(57)【要約】      （修正有）【課題】正極缶開口封止側端部における正極缶の発錆や腐食といった不具合を防止し、品質保持性能の高いアルカリ電池を提供する。【解決手段】正極を兼ねる有底筒状の正極缶２に、環状に成形された正極合剤と、正極合剤の内側にセパレータを介して配置された亜鉛合金を含む負極ゲルと、負極ゲル中に挿入された負極集電子６とを備え、正極缶２の外周部にシート状のラベル２０を貼着してなるアルカリ電池１であって、ラベル２０の表面のうち、少なくとも正極缶２の開口封止側端部に隣接する部分において、ラベル２０表面の撥水性が残余の部分より大きく設定されている。【選択図】図３
2014164864.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極を兼ねる有底筒状の正極缶に、環状に成形された正極合剤と、当該正極合剤の内側にセパレータを介して配置された亜鉛合金を含む負極ゲルと、当該負極ゲル中に挿入された負極集電子とを備え、前記正極缶の外周部にシート状のラベルを貼着してなるアルカリ電池であって、
前記ラベルの表面のうち、少なくとも前記正極缶の開口封止側端部に隣接する部分において、前記ラベル表面の撥水性が残余の部分より大きく設定されている
ことを特徴とするアルカリ電池。
【請求項２】
請求項１に記載のアルカリ電池であって、前記正極缶の開口封止側端部に位置する前記ラベル表面の表面張力が、２０〜３５ｄｙｎ／ｃｍに設定されていることを特徴とするアルカリ電池。
【請求項３】
請求項２に記載のアルカリ電池であって、前記正極缶の開口封止側端部に位置する部分を除く前記正極缶の胴部に位置する前記ラベル表面の表面張力が、３０〜４０ｄｙｎ／ｃｍに設定されていることを特徴とするアルカリ電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はアルカリ電池に関し、特にアルカリ電池の外装技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルカリ電池は、一般に、有底筒状の金属製正極缶に正極合剤、負極ゲル等の構成要素を気密に封止してなり、正極缶の外周には、商品名等の文字、装飾等を施したシート状のラベルが貼着される。このラベルとしては、例えば特許文献１に開示されているような感熱発色性ラベルを用いることができる。特許文献１に開示されている感熱発色性ラベルは、感熱発色剤層の上に撥水性を有する物質を含む保護塗層を設け、水気や湿気の多い場所でも使用することができるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平７−４３７１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ラベルの表面は、印字などを行い、また正極缶への貼付けのための接着剤を塗布する等の必要のため、適度な濡れ性（親水性）を有することが求められる。このような適度の濡れ性は、ラベル表面における表面張力を水の表面張力に対して相対的に大とすることにより実現される。このように濡れ性を考慮してラベル表面の撥水性を設定した場合、アルカリ電池周囲の環境等からの水分がラベル内部に浸透し、正極缶外面に貼着されたラベルが膨潤して浮きが生じたり、ラベルの色抜けが発生したりして、外観を損なうことがあった。
【０００５】
また、正極缶内部の水酸化カリウム（ＫＯＨ）電解液が正極缶の負極端子側開口封止端部においてわずかな間隙から析出した場合、近傍のラベルに吸収された水分によってＫＯＨの潮解を誘発し、正極缶周囲を汚損する恐れがあった。
【０００６】
一方、ラベル表面の撥水性を高めるために、ラベル表面における表面張力を十分小さく設定した場合、ラベル表面への水性インクによる印字が困難になり、またラベル表面への接着剤の塗布性が悪化して正極缶へうまく貼着できなくなるといった問題点が生じると考えられる。
【０００７】
