明 細 書 電池ケース及び電池ケース用表面処理鋼板 ζ' 技術分野 Description Battery case and surface-treated steel sheet for battery case ζ 'Technical field
本発明は、 アルカリ液を封入する容器、 より詳しくはアルカリマンガン電池や ニッケル力ドミゥム電池などの電池ケース、 及び同ケースの作製に好適に用いる ことができる電池ケース用表面処理鋼板に関する。 The present invention relates to a container for enclosing an alkaline liquid, and more particularly to a battery case such as an alkaline manganese battery or a nickel-cadmium battery, and a surface-treated steel sheet for a battery case that can be suitably used for manufacturing the case.
1 0 m景技術 10m landscape technology
従来、 アルカリマンガン電池やニッケルカドミウム電池などの強アルカリ液を 封入する電池ケースには、 冷延鋼帯を電池ケースにプレス成形後、 バレルめつき する方法またはニッケルめっき鋼帯を電池ケースにプレス成形する方法が採用さ れてきた。 このように、 アルカリマンガン電池やニッケルカドミウム電池などの 電池用途に、 ニッケルめっきが使用される理由は、 これら電池は主として強アル 力リ性の水酸化力リゥムを電解液としているため、 耐ァルカリ腐食性にニッケル が強いこと、 さらに電池を外部端子に接続する場合、 安定した接触抵抗をニッケ ルは有していること、 更には電池製造時、 各構成部品を溶接し、 電池に組み立て られる際、 スポット溶接が行われるが、 ニッケルはスポット溶接性にも優れると いう利点があるからである。 Conventionally, cold-rolled steel strips are press-formed into battery cases for battery cases in which strong alkaline liquids such as alkaline manganese batteries and nickel cadmium batteries are sealed, and then barrel-plated or nickel-plated steel strips are pressed into battery cases. Have been adopted. As described above, nickel plating is used for battery applications such as alkaline manganese batteries and nickel cadmium batteries because these batteries mainly use a strong alkaline water-repellent electrolyte as an electrolytic solution, so that they are resistant to alkaline corrosion. When nickel is connected to external terminals, nickel has a stable contact resistance when connected to external terminals.Moreover, when batteries are manufactured, each component is welded and assembled into batteries. Spot welding is performed, but nickel has the advantage of excellent spot weldability.
ところで、 近年、 バレルめつき法は、 特にケース内面側にはニッケルめっきを 均一に付着させることが困難で、 めっき厚のバラツキが大きく、 品質の不安定性 から、 鋼帯に予めニッケルめっきが施されたプレめっき法が主流を占めてきた。 なお、 プレめっき法についても主として耐食性を向上させるため、 ニッケルめつ ^ き後、 熱拡散処理を施こす方法が適用されるようになってきた。 By the way, in recent years, the barrel plating method is difficult to apply nickel plating evenly, especially on the inner surface of the case, and the plating thickness varies widely. The pre-plating method has become the mainstream. In addition, also in the pre-plating method, in order to mainly improve corrosion resistance, a method of performing a heat diffusion treatment after nickel plating has been applied.
一方、 アルカリマンガン電池の電池性能と正極ケース (電池ケース) の関係に
ついては、 該電池性能と正極ケースの内面の性状とは関係があり、 アルカリマン ガン電池の正極合剤 (正極活物質である二酸化マンガンと導電剤である黒鉛、 及 び電解質の水酸化力リゥムからなる) との接触抵抗が低い方が電池性能に優れる と言われている。 アルカリマンガン電池の場合、 正極合剤と正極ケースが接触しOn the other hand, the relationship between the battery performance of alkaline manganese batteries and the positive electrode case (battery case) There is a relationship between the performance of the battery and the properties of the inner surface of the positive electrode case, and the positive electrode mixture for alkaline manganese batteries (manganese dioxide as the positive electrode active material, graphite as the conductive agent, and the hydroxide power of the electrolyte) It is said that the lower the contact resistance with the better, the better the battery performance. In the case of alkaline manganese batteries, the positive electrode mixture contacts the positive electrode case
^ ており、 正極ケースは電池の収納容器とともに、 電子の授受を担う導電体でもあ る。 従って正極合剤と正極ケースの内面の接触抵抗が高い場合、 電池の内部抵抗 が高くなる結果、 作動電圧が低下したり、 放電持続時間が減少し電池性能を阻害 することになる。 従って正極合剤と正極ケースの内面の接触抵抗がを低くするこ とが望まれる。 このため正極合剤と正極ケースとの接触抵抗の低減する目的で正The positive electrode case is a conductor that exchanges electrons with the battery container. Therefore, when the contact resistance between the positive electrode mixture and the inner surface of the positive electrode case is high, the internal resistance of the battery increases, resulting in a decrease in the operating voltage and a decrease in the discharge duration, which impairs the battery performance. Therefore, it is desired to reduce the contact resistance between the positive electrode mixture and the inner surface of the positive electrode case. Therefore, in order to reduce the contact resistance between the positive electrode mixture and the positive electrode case,
!0 極ケース内面の表面粗さを粗くしたり、 正極ケースの縦方向に溝を付ける方法や 、 導電性塗料や黒鉛にバインダーを加えた導電剤を塗布する方法が提案されてい る。 ! 0 There have been proposed methods of roughening the surface roughness of the inner surface of the electrode case, forming grooves in the vertical direction of the positive electrode case, and applying a conductive agent obtained by adding a binder to conductive paint or graphite.
