JP2001351586A - アルカリ電池 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 薄肉の安全弁が形成された封口ガスケットを
備えたアルカリ電池において、高湿・高温雰囲気下での
長期保存時の耐漏液性を改善する。 【解決手段】 電池ケース２の開口部に嵌着される封口
ガスケット７として、ポリアミド樹脂（ナイロン６６
等）とポリフェニルエーテルとエラストマーとからなる
ポリマーアロイを用いる。これにより、ナイロン６６製
の封口ガスケットと比べて、吸湿量が減ると同時にガス
透過係数が大きくなる。他方、ポリプロピレンとポリフ
ェニルエーテルとエラストマーとからなるポリマーアロ
イを封口ガスケット７として用いる。これにより、ポリ
プロピレン製の封口ガスケットと比べて、耐熱性が向上
すると同時にクリープ性が低減する。
備えたアルカリ電池において、高湿・高温雰囲気下での
長期保存時の耐漏液性を改善する。 【解決手段】 電池ケース２の開口部に嵌着される封口
ガスケット７として、ポリアミド樹脂（ナイロン６６
等）とポリフェニルエーテルとエラストマーとからなる
ポリマーアロイを用いる。これにより、ナイロン６６製
の封口ガスケットと比べて、吸湿量が減ると同時にガス
透過係数が大きくなる。他方、ポリプロピレンとポリフ
ェニルエーテルとエラストマーとからなるポリマーアロ
イを封口ガスケット７として用いる。これにより、ポリ
プロピレン製の封口ガスケットと比べて、耐熱性が向上
すると同時にクリープ性が低減する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、特に二酸化マンガ
ンを正極とし、亜鉛または亜鉛合金を負極とし、防爆構
造の封口ガスケットを使用したアルカリ電池に関するも
のである。
ンを正極とし、亜鉛または亜鉛合金を負極とし、防爆構
造の封口ガスケットを使用したアルカリ電池に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】図１は防爆構造の封口ガスケットを使用
したアルカリ電池の一例を示す断面図である。
したアルカリ電池の一例を示す断面図である。
【０００３】この種のアルカリ電池１においては、図１
に示すように、誤使用による過剰ガスの発生に対処する
ため、封口ガスケット７に薄肉の安全弁７ａを形成して
おき、内圧が上昇した場合に、その内圧で安全弁７ａを
破断させて過剰ガスを排出することにより、アルカリ電
池１の破裂を防ぐ防爆構造を備えている。
に示すように、誤使用による過剰ガスの発生に対処する
ため、封口ガスケット７に薄肉の安全弁７ａを形成して
おき、内圧が上昇した場合に、その内圧で安全弁７ａを
破断させて過剰ガスを排出することにより、アルカリ電
池１の破裂を防ぐ防爆構造を備えている。
【０００４】従来この封口ガスケット７としては、耐熱
性を重視してナイロン６６製のものを用いたり、耐湿性
を優先してポリプロピレン製のものを使っていた。
性を重視してナイロン６６製のものを用いたり、耐湿性
を優先してポリプロピレン製のものを使っていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これではアル
カリ電池１の長期保存時の耐漏液性に問題があった。す
なわち、ナイロン６６は湿度の影響を受けやすく、吸湿
によって寸法変形や強度低下を招くことに加えて、ナイ
ロン６６はガス透過性がきわめて悪いため、過剰ガスに
よる内圧の上昇が急激となることから、アルカリ電池１
を高湿雰囲気下で長期保存したとき、ナイロン６６製の
封口ガスケット７の安全弁７ａが所定の圧力以下で破断
して漏液してしまう恐れがある。他方、ポリプロピレン
は融点が低くて耐熱性に乏しいため、アルカリ電池１を
高温雰囲気下で保存した場合、ポリプロピレン製の封口
ガスケット７が熱を受けて弱くなり、その安全弁７ａが
所定の圧力以下で破断して漏液を惹起する危険性があ
る。
カリ電池１の長期保存時の耐漏液性に問題があった。す
なわち、ナイロン６６は湿度の影響を受けやすく、吸湿
によって寸法変形や強度低下を招くことに加えて、ナイ
ロン６６はガス透過性がきわめて悪いため、過剰ガスに
よる内圧の上昇が急激となることから、アルカリ電池１
を高湿雰囲気下で長期保存したとき、ナイロン６６製の
封口ガスケット７の安全弁７ａが所定の圧力以下で破断
して漏液してしまう恐れがある。他方、ポリプロピレン
は融点が低くて耐熱性に乏しいため、アルカリ電池１を
高温雰囲気下で保存した場合、ポリプロピレン製の封口
