JP2014169918A - 温度管理材 - Google Patents

Abstract

【課題】導電状態から絶縁状態又は導電性低下状態への電気的な変化で明確に検知することができ、小型な構造で、広域な温度帯に対応し、かつ高精度でシャープな熱応答を有し、煩雑な工程を必要とせず簡便に製造することが可能な温度管理材を提供する。
【解決手段】温度管理材１は、検知すべき温度に対応する融点で熱溶融する熱溶融性物質２と、導電性粉末４を含有する導電性ペースト３とが、接触及び／又は近接しており、前記導電性ペースト３により導電状態となっている温度管理材１であって、前記熱溶融性物質２が熱溶融状態で前記導電性ペースト３へ不可逆的に浸透及び／又は拡散されることによって、絶縁状態又は導電性低下状態となるものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、所定の温度に到達したかを、導電状態から絶縁状態又は導電性低下状態へ変化することにより、電気的に確認する温度管理材に関するものである。

所定の温度に達したか否かの温度管理や温度履歴を目視で確認する温度管理材として、不可逆性の示温ラベルが知られている。示温ラベルは、着色した紙材の上に感温剤である熱溶融性物質を印刷したものを感温エレメントとして用いている。所定温度以上で、この感温エレメントは、熱溶融性物質が熱溶融して、透明化したり紙材に吸収されたりすることにより、紙材の着色が目視できるようになる。このことから、所定の温度への加熱を、感温エレメントの色調が、熱溶融性物質の乱反射による白色から、紙材の着色である有色に変化するので、所定の温度に達したか否かを目視で確認できる。

このような色調変化を利用する示温ラベルとして、例えば、特許文献１に、記録温度を融点とする熱溶融性物質を含有した隠蔽性インキ層が付され、溶融状態の該熱溶融性物質を不可逆的に吸収する紙製基材からなり、所定の温度を超える温度履歴を経たかを不可逆的な色調変化で表示する温度履歴インジケータが開示されている。このような示温ラベルは、目視により簡単に所定温度以上になったことを確認することができるが、目視で確認し難い暗所や高所、閉塞や密閉したような場所の温度管理には不向きである。

目視に拠らない電気的な温度管理材として、感温剤に溶融性物質を使用し、温度により電気的抵抗値が変化することを利用した温度管理材が知られている。例えば、特許文献２に、溶融性物質からなる感温ペレットを収容する円筒形金属ケース外囲器と、それの一端開口側に固着した第１リード部材、他端開口側でかしめ固定した第２リード部材と、金属ケース外囲器内に収容した可動導電体とスプリング体の強弱ばねを含むスイッチング機能部品とを具備した感温ペレット型温度ヒューズが開示されている。このヒューズは、所定温度以上に温度上昇すると感温ペレットが熱溶融して、ばねの反発により可動導電体が移動し、可動導電体とリード線の接触が失われ、絶縁になる。このような温度ヒューズは、その構造が複雑であるため、製造性に乏しく、さらにある程度の立体的な大きさを要するため、小型化に限度がある。

また、発泡性物質を使用して電気的抵抗値の変化を利用した、目視に拠らない温度管理材として、例えば、特許文献３に、発泡性物質及び導電性材料を含み、所定温度未満では導電性を付与し、所定温度以上で発泡性物質が発泡することで絶縁性となる導電性組成物が開示されている。この導電性組成物は流動性を有し電子回路に固化形成することができ、電子装置に組み込み、電子装置が異常発熱した場合に、発泡性物質が発泡し、導電性材料を破断させ導電性組成物を絶縁性にすることで安全に電流を遮断することができる。このような導電性組成物は、発泡性物質の発泡が化学的な分解反応を利用しているため、使用時の環境に影響を受け易く、高い温度精度を得難い。さらに、発泡性物質の種類が限られているため、細かい温度帯を任意に設定することが困難である。

また、目視に拠らない温度管理材として、特許文献４に、基材上に形成された導電性膜と、それに接するように配置され所定温度で発生する酸でそれを融解する材料にて形成された熱酸発生剤とを備えたインジケータが開示されている。このインジケータは、金属膜により所定の温度未満では導電性を付与するが、温度上昇と経過時間とに依存して酸が発生して金属膜が融解し切断されることで、絶縁性になるものである。従って、このインジケータは加熱温度と加熱時間を検知する、いわゆる加熱温度積算インジケータであり、正確な温度測定をすることは難しい。また、酸発生物質の種類が限られているため、細かい温度帯を設定することが困難である。

