[發明專利]供電池應用的單層PSA標簽

無效

• 申請號: 96196000.0
• 申請日: 1996-06-07
• 公開（公告）號: CN1196139A
• 公開（公告）日: 1998-10-14
• 發明（設計）人: 約翰·休恩;斯蒂文·肯尼迪;朗T·斯帕達;倫道夫W·錢;卡羅爾·A·科克
• 申請（專利權）人: 艾弗里·丹尼森公司
• 主分類號: H01M6/00
• 分類號: H01M6/00;H01M10/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 王茂華

干電池是最普及的便攜式電能源。它們包括閃光燈、工具、玩具、器具電池，以及其他類似電池。干電池以各種各樣的結構和電壓輸出出現，它們可以是單個使用電池或多個使用電池。最普及尺寸是“AA”，“AAA”，“C”，“D”和“9伏”電池。除某些其他結構以外，AA，AAA，C和D尺寸電池還利用至少一個提供并用作正端電極的拉制的金屬圓柱殼，以及一個用作負極的端。正極和負極由絕緣物隔開。

在早期電池中，在電池殼上施加用來向用戶顯示電池信息的圖形。圖形然后顯示到用于電池殼的金屬紙包層上。金屬紙包層現已主要由基于使用多層聚合收縮膜的標簽所代替，最普及的聚合材料是聚氯乙烯。所使用的多層結構即是本領域所稱為的“三層”和“雙層”結構，以三層最常見。

參考以“現有技術”為標題的附圖，三層結構包括一個復合疊層，即在第一熱縮自支持聚合物膜層(2)上施加一層通常是用汽相淀積形成的金屬(4)，其上附加第二自支持熱縮聚合物膜層(2’)；一個圖形層(6)；以及一個頂保護層，即另一個自支持熱縮聚合物膜層(2”)。在膜層(2)的下表面施加一個壓敏粘合層(8)。

在雙層結構中，省去第一中間熱縮聚合物層(2’)，以提供一個疊層，即在第一熱縮聚合物膜層(2)上提供金屬層(4)；有色層(6)；以及熱縮聚合物層(2”)。再給熱縮聚合物膜層(2)底涂上壓敏粘合層(8)。在兩種結構中，尤其在自支持熱縮聚合物層和金屬層之間，當結合較弱時，通常利用一層粘合劑來提高結合的強度。多層粘合標簽例如在屬于Will等人的美國專利4,801,514，4,911,994，5,032,477，5,262,251和5,312,712中敘述，這里各自參考引入。

已經作出種種嘗試，以把金屬層從自支持熱縮聚合物膜層之間移到熱縮聚合物膜層和壓敏粘合層之間。一種這樣的不包括使用收縮聚合膜的結構在屬于Sharklett，III的美國專利5,292,566中敘述，這里參考引入。然而，這種結構的一個重要限制是金屬對聚合層的結合弱，并且金屬層易受用來給標簽加批號和日期碼信息的在線沖擊力作用而破裂。已知破裂的金屬層斷片透入相對軟的壓敏粘合層，并且使電池短路，引起電能耗散。

另一種市場上曾作過嘗試的方法是用紫外線凝固漆來代替頂層熱縮聚合物膜(2”)。這種結構在屬于Lin等人的美國專利5,190,609中敘述，這里參考引入。已經發現這些標簽只被有限接受，因為已經證明該涂層為弱鍵合，表現低劣耐磨性和低劣抗環境條件變化性。

多層結構還存在使幾層聚合膜的收縮特性相配合，以便在熱縮時在相鄰熱縮聚合膜層之間無滑動出現的問題。如果不這樣，則會出現圖形變形，皺紋和可能的離層。雙層結構也呈現標簽從電池殼隆起以及低劣環境老化的問題。

理想的是提供一種用來包裹電池殼的壓敏粘合單層結構。單層結構將比現今使用的多層標簽結構便宜。

起作用的單層電池標簽必須具有五年以上的使用壽命，而不呈現由于包括循環暴露在150°F以上溫度及接近100％溫度的環境壓力所引起的種種損失。更重要的是單層標簽必須適當經受因沒有現得其他層的利益而來自制造廠的嚴格要求，其他層的特性可以用來增加或更改單層的特性，以解決制造和環境壓力。

因此，盡管有成本和生產利益，然而單層標簽結構通過減小標簽厚度而使功能電池體積最大，由此使電池制造廠可以在固定外部尺寸的總電池結構中充積更多的能量，所以提供一種有效的單層標簽仍是本領域一項正在進行的探索。

按照本發明提供用于干電池的單層標簽，該干電池提供一個圓周外殼和封閉一個直流電能供給芯的相對端。該標簽用透明、自支持、單軸取向、熱縮的聚合膜面料或背襯形成，背襯具有一定的寬度和長度。背襯的寬度在其端部提供第一和第二相對縱邊，該寬度足夠使背襯包圍電池殼，以便使第一邊和第二邊至少按對接關系遇合。背襯的長度足夠使背襯延伸到電池殼長度之外，該長度在其端部提供第一和第二相對圓周邊，當繞電池殼包裹時它們適應延伸到電池殼長度之外。一個不透明抗堿不導電有色層覆蓋背襯下表面上印刷的任何可見標記，它也印刷在背襯的下表面上并且由背襯支持。一個不導電壓敏粘合層至少沿背襯的第一邊和第二邊的長度延伸，優選地繞背襯的周邊延伸，并且從背襯的幾個相對邊向內足夠延伸，以保證至少在電池的各相對端和電池的圓周殼粘合接觸。優選地壓敏粘合劑在整個有色層上延伸。壓敏粘合劑有足夠的剪切或粘結強度，以防止背襯至少繞電池周邊熱縮，以及足夠的剝離粘合強度，以防止標簽沿電池長度從電池殼隆起。