JP2002509609A - Organic solvent vapor detector - Google Patents

Organic solvent vapor detector

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ジャック、トレガー
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、有機の液体および／または蒸気に対して感受性である、支持されたまたは非支持の膨潤性ポリマー材料からなる、有機の液体および／または蒸気を含有するリチウムイオン電池および他の装置において有用な、有機の液体および／または蒸気の検出器に関する。膨潤性ポリマー材料は、必要に応じて、導電性粒子を充填することができる、ポリマー、コポリマーまたはそれらの物理的混合物である。検出器およびそれを含有する装置を製造する方法がまた開示される。 (57) The present invention relates to a lithium ion containing an organic liquid and / or vapor comprising a supported or unsupported swellable polymeric material that is sensitive to organic liquid and / or vapor. Organic liquid and / or vapor detectors useful in batteries and other devices. The swellable polymer material is a polymer, copolymer, or a physical mixture thereof, which can optionally be filled with conductive particles. A method of manufacturing a detector and a device containing the same is also disclosed.

Description

【発明の詳細な説明】 有機溶媒蒸気検出器 本発明は、一般に、有機の液体および／または蒸気の検出器に関し、さらに詳 しくは、電池で作動する装置またはインテリジェント・オン・ボード電池コント ローラーと組合わせて使用できる電池パック検出器に関する。本発明の検出器は 、必要に応じて、その中に分散した導電性粒子を含有することができる、有機液 体で膨潤性のポリマー材料からなる。本発明の検出器（支持されていてもよいし 、支持されていなくてもよい）は、再充電可能な電池または一次電池において典 型的には見出される有機の液体および／または蒸気、ならびに容器中のこのよう な有機液体のレベルの検出において、高度に感受性である。 インテリジェント携帯電子装置（例えば、ノート型コンピューター、ビデオカ メラ、携帯電話等）の出現によって、安全性を維持し、ある場合において、イン テリジェント装置と通信して電池の現在の充電状態および最大の電池の寿命を維 持するために電池を最良に再充電する方法に関する正確な情報を提供し、こうし て最大の充電−放電の回数を可能とする、再充電可能な電池および一次電池の開 発が可能となった。このような電池を使用する、このようなインテリジェント携 帯電子装置のユーザーは、どれだけ多くの充電量が電池の中に残っているかを知 ることができるばかりでなく、かつまた種々の電力消費状態における作動時間を 知ることができる。これにより、ユーザーは残留する充電状態についての使用寿 命で最大の使用を可能とする操作モードを選択しかつ、装置の作動時間を長くす る方法を選択することができる。 再充電可能な電池および一次電池は信頼性がある、経済的なエネルギー源であ るが、ある環境下（例えば、種々の充電−放電サイクルの間）に、電池の漏れが 発生し、電子装置および安全装置の作動に悪影響を及ぼすことがある。漏れは典 型的には電池それ自体の構成の欠陥により引き起こされるか、あるいは電池のサ イクリングの間の電解ガスの発生、あるいは電池を破裂させるか、または密閉を 破壊することがある高温の発生により引き起こされる。漏れは再充電可能な電池 および一次電池においては通常発生しないが、電池は典型的には装置の電子回路 に近接するので、漏れは携帯装置の電子安全回路に悪影響を及ぼすことがある。 こうして、電池の中に存在する有機の液体および／または蒸気に対して高度に感 受性である漏れ検出器を含有する、電池パックが要求されている。電子装置は、 漏れを感知をすると、パックを温和とするために十分な時間を有する。安全性を 維持することによって、パックは修理、交換などに戻すことができるであろう。 ユーザーは、また、パックが致命的な損傷を受けており、交換するか、あるいは 性質すべきであるという、信号を受けることができるであろう。 したがって、本発明の１つの目的は、電池パックにおいて使用するか、あるい はインテリジェント携帯電子装置と組み合わせて使用できる検出器を提供するこ とである。 本発明の他の目的は、極性および／または非極性有機の液体および／または蒸 気に対して高度に感受性であり、こうしてこのような有機の液体および／または 蒸気が付近の電池またはこのような有機の液体および／または蒸気を含有する他 の源により放出された場合、急速な応答を提供する、検出器を提供することであ る。 本発明のそれ以上の目的は、種々の装置の漏れおよび／または容器中の有機液 体の流体レベルを検出するために使用できる検出器を提供することである。 本発明の他の目的は、可逆的応答を提供することである。すなわち、検出器は 容器からの有機の液体および／または蒸気の除去の信号を発生することができる 。 これらならびに他の目的は、本発明によれば、必要に応じて、その中に分散し た導電性粒子を含有することができる、支持されているか、あるいは支持されて いない有機液体で膨潤性のポリマー材料からなる検出器を提供することによって 達成される。すなわち、本発明の検出器は、有機の液体および／または蒸気に暴 露されたとき、体積変化を示すことができる膨潤性ポリマー材料からなる。 液体の膨潤の結果として、ポリマー材料の体積の変化は、引き続いて、電気信 号の応答、例えば、抵抗、キャパシタンスまたはトランスデューサーの音響的イ ンダクタンスを生成することができる。ポリマー材料の特質は、ターゲット液体 の溶解度のパラメーター、例えば、極性および水素結合指数に依存する。一般に 、ポリマー材料の溶解度パラメーターはターゲット液体に類似する。こうして、 極性の液体および／または蒸気を探求するとき、ポリマー材料は極性の膨潤性ポ リマー材料から構成されている。同様に、非極性の膨潤性ポリマー材料が非極性 の有機の液体および／または蒸気の検出に使用される。 好ましい抵抗モードにおいて操作するとき、ポリマー材料に導電性粒子を充填 し、そしてポリマー材料を導電性端子の間で電気的に結合する。ポリマー材料を 機械的に支持する担体の少なくとも１つの側上にコーティングするか、あるいは ポリマーを支持しないことができる。ポリマー材料の有機液体の膨潤は分散した 導電性粒子の間の距離を増加し、対応する電気抵抗を生じさせる。 抵抗モードで作動するポリマー材料の好ましいジオメトリーは、支持されてい るか、あるいは支持されていない薄いフィルムである。電気信号の応答の変化速 度は、ポリマー材料の膨潤速度に比例する。応答時間を最大するために、ポリマ ー材料／ターゲット有機液体の質量比は最小としなくてはならず、そしてこれは 薄いフィルムのジオメトリーにより達成することができる。 本発明の他の態様において、ポリマー材料を容量モードで作動させることがで き、そして２つの導電性の多孔質および非多孔質の板の間にポリマー材料、好ま しくは薄いフィルムを挟むことによって達成される。有機の液体および／または 蒸気に対する暴露はポリマー材料の膨潤を誘導し、そして導電性板の間の距離の 対応する変化を生成して容量の信号を生ずる。 本発明のなお他の態様において、２つの機械的トランスデューサー（トランス ミッターおよびレシーバー）、例えば、表面音波（ＳＡＷ）装置の中に存在する もの、の間のポリマー材料を機械的に取付けることによって、ポリマー材料を音 響伝導モードで作動させることができる。有機の液体および／または蒸気に対す る暴露は、膨潤したポリマー材料の音響伝導性質を変化させて、トランスデュー サーの信号の対応する変調を生じさせる。 本発明の他の面は、前述の検出器を製造する方法に関する。本発明のこの面に よれば、膨潤性ポリマー材料を当業者によく知られている印刷技術により印刷回 路盤上の２つの導電性回路のトレースを直接横切って印刷するか、あるいは引き 続いて回路に電気的に接続される別の支持されたフィルム成分として印刷するこ とによって、検出器を製造する。後者の方法の例は次の通りである： 前述のポリマー材料でコーティングされた支持フィルムを準備し； 前記ポリマーでコーティングされた支持フィルムを打抜いて、 約１００〜約１メガオーム／平方の抵抗を有する材料を形成し；そして 導電性ワイヤーを前記打抜いたフィルムに取付けるか、あるいは打抜きフィル ムを回路板に直接接続する。 本発明のそれ以上の面は、本発明の検出器を含有する、種々の装置、例えば、 煙り検出器、火災警報器およびカムコーダーおよびその他の電池パックに関する 。電池パックの場合において、電池により動力を付与される装置に電池パックを 接続する端子手段と、前記端子手段に接続された少なくとも１つの再充電可能な 電池または一次電池を包含する電池と、前記電池に接続された本発明の検出器と からなる電池パックが提供される。この構成は近くの電池による漏れの検出を可 能とする。 本発明のなお他の面において、検出器を容器中の流体の量を監視するための連 続的レベルのインジケーターとして利用する。本発明のこの面は、液体との接触 前と実質的に同一の形態にポリマー材料が戻る能力である。 第１図は、２つの導電性板の間に挟まれた未充填の有機の液体および／または 蒸気で膨潤性のポリマー材料からなる、本発明の検出器の断面図である。 第２図は、ポリマーベース上に支持された導電性の充填された有機の液体およ び／または蒸気で膨潤性のポリマー材料からなる、本発明の検出器の断面図であ る。 第３図は、デュラセル・バッテリー・オペレーティング・システム（Ｄｕｒａ ｃｅｌｌ Ｂａｔｔｅｒｙ Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）（以後「ＤＢ ＯＳ」）において使用する本発明の検出器を示す電子線図である。 前述したように、本発明の検出器は、必要に応じて、導電性板を充填すること ができる、有機の液体および／または蒸気で膨潤性のポリマー材料からなる、「 膨潤性ポリマー材料」とは、有機の液体および／または蒸気と接触したとき、体 積膨張を示す、任意のポリマー、コポリマーまたはそれらの物理的混合物を意味 する。有機の液体および／または蒸気を除去したとき、ポリマー材料はそのもと の体積に戻ることが認められる。 本発明の検出器は、任意の幾何学的形態または形状、例えば、立方体、球また は薄いフィルムであることができる。本発明の検出器の好ましい幾何学的形態は 薄いフィルムである。前述したように、本発明の検出器は、その作動モードに依 存して、担体材料上に支持されるか、あるいは非支持であることができる。 ここで、本発明の種々の検出器を示す添付図面について説明する。図面におい て同様な要素は同様な参照数字により言及されることが強調される。詳しくは、 第１図において、容量検出器１０が示されている。容量検出器１０は、導電性板 １６および１６’の間に挟まれた有機の液体および／または蒸気で膨潤性のポリ マー材料１４からなる。本発明において使用される導電性板１６および１６’は 、慣用の導電性材料、例えば、Ｃｕ、Ａｇ、黄銅、Ｓｎ、Ｎｉ、Ａｕおよびその 他から構成されている。この態様において、ポリマー材料１４は導電性材料が充 填されていない。板１６および１６’を伝送および受容の機械的トランスデュー サーで置換する場合、装置は音響トランスデューサー型有機液体検出器として作 動する。 第２図に示すような、本発明の他の態様において、検出器１０は支持フィルム １２からなる。支持フィルム１２は、導電性板が充填された、有機の液体および ／または蒸気で膨潤性のポリマー材料１４でコーティングされている。あるいは 、支持フィルム１２は印刷された回路板またはカードであることができ、ここで 充填された有機の液体および／または蒸気で膨潤性のポリマー材料が回路板また はカードの表面上にコーティングまたは印刷されている。 本発明において担体材料として使用される支持フィルム１２は、マトリックス のコーティング溶媒中に溶解しないか、あるいはその完全性が前記溶媒によりに 悪影響を受けない、任意の非導電性材料であることができる。好ましい材料は、 ポリマーのフィルム、シートまたはラミネート、例えば、ポリエステル（ポリ（ エチレンテレフタレート）、ポリ（ブチレンテレフタレート）、ポリ（ナフタレ ンテレフタレート）を包含する）、芳香族複素環式ポリイミド（例えば、Ｋａｐ ｔｏｎR、Ｄｕｐｏｎｔにより供給される）、ポリプロピレン、ポリエチレン、 ポリエチレンイオノマー（例えば、ＳｕｒｌｙｎR、Ｄｕｐｏｎｔにより供給さ れる）、ポリブチレン、ポリフッ化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニ ル、ポリアミド（例えば、ＮｙｌｏｎR、Ｄｕｐｏｎｔにより供給される）、エ チレン酢酸ビニル、酢酸セルロース、ポリウレタンおよびその他である。前述し たように、支持フィルム１２は印刷された回路板またはカードであることができ る。 支持フィルムの厚さは本発明に対して決定的な限定ではなく、典型的には、支 持フィルムは約０．５〜５０ミルの範囲の厚さを有する。 本発明において使用するポリマー材料１４は任意の極性または非極性のエラス トマーのポリマーまたはコポリマーであり、これらは好ましくは架橋されており 、そして有機の液体および／または蒸気と接触したとき、膨潤する。前記ポリマ ーおよび／またはコポリマーの物理的混合物は、また、本発明において考えられ る。用語「物理的混合物」は、本発明において、前記ポリマーおよび／またはコ ポリマーの間に化学的結合が形成されていない、ポリマーおよび／またはコポリ マーの混合物を意味するために使用される。さらに、膨潤性ポリマー材料は約３ ０℃以下のガラス転移温度を有して、有機の液体および／または蒸気と接触した とき膨張するために十分に移動性のポリマー鎖を有することが好ましいが、必要 ではない。 ポリマー材料１４の形成において使用できる適当なポリマーは下記のものを包 含するが、これらに限定されない：フルオロエラストマー、ウレタン、ネオプレ ン、ポリアクリレート、ポリサルファイド、シリコーン、ブチルおよびその他。 使用できる適当なポリマーの例は下記のものを包含するが、これらに限定されな い：アクリロニトリル−ブタジエン、アクリロニトリル−スチレン−ブタジエン 、スチレン−ブタジエン、スチレン−ブタジエン−イソプレンおよびその他。本 発明において使用する高度に好ましいポリマーは、フルオロエラストマー、例え ば、商品名ＰＬＶ２０６９でペロマー・ラブス（Ｐｅｌｏｍｅｒ Ｌａｂｓ）か ら商業的に入手可能であるものである。 前述のポリマーおよびコポリマーは、ターゲットの有機の液体および／または 蒸気に対する膨潤性ポリマーのそれぞれの極性の合致に依存して、極性または非 極性の有機の液体および／または蒸気の検出に対して高度に感受性であることが 強調される。 