JPS5882501A - High molecular temperature sensitive element - Google Patents

High molecular temperature sensitive element

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JPS5882501A
JPS5882501A JP18085881A JP18085881A JPS5882501A JP S5882501 A JPS5882501 A JP S5882501A JP 18085881 A JP18085881 A JP 18085881A JP 18085881 A JP18085881 A JP 18085881A JP S5882501 A JPS5882501 A JP S5882501A
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JP
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polymer
particles
parts
volume
semiconductor
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JP18085881A
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Japanese (ja)
Inventor
富治 保阪
収 堀田
園田 信雄
下間 亘
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、高分子マトリクス中に導体粒子および半導体
粒子を含有した組成物よりなり、温度による抵抗あるい
はインピーダンスの変化を検出する可撓性高分子感温材
料に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a flexible polymer temperature-sensitive material that is made of a composition containing conductor particles and semiconductor particles in a polymer matrix and that detects changes in resistance or impedance due to temperature. be.

今日、従来の無機焼結体を用いた感温材料に変わり、す
ぐれた可撓性を要求される用途には基材として高分子材
料を用いた高分子感温材料が試されている。高分子感温
材料は、高分子マトリクス中に導体粒子および半導体粒
子を分散させたものであり、これら導体粒子および半導
体粒子は高分子マトリクス中において直列回路を形成し
ている。
Today, in place of conventional temperature-sensitive materials using inorganic sintered bodies, polymeric temperature-sensitive materials using polymeric materials as a base material are being tried for applications that require excellent flexibility. A polymeric thermosensitive material has conductor particles and semiconductor particles dispersed in a polymer matrix, and these conductor particles and semiconductor particles form a series circuit in the polymer matrix.

一般に半導体粒子は、導体粒子よりも比抵抗が数桁大き
いので、このような組成のもとでは導体粒子は単に材料
内部における電極の働きをなすのみょヶ0、□4.。、
抗あ16い。イシー、。
Generally, semiconductor particles have a specific resistance several orders of magnitude higher than conductor particles, so in such a composition, conductor particles simply function as electrodes inside the material. . ,
Anti-A16. Ishi,.

ンスの温度特性は半導体粒子のみによって規定される。The temperature characteristics of the semiconductor particles are determined only by the semiconductor particles.

しかし、半導体粒子の特性を十分に引き出変配合するこ
とが必要である。ここで高分子マトリクスがポリプロピ
レンやポリアミド等の結晶性高分子材料である場合は、
この導体粒子と半導体粒子の多量の配合により、マトリ
クス材料の可撓性が著しく損なわれ、マトリクス材料と
して高分子材料を用いる利点を失うこととなる。また高
分子マトリクスが軟質ポリ塩「ヒビニールや熱可撓性ポ
リウレタン等の非結晶性高分子材料である場合は、高分
子組成物の加熱と直流電圧の印加により導体粒子、半導
体粒子がマ) IJクス中を動き分極−してしまい、高
分子組成物の抵抗、インピーダンスが時間とともに著し
く大きくなってし−まり。これらのことが高分子マトリ
クス中に導体粒子および半導体粒子を分散させた組成物
が広く実用fヒされていない1つの大きな成因となって
いる。
However, it is necessary to blend the semiconductor particles to sufficiently bring out their properties. If the polymer matrix is a crystalline polymer material such as polypropylene or polyamide,
This combination of a large amount of conductor particles and semiconductor particles significantly impairs the flexibility of the matrix material, and the advantage of using a polymeric material as the matrix material is lost. In addition, if the polymer matrix is an amorphous polymer material such as soft polysalt vinyl or thermoflexible polyurethane, heating the polymer composition and applying a DC voltage may cause the conductor particles and semiconductor particles to be removed. As a result, the resistance and impedance of the polymer composition increase significantly over time. This is one of the major reasons why it has not been widely put into practical use.

