(57)【要約】      （修正有）【課題】熱的に動作される電流遮断装置に使用するための増強された熱安定性を有するペレット組成物の提供。【解決手段】１種以上の有機化合物約９３重量％以上と、シリカ、タルク、シロキサン、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される１種以上の無機安定性添加剤粒子約５重量％以下と含む感熱ペレット組成物。この固体感熱ペレットは、転移温度Ｔfよりも約５０℃高い最高誘電性能温度（Ｔcap）を有し、その温度を超えると前記ペレット組成物は、実質的な誘電特性を失い、電流を伝導し得る。【選択図】図２
2014055282.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱的に動作される電流遮断装置用のペレット組成物であって、
全ペレット組成物の約９３重量％以上で存在する１種以上の有機化合物；ならびに
前記全ペレット組成物の約５重量％以下で存在する、シリカ、タルク、シロキサン、およびそれらの組合せからなる群から選択される１種以上の無機安定性添加剤粒子
を含み、
前記ペレット組成物は、固相であり、最高で転移温度（Ｔf）までその構造的剛性を維持し、かつ前記ペレット組成物は、Ｔfよりも約５０℃以上高い最高誘電性能温度（Ｔcap）を有し、前記最高誘電性能温度（Ｔcap）は、その温度を超えると前記ペレット組成物は実質的な誘電特性を失い、電流を伝導する温度である、ペレット組成物。
【請求項２】
前記１種以上の有機化合物が、ｍ−フェニレンジベンゾエート、ジメチルテレフタレート、ｐ−アセトトルイジド、ベンズアニリド、２’，６’−アセトキシリジド、ジメチルアセトアニリド、７−ヒドロキシ−４−メチルクマリン、クマリン、ベンゾグアニミン、およびそれらの組合せの群から選択される、請求項１に記載のペレット組成物。
【請求項３】
前記転移温度（Ｔf）が、約１２０℃以上であり、かつ前記最高誘電性能温度（Ｔcap）が、Ｔfよりも約１２５℃以上高い、請求項１に記載のペレット組成物。
【請求項４】
前記最高誘電性能温度（Ｔcap）が、前記転移温度（Ｔf）よりも約２００℃以上高い、請求項１に記載のペレット組成物。
【請求項５】
前記１種以上の無機安定性添加剤粒子が、前記全ペレット組成物の約１重量％以上約２重量％以下でヒュームドシリカを含む、請求項１に記載のペレット組成物。
【請求項６】
前記１種以上の無機安定性添加剤粒子が、前記全ペレット組成物の約１重量％以上約２重量％以下でタルクを含む、請求項１に記載のペレット組成物。
【請求項７】
前記１種以上の無機安定性添加剤粒子が、前記全ペレット組成物の約１重量％以上約２重量％以下でヒュームドシリカを含み、かつ前記全ペレット組成物の約１重量％以上約２重量％以下でタルクを含む、請求項１に記載のペレット組成物。
【請求項８】
前記１種以上の無機安定性添加剤粒子が、前記全ペレット組成物の約０．８重量％以上約２．９重量％以下でシロキサン粉末を含む、請求項１に記載のペレット組成物。
【請求項９】
前記１種以上の有機化合物と、前記１種以上の無機安定性添加剤粒子と、結合剤、滑剤、加圧助剤、顔料、およびそれらの組合せからなる群から選択される１種以上の成分とから本質的になる、請求項１に記載のペレット組成物。
【請求項１０】
前記１種以上の成分が、前記全ペレット組成物の約１０重量％以下で累積的に存在し、かつ前記１種以上の無機安定性添加剤粒子が、前記全ペレット組成物の約５重量％未満で累積的に存在する、請求項９に記載のペレット組成物。
【請求項１１】
前記１種以上の有機化合物が、単一の有機化合物である、請求項９に記載のペレット組成物。
【請求項１２】
熱的に動作される電流遮断装置用のペレット組成物であって、
ｍ−フェニレンジベンゾエート、ジメチルテレフタレート、ｐ−アセトトルイジド、ベンズアニリド、２’，６’−アセトキシリジド、ジメチルアセトアニリド、７−ヒドロキシ−４−メチルクマリン、クマリン、ベンゾグアニミン、およびそれらの組合せからなる群から選択される、１種以上の有機化合物；ならびに
前記全ペレット組成物の約３重量％未満で存在する、シリカ、タルク、シロキサン、およびそれらの組合せからなる群から選択される１種以上の無機安定性添加剤粒子
を含み、
前記ペレット組成物は、固相であり、最高で転移温度（Ｔf）までその構造的剛性を維持し、さらに前記ペレット組成物は、Ｔfよりも約５０℃以上高い最高誘電性能温度（Ｔcap）を有し、前記最高誘電性能温度（Ｔcap）は、その温度を超えるとペレット組成物は実質的な誘電特性を失い、電流を伝導する温度である、ペレット組成物。
【請求項１３】
前記最高誘電性能温度（Ｔcap）が、約３８０℃以上で、約４１０℃以下である、請求項１２に記載のペレット組成物。
【請求項１４】
前記１種以上の無機安定性添加剤粒子が、前記全ペレット組成物の約１重量％以上約２重量％以下でシリカ、および前記全ペレット組成物の約１重量％以上約２重量％以下でタルクを含む、請求項１２に記載のペレット組成物。
【請求項１５】
前記１種以上の無機安定性添加剤粒子が、前記全ペレット組成物の約０．８重量％以上約２．９重量％以下でシロキサンを含む、請求項１２に記載のペレット組成物。
【請求項１６】
前記１種以上の有機化合物と、前記１種以上の無機安定性添加剤粒子と、結合剤、滑剤、加圧助剤、顔料、およびそれらの組合せからなる群から選択される１種以上の成分とから本質的になる、請求項１２に記載のペレット組成物。
【請求項１７】
熱的に動作される電流遮断装置用のペレット組成物の熱安定性を増強する方法であって、
シリカ、タルク、シロキサン、およびそれらの組合せからなる群から選択される１種以上の無機安定性添加剤粒子を、初期ペレット組成物に導入することを含み、前記初期ペレット組成物は、最高で転移温度（Ｔf）までその構造的剛性を維持し、Ｔfよりも約１００℃以下の温度高い初期最高誘電性能温度（Ｔcapinitial）を有し、したがってＴf＜Ｔcapinitial≦（Ｔf＋１００℃）であり、前記最高誘電性能温度は、その温度を超えると前記ペレット組成物は実質的な誘電特性を失い、電流を伝導する温度であり、前記１種以上の無機安定性添加剤粒子を前記初期ペレット組成物に導入後、前記初期ペレット組成物と同じＴfを示すが、前記Ｔfよりも約５０℃以上高く、したがって、Ｔcapimproved≧（Ｔf＋５０℃）である、改善された最高誘電性能温度（Ｔcapimproved）を有する改善されたペレット組成物が形成される、方法。
【請求項１８】
前記１種以上の無機安定性添加剤粒子の導入後、前記ペレット組成物が、１種以上の有機化合物と、前記１種以上の無機安定性添加剤粒子と、結合剤、滑剤、加圧助剤、顔料、およびそれらの組合せからなる群から選択される１種以上の成分とから本質的になる、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記１種以上の有機化合物が、ｍ−フェニレンジベンゾエート、ジメチルテレフタレート、ｐ−アセトトルイジド、ベンズアニリド、２’，６’−アセトキシリジド、ジメチルアセトアニリド、７−ヒドロキシ−４−メチルクマリン、クマリン、ベンゾグアニミン、およびそれらの組合せの群から選択される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記転移温度（Ｔf）が、約１２０℃以上であり、かつ前記改善された最高誘電性能温度（Ｔcapimproved）が、前記Ｔfよりも約１２５℃以上高い、請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
