TW202041570A - 溫度感測器元件 - Google Patents

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Abstract

本發明的課題在於提供一種溫度感測器元件,其為包括包含有機物的感溫膜的熱敏電阻型溫度感測器元件,且於一定溫度的環境下可長時間顯示穩定的電阻值。本發明提供一種溫度感測器元件,包括一對電極及與該一對電極接觸配置的感溫膜,且感溫膜包含基質樹脂及該基質樹脂中所含有的多個導電性域,構成感溫膜的基質樹脂的分子斂集度為40%以上,所述分子斂集度是基於藉由X射線繞射法的測定且依照式(I):分子斂集度(%)=100×(源自有序結構的峰值的面積)/(全部峰值的合計面積)而求出。

Description

溫度感測器元件
本發明是有關於一種溫度感測器元件。
先前公知有包括電阻值隨溫度變化而變化的感溫膜的熱敏電阻(thermistor)型溫度感測器元件。先前,熱敏電阻型溫度感測器元件的感溫膜使用的是無機半導體熱敏電阻。無機半導體熱敏電阻硬,因此通常難以使使用其的溫度感測器元件具有可撓性。
日本專利特開平03-255923號公報(專利文獻1)是有關於一種使用具有NTC特性(負溫度係數(Negative Temperature Coefficient);電阻值隨著溫度上升而減小的特性)的高分子半導體的熱敏電阻型紅外線探測元件。該紅外線探測元件是藉由將紅外線入射引起的溫度上升作為電阻值的變化來檢測而探測紅外線者,包括一對電極以及包含以部分摻雜的電子共軛有機聚合物為成分的所述高分子半導體的薄膜。 [現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開平03-255923號公報
[發明所欲解決之課題]
專利文獻1所記載的紅外線探測元件中,所述薄膜包含有機物,因此能夠對該紅外線探測元件賦予可撓性。 但是,專利文獻1對於抑制將紅外線探測元件置於一定溫度的環境下時的指示值(亦稱為電阻值)的變動(電阻值的穩定性)並未加以考慮。
本發明的目的在於提供一種溫度感測器元件,其為包括包含有機物的感溫膜的熱敏電阻型溫度感測器元件,且於一定溫度的環境下可長時間顯示穩定的電阻值。 [解決課題之手段]
本發明提供以下所示的溫度感測器元件。 [1] 一種溫度感測器元件,包括:一對電極;以及感溫膜,所述感溫膜與所述一對電極接觸配置,且 所述感溫膜包含基質樹脂(matrix resin)及所述基質樹脂中所含有的多個導電性域(domain), 構成所述感溫膜的所述基質樹脂的分子斂集(packing)度為40%以上,所述分子斂集度是基於藉由X射線繞射法的測定且依照下述式(I)而求出: 分子斂集度(%)=100×(源自有序結構的峰值的面積)/(全部峰值的合計面積)       (I)。 [2] 如[1]所述的溫度感測器元件,其中所述導電性域包含導電性高分子。 [3] 一種溫度感測器元件,包括:一對電極;以及感溫膜,所述感溫膜與所述一對電極接觸配置,且 所述感溫膜由包含基質樹脂及導電性粒子的高分子組成物形成,所述基質樹脂的分子斂集度為40%以上,所述分子斂集度是基於藉由X射線繞射法的測定且依照下述式(I)而求出: 分子斂集度(%)=100×(源自有序結構的峰值的面積)/(全部峰值的合計面積)       (I)。 [4] 如[3]所述的溫度感測器元件,其中所述導電性粒子包含導電性高分子。 [5] 如[1]至[4]中任一項所述的溫度感測器元件,其中所述基質樹脂包含聚醯亞胺系樹脂。 [6] 如[5]所述的溫度感測器元件,其中所述聚醯亞胺系樹脂包含芳香族環。 [發明的效果]
可提供一種於一定溫度的環境下可長時間顯示穩定的電阻值的溫度感測器元件。
本發明的溫度感測器元件(以下亦簡稱為「溫度感測器元件」)包括一對電極及與該一對電極接觸配置的感溫膜。 圖1是表示溫度感測器元件的一例的概略俯視圖。圖1所示的溫度感測器元件100包括:一對電極,包含第一電極101及第二電極102;以及感溫膜103,與第一電極101及第二電極102的兩者接觸配置。感溫膜103藉由將其兩端部分別形成於第一電極101、第二電極102上而與該些電極接觸。 溫度感測器元件可更包括支撐第一電極101、第二電極102及感溫膜103的基板104(參照圖1)。
圖1所示的溫度感測器元件100是感溫膜103將溫度變化作為電阻值來檢測的熱敏電阻型的溫度感測器元件。 感溫膜103亦可具有電阻值隨著溫度上升而減小的NTC特性。
[1]第一電極及第二電極 作為第一電極101及第二電極102,使用相較於感溫膜103而電阻值足夠小者。具體而言,溫度感測器元件所包括的第一電極101及第二電極102的電阻值於溫度25℃下較佳為500 Ω以下,更佳為200 Ω以下,進而佳為100 Ω以下。
只要可獲得較感溫膜103而言足夠小的電阻值,則第一電極101及第二電極102的材質並無特別限制,例如可為金、銀、銅、鉑、鈀等金屬單質;包含兩種以上的金屬材料的合金;氧化銦錫(indium tin oxide,ITO)、氧化銦鋅(indium zinc oxide,IZO)等金屬氧化物;導電性有機物(導電性的聚合物等)等。 第一電極101的材質與第二電極102的材質可相同,亦可不同。
第一電極101及第二電極102的形成方法並無特別限制,可為蒸鍍、濺鍍、塗佈(coating)(塗佈法)等一般的方法。第一電極101及第二電極102可直接形成於基板104。 只要可獲得較感溫膜103而言足夠小的電阻值,則第一電極101及第二電極102的厚度並無特別限制,例如為50 nm以上且1000 nm以下,較佳為100 nm以上且500 nm以下。
[2]基板 基板104是用於支撐第一電極101、第二電極102及感溫膜103的支撐體。 基板104的材質只要為非導電性(絕緣性)則並無特別限制,可為熱塑性樹脂等樹脂材料、玻璃等無機材料等,若基板104使用樹脂材料,則由於感溫膜103具有可撓性,因此可對溫度感測器元件賦予可撓性。
基板104的厚度較佳為考慮溫度感測器元件的可撓性及耐久性等來設定。基板104的厚度例如為10 μm以上且5000 μm以下,較佳為50 μm以上且1000 μm以下。
[3]感溫膜 圖2是表示溫度感測器元件的一例的概略剖面圖。如圖2所示的溫度感測器元件100,本發明的溫度感測器元件中,感溫膜103包含基質樹脂103a及基質樹脂103a中所含有的多個導電性域103b。多個導電性域103b較佳為分散於基質樹脂103a中。 所謂導電性域103b,是指溫度感測器元件所包括的感溫膜103中,基質樹脂103a中所含有的多個區域,且有助於電子的移動的區域。
導電性域103b例如可包含導電性高分子、金屬、金屬氧化物、石墨等導電性成分,較佳為由導電性高分子、金屬、金屬氧化物、石墨等導電性成分構成。導電性域103b可包含一種或兩種以上的導電性成分。 作為金屬,例如可列舉:金、銅、銀、鎳、鋅、鋁、錫、銦、鋇、鍶、鎂、鈹、鈦、鋯、錳、鉭、鉍、銻、鈀、及選自該些中的兩種以上的合金等。 作為金屬氧化物,例如可列舉:氧化銦錫(indium tin oxide,ITO)、氧化銦鋅(indium zinc oxide,IZO)、氧化鋅鋰-錳複合氧化物、五氧化釩、氧化錫及鈦酸鉀等。 其中,就於提高感溫膜103所顯示的電阻值的溫度依存性的方面有利而言,導電性域103b較佳為包含導電性高分子,更佳為由導電性高分子構成。
