JP2000331804A - Ｐｔｃ組成物 - Google Patents
Ｐｔｃ組成物Info
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- JP2000331804A JP2000331804A JP11145174A JP14517499A JP2000331804A JP 2000331804 A JP2000331804 A JP 2000331804A JP 11145174 A JP11145174 A JP 11145174A JP 14517499 A JP14517499 A JP 14517499A JP 2000331804 A JP2000331804 A JP 2000331804A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高温で十分な保型性を持ち、定常状態（室
温）での抵抗値が十分低く、電流を流したときに発火せ
ず、高温動作毎の抵抗上昇が少ないＰＴＣ組成物を安価
に提供すること。 【解決手段】 ＰＴＣ組成物は、ポリマー成分、金属炭
化物粉末を主成分とする電気抵抗が正の温度特性（ＰＴ
Ｃ）を示す複合組成物であつて、金属炭化物粉末の成分
比が前記複合組成物全体の４５〜５５ｖｏｌ％である。
温）での抵抗値が十分低く、電流を流したときに発火せ
ず、高温動作毎の抵抗上昇が少ないＰＴＣ組成物を安価
に提供すること。 【解決手段】 ＰＴＣ組成物は、ポリマー成分、金属炭
化物粉末を主成分とする電気抵抗が正の温度特性（ＰＴ
Ｃ）を示す複合組成物であつて、金属炭化物粉末の成分
比が前記複合組成物全体の４５〜５５ｖｏｌ％である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＰＴＣ（Positive
Temperature Coefficient：正温度係数）を有する導電
性組成物（以下、ＰＴＣ組成物と呼ぶ）を用いた導電性
樹脂組成物に関し、詳しくは、面状発熱体や、電池、電
子機器の異常発生時に流れる過電流を防止する過電流保
護素子として用いられる導電性樹脂組成物に関するもの
である。
Temperature Coefficient：正温度係数）を有する導電
性組成物（以下、ＰＴＣ組成物と呼ぶ）を用いた導電性
樹脂組成物に関し、詳しくは、面状発熱体や、電池、電
子機器の異常発生時に流れる過電流を防止する過電流保
護素子として用いられる導電性樹脂組成物に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来からＰＴＣ特性を有するものとし
て、Ｙ2 Ｏ3 を微量添加したＢａＴｉＯ3 等の無機導電
性組成物（セラミックＰＴＣ）、ポリエチレンのような
結晶性高分子に導電性をもつカーボンブラック等の粉末
を混練した有機導電性組成物（高分子ＰＴＣ）が知られ
ている。
て、Ｙ2 Ｏ3 を微量添加したＢａＴｉＯ3 等の無機導電
性組成物（セラミックＰＴＣ）、ポリエチレンのような
結晶性高分子に導電性をもつカーボンブラック等の粉末
を混練した有機導電性組成物（高分子ＰＴＣ）が知られ
ている。
【０００３】ＰＴＣ組成物は、材料固有の抵抗値Ｒと素
子に流された電流値Ｉとで、いわゆるジュール熱加熱
（Ｉ2 Ｒ加熱）により発熱する。そのためＰＴＣ組成物
に比較的大きな電流が流れると発熱により温度が上昇
し、抵抗率が上昇する。
子に流された電流値Ｉとで、いわゆるジュール熱加熱
（Ｉ2 Ｒ加熱）により発熱する。そのためＰＴＣ組成物
に比較的大きな電流が流れると発熱により温度が上昇
し、抵抗率が上昇する。
【０００４】セラミック系のＰＴＣ組成物は定常状態で
の抵抗率が〜１００Ω・ｃｍ程度と高いために数Ａ程度
の比較的大きな電流を流すことができない。このこと
は、セラミックＰＴＣ組成物が電池、電子機器の異常発
生時に流れる過電流を防止する過電流保護素子として用
いることが出来ないことを意味している。
の抵抗率が〜１００Ω・ｃｍ程度と高いために数Ａ程度
の比較的大きな電流を流すことができない。このこと
は、セラミックＰＴＣ組成物が電池、電子機器の異常発
生時に流れる過電流を防止する過電流保護素子として用