前記改善された最高誘電性能温度（Ｔcapimproved）が、前記転移温度（Ｔf）よりも約２００℃以上高い、請求項１７に記載の方法。
【請求項２２】
前記１種以上の無機安定性添加剤粒子が、前記改善された全ペレット組成物の約１重量％以上約２重量％以下で前記改善されたペレット組成物内に存在するヒュームドシリカを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２３】
前記１種以上の無機安定性添加剤粒子が、前記改善された全ペレット組成物の約１重量％以上約２重量％以下で前記改善されたペレット組成物内に存在するタルクを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２４】
前記１種以上の無機安定性添加剤粒子が、前記改善された全ペレット組成物の約１重量％以上約２重量％以下で前記改善されたペレット組成物内に存在するヒュームドシリカおよび前記改善された全ペレット組成物の約１重量％以上約２重量％以下で前記改善されたペレット組成物内に存在するタルクを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２５】
前記１種以上の無機安定性添加剤粒子が、前記改善された全ペレット組成物の約０．８重量％以上約２．９重量％以下で前記改善されたペレット組成物内に存在するシロキサン粉末を含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２６】
熱的に動作される電流遮断装置用のペレット組成物の熱安定性を増強する方法であって、
シリカ、タルク、シロキサン、およびそれらの組合せからなる群から選択される１種以上の無機安定性添加剤粒子を、初期ペレット組成物に導入することを含み、前記初期ペレットは、最高で転移温度（Ｔf）までその構造的剛性を維持し、前記１種以上の無機安定性添加剤粒子を前記初期ペレット組成物に導入後、前記初期ペレット組成物と同じＴfを示すが、前記初期ペレット組成物と比較して少なくとも２％遅い、前記Ｔfより低い温度における老化速度を有する改善されたペレット組成物が形成される、方法。
【請求項２７】
前記１種以上の有機化合物が、ｍ−フェニレンジベンゾエート、ジメチルテレフタレート、およびそれらの組合せの群から選択される、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記１種以上の無機安定性添加剤粒子が、ヒュームドシリカ、タルク、またはシリカとタルクの組合せを含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
前記１種以上の無機安定性添加剤粒子が、前記改善された全ペレット組成物の約１重量％以上約２重量％以下で前記改善されたペレット組成物内に存在するヒュームドシリカおよび前記改善された全ペレット組成物の約１重量％以上約２重量％以下で前記改善されたペレット組成物内に存在するタルクを含む、請求項２６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、電流中断装置用の材料組成物に関し、より詳細には、改善された熱性能のために性能増強性無機添加剤を含む、熱的に安定な電流中断安全装置または熱遮断装置のための改善されたペレット組成物および材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
この項は、必ずしも従来技術であるとは限らない、本開示に関連する背景情報を提供する。
【０００３】
電気製品、電子機器、モータおよび他の電気装置の動作温度は、典型的には最適範囲を有する。システム部品に損傷が生じ得るまたはその装置が適用においてもしくは最終ユーザにとって潜在的な安全上の問題になる温度範囲は、重要な検出閾値として機能する。様々な装置が、このような過剰温度閾値を感知することができる。過剰温度状態を感知し、電流を中断することができるある種の装置には、狭い温度範囲で動作するだけの電気熱ヒューズが含まれる。例えば、スズと鉛との合金、インジウムとスズとの合金、または共晶金属を形成する他の金属合金は、望ましくなく広い温度応答閾値および／または安全の所望の範囲外である検出温度のために、電気製品、電子的適用、電気的適用およびモータ適用に適さない。
【０００４】
過剰温度検出に特に適した装置の一つのタイプは、熱遮断装置（ＴＣＯ）として知られる、電流中断安全装置であり、これは、必要な場合には、温度を検出し、同時に電流を中断することができる。このようなＴＣＯ装置は、潜在的に有害なまたは危険な過剰温度状態の場合に、ＴＣＯが回路導通を中断することができるように、典型的には電流源と電気部品との間で電気的適用に取り付けられる。ＴＣＯは、しばしば、ＴＣＯ電流中断装置をリセットする選択肢なしに、該適用への電流の流れを不可逆的に遮断するように設計される。ある種の電気製品および適用は、従来のＴＣＯ設計の動作温度および／または保持温度を超える高保持性温度を有する堅牢な過剰温度検出装置の使用を必要とする。したがって、様々な側面において、本開示は、高温でさえも、熱的に安定であり、かつ起動または電流中断後に誘電特性を継続して示すＴＣＯ設計を提供する。
【発明の概要】
【０００５】
この項は、本開示の全般的な概要を提供するものであって、その完全な範囲またはその特徴のすべての包括的な開示ではない。
【０００６】
ある側面において、本開示は、熱的に動作される電流遮断装置用のペレット組成物を提供する。ペレット組成物は、１種以上の有機化合物、ならびにシリカ、タルク、シロキサン、およびそれらの組合せからなる群から選択される１種以上の無機安定性添加剤粒子を含む。ある変形例において、１種以上の有機化合物は、全ペレット組成物の約９３重量％以上で存在する。さらに、１種以上の無機安定性添加剤粒子は、任意に全ペレット組成物の約５重量％以下で存在する。このようなペレット組成物は、固相であり、最高で転移温度（Ｔｆ）までその構造的硬直性を維持する。ペレット組成物は、最高誘電性能温度（ｍａｘｉｍｕｍ  ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）（Ｔｃａｐ）も有し、それを超えるとペレット組成物は実質的な誘電特性を失い得る。本開示のある側面によれば、Ｔｃａｐは、本発明のペレット組成物についてＴｆを少なくとも約５０℃超える。
【０００７】
他の側面において、１種以上の有機化合物、および全ペレット組成物の約３重量％未満で存在する１種以上の無機安定性添加剤粒子を含む、熱的に動作される電流遮断装置用のペレット組成物が、本教示によって提供される。１種以上の有機化合物は、ｍ−フェニレンジベンゾエート、ジメチルテレフタレート、ｐ−アセトトルイジド、ベンズアニリド、２’，６’−アセトキシリジド、ジメチルアセトアニリド、７−ヒドロキシ−４−メチルクマリン、クマリン、ベンゾグアニミン、およびそれらの組合せからなる群から選択される。１種以上の無機安定性添加剤粒子は、シリカ、タルク、シロキサン、およびそれらの組合せからなる群から選択される。ペレット組成物は、固相であり、最高で転移温度（Ｔｆ）までその構造的剛性を維持する。しかし、ペレット組成物は、それを超えてＴｆよりも約５０℃以上高い最高誘電性能温度（Ｔｃａｐ）を有し、この最高誘電性能温度とは、この温度を超えるとペレット組成物は実質的な誘電特性を失い、電流を伝導する温度である。