さらに、 近年、 電池ケースのプレス成形法として、 電池容量の増大を図るため 、 多段深絞り法に替わって、 薄肉化する方法として D I (d r aw i ng an d i r o n i n g) 成形法も用いられるようになった (特公平 7— 99686 号公報参照) 。 この D I成形法や DTR (d r aw i n g t h i n and r e d r aw) 成形法は、 底面厚よりケース側壁厚が薄くなる分だけ、 正極、 負 極活物質が多く内填でき、 電池の容量増加が図れるとともに、 ケース底が厚いた め、 電池の耐圧強度の向上をも得られる利点がある。 Furthermore, in recent years, instead of the multi-stage deep drawing method to increase the battery capacity as a press forming method for a battery case, a DI (draw ng an dironing) forming method has been used as a method for reducing the thickness. (See Japanese Patent Publication No. 7-99686). This DI molding method and DTR (draw ingthin and redr aw) molding method allow the positive electrode and negative electrode active material to be filled in as much as the case side wall thickness is smaller than the bottom surface thickness, and increase the battery capacity, Since the case bottom is thick, there is an advantage that the pressure resistance of the battery can be improved.
ところで、 D I成形法や DTR成形法は前述のように、 電池容量の増大には有 効な成形法であるが、 一方成形性においては、 従来法である多段深絞り成形法に 比較して、 材料の変形抵抗は大きいため、 連続成形性において不利な側面を有す る。 By the way, as mentioned above, the DI molding method and the DTR molding method are effective molding methods for increasing the battery capacity.On the other hand, in terms of moldability, compared with the conventional multistage deep drawing method, Since the material has high deformation resistance, it has an adverse aspect in continuous formability.
具体的には、 D I成形法や DTR成形法のカツビング工程でのパウダリング性 (めっき層の粉状脱落) が劣る場合、 しごき工程でダイならびにパンチに付着し 、 その結果としてケース側壁に疵を生じることになる。 この現象は深絞り成形で
も同様のことが起こるが、 D I成形法や D T R成形法は、 ケース壁面の表面粗さ が小さく、 より光沢のある外観になることから、 上記の疵が目立ちやすくなり、 パウダリング性の良否は、 D I成形法や D T R成形法のほうがより重要になる。 また、 D I成形法や D T R成形法は絞り成形に比べて材料と工具の接触面圧が高 ζ いため、 工具寿命の点から潤滑性の良好なことが求められる。 従って、 材料面か らはパゥダリング性が良く、 かつプレス潤滑剤の保持性の良好な材料が求められ る。 Specifically, if the powdering properties (powdering of the plating layer) in the cutting process of the DI molding method or the DTR molding method are poor, they adhere to the die and punch in the ironing process, and as a result, flaws are formed on the case side wall. Will happen. This phenomenon is caused by deep drawing However, the DI molding method and the DTR molding method have a smaller surface roughness on the case wall and a glossier appearance, so the above-mentioned flaws are more noticeable, and However, DI molding and DTR molding are more important. In addition, since the contact surface pressure between the material and the tool is higher in the DI forming method and the DTR forming method than in the draw forming, good lubricity is required from the viewpoint of tool life. Therefore, from the material aspect, a material having good padding properties and good press lubricant retention is required.
まず、 ニッケルめっき鋼板を用いて潤滑剤の保持性を良好ならしめる手段とし ては、 プレス成形時にめっき層にクラックを生じせしめ、 該クラック部に潤滑を 10 保持させることが考えられる。 このための手段として、 一般にはめつき層の硬度 が高い光沢ニッケルめっきを思いつく。 しかし、 光沢ニッケルめっき単層は、 光 沢めつき層は硬いけれども、 脆い性質があり、 プレス成形時のパウダリング性に 劣るという欠点を有する。 また、 電池ケース外面では、 光沢ニッケルめっき単層 では加工によりクラックが発生し、 クラック部での鉄露出により耐食性が劣る。 ζ この耐食性を改善する方法として、 無光沢ニッケルめっきの上に光沢ニッケルめ つきを行う方法が考えられる。 しかし、 有効な光沢度 (平滑度) を得るためには 、 光沢ニッケルめっき層を厚くするか、 または、 高価な光沢剤を多量に添加して 光沢度を上げることになるが、 コストアップになる。 さらに、 電析の結晶粒を微 細化するための硫黄含有有機添加物 (例えば = c一 s o2 —基をもつスルフォンFirst, as a means for improving the retention of lubricant by using a nickel-plated steel sheet, it is conceivable that cracks are generated in the plating layer during press forming, and the lubrication is maintained at the cracks. As a means for achieving this, bright nickel plating, in which the plating layer has a high hardness, is generally conceived. However, the bright nickel-plated single layer has a disadvantage that, although the light-coated layer is hard, it has a brittle property and is inferior in powdering property at the time of press molding. In addition, on the outer surface of the battery case, cracks occur in the bright nickel plating single layer due to processing, and the corrosion resistance is poor due to the exposure of iron at the cracks.と し て As a method of improving the corrosion resistance, a method of performing bright nickel plating on matte nickel plating is considered. However, in order to obtain effective glossiness (smoothness), the bright nickel plating layer must be thickened or a large amount of expensive brightener must be added to increase the glossiness, but the cost increases. . In addition, sulfur-containing organic additives (for example, sulfones with = c-so 2 — groups) to reduce the size of
^0 酸など) を含むため、 D I成形、 D T R成形のしごき、 および、 ストレッチ工程 での材料温度の上昇により、 硫黄による脆化が助長されて、 より耐パウダリング 性を劣化させる。 ^ 0 acid, etc.), ironing in DI molding and DTR molding, and an increase in material temperature in the stretching process promotes embrittlement due to sulfur, further deteriorating powdering resistance.
