Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ С МЕТКОЙ СО ВСТРОЕННЫМ ТЕСТОРОМ И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЕТКИ - Патент РФ 2154879
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ С МЕТКОЙ СО ВСТРОЕННЫМ ТЕСТОРОМ И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЕТКИ
ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ С МЕТКОЙ СО ВСТРОЕННЫМ ТЕСТОРОМ И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЕТКИ

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ С МЕТКОЙ СО ВСТРОЕННЫМ ТЕСТОРОМ И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЕТКИ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к метке со встроенным тестером состояния работы электрохимического элемента. Техническим результатом изобретения является упрощение технологии изготовления за счет устранения деформации и усадки метки. Согласно изобретению сочетание метка/тестер имеет термохромовое вещество в тепловом контакте с электропроводящим веществом. Субструктура, содержащая отвержденное проводящее вещество и предпочтительно также термохромовое вещество, образуется на отделяемом полотне и переносится с отделяемого полотна на внутреннюю поверхность подверженной осаждению теплом пленки основания. Разделяющее покрытие может наноситься поверх переносимого проводящего вещества. Предпочтительно, лист бумаги или пластиковая пленка, имеющая большое окно, открывающееся в ней для улавливания воздуха, наносится поверх разделяющего покрытия и выравнивается поверх теплообразующей области проводящего вещества. Композиция метка/тестер накладывается на корпус элемента изолирующей бумагой или пластиковой пленкой с окном, открывающимся около корпуса элемента. Тестер может активироваться нажатием одного или двух участков на своей поверхности, посредством этого подсоединяя проводящее вещество к выводам элемента, после чего проводящее вещество нагревается, вызывая изменения внешнего вида термохромового вещества для индикации условий работы элемента. 6 с. и 13 з.п.ф-лы, 13 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2154879
Класс(ы) патента: H01M10/48, G01R31/36
Номер заявки: 97106780/09
Дата подачи заявки: 29.09.1995
Дата публикации: 20.08.2000
Заявитель(и): ДЬЮРАСЕЛЛ ИНК. (US)
Автор(ы): Джон ХЬЮГЕН (US); Скотт ФЕРГУСОН (US); Майкл ГЭРРИС (US)
Патентообладатель(и): ДЬЮРАСЕЛЛ ИНК. (US)
Описание изобретения: Данное изобретение относится к метке (индикатору), содержащей тестер состояний работы электрохимического элемента, расположенный на ней, и элементу, имеющему метку.
Коммерчески доступными тестерами для определения условий электрохимического элемента являются обычно теплочувствительные тестеры на тонкой пленке. Этот тип тестера обычно содержит электропроводящее покрытие на одной стороне теплочувствительной пленки и термохромовое покрытие на другой стороне. Такие тестеры коммерчески доступны в виде полосок, которые не встроены в элемент или метку элемента. Для того, чтобы использовать такой тестер, необходимо приложить его к выводным концам элемента, который надо тестировать. Это замыкает электрическую цепь в проводящем покрытии и вызывает нагревание этого покрытия. Ширина проводящего покрытия может варьироваться вдоль его длины, приводя к тому, что более узкие области нагреваются до более высокой температуры, чем более широкие области. Когда вдоль различных областей проводящего покрытия достигается пороговая температура, то часть термохромового покрытия вблизи них может изменить прозрачность для обнаружения нижележащего цветового покрытия. Графическая шкала вдоль различных областей термохромового покрытия показывает режим элемента. Примеры таких тестеров и их применение раскрыты в патентах США 4723656 и 5188231.
Применение тестеров на электрохимических элементах давно известно. (См., например, патент США 1497388). Однако объединение в метку теплочувствительного тестера типа, раскрываемого, например, в патенте США 4702564, используя современную технологию и высоко производительное оборудование, ставит значительные проблемы. Один или более компонентов тестера, например проводящее покрытие, обычно требует тепловой обработки или отверждения. Метки современных батарей делаются из подверженного тепловой усадке пластика. Значительной производственной проблемой является термообработка проводящего покрытия без вызова деформации или усадки нижележащей теплочувствительной метки. Известные раздельные теплочувствительные тестеры имеют проводящее покрытие, нанесенное на пленку полиэфира. Поскольку такая пленка способна выдерживать температуры обработки, то проводящее покрытие может быть отверждено, находясь на пленке. Однако такая пленка не является полезной для меток современных батарей. Эти проблемы преодолеваются в соответствии с настоящим изобретением.
В дальнейшем изобретение поясняется наилучшими вариантами его воплощения со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых:
на фиг. 1 - увеличенный частичный вид в изометрии, частично в поперечном сечении, составного тестера объединенного с меткой элемента и образующих объединение метка/тестер, согласно изобретению;
на фиг. 2A и 2B - увеличенные виды сбоку промежуточных изделий, использованных в производстве композиции метка/тестер, изображенной на фиг. 1;
на фиг. 2C - вид сбоку части скомплектованной композиции метка/тестер, изображенной на фиг. 1;
на фиг. 3 - вид сверху части композиции тестера, изображенной на фиг. 1, иллюстрирующий предпочтительный рисунок (шаблон) разделения и нижележащее проводящее покрытие;
на фиг. 4 - увеличенное поперечное сечение, представляющее собой площадь контакта, показанную с проводящим слоем, приведенным в контакт прижатием с отображающим проводящим веществом;
на фиг. 5 - вид в перспективе, показывающий наложение композиции метка/тестер на цилиндрический кожух элемента;
на фиг. 6 - вид в перспективе, показывающий композицию метка/тестер, закрепленную на элементе, с отрицательным выводом элемента, видимым на верхней части чертежа;
на фиг. 7 - изометрический вид другого воплощения тестера элемента, объединенного с меткой, образующего композицию метка/тестер согласно изобретению;
на фиг. 8A - схематическое изображение, показывающее изготовление части композиции метка/тестер посредством переноса термохромового покрытия и проводящего покрытия с отдельного полотна на незавершенную композицию, изображенную на фиг. 8B;
на фиг. 8B - вид сбоку части композиции метка/тестер, показанной на фиг. 7;
на фиг. 8C - вид сбоку воплощения собранной композиции метка/тестер, изображенной на фиг. 7;
на фиг. 9 - вид сверху разделяющего покрытия, проводящего покрытия и диэлектрического покрытия между ними для воплощения, изображенного на фиг. 7;
на фиг. 10 - объединенный схематичный вид покрытия, изображенного на фиг. 9;
на фиг. 11 - изометрический вид другого воплощения тестера элемента, объединенного с меткой, образующих композицию метка/тестер согласно изобретению;
на фиг. 12 - вид сверху изолирующей подложки, разделяющего покрытия, проводящего покрытия и диэлектрического покрытия между ними для воплощения, представленного на фиг. 11 и
на фиг. 13 - объединенный вид сверху элементов, изображенных на фиг. 12. Настоящее изобретение преодолевает вышеупомянутые препятствия для подходящего производства надежных термохромовых тестеров на элементе.
Настоящее изобретение устраняет необходимость обработки проводящего покрытия на метке, таким образом, устраняя деформацию или усадку метки и делая ее пригодной для объединения теплочувствительного тестера с меткой элемента. В настоящем изобретении проводящее покрытие отверждается на отделяемом теплостойком полотне и затем переносится с полотна на метку элемента.
Изобретение в одном варианте воплощения относится к электрохимическому элементу и комбинации метка/тестер на нем. Комбинация включает в себя пленку, имеющую термохромовое вещество, расположенное на ней, электропроводящее вещество в тепловом контакте с термохромным веществом и средство для термоизоляции проводящего вещества от корпуса элемента, указанное средство содержит отверстие в по существу электрически непроводящем веществе, в котором отверстие имеет достаточный размер для охвата значительной части проводящего вещества. Отверстие преимущественно охватывает по меньшей мере 40% производящей тепло области проводящего вещества и имеет больший размер, чем любая полость в композиции, через которую часть проводящего вещества может надавливаться вручную для активации тестера.
