JPS61218117A - 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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- JPS61218117A JPS61218117A JP61058013A JP5801386A JPS61218117A JP S61218117 A JPS61218117 A JP S61218117A JP 61058013 A JP61058013 A JP 61058013A JP 5801386 A JP5801386 A JP 5801386A JP S61218117 A JPS61218117 A JP S61218117A
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Classifications
-
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- H01C—RESISTORS
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-
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- 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
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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。
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］
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，
２４３，７５３．３．３５１．８８２．３，５７１，７
７７．３，７５７，０８６．３，７９３，７１６．３，
８２３，２１７．３゜８５８．１４４．３，８６１，０
２９．３，９５０゜６０４．４，０１７，７１５．４，
０７２，８４８．４．０８５，２８６．４，１１７，３
１２．４．■７７．３７６．４，１７７．４４６．４，
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
．６０７．４，３９８，０８４．４，４１３．３０！、
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４，５６０，４９８号；クラソンおよびクーバット
（Ｋ １ａｓｏｎおよびＫｕｂａｔ）、ジャーナル・才
ブ・アプライド・ポリマー・サイエンス（Ｊ 、Ａｐｐ
ｌｉｅｄ ＰｏＩｙｔａｅｒ ５ｃｉｅｎｃｅ） １９
、８１３−８１５（１９７５）；ナルキス（Ｎａｒｋ
ｉｓ）ら、ポリマー・エンジニアリング・アンド・サイ
エンス（Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａ
ｎｄ ５ｃｉｅｎｃｅ）上８，６４９−６５３（１９７
８）： ヨーロッパ特許出願第３８．７１３．３８，７
１４．３８，７１８； ７４゜２８１．９２，４０６．
１１９，８０７．１３４゜１４５．８４，３０４，５０
２．２．８４，３０７゜９８４．９．８５，３００，４
１５．８．８５，３０６．４７６．４および８５，３０
６，４７７．２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，
２４３，７５３．３．３５１．８８２．３，５７１，７
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，４４９．４，５２９，８６６．４゜５３４．８８９お
よび４，５６０，４９８号；クラソンおよびクーバット
（Ｋ １ａｓｏｎおよびＫｕｂａｔ）、ジャーナル・才
ブ・アプライド・ポリマー・サイエンス（Ｊ 、Ａｐｐ
ｌｉｅｄ ＰｏＩｙｔａｅｒ ５ｃｉｅｎｃｅ） １９
、８１３−８１５（１９７５）；ナルキス（Ｎａｒｋ
ｉｓ）ら、ポリマー・エンジニアリング・アンド・サイ
エンス（Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａ
ｎｄ ５ｃｉｅｎｃｅ）上８，６４９−６５３（１９７
８）： ヨーロッパ特許出願第３８．７１３．３８，７
１４．３８，７１８； ７４゜２８１．９２，４０６．
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２．２．８４，３０７゜９８４．９．８５，３００，４
１５．８．８５，３０６．４７６．４および８５，３０
６，４７７．２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。
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。
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
かっ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Ｄ２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４，２３７，４１１，４，２３８
．８１２．４，２５５．６９−８．４，３１５，２３７
．４，３１７，０２７．４，３２９，７２６．４゜３５
２．０８３．４，４１３，３０１．４，４５０゜４９６
．４，４７５，１３８および４，４８１，４９８号、ヨ
ーロッパ特許出願公開第３８，７１３．１３４．１４５
および１５８，４１０号、アメリカ合衆国特許出願第７
１１，７９０．７１１，９０７．７１１．９０８および
７１１．９１０号に記載されている。
かっ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Ｄ２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４，２３７，４１１，４，２３８
．８１２．４，２５５．６９−８．４，３１５，２３７
．４，３１７，０２７．４，３２９，７２６．４゜３５
２．０８３．４，４１３，３０１．４，４５０゜４９６
．４，４７５，１３８および４，４８１，４９８号、ヨ
ーロッパ特許出願公開第３８，７１３．１３４．１４５
および１５８，４１０号、アメリカ合衆国特許出願第７
１１，７９０．７１１，９０７．７１１．９０８および
７１１．９１０号に記載されている。
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Ｄ
２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１４．５３４，８８９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Ｄ２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。
て、ＰＴＣ導電性ポリマーを、好ましくは放射線によＤ
２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１４．５３４，８８９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Ｄ２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くこれは、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Ｄ
２また（よ要素の厚さ方向に実質的に均一であることが
あＤ２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Ｄ
２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。
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Ｄ
２また（よ要素の厚さ方向に実質的に均一であることが
あＤ２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Ｄ
２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。
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、１Ｍ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ｌ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Ｄ
２導電性ポリマーの抵抗率／温度曲線が、特定デバイス
抵抗が低温において少なくとも成る高抵抗に達するよう
