JPH08298201A - Ptc element and production thereof - Google Patents

Ptc element and production thereof

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Publication number
JPH08298201A
JPH08298201A JP8037762A JP3776296A JPH08298201A JP H08298201 A JPH08298201 A JP H08298201A JP 8037762 A JP8037762 A JP 8037762A JP 3776296 A JP3776296 A JP 3776296A JP H08298201 A JPH08298201 A JP H08298201A
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JP
Japan
Prior art keywords
ptc element
temperature
specific resistance
melting point
conductive sheet
Prior art date
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Pending
Application number
JP8037762A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Kajimaru
弘 梶丸
Akira Ito
顕 伊藤
Keiichi Asami
圭一 浅見
Yoshiaki Iwaya
嘉昭 岩屋
Yoshiaki Echigo
良彰 越後
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Unitika Ltd
Original Assignee
Unitika Ltd
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Filing date
Publication date
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Abstract

PURPOSE: To obtain a PTC element having extremely low resistivity at 20 deg.C but a high peak resistivity, i.e., the resistivity increases abruptly in a limited temperature range, along with a production method thereof. CONSTITUTION: The PTC element is produced by providing metal foil electrodes on the opposite sides of a conductive sheet composed of a matrix of crystalline polyolefin and a conductive filter. The PTC element has resistivity ρ20 of 1.8Ω.cm or less at 20 deg.C and a peak resistivity ρP of 2.0×10<6> Ω.cm. The difference [Ta ( deg.C)-Tb ( deg.C)] between the temperature Ta ( deg.C) where the resistivity is 10<6> times as high as that at 20 deg.C ρ20 and the temperature Tb ( deg.C) where the resistivity is 10 times as high as that at 20 deg.C ρ20 is 10 deg.C or less.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、PTC(Positive
Temperature Coefficient、正温度係数)素子及びその
製造方法に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a PTC (Positive).
The present invention relates to a temperature coefficient (positive temperature coefficient) element and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】PTC素子としては、従来よりチタン酸
バリウム系のものが最もよく知られている。しかし、最
近では、小形で低抵抗化ができるということから、高分
子物質中に導電性粒子を均一に分散させた導電性シート
を用いたPTC素子が開発されている。例えば、特開昭
61−218117号公報、特開昭62−167358
号公報、特公昭64−3322号公報、特公平4−28
743号公報等には、ポリオレフィン等の結晶性高分子
と、カーボンブラックや導電性ニッケル粒子等の導電性
粒子からなる導電性シートと電極から構成されるPTC
素子が開示されている。
2. Description of the Related Art Barium titanate-based PTC elements have been most well known conventionally. However, recently, a PTC element using a conductive sheet in which conductive particles are uniformly dispersed in a polymer substance has been developed because it is small and can reduce resistance. For example, JP-A-61-218117 and JP-A-62-167358.
Japanese Patent Publication, Japanese Patent Publication No. 64-3322, Japanese Patent Publication No. 4-28
No. 743 discloses a PTC composed of a crystalline polymer such as polyolefin and a conductive sheet made of conductive particles such as carbon black and conductive nickel particles and an electrode.
A device is disclosed.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記公報に開示されて
いるPTC素子は、いずれの場合にも、室温においては
低い比抵抗を示し、ピーク時においては高い比抵抗を示
す。しかし、低い比抵抗値から高い比抵抗値までに変化
する温度の範囲が広いので、過電流保護素子として用い
る場合、比較的低い電流値で素子が高抵抗状態に移行す
ることになる。そのため、大電流の流れる回路に適用す
ることが難しく、適用範囲が狭いという欠点を有してい
た。
In any case, the PTC element disclosed in the above publication shows a low specific resistance at room temperature and a high specific resistance at the peak time. However, since the temperature range that changes from a low specific resistance value to a high specific resistance value is wide, the element shifts to a high resistance state with a relatively low current value when used as an overcurrent protection element. Therefore, it is difficult to apply to a circuit in which a large current flows, and there is a drawback that the application range is narrow.

【0004】そこで、本発明の課題は、20℃において
は極めて低い比抵抗を示し、ピーク時には比抵抗が大き
く、しかも、狭い温度範囲で比抵抗が急激に上昇するよ
うなPTC素子及びその製造方法を提供することにあ
る。
Therefore, an object of the present invention is to provide a PTC element having a very low specific resistance at 20 ° C., a large specific resistance at the peak, and a sharp increase in the specific resistance in a narrow temperature range, and a manufacturing method thereof. To provide.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意研究した結果、比抵抗が20℃に
おける比抵抗ρ20の106 倍になる温度Ta (℃)と比
抵抗が20℃における比抵抗ρ20の10倍になる温度T
b (℃)との差〔Ta (℃)−Tb (℃)〕が大電流を
流すことのできるPTC素子として非常に重要なファク
ターであり、この値が10℃以下であるPTC素子が上
記目的を達成できることを見い出し、本発明に到達し
た。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies for solving the above problems, the present inventors have found that the temperature T a (° C.) at which the specific resistance is 10 6 times the specific resistance ρ 20 at 20 ° C. Temperature T at which the resistivity becomes 10 times the resistivity ρ 20 at 20 ° C
b (° C.) the difference between [T a (℃) -T b ( ℃) ] is a very important factor as PTC element that can be a large current, the PTC element this value is 10 ° C. or less The inventors have found that the above objects can be achieved and have reached the present invention.

【0006】すなわち、本発明の要旨は、結晶性ポリオ
レフィンのマトリックスと導電性フィラーからなる導電
性シートの両面に金属箔の電極が設けられたPTC素子
であって、20℃における比抵抗ρ20が1.8Ω・cm
以下であり、ピーク時の比抵抗ρP が2.0×106 Ω
・cm以上であり、比抵抗が20℃における比抵抗ρ20
の106 倍になる温度Ta (℃)と比抵抗が20℃にお
ける比抵抗ρ20の10倍になる温度Tb (℃)との差
〔Ta (℃)−Tb (℃)〕が10℃以下であることを
特徴とするPTC素子であり、このようなPTC素子
は、結晶性ポリオレフィンと導電性フィラーとを混合
し、混合物を成形して導電性シートを形成し、得られた
導電性シートの両面に金属箔を熱圧着し、しかる後に、
結晶性ポリオレフィンの(融点−5℃)以上の温度に加
熱し、次いで(融点−5℃)より低い温度に冷却する加
熱・冷却処理を繰り返し施すことにより製造することが
できる。
That is, the gist of the present invention is a PTC element in which electrodes of metal foil are provided on both surfaces of a conductive sheet composed of a crystalline polyolefin matrix and a conductive filler, and having a specific resistance ρ 20 at 20 ° C. 1.8 Ω · cm
And the peak specific resistance ρ P is 2.0 × 10 6 Ω
・ It is more than cm and the specific resistance is ρ 20 at 20 ℃.
The difference between the 10 becomes 6 times the temperature T a (° C.) and temperature resistivity is the ratio 10 times the resistance [rho 20 at 20 ℃ T b (℃) [T a (℃) -T b ( ℃) ] Is 10 ° C. or less, and such a PTC element was obtained by mixing a crystalline polyolefin and a conductive filler and molding the mixture to form a conductive sheet. Thermocompression bonding the metal foil to both sides of the conductive sheet, after which,
It can be produced by repeating heating / cooling treatment in which the crystalline polyolefin is heated to a temperature of (melting point-5 ° C) or higher and then cooled to a temperature lower than (melting point-5 ° C).

