KR20190134784A

KR20190134784A - 점착 테이프

Info

Publication number: KR20190134784A
Application number: KR1020197033465A
Authority: KR
Inventors: 타카시 에다히로
Original assignee: 가부시키가이샤 데라오카 세이사쿠쇼
Priority date: 2017-05-23
Filing date: 2017-05-23
Publication date: 2019-12-04
Also published as: JPWO2018216114A1; US20200208017A1; KR102422216B1; US11279857B2; WO2018216114A1; CN110691827B; CN110691827A; JP7043494B2

Abstract

기재와, 그 기재의 한쪽의 면에 마련된 점착제층을 갖는 점착 테이프로서, 기재의 두께가 2~25μm이며, 점착제층의 두께가 0.1~10μm이고, 점착 테이프의 두께가 30μm 이하이며, 점착 테이프의 JIS Z 0237:2000에 준한 점착력이 0.50N/10mm 이상이고, 점착 테이프의 하기 식으로 산출되는 부재 반발 강도가 70MPa·mm 이하인, 부재 고정성과 부재 추종성의 밸런스가 우수한 박형의 점착 테이프가 개시된다.
부재 반발 강도(MPa·mm)=점착 테이프의 인장 탄성률(MPa)×점착 테이프의 두께(mm)

Description

점착 테이프

본 발명은 점착 테이프에 관한 것으로, 보다 상세하게는 박형화된 점착 테이프로서, 소형화가 요구되는 다양한 제품(예를 들면 전지)에 사용하는 것에 의해 그 제품의 소형화에 공헌할 수 있는 점착 테이프에 관한 것이다.

종래, 납축 전지, 니켈-카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 리튬 이온 전지 등의 이차 전지에는, 코어 고정, 전극 취출구의 절연, 단말 고정, 절연 스페이서 등의 다양한 목적으로 점착 테이프가 사용되고 있다. 이차 전지는, 예를 들면, 점착 테이프에 의한 소자 고정 후, 전극군을 전지 케이스에 삽입하고, 전해액을 봉입함으로써 제조된다.

특허문헌 1에는, 두께 30~300μm의 폴리프로필렌 필름 기재 상에, 폴리아이소뷰틸렌 고무 및/또는 뷰틸 고무로 이루어지는 고무 성분과 포화 탄화 수소 수지를 주성분으로 하는 건조시 두께 10~50μm의 점착제층을 갖는 이차 전지용 점착 테이프가 기재되어 있다. 그리고 이 점착 테이프는, 전해액에 대해서 안정적이고, 장기간에 걸쳐 전지의 출력을 고수준으로 유지할 수 있다고 설명되어 있다.

특허문헌 2에는, 기재의 적어도 한쪽의 면에 점착제층을 갖고, 특정의 두께 변화율 및 특정의 점착력을 나타내는 전지용 점착 테이프가 기재되어 있으며, 그 기재의 두께는 8~100μm, 점착제층의 두께는 2~100μm라는 것이 기재되어 있다. 그리고 이 점착 테이프는, 전해액 특성의 저하를 일으키지 않고, 압박에 의한 양·음극 활물질 및 세퍼레이터의 파괴나 집전체와 활물질의 밀착성 저하를 일으키지도 않으며, 또한 전지 케이스 내로의 전극의 수납 적성을 개선할 수 있다고 설명되어 있다.

특허문헌 3에는, 기재의 적어도 한쪽의 면에 점착제층을 갖고, 특정의 피어싱 내성 및 특정의 가열 수축률을 나타내는 극판 보호용 점착 테이프가 기재되어 있으며, 그 기재의 두께는 8~100μm, 점착제층의 두께는 2~20μm라는 것이 기재되어 있다. 그리고 이 점착 테이프는, 버가 접촉해도 손상되지 않으며, 고온하에 있어서도 극판으로부터 박리되지 않아 단락 방지 효과를 유지할 수 있다고 설명되어 있다.

특허문헌 4에는, 기재의 적어도 한쪽의 면에 양측단연부로부터 0.5mm 이상 내측에 적층된 점착제층을 갖고, 특정의 점착력 및 특정의 시프트 거리를 나타내는 전지용 점착 테이프가 기재되어 있고, 그 기재의 두께는 8~100μm, 점착제층의 두께는 1~45μm라는 것이 기재되어 있다. 그리고 이 점착 테이프는, 기재로부터 접착제가 새어나오는 것에 의해 발생하는 전해액의 열화를 억제할 수 있다고 설명되어 있다.

특허문헌 5에는, 기재의 적어도 한쪽의 면에 특정의 아크릴계 점착제층을 갖는 점착 테이프가 기재되어 있으며, 그 기재의 두께는 8~100μm, 점착제층의 두께는 1~45μm라는 것이 기재되어 있다. 그리고 이 점착 테이프는, 상온에서 전지 구성 부재에 용이하게 첩착(貼着)할 수 있어, 비수계 전지 내부에 있어서 우수한 접착성을 유지할 수 있다고 설명되어 있다.

