JPS6142901A - 感熱抵抗性導電性組成物の製法 - 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】 本発明は、常温における比抵抗の小なる感熱抵抗性導電
性組成物の製法に関する。

従来から正温度係数特性（ＰＴＣ）を有する材料、特に
電気抵抗値が特定の温度領域に達すると急激に正の温度
係数の増大する特性を有する材料を製造する方法につい
ては、様々なものが知られている（特公昭３６−１６３
３８号公報、同５０−３３７０７号公報、同５６−１０
３５２号公報）。

しかしながら、これらの従来方法により得られる材料は
、常温における比抵抗が大きく、また特定の温度領域に
到達した際の抵抗値の増大率も充分に高いものとはいえ
ないという問題があった。

そこで本発明者らは、このような従来の問題を解消すべ
く検討した結果、架橋時のゲル分率を調節するごとによ
り、常温での比抵抗が小さく、しかも正温度係数特性の
すぐれた感熱抵抗性導電性材料を製造しうる方法を提藁
している（特願昭５８−１８８３５６号）。

本１発明者らは、さらに検討を重ねた結果、原料の結晶
性樹脂および導電性充填材を特定温度で予備加熱したの
ち混練ならびに架橋を行なうことにより、常温での比抵
抗の一層小さい組成物が得られることを見出し、この知
見に暴いて本発明を完成するに到った。

すなわち本発明は結晶性樹脂と導電性充填材との混練物
を、ゲル分率が前記結晶性樹脂の２０〜５５１１１ｉ！
−％となるまで架橋することにより感熱抵抗性導電性組
成物を製造するにあたり、前記結晶性樹脂および導電性
充填材を１００℃以上であり、かつ前記結晶性樹脂の融
点未満の温度において予備加熱したのち、混練ならびに
架橋を行なうことを特徴とする感熱抵抗性導電性組成物
の製法を提供するものである。

本発明に用いる結晶性樹脂は様々なものを挙げることが
できるが、通常は高密度ポリエチレン。

低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロ
ピレンコポリマーなどのポリオレフィン、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
ッ素系重合体さらにはこれらの変性物などである。

次に、導電性充填材としては種々のものを使用すること
ができる。具体的には例えばオイルファーネスブラック
、サーマルブランク、アセチレンブラック等のカーボン
ブランク；グラファイト；金属粒子あるいはこれらの混
合物などが挙げられ、特にカーボンブランク、グラファ
イトおよびこれらの混合物が好適である。また、この導
電性充填材の平均粒径は１０ｍμ〜１μ、好ましくは１
５ｍμ〜１００ｍμである。

各成分の配合比は特に制限はなく目的とする物性等によ
り異なり、一義的に決定することはできないが、通常は
結晶性樹脂１００重量部に対し、上記導電性充填材を１
５〜１５０重量部、好ましくは４０〜１２０重量部配合
する。ここで導電性充填材の配合量が上記割合より少な
いと、得られる感熱抵抗性導電性組成物の常温における
比抵抗、すなわち初期抵抗値が大きくなり、逆に上記割
合より多すぎると特定温度領域での抵抗値の上昇率が低
下する。

本発明は上記結晶性樹脂および導電性充填材を予備加熱
したのち、混練ならびに架橋を行なうことを特徴とする
ものである。

ここで予備加熱の温度は、１００℃以上であり、かつ用
いる結晶性樹脂の融点未満の温度とする。

予備加熱の温度が１００℃未満であると得られる導電性
組成物の比抵抗が大きくなるので好ましくない。

また、予備加熱の方法は特に制限はないが、熱風乾燥機
を用いる熱風による加熱や減圧加熱などに好適である。

この予備加熱の時間は通常１〜５時間、好ましくは２〜
３時間である。ここで予備加熱の時間がこの範囲より長
いと結晶性高分子が熱的に劣化し、また短いと得られる
導電性組成物の比抵抗が大きくなるので好ましくない。

なお、上記結晶性樹脂および導電性充填材の予備加熱は
、混練ならびに架橋を行なう以前に行なえばよく、上記
各成分を別個に予備加熱してから混合し混練。

架橋を行なうことは勿論のこと、上記両成分を予め混合
したのち予備加熱し、その後混練、架橋を行なってもよ
い。

上記予備加熱後、結晶性樹脂および導電性充填材を混練
する。この混練はバンバリーミキサ−。

ミキシングロールなどを用いて通常の方法により行なえ
ばよい。通常１５０〜２００℃で３〜３０分間行なえば
よい。

この混練後、架橋を行なう。架橋は様々な手段により行
なうことができ、例えば有機パーオキサ。イドなどの架
橋剤を加えて行なう方法、オゾンを用いる方法、電子線
等の活性エネルギー線を照射する方法などを挙げること
ができる。ここで有機パーオキサイドとしては、ベンゾ
イルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエー
ト、ジクミルパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオ
キサイド、ｔ−ブチルパーオキサイド、２，５−ジメチ
ル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３
などを例示することができる。

