JP2000208301A - 保護素子 - Google Patents
保護素子Info
- Publication number
- JP2000208301A JP2000208301A JP11002681A JP268199A JP2000208301A JP 2000208301 A JP2000208301 A JP 2000208301A JP 11002681 A JP11002681 A JP 11002681A JP 268199 A JP268199 A JP 268199A JP 2000208301 A JP2000208301 A JP 2000208301A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高分子系保護素子において安価でかつ樹脂部
との剥離がおきにくい電極を形成し、かつ低抵抗である
素子を提供すること。 【解決手段】 結晶性樹脂に分散的に混入された導電性
粉末からなる正の抵抗温度特性を有する素子本体１に導
電性ペースト層２からなる導電性の塗膜層を形成し、こ
の塗膜層が埋め込まれるようにしてこの保護素子本体と
一体化させて電極を形成した。
との剥離がおきにくい電極を形成し、かつ低抵抗である
素子を提供すること。 【解決手段】 結晶性樹脂に分散的に混入された導電性
粉末からなる正の抵抗温度特性を有する素子本体１に導
電性ペースト層２からなる導電性の塗膜層を形成し、こ
の塗膜層が埋め込まれるようにしてこの保護素子本体と
一体化させて電極を形成した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ある特定の温度
（スイッチング温度とする）領域に達したときに急激に
抵抗が上昇する正温度特性，いわゆるＰＴＣ（Positive
Temperature Coefficient）特性，を有する組成物を利
用した保護素子に関するものである。
（スイッチング温度とする）領域に達したときに急激に
抵抗が上昇する正温度特性，いわゆるＰＴＣ（Positive
Temperature Coefficient）特性，を有する組成物を利
用した保護素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】結晶性高分子に導電性粉末を混練し得ら
れるＰＴＣ組成物は、ある特定の温度で急激な抵抗上昇
をす。この特性を利用してＩ2 Ｒの自己発熱から、ＰＴ
Ｃ組成物は過電流保護素子として利用されており、電子
機器やリチウム２次電池等に使用されている。
れるＰＴＣ組成物は、ある特定の温度で急激な抵抗上昇
をす。この特性を利用してＩ2 Ｒの自己発熱から、ＰＴ
Ｃ組成物は過電流保護素子として利用されており、電子
機器やリチウム２次電池等に使用されている。
【０００３】さて、このようなポリマーＰＴＣ保護素子
に電極を形成するには、ニッケル等の金属箔をポリマー
表面に融着させる方式が知られている。そして、ポリマ
ー表面と金属箔との密着性を高めるために金属箔を化学
的処理によって粗面化したものも用いられている。
に電極を形成するには、ニッケル等の金属箔をポリマー
表面に融着させる方式が知られている。そして、ポリマ
ー表面と金属箔との密着性を高めるために金属箔を化学
的処理によって粗面化したものも用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前述した金属箔をポリ
マー表面上に融着させる方式では、ポリマーと電極間の
密着性が非常に弱いため、剥離が起こりやすく、金属箔
の粗面化などのなんらかの処理が不可欠である。しかし
ながら、密着性を高めるために金属箔を粗面化し、電極
として形成した保護素子は製造コストが高くつき安価に
大量生産するには不適当であるという問題がある。
マー表面上に融着させる方式では、ポリマーと電極間の
密着性が非常に弱いため、剥離が起こりやすく、金属箔
の粗面化などのなんらかの処理が不可欠である。しかし
ながら、密着性を高めるために金属箔を粗面化し、電極
として形成した保護素子は製造コストが高くつき安価に
大量生産するには不適当であるという問題がある。
【０００５】一方、ポリマー表面上に直接めっき処理な
どの金属コーティングをして電極を形成する方法がある
が、電極とフィラーの接触が小さいため、素子の抵抗が
大きくなつてしまうという問題がある。
どの金属コーティングをして電極を形成する方法がある
が、電極とフィラーの接触が小さいため、素子の抵抗が
大きくなつてしまうという問題がある。
【０００６】そこで、本発明の技術的課題は、高分子系
の保護素子において安価でかつ樹脂部との剥離が起きに
くい電極を形成し、かつ低抵抗である保護素子を提供す
ることにある。
の保護素子において安価でかつ樹脂部との剥離が起きに
くい電極を形成し、かつ低抵抗である保護素子を提供す
ることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前述した課題を解決する