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明におけるPTC素子の20℃における比抵抗ρ20
は、1.8Ω・cm以下、好ましくは1.7Ω・cm以
下、より好ましくは1.5Ω・cm以下である。ρ20
小さい程好ましいが、実用的な下限は0.1Ω・cmで
ある。ρ20が1.8Ω・cmより大きい場合は、小形で
低抵抗のPTC素子の作製が困難となる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in detail below.
Specific resistance ρ 20 at 20 ° C. of the PTC element of the present invention
Is 1.8 Ω · cm or less, preferably 1.7 Ω · cm or less, and more preferably 1.5 Ω · cm or less. The smaller ρ 20 is, the more preferable, but the practical lower limit is 0.1 Ω · cm. When ρ 20 is larger than 1.8 Ω · cm, it becomes difficult to manufacture a small PTC element having low resistance.

【0008】本発明におけるPTC素子のピーク時の比
抵抗ρP は、2.0×106 Ω・cm以上、好ましくは
5.0×106 Ω・cm以上、より好ましくは1.0×
107 Ω・cm以上である。ρP は大きい程好ましい
が、実用的な上限は1×1010Ω・cmである。ρP
2.0×106 Ω・cm未満の場合は、高い電圧のかか
る回路に使用することが難しい。
The peak specific resistance ρ P of the PTC element of the present invention is 2.0 × 10 6 Ω · cm or more, preferably 5.0 × 10 6 Ω · cm or more, more preferably 1.0 ×.
It is 10 7 Ω · cm or more. The larger ρ P is, the more preferable, but the practical upper limit is 1 × 10 10 Ω · cm. When ρ P is less than 2.0 × 10 6 Ω · cm, it is difficult to use it in a high voltage circuit.

【0009】本発明においては、比抵抗が20℃におけ
る比抵抗ρ20の106 倍になる温度Ta (℃)と比抵抗
が20℃における比抵抗ρ20の10倍になる温度T
b (℃)との差〔Ta (℃)−Tb (℃)〕は10℃以
下である。この温度差は8℃以下が好ましく、6℃以下
がより好ましい。この温度差は小さい程好ましいが、実
用的な下限は1℃である。〔Ta (℃)−Tb (℃)〕
が10℃より大きい場合は、大電流の流れる回路に適用
することが難しくなる。
In the present invention, the temperature T a (° C.) at which the resistivity becomes 10 6 times the resistivity ρ 20 at 20 ° C. and the temperature T at which the resistivity becomes 10 times the resistivity ρ 20 at 20 ° C.
b the difference between (℃) [T a (℃) -T b (℃)] is 10 ° C. or less. This temperature difference is preferably 8 ° C. or lower, more preferably 6 ° C. or lower. The smaller this temperature difference is, the more preferable, but the practical lower limit is 1 ° C. [T a (° C) -T b (° C)]
Is higher than 10 ° C., it becomes difficult to apply to a circuit in which a large current flows.

【0010】本発明におけるPTC素子の比抵抗は、P
TC素子の抵抗値と次式(1)を用いて算出する。 ρ=R・A/t (1) ρ;PTC素子の比抵抗(Ω・cm) R;PTC素子の抵抗値(Ω) A;PTC素子の電極面積(cm2 ) t;PTC素子の電極間で電流の流れる平均工程長(電
極を含めた厚み)(cm) 従って、20℃における比抵抗ρ20はPTC素子の20
℃での抵抗値から式(1)を用いて求められる。また、
PTC素子を外部加熱して20℃から1℃/分で昇温し
ていき、測定された抵抗値と式(1)から、温度に対す
る比抵抗の値が求められ、この結果から、ρP 、Ta
b が容易に求められる。
The specific resistance of the PTC element in the present invention is P
It is calculated using the resistance value of the TC element and the following equation (1). ρ = R · A / t (1) ρ; specific resistance of PTC element (Ω · cm) R; resistance value of PTC element (Ω) A; electrode area of PTC element (cm 2 ) t; between electrodes of PTC element Therefore, the average process length (thickness including electrodes) (cm) at which the current flows is, therefore, the specific resistance ρ 20 at 20 ° C is 20 % of that of the PTC element.
It can be obtained from the resistance value at ° C using the formula (1). Also,
The PTC element is externally heated to increase the temperature from 20 ° C. at 1 ° C./min, and the specific resistance value with respect to temperature is obtained from the measured resistance value and the equation (1). From this result, ρ P , T a ,
T b is easily obtained.

【0011】本発明におけるPTC素子は、結晶性ポリ
オレフィンのマトリックスと導電性フィラーとからなる
導電性シートの両面に金属箔が設けられたものである。
ここで、結晶性ポリオレフィンは示差走査熱量解析(D
SC)により測定して少なくとも10%、好ましくは3
0%以上、さらに好ましくは50%以上の結晶化度を有
し、かかる結晶性ポリオレフィンとしては、低密度ポリ
エチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、
ポリプロピレン、エチレンとプロピレンのコポリマー等
のポリオレフィンが挙げられ、その1種又はそれ以上の
結晶性ポリオレフィンが使用されるが、ポリエチレンが
好ましく、高密度ポリエチレンがより好ましい。
The PTC element in the present invention is one in which metal foils are provided on both sides of a conductive sheet composed of a crystalline polyolefin matrix and a conductive filler.
Here, the crystalline polyolefin is analyzed by differential scanning calorimetry (D
SC) at least 10%, preferably 3
It has a crystallinity of 0% or more, more preferably 50% or more, and as such crystalline polyolefin, low density polyethylene, medium density polyethylene, high density polyethylene,
Polyolefins such as polypropylene and copolymers of ethylene and propylene may be mentioned, and one or more crystalline polyolefins thereof may be used, with polyethylene being preferred and high density polyethylene being more preferred.

【0012】本発明で用いるポリエチレンのメルトフロ
ーレートは0.01〜15が好ましく、0.1〜12が
より好ましく、1〜8がさらに好ましい。メルトフロー
レートが15を超える場合は、〔Ta (℃)−T
b (℃)〕が10℃より大きくなり、大電流の流れる回
路に適用することが難しくなる。メルトフローレートが
0.01未満の場合には、導電性シートの成形性が低下
し易くなる。
The melt flow rate of polyethylene used in the present invention is preferably 0.01 to 15, more preferably 0.1 to 12, and even more preferably 1 to 8. If the melt flow rate exceeds 15, [T a (° C) -T
b (° C.)] becomes larger than 10 ° C., and it becomes difficult to apply it to a circuit in which a large current flows. When the melt flow rate is less than 0.01, the moldability of the conductive sheet is likely to decrease.