上述の架橋の程度は、用いる結晶性樹脂に対してゲル分
率が２０〜５５重量％、好ましくは３０〜５０重量％と
なるような範囲に調節すべきである。ゲル分率が２０重
量％未満では得られる導電性組成物の正温度係数特性が
充分なものとならず、また５５重量９ζを超えると特定
温度領域における抵抗値の上昇倍率が低下し好ましくな
い。

このように、結晶性樹脂の架橋の程度を上述の範囲に調
節するには、架橋反応の際の温度１時間あるいは架橋剤
等の使用量などを適宜定めることにより行なうことがで
きる。例えば高密度ポリエチレンに架橋剤として有機パ
ーオキサイドを用いる場合には、この有機パーオキサイ
ドの使用量を高密度ポリエチレンに対して０．０５〜０
．３０重量％とし、温度１４５〜１６５℃にて０．５〜
５分間程度混練し、成形時に１９０℃前後で５〜１５分
間程度加熱すれば、所望する範囲に架橋が進む。

また、オゾンを用いて架橋を行なう場合は、オゾンを０
．５〜２０容量％含むガスに０．５〜８時間曝露したの
ち、ジビニルベンゼンなどの架橋助剤を高密度ポリエチ
レン１００重量部に対して０．５〜１０重量部、好まし
くは１〜５重量部加えて混練することにより架橋が進む
。

さらに、電子線を用いて架橋を行なう場合には、高密度
ポリエチレンに２〜１５メガラド程度の線量を照射すれ
ばよい。

畝上の如き操作により得られる本発明の感熱抵抗性導電
性組成物は常温での電気抵抗値がきわめて低い、すなわ
ち、従来の導電性材料の常温における電気抵抗値は、そ
の値の低いものでも５〜６Ω・印程度であったのに対し
、本発明の感熱抵抗性導電性組成物の常温における電気
抵抗値は２Ω・口取下ときわめて低く、感熱抵抗性材料
としてきわめて有利な特性を示す。

したがって、本発明は感熱抵抗素子、自己温度制御発熱
体などに用いられる感熱抵抗性導電性材料の製造に有効
に利用することができる。

次に、本発明の実施例を示す。

実施例１ 結晶性樹脂として高密度ポリエチレン（出光石油化学■
製；出光ポリエチレン５２０Ｂ）１°Ｏ０重量部および
導電性充填材として平均粒径４３ｍμのカーボンブラッ
ク（三菱化成工業（ａ製；ダイヤブラックＥ）６０重量
部を、別々に浅底容器に入れて熱風乾燥機中で１１０℃
において２時間予備加熱したのち、これらをバンバリー
ミキサ−に供給して１７０℃において１５分間溶融混練
した。

次いで、架橋剤として２，５−ジメチル−２，５−ジ（
ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３を０．５重量部添
加して１７０℃において５分間混練し、架橋させて感熱
抵抗性導電性組成物を得た。この組成物のゲル分率は３
３Ｍ１量％であった。

次に、この組成物を熱プレス機を用い成形温度１９０℃
、成形圧力１００　ｋｇｌｃｔｌＧの条件で１０分間熱
プレス成形してシートに成形し、その表裏両面に肉厚３
５μの銅箔を熱圧着し、−辺１．５ｃｍの正方形の試験
片を切り出した。

この試験片の２５℃における比抵抗を測定したところ１
．９６Ω・儂であった。また、この試験片を１３０℃に
昇温したときの抵抗増大倍率（２５℃における抵抗値に
対する倍率）は１０’・５であった。

比較例１ 実施例１において、原料の予備加熱を行なわなかったこ
と以外は実施例１と同様にして組成物を得、さらに試験
片を作成した。

この組成物のゲル分率は３３重量％であった。

また得られた試験片の２５℃における比抵抗は２．４Ω
・備であり、１３０℃に昇温したときの抵抗増大倍率は
１０４°Ｓであった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）結晶性樹脂と導電性充填材との混練物を、ゲル分
   率が前記結晶性樹脂の２０〜５５重量％となるまで架橋
   することにより感熱抵抗性導電性組成物を製造するにあ
   たり、前記結晶性樹脂および導電性充填材を１００℃以
   上であり、かつ前記結晶性樹脂の融点未満の温度におい
   て予備加熱したのち、混練ならびに架橋を行なうことを
   特徴とする感熱抵抗性導電性組成物の製法。