Требуемая структура композиционного тестера, объединенного с меткой элемента (композиция 5 метка/тестер), показана на фиг. 1. Композиция 5 метка/тестер имеет толщину до 100 mil (2.5 мм), желательно между приблизительно 4 mil и 20 mil (0.1 мм и 0.5 мм). Композиция 5 метка/тестер содержит подложку 10 метки (пленка основания), предпочтительно имеющую печатный слой 6 на своей внутренней поверхности. Подложка 10 метки служит в качестве основания для компонентов тестера, объединенных с ней. Печатный слой 6 может быть образован обычной непроводящей краской и может содержать текст, логотип или другие печатные особенности конструкции, придающие метке ячейки отождествленный внешний вид. Печатный слой 6 может иметь пустые области, например, поверх части тестера, образуя окно для наблюдения за изменением цвета в тестере, когда тестер активирован. Теплочувствительное покрытие, предпочтительно термохромовое покрытие 12, образуется над частью печатного слоя 6. Цветовое покрытие 15 предпочтительно образовано под термохромовым покрытием 12. Подложка 10 метки является пленкой, дающей тепловую усадку, предпочтительно непластифицированным поливинилхлоридом или полипропиленом. Термохромовое покрытие 12 может состоять из обычных обратимых термохромных чернил. Этот класс чернил известен в технике, см., например, патент США 4717710. Когда термохромовое покрытие 12 нагревается до температуры активации, обычно около 37oC, оно превращается из непрозрачного в прозрачное, таким образом оставляя незащищенным нижележащее цветовое покрытие 15. Предпочтительными термохромовыми чернилами для использования в объединенном тестере согласно изобретению являются доступные термохромовые чернила Типа 37 от Matsui International Co. , Inc. Цветовое покрытие 15 может быть любой обычной печатной краской с красителем для придачи покрытию четкого различимого цвета. Хотя является предпочтительным включить цветовое покрытие 15, это покрытие может быть устранено введением добавочных красящих агентов в покрытие 12.
Адгезивное покрытие 20 наносится поверх цветового покрытия 15, а также непосредственно поверх внутренней поверхности оставшейся части подложки 10 метки поверх печатного слоя 6. Таким образом, термохромовое покрытие 12 и цветовое покрытие 15 предпочтительно лежат между подложкой 10 метки и адгезивным покрытием 20, например, как показывается на фиг. 2C. Подходящий адгезив 20 может быть выгодно выбран из хорошо известного класса высокопроизводительных чувствительных к давлению адгезивов на основе акриловой смолы и резины. Адгезив желательно является прозрачным, особенно если часть адгезива расположена между меткой и термохромовым слоем. Подходящий адгезив 20 может быть образован из растворителя на основе адгезивного раствора полимера, продаваемого под маркой AROSET 1860-2-45 Ashland Chemical Co., Dublin Ohio. Этот адгезив и его использование упоминается в патенте США 5190609. Для использования в контексте настоящего изобретения адгезив 20 может готовиться первым покрытием свободного от покрытия полотна (не показано), например, бумаги, покрытой силиконом, адгезивным полимерным раствором AROSET и сушкой (или отверждением) адгезива, пока он будет неподвижен на ткани. Высушенный адгезив 20 может быть затем перенесен с полотна на внутреннюю поверхность подложки 10 метки, т.е. поверх подверженного печати покрытия 6 метки, и цветового покрытия 15 тестера (фиг. 2B).
Альтернативно, адгезив 20 может быть образован способным к высокому теплоотверждению (образованию поперечных связей) акриловым адгезивом, как раскрывается в патенте США 4812541, упоминаемые здесь в качестве ссылки, например, примеры 1 и 2.
Проводящее покрытие 40 может быть выбрано из известных тонкопленочных высоко электро- и теплопроводящих покрытий. Выгодно, если покрытие 40 имеет толщину между около 0.25 mil и 1.0 mil (0.006 мм и 0.025 мм), предпочтительно около 0.5 mil (0.012 мм). Оно может иметь удельное поверхностное сопротивление между около 10 и 100 миллиом/квадрат. Предпочтительное проводящее покрытие 40 для композиции метка/тестер согласно изобретению образуется из серебряных чернил на полимерной основе. Эти чернила состоят из хлопьев серебра, диспергированных в полимерном растворе. Подходящие серебряные чернила доступны от Olin Hunt Conductive Materials (продаваемые в настоящее время фирмой Acheson Dispersions) под торговой маркой 725A(6S-54) - полимерная толстая высокопроводящая пленка. Удельное сопротивление чернил и, следовательно, удельное сопротивление проводящего покрытия 40, может регулироваться для лучшей калибровки тестера. Это может быть осуществлено посредством примешивания в серебряные чернила проводящих графитовых чернил на полимерной основе, имеющих более высокое удельное сопротивление, чем серебряные чернила. Предпочтительные проводящие графитовые чернила на полимерной основе доступны под торговой маркой 36D071 графитовых чернил от Olin Hunt Conductive Materials. Подходящие композиции проводящего покрытия 40 могут содержать от 75 до 100 вес.% серебряных чернил и от 0 до 25 вес.% проводящих графитовых чернил на полимерной основе. Удельное поверхностное сопротивление проводящего покрытия 40 может также контролироваться регулировкой его толщины.
Электропроводящее покрытие 40 теплообразующего средства 40б образовано нанесением серебряных чернил в виде образцов (рисунков, шаблонов) различной геометрии, например, в виде образца, который постепенно сужается по длине. Такие рисунки для проводящего покрытия раскрыты, например, в патенте США 5188231, упоминаемого здесь в качестве ссылки. Серебряные чернила могут применяться традиционными способами печатания, после которых они сушатся и термообрабатываются (отверждаются). Общее сопротивление проводящего покрытия 40 может быть приблизительно от 1 до 2 Ом.
Предпочтительно, как показывается на фиг. 1, существует диэлектрическое чернильное покрытие 30 между адгезивом (связующим веществом) 20 и проводящим покрытием 40. Диэлектрическое покрытие 30 также обеспечивает структурный носитель для проводящего покрытия 40 и предохраняет поводящее покрытие 40 от воздействия связующего вещества 20. Диэлектрическое покрытие 30 желательно имеет дополнительное требование - оно не препятствует надлежащей усадке основных краев (кромок) 120 и 125 метки на выступы 130 и 135 элемента соответственно, при нагревании, применяемом к этим кромкам. Диэлектрическое покрытие 30 имеет толщину между приблизительно 0.2 и 0.5 mil (0.005 и 0.012 мм). Предпочтительным диэлектрическим покрытием 30 является отверждаемое ультрафиолетовым светом полимерное покрытие, содержащее функциональные олигомеры акрилата такие, как доступные для торгового назначения 47MSB132 U. V. Dielectric Blue от Olin Hunt Conductive Materials. Адгезионное покрытие 20 и диэлектрическое покрытие 30 вместе имеют общую толщину менее чем около 1.6 mil (0.04 мм), и вместе они действуют как заменитель теплостойкой пленки, например полиэфира. Диэлектрическое покрытие 30 может иметь подходящий цвет для того, чтобы избежать необходимости применения цветового покрытия 15.
Предпочтительно, как показывается на фиг. 1, другое диэлектрическое покрытие 50 расположено поверх проводящего покрытия 40. Диэлектрическое покрытие 50 выгодно включено для разобщения и изоляции проводящего покрытия 40 от корпуса элемента (оболочка 80). В предпочтительном воплощении (фиг. 1) концы проводящего покрытия 40 не покрыты диэлектриком 50 так, что они могут быть прижаты для обеспечения контакта с положительным и отрицательным выводами элемента. Предпочтительным диэлектрическим покрытием 50 является отверждаемое ультрафиолетовым светом полимерное покрытие, содержащее функциональный олигомер акрилата, такой, как доступный для торгового применения 47MSB132 LJ. V. Dielectric Blue от Olin Hunt Con ductive Materials. Диэлектрическое покрытие 50 предпочтительно имеет толщину между приблизительно 0.2 и 0.5 mil (0.005 и 0.012 мм). Оба диэлектрических покрытия 30 и 50 могут быть традиционно нанесены посредством обычной трафаретной печати (с плоским иди вращающимся экраном), гравировкой или флексографической печатью.
