JP3826972B2

JP3826972B2 - 乾電池の製造方法

Info

Publication number: JP3826972B2
Application number: JP09327897A
Authority: JP
Inventors: 素裕岡; 和敬真鍋
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1997-04-11
Filing date: 1997-04-11
Publication date: 2006-09-27
Anticipated expiration: 2017-04-11
Also published as: JPH10284019A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乾電池の製造方法に関し、更に詳しくは、電池容量の拡大を図った乾電池の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の乾電池は、乾電池本体の胴部の外周面上に、絶縁材を介して、外面に装飾層（絵柄、商品名、製造会社名、注意事項等）が印刷された金属板を巻装した構造となっていたが、このような構造の乾電池の場合、金属板に印刷を施すのが難しいという問題と、印刷を施すために金属板がある程度の厚みを必要とするため、金属板のコストが高いという問題とがあった。
【０００３】
このような問題点を解決するために、近年、乾電池本体の胴部の外周面上に、外面または内面に装飾層を有するシュリンクフィルムを巻装した構造の乾電池が提案された。この乾電池の場合、装飾層がフィルムへの印刷によって形成できるため、美麗であるという利点と、シュリンクフィルムと乾電池本体の間に絶縁材が不要であるとともにシュリンクフィルムが金属板よりも薄肉であることを利用して乾電池本体の金属容器の外径を拡大することができるため、電池容量が拡大し、電池寿命を長くすることができるという利点とを有している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
最近、テレビやビデオデッキ等に使用されるリモコンや携帯用の音楽再生機器等の乾電池を電源とする電気製品が急速に普及しつつあり、それに伴って、乾電池の電池寿命を更に長くすることが要望されている。そのためには、乾電池の外径が規格値を越えない範囲で乾電池本体の金属容器内部の容積を拡大する必要があるが、上述したシュリンクフィルムを巻装した乾電池では、図１１に示すように、シュリンクフィルム１０２の左右両端部が、隙間ができないように互いに重なり合っているため、金属容器１０３の外径Ｄ’は、乾電池１０１の外径Ｄよりもシュリンクフィルム１０２（厚さ約７０〜１００μｍ）の三枚分、即ち、２１０〜３００μｍ以上小さくしなければならず、これが金属容器１０３の容積を拡大する上で大きな障害になっている。なお、金属容器１０３を絞り加工によって形成することにより、金属容器１０３の薄肉化が図られているものの、金属容器１０３をこれ以上薄くすることは難しく、上述した点の改良が望まれている。
【０００５】
なお、上述した電気製品に使用される乾電池は、単３あるいは単４等の小径のものが多く、乾電池の外径が小さくなるほど外径に占めるシュリンクフィルムの厚みの割合が大きくなるため、上述した点がより大きな問題となる。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、電池容量の拡大を図った乾電池の製造方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するために、本発明は、基材シートの片面に、剥離層、装飾層、熱接着性樹脂層を順次積層してなる転写シートを、前記熱接着性樹脂層が内面になるように乾電池本体の胴部の外周面上に巻装し、前記転写シートを加熱して前記装飾層を前記胴部の外周面上に転写することを特徴とする乾電池の製造方法である。
【００１６】
また、本発明は、帯状の基材シートの片面に、剥離層、装飾層、熱接着性樹脂層を順次積層してなる転写シートの熱接着性樹脂層側に、乾電池本体を、その中心軸が転写シートの幅方向と平行になるように配置し、前記転写シートの基材シート側に、押圧ローラを、その中心軸が前記転写シートの幅方向と平行になるとともに前記転写シートを挟んで前記乾電池本体と対向するように配置し、前記転写シートを加熱しながら長さ方向に送るとともに、前記押圧ローラによって前記転写シートを前記乾電池本体の胴部の外周面上に押圧しながら前記乾電池本体及び前記押圧ローラを中心軸のまわりに前記転写シートの送り方向に回転させて前記装飾層を前記胴部の外周面上に転写することを特徴とする乾電池の製造方法である。
