JPH09237616A - マンガン乾電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パッキング封止部の耐漏液特性の向上を図る
ことにより、歩留まりよく、かつ信頼性の高いマンガン
乾電池の提供。 【解決手段】 外装缶11と、前記外装缶11の下部接曲端
内壁面に熱収縮性樹脂層10および環状パッキング９介し
て周縁部を液密に装着させた負極端子板８とを有するマ
ンガン乾電池において、前記環状パッキング９が、密度
0.4〜 0.6g/cm³ の紙材を基材とし、かつポリビニルア
ルコール 1〜 3重量％，ポリブテン 9〜27重量％および
パラフィンワックス70〜90重量％の混合物からなる撥水
性物質を少なくとも35重量％含浸していることを特徴と
するマンガン乾電池である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はマンガン乾電池に係
り、さらに詳しくは耐漏液特性を向上させたマンガン乾
電池に関する。

【０００２】

【従来の技術】マンガン乾電池は、各種の携帯型電気器
具の電源として広く実用に供されている。そして、この
種のマンガン乾電池は一般的に、図１に要部構成を断面
的に示すような構成を採っている。図１において、１は
負極を兼ねる亜鉛缶、２は紙セパレータ−３，底紙４な
どを介して前記亜鉛缶１の内部に装着・収納された正極
合剤、５は前記正極合剤２の中央部に圧入配置された炭
素棒５である。ここで、正極合剤２は二酸化マンガンに
アセチレンブラックなどの導電剤を加えて構成されてお
り、この正極合剤２に圧入配置された炭素棒は正極集電
体として作用する。

【０００３】また、６は前記亜鉛缶１の開口部側を封止
する合成樹脂製の封口体、７は前記封口体６の中央部を
液密に嵌挿・突出した炭素棒５上端に接続配置された正
極端子板である。一方、前記亜鉛缶１の外底面には負極
端子板８が対接・配置され、この負極端子板８の周縁面
には環状パッキング９が装着配置されている。

【０００４】さらに、10は前記亜鉛缶１の外周部を収縮
緊縛する熱収縮性樹脂チューブで、この熱収縮性樹脂チ
ューブ10の上端側は封口体６の周縁部を越えて正極端子
板７周縁部面まで延設させてある。一方、熱収縮性樹脂
チューブ10の下端側（後記する外装缶の下部接曲部面
側）は、図２に一部を拡大して示すごとく、前記環状パ
ッキング９を装着した負極端子板８の周縁面部まで延設
させてある。

【０００５】さらにまた、11は金属製の外装缶であり、
前記外周部を熱収縮性樹脂チューブ10で収縮緊縛した亜
鉛缶１（素電池の構成体）を、正極端子板７および負極
端子板８の一部をそれぞれ露出させて収納・装着してい
る。ここで、外装缶11の上下開口部とも、カール端によ
って絶縁性の環状パッキング10，12を介して素電池部を
上下から締め付け・封止してマンガン乾電池を構成して
いる。

【０００６】ところで、マンガン乾電池は、外部から電
池内部に侵入する空気中に含まれる酸素による性能劣化
が大きく、また、この空気混入に伴う漏液が発生し易い
という問題がある。したがって、マンガン乾電池では、
空気侵入を確実に防ぐ封口構造を採用することが重要で
あり、空気の侵入し易い電池下部の負極端子板８に熱収
縮性樹脂チユーブ10が圧接された個所に、環状パッキン
グ９を装着配置した構造を採っている由縁である。な
お、環状パツキング９としては、 1.0g/cm³ 程度の高密
度紙を基材とし、この基材に高温下では粘度が低くて含
浸性の良好パラフィンワックス（撥水性物質）を飽和状
態まで含浸させた紙材を、環状に打ち抜いたものが使用
されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記構
成のマンガン乾電池には、次のような不都合がある。す
なわち、第１に環状パツキング９の基材が、 1.0g/cm³
程度の高密度紙であるため、固くてクッション性が劣る
ことが挙げられる。第２に基材紙が高密度であることに
伴って、パラフィンワックスの含浸量が制約され、十分
な撥水性能を付与することの困難さが挙げられる。この
パラフィンワックス含浸量の絶対量不足、クッション性
の低さなどは、環状パッキング９を外装缶11の端縁部に
よって締め付けても、マンガン乾電池の耐漏液特性を十
分に確保することを困難とするため、信頼性もしくは歩
留まりの点で改善・改良が望まれているのが現状であ
る。

