KR20240008801A - 과압 보호로 홀을 영구적으로 밀봉하는 방법 및 상기방법을 위한 결합 부재 - Google Patents

과압 보호로 홀을 영구적으로 밀봉하는 방법 및 상기방법을 위한 결합 부재 Download PDF

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마그달레나 닥터 소머
카차 마이어
토마스 니마이어
케니 클로베단츠
제니퍼 닥터 키프케
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테사 소시에타스 유로파에아
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Abstract

본 발명은 기재(12)에서 연속 간극(10)을 밀봉하는 방법으로서, a) i) 접착제를 포함하는 접착제 층(16), ii) 접착제 층(16) 상에 배치되고 제1 캐리어 플라이(19)를 포함하는 캐리어 층(18)을 포함하는 결합 부재(14)를 생성하거나 제공하는 단계, 및 b) 결합 부재(14)가 연속 간극(10)을 완전히 커버링하고 연속 간극(10)이 결합 부재(14)에 의해 유밀 밀봉되도록, 접착제 층(16)에 의해 결합 부재(14)를 기재(12)에 접착하는 단계의 방법 단계를 포함하고, 결합 부재(14)가 캐리어 층(18)에 형성된 취약 영역(22)에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸인 압력 개방 영역을 포함하고, 취약 영역(22)에서의 캐리어 층(18)의 평균 두께가 압력 개방 영역에서의 캐리어 층(18)의 평균 두께보다 작고, 결합 부재(14)가 압력 개방 영역 상의 소정의 개방 압력의 작용이 취약 영역(22)에서 결합 부재(14)를 적어도 부분적으로 비가역적으로 파괴하고 결합 부재(14)에 관통 홀(24)을 형성하도록 구성되고, 압력 개방 영역이 기재(12)에서 연속 간극(10)을 적어도 부분적으로 커버링하도록 결합 부재(14)가 접착되는, 방법에 관한 것이다.

Description

과압 보호로 홀을 영구적으로 밀봉하는 방법 및 상기 방법을 위한 결합 부재{Method for permanently sealing holes with overpressure protection and bonding element for the method}
본 발명은 기재에서 연속 간극을 밀봉하는 방법, 상응하는 과압-보호 기재, 과압 보호로 홀을 영구적으로 밀봉하기 위한 결합 부재, 및 기재에서 홀을 영구적으로 밀봉하기 위한 및 과압 보호를 생성하기 위한 상응하는 결합 부재의 용도에 관한 것이다.
복합 제품의 생산에서, 많은 경우에 제조상의 이유로 가공된 기재 및 구성요소에서, 생산 과정 시 추가 작업이 수행될 수 있는 홀을 제공할 필요가 있음이 지시되며, 이들 홀은, 예를 들어, 추가 구성요소가 배치될 내부에 대한 접근을 가능하게 한다. 그러나, 생산 과정의 말미에, 많은 경우 이들 홀은 더 이상 필요하지 않으며, 예를 들어, 수분 또는 오염물의 유입을 가능하게 하기 때문에 심지어 다수의 최종 용도에 있어서 단점이 된다. 이러한 목적 상, 제조 과정에서 영구적인 밀봉으로 기재에서 이러한 연속 간극을 제공하는 것은 종래 기술에 알려진 관행이며, 여기서 특히 예를 들어, 소위 다이컷(diecut)인 결합 부재의 사용은, 예를 들어, EP 3569406 A1, EP 3943283 A1 또는 EP 3992259 A1에 개시된 바와 같이, 홀을 영구적으로 밀봉하는 효율적인 가능성을 나타낸다.
그러나, 많은 경우에, 기재에서 연속 간극은 제조 목적으로만 사용되는 것은 아니다. 대신에, 기재, 예를 들어, 배터리 케이싱의 내부에서 압력에 영향을 미칠 수 있는 것이 필요할 수 있는데; 이러한 목적 상 필요한 압력 관리를 위해, 예를 들어, 밸브 형태의 적합한 압력 조절 디바이스가 연속 간극의 영역에 제공되어야 한다.
기재 내부의 압력 관리 영역은, 때때로 또한 "버스팅 시스템(bursting system)"으로 지칭되는, 소위 과압 보호부를 구비하는 것이 특히 중요하다. 일반적으로 비교적 복잡한 구성을 갖는 이러한 종류의 과압 보호는, 예를 들어, 설치된 구성요소를 보호하기 위해 전자 디바이스에서 사용되며, 이들은 규정된 내부 압력에 도달할 때 주변 환경과의 압력 평형을 달성하여 배기 과정에서 과압이 해제되게 하는 것을 가능하게 한다.
상응하는 과압 보호는 여기서 특히 중요하게, 예를 들어, 오늘날 전기 자동차 분야에서 사용되는 배터리 케이싱과 관련이 있다. 이들 배터리 케이싱은 이들의 내부에 에너지의 전기화학적 저장 및 회수를 위해 작용하고, 예를 들어, 소위 파우치 셀(pouch cell)의 형태를 취하는 전기화학 셀의 구성요소를 수용한다. 예를 들어, 리튬-이온 배터리인 상응하는 전기화학 셀은 복합 시스템을 나타내는데, 이는 특히 많은 경우에 가연성 물질, 특히 전해질을 포함하기 때문에, 그리고 작동 중에 고온이 발생할 수 있기 때문에 특정 경우에 또한 결함에 취약하다.
따라서, 배터리의 경우, 가능한 최악의 시나리오는 열 폭주(thermal runaway)와 관련된 시나리오이다. 이러한 열 폭주의 경우, 방출된 가스 및/또는 증발된 액체 성분은 많은 경우에 배터리 케이싱의 내부에서 압력의 심각한 축적을 초래하여, 가능하게는 배터리 케이싱의 제어되지 않은 파괴를 초래할 수 있는데, 이는 결국 둘러싼 배터리 케이싱의 손상을 야기할 수 있고, 이에 따라 최악의 경우 원치 않는 연쇄 반응을 일으킬 수 있다.
이러한 이유로, 성능-가능 과압 보호는 배터리 케이싱에 특히 안전과 관련이 있다. 차량 산업 분야에서 전기 자동차의 관련성이 증가하고 전기화학 에너지 저장소의 사용이 증가한다는 것은, 이에 따라, 오늘날 특히 배터리 케이싱과 함께 사용하기에 적합한 과압 보호의 개선이 지속적으로 관심을 받고 있음을 의미한다.
종래 기술로부터 공지된 하나의 과압 보호는, 예를 들어, CN 107178638 A에 개시되어 있다. 종래 기술로부터 공지된 과압 보호는 많은 경우에 기술적으로 복잡한 구성요소로서, 일반적으로 많은 제조 비용과 수고를 수반하여 기재에서 연속 간극에 끼워져야 하고, 비교적 높은 고유 중량 및 특정 고유 부피를 갖는다. 또한, 상응하는 종래 기술의 파열 시스템(bursting system)은 종종 규정된 홀 기하학을 위해 특수 설계되어야 하며, 많은 경우에 밀봉될 홀의 상이한 치수에 유연하게 적용될 수 없다.
본 발명의 주요 목적은 종래 기술의 단점을 없애거나 적어도 감소시키는 것이었다.
본 발명의 특정 목적은 연속 간극의 신뢰성 있는 유밀 밀봉을 가능하게 하면서도 과압의 경우 배기에 의해 신뢰성 있는 압력 해제를 가능하게 하는, 기재에서 연속 간극을 밀봉하기 위한 방법을 명시하는 것이었다.
본 발명의 목적은 명시될 방법이 가능한 한 작은 풋프린트를 필요로 하고 낮은 고유 중량을 갖는 구성요소를 사용하여 수행될 수 있어야 하는 것이었다.
또한, 본 발명의 목적은 명시될 방법에서 연속 간극의 밀봉이 특히 간단한 방식으로 가능해야 하고, 바람직하게는 용이한 자동화 기능이 보장되어야 하는 것이었다.
본 발명의 추가의 목적은 명시될 방법이 특히 높은 처리율로 특히 시간- 및 비용-효율적인 방식으로 수행될 수 있어야 하고, 또한 바람직하게는, 방법에 사용될 구성요소의 저장과 관련된 저장 비용이 가능한 한 낮아야 하는 것이었다.
본 발명의 부수적인 목적은 명시될 방법이 사용될 구성요소의 결과로서, 상이한 홀 기하학을 갖는 연속 간극을 밀봉하기 위해 특히 유연하게 적합해야 하고, 이상적으로는 상이한 홀 기하학에 대하여 사용된 구성요소의 특수한 적용이 필요하지 않아야 한다는 것이었다.
