JP2836959B2 - 電気装置の製造方法 - Google Patents
電気装置の製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、電気装置、特に過電流保護装置で、二つの
平行な表面が与えられたせいぜい100mΩcmの抵抗率を有
する電気伝導性重合体組成物の本体、及び前記平行な表
面と接触して配置された二つの電極を有し、然も、前記
重合体組成物が重合体材料と該重合体材料中に分布され
た電気伝導性粉末材料からなる電気装置を製造する方法
に関する。
平行な表面が与えられたせいぜい100mΩcmの抵抗率を有
する電気伝導性重合体組成物の本体、及び前記平行な表
面と接触して配置された二つの電極を有し、然も、前記
重合体組成物が重合体材料と該重合体材料中に分布され
た電気伝導性粉末材料からなる電気装置を製造する方法
に関する。
過電流保護装置の形をしたそのような電気装置の一つ
の型はPTC素子（正の温度係数）、即ち、抵抗率の温度
係数が正である素子である。上記種類のPTC素子の抵抗
は低く、例えば、80℃まで広がることがある素子の通常
の作動範囲で数百分の一Ωであり、温度と共に僅かに増
大する。もし素子の温度がこの値を越えると、例えば。
過電流のために越えると、抵抗は一層急速に増大し、或
る臨界温度を越えると、素子は低抵抗から10kΩ以上の
抵抗値になることがある高抵抗状態へ急に変化する。
の型はPTC素子（正の温度係数）、即ち、抵抗率の温度
係数が正である素子である。上記種類のPTC素子の抵抗
は低く、例えば、80℃まで広がることがある素子の通常
の作動範囲で数百分の一Ωであり、温度と共に僅かに増
大する。もし素子の温度がこの値を越えると、例えば。
過電流のために越えると、抵抗は一層急速に増大し、或
る臨界温度を越えると、素子は低抵抗から10kΩ以上の
抵抗値になることがある高抵抗状態へ急に変化する。
過電流保護装置の形をしたそのような電気装置の別の
型は熱動過負荷継電器である。
型は熱動過負荷継電器である。
上記種類の電器装置のための電気伝導性重合体の本体
を従来用いられていた方法で製造する場合、その使用重
合体がもし熱可塑性樹脂、例えば、ポリエチレンである
ならば、それを溶融し、通常或る形の炭素又は金属材料
又は炭素と金属材料との混合物からなる伝導性粉末材料
と混合（配合）する。この方法は多くの制約を受けてい
る。例えば、伝導性材料を導入するためには、重合体材
料が比較的低い粘度を持たなければならず、そのような
場合でも、希望の充分高い含有量の炭素を混合すること
は不可能なことがある。配合操作中強力な処理を行うこ
とも、伝導性材料が潰れたり、或は別な影響を受けて望
ましくない変化を生ずるような危険を伴う。配合後、生
成した混合物を押出し、圧搾成形、又は或る他のやり方
で成形することに関連した処理にかけると、その形成さ
れた生成物中の材料に望ましくない異方性が生ずる危険
を伴っている。上記方法は製造した最終物品に再現性の
ある性質を得るのに問題を与えることがある。
を従来用いられていた方法で製造する場合、その使用重
合体がもし熱可塑性樹脂、例えば、ポリエチレンである
ならば、それを溶融し、通常或る形の炭素又は金属材料
又は炭素と金属材料との混合物からなる伝導性粉末材料
と混合（配合）する。この方法は多くの制約を受けてい
る。例えば、伝導性材料を導入するためには、重合体材
料が比較的低い粘度を持たなければならず、そのような
場合でも、希望の充分高い含有量の炭素を混合すること
は不可能なことがある。配合操作中強力な処理を行うこ
とも、伝導性材料が潰れたり、或は別な影響を受けて望
ましくない変化を生ずるような危険を伴う。配合後、生
成した混合物を押出し、圧搾成形、又は或る他のやり方
で成形することに関連した処理にかけると、その形成さ
れた生成物中の材料に望ましくない異方性が生ずる危険
を伴っている。上記方法は製造した最終物品に再現性の
ある性質を得るのに問題を与えることがある。
重合体組成物の本体を形成した後、その本体に適用法
に従い電極を与える。電極は通常金属箔からなり、加熱
しながら本体にプレスすることにより適用される。
に従い電極を与える。電極は通常金属箔からなり、加熱
しながら本体にプレスすることにより適用される。
本発明によれば、従来技術に伴われる上記制約が除か
れ、電気装置の製造のかなりの簡単化が得られる。
れ、電気装置の製造のかなりの簡単化が得られる。
即ち、本発明はす従来可能であったものよりもかなり
高い粘度を有する重合体材料を使用することができるよ
うにしている。それにより、伝導性材料の種類及び含有
