JPH11168005A - 有機質正特性サーミスタ - Google Patents
有機質正特性サーミスタInfo
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- JPH11168005A JPH11168005A JP9350108A JP35010897A JPH11168005A JP H11168005 A JPH11168005 A JP H11168005A JP 9350108 A JP9350108 A JP 9350108A JP 35010897 A JP35010897 A JP 35010897A JP H11168005 A JPH11168005 A JP H11168005A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resistance
- temperature
- organic compound
- low molecular
- conductive particles
- Prior art date
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- Granted
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
- G01K7/16—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements
- G01K7/22—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a non-linear resistance, e.g. thermistor
- G01K7/223—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a non-linear resistance, e.g. thermistor characterised by the shape of the resistive element
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01C—RESISTORS
- H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
- H01C7/02—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having positive temperature coefficient
- H01C7/027—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having positive temperature coefficient consisting of conducting or semi-conducting material dispersed in a non-conductive organic material
Abstract
(57)【要約】
【課題】 温度−抵抗曲線のヒステリシスが小さく、動
作温度の調整が容易であり、しかも充分低い室温抵抗が
得られ、動作時と非動作時の抵抗変化率の大きい有機質
正特性サーミスタを提供する。 【解決手段】 熱可塑性高分子マトリックス、低分子有
機化合物、およびスパイク状の突起を有する導電性粒子
を含む有機質正特性サーミスタを得る。
作温度の調整が容易であり、しかも充分低い室温抵抗が
得られ、動作時と非動作時の抵抗変化率の大きい有機質
正特性サーミスタを提供する。 【解決手段】 熱可塑性高分子マトリックス、低分子有
機化合物、およびスパイク状の突起を有する導電性粒子
を含む有機質正特性サーミスタを得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、温度センサーや過
電流保護素子として用いられ、温度上昇とともに抵抗値
が増大するＰＴＣ（positive temperature coefficient
of resistivity）特性を有する有機質正特性サーミス
タに関する。
電流保護素子として用いられ、温度上昇とともに抵抗値
が増大するＰＴＣ（positive temperature coefficient
of resistivity）特性を有する有機質正特性サーミス
タに関する。
【０００２】
【従来の技術】結晶性の高分子に導電性粒子を分散させ
た有機質正特性サーミスタはこの分野では公知であり、
米国特許第３２４３７５３号明細書および同第３３５１
８８２号明細書等に開示されている。抵抗値の増大は、
結晶性高分子が融解に伴い膨張し、導電性微粒子の導電
経路を切断するためと考えられている。
た有機質正特性サーミスタはこの分野では公知であり、
米国特許第３２４３７５３号明細書および同第３３５１
８８２号明細書等に開示されている。抵抗値の増大は、
結晶性高分子が融解に伴い膨張し、導電性微粒子の導電
経路を切断するためと考えられている。
【０００３】有機質正特性サーミスタは、自己制御型発
熱体、過電流保護素子、温度センサー等に利用できる。
これらに要求される特性として、非動作時の室温抵抗が
低いこと、室温抵抗値と動作時の抵抗値の変化率が充分
大きいこと、繰り返し動作による抵抗値の変化が少ない
ことが挙げられる。また、特に温度センサーのような用
途においては、温度−抵抗曲線のヒステリシスが小さい
ことが要求される。
熱体、過電流保護素子、温度センサー等に利用できる。
これらに要求される特性として、非動作時の室温抵抗が
低いこと、室温抵抗値と動作時の抵抗値の変化率が充分
大きいこと、繰り返し動作による抵抗値の変化が少ない
ことが挙げられる。また、特に温度センサーのような用
途においては、温度−抵抗曲線のヒステリシスが小さい
ことが要求される。
【０００４】こうした要求特性を満足させるために、高
分子マトリックス中にワックス等のの低分子有機化合物
を含有させることが提案されている。このような有機質
正特性サーミスタとしては、例えば、ポリイソブチレン
／パラフィンワックス／カーボンブラック系(F.Bueche,
J.Appl.Phys.,44,532,1973)、スチレン−ブタジエンラ
バー／パラフィンワックス／カーボンブラック系(F.Bue
che,J.Polymer Sci.,11,1319,1973)、低密度ポリエチレ
ン／パラフィンワックス／カーボンブラック系(K.Ohe e
t al.,Jpn.J.Appl.Phys.,10,99,1971)がある。また、特
公昭62-16523号、特公平7-109786号、同7-48396号、特