【０００８】
他の側面において、本教示は、熱的に動作される電流遮断装置用のペレット組成物の熱安定性を増強する方法を提供する。このような方法は、シリカ、タルク、シロキサン、およびそれらの組合せからなる群から選択される１種以上の無機安定性添加剤粒子を初期ペレット組成物に導入することを含む。初期ペレット組成物は、最高で転移温度（Ｔｆ）までその構造的剛性を維持し、それを超えて初期最高誘電性能温度（Ｔｃａｐｉｎｉｔｉａｌ）（それを超えると初期ペレット組成物が、実質的な誘電特性を失い、電流を伝導し得る）を有する。様々な側面において、初期最高誘電性能温度（Ｔｃａｐｉｎｉｔｉａｌ）は、転移温度Ｔｆを超える。ある変形例において、初期最高誘電性能温度（Ｔｃａｐｉｎｉｔｉａｌ）は、Ｔｆを１００℃以下超える範囲内に入る（したがって、Ｔｆ＜Ｔｃａｐｉｎｉｔｉａｌ≦（Ｔｆ＋１００℃）である）。初期ペレット組成物への１種以上の無機安定性添加剤粒子の導入後、初期ペレット組成物と同じＴｆを示すが、Ｔｆよりも約５０℃以上高い改善された最高誘電性能温度（Ｔｃａｐｉｍｐｒｏｖｅｄ）を有する（したがって、Ｔｃａｐｉｍｐｒｏｖｅｄ≧（Ｔｆ＋５０℃）である）、改善されたペレット組成物が形成される。ある変形例において、改善された最高誘電性能温度（Ｔｃａｐｉｍｐｒｏｖｅｄ）は、Ｔｆより５０℃を十分に超えて高くても、例えば、Ｔｆを少なくとも約１００℃以上超えていてもよい。
【０００９】
さらに他の側面において、熱的に動作される電流遮断装置用のペレット組成物の熱安定性を増強する方法が提供される。この方法は、最高で転移温度（Ｔｆ）までその構造的剛性を維持する初期ペレット組成物に、シリカ、タルク、シロキサン、およびそれらの組合せからなる群から選択される１種以上の無機安定性添加剤粒子を導入することを含む。初期ペレット組成物への１種以上の無機安定性添加剤粒子の導入後、初期ペレット組成物と同じＴｆを示すが、初期ペレット組成物と比較して、Ｔｆより低い温度で少なくとも２％のより遅い老化速度を有する改善されたペレット組成物が形成される。
【００１０】
本開示はまた、熱的に動作される電流遮断装置用の増強された熱安定性を有するペレット組成物を製造する方法も提供する。このような方法は、１種以上の有機化合物と、シリカ、タルク、シロキサン、およびそれらの混合物からなる群から選択される１種以上の無機安定性添加剤粒子とを混合することを任意に含む。次いで、この混合物はペレット化され、圧縮されて、熱的に動作される電流遮断装置に使用することができる固体感熱ペレットを形成する。このようにして形成される固体感熱ペレットは、最高で転移温度（Ｔｆ）までその構造的剛性を維持する。ペレット組成物は、最高誘電性能温度（Ｔｃａｐ）も有し、それを超えるとペレット組成物は、実質的な誘電特性を失う。ある変形例において、ペレット組成物は、Ｔｆを少なくとも約５０℃超えるＴｃａｐを有する。ある変形例において、Ｔｃａｐは約３８０℃以上である。
【００１１】
適用性のさらなる分野は、本明細書で与えられる説明から明らかになる。この概要における説明および具体例は、説明の目的だけのために意図され、本開示の範囲を限定することは意図されない。
【００１２】
本明細書で説明される図面は、選択された態様の説明の目的だけのためであって、可能な実施のすべてではなく、本開示の範囲を限定することは意図されない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】典型的な従来の熱遮断装置構成の拡大断面図。
【図２】感熱ペレットが物理的転移を受け、電流中断動作性アセンブリが、電気的スイッチングを生じさせて導通を遮断し、熱遮断装置の動作状態を変化させた後の図１の熱遮断装置の構成を示す図。
【図３】本開示のある側面による熱安定性ペレットを示す側面斜視図。
【図４】図１の電流中断動作性アセンブリのスイッチ構造のスライディング接触部材の側面図。
【図５】図１の電流中断動作性アセンブリのスプリングの一つの側面図。
【図６】高密度実験用ペレット乾燥混合物として調製された、ジメチルテレフタレートを含むが、無機安定性添加剤を欠く、例３の第１の比較ペレット組成物について時間に対するペレット高さを示すグラフ。
【図７】高密度実験用ペレット溶融物として調製された、ジメチルテレフタレートを含むが、無機安定性添加剤を欠く、例３の第２の比較ペレット組成物の時間に対するペレット高さを示すグラフ。
【図８】高密度実験用ペレット乾燥混合物として調製された、ジメチルテレフタレートおよび無機安定性添加剤（２％ヒュームドシリカおよび２％タルク）を含む、例３における本開示の特定の原理に従って調製されたペレット組成物について時間に対するペレット高さを示すグラフ。
【図９】高密度実験用ペレット溶融混合物として調製された、ジメチルテレフタレートおよび無機安定剤（２％ヒュームドシリカおよび２％タルク）を含む、例３における本開示の特定の原理に従って調製された別のペレット組成物の時間に対するペレット高さを示すグラフ。
【発明の詳細な説明】
【００１４】
対応する参照数字は、図面のいくつかの図を通じて対応する部分を示す。
【００１５】
例の態様は、この開示が完全であり、かつ当業者にその範囲を十分に伝えるように提供される。本開示の態様の完全な理解を与えるために、多数の具体的な詳細、例えば、具体的な部品、装置、および方法の例が示される。具体的な詳細が用いられる必要がないこと、例の態様は多くの異なる形態で具体化されてもよいこと、およびいずれも本開示の範囲を限定すると解釈されるべきでないことは、当業者に明らかである。一部の例の態様において、周知のプロセス、周知の装置構造、および周知の技術は、詳細に記載されない。
【００１６】
本明細書で使用される用語は、特定の例の態様を説明する目的だけのためであり、限定的であることは意図されない。本明細書で使用される場合、単数形「一つの（ａ）」、「一つの（ａｎ）」、および「その（ｔｈｅ）」は、特に文脈が明らかに別に示さない限り、同様に複数形を含むことが意図され得る。「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、および「有する（ｈａｖｉｎｇ）」という用語は、包括的であり、したがって、記載された特徴、整数、工程、操作、要素、および／または部品の存在を特定するが、１つ以上の他の特徴、整数、工程、操作、要素、部品、および／またはそれらの群の存在または追加を排除しない。本明細書で記載される方法の工程、プロセス、および操作は、実行の順序として具体的に特定されない限り、検討または例示される特定の順序でそれらの実行を必ずしも必要とするとは限らないと解釈されるべきである。追加のまたは代替の工程が用いられてもよいことも理解されるべきである。
【００１７】