본 발명의 추가의 목적은 과압 보호의 개시까지 명시될 방법으로 가능한 홀 밀봉이 특히 신뢰성 있고 오래 지속되어야 하는 것이었다. 따라서, 본 발명의 부수적인 목적은 명시될 방법으로 생성된 과압 보호가 과압 보호의 뚜렷한 방향 의존성을 가능하게 하여, 외부로부터 밀봉부 상에 작용하는 과압이 높은 과압에도 불구하고 압력 평형으로 이어지지 않도록 하는 것이었다.
상기 관찰에 비추어, 본 발명의 목적은 명시될 방법으로 생성된 과압-보호 기재를 명시하는 것이었다.
또한, 본 발명의 목적은 명시될 방법에서 사용될 수 있는 과압 보호로 홀을 영구적으로 밀봉하기 위한 구성요소를 명시하고, 또한 이러한 구성요소에 기초한 용도를 명시하는 것이었다.
본 발명의 발명자들은 이제 상기 기재된 목적이 놀랍게도 기재에서 연속 간극을 밀봉하기 위한 복잡한 대신 구조적 파열 시스템으로 특정 결합 부재가 사용되는 경우에 달성될 수 있다는 것을 발견하였으며, 이러한 결합 부재에 의해서 연속 간극이 유밀 방식으로 위에 결합될 수 있고, 캐리어 층에서의 취약의 결과로, 소정의 개방 압력의 경우에 크게 비가역적으로 개방되어 파괴하는 압력 개방 영역을 포함하여, 압력 평형이 결합 부재에서 생성된 관통 홀을 통해 일어날 수 있고, 이러한 평형은 청구범위에 정의된 바와 같다.
놀랍게도, 이러한 결합 부재 설계 및 상응하는 방법에서의 이들의 사용은 기재에서 연속 간극의 신뢰성 있는 유밀 밀봉뿐만 아니라, 신뢰성 있는 개방 거동을 가능하게 하는데, 이는 과압의 경우에 캐리어 층의 취약 정도를 통해 정확하게 조정 가능하다. 본 발명자들은 본원에서 결합 부재의 비교적 단순한 설계 및 또한 이의 간단한 적용으로 특히 유리한 방법이 얻어진다는 것을 발견하였다.
이들의 적용의 관점에서, 상응하는 결합 부재는 특히 자동화하기 쉽고 제조하기에 저렴할 뿐만 아니라, 특히 낮은 고유 중량 및 고유 부피를 갖는다. 상응하는 결합 부재 및 이에 따른 상응하는 방법은 유리하게는 홀 기하학의 편차에 대한 높은 허용 오차를 가지므로, 더 넓은 제조 허용 오차를 가능하게 하고 사용된 결합 부재가 상이한 치수를 갖는 연속 간극을 밀봉하는 데 사용될 수 있게 한다.
따라서, 상기 명시된 목적은 청구범위에 정의된 바와 같은 본 발명의 주제에 의해 달성된다. 본 발명의 바람직한 구현예는 종속항 및 하기 관찰로부터 명백하다.
이하에서 바람직한 것으로 지정된 구현예는 특히 바람직한 구현예에서 바람직한 것으로 지정된 다른 구현예의 특징과 조합된다. 따라서, 특히 바람직한 조합은 특히 바람직한 것으로서 이하에서 지정된 구현예 중 둘 이상의 조합이다. 어느 정도 바람직한 것으로 지정된 일 구현예의 특징이 임의의 정도로 바람직한 것으로 지정된 다른 구현예의 하나 이상의 추가 특징과 조합되는 구현예가 마찬가지로 바람직하다. 바람직한 결합 부재, 과압-보호 기재 및 용도의 특징은 바람직한 방법의 특징으로부터 명백하다.
본 발명은 기재에서 연속 간극을 밀봉하기 위한 방법에 관한 것이고, 상기 방법은
a) 결합 부재를 생성하거나 제공하는 단계로서, 결합 부재는
i) 접착제를 포함하는 접착제 층,
ii) 접착제 층 상에 배치되고 제1 캐리어 플라이를 포함하는 캐리어 층을 포함하는, 단계, 및
b) 결합 부재가 연속 간극을 완전히 커버링하고 연속 간극이 결합 부재에 의해 유밀 밀봉되도록 접착제 층에 의해 결합 부재를 기재에 접착하는 단계
의 방법 단계를 포함하고,
여기서, 결합 부재는 캐리어 층에 형성된 취약 영역에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸인 압력 개방 영역을 포함하고, 취약 영역에서의 캐리어 층의 평균 두께는 압력 개방 영역에서의 캐리어 층의 평균 두께보다 작고, 결합 부재는, 압력 개방 영역 상에 소정의 개방 압력의 작용이 취약 영역에서 결합 부재를 적어도 부분적으로 비가역적으로 파괴하고 결합 부재에 관통 홀을 형성하도록 구성되고, 압력 개방 영역이 기재에서 연속 간극을 적어도 부분적으로 커버링하도록 결합 부재가 접착된다.
본 발명의 방법은 기재에서 연속 간극, 더욱 특히 홀의 밀봉, 더욱 특히 유밀 밀봉을 제공하며, 실제로는 기재의 내부가 주변과 유체 소통되는 이들 홀의 밀봉과 특히 관련이 있다. 상응하여, 기재가 연속 간극에 대한 결합 부재의 접착에 의해 유밀 밀봉된 내부를 포함하는 본 발명의 방법이 바람직하다.
본 발명의 방법의 유리한 특징은 기재의 성질에 대한 제한이 실질적으로 없다는 것이다. 그러나, 본 발명자들의 견해에 따르면, 본 발명의 방법은 배터리 케이싱의 밀봉에 사용하기에 특히 적합한데, 그 이유는 많은 경우에 이들 케이싱이 다수의 개별 부재로 인해 본 발명의 맥락에서 확인되는 해결책의 낮은 중량 및 낮은 제조 비용으로부터 특히 크게 유리하기 때문이다. 따라서, 기재가 케이싱, 바람직하게는 전자 디바이스 또는 배터리의 케이싱, 특히 바람직하게는 배터리의 케이싱인 경우에 본 발명의 방법이 특히 바람직하다. 추가로 또는 대안적으로 또한 기재가 금속, 복합 재료, 예를 들어, 유리 또는 탄소 섬유를 포함하는 복합 재료, 및 플라스틱, 바람직하게는 플라스틱 및 금속, 특히 바람직하게는 금속, 더욱 특히 코팅된 금속으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 재료를 포함하는 경우에 본 발명의 방법이 바람직하다.
당업자는 상응하는 기질이 또한 하나 초과의 연속 간극을 포함할 수 있지만, 이러한 경우 모든 간극이 본 발명의 방법으로 밀봉되는 것이 바람직하다는 것을 이해한다. 그러나, 대안적으로, 기재에 존재하는 연속 간극은 또한 일부 경우에 본 발명의 방법으로, 및 일부 경우에 다른 방식으로, 예를 들어, 과압 보호가 없는 통상적인 결합 부재로 밀봉될 수 있다. 따라서, 기재가 2개 이상의 연속 간극을 포함하고, 여기서 바람직하게는 모든 연속 간극이 상기 방법으로 밀봉되는 경우에 본 발명의 방법이 바람직하다.
당업자의 이해와 일치하여, 본 발명의 방법에 사용될 결합 부재는 시트형 결합 부재인데, 이는 이것이 평면에 직교하는 방향보다 하나의 평면의 2개의 공간 방향에서 유의하게 더 큰 정도를 갖는다는 것을 의미한다. 본원에서 상응하는 결합 부재는, 예를 들어, 당업자에게 매우 친숙한 종류의 방법을 사용하여 생성될 수 있고, 이는 또한, 예를 들어, 다른 결합 부재의 생산에 사용된다. 전형적으로, 상응하는 시트형 결합 부재는 미리 생성된 더 큰 접착제 조립체로부터 적합한 컷팅 방법에 의해 싱귤레이션(singulation)되고, 따라서 결합 부재는 대량으로 이용 가능하다. 싱귤레이션은, 예를 들어, 결합 부재의 다이컷팅에 의해 일어날 수 있고, 이러한 경우 부재는 일반적으로 다이컷으로 지칭된다. 따라서, 결합 부재가 접착제 플라이 및 접착제 플라이 상에 배치된 캐리어 플라이를 포함하는 접착 조립체로부터 결합 부재를 다이컷팅함으로써 생성되고, 취약 영역이 바람직하게는 다이컷팅 전에 생성되는 경우에 본 발명의 방법이 바람직하다. 따라서, 결합 부재가 다이컷인 경우 본 발명의 방법이 특히 바람직하다.