有機の液体および／または蒸気で膨潤性のポリマー材料１４が充填されている とき、それは典型的には１集団の導電性粒子で充填されている。本発明において 使用する導電性粒子は、この分野においてよく知られている慣用の導電体である 。本発明において使用できる導電性粒子は下記のものを包含するが、これらに限 定されない：カーボンブラック、グラファイト、銀、錫、金、パラジウム、ニッ ケルおよびその他。これらの導電性粒子の混合物、例えば、銀およびグラファイ トも本発明において考えられる。本発明において使用する、高度に好ましい導電 性粒子は、カーボンブラックとグラファイトとの混合物である。 導電性粒子は任意の形状であることができる。しかしながら、導電性粒子は平 らな形状のフレークまたは球形の粉末であることが好ましい。典型的には、導電 性粒子の大きさは、約１０ｎｍ〜約１００ミクロンの範囲である。より好ましく は、導電性粒子の粒度は約０．０１〜約５０ミクロンである。 本発明における非充填の膨潤性ポリマー材料または導電性充填膨潤性ポリマー 材料はこの分野においてよく知られている慣用手段を使用して製造することがで きるか、あるいは商業的に入手可能であることを強調すべきである。商業的に入 手可能な導電性充填膨潤性ポリマー材料の例は、Ｅｌｅｃｔｒｏｄａｇ ５０１R （Ａｃｈｅｓｏｎ Ｃｏｌｌｉｄｓ Ｉｎｃ．により供給されている）であり 、これはフルオロエラストマー樹脂系中のカーボンブラックとグラファイトとの 組合わせである。 典型的には、有機の液体および／または蒸気で膨潤性のポリマー材料は、ポリ マー材料のマトリックスの中に分散した、約１〜約９０重量％の導電性粒子を含 有する。より好ましくは、膨潤性ポリマー材料は約３０〜約７０重量％の導電性 粒子を含有する。 ベース材料上に支持されているとき、有機の液体および／または蒸気で膨潤性 のポリマー材料は薄いコーティングの形態であり、これは膨潤性ポリマー材料を 溶解することができる溶媒の中に導電性粒子を前分散させ、次いで膨潤性ポリマ ー材料を溶解することによって製造される。使用する膨潤性ポリマー材料の型に 依存して、適当なコーティング溶媒は下記のものを包含するが、これらに限定さ れない：メチルエチルケトン、アセトン、トルエン、テトラヒドロフランおよび その他。あるいは、マトリックスコーティング溶液は、商業的に入手可能な導電 性コーティング溶液を適当な膨潤性ポリマー材料と混合することによって製造す ることができる。 支持フィルムに適用した後、導電性充填膨潤性ポリマー材料は約２０オーム／ 平方〜約１メグオーム／平方の抵抗を有する。より好ましくは、適用前の、導電 性充填膨潤性ポリマー材料の抵抗は約１キロオーム／平方〜約１００キロオーム ／平方であり、そして導電性粒子の質量／膨潤性ポリマーの質量の比を変化させ ることによって調節可能である。 充填された膨潤性ポリマーの溶液を、この分野においてよく知られている慣用 のコーティング技術に従い、支持フィルム１２の少なくとも１つの側面に、流延 する、すなわち、適用する。例えば、充填膨潤性ポリマー材料を使用する支持フ ィルムのコーティングは、はけ塗り、浸漬、ナイフ塗布、グラビア、ワイヤバー コーティング、スプレーおよびその他により実施することができる。支持フィル ムに充填膨潤性ポリマーのコーティング溶液を適用する好ましい手段は、ワイヤ バーコーティングである。 再び、支持材料が回路板またはカードであるとき、当業者によく知られている 印刷技術に従い、導電性粒子を含有する膨潤性ポリマー材料を回路板またはカー ドの回路素子上に直接印刷するか、あるいはそれをまず支持フィルム上に支持し 、次いで銀エポキシ接着剤で回路板またはカード上に存在する回路に結合するこ とが強調される。 本発明によれば、充填膨潤性ポリマー溶液の均一なコーティングを支持フィル ムの表面に適用する。「均一な」とは、湿潤コーティングが約１〜約３０ミルの 厚さを有することを意味する。上記範囲は乾燥前の湿潤コーティングの厚さを表 すことが強調される。 次に、コーティングされた支持フィルムを当業者によく知られている条件およ び技術に従い乾燥する。コーティングされたフィルムを乾燥する１つの方法は空 気乾燥であり、これはコーティングされたフィルムの大きさおよび選択したコー ティング溶媒に依存して、約０．１〜約１．０時間であることができる。コーテ ィングされたフィルムを乾燥する他の方法は炉内加熱である。典型的には、炉乾 燥を使用するとき、炉温度は約６０〜約１５０℃であり、そして乾燥加熱は約１ 〜約３０分である。どちらの乾燥技術を使用しても、コーティングの最終厚さは 約０．１〜約１．５ミルである。 乾燥後、コーティングされた支持フィルムを打抜いて、約２０オーム／平方〜 約１メガオーム／平方の抵抗を有する形状にする。そのうえ、ポリマーの膨潤速 度は有機液体／ポリマーの質量の増加に比例するので、装置の理想的形状は薄い フィルムであろう。 前述の性質のすべては、電気的通路の長さを最大すると同時に、全体の外側寸 法を最小にする形状、例えば、「ｕ」または「ｗ」形の薄いフィルムに、コーテ ィングされたフィルムを打抜くことによって、達成することができる。 本発明の次の工程は、導電性ワイヤー２０、例えば、ＡｇまたはＣｕワイヤー を打抜かれたコーティングされたフィルムに取付けることである。ワイヤーを薄 いフィルムの任意のへりに取付けることができるが、ワイヤーを薄いフィルムの コーティングされた表面の最も遠い末端に取付けることが好ましい。ワイヤーは この分野においてよく知られている慣用の電気的結合手段を使用して取付けられ る。ワイヤー２０を打抜きフィルムに電気的に結合する好ましい手段は、銀エポ キシ充填熱可塑性または熱硬化性接着剤１８、例えば、銀エポキシを使用するこ とである。 有機の液体および／または蒸気で膨潤性のポリマー材料が支持フィルム上に支 持されないとき、膨潤性ポリマー材料を２枚の導電性板または回路に電気的に接 続された２つのトランスデューサーの間に配置する。これらの場合において、膨 潤性ポリマー材料は非支持の薄いフィルムの形態であり、そして前述したように 打抜き、板またはトランスデューサーの間に配置する。 上記において、本発明の検出器の基本的形態ならびに検出器を製造する方法を 説明した。本発明の検出器は、有機液体、例えば、極性および／または非極性液 体を含有する近くの源により発生されるか、あるいはそこから漏れる、前記有機 液体の検出において有用である。また、容器中の有機液体のレベルを連続的にモ ニターするために、本発明の検出器を使用することができる。 下記において、電池パックにおける漏れ検出器として、本発明の検出器を使用 することを説明する。電池パックは、電解質として極性有機液体を含有する、少 なくとも１つの再充電可能な電池または一次電池からなる。このような電池の中 に存在し、こうして本発明により検出することができる、適当な極性有機液体は 、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、およびその他である。これら の極性有機液体の混合物は、また、電池の中に存在することができる。 用語「再充電可能な電池」は、本発明において、再充電可能なリチウムイオン （ＬｉＩｏｎ）、ニッケル金属水素化物（ＮｉＭＨ）またはニッケルカドミウム （ＮｉＣａｄ）電池を意味するために使用される。本発明において使用する好ま しい再充電可能な電池は、ＬｉＩｏｎ電池である。 本発明によれば、極性有機の液体および／または蒸気を検出する電池が提供さ れる。この電池は、電池により動力を付与される装置にパックを接続する端子手 段と、前記端子手段に接続された前述の再充電可能な電池の少なくとも１つを含 む電池と、前記電池に電気的に接続された本発明の検出とからなる。再充電可能 な電池を一次電池で置換することができる。一次電池は、例えば、Ｋｉｒｋ−Ｏ ｔｈｍｅｒ、Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎ ｏｌｏｇｙ、第３版、Ｖｏｌ．１３、１９７８、ｐｐ．５０３−５４５に記載さ れている。 電池における漏れが前述の配置により検出されるとき、電気信号は漏れ検出器 によりコンピューター、フューズまたはこのような漏れをユーザーに警報する他 の装置に送られる。漏れを警報する好ましい装置は、高度に洗練された電池装置 、例えば、デュラセル・バッテリー・オペレーティング・システム（Ｄｕｒａｃ ｅｌｌ Ｂａｔｔｅｒｙ Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ＳｙＳｔｅｍ）（ＤＢＯＳ）で あり、これはＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅ ｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｔ）ハードウェア、ＣＰＵ、アナログ／ディジタル変 換器、電流測定手段、温度測定手段、パック電圧測定手段、電池電圧測定手段、 ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＲＡＭデータ・バック・アップ回路、１２Ｃ／ＳＭＢＵＳイン ターフェース、クロック発生回路、ウェイク・アップ・コンパレーター回路、Ｌ ＥＤドライバー、インターフェース回路、操作のハードウェアモード、ランモー ド、エントリ／出口、サンプルモード：エントリ／出口およびスリープモード： エントリ／出口を含む。ＤＢＯＳの完全な論考は下記の特許出願の中に見出され る：普通に所有された米国特許出願第０８／３３６，９４５号、１９９４年１１ 月１０日提出、現在米国特許第５，６３３，５７３号；および米国特許出願第０ ８／３１８，００４号、１９９４年１０月４日提出、現在米国特許第５，６０６ ，２４２号；ならびに同時継続および普通に所有された米国暫定的出願第６０／ ０３４，３２０号、１９９６年１２月２０日提出、それらの内容は引用すること によって本明細書の一部とされる。 第３図について説明すると、第３図は、典型的なＤＢＯＳモジュールで導電性 粒子が充填された、支持された膨潤性ポリマー材料からなる、本発明の検出器の 使用を示す。この図面において、Ｃ１、Ｃ２およびＣ３はＬｉＩｏｎ電池を意味 し、これらは直列に互いに接続されている；Ｑ１およびＱ２はトランスミッター であり、これらは抵抗器Ｒ５を通してＬｉＩｏｎ電池に接続されている；Ｆ１は フューズである；Ｒ１およびＶ１は、それぞれ、正および負の端子の間の抵抗お よび電圧である。本発明の検出器は、また、ＤＢＯＳモジュールの正および負の 端子の間に位置する。このモジュールは２つの主要な機能的ブロック、すなわち 、過電圧保護および燃料計を有し、それらの機能は前述の同時継続米国出願にい っそう詳細に記載されている。それは、また、電子スイッチ回路およびデータ通 信−口、それぞれ、１２Ｃおよび口を含有し、これらは典型的にはコンピュータ ーに接続されている。 本発明によれば、本発明の検出器が極性の有機の液体および／または蒸気に暴 露されたとき、その電気抵抗は電圧Ｖ１を増加させる。第３図に示す電子スイッ チ回路は電圧の増加に応答してトリップするように設計され、こうしてそれは低 い抵抗の通路を提供し、フューズＦ１を飛ばす。 本発明の検出器は、電池における漏れに使用されることに加えて、有機液体（ 極性および／または非極性の）および／または蒸気が雰囲気の中に発せられる他 の領域において使用することができる。本発明の検出器についての他の用途の例 は下記のものを包含するが、これらに限定されない：溶媒貯蔵領域、船底ビルジ 隔室、化学的蒸気フード、火災警報器、煙突、自動車エンジン隔室、溶剤コーテ ィング製造操作およびその他。 例えば、船底ビルジ隔室において使用するとき、ガソリン（非極性液体）が隣 接する燃料タンクから漏れる場合、ガソリンまたはその蒸気は検出器の非極性ポ リマー材料を膨潤させ、抵抗の変化を引き起こすなどし（どのような型の検出器 を使用するかに依存して）そして相応して警報をトリップする。 下記の実施例により、本発明の範囲を例示する。これらの実施例は例示のみを 目的とし、その中に記載される態様に本発明は限定されない。 実施例１ ４ミルのＫａｐｔｏｎR（Ｄｕｐｏｎｔにより供給されるポリイミドの支持フ ィルム）を１２ミルのＥｌｅｃｔｒｏｄａｇR５０２（Ａｃｈｅｓｏｎ Ｃｏｌ ｌｏｉｄｓ Ｉｎｃ．により供給されるメチルエチルケトン中に溶解された炭素 充填フルオロエラストマー）でコーティングし、空気乾燥した。Ｅｌｅｃｔｒｏ ｄａｇR５０２の最終コーティングは約０．４ミルの厚さおよび１キロオーム／ 平方の比抵抗を有した。次いでコーティングされたフィルムを１平方インチに切 断し、そして接着剤として銀エポキシ樹脂（Ｅｐｏｘｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｃ．により供給されるＥｐｏｔｅｋRＥ３１１４）で細い銅（Ｃｕ）のワ イヤーを切断フィルムのへりに結合した。１ＭのＬｉＰＦ6ＥＣ（エチレンカー ボネート）：ＤＭＣ（ジメチルカーボネート）リチウムイオン電池の電解質蒸気 （蒸気相中の１００％飽和）に暴露したとき、抵抗は６０秒以内に２倍以上のフ ァクターだけ増加する。この実施例において証明されるように、導電性充填膨潤 性ポリマー材料でコーティングされた支持フィルムはリチウムイオン電池中の漏 れ検出器として効果的に使用することができる。 実施例２ ４ミルのポリエステルフィルムを、１４ミルのＥｌｅｃｔｒｏｄａｇR５０１ （Ａｃｈｅｓｏｎ Ｃｏｌｌｏｉｄｓ Ｉｎｃ．）：ＰＬＶ２０６９ＶｉｔｏｎR （Ｐｅｌｏｍｅｒ Ｌａｂｓ）溶液の５０：５０混合物でバーコーティングし 、６０℃において３０分間乾燥した。コーティングの乾燥フィルム厚さは約０． ７ミルであった。次に、コーティングされたポリエステルフィルムの０．６２× ０．２０インチの長方形の切片を切断し、そしてＡｇエポキシ（Ｅｐｏｘｙ Ｔ ｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｃ．により供給されるＥｐｏｔｅｋRＥ３１１４）で 最も長い距離のへりにワイヤーを電気的に結合した。装置の常態の抵抗は４０〜 ５０ キロオームであった。１ＭのＬｉＰＦ6ＥＣ：ＤＭＣの１：１のＬｉＩｏｎ電解 質の蒸気に暴露したとき、抵抗は１分で１３０キロオームに増加し、２分以内に １メガオームより大きかった。 実施例３ 下記のポリマー溶液の７ミルの湿潤引落しを４ミルのＭｙｌａｒR支持フィル ム（ＤｕＰｏｎｔにより供給されるポリエステルフィルム）上に流延させた： 材料 供給会社 重量部 Ｃａｂｏｔ ＸＣ７２ Ｃａｂｏｔ Ｃｏｒｐ． １０ カーボンブラック Ｋ５４４グラファイト Ｌｏｎｚａ Ｃｏｒｐ． ５０ ３７８１ウレタン溶液 ＫＪ Ｑｕｉｎｎ Ｃｏｒｐ． １０ Ｔａｍｏｌ １６５分散剤 Ｒｏｈｍ ａｎｄ Ｈａａｓ ０．６ メチルエチルケトン − １００ ブタノール − １０ カーボンブラック、グラファイトおよびＴａｍｏｌ １６５を溶媒中でボール ミルにより前分散させ、次いでウレタンポリマー溶液を添加した。流延フィルム を乾燥した後、０．６２×０．２０インチの長方形切片を切断し、電気リード線 をＥｐｏｔｅｋRＥ３１１４（Ｅｐｏｘｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｃ．） で最も長いへりにＡｇエポキシ結合し、１３０℃において約３０分間硬化させた 。この装置の抵抗は、標準的オームメーターで測定して、２７キロオームであっ た。