開昭62-51184号、同62-51185号、同62-51186号、同62-5
1187号、特開平1-231284号、同3-132001号、同9-27383
号、同9-69410号の各公報にも低分子有機化合物を使っ
た有機質正特性サーミスタを用いた自己温度制御発熱
体、限流素子等が開示されている。これらの場合は低分
子有機化合物の融解により抵抗値が増大すると考えられ
る。
分子マトリックス中にワックス等のの低分子有機化合物
を含有させることが提案されている。このような有機質
正特性サーミスタとしては、例えば、ポリイソブチレン
／パラフィンワックス／カーボンブラック系(F.Bueche,
J.Appl.Phys.,44,532,1973)、スチレン−ブタジエンラ
バー／パラフィンワックス／カーボンブラック系(F.Bue
che,J.Polymer Sci.,11,1319,1973)、低密度ポリエチレ
ン／パラフィンワックス／カーボンブラック系(K.Ohe e
t al.,Jpn.J.Appl.Phys.,10,99,1971)がある。また、特
公昭62-16523号、特公平7-109786号、同7-48396号、特
開昭62-51184号、同62-51185号、同62-51186号、同62-5
1187号、特開平1-231284号、同3-132001号、同9-27383
号、同9-69410号の各公報にも低分子有機化合物を使っ
た有機質正特性サーミスタを用いた自己温度制御発熱
体、限流素子等が開示されている。これらの場合は低分
子有機化合物の融解により抵抗値が増大すると考えられ
る。
【０００５】したがって、低分子有機化合物を用いると
きの利点は、一般に高分子に比べ結晶化度が高いため、
昇温により抵抗が増大する際の立ち上がりが急峻になる
ことが挙げられる。さらに、高分子は過冷却状態を取り
やすいため、通常昇温時抵抗が増大する温度より降温時
抵抗が減少する温度の方が低くなるようなヒステリシス
を示すが、低分子有機化合物はこのヒステリシスを小さ
く抑えることができる。また、融点の異なる低分子有機
化合物を用いれば、抵抗が増大する温度（動作温度）を
簡単に制御できる。高分子の場合、分子量や結晶化度の
違い、またコモノマーと共重合することによって融点が
変化するが、その際結晶状態の変化を伴うため充分なＰ
ＴＣ特性が得られないことがある。これは特に１００℃
以下に動作温度を設定するときより顕著になる傾向があ
る。
きの利点は、一般に高分子に比べ結晶化度が高いため、
昇温により抵抗が増大する際の立ち上がりが急峻になる
ことが挙げられる。さらに、高分子は過冷却状態を取り
やすいため、通常昇温時抵抗が増大する温度より降温時
抵抗が減少する温度の方が低くなるようなヒステリシス
を示すが、低分子有機化合物はこのヒステリシスを小さ
く抑えることができる。また、融点の異なる低分子有機
化合物を用いれば、抵抗が増大する温度（動作温度）を
簡単に制御できる。高分子の場合、分子量や結晶化度の
違い、またコモノマーと共重合することによって融点が
変化するが、その際結晶状態の変化を伴うため充分なＰ
ＴＣ特性が得られないことがある。これは特に１００℃
以下に動作温度を設定するときより顕著になる傾向があ
る。
【０００６】上記文献の中で、Jpn.J.Appl.Phys.,10,9
9,1971には、比抵抗値（Ω-cm）が１０8倍増加した例が
示されている。しかし、室温での比抵抗値は１０4Ω-cm
で非常に高く、特に過電流保護素子や温度センサーに使
うには実用的ではない。また、他の文献における抵抗値
（Ω）あるいは比抵抗値（Ω-cm）の増加は、いずれも
１０倍以下から１０4倍程度の範囲にあり、室温抵抗も
充分低いものではない。
9,1971には、比抵抗値（Ω-cm）が１０8倍増加した例が
示されている。しかし、室温での比抵抗値は１０4Ω-cm
で非常に高く、特に過電流保護素子や温度センサーに使
うには実用的ではない。また、他の文献における抵抗値
（Ω）あるいは比抵抗値（Ω-cm）の増加は、いずれも
１０倍以下から１０4倍程度の範囲にあり、室温抵抗も
充分低いものではない。
【０００７】一方、上記のものも含め、従来の有機質正
特性サーミスタでは導電性粒子としてカーボンブラック
が多く用いられてきたが、初期抵抗値を下げるためカー
ボンブラックの充填量を多くしたときに充分な抵抗変化
率が得られないという欠点があった。また、一般の金属
粒子を導電性粒子に用いた例もあるが、同じように低い
初期抵抗と大きな抵抗変化率を両立させることは困難で
あった。
特性サーミスタでは導電性粒子としてカーボンブラック
が多く用いられてきたが、初期抵抗値を下げるためカー
ボンブラックの充填量を多くしたときに充分な抵抗変化
率が得られないという欠点があった。また、一般の金属
粒子を導電性粒子に用いた例もあるが、同じように低い
初期抵抗と大きな抵抗変化率を両立させることは困難で
あった。
【０００８】上記の欠点を解決する方法として、スパイ
ク状の突起を有する導電性粒子を用いる方法が特開平５
−４７５０３号公報に開示されている。より具体的に
は、結晶性の高分子としてポリフッ化ビニリデンを用
い、スパイク状の突起を有する導電性粒子としてはスパ
イク状Ｎｉパウダーを用いたものが開示されている。ま
た、米国特許第５３７８４０７号明細書にも、スパイク
状の突起を有するフィラメント形状のＮｉと、ポリオレ
フィン、オレフィン系コポリマー、あるいはフルオロポ
リマーとを用いたものが開示されている。
ク状の突起を有する導電性粒子を用いる方法が特開平５
−４７５０３号公報に開示されている。より具体的に
は、結晶性の高分子としてポリフッ化ビニリデンを用
い、スパイク状の突起を有する導電性粒子としてはスパ
イク状Ｎｉパウダーを用いたものが開示されている。ま
た、米国特許第５３７８４０７号明細書にも、スパイク
状の突起を有するフィラメント形状のＮｉと、ポリオレ
フィン、オレフィン系コポリマー、あるいはフルオロポ
リマーとを用いたものが開示されている。
【０００９】これらのものでは、低い初期抵抗と大きな
抵抗変化を両立させる効果は向上するものの、ヒステリ
シスの点が不充分であり、特に温度センサーのような用
途には適さない。
抵抗変化を両立させる効果は向上するものの、ヒステリ
シスの点が不充分であり、特に温度センサーのような用
途には適さない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、第一
に、温度−抵抗曲線のヒステリシスが小さく、動作温度
の調整が容易であり、しかも充分低い室温抵抗が得ら
れ、動作時と非動作時の抵抗変化率の大きい有機質正特
性サーミスタを提供することである。第二に、これらに
加えて１００℃以下で動作する有機質正特性サーミスタ
を提供することである。
