TW201437314A - 塡充間隙用之膨脹性膠帶 - Google Patents

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Yoon-Tae Hwang
Se-Woo Yang
Suk-Ky Chang
Sung-Jong Kim
Ji-Young Hwang
Cha-Hun Ku
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Abstract

本發明係關於填充間隙用之膨脹性膠帶及其用途。該膨脹性膠帶係，例如，依需要施加於存在有流體的間隙中，藉此變形成三維形狀以填充該間隙及固定藉間隙隔離的物件。

Description

填充間隙用之膨脹性膠帶 相關申請案之交互參照
此申請案主張2012年11月16日提出申請之韓國專利申請案第2012-0130478號之優先權和權利。茲將該案全文以引用方式納入本文中。
本申請案係關於用以填充間隙之膨脹性膠帶及其用途。
許多情況中，必須填充介於兩個間隔的物件之間的間隙，且具有該間隙的兩個物件必須藉填充該間隙而固定在適當位置。
例如，當藉由將電極組合體封裝在圓筒罐體而製造電池時，電極組合體的尺寸通常比圓筒罐體為小，因此在電極組合體和罐體的內壁之間有間隙存在。此情況中，封裝在罐體中的電極組合體因為外在的振動或衝擊而在罐體中自由移動，此會提高電池的內部電阻或損及電極 翼片(electrode tab)，顯著降低電池效能。因此，必須填充此間隙且電極組合體必須被穩固地固定在適當位置。
本申請案提出用以填充間隙之膨脹性膠帶及其用途。
本申請案係關於用以填充間隙之膨脹性膠帶及其用途。此膠帶的例子可包括基材膜和形成於基材膜的一表面上的壓感性黏著劑層。此處所謂“用以填充間隙之膨脹性膠帶”是指用以填充介於間隔的兩個物件之間的間隙及依需要而固定此二物件的膠帶。
可以使用，例如，聚胺甲酸酯膜作為基材膜。該聚胺甲酸酯可包括含括具有至少兩個異氰酸酯基的異氰酸酯化合物(下文中稱為“聚異氰酸酯化合物”)、多元醇化合物、和鏈增長劑之混合物的反應產物。
此聚胺甲酸酯包括藉胺甲酸酯鍵結合之所有種類的聚合物化合物。此聚胺甲酸酯具有高分子量，且係藉由令位於多元醇末端的醇(-OH)基鍵結至聚異氰酸酯化合物的異氰酸酯(-NCO)基而形成胺甲酸酯(-NHCOO-)基，及令異氰酸酯基與鏈增長劑反應以再度持續形成胺甲酸酯而製得。
聚異氰酸酯化合物和鏈增長劑會參與形成胺甲酸酯基的反應，藉此形成聚胺甲酸酯的硬區域。此處，未特別限制聚異氰酸酯化合物和鏈增長劑的重量比，但 15至60重量份聚異氰酸酯化合物可以與5至20重量份鏈增長劑混合。
此外，如前述者，多元醇用以提供OH基至胺甲酸酯鍵，並形成聚胺甲酸酯的軟區域。
可以藉由將硬區域和軟區域的重量比控制在適當範圍內而調整聚胺甲酸酯膜的物理性質。例如，聚胺甲酸酯膜中，相對於100重量份多元醇化合物，構成聚胺甲酸酯膜之聚異氰酸酯化合物和鏈增長劑的重量總和可為20至300重量份，25至290重量份或30至280重量份。此處所謂的“重量份”是指介於組份之間的重量比。控制介於聚胺甲酸酯膜的硬和軟區域之間的重量比，所製得的聚胺甲酸酯膜的物理性質，例如，基材膜的硬度，能夠維持於所欲範圍內，在實現三維形狀以填充間隙時，能夠提供極佳的承載強度和抗性，且能夠防止膠帶展開時發生膜之擴張和變形的情況。
可以使用，例如，芳族異氰酸酯化合物、脂環狀異氰酸酯化合物、或脂族異氰酸酯化合物作為聚異氰酸酯化合物。
作為芳族異氰酸酯化合物者可為，例如，甲苯二異氰酸酯、伸甲基二苯基二異氰酸酯、雙(異氰酸基丁基)苯、雙(異氰酸基甲基)萘、雙(異氰酸基甲基)二苯醚、伸苯二異氰酸酯、乙基伸苯基二異氰酸酯、異丙基伸苯基二異氰酸酯、二甲基伸苯基二異氰酸酯、二乙基伸苯基二異氰酸酯、二異丙基伸苯基二異氰酸酯、三甲基苯三 異氰酸酯、苯三異氰酸酯、聯苯基二異氰酸酯、甲苯胺二異氰酸酯、4,4-二苯基甲烷二異氰酸酯、3,3-二甲基二苯基甲烷-4,4-二異氰酸酯、二苄基-4,4-二異氰酸酯、雙(異氰酸基苯基)乙烯、3,3-二甲氧基聯苯基-4,4-二異氰酸酯、六氫苯二異氰酸酯、或六氫二苯基甲烷-4,4-二異氰酸酯，且合宜地，使用甲苯二異氰酸酯或伸甲基二苯基二異氰酸酯。
