JP6179850B2 - Ptc組成物 - Google Patents
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Description
(a)高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレンおよびポリオレフィン系コポリマーから選択される1種または2種以上のポリマー、および無定形ポリマーを含むポリマー材料;および
(b)導電性フィラー
を含んで成るポリマーPTC組成物を提供する。
(A)上記ポリマーPTC組成物からなる層状ポリマーPTC要素;および
(B)層状ポリマーPTC要素の少なくとも1つの主表面上に配置された金属電極;
を有して成るポリマーPTC素子を提供する。
(1)上記ポリマーPTC素子;および
(2)ポリマーPTC素子の少なくとも1つの金属電極に電気的に接続されたリード
を有して成るPTCデバイスを提供する。
(a)高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレンおよびポリオレフィン系コポリマーから選択される1種または2種以上のポリマー、および無定形ポリマーを含むポリマー材料;および
(b)導電性フィラー
を含んで成るポリマーPTC組成物(以下、単に「PTC組成物」ともいう)を提供する。
(A)上記の本発明のポリマーPTC組成物からなる層状ポリマーPTC要素;および
(B)層状ポリマーPTC要素の少なくとも1つの主表面上に配置された金属電極;
を有して成るポリマーPTC素子を提供する。
(1)本発明のポリマーPTC素子;および
(2)ポリマーPTC素子の少なくとも1つの金属電極に電気的に接続されたリード
を有して成るPTCデバイスを提供する。
HDPE(HI−ZEX−3300F:出光興産製;重量平均分子量=1.23×105;融点130℃)およびPMMA(アクリペットVH:三菱レイヨン製;重量平均分子量=1.3×105)を下記表1に示す組成で混合し、ラボプラストミル装置(4M150;東洋精機製)を使用して、温度200℃、回転数80rpmで5分間混練し、ついで、回転数を10rpmにして、組成物全体に対して20vol%の導電性フィラー(ニッケル粉末:ヴァーレ社製;ニッケルパウダー Type255;平均粒径(フィシャー値)=2.2〜2.8μm(ASTMB330);抵抗率=7.0×10−5Ω・cm)を加え、ついで、回転数60rpmで15分間混練し、得られたHDPE/PMMA/Ni混合物を、温度200℃、圧力0.58MPaで7分間ホットプレス(G−12;テクノサプライ製)し、70mm×70mm×1mmの板状に成型し、実施例1〜5のポリマーPTC要素(試料)を得た。
ポリマー材料としてHDPEのみを用いたこと以外は、上記実施例と同様にして、比較例1のポリマーPTC要素(試料)を得た。
・室温抵抗率
上記実施例1〜5および比較例1の試料について、板の異なる9点において、抵抗率計(ロレスタGP MCP−T610;三菱化学アナリテック製)により四探針法で室温(25℃)での抵抗率を測定し、その平均値を各試料の室温抵抗率とした。結果を下記表2に示す。
上記実施例1、3および5および比較例1の試料の両主表面にNi箔を、温度200℃、圧力0.725MPaで5分間熱圧着し電極を設けた後加工し、10mm×10mmのPTC素子を得た。オーブン(DRX320DA;ADVANTEC製)を用いて試料の温度を1℃/minで上げたときの抵抗率をデジタルマルチメータ(PC520M;sanwa製)を使用し測定することにより、PTC特性を評価した。結果を図1に示す。
上記実施例3のPTC素子を、オーブン(DRX320DA;ADVANTEC製)を用いて試料の温度を1℃/minで、室温(25℃)から140℃まで昇温してトリップさせ、その後室温(48℃)まで降温して、抵抗率をデジタルマルチメータ(PC520M;sanwa製)を使用し測定した。結果を図2に示す。
なお、トリップ前の25℃での抵抗率は5.19Ω・cm(接触抵抗を含む)であり、トリップ後の48℃での抵抗率は5.56Ω・cm(接触抵抗を含む)であり、ほぼ同じ抵抗率であった。
HDPEおよびPMMAを、それぞれ、40vol%(34.7wt%)および60vol%(65.3wt%)の割合で用い、導電性フィラーを組成物全体に対して35vol%用いたこと以外は、実施例1〜5と同様にして、ポリマーPTC要素を得た。
HDPEの代わりに、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)(KYNAR K720:ARKEMA製;重量平均分子量=9.5×104)を用い、PVDFおよびPMMAを、それぞれ、80wt%(73.2vol%)および20wt%(26.8vol%)の割合で混合したこと以外は、実施例6と同様にして、比較例2のポリマーPTC要素を作製した。