一方、高分子マトクリス中への導体粒子および半導体粒
子の配合量を低減し、高分子材料の可撓性低下を押える
方策として、互いに相溶しない2種類以上の高分子物質
を高分子マトリクスとして用いた複合系高分子組成物が
試されている。一般に、高分子物質はきわめて長い鎖状
分子より成っているので、単にたとえば混線操作などに
よるだけでは2種類以上の高分子物質を分子レベルに至
るまで完全に混合させることは困難であり、かつ混練時
間、混練温度などの外的条件によって混合状態が変化す
る。とくに互いに相溶しない2種類以上の高分子物質を
用いて混練操作を施すと、これら高分子物質の分子鎖の
配列が局所的に乱されると云う現象が生起する。ここに
おいて、上記複合系高分子マ) IJクス中に導体粒子
および半導体粒子を配合し、混練すると、これら粒子が
構造の乱れた部分に局在して単一の高分子マ) IJク
ス中への導体粒子および半導体粒子の配合量よりも少な
い配合量で導電経隨を形成し、半導体粒子の特性を引き
出すことができる0しかし、複合系高分子組成物は、2
種類以上の高分子物質の配合量のバラツキ、あるいは混
線操作による構造の乱れ状態の大きなバラツキが高分子
感温体としての特性の大きなバラツキとなって現れる。
On the other hand, as a measure to reduce the amount of conductor particles and semiconductor particles blended into the polymer matrix and to suppress the decrease in flexibility of the polymer material, two or more types of polymer substances that are incompatible with each other are used as the polymer matrix. Composite polymer compositions are being tested. In general, polymeric substances are made up of extremely long chain molecules, so it is difficult to completely mix two or more types of polymeric substances down to the molecular level simply by, for example, a cross-mixing operation. The mixing state changes depending on external conditions such as time and kneading temperature. In particular, when two or more types of polymeric substances that are incompatible with each other are kneaded, a phenomenon occurs in which the arrangement of the molecular chains of these polymeric substances is locally disturbed. Here, when the above-mentioned composite polymer matrix is mixed with conductor particles and semiconductor particles in the IJ gas and kneaded, these particles are localized in the disordered parts and form a single polymer matrix into the IJ gas. However, the composite polymer composition can form a conductive core and bring out the characteristics of the semiconductor particles with a content smaller than that of the conductor particles and semiconductor particles.
A large variation in the blending amount of polymeric substances of different kinds or a large variation in the disordered state of the structure due to the crosstalk operation results in a large variation in the properties of the polymer thermosensitive material.

このバラツキの大きさ61高分子感@体としての歩留ま
りの悪さ、あるいけ制御回路との結合の困難さとなり、
実用性に乏しい結果となっている。
The magnitude of this variation leads to poor yield as a polymer resin and difficulty in connecting it to the control circuit.
The result is not practical.

本発明は上記欠点を補い、半導体粒子の特性を十分に、
かつ安定して引き出し、高分子材料の特徴である可撓性
を具備した高分子感温体を提供するものである。
The present invention compensates for the above drawbacks and fully improves the characteristics of semiconductor particles.
The object of the present invention is to provide a polymeric temperature sensitive body that can be drawn out stably and has flexibility, which is a characteristic of polymeric materials.

一般(で、この種の高分子組成物に用いられる導体粒子
は、カーボンブラック、グラファイトおよび金属粉末で
あり、半導体粒子は金属酸[ヒ物あるいは有機半導体で
ある。ここにおいて、本発明者らは、高分子マトリクス
としてサーモグラスチックエラストマー(熱可塑性エラ
ストマー)を使用し、サーモプラスチックエラストマー
の体積100部に対して4体粒子を体積として6〜26
部、および半導体粒子を体積として10〜60部の範囲
で配合することにより、優れた特性の高分子感温体を得
られることを見出した。
In general, the conductive particles used in this type of polymeric composition are carbon black, graphite, and metal powder, and the semiconductor particles are metal acids [arsenic compounds or organic semiconductors]. , a thermoplastic elastomer (thermoplastic elastomer) is used as the polymer matrix, and the volume of 4-body particles is 6 to 26 per 100 parts of the thermoplastic elastomer.
It has been found that by blending 10 to 60 parts by volume of 10 parts and 10 parts by volume of semiconductor particles, a polymer thermosensitive material with excellent characteristics can be obtained.

ここで、サーモプラスチックエラストマーとは硬質相と
軟質相とからなるコポリマーであり、その−例を第1表
に記した。
Here, thermoplastic elastomer is a copolymer consisting of a hard phase and a soft phase, examples of which are listed in Table 1.

