JPH0292960A - 電気抵抗値が正の温度係数を有する重合体組成物 - Google Patents
電気抵抗値が正の温度係数を有する重合体組成物Info
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Landscapes
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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。
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」
本発明は導電性物質を充填した有機結晶性重合体が、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、即ち正の温度係数（以下、Ｐ
ＴＣ特性をいう）を有する重合体組成物に関する。
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、即ち正の温度係数（以下、Ｐ
ＴＣ特性をいう）を有する重合体組成物に関する。
ポリエチレンやポリプロピレンあるいはナイロンなどの
、結晶性重合体に、例えば、カーボンブラックや金属粉
末を充填したＰＴＣ特性を有する重合体組成物は公知で
ある。
、結晶性重合体に、例えば、カーボンブラックや金属粉
末を充填したＰＴＣ特性を有する重合体組成物は公知で
ある。
これらの重合体組成物がＰＴＣ特性を有するのは、結晶
性重合体がその融点付近になると、結晶質から非晶質に
転換する際に急激な体積増加を示し１重合体中に分散さ
れた導電性充填物の相互の間隔が押し広げられて、重合
体組成物の電気抵抗が急激に増大するものと考えられて
いる。このＰＴＣ特性を利用して、面状発熱体や保温用
発熱テープ等の自己温度制御性ヒーターあるいは電子素
子等へ利用されている。
性重合体がその融点付近になると、結晶質から非晶質に
転換する際に急激な体積増加を示し１重合体中に分散さ
れた導電性充填物の相互の間隔が押し広げられて、重合
体組成物の電気抵抗が急激に増大するものと考えられて
いる。このＰＴＣ特性を利用して、面状発熱体や保温用
発熱テープ等の自己温度制御性ヒーターあるいは電子素
子等へ利用されている。
「発明が解決しようとする！ｌｌＩｇＪこの様なＰＴＣ
特性としては、抵抗が変化する温度での抵抗変化率が大
きく、しかも１例えば室温下での初期抵抗が低い事が肝
要である。
特性としては、抵抗が変化する温度での抵抗変化率が大
きく、しかも１例えば室温下での初期抵抗が低い事が肝
要である。
しかしながら、従来のものはカーボンブラックヤ金属粉
末など粒子状のものを充填することが多く、初期抵抗値
を小さくする為には、充填量を大きくする必要があった
。この様な場合には抵抗の変化比率が小さくなり自己温
度制御発熱体への適用は困難であった。更に粒子状充填
物の割合が多くなると、力学的物性、特に高温下での物
性が低下する場合が多い、また粒子状充填物の場合には
昇温時と降温時のＰＴＣ特性が異なる現象、所謂「ヒス
テリシス曲線」を示し、ＰＴＣ特性は不安定となる事が
多い０本発明者らは、上記ＰＴＣ特性を有する粒子状充
填物を配合した重合体組成物の欠点を改良する為に鋭意
研究を行ない本発明に到達した。
末など粒子状のものを充填することが多く、初期抵抗値
を小さくする為には、充填量を大きくする必要があった
。この様な場合には抵抗の変化比率が小さくなり自己温
度制御発熱体への適用は困難であった。更に粒子状充填
物の割合が多くなると、力学的物性、特に高温下での物
性が低下する場合が多い、また粒子状充填物の場合には
昇温時と降温時のＰＴＣ特性が異なる現象、所謂「ヒス
テリシス曲線」を示し、ＰＴＣ特性は不安定となる事が
多い０本発明者らは、上記ＰＴＣ特性を有する粒子状充
填物を配合した重合体組成物の欠点を改良する為に鋭意
研究を行ない本発明に到達した。
「課題を解決するための手段」
その結果、結晶性重合体ｔこ配合すべき導電性充填物に
ついて鋭意検討を重ね、気相成長によって得られた炭素
繊維であって、長さ１μｍ〜１００μｍ、直径０． ２
〜２．０μｍのものが好適であることを見いだし本発明
に至ったのである。
ついて鋭意検討を重ね、気相成長によって得られた炭素
繊維であって、長さ１μｍ〜１００μｍ、直径０． ２
〜２．０μｍのものが好適であることを見いだし本発明
に至ったのである。
本発明に用いる結晶性重合体としては、特に制唄はなく
