JPH0969420A - 電気回路保護装置 - Google Patents
電気回路保護装置Info
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- JPH0969420A JPH0969420A JP8223113A JP22311396A JPH0969420A JP H0969420 A JPH0969420 A JP H0969420A JP 8223113 A JP8223113 A JP 8223113A JP 22311396 A JP22311396 A JP 22311396A JP H0969420 A JPH0969420 A JP H0969420A
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- liquid crystal
- circuit protection
- polymer
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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
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- H01G4/002—Details
- H01G4/018—Dielectrics
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- H01G4/1209—Ceramic dielectrics characterised by the ceramic dielectric material
- H01G4/1218—Ceramic dielectrics characterised by the ceramic dielectric material based on titanium oxides or titanates
- H01G4/1227—Ceramic dielectrics characterised by the ceramic dielectric material based on titanium oxides or titanates based on alkaline earth titanates
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本来的に高い結晶性の液晶ポリマーを基材と
したＰＴＣ要素で構成される回路保護装置を提供する。 【解決手段】 回路保護装置（１）はＰＴＣ（正の温度
係数）挙動を示す架橋液晶導電性ポリマー（３）で構成
されるＰＴＣ要素（２）を含む。ＰＣＴ導電性ポリマー
コンパウンド（３）はポリマー成分中に分散された液晶
ポリマーから成るポリマーマトリックス成分（3.1)と、
粒状導電性充填材（3.2)を含む。回路保護装置は自動復
帰可能な電流制限器として動作し、特にモータ、ソレノ
イド、電話線及びバッテリーの保護や遮断器及び接触器
と関連して使用した場合の消弧装置の性能向上に特に役
立つ。液晶ポリマーは芳香族ポリエステル、芳香族コポ
リエステル、芳香族コポリエステルアミド、及びそれら
のブレンドを含む。粒状導電性充填材はカーボンブラッ
ク、炭素繊維、黒鉛、及びメタルフレークを含む。
したＰＴＣ要素で構成される回路保護装置を提供する。 【解決手段】 回路保護装置（１）はＰＴＣ（正の温度
係数）挙動を示す架橋液晶導電性ポリマー（３）で構成
されるＰＴＣ要素（２）を含む。ＰＣＴ導電性ポリマー
コンパウンド（３）はポリマー成分中に分散された液晶
ポリマーから成るポリマーマトリックス成分（3.1)と、
粒状導電性充填材（3.2)を含む。回路保護装置は自動復
帰可能な電流制限器として動作し、特にモータ、ソレノ
イド、電話線及びバッテリーの保護や遮断器及び接触器
と関連して使用した場合の消弧装置の性能向上に特に役
立つ。液晶ポリマーは芳香族ポリエステル、芳香族コポ
リエステル、芳香族コポリエステルアミド、及びそれら
のブレンドを含む。粒状導電性充填材はカーボンブラッ
ク、炭素繊維、黒鉛、及びメタルフレークを含む。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気回路保護装置
に関し、特に、ＰＴＣ導電性ポリマーコンパウンド又は
組成物で作られるＰＴＣ要素から成る回路保護装置に関
する。本発明は又、定常条件下において容易に電流を導
通させ、しかもＰＴＣ挙動（正の抵抗温度係数）として
しられている特性を示し、即ち、過電流条件下で電流の
導通を安全値に制限するスイッチング温度を越える温度
へのＰＴＣポリマーの自己加熱に起因して、比較的高い
抵抗状態に急変する比較的低い抵抗状態にあることを特
徴とする導電性ＰＴＣポリマーコンパウンドに関する。
さらに、過電流条件が消失すると、ＰＴＣポリマーコン
パウンドは、冷えて自動的に低抵抗状態に戻って電流の
導通を再開する。本発明は、過電流保護のための自動復
帰形ヒューズ又は電流制限器として利用される。
に関し、特に、ＰＴＣ導電性ポリマーコンパウンド又は
組成物で作られるＰＴＣ要素から成る回路保護装置に関
する。本発明は又、定常条件下において容易に電流を導
通させ、しかもＰＴＣ挙動（正の抵抗温度係数）として
しられている特性を示し、即ち、過電流条件下で電流の
導通を安全値に制限するスイッチング温度を越える温度
へのＰＴＣポリマーの自己加熱に起因して、比較的高い
抵抗状態に急変する比較的低い抵抗状態にあることを特
徴とする導電性ＰＴＣポリマーコンパウンドに関する。
さらに、過電流条件が消失すると、ＰＴＣポリマーコン
パウンドは、冷えて自動的に低抵抗状態に戻って電流の
導通を再開する。本発明は、過電流保護のための自動復
帰形ヒューズ又は電流制限器として利用される。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】正の抵
抗温度係数（ＰＴＣ）挙動を示す導電性ポリマーコンパ
ウンド及びＰＴＣ導電性ポリマーコンパウンドで構成さ
れた電気装置が広く用いられている。ＰＴＣ導電性ポリ
マーコンパウンドは一般に、ポリマーマトリックス、例
えば結晶性又は非結晶性の熱可塑性ポリマー、弾性ポリ
マー又は熱硬化性ポリマー中に分散させた導電性粒子、
例えばカーボンブラック、黒鉛（グラファイト）又は金
属粒子を含む。導電性ポリマーコンパウンド中のＰＴＣ
挙動は、物質の温度がアノマリー（anomaly)又はスイッ
チング温度Ｔｓとして知られている特定の値を越えて上
昇すると物質の抵抗が急増することを特徴とする。通常
の温度では、導電性粒子は、ポリマーマトリックス中に
連鎖（chains）を形成し、高導電率のポリマーコンパウ
ンドを生じさせる。代表的には、ＰＴＣ導電性ポリマー
の初期抵抗率は、スイッチング温度Ｔｓ以下の温度では
約２５〜１００，０００Ω・cmであり、その下限はＴｓ
を越える温度においてＰＴＣ材料が絶縁体であるべき要
件に基づき、上限はＴｓ以下の温度においてＰＴＣ材料
が導体であるべき要件に基づく。ＰＴＣ挙動を示す物質
は、回路を流れる電流の大きさがその回路の一部をなす
ＰＴＣ要素の温度により制御される電気回路保護装置を
含む多くの用途で役立つ。
抗温度係数（ＰＴＣ）挙動を示す導電性ポリマーコンパ
ウンド及びＰＴＣ導電性ポリマーコンパウンドで構成さ
れた電気装置が広く用いられている。ＰＴＣ導電性ポリ
マーコンパウンドは一般に、ポリマーマトリックス、例
えば結晶性又は非結晶性の熱可塑性ポリマー、弾性ポリ
マー又は熱硬化性ポリマー中に分散させた導電性粒子、
例えばカーボンブラック、黒鉛（グラファイト）又は金
属粒子を含む。導電性ポリマーコンパウンド中のＰＴＣ
挙動は、物質の温度がアノマリー（anomaly)又はスイッ
チング温度Ｔｓとして知られている特定の値を越えて上
昇すると物質の抵抗が急増することを特徴とする。通常
の温度では、導電性粒子は、ポリマーマトリックス中に
連鎖（chains）を形成し、高導電率のポリマーコンパウ
ンドを生じさせる。代表的には、ＰＴＣ導電性ポリマー
の初期抵抗率は、スイッチング温度Ｔｓ以下の温度では
約２５〜１００，０００Ω・cmであり、その下限はＴｓ
を越える温度においてＰＴＣ材料が絶縁体であるべき要
件に基づき、上限はＴｓ以下の温度においてＰＴＣ材料
が導体であるべき要件に基づく。ＰＴＣ挙動を示す物質
は、回路を流れる電流の大きさがその回路の一部をなす
ＰＴＣ要素の温度により制御される電気回路保護装置を
含む多くの用途で役立つ。
【０００３】ＰＴＣ導電性ポリマーで構成される特に有
用な装置は、電気回路保護装置である。かかる回路値後
装置は通常は、２つの電極をＰＴＣ導電性ポリマー内に
埋め込んで形成したＰＴＣ要素を含む。回路保護装置
は、これを回路に接続すると、回路の通常の動作条件の
下では比較的小さな抵抗を有するが、故障条件、例えば
過電流又は過剰温度という事態が生じると、引き外さ
れ、即ち高抵抗状態に変換される。回路保護装置が過電
流により引き外されると、ＰＴＣ要素を流れる電流によ
