DE3707505A1 - PTC component - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein elektrisches Widerstands-Bauelement, insbesondere ein Widerstandsbauelement mit der speziellen Eigenschaft, daß bei zunehmender Temperatur der elektrische Widerstand des Bauelements innerhalb eines relativ engen Temperaturbereichs steil ansteigt. Ein solches Bauelement nennt man auch PTC-Bauelement oder Kaltleiter. Das Bauelement hat eine typische PTC-Kennlinie (PTC=positive temperature coefficient).The invention relates to an electrical resistance component, in particular a resistance component with the special property that with increasing Temperature of the electrical resistance of the component steep within a relatively narrow temperature range increases. Such a component is also called a PTC component or PTC thermistor. The component has one typical PTC characteristic (PTC = positive temperature coefficient).
Stoffe mit PTC-Kennlinie lassen sich in verschiedensten Geräten und für verschiedenste Zwecke einsetzen: in einem Steuergerät, in welchem die Wärmeerzeugung beendet wird, wenn eine Heizvorrichtung eine hohe Temperatur erreicht; in einem PTC-Thermistor; in einem wärmeempfindlichen Sensor; und in einer Schutzvorrichtung, in der, wenn in einer Schaltung z. B. aufgrund eines Kurzschlusses ein übermäßig starker Strom fließt, der stark zunehmende Strom eine Selbstaufheizung mit Entwicklung joule'scher Wärme bewirkt, wodurch der Widerstand zunimmt und der Strom auf oder unter einen vorbestimmten Wert beschränkt wird. Wenn bei einer solchen Vorrichtung der Kurzschluß beseitigt ist, nimmt die Schaltung selbsttätig ihren Betrieb wieder auf. Als Stoffe mit PTC-Kennlinie wurden unterschiedlichste Materialien entwickelt, z. B. ein keramischer Stoff mit BaTiO₃, in den einwertiges oder dreiwertiges Metalloxid eingebracht ist, sowie ein Polymer-Material mit einem Polymer wie z. B. Polyethylen, in welchem ein elektrisch leitendes Material, z. B. Ruß, dispergiert ist. Fabrics with a PTC characteristic can be used in many different ways Devices and use for various purposes: in a control unit in which the heat generation ends when a heater is high temperature reached; in a PTC thermistor; in a heat sensitive Sensor; and in a protection device, in the if in a circuit z. B. due to a short circuit an excessively strong current flows that is strong increasing current self-heating with development causes joule heat, which increases the resistance and the current at or below a predetermined value is restricted. If with such a device Short circuit is eliminated, the circuit takes itself resume operations. As fabrics with a PTC characteristic different materials have been developed, e.g. B. a ceramic with BaTiO₃, in the monovalent or trivalent metal oxide is introduced, as well as a polymer material with a polymer such as B. polyethylene, in which an electrically conductive material, e.g. B. carbon black dispersed is.
Wie Fig. 1 zeigt, umfaßt ein PTC-Bauelement im allgemeinen ein PTC-Eigenschaften aufweisendes Material 2, bestehend aus einem Polymer mit darin dispergiertem elektrisch leitendem Material (also eine PTC-Zusammensetzung), metallische Elektrodenplatten 3 a und 3 b, zwischen denen die PTC-Zusammensetzung sandwichartig eingeschlossen ist, und Leiterplatten 4 a und 4 b, die an die Elektrodenplatten 3 a und 3 b angeschlossen sind. Jede Elektrodenplatte ist über die zugehörige Leiterplatte an ein anderes Bauelement, eine Maschine, einen Netzanschluß o. dgl. angeschlossen.As shown in FIG. 1, a PTC component generally comprises a material 2 having PTC properties, consisting of a polymer with an electrically conductive material (ie a PTC composition) dispersed therein, metallic electrode plates 3 a and 3 b , between which the PTC composition is sandwiched, and circuit boards 4 a and 4 b , which are connected to the electrode plates 3 a and 3 b . Each electrode plate is connected to another component, a machine, a mains connection or the like via the associated printed circuit board.