様々なものを挙げる事が出来るが、通常は低密度ポリエ
チレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレ
ン−プロピレンコポリマー等のポリオレフィン、オレフ
ィン系共重合体、各種のポリアミド、ポリエステルある
いはフッ素含有エチレン系重合体さらにはこれらの変性
物などであり、これらを単独もしくは組み合わせて用い
ることが出来る。
様々なものを挙げる事が出来るが、通常は低密度ポリエ
チレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレ
ン−プロピレンコポリマー等のポリオレフィン、オレフ
ィン系共重合体、各種のポリアミド、ポリエステルある
いはフッ素含有エチレン系重合体さらにはこれらの変性
物などであり、これらを単独もしくは組み合わせて用い
ることが出来る。
これらの結晶性重合体は、融点付近となると結晶質から
非晶質に転移し、それに伴う急激な体積変化が生じ、樹
脂中に含まれる伝導性充填物の導電回路が破壊される結
果抵抗が増加するが、粒子状充填物の場合には一旦破壊
が行われると、温度を低下させた場合においては導電回
路は復元されず昇温時と降温時にＰＴＣ特性が異なる「
温度ヒステリシス」を示すことは上に述べた通りである
。
非晶質に転移し、それに伴う急激な体積変化が生じ、樹
脂中に含まれる伝導性充填物の導電回路が破壊される結
果抵抗が増加するが、粒子状充填物の場合には一旦破壊
が行われると、温度を低下させた場合においては導電回
路は復元されず昇温時と降温時にＰＴＣ特性が異なる「
温度ヒステリシス」を示すことは上に述べた通りである
。
しかしながら、本発明の重合体組成物は微細な短繊維状
のものである為に、樹脂中に分散された導電性回路を構
成する接点数は多い、その為に初期抵抗は低く、しかも
高温状態では樹脂の体積膨張の為に導電性繊維の接点は
押し広げられるものの要素回路そのものは構成を維持し
ており、従ってこれを降温しても再び導電性繊維の接点
は復元され、 「温度ヒステリシス」の無い良好なＰＴ
Ｃ重合体を得ることが可能である。 本発明に於ける
導電性繊維の充填割合は１０〜４０重量％が適当であり
、好ましくは１５〜２５重量％が好適である。１０重量
％より少ない場合には初期抵抗が高く、また４０重量％
より多い場合には導電性繊維の接触接点数が多く高温に
於いても抵抗が極端に増加せずｒＰＴＣ特性」を発現し
ない、また用いられる炭素繊維は常法により黒鉛化処理
を行ったものを用いてもよい、更に混線・成形は、ロー
ル練り、バンバリーミキサ−や押出し成形機、射出成形
機等を用いて行うことが可能であるし、これらを併用し
て用いることも可能である。
のものである為に、樹脂中に分散された導電性回路を構
成する接点数は多い、その為に初期抵抗は低く、しかも
高温状態では樹脂の体積膨張の為に導電性繊維の接点は
押し広げられるものの要素回路そのものは構成を維持し
ており、従ってこれを降温しても再び導電性繊維の接点
は復元され、 「温度ヒステリシス」の無い良好なＰＴ
Ｃ重合体を得ることが可能である。 本発明に於ける
導電性繊維の充填割合は１０〜４０重量％が適当であり
、好ましくは１５〜２５重量％が好適である。１０重量
％より少ない場合には初期抵抗が高く、また４０重量％
より多い場合には導電性繊維の接触接点数が多く高温に
於いても抵抗が極端に増加せずｒＰＴＣ特性」を発現し
ない、また用いられる炭素繊維は常法により黒鉛化処理
を行ったものを用いてもよい、更に混線・成形は、ロー
ル練り、バンバリーミキサ−や押出し成形機、射出成形
機等を用いて行うことが可能であるし、これらを併用し
て用いることも可能である。
「実施例」
実施例１
結晶性重合体として高密度ポリエチレン（昭和電工■製
：ショウレノクスＦ６０８０）２０ｇと気相法により得
られた炭素繊維（直径０．２〜１゜０μｍ、繊維長１〜
３μｍ）のものを６．７ｇとを混合した。
：ショウレノクスＦ６０８０）２０ｇと気相法により得
られた炭素繊維（直径０．２〜１゜０μｍ、繊維長１〜
３μｍ）のものを６．７ｇとを混合した。
次に、これをラボプラストミルに供給し溶融混練し、重
合体組成物を得た。 得られた組成物をプレス成形し
ｌＯｘ１０ｃｍ、 厚み１ｍｍのシートを得た。
合体組成物を得た。 得られた組成物をプレス成形し
ｌＯｘ１０ｃｍ、 厚み１ｍｍのシートを得た。
ＰＴＣ特性の測定方法としてはＪ Ｉ Ｓ−に−６９１
１に準拠した装置を用い、各電極間の接合には、＃１ペ