第1表 本発明の高分子感温体が良好かつ安定した電気特性を、
示すことは次のようにして理解できる。サーモプラスチ
ックエラストマーは、よく知られているように硬質相1
を形成するセグメントと軟質相2を形成するセグメント
から成るブロックコポリマーであり、第1図のように異
なる分子の同じ種類のセグメントが集合して硬質相1と
嫉質相2とを形成している。硬質相1はセグメント間の
凝集力が強く、導体粒子3および半導体粒子4は硬質相
1の相の間もしくは軟質相の内部に分散されると考える
ことができる。しかも、硬質トや軟質相2の形成は、分
子間相互作用のようなサーモプラスチックエラストマー
自身の固有の性質に基づいてなされるので、たとえば溶
融混練のようなサーモプラスチックエラストマーに加え
られる状態変fヒもしくは履歴などのような要因によら
ない。
Table 1: The polymer temperature sensitive body of the present invention has good and stable electrical properties.
What is shown can be understood as follows. As is well known, thermoplastic elastomers have a hard phase 1
It is a block copolymer consisting of segments that form a soft phase 2 and segments that form a soft phase 2, and as shown in Figure 1, segments of the same type of different molecules aggregate to form a hard phase 1 and a jealous phase 2. . It can be considered that the hard phase 1 has a strong cohesive force between segments, and the conductor particles 3 and semiconductor particles 4 are dispersed between the phases of the hard phase 1 or inside the soft phase. Moreover, the formation of the hard phase 2 and the soft phase 2 is based on the inherent properties of the thermoplastic elastomer itself, such as intermolecular interactions. Or it doesn't depend on factors such as history.

さらに硬質相1は導体粒子3および半導体粒子4を保持
する働きがあるので、たとえば、ポリ塩fビビニールや
ポリウレタンのような通常の熱可塑性樹脂もしくは非結
晶性ポリマーの中で電界の力などによって導体粒子3や
半導体粒子4が配列の状態や粒子間の接触状態を変える
ということがない。
Furthermore, since the hard phase 1 has the function of holding the conductor particles 3 and the semiconductor particles 4, for example, in a normal thermoplastic resin or amorphous polymer such as polyvinyl chloride or polyurethane, a conductor can be formed by the force of an electric field or the like. There is no possibility that the arrangement of the particles 3 or the semiconductor particles 4 or the state of contact between the particles will change.

このようにして、高分子マトリクスとしてサーモプラス
チックエラストマーを用いることにより、その硬質相の
耐熱性2強靭性と軟質相の可撓性を具備し、特性の安定
した高分子組成物を得ることかできる。カーボンブラッ
クおよびグラファイトはゴム状物質に対する補強効果が
知られている。
In this way, by using a thermoplastic elastomer as a polymer matrix, it is possible to obtain a polymer composition with stable properties that has the heat resistance and toughness of its hard phase and the flexibility of its soft phase. . Carbon black and graphite are known to have a reinforcing effect on rubbery substances.

本発明の組成物において、特に導体粒子がカーボンブラ
ックあるいはグラファイトである場合、これらはマトリ
クス材料に対して補強効果を与え、可撓性の点でさらに
肴利となる。また半導体粒子が有機半導体である場合、
これらは上述のカーボンブラックおよびグラファイトと
同様に高分子材料に対して良好な親和性をもち、マトリ
クス中に細かく分散され、導体粒子間に緊密に入りこむ
ことによって安定な構造の実現に寄与し、感温体の特性
の安定化をもたらす。この有機半導体粒子が金属あるい
は窒素原子を含む化合物を電子供与体とする7、7,8
.8−テトラシアノキノジメタンC以下TCNQと略す
)塩である場合は、材料自体の優れた安定性、耐熱性に
よってさらに良好な結果を示す。例えば電子供与体とし
てアルカリ金属、アルカリ土類金属、銅、亜鉛、あるい
は金属錯イオン等が挙げられる。中でもカリウムあるい
はナトリウムを電子供与体として用いる場合には、20
0〜300℃8度の加熱によっても長時間分解しないほ
ど安定なイオンラジカル塩が得られ、これらを用いると
きにはとくに優れた結果をもたらす。すなわち導体粒子
としてカーボンブラックあるいはグラファイトを、半導
体粒子としてカリウムあるいはナトリウムを電子供与体
とするTCNQ塩を選択し、高分子マトリクスとしてサ
ーモプラスチックエラストマーを用いて、マトリクス材
料の溶融温変下において混練することにより、特性の安
定した可撓性のある有益な高分子感温体を得ることがで
きる。
In the compositions of the present invention, especially when the conductor particles are carbon black or graphite, they have a reinforcing effect on the matrix material and are further advantageous in terms of flexibility. Furthermore, when the semiconductor particles are organic semiconductors,
Like the carbon black and graphite mentioned above, these have good affinity for polymeric materials, are finely dispersed in the matrix, and by closely intercalating between the conductor particles, contribute to the realization of a stable structure and are sensitive to Stabilizes the properties of warm bodies. This organic semiconductor particle uses a metal or a compound containing a nitrogen atom as an electron donor 7, 7, 8
.. 8-tetracyanoquinodimethane C (hereinafter abbreviated as TCNQ) salt shows even better results due to the excellent stability and heat resistance of the material itself. Examples of electron donors include alkali metals, alkaline earth metals, copper, zinc, and metal complex ions. Among them, when potassium or sodium is used as an electron donor, 20
Ion radical salts are so stable that they do not decompose for a long time even when heated at 8 degrees Celsius to 0 to 300 degrees Celsius, and when these salts are used, particularly excellent results are obtained. That is, carbon black or graphite is selected as the conductor particle, TCNQ salt with potassium or sodium as the electron donor is selected as the semiconductor particle, and a thermoplastic elastomer is used as the polymer matrix, and the mixture is kneaded while the melting temperature of the matrix material changes. This makes it possible to obtain a useful polymer temperature sensitive body with stable properties and flexibility.