Изолирующее разделяющее покрытие 60 находится поверх диэлектрического покрытия 50. Разделяющее покрытие 60 электрически изолирует проводящее покрытие 40 от корпуса элемента 80 (фиг. 5). Изолирующее покрытие 60 является многофункциональным, в котором дополнительно к тому, что оно является электроизолирующим, часть его образует область, посредством чего тестер может быть нажат для электрического контакта с выводами. Также, другая часть разделяющего покрытия 60 обеспечивает термоизоляцию вывода для проводящего покрытия 40. Когда композиция метка/тестер нанесена на элемент, то разделяющее покрытие 60 контактирует с корпусом 80 элемента (фиг. 5). Разделяющее покрытие 60 наносится на образец, создавая полости, которые проходят сквозь толщину покрытия. По меньшей мере большинство из полостей образуют воздушные карманы для термоизоляции между проводящим покрытием 40 и корпусом 80 элемента и, таким образом, позволяют поверхности проводящего покрытия 40 достигать более высоких равновесных температур. Как показано наилучшим образом на фиг. 3, разделяющее покрытие 60 образуется основной частью 62 и оконечными частями 64a и 64b (фиг. 3). Основная область 62 желательно имеет толщину между приблизительно 1.5 mil (0.038 мм) и 3.0 mil (0.075 мм). Оконечные области 64(a) и 64(b) каждая располагаются преимущественно на краях разделяющего покрытия 60 и содержат, соответственно, крайние области 65a и 65b, и соответственно отходящие в радиальном направлении ребра 66a и 66b. Как показано на фиг. 3, диэлектрическое покрытие 50 (расположенное между проводящим покрытием 40 и разделяющим покрытием 60) охватывает основную область 62, но не крайние области 65a и 65b. Крайние области 65a и 65b содержат одну или более полостей, например, 67a и 67b соответственно, внутри своих границ. Эти полости образуют часть оконечностей 75a и 75b, соответственно. Оконечности 75a и 75b позволяют концам проводящего покрытия 40 электрически контактировать с положительным и отрицательным выводами элемента, соответственно, когда давление пальца приложено к области метки непосредственно над обеими оконечностями.
Основная часть 62 разделяющего рисунка будет соответственно иметь большую толщину, чем другие покрытия тестера для того, чтобы создать надлежащее разделение проводящего покрытия 40 от элемента и также создать изолирующий воздушный карман под тестером. Для разделяющего покрытия 60 могут применяться различные отверждаемые вещества, например акрилатные функциональные эпоксидные смолы, акрилатные функциональные уретаны и акрилатные функциональные полиэфиры, имеющие подходящие печатные характеристики и срок службы. Такими веществами являются предпочтительно отверждаемые ультрафиолетовым излучением и способные наноситься печатным способом посредством трафаретной печати (плоской или вращающейся), так что может быть достигнута требуемая толщина покрытия между приблизительно 1.5 и 7.0 mil (0.038 и 0.175 мм) для основной части разделяющего покрытия. Эту степень толщины будет трудно достичь, используя чернила на основе растворителя или другие растворенные покрытия, которые должны быть напечатаны в качестве образца (рисунка). Вещество разделяющего покрытия, как и все другие компоненты тестера, будет противостоять воздействию повышенных температур выше приблизительно 76.67oC, обычно используемых при тестировании работы элемента.
Предпочтительным веществом для разделяющего рисунка 60 является компаундированные полимеры, содержащие отверждаемый ультрафиолетовым излучением полимер такой, как акрилат-функциональная эпоксидная смола или акрилат- функциональный уретановый полимер. Компаундированное вещество содержит реакционноспособный олигомер, реакционноспособный мономер и загустевающий наполнитель. Загустевающим наполнителем может быть оксид-кремниевый наполнитель такой, как AEROSIL 200 от Degussa Inc. Chemicals Division. Это придает веществу реологию, которая делает его более легким для печатания и сохраняет вещество когезионным (межмолекулярно-связанным) перед отвердеванием. Предпочтительной компаундированной смесью для разделяющего покрытия 60 является: продукт предварительной полимерной смеси - разработка EBECRYL 4833 (Radcure Specialties Co. Norfolk Virginia), содержащий олигомер акрилата уретана и н-винил-2- пирролидон (от 50 до 80 вес.%); реакционноспособный мономерный диакрилат гексан диола (20 - 40 вес.%); и AEROSIL 200 (от 0.1 до 5 вес.%). Компаундированная смесь применяется в требуемом рисунке, используя обычный способ трафаретной печати. Печатное вещество затем отверждается УФ (ультрафиолетовым) светом для образования твердого, несжимаемого руками и термически стойкого разделяющего покрытия 60 требуемого рисунка. Разделяющее покрытие 60 имеет толщину между около 0.1 mil (0.0025 мм) и 7 mil (0.175 мм). Основная часть 62 разделяющего покрытия имеет толщину предпочтительно между приблизительно 1.5 mil (0.038 мм) и 7 mil (0.175 мм). Предпочтительное разделяющее покрытие 60 с проводящим покрытием 40, таким образом, представлено на фиг.3.
Оконечности 75a и 75b (фиг. 3) содержат конечные участки 65a и 65b разделения, соответственно, и участки проводящего покрытия, а именно 42a и 42b соответственно. Области 65a и 65b разделения каждая имеет требуемую толщину между около 0.1 mil (0.0025 мм) и 2.0 mil (0.05 мм). Участки 65a и 42a имеют общую толщину между около 0.35 mil (0.009 мм) и 3.0 mil (0.075 мм). Аналогично, участки 65b и 42b имеют общую толщину между около 0.35 mil (0.009 мм) и 3.0 mil (0.075 мм). Области 65a и 65b разделения образуют полости (67a и 67b соответственно), которые в наилучшем случае являются полостями многоугольной, прямоугольной, овальной, эллиптической или круглой формы, простирающимися через толщину разделяющего покрытия 60. Поскольку диэлектрическое покрытие 50 покрывает только основную область 62 разделения 60, конечные части проводящего покрытия 40, т.е. области 42a и 42b, предпочтительно находятся непосредственно на области 65a и 65b разделения соответственно без покрытий между ними. Когда область метки над проводящей областью 42a нажата, проводящая область 42a проталкивается вниз через полость 67a в нижележащее разделяющее покрытие и протягивает раздельную область 65a до тех пор, пока она не войдет в электрический контакт с выводом элемента или проводящей поверхностью, находящейся в электрическом контакте с выводом элемента.
Аналогично, когда область метки над проводящей областью 42b сжимается, проводящая область 42b проталкивается вниз через полость 67b в разделяющую поверхность и протягивает раздельную область 65b до тех пор, пока она не войдет в электрический контакт с выводом элемента или проводящей поверхностью, находящейся в электрическом контакте с выводом элемента. При снятии давления проводящие области 42a и 42b будут возвращены по существу в свое исходное состояние над разделяющей поверхностью. Это может выполняться много, много раз.
Могут быть серии ребер 66a и 66b (фиг. 3) исходящих по радиусу от конечных областей 65a и 65b, соответственно. Эти ребра стремятся сойтись, когда объединение 5 тестер/метка подвергается тепловой усадке на выступы элемента и, таким образом, позволяет оконечностям 75a и 75b подвергаться тепловой усадке точно на выступы без выпячивания или искажения.
Проводящее покрытие 40 обычно содержит область 40a с низким сопротивлением и область 40b с высоким сопротивлением, как показывается на фиг. 3. Область с высоким сопротивлением 40b может иметь постепенно сужающуюся ширину от одного конца к другому, как показано на фиг. 3. Более узкий конец 40b1 будет достигать больших поверхностных равновесных температур, чем более широкий конец 40b2 из-за более высокой плотности мощности (потребляемая мощность на единицу поверхностной площади) на более узком конце. Участок рисунка, который охватывает область 40a с низким сопротивлением, имеет форму множества параллельных ребер 60a, преимущественно образованных раскрытым выше разделяющим веществом. Ребра 60a предпочтительно простираются вдоль длины области 40a с низким сопротивлением. Рисунок разделения 60b, который покрывает область 40b с высоким сопротивлением, может желательно образоваться из множества маленьких островов, например капелек разделяющего вещества, таким образом создавая между ними термически изолирующие воздушные участки или полости.
