JP2021019148A - 温度センサー用樹脂組成物、および温度センサー用素子 - Google Patents
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Abstract
【課題】ヒステリシスやオーバーシュートが生じ難く、正確に温度を特定可能な温度センサー用素子、およびこれに用いる温度センサー用樹脂組成物を提供する。【解決手段】温度センサー用樹脂組成物は、芳香族ビニル構造単位および芳香族(メタ)アクリル酸エステル構造単位のうち少なくとも一方を含む重合体と、導電性フィラーと、を含む。【選択図】なし
Description
本発明は、温度センサー用樹脂組成物、および温度センサー用素子に関する。
近年、生体情報を計測して活用するためのウェアラブルな測定デバイスの開発が盛んに行われている。その中の一つとして、人体に接触させて、体温や皮膚温度を測定するための温度センサーが注目されている。例えば、特許文献1には、電気抵抗が温度によって変化する性質を利用した温度センサーが提案されている。
例えば、特許文献1に記載の温度センサーでは、脂肪族アクリルモノマーの重合体および導電性粒子を含む樹脂組成物を、一対の電極間に配置する。当該温度センサーでは、特定の温度領域で、温度の上昇とともに樹脂組成物の電気抵抗値が急激に増大する性質(以下、「PTC特性」とも称する)を利用して、温度を特定する。
上記特許文献1の当該温度センサーは、繰返し使用することができる。しかしながら、本発明者らの検討によれば、当該温度センサーでは、昇温の際の電気抵抗値と、降温の際の電気抵抗値がずれたり、繰返し使用した際に、各回の電気抵抗値にブレが生じたりすること(以下、「ヒステリシス」とも称する)が明らかとなった。さらに、所定の温度で一定時間保持した場合、抵抗値が平衡値に達するまでに、一時的に数値が跳ね上がること(以下、「オーバーシュート」とも称する)も明らかとなった。そのため、当該温度センサーでは、正確な温度測定が難しい、という課題があった。
本発明は、ヒステリシスやオーバーシュートが生じ難く、正確に温度を特定可能な温度センサー用素子、およびこれに用いる温度センサー用樹脂組成物の提供を目的とする。
本発明は、以下の温度センサー用樹脂組成物を提供する。
芳香族ビニル構造単位および芳香族(メタ)アクリル酸エステル構造単位のうち少なくとも一方を含む重合体と、導電性フィラーと、を含む、温度センサー用樹脂組成物。
芳香族ビニル構造単位および芳香族(メタ)アクリル酸エステル構造単位のうち少なくとも一方を含む重合体と、導電性フィラーと、を含む、温度センサー用樹脂組成物。
本発明は、さらに、以下の温度センサー用素子を提供する。
基板と、前記基板上に配置された一対の電極と、前記基板上、かつ前記一対の電極間に配置された樹脂抵抗部と、を含み、前記樹脂抵抗部が、上述の温度センサー用樹脂組成物の固化物である、温度センサー用素子。
基板と、前記基板上に配置された一対の電極と、前記基板上、かつ前記一対の電極間に配置された樹脂抵抗部と、を含み、前記樹脂抵抗部が、上述の温度センサー用樹脂組成物の固化物である、温度センサー用素子。
本発明の温度センサー用樹脂組成物によれば、ヒステリシスやオーバーシュートが生じ難く、正確に温度を特定可能な温度センサー用素子が得られる。
1.温度センサー用樹脂組成物
本発明の温度センサー用樹脂組成物(以下、単に「樹脂組成物」とも称する)は、後述の温度センサー用素子の樹脂抵抗部を作製するための樹脂組成物である。温度センサー用素子は、後で詳しく説明するが、一対の電極と、当該一対の電極間に配置された樹脂抵抗部と、を有する。当該樹脂抵抗部は、樹脂および導電性フィラーを含み、温度センサー用素子の温度が高まると、当該樹脂が膨張する。その結果、導電性フィラーどうしの距離が遠くなり、樹脂抵抗部の抵抗値が高まる。つまり、このような構造を有する温度センサー用素子では、樹脂抵抗部の抵抗値を測定することにより、温度センサー用素子の温度、ひいてはその周囲の温度を特定することが可能となる。
本発明の温度センサー用樹脂組成物(以下、単に「樹脂組成物」とも称する)は、後述の温度センサー用素子の樹脂抵抗部を作製するための樹脂組成物である。温度センサー用素子は、後で詳しく説明するが、一対の電極と、当該一対の電極間に配置された樹脂抵抗部と、を有する。当該樹脂抵抗部は、樹脂および導電性フィラーを含み、温度センサー用素子の温度が高まると、当該樹脂が膨張する。その結果、導電性フィラーどうしの距離が遠くなり、樹脂抵抗部の抵抗値が高まる。つまり、このような構造を有する温度センサー用素子では、樹脂抵抗部の抵抗値を測定することにより、温度センサー用素子の温度、ひいてはその周囲の温度を特定することが可能となる。
このような温度センサー用素子の樹脂抵抗部には、従来、温度センサー用素子の動作温度(使用温度範囲)近傍に融点を有する樹脂組成物が用いられていた。具体的には、脂肪族アクリルモノマーの重合体を含む樹脂組成物が使用されていた。しかしながら、従来の温度センサー用素子の樹脂抵抗部では、昇温時に特定の温度で示す抵抗値と、降温時に当該温度で示す抵抗値とが同一になり難く、複数回抵抗値を測定した場合、各回の抵抗値にバラツキが生じやすい(ヒステリシス)、という課題があった。
また、従来の温度センサー用素子の樹脂抵抗部では、所定の温度で一定時間保持した場合に、抵抗値が平衡に達するまでに、一時的に数値が跳ね上がりやすい(オーバーシュート)、という課題もあった。そのため、当該温度センサーでは、精密な温度特定が難しい、という課題があった。
これに対し、本発明の樹脂組成物は、芳香族ビニル構造単位および芳香族(メタ)アクリル酸エステル構造単位のうち少なくとも一方を含む重合体と、導電性フィラーとを含む。当該樹脂組成物から得られる樹脂抵抗部では、30〜50℃程度でPTC特性が得られるのに加え、上記ヒステリシスやオーバーシュートが格段に生じ難くなる。ヒステリシスの抑制は、特許文献1のように結晶の溶融、析出による体積変化を利用せず、温度による樹脂(重合体)の体積変化のみを利用しているためと推測される。一方、オーバーシュートの抑制は、導電性フィラーと特定の重合体とを組み合わせることで、上記温度範囲において、導電性フィラーと重合体とが、従前知られた樹脂とフィラーとの相互作用より強く相互作用し、樹脂(重合体)中の導電性フィラーの分散状態が安定化するためと推察される。
ここで、本発明の樹脂組成物は、上記重合体および導電性フィラーの他に、必要に応じて溶媒や各種添加剤等を含んでいてもよい。以下、各成分について説明する。
(重合体)
重合体は、温度センサー用素子の樹脂抵抗部において、導電性フィラーを担持するマトリックスとなる成分である。つまり、樹脂抵抗部において、後述の導電性フィラーを担持すると共に、所望の温度範囲で膨張や収縮をして、上述のPTC特性を発現させる成分である。
