JP2000188209A - 導電性粉末の表面埋込み層を電極とした抵抗素子 - Google Patents
導電性粉末の表面埋込み層を電極とした抵抗素子Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 誘電体媒質中に導電性粉末が分散されてなる
電気抵抗素子において、表面電極として、剥離がおきに
くく、接触抵抗が小さく、形成容易な電極を実現する。 【解決手段】 誘電体媒質中に導電性粉末が分散されて
なり電気抵抗を有する素子本体の表面の異なる表面領域
に、電極用として導電性粉末が埋込まれてなる表面電極
層を備える。
電気抵抗素子において、表面電極として、剥離がおきに
くく、接触抵抗が小さく、形成容易な電極を実現する。 【解決手段】 誘電体媒質中に導電性粉末が分散されて
なり電気抵抗を有する素子本体の表面の異なる表面領域
に、電極用として導電性粉末が埋込まれてなる表面電極
層を備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、誘電体媒質中に導
電性粉末が分散されてなり電気抵抗を有する素子本体上
に、外部回路に接続するための電極を備えた抵抗素子に
関し、特に、その電極構造に関するものである。
電性粉末が分散されてなり電気抵抗を有する素子本体上
に、外部回路に接続するための電極を備えた抵抗素子に
関し、特に、その電極構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】前述した型の抵抗素子の典型的なものと
しては、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 Ｔｃｍｐｅｒａｔｕｒ
ｅ Ｃｏｃｆｆｉｃｉｅｎｔ）特性を有するＰＴＣ素子
がある。この様なＰＴＣ素子は、他の電気装置を過電流
から守る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。
しては、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 Ｔｃｍｐｅｒａｔｕｒ
ｅ Ｃｏｃｆｆｉｃｉｅｎｔ）特性を有するＰＴＣ素子
がある。この様なＰＴＣ素子は、他の電気装置を過電流
から守る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】この様なＰＴＣ素子は、例えば、特開昭５
６−１６１４６３（特公平４−２８７４４号）、特開昭
６０−１９６９０１（特公平５−９９２１）、或いは特
開昭６２−９８６０１（特許第２７８８９６８号）に開
示されているように、有機ポリマー（例えば、ポリエチ
レン、ポリプロピレン等）に導電性粉末（例えば、カー
ボンブラック、グラファイト等）を混練し得られる導電
性ポリマーを素子本体とするものである。
６−１６１４６３（特公平４−２８７４４号）、特開昭
６０−１９６９０１（特公平５−９９２１）、或いは特
開昭６２−９８６０１（特許第２７８８９６８号）に開
示されているように、有機ポリマー（例えば、ポリエチ
レン、ポリプロピレン等）に導電性粉末（例えば、カー
ボンブラック、グラファイト等）を混練し得られる導電
性ポリマーを素子本体とするものである。
【０００４】ところで、このようなＰＴＣ素子では、外
部回路との接続のためにその導電性ポリマー素子本体の
表面に電極を形成している。すなわち、何らかの電極を
形成しないと、接触抵抗が大きく、外部とのオーミック
な接触が得られない。そのため一般には、図３に示すよ
うに、ニッケルなどの金属箔や金属板を導電性素子本体
の表面に融着することによって電極を形成することが行
われている。
部回路との接続のためにその導電性ポリマー素子本体の
表面に電極を形成している。すなわち、何らかの電極を
形成しないと、接触抵抗が大きく、外部とのオーミック
な接触が得られない。そのため一般には、図３に示すよ
うに、ニッケルなどの金属箔や金属板を導電性素子本体
の表面に融着することによって電極を形成することが行
われている。
【０００５】図３を参照して、ポリマー１１部分の内部
に導電性粉末１２を分散させた導電性ポリマー素子本体
の表裏面にニッケル（Ｎｉ）箔１３が融着されている。
に導電性粉末１２を分散させた導電性ポリマー素子本体
の表裏面にニッケル（Ｎｉ）箔１３が融着されている。
【０００６】しかしながら、この様に金属箔を導電性ポ
リマーからなる素子本体の表面上に融着させる方法で
は、金属箔と導電性ポリマーとの電気的接触が不十分で
あり、また密着性が非常に弱いため、剥離が起こりやす