特開２００３−１７２６６１号公報 特開２００６−２６０９２６号公報 特開２０１０−１４６７２６号公報 特開２０１２−１１２７４０号公報

本発明は前記の課題を解決するためになされたもので、導電状態から絶縁状態又は導電性低下状態への電気的な変化で明確に検知することができ、小型な構造で、広域な温度帯に対応し、かつ高精度でシャープな熱応答を有し、煩雑な工程を必要とせず簡便に製造することが可能な温度管理材、及びそれを用いた温度管理方法を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するためになされた、特許請求の範囲の請求項１に記載された温度管理材は、検知すべき温度に対応する融点で熱溶融する熱溶融性物質と、導電性粉末を含有する導電性ペーストとが、接触及び／又は近接しており、前記導電性ペーストにより導電状態となっている温度管理材であって、前記熱溶融性物質が熱溶融状態で前記導電性ペーストへ不可逆的に浸透及び／又は拡散されることによって、絶縁状態又は導電性低下状態となることを特徴とする。

請求項２に記載の温度管理材は、請求項１に記載されたものであって、前記熱溶融性物質を含有する感温インキ層と、前記導電性ペーストで形成されたペースト層とが、積層されていることにより、又は前記導電性ペースト中に、前記熱溶融性物質が混合されていることにより、前記接触及び／又は近接していることを特徴とする。

請求項３に記載の温度管理材は、請求項１〜２の何れかに記載されたものであって、前記導電性粉末が、銀、銅、金、鉛、すず、プラチナ、亜鉛、ニッケル、マンガン、クロム、パラジウム、アルミニウム、インジウム、ビスマス、及びアンチモンから選ばれる少なくとも１種の金属；前記金属の酸化物、硫化物、及び／又は合金；並びにカーボンブラック及び／又はカーボンナノチューブの炭素構造物から選ばれる少なくとも何れかの粉末であることを特徴とする。

請求項４に記載の温度管理材は、請求項１〜３の何れかに記載されたものであって、前記熱溶融性物質が、脂肪酸誘導体、芳香族カルボン酸誘導体、アルコール誘導体、エーテル誘導体、アルデヒド誘導体、ケトン誘導体、アミン誘導体、アミド誘導体、ニトリル誘導体、炭化水素誘導体、芳香族化合物、チオール誘導体、及びスルフィド誘導体から選ばれる少なくとも何れかであることを特徴とする。

請求項５に記載の温度管理材は、請求項１〜４の何れかに記載されたものであって、前記導電性ペーストに含有されるペースト形成用樹脂が、セルロース系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ樹脂、ビニル系樹脂、イミド系樹脂、アマイド系樹脂、ブチラール系樹脂、ナイロン系樹脂、及びゴム系化合物から選ばれる少なくとも何れかであることを特徴とする。

請求項６に記載の温度管理材は、請求項１〜５の何れかに記載されたものであって、回路内で途切れている端子間に付して、前記導電性ペーストにより前記回路を前記導電状態としていることを特徴とする。

請求項７に記載の温度管理材は、請求項６に記載されたものであって、付勢されたばね、又は外部磁石に引き付けられる強磁性体が、前記導電性ペーストで覆われつつ前記導電状態となっており、前記熱溶融状態で、前記ばね又は前記強磁性体が前記導電性ペーストを剪断することによって前記絶縁状態となることを特徴とする。

同じく前記の目的を達成するためになされた、特許請求の範囲の請求項８に記載された温度管理方法は、検知すべき温度に対応する融点で熱溶融する熱溶融性物質と、導電性粉末を含有する導電性ペーストとを、接触及び／又は近接させつつ、回路内で途切れている端子間に付して、前記導電性ペーストにより前記回路を導電状態とした温度管理材を作製する工程と、前記熱溶融性物質が熱溶融状態で前記導電性ペーストへ不可逆的に浸透及び／又は拡散されることによって、絶縁状態又は導電性低下状態となることを、測定して、前記温度以上に達したことを検知する工程とを、有することを特徴とする。

