JP2006125559A - Gas bleeding valve - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、密封容器に取り付けて、内容物から気体が発生した場合に、これを容器外部に逃がす用途に使用されるガス抜き弁に関し、特に電気二重層キャパシタや二次電池の容器から、内部で発生した気体を外部に逃がすのに好適なガス抜き弁に関する。 The present invention relates to a degassing valve used for an application in which gas is generated from the contents attached to a sealed container and escaped to the outside of the container, and in particular, from the container of an electric double layer capacitor or a secondary battery. It is related with the gas vent valve suitable for releasing the gas which generate | occur | produced in (1) outside.
硬質材料や軟質材料からなる密封容器に収納したものが気体を発生する場合、気体を外に放出しないと容器内の圧力が上昇し、破裂するおそれがある。収納容器の内容物から発生する気体を逃がしながら、外気の侵入を防止するために種々のガス抜き弁が従来から使用されている。 When a gas contained in a sealed container made of a hard material or a soft material generates gas, the pressure in the container may increase unless the gas is released to the outside, and the gas may burst. Conventionally, various venting valves have been used to prevent intrusion of outside air while letting gas generated from the contents of the storage container escape.
特許文献1には、図6に示す断面構造を有するガス抜き弁が記載されている。このガス抜き弁は、内容物から発生する気体を逃がす孔602を有する容器601、内側からその孔部に取り付けられた液体を遮断して気体を透過するガス透過フィルム603、外側からその孔部に取り付けられ、周面に放出孔612を有するカバー610、カバー内に収納された弁座616、弁体615、及び弾性体618からなっている。弁座616はリング形状であって容器外壁の孔602と同心位置に固定され、弾性体618が弁体615を閉弁方向に付勢する。その結果、弁体615の周囲部が、弁座616の内周部に当接して孔602が閉塞される。
しかしながら、この構造では弁座616が容器外壁によって支持されており、容器が袋等の軟質材料である場合は、弁座616の容器外壁による支持が不充分となり、その結果、弁体615と弁座616との当接力が弱くなって密閉性に劣る。また、カバー内の構造が複雑であり、容器601の内側及び外側の両側から各々部材を取り付ける必要もあるため、取り付け操作が煩雑である。
However, in this structure, the
特許文献2には、外装がアルミラミネートフィルムにより形成されており、その内部に、プロピレンカーボネート溶液である電解液及び活性炭電極が収納された電気二重層キャパシタが記載されている。アルミラミネートフィルムでなる容器には樹脂製ガス抜き弁が備えられている。そのガス抜き弁の断面構造を図7に示す。このガス抜き弁720は、アルミラミネートフィルム715に融着された底面孔722を有する鍋状本体721、その底面に敷かれた弁膜723、及び弁膜上に設けられた押さえ部材724からなっている。
Patent Document 2 describes an electric double layer capacitor in which an exterior is formed of an aluminum laminate film, and an electrolytic solution that is a propylene carbonate solution and an activated carbon electrode are accommodated therein. A container made of aluminum laminate film is provided with a resin gas vent valve. FIG. 7 shows a cross-sectional structure of the gas vent valve. The
弁膜723は容器の内外圧力差によって動作する。すなわち、容器の内部圧力が外部圧力より低いときには弁膜723が底面に貼り付いて底面孔722が塞がれ(図7(a))、気体が発生して容器の内部圧力が外部圧力より高くなると捲れ上がって気体を外部に放出する(図7(b))。
The
しかしながら、この構造では弁膜723の両端部は底面に常に押し付けられている状態ではなく、経時的に底面孔722の閉塞が不十分になり易い。また、このガス抜き弁では底面孔722から電解液が流出するのを防止することができない。更に、取り付けの際には鍋状本体の寸法に合わせて容器を切り抜く必要があり、取り付け操作が煩雑である。
本発明は上記従来の問題を解決するものであり、その目的とするところは、組み立て及び容器への取り付けが簡単であり、閉塞安定性及び耐薬品性に優れ、外気の侵入を長期間確実に防止することができるガス抜き弁を提供することにある。 The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and its object is that it is easy to assemble and attach to a container, has excellent blocking stability and chemical resistance, and ensures the invasion of outside air for a long time. The object is to provide a vent valve that can be prevented.
