JP3101047B2 - 有機質正特性サーミスタ - Google Patents
有機質正特性サーミスタInfo
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- JP3101047B2 JP3101047B2 JP04007544A JP754492A JP3101047B2 JP 3101047 B2 JP3101047 B2 JP 3101047B2 JP 04007544 A JP04007544 A JP 04007544A JP 754492 A JP754492 A JP 754492A JP 3101047 B2 JP3101047 B2 JP 3101047B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、有機質正特性サーミス
タに関し、より詳しくは、昇温時特定の温度領域で急激
に抵抗値が増大する特性、すなわち、ＰＴＣ（Positive
TemperatureCoefficient）特性を有する有機質正特性
サーミスタに関する。
タに関し、より詳しくは、昇温時特定の温度領域で急激
に抵抗値が増大する特性、すなわち、ＰＴＣ（Positive
TemperatureCoefficient）特性を有する有機質正特性
サーミスタに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、有機質正特性サーミスタとして、
ポリエチレン若しくはポリプロピン等の熱可塑性樹脂に
金属粉末やカーボンブラックを分散させたもの（例え
ば、米国特許第３５９１５２６号明細書等）や、エポキ
シ樹脂，ポリイミド，不飽和ポリエステル，シリコン，
ポリウレタン及びフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂に、
炭素繊維，黒鉛繊維，黒鉛層間化合物繊維，金属繊維及
びセラミック繊維等の繊維状導電物質等を分散させたも
のが知られている（例えば、米国特許第４９６６７２９
号明細書等）。
ポリエチレン若しくはポリプロピン等の熱可塑性樹脂に
金属粉末やカーボンブラックを分散させたもの（例え
ば、米国特許第３５９１５２６号明細書等）や、エポキ
シ樹脂，ポリイミド，不飽和ポリエステル，シリコン，
ポリウレタン及びフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂に、
炭素繊維，黒鉛繊維，黒鉛層間化合物繊維，金属繊維及
びセラミック繊維等の繊維状導電物質等を分散させたも
のが知られている（例えば、米国特許第４９６６７２９
号明細書等）。
【０００３】このような有機質正特性サーミスタは、例
えば温度検出器又は自己制御型ヒーター等に適用し得る
が、ＰＴＣ特性の立ち上がりが急峻で大きな抵抗値変化
を呈し、しかも室温での初期抵抗値が小さいことが必要
である。
えば温度検出器又は自己制御型ヒーター等に適用し得る
が、ＰＴＣ特性の立ち上がりが急峻で大きな抵抗値変化
を呈し、しかも室温での初期抵抗値が小さいことが必要
である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の有機質
正特性サーミスタにおいては、熱可塑性樹脂の場合は、
架橋処理や不燃化処理が必要であり、熱硬化性樹脂の場
合は、分散された導電性物質が繊維状であるため、抵抗
値のばらつきが大きく、また、初期抵抗値を下げること
が難しいという問題があった。
正特性サーミスタにおいては、熱可塑性樹脂の場合は、
架橋処理や不燃化処理が必要であり、熱硬化性樹脂の場
合は、分散された導電性物質が繊維状であるため、抵抗
値のばらつきが大きく、また、初期抵抗値を下げること
が難しいという問題があった。
【０００５】そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなさ
れたものであり、室温での初期抵抗値が小さく、ＰＴＣ
特性の立ち上がりが急峻で大きな抵抗値変化を呈し、し
かも抵抗値のばらつきが小さい有機質正特性サーミスタ
を提供することを目的とする。