重合体は、温度センサー用素子の樹脂抵抗部において、導電性フィラーを担持するマトリックスとなる成分である。つまり、樹脂抵抗部において、後述の導電性フィラーを担持すると共に、所望の温度範囲で膨張や収縮をして、上述のPTC特性を発現させる成分である。
当該重合体は、芳香族ビニル構造単位および芳香族(メタ)アクリル酸エステル構造単位のうち少なくとも一方を含んでいればよい。本明細書において、芳香族ビニル構造単位とは、芳香族ビニル化合物(モノマー)由来の構造単位をいう。一方、芳香族(メタ)アクリル酸エステル構造単位とは、芳香族(メタ)アクリル酸エステル化合物(モノマー)由来の構造単位をいう。また、本明細書において(メタ)アクリルとは、アクリルおよびメタクリル、もしくはこれらの両方を意味する。
重合体は、芳香族ビニル構造単位および芳香族(メタ)アクリル酸エステル構造単位の一方のみを含んでいてもよく、両方を含んでいてもよい。さらに、本発明の目的および硬化を損なわない範囲で、これら以外の構造単位を含んでいてもよい。ただし、重合体を構成する構成単位の総質量に対する、芳香族ビニル構造単位および芳香族(メタ)アクリル酸エステル構造単位の合計質量は、40質量%以上が好ましく、45質量%以上がより好ましく、50質量%以上がさらに好ましい。芳香族ビニル構造単位および芳香族(メタ)アクリル酸エステル構造単位の合計質量が、40質量%以上であると、上述のヒステリシスやオーバーシュートが生じ難くなる。
ここで、上記芳香族ビニル構造単位を得るための芳香族ビニル化合物は、芳香環とビニル基とを有する化合物であればよい(ただし、(メタ)アクリル基を含むものは除く)。芳香環は、単環式であってもよく、多環式であってもよい。また、重合体は、芳香族ビニル構造単位を一種のみ含んでいてもよく、二種以上含んでいてもよい。
芳香族ビニル化合物の例には、スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−エチルスチレン、o−tert−ブチルスチレン、m−tert−ブチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、o−クロロスチレン、クロロメチルスチレン、ジブロムスチレン、メトキシスチレン、ビニル安息香酸、ヒドロキシメチルスチレン、ビニルナフタレン等の芳香族ビニル化合物が挙げられる。
上記芳香族ビニル化合物が含むビニル基の数は特に制限されないが、1つ、すなわち単官能が特に好ましい。これにより、得られる樹脂抵抗部の柔軟性が高まりやすく、ひいては得られる温度センサー用素子のフレキシブル性が高まりやすい。したがって、芳香族ビニル化合物は、上記の中でも、スチレン、α−メチルスチレン、およびp−メチルスチレンが好ましい。
一方、上記芳香族(メタ)アクリル酸エステル構造単位を得るための芳香族(メタ)アクリル酸エステル化合物は、芳香環と(メタ)アクリル酸エステル結合を有する化合物であればよい。芳香環は単環式であってもよく、多環式であってもよい。また、重合体は、芳香族(メタ)アクリル酸エステル構造単位を一種のみ含んでいてもよく、二種以上含んでいてもよい。
芳香族(メタ)アクリル酸エステル化合物の例には、ベンジル(メタ)アクリレート、2−フェノキシエチル(メタ)アクリレート、メチルフェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシベンジル(メタ)アクリレート、エトキシ化ノニルフェニル(メタ)アクリレート、ノニルフェノールエチレンオキサイド付加物(メタ)アクリレート、3−フェノキシ―2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等が含まれる。
ここで、芳香族(メタ)アクリル酸エステル化合物が含む(メタ)アクリル基の数は特に制限されないが、1つ、すなわち単官能が特に好ましい。この場合も、得られる樹脂抵抗部の柔軟性が高まりやすく、ひいては得られる温度センサー用素子のフレキシブル性が高まりやすい。
芳香族ビニル構造単位および芳香族(メタ)アクリル酸エステル構造単位以外の構造単位は、特に制限されないが、例えば脂肪族(メタ)アクリル酸エステル化合物由来の脂肪族(メタ)アクリル酸エステル構造単位が好ましい。脂肪族(メタ)アクリル酸エステル化合物は、脂肪族基と、(メタ)アクリル基とを有する化合物である。脂肪族基は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよく、脂環構造を有していてもよい。さらに、脂肪族基は置換基(例えばアルコキシ基等)を有していてもよい。脂肪族基の炭素数は、非結晶性の重合体が得られやすいとの観点で、1〜24程度が好ましく、1〜18程度がより好ましい。
脂肪族(メタ)アクリル酸エステル化合物の具体例には、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、n−ラウリル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、メトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシオリゴエチレングリコール(メタ)アクリレート等が含まれる。
ここで、上記重合体は、非晶質であることが好ましく、温度センサーの好ましい動作温度範囲(例えば30〜50℃)において、融点が観測されないことが好ましい。融点の有無は、示差走査熱量計(DSC)等によって確認することができる。
また、重合体の重量平均分子量は、樹脂組成物を電極上に印刷する方法により、適宜選択されるが、スクリーン印刷を使用する場合1万〜50万が好ましく、2万〜40万がより好ましい。重量平均分子量が1万以下であると、樹脂組成物の流動性が高すぎて印刷時にインクが流れてしまう可能性が高くなる。一方で、重量平均分子量が50万以上であると、重合体を溶媒に溶かしにくくなり、溶解しても粘度が高すぎて印刷できなくなる可能性が高い。
樹脂組成物中の重合体の量は、所望の温度センサー用素子の物性や、重合体の分子量、粘度等に応じて適宜選択される。特に粘度は印刷方法によって適切な領域があるので重要である。ただし、重合体の量は、樹脂組成物の固形分量に対し、10〜99質量%が好ましく、20〜98質量%がより好ましく、30〜97質量%がさらに好ましい。
上記重合体の調製方法は特に制限されず、公知の各種重合法によって調製できる。例えば、上記芳香族ビニル化合物や上記芳香族(メタ)アクリル化合物、必要に応じて脂肪族(メタ)アクリル酸エステル化合物を溶液重合により重合する方法が挙げられる。
(導電性フィラー)
導電性フィラーは、導電性を有し、かつ上記重合体によって結着可能なフィラーであればよい。
導電性フィラーは、導電性を有し、かつ上記重合体によって結着可能なフィラーであればよい。
導電性フィラーの形状は特に制限されず、例えば球状であってもよく、扁平状であってもよく、繊維状であってもよい。また、棒状や角柱状等、いずれの形状であってもよい。