要素または層が、別の要素または層「の上に（ｏｎ）」ある、「に係合されて（ｅｎｇａｇｅｄ  ｔｏ）」、「に接続されて（ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ  ｔｏ）」、または「に結合されて（ｃｏｕｐｌｅｄ  ｔｏ）」いると言われる場合、それは、他の要素または層、の上に直接にある、に直接係合されて、に直接接続されて、もしくは、に直接結合されていてもよいか、または間にある要素もしくは層が存在していてもよい。対照的に、要素が別の要素または層、「の上に直接に」ある、「に直接係合されて」、「に直接接続されて」、または「に直接結合されて」いると言われる場合、間にある要素または層がまったく存在していなくてもよい。要素間の関係を説明するために使用される他の用語は、同様に解釈されるべきである（例えば、「の間に」対「の間に直接」、「隣接した」対「直接隣接した」など）。本明細書で使用される場合、「および／または」という用語は、関連した列挙事項のいずれも、および１つまたは複数の組合せのすべてを含む。
【００１８】
第１の、第２の、第３のなどの用語は、様々な要素、部品、領域、層および／または区域を説明するために本明細書で使用され得るが、これらの要素、部品、領域、層および／または区域は、これらの用語によって限定されるべきではない。これらの用語は、１つの要素、部品、領域、層または区域を別の領域、層または区域と区別するために使用されるだけであってもよい。本明細書で使用される場合の「第１の」、「第２の」などの用語、および他の数値用語は、文脈によって明らかに示されない限り、配列または順序を意味しない。したがって、以下に検討される第１の要素、部品、領域、層または区域は、例の態様の教示から逸脱することなく第２の要素、部品、領域、層または区域と称することができる。
【００１９】
空間的に関連する用語、例えば、「内部の（ｉｎｎｅｒ）」、「外部の（ｏｕｔｅｒ）」、「の下に（ｂｅｎｅａｔｈ）」、「の下に（ｂｅｌｏｗ）」、「下側の（ｌｏｗｅｒ）」、「の上に（ａｂｏｖｅ）」、「上側の（ｕｐｐｅｒ）」などは、図に示されるとおりの別の要素（単数または複数）または特徴（単数または複数）に対する一つの要素または特徴の関係を説明する説明を容易にするために本明細書で使用され得る。空間的に関連する用語は、図に示される方向に加えて使用または動作中の装置の異なる方向を包含することが意図され得る。例えば、図中の装置が回転させられる場合、他の要素または特徴の「下に（ｂｅｌｏｗ）」または「下に（ｂｅｎｅａｔｈ）」と説明される要素は、他の要素または特徴の「上に（ａｂｏｖｅ）」方向付けられる。したがって、「の下に（ｂｅｌｏｗ）」という例の用語は、上にと下にの両方を包含し得る。装置は、別に方向付けされても（９０度または他の方向付けで回転されても）よく、本明細書で使用される空間的に関連する記述子はそれに応じて解釈されてもよい。
【００２０】
本開示を通して、数値は、所与の値からの小さいずれ、および言及されたおよそのその値を有する態様と同様に言及されたまさにその値を有する態様を包含するように、近似的な測定値または範囲への限定を表す。詳細な説明の最後で与えられる作業例における以外、本明細書中のパラメータ（例えば、量または条件の）の数値はすべて、添付の特許請求の範囲を含めて、「約」が数値の前に実際に出現するかどうかにかかわらず、「約」という用語によってあらゆる場合に修飾されていると理解されるべきである。「約」は、記載された数値が、いくらかわずかな不正確を許容することを示す（値における正確さへの何らかの手法；値に近似的または合理的に近い；ほぼ（ｎｅａｒｌｙ）とともに）。「約」によって与えられる不正確が、この通常の意味によって当技術分野で別に理解されない場合、本明細書で使用される場合の「約」は、このようなパラメータを測定および使用する通常の方法から生じ得る変動を少なくとも示す。さらに、範囲の開示は、範囲に与えられた端点を含む、範囲全体内の値のすべておよびさらに分けられた範囲の開示を含む。
【００２１】
例の態様は、これから添付の図面を参照してより十分に説明される。熱遮断電流中断安全装置（「ＴＣＯ」）を含む、様々な安全電流中断装置が、広範な適用温度で安全装置として使用される。ＴＣＯは、電気装置、例えば、電気製品、モータ、または消費者用装置などに組み込まれ、典型的には約６０℃から最大で約２３５℃までの範囲の閾値温度または温度定格を超えて電流を遮断または中断することによって安全装置として機能する。ある種の比較的高い温度の適用、例えば、同一出願人によるＫｅｎｔらの米国特許出願公開第２０１０／００３３２９５号（参照により本明細書に組み込まれる）に教示されたものは、約２４０℃以上の温度を超えて電流を遮断する高温ＴＣＯ（ＨＴＴＣＯ）装置を用いてもよい。付随する検討において、「ＴＣＯ」という用語は、従来のＴＣＯ装置とそれらの高温対応物（ＨＴＴＣＯ）の両方を包含する。本教示は、特にそれを超えると材料がＴＣＯ装置を動作させるオーバーシュート温度で、より大きな熱安定性および堅牢性を有する熱遮断装置用の改善されたペレット組成物に関する。
【００２２】
背景として、図１および図２に示されるように、例示的な従来のＴＣＯ装置が本明細書で説明される。一般に、従来のＴＣＯ１０は、導電性金属製筐体１１の密封端部１３と電気的に接触している第１の金属導電体１２を有する筐体またはケーシング１１を含む。絶縁ブッシング１４、例えば、セラミックブッシングは、筐体１１の開口部１５に配置されている。筐体１１は、レテイナーエッジ１６をさらに含み、これは、筐体１１の端部内にセラミックブッシング１４を固定する。例えば、電気回路の導通を遮断することによって、高い温度に応答して装置を動作させるための電流中断アセンブリは、開口部１５を通って筐体１１内に少なくとも部分的に配置された電気接点１７、例えば、金属導電体を含む。電気接点１７は、絶縁ブッシング１４を通って、絶縁ブッシング１４および絶縁ブッシング１４の外側端部２１から外に突出する第２の端部２０の一面１９に対して配置された拡張端末側端部１８を有する。
【００２３】
密封部２８は、開口部１５にわたって配置され、筐体１１ならびにそのリテイナーエッジ１６、絶縁ブッシング１４、および電気接点１７の第２の端部２０の露出部分との密封性接触を作り出すことができる。このように、筐体１１の内側部分２９は、外部環境３０から実質的に密封される。「実質的に密封される」によって、バリア密封部が顕微鏡レベルで任意に多孔性である一方で、バリアは、感熱ペレット材料の漏れまたは実質的な質量損失を防止することができ、例えば、この密封は、一定の変動において、筐体内の所定温度で１，０００時間の連続動作によって初期感熱ペレットの質量の少なくとも約９８〜９９％を保持する。
【００２４】
電気回路の導通を変化させるように動作またはオンオフする電流中断アセンブリは、金属が筐体１１内に配置されるように、導電材料から形成される、スライディング接触部材２２をさらに含み、かつ筐体１１の内部周辺面２４とスライドする係合で配置される弾性周囲フィンガー２３（図４）を有して、その間に電気接触を与える。さらに、ＴＣＯが、ＴＣＯ装置の所定閾値または設定点温度未満である動作温度を有する場合、スライディング接触部材２２は、電気接点１７の端末端部１８と電気的に接触して配置される。
【００２５】
電流中断アセンブリはまた、圧縮機構を含み、これは、複数の個別の圧縮機構を含んでもよい。圧縮機構は、電気接点１７の端末端部１８に対してスライディング接触部材２２にバイアスをかけて、電気接点を第１の動作状態で確立する（ここで、以下に記載されるように、動作温度はＴＣＯ装置の閾値温度未満である）。図１および図２に示されるように、圧縮機構は、一対のスプリングを含み、これは、それぞれ、スライディング接触部材２２の対向側に配置される。スプリングは、比較的強い圧縮スプリング２６および比較的弱い圧縮トリップスプリング２７を含む。
