JP3179879B2 - 正特性サーミスタ - Google Patents
正特性サーミスタInfo
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- JP3179879B2 JP3179879B2 JP24581292A JP24581292A JP3179879B2 JP 3179879 B2 JP3179879 B2 JP 3179879B2 JP 24581292 A JP24581292 A JP 24581292A JP 24581292 A JP24581292 A JP 24581292A JP 3179879 B2 JP3179879 B2 JP 3179879B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、耐熱性を有する正特性
サーミスタに関するものである。
サーミスタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】正特性サーミスタ〔以下、ＰＴＣ（Posi
tive Teperature Coefficient)サーミスタという〕と
は、正の抵抗−温度係数、つまり温度の上昇に伴って抵
抗値が上昇する素子である。
tive Teperature Coefficient)サーミスタという〕と
は、正の抵抗−温度係数、つまり温度の上昇に伴って抵
抗値が上昇する素子である。
【０００３】そのような正の温度特性、すなわちＰＴＣ
特性には、例えば図５に示すように、緩やかに抵抗値が
増加するＡ特性と、所定の温度を越えると急峻に抵抗値
が上昇するＢ特性とがある。Ａ特性は主に温度補償用と
して、一方、Ｂ特性は主にスイッチング素子として広く
用いられている。
特性には、例えば図５に示すように、緩やかに抵抗値が
増加するＡ特性と、所定の温度を越えると急峻に抵抗値
が上昇するＢ特性とがある。Ａ特性は主に温度補償用と
して、一方、Ｂ特性は主にスイッチング素子として広く
用いられている。
【０００４】従来より、上記のＰＴＣサーミスタとして
は、チタン酸バリウム（BaTiO3）を主成分とするセラミ
ックスが知られている。上記のセラミックスは、絶縁体
であるチタン酸バリウム粒子に、少量（ 0.5モル％以
下）の半導体化剤粒子、例えば希土類元素の酸化物粒子
を添加して成形後、焼成して製造されている。
は、チタン酸バリウム（BaTiO3）を主成分とするセラミ
ックスが知られている。上記のセラミックスは、絶縁体
であるチタン酸バリウム粒子に、少量（ 0.5モル％以
下）の半導体化剤粒子、例えば希土類元素の酸化物粒子
を添加して成形後、焼成して製造されている。
【０００５】このように上記セラミックスは、添加する
半導体化剤粒子が微量なため、秤量誤差等によりＰＴＣ
特性が大きく変化し易いからＰＴＣ特性の制御が難し
く、また、絶縁体に微量の半導体化剤粒子を添加するか
ら室温抵抗値の低い物を作成することが困難であるとい
う問題を生じていた。
半導体化剤粒子が微量なため、秤量誤差等によりＰＴＣ
特性が大きく変化し易いからＰＴＣ特性の制御が難し
く、また、絶縁体に微量の半導体化剤粒子を添加するか
ら室温抵抗値の低い物を作成することが困難であるとい
う問題を生じていた。
【０００６】そこで、上記の各問題を回避するために、
カーボン等の導電性物質が分散混入されたポリエステル
樹脂等の有機高分子が、高分子ＰＴＣサーミスタとして
提案されている（特開昭62−232902号公報）。このよう
な高分子ＰＴＣサーミスタは、カーボン等の導電性粒子
を広範囲で添加できるため、室温抵抗値を低く作成で
き、また、導電性物質を多く混入できるから秤量誤差も
低減できてＰＴＣ特性を制御し易いという特性を有して
いる。
カーボン等の導電性物質が分散混入されたポリエステル
樹脂等の有機高分子が、高分子ＰＴＣサーミスタとして
提案されている（特開昭62−232902号公報）。このよう
な高分子ＰＴＣサーミスタは、カーボン等の導電性粒子
を広範囲で添加できるため、室温抵抗値を低く作成で
き、また、導電性物質を多く混入できるから秤量誤差も
低減できてＰＴＣ特性を制御し易いという特性を有して
いる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
高分子ＰＴＣサーミスタは、有機高分子が耐熱性に劣る
ため、高温で使用できないという問題点を有している。
高分子ＰＴＣサーミスタは、有機高分子が耐熱性に劣る
ため、高温で使用できないという問題点を有している。
【０００８】そこで、本発明の目的は、ＰＴＣ特性の制
御が容易で、かつ、耐熱性に優れたＰＴＣサーミスタを
提供することである。
御が容易で、かつ、耐熱性に優れたＰＴＣサーミスタを
提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明のＰＴＣサーミス
タは、以上の課題を解決するために、種々の素材につい
て鋭意検討した結果、有機高分子と比べて耐熱性を有す
る塩化ナトリウム粒子等のイオン結晶からなる電気絶縁
性粒子と、炭素等の導電性物質の粒子とからなる成形品
がＰＴＣ特性を発揮することを発見して、本発明を完成
するに至った。
タは、以上の課題を解決するために、種々の素材につい
て鋭意検討した結果、有機高分子と比べて耐熱性を有す
る塩化ナトリウム粒子等のイオン結晶からなる電気絶縁
性粒子と、炭素等の導電性物質の粒子とからなる成形品
がＰＴＣ特性を発揮することを発見して、本発明を完成
するに至った。
【００１０】すなわち、本発明の請求項１記載のＰＴＣ
サーミスタは、イオン結晶からなる電気絶縁性粒子と、
この電気絶縁性粒子より熱膨張率が小さい導電性粒子と
を混合して加圧成形するに際して、体積分率で導電性粒
子を１〜５０％、電気絶縁性粒子を５０〜９９％の割合
で混合したことを特徴としている。
サーミスタは、イオン結晶からなる電気絶縁性粒子と、