Композиция 5 тестер/метка может быть изготовлена предпочтительно следующим образом: подверженная тепловой усадке подложка 10 метки, которая может быть базовой пленкой (пленкой основания) предпочтительно из непластифицированного поливинилхлорида, или полипропиленовой пленкой толщиной предпочтительно около 6 mil (0.15 мм), сначала подвергается тепловому растяжению в направлении выработки (направление, в котором метка оборачивается вокруг элемента), приводя к толщине пленки между около 1.5 и 4 mil (0.0375 и 0.1 мм). Отдельная слоистая субструктура 7 (фиг. 2B) сначала получается покрытием подложки 10 метки печатным слоем 6, используя обычные непроводящие чернила. Непроводящие чернила предпочтительно имеет общее содержание металла менее чем около 1000 частей на миллион (в расчете на сухой вес). Чернила не должны уменьшаться, когда подвергаются воздействию щелочной среды такой, какая может присутствовать в процессе изготовления элемента. Термохромовое покрытие 12 может затем наноситься на маленький участок печатной метки вдоль ширины метки, используя обычный способ плоской или вращающейся трафаретной печати. Термохромовое покрытие 12 может быть отверждено ультрафиолетовым облучением, вследствие чего эти толщины составляют между около. 1.0 и 3.0 mil (0.025 и 0.075 мм). Термохромовое покрытие 12 может быть затем покрыто сверху цветовым покрытием 15 посредством обычной гравировки, флексографии или способа трафаретной печати. (Цветовое покрытие 15 может быть удалено с помощью расположения на диэлектрик 30 для обеспечения индикаторного цвета, который станет виден, когда термохромовое покрытие 12 достигает температуры своей чувствительности). Подложка 10 метки может быть покрыта покрытием адгезива 20 на печатную нижнюю поверхность метки. Адгезив 20 может готовиться и наноситься на нижнюю поверхность печатной метки, образуя субструктуру 7 в способе, описанном выше.
Затем перемещаемая слоистая субструктура 35 может быть изготовлена покрытием теплостойкого отдельного покрытого полотна 18 требуемым рисунком проводящего покрытия 40. Субструктура 35 или ее участок могут быть заранее сформированы. (Если проводящее покрытие хорошо затвердевает при температуре ниже температуры, при которой подложка 10 метки начинает давать усадку или, наоборот, деформироваться, то проводящее покрытие может альтернативно наноситься непосредственно на подложку 10 метки и затвердевать там без необходимости в отделяемом переносимом полотне 18.) Ткань отделяемого переносимого полотна 18 может быть любой теплостойкой пленкой, например полиэфирной, бумажной или поликарбонатной пленкой, предварительно покрытой обычным отдельным покрытием, обычно силиконом. Проводящее покрытие 40 желательно содержит смесь проводящих серебряных хлопьев, диспергированных в полимерном растворе, как описано выше. Отделяемое переносимое полотно 18, покрытое диспергированными серебряными хлопьями, затем проходит через нагретую печь до тех пор, пока покрытие достаточно не затвердеет. В добавление к нагреванию проводящее покрытие 40 может также подвергаться УФ облучению для усиления его твердости. Таким образом, проводящее покрытие 40 покрывается вышеупомянутыми диэлектрическими чернилами 30 посредством обычного способа трафаретной печати, гравировки или флексографической печати. (Необязательно, термохромовое покрытие 12 может быть нанесено непосредственно на диэлектрические чернила 30, в то время как чернила 30 находятся еще на отделяемом переносимом полотне 18 вместо нанесения покрытия 12 поверх печатного слоя 6). Отделяемое переносимое полотно 18, содержащее диэлектрические чернила, проходит через обычную установку для УФ затвердевания для полимеризации и отверждения покрытия. Слоистая субструктура 35 (фиг. 2А), состоящая из проводящего покрытия 40, покрытого диэлектрическими чернилами, может затем быть перемещена с отделяемого переносимого полотна 18 на слоистую субструктуру 7 (фиг. 2B) посредством прижатия незащищенного диэлектрического покрытия 30 к основанию адгезионной области 20. Таким образом, отделяемое переносимое полотно 18 может легко удаляться из субструктуры 35 отслаиванием, посредством этого оставляя субструктуру 35 прилипшей к субструктуре 7.
Второе покрытие диэлектрическими чернилами 50, которое может быть с тем же составом, но предпочтительно другого цветового оттенка, что и диэлектрические чернила 30, может покрываться с любым желаемым рисунком непосредственно на незащищенное проводящее покрытие 40. Диэлектрическое покрытие 50 может быть напечатано на проводящее покрытие 40 посредством применения обычного способа трафаретной печати, гравировки или способа флексографической печати. Покрытие 50 затем затвердевает обычным образом посредством подвергания его излучению ртутно-паровыми лампами, вследствие чего оно имеет толщину около 0.2 mil.
После нанесения и отвердевания диэлектрического покрытия 50 затем наносится разделяющий рисунок 60 поверх покрытия 50. Разделяющий рисунок 60 предпочтительно состоит из предполимерной смеси олигомера акрилата уретана (или олигомера эпоксиакрилата), реакционноспособного мономера и загустевающего наполнителя такого, как AEROSIL 200, который упоминался выше. Смесь надлежащим образом обрабатывали обычным способом плоской или вращающейся трафаретной печати. В этом процессе структура экрана покрывается до толщины трафарета от 18 до 80 микрон. Желательно, чтобы количество отверстий экрана (трафарета) составляло около 100 и 200 нитей на дюйм. Печатная смесь затем отверждается ультрафиолетовым облучением. Отвержденный рисунок разделения 60 имеет толщину между приблизительно 1.5 и 7 mil (0.038 и 0.175 мм). Слоистая конструкция объединения 5 метка/тестер, показанная наилучшим образом на фиг. 1 и 2C, теперь завершена. Она может быть защищена от отделяющей обкладки и сохранена до тех пор, пока она не будет нанесена на элемент.
Композиция 5 метка/тестер согласно изобретению имеет края 140 и 150 и налагается на элемент посредством первоначального удаления отделяющей обкладки с метки и оборачивания метки вокруг корпуса 80 элемента 70, как изображено на фиг. 5.
Незащищенные части адгезионного покрытия 20 прилипают к корпусу элемента. Как упомянуто выше, края метки 120 и 125 предпочтительно свободны от незащищенного адгезива. После того, как метка обернута вокруг корпуса, может применяться нагревание к краям метки 120 и 125 для тепловой усадки этих краев вокруг выступов 130 и 135 элемента, приводя к конфигурации, показанной на фиг. 6. Так как оконечности 75a и 75b предпочтительно располагаются по соседству соответственно с краями 120 и 125 метки, эти края также начнут давать тепловую усадку поверх выступов 130 и 135 элемента соответственно. Посредством этого они будут приходить в неподвижное состояние в непосредственной близости к поверхностям 110i и 115i элемента соответственно, как показывается на фиг. 6. Части элемента 110i и 115i являются электропроводящими и образуют часть концов выводов 110 и 115 элемента соответственно. После того, как метка/тестер 5 прикреплена к элементу, область проводящего покрытия 40, которая образует оконечности 75a и 75b, будет оставаться изолированной разделяющими областями 65a и 65b, соответственно, от электрического контакта с выводами элемента, пока тестер активирован. Тестер может быть активирован ручным нажатием поверхности подложки 10 метки одновременно над участками 42a и 42b.
Как можно наилучшим образом видеть из фиг. 4, когда человеческий палец 92 вдавливает проводящую область 42a, эта область проводящего покрытия проникает через полость в разделяющей области 65a до тех пор, пока она не будет контактировать с проводящей поверхностью 110i. Аналогично, когда проводящая область 42b нажата, эта область проводящего покрытия проникает через полость в разделяющей области 65b до тех пор, пока она не будет контактировать с проводящей поверхностью 115i, которая находится в контакте с положительным выводом 115. Когда области 110i и 115i элемента одновременно контактируют с соответствующими проводящими областями 42a и 42b, имеет место нагревание в проводящем покрытии 40, которое, в свою очередь, активирует термохромовое покрытие 12. Хотя конструкция двойной активации, описанная здесь, является предпочтительной, альтернативно, один конец проводящего покрытия может быть постоянно прикреплен к элементу таким образом, что он находится в постоянном электрическом контакте с одним из выводов элемента. Это может быть достигнуто использованием проводящего адгезива между областью проводящего покрытия 40 и выводом элемента или областью элемента, находящейся в электрическом контакте с выводом. Другой конец проводящего покрытия или его части мог использовать активирующий механизм, например 75(a) или 75b, описанные выше. В таком воплощении для того, чтобы активировать тестер, пользователю будет надо только нажать один конец композиции 5 метка/тестер.
