이 순서로 적층된 3층 구성이 특히 바람직하다.
산변성 폴리올레핀으로서는, 산변성된 폴리올레핀이라면 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는 불포화 카르복시산 또는 그의 무수물로 그래프트(graft) 변성된 폴리올레핀을 예로 들 수 있다.
산변성되는 폴리올레핀으로서는, 구체적으로는, 저밀도 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌 등의 폴리에틸렌; 호모폴리프로필렌, 폴리프로필렌의 블록 코폴리머(예를 들면, 프로필렌과 에틸렌의 블록 코폴리머), 폴리프로필렌의 랜덤 코폴리머(예를 들면, 프로필렌과 에틸렌의 랜덤 코폴리머) 등의 결정성 또는 비결정성의 폴리프로필렌; 에틸렌-부텐-프로필렌의 터폴리머 등을 예로 들 수 있다. 이들 폴리올레핀 중에서도, 바람직하게는 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌을 예로 들 수 있고, 특히 바람직하게는 폴리프로필렌이다.
또한, 산변성되는 폴리올레핀은, 환형(環形) 폴리올레핀이라도 된다. 예를 들면, 카르복시산변성 환형 폴리올레핀은, 환형 폴리올레핀을 구성하는 모노머의 일부를, α,β-불포화 카르복시산 또는 그의 무수물 대신에 공중합함으로써, 혹은 환형 폴리올레핀에 대하여 α,β-불포화 카르복시산 또는 그의 무수물을 블록 중합 또는 그래프트 중합함으로써 얻어지는 폴리머이다.
산변성되는 환형 폴리올레핀은, 올레핀과 환형 모노머의 공중합체이며, 상기 환형 폴리올레핀의 구성 모노머인 올레핀으로서는, 예를 들면, 에틸렌, 프로필렌, 4-메틸-1-펜텐, 부타디엔, 이소프렌 등이 있다. 또한, 상기 환형 폴리올레핀의 구성 모노머인 환형 모노머로서는, 예를 들면, 노르보르넨등의 환형 알켄; 구체적으로는, 시클로펜타디엔, 디시클로펜타디엔, 시클로헥사디엔, 노르보르나디엔 등의 환형 디엔 등이 있다. 이들 폴리올레핀 중에서도, 바람직하게는 환형 알켄, 보다 바람직하게는 노르보르넨을 예로 들 수 있다. 구성 모노머로서는, 스티렌도 예로 들 수 있다.
산변성에 사용되는 카르복시산 또는 그의 무수물로서는, 예를 들면, 말레산, 아크릴산, 이타콘산, 크로톤산, 무수 말레산, 무수 이타콘산 등이 있다. 제1 폴리올레핀층(12a)은, 적외분광법으로 분석하면, 무수 말레산에 유래하는 피크가 검출되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 적외분광법으로 무수 말레산 변성 폴리올레핀을 측정하면, 파수(波數) 1760cm-1 부근과 파수 1780cm-1 부근에 무수 말레산 유래의 피크가 검출된다. 제1 폴리올레핀층(12a) 또는 제2 폴리올레핀층(12b)이 무수 말레산 변성 폴리올레핀에 의해 구성된 층인 경우, 적외분광법으로 측정하면, 무수 말레산 유래의 피크가 검출된다. 다만, 산변성도가 낮으면 피크가 작아져 검출되지 않는 경우가 있다. 그 경우에는 핵자기 공명 분광법으로 분석 가능하다.
제1 폴리올레핀층(12a) 및 제2 폴리올레핀층(12b)은, 각각, 1종의 수지 성분 단독으로 형성해도 되고, 또한 2종 이상의 수지 성분을 조합한 블렌드 폴리머에 의해 형성해도 된다. 또한, 제1 폴리올레핀층(12a) 및 제2 폴리올레핀층(12b)은, 각각, 1층만으로 형성되어 있어도 되고, 동일하거나 또는 상이한 수지 성분에 의해 2층 이상으로 형성되어 있어도 된다. 제1 폴리올레핀층(12a) 및 제2 폴리올레핀층(12b)의 제막성의 관점에서는, 이들 층은, 각각, 2종 이상의 수지 성분을 조합한 블렌드 폴리머에 의해 형성하는 것이 바람직하다. 블렌드 폴리머로 하는 경우, 제1 폴리올레핀층(12a)에 대해서는, 산변성 폴리프로필렌을 주성분(50질량% 이상의 성분)으로 하고, 50질량% 이하를 다른 수지(바람직하게는 폴리에틸렌)로 하는 것이 바람직하다. 또한, 제2 폴리올레핀층(12b)에 대해서는, 폴리프로필렌을 주성분(50질량% 이상의 성분)으로 하고, 50질량% 이하를 다른 수지(바람직하게는 폴리에틸렌)로 하는 것이 바람직하다. 한편, 제1 폴리올레핀층(12a) 및 제2 폴리올레핀층(12b)의 내전해액성의 관점에서는, 제1 폴리올레핀층(12a)은, 수지로서 산변성 폴리프로필렌을 단독으로 포함하는 것이 바람직하고, 제2 폴리올레핀층(12b)은, 수지로서 폴리프로필렌을 단독으로 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 제1 폴리올레핀층(12a) 및 제2 폴리올레핀층(12b)은, 각각, 필요에 따라 충전제를 포함해도 된다. 제1 폴리올레핀층(12a) 및 제2 폴리올레핀층(12b)이 충전제를 포함함으로써, 충전제가 스페이서로서 기능하기 때문에, 금속 단자(2)와 축전 디바이스용 외장재(3)의 배리어층(33) 사이의 단락(短絡)을 효과적으로 억제하는 것이 가능하게 된다. 충전제의 입경(粒徑)으로서는, 0.1∼35 μm 정도, 바람직하게는 5.0∼30 μm 정도, 더욱 바람직하게는 10∼25 μm 정도의 범위를 예로 들 수 있다. 또한, 충전제의 함유량으로서는, 제1 폴리올레핀층(12a) 및 제2 폴리올레핀층(12b)을 형성하는 수지 성분 100질량부에 대하여, 각각, 5∼30 질량부 정도, 보다 바람직하게는 10∼20 질량부 정도를 예로 들 수 있다.
충전제로서는, 무기계, 유기계를 모두 사용할 수 있다. 무기계 충전제로서는, 예를 들면, 탄소(카본, 그래파이트), 실리카, 산화알루미늄, 티탄산 바륨, 산화철, 실리콘 카바이드, 산화지르코늄, 규산 지르코늄, 산화마그네슘, 산화티탄, 알루미늄산 칼슘, 수산화칼슘, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 탄산 칼슘 등이 있다. 또한, 유기계 충전제로서는, 예를 들면, 불소 수지, 페놀 수지, 우레아 수지, 에폭시 수지, 아크릴 수지, 벤조구아나민·포름알데히드 축합물, 멜라민·포름알데히드 축합물, 폴리메타크릴산메틸 가교물, 폴리에틸렌 가교물 등이 있다. 형상의 안정성, 강성(剛性), 내용물 내성(耐性)의 점에서, 산화알루미늄, 실리카, 불소 수지, 아크릴 수지, 벤조구아나민·포름알데히드 축합물이 바람직하고, 특히 이들 중에서도 구형구상(球形)의 산화알루미늄, 실리카가 보다 바람직하다. 제1 폴리올레핀층(12a) 및 제2 폴리올레핀층(12b)을 형성하는 수지 성분으로의 충전제의 혼합 방법으로서는, 미리 밴버리 믹서 등으로 양자를 멜트 블렌드하고, 마스터 배치화 한 것을 소정의 혼합비로 하는 방법, 수지 성분와의 직접혼합방법 등을 채용할 수 있다.
또한, 제1 폴리올레핀층(12a) 및 제2 폴리올레핀층(12b)은, 각각, 필요에 따라 안료를 포함해도 된다. 안료로서는, 무기계의 각종 안료를 사용할 수 있다. 안료의 구체예로서는, 상기 충전제에서 예시한 탄소(카본, 그래파이트)를 바람직하게 예시할 수 있다. 탄소(카본, 그래파이트)는, 일반적으로 축전 디바이스의 내부에 사용되고 있는 재료이며, 전해액에 대한 용출의 우려가 없다. 또한, 착색 효과가 크고 접착성을 저해하지 않을 정도의 첨가량으로 충분한 착색 효과를 얻을 수 있고 또한, 열로 용융하지 않고, 첨가한 수지의 외관의 용융 점도를 높게 할 수 있다. 또한, 열접착 시(히트실링 시)에 가압부가 얇아지는 것을 방지하여, 축전 디바이스용 외장재와 금속 단자 사이에서의 우수한 밀봉성을 부여할 수 있다.