本発明の温度管理材は、従来のような目視に拠る色調変化だけで検知するのではなく、導電状態から絶縁状態又は導電性低下状態へ変化することで所定の温度に到達したかを、電気的に検知して管理することができる。この温度管理材は、熱溶融性物質の融点を利用しているため、広域な温度帯に対応しかつ細かな温度帯の設定が可能で、使用環境の影響を受けにくく、高い温度精度を示し、シャープな熱応答を有することができる。また、電気的に確認して管理するだけでなく、色調変化を利用した目視による管理を併用することが可能である。

本発明の温度管理材は、複雑な構成を必要とせずに電子回路基板に直接塗付して形成することができ、立体的に小さな構造で小型化が可能であるため、電池や小型デバイスなどに搭載して使用することができる。また、この温度管理材は、煩雑な工程を必要とせず簡易な構造であると共に、それを構成する原材料が低コストであるため、製造性及び生産性の向上に資する。

本発明の温度管理方法は、導電状態から絶縁性状態又は導電性低下状態への変化を検知することで、所定の温度に到達したかを電気的に、正確かつ迅速に判断し、簡便に管理及び検知することができる。

本発明を適用する温度管理材の模式断面図である。 図１に示される温度管理材のＡ部分における加熱前後の状態変化を示す拡大模式断面図である。 本発明の適用する別な温度管理材の模式断面図である。 本発明を適用する別な温度管理材の模式断面図である。 本発明を適用する別な温度管理材の模式断面図である。 本発明を適用する温度管理材を用いた温度管理方法を示す概要図である。 本発明の適用する別な温度管理材を用いた温度管理方法を示す概要図である。

以下、本発明を実施するための形態を詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらの形態に限定されるものではない。

本発明の温度管理材は、所定の温度で熱溶融する熱溶融性物質と、導電性粉末を含有する導電性ペーストとが、接触及び／又は近接しており、所定の温度以上で熱溶融した熱溶融性物質が、導電性ペーストへ不可逆的に浸透及び／又は拡散されることで、導電性ペーストを絶縁状態又は導電性低下状態へと変化させるものである。

本発明の温度管理材について、図１及び図２を参照して詳細に説明する。

本発明の温度管理材の模式断面図を図１、その温度管理材１の円形で囲われたＡ部分における加熱前の拡大模式断面図を図２（ａ）、その加熱後の拡大模式断面図を図２（ｂ）にそれぞれ示す。

温度管理材１は、導電性粉末４とペースト形成用樹脂７とを含有する導電性ペースト３で形成されたペースト層６の上に、所定の温度で熱余裕する粒状又は粉末状のような固体である熱溶融性物質２が層状に堆積し、その上から粘着剤２１が付されたフィルム２２で覆われているものである。また、図２で示されるように、熱溶融性物質２が導電性ペースト３に接触及び／又は近接し、その導電性ペースト３中の導電性粉末４に近接しているものである。

この温度管理材１は、図２（ａ）に示されるように、導電性ペースト３に含まれる導電性粉末４が互いに電導し得るように夫々接点を有しており、熱溶融性物質２が熱溶融する所定の温度より低温状態において導電状態を示すものである。この温度管理材１が加熱され所定の温度以上になると、熱溶融性物質２が熱溶融して層状になり、その熱溶融した物質の少なくとも一部が下層の導電性ペースト３中に浸透し、その導電性ペースト３に含まれるペースト形成用樹脂７を膨潤させたり導電性粉末４同士の間に浸潤したりする。図２（ｂ）に示されるように、膨潤したペースト形成用樹脂７により導電性ペースト３に含有される導電性粉末４同士の接点が失われ、温度管理材１は絶縁状態又は導電性低下状態を示すものとなる。温度管理材１が導電状態から絶縁状態又は導電性低下状態へ変化することで、抵抗が増大する。従って抵抗値を測定したとき、抵抗値が、無限大に又は幾分か、増大していることにより、検知すべき温度に到達したかを確認することができる。一度、浸透した熱溶融性物質２は、導電性粉末４同士の接点を元のように復元することなく、導電性ペースト３に不可逆的に留まるため、再度、温度が低下し所定の温度よりも低温状態に戻ったとしても、絶縁状態又は導電性低下状態が保持される。従って、絶縁状態又は導電性低下状態となることを測定すれば、所定の温度以上に達した温度履歴を経たことを検知することができる。

