JP2005339982A

JP2005339982A - 塗料被覆金属板、それを用いた底付き電池缶およびそれらの製造方法

Info

Publication number: JP2005339982A
Application number: JP2004157004A
Authority: JP
Inventors: Kunihiro Seike; 邦博清家; Shinichi Taya; 慎一田屋; Keiichi Shimizu; 慶一志水
Original assignee: Toyo Kohan Co Ltd
Current assignee: Toyo Kohan Co Ltd
Priority date: 2004-05-27
Filing date: 2004-05-27
Publication date: 2005-12-08

Abstract

【課題】塗料非被覆部を有する塗料被覆金属板を、塗料非被覆部を底部外面側としてプレス加工により、底付き電池缶を製造することにより、底部に塗料を有さない底付き電池缶を容易に得ること。この塗料被覆金属板を用いて電池缶を製造することにより、周囲に絶縁体を被覆した電池缶を単工程で製造すること。
【解決手段】金属板に、多数個の塗料非被覆部を設けていることを特徴とする塗料被覆金属板，その塗料被覆金属板を用いて、上記塗料非被覆部を底部外面側として、缶をプレス加工により製造した底部に塗料を有しない底付き電池缶，およびそれらの製造方法。
【選択図】図１

Description

この発明は、塗料被覆金属板、それを用いた底付き電池缶およびそれらの製造方法に関するものである。特に、塗料を底付き電池缶底部の外面側に部分的に被覆した１次電池缶及び２次電池缶に関するものである。

近年、アルカリ乾電池等の正極缶は、図５に示すように、金属板に、絞り加工又はＤＩ加工等のプレス加工を施して、底付きの缶６１として製造しており、この底の部分６１ａを正極部として利用している。そして乾電池を複数個接続して使用する場合には、正極缶の外側面を外部と絶縁するために、正極缶の外側面には別途ラベル６２を貼り付けている。また、孔付きのフィルムを金属板にラミネートした方法が提案されている（例えば特許文献１参照。）が、ラミネートする際、熱履歴を受けるので、所望の位置に、一定の大きさの孔となるようにラミネートされない問題がある。

本出願に関する先行技術文献情報として次のものがある。
特開平７−３０４１２９号公報

従って、プレス加工により正極缶を作った後、その外側面に別途ラベルを貼っているので、製造工程上負荷がかかり、製造コストが増すという問題がある。また、金属板をプレス加工して正極缶を製造する際に、潤滑のためにプレス油を使用しなければならず、従ってまた正極缶を製造した後に油をとるための脱脂工程が必要であるという問題がある。

そこで本発明の目的は、塗料被覆金属板、その製造方法及びこれを用いた底部に塗料非被覆部を有する底付き缶およびその製造方法を提供する。そして乾電池用の缶およびその製造方法を提供し、以て上記の問題を解消することにある。

上記目的を達成するために、本発明の塗料被覆金属板は、金属板に塗料非被覆部を設けて塗装する。

請求項１記載の底付き電池缶用塗料被覆金属板は、底付き電池缶に用いられる塗料を外面側に被覆した鋼板であって、前記底付き電池缶の底となる部分に、塗料非被覆部を設けて塗装したことを特徴とする。この場合、上記塗料非被覆部の形状が円形状であることが望ましい。また、上記塗料がポリエステル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、フッ素樹脂、塩素系樹脂、シリケート系樹脂あるいは、シリコーン変成ポリエステル樹脂であることが望ましい。更に、上記金属板がニッケルめっき鋼板，錫めっき鋼板，ニッケルー錫合金めっき鋼板，アルミニウム板あるいはアルミニウム合金板であることが望ましい。

請求項５記載の底付き電池缶は、請求項１の底付き電池缶用塗料被覆金属板を用いて、底部の一部に塗料が被覆されてなく、上記塗料非被覆部を底部位置として、缶をプレス加工により製造することを特徴とする。この場合、上記底部に塗料非被覆部の形状が円形状であることが望ましい。上記塗料が絶縁膜であることを特徴とすることが望ましい。また、上記塗料がポリエステル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、フッ素樹脂、塩素系樹脂、シリケート系樹脂あるいは、シリコーン変成ポリエステル樹脂であることが望ましい。更に、上記金属板がニッケルめっき鋼板，錫めっき鋼板，ニッケルー錫合金めっき鋼板，アルミニウム板あるいはアルミニウム合金板であることが望ましい。

