JPH06318504A - Ｐｔｃ素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 抵抗値の変化が小さく、信頼性が高いＰＴＣ
素子を提供する。 【構成】 結晶性高分子物質に導電性粒子を分散させて
なるＰＴＣ組成物の成形体１の表面に酸化処理を行う。
金属箔３上に導電性フィラーとバインダーとを混合した
導電性ペーストを塗布する。金属箔３上に導電層２を設
ける。成形体１の酸化処理面に導電層２を配置する。成
形体１に導電層２と金属箔３とからなる電極４を熱圧着
する。 【効果】 成形体１と電極４との接合力が大になる。繰
り返しＰＴＣを発現した後においても抵抗値の変化が小
さく、信頼性が高い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＰＴＣ（Positive Tem
perature Coefficient）素子に係り、ＰＴＣ組成物から
なる成形体の表面に電極を形成したＰＴＣ素子に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】特定の温度領域において電気抵抗が急激
に増大する正の温度特性を示すポリマー系ＰＴＣ素子
は、良く知られており、過電流保護やヒータ等として利
用されている。そして、このＰＴＣ素子は、一般に、結
晶性高分子物質に導電性粒子を分散させてなるＰＴＣ組
成物の成形体の表面に、金属、有機導電性高分子物質等
からなる電極を取付けた構造が採られている。

【０００３】例えば、特開昭６０−１９６９０１号公報
には、ＰＴＣ組成物の成形体の表面に、この成形体の表
面に接する面を粗面化した金属箔を取付けたＰＴＣ素子
が開示されている。

【０００４】また、特開昭６０−２５８９０２号公報に
は、ＰＴＣ組成物の成形体の表面をオゾンを用いて酸化
した後、金属箔を取付ける方法が開示されている。

【０００５】さらに、特開昭６０−２２６１０１号公報
には、ＰＴＣ組成物の成形体の表面をプラズマ処理した
後、金属箔を貼着する方法が記載されている。

【０００６】また、特開昭６１−１０２０４号公報に
は、ＰＴＣ組成物の成形体と金属箔との間に両者の中間
の固有抵抗を持つ介在層を介在させたＰＴＣ素子が記載
されている。

【０００７】さらに、特開昭５９−２１３１０２号公報
には、ＰＴＣ組成物の成形体に導電性ペーストを塗布し
て硬化して電極とするＰＴＣ素子が開示されている。

【０００８】上記ＰＴＣ素子は、ＰＴＣ組成物中の導電
性粒子を通して電流が流れ、発熱を生じ、ベースとなる
高分子物質が融解してその体積が膨脹し、導電性粒子間
の距離を拡げ、高抵抗化し、ＰＴＣが発現し、その後に
元の抵抗値に復帰するという特徴を有するので、この特
徴を利用してＰＴＣ素子を過電流保護のために利用する
ことが可能になる。すなわち、ＰＴＣ素子を過電流保護
のために回路に用いる場合、過電流によるジュール発熱
によりＰＴＣ素子が高抵抗化し、電流を制限して過電流
保護の役割を果たした後においても、回路の異常を取去
ってやれば、ＰＴＣ素子の抵抗は元の抵抗値に復帰する
ので、ＰＴＣ素子を繰り返し過電流保護のために利用す
ることが可能になるのである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開昭６０−１９６９０１号、特開昭６０−２５８９０２
号、特開昭６０−２２６１０１号、特開昭６１−１０２
０４号および特開昭５９−２１３１０２号の各公報記載
のいずれのＰＴＣ素子においても、ＰＴＣの発現が高分
子物質の融解による体積膨脹に基づくため、繰り返しＰ
ＴＣを発現した場合、ＰＴＣ組成物の成形体と膨脹率の
異なる電極との接合がルーズとなり、電極が成形体の熱
膨張に追随できずに剥離するなどして、元の抵抗値に復
帰しなくなり、信頼性に乏しくなるという問題点を有し
ている。

