JPH08138439A - 導電性複合材料組成物及び該組成物を成形した導電性複合材料 - Google Patents
導電性複合材料組成物及び該組成物を成形した導電性複合材料Info
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- JPH08138439A JPH08138439A JP28158794A JP28158794A JPH08138439A JP H08138439 A JPH08138439 A JP H08138439A JP 28158794 A JP28158794 A JP 28158794A JP 28158794 A JP28158794 A JP 28158794A JP H08138439 A JPH08138439 A JP H08138439A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 再現性に優れる導電性複合材料及び該導電性
複合材料を得るための組成物を提供する。 【構成】 エチレンとプロピレンとのランダム共重合体
とホモポリプロピレンとが直接重合して得られる熱可塑
性エラストマーの重合体及び導電性材料を含む導電性複
合材料組成物並びに該組成物を成形した導電性複合材
料。
複合材料を得るための組成物を提供する。 【構成】 エチレンとプロピレンとのランダム共重合体
とホモポリプロピレンとが直接重合して得られる熱可塑
性エラストマーの重合体及び導電性材料を含む導電性複
合材料組成物並びに該組成物を成形した導電性複合材
料。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、導電性複合材料組成物
及び該組成物を成形した導電性複合材料に関する。
及び該組成物を成形した導電性複合材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、重合体及び導電性材料からなる導
電性複合材料としてのスイッチング素子は、ポリエチレ
ン及びカーボンブラックからなる複合体が用いられてい
る（米国特許第2,978,665号明細書、特開昭54−16697号
公報、特開昭55−78406号公報参照）。
電性複合材料としてのスイッチング素子は、ポリエチレ
ン及びカーボンブラックからなる複合体が用いられてい
る（米国特許第2,978,665号明細書、特開昭54−16697号
公報、特開昭55−78406号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ポリエチレン及びカー
ボンブラックの複合体の粒子からなるスイッチング素子
は、８０〜１４０℃にスイッチング温度（Ｔｓ）を持ち
（特開昭55−78406号公報）、実用上適当な温度である
が、ジュール熱により導通抵抗が経時変化したり（特開
昭55−78406号公報）、導通抵抗と素子の温度との関係
がヒステレシスを示す（特開平２−92960号公報、特開
平５−226113号公報）ために、再現性を更に改善するこ
とが必要になる。本発明の目的は、上記の欠点を改良
し、再現性に優れる導電性複合材料及び該導電性複合材
料を得るための組成物を提供することにある。
ボンブラックの複合体の粒子からなるスイッチング素子
は、８０〜１４０℃にスイッチング温度（Ｔｓ）を持ち
（特開昭55−78406号公報）、実用上適当な温度である
が、ジュール熱により導通抵抗が経時変化したり（特開
昭55−78406号公報）、導通抵抗と素子の温度との関係
がヒステレシスを示す（特開平２−92960号公報、特開
平５−226113号公報）ために、再現性を更に改善するこ
とが必要になる。本発明の目的は、上記の欠点を改良
し、再現性に優れる導電性複合材料及び該導電性複合材
料を得るための組成物を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、エチレンとプ
ロピレンとのランダム共重合体とホモポリプロピレンと
が直接重合して得られる熱可塑性エラストマーの重合体
及び導電性材料を含む導電性複合材料組成物、並びに該
