JPH01258355A - 乾電池用外装缶の製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、レーザー溶接缶に関するもので、より詳細に
は、レーザー溶接時における煤の発生が防止され、煤の
発生に起因した悪影響が排除されるとともに溶接部に施
した補正塗料が完全且つ密着性に優れた乾電池用外装缶
に関する。

（従来の技術及びその問題点） 従来乾電池用外装缶は、ブリキ、ティンフリースチール
（ＴＦＳ）等の表面処理鋼板を円筒状に成形し、その両
端縁部をハンダ、接着剤等を介して接合するか、或は溶
接により接合されている、前者のハンダ、接着剤を用い
た外装缶では、継目の形成にかなりの面積を必要とし、
資源節約の点で問題があると共に、側面継目にかなりの
段差があるため両端部の巻締めに際して段差部での漏洩
を屡々生じるという問題がある。

後者の溶接による外装缶としては、抵抗溶接法によるも
のが広く使用されており、この場合、ラップシーム缶で
あっても前者と比較すればシーム部の面積は小さいが、
乾電池用外装缶のように一缶が小さいものには満足する
結果が得られていなし）。

これを解消するものとしてレーザー溶接が知られている
が、乾電池用外装缶の形成にレーザー溶接を採用する場
合、金属板の溶接位置にレーザー光を照射すると、金属
板に施しである高分子化合物である塗料等が焼けてしま
い煤が発生するという問題点がある。この発生した煤は
溶接位置近傍に付着してしまい缶の美観を損なうと共に
レーザー照射装置の光学レンズに付着してしまう、更に
発生した煤の一部は溶融された金属板内に溶は込んでし
まい、これに起因した溶接強度が低下するという問題点
があり、溶接予定部には塗料等を施さないでおく必要が
ある。

このため従来は金属の大板に図柄等を印刷する際、数墓
閣の間隔をあけて印刷し、溶接予定部に塗料等を施さな
いようにしていたが、乾電池用外装缶は一部が小さく、
金属の大板から百数士缶分取るので、切断時に誤差が生
じるという問題点を有している。

更に、このような塗料等が施されていない金属の地金が
露出した継目では、錆の発生や腐食を防止するためにこ
の継目の部分を有機樹脂で被覆する必要も生じる。

従って本発明の目的は、レーザー溶接時における煤の発
生が防止され、これに起因した悪影響が排除されると共
に、錆の発生や腐食も防止された乾電池用外装缶を提供
するにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明によれば、少なくとも表面或は内面の一方に塗料
等が施されている金属板の両側端縁部を突き合わせ、該
突き合わせ位置をレーザー溶接して成る乾電池用外装缶
において、該突き合わせ位置において両側端縁部に施さ
れている塗料等が端縁部からそれぞれ０．５乃至３ｍｍ
の幅で溶接前に除去されており、該溶接部外面には、継
目の幅よりも１乃至８ｍｒｒｒ大きな幅にわたり、補正
塗料が５乃至３０μｍの膜厚となるように塗布されてい
ることを特徴とする乾電池用外装缶が提供される。

（作　用） 本発明の乾電池用外装缶の全体を表わす第１図において
、乾電池用外装缶ｌは、金属板を溶接継目２によりつな
ぎあわせた円筒形状を有している。

本発明の乾電池用外装缶の溶接部２の拡大断面図である
第２図において、金属板３の外表面側には印刷等により
インクや塗料４が施されているが、金属板３の両端部３
ａ、３ｂにおいては、その端部か６０．５乃至３ｍｔ特
にｌ乃至２ｍｍ（第２図においてＷｌと示す）にわたっ
て、このインクや塗料が除去されている。

このインクや塗料が除去された溶接予定部の幅は、レー
ザー溶接工程において、レーザービームのスポット径よ
り大きな寸法となっており、これにより両端部を突き合
わせ溶接する際にもインク等が施された部分にはレーザ
ービームが照射されないのでインク等による煤の発生が
防止されるのである。

溶接予定部である金属の端部のインク等の除去は、印刷
時端部な約１ｍ＋ｗ程度除外して印刷にスよけを取る）
か硬質部材で削り取ることにより容易に除去することが
可能であるが、この方法に限定されるものではな（、他
の種々の方法を採用することができる。

