(57)【要約】【課題】狭小な温度範囲において急峻な抵抗値変化を生じることが可能な導電性部材を備える電気素子等を提供する。【解決手段】電気素子１は、有機質正特性サーミスタであり、電極対２を構成する二つの板状電極２ａ，２ｂの間に、導電性部材４１が両板状電極２ａ，２ｂと密着した状態で配置されたものである。導電性部材４１は、例えばアーク放電法により生成されたフラーレン類を含むスートから該フラーレン類の少なくとも一部が除去された残材料（フラーレン残渣）から成る導電体層が表面に形成された樹脂粒子が多数集積したものである。このような導電体層の接合により導電経路が構成され、定常状態において電気素子１の導通が確保される。また、突発電流が流入したときの温度上昇で樹脂粒子が僅かに膨張しても、その導電経路が切断され易い。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電体を包含する樹脂で構成された導電性部材であって、
前記導電体が、下記（ａ）成分、（ｂ）成分、及び（ｃ）成分；
（ａ）成分：フラーレンの製造過程において生成されたフラーレン類を含む合成炭素質材料から該フラーレン類の少なくとも一部が除去された残材料、
（ｂ）成分：少なくとも一つの五員環及び少なくとも一つの六員環を含んでおり且つ開放端を有する炭素クラスターで構成される分子骨格を有する化合物、
（ｃ）成分：Ｘ線回折スペクトルにおける２θが３０°以下の領域において非晶質構造に由来する非ピーク状分布を有する炭素質化合物、
のうち少なくともいずれか一成分を主として含有して成るものである、
導電性部材。
【請求項２】
前記フラーレン類を含む合成炭素質材料は、所定のアーク放電法、又は所定の燃焼法により生成されたものである、ことを特徴とする請求項１記載の導電性部材。
【請求項３】
前記導電体は、酸素原子を０．５〜３０質量％含んでおり、且つ、水素原子を０．０５〜１質量％含むものである、請求項１又は２に記載の導電性部材。
【請求項４】
前記樹脂から成る樹脂粒子と、該樹脂粒子の表面に形成されており且つ前記導電体からなる導電体層とを有する複数の導電体粒子が集積されて成る、請求項１〜３のいずれか一項に記載の導電性部材。
【請求項５】
前記樹脂中に前記導電体が分散されて成る、請求項１〜３のいずれか一項に記載の導電性部材。
【請求項６】
導電体を包含する樹脂で構成された導電性部材の製造方法であって、
前記樹脂から成る樹脂粒子を形成させる粒子形成工程と、
下記（ａ）成分、（ｂ）成分、及び（ｃ）成分；
（ａ）成分：フラーレンの製造過程において生成されたフラーレン類を含む合成炭素質材料から該フラーレン類の少なくとも一部が除去された残材料、
（ｂ）成分：少なくとも一つの五員環及び少なくとも一つの六員環を含んでおり且つ開放端を有する炭素クラスターで構成される分子骨格を有する化合物、
（ｃ）成分：Ｘ線回折スペクトルにおける２θが３０°以下の領域において非晶質構造に由来する非ピーク状分布を有する炭素質化合物、
のうち少なくともいずれか一方を主として含有して成る導電体を溶媒に溶解又は分散させた導電体溶液に、前記樹脂粒子を接触させて該樹脂粒子の表面の少なくとも一部に該導電体溶液を付着せしめる被着工程と、
前記樹脂粒子に付着した前記導電体溶液から前記溶媒を除去する除去工程と、を備える導電性部材の製造方法。
【請求項７】
導電体を包含する樹脂で構成された導電性部材の製造方法であって、
下記（ａ）成分、（ｂ）成分、及び（ｃ）成分；
（ａ）成分：フラーレンの製造過程において生成されたフラーレン類を含む合成炭素質材料から該フラーレン類の少なくとも一部が除去された残材料、
（ｂ）成分：少なくとも一つの五員環及び少なくとも一つの六員環を含んでおり且つ開放端を有する炭素クラスターで構成される分子骨格を有する化合物、
（ｃ）成分：Ｘ線回折スペクトルにおける２θが３０°以下の領域において非晶質構造に由来する非ピーク状分布を有する炭素質化合物、
のうち少なくともいずれか一方を主として含有して成る導電体を溶媒に溶解又は分散させた導電体溶液と、前記樹脂を構成するモノマーを含むモノマー溶液又は該樹脂を溶媒に溶解させた樹脂溶液と、を混合する混合工程と、
前記モノマー溶液に含まれる前記モノマーを重合させて前記樹脂を形成させる、又は、前記樹脂溶液に含まれる樹脂を硬化させる重合工程と、
を備える導電性部材の製造方法。
【請求項８】
前記フラーレン類を含む合成炭素質材料として、所定のアーク放電法、又は所定の燃焼法により生成されたものを用いる、ことを特徴とする請求項６又は７に記載の導電性部材の製造方法。
【請求項９】
前記導電体として、酸素原子を０．５〜３０質量％含んでおり、且つ、水素原子を０．０５〜１質量％含むものを用いる、請求項６〜８のいずれか一項に記載の導電性部材の製造方法。
【請求項１０】
樹脂及び導電体を含む導電性部材を有する電気素子であって、
電極対と、
前記電極対を構成する各電極の間に設けられており、且つ、下記（ａ）成分、（ｂ）成分、及び（ｃ）成分；
（ａ）成分：フラーレンの製造過程において生成されたフラーレン類を含む合成炭素質材料から該フラーレン類の少なくとも一部が除去された残材料、
（ｂ）成分：少なくとも一つの五員環及び少なくとも一つの六員環を含んでおり且つ開放端を有する炭素クラスターで構成される分子骨格を有する化合物、
（ｃ）成分：Ｘ線回折スペクトルにおける２θが３０°以下の領域において非晶質構造に由来する非ピーク状分布を有する炭素質化合物、
のうち少なくともいずれか一方を主として含有して成る導電体を包含する樹脂で構成された導電性部材と、
を備える電気素子。
【請求項１１】
前記フラーレン類を含む合成炭素質材料は、所定のアーク放電法、又は所定の燃焼法により生成されたものである、ことを特徴とする請求項１０記載の電気素子。
【請求項１２】
前記導電体は、酸素原子を０．５〜３０質量％含んでおり、且つ、水素原子を０．０５〜１質量％含むものである、請求項１０又は１１に記載の電気素子。
【請求項１３】
樹脂及び導電体を含む導電性部材を有する電気素子の製造方法であって、
前記樹脂から成る樹脂粒子を形成させる粒子形成工程と、
下記（ａ）成分、（ｂ）成分、及び（ｃ）成分；
（ａ）成分：フラーレンの製造過程において生成されたフラーレン類を含む合成炭素質材料から該フラーレン類の少なくとも一部が除去された残材料、
（ｂ）成分：少なくとも一つの五員環及び少なくとも一つの六員環を含んでおり且つ開放端を有する炭素クラスターで構成される分子骨格を有する化合物、
（ｃ）成分：Ｘ線回折スペクトルにおける２θが３０°以下の領域において非晶質構造に由来する非ピーク状分布を有する炭素質化合物、
