JPH0590009A - Ｐｔｃ組成物 - Google Patents
Ｐｔｃ組成物Info
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- JPH0590009A JPH0590009A JP3247706A JP24770691A JPH0590009A JP H0590009 A JPH0590009 A JP H0590009A JP 3247706 A JP3247706 A JP 3247706A JP 24770691 A JP24770691 A JP 24770691A JP H0590009 A JPH0590009 A JP H0590009A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＰＴＣ素子に作製したときのＰＴＣ特性に優
れ、印刷により厚膜化できるＰＴＣ組成物を作製する。 【構成】 結晶性高分子物質は、分子の両末端および分
子内部の少なくとも一ヵ所に官能基を有する。結晶性高
分子物質を導電性粒子の表面に溶液重合によりグラフト
する。導電性粒子とグラフトした結晶性高分子物質を、
結晶性高分子物質の官能基と化学結合する官能基を有す
る架橋剤により架橋する。 【効果】 ＰＴＣ素子の温度が結晶性高分子物質の結晶
融点に達した時に、ＰＴＣ特性に優れたＰＴＣ特性が発
現できる。
れ、印刷により厚膜化できるＰＴＣ組成物を作製する。 【構成】 結晶性高分子物質は、分子の両末端および分
子内部の少なくとも一ヵ所に官能基を有する。結晶性高
分子物質を導電性粒子の表面に溶液重合によりグラフト
する。導電性粒子とグラフトした結晶性高分子物質を、
結晶性高分子物質の官能基と化学結合する官能基を有す
る架橋剤により架橋する。 【効果】 ＰＴＣ素子の温度が結晶性高分子物質の結晶
融点に達した時に、ＰＴＣ特性に優れたＰＴＣ特性が発
現できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、厚膜形ＰＴＣ（positi
ve temperature coefficient）素子を構成するＰＴＣ組
成物に関する。
ve temperature coefficient）素子を構成するＰＴＣ組
成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、厚膜形ＰＴＣ素子としては、例え
ば図１に示すように、一対の電極１が形成された基板２
にＰＴＣ組成物からなるＰＴＣ素子本体３を形成し、電
極１にそれぞれリード端子４を接続した構造が採られて
いる。
ば図１に示すように、一対の電極１が形成された基板２
にＰＴＣ組成物からなるＰＴＣ素子本体３を形成し、電
極１にそれぞれリード端子４を接続した構造が採られて
いる。
【０００３】前記ＰＴＣ素子は、温度Ｔが上昇すると高
分子物質がミクロブラウン運動を起こして導電性粒子各
々の接触を引き離すので、抵抗値Ｒは徐々に上昇する。
そして、温度Ｔが高分子物質のガラス転移点温度Ｔg に
達すると、高分子物質は分子間運動を起こして熱膨張に
よる体積増加が著しくなるとともに、導電性粒子各々の
接触の引き離しはますます激しくなるので抵抗値Ｒは急
激に大きくなり、ＰＴＣ特性が発現する。従って、ＰＴ
Ｃ素子の抵抗温度特性は一般に図４に示すようになる。
分子物質がミクロブラウン運動を起こして導電性粒子各
々の接触を引き離すので、抵抗値Ｒは徐々に上昇する。
そして、温度Ｔが高分子物質のガラス転移点温度Ｔg に
達すると、高分子物質は分子間運動を起こして熱膨張に
よる体積増加が著しくなるとともに、導電性粒子各々の
接触の引き離しはますます激しくなるので抵抗値Ｒは急
激に大きくなり、ＰＴＣ特性が発現する。従って、ＰＴ
Ｃ素子の抵抗温度特性は一般に図４に示すようになる。
【０００４】また、ＰＴＣ素子を構成するＰＴＣ組成物
は、例えば非結晶性ビニル系ポリマー、側鎖結晶性ビニ
ル系ポリマー、高融点の結晶性ポリマーなどの高分子物
質中に導電性粒子が分散されて作製されている。
は、例えば非結晶性ビニル系ポリマー、側鎖結晶性ビニ
ル系ポリマー、高融点の結晶性ポリマーなどの高分子物
質中に導電性粒子が分散されて作製されている。
【０００５】まず、高分子物質として非結晶性ビニル系
ポリマーを用いる場合、カーボンブラック粒子表面にこ
の非結晶性ビニル系ポリマーを溶液重合によりグラフト
させ、さらに架橋剤としてエポキシ系樹脂を加えて加熱
し厚膜化して得られた硬化物をＰＴＣ組成物としてい
る。この非結晶性ビニル系ポリマーは、ほとんど結晶化
していないため、硬化後も非結晶性高分子物質になって
いる。
ポリマーを用いる場合、カーボンブラック粒子表面にこ
の非結晶性ビニル系ポリマーを溶液重合によりグラフト
させ、さらに架橋剤としてエポキシ系樹脂を加えて加熱
し厚膜化して得られた硬化物をＰＴＣ組成物としてい
る。この非結晶性ビニル系ポリマーは、ほとんど結晶化
していないため、硬化後も非結晶性高分子物質になって
いる。
【０００６】また、高分子物質として側鎖結晶性ビニル
系ポリマーを用いる場合、例えば文献（A New Composit
e Resister with PTC Anomaly J.Polymer Sci 19,1871
(1981) K.Ohkita et al ）に示されているように、カー
ボンブラックを溶液中で側鎖結晶性ビニル系ポリマーに
