KR101516312B1 - 전지 이송용 트레이의 제조방법 - Google Patents

전지 이송용 트레이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전지 이송용 트레이의 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로는 진공 성형으로 제조되어, 정전기 발생 및 이물 제거의 문제점이 없으면서도, 제조단가를 낮출 수 있는 전지 이송용 트레이의 제조방법에 관한 것이다.

Description

전지 이송용 트레이의 제조방법{Method of producing a tray for transferring cells}
본 발명은 전지 이송용 트레이의 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로는 진공 성형으로 제조되어, 정전기 발생 및 이물 제거의 문제점이 없으면서도, 제조단가를 낮출 수 있는 전지 이송용 트레이의 제조방법에 관한 것이다.
기존 전지(cell) 포장 이송 관련하여 화성 트레이(tray) 내피용은 사출 형 트레이를 사용하였다. 기존 사출 형 트레이 경우 다양한 전지 모형에 따라 금형을 새로 하나 하나 제작해야 하는 어려움과 생산 수율 저하 및 가격 경쟁력에 많은 어려움이 작용하였다. 또한 사출 형 트레이다 보니 정전기 발생 및 이물 제거에 있어 큰 어려움이 존재하였다.
또한, 전자부품 및 반도체의 고집적화에 따라 정전기 발생에 의한 제품불량에 대한 문제가 대두되면서 정전기에 대한 피해를 최소화하기 위한 많은 노력이 경주되고 있다. 전자부품을 조립하거나 사용하는데 있어 부품에 영향을 미치는 정전기는 작업자의 인체, 작업공간, 부품 자체, 조립 및 포장, 운반 과정에서의 작업자나 포장재료에서 발생되는 것으로, 전자부품의 불량 원인의 큰 비중을 차지하고 있다. 따라서, 완성된 전자부품을 보관 및 운반하는 케이스 및 반도체 또는 전자제품 등의 내외부 소재나 포장재 등의 재료는 대전방지 기능을 가지고 있어야 한다.
그러나, 사출 성형 방식은 대전방지 기능을 부여하기 위하여 사출된 후 대전지 코팅층을 형성하고자 할 때에는 코팅층을 제품 표면에 고르게 형성는데 어려움이 있으므로, 사출품 제조시 대전방지제를 첨가하는 내첨방식형 대전방지제만이 사용될 수 있었다.
그러나, 기존 내첨방식형의 대전방지제의 경우 카본블랙이나 계면활성제, 금속 산화물을 사용하여 대전성능을 나타내고 있다. 그러나 카본블랙이나, 금속산화물을 첨가하여 사용시 표면저항(10E5Ω/sq.)은 우수하나 분진발생 및 불투명한 단점을 갖고 있다. 계면활성제을 사용한 대전방지의 경우 투명성을 갖고 있으나, migration이 심할뿐 아니라, 온도 및 습도 변화에 아주 민감한 반응을 보이는 단점과 함께 표면저항(10E9Ω/sq 이상)이 증가하는 단점을 갖고 있다.

선행기술: 대한민국 공개특허 10-2013-0081911.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 제조단가를 낮추면서도, 이물질 등을 용이하게 제거할 수 있고, 전자 제품 사용에 적합하도록 표면 전체에 고르게 대전방지 기능을 구비할 수 있는 전지 이송용 트레이의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적을 해결하기 위하여, 본 발명은, 열 가소성 수지를 이용하여 열가소성 압출 시트를 제조하는 단계; 상기 압출 시트를 진공 성형하여 전지(cell) 이송용 트레이를 제조하는 단계; 및 상기 전지가 관통하여 고정될 수 있도록 상기 트레이의 바닥부를 제거하는 단계; 를 포함하는 전지 이송용 트레이의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 제조방법은, 압출 시트 제조 후 진공 성형에 의해 트레이를 제조하므로, 전지의 모형에 따라 새롭게 금형을 제조할 필요가 없어, 제조 단가를 낮출 수 있으며, 또한 압출 시트 제조와 함께, 또는 압출 시트 제조 후 대전 방지 코팅층을 표면 전체에 형성할 수 있어, 트레이 전체에 고르게 대전방지 기능을 부가할 수 있으며, 또한, 사출 성형으로 인한 정전기 발생 및 이물 제거등의 문제점이 없어, 전자 제품의 정전기 발생으로 인한 제품 불량 등의 문제를 최소화 할 수 있는 효과가 있다.
