(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも正・負極板からなる発電要素を収納した有底筒状の金属製外装缶の開口部にナイロンを主成分とする封口ガスケットと封口蓋とを載置し、前記外装缶の開口部端縁を前記封口ガスケットを介して前記封口蓋の方向にカシメて密封する密閉型アルカリ蓄電池の製造方法であって、
前記ナイロンを主成分とする封口ガスケットを高温高湿雰囲気中で強制的に加湿して所定の吸湿率になるように調湿する加湿工程と、
前記加湿工程により調湿されて、前記封口ガスケットの表面に析出した物質を洗浄する水洗工程と、
前記水洗工程により表面に析出した物質を洗浄した前記封口ガスケットを乾燥した後、同封口ガスケットの表面にシール剤を塗布する塗布工程とを備えたことを特徴とする密閉型アルカリ蓄電池の製造方法。
【請求項２】
前記所定の吸湿率は２．５％以上であることを特徴とする請求項１に記載の密閉型アルカリ蓄電池の製造方法。
【請求項３】
前記シール剤はアスファルトを有機溶剤に溶解させて形成したシール剤であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の密閉型アルカリ蓄電池の製造方法。
【請求項４】
前記加湿工程おいて前記封口ガスケットの表面に析出した物質は同封口ガスケットの成型時の離型性を高めるために原材料のナイロン中に添加した離型剤および滑剤であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の密閉型アルカリ蓄電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、有底筒状の金属製外装缶の開口部端縁を封口ガスケットを介して封口蓋の方向にカシメて密封する密閉型アルカリ蓄電池の製造方法に係わり、特に、その封口ガスケットの改質を図る方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ニッケル−カドミウム蓄電池、ニッケル−水素化物蓄電池などの密閉型アルカリ蓄電池は、少なくとも正・負極板からなる発電要素を収納した有底筒状の金属製外装缶の開口部に封口ガスケットと封口蓋とを載置し、外装缶の開口部端縁を封口ガスケットを介して封口蓋の方向にカシメて密封して製造するのが一般的である。この種の密閉型アルカリ蓄電池にとって、重要な課題の１つは、如何にして耐漏液性を向上させるかである。
【０００３】
このため、封口ガスケットの材質の選択が重要になるが、現在、封口ガスケットの材質としては、機械的強度、耐熱性、耐寒性、耐圧性、耐油性などにおいて優れた特性を有するナイロンが広く用いられている。そして、この封口ガスケットはクリーピングによる電解液の漏液防止のために、アスファルトを有機溶剤に溶解させたシール剤を塗布して用いられている。一方、ナイロンは吸湿性を有するため、周囲環境により特性が大きく変化する。このため、封口ガスケットの気密性も吸湿率により大きく左右されることになる。
【０００４】
そこで、密閉型アルカリ電池の気密性を向上させるために、例えば、特開昭６０−５６３６０号公報においては、封口ガスケットの含水率を０．５〜２．０％に規定することが提案され、特開平４−８７１４９号公報においては、封口ガスケットを大気平衡水分を吸湿して使用することが提案された。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、吸湿性を有する封口ガスケットにあっては、乾燥した環境に置かれた場合に封口ガスケット内の水分が外部に放出されるという現象が出現し、これに伴い、封口ガスケットの成型時の金型との離型性を高めるために原材料のナイロン中に予め添加した離型剤および滑剤も封口ガスケットの表面に析出するという現象が出現する。この封口ガスケットの表面に析出した離型剤や滑剤は、封口ガスケットの構成材となるナイロンよりもシール剤との濡れ性が低いため、離型剤や滑剤が表面に析出した封口ガスケットにシール剤を塗布しようとすると、シール剤は離型剤や滑剤によりはじかれて塗布し難いという問題を生じる。
【０００６】