以下、本発明をその実施例と比較例により詳細に説明す
る。
Hereinafter, the present invention will be explained in detail with reference to Examples and Comparative Examples.

比較例1 ポリプロピレンrsooy に対して常温における比抵
抗が3×1o6Ω・cmのカリウムTCNQを200y
、およびO,OO3Ω・cmのグラファイトを1001
加えて混合し、190℃の熱ロールを用いて20分間混
練した0得られた試料を190℃、rsoKy/crt
fでプレス成形して100m×10cm×1閣のテスト
ピースを作成し、両面に直径5Cmの円状にコロイダル
カーボンを塗布して電気特注測定用試料とした0 比較例2 ポリ塩化ビニール1ooM量部に対して可塑剤10゜ 30重量部、および耐熱安定剤6重量部を配合したポリ
塩化ビニール組成物5oOyに対して、常温における比
抵抗が3X106Ω・cmのカリウムT CNQを20
0p、および0.003Ω・cmのグラファイトを10
0y加えて混合し、比較例1と同様にして温度160’
Cで混練、プレス成形を行い試料を作成した。
Comparative Example 1 200y of potassium TCNQ with a specific resistance of 3 x 1o6Ωcm at room temperature was applied to polypropylene rsooy.
, and graphite of O,OO3Ω・cm 1001
The resulting sample was mixed and kneaded for 20 minutes using a heated roll at 190°C.
A 100 m x 10 cm x 1 test piece was made by press molding with f, and colloidal carbon was coated on both sides in a circular shape with a diameter of 5 cm to make it a sample for electrical custom measurement.Comparative Example 2 Polyvinyl chloride 10M parts To 50000y of a polyvinyl chloride composition containing 10.30 parts by weight of a plasticizer and 6 parts by weight of a heat-resistant stabilizer, 20% of potassium TCNQ having a specific resistance of 3 x 106 Ωcm at room temperature was added.
0p, and 0.003Ω・cm graphite 10
0y was added and mixed, and the temperature was increased to 160' in the same manner as in Comparative Example 1.
A sample was prepared by kneading and press forming using C.

比較例3 ポリプロピレンおよび熱可塑性ポリウレタンを各250
yずつ混合し、これに対して常温における比抵抗が3×
106Ω・cmのカリウムTCNQを1501、および
0.003Ω・crnのグラファイトを70p加えで混
合し、比較例1と同じ条件で混練、プレス成形を行い試
料を作成した。
Comparative Example 3 250% each of polypropylene and thermoplastic polyurethane
The specific resistance at room temperature is 3×
Potassium TCNQ of 106 Ω·cm was mixed with 1501 of potassium TCNQ and 70 parts of graphite of 0.003 Ω·cm were added, and the mixture was kneaded and press-molded under the same conditions as in Comparative Example 1 to prepare a sample.

実施例1 ポリスチレンとポリブタジェンのブロックコポリマ’−
5ooPに対して、常温で比抵抗が3×106Ω11 
cfiのカリウムTcNQおよびO,OO3Ωmcmの
グラファイトを、それぞれの配合量を変化させて加えて
混合し、比較例1と同様にして@度210’Cで混練、
プレス成形を行い試料を作成した。
Example 1 Block copolymer of polystyrene and polybutadiene
5ooP, the specific resistance at room temperature is 3 x 106Ω11
Potassium TcNQ of cfi and graphite of O, OO3Ωmcm were added and mixed in varying amounts, and kneaded at 210'C in the same manner as in Comparative Example 1.
A sample was created by press molding.

