JPS62131065A - 高分子正温度特性組成物 - Google Patents

高分子正温度特性組成物

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JPS62131065A
JPS62131065A JP60270700A JP27070085A JPS62131065A JP S62131065 A JPS62131065 A JP S62131065A JP 60270700 A JP60270700 A JP 60270700A JP 27070085 A JP27070085 A JP 27070085A JP S62131065 A JPS62131065 A JP S62131065A
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西井 基
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仁 三宅
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は正温度特性(PTC)を有する組成物に関し、
詳しくは耐電圧が高く、しかも発熱体として用いた場合
発熱の分布が均一で製品の寿命が長く、過電流保護素子
や発熱体として有効に利用することのできる高分子正温
度特性組成物に関する。
〔従来技術及び発明が解決しようとする問題点〕電気抵
抗値が特定の温度領域に達すると急激に増大する特性(
正温度特性)を有する材料として、チタン酸バリウムの
ような無機材料や結晶性重合体にカーボンブラックなど
の導電性粒子を配合した組成物が知られている(特公昭
50−33707号、同56−10352号など)。
これら従来から知られているものは、過電流保護素子や
発熱体として有用ではあるものの、電圧の比較的高い条
件下での使用や予期しない過電圧が印加された場合、耐
電圧が十分でなく、破壊されてしまうという問題があっ
た。
そこで本発明者らは上記従来の問題点を解消し、十分な
正温度特性を有し、しかも耐電圧性の十分に高い高分子
正温度特性組成物を得るべく種々検討を重ねた。その結
果、結晶性重合体と導電性粉体からなる混合物に半導電
性無機物質を配合することにより耐電圧性にすぐれた素
子を製造しうろことを見出し、本発明を完成するに至っ
た。
〔問題点を解決するための手段〕
すなわち本発明は、結晶性重合体40〜90重量%およ
び導電性粉体60〜10重量%からなる混合物100重
量部に対して、比抵抗10−”〜108Ω(至)の半導
電性無機物質を10〜300重量部配合してなる高分子
正温度特性組成物を提供するものである。
本発明において用いる結晶性重合体としては特に制限は
なく様々なものを挙げることができるが、通常は高密度
ポリエチレン、低密度ポリエチレン。
ポリプロピレン、エチレン−プロピレンコポリマーなど
のポリオレフィン、オレフィン系共重合体、各種のポリ
アミド、ポリエステルあるいはフッ素含有エチレン系重
合体さらにはこれらの変性物などであり、これらを単独
で若しくは組合せて用いる。
次に本発明においては導電性粉体を用いる。ここで導電
性粉体としては種々のものが挙げられ、具体的には例え
ばオイルファーネスブラック、サーマルブラック、アセ
チレンブラック等のカーボンブランク;グラファイト;
金属粉体;炭素繊維粉砕物あるいはこれらの混合物等が
挙げられ、特にカーボンブラック、グラファイトが好適
である。
この導電性粉体としては平均粒径が10〜200mμ、
好ましくは15〜loomμのものが用いられる。ここ
で平均粒径が10mμ未満のものであると、特定温度領
域に到達した際の抵抗増大倍率が十分でな(、一方、平
均粒径が200mμを超えたものであると、室温での電
気抵抗値が大きくなるため好ましくない。
上記導電性粉体としては粒径を異にする2種以上の導電
性粉体を混合したものであってもよい。
前記結晶性重合体と上記導電性粉体の配合比は、前者4
0〜90重量%、好ましくは50〜80重量%に対し後
者60〜10重量%、好ましくは50〜20重量%であ
る。ここで導電性粉体の配割合が上記割合より少ないと
十分な導電性が得られない。
本発明は、このように結晶性重合体と導電性粉体を混合
して得られる混合物に対して、比抵抗1O−2〜10”
Ω備の半導電性無機物質を配合し混練してなるものであ
る。ここで半導電性無機物質として具体的には炭化ケイ
素、炭化ホウ素などの炭化物;チタンブラック等を例示
することができ、これらの中でも炭化ケイ素、炭化ホウ
素など炭化物が好ましい。
この半導電性無機物質は粉体または繊維を用いることが
できる。半扉電性無機粉体としては平均粒径300μ以
下、好ましくは100μ以下のものが用いられる。ここ
で平均粒径が300μを超えたものであると耐電圧性の
向上効果が小さくなるため好ましくない。半導電性無機
繊維としては糸径0,1〜100μ、繊維長1〜500
0μのものが好適である。
本発明において、上記結晶性重合体および導電性粉体の
混合物と、半導電性無機物質の配合割合は、前者100
重量部に対し後者10〜300重量部、好ましくは15
〜200重量部である。ここで半導電性無機物質の配合
量が10重量部未満であると十分な耐電圧性を得ること
ができない。
−古手導電性無機物質の配合量が300重量部を超える
と混練が困難となるため好ましくない。
なお、上記両者の混練は通常の混練機、例えばバンバリ
ーミキサ−や混練ロールなどを用いて行なえばよい。混
練温度は特に制限はないが、通常、用いる結晶性重合体
の融点以上の温度、好ましくは該融点より30℃以上高
い温度とする。このような温度で混練することにより常
温での比抵抗を小さくすることができる。また、?ri
bi時間としては上記混練温度、すなわち用いる結晶性
重合体の融点以上の温度に達してからの混練時間が5分
間以上であれば十分である。なお、この混練時乃至は混
練後に結晶性重合体の架橋剤、例えば有機パーオキサイ
ドを添加してもよい。有機パーオキサイドとしては2.