Das PTC-Bauelement erhält man dadurch, daß man zunächst eine PTC-Zusammensetzung herstellt, diese PTC-Zusammensetzung zu einer Schicht formt, ein Laminat bildet, indem man auf die obere und die untere Oberfläche der Schicht durch Warmpressen metallische Folien-Elektroden aufbringt, das Laminat in der gewünschten Größe zuschneidet und auf der Oberfläche jeder der Elektroden durch Löten, Schweißen o. dgl. eine Leiterplatte anbringt.The PTC component is obtained by first produces a PTC composition, this PTC composition forms into a layer, forms a laminate, by looking at the top and bottom surfaces of the Layer by hot pressing metallic foil electrodes applies, cuts the laminate to the desired size and on the surface of each of the electrodes attaches a circuit board by soldering, welding or the like.
Das elektrische Verbinden der PTC-Zusammensetzung mit den Elektrodenplatten geschieht durch Warmpressen der PTC-Zusammensetzung und der Elektrodenplatten bei einer Temperatur in der Nähe des Schmelzpunkts der PTC-Zusammensetzung. Das so erhaltene PTC-Bauelement weist geringe Bindungskraft zwischen der PTC-Zusammensetzung und den Metallelektroden auf. Wird das Bauelement in einer Schaltung verwendet, haben die PTC-Zusammensetzung und die Metallelektroden die Neigung, sich durch äußere Krafteinwirkung voneinander abzuschälen oder sich im Laufe der Zeit zu ändern. Deshalb ist die Zuverlässigkeit der mit solchen Bauelementen bestückten Schaltung gering.The electrical connection of the PTC composition with the Electrode plates are made by hot pressing the PTC composition and the electrode plates at one Temperature near the melting point of the PTC composition. The PTC component obtained in this way is small Binding force between the PTC composition and the Metal electrodes. If the component is in a circuit used, have the PTC composition and the Metal electrodes tend to become exposed to external forces peel off from each other or over the course of Time to change. That is why the reliability of the such components equipped circuit low.
Es wurden verschiedene Versuche unternommen, die Bindungskraft zwischen der PTC-Zusammensetzung und den Metallelektroden zu verbessern. So zum Beispiel ist in der japanischen Offenlegungsschrift 98 801/1980 beschrieben, daß man die Bindungskraft dadurch erhöhen kann, daß man ein PTC-Bauelement mit einer Hülle abdeckt. Allerdings steigt mit einer solchen Umhüllung des Bauelements die Anzahl der Herstellungsschritte, die Wärmeabstrahlfähigkeit nimmt ab, und der Zeitraum, den das Bauelement benötigt, um seinen Ursprungszustand wieder einzunehmen, ist lang. Die japanische Patentanmeldungsveröffentlichung 60 615/1982 beschreibt die Maßnahme, einen Verankerungseffekt dadurch zu erreichen, daß man an den Kontaktabschnitten zwischen der PTC-Zusammensetzung und den Elektroden ein metallisches Netz vorsieht. Allerdings werden zusätzliche Kosten erforderlich, um die Elektroden und das metallische Netz herzustellen. Außerdem ist die Bindungskraft zwischen der PTC-Zusammensetzung und den Metallelektroden dennoch unzureichend.Various attempts have been made to achieve this between the PTC composition and the Improve metal electrodes. For example, in Japanese laid-open publication 98 801/1980, by increasing the binding force can cover a PTC component with a sleeve. However, with such a covering of the component increases the number of manufacturing steps, the heat radiation ability decreases and the period that the Component needed to restore its original state taking is long. The Japanese patent application publication 60 615/1982 describes the measure, an anchoring effect by reaching out to the Contact sections between the PTC composition and a metallic mesh is provided for the electrodes. Indeed additional costs will be required to cover the Manufacture electrodes and the metallic network. Furthermore is the binding force between the PTC composition and the metal electrodes are still insufficient.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schaltungselement zu schaffen, welches einen geringen Zimmertemperatur-Widerstand aufweist und eine hohe Bindungskraft zwischen einer PTC-Zusammensetzung und metallischen Elektroden besitzt.The invention has for its object a circuit element to create which has a low room temperature resistance has and a high binding power between a PTC composition and metallic Has electrodes.
Die Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Maßnahme gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. The object is achieved by that specified in claim 1 Measure solved. Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims.