熱溶融性物質２は、検知すべき温度を決定する成分であって、検知すべき温度で融点を有し、融点以上に加熱されると熱溶融して、粒状又は粉末状のような固体から液体へと変化する物質である。熱溶融性物質２としては、例えば、ミリスチン酸、パルミチン酸、アジピン酸、オクタン酸、トリコサン酸、テトラトリアコンタン酸、２，３−ジメチルノナン酸、２３−メチルテトラコサン酸、２−ヘキセン酸、ブラシン酸、２−メチル−２−ドデセン酸、β−エレオステアリン酸、ステアリン酸、ベヘノール酸、ｃｉｓ−９，１０−メチレンオクタデカン酸、ショールムーグリン酸、３，３’−チオジプロピオン酸−ｎ−ドデシル、トリラウリン、パルミチン酸アニリド、ステアリン酸アミド、ステアリン酸亜鉛、サリチル酸アニリド、Ｎ−アセチル−Ｌ−グルタミン酸、カプロン酸−β−ナフチルアミド、エナント酸フェニルヒドラジド、アラキン酸−ｐ−クロルフェナシル、ギ酸コレステリル、１−アセト−２，３−ジステアリン、チオラウリン酸−ｎ−ペンタデシル、ステアリン酸塩化物、無水パルミチン酸、ステアリン酸−酢酸無水物、コハク酸、セバシン酸ベンジルアンモニウム塩、２−ブロム吉草酸、α−スルホステアリン酸メチルナトリウム塩、２−フルオルアラキン酸、ベヘン酸、ミリスチン酸アニリド、パルミトアニリド、ステアリルアニリド、ベヘン酸アミドのような脂肪酸誘導体や芳香族カルボン酸誘導体；ドデシルアルコールのようなアルコール誘導体；ジヘキサデシルエーテル、ジオクタデシルエーテル、シチジン、アデノシン、フェノキシ酢酸ナトリウム、１，３−ビス（４−ヒドロキシフェノキシ）ベンゼン、アルミニウムトリエトキシドのようなエーテル誘導体；ステアリンアルデヒド、パララウリルアルデヒド、パラステアリンアルデヒド、ナフトアルデヒド、ｐ−クロロベンズアルデヒド、フタルアルデヒド、４−ニトロベンズアルデヒドのようなアルデヒド誘導体；ステアロン、ドコサン−２−オン、フェニルヘプタデシルケトン、シクロノナデカン、ビニルヘプタデシルケトン、４，４−ビスジメチルアミノベンゾフェノン、ベンゾフェノン、ベンジル、ビス（２，４−ペンタンジオナイト）カルシウム、１−クロロアントラキノンのようなケトン誘導体；トリコシルアミン、ジオクタデシルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルオクチルアミン、ヘプタデカメチレンイミン、ナフチルアミン、ｐ−アミノ安息香酸エチル、ｏ−トリチオ尿素、スルファメタジン、硝酸グアニジン、ｐ−クロロアニリン、プロピルアミン塩酸塩のようなアミン誘導体；ヘキシルアミド、オクタコシルアミド、Ｎ−メチルドデシルアミド、Ｎ−メチルヘプタコシルアミド、α−シアノアセトアミド、サリチルアミド、ジシアンジアミド、２−ニトロベンズアミド、Ｎ−ブロモアセトアミドのようなアミド誘導体；ペンタデカンニトリル、マルガロニトリル、２−ナフトニトリル、ｏ−ニトロフェノキシ酢酸、３−ブロモベンゾニトリル、３−シアンピリジン、４−シアノフェノールが挙のようなニトリル誘導体；ヘキサデカン、１−ノナトリアコンテン、ｔｒａｎｓ−ｎ−２−オクタデセン、ヘキサトリアコンチルベンゼン、２−メチルナフタレン、ビセン、塩化シアヌル、１−フルオロノナデカン、１−クロロエイコサン、１−ヨードペンタデカン、１−ブロモヘプタデカン、１，２，４，５−テトラキス（ブロモメチル）ベンゼンのような炭化水素誘導体；チモール、ビベンジル、ｏ−ターフェニル、３，５−ジメチルフェノール、３，４−ジメチルフェノール、２，３−ジメチルフェノール、２，５−ジメチルフェノール、ベンズヒドロール、４−エトキシフェノール、安息香酸フェニル、８−キノリノール、イソフタル酸ジメチル、フタル酸ジフェニル、炭酸ジフェニル、サリチルアルコール、アセトアセトアニリド、ｐ−トリル酢酸、４−メトキシビフェニル、２−（４−ヒドロキシフェニル）エタノール、４−ヒドロキシ安息香酸プロピル、２，３，５−トリメチルフェノール、１−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸フェニルのような芳香族化合物；ペンタデカンチオール、エイコサンチオール、２−ナフタレンチオール、２−メルカプトエチルエーテル、２−ニトロベンゼンスルフェニルクロリドのようなチオール誘導体；１，３−ジアチン、２，１１−ジチア[３，３]パラシクロファン、ビス（４−ヒドロキシ−３−メチルフェニル）スルフィド、４，４−ジピリジルスルフィド、４−メチルメルカプトフェノールのようなスルフィド誘導体が挙げられる。これらの熱溶融性物質２のうち、１種類を用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。