請求項１０記載の底付き電池缶用塗料被覆金属板の製造方法は、底付き電池缶に用いられる外面側に塗料を被覆した金属板の製造方法であって、前記底付き電池缶の底となる部分に、塗料を塗布しようとするロールに予め塗料が含まれない凹部を設けて塗装することを特徴とする。

請求項１１記載の底部に塗料非被覆部を有する底付き電池缶の製造方法は、請求項１の底付き電池缶用塗料被覆金属板を用いて、上記塗料非被覆部を底部位置として、缶をプレス加工により製造することを特徴とする。この場合、上記塗料非被覆部の形状が円形状であることが望ましい。上記塗料が絶縁膜であることが望ましい。また、上記塗料がポリエステル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、フッ素樹脂、塩素系樹脂、シリケート系樹脂あるいは、シリコーン変成ポリエステル樹脂であることが望ましい。更に、上記金属板がニッケルめっき鋼板，錫めっき鋼板，ニッケルー錫合金めっき鋼板，アルミニウム板あるいはアルミニウム合金板であることが望ましい。

塗料非被覆部を有する、本発明の塗料被覆金属板において、塗料非被覆部が底部外面側になるように、位置決めして、ブランクを切り取り、このブランクを用いて、塗料非被覆部が底部となるように位置決めしたプレス加工により、底付き電池缶を製造する。これにより底部外面側に塗料被覆部が存在しない電池缶が得られる。

以下、塗料を被覆した金属板を用いたアルカリ乾電池の正極缶の製造方法について、図１〜図４に基づいて詳細に説明する。なお、１次電池缶だけでなく２次電池缶にも適用できる。

図１において、本発明の塗料被覆金属板１の塗料２は、正極缶の外側面に位置して絶縁の機能を果たすことが必要であるので、絶縁膜として用いている。塗料のベースとなる塗料用樹脂としては、塗料として常用されるものであれば良く、例えば、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、フッ素樹脂、塩素系樹脂、シリケート系樹脂あるいは、シリコーン変成ポリエステル樹脂等を用いることができる。また、必要に応じて硬化剤としてメラミン樹脂などのアミノ樹脂、イソシアネート、あるいはブロックイソシアネートなどの架橋用樹脂を含んでもよい。本発明に要求される精密塗装作業性、絶縁性、プレス加工性を満足するには、樹脂の中でも数平均分子量３０００〜３００００、ガラス転移温度０〜５０℃の水酸基を有するポリエステル樹脂をアミノ樹脂およびまたはブロック化イソシアネートなどの架橋用樹脂を含む塗料が好ましく、ポリエステル樹脂のモノマーはイソフタル酸、テレフタル酸、オルソフタル酸、トリメリット酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸などの多価カルボン酸や１，６-ヘキサンジオール、１，５-ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、シクロヘキサンジメタノール、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタンなどの多価グリコールが使用可能である。さらに本塗料には二酸化チタン、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、ペリレン、カーボンブラック、黄色酸化鉄、赤色酸化鉄などの着色顔料や炭酸カルシウム、硫酸バリウム、クレー、タルク等の体質顔料を必要に応じ使用してもよい。

前記塗料は、製缶時の厚みが５〜５０μｍの範囲にあると、耐熱性、強度および絶縁性を充分有し得る。製缶時の強度からは、好ましい下限は８μｍ、上限は３０μｍである。

また、本発明において使用される塗料の被覆厚さは特に限定するものでないが、５〜５０μｍが好ましい。厚さが５μｍ以下になると、塗装されるべき箇所に部分的に塗装されない部分ができ、十分な加工耐食性が得られない。また、厚さが５０μｍ以上になると、経済的でない。

塗料２には円形の塗料非被覆部２ａが多数個開けられている。塗料非被覆部２ａの径は、正極缶の張り出し凸部（図４の８）の外径程度の大きさになっている。また塗料非被覆部２ａと塗料非被覆部２ａとの間隔は、それぞれ、その孔を中心として後述するブランク６を取り出すことができるように、所定の間隔が必要である（図１参照）。