この電気絶縁性粒子より熱膨張率が小さい導電性粒子と
を混合して加圧成形するに際して、体積分率で導電性粒
子を１〜５０％、電気絶縁性粒子を５０〜９９％の割合
で混合したことを特徴としている。
【００１１】また、本発明の請求項２記載のＰＴＣサー
ミスタは、請求項１記載の正特性サーミスタにおいて、
上記電気絶縁性粒子は塩化ナトリウム粒子であり、上記
導電性粒子はカーボン粒子であることを特徴としてい
る。
ミスタは、請求項１記載の正特性サーミスタにおいて、
上記電気絶縁性粒子は塩化ナトリウム粒子であり、上記
導電性粒子はカーボン粒子であることを特徴としてい
る。
【００１２】上記の電気絶縁性粒子に用いられる素材と
しては、電気絶縁性を備え、かつ、熱膨張率（３〜５×
10-5/deg) が大きければ特に限定されないが、塩化ナト
リウム（NaCl）、塩化カリウム（KCl)、臭化カリウム
（KBr)、臭化カルシウム(CaBr2) 、ヨウ化カリウム(K
I)、臭化ナトリウム(NaBr)等のイオン結晶を用いること
ができ、特に、取り扱いの容易で入手し易い塩化ナトリ
ウムが好ましい。
しては、電気絶縁性を備え、かつ、熱膨張率（３〜５×
10-5/deg) が大きければ特に限定されないが、塩化ナト
リウム（NaCl）、塩化カリウム（KCl)、臭化カリウム
（KBr)、臭化カルシウム(CaBr2) 、ヨウ化カリウム(K
I)、臭化ナトリウム(NaBr)等のイオン結晶を用いること
ができ、特に、取り扱いの容易で入手し易い塩化ナトリ
ウムが好ましい。
【００１３】上記の導電性粒子の素材としては、導電性
および耐熱性を備え、かつ、上記電気絶縁性粒子より熱
膨張率（＜１×10-5/deg) が小さいものであれば特に限
定されないが、比較的容易に入手できるから無定形カー
ボンが望ましい。
および耐熱性を備え、かつ、上記電気絶縁性粒子より熱
膨張率（＜１×10-5/deg) が小さいものであれば特に限
定されないが、比較的容易に入手できるから無定形カー
ボンが望ましい。
【００１４】
【作用】上記の請求項１記載の構成によると、イオン結
晶からなる電気絶縁性粒子を体積分率で５０％以上含む
電気絶縁性粒子間に導電性粒子を介在させることがで
き、かつ、各導電性粒子を隣接させて導通させることが
可能であるから、導電性を備えることができ、一方、温
度の上昇に伴って電気絶縁性粒子が膨張した際、導電性
粒子の熱膨張率が電気絶縁性粒子に対して小さいから、
電気絶縁性粒子間の導電性粒子の厚さを減少、または、
電気絶縁性粒子間の一部に導電性粒子の不在区間を増加
させることができ、よって、温度上昇に伴って抵抗値が
上昇するＰＴＣ特性を備えることが可能となる。
晶からなる電気絶縁性粒子を体積分率で５０％以上含む
電気絶縁性粒子間に導電性粒子を介在させることがで
き、かつ、各導電性粒子を隣接させて導通させることが
可能であるから、導電性を備えることができ、一方、温
度の上昇に伴って電気絶縁性粒子が膨張した際、導電性
粒子の熱膨張率が電気絶縁性粒子に対して小さいから、
電気絶縁性粒子間の導電性粒子の厚さを減少、または、
電気絶縁性粒子間の一部に導電性粒子の不在区間を増加
させることができ、よって、温度上昇に伴って抵抗値が
上昇するＰＴＣ特性を備えることが可能となる。
【００１５】その上、イオン結晶からなる電気絶縁性粒
子の融点が、従来の耐熱性に劣る有機高分子の溶融点よ
り高いから、耐熱性を高めることができ、高温での使用
が可能になると共に、温度特性を制御する導電性粒子
を、従来のセラミックスＰＴＣサーミスタにおける半導
体化剤粒子より多く配合できるから、秤量誤差等による
ＰＴＣ特性の制御不良を改善できる。
子の融点が、従来の耐熱性に劣る有機高分子の溶融点よ
り高いから、耐熱性を高めることができ、高温での使用
が可能になると共に、温度特性を制御する導電性粒子
を、従来のセラミックスＰＴＣサーミスタにおける半導
体化剤粒子より多く配合できるから、秤量誤差等による
ＰＴＣ特性の制御不良を改善できる。
【００１６】また、上記の請求項２記載の構成による
と、電気絶縁性粒子に塩化ナトリウム粒子を、導電性粒
子にカーボン粒子を用いたから、それらを容易に入手で
きて、迅速に正特性サーミスタを得ることができる。
と、電気絶縁性粒子に塩化ナトリウム粒子を、導電性粒
子にカーボン粒子を用いたから、それらを容易に入手で
きて、迅速に正特性サーミスタを得ることができる。
【００１７】
【実施例】本発明の一実施例を実施例１として図１ない
し図３に基づいて説明すれば、以下の通りである。 〔実施例１〕本発明の正特性サーミスタ（以下、ＰＴＣ
サーミスタという）について、まず、その製造方法を説
明すると、原料の作成では、電気絶縁性粒子としての塩
化ナトリウム（NaCl）（和光純薬社製、純度99.5％）
（融点、 800.4℃）を、一方の原料としてジルコニアボ
ールと共に樹脂製容器に投入し、１週間ボールミルによ
り粉砕した後、ふるいで分級して平均粒径50μｍ（粒径
範囲38〜75μｍ）の塩化ナトリウム粒子を得た。なお、
塩化ナトリウムの熱膨張率は 4.4×10-5/degである。
し図３に基づいて説明すれば、以下の通りである。 〔実施例１〕本発明の正特性サーミスタ（以下、ＰＴＣ
サーミスタという）について、まず、その製造方法を説
明すると、原料の作成では、電気絶縁性粒子としての塩
化ナトリウム（NaCl）（和光純薬社製、純度99.5％）
（融点、 800.4℃）を、一方の原料としてジルコニアボ
ールと共に樹脂製容器に投入し、１週間ボールミルによ
り粉砕した後、ふるいで分級して平均粒径50μｍ（粒径
範囲38〜75μｍ）の塩化ナトリウム粒子を得た。なお、
塩化ナトリウムの熱膨張率は 4.4×10-5/degである。
【００１８】他方の原料として、導電性粒子として、図
２に示すカーボン粒子（日本カーボン社製、カーボンマ
イクロビーズＰＣ系、平均粒径５μｍ、粒径範囲４〜７
μｍ、比表面積≦２m2/g、嵩比重0.80〜0.90、真比重1.