【００２６】
熱応答性ペレットまたは感熱ペレット２５は、図３に最もよく示されるように、筐体１１においてその端部壁１３に対して配置される。圧縮スプリング２６は、固体感熱ペレット２５とスライディング接触部材２２との間で圧縮状態にあり、示される例示的な設計において、スライディング接触部材２２が、電気接点１７の拡張端部１８に向けてバイアスをかけられ、かつそれと電気的に接触しているように、接触部材２２と絶縁ブッシング１４との間に配置される、圧縮されたトリップスプリング２７の力よりも強い圧縮力を一般に有する。このように、電気回路は、導電性筐体１１およびスライディング接触部材２２を通って第１の導電体１２と電気接点１７との間で確立される。
【００２７】
上記のとおり、ＴＣＯ装置は、第１の動作状態（ここで、動作温度、例えば、周囲環境３０の温度は、閾値温度未満である）で確実に安定である、固相中にペレット組成物を含む感熱ペレット２５を含むように設計されるが；しかし動作温度が、第２の動作状態でこのような閾値温度を満たすかまたは超える場合、異なる物理状態に確実に転移する。したがって、感熱ペレット２５を形成するペレット組成物は、固相であり、最高で閾値または最終温度（Ｔｆ）（転移、動作、または閾値温度とも呼ばれる）までその構造的剛性を維持し、この時点で、内部接触は、ペレット材料組成物中の構造的変化によって導通を遮断し、これは、次に、例えば、圧縮機構の緩和または開放を引き起こす。動作温度が、転移温度Ｔｆを満たすかまたは超える場合、感熱ペレット２５は、逆に作用する加熱状態の間に、溶融し、液化し、軟化し、揮発し、昇華し、またはそうでなければ異なる物理的状態に転移して、収縮、変位、または他の物理的変化のいずれかによって、構造的剛性を有する固体から構造的剛性を消失する形態または相に変化する。周囲環境が転移または最終温度（Ｔｆ）に到達し、かつペレットが構造的剛性を消失する場合、それは、拡張するトリップスプリング２７からかけられた力によって、内部の電気接触を分離させる。ある種の代替の装置配置において、装置は、当業者によって理解されるように起動後に電気的に閉じたままであってもよく、このような変化は、本教示によって同様に企図される。しかし、ペレット組成物が、転移温度（Ｔｆ）に到達し、次いでそれを超え、電気的導通を遮断後に、有効な安全装置として機能するために、この材料組成物は、転移温度（Ｔｆ）を十分に超える温度範囲に対して、熱的に安定であり、かつ誘電特性を示し続けるべきである。この温度範囲は、熱的オーバーシュート温度範囲と呼ばれることもある。したがって、感熱ペレット組成物は、典型的なＴＣＯ装置において、それを超えるとペレットがその誘電特性および／もしくは絶縁抵抗特性を失い、ならびに／または電流を伝導し始めることができる最高誘電性能温度（Ｔｃａｐ）も有する。Ｔｃａｐは、感熱ペレット組成物の最高温度定格（Ｔｍａｘ）に関連する。Ｔｍａｘは、試験されたＴＣＯ装置（ペレット組成物を組み込む）の１００％が、起動、動作、またはトリッピング後に電気的に開放されたままであり続けて、以下に検討される特定の試験条件で装置において（Ｔｆを超える温度範囲で）安全性の利点を与え続ける。Ｔｍａｘは、典型的には所与の適用で用いられる安全の余裕としてＴｃａｐ未満であるように選択される。
【００２８】
したがって、スプリング２６および２７は、図５における拡張トリップスプリング２７によって示されるように、拡張し、緩和するように適合され、圧縮スプリング２６および圧縮トリップスプリング２７の特定の力と長さとの関係によって、スライディング接触部材２２は、図２に示されるように、電気接点１７の端部１８との電気接触から出て移動され、その結果、熱遮断構造物１０を通る（筐体１１およびスライディング接触部材２２を介した）端子導体１２と電気接点１７との間の電気回路は、止められ、遮断され、図２に示されるように開放されたままである。本開示で記載される熱遮断装置は、例示の目的のために使用され、例であり、したがって、必ずしも限定的であるとは限らないと解釈されるべきである。ある側面において、様々な部品、設計、または動作原理を、数または設計において変化させてもよい。様々な他の熱スイッチング装置または熱遮断装置が、当技術分野で公知であり、本開示によって同様に企図される。
【００２９】
上記のとおりに、様々な側面において、ペレット材料組成物は、ＴＣＯ装置が最終温度（Ｔf）（転移、動作または閾値温度とも呼ばれる）を有することを可能にする転移温度を有するように設計され、ここで、装置内の起動は、ペレット材料組成物中の構造変化によって内部接触を遮断し得る。したがって、ペレット組成物は、固相であり、最高で転移温度または最終温度（Ｔf）までその構造的剛性を維持し、この時点で、固体感熱ペレットの構造的転移または破壊によって導通のスイッチが起動される。ペレット材料組成物がその転移温度（Ｔf）に一旦達すると、それは、例えば、ＴＣＯ装置に依存して、閉保持位置のスイッチなどの圧縮機構を維持するために必要な構造的一体性をもはや保有しないことを意味する。この転移温度（Ｔf）は、「融点」とも呼ぶことができ、ＴＣＯ装置定格を与えるが；しかし、ペレット組成物中の化合物は、電気接触の分離を達成して、内部回路および電気的導通を遮断するように、従来の意味で完全に溶解する必要があるとは限らない。
【００３０】
様々なペレット化学物質は、比較的高温で分解することができ、望ましく高い誘電特性および絶縁特性を有する状態から部分的または完全に導電性である状態に転移することができる。したがって、感熱ペレットが、転移温度（Ｔf）に達し、そして超えた後に溶融しまたは物理的に軟化するが、周囲環境の温度が、感熱ペレット組成物が導電性になる点まで上昇し続ける場合、感熱ペレット組成物は、ＴＣＯ安全装置において導電性を確立し、望ましくない過熱または危険な状態を引き起こし、したがって、潜在的な安全上の懸念をもたらすことが可能である。
【００３１】
したがって、Ｔcapは、ＴＣＯが電気的に開放されたままである転移温度Ｔfを超える最高オーバーシュート温度範囲であると通常理解される。最高誘電性能温度（Ｔcap）は、Ｔmaxに関連するが、Ｔcapは、しばしばＴmax定格温度をかなり超え得る。Ｔcapは、ペレット組成物の高温安定性を示すが、当業者によって認められるように、対象のペレット組成物を組み込み試験された装置の１００％通過を示すＴmax定格に対する厳密な業界ベースの試験標準に対応し得ない。さらに、Ｔcapは、Ｔmax定格試験と同じ試験手順およびプロトコルで評価され得る一方で、Ｔcapはまた、例えば、以下に記載されるもののようなＴmax定格についての標準試験条件およびプロトコルとは異なる電圧定格または温度での高温安定性を示す代替の試験手順によっても試験され得る。通常、安全のために、少なくとも約２０℃〜３０℃の余裕が、Ｔcapから減じられて、最高温度定格（Ｔmax）に達して、ＴＣＯ装置で用いられる所与の感熱ペレット組成物に定格を与える。したがって、Ｔcapは、所与の感熱ペレット組成物の定格Ｔmaxを包含し、かつある側面では、それを超える。
【００３２】
