(57)【要約】【課題】処理工程の効率化を図るとともに信頼性の高いボタン型電池の製造方法を提供する。【解決手段】予めシール剤を塗布した合成樹脂のパッキングを用いたボタン型電池の製造方法において、前記シール剤は水相と有機相とからなり、合成樹脂のパッキングを流動させながら、前記シール剤を噴霧した後、直ちに乾燥空気にて乾燥させたパッキングを用いているので、パッキング同士の重なりもなく、処理時間も短縮できる信頼性の高いボタン型電池を提供できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
予めシール剤を塗布した合成樹脂のパッキングを用いたボタン型電池の製造方法において、前記シール剤は水相と有機相とからなり、合成樹脂のパッキングを流動させながら、前記シール剤を噴霧した後、直ちに乾燥空気にて乾燥させたパッキングを用いたことを特徴とするボタン型電池の製造方法。
【請求項２】
予めシール剤を塗布した合成樹脂のパッキングを用いたボタン型電池の製造方法において、予め有機相内にシール剤を溶解させる工程と、水に可溶な有機溶媒を攪拌する工程と、前記両工程から得られた有機相と水相を混合する工程とを有し、水相の割合がシール剤中に10〜90質量％含むことを特徴とする請求項１記載のボタン型電池の製造方法。
【請求項３】
予めシール剤を塗布した合成樹脂のパッキングを用いたボタン型電池の製造方法において、予め有機相内にシール剤を溶解させる工程と、水に可溶な有機溶媒を攪拌する工程と、前記両工程から得られた有機相と水相を混合する工程とを有し、混合時の攪拌回転数が毎分1000〜20000回転数であることを特徴とする請求項１記載のボタン型電池の製造方法。
【請求項４】
予めシール剤を塗布した合成樹脂のパッキングを用いたボタン型電池の製造方法において、前記シール剤は水相と有機相とからなり、当該シール剤を液滴として吐出させてパッキングに塗布させた後、直ちに乾燥空気にて乾燥させたパッキングを用いたことを特徴とするボタン型電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はボタン型電池の製造方法に係り、さらに詳しくはボタン型電池の合成樹脂パッキングシール剤の調製と処理工程の効率を図ったボタン型電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ボタン型電池は、負極に亜鉛粉、正極に二酸化マンガンを用いたアルカリボタン電池、酸化銀を用いた酸化銀電池、空気中の酸素を用いた空気電池など各種電池系が知られている。これらボタン型電池は小型電子機器、時計、補聴器等に用いられている。
【０００３】
このようなボタン型電池の代表例としての空気電池を図１を参照して説明する。  
空気孔１を有する底面に段部を設けた正極ケース２の内側上部に、拡散紙３、撥水膜４、空気極およびセパレータ６が収納されている。空気極は活性炭、テフロン（登録商標）、導電剤、マンガン酸化物からなる正極触媒粉５をニッケルメッキにされたステンレスネット製の正極集電体７に圧着充填により一体化して、正極触媒層５とする。さらに正極触媒層５に圧着する撥水膜４とは別の撥水膜が該セパレータ６と反対面に配置される。セパレータ６の上部には絶縁ガスケット９を介してニッケル−ステンレス−銅の三層クラッド材を成形加工した負極ケース10が配しており、通常は絶縁ガスケット９と負極ケース10との間には苛性カリ電解液の漏液防止をするためポリアミド樹脂等のシール材が塗布されている。更に、負極ケース10の内部にはゲル状の負極活物質11が充填され、セパレータ６が接している。ここで好ましく用いられる負極活物質11は、安価な亜鉛が用いられるが、これのみに限らず他の金属も使用できる。
【０００４】
ボタン型電池の電解液の漏出防止のために、クリンプ型などによるカシメ構造と合成樹脂をパッキングにシール剤を塗布することで、電池内部からの高濃度アルカリ電解液の漏液を抑制している。
【０００５】
また、シール剤塗布方法は電池組立時にパッキングの縁や正極缶の側面にシール剤を塗布する方法やパッキング全体を別工程でシール剤を塗布してから電池組立を行う方法がある。前者の方式では、部品個々のシール剤塗布量を管理しやすいが、工程が複雑になってしまうので好ましくない。ボタン型電池のパッキングは外径φ５ｍｍなどの小さいサイズもあるので、パッキングまたは正極缶に直に塗布するのは簡単でない。後者の予めシール剤を塗布する方法は、工程が簡素化できることや大量に処理できる長所がある。ただ、シール剤の粘性によるパッキング同士の重なりで、次の工程において作業性が悪くなることが予測される。このため、シール剤塗布工程での複雑さや、シール剤の粘性を低下させてパッキング同士の重なりを防止することが望まれていた。
【０００６】
このボタン型電池のシール剤の塗布工程を改善するために、特許文献１に記載のように、シール剤からなる第１の溶媒（有機相）と第２の溶剤（水相）をそれぞれ塗布する方式が提案されている。また、特許文献２に記載のように、有機相からなるシール剤を塗布しながら、流動させる方式が提案されている。
【特許文献１】特開2001−222983号公報
【特許文献２】特開平10−223184号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、予めパッキングシール剤を塗布する方法は工程が複雑にはならないが、一度に大量に処理することでパッキングへの過剰なシール剤の付着とパッキング同士の重なりの問題がある。これは塗布や乾燥時のパッキング同士の置き方や重なり方で塗布量が偏るため、シール剤が部品の形状によってはキャップとの嵌合用の溝にシール剤が溜まることで嵌合不良などが起きることが予測される。
