JPH09246012A - 導電性ポリマおよびこれを用いた過電流保護素子 - Google Patents
導電性ポリマおよびこれを用いた過電流保護素子Info
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- JPH09246012A JPH09246012A JP5125996A JP5125996A JPH09246012A JP H09246012 A JPH09246012 A JP H09246012A JP 5125996 A JP5125996 A JP 5125996A JP 5125996 A JP5125996 A JP 5125996A JP H09246012 A JPH09246012 A JP H09246012A
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Abstract
絡等による過電流に対する回路保護に使用する、導電性
ポリマ組成物の素子において、従来より大きい過電流を
遮断できる安全回路を提供することを目的とする。 【解決手段】 表面処理剤の混合重量が導電性粒子の混
合重量比率に対して導電性粒子の表面積(m2/g)の
値の1/20倍以上を占めるため、導電性粒子の混合量
が従来と同一量でも抵抗上昇桁数が向上できる。
Description
電流に対する回路保護のためのPTC(Positiv
e Temperature Coefficient
=正の温度係数をもつ)特性を有する導電性ポリマとこ
れを用いた過電流保護素子に関するものである。
下、「ポリマPTC」と記す。)は、ある温度で急激に
抵抗値が増大する特性を示し、その構成は、結晶化度が
少なくとも10%である結晶性ポリマに、比表面積の小
さいカーボンブラック等の導電性粒子が分散されている
混合物であり、PTC特性を有する原因として、結晶性
ポリマの融点における急激な熱膨脹により、充填されて
いる導電性粒子間の導電パスが切断され、抵抗上昇桁数
が大きいPTC特性が得られるものである。
電流保護素子の製造方法としては、特公平1−3322
号のものが知られている。
0〜90%の高密度ポリエチレンと、平均粒径D(n
m)が20〜150nmで表面積S(m2/g)との比
S/Dが10以下の表面積を有するカーボンブラック
を、ヒータで150℃に加熱した2本ロールにて20分
間混合して混合物を得る。
ルからシート状で取り出して冷却した後、150×15
0mmのシートに切断する。
となる25μm厚のニッケル電解箔で両側からはさみ、
190℃、70kg/cm2で3分間加熱加圧成形し
て、厚み0.25mmの電極付き平板に加工する。
から10Mrad照射し、ついで、他方から10Mra
d照射し、高密度ポリエチレンに放射線架橋を施した
後、5×5mmの試料に切り出す。
ニッケル箔にリード端子をはんだ接合し、過電流保護素
子を得ていた。
ては、PTC特性の抵抗上昇桁数を大きくするには、カ
ーボンブラックの混合量を大きく減量することで実現で
きるが、ポリマPTCの比抵抗値が大きくなってしま
い、すなわち、カーボンブラックの減量をし抵抗上昇桁
数を上げても、常温での抵抗値が大きくなるという課題
を有していた。
性粒子の混合量を増すことなく、すなわちポリマPTC
の常温での抵抗値を大幅に大きくすることなく、PTC
特性の抵抗上昇桁数を大きくできることを目的とするも
のである。
ために本発明は、表面処理剤の混合重量が導電性粒子の
混合重量比率に対して導電性粒子の表面積(m2/g)
の値の1/20倍以上を占めるものである。
は、結晶性ポリマと、前記結晶性ポリマに分散された導
電性粒子および表面処理剤を混入してなる導電性ポリマ
において前記表面処理剤の混合重量が前記導電性粒子の
混合重量比率に対して前記導電性粒子の表面積(m2/
g)の値の1/20倍以上を占めるものである。
載の発明の表面処理剤はアルミニウム系カップリング剤
またはチタン系カップリング剤であるものである。
リマと、前記結晶性ポリマに分散された導電性粒子から
なる導電性ポリマと、前記導電性ポリマと電気的に接続
する電極を有する過電流保護素子において、前記導電性
ポリマに表面処理剤としてアルミニウム系カップリング
剤またはチタン系カップリング剤を混入してなるもので
ある。
性ポリマとこれを用いた過電流保護素子について説明す
る。
ラックと、アルミニウム系カップリング剤を、ヒータで
150℃に加熱した2本ロールにて20分間混合する。
状で取り出し冷却した後、150×150mmのシート
状に切断する。
のニッケル電解箔で両側からはさみ、190℃、70k
g/cm2の圧力で1分間加熱加圧成形して、厚み0.
