JPH0582012A - 過電流保護素子 - Google Patents
過電流保護素子Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 金属に対する腐食性や火災の危険性がなく安
全であり、かつ使用環境の雰囲気に左右されずに適切に
動作するドーパント含有過電流保護素子の提供。 【構成】 ドーパントを含有する導電性高分子からなる
過電流保護素子において、ドーパントがカルボン酸であ
る過電流保護素子。
全であり、かつ使用環境の雰囲気に左右されずに適切に
動作するドーパント含有過電流保護素子の提供。 【構成】 ドーパントを含有する導電性高分子からなる
過電流保護素子において、ドーパントがカルボン酸であ
る過電流保護素子。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ドーパント含有導電性
高分子化合物からなる過電流保護素子に関する。
高分子化合物からなる過電流保護素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】ドーパント含有導電性高分子化合物から
なる過電流保護素子は特開昭59−134523号公報により公
知であり、ドーパントとしては塩酸、硫酸、硝酸、過塩
素酸、ホウフッ酸等が知られている。また、特開昭59−
134523号公報にはピクリン酸をドーパントとして用いる
過電流保護素子が記載されている。
なる過電流保護素子は特開昭59−134523号公報により公
知であり、ドーパントとしては塩酸、硫酸、硝酸、過塩
素酸、ホウフッ酸等が知られている。また、特開昭59−
134523号公報にはピクリン酸をドーパントとして用いる
過電流保護素子が記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、塩酸、硫酸、
硝酸、過塩素酸、ホウフッ酸等は金属に対して腐食性を
有するため、回路用の過電流保護素子としては使用する
ことができなかった。また、ピクリン酸は爆発性がある
ためこれを含有する素子の製造、保存、運搬等に火災の
危険が伴う。
硝酸、過塩素酸、ホウフッ酸等は金属に対して腐食性を
有するため、回路用の過電流保護素子としては使用する
ことができなかった。また、ピクリン酸は爆発性がある
ためこれを含有する素子の製造、保存、運搬等に火災の
危険が伴う。
【０００４】また、塩酸等をドーパントとする導電性高
分子においては、温度上昇に伴う抵抗の上昇は空気中の
酸素による酸化によるところが大きいので、空気に触れ
る外側部分の抵抗が先に上昇し内部の抵抗上昇は遅れ
る。すると、素子が動作し始めると内部に電流が集中す
ることになる。このため、素子の耐電圧等の向上に限界
がある。また、絶縁のために酸素非透過性の被覆を設け
たり、酸素のない環境下で使用すると、抵抗の上昇が著
しく遅れるので過電流保護素子として適切に機能しな
い。
分子においては、温度上昇に伴う抵抗の上昇は空気中の
酸素による酸化によるところが大きいので、空気に触れ
る外側部分の抵抗が先に上昇し内部の抵抗上昇は遅れ
る。すると、素子が動作し始めると内部に電流が集中す
ることになる。このため、素子の耐電圧等の向上に限界
がある。また、絶縁のために酸素非透過性の被覆を設け
たり、酸素のない環境下で使用すると、抵抗の上昇が著
しく遅れるので過電流保護素子として適切に機能しな
い。
【０００５】そこで、本発明の課題は、金属に対する腐
食性や火災の危険性がなく安全であり、かつ使用環境に
左右されずに適切に動作するドーパント含有過電流保護
素子を提供することにある。
食性や火災の危険性がなく安全であり、かつ使用環境に
左右されずに適切に動作するドーパント含有過電流保護
素子を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、かかる課題を
達成するものとして、ドーパントを含有する導電性高分
子からなる過電流保護素子において、ドーパントがカル
ボン酸であることを特徴とする過電流保護素子を提供す
る。
達成するものとして、ドーパントを含有する導電性高分
子からなる過電流保護素子において、ドーパントがカル
ボン酸であることを特徴とする過電流保護素子を提供す
る。
【０００７】カルボン酸 ドーパントとして使用されるカルボン酸としては、例え
ばギ酸、酢酸、プロピオン酸等の一価のカルボン酸；シ
ュウ酸、マロン酸、コハク酸、フマル酸、マレイン酸等
の二価のカルボン酸；ピルビン酸等のケトカルボン酸；
グルタミン酸等のアミノ酸；フタル酸、ピコリン酸等の