量に関し、かなり一層自由に選択することができるよう
になる。伝導性材料は望ましくない結果をもたらす処理
にはかけない。異方性の危険を伴う成形は行われない。
電極は別な操作工程を行うことなく適用することができ
る。特に重要な利点は、その方法は電極と重合体組成物
との間の境界抵抗（transition resistance）が非常に
低い装置を得ることができることである。
高い粘度を有する重合体材料を使用することができるよ
うにしている。それにより、伝導性材料の種類及び含有
量に関し、かなり一層自由に選択することができるよう
になる。伝導性材料は望ましくない結果をもたらす処理
にはかけない。異方性の危険を伴う成形は行われない。
電極は別な操作工程を行うことなく適用することができ
る。特に重要な利点は、その方法は電極と重合体組成物
との間の境界抵抗（transition resistance）が非常に
低い装置を得ることができることである。
本発明はよれば、重合体剤利用で100μｍより小さ
く、その材料の少なくとも50％が40μｍ未満である粒径
を有する粉末状の熱可塑性状態の重合体材料と、100μ
ｍ未満の粒径の電気伝導性粉末材料とを団体乾燥状態で
混合して混合物にし、その混合物中の重合体材料が、そ
れら材料の全体積の少なくとも30％を占め、電気伝導性
粉末材料が少なくとも20％を占めており、その混合物を
電極と一緒にプレスおよび前記重合体材料がか少なくと
も粒子表面で溶融する温度への加熱にかけ、同時に混合
物の永久的凝集本体を形成すると共に電極をその凝集本
体に固定することによって好ましい結果が得られる。そ
の時重合体材料の粒子は完全にそれらの独自性を失う。
く、その材料の少なくとも50％が40μｍ未満である粒径
を有する粉末状の熱可塑性状態の重合体材料と、100μ
ｍ未満の粒径の電気伝導性粉末材料とを団体乾燥状態で
混合して混合物にし、その混合物中の重合体材料が、そ
れら材料の全体積の少なくとも30％を占め、電気伝導性
粉末材料が少なくとも20％を占めており、その混合物を
電極と一緒にプレスおよび前記重合体材料がか少なくと
も粒子表面で溶融する温度への加熱にかけ、同時に混合
物の永久的凝集本体を形成すると共に電極をその凝集本
体に固定することによって好ましい結果が得られる。そ
の時重合体材料の粒子は完全にそれらの独自性を失う。
製造された装置に特に良好な再現性を与える本発明の
好ましい態様に従えば、重合体材料と電気伝導性粉末材
料との混合物を、室温又は重合体材料が溶融する温度よ
りもかなり低い他の温度でプレス操作にかけ、同時に前
形成本体を形成し、然る後、その前形成本体の形の混合
物を電極と一緒に、永久的凝集本体を形成し且つ電極を
固定するためのプレス及び加熱にかける。
好ましい態様に従えば、重合体材料と電気伝導性粉末材
料との混合物を、室温又は重合体材料が溶融する温度よ
りもかなり低い他の温度でプレス操作にかけ、同時に前
形成本体を形成し、然る後、その前形成本体の形の混合
物を電極と一緒に、永久的凝集本体を形成し且つ電極を
固定するためのプレス及び加熱にかける。
電極として、粉末金属材料から予め製造した板で、混
合物に面した側が多孔質構造を持ち、そして混合物とは
反対の側へ重合体材料が透過するのを防ぐように重合体
材料に対して不透過性になっている板を用いるのが好ま
しい。この種類の電極を用いた場合、重合体材料がそれ
ら電極の外側に絶縁性又あったとしても僅かにしか伝導
性でない被覆を与えることなく、伝導性重合体組成物に
電極が効果的に固定される。重合体材料はそれが熱可塑
性状態になっている時に電極の気孔中に、その電極を透
過することなく入って行く。最初から完全に多孔質の板
は、外側に金属被覆を、例えば電解的に与えることによ
り重合体材料の透過に対して不透過性にしてもよい。多
孔質電極の表面積を、例えばレーザー技術を用いて溶融
及び固化し、電極の他の部分はそれらの多孔質状態に変
化を与えない状態にしたまま、外側を気密にすることも
できる。混合物に面した側の方を多孔質表面構造に維持
し、重合体材料の透過に対して板を気密にする別の方法
は、板の焼結を通常還元性雰囲気中で、使用金属電極材
料の溶融温度よりはかなり低いそれに必要な温度で行
い、焼結後、板の外側を研磨又は他の機械的処理にかけ
ることである。しかし、上述のものとは異なった型の電
極を用いることもできる。例えば、粉末状態の電極材料
を伝導性重合体組成物の表面に層の形で適用し、然る
後、それを永久的に凝集した本体に形成し且つ電極を固
定するためのプレス及び加熱にかけてもよい。そのよう
な場合にも、電極が重合体材料の透過に対し気密になる