実施例2 ポリプロピレンとEPDMのブロックコポリマーrso
oyに対して、常温で比抵抗−7%10”Ω・cmのナ
トリウムTCNQを遍ooy、およびファーネスブラッ
クを126y加えて混合し、比較例1と同様にして混線
、プレス成形を行い試料を作成した。
Example 2 Block copolymer of polypropylene and EPDM rso
To oy, sodium TCNQ with a specific resistance of -7% 10" Ω cm at room temperature was added to oooy, and 126y of furnace black were added and mixed, and cross-wired and press-molded in the same manner as in Comparative Example 1 to create a sample. did.

電気特性は試料の温間を変化させて、その時の直流抵抗
を測定し、各温間での体積固有抵抗を計算して、試料2
0枚の6Onにおけるm積固有抵抗の最大値と最小値の
差(Δρ)、および平均値(ρ)を求めた。また上記体
積固有抵抗の値より30℃と60℃間のサーミスタB定
数(B、)を求めた。
The electrical characteristics were determined by changing the warm temperature of the sample, measuring the DC resistance at that time, calculating the volume resistivity at each warm temperature, and measuring the sample 2.
The difference (Δρ) between the maximum value and the minimum value and the average value (ρ) of m-product specific resistance in 0 sheets of 6On were determined. Further, the thermistor B constant (B, ) between 30° C. and 60° C. was determined from the value of the volume resistivity.

さらに上記試料を用いて100℃の雰囲気下でDCl 
00 V/cmの電圧を200時間印加して耐熱試験を
行い、耐熱試験前(ρ。)後(ρ、)の60℃における
体積固有抵抗の比(ρt/ρ。)を求めた。機械特性は
ll5K7113に準じて引張試験を行い、引張強度(
S)と伸び(L)を測定し、高分子マトリクス材料の値
(So、Lo)に対する高分子組成物の値(S、 、 
LO,の比(134/S0. L(/Lo)を求めた。
Furthermore, using the above sample, DCl was added in an atmosphere of 100°C.
A heat resistance test was conducted by applying a voltage of 0.00 V/cm for 200 hours, and the ratio of volume resistivity (ρt/ρ.) at 60° C. before (ρ.) and after (ρ,) the heat resistance test was determined. For mechanical properties, a tensile test was conducted according to ll5K7113, and the tensile strength (
S) and elongation (L) are measured, and the values of the polymer composition (S, ,
The ratio of LO (134/S0.L(/Lo)) was determined.

以上を第2表に示す。The above is shown in Table 2.

第2表 ただし、第2表の実施例1の各値は代表値とし値である
Table 2 However, each value of Example 1 in Table 2 is a representative value.

この結果より次のことがいえる。From this result, the following can be said.

(a)  電気特性 比較例2の組成物は、耐熱試験前後の体積固有抵抗の比
ρt/ρ。が非常に大きい。これは前述のように熱可塑
性の非結晶性高分子材料をマトリクス材料として使用し
たことによる導体粒子と半導体粒子の移動1分極のため
である。また3 比較例3の組成物は60℃における体積固有抵抗の最大
値と最小値の差Δρが非常に大きく、耐熱試験前後のρ
t/p0 も大きい。これは前述のように複合系高分子
マトリクスを用いたことにより、混線操作による構造の
乱れ状態の大きなバラツキに起因している。このように
比較例2゜3の組成物は量産時にこれらの値がさらに拡
大し歩留まりが悪く、制御回路との結合の困難さとなり
、安定性、信頼性の点で実用に供しがたい。これに対し
て本実施例の組成物iこれらの値が小さく安定している
。またサーミスタB定数も比較例と同程度であり、半導
体粒子の特性を十分に引き出し、安定した特性を示して
いる。
(a) Electrical properties The composition of Comparative Example 2 has a volume resistivity ratio ρt/ρ before and after the heat resistance test. is very large. This is due to the movement and polarization of the conductor particles and semiconductor particles due to the use of the thermoplastic amorphous polymer material as the matrix material, as described above. In addition, the composition of Comparative Example 3 had a very large difference Δρ between the maximum and minimum volume resistivity at 60°C, and
t/p0 is also large. This is due to large variations in the disordered state of the structure due to the crosstalk operation due to the use of a composite polymer matrix as described above. As described above, in the composition of Comparative Example 2.3, these values further increase during mass production, resulting in poor yield and difficulty in coupling with a control circuit, making it difficult to put it to practical use in terms of stability and reliability. In contrast, these values for the composition i of this example are small and stable. Further, the thermistor B constant was also comparable to that of the comparative example, and the characteristics of the semiconductor particles were fully brought out and stable characteristics were exhibited.