に、変化した異なった架橋構造が形成するという理論を
完成した。
（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、１Ｍ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ｌ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Ｄ
２導電性ポリマーの抵抗率／温度曲線が、特定デバイス
抵抗が低温において少なくとも成る高抵抗に達するよう
に、変化した異なった架橋構造が形成するという理論を
完成した。
ＰＴＣ導電性ポリマーは、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
ことをも見い出した。
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
ことをも見い出した。
これら２つの発見を組み合わせることによＤ２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Ｉ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。
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Ｉ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
Ｄ２ＰＴＣ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Ｄ２ＰＴＣ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） Ｐ
Ｔ Ｃ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［Ｔｒ
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
Ｄ２ＰＴＣ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Ｄ２ＰＴＣ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） Ｐ
Ｔ Ｃ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［Ｔｒ
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
Ｄ２ＰＴＣ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Ｄ２ＰＴＣ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［Ｔ
Ｍは導電性ポリマーの溶融が完了する温度（０Ｃ）を表
す。］の多くとも１２倍、好ましくは多くともｔ、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
Ｄ２ＰＴＣ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Ｄ２ＰＴＣ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［Ｔ
Ｍは導電性ポリマーの溶融が完了する温度（０Ｃ）を表
す。］の多くとも１２倍、好ましくは多くともｔ、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Ｄ２ＰＴＣ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Ｄ２ＰＴＣ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Ｉ
Ｄ、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Ｄ２メガラドを
吸収した第３部分を有する［ここでＤ ｔｌ Ｄ ２／
Ｄ１比は少なくとも１．５であＤ２Ｄ ｔｌ Ｄ ｓ比
は少なくとも１．５であＤ２Ｄ。
状導電性充填剤を含んで成Ｄ２ＰＴＣ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Ｄ２ＰＴＣ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Ｉ
Ｄ、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Ｄ２メガラドを
吸収した第３部分を有する［ここでＤ ｔｌ Ｄ ２／
Ｄ１比は少なくとも１．５であＤ２Ｄ ｔｌ Ｄ ｓ比
は少なくとも１．５であＤ２Ｄ。
とＤ３は同じであっても異なってもよい。コようにＰＴ
Ｃ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
。
Ｃ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
。
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Ｄ２または電
極による遮蔽によＤ２または電極による分散によＤ２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
。
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Ｄ２または電
極による遮蔽によＤ２または電極による分散によＤ２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６
０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。
〜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６
０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Ｄ２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Ｄ２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。
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Ｄ２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Ｄ２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Ｄ２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Ｄ２とＤ３は同じであることが好ましく、Ｄ１／
Ｄ＋およびＤ２／Ｄ、は少なくとも！、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。
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Ｄ２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Ｄ２とＤ３は同じであることが好ましく、Ｄ１／
Ｄ＋およびＤ２／Ｄ、は少なくとも！、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、有用性がそ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。
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、有用性がそ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Ｄ２通常、そ
の電気安定性が増加し、その抵抗率が増加する。成る場
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Ｄ２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Ｄ２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。
の電気安定性が増加し、その抵抗率が増加する。成る場
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Ｄ２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Ｄ２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１
５〜４０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〜Ｉ
Ｏθメガラドであることが好ましい。