に、温度−抵抗曲線のヒステリシスが小さく、動作温度
の調整が容易であり、しかも充分低い室温抵抗が得ら
れ、動作時と非動作時の抵抗変化率の大きい有機質正特
性サーミスタを提供することである。第二に、これらに
加えて１００℃以下で動作する有機質正特性サーミスタ
を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
の本発明により達成される。 （１） 熱可塑性高分子マトリックス、低分子有機化合
物、およびスパイク状の突起を有する導電性粒子を含む
有機質正特性サーミスタ。 （２） 前記低分子有機化合物の融点が４０℃から１０
０℃である上記（１）の有機質正特性サーミスタ。 （３） 前記スパイク状の突起を有する導電性粒子が鎖
状に連なっている上記（１）または（２）の有機質正特
性サーミスタ。
の本発明により達成される。 （１） 熱可塑性高分子マトリックス、低分子有機化合
物、およびスパイク状の突起を有する導電性粒子を含む
有機質正特性サーミスタ。 （２） 前記低分子有機化合物の融点が４０℃から１０
０℃である上記（１）の有機質正特性サーミスタ。 （３） 前記スパイク状の突起を有する導電性粒子が鎖
状に連なっている上記（１）または（２）の有機質正特
性サーミスタ。
【００１２】
【作用】本発明では、スパイク状の突起を持つ導電性粒
子を用いることで、その形状のためトンネル電流が流れ
やすくなり、球状の導電性粒子と比較して低い初期抵抗
が得られる。また導電性粒子間の間隔が球状のものに比
べ大きいため、動作時には大きな抵抗値が得られる。
子を用いることで、その形状のためトンネル電流が流れ
やすくなり、球状の導電性粒子と比較して低い初期抵抗
が得られる。また導電性粒子間の間隔が球状のものに比
べ大きいため、動作時には大きな抵抗値が得られる。
【００１３】本発明では、低分子有機化合物を含有さ
せ、この低分子有機化合物の融解により温度上昇ととも
に抵抗値が増大するＰＴＣ(positive temperature coef
ficient of resistivity)特性を発現させているので、
高分子マトリックスのみを用いる場合に比べて温度−抵
抗曲線のヒステリシスが小さくなる。また、高分子の融
点変化を利用して動作温度を調整する場合に比べ、融点
の異なる低分子有機化合物を用いることなどにより容易
に動作温度を調整することができる。
せ、この低分子有機化合物の融解により温度上昇ととも
に抵抗値が増大するＰＴＣ(positive temperature coef
ficient of resistivity)特性を発現させているので、
高分子マトリックスのみを用いる場合に比べて温度−抵
抗曲線のヒステリシスが小さくなる。また、高分子の融
点変化を利用して動作温度を調整する場合に比べ、融点
の異なる低分子有機化合物を用いることなどにより容易
に動作温度を調整することができる。
【００１４】なお、特開平５−４７５０３号公報には、
結晶性重合体と、この結晶性重合体に混練したスパイク
状の突起を有する導電性粒子からなることを特徴とする
有機質正特性サーミスタが開示されている。また、米国
特許第5378407号明細書には、スパイク状の突起を有す
るフィラメント状のＮｉと、ポリオレフィン、オレフィ
ン系コポリマー、またはフルオロポリマーからなる導電
性ポリマー組成物が開示されている。しかし、これらに
おいて、本発明と異なり、低分子有機化合物を用いるこ
とは全く示されていない。
結晶性重合体と、この結晶性重合体に混練したスパイク
状の突起を有する導電性粒子からなることを特徴とする
有機質正特性サーミスタが開示されている。また、米国
特許第5378407号明細書には、スパイク状の突起を有す
るフィラメント状のＮｉと、ポリオレフィン、オレフィ
ン系コポリマー、またはフルオロポリマーからなる導電
性ポリマー組成物が開示されている。しかし、これらに
おいて、本発明と異なり、低分子有機化合物を用いるこ
とは全く示されていない。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明の有機質正特性サーミスタは、熱可塑性高
分子マトリックス、低分子有機化合物、スパイク状の突
起を有する導電子粒子を含むものであり、好ましくは低
分子有機化合物を混合した熱可塑性高分子マトリックス
にスパイク状の突起を有する導電性粒子を混練したもの
である。
する。本発明の有機質正特性サーミスタは、熱可塑性高
分子マトリックス、低分子有機化合物、スパイク状の突
起を有する導電子粒子を含むものであり、好ましくは低
分子有機化合物を混合した熱可塑性高分子マトリックス
にスパイク状の突起を有する導電性粒子を混練したもの
である。
【００１６】高分子マトリックスは熱可塑性であれば結
晶性でも非晶性でも用いることができるが、その融点ま
たは軟化点は、動作時の低分子有機化合物の融解による
流動、素体の変形等を防ぐため、低分子有機化合物の融
点よりも高いことが望ましく、好ましくは３０℃以上高
いことが望ましく、より好ましくは３０℃以上１１０℃
以下の温度範囲で高いことが望ましい。また熱可塑性高
分子マトリックスの融点または軟化点は、通常７０〜２
００℃であることが好ましい。
晶性でも非晶性でも用いることができるが、その融点ま
たは軟化点は、動作時の低分子有機化合物の融解による
流動、素体の変形等を防ぐため、低分子有機化合物の融
点よりも高いことが望ましく、好ましくは３０℃以上高
いことが望ましく、より好ましくは３０℃以上１１０℃
以下の温度範囲で高いことが望ましい。また熱可塑性高
分子マトリックスの融点または軟化点は、通常７０〜２
００℃であることが好ましい。
【００１７】低分子有機化合物としては、分子量１００
０程度までの結晶性物質であれば特に制限はないが、常
温（２５℃程度の温度）で固体であるものが好ましい。
０程度までの結晶性物質であれば特に制限はないが、常
温（２５℃程度の温度）で固体であるものが好ましい。
【００１８】このようなものとしては、ワックス（具体
的にはパラフィンワックスやマイクロクリスタリンワッ
クス等の石油系ワックスをはじめとする植物系ワック
ス、動物系ワックス、鉱物系ワックスのような天然ワッ
クス等）、油脂（具体的には脂肪または固体脂と称され
るもの）などがある。ワックスや油脂の成分は、炭化水
素（具体的には、炭素数２２以上のアルカン系の直鎖炭
化水素等）、脂肪酸（具体的には、炭素数２２以上のア
ルカン系の直鎖炭化水素の脂肪酸等）、脂肪酸エステル
（具体的には、炭素数２０以上の飽和脂肪酸とメチルア
ルコール等の低級アルコールとから得られる飽和脂肪酸
のメチルエステル等）、脂肪酸アミド（具体的には、炭
素数１０以下の飽和脂肪酸第１アミドやオレイン酸アミ
ド、エルカ酸アミドなどの不飽和脂肪酸アミド等）、脂