れたものであり、室温での初期抵抗値が小さく、ＰＴＣ
特性の立ち上がりが急峻で大きな抵抗値変化を呈し、し
かも抵抗値のばらつきが小さい有機質正特性サーミスタ
を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１記載の発明は、熱硬化性樹脂とスパイク状の
突起を有する導電性粒子とを混合してなることを特徴と
する有機質正特性サーミスタである。
に請求項１記載の発明は、熱硬化性樹脂とスパイク状の
突起を有する導電性粒子とを混合してなることを特徴と
する有機質正特性サーミスタである。
【０００７】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の発明において、前記導電性粒子の含有量を５乃至６
５重量％とするものである。
載の発明において、前記導電性粒子の含有量を５乃至６
５重量％とするものである。
【０００８】
【作用】請求項１記載の発明によれば、熱硬化性樹脂と
混合する導電性粒子としてスパイク状の突起を有する粒
子を用いているので、真球状の導電性粒子を混合した場
合に比べ、スパイク状の突起を有する導電性粒子同士で
は、その形状故にトンネル電流が流れやすくなって、導
電性が良好となるため、室温での初期抵抗値が小さくな
る。また、導電性粒子同士の間隔が球状のものに比べて
大きいので、接触点で容易に切れてＰＴＣ特性の立ち上
がりが急峻で大きな抵抗値変化を呈する。また、繊維状
の導電性粒子を混合した場合に比べ、抵抗値のばらつき
が小さくなる。
混合する導電性粒子としてスパイク状の突起を有する粒
子を用いているので、真球状の導電性粒子を混合した場
合に比べ、スパイク状の突起を有する導電性粒子同士で
は、その形状故にトンネル電流が流れやすくなって、導
電性が良好となるため、室温での初期抵抗値が小さくな
る。また、導電性粒子同士の間隔が球状のものに比べて
大きいので、接触点で容易に切れてＰＴＣ特性の立ち上
がりが急峻で大きな抵抗値変化を呈する。また、繊維状
の導電性粒子を混合した場合に比べ、抵抗値のばらつき
が小さくなる。
【０００９】更に、導電性粒子と混合する樹脂として熱
硬化性樹脂を用いているので、不燃性であり、熱可塑性
樹脂を用いた場合に比べ、架橋処理が不要となり、製造
工程を簡略化できる等の優れた効果が得られる。
硬化性樹脂を用いているので、不燃性であり、熱可塑性
樹脂を用いた場合に比べ、架橋処理が不要となり、製造
工程を簡略化できる等の優れた効果が得られる。
【００１０】請求項２記載の発明によれば、導電性粒子
の含有量を５乃至６５重量％好ましくは２０乃至５５重
量％とすることにより、導電性粒子をスパイク状の突起
を有する粒子としたことによる前記特有の効果がより顕
著となる。
の含有量を５乃至６５重量％好ましくは２０乃至５５重
量％とすることにより、導電性粒子をスパイク状の突起
を有する粒子としたことによる前記特有の効果がより顕
著となる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例を詳述する。
【００１２】本発明の一実施例の有機質正特性サーミス
タは、主剤（マトリックス）として熱硬化性樹脂，フィ
ラーとしてスパイク状の突起を有する導電性粒子及び硬
化剤を混合してなるものである。
タは、主剤（マトリックス）として熱硬化性樹脂，フィ
ラーとしてスパイク状の突起を有する導電性粒子及び硬
化剤を混合してなるものである。
【００１３】前記熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹
脂，ポリイミド，不飽和ポリエステル，シリコン，ポリ
ウレタン及びフェノール樹脂等がある。熱硬化性樹脂
は、所望の性能，用途等に応じて適宜選択することがで
き、本実施例では、エポキシ樹脂（チバガイギー製のア
ラルダイトＦ）を用いる。
脂，ポリイミド，不飽和ポリエステル，シリコン，ポリ
ウレタン及びフェノール樹脂等がある。熱硬化性樹脂
は、所望の性能，用途等に応じて適宜選択することがで
き、本実施例では、エポキシ樹脂（チバガイギー製のア
ラルダイトＦ）を用いる。