5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘ
キシン−3,ベンゾイルパーオキサイド、t−プチルパ
ーオキシヘンゾエート。
ジクミルパーオキサイド、t−プチルクミルパ−オキサ
イド、t−ブチルパーオキサイドなどを例示することが
できる。また、必要に応じて混練物の成形後、放射線に
よる架橋を行なってもよい。
このようにして得られる本発明の高分子正温度特性組成
物は既知の各種成形手段により所望形状に成形され素子
など最終製品とされる。
〔発明の効果〕
本発明によれば耐電圧性の高い、特に瞬間的な過電圧に
対する耐電圧性の高い正温度特性素子を得ることができ
る。
しかも本発明の高分子特性組成物を成形し発熱体として
用いた場合、半導電性無機物質成分も同時に発熱し熱伝
導にもすぐれるため、発熱の分布が均一で製品の寿命が
長い。勿論本発明の組成物は特定温度領域に昇温時の抵
抗増大倍率も大きい。
したがって、本発明は過電流保護素子や発熱体、特に高
圧用過電流保護素子の素材として有効に利用することが
できる。
〔実施例〕
次に本発明の実施例を示す。
実施例1 結晶性重合体として高密度ポリエチレン(出光石油化学
(構製:出光ポリエチレン520B)24gと、導電性
粉体としてカーボンブランク(三菱化成■製:ダイヤブ
ラックE、平均粒径43mμ)16gとを混合した。こ
の混合物100重量部に対して、半導電性無機物質とし
て炭化ケイ素粉(不二見研磨材工業■製:SiC#40
00.平均粒径3μ、比抵抗110Ωcn+)を100
重量部配合してラボプラストミルに供給し、溶融混練し
たのち、架橋剤として2.5−ジメチル−2,5−ジ(
t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3を0.6重量部加
え、さらに混練して高分子正温度特性組成物を得た。こ
こで得られた組成物をプレス成形してシートを得たのち
、このシートの表裏両面に肉厚35μの電解ニッケル箔
を重ね合せ、プレス成形機により圧着して、肉it、 
8 mmの積層シートとした。この積層シートより8×
9關の小片を切り取り、この小片の両面ニッケル箔間の
室温における電気抵抗値を測定したところ、2oΩであ
った。
次いでこの小片を130℃に昇温した際の電気抵抗値の
室温における電気抵抗値に対する倍率(抵抗増大倍率)
を測定したところ10’・1倍であった。また、室温に
おいてこの小片に瞬間的に電圧を印加して破壊に至る電
圧(動的耐電圧)を測定したところ630Vであり、徐
々に印加電圧を上げた場合の耐電圧(静的耐電圧)は1
00OVまで上げても破壊には至らなかった。さらに、
この小片の表裏面のニッケル箔にリード線をハンダ付け
し、本体をエポキシ樹脂により被覆した場合の動的耐電
圧、静的耐電圧も上記と同じであった。
実施例2 実施例1において、半導電性無機物質として炭化ホウ素
粉(電気化学工業■製:デンカボロンF1、平均粒径5
μ、比抵抗0.55Ωcm)を100重量部用いたこと
以外は実施例1と同様の操作をして積層シートを得た。
この積層シートから切り出した7×8−璽の小片につき
室温での電気抵抗値を測定したところ20Ωであり、1
30℃における抵抗増大倍率は106・2倍であった。
また、このものの動的耐電圧は450vであり、静的耐
電圧は100OVにおいても破壊しなかった。さらに、
実施例1と同様にしてこのものにリード線を取り付け、
エポキシ樹脂で被覆した場合の動的耐電圧、静的耐電圧
も上記と同じであった。
比較例1 実施例1における高密度ポリエチレンとカーボンブラッ
クとの混合物をラボプラストミルにより混練し、同様の
架橋剤を加えて混練組成物を得た。
この組成物より実施例1と同様にして肉r!L2.0龍
の積層シートを得た。このシートから切り出した8×8
■1の小片につき室温での電気抵抗値を測定したところ
20Ωであった。また、130℃に昇温した際の抵抗増
大倍率は107・5倍であった。
さらにこの小片の動的耐電圧を測定したところ300■
であり、静的耐電圧は100OVにおいても破壊しなか
った。
比較例2 実施例1において、炭化ケイ素粉に代えて電気絶縁体で
ある水酸化アルミニウム(日本軽金属!41製:B2O
2,平均粒径0.4μ)を100重量部用いたこと以外
は実施例1と同様の操作をして肉厚1.8msの積層シ
ートを得た。この積層シートから6×6■lの小片を切
り出し、室温における電気抵抗値を測定したところ20
Ωであった。また、130℃に昇温した際の抵抗増大倍
率は10h1倍であった。さらにこの小片の動的耐電圧
は355Vであり、静的耐電圧は700Vであった。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)結晶性重合体40〜90重量%および導電性粉体
    60〜10重量%からなる混合物100重量部に対して
    、比抵抗10^−^2〜10^8Ωcmの半導電性無機
    物質を10〜300重量部配合してなる高分子正温度特
    性組成物。
  2. (2)半導電性無機物質が炭化ケイ素、炭化ホウ素また
    はこれらの混合物である特許請求の範囲第1項記載の高
    分子正温度特性組成物。
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