肪族アミン（具体的には、炭素数１６以上の脂肪族第１
アミン）、高級アルコール（具体的には、炭素数１６以
上のｎ−アルキルアルコール）などから選択されるもの
であるが、これら自体を低分子有機化合物として用いる
ことができる。
的にはパラフィンワックスやマイクロクリスタリンワッ
クス等の石油系ワックスをはじめとする植物系ワック
ス、動物系ワックス、鉱物系ワックスのような天然ワッ
クス等）、油脂（具体的には脂肪または固体脂と称され
るもの）などがある。ワックスや油脂の成分は、炭化水
素（具体的には、炭素数２２以上のアルカン系の直鎖炭
化水素等）、脂肪酸（具体的には、炭素数２２以上のア
ルカン系の直鎖炭化水素の脂肪酸等）、脂肪酸エステル
（具体的には、炭素数２０以上の飽和脂肪酸とメチルア
ルコール等の低級アルコールとから得られる飽和脂肪酸
のメチルエステル等）、脂肪酸アミド（具体的には、炭
素数１０以下の飽和脂肪酸第１アミドやオレイン酸アミ
ド、エルカ酸アミドなどの不飽和脂肪酸アミド等）、脂
肪族アミン（具体的には、炭素数１６以上の脂肪族第１
アミン）、高級アルコール（具体的には、炭素数１６以
上のｎ−アルキルアルコール）などから選択されるもの
であるが、これら自体を低分子有機化合物として用いる
ことができる。
【００１９】これらの低分子有機化合物は、市販されて
おり、市販品をそのまま用いることができる。これらは
１種のみを用いても２種以上を併用してもよい。
おり、市販品をそのまま用いることができる。これらは
１種のみを用いても２種以上を併用してもよい。
【００２０】本発明では、動作温度が好ましくは１００
℃以下であるようなサーミスタを目的としているため、
低分子有機化合物としては、融点ｍｐ４０〜１００℃の
ものが好ましい。このようなものとしては、パラフィン
ワックス（例えば、テトラコサンＣ24Ｈ50；ｍｐ４９〜
５２℃、ヘキサトリアコンタンＣ36Ｈ74；ｍｐ７３℃、
商品名ＨＮＰ−１０（日本精蝋社製）；ｍｐ７５℃、Ｈ
ＮＰ−３（日本精蝋社製）；ｍｐ６６℃など）、マイク
ロクリスタリンワックス（例えば、商品名Ｈｉ−Ｍｉｃ
−１０８０（日本精蝋社製）；ｍｐ８３℃、Ｈｉ−Ｍｉ
ｃ−１０４５（日本精蝋社製）；ｍｐ７０℃、Ｈｉ−Ｍ
ｉｃ２０４５（日本精蝋社製）；ｍｐ６４℃、Ｈｉ−Ｍ
ｉｃ３０９０（日本精蝋社製）；ｍｐ８９℃、セラッタ
１０４（日本石油精製社製）；ｍｐ９６℃、１５５マイ
クロワックス（日本石油精製社製）；ｍｐ７０℃な
ど）、脂肪酸（例えば、ベヘン酸（日本精化製）；ｍｐ
８１℃、ステアリン酸（日本精化製）；ｍｐ７２℃、パ
ルミチン酸（日本精化製）；ｍｐ６４℃など）、脂肪酸
エステル（例えば、アラキン酸メチルエステル（東京化
成製）；ｍｐ４８℃など）、脂肪酸アミド（例えば、オ
レイン酸アミド（日本精化製）；ｍｐ７６℃）がある。
また、パラフィンワックスに樹脂類を配合した配合ワッ
クスやこの配合ワックスにマイクロクリスタリンワック
スを混合したものであって融点を４０〜１００℃にした
ものも用いることができる。
℃以下であるようなサーミスタを目的としているため、
低分子有機化合物としては、融点ｍｐ４０〜１００℃の
ものが好ましい。このようなものとしては、パラフィン
ワックス（例えば、テトラコサンＣ24Ｈ50；ｍｐ４９〜
５２℃、ヘキサトリアコンタンＣ36Ｈ74；ｍｐ７３℃、
商品名ＨＮＰ−１０（日本精蝋社製）；ｍｐ７５℃、Ｈ
ＮＰ−３（日本精蝋社製）；ｍｐ６６℃など）、マイク
ロクリスタリンワックス（例えば、商品名Ｈｉ−Ｍｉｃ
−１０８０（日本精蝋社製）；ｍｐ８３℃、Ｈｉ−Ｍｉ
ｃ−１０４５（日本精蝋社製）；ｍｐ７０℃、Ｈｉ−Ｍ
ｉｃ２０４５（日本精蝋社製）；ｍｐ６４℃、Ｈｉ−Ｍ
ｉｃ３０９０（日本精蝋社製）；ｍｐ８９℃、セラッタ
１０４（日本石油精製社製）；ｍｐ９６℃、１５５マイ
クロワックス（日本石油精製社製）；ｍｐ７０℃な
ど）、脂肪酸（例えば、ベヘン酸（日本精化製）；ｍｐ
８１℃、ステアリン酸（日本精化製）；ｍｐ７２℃、パ
ルミチン酸（日本精化製）；ｍｐ６４℃など）、脂肪酸
エステル（例えば、アラキン酸メチルエステル（東京化
成製）；ｍｐ４８℃など）、脂肪酸アミド（例えば、オ
レイン酸アミド（日本精化製）；ｍｐ７６℃）がある。
また、パラフィンワックスに樹脂類を配合した配合ワッ
クスやこの配合ワックスにマイクロクリスタリンワック
スを混合したものであって融点を４０〜１００℃にした
ものも用いることができる。
【００２１】低分子有機化合物は、動作温度等によって
１種あるいは２種以上を選択して用いることができる。
１種あるいは２種以上を選択して用いることができる。
【００２２】本発明に用いられる熱可塑性高分子マトリ
ックスとしては、 ｉ）ポリオレフィン（例えばポリエチレン） ii）１種または２種以上のオレフィン（例えばエチレ
ン、プロピレン）と、１種または２種以上の極性基を含
有するオレフィン性不飽和モノマーとから誘導されたモ
ノマー単位で構成されたコポリマー（例えばエチレン−
酢酸ビニルコポリマー）、 iii）ハロゲン化ビニルおよびビニリデンポリマー（例
えばポリビニルクロライド、ポリビニリデンクロライ
ド、ポリビニルフルオライド、ポリビニリデンフルオラ
イド）、 iv）ポリアミド（例えば１２−ナイロン）、 ｖ）ポリスチレン、 vi）ポリアクリロニトリル、 vii）熱可塑性エラストマー、 viii）ポリエチレンオキサイド、ポリアセタール、 ix）熱可塑性変性セルロース、 ｘ）ポリスルホン類、 xi）ポリメチル（メタ）アクリレートなどが挙げられ
る。より具体的には、高密度ポリエチレン［例えば、商
品名ハイゼックス２１００ＪＰ（三井石油化学製）、商
品名Ｍａｒｌｅｘ６００３（フィリップ社製）、等］、
低密度ポリエチレン［例えば、商品名ＬＣ５００（日本
ポリケム製）、商品名ＤＹＮＨ−１（ユニオンカーバイ
ド社製）、等］、中密度ポリエチレン［例えば、商品名
２６０４Ｍ（ガルフ社製）、等］、エチレン−エチルア
クリレートコポリマー［例えば、商品名ＤＰＤ６１６９
（ユニオンカーバイド社製）、等］、エチレン−アクリ
ル酸コポリマー［例えば、商品名ＥＡＡ４５５（ダウケ
ミカル社製）、等］、ヘキサフルオロエチレン−テトラ
フルオロエチレンコポリマー［例えば、商品名ＦＥＰ１
００（デュポン社製）、等］、ポリビニリデンフルオラ
イド［例えば、商品名Ｋｙｎａｒ４６１（ペンバルト社
製）、等］、などが挙げられる。このような熱可塑性高
分子の分子量は重量平均分子量Ｍｗで１万〜５００万程
度であることが好ましい。また、熱可塑性高分子の融点
または軟化点は、前述のとおり、７０〜２００℃である
ことが好ましい。またＡＳＴＭ Ｄ１２３８で定義され
るメルトフローレートは０．１〜３０g/10分であること
が好ましい。
ックスとしては、 ｉ）ポリオレフィン（例えばポリエチレン） ii）１種または２種以上のオレフィン（例えばエチレ