(b)  機械特注 高分子マ) IJクス材料に対する高分子組成物の引張
強度の比Sf/Soは比較例、実施例ともほぼ同程度の
値であるが、比較例10組成物は高分子マトリクス材料
自体の引張強度が大きいため、組成物としての引張強度
も他の組成物に比べて大きく硬くなっている。また伸び
の比4 L、/Loは比較例1が非常に小さい値となっている。
(b) Mechanical custom-made polymer matrix) The ratio Sf/So of the tensile strength of the polymer composition to the IJ gas material is approximately the same value in both comparative examples and examples, but the composition of comparative example 10 has a polymer matrix. Since the material itself has a high tensile strength, the tensile strength of the composition is also greater and harder than other compositions. Furthermore, the elongation ratio 4L,/Lo is a very small value in Comparative Example 1.

このように比較例1の組成物は硬く、脆く、高分子材料
の特徴である 可撓性を著しく損ない、すぐれた可撓性
を要求される用途には実用に供しがたい。比較例3の組
成物は、比較例1と実施例の組成物との中間的な特性を
示しているが、前記(a)と同様に複合系高分子マ) 
IJクスによる弊害によりこれらの値が非常にノくラツ
いてしまう。これに対して采実施例は組成物の引張強度
が小さく、伸びは大きい値であり、特性が安定し可撓性
を十分に備えていることを示している。
As described above, the composition of Comparative Example 1 is hard and brittle, and significantly impairs the flexibility characteristic of polymeric materials, making it difficult to put it to practical use in applications requiring excellent flexibility. The composition of Comparative Example 3 shows properties intermediate between those of Comparative Example 1 and the compositions of Examples, but as in (a) above, the composition has a composite polymeric polymer)
Due to the harmful effects of IJ gas, these values become extremely low. On the other hand, in the case of the clasp example, the tensile strength of the composition was low and the elongation was high, indicating that the properties were stable and the composition had sufficient flexibility.

以上のように本発明の高分子組成物においては、高分子
マトリクス材料の分子中の硬質相の良好な耐熱性1強靭
性と、なじみの良い軟質相のすぐれた可撓性とにより特
性が安定し、可撓性のすぐれた高分子感温体を得ること
ができるO 第2表と同様にして周波数e o Hzで測定したイン
ピーダンスより求めたそれぞれの値を第3表に、示した
As described above, the polymer composition of the present invention has stable properties due to the good heat resistance and toughness of the hard phase in the molecules of the polymer matrix material and the excellent flexibility of the soft phase with good compatibility. Table 3 shows the respective values obtained from the impedance measured at the frequency e o Hz in the same manner as in Table 2.

1 2 :試料20枚の体積固有インピーダンスの平均値 d :体積固有インピーダンスの最大値と最小値の差 Bz  : 30 Tl:’と60℃間のサーミスタB
定数Z、/Z0: 1001:ノ雰囲気下テDC100
V/l:m(D電7  圧を200時間印加して耐熱試
験を行った時の、耐熱試験前(zo)後(2t)の60
℃における体積固有インピーダンスの比(Z、/Z0) 比較例2において、体積固有インピーダンスの値が第1
表の体積固有抵抗の値と非常に異なり、他のものより大
きい値である。これは熱可塑性で非結晶性高分子材料を
マトリクス材料として使用したことにより、導体粒子、
半導体粒子間にマトリクス材料が入り易く、また熱によ
る膨張のために導体粒子、半導体粒子がところどころ分
断されているためと考えられる。体積固有インピーダン
ス値と体積固有抵抗値が異なることは、制御回路との結
合時に直流、交流あるいは交流半波の駆動方式により制
御回路の定数を変える必要があり、使用勝手の悪いもの
となる。
1 2: Average value of volume specific impedance of 20 samples d: Difference between maximum and minimum volume specific impedance Bz: 30 Tl: Thermistor B between ' and 60°C
Constant Z, /Z0: 1001: Under atmosphere DC100
V/l: m (D voltage 7 When a heat resistance test is performed by applying voltage for 200 hours, 60 before (zo) and after (2t) the heat resistance test
Ratio of volume specific impedance at °C (Z, /Z0) In Comparative Example 2, the value of volume specific impedance is the first
This value is very different from the volume resistivity value in the table, and is larger than the others. By using a thermoplastic, non-crystalline polymer material as a matrix material, conductive particles,
This is thought to be because the matrix material easily enters between the semiconductor particles, and the conductor particles and semiconductor particles are separated in some places due to thermal expansion. If the volume specific impedance value and the volume specific resistance value are different, it is necessary to change the constants of the control circuit depending on the DC, AC, or AC half-wave driving method when coupling with the control circuit, making it inconvenient to use.

