JPH02504333A - conductive polymer composition - Google Patents

conductive polymer composition

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JPH02504333A JP63506848A JP50684888A JPH02504333A JP H02504333 A JPH02504333 A JP H02504333A JP 63506848 A JP63506848 A JP 63506848A JP 50684888 A JP50684888 A JP 50684888A JP H02504333 A JPH02504333 A JP H02504333A
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バーマ、プラディープ
チャン、チ‐ミン
モヘッバン、マノオケール
ローゼンツヴァイヒ、ナッフム
カージャトゥコ、ユージン・エル
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レイケム・コーポレイション
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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。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 導電性ポリマー組成物 化旦1 発明の分野 本発明は、有機ポリマーに分散された粒状導電性充填剤を含んで成る導電性ポリ マー組成物に関する。[Detailed description of the invention] conductive polymer composition Kadan 1 field of invention The present invention provides a conductive polymer comprising particulate conductive fillers dispersed in an organic polymer. mer compositions.

関連技術 有機ポリマー(この用語はポリシロキサンを包含する。)に分散された粒状導電 性充填剤は既知である。そのような組成物は「導電性ポリマー組成物」として知 られている。導電性ポリマー組成物およびそれを含んで成るデバイスに関する文 献には、例えば、以下のようなものが挙げられる。アメリカ合衆国特許第2,9 52,761.2.978,665.3.243.753.3,351,882 .3,571.777.3,591,526.3.757.086.3.793 ゜716.3,823,217.3,858,144.3,861,029.3 .950,604.4,017,715.4.o72.s4g、4,085.2 86.4,117,312.4,177.376.4.177゜446.4,1 88,276.4,237,441.4,242,573.4.246,468 .4.250.400.4.252.692.4,255.698.4,271 ,350.4,272,471.4,304゜987.4,309,596.4 ,309,5971.4,314,230.4.314,231.4,315, 237.4,317..027.4,318.881.4,327,351,4 ,330,704.4,334゜351.4,352,083.4,361,7 99.4,388,607.4.398,084.4,413,301,4,4 25,397.4,426.339.4,426,633.4,427,877 .4,435゜639.4,429,216.4,442,139.4,459 ,473.4.470,898.4,481,498.4,476.450.4 ,502、929.4,514,620,4,517,449.4,529゜8 66.4,534,889.4,545,926.4,562,313.4.5 70,055.4,582,983.4,591,700,4,624.990 および4,661,687号;クラソンおよびクーバット(Klasonおよび Kubat)、ジャーナル・オブ・アプライド・ポリマー・サイエンス(J、、 Applied Polymer 5cience)19+813−815(1 975);ナー牛ス(Narkis)ら、ポリマー・エンジニアリング・アンド 0サイエンス(Polymer Engineering and S cie nce) 18+ 649−653(1978);日本特許公報51−3298 3.51−32984.57−228128.60−115678および61− 123665;西ドイツ特許公開第2,821,799号;ヨーロッパ特許出願 公開第38,718号;ヨーロッパ特許出願公開第63゜440号として公開さ れ、現在は放棄されたアメリカ合衆国特許出願第656,046号、ヨーロッパ 特許出願公開第74.281号として公開されたアメリカ合衆国特許出願第30 0,709号および第423,589号、アメリカ合衆国特許第4.700,0 54号、現在は放棄されたアメリカ合衆国特許出願第780.524号、アメリ カ合衆国特許第4.724.417号、アメリカ合衆国特許出願第720,11 7号、ヨーロッパ特許出願公開第157,759号として公開されたアメリカ合 衆国特許出願第720.118号、ヨーロッパ特許出願公開第220,003号 として公開されたアメリカ合衆国特許出願784,288号、アメリカ合衆国特 許第4.689゜475号、アメリカ合衆国特許出願第913.290.024 ,783.021.820号、061.353号、061,354号、o64. 287号および061.259号。これら文献の記載を参照として引用する。Related technology Particulate conductive particles dispersed in organic polymers (this term includes polysiloxanes) Sexual fillers are known. Such compositions are known as "conductive polymer compositions". It is being STATEMENT REGARDING CONDUCTIVE POLYMER COMPOSITIONS AND DEVICES COMPRISING THE SAME Examples of contributions include: United States Patent No. 2,9 52,761.2.978,665.3.243.753.3,351,882 .. 3,571.777.3,591,526.3.757.086.3.793 ゜716.3,823,217.3,858,144.3,861,029.3 .. 950,604.4,017,715.4. o72. s4g, 4,085.2 86.4,117,312.4,177.376.4.177゜446.4,1 88,276.4,237,441.4,242,573.4.246,468 .. 4.250.400.4.252.692.4, 255.698.4, 271 , 350.4, 272, 471.4, 304°987.4, 309, 596.4 ,309,5971.4,314,230.4.314,231.4,315, 237.4,317. .. 027.4,318.881.4,327,351,4 ,330,704.4,334゜351.4,352,083.4,361,7 99.4,388,607.4.398,084.4,413,301,4,4 25,397.4,426.339.4,426,633.4,427,877 .. 4,435°639.4,429,216.4,442,139.4,459 ,473.4.470,898.4,481,498.4,476.450.4 ,502,929.4,514,620,4,517,449.4,529°8 66.4, 534, 889.4, 545, 926.4, 562, 313.4.5 70,055.4,582,983.4,591,700,4,624.990 and No. 4,661,687; Klason and Kubat Kubat), Journal of Applied Polymer Science (J. Applied Polymer 5science) 19+813-815(1 975); Narkis et al., Polymer Engineering and 0 Science (Polymer Engineering and Science nce) 18+ 649-653 (1978); Japanese Patent Publication 51-3298 3.51-32984.57-228128.60-115678 and 61- 123665; West German Patent Publication No. 2,821,799; European Patent Application Publication No. 38,718; published as European Patent Application Publication No. 63°440 European Patent Application No. 656,046, now abandoned. United States Patent Application No. 30, published as Patent Application Publication No. 74.281 0,709 and 423,589, U.S. Patent No. 4.700,0 No. 54, now abandoned U.S. Patent Application No. 780.524, U.S. Pat. United States Patent No. 4.724.417, United States Patent Application No. 720,11 No. 7, American patent application published as European Patent Application Publication No. 157,759. US Patent Application No. 720.118, European Patent Application Publication No. 220,003 No. 784,288, published as U.S. Pat. Grant No. 4.689°475, United States Patent Application No. 913.290.024 , 783.021.820, 061.353, 061,354, o64. No. 287 and No. 061.259. The descriptions in these documents are cited as references.

導電性ポリマー組成物は、電流が流れる要素、例えばヒーターおよび回路保護デ バイスにおいて、高圧ケーブルおよび他の高圧電気装置用のシールディングまた はストレスグレーディング要素として、および静電気防止材料として使用される 。これらは、PTC(正温度係数)、ZTC(零温度係数)またはNTC(負温 度係数)挙動として知られる挙動を示す。rprc挙動」なる語句は、操作温度 範囲において、例えば0〜200℃において、少なくとも2.5のR14値また は少なくとも10のR1゜。値、好ましくは両者を有し、または、少なくとも6 のR5゜値を有するのが好ましい組成物を意味するものとして本明細書では使用 している。ここでR14は、抵抗率増加が最も大きい14℃の温度範囲における 最初と最後の抵抗率の比を表し、RIo。は、抵抗率増加が最も大きい100’ Cの温度範囲における最初と最後の抵抗率の比を表し、RmDは、抵抗率増加が 最も大きい30℃の温度範囲における最初と最後の抵抗率の比を表す。「NTC 挙動」なる語句は、操作温度範囲において、P T C挙動を示さない組成物を 意味するものとして本明細書では使用しており、操作温度範囲において、0℃で のその抵抗率が高温での抵抗率の少なくとも2倍、好ましくは少なくとも5倍で ある。rZTC挙動」なる語句は、本明細書において、PTC挙動またはN T  C挙動のいずれも示さない組成物を意味するeZTC組成物は、組成物の操作 温度範囲以上の温度でPTC挙動を示し得る。Conductive polymer compositions are used in electrically conductive elements such as heaters and circuit protection devices. shielding or other equipment for high voltage cables and other high voltage electrical equipment. is used as a stress grading element and as an antistatic material . These are PTC (positive temperature coefficient), ZTC (zero temperature coefficient) or NTC (negative temperature coefficient). degree coefficient) behavior. The phrase "rprc behavior" refers to operating temperature an R14 value of at least 2.5 or is at least 10 R1°. value, preferably both, or at least 6 As used herein to mean a composition preferably having an R5° value of are doing. Here, R14 is in the temperature range of 14°C where the increase in resistivity is the largest. It represents the ratio of the initial and final resistivity, RIo. is 100' where the resistivity increase is the largest RmD represents the ratio of the initial and final resistivity in the temperature range of C, where RmD is the resistivity increase It represents the ratio of initial and final resistivity in the largest temperature range of 30°C. “NTC The phrase "behavior" refers to a composition that does not exhibit PTC behavior over the operating temperature range. As used herein to mean, in the operating temperature range, at 0°C. whose resistivity is at least twice, preferably at least 5 times, the resistivity at high temperature. be. The phrase "rZTC behavior" as used herein refers to PTC behavior or N eZTC composition refers to a composition that does not exhibit any of the C behavior. It may exhibit PTC behavior at temperatures above the temperature range.

導電性ボッマー組成物を製造する従来方法においては、加熱ポリマーマトリック ス中に均質導電性粒状充填剤を分散させる(本明細書においてπ均質充填剤ヨな る語句はそれぞれの粒子が単−相を有する充填剤、例えば、カーボンブラック、 石墨、金属、金属酸化物、セラミックまたは他の導電性無機材料を意味する。) 。この従来方法は種々の製造品を製造するのに使用されるが、ポリマーマトリッ クスと導電性充填剤との多くの組み合わせにおいて、抵抗率範囲における再現可 能な結果を得ることは難しい。なぜなら、「充填曲線」、即ち充填剤容量%と組 成物の抵抗率の対数との関係を示すグラフは、常に、マトリックスポリマーの抵 抗率に対応した短いかなり平坦な上部分を有し、次いで急勾配で低下しており、 さらに組成物の抵抗率が漸近値に近くなるとともに平坦になる。そのような充填 曲線を第1図の曲線1として示す。所望の抵抗率が充填曲線の急勾配部分にある 場合、処理条件または出発原料の少しの変化によって製造品の抵抗率は顕著に変 化する。例えば、導電性ポリマーが、層状電極の間に挟まれた層状PTC加熱要 素を含んで成り、かなりの高圧(典型的には100vを越える)電源によって電 圧が印加されるPTCヒーターにおいて使用されるカーボンブラック充填ポリマ ーPTC組成物である場合に、充填曲線の急勾配の部分の抵抗率が望ましい。In conventional methods of making conductive bomber compositions, heated polymer matrices Disperse homogeneous conductive granular filler (in this specification, π homogeneous filler) The term refers to fillers in which each particle has a single phase, such as carbon black, means graphite, metal, metal oxide, ceramic or other conductive inorganic material. ) . Although this conventional method is used to produce a variety of manufactured goods, polymer matrices Reproducible results in a range of resistivities for many combinations of glass and conductive fillers. It is difficult to obtain effective results. Because the "filling curve", i.e., combined with the filler volume % Graphs showing the relationship between the resistivity of the composition and the logarithm of the resistivity of the matrix polymer are always It has a short, fairly flat upper section corresponding to the drag, then drops off steeply; Furthermore, the resistivity of the composition becomes flat as it approaches its asymptotic value. such a filling The curve is shown as curve 1 in FIG. Desired resistivity is in the steep part of the filling curve In some cases, small changes in processing conditions or starting materials can significantly change the resistivity of the manufactured product. become For example, a conductive polymer can be used as a layered PTC heating element sandwiched between layered electrodes. It is powered by a fairly high voltage (typically over 100V) power supply. Carbon black filled polymer used in pressure applied PTC heaters - For PTC compositions, resistivity in the steep part of the filling curve is desirable.

そのような使用のため、特に、組成物に最初に電圧をかけた場合に、損害を与え る高い「インラッシニ」電流を避けるように、103〜10@Ω・cmの抵抗率 (23℃)が好ましい。For such use, especially if the composition is first energized, it may cause damage. resistivity of 103 to 10@Ω・cm to avoid high “inrush” currents. (23°C) is preferred.

導電性ポリマー組成物を製造する他の既知方法は、カーボンブラックと粉末ポリ マーを乾燥混合し、ポリマー粒子が合着するがその独自性を失わないように、生 成混合物を焼結することである。そのような方法は、超高分子量ポリエチレンな どの溶融処理の不可能なポリマーを含んで成るZTC導電性ポリマーの製造にお いて非常に有用である(アメリカ合衆国特許出願第720,117号の実施例参 照)が、全般的には適用できない。Other known methods of making conductive polymer compositions include carbon black and powdered polyester. Dry mix the polymers to ensure that the polymer particles coalesce but do not lose their identity. sintering the mixture. Such a method uses ultra-high molecular weight polyethylene. For the production of ZTC conductive polymers comprising any non-melt processable polymers (See examples in U.S. Patent Application No. 720,117). However, it is not applicable in general.

アメリカ合衆国特許第3,591,526号(カワシマ)、特公昭51−329 83および51−32984号には、導電性充填剤が、均質な物質ではなく、カ ーボンブラックを熱可塑性ポリマーと溶融混合してPTC組成物を作り、次いで 混合物を微細形状に鋳枠することによって製造された複合充填剤である導電性ボ ッマー組成物が開示されている。これら文献に記載されている複合充填剤は高含 量のカーボンブラックを含み、組成物は高含量の複合充填剤を含む。United States Patent No. 3,591,526 (Kawashima), Special Publication No. 51-329 No. 83 and No. 51-32984, the conductive filler is not a homogeneous material, but a carbon material. -bon black is melt mixed with a thermoplastic polymer to make a PTC composition, and then A conductive bottle is a composite filler manufactured by casting a mixture into a fine shape. mer compositions are disclosed. The composite fillers described in these documents have high content. The composition contains a high content of composite filler.

結果的に、組成物は、絶対スケールにおいて(カーボンブラック含有導電性ポリ マーにおいて)23°Cで100〜200Ω・cIllまたはそれ以下の程度、 および充填剤自体の抵抗率の関数として、充填剤の抵抗率の約10倍またはそれ 以下の低い抵抗率を有する。組成物は抵抗体として有用であると記載されている 。As a result, the composition (carbon black-containing conductive polyester) 100 to 200 Ω・cIll or less at 23°C, and as a function of the resistivity of the filler itself, about 10 times the resistivity of the filler or more. It has a low resistivity of: The composition is described as being useful as a resistor. .

剤である導電性ポリマー組成物について鋭意研究した。複合充填剤とは、各粒子 が、有機ポリマー、およびその中に分散した均質な導電性充填剤を含んで成る粒 状導電性充填剤を意味する。従って、導電性ポリマー組成物は、 (a)第1有機ポリマー(本明細書においてマトリックスポリマーともいう)を 含んで成る連続マトリックス、および(b)各粒子が第2有機ポリマー(本明細 書において充填剤ポリマーともいう)および第2ポリマー中に分散された第2粒 状導電性充填剤を含んで成り、マトリックスの中に分散され、その中で独自性を 保持する第1粒状導電性充填剤(本明細書において複合充填剤ともいう) を含んで成る。We conducted extensive research on conductive polymer compositions as agents. Composite filler means that each particle granules comprising an organic polymer and a homogeneous conductive filler dispersed therein. means a conductive filler. Therefore, the conductive polymer composition is (a) a first organic polymer (also referred to herein as matrix polymer); (b) each particle comprises a second organic polymer (herein filler polymer) and a second particle dispersed in a second polymer. It consists of conductive fillers that are dispersed within a matrix and have unique properties within them. First particulate conductive filler (also referred to herein as composite filler) It consists of

本発明者るは、粒子が完全にはその独自性を失うことなく合着するように一体に 焼結された有機ポリマー粒子を含んで成るマド1ル。The inventors aim to combine particles so that they coalesce without completely losing their identity. A muddler comprising sintered organic polymer particles.

クスに粒状導電性充填剤が分散されている導電性ポリマーについて鋭意研究した 。conducted intensive research on conductive polymers in which granular conductive fillers are dispersed in .