ために、本発明では、結晶性樹脂に分散的に混入された
導電性粉末からなる正の抵抗温度特性を有する保護素子
本体に導電性の塗膜層を形成し、前記塗膜層が埋め込ま
れるようにして前記保護素子本体と一体化させた電極を
形成した保護素子本体を備えていることを特徴としてい
る。
ために、本発明では、結晶性樹脂に分散的に混入された
導電性粉末からなる正の抵抗温度特性を有する保護素子
本体に導電性の塗膜層を形成し、前記塗膜層が埋め込ま
れるようにして前記保護素子本体と一体化させた電極を
形成した保護素子本体を備えていることを特徴としてい
る。
【０００８】また、本発明では、前記保護素子におい
て、前記保護素子の電極上に金属コーティングが施され
ていることを特徴としている。
て、前記保護素子の電極上に金属コーティングが施され
ていることを特徴としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
て図面を参照して説明する。
【００１０】（第１の実施の形態）図１は本発明の第１
の実施の形態による保護素子の構造を示す断面図であ
る。
の実施の形態による保護素子の構造を示す断面図であ
る。
【００１１】図１に示すように、保護素子１０は、保護
素子本体である樹脂と導電性フィラーとからなるＰＴＣ
組成物本体１内の両面寄りに導電性ペースト層（粉末
層）２を形成して電極とし、更に、この電極の両面上に
めっき層３が形成されている。尚、図１において、黒丸
は導電性粉末粒子を示している。
素子本体である樹脂と導電性フィラーとからなるＰＴＣ
組成物本体１内の両面寄りに導電性ペースト層（粉末
層）２を形成して電極とし、更に、この電極の両面上に
めっき層３が形成されている。尚、図１において、黒丸
は導電性粉末粒子を示している。
【００１２】この第１の実施の形態による保護素子１０
は、具体的に次のように作製されている。
は、具体的に次のように作製されている。
【００１３】まず、ポリマー成分として軟化点１２８℃
の結晶性高密度ポリエチレンと粒径１〜５μｍのＴｉＣ
粉末を１７０℃の加熱ロール上で混練し、高分子組成体
を得た。次に，得られた混練物に有機過酸化物架橋剤を
１．５ｗｔ％、１４０℃の温度で，１０分間混練した。
得られた組成体を２００℃、５分のプレス成型をし、シ
ート化した。得られたシートの両面上に、ニッケル粉末
とポリビニルブチラール及び溶剤からなる導電性ペース
トを塗布し、室温で２４時間乾燥処理を行った。乾燥処
理後シートを２００℃、５分の熱プレスによりぺースト
とポリマー層を一体化した。得られた保護素子本体のシ
ートの両面にニッケルのめっきをしてめっき層３を２０
μｍ程度の厚みに調整した。その後、１ｃｍ四方の角片
を切り出し保護素子１０として本発明例１を得た。
の結晶性高密度ポリエチレンと粒径１〜５μｍのＴｉＣ
粉末を１７０℃の加熱ロール上で混練し、高分子組成体
を得た。次に，得られた混練物に有機過酸化物架橋剤を
１．５ｗｔ％、１４０℃の温度で，１０分間混練した。
得られた組成体を２００℃、５分のプレス成型をし、シ
ート化した。得られたシートの両面上に、ニッケル粉末
とポリビニルブチラール及び溶剤からなる導電性ペース
トを塗布し、室温で２４時間乾燥処理を行った。乾燥処
理後シートを２００℃、５分の熱プレスによりぺースト
とポリマー層を一体化した。得られた保護素子本体のシ
ートの両面にニッケルのめっきをしてめっき層３を２０
μｍ程度の厚みに調整した。その後、１ｃｍ四方の角片
を切り出し保護素子１０として本発明例１を得た。
【００１４】（比較例１）図２は比較例１による保護素
子の構造を示す断面図である。図２に示すように、保護
素子２０は、樹脂と導電フィラーとからなるＰＴＣ組成
物本体１外の両面に導電性ペースト層２が設けられてい
る。
子の構造を示す断面図である。図２に示すように、保護
素子２０は、樹脂と導電フィラーとからなるＰＴＣ組成
物本体１外の両面に導電性ペースト層２が設けられてい
る。
【００１５】比較例１よる保護素子２０は、具体的に次
のように作製されている。
のように作製されている。
【００１６】まず、導電性ぺーストを塗布・乾燥処理ま
では、第１の実施の形態と同様に行った。その後の熱プ
レス及びめっき処理は行わず１ｃｍ四方の角片を切り出
して保護素子２０を得た。
では、第１の実施の形態と同様に行った。その後の熱プ
レス及びめっき処理は行わず１ｃｍ四方の角片を切り出
して保護素子２０を得た。
【００１７】（比較例２）図３は比較例２による保護素
子の構造を示す断面図である。図３に示すように、保護
素子２は、樹脂と導電フィラーとからなるＰＴＣ組成物
本体１の両外表面にめっき層３が設けられている。
子の構造を示す断面図である。図３に示すように、保護
素子２は、樹脂と導電フィラーとからなるＰＴＣ組成物
本体１の両外表面にめっき層３が設けられている。
【００１８】この比較例２による保護素子３０は、具体
