JPH06124803A - 導電性複合体 - Google Patents
導電性複合体Info
- Publication number
- JPH06124803A JPH06124803A JP27280492A JP27280492A JPH06124803A JP H06124803 A JPH06124803 A JP H06124803A JP 27280492 A JP27280492 A JP 27280492A JP 27280492 A JP27280492 A JP 27280492A JP H06124803 A JPH06124803 A JP H06124803A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 超高分子量ポリオレフィン２０〜９０重量
％、平均粒径１〜２０μmの微粒状グラッシーカーボン
０〜４０重量％および平均粒径４０〜４００μmの微粒
状グラッシーカーボン１０〜７０重量％を含有する組成
物を加熱成形してなる正温度係数を有する導電性複合
体。 【効果】 本発明の導電性複合体は安定した正温度係数
を有するため、電気デバイスのヒューズ、面状発熱体等
に最適に用いられる。
％、平均粒径１〜２０μmの微粒状グラッシーカーボン
０〜４０重量％および平均粒径４０〜４００μmの微粒
状グラッシーカーボン１０〜７０重量％を含有する組成
物を加熱成形してなる正温度係数を有する導電性複合
体。 【効果】 本発明の導電性複合体は安定した正温度係数
を有するため、電気デバイスのヒューズ、面状発熱体等
に最適に用いられる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、安定した正温度係数
（以下、ＰＴＣという）を有する導電性複合体に関する
ものである。
（以下、ＰＴＣという）を有する導電性複合体に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】ＰＴＣとは、特定の温度領域において、
その電気抵抗値が温度の上昇と共に急激に増加する性質
のことであり、ＰＴＣの性質を有する従来の導電性組成
物としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン
等の結晶性ポリマーにカーボンブラックや金属粉末を充
填した導電性組成物が知られている。例えば、特開昭６
１−２１８１１７号公報には、分子量２０〜４０万のポ
リエチレンとカーボンブラックを混合し、ペレット化し
た後、射出成形法により得られた成形物に電子線を照射
し、ＰＴＣの性質を有する導電性組成物を得る方法が開
示されている。
その電気抵抗値が温度の上昇と共に急激に増加する性質
のことであり、ＰＴＣの性質を有する従来の導電性組成
物としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン
等の結晶性ポリマーにカーボンブラックや金属粉末を充
填した導電性組成物が知られている。例えば、特開昭６
１−２１８１１７号公報には、分子量２０〜４０万のポ
リエチレンとカーボンブラックを混合し、ペレット化し
た後、射出成形法により得られた成形物に電子線を照射
し、ＰＴＣの性質を有する導電性組成物を得る方法が開
示されている。
【０００３】また、特開昭６２−１６７３５８号公報に
は、ポリエチレン等の有機高分子とカーボンブラックを
溶融混合し、それを微粉砕して電子線を照射し、マトリ
ックスポリマーとブレンドして成形した後、さらに電子
線を照射し、ＰＴＣの性質を有する導電性ポリマー組成
物を得る方法が開示されている。また、特願平３−５８
３２７号公報には、超高分子量ポリオレフィンと微粒状
のグラッシーカーボンからなるＰＴＣ複合体およびその
製造方法が開示されている。
は、ポリエチレン等の有機高分子とカーボンブラックを
溶融混合し、それを微粉砕して電子線を照射し、マトリ
ックスポリマーとブレンドして成形した後、さらに電子
線を照射し、ＰＴＣの性質を有する導電性ポリマー組成
物を得る方法が開示されている。また、特願平３−５８
３２７号公報には、超高分子量ポリオレフィンと微粒状
のグラッシーカーボンからなるＰＴＣ複合体およびその
製造方法が開示されている。
【０００４】しかしながら、いずれの場合も、得られた
組成物はＰＴＣの性質を有しているが、回路に過電流や
過電圧などの異常が生じた場合、回路をオフにしても抵
