JPS61147134A - 感温材料の製造方法 - Google Patents

感温材料の製造方法

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JPS61147134A
JPS61147134A JP26895084A JP26895084A JPS61147134A JP S61147134 A JPS61147134 A JP S61147134A JP 26895084 A JP26895084 A JP 26895084A JP 26895084 A JP26895084 A JP 26895084A JP S61147134 A JPS61147134 A JP S61147134A
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JP
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temperature
polymer
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sensitive
temp
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Pending
Application number
JP26895084A
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English (en)
Inventor
Hidefusa Uchikawa
英興 内川
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K7/00Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G01K7/16Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements
    • G01K7/18Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a linear resistance, e.g. platinum resistance thermometer
    • G01K7/183Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a linear resistance, e.g. platinum resistance thermometer characterised by the use of the resistive element

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  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)

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hる感温素子用の感温材料の製造方法に関するもので
ある。
〔従来の技術〕
従来、感温素子片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2例えば特公昭5T−25961号公報記載
のもの、後者としては特公昭57−59603号公報、
第43回応用物理学会講演会予稿集P560(1911
2)記載のものなどがある。
第6図は感温素子の一般的な構成を示す断面図で。
特公昭57−25961号公報に示さhているものであ
る。図において、(1)は絶縁基板、(2:け電極、(
3)は感温部である。セラミックなどの絶縁基板(11
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(21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、感温素子片の新規な感温材料を提案
するものである。
〔発明が解決りようとする問題点〕
従来のセラミックタイプのものけ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yoo〜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−F
いという問題点があった。
−!り、従来の高分子もしくはカーボン添刀0高分子(
樹脂)タイプのものけ、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A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潰があっ
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になさh
fc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。
〔問題潰を解決するための手段〕
この発明の感湿材料は、有機ケイ素化合物重合体及び金
属酸化物を含有する組成物を上記有機ケイ素化合物重合
体が含有する有機基が完全に分解しないXうに焼成して
製造するものである。
〔作甲〕
この発明においては、有機けい素化合物重合体が、主た
る感温成分である金属酸化物粒子を被覆結合し9機械的
強度を与える作甲をなすとともに。
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。また、上記効果は特に有機けい素化合物の低温
(概ね450℃以下)焼成物(有機基が完全処分解して
いない)によるものであることが1種々の実験により明
らかとなっており、高温焼成を要せず比較的低温により
製造できる。
〔実施例〕
この発明に係わる有機けい素化合物重合体として#−t