ン、プロピレン）と、１種または２種以上の極性基を含
有するオレフィン性不飽和モノマーとから誘導されたモ
ノマー単位で構成されたコポリマー（例えばエチレン−
酢酸ビニルコポリマー）、 iii）ハロゲン化ビニルおよびビニリデンポリマー（例
えばポリビニルクロライド、ポリビニリデンクロライ
ド、ポリビニルフルオライド、ポリビニリデンフルオラ
イド）、 iv）ポリアミド（例えば１２−ナイロン）、 ｖ）ポリスチレン、 vi）ポリアクリロニトリル、 vii）熱可塑性エラストマー、 viii）ポリエチレンオキサイド、ポリアセタール、 ix）熱可塑性変性セルロース、 ｘ）ポリスルホン類、 xi）ポリメチル（メタ）アクリレートなどが挙げられ
る。より具体的には、高密度ポリエチレン［例えば、商
品名ハイゼックス２１００ＪＰ（三井石油化学製）、商
品名Ｍａｒｌｅｘ６００３（フィリップ社製）、等］、
低密度ポリエチレン［例えば、商品名ＬＣ５００（日本
ポリケム製）、商品名ＤＹＮＨ−１（ユニオンカーバイ
ド社製）、等］、中密度ポリエチレン［例えば、商品名
２６０４Ｍ（ガルフ社製）、等］、エチレン−エチルア
クリレートコポリマー［例えば、商品名ＤＰＤ６１６９
（ユニオンカーバイド社製）、等］、エチレン−アクリ
ル酸コポリマー［例えば、商品名ＥＡＡ４５５（ダウケ
ミカル社製）、等］、ヘキサフルオロエチレン−テトラ
フルオロエチレンコポリマー［例えば、商品名ＦＥＰ１
００（デュポン社製）、等］、ポリビニリデンフルオラ
イド［例えば、商品名Ｋｙｎａｒ４６１（ペンバルト社
製）、等］、などが挙げられる。このような熱可塑性高
分子の分子量は重量平均分子量Ｍｗで１万〜５００万程
度であることが好ましい。また、熱可塑性高分子の融点
または軟化点は、前述のとおり、７０〜２００℃である
ことが好ましい。またＡＳＴＭ Ｄ１２３８で定義され
るメルトフローレートは０．１〜３０g/10分であること
が好ましい。
【００２３】これらの熱可塑性高分子は１種のみを用い
ても２種以上を併用してもよく、高分子マトリックスは
上記のような熱可塑性樹脂（架橋していてもよい）のみ
で構成されることが好ましいが、場合によってはエラス
トマー、熱硬化性樹脂またはその混合物を含んでいても
よい。
ても２種以上を併用してもよく、高分子マトリックスは
上記のような熱可塑性樹脂（架橋していてもよい）のみ
で構成されることが好ましいが、場合によってはエラス
トマー、熱硬化性樹脂またはその混合物を含んでいても
よい。
【００２４】本発明に用いるスパイク状の突起を有する
導電性粒子は、１個、１個が鋭利な突起をもつ一次粒子
から形成されており、粒径の１／３〜１／５０の高さの
円錘状のスパイク状の突起が１個の粒子に複数（通常１
０〜５００個）存在するものである。その材質はＮｉ等
が好ましい。
導電性粒子は、１個、１個が鋭利な突起をもつ一次粒子
から形成されており、粒径の１／３〜１／５０の高さの
円錘状のスパイク状の突起が１個の粒子に複数（通常１
０〜５００個）存在するものである。その材質はＮｉ等
が好ましい。
【００２５】このような導電性粒子は、１個、１個が個
別に存在する粉体であってもよいが、一次粒子が１０〜
１０００個程度連なった鎖状のものであることが好まし
い。鎖状のものには、一部一次粒子が存在してもよい。
前者の例としては、スパイク状の突起をもつ球状のニッ
ケルパウダがあり、商品名ＩＮＣＯ Ｔｙｐｅ １２３
ニッケルパウダ（インコ社製）として市販されているも
のがあり、その平均粒径は３〜７μm 程度、見かけの密
度は１．８〜２．７ｇ／cm3程度、比表面積は０．３４
〜０．４４m2／ｇ程度である。
別に存在する粉体であってもよいが、一次粒子が１０〜
１０００個程度連なった鎖状のものであることが好まし
い。鎖状のものには、一部一次粒子が存在してもよい。
前者の例としては、スパイク状の突起をもつ球状のニッ
ケルパウダがあり、商品名ＩＮＣＯ Ｔｙｐｅ １２３
ニッケルパウダ（インコ社製）として市販されているも
のがあり、その平均粒径は３〜７μm 程度、見かけの密
度は１．８〜２．７ｇ／cm3程度、比表面積は０．３４
〜０．４４m2／ｇ程度である。
【００２６】また、好ましく用いられる後者の例として
は、フィラメント状ニッケルパウダがあり、商品名ＩＮ
ＣＯ Ｔｙｐｅ ２５５、２７０、２８７ニッケルパウ
ダ、ＩＮＣＯ Ｔｙｐｅ ２１０ニッケルパウダ（イン
コ社製）として市販されているものがあり、このうちＩ
ＮＣＯ Ｔｙｐｅ ２５５，２７７，２８７が好まし
い。そして、その一次粒子の平均粒径は、好ましくは
０．１μm 以上、より好ましくは０．５以上４．０μm
以下程度である。これらのうち、一次粒子の平均粒径は
１．０以上４．０μm以下が最も好ましく、これに０．
１μm 以上１．０μm未満の平均粒子のものを５０重量
％以下混合してもよい。また、見かけの密度は０．３〜
１．０ｇ／cm3程度、比表面積は０．４〜２．５m2／ｇ
程度である。
は、フィラメント状ニッケルパウダがあり、商品名ＩＮ
ＣＯ Ｔｙｐｅ ２５５、２７０、２８７ニッケルパウ
ダ、ＩＮＣＯ Ｔｙｐｅ ２１０ニッケルパウダ（イン
コ社製）として市販されているものがあり、このうちＩ
ＮＣＯ Ｔｙｐｅ ２５５，２７７，２８７が好まし
い。そして、その一次粒子の平均粒径は、好ましくは
０．１μm 以上、より好ましくは０．５以上４．０μm
以下程度である。これらのうち、一次粒子の平均粒径は
１．０以上４．０μm以下が最も好ましく、これに０．
１μm 以上１．０μm未満の平均粒子のものを５０重量
％以下混合してもよい。また、見かけの密度は０．３〜
１．０ｇ／cm3程度、比表面積は０．４〜２．５m2／ｇ
程度である。
【００２７】なお、この場合の平均粒径はフィッシュー
・サブシーブ法で測定したものである。
・サブシーブ法で測定したものである。
【００２８】このような導電性粒子については、特開平
５−４７５０３号公報、米国特許第５３７８４０７号明
細書に記載されている。
５−４７５０３号公報、米国特許第５３７８４０７号明
細書に記載されている。
【００２９】本発明における熱可塑性高分子マトリック
スと低分子有機化合物の混合比は、熱可塑性高分子１に
対し、低分子有機化合物０．２〜４（重量）であること
が好ましい。このような混合比とすることで本発明の効
果が向上する。これに対し、この混合比が小さくなって
低分子有機化合物の量が少なくなると抵抗変化率が充分
得られにくくなり、反対に大きくなると低分子化合物が
溶融する際素体が大きく変形する他、導電性粒子との混
合が困難になる。導電性粒子は、高分子マトリックスと
低分子有機化合物の合計重量の２〜５倍とすることで本
発明の効果が大きくなる。これに対し、導電性粒子の量
が少なくなると非動作時の室温抵抗を充分低くすること