このため、特開昭６０−５６３６０号公報あるいは特開平４−８７１４９号公報において提案された封口ガスケットにあっては、低湿度の周囲環境において、離型剤や滑剤が封口ガスケットの表面に析出し、封口ガスケットにシール剤を塗布しようとした場合に、シール剤が離型剤や滑剤によりはじかれて、シール剤の塗布むらが生じて、封口ガスケットの気密性が低下するという問題を生じる。
【０００７】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
本発明は少なくとも正・負極板からなる発電要素を収納した有底筒状の金属製外装缶の開口部にナイロンを主成分とする封口ガスケットと封口蓋とを載置し、外装缶の開口部端縁を封口ガスケットを介して封口蓋の方向にカシメて密封する密閉型アルカリ蓄電池の製造方法であって、上記課題を解決するために、封口ガスケットの表面に離型剤や滑剤を析出させ、この析出した離型剤や滑剤を除去した後にシール剤を塗布するようにして、シール剤の塗布むらを防止し、気密性に優れた封口ガスケットとすることにある。
【０００８】
このため、本発明の密閉型アルカリ蓄電池の製造方法は、ナイロンを主成分とする封口ガスケットを高温高湿雰囲気中で強制的に加湿して所定の吸湿率になるように調湿する加湿工程と、この加湿工程により調湿されて封口ガスケットの表面に析出した物質を洗浄する水洗工程と、この水洗工程により表面に析出した物質を洗浄した封口ガスケットを乾燥した後、封口ガスケットの表面にシール剤を塗布する塗布工程とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
このように、加湿工程においてナイロンを主成分とする封口ガスケットを高温高湿雰囲気中で強制的に加湿して所定の吸湿率になるように調湿すると、この封口ガスケットの成型時の金型との離型性を高めるために原材料のナイロン中に予め添加した離型剤や滑剤が析出する。離型剤や滑剤が析出した封口ガスケットを水洗工程により洗浄すると、離型剤や滑剤が洗浄されて除去される。このため、この封口ガスケットの乾燥後に、塗布工程によりシール剤を塗布すると、シール剤と封口ガスケットとの濡れ性がよいため、シール剤の塗布むらを生じることが無くなり、気密性に優れた封口ガスケットとすることが可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の一実施形態を図に基づいて説明する。なお、図１は本発明をニッケル−カドミウム蓄電池に適用した本実施形態の密閉型アルカリ蓄電池の要部断面を示す図である。
本実施形態のニッケル−カドミウム蓄電池は、外装缶１０と、この外装缶１０内に配設された発電要素（電極体）２０と、外装缶１０の開口部を密閉する封口蓋３０と外装缶１０と封口蓋３０との間に介在されて外装缶１０の開口部を気密に密閉するための封口ガスケット４０とから構成される。
【００１１】
ここにおいて、外装缶１０は鉄にニッケルメッキを施し、内径が２０ｍｍになるように有底円筒状に形成されている。また、発電要素２０は、パンチングメタルの表面にニッケル焼結多孔体を形成した後、化学含浸法により水酸化ニッケルを主体とする正極活物質を焼結多孔体内に充填して製造した焼結式ニッケル正極と、同様に化学含浸法により水酸化カドミウムを主体とする負極活物質をニッケル焼結多孔体内に充填して製造した焼結式カドミウム負極とを備え、これらのニッケル正極とカドミウム負極は、これらの間にセパレータを介在させて巻回されている。
【００１２】
封口蓋３０は、底面に円形の下方突出部を形成してなる蓋体３１と、正極キャップ３３とこれら蓋体３１および正極キャップ３３間に介在されるスプリングと弁板からなる弁体３５とから構成されており、蓋体３１の中央にはガス抜き孔３２が形成されている。また、正極キャップ３３の底部には、排気孔３４が形成されている。なお、封口蓋３０の外径は１９ｍｍになるように形成されている。
【００１３】
封口ガスケット４０は次のようにして形成されたものを使用する。即ち、ナイロン６・６よりなる熱可塑性樹脂を射出成形により、外径２０ｍｍ、内径１９ｍｍ、高さ５ｍｍになるように成形して封口ガスケット４０とする。この封口ガスケット４０を相対湿度（ＲＨ）９０％、温度６０℃の雰囲気の高温高湿槽内に４時間の間存在させて強制加湿を行い、封口ガスケット４０の吸湿率（樹脂成分に対する水分の割合）を４％に調湿する。これにより、封口ガスケット４０の成型時の金型との離型性を高めるために原材料のナイロン中に予め添加した離型剤および滑剤が析出する。