【００１４】前記スパイク状の突起を有する導電性粒子
としては、平均粒径３乃至７μｍのスパイク状の突起を
有するＮｉパウダーと同等の効果が得られる平均粒径
２．２乃至２．８μｍ（フィッシャー・サブシーブ法で
測定）のフィラメント状鎖状Ｎｉパウダー（インコ社
製）を用いる。
としては、平均粒径３乃至７μｍのスパイク状の突起を
有するＮｉパウダーと同等の効果が得られる平均粒径
２．２乃至２．８μｍ（フィッシャー・サブシーブ法で
測定）のフィラメント状鎖状Ｎｉパウダー（インコ社
製）を用いる。
【００１５】前記硬化剤としては、チバガイギー製のハ
ードナーを用いる。
ードナーを用いる。
【００１６】前記有機質正特性サーミスタの一製造方法
としては、所定量の前記各組織を混合（真空撹拌脱泡）
し、これを電極（例えばＮｉ箔）間に流し込んでシート
状にプレス成形し、これを硬化（予備硬化として８０
℃，３０分、本硬化として１４０℃，１時間）後、パン
チングにより板状の有機質正特性サーミスタを得る。
としては、所定量の前記各組織を混合（真空撹拌脱泡）
し、これを電極（例えばＮｉ箔）間に流し込んでシート
状にプレス成形し、これを硬化（予備硬化として８０
℃，３０分、本硬化として１４０℃，１時間）後、パン
チングにより板状の有機質正特性サーミスタを得る。
【００１７】このように構成された有機質正特性サーミ
スタにより得られる効果を、表１及び図１乃至図５を参
照して説明する。表１は各組織の割合いを変えた有機質
正特性サーミスタの室温での初期抵抗値及び抵抗温度特
性を示すものである。図１乃至図６は、表１における実
施例１乃至４及び比較例１，２のそれぞれをグラフにし
たものである。
スタにより得られる効果を、表１及び図１乃至図５を参
照して説明する。表１は各組織の割合いを変えた有機質
正特性サーミスタの室温での初期抵抗値及び抵抗温度特
性を示すものである。図１乃至図６は、表１における実
施例１乃至４及び比較例１，２のそれぞれをグラフにし
たものである。
【００１８】
【表１】 実施例１乃至４のサンプルは、表１に示すように、アラ
ルダイトＦ，ハードナー，Ｎｉパウダーの各組織の割合
いを変えたものを混合（真空撹拌脱泡）し、これを電極
（Ｎｉ箔）間に流し込んでシート状にプレス成形し、こ
れを硬化（予備硬化として８０℃，３０分、本硬化とし
て１４０℃，１時間）後、直径１０ｍｍの円板状に打ち
抜いたものを用いた。
ルダイトＦ，ハードナー，Ｎｉパウダーの各組織の割合
いを変えたものを混合（真空撹拌脱泡）し、これを電極
（Ｎｉ箔）間に流し込んでシート状にプレス成形し、こ
れを硬化（予備硬化として８０℃，３０分、本硬化とし
て１４０℃，１時間）後、直径１０ｍｍの円板状に打ち
抜いたものを用いた。
【００１９】比較例１，２のサンプルは、フィラーとし
てＮｉパウダーの代りに炭素繊維（ドナカーボ；関西タ
ール製，長さ０．７ｍｍ，直径１０ｍｍ）を用いた。
てＮｉパウダーの代りに炭素繊維（ドナカーボ；関西タ
ール製，長さ０．７ｍｍ，直径１０ｍｍ）を用いた。
【００２０】ＰＴＣ特性の測定は、実施例１乃至４及び
比較例１，２ともに、上記サンプルを恒温槽内に入れ、
温度上昇及び下降を行い、各所定温度における抵抗値を
測定し、温度と抵抗値との関係を求めた。
比較例１，２ともに、上記サンプルを恒温槽内に入れ、
温度上昇及び下降を行い、各所定温度における抵抗値を
測定し、温度と抵抗値との関係を求めた。
【００２１】(a) 導電性粒子としてスパイク状の突起を
有する粒子を用いているので、真球状の導電性粒子を混
合した場合に比べ、スパイク状の突起を有する導電性粒
子同士では、その形状故にトンネル電流が流れやすくな
って、導電性が良好となるため、室温での初期抵抗値が
小さくなった。実施例１では１．５Ω、実施例２では
０．１０Ω、実施例３では０．０３Ω、実施例４では
０．０１Ωとなった。比較例１では１０Ω、比較例２で
は０．５Ωとなった。なお、Ｎｉパウダーの添加量が５
重量％未満では、抵抗値が逆に上昇してしまい、サーミ
スタとして使用できない結果となった。
有する粒子を用いているので、真球状の導電性粒子を混