そこで、 本発明者等は、 このような観点から、 D I成形法ならびに D T R成形 法における成形性及び電池性能に優れた電池ケース用材料を種々検討した結果、 ^ 硫黄含有有機添加剤を含まない半光沢ニッケルめっき層が耐パゥダリング性に優 れた特性を示すことを見いだしたものである。
また、 ニッケルめっき後、 調質圧延してもよい。 調質圧延を行うと、 光沢度が 上がり、 外観が良くなる。 例えば、 半光沢ニッケルめっき後の光沢度 (J I S Z 8 7 4 1、 鏡面光沢度一測定方法) が 9 0 0であった試料は、 圧延率 0 . 5 %で 調質圧延を行うと、 光沢度は 9 6 0と向上する。 しかも、 加工部の耐食性は調質 ^ 圧延により悪化せず同程度である。 In view of this, the present inventors have studied various battery case materials having excellent moldability and battery performance in the DI molding method and the DTR molding method from such a viewpoint. It has been found that the bright nickel plating layer shows excellent characteristics in padding resistance. After nickel plating, temper rolling may be performed. Temper rolling increases the gloss and improves the appearance. For example, a sample whose glossiness after semi-bright nickel plating (JISZ8741, specular glossiness measurement method) was 900, was subjected to temper rolling at a rolling rate of 0.5%, Increases to 960. In addition, the corrosion resistance of the processed part is the same without being deteriorated by temper-rolling.
本発明は、 このような知見に基づいてなされたものであり、 高品質でしかも連 続成形性にも優れた電池ケース及び該電池ケースを作製するために好適に用いる ことができる表面処理鋼板を提供することを技術的課題とする。 The present invention has been made based on such knowledge, and has been made of a battery case having high quality and excellent continuous formability, and a surface-treated steel sheet which can be suitably used for manufacturing the battery case. Making it a technical issue.
10 発明の開示 10 Disclosure of the invention
本発明の電池ケースは、 電池ケース内面には半光沢ニッケルめっき層が形成さ れ、 電池ケース外面は、 下層に半光沢ニッケルめっき層が形成されており、 上層 に光沢ニッケルめっき層が形成されていることを特徴とする。 The battery case of the present invention has a semi-bright nickel plating layer formed on the inner surface of the battery case, a semi-bright nickel plating layer formed on the lower layer, and a bright nickel plating layer formed on the upper layer, on the outer surface of the battery case. It is characterized by being.
本発明の電池ケースは、 電池ケース内外面に半光沢ニッケルめっき層が形成さ l.tr れていることを特徴とする。 The battery case of the present invention is characterized in that a semi-bright nickel plating layer is formed on the inner and outer surfaces of the battery case.
本発明の電池ケースは、 電池ケース内面には無光沢ニッケルめっき層が形成さ れており、 電池ケース外面は、 下層に半光沢ニッケルめっき層が形成されており 、 上層に光沢ニッケルめっき層が形成されていることを特徴とする。 In the battery case of the present invention, a matte nickel plating layer is formed on the inner surface of the battery case, a semi-bright nickel plating layer is formed on the lower layer on the outer surface of the battery case, and a bright nickel plating layer is formed on the upper layer. It is characterized by having been done.
本発明の電池ケースは、 電池ケース内面には無光沢ニッケルめっき層が形成さ ^0 れ、 電池ケース外面には半光沢ニッケルめっき層が形成されていることを特徴と する。 The battery case of the present invention is characterized in that a matte nickel plating layer is formed on the inner surface of the battery case, and a semi-gloss nickel plating layer is formed on the outer surface of the battery case.
本発明の電池ケースは、 鋼板からなるめっき原板の少なくとも一方の面に半光 沢ニッケルめっき層が形成された表面処理鋼板を、 D I成形法又は D T R成形法 によって成形して得られることを特徴とする。 The battery case of the present invention is characterized in that it is obtained by forming a surface-treated steel sheet having a nickel-plated nickel-plated layer formed on at least one surface of an original plate made of a steel sheet by a DI forming method or a DTR forming method. I do.
^ 本発明の電池ケース用表面処理鋼板は、 電池ケース内面になる側には半光沢二 ッケルめっき層が形成されており、 電池ケース外面になる側には、 下層に半光沢
ニッケルめっき層が形成されており、 上層に光沢ニッケルめっき層が形成されて いることを特徴とする。 ^ The surface-treated steel sheet for a battery case of the present invention has a semi-gloss nickel plating layer formed on the inner side of the battery case and a semi-glossy lower layer on the outer side of the battery case. A nickel plating layer is formed, and a bright nickel plating layer is formed on an upper layer.
本発明の電池ケース用表面処理鋼板は、 電池ケース内外面になる側に、 半光沢 ニッケルめっき層が形成されていることを特徴とする。 The surface-treated steel sheet for a battery case according to the present invention is characterized in that a semi-bright nickel plating layer is formed on the side that becomes the inner and outer surfaces of the battery case.
^ 本発明の電池ケース用表面処理鋼板は、 電池ケース内面になる側に、 無光沢二 ッケルめっき層が形成されており、 電池ケース外面になる側には、 下層に半光沢 ニッケルめっき層が形成されており、 上層に光沢ニッケルめっき層が形成されて いることを特徴とする。 ^ The surface-treated steel sheet for a battery case of the present invention has a matte nickel plating layer formed on the inner side of the battery case and a semi-bright nickel plated layer formed on the lower side of the battery case outer side. And a bright nickel plating layer is formed on the upper layer.