本発明は、上記のような問題点を解決し、アルカリ電池の品質保持に資するラベルを備えたアルカリ電池を提供することを一つの目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明の一態様は、正極を兼ねる有底筒状の正極缶に、環状に成形された正極合剤と、当該正極合剤の内側にセパレータを介して配置された亜鉛合金を含む負極ゲルと、当該負極ゲル中に挿入された負極集電子とを備え、前記正極缶の外周部にシート状のラベルを貼着してなるアルカリ電池であって、前記ラベルの表面のうち、少なくとも前記正極缶の開口封止側端部に隣接する部分において、前記ラベル表面の撥水性が残余の部分より大きく設定されていることを特徴とする。具体的には、例えば前記正極缶の開口封止側端部に位置する前記ラベル表面の表面張力を、２０〜３５ｄｙｎ／ｃｍに設定することが好適である。また、あわせて前記正極缶の開口封止側端部に位置する部分を除く前記正極缶の胴部に位置する前記ラベル表面の表面張力を３０〜４０ｄｙｎ／ｃｍに設定するとよい。
【発明の効果】
【０００９】
上記本発明の一態様によれば、正極缶に設けたラベルの撥水性により、正極缶開口封止側端部における正極缶の発錆や腐食といった不具合を防止し、品質保持性能の高いアルカリ電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、一般的なアルカリ電池１の構成例を示す縦断面図である。
【図２】図２は、図１のアルカリ電池１の負極側端部の部分拡大図であり、負極側端部全体の部分縦断面図である。
【図３】図３は、図１のアルカリ電池１の負極側端部の部分拡大図であり、正極缶２の開口封止側端部であるかしめられた肩部の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態につき、添付図面を参照して説明する。図１に、本発明の一実施形態に係るアルカリ電池１の構造を例示している。図１は、ＬＲ２０型の円筒形アルカリ電池１であるが、本発明の適用対象には、これ以外の形状寸法のアルカリ電池も含まれる。図１は、円筒形アルカリ電池１の中心軸を通る断面で見た縦断面図である。
【００１２】
図１のアルカリ電池１は、有底筒状の金属製正極缶２、正極缶２の内周に沿って配置されている、環状に成形された正極合剤３、この正極合剤３の内側に配設された円筒状のセパレータ４、亜鉛合金を含んでセパレータ４の内側に充填される負極ゲル５、この負極ゲル５の中に挿入されている負極集電子６、負極集電子６に電気的に接続されて負極側の板状端子を形成している負極端子板７、及び正極缶２の開口端部を気密に封止するために、正極缶２の開口側端縁部、負極端子板７の周縁部とともにかしめつけられる封口ガスケット８を備えて構成されている。この構造において、正極合剤３、セパレータ４、及び負極ゲル５が、ＫＯＨ電解液の存在下でアルカリ電池１の発電要素を形成する。
【００１３】
正極缶２は、アルカリ電池１の電池ケースであるとともに、正極合剤３に直接接触することにより、正極集電体を兼ねる。また、正極缶２の底面には正極端子９が形成されている。負極ゲル５中に挿入された棒状の金属製負極集電子６は、皿板状の金属製負極端子板７の内面に溶接により立設固定されている。負極ゲル５と正極端子９との間には、例えば非導電性樹脂製の短絡防止部材１０が介設され、負極ゲル５と正極缶２との間が短絡されることを防止している。なお、短絡防止部材１０を設ける代わりに、セパレータ４の正極端子９側を、袋状に閉じるように形成してもよい。負極端子板７、負極集電子６、及び封口ガスケット８は、封口体としてあらかじめ一体に組み合わせられている。前記のように、封口ガスケット８の外周部が正極缶２の開口端縁部と負極端子板７の周縁部との間にかしめられるなどして挟持されて正極缶２が気密に封止される。
【００１４】
アルカリ電池１を構成する正極缶２の外周には、シート状のラベル２０が設けられている。ラベル２０としては、その外表面に商品名、製品形式、規格、使用上の注意書き等の文字を印字可能とするとともに、製品の外観を装飾するための色彩模様などのデザインを施すために、例えば感熱発色性シートが用いられる。ラベル２０の表面は、使用中における前記印字、装飾の汚損を防止するために、あらかじめ撥水性物質でコーティングされる。
【００１５】