ガスケット７が熱を受けて弱くなり、その安全弁７ａが
所定の圧力以下で破断して漏液を惹起する危険性があ
る。
【０００６】本発明は、このような事情に鑑み、高湿・
高温雰囲気下での長期保存時の耐漏液性に優れたアルカ
リ電池を提供することを目的とする。
高温雰囲気下での長期保存時の耐漏液性に優れたアルカ
リ電池を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、薄肉
の安全弁（７ａ）が形成された封口ガスケット（７）を
電池ケース（２）の開口部に嵌着したアルカリ電池
（１）において、ポリアミド樹脂とポリフェニルエーテ
ルとエラストマーとからなるポリマーアロイを前記封口
ガスケットとして用いて構成される。
の安全弁（７ａ）が形成された封口ガスケット（７）を
電池ケース（２）の開口部に嵌着したアルカリ電池
（１）において、ポリアミド樹脂とポリフェニルエーテ
ルとエラストマーとからなるポリマーアロイを前記封口
ガスケットとして用いて構成される。
【０００８】ここで、エラストマーとは、室温で弾性体
である天然および合成の重合体などのゴム状物質を意味
する。アロイ化可能なエラストマーとしては、エチレン
プロピレンゴム、エチレン−プロピレン−非共役ジエン
ゴム、エチレン−ブテン−１ゴム、エチレン−ブテン−
１−非共役ジエンゴム、ポリブタジエン、スチレン−ブ
タジエンブロック共重合ゴム、スチレン−ブタジエン共
重合ゴム、部分水添スチレン−ブタジエン−スチレン共
重合ゴム、スチレン−イソプレンブロック共重合ゴム、
部分水添スチレン−イソプレンブロック共重合ゴム、ポ
リウレタンゴム、スチレングラフト−エチレン−プロピ
レン−非共役ジエンゴム、スチレン−グラフト−エチレ
ン−プロピレンゴム、スチレン／アクリロニトリル−グ
ラフト−エチレン−プロピレン−非共役ジエンゴム、ス
チレン／アクリロニトリル−グラフト−エチレン−プロ
ピレンゴム等、またはこれらの混合物を挙げることがで
きる。
である天然および合成の重合体などのゴム状物質を意味
する。アロイ化可能なエラストマーとしては、エチレン
プロピレンゴム、エチレン−プロピレン−非共役ジエン
ゴム、エチレン−ブテン−１ゴム、エチレン−ブテン−
１−非共役ジエンゴム、ポリブタジエン、スチレン−ブ
タジエンブロック共重合ゴム、スチレン−ブタジエン共
重合ゴム、部分水添スチレン−ブタジエン−スチレン共
重合ゴム、スチレン−イソプレンブロック共重合ゴム、
部分水添スチレン−イソプレンブロック共重合ゴム、ポ
リウレタンゴム、スチレングラフト−エチレン−プロピ
レン−非共役ジエンゴム、スチレン−グラフト−エチレ
ン−プロピレンゴム、スチレン／アクリロニトリル−グ
ラフト−エチレン−プロピレン−非共役ジエンゴム、ス
チレン／アクリロニトリル−グラフト−エチレン−プロ
ピレンゴム等、またはこれらの混合物を挙げることがで
きる。
【０００９】また、ポリマーアロイ中のポリアミド樹脂
とポリフェニルエーテルとの組成比は重量比で９：１〜
５：５の範囲内とし、これらに対するエラストマーの混
合比率は重量比で５〜１５％とするのが好ましい。ま
た、ポリマーアロイ中のポリアミド樹脂としてはナイロ
ン６６を採用するのが望ましい。
とポリフェニルエーテルとの組成比は重量比で９：１〜
５：５の範囲内とし、これらに対するエラストマーの混
合比率は重量比で５〜１５％とするのが好ましい。ま
た、ポリマーアロイ中のポリアミド樹脂としてはナイロ
ン６６を採用するのが望ましい。
【００１０】こうした構成を採用することにより、ナイ
ロン６６製の封口ガスケットと比べて、吸湿量が減ると
同時にガス透過係数が大きくなるように作用する。
ロン６６製の封口ガスケットと比べて、吸湿量が減ると
同時にガス透過係数が大きくなるように作用する。
【００１１】また本発明は、薄肉の安全弁（７ａ）が形
成された封口ガスケット（７）を電池ケース（２）の開
口部に嵌着したアルカリ電池（１）において、ポリプロ
ピレンとポリフェニルエーテルとエラストマーとからな
るポリマーアロイを前記封口ガスケットとして用いて構
成される。
成された封口ガスケット（７）を電池ケース（２）の開
口部に嵌着したアルカリ電池（１）において、ポリプロ
ピレンとポリフェニルエーテルとエラストマーとからな
るポリマーアロイを前記封口ガスケットとして用いて構
成される。
【００１２】ここで、ポリマーアロイ中のポリプロピレ
ンとポリフェニルエーテルとの組成比は重量比で９：１
〜５：５の範囲内とし、これらに対するエラストマーの
混合比率は重量比で５〜１５％とするのが好ましい。