本発明の電池ケース用表面処理鋼板は、 電池ケース内面になる側に、 無光沢二 10 ッケルめっき層が形成されており、 電池ケース外面になる側に、 半光沢ニッケル めっき層が形成されていることを特徴とする。 The surface-treated steel sheet for a battery case of the present invention has a matte nickel plating layer formed on the inner surface of the battery case, and a semi-bright nickel plated layer formed on the outer surface of the battery case. It is characterized by the following.
本発明の表面処理鋼板は、 前記半光沢ニッケルめっき層が、 光沢剤として不飽 和カルボン酸ホルムアルデヒド、 ポリオキシーエチレン付加物、 含窒素複素還化 合物あるいは含窒素脂肪族化合物を 1種以上含むめっき浴を用いて形成されたも \5 のであることを特徴とする。 発明を実施するための最良の形態 In the surface-treated steel sheet of the present invention, the semi-bright nickel-plated layer contains one or more of unsaturated carboxylic acid formaldehyde, polyoxy-ethylene adduct, nitrogen-containing complex compound, or nitrogen-containing aliphatic compound as a brightener. It is characterized in that it is formed using a plating bath. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
上記した電池ケース及び表面処理鋼板における半光沢ニッケルめっきの生成に ついて述べると、 ワット浴、 スルファミン酸浴に硫黄含有有機添加剤を含まない 0 半光沢剤を添加した場合、 半光沢剤がニッケルと共折し、 その結果、 共析めっき 層はめつき被膜中の半光沢剤含有量の増加と共に、 めっき被膜層の硬さが高くな る。 具体的には、 硫酸ニッケル浴のめっき表面硬度は、 半光沢剤無添加の場合、 3 4 0〜3 7 0程度 (ピツカ一ス硬度) であるのに対し、 半光沢剤を 2〜3 c c / 1添加した場合、 3 5 0〜4 2 0程度 (ピツカ一ス硬度) に高くなる。 Regarding the generation of semi-bright nickel plating on the above-mentioned battery case and surface-treated steel sheet, if a semi-brightener that does not contain a sulfur-containing organic additive is added to a watt bath or a sulfamic acid bath, the semi-brightener becomes nickel and As a result, the elongation of the eutectoid plating layer and the increase in the content of the semi-brightener in the coating film increase the hardness of the plating film layer. Specifically, the plating surface hardness of the nickel sulfate bath is about 340 to 370 (pickas hardness) when the semi-brightening agent is not added, whereas the semi-brightening agent is 2 to 3 cc. / 1 / When added, it becomes as high as about 350 to 420 (picker hardness).
このように半光沢ニッケルめっき鋼板を作製し、 さらに、 この半光沢ニッケル めっき鋼板を、 D I成形法および D T R成形法によって成形して、 電池ケース (
アルカリマンガン電池 L R 6型) を作製した。 The semi-bright nickel-plated steel sheet is manufactured in this manner, and the semi-bright nickel-plated steel sheet is formed by a DI forming method and a DTR forming method to form a battery case ( Alkaline manganese battery LR6 type) was fabricated.
また、 パウダリング性をみるため、 作製した電池ケースを有機溶剤にてケース 内外面の潤滑剤を除去してセロハンテープにめっき層の脱落したパウダーを付着 させ、 その量の大小を拡大鏡 (倍率 2 5倍) で観察した結果、 パウダリング性が In addition, in order to check the powdering properties, the prepared battery case was removed with an organic solvent to remove the lubricant on the inside and outside surfaces of the case, and the powder with the plated layer was attached to the cellophane tape. 25 times), the powdering properties
^ 著しく低減していることを確認した。 ^ It was confirmed that it was significantly reduced.
さらに、 電池ケースの連続成形性をみるため、 深絞り成形法と D I成形法、 D T R成形法の 3通りの成形法でのパウダリング性を測定した。 その結果、 光沢二 ッケルめっき単層鋼板に比較して、 本発明に係る半光沢ニッケルめっき層を有す る表面処理鋼板はパンチ荷重が低いことを見い出した。 Furthermore, in order to check the continuous formability of the battery case, the powdering properties were measured by three methods, namely, the deep drawing method, the DI method, and the DTR method. As a result, they found that the surface-treated steel sheet having the semi-bright nickel-plated layer according to the present invention had a lower punch load than the bright nickel-plated single-layer steel sheet.
10 このように、 本発明に係る表面処理鋼板を成形した場合のパンチ荷重が、 光沢 ニッケルめっき単層と比べて低いのは、 硫黄含有半光沢剤を含まないため、 カツ ビング工程、 次工程での D I成形のしごき工程、 D T R成形のストレッチ工程に おいて、 摩擦抵抗が下がり、 パンチ荷重が低減することによると考えられる。 そして、 パンチ荷重が下がる結果、 金属接触によるダイおよびパンチの疵の発 10 As described above, the punch load when the surface-treated steel sheet according to the present invention is formed is lower than that of the bright nickel-plated single layer because it does not contain the sulfur-containing semi-brightening agent. It is considered that in the ironing process of DI molding and the stretching process of DTR molding, the frictional resistance is reduced and the punch load is reduced. As a result, the punch load is reduced and the die and punch flaws are generated due to metal contact.
