(57)【要約】【課題】  電池の落下により封口部の角部に大きな衝撃荷重が作用した場合でも、簡単かつ安価な構成にて液漏れを防止できるアルカリ乾電池を提供する。【解決手段】  電池缶２の開口部に封口体を嵌合し、電池缶２の開口縁をかしめたかしめ部１３にて封口し、電池缶２の外周面及びかしめ部１３上を外装ラベル１４にて外装したアルカリ乾電池であって、電池缶２の外周面とかしめ部１３端面との間の角部に、電池缶２と外装ラベル１４にて囲まれた閉空間２１を形成し、この閉空間２１内に高弾性樹脂２２を配置した。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池缶の開口部に封口体を嵌合し、電池缶の開口縁をかしめたかしめ部にて封口し、電池缶の外周面及びかしめ部上を外装ラベルにて外装したアルカリ乾電池であって、電池缶の外周面とかしめ部端面との間の角部に、電池缶と外装ラベルにて囲まれた閉空間を形成し、この閉空間内に合成樹脂を配置したことを特徴とするアルカリ乾電池。
【請求項２】
合成樹脂は、高弾性樹脂であることを特徴とする請求項１記載のアルカリ乾電池。
【請求項３】
合成樹脂は、光硬化型樹脂であることを特徴とする請求項１または２記載のアルカリ乾電池。
【請求項４】
電池缶内に発電要素を収容する工程と、電池缶の開口部に封口体を嵌合する工程と、電池缶の開口部をかしめて封口する工程と、電池缶の外周に外装ラベルを巻き付ける工程と、電池缶を回転させながら外装ラベルと電池缶のかしめ部の周縁との間に合成樹脂を流し込む工程と、外装ラベルを収縮させる工程とを有することを特徴とするアルカリ乾電池の製造方法。
【請求項５】
合成樹脂として光硬化型樹脂を用い、合成樹脂を流し込んだ後、紫外線を照射することを特徴とする請求項５記載のアルカリ乾電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアルカリ乾電池に関し、特に落下による封口部からの漏液の防止を図ったアルカリ乾電池とその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、図５に示すような構成のアルカリ乾電池１が知られている（例えば、特許文献１参照。）。図５（ａ）において、有底円筒状で底部に正極端子３が突出形成されたスチール製の電池缶２内に、二酸化マンガンと黒鉛を主構成物質とする円筒状の正極合剤４が内周面に密接して収容され、その内側に有底円筒状のセパレータ５を介して、ゲル化した電解液に亜鉛粉末を分散させたゲル状負極６が収容されている。
【０００３】
電池缶２の開口部には、内筒部７ａと外筒部７ｂとそれらの間を連結する連結部７ｃを有するガスケット７がセパレータ５の開口端に当接させて嵌合配置されている。ガスケット７の連結部７ｃの内周と内筒部７ａ外周との間に防爆弁として機能する薄肉部８が形成されている。また、ガスケット７には、外筒部７ｂと内筒部７ａの間にわたって補強ワッシャ９が配置されている。ガスケット７の内筒部７ａを貫通して負極集電体１０がゲル状負極６内に貫入され、この負極集電体１０の頭部１０ａに負極端子板１１が接続固定され、その外周部が補強ワッシャ９の外周部に当接されている。これらガスケット７と補強ワッシャ９と負極端子板１１にて封口体が構成されている。
【０００４】
そして、電池缶２の開口端から所定間隔あけた位置に形成された溝１２にて、封口体の外周部、すなわちガスケット７の外周部を支持した状態で電池缶２の開口端部及びガスケット７の外筒部７ｂの上端部が径方向内側にかしめられ、そのかしめ部１３にてガスケット７の外筒部７ｂの上端部が軸方向に圧縮され、ガスケット７にて電池缶２が封口されている。また、図５（ｂ）にも模式的に示すように、電池缶２の外周面及びかしめ部１３を含む両端面外周部が熱収縮性の外装ラベル１４にて被覆されている。
【０００５】
また、図６に示すように、電池缶２の開口部のかしめ部１３の上に、電池缶２の外径よりも外径の小さい絶縁リング１５を配置し、電池缶２の外周面及び絶縁リング１５上を熱収縮性の外装ラベル１４にて被覆し、外装ラベル１４が破損した時の外部短絡を絶縁リング１５にて防止するとともに、絶縁リング１５を接着剤を用いずに取り付けながら電池の角部に落下衝撃を受けた場合でも絶縁リング１５が脱落しないようにしたものも知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００６】
また、図７に示すように、電池缶２の開口部の端面及びその周辺部にホットメルト樹脂１６をコーティングし、電池缶２の外周面及びホットメルト樹脂１６上を熱収縮性の外装ラベル１４にて被覆し、外装ラベル１４が破損した時の外部短絡をホットメルト樹脂１６にて防止するようにしたものも知られている（例えば、特許文献３参照。）。