ンとポリフェニルエーテルとの組成比は重量比で９：１
〜５：５の範囲内とし、これらに対するエラストマーの
混合比率は重量比で５〜１５％とするのが好ましい。
【００１３】こうした構成を採用することにより、ポリ
プロピレン製の封口ガスケットと比べて、耐熱性が向上
すると同時にクリープ性が低減するように作用する。
プロピレン製の封口ガスケットと比べて、耐熱性が向上
すると同時にクリープ性が低減するように作用する。
【００１４】なお、括弧内の符号は図面において対応す
る要素を表す便宜的なものであり、したがって、本発明
は図面上の記載に限定拘束されるものではない。このこ
とは「特許請求の範囲」の欄についても同様である。
る要素を表す便宜的なものであり、したがって、本発明
は図面上の記載に限定拘束されるものではない。このこ
とは「特許請求の範囲」の欄についても同様である。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。
基づいて説明する。
【００１６】〔第１の実施形態〕図１は防爆構造の封口
ガスケットを使用したアルカリ電池の一例を示す断面図
である。
ガスケットを使用したアルカリ電池の一例を示す断面図
である。
【００１７】このアルカリ電池１は、図１に示すよう
に、円筒状の電池ケース２を有しており、電池ケース２
内には、二酸化マンガンと黒鉛を主成分とする複数個
（図１では３個）のリング状の正極合剤３が挿設されて
いる。これら正極合剤３の内部空間には、不織布からな
る円筒状のセパレータ５が挿設されており、セパレータ
５内には、亜鉛を主成分とするゲル状の負極６が充填さ
れている。一方、電池ケース２の開口部付近にはビーデ
ィング部２ｂが形成されており、ビーディング部２ｂ上
には封口ガスケット７および負極端子９が重なって嵌着
されている。また、封口ガスケット７のボス部には集電
子１０が装着されており、集電子１０の大部分はゲル状
の負極６に埋設された状態となっている。さらに、封口
ガスケット７のボス部の周囲には薄肉の安全弁７ａが形
成されている。
に、円筒状の電池ケース２を有しており、電池ケース２
内には、二酸化マンガンと黒鉛を主成分とする複数個
（図１では３個）のリング状の正極合剤３が挿設されて
いる。これら正極合剤３の内部空間には、不織布からな
る円筒状のセパレータ５が挿設されており、セパレータ
５内には、亜鉛を主成分とするゲル状の負極６が充填さ
れている。一方、電池ケース２の開口部付近にはビーデ
ィング部２ｂが形成されており、ビーディング部２ｂ上
には封口ガスケット７および負極端子９が重なって嵌着
されている。また、封口ガスケット７のボス部には集電
子１０が装着されており、集電子１０の大部分はゲル状
の負極６に埋設された状態となっている。さらに、封口
ガスケット７のボス部の周囲には薄肉の安全弁７ａが形
成されている。
【００１８】ところで、この封口ガスケット７は、ポリ
アミド樹脂（ナイロン６６など）とポリフェニルエーテ
ルとエラストマーとからなるポリマーアロイを用いて形
成されている。その結果、ナイロン６６製の封口ガスケ
ット７と比べて、吸湿量が減ると同時にガス透過係数が
大きくなるため、アルカリ電池１を高湿雰囲気下で長期
保存しても封口ガスケット７の安全弁７ａが所定の圧力
以下で破断して漏液につながる心配はない。
アミド樹脂（ナイロン６６など）とポリフェニルエーテ
ルとエラストマーとからなるポリマーアロイを用いて形
成されている。その結果、ナイロン６６製の封口ガスケ
ット７と比べて、吸湿量が減ると同時にガス透過係数が
大きくなるため、アルカリ電池１を高湿雰囲気下で長期
保存しても封口ガスケット７の安全弁７ａが所定の圧力
以下で破断して漏液につながる心配はない。
【００１９】このことを実験的に確認するため、材質の
異なる９種類の封口ガスケットを試作し、これら封口ガ
スケットを用いてアルカリ電池を組み立て、各種の特性
を比較した。各封口ガスケットの材質を表１に示す。表
１において、ナイロン６６とポリフェニルエーテルとの
組成比は重量比であり、エラストマー重量比は、これら
ナイロン６６、ポリフェニルエーテルの総重量に対する
エラストマーの混合比率である。
異なる９種類の封口ガスケットを試作し、これら封口ガ
スケットを用いてアルカリ電池を組み立て、各種の特性
を比較した。各封口ガスケットの材質を表１に示す。表
１において、ナイロン６６とポリフェニルエーテルとの
組成比は重量比であり、エラストマー重量比は、これら
ナイロン６６、ポリフェニルエーテルの総重量に対する
エラストマーの混合比率である。
【００２０】
【表１】