특허문헌 6에는, 플라스틱계 기재의 적어도 한쪽의 면에 두께 1~15μm의 아크릴계 점착제층을 갖고, 특정의 겔 분율 및 특정의 흡수율을 나타내는 전기 화학 디바이스용 점착 테이프가 기재되어 있으며, 그 기재의 두께는 8~100μm라는 것이 기재되어 있다. 그리고 이 점착 테이프는, 수분의 함유량이 매우 낮으며, 접착제가 새어나오기 어렵고, 전해액에 접촉해도 박리되는 일이 없다고 설명되어 있다.

그런데 최근, 드론으로 대표되는 무인 항공기나 웨어러블 단말로 대표되는 단말 등의 기기의 소형화에 수반하여 전지의 소형화가 진행되어, 전극군의 표면이나 전지 케이스 내부의 스페이스도 작아지고 있다. 따라서, 전지에 이용되는 점착 테이프에도 안전성을 유지하면서도 박형화가 요구된다.

그러나, 이상의 특허문헌 1~6에서는, 박형화된 점착 테이프에 발생하는 특유의 문제는 해결되어 있지 않았다.

특허문헌 1: 일본 공개특허공보 평9-165557호 특허문헌 2: 일본 공개특허공보 2013-140765호 특허문헌 3: 일본 공개특허공보 2012-072362호 특허문헌 4: 일본 공개특허공보 2013-064086호 특허문헌 5: 국제공개 제2013/133167호 특허문헌 6: 일본 공개특허공보 2012-226992호

본 발명자 등의 지견(知見)에 의하면, 박형화된 점착 테이프는, 예를 들면 전지의 전극판 보호나 전극군 단말 고정의 목적으로 첩부(貼付)된 경우, 그 첩부면에 대해서 고정 상태를 충분히 유지하지 못하고 박리되어 버리는 경우가 있다. 그리고 점착 테이프가 박리되면, 절연성을 유지할 수 없어 전지의 안전성이 저하될 우려가 있다. 또한, 점착 테이프를 첩부한 전극군은 그 후 포개거나, 감거나, 구부리기도 하므로, 점착 테이프의 스티프니스(강성)가 너무 강하면 반발력에 의해 박리될 우려도 있다.

이상과 같이, 본 발명자 등은 박형화된 점착 테이프에 발생하는 특유의 문제로서, 특히, 부재에 첩부된 점착 테이프가 그 첩부면에 대해서 충분히 고정된 상태를 유지하는 성능(부재 고정성)과, 점착 테이프를 첩부한 부재를 변형시켰을 경우에도 점착 테이프가 그 변형에 유연하게 추종하는 성능(부재 추종성)의 밸런스의 문제에 주목했다. 즉 본 발명의 목적은, 부재 고정성과 부재 추종성의 밸런스가 우수한 박형의 점착 테이프를 제공하는 것에 있다.

본 발명자 등은 상기 목적을 달성하기 위하여 예의 검토한 결과, 기재 및 점착제층의 두께를 적절한 범위 내에서 설정하고, 또 점착 테이프의 점착력 및 부재 반발 강도를 적절한 범위로 조정하면, 점착 테이프를 박형화해도 이상의 각 문제가 발생하기 어려운 것을 발견하여, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉 본 발명은, 기재와, 그 기재의 한쪽의 면에 마련된 점착제층을 갖는 점착 테이프로서, 기재의 두께가 2~25μm이며, 점착제층의 두께가 0.1~10μm이고, 점착 테이프의 두께가 30μm 이하이며, 점착 테이프의 JIS Z 0237:2000에 준한 점착력이 0.50N/10mm 이상이고, 점착 테이프의 하기 식으로 산출되는 부재 반발 강도가 70MPa·mm 이하인 것을 특징으로 하는 점착 테이프이다.

부재 반발 강도(MPa·mm)=점착 테이프의 인장 탄성률(MPa)×점착 테이프의 두께(mm)

본 발명의 점착 테이프는 그 두께가 얇기 때문에, 소형화가 요구되는 다양한 제품(예를 들면 전지)의 소형화에 공헌할 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서는, 기재 및 점착제층의 두께를 적절한 범위 내에서 설정하고, 또한 점착 테이프의 점착력 및 부재 반발 강도를 적절한 범위로 조정함으로써, 부재 고정성과 부재 추종성의 밸런스를 향상시킬 수 있다. 따라서 본 발명의 점착 테이프는, 양특성이 요구되는 다양한 제품(예를 들면 전지)에 대해서 매우 유용하다.

[기재]

본 발명의 점착 테이프의 기재의 두께는 2~25μm이며, 바람직하게는 3.5~20μm, 보다 바람직하게는 4~15μm, 특히 바람직하게는 6~12μm이다. 기재의 두께를 이와 같이 얇게 함으로써, 점착 테이프의 박막화가 가능하게 된다. 또한, 점착 테이프의 부재 반발 강도를 비교적 낮은 레벨로 조정할 수 있으므로, 부재 추종성도 향상된다.

기재의 종류는 특별히 한정되지 않고, 점착 테이프에 사용할 수 있다고 알려진 각종 기재를 사용할 수 있다. 특히, 플라스틱 필름이 바람직하다. 구체예로서는, 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름 등의 폴리올레핀 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리뷰틸렌테레프탈레이트 필름 등의 폴리에스터 필름, 폴리페닐렌설파이드 필름, 폴리이미드 필름, 폴리아미드 필름을 들 수 있다. 그 중에서도, 폴리올레핀 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리페닐렌설파이드 필름, 폴리이미드 필름이 바람직하고, 특히 전지 용도에 적합한 내열성이나 내약품성을 갖는 점으로부터, 폴리프로필렌 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리페닐렌설파이드 필름, 폴리이미드 필름이 보다 바람직하다. 기재에는, 필요에 따라 코로나 처리, 플라즈마 처리, 화염 처리, 앵커제 처리 등의 처리를 실시해도 된다.