ような対策、例えば、それらに混合物とは反対の側に金
属材料の気密な被覆を与えることによりそのような対策
を取るのが好ましい。
合物に面した側が多孔質構造を持ち、そして混合物とは
反対の側へ重合体材料が透過するのを防ぐように重合体
材料に対して不透過性になっている板を用いるのが好ま
しい。この種類の電極を用いた場合、重合体材料がそれ
ら電極の外側に絶縁性又あったとしても僅かにしか伝導
性でない被覆を与えることなく、伝導性重合体組成物に
電極が効果的に固定される。重合体材料はそれが熱可塑
性状態になっている時に電極の気孔中に、その電極を透
過することなく入って行く。最初から完全に多孔質の板
は、外側に金属被覆を、例えば電解的に与えることによ
り重合体材料の透過に対して不透過性にしてもよい。多
孔質電極の表面積を、例えばレーザー技術を用いて溶融
及び固化し、電極の他の部分はそれらの多孔質状態に変
化を与えない状態にしたまま、外側を気密にすることも
できる。混合物に面した側の方を多孔質表面構造に維持
し、重合体材料の透過に対して板を気密にする別の方法
は、板の焼結を通常還元性雰囲気中で、使用金属電極材
料の溶融温度よりはかなり低いそれに必要な温度で行
い、焼結後、板の外側を研磨又は他の機械的処理にかけ
ることである。しかし、上述のものとは異なった型の電
極を用いることもできる。例えば、粉末状態の電極材料
を伝導性重合体組成物の表面に層の形で適用し、然る
後、それを永久的に凝集した本体に形成し且つ電極を固
定するためのプレス及び加熱にかけてもよい。そのよう
な場合にも、電極が重合体材料の透過に対し気密になる
ような対策、例えば、それらに混合物とは反対の側に金
属材料の気密な被覆を与えることによりそのような対策
を取るのが好ましい。
電極の金属材料はニッケル又は銅からなるのが有利で
あるが、充分な電気伝導度を有する純粋金属又は金属合
金の形の他の金属材料を用いてもよい。金属材料の適当
な粒径は0.5μｍ〜29μｍであり、電極の適当な厚さは1
00〜100μｍである。もし電極に金属被覆を、例えば電
解的に与えるならば、被覆は銅からなるのが有利であ
る。銅は電極が別のものを基礎にしている時のその材料
とは無関係に、問題の電極内に横方向にも充分分散した
電気伝導度を与える。他の点では多孔質な電極の気密な
表面層は、全電極の厚さの３〜30％の量の厚さを有する
のが有利である。
あるが、充分な電気伝導度を有する純粋金属又は金属合
金の形の他の金属材料を用いてもよい。金属材料の適当
な粒径は0.5μｍ〜29μｍであり、電極の適当な厚さは1
00〜100μｍである。もし電極に金属被覆を、例えば電
解的に与えるならば、被覆は銅からなるのが有利であ
る。銅は電極が別のものを基礎にしている時のその材料
とは無関係に、問題の電極内に横方向にも充分分散した
電気伝導度を与える。他の点では多孔質な電極の気密な
表面層は、全電極の厚さの３〜30％の量の厚さを有する
のが有利である。
本発明の有利の態様によれば、装置の製造に重合体材
料として架橋可能な線状重合体を用いる。重合体材料の
架橋能力を利用する場合、重合体材料と伝導性材料との
混合物を電極と一緒に、永久的に凝集した本体を形成し
且つ電極を固定するためのプレス及び加熱にかけた後、
架橋を行う。重合体材料の架橋を行うことにより製造さ
れた装置の一層大きな機械的及び熱的安定性を達成する
ことができる。
料として架橋可能な線状重合体を用いる。重合体材料の
架橋能力を利用する場合、重合体材料と伝導性材料との
混合物を電極と一緒に、永久的に凝集した本体を形成し
且つ電極を固定するためのプレス及び加熱にかけた後、
架橋を行う。重合体材料の架橋を行うことにより製造さ
れた装置の一層大きな機械的及び熱的安定性を達成する
ことができる。
重合体材料は好ましくは、ポリエチレン、ポリプロピ
レン、ポリブテン、又はエチレンとプロピレンとの共重
合体の如きポリオレフィンからなる。特に好ましいのは
HDポリエチレンである。しかし、充分微細な粒径にし、
乾燥状態で導電性材料と混合し、その混合物を永久的に
凝集した重合体組成物の本体に形成し且つ電極を固定す
るためのプレス及び加熱にかけた時に熱可塑性状態に転
移することができる他の線状重合体を用いることができ
る。そのような他の線状重合体の例は、ポリアミド、ポ
リエチレン テレフタレート、ポリブテン テレフタレ
ート、及びポリオキシメチレンである。
レン、ポリブテン、又はエチレンとプロピレンとの共重
合体の如きポリオレフィンからなる。特に好ましいのは
HDポリエチレンである。しかし、充分微細な粒径にし、
