JPS61145806A - 感温材料 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は電気抵抗値の変化によって雰囲気の温度を検
知でき、空調機、調理器、乾燥機などの温度検出に用い
られる感温素子用の感温材料に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、感温素子用の感温材料としては、大別するとセラ
ミックタイプのものと高分子タイプのものとがある。前
者としては９例えは特公昭５７−２５９６１号公報記載
のもの、後者とじ又は、特公昭５７−５９６０３号公報
、第４３回応用物理学会講演会予稿集Ｐ　５６０　（１
９１１２）記載のものなどがろる〇第５図は感温素子の
一般的な構成を示す断面図で。

特公昭５Ｆ−２５９６１号公報に示されているものであ
る。因において、（１）は絶縁基板ｗｔ２＋ａ電極、（
３すは感温部である。セラミックなどの絶縁基板（１）
上に電極＋２）を形成し、電極（２）上に上記のような
感温材料を塗布するなどして感温部（３）を形成する。

感温部（３）は雰囲気の温度によって電気抵抗値が変化
するという特性を有しており、この電気抵抗値の変化を
電極（２；で検知して雰囲気温度を検出するものである
。

ただしこの発明は感温素子としての構成を規定するもの
ではなく、感温素子用の新規な感温材料を提案するもの
である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来のセラミックタイプのものは機械的強度を得るため
にセラミック粒子同士を結合焼結する必要があるので、
高温（一般に７００〜１４００℃）での焼成が不可欠で
あり、かつ感温特性が雰囲気の湿度の影響を受けやす（
・という問題点があった。また従来の高分子もしくはカ
ーボン添加高分子（樹脂）タイプのものは、高温雰囲気
では高分子が分解してしまうため通常検知温度範囲が狭
い（一般に１６０℃以下）という問題点があり、しかも
セラミックタイプのものと同じく湿度の影響を受けると
いう問題点がめった。この原因は水分によって高分子（
樹脂）が膨潤することに基づくものと考えられる。

この発明は上記のような問題点を解消するため罠なされ
たもので、比較的低温焼成によって製造でき、感温特性
の雰囲気湿度に対する依存性が小さく、かつ比較的高い
温度まで検知が可能な感温材料を得ることを目的とする
ものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明の感温材料は、炭素粉および金属粉の少なくと
も一種と有機けい素化合物重合体を含有する組成物から
成る。

〔作用〕

この発明においては、有機けい素化合物重合体が、主た
る感温成分である炭素粉あるいは金属粉を被覆結合し１
機械的強度を与える作用をなすとともに、良好な耐水性
を有するため感温特性の湿度依存性を小さくする。

〔実施例〕

この発明に係わる炭素粉としては、グラファイト、活性
炭およびカーボンブラック等が用（・られる。

この発明に係わる金属粉としてはｌ　’／　ｔ　Ｃｕｌ
Ｎｉ　、　Ｏｒ　、　Ｐｔ　、　ＡｇおよびＡｕ等の粉
末又は粉末を適当な樹脂やオイルなどに分散させたペー
スト状のものが用いられる。

この発明に係わる有機けい素化合物重合体としては２例
えはメチルフェニルシリコーン、メチルシリコーンなど
のオルガノポリシロキサンの初期重合物をトルエンおよ
びキシレンなどの溶剤に溶解した市販のシリコーンフェ
スなどが使い易い〇グリース状、オイル状のものでもよ
い。ま九、エポキシ変性シリコーン、アクリル変性シリ
コーン。

ウレタン変性シリコーンなどの変性タイプのものも使用
することができる。

なお、この発明の実施例の感温材料は皮膜の造膜効果、
乾燥および硬化促進、亀裂防止並びに下地基板への接着
性向上の目的で以下に示す金属酸化物等の無機質材料粉
末を添加剤として含有する。

以下実施例を示すことによシ、この発明の詳細な説明す
るが、これによりこの発明を限定するものではない。

実施例１゜ 第１図はこの発明に係わる感温材料を用いた感温素子の
一実施例を示す斜視図で９図において。

（３１は感温部で、この発明の下記組成例１の原料を用
いて製造した感温材料からなる。（４）は温度検知用リ
ード線である。

まずα−Ａ１２０５の絶縁基板＋１１上ＫＰｔ−ＡＵ系
ペーストにて０．２）１１間隔で１０対のくし形状の電
極（２）をスクリーン印刷し、ｐｔのリード線（４）を
取υ付は後焼付けを行なった。この上に下記組成例１の
組成物にシンナーを加えて撹拌機にて混線後、混線物に
アミン（硬化促進剤）を少量添加したものを約４０μｍ
の厚さに被膜状に塗布し、メチルフェニルシリコーン初
期重合物を重合硬化させて、第１図のような、この発明
の一実施例の感温材料を用いた感温素子を得た◎ 組成例１゜ 炭素粉：グラファイト　　　　　　３４．６　　＃添加
剤：ケイ石　　　　　　　　　　　　８７　　＃ペンナ
イト　　　　　　　　　　５．５Ｉまた。比較のため従
来あるセラミックタイプおよび高分子タイプのものを感
温材料として用い。