25mmの電極付き平板にする。
rad照射し、ついで、他方から10Mrad照射し、
高密度ポリエチレンに放射線架橋を施した後、5×5m
mの試料に切り出す。
をはんだ接合し、過電流保護素子を作製するものであ
る。
リマを用いた過電流保護素子について説明する。
エチレンを44重量%と、比表面積(ASTM241
4)24m2/gのカーボンブラックを50重量%と、
アルミニウム系カップリング剤としてアセトアルコキシ
・アルミニウム・ジイソプロピレートを6重量%を、ヒ
ータで150℃に加熱した2本ロールにて20分間混合
する。
取り出し冷却した後、150×150mmのシート状に
切断する。
のニッケル電解箔で両側からはさみ、190℃、70k
g/cm2の圧力で1分間加熱加圧成形して、厚み0.
25mmの電極付き平板にする。
rad照射し、ついで、他方から10Mrad照射し、
高密度ポリエチレンに放射線架橋を施した後、5×5m
mの試料に切り出す。
子をはんだ接合し、過電流保護素子を作製するものであ
る。
温試験槽にて測定した抵抗温度曲線を図1に示す。ま
た、抵抗値上昇桁数を(表1)に示す。
素子として使用した時の動特性である、電流減衰特性を
測定した。20Aから1分間ON、5分間OFFの間隔
で20Aずつ増して200Aまで印加したが、遮断電流
印加後のポリマPTCに異常(クラックの発生あるいは
発火、常温での抵抗値が2倍以上に変化)はなかった。
いて説明する。
ンを53.5重量%と、比表面積24m2/gのカーボ
ンブラックを45重量%と、アルミニウム系カップリン
グ剤を1.5重量%を、前述した実施例1と同様の製造
方法で、過電流保護素子を作製した。この過電流保護素
子をサンプルNo.2として抵抗値上昇桁数を(表1)
に示す。
いて説明する。
ンを48重量%と、比表面積65m 2/gのカーボンブ
ラックを47重量%と、アルミニウム系カップリング剤
を5重量%を、前述した実施例1と同様の製造方法で、
過電流保護素子を作製した。この過電流保護素子をサン
プルNo.3として抵抗値上昇桁数を(表1)に示す。
いて説明する。
ンを55重量%と、比表面積65m 2/gのカーボンブ
ラックを43重量%と、アルミニウム系カップリング剤
を2重量%を、前述した実施例1と同様の製造方法で、
過電流保護素子を作製した。この過電流保護素子をサン
プルNo.4として抵抗値上昇桁数を(表1)に示す。
いて説明する。
ンを17重量%と、比表面積2.5m2/gのニッケル
粒子を82重量%と、チタニウム系カップリング剤を1
重量%を、前述した実施例1と同様の製造方法で、過電
流保護素子を作製した。この過電流保護素子をサンプル
No.5として抵抗値上昇桁数を(表1)に示す。
いて説明する。
ンを21.7重量%と、比表面積2.5m2/gのニッ
ケル粒子を78重量%と、チタニウム系カップリング剤
を0.3重量%を、前述した実施例1と同様の製造方法
で、過電流保護素子を作製した。この過電流保護素子を
サンプルNo.6として抵抗値上昇桁数を(表1)に示
す。
の同一の導電性粒子を同一の混合量において、カップリ
ング剤を添加しなかった例とした。
度70〜90%の高密度ポリエチレンを50重量%と、
比表面積24m 2/gのカーボンブラックを50重量%
を、前述した実施例1と同様の製造方法で、過電流保護
素子を作製した。この過電流保護素子サンプルNo.7
を恒温試験槽にて測定した抵抗温度曲線を図1に示す。
この過電流保護素子をサンプルNo.7として抵抗値上
昇桁数を(表2)に示す。
流保護素子として使用した時の動特性である、電流減衰
特性を測定した。20Aから1分間ON、5分間OFF
の間隔で20Aずつ増して120Aまで印加したが、1
20A印加直後にポリマPTCが発火した。
する。
ンを55重量%と、比表面積24m 2/gのカーボンブ
ラックを45重量%を、前述した実施例1と同様の製造
方法で、過電流保護素子を作製した。この過電流保護素
子をサンプルNo.8として抵抗値上昇桁数を(表2)
に示す。
する。
ンを53重量%と、比表面積65m 2/gのカーボンブ
ラックを47重量%を、前述した実施例1と同様の製造
方法で、過電流保護素子を作製した。この過電流保護素
子をサンプルNo.9として抵抗値上昇桁数を(表2)
に示す。
する。
ンを57重量%と、比表面積65m 2/gのカーボンブ
ラックを43重量%を、前述した実施例1と同様の製造
方法で、過電流保護素子を作製した。この過電流保護素
子をサンプルNo.10として抵抗値上昇桁数を(表
2)に示す。
する。
ンを18重量%と、比表面積2.5m2/gのニッケル
粒子を82重量%を、前述した実施例1と同様の製造方
法で、過電流保護素子を作製した。この過電流保護素子
をサンプルNo.11として抵抗値上昇桁数を(表2)
に示す。
する。
ンを22重量%と、比表面積2.5m2/gのニッケル