ーストの如き導電性ペーストを塗布し。
１に準拠した装置を用い、各電極間の接合には、＃１ペ
ーストの如き導電性ペーストを塗布し。
真空中常温にて２４時間乾燥させたものをサンプルとし
た。＊た昇温、降温はシリコンオイルバス中に浸漬して
行なった。
た。＊た昇温、降温はシリコンオイルバス中に浸漬して
行なった。
常温での比抵抗は、８．４Ω・ｃｍであり、このものを
１３０℃とした際の抵抗は５．４ｘｌＯ９Ω・Ｑｍであ
り、抵抗変化率は６．４ｘｌＯ８倍であった。また該組
成物を１３０℃中４８時間処理した後に、常温で比抵抗
の測定を行なったところ、１０．１Ω・Ｑｍであり温度
履歴による比抵抗の変化は少なく安定したＰＴＣ特性を
示した。
１３０℃とした際の抵抗は５．４ｘｌＯ９Ω・Ｑｍであ
り、抵抗変化率は６．４ｘｌＯ８倍であった。また該組
成物を１３０℃中４８時間処理した後に、常温で比抵抗
の測定を行なったところ、１０．１Ω・Ｑｍであり温度
履歴による比抵抗の変化は少なく安定したＰＴＣ特性を
示した。
実施例２
気相から得られた炭素繊維の含有率を１５重量％とした
他は、実施例１と同様に行なった。
他は、実施例１と同様に行なった。
得られた重合体組成物シートの常温での比抵抗は１５Ω
・ａｍであり、またこのものの１３０℃とした際の比抵
抗は６．２ｘｌＯ”Ω・ａｍであり、抵抗変化率は４．
１ｘｌＯ’であった。
・ａｍであり、またこのものの１３０℃とした際の比抵
抗は６．２ｘｌＯ”Ω・ａｍであり、抵抗変化率は４．
１ｘｌＯ’であった。
また、実施例１と同様に１３０℃中で４８時間処理した
ものの比抵抗は１８．２Ω・ａｍであり温度履歴による
比抵抗の変化が少ない安定したＰＴＣ特性を示した。
ものの比抵抗は１８．２Ω・ａｍであり温度履歴による
比抵抗の変化が少ない安定したＰＴＣ特性を示した。
実施例３
気相から得られた炭素繊維の含有率を５重量％とじた他
は、実施例１と同様に行なった。
は、実施例１と同様に行なった。
得られた重合体シートの常温での比抵抗は計測計器の測
定範囲（＝ ＩＱ ＋ ２Ω・ａｍ）以上であり導電性
を示さなかった。
定範囲（＝ ＩＱ ＋ ２Ω・ａｍ）以上であり導電性
を示さなかった。
実施例４
気相から得られた炭素繊維の含有率を４５重量％とじた
他は、実施例１と同様に行なった。
他は、実施例１と同様に行なった。
得られた重合体組成物シートの常温での比抵抗は２．５
Ω・Ｃｍであり、またこのものの１３０℃とした時の比
抵抗は１５．０Ω・ＱｍでありＰＴＣ特性は発現しなか
った。
Ω・Ｃｍであり、またこのものの１３０℃とした時の比
抵抗は１５．０Ω・ＱｍでありＰＴＣ特性は発現しなか
った。
比較例１
導電性充填物をカーボンブラック（三菱化成■１１：
ダイヤブラックＥ、平均粒径４３ｍμ）とし、充填割
合を４０重量％とした他は、実施例１と同様に行なった
。
ダイヤブラックＥ、平均粒径４３ｍμ）とし、充填割
合を４０重量％とした他は、実施例１と同様に行なった
。
得られたち重合体組成物シートの常温での比抵抗は２０
Ω・Ｑｍであり１３０℃とした際の比抵抗は５ｘｌＯ’
Ω・ｃｍであり、抵抗変化率は２゜５ｘｌＯ’であった
。
Ω・Ｑｍであり１３０℃とした際の比抵抗は５ｘｌＯ’
Ω・ｃｍであり、抵抗変化率は２゜５ｘｌＯ’であった
。
さらに、実施例１と同様に１３０℃中で４８時間処理し
たものの常温での比抵抗は、８００Ω・Ｑｍであり、Ｐ
ＴＣ特性としては不安定であった。
たものの常温での比抵抗は、８００Ω・Ｑｍであり、Ｐ
ＴＣ特性としては不安定であった。
比較例２
導電性充填物をＰＡＮ系炭素炭素繊維繊維（東邦ベスロ
ン：ベスファイト ＨＴＡＣ６，平均直径７μｍ、平均
長さ６ ｍ ｍ ）とし、充填割合を４Ω重量％とした
他は、実施例１と同様に行なった。
ン：ベスファイト ＨＴＡＣ６，平均直径７μｍ、平均
長さ６ ｍ ｍ ）とし、充填割合を４Ω重量％とした
他は、実施例１と同様に行なった。
得られたち重合体組成物シートの常温での比抵抗は２．
４ｘｌＯ３Ω”ｃｍであり１３０℃とした際の比抵抗は
３．６ｘｌＯ”Ω・Ｃｍであり、抵抗変化率は１．５で
あった。
４ｘｌＯ３Ω”ｃｍであり１３０℃とした際の比抵抗は
３．６ｘｌＯ”Ω・Ｃｍであり、抵抗変化率は１．５で
あった。
また、実施例１と同様に１３０℃中で４８時間処理した
ものの比抵抗は５ｘｌＯ’Ω・ａｍであった。
ものの比抵抗は５ｘｌＯ’Ω・ａｍであった。
更に、該樹脂複合体の樹脂を抽出除去した後残存繊維の
繊維長を測定したところ平均２００μｍであった。