り、ＰＴＣ要素はその転移温度又はスイッチング温度Ｔ
ｓまで熱くなり（自己加熱し）、スイッチング温度で
は、ＰＴＣ要素は抵抗の急増が生じて高抵抗状態にな
る。スイッチング温度Ｔｓをガラス転移温度Ｔｇ又は導
電性ポリマーの結晶溶融温度Ｔｍに関連させることがで
きる。
用な装置は、電気回路保護装置である。かかる回路値後
装置は通常は、２つの電極をＰＴＣ導電性ポリマー内に
埋め込んで形成したＰＴＣ要素を含む。回路保護装置
は、これを回路に接続すると、回路の通常の動作条件の
下では比較的小さな抵抗を有するが、故障条件、例えば
過電流又は過剰温度という事態が生じると、引き外さ
れ、即ち高抵抗状態に変換される。回路保護装置が過電
流により引き外されると、ＰＴＣ要素を流れる電流によ
り、ＰＴＣ要素はその転移温度又はスイッチング温度Ｔ
ｓまで熱くなり（自己加熱し）、スイッチング温度で
は、ＰＴＣ要素は抵抗の急増が生じて高抵抗状態にな
る。スイッチング温度Ｔｓをガラス転移温度Ｔｇ又は導
電性ポリマーの結晶溶融温度Ｔｍに関連させることがで
きる。
【０００４】ポリマーガラス転移温度Ｔｇにわたり温度
が上昇するにつれ、抵抗の増加に伴って膨張軸線に沿う
ＰＴＣ要素の膨張が生じる。ＰＴＣ要素の抵抗は、温度
がＴｓを越えて上昇しているとき、引き続き増加してつ
いにはそのピーク抵抗温度で最大抵抗に達し、しかる
後、抵抗は幾分急減する。過電流状態が解消された後、
ＰＴＣ要素は熱サイクル動作して冷え（自己冷却し）、
それにより、導電性粒子が再結合して導電路が回復さ
れ、電流の導通を再開する低抵抗状態に戻る。
が上昇するにつれ、抵抗の増加に伴って膨張軸線に沿う
ＰＴＣ要素の膨張が生じる。ＰＴＣ要素の抵抗は、温度
がＴｓを越えて上昇しているとき、引き続き増加してつ
いにはそのピーク抵抗温度で最大抵抗に達し、しかる
後、抵抗は幾分急減する。過電流状態が解消された後、
ＰＴＣ要素は熱サイクル動作して冷え（自己冷却し）、
それにより、導電性粒子が再結合して導電路が回復さ
れ、電流の導通を再開する低抵抗状態に戻る。
【０００５】代表的な電気回路保護装置及び該装置に用
いられるＰＴＣ導電性ポリマーコンパウンドは、例えば
米国特許第４，５４５，９２６号（発明者：フォーツ，
ジュニア等）第４，６４７，８９４号（発明者：ラテ
ル）、第４，６８５，０２５号（発明者：カーロマグ
ノ）、第４，７２４，４１７号（発明者：オウ等）第
４，７７４，０２４号（発明者：ディープ等）、第４，
７７５，７７８号（発明者：バン・コニーネンバーグ
等）、第４，８５７，８８０号（発明者：オウ等）、第
４，９１０，３８９号（発明者：シャーマン等）、第
５，０４９，８５０号（発明者：エバンス）、第５，１
９５，０１３号（ジェイコブ等）に記載されている。
いられるＰＴＣ導電性ポリマーコンパウンドは、例えば
米国特許第４，５４５，９２６号（発明者：フォーツ，
ジュニア等）第４，６４７，８９４号（発明者：ラテ
ル）、第４，６８５，０２５号（発明者：カーロマグ
ノ）、第４，７２４，４１７号（発明者：オウ等）第
４，７７４，０２４号（発明者：ディープ等）、第４，
７７５，７７８号（発明者：バン・コニーネンバーグ
等）、第４，８５７，８８０号（発明者：オウ等）、第
４，９１０，３８９号（発明者：シャーマン等）、第
５，０４９，８５０号（発明者：エバンス）、第５，１
９５，０１３号（ジェイコブ等）に記載されている。
【０００６】多くの電気装置、特に回路保護装置では、
ＰＴＣ導電性ポリマーコンパウンドは例えば一般に好ま
しいとされる放射線により、或いは化学架橋法により架
橋されることが多い。その目的は、ＰＴＣ挙動を示す組
成物の物理的特性と電気的特性の双方又はいずれか一方
を向上させることにある。架橋を用いると、組成物の温
度がそのスイッチング温度を越えて高くなっても組成物
の抵抗は高レベルのままであるようにすることができ
る。ＰＴＣ導電性ポリマーの架橋により、所望の抵抗／
温度特性を調製することができる。ＰＴＣポリマーを架
橋すると、一般にその電気的特性の変化が生じるだけで
なく、抵抗も増大する。ＰＴＣ導電性ポリマーの架橋法
の詳細については、例えば米国特許第４，７２４，４１
７号（発明者：オウ等）、第４，７７５，７７８号（発
明者：バン・コニーネンバーグ等）及び第５，１９５，
０１３号（ジェイコブ等）を参照されたい。
ＰＴＣ導電性ポリマーコンパウンドは例えば一般に好ま
しいとされる放射線により、或いは化学架橋法により架
橋されることが多い。その目的は、ＰＴＣ挙動を示す組
成物の物理的特性と電気的特性の双方又はいずれか一方
を向上させることにある。架橋を用いると、組成物の温
度がそのスイッチング温度を越えて高くなっても組成物
の抵抗は高レベルのままであるようにすることができ
る。ＰＴＣ導電性ポリマーの架橋により、所望の抵抗／
温度特性を調製することができる。ＰＴＣポリマーを架
橋すると、一般にその電気的特性の変化が生じるだけで
なく、抵抗も増大する。ＰＴＣ導電性ポリマーの架橋法
の詳細については、例えば米国特許第４，７２４，４１
７号（発明者：オウ等）、第４，７７５，７７８号（発
明者：バン・コニーネンバーグ等）及び第５，１９５，
０１３号（ジェイコブ等）を参照されたい。
【０００７】米国特許第４，７７５，７７８号（発明
者：バン・コニーネンバーグ等）では、ガラス転移温度
（軟化）から結晶溶融温度まで狭い温度範囲で抵抗の急
増を示す特徴を有する非結晶及び結晶ポリマー（ポリマ
ーの結晶化度により既に顕著なＰＴＣ挙動を示してい
る）、例えば、カーボンブラック粒子を分散状態で含有
した熱可塑性ポリマー、弾性ポリマー又は熱硬化性ポリ
マーを放射線又は化学薬品で架橋すると、ＰＴＣ挙動が
得られるか、或いは既存のＰＴＣ挙動が改善され、しか
もＰＴＣポリマーの構造用特性が改善されることが分か
った。
者：バン・コニーネンバーグ等）では、ガラス転移温度
（軟化）から結晶溶融温度まで狭い温度範囲で抵抗の急
増を示す特徴を有する非結晶及び結晶ポリマー（ポリマ
ーの結晶化度により既に顕著なＰＴＣ挙動を示してい
る）、例えば、カーボンブラック粒子を分散状態で含有
した熱可塑性ポリマー、弾性ポリマー又は熱硬化性ポリ
マーを放射線又は化学薬品で架橋すると、ＰＴＣ挙動が
得られるか、或いは既存のＰＴＣ挙動が改善され、しか
もＰＴＣポリマーの構造用特性が改善されることが分か
った。
【０００８】米国特許第４，７２４，４１７号（発明
者：オウ等）では、ポリマー成分と、ＰＴＣ導電性ポリ
マーの電気的特性、特に約６００Ｖの高圧電流に対する
耐力を向上させるために、２つのステップで架橋されて
これらステップ間でポリマーのガラス転移温度（軟化温
度）よりも高い温度、好ましくは結晶溶融温度よりも高
い温度まで加熱される粒状導電性充填材とを含むＰＴＣ
導電性ポリマーから電気回路保護装置が調製される。
者：オウ等）では、ポリマー成分と、ＰＴＣ導電性ポリ
マーの電気的特性、特に約６００Ｖの高圧電流に対する
耐力を向上させるために、２つのステップで架橋されて
これらステップ間でポリマーのガラス転移温度（軟化温
度）よりも高い温度、好ましくは結晶溶融温度よりも高
い温度まで加熱される粒状導電性充填材とを含むＰＴＣ
導電性ポリマーから電気回路保護装置が調製される。
【０００９】米国特許第５，１９５，０１３号（ジェイ
コブ等）では、ＰＴＣ導電性ポリマー、例えばカーボン
ブラックを分散状態で含有した結晶熱可塑性ポリマーの
放射線による架橋を少なくとも５０メガラド（Mrad）、
好ましくは１２０〜６００Mradの放射線量で行うと、低
抵抗状態から高抵抗状態へ、そして高抵抗状態から低抵
抗状態への相当多数の熱サイクルに耐えるＰＴＣポリマ
ーの能力が向上することが示されている。
コブ等）では、ＰＴＣ導電性ポリマー、例えばカーボン
ブラックを分散状態で含有した結晶熱可塑性ポリマーの
放射線による架橋を少なくとも５０メガラド（Mrad）、
好ましくは１２０〜６００Mradの放射線量で行うと、低
抵抗状態から高抵抗状態へ、そして高抵抗状態から低抵
抗状態への相当多数の熱サイクルに耐えるＰＴＣポリマ
ーの能力が向上することが示されている。
【００１０】架橋されていて優れたＰＴＣ挙動を示す高
結晶性高ポリマー成分中に分散した導電性粒子を基材と
するＰＴＣ導電性ポリマーコンパウンドを含む電気回路
保護装置を提供することが望ましい。
結晶性高ポリマー成分中に分散した導電性粒子を基材と
するＰＴＣ導電性ポリマーコンパウンドを含む電気回路
保護装置を提供することが望ましい。
【００１１】ＰＴＣ導電性ポリマーコンパウンド及び液
晶ポリマーを基材とするＰＴＣ導電性ポリマーコンパウ
ンドで構成される電気回路保護装置が要望されている。
晶ポリマーを基材とするＰＴＣ導電性ポリマーコンパウ
ンドで構成される電気回路保護装置が要望されている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明者の所見によれ
ば、液晶ポリマー又は架橋液晶ポリマーを基材とするＰ
ＴＣ導電性ポリマーが、有益なＰＴＣ挙動を示し、かか
るＰＴＣ導電性ポリマーを電気的装置、例えば回路保護
装置に使用すると、この装置内のＰＴＣ要素の電気的及