[3-1]導電性高分子 導電性域103b中所含的導電性高分子包含共軛高分子及摻雜劑(dopant),較佳為摻雜有摻雜劑的共軛高分子。 共軛高分子通常其自身的電傳導度極低,例如為1×10-6 S/m以下般,幾乎不顯示電傳導性。共軛高分子自身的電傳導度之所以低,原因在於價帶(valence band)中電子飽和,電子無法自由地移動。另一方面,共軛高分子的電子非定域化,因此與飽和聚合物相比,游離電位(ionizing potential)顯著小,另外電子親和力非常大。因此,共軛高分子容易於適當的摻雜劑、例如電子接受體(受體)或電子供體(施體)之間發生電荷移動,摻雜劑可自共軛高分子的價帶中提取電子或者向傳導帶注入電子。因此,摻雜摻雜劑而成的共軛高分子、即導電性高分子中,價帶中存在少量的電洞,或者傳導帶中存在少量的電子,其可自由移動,因此有導電性飛躍性提高的傾向。
關於導電性高分子,於將引線棒間的距離設為數mm~數cm且利用電測試器測量時,單體中的線電阻R的值於溫度25℃下較佳為0.01 Ω以上且300 MΩ以下的範圍。 構成導電性高分子的共軛高分子為分子內具有共軛系結構者,例如可列舉含有雙鍵與單鍵交替連接的骨架的高分子、具有共軛的非共用電子對的高分子等。 如上所述,此種共軛高分子能夠藉由摻雜而容易地提供電傳導性。
作為共軛高分子,並無特別限制,例如可列舉:聚乙炔;聚(對伸苯基伸乙烯基)(poly(p-phenylenevinylene));聚吡咯;聚(3,4-乙烯二氧噻吩)〔poly(3,4-ethylenedioxythiophene),PEDOT〕等聚噻吩系高分子;聚苯胺系高分子(聚苯胺以及具有取代基的聚苯胺等)等。此處,聚噻吩系高分子為聚噻吩、具有聚噻吩骨架且於側鏈導入有取代基的高分子、聚噻吩衍生物等。本說明書中,提及「系高分子」時是指同樣的分子。 共軛高分子可僅使用一種,亦可併用兩種以上。
就聚合或鑑定的容易度的觀點而言,共軛高分子較佳為聚苯胺系高分子。
作為摻雜劑,可列舉相對於共軛高分子而作為電子接受體(受體)發揮功能的化合物、以及相對於共軛高分子而作為電子供體(施體)發揮功能的化合物。 作為電子接受體的摻雜劑並無特別限制,例如可列舉:Cl2 、Br2 、I2 、ICl、ICl3 、IBr、IF3 等鹵素類;PF5 、AsF5 、SbF5 、BF3 、SO3 等路易斯酸;HCl、H2 SO4 、HClO4 等質子酸;FeCl3 、FeBr3 、SnCl4 等過渡金屬鹵化物;四氰基乙烯(tetracyanoethylene,TCNE)、四氰基醌二甲烷(tetracyanoquinodimethane,TCNQ)、2,3-二氯-5,6-二氰基-對苯醌(2,3-dichloro-5,6-dicyano-p-benzoquinone,DDQ)、胺基酸類、聚苯乙烯磺酸、對甲苯磺酸、樟腦磺酸等有機化合物等。 作為電子供體的摻雜劑並無特別限制,例如可列舉:Li、Na、K、Rb、Cs等鹼金屬;Be、Mg、Ca、Sc、Ba、Ag、Eu、Yb等鹼土金屬或其他金屬等。 摻雜劑較佳為根據共軛高分子的種類適當選擇。 摻雜劑可僅使用一種,亦可併用兩種以上。
就導電性高分子的導電性的觀點而言,相對於共軛高分子1 mol,感溫膜103中的摻雜劑的含量較佳為0.1 mol以上,更佳為0.4 mol以上。另外,相對於共軛高分子1 mol,該含量較佳為3 mol以下,更佳為2 mol以下。
就導電性高分子的導電性的觀點而言,將感溫膜的質量設為100質量%,感溫膜103中的摻雜劑的含量較佳為1質量%以上,更佳為3質量%以上。另外,相對於感溫膜,該含量較佳為60質量%以下,更佳為50質量%以下。
導電性高分子的電傳導度為分子鏈內的電子傳導度、分子鏈間的電子傳導度及原纖維間的電子傳導度的總和。 另外,載子移動一般藉由跳躍傳導(hopping conduction)機制來說明。於局域態間的距離近的情況下,非晶區域的局域能階中存在的電子能夠藉由通道效應而躍遷至相鄰的局域能階。於局域態間的能量不同的情況下,需要與其能量差相應的熱激發過程。伴隨此種熱激發過程的通道現象所引起的傳導即為跳躍傳導。
另外,於低溫時或費米能階(Fermi level)附近的態密度高的情況下,相較於向能量差大的附近的能階的跳躍,向能量差小的遠方的能階的跳躍優先。此種情況下,應用廣範圍跳躍傳導模型(莫特變程跳躍(Mott-Variable Range Hopping,Mott-VRH)模型)。 如自廣範圍跳躍傳導模型(Mott-VRH模型)可理解般,導電性高分子具有電阻值隨著溫度的上升而降低的NTC特性。
[3-2]基質樹脂 感溫膜103中所含的基質樹脂103a是用於將多個導電性域103b固定於感溫膜103中的基質。 藉由使包含導電性高分子的多個導電性域103b含有、較佳為分散於基質樹脂103a中,可使導電性域間的距離以某種程度隔開。藉此,可使由溫度感測器元件進行檢測的電阻為主要源自導電性域間的跳躍傳導(圖2中箭頭所示般的電子移動)的電阻。如自廣範圍跳躍傳導模型(Mott-VRH模型)可理解般,跳躍傳導對溫度具有高依存性。因此,藉由使跳躍傳導優先,可提高感溫膜103所顯示的電阻值的溫度依存性。
藉由使包含導電性高分子的多個導電性域103b含有、較佳為分散於基質樹脂103a中,可提供一種於一定溫度的環境下可長時間顯示穩定的電阻值的溫度感測器元件。 另外,藉由使包含導電性高分子的多個導電性域103b含有、較佳為分散於基質樹脂103a中,於溫度感測器元件的使用時,感溫膜103中不易產生裂紋等缺陷,有可獲得具有經時穩定性優異的感溫膜103的溫度感測器元件的傾向。
作為基質樹脂103a,例如可列舉活性能量線硬化性樹脂的硬化物、熱硬化性樹脂的硬化物、熱塑性樹脂等。其中,較佳為使用熱塑性樹脂。
作為熱塑性樹脂,並無特別限制,例如可列舉:聚乙烯及聚丙烯等聚烯烴系樹脂;聚對苯二甲酸乙二酯等聚酯系樹脂;聚碳酸酯系樹脂;(甲基)丙烯酸系樹脂;纖維素系樹脂;聚苯乙烯系樹脂;聚氯乙烯系樹脂;丙烯腈-丁二烯-苯乙烯系樹脂;丙烯腈-苯乙烯系樹脂;聚乙酸乙烯酯系樹脂;聚偏二氯乙烯系樹脂;聚醯胺系樹脂;聚縮醛系樹脂;改質聚苯醚系樹脂;聚碸系樹脂;聚醚碸系樹脂;聚芳酯系樹脂;聚醯亞胺、聚醯胺醯亞胺等聚醯亞胺系樹脂等。 基質樹脂103a可僅使用一種,亦可併用兩種以上。
於本發明中,構成感溫膜103的基質樹脂103a的分子斂集度為40%以上,所述分子斂集度是基於藉由X射線繞射法的測定且依照下述式(I)而求出。感溫膜103較佳為由包含分子斂集度為40%以上的基質樹脂的高分子組成物(感溫膜用高分子組成物)形成,所述分子斂集度是基於藉由X射線繞射法的測定且依照下述式(I)而求出。藉此,可提供一種於一定溫度的環境下可長時間檢測變動少且穩定的電阻值的溫度感測器元件。 分子斂集度(%)=100×(源自有序結構的峰值的面積)/(全部峰值的合計面積)       (I)
