JPH05234707A - 正温度係数抵抗材 - Google Patents
正温度係数抵抗材Info
- Publication number
- JPH05234707A JPH05234707A JP6934992A JP6934992A JPH05234707A JP H05234707 A JPH05234707 A JP H05234707A JP 6934992 A JP6934992 A JP 6934992A JP 6934992 A JP6934992 A JP 6934992A JP H05234707 A JPH05234707 A JP H05234707A
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- JP
- Japan
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- temperature coefficient
- positive temperature
- resistance material
- resistance
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 抵抗値が正の温度係数で増加するＰＴＣ特性
を特定の温度領域で顕著にかつ正確に示す性質を有し、
かつその性質が経時的に変化しない正温度係数抵抗材を
提供する。 【構成】 熱可塑性樹脂と導電性充填剤との配合に他の
添加成分として少なくとも形状記憶樹脂を配合した正温
度係数抵抗材とする。それにより、本発明に係る正温度
係数抵抗材は、従来の正温度係数抵抗材より遙に顕著な
温度検出特性を示し、かつ従来の正温度係数抵抗材のよ
うに結晶の成長によるＰＴＣ特性の変化が生じないの
で、経時的なＰＴＣ特性の変動がなく長期間にわたり安
定した特性を有する。
を特定の温度領域で顕著にかつ正確に示す性質を有し、
かつその性質が経時的に変化しない正温度係数抵抗材を
提供する。 【構成】 熱可塑性樹脂と導電性充填剤との配合に他の
添加成分として少なくとも形状記憶樹脂を配合した正温
度係数抵抗材とする。それにより、本発明に係る正温度
係数抵抗材は、従来の正温度係数抵抗材より遙に顕著な
温度検出特性を示し、かつ従来の正温度係数抵抗材のよ
うに結晶の成長によるＰＴＣ特性の変化が生じないの
で、経時的なＰＴＣ特性の変動がなく長期間にわたり安
定した特性を有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、有機導電性組成物で構
成される正温度係数抵抗材に関する。正温度係数抵抗材
とは、抵抗材が特定の温度領域に到達すると、正の温度
係数（以下ＰＴＣ−Positive Temperature Coefficient
と称する）の値が急激に増加し、従ってその抵抗値が急
激に増加する性質を有する抵抗材である。
成される正温度係数抵抗材に関する。正温度係数抵抗材
とは、抵抗材が特定の温度領域に到達すると、正の温度
係数（以下ＰＴＣ−Positive Temperature Coefficient
と称する）の値が急激に増加し、従ってその抵抗値が急
激に増加する性質を有する抵抗材である。
【０００２】
【従来の技術】従来の正温度係数抵抗材は、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン等の結晶性重合体に金属微粉末、カ
ーボンブラック、金属繊維等を分散させてＰＴＣ特性を
与えたた有機重合体組成物（以下ＰＴＣ組成物と称す
る）で構成されていた。このようなＰＴＣ組成物からな
る正温度係数抵抗材は、そのＰＴＣ特性を利用して温度
センサー、自己温度制御型発熱体等として面状発熱体、
融雪線、及び凍結防止線等の種々の用途に利用されてい
る。近年の用途の拡大につれ、益々温度の高い環境で使
用できる正温度係数抵抗材が要望されており、その要望
に応じるために、結晶性重合体としてポリフッ化ビニリ
デン等の耐熱性樹脂を使用したり、或いは融点付近でブ
レークダウンする現象を防止するためこれらの樹脂に架
橋処理などを行う試みがなされている。
ン、ポリプロピレン等の結晶性重合体に金属微粉末、カ
ーボンブラック、金属繊維等を分散させてＰＴＣ特性を
与えたた有機重合体組成物（以下ＰＴＣ組成物と称す
る）で構成されていた。このようなＰＴＣ組成物からな
る正温度係数抵抗材は、そのＰＴＣ特性を利用して温度