【００１０】本発明の目的は、上記問題点に鑑み、繰り
返しＰＴＣを発現した後においても抵抗値の変化が小さ
く信頼性が高いＰＴＣ素子を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１記載のＰＴＣ素
子は、結晶性高分子物質に導電性粒子を分散させてなる
ＰＴＣ組成物の成形体の表面に酸化処理を行った後、こ
の酸化処理面に導電性ペーストからなる導電層を配置さ
せて、前記成形体に前記導電層と金属箔とからなる電極
を熱圧着してなるものである。

【００１２】請求項２記載のＰＴＣ素子は、請求項１記
載のＰＴＣ素子において、酸化処理は、火災処理または
紫外線照射であるものである。

【００１３】請求項３記載のＰＴＣ素子は、請求項１記
載のＰＴＣ素子において、導電性ペーストは、金属粒子
および／または炭素質物質からなる導電性フィラーと、
熱硬化性樹脂からなるバインダーとからなるものであ
る。

【００１４】

【作用】請求項１記載のＰＴＣ素子では、ＰＴＣ組成物
の成形体の表面に導電性ペーストからなる導電層を配置
させて、成形体に導電層と金属箔とからなる電極を熱圧
着することにより、成形体と導電層との接合面におい
て、ＰＴＣ組成物が導電性ペーストに拡散されて互いに
分子レベルで混合されるので、この接合面での接合力が
大になり、成形体と電極との接合力が大となる。また、
成形体の表面に酸化処理を行うことにより、ＰＴＣ組成
物の表面に酸素含有基が導入され、この酸素含有基が導
入された表面部分が、熱圧着の際に、熱可塑性接着剤と
して機能するので、接合面での接合力がより大になる。

【００１５】さらに、上記化学的接合力の増大に加え
て、構造的接合力も大になる。すなわち、成形体と金属
箔との間に介在する導電層が緩衝材として働くので、Ｐ
ＴＣ発現時における成形体の熱膨脹の際に、接合面に生
じるストレスが緩和され、成形体と電極との接合力がさ
らに大になる。

【００１６】請求項２記載のＰＴＣ素子では、火災処理
または紫外線照射を行うことにより、ＰＴＣ組成物の成
形体の表面に確実に酸素含有基が導入される。

【００１７】請求項３記載のＰＴＣ素子では、金属粒子
および／または炭素質物質からなる導電性フィラーと、
熱硬化性樹脂からなるバインダーとから導電性ペースト
を形成することにより、優れた特性を有する導電層が得
られる。また、ＰＴＣ組成物の結晶性高分子物質は本来
極性が小であるが、表面に酸化処理を行うことにより、
結晶性高分子物質の表面部分に酸素含有基が導入され、
その結晶性が低下しかつ極性が大きくなるので、接合面
において、導電層の極性が大の熱硬化性樹脂との拡散混
合が促進され、接合力が大になる。

【００１８】

【実施例】本発明のＰＴＣ素子の一実施例を図面に基づ
いて説明する。

【００１９】本発明のＰＴＣ素子は、図１に示すよう
に、結晶性高分子物質に導電性粒子を分散させてなるＰ
ＴＣ組成物の成形体１の表面に酸化処理を行った後、こ
の酸化処理面に導電性ペーストからなる導電層２を配置
させて、成形体１に導電層２と金属箔３とからなる電極
４を熱圧着してなるものである。

【００２０】前記成形体１を構成するＰＴＣ組成物に用
いる結晶性高分子物質としては、一般に結晶性ポリマー
として知られている結晶化度が１０％以上のものが使用
でき、例えば、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレ
ン、低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン／
プロピレンコポリマー、トランスポリブタジエン等のポ
リオレフィンや、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビ
ニリデンフルオライド等の含フッ素ポリマーや、エチレ
ン−アクリル酸コポリマー、各種ポリエステル、各種ポ
リアミド、ポリエチレングリコールなどが挙げられ、こ
れらの結晶性高分子物質は単一でまたは混合して用いる
ことができる。

【００２１】これらの結晶性高分子物質の中で、大きな
ＰＴＣ特性を得るためには、結晶化度の高い高分子物質
を用いることが望ましく、例えば、ポリエチレン類、特
に高密度ポリエチレンを主体にしたポリマーが選択され
る。一方、それほど大きなＰＴＣ特性を必要としない場
合は、結晶化度のより低い高分子物質を選択してもよ
い。

