JPH052961A - Polymer switch and its manufacture - Google Patents
Polymer switch and its manufactureInfo
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- JPH052961A JPH052961A JP17482791A JP17482791A JPH052961A JP H052961 A JPH052961 A JP H052961A JP 17482791 A JP17482791 A JP 17482791A JP 17482791 A JP17482791 A JP 17482791A JP H052961 A JPH052961 A JP H052961A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、電子機器に対する過電
流・加熱保護素子に係り、特にスイッチング性能に優
れ、かつ安価なポリマースイッチ及びその製造方法に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an overcurrent / heat protection element for electronic equipment, and more particularly to a polymer switch which is excellent in switching performance and is inexpensive, and a manufacturing method thereof.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、この種の電気回路保護のためのス
イッチング機能を有する素子としては、BaTiO3 系
セラミックスを用いたものが知られている。BaTiO
3 系セラミックスは、PTC特性(温度の上昇と共に抵
抗値が増加する特性)を有する材料の代表例であり、こ
れを用いて構成した素子は、温度上昇によりBaTiO
3 のキュリー点を越えると抵抗値が急激に変化するた
め、過電流・加熱保護素子として有効である。また、有
機材料を用いたこの種のスイッチング素子としては、カ
ーボンブラックを充てんしたポリエチレン架橋物が知ら
れている。この素子は、温度上昇に伴うポリマーの融解
による数十%にも及ぶ体積変化がカーボンブラックの導
電性パスを次々と切断することによる抵抗値の上昇を利
用している。2. Description of the Related Art Conventionally, as an element having a switching function for protecting an electric circuit of this type, an element using BaTiO 3 system ceramics is known. BaTiO
3 ceramics is a typical example of a material having a PTC characteristic (a characteristic in which the resistance value increases as the temperature rises), and an element formed using this material has a BaTiO 3 content due to the temperature rise.
If the Curie point of 3 is exceeded, the resistance value will change abruptly, which is effective as an overcurrent / heating protection element. As a switching element of this type using an organic material, a carbon black-filled polyethylene crosslinked material is known. This device utilizes the increase in resistance value due to the disconnection of conductive paths of carbon black one after another due to the volume change of up to several tens of percent due to the melting of the polymer with the increase in temperature.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】従来のBaTiO3 系
セラミックスを用いたPTC素子では、そのセラミック
ス本来の性質によって、定常時の固有抵抗値に下限があ
ること、高電圧、大電流に対する耐久性に限界があるこ
と等の欠点があり、その用途にも限界が生じていた。ま
た、カーボンブラックを充てんしたポリエチレン架橋物
を用いたPTC素子は、定常状態で低抵抗を確保でき、
かつ大量流容量のものから高電圧用まで種々な回路の保
護素子の製造が可能なため、上記セラミックス系ではカ
バーできなかった領域での過電流、加熱保護に有効であ
るが、ポリエチレンの架橋を行うのに、特殊な放射線
(電子線)架橋技術を用いており、その架橋の度合いが
素子のスイッチング機能を左右するため、放射線架橋の
条件を設定することが難しく、更に放射線架橋が可能な
材料はかなり限定されるため汎用性に欠けるなどの問題
点があった。本発明の目的は、上記従来技術における問
題点を解決するものであって、製造が簡単で、安価なス
イッチング性能のよい、かつ適用領域の広いスイッチン
グ素子及びその製造方法を提供することにある。In the conventional PTC element using BaTiO 3 -based ceramics, there is a lower limit of the specific resistance value in the steady state due to the inherent properties of the ceramic, and durability against high voltage and large current. There are drawbacks, such as limitations, and their applications have also been limited. In addition, the PTC element using the cross-linked polyethylene filled with carbon black can secure a low resistance in the steady state,
And since it is possible to manufacture protective elements for various circuits from those with large flow capacity to high voltage, it is effective for overcurrent and heat protection in the area that could not be covered by the above ceramics, but polyethylene crosslinking is effective. A special radiation (electron beam) cross-linking technology is used for this purpose, and the degree of cross-linking influences the switching function of the device, making it difficult to set the conditions for radiation cross-linking. Has a problem that it lacks versatility because it is quite limited. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems in the prior art, and to provide a switching element which is simple to manufacture, has good switching performance, and has a wide application range, and a manufacturing method thereof.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明を概説すれば、本
発明の第1の発明はポリマースイッチに関する発明であ
って、所定量の導電性フィラーを充てんした融点の異な
る複数の樹脂材料からなる導電性複合フィルムと、該導
電性複合フィルムの両面に電極を形成したことを特徴と
する。そして、本発明の第2の発明はポリマースイッチ
の製造方法に関する発明であって、所定量の導電性フィ
ラーを充てんした融点の異なる複数の樹脂材料からなる
導電性樹脂複合物を得る工程、該導電性樹脂複合物を溶
融押出し法により所定厚さにフィルム化して導電性複合
フィルムを得る工程、該導電性複合フィルムから所定形
状のフィルムを切り出し、その両面に電極を形成してス
イッチング素子を得る工程からなることを特徴とする。The first aspect of the present invention relates to a polymer switch, which comprises a plurality of resin materials having different melting points filled with a predetermined amount of conductive filler. It is characterized in that a conductive composite film and electrodes are formed on both surfaces of the conductive composite film. And the second invention of the present invention is an invention relating to a method for producing a polymer switch, comprising the step of obtaining a conductive resin composite composed of a plurality of resin materials having different melting points filled with a predetermined amount of conductive filler, Of a conductive resin composite into a film having a predetermined thickness by a melt extrusion method to obtain a conductive composite film, a film of a predetermined shape is cut from the conductive composite film, and electrodes are formed on both surfaces of the conductive composite film to obtain a switching element. It is characterized by consisting of.