【００１７】
また、本発明は、熱収縮性を有する基材シートの片面に、剥離層、装飾層、熱接着性樹脂層を順次積層してなる転写シートを、前記熱接着性樹脂層が内面になるように筒状に形成し、この転写シートを乾電池本体の胴部に外嵌し、前記転写シートを加熱収縮させて前記装飾層を前記胴部の外周面上に転写した後、前記基材シートを前記乾電池本体から除去することを特徴とする乾電池の製造方法である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的な実施形態を図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の一実施形態の乾電池１の一部破断側面図、図２は図１の乾電池１の平面図、図３は図１の乾電池１の底面図、図４は図１の乾電池１の金属容器３の胴部４及び上端壁５の断面図である。
【００１９】
本実施形態の乾電池１はアルカリ乾電池であって、円柱状の乾電池本体２を備えている。乾電池本体２は、導電性を有する金属製の薄板を絞り加工してなる金属容器３を有し、金属容器３は、円筒状の胴部４と、胴部４の上端面を封閉する上端壁５とからなり、上端壁５には正極端子６が一体的に形成されている。胴部４の下端部は内方にほぼ直角に折り曲げられており、折曲部４ａを形成している。
【００２０】
金属容器３の内部は、セパレータ７によって、中央部の負極室８と、その周囲に形成された環状の正極室９とに仕切られており、金属容器３の下端開口は樹脂封口体１０によって封閉されている。負極室８には、負極活物質である亜鉛粉末と電解液とを混合しこれにゲル化剤を加えたゲル状物が充填されている。一方、正極室９には、正極活物質である二酸化マンガンの成形体が収容されている。この成形体は、集電棒１１を介して、容器３の下端部に取り付けられた負極端子１２と導通している。
【００２１】
金属容器３の胴部４の外周面上には、絵柄、商品名、製造会社社名、注意事項等の装飾層１３が設けられ、図２、３に示すように、金属容器３の上下両端面には、周縁部に沿って帯状装飾層１４、１５が設けられている。また、図４に示すように、金属容器３の胴部４及び上端壁５の外面には、透明な合成樹脂からなり、装飾層１３、帯状装飾層１４、１５を被う表面保護層１６が設けられている。なお、表面保護層１６は、絶縁層を兼ねている。装飾層１３、帯状装飾層１４、１５及び表面保護層１６は、後述するように、転写によって金属容器３上に同時に形成される。
【００２２】
次に、本発明の製造方法の一実施形態について説明する。
図５は、本実施形態に使用される転写シート１７の断面図、図６は転写装置の概略構成図、図７は図６のＡ方向矢視図である。
【００２３】
図５に示すように、転写シート１７は、ＰＥＴ等からなる帯状の基材シート１８の片面に、剥離層１９、印刷によって形成された装飾層２０、熱接着性樹脂層２１を順次積層してなるもので、図６に示すように、一対のローラ２２、２３間に、長さ方向（矢印Ｂ方向）に繰り出し自在に張装されている。
【００２４】
剥離層１９は、転写時に基材シート１８から剥離して装飾層２０とともに乾電池本体２上に転写され、前記表面保護層１６（図４参照）となるもので、ポリエステル、アクリル、ウレタン、メラミン等の耐摩耗性及び絶縁性が良好な透明な合成樹脂によって形成される。なお、転写シート１７の幅は、乾電池本体２の胴部４の軸方向の長さよりも若干長くなっている。
【００２５】
乾電池本体２は、図示しない搬送機構によって転写シート１７の熱接着性樹脂層２１側に連続して搬送され、図示しないクランプ機構によって両端がクランプされ、中心軸が転写シート１７の幅方向と平行になるとともに外周面が転写シート１８の熱接着性樹脂層２１に接するように配置される。クランプ機構は図示しない回転駆動装置に連結されており、該回転駆動装置を駆動すると、乾電池本体２が中心軸のまわりに転写シート１７の送り速度とほぼ同じ速度で矢印Ｃ方向に回転するようになっている。
【００２６】
