JPH03209702A - Ptc組成物 - Google Patents

Ptc組成物

Info

Publication number
JPH03209702A
JPH03209702A JP392390A JP392390A JPH03209702A JP H03209702 A JPH03209702 A JP H03209702A JP 392390 A JP392390 A JP 392390A JP 392390 A JP392390 A JP 392390A JP H03209702 A JPH03209702 A JP H03209702A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
crystalline polymer
conductive particles
ptc composition
composition according
ptc
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP392390A
Other languages
English (en)
Inventor
Tadashi Kubota
規 窪田
Naoki Yamazaki
直樹 山崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daito Tsushinki KK
Original Assignee
Daito Tsushinki KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daito Tsushinki KK filed Critical Daito Tsushinki KK
Priority to JP392390A priority Critical patent/JPH03209702A/ja
Publication of JPH03209702A publication Critical patent/JPH03209702A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Thermistors And Varistors (AREA)
  • Conductive Materials (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】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は、電気回路保護用素子として用いられるPTC
(正の抵抗温度係数; PositiveTemper
ture Coefficient )組成物に関する
。
(従来の技術) 従来の電気回路保護用素子としては、特公昭64−33
22号公報に記載されているように、であり、導電性粒
子としてのカーボンブラックの粒径D1カーボンブラッ
クの比表面積S1充填剤の体積、ポリマーの体積の4つ
の要素から上記の値を算出しこれを1以下にすることよ
りPTC特性の向上をはかった電気回路保護装置が知ら
れている。
(発明が解決しようとする課題) 上述の特公昭64−3322号公報に記載の物性値は従
来のゴムの充填剤としてのカーボンブラックの物性値を
利用したもので、このカーボンブラックの物性値はPT
C特性と直結した関連性をもっていない。このため、導
電性粒子としてのカーボンブラックのPTC特性をゴム
用カーボンブラックの物性値のみから判断することはで
きないという問題がある。
この点について、さらに詳しく説明すると、一般にカー
ボンは真性半導体であり、熱励起による電子および正孔
が同数発生し、これがキャリヤーとなって導電性が発現
する。よって、カーボンは本質的に大きい負の抵抗温度
係数 (Temperature Coe[l1cienj 
of Resistiwit7.以下TCRと略称する
)を有する物質であることはよく知られている。この様
な物質を導電性材料として、逆に正のTCRを得ようと
するには、TCRの正負を逆転させる技術の開発が最重
点課題となる。カーボンは本質的に負の大なるTCRで
あるが、カーボンブラックの微粒子集合体としての抵抗
発生機構に組み込まれると、広い範囲のTCRを示すこ
とは経験的に知られている。そのメカニズムについては
学問的に未だ充分解明されていない。
ここでは、カーボンブラックの微粒子集合体としてのP
TC特性をこの粒子間の接触部分に集中する電気抵抗の
温度変化に依存すると考えれば、カーボンブラックの樹
脂分散系を用いたTCR特性は極めて重要な物性となる
筈である。
本発明の目的は、導電性粒子としてのカーボンブラック
、ポーラスブラック等の物性値の1つであるTCRを測
定するだけでこれを結晶性高分子に分散させて素子を形
成した場合、PTC特性が電気回路保護素子として適当
であるかどうかを知ることができ、PTC特性に優れた
組成物を提供するものである。
〔発明の構成〕
(課題を解決するための手段) 本発明の請求項1に記載のPTC組成物は、抵抗温度係
数(T CR)が−650ppm/℃以上の導電性粒子
を結晶性ポリマー中に分散させたものである。
本発明の請求項2に記載のPTC組成物は、請求項1に
おいて、導電性粒子がカーボンブラ・ツク、ポーラスブ
ラックの少なくとも一種であるものである。
本発明の請求項3に記載のPTC組成物は、請求項2に
おいて、導電性粒子の表面に結晶性ポリマーをグラフト
させたものである。
本発明の請求項4に記載のPTC組成物は、請求項2ま
たは3において、結晶性ポリマーが、ポリオレフィン或
いは、ポリオレフィンに官能基を導入したポリマー或い
は、オレフィンと極性基を有するモノマーとの共重合体
の少なくとも一種であるものである。
本発明の請求項5に記載のPTC組成物は、請求項2ま
たは3において、結晶性ポリマーがフルオロポリマーで
あるものである。
本発明の請求項6に記載のPTC組成物は、請求項1な
いし5の何れかにおいて結晶性ポリマー中に無機質のフ
ィラーを分散させたものである。
本発明の請求項7に記載のPTC組成物は、抵抗温度係
数(T CR)が−650ppn+/℃以上の導電性粒
子を結晶性ポリマー中に分散させ、結晶性ポリマーに分
散させた有機過酸化物の分解或いは、放射線の照射或い
は、有機過酸化物の分解と放射線の照射の併用の何れか
により、結晶性ポリマーを架橋させたものである。
本発明の請求項8に記載のPTC組成物は、請求項7に
おいて、導電性粒子がカーボンブラック、ポーラスブラ
ックの少なくとも一種であるものである。
本発明の請求項9に記載のPTC組成物は、請求項8に
おいて、導電性粒子の表面に結晶性ポリマーをグラフト
させたものである。
本発明の請求項10に記載のPTC組成物は、請求項8
または9において、結晶性ポリマーがポリオレフィン或
いは、ポリオレフィンに官能基を導入したポリマー或い
は、オレフィンと極性基を有するモノマーとの共重合体
或いは、これらの混合物(二種以上)であるものである
。
本発明の請求項11に記載のPTC組成物は、請求項8
または9において、結晶性ポリマーがフルオロポリマー
であるものである。
本発明の請求項12に記載のPTC組成物は、請求項フ
ないし11の何れかのPTC組成物において、結晶性ポ
リマー中に無機質のフィラーを分散させたものである。