抗値が初期の値に復帰せず、時には１０倍以上の値にな
るという欠点を有していた。
組成物はＰＴＣの性質を有しているが、回路に過電流や
過電圧などの異常が生じた場合、回路をオフにしても抵
抗値が初期の値に復帰せず、時には１０倍以上の値にな
るという欠点を有していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ＰＴ
Ｃ現象を繰り返して発現させても、常温に戻した時の抵
抗値が安定して初期の値に回復するという優れた特性を
有する導電性複合体を提供することにある。
Ｃ現象を繰り返して発現させても、常温に戻した時の抵
抗値が安定して初期の値に回復するという優れた特性を
有する導電性複合体を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決すべく鋭意研究した結果、超高分子量ポリオレフ
ィンと共に平均粒径の異なる２種類の微粒状グラッシー
カーボンを用いると、その目的が達成できることを見い
出し、本発明に到達した。すなわち、本発明は、超高分
子量ポリオレフィン２０〜９０重量％、平均粒径１〜２
０μmの微粒状グラッシーカーボン０〜４０重量％およ
び平均粒径４０〜４００μｍの微粒状グラッシーカーボ
ン１０〜７０重量％を含有する組成物を加熱成形してな
る正温度係数を有する導電性複合体を要旨とするもので
ある。
を解決すべく鋭意研究した結果、超高分子量ポリオレフ
ィンと共に平均粒径の異なる２種類の微粒状グラッシー
カーボンを用いると、その目的が達成できることを見い
出し、本発明に到達した。すなわち、本発明は、超高分
子量ポリオレフィン２０〜９０重量％、平均粒径１〜２
０μmの微粒状グラッシーカーボン０〜４０重量％およ
び平均粒径４０〜４００μｍの微粒状グラッシーカーボ
ン１０〜７０重量％を含有する組成物を加熱成形してな
る正温度係数を有する導電性複合体を要旨とするもので
ある。
【０００７】本発明の導電性複合体は、超高分子量ポリ
オレフィンおよび平均粒径の異なる２種の微粒状グラッ
シーカーボンからなり、微粒状グラッシーカーボンの全
含有量が１０〜８０重量％、好ましくは２０〜７０重量
％である。１０重量％未満では十分な導電性が得られ難
く、８０重量％を越えると複合体の強度が弱くなる傾向
にあり、好ましくない。
オレフィンおよび平均粒径の異なる２種の微粒状グラッ
シーカーボンからなり、微粒状グラッシーカーボンの全
含有量が１０〜８０重量％、好ましくは２０〜７０重量
％である。１０重量％未満では十分な導電性が得られ難
く、８０重量％を越えると複合体の強度が弱くなる傾向
にあり、好ましくない。
【０００８】本発明で用いる超高分子量ポリオレフィン
は特に限定されず、例えば、エチレン、プロピレン、１
−ブテン、１−ヘキセン、１−オクテン、１−デセン、
１−ドデセン、４−メチル−１−ペンテン等のα−オレ
フィンの単独重合体または共重合体が挙げられる。特
に、エチレンの単独重合体が好ましい。超高分子量ポリ
オレフィンを１３５℃のデカリン溶媒中で測定した極限
粘度は、４００mｌ／g以上５０００mｌ／g以下、好まし
くは５００mｌ／g以上４０００mｌ／g以下である。極限
粘度が４００mｌ／g未満であると、得られた複合体の強
度が充分でなく、５０００mｌ／gを越えると成形が困難
になる傾向にある。
は特に限定されず、例えば、エチレン、プロピレン、１
−ブテン、１−ヘキセン、１−オクテン、１−デセン、
１−ドデセン、４−メチル−１−ペンテン等のα−オレ
フィンの単独重合体または共重合体が挙げられる。特
に、エチレンの単独重合体が好ましい。超高分子量ポリ
オレフィンを１３５℃のデカリン溶媒中で測定した極限
粘度は、４００mｌ／g以上５０００mｌ／g以下、好まし
くは５００mｌ／g以上４０００mｌ／g以下である。極限
粘度が４００mｌ／g未満であると、得られた複合体の強
度が充分でなく、５０００mｌ／gを越えると成形が困難
になる傾向にある。
【０００９】前記超高分子量ポリオレフィンとしては、
粒径５〜８００μmのものが使用され、１０〜１００μm
のものが好ましい。粒径が５μm未満のものは二次凝集
をおこしやすく、８００μmを越えるものを使用すると
充分な強度を有する複合体が得られにくくなる。
粒径５〜８００μmのものが使用され、１０〜１００μm
のものが好ましい。粒径が５μm未満のものは二次凝集