この研究を行うにあたって、本発明者らは、アメリカ合衆国特許第3.+91, 526号ならびに特公昭51−32983および51−32984または他の従 来技術に記載または示唆されていない非常に興味あるかつ有用な発見をした。In conducting this research, the inventors used U.S. Patent No. 3. +91, No. 526 and Japanese Patent Publications No. 51-32983 and 51-32984 or other subordinates. We have made a very interesting and useful discovery not described or suggested in the prior art.

これら発見は以下のことを包含する。These discoveries include:

(1)複合充填剤の充填曲線は、前記従来の充填曲線と異なった形状を有する。(1) The filling curve of the composite filler has a different shape from the conventional filling curve.

特に、曲線の急勾配部分が、勾配の緩やかな、実質的に平坦な、例えば=0.2 5〜Oの傾きの中間部分によって中断している。そのような充填曲線を第1図の 曲線2として示す。この発見は、以前可能であったよりもずっと高い再現性で、 従来の充填曲線の急勾配部分にあたる抵抗率を有する導電性ポリマー組成物を製 造することを可能にする。このようにして製造された組成物は、漸近値に近づき 充填曲線の低いかなり平坦な部分にあたる、アメリカ合衆国特許第3,591. 526号(カワシマ)ならびに特公昭51−32893および51−32894 号に記載されたものよりもずっと高い抵抗率を有する。そのような充填曲線の中 間部分にあてはまるまたは中間部分よりも高い導電性ポリマー組成物、およびそ のような充填曲線の一部分を形成する導電性ポリマー組成物、特に導電性充填剤 が複合充填剤である導電性ポリマー組成物は、新規であり本発明の一部分を形成 する。充填曲線の中間部分は、複合充填剤の抵抗率の少なくとも100倍、一般 に少なくとも1000倍、例えば、1000〜10000倍である値で生じる。In particular, the steepest part of the curve has a gentler, substantially flat slope, e.g. = 0.2 It is interrupted by the middle part of the slope from 5 to 0. Such a filling curve is shown in Figure 1. Shown as curve 2. This discovery was made with much higher reproducibility than previously possible. Producing conductive polymer compositions with resistivities that fall in the steep part of conventional filling curves make it possible to build The composition produced in this way approaches an asymptotic value. U.S. Pat. No. 3,591., which is a low, fairly flat portion of the filling curve. No. 526 (Kawashima) and Special Publication No. 51-32893 and 51-32894 have a much higher resistivity than those described in No. In such a filling curve a conductive polymer composition that falls within or is more conductive than the intermediate portion; Conductive polymer compositions, especially conductive fillers, forming part of a filling curve such as Conductive polymer compositions in which is a composite filler are novel and form part of the present invention. do. The middle part of the filling curve is at least 100 times the resistivity of the composite filler, typically occurs at a value that is at least 1000 times greater, for example 1000 to 10000 times greater.

そのような充填曲線は、2つの異なった導電メカニズムが可能であるような、マ トリックスポリマー/導電性充填剤の組み合わせの使用によって生じる。Such a filling curve is a matrix where two different conduction mechanisms are possible. Resulting from the use of a trix polymer/conductive filler combination.

1つのメカニズムは、導電経路が該メカニズムによって形成されなくなるまで、 充填剤含量が増加するとともに、中間部分を越えた低い充填剤含量で他方より優 勢であり(または唯一のメカニズムであり)、抵抗率を急激に変化させる。他方 のメカニズムは、導電経路が該他のメカニズムによって形成されなくなるまで、 充填剤含量が増加するとともに、充填剤含量が中間部分を越えた高いレベルに達 するまで、かなり少ない導電経路を供給する(または導電経路を全く供給しない )。該レベルにおいて、他方のメカニズムは抵抗率を再び急激に変化させる。導 電経路が形成されなくなる点において、抵抗率は充填剤自体の抵抗率に向かう。One mechanism is that until a conductive path is no longer formed by the mechanism, As the filler content increases, one is superior to the other at lower filler content beyond the middle part. force (or the only mechanism) that causes rapid changes in resistivity. on the other hand mechanism until the conductive path is no longer formed by the other mechanism. As the filler content increases, the filler content reaches a high level beyond the middle part. Provide much less conductive path (or no conductive path at all) until ). At that level, the other mechanism causes the resistivity to change rapidly again. Guidance At the point where no electrical path is formed, the resistivity tends toward that of the filler itself.

(2)複合充填剤が組成物中においてその独自性を保持することを確実にするこ とが望ましく、第2導電性充填剤がマトリックス中に逃げる量が少ないほど、良 好である。したがって、マトリックス、複合充填剤およびそれらを混合する方法 を選択する場合に、これを認識することが重要である。前記カワシマおよび特公 昭公報に示唆されている手段は、望ましい結果を得るには不適切であるかおよび /または多くの物質の好ましい組み合わせを排除するかおよび/または多くの好 ましい調製法を排除する。第2充填剤がマトリックス中に逃げないことを確実に する好ましい方法は、複合充填剤を架橋に付すことである。複合充填剤の架橋レ ベルを除いて同じである一連の組成物における抵抗率の対数と架橋レベルとの関 係を示すグラフを形成した場合、曲線は鋭く低下し、漸近値に向かって平坦にな る。勾配が−0,25〜0である抵抗率対架橋レベルの曲線の一部分にあてはま るようなレベルで複合充填剤が架橋されている場合に、充填曲線の全ての点にお いて、再現性のある結果が得られることもわかった。(2) ensuring that the composite filler retains its identity in the composition; is desirable, and the smaller the amount of the second conductive filler that escapes into the matrix, the better. It's good. Therefore, matrices, composite fillers and methods of mixing them It is important to be aware of this when choosing. Said Kawashima and Tokuko The measures suggested in the Sho bulletin are inadequate and unsuitable for achieving the desired results. /or exclude many preferred combinations of substances and/or eliminate many preferred combinations of substances; Eliminate unsuitable preparation methods. Ensure that the secondary filler does not escape into the matrix A preferred method of doing so is to subject the composite filler to crosslinking. Crosslinking of composite fillers Relationship between logarithm of resistivity and crosslinking level for a series of compositions that are the same except for If we form a graph that shows the relationship between Ru. Fits the part of the curve of resistivity versus crosslinking level where the slope is −0,25 to 0. If the composite filler is crosslinked at a level such that It was also found that reproducible results could be obtained.

(3)例えば、複合充填剤に適切な広がり係数を有するマトリックスを選択する ことによって、マトリックスは、複合充填剤の粒子の実質的な部分の周囲に少な (とも部分的な被覆を確実に形成できることが好ましい。(3) Selecting a matrix with an appropriate spreading factor for the composite filler, e.g. By this, the matrix has a small amount surrounding a substantial portion of the particles of the composite filler. (It is preferable that partial coverage can be formed reliably in both cases.

(4)複合充填剤を含んで成る組成物は、非線形性質、即ち、電圧ストレスに依 存した抵抗率、例えば、電圧ストレスが増加するとともに(電圧ストレスの使用 範囲にわたって)減少する抵抗率を有し得る。したがって、組成物は、電圧スト レスの使用範囲において、ストレスグレーディング材料として非常に有用になる 。(4) Compositions comprising composite fillers exhibit nonlinear properties, i.e., depend on voltage stress. For example, as the voltage stress increases (the use of voltage stress may have a decreasing resistivity (over a range). Therefore, the composition It becomes extremely useful as a stress grading material within the range of stress usage. .

(5)新規で有用な組成物は、ZTCまたはNTC挙動を示す複合充填剤を使用 することによって形成できる。(5) New and useful compositions use composite fillers exhibiting ZTC or NTC behavior It can be formed by

(6)新規で有用な組成物は、2種またはそれ以上の複合充填剤、あるいは1種 の複合充填剤および1種またはそれ以上の均質な充填剤をマトリックス中に分散 することによって形成できる。(6) New and useful compositions include two or more composite fillers or one filler. of composite fillers and one or more homogeneous fillers dispersed in the matrix. It can be formed by

(7)新規で有用な組成物は、温度、電圧ストレスまたは周波数の変化に応答し てその抵抗率を変える粒状充填剤(これは複合充填剤であってもそうでなくても よい。)を焼結ポリマーマトリックスに分散することによって形成できる。(7) Novel and useful compositions that respond to changes in temperature, voltage stress, or frequency. granular filler (this may or may not be a composite filler) to change its resistivity. good. ) in a sintered polymer matrix.

(8)新規で有用な複合充填剤は、混合中にポリマーの架橋を生じさせ、粒状生 成物を生じさせる条件下で均質な導電性充填剤、例えばカーボンブラックを架橋 可能なポリマー、好ましくは熱可塑性ポリマーと混合することによって形成でき る。一体に混合される成分は、混合温度で分解する化学架橋剤を含んで成ること が好ましい。(8) Novel and useful composite fillers that generate crosslinking of polymers during mixing and form particulate Crosslinking of homogeneous conductive fillers, e.g. carbon black, under conditions to form products a thermoplastic polymer, preferably a thermoplastic polymer. Ru. The components that are mixed together must include a chemical crosslinker that decomposes at the mixing temperature. is preferred.

(9)新規で有用な組成物は、複合充填剤がその独自性を保持するような条件で 混合が行われるという条件下、均質な充填剤に代えて複合充填剤を使用する前記 (8)に記載された方法によって形成できる。(9) Novel and useful compositions are created under conditions such that the composite filler retains its identity. Under the condition that mixing is carried out, a composite filler is used instead of a homogeneous filler. It can be formed by the method described in (8).

1つの要旨において、本発明は、 (a)第1有機ポリマーを含んで成る連続マトリックス、ならびに(b)各粒子 が第2有機ポリマー、および第2ポリマーに分散した第2粒状導電性充填剤を含 んで成り、該マトリックス中に分散しており、その独自性を維持する第1粒状導 電性充填剤を含んで成る組成物であって、 以下の条件 (1)組成物が第1充填剤の抵抗率の少なくとも100倍、好ましくは少なくと も1000倍、例えば、1000〜100000倍、特に1000〜10000 倍の抵抗率を有すること;この条件は、2つの事実を反映しており、第1に、そ のような抵抗率において、組成物が充填曲線のかなり平坦な中間部分上またはそ れ以上にあり、第2に、複合充填剤を含有する従来技術組成物は非常に低い抵抗 率を有する; (2)第1粒状充填剤が(下記にしたがって測定して)少なくとも250psi 、好ましくは少なくとも300 PS1%特に少なくとも450psiのホント モジニラスを有すること;この条件は、実質量の第2導電性充填剤をマトリック ス中に逃がすことなく、第2ポリマーの融点を越える温度での加熱、および/ま たは充分な剪断を包含する混合条件に付すことができるように、第1充填剤が充 分に架橋されていることが好ましいという事実を反映している;(3)第1ポリ マーが、その融点または軟化点を越える温度で、同温度での第1充填剤の粘度の 0.2倍を越えない粘度を有すること;この条件は、第1充填剤が第1ポリマー の融点を越える少なくともいくつかの温度でかなり粘性である場合に、第1充填 剤の粒子の独自性を失うことな(第1ポリマーが第1充填剤と溶融混合できると いう事実を反映している; (4)第2ポリマーが、第1ポリマーの融点または軟化点よりも少なくとも30 ℃、好ましくは少なくとも60℃高い融点または軟化点を有すること;この条件 は、第2ポリマーの融点または軟化点が第1ポリマーの融点または軟化点よりも 充分に高い場合に、第1充填剤の粒子の独自性を失うことなく、第1ポリマーが 、第1充填剤と溶融混合できるという事実を反映している;(5)マトリックス 中の第2充填剤の粒子の数が100平方ミクロン当たり、450粒子よりも少な い、好ましくは400粒子よりも少ないこと;粒子の数は、以下の実施例1に記 載された方法によって測定する;この条件は、第2充填剤の粒子がマトリックス 中に逃げる程度を限定する好ましさを反映している;(6)組成物が、マ)IJ ソックス分散した第3粒状充填剤を含んで成ること;この条件は、導電性または 非導電性であってよい、1種またはそれ以上の付加的な粒状充填剤を添加するこ とによって、非常に有用な組成物を製造できることを反映している;(7)マト リックスが、その独自性を完全には失うことなく、一体に焼結された第1有機ポ リマーの粒子を含んで成ること;この条件は、複合充填剤を使用することによっ て新規な焼結組成物を形成できるという事実を反映している; (8)第1粒状充填剤がZTCまたはNTC挙動を示すこと;この条件は、ZT CまたはNTC挙動を示す複合充填剤を使用することによって新規な組成物が形 成できるという事実を反映している;(9)組成物が熱回復性物品の形態である こと、または組成物が電極のない可撓性テープまたはシートの形態であること、 または組成物が、第1形状から第2形状に変形可能である基材に固定されまたは 該基材に包含され、これにより、導電性組成物が第2基材に適用できること、ま たは組成物が、高電圧装置と接続され、高電場力の領域において電気ストレスを 制限できること;この条件は、複合充填剤を含有する組成物が非線形であること を発見し、高電圧装置において電気ストレスを制限するためそのような組成物を 使用すること、高電圧装置にそのような組成物を適用するために使用できる物品 をそのような組成物から形成することを意味するという事実を反映している: のうちの少なくとも1つを満足する組成物を提供する。In one aspect, the invention provides: (a) a continuous matrix comprising a first organic polymer; and (b) each particle. comprises a second organic polymer and a second particulate conductive filler dispersed in the second polymer. a first particulate guide, which is dispersed in the matrix and maintains its identity; A composition comprising an electrically conductive filler, The following conditions (1) the composition has a resistivity of at least 100 times the resistivity of the first filler; Also 1000 times, for example 1000 to 100000 times, especially 1000 to 10000 times have twice the resistivity; this condition reflects two facts: first, that At resistivities such as Second, prior art compositions containing composite fillers have very low resistance. have a rate; (2) the first particulate filler is at least 250 psi (as measured as described below); , preferably at least 300 psi, especially at least 450 psi This condition requires a substantial amount of the second conductive filler to be present in the matrix. heating above the melting point of the second polymer and/or The first filler is filled so that it can be subjected to mixing conditions that include (3) reflects the fact that the first polyester is preferably cross-linked; the viscosity of the first filler at the same temperature. have a viscosity not exceeding 0.2 times; this condition requires that the first filler the first filling is fairly viscous at at least some temperatures above the melting point of without losing the identity of the agent particles (the first polymer can be melt-mixed with the first filler). reflects the fact that; (4) the second polymer has a melting point or softening point of at least 30 °C, preferably at least 60 °C higher; this condition is such that the melting point or softening point of the second polymer is lower than the melting point or softening point of the first polymer. If the first polymer is sufficiently high, without losing the identity of the particles of the first filler. , reflecting the fact that it can be melt-mixed with the first filler; (5) the matrix; The number of particles of the second filler in the filler is less than 450 particles per 100 square microns. preferably less than 400 particles; the number of particles is as described in Example 1 below. This condition is such that the particles of the second filler are in the matrix. (6) reflects the desirability of limiting the extent to which the composition escapes into IJ; comprising a sock-dispersed third particulate filler; this condition is electrically conductive or Adding one or more additional particulate fillers, which may be non-conductive (7) Tomato The first organic polymer is sintered together without completely losing its uniqueness. containing particles of reamer; this condition can be achieved by using composite fillers. reflects the fact that novel sintered compositions can be formed using (8) The first particulate filler exhibits ZTC or NTC behavior; this condition is Novel compositions are formed by using composite fillers exhibiting C or NTC behavior. (9) the composition is in the form of a heat recoverable article; or the composition is in the form of a flexible tape or sheet without electrodes; or the composition is fixed to a substrate that is deformable from a first shape to a second shape; or included in the substrate, thereby allowing the conductive composition to be applied to the second substrate; or the composition is connected to a high voltage device and subjected to electrical stress in an area of high electric field force. This condition requires that the composition containing the composite filler be non-linear. discovered and used such compositions to limit electrical stress in high-voltage equipment. Articles that can be used to apply such compositions to high voltage equipment is meant to be formed from such a composition: Provided is a composition that satisfies at least one of the following.