【0005】前記本発明の目的を達成するため、例えば
以下に示すような手段を講じ、電気回路保護のためのス
イッチング機能を有するポリマースイッチを実現した。In order to achieve the above-mentioned object of the present invention, the following means were taken to realize a polymer switch having a switching function for protecting an electric circuit.
【0006】 融点の異なる複数の樹脂材料中に、所
定量の導電性フィラーを充てんして構成した導電性複合
フィルムと、該導電性複合フィルムの両面に電極を形成
することによりポリマースイッチを構成する。ここで、
導電性フィラーとしては、銅、銀、ニッケル、アルミニ
ウム等の金属系フィラーあるいは炭素繊維、黒鉛(グラ
ファイト)、カーボンブラック等の炭素系フィラー等が
有効である。また、融点の異なる樹脂材料としては、電
子機器の補償すべき温度範囲の上限近傍に融点を持つ低
融点樹脂材料と、該低融点樹脂材料が完全に融解して大
きな体積変化を生じた場合でも融点に達しないような高
い融点を持ち、かつ押出し成形によるフィルム成形性の
よい高融点樹脂材料を採用することが好ましい。通常、
電子機器の補償温度範囲の上限としては80℃近傍であ
るため、この辺りに融点を持つ低融点樹脂材料として
は、ポリペンテン−1(Tm:75℃)、ポリイソプレ
ン(Tm:74℃)、ポリプロピレンオキシド(Tm:
75℃)、ポリクロロプレン(Tm:80℃)等が好適
であるが、もちろんこれらに限定されるわけではなく、
80℃近傍に融点を持つものであれば適用することがで
きる。また、高融点樹脂材料としては、上記低融点樹脂
材料よりも融点の高いことが必要である。しかしなが
ら、あまり融点が高いと低融点樹脂材料との溶融混練り
による複合化が困難となるので注意を要するが、低密度
から高密度にわたった各種ポリエチレン(Tm:100
℃〜137℃)、ポリブテン−1(Tm:126℃)、
ポリプロピレン(Tm:176℃)、ポリオキシメチレ
ン(Tm:181℃)、ポリビニリデンクロライド(T
m:198℃)、ポリビニルクロライド(Tm:212
℃)、ポリカーボネート(Tm:220℃)、ポリエチ
レンテレフタレート(Tm:267℃)等が好適であ
る。もちろん、これらについても特に限定されるわけで
はない。更に、樹脂複合系としては、一組の低融点樹脂
材料と高融点樹脂材料との組合せに限定されるものでは
なく、数種類の樹脂材料の組合せであってもよい。A polymer switch is formed by forming a conductive composite film formed by filling a predetermined amount of conductive filler in a plurality of resin materials having different melting points, and forming electrodes on both surfaces of the conductive composite film. . here,
As the conductive filler, metal-based fillers such as copper, silver, nickel and aluminum or carbon-based fillers such as carbon fiber, graphite and carbon black are effective. Further, as the resin material having a different melting point, a low melting point resin material having a melting point in the vicinity of the upper limit of the temperature range to be compensated for the electronic device, and even when the low melting point resin material is completely melted to cause a large volume change It is preferable to employ a high melting point resin material having a high melting point that does not reach the melting point and having good film moldability by extrusion molding. Normal,
Since the upper limit of the compensation temperature range of electronic equipment is around 80 ° C., as the low melting point resin material having a melting point around this, polypentene-1 (Tm: 75 ° C.), polyisoprene (Tm: 74 ° C.), polypropylene Oxide (Tm:
75 ° C.), polychloroprene (Tm: 80 ° C.) and the like are preferable, but are not limited to these, of course.