いることが出来ないことを意味している。
【０００５】半導体材料は、通常温度上昇と共に抵抗が
小さくなるので、異常発生時過電流が流れ易くなる。回
路に過電流が流れた場合、環境温度は更に上昇して発火
を引き起こし、最悪の場合には、火災に発展する恐れが
ある。従って、過電流保護素子としては、室温で低抵抗
であり、温度上昇と共に抵抗が増大して電流を制限する
特性が要求される。
小さくなるので、異常発生時過電流が流れ易くなる。回
路に過電流が流れた場合、環境温度は更に上昇して発火
を引き起こし、最悪の場合には、火災に発展する恐れが
ある。従って、過電流保護素子としては、室温で低抵抗
であり、温度上昇と共に抵抗が増大して電流を制限する
特性が要求される。
【０００６】また、セラミックＰＴＣ組成物は、所望形
状に加工、成型することが困難であり、また耐衝撃性に
も問題があるため、一般的に面状発熱体や携帯機器用の
過電流保護素子としては用いられない。このことに対し
て結晶性高分子に導電性粉末を混練した高分子ＰＴＣ組
成物は、室温抵抗を低く設定できること、加工、成型が
容易であること、耐衝撃性に優れていることから、過電
流保護素子や面状発熱体等に広く用いられている。
状に加工、成型することが困難であり、また耐衝撃性に
も問題があるため、一般的に面状発熱体や携帯機器用の
過電流保護素子としては用いられない。このことに対し
て結晶性高分子に導電性粉末を混練した高分子ＰＴＣ組
成物は、室温抵抗を低く設定できること、加工、成型が
容易であること、耐衝撃性に優れていることから、過電
流保護素子や面状発熱体等に広く用いられている。
【０００７】一方、過電流保護素子として要求される特
性としては、室温で概ね２Ω・ｃｍ以下程度の十分小さ
な抵抗率であることである。また、面状発熱体において
も、室温抵抗が高い場合、急激な発熱による取り扱い上
の危険が生じる。
性としては、室温で概ね２Ω・ｃｍ以下程度の十分小さ
な抵抗率であることである。また、面状発熱体において
も、室温抵抗が高い場合、急激な発熱による取り扱い上
の危険が生じる。
【０００８】最も一般的な導電性粉末であるカーボンブ
ラック等の比較的粒径の小さな導電性粉末を用いた高分
子ＰＴＣ組成物においては、ポリマーマトリックスの結
晶融点より低い温度にある間は、導電性粒子はポリマー
マトリックスの非晶質領域にのみ存在し、導電性粒子相
互に接続されたネットワークを通って移動する電子によ
り低い抵抗率を示す。これに対して、温度上昇によりポ
リマーマトリックスが融解し始めると、ポリマーマトリ
ックスの粘度を保ったまま非結晶相の体積が相対的に増
加し、更に結晶相の融解で非晶質にのみ存在した導電性
粒子がマトリックス全体に拡散するため、導電性粒子間
のネットーワークが切断され、抵抗率が急激に上昇する
（正温度特性）。その後、ＰＴＣ組成物の温度が常温に
戻ると、導電性粒子はポリマーマトリックスの非晶質領
域に再び集中し粒子間ネットワークが再編成されるた
め、低い抵抗率を示す。
ラック等の比較的粒径の小さな導電性粉末を用いた高分
子ＰＴＣ組成物においては、ポリマーマトリックスの結
晶融点より低い温度にある間は、導電性粒子はポリマー
マトリックスの非晶質領域にのみ存在し、導電性粒子相
互に接続されたネットワークを通って移動する電子によ
り低い抵抗率を示す。これに対して、温度上昇によりポ
リマーマトリックスが融解し始めると、ポリマーマトリ
ックスの粘度を保ったまま非結晶相の体積が相対的に増
加し、更に結晶相の融解で非晶質にのみ存在した導電性
粒子がマトリックス全体に拡散するため、導電性粒子間
のネットーワークが切断され、抵抗率が急激に上昇する
（正温度特性）。その後、ＰＴＣ組成物の温度が常温に
戻ると、導電性粒子はポリマーマトリックスの非晶質領
域に再び集中し粒子間ネットワークが再編成されるた
め、低い抵抗率を示す。
【０００９】即ち、導電性粉末としてカーボンブラック
を用いたＰＴＣ組成物の抵抗率が急激に立ち上がる温度
（動作温度）は、ポリマーマトリックスの融点によって
決定される。
を用いたＰＴＣ組成物の抵抗率が急激に立ち上がる温度
（動作温度）は、ポリマーマトリックスの融点によって
決定される。
【００１０】更に、高分子ＰＴＣ組成物の抵抗率が急激