乾燥状態で導電性材料と混合し、その混合物を永久的に
凝集した重合体組成物の本体に形成し且つ電極を固定す
るためのプレス及び加熱にかけた時に熱可塑性状態に転
移することができる他の線状重合体を用いることができ
る。そのような他の線状重合体の例は、ポリアミド、ポ
リエチレン テレフタレート、ポリブテン テレフタレ
ート、及びポリオキシメチレンである。
重合体材料は少なくとも５％の結晶化度を有する。
重合体材料の粒径は、５〜100μｍで、その中で材料
の少なくとも50％が40μｍより小さな粒径を有するのが
好ましい。
の少なくとも50％が40μｍより小さな粒径を有するのが
好ましい。
重合体組成物中の適当な電気伝導性材料の例として、
カーボンブラックの如き伝導性炭素粉末の形の炭素；例
えば、ニッケル、タングステン、モリブデン、コバル
ト、銅、銀、アルミニウム及び真鍮の如き金属材料；例
えば、ZrB2及びTiB2の如き硼化物；例えば、ZrN及びTiN
の如き窒化物；例えば、V2O3及びTiOの如き酸化物；例
えば、TaC、WC及びZrCの如き炭化物；同様に例示した材
料の二種類以上の混合物、例えば煤とニッケルとの混合
物を挙げることができる。カーボンブラックの如き伝導
性炭素粉末の粒径は通常0.01〜0.10μｍであり、金属材
料の粒径は好ましくは0.5〜100μｍであり、硼化物、窒
化物、酸化物、及び炭化物の粒径は好ましくは0.01〜10
0μｍである。電気伝導性粉末材料の少なくとも一部分
は、電極の気孔の断面より小さな粒径を有し、その結果
粉末材料の一部分は重合体材料が電極の気孔中に入る
時、その重合体材料に伴われて行くことができるのが好
ましい。
カーボンブラックの如き伝導性炭素粉末の形の炭素；例
えば、ニッケル、タングステン、モリブデン、コバル
ト、銅、銀、アルミニウム及び真鍮の如き金属材料；例
えば、ZrB2及びTiB2の如き硼化物；例えば、ZrN及びTiN
の如き窒化物；例えば、V2O3及びTiOの如き酸化物；例
えば、TaC、WC及びZrCの如き炭化物；同様に例示した材
料の二種類以上の混合物、例えば煤とニッケルとの混合
物を挙げることができる。カーボンブラックの如き伝導
性炭素粉末の粒径は通常0.01〜0.10μｍであり、金属材
料の粒径は好ましくは0.5〜100μｍであり、硼化物、窒
化物、酸化物、及び炭化物の粒径は好ましくは0.01〜10
0μｍである。電気伝導性粉末材料の少なくとも一部分
は、電極の気孔の断面より小さな粒径を有し、その結果
粉末材料の一部分は重合体材料が電極の気孔中に入る
時、その重合体材料に伴われて行くことができるのが好
ましい。
重合体材料は、混合物から構成された重合体組成物中
のこれら材料の全体積の30〜80％占め、電気伝導性粉末
材料は20〜70％を占めるのが適切である。もし電気伝導
性材料が炭素と金属材料との混合物からなるならば、重
合体材料の含有量が、優れたPTC効果を有する装置中の
それら材料の全体積の65〜80％で、電気伝導性粉末材料
の含有量が20＝35％であるのが好ましい。電気伝導性粉
末材料の中で、炭素は５〜75体積％、金属材料は25〜95
体積％を占めるのが好ましい。
のこれら材料の全体積の30〜80％占め、電気伝導性粉末
材料は20〜70％を占めるのが適切である。もし電気伝導
性材料が炭素と金属材料との混合物からなるならば、重
合体材料の含有量が、優れたPTC効果を有する装置中の
それら材料の全体積の65〜80％で、電気伝導性粉末材料
の含有量が20＝35％であるのが好ましい。電気伝導性粉
末材料の中で、炭素は５〜75体積％、金属材料は25〜95
体積％を占めるのが好ましい。
本発明を多くの実施例を記述することにより詳細に説
明する。
明する。
実施例１ メルト インデックス（MI190/2）40g/10分、 密度0.960g/cm3、粒径５〜90μｍで、そのうち材料の50
％より多くのものが24〜36μｍの粒径であるHDポリエチ
レン〔スイス、ブレのプラスト・レーバー（PLAST−LAB
OR）S.A.からのNB6081〕75体積部を、７μｍ未満の粒径
を有するニッケル粉末13体積部、0.040〜0.048μｍの粒
径を有するN550型（ASTM）のカーボンブラック12体積部
と混合し、重合体組成物の形の混合物にした。その混合
物を円筒状空洞及び一つ又は二つの可動性円筒状型を有
する成形工具中で室温及び70MPaの圧力でプレスし、直
径25mm及び高さ1.5mmの予め成形した円板にした。
％より多くのものが24〜36μｍの粒径であるHDポリエチ
レン〔スイス、ブレのプラスト・レーバー（PLAST−LAB
OR）S.A.からのNB6081〕75体積部を、７μｍ未満の粒径