상기 방법으로, 예를 들어, 컷팅에 의해 결합 부재를 생산하는 것과 다르게, 이들은 단순히 대신에 공급업체로부터 구입함으로써 본 발명의 방법으로 제공될 수도 있다.
사용되는 결합 부재는 다수의 접착 테이프 및 유사한 결합 제품으로부터 접착 기술의 당업자에게 공지된 바와 같이, 서로 접합되는 접착제 층 및 캐리어 층을 포함한다. 접착제 층은 결합 부재를 기재에 접착시키는 역할을 하고, 기재의 두 면 사이의 비교적 낮은 압력 차이의 경우에 또는 다른 기계적 부하의 경우에 기재 상의 결합 부재의 필요한 접착이 원치 않는 조기 분리를 방지하는 것을 보장한다.
최대 효율의 방법 체제의 관점에서, 특히 결합 부재가 특히 용이하게 적용될 수 있을 뿐만 아니라, 필요한 경우 불완전한 적용의 간단한 보정을 가능하게 하여, 본 발명자들은 접착제를 감압 접착제로서 구현하는 것을 제안한다. 상응하여, 접착제가 감압 접착제인 경우에 본 발명의 방법이 바람직하다.
당업자의 이해와 일치하는 감압 접착제(PSA)는 감압 접착 성질을 지니는, 즉, 비교적 약한 가해진 압력 하에서도 기재에 대한 내구성 결합을 형성하는 능력을 갖는 접착제이다. 상응하는 감압 접착 테이프는 일반적으로 실온에서도 영구적인 고유 점착성을 갖는데, 이는 이들이 특정 점도 및 접촉-점착성을 가지므로 이들이 낮은 가해진 압력 하에서도 기재의 표면을 습윤시킨다는 것을 의미한다. 이러한 이론으로 국한시키려는 것은 아니지만, PSA는 탄성 성분을 갖는 극도로 높은 점도의 유체로 간주될 수 있고, 따라서 상기 기재된 영구적인 고유 점착성을 야기하는 특징적인 점탄성 성질 및 감압 접착 능력을 갖는 것으로 여겨질 수 있는 것이 흔히 추정된다. 이러한 PSA로, 기계적 변형 시, 점성 흐름 과정이 있고 탄력성의 탄성력의 발달이 있는 것이 추정된다. 점성 흐름 구성요소는 접착을 달성하기 위해 작용하는 반면, 탄력 성분의 탄성력은 특히 응집을 달성하기 위해 필요하다. 레올로지와 감압 접착성 사이의 관계는 종래 기술에 공지되어 있으며, 예를 들어 문헌[Satas, "Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology", third edition, (1999), 153 페이지 내지 203 페이지]에 기재되어 있다. 탄성 및 점성 성분의 정도를 특징화하기 위해, 저장 모듈러스(G') 및 손실 모듈러스(G'')를 사용하는 것이 일반적이고, 이들은, 예를 들어, WO 2015/189323에 개시된 바와 같이, 예를 들어, 레오미터를 사용하여 동적 기계적 분석(DMA)에 의해 확인될 수 있다. 본 발명의 목적 상, 접착제는 바람직하게는 감압 접착성을 갖는 것으로 이해되고, 따라서 23℃의 온도에서 100 내지 101 rad/sec의 변형 주파수 범위에 있을 때 G' 및 G''가 각각 적어도 부분적으로 103 내지 107 Pa의 범위에 위치하는 PSA인 것으로 이해된다.
상기 기재된, PSA로서의 바람직한 구현예에 대한 가능한 대안적인 구현예로서, 접착제를 반응성 접착제로서, 즉, 경화 단계의 결과로서만 경화되는 접착제로서 구현하는 것이 가능하며, 접착제의 생성된 경화 및 구조적 접착제로서의 이의 효과로 인해 이러한 구현예는 비교적 높은 소정의 개방 압력이 설정되어야 하는 적용에 대해 특히 흥미롭다. 따라서, 특정 적용에 있어서, 접착제가 경화성 접착제, 바람직하게는 방사선-경화성 및/또는 열 경화성 접착제인 경우에 본 발명의 방법이 바람직하고, 이러한 경우 방법은 바람직하게는 방법 단계 b) 후에, 하기 방법 단계를 추가로 포함한다:
c) 경화성 접착제를 적어도 부분적으로 경화시키는 단계.
본 발명자들의 견해에 따르면, 본 발명의 방법이 결합 부재에 사용되는 접착제의 화학적 성질과 관련하여 매우 가요성인 것은 본 발명의 방법의 주요 이점으로 볼 수 있다. 본 발명의 방법의 기본적인 기능은 특히, 본 발명자들의 견해에 따르면, 특히 취약한 캐리어 층과 일반 접착제의 상호작용에 기인하며, 따라서 화학적으로 특정한 접착제에 제한되지 않는다. 이는 유리하게는 다른 적용 요건에 비추어, 특히 각각의 기재에 대한 접착성 및/또는 표적 적용 영역에 대한 온도 안정성의 관점에서 적합한 접착제를 선택하는 것을 가능하게 한다. 그러나, 본 발명자들은 따라서, 이들의 견해에서, 특히 성능-가능 결합 부재가 수득될 수 있는 접착제를 확인하는 데 성공하였다. 실제로, 접착제가 폴리우레탄, 폴리(메트)아크릴레이트 및 합성 고무, 바람직하게는 폴리(메트)아크릴레이트 및 합성 고무, 특히 바람직하게는 폴리(메트)아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 폴리머를 포함하는 경우에 본 발명의 방법이 바람직하다.
본 발명의 맥락에서, 당업자의 이해와 일치하여, 표현 "폴리(메트)아크릴레이트"는 폴리아크릴레이트 및 폴리메타크릴레이트, 및 또한 이들 폴리머의 코폴리머를 포함한다. 폴리(메트)아크릴레이트는 (메트)아크릴레이트로부터 유래되지 않는 비교적 소량의 모노머 단위를 함유할 수 있다. "폴리(메트)아크릴레이트"는 본 발명의 맥락에서, 따라서, 모노머 기반이 모노머 기반의 질량을 기준으로 70% 이상, 바람직하게는 90% 이상, 특히 바람직하게는 98% 이상의, 아크릴산, 메타크릴산, 아크릴산 에스테르 및 메타크릴산 에스테르로 이루어진 군으로부터 선택된 모노머의 질량 분율로 이루어지는 (코)폴리머인 것으로 이해된다. 아크릴산 에스테르 및/또는 메타크릴산 에스테르의 질량 분율은 바람직하게는 50% 이상, 특히 바람직하게는 70% 이상이다. 폴리(메트)아크릴레이트는 일반적으로 아크릴- 및/또는 메타크릴-기반 모노머 및 또한 임의로 추가로 공중합 가능한 모노머의 라디칼 중합을 통해 수득될 수 있다.
본 발명자들의 견해에 따르면, 특정 최종 적용에서 접착제를 발포형 접착제, 예를 들어, 종래 기술로부터 기본적으로 공지된 바와 같이 팽창된 마이크로벌룬을 사용하는 구문적으로 발포형 접착제로서, 또는 물리적 발포형 접착제, 예를 들어, 발포 가스를 사용하여 발생될 수 있는 물리적 발포된 접착제로서 구현하는 것이 유리하다. 이러한 발포형 접착제는 종종 특히 내충격성과 관련하여 이점을 갖는다. 따라서, 본 발명자들의 견해에 따르면, 접착제의 발포가 본 발명의 결합 부재의 기본적인 기능성을 방해하지 않는다는 것은 본 발명의 방법의 이점으로 볼 수 있다. 따라서, 특정 적용에 있어서, 접착제가 발포형 접착제이고, 접착제가 바람직하게는 물리적 발포형 접착제이고/거나 중공 구체 및 적어도 부분적으로 팽창된 마이크로벌룬으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 성분을 포함하는 경우에 본 발명의 방법이 바람직하다.
매우 물질-절약적인 생산 및 우수한 취급 성질의 관점에서, 본 발명자들은 접착제 층 및 캐리어 층의 치수가 매우 유사해야 한다고 제안한다. 일부 적용의 경우, 캐리어 층이 접착제 층 위로 돌출되게 하는 것이 바람직할 수 있지만, 특히 제조 효율의 관점에서, 이러한 층은 접착제 층에 의해 완전히 커버링되는 것이 바람직하다. 따라서, 한 면 상의 캐리어 층이 접착제 층에 의해 50% 이상, 바람직하게는 70% 이상, 특히 바람직하게는 90% 이상, 특히 바람직하게는 95% 이상의 정도로, 더욱 특히 바람직하게는 실질적으로 완전히 커버링되는 경우에 본 발명의 방법이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 캐리어 층은 제1 캐리어 플라이를 포함하고, 실제로 많은 경우에 캐리어 층은 이러한 캐리어 플라이로 실질적으로 이루어질 것이다. 또한, 접착제 층이 제1 캐리어 플라이 상에 배치되는 경우에 본 발명의 방법이 대부분의 구현예와 관련이 있다.