【０００７】
さらに、図８に示すように、電池缶２の封口部の外径を小さくし、封口部の外面を、封口部外周面とかしめ部１３の端面上を樹脂製絶縁体１７で覆い、電池缶２の外周面及び樹脂製絶縁体１７の外面上を熱収縮性の外装ラベル１４にて被覆し、外装ラベル１４が破損した時の外部短絡を樹脂製絶縁体１７にて防止するようにしたものも知られている（例えば、特許文献４参照。）。
【特許文献１】特開２０００−３６９６号公報
【特許文献２】特開２０００−４８７８２号公報
【特許文献３】特開平９−１２０８０６号公報
【特許文献４】特開平２−１３９８４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、図５に示した構成のアルカリ乾電池では、電池を誤って落下させてしまい、負極端子板１１が配置されている封口部の角部に大きな衝撃荷重が作用すると、かしめ部１３に変形を生じ、液漏れを起こしてしまうという問題があった。
【０００９】
また、図６に示した構成のアルカリ乾電池は、絶縁リング１５にて外装ラベル１４の端縁部が破損した場合の絶縁を確保するとともに、斜めに落下した場合でもその衝撃で絶縁リング１５が脱落しないようにすることを目的としたものであり、封口部の角部には衝撃を緩衝する緩衝材が存在せず、角部に大きな衝撃荷重が作用した時には、かしめ部１３に変形を生じ、同様に液漏れを起こしてしまうという問題がある。また、図７に示した構成のアルカリ乾電池においても、絶縁リング１５がホットメルト樹脂１６に代わっただけで同様の問題がある。
【００１０】
また、図８に示したような構成のアルカリ乾電池においては、電池缶の封口部の外周からかしめ部端面にわたって樹脂製絶縁体１７が配設され、封口部の角部外面と外装ラベル１４の間に０．２〜０．６ｍｍ程度の厚みの樹脂が存在するので、封口部の角部に衝撃荷重が作用した時に緩衝作用が得られるように考えられるが、その樹脂は外装ラベル１４の肉厚を厚くしたのと同様の効果を狙ったものであり、樹脂の厚さが封口部の外周からかしめ部端面にわたって均一で角部が特に厚肉になっているわけでなく、また樹脂の端縁が外装ラベル１４の端縁近傍で開放されて衝撃エネルギーを吸収するような構成となっていないため衝撃吸収効果が小さく、角部に大きな衝撃荷重が作用した時には、かしめ部１３に変形を生じて液漏れを起こしてしまい、また電池缶の封口部を小径にする加工を行い、樹脂製絶縁体１７を作製して装着する必要があり、部品点数及び組み付け工数が増加してコスト高になるという問題がある。
【００１１】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、電池の落下により封口部の角部に大きな衝撃荷重が作用した場合でも、簡単かつ安価な構成にて液漏れを防止できるアルカリ乾電池とその製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のアルカリ乾電池は、電池缶の開口部に封口体を嵌合し、電池缶の開口縁をかしめたかしめ部にて封口し、電池缶の外周面及びかしめ部上を外装ラベルにて外装したアルカリ乾電池であって、電池缶の外周面とかしめ部端面との間の角部に、電池缶と外装ラベルにて囲まれた閉空間を形成し、この閉空間内に合成樹脂を配置したものである。ここで、合成樹脂は、予め成形したものを配置しても、未硬化のものを充填した後硬化させても良い。また、外装ラベルは、平面状のものを巻き付けても、チューブ状のものを套嵌させても良い。
【００１３】
この構成によると、電池缶の外周面とかしめ部端面との間の角部に、閉空間に閉じ込められた状態で合成樹脂が配置されているので、電池の落下により封口部の角部に大きな衝撃荷重が作用した場合でも、合成樹脂の変形によって衝撃エネルギーを効果的に吸収することができ、かしめ部の変形を防止して液漏れの恐れを無くすことができる。
【００１４】
また、合成樹脂が高弾性樹脂であると、衝撃エネルギーの吸収効果が大きく、より信頼性の高い液漏れ防止が得られる。ここで、高弾性樹脂とは、１０6 〜１０8 ｄｙｎ／ｃｍ2 の弾性を有するものであり、これを上回ると硬過ぎて衝撃吸収能が低下し、下回ると柔らか過ぎて容易に流動して同じく衝撃吸収能が低下する。具体的にはゴム状弾性を有するウレタンゴムやウレタン系樹脂組成物などが好適に使用される。
【００１５】
また、合成樹脂が、ウレタンアクリレートとアクリル樹脂を含む樹脂組成物などの光硬化型樹脂であると、合成樹脂を空間に流し込んで直ちに硬化させることによって樹脂を充填配置できるので、生産性が高く、コスト低下を図ることができる。