비록 동일한 두께의 기재여도, 기재의 재료가 상이하면 기재의 스티프니스(강성)도 상이하다. 따라서, 기재의 바람직한 두께는 재료의 종류마다 약간 상이하다. 예를 들면, 폴리올레핀 필름, 폴리에스터 필름 및 폴리페닐렌설파이드 필름의 바람직한 두께는 2~25μm이며, 폴리이미드 필름의 바람직한 두께는 2~12μm이다.

[점착제층]

본 발명의 점착 테이프의 점착제층의 두께는 0.1~10μm이며, 바람직하게는 0.2~8μm이고, 보다 바람직하게는 0.5~6μm이다. 점착제층의 두께를 이와 같이 얇게 함으로써, 점착 테이프의 박막화가 가능하게 된다. 또한 본 발명의 점착 테이프는, 점착제층이 이와 같이 얇아도 충분한 점착력(이후에 상세하게 설명한다)을 가지므로, 부재 고정성에 있어서의 문제가 발생하기 어렵다.

점착제층을 구성하는 점착제로서는, 예를 들면, 고무계 점착제, 아크릴계 점착제, 실리콘계 점착제를 사용할 수 있다. 이들은 2종 이상을 혼합하여 사용해도 된다.

고무계 점착제의 종류는 특별히 한정되지 않고, 고무 성분을 주성분으로 하는 각종 공지(公知)의 고무계 점착제를 사용할 수 있다. 고무 성분의 구체예로서는, 뷰틸 고무, 폴리아이소뷰틸렌 고무, 아이소프렌 고무, 스타이렌-이소뷰틸렌-스타이렌 블록 공중합체, 스타이렌-아이소프렌 블록 공중합체, 스타이렌-뷰타다이엔 고무, 스타이렌-아이소프렌-스타이렌 블록 공중합체, 스타이렌-뷰타다이엔-스타이렌 블록 공중합체, 스타이렌-에틸렌-뷰틸렌-스타이렌 블록 공중합체, 스타이렌-에틸렌-프로필렌-스타이렌 블록 공중합체, 스타이렌-에틸렌-프로필렌 블록 공중합체 등의 합성 고무; 및, 천연 고무를 들 수 있다. 2종 이상의 고무 성분을 병용해도 된다. 특히 내열성, 내약품성, 내후성, 절연성 등의 특성의 점으로부터, 합성 고무가 바람직하고, 뷰틸 고무, 폴리아이소뷰틸렌 고무, 또는 그것들의 혼합물이 보다 바람직하다. 뷰틸 고무란, 일반적으로 아이소뷰틸렌과 1~3질량%의 아이소프렌의 공중합체를 주성분으로 하는 고무이다.

점착제층에 고무계 점착제를 사용하는 경우, 점착제층을 구성하는 점착제 조성물은, 고무계 점착제와 함께 포화 탄화 수소 수지를 포함하는 것이 바람직하다. 포화 탄화 수소 수지는, 불포화 결합을 갖지 않는 탄화 수소 수지이며, 점착제층의 점착성을 향상시키기 위한 성분이다. 포화 탄화 수소 수지는 포화 탄화 수소만으로 구성되는 수지이므로, 점착 테이프를 예를 들면 이차 전지 내의 전해액에 침지되는 개소 또는 전해액에 접촉할 가능성이 있는 개소에 사용한 경우, 충전·방전을 반복할 때의 고전압·고에너지하에 있어도 분해 반응을 일으키기 어려워, 우수한 안정성을 갖는다.

포화 탄화 수소 수지의 종류는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 점착 부여제로서 알려진 각종의 지환족계 또는 지방족계의 포화 탄화 수소 수지를 사용할 수 있다. 2종 이상의 포화 탄화 수소 수지를 병용해도 된다. 특히, 지환족계의 포화 탄화 수소 수지가 바람직하고, 수소 첨가 처리에 의해 불포화 결합을 없앤 탄화 수소 수지가 보다 바람직하다. 포화 탄화 수소 수지의 시판품으로서, 수첨 석유 수지가 있다. 수첨 석유 수지란, 석유 수지(예를 들면 방향족계 석유 수지, 지방족계 석유 수지, 지환족계 성분과 방향족 성분의 공중합 석유 수지 등)를 수소 첨가 처리함으로써 얻어지는 수지이다. 그 중에서도, 방향족계 석유 수지를 수소 첨가 처리하여 얻어지는 수첨 석유 수지(지환족계의 포화 탄화 수소 수지)가 바람직하다. 바람직한 수첨 석유 수지는, 시판품(예를 들면 아라카와 화학공업(주)제, 알콘(등록상표) P-100)으로서 입수 가능하다. 포화 탄화 수소 수지의 함유량은, 점착제 성분 100질량부에 대해서 바람직하게는 0.01~100질량부, 보다 바람직하게는 0.01~80질량부, 특히 바람직하게는 0.01~50질량부이다. 포화 탄화 수소 수지의 함유량이 많으면 점착성이 보다 향상된다.