のうち少なくともいずれか一方を主として含有して成る導電体を溶媒に溶解又は分散させた導電体溶液に、前記樹脂粒子を接触させて該樹脂粒子の表面の少なくとも一部に該導電体溶液を付着せしめる被着工程と、
前記樹脂粒子に付着した前記導電体溶液から前記溶媒を除去する除去工程と、前記溶媒が除去された複数の樹脂粒子を集積させて前記導電性部材を形成させる導電性部材形成工程と、
電極対を構成する各電極の間に前記導電性部材を配置させる配置工程と、
を備える電気素子の製造方法。
【請求項１４】
樹脂及び導電体を含む導電性部材を有する電気素子の製造方法であって、
下記（ａ）成分、（ｂ）成分、及び（ｃ）成分；
（ａ）成分：フラーレンの製造過程において生成されたフラーレン類を含む合成炭素質材料から該フラーレン類の少なくとも一部が除去された残材料、
（ｂ）成分：少なくとも一つの五員環及び少なくとも一つの六員環を含んでおり且つ開放端を有する炭素クラスターで構成される分子骨格を有する化合物、
（ｃ）成分：Ｘ線回折スペクトルにおける２θが３０°以下の領域において非晶質構造に由来する非ピーク状分布を有する炭素質化合物、
のうち少なくともいずれか一方を主として含有して成る導電体を溶媒に溶解又は分散させた導電体溶液と、前記樹脂を構成する前記モノマーを含むモノマー溶液又は該樹脂を溶媒に溶解させた樹脂溶液と、を混合する混合工程と、
前記モノマー溶液に含まれる前記モノマーを重合させて前記樹脂を形成させる、又は、前記樹脂溶液に含まれる樹脂を硬化させる重合工程と、
電極対を構成する各電極の間に前記導電性部材を配置させる配置工程と、
を備える電気素子の製造方法。
【請求項１５】
前記フラーレン類を含む合成炭素質材料として、所定のアーク放電法、又は所定の燃焼法により生成されたものを用いる、ことを特徴とする請求項１３又は１４に記載の電気素子の製造方法。
【請求項１６】
前記導電体として、酸素原子を０．５〜３０質量％含んでおり、且つ、水素原子を０．０５〜１質量％含むものを用いる、請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の電気素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、導電性部材及びその製造方法、並びにその導電性部材を有する電気素子及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
温度上昇と共に抵抗値が増大する特性（ＰＴＣ特性）を有する素子又はデバイスとして、有機質正特性サーミスタが知られており、過電流保護回路用の素子、自己制御型の発熱体素子、温度検出用のセンサ素子等に幅広く利用されている。一般に、有機質正特性サーミスタは、樹脂中に導電体を分散させて成形した導電性ポリマーが、例えば平板状の電極対で挟持された構造を有している。このような導電性ポリマーとしては、マトリックス樹脂としての結晶性ポリマー中に導電体であるカーボンブラックの微粒子が特定量配合されたものを例示できる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
このような導電性ポリマーを用いた有機質正特性サーミスタが接続された負荷装置や回路においては、適正な温度条件で且つ定常状態で運転されている場合、サーミスタには定常電流が流れる。これは、樹脂に含まれる導電体としての多数の微粒子が接合することにより導通が確保されることによる。これに対し、過負荷等の非定常状態での運転や機器の短絡状態といった異常が生じると、サーミスタには過電流が流れることとなる。
【０００４】
こうなると、導電性ポリマーは過電流によって加熱され、ポリマーが熱可塑性樹脂であれば樹脂の軟化、溶融、又は融解が生じて樹脂の体積が膨張し、それに伴って各導電体粒子の接合が解除され、導電経路が徐々に切断されると考えられる。こうして、温度上昇と共に抵抗値が増大する上述したＰＴＣ特性が発現される。また、ポリマーとして熱硬化性樹脂を用いた場合には、過電流による加熱によって樹脂変形温度やガラス転移温度に達すると、多数の導電体粒子で形成された導電経路が同様に切断され得る。
【０００５】
【特許文献１】
米国特許第４２３７４４１号明細書
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、有機質正特性サーミスタには、非動作時の室温抵抗値が充分低いこと、室温抵抗値と動作時の抵抗値の変化が充分大きいこと、及び、繰り返し動作による抵抗値の変化が小さく安定性が高いことが要求される。上述したカーボンブラックの微粒子を配合した導電性ポリマーを用いた従来のサーミスタは、このような各種要求特性を実用レベルである程度満足すると言える。
【０００７】
しかし、前述した各種用途のなかでも、特に過電流保護素子として用いられるサーミスタには、上記各特性に加え、目的とする使用環境温度の変化に対する素子の動作電流が一定であることが更に要求される。このためには、温度上昇に伴う抵抗値の増大が極めて急峻であること、換言すれば、極狭い動作温度範囲（域）において至極大きな抵抗値の変化を生じることが望ましい。上記従来のカーボンブラックの微粒子を用いたサーミスタは、かかる要求に対して未だ満足のいく性能を十分に奏するものであるとは言い難い。
【０００８】
また、このような狭小な温度範囲で抵抗値の急峻な変化を生じさせようとした場合、繰り返し使用による製品劣化が早まる懸念があると共に、製品間で動作電流値（範囲）のばらつきが生じ易くなるおそれが考えられる。こうなると、製品の信頼性が低下するだけでなく、耐用期間の短縮や歩留まりの低下といった不都合も生じ得る。
【０００９】
そこで、本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、狭小な動作温度範囲で急峻な抵抗値変化を生じる動作特性に優れる導電性部材、及び、それを備えることにより信頼性を一層向上できるサーミスタ等の電気素子、ならびにそれらの製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明者らは鋭意研究を行った結果、サーミスタ等の電気素子に用いられる導電性部材を構成する導電体として特定の炭素質材料を使用することにより、上記目的が達成可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
