JP2698995B2 - ポリマーｐｔｃ素子 - Google Patents
ポリマーｐｔｃ素子Info
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- JP2698995B2 JP2698995B2 JP1104332A JP10433289A JP2698995B2 JP 2698995 B2 JP2698995 B2 JP 2698995B2 JP 1104332 A JP1104332 A JP 1104332A JP 10433289 A JP10433289 A JP 10433289A JP 2698995 B2 JP2698995 B2 JP 2698995B2
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- Japan
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- polymer ptc
- polymer
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- ptc element
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、例えば温度制御技術の分野で広く用いられ
ている抵抗素子、特に、昇温時に特定の温度領域におい
て急激に抵抗が増大する特性（以下、PTC特性という）
を有するポリマーPTC素子の改良に関するものである。
ている抵抗素子、特に、昇温時に特定の温度領域におい
て急激に抵抗が増大する特性（以下、PTC特性という）
を有するポリマーPTC素子の改良に関するものである。
（従来の技術） 例えば、ポリエチレン，ポリプロピレン等の結晶性重
合体（ポリマー）にカーボン等の導電性粉末を分散的に
混入し、ある特定の温度に達するとその抵抗が増大する
正の抵抗温度特性を有する導電性重合体組成物（以下
「ポリマーPTC素子」という）は、例えば米国特許第3,5
91,526号明細書や米国特許第3,673,121号明細書等によ
り従来から知られているが、このようなポリマーPTC素
子においては、素子本体に網状金属を埋込んでこれを電
極として用いるものや、例えばステンレス等の金属板を
素子本体の表面に接合しこれを電極として利用するもの
がある。また、スパッタリング法によって電極を形成し
ているもの（特開昭62−85401号）等がある。
合体（ポリマー）にカーボン等の導電性粉末を分散的に
混入し、ある特定の温度に達するとその抵抗が増大する
正の抵抗温度特性を有する導電性重合体組成物（以下
「ポリマーPTC素子」という）は、例えば米国特許第3,5
91,526号明細書や米国特許第3,673,121号明細書等によ
り従来から知られているが、このようなポリマーPTC素
子においては、素子本体に網状金属を埋込んでこれを電
極として用いるものや、例えばステンレス等の金属板を
素子本体の表面に接合しこれを電極として利用するもの
がある。また、スパッタリング法によって電極を形成し
ているもの（特開昭62−85401号）等がある。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、第１の電極方式にあっては、素子本体
の比抵抗のわりには抵抗素子全体としての抵抗が高くな
るということが欠点となり、第２の方法の場合には、電
極としての金属板と素子本体との密着性が悪くなり、そ
の結果、断続負荷試験を行うとその抵抗値が大幅に増大
し、また、僅かな熱的応力によっても金属板が剥離する
ということが欠点として指摘されている。また、第３の
方法でも、何も処理していない素子本体にスパッタリン
グ法によって電極を形成しても熱的剥離などが起こると
いう問題がある。また、金属板を素子本体に接合する例
では、前述の金属板または素子本体のいずれか一方の接
合面を予め粗面に形成することによって接着性の向上を
図ろうとする方法も用いられているが、この方法でも未
だ万全を期し難いものがあった。そのため、これらの改
善策の実現が強く望まれている。
の比抵抗のわりには抵抗素子全体としての抵抗が高くな
るということが欠点となり、第２の方法の場合には、電
極としての金属板と素子本体との密着性が悪くなり、そ
の結果、断続負荷試験を行うとその抵抗値が大幅に増大
し、また、僅かな熱的応力によっても金属板が剥離する
ということが欠点として指摘されている。また、第３の
方法でも、何も処理していない素子本体にスパッタリン
グ法によって電極を形成しても熱的剥離などが起こると
いう問題がある。また、金属板を素子本体に接合する例
では、前述の金属板または素子本体のいずれか一方の接
合面を予め粗面に形成することによって接着性の向上を