【０００８】
また、有機相と水相をそれぞれ塗布する方式では、作業時間が長くなるため好ましくない。流動させながら塗布する方式において、シール剤が有機相だけであると、シール剤の粘性が高くパッキング同士の重なりが発生することが予測される。  
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その課題は処理工程の能率化を図るとともに、信頼性の高いボタン型電池の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、予めシール剤を塗布した合成樹脂のパッキングを用いたボタン型電池の製造方法において、前記シール剤は水相と有機相とからなり、合成樹脂のパッキングを流動させながら、前記シール剤を噴霧した後、直ちに乾燥空気にて乾燥させたパッキングを用いたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のボタン型電池の製造方法において、予め有機相内にシール剤を溶解させる工程と、水に可溶な有機溶媒を攪拌する工程と、前記両工程から得られた有機相と水相を混合する工程とを有し、水相の割合がシール剤中に10〜90質量％含むことを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のボタン型電池の製造方法において、予め有機相内にシール剤を溶解させる工程と、水に可溶な有機溶媒を攪拌する工程と、前記両工程から得られた有機相と水相を混合する工程とを有し、混合時の攪拌回転数が毎分1000〜20000回転数であることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、予めシール剤を塗布した合成樹脂のパッキングを用いたボタン型電池の製造方法において、前記シール剤は水相と有機相とからなり、当該シール剤を液滴として吐出させてパッキングに塗布させた後、直ちに乾燥空気にて乾燥させたパッキングを用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、処理工程の効率化が図れ、信頼性の高いボタン型電池の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明はシール剤と処理方法に関して改良を加えたもので、シール剤が水相と有機相とからなる分散溶媒であり、合成樹脂パッキングにシール剤を塗布する方法が合成樹脂パッキングを流動させながら、シール剤を塗布し同時に乾燥空気を通気して合成樹脂パッキングの表面にシール剤を乾燥固化させるものである。
【００１５】
まずシール剤は粘性を低下させるために、シール剤は有機相とイオン交換水からなる水相とを混合する。またシール剤は水相と有機相からなり、分離しやすくなるので、エマルジョンのような分散溶液としてシール剤を調整する。
【００１６】
次に大量のパッキングをドラム状の容器内で流動させて、流動しているパッキングにシール剤を塗布する方法などが考えられる。また槽内に温度調整された乾燥空気を供給することで、直ちにシール剤を乾燥固化することができる。そのためパッキング同士の付着やシール剤溜りによる問題が解消できると考えられる。
【００１７】
（シール剤の調製方法）
分散溶液とするシール剤は有機相と水相を以下のようにそれぞれ別工程で調製する。  
（有機相）シール剤成分であるポリアミド樹脂は、分散溶液とするシール剤の重量に対して20質量％とし、ポリアミド樹脂を溶解させるための有機溶剤は、分散溶液とするシール剤の重量）に対して20質量％の割合として予めポリアミド樹脂を溶解させ有機相を得た。ここで有機溶剤はトルエンまたはアルコール類からなり、ポリアミド樹脂を溶解できる有機溶剤ならば何でもよい。
【００１８】
（水相）分散溶液とするシール剤の重量に対してイオン交換水を50質量％とし、水に可溶な親水基をもちカチオン性の界面活性剤は分散溶液とするシール剤の質量に対して10質量％とした。ここでカチオン性の界面活性剤としてトリメチルアミン、トリエチルアミンなどが適用できるが、作業の安全性を考慮してトリエチルアミンを用いた。また水相の調製にイオン交換水を用いたがこればかりでなく、好ましい仕様としてイオン交換水を用いた。
【００１９】
さらに、有機相と水相をそれぞれ混合する際は、40質量％、60質量％とし、両相を高速で攪拌して分散溶液とするシール剤を得た。ここでは、分散溶液とするシール剤の混合条件を検討した。なお、分散溶媒とするには高速攪拌や超音波処理などが考えられるが、簡便な高速攪拌だけでの条件を確認した。
【実施例１】
【００２０】
有機相はシール剤成分であるポリアミド樹脂を分散溶液とするシール剤の質量に対して20質量％とし、ポリアミド樹脂を溶解させるための有機溶剤は分散溶液とするシール剤の質量に対して20質量％とした（有機相40質量％）。水相は分散溶液とするシール剤の質量に対してイオン交換水を50質量％とり、カチオン性界面活性剤であるトリエチルアミンは分散溶液とするシール剤の質量に対して10質量％とした（有機相60質量％）。調製した有機相と水相を１リットルのビーカーで混ぜ合わせ、毎分1000回転で混合した。
【実施例２】
【００２１】
