JP4111610B2

JP4111610B2 - 乾電池用外装材

Info

Publication number: JP4111610B2
Application number: JP31731298A
Authority: JP
Inventors: 美和中川; 素裕岡
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1998-11-09
Filing date: 1998-11-09
Publication date: 2008-07-02
Anticipated expiration: 2018-11-09
Also published as: JP2000149883A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乾電池の正極缶の外周面を被覆する筒状の乾電池用外装材に関し、より詳しくは、熱収縮性樹脂より成る基材層に印刷層を積層したフィルムにより形成され、アルカリ乾電池に適した乾電池用外装材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯型のビデオ、カセットテープレコーダ、ＣＤプレーヤ等の普及により、寿命の長いアルカリ乾電池の需要が急増している。
また、電池寿命の更なる延長を図るべく、内容液を収容する正極缶の外周面を被覆する筒状の外装材を、熱収縮性樹脂より成る基材層に印刷層を積層した薄いフィルムにより形成し、これによって正極缶の容量の増大を図った乾電池が提案されている。
なお、この種の乾電池の外装材の基材層の素材としては、腰が強く、薄くても取り扱い易いＰＥＴフィルムが採用されることが多かった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、アルカリ乾電池の内容液はｐＨが高く、外装材がＰＥＴフィルムによって形成されていると、漏洩した内容液によって外装材が浸食されて外観が損なわれるという問題点が有った。
【０００４】
本発明は上述した問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、熱収縮性樹脂より成る基材層に印刷層を積層したフィルムにより形成され、アルカリ乾電池に適した乾電池用外装材を提供することにある。
【０００５】
【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、乾電池の正極缶の外周面を被覆する筒状の乾電池用外装材であって、熱収縮性樹脂より成る基材層に印刷層を積層したフィルムにより形成されたものにおいて、前記基材層がポリプロピレンフィルムより成ることを特徴とするものである。
【０００６】
上記の構成により、アルカリ乾電池に適用した場合、正極缶から内容液が漏洩しても浸食されないため、外観が損なわれることが無い。
【０００７】
なお、前記ポリプロピレンフィルムを、複数枚の同一のフィルムを厚さ方向に貼り合わせて成るものにした場合には、一枚のフィルムより成る場合に比べて、厚みや材質が同じであっても腰が強くなって取り扱い性が向上するとともに、耐アルカリ性が向上するので好ましい。
【０００８】
なお、この場合、印刷層を複数枚のフィルムの間に設けるようにすると、印刷層がアルカリ耐性のあるポリプロピレンフィルムによって挟み込まれた状態となるため、乾電池の内容液によって侵されるのを防ぐことができる。
【０００９】
また、前記ポリプロピレンフィルムが一軸方向に熱収縮性を有するものであり、その収縮方向が正極缶の外周面の周方向と平行になるように形成した場合には、加熱収縮時に外装材が正極缶の外周面に速やかに密着するとともに軸方向に殆ど収縮しないため、外装材が軸方向に位置ずれしにくくなる。
【００１０】
なお、外装材の厚みは特に限定されないが、３３μｍ以下であることが好ましい。
【００１１】
また、アクリル系樹脂等の硬質樹脂層を積層した場合には、腰が強くなって取り扱い易くなるため、好ましい。
【００１２】
【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である外装材３を備えた乾電池１の一部破断側面図、図２は図１のＡ−Ａ’線断面図、図３は図１の平面図、図４は図１の底面図、図５、６は外装材３を形成するフィルム１２、１７の拡大断面図である。
【００１３】
図１に示すように、乾電池１は、筒状の正極缶２と、正極缶２の外周面を覆う筒状の外装材３とを備えている。
【００１４】