１ＭのＬｉＰＦ6エチレンカーボネート：ジメチルカーボネート１：１蒸気 に暴露したとき、抵抗は約１分で７０キロオームに上昇した。実施例４ 下記のアクリルポリマー溶液を混合することによって、アクリルマトリックス フィルムを製造した： 成分 重量部 Ｅｌｅｃｔｒｏｄａｇ １１４＊ ５０ Ｇｅｌｖａ ２４８０＊ ５０ ＊ Ａｃｈｅｓｏｎ Ｃｏｌｌｏｉｄｓ Ｉｎｃ．により供給される炭素／アク リル混合物． ＊＊ Ｍｏｎｓａｎｔ Ｃｈｅｍｉｃａｌにより供給されるアクリルポリマー溶 液。 １４ミルの湿潤引落しを４ミルのポリエステル支持フィルム上に流延し、乾燥 して、３ミルの乾燥アクリル／炭素のコーティングを形成した。コーティングが 乾燥した後、Ｇｅｌｖａ ２４８０は架橋して、コーティングを不溶性としたが 、溶媒中で膨潤性とする。長方形切片（０．６２×０．２０インチ）を切断し、 電気リード線をＥｐｏｔｅｋRＥ３１１４（Ｅｐｏｘｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｃ．）で最も長いへりに銀／エポキシで結合し、１３０℃において約３０ 分間加熱硬化させた。フィルムをマルチオメーターに取付け、抵抗を記録した。 この装置の抵抗は１０キロオームであった。１ＭのＬｉＰＦ6エチレンカーボネ ート：ジメチルカーボネート１：１蒸気に暴露したとき、抵抗は約２分で２８キ ロオームに上昇し、そして１５分で３８０キロオームに上昇した。 上記態様および実施例は本発明の範囲および精神を例示するために与えられた 。これらの態様および実施例から、他の態様および実施例は当業者にとって明ら かとなるであろう。これらの他の態様および実施例は本発明の範囲内である。し た がって、本発明は添付された請求の範囲によってのみ限定されるべきである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION                            Organic solvent vapor detector   The present invention relates generally to organic liquid and / or vapor detectors and more particularly Alternatively, a battery-operated device or intelligent on-board battery controller The present invention relates to a battery pack detector that can be used in combination with a roller. The detector of the present invention An organic liquid that can contain conductive particles dispersed therein, if necessary It consists of a polymeric material that is swellable in the body. The detector of the present invention (which may be supported or , May be unsupported) is a reference in rechargeable or primary batteries. Organic liquids and / or vapors that are typically found in form, and such Highly sensitive in detecting the levels of various organic liquids.   Intelligent portable electronic devices (eg, notebook computers, video cameras) Security, and in some cases, security Communicates with a intelligent device to maintain current battery charge status and maximum battery life. Provide accurate information on how to best recharge the battery to maintain Open rechargeable and primary batteries to allow maximum number of charge-discharge cycles Departure became possible. Such an intelligent cell phone that uses such batteries The user of the electronic device knows how much charge is left in the battery. Operating time in various power consumption states, You can know. This allows the user to use the remaining battery life Select an operating mode that allows maximum use in life and extend the operating time of the device You can choose a method.   Rechargeable and primary batteries are reliable, economical sources of energy. However, under certain circumstances (eg, during various charge-discharge cycles), battery leakage may occur. And may adversely affect the operation of electronic and safety devices. Leak is the norm It is typically caused by a defect in the configuration of the battery itself, or Evolution of electrolytic gas during cycling, or rupture or seal the battery. Caused by the development of high temperatures that can destroy. Leaks are rechargeable batteries Batteries, which do not normally occur in primary batteries and Leaks can adversely affect the electronic safety circuit of the portable device. Thus, there is a high degree of sensitivity to organic liquids and / or vapors present in the battery. There is a need for a battery pack that contains a leak detector that is receptive. Electronic devices Upon sensing a leak, the puck has enough time to be mild. Safety By maintaining, the pack could be returned for repair, replacement, etc. The user may also replace the pack if the pack has been catastrophically damaged or You should be able to receive a signal that it should be nature.   Therefore, one object of the present invention is to use or Provides detectors that can be used in combination with intelligent portable electronic devices. And   Another object of the invention is to provide polar and / or non-polar organic liquids and / or vapors. Highly sensitive to air and thus such organic liquids and / or If the vapor contains nearby batteries or other such organic liquids and / or vapors Is to provide a detector that provides a rapid response when released by a source You.   It is a further object of the present invention to provide various equipment leaks and / or organic liquids in containers. It is to provide a detector that can be used to detect fluid levels in the body.   Another object of the invention is to provide a reversible response. That is, the detector Can generate a signal for removal of organic liquid and / or vapor from the container .   These as well as other objects, according to the present invention, may be dispersed therein as necessary. Supported or supported, which can contain conductive particles By providing a detector consisting of a non-organic liquid swellable polymer material Achieved. That is, the detector of the present invention is exposed to organic liquids and / or vapors. Consist of a swellable polymeric material that can exhibit a volume change when exposed.   As a result of the swelling of the liquid, the change in volume of the polymer material is subsequently Signal response, e.g., resistance, capacitance or acoustic A conductance can be generated. The characteristic of the polymer material is the target liquid Depends on solubility parameters, such as polarity and hydrogen bonding index. In general The solubility parameter of the polymer material is similar to the target liquid. Thus, When searching for polar liquids and / or vapors, the polymeric material may be Consists of rimer material. Similarly, non-polar swellable polymeric materials Used for the detection of organic liquids and / or vapors.   Filling polymer material with conductive particles when operating in preferred resistance mode And electrically couple the polymer material between the conductive terminals. Polymer material Coated on at least one side of a mechanically supporting carrier, or Can not support the polymer. Swelling of organic liquids in polymeric materials dispersed Increase the distance between the conductive particles and create a corresponding electrical resistance.   The preferred geometry of the polymer material operating in resistance mode is supported Or an unsupported thin film. Change speed of response of electric signal The degree is proportional to the rate of swelling of the polymeric material. Polymer to maximize response time -The mass ratio of material / target organic liquid must be minimized and this This can be achieved with thin film geometries.   In another aspect of the invention, the polymeric material can be operated in volumetric mode. And a polymer material, preferably between two conductive porous and non-porous plates. Or by sandwiching a thin film. Organic liquid and / or Exposure to vapor induces swelling of the polymer material and reduces the distance between the conductive plates. A corresponding change is produced to produce a capacitance signal.   