導電性フィラーの種類は特に制限されず、黒鉛、カーボンブラック、炭素繊維、カーボンナノチューブ、金属粒子および金属酸化物粒子等とすることができる。金属粒子の例には、銀ナノ粒子、金ナノ粒子、銀ナノフレーク、アルミニウムフレーク等が含まれる。金属酸化物粒子の例には、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化チタン、インジウムスズ酸化物等が含まれる。これらの中でも、重合体との親和性が高く、かつ非常に材料が安定であるとの観点で、黒鉛やカーボンブラック、炭素繊維、カーボンナノチューブ等の含炭素フィラーが好ましい。
樹脂組成物中の導電性フィラーの量は、所望の温度センサー用素子の物性や、重合体の分子量、粘度等に応じて適宜選択される。ただし、導電性フィラーの量は、材質、粒径、形状、表面特性などで大きく変わってくるが樹脂組成物の固形分量に対して1.0〜50質量%が好ましく、2.0〜45質量%がより好ましく、3.0〜40質量%がさらに好ましい。樹脂組成物中の導電性フィラーの量が当該範囲であると、得られる樹脂抵抗部において、重合体のマトリックス中に導電性フィラーが適度に配置され、上述のPTC特性が得られやすくなる。
(その他の成分)
樹脂組成物は、上述のように、必要に応じて溶媒を含んでいてもよい。溶媒の種類は、上記重合体を溶解させたり、導電性フィラーを均一に分散させたりすることが可能であれば特に制限されない。
樹脂組成物は、上述のように、必要に応じて溶媒を含んでいてもよい。溶媒の種類は、上記重合体を溶解させたり、導電性フィラーを均一に分散させたりすることが可能であれば特に制限されない。
溶媒は、重合体の種類等に応じて適宜選択されるが、その例には、4−メチル−2−ペンタノン、トルエン、メチルエチルケトン、キシレン、アセトン、酢酸エチル、テトラヒドロフラン等が含まれる。
溶媒の量は、重合体と導電性フィラーの混合のためや印刷によって樹脂組成物の層を形成する場合、印刷に適した粘度に調製するために添加量を変えられるが、樹脂組成物の固形分の総質量に対して80質量以下%が好ましく、10〜75質量%がより好ましい。溶媒の量が過度に多いと、樹脂組成物の粘度が低くなり過ぎて、電極上にコートできない可能性が出てくる。
(樹脂組成物の物性および製造方法)
上記樹脂組成物は、重合体、導電性フィラー、および必要に溶媒等を十分に混合することで調製できる。混合は、一般的な方法で行うことができるが、攪拌と脱泡を同時に行う方法が好ましい。樹脂組成物中に気泡が含まれると、樹脂抵抗部を作製した際に、内部に空隙が生じ、正確な抵抗値測定(温度測定)が難しくなりやすい。
上記樹脂組成物は、重合体、導電性フィラー、および必要に溶媒等を十分に混合することで調製できる。混合は、一般的な方法で行うことができるが、攪拌と脱泡を同時に行う方法が好ましい。樹脂組成物中に気泡が含まれると、樹脂抵抗部を作製した際に、内部に空隙が生じ、正確な抵抗値測定(温度測定)が難しくなりやすい。
ここで、樹脂組成物は、常温で固体であってもよいが、印刷等により樹脂抵抗部を作製するとの観点で、液状であることが好ましい。当該樹脂組成物の粘度は、後述の樹脂抵抗部の作製方法(樹脂組成物の塗布方法)に応じて適宜選択される。例えば、スクリーン印刷により樹脂組成物を印刷する場合、樹脂組成物の粘度は100mPa・s〜250Pa・sが好ましく、1Pa・s〜200Pa・sがより好ましい。一方、インクジェット法で樹脂組成物を印刷する場合、樹脂組成物の粘度は、1mPa・s〜30mPa・sが好ましく、2mPa・s〜25Pa・sがより好ましい。当該粘度は、E型粘度計により、25℃、5rpmで測定される値である。
2.温度センサー用素子
本発明の温度センサー用素子100の一例に係る構造の平面図を図1に示す。当該温度センサー用センサー素子100は、基板1と、当該基板1上に配置された一対の電極10と、当該一対の電極間に配置された樹脂抵抗部20と、を有する。
本発明の温度センサー用素子100の一例に係る構造の平面図を図1に示す。当該温度センサー用センサー素子100は、基板1と、当該基板1上に配置された一対の電極10と、当該一対の電極間に配置された樹脂抵抗部20と、を有する。
当該温度センサー用素子100は、例えば以下のように作製することができる。まず、基板1の所望の位置に、一対の電極10を作製する。電極10の作製方法は特に制限されず、例えばスクリーン印刷やインクジェット印刷等の印刷法であってもよく、フォトリソグラフィー法等による方法であってもよい。また、蒸着やスパッタリングによって作製することも可能である。
その後、一対の電極10の間の所望の位置に、上述の樹脂組成物を塗布し、これを固化させる。樹脂組成物の塗布方法は特に制限されず、例えばディスペンサーを用いた塗布、スクリーン印刷、インクジェット印刷、グラビア印刷等であってもよい。樹脂組成物の塗布後、溶媒を除去したりして、樹脂組成物を硬化(固化)させる。硬化(固化)の際には、加熱を行ってもよく、必要に応じて減圧することも可能である。加熱温度は、基板1や電極10、樹脂組成物中の重合体や導電性フィラーに影響を与えない温度が好ましく、通常40〜100℃程度で10分〜3時間が好ましい。
上記基板1は、絶縁性を有し、かつ上述の樹脂組成物(特に重合体)との親和性が高い板状の部材であれば特に制限されないが、フレキシブル性を有する部材が好ましい。基板1がフレキシブル性を有すると、温度センサー用素子100を種々の用途に用いることができ、例えば人間の腕や足等に巻いて、温度を測定すること等が可能となる。
また、基板1は、熱膨張率が低い材料で構成されることが好ましい。基板1の種類は特に制限されないが、上記重合体との親和性や熱膨張率の低さ等の観点から、その例には、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリイミド等が含まれる。
上記基板1の大きさは、温度センサー用素子100の用途に合わせて適宜選択される。またその厚みは、温度センサー用素子100の用途や、基板1の材料等に応じて適宜選択されるが、通常5〜100μm程度が好ましく、10〜50μm程度がより好ましい。基板1の厚みが当該範囲であると、温度センサー用素子100全体のフレキシブル性が高まりやすく、種々の用途に適用しやすくなる。
一方、一対の電極10は、基板1上に配置された、導電性を有する構造体であればよく、その形状は特に制限されない。例えば、図1に示す温度センサー用素子100では、一端に端子11を有し、他端に櫛歯状の領域を有する。一対の電極10は、間隙をあけて配置され、櫛歯状の領域は、互い違いに対向するように配置される。なお、電極10の各部分の幅や長さは、温度センサー用素子100の用途に応じて適宜選択される。さらに、電極10の厚みも、温度センサー用素子100の用途等に応じて適宜選択されるが、通常0.1〜30μm程度が好ましく、0.3〜20μm程度がより好ましい。電極10の厚みが当該範囲であると、温度センサー用素子100の厚みが薄くなり、そのフレキシブル性が高まる。ただし、あまり薄くなりすぎると抵抗が高くなったり、断線したりする可能性が出てくる。