レーザー溶接は、レーザービームがコヒーレントな光の
ため、微小スポットに集中でき、局部的に非常に高いエ
ネルギー密度を得ることができるという゛性質を利用し
、溶接部の面積を少なくすることを可能にしたものであ
る。即ち、金属板の両端部の突き合わせ位置にレーザー
ビームを照射すると金属板の端部の微小部分が溶融し、
互いに接着されるのである。

このレーザー溶接での継目形成は、従来の溶接法に比し
て、溶接部が、缶内側及び缶外側への張り出しが少ない
ため、この厚みの差だけ大きな亜鉛缶を用いた素電池が
使用でき、電池の容量を増大させることが可能となる。

レーザー溶接法としては、従来公知の種々の方法を用い
ることができるが、例えば、米国特許第４１５２５７３
号明細書に記載された装置のように、金属板のその両端
部を突き合わせ、固定されたレーザー照射装置と溶接予
定部とが対面する位置関係で、缶を継目方向に沿って移
動させながらレーザーを照射する方法が挙げられる。こ
の場合、この装置に金属板を設置する前に金属板の両端
に塗料等を除去しておく必要があるが、同一装置内で塗
料等の除去及び継目の溶接を行ってもよいことは言うま
でもない。

本発明において、溶接直後の缶の継目５は金属の地金が
露出しており、このままでは錆の発生や腐食が生ずるの
で、継目外面に補正塗料６を施すことが必要である。こ
の補正塗料の厚み（第２図においてｈで示す）は、５乃
至３０μｍ、特に７乃至２０μｍの範囲内にあることも
重要であり、この厚みが上記範囲よりも小さいと金属腐
食防止、錆発生防止等の点で不満足なものとなり、また
上記範囲よりも大きいと、経済的に不利であると共に、
重合性塗料を用いた場合には重合率が低下し、その結果
として被覆の物性や腐食成分のバリヤー性が低下するよ
うになる。

またこの補正塗料は、金属板に施された印刷のインクや
塗料等の上に０．５乃至２ｍｍ、特にｌ乃至１．５　ｍ
ｍ　（第２図においてＷ２と示す）はど重ねて塗布する
ことも重要である。上記範囲よりも重なる部分が少ない
と、金属が露出しやすくなり、錆発生防止や腐食防止の
点から好ましくなく、上記範囲よりも多いと経済的に不
利なだけである。

本発明の乾電池用外装缶においては、第１図に７で示す
ように切り欠きを設けることが好ましい、レーザー溶接
缶は径方向の引張り強度が極端に強いため、この外装缶
を使用した電池を充電等誤使用したり、８５℃以上の高
温雰囲気中に放置したりすると、高さ方向に膨張し上部
陽極キャップ一体封口板が外れたりする可能性がある。

この切り欠き７はこのような場合に生じる高さ方向の圧
力をリリースするために設けることが望ましい。

（発明の好適態様） 倉匡蔦 溶接缶を構成する金属板としては、それ自体公知の缶用
金属板、特に表面処理鋼板が使用され、例えば、錫メツ
キ鋼板（ブリキ）、ニッケルメッキ鋼板、錫−ニッケル
メッキ鋼板、ティンフリースチール（電解クロム酸処理
鋼板）等が挙げられる。これらの内でも、溶接作業性に
優れた表面処理鋼板はブリキであり、錫メツキ量が一般
に１乃至１２ｇ／ｍ”、特に２．８乃至５．６ｇ／ｍ”
の範囲内にあるものが有利に使用される。金属板の厚み
は、缶の用途によっても相違するが、乾電池用外装缶に
使用される場合は、一般に０．１乃至０．２５ｍｍの範
囲内あるものが使用される。

金属板の缶内面或は缶外面となる面には、それ自体公知
の保護塗膜を設けておくことができ、この保護塗膜とし
ては、熱可塑性及び熱硬化性樹脂から成る任意の塗料：
例えばフェノール・エポキシ塗料、アミノ−エポキシ塗
料等の変性エポキシ塗料：例えば塩化ビニル−酢酸ビニ
ル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体部分ケン
化物、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合
体、エポキシ変性−、エポキシアミノ変性−或はエポキ
シフェノール変性−ビニル樹脂塗料等のビニルまたは変
性ビニル塗料ニアクリル樹脂系塗料：スチレン−ブタジ
ェン系共重合体等の合成ゴム系塗料等が使用される。

