JPS59122524A - 正抵抗温度特性を有する組成物 - Google Patents
正抵抗温度特性を有する組成物Info
- Publication number
- JPS59122524A JPS59122524A JP22812882A JP22812882A JPS59122524A JP S59122524 A JPS59122524 A JP S59122524A JP 22812882 A JP22812882 A JP 22812882A JP 22812882 A JP22812882 A JP 22812882A JP S59122524 A JPS59122524 A JP S59122524A
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- JP
- Japan
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- barium titanate
- carbon
- resistance
- crystalline polymer
- graphite
- Prior art date
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は正抵抗温度特性を有する組成物に関するもの
である。
である。
結晶性高分子にカーボンあるいはグラファイトの粉末を
混合してなる正の抵抗温度特性（以下、ＰＴＣ特性と呼
ぶ）を有する材料は、自己温度制御作用を有する発熱体
として公知である。しかしながら、上記従来の組成物に
は次のような問題点があった。
混合してなる正の抵抗温度特性（以下、ＰＴＣ特性と呼
ぶ）を有する材料は、自己温度制御作用を有する発熱体
として公知である。しかしながら、上記従来の組成物に
は次のような問題点があった。
（ｉ） 結晶性高分子とカーボンまたはグラファイト
等の導電体との混練組成物は、結晶の融解により充填さ
れた導電体の接触抵抗が増加するためにＰＴＣ特性を示
すものであり、結晶融解前に体積膨張が生ずること、お
よび結晶融解の温度幅が広いことのために抵抗の急激な
立上り温度Ｔｃまでの抵抗増加が大きい。
等の導電体との混練組成物は、結晶の融解により充填さ
れた導電体の接触抵抗が増加するためにＰＴＣ特性を示
すものであり、結晶融解前に体積膨張が生ずること、お
よび結晶融解の温度幅が広いことのために抵抗の急激な
立上り温度Ｔｃまでの抵抗増加が大きい。
Ｃ１１）結晶性高分子とカーボンまたはグラファイトの
均質な混合はきわめて難しく、部分的に抵抗値の高いき
ころが生じやすいが、このような部分があるとその部分
の温度が集中的に上昇して、その部分の抵抗値がさらに
上昇し温度ムラを増大させる。このため、全体さして均
一な温度分布が得られなくなるのみならず、全体的には
抵抗値が低い状態に保たれるため電流が流れつづけ、部
分的に熱暴走を起こして材料を劣化させてしまう。
均質な混合はきわめて難しく、部分的に抵抗値の高いき
ころが生じやすいが、このような部分があるとその部分
の温度が集中的に上昇して、その部分の抵抗値がさらに
上昇し温度ムラを増大させる。このため、全体さして均
一な温度分布が得られなくなるのみならず、全体的には
抵抗値が低い状態に保たれるため電流が流れつづけ、部
分的に熱暴走を起こして材料を劣化させてしまう。
この発明は、従来の組成物の上記問題点を改善すること
を目的になされたもので、結晶性高分子、カーボンもし
くはグラファイトまだはこれらの混合物、およびチタン
酸バリウム系半導体を１有効成分とする正抵抗温度特性
を有する組成物をその要旨とするものである。
を目的になされたもので、結晶性高分子、カーボンもし
くはグラファイトまだはこれらの混合物、およびチタン
酸バリウム系半導体を１有効成分とする正抵抗温度特性
を有する組成物をその要旨とするものである。
結晶性高分子としては、ポリエチレン、ポリプロピレン
、ナイロン６、ナイロン１１．ポリ弗化。
、ナイロン６、ナイロン１１．ポリ弗化。
ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレンおよびその共
重合体等が、カーボンブラックとしては例えば三菱化成
製Ｄｉａ Ｂｌａｃｋ Ｇ等の一般市販品が、グラファ
イトとしては生状グラファイト、鱗状グラファイト、高
結晶度グラファイト等が、それぞれ好適に使用される。
重合体等が、カーボンブラックとしては例えば三菱化成
製Ｄｉａ Ｂｌａｃｋ Ｇ等の一般市販品が、グラファ
イトとしては生状グラファイト、鱗状グラファイト、高
結晶度グラファイト等が、それぞれ好適に使用される。
また、チタン酸バリウム系半導体としては、ストロンチ
ウムや鉛原子を固溶させ、ニオビウムを半導体化剤とし
て添加焼成したチタン酸バリウムの粉末状のものが好適
に使用される。チタン酸バリウム系半導体の種類は、使
用する結晶性高分子とカーボンまたはグラファイトの常