び物理的特性が向上することが分かった。
ば、液晶ポリマー又は架橋液晶ポリマーを基材とするＰ
ＴＣ導電性ポリマーが、有益なＰＴＣ挙動を示し、かか
るＰＴＣ導電性ポリマーを電気的装置、例えば回路保護
装置に使用すると、この装置内のＰＴＣ要素の電気的及
び物理的特性が向上することが分かった。
【００１３】本発明の目的は、本来的に高結晶性の液晶
ポリマーを基材とするＰＴＣ要素で構成される回路保護
装置のような電気的装置を提供することにある。
ポリマーを基材とするＰＴＣ要素で構成される回路保護
装置のような電気的装置を提供することにある。
【００１４】本発明の目的は、本来的に高結晶性の液晶
ポリマーを基材とするＰＴＣ導電性ポリマーコンパウン
ドを提供することにある。
ポリマーを基材とするＰＴＣ導電性ポリマーコンパウン
ドを提供することにある。
【００１５】本発明の特徴は、トリップ中のスイッチン
グ動作の制御性が高いＰＴＣ導電性ポリマーが得られる
ことにある。
グ動作の制御性が高いＰＴＣ導電性ポリマーが得られる
ことにある。
【００１６】本発明の特徴は、架橋中における放射線か
らの耐損傷性が高いＰＴＣ導電性ポリマーが得られるこ
とにある。
らの耐損傷性が高いＰＴＣ導電性ポリマーが得られるこ
とにある。
【００１７】本発明の要旨は、一観点では、技術の現状
と比べて多くの技術的利点を備えたＰＴＣポリマーコン
パウンドを形成するよう、好ましくは放射線で架橋され
た液晶ポリマーから成るポリマーマトリックス中に分散
された導電性充填材粒子を含むＰＴＣ導電性液晶ポリマ
ーコンパウンドにある。これらＰＴＣ導電性ポリマーコ
ンパウンドでは、液晶ポリマーのポリマーマトリックス
は、一又は二以上の液晶ポリマーを含むのが良い。液晶
ポリマーは好ましくは、溶融加工可能なサーモトロピッ
ク液晶ポリマーである。これら液晶ポリマーは、導電性
充填材粒子を分散状態で含ませると、中間状態では高度
のＰＴＣ挙動を本来的に付与する高度の結晶化度を有す
ることを特色としている。好ましくは、液晶ポリマー
は、ヒドロキシ安息香酸（ＨＢＡ）及びヒドロキシナフ
トエ酸（ＨＮＡ）の縮合（エステル化生成物）として形
成できる芳香族ポリエステル、例えば、芳香族コポリエ
ステル、例示すると、ポリ（ｐ−ヒドロキシベンゾエー
ト−CO−２，６−ヒドロキシナフトエート）、又はヒド
ロキシナフトエ酸（ＨＮＡ）、テレフタル酸（ＴＰＡ）
及び４´−ヒドロキシアセトアニリド（ＨＡＡ）の縮合
（エステル化生成物）として形成できる芳香族ポリエス
テルアミド、例えば芳香族コポリエステルアミド、例示
すると、ポリ（２，６−ヒドロキシナフトエート−フェ
ノキシアミノテレフトエート）で構成される。他の液晶
ポリマーも以下に記載するように使用できる。さらに、
このＰＴＣ導電性ポリマーコンパウンドでは、ポリマー
マトリックス中に含まれる導電性充填材粒子は、カーボ
ンブラック、黒鉛、金属粉、金属塩及び導電性金属酸化
物を含むのが良い。このＰＴＣ導電性ポリマーコンパウ
ンドは、非導電性充填材、例えば、難燃剤、無機充填
材、例えばシリカ、可塑剤その他の補助剤（アジュバン
ト）を含むのが良い。これらＰＴＣ導電性ポリマーコン
パウンドを電気的特性の向上のため更に放射線で架橋す
るのが良い。
と比べて多くの技術的利点を備えたＰＴＣポリマーコン
パウンドを形成するよう、好ましくは放射線で架橋され
た液晶ポリマーから成るポリマーマトリックス中に分散
された導電性充填材粒子を含むＰＴＣ導電性液晶ポリマ
ーコンパウンドにある。これらＰＴＣ導電性ポリマーコ
ンパウンドでは、液晶ポリマーのポリマーマトリックス
は、一又は二以上の液晶ポリマーを含むのが良い。液晶
ポリマーは好ましくは、溶融加工可能なサーモトロピッ
ク液晶ポリマーである。これら液晶ポリマーは、導電性
充填材粒子を分散状態で含ませると、中間状態では高度
のＰＴＣ挙動を本来的に付与する高度の結晶化度を有す
ることを特色としている。好ましくは、液晶ポリマー
は、ヒドロキシ安息香酸（ＨＢＡ）及びヒドロキシナフ
トエ酸（ＨＮＡ）の縮合（エステル化生成物）として形
成できる芳香族ポリエステル、例えば、芳香族コポリエ
ステル、例示すると、ポリ（ｐ−ヒドロキシベンゾエー
ト−CO−２，６−ヒドロキシナフトエート）、又はヒド
ロキシナフトエ酸（ＨＮＡ）、テレフタル酸（ＴＰＡ）
及び４´−ヒドロキシアセトアニリド（ＨＡＡ）の縮合
（エステル化生成物）として形成できる芳香族ポリエス
テルアミド、例えば芳香族コポリエステルアミド、例示
すると、ポリ（２，６−ヒドロキシナフトエート−フェ
ノキシアミノテレフトエート）で構成される。他の液晶
ポリマーも以下に記載するように使用できる。さらに、
このＰＴＣ導電性ポリマーコンパウンドでは、ポリマー
マトリックス中に含まれる導電性充填材粒子は、カーボ
ンブラック、黒鉛、金属粉、金属塩及び導電性金属酸化
物を含むのが良い。このＰＴＣ導電性ポリマーコンパウ
ンドは、非導電性充填材、例えば、難燃剤、無機充填
材、例えばシリカ、可塑剤その他の補助剤（アジュバン
ト）を含むのが良い。これらＰＴＣ導電性ポリマーコン
パウンドを電気的特性の向上のため更に放射線で架橋す
るのが良い。
【００１８】別な観点では、本発明の要旨は、２つの電
極を、好ましくは架橋された液晶ポリマー及びこの中に
分散された粒状導電性充填材から成り、好ましくは所望
のＰＴＣ効果を発揮するのに十分な架橋を有するＰＴＣ
要素に接触した状態でこれに電気的に接続して形成した
電気的装置、特に回路保護装置にある。この電気的装置
は、通常の条件では、電流をＰＴＣ要素中に流すよう負
荷と電源を備えた回路に電気的に接続できる。しかしな
がら、過度の電流がＰＴＣ要素中に流れると、それによ
りＰＴＣ要素はスイッチング温度Ｔｓまで自己加熱して
膨張軸線に沿って膨張し、それによりＰＴＣ要素の抵抗
を急増させると共にＰＴＣ要素中を流れる電流を安全値
に制限する。いったん故障電流が無くなると、ＰＴＣ要
素は自己冷却し、自動的にその低抵抗状態に戻る。
極を、好ましくは架橋された液晶ポリマー及びこの中に
分散された粒状導電性充填材から成り、好ましくは所望
のＰＴＣ効果を発揮するのに十分な架橋を有するＰＴＣ
要素に接触した状態でこれに電気的に接続して形成した
電気的装置、特に回路保護装置にある。この電気的装置
は、通常の条件では、電流をＰＴＣ要素中に流すよう負
荷と電源を備えた回路に電気的に接続できる。しかしな
がら、過度の電流がＰＴＣ要素中に流れると、それによ
りＰＴＣ要素はスイッチング温度Ｔｓまで自己加熱して
膨張軸線に沿って膨張し、それによりＰＴＣ要素の抵抗
を急増させると共にＰＴＣ要素中を流れる電流を安全値
に制限する。いったん故障電流が無くなると、ＰＴＣ要
素は自己冷却し、自動的にその低抵抗状態に戻る。
【００１９】好ましい本発明の実施形態が図面に示され
ている。本発明は例示として開示される実施形態に限定
されず、特許請求の範囲の精神及び範囲に属する変形例
を含むものであることは理解されるべきである。
ている。本発明は例示として開示される実施形態に限定
されず、特許請求の範囲の精神及び範囲に属する変形例
を含むものであることは理解されるべきである。
【００２０】
【発明の実施の形態】本発明の新規なＰＴＣ液晶ポリマ
ーコンパウンドはＰＴＣ挙動を示す。一般に、これらポ
リマーコンパウンドのＰＴＣ挙動は、通常の電流を通す
回路構成要素として用いられた場合には比較的導電性が
あるが、これらポリマーコンパウンドの温度が、故障電
流で生じる抵抗加熱（Ｉ2 Ｒ）に起因して、スイッチン
グ温度又はスイッチング温度範囲Ｔｓよりも高くなる
と、抵抗が激増し、可逆的に比較的非導電性の状態に変
わることを特徴としている。本発明のＰＴＣ液晶ポリマ
ーコンパウンドは電気回路保護装置のＰＴＣ要素として
特に役立つ。
ーコンパウンドはＰＴＣ挙動を示す。一般に、これらポ
リマーコンパウンドのＰＴＣ挙動は、通常の電流を通す
回路構成要素として用いられた場合には比較的導電性が
あるが、これらポリマーコンパウンドの温度が、故障電
流で生じる抵抗加熱（Ｉ2 Ｒ）に起因して、スイッチン
グ温度又はスイッチング温度範囲Ｔｓよりも高くなる
と、抵抗が激増し、可逆的に比較的非導電性の状態に変
わることを特徴としている。本発明のＰＴＣ液晶ポリマ
ーコンパウンドは電気回路保護装置のＰＴＣ要素として
特に役立つ。
【００２１】本発明のＰＴＣ液晶ポリマーコンパウンド
は、（ａ）一又は二以上の液晶ポリマーを基材とするポ
リマー成分と、（ｂ）粒状の導電性充填材成分とを含
み、導電性充填材成分は、ポリマー成分中に分散配置さ
れるか、或いは含有されていてポリマー中に導電性の連
鎖を形成し、それにより通常の温度及び電流条件では導
通を可能にする。
は、（ａ）一又は二以上の液晶ポリマーを基材とするポ
リマー成分と、（ｂ）粒状の導電性充填材成分とを含
み、導電性充填材成分は、ポリマー成分中に分散配置さ
れるか、或いは含有されていてポリマー中に導電性の連
鎖を形成し、それにより通常の温度及び電流条件では導
通を可能にする。
【００２２】本発明で用いられる液晶ポリマーは、溶融
処理可能なサーモトロピック（熱の作用で活性化される