就提高一定溫度的環境下的電阻值的穩定性的觀點而言,基質樹脂103a的分子斂集度較佳為50%以上,更佳為60%以上,進而佳為65%以上。為了於將溫度感測器元件置於高濕度的一定溫度的環境下的情況等下亦可長時間檢測穩定的電阻值,基質樹脂103a的分子斂集度較佳為50%以上。基質樹脂103a的分子斂集度更佳為55%以上,進而佳為60%以上,進而更佳為65%以上。 分子斂集度通常為90%以下,更佳為85%以下。
於所述式(I)中,源自有序結構的峰值是指峰值的半值寬為10°以下的峰值。半值寬為10°以下的峰值可認為是源自有序結構的峰值。半值寬為10°以下的峰值的例子有源自由π-π堆積(π-π stacking)相互作用引起的高分子鏈的有序排列、由氫鍵引起的高分子鏈的有序排列的峰值等。另外,全部峰值是指源自有序結構的峰值及源自非晶的峰值。源自非晶的峰值是指峰值的半值寬超過10°的峰值。半值寬超過10°的峰值可認為是源自無規結構、即非晶結構的峰值。
於所述式(I)中,源自有序結構的峰值的面積是指對於利用藉由X射線繞射法的測定而獲得的X射線分佈,利用高斯(Gaussian)函數進行擬合(fitting),進行峰值分離時的以上所定義的源自有序結構的峰值的面積。此處,X射線分佈為2θ對強度的曲線,利用高斯函數進行的擬合為高斯分佈近似。源自有序結構的峰值的面積於存在兩個以上的情況下是指該些的合計面積。
於所述式(I)中,全部峰值的合計面積是指對於利用藉由X射線繞射法的測定而獲得的X射線分佈,利用高斯函數進行擬合,進行峰值分離時的以上所定義的全部峰值的面積的合計。此處,X射線分佈為2θ對強度的曲線,利用高斯函數進行的擬合為高斯分佈近似。
作為X射線繞射法中使用的X射線繞射(X-Ray Diffraction,XRD)測定裝置,可使用通常的XRD裝置。
構成感溫膜103的基質樹脂103a的分子斂集度可將以如下方式製作的由基質樹脂形成的膜作為測定樣品,藉由X射線繞射法對其進行測定。例如,可藉由以下方法進行測定。首先,向感溫膜103中添加溶解基質樹脂103a且相對於導電性高分子為貧溶媒的溶媒,進行離心分離。取出上清液,使用該上清液,於玻璃基板上藉由旋塗或澆鑄法而製作膜後,於烘箱中以100℃乾燥2小時,製作基質樹脂的膜M1。接著,藉由X射線繞射法對膜M1進行測定。
另一方面,感溫膜用高分子組成物中所含的基質樹脂的分子斂集度可將由該高分子組成物的製備中使用的基質樹脂形成的膜作為測定樣品,藉由X射線繞射法對其進行測定。例如,可藉由以下方法進行測定。首先,於玻璃基板等基板上塗佈基質樹脂,製作基質樹脂的膜M2。接著,藉由X射線繞射法對膜M2進行測定。
於藉由X射線繞射法對基質樹脂的膜M1及膜M2的任一者進行測定的情況下,均將相對於基質樹脂的膜表面的入射角固定為微小的角度(約1°以下)來進行掃描。掃描較佳為僅對計數器軸進行掃描。藉此,可將X射線的侵入深度抑制為微米(μm)級程度,因此可抑制來自基板的訊號,並且提高來自基質樹脂的膜的訊號的檢測靈敏度。
例如,感溫膜用高分子組成物中所含的基質樹脂的分子斂集度可依照後述的[實施例]中記載的方法進行測定。
若構成感溫膜103的基質樹脂103a或感溫膜用高分子組成物中所含的基質樹脂的分子斂集度為40%以上,則該基質樹脂可謂其高分子鏈足夠緊密。藉由基質樹脂的高分子鏈足夠緊密,可有效果地抑制水分向感溫膜103的侵入,結果,可提高一定溫度的環境下的溫度感測器元件的電阻值的穩定性。
抑制水分向感溫膜103的侵入亦可有助於抑制下述1)及2)所示般的測定精度的降低。 1)若水分於感溫膜103中擴散,則形成由水所得的離子通道,有產生由離子電導等引起的電傳導度的上升的傾向。由離子電導等引起的電傳導度的上升會降低將溫度變化作為電阻值來檢測的熱敏電阻型溫度感測器元件的測定精度。 2)若水分於感溫膜103中擴散,則產生基質樹脂103a的膨潤,有導電性域103b間的距離擴大的傾向。其會導致由溫度感測器元件進行檢測的電阻值的增加,降低測定精度。
構成感溫膜103的基質樹脂103a或感溫膜用高分子組成物中所含的基質樹脂的分子斂集度為40%以上有助於抑制如上所述的測定精度的降低,因此認為其結果可提高一定溫度的環境下的溫度感測器元件的電阻值的穩定性。
分子斂集性為基於分子間相互作用者。因此,用於提高基質樹脂的分子斂集性的一種方法為將容易產生分子間相互作用的官能基或部位導入至高分子鏈中。 作為所述官能基或部位,例如可列舉如羥基、羧基、胺基等般可形成氫鍵的官能基、可產生π-π堆積相互作用的官能基或部位(例如芳香族環等部位)等。
尤其若使用可π-π堆積的高分子作為基質樹脂,則由π-π堆積相互作用引起的堆積容易均勻地波及分子整體,因此可更有效果地抑制水分向感溫膜103的侵入。 另外,若使用可π-π堆積的高分子作為基質樹脂,則產生分子間相互作用的部位為疏水性,因此可更有效果地抑制水分向感溫膜103的侵入。
結晶性樹脂及液晶性樹脂亦由於具有高度的有序結構,因此適合作為分子斂集度高的基質樹脂103a。 但是,若分子斂集度過高,則溶媒溶解性降低,感溫膜的製膜變得困難。另外,膜變得剛直,容易破裂,可撓性降低。因此,基質樹脂的分子斂集度較佳為90%以下,更佳為85%以下。
就感溫膜103的耐熱性及感溫膜103的製膜性等觀點而言,可較佳地用作基質樹脂的樹脂之一為聚醯亞胺系樹脂。就容易產生π-π堆積相互作用而言,聚醯亞胺系樹脂較佳為包含芳香族環,更佳為於主鏈包含芳香族環。
聚醯亞胺系樹脂例如可藉由使二胺及四羧酸反應,或者除該些以外亦使醯氯化物反應而獲得。此處,所述二胺及四羧酸亦包含各自的衍生物。於本說明書中簡單記載為「二胺」的情況下,是指二胺及其衍生物,於簡單記載為「四羧酸」時,亦同樣地亦是指其衍生物。 二胺及四羧酸分別可僅使用一種,亦可併用兩種以上。
作為所述二胺,可列舉二胺、二胺基二矽烷類等,較佳為二胺。 作為二胺,可列舉芳香族二胺、脂肪族二胺、或該些的混合物,較佳為包含芳香族二胺。藉由使用芳香族二胺,能夠獲得可π-π堆積的聚醯亞胺系樹脂。 所謂芳香族二胺,是指胺基直接鍵結於芳香族環的二胺,亦可於其結構的一部分包含脂肪族基、脂環基或其他取代基。所謂脂肪族二胺,是指胺基直接鍵結於脂肪族基或脂環基的二胺,亦可於其結構的一部分包含芳香族基或其他取代基。 藉由使用於結構的一部分具有芳香族基的脂肪族二胺,亦能夠獲得可π-π堆積的聚醯亞胺系樹脂。
作為芳香族二胺,例如可列舉:苯二胺、二胺基甲苯、二胺基聯苯、雙(胺基苯氧基)聯苯、二胺基萘、二胺基二苯基醚、雙[(胺基苯氧基)苯基]醚、二胺基二苯基硫醚、雙[(胺基苯氧基)苯基]硫醚、二胺基二苯基碸、雙[(胺基苯氧基)苯基]碸、二胺基二苯甲酮、二胺基二苯基甲烷、雙[(胺基苯氧基)苯基]甲烷、雙胺基苯基丙烷、雙[(胺基苯氧基)苯基]丙烷、雙胺基苯氧基苯、雙[(胺基-α,α'-二甲基苄基)]苯、雙胺基苯基二異丙基苯、雙胺基苯基芴、雙胺基苯基環戊烷、雙胺基苯基環己烷、雙胺基苯基降冰片烷、雙胺基苯基金剛烷、所述化合物中的一個以上的氫原子取代為氟原子或包含氟原子的烴基(三氟甲基等)的化合物等。 芳香族二胺可僅使用一種,亦可併用兩種以上。