【００２２】また、前記ＰＴＣ組成物に用いる導電性粒
子としては、炭素質粒子や各種の金属粒子を用いること
ができ、例えば、ファーネスブラック、サーマルブラッ
ク、アセチレンブラック等のカーボンブラック類やグラ
ファイト、カーボンファイバー、カーボンビーズなどが
挙げられ、これらの導電性粒子は単一でまたは混合して
用いることができる。前記金属粒子としては、純金属、
合金、または金属粒子に異種金属をコーティングしたも
のなどが挙げられる。さらに、前記炭素質粒子に金属を
コーティングしたものも導電性粒子として使用できる。

【００２３】これらの導電性粒子の中で、優れたＰＴＣ
特性を得るためには、カーボンブラックを選択すること
が望ましく、低抵抗のサーマルブラックを用いた場合は
特に優れたＰＴＣ特性が得られる。

【００２４】そして、前記結晶性高分子物質に前記導電
性粒子を分散させてＰＴＣ組成物を得るが、分散の際に
は、ロールミル上で両者を加熱混練する方法や、バンバ
リーミキサー中で混合する方法などを採ることができ
る。

【００２５】次に、このＰＴＣ組成物は射出成形、押出
し成形、コンプレッション成形、カレンダー成形等の方
法で成形され、ＰＴＣ組成物の成形体１が得られる。

【００２６】次いで、この成形体１の両表面に酸化処理
が施される。この処理の方法としては、火災処理、紫外
線照射、プラズマ処理、コロナ放電処理及びクロム酸処
理等の化学的処理が挙げられる。

【００２７】一方、本発明における電極４は、金属箔３
とこの金属箔３の一面に設けた導電ペーストからなる導
電層２とからなる。

【００２８】前記金属箔３としては、銅箔、ニッケル箔
等の一般に製造されている種類の中から選択できる。ま
た、金属箔３の表面は、平滑であっても粗面化されてい
てもよいが、導電層２を設ける面は粗面化されている方
が好ましい。

【００２９】この導電層２を構成する導電性ペースト
は、導電性粒子とバインダーとからなる。導電性粒子と
しては前述したＰＴＣ組成物の導電性粒子として挙げた
ものの中から選択できるが、金属、特に銀が好ましい。
一方、バインダーとしては、熱硬化性樹脂、耐熱性を有
する熱可塑性樹脂等が挙げられるが、熱硬化性樹脂が好
ましい。熱硬化性樹脂は、耐熱性が大きく、かつ、硬化
前の常温で流動状態であるため金属箔３上への塗布操作
が容易にできるからである。なお、この導電層２には、
必要に応じて、前記導電性粒子とバインダー以外の他の
物質を添加することができる。

【００３０】そして、前記バインダーに導電性粒子を種
々の方法で分散させて、導電性ペーストを得、次いで、
この導電性ペーストをスクリーン印刷、ドクターブレー
ド等の方法で、金属箔３上に塗布した後、バインダーと
して熱硬化性樹脂を用いた場合は、適宜な条件下での熱
硬化が行なわれ、金属箔３上に導電層２が形成され、電
極４が得られる。

【００３１】次に、前記両表面に酸化処理を行った成形
体１に前記電極４を熱圧着して接合するが、好ましくは
コンプレッション成形で接合する。すなわち、成形体１
の酸化処理した両表面に導電層２の一面がそれぞれ接す
るように、両電極４間に成形体１を挟み、金型中で温度
と圧力を加えてコンプレッション成形する。この際、成
形温度はＰＴＣ組成物中の結晶性高分子物質の融点以上
に設定する必要がある。

【００３２】上記工程によりＰＴＣ素子が得られるが、
必要に応じて、所望のサイズに打抜くこともできる。ま
た、ＰＴＣの発現後の抵抗値を安定させるため、γ線、
電子線等の放射線で架橋し、熱エージングをすることが
望ましい。そして、ＰＴＣ素子の信頼性を高めるために
は、架橋によるＰＴＣ素子のゲル分率を５０％以上と
し、かつ、熱エージング温度を結晶性高分子物質の融点
以上でかつ分解温度以下に設定することが好ましい。