分散させている。
系ポリマーを用いる場合、例えば文献（A New Composit
e Resister with PTC Anomaly J.Polymer Sci 19,1871
(1981) K.Ohkita et al ）に示されているように、カー
ボンブラックを溶液中で側鎖結晶性ビニル系ポリマーに
分散させている。
【０００７】さらに、高分子物質として高融点の結晶性
ポリマーを用いる場合、主にポリエチレンの熱混練によ
ってカーボンブラックの表面にグラフトさせている。
ポリマーを用いる場合、主にポリエチレンの熱混練によ
ってカーボンブラックの表面にグラフトさせている。
【０００８】しかしながら、高分子物質として側鎖結晶
性ビニル系ポリマーを用いる場合は、カーボンブラック
粒子の表面にポリマーがグラフトしていないので、カー
ボンブラックの分散性に欠け、ＰＴＣ素子本体内部の抵
抗値のばらつきが大きくなる。
性ビニル系ポリマーを用いる場合は、カーボンブラック
粒子の表面にポリマーがグラフトしていないので、カー
ボンブラックの分散性に欠け、ＰＴＣ素子本体内部の抵
抗値のばらつきが大きくなる。
【０００９】従って、厚膜形ＰＴＣ素子を構成するＰＴ
Ｃ組成物の高分子物質としては、非結晶性ビニル系ポリ
マーが用いられている。
Ｃ組成物の高分子物質としては、非結晶性ビニル系ポリ
マーが用いられている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上記ＰＴＣ組成物から
なるＰＴＣ素子では、ＰＴＣ組成物の高分子物質のガラ
ス転移点温度Ｔg に対応する電圧Ｖp 以上の電圧を印加
した場合、デバイス温度が一定で、限流特性が急峻でか
つ限流能力の大きいことが望しい。そこで、ＰＴＣ素子
の抵抗温度特性での抵抗値の立ち上がり、すなわちＰＴ
Ｃ特性の立ち上がりが急峻であり、抵抗値の増加率とし
て表現されるＰＴＣ特性の大きさが大きいことが必要と
される。
なるＰＴＣ素子では、ＰＴＣ組成物の高分子物質のガラ
ス転移点温度Ｔg に対応する電圧Ｖp 以上の電圧を印加
した場合、デバイス温度が一定で、限流特性が急峻でか
つ限流能力の大きいことが望しい。そこで、ＰＴＣ素子
の抵抗温度特性での抵抗値の立ち上がり、すなわちＰＴ
Ｃ特性の立ち上がりが急峻であり、抵抗値の増加率とし
て表現されるＰＴＣ特性の大きさが大きいことが必要と
される。
【００１１】ところが、非結晶性ビニル系ポリマーをＰ
ＴＣ組成物として用いた上記厚膜形ＰＴＣ素子は、ＰＴ
Ｃ特性が非結晶性高分子物質の硬化物のガラス転移点温
度で発現するため、ＰＴＣ特性の立ち上がりが鈍く、Ｐ
ＴＣ特性が小さい傾向がある。また、抵抗値が大きいの
でＰＴＣ素子の小型化を難しくしている。
ＴＣ組成物として用いた上記厚膜形ＰＴＣ素子は、ＰＴ
Ｃ特性が非結晶性高分子物質の硬化物のガラス転移点温
度で発現するため、ＰＴＣ特性の立ち上がりが鈍く、Ｐ
ＴＣ特性が小さい傾向がある。また、抵抗値が大きいの
でＰＴＣ素子の小型化を難しくしている。
【００１２】本発明の目的は、上記問題点に鑑みなされ
たもので、厚膜に形成でき、ＰＴＣ素子に作製したとき
のＰＴＣ特性に優れたＰＴＣ組成物を提供することにあ
る。
たもので、厚膜に形成でき、ＰＴＣ素子に作製したとき
のＰＴＣ特性に優れたＰＴＣ組成物を提供することにあ
る。
【００１３】
【課題を解決するための手段】請求項１記載のＰＴＣ組
成物は、導電性粒子に結晶性高分子物質が溶液重合によ
りグラフトされたものである。
成物は、導電性粒子に結晶性高分子物質が溶液重合によ
りグラフトされたものである。
【００１４】請求項２記載のＰＴＣ組成物は、請求項１
記載のＰＴＣ組成物において、前記結晶性高分子物質は
分子の両末端および分子内部の少なくとも一ヵ所に官能
基を有し、前記導電性粒子にグラフトされた前記結晶性
高分子物質は、前記結晶性高分子物質の官能基と化学結
合する官能基を有する架橋剤を用いた化学架橋および放
射線架橋の少なくとも一方により架橋されたものであ
る。
記載のＰＴＣ組成物において、前記結晶性高分子物質は
分子の両末端および分子内部の少なくとも一ヵ所に官能
基を有し、前記導電性粒子にグラフトされた前記結晶性
高分子物質は、前記結晶性高分子物質の官能基と化学結
合する官能基を有する架橋剤を用いた化学架橋および放
射線架橋の少なくとも一方により架橋されたものであ
る。
【００１５】
【作用】請求項１記載のＰＴＣ組成物は、導電性粒子に
結晶性高分子物質が溶液重合によりグラフトされている
ので、このＰＴＣ組成物でＰＴＣ素子を作製した場合、
ＰＴＣ素子の温度が結晶性高分子物質の結晶融点に達し
た時に体積増加が著しくなりＰＴＣ特性が発現する。ま
た、この体積増加は、非結晶性高分子物質のガラス転移
点温度での体積増加よりも著しいので、ＰＴＣ特性の立
ち上がりは急峻になり、ＰＴＣ特性は大きくなる。
結晶性高分子物質が溶液重合によりグラフトされている
ので、このＰＴＣ組成物でＰＴＣ素子を作製した場合、
ＰＴＣ素子の温度が結晶性高分子物質の結晶融点に達し
た時に体積増加が著しくなりＰＴＣ特性が発現する。ま
た、この体積増加は、非結晶性高分子物質のガラス転移
点温度での体積増加よりも著しいので、ＰＴＣ特性の立
ち上がりは急峻になり、ＰＴＣ特性は大きくなる。
【００１６】請求項２記載のＰＴＣ組成物は、請求項１
記載において、前記結晶性高分子物質は分子の両末端お