金属板３の厚さは金属の種類、缶の用途或いはサイズによっても相違するが、一般に０．１０〜０．８０ｍｍの厚みを有するのがよく、この内でも製缶性，耐食性の観点から表面処理鋼板の場合には、０．１５〜０．６０ｍｍ厚さを有するのがよい。金属板としては各種表面処理鋼板、アルミニウム板あるいはアルミニウム合金板などの軽金属が使用される。表面処理鋼板としては、冷間圧延鋼板を焼鈍後二次冷間圧延し、錫めっき、ニッケルめっきまたはニッケルー錫合金めっき鋼板を用いることができる。アルミニウム板あるいはアルミニウム合金板は、リチウム２次電池に適用する。なお塗料がポリエステル樹脂の場合は、３〜５０ｍｇ／ｍ²、特に７〜２５ｍｇ／ｍ² が好ましい。このものは塗膜密着性と耐腐食性との組み合わせに優れている。表面処理鋼板のその他の例は、耐食性の観点から５〜５０ｇ／ｍ² のめっき量を有するニッケル鋼板が好適に用いられる。底付き缶を乾電池の正極缶として用いる場合には、内側には正極活物質等が接触するので、導通，腐食等を考慮して、ニッケルめっきまたは，ニッケルー錫合金めっきを施した鋼板を用いるのが好ましい。ニッケルめっきまたは，ニッケルー錫合金めっきは、アルカリマンガン電池、ニッケルーカドミウム電池、ニッケルー水素電池あるいはリチウム２次電池の内面側に適用する。

次に、塗料被覆金属板１の製造方法について説明する。

塗料非被覆部は、例えば、塗装用ロールとして塗装しない部分に相当する凹部を有するグラビアロールを用いて塗装することにより形成する。（図示省略）。

そして、この多数個の塗料非被覆が設けられた金属板を用意する。即ち、例えば、図１に示すように、金属板３に凹部を有するロールを用いて塗装して、その後加熱炉にて塗料を硬化させて塗料非被覆金属板１が得られる。塗装は、金属板の片面のみしか行わない。

次に、上記の製造方法により得られた塗料被覆金属板１を用いて、底付き電池缶を製造する場合について説明する。

まず、ブランク６を取り出すための所定の径を有するパンチングプレス治具７を、塗料被覆金属板１上で、各塗料非被覆部２ａを中心として位置決めを行って、プレスする（図２（ａ））。これにより、各ブランク６が切り出され、ブランク６の形状は、図３（ａ）（ｂ）に示すように、塗料非被覆部２ａの円とブランク６の外周円とが同心円になっている。又、パンチングプレス治具７に、ダイス及びポンチを併せ持った治具を用意することにより、ブランク６を切り出した後直ちに絞り加工して図３（Ｃ）に示すような軽絞り加工した底付き缶とすることもできる。

そして、ブランク６を、断面円形のポンチ及びダイスからなる金型の間に、塗料２側をダイス側にして、かつ同心円状のブランク６を断面円形の金型に同心状に位置合わせして挟み、プレスを施して（図示省略）、図３の中心軸対称の、塗料からなる絶縁体を外側面に有する底付き缶１６を得る。この底付き缶は、アルカリ乾電池の正極缶として適用されると好適である。

このように、塗料被覆金属板１を用いることにより、底付き電池缶の側壁（缶の周囲）に絶縁のためのラベル貼りを別途行う必要がないので、アルカリ乾電池の正極缶を製造する場合の製造工程が極めて短縮されるという利点がある。

次に、同心円状のブランク６を、断面円形の金型に、同心状に位置合わせしてプレスするので、プレスの際に、ブランク６上の塗料２には、同一同心円上には同一量の径方向外向きの力が生ずる。このため、塗料２の非被覆部２ａ縁部の一部で大きな力が発生することによる、その部分からの塗料剥離等の欠陥が生ずるおそれがない。

また、プレスをする際には、ダイス側のブランク６面には塗料２が付着しているので、少なくともこの側ではプレス油がほとんど不要となり、従って、プレス工程でプレス油の使用を不使用又は半減とすることができる。また、プレス後の脱脂工程を省略又は大きく簡略することも可能となり、更に、アルカリ乾電池等の正極缶の製造工程を短縮することができる。

なお、本発明の塗料被覆金属板は、塗料と金属板とが極めて密着しているので、塗料被覆金属板の厚みは、従来の、金属板をプレス加工して乾電池用の正極缶を製造し、この外側面にラベルを接着剤等により貼る場合の金属板とラベルとを加えた厚みに比して、大幅に薄くすることができ、この分、本発明の場合には正極缶の内径を大きくできて電池容量を大きくすることが可能である。