아크릴계 점착제의 종류는 특별히 한정되지 않고, 아크릴계 공중합체를 주성분으로 하는 각종의 공지의 아크릴계 점착제를 사용할 수 있다. 아크릴계 공중합체로서는, 예를 들면 (메타)아크릴산 에스터, 카복실기 함유 모노머 및 필요에 따라 그 밖의 모노머를 공중합하여 얻어지는 아크릴계 공중합체를 사용할 수 있다. (메타)아크릴산 에스터의 구체예로서는, 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, n-프로필(메타)아크릴레이트, 아이소프로필(메타)아크릴레이트, n-뷰틸(메타)아크릴레이트, 아이소뷰틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 옥틸(메타)아크릴레이트, 아이소옥틸(메타)아크릴레이트, 노닐(메타)아크릴레이트, 아이소노닐(메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트를 들 수 있다. 카복실기 함유 모노머의 구체예로서는, (메타)아크릴산, 이타콘산, 크로톤산, (무수)말레산, 퓨마르산, 2-카복시-1-뷰텐, 2-카복시-1-펜텐, 2-카복시-1-헥센, 2-카복시-1-헵텐을 들 수 있다. 그 밖의 모노머의 구체예로서는, 2-하이드록시에틸(메타)아크릴레이트, 3-하이드록시프로필(메타)아크릴레이트, 4-하이드록시뷰틸(메타)아크릴레이트 등의 수산기 함유 모노머, 아크릴로나이트릴, 스타이렌, 2-메틸올에틸아크릴아미드, 아세트산 바이닐, 아크릴로일모폴린을 들 수 있다.

아크릴계 공중합체로서는, 특히, 탄소 원자수가 4~12인 알킬기를 갖는 (메타)아크릴산 알킬에스터(A1), 카복실기 함유 모노머(A2), 수산기 함유 모노머(A3) 및 필요에 따라 그 밖의 모노머를 구성 성분으로서 포함하는, 하이드록실기 및 카복실기를 갖는 아크릴계 중합체(A)가 바람직하다.

탄소 원자수가 4~12인 알킬기를 갖는 (메타)아크릴산 알킬에스터(A1)의 구체예로서는, n-뷰틸(메타)아크릴레이트, 아이소뷰틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 옥틸(메타)아크릴레이트, 아이소옥틸(메타)아크릴레이트, 아이소노닐(메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트를 들 수 있다. (메타)아크릴산 알킬에스터(A1)의 함유량은, 아크릴계 공중합체(A)의 구성 성분(단량체 단위) 100질량% 중, 바람직하게는 85질량% 이상, 보다 바람직하게는 87.5질량% 이상, 특히 바람직하게는 90질량% 이상이다.

카복실기 함유 모노머(A2)의 구체예로서는, (메타)아크릴산, 이타콘산, 크로톤산, (무수)말레산, 퓨마르산, 2-카복시-1-뷰텐, 2-카복시-1-펜텐, 2-카복시-1-헥센, 2-카복시-1-헵텐을 들 수 있다. 카복실기 함유 모노머(A2)의 함유량은, 아크릴계 공중합체(A)의 구성 성분(단량체 단위) 100질량% 중, 바람직하게는 0.5~10질량%, 보다 바람직하게는 1~7질량%, 특히 바람직하게는 1~5질량%이다.

수산기 함유 모노머(A3)의 구체예로서는, 2-하이드록시에틸(메타)아크릴레이트, 3-하이드록시프로필(메타)아크릴레이트, 4-하이드록시뷰틸(메타)아크릴레이트를 들 수 있다. 수산기 함유 모노머(A3)의 함유량은, 아크릴계 공중합체(A)의 구성 성분(단량체 단위) 100질량% 중, 바람직하게는 0.05~10질량%, 보다 바람직하게는 0.07~7질량%, 특히 바람직하게는 0.1~5질량%이다.

그 밖의 모노머로서는, 아세트산 바이닐, 아크릴로일모폴린이 바람직하다. 아세트산 바이닐의 함유량은, 아크릴계 공중합체(A)의 구성 성분(단량체 단위) 100질량% 중, 바람직하게는 0.1~10질량%이다. 아크릴로일모폴린의 함유량은, 아크릴계 공중합체(A)의 구성 성분(단량체 단위) 100질량% 중, 바람직하게는 0.1~10질량%이다. 또한, 그 밖의 모노머로서, 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 프로필(메타)아크릴레이트 등의 탄소 원자수가 1~3인 알킬기를 갖는 (메타)아크릴산 알킬에스터(A4)를 사용해도 된다.

아크릴계 공중합체(A)는, 이상 예시한 각 모노머 이외의 모노머를 구성 성분으로서 포함하고 있어도 된다.

아크릴계 점착제에는, 아크릴계 공중합체의 관능기와의 반응성을 갖는 가교제를 사용하는 것이 일반적이다. 가교제로서는, 예를 들면, 아이소시아네이트 화합물, 산무수물, 아민 화합물, 에폭시 화합물, 금속 킬레이트류, 아지리딘 화합물, 멜라민 화합물을 사용할 수 있다. 가교제의 첨가량은, 아크릴계 공중합체 100질량부에 대해, 통상 0.01~5질량부, 바람직하게는 0.05~3질량부이다.