に立ち上がる温度（動作温度）は、一般的に高分子マト
リックスの融点によって決定される。即ち、高分子ＰＴ
Ｃ組成物の動作温度を変えるには高分子マトリックス自
体を変えなければならない。このことは、高分子ＰＴＣ
組成物の動作温度を任意に設定することが事実上不可能
なことを意味している。
に立ち上がる温度（動作温度）は、一般的に高分子マト
リックスの融点によって決定される。即ち、高分子ＰＴ
Ｃ組成物の動作温度を変えるには高分子マトリックス自
体を変えなければならない。このことは、高分子ＰＴＣ
組成物の動作温度を任意に設定することが事実上不可能
なことを意味している。
【００１１】一方、室温抵抗率を低下させるためには、
ＰＴＣ組成物に分散させる導電性粉末分散量を増加させ
る必要がある。
ＰＴＣ組成物に分散させる導電性粉末分散量を増加させ
る必要がある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかし、室温抵抗率を
低下させるため、高分子ＰＴＣ組成物においてカーボン
ブラック等の比較的粒径の小さな導電性粉末の分散量を
増加させると、ポリマーマトリックス非晶質領域での部
分的な導電性粉末の凝集がおき、部分的な導電経路が形
成される。そこへ正温度特性を生じさせるため比較的大
きな電流が流れると、以下の様に高分子ＰＴＣ組成物の
発火が生じる。
低下させるため、高分子ＰＴＣ組成物においてカーボン
ブラック等の比較的粒径の小さな導電性粉末の分散量を
増加させると、ポリマーマトリックス非晶質領域での部
分的な導電性粉末の凝集がおき、部分的な導電経路が形
成される。そこへ正温度特性を生じさせるため比較的大
きな電流が流れると、以下の様に高分子ＰＴＣ組成物の
発火が生じる。
【００１３】まず、高分子ＰＴＣ組成物の温度上昇、続
いて高分子ＰＴＣ組成物の平均抵抗率上昇、次に、部分
的導電経路（導電性粉末凝集部）への電流の集中、或い
は凝集部での絶縁破壊、更に、部分的な異常、発熱〜発
火など。
いて高分子ＰＴＣ組成物の平均抵抗率上昇、次に、部分
的導電経路（導電性粉末凝集部）への電流の集中、或い
は凝集部での絶縁破壊、更に、部分的な異常、発熱〜発
火など。
【００１４】室温抵抗率を低下させるための他の方法と
しては、高分子ＰＴＣ組成物に分散させる導電性粉末を
抵抗率の低い粉末に置き換えることも考えられる。例え
ば、金属粉末の抵抗率は、カーボンブラックの約１／１
０００程度である。しかし、ＰＴＣ組成物に導電性粉末
としてカーボンブラックの代わりに金属粉末を分散させ
た場合、金属粉末自体の凝集により前述と同様の理由
で、ＰＴＣ組成物に比較的大きな電流が流れた場合に発
火が生じる。また、金属導電性粉末を分散させたＰＴＣ
組成物は、繰り返し動作毎に室温抵抗率が上昇するとい
う問題がある。
しては、高分子ＰＴＣ組成物に分散させる導電性粉末を
抵抗率の低い粉末に置き換えることも考えられる。例え
ば、金属粉末の抵抗率は、カーボンブラックの約１／１
０００程度である。しかし、ＰＴＣ組成物に導電性粉末
としてカーボンブラックの代わりに金属粉末を分散させ
た場合、金属粉末自体の凝集により前述と同様の理由
で、ＰＴＣ組成物に比較的大きな電流が流れた場合に発
火が生じる。また、金属導電性粉末を分散させたＰＴＣ
組成物は、繰り返し動作毎に室温抵抗率が上昇するとい
う問題がある。
【００１５】このことは、金属導電性粉末を分散させた
高分子ＰＴＣ組成物が、繰り返し使用に耐えないことを
意味している。
高分子ＰＴＣ組成物が、繰り返し使用に耐えないことを
意味している。
【００１６】以上から、ＰＴＣ組成物に要求される項目
は、定常状態（室温）での抵抗値が十分低く、電流を流
したときに発火せず、動作毎の抵抗上昇が少なく、動作
温度を任意に設定可能なことである。
は、定常状態（室温）での抵抗値が十分低く、電流を流
したときに発火せず、動作毎の抵抗上昇が少なく、動作
温度を任意に設定可能なことである。
【００１７】そこで、本発明の技術的課題は、高温で十
分な保型性を持ち、定常状態（室温）での抵抗値が十分
低く、電流を流したときに発火せず、高温動作毎の抵抗
上昇が少ないＰＴＣ組成物を安価に提供することにあ
る。
分な保型性を持ち、定常状態（室温）での抵抗値が十分