【０００８】本発明は上記事情に対処してなされたもの
で、パッキング封止部の耐漏液特性の向上を図ることに
より、歩留まりよく、かつ信頼性の高いマンガン乾電池
を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、外装
缶と、前記外装缶の下部接曲端内壁面に熱収縮性樹脂層
および環状パッキング介して周縁部を液密に装着させた
負極端子板とを有するマンガン乾電池において、前記環
状パッキングが、密度 0.4〜 0.6g/cm³ の紙材を基材と
し、かつポリビニルアルコール 1〜 3重量％，ポリブテ
ン 9〜27重量％およびパラフィンワックス70〜90重量％
の混合物からなる撥水性物質を少なくとも35重量％含浸
していることを特徴とするマンガン乾電池である。

【００１０】上記発明は、次のような知見に基づいてな
されたものである。すなわち、本発明者らは、上記パッ
キング封止における耐漏液特性の向上・改善について、
鋭意研究，検討を重ねた。その結果、基材として密度
0.4〜 0.6g/cm³ の紙材を選択する一方、この紙材に、
含浸させる撥水性物質としてポリビニルアルコール，ポ
リブテンおよびパラフィンワックスを所定の組成比に選
んだ混合物を全体量（紙材と撥水性物質の合計）に対し
て35重量％以上を含浸させた場合の環状パッキングが、
良好なクッション性および撥水性能を呈するだけでな
く、封止部の耐漏液特性向上に大きく寄与することを見
出した。そして、この環状のパッキング材をマンガン乾
電池の封止部に使用した場合、外部から侵入する空気中
の酸素によるマンガン乾電池の性能劣化が確実に防止さ
れ、また、空気侵入に伴う漏液なども容易に防止され、
信頼性の高い電池機能を保持発揮することに着目して、
本発明を達成したものである。

【００１１】請求項２の発明は、外装缶と、前記外装缶
の下部接曲端内壁面に熱収縮性樹脂層および環状パッキ
ング介して周縁部を液密に装着させた負極端子板とを有
するマンガン乾電池において、前記環状パッキングが、
紙材を基材とし、エチレン酢酸ビニル共重合体 5〜10重
量％，ポリビニルアルコール 5〜10重量％およびパラフ
ィンワックス80〜90重量％の混合物からなる撥水性物質
を少なくとも35重量％含浸していることを特徴とするマ
ンガン乾電池である。

【００１２】上記発明は、次のような知見に基づいてな
されたものである。すなわち、本発明者らは、上記パッ
キング封止における耐漏液特性の向上・改善について、
鋭意研究，検討を重ねた。その結果、基材として紙材を
選択する一方、この紙材に、飽和状態に含浸させる撥水
性物質として、エチレン酢酸ビニル共重合体，ポリビニ
ルアルコールおよびパラフィンワックスを所定の組成比
に選んだ混合物を全体量（紙材と撥水性物質の合計）に
対して35重量％以上を含浸させた場合の環状パッキング
が、良好なクッション性および撥水性能を呈するだけで
なく、封止部の耐漏液特性向上に大きく寄与することを
見出した。そして、この環状のパッキング材をマンガン
乾電池の封止部に使用した場合、外部から侵入する空気
中の酸素によるマンガン乾電池の性能劣化が確実に防止
され、また、空気侵入に伴う漏液なども容易に防止さ
れ、信頼性の高い電池機能を保持発揮することに着目し
て、本発明を達成したものである。