Другим воплощением композиции метка/тестер изобретения является композиция 8, схематично показанная на фиг. 7, которая может быть раскрыта со ссылкой на фиг. 8A - 8C, как следует ниже. (Покрытия, показываемые на фиг. 7 и 8A-8C, имеющие такие же ссылаемые номера, как и описанные выше со ссылкой на фиг. 1 и 2a-2c, могут быть той же композицией и наноситься теми же способами печати, как указано выше). Композиция 8 метка/тестер (фиг. 8C) образуется сначала первой слоистой субструктурой 9, изображенной на фиг. 8B. Субструктура 9 (фиг. 8B) образована нанесением графического печатного слоя 6 на внутреннюю поверхность подложки 10 метки а затем адгезионного покрытия 20 на печатный слой 6. (Предпочтительный адгезив для покрытия 20 и предпочтительные способы применения упомянуты выше.) Перемещаемая слоистая субструктура 36 на отделяемом полотне 18 может быть затем приготовлена сначала нанесением проводящего слоя (вышеописанные серебряные чернила) на отделяемое (например, покрытое силиконом) переносимое полотно 18 и затем термическим отверждением покрытия до образования отвержденного проводящего покрытия 40. (Субструктура 36 или ее часть могут быть направлены к ней как предварительно сформованные.) Потом цветовое покрытие 15 может наноситься поверх проводящего покрытия 40 и, в свою очередь, термохромовое покрытие 12 наноситься поверх цветового покрытия 15. Субструктура 36 (фиг. 8A), содержащая покрытия 12, 15 и 40 может затем переноситься с отделяемого переносимого полотна 18 на слоистую субструктуру 9 нажатием термохромового покрытия 12 субструктуры 36 на адгезионное покрытие 20 субструктуры 9 и затем отслаиванием от отделяемого переносимого полотна 18. Таким образом диэлектрическое покрытие 50 может быть нанесено поверх незащищенного проводящего покрытия 40 и разделяющее покрытие 60 может быть нанесено поверх диэлектрического покрытия 50, таким образом образуя окончательную композицию метка/тестер, показанную на фиг. 8 и 9C.
Предпочтительная конфигурация проводящего покрытия 40, диэлектрического покрытия 50 и разделяющего покрытия 60, указанных на фиг. 7 и 8C, показана на фиг. 9. Разделяющее покрытие 60, показанное на фиг. 9, образовано основной областью 162 и конечными областями 164a и 164b. Основная область 162 желательно должна иметь толщину между около 1.5 mi] (0.038 мм) и 7.0 mil (0.18 мм). Основная область 162 предпочтительно образована в образце крест-накрест горизонтальными и вертикальными ребрами, которые образуют множество воздушных карманов 163, которые обеспечивают термическую изоляцию между композицией 8 метка/тестер и корпусом 80 элемента. Конечные области 164a и 164b каждая расположены соответственно около противоположных оконечностей покрытия 60, как показано на фиг. 9. Конечные области 164a и 164b каждая заключают в себе соответствующие разделяющие конечные области 165a и 165b и соответствующие разделяющие оконечные части 166a и 166b. Разделяющие конечные части 165a и 165b образуют полости 167a и 167b соответственно, которые являются предпочтительно многоугольной, прямоугольной, овальной, эллиптической или круглой формы. Разделяющие конечные области 165a и 165b образуют границы вокруг одной или более таких полостей, т.е. областей, в разделяющем покрытии 60 на его противоположных концах. Площадь этих полостей (наружного проводящего покрытия 40) может быть между около 1.5 мм2 и 20.0 мм2, предпочтительно между около 8 и 20 мм2, и образует часть оконечностей 175a и 175b соответственно. Разделяющая оконечная часть 166a предпочтительно содержит в себе пару наклонных ребер 166a1 и 166a2, которые выступают из одного конца разделяющего покрытия. Разделяющая оконечная часть 166b предпочтительно содержит в себе пару наклонных ребер 166b1 и 166b2, которые выступают из противоположного конца разделяющего покрытия.
Электропроводящее покрытие 40 (фиг. 9) содержит в себе области 140a и 140b с низким сопротивлением на соответствующих концах проводящего покрытия и область 140c с высоким сопротивлением между ними. На практике область 140c с высоким сопротивлением образует теплообразующую область проводящего покрытия 40, т.е. она дает возможность образовывать достаточное количество тепла так, что термохромовое покрытие 15 в тепловом контакте с ним будет изменять внешний вид, когда концы проводящего покрытия 40 нажаты до осуществления электрического контакта с выводами недавно изготовленного (нового) элемента. Теплообразующая область 140c может иметь постепенно сужающуюся ширину вдоль большей части длины проводящего покрытия таким образом, что более узкий конец 140c1 будет достигать более высокой поверхностной равновесной температуры, чем более широкий конец 140c2, когда тестер активирован. Это позволяет определить заряд элемента. Например, если элемент имеет малый заряд, то только область термохромового покрытия 40 поверх наиболее узкой области (140c1) будет менять внешний вид. Когда элемент новый, то будет изменять внешний вид термохромовое покрытие поверх всей теплообразующей области (140c1 и 140c2) проводящего покрытия 40.
В воплощении, изображенном на фиг. 9, предпочтительно два или более проводящих "пальцев" 143a выступают из концов проводящей области 142a и аналогично, два или более "пальца" 143b выступают из противоположного конца 140b с низким сопротивлением. Отдельные "пальцы" 143a отделяются друг от друга маленькими областями (m) между ними. Аналогично отдельные "пальцы" 143b отделяются друг от друга маленькими областями (n) между ними. Когда концы композиции метка/тестер дают тепловую усадку поверх выступов 130 и 135 элемента, промежутки между каждой группой пальцев станут меньше, стремясь таким образом к слиянию отдельных пальцев в единую группу. Маленькие промежутки между пальцами препятствуют выпячиванию и искривлению концов композиции метка/ячейка при их нагревании, для того, чтобы осуществить тепловую усадку поверх выступов элемента.
Покрытия 40, 50 и 60, изображенные на фиг. 9, показываются в собранном виде на фиг. 10. В этом воплощении диэлектрическое покрытие 50 прослоено между проводящим покрытием 40 и разделяющим 60. Диэлектрическое покрытие 50 является короче, чем и проводящее покрытие 40 и разделяющее покрытие 60, и покрывает только основную область 162 разделяющего покрытия 60. Таким образом, конечные области проводящего покрытия 40, т.е. области 142a и 142b так же, как проводящие "пальцы" 143a и 143b могут оставаться непосредственно на разделяющем покрытии, предпочтительно без проникновения между покрытиями. В этом собранном виде разделяющие ребра 166а1 и 166а2 обеспечивают поддержку и электроизоляцию перекрывающего проводящего покрытия 143a на одном конце тестера. Разделяющие ребра 166b1 и 166b2 обеспечивают поддержху и электроизоляцию перекрывающего проводящего покрытия 143b на противоположном конце тестера.
Края 175a и 175b на противоположных концах композиции 8 метка/тестер каждый содержит в себе разделяющие конечные области 165a и 165b соответственно, и область проводящего покрытия, а именно 142a и 142b соответственно. Разделяющие конечные области 165a и 165b имеют толщину желательно между 0.1 mil (0.0025 мм) и 2.0 mil (0.05 мм). Области 165a и 142a имеют общую толщину между около 0.35 mil (0.009 мм) и 3.0 mil (0.075 мм). Аналогично, области 165b и 142b имеют общую толщину между около 0.35 mil (0.009 мм) и 3.0 mil (0.075 мм).