아크릴계 점착제에는, 필요에 따라 로진계, 테르펜계, 석유계, 쿠마론·인덴계, 퓨어 모노머계, 페놀계, 자일렌계 등의 점착 부여제 수지; 파라핀계 프로세스 오일 등의 광유, 폴리에스터계 가소제, 식물성유 등을 포함하는 연화제나, 방향족 제2급 아민계, 모노페놀계, 비스페놀계, 폴리페놀계, 벤조이미다졸계, 아인산계 등의 노화 방지제를 첨가해도 된다. 또한, 먼저 설명한 포화 탄화 수소 수지를 배합해도 된다.

실리콘계 점착제의 종류는 특별히 한정되지 않고, 실리콘 성분을 주성분으로 하는 각종의 공지의 실리콘계 점착제를 사용할 수 있다. 실리콘 성분으로서는, 예를 들면, 오가노 폴리실록산을 주성분으로 하는 실리콘 고무 및 실리콘 레진을 들 수 있다. 이러한 실리콘 성분에 백금 촉매 등의 촉매, 실록산계 가교제, 과산화물계 가교제 등의 가교제를 첨가하여 가교·중합하면 된다. 또한, 먼저 설명한 포화 탄화 수소 수지를 배합해도 된다.

이상 설명한 각 점착제는, 필요에 따라 또 다른 성분을 포함하고 있어도 된다. 구체예로서는, 톨루엔 등의 용제; 산화 방지제, 자외선 흡수제, 광안정제, 대전 방지제 등의 첨가제; 카본 블랙, 산화 칼슘, 산화 마그네슘, 실리카, 산화 아연, 산화 티타늄 등의 충전제 또는 안료를 들 수 있다.

점착제층은, 예를 들면, 기재 상에 점착제를 도포하고, 가열에 의해 가교 반응을 일으킴으로써 형성할 수 있다. 기재와 점착제층의 사이에 하도제층(下塗劑層)을 마련해도 된다. 하도제로서는, 예를 들면, 산변성에 의해 극성기가 도입된 중합체 및/또는 산성분을 포함하는 하도제를 사용할 수 있다. 구체예로서는, 카복실기 함유 단량체(예를 들면, 아크릴산, 메타크릴산 등의 불포화 모노카복실산; 말레산 모노메틸에스터 등의 불포화 디카복실산 모노에스터), 혹은 산무수물기 함유 단량체(예를 들면, 무수 말레산)를 이용한 그라프트 변성에 의해 극성기가 도입된 중합체를 들 수 있다. 변성되는 중합체의 종류는 특별히 한정되지 않지만, 특히 폴리프로필렌계 중합체, 폴리에틸렌계 중합체 등의 폴리올레핀계 중합체가 바람직하다. 하도제층에 사용하는 산성분의 구체예로서는, 유기 설폰산, 카복실산 등의 유기산; 황산, 염산, 인산 등의 무기산을 들 수 있다. 그 중에서도, 산변성 폴리올레핀계 중합체가 바람직하고, 산변성 폴리프로필렌계 중합체가 보다 바람직하다. 하도제층의 두께는, 바람직하게는 0.01~3μm, 보다 바람직하게는 0.1~2μm, 특히 바람직하게는 0.2~1μm이다.

본 발명의 점착 테이프의 기재의 일면(점착제층이 마련된 면과는 반대측의 면)에는, 이형제가 도포되어 있어도 된다. 이형제의 종류는 특별히 한정되지 않고, 공지의 각종 이형제를 사용할 수 있다. 이형제의 구체예로서는, 장쇄 알킬계, 실리콘계 이형제를 들 수 있다.

[점착 테이프]

본 발명의 점착 테이프는, 기재와, 기재의 한쪽의 면에 마련된 점착제층을 갖는다. 점착 테이프의 두께는 30μm 이하이며, 바람직하게는 2.1~30μm, 보다 바람직하게는 3.0~25μm, 특히 바람직하게는 3.5~20μm이다. 점착 테이프의 두께를 이와 같이 얇게 함으로써, 소형화가 요구되는 다양한 제품(예를 들면 전지)의 소형화에 공헌할 수 있다.

점착 테이프의 JIS Z 0237:2000에 준한 점착력은 0.50N/10mm 이상이며, 바람직하게는 0.70~3.00N/10mm, 보다 바람직하게는 0.90~2.00N/10mm이다. 본 발명의 점착 테이프는, 점착제층이 얇아도 이러한 충분한 점착력을 가지므로, 부재 고정성에 있어서의 문제가 발생하기 어렵다. 고무계 점착제 조성물에 의해 점착제층을 형성하는 경우는, 예를 들면 고무 성분의 종류, 포화 탄화 수소 수지의 종류, 그 밖의 배합 성분의 종류, 및 이들 각 성분의 배합비에 의해 점착력을 조정할 수 있다. 아크릴계 점착제에 의해 점착제층을 형성하는 경우는, 예를 들면 아크릴계 공중합체의 종류, 가교제의 종류, 그 밖의 배합 성분의 종류, 및 이들 각 성분의 배합비에 의해 점착력을 조정할 수 있다. 실리콘계 점착제에 의해 점착제층을 형성하는 경우는, 예를 들면 실리콘 고무의 종류, 실리콘 레진의 종류, 촉매의 종류, 계 가교제의 종류, 그 밖의 배합 성분의 종류, 및 이들 각 성분의 배합비에 의해 점착력을 조정할 수 있다.