を有するニッケル粉末13体積部、0.040〜0.048μｍの粒
径を有するN550型（ASTM）のカーボンブラック12体積部
と混合し、重合体組成物の形の混合物にした。その混合
物を円筒状空洞及び一つ又は二つの可動性円筒状型を有
する成形工具中で室温及び70MPaの圧力でプレスし、直
径25mm及び高さ1.5mmの予め成形した円板にした。
同じ成形工具で、４〜７μｍの粒径のニッケル粉末を
プレスすることにより、厚さ0.6mmの板の形の二つの電
極を作った。プレスは室温及び70MPaの圧力で行われ
た。板は貫通気孔を有する多孔質である。各板には一方
の側に20μｍ厚の銅層が電解的に与えられ、その銅層は
一つにはその層が気密であることにより貫通孔を存在さ
せないようにし、二つには放射状に分布した高伝導性表
面層を与えていた。 各平らな側上にニッケル電極板の
一つを有する重合体組成物の板を、再び成形工具中に銅
層を外側に向けて再び入れ、そこでそれら３枚の板を積
み重ねたものを先ず室温及び70MPaの圧力でプレスし、
次に圧力を変えずに150℃でプレスする。それによって
重合体組成物は永久的に凝集した本体を形成し、それに
電極が、重合体組成物が電極の気孔中に入るか、少なく
とも重合体材料と電極の気孔より小さな粒径を有する電
気伝導性粉末材料の一部分とが電極の気孔中に入ること
により、電極と重合体組成物との間の境界抵抗が低くな
る効果的なやり方で機械的に固定される。重合体組成物
は50mΩcm未満の抵抗率を有する。製造された装置はPTC
素子として用いるのに適し優れていた。
プレスすることにより、厚さ0.6mmの板の形の二つの電
極を作った。プレスは室温及び70MPaの圧力で行われ
た。板は貫通気孔を有する多孔質である。各板には一方
の側に20μｍ厚の銅層が電解的に与えられ、その銅層は
一つにはその層が気密であることにより貫通孔を存在さ
せないようにし、二つには放射状に分布した高伝導性表
面層を与えていた。 各平らな側上にニッケル電極板の
一つを有する重合体組成物の板を、再び成形工具中に銅
層を外側に向けて再び入れ、そこでそれら３枚の板を積
み重ねたものを先ず室温及び70MPaの圧力でプレスし、
次に圧力を変えずに150℃でプレスする。それによって
重合体組成物は永久的に凝集した本体を形成し、それに
電極が、重合体組成物が電極の気孔中に入るか、少なく
とも重合体材料と電極の気孔より小さな粒径を有する電
気伝導性粉末材料の一部分とが電極の気孔中に入ること
により、電極と重合体組成物との間の境界抵抗が低くな
る効果的なやり方で機械的に固定される。重合体組成物
は50mΩcm未満の抵抗率を有する。製造された装置はPTC
素子として用いるのに適し優れていた。
実施例２ 装置を実施例１に記載したやり方で製造した。但し電
極の外側上の銅層は、重合体組成物の板とニッケル電極
の板との積層体を室温でプレスして凝集本体にするまで
適用しなかった点が異なる。電極の外側に銅層を適用し
た後、凝集本体を70MPaの圧力及び150℃の温度でプレス
にかけた。
極の外側上の銅層は、重合体組成物の板とニッケル電極
の板との積層体を室温でプレスして凝集本体にするまで
適用しなかった点が異なる。電極の外側に銅層を適用し
た後、凝集本体を70MPaの圧力及び150℃の温度でプレス
にかけた。
実施例３ 装置を実施例に記載したやり方で製造した。但し外側
に気密な銅層を与える代わりに、室温でプレスした電極
板を約400℃で水素ガス雰囲気中で４時間焼結にかけ、
次に重合体組成物とは反対の側を320メッシュの湿った
研磨紙を用いて研磨した点が異なっていた。研磨により
表面層の変形が行われ、その結果気密になった。これに
より、重合体組成物に面した側では多孔質の表面構造を
持つが、貫通孔は持たない電極板が得られた。従って、
それらはホットプレス中重合体材料に対し不透過性にな
った。
に気密な銅層を与える代わりに、室温でプレスした電極
板を約400℃で水素ガス雰囲気中で４時間焼結にかけ、
次に重合体組成物とは反対の側を320メッシュの湿った
研磨紙を用いて研磨した点が異なっていた。研磨により
表面層の変形が行われ、その結果気密になった。これに
より、重合体組成物に面した側では多孔質の表面構造を
持つが、貫通孔は持たない電極板が得られた。従って、
それらはホットプレス中重合体材料に対し不透過性にな
った。
実施例４ 装置を実施例１に記載したやり方で製造した。但し銅
層を外側に与える代わりに、多孔質電極をレーザーを使
用して約50μｍの深さまで表面層を溶融し、それを固化
することにより気密にした点が異なっている。装置はPT