温に卦ける抵抗値、抵抗急上昇温度（Ｔｃ）にあわせて
、適当々常温抵抗値とＴｃ をそなえだものを選択す
る。チタン酸バリウム系半導体の粒子の大きさは１〜３
０μｍが最適である。また、その添加方法は、カーボン
類（カーボン、グラファイト等）の高分子への混線と同
時に添加してもよく、カーボン類の混練後に行なっても
よい。
ウムや鉛原子を固溶させ、ニオビウムを半導体化剤とし
て添加焼成したチタン酸バリウムの粉末状のものが好適
に使用される。チタン酸バリウム系半導体の種類は、使
用する結晶性高分子とカーボンまたはグラファイトの常
温に卦ける抵抗値、抵抗急上昇温度（Ｔｃ）にあわせて
、適当々常温抵抗値とＴｃ をそなえだものを選択す
る。チタン酸バリウム系半導体の粒子の大きさは１〜３
０μｍが最適である。また、その添加方法は、カーボン
類（カーボン、グラファイト等）の高分子への混線と同
時に添加してもよく、カーボン類の混練後に行なっても
よい。
結晶性高分子、カーボン類およびチタン酸バリウム系半
導体の混合率は、結晶性高分子が１０〜８０係（重量係
、以下同じ）、カーボンもしくはグラファイトまたはこ
れらの混合物が１〜６０係、チタン酸バリウム系半導体
が１０〜８９チとするのが好ましい。結晶性高分子の量
が１０係未満では、所期のＰＴＣ特性が得られず、８０
俤よりも多くすると、抵抗値が高くなりすぎて好ましく
ない。
導体の混合率は、結晶性高分子が１０〜８０係（重量係
、以下同じ）、カーボンもしくはグラファイトまたはこ
れらの混合物が１〜６０係、チタン酸バリウム系半導体
が１０〜８９チとするのが好ましい。結晶性高分子の量
が１０係未満では、所期のＰＴＣ特性が得られず、８０
俤よりも多くすると、抵抗値が高くなりすぎて好ましく
ない。
カーボンもしくはグラファイトまたはこれらの混合物の
量は、１俤未満では抵抗値が高すぎるとともに抵抗の温
度係数が小さすぎ、これを６０係より多くすると逆に抵
抗値が小さくなりすぎて通電時に短絡状態となる。チタ
ン酸バリウム系半導体の量は、１０係未満では結晶性高
分子とカーボンまたはグラファイトからなる従来品の欠
点を改善できない場合があり、８９壬より多いと強度が
低下して形状保持が困難となる− 第１図は、このようにして得られる組成物の組織をあら
れす模式図であり、結晶性高分子ｌのマトリクス中にカ
ーボンまたはグラファイトからなるカーボン類２および
チタン酸バリウム系半導体３が分散した構造となってい
る。
量は、１俤未満では抵抗値が高すぎるとともに抵抗の温
度係数が小さすぎ、これを６０係より多くすると逆に抵
抗値が小さくなりすぎて通電時に短絡状態となる。チタ
ン酸バリウム系半導体の量は、１０係未満では結晶性高
分子とカーボンまたはグラファイトからなる従来品の欠
点を改善できない場合があり、８９壬より多いと強度が
低下して形状保持が困難となる− 第１図は、このようにして得られる組成物の組織をあら
れす模式図であり、結晶性高分子ｌのマトリクス中にカ
ーボンまたはグラファイトからなるカーボン類２および
チタン酸バリウム系半導体３が分散した構造となってい
る。
この発明にかかる組成物は、発熱体として用いる場合に
電源投入後の温度上昇が速いという利点をもっている。
電源投入後の温度上昇が速いという利点をもっている。
従来の結晶性高分子−カーボン系では、抵抗急上昇温度
Ｔｃ に達するまでに抵抗が徐々に上昇していたが、こ
れにチタン酸バリウム系半導体を添加したことによって
上記抵抗の徐昇が抑制されるので、温度が急速に上昇す
るのである。＄２図はチタン酸バリウム系半導体（２）
の、また第３図は結晶高分子−カーボン系組成物（ト）
の各温度−抵抗特性をあられすグラフであり、この発明
にかかる組成物の特性は第４図にみるように両者を重ね
合わせたような形で得られる。
Ｔｃ に達するまでに抵抗が徐々に上昇していたが、こ
れにチタン酸バリウム系半導体を添加したことによって
上記抵抗の徐昇が抑制されるので、温度が急速に上昇す
るのである。＄２図はチタン酸バリウム系半導体（２）
の、また第３図は結晶高分子−カーボン系組成物（ト）
の各温度−抵抗特性をあられすグラフであり、この発明
にかかる組成物の特性は第４図にみるように両者を重ね
合わせたような形で得られる。
まだ、この発明にかかる組成物は、従来のものに較べて
温度分布状態が均一であり、このため熱暴走現象を効果
的に防止することができる。この効果もチタン酸バリウ
ム系半導体を添加したことによって生じるものである。
温度分布状態が均一であり、このため熱暴走現象を効果
的に防止することができる。この効果もチタン酸バリウ
ム系半導体を添加したことによって生じるものである。
つぎに、この発明の実施例および比較例について説明す
る。
る。
〔比較例１〕
熱ロールを用いてポリエチレン、パラフィン。
グラファイトを１０ニアニアの割合（重量比）で混練し
、平板状に圧縮成形したのち、鉛インキを用いて電極を
形成し、抵抗温度特性および通電時における発熱分布状
態を測定した。その結果を第 □５図＜ａ）、 （