合した場合に比べ、スパイク状の突起を有する導電性粒
子同士では、その形状故にトンネル電流が流れやすくな
って、導電性が良好となるため、室温での初期抵抗値が
小さくなった。実施例１では１．５Ω、実施例２では
０．１０Ω、実施例３では０．０３Ω、実施例４では
０．０１Ωとなった。比較例１では１０Ω、比較例２で
は０．５Ωとなった。なお、Ｎｉパウダーの添加量が５
重量％未満では、抵抗値が逆に上昇してしまい、サーミ
スタとして使用できない結果となった。
【００２２】(b) スパイク状の突起を有する導電性粒子
同士の間隔が球状のものに比べて大きいので、接触点で
容易に切れてＰＴＣ特性の立ち上がりが急峻で大きな抵
抗値変化を呈した。実施例１では、転移温度では抵抗値
が急激に上昇して最大抵抗値は１×１０9 Ωになり、抵
抗変化率は１０9 以上の高い値となった。実施例２で
も、実施例１と同様に抵抗変化率は１０9 以上の高い値
となった。実施例４では、室温での初期抵抗値は上述し
たように０．０１Ωと低い値であるが、フィラーが過剰
に入っているため、転移温度においてもその導電経路が
遮断されず、抵抗変化率は１０3 と急激な抵抗上昇は見
られなかった。比較例１では、抵抗変化率は１０3.5 と
急激な抵抗上昇は見られなかった。比較例２では、室温
での抵抗値は前述したように０．５Ωと低い値である
が、抵抗変化率は１０2 と急激な抵抗上昇は見られなか
った。
同士の間隔が球状のものに比べて大きいので、接触点で
容易に切れてＰＴＣ特性の立ち上がりが急峻で大きな抵
抗値変化を呈した。実施例１では、転移温度では抵抗値
が急激に上昇して最大抵抗値は１×１０9 Ωになり、抵
抗変化率は１０9 以上の高い値となった。実施例２で
も、実施例１と同様に抵抗変化率は１０9 以上の高い値
となった。実施例４では、室温での初期抵抗値は上述し
たように０．０１Ωと低い値であるが、フィラーが過剰
に入っているため、転移温度においてもその導電経路が
遮断されず、抵抗変化率は１０3 と急激な抵抗上昇は見
られなかった。比較例１では、抵抗変化率は１０3.5 と
急激な抵抗上昇は見られなかった。比較例２では、室温
での抵抗値は前述したように０．５Ωと低い値である
が、抵抗変化率は１０2 と急激な抵抗上昇は見られなか
った。
【００２３】(c) 導電性粒子としてスパイク状の突起を
有する粒子を用いているので、繊維状の導電性粒子を混
合した場合に比べ、抵抗値のばらつきが小さくなる。実
施例１では、最大抵抗値である１３０℃以上の温度にお
いても抵抗値の低下はなく、サンプルの熱による変形は
生じていない。
有する粒子を用いているので、繊維状の導電性粒子を混
合した場合に比べ、抵抗値のばらつきが小さくなる。実
施例１では、最大抵抗値である１３０℃以上の温度にお
いても抵抗値の低下はなく、サンプルの熱による変形は
生じていない。
【００２４】従って、上記(a),(b),(c) より、本発明が
目的としているサーミスタを得るには、フィラーである
Ｎｉパウダーの添加量は、５乃至６５重量％好ましくは
２０乃至５５重量％が適していると思われる。
目的としているサーミスタを得るには、フィラーである
Ｎｉパウダーの添加量は、５乃至６５重量％好ましくは
２０乃至５５重量％が適していると思われる。
【００２５】(d) 導電性粒子と混合する樹脂として熱硬
化性樹脂を用いているので、不燃性であり、熱可塑性樹
脂を用いた場合に比べ、熱可塑性樹脂の場合ではＮＴＣ
現象を抑えるために必要不可欠であった架橋処理が不要
となる。また、架橋処理が不要となり、サーミスタのシ
ート化及び電極付けを一体的に行えるので、熱可塑性樹
脂の場合に比べ、製造工程を簡略化できる等の優れた効
果が得られる。
化性樹脂を用いているので、不燃性であり、熱可塑性樹
脂を用いた場合に比べ、熱可塑性樹脂の場合ではＮＴＣ
現象を抑えるために必要不可欠であった架橋処理が不要
となる。また、架橋処理が不要となり、サーミスタのシ
ート化及び電極付けを一体的に行えるので、熱可塑性樹
脂の場合に比べ、製造工程を簡略化できる等の優れた効
果が得られる。
【００２６】なお、本発明は上記実施例に限定されず、