第2の要旨によれば、本発明は、 (a)第1有機ポリマーから成る連続マトリックス、および(b)マトリックス に分散されており、その独自性を保持する、好ましくは複合充填剤である第1粒 状導電性充填剤を含んで成る組成物であって、 該組成物は、第1ポリマーの抵抗率の061倍よりも小さく、第1充填剤の抵抗 率の少なくとも100倍である抵抗率を有し、組成物が調製されている方法、お よび該組成物中の成分は、(i)第1充填剤の容量%が僅かに大きいかまたは僅 かに小さいことを除いて同様の成分を使用して同様の方法によって多くの他の組 成物を調製し、 (ii )該組成物および他の組成物の抵抗率を測定し、および(iii )該 組成物および他の組成物の、縦軸が抵抗率の対数、横軸が第1導電性充填剤の容 量%であるグラフを作成する場合に、グラフの傾きが、該組成物の充填剤容量% において一〇。According to the second gist, the present invention includes: (a) a continuous matrix of a first organic polymer; and (b) a matrix. The first grain is preferably a composite filler, which is dispersed in the powder and retains its identity. A composition comprising a conductive filler in the form of The composition has a resistivity that is less than 061 times the resistivity of the first polymer and a resistivity of the first filler. and the method by which the composition is prepared, having a resistivity that is at least 100 times that of the and the components in the composition include (i) a slightly greater or slightly greater volume % of the first filler; Many other combinations have been made by similar methods using similar ingredients except that they are much smaller. prepare a composition; (ii) measuring the resistivity of the composition and other compositions; and (iii) measuring the resistivity of the composition and other compositions; For the composition and other compositions, the vertical axis is the logarithm of the resistivity, and the horizontal axis is the volume of the first conductive filler. When creating a graph that is filler volume %, the slope of the graph is the filler volume % of the composition. 10 in.

25〜0、好ましくは−0,15〜0であるようなものである組成物を提供する 。本発明のこの要旨は、これら組成物が、充填曲線のかなり平坦な中間部分にあ てはまり、再現性よく製造できるので、特に有用であるという事実を反映してい る。25-0, preferably -0,15-0. . This aspect of the invention is that these compositions are in the fairly flat middle part of the filling curve. This reflects the fact that they are particularly useful because they can be manufactured reproducibly. Ru.

第3の要旨によれば、本発明は、 少なくとも1.000Ω・Cl11の抵抗率を有し、(a)第1有機ポリマーか ら成る連続マトリックス、および(b)マトリックスに分散され、その独自性を 保持する、好ましくは複合充填剤である第1粒状導電性充填剤を含んで成る組成 物であって、 該組成物を調製した方法、および該組成物の成分は、(i)導電性充填剤の容量 %が非常に少量からマトリックスに分散できる最大量にまで変化することを除い て同様の成分を使用して同様の方法によって多くの他の組成物を調製し、(11 )該組成物および他の組成物の抵抗率を測定し、および(iii )該組成物お よび他の組成物の、縦軸が抵抗率の対数、横軸が第1導電性充填剤の容量%であ るグラフを作成する場合に、抵抗率が第1ポリマーの抵抗率の0.1倍よりも小 さく、グラフの傾きが−0,25=、Oであるグラフの2つの別個の領域が存在 し、該別個の領域は、グラフの傾きが−0,5よりも小さく、抵抗率が、少なく とも100倍、好ましくは少なくとも1000倍の係数および少なくとも10’ Ω・cmのうちの小さい方の値で変化する領域によって分離されている組成物を 提俳する。この要旨は、かなり平坦な中間部分を有する充填曲線の一部分を形成 する組成物が新規で有用であるという事実を反映している。According to the third aspect, the present invention includes: has a resistivity of at least 1.000Ω·Cl11, and (a) the first organic polymer (b) a continuous matrix consisting of a first particulate electrically conductive filler, preferably a composite filler; It is a thing, The method by which the composition was prepared, and the components of the composition include (i) the amount of conductive filler; except that the % varies from a very small amount to the maximum amount that can be dispersed in the matrix. A number of other compositions were prepared by similar methods using similar ingredients and (11 ) measuring the resistivity of the composition and other compositions; and (iii) measuring the resistivity of the composition and other compositions. and other compositions, the vertical axis is the logarithm of the resistivity, and the horizontal axis is the volume % of the first conductive filler. If the resistivity is less than 0.1 times the resistivity of the first polymer, There are two distinct regions of the graph whose slopes are -0,25=,O. However, the slope of the graph is less than -0,5 and the resistivity is less in the distinct region. both by a factor of 100, preferably at least 1000 and at least 10' Compositions separated by regions varying in the smaller of Ω cm submit a poem. This gist forms part of a filling curve with a fairly flat middle part This reflects the fact that these compositions are novel and useful.

第4の要旨によれば、本発明は、各粒子が10メノシニよりも小さい、好ましく は60メツシユよりも小さい、特に8oメツシユよりも小さい(メッシニ寸法は 標準ふるい寸法である。)寸法を有し、有機ポリマーおよび有機ポリマーに分散 した第2粒状導電性充填剤を含んで成る複合粒状導電性充填剤であって、該複合 充填剤は以下の性質 (1)少なくとも25Qpsiのホットモジニラスを有すること、(2)ポリマ ーが溶融加工でき、少なくとも250’Cの融点または軟化点を有すること、 (3)ポリマーが非晶質であること、および(4)ZTCまたはNTC挙動を示 すことのうちの少なくとも1つを有する複合粒状導電性充填剤を提供する。According to a fourth aspect, the invention provides a method in which each particle is smaller than 10 menosini, preferably is smaller than 60 meshes, especially smaller than 8o meshes (messini dimensions are Standard sieve dimensions. ) dimensions and dispersed in organic polymers and organic polymers A composite particulate conductive filler comprising a second particulate conductive filler, the composite particulate conductive filler comprising: The filler has the following properties (1) have a hot modulus of at least 25 Qpsi; (2) the polymer - is melt processable and has a melting or softening point of at least 250'C; (3) the polymer is amorphous; and (4) it exhibits ZTC or NTC behavior. A composite particulate conductive filler having at least one of the following properties is provided.

本発明のこの要旨は、本発明の組成物の製造において使用する多くの複合充填剤 が、前記性質(1)〜(4)の1つまたはそれ以上を有するために、新規である という事実を反映している。This summary of the invention describes the many composite fillers used in the preparation of the compositions of the invention. is novel because it has one or more of the properties (1) to (4) above. It reflects the fact that

第5の要旨によれば、本発明(ま、 (a)第1有機ポリマー、および (b)各粒子が第2有機ポリマーおよびそれに分散された第2粒状導電性充填剤 を含んで成る第1粒状導電性充填剤を一体混合することを含んで成る組成物を製 造する方法であって、該方法において、 (、A )第1ポリマーをその融点よりも高い温度に加熱し、(B)第1粒状充 填剤がその独自性を保持し、(C)式: %式%) [式中、 γ、は混合条件下の第1ポリマーの表面張力、γ、は混合条件下の第1充填剤の 表面張力、およびγ1.は混合条件下の第1ポリマーと第1充填剤の間の界面張 力である。コ の値が少なくともOであり、 (D)以下の条件 (1)第1充填剤の量が、組成物の抵抗率が第1ポリマーの抵抗率の0.1倍よ りも小さくおよび第1充填剤の少なくとも100倍になるような量であること、 (2)第1粒状充填剤が少なくとも250psiのホットモジニラスを有するこ と、 (3)混合条件下で、第1ポリマーの粘度が第1充填剤の粘度の0.2倍を越え ないこと、 (4)温度が第2ポリマーの融点または軟化点よりも低いこと、(5)第3粒状 充填剤をも第1ポリマーと混合すること、(6)方法が、第1充填剤を第1有機 ポリマー粒子と混合し、次いで第1ポリマーの粒子がその独自性を完全には失う ことなく一体に焼結されるように混合物を焼結することからなること、および( 7)第1粒状充填剤がZTCまたはNTC挙動を示すことの少なくとも1つを満 足する方法を提供する。多くの点において、本発明のこの要旨は、組成物の調製 に適した点について、本発明の第1の要旨と同様の条件を反映している。条件( C)は、異なった考慮、即ち、マトリックスポリマーの広がり係数、即ち、jl yt−(γ1÷γ8.)が、接着技術において広く採用されている理論にしたが って、マトリックスポリマーが第1充填剤粒子を被覆するような値であるマトリ ックスポリマーを使用することが好ましいことを反映している。広がり係数は、 特定条件下で確認される。しかし、前記条件は、表面および界面張力が文献から 確認できるまたは容易に測定できる温度である約23°Cで合致する場合に混合 条件下で通常合致する。According to the fifth gist, the present invention (well, (a) a first organic polymer; and (b) each particle comprising a second organic polymer and a second particulate conductive filler dispersed therein; producing a composition comprising integrally mixing a first particulate conductive filler comprising: A method of manufacturing, the method comprising: (A) heating the first polymer to a temperature higher than its melting point; (B) first granular filling; The filler retains its identity and formula (C): %formula%) [In the formula, γ is the surface tension of the first polymer under mixing conditions, γ is the surface tension of the first filler under mixing conditions. surface tension, and γ1. is the interfacial tension between the first polymer and the first filler under mixing conditions. It is power. Ko the value of is at least O, (D) The following conditions (1) The amount of the first filler is such that the resistivity of the composition is 0.1 times the resistivity of the first polymer. the filler is at least 100 times the amount of the first filler; (2) the first particulate filler has a hot modulus of at least 250 psi; and, (3) Under mixing conditions, the viscosity of the first polymer exceeds 0.2 times the viscosity of the first filler. There is no, (4) the temperature is lower than the melting point or softening point of the second polymer; (5) the third granule (6) the method includes also mixing a filler with the first polymer; mixed with polymer particles, then the particles of the first polymer lose their identity completely consisting of sintering the mixture so that it is sintered together without any 7) The first particulate filler satisfies at least one of exhibiting ZTC or NTC behavior. Provide a way to add. In many respects, this aspect of the invention is directed to the preparation of the composition. This reflects the same conditions as the first gist of the present invention in terms of suitability. conditions( C) is based on different considerations, i.e. the spreading coefficient of the matrix polymer, i.e. jl According to the theory widely adopted in adhesive technology, yt-(γ1÷γ8.) Therefore, the matrix polymer has a value such that the matrix polymer coats the first filler particles. This reflects the preference for using xx polymers. The spread factor is Confirmed under certain conditions. However, the above conditions indicate that the surface and interfacial tensions are Mixed if met at a verifiable or easily measurable temperature of approximately 23°C Usually matches under certain conditions.

第6の要旨によれば、本発明は、 (a)第1有機ポリマー5含んで成る連続マトリックス、および(b)各粒子が 第2有機ポリマー、および第2ポリマーに分散された第2粒状導電性充填剤の架 橋混合物を含んで成り、マトリックスに分散され、その独自性を保持する第1粒 状導電性充填剤を含んで成る組成物を製造する方法であって、該方法は、 (1)第2有機ポリマー中に第2粒状導電性充填剤を分散し、(2)工程(1) からの分散物を溶融押出し、(3)工程(2)からの押出物を架橋および微粉砕 し、複合粒状導電性充填剤を形成し、 (4)工程(3)からの組成物を、第1ポリマーと相溶するのが好ましい第2有 機ポリマーに分散する ことを含んで成り、 組成物の成分および方法の条件が、 (i)架橋のレベルが成る場合には工程(3)においてよりも大きく、他の場合 には工程(3)においてよりも小さいことを除いて同様の成分を使用して同様の 方法によって多くの他の組成物を調製し、(ii )該組成物および他の組成物 の抵抗率を測定し、および(iii )該組成物および他の組成物の、縦軸が抵 抗率の対数、横軸が架橋レベル(架橋レベルは、架橋が電離線照射により行われ る場合にMラドで表され、架橋が化学架橋剤によって行われる場合に重量%で表 される。)であるグラフを作成する場合に、工程(3)における架橋レベルにお いて、グラフの傾きが−0,25〜0、好ましくは−0,15〜0であるような ものである方法を提供する。本発明のこの要旨は、複合充填剤を充分に架橋した 場合に、より再現性のある結果が得られるという事実を反映している。According to the sixth aspect, the present invention includes: (a) a continuous matrix comprising a first organic polymer 5; and (b) each particle comprising: a second organic polymer and a second particulate conductive filler dispersed in the second polymer; a first grain comprising a bridge mixture, dispersed in a matrix and retaining its identity; 1. A method of producing a composition comprising a conductive filler, the method comprising: (1) dispersing a second particulate conductive filler in a second organic polymer; (2) step (1); (3) crosslinking and pulverizing the extrudate from step (2); to form a composite granular conductive filler, (4) combining the composition from step (3) with a second polymer that is preferably compatible with the first polymer; machine dispersed in polymer It consists of The ingredients of the composition and the conditions of the method are (i) the level of crosslinking is greater than in step (3) if the level is greater than in step (3); In step (3), a similar but smaller (ii) preparing a number of other compositions by the method; (iii) the resistivity of the composition and other compositions are measured, and (iii) the resistivity of the composition and other compositions is The logarithm of resistivity, the horizontal axis is the crosslinking level (the crosslinking level is the crosslinking performed by irradiation with ionizing radiation). expressed in M rad when the be done. ), the crosslinking level in step (3) and the slope of the graph is -0.25 to 0, preferably -0.15 to 0. Provide a way to be something. This aspect of the invention provides that the composite filler is fully crosslinked. This reflects the fact that more reproducible results can be obtained in some cases.

第7の要旨によれば、本発明は、 (a)第1有機ポリマーを含んで成る連続マトリックス、および(b)各粒子が 第2有機ポリマー、および第2有機ポリマーに分散された第2粒状導電性充填剤 を含んで成り、マトリックスに分散されており、その独自性を保持する第1粒状 導電性充填剤を含んで成る組成物を製造する方法であって、 該方法は、 (1)第2有機ポリマー中に第2粒状導電性充填剤を分散し、(2)工程(1) からの分散物を溶融押出し、(3)工程(2)からの押出物を微粉砕して、第1 充填剤を形成し、(4)工程(3)からの第1充填剤を第1ポリマーの粒子と乾 燥混合し、 (5)工程(4)で得られた混合物を熱および圧力にさらして、(a)第1ポリ マーの粒子を、合着するがその独自性を完全には失わないようにかつ第1充填剤 粒子は実質的に合着粒子の境界においてのみ存在するように一体に焼結し、また は(b)第1ポリマーの粒子が完全に溶融するようにすることを含んで成る方法 を提供する。本発明のこの要旨は、剪断が第2充填剤の第1充填剤からマトリッ クスへの移動を促進するので、複合充填剤を剪断に付さない方法によって非常に 有用な結果が得られるという事実を反映している。According to the seventh aspect, the present invention includes: (a) a continuous matrix comprising a first organic polymer; and (b) each particle comprising: a second organic polymer; and a second particulate conductive filler dispersed in the second organic polymer. A first granule containing 1. A method of producing a composition comprising an electrically conductive filler, the method comprising: The method includes: (1) dispersing a second particulate conductive filler in a second organic polymer; (2) step (1); (3) pulverize the extrudate from step (2) to obtain a first forming a filler; (4) drying the first filler from step (3) with particles of the first polymer; Dry and mix; (5) Expose the mixture obtained in step (4) to heat and pressure to produce (a) the first polyester. the first filler particles to coalesce but not completely lose their uniqueness. The particles are sintered together such that they exist substantially only at the boundaries of the coalesced particles, and (b) causing the particles of the first polymer to completely melt. I will provide a. This aspect of the invention provides that the shear is applied to the matrix from the first filler to the second filler. The shear-free method of composite fillers is highly effective in reflects the fact that useful results can be obtained.