作為苯二胺,可列舉間苯二胺、對苯二胺等。 作為二胺基甲苯,可列舉2,4-二胺基甲苯、2,6-二胺基甲苯等。 作為二胺基聯苯,可列舉:聯苯胺(別稱:4,4'-二胺基聯苯)、鄰聯甲苯胺、間聯甲苯胺、3,3'-二羥基-4,4'-二胺基聯苯、2,2-雙(3-胺基-4-羥基苯基)丙烷(BAPA)、3,3'-二甲氧基-4,4'-二胺基聯苯、3,3'-二氯-4,4'-二胺基聯苯、2,2'-二甲基-4,4'-二胺基聯苯、3,3'-二甲基-4,4'-二胺基聯苯等。 作為雙(胺基苯氧基)聯苯,可列舉:4,4'-雙(4-胺基苯氧基)聯苯(BAPB)、3,3'-雙(4-胺基苯氧基)聯苯、3,4'-雙(3-胺基苯氧基)聯苯、4,4'-雙(2-甲基-4-胺基苯氧基)聯苯、4,4'-雙(2,6-二甲基-4-胺基苯氧基)聯苯、4,4'-雙(3-胺基苯氧基)聯苯等。
作為二胺基萘,可列舉2,6-二胺基萘、1,5-二胺基萘等。 作為二胺基二苯基醚,可列舉3,4'-二胺基二苯基醚、4,4'-二胺基二苯基醚等。 作為雙[(胺基苯氧基)苯基]醚,可列舉:雙[4-(3-胺基苯氧基)苯基]醚、雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]醚、雙[3-(3-胺基苯氧基)苯基]醚、雙(4-(2-甲基-4-胺基苯氧基)苯基)醚、雙(4-(2,6-二甲基-4-胺基苯氧基)苯基)醚等。
作為二胺基二苯基硫醚,可列舉:3,3'-二胺基二苯基硫醚、3,4'-二胺基二苯基硫醚、4,4'-二胺基二苯基硫醚。 作為雙[(胺基苯氧基)苯基]硫醚,可列舉:雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]硫醚、雙[3-(4-胺基苯氧基)苯基]硫醚、雙[4-(3-胺基苯氧基)苯基]硫醚、雙[3-(4-胺基苯氧基)苯基]硫醚、雙[3-(3-胺基苯氧基)苯基]硫醚等。 作為二胺基二苯基碸,可列舉:3,3'-二胺基二苯基碸、3,4'-二胺基二苯基碸、4,4'-二胺基二苯基碸等。 作為雙[(胺基苯氧基)苯基]碸,可列舉:雙[3-(4-胺基苯氧基)苯基]碸、雙[4-(4-胺基苯基)]碸、雙[3-(3-胺基苯氧基)苯基]碸、雙[4-(3-胺基苯基)]碸、雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]碸、雙[4-(2-甲基-4-胺基苯氧基)苯基]碸、雙[4-(2,6-二甲基-4-胺基苯氧基)苯基]碸等。 作為二胺基二苯甲酮,可列舉3,3'-二胺基二苯甲酮、4,4'-二胺基二苯甲酮等。
作為二胺基二苯基甲烷,可列舉:3,3'-二胺基二苯基甲烷、3,4'-二胺基二苯基甲烷、4,4'-二胺基二苯基甲烷等。 作為雙[(胺基苯氧基)苯基]甲烷,可列舉:雙[4-(3-胺基苯氧基)苯基]甲烷、雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]甲烷、雙[3-(3-胺基苯氧基)苯基]甲烷、雙[3-(4-胺基苯氧基)苯基]甲烷等。 作為雙胺基苯基丙烷,可列舉:2,2-雙(4-胺基苯基)丙烷、2,2-雙(3-胺基苯基)丙烷、2-(3-胺基苯基)-2-(4-胺基苯基)丙烷、2,2-雙(2-甲基-4-胺基苯基)丙烷、2,2-雙(2,6-二甲基-4-胺基苯基)丙烷等。 作為雙[(胺基苯氧基)苯基]丙烷,可列舉:2,2-雙[4-(2-甲基-4-胺基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-雙[4-(2,6-二甲基-4-胺基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-雙[4-(3-胺基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-雙[3-(3-胺基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-雙[3-(4-胺基苯氧基)苯基]丙烷等。
作為雙胺基苯氧基苯,可列舉:1,3-雙(3-胺基苯氧基)苯、1,3-雙(4-胺基苯氧基)苯、1,4-雙(3-胺基苯氧基)苯、1,4-雙(4-胺基苯氧基)苯、1,4-雙(2-甲基-4-胺基苯氧基)苯、1,4-雙(2,6-二甲基-4-胺基苯氧基)苯、1,3-雙(2-甲基-4-胺基苯氧基)苯、1,3-雙(2,6-二甲基-4-胺基苯氧基)苯等。 作為雙(胺基-α,α'-二甲基苄基)苯(別稱:雙胺基苯基二異丙基苯),可列舉:1,4-雙(4-胺基-α,α'-二甲基苄基)苯(BiSAP,別稱:α,α'-雙(4-胺基苯基)-1,4-二異丙基苯)、1,3-雙[4-(4-胺基-6-甲基苯氧基)-α,α'-二甲基苄基]苯、α,α'-雙(2-甲基-4-胺基苯基)-1,4-二異丙基苯、α,α'-雙(2,6-二甲基-4-胺基苯基)-1,4-二異丙基苯、α,α'-雙(3-胺基苯基)-1,4-二異丙基苯、α,α'-雙(4-胺基苯基)-1,3-二異丙基苯、α,α'-雙(2-甲基-4-胺基苯基)-1,3-二異丙基苯、α,α'-雙(2,6-二甲基-4-胺基苯基)-1,3-二異丙基苯、α,α'-雙(3-胺基苯基)-1,3-二異丙基苯等。
作為雙胺基苯基芴,可列舉:9,9-雙(4-胺基苯基)芴、9,9-雙(2-甲基-4-胺基苯基)芴、9,9-雙(2,6-二甲基-4-胺基苯基)芴等。 作為雙胺基苯基環戊烷,可列舉:1,1-雙(4-胺基苯基)環戊烷、1,1-雙(2-甲基-4-胺基苯基)環戊烷、1,1-雙(2,6-二甲基-4-胺基苯基)環戊烷等。 作為雙胺基苯基環己烷,可列舉:1,1-雙(4-胺基苯基)環己烷、1,1-雙(2-甲基-4-胺基苯基)環己烷、1,1-雙(2,6-二甲基-4-胺基苯基)環己烷、1,1-雙(4-胺基苯基)-4-甲基-環己烷等。
作為雙胺基苯基降冰片烷,可列舉:1,1-雙(4-胺基苯基)降冰片烷、1,1-雙(2-甲基-4-胺基苯基)降冰片烷、1,1-雙(2,6-二甲基-4-胺基苯基)降冰片烷等。 作為雙胺基苯基金剛烷,可列舉:1,1-雙(4-胺基苯基)金剛烷、1,1-雙(2-甲基-4-胺基苯基)金剛烷、1,1-雙(2,6-二甲基-4-胺基苯基)金剛烷等。
作為脂肪族二胺,例如可列舉:乙二胺、六亞甲基二胺、聚乙二醇雙(3-胺基丙基)醚、聚丙二醇雙(3-胺基丙基)醚、1,3-雙(胺基甲基)環己烷、1,4-雙(胺基甲基)環己烷、間苯二甲胺、對苯二甲胺、1,4-雙(2-胺基-異丙基)苯、1,3-雙(2-胺基-異丙基)苯、異佛爾酮二胺、降冰片烷二胺、矽氧烷二胺類、所述化合物中一個以上的氫原子取代為氟原子或包含氟原子的烴基(三氟甲基等)的化合物等。 脂肪族二胺可僅使用一種,亦可併用兩種以上。
作為四羧酸,可列舉:四羧酸、四羧酸酯類、四羧酸二酐等,較佳為包含四羧酸二酐。