作為脂環狀異氰酸酯化合物者可為，例如，1,2-雙(異氰酸基甲基)環己烷、1,3-雙(異氰酸基甲基)環己烷、1,4-雙(異氰酸基甲基)環己烷、環己烷二異氰酸酯、甲基環己烷二異氰酸酯、二環己基二甲基甲烷異氰酸酯、或2,2-二甲基二環己基甲烷異氰酸酯，但本發明不限於此。
作為脂族異氰酸酯化合物者可為，例如，2,2-二甲基戊烷二異氰酸酯、2,2,4-三甲基己烷二異氰酸酯、丁烷二異氰酸酯、1,3-丁二烯-1,4-二異氰酸酯、2,4,4-三甲基伸己基二異氰酸酯、1,6,11-十一烷三異氰酸酯、1,3,6-伸己基三異氰酸酯、1,8-二異氰酸酯-4-異氰酸基甲基辛烷、雙(異氰酸基乙基)碳酸酯、雙(異氰酸基乙基)醚，但本發明不限於此。
此外，作為多元醇化合物的例子可為，例如，聚酯多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚己內醯胺多元醇、聚丁二烯多元醇、聚硫醚多元醇、或自彼衍生的化合物，但合宜地，可以使用聚酯多元醇或可以使用 聚酯多元醇。
鏈轉移劑可為具有羥基或胺基之具有低分子量的化合物。除非他處特別定義，否則“分子量”是指重量平均分子量。鏈轉移劑扮演決定最終聚合物之形狀、或撓曲性、耐熱性、和耐化學品腐蝕性的關鍵角色。
作為鏈增長劑者可為，例如，二官能性羥基化合物、三官能性羥基化合物、四官能性羥基化合物、或二官能性胺化合物。
二官能性羥基化合物可為，例如，乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、1,3-丙二醇，1,3-丁二醇，新戊二醇、1,6-己二醇、1,4-環己烷二甲醇、氫醌雙(2-羥基乙基)醚、乙醇胺、二乙醇胺、甲基二乙醇胺、或苯基二乙醇胺。三官能性羥基化合物可為，例如，甘油、三甲基丙烷、1,2,6-己三醇、或三乙醇胺。四官能性羥基化合物可為，例如、季戊四醇或N,N,N’,N’-肆(2-羥基丙基)乙二胺。二官能性胺化合物可為，例如，二乙基甲苯二胺或二甲基硫代甲苯二胺。但是，本發明不限於此。
基材膜可以聚胺甲酸酯膜的單層結構、或至少包括聚胺甲酸酯膜的多層結構形成。
可以使用單軸或雙軸延伸膜、或未延伸膜作為聚胺甲酸酯膜。
可以使用，例如，熱塑性聚胺甲酸酯(TPU)膜作為聚胺甲酸酯膜。
作為TPU膜，聚酯TPU膜、聚醚TPU膜、或聚己內酯TPU膜為已知者，這些膜中，可以選擇合宜者，但較佳地使用聚酯TPU膜。
依需要地，TPU膜可以合宜地包括添加劑，例如，交聯劑、界面活性劑、阻燃劑、起泡劑、顏料、或填料，以得到所欲效果。
基材膜可為TPU膜單層結構，或多層結構，例如，至少包括TPU膜的雙層結構。
當基材膜包括TPU膜以外之額外的膜時，此額外的膜可為聚合物膜或片，其被製成在製程期間內，在用於擴張或收縮的條件下，與流體接觸時會變形，例如，膨脹。
一個例子中，額外的膜可為包括酯或醚鍵的膜，或包括纖維素酯化合物的膜。例如，額外的膜可為以丙烯酸酯為基礎的膜、以環氧基為基礎的膜、或以纖維素為基礎的膜，但本發明不限於此。
填充間隙用之膨脹性膠帶中所含括的基材膜可為，例如，與流體接觸時會在長度方向變形的基材膜。與流體接觸時，此基材膜會在長度方向膨脹。此處所謂“長度方向”是指當基材膜維持平坦時，垂直於基材膜之厚度方向的方向(例如，圖2的箭頭方向)。此外，文中所用的“垂直”和“水平”是指未損及所欲效果之實質上垂直和實質上水平，且例如，容許誤差在±10度，±5度或±3度之內。
基材膜可為任何能夠變形者，例如，當其變形時，在基材膜平面上的任何方向(如水平、直立、或對角方向)膨脹，例如，在長度方向膨脹。
未特別限制基材膜的形狀，且可為，例如，膜或片形。此外，膜或片類型的基材膜可具有四角形、圓形、三角形或不定形。
此外，當膜與流體接觸時，基材膜會變形，例如，除了長度方向之外，亦在垂直方向膨脹。據此，基材膜可提供填充間隙用之膨脹性膠帶，當膜與流體接觸時，膠帶變形成在垂直於長度方向上之高度為例如0.001毫米至2.0毫米，0.001毫米至1.00毫米或0.01毫米至5毫米的三維形狀。