すなわち、本発明による導電性部材は、導電体を包含する樹脂で構成されたものであって、その導電体が、以下の（ａ）〜（ｃ）成分のうち少なくともいずれか一成分を主として含有して成るものである。ここで、（ａ）成分は、フラーレンの製造過程において生成されたフラーレン類を含む合成炭素質材料から該フラーレン類の少なくとも一部が除去された残材料を示し、（ｂ）成分は、少なくとも一つの五員環及び少なくとも一つの六員環を含んでおり且つ開放端を有する炭素クラスターで構成される分子骨格を有する化合物を示し、（ｃ）成分は、Ｘ線回折スペクトルにおける２θが３０°以下の領域において非晶質構造に由来する非ピーク状分布を有する炭素質化合物を示す。このフラーレン類を含む合成炭素材料は所定のアーク放電法、又は所定の燃焼法により生成されていることが好ましい。また、具体的には、その導電体が、酸素原子を０．５〜３０質量％含んでおり、且つ、水素原子を０．０５〜１質量％含むものであるとなお好適である。
【００１２】
なお、本発明における「所定のアーク放電法」とは、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガスが封入され且つ一定圧力（好ましくは０．０１〜１００ｋＰａ、より好ましくは１〜４０ｋＰａ）に保持されたチャンバ内に、主として炭素から成る電極対（例えば、グラファイト電極対）を一定間隔（好ましくは５〜５０ｍｍ、より好ましくは１０〜３０ｍｍ）で設置し、この電極対に一定の直流又は交流電圧（好ましくは１０〜２００Ｖ、より好ましくは２０〜１００Ｖ）を印加して電極間にアーク放電を生ぜしめてフラーレン類を合成する方法をいい、具体的には、例えばＮａｔｕｒｅ  Ｖｏｌ．３４７    Ｐ３５４    １９９０年発行に記載の方法が挙げられる。
【００１３】
また、本発明における「所定の燃焼法」とは、分子中に主として炭素原子及び水素原子を含む有機化合物（例えば、トルエン、ベンゼン、キシレン、ナフタレン、ヘキサン等）を不完全燃焼せしめてフラーレン類を合成する方法をいい、具体的には、例えばＮａｔｕｒｅ  Ｖｏｌ．３５２    Ｐ１３９    １９９１年発行に記載の方法が挙げられる。
【００１４】
なお、（ａ）成分において、合成炭素質材料を生成せしめる方法としては、所定のアーク放電法、又は所定の燃焼法、の他に、レーザーアブレーション法、気相熱分解法、化学的気相堆積法、水熱法等の種々の方法を用いることも可能である。また、（ａ）成分の原料となる合成炭素質材料そのものも、（ａ）成分としての「残材料」を含むものであり、除去されるフラーレン類に匹敵する量、或いはそれ以上の量の「残材料」成分を含む場合には、本発明の導電体に該当する。
【００１５】
さらに、本発明において「フラーレン類」（Ｆｕｌｌｅｒｅｎｅ）とは、以下のいずれかに該当するものを示す。
（１）球殻状又は閉塞された管状の炭素クラスターを骨格とする分子であり、２０個以上の炭素原子を有しており各炭素原子が全て三配位である‘かご’型分子を示し（なお、これはＩＵＰＡＣの２００２年勧告に準じた定義である。）、２０個以上の偶数個の炭素原子から成り且つ１２個の五角面と（ｎ／２−１０；ただし、ｎは炭素原子数）個の六角面を有する閉多面体‘かご’型分子（これはＩＵＰＡＣ（Ａ  Ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙ  Ｓｕｒｖｅｙ，１９９７）に準じた定義である。）を含む。
【００１６】
（２）２０個以上の炭素原子がそれぞれ隣接する３原子と結合して成る閉じた擬球構造を有する分子であり、各環の員数は特に制限されない（なお、これはＣＡＳにおける定義に準じた定義であり、いわゆる準（ｑｕａｓｉ−）フラーレンを含む。）
【００１７】
また、本発明における「フラーレン類」には、完全に水素化された飽和フラーレン（例えば  Ｃ６０Ｈ６０）すなわちフラーラン（Ｆｕｌｌｅｒａｎｅ）、及び、ヘテロフラーレン、ノルフラーレン、ホモフラーレン、セコフラーレンといったフラーロイド（Ｆｕｌｌｅｒｏｉｄ）が含まれるものとする。
【００１８】
さらに、上記（ｂ）成分の化合物は、フラーレンに対応して換言すれば非フラーレン化合物であり、また、かかる化合物は、少なくとも一つの水素原子が他の原子で置換されたもの（置換体）又は置換されていないもの（未置換体）のいずれであってもよい。またさらに、（ｃ）成分における「２θが３０°以下の領域において非晶質構造に由来する非ピーク状分布」とは、ピークと判定できない例えば２θの範囲が概ね５°以上の範囲にわたって存在するブロードな分布であり、２θが３０°を超える領域のバックグラウンドよりも有意に大きな計数又は計数率を示す分布であって、２θが３０°以下の領域にピークが存在していてもよく、この場合、Ｘ線回折スペクトルは、そのピークに非ピーク状分布が重畳した形状を示す。
【００１９】
このような構成の導電性部材における導電体は、従来用いられていたカーボンブラック粉末等の導電体と全く異なり、有機溶媒への溶解性又は分散性に優れるという特性を有する。これにより、導電体を溶液の状態で導電性部材の形成に供用することができる。よって、例えば、樹脂固体の表面に導電体溶液を付着させたり、液状の樹脂又はそのモノマーの液状体と均一に混合したりすることが可能となる。これらは、カーボンブラック粉末等を用いる従来技術では極めて困難であり、特に後者の場合、導電性部材のマトリックス樹脂への導電体の分散性が格段に向上される。
【００２０】
そこで、より具体的には、本発明による導電性部材は、樹脂から成る樹脂粒子と、その樹脂粒子の表面に形成されており且つ上記の導電体からなる導電体層とを有する複数の導電体粒子が集積されて成るものであると好ましい。
【００２１】
こうすれば、個々の樹脂粒子の表面に形成された各導電体層がこれらの粒子の集積により互いに接触して一体化され、言わば三次元網目状の導電経路のネットワークが完成され、導電性が発現される。また、温度上昇時には個々の樹脂粒子に対応する領域が堆積膨張し、導電体層に亀裂が進展し、やがて導電体層相互の接触が切断されて導電性部材全体の抵抗値が増大し得る。この際、導電体層が元々樹脂粒子表面に形成されているので、温度上昇に伴う樹脂の膨張が僅かであっても導電経路が容易に切断され、その結果として、狭小な温度範囲において急峻な抵抗値の変化が生じ得るものと考えられる。ただし、作用はこれらに限定されない。
【００２２】
或いは、樹脂中に導電体が分散されて成るもの、つまり、先述したように樹脂（又はそのモノマー）と導電体とが共に液状で混合されることにより、例えていうなら、導電体が樹脂中に固溶したような状態で分散されたものであっても好ましい。
【００２３】