제1 폴리올레핀층(12a) 및 제2 폴리올레핀층(12b)에 안료를 첨가하는 경우, 그 첨가량으로서는, 예를 들면, 입경이 약 0.03μm인 카본블랙을 사용한 경우, 제1 폴리올레핀층(12a) 및 제2 폴리올레핀층(12b)을 형성하는 수지 성분 100질량부에 대하여, 각각, 0.05∼0.3 질량부 정도, 바람직하게는 0.1∼0.2 질량부 정도를 예로 들 수 있다. 제1 폴리올레핀층(12a) 및 제2 폴리올레핀층(12b)에 안료를 첨가함으로써, 금속 단자용 접착성 필름(1)의 유무를 센서로 검지 가능하게, 또는 육안에 의해 검사 가능하게 할 수 있다. 제1 폴리올레핀층(12a)이 안료를 포함하는 것이 특히 바람직하다. 그리고, 제1 폴리올레핀층(12a) 및 제2 폴리올레핀층(12b)에 충전제와 안료를 첨가하는 경우, 동일한 제1 폴리올레핀층(12a) 및 제2 폴리올레핀층(12b)에 충전제와 안료를 첨가해도 되지만, 금속 단자용 접착성 필름(1)의 열융착성을 저해하지 않는 관점에서는, 충전제 및 안료는, 제1 폴리올레핀층(12a) 및 제2 폴리올레핀층(12b)에 나누어서 첨가하는 것이 바람직하다.
제1 폴리올레핀층(12a) 및 제2 폴리올레핀층(12b)의 두께는, 전술한 금속 단자(2)로의 밀착성을 높이면서, 전해액에 의한 밀착성의 저하를 바람직하게 억제하는 관점에서, 각각, 바람직하게는 약 10μm 이상, 보다 바람직하게는 약 15μm 이상, 더욱 바람직하게는 약 20μm 이상, 더욱 바람직하게는 약 30μm 이상이며, 또한 예를 들면, 약 80μm 이하, 바람직하게는 약 60μm 이하, 보다 바람직하게는 약 50μm 이하이다. 제1 폴리올레핀층(12a) 및 제2 폴리올레핀층(12b)의 두께의 바람직한 범위로서는, 각각, 10∼80 μm 정도, 10∼60 μm 정도, 10∼50 μm 정도, 15∼80 μm 정도, 15∼60 μm 정도, 15∼50 μm 정도, 20∼80 μm 정도, 20∼60 μm 정도, 20∼50 μm 정도, 30∼80 μm 정도, 30∼60 μm 정도, 30∼50 μm 정도를 예로 들 수 있다. 보다 구체적인 예로서는, 예를 들면, 본 개시의 금속 단자용 접착성 필름(1)을 민생용 축전 디바이스에 사용하는 경우에는, 제1 폴리올레핀층(12a) 및 제2 폴리올레핀층(12b)의 두께는, 각각 10∼30 μm 정도로 하는 것이 바람직하고, 차량탑재용 축전 디바이스에 사용하는 경우에는, 각각 30∼80 μm 정도로 하는 것이 바람직하다.
제1 폴리올레핀층(12a) 및 제2 폴리올레핀층(12b)의 합계 두께에 대한, 기재(11)의 두께의 비로서는, 전술한 금속 단자(2)로의 밀착성을 높이면서, 전해액에 의한 밀착성의 저하를 바람직하게 억제하는 관점에서, 바람직하게는 약 0.3 이상, 보다 바람직하게는 약 0.4이상이며, 더욱 바람직하게는 0.5 이상이며, 또한 바람직하게는 약 1.0 이하, 보다 바람직하게는 약 0.8 이하이며, 바람직한 범위로서는, 0.3∼1.0 정도, 0.3∼0.8 정도, 0.4∼1.0 정도, 0.4∼0.8 정도, 0.5∼1.0 정도, 0.5∼0.8 정도를 예로 들 수 있다.
또한, 금속 단자용 접착성 필름(1)의 총두께를 100%로 하고, 제1 폴리올레핀층(12a) 및 제2 폴리올레핀층(12b)의 합계 두께의 비율로서는, 바람직하게는 30∼80 % 정도, 보다 바람직하게는 50∼70 % 정도이다.
[기재(11)]
금속 단자용 접착성 필름(1)에 있어서, 기재(11)는, 금속 단자용 접착성 필름(1)의 지지체로서 기능하는 층이다.
기재(11)를 형성하는 소재에 대해서는, 특별히 제한되는 것은 아니다. 기재(11)를 형성하는 소재로서는, 예를 들면, 폴리올레핀계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리에스테르계 수지, 에폭시 수지, 아크릴 수지, 불소 수지, 규소 수지, 페놀 수지, 폴리에테르이미드, 폴리이미드, 폴리카보네이트 및 이들의 혼합물이나 공중합물 등이 있고, 이들 중에서도, 특히 폴리올레핀계 수지가 바람직하다. 즉, 기재(11)를 형성하는 소재는, 폴리올레핀, 산변성 폴리올레핀 등의 폴리올레핀 골격을 포함하는 수지가 바람직하다. 기재(11)를 구성하고 있는 수지가 폴리올레핀 골격을 포함하는 것은, 예를 들면, 적외분광법, 가스크로마토그래피) 질량분석법 등에 의해 분석 가능하다.
상기한 바와 같이, 기재(11)는, 폴리올레핀계 수지를 포함하는 것이 바람직하고, 폴리올레핀을 포함하는 것이 바람직하고, 폴리올레핀에 의해 형성된 층인 것이 더욱 바람직하다. 폴리올레핀으로서는, 구체적으로는, 저밀도 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌 등의 폴리에틸렌; 호모폴리프로필렌, 폴리프로필렌의 블록 코폴리머(예를 들면, 프로필렌과 에틸렌의 블록 코폴리머), 폴리프로필렌의랜덤 코폴리머(예를 들면, 프로필렌과 에틸렌의 랜덤 코폴리머) 등의 결정성 또는 비결정성의 폴리프로필렌; 에틸렌-부텐-프로필렌의 터폴리머 등을 예로 들 수 있다. 이들 폴리올레핀 중에서도, 바람직하게는 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌을 예로 들 수 있고, 보다 바람직하게는 폴리프로필렌을 예로 들 수 있다. 또한, 내전해액성이 우수하므로, 기재(11)는, 호모 폴리프로필렌을 포함하는 것이 바람직하고, 호모 폴리프로필렌에 의해 형성되어 있는 것이 특히 바람직하다.
폴리아미드로서는, 구체적으로는, 나일론6, 나일론66, 나일론610, 나일론12, 나일론46, 나일론6과 나일론66의 공중합체 등의 지방족계 폴리아미드; 테레프탈산 및/또는 이소프탈산에 유래하는 구성단위를 포함하는 나일론6I, 나일론6T, 나일론6IT, 나일론6I6T(I는 이소프탈산, T는 테레프탈산을 나타냄) 등의 헥사메틸렌디아민-이소프탈산-테레프탈산 공중합 폴리아미드, 폴리메타크실릴렌아디파미드(MXD6) 등의 방향족을 포함하는 폴리아미드; 폴리아미노메틸시클로헥실아디파미드(PACM6) 등의 지환계 폴리아미드; 또한 락탐 성분이나, 4,4'-디페닐메탄-디이소시아네이트 등의 이소시아네이트 성분을 공중합시킨 폴리아미드, 공중합 폴리아미드와 폴리에스테르나 폴리알킬렌에테르글리콜의 공중합체인 폴리에스테르아미드 공중합체나 폴리에테르에스테르아미드 공중합체; 이들의 공중합체 등을 예로 들 수 있다. 이들 폴리아미드는, 1종 단독으로 사용해도 되고, 또한 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
폴리에스테르로서는, 구체적으로는, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌나프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 에틸렌테레프탈레이트를 반복단위의 주체로 한 공중합 폴리에스테르, 부틸렌테레프탈레이트를 반복단위의 주체로 한 공중합 폴리에스테르 등을 예로 들 수 있다. 또한, 에틸렌테레프탈레이트를 반복단위의 주체로 한 공중합 폴리에스테르로서는, 구체적으로는, 에틸렌테레프탈레이트를 반복단위의 주체로 하여 에틸렌이소프탈레이트와 중합하는 공중합체 폴리에스테르(이하, 폴리에틸렌(테레프탈레이트/이소프탈레이트)를 따라 약칭함), 폴리에틸렌(테레프탈레이트/이소프탈레이트), 폴리에틸렌(테레프탈레이트/아디페이트), 폴리에틸렌(테레프탈레이트/나트륨술포이소프탈레이트), 폴리에틸렌(테레프탈레이트/나트륨이소프탈레이트), 폴리에틸렌(테레프탈레이트/페닐-디카르복실레이트), 폴리에틸렌(테레프탈레이트/데칸디카르복실레이트) 등을 예로 들 수 있다. 또한, 부틸렌테레프탈레이트를 반복단위의 주체로 한 공중합 폴리에스테르로서는, 구체적으로는, 부틸렌테레프탈레이트를 반복단위의 주체로 하여 부틸렌이소프탈레이트와 중합하는 공중합체 폴리에스테르(이하, 폴리부틸렌(테레프탈레이트/이소프탈레이트)를 따라 약칭함), 폴리부틸렌(테레프탈레이트/아디페이트), 폴리부틸렌(테레프탈레이트/세바케이트), 폴리부틸렌(테레프탈레이트/데칸디카르복실레이트), 폴리부틸렌나프탈레이트 등을 예로 들 수 있다. 이들 폴리에스테르는, 1종 단독으로 사용해도 되고, 또한 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
또한, 기재(11)는, 상기한 수지로 형성된 부직포에 의해 형성되어 있어도 된다. 기재(11)가 부직포인 경우, 기재(11)는, 전술한 폴리올레핀계 수지, 폴리아미드 수지 등으로 구성되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 기재(11)에 착색제를 배합함으로써, 기재(11)를, 착색제를 포함하는 층으로 할 수도 있다. 또한, 투명도가 낮은 수지를 선택하여, 광투과도를 조정할 수도 있다. 기재(11)가 필름인 경우에는, 착색 필름을 사용하거나, 투명도가 낮은 필름을 사용할 수도 있다. 또한, 기재(11)가 부직포인 경우에는, 착색제를 포함하는 섬유나 바인더를 사용한 부직포나, 투명도가 낮은 부직포를 사용할 수 있다.