Durch die Erfindung wird erreicht, daß das PTC-Bauelement eine hohe Zuverlässigkeit besitzt, bei dem sich die Metallelektroden nicht von der PTC-Zusammensetzung ablösen (abschälen). Das PTC-Bauelement läßt sich relativ billig herstellen, ohne daß hohe Kosten verursachende Behandlungsschritte, wie z. B. das Überziehen des Bauelements mit einer Hülle oder eine spezielle Elektrodenbearbeitung, erforderlich sind.It is achieved by the invention that the PTC component has a high reliability, in which the Do not remove metal electrodes from the PTC composition (peeling). The PTC component can be relative Manufacture cheaply without incurring high costs Treatment steps, such as B. the coating of the component with a sleeve or a special electrode processing, required are.
Das erfindungsgemäße PTC-Bauelement zeichnet sich durch einen sehr einfachen Aufbau aus. Das Bauelement ist besonders günstig in Massenfertigung herzustellen. Die Wärmeabstrahlung geschieht aufgrund des einfachen Aufbaus des Bauelements äußerst rasch.The PTC component according to the invention is characterized by a very simple structure. The component is especially cheap to manufacture in mass production. The Heat radiation is due to the simple structure of the component extremely quickly.
Kennzeichnend für ein erfindungsgemäßes PTC-Bauelement ist die Tatsache, daß die PTC-Zusammensetzung ein Klebemittel für die Elektroden beinhaltet. In einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die PTC-Zusammensetzung ein Polymer mit darin dispergierten elektrisch leitenden Partikeln sowie einen Klebstoff für die Elektroden. Bei dem Polymer kann es sich insbesondere um ein kristallines Polymer handeln.Characteristic of a PTC component according to the invention is the fact that the PTC composition is an adhesive for the electrodes. In a preferred one In one embodiment, the PTC composition comprises a polymer with electrically conductive particles dispersed therein and an adhesive for the electrodes. With the polymer it can in particular be a crystalline polymer.
Bei dem in der PTC-Zusammensetzung enthaltenen Klebstoff handelt es sich insbesondere um ein modifiziertes Polymer, welches man durch Modifizieren des oben beschriebenen Polymers mit einem Modifizierer behandelt, z. B. werden Polymere verwendet, in die durch Pfropfpolymerisation eine polare Gruppe eingefügt ist.With the adhesive contained in the PTC composition it is in particular a modified polymer, which is obtained by modifying the above Polymers treated with a modifier, e.g. B. be Polymers used in by graft polymerization a polar group is inserted.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. The following are exemplary embodiments of the invention explained in more detail with reference to the drawing.
Es zeigt:It shows:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines PTC-Bauelements, Fig. 1 is a perspective view of a PTC device,
Fig. 2 eine PTC-Kennlinie und Fig. 2 is a PTC characteristic and
Fig. 3 und 4 Diagramme, die die Ergebnisse von Bindungskraft-Versuchen veranschaulichen. FIGS. 3 and 4 are graphs which illustrate the results of binding experiments force.
Ein erfindungsgemäßes PTC-Bauelement umfaßt mindestens zwei Elektroden, eine zwischen den Elektroden befindliche PTC-Zusammensetzung sowie Leiter, die an den Elektroden festgelegt sind. Beispiele für solche PTC-Zusammensetzungen sind BaTiO₃ mit einem darin befindlichen einwertigen oder dreiwertigen Metalloxid sowie ein Gemisch eines Polymers und elektrisch leitender Partikel.A PTC component according to the invention comprises at least two Electrodes, a PTC composition located between the electrodes as well as conductors attached to the electrodes are. Examples of such PTC compositions are BaTiO₃ with a monovalent or trivalent metal oxide and a mixture of a polymer and electrically conductive particles.