40〜1.57、形状は略球状）を用いた。なお、上記のカー
ボン粒子は無定形カーボン（Amorphous Carbon）からな
っており、その熱膨張率は0.54×10-5/deg（40℃）であ
る。
２に示すカーボン粒子（日本カーボン社製、カーボンマ
イクロビーズＰＣ系、平均粒径５μｍ、粒径範囲４〜７
μｍ、比表面積≦２m2/g、嵩比重0.80〜0.90、真比重1.
40〜1.57、形状は略球状）を用いた。なお、上記のカー
ボン粒子は無定形カーボン（Amorphous Carbon）からな
っており、その熱膨張率は0.54×10-5/deg（40℃）であ
る。
【００１９】次に、上記塩化ナトリウム粒子に対するカ
ーボン粒子の体積分率（％）を 8.5％、10％、30％とな
るようにそれぞれ秤量し、続いて、上記のように秤量さ
れた塩化ナトリウム粒子およびカーボン粒子を、湿式混
合の際の溶媒としての２−プロパノール中に投入し湿式
で均一に混合して混合物を得た後、その混合物をロータ
リーエバポレータに投入し、攪拌混合しながら上記溶媒
を留去して混合粉末を得た。
ーボン粒子の体積分率（％）を 8.5％、10％、30％とな
るようにそれぞれ秤量し、続いて、上記のように秤量さ
れた塩化ナトリウム粒子およびカーボン粒子を、湿式混
合の際の溶媒としての２−プロパノール中に投入し湿式
で均一に混合して混合物を得た後、その混合物をロータ
リーエバポレータに投入し、攪拌混合しながら上記溶媒
を留去して混合粉末を得た。
【００２０】そのようにして得られた混合粉末を、直径
10mmの丸型成形器に充填した後、90秒間一軸方向に加圧
成形して、塩化ナトリウム粒子に対するカーボン粒子の
配合量の異なる円柱状の成形品をそれぞれ得た。なお、
成形圧は２トン／cm2 であり、また、得られた各成形品
の平均相対密度は95％であった。
10mmの丸型成形器に充填した後、90秒間一軸方向に加圧
成形して、塩化ナトリウム粒子に対するカーボン粒子の
配合量の異なる円柱状の成形品をそれぞれ得た。なお、
成形圧は２トン／cm2 であり、また、得られた各成形品
の平均相対密度は95％であった。
【００２１】次に、上記で得られた各成形品の軸方向両
端面に、図示しないが、銀ペースト（デュポン社製）を
塗布した後、赤外線ランプにて加熱して銀ペースト中の
溶媒を除去し、両端面に電極をそれぞれ形成して各検体
とした。続いて、上記の各検体は、それらの各電極にリ
ード線として銀線(0.3mm) を接続して加電したところ、
通電し、導電性を示した。
端面に、図示しないが、銀ペースト（デュポン社製）を
塗布した後、赤外線ランプにて加熱して銀ペースト中の
溶媒を除去し、両端面に電極をそれぞれ形成して各検体
とした。続いて、上記の各検体は、それらの各電極にリ
ード線として銀線(0.3mm) を接続して加電したところ、
通電し、導電性を示した。
【００２２】それは、図１（ａ）に示すように、上記の
成形品１が、塩化ナトリウム粒子２間にカーボン粒子３
が介在しており、その上、隣接して導通するカーボン粒
子２が存在していると想定された。
成形品１が、塩化ナトリウム粒子２間にカーボン粒子３
が介在しており、その上、隣接して導通するカーボン粒
子２が存在していると想定された。
【００２３】次に、上記の塩化ナトリウム粒子２に対す
るカーボン粒子３の体積分率（％）が 8.5％、10％、30
％となる各成形品１の抵抗率−温度特性を経時的にそれ
ぞれ測定し、それらの結果を図３に合わせて示した。な
お、測定は２端子法で 0.1Ｖ定電圧、昇降温速度７℃／
min にて行った。
るカーボン粒子３の体積分率（％）が 8.5％、10％、30
％となる各成形品１の抵抗率−温度特性を経時的にそれ
ぞれ測定し、それらの結果を図３に合わせて示した。な
お、測定は２端子法で 0.1Ｖ定電圧、昇降温速度７℃／
min にて行った。
【００２４】また、 500℃以上に検体の温度を上げる
と、カーボン粒子３のＴＧ（熱重量）測定によりカーボ
ン粒子３の酸化が観察されたため、 400℃以上に加温す
る時は窒素（N2）ガス雰囲気中で抵抗率−温度特性を測
定した。また、使用した測定機器は下記の通りである。
と、カーボン粒子３のＴＧ（熱重量）測定によりカーボ
ン粒子３の酸化が観察されたため、 400℃以上に加温す
る時は窒素（N2）ガス雰囲気中で抵抗率−温度特性を測
定した。また、使用した測定機器は下記の通りである。
【００２５】 電流計 ： ADVANTEST社製、DISITAL ELECTROMET
ER TR8652 直流定電圧電源： HIOKI社製、7005 PROGRAMMABLE DC S
TANDARD コントローラー： CHINO社製、KPシリーズ デジタルプ
ログラム調節計 電気炉 ：石塚電気製作所社製、開閉式電気炉 レコーダー ：日本電気三栄社製、HYBRID RECORDER
RD3218 図３から明らかなように、上記実施例１の各構成は室温
にて導電性を示し、温度上昇に伴い抵抗値が上昇するＰ
ＴＣ（Positive Temperature Coefficient）特性を備え
ていることが判った。特に、 8.5％のカーボン配合量で
は急峻なＰＴＣ特性を示した。
ER TR8652 直流定電圧電源： HIOKI社製、7005 PROGRAMMABLE DC S