기재(11)가 수지 필름에 의해 구성되어 있는 경우, 기재(11)의 표면에는, 필요에 따라, 코로나 방전 처리, 오존 처리, 플라즈마 처리 등의 공지의 이접착(易接着) 수단이 설비되어 있어도 된다.
기재(11)의 두께는, 전술한 금속 단자(2)로의 밀착성을 높이면서, 전해액에 의한 밀착성의 저하를 바람직하게 억제하는 관점에서, 예를 들면, 약 100μm 이하, 바람직하게는 약 60μm 이하, 보다 바람직하게는 약 55μm 이하이다. 또한, 기재(11)의 두께는, 바람직하게는 약 20μm 이상, 보다 바람직하게는 약 30μm 이상, 더욱 바람직하게는 약 40μm 이상이다. 기재(11)의 두께의 바람직한 범위로서는, 20∼100 μm 정도, 20∼60 μm 정도, 20∼55 μm 정도, 30∼100 μm 정도, 30∼60 μm 정도, 30∼55 μm 정도, 40∼100 μm 정도, 40∼60 μm 정도, 40∼55 μm 정도를 예로 들 수 있다. 보다 구체적인 예로서는, 예를 들면, 본 개시의 금속 단자용 접착성 필름(1)을 민생용 축전 디바이스에 사용하는 경우에는, 기재(11)의 두께는, 30∼55 μm 정도로 하는 것이 바람직하고, 차량탑재용 축전디바이스에 사용하는 경우에는, 각각 40∼100 μm 정도로 하는 것이 바람직하다.
[접착촉진제층(13)]
접착촉진제층(13)은, 기재(11)와 제1 폴리올레핀층(12a) 및 제2 폴리올레핀층(12b)을 견고하게 접착하는 것을 목적으로 하여, 필요에 따라 설치되는 층이다(도 5를 참조). 접착촉진제층(13)은, 기재(11)와 제1 폴리올레핀층(12a) 및 제2 폴리올레핀층(12b) 사이의 한쪽 측에만 설치되어 있어도 되고, 양측에 설치되어 있어도 된다.
접착촉진제층(13)은, 이소시아네이트계, 폴리에틸렌이민계, 폴리에스테르계, 폴리우레탄계, 폴리부타디엔계 등의 공지의 접착촉진제를 사용하여 형성할 수 있다. 내전해액성을 더욱 향상시키는 관점에서는, 이들 중에서도, 이소시아네이트계의 접착촉진제에 의해 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이소시아네이트계의 접착촉진제로서는, 트리이소시아네이트 모노머, 폴리머릭 MDI로부터 선택되는 이소시아네이트 성분으로 이루어지는 것이, 라미네이트 강도가 우수하고, 또한, 전해액 침지 후의 라미네이트 강도의 저하가 적다. 특히, 트리이소시아네이트모노머인 트리페닐메탄-4,4',4"-트리이소시아네이트나 폴리머릭 MDI인 폴리메틸렌폴리페닐폴리이소시아네이트(NCO 함유율이 약 30%, 점도가 200∼700 mPa·s)로 이루어지는 접착촉진제에 의해 형성하는 것이 특히 바람직하다. 또한, 트리이소시아네이트 모노머인 트리스(p-이소시아네이트페닐)티오포스페이트나, 폴리에틸렌이민계를 주제로 하고, 폴리카르보디이미드를 가교제로 한 2액 경화형의 접착촉진제에 의해 형성하는 것도 바람직하다.
접착촉진제층(13)은, 바 코팅법, 롤코팅법, 그라비아 코팅법 등의 공지의 도포법으로 도포·건조함으로써 형성할 수 있다. 접착촉진제의 도포량으로서는, 트리이소시아네이트로 이루어지는 접착촉진제의 경우에는, 20∼100 mg/m2 정도, 바람직하게는 40∼60 mg/m2 정도이며, 폴리머릭 MDI로 이루어지는 접착촉진제의 경우에는, 40∼150 mg/m2 정도, 바람직하게는 60∼100 mg/m2 정도이며, 폴리에틸렌이민계를 주제로 하고, 폴리카르보디이미드를 가교제로 한 2액 경화형의 접착촉진제의 경우에는, 5∼50 mg/m2 정도, 바람직하게는 10∼30 mg/m2 정도이다. 그리고, 트리이소시아네이트모노머는, 1분자 중에 이소시아네이트 기를 3개 가지는 모노머이며, 폴리머릭 MDI는, MDI 및 MDI가 중합한 MDI 올리고머의 혼합물이며, 하기 식으로 표시된다.
본 개시의 금속 단자용 접착성 필름(1)은, 예를 들면, 기재(11)의 양쪽 표면 상에, 각각, 제1 폴리올레핀층(12a) 및 제2 폴리올레핀층(12b)을 적층함으로써 제조할 수 있다. 기재(11)와 제1 폴리올레핀층(12a) 및 제2 폴리올레핀층(12b)의 적층은, 압출 라미네이트법, 서멀 라미네이트법 등의 공지의 방법에 의해 적층할 수 있다. 또한, 기재(11)와 제1 및 제2 폴리올레핀층(12a, 12b)을, 접착촉진제층(13)을 통하여 적층하는 경우에는, 예를 들면, 접착촉진제층(13)을 구성하는 접착촉진제를 상기한 방법으로 기재(11) 위에 도포·건조하고, 접착촉진제층(13) 위로부터 제1 폴리올레핀층(12a) 및 제2 폴리올레핀층(12b)을 각각 적층하면 된다.
금속 단자용 접착성 필름(1)을 금속 단자(2)와 축전 디바이스용 외장재(3) 사이에 개재시키는 방법으로서는, 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 도 1∼3에 나타낸 바와 같이, 금속 단자(2)가 축전 디바이스용 외장재(3)에 의해 협지되는 부분에 있어서, 금속 단자(2)에 금속 단자용 접착성 필름(1)을 권취해도 된다. 또한, 도시를 생략하지만, 금속 단자(2)가 축전 디바이스용 외장재(3)에 의해 협지되는 부분에 있어서, 금속 단자용 접착성 필름(1)이 2개의 금속 단자(2)를 횡단하도록 하여, 금속 단자(2)의 양면 측에 배치해도 된다.
[금속 단자(2)]
본 개시의 금속 단자용 접착성 필름(1)은, 금속 단자(2)와 축전 디바이스용 외장재(3) 사이에 개재시켜 사용된다. 금속 단자(탭)(2)는, 축전 디바이스 소자(4)의 전극(양극 또는 음극)에 전기적으로 접속되는 도전 부재이며, 금속 재료에 의해 구성되어 있다. 금속 단자(2)를 구성하는 금속 재료로서는, 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 알루미늄, 니켈, 구리 등이 있다. 예를 들면, 리튬 이온 축전 디바이스의 양극에 접속되는 금속 단자(2)는, 통상, 알루미늄 등에 의해 구성되어 있다. 또한, 리튬 이온 축전 디바이스의 음극에 접속되는 금속 단자(2)는, 통상, 구리, 니켈 등에 의해 구성되어 있다.
금속 단자(2)의 표면은, 내전해액성을 높이는 관점에서, 화성(化成) 처리가 실시되어 있는 것이 바람직하다. 예를 들면, 금속 단자(2)가 알루미늄에 의해 형성되어 있는 경우, 화성 처리의 구체예로서는, 인산염, 크롬산염, 불화물, 트리아진티올 화합물 등의 내식성 피막을 형성하는 공지의 방법을 들 수 있다. 내식성 피막을 형성하는 방법 중에서도, 페놀 수지, 불화 크롬(III) 화합물, 인산의 3성분으로 구성된 것을 사용하는 인산 크로메이트 처리가 바람직하다.
금속 단자(2)의 크기는, 사용되는 축전 디바이스의 크기 등에 따라 적절하게설정하면 된다. 금속 단자(2)의 두께로서는, 바람직하게는 50∼1000 μm 정도, 보다 바람직하게는 70∼800 μm 정도를 예로 들 수 있다. 또한, 금속 단자(2)의 길이로서는, 바람직하게는 1∼200 mm 정도, 보다 바람직하게는 3∼150 mm 정도를 예로 들 수 있다. 또한, 금속 단자(2)의 폭으로서는, 바람직하게는 1∼200 mm 정도, 보다 바람직하게는 3∼150 mm 정도를 예로 들 수 있다.