様々な側面において、本教示のペレット材料組成物は、熱遮断装置適用における使用に対して、熱的および化学的に安定で、信頼でき、かつ堅牢である。したがって、第２の動作状態における異なる物理的状態への転移後に、ペレット組成物は、最高で最高誘電性能温度（Ｔｃａｐ）まで（最高でその温度まで、それが望ましくは安定であり、かつ誘電特性および絶縁特性を保持して、それからの電流の伝導を防止する）、第３の動作状態において閾値温度を超える動作温度に曝される。したがって、ある側面において、本教示は、熱遮断装置用の広範な転移温度（Ｔｆ）を有する様々な感熱ペレット組成物について熱安定性の改善、およびオーバーシュート温度（例えば、最高誘電性能温度（Ｔｃａｐ）および／または最高温度定格（Ｔｍａｘ）の定格）の拡大に向けられる。
【００３３】
本教示のある側面によれば、熱的に動作される電流遮断装置用のペレット組成物の熱安定性を増強する方法が提供される。特にある種の感熱ペレット組成物は、Ｔｆを超える比較的低いオーバーシュート温度で熱不安定性の欠点を有する。例えば、本教示は、Ｔｆを超えるが、Ｔｆを１００℃以下超える範囲内に入る温度で、最高定格温度Ｔｍａｘおよび／または初期最高誘電性能温度（Ｔｃａｐｉｎｉｔｉａｌ）（ここで、初期ペレット組成物は、実質的な誘電特性を失い、電流を伝導し得る）（したがって、Ｔｆ＜Ｔｃａｐｉｎｉｔｉａｌ≦（Ｔｆ＋１００℃）および／またはＴｆ＜Ｔｍａｓ≦（Ｔｆ＋１００℃）である）を有するペレット組成物による使用に特に適する。上記のとおり、感熱ペレットのＴｃａｐは、典型的にはＴｍａｘを包含し、かつ超える。しかし、ＴｍａｘまたはＴｃａｐのいずれかは、本教示のある変形例によって与えられる改善された熱安定性から益を得るペレット材料を選択するために用いることができる。さらに、ＴｃａｐｉｎｉｔｉａｌおよびＴｃａｐｉｍｐｒｏｖｅｄという用語の使用は、指名目的のために使用され、Ｔｃａｐという総称と同義的に使用される。したがって、Ｔｆの１００℃以内の初期Ｔｃａｐｉｎｉｔｉａｌ（またはＴｍａｘ）を有するそれらのペレット材料組成物は、熱安定性不良を示すと一般に理解されており、本教示によって提供される技術による改善のための特に良好な候補である。
【００３４】
様々な側面において、ペレット組成物は、転移温度Ｔｆを超える初期最高誘電性能温度（Ｔｃａｐｉｎｉｔａｌ）を有する。ある側面において、本教示による処理前に、ペレット組成物は、Ｔｆを超えて約９０℃以下（したがって、Ｔｆ＜Ｔｃａｐｉｎｉｔｉａｌ≦（Ｔｆ＋９０℃））；任意に約８０℃以下（したがって、Ｔｆ＜Ｔｃａｐｉｎｉｔｉａｌ≦（Ｔｆ＋８０℃））；任意に約７０℃以下（したがって、Ｔｆ＜Ｔｃａｐｉｎｉｔｉａｌ≦（Ｔｆ＋７０℃））；任意に約６０℃以下（したがって、Ｔｆ＜Ｔｃａｐｉｎｉｔｉａｌ≦（Ｔｆ＋６０℃））；任意に約５０℃以下（したがって、Ｔｆ＜Ｔｃａｐｉｎｉｔｉａｌ≦（Ｔｆ＋５０℃））；任意に約４０℃以下（したがって、Ｔｆ＜Ｔｃａｐｉｎｉｔｉａｌ≦（Ｔｆ＋４０℃））；およびある変形例において、任意にＴｆを超えて約３０℃以下（したがって、Ｔｆ＜Ｔｃａｐｉｎｉｔｉａｌ≦（Ｔｆ＋３０℃））だけＴｆを超える初期最高誘電性能温度（Ｔｃａｐｉｎｉｔｉａｌ）を有する。他の側面において、処理前に比較的不良な熱安定性を有するペレット組成物は、転移温度Ｔｆを超える初期最高定格温度Ｔｍａｘを有し得るが、本教示による処理前に、初期Ｔｍａｘは、約７０℃以下（したがって、Ｔｆ＜Ｔｍａｘ≦（Ｔｆ＋７０℃））；任意に約６０℃以下（したがって、Ｔｆ＜Ｔｍａｘ≦（Ｔｆ＋６０℃））；任意に約５０℃以下（したがって、Ｔｆ＜Ｔｍａｘ≦（Ｔｆ＋５０℃））；任意に約４０℃以下（したがって、Ｔｆ＜Ｔｍａｘ≦（Ｔｆ＋４０℃））；およびある変形例において、任意にＴｆを超えて約３０℃以下（したがって、Ｔｆ＜Ｔｍａｘ≦（Ｔｆ＋３０℃））だけＴｆを超える。
【００３５】
本発明技術の様々な原理によれば、このような比較的熱不安定なペレット組成物中への少なくとも１種の無機安定性添加剤粒子の導入が、熱安定性をかなり改善する一方で、固体感熱ペレットのＴｆは、実質的に同じままであることが予期せず発見された。好ましい側面において、このような無機安定性添加剤粒子は、シリカ、タルク、シロキサン、およびそれらの組合せからなる群から選択される。感熱ペレット組成物中のこのような無機安定性添加剤粒子の存在は、例えば、感熱ペレット組成物の最高誘電性能温度（Ｔｃａｐ）をかなり上昇させる。同じ感熱ペレット組成物のＴｍａｘ定格も、同様に増加し得る。様々な側面において、ペレット組成物中に存在する比較的小さい濃度の１種以上の無機安定性添加剤粒子は、有利な利点、例えば、熱安定性、最高誘電性能温度（Ｔｃａｐ）の改善を与え、ある変形例において、同様に改善された最高温度定格Ｔｍａｘを与え得る。
【００３６】
したがって、ある側面において、熱的に動作される電流遮断装置用のペレット組成物の熱安定性を増強する方法は、最高で転移温度（Ｔｆ）までその構造的剛性を維持するとともに、Ｔｆを超えるがＴｆから約１００℃の範囲内に入る初期最高誘電性能温度（Ｔｃａｐｉｎｉｔｉａｌ）（それを超えると初期ペレット組成物は、実質的な誘電特性を失い得、電流を伝導させる）を有する初期ペレット組成物に、シリカ、タルク、シロキサン、およびそれらの組合せからなる群から選択される１種以上の無機安定性添加剤粒子を導入することを含む。１種以上の無機安定性添加剤粒子が、初期ペレット組成物に導入された後に、初期ペレット組成物と同じＴｆを示すが、Ｔｆよりも約５０℃以上高い改善された最高誘電性能温度（Ｔｃａｐｉｍｐｒｏｖｅｄ）を有する改善されたペレット組成物がこのようにして形成される。ある変形例において、改善された最高誘電性能温度（Ｔｃａｐｉｍｐｒｏｖｅｄ）は、以下により詳細に検討されるように、Ｔｆを約１００℃以上超える。
【００３７】
様々な側面において、本開示は、感熱ペレット材料組成物の転移温度（Ｔｆ）（最高でその温度までペレット組成物は、固相であり、かつその構造的剛性を維持する）を決定する１種以上の有機化合物を含む感熱ペレット材料組成物を提供する。さらに、この感熱ペレット材料組成物は、ペレット組成物の性能増強を与える１種以上の無機添加剤も含む。特に有効な無機安定性添加剤粒子は、シリカ、タルク、シロキサン、およびそれらの組合せからなる群から選択される。これらの無機安定性添加剤粒子は、予想外にも上記感熱ペレット材料組成物の温度安定性を改善するのみならず、転移温度Ｔｆ未満の温度で温度安定性を改善する。転移温度を超えてのこのような改善された感熱安定性は、以下の非限定的な利点、すなわち、（ｉ）最高誘電性能温度（Ｔｃａｐ）を上昇させること（それを超えるとペレットは、典型的なＴＣＯ装置において、その誘電特性および／もしくは絶縁抵抗特性を失い、ならびに／または電流を伝導し始めることができる）（本明細書でさらに記載される）；（ｉｉ）ペレット組成物のための最高温度（Ｔｍａｘ）定格を増加させること；（ｉｉｉ）所定の温度で開放ＴＣＯ装置のための絶縁破壊電圧を増加させること、および転移温度（Ｔｆ）未満でペレット安定性を改善すること、（ｉｖ）Ｔｆ付近の温度で（例えば、Ｔｆ、Ｔｆ−１０°またはＴｆ−１５°の１０または１５度以内の試験温度で）老化速度を遅らせることの１つ以上によって反映され得る。
【００３８】