芳香族カルボン酸などが挙げられる。これらの中でも、
過電流保護素子の温度が動作温度に到ると抵抗が急激に
上昇し、瞬時に電流の遮断が行われる点で、シュウ酸が
特に好ましい。
ばギ酸、酢酸、プロピオン酸等の一価のカルボン酸；シ
ュウ酸、マロン酸、コハク酸、フマル酸、マレイン酸等
の二価のカルボン酸；ピルビン酸等のケトカルボン酸；
グルタミン酸等のアミノ酸；フタル酸、ピコリン酸等の
芳香族カルボン酸などが挙げられる。これらの中でも、
過電流保護素子の温度が動作温度に到ると抵抗が急激に
上昇し、瞬時に電流の遮断が行われる点で、シュウ酸が
特に好ましい。
【０００８】ドーパントのドーピング量は、通常、それ
がドープされる高分子を構成する単量体単位の20〜50モ
ル％でよい。ドーピングの方法は特に制限されず、例え
ば化学ドーピング法、電気化学的方法等が挙げられる。
がドープされる高分子を構成する単量体単位の20〜50モ
ル％でよい。ドーピングの方法は特に制限されず、例え
ば化学ドーピング法、電気化学的方法等が挙げられる。
【０００９】導電性高分子 使用される導電性高分子としては、例えばポリアニリ
ン、ポリピロール、ポリアセチレン、ポリチオフェン等
が挙げられる。
ン、ポリピロール、ポリアセチレン、ポリチオフェン等
が挙げられる。
【００１０】素子の製造 本発明の素子は、上記のドーパント含有導電性高分子化
合物を適当な形状に成形して製造する。形状としては、
例えば円筒状、円板状、シート状などが挙げられる。代
表的な素子の形状は円筒状であり、上下の円状端部に後
述する電極を設けて使用される。
合物を適当な形状に成形して製造する。形状としては、
例えば円筒状、円板状、シート状などが挙げられる。代
表的な素子の形状は円筒状であり、上下の円状端部に後
述する電極を設けて使用される。
【００１１】過電流保護素子は、通常、使用時には、例
えば２個の電極で挟まれた状態で使用される。この電極
の材料としては、例えば金、銀、銅、ニッケル、クロ
ム、アルミニウム、インジウムなどの各種金属、及びカ
ーボンなどがある。これらの電極材料の選択において
は、使用する導電性高分子に対してオーミック接触が得
られるようなものを用いる。また、このような電極を取
り付ける方法としては、例えば、焼付、蒸着、無電解メ
ッキ、導電性ペースト塗布などの物理的又は化学的方
法、二個の金属製電極で機械的に締めつけて挟持する方
法などが挙げられる。
えば２個の電極で挟まれた状態で使用される。この電極
の材料としては、例えば金、銀、銅、ニッケル、クロ
ム、アルミニウム、インジウムなどの各種金属、及びカ
ーボンなどがある。これらの電極材料の選択において
は、使用する導電性高分子に対してオーミック接触が得
られるようなものを用いる。また、このような電極を取
り付ける方法としては、例えば、焼付、蒸着、無電解メ
ッキ、導電性ペースト塗布などの物理的又は化学的方
法、二個の金属製電極で機械的に締めつけて挟持する方
法などが挙げられる。
【００１２】本発明の素子は、製造および販売に際して
は前記の電極は必ずしも設けられる必要はない。例えば
上記のように使用に際して器具に予め設けられた所定の
電極などで機械的に締めつけ挟持される場合に電極を予
め素子に設けて置く必要がないからである。
は前記の電極は必ずしも設けられる必要はない。例えば
上記のように使用に際して器具に予め設けられた所定の
電極などで機械的に締めつけ挟持される場合に電極を予
め素子に設けて置く必要がないからである。
【００１３】
【作用】塩酸、硝酸等は過電流保護素子が加熱されて動
作する際に蒸発し周囲の電子部品に損傷を与えるが、カ
ルボン酸の中で例えばシュウ酸、マロン酸、マレイン酸
などは動作温度で分解して H2 O , CO2 , CO等の電子部
品には損傷を与える恐れのない生成物になる。また、例
えば酢酸などの分解温度が高いカルボン酸は分解せずに
蒸気の状態で揮散していくが、従来の塩酸等に比較する
と電子部品に対する影響は軽微である。動作温度で分解
する前者のタイプのカルボン酸をドーパントに使用した
場合に抵抗が特に急激に上昇するのは、これらドーパン
トが分解して素子全体が急激に絶縁化するためである。
作する際に蒸発し周囲の電子部品に損傷を与えるが、カ
ルボン酸の中で例えばシュウ酸、マロン酸、マレイン酸
などは動作温度で分解して H2 O , CO2 , CO等の電子部
品には損傷を与える恐れのない生成物になる。また、例
えば酢酸などの分解温度が高いカルボン酸は分解せずに
蒸気の状態で揮散していくが、従来の塩酸等に比較する
と電子部品に対する影響は軽微である。動作温度で分解
