JP2608878B2 - 導電性架橋ポリマーを含む電気デバイスの製造方法 - Google Patents
導電性架橋ポリマーを含む電気デバイスの製造方法Info
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-
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- H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
- H01C7/02—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having positive temperature coefficient
-
- H—ELECTRICITY
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- H05B3/10—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
- H05B3/12—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01C—RESISTORS
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- H01C7/02—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having positive temperature coefficient
- H01C7/027—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having positive temperature coefficient consisting of conducting or semi-conducting material dispersed in a non-conductive organic material
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、PTC導電性ポリマーを含んで成る電気デバ
イスに関する。
イスに関する。
［従来技術］ PTC挙動を示す導電性ポリマー組成物およびそれを含
んで成る電気デバイスは既知である。その文献には、例
えば、以下のようなものが挙げられる。アメリカ合衆国
特許第2,952,761、2,978,665、3,243,753、3,351,882、
3,571,777、3,757,086、3,793,716、3,823,217、3,858,
144、3,861,029、3,950,604、4,017,715、4,072,848、
4,085,286、4,117,312、4,177,376、4,177,446、4,188,
276、4,237,441、4,242,573、4,246,468、4,250,400、
4,252,692、4,255,698、4,271,350、4,272,471、4,304,
987、4,309,596、4,309,597、4,314,230、4,314,231、
4,315,237、4,317,027、4,318,881、4,327,351、4,330,
704、4,334,351、4,352,083、4,361,799、4,388,607、
4,398,084、4,413,301、4,425,397、4,426,339、4,426,
633、4,427,877、4,435,639、4,429,216、4,442,139、
4,459,473、4,473,450、4,481,498、4,502,929、4,514,
620、4,517,449、4,529,866、4,534,889および4,560,49
8号；クラソンおよびクーバット（KlasonおよびKuba
t），ジャーナル・オブ・アプライド・ポリマー・サイ
エンス（J.Applied Polymer Science）19,813−815（19
75）；ナルキス（Narkis）ら，ポリマー・エンジニアリ
ング・アンド・サイエンス（Polymer Engineering and
Science）18,649−653（1978）；ヨーロッパ特許出願第
38,713、38,714、38,718;74,281、92,406、119,807、13
4,145、84,304,502.2、84,307,984.9、85,300,415.8、8
5,306,476.4および85,306,477.2号。
んで成る電気デバイスは既知である。その文献には、例
えば、以下のようなものが挙げられる。アメリカ合衆国
特許第2,952,761、2,978,665、3,243,753、3,351,882、
3,571,777、3,757,086、3,793,716、3,823,217、3,858,
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8号；クラソンおよびクーバット（KlasonおよびKuba
t），ジャーナル・オブ・アプライド・ポリマー・サイ
エンス（J.Applied Polymer Science）19,813−815（19
75）；ナルキス（Narkis）ら，ポリマー・エンジニアリ
ング・アンド・サイエンス（Polymer Engineering and
Science）18,649−653（1978）；ヨーロッパ特許出願第
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5,306,476.4および85,306,477.2号。
PTC導電性ポリマーを含んで成る特に有用なデバイス
は、自己調節ヒーターおよび回路保護デバイスである。
自己調節ヒーターは、通常の作動条件下で、かなり熱く
かつかなり高抵抗である。回路保護デバイスは、通常の
作動条件下でかなり冷たくかつかなり低抵抗であるが、
過剰電流または温度などの故障状態が生じる場合に、高
抵抗状態に移行する、即ち転化する。デバイスは、過剰
な電流により移行する場合に、PTC要素を流れる電流に
より、高抵抗状態になる高温に自己発熱する。回路保護
デバイスおよびそこで使用するためのPTC導電性ポリマ
ー組成物は、例えば、アメリカ合衆国特許第4,237,41
1、4,238,812、4,255,698、4,315,237、4,317,027、4,3
29,726、4,352,083、4,413,301、4,450,496、4,475,138
および4,481,498号、ヨーロッパ特許出願公開第38,71
3、134,145および158,410号、特開昭61−234502号公
報、特開昭61−214320号公報ならびに特開昭61−216401
号公報に記載されている。アメリカ合衆国特許第4,238,
812号は、電気回路において使用する面状の回路保護デ
バイスを開示している。該デバイスにおいて、PTC要素
が平坦であり、電極が面状である。アメリカ合衆国特許
第4,317,027号は、面状デバイスにおけるホットゾーン
の形成を制御する方法を開示している。
は、自己調節ヒーターおよび回路保護デバイスである。
自己調節ヒーターは、通常の作動条件下で、かなり熱く
かつかなり高抵抗である。回路保護デバイスは、通常の
作動条件下でかなり冷たくかつかなり低抵抗であるが、
過剰電流または温度などの故障状態が生じる場合に、高
抵抗状態に移行する、即ち転化する。デバイスは、過剰
な電流により移行する場合に、PTC要素を流れる電流に
より、高抵抗状態になる高温に自己発熱する。回路保護
デバイスおよびそこで使用するためのPTC導電性ポリマ
ー組成物は、例えば、アメリカ合衆国特許第4,237,41
1、4,238,812、4,255,698、4,315,237、4,317,027、4,3
29,726、4,352,083、4,413,301、4,450,496、4,475,138