よび分子内部の少なくとも一ヵ所に官能基を有し、前記
導電性粒子の表面にグラフトされた結晶性高分子物質
は、この結晶性高分子物質の官能基と化学結合する官能
基を有する架橋剤を用いた化学架橋および放射線架橋の
少なくとも一方により架橋されているので、このＰＴＣ
組成物でＰＴＣ素子を作製した場合、ＰＴＣ素子の温度
が結晶性高分子物質の結晶融点に達した時に体積増加が
著しくなりＰＴＣ特性が発現する。また、この体積増加
は、非結晶性高分子物質のガラス転移点温度での体積増
加よりも著しいので、ＰＴＣ特性の立ち上がりは急峻に
なり、ＰＴＣ特性は大きくなる。さらに、結晶性高分子
物質は架橋しているので、ＰＴＣ素子の温度が前記結晶
融点以上の温度に達した場合にＰＴＣ素子の融解を防
ぐ。
記載において、前記結晶性高分子物質は分子の両末端お
よび分子内部の少なくとも一ヵ所に官能基を有し、前記
導電性粒子の表面にグラフトされた結晶性高分子物質
は、この結晶性高分子物質の官能基と化学結合する官能
基を有する架橋剤を用いた化学架橋および放射線架橋の
少なくとも一方により架橋されているので、このＰＴＣ
組成物でＰＴＣ素子を作製した場合、ＰＴＣ素子の温度
が結晶性高分子物質の結晶融点に達した時に体積増加が
著しくなりＰＴＣ特性が発現する。また、この体積増加
は、非結晶性高分子物質のガラス転移点温度での体積増
加よりも著しいので、ＰＴＣ特性の立ち上がりは急峻に
なり、ＰＴＣ特性は大きくなる。さらに、結晶性高分子
物質は架橋しているので、ＰＴＣ素子の温度が前記結晶
融点以上の温度に達した場合にＰＴＣ素子の融解を防
ぐ。
【００１７】
【実施例】本発明のＰＴＣ組成物の実施例を図面に基づ
き説明する。
き説明する。
【００１８】図１において、５は厚膜形ＰＴＣ素子で、
この厚膜形ＰＴＣ素子５は、一対の電極１が形成された
基板２にＰＴＣ組成物を塗布形成したＰＴＣ素子本体３
が形成され、各電極１にそれぞれリード端子４が接続さ
れた構造が採られている。
この厚膜形ＰＴＣ素子５は、一対の電極１が形成された
基板２にＰＴＣ組成物を塗布形成したＰＴＣ素子本体３
が形成され、各電極１にそれぞれリード端子４が接続さ
れた構造が採られている。
【００１９】前記ＰＴＣ組成物は、結晶性高分子物質に
導電性粒子を分散させてなるもので、結晶性高分子物質
は、分子の両末端および分子内部の少なくとも一ヵ所に
官能基を有している。また、導電性粒子としては、カー
ボンブラック、グラファイト、金属粒子のうちから少な
くとも１種類が選択される。そして、前記結晶性高分子
物質は導電性粒子の表面に溶液重合によりグラフトされ
る。
導電性粒子を分散させてなるもので、結晶性高分子物質
は、分子の両末端および分子内部の少なくとも一ヵ所に
官能基を有している。また、導電性粒子としては、カー
ボンブラック、グラファイト、金属粒子のうちから少な
くとも１種類が選択される。そして、前記結晶性高分子
物質は導電性粒子の表面に溶液重合によりグラフトされ
る。
【００２０】さらに、導電性粒子の表面にグラフトされ
た結晶性高分子物質を架橋する。この結晶性高分子物質
の架橋は、架橋剤を用いた化学架橋ないし放射線架橋に
よって行われる。そして、化学架橋を行う場合の架橋剤
は、前記結晶性高分子物質の官能基と化学結合する官能
基を有し、官能基として、エポキシ基、イソシアネート
基、ビニル基、水酸基、アミノ基、カルボキシル基、お
よび酸無水物基のうち少なくとも１種類を有している。
た結晶性高分子物質を架橋する。この結晶性高分子物質
の架橋は、架橋剤を用いた化学架橋ないし放射線架橋に
よって行われる。そして、化学架橋を行う場合の架橋剤
は、前記結晶性高分子物質の官能基と化学結合する官能
基を有し、官能基として、エポキシ基、イソシアネート
基、ビニル基、水酸基、アミノ基、カルボキシル基、お
よび酸無水物基のうち少なくとも１種類を有している。
【００２１】実施例１ 導電性粒子としてカーボンブラック（旭カーボン株式会
社製、＃６０Ｈ、以下ＣＢと略す）３ｇと、結晶性高分
子物質としてポリエチレングリコール（純正化学株式会
社製、ＰＥＧ−６０００、以下ＰＥＧと略す）１２ｇ
と、ＣＢ表面へ結晶性高分子物質をグラフトさせるため
のグラフト化助剤としてアゾ化合物である4,4'-Azobis
(4-cyanopentanoic acid)（和光純薬工業株式会社製、
以下ＡＣＰＡと略す）０．５６ｇと、触媒としてN,N'-D
icyclohexylcarbodiimide （純正化学株式会社製、以下
ＤＣＣと略す）２．０６ｇと、溶剤としてテトラヒドロ
フラン（純正化学株式会社製、以下ＴＨＦと略す）２０
mlとを混合し、溶液重合として攪拌しながら温度７０℃
で４８時間反応させた。
社製、＃６０Ｈ、以下ＣＢと略す）３ｇと、結晶性高分
子物質としてポリエチレングリコール（純正化学株式会
社製、ＰＥＧ−６０００、以下ＰＥＧと略す）１２ｇ
と、ＣＢ表面へ結晶性高分子物質をグラフトさせるため
のグラフト化助剤としてアゾ化合物である4,4'-Azobis
(4-cyanopentanoic acid)（和光純薬工業株式会社製、
以下ＡＣＰＡと略す）０．５６ｇと、触媒としてN,N'-D
icyclohexylcarbodiimide （純正化学株式会社製、以下
ＤＣＣと略す）２．０６ｇと、溶剤としてテトラヒドロ
フラン（純正化学株式会社製、以下ＴＨＦと略す）２０
