JPS61181860A - 自己温度制御性導電性重合体組成物 - Google Patents
自己温度制御性導電性重合体組成物Info
- Publication number
- JPS61181860A JPS61181860A JP2014285A JP2014285A JPS61181860A JP S61181860 A JPS61181860 A JP S61181860A JP 2014285 A JP2014285 A JP 2014285A JP 2014285 A JP2014285 A JP 2014285A JP S61181860 A JPS61181860 A JP S61181860A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- graphite
- electrically conductive
- polymer composition
- conductive polymer
- carbon black
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- 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】
本発明は、その電気抵抗値がある温度領域に達すると急
激に増大する特性（以下ｒ ＰＴＣ特性」と略記する。
激に増大する特性（以下ｒ ＰＴＣ特性」と略記する。
）を示す導電性重合体組成物に関する。
本発明は、省エネルギー型の発熱体として暖房用ヒータ
ー等に好適な導電性重合体組成物全提供するものである
。
ー等に好適な導電性重合体組成物全提供するものである
。
従来、ポリエチレンやポリプロピレンなどの結晶性重合
体に、例えば金属微粉末あるいはカーボンブラックなど
を分散させたＰＴＣ特性を有する導電性重合体組成物は
、この技術分野では公知であって、例えば米国特許第３
，５９１，５２６号明細薔、同３．２４３，７５３号明
細薔などに開示されている。
体に、例えば金属微粉末あるいはカーボンブラックなど
を分散させたＰＴＣ特性を有する導電性重合体組成物は
、この技術分野では公知であって、例えば米国特許第３
，５９１，５２６号明細薔、同３．２４３，７５３号明
細薔などに開示されている。
このＰＴＣ特性は、結晶性重合体がその融解開始温度付
近において結晶質より非晶質に転移する際に示す急激な
体積増大のため、その中に分散された導電性微粉末の粒
子同志の間隔が押し拡げられて、重合体の電気抵抗が急
激に増大するために生じると考えられている。
近において結晶質より非晶質に転移する際に示す急激な
体積増大のため、その中に分散された導電性微粉末の粒
子同志の間隔が押し拡げられて、重合体の電気抵抗が急
激に増大するために生じると考えられている。
このＰＴ′ｃ特注を有する重合体組成物を面発熱体とし
て利用すると、従来のニクロム線や無機絶縁電線に比較
してエネルギー損失が極めて少なく、電力量を著しく低
減できるヒーターとなる。
て利用すると、従来のニクロム線や無機絶縁電線に比較
してエネルギー損失が極めて少なく、電力量を著しく低
減できるヒーターとなる。
この２１℃特性を有する発熱体の表面温度が４０〜７０
℃ の温度範囲にあるものは、省エネルギー型の発熱体
として暖房用ヒーター等の用途への応用展開ができる。
℃ の温度範囲にあるものは、省エネルギー型の発熱体
として暖房用ヒーター等の用途への応用展開ができる。
この温度範囲にＰＴＣ特性を有する導電性重合体組成物
として、ポリエチレンオキサイドに炭素粉末を組み合わ
せたものが知られている（特開昭５９−６６０９３
号公報）。
として、ポリエチレンオキサイドに炭素粉末を組み合わ
せたものが知られている（特開昭５９−６６０９３
号公報）。
しかしながら、上記導電性重合体組成物には次のような
点で問題があった。
点で問題があった。
すなわち、ＰＴＣ％性を有する面発熱体に要求される性
能は、ＰＴＣ特性の転移点において急激な抵抗値変化を
示すことであるが、実用的に使用するとヒートサイクル
により、抵抗値がヒステリシスを起こし、ＰＴＣ特性が
損なわれることである。また、あるものは抵抗値が大き
く実用上使用できない。
能は、ＰＴＣ特性の転移点において急激な抵抗値変化を
示すことであるが、実用的に使用するとヒートサイクル
により、抵抗値がヒステリシスを起こし、ＰＴＣ特性が
損なわれることである。また、あるものは抵抗値が大き
く実用上使用できない。
本発明者らは、これらの欠点を改善し、表面温度が４０
〜＆６℃の範囲にＰＴＣ特性を有する面発熱体の電気抵
抗が適当で、実用的に使用した場合ヒートサイクルによ
るヒステリシスを起こ芒ない導電性重合体組成物を開発
することを目的に鋭意研究を行なった。
〜＆６℃の範囲にＰＴＣ特性を有する面発熱体の電気抵
抗が適当で、実用的に使用した場合ヒートサイクルによ