、例工ば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斤市販のシリコーン
フェスなどが使い易い。
グリース状、オイル状のものでもよV6−1*、 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力どの変性タイプのものも使用
することができる。
この発明に係わる金属酸化物としては、 ’rio2゜
0r203. MnO2,Nip、 000.及びこh
らの複合酸化物等が使用できる。
焼成温度は有機けい素化合物重合体が含有する有機基が
完全に分解しない温度以下にすることが望ましく、焼成
雰囲気、同重合体の形態(分子量。
有機基の種類)によっても異なるが、概ね450℃以下
が好ましい。温度を高くして焼成時間を短くして調整す
ることも可能である。また、シリコーンの変性タイプの
ものは分解温度がストレートのものに比べて数十〜百数
十℃低下するので焼成温度も低くする必要がある。
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、亀裂防止なら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
粉末を添カロ剤として含有する。
以下、実施例を示すことによりこの発明の詳細な説明す
るが、こh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戸い女感温素子
の一実施例を示す斜視図で0図において(3)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)は温度積卸用リード線である。
まずα−A’1203の絶縁基板+11上にP t −
Au系ペーストにて0.2目間隔で10対のくし形状の
電極(21をスクリーン印刷し、Pt のリード線(4
)を取り付は後焼付けを行方った。この上に下記組成例
1の組成物にシンナーを加えて攪拌機にて混線後。
混線物を浸漬処理により約40μmの厚さに被膜状に塗
布し、80℃で20分間の乾燥後、380℃で30分間
焼成して(450℃以上では有機基の分解が進むので好
ましくない。)、第1図のようなこの発明の一実施例の
感温材料を甲いた感温素子を得た。
組成例1゜ 有機ケイ素化合物重合体二メチルフェニルシリコーン初
期重合物      20.5重量%金属酸化物: T
iO2(遣元型’)  70.6  tt添加剤:ケイ
石         5・9 〃Al2O53,0重量
% また。比較のため従来おる1350℃で焼結triCr
205− Al2O5系セラミックス(セラミックタイ
プ)およびウレタン系樹脂に18重量%の割合で導電性
炭素粉を添加したもの(高分子タイプ)を感温材料とし
て用い、他は81図の場合と同様にして感温素子を製作
した。上記3種のサンプルの乾燥雰囲気(相対湿度10
%以下)における感温特性を測定したところ、第2図の
結果が得られた。図において縦軸は電気抵抗値(Ω)を
、 横軸は温度(”C)を表わす。曲線(A)はこの発
明の一実施例の感温材料を甲いたものの、(ロ)は従来
のセラミックタイプの感温材料を用いたものの、(C)
は従来の高分子タイプの感温材料を甲いたものの各々感
温特性を示している。ただし高分子タイプの感温材料は
18Q’C,以上で熱分解が起こってしまった霞め測定
が不可能となった。こh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甲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。特にこの実施例の感温材
料を甲いた感温素子は、測定温度範囲全体にわたって感
度が最良であり、[かも良好な直線性を示すことがわか
っ7′2″0 実施例λ 下記組成例2の組成物にシンナーを加えて攪拌機にて混
線後、混線物を実施例1と同様に電極(2)を形成した
Al2O3基板(11上にへケ塗りにて約40μmの厚
さ妃塗布しに0次いで80℃、15分間の乾燥後、sr
a℃で2時間焼成して感温被膜とし、リード線(4)を
取り付けて第11と同様の感温素子を得た。
組成例1 有機けい素化合物重合体:メチルフェニルシリコーン初
期重合物         22.7重量%金属酸化物
: Mn02NiO複合酸化物67.9”添加剤: 5
102g、3  p Mg5(81401G)(OH)2    3.1 1
このようにして製作t−+この発明の実施例2の感温材
料を甲いた感温素子と、感温材料として従来ある128
0℃で焼結しft MnO2−Fe2O3−(!u。
系セラミックス(セラミックタイプ)およびアクリル系
樹脂に13重量%の割合でカーボンブラックを分散させ
たもの(高分子タイプ)を甲い、他は第1図の場合と同
様にして得た従来2タイプの感温素子との3種のサンプ
ルを使用して、各感温特性と、その湿気による経時変化
を測定L7’r、この場合、経時変化を促進するため・
に、3種の素子を80℃、95%R,H,の恒温恒湿槽
中に300時間放置した後の感温特性を測定して初期特
性と比較した。その結果を第3図に示す。図におりで縦
軸は電気抵抗値(Ω)を、横軸は温度(”C)を表わす
。曲線CD)はこの発明の実施例2の感温材料を用いた
感温素子の1曲線(縛は従来のセラミックタイプのもの
の1曲線(F)は従来の高分子タイプのもののそわぞh
初期の感温特性を1曲線(D’)、 (K’)。
(F′)けそわぞhのものの300時間放置後の感温特
性を示すものである。この図かられかるように、従来の
七j ミックタイプのものけ、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1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、3