In yet another aspect of the invention, two mechanical transducers (transformers) Mitters and receivers), for example, present in surface acoustic wave (SAW) devices Sounds the polymer material by mechanically attaching the polymer material between It can be operated in acoustic conduction mode. For organic liquids and / or vapors Exposure can alter the acoustic conduction properties of the swollen polymer material and cause A corresponding modulation of the sir signal is produced.   Another aspect of the present invention relates to a method of manufacturing the aforementioned detector. In this aspect of the invention According to the report, the swellable polymer material is printed by a printing technique well known to those skilled in the art. Print or pull directly across the traces of the two conductive circuits on the roadbed It can then be printed as another supported film component that is electrically connected to the circuit. And the detector is manufactured. An example of the latter method is as follows:   Providing a support film coated with the aforementioned polymer material;   Punching a support film coated with the polymer,   Forming a material having a resistance of about 100 to about 1 megohm / square; and   Attach a conductive wire to the stamped film or press the stamping film Connect the system directly to the circuit board.   Further aspects of the invention are various devices containing the detector of the invention, for example, Smoke detectors, fire alarms and camcorders and other battery packs . In the case of a battery pack, attach the battery pack to a device powered by the battery. Terminal means for connecting, and at least one rechargeable connected to said terminal means A battery including a battery or a primary battery, and a detector of the present invention connected to the battery. A battery pack comprising: This configuration allows for leak detection by nearby batteries Noh.   In yet another aspect of the invention, a detector is provided for monitoring the amount of fluid in the container. Use as a continuous level indicator. This aspect of the invention makes contact with liquid The ability of the polymeric material to return to substantially the same form as before.   FIG. 1 shows an unfilled organic liquid sandwiched between two conductive plates and / or FIG. 2 is a cross-sectional view of the detector of the present invention made of a vapor-swellable polymer material.   FIG. 2 shows a conductive filled organic liquid supported on a polymer base and FIG. 3 is a cross-sectional view of the detector of the present invention, comprising a polymeric material that is swellable with steam and / or steam You.   FIG. 3 illustrates a Duracell battery operating system (Dura). cell Battery Operating System) (hereinafter "DB FIG. 4 is an electron beam diagram showing the detector of the present invention used in “OS”).   As described above, the detector of the present invention can be filled with a conductive plate as necessary. Consisting of an organic liquid and / or vapor swellable polymer material, A "swellable polymeric material" is a substance that, upon contact with organic liquids and / or vapors, Means any polymer, copolymer, or physical mixture thereof that exhibits volume expansion I do. When organic liquids and / or vapors are removed, the polymer material It is observed that the volume returns to.   The detector of the present invention can be of any geometric shape or shape, for example, cubes, spheres or Can be a thin film. The preferred geometry of the detector of the invention is It is a thin film. As mentioned above, the detector of the present invention depends on its mode of operation. Can be supported on a carrier material or unsupported.   Reference will now be made to the accompanying drawings which illustrate various detectors of the present invention. Drawing smell It is emphasized that like elements are referred to by like reference numerals. For more information, In FIG. 1, a capacitance detector 10 is shown. The capacitance detector 10 is a conductive plate Organic liquid and / or vapor swellable poly sandwiched between 16 and 16 ' It is made of a mer material 14. The conductive plates 16 and 16 'used in the present invention are: , Conventional conductive materials such as Cu, Ag, brass, Sn, Ni, Au and the like. It is composed of others. In this embodiment, the polymer material 14 is filled with a conductive material. Not filled. Mechanical transduction for transmitting and receiving plates 16 and 16 ' When replacing with a sensor, the device operates as an acoustic transducer-type organic liquid detector. Move.   In another embodiment of the present invention, as shown in FIG. It consists of 12. The support film 12 includes an organic liquid filled with a conductive plate, And / or coated with a vapor swellable polymer material 14. Or The support film 12 can be a printed circuit board or card, where The filled organic liquid and / or vapor swellable polymer material is Are coated or printed on the surface of the card.   The support film 12 used as a carrier material in the present invention comprises a matrix Does not dissolve in the coating solvent of It can be any non-conductive material that is not adversely affected. Preferred materials are Polymer films, sheets or laminates, such as polyesters (poly ( Ethylene terephthalate), poly (butylene terephthalate), poly (naphthale Terephthalate)), aromatic heterocyclic polyimides (eg, Kap tonR, Supplied by Dupont), polypropylene, polyethylene, Polyethylene ionomers (eg SurlynRPowered by Dupont ), Polybutylene, polyvinyl fluoride, polyvinylidene chloride, polyvinyl chloride , Polyamide (for example, NylonR, Supplied by Dupont), d. Tylene vinyl acetate, cellulose acetate, polyurethane and others. Mentioned earlier As described above, the support film 12 can be a printed circuit board or card. You.   The thickness of the support film is not critical to the present invention and is typically The carrier film has a thickness in the range of about 0.5 to 50 mils.   The polymeric material 14 used in the present invention may be any polar or non-polar elastomer. Tomer polymers or copolymers, which are preferably crosslinked Swells when in contact with organic liquids and / or vapors. The polymer And / or physical mixtures of copolymers are also contemplated in the present invention. You. The term "physical mixture" is used in the present invention to refer to the polymer and / or the co-polymer. Polymers and / or copolyls in which no chemical bonds are formed between the polymers Used to mean a mixture of mer. In addition, the swellable polymer material is about 3 Contacted with organic liquids and / or vapors with a glass transition temperature below 0 ° C Sometimes it is preferable to have a sufficiently mobile polymer chain to swell, is not.   