該基材膜之根據ASTM D2240測得的Shore A硬度為70A或更高。該基材膜之根據JIS K-7311測得的Shore D硬度為40D或更高。當基材膜的硬度維持如前述者時，當實現三維形狀時，提供極佳的承載強度和耐性以填充間隙，且可防止在展開膜的期間內，膜之擴張或變形。基材膜的硬度上限無特別限制，但例如，Shore A硬度的上限可為100A或95A，而Shore D硬度的上限可為，例如，100D或85D。
壓感性黏著劑層可形成於基材膜的一表面上。如前述者，壓感性黏著劑層可以平行於該基材膜的長度方向之方向形成在基材膜的一表面上。圖2係膠帶2的截面圖，其包括以平行於基材膜(201)的長度方向之方向 形成於基材膜(201)的一表面上之壓感性黏著劑層(202)。
在膠帶被形成於平行基材膜之長度方向上的壓感性黏著劑層固定時，當與流體接觸時，藉由膨脹，此膠帶可以實現在垂直於基材膜的長度方向之方向上凸出的三維形狀。
可以使用例如丙烯酸系壓感性黏著劑、胺甲酸酯壓感性黏著劑、環氧基壓感性黏著劑、聚矽氧壓感性黏著劑、或橡膠壓感性黏著劑作為壓感性黏著劑層，但本發明不限於此。
一個例子中，壓感性黏著劑層可為丙烯酸系壓感性黏著劑層，其包括，例如，藉多官能性交聯劑交聯的丙烯酸系聚合物。
作為丙烯酸系聚合物，可以使用，例如，重量平均分子量(Mw)為400,000或更高者。重量平均分子量是藉凝膠穿透層析法(GPC)測得之相對於標準聚苯乙烯之轉化值。丙烯酸系聚合物之分子量的上限可以，但非特別限制，控制在2,500,000或更低的範圍內。
所含括的丙烯酸系聚合物可為(甲基)丙烯酸酯單體與具有可交聯的官能基之可共聚合的單體聚合之類型。此處，未特別限制單體的重量比。
聚合物中含括的(甲基)丙烯酸酯單體可為，但不限於，例如，(甲基)丙烯酸烷酯，考慮壓感黏著劑的黏合強度、玻璃化轉變溫度、或壓感黏著性時，可以使用包括具1至14個碳原子的烷基之(甲基)丙烯酸烷酯。可以 使用(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸三級丁酯、(甲基)丙烯酸二級丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基丁酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸異辛酯、(甲基)丙烯酸異壬酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、和(甲基)丙烯酸十四烷酯中之一或至少二者作為此單體，但本發明不限於此。
具有可交聯的官能基之可共聚合的單體係可以與(甲基)丙烯酸酯單體或聚合物中所含括的另一單體共聚合的單體，其並且可以在共聚合之後，提供多官能性交聯劑能夠與聚合物的主鏈反應之交聯點。此處，可交聯的官能基可為羥基、羧基、異氰酸酯基、環氧丙基、或醯胺基，在一些情況中，光可交聯的官能基，例如丙烯醯基或甲基丙烯醯基。光可交聯的官能基可藉由令具有光可交聯的官能基之化合物與可共聚合的單體所提供之可交聯的官能基反應而引入。在製造壓感性黏著劑的領域中，已經知道能夠根據所欲官能基而使用之各種可共聚合的單體。可以使用之作為此單體的例子可為，具有羥基的單體，例如(甲基)丙烯酸2-羥乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥丙酯、(甲基)丙烯酸4-羥丁酯、(甲基)丙烯酸6-羥己酯、(甲基)丙烯酸8-羥辛酯、(甲基)丙烯酸2-羥基乙二醇酯、或(甲基)丙烯酸2-羥基丙二醇酯；具有羧基的單體，例如(甲基)丙烯酸、2-(甲基)丙烯醯氧基乙酸、3-(甲基)丙烯醯氧基丙 酸、4-(甲基)丙烯醯氧基丁酸、丙烯酸二聚體、衣康酸、馬來酸、和馬來酸酐；(甲基)丙烯酸環氧丙酯、(甲基)丙烯醯胺、N-乙烯基吡咯烷酮、或N-乙烯基己內醯胺，但本發明不限於此。此單體之一或至少二者可含括於聚合物中。
必要時，丙烯酸系聚合物可以聚合形式進一步包括另一共聚單體，且可為，例如，式1代表的單體。
式1中，R1至R3各自獨立地為氫或烷基，R4是氰基；未經取代或經烷基取代的苯基；乙醯氧基；或COR5，且此處，R5是未經取代或經烷基或烷氧基烷基取代的胺基或環氧丙氧基。
式1中之R1至R5的定義中，烷基或烷氧基可為具1至8個碳原子的烷基或烷氧基，且較佳地，甲基、乙基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、或丁氧基。