【0013】本発明においてメルトフローレートとは、
特定の試験条件のもとで、一定の時間内に押し出される
ポリオレフィンの重量(g)のことであり、具体的には
JIS K 7210に規定されている方法で測定され
たものである。本発明においてポリエチレンの場合は、
JIS K 7210の試験条件(試験温度190℃、
試験荷重2.16Kgf〔21.18N〕)、ポリプロ
ピレンの場合は、JIS K 7210の試験条件(試
験温度230℃、試験荷重2.16Kgf〔21.18
N〕)を採用して測定した。
In the present invention, the melt flow rate means
It is the weight (g) of a polyolefin extruded within a certain period of time under a specific test condition, and is specifically measured by the method specified in JIS K7210. In the case of polyethylene in the present invention,
JIS K 7210 test conditions (test temperature 190 ° C,
Test load 2.16 Kgf [21.18 N]), in the case of polypropylene, JIS K 7210 test conditions (test temperature 230 ° C., test load 2.16 Kgf [21.18]).
N]) was adopted and measured.

【0014】導電性シートを製造するために使用する結
晶性ポリオレフィンの形状については、粒子状、ペレッ
ト状等、特に限定はされない。
The shape of the crystalline polyolefin used for producing the conductive sheet is not particularly limited, such as a particle shape or a pellet shape.

【0015】結晶性ポリオレフィンとともに導電性シー
トを構成する導電性フィラーとしては、NiやCu等の
金属フィラー、グラファイト、アセチレンブラック等の
カーボンブラック、フルフリルアルコール樹脂やフェノ
ール樹脂等の熱硬化性樹脂を不活性雰囲気中(真空含
む)で炭素化して得られるグラッシーカーボン等の炭素
系導電性フィラーが使用できる。この中で、グラッシー
カーボンからなる導電性フィラーが好ましい。その中で
も特に、球状フェノール樹脂を不活性雰囲気中、100
0℃以上の温度で焼成して得られる粒状グラッシーカー
ボン好ましい。球状フェノール樹脂の製造方法は特公昭
5−72924号公報に開示されており、市販品も入手
することができる。本発明で用いる粒状グラッシーカー
ボンの平均粒径は1〜50μmが好ましく、5〜20μ
mのものがより好ましい。平均粒径が1μm未満の場合
は、ピーク時の比抵抗ρP が小さくなる傾向にあり、一
方、50μmより大きい場合は、粒子間で火花が発生し
易くなる。本発明において平均粒径とは100個以上の
粒状グラッシーカーボンを倍率200倍の顕微鏡で観察
し、その内の100個の平均粒径をいう。
As the conductive filler that constitutes the conductive sheet together with the crystalline polyolefin, a metal filler such as Ni or Cu, carbon black such as graphite or acetylene black, or a thermosetting resin such as furfuryl alcohol resin or phenol resin is used. A carbon-based conductive filler such as glassy carbon obtained by carbonizing in an inert atmosphere (including vacuum) can be used. Among these, the conductive filler made of glassy carbon is preferable. Above all, spherical phenol resin is used in an inert atmosphere at 100%.
Granular glassy carbon obtained by firing at a temperature of 0 ° C. or higher is preferable. The method for producing the spherical phenol resin is disclosed in JP-B-5-72924, and a commercial product can be obtained. The average particle size of the granular glassy carbon used in the present invention is preferably 1 to 50 μm, and 5 to 20 μm.
More preferred is m. When the average particle size is less than 1 μm, the specific resistance ρ P at the peak tends to be small, while when it is more than 50 μm, sparks are easily generated between the particles. In the present invention, the average particle size means the average particle size of 100 particles or more of 100 or more granular glassy carbons observed under a microscope of 200 times magnification.

【0016】電極としては金属箔が用いられ、金属箔と
しては、銅、アルミニウム、ニッケル等の電解箔又は、
圧延箔が使用できるが、熱圧着時における酸化により抵
抗が上昇しにくいニッケル箔を使用することが好まし
い。また、粗面化処理を施してある金属箔も使用でき
る。なお、金、銀等も使用可能であるがコストが高くな
る。
A metal foil is used as the electrode. As the metal foil, an electrolytic foil of copper, aluminum, nickel or the like, or
Although a rolled foil can be used, it is preferable to use a nickel foil whose resistance hardly increases due to oxidation during thermocompression bonding. Further, a metal foil that has been subjected to a surface roughening treatment can also be used. Although gold, silver, etc. can be used, the cost is high.

【0017】結晶性ポリオレフィンと導電性フィラーの
混合比は、重量比で20:80〜80:20が好まし
く、30:70〜70:30がより好ましい。結晶性ポ
リオレフィンが20重量%未満では、導電性シートの強
度が弱くなる傾向にあり、80重量%を超えると十分な
導電性が得られ難いこともある。また、導電性シート
に、本発明の効果を損なわない範囲、10重量%以下
で、アルミナ、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、
ケイ酸マグネシウム、タルク、ガラスビーズ等の無機フ
ィラー及び酸化防止剤等を添加することもできる。
The mixing ratio of the crystalline polyolefin to the conductive filler is preferably 20:80 to 80:20 by weight, more preferably 30:70 to 70:30. If the crystalline polyolefin is less than 20% by weight, the strength of the conductive sheet tends to be weak, and if it exceeds 80% by weight, it may be difficult to obtain sufficient conductivity. In addition, the conductive sheet contains alumina, aluminum hydroxide, calcium carbonate in an amount of 10% by weight or less in a range that does not impair the effects of the present invention.
Inorganic fillers such as magnesium silicate, talc, and glass beads, and antioxidants may be added.

【0018】本発明のPTC素子は、所定量の結晶性ポ
リオレフィンと導電性フィラーをドライブレンドや溶融
混練等の方法で混合した後、混合物を成形して、得られ
た導電性シートの両面に金属箔を熱圧着した後、結晶性
ポリオレフィンの(融点−5℃)以上の温度に加熱し、
次いで(融点−5℃)より低い温度に冷却する加熱・冷
却処理を繰り返し施すことにより製造することができ
る。本発明において、融点とは示差走査熱量解析(DS
C)により形成される曲線のピークを示す温度のことで
ある。二種類以上の結晶性ポリオレフィンをマトリック
スとして用いた場合には、融点はピークの最小から取
る。製造方法の例としてポリエチレンと粒状グラッシー
カーボンを溶融混練により混合し、混合物を加熱加圧成
形して導電性シートを得、これに金属箔を熱圧着した後
熱処理を施す場合について次に示す。なお、他の結晶性
ポリオレフィンと導電性フィラーとを用いた場合にも同
様にして製造することができる。
In the PTC element of the present invention, a predetermined amount of crystalline polyolefin and a conductive filler are mixed by a method such as dry blending or melt kneading, and then the mixture is molded to obtain a metal on both surfaces of the obtained conductive sheet. After thermocompressing the foil, it is heated to a temperature of (melting point-5 ° C) or higher of the crystalline polyolefin,
Then, it can be produced by repeatedly performing heating / cooling treatment for cooling to a temperature lower than (melting point −5 ° C.). In the present invention, the melting point is the differential scanning calorimetric analysis (DS
It is the temperature at which the peak of the curve formed by C) appears. When two or more types of crystalline polyolefins are used as the matrix, the melting point is taken from the minimum of peaks. As an example of the production method, the case where polyethylene and granular glassy carbon are mixed by melt-kneading, the mixture is heat-pressed to obtain a conductive sheet, and a metal foil is thermocompression-bonded and then heat-treated is shown. It should be noted that the same production can be performed when other crystalline polyolefin and a conductive filler are used.

