JP4100781B2

JP4100781B2 - 電池及びその製造方法

Info

Publication number: JP4100781B2
Application number: JP30196698A
Authority: JP
Inventors: 哲雄畑; 雅一平山
Original assignee: Fuji Seal International Inc
Current assignee: Fuji Seal International Inc
Priority date: 1998-10-23
Filing date: 1998-10-23
Publication date: 2008-06-11
Anticipated expiration: 2018-10-23
Also published as: JP2000133212A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発電要素が収納される電池缶の外周面が、ラベルにより覆われた電池及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電池は、電池缶に発電要素が充填密封された電池本体と、この電池本体の胴部外周面を被覆する、表面に商品名などを印刷した金属薄板によって形成されるメタルジャケットからなる外装材とによって構成されていたが、メタルジャケットは厚肉であるため、発電要素を収納する電池缶の内容量を大きくすることができず、電池の高容量化を達成できなかった。
【０００３】
このため、外装材を薄くすることで電池缶の内容量を大きくして電池の高容量化を図るべく、最近では、上述したメタルジャケットに代えて、合成樹脂フィルムを基材フィルムとする薄いタックラベルが外装材として使用されている。このタックラベルは、一方向にのみ収縮可能な熱収縮フィルムからなる基材フィルムの裏面側に印刷層等を介して粘着層が積層されたものであり、このラベルを、電池缶の上下端からわずかにはみ出すような状態で、電池缶の外周に巻き付けて貼着した後、加熱することにより、そのはみ出した部分を電池缶の周方向に熱収縮させることで、ラベルの端縁部を電池缶の端面側に巻き込むようにして、電池缶に装着される。
【０００４】
また、この他に、外装材として基材フィルムが熱収縮性フィルムによって形成された感熱接着性ラベルが使用された電池も知られている。この感熱接着性ラベルは、通常、熱収縮温度以下で接着剤層が活性化されるように、接着剤層の活性化温度が設定されているので、まず、ラベルを接着剤層の活性化温度まで加熱することによって接着剤層を接着可能な状態とした後、上述したタックラベルの場合と同様に、電池缶に貼着し、再度加熱することによって基材フィルムを熱収縮させることで、電池缶の端面処理を行う。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述したような熱収縮性フィルムによって形成されたタックラベルや感熱接着性ラベルを外装材として使用した電池には、以下に示すような問題があった。即ち、上述したようなタックラベルや感熱接着性ラベルでは、基材フィルムを電池缶の周方向にのみ熱収縮させることで、電池缶の両端面の周縁部を基材フィルムの端縁部分によって被覆するようにしているので、基材フィルムを形成する熱収縮フィルムは、一方向にのみ熱収縮可能な一軸延伸フィルムを使用する必要がある。しかしながら、一軸延伸フィルムは、一般に高価であると共に、一方向にのみ延伸するものであるため、フィルムの厚みを十分に薄く、かつ均一にすることが困難であり、こういった一軸延伸フィルムを使用していたのでは、さらなる電池の高容量化が図れないという問題があった。
【０００６】
また、これらのラベルに使用される接着剤の接着力が十分でないので、ラベルを電池缶に対して強固に接着することができず、一旦装着した外装材が、電池の使用中に金属缶から剥がれたり、破れたりするおそれがあるといった問題があった。
【０００７】
本発明は以上のような問題を解決すべくなされたものであって、高容量化を図ることができると共に外装材が剥がれにくく、しかも、製造コストの低減を図ることのできる電池及びその製造方法を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段及びその効果】