(作用) 本発明の請求項1に記載のPTC組成物は、結晶性ポリ
マーに分散させた導電性粒子のTCRが−650ppm
/℃以上であると、この導電性粒子を結晶性ポリマー中
に分散させて電気回路保護素子を形成した場合は、特願
昭63−300222号明細書に示される通り、 Rpeak/ R25> 25 RpeakH素子の最大比抵抗 R25:素子の25℃の比抵抗 の値となる。
すなわち、PTC特性を第1図の抵抗−温度特性図、第
2図の電圧−電流特性図によって説明すると、PTC特
性値は PTC特性値= n = log  (Rpeak/ 
Ro )で示される。第1図、第2図におけるaSbで
の抵抗値は、 a   Ro  = V p / I pb    R
l、、、、= V t  / I  Tとなり、 Vp x Ip =V+ x Ir であるから、 n=21og  (V「/Vp ) である。Vpを自己復帰形過電流保護素子用としてのP
TC素子の電圧降下、■「を回路電圧とすれば、一般に
はVpはVrの20%以下でなければならない。
よって、 n=21og  (Vr /Vp ) =21og  (1/[1,2) =log25 = 1.39 したがって、PTC特性値は1桁以上であればよい。
Og Rpeak/ Ro >  l0g25R,ぐ龜
h/Ro>25 となる。そして、R25Roとすると、R−−−h/ 
R2,> 25 となる。
さらに導電性粒子としてのカーボンブラック、ポーラス
ブラックの少なくとも一種を結晶性ポリマーとグラフト
させることにより導電性粒子の分散を均一にするもので
ある。
本発明の請求項7に記載のPTC組成物は、導電性粒子
を分散させた結晶性ポリマーを架橋させることにより結
晶性ポリマーに三次元網目構造が付与される。
さらに、導電性粒子としてのカーボンブラック、ポーラ
スブラックの少なくとも一種に結晶性ポリマーをグラフ
トさせ、結晶性ポリマーを架橋させることにより結晶性
ポリマーの三次元網目構造に導電性粒子が組入れられ限
流動作を繰返し発現させても導電性粒子の秩序を復元さ
せることができる。
(実施例) 本発明の実施に用いられる導電性粒子としてのカーボン
ブラックは、ファーネスブラック、アセチレンブラック
、ケッチエンブラックなどであり、ポーラスブラックと
しては、カーボンブラックを気相エツチング法により多
孔質化して、その比表面積を原料カーボンブラックの1
.5倍以上に高めたものが用いられる。
また、結晶性ポリマーとしては、例えば、ポリエチレン
、ポリプロピレン、エチレンとプロピレンのコポリマー
、エチレンと酢酸ビニル、アクリル酸、アクリル酸エチ
ル、アクリル酸メチルなどとのコポリマー ポリビニリ
デンフルオライド、ポリテトラフルオロエチレンなどが
用いられる。
さらに結晶性ポリマーには、導電性粒子の他に無機質フ
ィラーを添加する場合もある。無機質フィラーとしては
、アルミナ、水酸化アルミニウム、亜鉛華、炭酸カルシ
ウム、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、酸化マ
グネシウム、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム
、ケイ酸カルシウムなどが用いられる。
■、導電性粒子(カーボンブラック)のTCRの測定 表1に示す各カーボンブラックを200℃、30分間加
熱して脱水乾燥する。この乾燥試料2gを秤量し、フェ
ノール樹脂(三菱瓦斯化学工業■製二カノールPR15
40)8g (溶剤約32%含む)を加えて、ガラス板
上で金属ヘラを用いてよく混練する。十分均一に混練し
た後、エチレングリコールモノブチルエーテルを溶剤と
してスクリーン印刷可能なペースト状に仕上げる。この
とき、カーボンブラック及び樹脂固形成分の合計が5Q
wj%から70W1%となるように調整する。
試料のペーストを、ガラス繊維エポキシ樹脂積層基板(
厚さ16μm)表面に、スクリーン印刷で250メツシ
ユのステンレススクリーンを用いて、幅2LI1m1長
さ3■、厚さ20〜25ffmのパター状の抵抗素子に
成形する。この抵抗素子を180℃、90分間加熱硬化
させた後、電極にリード線をはんだ付けして接続し、炉
中において25℃より順次昇温させながら、電気抵抗を
測定し、TCR曲線を作成する。そのTCR曲線から2
5℃〜75℃の間のTCRを求める。
R7,:素子の75℃における抵抗値(Ω)R2,:素
子の25℃における抵抗値(Ω)(以下次頁) 表 1 *旭#60Hを水蒸気雰囲気下で9 50℃の気相 エツチング処理を施したもの。
■、電気保護素子の作成 表1に示す各カーボンブラック及びポーラスブラック2
0gと高密度ポリエチレン )1i−xex1300J  (三井石油化学工業■製
)100gとグラフト化剤としての有機過酸化物(ジク
ミルパーオキサイド)0.2gよりなる混合物をミキシ
ングロールを用いた135℃、60分の加熱混線により
分散させてカーボンブラック及びポーラスブラックにポ
リエチレンがグラフトした一次PTC組成物を得た。こ
の−次PTC組成物を粉砕し、第3図に示すように電解
ニッケル箔よりなる電極1.1(福田金属箔粉工業■製
、厚さ25I)間にコンプレッション成形により積層成
形して成形品を得た。
次にこの成形品にγ線を30M+ad照射して架橋させ
、10 WX 5 mm X 1閣のPTC組成物より
なる素子2を得た。得られた素子2を恒温槽中で昇温し
ながら抵抗値を測定し、25℃における素子2の抵抗値
に対するピーク時の抵抗値の割合を算出した。その結果
を表1に示す。
電気回路保護素子としてのPTC特性は、R、esk/
R2q> 25 であればよい。表1よりTCRが−650ppm/℃以
上のカーボンブラックを用いた素子はR、eak/R2
5>25で、電気回路保護素子として優れていることを
示している。
なお上述の実施例では、電気回路保護素子としてカーボ
ンブラックにポリエチレンをグラフトさせたPTC組成
物を用いたが、グラフト化を行わないPTC組成物を用
いた素子についても同様な結果を得た。
また、架橋は放射線の照射によらず、混線時に有機過酸
化物などの架橋剤を添加し混線後も架橋剤が残存するよ
うに混線を行い、成形後高温で架橋した場合も同様な結
果が得られた。
さらに、混線時に無機質フィラーを添加してもよい。無
機質フィラーを添加する場合の配合率は表2のとおりで
ある。
(以下次頁) 表  2 〔発明の効果〕 本発明によれば、導電性粒子の抵抗温度係数が−650
ppm/’C以上であるかどうかを知るだけでこの導電
性粒子を結晶性ポリマーに分散させたときのPTC特性
が優れたものかどうかを知ることができる。
また導電性粒子がカーボンブラック、ポーラスブラック
その他の混合物でその物性値が不明或は無意味な場合も
抵抗温度係数を測定すれば簡単にPTC特性値に優れる
ものが得られるかどうか知ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はPTC組成物を用いた電気回路保護素子の典型
的な抵抗温度特性図、第2図はPTC組成物を用いた電
気回路保護素子の典型的な電圧−電流特性図、第3図は
本発明のPTC組成物を用いた電気回路保護素子の斜視
図である。 1 電極、 電気回路保護素子。 平成2年1月1 ■ 日 発 明 者 窪 田 規 同 山 崎 直 樹