低く、電流を流したときに発火せず、高温動作毎の抵抗
上昇が少ないＰＴＣ組成物を安価に提供することにあ
る。
【００１８】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めに、本発明者らは種々検討を行った結果、ポリマー成
分に金属炭化物粉末としてＴｉＣ，ＷＣ，ＺｒＣのうち
少なくとも１種類を分散させることが有効であることを
見出した。更に、下記のことを見出だし本発明をなすに
至ったものである。
めに、本発明者らは種々検討を行った結果、ポリマー成
分に金属炭化物粉末としてＴｉＣ，ＷＣ，ＺｒＣのうち
少なくとも１種類を分散させることが有効であることを
見出した。更に、下記のことを見出だし本発明をなすに
至ったものである。
【００１９】まず、導電性粉末として金属炭化物粉末Ｔ
ｉＣ，ＷＣ，ＺｒＣのうち少なくとも１種類を分散させ
てもカーボンブラックを分散させた場合と同等のＰＴＣ
特性が得られる。また、ＴｉＣ，ＷＣ，ＺｒＣのうち少
なくとも１種類の金属炭化物粉末がポリマー成分に対し
て４５ｖｏｌ％以上５５ｖｏｌ％以下配合させた場合、
前記金属炭化物粉末がポリマーマトリックスの非品質領
域に集中せず、また、前記金属酸化物粉末自体の凝集も
生じないため、室温抵抗率を低下させるためトータルの
導電性粉末分散量を増加させても、部分的な導電経路が
形成されず、電流を流した際の発火が生じない。また、
前記金属炭化物粉末を分散させた高分子ＰＴＣ組成物
は、繰り返し動作させても室温抵抗率の顕著な上昇が観
られない。
ｉＣ，ＷＣ，ＺｒＣのうち少なくとも１種類を分散させ
てもカーボンブラックを分散させた場合と同等のＰＴＣ
特性が得られる。また、ＴｉＣ，ＷＣ，ＺｒＣのうち少
なくとも１種類の金属炭化物粉末がポリマー成分に対し
て４５ｖｏｌ％以上５５ｖｏｌ％以下配合させた場合、
前記金属炭化物粉末がポリマーマトリックスの非品質領
域に集中せず、また、前記金属酸化物粉末自体の凝集も
生じないため、室温抵抗率を低下させるためトータルの
導電性粉末分散量を増加させても、部分的な導電経路が
形成されず、電流を流した際の発火が生じない。また、
前記金属炭化物粉末を分散させた高分子ＰＴＣ組成物
は、繰り返し動作させても室温抵抗率の顕著な上昇が観
られない。
【００２０】即ち、本発明によれば、ポリマー成分、金
属炭化物粉末を主成分とする電気抵抗が正の温度特性
（ＰＴＣ）を示す複合組成物であつて、金属炭化物粉末
の成分比が前記複合組成物全体の４５〜５５ｖｏｌ％で
あることを特徴とするＰＴＣ組成物が得られる。
属炭化物粉末を主成分とする電気抵抗が正の温度特性
（ＰＴＣ）を示す複合組成物であつて、金属炭化物粉末
の成分比が前記複合組成物全体の４５〜５５ｖｏｌ％で
あることを特徴とするＰＴＣ組成物が得られる。
【００２１】また、本発明によれば、前記ＰＴＣ組成物
において、前記金属炭化物粉末として、ＴｉＣ，ＷＣ，
ＺｒＣのうちの少なくとも１種が含まれていることを特
徴とするＰＴＣ組成物が得られる。
において、前記金属炭化物粉末として、ＴｉＣ，ＷＣ，
ＺｒＣのうちの少なくとも１種が含まれていることを特
徴とするＰＴＣ組成物が得られる。
【００２２】さらに、本発明によれば、前記いずれかの
ＰＴＣ組成物において、前記複合組成物のポリマー成分
として、融点が１００℃以上のポリエチエレンと、融点
が１００℃未満のコポリマーとを前記ポリエチレンに対
する体積比が０〜８０％となるように少なくとも２種複
合してなることを特徴とするＰＴＣ組成物が得られる。
ＰＴＣ組成物において、前記複合組成物のポリマー成分
として、融点が１００℃以上のポリエチエレンと、融点
が１００℃未満のコポリマーとを前記ポリエチレンに対
する体積比が０〜８０％となるように少なくとも２種複
合してなることを特徴とするＰＴＣ組成物が得られる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。
て説明する。
【００２４】まず、ポリマー成分として融点が１３０℃
程度の結晶性高密度ポリエチレンに融点が７０℃程度の
エチレン系コポリマーを、ポリエテレンに対する体積比
が０〜８０ｖｏｌ％となるようにロールミル上で１３０