図２、図３に、図１のアルカリ電池１の負極側端部の部分拡大図を示している。図２は負極側端部全体の部分縦断面図を、図３はその正極缶２のかしめられた肩部拡大図を示している。図２、図３に示すように、ラベル２０の負極端子板側端部は、かしめられた正極缶２の開口端部を覆うように、正極缶２の開口端縁からせり出すように設けられている。本実施形態のアルカリ電池１では、図３に示すように、ラベル２０の表面のうち、少なくとも正極缶２の開口封止側端部に隣接する部分（図３において符号３０で示す部分）において、ラベル２０表面の撥水性が残余の部分より大きくなるように設定されている。なお、前記の「正極缶２の開口封止側端部に隣接する部分」の範囲は、図３に符号３０で例示している部分に限定されるものではなく、本実施形態の実施例に示すような当業者による各種実験を通じて適宜設定することができる。
【００１６】
ラベル２０の表面に撥水性を与えるためにその表面に塗布する撥水剤としては、ヒドロキシル基、アルデヒド基、カルボニル基、カルボキシル基、フルオロ基、エーテル結合、エステル結合、シロキサン結合等の化学構造を有する種々の炭化水素を含む撥水性物質を適宜採用することができる。前記のように、ラベル２０表面の符号３０で示される正極缶２の開口封止側端部に隣接する部分については、ラベル２０表面の正極缶２の円筒状外周部（以下「電池胴部」という。）に配設される部分よりも撥水性が高くなるように、ラベル２０表面に塗布する撥水性物質が選択される。
【００１７】
以上のように構成された本実施形態のアルカリ電池１によれば、正極缶２の外周部全体を覆うように設けられたラベル２０の表面に撥水性が与えられているので、正極缶２内部に封入されているＫＯＨ電解質と電池１外部に由来する水分とが接触することが防止され、アルカリ電池１の品質保持性能が向上する。また、ラベル２０の表面のうち、少なくとも正極缶２の開口封止側端部に隣接する部分（図３において符号３０で示す部分）において、ラベル２０表面の撥水性が残余の部分より大きくなるように設定されているので、アルカリ電池１の保存中あるいは使用中に正極缶２と封口ガスケット８との間隙からＫＯＨ電解質が漏出して正極缶２の外部で析出するような事象が発生したとしても、電池１外部からの水分による析出物質の潮解等と、それによるラベル２０の汚損、正極缶２の発錆、腐食が防止される。
【００１８】
なお、前記正極缶２の開口封止側端部に位置する前記ラベル２０表面の表面張力は、例えば２０〜３５ｄｙｎ／ｃｍに設定することができる。また、正極缶２の開口封止側端部に位置する部分を除く前記正極缶２の胴部に位置する前記ラベル２０表面の表面張力は、例えば３０〜４０ｄｙｎ／ｃｍに設定することができる。
【実施例】
【００１９】
図１に例示したＬＲ２０形アルカリ電池１に設けられるラベル２０について、本実施形態の構成を適用してその効果を確認するための試験を実施した。
［試験１］電池１の胴部に掛かるラベル２０への撥水性物質塗布試験
感熱紙シートからなるラベル２０の電池胴部に設けられる部分の表面について、撥水性物質をしみ込ませたローラで撥水性物質を塗布した。
【００２０】
適用する撥水性物質としては、前記した種々の化合物が利用可能であるが、本実施例にあっては、ラベル２０の表面に付与する表面張力の条件に応じて以下のとおりとした。
表面張力１９〜２７ｄｙｎ／ｃｍについて、シリコン系およびアルコール類の撥水性物質
表面張力２８〜３４ｄｙｎ／ｃｍについて、鉱油、ジオキサン等の撥水性物質
表面張力３５〜４０ｄｙｎ／ｃｍについて、シクロヘキサン、ブチルエーテル等の撥水性物質
【００２１】
上記した撥水性物質をラベル２０の表面に塗布した後、ＪＩＳ−Ｋ６７６８に規定されている仕様に従って、ラベル２０表面の表面張力を測定した。そして、表面張力が異なる各ラベル２０を貼付したアルカリ電池１を作成し、それぞれ４５℃、８０％の恒温槽にて１５０日間保存して経過観察を行い、各アルカリ電池１について、正極缶２の錆・変色、およびラベル２０の浮きの有無を確認した。表１にその試験結果を示している。なお、各表面張力設定値に対してアルカリ電池１のサンプル数は５０としている。また、表面張力の値に＊印を付したサンプルでは、ラベル２０の表面に撥水性物質を塗布しなかった。
【表１】
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【００２２】
