JPH04157701A - Ｐｔｃ特性を有する抵抗体の製造方法 - Google Patents

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、架橋されたポリマに導電性粉末が分散され
ている構造によって、正の抵抗温度係数（ＰＴＣ特性）
を有する抵抗体の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

従来のＰＴＣ特性を有する抵抗体は、ポリエチレンなど
のポリマにカーボンブラックなどの導電性粉末を分散さ
せ、ポリマを架橋させたものである。その架橋方法には
、電子線または放射線による方法と、架橋剤による化学
的な方法とがある。

前者の方法では、液状ポリマと導電性粉末とを混練し所
望の形状の抵抗体に成形させた後、電子線または放射線
を照射することによりポリマを架橋する。後者の方法で
は、液状ポリマと導電性粉末とに架橋剤を加えて混練し
、所望の形状の抵抗体に成形するとき、成形時の熱によ
ってポリマを架橋する。

しかしながら、電子線または放射線を照射する場合には
、設備が大がかりとなって多大な設備投置を必要とする
という問題があった。また、電子線または放射線を抵抗
体の内部にまで均一に照射することは困難であり、抵抗
体の内部にまで均一に架橋できないという問題もあった
。

また、架橋剤による場合には、架橋温度の高い架橋剤を
用いると、成形時に高温を要しポリマが劣化することが
あった。しかし、架橋温度の低い架橋剤を用いると、混
線時に運動により生じた熱によってポリマが架橋してし
まって成形ができなくなることがあった。このように、
架橋剤はその温度の取扱いが難しいという問題があった
。

一方、この発明の出願人は特願平２−１８０３９６号に
おいて、水によって架橋されるポリマを用いることによ
り、電子線または放射線の照射や架橋剤を用いずに、簡
単な設備で容易にポリマに架橋できるようにしたＰＴＣ
特性を有する抵抗体を提案している。この抵抗体の製造
方法を以下に説明する。

まず、水によって架橋されるポリマと導電性粉末とを混
合する。そして、これらの混合物を加圧形ニーダ−で混
練し、冷却させた後、粉砕する。

次いで、この粉砕物と架橋促進用の触媒とをトライブレ
ンドする。そして、これを成形機に投入し、所望の形状
に射出成形して抵抗体を得る。最後に、この抵抗体を温
水に浸漬することにより架橋処理を施す。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、水によって架橋されるポリマを用いてＰＴＣ
特性を有する抵抗体を製造する際に、次のような問題が
あった。

導電性粉末は、粒径が例えば２０〜１００ｍμ（ミリミ
クロン）程度の非常に微細な大きさである。そのため、
単位体積当たりの表面積が橿めて大きく、その表面に付
着している水分も多量なものとなる。すなわち、導電性
粉末は極めて吸湿性が高い。

このような導電性粉末と水によって架橋されるポリマと
を混練する際、導電性粉末表面に付着している水分と、
混線時に生ずる熱とによって、ポリマの一部または全部
が架橋してしまうことがある。その結果、ポリマの熱可
塑性が失われ抵抗体の成形が困難となったり、抵抗体の
抵抗率が設計値以上に大きくなったりすることにより、
抵抗体の品質および歩留りの低下を招いていた。

そこで、この発明の目的は、導電性粉末と水によって架
橋されるポリマとの混線時に、導電性粉末表面に付着し
ている水分によってこのポリマが架橋しない、ＰＴＣ特
性を有する抵抗体の製造方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段１ 請求項１記載のＰＴＣ特性を有する抵抗体の製造方法は
、水によって架橋されない第１のポリマと導電性粉末と
を混合して第１の混合物を得る工程と、水によって架橋
される第２のポリマと上記第１の混合物とを混合して第
２の混合物を得る工程と、この第２の混合物中の第２の
ポリマを水によって架橋する工程とを含むものである。

また、請求項２記載のＰＴＣ特性を有する抵抗体の製造
方法は、請求項１記戦のＰＴＣ特性を有する抵抗体の製
造方法において、上記第１のポリマがポリオレフィン系
樹脂であり、かつ上記導電性粉末がカーボンブランクで
あることを特徴とするものである。