Suitable polymers that can be used in forming the polymeric material 14 include: Including, but not limited to: fluoroelastomer, urethane, neoprene , Polyacrylate, polysulfide, silicone, butyl and others. Examples of suitable polymers that can be used include, but are not limited to: I: acrylonitrile-butadiene, acrylonitrile-styrene-butadiene , Styrene-butadiene, styrene-butadiene-isoprene and others. Book Highly preferred polymers for use in the invention are fluoroelastomers, such as For example, Pellomer Labs under the trade name PLV2069 Are commercially available from   The aforementioned polymers and copolymers can be used as target organic liquids and / or Polar or non-polar, depending on the respective polarity match of the swellable polymer to steam Highly sensitive to the detection of polar organic liquids and / or vapors Be emphasized.   Filled with an organic liquid and / or vapor swellable polymer material 14 Sometimes it is typically filled with a group of conductive particles. In the present invention The conductive particles used are conventional conductors well known in the art. . The conductive particles that can be used in the present invention include, but are not limited to, the following. Not specified: carbon black, graphite, silver, tin, gold, palladium, nickel Kel and others. Mixtures of these conductive particles, such as silver and graphite G is also contemplated in the present invention. Highly preferred conductivity for use in the present invention The conductive particles are a mixture of carbon black and graphite.   The conductive particles can be of any shape. However, the conductive particles are flat. Preferably, the flakes or spherical powders have various shapes. Typically, conductive The size of the ionic particles ranges from about 10 nm to about 100 microns. More preferred Has a particle size of about 0.01 to about 50 microns.   Unfilled swellable polymer material or conductive filled swellable polymer in the present invention The material can be manufactured using conventional means well known in the art. It should be emphasized that it is available or commercially available. Enter commercially An example of a conductive filled swellable polymer material that can be used is Electrodag 501.R (Supplied by Acheson Collides Inc.) This is the combination of carbon black and graphite in the fluoroelastomer resin system. It is a combination.   Typically, the organic liquid and / or vapor swellable polymeric material is a poly From about 1 to about 90% by weight of conductive particles dispersed in a matrix of the polymer material. Have. More preferably, the swellable polymeric material has from about 30 to about 70% by weight of a conductive material. Contains particles.   Swellable with organic liquids and / or vapors when supported on a base material Some polymeric materials are in the form of a thin coating, which reduces swellable polymeric material. Predisperse the conductive particles in a solvent that can dissolve and then swell the polymer. -Manufactured by dissolving materials. Depending on the type of swellable polymer material used Depending on, suitable coating solvents include, but are not limited to: Not: methyl ethyl ketone, acetone, toluene, tetrahydrofuran and Other. Alternatively, the matrix coating solution may be a commercially available conductive Prepared by mixing a water-soluble coating solution with a suitable swellable polymer material. Can be   After application to the support film, the conductive filled swellable polymer material has about 20 ohms / It has a resistance of square to about 1 megohm / square. More preferably, conductive before application Swellable polymer materials have a resistance of about 1 kOhm / square to about 100 kOhm / Square, and changing the ratio of the mass of the conductive particles / the mass of the swellable polymer Can be adjusted.   A solution of the filled swellable polymer is prepared using conventional well-known techniques in the art. Casting at least one side of the support film 12 according to the coating technique of Yes, that is, apply. For example, support foils using filled swellable polymer materials Film coating is brushing, dipping, knife coating, gravure, wire bar It can be carried out by coating, spraying and others. Supporting fill The preferred means of applying the filled swellable polymer coating solution to the Bar coating.   Again, when the support material is a circuit board or card, it is well known to those skilled in the art. According to the printing technology, the swellable polymer material containing the conductive particles is transferred to a circuit board or car Print directly on the circuit elements of the board, or first support it on a support film. Then bond with silver epoxy adhesive to the circuit present on the circuit board or card. Is emphasized.   According to the present invention, a uniform coating of a filled swellable polymer solution is Apply to the surface of the system. "Uniform" means that the wet coating has about 1 to about 30 mils. Means having a thickness. The above range represents the wet coating thickness before drying. Is emphasized.   Next, the coated support film is subjected to conditions and conditions well known to those skilled in the art. And dry according to technique. One method of drying the coated film is empty Air drying, which depends on the size of the coated film and the selected coating. It can be about 0.1 to about 1.0 hours, depending on the solvent used. Coat Another method of drying the coated film is furnace heating. Typically, oven drying When using drying, the oven temperature is from about 60 to about 150 ° C, and the drying heat is about 1 ~ 30 minutes. Whichever drying technique is used, the final thickness of the coating is From about 0.1 to about 1.5 mils.   After drying, the coated support film is punched out to about 20 ohms / square Shape with a resistance of about 1 megohm / square. In addition, the swelling speed of the polymer The ideal shape of the device is thin because the degree is proportional to the increase in the mass of the organic liquid / polymer It would be a film.   All of the above properties maximize the length of the electrical path while at the same time reducing the overall outer dimensions. Coating on a thin film that minimizes the modulus, for example, a “u” or “w” shape This can be achieved by stamping the coated film.   