【００３３】

【実施例】以下、本発明を具体的実施例に従って詳細に
説明する。

【００３４】実施例１ 結晶性高分子物質としての高密度ポリエチレン（商品
名：Ｈｉ−Ｚｅｘ３０００Ｂ、三井石油化学工業株式会
社製）と、導電性粒子としての窒素雰囲気中で１０００
℃、約２０時間の加熱処理を行ったサーマルブラック
（商品名：サーマックスＮ−９９０ウルトラピュア、カ
ンカーブ社製）とを、重量比１００：１９５で、１６０
℃に保持したロールミル上で加熱混練する。なお、この
加熱混練に際して、有機過酸化物である2,5-dimethyl-
2,5-(t-buthylperoxy)hexyne-3 （商品名：パーヘキシ
ン２５Ｂ−４０、日本油脂株式会社製）を結晶性ポリマ
ー１００ｇに対して1.25ｇの割合で添加する。次に、冷
却した後、ペレット状に粉砕してＰＴＣ組成物を得る。

【００３５】次に、このＰＴＣ組成物0.17ｇを金型中に
投入してコンプレッション成形を行い、図１に示す１３
mm×１３mm×１mm強のサイズの成形体としての予備成形
体１を得る。成形温度を約１３５℃とし、加熱時の圧力
を約４６０kgf ／cm² とし、この条件下で一定時間保持
した後、冷却し、温度が５０℃程度になった時点で取出
す。

【００３６】次に、前記予備成形体１の両面をガスバー
ナーの炎に、短時間（例えば0.5 秒以下）、３回晒すこ
とで火災処理を行い、表面に酸素含有基を導入する。

【００３７】一方、金属箔３として、片面が粗面化され
た電解ニッケル箔（厚さ２５μm 、福田金属箔粉工業株
式会社製）を用いる。また、導電性ペーストとして、導
電性粒子としての燐片状銀粉とバインダーとしてのエポ
キシ樹脂とを重量比８５：１５で混合したものをブチル
セロソルブアセテートでスクリーン印刷に適した粘度に
希釈したペースト（ＡＧ４、アサヒ化学研究所製）に、
さらに硬化剤（ＡＣＴ−Ｂ、アサヒ化学研究所製、グア
ニジン系硬化剤とイミダゾール系硬化剤の混合物）を３
重量％の割合で添加混合して得たものを用いる。そし
て、前記導電性ペーストを前記ニッケル箔の粗面化され
た面にスクリーン印刷し、１４０℃に保った恒温槽中に
１５分間放置することにより硬化させて、ニッケル箔上
に導電層２を設け、電極４を作製する。

【００３８】次に、前記一対の電極４間に前記火災処理
した予備成形体１を挟みながら、金型中でコンプレッシ
ョン成形を行う。この際、予備成形体１に電極４の導電
層２の面が直接接触するように配置する。なお、成形圧
力は予備成形時と同様であるが、成形温度は約１９０℃
とする。この条件で一定時間保持した後、冷却して温度
が５０℃程度になった時点で成形品を取出す。得られた
成形品のサイズは、１３mm×１３mm×１mm程度である。

【００３９】さらに、上記成形品にγ線を１０Mrad照射
して架橋を行なった後、長径L1：２mm、短径L2：1.7mm
の長円状にポンチで打抜き、次いで、図２に示すよう
に、各電極４に、端子５（商品名：コバールリボン、日
本アビオニクス株式会社製、幅0.5mm 、金メッキ品）
を、パラレルギャップ電極によるスポットウェルディン
グにて取付けた後、温度１５０℃の恒温槽に１０分間放
置して熱エージング処理を行い、さらに、ＤＣ３２Ｖの
電圧を１５分間印加して電圧エージングを行い、ＰＴＣ
素子４個を作製する。

【００４０】次に、このＰＴＣ素子４個について電圧印
加試験を行い、平均値を求めた結果を表１に示す。この
電圧印加試験は、最初にＰＴＣ素子の初期の抵抗値を測
定し、次にＤＣ３２Ｖの電圧を１５分間通電オン、１５
分通電オフを１回として５００回繰り返した後の抵抗値
を測定するものである。なお、初期の抵抗値の測定は、
試験の直前に行うようにする。