する前者のタイプのカルボン酸をドーパントに使用した
場合に抵抗が特に急激に上昇するのは、これらドーパン
トが分解して素子全体が急激に絶縁化するためである。
【００１４】
【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。
る。
【００１５】実施例１ アニリン13.3ｇ及び塩酸18mlに蒸留水を加えて全体を 1
50mlとしたのち、 200mlの三角フラスコに移し、０℃に
保った。別途、ペルオキソ二硫酸アンモニウム15.3ｇを
蒸留水25mlに溶かして調製した水溶液を、前記の三角フ
ラスコ内の水溶液に40分かけて滴下した。24時間攪拌し
ながら重合させた。得られた重合体を水洗後、アンモニ
ア水で処理してドーパントである塩酸を脱ドープした。
さらに水洗してドーパントを含まないポリアニリンを得
た。これを１Ｍシュウ酸に浸漬し、シュウ酸ドープポリ
アニリンを得た。これを乾燥後、プレス成形により直径
５mm、厚さ１mmの成形体とし、その両面に金ペーストで
電極を形成し過電流保護素子を作った。
50mlとしたのち、 200mlの三角フラスコに移し、０℃に
保った。別途、ペルオキソ二硫酸アンモニウム15.3ｇを
蒸留水25mlに溶かして調製した水溶液を、前記の三角フ
ラスコ内の水溶液に40分かけて滴下した。24時間攪拌し
ながら重合させた。得られた重合体を水洗後、アンモニ
ア水で処理してドーパントである塩酸を脱ドープした。
さらに水洗してドーパントを含まないポリアニリンを得
た。これを１Ｍシュウ酸に浸漬し、シュウ酸ドープポリ
アニリンを得た。これを乾燥後、プレス成形により直径
５mm、厚さ１mmの成形体とし、その両面に金ペーストで
電極を形成し過電流保護素子を作った。
【００１６】実施例２〜８ 実施例２〜８において、１Ｍシュウ酸の代わりに、マレ
イン酸の１Ｍエタノール溶液、ピルビン酸（ 100％）、
１Ｍマロン酸、オルトフタル酸の１Ｍエタノール溶液、
酢酸（ 100％）、α−ピコリン酸飽和水溶液、又はＬ−
グルタミン酸飽和水溶液をそれぞれ使用した以外は、実
施例１と同様にしてカルボン酸ドープポリアニリンから
なる過電流保護素子を製造した。
イン酸の１Ｍエタノール溶液、ピルビン酸（ 100％）、
１Ｍマロン酸、オルトフタル酸の１Ｍエタノール溶液、
酢酸（ 100％）、α−ピコリン酸飽和水溶液、又はＬ−
グルタミン酸飽和水溶液をそれぞれ使用した以外は、実
施例１と同様にしてカルボン酸ドープポリアニリンから
なる過電流保護素子を製造した。
【００１７】比較例 アニリン13.3ｇ及び塩酸18mlに蒸留水を加えて全体を 1
50mlとしたのち、 200mlの３角フラスコに移し、０℃に
保った。別途、ペルオキソ二硫酸アンモニウム15.3ｇを
蒸留水25mlに溶かして調製した水溶液を、前記の三角フ
ラスコ内の水溶液に40分かけて滴下した。24時間攪拌し
ながら重合させた。得られた塩酸ドープポリアニリンを
乾燥後、プレス成形により直径５mm、厚さ１mmの成形体
とし、その両面に金ペーストで電極を形成し過電流保護
素子を製造した。
50mlとしたのち、 200mlの３角フラスコに移し、０℃に
保った。別途、ペルオキソ二硫酸アンモニウム15.3ｇを
蒸留水25mlに溶かして調製した水溶液を、前記の三角フ
ラスコ内の水溶液に40分かけて滴下した。24時間攪拌し
ながら重合させた。得られた塩酸ドープポリアニリンを
乾燥後、プレス成形により直径５mm、厚さ１mmの成形体
とし、その両面に金ペーストで電極を形成し過電流保護
素子を製造した。
【００１８】特性試験 (1) 実施例１〜８及び比較例で製造した過電流保護素子
の素子抵抗を測定したところ、表１に示す結果が得られ
た。 (2) 実施例１、実施例４及び比較例で製造した導電性ポ
リアニリンについて、体積固有抵抗の温度依存性を測定
したところ、図１に示す結果が得られた。 (3) 実施例１〜４、６〜８及び比較例と同様に成形体を
製造し、電極を形成せずに銅板上に10日間室温で大気中
に放置し銅板の変化を調べた。結果を表２に示す。
の素子抵抗を測定したところ、表１に示す結果が得られ
た。 (2) 実施例１、実施例４及び比較例で製造した導電性ポ
リアニリンについて、体積固有抵抗の温度依存性を測定
したところ、図１に示す結果が得られた。 (3) 実施例１〜４、６〜８及び比較例と同様に成形体を
製造し、電極を形成せずに銅板上に10日間室温で大気中
に放置し銅板の変化を調べた。結果を表２に示す。
【００１９】
【表１】
【００２０】
【表２】
【００２１】
【発明の効果】本発明のドーパント含有過電流保護素子
はドーパントがカルボン酸であるため、金属に対する腐