・室温抵抗率
上記実施例6および比較例2のPTC要素について、板の異なる9点において、抵抗率計(ロレスタGP MCP−T610;三菱化学アナリテック製)により四探針法で室温(25℃)での抵抗率を測定し、その平均値を各PTC要素の室温抵抗率Aとした。結果を下記表3に示す。
実施例6および比較例2のPTC要素の両主表面にNi箔を、温度200℃、圧力0.725MPaで5分間熱圧着し電極を設け、実施例6および比較例2のPTC原板を作製した。
ついで、ガンマ線処理後のPTC素子(実施例6および比較例2について各15個)の電極に、鉛フリー半田ペースト(Sn−Ag−Cu合金系)を塗布し、厚さ0.1mm×幅2.3mm×長さ5.6mmのニッケルリードをPTC素子の両面(両電極上)に配置し、リフロー炉に通して半田付けして、PTCデバイスを作製した(リフロー条件:6ゾーン、290℃、ベルトスピード0.70m/分)。得られたPTCデバイスを、アルミ袋に入れて、脱気吸引し、室温で15時間保管した。ついで、各PTC素子の抵抗率を、四端子法ミリオームメーター(HP4338A:ヒューレットパッカード製)を用いて測定した。これらの測定結果から、それぞれPTC素子15個の平均値として、実施例6のPTC素子を用いたPTCデバイスおよび比較例2のPTC素子を用いたPTCデバイスの室温抵抗率(接触抵抗を含む)、すなわち、リフロー処理された後のPTC素子の室温抵抗率Cを算出し、結果を下記表3に併せて示す。なお、PTCデバイスはPTC素子の両面にリードを有するが、リードの抵抗率は、PTC素子と比較して十分に小さいので無視できる。
Claims (13)
- (a)高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレンおよびポリオレフィン系コポリマーから選択される1種または2種以上のポリマー、および無定形ポリマーを含むポリマー材料;および
(b)導電性フィラー
を含んで成り、
無定形ポリマーがポリメタクリル酸メチルであり、
導電性フィラーの割合が、ポリマーPTC組成物全体に対して20〜60vol%であるポリマーPTC組成物。 - ポリマー材料が、高密度ポリエチレンおよび無定形ポリマーを含む、請求項1に記載のポリマーPTC組成物。
- 導電性フィラーが、カーボンブラック、グラファイト、カーボンファイバー、カーボンナノチューブ、ガラス状炭素、炭素ビーズ;金、銀、銅、ニッケル、アルミニウム、タングステンおよびそれらの合金;インジウム−スズ酸化物、リチウム−マンガン複合酸化物、五酸化バナジウム、酸化スズ、酸化亜鉛、チタン酸カリウム;炭化タングステン、炭化チタン、炭化タンタルおよびそれらの複合体;ホウ酸チタン、チタン窒化物、ケイ化チタン、ケイ化ジルコニウム、ケイ化二オブ、ケイ化モリブデン、ケイ化タンタル、およびケイ化タングステンから選択される1種または2種以上の組み合わせである、請求項1または2に記載のPTC組成物。
- 導電性フィラーがニッケル、カーボンブラックまたは炭化チタンである、請求項1〜3のいずれかに記載のPTC組成物。
- 導電性フィラーがニッケルである請求項1〜4のいずれかに記載のPTC組成物。
- (a)高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレンおよびポリオレフィン系コポリマーから選択される1種または2種以上のポリマー、および無定形ポリマーを含むポリマー材料;および
(b)導電性フィラー
を含んで成り、
無定形ポリマーがポリメタクリル酸メチルであり、
導電性フィラーがニッケルであり、
導電性フィラーの割合が、ポリマーPTC組成物全体に対して60〜95wt%であるポリマーPTC組成物。 - ポリマー材料が、高密度ポリエチレンおよび無定形ポリマーを含む、請求項6に記載のポリマーPTC組成物。
- ポリマーPTC組成物中のポリマーと無定形ポリマーとの質量比が、15:85〜55:45である、請求項1〜7のいずれかに記載のPTC組成物。
- ポリマーPTC組成物中のポリマーと無定形ポリマーとの質量比が、35:65である、請求項1〜8のいずれかに記載のPTC組成物。
- (A)請求項1〜9のいずれかに記載のポリマーPTC組成物からなる層状ポリマーPTC要素;および
(B)層状ポリマーPTC要素の少なくとも1つの主表面上に配置された金属電極;
を有して成るポリマーPTC素子。 - (1)請求項10に記載のポリマーPTC素子;および
(2)ポリマーPTC素子の少なくとも1つの金属電極に電気的に接続されたリード
を有して成るPTCデバイス。 - 請求項10に記載のポリマーPTC素子または請求項11に記載のPTCデバイスを有して成る電気装置。
- 請求項10に記載のポリマーPTC素子または請求項11に記載のPTCデバイスを有して成る2次電池セル。
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