JP2001023803A - 保護素子の製造方法 - Google Patents
保護素子の製造方法Info
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- JP2001023803A JP2001023803A JP11198915A JP19891599A JP2001023803A JP 2001023803 A JP2001023803 A JP 2001023803A JP 11198915 A JP11198915 A JP 11198915A JP 19891599 A JP19891599 A JP 19891599A JP 2001023803 A JP2001023803 A JP 2001023803A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ポリマーと電極の密着強度が大きく、室温下
おける抵抗値も小さい保護素子の製造方法を提供する。 【解決手段】 結晶性高分子重合体４５〜５５体積％と
導電性充填材を４５〜５５体積％混練しシート状に成形
を行い、成形体を得、この成形体の表面にエッチング処
理を施した後、この成形体の表面にスパッタまたは蒸着
を施して電極を形成し、次いで、前記結晶性高分子重合
体の結晶化温度以上の温度で、前記成形体の電極上に圧
力を加える。
おける抵抗値も小さい保護素子の製造方法を提供する。 【解決手段】 結晶性高分子重合体４５〜５５体積％と
導電性充填材を４５〜５５体積％混練しシート状に成形
を行い、成形体を得、この成形体の表面にエッチング処
理を施した後、この成形体の表面にスパッタまたは蒸着
を施して電極を形成し、次いで、前記結晶性高分子重合
体の結晶化温度以上の温度で、前記成形体の電極上に圧
力を加える。
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）領域に達した時に急激に抵抗が上
昇する正温度特性、いわゆるＰＴＣ（Positive Temper
ature Coefficient）特性を有する組成物を利用した保
護素子の製造方法に関し、更に詳しくは、スパッタ又は
蒸着により作製される皮膜からなる電極と正温度特性を
有する成形体との相互密着性が大きな保護素子の製造方
法に関する。
（スイッチング温度）領域に達した時に急激に抵抗が上
昇する正温度特性、いわゆるＰＴＣ（Positive Temper
ature Coefficient）特性を有する組成物を利用した保
護素子の製造方法に関し、更に詳しくは、スパッタ又は
蒸着により作製される皮膜からなる電極と正温度特性を
有する成形体との相互密着性が大きな保護素子の製造方
法に関する。
【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
を示す。この特性を利用してＩ２Ｒの自己発熱から、Ｐ
ＴＣ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
を示す。この特性を利用してＩ２Ｒの自己発熱から、Ｐ
ＴＣ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】このようなポリマーＰＴＣ保護素子におけ
る電極としては、ニッケル等の金属箔をポリマー表面に
融着させる方法が知られている。また、ポリマーと金属
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。
る電極としては、ニッケル等の金属箔をポリマー表面に
融着させる方法が知られている。また、ポリマーと金属
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】金属箔をポリマー表面
上に融着させるという方法では、ポリマーと電極間の密
着性が非常に弱く、剥離が起こりやすい。そのため、保
護素子全体の抵抗が高くなるという欠点があり、信頼性
の面での問題があった。
上に融着させるという方法では、ポリマーと電極間の密
着性が非常に弱く、剥離が起こりやすい。そのため、保
護素子全体の抵抗が高くなるという欠点があり、信頼性
の面での問題があった。
【０００５】また、密着性を高めるために金属箔を粗面
化し、電極とした保護素子は、製造コストが高くなり、
目的とする保護素子を大量生産するには、不適当である
という問題があった。
化し、電極とした保護素子は、製造コストが高くなり、
目的とする保護素子を大量生産するには、不適当である
という問題があった。
【０００６】また、ポリマー表面上に、そのままめっき
をして電極を形成する方法では、電極とフィラーがオー
ミック接触をしないため素子の抵抗が大きくなってしま
うという問題があった。
をして電極を形成する方法では、電極とフィラーがオー
ミック接触をしないため素子の抵抗が大きくなってしま
うという問題があった。
【０００７】本発明は、上記の課題を解決し、ポリマー
と電極の密着強度が大きく、室温下における抵抗値も小
さい保護素子の製造方法を提供することにある。
と電極の密着強度が大きく、室温下における抵抗値も小
さい保護素子の製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、結晶性高分子
重合体４５〜５５体積％と導電性充填材を４５〜５５体
積％混練し、シート状に成形を行い、成形体を得、該成
形体の表面にエッチング処理を施した後、該成形体の表
面にスパッタまたは蒸着を施して電極を形成し、前記結
晶性高分子重合体の結晶化温度以上の温度で、前記成形
体の電極上に圧力を加える保護素子の製造方法である。
重合体４５〜５５体積％と導電性充填材を４５〜５５体
積％混練し、シート状に成形を行い、成形体を得、該成