ある変形例において、このような安定な感熱ペレット材料組成物は、シリカ、タルク、シロキサン、およびそれらの組合せからなる群から選択される１種以上の無機安定性添加剤粒子をこのようにして含み、望ましくはＴＣＯにおいてその転移温度Ｔｆを少なくとも約５０℃程度超えて実質的な誘電特性を示すことができる。「実質的な誘電特性」という用語によって、ペレット組成物が、２５０ｍＡを超えて伝導することなく、２つの電極間で５００ボルト（約２４０〜２５０ボルトの２倍の定格電圧）６０Ｈｚの正弦波ＡＣ電位を少なくとも１分間維持することができるか、または代替の側面において、定格電圧ＤＣ（ここで、定格電圧は約２５０ボルトＡＣである）の２倍で少なくとも約０．２ＭΩの開放電極にわたって最小絶縁抵抗を有すると測定され得ることが意味される。それを超えるとペレット材料組成物がこのような実質的な誘電特性をもはや示さなくてもよいかまたは示すことができない温度は、上で検討された、最高誘電性能温度（Ｔｃａｐ）として知られる。
【００３９】
他の変形例において、本教示のある側面によるＴＣＯ用のペレット材料組成物は、１種以上の無機安定性添加剤粒子を有し、したがって、実質的な誘電特性を示し、約１３０℃以上、任意に約１４０℃以上、任意に約１５０℃以上、任意に約１６０℃以上、任意に約１７０℃以上、任意に約１８０℃以上、任意に約１９０℃以上、任意に約２００℃以上、任意に約２１０℃以上、任意に約２２０℃以上、任意に約２２５℃以上、任意に約２３０℃以上、任意に約２４０℃以上、任意に約２５０℃以上、任意に約２６０℃以上、任意に約２７０℃以上、任意に約２８０℃以上、任意に約２９０℃以上、任意に約３００℃以上、任意に約３１０℃以上、任意に約３２０℃以上、任意に約３３０℃以上、任意に約３４０℃以上、任意に約３５０℃以上、任意に約３６０℃以上、任意に約３７０℃以上、任意に約３８０℃以上、任意に約３９０℃以上、任意に約４００℃以上、およびある側面において、約４１０℃以上の最高誘電性能温度（Ｔｃａｐ）を有する。ある態様において、ＴＣＯ用のペレット材料組成物は、１種以上の無機安定性添加剤粒子を有し、したがって、約３８０℃以上で、約４１０℃以下である最高誘電性能温度（Ｔｃａｐ）を有する。
【００４０】
ある態様において、１種以上の無機安定性添加剤粒子は、任意に全ペレット組成物の約１０重量％以下で、任意に全ペレット組成物の約７重量％以下で、任意に全ペレット組成物の約５重量％以下で、ある態様において、全ペレット組成物の約４重量％以下で、任意に全ペレット組成物の約３％以下で、任意に全ペレット組成物の約２．９％以下で、任意に全ペレット組成物の約２．７５％以下で、任意に全ペレット組成物の約２．５％以下で、任意に全ペレット組成物の約２．２５％以下で、任意に約２％以下で、任意に約１．９％以下で、任意に全ペレット組成物の約１．５％以下で、任意に全ペレット組成物の約１．２５％以下で、任意に約１％以下で、およびある変形例において、全ペレット組成物の約０．８重量％以下で改善された感熱ペレット組成物中に存在する。
【００４１】
さらに、ある変形例において、１種以上の無機安定性添加剤粒子は、任意に改善された感熱ペレット組成物の約０．２５重量％以上で、任意に全ペレット組成物の約０．５重量％以上で、任意に全ペレット組成物の約０．６重量％以上で、任意に全ペレット組成物の約０．７重量％以上で、任意に全ペレット組成物の約０．８重量％以上で、任意に全ペレット組成物の約０．９重量％以上で、ある態様において、全ペレット組成物の約１重量％以上で存在する。
【００４２】
本教示のある変形例において、ＴＣＯ用のペレット組成物は、全ペレット組成物の約９５重量％以上で存在する１種以上の有機化合物を含み、１種以上の無機安定性添加剤粒子が、全ペレット組成物の約５重量％以下で存在する。ある変形例において、ＴＣＯ用のペレット組成物は、全ペレット組成物の約９６重量％以上で存在する１種以上の有機化合物を含み、１種以上の無機安定剤粒子が、全ペレット組成物の約４重量％以下で；任意に約３重量％以下で存在する。
【００４３】
他の変形例において、１種以上の無機安定性添加剤粒子は、全ペレット組成物の約１重量％以上約２重量％以下でシリカを含む。シリカとは、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を含む組成物を意味する。シリカの特に適切なタイプには、非晶質シリカ（ＳｉＯ２）およびヒュームドシリカ（ＳｉＯ２）が含まれる。適切なシリカ粒子は、約１μｍ以上約１０μｍ以下の平均粒子サイズ直径を有する。非晶質シリカまたはシリカゲルは、ケイ酸ナトリウムの溶液を酸性化して、ゼラチン状沈殿物を生成させ、次いで、これを洗浄し、脱水して、無色の微孔性シリカ（ＳｉＯ２）を生成させることによって製造され得る。
【００４４】
ヒュームドシリカは、典型的には四塩化ケイ素を酸素豊富炭化水素火炎に導入し、このようにしてヒュームドＳｉＯ２を生成させることによって調製される。ヒュームドシリカ（発熱性シリカとしても知られる）は、二酸化ケイ素の微粒子状形態であり、典型的には四塩化ケイ素を酸素の存在下で火炎または他の熱源に曝して、複数の小さい非晶質シリカ粒子を形成することによって形成される。ある変形例において、ヒュームドシリカ粒子は、非限定的な例によって、約１００ｎｍ以下、および任意に約５ｎｍ以上約５０ｎｍ以下の平均粒子サイズ直径を有し得る。ある変形例において、特に適したヒュームドシリカは、約５ｎｍから約３０ｎｍの平均粒径、および１００から３００ｍ２／ｇのＢＥＴ表面積を有し、これは、ＨＤＫ（商標）Ｎ２０という製品としてＷａｃｋｅｒ  Ｓｉｌｉｃｏｎｅｓから市販されている。
【００４５】
他の変形例において、１種以上の無機安定性添加剤粒子は、全ペレット組成物の約１重量％以上約２重量％以下でタルクを含む。タルクは、ケイ酸マグネシウムを含み、これは、その水和形態（水酸化ケイ酸マグネシウム）で存在し得る。様々な側面において、タルクは、約１μｍ以上約５０μｍ以下の平均粒子サイズ直径を有する複数の粒子を含む。適切なタルク粉末は、Ｊｏｈｎｓｏｎ  ＆  Ｊｏｈｎｓｏｎ  Ｃｏｎｓｕｍｅｒ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  ＣｏｍｐａｎｙによりＪｏｈｎｓｏｎ’Ｂａｂｙ  Ｐｏｗｄｅｒとして入手でき、これは、約１μｍから１０μｍ、または任意に約５μｍから約１０μｍの平均粒径を有し得る。
【００４６】
さらに他の変形例において、１種以上の無機安定性添加剤粒子は、任意に全ペレット組成物の約０．８重量％以上約２．９重量％未満でシロキサンを含む。「シロキサン」は、一般に構造的繰り返し単位（−Ｏ−ＳｉＲ１Ｒ２−）ｎ（ここで、Ｒ１およびＲ２は、同じかまたは異なる側鎖構成基であってもよく、ｎは、ポリマー主鎖中の構造的繰り返し単位（ＳＲＵ）の繰り返しを規定する２を超える任意の値であってもよい）で記載される、同じかまたは異なっていてもよい、側鎖構成基を有する、ケイ素および酸素の基本主鎖を有するポリマーである。Ｒ１およびＲ２は、アルキル基、例えば、メチル、エチルなど、または代替的にアリール基、例えば、フェニルであってもよい。シロキサンポリマーは、架橋されていてもよく、ポリヘテロシロキサンを含んでもよく、ここで、側基および／または構造的繰り返し単位は、異なる実体であってもよく、もしくは分枝されていてもよい。本明細書で使用される場合、シロキサン材料は、例えば、ペレット材料組成物中に分散させ得る粉末形態の固体粒子である。ある側面において、シロキサン粒子は、約５μｍ以上約４０μｍ以下の平均粒子サイズ直径を有する。ある態様において、適切なシロキサン粉末は、Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ（登録商標）Ｓｉ  Ｐｏｗｄｅｒ  Ｒｅｓｉｎ  Ｍｏｄｉｆｉｅｒ４−７０５１としてＤｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇから市販されている。