導電性ペースト３は、導電性粉末４とペースト形成用樹脂７とを含有し、導電性を付与するものである。この導電性ペースト３は、加熱により熱溶融した熱溶融性物質が浸透することで、熱溶融性物質を含む非導電性混合物となり、絶縁状態又は導電性低下状態を示すものとなる。導電性ペースト３は、市販されているものを使用することができ、導電性ペースト３は、樹脂が０〜９０重量％、導電性粉末が１０〜１００重量％含まれていることが好ましい。

導電性ペースト３に含有される導電性粉末４としては、例えば、銀、銅、金、鉛、すず、プラチナ、亜鉛、ニッケル、マンガン、クロム、パラジウム、アルミニウム、インジウム、ビスマス、アンチモンなどの金属や、それら金属の酸化物、硫化物、合金が挙げられる。また、カーボンブラック、カーボンナノチューブなどの炭素構造物である炭素材料が挙げられる。これらの導電性粉末４のうち、１種類を用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。導電性粉末４の粒径は、５００μｍ以下であると好ましい。

導電性ペースト３に含有されるペースト形成用樹脂７としては、例えば、セルロース系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ樹脂、ビニル系樹脂、イミド系樹脂、アマイド系樹脂、ブチラール系樹脂が挙げられる。

導電性ペースト３は、導電性粉末４及びペースト形成用樹脂７の他に、必要に応じて溶剤、分散剤、消泡剤、その他の添加剤を含んでいてもよい。

この温度管理材は、図３（ａ）に示すように、ペースト層６上で押圧によりペレット状にした熱溶融性物質２が押し固められていてもよく、図３（ｂ）に示すように、ペースト層６上で熱溶融性物質２が堆積して固着していてもよい。

本発明の別な温度管理としては、図４に示すように、導電性ペースト３で形成されたペースト層６の上に、熱溶融性物質２を含有する感温インキ層５が重ねられて積層されることで接触及び／又は近接しており、感温インキ層５の熱溶融性物質２と導電性ペースト３の導電性粉末４とが近接しているものである。

この温度管理材１は、所定の温度より低温状態において導電状態を示すが、所定の温度以上に加熱されることで、前記と同様に絶縁状態又は導電性低下状態を示すものとなる。また、所定の温度以上で液体となった熱溶融性物質２が感温インキ層５で拡散した後、下層であるペースト層６の導電性ペースト３に浸透及び／又は拡散して前記と同様に絶縁状態又は導電性低下状態を示すと共に、感温インキ層５による色調変化を示すことができる。

感温インキ層５、前記熱溶融性物質２と、熱溶融した熱溶融性物質２への分散又は溶解による拡散性がある粒状又は粉末状の色素と、熱溶融した熱溶融性物質２の拡散性があるインキビヒクルとを含有するものであってもよい。温度管理材１中にこのような色素を有していると、検知すべき温度に達したか否かの温度履歴を、絶縁状態又は導電性低下状態となる電気的な変化と、目視可能な色調の変化とで、検知することができる。