이러한 맥락에서, 본 발명의 방법은 제1 캐리어 플라이에 대한 물질의 선택과 관련하여 근본적으로 매우 유연하고 당업자가 접착 기술의 분야에서 캐리어 물질로서 이미 공지된 통상적인 물질에 의존할 수 있다는 것은 이점으로 볼 수 있다. 그러나, 따라서, 본 발명자들은 모든 경우에 본 발명의 방법에 사용하기 위한 매우 신뢰성 있고 강력한 결합 부재가 수득될 수 있게 하는 적합한 물질을 확인하는 데 성공하였다. 실제로, 제1 캐리어 플라이가 폴리머 호일, 예를 들어, 폴리에스테르 호일, PEEK 호일, PAEK 호일, 폴리이미드 호일 또는 폴리아미드 호일, 더욱 특히 폴리에스테르 호일, 및 금속 호일로 이루어진 군으로부터 선택된 호일, 바람직하게는 금속 호일을 포함하는 경우에 본 발명의 방법이 바람직하다. 추가로 또는 대안적으로 본 발명의 방법이 바람직하다.
특히, 예를 들어, 접착제 시일이 사용 시 예상되는 많은 열적 및/또는 화학적 및/또는 기계적 부하를 받을 때와 같이 비교적 까다로운 적용에 있어서, 캐리어 층은 제1 캐리어 플라이뿐만 아니라, 예를 들어, 물리화학적 성질, 특히 표면 성질, 특히 표면 성질을 최적화하는 역할을 하는 추가의 캐리어 플라이를 포함하는 것이 가능하다. 캐리어 층이 1개 이상, 바람직하게는 2개 이상, 특히 바람직하게는 3개 이상의 추가 캐리어 플라이를 포함하고, 캐리어 층의 캐리어 플라이가 바람직하게는 중간 접착제 층에 의해 서로 접합되는 경우에, 본 발명의 방법이 바람직하다.
본 발명자들의 견해에 따르면, 바람직한 구현예는 특히 캐리어 층이 아래에 있는 캐리어 플라이, 특히 제1 캐리어 플라이를 환경적 영향으로부터 보호하는 보호 호일을 추가의 플라이로서 포함하는 것이고, 이는 특히 제1 캐리어 플라이가 금속으로 형성되는 경우에 특히 유리한데, 그 이유는 또한 이러한 방식으로 장기간에 걸쳐서라도 제1 캐리어 플라이에 대한 원치 않는 부식 및 임의의 결과적인 손상이 방지될 수 있기 때문이다. 캐리어 층이, 추가의 캐리어 플라이로서, 접착제 층으로부터 이격된 제1 캐리어 플라이의 면 상에 보호 호일을 포함하고, 보호 호일이 바람직하게는 폴리머 호일로 이루어진 군으로부터 선택되고, 보호 호일이 특히 바람직하게는 캐리어 층의 표면을 실질적으로 완전히 커버링하는 경우에 본 발명의 방법이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 연속 간극은 상응하는 결합 부재로 완전히 커버링되고, 이에 의해 유밀 밀봉된다. 따라서, 당업자는 아래에서 더 상세히 설명되는 이러한 유형의 과압 보호가 작용하는 압력의 경우에 이러한 유밀 밀봉부가 약화되어 개방될 수 있음을 의미한다는 것을 이해한다. 이를 위해, 본 발명에 따른 결합 부재는 캐리어 층의 평균 두께가 결합 부재의 나머지에 비해 감소되는 취약 영역을 포함하여, 취약 영역에서 캐리어 층이 감소된 기계적 강성을 갖고, 이에 의해, 캐리어 층에서 일종의 소정 약화 지점을 나타낸다. 소정의 개방 압력, 즉, 이에 반응하여 과압 보호가 작용할 압력은 유리하게는 취약 영역에서의 취약 정도를 통해 조정될 수 있다. 여기서, 본원에서 취약 영역에서의 캐리어 층이 5 내지 150 μm 범위, 바람직하게는 10 내지 100 μm 범위, 특히 바람직하게는 15 내지 60 μm 범위의 평균 두께를 갖고/거나 취약 영역에서 캐리어 층의 평균 두께가 압력 개방 영역에서의 캐리어 층의 평균 두께보다 5% 내지 95%, 바람직하게는 10% 내지 80%, 특히 바람직하게는 20% 내지 60%만큼 더 낮은 경우에 본 발명의 방법이 바람직하다.
따라서, 당업자는 결합 부재가 압력 개방 영역에 대한 소정의 개방 압력의 작용의 경우에 관통 홀을 형성하도록 구성된다는 것을 이해한다. 당업자의 이해와 일치하여, 소정의 개방 압력의 이러한 작용은, 예를 들어, 결합 부재가 달리 폐쇄된 용기에서 간극을 차단하고 용기 내부에 압력 증가가 존재하는 경우에 발생하는 종류의 결합 부재의 2개의 면 사이의 압력차를 나타낸다. 당업자에게, 소정의 개방 압력은 결합 부재의 모든 면 및 영역에서 동일한 방식으로 거치게 되는 주변 압력을 지칭하지 않으며, 따라서 결합 부재의 나머지에 비해 압력 개방 영역 상에 작용하는 힘 효과가 없다는 것이 명백하다. 따라서, 다시 말해서, 소정의 개방 압력은 개방 압력차를 나타낸다.
본 발명의 맥락에서 사용되는 표현 "적어도 부분적으로 비가역적으로 파괴됨"은 당업자의 이해와 일치하여, 파괴가 결합 부재의 관통 홀을 형성하기에 충분한 한, 취약 영역의 완전한 파괴가 필요하지 않음을 의미한다. 예를 들어, 압력 개방 영역을 완전히 둘러싸는 원형 취약 영역은 소정의 개방 압력으로 인해 원주의 일부에 걸쳐서만 파괴될 수 있어서, 압력 개방 영역은 결합 부재로부터 부분적으로만 제거된다. 파괴는 완전히 비가역적일 필요도 없다. 전형적인 접착제의 물리화학적 성질, 특히 이들의 유동 거동의 결과로서, 적어도 이론적으로, 결합 부재로 다시 가압된 압력 개방 영역은 비가역적으로 파괴된 캐리어 층에도 불구하고, 상승된 압력 개방 영역이 접착제 층에 의해 제 위치에 유지되는 방식으로 접착제의 상호작용을 통해 적어도 일시적으로 폐쇄될 수 있는 것이 가능할 것이다.
감소된 두께의 비교적 크고 광범위한 영역을 제공하는 것이 이론적으로 가능하고, 이러한 비교적 복잡한 취약 영역은 특정 적용에 합리적일 수 있지만, 본 발명자들의 견해에 따르면, 간단한 제조와 함께 취약 영역의 정확한 개방으로 볼 때, 캐리어 층에서 실질적으로 플루트-유사 간극, 즉, 연장된 만입부의 형태로 이들 영역을 구현하는 것이 바람직하다. 상응하여, 취약 영역이 캐리어 층에서 플루트-유사 간극으로서 구현되는 경우에 본 발명의 방법이 바람직하다.
당업자는 결합 부재가 홀 밀봉 후 작용 압력차에 제공할 수 있는 저항이 결정적으로 캐리어 층 및/또는 제1 캐리어 플라이의 기계적 강성에 의해 영향을 받는 반면, 접착제 층의 기여는, 특히 이러한 층이 많은 경우에 특정 정도로 유동적일 것이기 때문에 더 낮다는 것을 이해한다. 따라서, 소정의 개방 압력이 매우 낮은 압력에서도 맞물리지 않는 경우, 저압에서 유체의 조기 통과를 방지하기 위해 완전히 연속적인 천공 없이 캐리어 층을 구현하는 것이 유용하다. 취약 영역이, 더욱 특히 제1 캐리어 플라이는 아니지만, 캐리어 층을 완전히 관통하는 간극을 포함하지 않는 경우에 본 발명의 방법이 바람직하다.