Beispiele für Polymere, die im Rahmen der Erfindung eingesetzt werden können, sind: Polyethylen, Polyethylenoxid, Polybutadien, Polyethylenacrylate, Ethylen-Acrylsäureethylesther- Copolymere, Ethylen-Acrylsäure-Copolymere, Polyester, Polyamide, Polyäther, Polycaprolactam, fluorierte Ethylen- Propylen-Copolymere, chloriertes Polyethylen, sulfochloriertes Polyethylen, Ethylvinylacetat-Copolymere, Polypropylen, Polystyrol, Styrol-Acrylnitril-Copolymere, Polyvinylchlorid, Polycarbonate, Polyacetale, Polyalkylenoxide, Polyphenylenoxid, Polysulfone, Fluorkunststoffe und Mischpolymere aus mindestens zwei der oben angegebenen Polymere. Im Rahmen der Erfindung können der Typ der Polymere und die Zusammensetzungsverhältnisse abhängig von der gewünschten Funktionsweise, dem Anwendungsfall u. dgl. variiert werden. Examples of polymers used in the invention are: polyethylene, polyethylene oxide, Polybutadiene, polyethylene acrylates, ethylene-acrylic acid ethyl ester Copolymers, ethylene-acrylic acid copolymers, polyesters, Polyamides, polyethers, polycaprolactam, fluorinated ethylene Propylene copolymers, chlorinated polyethylene, sulfochlorinated Polyethylene, ethyl vinyl acetate copolymers, polypropylene, Polystyrene, styrene-acrylonitrile copolymers, Polyvinyl chloride, polycarbonates, polyacetals, polyalkylene oxides, Polyphenylene oxide, polysulfones, fluoroplastics and Copolymers of at least two of the above Polymers. In the context of the invention, the type of polymer and the compositional relationships depend on the desired functionality, the application u. the like can be varied.
Beispiele für im Rahmen der Erfindung einsetzbare elektrisch leitende Partikel, die in dem Polymer dispergiert sind, sind Partikel aus elektrisch leitenden Stoffen wie Ruß, Graphit, Zinn, Silber, Gold und Kupfer.Examples of usable within the scope of the invention electrically conductive particles dispersed in the polymer are particles of electrically conductive Substances such as carbon black, graphite, tin, silver, gold and Copper.
Zusätzlich zu dem Polymer und den elektrisch leitenden Partikeln wird ein Klebstoff für die Verbindung mit den Elektroden in die PTC-Zusammensetzung eingebracht. Die im Rahmen der Erfindung verwendeten Klebstoffe sind solche, die die PTC-Eigenschaften während des Verknetens mit dem Polymer nicht beeinträchtigen und die die Bindungskraft zwischen der PTC-Zusammensetzung und den Elektroden erhöhen. Beispiele für solche Klebstoffe sind Polymere eines Monomers wie Vinylacetat, Acrylat, Vinylchlorid, Styrol oder Ethylen, außerdem deren Copolymere, Polyamide, Polyester, Phenolharze, Epoxyharze, Urethanharze, Naturgummi, Nitrilkautschuk, Chloroprengummi und Silikongummi. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind bevorzugte Klebstoffe solche, die man durch Modifizieren der in der PTC-Zusammensetzung verwendeten Polymere erhält. Beispiele für solche Klebstoffe sind die, die man durch Einfügen einer polaren Gruppe in das Polymer mittels Pfropfpolymerisation oder Blockpolymerisation erhält. Beispiele der polaren Gruppen, die bei der Modifizierung verwendet werden können, umfassen Hydroxyl-, Halogen-, Carboxyl-, Amid-, Alkyloxy-, Aldehyd-, Acetal-, Sulfon- und Sulfogruppen sowie deren ionisierte Funktionsgruppen. Wenn z. B. als Polymer hochdichtes Polyethylen (HDPE) verwendet wird, läßt sich modifiziertes HDPE, erhalten durch Modifizieren des HDPE mit Maleinsäureanhydrid, als erfindungsgemäßer Klebstoff verwenden. In addition to the polymer and the electrically conductive Particle becomes an adhesive for connection with the particles Electrodes introduced into the PTC composition. The are adhesives used in the invention those that have the PTC properties during kneading with the polymer and do not affect the binding power between the PTC composition and the Increase electrodes. Examples of such adhesives are polymers of a monomer such as vinyl acetate, acrylate, Vinyl chloride, styrene or ethylene, and also their copolymers, Polyamides, polyesters, phenolic resins, epoxy resins, Urethane resins, natural rubber, nitrile rubber, chloroprene rubber and silicone rubber. Within the scope of the present invention preferred adhesives are those that can be Modify those used in the PTC composition Receives polymers. Examples of such adhesives are the ones that you insert into a polar group the polymer by means of graft polymerization or block polymerization receives. Examples of polar groups, that can be used in the modification include Hydroxyl, halogen, carboxyl, amide, alkyloxy, Aldehyde, acetal, sulfone and sulfo groups and their ionized functional groups. If e.g. B. as a polymer high density polyethylene (HDPE) is used modified HDPE obtained by modifying the HDPE with maleic anhydride, as an adhesive according to the invention use.