TANDARD コントローラー： CHINO社製、KPシリーズ デジタルプ
ログラム調節計 電気炉 ：石塚電気製作所社製、開閉式電気炉 レコーダー ：日本電気三栄社製、HYBRID RECORDER
RD3218 図３から明らかなように、上記実施例１の各構成は室温
にて導電性を示し、温度上昇に伴い抵抗値が上昇するＰ
ＴＣ（Positive Temperature Coefficient）特性を備え
ていることが判った。特に、 8.5％のカーボン配合量で
は急峻なＰＴＣ特性を示した。
【００２６】それは、図１（ｂ）に示すように、カーボ
ン粒子３に対する塩化ナトリウム粒子２の熱膨張率が大
きく、温度上昇に伴って、各塩化ナトリウム粒子２が膨
張して、各塩化ナトリウム粒子２の周囲にあって隣接し
ていた各カーボン粒子３を離間させるため、導通してい
た各カーボン粒子３が不通状態となるためと想定され
た。
ン粒子３に対する塩化ナトリウム粒子２の熱膨張率が大
きく、温度上昇に伴って、各塩化ナトリウム粒子２が膨
張して、各塩化ナトリウム粒子２の周囲にあって隣接し
ていた各カーボン粒子３を離間させるため、導通してい
た各カーボン粒子３が不通状態となるためと想定され
た。
【００２７】本発明の他の実施例を実施例２として図
１、図４および図５に基づいて説明すれば、以下の通り
である。 〔実施例２〕本発明のＰＴＣサーミスタの製造方法につ
いてまず説明すると、一方の原料として塩化ナトリウム
（ＮａＣｌ、和光純薬社製、純度99.5％）（融点、 80
0.4℃）をジルコニアボールと共に樹脂製容器に投入
し、１週間ボールミルにより粉砕した後、ふるいで分級
して平均粒径 250μｍ（粒径範囲 150〜350 μｍ）の塩
化ナトリウム粒子と得た。他方の原料として、前記実施
例１に示したカーボン粒子を用いた。
１、図４および図５に基づいて説明すれば、以下の通り
である。 〔実施例２〕本発明のＰＴＣサーミスタの製造方法につ
いてまず説明すると、一方の原料として塩化ナトリウム
（ＮａＣｌ、和光純薬社製、純度99.5％）（融点、 80
0.4℃）をジルコニアボールと共に樹脂製容器に投入
し、１週間ボールミルにより粉砕した後、ふるいで分級
して平均粒径 250μｍ（粒径範囲 150〜350 μｍ）の塩
化ナトリウム粒子と得た。他方の原料として、前記実施
例１に示したカーボン粒子を用いた。
【００２８】次に、上記の塩化ナトリウム粒子およびカ
ーボン粒子を、塩化ナトリウム粒子に対するカーボン粒
子の体積分率（％）が４％、５％、10％となるようにそ
れぞれ秤量した。
ーボン粒子を、塩化ナトリウム粒子に対するカーボン粒
子の体積分率（％）が４％、５％、10％となるようにそ
れぞれ秤量した。
【００２９】以下の操作は前記実施例１と同様に行い、
塩化ナトリウム粒子に対するカーボン粒子の異なる成形
品をそれぞれ得た。なお、上記の成形品の粒子構造を示
すために、塩化ナトリウム粒子に対するカーボン粒子の
体積分率（％）が10％とした成形品１の破断面の一例を
図４に示した。
塩化ナトリウム粒子に対するカーボン粒子の異なる成形
品をそれぞれ得た。なお、上記の成形品の粒子構造を示
すために、塩化ナトリウム粒子に対するカーボン粒子の
体積分率（％）が10％とした成形品１の破断面の一例を
図４に示した。
【００３０】これにより、図１（ａ）に示すように、塩
化ナトリウム粒子２間に、略球状のカーボン粒子３が連
なっており、隣接しているカーボン粒子３が存在してい
ることが判る。このようにカーボン粒子の体積分率
（％）が異なる各成形品１を、上記実施例１と同様にし
て抵抗率−温度特性をそれぞれ測定し、それらの結果を
図５に合わせて示した。
化ナトリウム粒子２間に、略球状のカーボン粒子３が連
なっており、隣接しているカーボン粒子３が存在してい
ることが判る。このようにカーボン粒子の体積分率
（％）が異なる各成形品１を、上記実施例１と同様にし
て抵抗率−温度特性をそれぞれ測定し、それらの結果を
図５に合わせて示した。
【００３１】図５から明らかなように、上記実施例２の
各構成は室温にて導電性を示し、温度上昇に伴い抵抗値
が上昇するＰＴＣ特性を備えていることが判った。特
に、５％のカーボン配合量では、温度上昇に伴い６桁の
抵抗値の上昇が観察され、急峻なＰＴＣ特性を示した。
各構成は室温にて導電性を示し、温度上昇に伴い抵抗値
が上昇するＰＴＣ特性を備えていることが判った。特
に、５％のカーボン配合量では、温度上昇に伴い６桁の
抵抗値の上昇が観察され、急峻なＰＴＣ特性を示した。
【００３２】次に、本発明のさらに他の実施例を実施例
３として、塩化ナトリウム粒子とカーボン粒子との平均
粒径比が異なり、かつ、種々なカーボン配合体積分率の
成形品を、実施例１と同様にして作成し、抵抗率−温度
特性をそれぞれ測定した結果について図１、図６、およ
び図７を参照しながら説明する。なお、特に指定しない
限り、用いた原料および製造方法は前記実施例１と同様
である。
３として、塩化ナトリウム粒子とカーボン粒子との平均
粒径比が異なり、かつ、種々なカーボン配合体積分率の
成形品を、実施例１と同様にして作成し、抵抗率−温度
特性をそれぞれ測定した結果について図１、図６、およ
び図７を参照しながら説明する。なお、特に指定しない
