【手続補正書】
【提出日】平成18年10月12日(2006.10.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】  層状基材における変化を検知するための層状センサであって、２０℃にて抵抗ＲTを有し、
（１）層状シートであって、（ａ）第１の表面及び反対側の第２の表面を有し、（ｂ)(ｉ）温度依存性抵抗挙動を示し、（ii）スイッチング温度Ｔsを有する導電性ポリマー組成物を含んでなる層状シート；
（２）複数の検知エレメントであって、（ａ）個々のエレメントは第１の電極及び第２の電極を有する一組の電極対を有し、電極どうしは互いに隔てられて、それぞれ前記層状シートに接触しており、（ｂ）抵抗ネットワークに電気的に接続され、検知エレメントの少なくとも一部は直列に接続されている複数の検知エレメント；並びに
（３）各検知エレメントを回路に接続する２つの電気リード
を有してなる層状センサ。
【請求項２】  第１の電極は第１の表面に取り付けられており、第２の電極は第２の表面に取り付けられている請求項１記載の層状センサ。
【請求項３】  第１の電極及び第２の電極はいずれも第１の表面に取り付けられている請求項１記載の層状センサ。
【請求項４】  導電性ポリマーはＰＴＣ挙動を示す請求項１記載の層状センサ。
【請求項５】  層状シートは１.０ｍｍ（０.０４０インチ）までの厚みを有する請求項１記載の層状センサ。
【請求項６】  導電性ポリマー組成物は１０Ω−ｃｍまでの抵抗率を有する請求項１記載の層状センサ。
【請求項７】  検知エレメントの全体が直列に接続されている請求項１記載の層状センサ。
【請求項８】  少なくとも１つの検知エレメントがＴsよりも高い温度にさらされた場合に、センサの抵抗は少なくとも１.１ＲT、又は少なくとも１.３ＲTである請求項１記載の層状センサ。
【請求項９】  センサは、基材の１つの表面の少なくとも７５％を被覆し、基材に直接的に接触するように配される請求項１記載の層状センサ。
【請求項１０】  基材は層状電池エレメントであって、好ましくはリチウムイオンポリマー電池エレメントである請求項１記載の層状センサ。
【請求項１１】  温度変化を検知する請求項１記載の層状センサ。
【請求項１２】  第１の電極の全表面積は、第１の表面の全表面積の少なくとも１０％であって、第１の表面の全表面積の７０％までである請求項１記載の層状センサ。
【請求項１３】  少なくとも２つの群の検知エレメントを有してなり、好ましくは各群は検知エレメントのラインを有する請求項１記載の層状センサ。
【請求項１４】  リチウムイオンポリマー電池であって、
（Ａ）絶縁材料によって包囲され、（１）第１及び第２の電池電極、（２）アノード、（３）セパレータ、（４）カソード、及び（５）電解質を有する電池エレメントを有する層状電池エレメント；並びに
（Ｂ）絶縁材料に直接的に接触して配され、絶縁材料の１つの層状表面の少なくとも７５％を被覆する層状温度センサであって、２０℃にて抵抗ＲTを有しており、
（１)(ａ）第１の表面及び反対側の第２の表面を有し、（ｂ）ＰＴＣ挙動を示す導電性ポリマー組成物を含んでなる層状シート；
（２)複数の検知エレメントであって、(ａ）個々のエレメントは第１の電極及び第２の電極を有する一組の電極対を有し、電極どうしはそれぞれ前記層状シートに接触して前記層状シートによって互いに隔てられており、（ｂ）抵抗ネットワークに電気的に接続され、検知エレメントの少なくとも一部は直列に接続されている、複数の検知エレメント；並びに
（３）各検知エレメントを回路に接続する２つの電気リード
を有する層状温度センサ
を有してなるリチウムイオンポリマー電池。
【請求項１５】  （Ａ）２０℃にて抵抗ＲTを有する層状センサであって、
（１)(ａ）第１の表面及び反対側の第２の表面を有し、並びに（ｂ)(ｉ）温度依存性抵抗挙動を示し、（ii）スイッチング温度Ｔsを有する導電性ポリマー組成物を含んでなる層状シート；
（２)複数の検知エレメントであって、(ａ）個々のエレメントは第１の電極及び第２の電極を有する一組の電極対を有し、電極どうしはそれぞれ前記層状シートに接触して前記層状シートによって互いに隔てられており、（ｂ）抵抗ネットワークに電気的に接続され、検知エレメントの少なくとも一部は直列に接続されている複数の検知エレメント；並びに
（３）各検知エレメントを回路に接続する２つの電気リード
を有してなる、層状基材における変化を検知するための層状センサ；並びに
（Ｂ）前記電気リードに電気的に接続され、前記センサの変化を検知する検知装置
を有してなる電気回路。
【請求項１６】  検知装置は、センサの抵抗の変化を検知する請求項１５記載の回路。
【請求項１７】  （Ｃ）温度の変化を検知し及び過電流保護デバイスとして作用するセンサに電気的に接続される電源
を更に有してなる請求項１５記載の回路。
【請求項１８】  請求項１６記載の回路であって、
（１）センサは、少なくとも２つの検知エレメントの群を有するアレイを有し、並びに
（２）検知装置は、ホットスポットの位置を与えるようにアレイの検知エレメントの群をモニターする
回路。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