形体の表面にエッチング処理を施した後、該成形体の表
面にスパッタまたは蒸着を施して電極を形成し、前記結
晶性高分子重合体の結晶化温度以上の温度で、前記成形
体の電極上に圧力を加える保護素子の製造方法である。
【０００９】また、本発明は、前記導電性充填材がチタ
ンカーバイド（ＴｉＣ）である上記保護素子の製造方法
である。
ンカーバイド（ＴｉＣ）である上記保護素子の製造方法
である。
【００１０】また、本発明は、前記電極がニッケル、ス
ズ、銅、クロム、銀の群から選ばれる少なくとも１種の
金属である上記の保護素子の製造方法である。
ズ、銅、クロム、銀の群から選ばれる少なくとも１種の
金属である上記の保護素子の製造方法である。
【００１１】
【発明の実施の形態】上記の問題を解決するため、種々
の検討を行った結果、本発明者らは、結晶性高分子重合
体４５〜５５体積％と導電性充填材４５〜５５体積％と
の混練組成物の成形体の表面に、エッチング処理を施し
た後、この成形体の表面にスパッタまたは蒸着を施して
電極を形成し、次いで、この結晶性高分子重合体の結晶
化温度以上の温度で、この成形体の電極上に圧力を加え
ることにより、電極と成形体の密着強度が大きく、しか
も室温下における抵抗値が小さい高分子抵抗体が得られ
ることを見い出した。
の検討を行った結果、本発明者らは、結晶性高分子重合
体４５〜５５体積％と導電性充填材４５〜５５体積％と
の混練組成物の成形体の表面に、エッチング処理を施し
た後、この成形体の表面にスパッタまたは蒸着を施して
電極を形成し、次いで、この結晶性高分子重合体の結晶
化温度以上の温度で、この成形体の電極上に圧力を加え
ることにより、電極と成形体の密着強度が大きく、しか
も室温下における抵抗値が小さい高分子抵抗体が得られ
ることを見い出した。
【００１２】本発明によれば、電極を成形体にスパッタ
または蒸着させる前工程で、樹脂成形体をエッチングす
ることにより、成形体表面の樹脂を取り除き、導電性充
填材を露出させて成形体表面の導電化を図ることがで
き、同時に樹脂成形体と電極との密着性を向上させるこ
とができる。
または蒸着させる前工程で、樹脂成形体をエッチングす
ることにより、成形体表面の樹脂を取り除き、導電性充
填材を露出させて成形体表面の導電化を図ることがで
き、同時に樹脂成形体と電極との密着性を向上させるこ
とができる。
【００１３】さらに、この成形体を結晶化温度以上に加
熱し、電極上に圧力を加えることにより、従来法より電
極と樹脂成形体の密着強度を増大させることができる。
熱し、電極上に圧力を加えることにより、従来法より電
極と樹脂成形体の密着強度を増大させることができる。
【００１４】本発明で使用される成形体を構成する結晶
性高分子重合体としては、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、エチレン共重合体、ポリアミド、フッ素系重合体等
が挙げられる。導電性充填材は、チタンカーバイド（Ｔ
ｉＣ）が好ましい。また、電極として、スパッタもしく
は蒸着させる金属としては、ニッケル、銅、スズ、クロ
ム、銀等が好ましい。
性高分子重合体としては、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、エチレン共重合体、ポリアミド、フッ素系重合体等
が挙げられる。導電性充填材は、チタンカーバイド（Ｔ
ｉＣ）が好ましい。また、電極として、スパッタもしく
は蒸着させる金属としては、ニッケル、銅、スズ、クロ
ム、銀等が好ましい。
【００１５】結晶性高分子重合体を４５〜５５体積％、
導電性充填材を４５〜５５体積％としたのは、結晶性高
分子重合体が５５体積％を越えると、得られた成形体に
正温度特性が発現せず、４５体積％未満であると混練が
困難となるためである。
導電性充填材を４５〜５５体積％としたのは、結晶性高
分子重合体が５５体積％を越えると、得られた成形体に
正温度特性が発現せず、４５体積％未満であると混練が
困難となるためである。
【００１６】また、スパッタもしくは蒸着させた電極に
加える圧力は、１〜２００ｋｇ／ｃｍ２が好ましい。１
ｋｇ／ｃｍ２未満であると、十分な密着強度が得られな
いためである。
加える圧力は、１〜２００ｋｇ／ｃｍ２が好ましい。１
ｋｇ／ｃｍ２未満であると、十分な密着強度が得られな
いためである。
【００１７】
【実施例】以下に、本発明の実施例を説明する。
【００１８】まず、結晶性高分子重合体として軟化点１
２８℃の結晶性高密度ポリエチレン５０体積％と、導電
性充填材として粒径１〜５μｍのＴｉＣ粉末５０体積％
を１７０℃の加熱ロール上で混練し、高分子組成体を得
た。次に得られた高分子組成体に、架橋剤として、２，
５−ジメチル−２，５−ジヘキシン−３を０．５重量％
添加し、１４０℃で１０分間混練した。得られた組成体
を２００℃、５分のプレス成形をし、肉厚０．８ｍｍの
シートを得た。このシートから縦１０ｃｍ、横５ｃｍに
切り出し成形体を得た。得られた成形体を６０℃のクロ
ム酸混液中で１５分間エッチングを行った。
２８℃の結晶性高密度ポリエチレン５０体積％と、導電
性充填材として粒径１〜５μｍのＴｉＣ粉末５０体積％
を１７０℃の加熱ロール上で混練し、高分子組成体を得
た。次に得られた高分子組成体に、架橋剤として、２，
５−ジメチル−２，５−ジヘキシン−３を０．５重量％
添加し、１４０℃で１０分間混練した。得られた組成体
を２００℃、５分のプレス成形をし、肉厚０．８ｍｍの
シートを得た。このシートから縦１０ｃｍ、横５ｃｍに
切り出し成形体を得た。得られた成形体を６０℃のクロ
ム酸混液中で１５分間エッチングを行った。
【００１９】次に、この成形体に電極としてニッケルを
成形体の表裏に蒸着し、熱プレス機により、１７０℃で
５０ｋｇ／ｃｍ２の圧力を電極上に加え、本発明の高分