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１
５〜４０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〜Ｉ
Ｏθ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要素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Ｄ２
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する。
Ｃ要素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Ｄ２
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する。
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。Ｔ、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Ｄ２ＴＭ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、ＡＳ
ＴＭＤ−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、ＰＴＱ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
体を加熱する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。Ｔ、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Ｄ２ＴＭ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、ＡＳ
ＴＭＤ−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、ＰＴＱ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
体を加熱する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Ｔ、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。
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。
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。
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１１以上
の温度に加熱しながら、行ってもよい。
。例えば、ＰＴＣ要素の照射は、ＰＴＣ要素を１１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ニルも
しくはエステル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ｈ：１．寸
１＋１ｔ、日「号外１士 ４Ｌ道雷υト零（古客１
力１士 ｆｌ−１’７−ク抑制剤、放射線架橋剤、
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ニルも
しくはエステル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ｈ：１．寸
１＋１ｔ、日「号外１士 ４Ｌ道雷υト零（古客１
力１士 ｆｌ−１’７−ク抑制剤、放射線架橋剤、
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Ｄ２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
、５０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５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、は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く特にアメ
リカ合衆国特許第４゜３１７．０２７号および第４，３
５２，０８３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
の上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。
ことがあＤ２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
、５０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５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、は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く特にアメ
リカ合衆国特許第４゜３１７．０２７号および第４，３
５２，０８３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
の上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Ｄ２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。
および再架橋の操作によＤ２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Ｋ ６００ Ｖ電源か
らのｌアンペア電流により移行させた。
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Ｋ ６００ Ｖ電源か
らのｌ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Ｄ２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。
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Ｄ２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Ｔ
Ｍ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Ｔ、、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Ｔ。
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Ｔ
Ｍ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Ｔ、、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Ｔ。
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Ｔ６の１．２倍よりも高い温度に達しない
ことが好ましい。
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Ｔ６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６１００サイク
ル、好ましくは少なくと６１２５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。
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６１００サイク
ル、好ましくは少なくと６１２５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。
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ｌ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ｅであＤ２ＰＴＣ要素
の最大幅はにであＤ２最小幅はｙであＤ２電極間距離は
ｔであＤ２電極幅はＷである。
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ｌ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ｅであＤ２ＰＴＣ要素
の最大幅はにであＤ２最小幅はｙであＤ２電極間距離は
ｔであＤ２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
。
。
実施例Ｉ（比較）