\5 生が抑えられるため、 金型寿命が伸び、 電池ケースの連続生産性が向上すること は大きな利点となる。 次いで摩擦抵抗が低いことは、 D I成形性や D T R成形性 において重要な要素である電池ケースの抜け性 (ストリツビング性) にとつても 好都合となる。 \ 5 It is a great advantage that the mold life is extended and the continuous productivity of the battery case is improved because the production is suppressed. Next, the low frictional resistance is favorable for the battery case removability (stripping property), which is an important factor in DI formability and DTR formability.
なお、 本発明は、 電池ケースのケース壁を薄肉化する手段としての D I成形法 Ud や D T R成形法に限らず、 従来法の多段深絞り成形法においても、 パウダリング 性の改善が得られ、 好適に用いることができる。 The present invention is not limited to the DI molding method Ud or DTR molding method as means for thinning the case wall of the battery case, and the powdering property can be improved by the conventional multi-stage deep drawing method, It can be suitably used.
硫黄を含まない半光沢ニッケルめっき浴への半光沢剤は含窒素複素還化合物と 含窒素脂肪族化合物の混合物、 不飽和アルコールのポリオキシーエチレン付加物 あるいは不飽和カルボン酸ホルムアルデヒドの単独あるいは 2種以上の混合物が ュ? 良い。 半光沢剤の添加量は合計で 0 . 3〜 1 0 c c / 1の範囲が好適である。 半 光沢剤の添加量が 0 . 3 c c / l未満では、 半光沢剤のめっき層へ耐パウダリン
グ性に効果がなく、 一方、 半光沢剤の添加量が 10 c c/1を超えると、 表面処 理鋼板の光沢度の一つの尺度である平滑性の効果が飽和に達しかつ半光沢剤が高 価であることから不経済である。 The semi-brightening agent for the sulfur-free semi-bright nickel plating bath is a mixture of a nitrogen-containing heterocyclic compound and a nitrogen-containing aliphatic compound, polyoxy-ethylene adduct of unsaturated alcohol or unsaturated carboxylic acid formaldehyde alone or two or more Is the mixture of good. The total amount of the semi-brightening agent is preferably in the range of 0.3 to 10 cc / 1. If the amount of semi-brightener added is less than 0.3 cc / l, the powdered anti-powder When the amount of semi-brightening agent exceeds 10 cc / 1, on the other hand, the smoothness effect, which is a measure of the glossiness of the surface-treated steel sheet, reaches saturation and the semi-brightening agent is not used. It is expensive because it is expensive.
本発明の表面処理鋼板のめっき厚みは、 ケース内面相当側の半光沢ニッケルめ ^ つきでは 0. 5〜3. の範囲が、 そして、 ケース外面相当側のニッケルめ つき厚みの合計では 1. 0〜4. 0 mの範囲が望ましい。 ケース内面側のめつ き厚が 0. 5 zm未満では、 アルカリマンガン電池などの電池において、 鋼素地 の鉄露出が多く、 腐食性が劣り電解液中への鉄イオン溶出による電池性能の劣化 を起こすからである。 一方、 ケース外面のめっき厚が 1. O ^m未満では、 耐食 10 性が十分ではなく、 電池ケースのプレス工程、 電池作製工程ならびに長期保存中 での鲭び発生により、 1. 0 im以上が必要だからである。 The plating thickness of the surface-treated steel sheet of the present invention ranges from 0.5 to 3. for the semi-bright nickel plating on the inner surface side of the case, and 1.0 for the total nickel plating thickness on the outer surface side of the case. A range of ~ 4.0 m is desirable. When the thickness of the inner surface of the case is less than 0.5 zm, in the case of batteries such as alkaline manganese batteries, the iron exposure of the steel base is large, the corrosion is poor, and the deterioration of the battery performance due to the elution of iron ions into the electrolytic solution may occur. Because it wakes up. On the other hand, if the plating thickness on the outer surface of the case is less than 1.0 O ^ m, the corrosion resistance 10 is not sufficient, and due to the occurrence of cracking during the battery case pressing process, battery manufacturing process and long-term storage, 1.0 im or more is obtained. Because it is necessary.
ケース内外面のめっき厚の上限 (3. 0 m, 4. 0 xm) は、 それぞれ、 め つき厚がこれらの値より大きい場合は、 効果が飽和に達しており、 それ以上厚く することは不経済であるからである。 The upper limit (3.0 m, 4.0 xm) of the plating thickness on the inner and outer surfaces of the case is, respectively, when the plating thickness is larger than these values, the effect has reached saturation and it is not possible to increase the thickness further. Because it is an economy.
15" 表面処理鋼板の母材となる鋼板、 即ち、 めっき原板としては、 通常、 低炭素ァ ルミキルド鋼が好適に用いられる。 さらに、 ニオブ、 チタンを添加し、 非時効性 極低炭素鋼 (炭素 0 1 %未満) から製造された冷延鋼帯も用いられる。 そして、 通常法により、 冷延後、 電解清浄、 焼鈍、 調質圧延した鋼帯をめつき 原板とする。 その後、 このめつき原板を用い、 半光沢ニッケルめっきを行い、 表 ^0 面処理鋼板を作製する。 めっき後、 調質圧延を行っても良い。 Normally, low carbon Almikild steel is suitably used as the base steel of the 15 "surface treated steel sheet, that is, the plating base sheet. In addition, niobium and titanium are added, and the non-aging ultra-low carbon steel (carbon Cold rolled steel strip manufactured from less than 0 1%) is also used.The steel strip that has been cold rolled, electrolytically cleaned, annealed, and temper rolled is used as the original plate after cold rolling. Semi-bright nickel plating is performed on the original plate to produce a surface treated steel sheet.After plating, temper rolling may be performed.