るヒステリシスを起こ芒ない導電性重合体組成物を開発
することを目的に鋭意研究を行なった。
〔問題点を解決するための手段〕
その結果、結晶性ポリアルキレンオキサイドに導電性物
質として黒鉛および導電性カーボンブラックを併用添加
することにょシ、上記目的が達成されることを見い出し
、本発明に到達した。
質として黒鉛および導電性カーボンブラックを併用添加
することにょシ、上記目的が達成されることを見い出し
、本発明に到達した。
すなわち本発明は、結晶性ポリアルキレンオキサイドを
主体とし、これに黒鉛および導電性カーボンブラックを
併用添加、混練したことを特徴とする導電性重合体組成
物である。
主体とし、これに黒鉛および導電性カーボンブラックを
併用添加、混練したことを特徴とする導電性重合体組成
物である。
次に本発明を詳述すれば、
本発明で用いられる結晶性のポリアルキレンオキサイド
（ａｌとしては、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピ
レンオキサイド、ポリ−２−ブテンオキサイド、ポリ−
１−ブテンオキサ４ｔ’ｄｆ、′特にポリエチレンオキ
サイドが好ましい。その分子量は通常１万以上、５０万
以下のものが用いられるが、好ましくは５万〜３ｏ万で
ある。このようなポリエチレンオキサイドにより、優れ
たＰＴＣ特性と機械的性質を有するものが得られる。
（ａｌとしては、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピ
レンオキサイド、ポリ−２−ブテンオキサイド、ポリ−
１−ブテンオキサ４ｔ’ｄｆ、′特にポリエチレンオキ
サイドが好ましい。その分子量は通常１万以上、５０万
以下のものが用いられるが、好ましくは５万〜３ｏ万で
ある。このようなポリエチレンオキサイドにより、優れ
たＰＴＣ特性と機械的性質を有するものが得られる。
次に本発明で用いられる黒鉛（ｂｌには、天然黒鉛と人
造黒鉛がある。これらの黒鉛は平均粒径が数〜数十μの
板状形態を有する。
造黒鉛がある。これらの黒鉛は平均粒径が数〜数十μの
板状形態を有する。
更に本発明で用いられる導電性カーボンブラック（ｃ）
には、ファーネスブラック、サーマルブラック、チャン
ネルブラック、アセチレンブラック等のカーボンブラッ
ク微粉体がある。
には、ファーネスブラック、サーマルブラック、チャン
ネルブラック、アセチレンブラック等のカーボンブラッ
ク微粉体がある。
特にＢＥＴ 法で測定した比表面積がＺｏｏ ｒｒｖ′
？以下のものは優れたＰＴＣｔ￥ｊ性を有する導電性重
合体組成物を得る上で好ましい。アセチレンブラックは
このような好ましいカーボンブラックの一つである。
？以下のものは優れたＰＴＣｔ￥ｊ性を有する導電性重
合体組成物を得る上で好ましい。アセチレンブラックは
このような好ましいカーボンブラックの一つである。
上記の（ａ）〜［ｃ）成分の配合割合は、［ａｌが５５
〜８０重ａＳ、［ｂｌが１０〜３５重Ｊ１％、（ｃ）が
２〜１５重ｉｔ％の範囲であり、好ましくは（ａｌが６
０〜７５ｉ量チ、（ｂｌが１２〜３０重量％、（ｃｌが
４〜１２重ｆｆｉ％の範囲である。
〜８０重ａＳ、［ｂｌが１０〜３５重Ｊ１％、（ｃ）が
２〜１５重ｉｔ％の範囲であり、好ましくは（ａｌが６
０〜７５ｉ量チ、（ｂｌが１２〜３０重量％、（ｃｌが
４〜１２重ｆｆｉ％の範囲である。
なお、本発明では、上記成分の外に付加的成分として無
機または有機のフィラーを配合することができる。無機
フィラーとしては、炭酸力ルムシウム、タルク、マイカ
、ガラス繊維、炭化ケイ素繊維などを、有機フィラーと
しては、芳香族ポリアミド繊維などを用いることができ
る。
機または有機のフィラーを配合することができる。無機
フィラーとしては、炭酸力ルムシウム、タルク、マイカ
、ガラス繊維、炭化ケイ素繊維などを、有機フィラーと
しては、芳香族ポリアミド繊維などを用いることができ
る。
本発明組成物はバンバリーミキサ−、ブラベンダープラ
ストグラフなどのバッチ式の混ａ！機のほかに、−軸押
出機、二軸押出機などの連続式の押出機で得ることがで
きる。
ストグラフなどのバッチ式の混ａ！機のほかに、−軸押
出機、二軸押出機などの連続式の押出機で得ることがで
きる。
黒鉛および導電性カーボンブラックを併用することによ
って、本発明の上述の如き優れた効果が得られることは
驚くべきことであった。しかしその作用のメカニズムは
現段階では明らかでない。
って、本発明の上述の如き優れた効果が得られることは
驚くべきことであった。しかしその作用のメカニズムは
現段階では明らかでない。
上記両者を単独で用いたのでは、比較例１および２に示
すように本発明の効果は全く得られない。
すように本発明の効果は全く得られない。
次に実施例によって本発明を更に具体的に説明するが、
本発明は以下の実施例に制約されるものではない。
本発明は以下の実施例に制約されるものではない。