【００２１】＜封口ガスケットの吸湿性＞まず、封口ガ
スケットの吸湿性を比較するため、５種類の封口ガスケ
ットを６０℃、９０％ＲＨの高湿雰囲気下で５０時間だ
け保存し、保存前後の外径寸法変化および重量変化を測
定した。その結果をまとめて表２に示す。表２におい
て、重量変化率は、保存後の電池重量から保存前の電池
重量を減じ、これを保存前の電池重量で除した後、１０
０％を乗じたものである。なお、保存前の封口ガスケッ
トはすべて、４０℃、３６時間の真空乾燥を行って絶乾
状態としたものである。
スケットの吸湿性を比較するため、５種類の封口ガスケ
ットを６０℃、９０％ＲＨの高湿雰囲気下で５０時間だ
け保存し、保存前後の外径寸法変化および重量変化を測
定した。その結果をまとめて表２に示す。表２におい
て、重量変化率は、保存後の電池重量から保存前の電池
重量を減じ、これを保存前の電池重量で除した後、１０
０％を乗じたものである。なお、保存前の封口ガスケッ
トはすべて、４０℃、３６時間の真空乾燥を行って絶乾
状態としたものである。
【００２２】
【表２】
【００２３】表２から明らかなように、ナイロン６６の
みからなる封口ガスケット（No.５）と比較して、ポリ
フェニルエーテルを含む封口ガスケット（No.１〜３）
は寸法変化率が低下した。この結果から、封口ガスケッ
ト中のポリフェニルエーテルの比率が高まれば吸水率が
低下することがわかった。
みからなる封口ガスケット（No.５）と比較して、ポリ
フェニルエーテルを含む封口ガスケット（No.１〜３）
は寸法変化率が低下した。この結果から、封口ガスケッ
ト中のポリフェニルエーテルの比率が高まれば吸水率が
低下することがわかった。
【００２４】＜安全弁の作動圧＞次に、封口ガスケット
をアルカリ電池に装着したときの安全弁の作動圧を比較
するため、５種類の封口ガスケットを６０℃、９０％Ｒ
Ｈの高湿雰囲気下で５０時間だけ保存して吸湿させた
後、高湿雰囲気下における安全弁の作動圧を測定した。
その結果をまとめて表３に示す。表３中の数値は、封口
ガスケットを４０℃、３６時間の真空乾燥の条件で乾燥
した場合の安全弁の作動圧を１００とした相対値であ
る。
をアルカリ電池に装着したときの安全弁の作動圧を比較
するため、５種類の封口ガスケットを６０℃、９０％Ｒ
Ｈの高湿雰囲気下で５０時間だけ保存して吸湿させた
後、高湿雰囲気下における安全弁の作動圧を測定した。
その結果をまとめて表３に示す。表３中の数値は、封口
ガスケットを４０℃、３６時間の真空乾燥の条件で乾燥
した場合の安全弁の作動圧を１００とした相対値であ
る。
【００２５】
【表３】
【００２６】表３から明らかなように、ポリフェニルエ
ーテルを１０〜５０％含む封口ガスケット（No.１〜
３）は、それ以外の封口ガスケット（No.５、９）と比
べて、高湿雰囲気下で安全弁の作動圧が１００に近い値
となっており、高湿雰囲気下でも安定した安全弁の作動
が期待できることになる。
ーテルを１０〜５０％含む封口ガスケット（No.１〜
３）は、それ以外の封口ガスケット（No.５、９）と比
べて、高湿雰囲気下で安全弁の作動圧が１００に近い値
となっており、高湿雰囲気下でも安定した安全弁の作動
が期待できることになる。
【００２７】＜アルカリ電池の保存特性＞次に、封口ガ
スケットの組成比がアルカリ電池の保存特性に及ぼす影
響をみるため、５種類のアルカリ電池を６０℃、９０％
ＲＨの高湿雰囲気下で５０日間にわたって３０個ずつ保
存し、保存後の漏液の有無を調べた。その結果をまとめ
て表４に示す。
スケットの組成比がアルカリ電池の保存特性に及ぼす影
響をみるため、５種類のアルカリ電池を６０℃、９０％
ＲＨの高湿雰囲気下で５０日間にわたって３０個ずつ保
存し、保存後の漏液の有無を調べた。その結果をまとめ
て表４に示す。
【００２８】
【表４】
【００２９】表４から明らかなように、ポリフェニルエ
ーテルを１０〜５０％含む封口ガスケット（No.１〜
３）を用いたアルカリ電池については、保存後に漏液し
たものは皆無であり、高湿雰囲気下でも安定した耐漏液
性を発現した。なお、漏液したアルカリ電池を分解して
調査したところ、漏液の原因はすべて安全弁の作動によ
るものであった。
ーテルを１０〜５０％含む封口ガスケット（No.１〜
３）を用いたアルカリ電池については、保存後に漏液し
たものは皆無であり、高湿雰囲気下でも安定した耐漏液
性を発現した。なお、漏液したアルカリ電池を分解して
調査したところ、漏液の原因はすべて安全弁の作動によ
るものであった。
【００３０】また、ポリフェニルエーテルを含む封口ガ