【００１３】請求項１の発明において、パッキング基材
を成す紙材の密度を 0.4〜 0.6g/cm³ に選択したのは、
密度が 0.4g/cm³ 未満では固さ（硬度）が不足し、打ち
抜き加工性などの低下による作業上の問題があり、ま
た、密度が 0.6g/cm³ を超えると撥水性物質の絶対含有
量が低減化し、所要の撥水性や耐漏液特性などを十分に
確保できないからである。

【００１４】さらに、前記密度範囲の基材（紙材）が含
浸する撥水性物質の含浸量は、少なくとも35重量％以上
（紙材と撥水性物質の合計に占める割合）に選択される
のは、35重量％未満では耐漏液特性の向上・改善に十分
でなく、飽和状態まで含浸させても作業場問題ない。こ
こで、撥水性物質を成す各組成分およびそれらの混合比
を、上記のごとく選択したのは次の理由による。

【００１５】すなわち、ポリビニルアルコールおよびポ
リブテンは、常温ないし高温下にマンガン乾電池を貯蔵
した際でも、良好な粘着性，撥水性などの保持に機能
し、また、パラフィンワックスは含浸剤（撥水性物質）
粘度の低減に寄与するだけでなく、常温で固いため打ち
抜き加工の簡単化ともなる。一方、ポリビニルアルコー
ル 1〜 3重量％，ポリブテン 9〜27重量％およびパラフ
ィンワックス70〜90重量％の範囲にそれぞれ選択したの
は、混合比率が上記範囲を外れると、打ち抜き加工が困
難となったり、溶融粘土が上昇して紙材に対する含浸に
時間を要するので不経済である。

【００１６】請求項２の発明において、パッキング基材
を成す紙材の密度は特に限定されないが、一般的に、
0.4〜 0.6g/cm³ 程度のものを選択するのが好ましい。
つまり、密度が 0.4g/cm³ 未満では固さ（硬度）が不足
気味で、打ち抜き加工性などの作業上の問題が懸念さ
れ、また、密度が 0.6g/cm³ を超えると撥水性物質の絶
対含有量が低減化し、所要の撥水性や耐漏液特性などを
十分に確保できない恐れがある。

【００１７】さらに、前記基材（紙材）が含浸する撥水
性物質の含浸量は、少なくとも35重量％以上（紙材と撥
水性物質の合計に占める割合）に選択されるのは、35重
量％未満では耐漏液特性の向上・改善に十分でなく、飽
和状態まで含浸させても作業場問題ない。ここで、撥水
性物質を成す各組成分およびそれらの混合比を、上記の
ごとく選択したのは次の理由による。

【００１８】すなわち、エチレン酢酸ビニル共重合体お
よびポリビニルアルコールは、常温ないし高温下にマン
ガン乾電池を貯蔵した際でも、良好な粘着性，撥水性な
どの保持に機能し、また、パラフィンワックスは含浸剤
（撥水性物質）粘度の低減に寄与するだけでなく、常温
で固いため打ち抜き加工の簡単化ともなる。一方、エチ
レン酢酸ビニル共重合体 5〜10重量％，ポリビニルアル
コール 5〜10重量％およびパラフィンワックス80〜90重
量％の範囲にそれぞれ選択したのは、混合比率が上記範
囲を外れると、打ち抜き加工が困難となったり、溶融粘
土が上昇して紙材に対する含浸に時間を要するので不経
済である。