上記の課題を解決するため、本発明は、１２０℃における熱収縮率が１％未満の実質上熱収縮性を備えていない基材フィルムと熱硬化性の接着剤層とを有するラベルが、缶胴部及び缶底部からなる電池缶の前記缶胴部の外周面に巻き付けられた状態で加熱接着されており、前記ラベルが接着された前記缶胴部の上端部を巻き締め加工することによって前記缶胴部の開口部が前記缶蓋部によって密閉されていることを特徴とする電池及び１２０℃における熱収縮率が１％未満の実質上熱収縮性を備えていない基材フィルムと熱硬化性の接着剤層とを有するラベルを、缶胴部及び缶底部からなる電池缶の前記缶胴部の外周面に巻き付けて加熱接着した後、前記缶胴部に発電要素を収納し、前記ラベルが接着された前記缶胴部の上端部を巻き締め加工して前記缶胴部の開口部を前記缶蓋部によって密閉するようにしたことを特徴とする電池の製造方法を提供するものである。
【０００９】
この発明によれば、熱硬化性の接着剤層によりラベルを電池缶に接着させるようにしているので、ラベルを電池缶に強固に接着させることができ、ラベルの剥がれを防止して、電池の外観を良好に維持することができる。このように、ラベルを電池缶に強固に接着することができるので、前記ラベルを電池缶に接着した後に、ラベルが接着された缶胴部の上端部を巻き締め加工して缶胴部の開口部を缶蓋部によって密閉することが可能となる。
【００１０】
また、ラベルを接着させた後で発電要素を電池缶に収納するようにしているので、ラベルを接着する際に接着剤層を高温に加熱しても、この熱が発電要素に悪影響を与えるおそれがない。
【００１１】
また、接着剤層によってラベルを強固に接着することができるので、従来のようにラベルを金属缶の周方向に熱収縮させる必要がない。このため、基材フィルムとして、厚さを薄く、均一にすることが困難で高価な一軸延伸フィルムを使用する必要がなくなり、品質が安定した比較的廉価なフィルムを選択して使用することができるので、電池の製造コストの低減を図ることができると共に、基材フィルムの厚さを更に薄くして、電池の高容量化を図ることができる。
【００１２】
ここで、より具体的には、二軸延伸ポリエステルフィルムによって基材フィルムを形成するのが望ましい。かかるフィルムは、二軸方向に延伸されているので、厚さを十分に薄く、均一にすることが可能であるのに加え、接着剤層を硬化させるためにラベルを加熱する場合の耐熱性に優れているからである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的な実施形態について添付図面に基づき説明する。図１は本発明の一実施形態に係る電池の製造過程を示す断面図である。同図（ａ）に示すように、まず、鉄、ニッケルメッキ鋼、ステンレス等からなる金属板を絞り成形して、プラス端子となる凸部が中心に形成された缶底部１及び円筒状の缶胴部２とを一体成形してなる電池缶３を形成した後、後述するラベル４を、接着剤層が内側となるようにして缶胴部２の外周面に巻き付ける。このとき、ラベル４の上下方向の幅を缶胴部２の高さに一致させるとともに、ラベル４の巻き始めと巻き終わりとの間に数ミリ程度の重ねしろが生じるようにして、ラベル４により缶胴部２の全体を覆うようにする。そして、熱ローラ等によって、２１５℃、１分間という加熱条件の下で、ラベル４を缶胴部２の外周面に焼き付け接着する。
【００１４】
ついで、同図（ｂ）に示すように、電池缶３に発電要素５を収納した後、マイナス端子に相当する端子板６及び略リング状の絶縁パッキン７からなる缶蓋部８で電池缶３の開口部を覆い、電池缶３の上端部３ａを巻き締め加工することにより、電池缶３の開口部が密閉されて電池が完成する。
【００１５】
次に、前記ラベル４の断面図を図２に示す。同図に示すように、このラベル４は、表面側から順に、基材フィルム１１、印刷層１２、蒸着層１３及び接着剤層１４となるように、積層されてなるものである。
【００１６】
前記基材フィルム１１は、ラベル４を缶胴部２に接着させる際の耐熱性に優れ、厚さを十分に薄く、均一にすることのできる二軸延伸のポリエステル系、ポリオレフィン系フィルムによって形成することが望ましく、特に、９〜２５μｍの厚さの二軸延伸ポリエステルフィルム（例えば、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム、二軸延伸ポリブチレンテレフタレートフィルム等）を使用することが望ましい。厚さを９〜２５μｍとしたのは、９μｍより薄いとフィルム自体の強度が弱くなって破れを生じるおそれがあるからであり、２５μｍより厚いと電池の高容量化が図れず好ましくないからである。尚、本実施形態においては、厚さが１２μｍの二軸延伸ポリエステルフィルムからなる汎用フィルムを使用している。また、基材フィルム１１は、延伸後に熱処理（熱固定）を行って実質上熱収縮性を無くした（１２０℃における熱収縮率が１％未満）ものであり、これによって、ラベル４の焼付け接着時にラベル４が電池缶３の上下方向に収縮して、缶胴部２の一部が露出するのを防止することができる。
【００１７】
