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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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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