図ろうとする方法も用いられているが、この方法でも未
だ万全を期し難いものがあった。そのため、これらの改
善策の実現が強く望まれている。
本発明は、上記問題点を解決し、素子本体と電極との
接合が極めて強固でありかつ新規な物と成るポリマーPT
C素子の提供を目的とするものである。
接合が極めて強固でありかつ新規な物と成るポリマーPT
C素子の提供を目的とするものである。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の構成は、ポリマーとこのポリマーに分散的に
混入された導電性物質とから成る正の抵抗温度特性を有
する素子本体と、前記素子本体に電極部材を接合して成
るポリマーPTC素子本体に電極部材を接合して成るポリ
マーPTC素子において、前記電極部材の素子本体との接
合面をシラン系カップリング剤，チタン系カップリング
剤または酸無水物からなる表面処理剤により表面処理し
て成ることを特徴とするものである。
混入された導電性物質とから成る正の抵抗温度特性を有
する素子本体と、前記素子本体に電極部材を接合して成
るポリマーPTC素子本体に電極部材を接合して成るポリ
マーPTC素子において、前記電極部材の素子本体との接
合面をシラン系カップリング剤，チタン系カップリング
剤または酸無水物からなる表面処理剤により表面処理し
て成ることを特徴とするものである。
（作 用） 電極部材と素子本体との接合面にカップリング剤から
なる表面処理剤を設けたので、この表面処理剤が電極部
材と素子本体の両方に化学的結合することになり、従来
の粗面化処理以上の接合強度が得られる。
なる表面処理剤を設けたので、この表面処理剤が電極部
材と素子本体の両方に化学的結合することになり、従来
の粗面化処理以上の接合強度が得られる。
（実施例） 本発明の実施例を図面を参照して説明する。
ここで、本発明中の表面処理剤とは素子本体との接合
を強固するため電極部材に共有結合して成る樹脂親和性
の高い化学物質である。
を強固するため電極部材に共有結合して成る樹脂親和性
の高い化学物質である。
第１図は本発明の一実施例によるポリマーPTC素子を
示す側面図、第２図はポリマーPTC素子の内部構造を説
明するための部分拡大断面図である。
示す側面図、第２図はポリマーPTC素子の内部構造を説
明するための部分拡大断面図である。
第１図に示すポリマーPTC素子１は、ポリマーに導電
性物質である例えばカーボンブラック等を分散させ板状
に成形した素子本体２と、この素子本体２の両面に接合
した例えばNi製の電極3a,3bと、この両電極3a,3bに半田
４を用いて取付けたリード線5a,5bとを形成している。
性物質である例えばカーボンブラック等を分散させ板状
に成形した素子本体２と、この素子本体２の両面に接合
した例えばNi製の電極3a,3bと、この両電極3a,3bに半田
４を用いて取付けたリード線5a,5bとを形成している。
前記Ni製の電極3aは第２図に示すように表裏面両側に
表面処理剤3cが結合しており素子本体２との接合を強固
にしている。尚、電極3bについても上記と同様でり、表
面処理剤3cは導電性には影響がないことは言うまでもな
いことであるが必要に応じて素子本体側以外は適宜削除
可能である。
表面処理剤3cが結合しており素子本体２との接合を強固
にしている。尚、電極3bについても上記と同様でり、表
面処理剤3cは導電性には影響がないことは言うまでもな
いことであるが必要に応じて素子本体側以外は適宜削除
可能である。
次に、図面を参照して本発明の一実施例である電極部
材の表面処理方法について説明する。
材の表面処理方法について説明する。
第３図は電極部材の表面処理方法を説明するための図
でありそれぞれ左辺に処理の工程であるステップS1乃至
S4を示し右辺にそれぞれの工程に対応する表面処理状態
を示す。
でありそれぞれ左辺に処理の工程であるステップS1乃至
S4を示し右辺にそれぞれの工程に対応する表面処理状態
を示す。
まず、ステップS1に示すように両電極3a,3bの原材料
である電極部材（例えばNi）３を準備する。この時点で
は電極部材表面は未処理状態である。
である電極部材（例えばNi）３を準備する。この時点で
は電極部材表面は未処理状態である。
次に、例えば前記電極部材３を中性付近の硫酸塩中で
陽極として電解酸化処理した（ステップS2）後、適宜浴
槽中にて塩酸（HCl）あるいはアルカリ処理を施し（ス
テップS3）電極部材表面に水酸基（−OH）を形成させ、
その後非プロトン系溶剤（トルエン，メチルイソブチル
ケトン等）にγ−アミノプロピルトリメトキシシラン
（表面処理剤）を溶解した浴槽中に電極部材３を浸漬し
（ステップS4）表面処理剤処理を施し電極部材表面に表
面処理剤3c（−（Ｏ）３−Si−（CH2）3NH2）を形成す
る。
陽極として電解酸化処理した（ステップS2）後、適宜浴
