JPH04198441A - マンガン乾電池用亜鉛合金 - 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］ 本発明はマンガン乾電池用の亜鉛合金に関し、さらに詳
しくは、マンガン乾電池の缶に適する機械的強度と耐腐
蝕性を有するマンガン乾電池用の亜鉛合金に関する。

［従来の技術］ マンガン乾電池の負極を兼ねる金属容器（以下、負極缶
という）として、亜鉛合金は古くから用いられてきた。

その製缶加工の際に必要な延伸性や機械的強度を付巧し
、また内容物である電解液に対する耐食性を保持するた
めに、マンガン乾電池の負極缶として用いる従来の亜鉛
合金には、０．１〜０，８重量％の鉛と０．０２〜００
６重量％のカドミウムを含んでいる。

この亜鉛合金に含まれるカドミウムは微量ではあるが、
人体に有害であり、その流通・消費量が多くなるにつれ
て、産業廃棄物や家庭廃棄物に混入して廃棄されるカド
ミウムによる環境汚染を防止することが急務になってき
た。その対策として、マンガン乾電池の負極缶にも、カ
ドミウムを含有しない亜鉛合金の使用が強く望まれてい
る。

しかし、マンガン乾電池の負極缶材料として評価した場
合、従来から用いられている亜鉛合金から単にカドミウ
ムを除いて調整された合金は、カドミウム含有亜鉛合金
と比較して機械的強度がかなり低く、乾電池製造工程で
傷や変形（曲がり、へこみなど）を生して、内部短絡な
どの原因となっている。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、このような従来の無カドミウム合金がかかえ
る機械的強度の欠陥を解決し、カドミウムを含有せず、
しかもカドミウム含有合金以上の高い機械的強度及び良
好な耐腐蝕性を有するマンガン乾電池用の亜鉛合金を提
供しようとするものである。

［課題を解決するだめの手段］ 本発明者らは、上記の目的を達成すべく研究を重ねた結
果、亜鉛に鉛と、マグネシウム又はビスマスとをそれぞ
れ特定量配合した亜鉛合金が、その目的に適合すること
を見出して、本発明をなすに至った。

すなわち、本発明のマンガン乾電池用亜鉛合金は、亜鉛
ならびに：鉛を０１〜０．５重量％含有し、かつマグネ
シウムを０．００１〜０．００２重量％又はビスマスを
０．００１〜０００５重量％含有することを特徴とする
。

なお、亜鉛にはその精練の過程で、不可避的にｐｐｍ単
位の銅、鉄、カドミウム、鉛などの不純物を含有するが
、本発明はそれらの不純物の存在には関与しない。

本発明において亜鉛合金の成分として含有される鉛は、
該合金に延伸性、衝撃押出性及び耐腐食性を与えるもの
である。本発明における鉛の含有量は０．１〜０．５重
量％、好ましくは０．３〜０．５重量％である。これが
０．１重量％未満では、亜鉛合金は脆くなり、とくに圧
延加工やインパクト加工が困難になる。またマンガン乾
電池の電解液に対して、満足すべき耐食性が得られない
。また０　５重量％を越えると、柔軟に過ぎて、機械的
強度、とくに硬度が低下する。

本発明において成分として含有されるマグネシウムは、
合金に機械的強度を与えるものである。

マグネシウムの含有量が０．００１重量％未満では十分
な機械的強度を与えることができず、０．００２Ｊｉ量
％を越えると電解液によって腐食を受けやすくなり、長
期の貯蔵性が大幅に低下する。

また、本発明において成分として含有されるビスマスは
、マグネシウムと同様、合金に機械的強度を与える。ビ
スマスの含有量が０００１重量％未満ては十分な機械的
強度を与えることができず、０．００５重量％を越える
と電解液によって腐食を受けやすくなる。

なお、本発明において、機械的強度として必要なのは、
主として各種の製缶加工に耐える機械的強度であって、
それを硬度（ビッカース）で代表させて評価して差支え
ない。

［発明の効果コ 本発明によって、環境を汚染するカドミウムを含有する
ことなく、従来のカドミウム含有亜鉛合金以上の高い機
械的強度及び優れた耐腐食性を有するマンガン乾電池用
の亜鉛合金を提供すること゛　　ができた。本発明の亜
鉛合金は、マンガン乾電池の負極缶として有用である。

［実施例］ 以下、本発明を実施例及び比較例によって詳細に説明す
る。本発明は実施例によって限定されるものではない。

熱精練した純度９９．９９重量％以上の亜鉛地金を用い
、これに鉛及びマグネシウム又はビスマスを配合して、
表１に示すような、本発明の組成による合金試料（実施
例１〜８）を調製した。

また比較のために、鉛及びカドミウムを配合した従来品
を用意しく比較例１）、また同様に表２に示す本発明の
組成範囲外の各種の試料（比較例２〜１８）を調製した
。

これらについて、次のような試験によって評価を行った
。なお、ｎは各実施例及び比較例の組織ごとの供試試料
数である。

（１）硬度（ｎ＝３０） 厚さ０．４２〜０１４７ｍｍのＲ２０マンガン乾電池用
負極缶を作成し、マイクロビッカース硬度計（ＭＶ）を
用いて、その側面の硬度を測定した。

（２）腐食減量（ｎ＝２０） （１）と同様の負極缶を作成した。これを秤量した後、
２６重量％の塩化亜鉛及び１．５重量％の塩化アンモニ
ウムを含有する水溶液からなるマンガン乾電池用電解液
に浸漬して密閉し、４５°Ｃて１５日間放置した。つい
で該電解液から取出し、水洗後、乾燥して秤量し、重量
減少率を算出して腐食減量とした。

（３）工程中の外観不良率（ｎ＝１，０００）供試合金
のペレットより、鱗片状黒鉛とホウ酸との混合物を潤滑
剤として、衝撃押出法によって（１）と同様の負極缶の
大量試作を行い、Ｒ２０マンガン乾電池を得た。ついて
、電池の金属外装部を取り外し、負極缶を検査して、傷
、曲り、へこみなどの外観不良率を求めた。

これらの評価結果を、成分組成とともに表１及び表２に
示す。

表１ 表２ 表１及び表２から明らかなように、硬度及び外観不良率
については、マグネシウム又はビスマスの含有量を増加
するほど良好であり、鉛を０１重量％以上含有すれば、
従来品と同等もしくはそれ以上の性能を示す。その反面
、腐食減量はマグネシウム又はビスマスの含有量が増加
するほど低下し、とくに鉛の含有量が低い場合にその傾
向が顕著である。

硬度、外観不良率と耐腐食性とを総合すると、マンガン
乾電池用亜鉛合金としては、鉛を０１〜０．５重量％含
有し、かつマグネシウムを０．００１〜０．００２重量
％又はビスマスをｏ、ｏｏｉ〜０．００５重量％含有す
る合金が好適であることがわかった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）鉛を０．１〜０．５重量％含有し：かつマグネシ
   ウムを０．００１〜０．００２重量％又はビスマスを０
   ．００１〜０．００５重量％含有することを特徴とする
   マンガン乾電池用亜鉛合金。