組成物を成形した導電性複合材料に関する。本発明にお
いて、エチレンとプロピレンとのランダム共重合体とホ
モポリプロピレン（以下、ホモＰＰと記載する）とが直
接重合して得られる熱可塑性エラストマーは、ホモＰＰ
部分が１〜６０重量％で、エチレン成分は１０〜４０重
量％の範囲の重合体であるが、特に限定するものではな
い。また、該重合体の主な特性としてＭＦＲ（Ｍelt Ｆ
low Ｒate）、融点等が挙げられる。このうち、ＭＦＲ
（JIS K7210）は好ましくは０．２〜５０ｇ／分で、よ
り好ましくは１．０〜２０ｇ／分である。一方、融点
（ＤＳＣ）は、一般的には１３５〜１７０℃の範囲であ
り、好ましくは１４０〜１５５℃である。
ロピレンとのランダム共重合体とホモポリプロピレンと
が直接重合して得られる熱可塑性エラストマーの重合体
及び導電性材料を含む導電性複合材料組成物、並びに該
組成物を成形した導電性複合材料に関する。本発明にお
いて、エチレンとプロピレンとのランダム共重合体とホ
モポリプロピレン（以下、ホモＰＰと記載する）とが直
接重合して得られる熱可塑性エラストマーは、ホモＰＰ
部分が１〜６０重量％で、エチレン成分は１０〜４０重
量％の範囲の重合体であるが、特に限定するものではな
い。また、該重合体の主な特性としてＭＦＲ（Ｍelt Ｆ
low Ｒate）、融点等が挙げられる。このうち、ＭＦＲ
（JIS K7210）は好ましくは０．２〜５０ｇ／分で、よ
り好ましくは１．０〜２０ｇ／分である。一方、融点
（ＤＳＣ）は、一般的には１３５〜１７０℃の範囲であ
り、好ましくは１４０〜１５５℃である。
【０００５】本発明では、上記の熱可塑性エラストマー
に他の重合体を混合することが出来る。例えば、ポリエ
チレン（ＬＤＰＥ、ＭＤＰＥ、ＨＤＰＥ、ＬＬＤＰ
Ｅ）、α−オレフィンと極性モノマーとの共重合体（Ｅ
ＶＡ、ＥＡ、ＥＥＡ）等を挙げることが出来る。熱可塑
性エラストマーと他の重合体との混合比は、特に限定す
るものではないが、熱可塑性エラストマーが１０〜８０
重量部で、他の重合体が９０〜２０重量部が好ましい。
上記の重合体を用いることにより、本発明では、導通抵
抗が大きく変る温度即ちＴｓが、組成物中の重合体の融
点付近で認められる。
に他の重合体を混合することが出来る。例えば、ポリエ
チレン（ＬＤＰＥ、ＭＤＰＥ、ＨＤＰＥ、ＬＬＤＰ
Ｅ）、α−オレフィンと極性モノマーとの共重合体（Ｅ
ＶＡ、ＥＡ、ＥＥＡ）等を挙げることが出来る。熱可塑
性エラストマーと他の重合体との混合比は、特に限定す
るものではないが、熱可塑性エラストマーが１０〜８０
重量部で、他の重合体が９０〜２０重量部が好ましい。
上記の重合体を用いることにより、本発明では、導通抵
抗が大きく変る温度即ちＴｓが、組成物中の重合体の融
点付近で認められる。
【０００６】本発明における導電性材料は、ファーネス
ブラック、ケッチェンブラック等のカーボンブラック、
これらの極性モノマーによるグラフト物、金属めっきカ
ーボンブラック、グラファイトなどを挙げることが出来
るが、更に、ニッケル、コバルト、銀、銅等の金属やこ
れらに代表される金属の合金を用いることが出来る。以
上の材料の形態は、特に制限はないが一般的には粒状体
が用いられ、例えばカーボンブラックの場合には、１０
〜１００ｎｍ径の粒状体が用いられる。導電性材料の重
合体に対する添加量は、一般的には、重合体１００重量
部に対して１〜１００重量部であるが、特に限定するも
のではない。
ブラック、ケッチェンブラック等のカーボンブラック、
これらの極性モノマーによるグラフト物、金属めっきカ
ーボンブラック、グラファイトなどを挙げることが出来
るが、更に、ニッケル、コバルト、銀、銅等の金属やこ
れらに代表される金属の合金を用いることが出来る。以
上の材料の形態は、特に制限はないが一般的には粒状体
が用いられ、例えばカーボンブラックの場合には、１０
〜１００ｎｍ径の粒状体が用いられる。導電性材料の重
合体に対する添加量は、一般的には、重合体１００重量
部に対して１〜１００重量部であるが、特に限定するも
のではない。
【０００７】本発明においては、導電性材料のほかに他
の添加剤、例えば無機充填剤、酸化防止剤、帯電防止