임의의 경우에 통상적으로 존재하는, 캐리어 층에 의한 소정의 개방 압력 및 접착제의 유동 거동의 상기 기재된 결정적인 영향으로 인해, 유리하게는 취약 영역에 상보적인 방식으로 접착제 층에서 평균 두께의 상응하는 감소를 제공할 필요가 없고, 따라서 생산이 단순화될 수 있다. 이러한 배경에 대하여, 취약 영역에서의 접착제 층의 평균 두께가 압력 개방 영역에서의 접착제 층의 평균 두께보다 20% 이하, 바람직하게는 10% 이하, 특히 바람직하게는 5% 이하, 특히 바람직하게는 1% 이하, 더욱 특히 바람직하게는 0.1% 이하만큼 더 낮은 경우에 본 발명의 방법이 바람직하다.
당업자는 압력 개방 영역의 치수가 취약 영역의 프로파일에 의존한다는 것을 이해한다. 따라서, 이의 형상 및 이의 치수에서, 과압의 경우에 결합 부재로부터 적어도 부분적으로 제거되는 압력 개방 영역은 이를 야기하는 소정의 약화 지점, 즉, 취약 영역에 의해 한정된다. 따라서, 본 발명자들의 견해에 따르면, 다중의 기본 형상이 압력 개방 영역에 제공될 수 있고; 적용의 단순성 및 기재 상의 결합 부재의 고정 유지의 관점에서, 많은 경우에 압력 개방 영역의 형상을 차단될 간극의 형상에 맞추고 압력 개방 영역을 결합 부재에 상대적으로 중심으로 배치하는 것이 현명하다. 따라서, 압력 개방 영역이 원, 부분-원, 특히 반원, 타원 또는 다각형으로 이루어진 군으로부터 선택된, 바람직하게는 원, 반원 및 타원으로 이루어진 군으로부터 선택된 기본 형상을 갖는 경우에 본 발명의 방법이 바람직하다. 추가로 또는 대안적으로, 압력 개방 영역이 연속 간극의 단면에 실질적으로 상응하는 기본 형상을 갖는 경우에 본 발명의 방법이 바람직하다. 모든 구현예에서, 결합 부재의 중심 지점이 압력 개방 영역에 있는 경우에 본 발명의 방법이 특히 바람직하다.
본 발명자들은 본 발명의 방법 및 이에 사용하기 위한 접착제 부재가, 유리하게는, 결합 부재의 생산 공정에서 비교적 작은 변경에 의해, 과압 보호물이 맞물릴 때 결합 부재가 얼마나 넓게 개방되는지를 포함하는 인자에 대해 영향을 미치고, 이에 따라 유체 흐름에 영향을 주는 것을 가능하게 한다는 것을 인지하였다. 여기서, 특히 압력 개방 영역이 취약 영역에 의해 가능한 한 광범위하게 둘러싸일 때 매우 넓은 개방의 관통 홀이 여기서 얻어진다. 이러한 경우에, 일 구현예에서, 작용하는 과압의 결과로서 결합 부재로부터, 완전히 결합 부재로부터 상승된 압력 개방 영역을 제거하는 것이 특히 용이하도록, 압력 개방 영역을 취약 영역으로 실질적으로 완전히 둘러싸는 것이 특히 관심의 대상이 된다. 상응하여, 압력 개방 영역이 압력 개방 영역의 원주를 기준으로 원주의 50% 이상, 바람직하게는 70% 이상, 특히 바람직하게는 90% 이상, 특히 바람직하게는 95% 이상, 더욱 특히 바람직하게는 실질적으로 100% 정도로 취약 영역에 의해 둘러싸이는 경우에 본 발명의 방법이 바람직하다.
이에 대한 대안적인 구현예로서, 본 발명자들은 상승된 압력 개방 영역과 나머지 결합 부재에서 비취약 연결이 계속 남아 있도록 압력 개방 영역의 원주의 하위-부분에 취약 영역을 의도적으로 제공하지 않는 것이 가능하고, 이러한 비취약 연결은, 예를 들어, 기계적 부하의 결과로 너무 쉽게 찢어지고 케이싱에 이물질로서 남을 수 있는 상승된 압력 개방 영역을 유리하게 방지할 수 있게 한다. 따라서, 압력 개방 영역이 압력 개방 영역의 원주를 기준으로 원주의 0.1% 내지 10%, 바람직하게는 0.2% 내지 5%, 특히 바람직하게는 0.5% 내지 2%의 정도로 취약 영역에 의해 둘러싸여 있지 않은 경우에 본 발명의 방법이 바람직하다.
본 발명자들의 견해에 따르면, 결합 부재에서의 취약 영역, 즉, 캐리어 층에서의 평균 두께의 국부적 감소는, 유리하게는 광범위한 가능한 방법으로 생성될 수 있으며, 다이컷팅은 특히 결합 부재를 다량으로 생성하는 데 적합하고, 반면에 레이저 구조화의 사용은 특히 정확한 취약 영역을 확립하는 데 특히 적합하다. 따라서, 결합 부재에서의 취약 영역이 재료-삭마 또는 컷팅 가공 방법에 의해, 바람직하게는 레이저 구조화 또는 다이컷팅에 의해 생성되는 경우에 본 발명의 방법이 바람직하다.
본 발명의 개선예의 일부로서, 본 발명자들은 결합 부재의 물질이 가공될 수 있는 상이한 방향으로 실험하였다. 첫 번째 시도에서, 재료를 캐리어 층의 방향으로부터, 즉, 접착제 층으로부터 멀리 떨어진 면으로부터 가공하였다. 이는 만족스러운 취약 영역을 제공했지만, 그럼에도 불구하고, 특히 기계적 가공 방법의 경우, 일부 경우에, 캐리어 층 상의 힘의 작용은 또한 하부 접착제 층에 영향을 주는데, 예를 들어, 아래의 표면에 대항하여 가압하여 가능하게는 접착제 층의 원치 않는 접착 및/또는 변형을 초해할 수 있다는 장애 요인이 있다. 본 발명자들은 놀랍게도, 캐리어 층이 접착제 층으로 커버링된 측면으로부터 가공될 때, 즉, 가공이, 말하자면, 접착제 층을 통해 일어날 때 취약 영역을 생성하는 것이 더 쉽다는 것을 인지하였다. 이는, 놀랍게도, 접착제 층이 접착제에 의해 특정 유동성을 갖고, 캐리어 층의 가공 과정에서 생성된 물질의 국부적 변위가 시간 경과에 따라 비교적 간단하게 보상될 수 있기 때문에 가능하다. 일부 적용에 있어서, 결합 부재에서의 취약 영역이 접착제 층으로부터 이격된 캐리어 층의 면을 가공함으로써 생성되는 경우에 본 발명의 방법이 바람직하다. 그러나, 대안적으로, 결합 부재의 취약 영역이 접착제 층으로 커버링된 캐리어 층의 면을 가공함으로써 생성되고, 가공이 바람직하게는 접착제 층을 통해 일어나는 본 발명의 방법이 특히 바람직하다.
당업자는 소정의 개방 압력이 사용된 결합 부재의 설계 및 특히 취약 영역의 치수 및 구현에 의해 결정적으로 영향을 받고, 따라서 결합 부재의 구조적 설계가 요망되는 개방 거동을 정확하게 조정하게 할 수 있음을 이해한다. 본 발명자들의 견해에 따르면, 소정의 개방 압력이 매우 낮은 경우에, 다수 경우 전체 결합 부재의 본질적으로 감소된 구조적 온전성이 얻어지고; 여기서, 취약 영역에서의 제조-관련 편차, 및 얻어진 소정의 개방 압력의 절대 변동은 비교적 큰 상대적 불확실성으로 나타날 수 있다. 상응하여, 본 발명자들은 소정의 개방 압력이 너무 낮지 않게 선택하는 것을 제안한다. 동시에, 특히 높은 소정의 개방 압력은 사용될 접착제에 대하여 및/또는 기재 상의 이들의 결합 강도에 대하여 적어도 간접적으로 비교적 엄격한 요건을 제시하는데, 이는 전체 결합 부재의 접착 실패 및 이에 따른 압력 개방 영역의 개방 전 조기 배기를 방지하고자 의도된 것이다. 상응하여, 본 발명자들은 개방 압력에 대한 의도적인 하한 뿐만 아니라 범위, 및 관련 상한을 제안하는데, 이는 본 발명자들의 견해에 따르면, 다수의 적용에 적절하고 전형적인 접착제 및 캐리어 물질을 사용하여 효과적으로 확립될 수 있다. 소정의 개방 압력이 10 kPa 이상, 바람직하게는 15 kPa 이상, 특히 바람직하게는 20 kPa 이상, 특히 바람직하게는 25 kPa 이상이고/거나 소정의 개방 압력이 5 내지 200 kPa 범위, 바람직하게는 10 내지 150 kPa 범위, 특히 바람직하게는 15 내지 100 kPa 범위, 특히 바람직하게는 2 내지 50 kPa 범위인 경우 본 발명의 방법이 바람직하다.