00 時間後に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。こわらに対して、この発明
の実施例2の感温材料を片いたものは300時間後もわ
ずかな低抵抗化が現わhfcのみで殆ど変化が見らねな
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、この発明で片いた有
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。
実施例3 下記組成例3の組成物を用いて、実施例1および2と同
様にしてこの発明の実施例3の感温材料を用いて第1図
の構成例のような感温素子を製作した。この場合の焼成
条件は230℃、30分とした。この感温素子の感温特
性と相対湿度による抵抗値の変化について調べた。比較
のため、  1180℃で焼結し7(NiO−Al2O
5系セラミックス(セラミックタイプ)および塩化ビニ
ル系樹脂にグうファイトを分散させたもの(高分子タイ
プ)の両従来タイプのものを用いた感温素子についても
同様の測定を行なった。第4図は各タイプの感温特性(
200℃まで)を示す特性図で、縦軸は抵抗値(Ω)を
横軸は温度(℃)を表わし1曲線(G)はこの発明の実
施例3の感温材料を用いた感温素子の。
曲線Ql)はセラミックタイプのものの1曲線(1)は
高分子タイプのものの感温特性を示す。いずれのタイプ
とも良好な感度を有している。第5図は各タイプの抵抗
値の25℃における湿度依存性を示す特性図で、縦軸は
抵抗値(Ω)を横軸は相対湿度(%)を表わし、 曲線
(丙はこの発明の実施例3のもの、(ト)は上記従来の
セラミックタイプのもの。
(L)Fi上記従来の高分子タイプのものの特性を示し
ている。第5図から明らかなように、従来のセラミック
タイプのものけ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―で顕著な抵抗値の
上昇が見られる。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。従って、従来の両
タイプのものでは第4図に示したような良好な感温特性
を有するにもかかわらず、温度によ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あ凱感温素子として用
いるためには、この点の較正が必要となる。これに対し
て、この発明の実施例3のものけ第5図かられかるよう
に、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。
組成例3゜ 有機ケイ素化合物重合体:メチルシリコーン初期重合物
         27.4重量%金属酸化物: Ti
O216,9# N1p−Coo系複合酸化物 47.51F添加剤:ペ
ントナイト       82 〃なお、この発明の実
施例で甲いた従来の高分子タイプの感温材料では、温度
の上昇に17’rかって抵抗値が上昇する特性を示1+
が、とわけ熱によって樹脂材料が膨張するため、導電粒
子(炭素粉等1間の距離が長くなることによるものであ
る。
また、この発明の組成例1〜3の組成物をいずれも有機
けい素化合物重合体の有機基が完全に分解するように素
子を製作したところ、bずれも従来のセラミックタイプ
と同程度の湿度依存性が生じることが判明した。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、有機ケイ素化合物重
合体及び金属酸化物を含有する組成物を。
上記有機ケイ素化合物重合体が含有する有機基が完全に
分解しないように焼成することにより、比較的低温焼成
によって製造できるとともに、感温特性の雰囲気湿度依
存性が小スぐ、比較的高い温度まで検知可能な感温材料
が得らh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感温特性を示す特性図、第3図はこ
の発明の実施例2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4牙はこの
発明の実施例3の感温材料及び従来タイプの感温特性を
示す特性図、第5図はその湿度依存性を示す特性図、第
6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。特性曲線(A)、 (D)、
  (D’)、 (G)はこの発明の実施例の感温特性
を、 GT)はその湿度依存性をl (B)、 (C’
l、(7)、  (K’)、(ト)、  (F’)、 
(均、(ηは比較従来例の感温特性を、勾、σコ)はそ
の湿度依存性を表わす。 図中、同−符長は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  有機ケイ素化合物重合体及び金属酸化物を含有する組
    成物を上記有機ケイ素化合物重合体が含有する有機基が
    完全に分解しないように焼成する感温材料の製造方法。
JP26895084A 1984-12-20 1984-12-20 感温材料の製造方法 Pending JPS61147134A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5199791A (en) * 1990-06-11 1993-04-06 Murata Manufacturing Co., Ltd. Temperature sensor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5199791A (en) * 1990-06-11 1993-04-06 Murata Manufacturing Co., Ltd. Temperature sensor

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