[축전 디바이스용 외장재(3)]
축전 디바이스용 외장재(3)로서는, 적어도, 기재층(基材層)(31), 배리어층(33), 및 열융착성 수지층(35)을 이 순서로 가지는 적층체로 이루어지는 적층구조를 가지는 것을 예로 들 수 있다. 도 6에, 축전 디바이스용 외장재(3)의 단면 구조의 일례로서, 기재층(31), 필요에 따라 설치되는 접착제층(32), 배리어층(33), 필요에 따라 설치되는 접착층(34), 및 열융착성 수지층(35)이 이 순서로 적층되어 있는 태양에 대하여 나타낸다. 축전 디바이스용 외장재(3)에 있어서는, 기재층(31)이 외층측이 되고, 열융착성 수지층(35)이 최내층이 된다. 축전 디바이스의 조립 시에, 축전 디바이스 소자(4)의 둘레에 위치하는 열융착성 수지층(35)끼리를 면접촉시키고 열융착함으로써 축전 디바이스 소자(4)가 밀봉되어, 축전 디바이스 소자(4)가 봉지된다. 그리고, 도 1∼도 3에는, 엠보싱 성형 등에 의해 성형된 엠보싱 타입의 축전 디바이스용 외장재(3)를 사용한 경우의 축전 디바이스(10)를 도시하고 있지만, 축전 디바이스용 외장재(3)는 성형되어 있지 않은 파우치 타입이라도 된다. 그리고, 파우치 타입에는, 3방 실링, 4방 실링, 필로우(pillow) 타입 등이 존재하지만, 어느 타입이라도 된다.
축전 디바이스용 외장재(3)를 구성하는 적층체의 두께로서는, 특별히 제한되지 않지만, 상한에 대해서는, 비용 삭감, 에너지 밀도 향상 등의 관점에서는, 바람직하게는 약 190μm 이하, 약 180μm 이하, 약 160μm 이하, 약 155μm 이하, 약 140μm 이하, 약 130μm 이하, 약 120μm 이하를 예로 들 수 있고, 하한에 대해서는, 축전 디바이스 소자(4)를 보호한다는 축전 디바이스용 외장재(3)의 기능을 유지하는 관점에서는, 바람직하게는 약 35μm 이상, 약 45μm 이상, 약 60μm 이상, 약 80μm 이상을 예로 들 수 있고, 바람직한 범위에 대해서는, 예를 들면, 35∼190 μm 정도, 35∼180 μm 정도, 35∼160 μm 정도, 35∼155 μm 정도, 35∼140 μm 정도, 35∼130 μm 정도, 35∼120 μm 정도, 45∼190 μm 정도, 45∼180 μm 정도, 45∼160 μm 정도, 45∼155 μm 정도, 45∼140 μm 정도, 45∼130 μm 정도, 45∼120 μm 정도, 60∼190 μm 정도, 60∼180 μm 정도, 60∼160 μm 정도, 60∼155 μm 정도, 60∼140 μm 정도, 60∼130 μm 정도, 60∼120 μm 정도, 80∼190 μm 정도, 80∼180 μm 정도, 80∼160 μm 정도, 80∼155 μm 정도, 80∼140 μm 정도, 80∼130 μm 정도, 80∼120 μm 정도를 예로 들 수 있다.
(기재층(31))
축전 디바이스용 외장재(3)에 있어서, 기재층(31)은, 축전 디바이스용 외장재의 기재로서 기능하는 층이며, 최외층 측을 형성하는 층이다.
기재층(31)을 형성하는 소재에 대해서는, 절연성을 구비하는 것을 한도로 하고 특별히 제한되는 것은 아니다. 기재층(31)을 형성하는 소재로서는, 예를 들면, 폴리에스테르, 폴리아미드, 에폭시, 아크릴, 불소 수지, 폴리우레탄, 규소 수지, 페놀, 폴리에테르이미드, 폴리이미드, 및 이들의 혼합물이나 공중합물 등이 있다. 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르는, 내전해액성이 우수하고, 전해액의 부착에 대하여 백화(白化) 등이 쉽게 발생하지 않는 이점이 있어, 기재층(31)의 형성 소재로서 바람직하게 사용된다. 또한, 폴리아미드 필름은 연신성이 우수하고, 성형 시의 기재층(31)의 수지 균열에 의한 백화의 발생을 방지할 수 있고, 기재층(31)의 형성 소재로서 바람직하게 사용된다.
기재층(31)은, 1축 또는 2축 연신된 수지 필름으로 형성되어 있어도 되고, 또한 미연신(未延伸)의 수지 필름으로 형성해도 된다. 그 중에서도, 1축 또는 2축 연신된 수지 필름, 특히 2축 연신된 수지 필름은, 배향결정화함으로써 내열성이 향상되어 있으므로, 기재층(31)로서 바람직하게 사용된다.
이들 중에서도, 기재층(31)을 형성하는 수지 필름으로서, 바람직하게는 나일론, 폴리에스테르, 보다 바람직하게는 2축 연신 나일론, 2축 연신 폴리에스테르를 예로 들 수 있다.
기재층(31)은, 내(耐)핀홀(pinhole)성 및 축전 디바이스의 포장체로 했을 때의 절연성을 향상시키기 위하여, 다른 소재의 수지 필름을 적층화할 수도 있다. 구체적으로는, 폴리에스테르필름과 나일론 필름을 적층시킨 다층 구조나, 2축 연신 폴리에스테르와 2축 연신 나일론을 적층시킨 다층 구조 등을 예로 들 수 있다. 기재층(31)을 다층 구조로 하는 경우, 각 수지 필름은 접착제를 통하여 접착해도 되고, 또한 접착제를 통하지 않고 직접 적층시켜도 된다. 접착제를 통하지 않고 접착시키는 경우에는, 예를 들면, 공압출법, 샌드 라미네이트법, 서멀 라미네이트법 등의 열용융 상태로 접착시키는 방법이 있다.
또한, 기재층(31)은, 성형성을 향상시키기 위해 저마찰화시켜 두어도 된다. 기재층(31)을 저마찰화시키는 경우, 그 표면의 마찰계수에 대해서는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면 1.0 이하이다. 기재층(31)을 저마찰화하기 위해서는, 예를 들면, 매트 처리, 슬립제의 박막층의 형성, 이들의 조합 등이 있다.
기재층(31)의 두께에 대해서는, 예를 들면, 10∼50 μm 정도, 바람직하게는 15∼30 μm 정도를 예로 들 수 있다.
(접착제층(32))
축전 디바이스용 외장재(3)에 있어서, 접착제층(32)은, 기재층(31)에 밀착성을 부여시키기 위하여, 필요에 따라, 기재층(31) 위로 배치되는 층이다. 즉, 접착제층(32)은, 기재층(31)과 배리어층(33) 사이에 설치된다.
접착제층(32)은, 기재층(31)과 배리어층(33)을 접착 가능한 접착제에 의해 형성된다. 접착제층(32)의 형성에 사용되는 접착제는, 2액 경화형 접착제라도 되고, 또한 1액 경화형 접착제라도 된다. 또한, 접착제층(32)의 형성에 사용되는 접착제의 접착 기구(機構)에 대해서도, 특별히 제한되지 않고, 화학 반응형, 용제 휘발형, 열용융형, 열압형 등의 어느 것이라도 된다.
접착제층(32)의 형성에 사용할 수 있는 접착제의 수지 성분으로서는, 전연성(展延性), 고습도 조건 하에서의 내구성이나 황변 억제 작용, 히트실링 시의 열열화 억제 작용 등이 우수하고, 기재층(31)과 배리어층(33) 사이의 라미네이트 강도의 저하를 억제하여 디라미네이션의 발생을 효과적으로 억제하는 관점에서, 바람직하게는 폴리우레탄계 2액 경화형 접착제; 폴리아미드, 폴리에스테르, 또는 이들과 변성 폴리올레핀의 블렌딩 수지를 예로 들 수 있다.
또한, 접착제층(32)은 상이한 접착제 성분으로 다층화해도 된다. 접착제층(32)을 상이한 접착제 성분으로 다층화할 경우, 기재층(31)과 배리어층(33)의 라미네이트 강도를 향상시키는 관점에서, 기재층(31) 측에 배치되는 접착제 성분으로서 기재층(31)과의 접착성이 우수한 수지를 선택하고, 배리어층(33) 측에 배치되는 접착제 성분으로서 배리어층(33)과의 접착성이 우수한 접착제 성분을 선택하는 것이 바람직하다. 접착제층(32)은 상이한 접착제 성분으로 다층화할 경우, 구체적으로는, 배리어층(33) 측에 배치되는 접착제 성분으로서는, 바람직하게는, 산변성 폴리올레핀, 금속변성 폴리올레핀, 폴리에스테르와 산변성 폴리올레핀의 혼합 수지, 공중합 폴리에스테르를 포함하는 수지 등을 예로 들 수 있다.
접착제층(32)의 두께에 대해서는, 예를 들면, 2∼50 μm 정도, 바람직하게는 3∼25 μm 정도를 예로 들 수 있다.
