JP2758176B2 - 円筒形の一次電池用絶縁スリーブ及びその製法 - Google Patents

円筒形の一次電池用絶縁スリーブ及びその製法

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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、片面側がプラスチックで被覆されかつ巻か
れた紙テープから成る、円筒形の一次電池用の絶縁スリ
ーブ並びにその製法に関する。
従来の技術 一次電池は、一般的に外側の金属薄板ジャケットを備
え、該ジャケットは一部は保護機能を果たし、一部は装
飾目的のため並びに電池の種類、電圧、製造元等の必要
事項の表記のために役立つ。金属製ジャケットは、電池
の他の金属製部分と、それらが電気化学的に活性の電極
物質と接続されているか又は自体で一次電池の極を形成
している限り、電気接点を有することはできない。この
目的のためには、亜鉛/炭素一次電池の場合には、既に
最初から円筒形の厚紙ジャケットの形の絶縁層が使用さ
れ、該絶縁層は缶状の負の可溶電極が金属薄板ジャケッ
トと接触すのを防止する。セル電解液の浸出を阻止する
ためには、金属薄板ジャケットの縁部が蓋及び底円板に
向かってアスファルト注入又はプラスチックを用いてシ
ールされる。
このような手段の欠点は、製造コスト並びに又厚紙ジ
ャケットの厚さにある、それというのも一次電池の所定
の外径において活材料のために僅かな空間が残るにすぎ
ないからである。
厚紙ジャケットの比較的高価な代用品は、米国特許第
2802042号明細書に記載された3層のプラスチックスリ
ーブである。該スリーブは付加的にクラフト紙又は含浸
紙が両面に積層されておりかつそれらの缶電極を越えて
突出した縁部は外側の金属ジャケット並びに底ないしは
蓋板と一緒に折曲げられている。
より簡単には、プラスチックチューブを亜鉛缶にかぶ
せて収縮させかつ付加的に絶縁円板又はリングを挿入す
ることにより、円筒形電池の貯蔵性及び流出安全性を改
良することが試みられた。
しかしながら、厚紙又は紙のような吸収性絶縁材料を
使用するのが有利である。それというのも又既に強度に
腐食した亜鉛缶の壁孔から浸出する電解液を直接的に吸
収するのが特に好適であるからである。この際には、紙
スリーブのできるかぎり合理的な製造のためには、既に
セパレータスリーブを多種多様の方法で製作する、即ち
相互に接着されるフリース生地、セルロース誘導体及び
同種のものから巻体を、例えばドイツ連邦共和国特許第
2549515号明細書記載に基づき、螺旋巻取機械を用いて
製作する方式を採用することができる。
このようなスリーブを製造するための方法は、包装工
業からも公知であり、その際には螺旋巻体及びスリーブ
密閉技術が多種多様に使用される。
ドイツ連邦共和国特許出願公開第1956779号明細書に
は、例えば亜鉛テープを巻き芯に螺旋状に巻付けかつ該
ロールを紙から成る二重テープと同時に接着しながら巻
付けることにより、全体が環状の保護スリーブで製作さ
れた円筒形一次電池が記載されている。
最近、経験により、現在の製作水準に基づく螺旋状に
巻かれた絶縁スリーブでは、可溶アノードを介する部分
的浸出する電解液を十分に抑留ないしは結合することは
できないことが判明した。それというのも、該絶縁スリ
ーブの場合には完全に密閉された絶縁層は使用されない
からである。明らかに、巻体内部の自体で膨張する接着
面は、電解液がクリープ路を介して外側と電池の薄板ジ
ャケットに達しかつ腐食電流が容量降下を促進すること
を阻止することはできない。
発明が解決しようとする課題 本発明の課題は、簡単な巻付け技術で製造可能であり
かつ許容される電気絶縁と共に完全な電解液シール能力
を有する、円筒形の一次電池の可溶電極のための絶縁ス
リーブを提供することであった。
課題を解決するための手段 前記課題は、片面側がプラスチックで被覆されかつ巻
かれた紙テープから成る、円筒形の一次電池用の絶縁ス
リーブにおいて、上側に施されたプラスチック被膜及び
下側に対して下向きにエンドレスに折畳まれた長手方向
縁部を有する紙テープがプラスチック被膜を外側に向け