センサー、自己温度制御型発熱体等として面状発熱体、
融雪線、及び凍結防止線等の種々の用途に利用されてい
る。近年の用途の拡大につれ、益々温度の高い環境で使
用できる正温度係数抵抗材が要望されており、その要望
に応じるために、結晶性重合体としてポリフッ化ビニリ
デン等の耐熱性樹脂を使用したり、或いは融点付近でブ
レークダウンする現象を防止するためこれらの樹脂に架
橋処理などを行う試みがなされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の正温度
係数抵抗材を構成するＰＴＣ組成物は、結晶性重合体の
結晶の融解に伴う体積変化を利用することによりＰＴＣ
特性を備えたものである。このため、従来のＰＴＣ組成
物は、抵抗値が急激に上昇し始める特定の温度での初期
抵抗値が結晶性重合体の結晶度の変化により変動すると
言う問題、及び抵抗値が経時的に変化すると言う問題を
有していた。かかる問題に起因して、従来の正温度係数
抵抗材の温度検出性は、正確さに欠け、かつ経時的に変
化して信頼性が低く、従ってそれを使用した温度センサ
ー、自己温度制御型発熱体の動作の信頼性も低かった。
以上の従来のＰＴＣ組成物の欠点に鑑み、本発明の目的
は、抵抗値が正の温度係数で増加するＰＴＣ特性を特定
の温度領域で顕著にかつ正確に示す性質を有し、かつそ
の性質が経時的に変化しない、温度計測及び温度制御に
使用可能な正温度係数抵抗材を提供することである。
係数抵抗材を構成するＰＴＣ組成物は、結晶性重合体の
結晶の融解に伴う体積変化を利用することによりＰＴＣ
特性を備えたものである。このため、従来のＰＴＣ組成
物は、抵抗値が急激に上昇し始める特定の温度での初期
抵抗値が結晶性重合体の結晶度の変化により変動すると
言う問題、及び抵抗値が経時的に変化すると言う問題を
有していた。かかる問題に起因して、従来の正温度係数
抵抗材の温度検出性は、正確さに欠け、かつ経時的に変
化して信頼性が低く、従ってそれを使用した温度センサ
ー、自己温度制御型発熱体の動作の信頼性も低かった。
以上の従来のＰＴＣ組成物の欠点に鑑み、本発明の目的
は、抵抗値が正の温度係数で増加するＰＴＣ特性を特定
の温度領域で顕著にかつ正確に示す性質を有し、かつそ
の性質が経時的に変化しない、温度計測及び温度制御に
使用可能な正温度係数抵抗材を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明に係
る、熱可塑性樹脂と導電性充填剤との配合に他の添加成
分として少なくとも形状記憶樹脂を配合したことを特徴
とする正温度係数抵抗材により達成される。本発明で使
用する熱可塑性樹脂には、従来からＰＴＣ組成物に使用
されているポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフッ化
ビニリデン等の結晶性重合体の他に、ポリ酢酸ビニー
ル、ポリメタクリル酸メチル等の非晶性重合体も使用で
きる。本発明で使用する導電性充填剤の例には、カーボ
ンブラック、金属粉末、導電性金属酸化物の粉体があ
る。その配合比率は、常用の範囲の値である。
る、熱可塑性樹脂と導電性充填剤との配合に他の添加成
分として少なくとも形状記憶樹脂を配合したことを特徴
とする正温度係数抵抗材により達成される。本発明で使
用する熱可塑性樹脂には、従来からＰＴＣ組成物に使用
されているポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフッ化
ビニリデン等の結晶性重合体の他に、ポリ酢酸ビニー
ル、ポリメタクリル酸メチル等の非晶性重合体も使用で
きる。本発明で使用する導電性充填剤の例には、カーボ
ンブラック、金属粉末、導電性金属酸化物の粉体があ
る。その配合比率は、常用の範囲の値である。
【０００５】本発明で使用する形状記憶樹脂とは、次の
ような性質を有している樹脂を言う。 熱成形（溶融成形）加工後、常温に冷やされた時、そ
の熱成形された原形を保持しようとする仕組みを内部に
有していること。 その成形物を、Tg（ガラス転移温度）以上の上記よ
り低い温度に温めてから力を加えて全く別の形に変形
し、その形のまま常温に戻す。その場合、その変形され
た形を保持しようとする別の仕組みを内部に有している
こと。 更に、その変形された成形物をTg以上の温度に温めた
時、その変形された形状から当初の熱成形された原形
に、常に戻ろうとする性質を有していること。