メソフェーズ）液晶ポリマーと、リオトロピック（溶剤
で活性化されるメソフェーズ）液晶ポリマーとを含む。
ただし、サーモトロピック液晶ポリマーが好ましい。か
かるサーモトロピック液晶ポリマーは、著しく高度の結
晶化度を備えると共に或る温度範囲内で生じるメソフェ
ーズ状態の広範囲なオーダーを有することを特徴とし、
それによりポリマー中への粒状導電性充填材の分散の際
に高度のポリマー挙動が得られる。サーモトロピック液
晶ポリマーは、種々の特性、即ち優れた機械的性質、他
のエンジニアリングプラスチックと比較して高加工性が
得られるよう非常に低い溶融粘度、優れた電気的性質、
高耐溶剤性、高連続使用時温度、優れた寸法安定性（非
常に僅かな成形収縮及び小さな熱膨張係数）、高難燃
性、低い気体及び液体浸透性、及び低吸湿性を独特の組
合せを有する。
処理可能なサーモトロピック（熱の作用で活性化される
メソフェーズ）液晶ポリマーと、リオトロピック（溶剤
で活性化されるメソフェーズ）液晶ポリマーとを含む。
ただし、サーモトロピック液晶ポリマーが好ましい。か
かるサーモトロピック液晶ポリマーは、著しく高度の結
晶化度を備えると共に或る温度範囲内で生じるメソフェ
ーズ状態の広範囲なオーダーを有することを特徴とし、
それによりポリマー中への粒状導電性充填材の分散の際
に高度のポリマー挙動が得られる。サーモトロピック液
晶ポリマーは、種々の特性、即ち優れた機械的性質、他
のエンジニアリングプラスチックと比較して高加工性が
得られるよう非常に低い溶融粘度、優れた電気的性質、
高耐溶剤性、高連続使用時温度、優れた寸法安定性（非
常に僅かな成形収縮及び小さな熱膨張係数）、高難燃
性、低い気体及び液体浸透性、及び低吸湿性を独特の組
合せを有する。
【００２３】ＰＴＣポリマーコンパウンドのポリマー成
分としての使用に適した液晶ポリマーは、（１）芳香族
ポリエステル、（２）芳香族コポリエステル、（３）芳
香族コポリエステルアミド、（４）芳香族ポリアミド、
（５）芳香族ポリアゾメチン、及びこれらのブレンドの
化学族中の液晶ポリマーを含むのが良い。適当な芳香族
ポリエステル液晶ポリマーの例は、無限に存在するが、
ポリ（ｐ−フェニレンテレフタレート）、ポリ（ｐ−ヒ
ドロキシベンゾエート）等である。適当な芳香族コポリ
エステル液晶ポリマーの例は、無限に存在するが、ポリ
（ｐ−ヒドロキシベンゾエート−CO−２，６−ヒドロキ
シナフトエート）、ポリ（デカ−メチレンテレフタロイ
ル ジ−ｐ−ヒドロキシベンゾエート）、ポリ（エチレ
ンテレフタレート−CO−オキシベンゾエート）等であ
る。適当な芳香族コポリエステルアミド液晶ポリマーの
例は、無限に存在するが、ポリ（２，６−ヒドロキシナ
フトエート−フェノキシアミノテレフトエート）等を含
む。適当な芳香族ポリアミド液晶ポリマーの例は、無限
に存在するが、ポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミ
ド）、ケブラー（Kevlar）、ポリ（ｐ−ベンズアミ
ド）、ポリ（２−クロロ−１，４−フェニレンテレフタ
ルアミド）、ポリ（ｐ，ｐ´−ビフェニルアミド）、ポ
リ（２，６−ナフタルアミド）等を含む。適当な芳香族
ポリアゾメチン液晶ポリマーの例は、無限に存在する
が、ポリ（ニトロ−２−メチル−１，４−フェニレンニ
トリロエチリジン−１，４−フェニルエチリジン）、ポ
リ（ニトリロ−２−メチル−１，４−フェニレンニトリ
ロメチリジン−１，４−フェニレンメチリジン）、ポリ
（ニトリロ−２−クロロ−１，４−フェニレンニトリロ
メチリジン−１，４−フェニレンメチリジン）等であ
る。これら液晶ポリマーは従来技術によって調製しても
良く、或いは市販のものを求めても良い。
分としての使用に適した液晶ポリマーは、（１）芳香族
ポリエステル、（２）芳香族コポリエステル、（３）芳
香族コポリエステルアミド、（４）芳香族ポリアミド、
（５）芳香族ポリアゾメチン、及びこれらのブレンドの
化学族中の液晶ポリマーを含むのが良い。適当な芳香族
ポリエステル液晶ポリマーの例は、無限に存在するが、
ポリ（ｐ−フェニレンテレフタレート）、ポリ（ｐ−ヒ
ドロキシベンゾエート）等である。適当な芳香族コポリ
エステル液晶ポリマーの例は、無限に存在するが、ポリ
（ｐ−ヒドロキシベンゾエート−CO−２，６−ヒドロキ
シナフトエート）、ポリ（デカ−メチレンテレフタロイ
ル ジ−ｐ−ヒドロキシベンゾエート）、ポリ（エチレ
ンテレフタレート−CO−オキシベンゾエート）等であ
る。適当な芳香族コポリエステルアミド液晶ポリマーの
例は、無限に存在するが、ポリ（２，６−ヒドロキシナ
フトエート−フェノキシアミノテレフトエート）等を含
む。適当な芳香族ポリアミド液晶ポリマーの例は、無限
に存在するが、ポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミ
ド）、ケブラー（Kevlar）、ポリ（ｐ−ベンズアミ
ド）、ポリ（２−クロロ−１，４−フェニレンテレフタ
ルアミド）、ポリ（ｐ，ｐ´−ビフェニルアミド）、ポ
リ（２，６−ナフタルアミド）等を含む。適当な芳香族
ポリアゾメチン液晶ポリマーの例は、無限に存在する
が、ポリ（ニトロ−２−メチル−１，４−フェニレンニ
トリロエチリジン−１，４−フェニルエチリジン）、ポ
リ（ニトリロ−２−メチル−１，４−フェニレンニトリ
ロメチリジン−１，４−フェニレンメチリジン）、ポリ
（ニトリロ−２−クロロ−１，４−フェニレンニトリロ
メチリジン−１，４−フェニレンメチリジン）等であ
る。これら液晶ポリマーは従来技術によって調製しても
良く、或いは市販のものを求めても良い。
【００２４】本発明における使用に適したポリ（ｐ−ヒ
ドロキシベンゾエート−CO−２，６−ヒドロキシナフト
エート）を含む好ましい芳香族コポリエステルの一例
が、「Vectra A950 」という商標名でホーエッチスト−
セラニーズ・コーポレイションにより販売されている。
かかる芳香族コポリエステルは、約７０モル％のヒドロ
キシ安息香酸（ＨＢＡ）及び約３０モル％の２，６−ヒ
ドロキシナフトエ酸（ＨＮＡ）のエステル化生成物から
成り、その重合は、次式（１）に示された化学反応で表
すことができる。
ドロキシベンゾエート−CO−２，６−ヒドロキシナフト
エート）を含む好ましい芳香族コポリエステルの一例
が、「Vectra A950 」という商標名でホーエッチスト−
セラニーズ・コーポレイションにより販売されている。
かかる芳香族コポリエステルは、約７０モル％のヒドロ
キシ安息香酸（ＨＢＡ）及び約３０モル％の２，６−ヒ
ドロキシナフトエ酸（ＨＮＡ）のエステル化生成物から
成り、その重合は、次式（１）に示された化学反応で表
すことができる。
【００２５】
【化１】 本発明における使用に適したポリ（２，６−ヒドロキシ
ナフトエート−フェノキシアミノテレフトエート）を含
む好ましい芳香族コポリエステルアミドの一例が、「Ve
ctra B950 」という商標名でホーエッチスト−セラニー
ズ・コーポレイションにより販売されている。かかる芳
香族コポリエステルは、約５８モル％の２，６−ヒドロ
キシナフトエ酸（ＨＮＡ）、約２１モル％のテレフタル
酸（ＴＰＡ）、及び約２１モル％の４´−ヒドロキシア
セトアニリド（ＨＡＡ）のエステル化生成物から成り、
その重合は、次式（２）に示された化学反応で表すこと
ができる。
ナフトエート−フェノキシアミノテレフトエート）を含
む好ましい芳香族コポリエステルアミドの一例が、「Ve
ctra B950 」という商標名でホーエッチスト−セラニー
ズ・コーポレイションにより販売されている。かかる芳
香族コポリエステルは、約５８モル％の２，６−ヒドロ
キシナフトエ酸（ＨＮＡ）、約２１モル％のテレフタル
酸（ＴＰＡ）、及び約２１モル％の４´−ヒドロキシア
セトアニリド（ＨＡＡ）のエステル化生成物から成り、
その重合は、次式（２）に示された化学反応で表すこと
ができる。
【００２６】
【化２】 本発明における使用に適した粒状導電性充填材は例え
ば、導電性カーボンブラック、黒鉛、炭素繊維、例えば
ニッケル、タングステン、鉄、銅等のような金属粉、又
は、例えばニクロム、黄銅のような合金粉、導電性金属
塩、及び導電性金属酸化物を含み、カーボンブラック、
黒鉛及び炭素繊維が好ましい。導電性充填材粒子は、通
常の温度条件の下ではポリマー中に導電性連鎖を形成す
るよう液晶ポリマーマトリックス中に分散している。導
電性充填材粒子は、ポリマーマトリックス中に、ＰＴＣ
ポリマーの重量全体を基準として好ましくは５〜８０重
量％、より好ましくは１０〜６０重量％、さらに好まし
くは約３０〜５５重量％を占める。導電性粒子は好まし
くは、約０．０１〜２００ミクロン、好ましくは約０．
０２〜２５ミクロンの粒径を有する。かかる導電性粒子
は任意の形状のもので良く、例えばフレーク、ロッド、
回転長円体（又は楕円体）等であり、回転長円体（又は
楕円体）が好ましい。ポリマーマトリックス中に含まれ
る導電性粒子の量はＰＴＣ導電性ポリマーコンパウンド
の所望の抵抗率に応じて決まる。一般に、ポリマーコン
パウンド中の導電性充填材の量が多ければ多いほど、結