The next step of the invention is to use a conductive wire 20, for example an Ag or Cu wire. Is to install on a perforated coated film. Thin the wire Wire can be attached to any edge of the Preferably, it is attached to the farthest end of the coated surface. Wire is Mounted using conventional electrical coupling means well known in the art. You. The preferred means of electrically coupling the wire 20 to the stamped film is a silver The use of a xy-filled thermoplastic or thermoset adhesive 18, such as silver epoxy, may be used. And   An organic liquid and / or vapor swellable polymeric material is supported on the support film. When not supported, the swellable polymer material is electrically connected to two conductive plates or circuits. It is placed between two consecutive transducers. In these cases, expansion The wettable polymeric material is in the form of an unsupported thin film, and as described above, Placed between punches, plates or transducers.   In the above, the basic form of the detector of the present invention and the method of manufacturing the detector are described. explained. The detector of the present invention may comprise an organic liquid, such as a polar and / or non-polar liquid. Said organic matter produced or leaked from nearby sources containing the body Useful in detecting liquids. It also continuously monitors the level of organic liquid in the container. To monitor, the detector of the present invention can be used.   In the following, the detector of the present invention is used as a leak detector in a battery pack. Explain what you do. Battery packs contain polar organic liquids as electrolytes. It consists of at least one rechargeable battery or primary battery. Inside such a battery Suitable polar organic liquids that can be detected according to the present invention , Ethylene carbonate, dimethyl carbonate, and others. these A mixture of polar organic liquids can also be present in the battery.   The term "rechargeable battery" is used in the present invention to refer to a rechargeable lithium ion (LiIon), nickel metal hydride (NiMH) or nickel cadmium (NiCad) is used to mean a battery. Preferred for use in the present invention A new rechargeable battery is the LiIon battery.   According to the present invention, there is provided a battery for detecting polar organic liquids and / or vapors. It is. This battery is a terminal that connects the pack to a device powered by the battery. And at least one of the aforementioned rechargeable batteries connected to the terminal means. And the detection of the present invention electrically connected to the battery. Rechargeable Batteries can be replaced with primary batteries. The primary battery is, for example, Kirk-O thmer, Encyclopedia of Chemical Techn ology, 3rd edition, Vol. 13, 1978, p. 503-545 Have been.   When a leak in the battery is detected by the above arrangement, the electrical signal Computer, fuse or other warning to the user of such leaks. Sent to the device. A preferred device for alarming leaks is a highly sophisticated battery device For example, the Duracell battery operating system (Durac) cell battery operating system (DBOS) Yes, this is an ASIC (Application Specific Inte graded Circuit) hardware, CPU, analog / digital conversion Converter, current measuring means, temperature measuring means, pack voltage measuring means, battery voltage measuring means, ROM, RAM, RAM data backup circuit, 12C / SMBUS in Interface, clock generation circuit, wake-up comparator circuit, L ED driver, interface circuit, operation hardware mode, run mode Mode, entry / exit, sample mode: entry / exit and sleep mode: Includes entry / exit. A complete discussion of DBOS can be found in the following patent applications: U.S. Patent Application Serial No. 08 / 336,945, Nov. 1994 No. 5,633,573; and U.S. Pat. No. 8 / 318,004, filed Oct. 4, 1994, now US Pat. No. 5,606. 242; and concurrent and commonly owned US Provisional Application No. 60 / No. 034,320, filed on December 20, 1996, the contents of which are cited Is hereby incorporated by reference.   Referring to FIG. 3, which shows a typical DBOS module with conductive The detector of the present invention comprising a supported swellable polymer material filled with particles. Indicate use. In this drawing, C1, C2 and C3 represent Liion batteries. And they are connected together in series; Q1 and Q2 are transmitters Which are connected to the LiIon battery through a resistor R5; F1 is Fuse; R1 and V1 are the resistance and resistance between the positive and negative terminals, respectively. And voltage. The detector of the present invention also provides the positive and negative DBOS module. Located between terminals. This module has two main functional blocks: , Overvoltage protection and a fuel gauge, the functions of which are described in the aforementioned co-pending U.S. application. It is described in more detail. It also includes electronic switch circuits and data communication. Shin-guchi, containing 12C and mouth, respectively, which are typically Connected.   According to the present invention, the detector of the present invention is exposed to polar organic liquids and / or vapors. When exposed, its electrical resistance increases the voltage V1. The electronic switch shown in FIG. The switch circuit is designed to trip in response to an increase in voltage, thus The fuse F1 is blown by providing a path of high resistance.   The detectors of the present invention, in addition to being used for leaks in batteries, Polar and / or non-polar) and / or vapour is released into the atmosphere Area can be used. Examples of other applications for the detector of the invention Include, but are not limited to: solvent storage area, bottom bilge Compartments, chemical steam hoods, fire alarms, chimneys, car engine compartments, solvent coatings Manufacturing operations and others.   For example, when used in a bottom bilge compartment, gasoline (a non-polar liquid) If leaking from an adjacent fuel tank, gasoline or its vapors Swell the rimer material, causing a change in resistance, etc. (what type of detector To use) and trip the alarm accordingly.   The following examples illustrate the scope of the present invention. These examples are for illustration only. The present invention is not intended to be limited to the embodiments described therein.                                 Example 1   4 mil KaptonR(Polyimide support supplied by Dupont 12 mil ElectrodagR502 (Acheson Col loids Inc. Dissolved in methyl ethyl ketone supplied by (Filled fluoroelastomer) and air dried. Electro dagRThe final coating of 502 is approximately 0.4 mils thick and 1 kOhm / It had a square resistivity. The coated film is then cut into 1 square inch. And a silver epoxy resin (Epoxy Technology) as an adhesive.   