(배리어층(33))
축전 디바이스용 외장재에 있어서, 배리어층(33)은, 축전 디바이스용 외장재의 강도 향상 외에, 축전 디바이스 내부에 수증기, 산소, 광 등이 침입하는 것을 방지하는 기능을 가지는 층이다. 배리어층(33)은, 금속층, 즉 금속으로 형성되어 있는 층인 것이 바람직하다. 배리어층(33)을 구성하는 금속으로서는, 구체적으로는, 알루미늄, 스테인레스, 티탄 등을 예로 들 수 있고, 바람직하게는 알루미늄을 예로 들 수 있다. 배리어층(33)은, 예를 들면, 금속박이나 금속 증착막, 무기 산화물 증착막, 탄소 함유 무기 산화물 증착막, 이들 증착막을 설치한 필름 등에 의해 형성할 수 있고, 금속박에 의해 형성하는 것이 바람직하고, 알루미늄박에 의해 형성하는 것이 더욱 바람직하다. 축전 디바이스용 외장재의 제조 시에, 배리어층(33)에 주름이나 핀홀이 발생하는 것을 방지하는 관점에서는, 배리어층은, 예를 들면, 소둔(annealing) 처리된 알루미늄(JIS H4160: 1994 A8021H-O, JIS H4160: 1994 A8079H-O, JIS H4000: 2014 A8021P-O, JIS H4000: 2014 A8079P-O) 등 연질 알루미늄박에 의해 형성하는 것이 보다 바람직하다.
배리어층(33)의 두께에 대해서는, 축전 디바이스용 외장재를 박형화하면서, 성형에 의해서도 핀홀이 쉽게 발생하게 하는 관점에서, 바람직하게는 10∼200 μm 정도, 보다 바람직하게는 20∼100 μm 정도를 예로 들 수 있다.
또한, 배리어층(33)은, 접착의 안정화, 용해나 부식의 방지 등을 위하여, 적어도 한쪽 면, 바람직하게는 양면이 화성 처리되어 있는 것이 바람직하다. 여기서, 화성 처리는, 배리어층의 표면에 내식성 피막을 형성하는 처리를 일컫는다.
(접착층(34))
축전 디바이스용 외장재(3)에 있어서, 접착층(34)은, 열융착성 수지층(35)을 견고하게 접착시키기 위하여, 배리어층(33)과 열융착성 수지층(35) 사이에, 필요에 따라 설치되는 층이다.
접착층(34)은, 배리어층(33)과 열융착성 수지층(35)을 접착 가능한 접착제에 의해 형성된다. 접착층의 형성에 사용되는 접착제의 조성에 대해서는, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면, 산변성 폴리올레핀을 포함하는 수지 조성물이 있다. 산변성 폴리올레핀으로서는, 제1 폴리올레핀층(12a) 및 제2 폴리올레핀층(12b)에서 예시한 것과 동일한 것을 예시할 수 있다.
접착층(34)의 두께에 대해서는, 예를 들면, 1∼40 μm 정도, 바람직하게는 2∼30 μm 정도이다.
(열융착성 수지층(35))
축전 디바이스용 외장재(3)에 있어서, 열융착성 수지층(35)은, 최내층에 해당하고, 축전 디바이스의 조립 시에 열융착성 수지층끼리가 열융착하여 축전 디바이스 소자를 밀봉하는 층이다.
열융착성 수지층(35)에 사용되는 수지 성분에 대해서는, 열융착 가능한 것을 한도로 하고 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면, 폴리올레핀, 환형 폴리올레핀이 있다.
상기 폴리올레핀으로서는, 구체적으로는, 저밀도 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌 등의 폴리에틸렌; 호모 폴리프로필렌, 폴리프로필렌의 블록 코폴리머(예를 들면, 프로필렌과 에틸렌의 블록 코폴리머), 폴리프로필렌의 랜덤 코폴리머(예를 들면, 프로필렌과 에틸렌의 랜덤 코폴리머) 등의 결정성 또는 비결정성의 폴리프로필렌; 에틸렌-부텐-프로필렌의 터폴리머 등을 예로 들 수 있다. 이들 폴리올레핀 중에서도, 바람직하게는 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌을 예로 들 수 있다.
상기 환형 폴리올레핀은, 올레핀과 환형 모노머의 공중합체이며, 상기 환형 폴리올레핀의 구성 모노머인 올레핀으로서는, 예를 들면, 에틸렌, 프로필렌, 4-메틸-1-펜텐, 부타디엔, 이소프렌 등이 있다. 또한, 상기 환형 폴리올레핀의 구성 모노머인 환형 모노머로서는, 예를 들면, 노르보르넨 등의 환형 알켄; 구체적으로는, 시클로펜타디엔, 디시클로펜타디엔, 시클로헥사디엔, 노르보르나디엔 등의 환형 디엔 등이 있다. 이들 폴리올레핀 중에서도, 바람직하게는 환형 알켄, 더욱 바람직하게는 노르보르넨을 예로 들 수 있다. 구성 모노머로서는, 스티렌도 예로 들 수 있다.
이들 수지 성분 중에서도, 바람직하게는 결정성 또는 비결정성의 폴리올레핀, 환형 폴리올레핀, 및 이들의 블렌드 폴리머; 더욱 바람직하게는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌과 노르보르넨의 공중합체, 및 이들 중의 2종 이상의 블렌드 폴리머를 예로 들 수 있다.
열융착성 수지층(35)은, 1종의 수지 성분 단독으로 형성해도 되고, 또한 2종 이상의 수지 성분을 조합한 블렌드 폴리머에 의해 형성해도 된다. 또한, 열융착성 수지층(35)은, 1층만으로 형성되어 있어도 되지만, 동일하거나 또는 상이한 수지 성분에 의해 2층 이상 형성되어 있어도 된다. 제2 폴리올레핀층(12b)과 열융착성 수지층(35)의 수지가 공통하고 있으면, 이들 층 사이의 밀착성이 향상되므로, 특히 바람직하다.
또한, 열융착성 수지층(35)의 두께로서는, 특별히 제한되지 않지만, 2∼2000 μm 정도, 바람직하게는 5∼1000 μm 정도, 더욱 바람직하게는 10∼500 μm 정도를 예로 들 수 있다.
2. 축전 디바이스
본 개시의 축전 디바이스(10)는, 적어도, 양극, 음극, 및 전해질을 구비한 축전 디바이스 소자(4)와, 상기 축전 디바이스 소자(4)를 봉지하는 축전 디바이스용 외장재(3)와, 양극 및 음극의 각각에 전기적으로 접속되고, 축전 디바이스용 외장재(3)의 외측으로 돌출하는 금속 단자(2)를 구비하고 있다. 본 개시의 축전 디바이스(10)에 있어서는, 금속 단자(2)와 축전 디바이스용 외장재(3) 사이에, 본 개시의 금속 단자용 접착성 필름(1)이 개재되어 이루어지는 것을 특징으로 한다. 즉, 본 개시의 축전 디바이스(10)는, 금속 단자(2)와 축전 디바이스용 외장재(3) 사이에, 본 개시의 금속 단자용 접착성 필름(1)이 개재하는 공정을 포함하는 방법에 의해 제조할 수 있다.
구체적으로는, 적어도 양극, 음극, 및 전해질을 구비한 축전 디바이스 소자(4)를, 축전 디바이스용 외장재(3)에서, 양극 및 음극의 각각에 접속된 금속 단자(2)를 외측으로 돌출시킨 상태에서, 본 개시의 금속 단자용 접착성 필름(1)을 금속 단자(2)와 열융착성 수지층(35) 사이에 개재시켜, 축전 디바이스 소자(4)의 둘레에 축전 디바이스용 외장재의 플랜지부(열융착성 수지층(35)끼리가 접촉하는 영역이며, 축전 디바이스용 외장재의 둘레부(3a))를 형성할 수 있도록 하여 피복하고, 플랜지부의 열융착성 수지층(35)끼리를 히트실링하여 밀봉시킴으로써, 축전 디바이스용 외장재(3)를 사용한 축전 디바이스(10)가 제공된다. 그리고, 축전 디바이스용 외장재(3)를 사용하여 축전 디바이스 소자(4)를 수용할 경우, 축전 디바이스용 외장재(3)의 열융착성 수지층(35)이 내측(축전 디바이스 소자(4)와 접하는 면)이 되도록 하여 사용된다.
본 개시의 축전 디바이스용 외장재는, 전지(콘덴서, 커패시터 등을 포함함) 등의 축전 디바이스에 바람직하게 사용할 수 있다. 또한, 본 개시의 축전 디바이스용 외장재는, 1차 전지, 2차 전지의 어느 것에 사용해도 되지만, 바람직하게는 2차 전지이다. 본 개시의 축전 디바이스용 외장재가 적용되는 2차 전지의 종류에 대해서는, 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지, 전고체(全固體) 전지, 납축 전지, 니켈·수소 축전지, 니켈·카드뮴 축전지, 니켈·철 축전지, 니켈 아연 축전지, 산화 은·아연 축전지, 금속건식 전지, 다가 양이온 전지, 콘덴서, 커패시터 등이 있다. 이들 2차 전지 중에서도, 본 개시의 축전 디바이스용 외장재의 바림직한 적용 대상으로서, 리튬이온 전지 및 리튬이온 폴리머 전지를 예로 들 수 있다.