実施例1のカリウムTCNQおよびグラファイトの配合
量を変「ヒさせたときの、各配合量に対する体積固有抵
抗および30℃と60℃間のサーミスタB定数を、第2
.3,4.5図に示した。なお、配合量はカリウムTC
NQおよびグラファイトを加圧成形してつくったディス
クの密度の値から計算によって求めた。
When the blending amounts of potassium TCNQ and graphite in Example 1 were varied, the volume resistivity and thermistor B constant between 30°C and 60°C for each blending amount were determined by the second
.. Shown in Figures 3 and 4.5. In addition, the amount of potassium TC
It was determined by calculation from the density values of disks made by pressure molding NQ and graphite.

第2図、第3図は、マトリクス材料の体積100部に対
してグラファイトの体積としての配合量をパラメータと
し、カリウムTCNQの体積とじて7 の配合量に対する体積固有抵抗値およびサーミスタB定
数の値を表している。カリウムTCNQの配合量が10
部より少ない領域では、体積固有抵抗値が急激に大きく
なり、またサーミスタB定数は急激に小さくなり、それ
ぞれの値のバラツキが大きく、半導体粒子の特性を十分
に引き出すことができない。これはカリウムTCNQの
配合量が少ないので、グラファイトとの導電経路がマト
リクス材料により分断されてしまうためである。またカ
リウムTCNQの配合量が60部より多い領域では、多
量の配合により組成物の硬さが増し可撓性で問題となる
Figures 2 and 3 show the values of the volume resistivity and thermistor B constant with respect to the volume of potassium TCNQ, with the amount of graphite as a volume per 100 parts of the matrix material as a parameter. represents. The amount of potassium TCNQ is 10
In a region smaller than 1.5 mm, the volume resistivity value increases rapidly, and the thermistor B constant decreases rapidly, and the respective values vary widely, making it impossible to fully bring out the characteristics of the semiconductor particles. This is because the amount of potassium TCNQ blended is small, so the conductive path with graphite is cut off by the matrix material. Further, in the range where the amount of potassium TCNQ is more than 60 parts, the hardness of the composition increases due to the large amount of addition, causing problems in flexibility.

第4図、第6図はマトリクス材料としての体積100部
に対してカリウムTCNQの体積としての配合量をパラ
メータとし、グラファイトの体積としての配合量に対す
る体積固有抵抗値およびサーミスタB定数の値を表して
いる。グラファイトの配合量が6部より少ない領域では
前記と同様の原因により体積固有抵抗値が急激に大きく
なり、またサーミスタB定数は急激に小さくなり、それ
8 それの値のバラツキが大きく、半導体粒子の特性を十分
に引き出すことができない。グラファイトの配合量が2
6部より多い領域では、グラファイトのみによる導電経
路が形成され、体積固有抵抗値が急激に低下し、体積固
有抵抗値はほとんどグラファイトで決定されてしまい、
サーミスタB定数の値も急激に低下してしまう。これら
のことは第2,3表のように体積固有インピーダンスに
ついても同様である。
Figures 4 and 6 show the values of the volume resistivity and thermistor B constant for the volumetric amount of graphite, using the amount of potassium TCNQ as a parameter for 100 parts of the matrix material volume. ing. In a region where the amount of graphite blended is less than 6 parts, the volume resistivity value increases rapidly due to the same reasons as above, and the thermistor B constant decreases rapidly. Unable to fully bring out its characteristics. The blending amount of graphite is 2
In a region where the amount is more than 6 parts, a conductive path made only of graphite is formed, and the volume resistivity value rapidly decreases, and the volume resistivity value is almost determined by graphite.
The value of the thermistor B constant also drops rapidly. The same applies to the volume specific impedance as shown in Tables 2 and 3.