いとの欠点があった。
リマーからなる素子本体の表面上に融着させる方法で
は、金属箔と導電性ポリマーとの電気的接触が不十分で
あり、また密着性が非常に弱いため、剥離が起こりやす
いとの欠点があった。
【０００７】これを解決するために、前記の特開昭６０
−１９６９０１（特公平５−９９２１）では、金属箔の
表面を粗面化処理することが提案されている。
−１９６９０１（特公平５−９９２１）では、金属箔の
表面を粗面化処理することが提案されている。
【０００８】図２を参照して、ポリマー１１部分の内部
に導電性粉末１２を分散させた導電性ポリマー素子本体
の表裏面に、この表裏面に接触する面を粗面化したニッ
ケル（Ｎｉ）箔１４を接合して電極を構成している。
に導電性粉末１２を分散させた導電性ポリマー素子本体
の表裏面に、この表裏面に接触する面を粗面化したニッ
ケル（Ｎｉ）箔１４を接合して電極を構成している。
【０００９】また、前記の特開昭６２−９８６０１（特
許第２７８８９６８号）には、金属箔電極を電着により
形成することが開示されている。
許第２７８８９６８号）には、金属箔電極を電着により
形成することが開示されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、粗面化
処理を施した企属箔は、それ自体の製造コストが高く、
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。また、そのような処理を施しても、なお、ＰＴＣ組
成物との接触抵抗の低減は十分とはなっていない、と言
う問題があった。
処理を施した企属箔は、それ自体の製造コストが高く、
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。また、そのような処理を施しても、なお、ＰＴＣ組
成物との接触抵抗の低減は十分とはなっていない、と言
う問題があった。
【００１１】また導電性ポリマーからなる素子本体の表
面上に直接メッキ処理などの金属コーティングをして電
極を形成する方法では電極と導電性粉末との電気的接触
が小さいため、ＰＴＣ素子の抵抗が大きくなってしまう
という問題がある。
面上に直接メッキ処理などの金属コーティングをして電
極を形成する方法では電極と導電性粉末との電気的接触
が小さいため、ＰＴＣ素子の抵抗が大きくなってしまう
という問題がある。
【００１２】そこで本発明の目的はＰＴＣ素子におい
て、剥離がおきにくい電極を有し、安価でかつ低抵抗で
あるＰＴＣ素子を提供することにある。
て、剥離がおきにくい電極を有し、安価でかつ低抵抗で
あるＰＴＣ素子を提供することにある。
【００１３】本発明は、一般的には、誘電体媒質中に導
電性粉末が分散されてなり電気抵抗を有する素子本体の
表面に、剥離がおきにくく、接触抵抗が小さく、かつ形
成容易な電極を有する抵抗素子とその製造方法を提供す
ることである。
電性粉末が分散されてなり電気抵抗を有する素子本体の
表面に、剥離がおきにくく、接触抵抗が小さく、かつ形
成容易な電極を有する抵抗素子とその製造方法を提供す
ることである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、誘電体
媒質中に導電性粉末が分散されてなり電気抵抗を有する
素子本体の表面の異なる表面領域に電極用として導電性
粉末が埋込まれてなる表面電極層を備え、該表面電極層
中の導電性粉末濃度をＶ１、前記素子本体の前記表面電
極層以外の部分の導電性粉末濃度をＶ２としたとき、Ｖ
１≧Ｖ２であり、前記表面電極層の各々において、その
中の前記導電性粉末の少なくとも一部が素子表面上に部
分的に露出して電極表面を形成していることを特徴とす
る抵抗素子が得られる。
媒質中に導電性粉末が分散されてなり電気抵抗を有する
素子本体の表面の異なる表面領域に電極用として導電性
粉末が埋込まれてなる表面電極層を備え、該表面電極層
中の導電性粉末濃度をＶ１、前記素子本体の前記表面電
極層以外の部分の導電性粉末濃度をＶ２としたとき、Ｖ
１≧Ｖ２であり、前記表面電極層の各々において、その
中の前記導電性粉末の少なくとも一部が素子表面上に部
分的に露出して電極表面を形成していることを特徴とす
る抵抗素子が得られる。
【００１５】本発明の一態様によれば、抵抗素子は、前
記素子本体が前記誘電体媒質としての有機ポリマー中に
導電性粉末を分散した正の抵抗温度特性を有する導電性
ポリマーであり、過電流保護素子として用いられる。
記素子本体が前記誘電体媒質としての有機ポリマー中に
導電性粉末を分散した正の抵抗温度特性を有する導電性