Any material having a melting point near 80 ° C. can be applied. In addition, the high melting point resin material needs to have a higher melting point than the low melting point resin material. However, if the melting point is too high, it will be difficult to form a composite by melting and kneading with a low melting point resin material, so care must be taken. However, various polyethylenes (Tm: 100 from low density to high density)
℃ ~ 137 ℃), polybutene-1 (Tm: 126 ℃),
Polypropylene (Tm: 176 ° C), Polyoxymethylene (Tm: 181 ° C), Polyvinylidene chloride (T
m: 198 ° C.), polyvinyl chloride (Tm: 212)
C.), polycarbonate (Tm: 220.degree. C.), polyethylene terephthalate (Tm: 267.degree. C.) and the like are suitable. Of course, these are not particularly limited. Further, the resin composite system is not limited to a combination of a set of a low melting point resin material and a high melting point resin material, and may be a combination of several kinds of resin materials.
【0007】 高融点樹脂材料と所定量の導電性フィ
ラーを充てんした低融点樹脂材料からなる導電性複合フ
ィルムと、該導電性複合フィルムの両面に電極を形成す
ることによりポリマースイッチを構成する。この場合
も、樹脂複合系としては、一組の低融点樹脂材料と高融
点樹脂材料との組合せに限定されるものではなく、数種
類の樹脂材料の組合せであってもよい。A polymer switch is constructed by forming a conductive composite film made of a high melting point resin material and a low melting point resin material filled with a predetermined amount of conductive filler, and electrodes on both sides of the conductive composite film. Also in this case, the resin composite system is not limited to a combination of a low melting point resin material and a high melting point resin material, but may be a combination of several kinds of resin materials.
【0008】 導電性フィラーを高融点樹脂材料中に
所定量溶融混練り法により充てんして導電性高融点樹脂
複合物を作製し、同様にして導電性フィラーを低融点樹
脂材料中に所定量溶融混練り法により充てんして導電性
低融点樹脂複合物を作製し、次いで、このようにして作
製した導電性高融点樹脂複合物と導電性低融点樹脂複合
物とを溶融混練り法により所定の割合で複合化して導電
性樹脂複合物を作製し、更に、該導電性樹脂複合物を用
いて溶融押出し法により所定厚さの導電性複合フィルム
を作製し、該導電性複合フィルムから所定形状のフィル
ムを切り出し、その両面に電極を形成して素子化するこ
とによりポリマースイッチを製造する。この場合、上記
導電性樹脂複合物中における導電性高融点樹脂複合物と
導電性低融点樹脂複合物との割合は、導電性高融点樹脂
複合物が連続層となり、導電性低融点樹脂複合物が不連
続層となるようにすることが望ましい。A predetermined amount of conductive filler is filled in a high melting point resin material by a melt-kneading method to prepare a conductive high melting point resin composite, and similarly, a predetermined amount of the conductive filler is melted in the low melting point resin material. A conductive low-melting point resin composite is prepared by filling by a kneading method, and then the conductive high-melting point resin composite and the conductive low-melting point resin composite thus prepared are melt-kneaded at a predetermined temperature. A conductive resin composite is prepared by compounding in a ratio, and further, a conductive composite film having a predetermined thickness is prepared by a melt extrusion method using the conductive resin composite, and the conductive composite film having a predetermined shape is formed. A polymer switch is manufactured by cutting out a film and forming electrodes on both surfaces of the film to form an element. In this case, the ratio of the conductive high-melting point resin composite and the conductive low-melting point resin composite in the conductive resin composite, the conductive high-melting point resin composite is a continuous layer, the conductive low-melting point resin composite Is preferably a discontinuous layer.