限り、用いた原料および製造方法は前記実施例１と同様
である。
【００３３】〔実施例３〕 イ．塩化ナトリウム粒子（平均粒径25μｍ、粒径範囲15
〜38μｍ）、カーボン粒子（ＰＣ系、平均粒径50μｍ、
粒径範囲45〜60μｍ）、カーボン粒子の体積分率（10
％、20％、25％、30％、40％）、成形圧２トン/cm2、加
圧時間90秒。
〜38μｍ）、カーボン粒子（ＰＣ系、平均粒径50μｍ、
粒径範囲45〜60μｍ）、カーボン粒子の体積分率（10
％、20％、25％、30％、40％）、成形圧２トン/cm2、加
圧時間90秒。
【００３４】ロ．塩化ナトリウム粒子（平均粒径50μ
ｍ、粒径範囲38〜75μｍ）、カーボン粒子（ＰＣ系、平
均粒径50μｍ、粒径範囲45〜60μｍ）、カーボン粒子の
体積分率（５％、10％、20％、23％、25％、30％、40
％、50％）、成形圧２トン/cm2、加圧時間90秒。
ｍ、粒径範囲38〜75μｍ）、カーボン粒子（ＰＣ系、平
均粒径50μｍ、粒径範囲45〜60μｍ）、カーボン粒子の
体積分率（５％、10％、20％、23％、25％、30％、40
％、50％）、成形圧２トン/cm2、加圧時間90秒。
【００３５】ハ．塩化ナトリウム粒子（平均粒径50μ
ｍ、粒径範囲範囲38〜75μｍ）、カーボン粒子（ＰＣ
系、平均粒径20μｍ、粒径範囲16〜26μｍ）、カーボン
粒子の体積分率（５％、10％、15％、17％、20％、25
％、40％）、成形圧２トン/cm2，加圧時間90秒。
ｍ、粒径範囲範囲38〜75μｍ）、カーボン粒子（ＰＣ
系、平均粒径20μｍ、粒径範囲16〜26μｍ）、カーボン
粒子の体積分率（５％、10％、15％、17％、20％、25
％、40％）、成形圧２トン/cm2，加圧時間90秒。
【００３６】このように平均粒径が、前記実施例１およ
び２と異なる塩化ナトリウム粒子およびカーボン粒子を
用い、また、カーボン体積分率の異なる各構成をそれぞ
れ作成した。上記の各構成について、前記実施例１と同
様に抵抗率−温度特性をそれぞれ調べたところ、図示し
ないが、温度上昇に伴って抵抗値が上昇するＰＴＣ特性
を示した。しかしながら、室温での抵抗値が大きいた
め、ＰＴＣサーミスタとしての使用に限りがあることが
判った。
び２と異なる塩化ナトリウム粒子およびカーボン粒子を
用い、また、カーボン体積分率の異なる各構成をそれぞ
れ作成した。上記の各構成について、前記実施例１と同
様に抵抗率−温度特性をそれぞれ調べたところ、図示し
ないが、温度上昇に伴って抵抗値が上昇するＰＴＣ特性
を示した。しかしながら、室温での抵抗値が大きいた
め、ＰＴＣサーミスタとしての使用に限りがあることが
判った。
【００３７】なお、上記の各構成の粒子構造を示すため
に、例として、上記の塩化ナトリウム粒子（平均粒径50
μｍ）、カーボン粒子（ＰＣ系、平均粒径50μｍ）、カ
ーボン粒子の体積分率10％の成形品の破断面を、走査型
電子顕微鏡にて観察して図６に示し、また、上記の塩化
ナトリウム粒子（平均粒径50μｍ）、カーボン粒子（Ｐ
Ｃ系、平均粒径50μｍ）、カーボン粒子の体積分率40％
の成形品の破断面を、走査型電子顕微鏡にて観察して図
７に示した。
に、例として、上記の塩化ナトリウム粒子（平均粒径50
μｍ）、カーボン粒子（ＰＣ系、平均粒径50μｍ）、カ
ーボン粒子の体積分率10％の成形品の破断面を、走査型
電子顕微鏡にて観察して図６に示し、また、上記の塩化
ナトリウム粒子（平均粒径50μｍ）、カーボン粒子（Ｐ
Ｃ系、平均粒径50μｍ）、カーボン粒子の体積分率40％
の成形品の破断面を、走査型電子顕微鏡にて観察して図
７に示した。
【００３８】このことからも、図１（ａ）に示すよう
に、得られた成形品１は、塩化ナトリウム粒子２の周囲
に、略球状のカーボン粒子３が連なっており、隣接して
いるカーボン粒子３を備えていることが判る。
に、得られた成形品１は、塩化ナトリウム粒子２の周囲
に、略球状のカーボン粒子３が連なっており、隣接して
いるカーボン粒子３を備えていることが判る。
【００３９】次に、本発明のさらに他の実施例を、実施
例４として図１および図８を参照しながら説明する。 〔実施例４〕実施例２におけるＰＣ系のカーボン粒子に
代えて、図８に示すＭＣ系のカーボン粒子（平均粒径５
μｍ、粒径範囲４〜７μｍ、比表面積≦10m2/g、嵩比重
0.60〜0.80、真比重1.37〜1.39、形状は略球状）を用
い、上記のカーボン粒子の体積分率（１％、 1.3％、
1.5％、２％、３％、５％、 7.5％、10％）とし、他の
製造方法は、前記実施例１と同様にして、図１に示すよ
うな成形品１をそれぞれ得た。
例４として図１および図８を参照しながら説明する。 〔実施例４〕実施例２におけるＰＣ系のカーボン粒子に
代えて、図８に示すＭＣ系のカーボン粒子（平均粒径５
μｍ、粒径範囲４〜７μｍ、比表面積≦10m2/g、嵩比重
0.60〜0.80、真比重1.37〜1.39、形状は略球状）を用
い、上記のカーボン粒子の体積分率（１％、 1.3％、
1.5％、２％、３％、５％、 7.5％、10％）とし、他の
製造方法は、前記実施例１と同様にして、図１に示すよ
うな成形品１をそれぞれ得た。
【００４０】なお、上記のＭＣ系のカーボン粒子は、カ