【００１９】請求項１および請求項２の発明では、環状
パッキングを上記構成としたことにより、常温下におけ
る軟質な状態が保たれ、十分なクッシヨン性を呈すると
ともに、容易に所要量の撥水性物質が含浸された形態を
採ることができる。このため、外装缶の締め付けにより
この環状パッキングを圧縮した場合、その圧接部分にお
いて空気を完全に遮断できるようになり、耐漏液性の格
段な向上・改善が確保される。また、この環状パッキン
グを外装缶で圧縮した際、環状パッキングに含浸されて
いる撥水性物質の余剰分が環状パッキング表面にはみ出
し、負極端子板と環状パッキングとの界面、あるいは環
状パッキングと熱収縮性樹脂チューブとの界面をシール
ようになって耐漏液性向上が助長される。

【００２０】

【発明の実施の形態】基本的な構成は、従来の場合と同
様なので、図１および第２図を参照して実施例を説明す
る。

【００２１】実施例１ 図１において、１は負極を兼ねる亜鉛缶、２は紙セパレ
ータ−３，底紙４などを介して前記亜鉛缶１の内部に装
着・収納された正極合剤、５は前記正極合剤２の中央部
に圧入配置された炭素棒５である。ここで、正極合剤２
は二酸化マンガンにアセチレンブラックなどの導電剤を
加えて構成されており、この正極合剤２に圧入配置され
た炭素棒は正極集電体として作用する。

【００２２】また、６は前記亜鉛缶１の開口部側を封止
する合成樹脂製の封口体、７は前記封口体６の中央部を
液密に嵌挿・突出した炭素棒５上端に接続配置された正
極端子板である。一方、前記亜鉛缶１の外底面には負極
端子板８が対接・配置され、この負極端子板８の周縁面
には環状パッキング９が装着配置されている。ここで、
環状パッキング９は、表１に示すごとく、密度 0.4〜
0.6g/cm³ の紙材に、ポリビニルアルコール（PVA ） 1
〜 3重量％，ポリブテン（PB） 9〜27重量％およびパラ
フィンワックス（PW）70〜90重量％の混合物からなる撥
水性物質を含浸させ、次いで、この紙材を打ち抜き加工
して環状（リング状）に形成したものである。

【表１】 さらに、10は前記亜鉛缶１の外周部を収縮緊縛する熱収
縮性樹脂チューブで、この熱収縮性樹脂チューブ10の上
端側は封口体６の周縁部を越えて正極端子板７周縁部面
まで延設させてある。一方、熱収縮性樹脂チューブ10の
下端側は、図２に一部を拡大して断面的に示すごとく、
後述する外装缶の下部接曲部面に沿って、前記環状パッ
キング９を装着した負極端子板８の周縁面部まで延設さ
せてある。 さらにまた、11は金属製の外装缶であり、
前記外周部を熱収縮性樹脂チューブ10で収縮緊縛した亜
鉛缶１（素電池の構成体）を、正極端子板７および負極
端子板８の一部をそれぞれ露出させて収納・装着してい
る。ここで、外装缶11の上下開口部とも、カール端によ
って絶縁性の環状パッキング10，12を介して素電池部を
上下から締め付け・封止して、 5種類（実施例1a〜1e）
のR-20タイプのマンガン乾電池を50個づつ作成した。

【００２３】また、比較のため、前記基本構成のR-20タ
イプのマンガン乾電池において、環状パッキング９を表
２に示すごとく、密度 0.4〜 0.8g/cm³ の紙材に、ポリ
ビニルアルコール（PVA ） 1〜 5重量％，ポリブテン
（PB） 7〜33重量％およびパラフィンワックス（PW）73
〜91重量％の混合物からなる撥水性物質を含浸させ、こ
の紙材を打ち抜き加工して環状（リング状）に形成した
ものを用いた他は、同一条件として 7種類（比較例1a〜
1g）のマンガン乾電池を50個づつ作成した。

【００２４】

【表２】 上記作成した実施例の各マンガン乾電池，比較例の各マ
ンガン乾電池について、それぞれ定抵抗10Ωを取り付
け、過放電における経過日数と累積漏液率（％）を20℃
貯蔵で 120日間調査した。これらの評価結果を、上記表
１および表２にそれぞれ示す。