ような性質を有している樹脂を言う。 熱成形（溶融成形）加工後、常温に冷やされた時、そ
の熱成形された原形を保持しようとする仕組みを内部に
有していること。 その成形物を、Tg（ガラス転移温度）以上の上記よ
り低い温度に温めてから力を加えて全く別の形に変形
し、その形のまま常温に戻す。その場合、その変形され
た形を保持しようとする別の仕組みを内部に有している
こと。 更に、その変形された成形物をTg以上の温度に温めた
時、その変形された形状から当初の熱成形された原形
に、常に戻ろうとする性質を有していること。
【０００６】形状記憶樹脂の例には、化１で示される日
本ゼオン（株）製のポリノルボルネン、化２で示される
クラレ（株）製のトランス１，４トランスポリイソプレ
ン、化３で示される旭化成工業（株）製のスチレン・ブ
タジエン共重合体、及び化４で示される三菱重工業
（株）製のポリウレタン等を挙げることができる。
本ゼオン（株）製のポリノルボルネン、化２で示される
クラレ（株）製のトランス１，４トランスポリイソプレ
ン、化３で示される旭化成工業（株）製のスチレン・ブ
タジエン共重合体、及び化４で示される三菱重工業
（株）製のポリウレタン等を挙げることができる。
【０００７】
【化１】
【化２】
【化３】
【化４】
【０００８】本発明で形状記憶樹脂を配合する理由は、
熱可塑性樹脂中に分散された形状記憶樹脂がガラス転移
点以上の温度で熱膨張して、或いは結晶融解により熱膨
張して導電性充填剤の接触抵抗を高めることにより、抵
抗材がサーミスタ特性を示すからである。熱可塑性樹脂
を配合しない形状記憶樹脂単味の正温度係数抵抗材の方
が高いサーミスタ効果を示すが、加工性が悪いため、好
適には熱可塑性樹脂１００重量部に対して５〜５０重量
部の形状記憶樹脂を配合する。本発明に係る正温度係数
抵抗材には、必要に応じて酸化防止剤等の添加剤を適宜
配合することができる。以下に、実施例を示して本発明
をより詳細に説明する。
熱可塑性樹脂中に分散された形状記憶樹脂がガラス転移
点以上の温度で熱膨張して、或いは結晶融解により熱膨
張して導電性充填剤の接触抵抗を高めることにより、抵
抗材がサーミスタ特性を示すからである。熱可塑性樹脂
を配合しない形状記憶樹脂単味の正温度係数抵抗材の方
が高いサーミスタ効果を示すが、加工性が悪いため、好
適には熱可塑性樹脂１００重量部に対して５〜５０重量
部の形状記憶樹脂を配合する。本発明に係る正温度係数
抵抗材には、必要に応じて酸化防止剤等の添加剤を適宜
配合することができる。以下に、実施例を示して本発明
をより詳細に説明する。
【０００９】
【実施例】実施例１ 熱可塑性樹脂として高密度ポリエチレンを使用し、その
１００重量部に、導電性充填剤として４５重量部のファ
ーネス系カーボンブラックを、形状記憶樹脂として１０
重量部のポリノルボルネンを、更に酸化防止剤として
０．２重量部のＮ、Ｎ’ジナフチルフェニレンジアミン
をそれぞれ添加した配合物を調製した。この配合物をバ
ンバリミキサーで混練し、押出機によりペレット状に形
成し、実施例１の正温度係数抵抗材を作製した。
１００重量部に、導電性充填剤として４５重量部のファ
ーネス系カーボンブラックを、形状記憶樹脂として１０
重量部のポリノルボルネンを、更に酸化防止剤として
０．２重量部のＮ、Ｎ’ジナフチルフェニレンジアミン
をそれぞれ添加した配合物を調製した。この配合物をバ
ンバリミキサーで混練し、押出機によりペレット状に形
成し、実施例１の正温度係数抵抗材を作製した。
【００１０】次いで、実施例１の正温度係数抵抗材を使
用して、図１に示すような発熱体１０を作製した。先
ず、外径０．１mmの錫メッキ線２０本を撚って作った長
尺の撚線を２本の対向する電極１２として相互に１０mm
離隔して配置した。２本の電極１２を含む面に直交する
方向の厚さが０．２mmになるように実施例１の正温度係
数抵抗材からなる抵抗材層１４を２本の電極の回りに形
成して被覆した。更にその抵抗材層１４上に低密度ポリ
エチレンにより厚さ０．２mmの電気絶縁性樹脂皮膜１６
を形成して、発熱体１０を作製した。このようにして得
た発熱体１０の対向電極間に電圧を印加して、実施例１
の正温度係数抵抗材の温度と比抵抗との関係を計測し、
図２に示した。更に、繰り返しこの関係を計測して繰り
返しによる変動が小さいことを確認した。
用して、図１に示すような発熱体１０を作製した。先
ず、外径０．１mmの錫メッキ線２０本を撚って作った長