塗膜の厚みは一般に、２乃至２０μｍ、特に３乃至１５
μｍの範囲にあることが好ましい。

凰正ユ五 本発明に用いる補正塗料としては、前述した保護塗料を
補正塗料として用いることも可能であるが、塗膜の密着
性等の点から、特に光開始剤を含有する液状重合性組成
物を補正塗料として用いることが好ましい。

この光開始剤を含有する液状重合性組成物は、液体であ
ることから、微小凹凸部やスプラッシュ部を含めて溶接
部全面を一様に湿潤させ、溶接表面を一様に被覆させ得
るという特徴を有する。

また、この液状組成物は、液状の被覆された状態そのま
まで紫外線照射により硬化するという特徴を有するので
、加熱が不要で最初の塗布時における粘度を維持したま
ま重合硬化が進行するのである。このため、樹脂成分の
角部からの流出による地金の露出や、溶剤蒸発等による
気泡発生の問題も解消されるのである。

光開始剤及び液状重合性組成物は、光で重合が開始され
、その硬化が行われるものであれば、それ自体公知の任
意のものが使用されるが、液状重合性組成物はビスエポ
キシ単量体乃至はビスエポキシプレポリマーまたはこれ
らとモノエポキシ化合物との組合せであり、光開始剤が
感光性ジアゾニウム複塩、或は感光性芳香族オニウム塩
である組合せが特に満足すべき結果を与える。

ビスエポキシ単量体乃至はビスエポキシプレポリマーと
しては、分子末端に実質上２個のエポキシ基（オキシラ
ン環）を有する任意の化合物が使用される。ここで実質
上２個とは、用いる化合物の主体をなすものがビスエポ
キシ化合物であるという意味であり、若干のモノエポキ
シ化合物やトリスエポキシ化合物が含有されるのは許容
されるという意味である０本発明に用いる単量体乃至は
プレポリマーは１００乃至４０００、特に１３０乃至２
０００のエポキシ当量を有する。

ビスエポキシ単量体の適当な例は、次のとおりである。

ｆｉ）一般式 式中、Ｙはエーテル（−０−）基またはオキシカルボニ
ル（−０−Ｃ−）基を表わし、２は２価炭化水素基を表
わす、 で表わされるビスエポキシ化合物：例えば、１．４−ブ
タンジオールグリシジルエーテル、ビスフェノールＡの
グリシジルエーテル、ビスフェノールＦのグリシジルエ
ーテル、フタル酸グリシジルエステル、アジピン酸グリ
シジルエステル。

ｆｉｉｌ一般式 式中、Ｒは水素原子またはメチル基であり、Ｙ及び２は
前述した意味を有し、ｐはゼロまたは１であり、ｐがゼ
ロであるときには２つのＹはオキシカルボニル基を表わ
すのものとする で表わされるビスエポキシ化合物：例えば、アジピン酸
３，４−エポキシ−６−メチルシクロヘキシルメチルエ
ステル、３．４−エポキシ−６−メチルシクロヘキサン
カルボキシレート。

（ｉｉｉ）その他の化合物 ビニルシクロヘキセンオキシド、 ｌ−メチル−４−イソプロペニルシクロヘキセンオキシ
ド。

ビスエポキシプレポリマーとしては、ポリエステルグリ
コール或はポリエーテルグリコールとエビへロヒドリン
と誘導されたビスエポキシプレポリマー、式 のエポキシ樹脂等を挙げることができる。

これらのビスエポキシドは、単独でも２種以上の組合せ
でも使用できる。この際注意すべきことは、全体として
塗装に適した液体とすればよいということであり、例え
ば極めて粘稠な或は固体状のものでも、このものを低粘
度の液体ビスエポキシドに溶解させて、本発明の目的に
用いることができる。