子抵抗体を得た。この時の引張り剥離強度（ＪＩＳ−Ｋ
−８８５４）及び２５℃での電極間の電気抵抗を求め
た。また、この時の抵抗率の温度特性を図１に示す。
成形体の表裏に蒸着し、熱プレス機により、１７０℃で
５０ｋｇ／ｃｍ２の圧力を電極上に加え、本発明の高分
子抵抗体を得た。この時の引張り剥離強度（ＪＩＳ−Ｋ
−８８５４）及び２５℃での電極間の電気抵抗を求め
た。また、この時の抵抗率の温度特性を図１に示す。
【００２０】また、比較例として、実施例におけるエッ
チング処理を行わずに蒸着を行い、成形体の電極上に圧
力を加えない高分子抵抗体を作製した。この時の引張り
剥離強度（ＪＩＳ−Ｋ−８８５４）及び２５℃での電極
間の電気抵抗を求めた。本発明及び比較例の結果を表１
に示す。
チング処理を行わずに蒸着を行い、成形体の電極上に圧
力を加えない高分子抵抗体を作製した。この時の引張り
剥離強度（ＪＩＳ−Ｋ−８８５４）及び２５℃での電極
間の電気抵抗を求めた。本発明及び比較例の結果を表１
に示す。
【００２１】
【表１】
【００２２】表１より、本発明の方が引張り剥離強度が
大きく、抵抗率が高いことがわかる。
大きく、抵抗率が高いことがわかる。
【００２３】
【発明の効果】以上、説明したごとく、本発明によれ
ば、ポリマーと電極の密着強度が大きく、室温下におけ
る抵抗値も小さい保護素子の製造方法を提供することが
できた。したがって、本発明は、工業的に有効である。
ば、ポリマーと電極の密着強度が大きく、室温下におけ
る抵抗値も小さい保護素子の製造方法を提供することが
できた。したがって、本発明は、工業的に有効である。
【図１】実施例で作製した試料の抵抗率の温度特性を示
す図。
す図。
Claims (3)
- 【請求項１】 結晶性高分子重合体４５〜５５体積％と
導電性充填材を４５〜５５体積％混練し、シート状に成
形を行い、成形体を得、該成形体の表面にエッチング処
理を施した後、該成形体の表面にスパッタまたは蒸着を
施して電極を形成し、前記結晶性高分子重合体の結晶化
温度以上の温度で、前記成形体の電極上に圧力を加える
ことを特徴とする保護素子の製造方法。 - 【請求項２】 前記導電性充填材がチタンカーバイド
（ＴｉＣ）であることを特徴とする請求項１記載の保護
素子の製造方法。 - 【請求項３】 前記電極が、ニッケル、スズ、銅、クロ
ム、銀の群から選ばれる少なくとも１種の金属であるこ
とを特徴とする請求項１または２記載の保護素子の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11198915A JP2001023803A (ja) | 1999-07-13 | 1999-07-13 | 保護素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11198915A JP2001023803A (ja) | 1999-07-13 | 1999-07-13 | 保護素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001023803A true JP2001023803A (ja) | 2001-01-26 |
Family
ID=16399077
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11198915A Pending JP2001023803A (ja) | 1999-07-13 | 1999-07-13 | 保護素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001023803A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006164826A (ja) * | 2004-12-09 | 2006-06-22 | Sanyo Electric Co Ltd | パック電池 |
| JP2013535804A (ja) * | 2010-07-08 | 2013-09-12 | 上海長園維安電子線路保護股▲ふん▼有限公司 | 正温度係数抵抗を有する導電性複合材料及び過電流保護素子 |
| US9031692B2 (en) | 2010-08-24 | 2015-05-12 | Shenzhen Institutes of Advanced Technology Chinese Academy of Science | Cloud robot system and method of integrating the same |
-
1999
- 1999-07-13 JP JP11198915A patent/JP2001023803A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006164826A (ja) * | 2004-12-09 | 2006-06-22 | Sanyo Electric Co Ltd | パック電池 |
| JP2013535804A (ja) * | 2010-07-08 | 2013-09-12 | 上海長園維安電子線路保護股▲ふん▼有限公司 | 正温度係数抵抗を有する導電性複合材料及び過電流保護素子 |
| US9031692B2 (en) | 2010-08-24 | 2015-05-12 | Shenzhen Institutes of Advanced Technology Chinese Academy of Science | Cloud robot system and method of integrating the same |
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