その要旨を変更しない範囲内で種々に変形実施できる。
その要旨を変更しない範囲内で種々に変形実施できる。
【００２７】
【発明の効果】以上詳述した請求項１記載の発明によれ
ば、導電性粒子としてスパイク状の突起を有する粒子を
用いているので、真球状の導電性粒子を混合した場合に
比べ、スパイク状の突起を有する導電性粒子同士では、
その形状故にトンネル電流が流れやすくなって、導電性
が良好となるため、室温での初期抵抗値が小さくなる。
また、導電性粒子同士の間隔が球状のものに比べて大き
いので、接触点で容易に切れてＰＴＣ特性の立ち上がり
が急峻で大きな抵抗値変化を呈する。また、繊維状の導
電性粒子を混合した場合に比べ、抵抗値のばらつきが小
さくなる。更に、導電性粒子と混合する樹脂として熱硬
化性樹脂を用いているので、熱可塑性樹脂を用いた場合
に比べ、不燃性が向上し、架橋処理が不要となり、製造
工程の簡略化等が図れる。従って、室温での初期抵抗値
が小さく、ＰＴＣ特性の立ち上がりが急峻で大きな抵抗
値変化を呈し、しかも抵抗値のばらつきが小さい等の優
れた効果を有する有機質正特性サーミスタを提供するこ
とができる。
ば、導電性粒子としてスパイク状の突起を有する粒子を
用いているので、真球状の導電性粒子を混合した場合に
比べ、スパイク状の突起を有する導電性粒子同士では、
その形状故にトンネル電流が流れやすくなって、導電性
が良好となるため、室温での初期抵抗値が小さくなる。
また、導電性粒子同士の間隔が球状のものに比べて大き
いので、接触点で容易に切れてＰＴＣ特性の立ち上がり
が急峻で大きな抵抗値変化を呈する。また、繊維状の導
電性粒子を混合した場合に比べ、抵抗値のばらつきが小
さくなる。更に、導電性粒子と混合する樹脂として熱硬
化性樹脂を用いているので、熱可塑性樹脂を用いた場合
に比べ、不燃性が向上し、架橋処理が不要となり、製造
工程の簡略化等が図れる。従って、室温での初期抵抗値
が小さく、ＰＴＣ特性の立ち上がりが急峻で大きな抵抗
値変化を呈し、しかも抵抗値のばらつきが小さい等の優
れた効果を有する有機質正特性サーミスタを提供するこ
とができる。
【００２８】また、請求項２記載の発明によれば、導電
性粒子の含有量を５乃至６５重量％としているので、導
電性粒子をスパイク状の突起を有する粒子としたことに
よる請求項１記載の効果がより顕著となるので、請求項
１記載の発明よりも室温での初期抵抗値が小さく、ＰＴ
Ｃ特性の立ち上がりが急峻で大きな抵抗値変化を呈し、
しかも抵抗値のばらつきが小さい等の優れた効果を有す
る有機質正特性サーミスタを提供することができる。
性粒子の含有量を５乃至６５重量％としているので、導
電性粒子をスパイク状の突起を有する粒子としたことに
よる請求項１記載の効果がより顕著となるので、請求項
１記載の発明よりも室温での初期抵抗値が小さく、ＰＴ
Ｃ特性の立ち上がりが急峻で大きな抵抗値変化を呈し、
しかも抵抗値のばらつきが小さい等の優れた効果を有す
る有機質正特性サーミスタを提供することができる。
【図１】本発明の有機質正特性サーミスタの実施例１の
抵抗温度特性を示すグラフである。
抵抗温度特性を示すグラフである。
【図２】本発明の有機質正特性サーミスタの実施例２の
抵抗温度特性を示すグラフである。
抵抗温度特性を示すグラフである。
【図３】本発明の有機質正特性サーミスタの実施例３の
抵抗温度特性を示すグラフである。
抵抗温度特性を示すグラフである。
【図４】本発明の有機質正特性サーミスタの実施例４の
抵抗温度特性を示すグラフである。
抵抗温度特性を示すグラフである。
【図５】有機質正特性サーミスタの比較例１の抵抗温度
特性を示すグラフである。
特性を示すグラフである。
【図６】有機質正特性サーミスタの比較例２の抵抗温度
特性を示すグラフである。
特性を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−33881（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−82735（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01C 7/02