第8の要旨によれば、本発明は、 (1)粒子が完全にはその独自性を失うことなく合着するように一体に焼結され た有機ポリマー粒子を含んで成るマトリックス、および (2)(i)導電性であり、 (ii )マトリックスに分散しているが、実質的に合着粒子の境界にまたは境 界付近にのみ存在し、 (iii)次の変数:温度、電圧および周波数の少なくとも1つの変化に応答し て抵抗率を変化する 第1粒状充填剤 を含んで成る導電性組成物であって、 導電性組成物全体としても、変数の変化に応答してその抵抗率を変化する導電性 組成物を提供する。本発明のこの要旨は、焼結法が、広い範囲の新規組成物を製 造する有用な方法であるという事実を反映している。According to the eighth aspect, the present invention includes: (1) The particles are sintered together so that they coalesce without completely losing their identity. a matrix comprising organic polymer particles; and (2) (i) is electrically conductive; (ii) dispersed in the matrix but substantially at or at the boundaries of the coalesced particles; Exists only near the world, (iii) responsive to changes in at least one of the following variables: temperature, voltage and frequency; to change the resistivity First granular filler An electrically conductive composition comprising: The conductive composition as a whole also has conductivity that changes its resistivity in response to changes in variables. A composition is provided. This aspect of the invention demonstrates that the sintering process can produce a wide range of novel compositions. This reflects the fact that it is a useful way to build

第9の要旨によれば、本発明は、 (a)第1有機ポリマーを含んで成る連続マトリックス、および(b)各粒子が 、第2有機ポリマー、および第2ポリマーに分散された第2粒状導電性充填剤を 含んで成り、マトリックスに分散されており、その独自性を保持する第1粒状導 電性充填剤を含んで成る組成物であって、 第1粒状導電性充填剤は動的混合条件下において架橋されている組成物を提供す る。本発明のこの要旨は、第1粒状充填剤が、かなり高い剪断条件下において、 高温で化学的に架橋することによって容易に製造できるという事実を反映してい る。According to the ninth aspect, the present invention includes: (a) a continuous matrix comprising a first organic polymer; and (b) each particle comprising: , a second organic polymer, and a second particulate conductive filler dispersed in the second polymer. a first particulate conductive material comprising a first particulate conductive material, which is dispersed in a matrix and retains its identity; A composition comprising an electrically conductive filler, The first particulate conductive filler provides the composition with crosslinking under dynamic mixing conditions. Ru. This aspect of the invention provides that the first particulate filler, under fairly high shear conditions, reflects the fact that they can be easily manufactured by chemically crosslinking at high temperatures. Ru.

本発明は、少なくとも1つ、通常は2つの電極、およびデバイスの使用時に電流 が流れる前記導電性ポリマー組成物を含んで成る電気デバイスをも包含する。The present invention provides at least one, and usually two, electrodes, and an electrical current during use of the device. Also included are electrical devices comprising said conductive polymer compositions in which said electrically conductive polymer compositions flow.

図面の簡単な説明 本発明を添付図面によって説明するが、第1図は、本発明の組成物(曲線2)お よび従来技術の組成物(曲線1)の充填曲線を概略的に示すグラフ、第2図は、 マトリックス5中に分散した複合充填剤粒子4および第3導電性充填剤粒子6を 含んで成る本発明の組成物の模式的な断面図、 第3図は、唯一の変数が複合充填剤の架橋度である組成物の抵抗率の対数と照射 架橋レベルとの関係を示すグラフ、第4図は、唯一の変数が複合充填剤の架橋度 である、マトリックス中に移動した第2充填剤粒子の数と、組成物の照射架橋レ ベルとの関係を示すグラフ、 第5図は、焼結マトリックスポリマー粒子7の周囲に分散した複合充填剤粒子4 および第3導電性充填剤粒子6を示す本発明の焼結組成物の模式的断面図である 。Brief description of the drawing The present invention will be explained with reference to the accompanying drawings, in which Figure 1 shows the composition of the present invention (curve 2) and FIG. 2 is a graph schematically showing the filling curve of the and prior art composition (curve 1). Composite filler particles 4 and third conductive filler particles 6 dispersed in matrix 5 a schematic cross-sectional view of a composition of the invention comprising; Figure 3 shows the logarithm of resistivity versus irradiation for a composition where the only variable is the degree of crosslinking of the composite filler. A graph showing the relationship with crosslinking level, Figure 4, shows that the only variable is the degree of crosslinking of the composite filler. The number of second filler particles migrated into the matrix and the radiation crosslinking rate of the composition are A graph showing the relationship with Bell, FIG. 5 shows composite filler particles 4 dispersed around sintered matrix polymer particles 7. and FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of the sintered composition of the present invention showing third conductive filler particles 6. .

発明の詳細な説明 本明細書て用いるホットモジュラス値は、融点を持たないポリマーについては1 50°Cで、融点を持つポリマーについては融点(即ち、差動走査熱量曲線のピ ーク)よりも20°C高い温度で測定する。Detailed description of the invention As used herein, the hot modulus value is 1 for polymers with no melting point. At 50°C, for polymers that have a melting point, the melting point (i.e., the peak of the differential scanning calorimetry curve) Measure at a temperature 20°C higher than

使用テストにおいて、試料を100%伸ばす(または破断する)のに必要な応力 を測定して、モジニラス(即ち、M、。。値)は、あるいは、試料が100%伸 び前に破断する場合には、から計算される。The stress required to stretch (or break) a sample 100% in a usage test The modinilus (i.e., M,... value) is alternatively determined when the sample is 100% elongated. If the rupture occurs before the break, it is calculated from .

複合充填剤のホットモジニラスは、本発明の組成物から直接には測定できない。The hot modulus of composite fillers cannot be measured directly from the compositions of the present invention.

しかし、マトリックスポリマーおよび複合充填剤を混合した後に組成物を架橋し ないという条件下、および架橋されている場合に複合充填剤を粉砕前に架橋する という条件下、ホットモジュラス値は出発物質から直接に確認できる。ホットモ ジュラス値は混合および成形処理によって変化しないからである。他の場合にオ イて、即ち、出発物質が得られない場合に、ホットモジュラス値は、複合充填剤 と実質的に同様の組成を有し、試験できる物品を製造する1つまたはそれ以上の 試験方法を設計し、これら試験方法の生成物のホットモジュラス値を測定するこ とによって間接的に確認できる。However, crosslinking the composition after mixing the matrix polymer and composite filler Cross-link the composite filler before milling under the condition that it is not present and if it is cross-linked. Under these conditions, the hot modulus value can be determined directly from the starting material. hotmo This is because the durus value does not change due to mixing and molding processes. In other cases i.e., when no starting material is available, the hot modulus value is one or more products having a composition substantially similar to the testable article. Design test methods and measure the hot modulus values of the products of these test methods. This can be indirectly confirmed by

本明細書に記載する充填曲線は、縦軸が抵抗率の対数であり、横軸が充填剤の容 量%である通常の方法で描く。本明細書において、対数は常用対数である。The filling curves described herein are the logarithm of resistivity on the vertical axis and the filler volume on the horizontal axis. Draw in the usual way, which is amount %. As used herein, logarithms are common logarithms.

特に記載しない限り、本明細書における(充填曲線に関したものであろうとなか ろうと)全ての抵抗率は、パルス時間100μ秒および繰り返し速度1/秒であ るパルス法を使用して、23℃で、電場強さ100V/c+nで測定する。1つ の組成物の抵抗率を他の組成物の抵抗率と比較して表現する場合、即ち、異なっ た組成物の抵抗率を比較する場合、両方の?全ての)抵抗率は同様の電場強さに おいて測定しなければならない。抵抗率を比較する結果が、lV/amおよび/ またはIOV/amの電場強さでも正確であることが好ましい。Unless otherwise specified, in this specification (whether related to filling curves or otherwise) All resistivities were measured with a pulse time of 100 μs and a repetition rate of 1/s. Measurements are made using the pulse method at 23° C. and an electric field strength of 100 V/c+n. one When expressing the resistivity of a composition in comparison with the resistivity of other compositions, i.e. When comparing the resistivity of both compositions? all) resistivities to similar electric field strengths Measurement shall be made at the same time. The results of comparing resistivity are lV/am and / It is also preferable that the electric field strength is accurate even in IOV/am.

本発明の種々の要旨において記載したように、第1充填剤がマトリックス中にお いて独自性を確実に保持する多くの種々の方法があるが、多くの状況において、 好ましい方法は、第2導電性充填剤を架橋することである。このようにして、架 橋レベルが充分に高い場合、相互に相溶するマトリックスポリマーおよび充填剤 ポリマーを、特に同じものを包含するマトリックスポリマーと充填剤ポリマーの 組み合わせを使用することが可能になり、溶融組成物が剪断力に付される方法、 例えば、溶融押出、射出成形および流動成形を包含するいずれかの方法によって 組成物を成形することが可能なる。したがって、本発明において使用する複合充 填剤は、第2ポリマーおよび少なくとも1種の均質な導電性粒状充填剤、ならび に要すれば存在する1種またはそれ以上の成分(例えば、非導電性充填剤、酸化 防止剤、化学架橋剤、照射架橋剤など)を含んで成る混合物を調製し、混合物を 架橋しくそのホソトモジニラスを増加し)、混合物を磨砕または他の方法で微粉 砕することによって製造されていることが好ましい。適した混合物は、参照とし て記載した文献に記載されているものを包含する。本発明の1つの態様において 、第1ポリマーおよび第2ポリマーの一方または両方が、例えば、ポリ(アリー ル)エーテルケトンまたはポリエーテルエーテルケトンまたは他のポリアリーレ ンのように、少なくとも250℃の融点を有する。そのようなポリアリーレンは 、硫黄を助剤として架橋することができる(例えば、アメリカ合衆国特許第4, 616.056号委照、この開示を参照として含める。)。混合は、溶融押出機 またはミルなどにおいて、均質な充填剤を熱い充填剤ポリマーと混合することを 含んで成る方法によって行える。混合物の微粉砕は、架橋後に行うことが好まし い。架橋は、使用ポリマーに応じて、化学的架橋によって、電子線またはガンマ 線による照射によって、または他の方法によって行える。架橋は、架橋複合充填 剤が、少なくとも250psi(17,5kg/amす、特に少なくとも350 psi (24,5kg/cmす、特別には少なくとも450psi (31, 5kg/cm’)のホ・ノドモジュラスを有するようになるものであることが好 ましい。架橋は、充填剤全体にわたって実質的に均一であることが好ましい。照 射によって容易に架橋するポリエチレンなどの熱可塑性ポリマーを使用する場合 、少なくとも40Mラドの線量を使用して良好な結果が得られ、少なくとも60 Mラド、例えば、60〜90Mラドの線量を使用してさらに良好な結果が得られ る。試験した溶融成形組成物において、他のことがらが同様である場合に、複合 充填剤の架橋度が大きくなるほど、最終組成物の抵抗率が低くなり、変化の程度 は、架橋が増加するとともに、徐々に低下する。架橋レベルは、抵抗率の対数対 ホットモジュラスのグラフのかなり平坦な部分にあるか、および/または抵抗率 の対数対架橋レベルのかなり平坦な部分にあるようなものであることが好ましい 。(架橋レベルは、架橋が電離線照射によって行われる場合にMラドで表示され 、架橋が化学的架橋剤によって行われる場合に架橋剤の重量%で表示される。) そのようなかなり平坦な部分は、−〇、5よりも大きい、例えば、−〇、5〜0 1特に−0,25よりも大きい、特別には−0,15よりも大きい傾きを有する ことが好ましい。As described in the various aspects of the invention, the first filler is present in the matrix. Although there are many different ways to ensure that uniqueness is retained, in many situations A preferred method is to crosslink the second conductive filler. In this way, Matrix polymer and filler are mutually compatible if the bridge level is high enough Polymers, especially matrix polymers and filler polymers containing the same a method in which the molten composition is subjected to shear forces; For example, by any method including melt extrusion, injection molding and flow molding. It becomes possible to mold the composition. Therefore, the composite filling used in the present invention The filler comprises a second polymer and at least one homogeneous conductive particulate filler; one or more components present if required (e.g., non-conductive fillers, oxidized inhibitor, chemical crosslinker, radiation crosslinker, etc.), and Cross-linking (increasing the phototomodinirus) and grinding or otherwise pulverizing the mixture Preferably, it is produced by crushing. A suitable mixture can be used as a reference. It includes what is described in the literature described in . In one aspect of the invention , one or both of the first polymer and the second polymer may be, for example, poly(aryline). ) etherketone or polyetheretherketone or other polyaryle It has a melting point of at least 250°C. Such polyarylene is , can be crosslinked with the aid of sulfur (e.g., U.S. Pat. No. 4, No. 616.056, the disclosure of which is incorporated by reference. ). Mixing melt extruder or by mixing the homogeneous filler with hot filler polymer, such as in a mill. This can be done by a method comprising: Fine pulverization of the mixture is preferably carried out after crosslinking. stomach. Crosslinking can be done by chemical crosslinking, by electron beam or by gamma radiation, depending on the polymer used. This can be done by irradiation with radiation or by other methods. Cross-linked, cross-linked composite filling at least 250 psi (17,5 kg/am), especially at least 350 psi (17,5 kg/am) psi (24,5 kg/cm, especially at least 450 psi (31, 5 kg/cm'). Delicious. Preferably, the crosslinking is substantially uniform throughout the filler. light When using thermoplastic polymers such as polyethylene, which are easily crosslinked by , good results were obtained using doses of at least 40 Mrad, and doses of at least 60 Mrad Even better results are obtained using doses of Mrad, e.g. 60-90 Mrad. Ru. In the melt-molded compositions tested, other things being similar, the composite The greater the degree of crosslinking of the filler, the lower the resistivity of the final composition, the degree of change gradually decreases with increasing crosslinking. Crosslinking level is the logarithm of resistivity vs. Is it in a fairly flat part of the graph for hot modulus and/or resistivity? is preferably such that it lies on a fairly flat part of the logarithm of the cross-linking level vs. . (The crosslinking level is expressed in Mrad when crosslinking is carried out by ionizing radiation. , expressed in weight percent of crosslinking agent when crosslinking is carried out by a chemical crosslinking agent. ) Such a fairly flat part is greater than -0,5, e.g. -0,5 to 0 1 especially has a slope greater than -0,25, especially greater than -0,15 It is preferable.

混合物の微粉砕は、極低温の粉砕を包含するいずれかの好都合な方法によって行 え、複合充填剤の平均粒子寸法(より好ましくは最大粒子寸法)が425ミクロ ン以下、例えば100〜425ミクロンになるようなものであることが好ましい 。微粉砕された混合物は、篩にかけることができ、例えば、80メツシニの篩に かけることができ、特定寸法を越える粒子を排除することができる。特に、化学 的架橋剤を使用した場合、動的混合条件下で1段陽で架橋工程および微粉砕工程 を行うことができる。したがって、架橋剤は、第2ポリマーを第2粒状導電性充 填剤と混合する間に添加してよく、または予め混合した第2ポリマーおよび第2 粒状充填剤のペレットを架橋剤と混合し、次いで架橋剤の分解を生じさせる条件 下で混合してもよい。化学的架橋剤のかなり高いレベル、即ち、全組成物の重量 に対して少なくとも3重1%、好ましくは少なくとも4重量%、特に少なくとも 5重量%においそ、架橋の程度は、材料が脆くなる程度のものである。(架橋剤 のレベルは、架橋に通常使用される1〜2%よりも実質的に高い。)化学的架橋 剤、第2ポリマーと第2充填剤のブレンドを、架橋が充分に高いレベルに達する 充分な時間にわたって動的条件下で高温で混合する場合に、生成混合物は破片に なる。充分な剪断条件下において、破片を粗い粉末に粉砕する。粉末は、第1粒 状導電性充填剤としてさらに処理することなく使用してよく、より細かい粒子を 形成するためにさらに粉砕されるか他の態様で改善される。ポリエチレンなどの 幾つかの好ましいポリマーにおいて、有用な第1粒子は、第2ポリマー、第2粒 状充填剤および化学的架橋剤をバンバリーミキサ−で混合することによって製造 できるが、他のかなり高い剪断動的混合装置を使用してもよい。Milling of the mixture may be carried out by any convenient method, including cryogenic milling. E, the average particle size (more preferably maximum particle size) of the composite filler is 425 microns. It is preferable that the diameter is less than 100 μm, for example, 100 to 425 μm. . The pulverized mixture can be sieved, e.g. particles over a certain size can be excluded. In particular, chemistry When a standard crosslinking agent is used, the crosslinking and pulverization steps are carried out in one step under dynamic mixing conditions. It can be performed. Therefore, the crosslinker connects the second polymer to the second particulate conductive charge. The second polymer and the second polymer may be added during mixing with the filler or premixed with the second polymer. Mixing pellets of particulate filler with a crosslinker and then conditions that cause decomposition of the crosslinker You can mix it below. Fairly high levels of chemical crosslinkers, i.e. by weight of the total composition at least 3% by weight, preferably at least 4% by weight, especially at least At 5% by weight, the degree of crosslinking is such that the material becomes brittle. (Crosslinking agent The level of is substantially higher than the 1-2% normally used for crosslinking. ) chemical crosslinking the blend of the second polymer and the second filler to a sufficiently high level of crosslinking. When mixed at high temperatures under dynamic conditions for a sufficient period of time, the resulting mixture will break into fragments. Become. Under sufficient shear conditions, the debris is ground into a coarse powder. The powder is the first grain. May be used without further processing as a conductive filler to form finer particles. Further milled or otherwise improved to form. such as polyethylene In some preferred polymers, useful first particles include a second polymer, a second particle, Manufactured by mixing fillers and chemical crosslinkers in a Banbury mixer. However, other fairly high shear dynamic mixing devices may be used.