도1a은 본 발명의 일 실시예에 따라 회전 구동 칼 절삭기에 의해 전지 (cell) 이송용 트레이를 제조하는 방법을 나타낸 사진이다.
도 1b는 도 1a의 방법에 의해 제조된 전지 이송용 트레이의 단면을 나타낸 사진이다.
도2a는 본 발명의 일 실시예에 따라 표면 연마 방식에 의해 전지 이송용 트레이를 연마하는 것을 나타내는 사진이다.
도 2b는 도 2a에 의해 제조된 전지 이송용 트레이의 단면을 나타내는 사진이다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따라 브러쉬(Brush)를 이용하여 버를 제거하는 방법을 나타내는 사진이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 바닥부가 제거된 전지 이송용 트레이를 나타내는 사진이다.
이하 본 발명을 보다 상세히 설명하나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 의하면 본 발명에 따른 전지 이송용 제조방법은 열 가소성 수지를 이용하여 열가소성 압출 시트를 제조하는 단계; 상기 압출 시트를 진공 성형하여 전지(cell) 이송용 트레이를 제조하는 단계; 및 상기 전지가 관통하여 고정될 수 있도록 상기 트레이의 바닥부를 제거하는 단계; 를 포함한다.
종래 전지 이송용 트레이는 100% 사출 성형으로 제조되었는데, 이는, 트레이로 이송되는 전지가 제품으로 출하되기 전에, 제품 제조 후 양 단에 전하를 인가하여 충전하거나, 충방전 테스트 등을 위하여, 전지의 양단이 트레이를 관통될 수 있도록 트레이의 바닥부에 홀을 형성하여야 하기 때문이다.
그러나, 사출 성형으로 트레이를 제조하는 경우, 상술한 바와 같아 전지의 종류에 따라 다른 금형을 제조해야 하는 문제, 정전기의 발생, 이물질 제거의 어려움, 대전방지 기능 형성의 어려움 등 많은 문제점이 있었다.
이에 이러한 문제를 해결하기 위해 완성된, 본 발명에 따른 전지 이송용 트레이의 제조방법은, 진공 성형 방법으로 제조하면서, 사출성형 방법으로 제조되는 문제점을 해결하고, 별도의 트레이 바닥부를 제거하는 단계를 포함함에 따라, 전지의 양단이 트레이를 관통할 수 있어서, 전지의 충전이나 충방전 테스트를 진행하는 데 문제점이 없어, 전지의 대량 충전, 방전 및 충방전이 가능하여 대량 이송이 가능하며, 금형의 별도 제작없이 다양한 전지의 모형에 따라 바로 대응할 수 있어 가격 경쟁이 우수한 특징이 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 열가소성 수지는, 폴리에스테르(PET A, PET G, PET G-PET A-PET G), 스티렌-부타디엔 공중합체, 아크릴레이트-부타디엔-스틸렌(ABS), 폴리스티렌, 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리설포네이트, 폴리카보네이트, 폴리아크릴레이트, 폴리염화비닐, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 변형된 폴리페닐렌옥사이드[MPPO(Modified-Polyphenylene Oxide)], 이들의 블랜드 또는 공중합체, 페놀수지, 에폭시 수지, 우레탄 수지 및 ABS수지로부터 선택된 1종 이상일 수 있다. 기능성으로 난연성과 내열성을 가질 수 있다.
상기 열 가소성 압출 시트는 내열, 난연, 또는 내열 및 단열의 기능성을 갖는 기능성 층으로 단일 층 및 다층으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 압출 시트에 대전방지 코팅액을 도포 및 건조하여 상기 압출 시트의 적어도 일면에 대전방지 코팅층을 형성하는 단계를 더 포함하여, 트레이에 대전방지 기능을 부여할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 대전방지 코팅층은 상기 열가소성 수지를 압출할 때 동시에 형성하거나 또는 상기 열가소성 수지를 제조한 후 코팅층을 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 대전방지 코팅액은 전도성 고분자, 탄소나노튜브 및 그래핀(grapheme)으로부터 선택된 단독 또는 이들의 혼합물 5 내지 30중량%; 열경화성 바인더 2 내지 25중량%; 물 20 내지 40중량%; 유기 용매 40 내지 70중량%; 및 첨가제(Slip, Wetting제) 0.1 내지 5중량%을 포함한다.