スケットを装着したアルカリ電池について、エラストマ
ーの混合比率がアルカリ電池の保存特性に及ぼす影響を
みるため、５種類のアルカリ電池を９０℃ドライの高温
雰囲気下で３０日間にわたって３０個ずつ保存し、保存
後の漏液の有無を調べた。その結果を表５に示す。
スケットを装着したアルカリ電池について、エラストマ
ーの混合比率がアルカリ電池の保存特性に及ぼす影響を
みるため、５種類のアルカリ電池を９０℃ドライの高温
雰囲気下で３０日間にわたって３０個ずつ保存し、保存
後の漏液の有無を調べた。その結果を表５に示す。
【００３１】
【表５】
【００３２】表５から明らかなように、エラストマーの
混合比率が重量比で５〜１５％である封口ガスケット
（No.２、４）を用いたアルカリ電池については、保存
後に漏液したものは皆無であり、高湿雰囲気下でも安定
した耐漏液性を発現した。
混合比率が重量比で５〜１５％である封口ガスケット
（No.２、４）を用いたアルカリ電池については、保存
後に漏液したものは皆無であり、高湿雰囲気下でも安定
した耐漏液性を発現した。
【００３３】また、エラストマーを含まない封口ガスケ
ット（No.６）を用いたアルカリ電池については、３０
個のうち３個に漏液が見られたので、これを分解して調
査したところ、集電子挿入口付近に大きなクラックが生
じており、そのクラックより漏液していた。このクラッ
クは、封口ガスケット中にエラストマーを含まないため
衝撃強度が不足し、集電子を挿入する工程で小さなクラ
ックが集電子挿入口に生じ、高温保存によりそのクラッ
クが成長したものと考えられる。
ット（No.６）を用いたアルカリ電池については、３０
個のうち３個に漏液が見られたので、これを分解して調
査したところ、集電子挿入口付近に大きなクラックが生
じており、そのクラックより漏液していた。このクラッ
クは、封口ガスケット中にエラストマーを含まないため
衝撃強度が不足し、集電子を挿入する工程で小さなクラ
ックが集電子挿入口に生じ、高温保存によりそのクラッ
クが成長したものと考えられる。
【００３４】逆に、エラストマーを重量比で２０％含む
封口ガスケット（No.７）を用いたアルカリ電池は、３
０個のうち４個が漏液したが、これを分解して調査した
ところ、漏液の原因はすべて安全弁の作動によるもので
あった。これはエラストマーが２０％と多いため、耐熱
性が低下したためと考えられる。
封口ガスケット（No.７）を用いたアルカリ電池は、３
０個のうち４個が漏液したが、これを分解して調査した
ところ、漏液の原因はすべて安全弁の作動によるもので
あった。これはエラストマーが２０％と多いため、耐熱
性が低下したためと考えられる。
【００３５】さらに、ポリフェニルエーテルを６０％含
む封口ガスケット（No.８）を用いたアルカリ電池につ
いては、３０個のうち１１個に漏液が見られた。これを
分解して調査したところ、電池ケースと封口ガスケット
との隙間から漏液していたので、この封口ガスケットを
顕微鏡で観察したところ、封口ガスケットの最外周部に
ヒケが生じていた。これは封口ガスケットを射出成形す
るとき、樹脂の流れが悪いと起こる現象であり、このこ
とから、ポリフェニルエーテルの比率が重量比で５０％
を超えると、成形性が悪化して電池特性に影響すること
がわかった。
む封口ガスケット（No.８）を用いたアルカリ電池につ
いては、３０個のうち１１個に漏液が見られた。これを
分解して調査したところ、電池ケースと封口ガスケット
との隙間から漏液していたので、この封口ガスケットを
顕微鏡で観察したところ、封口ガスケットの最外周部に
ヒケが生じていた。これは封口ガスケットを射出成形す
るとき、樹脂の流れが悪いと起こる現象であり、このこ
とから、ポリフェニルエーテルの比率が重量比で５０％
を超えると、成形性が悪化して電池特性に影響すること
がわかった。
【００３６】〔第２の実施形態〕図２は封口ガスケット
の伸びの経時変化を表すグラフである。
の伸びの経時変化を表すグラフである。
【００３７】このアルカリ電池１は、封口ガスケット７
の材質が異なる点を除き、上述した第１の実施形態と同
様な構成を有している。
の材質が異なる点を除き、上述した第１の実施形態と同
様な構成を有している。
【００３８】すなわち、このアルカリ電池１の封口ガス
ケット７は、ポリプロピレンとポリフェニルエーテルと
エラストマーとからなるポリマーアロイを用いて形成さ
れている。その結果、ポリプロピレン製の封口ガスケッ
トと比べて、耐熱性が向上すると同時にクリープ性が低
減するため、アルカリ電池１を高温雰囲気下で保存して
も封口ガスケット７の安全弁７ａが所定の圧力以下で破