剤、シランカップリング剤等を添加することが出来る。
重合体、導電性材料等の組成物の混合は、ロール、バン
バリーミキサー、ヘンシェルミキサー、ブラベンダープ
ラストグラフ、押出し機（単軸、多軸）等の混練装置を
用いて行うことが出来る。更に、本発明においては、通
常、圧縮成形、押出し成形、射出成形等の成形法を用い
てプレート、シート、フィルム状の導電性複合材料を作
製することが出来る。
の添加剤、例えば無機充填剤、酸化防止剤、帯電防止
剤、シランカップリング剤等を添加することが出来る。
重合体、導電性材料等の組成物の混合は、ロール、バン
バリーミキサー、ヘンシェルミキサー、ブラベンダープ
ラストグラフ、押出し機（単軸、多軸）等の混練装置を
用いて行うことが出来る。更に、本発明においては、通
常、圧縮成形、押出し成形、射出成形等の成形法を用い
てプレート、シート、フィルム状の導電性複合材料を作
製することが出来る。
【０００８】導電性複合材料中の重合体は、一般的には
架橋されるが、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、２，
５ジメチル−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、
２，５ジメチル−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン
−３等の有機過酸化物を用いる化学架橋法、ポリオレフ
ィンにビニルシランをグラフトした後、水分の存在下で
シロキサン縮合反応により架橋を行うシラン架橋法、更
には、電子線等を用いる放射線架橋法の何れも用いるこ
とが出来る。なお、架橋は原材料、成形時、成形後等の
何れの段階でなされてもよい。本発明において、導電性
複合材料はニッケル、銅等の電極材に熱圧着等の方法に
より接続されるが、更に、成形歪の緩和、内部構造の安
定化の目的で熱処理を施すのが一般的である。なお、こ
の熱処理は、導電性複合材料と電極材との接続前又は接
続中に行っても良い。
架橋されるが、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、２，
５ジメチル−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、
２，５ジメチル−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン
−３等の有機過酸化物を用いる化学架橋法、ポリオレフ
ィンにビニルシランをグラフトした後、水分の存在下で
シロキサン縮合反応により架橋を行うシラン架橋法、更
には、電子線等を用いる放射線架橋法の何れも用いるこ
とが出来る。なお、架橋は原材料、成形時、成形後等の
何れの段階でなされてもよい。本発明において、導電性
複合材料はニッケル、銅等の電極材に熱圧着等の方法に
より接続されるが、更に、成形歪の緩和、内部構造の安
定化の目的で熱処理を施すのが一般的である。なお、こ
の熱処理は、導電性複合材料と電極材との接続前又は接
続中に行っても良い。
【０００９】
【作用】本発明の導電性複合材料は、エチレンとプロピ
レンとのランダム共重合体とホモＰＰとが直接重合して
得られる熱可塑性エラストマーの重合体及び導電性材料
を含む組成物を成形して得られるものであり、Ｔｓは従
来のポリエチレン系樹脂とほぼ同等で、温度と導通抵抗
との関係でヒステレシスが少なく、再現性に優れる。こ
の理由としては、ホモＰＰ部分が一種の固定点の役割を
することにより、エチレン／プロピレン共重合体部の熱
膨張に伴う導電性材料間の間隔変化の再現性が良くな
り、その結果、従来のポリエチレン系樹脂マトリックス
の場合とＴｓは概ね同等でありながら、より再現性に優
れた特性を示すものと考えられる。
レンとのランダム共重合体とホモＰＰとが直接重合して
得られる熱可塑性エラストマーの重合体及び導電性材料
を含む組成物を成形して得られるものであり、Ｔｓは従
来のポリエチレン系樹脂とほぼ同等で、温度と導通抵抗
との関係でヒステレシスが少なく、再現性に優れる。こ