なお、図1に示す態様では、基板1上に、一対の電極10が一つのみ配置されている。ただし、基板1上には、複数の電極10が2つ以上配置されていてもよい。
当該電極10を構成する材料は、十分な電気伝導性を有する材料であればよく、導電性ペーストとして、銀やカーボンが分散された市販のインクを使用することができる。
また、樹脂抵抗部20は、上述の樹脂組成物の固化物であり、一対の電極10を電気的に橋渡しする役割を果たす。樹脂抵抗部20を配置する位置は、温度センサー用素子100の種類や用途、電極10の形状によって適宜選択されるが、図1に示す温度センサー用素子100では、対向する櫛歯状の一対の電極10の間に、これらの間隙を埋めるように配置される。
樹脂抵抗部20の厚みは、1〜50μmが好ましく、1〜25μmがより好ましい。固化物20の厚みが50μm以下であると、温度センサー用素子100のフレキシブル性が高まりやすい。一方、固化物の厚みが1μm以上であると、温度センサー用素子の素子安定性が高まりやすい。
また、温度センサー用素子100の総厚みは、100μm以下が好ましく、50μm以下がより好ましい。温度センサー用素子100の総厚みが100μm以下であると、フレキシブル性が高まりやすい。
上述の温度センサー素子100は、一対の電極10の端子を、抵抗計(図示せず)に接続して温度センサーとして使用される。当該温度センサーでは、外部の温度変化により、樹脂抵抗部20の電気抵抗が変化する。そして、当該電気抵抗に応じた信号を外部に出力することで、温度センサー用素子100の外部温度が特定される。
なお、温度センサー(温度センサー素子100)の動作温度は30℃以上50℃以下が好ましい。なお、動作温度の調整は、上述の樹脂抵抗部20中の重合体の種類や構造によって行うことができる。温度センサー(温度センサー素子100)の動作温度が上記範囲であると、人体の体温測定等が可能であり、例えば温度センサーを腕や足等に接触させるだけで、体温を特定できる。
以下において、実施例を参照して本発明をより詳細に説明する。これらの実施例によって、本発明の範囲は限定して解釈されない。
[実施例1]
(1)重合体の調製
スチレン6.0gと、2−フェノキシエチルメタクリレート6.0gと、4−メチル−2−ペンタノン(以下、「MIBK」とも称する)24.0gとを十分に混合した。その後、重合開始剤である1,1−ビス(t−ヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン0.25gを加え、さらに混合した。当該混合物について、窒素気流下で撹拌しながら30分脱酸素した。そして、70℃で4時間、80℃で2時間、90℃で2時間、100℃で1.5時間、昇温しながら重合を行った。重合後、ロータリーエバポレーターを用い、80℃、減圧下で、MIBKを留去した。得られた重合体をトルエン12.0gで溶解し、ポリマー濃度50質量%のポリマー溶液を得た。
(1)重合体の調製
スチレン6.0gと、2−フェノキシエチルメタクリレート6.0gと、4−メチル−2−ペンタノン(以下、「MIBK」とも称する)24.0gとを十分に混合した。その後、重合開始剤である1,1−ビス(t−ヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン0.25gを加え、さらに混合した。当該混合物について、窒素気流下で撹拌しながら30分脱酸素した。そして、70℃で4時間、80℃で2時間、90℃で2時間、100℃で1.5時間、昇温しながら重合を行った。重合後、ロータリーエバポレーターを用い、80℃、減圧下で、MIBKを留去した。得られた重合体をトルエン12.0gで溶解し、ポリマー濃度50質量%のポリマー溶液を得た。
(2)温度センサー用樹脂組成物の調製
上記調製により得られた50質量%のポリマー溶液1.2gと、グラファイト(日本黒鉛工業株式会社製SP−5090)0.14gとを、50mlのサンプル瓶に入れて、あわとり練太郎ARE−310(シンキー社製)を用いて混合した。混合(攪拌)は、60℃に加温した状態で、5分ずつ、6回繰り返した。これにより、温度センサー用樹脂組成物を得た。
上記調製により得られた50質量%のポリマー溶液1.2gと、グラファイト(日本黒鉛工業株式会社製SP−5090)0.14gとを、50mlのサンプル瓶に入れて、あわとり練太郎ARE−310(シンキー社製)を用いて混合した。混合(攪拌)は、60℃に加温した状態で、5分ずつ、6回繰り返した。これにより、温度センサー用樹脂組成物を得た。
(3)温度センサー用素子の作製
図1に示す一対の電極10を有する、厚さ50μmのポリエチレンナフタレートフィルムを準備した。電極はスクリーン印刷法で作製し、電極部の厚さは3〜6μmであった。電極10における、各櫛歯の長さは14mm、各櫛歯の幅は0.5〜1mm、各櫛歯の間隔は1.0mm、図1おけるL1(各電極10の長さ)L1は42mm、図1におけるL2(櫛歯領域の長さ)は13.5mm、図1におけるW1(一対の櫛歯が対向する幅)は13mm、図1におけるW2(櫛歯領域の幅)は15mm、図1におけるW3(一対の電極の幅)は19mmとした。なお、電極10の端部にはそれぞれ、端子11を形成した。そして、当該電極10を覆うようにポリエチレンナフタレートフィルム製の厚さ50μmのPETマスクを配置した。そして、縦16mm×横20mmの範囲に、スクリーン印刷により温度センサー用樹脂組成物を塗布した。その後、80℃で2時間真空乾燥させて、温度センサー用樹脂組成物より溶媒を除去し、固化させた。得られた固化物(樹脂抵抗部20)の厚さは7〜12μmであった。
図1に示す一対の電極10を有する、厚さ50μmのポリエチレンナフタレートフィルムを準備した。電極はスクリーン印刷法で作製し、電極部の厚さは3〜6μmであった。電極10における、各櫛歯の長さは14mm、各櫛歯の幅は0.5〜1mm、各櫛歯の間隔は1.0mm、図1おけるL1(各電極10の長さ)L1は42mm、図1におけるL2(櫛歯領域の長さ)は13.5mm、図1におけるW1(一対の櫛歯が対向する幅)は13mm、図1におけるW2(櫛歯領域の幅)は15mm、図1におけるW3(一対の電極の幅)は19mmとした。なお、電極10の端部にはそれぞれ、端子11を形成した。そして、当該電極10を覆うようにポリエチレンナフタレートフィルム製の厚さ50μmのPETマスクを配置した。そして、縦16mm×横20mmの範囲に、スクリーン印刷により温度センサー用樹脂組成物を塗布した。その後、80℃で2時間真空乾燥させて、温度センサー用樹脂組成物より溶媒を除去し、固化させた。得られた固化物(樹脂抵抗部20)の厚さは7〜12μmであった。
(4)評価
(ヒステリシス評価)