正極缶２は、導電性を有する金属製の薄板を絞り加工して成るもので、円筒状の周壁２ａと、周壁２ａの上端に連続する上端壁２ｂとから成り、上端壁２ｂには正極端子２ｃが一体的に形成されている。周壁２ａの下端部は内方に直角に折り曲げられていて、折曲部２ｄを形成している。
【００１５】
正極缶２の内部は、セパレータ４によって、中央部の負極室５と、その周囲に形成された環状の正極室６とに区画されており、正極缶２の底面開口は樹脂製の封口体７によって封閉されている。負極室５には、負極活物質と電解液とを混合しこれにゲル化剤を加えたゲル状物８が充填されている。一方、正極室６には、正極活物質９が収容されている。負極室５のゲル状物８は、集電棒１０を介して、正極缶２の底面に取り付けられた負極端子１１と導通している。なお、正極缶２と負極端子１１は封口体７によって電気的に絶縁されている。
【００１６】
外装材３は方形状に断裁されたフィルムより成り、このフィルムを正極缶２の周壁２ａの外周面に巻き付け、その両側端部を貼り合わせて軸方向に延びる帯状の貼り合わせ部分３ａ（図２参照）を形成し、筒状となったフィルムの上下両端部を内方に折り曲げて正極缶２の上端壁２ｂの周縁部を覆う被覆部分３ｂ（図３参照）と正極缶２の下端部の折曲部２ｄの表面を覆う被覆部分３ｃ（図４参照）とを形成したものである。
【００１７】
図５に示すフィルム１２は、熱収縮性を有する透明なポリプロピレンフィルムより成る基材層１３の内面側に一方の側端部を除いて印刷層１４、硬質樹脂層１５を順次積層し、基材層１３の一方の側端部の内面側にヒートシール層１６を積層したものであり、両側辺が正極缶２の外周面の軸方向の長さと被覆部分３ｂ、３ｃの幅との和とほぼ等しい長さを有し、両端辺が正極缶２の外周面の周方向の長さと貼り合わせ部分３ａの幅との和とほぼ等しい長さを有している。なお、硬質樹脂層１５及び印刷層１４は基材層１３の外面側に設けることもでき、ヒートシール層１６は基材層１３の内面全体に設けることもできる。また、ヒートシール層１６は他方の側端部の外面側に設けることもできる。
【００１８】
基材層１３の厚みは２５μｍ以上であることが好ましい。基材層１３を構成するポリプロピレンフィルムは、外装材３の軸方向の位置ずれを防止するために、一軸方向に熱収縮性を有するものを用いることが好ましく、この場合、収縮方向が正極缶２の外周面の周方向と平行になるようにするのが良い。このようにすると、加熱収縮時に外装材３が正極缶２の外周面に速やかに密着するとともに軸方向に殆ど収縮しないため、外装材３が正極缶２の軸方向に位置ずれしにくくなる。
【００１９】
印刷層１４を形成するインキとしては、例えば、ビヒクルに顔料もしくは染料等の着色料、可塑剤、安定剤、その他の添加剤、溶剤もしくは希釈剤を混練して成るものを用いることができる。このビヒクルとしては、例えば、エチルセルロース、ニトロセルロース（硝化綿）、エチルヒドロキシセルロース、セルロースアセテートプロピオネート、酢酸セルロース等のセルロース誘導体、ポリスチレン、ポリα−メチルスチレン等のスチレン樹脂及びスチレン共重合樹脂、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸エチル、ポリアクリル酸ブチル等のアクリル樹脂またはメタクル樹脂の単独または共重合樹脂、ロジン、ロジン変性マレイン酸樹脂、ロジン変性フェノール樹脂、重合ロジン等のロジンエステル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、クマロン樹脂、ビニルトルエン樹脂、塩化ビニル樹脂、塩化ビニル／酢酸ビニル共重合体、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂（ポリウレタン＋硝化綿等を含む）、ブチラール樹脂等の単体または混合体を使用することができる。また、金属光沢を出すために、いわゆる金インキ、銀インキを使用することができる。
【００２０】
インキで基材層１３の片面に所望の図柄を印刷する方式は、グラビア印刷、オフセット印刷、シルクスクリーン印刷、オフセットグラビア印刷、静電印刷、ジェットプリント等の通常の方法でよい。
【００２１】
硬質樹脂層１５を形成する樹脂としては、例えば、アクリル樹脂等を使用することができる。硬質樹脂層１５の厚みはフィルム１２に適度の腰を与えることができるように、０．３〜２μｍ程度であることが好ましい。硬質樹脂層１５は、例えば、グラビア等のロールコーティングによって形成される。また、硬質樹脂層１５は、前記印刷層１４を基材層１３の外面側に設けた場合に、その印刷層１４の更に外面側に積層することにより印刷層１４の保護ともなり得るものである。