Beim Herstellen der PTC-Zusammensetzung können zusätzlich zu dem Polymer, den elektrisch leitenden Partikeln und dem oben beschriebenen Klebstoff wahlweise verschiedene Additive verwendet werden. Solche Additive umfassen feuerhemmende Mittel, wie z. B. antimonhaltige Verbindungen, phosphorhaltige Verbindungen, chlorierte Verbindungen und bromierte Verbindungen, Antioxidiermittel und Stabilisatoren.When making the PTC composition, additional to the polymer, the electrically conductive Particles and the adhesive described above optional various additives can be used. Such Additives include fire retardants, such as. B. containing antimony Compounds, phosphorus-containing compounds, chlorinated compounds and brominated compounds, Antioxidants and stabilizers.
Die erfindungsgemäße PTC-Zusammensetzung wird dadurch hergestellt, daß man die Rohstoffe, d. h. das Polymer, die elektrisch leitenden Partikel und den Klebstoff sowie ggf. weitere Additive in vorbestimmten Verhältnissen mischt und knetet. Dieses Kneten kann erfolgen, indem man die Komponenten der PTC-Zusammensetzung für einen bestimmten Zeitraum auf einer vorbestimmten Temperatur hält und das Kneten mit Hilfe einer Knetmaschine, einer Doppelwalzenmühle und/oder einem Banbury-Mischer durchführt.The PTC composition according to the invention is thereby manufactured that the raw materials, d. H. the polymer, the electrically conductive particles and the adhesive and possibly other additives in predetermined ratios mixes and kneads. This kneading can be done by looking at the components of the PTC composition for a certain period of time on a predetermined one Temperature and kneading with the help of a kneading machine, a double roller mill and / or one Banbury mixer performs.
Das erfindungsgemäße PTC-Bauelement umfaßt die oben näher beschriebene PTC-Zusammensetzung und mindestens zwei Elektroden, die mit der Zusammensetzung in Kontakt stehen. Stoffe für die Elektroden, die im Rahmen der Erfindung eingesetzt werden können, sind Metalle, wie sie für herkömmliche Elektroden üblich sind, z. B. Elektroden-Materialien wie Nickel, Kobalt, Aluminium, Chrom, Zinn, Kupfer, Silber, Eisen (einschließlich Eisenlegierungen wie rostfreier Stahl), Zink, Gold, Blei und Platin. Form und Größe der Elektroden lassen sich nach Wunsch variieren, abhängig vom Verwendungszweck des PTC-Bauelements und anderen Parametern. Erfindungsgemäß kann die Oberfläche der metallischen Elektrode durch elektrolytisches Abscheiden o. dgl. behandelt werden, um eine rauhe Oberfläche mit einer Anzahl feiner Vorsprünge auf der Oberfläche zu schaffen. Solche Vorsprünge werden an mindestens einer Oberfläche der Elektrode vorgesehen, nämlich an derjenigen, die in Berührung mit der PTC-Zusammensetzung kommt.The PTC component according to the invention comprises those detailed above described PTC composition and at least two Electrodes in contact with the composition. Fabrics for the electrodes used in the invention can be used are metals as they are for conventional Electrodes are common, e.g. B. electrode materials such as nickel, cobalt, aluminum, chrome, tin, copper, silver, Iron (including iron alloys such as stainless steel), Zinc, gold, lead and platinum. Shape and size of the electrodes can be varied as desired, depending on the purpose of the PTC component and other parameters. According to the invention can the surface of the metallic electrode are treated by electrodeposition or the like, around a rough surface with a number of fine protrusions to create on the surface. Such projections will be provided on at least one surface of the electrode, namely on the one in contact with the PTC composition is coming.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel für die Herstellung eines PTC-Bauelements näher beschrieben. Die sich ergebende PTC-Zusammensetzung wird z. B. zu einem Film verarbeitet, und auf die Oberseite und die Unterseite des Films wird zur Bildung eines Laminats durch Warmpressen jeweils eine metallische Elektrode bei Zimmertemperatur aufgebracht. Alternativ läßt sich das Verbinden der Elektroden und der PTC-Zusammensetzung dadurch erreichen, daß man die PTC-Zusammensetzung mit Hilfe einer Warmwalzpresse auf die Elektroden auflaminiert. Außerdem ist es möglich, anschließend an das Beschichten mittels eines Heißschmelzbeschichters zu laminieren. Ein PTC-Bauelement läßt sich dadurch herstellen, daß man das Laminat nach Größe zuschneidet und an den Oberflächen der Elektroden durch Punktschweißung oder ähnliches Leiter anbringt.The following is an embodiment for the manufacture of a PTC component described in more detail. The resulting PTC composition is e.g. B. to one Film processed, and on the top and bottom of the film is used to form a laminate by hot pressing one metallic electrode each at room temperature upset. Alternatively, you can connect of the electrodes and the PTC composition that the PTC composition using a Hot rolling press laminated to the electrodes. Furthermore it is possible to use coating afterwards a hot melt coater to laminate. A PTC device can be made by the laminate cut to size and on the surfaces of the Electrodes by spot welding or a similar conductor attaches.