ポリマーであり、過電流保護素子として用いられる。
【００１６】本発明において、前記誘電体媒質中に分散
された導電性粉末及び前記電極用として埋込まれた導電
性粉末とは、異種の材料からなっても良いし、同種の材
料からなっても良い。
された導電性粉末及び前記電極用として埋込まれた導電
性粉末とは、異種の材料からなっても良いし、同種の材
料からなっても良い。
【００１７】本発明における導電性ポリマーにおいて
は、有機ポリマーは、高密度ポリエチレン或いは熱硬化
型のエポキシ樹脂を用いることができる。
は、有機ポリマーは、高密度ポリエチレン或いは熱硬化
型のエポキシ樹脂を用いることができる。
【００１８】また、本発明における導電性ポリマーにお
いては、導電性粉末は、カーボンブラック粉末、ＴｉＣ
粉末、銀粉末、ニッケル粉末、タングステン粉末、又は
グラファイト粉末を用いることができ、一方、前記電極
用として埋込まれた導電性粉末は、Ｎｉ粉末或いはＴｉ
Ｃ粉末を用いることができる。
いては、導電性粉末は、カーボンブラック粉末、ＴｉＣ
粉末、銀粉末、ニッケル粉末、タングステン粉末、又は
グラファイト粉末を用いることができ、一方、前記電極
用として埋込まれた導電性粉末は、Ｎｉ粉末或いはＴｉ
Ｃ粉末を用いることができる。
【００１９】また、本発明によれば、前記抵抗素子の製
造方法として、誘電体媒質中に導電性粉末を分散させて
電気抵抗を有する素子本体を準備し、別に、結着材を溶
かした有機溶媒中に導電性粉末を分散させた導電性ペー
ストを準備し、前記素子本体の表面の異なる予め定めら
れた表面領域上に、前記導電性ペーストを塗布・乾燥す
ることによって、電極形成用の導電性粉末層を形成し、
該予め定められた表面領域上の導電性粉末層の上から加
圧し、該導電性粉末層中の導電性粉末を前記素子本体中
に埋込み、該予め定められた表面領域に埋込まれた導電
性粉末層からなる電極層を形成することを特徴とする方
法が得られる。
造方法として、誘電体媒質中に導電性粉末を分散させて
電気抵抗を有する素子本体を準備し、別に、結着材を溶
かした有機溶媒中に導電性粉末を分散させた導電性ペー
ストを準備し、前記素子本体の表面の異なる予め定めら
れた表面領域上に、前記導電性ペーストを塗布・乾燥す
ることによって、電極形成用の導電性粉末層を形成し、
該予め定められた表面領域上の導電性粉末層の上から加
圧し、該導電性粉末層中の導電性粉末を前記素子本体中
に埋込み、該予め定められた表面領域に埋込まれた導電
性粉末層からなる電極層を形成することを特徴とする方
法が得られる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下本発明の一実施の形態とし
て、導電性ポリマーを用いたＰＴＣ素子について説明す
る。
て、導電性ポリマーを用いたＰＴＣ素子について説明す
る。
【００２１】図１を参照して、図示のＰＴＣ素子は、誘
電体媒質としての有機ポリマー１１中に導電性粉末１２
が分散されてなり電気抵抗を有する素子本体の表面の異
なる表面領域に、更に電極用として導電性粉末１５が埋
込まれてなる表面電極層を備えている。表面電極層を形
成する、すなわち素子の表面近傍の導電性粉末１５の濃
度をＶ１、前記素子本体の前記表面電極層以外の部分。
すなわち素子内部のの導電性粉末１２の濃度をＶ２とし
たとき、Ｖ１≧Ｖ２である。この表面電極層の各々にお
いて、その中の前記導電性粉末１５の少なくとも一部が
素子表面上に部分的に露出して電極表面を形成してい
る。
電体媒質としての有機ポリマー１１中に導電性粉末１２
が分散されてなり電気抵抗を有する素子本体の表面の異
なる表面領域に、更に電極用として導電性粉末１５が埋
込まれてなる表面電極層を備えている。表面電極層を形
成する、すなわち素子の表面近傍の導電性粉末１５の濃
度をＶ１、前記素子本体の前記表面電極層以外の部分。
すなわち素子内部のの導電性粉末１２の濃度をＶ２とし
たとき、Ｖ１≧Ｖ２である。この表面電極層の各々にお
いて、その中の前記導電性粉末１５の少なくとも一部が
素子表面上に部分的に露出して電極表面を形成してい
る。
【００２２】このような表面電極層を有するＰＴＣ素子
の製造は、誘電体媒質である有機ポリマー中に導電性粉
末を分散させて電気抵抗を有する素子本体を準備し、別
に、結着材を溶かした有機溶媒中に導電性粉末を分散さ
せた導電性ペーストを準備し、前記素子本体の表面の異
なる予め定められた表面領域上に、前記導電性ペースト
を塗布・乾燥することによって、電極形成用の導電性粉
末層を形成し、該予め定められた表面領域上の導電性粉