作為四羧酸二酐,可列舉:均苯四甲酸二酐、3,3',4,4'-二苯甲酮四羧酸二酐、1,4-對苯二酚二苯甲酸酯-3,3',4,4'-四羧酸二酐、3,3',4,4'-聯苯四羧酸二酐、3,3',4,4'-二苯基醚四羧酸二酐(ODPA)、1,2,4,5-環己烷四羧酸二酐(HPMDA)、1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐、1,2,4,5-環戊烷四羧酸二酐、雙環[2,2,2]辛-7-烯-2,3,5,6-四羧酸二酐、2,3,3',4'-聯苯四羧酸二酐、3,3',4,4'-二苯甲酮四羧酸二酐、4,4-(對苯二氧基)二鄰苯二甲酸二酐、4,4-(間苯二氧基)二鄰苯二甲酸二酐; 2,2-雙(3,4-二羧基苯基)丙烷、2,2-雙(2,3-二羧基苯基)丙烷、雙(3,4-二羧基苯基)碸、雙(3,4-二羧基苯基)醚、雙(2,3-二羧基苯基)醚、1,1-雙(2,3-二羧基苯基)乙烷、雙(2,3-二羧基苯基)甲烷、雙(3,4-二羧基苯基)甲烷等四羧酸的二酐; 所述化合物中一個以上的氫原子取代為氟原子或包含氟原子的烴基(三氟甲基等)的化合物等。 四羧酸二酐可僅使用一種,亦可併用兩種以上。
作為醯氯化物,可列舉四羧酸化合物、三羧酸化合物及二羧酸化合物的醯氯化物,其中較佳為使用二羧酸化合物的醯氯化物。作為二羧酸化合物的醯氯化物的例子,可列舉4,4'-氧基雙(苯甲醯氯)〔4,4'-oxybis(benzoyl chloride),OBBC〕、對苯二甲醯氯(terephthaloyl chloride,TPC)等。
若基質樹脂103a包含氟原子,則有可更有效果地抑制水分侵入感溫膜103的傾向。包含氟原子的聚醯亞胺系樹脂可藉由於其製備中使用的二胺及四羧酸的至少任一者中使用包含氟原子者來製備。 包含氟原子的二胺的一例為2,2'-雙(三氟甲基)聯苯胺(TFMB)。包含氟原子的四羧酸的一例為4,4'-(1,1,1,3,3,3-六氟丙烷-2,2-二基)二鄰苯二甲酸二酐(6FDA)。
聚醯亞胺系樹脂的重量平均分子量較佳為20000以上,更佳為50000以上,另外,較佳為1000000以下,更佳為500000以下。 重量平均分子量可藉由粒徑篩析層析(size exclusion chromatograph)裝置來求出。
基質樹脂103a中,當將構成其的全部樹脂成分設為100質量%時,較佳為包含50質量%以上、更佳為70質量%以上、進而佳為90質量%以上、進而更佳為95質量%以上、特佳為100質量%的聚醯亞胺系樹脂。聚醯亞胺系樹脂較佳為包含芳香族環的聚醯亞胺系樹脂,更佳為包含芳香族環及氟原子的聚醯亞胺系樹脂。
另一方面,就製膜性的觀點而言,基質樹脂103a較佳為具有容易製膜的特性者。作為其一例,基質樹脂103a較佳為濕式製膜性優異的可溶性樹脂。作為賦予此種特性的樹脂結構,可列舉於主鏈中適度具有彎曲結構者,例如可列舉於主鏈含有醚鍵而彎曲的方法、於主鏈導入烷基等取代基而藉由立體阻礙來彎曲的方法等。
[3-3]感溫膜的構成 感溫膜103具有包括基質樹脂103a及基質樹脂103a中所含有的多個導電性域103b的構成。多個導電性域103b較佳為分散於基質樹脂103a中。導電性域103b較佳為含有包含共軛高分子及摻雜劑的導電性高分子,更佳為由導電性高分子構成。
於感溫膜103中,就有效果地抑制水分向感溫膜103的侵入的觀點而言,相對於基質樹脂103a、共軛高分子及摻雜劑的合計量100質量%,共軛高分子及摻雜劑的合計含量較佳為90質量%以下,更佳為80質量%以下,進而佳為70質量%以下,進而更佳為60質量%以下。若共軛高分子及摻雜劑的合計含量超過90質量%,則感溫膜103中的基質樹脂103a的含量變小,因此有抑制水分向感溫膜103的侵入的效果下降的傾向。
就降低溫度感測器元件的電力消耗的觀點及溫度感測器元件的正常運作的觀點而言,相對於基質樹脂103a、共軛高分子及摻雜劑的合計量100質量%,感溫膜103中共軛高分子及摻雜劑的合計含量較佳為5質量%以上,更佳為10質量%以上,進而佳為20質量%以上,進而更佳為30質量%以上。
若共軛高分子及摻雜劑的合計含量小,則有電阻增大的傾向,測定中所需的電流增加,因此電力消耗有時會顯著增大。另外,由於共軛高分子及摻雜劑的合計含量小,因此有時無法獲得電極間的導通。若共軛高分子及摻雜劑的合計含量小,則有時會因流過的電流而產生焦耳熱,有時溫度測定本身亦會變得困難。因此,能夠形成導電性高分子的共軛高分子及摻雜劑的合計含量較佳為所述範圍內。
感溫膜103的厚度並無特別限制,例如為0.3 μm以上且50 μm以下。就溫度感測器元件的可撓性的觀點而言,感溫膜103的厚度較佳為0.3 μm以上且40 μm以下。
[3-4]感溫膜的製作 於導電性域103b包含導電性高分子的情況下,感溫膜103可藉由以下方式而獲得:藉由將共軛高分子、摻雜劑、基質樹脂(例如熱塑性樹脂)及溶劑攪拌混合而製備感溫膜用高分子組成物,並由該組成物進行製膜。作為成膜方法,例如可列舉於基板104上塗佈感溫膜用高分子組成物,繼而將其乾燥,根據需要進一步進行熱處理的方法。作為感溫膜用高分子組成物的塗佈方法,並無特別限制,例如可列舉旋塗法、網版印刷法、噴墨印刷法、浸塗法、氣刀塗佈法、輥塗法、凹版塗佈法、刮塗法、滴加法等。
於由活性能量線硬化性樹脂或熱硬化性樹脂形成基質樹脂103a的情況下,進一步實施硬化處理。於使用活性能量線硬化性樹脂或熱硬化性樹脂的情況下,有時不需要向感溫膜用高分子組成物中添加溶劑,該情況下亦不需要乾燥處理。
於導電性域103b由導電性高分子形成的情況下,感溫膜用高分子組成物中,通常共軛高分子及摻雜劑形成導電性高分子的粒子(導電性粒子),其分散於該組成物中。本說明書中,亦將形成感溫膜用高分子組成物中存在的該導電性高分子等的導電性域103b的粒子稱為「導電性粒子」。感溫膜用高分子組成物中的導電性粒子形成感溫膜103中的導電性域103b。
感溫膜用高分子組成物(除溶劑以外)中的基質樹脂的含量與由該組成物形成的感溫膜103中的基質樹脂的含量實質上相同。於導電性域103b由導電性高分子以外的材料形成的情況下亦同樣。 感溫膜用高分子組成物中所含的各成分的含量為各成分相對於除溶劑以外的感溫膜用高分子組成物的各成分的合計的含量,較佳為與由感溫膜用高分子組成物形成的感溫膜103中的各成分的含量實質上相同。
於導電性域103b由導電性高分子形成的情況下,就製膜性的觀點而言,感溫膜用高分子組成物中所含的溶劑較佳為能夠溶解共軛高分子、摻雜劑及基質樹脂的溶劑。 溶劑較佳為根據所使用的共軛高分子、摻雜劑及基質樹脂在溶劑中的溶解性等進行選擇。 作為能夠使用的溶劑,例如可列舉:N-甲基-2-吡咯啶酮、N,N-二甲基乙醯胺、N,N-二乙基乙醯胺、N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二乙基甲醯胺、N-甲基己內醯胺、N-甲基甲醯胺、N,N,2-三甲基丙醯胺、六甲基磷醯胺、四亞甲基碸、二甲基亞碸、間甲酚、苯酚、對氯苯酚、2-氯-4-羥基甲苯、二乙二醇二甲醚(diglyme)、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚、二噁烷、γ-丁內酯、二氧雜環戊烷、環己酮、環戊酮、1,4-二噁烷、ε-己內醯胺、二氯甲烷、氯仿等。 溶劑可僅使用一種,亦可併用兩種以上。