점착 테이프의 하기 식으로 산출되는 부재 반발 강도는 70MPa·mm 이하이며, 바람직하게는 5~65MPa·mm, 보다 바람직하게는 10~60MPa·mm, 특히 바람직하게는 15~50MPa·mm이다. 점착 테이프의 부재 반발 강도를 이와 같이 비교적 낮은 레벨로 조정함으로써, 부재 추종성이 향상된다.

상기 식 중, 점착 테이프의 인장 탄성률은 JIS K 7161:2014에 준해 측정한다. 그 구체적인 측정 방법은, 실시예의 란에서 상세하게 설명한다. 인장 탄성률이 비교적 낮고 또한 비교적 얇은 기재를 사용함으로써, 점착 테이프의 스티프니스(강성)가 약해져, 부재 추종성이 향상되는 경향이 있다.

점착 테이프는, 폭방향의 편단(片端) 또는 양단에 점착제층이 없는 비점착제 부분을 갖는, 이른바 드라이 엣지 타입의 점착 테이프여도 된다. 비점착제 부분이란, 기재 상에 점착제층이 형성되어 있지 않은 부분이다. 이 비점착제 부분이 마련되어 있으면 점착제가 새어나오기 어렵기 때문에, 예를 들면 전지 용도에 매우 적합한 점착 테이프가 된다. 또한, 이 부분이 점착 테이프를 박리할 때에 잡는 부분이 되므로 박리하기 쉬워진다. 비점착제 부분의 폭의 길이는, 기재의 단부로부터 바람직하게는 0.5mm 이상, 보다 바람직하게는 1.0mm 이상, 특히 바람직하게는 2.5mm 이상이다.

점착 테이프의 점착제층은, 점착제가 존재하는 점착제 부분과 점착제가 존재하지 않는 비점착제 부분이 혼재하여 이루어지는 층이어도 된다. 점착제 부분과 비점착제 부분이 혼재하는 패턴은 특별히 제한되지 않지만, 점착제 부분이 도상(島狀) 또는 근상(筋狀)인 것이 바람직하다. 단, 점착제 부분은 규칙적으로 배열된 패턴으로 한정되지 않고, 랜덤으로 혼재시킨 것이어도 상관없다. 도상으로서는, 예를 들면 사각형상, 삼각형상, 다각형상을 들 수 있지만, 사각형상이 점착제 부분의 면적을 가장 효율적으로 확보할 수 있고, 또한 근상의 점착제 부분과 비교해 종횡의 등방성의 점에서도 바람직하다. 근상의 형상은 직선적으로 배열되는 것으로 한정되지 않으며, 예를 들면 파선형상이어도 되고 꺾인 선형상이어도 된다. 점착제층에 점착제 부분과 비점착제 부분이 혼재하는 경우, 점착제 부분의 면적의 비율은 바람직하게는 40~95%이며, 보다 바람직하게는 50~95%이다.

점착 테이프는, 가열에 의한 치수 변화가 작은 것이 바람직하다. 가열에 의한 치수 변화가 작으면, 예를 들면 충전과 방전을 반복함으로써 고온이 되는 전지 내부 등, 고온이 되는 경우가 있는 개소에 사용되어도 점착 테이프가 박리되지 않고, 절연성을 유지할 수 있는 경향이 있다. 예를 들면, 이하의 방법으로 측정되는 가열 치수 변화율은, 바람직하게는 90% 이상, 보다 바람직하게는 95% 이상, 특히 바람직하게는 97% 이상이다.

(가열 치수 변화율)

10mm×100mm 사이즈의 점착 테이프를 알루미늄판에 첩부 압착하여 얻은 시험편을 120℃의 건조기에 2시간 방치하고, 이어서 실온에서 1시간 이상 방치하여, MD(길이) 방향의 치수를 측정하고, 이하의 식에 의해 가열 치수 변화율을 산출한다.

가열 치수 변화율(%)=가열 후의 MD방향 치수÷가열 전의 MD방향 치수×100(%)

본 발명의 점착 테이프의 제조 방법은 특별히 한정되지 않는다. 아크릴계 점착제를 사용하는 경우는, 예를 들면, 우선 기재의 편면에 점착제를 도포하고, 건조 등의 공정에 있어서의 가열에 의해 용제를 제거하여 점착제층을 형성한다. 또한 필요에 따라 점착제층 위에, 예를 들면 박리제를 도포한 PET 필름 등으로 이루어지는 이형 필름을 첩합(貼合)해도 된다.

점착제의 도포법은 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 롤 코터, 다이 코터, 립 코터, 마이어 바 코터, 그라비어 코터 등을 이용하는 방법을 사용할 수 있다. 점착제의 건조법도 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 열풍 건조법을 사용할 수 있다.

실시예

이하, 실시예에 의해 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 단, 본 발명은 이 실시예들로 한정되지 않는다.