특히 종래 기술로부터 공지된 파열 시스템과 비교하여 결합 부재의 필요한 접착이 특히 간단하고, 따라서 또한 자동화하기 쉽다는 것이 본 발명의 방법의 이점으로 나타날 수 있다. 상응하여 또한 바람직하게는 로봇 아암을 사용하여 결합 부재의 접착이 자동으로 일어나는 경우에 본 발명의 방법이 바람직하다.
작용하는 과압의 경우 최적의 개방 효과를 위해, 본 발명자들은 연속 간극에 대해 실질적으로 동심원으로 압력 개방 영역을 배치하는 것을 제안한다. 압력 개방 영역이 연속 간극 위에 동심으로 배치되는 경우 본 발명의 방법이 바람직하다.
특히 이와 함께 밀봉될 홀 기하학의 관점에서 큰 유연성을 나타내는 하나의 특히 간단한 구현예는 평면도에서 연속 간극이 완전히 압력 개방 영역 위에 놓이도록 압력 개방 영역이 함께 밀봉될 연속 간극보다 작은 경우에 얻어진다. 이들 경우에 압력 개방 영역이 연속 간극의 단면보다 작은 면적을 갖고, 바람직하게는 압력 개방 영역이 연속 간극 위에 완전히 배치되도록 결합 부재가 접착되는 경우에 본 발명의 방법이 바람직하다.
그러나, 압력 개방 영역이 연속 간극의 에지에 의해 완전히 둘러싸이는 전술한 구현예의 경우, 이방성 개방 거동을 확립하는 것이 더 어렵다는 점에서 본 발명자들의 실험에서 불리한 것으로 입증되었다. 다시 말해서, 상응하는 구현예는, 예를 들어, 캐리어 층 면으로부터 작용하는 과압, 즉, 대부분의 적용에서, 외부로부터의 기재 상에 작용하는 과압의 결과로서 밀봉된 케이싱 내부에 개방될 가능성이 더욱 크다. 이는 특정 구현예의 경우 바람직할 수 있지만, 이러한 종류의 개방 거동은 대부분의 적용에 대해, 특히 배터리 케이싱의 영역에서 불리한 것으로 인지된다. 개발 과정에서, 본 발명자들은 개방 거동의 방향 의존성을 확립하기 위해, 압력 개방 영역이 연속 간극의 에지 위로 적어도 부분적으로 돌출되도록 결합 부재가 접착되어야 한다는 것을 인식하였다. 이의 효과는 유리하게는 연속 간극의 에지와 압력 개방 영역 사이의 중첩이 캐리어 층의 강성과 함께 밀봉된 간극의 방향으로 압력 개방 영역의 원치 않는 개방에 대응한다는 것이다. 따라서, 압력 개방 영역이 연속 간극의 원주를 기준으로, 연속 간극의 에지에 걸쳐, 원주의 바람직하게는 50% 이상, 특히 바람직하게는 50% 이상, 특히 바람직하게는 70% 이상, 특히 바람직하게는 90% 이상, 매우 바람직하게는 95% 이상, 더욱 특히 바람직하게는 실질적으로 100%의 정도로 적어도 부분적으로 돌출하고/거나, 압력 개방 영역이 연속 간극의 단면보다 더 큰 면적을 갖도록 결합 부재가 접착되는 경우에 본 발명의 방법이 특히 바람직하다.
이러한 실현에 기초하여, 본 발명자들은 또한, 중첩 정도를 통해, 유리하게는, 압력 개방 영역까지의 로딩 압력을 조정하는 것이 가능하하고, 외부로부터, 즉, 캐리어 층의 방향으로부터 작용하는 압력의 경우 압력 개방 영역은 결합 부재로부터 제거되지 않아서, 개방 거동의 유리한 이방성을 달성할 뿐만 아니라 이를 마찬가지로 양방향으로 정확하게 조정하는 것이 가능하다는 것을 인식하였다. 상응하여, 또한 연속 간극의 에지 위의 압력 개방 영역의 적어도 부분적 돌출에 의해, 취약 영역에서 결합 부재가 비가역적으로 파괴되지 않고 결합 부재에 관통 홀이 형성되지 않게 접착된 결합 부재가 압력 개방 영역에서 캐리어 층 상의 소정의 로딩 압력의 작용을 견디도록 접착되는 경우에 본 발명의 방법이 특히 바람직하다. 여기서, 소정의 로딩 압력이 100 kPa 이상, 바람직하게는 200 kPa 이상, 특히 바람직하게는 300 kPa 이상, 특히 바람직하게는 400 kPa 이상인 경우에 본 발명의 방법이 특히 바람직하다.
간극의 에지와 압력 개방 영역의 적어도 부분적 중첩을 갖는 전술한 유리한 구현예에서, 본 발명자들은 소정의 로딩 압력의 동시 조정으로 소정의 개방 압력의 최대 자유로운 조정을 제한할 수 있는 효과를 관찰하였다. 특히, 높은 로딩 압력을 설정하는 데 필요할 수 있는 높은 수준의 중첩에서, 적어도 접착제 층으로 캐리어 층의 바람직한 실질적인 커버링의 경우, 중첩 영역에서 접착제 층의 접착제 상호작용은 필요한 개방 압력에 인지 가능한 기여를 하는데, 그 이유는 이러한 경우 압력 개방 영역을 상승시키기 위해 접착제 층과 간극의 에지 사이의 접착을 극복하는 것이 또한 필요하기 때문이다. 따라서, 이러한 경우에, 소정의 개방 압력은 실질적으로 캐리어 층의 취약에 의해 더 이상 결정되지 않으며; 대신, 개방에 필요한 압력은 또한 접착제 층과 기재 사이의 접착제 상호작용을 극복해야 한다. 큰 소정의 로딩 압력에도 불구하고, 즉, 예를 들어, 외부 로딩 인자에 대한 높은 저항성에도 불구하고 심지어 작은 소정의 개방 압력을 실현할 수 있도록, 본 발명자들에 의해 제안된 해결책은, 접착제 층에 적용될 수 있고 이의 치수가 편리하게는 압력 개방 영역의 치수에 가능한 크게 상응하는 추가의 차단 부재를 제공하는 것이다. 이러한 경우, 결합 부재가, 예를 들어, 압력 개방 영역 외부에 있는 접착제 층의 접착제 상호작용을 통해서만 기재 상에 고정되도록 차단 부재는 압력 개방 영역의 접착제 층과 기재 사이의 접착제 상호작용을 감소시키거나 방지한다. 외부로부터, 즉, 접착제 층으로부터 멀리 떨어진 면으로부터 발생하는 압력의 작용 하에, 중첩의 결과로서, 결합 부재는, 이러한 부재가 마찬가지로 먼저 파괴-개방이 일어나도록 변형되어야 하기 때문에, 유리하게는 차단 부재의 추가의 구조적 온전성에 의해 더욱 더 증가될 수 있는 원치 않는 개방에 대한 저항성을 제공한다. 그러나, 다른 방향에서 보면, 차단 부재는 과압 개방 시 상승될 영역에서 접착제 층의 관련 부분과 기재의 에지 사이의 접착제 상호작용을 방지하고, 따라서 이후 심지어 낮은 소정의 개방 압력의 확립을 가능하게 한다. 따라서, 결합 부재가 캐리어 층으로부터 이격된 접착제 층의 면 상의 압력 개방 영역에 장착되는 차단 부재를 추가로 포함하고, 차단 부재가 바람직하게는 실질적으로 압력 개방 영역 위로 및/또는 바람직하게는 실질적으로 압력 개방 영역의 치수에 상응하는 차단 부재의 치수로 돌출되거나, 결합 부재 전에 차단 부재로 적어도 부분적으로, 바람직하게는 완전히 커버링된 연속 간극은 바람직하게는 압력 개방 영역의 치수에 실질적으로 상응하는 차단 부재의 치수로 접착되고, 결합 부재는 압력 개방 영역이 차단 부재를 적어도 부분적으로, 바람직하게는 완전히 커버링하도록 접착되는 경우에 본 발명의 방법이 특히 바람직하다. 당업자는 적절한 본 발명의 방법이 차단 부재가 접착제를 포함하지 않는 방법임을 이해한다. 대신에, 차단 부재가 폴리머 호일 및 금속 호일로 이루어진 군으로부터 선택된 호일을 포함하는 경우에 본 발명의 방법이 바람직하다.