および4,481,498号、ヨーロッパ特許出願公開第38,71
3、134,145および158,410号、特開昭61−234502号公
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号公報に記載されている。アメリカ合衆国特許第4,238,
812号は、電気回路において使用する面状の回路保護デ
バイスを開示している。該デバイスにおいて、PTC要素
が平坦であり、電極が面状である。アメリカ合衆国特許
第4,317,027号は、面状デバイスにおけるホットゾーン
の形成を制御する方法を開示している。
多くのデバイスにおいて、特に回路保護デバイスにお
いて、PTC導電性ポリマーを、好ましくは放射線によ
り、架橋することが好ましくまたは必要である。架橋の
効果は、アメリカ合衆国特許第4,534,889号およびヨー
ロッパ特許出願公開第63,440号などに記載されているよ
うに、とりわけ、ポリマーおよび架橋時の条件、特に架
橋度に依存する。導電性ポリマーを照射する場合に、所
定時間において要素の特定部分により吸収される放射線
線量は、線源にさらす要素の表面までの距離、ならびに
放射線の強度、エネルギーおよび種類に依存する。かな
り薄い要素および高透過性の線源（例えば、コバルト60
照射源）において、厚さによる線量の変化は無視でき
る。しかし、電子線を用いる場合に、厚さによる線量の
変化は実質的である。例えば、この変化は、要素を異な
った方向からの照射に付すことにより、例えば、線源に
対し要素を２回回転し、初めに一面を次いで他面を照射
することにより消滅できる。ビームのエネルギーおよび
要素の厚さ（これは、その形状に応じて変化してよ
い。）に依存して、放射線線量は、内部においてよりも
照射表面において高いことがあり、または要素の厚さ方
向に実質的に均一であることがあり、または照射表面に
おいてよりも内部において高いことがある。更に、照射
に付される表面付近の放射線線量は、表面分散に原因し
て予想よりも小さいことがあり、電極付近の放射線線量
は電極の分散効果および遮蔽効果に影響される。
いて、PTC導電性ポリマーを、好ましくは放射線によ
り、架橋することが好ましくまたは必要である。架橋の
効果は、アメリカ合衆国特許第4,534,889号およびヨー
ロッパ特許出願公開第63,440号などに記載されているよ
うに、とりわけ、ポリマーおよび架橋時の条件、特に架
橋度に依存する。導電性ポリマーを照射する場合に、所
定時間において要素の特定部分により吸収される放射線
線量は、線源にさらす要素の表面までの距離、ならびに
放射線の強度、エネルギーおよび種類に依存する。かな
り薄い要素および高透過性の線源（例えば、コバルト60
照射源）において、厚さによる線量の変化は無視でき
る。しかし、電子線を用いる場合に、厚さによる線量の
変化は実質的である。例えば、この変化は、要素を異な
った方向からの照射に付すことにより、例えば、線源に
対し要素を２回回転し、初めに一面を次いで他面を照射
することにより消滅できる。ビームのエネルギーおよび
要素の厚さ（これは、その形状に応じて変化してよ
い。）に依存して、放射線線量は、内部においてよりも
照射表面において高いことがあり、または要素の厚さ方
向に実質的に均一であることがあり、または照射表面に
おいてよりも内部において高いことがある。更に、照射
に付される表面付近の放射線線量は、表面分散に原因し
て予想よりも小さいことがあり、電極付近の放射線線量
は電極の分散効果および遮蔽効果に影響される。
［発明の構成］ 結晶性ポリマー系のPTC導電性ポリマーは、２つの工
程において架橋され、これら架橋工程の間において、結
晶が溶融し始める温度（本明細書においてTIと呼ぶ。）
以上の温度に、好ましくは結晶の溶融が完了する温度
（本明細書においてTMと呼ぶ。）以上の温度に加熱され
たならば、高圧応力に付された場合に特に、実質的に改
良された電気性質を有することを見い出した。例えば、
２つの同様の回路保護デバイスを同じ全線量で照射する
が、中間の加熱処理がない２つの工程において一方を照
射し、TM以上の中間加熱処理がある２つの工程において
他方を照射する場合に、後者の処理物は、高圧（例え
ば、交流600Vおよび１アンペア）において繰り返して移
行する実質的に良好な耐性を有し、PTC要素は移行工程
時にそんなに熱くならない。新しい方法により、導電性
ポリマーの抵抗率／温度曲線が、少なくとも或る高抵抗
において、より低い温度で特定のデバイス抵抗に達する
ように変化する別の架橋構造を生じるという論理を完成
した。
程において架橋され、これら架橋工程の間において、結
晶が溶融し始める温度（本明細書においてTIと呼ぶ。）
以上の温度に、好ましくは結晶の溶融が完了する温度
（本明細書においてTMと呼ぶ。）以上の温度に加熱され
たならば、高圧応力に付された場合に特に、実質的に改
良された電気性質を有することを見い出した。例えば、
２つの同様の回路保護デバイスを同じ全線量で照射する
が、中間の加熱処理がない２つの工程において一方を照
射し、TM以上の中間加熱処理がある２つの工程において
他方を照射する場合に、後者の処理物は、高圧（例え
ば、交流600Vおよび１アンペア）において繰り返して移
行する実質的に良好な耐性を有し、PTC要素は移行工程
時にそんなに熱くならない。新しい方法により、導電性
ポリマーの抵抗率／温度曲線が、少なくとも或る高抵抗
において、より低い温度で特定のデバイス抵抗に達する
ように変化する別の架橋構造を生じるという論理を完成
した。
PTC導電性ポリマーデバイスは、電極間の中央部分
が、電極に隣接するPTC要素部分により吸収される放射
線線量の少なくとも1.5倍の放射線線量を吸収するよう
に架橋されている場合に、改良された性質、例えば、よ
り広いホットラインおよび／またはより急速な応答を有
することを見い出した。
が、電極に隣接するPTC要素部分により吸収される放射
線線量の少なくとも1.5倍の放射線線量を吸収するよう
に架橋されている場合に、改良された性質、例えば、よ
り広いホットラインおよび／またはより急速な応答を有
することを見い出した。
これら２つの発見を組み合わせることにより、特に有
用な結果が得られる。例えば、このようにして、交流60
0Vおよび１アンペアにおいて繰返し移行に耐え、および
PTC要素が両工程において照射されている同様のデバイ
スよりも急速に特定抵抗に移行する回路保護デバイスを
製造することが可能になる。
用な結果が得られる。例えば、このようにして、交流60
0Vおよび１アンペアにおいて繰返し移行に耐え、および
PTC要素が両工程において照射されている同様のデバイ
スよりも急速に特定抵抗に移行する回路保護デバイスを
製造することが可能になる。
第１の要旨によれば、本発明は、 （１）結晶性ポリマーを含んで成るポリマー成分、およ
びポリマー成分に分散する粒状導電性充填剤を含んで成
り、PTC挙動を示す導電性架橋ポリマー組成物から成るP
TC要素、および （２）PTC要素に電気接続されており、PTC要素中に電流
を流すように電源に接続可能である２つの電極 を有して成る電気デバイスの製法であって、 （ａ）PTC要素の少なくとも一部分を第１架橋に付し、 （ｂ）架橋PTC要素の少なくとも一部分をTI［TIは導電
性ポリマーが溶融し始める温度を表す。］以上の温度に
加熱し、 （ｃ）架橋および加熱したPTC要素を冷却し、ポリマー
を再結晶し、および （ｄ）架橋、加熱および冷却したPTC要素の少なくとも
一部分を第２架橋に付し、更に架橋することを特徴とす
る方法を提供する。
びポリマー成分に分散する粒状導電性充填剤を含んで成
り、PTC挙動を示す導電性架橋ポリマー組成物から成るP
TC要素、および （２）PTC要素に電気接続されており、PTC要素中に電流
を流すように電源に接続可能である２つの電極 を有して成る電気デバイスの製法であって、 （ａ）PTC要素の少なくとも一部分を第１架橋に付し、 （ｂ）架橋PTC要素の少なくとも一部分をTI［TIは導電