基材上の個々のスポットを検知することは、電池以外の物品にとっても重要である。個々の部品、例えばプリント回路基板上の個々のエレメントがセンサと接触できるように、検知エレメントのパターンを特定の形状に構成することができるようなセンサが望ましい。そのようなセンサは、１つのスポットにおける温度が表面全体を示すのではなく、検知している部分を示すことが必要とされるような場合に用いることができる。更に、広い領域にわたって、２次元的にホットスポットを検知するのに用いることができるセンサが望まれている。複数の検知エレメント及び導電性ポリマー組成物を有する積層シートを有する層状センサは、一定の又は不規則な構造の基材に接触するのに十分な可撓性を有しており、広い範囲にわたる温度変化を検知することができるということを見出した。更に、センサは、圧力又は液体にさらされたことによって生じる抵抗の変化を検知するために用いることもできる。従って、第１の要旨において、本発明は、層状基材における変化、例えば温度変化を検知するための層状センサであって、２０℃にて抵抗ＲTを有し、
（１）層状シートであって、（ａ）第１の表面及び反対側の第２の表面を有し、（ｂ)(ｉ）温度依存性抵抗挙動を示し、（ii）スイッチング温度Ｔsを有する導電性ポリマー組成物を含んでなる層状シート；
（２）複数の検知エレメントであって、（ａ）個々のエレメントは第１の電極及び第２の電極を有する一組の電極対を有し、電極どうしはそれぞれ層状シートに接触して層状シートによって互いに隔てられており、（ｂ）抵抗ネットワーク（回路網）（resistive network）に電気的に接続され、検知エレメントの少なくとも一部は直列に接続されている複数の検知エレメント；並びに
（３）各検知エレメントを回路に接続する２つの電気リード
を有してなる層状センサを提供する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
もう１つの要旨において、本発明は、
（Ａ）絶縁材料によって包囲される層状電池エレメントであって、（１）第１及び第２の電池電極、（２）アノード、（３）セパレータ、（４）カソード、及び（５）電解質を有する層状電池エレメント；並びに
（Ｂ）絶縁材料に直接的に接触して配され、絶縁材料の１つの層状表面の少なくとも７５％を被覆する、本発明の第１の要旨に係る層状温度センサ
を有してなるリチウムイオンポリマー電池を提供する。
３つ目の要旨において、本発明は、
（Ａ）本発明の第１の要旨に係る層状センサ；並びに
（Ｂ）電気リードに電気的に接続され、センサの変化を検知する検知装置
を有してなる電気回路を提供する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
層状シートに用いられる組成物は正温度係数挙動（ＰＴＣ(positive temperature coefficient)）を示すことが好ましく、即ち、比較的狭い温度範囲にて、温度に伴って抵抗率のシャープな上昇を示すことが好ましい。この用途において、「ＰＴＣ」という用語は、少なくとも２.５のＲ14値及び／又は少なくとも１０のＲ100値を有する組成物を意味しており、組成物が少なくとも６のＲ30値を有することが好ましく、ここで、Ｒ14値は１４℃範囲での最後と最初との抵抗率の比であり、Ｒ100値は１００℃範囲での最後と最初との抵抗率の比であり、Ｒ30値は３０℃範囲での最後と最初との抵抗率の比である。一般に、本発明のデバイスにおいて用いる組成物は、抵抗率においてそれらの最小値よりもはるかに大きな上昇を示す。２０℃から（Ｔn＋５℃）の範囲にわたる少なくとも１つの温度にて、少なくとも１０1、好ましくは少なくとも１０2、特に少なくとも１０3、とりわけ少なくとも１０4のＰＴＣ偏差（ＰＴＣ anomaly）を有すること、即ち、log[(Ｔn＋５℃）における抵抗／２０℃における抵抗］の値が少なくとも１.０、好ましくは少なくとも２.０、特に少なくとも３.０、とりわけ少なくとも４.０であることが好ましい。ここで、Ｔmは示差走査熱分析（ＤＳＣ）トレースの吸熱のピークにて測定した場合のポリマー成分の溶融温度（melting temperature）である。例えば、ポリマーの混合物の場合のように、１を越える数のピークが存在する場合には、Ｔmは最も高いピークの温度として規定される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
層状シートは、第１の表面と反対側の第２の表面を有している。シートは種々の厚さとすることができるが、センサが可撓性を有することが望まれる多くの用途については、シートは比較的薄く、例えばたかだか（厚くても）１.０ｍｍ（０.０４０インチ）、好ましくはたかだか０.７６ｍｍ（０.０３０インチ）、特にたかだか０.５１ｍｍ（０.０２０インチ）、例えば０.０８〜０.２５ｍｍ（０.００３〜０.０１０インチ）の厚さであることが好ましい。シートは固体の層であることが好ましいが、基材に対する取り付け機構を収容するため、又は可撓性を向上させ又は基材へ取り付けるため、スリット又は開口部を有することもできる。シートは、例えば照射線又は化学的手段によって架橋されていてよい。シートは単一の導電性ポリマー組成物を用いて形成することもできるし、或いは異なる熱的又は電気的性能を付与するために、シートの異なる部分に異なる種類の導電性ポリマー組成物を用いることもできる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