本発明は、内容物から発生する気体を逃がす孔を有する容器に、内側からその孔部に取り付けられるガス抜き弁であって、
底面孔を有する凹部と凹部周縁のフランジ部とを有する合成樹脂カップ、
凹部内側の底面上に底面孔を覆うように敷かれた弾性及び非通気性の弁膜、及び
凹部内側の弁膜上に設けられた弾性及び通気性の合成繊維質材料、
を有し、
該合成樹脂カップは、凹部内側の底面が容器の孔部に対向するようにフランジ部において容器の内側面に接着されて取り付けられ、
取り付けた状態において、合成樹脂カップの接着部は容器の孔部を囲んでおり、該合成繊維質材料は容器の内側面によって押され、弁膜が圧迫されて底面孔が封止されている、ガス抜き弁を提供するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
また、このガス抜き弁は、上記合成樹脂カップ凹部外側の底面上に、フィルム体が底面孔を覆い、接着部が底面孔を囲むように接着された、液体を遮断して気体を透過するガス透過フィルムを更に有することが好ましい。
The present invention is a gas vent valve attached to the hole from the inside to a container having a hole for releasing gas generated from the contents,
A synthetic resin cup having a recess having a bottom hole and a flange portion around the periphery of the recess,
An elastic and non-breathable valve membrane laid on the bottom surface inside the recess to cover the bottom hole, and an elastic and breathable synthetic fibrous material provided on the valve membrane inside the recess,
Have
The synthetic resin cup is attached to the inner surface of the container at the flange portion so that the bottom surface inside the recess faces the hole of the container,
In the attached state, the adhesive part of the synthetic resin cup surrounds the hole of the container, the synthetic fibrous material is pushed by the inner surface of the container, the valve membrane is pressed, and the bottom hole is sealed. A relief valve is provided, whereby the above object is achieved.
The gas vent valve is a gas that blocks the liquid and permeates the gas, with the film body covering the bottom surface hole and the bonding portion surrounding the bottom surface hole on the bottom surface outside the concave portion of the synthetic resin cup. It is preferable to further have a transmissive film.
図1は本発明の一実施態様であるガス抜き弁を容器に取り付けた状態を示す断面図である。容器の外壁10には内容物から発生する気体を逃がす孔11が設けられている。容器としては、外気の侵入を防止しながら定常的なガス抜きを要する密閉容器であれば特に限定されず、金属、硬質樹脂、軟質樹脂及びこれらの複合材料などで形成されるものであってよい。例えば、容器はプラスチックフィルム、例えば、ポリオレフィンフィルムを有してなる袋であってよく、好ましくは、内側層にポリオレフィンフィルムを有するアルミラミネートフィルムである。ポリオレフィンフィルムは耐薬品性、特に有機溶媒に対する耐性に優れているからである。ポリオレフィンの中でも好ましいものはポリプロピレンである。このことは明細書全体において記載されているポリオレフィンについて該当する。
FIG. 1 is a sectional view showing a state in which a gas vent valve according to an embodiment of the present invention is attached to a container. The
ガス抜き弁1は、合成樹脂カップ2、弁膜3、合成繊維質材料4からなっている。合成樹脂カップ2の素材は使用中に形状を維持できるのに十分な剛性を有する樹脂であればよい。成形及び取り付けのし易さを考慮すれば熱可塑性樹脂であることが好ましい。また、ポリオレフィン樹脂は耐薬品性に優れるため特に好ましい。樹脂カップ2は底面孔5を有する凹部と凹部周縁のフランジ部とを有している。