<아크릴계 점착제 조성물의 제조예>

표 1에 나타내는 비율(질량%)을 구성 성분으로서 포함하는 아크릴계 중합체 100질량부에, 표 1에 나타내는 양(질량부)의 가교제를 첨가하여, 아크릴계 점착제 조성물 Aa~Ad를 얻었다.

표 1 중의 약칭은 이하와 같다.

「코로네이트 L」: 아이소시아네이트계 가교제(도소(주)제, 코로네이트(등록상표) L)

「테트레드 C」: 에폭시계 가교제(미쓰비시 가스 화학(주)제, 테트레드(등록상표) C)

<고무계 점착제 조성물의 제조예>

뷰틸 고무(엑손 화학(주)제, 상품명 뷰틸 365) 100질량부 및 수첨 석유 수지(지환족계의 포화 탄화 수소 수지)(아라카와 화학공업(주)제, 알콘(등록상표) P-100) 40질량부를 주성분으로서 포함하는 고무계 점착제 조성물 R을 제조했다.

<실시예 1~9 및 비교예 1~4>

표 2 및 3에 나타내는 두께의 기재의 한쪽의 면에, 제조예에서 얻은 점착제 조성물 Aa~Ad 및 R 중 어느 하나를 도포하고, 건조 후의 두께가 표 2 및 3에 나타내는 두께가 되도록 점착제층을 형성했다. 실시예 1~3 및 5~9에 있어서는, 기재의 한쪽의 면의 전체면에 점착제층을 형성하고, 전체면 도포 타입의 점착 테이프를 얻었다. 실시예 4에 있어서는, 기재의 한쪽의 면의 양단으로부터 3.5mm 내측의 영역에만 점착제층을 형성하여, 드라이 엣지 타입의 점착 테이프를 얻었다.

실시예 및 비교예에서 얻은 점착 테이프의 점착력 및 부재 반발 강도를, 이하의 방법에 의해 측정했다. 결과를 표 2 및 3에 나타낸다.

<점착력>

JIS Z 0237(2000)에 준해, SUS판에 대한 각도 180°의 박리 점착력을 측정했다.

<부재 반발 강도>

점착 테이프의 부재 반발 강도는, 하기 식으로 산출했다.

상기 식 중, 인장 탄성률은 다음과 같이 하여 구했다. 우선 점착 테이프를 폭(W) 10mm, 길이 100mm의 단책형(장변이 MD방향)으로 재단하여, 이것을 시험편으로 했다. 그리고, 두께를 1/100 다이얼 게이지(N=5)로 측정하고, 5점의 평균치를 두께(t)로 하여, 이하의 식으로부터 시험편의 단면적(S)을 구했다.

단면적 S(mm²)=t×W

t: 테이프 두께(mm)

W: 폭(mm)

다음으로, JIS K7161 2014에 준해, 시판의 인장 시험 장치(도요 세이키 세이사쿠쇼사제, 장치명 스트로그래프 V-10C, 전면적 50N)의 척 간격(L)을 100mm로 설정하고, 시험편의 상단 및 하단을 처킹(chucking)했다. 그리고, 인장 속도 300mm/분으로 인장하고, 인장 하중-변위 곡선을 얻어, 이 인장 하중-변위 곡선의 변위 0.05mm 및 0.25mm의 인장 하중으로부터 직선식을 구했다. 이 직선식으로부터 변위 1mm일 때의 인장 하중 F를 구해, 하기 식으로부터 테이프의 스티프니스의 지표가 되는 인장 탄성률을 구했다.

인장 탄성률(MPa)=(F/S)/(x/L)

F: 인장 하중=변위 1mm일 때의 인장 하중(N)

S: 단면적(m²)

x: 변위=1(mm)

L: 척 간격=100(mm)

또한, 실시예 및 비교예에서 얻은 점착 테이프를 이하의 방법으로 평가했다. 결과를 표 2 및 3에 나타낸다.

<부재 고정성>

내수 연마지#2000의 연마면에 점착 테이프를 첩부하고, 이것을 손으로 박리하여, 이하의 기준으로 부재 고정성을 평가했다.

○: 점착 테이프는 가벼운 힘으로는 박리되지 않았다.

×: 점착 테이프의 가벼운 힘으로 쉽게 박리되어 버렸다.

<가열 치수 변화율>

점착 테이프를 10mm×100mm의 사이즈로 절단하고, 알루미늄판에 첩부 압착하여, 이것을 시험편으로 했다. 이 시험편을 120℃의 건조기에 2시간 방치하고, 그 후 실온에서 1시간 이상 방치하여 MD(길이) 방향의 치수를 측정하고, 이하의 식에 의해 가열 치수 변화율을 산출했다.

가열 치수 변화율(%)=가열 후 치수÷가열 전 치수×100

<가열 후의 수축>

상기의 가열 치수 변화율의 측정 후의 기재를 육안으로 확인하여, 이하의 기준으로 수축의 유무를 평가했다.

○: 기재 상태에 변화는 없었다.

×: 기재의 상하 단부(길이 100mm로 절단한 개소)가 부분적으로 용융 수축하여 수지 괴상(塊狀)의 단부가 되어 버렸다.