【0009】 高融点樹脂材料と低融点樹脂材料とを
溶融混練り法により所定の割合で複合化して樹脂複合物
を作製し、該樹脂複合物中に所定量の導電性フィラーを
溶融混練り法により充てんして導電性樹脂複合物を作製
し、該導電性樹脂複合物を用いて溶融押出し法により所
定厚さの導電性複合フィルムを作製し、該導電性複合フ
ィルムから所定形状のフィルムを切り出し、その両面に
電極を形成して素子化することによりポリマースイッチ
を製造する。この場合、上記樹脂複合物中における高融
点樹脂材料と低融点樹脂材料との割合は、高融点樹脂材
料が連続層となり、低融点樹脂材料が不連続層となるよ
うにすることが望ましい。A high melting point resin material and a low melting point resin material are compounded at a predetermined ratio by a melt kneading method to prepare a resin composite, and a predetermined amount of a conductive filler is melt-kneaded in the resin composite. To prepare a conductive resin composite, and using the conductive resin composite to prepare a conductive composite film having a predetermined thickness by a melt extrusion method, and cutting a film having a predetermined shape from the conductive composite film. A polymer switch is manufactured by forming electrodes on both surfaces of the device to form an element. In this case, it is desirable that the high melting point resin material and the low melting point resin material be in a continuous layer and the low melting point resin material be a discontinuous layer in the resin composite.
【0010】 導電性フィラーを低融点樹脂材料中に
所定量溶融混練り法により充てんして導電性低融点樹脂
複合物を作製し、高融点樹脂材料と前記導電性低融点樹
脂複合物を所定の割合で溶融混練り法により複合化して
導電性樹脂複合物を作製し、該導電性樹脂複合物を溶融
押出し法により所定厚さにフィルム化して導電性複合フ
ィルムを作製し、該導電性複合フィルムから所定形状の
フィルムを切り出し、その両面に電極を形成して素子化
することによりポリマースイッチを製造する。この場
合、上記導電性樹脂複合物中における高融点樹脂材料と
導電性低融点樹脂複合物との割合は、高融点樹脂材料が
連続層となり、導電性低融点樹脂複合物が不連続層とな
るようにすることが望ましい。A conductive filler is filled in a low melting point resin material in a predetermined amount by a melt-kneading method to prepare a conductive low melting point resin composite, and the high melting point resin material and the conductive low melting point resin composite are mixed in a predetermined amount. A conductive resin composite is produced by compounding by a melt kneading method in a ratio, and the conductive resin composite is formed into a film having a predetermined thickness by a melt extrusion method to produce a conductive composite film, and the conductive composite film is obtained. A polymer switch is manufactured by cutting out a film of a predetermined shape from, and forming electrodes on both sides of the film to form an element. In this case, the proportion of the high melting point resin material and the conductive low melting point resin composite in the conductive resin composite is such that the high melting point resin material is a continuous layer and the conductive low melting point resin composite is a discontinuous layer. It is desirable to do so.
【0011】[0011]
【作用】本発明により作製したポリマースイッチの動作
原理を、前記に記載したポリマースイッチを例示して
説明する。この種のポリマースイッチは、図1の(a)
に示すように、定常時には低融点樹脂材料及び高融点樹
脂材料中に分散された導電性フィラーが、複合物全体に
わたって無数の導電性パスを形成するため低い固有抵抗
値を有する適度な導電性を有するが、素子の温度が上昇
するにつれて、導電性フィラーより樹脂材料の熱膨張率
が大きいため、図1の(b)に示すように、導電性フィ
ラーのパスが次第に切断されて、ゆるやかなPTC特性
を示すようになる。そして、温度が低融点樹脂材料の融
点に達するとまず低融点樹脂複合物が溶融する。このよ
うな低融点樹脂複合物の溶融は数十%にも及ぶ体積増加
を招くため、図1の(c)に示すように、低融点樹脂複
合物中における導電性フィラーのパスは熱膨張の時より
も大きく切断され、抵抗値が急激に上昇する。このよう
なPTC特性は、樹脂材料の種類と複合の割合を変える
ことによって、無限の抵抗−温度特性を選択することが
できる。この場合、高融点樹脂複合物は融点に達しない
ため、高融点樹脂複合物は支持体となり、素子の形状は
保たれる。The operation principle of the polymer switch manufactured according to the present invention will be described by exemplifying the polymer switch described above. This type of polymer switch is shown in FIG.
As shown in, the conductive filler dispersed in the low-melting resin material and the high-melting resin material in a steady state forms a myriad of conductive paths throughout the composite, and thus has a low specific resistance and an appropriate conductivity. However, since the coefficient of thermal expansion of the resin material is larger than that of the conductive filler as the temperature of the element rises, the path of the conductive filler is gradually cut as shown in FIG. It comes to show characteristics. Then, when the temperature reaches the melting point of the low melting point resin material, the low melting point resin composite is first melted. Since melting of such a low melting point resin composite causes a volume increase of several tens of percent, as shown in FIG. 1 (c), the path of the conductive filler in the low melting point resin composite causes thermal expansion. It is cut off more than time, and the resistance value rises sharply. For such PTC characteristics, infinite resistance-temperature characteristics can be selected by changing the type of resin material and the ratio of composite. In this case, since the high melting point resin composite does not reach the melting point, the high melting point resin composite serves as a support and the shape of the element is maintained.