式1之單體的特別的例子可為羧酸的乙烯酯，例如(甲基)丙烯腈、N-甲基(甲基)丙烯醯胺、N-丁氧基甲基(甲基)丙烯醯胺、苯乙烯、甲基苯乙烯、或乙酸乙烯酯，但本發明不限於此。
丙烯酸系聚合物可藉，例如，溶液聚合法、 光聚合法、整體聚合法、懸浮聚合法、或乳化聚合法製造。
未特別限制在壓感性黏著劑層中的丙烯酸系聚合物交聯之多官能性交聯劑的種類，且例如，根據存在於聚合物中之可交聯的官能基種類，適當的交聯劑可以選自已知的交聯劑，例如異氰酸酯交聯劑、環氧基交聯劑、吖丙啶交聯劑、和金屬螯合劑交聯劑、和光交聯劑。此處，可使用的異氰酸酯交聯劑的例子為二異氰酸酯，例如甲苯二異氰酸酯、二甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、伸己基二異氰酸酯、二異氰酸異佛爾酮酯(isoboron diisocyanate)、四甲基二甲苯二異氰酸酯、或萘二異氰酸酯；或異氰酸酯與多元醇化合物之反應產物，且此處，多元醇可為三羥甲基丙烷。可使用的環氧基交聯劑可為乙二醇二環氧丙醚、三環氧丙醚、三羥甲基丙烷三環氧丙醚、N,N,N’,N’-四環氧丙基乙二胺、或甘油二環氧丙醚；吖丙啶交聯劑可為N,N’-甲苯-2,4-雙(1-吖丙啶甲醯胺)、N,N’-二苯基甲烷-4,4’-雙(1-吖丙啶甲醯胺)、三伸乙基三聚氰胺、雙異酞醯基-1-(2-甲基吖丙啶)或三-1-吖丙啶膦化氧；及金屬螯合劑交聯劑可為多價金屬配位至化合物(例如乙醯基丙酮或乙醯基乙酸乙酯)的化合物。此處，多價金屬可為鋁、鐵、鋅、錫、鈦、銻、鎂或釩；及光交聯劑可為多官能性丙烯酸酯。此處，考慮聚合物中所含括之可交聯的官能基的種類，可以使用一或至少兩種交聯劑。
考慮所欲剝離強度，可調整壓感性黏著劑層 中之多官能性交聯劑的重量比。
上述壓感性黏著劑層可藉由塗覆藉摻混丙烯酸系聚合物和多官能性交聯劑而製得的塗覆液，及在適當條件下誘發該聚合物和多官能性交聯劑之間的交聯反應而形成。
此壓感性黏著劑層可以另包括選自偶合劑、增黏劑、環氧樹脂、UV安定劑、抗氧化劑、著色劑、強化劑、填料、發泡劑、界面活性劑、和塑化劑所組成的群組中之至少一者的添加劑，而不會降低所欲的效果。
可以根據用途，例如，所欲剝離強度或形成三維形狀的能力、或待填充的間隙的尺寸，適當地選擇壓感性黏著劑層的厚度，但無特別的限制。
此膠帶可以進一步包括黏附至壓感性黏著劑層的脫模片，用以在膠帶被使用之前，保護壓感性黏著劑層。
一個例子中，膨脹性膠帶可為當膨脹性膠帶藉壓感性黏著劑層黏附至形成間隙的兩個物件之任一者時(例如，當膠帶與流體接觸並與壓感性黏著劑層的固著強度達到平衡時)，該膨脹性膠帶可為由於膨脹該基材膜所產生的強度而能夠變形成三維形狀以填充間隙的膠帶。
圖1係說明藉膨脹性膠帶在間隙之間變形成三維形狀而填充間隙之方法的示意圖。
一個例子中，藉間隙而分隔的兩個物件可分別為電池的電極組合體和封裝電極組合體的罐體，但本發 明不限於此。此情況中，此膠帶係用於電極組合體的線膠帶，其可用以防止電極組合體展開及將電極組合體固定於罐體內部。
如圖2所示者，膨脹性膠帶(101)藉壓感性黏著劑層黏附至形成間隙的兩個物件(103和104)之一者(104)。當膠帶黏附至物件，且將一流體引入間隙中並與膨脹性膠帶(101)的基材膜基接觸時，基材膜於長度方向膨脹。此處，當膠帶(101)使用壓感性黏著劑層固定於物件(104)時，由於基材膜膨脹，膨脹性膠帶(102)成為三維形狀，此使其填充間隙，且視需要地，使得具有間隙的兩個物件(103和104)彼此固定。
藉膨脹性膠帶實現的三維形狀的尺寸，即，間隙的寬度，可為0.001毫米至2.0毫米，0.001毫米至1.0毫米，或0.01毫米至0.5毫米。但是，三維形狀的尺寸可以取決於施用膨脹性膠帶之間隙的特定種類而改變，但本發明未特別限於此。根據施用膨脹性膠帶的間隙之尺寸，可藉間隙寬度適當地控制三維形狀的尺寸。
本發明另一方面提出填充間隙之方法。例示方法可為填充由第一基材和與第一基材間隔的第二基材形成的間隙之方法。此方法包括，例如，令膨脹性膠帶的壓感性黏著劑層黏附至該第一或第二基材，和令該膨脹性膠帶的基材膜與流體接觸。
此方法中，未特別限制形成間隙的第一和第二基材的特定種類和形狀。即，待填充的間隙形成於第一 和第二基材之間，且可以使用能夠將流體導入間隙中之任何種類的基材。