ーボン粒子の表面にカーボンブラック微粒子をコーティ
ングして表面に凹凸を備えており、比表面積（m2/g）
が、≦10というように前記のＰＣ系より５〜10倍大きい
ものである。
ーボン粒子の表面にカーボンブラック微粒子をコーティ
ングして表面に凹凸を備えており、比表面積（m2/g）
が、≦10というように前記のＰＣ系より５〜10倍大きい
ものである。
【００４１】上記のようにカーボン粒子の体積分率の異
なる各構成について抵抗率−温度特性を前記実施例１と
同様にそれぞれ調べたところ、図示しないが、上記各構
成では、温度上昇に伴う急峻な抵抗値上昇は見られない
が、室温から 500℃に至るまでの広い温度範囲の温度上
昇において、ほぼ一定の抵抗値上昇率をそれぞれ示し
た。これにより、上記各構成は、広い温度範囲、特に高
温度領域での温度補償用等に好適に用いることができ
る。
なる各構成について抵抗率−温度特性を前記実施例１と
同様にそれぞれ調べたところ、図示しないが、上記各構
成では、温度上昇に伴う急峻な抵抗値上昇は見られない
が、室温から 500℃に至るまでの広い温度範囲の温度上
昇において、ほぼ一定の抵抗値上昇率をそれぞれ示し
た。これにより、上記各構成は、広い温度範囲、特に高
温度領域での温度補償用等に好適に用いることができ
る。
【００４２】次に、本発明のさらに他の実施例を、実施
例５として図１にもとづいて説明する。 〔実施例５〕前記の実施例１において用いた各カーボン
体積分率に代えて、カーボン体積分率を15％とし、成形
圧（トン/cm2）を 0.5、１、 1.5、２をそれぞれ用い、
他は上記実施例１と同様にして、図１（ａ）に示すよう
に、成形品１をそれぞれ作成した。
例５として図１にもとづいて説明する。 〔実施例５〕前記の実施例１において用いた各カーボン
体積分率に代えて、カーボン体積分率を15％とし、成形
圧（トン/cm2）を 0.5、１、 1.5、２をそれぞれ用い、
他は上記実施例１と同様にして、図１（ａ）に示すよう
に、成形品１をそれぞれ作成した。
【００４３】このような各成形品１について抵抗率−温
度特性を前記実施例１と同様にそれぞれ調べたところ、
上記各成形品１はＰＴＣ特性をそれぞれ示した。その
上、２トン/cm2の成形圧で成形された成形品１では、温
度上昇に伴い緩慢な抵抗値の上昇が観察され、一方、
0.5トン/cm2の成形圧で成形された成形品１では、温度
上昇に伴い、七桁の急峻な抵抗値の上昇が観察された。
このことから、上記各構成は、成形圧を制御することに
より、ＰＴＣ特性を調整できることが示された。
度特性を前記実施例１と同様にそれぞれ調べたところ、
上記各成形品１はＰＴＣ特性をそれぞれ示した。その
上、２トン/cm2の成形圧で成形された成形品１では、温
度上昇に伴い緩慢な抵抗値の上昇が観察され、一方、
0.5トン/cm2の成形圧で成形された成形品１では、温度
上昇に伴い、七桁の急峻な抵抗値の上昇が観察された。
このことから、上記各構成は、成形圧を制御することに
より、ＰＴＣ特性を調整できることが示された。
【００４４】このように前記各実施例の構成は、塩化ナ
トリウム粒子２とカーボン粒子３とを混合して加圧成形
してなるから、図１（ａ）に示すように、塩化ナトリウ
ム粒子２間に導電性のカーボン粒子３を介在させ、各カ
ーボン粒子３…を相互に隣接させることができて導電性
を備えることが可能である。
トリウム粒子２とカーボン粒子３とを混合して加圧成形
してなるから、図１（ａ）に示すように、塩化ナトリウ
ム粒子２間に導電性のカーボン粒子３を介在させ、各カ
ーボン粒子３…を相互に隣接させることができて導電性
を備えることが可能である。
【００４５】一方、上記各構成は、温度の上昇に伴っ
て、図１（ｂ）に示すように、塩化ナトリウム粒子２が
膨張して塩化ナトリウム粒子２間におけるカーボン粒子
３の不在区間が増加したり、塩化ナトリウム粒子２間の
カーボン粒子３の厚さが減少したりすることにより、抵
抗率が上昇して、温度上昇に伴って抵抗率が上昇するＰ
ＴＣ特性を備えることが可能となる。
て、図１（ｂ）に示すように、塩化ナトリウム粒子２が
膨張して塩化ナトリウム粒子２間におけるカーボン粒子
３の不在区間が増加したり、塩化ナトリウム粒子２間の
カーボン粒子３の厚さが減少したりすることにより、抵
抗率が上昇して、温度上昇に伴って抵抗率が上昇するＰ
ＴＣ特性を備えることが可能となる。
【００４６】このとき、カーボン粒子３の熱膨張率が、
前述したように、塩化ナトリウム粒子２の熱膨張率に対
して、約１／８であるので、塩化ナトリウム粒子２の膨
張を阻害することがなく、また、カーボン粒子３が柔ら
かく、容易に弾性的に変形可能であるから、上記のよう
に塩化ナトリウム粒子２間におけるカーボン粒子３の不
在区間が増加したり、塩化ナトリウム粒子２間のカーボ
ン粒子３の厚さが減少したりできるのである。
前述したように、塩化ナトリウム粒子２の熱膨張率に対
して、約１／８であるので、塩化ナトリウム粒子２の膨
張を阻害することがなく、また、カーボン粒子３が柔ら
かく、容易に弾性的に変形可能であるから、上記のよう
に塩化ナトリウム粒子２間におけるカーボン粒子３の不
在区間が増加したり、塩化ナトリウム粒子２間のカーボ
ン粒子３の厚さが減少したりできるのである。