断して漏液につながる恐れはない。
ケット７は、ポリプロピレンとポリフェニルエーテルと
エラストマーとからなるポリマーアロイを用いて形成さ
れている。その結果、ポリプロピレン製の封口ガスケッ
トと比べて、耐熱性が向上すると同時にクリープ性が低
減するため、アルカリ電池１を高温雰囲気下で保存して
も封口ガスケット７の安全弁７ａが所定の圧力以下で破
断して漏液につながる恐れはない。
【００３９】このことを実験的に確認するため、材質の
異なる９種類の封口ガスケットを試作し、これら封口ガ
スケットを用いてアルカリ電池を組み立て、各種の特性
を比較した。各封口ガスケットの材質を表６に示す。表
６において、ポリプロピレンとポリフェニルエーテルと
の組成比は重量比であり、エラストマー重量比は、これ
らポリプロピレン、ポリフェニルエーテルの総重量に対
するエラストマーの混合比率である。
異なる９種類の封口ガスケットを試作し、これら封口ガ
スケットを用いてアルカリ電池を組み立て、各種の特性
を比較した。各封口ガスケットの材質を表６に示す。表
６において、ポリプロピレンとポリフェニルエーテルと
の組成比は重量比であり、エラストマー重量比は、これ
らポリプロピレン、ポリフェニルエーテルの総重量に対
するエラストマーの混合比率である。
【００４０】
【表６】
【００４１】＜安全弁の作動圧＞まず、封口ガスケット
をアルカリ電池に装着したときの安全弁の作動圧を比較
するため、７種類の封口ガスケットについて９０℃の高
温雰囲気下で安全弁の作動圧を測定した。その結果をま
とめて表７に示す。表７中の数値は、室温（２５℃）雰
囲気下で測定した安全弁の作動圧を１００とした相対値
である。
をアルカリ電池に装着したときの安全弁の作動圧を比較
するため、７種類の封口ガスケットについて９０℃の高
温雰囲気下で安全弁の作動圧を測定した。その結果をま
とめて表７に示す。表７中の数値は、室温（２５℃）雰
囲気下で測定した安全弁の作動圧を１００とした相対値
である。
【００４２】
【表７】
【００４３】表７から明らかなように、ポリフェニルエ
ーテルを１０〜５０％含む封口ガスケット（No.１〜
４、７）は、それ以外の封口ガスケット（No.５、９）
と比べて、高温雰囲気下で安全弁の作動圧が１００に近
い値となっており、高温雰囲気下でも安定した安全弁の
作動が期待できることになる。
ーテルを１０〜５０％含む封口ガスケット（No.１〜
４、７）は、それ以外の封口ガスケット（No.５、９）
と比べて、高温雰囲気下で安全弁の作動圧が１００に近
い値となっており、高温雰囲気下でも安定した安全弁の
作動が期待できることになる。
【００４４】＜封口ガスケットのクリープ特性＞次に、
封口ガスケットのクリープ特性を比較するため、７種類
の封口ガスケットをダンベル形に形成し、９０℃、５Ｍ
Ｐａの条件下で引っ張り試験を行った。そのときの時間
と伸びとの関係を図２に示す。
封口ガスケットのクリープ特性を比較するため、７種類
の封口ガスケットをダンベル形に形成し、９０℃、５Ｍ
Ｐａの条件下で引っ張り試験を行った。そのときの時間
と伸びとの関係を図２に示す。
【００４５】図２から明らかなように、ポリフェニルエ
ーテルを１０〜５０％含み、かつエラストマーの混合比
率が重量比で５〜１５％である封口ガスケット（No.１
〜４）については、クリープ性が小さく、一定時間が経
過すると伸びが頭打ちとなるのに対し、それ以外の封口
ガスケット（No.５、７、９）はクリープ性が大きい結
果となった。このことから、前者では高温雰囲気下でも
安定した安全弁の作動が期待できることがわかった。
ーテルを１０〜５０％含み、かつエラストマーの混合比
率が重量比で５〜１５％である封口ガスケット（No.１
〜４）については、クリープ性が小さく、一定時間が経
過すると伸びが頭打ちとなるのに対し、それ以外の封口
ガスケット（No.５、７、９）はクリープ性が大きい結
果となった。このことから、前者では高温雰囲気下でも
安定した安全弁の作動が期待できることがわかった。
【００４６】＜アルカリ電池の保存特性＞最後に、封口
ガスケットの組成比およびエラストマーの混合比率がア
ルカリ電池の保存特性に及ぼす影響をみるため、９種類
のアルカリ電池を９０℃ドライの高温雰囲気下で３０日
間にわたって３０個ずつ保存し、保存後の漏液の有無を
調べた。その結果を表８に示す。
ガスケットの組成比およびエラストマーの混合比率がア
ルカリ電池の保存特性に及ぼす影響をみるため、９種類
のアルカリ電池を９０℃ドライの高温雰囲気下で３０日
間にわたって３０個ずつ保存し、保存後の漏液の有無を