ｂ）および第６図（ａ） 、 （ｂ）に示す。第５図は
混練時間が３０分のものを、また第６図は混練時間が１
時間のものをそれぞれあられす。図中、（イ）。
、平板状に圧縮成形したのち、鉛インキを用いて電極を
形成し、抵抗温度特性および通電時における発熱分布状
態を測定した。その結果を第 □５図＜ａ）、 （
ｂ）および第６図（ａ） 、 （ｂ）に示す。第５図は
混練時間が３０分のものを、また第６図は混練時間が１
時間のものをそれぞれあられす。図中、（イ）。
（ロ）は各条件下でのサンプルの特性のバラツキを示す
。
。
〔実施例１〕
上記第５図および第６図に示す比較例において、最初の
混線時にＴｃ＝５０℃のチタン酸バリウム系半導体（ス
トロンチウム固溶）の粉末（粒径１０〜２５μｍ）を５
重量部添加し、上記比較例と同様な方法で混練、成形、
電極付けを行ない、抵抗温度特性、発熱分布を測定した
結果を第７図および第８図に示す。第７図は混線３０分
、第８図は混線１時間のものをあられす。
混線時にＴｃ＝５０℃のチタン酸バリウム系半導体（ス
トロンチウム固溶）の粉末（粒径１０〜２５μｍ）を５
重量部添加し、上記比較例と同様な方法で混練、成形、
電極付けを行ない、抵抗温度特性、発熱分布を測定した
結果を第７図および第８図に示す。第７図は混線３０分
、第８図は混線１時間のものをあられす。
〔比較例２〕
結晶性高分子としてポリ弗化ビニリデン（県別化学［Ｋ
Ｆｌｏｏｏ） を用い、これにカーボンブラック（三
菱化成製Ｄｉａ Ｂｌａｃｋ Ｇ ）を添加して混練し
たのち成形、電極付けを行な？、ＰＴＣ特性を測定した
結果を第９図に示す。
Ｆｌｏｏｏ） を用い、これにカーボンブラック（三
菱化成製Ｄｉａ Ｂｌａｃｋ Ｇ ）を添加して混練し
たのち成形、電極付けを行な？、ＰＴＣ特性を測定した
結果を第９図に示す。
〔実施例２〕
上記比較例において、鉛を固溶したチタン酸バリウム系
半導体（ＴＣ＝１５０℃）の粉末（粒径５〜３０μｍ）
を上記混線物１００重量部に対し３０重量部の割合で添
加し混練したのち成形、電極付けを行ないＰＴＣ特性を
測定した結果を第１０図に示す。同図に示されているよ
う２に、１５０℃までの温度抵抗特性が改善され、通電
後の温度上昇速度が向上した。また、Ｔｃにおける抵抗
変化量も約１桁近く改善された。
半導体（ＴＣ＝１５０℃）の粉末（粒径５〜３０μｍ）
を上記混線物１００重量部に対し３０重量部の割合で添
加し混練したのち成形、電極付けを行ないＰＴＣ特性を
測定した結果を第１０図に示す。同図に示されているよ
う２に、１５０℃までの温度抵抗特性が改善され、通電
後の温度上昇速度が向上した。また、Ｔｃにおける抵抗
変化量も約１桁近く改善された。
以上の説明から明らかなように、この発明にかかる組成
物は、通電時における温度上昇が速く、熱暴走現象の生
じにくいものであって、発熱体として使用するに適した
ものである。
物は、通電時における温度上昇が速く、熱暴走現象の生
じにくいものであって、発熱体として使用するに適した
ものである。
第１図はこの発明にかかる組成物の微小組織を例示する
模式図である。 第２図から第１０図までの各図は、通電時における発熱
状態をあられすグラフである。 ｌ・・・結晶性高分子 ２・・・カーボン類３・・・チ
タン酸バリウム系半導体 代理人 弁理士 松 本 武 彦 （ａ） 第６図 ５０温度（Ｃｏ） （ａ） （ｂ） 第７図 （ａ） 第８図 第９図 第１０図
模式図である。 第２図から第１０図までの各図は、通電時における発熱
状態をあられすグラフである。 ｌ・・・結晶性高分子 ２・・・カーボン類３・・・チ
タン酸バリウム系半導体 代理人 弁理士 松 本 武 彦 （ａ） 第６図 ５０温度（Ｃｏ） （ａ） （ｂ） 第７図 （ａ） 第８図 第９図 第１０図
Claims (1)
- （１） 結晶性高分子、カーボンもしくけグラファイ
トまたはこれらの混合物、およびチタン酸バリウム系半
導体を有効成亦とする正抵抗温度特性を有する組成物。 −（２）結晶性高分子の含有量が１０〜８０重量％、カ
ーボンもしくはグラファイトまたはこれらの混合物の含
有量が１〜６０重量係重量タン酸バリウム系半導体の含
有量が′１１０〜８９重量係である重量請求の範囲第１
項記載の正抵抗温度特性を有する組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22812882A JPS59122524A (ja) | 1982-12-28 | 1982-12-28 | 正抵抗温度特性を有する組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22812882A JPS59122524A (ja) | 1982-12-28 | 1982-12-28 | 正抵抗温度特性を有する組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59122524A true JPS59122524A (ja) | 1984-07-16 |