上記実施例ではアルカリ乾電池用の正極缶について述べたが、これに限らず種々の乾電池用の缶を塗料被覆金属板を用いて製造することができる。例えば、特定種類の乾電池用の負極缶を製造することもできる。また上記実施例のような最外缶（外装缶）に限らず、乾電池の内部に位置せしめる内装缶とその外側面に密着される熱収縮性チューブを併せ持った乾電池用の缶の製造に、本発明を用いることができる。

本発明の塗料被覆金属板を、塗料非被覆部を底部外面側としてプレス加工により、底付き電池缶を製造することにより、底部に塗膜を有さない底付き電池缶を容易に得ることができる。予め塗装用ロールとしてグラビアロールを用いて塗装することにより、塗料非被覆部を設け、容易に、塗料被覆金属板を得ることができる。

本発明の塗料被覆金属板を用いて乾電池用の缶を製造することにより、周囲に絶縁体を被覆した乾電池用の缶を単工程で製造することができる。

は本発明の塗料被覆金属板から切り出されるブランクの位置を示す斜視説明図である。ブランクを切り出す様子を示す側面図である。同図（ａ）はブランクの平面図，同図（ｂ）は同図（ａ）の断面図，同図（ｃ）はブランク取りと同時に絞り加工して形成した缶の断面図である。図２のブランクを用いて製造したアルカリ乾電池の正極缶の断面図である。従来のアルカリ乾電池の正極缶及びラベルを示す斜視図である。

符号の説明

１・・・塗料被覆金属板
２・・・塗料
２ａ・・・塗料非被覆部
３・・・金属板
６・・・ブランク
７・・・パンチングプレス治具
８・・・凸部
１６・・・底付き缶

Claims

底付き電池缶に用いられる塗料を外面側に被覆した鋼板であって、前記底付き電池缶の底となる部分に、塗料非被覆部を設けて塗装したことを特徴とする、底付き電池缶用塗料被覆金属板。
上記塗料非被覆部の形状が円形状であることを特徴とする請求項１に記載の底付き電池缶用塗料被覆金属板。
上記塗料がポリエステル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、フッ素樹脂、塩素系樹脂、シリケート系樹脂あるいは、シリコーン変成ポリエステル樹脂であることを特徴とする請求項１又は２に記載の底付き電池缶用塗料被覆金属板。
上記金属板がニッケルめっき鋼板，錫めっき鋼板，ニッケルー錫合金めっき鋼板，アルミニウム板あるいはアルミニウム合金板であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の底付き電池缶用塗料被覆金属板。
請求項１の底付き電池缶用塗料被覆金属板を用いて、上記塗料非被覆部を底部位置として、缶をプレス加工により製造することを特徴とする底部の一部に塗料が被覆されてない底付き電池缶。
上記底部に塗料非被覆部の形状が円形状であることを特徴とする請求項５に記載の底付き電池缶。
上記塗料が絶縁膜であることを特徴とする請求項５又は６に記載の底付き電池缶。
上記塗料がポリエステル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、フッ素樹脂、塩素系樹脂、シリケート系樹脂あるいは、シリコーン変成ポリエステル樹脂であることを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の底付き電池缶。
上記金属板がニッケルめっき鋼板，錫めっき鋼板，ニッケルー錫合金めっき鋼板，アルミニウム板あるいはアルミニウム合金板である請求項５に記載の底付き電池缶。
底付き電池缶に用いられる外面側に塗料を被覆した金属板の製造方法であって、前記底付き電池缶の底となる部分に、塗料を塗布しようとするロールに予め塗料が含まれない凹部を設けて塗装することを特徴とする底付き電池缶用塗料被覆金属板の製造方法。
請求項１の底付き電池缶用塗料被覆金属板を用いて、上記塗料非被覆部を底部位置として、缶をプレス加工により製造することを特徴とする底部に塗料非被覆部を有する底付き電池缶の製造方法。
上記塗料非被覆部の形状が円形状であることを特徴とする請求項１１に記載の底付き電池缶の製造方法。
上記塗料が絶縁膜であることを特徴とする請求項１１に記載の底付き電池缶の製造方法。
上記塗料がポリエステル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、フッ素樹脂、塩素系樹脂、シリケート系樹脂あるいは、シリコーン変成ポリエステル樹脂であることを特徴とする請求項１３に記載の底付き電池缶の製造方法。
上記金属板がニッケルめっき鋼板，錫めっき鋼板または，ニッケルー錫合金めっき鋼板であることを特徴とする請求項１１に記載の底付き電池缶の製造方法。