これにより、固体状の導電体を樹脂中に混錬等して分散させていた従来に比して、導電体の分散性すなわち樹脂中での均一性が格段に向上される。よって、温度上昇に伴う樹脂の膨張による導電経路の切断が‘均一’に生じて偏在することがなく、その結果、狭小な温度範囲で急峻且つ確実な抵抗値の変化が生じ得る。なお、従来と同様にして、上記の（ａ）〜（ｃ）成分のうち少なくともいずれか一成分を主として含む固体状の導電体を樹脂中に分散させることもできるが、樹脂（又はそのモノマー）と導電体とが共に液状で混合されて成る方が望ましい。
【００２４】
また、本発明による導電性部材の製造方法は、本発明の導電性部材を有効に製造するための方法であって、樹脂から成る樹脂粒子を形成させる粒子形成工程と、上記の（ａ）〜（ｃ）成分及のうち少なくともいずれか一成分を主として含有して成る導電体を溶媒に溶解又は分散させた導電体溶液に、樹脂粒子を接触させてその樹脂粒子の表面の少なくとも一部に導電体溶液を付着せしめる被着工程と、樹脂粒子に付着した導電体溶液から溶媒を除去する除去工程とを備えることを特徴とする。
【００２５】
或いは、上記の（ａ）〜（ｃ）成分のうち少なくともいずれか一成分を主として含有して成る導電体を溶媒に溶解又は分散させた導電体溶液と、樹脂を構成するモノマー（単量体）を含むモノマー溶液又は樹脂を溶媒に溶解させた樹脂溶液とを混合する混合工程と、モノマー溶液に含まれる前記モノマーを重合させて前記樹脂を形成させる、又は、前記樹脂溶液に含まれる樹脂を硬化させる重合工程とを備えてもよい。
【００２６】
具体的には、上記の被着工程又は混合工程において、導電体として、酸素原子を０．５〜３０質量％含んでおり、且つ、水素原子を０．０５〜１質量％含むものを用いると好適である。
【００２７】
さらに、本発明による電気素子は、樹脂及び導電体を含む本発明の導電性部材を有するものであって、電極対と、電極対を構成する各電極の間に設けられており、且つ、上記の（ａ）〜（ｃ）成分のうち少なくともいずれか一方を主として含有して成る導電体を樹脂で構成された導電性部材とを備えることを特徴とする。具体的には、その導電体が、酸素原子を０．５〜３０質量％含んでおり、且つ、水素原子を０．０５〜１質量％含むものであると好ましい。
【００２８】
またさらに、本発明による電気素子の製造方法は、本発明の電気素子を有効に製造するための方法であり、樹脂から成る樹脂粒子を形成させる粒子形成工程と、上記の（ａ）〜（ｃ）成分のうち少なくともいずれか一方を主として含有して成る導電体を溶媒に溶解又は分散させた導電体溶液に、樹脂粒子を接触させてその樹脂粒子の表面の少なくとも一部に導電体溶液を付着せしめる被着工程と、樹脂粒子に付着した導電体溶液から溶媒を除去する除去工程と、溶媒が除去された複数の樹脂粒子を集積させて導電性部材を形成させる導電性部材形成工程と、電極対を構成する各電極の間に導電性部材を配置させる配置工程とを備えることを特徴とする。
【００２９】
或いは、上記の（ａ）〜（ｃ）成分のうち少なくともいずれか一方を主として含有して成る導電体を溶媒に溶解又は分散させた導電体溶液と、樹脂を構成するモノマーを含むモノマー溶液又は樹脂を溶媒に溶解させた樹脂溶液とを混合する混合工程と、モノマー溶液に含まれるモノマーを重合させて樹脂を形成させる、又は、樹脂溶液に含まれる樹脂を硬化させる重合工程と、電極対を構成する各電極の間に導電性部材を配置させる配置工程とを備えるようにしてもよい。この場合にも、上記の被着工程又は混合工程において、導電体として、酸素原子を０．５〜３０質量％含んでおり、且つ、水素原子を０．０５〜１質量％含むものを用いると好適である。
【００３０】
また、上記した導電性部材や電気素子の製造方法において、樹脂粒子に付着した導電体溶液から溶媒を除去する除去工程を含むものは、特に熱可塑性の導電性部材や電気素子の製造方法に好適であり、モノマー溶液に含まれるモノマーを重合させて樹脂を形成させる重合工程を含むものは、熱可塑性、熱硬化性のいずれの導電性部材や電気素子の製造方法においても好適であり、樹脂溶液に含まれる樹脂を硬化させる重合工程を含むものは、特に熱硬化性の導電性部材や電気素子の製造方法においても好適である。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、上下左右等の位置関係は、図面の位置関係に基づくものとする。
【００３２】
図１は、本発明による導電性部材を備えた本発明の電気素子の好適な一実施形態を示す斜視図である。電気素子１は、有機質正特性サーミスタであり、電極対２を構成する二つの板状電極２ａ，２ｂ（電極）の間に、後に詳述する導電性部材４１又は導電性部材４２が両板状電極２ａ，２ｂと密着した状態で配置されたものである。このように導電性部材４１，４２を挟持するように設けられた各板状電極２ａ，２ｂの材料は、導電性を有するものであれば特に制限がなく、例えば、電極板として通常使用されるニッケル、銅等の金属が挙げられる。また、板状電極２ａ，２ｂの各々の外面には、はんだ付けやろう付け等により実装用リード６，６が接合されている。これらの実装用リード６，６は、電気素子１を負荷回路等に実装する際のリード線として機能するものであり、その材料は、導電性を有するものであれば特に制限されない。
【００３３】
導電性部材４１，４２は、導電体を包含する樹脂で構成されたいわゆる導電性ポリマーである。ここで、図２及び図３は、それぞれ導電性部材４１，４２を示す模式断面図である。
【００３４】
図２において、導電性部材４１は、導電体層１４によって表面の少なくとも一部、好ましくは表面の大部分、より好ましくは実質的に全表面が覆われた複数の樹脂粒子１２が互いに密接するように集積されて成るものである。個々の樹脂粒子１２の表面に形成された導電体層１４は互いに接触するように化学的に又は物理的に接合されており、これにより三次元網目状の導電経路のネットワークが構築されている。なお、導電体層１４は、必ずしも層構造を形成していなくともよく、或いは膜状に形成されていなくともよい。図２においては、説明の都合上そのように描画されているが、例えば、導電体から成る微細粒子が樹脂粒子１２の表面に付着した形態であっても構わない。
【００３５】
一方、図３において、導電性部材４２は、樹脂２２中に導電体２４が高い均一性で分散されたものである。具体的には、導電体２４は、マトリックスとしての樹脂２２中に多数の極微細な粒子（図示せず）として存在しており、或いは、樹脂２２中に言わば固溶された状態で存在していると考えられる。いずれの場合でも、個々の導電体２４が化学的又は物理的に互いに接合されており、導電経路の三次元的なネットワークが構築されている。
【００３６】
このように、導電性部材４１，４２は、導電体を包含する樹脂で構成されたものである。そして、そのような導電体、つまり導電体層１４を構成する導電体及び導電体２４は、以下の（ａ）成分、（ｂ）成分、及び（ｃ）成分のうち少なくともいずれか一成分を主として含有して成るものである。