性ポリマーが溶融し始める温度を表す。］以上の温度に
加熱し、 （ｃ）架橋および加熱したPTC要素を冷却し、ポリマー
を再結晶し、および （ｄ）架橋、加熱および冷却したPTC要素の少なくとも
一部分を第２架橋に付し、更に架橋することを特徴とす
る方法を提供する。
第２の要旨によれば、本発明は、100オームよりも低
い抵抗を有し、 （１）結晶性ポリマーを含んで成るポリマー成分、およ
びポリマー成分に分散する粒状導電性充填剤を含んで成
り、PTC挙動を示す導電性架橋ポリマー組成物から成るP
TC要素、および （２）PTC要素に電気接続されており、PTC要素中に電流
を流すように電源に接続可能である２つの電極 を有して成る回路保護デバイスであって、 該PTC要素は、回路保護デバイスが交流600Vの電源か
ら１アンペアの電流をデバイスに流すことにより平衡な
高温の高抵抗状態に転化する場合に、平衡状態において
TM［TMは導電性ポリマーの溶融が完了する温度（℃）を
表す。］の多くとも1.2倍、好ましくは多くとも1.1倍の
最大表面温度を有するデバイスを提供する。本明細書に
おいて「最大温度」とは、PTC要素表面の最大温度を言
う。
い抵抗を有し、 （１）結晶性ポリマーを含んで成るポリマー成分、およ
びポリマー成分に分散する粒状導電性充填剤を含んで成
り、PTC挙動を示す導電性架橋ポリマー組成物から成るP
TC要素、および （２）PTC要素に電気接続されており、PTC要素中に電流
を流すように電源に接続可能である２つの電極 を有して成る回路保護デバイスであって、 該PTC要素は、回路保護デバイスが交流600Vの電源か
ら１アンペアの電流をデバイスに流すことにより平衡な
高温の高抵抗状態に転化する場合に、平衡状態において
TM［TMは導電性ポリマーの溶融が完了する温度（℃）を
表す。］の多くとも1.2倍、好ましくは多くとも1.1倍の
最大表面温度を有するデバイスを提供する。本明細書に
おいて「最大温度」とは、PTC要素表面の最大温度を言
う。
第３の要旨によれば、本発明は、 （１）ポリマー成分、およびポリマー成分に分散する粒
状導電性充填剤を含んで成り、PTC挙動を示す導電性架
橋ポリマー組成物から成るPTC要素、および （２）PTC要素に電気接続されており、PTC要素中に電流
を流すように電源に接続可能である２つの電極 を有して成る電気デバイスの製法であって、 PTC要素を通る電極間の幾何的最短電流経路が、順
に、第１線量D1メガラドを吸収した第１部分、第２線量
D2メガラドを吸収した第２部分、および第３線量D3メガ
ラドを吸収した第３部分を有する［ここでD2/D1比は少
なくとも1.5であり、D2/D3比は少なくとも1.5であり、D
1とD3は同じであっても異なってもよい。］ようにPTC要
素を放射線架橋に付すことを特徴とする方法を提供す
る。この方法において、架橋は２つの工程において行う
ことが好ましく、PTC要素の一部分のみが少なくとも１
つの工程において照射される。しかし、本発明は、例え
ばPTC要素の密度が変化するのでまたはPTC要素中の架橋
剤の量が変化するので、PTC要素の種々の部分が種々の
量の放射線を吸収する他の方法を包含する。
状導電性充填剤を含んで成り、PTC挙動を示す導電性架
橋ポリマー組成物から成るPTC要素、および （２）PTC要素に電気接続されており、PTC要素中に電流
を流すように電源に接続可能である２つの電極 を有して成る電気デバイスの製法であって、 PTC要素を通る電極間の幾何的最短電流経路が、順
に、第１線量D1メガラドを吸収した第１部分、第２線量
D2メガラドを吸収した第２部分、および第３線量D3メガ
ラドを吸収した第３部分を有する［ここでD2/D1比は少
なくとも1.5であり、D2/D3比は少なくとも1.5であり、D
1とD3は同じであっても異なってもよい。］ようにPTC要
素を放射線架橋に付すことを特徴とする方法を提供す
る。この方法において、架橋は２つの工程において行う
ことが好ましく、PTC要素の一部分のみが少なくとも１
つの工程において照射される。しかし、本発明は、例え
ばPTC要素の密度が変化するのでまたはPTC要素中の架橋
剤の量が変化するので、PTC要素の種々の部分が種々の
量の放射線を吸収する他の方法を包含する。
本発明において電気デバイスは面状、特に平面状であ
ってよい。PTC要素および電極が面状であってよい。
ってよい。PTC要素および電極が面状であってよい。
PTC導電性ポリマーの架橋は、両工程において放射線
により行うことが好ましく、そのような架橋について主
に説明する。しかし、本発明において、適当な程度ま
で、化学的架橋を含む処理、例えば第１工程が化学的架
橋を包含し、第２工程が照射を包含する処理も使用可能
である。放射線源およびPTC要素の厚さに依存して、そ
れぞれの工程は、（上記理由から）種々の距離で１回ま
たはそれ以上でPTC要素を放射線源にさらすことを含ん
でよい。本明細書においてPTC要素の放射線線量は、要
素のいずれかの効果的な部分により吸収される最低線量
を表す。本明細書において「効果的な部分」なる語句
は、放射線線量が放射線の表面分散により、または電極
による遮蔽により、または電極による分散により、実質
的に影響されない要素のいずれかの効果的な部分であっ
て、電流がデバイスの作動時に流れる部分を意味する。
例えば、本明細書において工程（ａ）の放射線線量が５
〜60メガラドであると言う場合に、要素のいずれかの効
果的な部分により受容される最低線量が５〜60メガラド
であることを意味し、要素の他の効果的な部分が60メガ
ラドよりも多い線量を受容する可能性は除外されない。
しかし、PTC要素の全ての効果的な部分が特定範囲内の
線量を受容することが好ましい。
により行うことが好ましく、そのような架橋について主
に説明する。しかし、本発明において、適当な程度ま
で、化学的架橋を含む処理、例えば第１工程が化学的架
橋を包含し、第２工程が照射を包含する処理も使用可能
である。放射線源およびPTC要素の厚さに依存して、そ
れぞれの工程は、（上記理由から）種々の距離で１回ま
たはそれ以上でPTC要素を放射線源にさらすことを含ん
でよい。本明細書においてPTC要素の放射線線量は、要
素のいずれかの効果的な部分により吸収される最低線量
を表す。本明細書において「効果的な部分」なる語句
は、放射線線量が放射線の表面分散により、または電極
による遮蔽により、または電極による分散により、実質
的に影響されない要素のいずれかの効果的な部分であっ
て、電流がデバイスの作動時に流れる部分を意味する。
例えば、本明細書において工程（ａ）の放射線線量が５
〜60メガラドであると言う場合に、要素のいずれかの効
果的な部分により受容される最低線量が５〜60メガラド
であることを意味し、要素の他の効果的な部分が60メガ
ラドよりも多い線量を受容する可能性は除外されない。
しかし、PTC要素の全ての効果的な部分が特定範囲内の
線量を受容することが好ましい。
PTC要素の一部分のみが１つの架橋工程において照射
される場合に、これは、例えば、細い放射線源を使用す
ることにより、または遮蔽の使用により行える。好まし
い効果は、２つの工程において重なった異なるデバイス
部分を照射することにより、または１つの工程において
PTC要素の第１部分のみを照射し、他の工程においてPTC
要素の少なくとも第２部分を照射することにより達成す
ることができる。第２部分は、第１部分の少なくとも幾
らかよりも大きくかつそれらを包含する。第１工程にお
いてPTC要素全体を、第２工程において電極間のPTC要素
の一部分のみを架橋することが好ましい。処理物におい
て、PTC要素を通過する電極間の幾何的最短電気経路、
好ましくはPTC要素を通過する電極間のそれぞれの電気
経路が、順に、第１線量D1メガラドを吸収した第１部
分、第２線量D2メガラドを吸収した第２部分、および第
３線量D3メガラドを吸収した第３部分を有して成るよう
に照射を行うことが好ましい。ここでD1とD3は同じであ
ることが好ましく、D2/D1およびD2/D3は少なくとも1.