めっき浴は公知の硫酸浴、 スルファミン酸浴のいずれでもかまわないが、 浴管 理が比較的容易な硫酸浴が好適である。 The plating bath may be any of a known sulfuric acid bath and a sulfamic acid bath, but a sulfuric acid bath, which is relatively easy to manage, is suitable.
実施例 Example
本発明について、 さらに、 以下の実施例を参照して具体的に説明する。 The present invention will be further specifically described with reference to the following examples.
^ 板厚 0. 25mmならびに 0. 4 mmの冷延、 焼鈍、 調質圧延済の低炭素アル ミキルド鋼板を、 それぞれ、 めっき原板とした。 両めっき原板の鋼化学組成は、
共に、 下記の通りである。 ^ Cold-rolled, annealed, and temper-rolled low-carbon aluminum-killed steel sheets with a thickness of 0.25 mm and 0.4 mm were used as the base plates for plating, respectively. The chemical composition of the steel of both plating base sheets is Both are as follows.
C: 0. 04% (%は重量%、 以下同じ) C: 0.04% (% is weight%, the same applies hereinafter)
Mn : 0. 2 2 % Mn: 0.22%
S i : 0. 0 1 % S i: 0.0 1%
5" P : 0. 0 1 2 % 5 "P: 0.012%
S : 0. 0 0 6 % S: 0.06%
A 1 : 0. 048 % A1: 0.048%
N: 0. 0 0 2 5 % N: 0.0 0 25%
上記めつき原板を、 常法により、 アルカリ電解脱脂、 水洗、 硫酸浸漬、 水洗後 (D の前処理を行った後、 下記の条件で半光沢ニッケルめっきを行ない、 表面処理鋼 板を作製した。 The plated original plate was subjected to alkaline electrolytic degreasing, water washing, sulfuric acid immersion, and water washing by a conventional method (after pretreatment of D, and then semi-bright nickel plating under the following conditions to produce a surface-treated steel plate.
1) 半光沢ニッケルめっき 1) Semi-bright nickel plating
下記の硫酸ニッケル浴に半光沢剤を添加して作製した。 It was prepared by adding a semi-brightener to the following nickel sulfate bath.
浴組成 Bath composition
1^ 硫酸ニッケル NiSCV6H20 320 g/ 1 1 ^ Nickel sulfate NiSCV6H 20 320 g / 1
塩化ニッケル NiCl2'6H20 10 g/ 1 Nickel chloride NiCl 2 '6H 2 0 10 g / 1
硼酸 H3B03 40 gl 1 Boric acid H 3 B0 3 40 gl 1
浴 pH: 4 (硫酸で調整) Bath pH: 4 (adjusted with sulfuric acid)
撹拌:空気撹拌 Stirring: Air stirring
ュ0 浴温度: 60 0 Bath temperature: 60
陰極電流密度: 10 A/dm2 Cathode current density: 10 A / dm 2
アノード: Sペレット ( I NCO社製商品名、 球状) をチタンバスケットに装填 してポリプロレン製バッグで覆つたものを使用。 Anode: S pellets (product name, spherical, manufactured by INCO) are loaded into a titanium basket and covered with a polypropylene bag.
半光沢剤として、 不飽和カルボン酸ホルムアルデヒドあるいはポリォキシ一ェチ ξ レン付加物を用いた。 上記の条件で、 半光沢剤の添加量および電解時間を変えて 、 光沢度、 めっき厚を変化させた。
2) 光沢ニッケルめっき As the semi-brightening agent, an unsaturated carboxylic acid formaldehyde or a polyoxyethylene adduct was used. Under the above conditions, the glossiness and the plating thickness were changed by changing the addition amount of the semi-brightener and the electrolysis time. 2) Bright nickel plating
硫酸二ッゲル浴に光沢剤を添加して光沢二ッゲルめつきを行った。 硫黄を含む 光沢剤としてベンゼンスルフォン酸誘導体を用い、 硫黄を含まない光沢剤として 含窒素複素還化合物と含窒素脂肪族化合物の混合物を使った。 A brightening agent was added to the sulfuric acid Nigel bath to perform a glossy Nigel plating. A benzenesulfonic acid derivative was used as a sulfur-containing brightener, and a mixture of a nitrogen-containing complex compound and a nitrogen-containing aliphatic compound was used as a sulfur-free brightener.
^ 浴組成 ^ Bath composition
硫酸ニッケル NiS04'6H20 300 gl 1 Nickel sulfate NiS0 4 '6H 2 0 300 gl 1
硼酸 H3B03 45 gl 1 Boric acid H 3 B0 3 45 gl 1
浴温度: 50 X: Bath temperature: 50 X:
陰極電流密度: 10 A/dm2 Cathode current density: 10 A / dm 2
ID アノード: Sペレット ( I NCO社製商品名、 球状) をチタンバスケットに装填 してポリプロレン製バッグで覆ったものを使用。 ID Anode: S pellets (product name, spherical, manufactured by INCO) are loaded in a titanium basket and covered with a polypropylene bag.