食性が極めて弱いかあるいは無視しうるものであり、ま
た爆発性などの危険性もなく、回路用の過電流保護素子
としても使用することができる。
はドーパントがカルボン酸であるため、金属に対する腐
食性が極めて弱いかあるいは無視しうるものであり、ま
た爆発性などの危険性もなく、回路用の過電流保護素子
としても使用することができる。
【００２２】また、特に動作温度で分解するシュウ酸等
をドーパントとする態様では、酸素による酸化を必要と
する従来塩酸等をドーパントとする素子と異なり、素子
の抵抗上昇がドーパントの自己分解のより起こるため、
素子全体の抵抗上昇がほぼ均一に起こる。したがって、
電流が局部的に集中することがない。また酸素の有無に
かかわらず各種の雰囲気中で高い信頼性を有する。
をドーパントとする態様では、酸素による酸化を必要と
する従来塩酸等をドーパントとする素子と異なり、素子
の抵抗上昇がドーパントの自己分解のより起こるため、
素子全体の抵抗上昇がほぼ均一に起こる。したがって、
電流が局部的に集中することがない。また酸素の有無に
かかわらず各種の雰囲気中で高い信頼性を有する。
【図１】実施例１、２及び６、並びに比較例で製造した
導電性ポリアニリンについて、体積固有抵抗の温度依存
性を示す。
導電性ポリアニリンについて、体積固有抵抗の温度依存
性を示す。
Claims (3)
- 【請求項１】 ドーパントを含有する導電性高分子から
なる過電流保護素子において、ドーパントがカルボン酸
であることを特徴とする過電流保護素子。 - 【請求項２】 請求項１の過電流保護素子であって、前
記の導電性高分子がポリアニリンである過電流保護素
子。 - 【請求項３】 請求項１又は２の過電流保護素子であっ
て、前記のカルボン酸がシュウ酸である過電流保護素
子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26911391A JPH0582012A (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | 過電流保護素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26911391A JPH0582012A (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | 過電流保護素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0582012A true JPH0582012A (ja) | 1993-04-02 |
Family
ID=17467856
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26911391A Pending JPH0582012A (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | 過電流保護素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0582012A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007326097A (ja) * | 2006-05-12 | 2007-12-20 | Yuken Industry Co Ltd | ドープ導電性ポリマーを含有する高耐食性皮膜の成膜方法 |
| JP2014043502A (ja) * | 2012-08-24 | 2014-03-13 | Tosoh Corp | フェノール誘導体を含有するポリチオフェン組成物、及びそれからなる導電性被覆物 |
-
1991
- 1991-09-20 JP JP26911391A patent/JPH0582012A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007326097A (ja) * | 2006-05-12 | 2007-12-20 | Yuken Industry Co Ltd | ドープ導電性ポリマーを含有する高耐食性皮膜の成膜方法 |
| JP2014043502A (ja) * | 2012-08-24 | 2014-03-13 | Tosoh Corp | フェノール誘導体を含有するポリチオフェン組成物、及びそれからなる導電性被覆物 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20011211 |