複合充填剤中の均質な導電性充填剤の量は、広く変化してよいが、第2ポリマー 中の均質な充填剤の充填曲線のかなり平坦な部分にあり、好ましくは傾きが−0 ,5よりも大きい、特に−0,3よりも大きいグラフの一部分にあるように選択 することが好ましい。充填剤ポリマーおよび均質な充填剤は、参照として挙げた 文献に記載されているように、複合充填剤においておよび最終生成物において、 好ましい温度/抵抗率関係(例えばPTCまたはZTC)を有するように選択す る。導電性充填剤としてカーボンブラックを使用することが好ましく、PTC組 成物において、結晶性ポリマーに分散した35〜50重量%のカーボンブラック を使用して特に良好な結果が得られた。複合充填剤を化学的に架橋する場合に、 カーボンブラックの高充填量、例えば40〜60重量%が好ましい。The amount of homogeneous conductive filler in the composite filler may vary widely, but in the fairly flat part of the filling curve for homogeneous fillers in the medium, preferably with a slope of -0 , greater than 5, especially greater than −0, 3. It is preferable to do so. Filler polymers and homogeneous fillers are listed as reference In the composite filler and in the final product, as described in the literature, selected to have a favorable temperature/resistivity relationship (e.g. PTC or ZTC). Ru. It is preferable to use carbon black as a conductive filler, In the composition, 35-50% by weight of carbon black dispersed in a crystalline polymer. Particularly good results were obtained using . When chemically crosslinking composite fillers, High loadings of carbon black, for example 40-60% by weight, are preferred.

充填剤ポリマーおよびマトリックスポリマーは、製造品が好ましい物理的、電気 的および化学的性質を有するように選択する。これらは相互に相溶する(即ち、 両方のポリマーが架橋していない場合に広い量比範囲において、完全に混和する )ことが好ましい。このため、2つのポリマーは、同様のまたは同一の置換基、 例えば極性基、および/または同様のまたは同一の繰り返し単位を有することが 好ましい。それぞれのポリマーは、例えば、少なくとも25モル%、好ましくは 少なくとも50モル%、特に少なくとも80モル%の同様の繰り返し単位を含有 する。2つのポリマーが化学的に同一であることが特に好ましく、例えば、充填 剤ポリマーおよびマトリックスポリマーの両方がポリエチレンである。PTC組 成物において、充填剤ポリマーおよびマトリックスポリマーの少なくとも1つ、 好ましくはそれぞれが結晶性熱可塑性材料であることが好ましい。ZTC組成物 において、充填剤ポリマーおよびマトリックスポリマーの両方がエラストマーで あることが好ましい。Filler polymers and matrix polymers are manufactured products with preferred physical and electrical properties. Select to have specific and chemical properties. These are mutually compatible (i.e. Completely miscible over a wide ratio range when both polymers are not crosslinked ) is preferred. Thus, the two polymers have similar or identical substituents, For example, it may have polar groups and/or similar or identical repeating units. preferable. Each polymer contains, for example, at least 25 mol%, preferably Contains at least 50 mol%, especially at least 80 mol% of similar repeating units do. It is particularly preferred that the two polymers are chemically identical, e.g. Both the agent polymer and the matrix polymer are polyethylene. PTC group at least one of a filler polymer and a matrix polymer; Preferably each is a crystalline thermoplastic material. ZTC composition In this case, both the filler polymer and the matrix polymer are elastomers. It is preferable that there be.

複合導電性充填剤は、均質な導電性充填剤を含んで成る複合導電性充填剤および マトリックス充填剤を含んで成る本発明の組成物を微粉砕することによって得ら れる充填剤であってもよい。マトリックスポリマーに分散された2種またはそれ 以上の複合充填剤があってもよい。マトリックスポリマーに分散された均質な導 電性充填剤があってもよい。そのような均質な充填剤は、NTCまたはZTC挙 動を示すことが好ましく、例えばカーボンブラックまたは黒鉛であるが、PTC 挙動を示してもよく、例えばドープされたチタン酸バリウムまたは他のPTCセ ラミックであってよい。別の導電性充填剤の平均粒径は、存在する場合に、少な くともlnm、例えば、5〜1100nであることが好ましい。微粉砕の容易さ から、不活性な充填剤、例えば、酸化亜鉛、二酸化チタン、ガラス、アルミナま たは他の物質、有機物質、例えば、第2ポリマーと相溶しないポリマー、または 付加的な導電性充填剤を複合導電性充填剤に添加してもよい。付加的な充填剤の 存在は、複合充填剤の脆さを増加させ、特に軟質またはエラストマー性のポリマ ーあるいは低い融点を有するポリマーにおいて、粉砕の容易さを改良する。不活 性充填剤を含んで成る組成物から製造された粒子は、粉砕された場合に均一な寸 法および形状を有することが多い。A composite conductive filler is a composite conductive filler comprising a homogeneous conductive filler and obtained by milling the composition of the invention comprising a matrix filler. It may also be a filler. two or more dispersed in a matrix polymer There may be the above composite fillers. Homogeneous guide dispersed in matrix polymer There may also be electrically conductive fillers. Such homogeneous fillers are NTC or ZTC It is preferable that the carbon black or graphite exhibits a dynamic action, such as carbon black or graphite, but For example, doped barium titanate or other PTC cell It may be lamic. The average particle size of another conductive filler, if present, is It is preferably at least lnm, for example 5 to 1100n. Ease of grinding from inert fillers such as zinc oxide, titanium dioxide, glass, alumina or or other materials, organic materials, such as polymers that are incompatible with the second polymer, or Additional conductive fillers may be added to the composite conductive filler. of additional fillers The presence increases the brittleness of composite fillers, especially in soft or elastomeric polymers. - or improve the ease of grinding in polymers with low melting points. inactive Particles made from a composition comprising a filler have a uniform size when milled. Often has a law and shape.

本発明の組成物に存在する複合充填剤の量は、特に組成物が分散した均質な導電 性充填剤を有する場合に、広く変化してよい。導電性充填剤含量は、充填曲線の かなり平坦な部分、好ましくは−0,5より大きい、特に−0,3より大きい、 特別には−0,25より大きい、例えば、−0,15より大きい傾きのグラフの 一部分にあてはまるようなものであることが好ましい。複合充填剤を剪断加工組 成物において単独で使用する場合に、その含量は、例えば、40〜80重量%、 好ましくは55〜75重量%である。複合充填剤を焼結組成物において単独で使 用する場合に、その含量は少なくとも20容量%である。剪断加工組成物におい て複合充填剤および均質な導電性充填剤の両方が存在する場合に、複合充填剤の 含量は、例えば1〜40容量%、好ましくは15〜25容量%であり、均質な充 填剤の含量は例えば3〜5容量%のように10容量%までである。The amount of composite filler present in the compositions of the present invention is determined in particular to ensure that the composition has a dispersed homogeneous conductivity. The fillers may vary widely. The conductive filler content is determined by the filling curve. a fairly flat section, preferably greater than -0.5, in particular greater than -0.3; Especially for graphs with slopes greater than -0.25, e.g. greater than -0.15. Preferably, it is something that applies to only one part. Shearing composite filler When used alone in a composition, the content is, for example, 40 to 80% by weight, Preferably it is 55 to 75% by weight. Composite fillers used alone in sintered compositions When used, its content is at least 20% by volume. Shear processing composition odor When both a composite filler and a homogeneous conductive filler are present, The content is, for example, 1 to 40% by volume, preferably 15 to 25% by volume, and is homogeneous. The filler content is up to 10% by volume, such as 3-5% by volume.

組成物は、マトリックスポリマーに分散した他の成分、例えば1種またはそれ以 上の非導電性充填剤を含有してもよい。例えば、組成物をストレスコントロール において使用する場合に、組成物は、アメリカ合衆国特許第4.470,898 号に記載されているような、シリコンカーバイド、酸化鉄、アルミニウムフレー ク、カーボンブラックおよび他の充填剤などの、そのような組成物に適した1種 またはそれ以上の成分を含んでもよい。The composition may include other ingredients dispersed in the matrix polymer, such as one or more The above non-conductive filler may also be included. For example, stress control composition When used in US Pat. No. 4,470,898, the compositions silicon carbide, iron oxide, and aluminum flakes as described in the issue. one type suitable for such compositions, such as carbon black and other fillers. or more components.

多くの用途において、複合充填剤は、溶融混合によって第1ポリマーに分散され ていることが好ましく、混合物は溶融成形により成形されている。組成物が、第 1ポリマーの粒子が完全に溶融されている本発明の第7の要旨の方法によって製 造されている場合に、第1ポリマー粒子と複合充填剤のトライブレンドは、第1 ポリマーが溶融している間に層を支持する基材上の層に形成することが好ましい 。基材は、シート電極、例えば金属箔である。第2シート電極、例えば金属箔は 、アッセンブリを熱および圧力にさらす前に層の上部に配置してよい。箔は、ア メリカ合衆国特許出願第787.218号に記載されているように、導電性ポリ マーに隣接した粗い表面を有することが好ましい。これら工程は、ロールからシ ート電極を引っ張り、電極の1つにトライブレンドを適用し、次いで層を有する 電極および他の電極を加熱ニップロールに通過させることによって行える。電極 が相互にあまりに接近するのを防止するため、製造時または使用時に、絶縁孔付 き分離部材を電極の間に含めることが好ましく、例えば、トライブレンドを適用 する前に電極の上に配置させる。In many applications, the composite filler is dispersed into the first polymer by melt mixing. Preferably, the mixture is formed by melt molding. The composition is 1 polymer particles are completely melted by the method of the seventh aspect of the invention. When the triblend of the first polymer particles and the composite filler is Preferably, the layer is formed on a substrate that supports the layer while the polymer is molten. . The substrate is a sheet electrode, for example a metal foil. The second sheet electrode, e.g. metal foil , may be placed on top of the layer before exposing the assembly to heat and pressure. The foil is As described in U.S. Patent Application No. 787.218, conductive polyester It is preferred to have a rough surface adjacent to the mer. These processes are performed from roll to Apply triblend to one of the electrodes, then apply the layer This can be done by passing the electrode and other electrodes through heated nip rolls. electrode During manufacture or use, in order to prevent the It is preferable to include a separation member between the electrodes, for example, by applying a triblend. Place it on top of the electrode before doing so.

組成物を成形した後、特に高温における、電気的および機械的安定性を改良する ために、要すれば、好ましくは放射線照射により、架橋を行う。Improve the electrical and mechanical stability after shaping the composition, especially at high temperatures For this purpose, crosslinking is carried out, if necessary, preferably by irradiation.

このセクションは、マトリックスポリマーと複合充填剤のトライブレンドを焼結 することにより製造された組成物に関する。そのような組成物において、導電性 粒子は、実質的に粒子境界おいてのみに存在する。これは、電流が組成物を流れ る場合に、抵抗加熱が実質的に境界においてのみ生じるが、マトリックス粒子内 部において生じないことを意味する。これは、マトリックスの熱安定性を向上し 、したがって組成物全体の熱安定性を向上する。導電性ポリマー組成物において 好ましい導電レベルを達成するため、充填剤が粒子境界に集中している焼結組成 物に必要な充填剤の量は、充填剤がより均一に分散している非焼結組成物におけ るよりも少ない。This section sintered tri-blend of matrix polymer and composite filler It relates to a composition produced by. In such compositions, conductive Particles exist substantially only at grain boundaries. This means that the current flows through the composition When resistive heating occurs essentially only at the boundaries, but within the matrix grains, This means that it does not occur in the area. This improves the thermal stability of the matrix , thus improving the thermal stability of the overall composition. In conductive polymer compositions Sintered composition with filler concentrated at grain boundaries to achieve favorable conductivity levels The amount of filler required for the product is lower in non-sintered compositions where the filler is more evenly distributed. less than

本発明の焼結組成物は、 (i)導電性であり、 (ii)マトリックスに分散するが、合着粒子の境界においてのみまたは境界付 近にのみ実質的に存在する第2粒状充填剤を含んで成る。The sintered composition of the present invention is (i) is electrically conductive; (ii) dispersed in the matrix but only at or with boundaries of coalesced particles; A second particulate filler is present substantially only in the vicinity.

第1粒状充填剤および(存在すれば)第2粒状充填剤は、合着粒子の境界におい てまたは境界付近にのみ実質的に存在し、好ましい組成物において、それらは組 成物における唯一の導電性粒子である。The first particulate filler and (if present) the second particulate filler are present at the boundaries of the coalesced particles. In preferred compositions, they are present substantially only at or near the boundaries of the assembly. It is the only conductive particle in the composition.

しかし、本発明は、付加的な導電性粒子を含有する組成物をも包含する。例えば 、焼結粒子自体が、その中に均一に分散した導電性粒子を有する有機ポリマーか ら成る粒子を含んで成り、これら導電性粒子は、第1または第2粒状充填剤と同 様であっても異なってもよい。However, the invention also encompasses compositions containing additional electrically conductive particles. for example , the sintered particles themselves are organic polymers with conductive particles uniformly dispersed within them. The conductive particles are the same as the first or second particulate filler. It may be similar or different.

第1粒状充填剤が、温度または他の変数に応答してその抵抗率を変える場合に、 組成物もその抵抗率を変える。全組成物の抵抗率変化は、第1粒状充填剤の抵抗 率変化と同様であっても異なってもよい。第1粒状充填剤の抵抗率変化が変数の 成る値において急激な変化を示す場合に、組成物も変数の同様の値において全抵 抗率の急激な変化を示すことが好ましい。where the first particulate filler changes its resistivity in response to temperature or other variables; The composition also changes its resistivity. The resistivity change of the total composition is the resistance of the first particulate filler. It may be the same as or different from the rate change. The resistivity change of the first granular filler is a variable. If the composition exhibits a sudden change in the value of the variable, the composition also exhibits a total resistance at similar values of the variable. It is preferable that the resistivity shows a rapid change.

第1粒状充填剤が、変数の変化に応答してその抵抗率を変える適切な材料を含ん で成ってよい。1つの好ましい態様において、充填剤は、結晶性有機ポリマーに 分散した導電性充填剤を含んで成る導電性ポリマーから成る導電性組成物を含ん で成る。充填剤の導電性ポリマーは、PTC挙動を示すものであることが好まし い。そのような充填剤は、温度変化に応答してその抵抗率を変える組成物におい て使用できる。第1粒状充填剤は、(a)スイッチング温度T5を有するPTC 挙動を示す導電性ポリマーから成り、(b)Tsまでの温度およびそれ以上にお いてマトリックス内でその一体性を保持する。第1粒状充填剤の導電性ポリマー 組成物は、結晶性有機ポリマーに分子iしたカーボンブラックを含んで成ること が好ましい。組成物がPTC挙動を示す他の好ましい態様において、第1充填剤 は、PTC挙動を示す非ポリマー物質、例えばチタン酸バリウムを含んで成る。the first particulate filler comprises a suitable material that changes its resistivity in response to changes in the variable; It may consist of In one preferred embodiment, the filler is a crystalline organic polymer. A conductive composition comprising a conductive polymer comprising dispersed conductive fillers. It consists of The conductive polymer of the filler preferably exhibits PTC behavior. stomach. Such fillers are used in compositions that change their resistivity in response to changes in temperature. It can be used as The first particulate filler is (a) PTC having a switching temperature T5. (b) at temperatures up to and above Ts; maintains its integrity within the matrix. Conductive polymer of first particulate filler The composition comprises carbon black molecules in a crystalline organic polymer. is preferred. In other preferred embodiments, the composition exhibits PTC behavior, the first filler comprises a non-polymeric material exhibiting PTC behavior, such as barium titanate.