Inc. Powered by EpotekRE3114) with fine copper (Cu) The ear was bonded to the edge of the cut film. 1M LiPF6EC (Ethylene Car Carbonate): Electrolyte vapor of DMC (dimethyl carbonate) lithium ion battery (100% saturation in vapor phase), the resistance is more than doubled within 60 seconds. Only the actors increase. As demonstrated in this example, conductive filling swelling The supporting film coated with the conductive polymer material is It can be used effectively as a detector.                                 Example 2   4 mil polyester film is converted to 14 mil ElectrodagR501 (Acheson Colloids Inc.): PLV2069VitonR Bar coating with a 50:50 mixture of (Pelomer Labs) solution At 60 ° C. for 30 minutes. The dry film thickness of the coating is about 0. 7 mils. Next, 0.62 × of the coated polyester film A 0.20 inch rectangular section was cut and Ag epoxy (Epoxy T) technology Inc. Powered by EpotekRE3114) The wire was electrically coupled to the longest edge. The normal resistance of the device is 40 ~ 50 It was kiloohms. 1M LiPF61: 1 LiIon electrolysis of EC: DMC When exposed to high quality steam, the resistance increases to 130 kOhm in one minute and within two minutes It was larger than 1 megohm.                                 Example 3   7 mil wet drawdown of the following polymer solution to 4 mil MylarRSupporting fill (Polyester film supplied by DuPont):           material Supplier Parts by weight   Cabot XC72 Cabot Corp. 10   Carbon black   K544 Graphite Lonza Corp. 50   3781 urethane solution KJ Quinn Corp. 10   Tamol 165 dispersant Rohm and Haas 0.6   Methyl ethyl ketone-100   Butanol-10   Balls of carbon black, graphite and Tamol 165 in solvent Predispersed in a mill, then the urethane polymer solution was added. Casting film After drying, a rectangular section of 0.62 × 0.20 inch was cut and an electrical lead wire was cut. EpotekRE3114 (Epoxy Technology Inc.) Ag epoxy bonded to the longest edge and cured at 130 ° C. for about 30 minutes . The resistance of this device was 27 kOhm, measured with a standard ohmmeter. Was. 1M LiPF6Ethylene carbonate: dimethyl carbonate 1: 1 steam When exposed to, the resistance rose to 70 kOhm in about 1 minute.Example 4   Acrylic matrix by mixing the following acrylic polymer solutions Film made:           component Parts by weight   Electrodag 114 * 50   Gelva 2480 * 50 * Acheson Colloids Inc. / Act supplied by Ril mixture. ** Acrylic polymer solution supplied by Monsant Chemical liquid.   14 mil wet drawdown cast on 4 mil polyester support film and dried This formed a 3 mil dry acrylic / carbon coating. Coating After drying, Gelva 2480 crosslinked, rendering the coating insoluble. Swellable in a solvent. Cut rectangular sections (0.62 x 0.20 inches) Epotek electrical leadsRE3114 (Epoxy Technology)   Inc. ) With silver / epoxy at the longest edge and at 130 ° C. about 30 Heat cured for minutes. The film was mounted on a multi-meter and the resistance was recorded. The resistance of this device was 10 kOhm. 1M LiPF6Ethylene carbonate When exposed to 1: 1 vapor of dimethyl carbonate: 1, the resistance is about 28 minutes in about 2 minutes. It rose to Loohm and rose to 380 kOhm in 15 minutes.   The above aspects and examples have been given to illustrate the scope and spirit of the invention . From these aspects and examples, other aspects and examples will be apparent to those skilled in the art. It will be. These other aspects and examples are within the scope of the present invention. I Was Therefore, the present invention should be limited only by the appended claims.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ， ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，Ｌ Ｓ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ， ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，Ｅ Ｅ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＵ ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ， ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，Ｍ Ｄ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ， ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，Ｕ Ｚ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page    (81) Designated country EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, I T, LU, MC, NL, PT, SE), OA (BF, BJ , CF, CG, CI, CM, GA, GN, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, GM, KE, L S, MW, SD, SZ, UG, ZW), EA (AM, AZ , BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AL , AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, CA, CH, CN, CU, CZ, DE, DK, E E, ES, FI, GB, GE, GH, GM, GW, HU , ID, IL, IS, JP, KE, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, M D, MG, MK, MN, MW, MX, NO, NZ, PL , PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM, TR, TT, UA, UG, US, U Z, VN, YU, ZW

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １． 有機の液体および／または蒸気に暴露されたとき、体積を変化すること ができる、膨潤性のポリマー、コポリマーまたはそれらの物理的混合物である膨 潤性ポリマー材料からなる検出器。 ２． 前記膨潤性ポリマー材料が導電性粒子で充填されている、請求項１に記 載の検出器。 ３． 前記膨潤性ポリマー材料が支持フィルム、回路板またはカード上に支持 されている、請求項１または２に記載の検出器。 ４． 前記支持材料が支持フィルムである、請求項３に記載の検出器。 ５． 前記導電性粒子がカーボンブラック、グラファイト、銀、錫、金、パラ ジウム、ニッケルおよびそれらの混合物から成る群より選択される、請求項２に 記載の検出器。 ６． 前記導電性粒子がカーボンブラック粒子とグラファイト粒子との混合物 である、請求項５に記載の検出器。 ７． 前記膨潤性ポリマー材料が約３０℃未満のガラス転移温度を有する、請 求項１に記載の検出器。 ８． 前記膨潤性ポリマー材料が有機の液体および／または蒸気を吸収しかつ 対応する体積膨張をすることができる、架橋したポリマーまたはコポリマーであ る、請求項１に記載の検出器。 ９． 前記ポリマー材料が極性または非極性のポリマーまたはコポリマーから 構成されている、請求項１に記載の検出器。 １０． 前記膨潤性ポリマー材料がフルオロエラストマー、ウレタン、ネオプ レン、ポリアクリレート、ポリサルファイド、ブチル、シリコーン、および／ま たはそれらの物理的混合物から成る群より選択されるポリマーである、請求項９ に記載の検出器。 １１． 前記コポリマーがアクリロニトリルースチレン−ブタジエン、アクリ ロニトリル−ブタジエンおよびスチレン−イソプレン、スチレン−ブタジエンお よびスチレン−ブタジエン−イソプレン、ブチルゴム、イソプレンゴムおよびそ れらの物理的混合物から成る群より選択される、請求項９に記載の検出器。 １２． 前記膨潤性ポリマー材料がフルオロエラストマーである、請求項１０ に記載の検出器。 １３． 前記導電性粒子が平らな形状のフレークまたは球形の粉末である、請 求項２に記載の検出器。 １４． 前記導電性粒子が約１０ｎｍ〜約１００ミクロンの範囲の粒度を有す る、請求項２に記載の検出器。 １５． 前記導電性粒子が約０．０１〜約５０ミクロンの粒度を有する、請求 項１４に記載の検出器。 １６． 前記支持フィルムが約０．５〜約５０ミルの厚さを有する、請求項４ に記載の検出器。 １７． 前記膨潤性ポリマー材料が約１〜約９０％の前記導電性粒子を含有す る、請求項２に記載の検出器。 １８． 前記膨潤性ポリマー材料が約１〜約３０ミルの厚さを有する均一な湿 った薄いフィルムとして支持材料に適用されている、請求項１に記載の検出器。 １９． 前記膨潤性ポリマー材料が、乾燥後、約０．１〜約１．５ミルの厚さ を有する、請求項１８に記載の検出器。 ２０． 前記膨潤性ポリマー材料が非支持であり、そして２つの多孔質または 非多孔質の導電性板の間に位置する、請求項１に記載の検出器。 ２１． 前記膨潤性ポリマー材料が非支持であり、そして伝達機械的トランス デューサーと受容機械的トランスデューサーとの間に位置する、請求項１に記載 の検出器。 ２２． 極性の有機の液体および／または蒸気と接触したとき、膨潤する、膨 潤性ポリマー材料からなる、電池パックにおいて有用な検出器。 ２３． 前記膨潤性ポリマー材料が極性のポリマー、コポリマーまたはそれら の物理的混合物である、請求項２２に記載の検出器。 ２４． 前記膨潤性ポリマー材料に導電性粒子が充填されている、請求項２２ に記載の検出器。 ２５． 基材の少なくとも１つの表面上にコーティングされた有機の液体およ び／または蒸気で膨潤性のポリマー材料を有する支持フィルムを準備し、そして 前記コーティングされた支持フィルムを打抜いて、約２０オーム〜約１メガオー ム／平方の電気抵抗を有する材料を形成する、ことからなる、電池パックにおい て有用な有機の液体および／または蒸気の検出器を製造する方法。 ２６． 前記膨潤性ポリマー材料が、有機の液体および／または蒸気に暴露さ れたとき、体積変化を示すことができるポリマー、コポリマーまたはそれらの物 理的混合物である、請求項２５に記載の方法。 ２７． 前記ポリマー材料に導電性粒子が充填されている、請求項２６に記載 の方法。 ２８． 導電性ワイヤーを前記打抜きフィルムに取付けることをさらに含む、 請求項２５に記載の方法。 ２９． 前記打抜きフィルムを回路板またはカードに直接結合ことをさらに含 む、請求項２５に記載の方法。 ３０． 前記コーティングを、はけ塗り、浸漬、ナイフ塗布、グラビア、ワイ ヤバーコーティングまたはスプレーにより適用する、請求項２５に記載の方法。 ３１． 前記コーティングをワイヤバーコーティングにより適用する、請求項 ３０に記載の方法。 ３２． 前記導電性ワイヤーがＣｕまたはＡｇのワイヤーである、請求項２８ に記載の方法。 ３３． Ａｇエポキシ接着剤を使用して、前記ワイヤーを取付ける、請求項３ ２に記載の方法。 ３４． Ａｇエポキシ接着剤を使用して、前記打抜きフィルムを回路板または カードに結合する、請求項２５に記載の方法。 ３５． 