【００３７】
すなわち、（ａ）成分は、所定のアーク放電法、所定の燃焼法、又は所定のレーザーアブレーション法により生成されたフラーレン類を含む合成炭素質材料から該フラーレン類の少なくとも一部が除去された残材料である。また、（ｂ）成分は、少なくとも一つの五員環及び少なくとも一つの六員環を含んでおり且つ開放端を有する炭素クラスターで構成される分子骨格を有する化合物である。さらに、（ｃ）成分は、Ｘ線回折スペクトルにおける２θが３０°以下の領域において非晶質構造に由来する非ピーク状分布を有する炭素質化合物である。
【００３８】
また、導電体層１４及び導電体２４における酸素（Ｏ）原子の含有割合が、好ましくは０．５〜３０質量％、より好ましくは５〜３０質量％、特に好ましくは１０〜３０質量％とされる。さらに、導電体層１４及び導電体２４における水素（Ｈ）原子の含有割合が、好ましくは０．０５〜１質量％、より好ましくは０．１〜１質量％、一層好ましくは０．２〜１質量％とされる。
【００３９】
またさらに、上記の（ａ）成分として規定されるように、導電体層１４を構成する導電体及び導電体２４は、フラーレン類を含む合成炭素質材料からフラーレン類の少なくとも一部が除去された残材料から成るものであり、フラーレン類が不可避的に、例えば０．５ｐｐｍ〜１０質量％、より好ましくは数ｐｐｍ〜５質量％程度の濃度で含まれていてもよい。
【００４０】
この場合、フラーレン類を得るための合成炭素質材料中には、Ｃ６０、Ｃ７０、等の各種フラーレン類が含まれ得るが、その合成炭素質材料から抽出されたいわゆるフラーレン・スート中の各種フラーレン類の組成比（例えば、Ｃ６０／Ｃ７０比）と、残材料中の各種フラーレン類の組成比とは、同一でも異なっていてもよい。より具体的には、導電体層１４及び導電体２４がフラーレン類を含む場合、そのＣ６０／Ｃ７０比は、好ましくは０．１〜１０、より好ましくは０．１〜５、更に好ましくは０．１〜３程度とされる。
【００４１】
さらにまた、（ａ）成分の一種として、黒鉛（カーボンブラック）電極を使用したアーク放電法により生成されたフラーレン類を含む合成炭素質材料から得られた残材料を導電体に用いる場合、この残材料中には、アーク放電によって剥離された黒鉛電極の一部が混入することがある。こうなると、導電体のＸ線回折スペクトルにはこの黒鉛（グラファイト）結晶に起因するピークが観測されることが確認された。
【００４２】
ただし、この場合、アーク放電用電極に用いた黒鉛及び上記残材料における微結晶炭素の層間距離（ｄ００２）をＸ線回折法により求めたところ、残材料中のｄ００２は、黒鉛のそれに比して有意に大きい（例えば、０．３４０ｎｍ以上）ことが判明した。さらに、上記の場合に得られる残材料のタップ密度（かさ密度）は、フラーレン・スートに比して格段に小さい値を示した。一例を挙げると、残材料のタップ密度は、０．１〜１ｇ／ｃｍ３程度であり、通常の活性炭と同等又はそれ以下であるのに対し、フラーレン・スートのそれは０．０３５ｇ／ｃｍ３程度であることが判明した。
【００４３】
また、（ａ）成分を得るための合成炭素質材料を生成する方法、すなわち所定のアーク放電法、所定の燃焼法、及び所定のレーザーアブレーション法のなかでは、生成量が比較的多い観点より、所定のアーク放電法、及び所定の燃焼法が好ましく、上述したような黒鉛の混入が不都合であるときには、そのようなおそれがない所定の燃焼法がより好ましい。
【００４４】
樹脂粒子１２の樹脂及び樹脂２２としては、一般に有機質正特性サーミスタ用の高分子マトリックスとして使用される熱可塑性樹脂、又は熱硬化性樹脂が挙げられる。熱可塑性樹脂としては、ポリオレフィン、ハロゲン系ポリマー、ポリスチレン、熱可塑性エラストマー等を例示でき、より詳しくは、例えば、特開２０００−８２６０２号公報に記載されたものを好ましく使用できる。また、熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド、ポリウレタン、フェノール樹脂、シリコン樹脂等が例示でき、より詳しくは、例えば、特開２０００−２２３３０３号公報に記載されたものを好ましく用いることができる。
【００４５】
これらの熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂は、導電性部材４１，４２が適用される電気素子に要求される所望の性能、用途等に応じて適宜選択され、個々の樹脂を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。また、樹脂粒子１２の樹脂及び樹脂２２を形成するための樹脂材料には、樹脂の劣化を防止するための酸化防止剤、熱伝導性を向上させるための良熱伝導性添加物、耐久性を向上させるための金属酸化物等の無機固体、耐電圧性を向上させるための炭化ホウ素等といった他の成分を適宜の分量添加してもよい。
【００４６】
以下、このような構成を有する電気素子１を製造する方法について説明する。
〔第１の製造方法〕
図４は、本発明の電気素子の製造方法によって導電性部材４１（図２参照）を備える電気素子１を製造する手順の一例を示すフロー図である。この第１の製造方法においては、処理を開始して、まず、上述した樹脂から成る樹脂粒子１２を形成させる（ステップＳ１１；粒子形成工程）。このときの樹脂粒子１２の形成方法は特に制限されず、モノマーを重合硬化して樹脂としてから、後にそれを分割して微粒子状に加工してもよく、或いは、予め少量に分量したモノマーを重合硬化させて微粒子を得るようにしてもよい。
【００４７】
また、ステップＳ１１と並行して、上述した（ａ）〜（ｃ）成分のうちいずれか一成分を主として含有する導電体を適宜の溶媒に溶解又は分散せしめて導電体溶液を調製する（ステップＳ１２）。このとき用いる溶媒としては、かかる導電体を溶解又は分散可能なものであれば特に制限されず、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、プロピルベンゼン、イソプロピルベンゼン、ブチルベンゼン、トリメチルベンゼン、テトラメチルベンゼン、メチルナフタレン、テトラリン、アニソール、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン、ブロモベンゼン、ヨードベンゼン、デカリン、テトラクロロエタン、二硫化炭素、２−メチルチオフェン等が挙げられ、これらのなかでは、トルエン等の炭化水素系溶媒が好ましく、トルエンが特に好ましい。
【００４８】