【００４７】その上、上記各構成は、塩化ナトリウムの
融点が、従来の有機高分子の溶融点もしくは軟化点より
高いから耐熱性を高めることができ、さらに、従来のセ
ラミックスＰＴＣサーミスタにおける半導体化剤粒子の
ような微量（ 0.5モル％以下）な配合量と異なり、ＰＴ
Ｃ特性を制御するカーボン粒子３を４〜30（V/V)％と多
く配合できるから、秤量誤差等によるＰＴＣ特性の制御
不良を改善できる。
融点が、従来の有機高分子の溶融点もしくは軟化点より
高いから耐熱性を高めることができ、さらに、従来のセ
ラミックスＰＴＣサーミスタにおける半導体化剤粒子の
ような微量（ 0.5モル％以下）な配合量と異なり、ＰＴ
Ｃ特性を制御するカーボン粒子３を４〜30（V/V)％と多
く配合できるから、秤量誤差等によるＰＴＣ特性の制御
不良を改善できる。
【００４８】また、上記各構成は、カーボン粒子３の配
合量の使用範囲が、セラミックスＰＴＣサーミスタと比
べて広く、広い範囲の抵抗値を実現できて、室温抵抗値
を低く設定することもできるから、従来のセラミックス
ＰＴＣサーミスタに比べて電源電圧等の適用範囲を広げ
ることが可能である。
合量の使用範囲が、セラミックスＰＴＣサーミスタと比
べて広く、広い範囲の抵抗値を実現できて、室温抵抗値
を低く設定することもできるから、従来のセラミックス
ＰＴＣサーミスタに比べて電源電圧等の適用範囲を広げ
ることが可能である。
【００４９】一方、上記各構成は、混合して加圧成形す
ればよいから、従来のセラミックスＰＴＣサーミスタに
おける焼成工程を省くことができて、製造時間の短縮化
を図ることが可能である。なお、上記の構成は、吸湿に
より電気絶縁性が変化することがあるから、使用時に防
水コート等の防水処理を施す方が好ましい。
ればよいから、従来のセラミックスＰＴＣサーミスタに
おける焼成工程を省くことができて、製造時間の短縮化
を図ることが可能である。なお、上記の構成は、吸湿に
より電気絶縁性が変化することがあるから、使用時に防
水コート等の防水処理を施す方が好ましい。
【００５０】なお、上記各実施例では、湿式混合の際の
溶媒として、２−プロパノールを用いた例を挙げたが、
混合時の温度で揮発性が低くなるように沸点が高く、か
つ、混合し易いように粘度が高くなければ、特に上記に
限定されるものではなく、他のアルコール類、例えば１
−プロパノールやブタノールを用いることができる。
溶媒として、２−プロパノールを用いた例を挙げたが、
混合時の温度で揮発性が低くなるように沸点が高く、か
つ、混合し易いように粘度が高くなければ、特に上記に
限定されるものではなく、他のアルコール類、例えば１
−プロパノールやブタノールを用いることができる。
【００５１】
【発明の効果】本発明の請求項１記載の正特性サーミス
タは、以上のように、イオン結晶からなる電気絶縁性粒
子と、この電気絶縁性粒子より熱膨張率が小さい導電性
粒子とを混合して加圧成形するに際して、体積分率で導
電性粒子を１〜５０％、電気絶縁性粒子を５０〜９９％
の割合で混合したことを特徴とする構成である。
タは、以上のように、イオン結晶からなる電気絶縁性粒
子と、この電気絶縁性粒子より熱膨張率が小さい導電性
粒子とを混合して加圧成形するに際して、体積分率で導
電性粒子を１〜５０％、電気絶縁性粒子を５０〜９９％
の割合で混合したことを特徴とする構成である。
【００５２】それゆえ、上記構成は、温度の上昇に伴っ
て抵抗値が上昇するＰＴＣ特性を備えることができる。
その上、温度特性を制御する導電性粒子が、従来のセラ
ミックスＰＴＣサーミスタにおける半導体化剤粒子のよ
うに微量な配合量と比べて多く配合できるから、秤量誤
差等による温度特性の制御不良を改善できるという効果
を奏する。
て抵抗値が上昇するＰＴＣ特性を備えることができる。
その上、温度特性を制御する導電性粒子が、従来のセラ
ミックスＰＴＣサーミスタにおける半導体化剤粒子のよ
うに微量な配合量と比べて多く配合できるから、秤量誤
差等による温度特性の制御不良を改善できるという効果
を奏する。
【００５３】その上、上記構成は、イオン結晶からなる
電気絶縁性粒子と、この電気絶縁性粒子より熱膨張率の
小さい導電性粒子とを混合して用いることにより耐熱性
を従来の有機高分子より高めることができるから、適用
範囲を広げることができるという効果も奏する。
電気絶縁性粒子と、この電気絶縁性粒子より熱膨張率の
小さい導電性粒子とを混合して用いることにより耐熱性
を従来の有機高分子より高めることができるから、適用
範囲を広げることができるという効果も奏する。
【００５４】本発明の請求項２記載の正特性サーミスタ
は、請求項１記載の正特性サーミスタにおいて、上記電
気絶縁性粒子は塩化ナトリウム粒子であり、上記導電性
粒子はカーボン粒子である構成である。
は、請求項１記載の正特性サーミスタにおいて、上記電
気絶縁性粒子は塩化ナトリウム粒子であり、上記導電性
粒子はカーボン粒子である構成である。
【００５５】それゆえ、上記構成は、上記請求項１記載
の発明の効果に加えて、電気絶縁性粒子に塩化ナトリウ
ム粒子を、導電性粒子にカーボン粒子を用いたから、そ
れらが容易に入手できて、迅速に正特性サーミスタを得
ることができるという効果を奏する。
の発明の効果に加えて、電気絶縁性粒子に塩化ナトリウ