末層の上から加圧し、該導電性粉末層中の導電性粉末を
前記素子本体中に埋込み、該予め定められた表面領域に
埋込まれた導電性粉末層からなる電極層を形成すること
によって行われる。
の製造は、誘電体媒質である有機ポリマー中に導電性粉
末を分散させて電気抵抗を有する素子本体を準備し、別
に、結着材を溶かした有機溶媒中に導電性粉末を分散さ
せた導電性ペーストを準備し、前記素子本体の表面の異
なる予め定められた表面領域上に、前記導電性ペースト
を塗布・乾燥することによって、電極形成用の導電性粉
末層を形成し、該予め定められた表面領域上の導電性粉
末層の上から加圧し、該導電性粉末層中の導電性粉末を
前記素子本体中に埋込み、該予め定められた表面領域に
埋込まれた導電性粉末層からなる電極層を形成すること
によって行われる。
【００２３】尚、導電性ポリマーを構成する有機ポリマ
ーとしては、この種ＰＴＣ素子において公知の材料が用
いられるが、好ましくは、高密度ポリエチレン、或い
は、熱硬化型エポキシ樹脂が挙げられる。
ーとしては、この種ＰＴＣ素子において公知の材料が用
いられるが、好ましくは、高密度ポリエチレン、或い
は、熱硬化型エポキシ樹脂が挙げられる。
【００２４】また、有機ポリマー内に分散される導電性
粉末（ＰＴＣフィラー）としては、公知のカーボンブラ
ックや、グラファイトの他に、ニッケル粉末、タングス
テン粉末、銀粉末などが用いられる。
粉末（ＰＴＣフィラー）としては、公知のカーボンブラ
ックや、グラファイトの他に、ニッケル粉末、タングス
テン粉末、銀粉末などが用いられる。
【００２５】また、電極用として有機ポリマー内に埋込
まれる導電性粉末（電極用粉末）としては、導電性の粉
末であれば何でも良いが、ニッケル或いはＴｉＣが挙げ
られる。
まれる導電性粉末（電極用粉末）としては、導電性の粉
末であれば何でも良いが、ニッケル或いはＴｉＣが挙げ
られる。
【００２６】以下本発明の実施例について説明する。
【００２７】［実施例１］有機ポリマー成分として軟化
点128 ℃の高密度ポリエチレン（HDPE) に、導電性粉末
（ＰＴＣフィラー）として粒径１〜５のμｍのＴｉＣ粉
末を体積比率でＨＤＰＥ：ＴｉＣ＝６０：４０（すなわ
ち、ＰＴＣフィラー体積分率は４０／１００＝０．４）
となるように１７０℃で加熱ロール機で混練し、高分子
ＰＴＣ組成物（導電性ポリマー）を得た。
点128 ℃の高密度ポリエチレン（HDPE) に、導電性粉末
（ＰＴＣフィラー）として粒径１〜５のμｍのＴｉＣ粉
末を体積比率でＨＤＰＥ：ＴｉＣ＝６０：４０（すなわ
ち、ＰＴＣフィラー体積分率は４０／１００＝０．４）
となるように１７０℃で加熱ロール機で混練し、高分子
ＰＴＣ組成物（導電性ポリマー）を得た。
【００２８】次に得られた組成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ＰＴＣ組成物を１５０℃、３分のプレス成型を
し、架橋と共にシート状に成形した。
を１．５ｗｔ％、１４０℃の温度で１０分間混練した。
得られたＰＴＣ組成物を１５０℃、３分のプレス成型を
し、架橋と共にシート状に成形した。
【００２９】別に、電極形成用導電性粉末（電極用粉
末）としてニッケル粉末(Ni)を、ポリビニルブチラール
（ＰＶＢ）を溶かした溶剤中に分散して、導電性ペース
トをＮｉ：ＰＶＢ＝７５：２５になるように作製した。
末）としてニッケル粉末(Ni)を、ポリビニルブチラール
（ＰＶＢ）を溶かした溶剤中に分散して、導電性ペース
トをＮｉ：ＰＶＢ＝７５：２５になるように作製した。
【００３０】前記の成形したシートの表裏面上に、表１
に示す通り塗布厚を変えて前記ペーストを塗布し、室温
で２４時間乾燥処理を行い、ニッケル粉末層を形成し
た。
に示す通り塗布厚を変えて前記ペーストを塗布し、室温
で２４時間乾燥処理を行い、ニッケル粉末層を形成し
た。
【００３１】乾燥処理後シートを２００℃、５分の熱プ
レスによりＰＴＣ組成物表面にニッケル粉末を埋め込ん
で電極を形成した。
レスによりＰＴＣ組成物表面にニッケル粉末を埋め込ん
で電極を形成した。
【００３２】電極を形成したシートを１ｃｍ四方の角片
を切り出しＰＴＣ素子を得た。
を切り出しＰＴＣ素子を得た。
【００３３】電極用粉末であるニッケル粉末の体積比率
（すなわち表面電極層中の導電性粉末の体積の該導電性
粉末を除く体積に対する比率、これを電極用粉末分率と
して表に示す）を、素子の断面観察から求めた。
（すなわち表面電極層中の導電性粉末の体積の該導電性
粉末を除く体積に対する比率、これを電極用粉末分率と