ができず、反対に導電性粒子の量が多くなると大きな抵
抗変化率が得られにくくなり、また均一な混合が困難に
なり再現性ある抵抗値が得られ難くなる。
スと低分子有機化合物の混合比は、熱可塑性高分子１に
対し、低分子有機化合物０．２〜４（重量）であること
が好ましい。このような混合比とすることで本発明の効
果が向上する。これに対し、この混合比が小さくなって
低分子有機化合物の量が少なくなると抵抗変化率が充分
得られにくくなり、反対に大きくなると低分子化合物が
溶融する際素体が大きく変形する他、導電性粒子との混
合が困難になる。導電性粒子は、高分子マトリックスと
低分子有機化合物の合計重量の２〜５倍とすることで本
発明の効果が大きくなる。これに対し、導電性粒子の量
が少なくなると非動作時の室温抵抗を充分低くすること
ができず、反対に導電性粒子の量が多くなると大きな抵
抗変化率が得られにくくなり、また均一な混合が困難に
なり再現性ある抵抗値が得られ難くなる。
【００３０】混練は、熱可塑性高分子マトリックスの融
点または軟化点以上の温度（好ましくは融点または軟化
点＋５〜４０℃の温度）で行えばよい。具体的には公知
の方法によればよく、ミル等で５〜９０分程度混練すれ
ばよい。また、あらかじめ熱可塑性高分子と低分子有機
化合物を溶融混合または溶媒中で溶解し混合してもよ
い。
点または軟化点以上の温度（好ましくは融点または軟化
点＋５〜４０℃の温度）で行えばよい。具体的には公知
の方法によればよく、ミル等で５〜９０分程度混練すれ
ばよい。また、あらかじめ熱可塑性高分子と低分子有機
化合物を溶融混合または溶媒中で溶解し混合してもよ
い。
【００３１】また、高分子マトリックス、低分子有機化
合物の熱劣化を防止するため酸化防止剤を混入すること
もでき、フェノール類、有機イオウ類、フォスファイト
類などが用いられる。
合物の熱劣化を防止するため酸化防止剤を混入すること
もでき、フェノール類、有機イオウ類、フォスファイト
類などが用いられる。
【００３２】混練物は所定の厚さのシート形状にプレス
成型し、Ｃｕ、Ｎｉ等の金属電極を熱圧着してサーミス
タ素子とする。この際、必要に応じて架橋処理を施して
もよい。架橋方法は、放射線架橋、有機過酸化物による
化学架橋、シランカップリング剤をグラフト化しシラノ
ール基の縮合反応による水架橋等が用いられる。また、
プレス成型と電極形成を同時に行うこともできる。
成型し、Ｃｕ、Ｎｉ等の金属電極を熱圧着してサーミス
タ素子とする。この際、必要に応じて架橋処理を施して
もよい。架橋方法は、放射線架橋、有機過酸化物による
化学架橋、シランカップリング剤をグラフト化しシラノ
ール基の縮合反応による水架橋等が用いられる。また、
プレス成型と電極形成を同時に行うこともできる。
【００３３】本発明の有機質正特性サーミスタは、非動
作時における初期抵抗が低く、その室温抵抗値は０．０
０１〜０．０５Ω程度であり、動作時における抵抗の立
ち上がりが急峻であり、非動作時から動作時にかけての
抵抗変化率が８桁以上と大きく、測定器の制約からその
正確な上限値を求めることはできないが、その値は１１
桁以上にも達する。また温度−抵抗曲線におけるヒステ
リシスが小さい。
作時における初期抵抗が低く、その室温抵抗値は０．０
０１〜０．０５Ω程度であり、動作時における抵抗の立
ち上がりが急峻であり、非動作時から動作時にかけての
抵抗変化率が８桁以上と大きく、測定器の制約からその
正確な上限値を求めることはできないが、その値は１１
桁以上にも達する。また温度−抵抗曲線におけるヒステ
リシスが小さい。
【００３４】
【実施例】以下、本発明の実施例を比較例とともに示
し、本発明を具体的に説明する。 実施例１ 高分子マトリックスとして低密度ポリエチレン（日本ポ
リケム製、商品名ＬＣ５００；メルトフローレート４．
０g/10分、密度０．９１８g/cm3、融点１０６℃）、低
分子有機化合物としてパラフィンワックス（日本精蝋社
製、商品名ＨＮＰ−１０、融点７５℃）、導電性粒子と
してフィラメント状ニッケルパウダ（ＩＮＣＯ社製、商
品名Ｔｙｐｅ２５５ニッケルパウダ）を用いた。導電性
粒子の平均粒径は２．２〜２．８μm 、見かけの密度は
０．５〜０．６５g/cm3、比表面積は０．６８m2/gであ
る。
し、本発明を具体的に説明する。 実施例１ 高分子マトリックスとして低密度ポリエチレン（日本ポ
リケム製、商品名ＬＣ５００；メルトフローレート４．
０g/10分、密度０．９１８g/cm3、融点１０６℃）、低
分子有機化合物としてパラフィンワックス（日本精蝋社
製、商品名ＨＮＰ−１０、融点７５℃）、導電性粒子と
してフィラメント状ニッケルパウダ（ＩＮＣＯ社製、商
品名Ｔｙｐｅ２５５ニッケルパウダ）を用いた。導電性
粒子の平均粒径は２．２〜２．８μm 、見かけの密度は
０．５〜０．６５g/cm3、比表面積は０．６８m2/gであ
る。
【００３５】低密度ポリエチレンに対し５０重量％のワ
ックスをあらかじめ溶融混合し、このポリエチレン／ワ
ックス混合物の４倍重量のニッケルパウダおよび有機過
酸化物として混合物の３重量％のジクミルパーオキサイ
ドを加えミル中１１５℃で１０分間混練した。この混練
物の両面を厚さ３０μm のＮｉ箔ではさみ、熱プレス機
で１１０℃で混練物とＮｉ箔を圧着し、全体で厚さ１mm
の成型品を得た。これを直径１０mmの円盤状に打ち抜
き、その後、このものを１５５℃、５０分間熱処理し、
架橋処理を行った。こうしてサーミスタ素子を得た。サ
ーミスタ素子の構造を図１に示す。図１に示されるよう
に、サーミスタ素子はＮｉ箔から形成された電極１１間
に、低分子有機化合物と高分子マトリックスと導電性粒
子とを含む混練成型シートであるサーミスタ素体１２を
挟み込んだものである。
ックスをあらかじめ溶融混合し、このポリエチレン／ワ
ックス混合物の４倍重量のニッケルパウダおよび有機過
酸化物として混合物の３重量％のジクミルパーオキサイ
ドを加えミル中１１５℃で１０分間混練した。この混練
物の両面を厚さ３０μm のＮｉ箔ではさみ、熱プレス機
で１１０℃で混練物とＮｉ箔を圧着し、全体で厚さ１mm
の成型品を得た。これを直径１０mmの円盤状に打ち抜
き、その後、このものを１５５℃、５０分間熱処理し、
架橋処理を行った。こうしてサーミスタ素子を得た。サ
ーミスタ素子の構造を図１に示す。図１に示されるよう
に、サーミスタ素子はＮｉ箔から形成された電極１１間
に、低分子有機化合物と高分子マトリックスと導電性粒
子とを含む混練成型シートであるサーミスタ素体１２を
挟み込んだものである。
【００３６】この素子を恒温槽内で加熱、冷却し所定温
度で４端子法で抵抗値を測定し、温度−抵抗曲線を得
た。これを図２に示す。図中で実線は昇温、波線は降温
時の抵抗変化を示す。室温抵抗（２５℃）は３×１０-3