mlとを混合し、溶液重合として攪拌しながら温度７０℃
で４８時間反応させた。
【００２２】ＣＢ表面へのＰＥＧのグラフト化は以下の
ように説明される。
ように説明される。
【００２３】ＰＥＧは式で示されるように、主鎖中の
−（ＣＨ2 ＣＨ2 Ｏ）n −が結晶化されており、主鎖の
両末端に官能基として水酸基（−ＯＨ）を有している。
−（ＣＨ2 ＣＨ2 Ｏ）n −が結晶化されており、主鎖の
両末端に官能基として水酸基（−ＯＨ）を有している。
【００２４】 ＰＥＧ ： ＨＯ−（ＣＨ2 ＣＨ2 Ｏ）n −Ｈ ・・・ さらに、グラフト化は次の（１）または（２）のように
進行するが、実際には（１）と（２）との反応が同時に
進行すると推定される。
進行するが、実際には（１）と（２）との反応が同時に
進行すると推定される。
【００２５】（１）ＣＢ表面へのカルボキシル基（−Ｃ
ＯＯＨ）の導入が優先される場合
ＯＯＨ）の導入が優先される場合
【００２６】
【化１】
【００２７】（２）ＡＣＰＡとＰＥＧとの反応が優先さ
れる場合
れる場合
【００２８】
【化２】
【００２９】上記（１）および（２）の反応によりＣＢ
表面に結晶性高分子物質であるＰＥＧがグラフトする。
表面に結晶性高分子物質であるＰＥＧがグラフトする。
【００３０】また、ＣＢ表面にグラフトした高分子物質
の割合としてグラフト率が表され、例えばＣＢ１ｇに高
分子が１ｇグラフトした場合のグラフト率は１００％に
なる。そこで、ソックスレー抽出器を用い、反応生成中
のグラフトしていない高分子物質を分離した後グラフト
した高分子物質量を測定すると、前記ＣＢとＰＥＧとの
場合のグラフト率は２６％であった。
の割合としてグラフト率が表され、例えばＣＢ１ｇに高
分子が１ｇグラフトした場合のグラフト率は１００％に
なる。そこで、ソックスレー抽出器を用い、反応生成中
のグラフトしていない高分子物質を分離した後グラフト
した高分子物質量を測定すると、前記ＣＢとＰＥＧとの
場合のグラフト率は２６％であった。
【００３１】次に前記反応生成物を室温に戻した後、架
橋剤としてヘキサメチレンジイソシアネート（日本ポリ
ウレタン工業株式会社製、コロネート２５１３、以下Ｈ
ＩＤと略す）０．０７５ｇを添加し攪拌した。
橋剤としてヘキサメチレンジイソシアネート（日本ポリ
ウレタン工業株式会社製、コロネート２５１３、以下Ｈ
ＩＤと略す）０．０７５ｇを添加し攪拌した。
【００３２】ＨＤＩは、式で示されるように、官能基
としてイソシアネート基（−Ｎ＝Ｃ＝Ｏ）を有してお
り、このイソシアネート基はＰＥＧの水酸基と化学結合
する能力を持つ。
としてイソシアネート基（−Ｎ＝Ｃ＝Ｏ）を有してお
り、このイソシアネート基はＰＥＧの水酸基と化学結合
する能力を持つ。
【００３３】 ＨＤＩ ： Ｏ＝Ｃ＝Ｎ−（ＣＨ2 ）6 −Ｎ＝Ｃ＝Ｏ ・・・ そして、前記架橋剤を添加した前記反応生成物を図１に
示す対をなす電極１が形成された基板２に塗布した後、
温度１００℃、１時間加熱することによって、ＰＥＧの
水酸基と架橋剤のイソシアネート基とが化学結合され、
架橋構造を持ったＰＴＣ組成物が得られる。このＰＴＣ
組成物において、架橋剤を含む高分子物質に対するＣＢ
含有率は約２５％であった。
示す対をなす電極１が形成された基板２に塗布した後、
温度１００℃、１時間加熱することによって、ＰＥＧの
水酸基と架橋剤のイソシアネート基とが化学結合され、
架橋構造を持ったＰＴＣ組成物が得られる。このＰＴＣ
組成物において、架橋剤を含む高分子物質に対するＣＢ
含有率は約２５％であった。
【００３４】このようにして得られたＰＴＣ組成物にて
ＰＴＣ素子本体３を形成してＰＴＣ素子５を形成する。
そして、このＰＴＣ素子５の室温での抵抗値は約１００
Ωであった。さらに、このＰＴＣ素子５の抵抗温度特性
を図３に示すと、ＰＴＣ特性はＰＥＧの結晶融点である
約６２℃で発現しており、発現の仕方は急峻である。ま
た、ＰＴＣ特性の大きさ（Height of PTC 、以下Ｈp と
略す）は約３である。
ＰＴＣ素子本体３を形成してＰＴＣ素子５を形成する。
そして、このＰＴＣ素子５の室温での抵抗値は約１００
Ωであった。さらに、このＰＴＣ素子５の抵抗温度特性
を図３に示すと、ＰＴＣ特性はＰＥＧの結晶融点である
約６２℃で発現しており、発現の仕方は急峻である。ま
た、ＰＴＣ特性の大きさ（Height of PTC 、以下Ｈp と
略す）は約３である。
【００３５】なお、Ｈp は次に示す式で求められる。
【００３６】 Ｈp ＝log(Ｒ peak ／Ｒ0 ） ・・・ Ｒ peak ：最大抵抗値 Ｒ0 ：室温での抵抗値 実施例２ 導電性粒子として前記実施例１と同様のＣＢ ３ｇと、
結晶性高分子物質としてケン化エチレン酢酸ビニル共重
合体（武田薬品工業株式会社製、デュミランＲ、以下部
分ケン化ＥＶＡと略す）１０ｇと、ＣＢ表面へ結晶性高
分子物質をグラフトさせるためのグラフト化助剤として
アゾ化合物である2,2'-Azobis-2-cyano-n-propanol（純
正化学株式会社製、以下ＡＣＰと略す）０．３３ｇと、
触媒としてＤＣＣ ０．３８ｇと、溶剤としてＴＨＦ
２０mlとを混合し、攪拌しながら温度７０℃で４８時間
反応させた。
結晶性高分子物質としてケン化エチレン酢酸ビニル共重
合体（武田薬品工業株式会社製、デュミランＲ、以下部
分ケン化ＥＶＡと略す）１０ｇと、ＣＢ表面へ結晶性高
分子物質をグラフトさせるためのグラフト化助剤として