して表に示す）を、素子の断面観察から求めた。
【００３４】［実施例２］有機ポリマー成分として軟化
点128 ℃の高密度ポリエチレン（HDPE) に、導電性フィ
ラーとして粒径１〜５μｍのＴｉＣ粉末を体積比率でＨ
ＤＰＢ：ＴｉＣ＝８０：２０となるように１７０℃で加
熱ロール機で混練し、高分子ＰＴＣ組成物を得た。
点128 ℃の高密度ポリエチレン（HDPE) に、導電性フィ
ラーとして粒径１〜５μｍのＴｉＣ粉末を体積比率でＨ
ＤＰＢ：ＴｉＣ＝８０：２０となるように１７０℃で加
熱ロール機で混練し、高分子ＰＴＣ組成物を得た。
【００３５】次に得られた組成物に有機過酸化物架橋剤
を１．５ｗｔ％、１４０℃の温度で１０分問混練した。
得られたＰＴＣ組成物を１５０℃、３分のプレス成型を
し、架橋と共にシート成形した。
を１．５ｗｔ％、１４０℃の温度で１０分問混練した。
得られたＰＴＣ組成物を１５０℃、３分のプレス成型を
し、架橋と共にシート成形した。
【００３６】別に、電極用粉末としてのニッケル粉末
（Ｎｉ）を、結着材としてのポリビニルブチラール（Ｐ
ＶＢ）を溶かした溶剤に分散して導電性ペーストをＮ
ｉ：ＰＶＢ＝７５：２５になるように作製した。
（Ｎｉ）を、結着材としてのポリビニルブチラール（Ｐ
ＶＢ）を溶かした溶剤に分散して導電性ペーストをＮ
ｉ：ＰＶＢ＝７５：２５になるように作製した。
【００３７】上で得られたシートの両面上に、この導電
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ＰＴＣ組成物表面上にニッケル粉末を埋め込んで電極
を形成した。電極を形成したシートを１ｃｍ四方の角片
を切り出しＰＴＣ素子を得た。
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ＰＴＣ組成物表面上にニッケル粉末を埋め込んで電極
を形成した。電極を形成したシートを１ｃｍ四方の角片
を切り出しＰＴＣ素子を得た。
【００３８】［実施例３］有機ポリマー成分として軟化
点128 ℃の高密度ポリエチレン(HDPE)に、導電性粉末と
して粒径１〜５μｍのＴｉＣ粉末を体積比率でＨＤＰ
Ｅ：ＴｉＣ＝５０：５０となるように１７０℃で加熱ロ
ール機で混練し、高分子ＰＴＣ組成物を得た。
点128 ℃の高密度ポリエチレン(HDPE)に、導電性粉末と
して粒径１〜５μｍのＴｉＣ粉末を体積比率でＨＤＰ
Ｅ：ＴｉＣ＝５０：５０となるように１７０℃で加熱ロ
ール機で混練し、高分子ＰＴＣ組成物を得た。
【００３９】次に得られた組成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ＰＴＣ組成物を１５０℃、３分のプレス成型を
し、架橋と共にシート成形した。
を１．５ｗｔ％、１４０℃の温度で１０分間混練した。
得られたＰＴＣ組成物を１５０℃、３分のプレス成型を
し、架橋と共にシート成形した。
【００４０】別に、電極形成用導電粉末としてのニッケ
ル粉末（Ｎｉ）を、とポリビニルブチラール（ＰＶＢ）
を溶かした溶剤に分散して導電性ペーストをＮｉ：ＰＶ
Ｂ＝７５：２５になるように作製した。
ル粉末（Ｎｉ）を、とポリビニルブチラール（ＰＶＢ）
を溶かした溶剤に分散して導電性ペーストをＮｉ：ＰＶ
Ｂ＝７５：２５になるように作製した。
【００４１】上で得られたシートの両面上に、この導電
ペーストを塗布し、室温で２４時問乾燥処理を行った。
乾燥処理後シートを２００℃、５分の熱プレスによりＰ
ＴＣ組成物表面上にニッケル粉末を埋め込んで電極を形
成した。電極を形成したシートを１ｃｍ四方の角片を切
り出しＰＴＣ素子を得た。
ペーストを塗布し、室温で２４時問乾燥処理を行った。
乾燥処理後シートを２００℃、５分の熱プレスによりＰ
ＴＣ組成物表面上にニッケル粉末を埋め込んで電極を形
成した。電極を形成したシートを１ｃｍ四方の角片を切
り出しＰＴＣ素子を得た。
【００４２】［実施例４］有機ポリマー成分として軟化
点128 ℃の高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）に、導電性
粉末として粒径１〜５μｍのＴｉＣ粉末を体積比率でＨ
ＤＰＥ：ＴｉＣ＝６０：４０となるように１７０℃で加
熱ロール機で混練し、高分子ＰＴＣ組成物を得た。
点128 ℃の高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）に、導電性
粉末として粒径１〜５μｍのＴｉＣ粉末を体積比率でＨ
ＤＰＥ：ＴｉＣ＝６０：４０となるように１７０℃で加
熱ロール機で混練し、高分子ＰＴＣ組成物を得た。