Claims (2)
- 【請求項１】 熱硬化性樹脂とスパイク状の突起を有す
る導電性粒子とを混合してなることを特徴とする有機質
正特性サーミスタ。 - 【請求項２】 前記導電性粒子の含有量を５乃至６５重
量％とする請求項１記載の有機質正特性サーミスタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04007544A JP3101047B2 (ja) | 1992-01-20 | 1992-01-20 | 有機質正特性サーミスタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04007544A JP3101047B2 (ja) | 1992-01-20 | 1992-01-20 | 有機質正特性サーミスタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05198403A JPH05198403A (ja) | 1993-08-06 |
| JP3101047B2 true JP3101047B2 (ja) | 2000-10-23 |
Family
ID=11668739
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04007544A Expired - Fee Related JP3101047B2 (ja) | 1992-01-20 | 1992-01-20 | 有機質正特性サーミスタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3101047B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7241402B2 (en) | 2004-03-31 | 2007-07-10 | Tdk Corporation | Organic positive temperature coefficient thermistor |
| US7270776B2 (en) | 2004-06-29 | 2007-09-18 | Tdk Corporation | Resin composition for forming thermistor body, and thermistor |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6452476B1 (en) | 1999-01-28 | 2002-09-17 | Tdk Corporation | Organic positive temperature coefficient thermistor |
| EP1548758A4 (en) | 2003-03-25 | 2007-07-11 | Tdk Corp | ORGANIC THERMISTANCE HAVING POSITIVE TEMPERATURE COEFFICIENT |
-
1992
- 1992-01-20 JP JP04007544A patent/JP3101047B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7241402B2 (en) | 2004-03-31 | 2007-07-10 | Tdk Corporation | Organic positive temperature coefficient thermistor |
| US7270776B2 (en) | 2004-06-29 | 2007-09-18 | Tdk Corporation | Resin composition for forming thermistor body, and thermistor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05198403A (ja) | 1993-08-06 |
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