Im Rahmen der Erfindung läßt sich wahlweise eine Kunstharzschicht auf der Oberfläche des PTC-Bauelements ausbilden. Beispiele für in Frage kommende Harze für die Schicht sind Epoxyharze, Phenolharze, Polyethylen, Polypropylen, Polystyrol, Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat, Polyvinylalkohol, Acrylharze, Fluorkunststoffe, Polyamidharze, Polycarbonatharze, Polyacetalharze, Polyalkylenoxide, gesättigte Polyesterharze, Polyphenylenoxid, Polysulfone, Poly-Paraxylol, Polyimide, Polyamid-Imide, Polyesterimide, Polybenzimidazol, Polyphenylensulfide, Silikonharze, Harnstoff-Formaldehyd-Kunstharze, Melaminharze, Furanharze, Alkydharze, ungesättigte Polyesterharze, Diallylphthalatharze, Polyurethanharze, Mischpolymere aus diesen Stoffen sowie modifizierte Harze, wobei die genannten Harze modifiziert werden durch die Reaktion des Harzes mit einem chemischen Reaktionsmittel, durch Vernetzung mittels Strahlung, durch Copolymerisation o. dgl. Von den genannten Harzen sind Epoxyharze sowie Phenolharze bevorzugte Stoffe. Verschiedene Additive wie Weichmacher, Härter, Vernetzungsmittel, Antioxidiermittel, Füllstoffe, Antistatik-Mittel und feuerhemmende Mittel können in die Harze eingebracht werden. Die im Rahmen der Erfindung verwendeten Harze besitzen zumindest elektrische Isolierfähigkeit und haben Haftungsvermögen bezüglich der Oberfläche des PTC-Bauelements. Hinsichtlich der Harz-Beschichtungsverfahren sind keine Einschränkungen gegeben, das Beschichten kann durch Sprühen, Auftragen, Tauchen o. dgl. geschehen. Nach dem Beschichten mit dem Kunstharz kann z. B. durch chemische Behandlung, durch Erwärmung oder durch Bestrahlung das Harz ausgehärtet werden. Das Aushärt-Verfahren läßt sich abhängig vom Tpy des Harzes variieren.A synthetic resin layer can optionally be used within the scope of the invention form on the surface of the PTC component. Examples of suitable resins for the Layer are epoxy resins, phenolic resins, polyethylene, polypropylene, Polystyrene, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, Polyvinyl alcohol, acrylic resins, fluoroplastics, polyamide resins, Polycarbonate resins, polyacetal resins, polyalkylene oxides, saturated polyester resins, polyphenylene oxide, polysulfones, Poly-paraxylene, polyimide, polyamide imide, polyester imide, Polybenzimidazole, polyphenylene sulfides, silicone resins, Urea-formaldehyde synthetic resins, melamine resins, furan resins, Alkyd resins, unsaturated polyester resins, diallyl phthalate resins, Polyurethane resins, mixed polymers made from these substances as well as modified resins, the said resins being modified are caused by the reaction of the resin with a chemical reactants, by means of crosslinking Radiation, by copolymerization or the like. Of the Resins mentioned are preferred epoxy resins and phenolic resins Fabrics. Various additives such as plasticizers, Hardeners, crosslinking agents, antioxidants, fillers, Antistatic agents and fire retardants can be introduced into the resins. The within the scope of the invention Resins used have at least electrical Isolation ability and have liability regarding the surface of the PTC component. With regard to the Resin coating processes are not restrictions given, the coating can be done by spraying, applying, Diving or the like. After coating with the Resin can e.g. B. by chemical treatment, by Heating or curing the resin by radiation will. The curing process can be dependent on Tpy of the resin vary.