尺の撚線を２本の対向する電極１２として相互に１０mm
離隔して配置した。２本の電極１２を含む面に直交する
方向の厚さが０．２mmになるように実施例１の正温度係
数抵抗材からなる抵抗材層１４を２本の電極の回りに形
成して被覆した。更にその抵抗材層１４上に低密度ポリ
エチレンにより厚さ０．２mmの電気絶縁性樹脂皮膜１６
を形成して、発熱体１０を作製した。このようにして得
た発熱体１０の対向電極間に電圧を印加して、実施例１
の正温度係数抵抗材の温度と比抵抗との関係を計測し、
図２に示した。更に、繰り返しこの関係を計測して繰り
返しによる変動が小さいことを確認した。
【００１１】実施例２ 熱可塑性樹脂としてポリフッ化ビニリデンを、形状記憶
樹脂としてトランス１，４ポリイソプレンを用いたこと
以外は、配合量を含めて実施例１と同様にして実施例２
の正温度係数抵抗材を得た。次いで、実施例２の正温度
係数抵抗材を用いて、実施例１の場合と同様にして発熱
体１０を作製した。実施例１の場合と同様にして、実施
例２の正温度係数抵抗材の温度と比抵抗との関係を計測
し、同じく図２に示した。 従来例 実施例との比較を行うため、形状記憶樹脂を含有しない
２種類の従来例の正温度係数抵抗材を用いて、実施例１
の場合と同様にしてそれぞれ２種類の発熱体１０を作製
した。実施例１の場合と同様にして、２種類の従来例の
正温度係数抵抗材の温度と比抵抗との関係を計測し、同
じく図２にそれぞれ示した。
樹脂としてトランス１，４ポリイソプレンを用いたこと
以外は、配合量を含めて実施例１と同様にして実施例２
の正温度係数抵抗材を得た。次いで、実施例２の正温度
係数抵抗材を用いて、実施例１の場合と同様にして発熱
体１０を作製した。実施例１の場合と同様にして、実施
例２の正温度係数抵抗材の温度と比抵抗との関係を計測
し、同じく図２に示した。 従来例 実施例との比較を行うため、形状記憶樹脂を含有しない
２種類の従来例の正温度係数抵抗材を用いて、実施例１
の場合と同様にしてそれぞれ２種類の発熱体１０を作製
した。実施例１の場合と同様にして、２種類の従来例の
正温度係数抵抗材の温度と比抵抗との関係を計測し、同
じく図２にそれぞれ示した。
【００１２】図２は、縦軸に比抵抗値（Ω・cm）、横軸
に温度（°C ）を取り、実施例１と２並びに従来例の正
温度係数抵抗材のＰＴＣ特性のヒステリシス曲線を示
す。図２より明らかであるように、実施例の正温度係数
抵抗材は、形状記憶樹脂のガラス転移点付近以下の温度
ではほぼ一定の比抵抗値を示し、ガラス転移点付近の温
度に到達すると急激に比抵抗値が上昇する顕著なＰＴＣ
特性を示しており、高い温度領域で優れた温度制御特性
を有している。更に、繰り返しによる特性の変化が極め
て小さいことが確認されている。一方、従来例は温度の
上昇に対し比抵抗値が緩やかに上昇する緩慢なＰＴＣ特
性を示し、その温度制御特性が実施例に較べて劣ってい
ることが明らかである。以上の実施例のデータは、電圧
の印加により発熱する発熱体として本発明に係る正温度
係数抵抗材を使用すると、優れた自己温度制御特性を有
する発熱体が得られることを示している。
に温度（°C ）を取り、実施例１と２並びに従来例の正
温度係数抵抗材のＰＴＣ特性のヒステリシス曲線を示
す。図２より明らかであるように、実施例の正温度係数
抵抗材は、形状記憶樹脂のガラス転移点付近以下の温度
ではほぼ一定の比抵抗値を示し、ガラス転移点付近の温
度に到達すると急激に比抵抗値が上昇する顕著なＰＴＣ
特性を示しており、高い温度領域で優れた温度制御特性
を有している。更に、繰り返しによる特性の変化が極め
て小さいことが確認されている。一方、従来例は温度の
上昇に対し比抵抗値が緩やかに上昇する緩慢なＰＴＣ特
性を示し、その温度制御特性が実施例に較べて劣ってい
ることが明らかである。以上の実施例のデータは、電圧
の印加により発熱する発熱体として本発明に係る正温度
係数抵抗材を使用すると、優れた自己温度制御特性を有
する発熱体が得られることを示している。
【００１３】
【発明の効果】本発明による正温度係数抵抗材は、形状
記憶樹脂樹脂のガラス転移点前後における抵抗材の比抵
抗値の急激な変化を利用しているので、従来の正温度係
数抵抗材より遙に顕著な温度検出特性を示し、かつ従来
の正温度係数抵抗材のように結晶の成長によるＰＴＣ特
性の変化が生じないので、経時的なＰＴＣ特性の変動が
なく長期間にわたり安定した特性を有する。本発明に係