【００４３】次に得られた組成物に有機過酸化物架橋剤
を１．５ｗｔ％、１４０℃の温度で１０分問混練した。
得られたＰＴＣ組成物を１５０℃、３分のプレス成型を
し、架橋と共にシート成形した。
を１．５ｗｔ％、１４０℃の温度で１０分問混練した。
得られたＰＴＣ組成物を１５０℃、３分のプレス成型を
し、架橋と共にシート成形した。
【００４４】一方、電極形成用導電粉末としてＴｉＣ粉
末を、結着材としてのポリビニルブチラール（ＰＶＢ）
を溶かした溶剤に分散して、導電性ペーストをＮｉ：Ｐ
ＶＢ＝７５：２５になるように作製した。
末を、結着材としてのポリビニルブチラール（ＰＶＢ）
を溶かした溶剤に分散して、導電性ペーストをＮｉ：Ｐ
ＶＢ＝７５：２５になるように作製した。
【００４５】上で得られたシートの両面上に、この導電
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ＰＴＣ組成物表面上にニッケル粉末を埋め込んで電極
を形成した。電極を形成したシートを１ｃｍ四方の角片
を切り出しＰＴＣ素子を得た。
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ＰＴＣ組成物表面上にニッケル粉末を埋め込んで電極
を形成した。電極を形成したシートを１ｃｍ四方の角片
を切り出しＰＴＣ素子を得た。
【００４６】［実施例５］有機ポリマー成分として熱硬
化型のエポキシ樹脂に、導電性粉末として粒径１〜５μ
ｍのＴｉＣ粉末を体積比率でエポキシ樹脂：ＴｉＣ＝６
０：４０となるようにロール機で混練し、高分子ＰＴＣ
組成物を得た。
化型のエポキシ樹脂に、導電性粉末として粒径１〜５μ
ｍのＴｉＣ粉末を体積比率でエポキシ樹脂：ＴｉＣ＝６
０：４０となるようにロール機で混練し、高分子ＰＴＣ
組成物を得た。
【００４７】得られたＰＴＣ組成物を常温で、３分のプ
レス成型をし、シート成形した。
レス成型をし、シート成形した。
【００４８】別に、電極形成用導電粉末としてのニッル
粉末（Ｎｉ）を、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）を溶
かした溶剤に分散して、導電性ペーストをＮｉ：ＰＶＢ
＝７５：２５になるように作製した。
粉末（Ｎｉ）を、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）を溶
かした溶剤に分散して、導電性ペーストをＮｉ：ＰＶＢ
＝７５：２５になるように作製した。
【００４９】上で得られたシートの両面上に、この導電
性ペーストを塗布し、室温で２４時間乾燥処理を行っ
た。感想処理後シートを２００℃、５分の熱プレスによ
り樹枝の架橋と共にＰＴＣ組成物表面上にニッケル粉末
を埋め込んで電極を形成した。電極を形成したシートを
ｌｃｍ四方の角片を切り出しＰＴＣ素子を得た。
性ペーストを塗布し、室温で２４時間乾燥処理を行っ
た。感想処理後シートを２００℃、５分の熱プレスによ
り樹枝の架橋と共にＰＴＣ組成物表面上にニッケル粉末
を埋め込んで電極を形成した。電極を形成したシートを
ｌｃｍ四方の角片を切り出しＰＴＣ素子を得た。
【００５０】［比較例１］実施例１と同様にして、導電
性ポリマーからなるシート（ＰＴＣシート）を得た。
性ポリマーからなるシート（ＰＴＣシート）を得た。
【００５１】このシートを、片面が粗面化されたＮｉ箔
２枚で挟み、200 ℃、５分の熱プレスでＮｉ箔とＰＴＣ
シートと融着・接合させた。その後、１ｃｍ四方の角片
を切り出し図２のＰＴＣ素子を得た。
２枚で挟み、200 ℃、５分の熱プレスでＮｉ箔とＰＴＣ
シートと融着・接合させた。その後、１ｃｍ四方の角片
を切り出し図２のＰＴＣ素子を得た。
【００５２】［比較例２］電極として、粗面か処理をし
ていないＮｉ箔を用いたことを除いて比較例１と同様に
作製し、図３のＰＴＣ素子を得た。
ていないＮｉ箔を用いたことを除いて比較例１と同様に
作製し、図３のＰＴＣ素子を得た。
【００５３】上で得られた、各実施例及び比較例のＰＴ
Ｃ素子の抵抗及び表面抵抗を、デジタルボルトメーター
により４端子法で測定した。
Ｃ素子の抵抗及び表面抵抗を、デジタルボルトメーター
により４端子法で測定した。
【００５４】電極の密着性の評価を、セロテープによる
引き剥がしの試験により行った。剥がれがまったく無い
ものを○、電極の剥がれが生じた物を×と判定した。
引き剥がしの試験により行った。剥がれがまったく無い
ものを○、電極の剥がれが生じた物を×と判定した。
【００５５】各実施例及び比較例におけるＰＴＣ素子の
抵抗及び密着性試験の結果を表１に示す。