をおこしやすく、８００μmを越えるものを使用すると
充分な強度を有する複合体が得られにくくなる。
【００１０】本発明で用いる微粒状グラッシーカーボン
としては、フルフリルアルコール樹脂、フェノール樹脂
等の熱硬化性樹脂を原料として炭素化または黒鉛化の過
程を経て製造されるものが使用できるが、球状フェノー
ル樹脂粒子を１０００〜３０００℃で炭素化したものが
最も好ましい。本発明においては、平均粒径１〜２０μ
mの微粒状グラッシーカーボンと平均粒径４０〜４００
μmの微粒状グラッシーカーボンを組み合せて使用する
ことが好ましいが、それ以外の粒径のものを使用する
と、ＰＴＣの性質を示した後、常温に戻した時初期の抵
抗値に戻りにくくなる。
としては、フルフリルアルコール樹脂、フェノール樹脂
等の熱硬化性樹脂を原料として炭素化または黒鉛化の過
程を経て製造されるものが使用できるが、球状フェノー
ル樹脂粒子を１０００〜３０００℃で炭素化したものが
最も好ましい。本発明においては、平均粒径１〜２０μ
mの微粒状グラッシーカーボンと平均粒径４０〜４００
μmの微粒状グラッシーカーボンを組み合せて使用する
ことが好ましいが、それ以外の粒径のものを使用する
と、ＰＴＣの性質を示した後、常温に戻した時初期の抵
抗値に戻りにくくなる。
【００１１】これらの成分の配合により、室温（１０〜
３０℃）で約１０Ω・cm以下の抵抗値を有し、０〜２０
０℃の操作温度範囲において、Ｒ１５値が１０以上また
はＲ１００値が１００以上、好ましくはＲ１５値が１０
以上およびＲ１００が、１００以上である導電性複合体
が得られる。ここで、Ｒ１５値とは０〜２００℃の操作
温度範囲において、抵抗率増加が最も大きい１５℃の温
度範囲における最初と最後の抵抗率比を表し、Ｒ1００
値とは０〜２００℃の操作温度範囲において抵抗率増加
が最も大きい１００℃の温度範囲における最初と最後の
抵抗率の比を表したものである。
３０℃）で約１０Ω・cm以下の抵抗値を有し、０〜２０
０℃の操作温度範囲において、Ｒ１５値が１０以上また
はＲ１００値が１００以上、好ましくはＲ１５値が１０
以上およびＲ１００が、１００以上である導電性複合体
が得られる。ここで、Ｒ１５値とは０〜２００℃の操作
温度範囲において、抵抗率増加が最も大きい１５℃の温
度範囲における最初と最後の抵抗率比を表し、Ｒ1００
値とは０〜２００℃の操作温度範囲において抵抗率増加
が最も大きい１００℃の温度範囲における最初と最後の
抵抗率の比を表したものである。
【００１２】本発明の導電性複合体は、超高分子量ポリ
オレフィンと２種類の微粒状グラッシーカーボンを所定
量混合した後、混合物を加熱下で圧縮成形することによ
り製造できる。この際、必要に応じて、離型剤、酸化防
止剤、炭酸カルシウム等の充填剤を添加してもよい。
オレフィンと２種類の微粒状グラッシーカーボンを所定
量混合した後、混合物を加熱下で圧縮成形することによ
り製造できる。この際、必要に応じて、離型剤、酸化防
止剤、炭酸カルシウム等の充填剤を添加してもよい。
【００１３】加熱温度としては、超高分子量ポリオレフ
ィンの融点以上、（融点＋３０℃）以下、好ましくは、
超高分子量ポリオレフィンの融点以上、（融点＋２０
℃）以下である。超高分子量ポリオレフィンの融点より
低い温度では、充分な強度が得られず、（融点＋３０
℃）より高い温度では、超高分子量ポリオレフィンが微
粒状グラッシーカーボンの表面を覆うために充分な導電
性が得られにくくなる。
ィンの融点以上、（融点＋３０℃）以下、好ましくは、
超高分子量ポリオレフィンの融点以上、（融点＋２０
℃）以下である。超高分子量ポリオレフィンの融点より
低い温度では、充分な強度が得られず、（融点＋３０
℃）より高い温度では、超高分子量ポリオレフィンが微
粒状グラッシーカーボンの表面を覆うために充分な導電
性が得られにくくなる。
【００１４】成形圧力としては、１０〜１５００kg／cm
2が適当であり、好ましくは４０〜７００kg／cm2であ
る。プレス時間としては、１０〜３６０秒が適当であ
り、好ましくは２０〜３００秒である。プレス圧が１０
kg／cm2より小さい場合や、プレス時間が１０秒より少
ない場合は、充分な強度が得られにくくなる。また、プ
レス圧が１５００kg／cm2を越える場合や、プレス時間
が３６０秒を越える場合は不経済であり、好ましくな
い。
2が適当であり、好ましくは４０〜７００kg／cm2であ
る。プレス時間としては、１０〜３６０秒が適当であ