Когда область метки поверх проводящего покрытия 142a сжата, проводящее покрытие 142a проталкивается вниз через нижележащий промежуток, образованный в разделяющей области 165a и проходит через нее до тех пор пока она не войдет в электрический контакт с выводом элемента или проводящей поверхностью, находящейся в электрическом контакте с выводом элемента. При удалении нажима проводящая область возвращается в свое первоначальное положение выше разделяющей области. Проводящие "пальцы" 143a, которые находятся в покое на разделяющих ребрах 166a1 и 166a2 соответственно, могут также приходить в электрический контакт с выводом элемента нажатием вниз на область метки непосредственно над указанными "пальцами". Вслед за этим проводящие области 143a проходят через полость в разделяющем покрытии между ребрами 166a1 и 166a2 до тех пор пока они не войдут в электрический контакт с выводом элемента или проводящей поверхностью, находящейся в электрическом контакте с выводом элемента. При удалении нажима проводящая область 143a возвращается в свое первоначальное положение выше разделяющих ребер 166a1 и 166a2. Проводящие "пальцы" 143b на противоположном конце тестера можно сделать приходящими в электрический контакт с выводом ячейки тем же образом - нажимая вниз на область метки непосредственно над конечной областью 143b, вследствие чего указанные проводящие "пальцы" проходят через полость в разделяющем покрытии между ребрами 166b1 и 166b2 для того, чтобы войти в электрический контакт с выводом элемента.
Композиция 8 метка/тестер, показанная в альтернативном воплощении на фиг. 7, может накладываться на элемент тем же образом, который описан со ссылкой на воплощение фиг. 1, а именно - посредcтвом оборачивания метки вокруг металлической цилиндрической стенки кожуха элемента 80 клеевой стороной метки в контакте с корпусом элемента и затем тепловым сжатием концов метки поверх выступов элемента 130 и 135.
Предпочтительным воплощением композиции метка/тестер согласно изобретению является композиция 11, схематично показанная на фиг. 11. Детали самого верхнего слоя композиции 11, а именно слои 40, 50, 60 и 210 показаны наилучшим образом на фиг. 12 и 13. (Покрытия, показанные на фиг. 11 - 13, имеющие такие же порядковые номера, как указано выше, по отношению к любому из предшествующих воплощений могут быть такой же композицией и наноситься теми же способами печати, как описано выше.) Композиция 11 метка/тестер, показываемая на фиг. 11, может быть той же, что и композиция 8, показываемая на фиг. 7, и готовиться тем же описанным выше способом со ссылкой на фиг. 8A-8C за исключением того, что добавочный слой, а именно изолирующая подложка 210, добавляется поверх разделяющего покрытия 60 таким образом, что при нанесении композиции тестер/метка на элемент изолирующая подложка 210 контактирует с корпусом 80 элемента.
Изолирующая подложка 210 обеспечивает электрическую и тепловую изоляцию и содержит в себе вещество, которое имеет одно или более отверстий или зазоров 220, которые образуют один или более теплоизолирующих воздушных карманов при наложении композиции 11 на корпус ячейки. Наибольшая теплоизоляция обеспечивается воздухом, захваченным в отверстии или зазоре 220, и следовательно вещество подложки 210 само по себе не имеет слишком высоких теплоизоляционных свойств. Подложка 210 желательно является веществом, имеющим теплопроводность менее, чем приблизительно 10 Вт·м-1·К-1. Вещество является также предпочтительно по существу не проводящим электричество (т.е. существенно не проводящим электричество по сравнению с металлами). Желательно, чтобы вещество подложки 210 имело объемное удельное сопротивление более, чем около 2.7·106 Ом·см (удельное сопротивление слоя больше, чем приблизительно 550 МОм на квадрат @ 2 mil). Подложка 210 также должна быть достаточно теплостойкой, что не даст ей сжиматься или искажаться, когда подвергается температурам до приблизительно 60oC. Соответственно, подложка 210 может выбираться из широкой области веществ таких, как пластиковые пленки, полимерные пены, бумага и их комбинации. Подложка 210 желательно имеет толщину между 2 и 12 mil (0.05 и 0.3 мм), предпочтительно между 4 и 7 mil (0.1 и 0.18 мм) и наиболее предпочтительно изготовлена из бумаги. Бумага может быть непокрытой или покрытой. Плотность бумаги не является критической, хотя пористая бумага может быть предпочтительной из-за обеспечения отчасти лучшей теплоизоляции. Вместо бумаги подложка 210 может быть пластиковой пленкой, имеющей вышеуказанные свойства. Например, если выбирается пластиковая пленка, она может желательно выбираться среди полиэтилена с высокой плотностью, пропилена с высокой плотностью, полиэфира, полистирола и нейлона. Альтернативно, подложка 210 может быть полимерной пеной такой, как полиуретановая пена. Подложка 210 может быть образована из сложных веществ, содержащих в себе слои двух или более пластиковых пленок или пластиковую пленку, выдавленную на бумажную или полимерную пену. Такие сложные вещества для подложки 210, например, могут быть полиэфиром, наслоенным на полиэтилен, например, совместным выдавливанием, или сплетенным химически связанным полиэфиром, выдавленным на бумагу. В последнем случае полиэфирная сторона композиции будет лицевой и контактирует с корпусом элемента 80. В то время, как сложные вещества не рассматриваются в качестве необходимых, они зачастую дают добавочную степень защиты против просачивания во внутреннее устройство тестера остающихся количеств следов КОН или других загрязнителей, которые могут присутствовать на корпусе элемента.
Разрыв(ы) в подложке 210 предпочтительны в форме единственного окна 220, которое достаточно велико, чтобы покрыть существенную область подложки теплообразующей области (140c1 и 140c2) проводящего покрытия 40 (фиг. 12). (Термин "теплообразующая область проводящего покрытия 40", который использован здесь, будет относиться к части проводящего покрытия 40, которое перекрывает термохромовое покрытие 12 (фиг. 11) и образует достаточно тепла, когда проводящее покрытие электрически контактирует с выводами нового, неразряженного элемента для того, чтобы вызвать ответное изменение внешнего вида термохромового покрытия при тепловом контакте с ним) Окно 220 желательно покрывает более значительную поверхностную площадь, чем наибольшая из любых полостей 167a и 167b, через которые область проводящего покрытия 40 может проталкиваться вручную для активирования тестера. Полости 167a и 167b покрывают площадь желательно между приблизительно 1.5 и 20 мм2 на лицевой стороне проводящего покрытия 40 и указанные полости имеет глубину между около 0.1 mil (0.0025 мм) и 2.0 mil (0.05 мм).
Окно 220 должно быть достаточно большим для обеспечения требуемой теплоизоляции между теплообразующей областью проводящего покрытия 40 и корпусом 80 элемента. Окно 220 также должно быть достаточно большим, чтобы не препятствовать достижению ярко видимой термохромовой индикации при активировании элемента. Ширина окна 220, т.е. его размер вдоль кольцевой основы элемента не должна быть настолько значительна относительно глубины окна, что надавливание на подложку 10 метки при ее завертывании вокруг корпуса 80 элемента заставляет любую часть тестера (особенно подложку 210) опускаться в область окна и контактировать обычно с цилиндрическим корпусом элемента. Поэтому, предпочтительно окно 220 имеет конфигурацию или удлиненного или продолговатого паза (прорези), например, прямоугольной или эллиптической или другую подобную конфигурацию, имеющую меньшую ширину, чем длину. Окно 220 расположено относительно элемента так, что его ширина ориентирована по существу по окружности элемента. Например, на фиг. 12 изображено прямоугольное окно 220. Прямоугольное окно 220 в этом воплощении может обычно иметь ширину около 1.5 мм, длину около 20 мм и толщину около 0.15 мм. Такие измерения отражают, что ширина достаточно мала, и толщина достаточно велика для того, чтобы препятствовать любой части композиции метка/тестер (особенно подложки 210) контакту с корпусом элемента через указанное окно, когда подложка 10 метки оборачивается вокруг элемента.
В воплощении, показанном на фиг. 12, окно 220 желательно имеет площадь, которая составляет по меньшей мере 40% и предпочтительно по меньшей мере 60% от площади поверхности одной стороны теплообразующей области проводящего покрытия 40. В воплощении, показанном на фиг. 12, окно 220 может иметь площадь, которая достигает по меньшей мере 80% площади поверхности одной стороны теплообразующей области проводящего покрытия 40. В связи с таким воплощением, основная область 162 разделяющего покрытия 60 может содержать рисунки промежутков или зазоров в своей поверхности таких, как зазоры 163, показываемые на фиг. 9. Однако основная область 162 предпочтительно непрерывно покрыта без зазоров или промежутков в ее поверхности. Такое воплощение, использующее непрерывную основную область 162 в комбинации с изолирующей подложкой 210, имеющей большой сквозной оконный промежуток 220, показано на фиг. 12. Основная область 162 имеет толщину между 0.1 mil (0.0025 мм) и 7 mil (0.18 мм), предпочтительно между около 0.1 mil (0.0025 мм) и 2 mil (0.05 мм). Когда непрерывная основная область 162 применяется для разделяющего покрытия 60 (фиг. 12), то возможно убрать диэлектрическое покрытие 50. Но включение диэлектрического покрытия 50, тем не менее, очень желательно потому, что это обеспечивает добавочную электроизоляцию между проводящим покрытием 40 и корпусом 80 элемента и также помогает препятствовать любому остатку КОН на корпусе элемента или парам каустика, образованным элементом, от проникновения в проводящее покрытие 40 и термохромовое покрытие 12. Как показано на фиг. 12, конечные области 164a и 164b могут быть той же конструкции и структуры, как и вышеописанные, касающиеся воплощения, показанного на фиг. 9.