有機ポリマーに分散した他の充填剤(例えば、カーボンブラ、、り)を含んで成 る第1粒状充填剤を含有する本発明の組成物は、それ自体微粉砕されてよく、本 発明の他の組成物において第1粒状充填剤として使用してよい。新規な組成物は 、それ自体微粉砕されてよく、本発明のさらに他の組成物において、第1充填剤 として使用してよい。Contains other fillers (e.g. carbon bras, silica) dispersed in organic polymers. The composition of the present invention containing a first particulate filler may itself be pulverized; It may be used as the first particulate filler in other compositions of the invention. The new composition is , which may itself be finely divided, and in still other compositions of the invention, the first filler May be used as

第1粒状充填剤は、適切なルートによって得ることができる。1つの好ましい態 様において第1粒状充填剤は、溶融押呂導電性ポリマー組成物を微粉砕すること によって製造できる。The first particulate filler can be obtained by any suitable route. One preferred state In the process, the first particulate filler is obtained by pulverizing the conductive polymer composition in a molten press. It can be manufactured by

焼結マトリックスポリマーは適切なポリマーを含んで成る。使用してよいポリマ ーの例としては、30000〜8百万の重量平均分子量を有するポリエチレンを 包含するポリエチレンが挙げられる。The sintered matrix polymer comprises a suitable polymer. Polymers that can be used - Examples include polyethylene with a weight average molecular weight of 30,000 to 8 million. Including polyethylene.

使用するのに好ましいポリマーは、約100000の分子量を有する架橋ポリエ チレン、または3〜6百万の範囲の分子量を有する架橋または未架橋のポリエチ レンである。使用してよいポリマーの他の例として、フルオロポリマー、例えば 、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニリデンフルオライド[カイナー(K  ynar)コ1ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルエーテルケトン(PE EK)、ポリアリーレンエーテルケトンおよびポリイミドが挙げられる。Preferred polymers for use are crosslinked polyesters having a molecular weight of about 100,000. tyrene, or crosslinked or uncrosslinked polyethylene with a molecular weight in the range of 3 to 6 million It's Ren. Other examples of polymers that may be used include fluoropolymers, e.g. , polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride [Kynar (K) polyphenylene sulfide, polyether ether ketone (PE EK), polyarylene ether ketones and polyimides.

第1粒状充填剤が導電性ポリマー組成物を含んで成る場合に、充填剤ポリマーと 呼ばれるその中のポリマーは単一のポリマーまたはポリマーの混合物であり、そ の中の粒状導電性充填剤は、単一の充填剤または充填剤の混合物であってよい。When the first particulate filler comprises a conductive polymer composition, the filler polymer and The polymer in which it is called can be a single polymer or a mixture of polymers; The particulate conductive filler in the particulate conductive filler may be a single filler or a mixture of fillers.

適した導電性ポリマーは、本明細書において参照として挙げた文献に記載されて いる。焼結マトリックスポリマーおよび充填剤ポリマーは、相溶することか好ま しい。相溶度が大きいほど、組成物全体としての抵抗率の変化が、充填剤の抵抗 率の変化に、より密接に従う。第2充填剤、例えばカーボンブラックが存在し、 充填剤ポリマーが第2充填剤をぬらす場合に特にそうである。充填剤ポリマーと マトリックスポリマーの間の相溶性は、同様または同一の置換基、例えば極性基 、および/または繰り返し単位を含んで成るポリマーの使用を包含する、種々の 方法によって達成することができる。したがって、充填剤ポリマーおよびマトリ ックスポリマーのそれぞれは、例えば、少な(とも25%、好ましくは少なくと も50%、特に少なくとも80%の同様の繰り返し単位を有してよい。特に好ま しい組成物は、充填剤ポリマーおよびマトリックスポリマーが化学的に実質的に 同様である、例えば両方がポリエチレンであるものである。この場合、充填剤お よびマトリックスポリマーは同様または異なった分子量を有してよく、これらの 両方または一方が架橋されていてよい。いずれにしろ、第1充填剤が組成物の製 造時または使用時にその物理的独自性を保持し、組成物の電気特性が使用時に実 質的に変化しないことを確実にするように充填剤ポリマーおよびマトリックスポ リマーを選択することが好ましい。異なったポリマーを使用する組み合わせの例 は、ポリテトラフルオロエチレンマトリックスに含まれるポリビニリデンフルオ ライド系粒子、ポリエーテルエーテルケトンマトリックスに含まれるポリフェニ レンスルフィド系粒子、および高分子量ポリイミドマトリックスに含まれるポリ エーテルエーテルケトン系粒子である。Suitable conductive polymers are described in the literature cited herein by reference. There is. The sintered matrix polymer and filler polymer are preferably compatible. Yes. The greater the compatibility, the more the change in resistivity of the composition as a whole is the resistance of the filler. Follow rate changes more closely. a second filler, e.g. carbon black, is present; This is especially the case when the filler polymer wets the second filler. filler polymer and Compatibility between matrix polymers is determined by the presence of similar or identical substituents, e.g. polar groups. , and/or the use of polymers comprising repeating units. This can be achieved by a method. Therefore, filler polymers and matrices Each of the may also have 50%, especially at least 80%, of similar repeating units. Especially preferred The new composition is such that the filler polymer and the matrix polymer are chemically substantially The same is true, for example both are polyethylene. In this case, filler and and matrix polymers may have similar or different molecular weights; Both or one may be crosslinked. In any case, the first filler is Retains its physical identity during manufacture or use, and maintains the electrical properties of the composition when used. filler polymer and matrix polymer to ensure that they are qualitatively unchanged. Preferably, a reamer is selected. Examples of combinations using different polymers is a polyvinylidene fluoride contained in a polytetrafluoroethylene matrix. Ride particles, polyphenyls contained in polyetheretherketone matrix Rensulfide particles and polyimide contained in the high molecular weight polyimide matrix These are ether ether ketone particles.

焼結工程は、非剪断工程であるので、第1粒状充填剤は、マトリックスのポリマ ーと同様である導電性ポリマーを含んで成る場合にさえ、マトリックス中におい てその一体性を保持できる。要すれば、ポリマー成分のそれぞれの一体性は、ポ リマーのそれぞれの粘度を制御することによって向上させることができる。これ は、例えばポリマーの一方または両方を架橋させることによって達成してよい。Since the sintering process is a non-shearing process, the first particulate filler is Even when the matrix contains conductive polymers that are similar to can maintain its integrity. In short, the integrity of each of the polymer components is This can be improved by controlling the viscosity of each of the remers. this may be achieved, for example, by crosslinking one or both of the polymers.

第1粒状充填剤がポリマー材料を含んで成る場合に、その材料は、マトリックス ポリマーよりも高い粘度を有してよく、その逆であってもよい。When the first particulate filler comprises a polymeric material, the material It may have a higher viscosity than the polymer and vice versa.

導電性充填剤のそれぞれの寸法および量は、望ましい抵抗率に応じて選択する。The respective dimensions and amounts of conductive fillers are selected depending on the desired resistivity.

(存在する場合に)第2充填剤の粒子寸法は少なくともl nm、特に5〜11 00nの平均寸法を有することが好ましく、第1充填剤は少なくともl nm、 特に少なくとも20ミクロンの平均寸法を有することが好ましい。第1粒状充填 剤の平均寸法は、焼結マトリックス粒子の半分よりも大きくないことが好ましい 。典型的には、焼結マトリックス粒子の平均寸法は、200〜500ミクロンで ある。(存在する場合に)第2充填剤は組成物の10容量%よりも多くない容積 を占めることが好ましい。第1充填剤は組成物の1〜40容量%を占めることが 好ましい。第2充填剤が存在する場合に、第1粒状充填剤は、組成物の好ましく は15〜25容量%、特に約20容量%を占める。第2充填剤が存在しない場合 に、第1粒状充填剤は、組成物の30容量%を越える容量を占めることが好・ま しい・第1充填剤が第2充填剤よりも多く存在してよく、またはその逆であって もよい。1つの態様において、組成物は、約20容量%の第1粒状充填剤、およ び約3〜5容量%の第2粒状充填剤を含んで成る。The particle size of the second filler (if present) is at least 1 nm, in particular from 5 to 11 00n, the first filler preferably has an average size of at least lnm, It is particularly preferred to have an average size of at least 20 microns. First granular filling The average size of the agent is preferably no larger than half of the sintered matrix particles. . Typically, the average size of the sintered matrix particles is between 200 and 500 microns. be. The second filler (if present) accounts for no more than 10% by volume of the composition. It is preferable that the The first filler may account for 1 to 40% by volume of the composition. preferable. If a second filler is present, the first particulate filler is preferably occupies 15 to 25% by volume, in particular about 20% by volume. When the second filler is not present Preferably, the first particulate filler occupies more than 30% by volume of the composition. - The first filler may be present more than the second filler, or vice versa. Good too. In one embodiment, the composition comprises about 20% by volume of a first particulate filler; and about 3-5% by volume of a second particulate filler.

第1粒状充填剤がポリマーでない、例えばセラミックである場合に、第1粒状充 填剤は導電性経路を中断するように(存在する場合には)第2充填剤の表面を湿 潤できない。これら場合において、第1および第2充填剤のそれぞれの粒子寸法 はほぼ同様であることが好ましい。これは、電流経路を中断するように第2充填 剤を第1充填剤と混ぜ合わせることを可能にする。If the first particulate filler is not a polymer, for example a ceramic, the first particulate filler The filler wets the surface of the second filler (if present) to interrupt the conductive path. I can't moisturize. In these cases, the particle size of each of the first and second fillers are preferably substantially the same. This will cause the second filling to interrupt the current path. allowing the agent to mix with the first filler.

第2粒状充填剤は、変数の変化に応じて、その抵抗率を変化させる。要すれば、 変数の変化に応じてその抵抗率を変化させる1種を越える充填剤が組成物に含有 されていてよい。1種を越えるそのような充填剤が含有される場合、充填剤は、 同様の変数の変化に応じてまたは異なった変数の変化に応じてその抵抗率を変化 させる。The second particulate filler changes its resistivity in response to changes in variables. In short, The composition contains one or more fillers that change its resistivity in response to changes in variables. It's good that it has been done. If more than one such filler is included, the filler is Varies its resistivity in response to changes in similar variables or in response to changes in different variables let

第5図を参照すれば、これは、本発明の組成物の模式断面図を示す。マトリック スポリマーは、焼結された超高分子量ポリエチレン粒子2を含んで成る。2種の 充填剤が、粒子2の界面に沿ってマトリ・ノクス中に分散されている。第1充填 剤4はカーボンブラックを含んで成り、第2充填剤6は(溶融押出によって形成 された)ポリエチレンに分散されたカーボンブラックを含んで成るPTC導電性 ポリマー組成物を含んで成る。ポリマー2と組成物6のポリマーは相溶する。Reference is made to FIG. 5, which shows a schematic cross-sectional view of the composition of the present invention. matric The sppolymer comprises sintered ultra-high molecular weight polyethylene particles 2. 2 types A filler is dispersed in the matrix along the interface of the particles 2. 1st filling The filler 4 comprises carbon black, and the second filler 6 (formed by melt extrusion) PTC conductive material comprising carbon black dispersed in polyethylene comprising a polymer composition. Polymer 2 and the polymer of Composition 6 are compatible.

本発明を下記の実施例によってさらに説明する。The invention is further illustrated by the following examples.

寒旋何1 本発明の材料を下記の方法によって調製した。Kansenka 1 The material of the present invention was prepared by the following method.

バンバリーミキサ−で高密度ポリエチレン[マーレックス(Marlex)50 100、フィリップス・ベトロリアム(PhillipsP etroleus )市販品156重量%をカーボンブラック[スタテックス(S tatex)G 、 ) aンビアン・ケミカルズ(Columbian  Chemicals )市販品343重量%および酸化防止剤1重量%と溶融混合して複合充填剤を調 製した。配合物をダイでストランドに押出し、IMeVの電子線を使用し10〜 80Mラドの範囲の線量で照射した。次いで、全粒子が250ミクロンよりも小 さくなるまでストランドを極低温で微粉砕した。High-density polyethylene [Marlex 50] in a Banbury mixer 100, Phillips P etroleus ) 156% by weight of the commercial product was added to carbon black [Statex G , ) a Columbian Chemicals ) A composite filler was prepared by melt-mixing 343% by weight of a commercially available product and 1% by weight of an antioxidant. Manufactured. The formulation was extruded into strands with a die and 10~ Irradiation was carried out at doses in the range of 80 Mrad. Then all particles are smaller than 250 microns. The strands were micropulverized at low temperatures until they were fine.

異なる照射線量ごとに、複合充填剤67.5重量%を高密度ポリエチレン粉末f FA750、U、s、!、ケミカルズ(U、S、I。For each different irradiation dose, 67.5% by weight of composite filler was added to high density polyethylene powder f FA750, U, s,! , Chemicals (U, S, I.

Chemicals)市販品、粒子サイズ=20ミクロン、メルトインデックス :229/ 10分]32.5重量%とタンブルブレンドした。次ニ、配合物を 0.030 X 3.0インチ(0,076X 7.62Cりのテープに押出し た。厚さ1ミル(0,OO25C2)の電着銅箔電極をテープの両面に積層し、 直流100vで試料の厚さ方向の抵抗を測定した。Chemicals) Commercial product, particle size = 20 microns, melt index :229/10 minutes] and tumble blended with 32.5% by weight. Next, the compound Extruded onto 0.030 x 3.0 inch (0.076 x 7.62C tape) Ta. Electrodeposited copper foil electrodes with a thickness of 1 mil (0, OO25C2) were laminated on both sides of the tape. The resistance in the thickness direction of the sample was measured at 100 V DC.

スイッチング温度、Tsは120℃であった。The switching temperature, Ts, was 120°C.

試験は2段階工程で実施した。異なる線量で粒子を照射し、PTC粒子を圧縮成 形したスラブのモジ一ラス[M、、。、すなわち150℃において、試料を最初 の長さの100%引っ張るのに必要な値(psi)]を測定した。Ml。。の値 (psi)を粒子の照射レベルの関数としてプロットし第3図に示した。The test was conducted in a two-step process. PTC particles are compacted by irradiating the particles with different doses. Modillas of shaped slabs [M,,. , i.e. at 150°C, the sample was The value required to pull 100% of the length (psi)] was measured. Ml. . The value of the (psi) is plotted as a function of particle irradiation level and is shown in FIG.

2番目の試験として、ブレンドした配合物のマトリ・7クス相中に存在するカー ボンブラック量を測定した。押出しテープの切片を液体窒素中で冷却し、ミクロ トームを用いて極低温で切断して厚さ1000オングストローム未満の試料を得 た。透過電子顕微鏡(TEM)を使用し、倍率5000でポリマーマトリックス 中のカーボンブラック粒子(黒点)の数を数えた。ポリマーマトリックス100 平方ミクロン中のカーボン粒子の数を、PTC粒子の線量の関数としてプロット し第4図に示した。The second test was to determine the presence of carcinogens in the matrix-7x phase of the blended formulation. The amount of bomb black was measured. Cool the extruded tape sections in liquid nitrogen and microplate them. Samples with a thickness of less than 1000 angstroms were obtained by cutting at cryogenic temperatures using a tome. Ta. Using a transmission electron microscope (TEM), examine the polymer matrix at a magnification of 5000. The number of carbon black particles (sunspots) inside was counted. polymer matrix 100 Number of carbon particles per square micron plotted as a function of PTC particle dose This is shown in Figure 4.