【0012】このように、電子機器の温度が上昇して補
償温度範囲の上限に達すると、ポリマースイッチの導通
状態が絶たれるため、このポリマースイッチを電子機器
の回路に直列に組込んでおけば、過電流、過熱から電気
回路を保護することができる。As described above, when the temperature of the electronic device rises and reaches the upper limit of the compensation temperature range, the conductive state of the polymer switch is cut off. Therefore, if the polymer switch is incorporated in the circuit of the electronic device in series. It can protect the electric circuit from overcurrent and overheat.
【0013】また、本発明のポリマースイッチ用の樹脂
複合物としては種々の組合せの樹脂複合系を適用するこ
とができるため、従来のスイッチング素子と比較して汎
用性のある材料選択をすることができる。Since various combinations of resin composite systems can be applied as the resin composite for the polymer switch of the present invention, it is possible to select a material having general versatility as compared with conventional switching elements. it can.
【0014】また、製造方法にしても、公知の樹脂複合
化技術を用いることができるため、放射線架橋のような
危険で特殊な手法を用いる必要がなく、簡易な手法で安
価なスイッチング素子を得ることができる。Also, as the manufacturing method, since a known resin compounding technique can be used, it is not necessary to use a dangerous and special technique such as radiation crosslinking, and an inexpensive switching element can be obtained by a simple technique. be able to.
【0015】[0015]
【実施例】以下に本発明の実施例を挙げ、図面に基づい
て、更に詳細に説明する。本実施例においては、低融点
樹脂材料としてポリペンテン−1(Tm:75℃)を、
高融点樹脂材料として高密度ポリエチレン(Tm:13
1℃)を、導電性フィラーとしてカーボンブラックを用
いたポリマースイッチを例示して説明するが、もちろん
この系に限定されるものではない。下記実施例1〜実施
例3においては、樹脂材料の組合せとして低融点樹脂材
料と高融点樹脂材料の2元系について例示したが、融点
の異なる複数の樹脂材料を所定の割合で組合せることに
より、PTC特性を自由に設計することが可能となる。Embodiments of the present invention will be described below in more detail with reference to the drawings. In this example, polypentene-1 (Tm: 75 ° C.) was used as the low melting point resin material.
High-density polyethylene (Tm: 13)
1 ° C.) will be described by exemplifying a polymer switch using carbon black as a conductive filler, but it is not limited to this system. In Examples 1 to 3 below, the binary system of the low melting point resin material and the high melting point resin material was exemplified as the combination of the resin materials, but by combining a plurality of resin materials having different melting points at a predetermined ratio. , PTC characteristics can be freely designed.
【0016】実施例1
ポリペンテン−1とポリエチレン中にカーボンブラック
粉末を各々40重量%程溶融混練り法により充てんし
た。次いで、このようにして作製したカーボンブラック
充てん複合物同士を溶融混練り法により複合化してポリ
ペンテン−1/ポリエチレン系導電性樹脂複合物を作製
した。この場合、カーボンブラック充てんポリペンテン
−1とカーボンブラック充てんポリエチレンとの混合割
合は、重量比で40対60とした。更に、該導電性樹脂
複合物を用いて、溶融押出し法により厚さ300μmの
導電性フィルムを成形し、該導電性フィルムより10mm
φの円板状試料を切り出し、その両面に無電解銅メッキ
により厚さ10〜15μmの電極を形成してポリマース
イッチを構成した。Example 1 Polypentene-1 and polyethylene were each filled with about 40% by weight of carbon black powder by a melt-kneading method. Then, the carbon black-filled composites thus prepared were composited by a melt kneading method to prepare a polypentene-1 / polyethylene-based conductive resin composite. In this case, the mixing ratio of carbon black-filled polypentene-1 and carbon black-filled polyethylene was 40:60 by weight. Further, using the conductive resin composite, a conductive film having a thickness of 300 μm is formed by a melt extrusion method, and the conductive film is 10 mm thicker than the conductive film.
A disk-shaped sample of φ was cut out, and electrodes having a thickness of 10 to 15 μm were formed on both surfaces of the sample by electroless copper plating to form a polymer switch.