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)抵抗温度係数(TCR)が−650 ppm/℃以上の導電性粒子を結晶性ポリマー中に分散
    させてなることを特徴とするPTC組成物。 (2)導電性粒子がカーボンブラック、ポーラスブラッ
    クの少なくとも一種であることを特徴とする請求項1に
    記載のPTC組成物。 (3)導電性粒子の表面に結晶性ポリマーをグラフトさ
    せたことを特徴とする請求項2に記載のPTC組成物。 (4)結晶性ポリマーが (1)ポリオレフィン (2)ポリオレフィンに官能基を導入したポリマ(3)
    オレフィンと極性基を有するモノマーとの共重合体 の少なくとも一種であることを特徴とする請求項2また
    は3に記載のPTC組成物。 (5)結晶性ポリマーがフルオロポリマーであることを
    特徴とする請求項2または3に記載のPTC組成物。 (6)結晶性ポリマー中に無機質のフィラーを分散させ
    たことを特徴とする請求項1ないし5の何れかに記載の
    PTC組成物。 (7)抵抗温度係数(TCR)が−650 ppm/℃以上の導電性粒子を結晶性ポリマー中に分散
    させ、 (1)結晶性ポリマーに分散させた有機過酸化物の分解 (2)放射線の照射 (3)有機過酸化物の分解と放射線の照射の併用の何れ
    かにより結晶性ポリマーを架橋させたことを特徴とする
    PTC組成物。 (8)導電性粒子がカーボンブラック、ポーラスブラッ
    クの少なくとも一種であることを特徴とする請求項7に
    記載のPTC組成物。 (9)導電性粒子の表面に結晶性ポリマーをグラフトさ
    せたことを特徴とする請求項8に記載のPTC組成物。 (10)結晶性ポリマーが (1)ポリオレフィン (2)ポリオレフィンに官能基を導入したポリマ(3)
    オレフィンと極性基を有するモノマーとの共重合体 の少なくとも一種であることを特徴とする請求項8また
    は9に記載のPTC組成物。 (11)結晶性ポリマーがフルオロポリマーであること
    を特徴とする請求項8または9に記載のPTC組成物。 (12)結晶性ポリマー中に無機質のフィラーを分散さ
    せたことを特徴とする請求項7ないし11の何れかに記
    載のPTC組成物。
JP392390A 1990-01-11 1990-01-11 Ptc組成物 Pending JPH03209702A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP392390A JPH03209702A (ja) 1990-01-11 1990-01-11 Ptc組成物