なお、導電体の全てが溶媒に溶解又は分散されている必要はないものの、樹脂粒子１２の表面の大部分に導電体層１４を形成させるために、略全てが溶解又は分散していることが好ましい。
【００４９】
また、ステップＳ１２に先立って、導電体を製造するには、（ａ）成分の説明で記載したように、所定のアーク放電法、所定の燃焼法、又は所定のレーザーアブレーション法により生成されたフラーレン類を含む合成炭素質材料から該フラーレン類の少なくとも一部、好ましくは大部分を除去する方法を採用できる。
【００５０】
より詳しくは、アーク放電法を用いた場合を例にとると、まず、ヘリウムガス又はアルゴンガスの供給系と高真空ポンプとが接続された略球形のチャンバに、棒状を成す二つの黒鉛電極を各一方端がチャンバ内部で対向するように設置し、チャンバを封止してからその内部を減圧する。この状態で黒鉛電極を予備加熱した後、チャンバ内にヘリウムガス又はアルゴンガスを充填する。その後、高圧直流電源に接続した黒鉛電極を軸回りに回動させながら高圧を印加し、電極間にアーク放電を生ぜしめ炭素蒸気を発生させる。所定時間アーク放電を行った後、チャンバの内壁に付着した‘すす’（回収スート；合成炭素質材料）を回収する。
【００５１】
次に、先述した導電体溶液の調製で使用するのと同様の溶媒（トルエン等）を収容した容器内に、回収スートを添加し、攪拌し・混合した後、その混合液をフラーレン抽出する。それから、フラーレン残渣を回収し、水洗等により洗浄した後、減圧乾燥して本発明における残材料としてのフラーレン残渣を得る。なお、混合液のろ液には主としてフラーレン類が含まれており、フラーレン類の凝縮・精製用に別途回収する。
【００５２】
或いは、回収スートを４００℃以上の温度に加熱することにより、フラーレン類を昇華させる（各フラーレン類の昇華温度は約４００℃）。こうして昇華したフラーレン類をコールド・トラップ等で捕集・回収すると共に、その残渣が本発明における残材料となる。
【００５３】
次に、樹脂粒子１２を調製済みの導電体溶液へ添加・混合して浸漬させたり、調製された導電体溶液を樹脂粒子１２へ噴霧・塗布したりして、樹脂粒子１２と導電体溶液とを接触させ、これにより樹脂粒子１２の表面に導電体溶液を付着せしめる（ステップＳ１３；被着工程）。
【００５４】
次いで、樹脂粒子１２の表面に付着した導電性溶液に含まれる溶媒を除去し、樹脂粒子１２の表面に導電体層１４を形成する（ステップＳ１４；除去工程）。溶媒の除去は、例えば導電性溶液が付着した樹脂粒子１２を溶媒が揮発又は揮散する温度で、且つ、樹脂粒子１２が熱可塑性樹脂から成る場合には、その融点若しくは軟化点よりも十分に低い温度に加熱することにより実施できる。加熱は、常圧下又は減圧下で行うことが好ましい。
【００５５】
次に、導電体層１４を有する樹脂粒子１２を複数集積させ、更にそれらを接合して一体化させることにより板状の導電性部材を形成する（ステップＳ１５；導電性部材形成工程）。より具体的な方法としては、かかる樹脂粒子１２を板型（モールド）内に収容し、圧着して成形してから離型する方法が挙げられる。
【００５６】
このとき、導電性部材４１の厚さに応じて、シート状、それより厚い板状等に随意成形することができ、また、大面積の成形体を形成してから、導電性部材４１の形状に打ち抜いてもよいし、型の形状を導電性部材４１の形状にしても構わない。或いは、塊状の成形体を形成した後、その成形体を導電性部材４１の形状に加工することも可能である。また、樹脂粒子１２の接合性を高めるために、バインダーを適宜用いてもよい。
【００５７】
それから、板状電極２ａ、導電性部材４１、及び板状電極２ｂをこの順に積層し、これらを更に圧着する等して接合した後、板状電極２ａ，２ｂの外表面に実装用リード６，６をそれぞれ装着させて電気素子１の組み付けを行い（ステップＳ１６；配置工程）、処理を終了する。或いは、板状電極２ａ、導電性部材４１、及び板状電極２ｂの積層に先立って、実装用リード６，６を板状電極２ａ，２ｂに予め装着しておいても構わない。
【００５８】
また、図４に示す上述のステップＳ１５とステップＳ１６の一部を同時に実施することもできる。このための具体的な方法としては、板状電極２ａ，２ｂを平行平板として用いた押型内に、導電体層１４が形成された樹脂粒子１２を充填し、板状電極２ａ，２ｂごと樹脂粒子１２を圧着接合する方法を例示できる。この場合、配置工程が導電性部材形成工程を兼ねることとなる。
【００５９】
〔第２の製造方法〕
図５は、本発明の電気素子の製造方法によって導電性部材４２（図３参照）を備える電気素子１を製造する手順の一例を示すフロー図である。この第２の製造方法においては、処理を開始して、まず、樹脂２２を構成するモノマーを溶媒に溶解させ、更に重合開始剤等の添加剤を必要に応じて添加してモノマー溶液を調製する（ステップＳ２１）。この溶媒としては、当該モノマーとの相溶性に優れるものであれば特に制限はなく、導電体をも溶解又は分散させ得るものが望ましい。また、モノマーが室温で液状であり重合溶媒を兼ねる場合には、別途の溶媒は不要である。
【００６０】
また、ステップＳ２１と並行して、上述した（ａ）〜（ｃ）成分のうちいずれか一成分を主として含有する導電体を溶媒に溶解又は分散せしめて導電体溶液を調製する（ステップＳ２２）。この溶媒としては、導電体を溶解又は分散可能なものであれば特に制限されず、モノマーとの相溶性に優れるものであることが望ましい。
【００６１】
さらに、調製したモノマー溶液及び導電体溶液を混合し、十分に攪拌して両者の混合溶液を得る（ステップＳ２３）。このようにステップＳ２１〜Ｓ２３によって混合工程が構成されている。なお、混合溶液においては、モノマー及び導電体の少なくとも一部が溶媒中に溶解又は分散されていればよく、後の重合反応を効率よく且つ十分に生起させるために、モノマー及び導電体の全てが十分に溶解又は分散されていることが好ましい。この観点より、先述の如く、モノマー溶液及び導電体溶液の各溶媒が同一のものであれば、両者の混合を行い易く、且つ、混合溶液における両者の均一性が高められると共に、後の重合工程で溶媒除去が必要な場合にその操作を容易に行い得るので好ましい。
【００６２】
次に、混合溶液中に存在するモノマーを重合させることにより導電体２４が均一に分散された樹脂２２から成る導電性部材４２を得る（ステップＳ２４；重合工程）。具体的には、例えば、ガラス平板と封止部材とから成る平行平板型（モールド）に混合溶液を充填し、所定の温度勾配で加熱・冷却することによりモノマーを重合させて樹脂成形体を得る。このとき、導電性部材４２の厚さに応じて、シート状、それより厚い板状等に随意成形することができ、また、大面積の成形体を形成してから、導電性部材４２の形状に打ち抜いてもよいし、型の形状を導電性部材４２の形状にしても構わない。或いは、塊状の成形体を形成した後、その成形体を導電性部材４２の形状に加工することも可能である。