Ω、ワックスの融点７５℃で抵抗値は急激に上昇し、最
大抵抗値は１０9Ω以上となり、抵抗変化率１１桁以上
が得られた。また、ポリエチレンやポリフッ化ビニリデ
ン等の結晶性ポリマーの融点を使って動作させるとき頻
繁に見られる加熱−冷却時のヒステリシスが非常に小さ
いことがわかる。また、このヒステリシスの指標として
次のようにしてヒステリシス度を求めた。
度で４端子法で抵抗値を測定し、温度−抵抗曲線を得
た。これを図２に示す。図中で実線は昇温、波線は降温
時の抵抗変化を示す。室温抵抗（２５℃）は３×１０-3
Ω、ワックスの融点７５℃で抵抗値は急激に上昇し、最
大抵抗値は１０9Ω以上となり、抵抗変化率１１桁以上
が得られた。また、ポリエチレンやポリフッ化ビニリデ
ン等の結晶性ポリマーの融点を使って動作させるとき頻
繁に見られる加熱−冷却時のヒステリシスが非常に小さ
いことがわかる。また、このヒステリシスの指標として
次のようにしてヒステリシス度を求めた。
【００３７】（ヒステリシス度）図３には昇温時の抵抗
変化を示す温度−抵抗曲線を代表的に示すが、この図に
基づき説明すると、まず、温度−抵抗曲線のグラフ上で
の動作前と動作後のカーブの接線を引きその交点を動作
温度とする。同様にして降温時の温度−抵抗曲線から動
作温度を求め、両者の動作温度の差（絶対値）をヒステ
リシス度とした。この値が小さいほどヒステリシスが小
さいことを示す。
変化を示す温度−抵抗曲線を代表的に示すが、この図に
基づき説明すると、まず、温度−抵抗曲線のグラフ上で
の動作前と動作後のカーブの接線を引きその交点を動作
温度とする。同様にして降温時の温度−抵抗曲線から動
作温度を求め、両者の動作温度の差（絶対値）をヒステ
リシス度とした。この値が小さいほどヒステリシスが小
さいことを示す。
【００３８】このようにして求めたヒステリシス度は、
パラフィンワックスを用いた本発明の素子が４℃であ
り、上記結晶性ポリマーのみを用いたものが１５℃〜２
５℃程度であった。これより本発明の素子は格段と小さ
いヒステリシスを示すことがわかった。
パラフィンワックスを用いた本発明の素子が４℃であ
り、上記結晶性ポリマーのみを用いたものが１５℃〜２
５℃程度であった。これより本発明の素子は格段と小さ
いヒステリシスを示すことがわかった。
【００３９】実施例２ 高密度ポリエチレン（三井石油化学製、商品名ハイゼッ
クス２１００ＪＰ；メルトフローレート６．０g/10分、
密度０．９５６g/cm3、融点１２７℃）を高分子マトリ
ックスとし、これとワックスの混合比を等量（重量）と
した他は実施例１と同様にしてサーミスタ素子を得、同
様に評価を行った。ただし、混練温度は１４０℃とし
た。温度−抵抗曲線を図４に示す。室温初期抵抗値は６
×１０-3Ω、ワックスの融点７５℃で抵抗値は急激に立
ち上がり、動作後の最大抵抗値は１０9Ω以上となり、
抵抗変化率は１１桁以上が得られた。抵抗のヒステリシ
スが非常に小さいことも図４から明らかである。なお、
ヒステリシス度は７℃であった。
クス２１００ＪＰ；メルトフローレート６．０g/10分、
密度０．９５６g/cm3、融点１２７℃）を高分子マトリ
ックスとし、これとワックスの混合比を等量（重量）と
した他は実施例１と同様にしてサーミスタ素子を得、同
様に評価を行った。ただし、混練温度は１４０℃とし
た。温度−抵抗曲線を図４に示す。室温初期抵抗値は６
×１０-3Ω、ワックスの融点７５℃で抵抗値は急激に立
ち上がり、動作後の最大抵抗値は１０9Ω以上となり、
抵抗変化率は１１桁以上が得られた。抵抗のヒステリシ
スが非常に小さいことも図４から明らかである。なお、
ヒステリシス度は７℃であった。
【００４０】実施例３ マイクロクリスタリンワックス（日本精蝋社製、Ｈｉ−
Ｍｉｃ−１０８０、融点８３℃）を低分子有機化合物と
した他は実施例１と同様にしてサーミスタ素子を得、同
様に評価を行った。温度−抵抗曲線を図５に示す。室温
初期抵抗値は３×１０-3Ω、動作後の最大抵抗値は１０
9Ω以上となり、抵抗変化率は１１桁以上が得られた。
抵抗のヒステリシスが非常に小さいことも図５から明ら
かである。なお、ヒステリシス度は２℃であった。
Ｍｉｃ−１０８０、融点８３℃）を低分子有機化合物と
した他は実施例１と同様にしてサーミスタ素子を得、同
様に評価を行った。温度−抵抗曲線を図５に示す。室温
初期抵抗値は３×１０-3Ω、動作後の最大抵抗値は１０
9Ω以上となり、抵抗変化率は１１桁以上が得られた。
抵抗のヒステリシスが非常に小さいことも図５から明ら
かである。なお、ヒステリシス度は２℃であった。
【００４１】実施例４ ベヘン酸（日本精化製、融点８１℃）を低分子有機化合
物とし、低密度ポリエチレンに対し６６％ベヘン酸を用
いた他は実施例１と同様にしてサーミスタ素子を得、同
様に評価を行った。温度−抵抗曲線を図６に示す。室温
抵抗値は３×１０-3Ω、動作後の最大抵抗値は１０9Ω
以上となり、やはり抵抗変化率は１１桁以上が得られ
た。抵抗のヒステリシスが非常に小さいことも図６から
明らかである。なお、ヒステリシス度は３℃であった。
物とし、低密度ポリエチレンに対し６６％ベヘン酸を用
いた他は実施例１と同様にしてサーミスタ素子を得、同
様に評価を行った。温度−抵抗曲線を図６に示す。室温
抵抗値は３×１０-3Ω、動作後の最大抵抗値は１０9Ω
以上となり、やはり抵抗変化率は１１桁以上が得られ
た。抵抗のヒステリシスが非常に小さいことも図６から
明らかである。なお、ヒステリシス度は３℃であった。
【００４２】比較例１ カーボンブラック（東海カーボン製、商品名トーカブラ
ック＃４５００；平均粒径６０nm、比表面積６６m2/g）
を導電性粒子に用い、低密度ポリエチレンとパラフィン
ワックス混合物に対し６６重量％のカーボンブラックを
混練したことを除き、実施例１と同様にしてサーミスタ
素子を得、同様に評価を行った。温度−抵抗曲線を図７
に示す。室温抵抗値は２×１０-1Ω、動作後の最大抵抗
値は１０Ωで、抵抗変化率は１．７桁であった。室温抵
抗値は実施例１〜４の本発明のサーミスタ素子より高
く、抵抗変化率は実施例１〜４の本発明のサーミスタ素
子の９桁以下にとどまり、実用性に欠けることは明白で
ある。なお、ヒステリシス度は５℃であった。
ック＃４５００；平均粒径６０nm、比表面積６６m2/g）
を導電性粒子に用い、低密度ポリエチレンとパラフィン
ワックス混合物に対し６６重量％のカーボンブラックを
混練したことを除き、実施例１と同様にしてサーミスタ
素子を得、同様に評価を行った。温度−抵抗曲線を図７
に示す。室温抵抗値は２×１０-1Ω、動作後の最大抵抗
値は１０Ωで、抵抗変化率は１．７桁であった。室温抵
抗値は実施例１〜４の本発明のサーミスタ素子より高
く、抵抗変化率は実施例１〜４の本発明のサーミスタ素
子の９桁以下にとどまり、実用性に欠けることは明白で