【0019】ポリエチレンと粒状グラッシーカーボンを
混合する際には、所定量のポリエチレンと粒状グラッシ
ーカーボンをプラストミル、ニーダー、ロールミル、バ
ンバリーミキサー、二軸押出機等の溶融混練機に投入し
混合する。この際の混合温度としては、ポリエチレンの
(融点)〜(融点+150℃)が好ましく、(融点+1
0℃)〜(融点+100℃)がより好ましい。融点より
低い温度の場合は均一な混合ができない傾向にあり、
(融点+150℃)より高い温度ではポリエチレンが劣
化する傾向にある。混合時間は1〜600分間が好まし
く、3〜180分間がより好ましい。混合時間が1分間
より短い場合は均一な混合ができない傾向にあり、60
0分間よりも長い場合では不経済である。
When polyethylene and granular glassy carbon are mixed, a predetermined amount of polyethylene and granular glassy carbon is put into a melt kneader such as a plast mill, kneader, roll mill, Banbury mixer, twin-screw extruder or the like and mixed. The mixing temperature at this time is preferably (melting point) to (melting point + 150 ° C.) of polyethylene, and (melting point +1
0 ° C.) to (melting point + 100 ° C.) is more preferable. If the temperature is lower than the melting point, uniform mixing tends to be impossible,
Polyethylene tends to deteriorate at a temperature higher than (melting point + 150 ° C.). The mixing time is preferably 1 to 600 minutes, more preferably 3 to 180 minutes. If the mixing time is shorter than 1 minute, uniform mixing tends to be impossible.
If it is longer than 0 minutes, it is uneconomical.

【0020】上記のように溶融混練して得られた混合物
を、次に加熱加圧下に成形する。この際の加熱温度とし
ては、ポリエチレンの(融点)〜(融点+100℃)が
好ましく、(融点+5℃)〜(融点+80℃)がより好
ましい。(融点)より低い温度の場合は十分な強度が得
られない傾向にあり、(融点+100℃)より高い温度
では熱溶融したポリエチレンが粒状グラッシーカーボン
の表面を覆うために充分な導電性が得られ難くなる傾向
にある。
The mixture obtained by melt-kneading as described above is then molded under heat and pressure. The heating temperature at this time is preferably (melting point) to (melting point + 100 ° C.) of polyethylene, and more preferably (melting point + 5 ° C.) to (melting point + 80 ° C.). At a temperature lower than (melting point), sufficient strength tends not to be obtained, and at a temperature higher than (melting point + 100 ° C.), the polyethylene melted by heat melting has sufficient conductivity to cover the surface of the granular glassy carbon. It tends to be difficult.

【0021】成形圧力は、2〜200Kg/cm2 が好
ましく、5〜100Kg/cm2 がより好ましい。成形
時間は、10〜3600秒間が好ましく、20〜800
秒間がより好ましい。圧力が2Kg/cm2 より小さい
場合や、成形時間が10秒間より短い場合は、十分な強
度が得られ難くなる傾向にある。また、圧力が200K
g/cm2 を超える場合や、成形時間が3600秒間を
超える場合は不経済である。
The molding pressure is preferably 2 to 200 Kg / cm 2 , and more preferably 5 to 100 Kg / cm 2 . Molding time is preferably 10 to 3600 seconds, 20 to 800
Seconds are more preferred. If the pressure is less than 2 Kg / cm 2 or if the molding time is shorter than 10 seconds, it tends to be difficult to obtain sufficient strength. Also, the pressure is 200K
If it exceeds g / cm 2 or if the molding time exceeds 3600 seconds, it is uneconomical.

【0022】次いで、得られた導電性シートと金属箔を
熱圧着する。熱圧着条件としては、加熱温度は、ポリエ
チレンの(融点)〜(融点+100℃)が好ましく、
(融点+5℃)〜(融点+80℃)がより好ましい。融
点より低い温度の場合は、金属箔と導電性シートとの接
着強度が十分でなく、(融点+100℃)より高い温度
では、溶融したポリエチレンがグラッシーカーボンの表
面を覆うために素子の抵抗値が上昇する。圧力は、2〜
200Kg/cm2 が好ましく、5〜100Kg/cm
2 がより好ましい。圧着時間は、10〜3600秒間が
好ましく、20〜800秒間がより好ましい。圧力が2
Kg/cm2 より小さい場合や、圧着時間が10秒間よ
り短い場合は、金属箔と導電性シートとの接着強度が十
分でない。また、圧力が200Kg/cm2 を超える場
合や、圧着時間が3600秒間を超える場合は不経済で
ある。
Then, the obtained conductive sheet and the metal foil are thermocompression bonded. As the thermocompression bonding conditions, the heating temperature is preferably (melting point) to (melting point + 100 ° C.) of polyethylene,
(Melting point + 5 ° C) to (melting point + 80 ° C) is more preferable. When the temperature is lower than the melting point, the adhesive strength between the metal foil and the conductive sheet is not sufficient, and when the temperature is higher than (melting point + 100 ° C.), the melted polyethylene covers the surface of the glassy carbon, so that the resistance value of the element is low. To rise. The pressure is 2
200 Kg / cm 2 is preferable, 5 to 100 Kg / cm
2 is more preferable. The pressure bonding time is preferably 10 to 3600 seconds, more preferably 20 to 800 seconds. Pressure is 2
When it is less than Kg / cm 2 or when the pressure bonding time is shorter than 10 seconds, the adhesive strength between the metal foil and the conductive sheet is insufficient. In addition, it is uneconomical when the pressure exceeds 200 Kg / cm 2 or when the pressure bonding time exceeds 3600 seconds.