Когда композиция 11 метка/тестер собрана и наложена на корпус элемента, воздух, захваченный внутри окна 220, служит для теплоизоляции стороны проводящего покрытия 40, ближайшего к изолирующей подложке 210. Захваченный воздух обеспечивает теплообмен противоположной стороны проводящего покрытия 40 и термохромового покрытия 12, для того, чтобы достичь более высокой температуры, когда тестер активирован, чем если никакого окна или другого отверстия не использовалось в подложке 210. Шаблон маленьких отверстий в изолирующей подложке 210 мог быть использован для того, чтобы обеспечить воздушную изоляцию вместо либо всего, либо части окна 220. Например, окно 220 могло быть сделано меньше, и дополнительные отверстия сделаны в подложке 210 вокруг или вблизи окна. Однако вещество подложки, образующее шаблон маленьких отверстий в изолирующей подложке 210, стремится к передаче некоторого количества тепла или отражению света и посредством этого препятствует появлению термохромовой индикации при активировании тестера. То есть шаблон маленьких отверстий в подложке 210 стремится показать всю площадь индикации при активировании тестера. Итак, наилучший эффект достигается, когда единственное большое окно 220 используется на изолирующей подложке 210 поверх теплоактивной области проводящего покрытия 40. Также, определено, что единственное большое окно 220 может обеспечить требуемую степень теплоизоляции от воздуха, захваченного в нем, устраняя необходимость того, чтобы иметь добавочные отверстия в подложке 210.
Определено, что глубина окна 220, обеспечивающая удовлетворительную теплоизоляцию, составляет от приблизительно 2 до 12 mil (0.05 и 0.3 мм), предпочтительно между 4 и 7 mil (0.1 и 0.18 мм). Такой диапазон является достаточно низким, что не требует какого-либо регулирования диаметра корпуса элемента для коммерческого щелочного элемента. В воплощении, изображенном на фиг. 12, окно 220 может иметь типовой размер 20 мм х 1.5 мм х 0.15 мм. Существует тонкое адгезивное покрытие 215, например, толщиной между приблизительно 0.1 и 0.3 mil (0.0025 и 0.075 мм) между изолирующей подложкой 210 и разделяющим покрытием 60, связывающее подложку 210 с разделяющим покрытием 60. Во время сборки адгезивное покрытие 215 (фиг. 12) может обычно наноситься непосредственно на основную область 162 разделяющего покрытия после того, как покрытие 60 нанесено поверх диэлектрического покрытия 50. Адгезив может быть нанесен на основную область 162, покрывая ее непрерывно или прерываясь, например, в виде точек или линий, которые могут быть расположены закономерно или незакономерно. Адгезив 215, например, может наноситься поверх области 162 покрытия 60 как серии плотно расположенных горизонтально или вертикально параллельных линий. В этом случае может быть нанесено несколько меньше адгезива, чем при использовании непрерывного покрытия. Подложка 210 накладывается для приклеивания к покрытой адгезивом части 162 разделяющего покрытия 60 с окном 220, совмещенным над теплопроводящей областью (140c1 и 140c2) проводящего покрытия 60. Часть адгезивного покрытия 215 на основании 162 может лежать под окном 220, но она не входит в объем окна. Альтернативно, адгезив 215 может наноситься непосредственно на поверхность изолирующей подложки 210, которая, в свою очередь, может быть наложена на основную часть 162 разделяющего покрытия 60.
Адгезив 215 не требует высокой связывающей силы и может быть выбран из широкого диапазона теплостойких адгезивов. Предпочтительно, адгезив 215 является способным к УФ отверждению чувствительным к давлению адгезивом. Подходящим адгезивом этого типа является доступный в виде предполимерной жидкой смеси под торговой маркой Deco-Rad 7024 УФ отверждаемый адгезив от Deco-Chem Co. , Mishawaka, Indiana. Эта предполимерная жидкость может наноситься на разделяющую основу 162 обычными способами печати, например флексографическим печатанием, и затем подвергаться ультрафиолетовому свету для отверждения покрытия. После того как подложка 210 связывается с разделяющей основой 162, композиция 11 тестер/метка может затем наноситься на металлическую цилиндрическую стенку кожуха элемента 80 с концами 164a и 164b, подвергаясь тепловой усадке поверх выступов 130 и 135 элемента соответственно способом, раскрытым со ссылкой на предыдущие воплощения.
Хотя настоящее изобретение раскрывается со ссылками на специфические воплощения и вещества, понятно, что возможны модификация этих воплощений также, как и заменители веществ. Например, имея раскрытые желаемые характеристики работы адгезивного покрытия 20, специалистам понятно, что возможны альтернативные варианты раскрытым предпочтительным чувствительным к давлению адгезивам. Также, хотя предпочтительные специальные вещества раскрыты для электрически и термически изолирующих слоев, может быть признано, что в рамках концепции изобретения возможны и другие подходящие вещества. Соответственно, настоящее изобретение не ограничивается только раскрытыми специфическими воплощениями и веществами, а определяются формулой изобретения и их эквивалентами.
Формула изобретения: 1. Способ изготовления метки (5) для электрохимического элемента, имеющего корпус и два вывода, причем метка включает в себя подверженную тепловой усадке подложку (10) метки и встроенный тестер состояния работы элемента, который содержит теплообразующее средство (40б) и средство (64а, 64b) для приведения в электрический контакт с выводами указанного элемента, отличающийся тем, что изготавливают брикет, образуя на отделяемом переносимом полотне (18) по меньшей мере часть тестера, которая содержит в себе теплообразующее средство (40б), прикрепляют брикет к подложке (10) метки, и удаляют отделяемое переносимое полотно из брикета.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что теплообразующее средство образуют нанесением электропроводящего покрытия (40) на отделяемое переносимое полотно и теплоотверждением указанного проводящего покрытия на нем.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что наносят цветовое покрытие (15) поверх проводящего покрытия (40) на указанное полотно после теплоотверждения указанного проводящего покрытия и наносят термохромовое покрытие (12) поверх цветового покрытия и наносят диэлектрическое покрытие (50) поверх области указанного проводящего покрытия после удаления отделяемого переносимого полотна из брикета и далее наносят электроизолирующее покрытие (60) поверх области диэлектрического покрытия, причем электроизолирующее покрытие имеет полости, простирающиеся через его толщину.
4. Способ изготовления электрохимического элемента, имеющего метку, с объединенным с ней тестером, предусматривающий нанесение метки, изготовленной по пп.1, 2 или 3, на электрохимический элемент посредством прикрепления метки к нему по меньшей мере частью указанного проводящего покрытия (40), находящегося вблизи проводящей поверхности, которая находится в электрическом контакте с одним из выводом указанного элемента, отличающийся тем, что конечная часть (64а) электроизолирующего покрытия (60) имеет по меньшей мере одну полость (67а) в своей поверхности, через которую часть проводящего покрытия (40) может проталкиваться вручную для включения тестера, причем по меньшей мере другая часть проводящего покрытия расположена вблизи к проводящей поверхности, находящейся в электрическом контакте с другим выводом указанного элемента.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что корпус (70) элемента содержит цилиндрический металлический кожух (80) с первым (130) и вторым (135) выступами элемента на его соответствующих концах, причем метка, содержащая в себе указанный выступ элемент, имеет, по меньшей мере, один конец (120, 125), содержащий часть указанного проводящего покрытия (40), простирающегося за пределы одного из указанных выступов элемента, при этом осуществляют тепловую усадку, по меньшей мере, одного края метки поверх одного из выступов элемента, который размещает часть проводящего покрытия вблизи к проводящей поверхности в электрическом контакте с одним из выводов.