【００１４】
ついで、この封口ガスケット４０を高温高湿槽内から常温雰囲気中に取り出し、封口ガスケット４０の表面に析出した離型剤および滑剤等を工業用水を用いて洗浄する。この後、封口ガスケット４０を遠心乾燥機内に投入し、遠心乾燥機を回転駆動することにより、洗浄により封口ガスケット４０の表面に付着した水分を除去する。このような前処理を施した封口ガスケット４０の表面に、アスファルトセメントをキシレンからなる有機溶剤に溶解させたシール剤を塗布し、シール剤が乾燥することにより、吸湿率が４％に調湿された封口ガスケット４０が形成される。
【００１５】
ここで、上述のように、強制加湿を行って吸湿率を４％に調湿した後、水洗してその表面に析出した離型剤および滑剤等を除去し、乾燥した後、シール剤を塗布して形成した封口ガスケット４０を１００００個用意する。一方、強制加湿を行った後乾燥して吸湿率を４％に調湿した後、シール剤を塗布して形成した従来例の封口ガスケットを１００００個用意する。これらの封口ガスケットのシール剤の塗りむらの発生数を目視により観測し、その発生率を算出すると下記の表１に示すような結果となった。
【００１６】
【表１】
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【００１７】
上記表１より明らかなように、従来例の封口ガスケットにあっては、強制加湿を行ってその表面に離型剤および滑剤等が析出した状態でシール剤を塗布するため、シール剤の塗りむらが発生しやくすくなることが分かる。しかしながら、本発明の封口ガスケット４０のように、強制加湿を行って吸湿率を４％に調湿した後、水洗してその表面に析出した離型剤および滑剤等を除去し、乾燥した後、シール剤を塗布して形成すると、その表面に析出した離型剤および滑剤等が除去されるので、シール剤の塗りむらが生じることが防止できるようになることが分かる。
【００１８】
［吸湿率の検討］
ついで、封口ガスケット４０の吸湿率（樹脂成分に対する水分の割合）を変化させて、それぞれの吸湿率に対するシール剤の塗りむらの発生について検討する。なお、吸湿率を変化させるに際して、上述した高温高湿槽内での封口ガスケット４０の存在時間を以下のように変化させて封口ガスケット４０の吸湿率を変化させた。
【００１９】
１．封口ガスケットＡ
上述と同様にして射出成形した封口ガスケット４０を相対湿度（ＲＨ）９０％、温度６０℃の雰囲気の高温高湿槽内に０．５時間の間存在させて、封口ガスケット４０の吸湿率が２％になるように強制加湿を行う。この後、上述と同様にして封口ガスケット４０を遠心乾燥機内に投入し、遠心乾燥機を回転駆動することにより、洗浄により封口ガスケット４０の表面に付着した水分を除去した後、封口ガスケット４０の表面に、アスファルトセメントをキシレンからなる有機溶剤に溶解させたシール剤を塗布・乾燥させて、吸湿率が２％に調湿された封口ガスケットＡを得る。
【００２０】
２．封口ガスケットＢ
上述と同様にして射出成形した封口ガスケット４０を相対湿度（ＲＨ）９０％、温度６０℃の雰囲気の高温高湿槽内に１時間の間存在させて、封口ガスケット４０の吸湿率が２．５％になるように強制加湿を行う。この後、上述と同様にして封口ガスケット４０を遠心乾燥機内に投入し、遠心乾燥機を回転駆動することにより、洗浄により封口ガスケット４０の表面に付着した水分を除去した後、封口ガスケット４０の表面に、アスファルトセメントをキシレンからなる有機溶剤に溶解させたシール剤を塗布・乾燥させて、吸湿率が２．５％に調湿された封口ガスケットＢを得る。
【００２１】
３．封口ガスケットＣ
上述と同様にして射出成形した封口ガスケット４０を相対湿度（ＲＨ）９０％、温度６０℃の雰囲気の高温高湿槽内に２時間の間存在させて、封口ガスケット４０の吸湿率が３％になるように強制加湿を行う。この後、上述と同様にして封口ガスケット４０を遠心乾燥機内に投入し、遠心乾燥機を回転駆動することにより、洗浄により封口ガスケット４０の表面に付着した水分を除去した後、封口ガスケット４０の表面に、アスファルトセメントをキシレンからなる有機溶剤に溶解させたシール剤を塗布・乾燥させて、吸湿率が３％に調湿された封口ガスケットＣを得る。