5、好ましくは少なくとも2.0、特に少なくとも3.0、例
えば4.0またはそれ以上である。上記のように、既知の
架橋方法により種々の架橋密度を形成できるが、架橋密
度差は1.5:1よりも大きくない。更に、有用性がのよう
な差から誘導されることは知られていず、架橋工程の間
で導電性ポリマーを熱処理することも知られていない。
される場合に、これは、例えば、細い放射線源を使用す
ることにより、または遮蔽の使用により行える。好まし
い効果は、２つの工程において重なった異なるデバイス
部分を照射することにより、または１つの工程において
PTC要素の第１部分のみを照射し、他の工程においてPTC
要素の少なくとも第２部分を照射することにより達成す
ることができる。第２部分は、第１部分の少なくとも幾
らかよりも大きくかつそれらを包含する。第１工程にお
いてPTC要素全体を、第２工程において電極間のPTC要素
の一部分のみを架橋することが好ましい。処理物におい
て、PTC要素を通過する電極間の幾何的最短電気経路、
好ましくはPTC要素を通過する電極間のそれぞれの電気
経路が、順に、第１線量D1メガラドを吸収した第１部
分、第２線量D2メガラドを吸収した第２部分、および第
３線量D3メガラドを吸収した第３部分を有して成るよう
に照射を行うことが好ましい。ここでD1とD3は同じであ
ることが好ましく、D2/D1およびD2/D3は少なくとも1.
5、好ましくは少なくとも2.0、特に少なくとも3.0、例
えば4.0またはそれ以上である。上記のように、既知の
架橋方法により種々の架橋密度を形成できるが、架橋密
度差は1.5:1よりも大きくない。更に、有用性がのよう
な差から誘導されることは知られていず、架橋工程の間
で導電性ポリマーを熱処理することも知られていない。
PTC導電性ポリマーを架橋することにより、通常、そ
の電気安定性を増加し、その抵抗率が増加する。或る場
合に抵抗率の増加は許容できるが、他の場合に、デバイ
スの抵抗および／または寸法に対する制限により、好ま
しい程度にまで導電性ポリマーを架橋することが不可能
である。このような状況において特に、残りの部分より
も多く照射された、電極間の、PTC要素のかなり小さい
部分を得ることは有用である。これにより、臨界「ホッ
トゾーン」領域の要素の安定性が増加するが、デバイス
の抵抗は過剰に増加しない。
の電気安定性を増加し、その抵抗率が増加する。或る場
合に抵抗率の増加は許容できるが、他の場合に、デバイ
スの抵抗および／または寸法に対する制限により、好ま
しい程度にまで導電性ポリマーを架橋することが不可能
である。このような状況において特に、残りの部分より
も多く照射された、電極間の、PTC要素のかなり小さい
部分を得ることは有用である。これにより、臨界「ホッ
トゾーン」領域の要素の安定性が増加するが、デバイス
の抵抗は過剰に増加しない。
第１架橋工程の放射線線量は、第２架橋工程の線量よ
りも小さいことが好ましい。第１工程の線量は、５〜60
メガラド、更に好ましくは10〜50メガラド、特に15〜40
メガラドであることが好ましい。第２架橋工程の線量
は、少なくとも10メガラド、更に好ましくは少なくとも
20メガラド、最も好ましくは少なくとも40メガラド、特
に50〜180メガラド、例えば50〜100メガラドであること
が好ましい。
りも小さいことが好ましい。第１工程の線量は、５〜60
メガラド、更に好ましくは10〜50メガラド、特に15〜40
メガラドであることが好ましい。第２架橋工程の線量
は、少なくとも10メガラド、更に好ましくは少なくとも
20メガラド、最も好ましくは少なくとも40メガラド、特
に50〜180メガラド、例えば50〜100メガラドであること
が好ましい。
好ましいことであるが、２つの架橋工程の間で架橋PT
C導電性ポリマーの少なくとも一部分を、TI以上の温
度、好ましくはTM以上の温度に加熱する場合に、平衡を
確実に達成するのに要する少なくとも時間、例えば、少
なくとも１分間、通常には２〜20分間にわたってこの温
度を保つことが好ましい。第１工程において架橋された
PTC要素全体は、そのようにして加熱される。あるい
は、要素の一部分のみがそのように加熱される。これに
より、状況に応じて望ましいまたは望ましくないPTC要
素の種々の部分の間の差が形成される。
C導電性ポリマーの少なくとも一部分を、TI以上の温
度、好ましくはTM以上の温度に加熱する場合に、平衡を
確実に達成するのに要する少なくとも時間、例えば、少
なくとも１分間、通常には２〜20分間にわたってこの温
度を保つことが好ましい。第１工程において架橋された
PTC要素全体は、そのようにして加熱される。あるい
は、要素の一部分のみがそのように加熱される。これに
より、状況に応じて望ましいまたは望ましくないPTC要
素の種々の部分の間の差が形成される。
本明細書において規定する導電性ポリマーのTIおよび
TMは差動走査熱量計（DSC）により形成される曲線から
求めることができる。TIは、組成物が吸熱転移を行い始
めるので、曲線がかなり真直なベースラインを生じ始め
る温度であり、TMは曲線のピークである。曲線に１つよ
りも多いピークがある場合に、TIおよびTMはピークの最
小から取る。これの詳細については、ASTMD−3417−83
を参照されたい。PTC要素の加熱は、窒素などの不活性
雰囲気中で行うことが好ましい。しかし、PTC要素の加
熱は、炉においてのように外部加熱により行ってもよ
い。この場合にPTC要素全体を均一に加熱することが普
通である。PTC要素の加熱は、デバイスを移行するのに
充分である電流をデバイスに流すことなどのように内部
発生熱により行ってもよい。この場合に、加熱は電極間
のPTC要素の狭い領域に限定されるのが普通である。
TMは差動走査熱量計（DSC）により形成される曲線から
求めることができる。TIは、組成物が吸熱転移を行い始
めるので、曲線がかなり真直なベースラインを生じ始め
る温度であり、TMは曲線のピークである。曲線に１つよ
りも多いピークがある場合に、TIおよびTMはピークの最
小から取る。これの詳細については、ASTMD−3417−83
を参照されたい。PTC要素の加熱は、窒素などの不活性
雰囲気中で行うことが好ましい。しかし、PTC要素の加
熱は、炉においてのように外部加熱により行ってもよ
い。この場合にPTC要素全体を均一に加熱することが普
通である。PTC要素の加熱は、デバイスを移行するのに
充分である電流をデバイスに流すことなどのように内部
発生熱により行ってもよい。この場合に、加熱は電極間
のPTC要素の狭い領域に限定されるのが普通である。
PTC要素をTI以上の温度に加熱した後、冷却しポリマ
ーを再結晶し、第２架橋工程を行う。冷却は、再結晶が
行なわれる少なくとも温度範囲において、例えば、７℃
／分よりも小さい速度で、特に４℃／分よりも小さい速