6. Способ по п.4, отличающийся тем, что наносят адгезивное покрытие (20) по меньшей мере на часть стороны подверженной тепловой подложки (10) метки, наносят электропроводящее покрытие (40) на отделяемое полотно, теплоотверждают проводящее покрытие на указанном полотне, наносят термохромовое покрытие (12) поверх отвержденного проводящего покрытия для образования субструктуры на указанном полотне, причем субструктура содержит в себе отвержденное проводящее покрытие и термохромовое покрытие, осуществляют прилипание указанной субструктуры по меньшей мере к части адгезива на пленке основания, удаляют отделяемое полотно и затем наносят пленку основания на корпус элемента посредством контактирования незащищенных областей адгезивного покрытия (20) на указанной пленке с корпусом, посредством чего по меньшей мере часть проводящего покрытия (40) расположена вблизи к проводящей поверхности в электрическом контакте с выводом указанного элемента.
7. Электрохимический элемент, выполненный с композицией метка/тестер, содержащий положительный и отрицательный вывод и корпус (70), причем композиция метка/тестер прикреплена к корпусу элемента, а часть корпуса (70) образует один из выводов, отличающийся тем, что композиция имеет подложку (10) метки, выполненную с термохромовым веществом (12), расположенным на ней, электропроводящее вещество (материал) (40), выполненное в тепловом контакте с термохромовым веществом и средство для термоизоляции указанного проводящего вещества от корпуса элемента, при этом указанное средство выполнено с отверстиями (220) по существу в непроводящем электричество веществе (210), причем указанное отверстие имеет достаточный размер для того, чтобы охватить существенную часть указанного проводящего вещества.
8. Элемент по п.7, отличающийся тем, что элемент является цилиндрическим, а толщина электрически непроводящего вещества и ширина указанного отверстия заданы таким образом, что никакая часть композиции метка/тестер, за исключением электрически непроводящего вещества, не контактирует с корпусом элемента через указанное отверстие при прикреплении композиции к элементу; электрически непроводящее вещество имеет удельное объемное сопротивление более чем 2,7 х 106 Ом · см и теплопроводность ниже, чем около 10 Вт, м-1К-1, причем электрически непроводящее вещество выбирается из группы, состоящей из бумаги, пластиковой пленки, полимерной пены и любого их сочетания, а указанное отверстие охватывает площадь одной стороны указанной теплообразующей части указанного проводящего вещества, элемент содержит корпус (70), выполненный с цилиндрическим металлическим кожухом (80) с первым и вторым выступами элемента на его соответствующих концах, композицию метка/тестер, прикрепляемую к корпусу элемента, причем композиция включает в себя подверженную тепловой усадке подложку (10) метки, термохромовое покрытие, теплоотверждаемое электропроводящее покрытие в термическом контакте с термохромовым покрытием, средство для поддержания указанного проводящего покрытия отдельно от корпуса электрохимического элемента, причем указанное средство электрически и термически изолирующим указанное проводящее покрытие от корпуса элемента, причем указанная пленка основы предпочтительно подвержена сжатию поверх элемента при температуре ниже температуры, при которой указанное проводящее покрытие теплоотверждается, толщина электрически непроводящего вещества, имеющего указанные отверстия в нем, составляет между приблизительно 2 mil и 12 mil (0,05 мм и 0,3 мм), указанное не проводящее электричество вещество содержит в себе бумагу, указанная подложка метки, имеющая расположенное на ней термохромовое вещество, является подверженной тепловой усадке пленкой, выбранной из группы, состоящей из непластифицированного поливинилхлорида и полипропилена, причем указанная пленка является подверженной тепловой усадке пленкой, отпечатанной в виде рисунков на одной ее стороне и имеет чувствительный к давлению адгезив на той же ее стороне, что и рисунки, а композиция прикреплена к элементу с помощью оборачивания ее вокруг корпуса элемента таким образом, что адгезив контактирует с корпусом, причем композиция метка/тестер имеет толщину менее чем 100 mil (2,5 мм).
9. Элемент по п.8, отличающийся тем, что композиция включает дополнительное средство, содержащее по меньшей мере два пальца, выступающих из по меньшей мере одного конца проводящего покрытия.
10. Элемент по п.7, отличающийся тем, что указанное отверстие имеет удлиненный паз, выполненный с меньшей шириной, чем длиной, и ориентирован по отношению к элементу так, что его ширина в основном ориентирована вокруг корпуса элемента.
11. Элемент по п.10, отличающийся тем, что имеет разделяющее покрытие (60) между указанным проводящим веществом (210) и электрически непроводящим веществом (60), которое выполнено с по меньшей мере одной полостью (167а, 167в), проходящей через ее толщину, при этом часть проводящего вещества расположена поверх указанной полости; тестер способен включаться посредством ручного надавливания на проводящую часть поверх указанной полости, посредством этого заставляя ее проталкиваться через полость для электрического контакта с выводом элемента, и предпочтительно разделяющее покрытие охватывает удлиненный паз в электрически непроводящем веществе и указанная часть разделяющего покрытия, покрывающая указанный удлиненный паз, не имеет промежутков в своей поверхности.
12. Элемент по п.11, отличающийся тем, что его корпус (70) имеет цилиндрический металлический кожух (80) с первым и вторым выступами элемента на соответствующих его концах, а композиция метка/тестер содержит в себе средство для того, чтобы вынудить по меньшей мере один конец композиции к тепловой усадке равномерно поверх одного из выступов элемента, и предпочтительно указанное средство для принуждения указанного, по меньшей мере, одного конца композиции к равномерной тепловой усадке, содержит, по меньшей мере, два пальца (143a, 143b), выступающих из указанного конца проводящего вещества.
13. Тестер состояния электрохимического элемента, расположенный на подверженной тепловой усадке метке, содержащей на одной стороне метки адгезивное покрытие, термохромовое покрытие, теплоотверждаемое электропроводящее покрытие в тепловом контакте с термохромовым покрытием и средство для поддержания проводящего покрытия отделенным и теплоизолированным от корпуса электрохимического элемента, при этом предпочтительно метка выполнена сжимаемой при температуре ниже температуры, при которой теплоотверждается проводящее покрытие.
14. Объединение электрохимического элемента и композиции метка/тестер, в котором элемент содержит корпус (70), имеющий цилиндрический металлический кожух (80) с первым и вторым выступами элемента на соответствующих ее концах при этом композиция метка/тестер прикреплена к корпусу элемента, отличающееся тем, что композиция содержит обладающую свойствами термоусадки подложки (10) метки, термохромовое покрытие (12), термоотвержденное электропроводящее покрытие (40) в термоконтакте с термохромовым покрытием, и средство для отделения промежутком электропроводящего покрытия от корпуса элемента, которое средство электрически и термически изолирует проводящее покрытие от корпуса элемента.
15. Объединение по п.14, отличающееся тем, что обладающую свойствами термоусадки подложку метки выбирают из группы, состоящей из непластифицированного полвинилхлорида и полипропилена.
16. Объединение по п.14, отличающееся тем, что композиция метка/тестер имеет толщину менее 2,5 мм.
17. Объединение по п.14, отличающееся тем, что термоотвержденное электропроводящее покрытие постепенно сужается по длине.
18. Композиция метка/тестер для электрохимического элемента, в которой элемент содержит корпус (70), имеющий цилиндрический металлический кожух (80) с первым и вторым выступами элемента на ее соответствующих концах, отличающаяся тем, что композиция метка/тестер содержит обладающую свойствами термоусадки подложки метки термохромовое покрытие, термоотвержденное электропроводящее покрытие в термоконтакте с термохромовым покрытием, при этом подложку метки изготавливают из материала, обладающего способностью усадки при температуре ниже температуры отверждения электропроводящего покрытия, и имеется средство для отделения промежутком электропроводящего покрытия от корпуса элемента, которое электрически и термически изолирует электропроводящее покрытие от корпуса элемента.
19. Композиция по п.18, отличающаяся тем, что термоотвержденное электропроводящее покрытие постепенно сужается по длине.
Приоритет по пунктам:
29.09.1994 - по пп.4, 5, 6, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19;
01.06.1995 - по пп.1, 2, 3, 7, 8, 9, 10, 12.