Im folgenden werden spezielle Beispiele für die Erfindung näher erläutert. Die Beispiele haben keinerlei beschränkenden Charakter. Sämtliche Prozentangaben sind, wenn nicht anders angegeben, als Gewichtsprozent-Angaben zu verstehen. The following are specific examples of the invention explained in more detail. The examples are not restrictive Character. All percentages are unless otherwise stated, as percentages by weight to understand.
Es wurde eine PTC-Zusammensetzung mit folgenden Komponenten hergestellt:It was a PTC composition with the following components produced:
Komponente%Component%
Polymer:
hochdichtes Polyethylen
(Handelsbezeichnung Niporan Hard
5100 von der Firma Tokyo Soda Co.)20
Elektrisch leitende Partikel:
Ruß (Handelsbezeichnung VULCAN XC-72
der Firma Cabot Co.)40
Klebstoff:
mit Maleinsäureanhydrid
modifiziertes HDPE
(Handelsbezeichnung Adomer der Firma
Mitsui Sekiyu Kagaku Co.)38
Additiv:
Antioxidiermittel (Irganox 1010) 2Polymer:
high density polyethylene
(Trade name Niporan Hard
5100 from Tokyo Soda Co.) 20 Electrically conductive particles:
Carbon black (trade name VULCAN XC-72
from Cabot Co.) 40 adhesive:
with maleic anhydride
modified HDPE
(Trade name Adomer of the company
Mitsui Sekiyu Kagaku Co.) 38 additive:
Antioxidant (Irganox 1010) 2
Die Bestandteile der PTC-Zusammensetzung wurden in eine Knetmaschine gegeben und zunächst fünf Minuten lang bei einer Temperatur von 150°C geknetet. Dann wurde die Zusammensetzung aus der Knetmaschine entfernt und mit Hilfe einer Doppelschraubend-Walzmühle etwa vier Minuten lang bei einer Temperatur von 180°C geknetet. Der geknetete Stoff wurde dann zu einer Platte mit vorbestimmten Abmessungen verarbeitet. Auf die Oberseite und die Unterseite des so erhaltenen Produkts wurden Nickelfolien-Elektroden mit einer Dicke von 60 µm aufgebracht und bei einer Temperatur von 170°C unter einem Druck von 250 kg/cm² mit Hilfe einer Presse warmgepreßt, um ein Laminat zu erzeugen.The components of the PTC composition were in a Kneading machine given and initially for five minutes kneaded at a temperature of 150 ° C. Then the composition removed from the kneading machine and with the help a double screw mill for about four minutes kneaded at a temperature of 180 ° C. The kneaded Fabric then became a sheet of predetermined dimensions processed. On top and bottom of the product thus obtained became nickel foil electrodes applied with a thickness of 60 microns and at a temperature of 170 ° C under a pressure of 250 kg / cm² hot pressed using a press to make a laminate produce.
Das sich ergebende Laminat, d. h. das PTC-Bauelement wurde hinsichtlich seiner Bindungskraft getestet (Zugtest bei 90°). Das PTC-Bauelement besaß eine Bindekraft von 60 bis 100 g/cm und zeigte eine gute Bindekraft zwischen den Elektroden und der PTC-Zusammensetzung.The resulting laminate, i.e. H. the PTC device was tested for its binding power (tensile test at 90 °). The PTC component had a binding force of 60 to 100 g / cm and showed a good bond between the Electrodes and the PTC composition.