度で、特に３℃／分よりも小さい速度で、徐々に行うこ
とが好ましい。同様の熱処理は、遅い冷却を伴って、第
１架橋工程の前におよび第２冷却工程の後に行うことが
好ましい。
ーを再結晶し、第２架橋工程を行う。冷却は、再結晶が
行なわれる少なくとも温度範囲において、例えば、７℃
／分よりも小さい速度で、特に４℃／分よりも小さい速
度で、特に３℃／分よりも小さい速度で、徐々に行うこ
とが好ましい。同様の熱処理は、遅い冷却を伴って、第
１架橋工程の前におよび第２冷却工程の後に行うことが
好ましい。
異なった処理工程の間の幾らかの重なりがあってもよ
い。例えば、PTC要素の照射は、PTC要素をTI以上の温度
に加熱しながら、行ってもよい。
い。例えば、PTC要素の照射は、PTC要素をTI以上の温度
に加熱しながら、行ってもよい。
PTC導電性ポリマーはポリマー成分および粒状導電性
充填剤を含んで成る。ポリマー成分は、１種類またはそ
れ以上の結晶性ポリマーから本質的に成ってもよく、少
量であることが好ましい例えば15重量％までのエラスト
マーなどの非結晶性ポリマーをも含んでもよい。結晶性
ポリマーは、DSCにより測定して少なくとも20％、更に
好ましくは30％、特に少なくとも40％の結晶性を有する
ことが好ましい。適当なポリマーには、ポリオレフィ
ン、特にポリエチレン；オレフィンと共重合可能なモノ
マーとのコポリマー、例えば、エチレンと、テトラフル
オロエチレンなどの１種類もしくはそれ以上のフッ素化
モノマーまたは１種類もしくはそれ以上のエチルアクリ
レートもしくはアクリル酸などのカルボキシルもしくは
エステル含有モノマーとのコポリマー；および他のフル
オロポリマー、例えばポリビニリデンフルオライドが包
含される。導電性充填剤はカーボンブラックから成る
か、またはカーボンブラックを含むことが好ましい。組
成物は、非導電性充填剤、例えばアーク抑制剤、放射線
架橋剤、酸化防止剤、酸化防止剤および他の補助剤をも
含んでもよい。詳細については、上記文献を参照された
い。
充填剤を含んで成る。ポリマー成分は、１種類またはそ
れ以上の結晶性ポリマーから本質的に成ってもよく、少
量であることが好ましい例えば15重量％までのエラスト
マーなどの非結晶性ポリマーをも含んでもよい。結晶性
ポリマーは、DSCにより測定して少なくとも20％、更に
好ましくは30％、特に少なくとも40％の結晶性を有する
ことが好ましい。適当なポリマーには、ポリオレフィ
ン、特にポリエチレン；オレフィンと共重合可能なモノ
マーとのコポリマー、例えば、エチレンと、テトラフル
オロエチレンなどの１種類もしくはそれ以上のフッ素化
モノマーまたは１種類もしくはそれ以上のエチルアクリ
レートもしくはアクリル酸などのカルボキシルもしくは
エステル含有モノマーとのコポリマー；および他のフル
オロポリマー、例えばポリビニリデンフルオライドが包
含される。導電性充填剤はカーボンブラックから成る
か、またはカーボンブラックを含むことが好ましい。組
成物は、非導電性充填剤、例えばアーク抑制剤、放射線
架橋剤、酸化防止剤、酸化防止剤および他の補助剤をも
含んでもよい。詳細については、上記文献を参照された
い。
本発明は、回路保護デバイス、特に、高圧故障が生じ
ることがあり、繰り返し「移行」に耐えなければならな
い回路保護デバイスの製造において特に有用である。そ
のようなデバイスは23℃で100オームよりも低い抵抗、5
0オームよりも低いことがある抵抗を一般に有し、室温
で100オーム・cmよりも低い抵抗率、好ましくは50オー
ム・cmよりも低い抵抗率を有するPTC導電性ポリマーを
通常は使用する。本発明において好ましい回路保護デバ
イスは、ほぼ柱状の電気活性表面を有し、PTC要素に埋
設され物理的に接触する２つの平行電極を有する。デバ
イスは、デバイスが移行する場合に、電極から離れた位
置にホットゾーンが形成し（特にアメリカ合衆国特許第
4,317,027号および第4,352,083号参照。）、１つの架橋
工程を電極の間のPTC要素の一部分のみに対して行う場
合に、これがそのような特性が形成または向上するとい
うことを確実にする形状または他の特性を有する。
ることがあり、繰り返し「移行」に耐えなければならな
い回路保護デバイスの製造において特に有用である。そ
のようなデバイスは23℃で100オームよりも低い抵抗、5
0オームよりも低いことがある抵抗を一般に有し、室温
で100オーム・cmよりも低い抵抗率、好ましくは50オー
ム・cmよりも低い抵抗率を有するPTC導電性ポリマーを
通常は使用する。本発明において好ましい回路保護デバ
イスは、ほぼ柱状の電気活性表面を有し、PTC要素に埋
設され物理的に接触する２つの平行電極を有する。デバ
イスは、デバイスが移行する場合に、電極から離れた位
置にホットゾーンが形成し（特にアメリカ合衆国特許第
4,317,027号および第4,352,083号参照。）、１つの架橋
工程を電極の間のPTC要素の一部分のみに対して行う場
合に、これがそのような特性が形成または向上するとい
うことを確実にする形状または他の特性を有する。
上記のように、順に、架橋、TM温度以上の加熱、冷却
および再架橋の操作により、デバイスが移行する場合に
（高圧において移行する場合に特に）、従来方法で架橋
したデバイスよりも低い温度のホットゾーンを有するデ
バイスが得られる。デバイスが破損するまで移行する回
数が増加するので、PTC要素の最大温度における減少
は、非常に顕著な改良である。この改良を、以下に述べ
る試験により説明する。試験においてデバイスを、交流
600V電源からの１アンペア電流により移行させた。
および再架橋の操作により、デバイスが移行する場合に
（高圧において移行する場合に特に）、従来方法で架橋
したデバイスよりも低い温度のホットゾーンを有するデ
バイスが得られる。デバイスが破損するまで移行する回
数が増加するので、PTC要素の最大温度における減少
は、非常に顕著な改良である。この改良を、以下に述べ
る試験により説明する。試験においてデバイスを、交流
600V電源からの１アンペア電流により移行させた。
デバイスは、交流600V電源、スイッチ、デバイス、お
よびデバイスと直列の抵抗器から成る回路の一部分を構
成する。デバイスは23℃の空気中にあり、抵抗器は、ス
イッチが閉じた場合に初期電流が１アンペアであるよう
な規格を有する。スイッチを閉じ、約10秒後（この時ま
でにデバイスは平衡状態になる。）に、赤外線熱イメー
ジシステムを用いて、PTC要素表面の最大温度を求め
た。本発明のデバイスは、TMの1.2倍よりも小さい、好
ましくはTMの1.1倍よりも小さい、特にTMよりも小さい
最大温度を有する。既知のデバイスは、実質的に更に高
い最大温度、例えばTMの少なくとも1.25倍の最大温度を
有している。デバイスが移行する間でPTC要素を観測す
る場合に、要素の小部分が一定時間においてTMの1.2倍
よりも高い温度に達するのが見られることがある。しか
し、デバイスが移行する間、PTC要素表面のどの部分もT
Mの1.2倍よりも高い温度に達しないことが好ましい。
よびデバイスと直列の抵抗器から成る回路の一部分を構
成する。デバイスは23℃の空気中にあり、抵抗器は、ス
イッチが閉じた場合に初期電流が１アンペアであるよう
な規格を有する。スイッチを閉じ、約10秒後（この時ま
でにデバイスは平衡状態になる。）に、赤外線熱イメー
ジシステムを用いて、PTC要素表面の最大温度を求め
た。本発明のデバイスは、TMの1.2倍よりも小さい、好
ましくはTMの1.1倍よりも小さい、特にTMよりも小さい
最大温度を有する。既知のデバイスは、実質的に更に高
い最大温度、例えばTMの少なくとも1.25倍の最大温度を
有している。デバイスが移行する間でPTC要素を観測す
る場合に、要素の小部分が一定時間においてTMの1.2倍
よりも高い温度に達するのが見られることがある。しか
し、デバイスが移行する間、PTC要素表面のどの部分もT
Mの1.2倍よりも高い温度に達しないことが好ましい。
上記試験回路は、デバイスの耐電圧性を試験するため
にも用いられる。この試験において、スイッチを１秒間
閉じ（これはデバイスを移行させるのに充分であ
る。）、次いでデバイスを90秒間冷却し、再びスイッチ
を１秒間閉じる。デバイスが（目に見えるアークもしく
は炎によりまたは顕著な抵抗増加によりわかるように）
破損するまでこの順の操作を繰り返した。本発明の好ま
しいデバイスは、この試験において、少なくとも100サ
イクル、好ましくは少なくとも125サイクル、特に少な
くとも150サイクルの持続寿命を有する。
にも用いられる。この試験において、スイッチを１秒間
閉じ（これはデバイスを移行させるのに充分であ
る。）、次いでデバイスを90秒間冷却し、再びスイッチ
を１秒間閉じる。デバイスが（目に見えるアークもしく
は炎によりまたは顕著な抵抗増加によりわかるように）
破損するまでこの順の操作を繰り返した。本発明の好ま
しいデバイスは、この試験において、少なくとも100サ
イクル、好ましくは少なくとも125サイクル、特に少な
くとも150サイクルの持続寿命を有する。
本発明の好ましい回路保護デバイスは、通信システム
での加入者系インターフェース回路において２次保護を
与えるために特に有用である。
での加入者系インターフェース回路において２次保護を
与えるために特に有用である。
第１図、第２図および第３図は、制限の理由により細
くなった断面の中央部分31を有するPTC導電性ポリマー
要素３に埋設されかつ物理接触する柱状電極１および２
を有する回路保護デバイスの正面図、平面図および側面
図である。PTC要素の高さはｌであり、PTC要素の最大幅
はｘであり、最小幅はｙであり、電極間距離はｔであ
り、電極幅はｗである。
くなった断面の中央部分31を有するPTC導電性ポリマー
要素３に埋設されかつ物理接触する柱状電極１および２
を有する回路保護デバイスの正面図、平面図および側面
図である。PTC要素の高さはｌであり、PTC要素の最大幅
はｘであり、最小幅はｙであり、電極間距離はｔであ
り、電極幅はｗである。
以下に実施例を示す。実施例１および２は比較例であ
る。
る。
実施例１（比較） 第１表に示す成分を予め混合し、バンバリーミキサー
で混合し、ペレット化し、乾燥した。黒鉛エマルジョン
で被覆した２つの20AWGスズ被覆銅線［エレクトロダグ
（Electrodag）502、アチェソン（Acheson）市販品］の
まわりに乾燥ペレットを射出成形することにより、第１
〜３図に示すような回路保護デバイス（ｌ＝0.300イン
チ、ｔ＝0.200インチ、ｘ＝0.092インチ、ｙ＝0.060イ
ンチおよびｗ＝0.032インチ）を製造した。デバイスを
窒素雰囲気中で、10℃／分で150℃に温度上昇し、150℃
で１時間保ち、２℃／分で110℃に冷却し、110℃で１時
間保ち、２℃／分で23℃に冷却することにより熱処理し
た。次いでデバイスを1MeV電子線により架橋した。デバ
イスの一面を線量20メガラドで照射し、次いで地面を線
量20メガラドで照射した。その後に、デバイスを第２の
上記のような熱処理に付した。
で混合し、ペレット化し、乾燥した。黒鉛エマルジョン
で被覆した２つの20AWGスズ被覆銅線［エレクトロダグ
（Electrodag）502、アチェソン（Acheson）市販品］の
まわりに乾燥ペレットを射出成形することにより、第１
〜３図に示すような回路保護デバイス（ｌ＝0.300イン
チ、ｔ＝0.200インチ、ｘ＝0.092インチ、ｙ＝0.060イ
ンチおよびｗ＝0.032インチ）を製造した。デバイスを
窒素雰囲気中で、10℃／分で150℃に温度上昇し、150℃
で１時間保ち、２℃／分で110℃に冷却し、110℃で１時
間保ち、２℃／分で23℃に冷却することにより熱処理し
た。次いでデバイスを1MeV電子線により架橋した。デバ
イスの一面を線量20メガラドで照射し、次いで地面を線
量20メガラドで照射した。その後に、デバイスを第２の
上記のような熱処理に付した。
実施例２（比較） デバイスのそれぞれの面の放射線線量を80メガラドに
よる以外は実施例１を繰り返した。
よる以外は実施例１を繰り返した。
実施例３ 第２熱処理後に、デバイスの一面を線量60メガラドで
照射し他面を線量60メガラドで照射してデバイスを架橋
した後、第１および第２熱処理と同様の第３熱処理でデ
バイスを処理する以外は、実施例１を繰り返した。
照射し他面を線量60メガラドで照射してデバイスを架橋
した後、第１および第２熱処理と同様の第３熱処理でデ
バイスを処理する以外は、実施例１を繰り返した。
実施例４ デバイスのそれぞれの面を第１架橋工程において線量
60メガラドで照射し、第２架橋工程において線量20メガ
ラドで照射する以外は実施例３を繰り返した。
60メガラドで照射し、第２架橋工程において線量20メガ
ラドで照射する以外は実施例３を繰り返した。
実施例５ 第２架橋工程においてデバイスのそれぞれの面を線量
140メガラドで照射する以外は実施例３を繰り返した。
140メガラドで照射する以外は実施例３を繰り返した。
実施例１〜５で製造したデバイスを、上記方法により
交流600Vおよび１アンペアで試験した。結果を第２表に
示す。
交流600Vおよび１アンペアで試験した。結果を第２表に
示す。
実施例６ 第１表に示す成分を予め混合し、バンバリーミキサー
で混合し、ペレット化し、乾燥した。黒鉛−シリケート
組成物で被覆した２つの20AWG19/32ニッケル被覆銅線
（エレクトロダグ181、アチェソン市販品）のまわりに
乾燥ペレットを約160℃の温度で溶融押出した。押出物
を長さ0.46インチの片に切断し、それぞれの片の下方0.
20インチで導電性ポリマーを除去し、第１〜３図に示す
ようなデバイス（ｌ＝0.260インチ、ｔ＝0.160インチ、
ｘ＝0.090インチ、ｙ＝0.065インチおよびｗ＝0.040イ
ンチ）を製造した。
で混合し、ペレット化し、乾燥した。黒鉛−シリケート
組成物で被覆した２つの20AWG19/32ニッケル被覆銅線
（エレクトロダグ181、アチェソン市販品）のまわりに
乾燥ペレットを約160℃の温度で溶融押出した。押出物
を長さ0.46インチの片に切断し、それぞれの片の下方0.
20インチで導電性ポリマーを除去し、第１〜３図に示す
ようなデバイス（ｌ＝0.260インチ、ｔ＝0.160インチ、
ｘ＝0.090インチ、ｙ＝0.065インチおよびｗ＝0.040イ
ンチ）を製造した。
デバイスを、実施例１のように熱処理し;1.5MeV電子
線を用いてデバイスの一面を線量20メガラドで次いで他
面を線量20メガラドで照射することにより第１架橋し；
再び、実施例１のように熱処理し；デバイスの一面を線
量100メガラドで次いで他面を線量100メガラドで照射す
ることにより第２架橋し；再び実施例１のように熱処理
した。
線を用いてデバイスの一面を線量20メガラドで次いで他
面を線量20メガラドで照射することにより第１架橋し；
再び、実施例１のように熱処理し；デバイスの一面を線
量100メガラドで次いで他面を線量100メガラドで照射す
ることにより第２架橋し；再び実施例１のように熱処理
した。
実施例７ 第１表に示す成分を予め混合し、バンバリーミキサー
で混合し、顆粒化し、乾燥した。20AWGニッケル被覆銅
線のまわりに顆粒を射出成形することにより、第１〜３
図に示すような回路保護デバイス（ｌ＝0.375インチ、
ｔ＝0.466インチ、ｘ＝0.060インチ、ｙ＝0.034インチ
およびｗ＝0.032インチ）を製造した。
で混合し、顆粒化し、乾燥した。20AWGニッケル被覆銅
線のまわりに顆粒を射出成形することにより、第１〜３
図に示すような回路保護デバイス（ｌ＝0.375インチ、
ｔ＝0.466インチ、ｘ＝0.060インチ、ｙ＝0.034インチ
およびｗ＝0.032インチ）を製造した。
デバイスを、実施例１のように熱処理し;1MeV電子線
を用いてデバイスの一面のみを線量20メガラドで照射す
ることにより第１架橋し；再び、実施例１のように熱処
理した。電極に平行に、中央での0.010インチ幅を除く
全デバイスを電子線から遮蔽するようにアルミニウムテ
ープを適用した。遮蔽したデバイスの一面を、線量100
メガラドで照射することにより第２架橋した。次いで、
遮蔽材料を除去し、デバイスを実施例１のように再び熱
処理した。
を用いてデバイスの一面のみを線量20メガラドで照射す
ることにより第１架橋し；再び、実施例１のように熱処
理した。電極に平行に、中央での0.010インチ幅を除く
全デバイスを電子線から遮蔽するようにアルミニウムテ
ープを適用した。遮蔽したデバイスの一面を、線量100
メガラドで照射することにより第２架橋した。次いで、
遮蔽材料を除去し、デバイスを実施例１のように再び熱
処理した。
実施例８ 第１表に示す成分を予め混合し、バンバリーミキサー
で混合し、顆粒化し、乾燥した（親練り）。顆粒物をア
ルミナ三水和物と体積比83.5:16.5で混合し、第１表に
示す混合物を得た（最終物）。ブランダークロスヘッド
押出機を用いて、２つの予加熱された平行な20AWG19/32
撚りニッケル被覆銅線のまわりにおよび撚り線間の非中
空24AWGニッケル被覆銅線心線のまわりに混合物を溶融
押出した。押出物を長さ約1.5インチの片に切断し、導
電性ポリマーをそれぞれの片の一末端から剥離し、それ
ぞれの片から心線を引き出した。このようにして、心線
を除去した中央に存在する穴を有する長さ１インチ、幅
0.4インチおよび深さ0.1インチの導電性ポリマー要素に
埋設された撚り線から成る回路保護デバイスを製造し
た。コバルト60ガンマ線源を用いて21.2メガラド／時で
窒素雰囲気中で線量20メガラドでデバイスを（一面のみ
を）照射することによりデバイスを第１架橋した。電極
に平行に、中央で0.062インチ幅を除くデバイスを電子
線から遮蔽するように厚さ92ミルのアルミニウムシート
を適用した。遮蔽したデバイスを、1MeV電子線でデバイ
スの一面を線量80メガラドで照射し、他面を線量80メガ
ラドで照射することにより第２照射した。
で混合し、顆粒化し、乾燥した（親練り）。顆粒物をア
ルミナ三水和物と体積比83.5:16.5で混合し、第１表に
示す混合物を得た（最終物）。ブランダークロスヘッド
押出機を用いて、２つの予加熱された平行な20AWG19/32
撚りニッケル被覆銅線のまわりにおよび撚り線間の非中
空24AWGニッケル被覆銅線心線のまわりに混合物を溶融
押出した。押出物を長さ約1.5インチの片に切断し、導
電性ポリマーをそれぞれの片の一末端から剥離し、それ
ぞれの片から心線を引き出した。このようにして、心線
を除去した中央に存在する穴を有する長さ１インチ、幅
0.4インチおよび深さ0.1インチの導電性ポリマー要素に
埋設された撚り線から成る回路保護デバイスを製造し
た。コバルト60ガンマ線源を用いて21.2メガラド／時で
窒素雰囲気中で線量20メガラドでデバイスを（一面のみ
を）照射することによりデバイスを第１架橋した。電極
に平行に、中央で0.062インチ幅を除くデバイスを電子
線から遮蔽するように厚さ92ミルのアルミニウムシート
を適用した。遮蔽したデバイスを、1MeV電子線でデバイ
スの一面を線量80メガラドで照射し、他面を線量80メガ
ラドで照射することにより第２照射した。
２℃／分の速度で20から200℃にデバイスを外的に加
熱しながらデバイスの抵抗を測定することにより、実施
例２、３、７および８で製造したデバイスの抵抗／温度
特性を求めた。組成物の抵抗率を計算し、結果を第４図
のグラフに示す。このグラフにおいて、幾つかの曲線の
上部での平坦な部分は、試験装置により測定できる最大
抵抗により形成されている。
熱しながらデバイスの抵抗を測定することにより、実施
例２、３、７および８で製造したデバイスの抵抗／温度
特性を求めた。組成物の抵抗率を計算し、結果を第４図
のグラフに示す。このグラフにおいて、幾つかの曲線の
上部での平坦な部分は、試験装置により測定できる最大
抵抗により形成されている。
第１図は本発明の回路頬デバイスの正面図、 第２図は本発明の回路保護デバイスの平面図、 第３図は本発明の回路保護デバイスの側面図、および 第４図は、デバイスの抵抗率／温度曲線を示すグラフで
ある。 1,2……電極、３……PTC要素、31……中央部分。
ある。 1,2……電極、３……PTC要素、31……中央部分。
フロントページの続き (72)発明者 テイモシー・エドワード・フアエイ アメリカ合衆国 95126 カリフオルニ ア、サン・ホセ、シヤスタ・アベニユー 1398番 (72)発明者 ステイーブン・マーク・ジエイコブズ アメリカ合衆国 95014 カリフオルニ ア、カパーチノ、リンダ・ビスタ・ドラ イブ 11197番 (56)参考文献 特開 昭52−19746（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−32376（ＪＰ，Ａ)
Claims (8)
- 【請求項１】（１）結晶性ポリマーを含んで成るポリマ
ー成分、およびポリマー成分に分散する粒状導電性充填
剤を含んで成り、PTC挙動を示す導電性架橋ポリマー組
成物から成るPTC要素、および （２）PTC要素に電気接続されており、PTC要素中に電流
を流すように電源に接続可能である２つの電極 を有して成る電気デバイスの製法であって、 （ａ）PTC要素の少なくとも一部分を第１架橋工程に付
し、 （ｂ）架橋PTC要素の少なくとも一部分をTI［TIは導電
性ポリマーが溶融し始める温度を表す。］以上の温度に
加熱し、 （ｃ）架橋および加熱したPTC要素を冷却し、ポリマー
を再結晶し、および （ｄ）架橋、加熱および冷却したPTC要素の少なくとも
一部分を第２架橋工程に付し、更に架橋する ことを特徴とする方法。 - 【請求項２】PTC要素を工程（ａ）において線量５〜60
メガラドの照射により架橋し、工程（ｄ）において線量
少なくとも10メガラドの照射により架橋する特許請求の
範囲第１項記載の方法。 - 【請求項３】PTC要素全体を工程（ａ）および（ｄ）の
一方において照射し、電極間のPTC要素の一部分のみを
工程（ａ）および（ｄ）の他方において照射する特許請
求の範囲第１項または第２項に記載の方法。 - 【請求項４】工程（ｂ）において、架橋PTC要素をTM［T
Mは導電性ポリマーの溶融が完了する温度を表す。］以
上の温度に加熱する特許請求の範囲第１〜３項のいずれ
かに記載の方法。 - 【請求項５】工程（ｃ）において、再結晶が行われる温
度範囲において４℃／分よりも小さい速度で、架橋加熱
PTC要素を冷却する特許請求の範囲第１〜４項のいずれ
かに記載の方法。 - 【請求項６】電気デバイスは室温で100オームよりも低
い抵抗を有する回路保護デバイスであり；導電性ポリマ
ー組成物の抵抗率は23℃で50オーム・cmよりも小さく；
それぞれの電極はほぼ柱状の電気活性表面を有し、電極
は（ａ）相互に平行であり、（ｂ）PTC要素に埋設され
かつ物理接触する特許請求の範囲第１〜５項のいずれか
に記載の方法。 - 【請求項７】電気デバイスは室温で100オームよりも低
い抵抗を有する回路保護デバイスであり；導電性ポリマ
ー組成物の抵抗率が23℃で50オーム・cmよりも小さく;P
TC要素が面状形状を有しており；およびそれぞれの電極
が、（ａ）面状シートであり、（ｂ）PTC要素に物理接
触する特許請求の範囲第１〜５項のいずれかに記載の方
法。 - 【請求項８】導電性ポリマー組成物は、ポリエチレンに
分散するカーボンブラックを含んで成る特許請求の範囲
第１〜７項のいずれかに記載の方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/711,910 US4724417A (en) | 1985-03-14 | 1985-03-14 | Electrical devices comprising cross-linked conductive polymers |
| US711910 | 1985-03-14 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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|---|---|
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| JP2608878B2 true JP2608878B2 (ja) | 1997-05-14 |
Family
ID=24860003
Family Applications (2)
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|---|---|---|---|
| JP61058013A Expired - Lifetime JP2608878B2 (ja) | 1985-03-14 | 1986-03-14 | 導電性架橋ポリマーを含む電気デバイスの製造方法 |
| JP7209552A Expired - Lifetime JP2793790B2 (ja) | 1985-03-14 | 1995-08-17 | 導電性架橋ポリマーを含む電気デバイス |
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|---|---|---|---|
| JP7209552A Expired - Lifetime JP2793790B2 (ja) | 1985-03-14 | 1995-08-17 | 導電性架橋ポリマーを含む電気デバイス |
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| EP (1) | EP0198598B1 (ja) |
| JP (2) | JP2608878B2 (ja) |
| KR (1) | KR940004366B1 (ja) |
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| AU (1) | AU587237B2 (ja) |
| CA (1) | CA1240407A (ja) |
| DE (1) | DE3680229D1 (ja) |
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