JPH0369164B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は感熱抵抗性導電性組成物の製造法に関
し、詳しくは常温における比抵抗が小さく、しか
も昇温時の抵抗増大倍率の大きい感熱抵抗性導電
性組成物を経済性よく製造する方法に関する。

従来から正温度係数特性（PTC）を有する材
料、特に電気抵抗値が特定の温度領域に達すると
急激に正の温度係数の増大する特性を有する材料
を製造する方法については、様々なものが知られ
ている（特公昭36−16338号公報，同50−33707号
公報，同56−10352号公報）。

しかしながら、これらの従来方法により得られ
る材料は、常温における比抵抗が大きく、また特
定の温度領域に到達した際の抵抗値の増大率も充
分に高いものとはいえないという問題があつた。

そこで本発明者らは、このような従来の問題を
解消すべく検討した結果、架橋時のゲル分率を調
節することにより、常温での比抵抗が小さく、し
かも正温度係数特性のすぐれた感熱抵抗性導電性
材料を製造しうる方法を提案している（特願昭58
−188356号）。

本発明者らは、さらに検討を重ねた結果、原料
の結晶性樹脂として、粒径が２mm以下の粉末状結
晶性樹脂を用いることにより、常温における比低
抗が小さく、しかも昇温時の抵抗増大倍率の大き
い感熱抵抗性導電性組成物を短時間で、かつより
少ないエネルギー消費量で製造しうることを見出
し、この知見に基いて本発明を完成するに到つ
た。

すなわち本発明は、粒径２mm以下の粉末状結晶
性樹脂と導電性充填材との混練物を、ゲル分率が
前記結晶性樹脂の20〜55重量％となるように架橋
することを特徴とする感熱抵抗性導電性組成物の
製造法を提供するものである。

本発明に用いる結晶性樹脂は様々なものを挙げ
ることができるが、通常は高密度ポリエチレン，
低密度ポリエチレン，ポリプロピレン，エチレン
−プロピレンコポリマーなどのポリオレフイン、
オレフイン系共重合体、各種のポリアミド、ポリ
エステルあるいはフツ素系重合体さらにはこれら
の変性物などである。

本発明においては、これら結晶性樹脂として粒
径２mm以下、好ましくは１mm以下の粉末状のもの
を用いる。ここで粒径が２mmを超えたものである
と、常温における比抵抗が大きくなるのでましく
ない。

次に、導電性充填材としては種々のものを使用
することができる。具体的には例えばオイルフア
ーネスブラツク，サーマルブラツク，アセチレン
ブラツク等のカーボンブラツク；グラフアイト；
金属粒子あるいはこれらの混合物などが挙げら
れ、特にカーボンブラツク，グラフアイトおよび
これらの混合物が好適である。また、この導電性
充填材の平均粒径は10mμ〜1μ、好ましくは15mμ
〜100mμである。

各成分の配合比は特に制限はなく目的とする物
性等により異なり、一義的に決定することはでき
ないが、通常は結晶性樹脂100重量部に対し、上
記導電性充填材を15〜150重量部、好ましくは40
〜120重量部配合する。ここで導電性充填材の配
合量が上記割合より少ないと、得られる感熱抵抗
性導電性組成物の常温における比抵抗、すなわち
初期抵抗値が大きくなり、逆に上記割合より多す
ぎると特定温度領域での抵抗値の上昇率が低下す
る。

上記の粒径２mm以下の粉末状結晶性樹脂と導電
性充填材との混練はバンバリーミキサー，ミキシ
ングロールなどを用いて通常の方法により行なえ
ばよく、通常150〜200℃で３〜30分間行なえばよ
い。なお、この混練に先立ち上記両成分を、上記
結晶性樹脂の融点より幾分低い温度、通常室温か
ら100℃の温度でドライブレンドしてもよい。こ
のドライブレンドを行なうことにより、一層常温
での比抵抗の小さい感熱抵抗性導電性組成物を得
ることができる。

次いで、このようにして得られる粒径２mm以下
の粉末状結晶性樹脂と導電性充填材との混練物を
架橋せしめる。架橋は様々な手段により行なうこ
とができ、例えば有機パーオキサイドなどの架橋
剤を加えて行なう方法，オゾンを用いる方法，電
子線等の活性エネルギー線を照射する方法などを
挙げることができる。ここで有機パーオキサイド
としては、ベンゾイルパーオキサイド，ｔ−ブチ
ルパーオキシベンゾエート，ジクミルパーオキサ
イド，ｔ−ブチルクミルパーオキサイド，ｔ−ブ
チルパーオキサイド，２，５−ジメチル−２，５
−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３など
を例示することができる。