【0017】このようにして作製したポリマースイッチ
を恒温槽内に設置し、温度上昇に伴う電気抵抗のPTC
特性を測定した。図2は、このようにして測定した上記
ポリペンテン−1/ポリエチレン系ポリマースイッチの
PTC特性を抵抗値(Ω、縦軸)と温度(℃、横軸)と
の関係で示した図である。同素子の抵抗値は、定常時に
は10-1以下の抵抗を保ち、良好な導電性を示している
が、素子温度の上昇につれて抵抗値はゆるやかに上昇
し、80℃近傍になると急激に増加し始め、125℃付
近で抵抗値は104 オーム以上にもなる。この後、素子
温度を定常温度に戻し、再度温度を上昇させてサイクル
試験を10回程繰返したが、いずれの場合も図2と同様
のPTC特性が得られ、再現性のあることを確認した。
このような温度変化による105 オーム以上の抵抗変化
は作用の項で述べた動作原理によるものである。すなわ
ち、温度上昇初期のゆるやかな抵抗値の増加は、熱膨張
によるものであり、80℃以上の急激な抵抗値の上昇は
低融点樹脂材料の融解によるものである。The polymer switch thus produced was placed in a thermostatic chamber to obtain the PTC of the electric resistance as the temperature rose.
The properties were measured. FIG. 2 is a diagram showing the PTC characteristics of the above-mentioned polypentene-1 / polyethylene-based polymer switch measured as described above in terms of the resistance value (Ω, vertical axis) and temperature (° C., horizontal axis). The resistance value of the element maintains a resistance of 10 -1 or less in a steady state and shows good conductivity, but the resistance value gradually rises as the element temperature rises, and rapidly increases near 80 ° C. Initially, the resistance value reaches 10 4 ohms or more at around 125 ° C. After that, the element temperature was returned to the steady temperature, the temperature was raised again, and the cycle test was repeated about 10 times. In each case, the PTC characteristics similar to those in FIG. 2 were obtained, and it was confirmed that there was reproducibility.
The resistance change of 10 5 Ω or more due to such temperature change is due to the operation principle described in the section of the action. That is, the gradual increase in resistance value at the initial stage of temperature rise is due to thermal expansion, and the abrupt increase in resistance value at 80 ° C. or higher is due to melting of the low melting point resin material.
【0018】実施例2
実施例1と同様の複合系により、製造方法を変えてポリ
マースイッチを作製した。まず、ポリペンテン−1とポ
リエチレンを重量比40対60の割合で溶融混練り法に
より複合化し、次いで、この樹脂複合物中にカーボンブ
ラック粉末を40重量%程溶融混練り法により充てん
し、ポリペンテン−1/ポリエチレン系導電性樹脂複合
物を作製した。更に、該導電性樹脂複合物を用いて、実
施例1と同様の方法によりポリマースイッチを構成し
た。このようにして作製したポリマースイッチを恒温槽
内に設置し、温度上昇に伴う電気抵抗のPTC特性を測
定したところ、図2と同様のPTC特性を得た。Example 2 Using the same composite system as in Example 1, a polymer switch was produced by changing the production method. First, polypentene-1 and polyethylene are compounded in a weight ratio of 40:60 by a melt-kneading method, and then, 40 wt% of carbon black powder is filled in this resin composite by a melt-kneading method, and polypentene- A 1 / polyethylene-based conductive resin composite was produced. Furthermore, a polymer switch was constructed by using the conductive resin composite in the same manner as in Example 1. The polymer switch thus produced was placed in a thermostatic chamber, and the PTC characteristic of electric resistance with temperature rise was measured. As a result, the same PTC characteristic as that shown in FIG. 2 was obtained.
【0019】実施例3
実施例1と同様の複合系により、製造方法を変えてポリ
マースイッチを作製した。まず、ポリペンテン−1中に
カーボンブラック粉末を40重量%程溶融混練り法によ
り充てんして導電性低融点樹脂複合物を作製し、次いで
該導電性低融点樹脂複合物とポリエチレンを重量比40
対60の割合で溶融混練り法により複合化してポリペン
テン−1/ポリエチレン系導電性樹脂複合物を作製し
た。更に、該導電性樹脂複合物を用いて、実施例1と同
様の方法によりポリマースイッチを構成した。このよう
にして作製したポリマースイッチを恒温槽内に設置し、
温度上昇に伴う電気抵抗のPTC特性を測定したとこ
ろ、図2と同様のPTC特性を得た。Example 3 Using the same composite system as in Example 1, a polymer switch was produced by changing the production method. First, about 40% by weight of carbon black powder is filled in polypentene-1 by a melt-kneading method to prepare a conductive low-melting resin composite, and then the conductive low-melting resin composite and polyethylene are mixed at a weight ratio of 40.