この感温インキ層５は、所定の温度より低温状態で固体の熱溶融性物質２と色素とが、混合状態にあって、色素が熱溶融性物質２で遮蔽されている。温度管理材１が、所定の温度以上に加熱されると、熱溶融性物質２が熱溶融する。熱溶融した熱溶融性物質２に色素が分散または溶解して拡散したり、また熱溶融した熱溶融性物質２で色素の粒子又は粉末状表面が湿潤したりすることで、色調の変化を生じる。

熱溶融性物質２が下層であるペースト層６の導電性ペースト３に浸透及び／又は拡散して留まり、色素の拡散が不可逆的であるので、この温度管理材１は、色調変化した後に温度が低下しても色調変化前の色調に戻らない。

感温インキ層５に色素と共に含まれる熱溶融性物質２は、前記と同様のものが例示される。熱溶融性物質２は、感温インキ層５に熱溶融性物質が１０〜９９．９重量％含まれていることが好ましい。

感温インキ層５に含まれる色素としては、例えば、直接染料、酸性染料、塩基性染料、分散性染料、反応性染料、油溶性染料、バット染料、媒染染料、アゾイック染料、硫化染料の例示される染料、有機顔料や無機顔料の例示される顔料、着色体が挙げられ、広範囲のものが使用できる。これらの色素は、２種以上混合して用いてもよい。この色素は、０．００１μｍ〜５ｍｍの径を有していることが好ましい。感温インキ層５中、熱溶融性物質の１００重量部に対して、この色素は０．００１〜１００重量部の比で含まれていることが好ましい。

感温インキ層５に含まれるインキビヒクルは、固体の熱溶融性物質２と色素とを溶解せず拡散させないが、熱溶融して色素の分散又は溶解した熱溶融性物質２を、拡散することができるものである。インキビヒクルとしては、例えば、アクリル樹脂、フェノール樹脂、ナイロン、エチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロースが挙げられる。市販のインキビヒクルである、ＰＡＳ８００メジウム（十条化工社製の商品名）、ハイセットマットメジウム（ミノグループ製の商品名）であってもよい。インキビヒクルとして、シリカ系、エポキシ系、アミノ系、ウレタン系、ウレタンアクリレート系、エポキシアクリレート系、エーテルアクリレート系、アルキド系、ビニルアセタール系、アクリル系ポリエステル、アクリル系の紫外線硬化樹脂などが挙げられる。市販のビヒクルでは、ダイキュアＡＫ（大日本インキ化学工業（株）製）、ＦＤＳニュー（東洋インキ製造（株）製）、レイキュアＴＵ４４００（十条ケミカル（株）製）、ＵＶＳＰＡクリヤー（帝国インキ製造（株）製）、ＵＶ８４１８（（株）セイコーアドバンス製）を使用できる。

感温インキ層５には、本発明の効果を阻害しない範囲で、タルク、炭酸マグネシウム、シリカの例示される分散剤、色調変化を増幅させるために色素の色調と対照色を示す色の助色剤、流動性や乾燥性を調整するワックスや界面活性剤を含んでいてもよい。

さらに別な温度管理材として、図５に示すように、熱溶融性物質２が、導電性ペースト３に分散して混合されて接触しており、導電性ペースト３中で、熱溶融性物質２と導電性粉末３とが近接しているものであってもよい。ここで、熱溶融性物質２は、導電性ペースト３中の溶剤で溶解しないものであって、前記と同様のものが例示される。

これらの温度管理材１は、付勢されたばねや外部磁石に引き付けられる強磁性体が導電性ペースト３で覆われているものであってもよい。熱溶融性物質の熱溶融により膨張した導電性ペースト３は、非常に軟化しており、少しの物理的刺激で容易に断絶することができる。導電状態の温度管理材１は、熱溶融状態の熱溶融性物質がペースト形成用樹脂７を膨潤し、導電性ペースト３が軟化して、ばねや強磁性体で剪断されることにより、絶縁状態となる。

ばねは、その形状に限定されず、板ばねやコイルばねを用いることがき、樹脂製のような絶縁性のものであると好ましい。

これらの温度管理材１は、通常基板上に形成されるものである。その製造方法は、例えば、以下の手順で行われる。電子回路などの基板上の途切れた端子間の隙間に、導電性粉末４を含有する導電性ペースト３を塗布して乾燥し、ペースト層６を形成する。そのペースト層６上に熱溶融性物質２を添加してのせて、粘着剤２１を付してフィルム２２で覆い、又は粘着剤２１が付されたフィルム２２で覆い固定することで温度管理材１を形成する。また、別の方法としては、前記手順で形成したペースト層６上に添加してのせた熱溶融性物質２を、押圧することでペレット状にしてもよい。さらに、別の方法としては、導電性ペースト３に熱溶融性物質２を混合し、それを電子回路などの基板上に塗布し、乾燥させ、温度管理材１を形成してもよい。