果的にそれだけ一層特定のポリマー材料に関する抵抗率
が低くなる。炭素繊維入り液晶ポリマーが、「Vectra A
230 （７０％Vectra A950 と３０％炭素繊維をブレンド
したもの）」及び「Vectra B230 （７０％Vectra B950
と３０％炭素繊維をブレンドしたもの）」という商標名
でホーエッチスト−セラニーズ・コーポレイションによ
り販売されている。
ば、導電性カーボンブラック、黒鉛、炭素繊維、例えば
ニッケル、タングステン、鉄、銅等のような金属粉、又
は、例えばニクロム、黄銅のような合金粉、導電性金属
塩、及び導電性金属酸化物を含み、カーボンブラック、
黒鉛及び炭素繊維が好ましい。導電性充填材粒子は、通
常の温度条件の下ではポリマー中に導電性連鎖を形成す
るよう液晶ポリマーマトリックス中に分散している。導
電性充填材粒子は、ポリマーマトリックス中に、ＰＴＣ
ポリマーの重量全体を基準として好ましくは５〜８０重
量％、より好ましくは１０〜６０重量％、さらに好まし
くは約３０〜５５重量％を占める。導電性粒子は好まし
くは、約０．０１〜２００ミクロン、好ましくは約０．
０２〜２５ミクロンの粒径を有する。かかる導電性粒子
は任意の形状のもので良く、例えばフレーク、ロッド、
回転長円体（又は楕円体）等であり、回転長円体（又は
楕円体）が好ましい。ポリマーマトリックス中に含まれ
る導電性粒子の量はＰＴＣ導電性ポリマーコンパウンド
の所望の抵抗率に応じて決まる。一般に、ポリマーコン
パウンド中の導電性充填材の量が多ければ多いほど、結
果的にそれだけ一層特定のポリマー材料に関する抵抗率
が低くなる。炭素繊維入り液晶ポリマーが、「Vectra A
230 （７０％Vectra A950 と３０％炭素繊維をブレンド
したもの）」及び「Vectra B230 （７０％Vectra B950
と３０％炭素繊維をブレンドしたもの）」という商標名
でホーエッチスト−セラニーズ・コーポレイションによ
り販売されている。
【００２７】ポリマーコンパウンドはその外に、消弧
剤、例えばアルミナ三水和物、放射線架橋剤、酸化防止
剤、難燃剤、無機充填材、例えばシリカ、可塑剤その他
の補助剤（アジュバント）を含むのが良い。
剤、例えばアルミナ三水和物、放射線架橋剤、酸化防止
剤、難燃剤、無機充填材、例えばシリカ、可塑剤その他
の補助剤（アジュバント）を含むのが良い。
【００２８】本発明のＰＴＣ液晶ポリマーコンパウンド
は好ましくは架橋により硬化処理されて所望の耐熱性を
ポリマーコンパウンドに付与する。ＰＴＣ液晶ポリマー
コンパウンドは好ましくは放射線により架橋処理され
る。ただし、化学的架橋法（即ち、過酸化物）も使用で
きる。照射に用いられる放射線源はコバルト（60Ｃｏ）
源であるのが良い。放射線による硬化法は、形成したＰ
ＴＣ液晶ポリマーコンパウンドを放射線源に暴露させる
ステップを含み、ＰＴＣ要素に対する数多くのパスを含
むのが良い。好ましくは、放射線量は、約１５〜８００
Mrad、好ましくは約２０〜５００Mrad、より好ましくは
１００〜３００Mrad、最適には約１５０〜２５０Mradで
ある。好ましくは、ＰＴＣ要素の有効部は全て、規定範
囲内の線量を受ける。放射線暴露時間は、３０分〜３０
日であるのが良く、代表的には３〜１５日であるが、好
ましくは１〜３日以下である。当業者であれば、所望の
ＰＴＣ挙動を得るために任意適当な放射線量及び暴露時
間を利用できることは理解されるべきである。形成され
た架橋は、ポリマーコンパウンドの所要動作温度範囲内
では安定であり、液晶ポリマーに所望のＰＴＣ特性を与
えるものとする。適当な共有結合による架橋は、一又は
二以上の結合構造、即ち、−Ｃ−Ｃ−、−Ｃ−Ｎ−、−
Ｃ−Ｏ−、−Ｃ−Ｓ−Ｃ−、Ｃ−ＳＯ2 −、−Ｓｉ−、
−Ｃ−ＣＯ−、−Ｃ−ＣＯ−Ｏ−、−ＣＯＮＲ2 −及び
−ＣＯ−Ｓ−を含むのが良い。イオン結合による架橋も
利用できる。また、導電性粒子が放射線により液晶ポリ
マー連鎖に化学的に結合又はグラフトされるようにな
り、それによりＰＴＣ効果を高めると共にこれを安定化
させることも可能である。架橋の密度は、ＰＴＣポリマ
ーコンパウンドの物理的特性を損なう（これは望ましく
ないことである）ことなく、所望の抵抗／温度に関する
挙動を達成するような密度である。
は好ましくは架橋により硬化処理されて所望の耐熱性を
ポリマーコンパウンドに付与する。ＰＴＣ液晶ポリマー
コンパウンドは好ましくは放射線により架橋処理され
る。ただし、化学的架橋法（即ち、過酸化物）も使用で
きる。照射に用いられる放射線源はコバルト（60Ｃｏ）
源であるのが良い。放射線による硬化法は、形成したＰ
ＴＣ液晶ポリマーコンパウンドを放射線源に暴露させる
ステップを含み、ＰＴＣ要素に対する数多くのパスを含
むのが良い。好ましくは、放射線量は、約１５〜８００
Mrad、好ましくは約２０〜５００Mrad、より好ましくは
１００〜３００Mrad、最適には約１５０〜２５０Mradで
ある。好ましくは、ＰＴＣ要素の有効部は全て、規定範
囲内の線量を受ける。放射線暴露時間は、３０分〜３０
日であるのが良く、代表的には３〜１５日であるが、好
ましくは１〜３日以下である。当業者であれば、所望の
ＰＴＣ挙動を得るために任意適当な放射線量及び暴露時
間を利用できることは理解されるべきである。形成され
た架橋は、ポリマーコンパウンドの所要動作温度範囲内
では安定であり、液晶ポリマーに所望のＰＴＣ特性を与
えるものとする。適当な共有結合による架橋は、一又は
二以上の結合構造、即ち、−Ｃ−Ｃ−、−Ｃ−Ｎ−、−
Ｃ−Ｏ−、−Ｃ−Ｓ−Ｃ−、Ｃ−ＳＯ2 −、−Ｓｉ−、
−Ｃ−ＣＯ−、−Ｃ−ＣＯ−Ｏ−、−ＣＯＮＲ2 −及び
−ＣＯ−Ｓ−を含むのが良い。イオン結合による架橋も
利用できる。また、導電性粒子が放射線により液晶ポリ
マー連鎖に化学的に結合又はグラフトされるようにな
り、それによりＰＴＣ効果を高めると共にこれを安定化
させることも可能である。架橋の密度は、ＰＴＣポリマ
ーコンパウンドの物理的特性を損なう（これは望ましく
ないことである）ことなく、所望の抵抗／温度に関する
挙動を達成するような密度である。
【００２９】本発明のＰＴＣ液晶ポリマーコンパウンド
は、従来のプラスチック加工技術により、例えば、ポリ
マー液晶成分と粒状導電性充填材成分に、場合によって
は他の補助剤を溶融配合し、次に例えば射出成形法又は
吹込み成形法で成形し、或いは、非架橋状態のポリマー
を押出し加工し、次いで、ポリマーを架橋して成形ＰＴ
Ｃ体を形成する。
は、従来のプラスチック加工技術により、例えば、ポリ
マー液晶成分と粒状導電性充填材成分に、場合によって
は他の補助剤を溶融配合し、次に例えば射出成形法又は
吹込み成形法で成形し、或いは、非架橋状態のポリマー
を押出し加工し、次いで、ポリマーを架橋して成形ＰＴ
Ｃ体を形成する。
【００３０】一般に、理論的に完全には解明されていな
いが、液晶ポリマーはとりわけ以下の３つの基本的性質
のためにＰＴＣポリマーにとって望ましいポリマーであ
ると考えられる。
いが、液晶ポリマーはとりわけ以下の３つの基本的性質
のためにＰＴＣポリマーにとって望ましいポリマーであ
ると考えられる。
【００３１】１．広範な配向オーダーが液晶相中に保た
れ、それによりこれら材料を結晶質固体のように異方性
にする。異方性溶融相を形成するポリマーは、溶融状態
ではポリマー連鎖が互いに平衡に規則正しく配向する性
質を有する。これは、良好な電気的性質を得るために導
電性粒子、即ち導電性連鎖の整列関係を改善する望まし
い性質である。
れ、それによりこれら材料を結晶質固体のように異方性
にする。異方性溶融相を形成するポリマーは、溶融状態
ではポリマー連鎖が互いに平衡に規則正しく配向する性
質を有する。これは、良好な電気的性質を得るために導
電性粒子、即ち導電性連鎖の整列関係を改善する望まし
い性質である。
【００３２】２．サーモトロピック液晶ポリマーの溶融
粘度が低いことは、低電気抵抗率を得るためのＰＴＣポ
リマーを生じさせるためにこれらポリマーと高添加量
（又は配合量）の導電性充填材を配合するための望まし
い性質である。
粘度が低いことは、低電気抵抗率を得るためのＰＴＣポ
リマーを生じさせるためにこれらポリマーと高添加量
（又は配合量）の導電性充填材を配合するための望まし
い性質である。
【００３３】３．液晶ポリマーの溶融／転移温度が高い
ことは、高電流用途について温度安定性と高エネルギ吸
収性の両方のために望ましい。
ことは、高電流用途について温度安定性と高エネルギ吸
収性の両方のために望ましい。
【００３４】さらに、（ａ）液晶ポリマーと、（ｂ）こ
の中に均一に分散された導電性粒子とを含むＰＴＣ導電
性ポリマーの架橋により、ポリマーのフリーラジカルと
導電性粒子の化学官能基、例えばカーボンブラックとの
間に補助的な共有結合が形成される。かかる架橋は、特
に熱サイクル安定性についてＰＴＣ強度及び電気的再現
性を良好にする傾向がある。架橋は又、ポリマーのフリ
ーラジカルと例えばカーボンブラックとの結合の結果と
してポリマーの熱酸化安定度をも向上させることがで
き、かかるポリマーのフリーラジカルは、かかる結合が