此外，未特別限制基材的形狀，例如，基材可為圖1所示的扁平形、曲線形、或不規則形。一個例子中，介於第一和第二基材形成的間隙的寬度可為，但不限於，0.001毫米至2.0毫米，0.001毫米至1.00毫米，或0.01毫米至0.5毫米。
如圖1所示者，此方法可以在膠帶(101)藉壓感性黏著劑層黏附至形成間隙的第一和第二基材(103和104)中之任一者時，藉由令基材膜與流體接觸以膨脹而形成具有三維形狀的膠帶(102)的方式實施。
一個例子中，方法中所使用的第一和第二基材中之任一者為用於電池的電極組合體，另一者為封裝組合體的罐體。與膠帶接觸的流體可為電池中含括的電解質。
此情況中，例如，方法可藉由在膠帶黏附至電極組合體並將電解質注入罐體中之後，將膠帶封裝於罐體中的方式實施。
未特別限制電極組合體的特定種類，且可含括技術中使用的所有種類之常見的組合體。一個例子中，電極組合體可為用於二次電池的電極組合體，例如，用於鋰二次電池的電極組合體。
可黏附膨脹性膠帶以便包覆電極組合體的圓周表面中配置有間隔器的最外端部之最後加工部位，且環 繞圓周表面。此外，可黏附膨脹性膠帶以覆蓋電極組合體之圓周表面的全表面之至少30%或更高，電極組合體的圓周表面的上和下端可被黏附以使組合體外露。
未特別限制封裝電極組合體之罐體的種類，且例如，如此技術中已知者，可以使用圓筒罐體。
此外，此處，未特別限制電解質(其為用於以使膠帶變形，例如，膨脹，的流體)的種類，並根據電池種類，使用此技術已知的電解質。例如，當電池是鋰二次電池時，電解質可包括，例如，非含水有機溶劑和鋰鹽。此處，鋰鹽溶於有機溶劑中作為電池中的鋰離子來源，並刺激鋰離子在陽極和陰極之間的轉移。鋰鹽可含括LiPF6、LiBF4、LiSbF6、LiAsF6、LiCF3SO3、LiN(CF3SO2)3、Li(CF3SO2)2N、LiC4F9SO3、LiClO4、LiAlO4、LiAlCl4、LiN(CxF2x+1SO2)(CyF2y+1SO2)(此處，x和y為自然數)、LiCl、LiI、和雙草酸硼酸鋰中之一或至少二者作為承載電解質。鋰鹽在電解質中的濃度可以根據其用途而改變，且通常在0.1M至2.0M的範圍內變化。此外，有機溶劑作為電池的化學反應中所含括的離子能夠被運送之介質，並可包括，例如，苯、甲苯、氟苯、1,2-二氟苯、1,3-二氟苯、1,4-二氟苯、1,2,3-三氟苯、1,2,4-三氟苯、氯苯、1,2-二氯苯、1,3-二氯苯、1,4-二氯苯、1,2,3-三氯苯、1,2,4-三氯苯、碘苯、1,2-二碘苯、1,3-二碘苯、1,4-二碘苯、1,2,3-三碘苯、1,2,4-三碘苯、氟甲苯、1,2-二氟甲苯、1,3-二氟甲苯、1,4-二氟甲苯、1,2,3- 三氟甲苯、1,2,4-三氟甲苯、氯甲苯、1,2-二氯甲苯、1,3-二氯甲苯、1,4-二氯甲苯、1,2,3-三氯甲苯、1,2,4-三氯甲苯、碘甲苯、1,2-二碘甲苯、1,3-二碘甲苯、1,4-二碘甲苯、1,2,3-三碘甲苯、1,2,4-三碘甲苯、R-CN(其中R是具2至50個碳原子的直鏈、支鏈或環狀烴基，其可為雙鍵、芳環、或醚鍵)、二甲基甲醯胺、二甲基乙酸酯、二甲苯、環己烷、四氫呋喃、2-甲基四氫呋喃、環己酮、乙醇、異丙醇、碳酸二甲酯、碳酸乙酯甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲酯丙酯、碳酸丙二酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、二甲氧基乙烷、1,3-二噁茂烷(1,3-dioxolane)、二甘醇二甲醚(diglyme)、四甘醇二甲醚(tetraglyme)、碳酸乙二酯、碳酸丙二酯、γ-丁內酯、環丁碸(sulfolane)、戊內酯、癸內酯(decanolide)和3-羥基-3-甲基戊酸內酯(mevalolactone)中之一或至少二者，但本發明不限於此。
膨脹性膠帶中，如前述者，壓感性黏著劑層形成於具有變形特性(例如，膨脹特性)的基材膜的一表面上。據此，施用前述方法之後，例如，膠帶黏附至電極組合體，藉此能夠實現三維形狀。結果，膠帶能夠有效地填充介於電極組合體和罐體的內壁之間的間隙並將電極組合體固定於適當位置，藉此防止電極組合體移動或振動。