上述の方法で得られた温度センサー用素子100を、ホットプレート上にテープを用いて貼り付けた。そして、各電極10の両端子と、抵抗計RM−3545(日置電機社製)とを、ミノムシクリップを用いて接続した。そして、両端子間の抵抗値を、ホットプレートの温度を変えながら測定した。また、電極10の温度は、フィルム状の熱電対を温度センサー用素子に貼り付けて実測した。
(ヒステリシス評価)
上述の方法で得られた温度センサー用素子100を、ホットプレート上にテープを用いて貼り付けた。そして、各電極10の両端子と、抵抗計RM−3545(日置電機社製)とを、ミノムシクリップを用いて接続した。そして、両端子間の抵抗値を、ホットプレートの温度を変えながら測定した。また、電極10の温度は、フィルム状の熱電対を温度センサー用素子に貼り付けて実測した。
温度センサー用素子の温度を、30℃から40℃まで1℃刻みで昇温させた。各温度において2分経過した後の抵抗値を図2に示す。また、温度センサー用素子100の温度を40℃から30℃に1℃刻みで降温させ、各温度において2分経過した後の抵抗値も図2に示す。さらに、昇温および降温を1サイクルとして、3サイクル同様の測定を行ったときの結果も示す。
(オーバーシュート評価)
温度センサー用素子の温度を10℃〜40℃まで、5℃刻みで昇温させた。各温度では、20分〜30分間温度を維持した。このときの温度センサー用素子の抵抗値の履歴を示す。結果を図3に示す。また、オーバーシュートの大きさを評価する指標として、以下の数値も算出した。温度センサー用素子の温度を40℃としてから20〜30分保持した後、これを30℃に降温させた。このとき、40℃における最高抵抗値、および30℃に降温させる直前の抵抗値を特定した。そして、以下の式に基づき、オーバーシュート評価値(以下、「OS値」とも称する)を算出した。
OS値=(40℃における最高抵抗値(Ω)−30℃への降温直前の抵抗値(Ω))/30℃への降温直前の抵抗値(Ω))
上記温度センサー用素子のOS値は、0.0051であった。
温度センサー用素子の温度を10℃〜40℃まで、5℃刻みで昇温させた。各温度では、20分〜30分間温度を維持した。このときの温度センサー用素子の抵抗値の履歴を示す。結果を図3に示す。また、オーバーシュートの大きさを評価する指標として、以下の数値も算出した。温度センサー用素子の温度を40℃としてから20〜30分保持した後、これを30℃に降温させた。このとき、40℃における最高抵抗値、および30℃に降温させる直前の抵抗値を特定した。そして、以下の式に基づき、オーバーシュート評価値(以下、「OS値」とも称する)を算出した。
OS値=(40℃における最高抵抗値(Ω)−30℃への降温直前の抵抗値(Ω))/30℃への降温直前の抵抗値(Ω))
上記温度センサー用素子のOS値は、0.0051であった。
(結果)
図2に示されるように、上述の温度センサー用素子では、ヒステリシス評価において、昇温および降温時に抵抗値に差がなかった。さらに、3サイクル繰返し昇温および降温を行っても、昇温時および降温時ともに抵抗値が同等であった。つまり、当該温度センサー用素子によれば、昇温時および降温時に抵抗値にずれが生じ難く、さらに繰返し測定を行っても同等の抵抗値が得られる。したがって正確な温度の測定が可能である。
図2に示されるように、上述の温度センサー用素子では、ヒステリシス評価において、昇温および降温時に抵抗値に差がなかった。さらに、3サイクル繰返し昇温および降温を行っても、昇温時および降温時ともに抵抗値が同等であった。つまり、当該温度センサー用素子によれば、昇温時および降温時に抵抗値にずれが生じ難く、さらに繰返し測定を行っても同等の抵抗値が得られる。したがって正確な温度の測定が可能である。
また、図3に示されるように、各温度において、一定時間保持した場合に、一時的な温度の跳ね上がり(オーバーシュート)が見られず、略一定であった。つまり、このことからも、短時間での温度測定が可能であり、各種温度測定に有用であるといえる。
[実施例2]
(1)重合体の調製
2−フェノキシエチルメタクリレート12.0gと、トルエン24.0gと十分に混合した。その後、重合開始剤である2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)0.25gを添加し、混合した。当該混合物を、窒素気流下で撹拌しながら30分脱酸素した。そして、45℃で4時間、55℃で2時間、65℃で2時間、80℃で1.5時間、昇温しながら重合を行った。重合後、ロータリーエバポレーターを用い、減圧下、80℃でトルエンを留去した。得られた重合体に再度トルエン12.0gを加えて溶解させ、ポリマー濃度50質量%のポリマー溶液を得た。
(1)重合体の調製
2−フェノキシエチルメタクリレート12.0gと、トルエン24.0gと十分に混合した。その後、重合開始剤である2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)0.25gを添加し、混合した。当該混合物を、窒素気流下で撹拌しながら30分脱酸素した。そして、45℃で4時間、55℃で2時間、65℃で2時間、80℃で1.5時間、昇温しながら重合を行った。重合後、ロータリーエバポレーターを用い、減圧下、80℃でトルエンを留去した。得られた重合体に再度トルエン12.0gを加えて溶解させ、ポリマー濃度50質量%のポリマー溶液を得た。
(2)温度センサー用樹脂組成物の調製
上記調製により得られた50質量%のポリマー溶液1.2gと、グラファイト(日本黒鉛工業株式会社製SP−5090)0.11gとを、50mlのサンプル瓶に入れて、あわとり練太郎ARE−310(シンキー社製)を用いて混合した。混合(攪拌)は、60℃に加温した状態で、5分ずつ、6回繰り返した。これにより、温度センサー用樹脂組成物をえた。
上記調製により得られた50質量%のポリマー溶液1.2gと、グラファイト(日本黒鉛工業株式会社製SP−5090)0.11gとを、50mlのサンプル瓶に入れて、あわとり練太郎ARE−310(シンキー社製)を用いて混合した。混合(攪拌)は、60℃に加温した状態で、5分ずつ、6回繰り返した。これにより、温度センサー用樹脂組成物をえた。
(3)温度センサー用素子の作製
実施例1と同様の電極を有するフィルム上に、温度センサー用樹脂組成物を塗布し、温度センサー用素子を得た。
実施例1と同様の電極を有するフィルム上に、温度センサー用樹脂組成物を塗布し、温度センサー用素子を得た。
(4)評価
実施例1と同様にヒステリシス評価、およびオーバーシュート評価を行った。ヒステリシス評価では、昇温時および降温時ともに略同様の抵抗値を示し、ヒステリシスが見られなかった。また、オーバーシュート評価におけるOS値は0.0058であった。
実施例1と同様にヒステリシス評価、およびオーバーシュート評価を行った。ヒステリシス評価では、昇温時および降温時ともに略同様の抵抗値を示し、ヒステリシスが見られなかった。また、オーバーシュート評価におけるOS値は0.0058であった。
[実施例3]