実施例１
ポリエチレンオキサイド（可成化学工業■製アルコック
スＲ−１０００、分子量が２０万〜３ｏ万の分布のもの
）７３重責チ、黒鉛１７重景慢、アセチレンフラック１
０重量％’（ｚ配合してスーパーミキサーにて均一に混
合し、ついで３０１１１１１径の二軸押出機で混練しペ
レットとした。このペレットを成形し、１５ Ｘ ２５
ｘ Ｏ，２ｃｒＲのシートを得た。
スＲ−１０００、分子量が２０万〜３ｏ万の分布のもの
）７３重責チ、黒鉛１７重景慢、アセチレンフラック１
０重量％’（ｚ配合してスーパーミキサーにて均一に混
合し、ついで３０１１１１１径の二軸押出機で混練しペ
レットとした。このペレットを成形し、１５ Ｘ ２５
ｘ Ｏ，２ｃｒＲのシートを得た。
得られたシートの体積固有抵抗の温度依存性（初回）お
よびヒートサイクル（２０回繰返し）によるその影響を
第１図に示す。実線は初回値、破線はヒートサイクル後
の値である（以下同様）。
よびヒートサイクル（２０回繰返し）によるその影響を
第１図に示す。実線は初回値、破線はヒートサイクル後
の値である（以下同様）。
実施例２
実施例１に使用した成分の割合を、ポリエチレンオキサ
イド７０重量％、黒鉛２５重量％、アセチレンブラック
５重量％に変更したほかは、実施例１と同様に実施した
。結果を第２図に示す。
イド７０重量％、黒鉛２５重量％、アセチレンブラック
５重量％に変更したほかは、実施例１と同様に実施した
。結果を第２図に示す。
比較例１
実施例１における配合成分を、ポリエチレンオキサイド
７７重量％、アセチレンブラック２３重量％に変更した
ほかは、実施例１と同様に実施した。
７７重量％、アセチレンブラック２３重量％に変更した
ほかは、実施例１と同様に実施した。
結果を第３図に示す。
第１図および第３図を比較して、アセチレンブラック単
独では、ヒートサイクルにより抵抗値がヒステリシスを
起こし、安定し７’ＣＰＴＣ特性を有する導電性重合体
組成物が得られないことがわかる。
独では、ヒートサイクルにより抵抗値がヒステリシスを
起こし、安定し７’ＣＰＴＣ特性を有する導電性重合体
組成物が得られないことがわかる。
比較例２
実施例１における配合成分を、ポリエチレンオキサイド
６５重量％、黒鉛３５重量−に変更したほかは、実施例
１と同様に実施してシートを成形し試験した。結果を第
４図に示す。
６５重量％、黒鉛３５重量−に変更したほかは、実施例
１と同様に実施してシートを成形し試験した。結果を第
４図に示す。
得られたシートの体積固有抵抗は、５℃において５×１
０２０−画で極めて高かった。黒鉛単独では、黒鉛の配
合割合を大にしても、黒鉛とアセチレンブラック併用系
のように体積固有抵抗値が低下せず、面発熱体等の実用
的な使用は難かしい。
０２０−画で極めて高かった。黒鉛単独では、黒鉛の配
合割合を大にしても、黒鉛とアセチレンブラック併用系
のように体積固有抵抗値が低下せず、面発熱体等の実用
的な使用は難かしい。
本発明の導電性重合体組成物においては、上述の如く、
導電性物質として黒鉛と導電性カーボンを併用すること
によシ、表面温度が４０〜釣℃の範囲にＰＴＣ％性を有
する面発熱体の電気抵抗が適当で、実用的に使用した場
合ヒートサイクルによるヒステリシスを起こさない優れ
之効果を有する。
導電性物質として黒鉛と導電性カーボンを併用すること
によシ、表面温度が４０〜釣℃の範囲にＰＴＣ％性を有
する面発熱体の電気抵抗が適当で、実用的に使用した場
合ヒートサイクルによるヒステリシスを起こさない優れ
之効果を有する。
第１．２図（実施例１，２）および第３，４図（比較例
１，２）は導電性電合体組成物の体積固有抵抗の温度依
存性を示す曲線である。実Ｓは初回値、破線はヒートサ
イクル（２０回繰返し）後の値である。 第１図 温 度 （０Ｃ） 第２図 温 度 （０Ｃ） 温 度 （０Ｃ） 第４図 温 度 （０Ｃ）
１，２）は導電性電合体組成物の体積固有抵抗の温度依
存性を示す曲線である。実Ｓは初回値、破線はヒートサ
イクル（２０回繰返し）後の値である。 第１図 温 度 （０Ｃ） 第２図 温 度 （０Ｃ） 温 度 （０Ｃ） 第４図 温 度 （０Ｃ）
Claims (1)
- 結晶性ポリアルキレンオキサイドを主体とし、これに黒
鉛および導電性カーボンブラックを併用添加、混練した
ことを特徴とする導電性重合体組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014285A JPS61181860A (ja) | 1985-02-06 | 1985-02-06 | 自己温度制御性導電性重合体組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014285A JPS61181860A (ja) | 1985-02-06 | 1985-02-06 | 自己温度制御性導電性重合体組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61181860A true JPS61181860A (ja) | 1986-08-14 |
