JPS6052542B2 - 電池用パツキング材 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアルカリ電池、ルクランシエ形電池、空気電
池などの電池開口部を封口するパッキング材としてポリ
エチレンとエチレン−酢酸ビニル共重合体の混合組成物
を用いることにより、優れたパッキング効果を発揮する
ことを目的とするものである。

従来電池用パッキング材として、合成ゴム、ポリエチ
レンあるいはポリプロピレンなどが用いられている。

ゴム製のパッキングは弾力性、柔軟性に富み、発電要素
を内項した電池容器、封口板あるいは集電体などに対す
る密着性が優れているが、パッキングの締圧部や折曲部
における耐久性が乏しいため、その部分から老化現象を
起こしてパッキング機能が低下したり、また電池容器あ
るいは封口板などによる締め付け圧力に対して著しく変
形して、いわゆるパッキングの逃げを生じて液密封口が
十分に達成されないなどの欠点を有している。一方ポリ
エチレン製のパッキングにはこのようなゴム製のパッキ
ングに起こり易い老化現象や逃げ現象などはほとんど起
こらず、比較的弾性、柔軟性にも富んでおり、低温下に
おけるパッキング機能の劣化が小さいが、樹脂成形品の
内部に存在している欠陥に内部応力が集中して亀裂を生
じ、その部分から電解液が漏出する。 ポリプロピレン
製のパッキングはポリエチレン製のものに比較して耐ス
トレスクラック性、耐折り曲げ疲労性、耐熱性などに優
れており、しかもポリエチレンと同様に耐電解液性、電
気絶縁性などにおいても良好な性質を備えているが、パ
ッキング表面における硬度がゴム質やポリエチレンに比
べて大であるため、電池容器、封口板あるいは集電体な
どに対する密着が不十分である。

すなわち電池容器、封口板あるいは集電体の表面にある
微細な凹凸に対してパッキングが十分に食い込んで完全
に充塞することができず、パッキングとの接面に微細な
間隙が生じて、その部分から電解液が漏出することがあ
る。またポリプロピレン製のパッキングによつて密閉し
た電池を低温下で長期間保存しておくと、パッキングの
締圧部分あるいは折曲部分における弾力性、柔軟性の劣
化が著しい。このことはポリプロピレンがポリエチレン
などに比較してガラス転移点が高いことに基因するもの
であろうと考えられる。本発明者らは電池用のパツキン
グ材について種々検討した結果、ポリエチレンとエチレ
ン一酢酸ビニル共重合体の混合組成物を用いることによ
り、前述したパツキングに比較して優れた効果が発揮で
きることを見出した。

すなわちポリエチレンとエチレン一酢酸ビニル共重合体
を均質に混合した組成物は、適度の柔軟性を有し、耐ス
トレスクラツク性、耐折り曲げ疲労性に優れた性質を有
する。

エチレン一酢酸ビニル共重合体中における酢酸ビニルの
好適な含有率は約１０〜４鍾量％で、少なすぎるとパツ
キングの伸張率が小さく、一方多すぎるとパツキングの
抗張力が低下するため、前述の範囲に規制するとよい。

また混合組成物中におけるエチレン一酢酸ビニル共重合
体の好適な含率は約１鍾量％以下で、共重合体の含率が
高くなると陽極缶や亜鉛缶の開口縁が圧接している部分
が剪断されることがあり、また低温下における圧縮歪が
大きくなりパツキング機能が減退する。次に本発明の実
施例を図面とともに説明する。第１図はアルカリ・マン
ガン乾電池の例を示すもので、陽極缶１の内部には二酸
化マンガンとグラフアイトとの混合物を加圧成形した陽
極合剤２、ビニロンーレイヨン混抄紙からなるセパレー
タ３、アマルガム化された亜鉛粉末とアルカリ電解液の
混練物からなるペースト状の陰極剤４、ならびに陰極集
電体５などの発電要素が装填されて−おり、下端開口部
はパツキング６ならびに陰極端子板７によつて密閉され
ている。８は陽極缶１の外側を包被する外装体、９は陰
極集電体５ならびに陰極端子板７のパツキング６と接す
る面に介在された弾性、粘着性もしくは撥発性を有する
シール剤で、ポリイソブチレン、ポリビニルブチラール
、ポリアクリル酸エステル、ポリビニルエーテル、合成
ゴム、パラフインなどが用いられ、シール剤９の介在に
よつて液密封口がさらに助長される。