(1)重合体の調製
2−フェノキシエチルメタクリレート6.0gと、t−ブチルメタクリレート6.0gと、MIBK24.0gと、を混合した。その後、重合開始剤である1,1−ビス(t−ヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン0.25gを添加し、混合した。そして、実施例1同様に重合や後処理を行い、ポリマー濃度50質量%のポリマー溶液を得た。
(1)重合体の調製
2−フェノキシエチルメタクリレート6.0gと、t−ブチルメタクリレート6.0gと、MIBK24.0gと、を混合した。その後、重合開始剤である1,1−ビス(t−ヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン0.25gを添加し、混合した。そして、実施例1同様に重合や後処理を行い、ポリマー濃度50質量%のポリマー溶液を得た。
(2)温度センサー用樹脂組成物の調製
上記調製により得られた50質量%のポリマー溶液1.2gと、グラファイト(日本黒鉛工業株式会社製SP−5090)0.12gとを、50mlのサンプル瓶に入れ、あわとり練太郎ARE−310(シンキー社製)を用いて混合した。混合(攪拌)は、60℃に加温した状態で、5分ずつ、6回繰り返した。これにより、温度センサー用樹脂組成物を得た。
上記調製により得られた50質量%のポリマー溶液1.2gと、グラファイト(日本黒鉛工業株式会社製SP−5090)0.12gとを、50mlのサンプル瓶に入れ、あわとり練太郎ARE−310(シンキー社製)を用いて混合した。混合(攪拌)は、60℃に加温した状態で、5分ずつ、6回繰り返した。これにより、温度センサー用樹脂組成物を得た。
(3)温度センサー用素子の作製
実施例1と同様の電極を有するフィルム上に、温度センサー用樹脂組成物を塗布し、温度センサー用素子を得た。
実施例1と同様の電極を有するフィルム上に、温度センサー用樹脂組成物を塗布し、温度センサー用素子を得た。
(4)評価
実施例1と同様にヒステリシス評価、およびオーバーシュート評価を行った。ヒステリシス評価では、昇温時および降温時ともに略同様の抵抗値を示し、ヒステリシスが見られなかった。また、オーバーシュート評価におけるOS値は0.0060であった。
実施例1と同様にヒステリシス評価、およびオーバーシュート評価を行った。ヒステリシス評価では、昇温時および降温時ともに略同様の抵抗値を示し、ヒステリシスが見られなかった。また、オーバーシュート評価におけるOS値は0.0060であった。
[実施例4〜8]
重合体の調製時に、表1に示すモノマーおよび導電性フィラーを用いた以外は、実施例1と同様に温度センサー用素子を作製した。なお、表における導電性フィラーCGB−5は、粒状黒鉛(日本黒鉛工業社製)を表す。各実施例について、実施例1と同様にヒステリシス評価、およびオーバーシュート評価を行った。ヒステリシス評価では、いずれも昇温時および降温時ともに略同様の抵抗値を示し、ヒステリシスが見られなかった。さらに、オーバーシュート評価におけるOS値もいずれも0.035以下であり、オーバーシュートが生じなかった。具体的な数値は、表1に示す。
重合体の調製時に、表1に示すモノマーおよび導電性フィラーを用いた以外は、実施例1と同様に温度センサー用素子を作製した。なお、表における導電性フィラーCGB−5は、粒状黒鉛(日本黒鉛工業社製)を表す。各実施例について、実施例1と同様にヒステリシス評価、およびオーバーシュート評価を行った。ヒステリシス評価では、いずれも昇温時および降温時ともに略同様の抵抗値を示し、ヒステリシスが見られなかった。さらに、オーバーシュート評価におけるOS値もいずれも0.035以下であり、オーバーシュートが生じなかった。具体的な数値は、表1に示す。
[比較例1]
(1)重合体の調製
ステアリルメタクリレート12.0gと、トルエン24.0gとを混合した。その後、重合開始剤であるアゾビス(2,4−バレロニトリル)0.25gを加え、さらに混合した。当該混合物について、窒素気流下で撹拌しながら30分脱酸素した。その後、45℃で4時間、55℃で2時間、65℃で2時間、80℃で1.5時間、昇温しながら重合を行った。重合後、ロータリーエバポレーターを用い、80℃、減圧下で、トルエンを一度留去した。そして、重合体に再度トルエン12.0gを加えて溶解させ、ポリマー濃度50質量%のポリマー溶液を得た。
(1)重合体の調製
ステアリルメタクリレート12.0gと、トルエン24.0gとを混合した。その後、重合開始剤であるアゾビス(2,4−バレロニトリル)0.25gを加え、さらに混合した。当該混合物について、窒素気流下で撹拌しながら30分脱酸素した。その後、45℃で4時間、55℃で2時間、65℃で2時間、80℃で1.5時間、昇温しながら重合を行った。重合後、ロータリーエバポレーターを用い、80℃、減圧下で、トルエンを一度留去した。そして、重合体に再度トルエン12.0gを加えて溶解させ、ポリマー濃度50質量%のポリマー溶液を得た。
(2)温度センサー用樹脂組成物の調製
上記調製により得られた50質量%のポリマー溶液2.4gと、グラファイト(日本黒鉛工業株式会社製SP−5090)0.20gとを、50mlのサンプル瓶に入れ、あわとり練太郎ARE−310(シンキー社製)を用いて混合した。混合(攪拌)は、60℃に加温した状態で、5分ずつ、6回繰り返した。これにより、温度センサー用樹脂組成物をえた。
上記調製により得られた50質量%のポリマー溶液2.4gと、グラファイト(日本黒鉛工業株式会社製SP−5090)0.20gとを、50mlのサンプル瓶に入れ、あわとり練太郎ARE−310(シンキー社製)を用いて混合した。混合(攪拌)は、60℃に加温した状態で、5分ずつ、6回繰り返した。これにより、温度センサー用樹脂組成物をえた。
(3)温度センサー用素子の作製
実施例1と同様の電極を有するフィルム上に、温度センサー用樹脂組成物を塗布し、温度センサー用素子を得た。
実施例1と同様の電極を有するフィルム上に、温度センサー用樹脂組成物を塗布し、温度センサー用素子を得た。
(4)評価
実施例1と同様にヒステリシス評価を行った。ヒステリシス評価の結果を図4に示す。表4に示されるように、昇温時および降温時において、抵抗値にバラツキ(5℃程度のずれ)があった。さらに、昇温および降温を繰り返した場合、1サイクル目の抵抗値と、2回目、3回目の抵抗値との間に差が生じた。
実施例1と同様にヒステリシス評価を行った。ヒステリシス評価の結果を図4に示す。表4に示されるように、昇温時および降温時において、抵抗値にバラツキ(5℃程度のずれ)があった。さらに、昇温および降温を繰り返した場合、1サイクル目の抵抗値と、2回目、3回目の抵抗値との間に差が生じた。
[比較例2]
(1)重合体の調製
