JPS63170902A

JPS63170902A - 感温抵抗体

Info

Publication number: JPS63170902A
Application number: JP183087A
Authority: JP
Inventors: 政博神田
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 1987-01-09
Filing date: 1987-01-09
Publication date: 1988-07-14
Also published as: JPH0379841B2

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〕皮栗上立科■公立本発明は温度によって電気抵抗値が変化する感温抵抗体
に関し、特に感温素子を形成するに有用な電気抵抗体材
料に関する。

従来■侠止合成樹脂などに導電性粉末を配合して導電性の組成物を
得ることが知られており、このような組成物を用いて抵
抗体を得ることも知られている。

かかる抵抗体の電気抵抗値が温度によって変化する場合
があることも知られており、特公昭５０−３３７０７号
には、ポリエチレンあるいはポリプロピレンなどの結晶
性重合体に金属微粉末やカーボンブラックなどを分散さ
せた、特定温度領域（転移点）付近で電気抵抗の急激に
増大する組成物が公知であったこと、またかかる結晶性
重合体に対して平均粒径が０．０８ミクロンから２００
ミクロンのほり球形の炭素粉末を分散させることによっ
て、初期抵抗値が低くて転移点における抵抗値上昇が充
分に大きい組成物が得られること、が開示されている。

しかし、この組成物における抵抗値の上昇は、結晶性重
合体が温度の上昇によって非晶質に転移する際に起るも
のであるので、温度の昇降に伴って抵抗変化が迅速に追
随せずまたヒステリシス現象を示すなどの欠点があり、
また初期抵抗値を低くするために炭素粉末の配合量を増
加すると機械的性質が低下するという問題もある。

また、特開昭５３−８６４９６号には、熱可塑性の結晶
性ポリマー中に４電性充填剤を分散させて得た組成物は
、その結晶融解温度付近で急激な電気抵抗増加が起るこ
とが公知であることが開示され、さらに、急激な電気抵
抗増加の起る温度（スイッチング温度）を高くするのに
少くともゲル分が０．６であるような架橋された結晶性
ポリマーに対して少くとも径が１８ミリミクロンの導電
性粒子（カーボンブランクの場合には８０ミリミクロン
以下）を配合した組成物が有効であることを開示してい
る。

しかし、この組成物もまた前述と同様な欠点を存してい
る。

″パシよ゛とする口　占そこで本発明は、初期抵抗値が低くて機械的性質に優れ
、かつ感度の高い感温抵抗体を提供しようとするもので
ある。

〔発明の構成〕

。　占　”′　るための本発明者は、前記の目的を達成するために導電材料と結
合剤との組合せについて種々検討を行なった結果、特定
の炭素繊維を導電材料として使用することによって優れ
た感温特性が得られることを見出し、本発明をなすに至
った。すなわち、本発明の感温抵抗体は、気相成長系炭
素繊維を含む導電材料を有機結合剤によって結合してな
るものである。

本発明において用いられる導電材料は、気相成長系炭素
繊維を主成分とするもので、必要に応じて導電性炭素粉
末をこれに併用することができる。

ここで用いられる気相成長系炭素繊維は、炭化水素化合
物を触媒の存在の下で、非酸化性雰囲気中で気相熱分解
して得られたものである。このような気相成長系炭素繊
維は、たとえば横型電気炉中に設置したムライト質の反
応管中に鉄などの遷移金属又はその化合物の微粒子を触
媒として付着させた担体基板を置き、水素などのキャリ
アとたとえばエタン、ベンゼンなどの炭化水素化合物と
のガス状混合物を１０００〜１４００℃の温度下に導入
し、基板と接触した炭化水素を熱分解して炭素繊維を成
長させ、これを回収することによって得られる。更には
、同様な反応装置の中にケイ素を含むセラミックス等の
基板を置き、水素などのキャリアとたとえばエタン、ベ
ンゼンなどの炭化水素化合物とたとえば単体イオウ、硫
化水素、メルカプタンなどのイオウ含を物質との混合ガ
ス、あるいは水素などのキャリアとたとえばジベンゾチ
オフェンなどのイオウ含有炭化水素化合物との混合ガス
を１２００−１４００℃の温度下に導入し、基板と接触
した炭化水素を熱分解して炭素繊維を成長させ、これを
回収することによっても得られる。このような気相成長
系炭素繊維は、反応条件によって径１０μｍ、長さ数１
程度のものも得られるが、本発明に於ては径１〜２μｍ
、長さ０．１〜３１１程度のものが好適に使用できる。