感溫膜用高分子組成物可含有一種或兩種以上的抗氧化劑、阻燃劑、塑化劑、紫外線吸收劑等添加劑。
於導電性域103b由導電性高分子形成的情況下,當將感溫膜用高分子組成物的固體成分(除溶劑以外的全部成分)設為100質量%時,感溫膜用高分子組成物中的共軛高分子、摻雜劑及基質樹脂的合計含量較佳為90質量%以上。該合計含量更佳為95質量%以上,進而佳為98質量%以上,亦可為100質量%。
[4]溫度感測器元件 溫度感測器元件可包括除所述構成部件以外的其他構成部件。作為其他構成部件,例如可列舉電極、絕緣層、用於密封感溫膜的密封層等溫度感測器元件中通常所使用者。
包括所述感溫膜的溫度感測器元件於置於為一定溫度的環境下時,所檢測的電阻值不易觀察到變動,可較先前的溫度感測器元件更準確地測定溫度。其可藉由將溫度感測器元件靜置於一定溫度的環境下,測定靜置時間的電阻值的變動來進行評價,例如可藉由以下方法進行評價。
首先,利用導線等將溫度感測器元件的一對電極與市售的數位萬用表連接,使用市售的帕耳帖(Peltier)溫度控制器將溫度感測器元件的溫度調整為規定的溫度。測定自將溫度感測器元件調整為規定溫度起經過一定時間後的電阻值R1、及進一步經過一定時間後的電阻值R2。電阻值R1及電阻值R2較佳為於溫度感測器可使用的溫度範圍的兩點進行測定。再者,後述的實施例中,將溫度感測器元件分別調整為溫度20℃或50℃,於調整起5分鐘後測定電阻值R1,於60分鐘後測定電阻值R2。
將如上所述測定的電阻值代入下述式,可求出電阻值的變化率r(%)。 r(%)=100×(|R1-R2|/R1)
變化率r(%)的數值越小,意味著於置於為一定溫度的環境下時,利用溫度感測器元件進行檢測的電阻值越不易產生變動。溫度感測器元件將溫度變化作為電阻值來檢測,因此根據此種溫度感測器元件,於一定溫度的環境下觀察到的溫度變化少,可更準確地測定溫度。
變化率r(%)較佳為1%以下。更佳為0.95%以下,進而佳為0.9%以下。變化率r(%)越接近0%越佳。變化率r(%)較佳為於兩點以上的溫度下為所述變化率的範圍。若於兩點以上的溫度下為所述變化率,則有於應用溫度感測器的溫度範圍可更準確地測定溫度的傾向,因此較佳。 [實施例]
以下,示出實施例來更具體地說明本發明,但本發明並不受該些例子限定。例中,只要並無特別說明,則表示含量或使用量的%及份為質量基準。
(製造例1:脫摻雜聚苯胺的製備) 脫摻雜聚苯胺如下述[1]及[2]所示,藉由製備鹽酸摻雜聚苯胺,並將其脫摻雜來製備。
[1]鹽酸摻雜聚苯胺的製備 使苯胺鹽酸鹽(關東化學(股)製造)5.18 g溶解於水50 mL中,製備第一水溶液。另外,使過硫酸銨(富士軟片和光純藥(股)製造)11.42 g溶解於水50 mL中,製備第二水溶液。 接著,一邊將第一水溶液調溫至35℃,一邊使用磁力攪拌器以400 rpm攪拌10分鐘,其後,一邊於相同溫度下攪拌,一邊以5.3 mL/min的滴加速度向第一水溶液中滴加第二水溶液。滴加後,將反應液保持為35℃,進而反應5小時,結果於反應液中析出固體。 其後,使用濾紙(日本工業標準(Japanese Industrial Standards,JIS)P 3801化學分析用兩種)對反應液進行抽吸過濾,利用水200 mL清洗所獲得的固體。其後,利用0.2 M鹽酸100 mL、繼而利用丙酮200 mL進行清洗後利用真空烘箱加以乾燥,獲得下述式(1)所表示的鹽酸摻雜聚苯胺。
[化1]
Figure 02_image001
[2]脫摻雜聚苯胺的製備 使所述[1]中獲得的鹽酸摻雜聚苯胺的4 g分散於100 mL的12.5質量%的氨水中,利用磁力攪拌器攪拌約10小時,結果於反應液中析出固體。 其後,使用濾紙(JIS P 3801化學分析用兩種)對反應液進行抽吸過濾,利用水200 mL、繼而利用丙酮200 mL清洗所獲得的固體。其後,於50℃下加以真空乾燥,獲得下述式(2)所表示的脫摻雜聚苯胺。以濃度為5質量%的方式,使脫摻雜聚苯胺溶解於N-甲基吡咯啶酮(NMP;東京化成工業(股))中,製備脫摻雜聚苯胺(共軛高分子)的溶液。
[化2]
Figure 02_image003
(製造例2:基質樹脂1的製備) 依照國際公開第2017/179367號的實施例1的記載,作為二胺使用下述式(3)所表示的2,2'-雙(三氟甲基)聯苯胺(TFMB),作為四羧酸二酐使用下述式(4)所表示的4,4'-(1,1,1,3,3,3-六氟丙烷-2,2-二基)二鄰苯二甲酸二酐(6FDA),製造具有下述式(5)所表示的重複單元的聚醯亞胺的粉體。 以濃度為8質量%的方式使所述粉體溶解於丙二醇1-單甲醚2-乙酸酯中,製備聚醯亞胺溶液(1)。以下的實施例中,使用聚醯亞胺溶液(1)作為基質樹脂1。
[化3]
Figure 02_image005
(製造例3:基質樹脂2的製備) 依照日本專利特開2018-119132號公報的實施例5,於氮氣環境下,向具備攪拌葉片的1 L可分離式燒瓶中加入52 g(162.38 mmol)的所述式(3)所表示的TFMB及二甲基乙醯胺(DMAc)884.53 g,一邊於室溫下攪拌一邊使TFMB溶解於DMAc中。 接著,向燒瓶中添加17.22 g(38.79 mmol)的所述式(4)所表示的6FDA,於室溫下攪拌3小時。 其後,向燒瓶中加入下述式(6)所表示的4,4'-氧基雙(苯甲醯氯)〔OBBC〕4.80 g(16.26 mmol),繼而加入對苯二甲醯氯(TPC)19.81 g(97.57 mmol),於室溫下攪拌1小時。 繼而,向燒瓶中加入吡啶8.73 g(110.42 mmol)及乙酸酐19.92 g(195.15 mmol),於室溫下攪拌30分鐘後,使用油浴升溫至70℃,進而攪拌3小時,獲得反應液。 將所獲得的反應液冷卻至室溫,以絲狀投入至大量的甲醇中,取出析出的沈澱物,於甲醇中浸漬6小時後,利用甲醇進行清洗。 接著,於100℃下進行沈澱物的減壓乾燥,獲得聚醯亞胺的粉體。 以濃度為8質量%的方式使所述粉體溶解於γ-丁內酯中,製備聚醯亞胺溶液(2)。以下的實施例中,使用聚醯亞胺溶液(2)作為基質樹脂2。
[化4]
Figure 02_image007
(製造例4:基質樹脂3的製備) 作為二胺,使用下述式(7)所表示的4,4'-雙(4-胺基苯氧基)聯苯(BAPB)及下述式(8)所表示的1,4-雙(4-胺基-α,α-二甲基苄基)苯(BiSAP),作為四羧酸二酐,使用下述式(9)所表示的1,2,4,5-環己烷四羧酸二酐(HPMDA)。將BAPB:BiSAP:HPMDA的莫耳比設為0.5:0.5:1,除此以外,依照日本專利特開2016-186004號公報的合成例2的記載獲得聚醯亞胺溶液,依照該公報的實施例2的記載獲得聚醯亞胺粉體。 以濃度為8質量%的方式使所述粉體溶解於γ-丁內酯中,製備聚醯亞胺溶液(3)。以下的實施例中,使用聚醯亞胺溶液(3)作為基質樹脂3。