存在しない場合には酸素の影響を受けやすい化学的な部
位又は座である。架橋は又、溶融温度ではポリマー粘度
を減少させる傾向がある。
の中に均一に分散された導電性粒子とを含むＰＴＣ導電
性ポリマーの架橋により、ポリマーのフリーラジカルと
導電性粒子の化学官能基、例えばカーボンブラックとの
間に補助的な共有結合が形成される。かかる架橋は、特
に熱サイクル安定性についてＰＴＣ強度及び電気的再現
性を良好にする傾向がある。架橋は又、ポリマーのフリ
ーラジカルと例えばカーボンブラックとの結合の結果と
してポリマーの熱酸化安定度をも向上させることがで
き、かかるポリマーのフリーラジカルは、かかる結合が
存在しない場合には酸素の影響を受けやすい化学的な部
位又は座である。架橋は又、溶融温度ではポリマー粘度
を減少させる傾向がある。
【００３５】さらに、導電性粒子と架橋ネットワークと
の間に生じた比較的強い付着性は、溶融温度域を含む高
温では、導電性粒子の運動の自由度を小さくする傾向が
ある。ポリマーの広範囲な結晶オーダーと組み合わされ
た架橋ネットワークの上記制限機能は、導電性粒子をポ
リマーの動作及び熱膨張中に再分布させるだけでなく、
導電性粒子を再現可能にそれらの元々の位置に戻す傾向
もあり、その際、ポリマー材料は冷却されてその元々の
抵抗率に近い導電路を再生する。最後に、液晶ポリマー
の架橋は、溶融温度域ではＰＴＣ効果を減じる傾向があ
る。
の間に生じた比較的強い付着性は、溶融温度域を含む高
温では、導電性粒子の運動の自由度を小さくする傾向が
ある。ポリマーの広範囲な結晶オーダーと組み合わされ
た架橋ネットワークの上記制限機能は、導電性粒子をポ
リマーの動作及び熱膨張中に再分布させるだけでなく、
導電性粒子を再現可能にそれらの元々の位置に戻す傾向
もあり、その際、ポリマー材料は冷却されてその元々の
抵抗率に近い導電路を再生する。最後に、液晶ポリマー
の架橋は、溶融温度域ではＰＴＣ効果を減じる傾向があ
る。
【００３６】市販の架橋ＰＴＣポリオレフィン導電性ポ
リマー、例えばポリエチレン、ポリプロピレンと比べ、
架橋ＰＴＣ液晶導電性ポリマーコンパウンドの優れた特
性はとりわけ、高い熱安定性、高い酸化安定度、高い機
械的及び引張り強度、高いレジリエンス及び衝撃強さ、
高い放射線安定性（照射中、望ましくない分解又は崩壊
副反応を最小限に抑える）、長い寿命（即ち、再現性の
あるより多くのＰＴＣ熱トリップサイクル）、高い電流
定格、導電性粒子につき高い充填密度、高いオーダー
（即ち、より高いオーダーのＰＴＣ応答及び高いオーダ
ーの結晶ポリマー主鎖からの導電性粒子連鎖のより制御
された再現可能な分離）である。
リマー、例えばポリエチレン、ポリプロピレンと比べ、
架橋ＰＴＣ液晶導電性ポリマーコンパウンドの優れた特
性はとりわけ、高い熱安定性、高い酸化安定度、高い機
械的及び引張り強度、高いレジリエンス及び衝撃強さ、
高い放射線安定性（照射中、望ましくない分解又は崩壊
副反応を最小限に抑える）、長い寿命（即ち、再現性の
あるより多くのＰＴＣ熱トリップサイクル）、高い電流
定格、導電性粒子につき高い充填密度、高いオーダー
（即ち、より高いオーダーのＰＴＣ応答及び高いオーダ
ーの結晶ポリマー主鎖からの導電性粒子連鎖のより制御
された再現可能な分離）である。
【００３７】次に図面を参照すると、図１、図２及び図
３は、導電性粒子を分散状態で含む架橋液晶ポリマーを
基材とするＰＴＣ要素で構成された本発明の電気回路保
護装置の正面図、側面図及び平面図を示している。図
１、図２及び図３に示すように、回路保護装置１は、Ｐ
ＴＣ挙動を示す架橋液晶導電性ポリマーコンパウンド３
で構成されたＰＴＣ要素２を有する。この回路保護装置
で用いられるＰＴＣ導電性ポリマー３は、（ａ）液晶ポ
リマーを分散状態で含むポリマーマトリックス成分３．
１と、（ｂ）粒状導電性充填材３．２とから成る。
３は、導電性粒子を分散状態で含む架橋液晶ポリマーを
基材とするＰＴＣ要素で構成された本発明の電気回路保
護装置の正面図、側面図及び平面図を示している。図
１、図２及び図３に示すように、回路保護装置１は、Ｐ
ＴＣ挙動を示す架橋液晶導電性ポリマーコンパウンド３
で構成されたＰＴＣ要素２を有する。この回路保護装置
で用いられるＰＴＣ導電性ポリマー３は、（ａ）液晶ポ
リマーを分散状態で含むポリマーマトリックス成分３．
１と、（ｂ）粒状導電性充填材３．２とから成る。
【００３８】回路保護装置１は、或る距離を置いて２本
の長手方向に延びる好ましくは互いに平行な電極４，５
を更に有し、これら電極は、各々一端６が好ましくは例
えばＰＴＣ導電性ポリマー内に埋め込まれた状態で直接
物理的接触関係をなしてＰＴＣ要素に電気的に接続さ
れ、また各々他端７が、ＰＴＣ要素中に電流を流すよう
に電源を備えた回路に電気的に接続されている。電極は
金属で作られ、代表的にはワイヤ又は編組の形態になっ
ており、好ましくは互いに実質的に同一である。電極の
第１の部分６は任意適当な形状のもので良く、例えば、
片面だけがＰＴＣ要素と接触する偏平な電極、又はＰＴ
Ｃ要素で包囲されるか、或いはＰＴＣ要素を包囲する柱
状電極である。当業者であれば、ＰＴＣ要素と電極のサ
ブアセンブリを任意適当な形状に構成することができる
ことは理解されるべきである。
の長手方向に延びる好ましくは互いに平行な電極４，５
を更に有し、これら電極は、各々一端６が好ましくは例
えばＰＴＣ導電性ポリマー内に埋め込まれた状態で直接
物理的接触関係をなしてＰＴＣ要素に電気的に接続さ
れ、また各々他端７が、ＰＴＣ要素中に電流を流すよう
に電源を備えた回路に電気的に接続されている。電極は
金属で作られ、代表的にはワイヤ又は編組の形態になっ
ており、好ましくは互いに実質的に同一である。電極の
第１の部分６は任意適当な形状のもので良く、例えば、
片面だけがＰＴＣ要素と接触する偏平な電極、又はＰＴ
Ｃ要素で包囲されるか、或いはＰＴＣ要素を包囲する柱
状電極である。当業者であれば、ＰＴＣ要素と電極のサ
ブアセンブリを任意適当な形状に構成することができる
ことは理解されるべきである。
【００３９】回路保護装置１は、２つの出口ポート９，
１０を含むＰＴＣ要素用外側ハウジング８を更に有する
のが良く、２本の電極の第２の部分７がこれら出口ポー
トの各々を挿通している。ハウジングを電気及び熱に対
する絶縁体で作るのが良い。スイッチング温度Ｔｓを越
える温度に自己加熱する際のＰＴＣ要素の膨張軸線がラ
イン１１として図示されている。かかる回路保護装置１
は、溶融状態の架橋されていないＰＴＣ導電性ポリマー
コンパウンド３を電極４，５の一端上に押し出し又は注
型し、ＰＴＣポリマーコンパウンドを電極に接触させた
状態で放射線で架橋することにより製造できる。
１０を含むＰＴＣ要素用外側ハウジング８を更に有する
のが良く、２本の電極の第２の部分７がこれら出口ポー
トの各々を挿通している。ハウジングを電気及び熱に対
する絶縁体で作るのが良い。スイッチング温度Ｔｓを越
える温度に自己加熱する際のＰＴＣ要素の膨張軸線がラ
イン１１として図示されている。かかる回路保護装置１
は、溶融状態の架橋されていないＰＴＣ導電性ポリマー
コンパウンド３を電極４，５の一端上に押し出し又は注
型し、ＰＴＣポリマーコンパウンドを電極に接触させた
状態で放射線で架橋することにより製造できる。
【００４０】再び図面を参照すると、図４は、電源１
３、負荷１４及び回路保護装置１から成る本発明の回路
１２を示しており、回路保護装置１は、第１の部分６
が、液晶ポリマー及びこの中に分散させた導電性粒子を
基材とするＰＴＣ導電性ポリマーに、第２の部分７が回
路にそれぞれ電気的に接続された２本の電極４，５で構
成されたＰＴＣ要素２を含む。ＰＴＣ要素は代表的に
は、電源及び負荷に直列に接続されている。電源は、Ｐ
ＴＣ導電性ポリマーコンパウンドの温度−抵抗特性に応
じて低電圧（交流６００ボルト以下）又は高電圧（交流
６００Ｖ以上）の電源であるのが良い。本発明の好まし
い装置は、交流１００〜５００ボルトの故障電圧に耐
え、少なくとも１００回、好ましくは５００回に及ぶ熱
サイクルの耐久寿命を有する。
３、負荷１４及び回路保護装置１から成る本発明の回路
１２を示しており、回路保護装置１は、第１の部分６
が、液晶ポリマー及びこの中に分散させた導電性粒子を
基材とするＰＴＣ導電性ポリマーに、第２の部分７が回
路にそれぞれ電気的に接続された２本の電極４，５で構
成されたＰＴＣ要素２を含む。ＰＴＣ要素は代表的に
は、電源及び負荷に直列に接続されている。電源は、Ｐ
ＴＣ導電性ポリマーコンパウンドの温度−抵抗特性に応
じて低電圧（交流６００ボルト以下）又は高電圧（交流
６００Ｖ以上）の電源であるのが良い。本発明の好まし
い装置は、交流１００〜５００ボルトの故障電圧に耐
え、少なくとも１００回、好ましくは５００回に及ぶ熱
サイクルの耐久寿命を有する。
【００４１】上述のように、本発明のＰＴＣポリマーコ
ンパウンドは一般に特異なＰＴＣ特性を示し、即ち、温
度が或る臨界温度を越えて高くなると抵抗率が激増す
る。この非常に急激で非常に大規模な抵抗率の変化によ
り、ポリマーコンパウンドは限流装置で役立つようにな