【0023】このように金属箔を導電性シートに熱圧着
した後、より良好な密着性及び安定したPTC特性を得
るために、さらに熱処理を施すことが好ましい。この際
の熱処理温度はポリエチレンの(融点)〜(融点+10
0℃)が好ましく、(融点)〜(融点+60℃)がより
好ましく、(融点)〜(融点+40℃)がさらに好まし
い。また、熱処理時間は、0.1〜20時間が好まし
く、0.2〜10時間がより好ましい。熱処理温度、熱
処理時間が上記以外の範囲であるとPTC特性が安定し
ない傾向がある。このように熱処理をしたシートは、所
望の大きさに切り出した後、抵抗値を低下させるために
ポリオレフィンの(融点−5℃)以上の温度に加熱し、
次いで(融点−5℃)より低い温度に冷却する加熱・冷
却処理が繰り返し施される。加熱温度としては、(融点
−2℃)〜(融点+50℃)が好ましく、融点〜(融点
+20℃)がより好ましい。加熱時間は1秒〜1時間が
好ましく、5秒〜30分がより好ましく、10秒〜10
分がさらに好ましい。加熱時間が上記以外の範囲である
と、充分に抵抗値が低下しない傾向にある。冷却温度と
しては、(融点−20℃)以下が好ましく、(融点−4
0℃)以下がより好ましい。冷却時間については特に制
限は受けない。上記加熱・冷却処理の繰り返し数は、3
回以上が好ましく、5回以上がより好ましく、10回以
上がさらに好ましい。繰り返し数が3回より少ない場合
は、充分に抵抗値が低下しない傾向にある。上記のよう
にして、本発明のPTC素子が製造される。そして、P
TC素子の大きさや厚さは、使用される機器の回路によ
り、あるいは荷電圧や荷電流により異なるが、一般的に
は電極面積0.05cm2 〜10cm2 、厚み0.1m
m〜5mmの範囲で使用される。また、その形状も円盤
状のもの、角形のもの、ドーナツ状のものなど種々の形
状にして使用される。本発明のPTC素子は、ノート型
パソコン、携帯電話、小型プリンタ等の電池を電源とし
た小型電子機器等において、半導体メモリー、CPU
(中央演算素子)等を過電流から保護するための過電流
保護素子として好適に利用することができる。
After the metal foil is thermocompression-bonded to the conductive sheet as described above, it is preferable to further perform heat treatment in order to obtain better adhesion and stable PTC characteristics. The heat treatment temperature at this time is from (melting point) to (melting point + 10) of polyethylene.
0 ° C.) is preferable, (melting point) to (melting point + 60 ° C.) is more preferable, and (melting point) to (melting point + 40 ° C.) is further preferable. The heat treatment time is preferably 0.1 to 20 hours, more preferably 0.2 to 10 hours. If the heat treatment temperature and the heat treatment time are outside the above ranges, the PTC characteristics tend to be unstable. The sheet thus heat-treated is cut into a desired size, and then heated to a temperature not lower than the melting point of the polyolefin (−5 ° C.) in order to reduce the resistance value.
Then, heating / cooling treatment for cooling to a temperature lower than (melting point −5 ° C.) is repeatedly performed. The heating temperature is preferably (melting point-2 ° C) to (melting point + 50 ° C), more preferably melting point to (melting point + 20 ° C). The heating time is preferably 1 second to 1 hour, more preferably 5 seconds to 30 minutes, and 10 seconds to 10 minutes.
Minutes are more preferred. If the heating time is outside the above range, the resistance value tends not to be sufficiently reduced. The cooling temperature is preferably (melting point −20 ° C.) or lower, and (melting point −4)
0 ° C.) or less is more preferable. The cooling time is not particularly limited. The number of repetitions of the heating / cooling process is 3
It is preferably not less than 5 times, more preferably not less than 5 times, still more preferably not less than 10 times. When the number of repetitions is less than 3, the resistance value tends not to be sufficiently reduced. The PTC element of the present invention is manufactured as described above. And P
The size and thickness of the TC element differ depending on the circuit of the device used or the load voltage or load current, but generally the electrode area is 0.05 cm 2 to 10 cm 2 , and the thickness is 0.1 m.
It is used in the range of m to 5 mm. Further, the shape is also used in various shapes such as a disk shape, a square shape, and a donut shape. INDUSTRIAL APPLICABILITY The PTC element of the present invention can be used for semiconductor memory, CPU, etc.
It can be suitably used as an overcurrent protection element for protecting (central processing element) and the like from overcurrent.

【0024】[0024]

【実施例】次に、実施例を挙げて本発明をさらに具体的
に説明する。 実施例1 メルトフローレート=2.5の高密度ポリエチレン粉末
(融点135℃、ダウ社製)45重量%、球状フエノー
ル樹脂を1900℃で焼成した平均粒径15μmである
粒状グラッシーカーボン(GCP−30H、ユニチカ社
製)55重量%をプラストミル(R−60型、東洋精機
製作所社製)中に投入し、混練温度150℃で10分間
溶融混練した。この混練物を成形温度140℃、成形圧
力10Kg/cm2 で5分間熱プレスを行った後、加圧
下で冷却して厚み0.45mmの導電性シートを得た。
このようにして得られた導電性シートをニッケル箔(E
Ni−T,厚み25μm,福田金属箔粉工業社製)で挟
み、140℃、10Kg/cm2 で3分間熱プレスを行
った後、加圧下で冷却した。さらに、150℃で1時間
の熱処理を施し、導電性シートの両面に金属箔が熱圧着
した厚み0.5mmのシートを得た。この金属箔熱圧着
導電性シートから直径15mmの円盤を打ち抜いた後、
135℃の温度に20秒間加熱し、次いで20℃の温度
に5分間保持するという加熱・冷却処理を20回行いP
TC素子を作製した。
EXAMPLES Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples. Example 1 45% by weight of a high-density polyethylene powder having a melt flow rate of 2.5 (melting point: 135 ° C., manufactured by Dow), a spherical phenol resin was fired at 1900 ° C., and a granular glassy carbon (GCP-30H) having an average particle size of 15 μm. 55% by weight was placed in a plastomill (R-60 type, manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd.) and melt-kneaded at a kneading temperature of 150 ° C. for 10 minutes. This kneaded product was hot-pressed at a molding temperature of 140 ° C. and a molding pressure of 10 Kg / cm 2 for 5 minutes and then cooled under pressure to obtain a conductive sheet having a thickness of 0.45 mm.
The conductive sheet obtained in this manner was replaced with a nickel foil (E
Ni-T, thickness 25 μm, manufactured by Fukuda Metal Foil & Powder Co., Ltd.), and hot-pressed at 140 ° C. and 10 Kg / cm 2 for 3 minutes, and then cooled under pressure. Further, a heat treatment was performed at 150 ° C. for 1 hour to obtain a 0.5 mm-thick sheet in which a metal foil was thermocompression-bonded to both surfaces of the conductive sheet. After punching a disk with a diameter of 15 mm from this metal foil thermocompression-bonding conductive sheet,
The heating / cooling process of heating at a temperature of 135 ° C. for 20 seconds and then at a temperature of 20 ° C. for 5 minutes is performed 20 times.
A TC element was produced.

【0025】このPTC素子の20℃における抵抗値
(R20)を調べたところ0.039Ωであった。この抵
抗値から式(1)に従いρ20を算出すると1.38Ω・
cmであった。このPTC素子を外部加熱して20℃か
ら1℃/分で昇温し測定した抵抗値を(1)式を用いて
換算し、温度に対する比抵抗の値を求めた。その結果か
らρP を示す温度(TρP )が130℃であり、ρP
2.4×107 Ω・cmであり、Ta (℃)が129
℃、Tb (℃)が124℃であることがわかり、〔Ta
(℃)−Tb (℃)〕は5℃となった。表1にこれらの
物性値を示す。
When the resistance value (R 20 ) of this PTC element at 20 ° C. was examined, it was 0.039Ω. If ρ 20 is calculated from this resistance value according to equation (1), 1.38Ω ・
It was cm. This PTC element was externally heated and heated from 20 ° C. at a rate of 1 ° C./minute, and the measured resistance value was converted using the formula (1) to obtain the value of the specific resistance with respect to the temperature. As a result from the temperature indicating the ρ P (Tρ P) is the 130 ° C., [rho P is 2.4 × 10 7 Ω · cm, T a (℃) 129
℃, T b (℃) was found to be 124 ℃, [ Ta
(° C) -T b (° C)] was 5 ° C. Table 1 shows these physical property values.