槽中にて塩酸（HCl）あるいはアルカリ処理を施し（ス
テップS3）電極部材表面に水酸基（−OH）を形成させ、
その後非プロトン系溶剤（トルエン，メチルイソブチル
ケトン等）にγ−アミノプロピルトリメトキシシラン
（表面処理剤）を溶解した浴槽中に電極部材３を浸漬し
（ステップS4）表面処理剤処理を施し電極部材表面に表
面処理剤3c（−（Ｏ）３−Si−（CH2）3NH2）を形成す
る。
また、非プロトン系溶剤にイソプロピルトリステアロ
イルチタネートまたはメチルテトラヒドロ無水フタル酸
を溶解した浴槽中に電極部材３を浸漬する場合でもそれ
ぞれの表面処理剤被膜が電極部材表面に形成される。
イルチタネートまたはメチルテトラヒドロ無水フタル酸
を溶解した浴槽中に電極部材３を浸漬する場合でもそれ
ぞれの表面処理剤被膜が電極部材表面に形成される。
次に、図面を参照してポリマーPTC素子の製造工程を
説明する。第４図はポリマーPTC素子の製造工程図であ
る。
説明する。第４図はポリマーPTC素子の製造工程図であ
る。
同図に示すように、まず例えばポリフッ化ビニリデン
（ポリマー）とカーボンブラックと架橋剤等を準備し分
散させ（ステップS11）、適宜装置により混練し（ステ
ップS12），押し出し機などによりシート化し（ステッ
プS13），水槽において架橋させ（ステップS14），真空
乾燥機により乾燥（ステップS15）して得られた素子本
体上下面に、上述した表面処理剤3cが形成された電極部
材３を配置し熱プレス等により熱圧着し電極を形成し
（ステップS16）前記第２図のような構成とした後、プ
レス等により打ち抜き小片化し（ステップS17）、半田
付けによりリード線付け（ステップS18）等の各工程を
経て前記第１図に示すポリマーPTC素子１を製造する。
（ポリマー）とカーボンブラックと架橋剤等を準備し分
散させ（ステップS11）、適宜装置により混練し（ステ
ップS12），押し出し機などによりシート化し（ステッ
プS13），水槽において架橋させ（ステップS14），真空
乾燥機により乾燥（ステップS15）して得られた素子本
体上下面に、上述した表面処理剤3cが形成された電極部
材３を配置し熱プレス等により熱圧着し電極を形成し
（ステップS16）前記第２図のような構成とした後、プ
レス等により打ち抜き小片化し（ステップS17）、半田
付けによりリード線付け（ステップS18）等の各工程を
経て前記第１図に示すポリマーPTC素子１を製造する。
次に、上述したポリマーPTC素子の電極剥離試験結果
を表−１を参照して説明する。
を表−１を参照して説明する。
尚、試験方法はJIS（日本工業規格）K6854（剥離接着
強さ試験方法,T型剥離）に準拠して行なった。また比較
試料は熱圧着のみにより電極を形成した物である。また
電極は双方とも表面を粗面化しないNi箔を用いた。
強さ試験方法,T型剥離）に準拠して行なった。また比較
試料は熱圧着のみにより電極を形成した物である。また
電極は双方とも表面を粗面化しないNi箔を用いた。
表−１に示すように、本発明実施例によれば素子本体
と電極との接合が極めて強固になる。
と電極との接合が極めて強固になる。
以上詳述した実施例によれば素子本体と電極との接合
が極めて強固なポリマーPTC素子が提供できる。
が極めて強固なポリマーPTC素子が提供できる。
本発明は上記実施例に限定されず種々の変形実施が可
能である。
能である。
例えば表面処理剤は、電極部材の素子本体側だけに形
成してもよく、また前記表面処理剤はシラン系カップリ
ング剤，チタン系カップリング剤または酸無水物に限定
されずイソシアネート化合物，エポキシ化合物であって
も同様の効果を得ることができる。
成してもよく、また前記表面処理剤はシラン系カップリ
ング剤，チタン系カップリング剤または酸無水物に限定
されずイソシアネート化合物，エポキシ化合物であって
も同様の効果を得ることができる。
［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、素子本体と電極
との接合が極めて強固なポリマーPTC素子が提供でき
る。
との接合が極めて強固なポリマーPTC素子が提供でき
る。
第１図は本発明の一実施例によるポリマーPTC素子を示
す側面図、第２図はポリマーPTC素子の内部構造を説明
するための部分拡大断面図、第３図は電極部材の表面処
理方法を説明するための図、第４図はポリマーPTC素子
の製造工程図である。 １……ポリマーPTC素子、 ２……素子本体、３……電極部材、 3a,3b……電極、3c……表面処理剤、 ４……半田、5a,5b……リード線。
す側面図、第２図はポリマーPTC素子の内部構造を説明
するための部分拡大断面図、第３図は電極部材の表面処
理方法を説明するための図、第４図はポリマーPTC素子
