JPH0418681B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は、電極を備えた高分子正温度特性抵抗
体に関し、更に詳しくは、電極−成形体間の接触
抵抗が小さく、高い温度での通電に耐え長期安定
性に優れた高分子正温度特性抵抗体に関する。

［発明の技術的背景とその問題点］ 電気、電子機械部品に付帯して使用される正温
度特性素子として、最近、基材が高分子から成る
高分子正温度特性抵抗体が賞用されている。

このような抵抗体は、通常、正温度特性を具備
する高分子成形体とそ表裏面に取付けられた電極
とから構成されている。

これら高分子正温度特性抵抗体の中には、例え
ば米国特許第4426633号公報に開示されているよ
うに、正温度特性を有する成形体の表裏面に電極
として金属箔を圧着して一体化したものや、特開
昭55−15907号公報に開示されているように、正
温度特性を有する成形体の表裏面に電極として網
状金属を熱融着して一体化したものが知られてい
る。このように、高分子正温度特性抵抗体の電極
としては、一般に金属箔や金属網が一般的に用い
られている。そして、箔、網の構成材料としては
銅、ニツケルを用いることが通例である。

しかしながら、銅箔やニツケル箔を用いた場合
には、次のような問題が生じる。すなわち、銅箔
を用いた場合には、銅箔表面が酸化されやすいた
め、時間の経過に伴つて銅箔と高分子成形体との
間の接触抵抗の増大を招く。特に高い温度での通
電により素子の抵抗値増大傾向が促進され長期安
定性に欠けるという問題がある。

一方、ニツケル箔を用いた場合には、ニツケル
箔が高価であるため、製造コストが高くつき目的
とする抵抗体を大量安価に生産するには不適当で
あるという問題である。

［発明の目的］ 本発明は、上記した問題点を解決し、電極−成
形体間の接触抵抗が小さく、高い温度での通電に
耐え長期安定性に優れていて、しかも製造コスト
の低い高分子正温度特性抵抗体の提供を目的とす
る。

［発明の概要］ 本発明の高分子正温度特性抵抗体は、結晶性高
分子重合体40〜90重量％と導電性充填材10〜60重
量％との混練組成物の成形体と、該成形体の表裏
面に圧着された粗面化銅箔とから成る高分子正温
度特性抵抗体において、該粗面化銅箔の少なくと
も該成形体との圧着面に銅より耐酸化性に優れた
金属のメツキ被膜が形成されていることを特徴と
する。

まず、本発明抵抗体の基材を構成する成形体は
結晶性高分子重合体と導電性充填材とから成る。

成形体の構成要件の１つである結晶性高分子重
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、フツ素系重合体
などがあげられる。

また、他の要件である導電性充電材としては、
フアーネスブラツク、サーマルブラツク、アセチ
レンブラツクなどのカーボンブラツクが好まし
く、その他、粒径20μ以下のグラフアイト粉末、
金属粒子；長さ１mm以下でアスペクト比10以上の
炭素繊維、金属繊維；などがあげられ、また、こ
れらの混合物であつてもよい。

結晶性高分子重合体と導電性充填材の配合割合
は、前者40〜90重量％、後者10〜60重量％に設定
する。導電性充填材の配合量が10重量％未満の場
合（したがつて結晶性高分子重合体90重量％以
上）には得られた成形体に正温度特性が発現せ
ず、また、60重量％を超えると混練が困難にな
る。

混練は溶融混練法が適用され、得られた混練組
成物を常法により成形すれば、正温度特性を有す
る成形体が得られる。

溶融混練は、通常の溶融混練機例えばバンバリ
ミキサー、２本又は３本ロールを用いて、温度：
140〜250℃、時間：５〜40分間の条件で行なえば
よい。また、溶融混練の際、２，５−ジメチル−
２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン−
３のような周知の架橋剤を添加して架橋を行なつ
てもよい。

以上のようにして得られる正温度特性を有する
成形体の表裏面に電極を取付ければ高分子正温度
特性抵抗体が完成する。

本発明の抵抗体は、この電極に最大の特徴を有
するものである。すなわち、その電極とはニツケ
ル箔と比較して安価な粗面化銅箔の表面に、銅よ
りも耐酸化性の優れた金属でメツキの施したもの
である。

メツキ処理したことにより、銅箔表面の酸化は
防止され、その結果、成形体の電極間の接触抵抗
が小さくなつて、高い温度での通電に対する耐性
が付与されて全体として長期安定性が発揮される
のである。

メツキされるべき銅箔としては、通常の銅箔で
あつて、その片面または両面が粗面化されたもの
であればよい。粗面化されていないものは、成形
体と密着性に劣り銅箔が剥離しやすくなる。

銅よりも耐酸化性に優れた金属としては、ニツ
ケル、スズ、クロム、銀などがあげられる。

メツキ処理法としては、電解メツキ、無電解メ
ツキのいずれを適用してもよい。メツキ処理に際
しては、銅箔表面に形成されるメツキ被膜の膜厚
が0.1μｍ以上となるように処理時間や通電量など
の各種条件を調整することが好ましい。

以上のようにして得られたメツキ処理銅箔の成
形体への取付けは、成形体をそれを構成する結晶
性高分子重合体の結晶化温度以上に加熱し、つい
で成形体に上記した銅箔を圧着して行なえばよ
い。圧着方法としては、例えばプレス成形法、ロ
ール成形法が適用できる。