실시예
이하에 실시예 및 비교예를 나타내고 본 개시를 상세하게 설명한다. 다만, 본 개시는 실시예로 한정되는 것은 아니다.
<금속 단자용 접착성 필름의 제조>
실시예 1
제1 폴리올레핀층을 형성하는 폴리올레핀으로서, 무수 말레산 변성 폴리프로필렌(PPa), 제2 폴리올레핀층을 형성하는 폴리올레핀으로서, 폴리프로필렌(PP), 기재로서, 미연신 폴리프로필렌 필름(CPP, 호모 폴리프로필렌, 두께 50μm)을 준비했다. 기재(CPP)의 한쪽 면에, 무수 말레산 변성 폴리프로필렌(PPa)을 T다이 압출기로 압출하고, 제1 폴리올레핀층(두께 50μm)을 형성하고, 기재(CPP)의 다른 쪽 면에, 폴리프로필렌(PP)을 T다이 압출기로 압출하고, 제2 폴리올레핀층(두께 50μm)을 형성하고, 제1 폴리올레핀층(50μm, PPa층)/기재(50μm, CPP층)/제2 폴리올레핀층(50μm, PP층)이 순서대로 적층된 금속 단자용 접착성 필름을 얻었다.
비교예 1
제1 폴리올레핀층을 형성하는 폴리올레핀으로서, 무수 말레산 변성 폴리프로필렌(PPa), 제2 폴리올레핀층을 형성하는 폴리올레핀으로서, 폴리프로필렌(PP), 기재로서, 카본블랙으로 검은색으로 착색된 폴리프로필렌 필름(PP, 두께 30μm)을 준비했다. 기재(PP)의 한쪽 면에, 무수 말레산 변성 폴리프로필렌(PPa)을 T다이 압출기로 압출하고, 제1 폴리프로필렌층(두께 50μm)을 형성하고, 기재(PP)의 다른 쪽 면에, 폴리프로필렌(PP)을 T다이 압출기로 압출하고, 제2 폴리프로필렌층(두께 50μm)을 형성하고, 제1 폴리올레핀층(50μm, PPa층)/기재(30μm, PP층)/제2 폴리올레핀층(20μm, PP층)이 순서대로 적층된 금속 단자용 접착성 필름을 얻었다.
비교예 2
제1 폴리올레핀층을 형성하는 폴리올레핀으로서, 무수 말레산 변성 폴리프로필렌(PPa), 제2 폴리올레핀층을 형성하는 폴리올레핀으로서, 무수 말레산 변성 폴리프로필렌(PPa), 기재로서, 폴리프로필렌(PP)을 준비했다. 각 층의 수지를 사용하여, 다층 공랭 인플레이션 성형을 행하고, 제1 폴리올레핀층(25μm, PPa층)/기재(50μm, PP층)/제2 폴리올레핀층(25μm, PPa층)이 순서대로 적층된 금속 단자용 접착성 필름을 얻었다.
표 1 및 표 2에 기재된 금속 단자용 접착성 필름의 제1 폴리올레핀층의 단면의 해도 구조에서의 섬의 개수, 합계 면적의 비율, 평균 입자 직경, 입자 직경 편차, 및 진원도는, 각각, 제1 폴리올레핀층을 구성하는 수지의 조성, 골격, 분산성, 분자량, 융점, MFR, 또한 금속 단자용 접착성 필름(1)의 제조에서의 T다이, 인플레이션 등의 조건(예를 들면, T다이로부터의 압출 폭, 연신 배율, 연신 속도, 열처리 온도, 또한 압출 시의 라인 속도, 냉각 속도, 압출 온도 등) 등에 의해 조정할 수 있다. 그리고, 실시예 1에 있어서는, 후술하는 온도 190℃로 가열된 핫 플레이트에서 12초간 가열(면압은 0.016MPa)한 후, 실온(25℃)으로 자연 냉각했다. 가열 후의 냉각 조건에 의해서도, 해도 구조가 변화될 수 있다.
<해도 구조에서의 섬부의 관찰>
열경화성의 에폭시 수지 내에 금속 단자용 접착성 필름을 포매하고 경화시켰다. 시판품의 회전식 마이크로톰(LEICA제 UC6)와, 다이아몬드 나이프를 사용하여 목적으로 하는 방향의 단면(TD에 평행한 방향 또한 두께의 방향의 단면)을 제작하고, 그 때, 액체 질소를 사용한 크라이오마이크로톰으로, -70℃에서 단면 제작을 행하였다. 포매 수지마다 4산화루테늄으로 하룻밤 염색했다. 염색하면, 폴리프로필렌이 팽창하기 때문에, 팽창 부분을 마이크로톰으로 트리밍하고, MD의 방향을 향하여 100nm∼300nm씩 계속 절단하고, 합계하여 1μm∼2μm 정도 절단하게 되면, 노출되어 있는 단면을 다음과 같이 하여 관찰했다. 염색한 단면에 대하여, 전계방출형 주사형 전자현미경(히타치하이테크놀로지스사 제조 S-4800 TYPE1, 측정 조건: 3kV 20mA High WD6mm 검출기(Upper))로 관측하여 화상(배율은 10000배)을 취득했다. 단면 화상은, 제1 폴리올레핀층의 금속 단자 측의 표면 부분(제1 폴리올레핀층의 두께를 100%로 한 경우에, 기재 측의 표면과는 반대 측의 표면으로부터 30%의 두께의 부분까지의 범위 내임. 도 4를 참조.)과, 제1 폴리올레핀층의 기재 측의 표면 부분(제1 폴리올레핀층의 두께를 100%로 한 경우에, 기재 측의 표면으로부터 30%의 두께의 부분까지의 범위 내)에 대하여, 각각 취득했다. 다음으로, 화상을 2치화할 수 있는 화상 처리 소프트웨어(미타니상사(三谷商事)제 화상해석 소프트WinROOF(Ver7.4))를 사용하여, 상기 화상에 대하여, 해도 구조의 섬의 부분과 바다의 부분을 2치화하여, 섬의 부분의 개수, 섬의 부분의 합계 면적의 비율(섬의 부분의 합계 면적/화상의 측정 범위의 면적), 섬의 부분의 평균 입자 직경, 섬의 부분의 입자 직경 편차 σ, 및 섬의 부분의 진원도를 각각 구했다. 결과를 표 1, 2에 나타낸다. 표 1은, 후술하는 <금속 단자용 접착성 필름과 금속 단자의 밀착 강도의 측정>과 동일하게 하여, 190℃로 가열된 핫 플레이트를 사용하여 금속 단자용 접착성 필름을 12초간 가열한 후의 샘플에 관한 측정 결과이며, 표 2는, 상기 가열을 행하지 않는 샘플에 관한 측정 결과이다.
실시예 1 및 비교예 1, 2에서의 2치화한 단면 화상을, 각각 도 8∼도 13에 나타낸다. 도 8이 실시예 1의 제1 폴리올레핀층의 금속 단자 측의 표면 부분이며, 도 9가 실시예 1의 제1 폴리올레핀층의 기재 측의 표면 부분이며, 도 10이 비교예 1의 제1 폴리올레핀층의 금속 단자 측의 표면 부분이며, 도 11이 비교예 1의 제1 폴리올레핀층의 기재 측의 표면 부분이며, 도 12가 비교예 2의 제1 폴리올레핀층의 금속 단자 측의 표면 부분이며, 도 13이 비교예의 제1 폴리올레핀층의 기재 측의 표면 부분이다. 또한, 도 8∼도 13의 각각에 있어서, 좌측의 화상이, 금속 단자용 접착성 필름을 온도 190℃ 및 면압 0.016MPa로 12초간 가열하기 전의 것이며, 우측의 화상이, 금속 단자용 접착성 필름을 온도 190℃ 및 면압 0.016MPa로 12초간 가열한 후(후술하는 밀착 강도의 측정과 동일하게 하여, 온도 190℃ 및 면압 0.016MPa로 가열된 핫 플레이트에서 12초간 가열한 후)의 것이다. 그리고, 본 측정에서는, 섬 부분이 바다 부분보다 염색되었기 때문에, 섬 부분이 바다 부분보다 밝게 관찰되었다.
[화상 처리 조건]
화상 처리는, 화상해석 소프트웨어 ImageJ를 사용하여 행하였다. 구체적으로는, SEM 화상을 그레이 스케일 화상(JPEG)의 디지털 파일로서 취득하고, 하기 2치화 처리 수순과 파라미터에 따라 처리를 행하고, 임계값 이상의 계조(밝음)의 픽셀을 1, 임계값 미만의 계조(어두움)의 픽셀을 0로서 출력하고, 각각을 섬부, 바다부로 규정했다.