第１表に示す成分を予め混合し、バンバリーミキサ−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スス彼覆銅線［エレクトロダ
グ（Ｅ ｌｅｃＬｒｏｄａｇ） ５０２、アチェソン（
Ａ ｃｈｅｓｏｎ）市販品コのまわりに乾燥ペレットを
射出成形することによＤ２第１〜３図に示すような回路
保護デバイス（σ＝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°Ｃ／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ＩＭｅＶ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、次いで他面を線量２０メガラドで照射した。
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スス彼覆銅線［エレクトロダ
グ（Ｅ ｌｅｃＬｒｏｄａｇ） ５０２、アチェソン（
Ａ ｃｈｅｓｏｎ）市販品コのまわりに乾燥ペレットを
射出成形することによＤ２第１〜３図に示すような回路
保護デバイス（σ＝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°Ｃ／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ＩＭｅＶ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、次いで他面を線量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。
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
する以外は実施例１を繰り返した。
する以外は実施例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６
０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。
０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１
４０メガラドで照射する以外は実施例３を繰り返した。
４０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Ｉアンペアで試験した。
流６００ＶおよびＩ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−で
混合し、ペレット化し、乾燥した。黒鉛−シリケード組
成物で被覆した２つの２０ＡＷＧ＋９／３２ニツケル被
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図に示すヨウなデバイス（１２＝０．２６０
インチ、ｔ＝０．１６０インチ、Ｘ＝０．０９Ｑインチ
、ｙ＝０．０６５インチおよびｗ＝０．０４０インチ）
を製造した。
混合し、ペレット化し、乾燥した。黒鉛−シリケード組
成物で被覆した２つの２０ＡＷＧ＋９／３２ニツケル被
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図に示すヨウなデバイス（１２＝０．２６０
インチ、ｔ＝０．１６０インチ、Ｘ＝０．０９Ｑ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。
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。
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−で
混合し、顆粒化し、乾燥した。２０ＡＷＧニツケル被覆
銅線のまわりに顆粒を射出成形することによＤ２第１〜
３図に示すような回路保護デバイス（１２＝０．３７５
インチ、ｔ＝０．４６６インチ、に＝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。
混合し、顆粒化し、乾燥した。２０ＡＷＧニツケル被覆
銅線のまわりに顆粒を射出成形することによＤ２第１〜
３図に示すような回路保護デバイス（１２＝０．３７５
インチ、ｔ＝０．４６６インチ、に＝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； ＩＭｅＶ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Ｑ、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。
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Ｑ、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−で
混合し、顆粒化し、乾燥した（親練り）。
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）。
．５で混合し、第１表に示す混合物を得た（最終物）。
ブラベ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２０ＡＷＧ １９／３２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
ツケル被覆銅線心線のまわりに混合物を溶融押出した。
熱された平行な２０ＡＷＧ １９／３２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
ツ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。
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（−面
のみを）照射することによりデバイスを第１架橋した。
で窒素雰囲気中で線量２０メガラドでデバイスを（−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、ＩＭｅＶ
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。
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、ＩＭｅＶ
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Ｄ２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。
加熱しながらデバイスの抵抗を測定することによＤ２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。
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。
注）
ポリエチレン（１）：商標名マーレックス（Ｍａｒｌｅ
ｘ）６００３でフィリップス・ペトロレウム（Ｐｈｉｌ
ｌｉｐｓＰｅｔｒｏｌｅｕｍ）から市販されているＤＳ
Ｃ融点ピーク約１３５℃の高密度ポリエチレン。
ｘ）６００３でフィリップス・ペトロレウム（Ｐｈｉｌ
ｌｉｐｓＰｅｔｒｏｌｅｕｍ）から市販されているＤＳ
Ｃ融点ピーク約１３５℃の高密度ポリエチレン。
ポリエチレン（２）：商標名アラトン（ＡｌａＬｈｏｎ
）７０５０でデュポン（ＤｕＰｏｎｔ）から市販されて
いるＤＳＣ融点ピーク約１３５℃の高密度ポリエチレン
。
）７０５０でデュポン（ＤｕＰｏｎｔ）から市販されて
いるＤＳＣ融点ピーク約１３５℃の高密度ポリエチレン
。
カーボンブラック（１）：商標名スタテツクス（Ｓｔａ
ｔｅｘ） Ｇでコロンビアン・ケミカルズ（Ｃｏｌｕｍ
ｂｉａｎｃｈｅｍｉｃａｌｓ）から市販されているカー
ボンブラック。
ｔｅｘ） Ｇでコロンビアン・ケミカルズ（Ｃｏｌｕｍ
ｂｉａｎｃｈｅｍｉｃａｌｓ）から市販されているカー
ボンブラック。
カーボンブラック（２）：商標名スターリング（Ｓｔａ
ｒｔｉｎｇ）Ｓｏでキャボット（Ｃａｂｏｔ）から市販
されているカーボンブラック。
ｒｔｉｎｇ）Ｓｏでキャボット（Ｃａｂｏｔ）から市販
されているカーボンブラック。
Ａ（ｂｏｓ ・３ＨｚＯ：商標名ハイドラル（Ｈｙｄｏ
ｒａｌ）７０５でアルコア（Ａｌｃｏａ）から市販され
ている三水和アルミナ。
ｒａｌ）７０５でアルコア（Ａｌｃｏａ）から市販され
ている三水和アルミナ。
Ｓｉ被覆Ａｌ２２０３・３Ｈ２０（１）：商標名ソレム
（Ｓｏｌｅｍ）９１６ＳＰでジエー・エム・ヒユーバー
（Ｊ、 Ｍ。
（Ｓｏｌｅｍ）９１６ＳＰでジエー・エム・ヒユーバー
（Ｊ、 Ｍ。
Ｈｕｂｅｒ）から市販されている粒子寸法的０．８ミク
ロンのシラン被覆三水和アルミナ。
ロンのシラン被覆三水和アルミナ。
酸化防止剤：アメリカ合衆国特許第３，９８６，９８１
号に記載されている平均重合度３〜４の４．４−チオビ
ス（３−メチル ｌ −６−ｔ−ブチルフェノール）の
オリゴマー。