上述の架橋の程度は、用いる結晶性樹脂に対し
てゲル分率が20〜55重量％、好ましくは30〜50重
量％となるような範囲に調節すべきである。ゲル
分率が20重量％未満では得られる導電性組成物の
正温度係数特性が充分なものとならず、また55重
量％を超えると特定温度領域における抵抗値の上
昇倍率が低下し好ましくない。

このように、結晶性樹脂の架橋の程度を上述の
範囲に調節するには、架橋反応の際の温度，時間
あるいは架橋剤等の使用量などを適宜定めること
により行なうことができる。例えば高密度ポリエ
チレンに架橋剤として有機パーオキサイドを用い
る場合には、この有機パーオキサイドの使用量を
高密度ポリエチレンに対して0.05〜0.30重量％と
し、温度160〜180℃にて0.5〜５分間程度混練し、
成形時に190℃前後で５〜15分間程度加熱すれば、
所望する範囲に架橋が進む。

また、オゾンを用いて架橋を行なう場合は、オ
ゾンを0.5〜20容量％含むガスに0.5〜８時間曝露
したのち、ジビニルベンゼンなどの架橋助剤を高
密度ポリエチレン100重量部に対して0.5〜10重量
部、好ましくは１〜５重量部加えて混練すること
により架橋が進む。

さらに、電子線を用いて架橋を行なう場合に
は、高密度ポリエチレンに２〜15メガラド程度の
線量を照射すればよい。

本発明によれば、感熱抵抗性導電性組成物の製
造にあたり、特に粒径２mm以下の粉末状結晶性樹
脂を用いているため、結晶性樹脂と導電性組成物
との混練を短時間で行なうことができ、生産性を
高めることができる。

また、このため本発明によれば混練エネルギー
を減少させることもできる。

したがつて、本発明は感熱抵抗性導電性組成物
の製造効率の向上ならびに製造コストの低減に資
するものである。

しかも、本発明によつて得られた感熱抵抗性導
電性組成物は常温における比抵抗が低く、かつ昇
温時の抵抗増大倍率も大きく、感熱抵抗性材料と
してきわめて有利な特性を示す。

したがつて、本発明は感熱性抵抗素子，自己温
度制御発熱体などに用いられる感熱抵抗性導電性
材料の製造に有効に利用することができる。

次に、本発明の実施例を示す。

実施例 １ 結晶性樹脂として高密度ポリエチレン（出光石
油化学(株)製；出光ポリエチレン550B）の粒径１
mm以下の粉末1.8Kgと、導電性充填材として平均
粒径43mμのカーボンブラツク（三菱化成工業(株)
製；ダイヤブラツクＥ）1.2Kgとをバンバリ−ミ
キサーに入れて170℃に加熱した。この場合、高
密度ポリエチレン粉末の溶融に0.5分間要した。
次いで、180℃において10分間，回転数50rpmに
おいて混練した後、架橋剤として２，５−ジメチ
ル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシ
ン−３を0.5重量部添加して170℃において２分間
混練し、架橋させて感熱抵抗性導電性組成物を得
た。この組成物のゲル分率は33重量％であつた。

次に、この組成物を熱プレス機を用い成形温度
190℃，成形圧力100Kg／cm²Ｇの条件で10分間熱プ
レス成形してシート状に成形し、その表裏両面に
肉厚35μの銅箔を熱圧着し、一辺が1.5cmの正方形
の試験片を切り出した。

この試験片の25℃における比抵抗を測定したと
ころ1.89Ω・cmであつた。また、この試験片を
130℃に昇温したときの抵抗値の増大率（25℃に
おける抵抗値に対する倍率）は10^4.5倍であつた。

比較例 １ 実施例１において、高密度ポリエチレンの粒径
１mm以下の粉末の代わりに、実施例１と同じ高密
度ポリエチレンのペレツト（直径＝3.5mm，長さ
＝2.5mm）を用いたこと以外は実施例１と同様に
して組成物を得、さらに試験片を作成した。

この場合にはポリエチレンペレツトの溶融に
2.5分間要した。得られた組成物のゲル分率は33
重量％であり、得られた試験片の25℃における比
抵抗は2.35Ω・cm、130℃に昇温したときの抵抗
値の増大率は10^4.5倍であつた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 粒径２mm以下の粉末状結晶性樹脂と導電性充
   填材との混練物を、ゲル分率が前記結晶性樹脂の
   20〜55重量％となるように架橋することを特徴と
   する感熱抵抗性導電性組成物の製造法。 ２ 粉末状結晶性樹脂の粒径が１mm以下である特
   許請求の範囲第１項記載の製造法。