n−ヘキシルメタクリレート12.0gと、トルエン24.0gとを混合した。その後、重合開始剤であるアゾビス(2,4−バレロニトリル)0.25gをさらに加え、混合した。混合物を窒素気流下で撹拌しながら30分脱酸素した。そして、45℃で4時間、55℃で2時間、65℃で2時間、80℃で1.5時間、昇温しながら重合を行った。重合後、ロータリーエバポレーターを用い、80℃、減圧下で、トルエンを一度留去した。そして、重合体に2−ブタノン12.0gを加えて溶解させ、ポリマー濃度50質量%のポリマー溶液を得た。
(1)重合体の調製
n−ヘキシルメタクリレート12.0gと、トルエン24.0gとを混合した。その後、重合開始剤であるアゾビス(2,4−バレロニトリル)0.25gをさらに加え、混合した。混合物を窒素気流下で撹拌しながら30分脱酸素した。そして、45℃で4時間、55℃で2時間、65℃で2時間、80℃で1.5時間、昇温しながら重合を行った。重合後、ロータリーエバポレーターを用い、80℃、減圧下で、トルエンを一度留去した。そして、重合体に2−ブタノン12.0gを加えて溶解させ、ポリマー濃度50質量%のポリマー溶液を得た。
(2)温度センサー用樹脂組成物の調製
上記で調製した50質量%のポリマー溶液1.2gとグラファイト(日本黒鉛工業株式会社製SP−5090)0.21gとを50mlのサンプル瓶に入れ、あわとり練太郎ARE−310(シンキー社製)を用いて混合した。混合(攪拌)は、60℃に加温した状態で、5分ずつ、6回繰り返した。これにより、温度センサー用樹脂組成物をえた。
上記で調製した50質量%のポリマー溶液1.2gとグラファイト(日本黒鉛工業株式会社製SP−5090)0.21gとを50mlのサンプル瓶に入れ、あわとり練太郎ARE−310(シンキー社製)を用いて混合した。混合(攪拌)は、60℃に加温した状態で、5分ずつ、6回繰り返した。これにより、温度センサー用樹脂組成物をえた。
(3)温度センサー用素子の作製
実施例1と同様の電極を有するフィルム上に、温度センサー用樹脂組成物を塗布し、温度センサー用素子を得た。
実施例1と同様の電極を有するフィルム上に、温度センサー用樹脂組成物を塗布し、温度センサー用素子を得た。
(4)評価
実施例1と同様にヒステリシス評価を行った。ヒステリシス評価では、昇温時および降温時ともに略同様の抵抗値を示し、ヒステリシスが殆ど見られなかった。一方、オーバーシュート評価の結果を図5に示す。図5から明らかなように、当該温度センサー用素子では、昇温によって抵抗値が大きく上昇し、時間の経過と共に抵抗値が低下した。すなわち、オーバーシュート現象が見られた。また、OS値は、抵抗計が振り切れたため、正確な値は算出できなかったが、1以上であった。
実施例1と同様にヒステリシス評価を行った。ヒステリシス評価では、昇温時および降温時ともに略同様の抵抗値を示し、ヒステリシスが殆ど見られなかった。一方、オーバーシュート評価の結果を図5に示す。図5から明らかなように、当該温度センサー用素子では、昇温によって抵抗値が大きく上昇し、時間の経過と共に抵抗値が低下した。すなわち、オーバーシュート現象が見られた。また、OS値は、抵抗計が振り切れたため、正確な値は算出できなかったが、1以上であった。
[比較例3]
(1)重合体の調製
ヘキシルメタクリレート12.0gの代わりに、イソステアリルメタクリレート12.0gを用いた以外は比較例2と同じ方法で、ポリマー濃度50質量%のポリマー溶液を得た。
(1)重合体の調製
ヘキシルメタクリレート12.0gの代わりに、イソステアリルメタクリレート12.0gを用いた以外は比較例2と同じ方法で、ポリマー濃度50質量%のポリマー溶液を得た。
(2)温度センサー用樹脂組成物の調製
上記で調製した50質量%のポリマー溶液1.2gとグラファイト(日本黒鉛工業株式会社製SP−5090)0.22gとを50mlのサンプル瓶に入れ、あわとり練太郎ARE−310(シンキー社製)を用いて混合した。混合(攪拌)は、60℃に加温した状態で、5分ずつ、6回繰り返した。これにより、温度センサー用樹脂組成物を得た。
上記で調製した50質量%のポリマー溶液1.2gとグラファイト(日本黒鉛工業株式会社製SP−5090)0.22gとを50mlのサンプル瓶に入れ、あわとり練太郎ARE−310(シンキー社製)を用いて混合した。混合(攪拌)は、60℃に加温した状態で、5分ずつ、6回繰り返した。これにより、温度センサー用樹脂組成物を得た。
(3)温度センサー用素子の作製
実施例1と同様の電極を有するフィルム上に、温度センサー用樹脂組成物を塗布し、温度センサー用素子を得た。
実施例1と同様の電極を有するフィルム上に、温度センサー用樹脂組成物を塗布し、温度センサー用素子を得た。
(4)評価
実施例1と同様にヒステリシス評価を行った。ヒステリシス評価では、昇温時および降温時ともに略同様の抵抗値を示し、ヒステリシスが見られなかった。一方、オーバーシュート評価の結果を図6に示す。図6から明らかなように、当該温度センサー用素子では、昇温によって抵抗値が上昇し、時間の経過と共に抵抗値が低下した。すなわち、オーバーシュート現象が見られた。また、OS値は2.3であった。
実施例1と同様にヒステリシス評価を行った。ヒステリシス評価では、昇温時および降温時ともに略同様の抵抗値を示し、ヒステリシスが見られなかった。一方、オーバーシュート評価の結果を図6に示す。図6から明らかなように、当該温度センサー用素子では、昇温によって抵抗値が上昇し、時間の経過と共に抵抗値が低下した。すなわち、オーバーシュート現象が見られた。また、OS値は2.3であった。
[比較例4]
(1)重合体の調製
ヘキシルメタクリレート12.0gの代わりに2−エチルヘキシルメタクリレート12.0gを用いた以外は比較例2と同じ方法で、ポリマー濃度50質量%のポリマー溶液を得た。
(1)重合体の調製
ヘキシルメタクリレート12.0gの代わりに2−エチルヘキシルメタクリレート12.0gを用いた以外は比較例2と同じ方法で、ポリマー濃度50質量%のポリマー溶液を得た。
(2)温度センサー用樹脂組成物の調製
上記で調製した50質量%のマトリックス用ポリマー溶液1.2gと、グラファイト(日本黒鉛工業株式会社製SP−5090)0.12gとを50mlのサンプル瓶に入れ、あわとり練太郎ARE−310(シンキー社製)を用いて混合した。混合(攪拌)は、60℃に加温した状態で、5分ずつ、6回繰り返した。これにより、温度センサー用樹脂組成物を得た。
上記で調製した50質量%のマトリックス用ポリマー溶液1.2gと、グラファイト(日本黒鉛工業株式会社製SP−5090)0.12gとを50mlのサンプル瓶に入れ、あわとり練太郎ARE−310(シンキー社製)を用いて混合した。混合(攪拌)は、60℃に加温した状態で、5分ずつ、6回繰り返した。これにより、温度センサー用樹脂組成物を得た。
(3)温度センサー用素子の作製
実施例1と同様の電極を有するフィルム上に、温度センサー用樹脂組成物を塗布し、温度センサー用素子を得た。
実施例1と同様の電極を有するフィルム上に、温度センサー用樹脂組成物を塗布し、温度センサー用素子を得た。
(4)評価