【００２２】
４．封口ガスケットＤ
上述と同様にして射出成形した封口ガスケット４０を相対湿度（ＲＨ）９０％、温度６０℃の雰囲気の高温高湿槽内に４時間の間存在させて、封口ガスケット４０の吸湿率が４％になるように強制加湿を行う。この後、上述と同様にして封口ガスケット４０を遠心乾燥機内に投入し、遠心乾燥機を回転駆動することにより、洗浄により封口ガスケット４０の表面に付着した水分を除去した後、封口ガスケット４０の表面に、アスファルトセメントをキシレンからなる有機溶剤に溶解させたシール剤を塗布・乾燥させて、吸湿率が４％に調湿された封口ガスケットＤを得る。
【００２３】
このように吸湿率を調整した各封口ガスケットＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄをそれぞれ１００００個づつ用意し、これらの各封口ガスケットＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄのシール剤の塗りむらの発生数を目視により観測し、その発生率を算出すると下記の表２に示すような結果となった。
【００２４】
【表２】
0003573930.tif 000003
【００２５】
上記表２より明らかなように、吸湿率を２％とした封口ガスケットＡのシール剤の塗りむら発生率が高くなっている。これは、ナイロン６・６の大気中での平衡水分率は２．５％であって、吸湿率がこの平衡水分率以下であると、封口ガスケットに予め添加された離型剤や滑剤が封口ガスケットの表面に充分に析出しなかったためと考えられる。このことから、強制加湿において、封口ガスケットの吸湿率を２．５％以上とすることが好ましい。
【００２６】
上述したように、本発明においては、まず、ナイロン６・６よりなる封口ガスケット４０を所定の湿度に調整した高温高湿槽内に所定の時間だけ存在させて強制的に加湿して所定の吸湿率になるように調整すると、封口ガスケットに予め添加された離型剤や滑剤が封口ガスケット４０の表面に析出する。この離型剤や滑剤が表面に析出した封口ガスケット４０を水洗すると、離型剤や滑剤は除去される。これにより、封口ガスケット４０を乾燥した後、シール剤を塗布すると、シール剤と封口ガスケット４０との濡れ性がよいため、シール剤に塗布むらを生じることが無くなり、気密性に優れた封口ガスケットとすることが可能となる。そして、封口ガスケット４０の吸湿率を２．５％以上に規制すると、封口ガスケットに予め添加された離型剤や滑剤が封口ガスケット４０の表面に充分に析出するようになるため、シール剤と封口ガスケット４０との濡れ性が良くなって、耐漏液性に優れた封口ガスケット４０が得られるようになる。
【００２７】
なお、上記実施形態の封口ガスケットにおいては、高温高湿槽内を所定の相対湿度（ＲＨ）雰囲気にするとともに所定の時間の間だけ封口ガスケットを存在させて強制加湿を行う例について説明したが、封口ガスケットを水中あるいは温水中に浸すようにして強制加湿を行って、所定の吸湿率になるように調湿してもよい。また、上記実施形態のニッケル−カドミウム蓄電池は円筒型のニッケル−カドミウム蓄電池について説明したが、円筒型に限らず、角形のニッケル−カドミウム蓄電池であっても本発明を適用することが可能である。
【００２８】
さらに、上記実施形態のニッケル−カドミウム蓄電池は、正極及び負極の何れも焼結式電極を用いたが、ペースト式などの非焼結式電極を用いた電池であっても同様な結果が得られた。また、本発明はニッケル−カドミウム蓄電池に限ることなく、どのような密閉型のアルカリ電池であっても適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の密閉型アルカリ蓄電池の要部断面を示す図である。
【符号の説明】
１０…外装缶、１１…開口部端縁、２０…発電要素（電極体）、３０…封口蓋、３１…蓋体、３２…ガス抜き孔、３３…正極キャップ、３４…排気孔、３５…弁体、４０…絶縁ガスケット
【図１】
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