表１を参照すると、電池胴部の部分に対応するラベル２０表面について、表面張力を３０ｄｙｎ／ｃｍ未満に設定した場合、ラベル２０に浮きが生じることが観察された。これはラベル表面の撥水性が大きいために接着剤による正極缶２外周面との接着強度が十分に確保できなかったためであると考えられる。一方、ラベル表面の表面張力を、４０ｄｙｎ／ｃｍを超える値に設定した場合には、アルカリ電池１の正極缶２に錆又は変色が認められた。これは、ラベル２０表面の撥水性が不十分であったために、電池１外部由来の水分が正極缶２の材料と接触したためであると考えられる。
【００２３】
以上の試験１の結果から、アルカリ電池１の電池胴部に設けるラベル２０の表面に適切な撥水性を与えることによって、アルカリ電池１保存中において、正極缶２の発錆、腐食、ラベル２０の浮きといった不具合を効果的に防止できることが確認された。
【００２４】
［試験２］正極缶端部に掛かる部分のラベルへの撥水性物質塗布試験
適用したアルカリ電池１の仕様は試験１の場合と同様であるが、試験２では、試験１で良好な試験結果が得られた範囲の表面張力を電池胴部に該当する部分に設定し、正極缶２の開口封止側端部に隣接する部分には、それと異なる表面張力を設定して試験を行った。すなわち、上記のように電池胴部の部分と正極缶２の開口端縁部において異なる表面張力が設定されるように、上記した撥水性物質をラベル２０の表面に塗布した後、ＪＩＳ−Ｋ６７６８に規定されている仕様に従って、ラベル２０表面の表面張力を測定した。そして、表面張力の設定が異なる各ラベル２０を貼付したアルカリ電池１を作成し、それぞれ６０℃、９０％の恒温槽にて１５０日間保存して経過観察を行い、各アルカリ電池１について、正極缶２の開口封止側端部におけるラベル２０の変色、剥がれの有無を確認した。表２に試験結果を示している。なお、試験１の場合と同様に、各表面張力設定値に対してアルカリ電池１のサンプル数は５０としている。
【表２】
2014164864.tif 000004
【００２５】
表２を参照すると、電池胴部の部分に対応するラベル２０表面について、表面張力を３０〜４０ｄｙｎ／ｃｍの範囲（試験１において良好な結果を示した範囲）に設定した場合、正極缶２開口封止側端部に隣接する部分におけるラベル２０表面の表面張力を１９〜３５ｄｙｎ／ｃｍの範囲に設定して試験を行った結果、正極缶２開口端縁部におけるラベル２０表面の表面張力を１９ｄｙｎ／ｃｍに設定した場合、当該部分のラベル２０に剥がれが生じていることが観察された。これは、ラベル２０表面の表面張力設定値が適正値よりも大であるため当該部分のラベル２０表面の撥水性が過大となり、正極缶２の外周面とラベル２０との接着強度が不十分であったためと考えられる。
【００２６】
一方、正極缶２開口端縁部におけるラベル２０表面の表面張力を３６ｄｙｎ／ｃｍに設定した場合、当該部分のラベル２０に変色が生じていることが観察された。これは、ラベル２０表面の表面張力設定値が適正値よりも大であるため、ラベル２０表面の撥水性が十分に確保されず、正極缶２内のＫＯＨ電解質漏出に伴いラベル２０に漏出液が浸透して変色に至ったものと考えられる。したがって、正極缶２の開口封止側端部に位置するラベル２０表面の表面張力は、２０〜３５ｄｙｎ／ｃｍに設定することにより良好な結果が得られることが確認された。
【００２７】
以上、本発明の実施形態によって説明したように、本発明の実施形態に係るラベル２０を貼付したアルカリ電池１によれば、正極缶に設けたラベルの撥水性を適切に調整することにより、正極缶封止端部における正極缶の発錆や腐食といった不具合を防止し、品質保持性能の高いアルカリ電池を提供することができる。
【符号の説明】
【００２８】
１  アルカリ電池    ２  正極缶（正極缶）    ３  正極合剤
４  セパレータ    ５  負極ゲル    ６  負極集電子    ７  負極端子板
８  ガスケット    ９  正極端子    １０  短絡防止部材    ２０  ラベル
３０  正極缶開口端縁部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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