[化5]
Figure 02_image009
(製造例5:基質樹脂4的製備) 以濃度為8質量%的方式使聚乙烯醇(西格瑪奧德里奇(Sigma-Aldrich)公司製造,重量平均分子量:89000~90000)溶解於蒸餾水中,製備聚乙烯醇溶液(1)。以下的實施例中,使用聚乙烯醇溶液(1)作為基質樹脂4。
(製造例6:基質樹脂5的製備) 以濃度為8質量%的方式使聚丙烯酸(富士軟片和光純藥(股)製造,重量平均分子量:25000)溶解於蒸餾水中,製備聚丙烯酸溶液(1)。以下的實施例中,使用聚丙烯酸溶液(1)作為基質樹脂5。
(製造例7:基質樹脂6的製備) 以濃度為8質量%的方式使聚苯乙烯(西格瑪奧德里奇(Sigma-Aldrich)公司製造,重量平均分子量:~350000,數量平均分子量:~170000)溶解於甲苯中,製備聚苯乙烯溶液(1)。以下的實施例中,使用聚苯乙烯溶液(1)作為基質樹脂6。
<實施例1> [1]感溫膜用高分子組成物的製備 將製造例1中製備的脫摻雜聚苯胺的溶液0.500 g、NMP(東京化成工業(股))0.920 g、作為基質樹脂1的聚醯亞胺溶液(1)0.730 g、作為摻雜劑的(+)-樟腦磺酸(東京化成工業(股))0.026 g混合,製備感溫膜用高分子組成物。
[2]溫度感測器元件的製作 參照圖3及圖4對溫度感測器元件的製作順序進行說明。 參照圖3,於一邊為5 cm的正方形的玻璃基板(康寧公司的「益高(EAGLE)XG」)的其中一個表面上,藉由使用離子塗佈機(ion coater)(榮工(Eiko)(股)製造的「IB-3」)的濺鍍,形成一對長度2 cm×寬度3 mm的長方形的Au電極。 藉由使用掃描式電子顯微鏡(SEM)的剖面觀察而得出的Au電極的厚度為200 nm。 接著,參照圖4,於形成於玻璃基板上的一對Au電極之間滴加200 μL的所述[1]中製備的感溫膜用高分子組成物。藉由滴加而形成的感溫膜用高分子組成物的膜與兩方的電極接觸。其後,於常壓下以50℃進行2小時以及於真空下以50℃進行2小時的乾燥處理後,以100℃進行約1小時的熱處理,藉此形成感溫膜,製作溫度感測器元件。藉由戴科泰克(Dektak)KXT(布魯克(BRUKER)公司製造)來測定感溫膜的厚度,結果為30 μm。
<實施例2> 將實施例1的聚醯亞胺溶液(1)變更為作為基質樹脂2的聚醯亞胺溶液(2),除此以外,以與實施例1相同的方式製備感溫膜用高分子組成物。使用該感溫膜用高分子組成物,以與實施例1相同的方式形成感溫膜,製作溫度感測器元件。以與實施例1相同的方式測定感溫膜的厚度,結果為30 μm。
<實施例3> 將實施例1的聚醯亞胺溶液(1)變更為作為基質樹脂3的聚醯亞胺溶液(3),除此以外,以與實施例1相同的方式製備感溫膜用高分子組成物。使用該感溫膜用高分子組成物,以與實施例1相同的方式形成感溫膜,製作溫度感測器元件。以與實施例1相同的方式測定感溫膜的厚度,結果為30 μm。
<比較例1> 將實施例1的聚醯亞胺溶液(1)變更為作為基質樹脂4的聚乙烯醇溶液(1),除此以外,以與實施例1相同的方式製備感溫膜用高分子組成物。使用該感溫膜用高分子組成物,以與實施例1相同的方式形成感溫膜,製作溫度感測器元件。以與實施例1相同的方式測定感溫膜的厚度,結果為30 μm。
<比較例2> 將實施例1的聚醯亞胺溶液(1)變更為作為基質樹脂5的聚丙烯酸溶液(1),除此以外,以與實施例1相同的方式製備感溫膜用高分子組成物。使用該感溫膜用高分子組成物,以與實施例1相同的方式形成感溫膜,製作溫度感測器元件。以與實施例1相同的方式測定感溫膜的厚度,結果為30 μm。
<比較例3> 將實施例1的聚醯亞胺溶液(1)變更為作為基質樹脂6的聚苯乙烯溶液(1),除此以外,以與實施例1相同的方式製備感溫膜用高分子組成物。使用該感溫膜用高分子組成物,以與實施例1相同的方式形成感溫膜,製作溫度感測器元件。以與實施例1相同的方式測定感溫膜的厚度,結果為30 μm。
於實施例1~實施例3及比較例1~實施例3中製備的感溫膜用高分子組成物中,基質樹脂於作為共軛高分子的聚苯胺及基質樹脂的合計量100質量%中的含有率均為53.6質量%。 將拍攝實施例2中製作的溫度感測器元件所具有的感溫膜的剖面而得的SEM照片示於圖5中。顯白的部分為分散配置於基質樹脂中的導電性域。
[基質樹脂的分子斂集度的測定] 基質樹脂的分子斂集度是對分別包含製造例2~製造例7中製備的基質樹脂1~基質樹脂6的溶液進行以下操作來測定。首先,於玻璃基板的其中一個表面上,藉由旋塗而塗佈含有基質樹脂的溶液。其後,於常壓下以50℃進行2小時、繼而於真空下以50℃進行2小時的乾燥處理後,以100℃進行約1小時的熱處理,形成基質樹脂的膜。基質樹脂的膜的厚度為10 μm。
對於所獲得的基質樹脂的膜,使用X射線繞射裝置來測定X射線分佈。測定條件如下。 X射線繞射裝置:理學(Rigaku)(股)製造的「Smart lab」 X射線源:CuKα X射線入射角(ω):固定為0.2° 輸出:9 kW(45 kV-200 mA) 測定範圍:2θ=0°~40° 步進:0.04° 掃描速度:2θ=4°/min 狹縫:索勒(Soller)/平行狹縫準直儀(Parallel Slit Collimator,PSC)=5°、IS長度=15 mm、平行狹縫分析儀(Parallel Slit Analyzer,PSA)=0.5度(deg)、接收狹縫(receiving slit,RS)=打開(Open)、IS=0.2 mm
對於所獲得的X射線分佈,使用自由軟體(Fityk)利用高斯函數進行擬合,分離為源自有序結構的峰值及源自非晶的峰值。對於各基質樹脂,將分離出的峰值的歸屬示於以下。
<基質樹脂1~基質樹脂3> ・源自有序結構的峰值 2θ=13.2    面內方向的分子鏈斂集 2θ=16.3    面外方向的層結構 2θ=23.7    苯環的π-π堆積 ・源自非晶的峰值 2θ=19.4    非晶
<基質樹脂4> ・源自有序結構的峰值 2θ=10.8    (100)面 2θ=19.4    (101-)面 2θ=20.0    (101)面 2θ=22.9    (200)面 ・源自非晶的峰值 2θ=20.1    非晶
<基質樹脂5> 未觀察到源自有序結構的峰值。
<基質樹脂6> 未觀察到源自有序結構的峰值。
基於X射線分佈的峰值分離結果,依照下述式(I)求出基質樹脂的分子斂集度。將結果示於表1中。 分子斂集度(%)=100×(源自有序結構的峰值的面積)/(全部峰值的合計面積)       (I)
源自有序結構的峰值是指峰值的半值寬為10°以下的峰值。全部峰值是指源自有序結構的峰值及源自非晶的峰值。源自非晶的峰值是指峰值的半值寬超過10°的峰值。