【００２５】表１および表２から明らかなように、本発
明に係る各マンガン乾電池は、紙材の密度を所定範囲に
設定し、また、撥水性物質の組成分の選択および配合組
成，含浸量を所定の範囲に選択した環状パッキング９を
使用することで、過放電における耐漏液特性は極めて良
好な結果を得ることが判明した。

【００２６】実施例２ 前記基本構成のR-20タイプのマンガン乾電池において、
環状パッキング９を表３に示すごとく、エチレン酢酸ビ
ニル共重合体（ EVA） 0〜10重量％，ポリビニルアルコ
ール（PVA ） 0〜15重量％およびパラフィンワックス
（PW）80〜 100重量％の混合物からなる撥水性物質を紙
材に含浸させ、この紙材を打ち抜き加工して環状（リン
グ状）に形成したものを用いた他は、同一条件として比
較例を含めて10種類（実施例2a〜2d，比較例2a〜2f）の
マンガン乾電池を各50個づつ作成した。

【００２７】

【表３】 上記作成した実施例の各マンガン乾電池，比較例の各マ
ンガン乾電池について、それぞれ定抵抗10Ωを取り付
け、過放電における経過日数と累積漏液率（％）を20℃
貯蔵で 120日間調査した。これらの評価結果を、上記表
３にそれぞれ示す。

【００２８】表３から明らかなように、本発明に係る各
マンガン乾電池は、撥水性物質の組成分の選択および配
合組成，含浸量を所定の範囲に選択した環状パッキング
９を使用することで、過放電における耐漏液特性は極め
て良好な結果を得ることが判明した。

【００２９】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のでなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲でいろいろの変
形を採ることができる、たとえばマンガン乾電池の形式
は R20以外であってもよいし、また形状も円筒状以外で
もよい。

【００３０】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば耐漏液特
性の優れたマンガン電池を提供することができる。特定
の比率からなる組成の撥水性物質が環状パッキングを構
成する紙材に良好に含浸し、常温下における軟質な状態
を保つことができ、さらに負極端子板と環状パッキン
グ、あるいは環状パッキングと熱収縮性樹脂チューブの
界面の密着性が高まることで空気の侵入を防ぐことがで
きるため、漏液の発生を極力低下することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】マンガン乾電池の要部構成例を示す断面図。

【図２】図１の一部を拡大して示す断面図。

【符号の説明】

１……亜鉛缶 ２……正極合剤 ３……セパレータ ４……底紙 ５……炭素棒 ６……封口体 ７……正極端子板 ８……負極端子板 ９……外装缶の下部接曲端側の環状パッキング 10……熱収縮性樹脂チューブ 11……外装缶 12……外装缶の上端側の環状パッキング

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外装缶と、前記外装缶の下部接曲端内壁
   面に熱収縮性樹脂層および環状パッキング介して周縁部
   を液密に装着させた負極端子板とを有するマンガン乾電
   池において、 前記環状パッキングが、密度 0.4〜 0.6g/cm³ の紙材を
   基材とし、かつポリビニルアルコール 1〜 3重量％，ポ
   リブテン 9〜27重量％およびパラフィンワックス70〜90
   重量％の混合物からなる撥水性物質を少なくとも35重量
   ％含浸していることを特徴とするマンガン乾電池。
2. 【請求項２】 外装缶と、前記外装缶の下部接曲端内壁
   面に熱収縮性樹脂層および環状パッキング介して周縁部
   を液密に装着させた負極端子板とを有するマンガン乾電
   池において、 前記環状パッキングが、紙材を基材とし、エチレン酢酸
   ビニル共重合体 5〜10重量％，ポリビニルアルコール 5
   〜10重量％およびパラフィンワックス80〜90重量％の混
   合物からなる撥水性物質を少なくとも35重量％含浸して
   いることを特徴とするマンガン乾電池。