따라서, 본 발명자들은 접착제 층, 캐리어 층 및 차단 부재에 대한 적절한 치수를 특정하는 데 성공하였다. 실제로, 접착제 층이 5 내지 1500 μm 범위, 바람직하게는 10 내지 500 μm 범위, 특히 바람직하게는 35 내지 100 μm 범위의 평균 두께를 갖고/거나, 캐리어 층이 30 내지 2000 μm 범위, 바람직하게는 40 내지 1000 μm 범위, 특히 바람직하게는 50 내지 500 μm 범위의 평균 두께를 갖고/거나, 차단 부재가 5 내지 340 μm 범위, 바람직하게는 10 내지 200 μm 범위, 특히 바람직하게는 12 내지 100 μm 범위의 평균 두께를 갖는 경우에 본 발명의 방법이 바람직하다.
당업자는 본 발명이 또한 본 발명의 방법에 사용될 수 있고 상기 기재된 이점이 얻어질 수 있는 결합 부재에 관한 것임을 이해한다. 따라서, 본 발명은 마찬가지로
i) 접착제를 포함하는 접착제 층, 및
ii) 접착제 층 상에 배치되고 제1 캐리어 플라이를 포함하는 캐리어 층
을 포함하는, 바람직하게는 본 발명의 방법으로, 과압 보호로 홀을 영구적으로 밀봉하기 위한 결합 부재에 관한 것이고,
여기서, 결합 부재는 캐리어 층에 형성된 취약 영역에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸인 압력 개방 영역을 포함하고, 취약 영역에서 캐리어 층의 평균 두께는 압력 개방 영역에서 캐리어 층의 평균 두께보다 작고, 결합 부재는 압력 개방 영역에 소정의 개방 압력의 작용이 취약 영역에서 결합 부재를 적어도 부분적으로 비가역적으로 파괴하고 결합 부재에 관통 홀을 형성하도록 구성된다.
본 발명자들의 견해에 따르면, 본 발명의 방법뿐만 아니라 이에 사용되는 본 발명의 결합 부재는 유리한데; 이러한 이점은 또한 특히 본 발명의 결합 부재의 특히 낮은 고유 중량 및 낮은 고유 부피로 유리한 과합 보호, 및 또한 소정의 개방 압력에서 신뢰 가능한 개방을 갖는 이에 따라 생성된 기재에도 바로 전달되어, 예를 들어, 배터리 케이싱의 형태와 같이, 특히 전기 자동차의 분야에서 수많은 적용에 특히 적합한 과압-보호 기재가 얻어진다. 본 발명은 또한 상응하여, 적어도 하나의 유밀 밀봉된 개구를 갖는 유밀 밀봉된 내부를 포함하는, 바람직하게는 본 발명의 방법으로 생산 가능한, 과압-보호 기재로서, 밀봉된 개구가 본 발명의 결합 부재로 유밀 밀봉되고, 결합 부재의 압력 개방 영역이 밀봉된 개구를 적어도 부분적으로 커버링하고, 과압-보호 기재가 내부의 소정의 과압의 결과로 결합 부재가 취약 영역에서 적어도 부분적으로 비가역적으로 파괴되어 내부의 압력이 결합 부재에서 형성된 관통 홀에 의해 완화되도록 구성되는, 과압-보호 기재에 관한 것이다.
마지막으로, 본 발명은 또한 기재의 홀을 영구적으로 밀봉하고 과압 보호를 생성하기 위한 본 발명의 결합 부재의 용도에 관한 것으로서, 상기 홀은 압력 개방 영역이 기재의 홀을 적어도 부분적으로 커버링하도록 결합 부재로 밀봉된다.
하기에서, 본 발명의 바람직한 구현예는 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 기술되고 설명된다:
도 1은 바람직한 구현예에서 기재에 적용되기 전 본 발명의 결합 부재의 구조의 제1 개략적 분해도를 도시한다.
도 2는 바람직한 구현예에서 기재에 적용되기 전 본 발명의 결합 부재의 구조의 제2 개략적 분해도를 도시한다.
도 3은 바람직한 구현예에서 본 발명의 결합 부재를 통한 개략적 단면도를 도시한다.
도 4는 과압 보호부가 폐쇄된 본 발명의 과압-보호 기재의 개략도를 도시한다.
도 5는 과압 보호부가 개방된 본 발명의 과압-보호 기재의 개략도를 도시한다.
도 1은 본 발명의 방법에서 이루어지는 바와 같은, 기재(12)에 적용되기 전 본 발명의 결합 부재(14)의 구조의 제1 개략적 분해도를 도시한다.
본 발명의 결합 부재(14)는 접착제 층(16)을 포함하고, 이를 통해 결합 부재가 기재(12)의 연속 간극(10)이 유밀, 더욱 특히 기밀 밀봉되도록 기재(12) 상에 장착될 수 있다. 도 1에 도시된 예에서, 기재(12)는 금속성 배터리 케이싱이며, 배터리 케이싱의 내부를 형성하는 단지 하나의 벽만이 도시되어 있다.
도시된 예에서, 접착제 층(16)은, 또한, 예를 들어, 팽창된 마이크로벌룬의 사용에 의해 구문론적으로 발포될 수 있는 폴리(메트)아크릴레이트를 기반으로 한 감압 접착제(PSA)를 포함한다.
접착제 층(16)은 다중-플라이 캐리어 층(18)의 제1 캐리어 플라이(19) 상에 배열되며, 이는 접착제의 접착을 통해 연결된다. 도 1에 도시된 예에서, 분해도로부터, 제1 캐리어 플라이(19)가 한 면 상에서 접착제 층(16)에 의해 실질적으로 완전히 커버링된 것이 입증되고, 이는 제1 캐리어 플라이(19)와 접착제 층(16)의 연결이 분명해지도록 도 1의 분해도가 부분적으로 병합되어 있는 도 2에서 더 분명해진다.
도 1 및 2에서, 제1 캐리어 플라이(19)는 약 80 μm의 평균 두께를 갖는 금속 호일이다. 제1 캐리어 플라이(19) 외에, 캐리어 층(18)은 추가 플라이로서 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 보호 호일(26)을 포함하며, 이는 마찬가지로 광범위하게 적용된 중간 접착제 층(30)을 통해 제1 캐리어 플라이(19)에 연결된다.
도 1 및 2 각각에서 캐리어 층(18)에서의 결합 부재(14)가 취약 영역(22)에 의해 형성되는 압력 개방 영역(20)을 포함한다는 것이 분명히 입증된다. 압력 개방 영역(20)은 본원에서 결합 부재(14)의 중심에 놓이고, 도시된 예에서 실질적으로 원형이어서, 이는 기본 형상의 관점에서, 본 발명의 방법에서 밀봉될 기재(12)에서의 연속 간극(10)에 실질적으로 상응한다.
이러한 구조의 결과로서, 본 발명의 결합 부재(14)는, 예를 들어, 기재(12)의 내부에 우세한 과압의 결과로서 압력 개방 영역(20) 상의 소정의 개방 압력의 작용이 취약 영역(22)에서 적어도 부분적으로 비가역적인 파괴를 야기할 수 있고, 이에 의해 결합 부재(14)에 관통 홀(24)이 형성되도록 구성된다.
도시된 예에서, 취약 영역(22)은 보호 호일(26)을 통해 제1 캐리어 플라이(19)로 연장되고 압력 개방 영역(20)을 실질적으로 완전히 둘러싸는 캐리어 층(18)에서 플루트-유사 간극으로서 형성되고, 취약 영역(22)의 영역에서 캐리어 층(18)의 평균 두께는 캐리어 층(18)의 원래 두께에 대해 및 따라서 또한 압력 개방 영역(20)에서 이의 평균 두께에 대해 원하는 개방 압력에 따라 약 20 내지 60%만큼 감소된다.
도 1에서, 도시된 예에서, 접착제 층(16)은 실질적으로 일정한 평균 두께를 가지는데, 이는 취약 영역(22)의 기계적 형성에 의해 컨디셔닝되고, 이러한 경우 다이컷팅에 의해 캐리어 층(18)의 방향으로부터 발생하고; 접착제 층(16)은 이러한 다이컷팅에 의해 영향을 받지 않는다는 것이 명백하다.
도 1 및 2의 예에서, 본 발명의 방법에서, 본 발명의 결합 부재(14)는, 예를 들어, 로봇 아암을 사용하여 자동으로 접착되며, 압력 개방 영역(20) 및 연속 간극(10)은 도시된 예에서 동심원으로 배치된다. 개방 거동의 유리한 이방성을 달성하기 위해, 연속 간극(10)의 전체 원주에 걸친 압력 개방 영역(20)이 연속 간극(10)의 에지 위로 돌출되어 중첩이 외부로부터 작용하는 로딩 압력에 대한 저항을 제공할 수 있도록 접착이 일어난다.