これらを塗布する方法としては、例えば、スクリーン印刷、オフセット印刷、グラビア印刷、凸版印刷、ディスペンサー、刷毛が挙げられる。

本発明の温度管理材１を用いた温度管理方法としては、図６に示すように、先ず検知すべき所定の温度に対応する融点で熱溶融する熱溶融性物質２と、導電性粉末４を含有する導電性ペースト３とを、接触及び／又は近接させつつ、回路内で途切れている端子２３ａ，２３ｂ間の隙間に付して、前記導電性ペースト３により前記回路を導電状態とした温度管理材１を作製する。その後、前記熱溶融性物質が熱溶融状態で前記導電性ペーストへ不可逆的に浸透や拡散されて絶縁状態又は導電性低下状態となることを、抵抗値、電流値、電圧値などの電気的な変化を測定することで検知して、前記温度以上に達したことを検知する。

また、別の温度管理材を用いた温度管理方法としては、図７（ａ）に示すように、回路内で途切れている端子２３ａ，２３ｂ間の隙間に、複数連なった板ばね２４をスプリングが縮められた状態で設置し、それを固定するように導電性ペースト３で覆い、導電状態となるように温度管理材１を作製してもよい。所定の温度により熱溶融物質が熱溶融して導電性ペースト３が軟化することで、スプリングを縮めた状態で固定されていた板ばねが伸び、その上の導電性ペースト３が物理的に剪断され、確実に絶縁状態となる。前記と同様に電気的な変化を測定することで所定の温度以上に達したことを検知することができる。

さらに、別の温度管理材を用いた温度管理方法としては、図７（ｂ）に示すように、回路内で途切れている端子２３ａ，２３ｂ間の隙間に、端子２３ａ，２３ｂに接しないように強磁性体である鉄のような金属棒２５を配置して、それを固定するように導電性ペースト３で覆い、導電状態となるように温度管理材１を作製し、金属棒２５とは接しないが、引き寄せることができる範囲に磁石２６を設置してもよい。所定の温度により熱溶融物質が熱溶融して導電性ペースト３が軟化することで、固定されていた金属棒２５は移動可能となる。この金属棒２５は、磁石２６に引き寄せされることで、二点鎖線で示される位置から移動して磁石２６に吸着する。金属棒２５の移動により、その上の導電性ペースト３が物理的に剪断されることで、絶縁状態となり、前記と同様にその電気的な変化を測定することで所定の温度以上に達したことを検知することができる。

温度管理材１は、板ばね２４や磁石２６及び金属棒２５と組み合わせて使用する方法を例示したが、これに限られず、軟化した導電性ペースト３に物理的な刺激を与えて剪断又は切断して絶縁状態にできるものを組合せて使用することができる。

以下、本発明の温度管理材を試作して温度管理方法に適用した実施例を示す。

（実施例）
電子回路基板上に導電性ペーストとして、銀ペースト（藤倉化学（株）製：ドータイトＤ−３６２）、カーボンペースト（十条ケミカル（株）製：ＪＥＬＯＮ ＣＨ−８）をそれぞれ刷毛で塗布し、２４時間自然乾燥した。乾燥した導電性ペーストの上に、熱溶融性物質としてミリスチン酸、ドデシルアルコール、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、ミリスチン酸アニリド、パルミトアニリド、ステアリルアニリド、ベヘン酸アミドをそれぞれのせ、温度管理材とした。

この温度管理材における電子回路基板の電気抵抗値を測定した。測定方法としては、電気抵抗値測定器（岩崎通信機（株）製：ＶＯＡＣ８１）を使用して、加熱前の電気回路基板の電気抵抗値を測定した。ホットプレートにより、それぞれの熱溶融性物質の融点まで加熱して、加熱状態での電気抵抗値を測定した。その後、室温まで冷却して電気抵抗値を測定した。その結果を表１に示す。