Family
ID=12018890
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2014285A Pending JPS61181860A (ja) | 1985-02-06 | 1985-02-06 | 自己温度制御性導電性重合体組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61181860A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5725650A (en) * | 1995-03-20 | 1998-03-10 | Cabot Corporation | Polyethylene glycol treated carbon black and compounds thereof |
| GB2419883A (en) * | 2004-11-03 | 2006-05-10 | Carbon Cones As | Matrix containing carbon cones or disks |
| EP2049586B1 (en) | 2006-08-08 | 2018-01-03 | SABIC Global Technologies B.V. | Improved thermal conductive polymeric ptc compositions |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS568443A (en) * | 1979-07-03 | 1981-01-28 | Hitachi Cable Ltd | Electrically conductive polymer composition having positive temperature coefficient characteristic and heater employing the same |
| JPS5966093A (ja) * | 1982-10-07 | 1984-04-14 | 安田 繁之 | 電導性蓄熱媒体 |
-
1985
- 1985-02-06 JP JP2014285A patent/JPS61181860A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS568443A (en) * | 1979-07-03 | 1981-01-28 | Hitachi Cable Ltd | Electrically conductive polymer composition having positive temperature coefficient characteristic and heater employing the same |
| JPS5966093A (ja) * | 1982-10-07 | 1984-04-14 | 安田 繁之 | 電導性蓄熱媒体 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US5725650A (en) * | 1995-03-20 | 1998-03-10 | Cabot Corporation | Polyethylene glycol treated carbon black and compounds thereof |
| US5747563A (en) * | 1995-03-20 | 1998-05-05 | Cabot Corporation | Polyethylene glycol treated carbon black and compounds thereof |
| US6124395A (en) * | 1995-03-20 | 2000-09-26 | Cabot Corporation | Polyethylene glycol treated carbon black and compounds thereof |
| GB2419883A (en) * | 2004-11-03 | 2006-05-10 | Carbon Cones As | Matrix containing carbon cones or disks |
| EP2049586B1 (en) | 2006-08-08 | 2018-01-03 | SABIC Global Technologies B.V. | Improved thermal conductive polymeric ptc compositions |
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