転写シート１７の基材シート１８側には、押圧ローラ２４が、その中心軸が転写シート１７の幅方向と平行になるとともに転写シート１７を挟んで乾電池本体２と対向するように配置されている。押圧ローラ２４は転写シート１７に対して接離自在で、図示しない回転駆動装置に連結されており、該回転駆動装置を駆動すると、転写シート１７の送り速度とほぼ同じ速度で矢印Ｄ方向に回転するようになっている。押圧ローラ２４はゴム等の柔軟性を有する素材からなり、図７に示すように、軸方向の長さＥが乾電池本体２の胴部４の軸方向の長さＦよりも長く、乾電池本体２を押圧したときに、乾電池本体２の外面に沿って弾性変形する。これによって、転写シート１７の両側端部１７ａ、１７ｂがほぼ直角に折り曲げられて乾電池本体２の上下両端面の周縁部に当接する。
【００２７】
また、図６に示すように、乾電池本体２、押圧ローラ２４よりも上流側に、ローラ２２から繰り出された転写シート１７の熱接着性樹脂層２１を加熱する熱源２５が配置されている。
【００２８】
ローラ２２、２３が回転して転写シート１７が矢印Ｂ方向に繰り出されると、転写シート１７の熱接着性樹脂層２１が熱源２５によって加熱されて溶融する。そして、押圧ローラ２４が、転写シート１７を乾電池本体２の胴部４の外周面及び上下両端面の周縁部に押圧するとともに、押圧ローラ２４及び乾電池本体２がそれぞれ矢印Ｃ、Ｄ方向に回転する。これによって、転写シート１７の装飾層２０及び剥離層２１が乾電池本体２の胴部４の外周面及び上下両端面の周縁部に転写される。
【００２９】
一つの乾電池本体２に転写が終了すると、ローラ２２、２３の回転が停止し、クランプ機構が、転写が終了した乾電池本体２を搬送機構に運び、その乾電池本体２は搬送機構によって次工程に搬送される。そして、クランプ機構が、搬送機構上の転写が終了していない裸の乾電池本体２をクランプして転写位置にセットする。そして、その乾電池本体２に上述した工程が繰り返されて転写が行われる。
【００３０】
なお、転写シート１７の両端部を乾電池本体２の上下両端面の周縁部により確実に密着させるために、図８に示すように、乾電池本体２の両側に、乾電池本体２の中心軸の方向に接離する加熱ホルダー２６、２６を設け、転写シート１７の両端部を治具（不図示）によって内側に折り曲げ、加熱ホルダー２６、２６によって転写シート１７の両端部を乾電池本体２の両端面に押し付けるようにしても良い。
【００３１】
また、図９、１０に示すように、乾電池本体２の両側に、中心軸Ｌが乾電池本体２の中心軸に直交し、乾電池本体２の両端面に接離するローラ２７、２７を設け、転写シート１７の両端部を治具（不図示）によって内側に折り曲げ、ローラ２７、２７を中心軸Ｌまわりに回転させながらローラ２７、２７によって転写シート１７の両端部を乾電池本体２の両端面に押し付けるようにしても良い。
【００３２】
なお、図８、９に示す機構を採用する場合には、押圧ローラ２４は柔軟性を有する必要が無く、金属や硬質樹脂によって形成したものであっても良い。
【００３３】
乾電池本体２上に転写された転写シート１７の装飾層２０のうち、胴部４の外周面上に転写された部分によって装飾層１３（図１参照）が形成され、乾電池本体２の上下両端面の周縁部に転写された部分によって帯状装飾層１４、１５（図２、３参照）が形成される。また、乾電池本体２に転写された剥離層１９によって表面保護層１６（図４参照）が形成される。
【００３４】
乾電池本体２の胴部４の外周面上に形成された装飾層１３と表面保護層１６の厚みの合計は１０μｍ程度またはそれ以下であり、従来品（約２１０〜３００μｍ）に比べて乾電池本体の胴部の外周面上に形成される部分の厚みが大幅に削減され、その分、金属容器３の外径を拡大することができるので、電池容量が拡大する。
【００３５】
なお、上記実施形態では、加熱した転写シートの熱接着性樹脂層上で乾電池本体を回転させて転写シートの装飾層を乾電池本体上に転写するようにしているが、転写シートを熱接着性樹脂層が内面になるように乾電池本体の胴部の外周面上に巻装した後、転写シートを加熱して装飾層を乾電池本体の胴部の外周面上に転写するようにしても良い。
【００３６】
また、上記実施形態では、装飾層を設ける工程において、同時に帯状装飾層、表面保護層、絶縁層も設けるようにしているが、これらの層を、それぞれ別工程で設けるようにしても良い。また、装飾層以外の層は、転写以外の方法（例えば、塗工、貼着等）によって設けるようにしても良い。
【００３７】
また、上記実施形態では特に説明しなかったが、乾電池の胴部等を形成する金属製の薄板の表面には、通常、防錆のためにニッケルメッキが施されていることが多く、その場合には熱接着性樹脂層が接着しないので、本発明の加熱しながら転写を行う製造方法の場合には、あらかじめ金属製薄板の表面に熱硬化性または熱可塑性樹脂によるコーティングを施しておく必要がある。特に深絞り加工前にコーティングを施す場合には、例えば、ポリエステル、ウレタン、ラテックスや、その他エラストマー等の深絞り加工に追随する樹脂を使用する必要が有る。