A polypentene-1 / polyethylene-based conductive resin composite was prepared by compounding in a ratio of 60 with the melt-kneading method. Furthermore, a polymer switch was constructed by using the conductive resin composite in the same manner as in Example 1. Place the polymer switch produced in this way in a constant temperature bath,
When the PTC characteristic of the electric resistance accompanying the temperature rise was measured, the same PTC characteristic as in FIG. 2 was obtained.
【0020】図2において示した特性は、周囲環境温度
の変化によるポリマースイッチの温度変化によるもので
あり、電子機器自体の発熱、例えば電池の短絡による異
常発熱から回路を保護する時に役立てることができる。
一方、回路に異常電流が流れた場合にも、同様にしてポ
リマースイッチが発熱し、同様の動作原理により回路を
遮断することができる。The characteristic shown in FIG. 2 is due to the temperature change of the polymer switch due to the change of ambient temperature, and can be useful when protecting the circuit from heat generation of the electronic device itself, for example, abnormal heat generation due to short circuit of the battery. .
On the other hand, even when an abnormal current flows in the circuit, the polymer switch similarly generates heat, and the circuit can be cut off by the same operation principle.
【0021】[0021]
【発明の効果】本発明により作製したポリマースイッチ
は、温度変化により105 オーム以上の抵抗変化を示す
ため、極めて優れたスイッチング機能を有しており、こ
のポリマースイッチを電子機器の回路に直列に組込むこ
とにより、電子機器の回路を過電流、過熱から容易に保
護することができる。また、本発明のポリマースイッチ
用の樹脂複合物としては種々の組合せの樹脂複合系を適
用することができるため、汎用性のあるポリマースイッ
チを構成することができる。更に、本発明のポリマース
イッチの製造法では、公知の樹脂複合化技術を用いるこ
とができるため、従来技術で示した放射線架橋のような
危険で特殊な手法を用いる必要がなく、簡易な手法で安
価なスイッチング素子を得ることができる。The polymer switch manufactured according to the present invention exhibits an extremely excellent switching function because it exhibits a resistance change of 10 5 ohms or more due to a temperature change, and this polymer switch is connected in series to a circuit of an electronic device. By incorporating it, the circuit of the electronic device can be easily protected from overcurrent and overheat. Moreover, since various combinations of resin composite systems can be applied as the resin composite for the polymer switch of the present invention, a versatile polymer switch can be constructed. Furthermore, in the method for producing the polymer switch of the present invention, since a known resin compounding technique can be used, it is not necessary to use a dangerous and special technique such as radiation crosslinking shown in the conventional technique, and a simple technique can be used. An inexpensive switching element can be obtained.
【図1】ポリマースイッチの動作原理を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an operating principle of a polymer switch.
【図2】ポリマースイッチの抵抗値−温度特性を示す図
である。FIG. 2 is a diagram showing a resistance value-temperature characteristic of a polymer switch.
Claims (5)
点の異なる複数の樹脂材料からなる導電性複合フィルム
と、該導電性複合フィルムの両面に電極を形成したこと
を特徴とするポリマースイッチ。1. A polymer switch comprising: a conductive composite film made of a plurality of resin materials having different melting points filled with a predetermined amount of conductive filler; and electrodes formed on both surfaces of the conductive composite film.
点の異なる複数の樹脂材料からなる導電性樹脂複合物を
得る工程、該導電性樹脂複合物を溶融押出し法により所
定厚さにフィルム化して導電性複合フィルムを得る工
程、該導電性複合フィルムから所定形状のフィルムを切
り出し、その両面に電極を形成してスイッチング素子を
得る工程からなることを特徴とするポリマースイッチの
製造方法。2. A step of obtaining a conductive resin composite composed of a plurality of resin materials having different melting points filled with a predetermined amount of conductive filler, wherein the conductive resin composite is formed into a film having a predetermined thickness by a melt extrusion method. A process for producing a polymer switch, comprising the steps of obtaining a conductive composite film, cutting a film having a predetermined shape from the conductive composite film, and forming electrodes on both surfaces of the film to obtain a switching element.