本発明においては、上記ビスエポキシ単量体乃至はビス
エポキシプレポリマーを、従来エポキシ樹脂の希釈剤と
して使用されているモノエポキシ化合物と組合せて用い
ることもできる。このモノエポキシ化合物の併用により
、被覆に用いるエポキシ組成物の粘度を塗布に適したレ
ベルに低減させると共に、硬化被覆中に残留する応力を
有効に緩和することができる。勿論、用いるモノエポキ
シ化合物も開環して重合反応に関与し、重合体鎖中に有
効に組込まれることになる。

モノエポキシ化合物としては、例えば、ブチルグリシジ
ルエーテル、アルリルグリシジルエーテル、スチレンオ
キシドやシクロペンテンオキシド、シクロヘキセンオキ
シド、ビシクロ（３゜４）ノネン−１，２，オキシド等
の脂環族エポキシ化合物を用いることができる。

好適なビスエポキシド被覆材は、一般に２５°ＣでＢ型
粘度計で測定して６００　ｃｐｓ乃至８０ｃｐｓ、特に
１６０ｃｐｓ乃至４００　ｃｐｓの粘度を有する。

光開始剤としては、好適には、紫外線の照射下で前述し
たビスエポキシドのカチオン開環重合を開始する物質が
使用される。かかる光開始剤はそれ自体既知のものであ
り、例えばルイス酸と感光性ジアゾニウムとの複塩（特
公昭４９−１７０４０号公報）が使用される。このよう
な複塩は、ジアゾニウム塩の光分解によってルイス酸触
媒を遊離し、ビスエポキシドの開環重合を開始する。光
開始剤の他の例は感光性芳香族オニウム塩（例えば特開
昭５０−１５１９９６号、特開昭５０−１５１９９７号
、特開昭５０−１５８６９８号、特開昭５１−５６８８
５号、特開昭５３−１２４５９０号公報参照）である。

これらの光開始剤は、一般に触媒量、特にビスエポキシ
ド当り０．１乃至１０重量％、特に０．３乃至３重量％
の量で、ビスエポキシドに配合される。光開始剤をビス
エポキシドに配合するには、光開始剤をそのまま配合し
てもよいが、溶媒に溶解して配合してもよい。

この被覆組成物には、もちろん、染料、顔料、体質顔料
、レベルリング剤、潤滑剤、粘度調整剤、防錆顔料、防
錆剤の１種または２種以上を配合することができる。

この被覆樹脂組成物が実質上希釈剤を含有しないとは、
溶媒等の希釈剤のビスエポキシド当りの含有量が１０重
量％を超えないという意味であり、前述した光開始剤添
加の目的で配合される微小量の溶媒の添加は許容される
。

塗装は、浸漬塗布、ロ８−ラ塗布、スプレー塗布、ブラ
シ塗布等の任意の手段で行うことができるが、前述した
厚みに薄く塗る目的からローラ塗布が好ましい。

（発明の効果） 本発明によれば、金属板の端縁部の塗料等を予め除去し
ておくことにより、レーザー溶接時における煤の発生が
防止され、煤の発生に起因した悪影響が排除されるとと
もに、補正塗料を溶接部に施すことにより、錆の発生や
腐食が防止され、特に光開始剤含有液状重合性組成物を
補正塗料として用いた場合には、継目の被覆が完全且つ
密着性に優れ、且つ比較的短いラインで製造することも
可能となるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の乾電池用外装缶の全体を示す図であ
り、 第２図は、本発明の乾電池用外装缶の溶接部の拡大断面
図である。 ３・・・金属板、４・・−インク等、５・−・継目、６
・・・補正塗料。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも表面或は内面の一方に塗料等が施され
   ている金属板の両側端縁部を突き合わせ、該突き合わせ
   位置をレーザー溶接して成る乾電池用外装缶において、 該突き合わせ位置において両側端縁部に施されている塗
   料等が端縁部からそれぞれ０．５乃至３ｍｍの幅で溶接
   前に除去されており、該溶接部外面には、継目の幅より
   も１．０乃至８ｍｍ大きな幅にわたり、補正塗料が５乃
   至３０μｍの膜厚となるように塗布されていることを特
   徴とする乾電池用外装缶。