【００１６】
また、本発明のアルカリ乾電池の製造方法は、電池缶内に発電要素を収容する工程と、電池缶の開口部に封口体を嵌合する工程と、電池缶の開口部をかしめて封口する工程と、電池缶の外周に外装ラベルを巻き付ける工程と、電池缶を回転させながら外装ラベルと電池缶のかしめ部の周縁との間に合成樹脂を流し込む工程と、外装ラベルを収縮させる工程とを有するものであり、所望の効果を奏するアルカリ乾電池を高い生産性をもって製造することができ、コスト低下を図ることができる。
【００１７】
また、合成樹脂として光硬化型樹脂を用い、合成樹脂を流し込んだ後、紫外線を照射すると、流し込んだ樹脂を直ちに硬化させ、引き続いて外装ラベルを収縮させて電池を完成することができ、高い生産性を維持しつつ安価に所望の効果を奏するアルカリ乾電池を製造することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のアルカリ乾電池によれば、電池缶の外周面とかしめ部端面との間の角部に、閉空間に閉じ込められた状態で合成樹脂が配置されているので、電池の落下により封口部の角部に大きな衝撃荷重が作用した場合でも、合成樹脂の変形によって衝撃エネルギーを効果的に吸収することができ、かしめ部の変形を防止して液漏れの恐れを無くすことができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明のアルカリ乾電池の一実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。なお、アルカリ乾電池の全体構成については、図５を参照して説明した従来例と同一構成であるため、その説明を援用してここでの説明を省略する。
【００２０】
図１において、１はアルカリ乾電池、２はその電池缶、１１は負極端子板、１２は封口体を支持するため電池缶２の開口部外周に形成された溝、１３は電池缶２を封口体にて封口するため電池缶２の開口端部をかしめて形成したかしめ部である。このかしめ部１３の電池缶２の外周面との間の角部は断面円弧状となっており、その外側に断面略三角形状ないし三日月状の閉空間２１を設けた状態で、熱収縮性の外装ラベル１４が電池缶２の外周面とかしめ部１３の端面との間にわたって被覆されている。
【００２１】
前記閉空間２１には、高弾性樹脂２２が充填配置されている。高弾性樹脂としては、１０6 〜１０8 ｄｙｎ／ｃｍ2 の弾性を有するものが好適であり、具体的にはゴム状弾性を有するゴム系樹脂や、紫外線などの光の照射によって硬化する光硬化型樹脂が好適である。ゴム系樹脂としては、ウレタンゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴムなどの溶剤希釈型のものが、光硬化型樹脂としては、ウレタンアクリレート／アクリル樹脂組成物などが好適に適用される。溶剤希釈型のゴム系樹脂の具体例としては、ウレタンゴム３４．９％、加硫剤２．０％、炭酸カルシウム０．１％、キシレン６３％の組成のものが好適である。また、光硬化型樹脂の具体例としては、ウレタンアクリレート２９．０％、アクリル樹脂７０．０％、ベンゾフェン１．０％の組成の紫外線硬化型のものが好適である。
【００２２】
閉空間２１への高弾性樹脂２２の充填配置は、図２に示すように、電池缶２の外周に外装ラベル１４を巻き付けた後、電池缶２を回転させながら外装ラベル１４と電池缶２のかしめ部１３の周縁との間に向けて、充填ノズル２３から高弾性樹脂２２を流し込み、その後高弾性樹脂２２を硬化させた後、外装ラベル１４を収縮させることによって生産性良く実施することができ、かくして図１に示すように閉空間２１に高弾性樹脂２２が充填配置されたアルカリ乾電池１を生産性良く製造することができる。
【００２３】
上記高弾性樹脂２２の硬化工程に際しては、溶剤希釈型のゴム系樹脂を用いた場合、加熱によって溶剤を揮発させて硬化させた後、引き続いて外装ラベル１４が収縮されるように加熱制御することで、高い生産性を維持することができる。また、紫外線硬化型樹脂を用いた場合は、樹脂を流し込んだ直後に紫外線を照射することで、速やかに硬化し、その後引き続いて外装ラベル１４を収縮させることで一層高い生産性を維持することができる。
【００２４】
以上の構成によれば、電池缶２の外周面とかしめ部１３の端面との間の角部に、閉空間２１に閉じ込められた状態で断面三角形ないし三日月状の高弾性樹脂２２が配置されているので、図３に示すように、アルカリ乾電池１の封口部の角部が下向きになった傾斜姿勢で落下し、封口部の角部に大きな衝撃荷重が作用した場合でも、高弾性樹脂２２の変形によって衝撃エネルギーを効果的に吸収することができ、かしめ部１３の変形を防止して液漏れの恐れを無くすことができる。特に、高弾性樹脂２２が、ウレタンゴムやウレタン系樹脂組成物などのゴム状弾性を有する樹脂であると、衝撃エネルギーの吸収効果が大きく、より信頼性の高い液漏れ防止が得られる。