る。通常の動作温度では、導電性粒子は、装置内のＰＴ
Ｃ要素の液晶ポリマー中に導電性のリンク又は連鎖を形
成する。
ンパウンドは一般に特異なＰＴＣ特性を示し、即ち、温
度が或る臨界温度を越えて高くなると抵抗率が激増す
る。この非常に急激で非常に大規模な抵抗率の変化によ
り、ポリマーコンパウンドは限流装置で役立つようにな
る。通常の動作温度では、導電性粒子は、装置内のＰＴ
Ｃ要素の液晶ポリマー中に導電性のリンク又は連鎖を形
成する。
【００４２】故障条件が生じている間にかかる装置の温
度がスイッチング温度Ｔｓ以上になると、ポリマーコン
パウンドの抵抗率が迅速に増大して装置を通る電流を減
少させる。ＰＴＣ要素の温度が上昇してポリマーの溶融
点近く又はこれを通過すると、ポリマーの体積が迅速に
増大し、それにより導電性粒子とポリマーの体積比を減
少させる。ポリマーの膨張による体積の変化は、多くの
導電性連鎖を切断し、或いは妨害し、それにより装置の
抵抗を数倍に増大させて電流を安全値まで急速に減少さ
せる。装置の温度は、電流により生じる過度の抵抗加熱
に起因して、或いは周囲温度の増大により、スイッチン
グ温度を越える場合がある。故障が取り除かれて装置が
冷えた後、装置は自動的に低抵抗状態に戻る。というの
は、ＰＴＣ導電性ポリマーにもう一度、導電リンクが形
成されるからである。
度がスイッチング温度Ｔｓ以上になると、ポリマーコン
パウンドの抵抗率が迅速に増大して装置を通る電流を減
少させる。ＰＴＣ要素の温度が上昇してポリマーの溶融
点近く又はこれを通過すると、ポリマーの体積が迅速に
増大し、それにより導電性粒子とポリマーの体積比を減
少させる。ポリマーの膨張による体積の変化は、多くの
導電性連鎖を切断し、或いは妨害し、それにより装置の
抵抗を数倍に増大させて電流を安全値まで急速に減少さ
せる。装置の温度は、電流により生じる過度の抵抗加熱
に起因して、或いは周囲温度の増大により、スイッチン
グ温度を越える場合がある。故障が取り除かれて装置が
冷えた後、装置は自動的に低抵抗状態に戻る。というの
は、ＰＴＣ導電性ポリマーにもう一度、導電リンクが形
成されるからである。
【００４３】ＰＴＣ装置の代表的な抵抗率は、約２０℃
又は周囲温度において約１Ω・cm未満である。ＰＴＣ装
置の代表的な動作温度範囲は、約−４０℃〜１２０℃で
ある。転移温度は代表的には約１５０℃以上であり、応
答時間は代表的には約１００ミリ秒以下である。ＰＴＣ
装置は好ましくは、約１００アンペア以上の連続電流に
ついて定格され、その公称動作電圧は好ましくは交流約
５００ボルト以上である。ＰＴＣ装置に関する最大故障
電流は好ましくは約６００ＫＡである。
又は周囲温度において約１Ω・cm未満である。ＰＴＣ装
置の代表的な動作温度範囲は、約−４０℃〜１２０℃で
ある。転移温度は代表的には約１５０℃以上であり、応
答時間は代表的には約１００ミリ秒以下である。ＰＴＣ
装置は好ましくは、約１００アンペア以上の連続電流に
ついて定格され、その公称動作電圧は好ましくは交流約
５００ボルト以上である。ＰＴＣ装置に関する最大故障
電流は好ましくは約６００ＫＡである。
【００４４】本発明のＰＴＣ限流装置をモータ、ソレノ
イド、電話線及びバッテリーの保護に用いることができ
る。これら装置をヒューズ又は回路遮断器のように使用
しても良く、この場合、これらは自動リセット可能なの
で、故障条件発生後に交換又は手動によるリセットが不
要であるという利点がある。さらに、回路保護能力を高
めるため、ＰＴＣ装置を遮断器又は接触器と関連して、
例えばこれと直列に接続して使用しても良い。
イド、電話線及びバッテリーの保護に用いることができ
る。これら装置をヒューズ又は回路遮断器のように使用
しても良く、この場合、これらは自動リセット可能なの
で、故障条件発生後に交換又は手動によるリセットが不
要であるという利点がある。さらに、回路保護能力を高
めるため、ＰＴＣ装置を遮断器又は接触器と関連して、
例えばこれと直列に接続して使用しても良い。
【００４５】本発明を以下の実施例により説明する。た
だし、かかる実験例は例示であって本発明を限定するも
のではない。
だし、かかる実験例は例示であって本発明を限定するも
のではない。
【００４６】実施例 １ 約７０％のVectra A950 （ポリ（ｐ−ヒドロキシベンゾ
エート−CO−２，６−ヒドロキシナフトエート））と約
３０％の炭素繊維のブレンドであるVectra A230 という
商標名でホーエッチスト−セラニーズ・コーポレイショ
ンにより販売されている厚さ１／８インチの炭素繊維入
り液晶ポリマーを60Ｃｏ放射線源を用いて１５０Mradの
放射線量で約７日間照射した。次に、架橋された液晶ポ
リマーをほぼ室温と１８０℃の間の熱サイクル中におけ
る温度の変化に対する抵抗のＰＴＣ応答について試験し
た。架橋炭素入りポリ（ｐ−ヒドロキシベンゾエート−
CO−２，６−ヒドロキシナフトエート）液晶ポリマー
は、熱サイクル毎において著しい抵抗の変化なくＰＴＣ
効果を示した。次に、60Ｃｏ放射線源を用いて液晶ポリ
マーを２６５Mradの放射線量でさらに７日間照射した。
架橋ポリマーを再びＰＴＣ挙動の有無につき試験した。
追加的に行った照射では、ＰＴＣ効果の程度は顕著には
向上しなかった。。照射によりポリマーの抵抗率が増大
すると共に抵抗−温度挙動が変化することが判明した。
また、照射により熱サイクル中におけるポリマーの電気
的安定性が増大してポリマーをトリップの繰り返しにさ
らすことができるようになった。
エート−CO−２，６−ヒドロキシナフトエート））と約
３０％の炭素繊維のブレンドであるVectra A230 という
商標名でホーエッチスト−セラニーズ・コーポレイショ
ンにより販売されている厚さ１／８インチの炭素繊維入
り液晶ポリマーを60Ｃｏ放射線源を用いて１５０Mradの
放射線量で約７日間照射した。次に、架橋された液晶ポ
リマーをほぼ室温と１８０℃の間の熱サイクル中におけ
る温度の変化に対する抵抗のＰＴＣ応答について試験し
た。架橋炭素入りポリ（ｐ−ヒドロキシベンゾエート−
CO−２，６−ヒドロキシナフトエート）液晶ポリマー
は、熱サイクル毎において著しい抵抗の変化なくＰＴＣ
効果を示した。次に、60Ｃｏ放射線源を用いて液晶ポリ
マーを２６５Mradの放射線量でさらに７日間照射した。
架橋ポリマーを再びＰＴＣ挙動の有無につき試験した。
追加的に行った照射では、ＰＴＣ効果の程度は顕著には
向上しなかった。。照射によりポリマーの抵抗率が増大
すると共に抵抗−温度挙動が変化することが判明した。
また、照射により熱サイクル中におけるポリマーの電気
的安定性が増大してポリマーをトリップの繰り返しにさ
らすことができるようになった。
【００４７】上記の米国特許及び公報の記載内容全体は
本発明の開示の一部をなすものである。
本発明の開示の一部をなすものである。
【００４８】本発明を上記実施形態及び実施例に関連し
て開示したが、当業者であれば別の実施形態を想到する
ことができるので、本発明は開示した特定の実施形態及
び実施例に限定されず、したがって本発明の精神及び範
囲は上記の開示内容ではなく特許請求の範囲に基づいて
定められる。
て開示したが、当業者であれば別の実施形態を想到する
ことができるので、本発明は開示した特定の実施形態及
び実施例に限定されず、したがって本発明の精神及び範
囲は上記の開示内容ではなく特許請求の範囲に基づいて
定められる。
【００４９】
【図１】電気回路に接続可能な２本の互いに平行な電極
を、液晶ポリマー及びこの中に分散して含まれる導電性
粒子を基材とするＰＴＣ要素内に埋め込んで形成した本
発明の回路保護装置の断面正面図である。
を、液晶ポリマー及びこの中に分散して含まれる導電性
粒子を基材とするＰＴＣ要素内に埋め込んで形成した本
発明の回路保護装置の断面正面図である。
【図２】図１の２−２線における断面側面図である。
【図３】図１の３−３線における断面平面図である。
【図４】負荷及び電源に直列に接続可能な図１の回路保
護装置を含む本発明の電気回路を示す図である。
護装置を含む本発明の電気回路を示す図である。
１ 回路保護装置 ２ ＰＴＣ要素 ３ 液晶導電性ポリマーコンパウンド又は組成物 ３．１ ポリマーマトリックス成分 ３．２ 粒状導電性充填材 ４，５ 電極 ８ ハウジング ９，１０ 出口ポート
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｇ 69/32 ＮＳＧ Ｃ０８Ｇ 69/32 ＮＳＧ 69/44 ＮＳＲ 69/44 ＮＳＲ (71)出願人 390033020 Ｅａｔｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｃｌｅｖｅｌ ａｎｄ，Ｏｈｉｏ 44114，Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 カール フレデリック スカッフ ジュニ ア アメリカ合衆国 ペンシルベニア州 15235 ピッツバーグ ロージー・ロード 769 (72)発明者 セラミ プサットシオーグリュ アメリカ合衆国 ウィスコンシン州 53092 メコン ノース・ウエストチェス ター・コート 11725 (72)発明者 シアリー ライ アメリカ合衆国 ウィスコンシン州 53209 ブラウン・デア ウエスト・ハー ソーン・トレース・ロード 4130，アパー トメント 207