の製造工程図である。 １……ポリマーPTC素子、 ２……素子本体、３……電極部材、 3a,3b……電極、3c……表面処理剤、 ４……半田、5a,5b……リード線。
Claims (4)
- 【請求項１】ポリマーとこのポリマーに分散的に混入さ
れた導電性物質とから成る正の抵抗温度特性を有する素
子本体と、前記素子本体に電極部材を接合して成るポリ
マーPTC素子において、前記電極部材の素子本体との接
合面をシラン系カップリング剤，チタン系カップリング
剤または酸無水物からなる表面処理剤により表面処理し
て成ることを特徴とするポリマーPTC素子。 - 【請求項２】前記シラン系カップリング剤がγ−アミノ
プロピルトリメトキシシランである請求項１記載のポリ
マーPTC素子。 - 【請求項３】前記チタン系カップリング剤がイソプロピ
ルトリステアロイルチタネートである請求項１記載のポ
リマーPTC素子。 - 【請求項４】前記酸無水物がメチルテトラヒドリロ無水
フタル酸である請求項１記載のポリマーPTC素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1104332A JP2698995B2 (ja) | 1989-04-24 | 1989-04-24 | ポリマーｐｔｃ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1104332A JP2698995B2 (ja) | 1989-04-24 | 1989-04-24 | ポリマーｐｔｃ素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02281705A JPH02281705A (ja) | 1990-11-19 |
| JP2698995B2 true JP2698995B2 (ja) | 1998-01-19 |
Family
ID=14377983
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1104332A Expired - Lifetime JP2698995B2 (ja) | 1989-04-24 | 1989-04-24 | ポリマーｐｔｃ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2698995B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6987440B2 (en) | 2000-06-28 | 2006-01-17 | Tyco Electronics Corporation | Electrical devices containing conductive polymers |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4506066B2 (ja) * | 2002-06-11 | 2010-07-21 | 株式会社村田製作所 | チップ型電子部品及びチップ型電子部品の製造方法 |
| JP5953973B2 (ja) * | 2012-06-21 | 2016-07-20 | コニカミノルタ株式会社 | 面状発熱体およびそれを具備する画像定着装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4689475A (en) * | 1985-10-15 | 1987-08-25 | Raychem Corporation | Electrical devices containing conductive polymers |
| JPS62230004A (ja) * | 1986-03-31 | 1987-10-08 | 日本メクトロン株式会社 | Ｐｔｃ素子 |
-
1989
- 1989-04-24 JP JP1104332A patent/JP2698995B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6987440B2 (en) | 2000-06-28 | 2006-01-17 | Tyco Electronics Corporation | Electrical devices containing conductive polymers |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02281705A (ja) | 1990-11-19 |
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|---|---|---|---|
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