上記の条件で、 光沢剤の添加量および電解時間を変えて、 めっき厚を変化させた 。 上記の半光沢ニッケルめっきおよび光沢ニッケルめっきを行った後、 めっき厚 とめつき被膜合金組成はめつき層を 3 %硝酸に溶解し、 I C P (誘導結合プラズ \ζ マ発光分光分析) 法によって分析した。 めっき厚は溶解した各元素の量をめつき 面積で除して各元素の比重を勘案してめっき厚 (/ m)とした。 それらの結果を表 1に示す。 なお、 表 1において、 光沢剤または半光沢剤として不飽和カルボン酸 ホルムアルデヒドは Aで、 ポリオキシ一エチレン付加物は Bで、 含窒素複素還化 合物と含窒素脂肪族化合物の混合物は Cで、 ベンゼンスルフォン酸誘導体は Dで 0 それぞれ示した。 また、 実施例 8と実施例 1 1についてはめつき後、 圧延率 0. Under the above conditions, the plating thickness was changed by changing the amount of brightener and the electrolysis time. After performing the above semi-bright nickel plating and bright nickel plating, the plating thickness and the plating film alloy composition and the plating layer were dissolved in 3% nitric acid and analyzed by ICP (inductively coupled plasma emission spectroscopy). The plating thickness was determined by dividing the amount of each dissolved element by the plating area and taking the specific gravity of each element into account. Table 1 shows the results. In Table 1, the unsaturated carboxylic acid formaldehyde as brightener or semi-brightener is A, the polyoxymonoethylene adduct is B, the mixture of the nitrogen-containing heterocyclic compound and the nitrogen-containing aliphatic compound is C, Benzenesulfonic acid derivatives are indicated by a D in each case. In addition, the rolling ratio of Example 8 and Example 11 was reduced to 0.
5 %の調質圧延を行った。 A temper rolling of 5% was performed.
(電池ケース作製) (Battery case fabrication)
D I成形法による電池ケースの成形は、 板厚 0. 4mmの上記めつき鋼板を用 い直径 4 1 mmのブランク径から直径 2 0. 5 mmのカツビングの後、 D I成形£Γ 機でリドロ—および 2段階のしごき成形を行って外径 1 3. 8mm、 ケース壁 0 . 2 0 mm, 高さ 5 6 mmに成形した。 最終的に上部をトリミングして、 高さ 4
9. 3 mmの LR 6型電池ケースを作製した。 The battery case is formed by the DI molding method using the above-mentioned plated steel sheet having a thickness of 0.4 mm, cutting from a blank diameter of 41 mm to a diameter of 20.5 mm, and then redrawing with a DI molding machine. And two-stage ironing was performed to form an outer diameter of 13.8 mm, a case wall of 0.20 mm, and a height of 56 mm. Finally trim the upper part, height 4 A 9.3 mm LR 6 type battery case was fabricated.
一方: DTR成形法の電池ケースの作製は、 板厚 0. 2 5 mmのめつき鋼板を 用い、 ブランク径 5 8mmに打ち抜き、 数回の絞り、 再絞り成形によって外径 1 3. 8mm、 ケース壁 0. 2 0mm、 高さ 4 9. 3 mmの L R 6型電池ケ一スを ^ 作製した。 On the other hand: For the production of the battery case by the DTR molding method, using a plated steel plate with a thickness of 0.25 mm, punching into a blank diameter of 58 mm, several times drawing and redrawing, the outer diameter is 13.8 mm, and the case An LR6 type battery case with a wall thickness of 0.20 mm and a height of 49.3 mm was fabricated.
(パゥダリング性評価) (Padding performance evaluation)
パウダリング性の評価は、 上記電池ケースの作製過程における、 成形前後、 す なわち、 ブランク打ち抜き→カツピング→脱脂—重量測定 (1) —成形—脱脂— 重量測定 (2) の重量減によりパウダリング性を評価した。 なお、 脱脂は、 アル ίθ カリ浸漬脱脂に引き続き、 アセトンによる超音波洗浄を行った。 この重量減は 1 ケースずつの測定では誤差が大きいため、 3 0ケースを 1測定単位として 3回繰 り返し、 測定を行った。 その結果を表 1に示す。 The evaluation of the powdering property is based on the powdering before and after the molding in the process of manufacturing the battery case, that is, blanking → cutting → degreasing-weight measurement (1)-molding-degreasing-weight measurement (2). The sex was evaluated. The degreasing was carried out by ultrasonic cleaning with acetone following degreasing with dipping in Alθθ. Since the weight loss has a large error in the measurement of each case, the measurement was repeated three times using 30 cases as a unit of measurement. The results are shown in Table 1.
表 1から明らかなように、 比較例は、 脱落したパウダー量が 1 7 0〜 1 8 0m g/3 0ケースと大きな値をとつているのに対し、 本発明の実施例 1〜1 2は、 |5- いずれも、 脱落したパウダー量が 2 0〜3 lmg/3 0ケースと小さな値となつ ている。 このことは、 本発明に係る電池ケースがパウダリング性に優れているこ とを示している。
As is clear from Table 1, in the comparative example, the amount of the dropped powder was as large as 170 to 180 mg / 30 cases, whereas Examples 1 to 12 of the present invention were not. , | 5- In all cases, the amount of powder shed is as small as 20 to 3 lmg / 30 cases. This indicates that the battery case according to the present invention has excellent powdering properties.