【００３８】
また、図６に示すような転写方法の場合、図５に示す転写シートにより、転写後の装飾層の表面には表面保護層を形成する剥離層が積層されたものとなるので、その上にさらに転写シートが重なって加熱加圧されるようなことになっても、最外層に位置する剥離層によって再転写が防止されることになるので、乾電池の外形に正確に合わせて転写を行う必要が無い。したがって、製造が容易であり、転写速度の高速化も可能となる。
【００３９】
また、絶縁層は、乾電池本体の下端面における負極の周囲の部分にのみ設けるようにしても良い。
【００４０】
また、転写シートの基材シートを熱収縮性を有するものにし、転写シートを熱接着性樹脂層が内面になるように筒状に形成し、これを乾電池本体の胴部に外嵌し、転写シートを加熱して印刷層を乾電池本体の胴部の外周面に転写した後、基材シートを除去するようにしても良い。
【００４１】
なお、この場合、転写シートを、筒状に形成した状態において、両端部が乾電池本体の胴部の軸方向両端からわずかに突出するように形成しておくと、転写シートが収縮したときに、転写シートの両端部が内方に折れ曲がって乾電池本体の上下両端面の周縁部に密着するので、装飾層を形成すると同時に帯状装飾層や絶縁層も形成することが可能となる。
【００４２】
なお、本発明は、アルカリ乾電池以外の乾電池にも適用することができる。また、本発明は、特に、小径の乾電池に適用した場合に効果が高い。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、従来品と比べて乾電池本体の胴部の外周面上に形成される部分の厚みが大幅に削減され、その分、乾電池本体の外径を拡大することができるので、電池容量を拡大することができる。また、装飾層の耐摩耗性が向上する。また、装飾層の転写の始点と終点の継ぎ目に隙間が生じたとしても、それが目立つことはなく、外観が著しく損なわれるのを防止することができる。また、負極の周囲の部分と負極端子が電気的に接触して放電するのを防止することができる。また、正極と負極が電気的に接触して放電するのをより確実に防止することができる。また、加工工程が少なくなり、コストダウンを図ることができる。さらに、これらの乾電池を容易かつ能率良く製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の乾電池１の一部破断側面図。
【図２】図１の乾電池１の平面図。
【図３】図１の乾電池１の底面図。
【図４】図１の乾電池１の金属容器３の胴部４及び上端壁５の断面図。
【図５】本発明の一実施形態の製造方法に使用される転写シート１７の断面図。
【図６】本発明の一実施形態の製造方法を実施する転写装置の概略構成図。
【図７】図６のＡ−Ａ線矢視図。
【図８】転写装置の他の実施形態の概略斜視図。
【図９】転写装置の他の実施形態の概略斜視図。
【図１０】図９の右側面図。
【図１１】従来の乾電池１０１の横断面図。
【符号の説明】
１乾電池
２乾電池本体
３金属容器
４胴部
１３装飾層

Claims

基材シートの片面に、剥離層、装飾層、熱接着性樹脂層を順次積層してなる転写シートを、前記熱接着性樹脂層が内面になるように乾電池本体の胴部の外周面上に巻装し、前記転写シートを加熱して前記装飾層を前記胴部の外周面上に転写することを特徴とする乾電池の製造方法。
帯状の基材シートの片面に、剥離層、装飾層、熱接着性樹脂層を順次積層してなる転写シートの熱接着性樹脂層側に、乾電池本体を、その中心軸が転写シートの幅方向と平行になるように配置し、前記転写シートの基材シート側に、押圧ローラを、その中心軸が前記転写シートの幅方向と平行になるとともに前記転写シートを挟んで前記乾電池本体と対向するように配置し、前記転写シートを加熱しながら長さ方向に送るとともに、前記押圧ローラによって前記転写シートを前記乾電池本体の胴部の外周面上に押圧しながら前記乾電池本体及び前記押圧ローラを中心軸のまわりに前記転写シートの送り方向に回転させて前記装飾層を前記胴部の外周面上に転写することを特徴とする乾電池の製造方法。
熱収縮性を有する基材シートの片面に、剥離層、装飾層、熱接着性樹脂層を順次積層してなる転写シートを、前記熱接着性樹脂層が内面になるように筒状に形成し、この転写シートを乾電池本体の胴部に外嵌し、前記転写シートを加熱収縮させて前記装飾層を前記胴部の外周面上に転写した後、前記基材シートを前記乾電池本体から除去することを特徴とする乾電池の製造方法。