表１から明らかなように、銀ペースト及びカーボンペーストのどちらの導電性ペーストを用いた場合においても、各熱溶融性物質の融点まで加熱すると、加熱前よりも電気抵抗値が増大し、導電状態から絶縁性状態又は導電性低下状態への変化することが確認された。電気抵抗値の増大は、融点でシャープに反応した。

なお、熱溶融性物質が、導電性ペースト層上で、押圧によりペレット状にして押し固められていたり堆積して固着していたりしても、また、付勢されたばね、又は外部磁石に引き付けられる強磁性体が、導電性ペーストで覆われていても、同様な結果が得られる。

本発明の温度管理材は、電化製品や電池などの過熱防止用材として、温度ヒューズに利用される。また、電波による個体識別（ＲＦＩＤ）タグなどに搭載して、温度管理用のセンサタグとして、利用される。

１は温度管理材、２は熱溶融性物質、３は導電性ペースト、４は導電性粉末、５は感温インキ層、６はペースト層、７はペースト形成用樹脂、２１は粘着剤、２２はフィルム、２３ａ，２３ｂは端子、板ばね２４、金属棒２５、磁石２６である。

Claims (8)

1. 検知すべき温度に対応する融点で熱溶融する熱溶融性物質と、導電性粉末を含有する導電性ペーストとが、接触及び／又は近接しており、前記導電性ペーストにより導電状態となっている温度管理材であって、前記熱溶融性物質が熱溶融状態で前記導電性ペーストへ不可逆的に浸透及び／又は拡散されることによって、絶縁状態又は導電性低下状態となることを特徴とする温度管理材。
2. 前記熱溶融性物質を含有する感温インキ層と、前記導電性ペーストで形成されたペースト層とが、積層されていることにより、又は
   前記導電性ペースト中に、前記熱溶融性物質が混合されていることにより、
   前記接触及び／又は近接していることを特徴とする請求項１に記載の温度管理材。
3. 前記導電性粉末が、銀、銅、金、鉛、すず、プラチナ、亜鉛、ニッケル、マンガン、クロム、パラジウム、アルミニウム、インジウム、ビスマス、及びアンチモンから選ばれる少なくとも１種の金属；前記金属の酸化物、硫化物、及び／又は合金；並びにカーボンブラック及び／又はカーボンナノチューブの炭素構造物から選ばれる少なくとも何れかの粉末であることを特徴とする請求項１〜２の何れかに記載の温度管理材。
4. 前記熱溶融性物質が、脂肪酸誘導体、芳香族カルボン酸誘導体、アルコール誘導体、エーテル誘導体、アルデヒド誘導体、ケトン誘導体、アミン誘導体、アミド誘導体、ニトリル誘導体、炭化水素誘導体、芳香族化合物、チオール誘導体、及びスルフィド誘導体から選ばれる少なくとも何れかであることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の温度管理材。
5. 前記導電性ペーストに含有されるペースト形成用樹脂が、セルロース系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ樹脂、ビニル系樹脂、イミド系樹脂、アマイド系樹脂、ブチラール系樹脂、ナイロン系樹脂、及びゴム系化合物から選ばれる少なくとも何れかであることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の温度管理材。
6. 回路内で途切れている端子間に付して、前記導電性ペーストにより前記回路を前記導電状態としていることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の温度管理材。
7. 付勢されたばね、又は外部磁石に引き付けられる強磁性体が、前記導電性ペーストで覆われつつ前記導電状態となっており、前記熱溶融状態で、前記ばね又は前記強磁性体が前記導電性ペーストを剪断することによって前記絶縁状態となることを特徴とする請求項６に記載の温度管理材。
8. 検知すべき温度に対応する融点で熱溶融する熱溶融性物質と、導電性粉末を含有する導電性ペーストとを、接触及び／又は近接させつつ、回路内で途切れている端子間に付して、前記導電性ペーストにより前記回路を導電状態とした温度管理材を作製する工程と、
   前記熱溶融性物質が熱溶融状態で前記導電性ペーストへ不可逆的に浸透及び／又は拡散されることによって、絶縁状態又は導電性低下状態となることを、測定して、前記温度以上に達したことを検知する工程とを、
   有することを特徴とする温度管理方法。

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