【００２２】
ヒートシール層１６を形成する樹脂としては、例えば、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、エチレンー酢酸ビニル共重合体、アイオノマー樹脂、エチレンーアクリル酸共重合体、エチレンーアクリル酸エチル共重合体、エチレンーメタクリル酸共重合体、エチレンープロピレン共重合体、メチルペンテンポリマー、ポリブテンポリマー、酸変性ポリオレフィン樹脂等の単体または混合体を使用することができる。
【００２３】
ヒートシール層１６は、例えば、グラビア等のロールコーティングによって形成される。なお、ヒートシール層１６は厚みが１〜５μｍであることが好ましい。
【００２４】
このような構成のフィルム１２を、下端部が正極缶２の負極側の端部から被覆部分３ｃの幅とほぼ等しい長さだけ突出するように正極缶２の外周面に巻き付けて両側端部をヒートシール層１６が挟み込まれるように重ね合わせ、その重ね合わせ部分のみを加熱して貼り合わせ部分３ａを形成した後、筒状に形成されたフィルムの全体を加熱して収縮せしめ、正極缶２の外周面及び両端面の周縁部に密着させて外装材３を形成する。
【００２５】
なお、正極缶２の端面の周縁部を覆う被覆部分は負極側の端面にのみ設けるようにしてもよい。また、正極缶２の外周面の周方向長さに挿入時の余裕分を見込んだ長さ（１〜５ｍｍ）と貼り合わせ部分３ａの幅とを足した長さに断裁した矩形状のフィルムの両端をヒートシール、超音波シール等によって貼り合わせて筒状に形成した後、この筒状体を正極缶２の軸方向の長さに正極缶２の端面の周縁部を覆う被覆部分の幅を足した長さに断裁し、これを正極缶２の外周面に外嵌し、加熱収縮せしめて外装材３を形成するようにしてもよい。なお、貼り合わせ部分３ａを超音波シールまたは熱融着によって形成する場合にはヒートシール層１６は不要である。
【００２６】
図６に示すフィルム１７は、同一の二枚の熱収縮性を有する透明なポリプロピレンフィルム１８ａ、１８ｂより成る基材層１８を有し、ポリプロピレンフィルム１８ａ、１８ｂの間に印刷層１９、接着剤層２０を設けたものである。ポリプロピレンフィルム１８ａ、１８ｂの厚みはそれぞれ１０μｍ以上であることが好ましい。なお、加熱収縮時に軸方向に位置ずれするのを防止するために、ポリプロピレンフィルム１８ａ、１８ｂは一軸方向に熱収縮性を有するものであることが好ましく、この場合、収縮方向は、筒状に巻いたときに正極缶２の外周面の周方向と平行になるように設定する。また、印刷層１９は図５のフィルム１２の印刷層１４と同様に構成される。
【００２７】
接着剤層２０はいわゆるドライラミネート系の接着剤で構成される。そのような接着剤としては、例えば、ポリエーテルポリウレタンポリイソシアネート系、ポリエステルポリオール系、ポリエステルポリウレタンポリオール系、ポリエーテルポリウレタンポリオール系のもの等が用いられる。接着剤はロールコーティングによりフィルム１８ａまたは１８ｂに塗布し、乾燥させた後にフィルム１８ａ、１８ｂを貼り合わせ、室温または４０℃程度で熟成させて仕上げる。このフィルム１７は、例えば、上述したフィルム１２の場合と同様の方法で筒状の外装材３に形成されるが、貼り合わせ部分３ａをヒートシールによって形成する場合にはフィルム１７の一方の面にヒートシール層を設ける必要が有る。
【００２８】
【実施例】
実施例１
縦５３ｍｍ、横５０ｍｍの方形状の領域を複数個含む厚さ３０μｍのポリプロピレンフィルムの一方の面に、グラビア印刷機によって、各領域毎に一方の側端部を除いて図柄を印刷して厚さ１μｍの印刷層を形成し、各領域の印刷層の上に、グラビア印刷機によって、アクリル樹脂を塗布して厚さ１μｍの硬質樹脂層を形成し、さらに、このポリプロピレンフィルムの一方の面の各領域の一方の側端部に、グラビア印刷機によって、変成ポリプロピレンより成るヒートシール剤を塗布して厚さ１μｍのヒートシール層を形成した。そして、このフィルムを各領域毎に断裁して縦５３ｍｍ、横５０ｍｍの方形状のフィルムを複数枚得た。
【００２９】
この方形状のフィルムを、下端部が乾電池本体２の正極缶２の負極側の端部から折曲部２ｄの幅とほぼ同じ長さだけ突出するように正極缶２の外周面に巻き付けて両側端部をヒートシール層を挟み込むように重ね合わせ、その重ね合わせ部分を、同一形状の加熱治具によって、１４５Ｃ゜の温度で１秒間圧着して幅７ｍｍの貼り合わせ部分３ａを形成した。そして、筒状に形成されたフィルム全体を１００Ｃ゜の熱風で加熱して収縮せしめ、フィルムを正極缶２の外周面及び両端面の周縁部に密着させて、図１に示すような外装材３を形成した。