実施例2 高密度ポリエチレンの代わりにエチレン酢酸ビニル[エルパックス(E 1va x)4260、酢酸ビニル含有量28%の共重合体、デュポン(DuPont) 市販品コを使用する以外は実施例1に示した手順に従って複合充填剤を得た。6 0Mradの線量を照射した後、粒子サイズが250ミクロン未満になるよう粉 砕し、粒子を高密度ポリエチレンとブレンドした。得ちれた配合物のスイッチン グ温度、T、は75℃であった。Example 2 Instead of high-density polyethylene, use ethylene vinyl acetate [Lpax (E 1va)] x) 4260, copolymer with 28% vinyl acetate content, DuPont A composite filler was obtained according to the procedure shown in Example 1 except that a commercially available product was used. 6 After irradiation with a dose of 0 Mrad, the particle size is less than 250 microns. The particles were crushed and blended with high density polyethylene. Switching of the obtained formulation The temperature, T, was 75°C.

実施例に 低密度ボッエチレン[ペトロセン(Petrothene)NA 140、U。Example Low density Botethylene [Petrothene NA 140, U.

S、 1.ケミカル市販品コを使用する以外は実施例1に示した手順に従って複 合充填剤を調製した。配合物に60Mradの線量を照射して、粒子サイズが2 50ミクロン未満になるよう粉砕し、次いで高密度ポリエチレンとブレンドした 。得られた配合物のスイッチング温度、Tsは90℃であった。S, 1. The procedure described in Example 1 was followed except that commercially available chemicals were used. A composite filler was prepared. The formulation was irradiated with a dose of 60 Mrad to reduce the particle size to 2. Grinded to less than 50 microns and then blended with high density polyethylene . The switching temperature, Ts, of the resulting formulation was 90°C.

実施例4 実施例1の複合充填剤に6QMradO線量を照射して架橋し、低メルトインデ ックスの高密度ポリエチレ:/(FA 113、T;、 S、 ]。Example 4 The composite filler of Example 1 was irradiated with a 6Q MradO dose to crosslink it, resulting in a low melt index. high-density polyethylene: / (FA 113, T;, S, ].

ケミカル市販品、粒子サイズ:20ミクロン、メルトインデノクス二59/10 分)とブレンドした。Chemical commercial product, particle size: 20 microns, melt indenox 259/10 minutes) and blended.

実施例5 ポリエーテルエーテルケトン粉末(ICI市販品)をカーボンブラック(スタテ ックスG1フロンビアン・ケミカルズ市販品)40重量%および硫黄0.25重 量%とブレンドし、複合充填剤を得た。配合物を33■ライシユドリツツ(Le istritz)逆転二軸スクリュー押出機で混合し、ペレタイジングダイを用 いて押出した。ベレットを300℃で4日間熱処理して架橋反応を完結させ、次 いで粒子サイズが250ミクロン未満になるよう微細な粉末に粉砕した。複合充 填剤70重量%をPEEK粉末30重量%にトライブレンドし、配合物を2つの 電着二ソケル箔電極ではさんで圧縮成形してブラックを作製した。得られたヒー ターに400ボルト交流電源を接続し、スイッチング温度、Ts、約335℃ま で加熱した。Example 5 Polyetheretherketone powder (ICI commercial product) was mixed with carbon black (stated). 40% by weight and 0.25% by weight of sulfur % to obtain a composite filler. Add the mixture to 33 ■Leishudritsu (Le istritz) mixed in a counter-rotating twin screw extruder and using a pelletizing die. I pushed it out. The pellet was heat-treated at 300°C for 4 days to complete the crosslinking reaction, and then The powder was ground to a fine powder with a particle size of less than 250 microns. Composite charge 70% by weight filler was triblended with 30% by weight PEEK powder and the formulation was divided into two Black was produced by compression molding between two electrodeposited Sokel foil electrodes. The obtained heat Connect a 400 volt AC power supply to the converter and set the switching temperature, Ts, to approximately 335°C. heated with.

夫旋撚l 実施例1に示した手順に従って複合充填剤を調製し、3.5MeVの電子線によ って80Mradの線量を照射して、次いで粒子サイズが250ミクロン未満に なるように粉砕した。175℃で約20分間シグマミキサーを使用して、ポリイ ソブチレン、非晶質ポリプロピレン、炭化水素系粘着付与剤、酸化防止剤および カーボンブラックから成るブラックマスチックにこの複合充填剤約35重量%を ブレンドした。混合物を溶剤中に懸濁させるか、または溶融させてストレスグレ ーディング用チューブの内部表面に塗布した。twist twist A composite filler was prepared according to the procedure shown in Example 1 and treated with a 3.5 MeV electron beam. irradiated with a dose of 80 Mrad and then reduced the particle size to less than 250 microns. It was crushed into pieces. Using a sigma mixer at 175°C for approximately 20 minutes, Sobutylene, amorphous polypropylene, hydrocarbon tackifier, antioxidant and Approximately 35% by weight of this composite filler is added to a black mastic made of carbon black. Blended. The mixture can be suspended in a solvent or melted to create a stress gradient. It was applied to the inner surface of the coating tube.

実施例7 実施例1に示した手順に従って複合充填剤とポリエチレン粉末をトライブレンド した。次ぎに、電着銅箔の上部に位置する厚さ0゜030インチ(0,076c 疋)、オープンメツシュ状[0,25平方インチ(0,635乎方cl)のメツ シュ]の電気絶縁架橋ポリエチレンまたはガラス繊維布に配合物を噴霧した。ポ リエチレン粉末が溶融し、かつ融着するのに十分な温度である232°Cに加熱 した2本のロールを通して、第2の銅箔をアセンブリーの上部に積層した。得ら れたヒーターにおいてポリマーの横断面は0.040インチ(0,102CjI )であった。Example 7 Tri-blend the composite filler and polyethylene powder according to the procedure shown in Example 1. did. Next, a layer of 0.030 inch thick (0.076 cm) located on top of the electrodeposited copper foil is applied. ), open mesh [0,25 square inches (0,635 square inches)] The formulation was sprayed onto electrically insulating crosslinked polyethylene or glass fiber cloth. Po Heat to 232°C, a temperature sufficient to melt and fuse the polyethylene powder. A second copper foil was laminated on top of the assembly through the two rolls. Obtained The cross section of the polymer is 0.040 inches (0.102 CjI )Met.

叉鬼巳旦 高密度ポリエチレンをカーボンブラック、スタテックス6140体積%に溶融混 合して複合充填剤を調製した。粒子の90%以上が140〜325メツシユのサ イズ範囲内になるように混合物を微粉砕した。次に、複合充填剤に電子線を6M radの線量で照射した。Charmman Melt-mix high-density polyethylene with carbon black and Statex 6140% by volume A composite filler was prepared. More than 90% of the particles have a size of 140 to 325 meshes. The mixture was pulverized to within the size range. Next, a 6M electron beam was applied to the composite filler. irradiation at a dose of rad.

超高分子量ポリエチレン(UHMWPE冗ホスタレン(Hostalen)Gv R−212、ヘキスト(Hoechst)製]77体積%をスタテックスG カ ーボングラ1フ3体積%およびPTC粉末粉末2櫃ブレンドした。配合物を冷間 圧縮し、200℃で20分間焼結して最後に加圧下で冷却した。製品を10Mr 屁の高エネルギー電子線に付した。Ultra High Molecular Weight Polyethylene (UHMWPE Hostalen) Gv R-212, manufactured by Hoechst] 77% by volume was added to Statex G. 1 flf. 3 volume % PTC powder and 2 flasks of PTC powder were blended. Cold mix It was compacted, sintered at 200° C. for 20 minutes and finally cooled under pressure. 10Mr product The fart was exposed to a high-energy electron beam.

製品の抵抗率は、23℃で約100オーム・cm、112℃で約1。The resistivity of the product is approximately 100 ohm cm at 23°C and approximately 1 at 112°C.

OOOオーム”C111、および約120℃で100,000オーム”cmであ った。OOO ohm” C111, and 100,000 ohm” cm at approximately 120°C. It was.

実施型1 各成分の体積割合を、 t,’HMWPE          93.8%複合充填剤            4.2%スタテックス6          2.0%とする以外は、実 施例20手順を繰り返した。Implementation type 1 The volume ratio of each component is t,’HMWPE 93.8% composite filler 4.2% Statex 6 Other than 2.0%, the actual Example 20 procedure was repeated.

製品の抵抗率は、23℃で約1.300オーム・fJ% 1 1 2℃で約10 ,000オーム・Cl、120’Cで約1,000,0OO1−ムーC友であっ た。The resistivity of the product is approximately 1.300 ohm/fJ% at 23°C and approximately 10 at 112°C. ,000 ohm Cl, about 1,000,0OO1-muC at 120'C. Ta.

大嵐透1旦 各成分の体積割合を、 UHMWPE          6,)%複合充填剤          3 5%スタテックスG         0%とする以外は、実施例2の手順を繰 り返した。Toru Oarashi 1st time The volume ratio of each component is UHMWPE 6,)% composite filler 3 5% Statex G Repeat the procedure of Example 2 except for using 0%. I went back.

製品の抵抗率は、23°Cで約400オーム・cm、112℃で約1。The resistivity of the product is approximately 400 ohm cm at 23°C and approximately 1 at 112°C.

300オーム・C災、120°Cで約9, O O Oオーム・Clであった。It was 300 ohm・C, and about 9,000 ohm・Cl at 120°C.

実施例11 ブラベンダーミキサーでマーレックス50100、56重量%、スタテックスG H(コロンビアン・ケミカルズの市販カーボンブラ・ツク)43重量%および酸 化防止剤1重量%を、ポリマー/カーボンブラックの総量の5重量%のルベルコ (L uperco) 1 3 0 X L E過酸化物を含有するペンウォル ト・コーポレーション(PennwaltC orporation)の市販化 学架橋剤]と溶融混合し複合充填剤を調製した。混合物を200℃で30分間加 熱して架橋し、次いで250ミクロンよりも小さい粒子を得るように粉砕した。Example 11 Marex 50100, 56% by weight, Statex G in Brabender mixer 43% by weight of H (Columbian Chemicals commercially available Carbon Bra Tsuk) and acid. 1% by weight of anti-oxidation inhibitor and 5% by weight of the total amount of polymer/carbon black. (L upperco) 1 3 0 X L E Penwal containing peroxide Commercialization of Pennwalt Corporation A composite filler was prepared by melt-mixing with a chemical crosslinking agent]. Heat the mixture at 200°C for 30 minutes. It was heated to crosslink and then milled to obtain particles smaller than 250 microns.

粒子とベトロセン異なる3種の配合物A,BおよびCを作製した。各配合物を、 内直径0.59インチ(1 、 5 cx)、肉厚的0.10インチ(0.25 cx)のチューブ状に押出した。Ml。。が25psiとなるよう各チューブを 照射した後、各チューブに空気を入れて3倍までの種々の割合で膨張させた。1 5KVケーブルによる試験の場合、膨張した各チューブは、110KVの一時的 インパルスに耐えられることを示した。増加する電気ストレスの関数として非線 形挙動をとることを下記のデータに示す。Three formulations A, B and C were made with different particles and betrocene. Each formulation, Inner diameter 0.59 inches (1, 5 cx), wall thickness 0.10 inches (0.25 cx) was extruded into a tube shape. Ml. . Set each tube so that the pressure is 25 psi. After irradiation, each tube was expanded with air at various rates up to 3 times. 1 For testing with 5KV cables, each inflated tube is temporarily rated at 110KV. It has been shown that it can withstand impulses. Nonlinear as a function of increasing electrical stress The data below shows that it takes a morphological behavior.

配合物            ABC粒子配合量、重量%      28     30    32比インピーダンス(2Kv、オーム・C11)膨張:   1.00倍      1.82E=9  1.08E+9  2.09E+ 91、29倍     2.97E+9  2.59E−9  2.61E=9 1、4 1倍             2.72E−9    2.71E= 9    1.74E↑91、61倍    1.96E=9  1.62E◆ 9  1.7i!IE−9比インピーダンス(オーム・cm) 電気ストレス(KV/■) 0、034g            111.17E+8  1.03Eふ9   1.06E−90、0696            6.9OE本8   1.03E+9  9.75E↑80、1043            5. 30E−8  1.03E−9  9.40E−80、1217                          4.64E+lll    9.17E +8    8.70E+80、1391                        2.37E+8    7.77E+8    8.0OE−80 、16             1.44E+8  5.61E+87.36 E+8実施例12 バンバリーミキサ−でマーレックス50100、50重1%、スタテックスGH 49重量%および酸化防止剤1重量%を混合して配合物をベレット化し、複合充 填剤を調製した。ペレットをルペルコ130XL、5重量%とトライブレンドし 、次いでバンバリーミキサ−を使用し高速で溶融混合した。1o分後、ミキサー モーターの電流が大きく低下した。この時点で配合物を小断片としてミキサーか ら取出した。(断片を試験した結果、架橋していることが分かった:過酸化物の 反応は完了した。)断片を250ミクロンよりも小さい粒子になるように粉砕し た。マーレックス50100中に粒子を30〜70重量%含有する種々の配合物 を調製した。粒子が36重量%では配合物の抵抗率は約150. OOOオーム ・CXであった。Compound ABC particle blending amount, weight % 28 30 32 Ratio impedance (2Kv, ohm C11) Expansion: 1.00 times 1.82E=9 1.08E+9 2.09E+ 91, 29 times 2.97E+9 2.59E-9 2.61E=9 1, 4 1x 2.72E-9 2.71E= 9 1.74E↑91, 61 times 1.96E=9 1.62E◆ 9 1.7i! IE-9 specific impedance (ohm cm) Electrical stress (KV/■) 0,034g 111.17E+8 1.03Efu9 1.06E-90, 0696 6.9OE book 8 1.03E+9 9.75E↑80, 1043 5. 30E-8 1.03E-9 9.40E-80, 1217 4.64E+llll 9.17E +8 8.70E+80, 1391 2.37E+8 7.77E+8 8.0OE-80 , 16 1.44E+8 5.61E+87.36 E+8 Example 12 Marlex 50100, 50wt 1%, Statex GH in Banbury mixer The formulation was pelletized by mixing 49% by weight and 1% by weight of antioxidant, and the composite filling A filler was prepared. Tri-blend the pellets with Luperco 130XL, 5% by weight. Then, the mixture was melt-mixed at high speed using a Banbury mixer. After 1o minutes, mixer The motor current has dropped significantly. At this point mix the mixture into small pieces. I took it out. (The fragments were tested and found to be cross-linked: The reaction is complete. ) The fragments are ground to particles smaller than 250 microns. Ta. Various formulations containing 30-70% by weight of particles in Marex 50100 was prepared. At 36% by weight particles, the resistivity of the formulation is approximately 150. OOO ohm ・It was CX.

実施例13 バンバリーミキサ−でマーレックス50100.46f!ji%、スタテックス GH43重量%、タイピュアー(Tipure)[ニュー・イングランド・レジ ンズ・アンド・ピグメンツ(New  EnglandResins  and   P igments)の市販二酸化チタニウム顔料110重量%、および酸 化防止剤1重量%を混合して複合充填剤を調製した。Example 13 Marex 50100.46f with Banbury mixer! ji%, Statex GH43% by weight, Tipure [New England Register] New England Resins and Pigments 110% by weight of commercially available titanium dioxide pigment from Pigments), and acid A composite filler was prepared by mixing 1% by weight of an inhibitor.

混合物をベレット化し、ベレットを80Mradの線量で照射して250ミクロ ンよりも小さい粒子になるように粉砕した。二酸化チタニウムを添加すると混合 物を容易に粉砕することができた。The mixture was pelletized and the pellet was irradiated with a dose of 80 Mrad to 250 microns. It was ground into particles smaller than the Mixed by adding titanium dioxide It could easily crush objects.