The
凹部内側の底面上には、底面孔5を覆うように弁膜3が敷かれている。弁膜3は弾性及び非通気性を有し、有機溶媒に対する耐性を示す素材から形成される。好ましくはゴム等である。弁膜3上には合成繊維質材料4が設けられている。合成繊維質材料4は弾性及び通気性を有し、有機溶媒に対する耐性を示す素材から形成される。かかる観点からはポリオレフィン繊維を主体とする繊維質材料が好ましい。繊維質材料としては、繊維堆積体、織布、不織布、これらを組合わせたもの等が挙げられる。好ましくは不織布であり、より好ましくは全面にエンボスが形成された不織布である。合成繊維質材料の厚さは弁に求められる開放圧力に応じて適宜決定すればよい。
A
合成樹脂カップ2は、凹部内側の底面が容器10の孔部に対向するようにフランジ部において容器10の内側面に接着されている。接着方法は特に限定されないが、容器の内側面及び合成樹脂カップが共にポリオレフィン製である場合は融着すればよい。取り付けた状態において、合成樹脂カップ2の接着部は容器の孔11の回りを囲んでおり、外気が内容物に触れることはない。つまり、合成樹脂カップの取り付け操作は位置を決めて接着すれば足り、非常に簡単である。
The synthetic resin cup 2 is bonded to the inner side surface of the
そして、合成繊維質材料4は容器10の内側面によって押され、弁膜3が圧迫されて底面孔5が封止されている。合成繊維質材料4は弁膜3の表面全体を押すことができ、底面孔5の封止が確実に行われる。耐薬品性に優れる合成繊維質材料は弾性が劣化し難く封止の持続性に優れている。弁の開放圧力は合成繊維質材料の厚さを変化させることで容易に制御することができる。また、合成繊維質材料はバネなどの弾性体と比較して取扱いに注意を要さず、組み立ての操作が非常に簡単である。
The synthetic fibrous material 4 is pushed by the inner surface of the
図2は本発明の他の実施態様であるガス抜き弁を容器に取り付けた状態を示す断面図である。図1に示した実施態様との相違点は、合成樹脂カップ凹部外側にガス透過フィルム6を有している点である。ガス透過フィルム6は内容物に液体が含まれる場合に設けることが好ましい。ガス透過フィルム6を設けることにより気体と一緒に液体が持ち出されることがなく、弁構造内に液体が侵入することも防止されるからである。
FIG. 2 is a sectional view showing a state in which a gas vent valve according to another embodiment of the present invention is attached to a container. The difference from the embodiment shown in FIG. 1 is that the gas
ガス透過フィルム6は液体を遮断して気体を透過する特性を有し、有機溶媒に対する耐性を示す素材から形成される。かかる観点から好ましいものはポリフルオロオレフィンの連続多孔質構造フィルムである。
The gas
ガス透過フィルム6は、フィルム体が底面孔を覆い、接着部が底面孔を囲むように、合成樹脂カップの外側面に接着される。そうすると内容物に含まれる液体は外部に漏れることはない。接着方法は、合成樹脂カップ材がポリオレフィンであり、ガス透過膜がポリフルオロオレフィンの連続多孔質構造フィルムである場合は、接着部において合成樹脂カップ材を融解する工程、融解部にガス透過フィルムを接触させる工程、及び接触部を急冷硬化させる工程を包含する方法によって行うことが好ましい。
The gas
ポリフルオロオレフィンは液体に濡れ難い。したがって、接着剤や融解樹脂はポリフルオロオレフィンの連続多孔質構造フィルムに接着せず、通常の接着方法や融着方法では接着が困難だからである。本願発明で用いる接着方法によれば、ポリフルオロオレフィンの微細孔構造に融解したポリオレフィンが浸透し、その状態でポリオレフィンが硬化することでアンカー効果を発揮し、強固な接着が可能になると考えられる。 Polyfluoroolefin is difficult to wet with liquid. Therefore, the adhesive or the molten resin does not adhere to the continuous porous structure film of polyfluoroolefin, and is difficult to adhere by a normal adhesion method or fusion method. According to the bonding method used in the present invention, it is considered that the melted polyolefin penetrates into the microporous structure of the polyfluoroolefin, and the polyolefin is cured in that state, thereby exhibiting an anchor effect and enabling strong bonding.