Die PTC-Kennlinien des PTC-Bauelements gemäß diesem Beispiel sind in Fig. 2 dargestellt. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß das PTC-Bauelement nach diesem Beispiel gute PTC-Kennlinien aufweist. Die Kurve "a" zeigt den Kennlinienverlauf des PTC-Bauelements nach Beispiel 1. Die Kurve "b" entspricht der Kennlinie eines Bauelements, was entsprechend dem Beispiel 1 hergestellt wurde, mit der Ausnahme, daß die PTC-Zusammensetzung kein Klebemittel enthielt.The PTC characteristics of the PTC component according to this example are shown in FIG. 2. From Fig. 2 it can be seen that the PTC component according to this example has good PTC characteristics. Curve "a" shows the characteristic curve of the PTC component according to Example 1. Curve "b" corresponds to the characteristic curve of a component which was produced in accordance with Example 1, with the exception that the PTC composition contained no adhesive.
Es wurden Vergleichstests bezüglich der Bindekraft durchgeführt, und zwar zwischen einerseits HDPE, einem Ethylen-Vinylacetat-Copolymer (EVA) oder einem Klebstoff (Adomer) gemäß Beispiel 1 und andererseits eine Nickelfolie. Die Ergebnisse sind in Fig. 3 dargestellt.Comparative tests were carried out with regard to the binding force, namely between on the one hand HDPE, an ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA) or an adhesive (adomer) according to Example 1 and on the other hand a nickel foil. The results are shown in FIG. 3.
Um die Ergebnisse zu erhalten, wurden die Stoffe zehn Minuten lang bei einer Temperatur von 170°C unter einem Druck von 250 kg/cm² gepreßt, um einem 90°-Zugtest unterworfen zu werden.To get the results, the fabrics were ten Minutes at a temperature of 170 ° C below one Pressure of 250 kg / cm² pressed to be subjected to a 90 ° tensile test to become.
Der 90°-Zugtest wurde in der oben beschriebenen Weise durchgeführt, mit der Ausnahme, daß in jedem Polymer 40% Ruß dispergiert war. Das Ergebnis ist in Fig. 4 dargestellt. Wie ein Vergleich der Fig. 3 und 4 ergibt, verbessert die Zugabe des Klebstoffs die Haftung zwischen der PTC-Zusammensetzung und den Elektroden. The 90 ° tensile test was carried out in the manner described above, except that 40% carbon black was dispersed in each polymer. The result is shown in Fig. 4. As a comparison of FIGS. 3 and 4 shows, the addition of the adhesive improves the adhesion between the PTC composition and the electrodes.
Es wurde wie im Beispiel 1 ein PTC-Bauelement hergestellt, mit der Ausnahme, daß die PTC-Zusammensetzung der nachstehend angegebenen Zusammensetzung entsprach und der Druck beim Zusammenpressen 20 kg/cm² betrug. Das sich daraus ergebende PTC-Bauelement zeigte eine gute Bindekraft zwischen den Elektroden und der PTC-Zusammensetzung.A PTC component was produced as in Example 1, with the exception that the PTC composition corresponded to the composition given below and the compression pressure was 20 kg / cm². The resulting PTC device showed one good binding force between the electrodes and the PTC composition.
Komponente%Component%
Polymer:
EVA (Handelsbezeichnung Ultrasen
540 der Firma Tkyo Soda Co.)34
Elektrisch leitende Partikel:
Ruß (Handelsbezeichnung VULCAN XC-72
der Firma Cabot Co.)40
Klebstoff:
durch Maleinsäureanhydrid
modifiziertes HDPE
(Handelsbezeichnung Adomer
der Firma Mitsui Sekiyu Kagaku Co.)25
Additiv:
Antioxidiermittel (Irganox 1010) 1Polymer:
EVA (trade name Ultrasen
540 from Tkyo Soda Co.) 34 Electrically conductive particles:
Carbon black (trade name VULCAN XC-72
from Cabot Co.) 40 adhesive:
by maleic anhydride
modified HDPE
(Trade name Adomer
from Mitsui Sekiyu Kagaku Co.) 25 additive:
Antioxidant (Irganox 1010) 1
Claims (5)
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP5209486A JPS62209803A (en) | 1986-03-10 | 1986-03-10 | Circuit device |
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|---|---|
| DE3707505A1 true DE3707505A1 (en) | 1987-09-17 |
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