また、気相成長系炭素繊維と併用される導電性炭素粉末
としてはカーボンブラックやグラファイトの粉末等が用
い得るが、中でも構造の発達したカーボンブランクが望
ましく、特にケッチェンブラック（ライオンアクゾ社、
商品名）などの如き高導電性のカーボンブラックを用い
るのが好ましい。このような炭素粉末の粒径としては、
１０〜５０μｍ程度であることが好ましい。

本発明における導電材料は気相成長系炭素繊維のみで構
成されていてもよいが、この場合、結合剤の量が多いと
きには初期抵抗が大きくなるので、抵抗値の低いことを
望むときには導電性炭素粉末を併用するのがよい、導電
材料中の導電性炭素粉末の含有量に特に制限はないが、
通常５０％以下が適当である。

本発明における導電材料の結合剤としては、たとえばフ
ェノール系、ユリャ系、エポキシ系、ウレタン系、不飽
和ポリエステル系、シリコーン系等の熱硬化性有機結合
剤が使用でき、中でも価格や耐熱性などの面からエポキ
シ系の結合剤を好適に用いることができるが、これらに
限定されるものではない。

かかる結合剤の使用量は、結合硬化して得られる電気抵
抗と機械的性質とのバランスに基づいて決定される。通
常、導電材料１に対して０．２〜５の範囲で用いるのが
適当である。

立−■ 本発明の感温抵抗体の電気抵抗は、１２５℃以上の温度
において大き、な正の温度係数を示し、かつヒステリシ
スが小さい。

実搭皿上炭素繊維として下記のような気相成長系炭素繊維ＦＳお
よびＦＦとＰＡＮ系炭素繊維粉砕物ＦＮを用意し、また
導電性炭素粉末としてケッチェンブラックＥＣ（ライオ
ンアクゾ社、商品名）を用意した。

使朋旦太災素撤星ＦＳ：イオウおよびケイ素触媒を用いて得たもの（径：
約１μｍ、長さ：約０．３〜０．５鰭）ＦＦ：鉄系触媒
を用いて得たもの（径：約１μｍ、長さ：約０．３〜０．５關）ＦＮ：ト
レカＭＬＤ−３００（東し社、商品名）（径：約７μｍ
、長さ：約０．３ｍｍ）また結合剤としては、エポキシ
樹脂（Ｅ−１）としてエピコート８１２　（シェル化学
社、商品名）および硬化剤（Ｅ−２）としてエピキュア
（シェル化学社、商品名）の組合せからなるエポキシ系
結合剤を用意した。

これらを第１表に示す配合量に従って、まずエポキシ樹
脂に炭素粉末を混合し、次いで炭素繊維を添加混合し、
その後硬化剤を加えて充分に混練した。こうして得た配
合物を金型中に注入し、１２０℃で３時間加圧下に加熱
して硬化させ、縦エロ×横７ＣＩＩＸ厚さ１　＋ｕの硬
化体を得た。

第　　１　　表試料　　　　Ａ　　Ｂ　　ＣＤ　　Ｅ”Ｆ”Ｇ”Ｈ“Ｅ
−１１００＃　／／　〃＃　／／　／ｌ　／／炭素粉末
　　１０〃〃〃〃〃３０５０炭素繊維ＦＳ　　３０　６０−−　−−ｍ＝〃ＦＦ　−
−３０６０−−−− 〃ＦＮ　−−−−３０６Ｏ−− ＥＪ　　２０　＃　Ｎ　／／　Ｎ　／／　／ｌ’　／／
＊　対照例これらの硬化体について、温度を徐々に上昇させ、また
降下させてその間の電気抵抗の変化を調べた。その結果
を、温度に対する体積固有抵抗値の変化として第２表に
示した。また、試料Ａ、ＣおよびＥ、Ｇについてのデー
タをグラフとして第１図に示した。