的には次のように作製されている。
的には次のように作製されている。
【００１９】まず、シート化までは第１の実施の形態と
同様に行い、導電性ぺーストを塗布せずに樹脂上に直接
めっき処理を行い、１ｃｍ四方の角片を切り出して保護
素子３０を得た。
同様に行い、導電性ぺーストを塗布せずに樹脂上に直接
めっき処理を行い、１ｃｍ四方の角片を切り出して保護
素子３０を得た。
【００２０】（比較例３）図４は比較例３による保護素
子の構造を示す断面図である。図４に示すように、保護
素子４０は、樹脂と導電フィラーとからなるＰＴＣ組成
物本体１内の両面寄りに粉末層からなる導電性ペースト
層２が設けられている。
子の構造を示す断面図である。図４に示すように、保護
素子４０は、樹脂と導電フィラーとからなるＰＴＣ組成
物本体１内の両面寄りに粉末層からなる導電性ペースト
層２が設けられている。
【００２１】この比較例３による保護素子４０は、具体
的には、次のように作製されている。
的には、次のように作製されている。
【００２２】まず、導電性ぺーストを塗布・乾燥後の熱
プレスまでは、第１の実施の形態と同様に行い、めっき
処理を行わずに、１ｃｍ四方の角片を切り出して保護素
子４０を得た。
プレスまでは、第１の実施の形態と同様に行い、めっき
処理を行わずに、１ｃｍ四方の角片を切り出して保護素
子４０を得た。
【００２３】（比較例４）図５は比較例４による保護素
子の構造を示す断面図である。図５に示すように、保護
素子５０は、樹脂と導電フィラーとからなるＰＴＣ組成
物本体１の両外表面に、粉末層からなる導電性ペースト
層２が設けられ、さらにそれを覆うようにめっき層３が
設けられている。
子の構造を示す断面図である。図５に示すように、保護
素子５０は、樹脂と導電フィラーとからなるＰＴＣ組成
物本体１の両外表面に、粉末層からなる導電性ペースト
層２が設けられ、さらにそれを覆うようにめっき層３が
設けられている。
【００２４】この比較例４による保護素子５０は、具体
的には、次のように作製されている。
的には、次のように作製されている。
【００２５】まず、導電性ぺーストを塗布・乾燥処理ま
では、第１の実施の形態と同様に行った。その後、熱プ
レスを行わずにめっき処理を行い１ｃｍ四方の角片を切
り出して保護素子５０を得た。
では、第１の実施の形態と同様に行った。その後、熱プ
レスを行わずにめっき処理を行い１ｃｍ四方の角片を切
り出して保護素子５０を得た。
【００２６】下記表１に本発明例１及び比較例１〜３の
製造方法において、処理法の有無を示す。
製造方法において、処理法の有無を示す。
【００２７】
【表１】
【００２８】また、得られた素子の抵抗及び表面抵抗は
デジタルボルトメーターにより、４端子法で測定した。
また、密着性はセロテープによる引き剥がしテストを行
い、１００％剥がれないものを「○」、それ以外を
「×」として評価した。それらの素子の素子抵抗と表面
抵抗及び引き剥がしテストの結果を下記表２に示す。
デジタルボルトメーターにより、４端子法で測定した。
また、密着性はセロテープによる引き剥がしテストを行
い、１００％剥がれないものを「○」、それ以外を
「×」として評価した。それらの素子の素子抵抗と表面
抵抗及び引き剥がしテストの結果を下記表２に示す。
【００２９】
【表２】
【００３０】上記表２に示すように、本発明例１の素子
は室温での素子抵抗が２０ｍΩ、表面抵抗は０．００５
Ω／ｃｍであり充分低く、また引き剥がしのテストにお
いても全く剥がれは無かつた。
は室温での素子抵抗が２０ｍΩ、表面抵抗は０．００５
Ω／ｃｍであり充分低く、また引き剥がしのテストにお
いても全く剥がれは無かつた。
【００３１】一方、比較例１では、素子抵抗は２１０ｍ
Ωと、本発明例１の１０倍程度大きく、特に表面抵抗は
１５Ω／ｃｍと本発明例１の１５００倍も大きくなって
いる。さらに、引き剥がしテストの結果も不合格であつ
た。
Ωと、本発明例１の１０倍程度大きく、特に表面抵抗は
１５Ω／ｃｍと本発明例１の１５００倍も大きくなって
いる。さらに、引き剥がしテストの結果も不合格であつ
た。
【００３２】また、比較例２では、表面抵抗及び引き剥
がしテストは本発明例１と同様良好であったが、素子抵
抗が６．４Ωと本発明例１と比較して３２０倍の大きさ
であった。
がしテストは本発明例１と同様良好であったが、素子抵
抗が６．４Ωと本発明例１と比較して３２０倍の大きさ
であった。
【００３３】また、比較例３では素子抵抗及び引き剥が
しテストは本発明例１と同様良好であったが、表面抵抗
が３．５Ω／ｃｍと本発明例１と比較して７００倍もの
大きさとなる。
しテストは本発明例１と同様良好であったが、表面抵抗
が３．５Ω／ｃｍと本発明例１と比較して７００倍もの
大きさとなる。
【００３４】さらに、比較例４では表面抵抗及び引き剥
がしテストは、本発明例１と同様良好であったが、素子
抵抗が１６０ｍΩと実施例１と比較して大きかった。次
に、図６に本発明例１の温度−抵抗特性を示す。素子を