〜２００℃程度の温度で加熱混練し複合した。
程度の結晶性高密度ポリエチレンに融点が７０℃程度の
エチレン系コポリマーを、ポリエテレンに対する体積比
が０〜８０ｖｏｌ％となるようにロールミル上で１３０
〜２００℃程度の温度で加熱混練し複合した。
【００２５】得られたポリマー成分に、各々の比率を変
えた金属炭化物粉末をポリマー成分に対して４５〜５５
ｖｏｌ％となるようにロールミル上で加熱混練し、ポリ
マー組成体を得た。
えた金属炭化物粉末をポリマー成分に対して４５〜５５
ｖｏｌ％となるようにロールミル上で加熱混練し、ポリ
マー組成体を得た。
【００２６】金属炭化物粉末としては、各々粒径が１〜
１０μｍ程度のＴｉＣ，ＷＣ，ＺｒＣを用いた。
１０μｍ程度のＴｉＣ，ＷＣ，ＺｒＣを用いた。
【００２７】次に，得られた混練物に以下の有機過酸化
物架橋剤を０．０１〜３０ｗｔ％、１３０〜１８０℃程
度の温度で混練した。
物架橋剤を０．０１〜３０ｗｔ％、１３０〜１８０℃程
度の温度で混練した。
【００２８】日本油脂（株）製パーへキサ２５Ｂ
（２，５−ｄｉｍｅｔｈｙｌ−２，５−ｄｉ−ｔ−ｂｕ
ｔｙｌｐｅｒｏｘｙｈｅｘａｎｅ）；及び日本油脂
（株）製パ−ヘキシン２５Ｂ（２，５−ｄｉｍｅｔｈｙ
ｌ−２，５−ｔ−ｂｕｔｙｌｐｅｒｏｘｙｌｈｅｘａｎ
ｅ−３）。
（２，５−ｄｉｍｅｔｈｙｌ−２，５−ｄｉ−ｔ−ｂｕ
ｔｙｌｐｅｒｏｘｙｈｅｘａｎｅ）；及び日本油脂
（株）製パ−ヘキシン２５Ｂ（２，５−ｄｉｍｅｔｈｙ
ｌ−２，５−ｔ−ｂｕｔｙｌｐｅｒｏｘｙｌｈｅｘａｎ
ｅ−３）。
【００２９】得られた組成体を粉末化した後、Ｎｉ箔の
間に挟んだ状態で有機過酸化物架橋剤の反応温度〜２５
０℃程度の温度で加熱圧縮成型することにより、厚さ１
ｍｍの成型体を得、外径１５ｍｍ、内径１０．６ｍｍの
リング状に打ち抜き高分子ＰＴＣ素子を得た。
間に挟んだ状態で有機過酸化物架橋剤の反応温度〜２５
０℃程度の温度で加熱圧縮成型することにより、厚さ１
ｍｍの成型体を得、外径１５ｍｍ、内径１０．６ｍｍの
リング状に打ち抜き高分子ＰＴＣ素子を得た。
【００３０】ここで、高分子ＰＴＣ素子の目標特性は、
室温抵抗が前述の様に２Ω・ｃｍ以下であること、抵抗
率が急激に上昇した後（スイッチング後）の抵抗率と室
温での抵抗率の比（スイッチング後Ｒ／室温Ｒ）が、過
電流保護素子として十分動作し且つ面状発熱対として十
分使用可能である１０4 以上であることとした。
室温抵抗が前述の様に２Ω・ｃｍ以下であること、抵抗
率が急激に上昇した後（スイッチング後）の抵抗率と室
温での抵抗率の比（スイッチング後Ｒ／室温Ｒ）が、過
電流保護素子として十分動作し且つ面状発熱対として十
分使用可能である１０4 以上であることとした。
【００３１】また、高温保型性については、高分子ＰＴ
Ｃ素子をポリマー成分の融点以上の温度とし、５ｋｇ／
ｃｍ2 の圧力をかけた場合ポリマー成分の変形によるＰ
ＴＣ組成物面積（変形後面積／変形前面積）が、実質的
にＰＴＣ素子としての機能を保ち得る０．５％以下であ
ることとした。
Ｃ素子をポリマー成分の融点以上の温度とし、５ｋｇ／
ｃｍ2 の圧力をかけた場合ポリマー成分の変形によるＰ
ＴＣ組成物面積（変形後面積／変形前面積）が、実質的
にＰＴＣ素子としての機能を保ち得る０．５％以下であ
ることとした。
【００３２】また、高分子ＰＴＣ素子を繰り返しスイッ
チングさせた際の室温抵抗率目標値は、５００回スイッ
チング後にも２Ω・ｃｍを上回らないこととした。抵抗
率の測定は、オイルバス中４短針法によりディジタルマ
ルチメータを用いて行った。
チングさせた際の室温抵抗率目標値は、５００回スイッ
チング後にも２Ω・ｃｍを上回らないこととした。抵抗
率の測定は、オイルバス中４短針法によりディジタルマ
ルチメータを用いて行った。
【００３３】図１は高分子ＰＴＣ素子の温度と抵抗率の
測定結果を示す図である。図１から分かるように、曲線
３２、３３、３４に示す高密度ポリエチレンに金属炭化
物粉末を分散させた高分子ＰＴＣ素子等は、有機過酸化
物架橋剤による架橋処理の有無に関わらず室温での抵抗
率が＜２Ω・ｃｍと目標を下回り、かつ温度−抵抗曲線
の挙動は、曲線３１に示されるカーボンブラックのみを
分散させた素子とほぼ同等で、抵抗率の比はスイッチン