本発明のガス抜き弁は閉塞安定性及び耐薬品性に優れ、外気の侵入を長期間確実に防止することができるため二次電池や電気二重層キャパシタの容器に取り付けて、好適に使用することができる。例えば、有機溶媒に炭素質電極を浸して成る有機系電気二重層キャパシタでは、電解液用の溶媒として浸食性及び浸出性が強い有機溶媒が使用され、耐薬品性、密閉性及び液体遮断性に優れた本発明のガス抜き弁は特に有用である。このような有機溶媒の具体例には、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、スルホラン、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、及びアセトニトリル等がある。 The degassing valve of the present invention is excellent in blocking stability and chemical resistance, and can reliably prevent the intrusion of outside air for a long period of time. Therefore, it is preferably used by being attached to a container of a secondary battery or an electric double layer capacitor. Can do. For example, in an organic electric double layer capacitor formed by immersing a carbonaceous electrode in an organic solvent, an organic solvent having strong erosion and leaching properties is used as a solvent for the electrolytic solution, and the chemical resistance, sealing property and liquid blocking property are improved. The superior vent valve of the present invention is particularly useful. Specific examples of such an organic solvent include ethylene carbonate, propylene carbonate, γ-butyrolactone, sulfolane, dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, diethyl carbonate, and acetonitrile.
以下の実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。 The following examples further illustrate the present invention, but the present invention is not limited thereto.
図3は本実施例のガス抜き弁の分解斜視図である。厚さ0.5mmのポリプロピレン板(三菱樹脂製「菱プレート」厚み:1mm)をプレス成形して、底部内径6mm、縁部内径7mm、深さ1mmの円形平底凹部、及びこの凹部周縁に幅3mmのフランジ部を有するポリプロピレンカップ32を形成した。凹部中央に直径0.5mmの孔5を一個開けた。
FIG. 3 is an exploded perspective view of the gas vent valve of the present embodiment. A polypropylene plate with a thickness of 0.5 mm (Mitsubishi Resin “Hishi plate” thickness: 1 mm) is press-molded to form a circular flat bottom recess with a bottom inner diameter of 6 mm, an edge inner diameter of 7 mm and a depth of 1 mm, and a width of 3 mm at the periphery of the recess. A
厚さ0.3mmのPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)連続多孔質構造フィルム(住友電工(株)製「ポアフロン」WP −100 −100)を直径15mmの円形に裁断した。ポリプロピレンカップ32の外側面に得られたPTFEフィルム36を重ね、(株)ムネカタ製のインパルスウエルダーにより、温度200℃まで5秒で昇温させ10秒ホールドした後、10秒で常温まで急冷した。この結果PTFEフィルム36の周縁部をポリプロピレンカップ32フランジ部の外側面に接着した。
A PTFE (polytetrafluoroethylene) continuous porous structure film having a thickness of 0.3 mm (“PORFLON” WP-100-100, manufactured by Sumitomo Electric Industries, Ltd.) was cut into a circle having a diameter of 15 mm. The obtained
厚さ0.2mmのゴムシート(興国インテック製「EPDM」)を直径6mmの円形に裁断し、ポリプロピレンカップ32の内側の底面上に得られたゴムシート33を敷いた。次いで、直径約0.5mmのエンボスが約2mm間隔で全面に形成されている厚さ0.8mmのポリプロピレン繊維不織布(Kmberly-Clark社製)を直径6mmの円形に裁断し、ゴムシート33の上にこのポリプロピレン繊維不織布34を重ねてガス抜き弁31を得た。
A rubber sheet having a thickness of 0.2 mm (“EPDM” manufactured by Kogoku Intec Co., Ltd.) was cut into a circle having a diameter of 6 mm, and the obtained
このガス抜き弁を容器に取り付けて電気二重層キャパシタを作製した。図4は本実施例の電気二重層キャパシタの斜視図である。図5は図4に示した電気二重層キャパシタのAA’断面図である。 This degassing valve was attached to the container to produce an electric double layer capacitor. FIG. 4 is a perspective view of the electric double layer capacitor of this embodiment. FIG. 5 is an AA ′ cross-sectional view of the electric double layer capacitor shown in FIG. 4.