た状態で、折畳まれた紙テープの長手方向縁部と紙テー
プの反対側の縁部とがオーバラップし、その際折畳まれ
た紙テープの長手方向縁部が反対側の縁部に当たるよう
に巻取られており、かつ紙テープ巻体がオーバラップ帯
域においてプラスチック被膜を介して結合されているこ
とにより解決される。
本発明の有利な構成は、請求項2以下に記載されてい
る。
作用 紙テープは平行に、折畳まれた長手方向縁部が完成し
たスリーブにおいてスリーブ軸線に対して平行になるよ
うに、巻き芯に巻付けることも可能である。しかしなが
ら、ねじ又は螺旋状に巻付けるのが有利である。従っ
て、以下には螺旋状の巻付けによるスリーブの製造につ
いて詳細に説明する。
折畳まれた長手方向縁部と反対側の縁部との結合は、
プラスチック被膜のヒートシールによって行うのが有利
であるが、しかし場合により超音波溶接又は接着によっ
て行うこともできる。
但し、片面側のみにプラスチック被膜を有する紙テー
プの折畳まれた長手方向縁部の巻体内の縁部との溶接結
合は、単一層の紙の場合には抵抗側のプラスチック接触
を前提条件とする。本発明によれば、このことは紙テー
プが巻き芯に達する前にその一方の縁部で狭い長手方向
縁部をエンドレスに下側に向かって、そのプラスチック
被膜を外側に向けて紙テープの下側に接触するまで折畳
む。このようにして、紙テープは狭い縁部帯域の範囲内
で両側がプラスチックで被覆されていることになる。巻
付け角度及びピッチを正確に選択することにより、今や
縁部が折畳まれた紙テープを、折畳まれた長手方向縁部
が紙テープの反対側縁部に正確にかつ連続的にオーバラ
ップするように巻付けることができる。それにより、2
つのプラスチック被膜が直接的に相互に接触しかつ溶接
シーム内で合することができる螺旋状のオーバラップ帯
域を有するスリーブチューブが生じる。紙テープの溶接
は、加熱により、例えば折畳まれた紙テープの長手方向
縁部を巻付けの直前に熱風により加熱するか、又は直接
的に巻き芯の上で超音波によって行うのが特に有利であ
る。
本発明の有利な実施形では、プラスチック溶接した絶
縁スリーブは、その内側層が常用の紙テープから成る2
又は多層の巻体の外側スリーブだけであってもよい。そ
れにより、該スリーブは一層大きな強度及び良好な吸収
能力を有する。
この場合には、紙テープを相前後して、まず常用の紙
から成るものを、斜めに下から、次いでプラスチック被
覆したテープを斜めに上から巻き芯に巻付ける。付加的
に、テープを相互に接着する。
実施例 2層スリーブ巻体を製造する際の動作過程を示す図面
につき、本発明を説明する。
定置の巻き芯1に、繰出しロールから第1の通常の紙
テープ2をエンドレステープとしてかつ第2の紙テープ
3、即ち同様にエンドレステープ、但しその上側にプラ
スチック被膜4が施されたエンドレステープを相前後し
て傾斜した角度で供給する。紙テープ3のプラスチック
層は、多種多様なシール可能な材料から成っていてもよ
く、それらのうちでもポリオレフィン(PE,PP)、エチ
レン共重合体、イオノマー、エチレンビニルアセテート
共重合体(PVA)及びポリ塩化ビニル(PVC)が典型的に
選択されるものである。これらのプラスチックで被覆さ
れた紙テープも市販されている。
巻付けられる前に、紙テープ3は既に図面の前方部分
に示された前処理区間を通過している。
この操作は、左側縁部に近くにかつ該縁部に対して平
行に延びるようにシーミング装置5によって通過する紙
テープにシームライン6を形成することによって開始す
る。この手段は、紙テープの狭い長手方向縁部10の後か
らの折畳みの準備をしかつ折畳みを容易にする目的を有
する。次の工程として、塗布ロール8を用いて接着剤容
器から紙テープ下側に接着剤被覆を行う。次いで、接着
剤塗布した下側9を有する紙テープは、次いで単数又は
複数のフィンガー11を通過し、該フィンガーは長手方向
縁部10を折畳む。
フィンガーの通過後に、紙テープの折畳まれた長手方
向縁部は紙テープ下側で接着層同士で接着し、その一方
そのプラスチック被覆は外側に向く。
従って、今や紙テープの下側で幅の広い接着層帯域12
に並んでプラスチック表面を有する狭い縁部帯域13が存