調べた。その結果を表８に示す。
【００４７】
【表８】
【００４８】表８から明らかなように、ポリフェニルエ
ーテルを１０〜５０％含み、かつエラストマーの混合比
率が重量比で５〜１５％である封口ガスケット（No.１
〜４）を用いたアルカリ電池については、保存後に漏液
したものは皆無であり、高温雰囲気下でも安定した耐漏
液性を発現した。一方、それ以外の封口ガスケット（N
o.５〜９）を用いたアルカリ電池はすべて３０日以内に
漏液した。
ーテルを１０〜５０％含み、かつエラストマーの混合比
率が重量比で５〜１５％である封口ガスケット（No.１
〜４）を用いたアルカリ電池については、保存後に漏液
したものは皆無であり、高温雰囲気下でも安定した耐漏
液性を発現した。一方、それ以外の封口ガスケット（N
o.５〜９）を用いたアルカリ電池はすべて３０日以内に
漏液した。
【００４９】なお、ポリフェニルエーテルを３０％含
み、かつエラストマーを含まない封口ガスケット（No.
６）を用いたアルカリ電池については、３０個のうち４
個に漏液が見られたので、これを分解して調査したとこ
ろ、集電子挿入口付近に大きなクラックが生じており、
そのクラックより漏液していた。このクラックは、封口
ガスケット中にエラストマーを含まないため衝撃強度が
不足し、集電子を挿入する工程で小さなクラックが集電
子挿入口に生じ、高温保存によりそのクラックが成長し
たものと考えられる。
み、かつエラストマーを含まない封口ガスケット（No.
６）を用いたアルカリ電池については、３０個のうち４
個に漏液が見られたので、これを分解して調査したとこ
ろ、集電子挿入口付近に大きなクラックが生じており、
そのクラックより漏液していた。このクラックは、封口
ガスケット中にエラストマーを含まないため衝撃強度が
不足し、集電子を挿入する工程で小さなクラックが集電
子挿入口に生じ、高温保存によりそのクラックが成長し
たものと考えられる。
【００５０】また、ポリフェニルエーテルを６０％含む
封口ガスケット（No.８）を用いたアルカリ電池につい
ては、３０個のうち３個に漏液が見られた。これを分解
して調査したところ、電池ケースと封口ガスケットとの
隙間から漏液していたので、この封口ガスケットを顕微
鏡で観察したところ、封口ガスケットの最外周部にヒケ
が生じていた。これは封口ガスケットを射出成形すると
き、樹脂の流れが悪いと起こる現象であり、このことか
ら、ポリフェニルエーテルの比率が重量比で５０％を超
えると、成形性が悪化して電池特性に影響することがわ
かった。
封口ガスケット（No.８）を用いたアルカリ電池につい
ては、３０個のうち３個に漏液が見られた。これを分解
して調査したところ、電池ケースと封口ガスケットとの
隙間から漏液していたので、この封口ガスケットを顕微
鏡で観察したところ、封口ガスケットの最外周部にヒケ
が生じていた。これは封口ガスケットを射出成形すると
き、樹脂の流れが悪いと起こる現象であり、このことか
ら、ポリフェニルエーテルの比率が重量比で５０％を超
えると、成形性が悪化して電池特性に影響することがわ
かった。
【００５１】さらに、これら以外の封口ガスケット（N
o.５、７、９）を用いたアルカリ電池は、３０個のうち
７〜８個が漏液したが、これを分解して調査したとこ
ろ、漏液の原因はすべて安全弁の作動によるものであっ
た。
o.５、７、９）を用いたアルカリ電池は、３０個のうち
７〜８個が漏液したが、これを分解して調査したとこ
ろ、漏液の原因はすべて安全弁の作動によるものであっ
た。
【００５２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のうち請求
項１〜３に係る発明によれば、ナイロン６６製の封口ガ
スケットと比べて、吸湿量が減ると同時にガス透過係数
が大きくなることから、高湿雰囲気下での長期保存時の
耐漏液性に優れたアルカリ電池を提供することができ
る。
項１〜３に係る発明によれば、ナイロン６６製の封口ガ
スケットと比べて、吸湿量が減ると同時にガス透過係数
が大きくなることから、高湿雰囲気下での長期保存時の
耐漏液性に優れたアルカリ電池を提供することができ
る。
【００５３】また、本発明のうち請求項４、５に係る発
明によれば、ポリプロピレン製の封口ガスケットと比べ
て、耐熱性が向上すると同時にクリープ性が低減するこ
とから、高温雰囲気下での長期保存時の耐漏液性に優れ
たアルカリ電池１を提供することができる。
明によれば、ポリプロピレン製の封口ガスケットと比べ
て、耐熱性が向上すると同時にクリープ性が低減するこ