【実施例】
【００２５】
次に、本発明の実施例と比較例について説明する。
【００２６】
実施例１：図１の単１形アルカリ乾電池において、予め外装ラベルを巻いた電池缶の封            口部周縁に、溶剤希釈したウレタンゴムを流し込み、乾燥後に外装ラベルを            熱収縮させた乾電池を作製した
実施例２：図１の単１形アルカリ乾電池において、予め外装ラベルを巻いた電池缶の封            口部周縁に、ウレタンアクリレート／アクリル樹脂組成物から成る紫外線硬            化型樹脂を流し込み、紫外線照射後、外装ラベルを熱収縮させた乾電池を作            製した
比較例１：図５の単１形アルカリ乾電池を作製した
比較例２：図６の単１形アルカリ乾電池において、かしめ部の端面上に、厚さ０．７ｍ            ｍの絶縁ワッシャを配置し、外装ラベルを巻いて熱収縮させた乾電池を作製            した
比較例３：図７の単１形アルカリ乾電池において、かしめ部の内周縁の周辺にかしめ部            の外周に垂れないようにウレタンアクリレート／アクリル樹脂組成物から成            る紫外線硬化型樹脂を塗布し、紫外線照射後、外装ラベルを巻いて熱収縮さ            せた乾電池を作製した
比較例４：図７の単１形アルカリ乾電池において、かしめ部の内周縁の周辺に一般的な            エチレン−酢酸ビニルコポリマー（ＥＶＡ）を主成分とするホットメルト樹            脂を塗布後、外装ラベルを巻いて熱収縮させた乾電池を作製した
これら実施例１、２及び比較例１〜４のアルカリ乾電池について、次の評価試験を行った。
【００２７】
各例の乾電池について、図４に示すように、４個づつ並列配置したシュリンクパック２４を構成し、それぞれ各７０セットづつ用意した。これらシュリンクパック２４を高さ１ｍの高さから、図４に示す落下角度を０°、１５°、３０°、４５°、６０°、７５°、９０°に設定し、それぞれ各１０セットづつ落下衝突面であるＰタイル２５に向けて落下させた。そして、シュリンクパック２４の最下部の乾電池１を常温にて３０日間保管した後、漏液に至った乾電池の数をチェックした。
【００２８】
【表１】
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表１に、落下評価試験の結果を示した。表１から、実施例１、２については、何れの落下角度においても漏液を生じなかった。一方、比較例１では落下角度１５°〜７５°の範囲で漏液を生じ、 特に落下角度３０°では大部分で漏液が生じた。また、比較例２〜比較例４では、比較例１に比べると多少改善されているが、かなり漏液を生じており、落下による漏液を防止する効果は殆ど認められないことが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明は、電池缶の外周面とかしめ部端面との間の角部に形成した閉空間に合成樹脂を配置したことで、電池の落下により封口部の角部に大きな衝撃荷重が作用した場合でも、衝撃エネルギーを効果的に吸収してかしめ部の変形を防止でき、落下による漏液を無くすことができるので、アルカリ乾電池に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態のアルカリ乾電池の要部構成を示す部分断面図。
【図２】同実施形態における樹脂充填工程の要部構成を示す部分断面図。
【図３】同実施形態のアルカリ乾電池の作用説明図。
【図４】アルカリ乾電池の落下試験の説明図。
【図５】第１の従来例のアルカリ乾電池の構成を示し、（ａ）は全体縦断正面図、（ｂ）は要部構成を示す部分断面図。
【図６】第２の従来例のアルカリ乾電池の要部構成を示す部分断面図。
【図７】第３の従来例のアルカリ乾電池の要部構成を示す部分断面図。
【図８】第４の従来例のアルカリ乾電池の要部の縦断正面図。
【符号の説明】
【００３１】
１  アルカリ乾電池
２  電池缶
１３  かしめ部
１４  外装ラベル
２１  閉空間
２２  高弾性樹脂
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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