の理由としては、ホモＰＰ部分が一種の固定点の役割を
することにより、エチレン／プロピレン共重合体部の熱
膨張に伴う導電性材料間の間隔変化の再現性が良くな
り、その結果、従来のポリエチレン系樹脂マトリックス
の場合とＴｓは概ね同等でありながら、より再現性に優
れた特性を示すものと考えられる。
【００１０】
【実施例】次に本発明の実施例を説明する。材料は次の
ものを使用した。即ち、熱可塑性エラストマーとして
は、トクヤマＰ．Ｅ．Ｒ．Ｒ４１０Ｅ（ＭＦＲ；１.８
ｇ／分、融点；１４３℃、比重；０.８８）、他の重合
体としては、ポリエチレン樹脂（住友化学、ＬＤＰＥ、
ＭＦＲ；１０ｇ／分、融点点；１１８℃、比重；０.９
３５）、導電性材料としてはファーネスブラック（平均
粒径；５０ｎｍ）、酸化防止剤としてはチバガイギーの
イルガノックス１０１０である。また、成形は単軸押出
機を用い、その押出し成形条件は、スクリューがφ２０
のフルフライト型（Ｌ／Ｄ；２４）、シリンダー温度が
Ｃ１；１５０℃、Ｃ２；１６５℃、Ｃ３；１７０℃、ダ
イス温度Ｄが１７５℃、スクリュー回転数が５０ｒｐｍ
である。
ものを使用した。即ち、熱可塑性エラストマーとして
は、トクヤマＰ．Ｅ．Ｒ．Ｒ４１０Ｅ（ＭＦＲ；１.８
ｇ／分、融点；１４３℃、比重；０.８８）、他の重合
体としては、ポリエチレン樹脂（住友化学、ＬＤＰＥ、
ＭＦＲ；１０ｇ／分、融点点；１１８℃、比重；０.９
３５）、導電性材料としてはファーネスブラック（平均
粒径；５０ｎｍ）、酸化防止剤としてはチバガイギーの
イルガノックス１０１０である。また、成形は単軸押出
機を用い、その押出し成形条件は、スクリューがφ２０
のフルフライト型（Ｌ／Ｄ；２４）、シリンダー温度が
Ｃ１；１５０℃、Ｃ２；１６５℃、Ｃ３；１７０℃、ダ
イス温度Ｄが１７５℃、スクリュー回転数が５０ｒｐｍ
である。
【００１１】実施例１ 重量で熱可塑性エラストマー６０部、ポリエチレン樹脂
４０部、ファーネスブラック７０部及び酸化防止剤０．
５部を配合した組成物を、８インチロールを用いて１６
０℃で１０分間混練後室温でペレット化し、押出し機に
供し、厚みが約０．５mmのシートを成形した。上記によ
り得られた導電性複合体を１cm×２cmの大きさに切り出
し、５Ｍradの電子線放射を行って架橋した後、両面に
金属電極（Ｎｉ箔、厚み３００ｎｍ）を１６５℃で熱圧
着し、温度と導通抵抗との関係を測定した。また、降温
後の復帰性を確認するために室温での導通抵抗を再測定
した。表１に、室温での導通抵抗（Ｒ２５）、１１０℃
の導通抵抗(Ｒ１１０）、両者の比Ｒ２５／Ｒ１１０、
降温後の導通抵抗（Ｒ２５＊）及びＴｓを示す。
４０部、ファーネスブラック７０部及び酸化防止剤０．
５部を配合した組成物を、８インチロールを用いて１６
０℃で１０分間混練後室温でペレット化し、押出し機に
供し、厚みが約０．５mmのシートを成形した。上記によ
り得られた導電性複合体を１cm×２cmの大きさに切り出
し、５Ｍradの電子線放射を行って架橋した後、両面に
金属電極（Ｎｉ箔、厚み３００ｎｍ）を１６５℃で熱圧
着し、温度と導通抵抗との関係を測定した。また、降温
後の復帰性を確認するために室温での導通抵抗を再測定
した。表１に、室温での導通抵抗（Ｒ２５）、１１０℃
の導通抵抗(Ｒ１１０）、両者の比Ｒ２５／Ｒ１１０、
降温後の導通抵抗（Ｒ２５＊）及びＴｓを示す。
【００１２】実施例２ 導電性複合体として実施例１のファーネスブラック７０
重量部に代えてニッケル粒子（約８０ｎｍ）２０重量部
とした以外は実施例１と同様にして導電性複合体を得、
また、温度と導通抵抗との関係を測定した。結果を表１
に示す。 実施例３ 導電性複合体として実施例２のニッケル粒子に代えてポ
リスチレン粒子に金めっきをした粒子（約１００ｎｍ）
を用いた以外は実施例２と同様にして導電性複合体を
得、更に、温度と導通抵抗との関係を測定した。結果を
表１に示す。 比較例 重量で実施例１と同じポリエチレン１００部、ファーネ
スブラック７０部、酸化防止剤０．５部を配合した組成
物を実施例１と同様にして１cm×２cmの導電性複合体を
作製し、温度と導通抵抗との関係を測定した。その結果
を表１に示す。