［作用］ この発明に係るＰＴＣ特性を有する抵抗体の製造方法で
は、まず、水によって架橋されない第１のポリマと導電
性粉末とを混合して第１の混合物を得る。このとき、導
電性粉末表面に付着している水分は、混合時の熱や摩擦
によって蒸発する。

次に、水によって架橋される第２のポリマと上記第１の
混合物とを混合して第２の混合物を得る。

このとき、導電性粉末表面には水分が付着していないの
で、第２のポリマは架橋されない、そして、この第２の
混合物中の第２のポリマを水によって架橋する。

〔実施例］ 以下、この発明に係るＰＴＣ特性を有する抵抗体の製造
方法の一実施例を詳細に説明する。

この実施例では、水によって架橋されない第１のポリマ
としてはポリオレフィン系樹脂である粉末状の高密度ポ
リエチレン（チッソ石油化学株式会社製「チッソポリエ
チＭ８５０Ｊ）、導電性粉末としてはカーボンブラック
（デグサジャパン社製「プリンテックスＧ」）、水によ
って架橋可能な第２のポリマとしては粉末状の架橋用ポ
リエチレン（住友ベークライト株式会社製「モルデック
ス５１８１Ｊ）を用いる。なお、モルデックス３１８１
は、活性シラン基を有するポリエチレンからなるＡ成分
と、架橋促進用の触媒としてのジブチルティンジラウレ
ートからなるＢ成分とを９５：５の割合で均一に混合し
て用いる。

まず、高密度ポリエチレンを６０〜４０重量％、カーボ
ンブラックを４０〜６０重量％それぞれ用意する。そし
て、ニーグーの混合槽の温度を約１５０℃にし、この混
合槽内へ高密度ポリエチレンを投入して約５分間混練す
る０次いで、カーボンブラックを数回に分けて投入しな
がら約１０分間混練する。この混線の時間および温度は
、カーボンブラック表面に付着している水分を蒸発させ
るのに十分な値を設定する。さらに、この混線物を粉砕
した後、乾燥器により約６０℃で４時間程度乾燥させ、
第１の混合物が得られる。

次に、第１の混合物を４０〜６０重量％好ましくは５０
重量％、Ａ成分を４０〜６０重量％好ましくは５０重量
％、これらの第１の混合物とＡ成分との混合物９７．４
重量％に対してＢ成分を２゜６重量％用意する。そして
これらをトライブレンドにより混合させ第２の混合物を
得る。

ここで、第２の混合物に含まれるカーボンブラックの量
を最小とするには、第１の混合物においてカーボンブラ
ックを４０重量％かつ高密度ポリエチレンを６０重量％
とじ、第１の混合物４０重量％にＡ成分を６０重量％混
合すればよい、このとき、第２の混合物に含まれるカー
ボンブラックの量が約１６重量％となり、比抵抗が最大
となる。

また、第２の混合物に含まれるカーボンブラックの量を
最大とするには、第１の混合物においてカーボンブラッ
クを６０重量％かつ高密度ポリエチレンを４０重量％と
し、第１の混合物６０重量％にＡ成分を４０重量％混合
すればよい、このとき、第２の混合物に含まれるカーボ
ンブラックの量が約３６重量％となり、比抵抗が最小と
なる。

次に、この第２の混合物を乾燥器により約６０℃で４時
間程度乾燥させる。そして、乾燥後め第２の混合物を成
形機のホッパーへ投入し所望の形状の抵抗体に成形する
。このとき、成形機の金型の温度は例えば６０℃であり
、成形機のシリンダの温度は、ノズル側からホッパー側
へかけて、例えば２２０℃、２４０℃、２００℃、１７
０℃である。

最後に、このようにして得られた抵抗体を、例えば９０
℃の温水中に３時間浸漬して架橋処理を施す、このとき
、架橋用ポリエチレン中の活性シラン基が水と接触する
ことで架橋反応を起こして綱目状高分子となる。つまり
、下記■、■式の二段反応によって架橋が進行する。