Family
ID=16871648
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22812882A Pending JPS59122524A (ja) | 1982-12-28 | 1982-12-28 | 正抵抗温度特性を有する組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59122524A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60170642A (ja) * | 1984-02-15 | 1985-09-04 | Dainichi Seika Kogyo Kk | 着色可能な導電性ポリオレフイン樹脂組成物 |
| JPS60262856A (ja) * | 1984-06-11 | 1985-12-26 | Fujikura Ltd | 導電性重合体組成物並びにこれを用いたヒ−タ− |
| EP0224903A2 (en) * | 1985-12-03 | 1987-06-10 | Idemitsu Kosan Company Limited | Polymer composition having positive temperature coefficient characteristics |
| US5106540A (en) * | 1986-01-14 | 1992-04-21 | Raychem Corporation | Conductive polymer composition |
| US20080009572A1 (en) * | 2006-07-10 | 2008-01-10 | General Electric Company | Composition and associated method |
| WO2008008689A2 (en) * | 2006-07-10 | 2008-01-17 | Sabic Innovative Plastics Ip B.V. | Polymer matrix and filler with a curie temperature for a circuit opening device |
| CN115386194A (zh) * | 2022-06-16 | 2022-11-25 | 杭州新三联电子有限公司 | 一种可恢复型热保护器板及其制备方法 |
-
1982
- 1982-12-28 JP JP22812882A patent/JPS59122524A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60170642A (ja) * | 1984-02-15 | 1985-09-04 | Dainichi Seika Kogyo Kk | 着色可能な導電性ポリオレフイン樹脂組成物 |
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| WO2008008573A1 (en) * | 2006-07-10 | 2008-01-17 | Sabic Innovative Plastics Ip B.V. | Positive temperature coefficient composition and associated method |
| WO2008008689A2 (en) * | 2006-07-10 | 2008-01-17 | Sabic Innovative Plastics Ip B.V. | Polymer matrix and filler with a curie temperature for a circuit opening device |
| WO2008008689A3 (en) * | 2006-07-10 | 2008-03-20 | Gen Electric | Polymer matrix and filler with a curie temperature for a circuit opening device |
| US8562871B2 (en) * | 2006-07-10 | 2013-10-22 | Sabic Innovative Plastics Ip B.V. | Composition and associated method |
| KR101354059B1 (ko) * | 2006-07-10 | 2014-02-07 | 사빅 이노베이티브 플라스틱스 아이피 비.브이. | 포지티브 온도 계수 조성물 및 관련된 방법 |
| CN115386194A (zh) * | 2022-06-16 | 2022-11-25 | 杭州新三联电子有限公司 | 一种可恢复型热保护器板及其制备方法 |
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