【００３０】
実施例２
厚さ１０μｍの一軸熱収縮ポリプロピレンフィルムの原反（収縮方向は長さ方向）を二つ準備し、一方のフィルムの片面に、グラビア印刷機によって、図柄を複数個印刷して厚さ１μｍの印刷層を形成し、他方のフィルムの片面に、ロールコーティングによってポリエステルポリオール系接着剤を塗布して厚さ１μｍの接着剤層を形成し、乾燥させた後、二枚のフィルムを、印刷層と接着剤層とを対向させて重ね合わせ、室温で２４時間放置し、積層体とした。この積層体を長さ方向に５１ｍｍの間隔をおいて断裁し、得られた矩形状のフィルムの両側端部を幅５ｍｍの貼り合わせ部分が形成されるように重ね合わせて超音波シール機によって貼り合わせ、得られた筒状体を長さ方向に５１ｍｍの間隔をおいて断裁し、長さ５１ｍｍ、幅２３ｍｍの扁平な筒状体を複数個形成した。
【００３１】
この筒状体を、下端部が乾電池本体２の正極缶２の負極側の端部から折曲部２ｄの幅とほぼ同じ長さだけ突出するように正極缶２の外周面に外嵌し、加熱用トンネルに通し、１１０Ｃ゜で１５秒、１４０Ｃ゜で１５秒間加熱して筒状体を収縮せしめ、正極缶２の外周面及び端面の周縁部に密着させて、図１に示すような外装材３を形成した。
【００３２】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００３３】
【発明の効果】
本発明の乾電池用外装材は、基材層をポリプロピレンフィルムによって形成したことにより、アルカリ乾電池の内容液によって浸食されることが無いため、アルカリ乾電池に適している。
【００３４】
また、ポリプロピレンフィルムを複数枚の同一のフィルムを厚さ方向に貼り合わせて成るものにした場合には、腰が強くなって取り扱い性が向上するとともに、耐アルカリ性が向上する。
【００３５】
また、印刷層を複数枚のポリプロピレンフィルムの間に設けた場合には、ポリプロピレンがアルカリ耐性を有するため、印刷層が乾電池の内容液によって侵されるのを防ぐことができる。
【００３６】
また、ポリプロピレンフィルムが一軸方向に熱収縮性を有し、その収縮方向が正極缶の外周面の周方向と平行となるように形成した場合には、加熱収縮時に正極缶の外周面に速やかに密着するとともに軸方向に殆ど収縮しないため、正極缶の軸方向に位置ずれしにくくなる。
【００３７】
また、硬質樹脂層を積層した場合には、腰が強くなり、正極缶の外周面に巻き付け易くなる等、取り扱い性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である外装材３を備えた乾電池１の一部破断側面図。
【図２】図１のＡ−Ａ’線断面図。
【図３】図１の平面図。
【図４】図１の底面図。
【図５】外装材３を形成するフィルム１２の拡大断面図。
【図６】外装材３を形成するフィルム１７の拡大断面図。
【符号の説明】
１乾電池
２正極缶
３乾電池用外装材
１２、１７フィルム
１３、１８基材層
１４、１９印刷層

Claims

乾電池の正極缶の外周面を被覆する筒状の乾電池用外装材であって、熱収縮性樹脂より成る基材層に印刷層を積層し更に該印刷層に硬質樹脂層を積層して被覆したフィルムにより形成されたものにおいて、前記基材層がポリプロピレンフィルムより成ることを特徴とする乾電池用外装材。
乾電池の正極缶の外周面を被覆する筒状の乾電池用外装材であって、熱収縮性樹脂より成る基材層に印刷層を積層し更にアクリル系樹脂より成る硬質樹脂層を積層したフィルムにより形成されたものにおいて、前記基材層がポリプロピレンフィルムより成ることを特徴とする乾電池用外装材。
前記ポリプロピレンフィルムが複数枚の同一のフィルムを厚さ方向に貼り合わせて成るものであることを特徴とする請求項１または２に記載の乾電池用外装材。
前記複数枚のフィルムがドライラミネートにより貼り合わされたことを特徴とする請求項３に記載の乾電池用外装材。
前記ポリプロピレンフィルムが一軸方向に熱収縮性を有するものであり、その収縮方向が正極缶の外周面の周方向と平行になるように形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の乾電池用外装材。
厚みが３３μｍ以下となるように形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の乾電池用外装材。