換言之，當膨脹性膠帶與電解質接觸時，藉膨脹性膠帶之基材膜的變形強度和壓感性黏著劑層的剝離強度之間的交互作用，形成膨脹性膠帶的“三維形狀”，且 可包括能夠將電極組合體穩固地固定於罐體中之所有形式。
圖3係藉前述方法製造的例示電池，其中膨脹性膠帶(51a和51b)藉電解質形成三維形狀，且電極組合體(53)固定於罐體(52)。
例如，如圖3的左圖所示者，在膨脹性膠帶(51a)黏附至組合體(53)並將組合體插入罐體(52)中的操作中，膠帶可維持扁平形。但是，預定時間過後，由於組合體與插入罐體(52)中的電解質接觸，此如圖3的右圖所示者，膨脹性膠帶(51b)會變形成三維形狀以填充介於電極組合體(53)和罐體(52)之間的間隙並將彼等固定於適當位置。
根據本發明之膨脹性膠帶施用於存在有流體的間隙之間，藉此實現三維形狀，並因此能夠而依需要地用以填充間隙及固定形成間隙的物件。
2‧‧‧膨脹性膠帶
51a，51b‧‧‧膨脹性膠帶
52‧‧‧罐體
53‧‧‧電極組合體
101‧‧‧實現三維形狀之前的膨脹性膠帶
102‧‧‧實現三維形狀之後的膨脹性膠帶
103，104‧‧‧形成間隙之物件
201‧‧‧基材膜
202‧‧‧壓感性黏著劑層
圖1出示膨脹性膠帶形成三維形狀之程序的圖。
圖2為膨脹性膠帶的截面圖。
圖3出示在電池之製造中，膨脹性膠帶形成三維形狀之程序的圖。
下文中，將參照實例和比較例，詳細描述膨脹性膠帶，但膨脹性膠帶之範圍未限於以下實例。
下文中，實例和比較例中，藉以下方法評估物理性質。
1. 膨脹性膠帶形成三維形狀的能力之評估
實例和比較例中製造的電池儲存於室溫一天，拆解以自電池取得電極組合體，評估膨脹性膠帶黏附至電極組合體的狀態，藉此根據以下標準，評估形成三維形狀的能力。
<評估形成三維形狀的能力之標準>
○：觀察到膨脹性膠帶的三維形狀
△：未觀察到膨脹性膠帶的三維形狀
×：未觀察到膨脹性膠帶的三維形狀，且膠帶已自電極組合體剝離
2. 膨脹性膠帶的間隙填充能力(防止電極組合體移動的能力)之評估
膨脹性膠帶的間隙填充能力係藉評估防止電極組合體移動的特性之方法進行評估。此方法中，例如，含括低振動評估法和低衝擊評估法。低振動評估法中，用於振動試驗之方法係根據UN38.3說明書，且當電池於評 估之後被截止時，測定為因移動導致之接線端部的截止電壓。在低衝擊評估法中，當電池置於八角形筒中，旋轉，並在經過預定時間之後被截止，測定為因移動導致之接線端部的截止電壓。根據以下標準，藉上述方法評估膨脹性膠帶的間隙填充能力。
<評估間隙填充能力之標準>
○：低振動和低衝擊評估之後，測得電池功率
△：低振動和低衝擊評估之後，測得電池功率，但電阻提高10%或更高
×：低振動和低衝擊評估之後，未測得電池功率
3. 硬度之評估
根據ASTM D2240測定基材膜的Shore A硬度，並根據JIS K-7311測定Shore D硬度。
實例1. 膨脹性膠帶之製造
未延伸膜，其為藉由摻混重量比分別為38：50：12的芳族異氰酸酯化合物(作為異氰酸酯化合物)、聚酯多元醇(作為多元醇化合物)和丁二醇(作為鏈增長劑)而 製得的混合物製造的熱塑性聚胺甲酸酯(TPU)膜，其Shore A硬度為95A，長度方向的變形率(膨脹率)為18%，厚度約40微米，以其作為基材膜。作為包括以異氰酸酯交聯劑交聯至基材膜的一表面之丙烯酸系壓感性黏著樹脂的丙烯酸系壓感性黏合劑層，形成相對於玻璃板的剝離強度為1,200克力/25毫米，厚度為15微米的壓感性黏著劑層，藉此製得膨脹性膠帶。
電極組合體和電池之製造
黏附膨脹性膠帶以覆蓋電極組合體(截面直徑：17.2毫米)(呈果凍捲形式，包括陰極、陽極、和間隔器)圓周約50%的面積，將此組合體插入圓筒罐體(截面直徑：17.5毫米)中。之後，將以碳酸酯為基礎的電解質注入罐體中並密封此罐體，藉此完成電池。
實例2. 膨脹性膠帶之製造
未延伸膜，其為藉由摻混重量比分別為20：75：5的芳族異氰酸酯化合物(作為異氰酸酯化合物)、聚酯多元醇(作為多元醇化合物)和丁二醇(作為鏈增長劑)而製得的混合物製造的熱塑性聚胺甲酸酯(TPU)膜，其Shore A硬度為75A，長度方向的變形率(膨脹率)為19%，厚度約40微米，以其作為基材膜。作為包括以異氰酸酯交聯 劑交聯至基材膜的一表面之丙烯酸系壓感性黏著樹脂的丙烯酸系壓感性黏合劑層，形成相對於玻璃板的剝離強度為1,230克力/25毫米，厚度為15微米的壓感性黏著劑層，藉此製得膨脹性膠帶。