定量溶融混練り法により充てんして導電性高融点樹脂複
合物を得る工程、導電性フィラーを低融点樹脂材料中に
所定量溶融混練り法により充てんして導電性低融点樹脂
複合物を得る工程、前記導電性高融点樹脂複合物と導電
性低融点樹脂複合物とを所定の割合で溶融混練り法によ
り複合化し、導電性樹脂複合物を得る工程、該導電性樹
脂複合物を溶融押出し法により所定厚さにフィルム化し
て導電性複合フィルムを得る工程、該導電性複合フィル
ムから所定形状のフィルムを切り出し、その両面に電極
を形成してスイッチング素子を得る工程からなることを
特徴とするポリマースイッチの製造方法。3. A step of filling a predetermined amount of a conductive filler into a high melting point resin material by a melt-kneading method to obtain a conductive high melting point resin composite, and a predetermined amount of the conductive filler is melted and mixed into the low melting point resin material. Filling by kneading method to obtain a conductive low melting point resin composite, the conductive high melting point resin composite and the conductive low melting point resin composite are compounded at a predetermined ratio by a melt kneading method, and a conductive resin A step of obtaining a composite, a step of forming the conductive resin composite into a film having a predetermined thickness by a melt extrusion method to obtain a conductive composite film, cutting a film having a predetermined shape from the conductive composite film, and forming electrodes on both surfaces thereof. A method of manufacturing a polymer switch, which comprises the step of forming and obtaining a switching element.
融混練り法により所定の割合で複合化して樹脂複合物を
得る工程、該樹脂複合物中に所定量の導電性フィラーを
充てんして導電性樹脂複合物を得る工程、該導電性樹脂
複合物を溶融押出し法により所定厚さにフィルム化して
導電性複合フィルムを得る工程、該導電性複合フィルム
から所定形状のフィルムを切り出し、その両面に電極を
形成してスイッチング素子を得る工程からなることを特
徴とするポリマースイッチの製造方法。4. A step of compounding a high-melting point resin material and a low-melting point resin material by a melt kneading method at a predetermined ratio to obtain a resin composite, wherein the resin composite is filled with a predetermined amount of a conductive filler. To obtain a conductive resin composite, a step of forming the conductive resin composite into a film having a predetermined thickness by a melt extrusion method to obtain a conductive composite film, cutting out a film having a predetermined shape from the conductive composite film, A method for producing a polymer switch, comprising the step of forming electrodes on both sides to obtain a switching element.
定量溶融混練り法により充てんして導電性低融点樹脂複
合物を得る工程、高融点樹脂材料と前記導電性低融点樹
脂複合物とを所定の割合で溶融混練り法により複合化
し、導電性樹脂複合物を得る工程、該導電性樹脂複合物
を溶融押出し法により所定厚さにフィルム化して導電性
複合フィルムを得る工程、該導電性複合フィルムから所
定形状のフィルムを切り出し、その両面に電極を形成し
てスイッチング素子を得る工程からなることを特徴とす
るポリマースイッチの製造方法。5. A step of filling a predetermined amount of a conductive filler in a low melting point resin material by a melt kneading method to obtain a conductive low melting point resin composite, a high melting point resin material and the conductive low melting point resin composite. To obtain a conductive resin composite by compounding by a melt kneading method at a predetermined ratio, a step of forming the conductive resin composite into a film having a predetermined thickness by a melt extrusion method to obtain a conductive composite film, A process for producing a polymer switch, comprising the steps of cutting a film having a predetermined shape from a flexible composite film and forming electrodes on both surfaces of the film to obtain a switching element.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17482791A JPH052961A (en) | 1991-06-20 | 1991-06-20 | Polymer switch and its manufacture |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17482791A JPH052961A (en) | 1991-06-20 | 1991-06-20 | Polymer switch and its manufacture |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH052961A true JPH052961A (en) | 1993-01-08 |
Family
ID=15985355
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17482791A Pending JPH052961A (en) | 1991-06-20 | 1991-06-20 | Polymer switch and its manufacture |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH052961A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004186558A (en) * | 2002-12-05 | 2004-07-02 | Furukawa Electric Co Ltd:The | GaN SYSTEM SEMICONDUCTOR DEVICE EQUIPPED WITH CURRENT BREAKER |
JP2016173905A (en) * | 2015-03-16 | 2016-09-29 | アルプス電気株式会社 | Ink for temperature fuse, temperature fuse and heater using the same, and method of manufacturing temperature fuse using ink for temperature fuse |
-
1991
- 1991-06-20 JP JP17482791A patent/JPH052961A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2004186558A (en) * | 2002-12-05 | 2004-07-02 | Furukawa Electric Co Ltd:The | GaN SYSTEM SEMICONDUCTOR DEVICE EQUIPPED WITH CURRENT BREAKER |
JP2016173905A (en) * | 2015-03-16 | 2016-09-29 | アルプス電気株式会社 | Ink for temperature fuse, temperature fuse and heater using the same, and method of manufacturing temperature fuse using ink for temperature fuse |
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