C素子として使用するのに適し、優れていた。
層を外側に与える代わりに、多孔質電極をレーザーを使
用して約50μｍの深さまで表面層を溶融し、それを固化
することにより気密にした点が異なっている。装置はPT
C素子として使用するのに適し、優れていた。
実施例５ 装置を実施例１〜４に記載した方法のいずれかで製造
した。熱処理を用いた最後のプレス後、重合体組成物
を、装置全体を電子照射することにより、重合体材料の
架橋度が80％になるまで架橋した。重合体組成物は50m
Ωcm未満の抵抗率を持っていた。装置はPTC素子として
使用するのに適し、優れていた。
した。熱処理を用いた最後のプレス後、重合体組成物
を、装置全体を電子照射することにより、重合体材料の
架橋度が80％になるまで架橋した。重合体組成物は50m
Ωcm未満の抵抗率を持っていた。装置はPTC素子として
使用するのに適し、優れていた。
実施例６ 実施例１、実施例３、又は実施例４に記載したやり方
で電極を製造した。それら電極を、粉末状態、即ち、前
形成してない実施例１に記載した重合体組成物と一緒
に、実施例１に記載した種類の成形工具の空洞中に、重
合体組成物の両側に電極を置き、気密な層（実施例１及
び４）を外側に向けて入れた。重合体組成物と電極とを
70MPaの圧力で150℃の温度でプレスにかけた。重合体組
成物は50mΩcm未満の抵抗率を持っていた。装置はPTC素
子として使用するのに適し、優れていた。
で電極を製造した。それら電極を、粉末状態、即ち、前
形成してない実施例１に記載した重合体組成物と一緒
に、実施例１に記載した種類の成形工具の空洞中に、重
合体組成物の両側に電極を置き、気密な層（実施例１及
び４）を外側に向けて入れた。重合体組成物と電極とを
70MPaの圧力で150℃の温度でプレスにかけた。重合体組
成物は50mΩcm未満の抵抗率を持っていた。装置はPTC素
子として使用するのに適し、優れていた。
実施例７ 装置を実施例１〜６に記載した方法のいずれかで製造
した。但しそこで述べたポリエチレンの代わりに、メル
ト インデックスが70g/10分、密度0.916g/cm3、粒径５
〜35μｍで、その内10〜14μｍの粒径のものが材料の50
％より多いLDポリエチレン（プラスト・レーバーS.A.か
らのHX1681）を用いた点が異なる。重合体組成物は50m
Ωcm未満の抵抗率を待っていた。製造された装置はPTC
素子として使用するのに適し、優れていた。
した。但しそこで述べたポリエチレンの代わりに、メル
ト インデックスが70g/10分、密度0.916g/cm3、粒径５
〜35μｍで、その内10〜14μｍの粒径のものが材料の50
％より多いLDポリエチレン（プラスト・レーバーS.A.か
らのHX1681）を用いた点が異なる。重合体組成物は50m
Ωcm未満の抵抗率を待っていた。製造された装置はPTC
素子として使用するのに適し、優れていた。
実施例８ 装置を実施例１、２、３、４又は６に記載した方法の
いずれかで製造した。但しそこで述べたポリエチレンの
代わりに、メルト インデックス（MI230/5）が100g/10
分、密度0.905g/cm3、粒径５〜90μｍで、その内24〜36
μｍの粒径のものが材料の50％より多いポリプロピレン
（プラスト・レーバーS.A.からのPB0580）を用いたこと
及びホッとプレスを170℃で行なった点が異なる。
いずれかで製造した。但しそこで述べたポリエチレンの
代わりに、メルト インデックス（MI230/5）が100g/10
分、密度0.905g/cm3、粒径５〜90μｍで、その内24〜36
μｍの粒径のものが材料の50％より多いポリプロピレン
（プラスト・レーバーS.A.からのPB0580）を用いたこと
及びホッとプレスを170℃で行なった点が異なる。
実施例９ 装置を実施例１〜８に記載した方法のいずれかで製造
した。但しそこで言及した13体積部のニッケル粉末と12
体積部のカーボンブラックの形の電気伝導性粉末材料の
代わりに、45μｍ未満の粒径を有するZrNを50体積部用
いた点が異なっていた。重合体組成物は50mΩcm未満の
抵抗率を待っていた。
した。但しそこで言及した13体積部のニッケル粉末と12
体積部のカーボンブラックの形の電気伝導性粉末材料の
代わりに、45μｍ未満の粒径を有するZrNを50体積部用
いた点が異なっていた。重合体組成物は50mΩcm未満の
抵抗率を待っていた。
実施例10 装置を実施例９に記載したやり方で製造した。但しZr
Nの代わりに６〜10μｍより小さい粒径のTiNを用いた点
が異なっていた。重合体組成物は35mΩcm未満の抵抗率