연속 간극(10)의 에지와 본 발명의 결합 부재(14)의 중첩에도 불구하고 원하는 개방 압력의 정확한 조정을 가능하게 하기 위해, 본 발명의 결합 부재(14)는 차단 부재(28)를 포함하고, 차단 부재(28)는 폴리머 호일로 형성되고, 이의 치수는 압력 개방 영역(20)의 치수에 실질적으로 상응하고, 압력 개방 영역(20)에서 접착제 층(16)을 실질적으로 완전히 커버링한다.
도 3은 본 발명의 결합 부재(14)의 구조를 단면도로 시각화한 것이며, 개략적으로 도시된 결합 부재(14)는 다수의 양태에서 도 1 및 2의 결합 부재(14)의 구조에 상응하는 구조를 갖는다. 그러나, 도 3에서, 취약 영역(22)을 생성하려는 목적 상 캐리어 층(18)의 가공은 또한 접착제 층(16)을 통해 적어도 부분적으로 일어날 수 있는 것이 나타나 있고; 유리하게는, 접착제 층(16)의 유동 거동의 결과로서, 예를 들어, 단지 짧은 시간 후에 이러한 층(16)에 감소된 두께의 형태로 가공의 흔적이 남지 않는다.
이어서, 도 4는, 예를 들어, 도 1 및 2로부터 시작하여 수득될 수 있는 바와 같이, 결합 부재(14)에 의해 유밀 밀봉된 연속 간극(10)을 갖는 본 발명의 과압-보호 기재(12)를 도시한다. 결합 부재(14)의 전술한 구성 및 연속 간극(10) 위의 이의 배치로 인해, 과압-보호 기재(12)는 취약 영역(22)에서 결합 부재(14)의 임의의 파괴 없이 400 kPa 이상의, 캐리어 층(18)의 방향으로부터 작용하는 로딩 압력을 견디도록 설계될 수 있다. 실제로, 상응하는 구성은, 본 발명자들의 실험에서, 과압-보호 기재(12)를 고압 워터-젯 클리너(IPX9K, ISO 20653:2013)로 블라스팅하는 것을 밀봉부의 임의의 파단 없이 견딜 수 있었다.
동시에, 예를 들어, 5 내지 200 kPa 범위의 표적화된 방식으로 소정의 개방 압력을 확립하는 것이 가능하며, 이는 요망되는 개방 방향으로 작용할 때, 즉, 예를 들어, 배터리 케이싱의 내부로부터 외부로, 취약 영역(22)의 적어도 부분적 파괴의 결과로서 결합 부재(14)로부터 압력 개방 영역(20)을 상승시키고, 이에 의해 과압이 해제될 수 있는 관통 홀(24)을 형성한다. 과압 보호부의 맞물림으로 인한 마지막 상태는 도 5에 개략적으로 가시화되어 있으며; 여기서, 유리한 구현예에서, 결합 부재(14)로부터 압력 개방 영역(20)의 완전한 분리는 취약 영역(22)이 전체 원주에 걸쳐 이루어지지 않아 압력 개방 영역과 나머지 결합 부재(14) 사이에 비취약 연결이 계속 유지된다는 사실에 의해 추가로 방지된다.
참조 부호 목록
10 연속 간극
12 기재
14 결합 부재
16 접착제 층
18 캐리어 층
19 제1 캐리어 플라이
20 압력 개방 영역
22 취약 영역
24 관통 홀
26 보호 호일
28 차단 부재
30 중간 접착제 층

Claims (10)

  1. 기재(12)에서 연속 간극(10)을 밀봉하기 위한 방법으로서, 상기 방법이
    a) 결합 부재(14)를 생성하거나 제공하는 단계로서, 상기 결합 부재(14)가,
    i) 접착제를 포함하는 접착제 층(16),
    ii) 접착제 층(16) 상에 배치되고 제1 캐리어 플라이(19)를 포함하는 캐리어 층(18)을 포함하는, 단계,
    b) 상기 접착제 층(16)에 의해 상기 결합 부재(14)를 상기 기재(12)에 접착하여, 상기 결합 부재(14)가 상기 연속 간극(10)을 완전히 커버링하고 상기 연속 간극(10)이 상기 결합 부재(14)에 의해 유밀 밀봉되도록 하는 단계
    의 방법 단계를 포함하고,
    상기 결합 부재(14)가 상기 캐리어 층(18)에 형성된 취약 영역(22)에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸인 압력 개방 영역(20)을 포함하고, 상기 취약 영역(22)에서 상기 캐리어 층(18)의 평균 두께가 상기 압력 개방 영역(20)에서 상기 캐리어 층(18)의 평균 두께보다 작고,
    상기 결합 부재(14)가 상기 압력 개방 영역(20) 상의 소정의 개방 압력의 작용이 상기 취약 영역(22)에서 상기 결합 부재(14)를 적어도 부분적으로 비가역적으로 파괴하고 상기 결합 부재(14)에 관통 홀(24)을 형성하도록 구성되고,
    상기 압력 개방 영역(20)이 상기 기재(12)에서 상기 연속 간극(10)을 적어도 부분적으로 커버링하도록 상기 결합 부재(14)가 접착되는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 취약 영역(22)이 캐리어 층(18)에서 플루트-유사 간극으로서 형성되는, 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 소정의 개방 압력이 10 kPa 이상인, 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 캐리어 층(18)이 접착제 층(16)으로부터 이격된 제1 캐리어 플라이(19)의 면 상에 추가의 캐리어 플라이로서 보호 호일(26)을 포함하는, 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 결합 부재(14)가 캐리어 층(18)으로부터 이격된 접착제 층(16)의 면 상의 압력 개방 영역(20)에 장착되는 차단 부재(28)를 추가로 포함하는, 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 결합 부재(14)가, 연속 간극(10)의 에지 위의 압력 개방 영역(20)의 적어도 부분적 돌출에 의해 접착되고, 이에 따라 상기 접착된 결합 부재(14)가 취약 영역(22)에서 결합 부재가 비가역적으로 파괴되지 않고 상기 결합 부재(14)에 관통 홀(24)이 형성되지 않도록 상기 압력 개방 영역(20)에서 캐리어 층(18) 상의 소정의 로딩 압력의 작용을 견디는, 방법.
  7. 제6항에 있어서, 소정의 로딩 압력이 100 kPa 이상인, 방법.
  8. 과압 보호로 연속 간극을 영구적으로 밀봉하기 위한 결합 부재(14)로서, 상기 결합 부재(14)가
    i) 접착제를 포함하는 접착제 층(16), 및
    ii) 상기 접착제 층(16) 상에 배치되고 제1 캐리어 플라이(19)를 포함하는 캐리어 층(18)을 포함하고,
    상기 결합 부재(14)가 상기 캐리어 층(18)에 형성된 취약 영역(22)에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸인 압력 개방 영역(20)을 포함하고, 상기 취약 영역(22)에서 상기 캐리어 층(18)의 평균 두께가 상기 압력 개방 영역(20)에서 상기 캐리어 층(18)의 평균 두께보다 작고,
    상기 결합 부재(14)가 상기 압력 개방 영역(20) 상의 소정의 개방 압력의 작용이 상기 취약 영역(22)에서 상기 결합 부재(14)를 적어도 부분적으로 비가역적으로 파괴하고 상기 결합 부재(14)에 관통 홀을 형성하도록 구성되는, 결합 부재(14).
  9. 적어도 하나의 유밀 밀봉된 개구를 갖는 유밀 밀봉된 내부를 포함하는, 과압-보호 기재(12)로서, 상기 밀봉된 개구가 제8항에 따른 결합 부재(14)로 유밀 밀봉되고, 상기 결합 부재(14)의 압력 개방 영역(20)이 상기 밀봉된 개구를 적어도 부분적으로 커버링하고,
    상기 과압-보호 기재(12)는, 상기 내부의 소정의 과압의 결과로 상기 결합 부재(14)가 상기 취약 영역(22)에서 적어도 부분적으로 비가역적으로 파괴되어 상기 내부의 압력이 상기 결합 부재(14)에서 형성된 상기 관통 홀(24)에 의해 완화될 수 있도록 구성되는, 과압-보호 기재(12).
  10. 기재(12)에서 연속 간극을 영구적으로 밀봉하고 과압 보호를 생성하기 위한 제8항에 따른 결합 부재의 용도로서, 압력 개방 영역(20)이 상기 기재(12)의 상기 연속 간극을 적어도 부분적으로 커버링하도록 상기 연속 간극이 상기 결합 부재(14)로 밀봉되는, 용도.
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