粒子を78重量%を、前述した実施例1と同様の製造方
法で、過電流保護素子を作製した。この過電流保護素子
をサンプルNo.12として抵抗値上昇桁数を(表2)
に示す。
する。
ンを50重量%と、比表面積24m 2/gのカーボンブ
ラックを50重量%と、シラン系カップリング剤として
ビニルエトキシシランを6重量%を、前述した実施例1
と同様の製造方法で、過電流保護素子を作製した。この
過電流保護素子をサンプルNo.13として抵抗値上昇
桁数を(表2)に示す。
性粒子かつ同一の混合量のポリマPTCのカップリング
剤の添加の有無での比較において、カップリング剤を添
加したサンプルは、全て1〜3桁大きかった。カップリ
ング剤の有無による抵抗上昇桁数の上昇値を(表3)に
示す。
例において、アルミニウム系およびチタニウム系カップ
リング剤が、抵抗上昇桁数を増加させる効果があった。
高密度ポリエチレンを使用したが、ポリエチレン以外の
EVAやポリプロピレン、ポリふっ化ビニリデン等の結
晶性ポリマであればかまわないが、スイッチング温度は
各々のポリマの融点となる。
合重量が前記導電性粒子の混合重量比率に対して導電性
粒子の表面積(m2/g)の値の1/20倍以上を占め
るため、導電性粒子の混合量が従来と同一量でも抵抗上
昇桁数が1〜3桁以上向上できるPTC特性を有する優
れた特性を示すものである。
No.7の抵抗温度曲線を示す図
Claims (3)
- 【請求項1】 結晶性ポリマと、前記結晶性ポリマに分
散された導電性粒子および表面処理剤を混入してなる導
電性ポリマにおいて、前記表面処理剤の混合重量が前記
導電性粒子の混合重量比率に対して前記導電性粒子の表
面積(m2/g)の値の1/20倍以上を占める導電性
ポリマ。 - 【請求項2】 表面処理剤は、アルミニウム系カップリ
ング剤またはチタン系カップリング剤である請求項1記
載の導電性ポリマ。 - 【請求項3】 結晶性ポリマと、前記結晶性ポリマに分
散された導電性粒子からなる導電性ポリマと、前記導電
性ポリマと電気的に接続する電極を有する過電流保護素
子において、前記導電性ポリマに表面処理剤としてアル
ミニウム系カップリング剤またはチタン系カップリング
剤を混入してなる過電流保護素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05125996A JP3438461B2 (ja) | 1996-03-08 | 1996-03-08 | 導電性ポリマおよびこれを用いた過電流保護素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05125996A JP3438461B2 (ja) | 1996-03-08 | 1996-03-08 | 導電性ポリマおよびこれを用いた過電流保護素子 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH09246012A true JPH09246012A (ja) | 1997-09-19 |
JP3438461B2 JP3438461B2 (ja) | 2003-08-18 |
Family
ID=12881958
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP05125996A Expired - Fee Related JP3438461B2 (ja) | 1996-03-08 | 1996-03-08 | 導電性ポリマおよびこれを用いた過電流保護素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3438461B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002035557A1 (fr) * | 2000-10-26 | 2002-05-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Polymère électro-conducteur, élément de protection anti-surintensité et procédés de production correspondants |
JP2003109804A (ja) * | 2001-09-28 | 2003-04-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 柔軟性ptc発熱体 |
-
1996
- 1996-03-08 JP JP05125996A patent/JP3438461B2/ja not_active Expired - Fee Related
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