グ後Ｒ／室温Ｒ＞１０8 と目標を大きく上回っている。
測定結果を示す図である。図１から分かるように、曲線
３２、３３、３４に示す高密度ポリエチレンに金属炭化
物粉末を分散させた高分子ＰＴＣ素子等は、有機過酸化
物架橋剤による架橋処理の有無に関わらず室温での抵抗
率が＜２Ω・ｃｍと目標を下回り、かつ温度−抵抗曲線
の挙動は、曲線３１に示されるカーボンブラックのみを
分散させた素子とほぼ同等で、抵抗率の比はスイッチン
グ後Ｒ／室温Ｒ＞１０8 と目標を大きく上回っている。
【００３４】また、図２は前述のようにして得られたＰ
ＴＣ素子に１０Ａ（５０Ｖ）の電流を繰り返し通電した
際の素子動作後の抵抗率の変化を示す図である。図２か
ら分かるように、曲線３５に示すカーボンブラックのみ
を２０ｖｏｌ％分散させた素子は、繰り返し通電後の抵
抗率の変化は少ないが、初期の室温抵抗が目標値より高
い。また、曲線３６で示すカーボンブラックのみを３０
ｖｏｌ％分散させた素子は、初期の室温抵抗は２Ω・ｃ
ｍ以下であるが１回目の通電で発火した。これに対し
て、曲線３７乃至３９に示される金属炭化物粉末を分散
させた素子は、有機過酸化物架橋剤による架橋処理の有
無に関わらず室温抵抗率＜２Ω・ｃｍと目標値を下回
り、かつ繰り返し通電後も＜２Ω・ｃｍと室温抵抗目標
値内を維持した。
ＴＣ素子に１０Ａ（５０Ｖ）の電流を繰り返し通電した
際の素子動作後の抵抗率の変化を示す図である。図２か
ら分かるように、曲線３５に示すカーボンブラックのみ
を２０ｖｏｌ％分散させた素子は、繰り返し通電後の抵
抗率の変化は少ないが、初期の室温抵抗が目標値より高
い。また、曲線３６で示すカーボンブラックのみを３０
ｖｏｌ％分散させた素子は、初期の室温抵抗は２Ω・ｃ
ｍ以下であるが１回目の通電で発火した。これに対し
て、曲線３７乃至３９に示される金属炭化物粉末を分散
させた素子は、有機過酸化物架橋剤による架橋処理の有
無に関わらず室温抵抗率＜２Ω・ｃｍと目標値を下回
り、かつ繰り返し通電後も＜２Ω・ｃｍと室温抵抗目標
値内を維持した。
【００３５】下記表１に、ＰＴＣ組成物における金属炭
化物粉末分散量、及びポリエチレンに対するコポリマー
複合比を変化させた場合に、高分子ＰＴＣ素子をスイッ
チング（１０Ａ（５０Ｖ）通電）させた際の特性を示し
た。
化物粉末分散量、及びポリエチレンに対するコポリマー
複合比を変化させた場合に、高分子ＰＴＣ素子をスイッ
チング（１０Ａ（５０Ｖ）通電）させた際の特性を示し
た。
【００３６】ここで、導電性粉末の分散量が４５ｖｏｌ
％未満の場合、スイッチング後の室温抵抗率が＞２Ω・
ｃｍと目標に達しないため本発明の範囲から除外した。
また、導電性粉末分散量が５５ｖｏｌ％を上回ると、室
温抵抗が著しく低下し通電時の素子動作現象がみられな
くなるため本発明の範囲から除外した。
％未満の場合、スイッチング後の室温抵抗率が＞２Ω・
ｃｍと目標に達しないため本発明の範囲から除外した。
また、導電性粉末分散量が５５ｖｏｌ％を上回ると、室
温抵抗が著しく低下し通電時の素子動作現象がみられな
くなるため本発明の範囲から除外した。
【００３７】さらに、コポリマー複合比が８０ｖｏｌ％
を上回ると、室温抵抗率が目標に達しないため本発明の
範囲から除外した。
を上回ると、室温抵抗率が目標に達しないため本発明の
範囲から除外した。
【００３８】
【表１】
【００３９】下記表２に、金属炭化物としてＴｉＣ，Ｗ
Ｃ，ＺｒＣ各々の比率を変えて分散させた高分子ＰＴＣ
組成物の特性の評価を、また比較例として金属炭化物に
変えてカーボンブラックのみを分散させた高分子ＰＴＣ
組成物の特性の評価も示した。
Ｃ，ＺｒＣ各々の比率を変えて分散させた高分子ＰＴＣ
組成物の特性の評価を、また比較例として金属炭化物に
変えてカーボンブラックのみを分散させた高分子ＰＴＣ
組成物の特性の評価も示した。
【００４０】
【表２】
【００４１】この表２において、「○」印は特性が目標
値（室温抵抗、動作後抵抗がともに＜２Ω・ｃｍ、通電
時発火に関しては発火無し）を達成したことを示し、ま
た「×」印は目標値を達成していないことを示した。
値（室温抵抗、動作後抵抗がともに＜２Ω・ｃｍ、通電
時発火に関しては発火無し）を達成したことを示し、ま