<부재 추종성>

90°로 구부린 알루미늄판의 외측의 면에, 각부(角部)를 덮도록 하여 점착 테이프를 첩부 간극이 없도록 압착하고, 이것을 시험편으로 했다. 여기에서 점착 테이프의 사이즈는 폭 10mm, 길이 100mm이며, 대부분의 부분(길이 99mm)은 각부로부터 한쪽의 면, 나머지의 단부(길이 1mm)만을 각부로부터 다른 한쪽의 면에 첩부했다. 이 시험편을 70℃의 건조기에 6시간 방치하여, 그 후 실온에서 1시간 이상 방치했다. 그리고 육안으로, 이하의 기준으로 부재 추종성을 평가했다.

○: 알루미늄판과 점착 테이프의 사이에 간극은 생기지 않았다.

×: 점착 테이프의 반발력에 의해, 알루미늄판과 점착 테이프의 사이에 간극이 생겨 버렸다.

표 2 및 3 중의 약호는, 이하와 같다.

「OPP」: 2축 연신 폴리프로필렌 필름(도레이(주)제, 도레이팬(등록상표))

「PET」: 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(도레이(주)제, 루미러(등록상표))

「PI」: 폴리이미드 필름(도레이·듀폰(주)제, 캡톤(등록상표))

「PPS」: 폴리페닐렌설파이드 필름(도레이(주)제, 토렐리나(등록상표))

「PE」: 저밀도 폴리에틸렌 필름(오쿠라 공업(주)제, 상품명 PE필름 투명)

<평가 결과>

표 2 및 3에 나타내듯이, 실시예 1~9의 점착 테이프는 그 두께가 얇고, 점착력이 높으며, 부재 반발 강도가 낮기 때문에, 모든 평가 항목이 우수했다.

한편, 비교예 1 및 2의 점착 테이프는 그 두께가 너무 두껍고, 부재 반발 강도가 높기 때문에, 부재 추종성이 뒤떨어졌다.

비교예 3 및 4의 점착 테이프는 점착력이 낮기 때문에, 부재 고정성이 뒤떨어졌다. 또한, 비교예 3의 점착 테이프는 기재로서 PE(폴리에틸렌 필름)를 이용했기 때문에, 가열 후에 수축되어 버렸다.

산업상 이용가능성

본 발명의 점착 테이프는 두께가 얇고, 부재 고정성 및 부재 추종성도 우수하므로, 소형화가 요구되는 다양한 제품의 부재 고정의 용도에 유용하고, 특히 전지용 테이프로서 매우 유용하다. 구체적으로는, 이차 전지(예를 들면 납축 전지, 니켈-카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 리튬 이온 전지) 등의 전지의 제조 공정에 있어서, 코어 고정, 전극 취출구의 절연, 단말 고정, 절연 스페이서 등의 다양한 목적으로 사용할 수 있다. 보다 구체적으로는, 예를 들면, 소형화 또는 박형화된 전지의 전극군의 표면 또는 전지 케이스 내부에 사용하여, 절연성을 유지함으로써 전지의 안전성을 확보할 수 있다.

Claims

기재와, 그 기재의 한쪽의 면에 마련된 점착제층을 갖는 점착 테이프로서, 기재의 두께가 2~25μm이며, 점착제층의 두께가 0.1~10μm이고, 점착 테이프의 두께가 30μm 이하이며, 점착 테이프의 JIS Z 0237:2000에 준한 점착력이 0.50N/10mm 이상이고, 점착 테이프의 하기 식으로 산출되는 부재 반발 강도가 70MPa·mm 이하인 것을 특징으로 하는 점착 테이프.
부재 반발 강도(MPa·mm)=점착 테이프의 인장 탄성률(MPa)×점착 테이프의 두께(mm)
청구항 1에 있어서,
점착제층을 구성하는 점착제 조성물이 고무계 점착제, 아크릴계 점착제 또는 실리콘계 점착제를 함유하는 점착 테이프.
청구항 2에 있어서,
고무계 점착제의 고무 성분이 폴리아이소뷰틸렌 고무 및/또는 뷰틸 고무인 점착 테이프.
청구항 2에 있어서,
점착제 조성물이 고무계 점착제와 포화 탄화 수소 수지를 포함하는 점착 테이프.
청구항 4에 있어서,
포화 탄화 수소 수지가 수첨 석유 수지인 점착 테이프.
청구항 1에 있어서,
기재가 플라스틱 필름인 점착 테이프.
청구항 1에 있어서,
폭방향의 편단 또는 양단에 점착제층이 없는 비점착제 부분을 갖는 점착 테이프.
청구항 1에 있어서,
이하의 방법으로 측정되는 가열 치수 변화율이 90% 이상인 점착 테이프.
(가열 치수 변화율)
10mm×100mm의 사이즈의 점착 테이프를 알루미늄판에 첩부 압착하여 얻은 시험편을 120℃의 건조기에 2시간 방치하고, 이어서 실온에서 1시간 이상 방치하여, MD(길이) 방향의 치수를 측정하고, 이하의 식에 의해 가열 치수 변화율을 산출한다.
가열 치수 변화율(%)=가열 후의 MD방향 치수÷가열 전의 MD방향 치수×100(%)
청구항 1에 있어서,
전지용 점착 테이프인 점착 테이프.