【００６３】
また、混合溶液中の溶媒は、モノマーの重合反応に伴って揮発し外部へ散逸するものであれば、溶媒を除去する操作を別途必要としないが、重合反応に伴って揮発しないものを用いる場合には、必要に応じてステップＳ２４の前又は後に溶媒除去を行うことが好ましい。
【００６４】
それから、板状電極２ａ、導電性部材４２、及び板状電極２ｂをこの順に積層し、これらを更に圧着する等して接合した後、板状電極２ａ，２ｂの外表面に実装用リード６，６をそれぞれ装着させて電気素子１の組み付けを行い（ステップＳ２５；配置工程）、処理を終了する。或いは、板状電極２ａ、導電性部材４２、及び電極２ｂの積層に先立って、実装用リード６，６を板状電極２ａ，２ｂに予め装着しておいても構わない。
【００６５】
また、図４に示す上述のステップＳ２４とステップＳ２５の一部を同時に実施することもできる。このための具体的な方法としては、板状電極２ａ，２ｂを平行平板として用いた押型内に、前述の混合溶液を充填し、板状電極２ａ，２ｂごとモノマーを重合させる方法を例示できる。この場合、配置工程が導電性部材形成工程を兼ねることになると共に、重合後の離型処理が不要となる。なお、ステップＳ２１において、モノマーを含むモノマー溶液の代わりに、樹脂２２を溶媒（溶剤）に溶解させた樹脂溶液を調製し、ステップＳ２４において、その溶媒を例えば加熱して揮散させて除去することにより硬化させてもよい。
【００６６】
さらに、図６は、有機質正特性サーミスタである電気素子１を過電流保護装置として用いた回路系の一例を概念的に示す回路図である。回路系３０は、電源部３２及びそれに接続された負荷３４に、過電流保護装置としての電気素子１が電流の向きに対して順方向に接続されたものである。
【００６７】
以上説明した構成を有する導電性部材４１，４２を有する電気素子１及びそれを備える回路系３０においては、導電性部材４１，４２に含まれる導電体層１４及び導電体２４によって導電経路が形成されるので、電気素子１内の導通が十分に確保され、適正な温度条件で且つ定常状態で運転されている場合、電気素子１には定常電流が流れる。これに対し、負荷３４が過負荷状態等の非定常状態で運転され、或いは、回路系３０に突入電流が流入するといった異常が生じると、電気素子１には過電流が流れる。
【００６８】
こうなると、電気素子１は過電流によって加熱され、樹脂粒子１２及び樹脂２２が熱可塑性樹脂で形成されている場合、その軟化、溶融、又は融解が生じて体積が膨張し、それに伴って導電体層１４及び導電体２４で構成される導電経路が切断され、温度上昇と共に抵抗値が急激に増大して回路系３０の導通が遮断される。一方、樹脂粒子１２及び樹脂２２が熱硬化性樹脂で形成されている場合、過電流による加熱によって樹脂変形温度やガラス転移温度に達すると導電経路が切断され、温度上昇と共に抵抗値が急激に増大して回路系３０の導通が遮断される。
【００６９】
このとき、導電性部材４１の導電体層１４が樹脂粒子１２の表面に形成されているので、温度上昇に伴う樹脂粒子１２の膨張が僅少であっても導電経路が容易に切断される。その結果、電気素子１の抵抗値が狭小な温度範囲において急峻に変化する。よって、回路系３０において、例えば突発的な大電流が瞬時に流通するような場合でも、電気素子１ひいては回路系３０内の導通を瞬時に且つ確実に遮断することが可能となる。したがって、負荷３４へ過電流等が流通することに起因するその故障を十分に防止することができる。
【００７０】
また、このように狭い温度範囲で抵抗値が急激に変化するので、動作温度の精度及び動作の再現性を向上させることができると共に、電気素子１の製品間のばらつきを軽減できる。よって、回路系３０における過電流保護システムの信頼性を高めることができる。
【００７１】
他方、導電性部材４２を有する電気素子１においては、導電体２４が樹脂２２中に均一に分散又は固溶されているので、カーボンブラックの微粒子といった固体状の導電体を樹脂中に混錬等して分散させていた従来に比して、温度上昇に伴う樹脂２２の膨張による導電経路の切断が‘均一’に生じて偏在することがない。よって、この場合にも、狭小な温度範囲で急峻且つ確実な電気素子１の抵抗値の変化を生ぜしめることができる。
【００７２】
ここで、図７は、従来の有機質正特性サーミスタ、及び本発明による電気素子１の素子温度（℃）に対する素子抵抗（Ω）の変化を概念的に示すグラフである。図中、破線で表された曲線Ｌ１は、従来のサーミスタにおける温度−抵抗曲線を示し、実線で表された曲線Ｌ２は、電気素子１における温度−抵抗曲線を示す。なお、横軸及び縦軸とも相対値で表した。同図に示す如く、本発明の電気素子１は、曲線Ｌ１で示す従来のサーミスタよりも狭小な素子温度範囲で素子抵抗の増大・減少が顕著であり、換言すれば、低温から高温にかけて温度−抵抗曲線の立ち上がり急勾配である。
【００７３】
さらに、導電性部材４１，４２を製造する際に、導電体溶液を用いて樹脂粒子１２の表面に被着させたり、モノマー溶液又は樹脂溶液と導電体溶液とが混合されて成る混合溶液を調製しこれを重合硬化させたりできるので、従来のようにカーボンブラックの微粒子等を樹脂中に混錬等して分散させるといった高度且つ煩雑な処理操作を省略できる。よって、導電体の集積による均一な導電経路が形成された導電性部材４１，４２を極めて簡便な方法を用いて製造できる。したがって、製造工程を簡略化できると共に、製品間の特性のばらつきを一層軽減させて歩留まりを向上できる利点がある。
【００７４】
なお、本発明による導電性部材、それを有する電気素子、及びそれを備える回路系システム、並びにそれらの製造・形成方法は、上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。
【００７５】
【実施例】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【００７６】
〈実施例１〉
（１）導電体の製造
ヘリウムガス又はアルゴンガスの供給系と高真空ポンプとが接続された略球形のチャンバに、棒状を成す二つの黒鉛電極を各一方端がチャンバ内部で対向するように設置し、チャンバを封止してからその内部を減圧する。この状態で黒鉛電極を予備加熱した後、チャンバ内にヘリウムガス又はアルゴンガスを充填する。その後、高圧直流電源に接続した黒鉛電極を軸回りに回動させながら高圧を印加し、電極間にアーク放電を起こさせる。所定時間アーク放電を行った後、チャンバの内壁に付着した‘すす’（回収スート；合成炭素質材料）を回収する。