パツキング６は低密度ポリエチレン９５重量部−とエチ
レ７十酢酸ビニル共重合体３重量部とガラス繊維２重量
部の割合に混合した組成物を成形したもので、中央には
陰極集電体５の外径よりやや小径の透孔を有する筒体が
形成され、透孔に陰極集電体５を圧入することによつて
、陰極集電体５に対してパツキング６が高い接面圧をも
つて密着する。一方パツキング６の周縁は、外装体８の
端縁締着部によつて陽極缶１ならびに陰極端子板７に強
固に圧着されている。第２図はルクランシエ形乾電池の
例で、亜鉛缶２１の内部には糊料を塗布したセパレータ
２２、二酸化マンガンとアセチレンブラツクと塩化亜鉛
濃度が２鍾量％、塩化アンモニウム濃度が５重量％の電
解液の混練物からなる陽極合剤２３、ならびに炭素棒２
４などの発電要素が充填されており、陽極合剤２３の上
に載置したつば紙２５の上に、高融点の脂肪族炭化水素
系ワツクス例えば融点が約１１３℃のＢＡＲＥＣＯ社製
ＰＯＬＹＷＡＸｌＯＯＯを少量混入した、ワセリンある
いはペトロラタムの混合物からなる溶融物を流し込み冷
却して、含油率が約３０〜７鍾量％て陽極合剤２３の上
を一様に覆つた封口層２６を形成する。

しかるのち炭素棒２４に、それよりやや小径の透孔を中
央に有するポリエチレン９種量部とエチレン一酢酸ビニ
ル共重合体３重量部の混合物からなるパツキング２７と
陽極端子板２８を順次嵌着して、亜鉛缶２１の外側を樹
脂チユーブ２９と外装缶３０で締着する。

炭素棒２４にパツキング２７を圧入することにより、炭
素棒２４の側面に高い接面圧をもつて密着し、また外装
缶３０の締め付け力により、パツキング２７は亜鉛缶２
１と陽極端子板２８の間で強固に圧着されている。実施
例２のパツキングＡ１ポリエチレン製のパツキングＢ１
ポリプロピレン製のパツキングＣに各々集電体を圧入し
、これを４５℃に加熱した界面活性剤溶液に浸漬した際
、パツキングにストレスクラツクが発生した比率を表１
に示す。この表から本発明のパツキングは優れた耐スト
レスクラツク性を有していることが分かる。ルクランシ
エ形電池を４５℃で３ケ月間保存した際の漏液発生率を
表２に示す。

この表から本発明のパツキングは適度の柔軟性を有して
炭素棒ならびに亜鉛缶に気液密に密着し、耐ストレスク
ラツク性に優れているから、高い漏液防止効果を有して
いることが分かる。乾電池を長期間、特に高温下で保存
すると電池性能が著しく低下する。

この要因として乾電池の保存中における亜鉛極の自己消
耗が考えられ、これを防止するため電解液中に酸化亜鉛
、塩化第二水銀、界面活性剤などを添加したり、また糊
料の選択および不純物の混入を防止するなどの手段がと
られ、ある程度亜鉛の自己消耗を防止することができた
が、まだ十分に満足する結果は得られていない。ポリエ
チレンにエチレン一酢酸ビニル共重合体を添加したパツ
キングは、適度の柔軟性を有しているため炭素棒ならび
に亜鉛缶と気密に密着して、酸素の侵入経路を閉塞する
とともに、パツキングの酸素透過率が低いため、保存に
よる性能劣化を防止することができる。

実施例２のようにこのパツキングと、炭素棒ならびに亜
鉛缶との密着が良好な脂肪族炭化水素系ワツクスを添加
したワセリンあるいはベテロラタムからなる封口層の二
重構造で亜鉛缶の開口部を密着すれば、特に酸素の侵入
による性能劣化を確実に防止することができる。ルクラ
ンシエ形電池のうち、塩化亜鉛濃度が約１７〜３５重量
％、塩化アンモニウム濃度が約１睡量％以下に規制した
電解液を用いる乾電池は、放電特に重負荷放電において
優れた性能を示し、また耐漏液性も良好であるが、塩化
アンモニウムを主電解質とする乾電池に比べて保存中に
おける亜鉛極と酸素の反応性が大きく、その結果保存に
よる性能劣化が著しいため、前述のポリエチレンとエチ
レン一酢酸ビニル共重合体の混合物からなるパツキング
と、脂肪族炭化水素系ワツクスを添加したワセリンある
いはペテロラタムからなる封口層の二重構造で亜鉛缶の
開口部を密閉すれば、この種乾電池の難点を有効に改善
することがてきる。

本発明は前述のような構成になつており、適度の柔軟性
を有し、耐ストレスクラツク性、耐折り曲げ疲労性に優
れているいるため、電池開口部を気密性に封口すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ならびに第２図は、本発明によるパツキングを用
いた電池の要部を切欠した正面図である。 ６，２７・・・・・パッキング。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ポリエチレンとエチレン−酢酸ビニル共重合体の混
   合組成物からなる電池用パッキング材。