り、好ましくは２０〜３００秒である。プレス圧が１０
kg／cm2より小さい場合や、プレス時間が１０秒より少
ない場合は、充分な強度が得られにくくなる。また、プ
レス圧が１５００kg／cm2を越える場合や、プレス時間
が３６０秒を越える場合は不経済であり、好ましくな
い。
【００１５】次に、実施例を挙げて本発明をさらに具体
的に説明する。 実施例１ 超高分子量ポリエチレン微粉末（ＰＥ−ＣＯＭＰ−１４
０７、東洋インキ社製）５０重量％、平均粒径８μmの
微粒状グラッシーカーボン（ＧＣＰ−１０Ｈ、ユニチカ
社製）３０重量％および平均粒径９０μmの微粒状グラ
ッシーカーボン（ＧＣＰ−１００Ｈ、ユニチカ社製）２
０重量％をドライブレンドして混合物を得た。この混合
物を金型に充填し、金型温度１６０℃、プレス圧６０kg
／cm2で１８０秒間プレスを行い、加圧下で冷却し、室
温での体積抵抗が３.７×１０0Ω・cmである導電性複合
体を得た。次に、電気抵抗値の安定性を調べるために温
度サイクルテスト（１４０℃で１０分間保持、２５℃で
１０分間保持を１サイクルとして、１０サイクル後の室
温での体積抵抗を測定し、初期の体積抵抗との変化率を
計測する）を行った結果、初期値に対する体積抵抗値の
変化率は４.０％であり安定していた。その物性値を表
１に示す。
的に説明する。 実施例１ 超高分子量ポリエチレン微粉末（ＰＥ−ＣＯＭＰ−１４
０７、東洋インキ社製）５０重量％、平均粒径８μmの
微粒状グラッシーカーボン（ＧＣＰ−１０Ｈ、ユニチカ
社製）３０重量％および平均粒径９０μmの微粒状グラ
ッシーカーボン（ＧＣＰ−１００Ｈ、ユニチカ社製）２
０重量％をドライブレンドして混合物を得た。この混合
物を金型に充填し、金型温度１６０℃、プレス圧６０kg
／cm2で１８０秒間プレスを行い、加圧下で冷却し、室
温での体積抵抗が３.７×１０0Ω・cmである導電性複合
体を得た。次に、電気抵抗値の安定性を調べるために温
度サイクルテスト（１４０℃で１０分間保持、２５℃で
１０分間保持を１サイクルとして、１０サイクル後の室
温での体積抵抗を測定し、初期の体積抵抗との変化率を
計測する）を行った結果、初期値に対する体積抵抗値の
変化率は４.０％であり安定していた。その物性値を表
１に示す。
【００１６】実施例２ 超高分子量ポリエチレン微粉末（ＰＥ−ＣＯＭＰ−１４
０７、東洋インキ社製）７０重量％、微粒状グラッシー
カーボン（ＧＣＰ−１００Ｈ、ユニチカ社製）１０重量
％および微粒状グラッシーカーボン（ＧＣＰ−１０Ｈ、
ユニチカ社製）２０重量％をドライブレンドして混合物
を得た。この混合物を金型に充填し、金型温度１６０
℃、プレス圧６０kg／cm2で１８０秒間プレスを行い、
加圧下で冷却し、室温での体積抵抗が４.０×１０0Ω・
cmである導電性複合体を得た。温度サイクルテストの結
果およびその物性値を表１に示す。
０７、東洋インキ社製）７０重量％、微粒状グラッシー
カーボン（ＧＣＰ−１００Ｈ、ユニチカ社製）１０重量
％および微粒状グラッシーカーボン（ＧＣＰ−１０Ｈ、
ユニチカ社製）２０重量％をドライブレンドして混合物
を得た。この混合物を金型に充填し、金型温度１６０
℃、プレス圧６０kg／cm2で１８０秒間プレスを行い、
加圧下で冷却し、室温での体積抵抗が４.０×１０0Ω・
cmである導電性複合体を得た。温度サイクルテストの結
果およびその物性値を表１に示す。
【００１７】実施例３ 超高分子量ポリエチレン微粉末（ＰＥ−ＣＯＭＰ−１４
０７、東洋インキ社製）４５重量％および微粒状グラッ
シーカーボン（ＧＣＰ−１００Ｈ、ユニチカ社製）５５
重量％をドライブレンドして混合物を得た。この混合物
を金型に充填し、金型温度１６０℃、プレス圧６０kg／
cm2で１８０秒間プレスを行い、加圧下で冷却し、室温
での体積抵抗が１.６×１０0Ω・cmである導電性複合体
を得た。温度サイクルテストの結果およびその物性値を
表１に示す。
０７、東洋インキ社製）４５重量％および微粒状グラッ
シーカーボン（ＧＣＰ−１００Ｈ、ユニチカ社製）５５
重量％をドライブレンドして混合物を得た。この混合物
を金型に充填し、金型温度１６０℃、プレス圧６０kg／
cm2で１８０秒間プレスを行い、加圧下で冷却し、室温
での体積抵抗が１.６×１０0Ω・cmである導電性複合体
を得た。温度サイクルテストの結果およびその物性値を
表１に示す。
【００１８】比較例１ 超高分子量ポリエチレン微粉末（ＰＥ−ＣＯＭＰ−１４