る正温度係数抵抗材を自己温度制御型発熱体として使用
した場合、初期特性及び長期特性とも良好で、高い温度
領域でも信頼性の高い、正確な温度制御が、長期間にわ
たり安定して可能となる。
記憶樹脂樹脂のガラス転移点前後における抵抗材の比抵
抗値の急激な変化を利用しているので、従来の正温度係
数抵抗材より遙に顕著な温度検出特性を示し、かつ従来
の正温度係数抵抗材のように結晶の成長によるＰＴＣ特
性の変化が生じないので、経時的なＰＴＣ特性の変動が
なく長期間にわたり安定した特性を有する。本発明に係
る正温度係数抵抗材を自己温度制御型発熱体として使用
した場合、初期特性及び長期特性とも良好で、高い温度
領域でも信頼性の高い、正確な温度制御が、長期間にわ
たり安定して可能となる。
【図１】本発明に係る実施例の正温度係数抵抗材の断面
図である。
図である。
【図２】本発明に係る実施例の試験データに基づく正温
度係数抵抗材の温度と比抵抗の相関を示すＰＴＣ特性図
である。
度係数抵抗材の温度と比抵抗の相関を示すＰＴＣ特性図
である。
１０ 本発明に係る実施例の正温度係数抵抗材を使用し
た発熱体 １２ 電極 １４ 正温度係数抵抗材 １６ 電気絶縁シース
た発熱体 １２ 電極 １４ 正温度係数抵抗材 １６ 電気絶縁シース
Claims (1)
- 【請求項１】 熱可塑性樹脂と導電性充填剤との配合に
他の添加成分として少なくとも形状記憶樹脂を配合した
ことを特徴とする正温度係数抵抗材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6934992A JPH05234707A (ja) | 1992-02-20 | 1992-02-20 | 正温度係数抵抗材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6934992A JPH05234707A (ja) | 1992-02-20 | 1992-02-20 | 正温度係数抵抗材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05234707A true JPH05234707A (ja) | 1993-09-10 |
Family
ID=13399991
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6934992A Pending JPH05234707A (ja) | 1992-02-20 | 1992-02-20 | 正温度係数抵抗材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05234707A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR960032513A (ko) * | 1995-02-28 | 1996-09-17 | 다구치 다마우즈 | 정온도계수 소자 및 이의 제조방법 |
| JP2003109804A (ja) * | 2001-09-28 | 2003-04-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 柔軟性ｐｔｃ発熱体 |
| JP2005243827A (ja) * | 2004-02-25 | 2005-09-08 | Murata Mfg Co Ltd | Ｐｔｃ素子の選別方法 |
-
1992
- 1992-02-20 JP JP6934992A patent/JPH05234707A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR960032513A (ko) * | 1995-02-28 | 1996-09-17 | 다구치 다마우즈 | 정온도계수 소자 및 이의 제조방법 |
| JP2003109804A (ja) * | 2001-09-28 | 2003-04-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 柔軟性ｐｔｃ発熱体 |
| JP2005243827A (ja) * | 2004-02-25 | 2005-09-08 | Murata Mfg Co Ltd | Ｐｔｃ素子の選別方法 |
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