【0026】実施例2 メルトフローレート=6.0の高密度ポリエチレン粉末
(フローセンM、融点127℃、住友精化社製)40重
量%、球状フエノール樹脂を1900℃で焼成した平均
粒径15μmである粒状グラッシーカーボン(GCP−
30H、ユニチカ社製)60重量%を卓上ニーダー(P
BV−01型、入江商会社製)中に投入し、混練温度1
80℃で20分間溶融混練した。この混練物を成形温度
140℃、成形圧力10Kg /cm2 で5分間熱プレ
スを行った後、加圧下で冷却して厚み0.45mmの導
電性シートを得た。このようにして得られた導電性シー
トをニッケル箔(ENi−T,厚み25μm,福田金属
箔粉工業社製)で挟み、140℃、10Kg/cm2
3分間熱プレスを行った後、加圧下で冷却した。さら
に、150℃で1時間の熱処理を施し、導電性シートの
両面に金属箔が熱圧着した厚み0.49mmのシートを
得た。この金属箔熱圧着導電性シートから直径15mm
の円盤を打ち抜いた後、127℃の温度に20秒間加熱
し、次いで20℃の温度に5分間保持するという加熱・
冷却処理を20回行いPTC素子を作製した。このPT
C素子の20℃における抵抗値を調べたところ0.04
6Ωであった。この抵抗値から式(1)に従いρ20を算
出すると1.66Ω・cmであった。そして、実施例1
と同様にして物性値を調べた結果を表1に示す。
Example 2 40% by weight of high-density polyethylene powder having a melt flow rate of 6.0 (Flowsen M, melting point 127 ° C., manufactured by Sumitomo Seika Chemicals, Ltd.), spherical phenol resin was fired at 1900 ° C. with an average particle size of 15 μm. Certain granular glassy carbon (GCP-
30H, manufactured by Unitika Ltd. 60% by weight on a table kneader (P
BV-01 type, manufactured by Irie Shosha Co., Ltd., and kneading temperature 1
The mixture was melt-kneaded at 80 ° C. for 20 minutes. The kneaded product was hot-pressed at a molding temperature of 140 ° C. and a molding pressure of 10 kg / cm 2 for 5 minutes, and then cooled under pressure to obtain a conductive sheet having a thickness of 0.45 mm. The conductive sheet thus obtained was sandwiched between nickel foils (ENi-T, thickness 25 μm, manufactured by Fukuda Metal Foil & Powder Co., Ltd.), hot pressed at 140 ° C. and 10 Kg / cm 2 for 3 minutes, and then applied. Cooled under pressure. Further, heat treatment was performed at 150 ° C. for 1 hour to obtain a sheet having a thickness of 0.49 mm, in which metal foils were thermocompression bonded to both surfaces of the conductive sheet. 15mm diameter from this metal foil thermo-compression conductive sheet
After punching out the disc, heat it to 127 ° C for 20 seconds and then hold it at 20 ° C for 5 minutes.
The PTC element was manufactured by performing the cooling treatment 20 times. This PT
When the resistance value of the C element at 20 ° C. was examined, it was 0.04.
It was 6Ω. When ρ 20 was calculated from this resistance value according to the equation (1), it was 1.66 Ω · cm. And Example 1
Table 1 shows the results of examining the physical properties in the same manner as in.

【0027】実施例3 メルトフローレート=2.4のペレット状高密度ポリエ
チレン(シヨウレックス5020、融点130℃、昭和
電工社製)45重量%、球状フェノール樹脂を1900
℃で焼成した平均粒径15μmである粒状グラッシーカ
ーボン(GCP−30H、ユニチカ社製)55重量%を
卓上ニーダー(PBV−01型、入江商会社製)中に投
入し、混練温度180℃で40分間溶融混練した。この
混練物を成形温度160℃、 成形圧力10Kg/cm
2 で5分間熱プレスを行った後、加圧下で冷却して厚み
0.46mmの導電性シートを得た。このようにして得
られた導電性シートをニッケル箔(ENi−T,厚み2
5μm,福田金属箔粉工業社製)で挟み、160℃、1
0Kg/cm2 で3分間熱プレスを行った後、加圧下で
冷却した。さらに、150℃で1時間の熱処理を施し、
導電性シートの両面に金属箔が熱圧着した厚み0.49
mmのシートを得た。この金属箔熱圧着導電性シートか
ら直径15mmの円盤を打ち抜いた後、130℃の温度
に20秒間加熱し、次いで20℃の温度に5分間保持す
るという加熱・冷却処理を20回行いPTC素子を作製
した。このPTC素子の20℃での抵抗値を調べたとこ
ろ0.043Ωであった。この抵抗値から式(1)に従
いρ20を算出すると1.55Ω・cmであった。そし
て、実施例1と同様にして物性値を調べた結果を表1に
示す。
Example 3 Pelletized high-density polyethylene having a melt flow rate of 2.4 (Sholex 5020, melting point 130 ° C., Showa Denko KK) 45% by weight, spherical phenol resin 1900
55% by weight of granular glassy carbon (GCP-30H, manufactured by Unitika Ltd.) having an average particle size of 15 μm, which was calcined at 0 ° C., was put into a table kneader (PBV-01 type, manufactured by Irie Shosha Co., Ltd.), and kneading temperature was 40 ° C. at 40 ° C. Melt kneading for a minute. This kneaded product has a molding temperature of 160 ° C. and a molding pressure of 10 kg / cm.
After hot pressing at 2 for 5 minutes, it was cooled under pressure to obtain a conductive sheet having a thickness of 0.46 mm. The conductive sheet thus obtained was applied to a nickel foil (ENi-T, thickness 2
5 μm, Fukuda Metal Foil & Powder Co., Ltd.), 160 ° C, 1
After hot pressing at 0 Kg / cm 2 for 3 minutes, it was cooled under pressure. In addition, heat treatment at 150 ℃ for 1 hour,
Thickness 0.49 with metal foil thermocompression bonded to both sides of conductive sheet
A sheet of mm was obtained. After punching a disk with a diameter of 15 mm from this metal foil thermocompression-bonded conductive sheet, it is heated at 130 ° C. for 20 seconds, and then kept at 20 ° C. for 5 minutes to perform heating / cooling treatment 20 times to obtain a PTC element. It was made. When the resistance value of this PTC element at 20 ° C. was examined, it was 0.043Ω. When ρ 20 was calculated from this resistance value according to the equation (1), it was 1.55 Ω · cm. Then, the results of examining the physical property values in the same manner as in Example 1 are shown in Table 1.

【0028】実施例4 メルトフローレート=1.5の低密度ポリエチレン粉末
(フローセンUF−1.5、融点107℃、住友精化社
製)42重量%、球状フェノール樹脂を1900℃で焼
成した平均粒径15μmである粒状グラッシーカーボン
(GCP−30H、ユニチカ社製)58重量%をプラス
トミル(R−60型、東洋精機製作所社製)中に投入
し、混練温度150℃で20分間溶融混練した。この混
練物を成形温度120℃、成形圧力10Kg/cm2
5分間熱プレスを行った後、加圧下で冷却して厚み0.
45mmの導電性シートを得た。このようにして得られ
た導電性シートをニッケル箔(ENi−T,厚み25μ
m,福田金属箔粉工業社製)で挟み、120℃、10K
g/cm2 で3分間熱プレスを行った後、加圧下で冷却
した。さらに、120℃で1時間の熱処理を施し、導電
性シートの両面に金属箔が熱圧着した厚み0.48mm
のシートを得た。この金属箔熱圧着導電性シートから直
径15mmの円盤を打ち抜いた後、107℃の温度に2
0秒間加熱し、次いで20℃の温度に5分間保持すると
いう加熱・冷却処理を20回行いPTC素子を作製し
た。このPTC素子の20℃における抵抗値を調べたと
ころ0.042Ωであった。この抵抗値から式(1)に
従いρ20を算出すると1.55Ω・cmであった。そし
て、実施例1と同様にして物性値を調べた結果を表1に
示す。
Example 4 42% by weight of low-density polyethylene powder having a melt flow rate of 1.5 (Flowsen UF-1.5, melting point 107 ° C., Sumitomo Seika Chemicals Ltd.), spherical phenol resin baked at 1900 ° C. average 58% by weight of granular glassy carbon (GCP-30H, manufactured by Unitika Ltd.) having a particle diameter of 15 μm was put into a plastomill (R-60 type, manufactured by Toyo Seiki Seisakusho), and melt-kneaded at a kneading temperature of 150 ° C. for 20 minutes. This kneaded product was hot-pressed at a molding temperature of 120 ° C. and a molding pressure of 10 Kg / cm 2 for 5 minutes and then cooled under pressure to a thickness of 0.
A 45 mm conductive sheet was obtained. The conductive sheet thus obtained was applied to a nickel foil (ENi-T, thickness 25 μm).
m, manufactured by Fukuda Metal Foil & Powder Co., Ltd.), 120 ° C, 10K
After hot pressing at g / cm 2 for 3 minutes, it was cooled under pressure. Furthermore, heat treatment was performed at 120 ° C for 1 hour, and a metal foil was thermocompression-bonded to both surfaces of the conductive sheet, and the thickness was 0.48 mm.
Got a sheet of. After punching a disc with a diameter of 15 mm from this metal foil thermocompression-bonded conductive sheet, the temperature was increased to 107 ° C.
A heating / cooling treatment of heating for 0 seconds and then holding at a temperature of 20 ° C. for 5 minutes was performed 20 times to manufacture a PTC element. When the resistance value of this PTC element at 20 ° C. was examined, it was 0.042 Ω. When ρ 20 was calculated from this resistance value according to the equation (1), it was 1.55 Ω · cm. Then, the results of examining the physical property values in the same manner as in Example 1 are shown in Table 1.

【0029】実施例5 メルトフローレート=6.4のポリプロピレン粉末(P
N640、融点161℃、トクヤマ社製)45重量%、
球状フエノール樹脂を1900℃で焼成した平均粒径1
5μmである粒状グラッシーカーボン(GCP−30
H、ユニチカ社製)55重量%を卓上ニーダー(PBV
−01型、入江商会社製)中に投入し、混練温度220
℃で20分間溶融混練した。この混練物を成形温度18
0℃、成形圧力10Kg/cm2 で5分間熱プレスを行
った後、加圧下で冷却して厚み0.44mmの導電性シ
ートを得た。このようにして得られた導電性シートをニ
ッケル箔(ENi−T,厚み25μm,福田金属箔粉工
業社製)で挟み、180℃、10Kg/cm2 で3分間
熱プレスを行った後、加圧下で冷却した。さらに、18
0℃で1時間の熱処理を施し、導電性シートの両面に金
属箔が熱圧着した厚み0.48mmのシートを得た。こ
の金属箔熱圧着導電性シートから直径15mmの円盤を
打ち抜いた後、161℃の温度に20秒間加熱し、次い
で20℃の温度に5分間保持するという加熱・冷却処理
を20回行いPTC素子を作製した。このPTC素子の
20℃での抵抗値を調べたところ0.044Ωであっ
た。この抵抗値から式(1)に従いρ20を算出すると
1.62Ω・cmであった。そして、実施例1と同様に
して物性値を調べた結果を表1に示す。
Example 5 Polypropylene powder having a melt flow rate of 6.4 (P
N640, melting point 161 ° C, manufactured by Tokuyama) 45% by weight,
Average particle size of spherical spherical resin fired at 1900 ℃ 1
Granular glassy carbon (GCP-30
H, manufactured by Unitika Ltd.) 55% by weight on a table kneader (PBV
-01 type, manufactured by Irie Shosha Co., Ltd., and kneading temperature 220
Melt kneading was carried out at 0 ° C for 20 minutes. This kneaded product is molded at a molding temperature of
After hot pressing at 0 ° C. and a molding pressure of 10 kg / cm 2 for 5 minutes, it was cooled under pressure to obtain a conductive sheet having a thickness of 0.44 mm. The conductive sheet thus obtained was sandwiched between nickel foils (ENi-T, thickness 25 μm, manufactured by Fukuda Metal Foil & Powder Co., Ltd.), and heat-pressed at 180 ° C. and 10 Kg / cm 2 for 3 minutes, and then applied. Cooled under pressure. In addition, 18
Heat treatment was performed at 0 ° C. for 1 hour to obtain a 0.48 mm-thick sheet in which metal foils were thermocompression-bonded to both surfaces of the conductive sheet. After punching a disk with a diameter of 15 mm from this metal foil thermocompression-bonded conductive sheet, the PTC element is heated and cooled 20 times by heating it to a temperature of 161 ° C. for 20 seconds and then holding it at a temperature of 20 ° C. for 5 minutes to obtain a PTC element. It was made. When the resistance value of this PTC element at 20 ° C. was examined, it was 0.044Ω. When ρ 20 was calculated from this resistance value according to the equation (1), it was 1.62 Ω · cm. Then, the results of examining the physical property values in the same manner as in Example 1 are shown in Table 1.

【0030】比較例1 メルトフローレート=23の高密度ポリエチレン粉末
(ケミレッツ1210、融点131℃、丸善ポリマー社
製)42重量%、球状フエノール樹脂を1900℃で焼
成した平均粒径15μmである粒状グラッシーカーボン
(GCP−30H、ユニチカ社製)58重量%を卓上ニ
ーダー(PBV−01型、入江商会社製)中に投入し、
混練温度150℃で20分間溶融混練した。この混練物
を成形温度140℃、成形圧力10Kg/cm2 で5分
間熱プレスを行った後、加圧下で冷却して厚み0.45
mmの導電性シートを得た。このようにして得られた導
電性シートをニッケル箔(ENi−T,厚み25μm,
福田金属箔粉工業社製)で挟み、140℃、10Kg/
cm2 で3分間熱プレスを行った後、加圧下で冷却し
た。さらに、150℃で1時間の熱処理を施し、導電性
シートの両面に金属箔が熱圧着した厚み0.49mmの
シートを得た。この金属箔熱圧着導電性シートから直径
15mmの円盤を打ち抜きPTC素子を作製した。この
PTC素子の20℃における抵抗値を調べたところ0.
48Ωであった。この抵抗値から式(1)に従いρ20
算出すると17.3Ω・cmであった。そして、実施例
1と同様にして物性値を調べた結果を表1に示す。
Comparative Example 1 42% by weight of high-density polyethylene powder having a melt flow rate = 23 (Chemilets 1210, melting point 131 ° C., manufactured by Maruzen Polymer Co., Ltd.), spherical phenolic resin was fired at 1900 ° C., and a granular glassy having an average particle size of 15 μm. 58% by weight of carbon (GCP-30H, manufactured by Unitika Ltd.) was put into a table kneader (PBV-01 type, manufactured by Irie Shosha Co., Ltd.),
Melt kneading was performed at a kneading temperature of 150 ° C. for 20 minutes. The kneaded product was hot-pressed at a molding temperature of 140 ° C. and a molding pressure of 10 Kg / cm 2 for 5 minutes and then cooled under pressure to a thickness of 0.45.
A mm conductive sheet was obtained. The conductive sheet obtained in this manner was applied to a nickel foil (ENi-T, thickness 25 μm,
Fukuda Metal Foil & Powder Industry Co., Ltd.), 140 ℃, 10Kg /
After hot pressing at 3 cm 2 for 3 minutes, it was cooled under pressure. Further, heat treatment was performed at 150 ° C. for 1 hour to obtain a sheet having a thickness of 0.49 mm, in which metal foils were thermocompression bonded to both surfaces of the conductive sheet. A disk having a diameter of 15 mm was punched out from this metal foil thermocompression-bonding conductive sheet to produce a PTC element. When the resistance value of this PTC element at 20 ° C. was examined, it was found to be 0.
It was 48Ω. When ρ 20 was calculated from this resistance value according to the equation (1), it was 17.3 Ω · cm. Then, the results of examining the physical property values in the same manner as in Example 1 are shown in Table 1.