ム粒子を、導電性粒子にカーボン粒子を用いたから、そ
れらが容易に入手できて、迅速に正特性サーミスタを得
ることができるという効果を奏する。
【図１】本発明の正特性サーミスタの粒子構造を示す模
式断面図であって、（ａ）は室温時の模式断面図であ
り、（ｂ）は温度上昇時の模式要部断面図である。
式断面図であって、（ａ）は室温時の模式断面図であ
り、（ｂ）は温度上昇時の模式要部断面図である。
【図２】本発明の実施例１における正特性サーミスタに
用いたカーボン粒子の粒子構造を走査型電子顕微鏡を用
いて示す図面代用写真である。
用いたカーボン粒子の粒子構造を走査型電子顕微鏡を用
いて示す図面代用写真である。
【図３】本発明の実施例１における各正特性サーミスタ
の抵抗率−温度特性をそれぞれ示すグラフである。
の抵抗率−温度特性をそれぞれ示すグラフである。
【図４】本発明の実施例２における一正特性サーミスタ
の粒子構造を走査型電子顕微鏡を用いて示す図面代用写
真である。
の粒子構造を走査型電子顕微鏡を用いて示す図面代用写
真である。
【図５】本発明の実施例２における各正特性サーミスタ
の抵抗率−温度特性をそれぞれ示すグラフである。
の抵抗率−温度特性をそれぞれ示すグラフである。
【図６】本発明の実施例３における一正特性サーミスタ
の粒子構造を走査型電子顕微鏡を用いて示す図面代用写
真である。
の粒子構造を走査型電子顕微鏡を用いて示す図面代用写
真である。
【図７】本発明の実施例３における他の正特性サーミス
タの粒子構造を走査型電子顕微鏡を用いて示す図面代用
写真である。
タの粒子構造を走査型電子顕微鏡を用いて示す図面代用
写真である。
【図８】本発明の実施例４において用いたカーボン粒子
の粒子構造を走査型電子顕微鏡を用いて示す図面代用写
真である。
の粒子構造を走査型電子顕微鏡を用いて示す図面代用写
真である。
【図９】従来の正特性サーミスタの抵抗率−温度特性例
を示すグラフである。
を示すグラフである。
２ 電気絶縁性粒子（塩化ナトリウム粒子） ３ 導電性粒子（カーボン粒子）
フロントページの続き (72)発明者 宮山 勝 神奈川県川崎市多摩区中野島６丁目29番 地 (72)発明者 尾原 佳信 奈良県奈良市大宮町４−273−１−512 (56)参考文献 特開 平３−132001（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】イオン結晶からなる電気絶縁性粒子と、こ
の電気絶縁性粒子より熱膨張率が小さい導電性粒子とを
混合して加圧成形するに際して、体積分率で導電性粒子
を１〜５０％、電気絶縁性粒子を５０〜９９％の割合で
混合したことを特徴とする正特性サーミスタ。 - 【請求項２】上記電気絶縁性粒子は塩化ナトリウム粒子
であり、上記導電性粒子はカーボン粒子であることを特
徴とする請求項１記載の正特性サーミスタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24581292A JP3179879B2 (ja) | 1992-08-21 | 1992-08-21 | 正特性サーミスタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24581292A JP3179879B2 (ja) | 1992-08-21 | 1992-08-21 | 正特性サーミスタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0669001A JPH0669001A (ja) | 1994-03-11 |
| JP3179879B2 true JP3179879B2 (ja) | 2001-06-25 |
Family
ID=17139219
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24581292A Expired - Fee Related JP3179879B2 (ja) | 1992-08-21 | 1992-08-21 | 正特性サーミスタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3179879B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013121912A1 (ja) * | 2012-02-15 | 2013-08-22 | コニカミノルタ株式会社 | 透明電極の製造方法、透明電極および有機電子素子 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2686559B2 (ja) * | 1989-10-18 | 1997-12-08 | 禮男 森 | 自己温度制御特性をもつ複合質感温素子 |
-
1992
- 1992-08-21 JP JP24581292A patent/JP3179879B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0669001A (ja) | 1994-03-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |