JPS62230004A - Ｐｔｃ素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、電気抵抗素子に関し、より詳細には温度上
背に伴って比較的狭い温度領域で電気抵抗が急増する性
質（ＰＴＣ特性（ＰＯ３１ｔｉＶ１３　ｔｅｍｐ−ｃｒ
ａｔｕｒｅ　ｃｏｅＮｉｃｉｅｎｔ　）　）を有する抵
抗素子すなわら、ＰＴＣ累子に関する。

〔従来技術およびその問題点〕

ＰＴＣ特性を有する物質は、一定の温度に上昇すると発
熱が止まるヒータ、正特性サーミスタ（ＰＴＣｔｈｅｒ
ｎ＋１ｓｔｃｒ）　、感熱センサ、乾Ｉｆ　池ナトテ短
絡したとき回路がｆｉｌき他方その短絡が取り除かれた
とき回路が閉じる保護素子などに利用することができる
。したがって、ＰＴＣ特性を右Ｊる物質の開発が従来か
ら進められ、現在Ｂ　ａ　１’　＋　Ｏａに１１ｉｌｌ
ｉまたは３１１１ｉの金属酸化物を添加したもの、ボリ
エルンなとの結晶性重合体に電導性物質が分散されたも
のなどがある。

従来、））Ｔ　Ｃ特性を右する抵抗素子（以下、Ｐ　Ｔ
　Ｃ素子と略す）は、第２図に示ケようにＰＴＣ特性を
有りる物質２と、これを挟持する電極板３　ａおよび３
ｂと、電極板に接続されたリード板４ａおよび４ｂとか
らなる。このＰＴＣ特性を右する物質と電極板との接合
は、Ｐ　Ｔ　Ｃ特性を有する物質をその融点付近の温度
？−電極金属と熱圧着して行なわれている。しかしなが
ら、その接合力が弱いために、その接合面に導電性接着
剤を塗布したり、１を極表面を機械的に粗面化Ｊること
、さらに電極をメツシュ状にすることが（米国特許第４
，２３８，８１２＠明細書）提案されている。

しかしながら、導電性接着剤では高温下Ｃ接看強度が低
下りるおそれがあり、機械的粗面化では均一かつ強い接
着力が得られ難く、ざらにメツシュ状電極では装造コス
トが高くなるという問題点りくあった。

この発明は上述の青■に基づいてなされたものであり、
その目的とづるところは、とのうような温度下であって
も接着強疫が均一に大きく、装造コス］−の安いＰＴ′
Ｃ素子を提供することぐある。

〔問題点を解決するＩこめの手段〕

この発明者番、Ｌ１上；ホの目的達成の為に種々のＰ　
Ｔ　Ｃ素子を試作研究した結果、ｆｒｉ極電極ｉ１根の
表面を電気分解によって陽極として粗面化すればこの発
明の目的達成にｈ効であることを見出し、この発明を完
成１ｊるにｒｌｌつた。

すなわち、この発明のＰＴＣ素子は、ＰＴＣ特性を右す
る物質とこの物質を挟持りる金属電極とからなるもので
あって、該金属電極表面が陽極酸化処理による微細な凹
凸を有することを特徴とするｂのである。

この発明において用いることのできるＰＴＣ特性を有す
る物質としては、例えば、重合体と導電性粒子どの混合
物がある。この重合体として、ポリエチレン、ポリエチ
レンオキシド、ｔ−４−ポリブタジェン、ポリエチレン
アクリレート、エチレン　エチルアクリレ−１〜共重合
体、工ルンーアクリル酸共手合体、ポリエステル、ポリ
アミド、ポリエーテル、ポリカプロラクタム、フッ素化
エヂレンーブロビレン共重合体、塩素化ポリエチレン、
クロロスルホン化エチレン、エチレン−酢酸ビニル共重
合体、ボリブＯピレン、ポリスチレン、スヂレンーアク
リロニトリル共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニ
リデン、ポリ酢酸ビニル、ポリカーボネート、ポリアセ
タール、ポリアル４レン第１シト、ポリフェニレンオキ
シド、ポリスルホン、フッ素樹脂、Ｊ３よびこれらのブ
レンドポリマーなどが、ＰＴＣ特性を有する物質の調製
に用いることができる。重合体の秤類、組成比などは、
所甲の性能、用途等に応じて適宜変更することができる
。

また、重合体に分散される導電性粒子としては、カーボ
ンブラックなどの他黒鉛、スズ、銀、金、銅などの導電
性物質の粒子を用いることができる。

ＰＴＣ特性を有する物質の調製に際して、上記の重合体
、導電性粒子以外に、必要に応じて種々の添加剤を混合
りることがｒきる。添加Ｃきる物質として、例えばアン
チモン化合物、リン化合物、塩素化合物および臭素化合
物などの難燃剤もしくは耐燃剤、酸化防止剤、安定剤、
粘着付与剤などがある。