充填剤量 (%) 線量 (N・アンド) 線量 (き4ラド) 国際調査報告 Lmye−官1・−ml^−崗1−1−味PCT/LIEε8102ムε1iFiller amount (%) Dose (N/AND) Dose (4 rad) international search report Lmye-Kan1・-ml^-Gang1-1-Taste PCT/LIEε8102muε1i

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1.(a)第1有機ポリマーを含んで成る連続マトリックス、ならびに (b)各粒子が第2有機ポリマー、および第2ポリマーに分散した第2粒状導電 性充填剤を含んで成り、該マトリックス中に分散しており、その独自性を維持す る第1粒状導電性充填剤を含んで成る組成物であって、 以下の条件 (1)組成物が第1充填剤の抵抗率の少なくとも100倍の抵抗率を有すること 、 (2)第1粒状充填剤が少なくとも250psiのホットモジュラスを有するこ と、 (3)第1ポリマーが、その融点または軟化点を越える温度で、同温度での第1 充填剤の粘度の0.2倍を越えない粘度を有すること、 (4)第2ポリマーが、第1ポリマーの融点または軟化点よりも少なくとも30 ℃高い融点または軟化点を有すること、(5)マトリックス中の第2充填剤の粒 子の数が100平方ミクロン当たり400粒子よりも少ないこと、(6)組成物 が、マトリックスに分散した第3粒状充填剤を含んで成ること、 (7)マトリックスが、その独自性を完全には失うことなく、一体に焼結された 第1有機ポリマーの粒子を含んで成ること、(8)第1粒状充填剤がZTCまた はNTC挙動を示すこと、(9)組成物が熱回復性物品の形態であること、(1 0)組成物が、電極のない可撓性テープまたはシートの形態であること、 (11)組成物が、第1形状から第2形状に変形可能である基材に固定されまた は該基材に包含され、これにより、導電性組成物が第2基材に適用できること、 (12)組成物が、高電圧装置と接続され、高電場力の領域において電気ストレ スを制限できること のうちの少なくとも1つを満足する組成物。 2.(a)第1有機ポリマーから成る連続マトリックス、および(b)マトリッ クスに分散されており、その独自性を保持する第1粒状導電性充填剤 を含んで成る組成物であって、 該組成物は、第1ポリマーの抵抗率の0.1倍よりも小さく、第1充填剤の抵抗 率の少なくとも100倍である抵抗率を有し、組成物を調製した方法、および該 組成物中の成分は、(i)第1充填剤の容量%が僅かに大きいかまたは僅かに小 さいことを除いて同様の成分を使用して同様の方法によって多くの他の組成物を 調製し、 (ii)該組成物および他の組成物の抵抗率を測定し、および(iii)の該組 成物および他の組成物の、縦軸が抵抗率の対数、横軸が第1導電性充填剤の容量 %であるグラフを作成する場合に、グラフの傾きが、該組成物の充填剤容量%に おいて−0.25〜0であるようなものである組成物。 3.少なくとも1,000Ω・cmの抵抗率を有し、(a)第1有機ポリマーを 含んで成る連続マトリックス、および(b)マトリックスに分散され、その独自 性を保持する第1粒状導電性充填剤 を含んで成る組成物であって、 該組成物を調製した方性、および該組成物の成分は、(i)導電性充填剤の容量 %が非常に少量からマトリックスに分散できる最大量にまで変化することを除い て同様の成分を使用して同様の方法によって多くの他の組成物を調製し、(ii )該組成物および他の組成物の抵抗率を測定し、および(iii)該組成物およ び他の組成物の、縦軸が抵抗率の対数、横軸が第1導電性充填剤の容量%である グラフを作成する場合に、抵抗率が第1ポリマーの抵抗率の0.1倍よりも小さ く、グラフの傾きが−0.25〜0であるグラフの2つの別個の領域が存在し、 該別個の領域は、グラフの傾きが−0.5よりも小さく、抵抗率が第3領域の下 部の抵抗率の100倍および103Ω・cmのうちの小さい方の値で変化する第 3領域によって分離している組成物。 4.各粒子が10メッシュよりも小さい寸法を有し、有機ポリマーおよび有機ポ リマーに分散した第2粒状導電性充填剤を含んで成る複合粒状導電性充填剤であ って、 該複合充填剤は以下の性質 (1)少なくとも250psiのホットモジュラスを有すること、(2)ポリマ ーが溶融加工でき、少なくとも250℃の融点または軟化点を有すること、 (3)ポリマーが非晶質であること、および(4)ZTCまたはNTC挙動を示 すことのうちの少なくとも1つを有する複合粒状導電性充填剤。 5.(a)第1有機ポリマー、および (b)各粒子が第2有機ポリマーおよびそれに分散された第2粒状導電性充填剤 を含んで成る第1粒状導電性充填剤を一体に混合することを含んで成る組成物を 製造する方法であって、該方法において、 (A)第1ポリマーをその触点よりも高い温度に加熱し、(B)第1粒状充填剤 がその独自性を保持し、(C)式: γ2−(γ1−γ12) [式中、 γ1は混合条件下の第1ポリマーの表面張力、γ2は混合条件下の第1充填剤の 表面張力、およびγ12は混合条件下の第1ポリマーと第1充填剤の間の界面張 力である。] の値が少なくとも0であり、 (D)以下の条件 (1)第1充填剤の量が、組成物の抵抗率が第1ポリマーの抵抗率の0.1倍よ りも小さくおよび第1充填剤の少なくとも100倍になるような量であること、 (2)第1粒状充填剤が少なくとも250psiのホットモジュラスを有するこ と、 (3)混合条件下で、第1ポリマーの粘度が第1充填剤の粘度の0.2倍を越え ないこと、 (4)温度が第2ポリマーの融点または軟化点よりも低いこと、(5)第3粒状 充填剤をも第1ポリマーと混合すること、(6)方法が、第1充填剤を第1有桜 ポリマー粒子と混合し、次いで第1ポリマーの粒子がその独自性を完全には失う ことなく一体に焼結されるように混合物を焼結することを含んで成ること、およ び (7)第1粒状充填剤がZTCまたはNTC挙動を示すことの少なくとも1つを 満足する方法。 6.(a)第1有機ポリマーを含んで成る連続マトリックス、および (b)各粒子が第2有機ポリマー、および第2ポリマーに分散された第2粒状導 電性充填剤の架橋混合物を含んで成り、マトリックスに分散され、その独自性を 保持する第1粒状導電性充填剤を含んで成る組成物を製造する方法であって、該 方法は、 (1)第2有機ポリマー中に第2粒状導電性充填剤を分散し、(2)工程(1) からの分散物を溶融押出し、(3)工程(2)からの押出物を架橋および微粉砕 し、複合粒状導電性充填剤を形成し、 (4)工程(3)からの組成物を第2有機ポリマーに分散することを含んで成り 、 組成物の成分および方法の条件が、 (i)架橋のレベルが或る場合には工程(3)においてよりも大きく、他の場合 には工程(3)においてよりも小さいことを除いて同様の成分を使用して同様の 方法によって多くの他の組成物を調製し、(ii)該組成物および他の組成物の 抵抗率を測定し、および(iii)の該組成物および他の組成物の、縦軸が抵抗 率の対数、横軸が架橋レベル(架橋レベルは、架橋が電離線照射により行われる 場合にMラドで表され、架橋が化学架橋剤によって行われる場合に重量%で表さ れる。)であるグラフを作成する場合に、工程(3)における架橋レベルにおい て、グラフの傾きが一0.25〜0であるようなものである方法。 7.(a)一体に焼結されている第1有機ポリマーの粒子を含んで成る連続マト リックス、および (b)各粒子が第2有機ポリマー、および第2有機ポリマーに分散された第2粒 状導電性充填剤を含んで成り、マトリックスに分散されており、その独自性を保 持する第1粒状導電性充填剤を含んで成る組成物を製造する方法であって、 該方法は、 (1)第2有機ポリマー中に第2粒状導電性充填剤を分散し、(2)工程(1) からの分散物を溶融押出し、(3)工程(2)からの押出物を微粉砕して、第1 充填剤を形成し、(4)工程(3)からの第1充填剤を第1ポリマーの粒子と乾 燥混合し、 (5)工程(4)で得られた混合物を熱および圧力にさらして、(a)第1ポリ マーの粒子を、合着するがその独自性を完全には失わないようにかつ第1充填剤 粒子が実質的に合着粒子の境界においてのみ存在するように一体に焼結し、また は(b)第1ポリマーの粒子が完全に溶融するようにすることを含んで成る方法 。 8.(1)粒子が完全にはその独自性を失うことなく合着するように一体に焼結 された有機ポリマー粒子を含んで成るマトリックス、および (2)(i)導電性であり、 (ii)マトリックスに分散しているが、実質的に合着粒子の境界にまたは境界 付近にのみ存在し、 (iii)次の変数:温度、電圧および周波数の少なくとも1つの変化に応答し て抵抗率を変化する 第1粒状充填剤 を含んで成る導電性組成物であって、 導電性組成物全体としても、変数の変化に応答してその抵抗率を変化する導電性 組成物。 9.(a)第1有機ポリマーを含んで成る連続マトリックス、および (b)各粒子が、第2有機ポリマー、および第2ポリマーに分散された第2粒状 導電性充填剤を含んで成り、マトリックスに分散されており、その独自性を保持 する第1粒状導電性充填剤を含んで成る組成物であって、 第1粒状導電性充填剤は動的混合条件下において架橋されている組成物。[Claims] 1. (a) a continuous matrix comprising a first organic polymer; and (b) a second particulate conductive particle in which each particle is dispersed in a second organic polymer and a second polymer; The matrix contains fillers that are dispersed in the matrix and maintain its identity. A composition comprising a first particulate conductive filler comprising: The following conditions (1) The composition has a resistivity that is at least 100 times the resistivity of the first filler. , (2) the first particulate filler has a hot modulus of at least 250 psi; and, (3) At a temperature exceeding the melting point or softening point of the first polymer, the first polymer at the same temperature having a viscosity not exceeding 0.2 times the viscosity of the filler; (4) the second polymer has a melting point or softening point of at least 30 (5) particles of the second filler in the matrix have a high melting point or softening point; (6) the composition has fewer than 400 particles per 100 square microns; comprises a third particulate filler dispersed in the matrix; (7) The matrix was sintered together without completely losing its identity. (8) the first particulate filler comprises particles of a first organic polymer; exhibits NTC behavior; (9) the composition is in the form of a heat recoverable article; (1) 0) the composition is in the form of a flexible tape or sheet without electrodes; (11) The composition is fixed to a base material that is deformable from the first shape to the second shape; is included in the substrate, thereby allowing the conductive composition to be applied to the second substrate; (12) The composition is connected to a high voltage device and subjected to electrical stress in a region of high electric field force. be able to limit A composition that satisfies at least one of the following. 2. (a) a continuous matrix of a first organic polymer; and (b) a matrix of The first granular conductive filler is dispersed in the bulk material and retains its uniqueness. A composition comprising: The composition has a resistivity that is less than 0.1 times the resistivity of the first polymer and a resistivity of the first filler. and a method of preparing a composition having a resistivity that is at least 100 times that of the resistivity. The components in the composition include (i) a slightly larger or slightly smaller volume % of the first filler; Many other compositions by similar methods using similar ingredients except for Prepare, (ii) measuring the resistivity of said composition and other compositions; and (iii) said set of logarithm of resistivity on the vertical axis and capacity of the first conductive filler on the horizontal axis for compositions and other compositions. %, the slope of the graph depends on the filler volume % of the composition. The composition is such that -0.25 to 0. 3. having a resistivity of at least 1,000 Ω·cm and comprising (a) a first organic polymer; (b) a continuous matrix comprising First particulate conductive filler that maintains properties A composition comprising: The orientation in which the composition was prepared and the components of the composition include (i) the volume of conductive filler; except that the % varies from a very small amount to the maximum amount that can be dispersed in the matrix. Many other compositions have been prepared by similar methods using similar ingredients and (ii ) measuring the resistivity of the composition and other compositions; and (iii) measuring the resistivity of the composition and other compositions. and other compositions, the vertical axis is the logarithm of the resistivity, and the horizontal axis is the volume % of the first conductive filler. When creating a graph, the resistivity is less than 0.1 times the resistivity of the first polymer. There are two distinct regions of the graph where the slope of the graph is between -0.25 and 0, The distinct region has a slope of the graph less than -0.5 and a resistivity below the third region. The resistivity varies by the smaller of 100 times the resistivity of the A composition separated by three regions. 4. Each particle has a size smaller than 10 mesh and contains organic polymers and organic polymers. A composite particulate conductive filler comprising a second particulate conductive filler dispersed in a reamer. So, The composite filler has the following properties (1) have a hot modulus of at least 250 psi; (2) the polymer - is melt processable and has a melting or softening point of at least 250°C; (3) the polymer is amorphous; and (4) it exhibits ZTC or NTC behavior. A composite particulate conductive filler having at least one of the following. 5. (a) a first organic polymer; and (b) each particle comprising a second organic polymer and a second particulate conductive filler dispersed therein; A composition comprising mixing together a first particulate conductive filler comprising: A method of manufacturing, the method comprising: (A) heating a first polymer to a temperature above its contact point; (B) a first particulate filler; retains its uniqueness, and formula (C): γ2-(γ1-γ12) [In the formula, γ1 is the surface tension of the first polymer under mixing conditions, γ2 is the surface tension of the first filler under mixing conditions. surface tension, and γ12 is the interfacial tension between the first polymer and the first filler under mixing conditions. It is power. ] the value of is at least 0, (D) The following conditions (1) The amount of the first filler is such that the resistivity of the composition is 0.1 times the resistivity of the first polymer. the filler is at least 100 times the amount of the first filler; (2) the first particulate filler has a hot modulus of at least 250 psi; and, (3) Under mixing conditions, the viscosity of the first polymer exceeds 0.2 times the viscosity of the first filler. There is no, (4) the temperature is lower than the melting point or softening point of the second polymer; (5) the third granule (6) the method further comprises mixing the first filler with the first polymer; mixed with polymer particles, then the particles of the first polymer lose their identity completely sintering the mixture so that it is sintered together without any Beauty (7) The first particulate filler exhibits at least one of ZTC or NTC behavior. How to be satisfied. 6. (a) a continuous matrix comprising a first organic polymer; and (b) a second particulate conductive material, each particle comprising a second organic polymer and a second particulate conductive material dispersed in the second polymer; It consists of a cross-linked mixture of electrically conductive fillers, dispersed in a matrix, giving it its unique character. A method of manufacturing a composition comprising a first particulate conductive filler that retains the The method is (1) dispersing a second particulate conductive filler in a second organic polymer; (2) step (1); (3) crosslinking and pulverizing the extrudate from step (2); to form a composite granular conductive filler, (4) dispersing the composition from step (3) in a second organic polymer; , The ingredients of the composition and the conditions of the method are (i) the level of crosslinking is greater in some cases than in step (3) and in other cases In step (3), a similar but smaller (ii) preparing a number of other compositions by the method; The resistivity is measured, and the vertical axis of the composition of (iii) and other compositions is the resistance. The logarithm of the rate, the horizontal axis is the crosslinking level (crosslinking level is the crosslinking performed by ionizing radiation irradiation) expressed in M rad in case of It will be done. ), the crosslinking level in step (3) A method in which the slope of the graph is between 0.25 and 0. 7. (a) a continuous matrix comprising particles of a first organic polymer sintered together; Ricks, and (b) a second particle in which each particle is dispersed in a second organic polymer; and a second particle dispersed in the second organic polymer. It consists of a conductive filler that is dispersed in a matrix and maintains its identity. 1. A method of producing a composition comprising a first particulate conductive filler comprising: The method includes: (1) dispersing a second particulate conductive filler in a second organic polymer; (2) step (1); (3) pulverize the extrudate from step (2) to obtain a first forming a filler; (4) drying the first filler from step (3) with particles of the first polymer; Dry and mix; (5) Expose the mixture obtained in step (4) to heat and pressure to produce (a) the first polyester. the first filler particles to coalesce but not completely lose their uniqueness. The particles are sintered together such that they are present substantially only at the boundaries of the coalesced particles, and (b) causing the particles of the first polymer to completely melt. . 8. (1) The particles are sintered together so that they coalesce without completely losing their uniqueness. a matrix comprising organic polymer particles, and (2) (i) is electrically conductive; (ii) dispersed in the matrix but substantially at or at the boundaries of the coalesced particles; Exists only in the vicinity, (iii) responsive to changes in at least one of the following variables: temperature, voltage and frequency; to change the resistivity First granular filler An electrically conductive composition comprising: The conductive composition as a whole also has conductivity that changes its resistivity in response to changes in variables. Composition. 9. (a) a continuous matrix comprising a first organic polymer; and (b) a second granular form in which each particle is dispersed in a second organic polymer and a second polymer; Contains conductive fillers, dispersed in a matrix and retains its identity A composition comprising a first particulate conductive filler comprising: A composition in which the first particulate conductive filler is crosslinked under dynamic mixing conditions.
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