た「×」印は目標値を達成していないことを示した。
【００４２】本発明例１〜２１の範囲でＴｉＣ，ＷＣ，
ＺｒＣの各々の比率を変えても目標を達成した高分子Ｐ
ＴＣ組成物が得られる。また、比較例１，２からカーボ
ンブラックのみを分散させた素子は、実用上問題がある
ことがわかる。
ＺｒＣの各々の比率を変えても目標を達成した高分子Ｐ
ＴＣ組成物が得られる。また、比較例１，２からカーボ
ンブラックのみを分散させた素子は、実用上問題がある
ことがわかる。
【００４３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ポリマー成分、金属炭化物粉末を主成分ＰＴＣ組成物
に、ＴｉＣ，ＷＣ，ＺｒＣのうち少なくとも１種類の金
属炭化物粉末がポリマー成分に対して４５ｖｏｌ％以上
５５ｖｏｌ％以下配合されることによって高温で十分な
保型性を持ち、定常状態（室温）での抵抗値が十分低
く、電流を流したときに発火せず、高温動作毎の抵抗上
昇が少なく、安価に製造可能なＰＴＣ組成物が得られ
る。
ポリマー成分、金属炭化物粉末を主成分ＰＴＣ組成物
に、ＴｉＣ，ＷＣ，ＺｒＣのうち少なくとも１種類の金
属炭化物粉末がポリマー成分に対して４５ｖｏｌ％以上
５５ｖｏｌ％以下配合されることによって高温で十分な
保型性を持ち、定常状態（室温）での抵抗値が十分低
く、電流を流したときに発火せず、高温動作毎の抵抗上
昇が少なく、安価に製造可能なＰＴＣ組成物が得られ
る。
【図１】本発明の実施の形態によるＰＴＣ組成物からな
る素子の温度、抵抗率特性を示す図であり、比較のため
のカーボンブラックを分散させたＰＴＣ組成物による素
子の特性も併せて示している。
る素子の温度、抵抗率特性を示す図であり、比較のため
のカーボンブラックを分散させたＰＴＣ組成物による素
子の特性も併せて示している。
【図２】本発明の実施の形態によるＰＴＣ組成物からな
る素子の５０Ｖ、１０Ａ繰り返し印加後の抵抗率との特
性を示す図であり、比較のためのカーボンブラックを分
散させたＰＴＣ組成物による素子の特性も併せて示して
いる。
る素子の５０Ｖ、１０Ａ繰り返し印加後の抵抗率との特
性を示す図であり、比較のためのカーボンブラックを分
散させたＰＴＣ組成物による素子の特性も併せて示して
いる。
３１ カーボンブラックを分散させたＰＴＣ素子の特
性曲線 ３２〜３４ 金属炭化物粉末を分散させたＰＴＣ素子の
特性曲線 ３５ カーボンブラックを分散させたＰＴＣ素子の抵
抗率特性曲線 ３６ カーボンブラックを分散させたＰＴＣ素子の抵
抗率特性曲線 ３７ 金属炭化物粉末を分散させたＰＴＣ素子の抵抗
率特性曲線 ３８、３９ 金属炭化物粉末を分散させ架橋剤を加え
たたＰＴＣ素子の抵抗率特性曲線
性曲線 ３２〜３４ 金属炭化物粉末を分散させたＰＴＣ素子の
特性曲線 ３５ カーボンブラックを分散させたＰＴＣ素子の抵
抗率特性曲線 ３６ カーボンブラックを分散させたＰＴＣ素子の抵
抗率特性曲線 ３７ 金属炭化物粉末を分散させたＰＴＣ素子の抵抗
率特性曲線 ３８、３９ 金属炭化物粉末を分散させ架橋剤を加え
たたＰＴＣ素子の抵抗率特性曲線
Claims (3)
- 【請求項１】 ポリマー成分及び金属炭化物粉末を主成
分とする電気抵抗が正の温度特性（ＰＴＣ）を示す複合
組成物であつて、前記金属炭化物粉末の成分比が前記複
合組成物全体の４５〜５５ｖｏｌ％であることを特徴と
するＰＴＣ組成物。 - 【請求項２】 請求項１記載のＰＴＣ組成物において、
前記金属炭化物粉末として、ＴｉＣ，ＷＣ，ＺｒＣのう
ちの少なくとも１種を含むことを特徴とするＰＴＣ組成
物。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載のＰＴＣ組成物にお
いて、前記複合組成物のポリマー成分として、融点が１
００℃以上のポリエチエレンと、融点が１００℃未満の
コポリマーとを前記ポリエチレンに対する体積比が０〜
８０％となるように少なくとも２種複合してなることを