在する。この狭い帯域は、次いで開始する巻付け工程
で、螺旋状のオーバラップ帯域14に沿って紙テープ3の
溶接のための気体を提供し、上記オーバラップ帯域は螺
旋体の適合したピッチを介して、紙テープの折畳まれた
端部が正確にかつ連続的に紙テープの反対側のそのまま
の縁部状に載りかつそれによって2つのプラスチック層
が相互に直接的に接触するように配向されている。
同時に、第2の紙テープはその粘着性の下側を第1の
紙テープの上に向けて螺旋状に巻付けられる。オーバラ
ップ帯域内でのプラスチック被覆の溶接は、図示の実施
例では紙テープ3の巻始め箇所の直ぐ近くに設けられた
2つの熱風ノズル15,16によって開始される。その際、
上記ノズルのうちの一方は折畳まれた紙テープの長手方
向縁部に対してかつ他方は反対側縁部に対して向けられ
ている。しかし又、超音波を用いた巻き芯状での直接的
溶接も可能である。
螺旋状に巻付けられたテープの溶接及び接着の後に、
該テープは巡回する巻掛けベルト17の加圧下でスリーブ
チューブに固定及び圧縮される。該巻掛けベルトはエン
ドレスの革又は織物ベルトでありかつ対向したロール1
8,19によって駆動される。これらのロールは、支持台20
の上に支持されており、該支持台は巻付けピッチに相応
して巻き芯に対してかつ斜め方向に調節することができ
る。巻掛けベルトの斜度調節及び回転方向により、スリ
ーブチューブに所望の推進力を与えることができる。こ
のスリーブチューブは巻き芯の端部(図面には示されて
いない)で、巻き芯内に支承されかつスリーブ管の螺旋
回転と同じ周速度で回転する切断ピン上を摺動する。最
後に、切断ピンで、例えばドイツ連邦共和国特許出願公
開第1956779号明細書の第1図から明らかなような自体
公知方法で、スリーブチューブはロールカッターによっ
て短いスリーブに切断される。
完成した絶縁スリーブは、組立て後に円筒形電池のプ
ラス又はマイナス側の端部で折曲げられる。該スリーブ
はそのようにして浸出する電解液並びに乾燥に対して分
離されたシール部材を構成し、このことは個々の場合に
は又一次電池の改善された貯蔵安定性をもたらす。
発明の効果 本発明によるスリーブは、単一層のプラスチック被覆
した紙を使用することにより僅かな製造コストで連続的
製造の利点を提供する。該スリーブは可溶アノードから
浸出する電解液を結合しかつ他方では湿った紙層を外側
に向かって遮蔽する、密閉され、紙で裏張りされたプラ
スチックチューブに溶接されることによって絶対的シー
ルを保証する。使用した紙テープで、その電解液吸収性
並びにプラス及びマイナス接点に関する絶縁能力が最大
に利用される。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明による絶縁スリーブを製造する方法を実施
する装置の1実施例の略示構成図である。 2……通常の紙テープ、3……プラスチック被覆した紙
テープ、4……プラスチック被膜、10,13……テープの
折畳み縁部(10……長手方向縁部)、14……オーバラッ
プ帯域
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭47−18977(JP,A) 特開 昭59−214627(JP,A) 特公 昭38−6713(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01M 2/00 - 2/08 B29C 53/00 - 53/84 B29C 57/00 - 57/12 B29C 59/00 - 59/18

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】片面側がプラスチックで被覆されかつ巻か
    れた紙テープから成る、円筒形の一次電池用の絶縁スリ
    ーブにおいて、上側に施されたプラスチック被膜(4)
    及び下側に対して下向きにエンドレスに折畳まれた長手
    方向縁部(10)を有する紙テープ(3)がプラスチック
    被膜を外側に向けた状態で、折畳まれた紙テープの長手
    方向縁部と紙テープの反対側の縁部とがオーバラップ