抵抗及び密着性試験の結果を表１に示す。
【００５６】
【表１】
【００５７】実施例１及び実施例２、実施例３では、電
極用導電性粉末の分率がＰＴＣ組成物の導電性フィラー
の分率と同等またはそれ以上の時、ＰＴＣ組成物との良
好な電気的接触が得られることが分かる。
極用導電性粉末の分率がＰＴＣ組成物の導電性フィラー
の分率と同等またはそれ以上の時、ＰＴＣ組成物との良
好な電気的接触が得られることが分かる。
【００５８】実施例４では、電極用導電性粉末がＰＴＣ
組成物中の導電性フィラーと同種の場合にも同様の効果
が得られることを示している。
組成物中の導電性フィラーと同種の場合にも同様の効果
が得られることを示している。
【００５９】実施例５では、ＰＴＣ組成物のポリマーが
熱硬化型のポリマーでも同様の効果が得られることを示
している。
熱硬化型のポリマーでも同様の効果が得られることを示
している。
【００６０】比較例１では、粗面化したＮｉ箔を電極に
用いた場合には、剥離強度は良好であるが、素子抵抗は
本発明の実施例のものに比べて、大きくなっていること
が分かる。
用いた場合には、剥離強度は良好であるが、素子抵抗は
本発明の実施例のものに比べて、大きくなっていること
が分かる。
【００６１】比較例２では、粗面化していないＮｉ箔を
電極に用いた場合には、剥離強度が低く、素子抵抗も極
めて高いことが分かる。
電極に用いた場合には、剥離強度が低く、素子抵抗も極
めて高いことが分かる。
【００６２】図４に，実施例１及び比較例１の温度一抵
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１０3 倍以上であり、
実施例１のＰＴＣ素子が比較例１と同様保護素子として
充分使用可能な比抵抗をもつことが確認された。
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１０3 倍以上であり、
実施例１のＰＴＣ素子が比較例１と同様保護素子として
充分使用可能な比抵抗をもつことが確認された。
【００６３】尚、ＰＴＣ組成物に分散される導電性粉末
（ＰＴＣフィラー）としてＴｉＣを用い、電極用粉末と
してＮｉ粉末及びＴｉＣ粉末を用いた場合について例示
したが、他の上述したＰＴＣフィラー及び電極用粉末を
用いても同様の傾向の特性が得られた。
（ＰＴＣフィラー）としてＴｉＣを用い、電極用粉末と
してＮｉ粉末及びＴｉＣ粉末を用いた場合について例示
したが、他の上述したＰＴＣフィラー及び電極用粉末を
用いても同様の傾向の特性が得られた。
【００６４】また、本発明の実施例をＰＴＣ組成物につ
いてのみ述べたが、一般的に、誘電体媒質中に導電性粉
末が分散されてなり電気抵抗を有する素子本体の表面の
異なる表面領域に電極を備える抵抗素子に適用できるこ
とは、いうまでもない。
いてのみ述べたが、一般的に、誘電体媒質中に導電性粉
末が分散されてなり電気抵抗を有する素子本体の表面の
異なる表面領域に電極を備える抵抗素子に適用できるこ
とは、いうまでもない。
【００６５】
【発明の効果】以上に説明した通り、本発明によれば、
誘電体媒質中に導電性粉末が分散されてなり電気抵抗を
有する素子本体の表面近傍の導電性粉末濃度を素子内部
の導電性粉末濃度より大きし、表面上に部分的に粉末を
露出させ電極を形成することで、従来の片面が粗面化さ
れた金属箔電極の素子と同等以上の低抵抗及び高比抵抗
特性を持ち、さらに低コストな抵抗素子、特に、ＰＴＣ
素子を得ることができる。
誘電体媒質中に導電性粉末が分散されてなり電気抵抗を
有する素子本体の表面近傍の導電性粉末濃度を素子内部
の導電性粉末濃度より大きし、表面上に部分的に粉末を
露出させ電極を形成することで、従来の片面が粗面化さ
れた金属箔電極の素子と同等以上の低抵抗及び高比抵抗
特性を持ち、さらに低コストな抵抗素子、特に、ＰＴＣ
素子を得ることができる。
【図１】各実施例の素子の断面図。
【図２】比較例１の素子の断面図。
【図３】比較例２の素子の断面図。
【図４】実施施例１及び比較例１の温度一抵抗特性。
１１ ポリマー部（誘電体媒質） １２ 素子内部導電粉末（表面電極層以外の導電性
粉末） １３ 粗面化処理なしＮｉ箔 １４ 片面粗面化Ｎｉ箔 １５ 表面近傍導電粉末（表面電極層導電性粉末）