アゾ化合物である2,2'-Azobis-2-cyano-n-propanol（純
正化学株式会社製、以下ＡＣＰと略す）０．３３ｇと、
触媒としてＤＣＣ ０．３８ｇと、溶剤としてＴＨＦ
２０mlとを混合し、攪拌しながら温度７０℃で４８時間
反応させた。
【００３７】ＣＢ表面への部分ケン化ＥＶＡのグラフト
化は以下のように説明される。
化は以下のように説明される。
【００３８】部分ケン化ＥＶＡはの化学式で示される
ように、主鎖中の −（ＣＨ2 ＣＨ2 ）n −が結晶化さ
れており、官能基として主鎖の両末端にカルボキシル
基、分子内に水酸基を有している。
ように、主鎖中の −（ＣＨ2 ＣＨ2 ）n −が結晶化さ
れており、官能基として主鎖の両末端にカルボキシル
基、分子内に水酸基を有している。
【００３９】部分ケン化ＥＶＡ：
【００４０】
【化３】
【００４１】グラフト化は前記実施例１と略近似した反
応で進行し、ＣＢ表面に結晶性高分子物質である部分ケ
ン化ＥＶＡがグラフトする。また、グラフト率は２６％
であった。
応で進行し、ＣＢ表面に結晶性高分子物質である部分ケ
ン化ＥＶＡがグラフトする。また、グラフト率は２６％
であった。
【００４２】次に前記反応生成物を室温に戻した後、実
施例１と同様の架橋剤としてＨＩＤ０．０６５ｇを添加
し攪拌した。
施例１と同様の架橋剤としてＨＩＤ０．０６５ｇを添加
し攪拌した。
【００４３】そして、前記架橋剤を添加した前記反応生
成物を図１に示す対をなす電極１が形成された基板２に
塗布した後、温度１００℃、１時間加熱することによっ
て、部分ケン化ＥＶＡのカルボキシル基および水酸基と
架橋剤のイソシアネート基とが化学結合され、架橋構造
を持ったＰＴＣ組成物が得られる。このＰＴＣ組成物に
おいて、架橋剤を含む高分子物質に対するＣＢ含有率は
約３０％であった。
成物を図１に示す対をなす電極１が形成された基板２に
塗布した後、温度１００℃、１時間加熱することによっ
て、部分ケン化ＥＶＡのカルボキシル基および水酸基と
架橋剤のイソシアネート基とが化学結合され、架橋構造
を持ったＰＴＣ組成物が得られる。このＰＴＣ組成物に
おいて、架橋剤を含む高分子物質に対するＣＢ含有率は
約３０％であった。
【００４４】このようにして得られたＰＴＣ組成物にて
ＰＴＣ素子本体３を形成してＰＴＣ素子５を形成する。
そして、このＰＴＣ素子５の室温での抵抗値は約１００
Ωであった。さらに、このＰＴＣ素子５の抵抗温度特性
を図３に示すと、ＰＴＣ特性は部分ケン化ＥＶＡの結晶
融点である約１０６℃で発現しており、発現の仕方は急
峻である。また、Ｈp は約３である。
ＰＴＣ素子本体３を形成してＰＴＣ素子５を形成する。
そして、このＰＴＣ素子５の室温での抵抗値は約１００
Ωであった。さらに、このＰＴＣ素子５の抵抗温度特性
を図３に示すと、ＰＴＣ特性は部分ケン化ＥＶＡの結晶
融点である約１０６℃で発現しており、発現の仕方は急
峻である。また、Ｈp は約３である。
【００４５】比較例１ 導電性粒子として前記各実施例と同様のＣＢ３０ｇと、
第１のモノマーとしてアクリル酸（純正化学株式会社
製、以下ＡＡと略す）１．８ｇと、第２のモノマーとし
てメタクリル酸オクチル（純正化学株式会社製、以下Ｏ
ＭＡと略す）４１．７ｇと、重合開始剤として２，２´
−アゾビスイソブチロニトリル（純正化学株式会社製、
以下ＡＩＢＮと略す）１．８ｇと、第１の溶剤としてジ
メチルホルムアミド（純正化学株式会社製、以下ＤＭＦ
と略す）１００ccと、第２の溶剤としてメチルイソブチ
ルケトン（純正化学株式会社製、以下ＭＩＢＫと略す）
１００ccとを混合し、攪拌しながら温度９５℃で８時間
反応させた。
第１のモノマーとしてアクリル酸（純正化学株式会社
製、以下ＡＡと略す）１．８ｇと、第２のモノマーとし
てメタクリル酸オクチル（純正化学株式会社製、以下Ｏ
ＭＡと略す）４１．７ｇと、重合開始剤として２，２´
−アゾビスイソブチロニトリル（純正化学株式会社製、
以下ＡＩＢＮと略す）１．８ｇと、第１の溶剤としてジ
メチルホルムアミド（純正化学株式会社製、以下ＤＭＦ
と略す）１００ccと、第２の溶剤としてメチルイソブチ
ルケトン（純正化学株式会社製、以下ＭＩＢＫと略す）
１００ccとを混合し、攪拌しながら温度９５℃で８時間
反応させた。
【００４６】ＡＡとＯＭＡとはコポリマーとなってＣＢ
表面にグラフトするが、そのコポリマーは非結晶性高分
子物質である。
表面にグラフトするが、そのコポリマーは非結晶性高分
子物質である。
【００４７】次に前記反応生成物を室温に戻した後、架
橋剤としてエポキシ樹脂（油化シェルエポキシ株式会社
製、エピコート８２８、以下ＥＰと略す）４．７５ｇを
添加した。
橋剤としてエポキシ樹脂（油化シェルエポキシ株式会社
製、エピコート８２８、以下ＥＰと略す）４．７５ｇを
添加した。
【００４８】そして、前記架橋剤を添加した前記反応生
成物を対をなす電極が形成された基板に塗布した後、温
度７０℃で２時間、さらに温度１５０℃で２時間、さら
に温度１８０℃で１時間加熱することによって、ＡＡの
カルボキシル基とＥＰのエポキシ基とが化学結合され、
架橋構造を持ったＰＴＣ組成物が得られる。このＰＴＣ
組成物に対し、架橋剤を含む高分子物質に対するＣＢ含
有率は約６２％であった。
成物を対をなす電極が形成された基板に塗布した後、温
度７０℃で２時間、さらに温度１５０℃で２時間、さら