상기 전도성 고분자는 폴리아닐린, 폴리피롤, 폴리싸이오펜, 폴리(3,4-에틸렌싸이오펜), 이들의 유도체, 이들의 공중합물, 또는 π-공액계 전기 전도성 고분자; 탄소나노튜브; 또는 그래핀(grapheme)로부터 선택된 1종 이상을 포함한다.
상기 탄소나노튜브는 탄소 6 개로 이루어진 육각형 고리가 서로 연결되어 이루어진 흑연판상을 둥글게 말아서 생긴 튜브 형태의 분자이다. 상기 탄소나노튜브는 강성 및 전기 전도성이 우수하므로 막 경도가 증가하고 대전방지 기능이 향상된다. 또한, 자외선 또는 열 등에 노출시에 분해되지 않으므로 전도성 고분자등을 사용하는 경우보다 내후성이 증가한다. 상기 탄소나노튜브는 화학 증착법, 아크 방전법, 플라즈마 토치법 및 이온 충격법등 당업계에 공지된 방법으로 제조될 수 있으며, 그 제조 방법에 제한받지 않는다. 상기 탄소나노튜브는 단일벽 구조를 갖는 단일벽 탄소나노튜브 (single-walled carbon nanotube;SWNT) 또는 다중벽 구조를 갖는 다중벽 탄소나노튜브(multi-walled carbon nanotube;MWNT)가 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 키랄(나선)형, 지그재그형 및 암체어형(armchair) 등의 다양한 탄소 나노 튜브가 사용될 수 있다. 또한, 상기 탄소나노튜브는 당업계에 공지된 통상의 방법으로 전처리 단계를 거칠 수 있으나, 전처리 단계를 거치지 않아도 무방하다. 상기 탄소 나노튜브는 바람직하게는 길이가 1 내지 60㎛ 이고, 직경이 0.1 내지 50nm 인 것을 사용할 수 있다.
상기 열 경화성 바인더는 아크릴계, 우레탄계, 아크릴-우레탄 공중합체로부터 선택될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 유기 용매는 이소프로필 알코올, 에탄올, 메탄올, 톨루엔, 에틸아세테이트, 1-메틸-2-피롤리디논 중으로부터 선택된 단독 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 대전방지 코팅층은 상기 대전방지 코팅액을 상기 열가소성 압출 시트에 0.1~10㎛의 두께로 코팅한 후 50~250℃에서 30초~30분 건조시켜 제조될 수 있다. 상기 코팅은 당해 기술분야에서 알려진 방법 어는 것이나 가능하며, 예들 들어 그라비아, 오프셋, 키스바,나이프, 메이어바 또는 코마법을 들 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 진공 성형은 120~280℃의 온도에서 행해질 수 있다. 이는 120℃ 미만의 온도에서 행해지면 진공 성형의 시간이 길어져서 트레이 표면이 균일하지 않고, 180℃를 초과하면 열가소성 수지가 과열되어 트레이가 경도가 약해질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 전지가 트레이를 관통하여 고정할 수 있도록 트레이의 바닥부를 도 1 내지 4의 트레이(50)과 같이 바닥면을 제거한다. 상기 바닥면의 제거는 회전 구동 칼날 방식 또는 사포를 이용한 자동 연마 방식으로 제거될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 바닥부를 제거하는 단계 후에 브러쉬(Brush)를 이용하여 버(burr) 또는 이물질을 제거하는 단계를 더 포함한다.
도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 의하면, 일 실시예에 의해 압출된 시트를 진공 성형한 후, 전지가 트레이를 관통하여 고정할 수 있도록 트레이 바닥부를 회전구동 칼날 방식으로 바닥면을 제거할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 진공성형에 의해 제조된 트레이의 바닥부를 사포를 이용하여 자동 연마방식으로 바닥면을 제거할 수 있다(도 2a 및 도2b 참조).