【0031】[0031]

【表1】 [Table 1]

【0032】表から明らなように本発明のPTC素子
は、20℃においては極めて低い比抵抗値を示し、且つ
ピーク時の比抵抗値が大きく、さらに狭い温度範囲で抵
抗が急激に上昇することがわかる。
As can be seen from the table, the PTC element of the present invention exhibits an extremely low specific resistance value at 20 ° C., a large specific resistance value at the peak, and the resistance rapidly increases in a narrow temperature range. I understand.

【0033】[0033]

【発明の効果】本発明のPTC素子は、20℃における
比抵抗が極めて低く、ピーク時の比抵抗が大きく、狭い
温度範囲で抵抗が急激に上昇するので、大電流の流れる
回路にも適用でき、適用範囲が広くなる。したがって、
大電流の流れる電気デバイスにも好適に使用できる。ま
た、このようなPTC素子を本発明の製造方法によると
容易に製造することができる。
The PTC element of the present invention has a very low specific resistance at 20 ° C., a large specific resistance at the peak, and a rapid increase in the resistance in a narrow temperature range. Therefore, it can be applied to a circuit in which a large current flows. , The scope of application becomes wider. Therefore,
It can be suitably used for an electric device through which a large current flows. Further, such a PTC element can be easily manufactured by the manufacturing method of the present invention.

フロントページの続き (72)発明者 岩屋 嘉昭 京都府宇治市宇治小桜23番地 ユニチカ株 式会社中央研究所内 (72)発明者 越後 良彰 京都府宇治市宇治小桜23番地 ユニチカ株 式会社中央研究所内Front page continued (72) Inventor Yoshiaki Iwaya 23 Uji Kozakura, Uji City, Kyoto Prefecture Unitika Ltd. Central Research Laboratories (72) Inventor Yoshiaki Echigo 23 Uji Kozakura, Uji City Kyoto Prefecture Unitika Institute Central Research Laboratories

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 結晶性ポリオレフィンのマトリックスと
導電性フィラーからなる導電性シートの両面に金属箔の
電極が設けられたPTC素子であって、20℃における
比抵抗ρ20が1.8Ω・cm以下であり、ピーク時の比
抵抗ρP が2.0×106 Ω・cm以上であり、比抵抗
が20℃における比抵抗ρ20の106倍になる温度Ta
(℃)と比抵抗が20℃における比抵抗ρ20の10倍に
なる温度Tb (℃)との差〔Ta (℃)−Tb (℃)〕
が10℃以下であることを特徴とするPTC素子。
1. A PTC element in which electrodes of a metal foil are provided on both surfaces of a conductive sheet composed of a crystalline polyolefin matrix and a conductive filler, and having a specific resistance ρ 20 at 20 ° C. of 1.8 Ω · cm or less. The temperature T a at which the specific resistance ρ P at the peak is 2.0 × 10 6 Ω · cm or more and the specific resistance is 10 6 times the specific resistance ρ 20 at 20 ° C.
(° C) and the temperature T b (° C.) at which the specific resistance is 10 times the specific resistance ρ 20 at 20 ° C. [T a (° C.) − T b (° C.)]
Is 10 ° C. or less, a PTC element.
【請求項2】 結晶性ポリオレフィンがポリエチレンで
あることを特徴とする請求項1記載のPTC素子。
2. The PTC element according to claim 1, wherein the crystalline polyolefin is polyethylene.
【請求項3】 導電性フィラーが平均粒径1〜50μm
の粒状グラッシーカーボンであることを特徴とする請求
項1記載のPTC素子。
3. The conductive filler has an average particle size of 1 to 50 μm.
The PTC element according to claim 1, wherein the PTC element is the granular glassy carbon.
【請求項4】 比抵抗が20℃における比抵抗ρ20の1
6 倍になる温度Ta (℃)と比抵抗が20℃における
比抵抗ρ20の10倍になる温度Tb (℃)との差〔Ta
(℃)−Tb (℃)〕が8℃〜1℃であることを特徴と
する請求項1記載のPTC素子。
4. The specific resistance ρ 20 is 1 at a specific resistance of 20 ° C.
0 difference between 6 times becomes the temperature T a (° C.) and temperature resistivity is the ratio 10 times the resistance [rho 20 at 20 ℃ T b (℃) [T a
(℃) -T b (℃)] is PTC element according to claim 1, characterized in that the 8 ° C. to 1 ° C..
【請求項5】 結晶性ポリオレフィンと導電性フィラー
とを混合し、混合物を成形して導電性シートを形成し、
得られた導電性シートの両面に金属箔を熱圧着し、しか
る後に、結晶性ポリオレフィンの(融点−5℃)以上の
温度に加熱し、次いで(融点−5℃)より低い温度に冷
却する加熱・冷却処理を繰り返し施すことを特徴とする
PTC素子の製造方法。
5. A crystalline polyolefin and a conductive filler are mixed and the mixture is molded to form a conductive sheet,
A metal foil is thermocompression-bonded to both sides of the obtained conductive sheet, followed by heating to a temperature of (melting point-5 ° C) or higher of the crystalline polyolefin, and then cooling to a temperature lower than (melting point-5 ° C). A method for manufacturing a PTC element, which is characterized by repeatedly performing cooling treatment.
【請求項6】 結晶性ポリオレフィンがポリエチレンで
あることを特徴とする請求項5記載のPTC素子の製造
方法。
6. The method for producing a PTC element according to claim 5, wherein the crystalline polyolefin is polyethylene.
【請求項7】 ポリエチレンが0.01〜15のメルト
フローレートを有することを特徴とする請求項6記載の
PTC素子の製造方法。
7. The method for producing a PTC element according to claim 6, wherein the polyethylene has a melt flow rate of 0.01 to 15.
【請求項8】 導電性フィラーが平均粒径1〜50μm
の粒状グラッシーカーボンであることを特徴とする請求
項5記載のPTC素子の製造方法。
8. The conductive filler has an average particle size of 1 to 50 μm.
6. The method for manufacturing a PTC element according to claim 5, wherein the granular glassy carbon is used.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018116810A (en) * 2017-01-17 2018-07-26 トヨタ自動車株式会社 All-solid battery

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