まず、縦14cm、横11.0cm、幅1.5cmの内側層にポリオレフィンフィルムを有するアルミラミネートの袋(大日本印刷製)40を準備し、そのシール口付近の側面に針で数ヵ所孔41を開けた。ポリプロピレンカップのフランジ部を、袋40の内側から孔41の回りを囲むように融着して、ガス抜き弁31を袋40に取り付けた。
First, an aluminum laminate bag (made by Dai Nippon Printing) 40 with a polyolefin film on the inner layer of 14cm in length, 11.0cm in width and 1.5cm in width is prepared, and
予め引き出し電極部にシール前処理を施したアルミ電極47、炭素質電極48、セパレーター49を適当な寸法に成形し、アルミ電極47/炭素質電極48/セパレーター49/炭素質電極48/アルミ電極47の順に重ねて積層体を得、これを治具で挟んで袋40に挿入した。テトラフルオロホウ酸テトラエチルアンモニウム塩のプロピレンカーボネート溶液を電解液として袋40に注入し、シール口を熱融着して所定の減圧状態に密閉して電気二重層キャパシタを得た。
An
このようにして得られた電気二重層キャパシタは、製造時又は使用中に発生するガスを確実に放出することができ、外気の侵入を防止することができる。また、電解液はPTFEフィルムによって完全に遮断され、気体と一緒に液体が持ち出されることがなく、弁内に液体が侵入することも防止される。更に、耐薬品性に優れた材料で構成されており、密閉性は長期間確実に保たれる。 The electric double layer capacitor thus obtained can surely release the gas generated during manufacture or during use, and can prevent intrusion of outside air. Further, the electrolytic solution is completely blocked by the PTFE film, so that the liquid is not taken out together with the gas, and the liquid is prevented from entering the valve. Further, it is made of a material having excellent chemical resistance, and the sealing property is reliably maintained for a long time.
1…ガス抜き弁、
2…合成樹脂カップ、
3…弁膜、
4…合成繊維質材料、
5…底面孔、
6…ガス透過フィルム。
1 ... degassing valve,
2 ... Synthetic resin cup,
3 ... Valve,
4 ... Synthetic fiber material,
5 ... bottom hole,
6: Gas permeable film.
Claims (8)
底面孔を有する凹部と凹部周縁のフランジ部とを有する合成樹脂カップ、
凹部内側の底面上に底面孔を覆うように敷かれた弾性及び非通気性の弁膜、及び
凹部内側の弁膜上に設けられた弾性及び通気性の合成繊維質材料、
を有し、
該合成樹脂カップは、凹部内側の底面が容器の孔部に対向するようにフランジ部において容器の内側面に接着されて取り付けられ、
取り付けた状態において、合成樹脂カップの接着部は容器の孔部を囲んでおり、該合成繊維質材料は容器の内側面によって押され、弁膜が圧迫されて底面孔が封止されている、ガス抜き弁。 A gas vent valve attached to the hole from the inside to a container having a hole for releasing gas generated from the contents,
A synthetic resin cup having a recess having a bottom hole and a flange portion around the periphery of the recess,
An elastic and non-breathable valve membrane laid on the bottom surface inside the recess to cover the bottom hole, and an elastic and breathable synthetic fibrous material provided on the valve membrane inside the recess,
Have
The synthetic resin cup is attached to the inner surface of the container at the flange portion so that the bottom surface inside the recess faces the hole of the container,
In the attached state, the adhesive part of the synthetic resin cup surrounds the hole of the container, the synthetic fibrous material is pushed by the inner surface of the container, the valve membrane is pressed, and the bottom hole is sealed. A vent valve.
A carbonaceous electrode is provided in an electrolyte solution containing at least one organic solvent selected from the group consisting of ethylene carbonate, propylene carbonate, γ-butyrolactone, sulfolane, dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, diethyl carbonate, and acetonitrile. The degassing valve according to any one of claims 1 to 7, which has a structure of an electric double layer capacitor formed by immersion.
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