［発明の実施例］ 実施例 １ (1) メツキ銅箔の製造 片面を粗面化した銅箔［福田金属箔粉工業(株)
製：電解銅箔：肉厚35μ］を、塩化パラジウム
と塩化第一スズを含むキヤタリスト溶液［奥野
製薬工業(株)製：コンデイシヨナーEPC］１容
量％と塩酸15容量％からなる水溶液に、３分間
浸漬して水洗し、ついで、10重量％硫酸溶液
に、２分間浸漬したのち水洗した。このように
して表面に接触付与処理を施した銅箔を、硫酸
ニツケル290ｇ／、塩化ニツケル50ｇ／、
ホウ酸40ｇ／の水溶液からなるメツキ浴に浸
漬し、この銅箔を陰極、ニツケル板を陽極とし
て、電解メツキを行なつた。この場合の温度は
43℃とし、陰極電流密度は0.4A／ｄm²、電気
量200クーロン／ｄm²とした。得られたニツケ
ルメツキ被膜の膜厚は0.69μであつた。

(2) 高分子正温度特性抵抗体の製造 結晶性高分子重合体として、高密度ポリエチ
レン［出光石油化学(株)製：出光ポリエチレン
520B］100重量部に対し、導電性充填剤として
平均粒径43ｍμのカーボンブラツク［三菱化成
工業(株)製：ダイアブラツク Ｅ］75重量部を配
合し、これをバンバリーミキサーで溶融混練し
たのち、更にここに架橋剤として２，５−ジメ
チル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキサ）ヘ
キシン−３を0.5重量部添加し架橋させた。

得られた架橋混練組成物をプレス成形機によ
り肉厚１mmのシートに成形し、上記(1)で得たニ
ツケルメツキ銅箔の粗面化された面がシートに
接するよう、シートの上下両面にニツケルメツ
キ銅箔を重ね合せてプレス成形機により熱圧着
した。プレス成形は、190℃において100Kg／cm²
Ｇ、10分間の条件で行なつた。

得られた積層体により１cm四方の角片を切り
出し、表裏の電極間の電気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。その結
果、室温における比抵抗は1.6Ω・cmであつた。
また、この角片を150℃まで昇温したときの比
抵抗は、室温下の比抵抗に対し10^4.3倍であつた
（抵抗増大倍率：10^4.3倍）。

つぎに、この角片を120℃に保持した熱風恒
温槽に入れて260時間経過した後の比抵抗を測
定したところ、熱処理前の比抵抗を基準とした
変化率が−2.0％であり、耐久性にすぐれてい
ることが確認された。

実施例 ２ 電解メツキを行う際の電気量を100クーロン／
ｄm²としたほかは実施例１と同様にした。この場
合のニツケルメツキ被膜の膜厚は0.3μであつた。
また得られた抵抗体の室温における比抵抗は
1.6Ω・cmであり、抵抗増大倍率10^4.3倍であつた。
さらに120℃において260時間保持した後の抵抗変
化率は−1.5％であつた。

実施例 ３ 実施例１における触媒付与処理銅箔を、無電解
ニツケルメツキ浴［奥野製薬工業(株)製：ニユー化
学ニツケル水溶液］に、43℃において２分間浸漬
して無電解メツキを施した。その後の工程は実施
例１と同様にして抵抗体を得た。このものの室温
における比抵抗は1.61Ω・cmであり、150℃にお
ける抵抗増大倍率は10^4.3倍であつた。また、120
℃で260時間保持した後の抵抗変化率は−2.5％で
あつた。

比較例 １ 片面粗面化銅箔をメツキすることなく上記樹脂
組成物に圧着して抵抗体を得た。このものの室温
における比抵抗は1.90Ω・cm、150℃における抵
抗増大倍率は10^4.3倍であつた。また、120℃で260
時間保持した後の抵抗変化率は＋216％であつた。

［発明の効果］ 以上、発明の実施例からも明らかなように、本
発明の高分子正温度特性抵抗体における銅箔の電
極は、耐酸化性に優れた金属でメツキ処理されて
いるので、電極と成形体の接触抵抗が小さく、高
い温度での通電に耐え長期安定性に優れている。
しかも、製造コストが低いので大量生産に適して
いる。

したがつて、本発明の高分子正温度特性抵抗体
は、電気・電子機器等に使用される正温度特性素
子に適用してその工業的価値は大である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 結晶性高分子重合体40〜90重量％と導電性充
   填材10〜60重量％との混練組成物の成形体と、該
   成形体の表裏面に圧着された粗面化銅箔とから成
   る高分子正温度特性抵抗体において、 該粗面化銅箔の少なくとも該成形体との圧着面
   に銅より耐酸化性に優れた金属のメツキ被膜が形
   成されていることを特徴とする高分子正温度特性
   抵抗体。 ２ 該結晶性高分子重合体がポリエチレンである
   特許請求の範囲第１項記載の高分子正温度特性抵
   抗体。 ３ 該導電性充填材がカーボンブラツクである特
   許請求の範囲第１項記載の高分子正温度特性抵抗
   体。 ４ 該銅より耐酸化性に優れた金属が、ニツケ
   ル、スズ、クロム、銀の群から選ばれるいずれか
   １種の金属である特許請求の範囲第１項記載の高
   分子正温度特性抵抗体。 ５ 該メツキ被膜の膜厚が0.1μｍ以上である特許
   請求の範囲第１項記載の高分子正温度特性抵抗
   体。