粉末） １３ 粗面化処理なしＮｉ箔 １４ 片面粗面化Ｎｉ箔 １５ 表面近傍導電粉末（表面電極層導電性粉末）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 片岡 光宗 宮城県仙台市太白区郡山６丁目７番１号 株式会社トーキン内 (72)発明者 高畑 興邦 宮城県仙台市太白区郡山６丁目７番１号 株式会社トーキン内 Ｆターム(参考） 5E028 AA10 BA21 BB09 JC01 JC02 JC03 JC07 JC11 5E032 BA22 BB09 CC05 CC14 5E034 AA07 AB01 AC10 DA02 DA10 DC03 DC05
Claims (8)
- 【請求項１】 誘電体媒質中に導電性粉末が分散されて
なり電気抵抗を有する素子本体の表面の異なる表面領域
に電極用として導電性粉末が埋込まれてなる表面電極層
を備え、該表面電極層中の導電性粉末濃度をＶ１、前記
素子本体の前記表面電極層以外の部分の導電性粉末濃度
をＶ２としたとき、Ｖ１≧Ｖ２であり、前記表面電極層
の各々において、その中の前記導電性粉末の少なくとも
一部が素子表面上に部分的に露出して電極表面を形成し
ていることを特徴とする抵抗素子。 - 【請求項２】 請求項１の抵抗素子において、前記誘電
体媒質中に分散された導電性粉末及び前記電極用として
埋込まれた導電性粉末とは、異種の材料からなることを
特徴とする抵抗素子。 - 【請求項３】 請求項１の抵抗素子において、前記誘電
体媒質中に分散された導電性粉末及び前記電極用として
埋込まれた導電性粉末とは、同種の材料からなることを
特徴とする抵抗素子。 - 【請求項４】 請求項１から請求項３のいずれかに記載
の抵抗素子において、前記素子本体が前記誘電体媒質と
しての有機ポリマー中に導電性粉末を分散した正の抵抗
温度特性を有する導電性ポリマーであることを特徴とす
る抵抗素子。 - 【請求項５】 請求項４記載の抵抗素子において、前記
有機ポリマーが、高密度ポリエチレン及び熱硬化型のエ
ポキシ樹脂の一方であることを特徴とする抵抗素子。 - 【請求項６】 請求項４記載の抵抗素子において、前記
抵抗素子に分散された導電性粉末は、カーボンブラック
粉末、ＴｉＣ粉末、銀粉末、ニッケル粉末、タングステ
ン粉末、グラファイト粉末のうちの一種であり、前記電
極用として埋込まれた導電性粉末は、Ｎｉ粉末及びＴｉ
Ｃ粉末の一方であることを特徴とする抵抗素子。 - 【請求項７】 請求項４の抵抗素子からなり、他の電気
装置に接続し該電気装置に過電流が流れることを阻止す
るために用いる過電流保護素子。 - 【請求項８】 誘電体媒質中に導電性粉末を分散させて
電気抵抗を有する素子本体を準備し、 別に、結着材を溶かした有機溶媒中に導電性粉末を分散
させた導電性ペーストを準備し、 前記素子本体の表面の異なる予め定められた表面領域上
に、前記導電性ペーストを塗布・乾燥することによっ
て、電極形成用の導電性粉末層を形成し、 該予め定められた表面領域上の導電性粉末層の上から加
圧し、該導電性粉末層中の導電性粉末を前記素子本体中
に埋込み、該予め定められた表面領域に埋込まれた導電
性粉末層からなる電極層を形成することを特徴とする請
求項１に記載の抵抗素子を製造する方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10365522A JP2000188209A (ja) | 1998-12-22 | 1998-12-22 | 導電性粉末の表面埋込み層を電極とした抵抗素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10365522A JP2000188209A (ja) | 1998-12-22 | 1998-12-22 | 導電性粉末の表面埋込み層を電極とした抵抗素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000188209A true JP2000188209A (ja) | 2000-07-04 |
Family
ID=18484477
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10365522A Withdrawn JP2000188209A (ja) | 1998-12-22 | 1998-12-22 | 導電性粉末の表面埋込み層を電極とした抵抗素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000188209A (ja) |
-
1998
- 1998-12-22 JP JP10365522A patent/JP2000188209A/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: 20060307 |