【００４１】実施例２ 実施例１の導電性ペーストにさらにファーネスブラック
を３重量％添加して混合したものを用いて導電層２を形
成した以外は、実施例１と同様にＰＴＣ素子３個を作製
し、実施例１と同様に電圧印加試験を行う。結果を表１
に示す。

【００４２】比較例１ ＰＴＣ組成物として実施例１と同様のものを用い、電極
４として導電性ペーストを印刷しない前記ニッケル箔を
用いて、実施例１と同様にＰＴＣ素子３個を作製する。
但し、ＰＴＣ組成物の予備成形並びに火災処理を行わ
ず、ニッケル箔の粗面化された面をペレット化されたＰ
ＴＣ組成物に接触させ、一対のニッケル箔間にＰＴＣ組
成物を挟むようにして金型に投入し、成形を一度に行っ
ている。ニッケル箔の粗面にＰＴＣ素子３個について実
施例１と同様の電圧印加試験を行う。結果を表１に示
す。

【００４３】実施例３ ＰＴＣ組成物の結晶性高分子物質と導電性粒子の重量比
を１００：２００とし、電極４の導電ペーストの硬化条
件を１２０℃、２０分とした以外は、実施例１と同様に
ＰＴＣ素子５個を作製する。このＰＴＣ素子５個につい
て、２００回電圧印加を行う以外は実施例１と同様に電
圧印加試験を行う。結果を表１に示す。

【００４４】比較例２ ＰＴＣ組成物の予備成形体１について火災処理を行わな
い以外は、実施例３と同様にＰＴＣ素子４個を作製し、
実施例３と同様に電圧印加試験を行う。結果を表１に示
す。

【００４５】実施例４ 結晶性高分子物質としての高密度ポリエチレン（商品
名：Ｈｉ−Ｚｅｘ３０００Ｂ、三井石油化学工業株式会
社製）、導電性粒子としてのファーネスブラック（商品
名：旭＃６０Ｈ、旭カーボン株式会社製）とを、重量比
１００：６０で、１６０℃に保持したロールミル上で加
熱混練する。なお、この加熱混練に際して、有機過酸化
物である2,5-dimethyl-2,5-(t-buthylperoxy)hexyne-3
（商品名：パーヘキシン２５Ｂ−４０、日本油脂株式会
社製）を結晶性高分子物質１００ｇに対して２ｇの割合
で添加している。そして、冷却した後、ペレット状に粉
砕して、ＰＴＣ組成物を得る。

【００４６】上記ＰＴＣ組成物以外については実施例１
と同様にして、ＰＴＣ素子を３個作製する。このＰＴＣ
素子３個について、１０００回電圧印加を行う以外は実
施例１と同様に電圧印加試験を行う。結果を表１に示
す。

【００４７】比較例３ ＰＴＣ組成物として実施例４と同様のものを用い、電極
４として導電性ペーストを印刷しない前記ニッケル箔を
用いて、実施例４と同様にＰＴＣ素子２個を作製する。
但し、ＰＴＣ組成物の予備成形並びに火災処理を行わ
ず、ニッケル箔の粗面化された面をＰＴＣ組成物に接触
させ、一対のニッケル箔間にＰＴＣ組成物を挟むように
して金型に投入し、成形を一度に行っている。このＰＴ
Ｃ素子２個について実施例４と同様に電圧印加試験を行
う。結果を表１に示す。

【００４８】実施例５ 電極４の導電性ペーストとして、導電性粒子としてのカ
ーボンファイバーとバインダーとしての一液性エポキシ
樹脂を混合したものをブチルセロソルブアセテートでス
クリーン印刷に適した粘度に希釈したものを用いる。こ
の導電性ペーストを、実施例１と同様に前記ニッケル箔
にスクリーン印刷し、１２０℃に保った恒温槽に１時間
放置することにより硬化させて、ニッケル箔上に導電層
２を設け、電極４とする。

【００４９】上記電極４以外については実施例１と同様
にしてＰＴＣ素子２個を作製する。このＰＴＣ素子２個
について、２００回電圧印加を行う以外は実施例１と同
様に電圧印加試験を行う。結果を表１に示す。