板厚 ニッケルめっきの種類 パウダ 実施例 リング または 缶内面 ¾ cr i ? ^1Plate thickness Nickel plating type Powder Example Ring or can inner surface ¾ cr i? ^ 1
δ^^δ つ e δ ^^ δ e
比較例 または 'の 種 類' 沢剤の濃 Comparative Example or 'Type of'
(DO) te外面 (cc/L) ¾ 30缶) 内 面 半光沢めつき A 0- 5ceAと B 0.5 0.5 (DO) te Outer surface (cc / L) ¾ 30 cans) Inner surface Semi-gloss A 0-5ceA and B 0.5 0.5
cc/Lの浪合 cc / L
0.40 DI成形 30 0.40 DI molding 30
上層 光沢めつき C 0.5 0.5 外 面 Upper layer Glossy C 0.5 0.5 Outer surface
下層 半光沢めつき A 0.5cc/Li:B 0. 5 0.5 Lower layer with semi-gloss A 0.5cc / Li: B 0.5 0.5
cc /しの港合 cc / Shinominato
実施^) 內 面 半光沢めつき A 0.6 1.0 Perform ^) 面 side Semi-gloss A 0.6 1.0
2 Two
0.25 上層:光沢めつき A と C 3cc/L 0. 6 DTO 25 外 面 成形 下層:半光沢めつき A 0.6 1.0 m m 内 面 半光沢めつき B 0. 3 2.0 0.25 Upper layer: glossy A and C 3cc / L 0.6 DTO 25 outer molding Lower layer: semi-gloss A 0.6 1.0 mm m inner semi-gloss B 0.3 2.0
3 Three
0.40 上層 光沢めつき B ^と C 2cc/L 1 5 W成形 22 外 面 0.40 Upper layer Glossy B ^ and C 2cc / L 15W molding 22 Outer surface
o o
下層 半光沢めつき B 0.3 1.5 実: S 例 内 面 半光沢めつき B 0.6 2.5 Lower layer Semi-gloss B 0.3 1.5 Actual: S Example Inner surface Semi-gloss B 0.6 2.5
4 Four
0.25 ±«:光沢めつき A lcc/L, B J c/L 2. 0 28 外 面 と。 Lの翁 4 0.25 ± «: Glossy A lcc / L, B J c / L 2.028 With outer surface. L's elder 4
下層 半光沢めつさ B 0.6 2.0 実細 内 半 沢めつ A 5 3.0 Lower layer semi-gloss mets B 0.6 2.0 real fine inner semi-sawa mets A 5 3.0
5 Five
0.40 MB:光沢、め 'つ一き 0. 5 W成形 30 外 面 0.40 MB: Gloss, Mitsutsuki 0.5 W molding 30 outer surface
下雇:半光沢めつき A 5 3.0 内 面 半光沢めつき A 2 0.5 Employee: Semi-gloss finish A 5 3.0 Inside Semi-gloss finish A 2 0.5
D 0.40 DI成形 24 外 面 半光沢めつき A 2 1.0 D 0.40 DI molding 24 Outer surface Semi-gloss A 2 1.0
内 面 半光沢めつき B 0.3 1.0 Inner surface Semi-gloss B 0.3 1.0
7 0.25 T 21 外 面 半光沢めつき B 0.3 2.0 7 0.25 T 21 Outer surface Semi-gloss B 0.3 2.0
実施例 内 ia 半光沢めつき A 。ノしと B 5cc/L 2.0 Examples In ia Semi-gloss A Noshito B 5cc / L 2.0
8 0.40 の翁 4 r ii 外 面 半光沢めつき 3.0 8 0.40 no Okina 4 r ii External half-gloss with 3.0
実施例 内 面 半光沢めつき 2.5 Example Inner surface Semi-gloss 2.5
9 0.25 Λ 1.5 . n 外 面 半光沢めつき 3.5 9 0.25 Λ 1.5 .n Semi-gloss outer surface 3.5
内 面 半光沢めつき 3.0 Internal semi-gloss 3.0
実 ½ 0. 0 B 5 DI成形 31 Real ½ 0. 0 B 5 DI molding 31
外 面 半光沢めつき 4.0 Outer surface Semi-gloss 4.0
実旌倂 内. 面 無光沢めつき 3.0 Actual Jeong 倂 inside. Surface matte plating 3.0
0.40 W成形 25 外 面 半光沢めつき B 5 4.0 0.40 W molding 25 Outer surface Semi-gloss B 5 4.0
実施 内 面 無光沢めつき 2.0 Implementation Inside matte finish 2.0
0. 0 0.0
±β:光沢めつき 4.0 DI成形 28 外 面 ± β: glossy 4.0 DI molding 28 outer surface
下層:举光沢めつき Β 5 3.0 比較例 内 面 光沢めつき D 5 1.8 Lower layer: glossy Β 5 3.0 Comparative Example Inside Glossy D 5 1.8
0.40 DI成形 170 外 面 光沢めつき D 5 1.9 0.40 DI molding 170 External glossy D 5 1.9
比較 ¾1 内 面 無光沢めつき 2.0 Comparison ¾1 Inner surface Matte 2.0
2 0. 0 2 0.0
上層:光沢めつき D 5 4.0 DI成形 180 外 面 Upper layer: glossy D 5 4.0 DI molding 180 outer surface
下層:無光沢めつき 1.0
産業上の利用可能性 Lower layer: matte finish 1.0 Industrial applicability
本発明の電池ケースは、 前記半光沢ニッケルめっき層が硫黄含有半光沢剤を含 まないことを特徴とする。 ここに、 半光沢ニッケルめっきはパウダリング性が著 しく低減できるので、 カツビング工程でパンチ荷重を低くすることができ、 金属 接触によるダイおよびパンチの疵の発生が抑えられるため、 金型寿命が伸び、 電 池ケースの連続生産性を向上することができる。
The battery case of the present invention is characterized in that the semi-bright nickel plating layer does not contain a sulfur-containing semi-bright agent. Here, semi-bright nickel plating can significantly reduce the powdering property, lower the punch load in the cutting process, suppress die and punch flaws due to metal contact, and extend die life. Therefore, the continuous productivity of the battery case can be improved.