ある。なお、ヒステリシス度は５℃であった。
【００４３】上記のカーボンブラックの配合量を混合物
に対し等量の１００重量％に増加すると、室温抵抗を下
げることができたが、抵抗変化率はさらに減少した。こ
れにより、スパイク状の突起を持つ導電性粒子の効果は
明らかである。
に対し等量の１００重量％に増加すると、室温抵抗を下
げることができたが、抵抗変化率はさらに減少した。こ
れにより、スパイク状の突起を持つ導電性粒子の効果は
明らかである。
【００４４】比較例２ 球状ニッケルパウダ（ＩＮＣＯ社製、商品名Ｔｙｐｅ１
１０ニッケルパウダ；平均粒径０．８〜１．５μm 、見
かけの密度０．９〜１．５g/cm3、比表面積０．９〜２m
2/g）を導電性粒子として用いる他は実施例１と同様に
してサーミスタ素子を得、同様に評価を行った。温度−
抵抗曲線を図８に示す。室温抵抗値は９×１０-2Ω、動
作後の最大抵抗値は１８．７Ωで、抵抗変化率は２．３
桁であった。これにより、スパイク状の突起を持つ導電
性粒子の効果は明らかである。なお、ヒステリシス度は
５℃であった。
１０ニッケルパウダ；平均粒径０．８〜１．５μm 、見
かけの密度０．９〜１．５g/cm3、比表面積０．９〜２m
2/g）を導電性粒子として用いる他は実施例１と同様に
してサーミスタ素子を得、同様に評価を行った。温度−
抵抗曲線を図８に示す。室温抵抗値は９×１０-2Ω、動
作後の最大抵抗値は１８．７Ωで、抵抗変化率は２．３
桁であった。これにより、スパイク状の突起を持つ導電
性粒子の効果は明らかである。なお、ヒステリシス度は
５℃であった。
【００４５】実施例１〜４、比較例１、２の室温抵抗
値、最大抵抗値、抵抗変化率、ヒステリシス度を表１に
まとめる。なお、低分子有機化合物については融点ｍｐ
を併記する。
値、最大抵抗値、抵抗変化率、ヒステリシス度を表１に
まとめる。なお、低分子有機化合物については融点ｍｐ
を併記する。
【００４６】
【表１】
【００４７】実施例５〜１０ 実施例１の本発明のサーミスタ素子において、表２に示
すような高分子マトリックスと低分子有機化合物との組
合せとし、表２に示すような量比で用いる他は同様にし
てサーミスタ素子を得、同様に評価を行った。ただし、
混練は融点または軟化点より５〜３０℃高い温度で行っ
た。この結果、いずれのサーミスタ素子においても、実
施例１〜４の本発明のサーミスタ素子と同様の室温抵抗
値、最大抵抗値、抵抗変化率およびヒステリシス度が得
られた。なお、表２には高分子マトリックスのメルトフ
ローレートＭＦＲ、軟化点ｓｐまたは融点ｍｐ、低分子
有機化合物の融点ｍｐを併記する。なお、１２−ナイロ
ンについてはメルトフローレートのかわりにＭｗを示
す。
すような高分子マトリックスと低分子有機化合物との組
合せとし、表２に示すような量比で用いる他は同様にし
てサーミスタ素子を得、同様に評価を行った。ただし、
混練は融点または軟化点より５〜３０℃高い温度で行っ
た。この結果、いずれのサーミスタ素子においても、実
施例１〜４の本発明のサーミスタ素子と同様の室温抵抗
値、最大抵抗値、抵抗変化率およびヒステリシス度が得
られた。なお、表２には高分子マトリックスのメルトフ
ローレートＭＦＲ、軟化点ｓｐまたは融点ｍｐ、低分子
有機化合物の融点ｍｐを併記する。なお、１２−ナイロ
ンについてはメルトフローレートのかわりにＭｗを示
す。
【００４８】
【表２】
【００４９】なお、実施例５、６のように低分子有機化
合物を２種併用した場合は、実施例５、６の各低分子有
機化合物を単独で用いたサーミスタ素子も作製したが、
単独で用いた場合と異なった動作温度とできることがわ
かった。
合物を２種併用した場合は、実施例５、６の各低分子有
機化合物を単独で用いたサーミスタ素子も作製したが、
単独で用いた場合と異なった動作温度とできることがわ
かった。
【００５０】
【発明の効果】本発明によれば、室温抵抗が低く、動作
後の抵抗変化が大きい正特性サーミスタを得ることがで
きる。また、低分子有機化合物を用いることで、温度−
抵抗曲線のヒステリシスを小さくすることができる。さ
らに、異なる融点の低分子有機化合物を用いれば、動作
温度の調整も簡単に行うことができる。また動作温度を
１００℃以下にすることができる。
後の抵抗変化が大きい正特性サーミスタを得ることがで
きる。また、低分子有機化合物を用いることで、温度−
抵抗曲線のヒステリシスを小さくすることができる。さ
らに、異なる融点の低分子有機化合物を用いれば、動作
温度の調整も簡単に行うことができる。また動作温度を
１００℃以下にすることができる。
【図１】有機質正特性サーミスタ素子の断面図である。
【図２】実施例１のサーミスタ素子の温度−抵抗曲線で
ある。
ある。
【図３】温度−抵抗曲線からヒステリシス度を求めるに
あたっての動作温度の求め方を示す説明図である。
あたっての動作温度の求め方を示す説明図である。
【図４】実施例２のサーミスタ素子の温度−抵抗曲線で
ある。
ある。
【図５】実施例３のサーミスタ素子の温度−抵抗曲線で
ある。
ある。
【図６】実施例４のサーミスタ素子の温度−抵抗曲線で
ある。
ある。
【図７】比較例１のサーミスタ素子の温度−抵抗曲線で
ある。
ある。
【図８】比較例２のサーミスタ素子の温度−抵抗曲線で
ある。
ある。
１１ 電極 １２ サーミスタ素体
Claims (3)
- 【請求項１】 熱可塑性高分子マトリックス、低分子有
機化合物、およびスパイク状の突起を有する導電性粒子
を含む有機質正特性サーミスタ。 - 【請求項２】 前記低分子有機化合物の融点が４０℃か
ら１００℃である請求項１の有機質正特性サーミスタ。 - 【請求項３】 前記スパイク状の突起を有する導電性粒
子が鎖状に連なっている請求項１または２の有機質正特
性サーミスタ。
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- 1997-12-04 JP JP35010897A patent/JP3701113B2/ja not_active Expired - Fee Related
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- 1998-12-03 US US09/204,241 patent/US5945034A/en not_active Expired - Fee Related
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1999
- 1999-06-04 TW TW088109325A patent/TW511102B/zh active
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