を持っていた。
Nの代わりに６〜10μｍより小さい粒径のTiNを用いた点
が異なっていた。重合体組成物は35mΩcm未満の抵抗率
を持っていた。
実施例11 装置を実施例１〜８に記載した方法のいずれかで製造
した。但しそこで言及した13体積部のニッケル粉末と12
体積部のカーボンブラックの形の電気伝導性粉末材料の
代わりに、13体積部の同じカーボンブラックと６〜10μ
ｍの粒径を有するTiNを52体積部用いた点が異なってい
た。重合体組成物は35mΩcm未満の抵抗率を持ってい
た。
した。但しそこで言及した13体積部のニッケル粉末と12
体積部のカーボンブラックの形の電気伝導性粉末材料の
代わりに、13体積部の同じカーボンブラックと６〜10μ
ｍの粒径を有するTiNを52体積部用いた点が異なってい
た。重合体組成物は35mΩcm未満の抵抗率を持ってい
た。
実施例12 装置を実施例10に記載したやり方で製造した。但しTi
Nの代わりに45μｍより小さい粒径のZrB2を用いた点が
異なっていた。重合体組成物は30mΩcm未満の抵抗率を
持っていた。
Nの代わりに45μｍより小さい粒径のZrB2を用いた点が
異なっていた。重合体組成物は30mΩcm未満の抵抗率を
持っていた。
実施例13 装置を実施例９に記載したやり方で製造した。但しZr
Nの代わりに45μｍより小さい粒径のTiB2を用いた点が
異なっていた。
Nの代わりに45μｍより小さい粒径のTiB2を用いた点が
異なっていた。
実施例14 装置を実施例１〜８に記載した方法のいずれかで製造
した。但しそこで言及した13体積部のニッケル粉末と12
体積部のカーボンブラックの形の電気伝導性粉末材料の
代わりに、実施例１の場合と同じ種類の煤を120体積部
用いた点が異なっていた。
した。但しそこで言及した13体積部のニッケル粉末と12
体積部のカーボンブラックの形の電気伝導性粉末材料の
代わりに、実施例１の場合と同じ種類の煤を120体積部
用いた点が異なっていた。
実施例15 装置を実施例１〜８に記載した方法のいずれかで製造
した。但しそこで言及した13体積部のニッケル粉末と12
体積部のカーボンブラックの形の電気伝導性粉末材料の
代わりに、実施例１の場合と同じ種類のニッケル粉末を
60体積部用いた点が異なっていた。
した。但しそこで言及した13体積部のニッケル粉末と12
体積部のカーボンブラックの形の電気伝導性粉末材料の
代わりに、実施例１の場合と同じ種類のニッケル粉末を
60体積部用いた点が異なっていた。
実施例１〜15で述べた全ての場合で、重合体材料の粒
子はそれらの独自性を完全に失った。
子はそれらの独自性を完全に失った。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヨハンソン，ホーカン スウェーデン国エス ― 722 20 ベ ステルオース，ボマンスガタン ７ (56)参考文献 特開 昭60−58467（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−69869（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−135106（ＪＰ，Ａ) 特表 平２−504333（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01C 7/02 - 7/22
Claims (16)
- 【請求項１】電気装置、特に過電流保護装置で、二つの
平行な表面が与えられたせいぜい100mΩcmの抵抗率を有
する電気伝導性重合体組成物の本体、及び前記平行な表
面と接触して配置された二つの電極を有し、然も、前記
重合体組成物が重合体材料と該重合体材料中に分布した
電気伝導性粉末材料とからなる電気装置の製造方法にお
いて、前記重合体材料で、100μｍ未満より小さく、そ
の材料の少なくとも50％が40μｍ未満である粒径を有す
る粉末状の熱可塑性状態の重合体材料と、100μｍ未満
の粒径の電気伝導性粉末材料とを個体乾燥状態で混合し
て混合物にし、その混合物中の前記重合体材料が、それ
ら材料の全体積の少なくとも30％を占め、前記電気伝導
性粉末材料が少なくとも20％を占めており、その混合物
を電極と一緒にプレス及び前記重合体材料が少なくとも
粒子表面で溶融する温度への加熱にかけ、同時に混合物
の永久的凝集本体を形成すると共に、電極をその凝集本
体に固定することを特徴とする電気装置製造方法。 - 【請求項２】混合物を室温又は重合体材料が溶融する温
度よりもかなり低い他の温度でプレス操作にかけ、同時