この発明においてＰＴＣ特性を有する物質は、その原材
料、例えば重合体、＠ｌ電性粒子、その他添加剤を所定
の割合で混合して調製される。

この発明のＰＴＣＪ子は、上述のＰＴＣ特性を有する物
質と、この物質を挟持する電ｖ１根とからなっている。

ここで用いることのできる電極板としては、通常の電極
として用いることのできる金属であり、例えば、ニッケ
ル、銅、銀、鉄（ステンレス鋼を含む）、コバルト、！
鉛、アルミニウム、金、クロム、スズ、鉛、白金などが
ある。この発明における特徴の一つは、電極金属板の表
面に、電気分解の陽極酸化処理による粗面化、すなわら
、電解溶出による粗面化が施されている点である。この
粗面化は、少なくとも、ＰＴＣ特性物質と接する電極表
面に施される。この発明における粗面化の四部（孔）は
、例えば直径１μ〜５０μの開口部、また、１０μｍ２
００μの深さを持つ。

粗面化の方法について説明する。電極金属椴を電解液中
に陽極として浸漬し、同様に陰極として対極（対向電極
）を浸漬する。この両極に直流電源を接続し、所定条件
（電流密度、電解液温度、電解時間など）で電気分解す
る。その結果、陽極表面から陽極金属がイオン化（酸化
）して電解液中に溶出する。電解条件によって表面から
均一に溶出しないのでその表面は粗面化する。

この発明における電解分解では、陽極物質の溶出（酸化
）を行なうため、その他の陽極酸化（例えば、ＰＩｉ素
発生、電解液中のイオンの酸化など）が実質的に起こら
ない条件で電気分解する必要がある。この発明において
用いることのできる電解液としては、通常の電気分解に
用いることのできる浴であり、例えば、中性、弱酸性、
または弱アルカリ性の塩化物溶液などがある。また、陰
掩としての対極も、同様に通常に電気分解で用いられる
金属である。

次いで、この発明のＰＴＣ素子の製造方法の一例を説明
する。まずＰＴＣ特性を待つ物質を調製し、この物質を
所定温度に加熱して成形する。この成形体を、電気分解
の陽極酸化処理による粗面化された電極金属板２枚で挟
んでプレスで熱圧着する。必要に応じて、得られた積層
体を所望の寸法に裁断する。

得られた積層体を、第１図を参照して説明する。

この積層体１は、ＰＴＣ特性を有する物質２を２枚の電
極板３ａおよび３ｂで挟持し、この主権様の内側の表面
は、電気分解によって粗面化されて多数の孔５が形成さ
れている。この粗面にＰＴＣ物１２がからまって強い密
着性が得られる。

この発明のＰＴＣ累子の表面に必要に応じ′Ｃ樹脂膜を
形成させることができる。この発明において用いること
のできる樹脂の種類は、この発明の目的に反しない限り
制限されない。その樹脂の例として、ポリエチレン、ポ
リプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリｌ
’１ＦＩｆビニル、ポリビニルアルコール、アクリル樹
脂、フッ素樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹
脂、ポリアセタール樹脂、ポリフルキレンオキシド、飽
和ポリエステル樹脂、ポリフェニレンオキシド、ポリス
ルホン、ポリｐ−キシリレン、ポリイミド、ポリアミド
イミド、ポリエステルイミド、ポリベンゾイミダゾール
、ポリフェニレンスルフィド、ケイ木樹脂、フェノール
樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、フラン樹脂、アルキド
樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルツクレート樹
脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、これらのブレン
ドポリマー、化学試薬との反応、放射線種かけ、共重合
体などの改質された上記樹脂などがある。これらのうち
特に好ましいものはエポキシ樹脂およびフェノール樹脂
である。

これらの樹脂には、種々の添加剤、例えば可塑剤、滑剤
、橋かけ剤、加硫剤、硬化剤、酸化防１Ｆ剤、紫外線吸
収剤、充てん剤、強化剤、補強剤、改質剤、帯電防止剤
、難燃剤、着色剤、熱安定剤、軟化剤、粘着性（−ｊ与
剤、結合剤、粘着防止剤、表向処理剤、付香剤、防カビ
剤、白アリ防除剤、ネズミ忌避剤などを添加してもよい
。