この結果をみると、本発明の硬化体は鋭敏な感温特性を
有していると共にヒステリシス現象が殆んど見られず、
スイッチング特性の良好な感温抵抗体であることがわか
る。

第　　２　　表体積固有抵抗（Ω・ｃａ）　　（Ｅｎは×１０ｆｉを示
す、ｎは整助試料　Ａ　　Ｂ　　ＣＤ　　Ｅ”Ｆ”　　
Ｇ”Ｈ”温度（”Ｃ）２５　４．８３．０６．７４．１　７．９　５．４　２
３．４１１．９５０　５．１４．４６．５４．６３５．
２２８．９　２１．１１０．８１００　４．８４．２７
．４３．７９３．６　１．２Ｅ２１Ｂ、８７．４１２５
　５．３６．８８．９９．４　７．９Ｅ２５．６Ｅ２１
６．３５．９１５０　２、ＩＦ３４．３Ｅ３６．４Ｅ３
７．０印９．２Ｅ２６．９Ｅ２１２．４６．４１７５　
４．６Ｅ８７．９Ｅ７３．９Ｅ６６．３Ｅ５８．３Ｅ２
６．７Ｅ２９．８８．３２００　１、ａ２．４Ｅ７４．
３Ｅ７１．ＩＦ７４．８Ｅ２６．３Ｅ２８．６９．９１
７５　８．７Ｂ７４．９Ｅ７５．ＩＦ５２．４団４０．
３　４．３Ｅ２８．８８．４１５０　４．０Ｅ２１．６
Ｅ３４．４Ｅ３１．８Ｅ２Ｂ、７１１．９　　Ｂ、６８
．３１２５　５．５５．９７．２８．７　８．０　７．
３　８．２　Ｂ、３１００　４．７４．１７．２４．２
　９．３　４．４　８．４７．１５０　４．４２．８７
．０３．９　８．７　４．２　　Ｂ、１７．１２５　４
．４２．８７．０３．６　３．０　４．０　８．６７．
１実屓Ｌｌ結合剤として不飽和ポリエステル系結合剤とウレタン系
結合剤をそれぞれ使用したほかは実施例１と同様の手順
で第３表に従い配合物を調製した。

使用した不飽和ポリエステル系結合剤は、主剤樹脂（Ｐ
−１）としてエボラフクＧ−８５（日本触媒化学社、商
品名）：硬化剤（Ｐ−２）としてベンゾイルパーオキシ
ドの組合せであり、また使用したウレタン系結合剤は、
主剤樹脂（Ｕ−１）としてコロネート４０９０　　（日
本ポリウレタン工業社、商品名）、硬化剤（Ｕ−２）と
してメチレンビス・オルソクロロアニリンの組合せを用
いた。

こうして得た配合物を、それぞれ第３表に合せて記載し
た条件で加圧下に加熱硬化して、それぞれ縦１ｃＩ１１
×横７１×厚さＩｎの硬化体を得た。

これらの硬化体について、実施例１と同様にして電気抵
抗の温度依存性を測定し、その結果をグラフとして第２
図に示した。

この結果をみると、本発明の硬化体は、結合剤に拘らず
優れた感温特性を有することがわかる。

第３表試料　　　　ＩＪＫ”ＬＭＮ” ｐ−ｉ　　ｉｏｏ　〃〃−−− Ｕ−１−−−１００〃〃炭素粉末　　ＩＱ　　／ｌ　　〃／Ｆ　　　／／　　／
／炭素繊維ＦＳ　　３０　−−３０　　−−〃ＦＦ−３
０−−３０− −〃ＦＮ　　−−３０−−３０Ｐ−２１〃〃−−− Ｕ−２−−−１２，７”　　” 硬化条件＝８０℃×１０分−−１２０℃×４時間−〔発明の効果
〕本発明の感温抵抗体は気相成長系炭素繊維を含む導電材
料を有機結合剤によって結合してなるもので、その電気
抵抗が鋭敏な正の感温特性を有しており、高温において
使用できる充分な機械的性質を備えた信頼性の高い感温
素子として利用し得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、それぞれ本発明の感温抵抗体な
らびに対照例の抵抗体についての電気抵抗の感温特性を
示すグラフである。特許出願人　　　矢崎総業株式会社温度（０Ｃ）第１図；ｌ／Ｌ（’Ｃ）第２図手続補正　四（自発）昭和６２年　４月　２日特許庁長官　黒　１）　明　雄　殿１、　　１材牛の耘昭和６２年特許願第００１８３０号２、　　発明の名称感温抵抗体３、　　補正をする者事件との関係　　　　１乳牛出願人住所　東京都港区三田１丁目４番２８号名称　（６８９
）矢碕総業株式会社４、代理人

Claims

【特許請求の範囲】

（１）気相成長系炭素繊維を含む導電材料を有機結合剤
によって結合してなる感温抵抗体。
（２）導電材料が気相成長系炭素繊維に加えて導電性炭
素粉末を含むものである、特許請求の範囲第１項記載の
感温抵抗体。
（３）気相成長系炭素繊維が炭化水素化合物を非酸化性
雰囲気中で触媒の存在下に熱分解して得られたものであ
る、特許請求の範囲第１項または第２項記載の感温抵抗
体。