とから、高温雰囲気下での長期保存時の耐漏液性に優れ
たアルカリ電池１を提供することができる。
【図１】防爆構造の封口ガスケットを使用したアルカリ
電池の一例を示す断面図である。
電池の一例を示す断面図である。
【図２】封口ガスケットの伸びの経時変化を表すグラフ
である。
である。
１……アルカリ電池 ２……電池ケース ７……封口ガスケット ７ａ……安全弁
フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H011 AA10 AA17 FF03 GG02 HH02 HH12 KK02 5H012 AA01 BB04 DD05 EE01 FF01 GG01 JJ10 5H024 AA03 CC02 CC14 DD04 EE09 HH01
Claims (5)
- 【請求項１】 薄肉の安全弁（７ａ）が形成された封口
ガスケット（７）を電池ケース（２）の開口部に嵌着し
たアルカリ電池（１）において、 ポリアミド樹脂とポリフェニルエーテルとエラストマー
とからなるポリマーアロイを前記封口ガスケットとして
用いたことを特徴とするアルカリ電池。 - 【請求項２】 ポリマーアロイ中のポリアミド樹脂とポ
リフェニルエーテルとの組成比が重量比で９：１〜５：
５の範囲内であり、これらに対するエラストマーの混合
比率が重量比で５〜１５％であることを特徴とする請求
項１に記載のアルカリ電池。 - 【請求項３】 ポリマーアロイ中のポリアミド樹脂がナ
イロン６６であることを特徴とする請求項１または請求
項２に記載のアルカリ電池。 - 【請求項４】 薄肉の安全弁（７ａ）が形成された封口
ガスケット（７）を電池ケース（２）の開口部に嵌着し
たアルカリ電池（１）において、 ポリプロピレンとポリフェニルエーテルとエラストマー
とからなるポリマーアロイを前記封口ガスケットとして
用いたことを特徴とするアルカリ電池。 - 【請求項５】 ポリマーアロイ中のポリプロピレンとポ
リフェニルエーテルとの組成比が重量比で９：１〜５：
５の範囲内であり、これらに対するエラストマーの混合
比率が重量比で５〜１５％であることを特徴とする請求
項４に記載のアルカリ電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000171424A JP2001351586A (ja) | 2000-06-08 | 2000-06-08 | アルカリ電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000171424A JP2001351586A (ja) | 2000-06-08 | 2000-06-08 | アルカリ電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001351586A true JP2001351586A (ja) | 2001-12-21 |
Family
ID=18673976
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000171424A Pending JP2001351586A (ja) | 2000-06-08 | 2000-06-08 | アルカリ電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001351586A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018185971A1 (ja) | 2017-04-07 | 2018-10-11 | 新生化学工業株式会社 | アルカリ乾電池用ガスケットおよびその製造方法 |
-
2000
- 2000-06-08 JP JP2000171424A patent/JP2001351586A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018185971A1 (ja) | 2017-04-07 | 2018-10-11 | 新生化学工業株式会社 | アルカリ乾電池用ガスケットおよびその製造方法 |
| US10826031B2 (en) | 2017-04-07 | 2020-11-03 | Shinsei Kagaku Kogyo Co., Ltd. | Gasket for alkaline battery and method for manufacturing same |
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