に前形成本体を形成し、然る後、前形成本体の形の混合
物を電極と一緒に、永久的凝集本体を形成し且つ電極を
固定するためのプレス及び加熱にかけることを特徴とす
る請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】電極として、混合物に面した側が多孔質構
造を持ち、混合物とは反対の側への重合体材料の透過に
対し気密である、粉末金属材料から予め製造された板を
用いることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。 - 【請求項４】板が、混合物とは反対の側では、金属材料
の気密な被覆をその側上に与えることにより気密になっ
ていることを特徴とする請求項３に記載の方法。 - 【請求項５】板が、混合物とは反対の側では、前記板の
粉末金属材料の溶融固化表面層をその側上に構成するこ
とにより気密になっていることを特徴とする請求項３に
記載の方法。 - 【請求項６】板が、該板の焼結及びその後の、混合物と
は反対の側の機械的処理により、貫通孔がなくなること
により重合体材料の透過に対して不透過性になっている
ことを特徴とする請求項３に記載の方法。 - 【請求項７】重合体材料として、架橋可能な線状重合体
を用い、電極と一緒にした混合物を永久的に凝集した本
体を形成し且つ電極を固定するためのプレス及び加熱に
かけた後、重合体材料を架橋することを特徴とする請求
項１〜６のいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項８】重合体材料としてポリオレフィンを用いる
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の
方法。 - 【請求項９】重合体材料としてポリエチレンを用いるこ
とを特徴とする請求項８に記載の方法。 - 【請求項１０】重合体材料が、混合物中の材料の全体積
の少なくとも30〜80％を占め、電気伝導性粉末材料が20
〜70％を占めることを特徴とする請求項１〜９のいずれ
か１項に記載の方法。 - 【請求項１１】重合体材料が、混合物中の材料の全体積
の少なくとも65〜80％を占め、電気伝導性粉末材料が20
〜35％を占めることを特徴とする請求項１〜10のいずれ
か１項に記載の方法。 - 【請求項１２】電気伝導性粉末材料として、カーボンブ
ラックの形の炭素を用いることを特徴とする請求項１〜
11のいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項１３】混合物中の電気伝導性粉末材料として、
金属材料を用いることを特徴とする請求項１〜11のいず
れか１項に記載の方法。 - 【請求項１４】混合物中の電気伝導性粉末材料として、
カーボンブラックの形の炭素と金属材料との混合物を用
いることを特徴とする請求項１〜11のいずれか１項に記
載の方法。 - 【請求項１５】金属材料がニッケルからなることを特徴
とする請求項13又は14に記載の方法。 - 【請求項１６】炭素が、混合物中の材料の全体積の５〜
75％を占め、金属材料が25〜95％を占めることを特徴と
する請求項14に記載の方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE9001990-2 | 1990-06-05 | ||
| SE9001990A SE468026B (sv) | 1990-06-05 | 1990-06-05 | Saett att framstaella en elektrisk anordning |
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|---|---|
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| IT1267672B1 (it) * | 1994-01-17 | 1997-02-07 | Hydor Srl | Composto resistivo termosensibile, suo metodo di realizzazione ed uso |
| DE4427161A1 (de) * | 1994-08-01 | 1996-02-08 | Abb Research Ltd | Verfahren zur Herstellung eines PTC-Widerstandes und danach hergestellter Widerstand |
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