<2치화 처리>
1. 스파이크 노이즈 제거(Despeckle)
2. 섬부의 윤곽 제거(Remove Outliers radius=4 threshold=1 which=Bright)
3. 바다부의 윤곽 제거(Remove Outliers radius=4 threshold=1 which=Dark)
4. 스파이크 노이즈 제거(Despeckle)
5. X축(샘플 단손) 방향으로 가우시안 블러(임계값=3픽셀)
6. 콘트라스트 강조(saturated =0.2)
7. 섬부의 윤곽 제거(Remove Outliers radius=4 threshold=1 which=Bright)
8. 바다부의 윤곽 제거(Remove Outliers radius=4 threshold=1 which=Dark)
9. 오쓰(大津)의 2치화
상기한 섬부의 평균 입자 직경은, 화상해석 소프트웨어 ImageJ에 의해 2치화 후의 화상의 섬부의 최대 패럿 직경으로부터 산출되는 값이다. 또한, 상기한 섬부의 입자 직경 편차 σ는, 상기 평균 입자 직경의 표준편차에 의해 산출되는 값이다. 또한, 상기한 섬부의 진원도는, 화상해석 소프트웨어 ImageJ에 의해 2치화 후의 화상의 섬부를 동심의 2개의 기하학적 원으로 협지했을 때, 동심원의 간격이 최소로 되는 경우의, 2개의 동심원의 반경의 차이로 산출되는 값이다.
<금속 단자용 접착성 필름과 금속 단자의 밀착 강도의 측정>
금속 단자로서, 세로 50mm, 가로 22.5mm, 두께 0.2mm의 알루미늄(JIS H4160: 1994 A8079H-O)을 준비했다. 또한, 실시예 및 비교예에서 얻어진 각 금속 단자용 접착성 필름을 길이 45mm, 폭 15mm로 재단했다. 다음으로, 금속 단자용 접착성 필름을 금속 단자 위에 두고, 금속 단자/접착성 필름의 적층체를 얻었다. 이 때, 금속 단자의 세로 방향 및 가로 방향이, 각각, 금속 단자용 접착성 필름의 길이 방향 및 폭 방향과 일치하고, 또한, 금속 단자와 금속 단자용 접착성 필름의 중심이 일치하도록 적층하였다. 또한, 금속 단자용 접착성 필름의 제1 폴리올레핀층이 금속 단자 측에 배치되어 있다. 다음으로, 테트라플루오로에틸렌-에틸렌 공중합체 필름(ETFE 필름, 두께 100μm)을, 상기 적층체의 금속 단자용 접착성 필름 위에 둔(ETFE 필름으로 금속 단자용 접착성 필름의 표면을 덮은) 상태로, 190℃로 가열된 핫 플레이트 위에 탑재하고(금속 단자가 핫 플레이트) 측) 또한, 스폰지가 부착된(500g)의 추(錘)를 싣고(면압은 0.016MPa), 12초간 정치하여, 접착성 필름을 금속 단자에 열융착시켰다. 열융착 후의 적층체를 25℃까지 자연 냉각했다. 다음으로, 25℃의 환경에 있어서, 텐실론 만능재료시험기(에이앤디사에서 제조한 RTG-1210)로 금속 단자용 접착성 필름을 금속 단자로부터 박리시켰다. 박리 시의 최대 강도를 금속 단자에 대한 밀착 강도(N/15mm)로 했다. 박리 속도는 50mm/분, 박리 각도는 180°, 척(chuck)간 거리는 30mm로 하고, 3회 측정한 평균값으로 했다. 결과를 표 1에 나타낸다. 그리고, 온도 190℃ 및 면압 0.016MPa의 가열가압 환경에서 12초간 정치하는 처리는, 상기한 가접착 공정 및 본접착 공정에서 가해지는 열과 압력을 상정(想定)한 처리이다.
<전해액 침지 후의 밀착 강도>
상기한 <금속 단자용 접착성 필름과 금속 단자의 밀착 강도의 측정>과 동일하게 하여, 접착성 필름을 금속 단자에 열융착시켰다. 열융착 후의 적층체를 25℃까지 자연 냉각했다. 다음으로, 얻어진 적층체를, 85℃의 전해액(에틸렌카보네이트:디에틸카보네이트:디메틸카보네이트=1:1:1의 용적비로 혼합한 용액에 6불화인산리튬이 1mol/L로 되도록 혼합하여 얻어진 것)에 1일간 침지시킨 후, 전해액 및 염이 충분히 씻겨 내려가도록 물세탁을 실시하고 꺼내고, 1시간 이내에 상기한 <금속 단자용 접착성 필름과 금속 단자의 밀착 강도의 측정>과 동일하게 하여, 금속 단자용 접착성 필름을 금속 단자로부터 박리시켜, 박리 시의 최대 강도를 금속 단자에 대한 밀착 강도(N/15mm)로 했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[표 1]
[표 2]
실시예 1의 금속 단자용 접착성 필름은, 제1 폴리올레핀층의 금속 단자 측의 표면 부분의 상기 단면 화상으로서, 금속 단자용 접착성 필름을 온도 190℃ 및 면압 0.016MPa로 12초간 가열한 후의 단면 화상에 있어서, 해도 구조의 섬부의 합계 면적의 비율이, 25.0∼35.0 %로 설정되어 있다. 실시예 1의 금속 단자용 접착성 필름은, 히트실링에 의한 접착성 필름의 금속 단자로의 밀착성이 우수하고, 또한 히트실링에 의해 금속 단자에 밀착된 접착성 필름에 대하여 전해액이 부착된 경우에도, 금속 단자에 대한 밀착성의 저하가 바람직하게 억제되고 있다.
전술한 바와 같이, 본 개시는, 하기 태양의 발명을 제공한다.
항 1. 축전 디바이스 소자의 전극에 전기적으로 접속된 금속 단자와, 상기 축전 디바이스 소자를 봉지하는 축전 디바이스용 외장재 사이에 개재되는, 금속 단자용 접착성 필름으로서,
상기 금속 단자용 접착성 필름은, 상기 금속 단자 측에 배치되는 제1 폴리올레핀층과, 기재와, 상기 축전 디바이스용 외장재 측에 배치되는 제2 폴리올레핀층을 이 순서로 구비하는 적층체로 구성되어 있고,
상기 제1 폴리올레핀층의 TD에 평행한 방향 또한 두께 방향의 단면에 대하여, 전계방출형 주사형 전자현미경을 사용하여 취득한 단면 화상에 해도 구조가 관찰되고,
상기 단면 화상은, 상기 제1 폴리올레핀층의 두께를 100%로 한 경우에, 상기 기재 측의 표면과는 반대 측의 표면으로부터 30%의 두께의 부분까지의 범위 내에서 취득한 단면 화상이며,
상기 금속 단자용 접착성 필름을 온도 190℃ 및 면압 0.016MPa의 가열가압 환경에서 12초간 정치하고, 또한 온도 25℃의 환경에서 1시간 정치한 후의 상기 단면 화상에 있어서, 상기 해도 구조의 섬부의 합계 면적의 비율이, 25.0% 이상 35.0% 이하인, 금속 단자용 접착성 필름.
항 2. 상기 단면 화상에 있어서, 상기 섬부의 평균 입자 직경이, 0.3μm 이상인, 항 1에 기재된 금속 단자용 접착성 필름.
항 3. 상기 단면 화상에 있어서, 상기 섬부의 입자 직경 편차가, 0.3 이하인, 항 1 또는 2에 기재된 금속 단자용 접착성 필름.
항 4. 상기 단면 화상에 있어서, 상기 섬부의 진원도가, 0.75 이상인, 항 1∼3 중 어느 한 항에 기재된 금속 단자용 접착성 필름.
항 5. 상기 제1 폴리올레핀층의 두께가, 60μm 이하인, 항 1∼4 중 어느 한 항에 기재된 금속 단자용 접착성 필름.
항 6. 상기 기재의 두께가, 60μm 이하인, 항 1∼5 중 어느 한 항에 기재된 금속 단자용 접착성 필름.
항 7. 상기 제2 폴리올레핀층의 두께가, 60μm 이하인, 항 1∼6 중 어느 한 항에 기재된 금속 단자용 접착성 필름.
항 8. 상기 금속 단자용 접착성 필름의 두께가, 180μm 이하인, 항 1∼7 중 어느 한 항에 기재된 금속 단자용 접착성 필름.
항 9. 상기 제1 폴리올레핀층은, 안료를 포함하는, 항 1∼8 중 어느 한 항에 기재된 금속 단자용 접착성 필름.
항 10. 상기 기재는, 폴리올레핀 골격을 포함하는, 항 1∼9 중 어느 한 항에 기재된 금속 단자용 접착성 필름.