実施例１同様に有機相と水相を調製し、毎分10000回転で混合した。
【実施例３】
【００２２】
実施例１同様に有機相と水相を調製し、毎分20000回転で混合した。
【００２３】
（比較例１）
実施例１同様に有機相と水相を調製し、毎分500回転で混合した。
【００２４】
【表１】
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【００２５】
表１に示すように、シール剤塗布時間の関係から、比較例１はシール剤塗布途中で分離するおそれがあるので、回転数500は好ましくないと考えられる。この攪拌回転数とシール剤の分離時間から、攪拌回転数は1000〜20000回転でシール剤の分離時間が長く好ましい範囲と考えられる。
【００２６】
この攪拌回転数の検討条件では、有機相と水相の割合が40％：60％で行ったが、有機相と水相の混合比率は、有機相＝10％：90％〜90％：10％であっても分散溶液とするシール剤として調製できる。
【００２７】
なお、混合比率が水相90％以上では、シール剤の割合が少なすぎて、実際のパッキングへのシール剤を塗布する工程の時間が長くなるため、作業性が悪く好ましくない。一方、水相10％以下では、シール剤の粘性が低く調製できないので実際のパッキングへのシール剤を塗布する工程で、パッキング同士の重なりが発生するためこの条件も好ましくない。
【００２８】
以下に示す実施例では、有機相と水相の混合比率は、有機相：水相＝40％：60％として分散溶媒を調製しシール剤で、攪拌回転数は3000回転とした。  
次に流動方式による実施例を示す。  
（パッキング処理方法）
【実施例４】
【００２９】
以下に、本発明のボタン型空気電池（ＰＲ４４タイプの空気電池）を図１を参照して説明する。  
空気孔１を有する底面に段部を設けた正極ケース２の内側上部に、拡散紙３、撥水膜４、空気極およびセパレータ６が収納されている。空気極は活性炭、テフロン（登録商標）、導電剤、マンガン酸化物からなる正極触媒粉をニッケルメッキされたステンレスネット製の正極集電体７に圧着充填により一体化して、正極触媒層５とする。さらに正極触媒層７に圧着する撥水膜８とは別の撥水膜が該セパレータと反対面に配置される。セパレータの上部には絶縁ガスケット９を介してニッケル−ステンレス−銅の三層クラッド材を成形加工した負極ケース10が配しており、通常は絶縁ガスケット９と負極ケース10との間には苛性カリ電解液の漏液防止をするためポリアミド樹脂等のシール材が塗布されている。更に、負極ケース10の内部にはゲル状の負極活物質11が充填され、セパレータが接している。ここで好ましく用いられる負極活物質は、安価な亜鉛が用いられるが、こればかりに限らず他の金属も使用できる。また、Ｉｎ，Ｂｉ，Ｇａ，Ｐｂ，Ｓｎ，Ｃｄ，Ｃｏなどを一種類または複数添加して、水素ガスの発生を抑えると、なおよい。
【００３０】
図２に示すように、ドラム状の容器16内に装填し、パッキングを流動状態とさせながら、スプレーノズル14よりシール剤を吐出することとした。また、シール剤の乾燥を速やかに行うために、乾燥空気を送り込む。このような処理を施したパッキングを用いた空気電池を実施例４とした。
【００３１】
（比較例２）
有機相のみからなるシール剤で、実施例４と同様に行った。このような処理を施したパッキングを用いた空気電池を比較例２とした。
【００３２】
（従来例）
有機相のみからなるシール剤で、パッキングをシール剤溶液に10分間浸漬させて、余分なシール剤を液きりした後、90℃で10分間熱乾燥を行った。このような処理を施したパッキングを用いた空気電池を従来例とした。
【００３３】
実施例４、比較例２、従来例のＰＲ４４パッキング10000個を処理したときの工程時間を示す。実施例ではパッキング同士の重なりもなく、処理工程の時間短縮ができた。比較例ではパッキングがパッキング同士の重なりがあり、処理時に別工程を設ける必要があった。また従来例でも、比較例と同じ問題により処理時間が短縮することができなかった。表２に処理時間を示す。
【００３４】
【表２】
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【００３５】
次に実施例４、比較例２、従来例によるパッキングを用いて、空気電池を作成し高温貯蔵耐漏液特性の試験をした。
【００３６】
【表３】
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【００３７】
表３に漏液特性の試験結果を示す。このように従来例と同等の漏液特性を維持することが確認できた。このようにシール剤を変更することとパッキングを流動させて、シール剤をノズルのようなもので液滴として塗布する装置であれば適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施例のボタン型電池の断面図。
【図２】本発明に係るシール剤塗布装置。
【符号の説明】
【００３９】
１…空気孔、２…正極ケース、３…拡散紙、４…撥水膜、５…正極触媒層、６…セパレータ、７…正極集電体、８…撥水膜、９…ガスケット、10…負極ケース、11…負極活物質、12…シールテープ、13…ガスケット、14…ノズル、15…シール剤、16…ドラム容器。
【図１】
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【図２】
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