【００５０】実施例６ ＰＴＣ組成物の結晶性高分子物質と導電性粒子の重量比
を１００：２００とし、電極４の導電ペーストの硬化条
件を１２０℃、２０分とした以外は、実施例１と同様に
予備成形体１を作製する。この予備成形体１の表面に短
波長の紫外線を１２０秒照射し、酸化処理を行う。

【００５１】また、実施例１の導電性ペーストにさらに
電解銀粉を１０重量％添加して混合したものを用いて導
電層２を形成した以外は、実施例１と同様に電極４を作
製する。

【００５２】前記予備成形体１と電極４を用いて、実施
例１と同様にＰＴＣ素子２個を作製する。このＰＴＣ素
子２個について実施例１と同様に電圧印加試験を行う。
結果を表１に示す。

【００５３】比較例４ ＰＴＣ組成物として実施例６と同様のものを用い、電極
４として導電性ペーストを印刷しない前記ニッケル箔を
用いて、実施例６と同様にＰＴＣ素子２個を作製する。
但し、ＰＴＣ組成物の予備成形並びに紫外線照射処理を
行わず、ニッケル箔の粗面化された面をＰＴＣ組成物に
接触させ、一対のニッケル箔間にＰＴＣ組成物を挟むよ
うにして金型に投入し、成形を一度に行っている。この
ＰＴＣ素子２個について実施例６と同様の電圧印加試験
を行う。結果を表１に示す。

【００５４】

【表１】 上記表１より、酸化処理を行わない比較例２のＰＴＣ素
子並びにニッケル箔のみからなる電極４を用いるととも
に酸化処理を行わない比較例１、３および４のＰＴＣ素
子の抵抗値の変化率は、＋41.2％〜＋247 ％と相当大き
くなっているのに対して、実施例１ないし実施例６のＰ
ＴＣ素子の抵抗値の変化率は−5.1 ％〜＋18.8％と小さ
く、各実施例のＰＴＣ素子の信頼性が顕著に高いことが
分かる。

【００５５】このように本発明のＰＴＣ素子の信頼性が
顕著に高くなるのは、以下のメカニズムによるものと考
えられる。

【００５６】従来、主として使用されている金属箔の表
面を粗面化した構造を有するＰＴＣ素子では、接合は、
金属箔の粗面部分にＰＴＣ組成物の成形体が食い込むこ
とによるアンカー効果にのみ依存しているので、繰り返
しＰＴＣを発現した場合、ＰＴＣ組成物の成形体と膨脹
率の異なる電極との接合がルーズになり、抵抗値が上昇
する。

【００５７】これに対して、本発明のＰＴＣ素子では、
コンプレッション成形時に、ＰＴＣ組成物の予備成形体
１と導電ペーストからなる導電層２との接合面におい
て、ＰＴＣ組成物が、導電性ペーストに拡散されて互い
に分子レベルで混合されるので、接合力が大になる。

【００５８】しかし、導電性ペーストのバインダーとし
て熱硬化性樹脂を用いた場合、この熱硬化性樹脂は極性
が高いのに対して、ＰＴＣ組成物の結晶性高分子物質は
結晶性が高くかつ極性の少ないものが多いこともあっ
て、前記拡散が必ずしも効果的に行われるとは言い難く
なる。

【００５９】そこで、ＰＴＣ組成物の予備成形体１の表
面に酸化処理することにより、コンプレッション成形時
に導電性ペーストの熱硬化性樹脂と混合されると期待さ
れる結晶性高分子物質の表面部分に酸素含有基が導入さ
れ、結晶性が低下し、かつ、極性が大きくなる。このた
め、拡散が促進され、接合力がより大になる。

【００６０】また、酸化処理され、酸素含有基が導入さ
れた予備成形体１の表面部分の結晶性高分子物質は、そ
れ自体熱可塑性接着剤として機能するので、接合力がさ
らに大になる。このため、導電ペーストの硬化が充分に
進行していて、前記接合面での拡散があまり期待できな
いような場合においても、十分な接合力が得られるので
ある。