電極組合體和電池之製造
黏附膨脹性膠帶以覆蓋電極組合體(截面直徑：17.2毫米)(呈果凍捲形式，包括陰極、陽極、和間隔器)圓周約50%的面積，此組合體插入圓筒罐體(截面直徑：17.5毫米)中。之後，以碳酸酯為基礎的電解質注入罐體中並密封此罐體，藉此完成電池。
實例3. 膨脹性膠帶之製造
未延伸膜，其為藉由摻混重量比分別為58：27：15的芳族異氰酸酯化合物(作為異氰酸酯化合物)、聚酯多元醇(作為多元醇化合物)和丁二醇(作為鏈增長劑)而製得的混合物製造的熱塑性聚胺甲酸酯(TPU)膜，其Shore D硬度為85D，長度方向的變形率(膨脹率)為10%，厚度約40微米，以其作為基材膜。作為包括以異氰酸酯交聯劑交聯至基材膜的一表面之丙烯酸系壓感性黏著樹脂的丙烯酸系壓感性黏合劑層，形成相對於玻璃板的剝離強度為1,130克力/25毫米，厚度為15微米的壓感性黏著劑 層，藉此製得膨脹性膠帶。
電極組合體和電池之製造
黏附膨脹性膠帶以覆蓋電極組合體(截面直徑：17.2毫米)(呈果凍捲形式，包括陰極、陽極、和間隔器)圓周約50%的面積，此組合體插入圓筒罐體(截面直徑：17.5毫米)中。之後，以碳酸酯為基礎的電解質注入罐體中並密封此罐體，藉此完成電池。
實例4. 膨脹性膠帶之製造
未延伸膜，其為藉由摻混重量比分別為55：30：15的芳族異氰酸酯化合物(作為異氰酸酯化合物)、聚酯多元醇(作為多元醇化合物)和丁二醇(作為鏈增長劑)而製得的混合物製造的熱塑性聚胺甲酸酯(TPU)膜，其Shore D硬度為80D，長度方向的變形率(膨脹率)為11%，厚度約40微米，以其作為基材膜。作為包括以異氰酸酯交聯劑交聯至基材膜的一表面之丙烯酸系壓感性黏著樹脂的丙烯酸系壓感性黏合劑層，形成相對於玻璃板的剝離強度為1,150克力/25毫米，厚度為15微米的壓感性黏著劑層，藉此製得膨脹性膠帶。
電極組合體和電池之製造
黏附膨脹性膠帶以覆蓋電極組合體(截面直徑：17.2毫米)(呈果凍捲形式，包括陰極、陽極、和間隔器)圓周約50%的面積，此組合體插入圓筒罐體(截面直徑：17.5毫米)中。之後，以碳酸酯為基礎的電解質注入罐體中並密封此罐體，藉此完成電池。
實例5. 膨脹性膠帶之製造
未延伸膜，其為藉由摻混重量比分別為40：48：12的芳族異氰酸酯化合物(作為異氰酸酯化合物)、聚酯多元醇(作為多元醇化合物)和丁二醇(作為鏈增長劑)而製得的混合物製造的熱塑性聚胺甲酸酯(TPU)膜，其Shore D硬度為45D，長度方向的變形率(膨脹率)為14%，厚度約40微米，以其作為基材膜。作為包括以異氰酸酯交聯劑交聯至基材膜的一表面之丙烯酸系壓感性黏著樹脂的丙烯酸系壓感性黏合劑層，形成相對於玻璃板的剝離強度為1,200克力/25毫米，厚度為15微米的壓感性黏著劑層，藉此製得膨脹性膠帶。
電極組合體和電池之製造
黏附膨脹性膠帶以覆蓋電極組合體(截面直徑：17.2毫米)(呈果凍捲形式，包括陰極、陽極、和間隔器)圓周約50%的面積，此組合體插入圓筒罐體(截面直 徑：17.5毫米)中。之後，以碳酸酯為基礎的電解質注入罐體中並密封此罐體，藉此完成電池。
比較例1. 膨脹性膠帶之製造
未延伸膜，其為藉由摻混重量比分別為15：80：5的芳族異氰酸酯化合物(作為異氰酸酯化合物)、聚酯多元醇(作為多元醇化合物)和丁二醇(作為鏈增長劑)製得的混合物製造的熱塑性聚胺甲酸酯(TPU)膜，其Shore A硬度為65A，長度方向的變形率(膨脹率)為30%，厚度約40微米，以其作為基材膜。作為包括以異氰酸酯交聯劑交聯至基材膜的一表面之丙烯酸系壓感性黏著樹脂的丙烯酸系壓感性黏合劑層，形成相對於玻璃板的剝離強度為1,300克力/25毫米，厚度為15微米的壓感性黏著劑層，藉此製得膨脹性膠帶。
電極組合體和電池之製造
黏附膨脹性膠帶以覆蓋電極組合體(截面直徑：17.2毫米)(呈果凍捲形式，包括陰極、陽極、和間隔器)圓周約50%的面積，此組合體插入圓筒罐體(截面直徑：17.5毫米)中。之後，以碳酸酯為基礎的電解質注入罐體中並密封此罐體，藉此完成電池。
比較例2. 膨脹性膠帶之製造