に温度１８０℃で１時間加熱することによって、ＡＡの
カルボキシル基とＥＰのエポキシ基とが化学結合され、
架橋構造を持ったＰＴＣ組成物が得られる。このＰＴＣ
組成物に対し、架橋剤を含む高分子物質に対するＣＢ含
有率は約６２％であった。
【００４９】このようにして得られたＰＴＣ組成物にて
ＰＴＣ素子本体を形成してＰＴＣ素子を形成する。そし
て、このＰＴＣ素子の室温での抵抗値は約１００Ωであ
った。さらに、このＰＴＣ素子の抵抗温度特性を図３に
示すと、ＰＴＣ特性はＰＴＣ組成物のガラス転移点温度
である約１０４℃付近で発現し、発現の仕方は鈍い。ま
た、Ｈp は約０．７である。なお、Ｈp を求める際のＲ
peak は、ＰＴＣ組成物の耐熱性を考慮して温度１５０
℃での抵抗値とした。
ＰＴＣ素子本体を形成してＰＴＣ素子を形成する。そし
て、このＰＴＣ素子の室温での抵抗値は約１００Ωであ
った。さらに、このＰＴＣ素子の抵抗温度特性を図３に
示すと、ＰＴＣ特性はＰＴＣ組成物のガラス転移点温度
である約１０４℃付近で発現し、発現の仕方は鈍い。ま
た、Ｈp は約０．７である。なお、Ｈp を求める際のＲ
peak は、ＰＴＣ組成物の耐熱性を考慮して温度１５０
℃での抵抗値とした。
【００５０】上記各実施例および比較例のＰＴＣ特性の
立ち上がりおよびＨpを表１にまとめる。
立ち上がりおよびＨpを表１にまとめる。
【００５１】
【表１】
【００５２】この表１によれば、導電性粒子の表面に結
晶性高分子物質を溶液重合によりグラフトさせ、さらに
架橋剤によって架橋されたＰＴＣ組成物にてＰＴＣ素子
本体を形成することによって、ＰＴＣ素子のＰＴＣ特性
の立ち上がりが急峻になり、ＰＴＣ特性を大きくするこ
とができる。
晶性高分子物質を溶液重合によりグラフトさせ、さらに
架橋剤によって架橋されたＰＴＣ組成物にてＰＴＣ素子
本体を形成することによって、ＰＴＣ素子のＰＴＣ特性
の立ち上がりが急峻になり、ＰＴＣ特性を大きくするこ
とができる。
【００５３】また、抵抗値に関しては、同じ抵抗値を得
るために、比較例１よりも実施例１、２の方がＣＢの量
を少なくすることができる。従って、ＰＴＣ素子の低抵
抗化を可能にすることができる。
るために、比較例１よりも実施例１、２の方がＣＢの量
を少なくすることができる。従って、ＰＴＣ素子の低抵
抗化を可能にすることができる。
【００５４】なお、前記各実施例において、結晶融点が
約６２℃ないし約１０６℃の結晶性高分子物質を用いた
が、これらの温度よりも結晶融点がさらに高温の結晶性
高分子物質を用いても同様の効果がある。
約６２℃ないし約１０６℃の結晶性高分子物質を用いた
が、これらの温度よりも結晶融点がさらに高温の結晶性
高分子物質を用いても同様の効果がある。
【００５５】
【発明の効果】請求項１記載のＰＴＣ組成物によれば、
導電性粒子に結晶性高分子物質が溶液重合によりグラフ
トされているので、このＰＴＣ組成物にてＰＴＣ素子を
作製した場合、ＰＴＣ素子の温度が結晶性高分子物質の
結晶融点に達した時に体積増加が著しくなってＰＴＣ特
性が発現し、このＰＴＣ特性の立ち上がりを急峻にで
き、ＰＴＣ特性を大きくすることができる。また、前記
ＰＴＣ組成物は、溶液重合により作製されているので基
板に印刷ができ、厚膜化できる。
導電性粒子に結晶性高分子物質が溶液重合によりグラフ
トされているので、このＰＴＣ組成物にてＰＴＣ素子を
作製した場合、ＰＴＣ素子の温度が結晶性高分子物質の
結晶融点に達した時に体積増加が著しくなってＰＴＣ特
性が発現し、このＰＴＣ特性の立ち上がりを急峻にで
き、ＰＴＣ特性を大きくすることができる。また、前記
ＰＴＣ組成物は、溶液重合により作製されているので基
板に印刷ができ、厚膜化できる。
【００５６】請求項２記載のＰＴＣ組成物によれば、請
求項１記載において、導電性粒子の表面にグラフトされ
る結晶性高分子物質は、分子の両末端および分子内部の
少なくとも一ヵ所に官能基を有し、この結晶性高分子物
質の官能基と化学結合する官能基を有する架橋剤を用い
た化学架橋および放射線架橋の少なくとも一方により架
橋されているので、このＰＴＣ組成物でＰＴＣ素子を作
製した場合、ＰＴＣ素子の温度が結晶性高分子物質の結
晶融点に達した時の体積増加が著しくなってＰＴＣ特性
が発現し、このＰＴＣ特性の立ち上がりを急峻にでき、
ＰＴＣ特性を大きくすることができる。さらに、結晶性
高分子物質は架橋しているので、ＰＴＣ素子の温度が前
記結晶融点以上の温度に達した場合にＰＴＣ素子の融解
を防ぐことができる。
求項１記載において、導電性粒子の表面にグラフトされ
る結晶性高分子物質は、分子の両末端および分子内部の
少なくとも一ヵ所に官能基を有し、この結晶性高分子物
質の官能基と化学結合する官能基を有する架橋剤を用い
た化学架橋および放射線架橋の少なくとも一方により架
橋されているので、このＰＴＣ組成物でＰＴＣ素子を作
製した場合、ＰＴＣ素子の温度が結晶性高分子物質の結
晶融点に達した時の体積増加が著しくなってＰＴＣ特性
が発現し、このＰＴＣ特性の立ち上がりを急峻にでき、
ＰＴＣ特性を大きくすることができる。さらに、結晶性
高分子物質は架橋しているので、ＰＴＣ素子の温度が前
記結晶融点以上の温度に達した場合にＰＴＣ素子の融解
を防ぐことができる。
【図１】本発明のＰＴＣ組成物からなるＰＴＣ素子の一
実施例を示す上面図である。
実施例を示す上面図である。
【図２】同上断面図である。