【００６１】なお、上記メカニズムは、D. Briggs らに
よる研究により裏付けられる。この研究では、低密度ポ
リエチレンの表面が、火災処理等の酸化処理により、ど
のような変化を示すかについて、ＥＳＣＡ（Electoron
Spectroscopey for ChemicalAnalysis ）スペクトルに
よる解析を行なっている（D. Briggs, D.M. Brewis,M.
B. Konieczko:j. Mat.Sci., 14, 1334(1979)）。

【００６２】この報告によると、酸化層の深さは４０〜
９０オングストロームで、そこには、水酸基、カルボニ
ル基、カルボキシル基などが生成していることが立証さ
れている。

【００６３】したがって、本発明における酸化処理によ
って、予備成形体１のポリエチレン等の結晶性高分子物
質の表面部分には、水酸基、カルボニル基、カルボキシ
ル基等の酸素含有基が導入され、これら酸素含有基が導
電性ペーストとの接合力を増大させているものと推察さ
れる。これに加えて、酸化処理によって、ＰＴＣ組成物
のカーボンブラック等の導電性粒子の表面部分に生じる
化学的変化も接合力の増大に寄与しているものと推察さ
れる。なぜなら、カーボンブラック等の導電性粒子の酸
素に対する反応性は、ポリエチレン等の結晶性高分子物
質に対するよりも高いので、より速やかに、表面部分に
酸素含有基が導入され、この酸素含有基が導電性ペース
トとの接合力を増大させているからである。

【００６４】さらに、上記化学的接合力の増大に加え
て、構造的接合力も大になる。すなわち、成形体１と金
属箔３との間に介在する導電層２が緩衝材として働くの
で、ＰＴＣ発現時における成形体１の熱膨脹の際に、接
合面に生じるストレスが緩和され、成形体１と電極４と
の接合力がさらに大になる。

【００６５】このように、成形体１と電極４との化学的
接合力および構造的接合力がともに大になるので、ＰＴ
Ｃ素子は、繰り返しＰＴＣを発現した後においても抵抗
値の変化が小さく、信頼性が高くなる。

【００６６】なお、上記実施例では、導電層２と金属箔
３とからなる電極４について説明したが、電極４の構造
はこれに限られるものではなく、必要に応じて、導電層
２、金属箔３以外の層を加えることができる。

【００６７】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、ＰＴＣ組
成物の成形体の表面に導電ペーストからなる導電層を配
置させて、成形体に導電層と金属箔とからなる電極を熱
圧着することにより、成形体と電極との化学的接合力お
よび構造的接合力がともに大になるので、ＰＴＣ素子を
繰り返し使用し、繰り返しＰＴＣを発現した後において
も、抵抗値の変化が小さく、信頼性が高くなる。

【００６８】請求項２記載の発明によれば、火災処理ま
たは紫外線照射を行うことにより、ＰＴＣ組成物の成形
体の表面に確実に酸素含有基を導入できる。

【００６９】請求項３記載の発明によれば、優れた特性
を有する導電層が得られ、また、成形体の表面に酸化処
理を行うことにより、結晶性高分子物質の表面部分に酸
素含有基が導入され、極性が大きくなるので、接合面に
おいて、導電層の極性が大の熱硬化性樹脂との拡散混合
が促進され、接合力が大になり、ＰＴＣ素子の信頼性が
より高くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すＰＴＣ素子の断面図で
ある。

【図２】実施例１〜６のＰＴＣ素子を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１ ＰＴＣ組成物の成形体 ２ 導電層 ３ 金属箔 ４ 電極

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 結晶性高分子物質に導電性粒子を分散さ
   せてなるＰＴＣ組成物の成形体の表面に酸化処理を行っ
   た後、この酸化処理面に導電性ペーストからなる導電層
   を配置させて、前記成形体に前記導電層と金属箔とから
   なる電極を熱圧着してなることを特徴とするＰＴＣ素
   子。
2. 【請求項２】 酸化処理は、火災処理または紫外線照射
   であることを特徴とする請求項１記載のＰＴＣ素子。
3. 【請求項３】 導電性ペーストは、金属粒子および／ま
   たは炭素質物質からなる導電性フィラーと、熱硬化性樹
   脂からなるバインダーとからなることを特徴とする請求
   項１記載のＰＴＣ素子。