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP392390A JPH03209702A (ja) 1990-01-11 1990-01-11 Ptc組成物

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH03209702A true JPH03209702A (ja) 1991-09-12

Family

ID=11570665

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP392390A Pending JPH03209702A (ja) 1990-01-11 1990-01-11 Ptc組成物

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH03209702A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1505118A1 (en) * 2003-08-01 2005-02-09 Arkema PTC compositions based on PVDF and their applications for self-regulated heating systems
WO2007046214A1 (ja) * 2005-10-20 2007-04-26 Toyo Aluminium Kabushiki Kaisha ペースト組成物およびそれを用いた太陽電池素子

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1505118A1 (en) * 2003-08-01 2005-02-09 Arkema PTC compositions based on PVDF and their applications for self-regulated heating systems
WO2007046214A1 (ja) * 2005-10-20 2007-04-26 Toyo Aluminium Kabushiki Kaisha ペースト組成物およびそれを用いた太陽電池素子
US8877100B2 (en) 2005-10-20 2014-11-04 Toyo Aluminium Kabushiki Kaisha Paste composition and solar cell element using the same
NO339124B1 (no) * 2005-10-20 2016-11-14 Toyo Aluminium Kk Pastamateriale og solcelleelement hvor dette anvendes

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3930905B2 (ja) 導電性ポリマー組成物およびデバイス
US5227946A (en) Electrical device comprising a PTC conductive polymer
US5140297A (en) PTC conductive polymer compositions
US5195013A (en) PTC conductive polymer compositions
US4980541A (en) Conductive polymer composition
US4955267A (en) Method of making a PTC conductive polymer electrical device
US4388607A (en) Conductive polymer compositions, and to devices comprising such compositions
JP3930904B2 (ja) 電気デバイス
US4845838A (en) Method of making a PTC conductive polymer electrical device
DE69522688T2 (de) Leitfähige polymerzusammensetzung
EP0038718B1 (en) Conductive polymer compositions containing fillers
EP0063440B1 (en) Radiation cross-linking of ptc conductive polymers
US4951382A (en) Method of making a PTC conductive polymer electrical device
GB1561355A (en) Voltage stable positive temperature coefficient of resistance compositions
US4951384A (en) Method of making a PTC conductive polymer electrical device
JP3564758B2 (ja) ptc組成物
GB1597007A (en) Conductive polymer compositions and devices
KR890702405A (ko) 도전성 폴리머로 구성되는 전기장치
KR100224945B1 (ko) 전도성 중합체 조성물을 포함하는 전기장치
JPH0645105A (ja) Ptc組成物
JPH05217711A (ja) Ptc組成物
WO2002035557A1 (en) Conductive polymer and production method thereof and overcurrent protection element and production method thereof
CA1184319A (en) Radiation cross-linking of ptc conductive polymers
TW202444834A (zh) 正溫度係數聚合物組成物及正溫度係數電路保護裝置
JPH07335378A (ja) Ptc発熱体の製造法