検知エレメントのライン又は群が１つだけのセンサについては、第１の電極の表面積の総和は、第１の表面の表面積の総和の少なくとも１０％であり、好ましくは少なくとも２０％であって、並びに、第１の表面の表面積の総和の多くとも８０％、好ましくは多くとも７０％であることが好ましい。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
検知エレメントを回路に接続するのに好適な２つの電気リードも存在する。回路は、抵抗変化を検知するための検知装置を有していてもよいし、又は常套の部品、例えば電源又は負荷抵抗を有していてもよい。これらのリードは、電極と同様の材料の、シート上の金属パッドの形態であってもよいし、ワイヤ又は他の導電性エレメントであってもよい。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
各検知エレメントの形状は、センサ上で同じであっても異なっていてもよいが、個々の検知エレメントにおいて第１及び第２の電極の形状が同様のものであることが好ましい。それらの形状に応じて、検知エレメントは、２０℃にて、同じ又は異なる抵抗Ｒｓを有することができる。１つの検知エレメントがトリップし、高抵抗状態に至る場合に、センサ全体の抵抗が十分な感度でもってこの変化を反映するように、２０℃における回路の全直列抵抗ＲTは十分に低いことが好ましいので、検知エレメントの抵抗は十分に低いこと（例えば、検知エレメントが十分に大きいこと）が重要である。過熱状態、圧力変化、又は溶媒への暴露を示すのに必要とされる抵抗変化の程度は、使用するセンサ装置の種類の関数である。検知エレメントの大部分の又は検知エレメントの全体が直列に接続されている好ましい態様において、少なくとも１つの検知エレメントがＴsよりも高い温度にさらされる場合に、センサの抵抗が少なくとも１.１ＲT、好ましくは少なくとも１.３ＲT、特に少なくとも１.５ＲTであることが好ましい。センサの感度は検知エレメントの数及び抵抗の関数であるので、並びに抵抗がより大きく変化することは、検知エレメントがトリップする場合のセンサ抵抗における総変化がより大きいことを意味するので、一般により高いＰＴＣ偏差を有する組成物が好ましい。例えば、１００個の検知エレメントを有するセンサにおいて、個々の抵抗が１Ωであれば、ＲTは１００オームになる。１つの検知エレメントの抵抗が１桁（one decade）増大し、例えば１０Ωへ増大すると、センサ抵抗は１０９Ω、従って１.０９ＲTになる。１つの検知エレメントの抵抗が２桁増大し、例えば１００Ωへ増大すると、センサ抵抗は１９９Ω、従って１.９９ＲTになる。１つの検知エレメントの抵抗が３桁増大し、例えば１０００Ωへ増大すると、センサ抵抗は１０９９Ω、従って１１ＲTになる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
以下の実施例によって本発明を説明する。
実施例１
エチレン／ｎ−ブチルアクリレートコポリマー（Enathene（登録商標）705-009、約１０５℃の溶融温度及び約０.９２２ｇ／ｃｃの密度を有する、Quantum Chemicalから入手できる）４０重量％、高密度ポリエチレン（Petrothene（登録商標）LB832、約１３５℃の溶融温度及び約０.９５４ｇ／ｃｃの密度を有する、Quantum Chemicalから入手できる）１０重量％、及びカーボンブラック（Raven 430、１.８の密度を有する、Columbian Chemicalsから入手できる）５０重量％の混合物を含んでなる導電性ポリマー組成物を混合して、０.１３ｍｍ（０.００５インチ）の厚みを有するシートを形成し、その両側に０.０４３ｍｍ（０.００１３インチ）の厚みを有する電着ニッケル−銅箔を積層した。積層体を１０Ｍｒａｄで照射した後、米国特許第５,８６４,２８１号（Zhangら）に開示されているのと同様の種類の写真平版及びエッチングプロセスに付した。尚、米国特許第５,８６４,２８１号（Zhangら）の内容は、参照することによって本明細書に包含するものとする。積層体を清浄化し、フォトレジストを用いて、金属箔の検知エレメント及び電気的接続（例えば、接続部品）を形成すべき領域にマスクを形成した。箔の残りの領域は露出する状態として、それらの領域における金属箔をエッチングした。その後、マスクを除去した。エッチングした積層体は５１×７６ｍｍ（２×３インチ）の寸法のピースに分割したが、各ピースは図３に示すような構成を有していた。このセンサに、それぞれ約４ｍｍ（０.１８インチ）角で、約０.１Ωの抵抗を有する５２個の検知エレメントを、電気的に直列に接続して等間隔に分布させた。検知エレメントは、センサの各層状表面の約２８％を被覆した。エレメントのエッジ部における金属領域は、電気リードとして使用するために好適であった。組成物の抵抗率は約０.５〜１.０Ω−ｃｍであり、上述のようにして測定した組成物のスイッチング温度Ｔsは約９３℃であった。