Claims (24)
- 【請求項１】 液晶ポリマーのポリマー成分及びポリマ
ー成分中に分散させた粒状導電性充填材から成っていて
ＰＴＣ挙動を示す架橋導電性ポリマーコンパウンドで構
成されたＰＴＣ要素と、第１の部分がＰＴＣ要素に電気
的に接続されると共に電流をＰＴＣ要素中に流すように
第２の部分が電源に電気的に接続できる２つの細長い電
極とを有することを特徴とする電気回路保護装置。 - 【請求項２】 ２つの電極の各々の第１の部分は、ＰＴ
Ｃ要素と物理的な接触状態にあることを特徴とする請求
項１記載の電気回路保護装置。 - 【請求項３】 電極は、互いに間隔を置くと共に互いに
平行な関係をなして長手方向に延び、第１の部分がＰＴ
Ｃ要素中に埋め込まれていることを特徴とする請求項１
記載の電気回路保護装置。 - 【請求項４】 電極は、単一の中実金属片であることを
特徴とする請求項１記載の電気回路保護装置。 - 【請求項５】 液晶ポリマーは、サーモトロピック液晶
ポリマーであることを特徴とする請求項１記載の電気回
路保護装置。 - 【請求項６】 液晶ポリマーは、芳香族ポリエステル、
芳香族コポリエステル、芳香族コポリエステルアミド、
芳香族ポリアミド、芳香族ポリアゾメチン、及びこれら
のブレンドから成る群から選択されることを特徴とする
請求項１記載の電気回路保護装置。 - 【請求項７】 液晶ポリマーは、ポリ（ｐ−フェニレン
テレフタレート）、ポリ（ｐ−ヒドロキシベンゾエー
ト）及びこれらのブレンドから成る群から選択されるこ
とを特徴とする請求項６記載の電気回路保護装置。 - 【請求項８】 液晶ポリマーは、ポリ（ｐ−ヒドロキシ
ベンゾエート−CO−２，６−ヒドロキシナフトエー
ト）、ポリ（デカ−メチレンテレフタロイル ジ−ｐ−
ヒドロキシベンゾエート）、ポリ（エチレンテレフタレ
ート−CO−オキシベンゾエート）及びこれらのブレンド
から成る群から選択されることを特徴とする請求項６記
載の電気回路保護装置。 - 【請求項９】 液晶ポリマーは、ポリ（２，６−ヒドロ
キシナフトエート−フェノキシアミノテレフトエート）
であることを特徴とする請求項６記載の電気回路保護装
置。 - 【請求項１０】 液晶ポリマーは、ポリ（ｐ−フェニレ
ンテレフタルアミド）、ケブラー、ポリ（ｐ−ベンズア
ミド）、ポリ（２−クロロ−１，４−フェニレンテレフ
タルアミド）、ポリ（ｐ，ｐ´−ビフェニルアミド）、
ポリ（２，６−ナフタルアミド）及びこれらのブレンド
から成る群から選択されることを特徴とする請求項６記
載の電気回路保護装置。 - 【請求項１１】 液晶ポリマーは、ポリ（ニトロ−２−
メチル−１，４−フェニレンニトリロエチリジン−１，
４−フェニルエチリジン）、ポリ（ニトリロ−２−メチ
ル−１，４−フェニレンニトリロメチリジン−１，４−
フェニレンメチリジン）、ポリ（ニトリロ−２−クロロ
−１，４−フェニレンニトリロメチリジン−１，４−フ
ェニレンメチリジン）及びこれらのブレンドから成る群
から選択されることを特徴とする請求項６記載の電気回
路保護装置。 - 【請求項１２】 粒状導電性充填材は、導電性カーボン
ブラック、黒鉛、炭素繊維、金属、合金、金属塩及び金
属酸化物から成る群から選択されることを特徴とする請
求項１記載の電気回路保護装置。 - 【請求項１３】 粒状導電性充填材は、カーボンブラッ
クであることを特徴とする請求項１記載の電気回路保護
装置。 - 【請求項１４】 ＰＴＣ要素から間隔を置いてた状態で
該ＰＴＣ要素を包囲すると共に２つの電極をそれぞれ挿
通させる２つの出口ポートを備えた剛性の外側ハウジン
グを更に有することを特徴とする請求項１記載の電気回
路保護装置。 - 【請求項１５】 ＰＴＣ要素は、室温で１Ω・cmよりも
小さな抵抗率を有することを特徴とする請求項１記載の
電気回路保護装置。 - 【請求項１６】 ＰＴＣ要素は、放射線で架橋されるこ
とを特徴とする請求項１記載の電気回路保護装置。 - 【請求項１７】 ＰＴＣ要素は、約１５〜８００メガラ
ドの放射線量で架橋されることを特徴とする請求項１１
記載の電気回路保護装置。 - 【請求項１８】 粒状導電性充填材は、ポリマー成分中
にＰＴＣ要素全体を基準として１０〜６０重量％の量で
分散していることを特徴とする請求項１記載の電気回路
保護装置。 - 【請求項１９】 電圧電源と、電気的負荷と、電気回路
保護装置とを有する電気回路であって、電気回路保護装
置が、一又は二以上の液晶ポリマーから成るポリマー成
分及びポリマー成分中に分散させた粒状導電性充填材か
ら成っていてＰＴＣ挙動を示す一又は二以上の架橋導電
性ポリマーコンパウンドで構成されたＰＴＣ要素と、第
１の部分がＰＴＣ要素に電気的に接続されると共に電流
をＰＴＣ要素中に流すように第２の部分が電気的負荷及
び電圧電源に電気的に直列に接続された２つの細長い電
極とを有し、外部電源が電気回路に導入されて回路保護
装置を通る電流を所定の故障値を越えて増大させると、
ＰＴＣ要素はスイッチング温度まで自己加熱し、これを
通って流れる電流を安全値に制限するよう膨張軸線に沿
って膨張するようになることを特徴とする電気回路 - 【請求項２０】 電気回路保護装置は、交流約６００ボ
ルト以上の故障電圧に耐えることを特徴とする請求項１
９記載の電気回路。 - 【請求項２１】 液晶ポリマーは、芳香族ポリエステ
ル、芳香族コポリエステル、芳香族コポリエステルアミ
ド、芳香族ポリアミド、芳香族ポリアゾメチン、及びこ
れらのブレンドから成る群から選択されることを特徴と
する請求項１９記載の電気回路。 - 【請求項２２】 粒状導電性充填材は、導電性カーボン
ブラック、黒鉛、炭素繊維、金属、合金、金属塩及び金
属酸化物から成る群から選択されることを特徴とする請
求項１９記載の電気回路。 - 【請求項２３】 液晶ポリマーは、ポリ（２，６−ヒド
ロキシ−ナフトエート−フェノキシ−アミノテレフトエ
ート）であり、粒状導電性充填材は、カーボンブラッ
ク、炭素繊維又は黒鉛であることを特徴とする請求項１
９記載の電気回路。 - 【請求項２４】 液晶ポリマーは、ポリ（２，６−ヒド
ロキシナフトエート−フェノキシアミノテレフトエー
ト）であり、粒状導電性充填材は、カーボンブラック、
炭素繊維又は黒鉛であることを特徴とする請求項１９記
載の電気回路。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/514201 | 1995-08-11 | ||
| US08/514,201 US5691689A (en) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | Electrical circuit protection devices comprising PTC conductive liquid crystal polymer compositions |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0969420A true JPH0969420A (ja) | 1997-03-11 |
Family
ID=24046206
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8223113A Withdrawn JPH0969420A (ja) | 1995-08-11 | 1996-08-05 | 電気回路保護装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5691689A (ja) |
| EP (1) | EP0762437B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0969420A (ja) |
| KR (1) | KR100395840B1 (ja) |
| CN (1) | CN1090374C (ja) |
| DE (1) | DE69625864T2 (ja) |
| ES (1) | ES2188726T3 (ja) |
Cited By (2)
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| JP2014237769A (ja) * | 2013-06-07 | 2014-12-18 | 株式会社プライマテック | 高耐熱性液晶ポリマーフィルムとその製造方法 |
Families Citing this family (23)
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| CN1695210A (zh) * | 2002-09-17 | 2005-11-09 | 泰科电子有限公司 | 一种聚合物ptc器件的制造方法 |
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