０７、東洋インキ社製）５０重量％および平均２５μm
の微粒状グラッシーカーボン（ＧＣＰ−３０、ユニチカ
社製）５０重量％をドライブレンドして混合物を得た。
この混合物を金型に充填し、金型温度１４５℃、プレス
圧１５０kg／cm2で１０秒間プレスを行い、加圧下で冷
却し、室温での体積抵抗が１.４×１０-1Ω・ｃｍであ
る導電性複合体を得た。温度サイクルテストの結果およ
びその物性値を表１に示す。
０７、東洋インキ社製）５０重量％および平均２５μm
の微粒状グラッシーカーボン（ＧＣＰ−３０、ユニチカ
社製）５０重量％をドライブレンドして混合物を得た。
この混合物を金型に充填し、金型温度１４５℃、プレス
圧１５０kg／cm2で１０秒間プレスを行い、加圧下で冷
却し、室温での体積抵抗が１.４×１０-1Ω・ｃｍであ
る導電性複合体を得た。温度サイクルテストの結果およ
びその物性値を表１に示す。
【００１９】
【表１】
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、ＰＴＣ現象を繰り返し
て発現させても常温に戻した時の抵抗値が安定して初期
の値に回復するという優れた特性を有する導電性複合体
が得られる。
て発現させても常温に戻した時の抵抗値が安定して初期
の値に回復するという優れた特性を有する導電性複合体
が得られる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 越後 良彰 京都府宇治市宇治小桜23番地 ユニチカ株 式会社中央研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】 超高分子量ポリオレフィン２０〜９０重
量％、平均粒径１〜２０μmの微粒状グラッシーカーボ
ン０〜４０重量％および平均粒径４０〜４００μmの微
粒状グラッシーカーボン１０〜７０重量％を含有する組
成物を加熱成形してなる正温度係数を有する導電性複合
体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27280492A JPH06124803A (ja) | 1992-10-12 | 1992-10-12 | 導電性複合体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27280492A JPH06124803A (ja) | 1992-10-12 | 1992-10-12 | 導電性複合体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06124803A true JPH06124803A (ja) | 1994-05-06 |
Family
ID=17518989
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27280492A Pending JPH06124803A (ja) | 1992-10-12 | 1992-10-12 | 導電性複合体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06124803A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0730282A2 (en) * | 1995-02-28 | 1996-09-04 | Unitika Ltd. | PTC element and process for producing the same |
-
1992
- 1992-10-12 JP JP27280492A patent/JPH06124803A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0730282A2 (en) * | 1995-02-28 | 1996-09-04 | Unitika Ltd. | PTC element and process for producing the same |
| EP0730282A3 (en) * | 1995-02-28 | 1997-06-04 | Unitika Ltd | PCT element and manufacturing method |
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