【図３】本発明の実施例１、２、比較例１の抵抗温度特
性を示すグラフである。
性を示すグラフである。
【図４】従来のＰＴＣ素子の抵抗温度特性を示すグラフ
である。
である。
Claims (2)
- 【請求項１】 導電性粒子に結晶性高分子物質が溶液重
合によりグラフトされたことを特徴とするＰＴＣ組成
物。 - 【請求項２】 前記結晶性高分子物質は分子の両末端お
よび分子内部の少なくとも一ヵ所に官能基を有し、 前記導電性粒子にグラフトされた前記結晶性高分子物質
は、この結晶性高分子物質の官能基と化学結合する官能
基を有する架橋剤を用いた化学架橋および放射線架橋の
少なくとも一方により架橋されたことを特徴とする請求
項１記載のＰＴＣ組成物。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3247706A JPH0590009A (ja) | 1991-09-26 | 1991-09-26 | Ｐｔｃ組成物 |
| US07/944,974 US5374379A (en) | 1991-09-26 | 1992-09-15 | PTC composition and manufacturing method therefor |
| EP92308633A EP0534721B1 (en) | 1991-09-26 | 1992-09-23 | PTC composition |
| DE69225104T DE69225104T2 (de) | 1991-09-26 | 1992-09-23 | PCT-Zusammensetzung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3247706A JPH0590009A (ja) | 1991-09-26 | 1991-09-26 | Ｐｔｃ組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0590009A true JPH0590009A (ja) | 1993-04-09 |
Family
ID=17167454
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3247706A Pending JPH0590009A (ja) | 1991-09-26 | 1991-09-26 | Ｐｔｃ組成物 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5374379A (ja) |
| EP (1) | EP0534721B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0590009A (ja) |
| DE (1) | DE69225104T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100442022B1 (ko) * | 1996-05-21 | 2004-10-14 | 타이코 엘렉트로닉스 로지스틱스 아게 | 화학적으로그래프팅된전기장치 |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT1267672B1 (it) * | 1994-01-17 | 1997-02-07 | Hydor Srl | Composto resistivo termosensibile, suo metodo di realizzazione ed uso |
| US5691689A (en) * | 1995-08-11 | 1997-11-25 | Eaton Corporation | Electrical circuit protection devices comprising PTC conductive liquid crystal polymer compositions |
| US6059997A (en) * | 1995-09-29 | 2000-05-09 | Littlelfuse, Inc. | Polymeric PTC compositions |
| US6023403A (en) * | 1996-05-03 | 2000-02-08 | Littlefuse, Inc. | Surface mountable electrical device comprising a PTC and fusible element |
| US6282072B1 (en) | 1998-02-24 | 2001-08-28 | Littelfuse, Inc. | Electrical devices having a polymer PTC array |
| US6582647B1 (en) | 1998-10-01 | 2003-06-24 | Littelfuse, Inc. | Method for heat treating PTC devices |
| US5963121A (en) * | 1998-11-11 | 1999-10-05 | Ferro Corporation | Resettable fuse |