１３０℃まで昇温したときの比抵抗（１３０℃時抵抗／
２５℃時抵抗）は１０9 倍以上であり、保護素子として
充分使用可能な比抵抗であることが確認された。
がしテストは、本発明例１と同様良好であったが、素子
抵抗が１６０ｍΩと実施例１と比較して大きかった。次
に、図６に本発明例１の温度−抵抗特性を示す。素子を
１３０℃まで昇温したときの比抵抗（１３０℃時抵抗／
２５℃時抵抗）は１０9 倍以上であり、保護素子として
充分使用可能な比抵抗であることが確認された。
【００３５】以上説明したように、本発明の実施の形態
によれば、熱プレスによりポリマー層とぺースト層を一
体化して、さらに金属コーティングを行うことで、未処
理の金属箔を融着させて形成した保護素子やポリマー上
に直接金属コーティングした素子と比較してポリマーと
電極間の密着性が高く素子抵抗及び表面抵抗が小さいこ
とが判明した。また、その構成から金属箔を粗面化処理
を行って電極形成する保護素子よりも安価に製造可能で
ある。
によれば、熱プレスによりポリマー層とぺースト層を一
体化して、さらに金属コーティングを行うことで、未処
理の金属箔を融着させて形成した保護素子やポリマー上
に直接金属コーティングした素子と比較してポリマーと
電極間の密着性が高く素子抵抗及び表面抵抗が小さいこ
とが判明した。また、その構成から金属箔を粗面化処理
を行って電極形成する保護素子よりも安価に製造可能で
ある。
【００３６】
【発明の効果】以上の説明の通り、本発明によれば、導
電性フィラーを混合したポリマー層と導電性ぺースト層
とを一体化することにより密着性が高く、低抵抗な保護
素子が得られる。またその表面上に金属コーティングに
よる電極形成をした保護素子は素子抵抗が低く、さらに
表面抵抗も低い保護素子が得られる。
電性フィラーを混合したポリマー層と導電性ぺースト層
とを一体化することにより密着性が高く、低抵抗な保護
素子が得られる。またその表面上に金属コーティングに
よる電極形成をした保護素子は素子抵抗が低く、さらに
表面抵抗も低い保護素子が得られる。
【００３７】しかも、本発明によれば、粗面化金属箔を
用いて電極を形成するよりも製造コストが低く、工業的
利用価値は大である。
用いて電極を形成するよりも製造コストが低く、工業的
利用価値は大である。
【図１】本発明の第１の実施の形態による保護素子の構
造を示す断面図である。
造を示す断面図である。
【図２】比較例１による保護素子の構造を示す断面図で
ある。
ある。
【図３】比較例２による保護素子の構造を示す断面図で
ある。
ある。
【図４】比較例３による保護素子の構造を示す断面図で
ある。
ある。
【図５】比較例４による保護素子の構造を示す断面図で
ある。
ある。
【図６】本発明の第１の実施の形態による保護素子の温
度と抵抗率との関係を示す図である。
度と抵抗率との関係を示す図である。
１ ＰＴＣ組成物本体 ２ 導電性ペースト層 ３ めっき層 １０、２０、３０、４０、５０ 保護素子
Claims (2)
- 【請求項１】 結晶性樹脂に分散的に混入された導電性
粉末からなる正の抵抗温度特性を有する保護素子本体に
導電性の塗膜層を形成し、前記塗膜層が埋め込まれるよ
うにして前記保護素子本体と一体化させた電極を形成し
た保護素子本体を備えていることを特徴とする保護素
子。 - 【請求項２】 請求項１記載の保護素子において、前記
保護素子本体の前記電極上に金属コーティングが施され
ていることを特徴とする保護素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11002681A JP2000208301A (ja) | 1999-01-08 | 1999-01-08 | 保護素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11002681A JP2000208301A (ja) | 1999-01-08 | 1999-01-08 | 保護素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000208301A true JP2000208301A (ja) | 2000-07-28 |
Family
ID=11536051
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11002681A Withdrawn JP2000208301A (ja) | 1999-01-08 | 1999-01-08 | 保護素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000208301A (ja) |
-
1999
- 1999-01-08 JP JP11002681A patent/JP2000208301A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060404 |