以上により高分子マトリクスとしてサーモプラスチック
エラストマー(熱可塑性エラストマー)を用い、この体
積100部に対して、導体粒子を体積として6〜26部
、半導体粒子を体積として10〜60部配合、混練する
ことにより、半導体粒子の特性を十分に引き出し、安定
した特性のすぐれた可撓性の高分子感温体を得ることが
できる0
As described above, by using a thermoplastic elastomer (thermoplastic elastomer) as a polymer matrix, and mixing and kneading 6 to 26 parts by volume of conductor particles and 10 to 60 parts by volume of semiconductor particles to 100 parts of this volume. , it is possible to fully bring out the characteristics of semiconductor particles and obtain a flexible polymer temperature sensitive body with excellent stable characteristics.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はサーモプラスチックエラストマー中に導体粒子
と半導体粒子とが分散されている模式図、第2図はカリ
ウムTONOの配合量に対する体積19− 固有抵抗値を示す図、第3図はカリウムTCNQの配合
量に対するサーミスタB定数の値を示す図、第4図はグ
ラファイトの配合量に対する体積固有抵抗値を示す図、
第6図はグラファイトの配合量に対するサーミスタB定
数の値を示す。 1・・・・・・サーモエラストマー中の硬質相、20・
・・・サーモエラストマー中の軟質相、3・・・・・・
厚木粒子、4・・・・・・半導体粒子。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名1鴇
弔8−82501(6) 第1図 6− 第2図 カリウム丁(:A/Q酌巴酌量分量虐5゛1第3図 カワウ4丁c−NQ*8  (m) 第 41El
Figure 1 is a schematic diagram of conductor particles and semiconductor particles dispersed in a thermoplastic elastomer, Figure 2 is a diagram showing the volume 19-specific resistance value versus the amount of potassium TONO added, and Figure 3 is a diagram of potassium TCNQ. A diagram showing the value of the thermistor B constant with respect to the blending amount, Figure 4 is a diagram showing the volume resistivity value with respect to the blending amount of graphite,
FIG. 6 shows the value of the thermistor B constant with respect to the blended amount of graphite. 1...Hard phase in thermoelastomer, 20.
... Soft phase in thermoelastomer, 3...
Atsugi particle, 4... Semiconductor particle. Name of agent Patent attorney Toshio Nakao and 1 other person 1 Tokou 8-82501 (6) Figure 1 6 - Figure 2 Potassium cho (:A/Q Drunkenness Quantity Quantity 5゛1 Figure 3 Kawau 4 Ding c-NQ*8 (m) No. 41 El

Claims (1)

【特許請求の範囲】 0)高分子マトリクス中に導体粒子および半導体粒子を
分散した組成物からなり、高分子マトリクスがサーモプ
ラスチックエラストマーであり、かつサーモグラスチッ
クエラストマーの体積1oO部に対して導体粒子および
半導体粒子を体積としてそれぞれ6〜25部および10
〜60部配合したこ吉を特徴とする高分子感温体。 (2)前記導体がカーボンブラックあるいはグラフナイ
トである特許請求の範囲第1項記載の高分子感温体。 (3)前記半導体が金属酸fヒ物あるいは有機半導体で
ある特許請求の範囲第1項記載の高分子感温能(4)前
記有機半導体が金属あるいは窒素原子を含む化合物を電
子供与体とする7、7,8.8−テトラシアノキノジメ
タン塩である特許請求の範囲第3項記載の高分子感温体
。 (6)前記金属原子がカリウムあるいけナトリウムであ
る特許請求の範囲第4項記載の高分子感温体。
[Scope of Claims] 0) A composition comprising conductor particles and semiconductor particles dispersed in a polymer matrix, wherein the polymer matrix is a thermoplastic elastomer, and the conductor particles are contained per 100 parts by volume of the thermoplastic elastomer. and semiconductor particles by volume of 6 to 25 parts and 10 parts, respectively.
A polymer thermosensitive body characterized by ~60 parts of Kokichi. (2) The polymer temperature sensitive body according to claim 1, wherein the conductor is carbon black or graphite. (3) Polymer thermosensitivity according to claim 1, wherein the semiconductor is a metal acid arsenide or an organic semiconductor. (4) The organic semiconductor uses a metal or a compound containing a nitrogen atom as an electron donor. The polymer thermosensitive material according to claim 3, which is a 7,7,8.8-tetracyanoquinodimethane salt. (6) The polymer thermosensitive material according to claim 4, wherein the metal atom is potassium or sodium.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008130639A (en) * 2006-11-17 2008-06-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd Thermistor

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008130639A (en) * 2006-11-17 2008-06-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd Thermistor

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