[溫度感測器元件的評價] 對在常溫(約30%RH)下置於一定溫度的環境下的溫度感測器元件所顯示的電阻值的穩定性進行評價。具體而言如下所述。 利用導線將溫度感測器元件所具有的一對Au電極與數位萬用表(利利普(OWON)公司製造的「B35T+」)連接。使用帕耳帖溫度控制器(海亞禧萊皮克(HAYASHI-REPIC)(股)製造的「HMC-10F-0100」)將溫度感測器元件的溫度調整為20℃。測定自將溫度感測器元件調整為20℃起5分鐘後的電阻值R5及60分鐘後的電阻值R60。依照下述式求出電阻值的變化率r(%)。將結果示於表1中。 r(%)=100×(|R5-R60|/R5) 變化率r(%)越小,意味著於置於為一定溫度的環境下時,利用溫度感測器元件進行檢測的電阻值越不易產生變動。
另外,將溫度感測器元件的溫度調整為50℃,除此以外,以與所述相同的方式求出變化率r(%)。將結果一併示於表1中。
[表1]
  基質樹脂 電阻值的變化率r (%)
No. 分子斂集度 (%) 溫度20℃ 溫度50℃
實施例1 1 68.9 0.39 0.89
實施例2 2 67.9 0.44 0.77
實施例3 3 43.6 0.42 0.45
比較例1 4 37.6 99.08 1.05
比較例2 5 0 0.59 3.83
比較例3 6 0 1.35 2.24
100:溫度感測器元件 101:第一電極 102:第二電極 103:感溫膜 103a:基質樹脂 103b:導電性域 104:基板
圖1是表示本發明的溫度感測器元件的一例的概略俯視圖。 圖2是表示本發明的溫度感測器元件的一例的概略剖面圖。 圖3是表示實施例1的溫度感測器元件的製作方法的概略俯視圖。 圖4是表示實施例1的溫度感測器元件的製作方法的概略俯視圖。 圖5是實施例1的溫度感測器元件所包括的感溫膜的掃描式電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope,SEM)照片。
100:溫度感測器元件
101:第一電極
102:第二電極
103:感溫膜
104:基板

Claims (6)

  1. 一種溫度感測器元件,包括:一對電極;以及感溫膜,所述感溫膜與所述一對電極接觸配置,且 所述感溫膜包含基質樹脂及所述基質樹脂中所含有的多個導電性域, 構成所述感溫膜的所述基質樹脂的分子斂集度為40%以上,所述分子斂集度是基於藉由X射線繞射法的測定且依照下述式(I)而求出: 分子斂集度(%)=100×(源自有序結構的峰值的面積)/(全部峰值的合計面積)       (I)。
  2. 如請求項1所述的溫度感測器元件,其中所述導電性域包含導電性高分子。
  3. 一種溫度感測器元件,包括:一對電極;以及感溫膜,所述感溫膜與所述一對電極接觸配置,且 所述感溫膜由包含基質樹脂及導電性粒子的高分子組成物形成,所述基質樹脂的分子斂集度為40%以上,所述分子斂集度是基於藉由X射線繞射法的測定且依照下述式(I)而求出: 分子斂集度(%)=100×(源自有序結構的峰值的面積)/(全部峰值的合計面積)       (I)。
  4. 如請求項3所述的溫度感測器元件,其中所述導電性粒子包含導電性高分子。
  5. 如請求項1至請求項4中任一項所述的溫度感測器元件,其中所述基質樹脂包含聚醯亞胺系樹脂。
  6. 如請求項5所述的溫度感測器元件,其中所述聚醯亞胺系樹脂包含芳香族環。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230038545A (ko) 2020-09-30 2023-03-20 닛폰세이테츠 가부시키가이샤 고강도 강판
DE102022129686A1 (de) 2022-11-10 2024-05-16 Att Advanced Thermal Technologies Gmbh Druckbare Paste, Herstellverfahren einer druckbaren Paste, gedruckter Dünnfilm mit der druckbaren Paste, Herstellverfahren des gedruckten Dünnfilms, sowie Temperaturfühler und Einschaltstrombegrenzer mit dem gedruckten Dünnfilm, Verwendung des gedruckten Dünnfilms in einem elektrischen Bauteil

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI69878C (fi) * 1984-06-12 1986-05-26 Tikkurilan Vaeritehtaat Oy Vattentaet vaederbestaendig och vaesentligen oelastisk textil foerfarande foer tillverkning av densamma och av densamma bidat element
JP3053633B2 (ja) 1990-03-06 2000-06-19 株式会社クラベ 薄膜型サーミスタ素子
JPH11297506A (ja) * 1998-04-16 1999-10-29 Unitika Ltd 正の抵抗温度特性を有する導電性組成物及びその製造方法並びにそれを用いた自己温度制御性面状発熱体
JP3884979B2 (ja) * 2002-02-28 2007-02-21 キヤノン株式会社 電子源ならびに画像形成装置の製造方法
JP2004335738A (ja) 2003-05-07 2004-11-25 Shin Etsu Polymer Co Ltd 有機ntc組成物及びそれを用いた有機ntc素子
JP2007103526A (ja) * 2005-09-30 2007-04-19 Tdk Corp サーミスタ
US8003016B2 (en) * 2007-09-28 2011-08-23 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. Thermoplastic composition with improved positive temperature coefficient behavior and method for making thereof
US11251455B2 (en) * 2012-04-11 2022-02-15 Ionic Materials, Inc. Solid ionically conducting polymer material
JP6867632B2 (ja) 2017-01-30 2021-04-28 株式会社村田製作所 温度センサ
EP3373310A1 (en) * 2017-03-06 2018-09-12 Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Printed temperature sensor

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