    し、その際折畳まれた紙テープの長手方向縁部が反対側
    の縁部に当たるように巻取られており、かつ紙テープ巻
    体がオーバラップ帯域(14)においてプラスチック被膜
    を介して結合されていることを特徴とする、円筒形の一
    次電池用絶縁スリーブ。
  2. 【請求項2】紙テープが螺旋状に巻かれている請求項1
    記載の絶縁スリーブ。
  3. 【請求項3】プラスチックが被覆された紙テープ(3)
    が常用の紙テープ(2)から成る1又は多層の螺旋巻体
    上に巻付けられておりかつその下側の大部分(12)に亘
    って下に位置する紙テープ(2)と接着されている請求
    項1又は2記載の絶縁スリーブ。
  4. 【請求項4】請求項1記載の絶縁スリーブを製造する方
    法において、連続的運転形式で片面だけにプラスチック
    被覆が施された紙テープ(3)からその幅の狭い長手方
    向縁部(10)をエンドレスに紙テープの下側に向かって
    折畳み、次いで紙テープをそのプラスチック被膜を外側
    に向けた状態で、折畳まれた紙テープの長手方向縁部と
    紙テープの反対側の縁部がオーバーラップし、その際折
    畳まれた紙テープ縁部が反対側の元のままの縁部に当た
    るように巻き芯(11)に巻付け、紙テープ巻体を縁部の
    オーバラップ部分に沿って結合させ、かつそうして形成
    されたスリーブチューブを切断ピン上でロールカッター
    によって個々のスリーブに切断することを特徴とする、
    円筒形の一次電池用絶縁スリーブの製法。
  5. 【請求項5】紙テープ(3)を螺旋状に巻付ける請求項
    4記載の方法。
  6. 【請求項6】請求項3記載の絶縁スリーブを製造する方
    法において、連続的運転形式で上側だけにプラスチック
    被覆が施された紙テープ(3)の下側に接着剤層(9)
    を施し、該紙テープからその幅の狭い長手方向縁部(1
    0)をエンドレスに接着剤層を施した紙テープの下側に
    向かって折畳み、次いで相前後して常用の紙テープ
    (2)と、縁部を折曲げかつプラスチック被覆した紙テ
    ープとをプラスチック被膜を外側に向けた状態で、折畳
    まれた紙の長手方向縁部と紙テープ(3)の反対側の縁
    部がオーバラップし、その際折畳まれた紙テープ長手方
    向縁部が反対側の元のままの縁部に当たり、一方がプラ
    スチック被覆した紙テープの粘着性の下側が常用の紙テ
    ープの上に載るようなピッチで巻き芯(1)に螺旋状に
    巻付け、プラスチック被覆した紙テープをその縁部オー
    バラップ部分に沿って結合させ、そうして形成された2
    層のスリーブチューブを巡回する巻付けベルトの圧力下
    に固定及び圧縮し、かつ次いで切断ピン上でロールカッ
    ターによって個々のスリーブに切断することを特徴とす
    る、円筒形の一次電池用絶縁スリーブの製法。
  7. 【請求項7】使用したプラスチック被覆した紙テープ
    (3)内に尚接着剤被覆前に紙の長手方向縁部のエンド
    レスの折畳みを簡単にするために連続的運転形式で縁部
    近くにシームライン(6)を設ける請求項4から6まで
    のいずれか1項記載の方法。
  8. 【請求項8】プラスチック被覆した紙テープ(3)をそ
    の折畳まれた紙長手方向縁部(10)及び対向縁を介して
    オーバラップ部に沿って熱溶接により結合させる請求項
    4から7までのいずれか1項記載の方法。
  9. 【請求項9】溶接のために、巻き芯の上を走行するプラ
    スチック被覆した紙テープ(3)の折畳まれた紙テープ
    の少なくとも長手方向縁部を熱風を用いて加熱する請求
    項8記載の方法。
  10. 【請求項10】プラスチック被覆した紙テープの螺旋状
    の縁部オーバラップ部に沿った結合を直接的に巻き芯上
    で超音波を用いて行う請求項4から7までのいずれか1
    項記載の方法。
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