号に記載されている平均重合度３〜４の４．４−チオビ
ス（３−メチル ｌ −６−ｔ−ブチルフェノール）の
オリゴマー。
第２表
第１図は本発明の回路保護デバイスの正面図、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。 特許出願人 レイケム・コーポレイション代 理 人
弁理士 前出 葆 ほか２名ｈ谷−７ ＦＩ６ ２ ＩＧ ３ ｊ温 度 （０Ｃ） ＩＧ ４
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。 特許出願人 レイケム・コーポレイション代 理 人
弁理士 前出 葆 ほか２名ｈ谷−７ ＦＩ６ ２ ＩＧ ３ ｊ温 度 （０Ｃ） ＩＧ ４
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 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）ＰＴ
Ｃ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Ｔ＿Ｉ［Ｔ
＿Ｉ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。 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。 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。 ４、工程（ｂ）において、架橋ＰＴＣ要素をＴ＿Ｍ［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。 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。 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。 ７、導電性ポリマーは、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１〜６項のい
ずれかに記載の方法。 ８、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Ｔ＿Ｍ［Ｔ＿Ｍ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。 ９、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Ｄ＿１メガラドを吸収した第１部分、第
２線量Ｄ＿２メガラドを吸収した第２部分、および第３
線量Ｄ＿３メガラドを吸収した第３部分を有し、ここで
Ｄ＿２／Ｄ＿１比は少なくとも１．５であり、Ｄ＿２／
Ｄ＿３比は少なくとも１．５であり、Ｄ＿１とＤ＿３は
同じであっても異なってもよい特許請求の範囲第８項記
載のデバイス。 １０、（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
Ｄ＿１メガラドを吸収した第１部分、第２線量Ｄ＿２メ
ガラドを吸収した第２部分、および第３線量Ｄ＿３メガ
ラドを吸収した第３部分を有する［ここでＤ＿２／Ｄ＿
１比は少なくとも１．５であり、Ｄ＿２／Ｄ＿３比は少
なくとも１．５であり、Ｄ＿１とＤ＿３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。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| US711910 | 1985-03-14 | ||
| US06/711,910 US4724417A (en) | 1985-03-14 | 1985-03-14 | Electrical devices comprising cross-linked conductive polymers |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7209552A Division 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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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| JP2608878B2 JP2608878B2 (ja) | 1997-05-14 |
Family
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Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| 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 |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| 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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| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP0198598B1 (ja) |
| JP (2) | JP2608878B2 (ja) |
| KR (1) | KR940004366B1 (ja) |
| AT (1) | ATE65341T1 (ja) |
| AU (1) | AU587237B2 (ja) |
| CA (1) | CA1240407A (ja) |
| DE (1) | DE3680229D1 (ja) |
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| US5089688A (en) * | 1984-07-10 | 1992-02-18 | Raychem Corporation | Composite circuit protection devices |
| US4884163A (en) * | 1985-03-14 | 1989-11-28 | Raychem Corporation | Conductive polymer devices |
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| WO1989003162A1 (en) * | 1987-09-30 | 1989-04-06 | Raychem Corporation | Electrical device comprising conductive polymers |
| US4907340A (en) * | 1987-09-30 | 1990-03-13 | Raychem Corporation | Electrical device comprising conductive polymers |
| US4924074A (en) * | 1987-09-30 | 1990-05-08 | Raychem Corporation | Electrical device comprising conductive polymers |
| US5057673A (en) * | 1988-05-19 | 1991-10-15 | Fluorocarbon Company | Self-current-limiting devices and method of making same |
| US5174924A (en) * | 1990-06-04 | 1992-12-29 | Fujikura Ltd. | Ptc conductive polymer composition containing carbon black having large particle size and high dbp absorption |
| US5089801A (en) * | 1990-09-28 | 1992-02-18 | Raychem Corporation | Self-regulating ptc devices having shaped laminar conductive terminals |
| US5436609A (en) * | 1990-09-28 | 1995-07-25 | Raychem Corporation | Electrical device |
| US5185594A (en) * | 1991-05-20 | 1993-02-09 | Furon Company | Temperature sensing cable device and method of making same |
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