回路素子をその上に有する回路板またはカードを準備し、そして前記 回路素子上に膨潤性ポリマー材料を印刷する、ことからなる、検出器を回路板ま たはカードに形成する方法。 ３６． 前記膨潤性ポリマー材料が、有機の液体および／または蒸気に暴露さ れたとき、体積変化を示すことができるポリマー、コポリマーまたはそれらの物 理的混合物である、請求項３５に記載の方法。 ３７． 前記ポリマー材料に導電性粒子が充填されている、請求項３６に記載 の方法。 ３８． 電池により動力を付与される装置に電池パックを接続する端子手段と 、前記端子手段に接続された少なくとも１つの再充電可能な電池または一次電池 を包含する電池と、前記電池に接続された請求項１または２２に記載の検出器と を含んでなる電池パック。 ３９． 前記再充電可能な電池がリチウムイオン電池である、請求項３８に記 載の電池パック。 ４０． 前記電池により動力を付与される装置がノート型コンピューター、ビ デオカメラまたは携帯電話である、請求項３８に記載の電池パック。[Claims]   1. Change in volume when exposed to organic liquids and / or vapors A swellable polymer, copolymer or a physical mixture thereof A detector made of a wettable polymer material.   2. The method of claim 1, wherein the swellable polymer material is filled with conductive particles. On-board detector.   3. The swellable polymer material is supported on a support film, circuit board or card The detector according to claim 1, wherein:   4. The detector according to claim 3, wherein the support material is a support film.   5. The conductive particles are carbon black, graphite, silver, tin, gold, para 3. The method according to claim 2, wherein the material is selected from the group consisting of didium, nickel and mixtures thereof. The described detector.   6. The conductive particles are a mixture of carbon black particles and graphite particles. The detector according to claim 5, wherein   7. The swellable polymeric material has a glass transition temperature of less than about 30 ° C. The detector according to claim 1.   8. The swellable polymeric material absorbs organic liquids and / or vapors and A crosslinked polymer or copolymer capable of corresponding volume expansion The detector of claim 1, wherein   9. The polymer material comprises a polar or non-polar polymer or copolymer The detector of claim 1, wherein the detector is configured.   10. The swellable polymer material is a fluoroelastomer, urethane, neop; Len, polyacrylate, polysulfide, butyl, silicone, and / or Or a polymer selected from the group consisting of physical mixtures thereof. 2. The detector according to 1.   11. The copolymer is acrylonitrile styrene-butadiene, Lonitrile-butadiene and styrene-isoprene, styrene-butadiene and And styrene-butadiene-isoprene, butyl rubber, isoprene rubber and 10. The detector according to claim 9, wherein the detector is selected from the group consisting of these physical mixtures.   12. The swellable polymer material is a fluoroelastomer. 2. The detector according to 1.   13. Wherein the conductive particles are flat shaped flakes or spherical powder. The detector according to claim 2.   14． The conductive particles have a particle size ranging from about 10 nm to about 100 microns The detector according to claim 2, wherein   15. The conductive particles have a particle size of about 0.01 to about 50 microns. Item 15. The detector according to Item 14.   16. 5. The support film having a thickness of about 0.5 to about 50 mils. 2. The detector according to 1.   17． The swellable polymeric material contains from about 1 to about 90% of the conductive particles. The detector according to claim 2, wherein   18. Uniform wetness wherein the swellable polymeric material has a thickness of about 1 to about 30 mils The detector according to claim 1, wherein the detector is applied to the support material as a thin film.   19. The swellable polymeric material has a thickness of about 0.1 to about 1.5 mils after drying. 19. The detector according to claim 18, comprising:   20. The swellable polymeric material is unsupported and comprises two porous or The detector of claim 1, wherein the detector is located between non-porous conductive plates.   21. Wherein the swellable polymer material is unsupported, and 2. The method of claim 1, wherein the transducer is located between the transducer and the receiving mechanical transducer. Detector.   22. Swells, swells when in contact with polar organic liquids and / or vapors A useful detector in a battery pack made of a wettable polymer material.   23. The swellable polymer material is a polar polymer, copolymer or 23. The detector of claim 22, which is a physical mixture of   24. 23. The swellable polymer material is filled with conductive particles. 2. The detector according to 1.   25. An organic liquid coated on at least one surface of the substrate; Providing a support film having a polymer material which is swellable with steam and / or steam; and The coated support film is die cut from about 20 ohms to about 1 megohm. Forming a material having electrical resistance per unit area per square meter. Of producing useful and useful organic liquid and / or vapor detectors.   26. The swellable polymeric material is exposed to organic liquids and / or vapors; Polymers, copolymers or the like that can show a volume change when 26. The method according to claim 25, which is a physical mixture.   27. 27. The polymer material of claim 26, wherein the polymer material is filled with conductive particles. the method of.   28. Further comprising attaching a conductive wire to the stamped film. A method according to claim 25.   29. Further comprising directly bonding the stamped film to a circuit board or card. 26. The method of claim 25.   30. Brushing, dipping, knife coating, gravure, 26. The method of claim 25, wherein the method is applied by yabber coating or spray.   31. Claim: The coating is applied by a wire bar coating. The method of claim 30.   32. 29. The conductive wire is a Cu or Ag wire. The method described in.   33. 4. The wire is attached using an Ag epoxy adhesive. 3. The method according to 2.   34. Using an Ag epoxy adhesive, the stamped film can be mounted on a circuit board or The method of claim 25, wherein the method is coupled to a card.   35. Providing a circuit board or card having circuit elements thereon; and Printing the swellable polymer material on the circuit element, comprising: Or how to form a card.   36. The swellable polymeric material is exposed to organic liquids and / or vapors; Polymers, copolymers or the like that can show a volume change when 36. The method of claim 35, which is a physical mixture.   37. 37. The polymer material of claim 36, wherein the polymer material is filled with conductive particles. the method of.   38. Terminal means for connecting the battery pack to a device powered by a battery; At least one rechargeable battery or primary battery connected to said terminal means And a detector according to claim 1 or 22 connected to the battery. A battery pack comprising:   39. 39. The rechargeable battery of claim 38, wherein the rechargeable battery is a lithium ion battery. On-board battery pack.   40. The device powered by the battery is a notebook computer, The battery pack according to claim 38, which is a video camera or a mobile phone.
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