他は第１図の場合と同様にして感温素子を製作した。上
記３種のサングルの乾燥雰囲気（相対湿度１０％以下）
における初期の感温特性と、８０℃。

９５％Ｒ，Ｈ，の恒温恒湿槽中Ｋ　３００時間放胃した
後の湿気による感温特性の経時変化、および２５℃にお
ける湿度依存性を調べた。

第２図は、初期及び経時変化後の感温特性を示す特性図
で、縦軸は電気抵抗値（Ω）を、横軸はｏＭ度ＣＯ）を
表わし１曲線（Ａ）はこの発明の一実施例の感温材料を
用いた感温素子の、破面線（Ｂ）は従来のセラミックタ
イプのものの９曲線（０）Ｕ従来の高分子タイプのもの
のそれぞれの初期の感温特性を９曲線（Ａ’）　、　（
Ｂ’）　、　（Ｃ！’）はそれぞれのものの３００時間
放置後の感温特性を示すものである。ただし高分子タイ
プの感温材料は１８０℃以上で熱分解が起こってしまっ
たため測定が不可能となった。これに対して、セラミッ
クタイプおよびこの実施例の感温材料を用いた感温素子
は比較的高温まで測定が可能であり、かつ十分な感度を
有していた。特に、この実施例のものは測定温度範囲全
体にわたって感度が優れ、良好な直線性を示すことがわ
かった。

３００時間放置後、従来のセラミックタイプのものは、
材料中に水分を吸収することによって初期と比べると明
らかに感温特性曲線が低抵抗側へ移った。また従来の高
分子タイプのものは、顕著な高抵抗化を示し、しかも感
度が殆どなくなった。この原因は、吸湿によって樹脂が
膨潤したために導電性を有するカーボン粒子間の距離が
長くなってしまったことによるものと考えられる。これ
らに対して、この発明の実施例のものは３００時間後も
わずかな低抵抗化が現われたのみで殆ど変化が見られな
いことから、従来のものよりも耐湿性がかなり良好であ
ることが明らかとなった。これはこの発明で用いた有機
けい素化合物の有する良好な耐水性に基づくものと考え
られる＠ 第３図社名タイプの抵抗値（感温特性）の２５℃におけ
る湿度依存性を示す特性図で、縦軸は抵抗＠（旬を、横
軸は相対湿度（−を表わし２曲＆ｌ　（Ｄ）はこの発明
の実施例のもの、（Ｅ）は従来のセラミックタイプのも
の、（Ｆ）は従来の高分子タイプのものの特性を示して
いる。この図から明らかなように。

従来のセラミックタイプのものは測定温度範囲全般にわ
たって抵抗値が変化し、高分子タイプのものは高湿度側
で顕著□な抵抗値の上昇が見られる〇これらの特性は従
来の両感温材料が吸湿し易いことに起因するものである
。抵抗変化の湿度依存性が大きいため、抵抗指示値が雰
囲気の温度によるものか、湿度によるものか不明確でメ
ジ、感温素子として用いるためには、この点の校正が必
要となる。これに対して、この発明の実施例のものは抵
抗値の湿度依存性は殆どなく、感温素子用材料として良
好なものであることが判明した。

なお、従来の高分子タイプの感温材料では、温度の上昇
に従って抵抗値が上昇する特性を示したが、これは熱に
よって樹脂材料が膨張するため。

導電粒子（炭素粉等）間の距離が長くなることＫよるも
のである。

実施例２゜ 上記組成例１の組成物にシンナーを加えて撹拌機にて混
線後、混練物を実施例１と同様に電極（２）を形成した
Ａ／２０３基板（１）上にハケ塗りにて約４０μｍの厚
さに塗布した。次いで、８０°０，１５分間の乾燥後、
４５Ｇ’０で４０分間焼成して感温被膜とし、リード線
（４）を取り付けて第１図と同様の感温素子を得た。

第４図はこの感温素子の感温特性を示すもので。

縦軸は電気抵抗（（２）を、横軸は温度ＣＯ）を表わす
Ｏ実線（Ｇ）はこの実施例２による感温素子の感温特性
を。

破線（Ｈ）は実施例１のものの感温特性を示す。図から
判るように実施例２によるものは実施例１のものと比べ
て、測定温度範囲全般に低抵抗化し、さらに感度良好と
なっている。これはこの発明の有機けい素化合物初期重
合体が含有する有機基の数十−が分解・消失するために
よるものと考えられるＯ なお実施例２のものも、実施例１のものと同様。

従来のものより湿気による経時劣化後も優れた感温特性
を示し、湿度依存性も小さかった。また。

上記実施例に限定されるものではなく９例えはメチルシ
リコーン初期重合物、およびＣｕ粉末等の組成物から成
るものも同様の効果を奏し、上記組成物を基板に塗布す
るだけでも製造できるが、概ね４５０°０以下で低温焼
成することにより、さらに感温感度が上昇する。ただし
、焼成は有機基の一部が分解・消失させるにとどめ、完
全に分解・消失させてはいけない。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、炭素粉および金属粉
の内の少なくとも一種と有機けい素化合換型合体を含有
する組成物を用いることＫより。

焼成なしもしくは低温焼成で製造できるとともに。

感温特性の雰囲気湿度依存性が小さく、比較的高い温度
まで検知可能な感温材料が得られる効果が、　ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の感温材料を用いた感温素子の一実施
例を示す斜視図、第２図はこの発明の実施例１の感温材
料及び従来タイプの初期及び経時劣化促進後の感温特性
を示す特性図、第３図はこの発明の実施例１の感温材料
及び従来タイプのものの感温特性の湿度依存性を示す特
性図、第４図はこの発明の実施例２の感温特性を示す特
性図。 第５図は従来例に係わる感温素子を示す断面図である。 図において、（１）は基板、（２）は電極、（３）は感
温部。 （４）はリード線である。 なお９図中、同一符号は同−又は相当部分を示すＯ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）炭素粉および金属粉の内の少なくとも一種と有機
   けい素化合物重合体を含有する組成物から成る感温材料
   。
2. （２）組成物の焼成残留物から成る特許請求の範囲第１
   項記載の感温材料。