항 11. 축전 디바이스 소자의 전극에 전기적으로 접속된 금속 단자와, 상기 축전 디바이스 소자를 봉지하는 축전 디바이스용 외장재 사이에 개재되는, 금속 단자용 접착성 필름의 제조 방법으로서,
상기 금속 단자용 접착성 필름은, 상기 금속 단자 측에 배치되는 제1 폴리올레핀층과, 기재와, 상기 축전 디바이스용 외장재 측에 배치되는 제2 폴리올레핀층을 이 순서로 구비하는 적층체로 구성되어 있고,
상기 제1 폴리올레핀층, 상기 기재, 및 상기 제2 폴리올레핀층을 이 순서로 구비하는 적층체를 얻는 공정을 포함하고 있고,
상기 제1 폴리올레핀층의 TD에 평행한 방향 또한 두께 방향의 단면에 대하여, 전계방출형 주사형 전자현미경을 사용하여 취득한 단면 화상에 해도 구조가 관찰되고,
상기 단면 화상은, 상기 제1 폴리올레핀층의 두께를 100%로 한 경우에, 상기 기재 측의 표면과는 반대 측의 표면으로부터 30%의 두께의 부분까지의 범위 내에서 취득한 단면 화상이며,
상기 금속 단자용 접착성 필름을 온도 190℃ 및 면압 0.016MPa의 가열가압 환경에서 12초간 정치하고, 또한 온도 25℃의 환경에서 1시간 정치한 후의 상기 단면 화상에 있어서, 상기 해도 구조의 섬부의 합계 면적의 비율이, 25.0% 이상 35.0% 이하인, 금속 단자용 접착성 필름의 제조 방법.
항 12. 금속 단자에, 항 1∼10 중 어느 한 항에 기재된 금속 단자용 접착성 필름이 장착되어 이루어지는, 금속 단자용 접착성 필름 부착 금속 단자.
항 13. 적어도, 양극, 음극, 및 전해질을 구비한 상기 축전 디바이스 소자와, 상기 축전 디바이스 소자를 봉지하는 상기 축전 디바이스용 외장재와, 상기 양극 및 상기 음극의 각각에 전기적으로 접속되고, 상기 축전 디바이스용 외장재의 외측으로 돌출하는 상기 금속 단자를 구비하는 축전 디바이스로서,
상기 금속 단자와 상기 축전 디바이스용 외장재 사이에, 항 1∼10 중 어느 한 항에 기재된 금속 단자용 접착성 필름이 개재되어 이루어지는, 축전 디바이스.
항 14. 적어도, 양극, 음극, 및 전해질을 구비한 상기 축전 디바이스 소자와, 상기 축전 디바이스 소자를 봉지하는 상기 축전 디바이스용 외장재와, 상기 양극 및 상기 음극의 각각에 전기적으로 접속되고, 상기 축전 디바이스용 외장재의 외측으로 돌출하는 상기 금속 단자를 구비하는 축전 디바이스의 제조 방법으로서,
상기 금속 단자와 상기 축전 디바이스용 외장재 사이에, 항 1∼10 중 어느 한 항에 기재된 금속 단자용 접착성 필름을 개재시켜, 상기 축전 디바이스 소자를 상기 축전 디바이스용 외장재로 봉지하는 공정을 포함하는, 축전 디바이스의 제조 방법.
1: 금속 단자용 접착성 필름
2: 금속 단자
3: 축전 디바이스용 외장재
3a: 축전 디바이스용 외장재의 둘레부
4: 축전 디바이스 소자
10: 축전 디바이스
11: 기재
12a: 제1 폴리올레핀층
12b: 제2 폴리올레핀층
13: 접착촉진제층
31: 기재층
32: 접착제층
33: 배리어층
34: 접착층
35: 열융착성 수지층
2: 금속 단자
3: 축전 디바이스용 외장재
3a: 축전 디바이스용 외장재의 둘레부
4: 축전 디바이스 소자
10: 축전 디바이스
11: 기재
12a: 제1 폴리올레핀층
12b: 제2 폴리올레핀층
13: 접착촉진제층
31: 기재층
32: 접착제층
33: 배리어층
34: 접착층
35: 열융착성 수지층
Claims (14)
- 축전 디바이스 소자의 전극에 전기적으로 접속된 금속 단자와, 상기 축전 디바이스 소자를 봉지(封止)하는 축전 디바이스용 외장재 사이에 개재되는, 금속 단자용 접착성 필름으로서,
상기 금속 단자용 접착성 필름은, 상기 금속 단자 측에 배치되는 제1 폴리올레핀층과, 기재(基材)와, 상기 축전 디바이스용 외장재 측에 배치되는 제2 폴리올레핀층을 이 순서로 구비하는 적층체로 구성되어 있고,
상기 제1 폴리올레핀층의 TD에 평행한 방향 또한 두께 방향의 단면에 대하여, 전계방출형 주사형 전자현미경을 사용하여 취득한 단면 화상에 해도(海島) 구조가 관찰되고,
상기 단면 화상은, 상기 제1 폴리올레핀층의 두께를 100%로 한 경우에, 상기 기재 측의 표면과는 반대 측의 표면으로부터 30%의 두께의 부분까지의 범위 내에서 취득한 단면 화상이며,
상기 금속 단자용 접착성 필름을 온도 190℃ 및 면압 0.016MPa의 가열가압 환경에서 12초간 정치(靜置)하고, 또한 온도 25℃의 환경에서 1시간 정치한 후의 상기 단면 화상에 있어서, 상기 해도 구조의 섬(島)부의 합계 면적의 비율이, 25.0% 이상 35.0% 이하인, 금속 단자용 접착성 필름. - 제1항에 있어서,
상기 단면 화상에 있어서, 상기 섬부의 평균 입자 직경이, 0.3μm 이상인, 금속 단자용 접착성 필름. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 단면 화상에 있어서, 상기 섬부의 입자 직경 편차가, 0.3 이하인, 금속 단자용 접착성 필름. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 단면 화상에 있어서, 상기 섬부의 진원도(眞圓度)가, 0.75 이상인, 금속 단자용 접착성 필름. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 폴리올레핀층의 두께가 60μm 이하인, 금속 단자용 접착성 필름. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기재의 두께가 60μm 이하인, 금속 단자용 접착성 필름. - 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 폴리올레핀층의 두께가 60μm 이하인, 금속 단자용 접착성 필름. - 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 금속 단자용 접착성 필름의 두께가 180μm 이하인, 금속 단자용 접착성 필름. - 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 폴리올레핀층은 안료를 포함하는, 금속 단자용 접착성 필름. - 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기재는 폴리올레핀 골격을 포함하는, 금속 단자용 접착성 필름. - 축전 디바이스 소자의 전극에 전기적으로 접속된 금속 단자와, 상기 축전 디바이스 소자를 봉지하는 축전 디바이스용 외장재 사이에 개재되는, 금속 단자용 접착성 필름의 제조 방법으로서,
상기 금속 단자용 접착성 필름은, 상기 금속 단자 측에 배치되는 제1 폴리올레핀층과, 기재와, 상기 축전 디바이스용 외장재 측에 배치되는 제2 폴리올레핀층을 이 순서로 구비하는 적층체로 구성되어 있고,
상기 제1 폴리올레핀층, 상기 기재 및 상기 제2 폴리올레핀층을 이 순서로 구비하는 적층체를 얻는 공정을 포함하고 있고,
상기 제1 폴리올레핀층의 TD에 평행한 방향 또한 두께 방향의 단면에 대하여, 전계방출형 주사형 전자현미경을 사용하여 취득한 단면 화상에 해도 구조가 관찰되고,
상기 단면 화상은, 상기 제1 폴리올레핀층의 두께를 100%로 한 경우에, 상기 기재 측의 표면과는 반대 측의 표면으로부터 30%의 두께의 부분까지의 범위 내에서 취득한 단면 화상이며,
상기 금속 단자용 접착성 필름을 온도 190℃ 및 면압 0.016MPa의 가열가압 환경에서 12초간 정치하고, 또한 온도 25℃의 환경에서 1시간 정치한 후의 상기 단면 화상에 있어서, 상기 해도 구조의 섬부의 합계 면적의 비율이, 25.0% 이상 35.0% 이하인, 금속 단자용 접착성 필름의 제조 방법. - 금속 단자에, 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 금속 단자용 접착성 필름이 장착되어 이루어지는, 금속 단자용 접착성 필름 부착 금속 단자.
- 적어도, 양극, 음극 및 전해질을 구비한 상기 축전 디바이스 소자와, 상기 축전 디바이스 소자를 봉지하는 상기 축전 디바이스용 외장재와, 상기 양극 및 상기 음극의 각각에 전기적으로 접속되고, 상기 축전 디바이스용 외장재의 외측으로 돌출하는 상기 금속 단자를 구비하는 축전 디바이스로서,
상기 금속 단자와 상기 축전 디바이스용 외장재 사이에, 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 금속 단자용 접착성 필름이 개재되어 이루어지는, 축전 디바이스. - 적어도, 양극, 음극 및 전해질을 구비한 상기 축전 디바이스 소자와, 상기 축전 디바이스 소자를 봉지하는 상기 축전 디바이스용 외장재와, 상기 양극 및 상기 음극의 각각에 전기적으로 접속되고, 상기 축전 디바이스용 외장재의 외측으로 돌출하는 상기 금속 단자를 구비하는 축전 디바이스의 제조 방법으로서,
상기 금속 단자와 상기 축전 디바이스용 외장재 사이에, 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 금속 단자용 접착성 필름을 개재시켜, 상기 축전 디바이스 소자를 상기 축전 디바이스용 외장재로 봉지하는 공정을 포함하는, 축전 디바이스의 제조 방법.
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