一５ｔ−ＯＲ＋　　Ｈ・　ＯＨ −−３ｉ　−ＯＨ＋　　ＲＯＩ（・・・■−３ｔ　−Ｏ
Ｈ＋　　−３ｉ−ＯＲ →　−３ｔ　−０−Ｓｔ　−＋　　ＲＯＭ　　・・・０
次に、このようにして架橋された抵抗体のＰＴＣ特性を
第１図に、ＰＴＣ特性を測定した試料の斜視図を第２図
にそれぞれ示す。

抵抗体１０は、幡Ｗが６ｍｍ、厚さｔが２．５ｍｍ、高
さＨが１０ｍｍの直方体状に成形されたものである。抵
抗体１０の厚さ方向の両端面１２．１４に導電ペースト
１６．１８によって金属電極２０．２２を接続し試料を
作成した。、これらの電極２０．２２間に通電して抵抗
体１０の各温度における抵抗値を測定した。このときの
ＰＴＣ特性が第１図に示す（Ａ）である。

また、第１図に示す（Ｂ）は、この抵抗体１０の表裏に
電子線を７５０ｋＶで３０Ｍｒａｄ照射した場合のＰＴ
Ｃ特性である。電子線によりさらに抵抗体１０の架橋が
進み、抵抗値が１桁程度増加している。

なお、カーボンブラックは、吸湿性があるので、使用前
に充分に脱水しておくことが望ましい、この脱水は、加
熱、真空乾燥等により行うことができる。

また、カーボンブラックの混合比は、高密度ポリエチレ
ンに対して、４０〜６０重量部が好ましく、これより多
いと混線が難しくなり、これより少ないと抵抗値が高（
なり過ぎる。

さらに、カーボンブラックの粒径は、２０〜１００ｍμ
（ミリミクロン）が好ましく、これより大きいと抵抗値
が高（なり過ぎ、これより小さいと混線が難しくなる。

さらに最も好ましくは、３０〜８０ｍμである。

また、第１のポリマとしては、ポリオレフィン系樹脂以
外に、熱可塑性の結晶性樹脂ならばどのようなものを用
いてもよい、さらに、導電性粉末としては、カーボンブ
ラック以外に、金属、導電性非酸化物等を用いてもよい
。

この発明に係る抵抗体は、電流制限用のＰＴＣサーミス
タや一定温度に加熱するヒーターに好適に用いられる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明に係るＰＴＣ特性を有す
る抵抗体の製造方法によれば、水によって架橋されない
第１のポリマと導電性粉末とを混合させて第１の混合物
を得る工程によって、導電性粉末表面に付着している水
分を除去した後、水によって架橋される第２のポリマと
第１の混合物とを混合することにより、この混合時に第
２のポリマが架橋してしまうことを防止できる。したが
って、抵抗体の成形を支障なくできるとともに抵抗体の
抵抗率を設計値通りでき、抵抗体の品質および歩留りを
同上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はこの発明に係るＰＴＣ特性を有する
抵抗体の一実施例を示し、第１図は抵抗体のＰＴＣ特性
を示すグラフ、第２図はＰＴＣ特性を測定した試料を示
す斜視図である。 １０・・・抵抗体 ２０．２２・・・電極 特許出願人　　株式会社　白山製作所 代　理　人　　弁理士　吉１）芳春

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）水によって架橋されない第１のポリマと導電性粉
   末とを混合して第１の混合物を得る工程と、水によって
   架橋される第２のポリマと上記第１の混合物とを混合し
   て第２の混合物を得る工程と、この第２の混合物中の第
   ２のポリマを水によって架橋する工程とを含むＰＴＣ特
   性を有する抵抗体の製造方法。
2. （２）請求項１記載のＰＴＣ特性を有する抵抗体の製造
   方法において、上記第１のポリマがポリオレフィン系樹
   脂であり、かつ上記導電性粉末がカーボンブラックであ
   ることを特徴とするＰＴＣ特性を有する抵抗体の製造方
   法。