未延伸膜，其為藉由摻混重量比分別為32：58：10的芳族異氰酸酯化合物(作為異氰酸酯化合物)、聚酯多元醇(作為多元醇化合物)和丁二醇(作為鏈增長劑)製得的混合物製造的熱塑性聚胺甲酸酯(TPU)膜，其Shore D硬度為35D，長度方向的變形率(膨脹率)為20%，厚度約40微米，以其作為基材膜。作為包括以異氰酸酯交聯劑交聯至基材膜的一表面之丙烯酸系壓感性黏著樹脂的丙烯酸系壓感性黏合劑層，形成相對於玻璃板的剝離強度為1,280克力/25毫米，厚度為15微米的壓感性黏著劑層，藉此製得膨脹性膠帶。
電極組合體和電池之製造
黏附膨脹性膠帶以覆蓋電極組合體(截面直徑：17.2毫米)(呈果凍捲形式，包括陰極、陽極、和間隔器)圓周約50%的面積，此組合體插入圓筒罐體(截面直徑：17.5毫米)中。之後，以碳酸酯為基礎的電解質注入罐體中並密封此罐體，藉此完成電池。
彙整實例和比較例中測得的物理性質並列於表1。
101‧‧‧實現三維形狀之前的膨脹性膠帶
102‧‧‧實現三維形狀之後的膨脹性膠帶
103，104‧‧‧形成間隙之物件

Claims (17)

  1. 一種填充間隙用之膨脹性膠帶，其包含：基材膜，其根據ASTM D2240測得的Shore A硬度為70A或更高，且根據JIS K-7311測得的Shore D硬度為40D或更高；和壓感性黏著劑層，其係以平行於該基材膜的長度方向之方向形成在基材膜的一表面上。
  2. 如申請專利範圍第1項之填充間隙用之膨脹性膠帶，其中該基材膜包含熱塑性聚胺甲酸酯。
  3. 如申請專利範圍第2項之填充間隙用之膨脹性膠帶，其中該熱塑性聚胺甲酸酯係具有至少兩個異氰酸酯基的異氰酸酯化合物、多元醇化合物、和鏈增長劑之混合物的反應產物。
  4. 如申請專利範圍第3項之填充間隙用之膨脹性膠帶，其中相對於100重量份該多元醇化合物，該異氰酸酯化合物和該鏈增長劑在混合物中的總含量為20至300重量份。
  5. 如申請專利範圍第3項之填充間隙用之膨脹性膠帶，其中該異氰酸酯化合物係芳族異氰酸酯化合物、脂環狀異氰酸酯化合物、或脂族異氰酸酯化合物。
  6. 如申請專利範圍第3項之填充間隙用之膨脹性膠帶，其中該多元醇化合物係聚酯多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚己內醯胺多元醇、聚丁二烯多元醇、或聚硫醚多元醇。
  7. 如申請專利範圍第3項之填充間隙用之膨脹性膠帶，其中該鏈增長劑係二官能性羥基化合物、三官能性羥基化合物、四官能性羥基化合物、或二官能性胺化合物。
  8. 如申請專利範圍第1項之填充間隙用之膨脹性膠帶，其中與流體接觸之後，該基材膜變形成在垂直於長度方向的方向上之高度為0.001毫米至2.00毫米的三維形狀。
  9. 如申請專利範圍第1項之填充間隙用之膨脹性膠帶，其中該壓感性黏著劑層包含丙烯酸系壓感性黏著劑、胺甲酸酯壓感性黏著劑、環氧基壓感性黏著劑、聚矽氧壓感性黏著劑、或橡膠壓感性黏著劑。
  10. 如申請專利範圍第1項之填充間隙用之膨脹性膠帶，其中該壓感性黏著劑層包含與多官能性交聯劑交聯的丙烯酸系聚合物。
  11. 一種填充介於第一基材和與該第一基材間隔的第二基材之間形成的間隙之方法，其包含：將如申請專利範圍第1項之膨脹性膠帶的壓感性黏著劑層黏附至該第一或第二基材；和令該膨脹性膠帶的基材膜與流體接觸。
  12. 如申請專利範圍第11項之填充間隙之方法，其中藉該第一和該第二基材形成的間隙之寬度為0.001毫米至2.00毫米。
  13. 如申請專利範圍第11項之填充間隙之方法，其中該第一和第二基材中之一者係電極組合體，另一者係包 封該組合體的罐體。
  14. 一種電極組合體，其具有如申請專利範圍第1項之膨脹性膠帶黏附的周圍表面。
  15. 一種電池，其包含：如申請專利範圍第14項之電極組合體；封裝該組合體的罐體；和與該罐體中的該組合體接觸之電解質。
  16. 如申請專利範圍第15項之電池，其中該電極組合體的壓感性黏著劑膠帶藉由與電解質接觸之後變形成三維形狀而將該組合體固定至該罐體的內部。
  17. 如申請專利範圍第15項之電池，其中該電解質係以碳酸酯為基礎的電解質。
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