重量部に代えてニッケル粒子（約８０ｎｍ）２０重量部
とした以外は実施例１と同様にして導電性複合体を得、
また、温度と導通抵抗との関係を測定した。結果を表１
に示す。 実施例３ 導電性複合体として実施例２のニッケル粒子に代えてポ
リスチレン粒子に金めっきをした粒子（約１００ｎｍ）
を用いた以外は実施例２と同様にして導電性複合体を
得、更に、温度と導通抵抗との関係を測定した。結果を
表１に示す。 比較例 重量で実施例１と同じポリエチレン１００部、ファーネ
スブラック７０部、酸化防止剤０．５部を配合した組成
物を実施例１と同様にして１cm×２cmの導電性複合体を
作製し、温度と導通抵抗との関係を測定した。その結果
を表１に示す。
【００１３】
【表１】
【００１４】表１から、実施例のものは比較例のものに
比べてＲ１１０、Ｒ２５／Ｒ１１０が大きく良好であ
り、また、復元性も良いことが示される。Ｔｓは比較例
とほぼ同じ値を示している。
比べてＲ１１０、Ｒ２５／Ｒ１１０が大きく良好であ
り、また、復元性も良いことが示される。Ｔｓは比較例
とほぼ同じ値を示している。
【００１５】
【発明の効果】本発明によれば、Ｔｓはポリエチレン系
樹脂を用いた従来の導電性複合材料とほぼ同じで、導通
抵抗の自己復元性に優れた特性を有し、再現性に優れた
導電性複合材料が得られる。
樹脂を用いた従来の導電性複合材料とほぼ同じで、導通
抵抗の自己復元性に優れた特性を有し、再現性に優れた
導電性複合材料が得られる。
Claims (3)
- 【請求項１】 エチレンとプロピレンとのランダム共重
合体とホモポリプロピレンとが直接重合して得られる熱
可塑性エラストマーの重合体及び導電性材料を含む導電
性複合材料組成物。 - 【請求項２】 請求項１の組成物を成形した導電性複合
材料。 - 【請求項３】 少なくとも１個のスイッチング温度を有
する請求項２記載の導電性複合材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28158794A JPH08138439A (ja) | 1994-11-16 | 1994-11-16 | 導電性複合材料組成物及び該組成物を成形した導電性複合材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28158794A JPH08138439A (ja) | 1994-11-16 | 1994-11-16 | 導電性複合材料組成物及び該組成物を成形した導電性複合材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08138439A true JPH08138439A (ja) | 1996-05-31 |
Family
ID=17641236
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28158794A Pending JPH08138439A (ja) | 1994-11-16 | 1994-11-16 | 導電性複合材料組成物及び該組成物を成形した導電性複合材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08138439A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6607679B2 (en) | 2001-01-12 | 2003-08-19 | Tdk Corporation | Organic PTC thermistor |
-
1994
- 1994-11-16 JP JP28158794A patent/JPH08138439A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6607679B2 (en) | 2001-01-12 | 2003-08-19 | Tdk Corporation | Organic PTC thermistor |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20031218 |