特徴とするＰＴＣ組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11145174A JP2000331804A (ja) | 1999-05-25 | 1999-05-25 | Ｐｔｃ組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11145174A JP2000331804A (ja) | 1999-05-25 | 1999-05-25 | Ｐｔｃ組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000331804A true JP2000331804A (ja) | 2000-11-30 |
Family
ID=15379156
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11145174A Withdrawn JP2000331804A (ja) | 1999-05-25 | 1999-05-25 | Ｐｔｃ組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000331804A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100436579B1 (ko) * | 2001-11-10 | 2004-06-19 | 엘지전선 주식회사 | 저항복구 특성이 우수한 ｐｔｃ 디바이스 제조방법 및ｐｔｃ 디바이스 |
| KR100436580B1 (ko) * | 2001-11-10 | 2004-06-19 | 엘지전선 주식회사 | 우수한 저항복구 특성의 조성을 갖는 ｐｔｃ 디바이스제조방법 |
| KR100436581B1 (ko) * | 2001-11-10 | 2004-06-19 | 엘지전선 주식회사 | 균일한 특성의 조성을 갖는 ｐｔｃ 디바이스 제조방법 |
| KR100436578B1 (ko) * | 2001-11-10 | 2004-06-19 | 엘지전선 주식회사 | 리튬이온전지보호용 ｐｔｃ 디바이스 제조방법 및리튬이온전지보호용 ｐｔｃ 디바이스 |
| JP2006182650A (ja) * | 2003-06-30 | 2006-07-13 | Chisso Corp | 有機ケイ素化合物とその製造方法、およびポリシロキサンとその製造方法 |
| CN102723153A (zh) * | 2012-06-20 | 2012-10-10 | 上海神沃电子有限公司 | 一种具有正温度系数特性的ptc芯材及其制造和应用 |
| CN103594215A (zh) * | 2013-11-13 | 2014-02-19 | 兴勤（常州）电子有限公司 | 一种复合型高分子热敏电阻 |
| CN103881177A (zh) * | 2014-03-06 | 2014-06-25 | 上海神沃电子有限公司 | 一种改性ptc导电复合材料及其制备与应用 |
| CN112037961A (zh) * | 2020-07-22 | 2020-12-04 | 兴勤（常州）电子有限公司 | 复合材料及由复合材料制成的高分子正温度系数热敏电阻 |
-
1999
- 1999-05-25 JP JP11145174A patent/JP2000331804A/ja not_active Withdrawn
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100436579B1 (ko) * | 2001-11-10 | 2004-06-19 | 엘지전선 주식회사 | 저항복구 특성이 우수한 ｐｔｃ 디바이스 제조방법 및ｐｔｃ 디바이스 |
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| CN112037961B (zh) * | 2020-07-22 | 2022-04-22 | 兴勤（常州）电子有限公司 | 复合材料及由复合材料制成的高分子正温度系数热敏电阻 |
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|---|---|---|---|
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