【００７７】
次に、トルエンを溶媒として、ソックスレー抽出法によりフラーレンを抽出する。それから、フラーレン残渣を回収し、水洗等により洗浄した後、減圧乾燥して本発明における残材料としてのフラーレン残渣を得る。なお、混合液のろ液には主としてフラーレン類が含まれており、フラーレン類の凝縮・精製用に別途回収する。
【００７８】
（２）フラーレン残渣の分析
参考に（１）の手順にしたがって得られたフラーレン残渣の各種分析を行った。まず、フラーレン残渣の粉末に内標準としてのシリコン結晶粉末を混合して測定サンプルを調製し、以下の条件でこの測定サンプルのＸ線回折スペクトルを測定した。
【００７９】
・Ｘ線回折装置：マックサイエンス社ＭＸＰ１８
・Ｘ線発生装置出力：１８ｋＷ
・Ｘ線源：Ｃｕ−Ａ線（１．５４０５０ｋｅＶ）
・管電圧：４０．０ｋＶ
・管電流：４００．０ｍＡ
・サンプリング幅：０．０１０ｄｅｇ
・走査速度：４．０００ｄｅｇ／分
・発散スリット：１．００ｄｅｇ
・散乱スリット：１．００ｄｅｇ
・受光スリット：０．３０ｍｍ
【００８０】
図８は、この測定サンプルに対して得られたＸ線回折スペクトルを示すグラフである。同図において、ピークＰＳ１〜ＰＳ３は内標準として加えてシリコン結晶粉末に由来するものと同定された。また、ピークＰｇは黒鉛（グラファイト）に由来するものと同定された。この黒鉛は上記（１）で用いた黒鉛電極起源のものと推定される。さらに、２θ＜約２８°の領域Ｒには、２θ＞３０°の領域におけるバックグラウンドレベルを有意に上回る非ピーク形状を成すブロードな分布が、ピークＰｇに重畳して存在することが確認された。
【００８１】
次に、フラーレン残渣の粉末サンプルをＴＥＭにより観察した。図９は、そのフラーレン残渣粉末サンプルのＴＥＭ写真である。このＴＥＭ写真からも、フラーレン残渣は実質的に非晶質・無定形材料であることが確認された。また、図８のＸ線回折スペクトルにおけるピークＰｇが黒鉛電極を起源とするものであることが理解される。
【００８２】
さらに、ろ液前のフラーレン類を含む回収スートの粉末サンプル、及びフラーレン残渣の粉末サンプル中の元素分析を以下の条件で実施した。また、分析結果を表１に示す。
・分析対象元素：酸素・水素
・分析装置：酸素・窒素分析装置（ＬＥＣＯ社製；ＴＣ６００）、水素分析装置（堀場製；ＥＭＧＡ６２１）
・検量線：▲１▼酸素用標準試料として日本アナリスト社製の００１−１０６（酸素原子の濃度＝１０９０±２０ｐｐｍ、約０．８ｇ）、及び００１−１０３（酸素原子の濃度＝１７２±６ｐｐｍ、窒素原子の濃度＝５８±２ｐｐｍ、約１ｇ）を用いて酸素定量用の検量線を作成した。▲２▼水素標準試料としてＡＬＰＨＡ社製のＡＲ５５６（水素原子の濃度＝６．２４±０．６ｐｐｍ）を用いて水素定量用の検量線を作成した。
・前処理：測定に先立って、各粉末サンプルを１３０℃で１時間以上加熱処理した。
【００８３】
【表１】
2004265893.tif 000003
【００８４】
またさらに、フラーレン残渣からフラーレン類の抽出を試みたところ、約２００ｐｐｍのフラーレン類が抽出された。これに対し、回収スートからのフラーレン類の抽出率は約７質量％であった。両者から抽出されたフラーレン類中のＣ６０／Ｃ７０比を測定したところ、スートから抽出されたフラーレン類ではＣ６０／Ｃ７０比が５程度であったのに対し、フラーレン残渣から抽出されたフラーレン類ではＣ６０／Ｃ７０比が１程度であった。
【００８５】
さらにまた、回収スートの粉末サンプル、及びフラーレン残渣の粉末サンプルのタップ密度を測定した結果、回収スートの粉末サンプルでは７０．０３５ｇ／ｃｍ３であったのに対し、フラーレン残渣の粉末サンプルでは０．２５ｇ／ｃｍ３であった。
【００８６】
（３）電気素子１の製造及び特性評価
上記（１）で得たフラーレン残渣を導電体として用い、前述した〔第１の製造方法〕及び〔第２の製造方法〕における手順と同様にして導電性部材４１，４２を有する各電気素子１，１を形成した。これらの電気素子１，１について、温度−抵抗特性を測定したところ、図７に示す曲線Ｌ２と同等の狭い温度範囲で急峻な抵抗変化を示す温度−抵抗曲線が得られることが確認された。
【００８７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の導電性部材及び電気素子によれば、狭小な動作温度範囲で急峻な抵抗値変化を生じる動作特性を実現できる。また、本発明の導電性部材の製造方法及び電気素子の製造方法によれば、そのように優れた温度−抵抗特性を奏する導電性部材及び電気素子を極めて簡便な処理手順で製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による導電性部材を備えた本発明の電気素子の好適な一実施形態を示す斜視図である。
【図２】導電性部材４１を示す模式断面図である。
【図３】導電性部材４２を示す模式断面図である。
【図４】本発明の電気素子の製造方法によって導電性部材４１を備える電気素子１を製造する手順の一例を示すフロー図である。
【図５】本発明の電気素子の製造方法によって導電性部材４２を備える電気素子１を製造する手順の一例を示すフロー図である。
【図６】電気素子１を過電流保護装置として用いた回路系の一例を概念的に示す回路図である。
【図７】従来の有機質正特性サーミスタ、及び電気素子１の素子温度に対する素子抵抗の変化を概念的に示すグラフである。
【図８】Ｘ線回折スペクトルの測定に供した測定サンプルに対して得られたＸ線回折スペクトルを示すグラフである。
【図９】フラーレン残渣粉末サンプルのＴＥＭ写真である。
【符号の説明】
１…電気素子、２ａ，２ｂ…板状電極（電極）、２…電極対、６…実装用リード、１２…樹脂粒子、１４…導電体層、２２…樹脂、２４…導電体、３０…回路系、３２…電源部、３４…負荷、４１，４２…導電性部材。
【図１】
2004265893.tif 000004
【図２】
2004265893.tif 000005
【図３】
2004265893.tif 000006
【図４】
2004265893.tif 000007
【図５】
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【図６】
2004265893.tif 000009
【図７】
2004265893.tif 000010
【図８】
2004265893.tif 000011
【図９】
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