繊維長を測定したところ平均２００μｍであった。
「発明の効果」
本発明に於ける「重合体シート」は初期抵抗が低く、シ
かも温度ヒステリシスの無いＰＴＣ組成を供する。更に
本発明に於いては、従来にない微細な繊維を使用してい
る為に如何なる形状にも成形が可能であり、例えば数ミ
クロ、ｌのフィルム状のＰＴＣ重合体組成物を得ること
も可能である。
かも温度ヒステリシスの無いＰＴＣ組成を供する。更に
本発明に於いては、従来にない微細な繊維を使用してい
る為に如何なる形状にも成形が可能であり、例えば数ミ
クロ、ｌのフィルム状のＰＴＣ重合体組成物を得ること
も可能である。
Claims (2)
- （１）結晶性重合体と平均長さ１μｍ〜１００μｍ、直
径０．２〜２．０μｍの炭素繊維とからなることを特徴
とする、電気抵抗値が正の温度係数を有する重合体組成
物。 - （２）炭素繊維が気相法により得られた炭素繊維である
事を、特徴とする請求項（１）記載の電気抵抗値が正の
温度係数を有する重合体組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24549788A JPH0292960A (ja) | 1988-09-29 | 1988-09-29 | 電気抵抗値が正の温度係数を有する重合体組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24549788A JPH0292960A (ja) | 1988-09-29 | 1988-09-29 | 電気抵抗値が正の温度係数を有する重合体組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0292960A true JPH0292960A (ja) | 1990-04-03 |
Family
ID=17134548
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24549788A Pending JPH0292960A (ja) | 1988-09-29 | 1988-09-29 | 電気抵抗値が正の温度係数を有する重合体組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0292960A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018532914A (ja) * | 2015-11-09 | 2018-11-08 | ライト−ハイト ホールディング コーポレイション | 断熱ドア用可撓性シール |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59196334A (ja) * | 1983-04-22 | 1984-11-07 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 正温度係数を有する複合体組成物 |
| JPS624750A (ja) * | 1985-07-01 | 1987-01-10 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 正温度係数組成物の製造法 |
-
1988
- 1988-09-29 JP JP24549788A patent/JPH0292960A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59196334A (ja) * | 1983-04-22 | 1984-11-07 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 正温度係数を有する複合体組成物 |
| JPS624750A (ja) * | 1985-07-01 | 1987-01-10 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 正温度係数組成物の製造法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018532914A (ja) * | 2015-11-09 | 2018-11-08 | ライト−ハイト ホールディング コーポレイション | 断熱ドア用可撓性シール |
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