実施例1と同様にヒステリシス評価、およびオーバーシュート評価を行った。ヒステリシス評価では、昇温時および降温時ともに略同様の抵抗値を示し、ヒステリシスが見られなかった。一方、オーバーシュート評価におけるOS値は2.8であった。
実施例1と同様にヒステリシス評価、およびオーバーシュート評価を行った。ヒステリシス評価では、昇温時および降温時ともに略同様の抵抗値を示し、ヒステリシスが見られなかった。一方、オーバーシュート評価におけるOS値は2.8であった。
上記表1に示されるように、脂肪族(メタ)アクリル酸エステル構造単位のみを含む重合体と、導電性フィラーと、を含む温度センサー用樹脂組成物を用いて温度センサー用素子を作製した場合、ヒステリシスが生じたり(比較例1)、オーバーシュートが生じたりした(比較例2〜4)。つまり、これらの両方を抑制することは困難であった。
これに対し、芳香族ビニル構造単位および(メタ)アクリル酸エステル構造単位の少なくとも一方を含む重合体と、導電性フィラーと、を含む温度センサー用樹脂組成物を用いて、温度センサー用素子を作製した場合、ヒステリシスが生じ難く、さらにはオーバーシュート共に生じ難くなった(実施例1〜8)。また特にOS値を比較すると、比較例2〜4と比較して、2桁以上値が小さくなった。
本発明の温度センサー用樹脂組成物によれば、ヒステリシスおよびオーバーシュートが生じ難い、温度センサー用素子が得られる。また、当該温度センサー用素子は、30℃〜50℃の範囲で十分に温度が変化する。したがって、体温測定用のデバイス等として非常に有用である。
1 基板
10 電極
11 端子
20 樹脂抵抗部
100 温度センサー用素子
10 電極
11 端子
20 樹脂抵抗部
100 温度センサー用素子
Claims (10)
- 芳香族ビニル構造単位および芳香族(メタ)アクリル酸エステル構造単位のうち少なくとも一方を含む重合体と、
導電性フィラーと、
を含む、温度センサー用樹脂組成物。 - 前記重合体を構成する構成単位の総質量に対し、前記芳香族ビニル構造単位および前記芳香族(メタ)アクリル酸エステル構造単位の合計質量が、40質量%以上である、
請求項1に記載の温度センサー用樹脂組成物。 - 前記重合体が、脂肪族(メタ)アクリル酸エステル構造単位をさらに含む、
請求項1または2に記載の温度センサー用樹脂組成物。 - 前記重合体が、芳香族(メタ)アクリル酸エステル構造単位を少なくとも含む、
請求項1〜3のいずれか一項に記載の温度センサー用樹脂組成物。 - 前記芳香族ビニル構造単位が、スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−エチルスチレン、o−tert−ブチルスチレン、m−tert−ブチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、o−クロロルスチレン、クロロメチルスチレン、ジブロムスチレン、メトキシスチレン、ビニル安息香酸、ヒドロキシメチルスチレン、ビニルナフタレンからなる群から選ばれる芳香族ビニル化合物由来の構造単位である、
請求項1〜3のいずれか一項に記載の温度センサー用樹脂組成物。 - 前記芳香族(メタ)アクリル酸エステル構造単位が、ベンジル(メタ)アクリレート、2−フェノキシエチル(メタ)アクリレート、メチルフェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシベンジル(メタ)アクリレート、エトキシ化ノニルフェニル(メタ)アクリレート、ノニルフェノールEO付加物(メタ)アクリレート、3−フェノキシ―2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートからなる群から選ばれる芳香族(メタ)アクリル酸エステル化合物由来の構造単位である、
請求項1〜4のいずれか一項に記載の温度センサー用樹脂組成物。 - 前記導電性フィラーが、黒鉛、カーボンブラック、炭素繊維、カーボンナノチューブ、および金属粒子からなる群から選ばれるフィラーである、
請求項1〜6のいずれか一項に記載の温度センサー用樹脂組成物。 - 基板と、
前記基板上に配置された一対の電極と、
前記基板上、かつ前記一対の電極間に配置された樹脂抵抗部と、
を含み、
前記樹脂抵抗部が、請求項1〜7のいずれか一項に記載の温度センサー用樹脂組成物の固化物である、
温度センサー用素子。 - 前記各電極が櫛歯状の構造を有する、
請求項8に記載の温度センサー用素子。 - 動作温度が30℃以上、50℃以下である、
請求項8または9に記載の温度センサー用素子。
Priority Applications (2)
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JP2019135397A JP2021019148A (ja) | 2019-07-23 | 2019-07-23 | 温度センサー用樹脂組成物、および温度センサー用素子 |
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Applications Claiming Priority (1)
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JP2019135397A JP2021019148A (ja) | 2019-07-23 | 2019-07-23 | 温度センサー用樹脂組成物、および温度センサー用素子 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2019135397A Pending JP2021019148A (ja) | 2019-07-23 | 2019-07-23 | 温度センサー用樹脂組成物、および温度センサー用素子 |
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JP2011003612A (ja) * | 2009-06-16 | 2011-01-06 | Kyocera Chemical Corp | 電子部品およびその製造方法 |
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2019
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2020
- 2020-03-10 WO PCT/JP2020/010178 patent/WO2021014671A1/ja active Application Filing
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Publication number | Publication date |
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