前記印刷層１２は、商品名、製造業者名、デザイン、その他の外観装飾が、背景となる蒸着層１３を目視できるように部分的に施されてなるものであり、厚さが１〜５μｍ程度になるように、基材フィルム１１の裏面側にグラビア印刷等の手法を用いて形成されている。この印刷層１２も基材フィルム１１と同様に耐熱性に優れたもの（例えば、ポリエステルウレタンからなる二液硬化型インキ等）を使用するのが望ましい。尚、印刷層１２は、基材フィルム１１の表面側に形成することも可能であり、この場合には、印刷層１２の表面を保護する透明ニス等のオーバーコート層を設けるのが望ましい。
【００１８】
前記蒸着層１３は、アルミニウムを印刷層１２の裏面側に真空蒸着させて、３００〜１０００Åの厚さとなるように形成したものであり、基材フィルム１１の表面側から見えるようになっている。ここで、真空蒸着する母材としては、アルミニウム以外にクロム，銀，銅などの金属を使用することができる。また、蒸着層１３を、透明着色インキ層を介して形成することも可能である。尚、印刷層１２（印刷層１２が基材フィルム１１の表面側に形成される場合には、基材フィルム１１）の被蒸着面に、蒸着用のアンカーコート層を形成しても良い。
【００１９】
前記接着剤層１４は、缶胴部２の表面と強固に接着可能な熱硬化性樹脂によって形成することが望ましく、例えば、ビスフェノール型エポキシ樹脂等のエポキシ系樹脂やフェノール系樹脂，ポリエステル系樹脂，ポリウレタン系樹脂などを配合したものを使用することができる。また、接着剤層１４の厚みは２〜１０μｍ程度とするのが望ましい。
【００２０】
以上のように、本実施形態に係る電池は、熱硬化性樹脂からなる接着剤層１４によって、ラベル４を電池缶３に接着させるようにしているので、接着力を強固にすることができ、ラベル４の剥がれを防止して電池の外観を良好に維持することができる。特に、電池缶３の上端部３ａを巻き締め加工する場合においても、上端部３ａにおけるラベル４の剥離を確実に防止することができ、正極である上端部３ａと負極である端子板６との間が短絡するのを防ぐことができる。
【００２１】
また、ラベル４を接着させた後で発電要素５を電池缶３に収納するようにしているので、ラベル４を電池缶３に焼付け接着する際に、この熱が発電要素５に悪影響を与えるおそれがない。
【００２２】
また、接着剤層１４によってラベル４を強固に接着することができるので、従来のように、ラベル４を電池缶３の周方向に収縮させる必要がなく、基材フィルム１０として、厚さが十分薄い二軸延伸ポリエステルフィルムを使用することが可能になり、電池容量の高容量化を達成することができる。より具体的には、従来の電池に使用される熱収縮フィルムの厚さが４０〜８０μｍであるのに対し、本実施形態におけるフィルムの厚さが１２μｍであるので、この差に相当するスペースを電池容量として有効に利用することができる。
【００２３】
また、一軸延伸の熱収縮フィルムに比べて、製品価格が安価な汎用品である二軸延伸ポリエステルフィルムを使用することができるので、電池の大幅なコスト低減が可能になる。
【００２４】
また、電池缶３に発電要素５などが収納されていない空の状態でラベル４を巻き付けるようにしているので、ラベル４の巻きズレ等が発生した場合でも、不良品による損失を最低限に抑えることができる。
【００２５】
また、基材フィルム１１の厚さを、従来に比べて薄くすることで、蒸着層１３がラベル４の表面側から鮮明に見えるので、蒸着による装飾性を良好にすることができる。なお、不要な場合は蒸着層１３を特に設けなくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本実施形態における完成途中の電池を示す断面図、（ｂ）は完成後の電池を示す断面図である。
【図２】本実施形態に係るラベルの断面図である。
【符号の説明】
１缶底部
２缶胴部
３電池缶
４ラベル
５発電要素
８缶蓋部
１１基材フィルム
１４接着剤層

Claims

１２０℃における熱収縮率が１％未満の実質上熱収縮性を備えていない基材フィルムと熱硬化性の接着剤層とを有するラベルが、缶胴部及び缶底部からなる電池缶の前記缶胴部の外周面に巻き付けられた状態で加熱接着されており、前記ラベルが接着された前記缶胴部の上端部を巻き締め加工することによって前記缶胴部の開口部が前記缶蓋部によって密閉されていることを特徴とする電池。
前記基材フィルムを、二軸延伸ポリエステルフィルムによって形成した請求項１に記載の電池。
１２０℃における熱収縮率が１％未満の実質上熱収縮性を備えていない基材フィルムと熱硬化性の接着剤層とを有するラベルを、缶胴部及び缶底部からなる電池缶の前記缶胴部の外周面に巻き付けて加熱接着した後、
前記缶胴部に発電要素を収納し、
前記ラベルが接着された前記缶胴部の上端部を巻き締め加工して前記缶胴部の開口部を前記缶蓋部によって密閉するようにしたことを特徴とする電池の製造方法。