この発明において用いることのできる樹脂は、少なくと
も絶縁性を有しており、好ましくは電極表面、およびＰ
ＴＣ物質表面に対して密着性を有している。

樹脂膜の被覆法は、この発明において特に限定されず、
例えば噴霧、塗り付け、樹脂液への浸漬などである。樹
脂膜の被覆は、少なくとも、電極で覆われていないＰ　
Ｔ　ＣｖＡ賀衣表面行なわれると共に、電極間にわたっ
て行なわれることが好ましい。しかし、それ以外の素子
表面を被覆しでもよい。

樹脂の塗布後の硬化は、化学処理、加熱、放射線照射等
の樹脂に応じた通常の方法によって実施りることができ
る。樹脂膜の厚さは、樹脂の種類、素子の用途および寸
法簀に応じて適宜変更することができる。

得られたｒ）　Ｔ　Ｃ素子は、その他の処理、またリー
ド板のはｌυだ付けの後、所定の用途に供される。

〔発明の効果〕

この発明のＰＴＣ素子によって次の効果を得ることがで
きる。

（ａ）　　陽極酸化処理によって均一かつ安価に電極板
が粗面化されるので、Ｐ　Ｔ　Ｃ物質と電極板との接着
を強く維持することができる。

（ｂ）　　ＰＴＣ物質と適切に絡み合う粗面を陽極酸化
処理によって得られので、高い温度域であっても充分な
接着力を保持することができる。

（ｃ）　　ＰＴＣｖＡ質と電極との接触面積が大幅に増
大するために、接触抵抗を低くすることがぐき、優れた
ＰＴＣ素子を提供することができる。

〔実施例〕

この発明を、例示によって具体的に説明する。

例１ 下記組成のＰＴＣ特性を有する物質を調製した。

重量％ 重　合　体：高密度ボリエヂレン　　　　６０（東洋曹
達製、ニポロンハード５１００）導電粒子二カーボンブ
ラック　　　　　３８（キセボット社製、スタースター
リング■）酸化防止剤：フェノール系　　　　　　　　
２（チバガイギー社製、イルガノックス１ｏｉｏ＞電極
金属板として６０μ厚のニッケル箔をアルカリ脱脂によ
って箔表面を脱脂した。高速度ニッケル浴（ＮｉＳ０　
・６Ｈ２０；８０３／ρ、ＮｉＣ１・　　６　ト１２０
　　：　　６０　ｇ　／　１　　、　　Ｈ３Ｂ　Ｏ３；
４０ｔＪ／、ｆｌ）に水酸化す１ヘリウムを添加してＰ
　）−１を４．６〜５．５に調節し、陽極酸化処理用の
電解浴を準備した。浴温を２０℃〜５０’Ｃに調節し、
対向陰極としてニッケル板を用いた。この際、陰極面積
は、陽極の面積と同等もしくはそれ以上にすることが望
ましい。

直流電源に陰・陽極を接続して電解を行なう。

電流密度を１００〜５００　ｍ　Ａ　／　ｃｉとし、ま
た、電解時間を３０秒〜１０分とした。この電流密度を
調整して凹凸の孔の分布密度を変えることができ、また
電解時間を調節して凹凸の深さを変えることができる。

電解後、水洗し、１５％塩酸、もしくはフッ化水ＸＭと
硝酸との混酸ににって凹凸面上の酸化物および水酸化物
などの不純物を除去することが望ましい。必要に応じて
、１０％塩酸中で陰極処即してもよい。

再水洗後、乾燥した。得られた１　０ｘ　１０ｘＯ，０
６ｍのＮｉ電極板で前記のＰＴＣ物質を挟み、プレスで
圧着した。得られた積層体の’ｌｉ極表面にリード端子
をスポット溶接機で溶接した。

（！１られたＰＴＣ素子についての剥離試験（９０°）
の結果１、電極板とＰＴＣ物質との間１、ニー　１２０
　’Ｊ　／　ｃｒａの大きい密着力を有していた。

匠２ 電解液として塩化ナトリウム飽和水溶液を用いたこと以
外、例１と同様にＰＴｃ素子を製造した。

得られたＰＴＣ木子は、例１と同様に電極板とＰ　Ｔ　
Ｃ物質との間に十分に大きい密着力を有していた。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のＰＴｃ素子を概略的に示す部分断面
図、第２図はＰＴＣ素子の斜視図である。 １・・・ＰＴＣ素子、２・・・ＰＴｃ物質、３・・・電
極板、４・・・リード板、５・・・孔。 出願人代理人　　仇　　藤　　−雄 第２図 手続補正書 昭和６１年１１月五ｇ日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ＰＴＣ特性を有する物質とこの物質を挟持する金属電
   極板とからなるＰＴＣ素子であって、該金属電極表面が
   、陽極酸化処理による微細な凹凸を有することを特徴と
   するＰＴＣ素子。