| US6628498B2 (en) | 2000-08-28 | 2003-09-30 | Steven J. Whitney | Integrated electrostatic discharge and overcurrent device |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4658121A (en) * | 1975-08-04 | 1987-04-14 | Raychem Corporation | Self regulating heating device employing positive temperature coefficient of resistance compositions |
| US4560498A (en) * | 1975-08-04 | 1985-12-24 | Raychem Corporation | Positive temperature coefficient of resistance compositions |
| US4188276A (en) * | 1975-08-04 | 1980-02-12 | Raychem Corporation | Voltage stable positive temperature coefficient of resistance crosslinked compositions |
| US4775778A (en) * | 1976-10-15 | 1988-10-04 | Raychem Corporation | PTC compositions and devices comprising them |
| US4534889A (en) * | 1976-10-15 | 1985-08-13 | Raychem Corporation | PTC Compositions and devices comprising them |
| US4545926A (en) * | 1980-04-21 | 1985-10-08 | Raychem Corporation | Conductive polymer compositions and devices |
| JPS58179241A (ja) * | 1982-04-14 | 1983-10-20 | Toray Ind Inc | 導電性熱可塑性樹脂発泡体 |
| JPS6076552A (ja) * | 1984-08-30 | 1985-05-01 | Tokuyama Sekisui Kogyo Kk | 導電性樹脂組成物 |
| JPS61123665A (ja) * | 1984-11-19 | 1986-06-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 導電性樹脂組成物の製造方法 |
| US4880577A (en) * | 1987-07-24 | 1989-11-14 | Daito Communication Apparatus Co., Ltd. | Process for producing self-restoring over-current protective device by grafting method |
| JP2810740B2 (ja) * | 1989-12-27 | 1998-10-15 | 大東通信機株式会社 | グラフト化法によるｐｔｃ組成物 |
| JPH0688350B2 (ja) * | 1990-01-12 | 1994-11-09 | 出光興産株式会社 | 正温度係数特性成形体の製造方法 |
| JPH04167501A (ja) * | 1990-10-31 | 1992-06-15 | Daito Tsushinki Kk | Ｐｔｃ素子 |
-
1991
- 1991-09-26 JP JP3247706A patent/JPH0590009A/ja active Pending
-
1992
- 1992-09-15 US US07/944,974 patent/US5374379A/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-09-23 EP EP92308633A patent/EP0534721B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-09-23 DE DE69225104T patent/DE69225104T2/de not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100442022B1 (ko) * | 1996-05-21 | 2004-10-14 | 타이코 엘렉트로닉스 로지스틱스 아게 | 화학적으로그래프팅된전기장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0534721A3 (en) | 1994-05-25 |
| DE69225104D1 (de) | 1998-05-20 |
| EP0534721A2 (en) | 1993-03-31 |
| US5374379A (en) | 1994-12-20 |
| DE69225104T2 (de) | 1998-11-19 |
| EP0534721B1 (en) | 1998-04-15 |
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