본 발명의 일 실시예에 의하면, 바닥부가 제거된 트레이를 브러쉬(brush)를 이용하여 버(burr)를 제거하고 칼 등을 이용하여 이물질 등을 제거할 수 있다(도 3 참조).
상기 본 발명에 따른 전지 이송용 트레이의 제조방법은 각 단계 및/또는 모든 단계가 전 자동으로 이루어질 수 있다.
10: 회전 구동 칼 절삭 방법
20: 표면 연마 방법
30: 브러쉬(Brush)를 이용하여 Burr제거 방법
40: 칼을 사용하여 이물제거 방법
50: 바닥부가 제거된 전지 셀(cell)이송용 대전방지 진공성형 트레이

Claims (12)

  1. 열 가소성 수지를 이용하여 열가소성 압출 시트를 제조하는 단계;
    상기 압출 시트를 진공 성형하여 전지(cell) 이송용 트레이를 제조하는 단계; 및
    상기 전지가 관통하여 고정될 수 있도록 상기 트레이의 바닥부를 제거하는 단계; 를 포함하고,
    상기 열가소성 압출 시트는 난연, 내열, 또는 난연 및 내열 기능층을 포함하는 단층 또는 다중층인 전지 이송용 트레이의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열가소성 수지는, 폴리에스테르(PET A, PET G, PET G-PET A-PET G), 스티렌-부타디엔 공중합체, 아크릴레이트-부타디엔-스틸렌(ABS), 폴리스티렌, 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리설포네이트, 폴리카보네이트, 폴리아크릴레이트, 폴리염화비닐, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 변형된 폴리페닐렌옥사이드 [MPPO(Modified-Polyphenylene Oxide)], 이들의 블랜드 또는 공중합체, 페놀수지, 에폭시 수지, 우레탄 수지 및 ABS수지로부터 선택된 1종 이상인 전지 이송용 트레이의 제조방법.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 압출 시트에 대전방지 코팅액을 도포 및 건조하여 상기 압출 시트의 적어도 일면에 대전방지 코팅층을 형성하는 단계를 더 포함하는 전지 이송용 트레이의 제조방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 대전방지 코팅층은 상기 열가소성 수지를 압출할 때 동시에 형성하거나 또는 상기 열가소성 수지를 제조한 후 코팅층을 형성하는, 전지 이송용 트레이의 제조방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 대전방지 코팅액은 전도성 고분자, 탄소나노튜브 및 그래핀(grapheme)으로부터 선택된 단독 또는 이들의 혼합물 5 내지 30중량%; 열경화성 바인더 2 내지 25중량%; 물 20 내지 40중량%; 유기 용매 40 내지 70중량%; 및 첨가제(Slip, Wetting제) 0.1 내지 5중량%을 포함하는, 전지 이송용 트레이의 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 전도성 고분자는 폴리아닐린, 폴리피롤, 폴리싸이오펜, 폴리(3,4-에틸렌싸이오펜), 이들의 유도체, 이들의 공중합물, 또는 π-공액계 전기 전도성 고분자로부터 선택된 1종 이상을 포함하는, 전지 이송용 트레이의 제조방법.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 대전방지 코팅층을 형성시키는 단계는 상기 대전방지 코팅액을 상기 열가소성 압출 시트에 0.1~10㎛의 두께로 코팅한 후 50~250℃에서 30초~30분 건조키는 단계인, 전지 이송용 트레이의 제조방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 진공 성형이 120~280℃의 온도에서 행해지는, 전지 이송용 트레이의 제조방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 바닥부를 제거하는 단계 후에 브러쉬(Brush)를 이용하여 버(burr) 또는 이물질을 제거하는 단계를 더 포함하는 전지 이송용 트레이의 제조방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 바닥부를 제거하는 단계가 회전 구동 칼날 방식 또는 사포를 이용한 자동 연마 방식인, 전지 이송용 트레이의 제조방법.
  12. 제1항, 제2항, 제4항 내지 제11항 중 어느 한 제조방법에 따라 제조된 전지 이송용 트레이.
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