【００４７】
したがって、好ましい変形例において、熱的に増強されたペレット材料組成物は、１種以上の有機化合物およびさらに１種以上の無機安定性添加剤粒子を含み、その結果、この無機安定性添加剤粒子を含めることにより、ペレット組成物の最高誘電性能温度（Ｔｃａｐ）が最終温度（Ｔｆ）（動作または転移温度とも呼ばれる）を少なくとも５０℃超える温度に増強され、ここで、ペレット材料組成物中の構造変化によって内部接触により熱遮断装置の導通が遮断され、これは、次ぎに、例えば、熱遮断装置において圧縮機構の緩和を引き起こす。ある変形例において、１種以上の無機安定性添加剤粒子を含むペレット組成物材料は、ペレット材料組成物の転移温度Ｔｆを、任意に約６０℃以上、任意に約７０℃以上、任意に約８０℃以上、任意に約９０℃以上、任意に約１００℃以上、任意に約１１０℃以上、任意に約１２０℃以上、任意に約１３０℃以上、任意に約１４０℃以上、任意に約１５０℃以上、任意に約１６０℃以上、任意に約１７０℃以上、任意に約１８０℃以上、任意に約１９０℃以上、任意に約２００℃以上、任意に約２１０℃以上、任意に約２２０℃以上、任意に約２３０℃以上超える最高誘電性能温度（Ｔｃａｐ）を示し、ある側面において、ペレット材料組成物は、ペレット材料組成物の閾値転移温度Ｔｆを少なくとも約２２６℃超えて実質的な誘電特性を示す。
【００４８】
さらに、ある変形例において、ペレット材料組成物は、１種以上の有機化合物および１種以上の無機安定性添加剤粒子を含み、その結果、無機安定性添加剤粒子を含めることにより、ペレット組成物の最高誘電性能温度（Ｔｃａｐ）は、１種以上の無機安定性添加剤粒子を欠いているがそのほかの点では同じ成分を有する比較のペレット材料組成物について初期最高誘電性能温度（Ｔｃａｐｉｎｉｔｉａｌ）を、少なくとも２０℃；任意に少なくとも約３０℃；任意に少なくとも約４０℃；任意に少なくとも約５０℃；任意に少なくとも約６０℃；任意に少なくとも約７０℃；任意に少なくとも約８０℃；任意に少なくとも約９０℃超えて、およびある変形例において、少なくとも１００℃超えて増強される。
【００４９】
様々な側面において、本開示の熱遮断装置は、その中に配置された、約１２０℃以上、任意に約１２１℃以上、任意に約１２５℃以上、任意に約１３０℃以上、任意に約１３５℃以上、任意に約１４０℃以上、任意に約１４４℃以上、任意に約１４５℃以上、任意に約１５０℃以上、任意に約１５２℃以上、任意に約１５５℃以上、任意に約１６０℃以上、任意に約１６５℃以上、任意に約１６７℃以上、任意に約１７０℃以上、任意に約１７５℃以上、任意に約１８０℃以上、任意に約１８４℃以上、任意に約１８５℃以上、任意に約１９０℃以上、任意に約１９２℃以上、任意に約１９５℃以上、任意に約２００℃以上、任意に約２０５℃以上、任意に約２１０℃以上、任意に約２１５℃以上、任意に約２２０℃以上、任意に約２２５℃以上、任意に約２３０℃以上、およびある側面において、２３５℃以上の転移温度Ｔｆまたは融点を有するペレット材料組成物を有する密封筐体を含む。
【００５０】
この転移温度Ｔｆは、「融点」とも呼ばれ得るが；しかし、ペレット組成物中の化合物は、電気接触の分離を達成して、内部回路および電気導通を遮断するために、従来の意味で完全に溶融する必要があるとは限らない。当業者によって理解されるように、融点温度は、化合物または組成物が、固相から液相に変化する温度であり、これは、単一の個別的な温度点においてよりはむしろ、ある範囲の温度で起こり得る。ある側面において、高温感熱ペレットは、非限定的な例として、溶融するよりはむしろ軟化または昇華して、電気接触の分離を達成して、回路を遮断し得る。融点温度は、様々な装置、例えば、Ｔｈｏｍａｓ  Ｈｏｏｖｅｒ，Ｍｅｔｔｌｅｒ  ａｎｄ  Ｆｉｓｈｅｒ−Ｊｏｈｎｓ社により製造されるもので測定され得る。示差走査熱量測定（ＤＳＣ）技術も一般に使用される。異なる測定技術は、異なる融点をもたらしてもよく、光学的分析法（例えば、Ｆｉｓｈｅｒ−Ｊｏｈｎｓ）は、試料を通る光透過率（固相から液相への変化）を測定する。早期の光学法は、より現代の光線透過率融点インジケータに対してより大きな観測誤差の欠点を潜在的に有した。さらに、融点を決定するより早期の技術（デジタル高速走査能の使用前）は、融点および他の転移についてより広い範囲の結果を提供した。同様に、純度の決定のためのＨＰＬＣおよび他の精密分析技術の到来前は、例えば、熱流挙動、例えば、結晶化度（固−固相）の変化のみならず、固−液相の変化を測定するＤＳＣによって測定された試料の融点が、融点として報告されてもよい不純物の固−固相変化、例えば、脱水またはヒドロキシル結合の切断、および対象の材料の融点における固−液相変化を示し得る。したがって、様々な側面において、予期された融点範囲と必ずしも相関することなくペレットの物理的転移を可能にする望ましい物理的変化を実験的に示す組成物を感熱ペレット用に選択し得る。
【００５１】
したがって、ペレット材料組成物は、一般に融点または予め選択されたもしくは所望の転移温度の近くの融点範囲を有する少なくとも１種の有機化合物、および基礎となる少なくとも１種の有機化合物の誘電特性の損失を最小化し、かつその絶縁破壊を最小化または防止するために機能する１種以上の無機安定性添加剤を含む。さらに、このようなペレット材料組成物を含む熱遮断装置は、最高でペレット材料組成物の転移温度まで筐体を実質的に密封する筐体の少なくとも１つの開口部の一部に配置されたシールを任意に有し得る。上で検討されたように、熱遮断装置は、筐体内に少なくとも部分的に配置されている電流中断アセンブリも含む。電流中断アセンブリは、熱遮断装置の第１の動作状態で電気的導通を確立し、これは、ペレット材料組成物の転移温度未満の動作温度に対応し、動作温度が転移温度を超える場合は電気的導通を中断する。
【００５２】
ペレット材料組成物は、以下の基準の１つ以上を満たすように選択される１種以上の有機化合物または他の添加剤を含んでもよい。ある側面において、感熱ペレット用に選択される有機化合物は、比較的高い化学的純度を有する。例えば、ある態様において、高温感熱ペレット組成物に望ましい化学物質の候補は、約９５％以上最大で約９９％までの一連の純度レベルを有する。ある側面において、感熱ペレット組成物用に選択される有機組成物および添加剤は、加工、取扱い、および毒性の特性に特に適している。ある態様において、ペレット組成物用に選択される有機化合物または組成物は、マウスについて約２２０ｍｇ／ｋｇ（ｐｐｍ）以下；ウサギについて約４００ｍｇ／ｋｇ（ｐｐｍ）以下；ラットについて約３５０ｍｇ／ｋｇ（ｐｐｍ）以下の半数致死量毒性値（ＬＤ５０）を有する。さらに、ある側面において、成分化合物として選択された有機化合物および添加剤組成物は、望ましくは、文書化された発癌効果、変異効果、神経毒性効果、生殖毒性、催奇形効果、および／または他の有害な健康もしくは疫学的効果を有しない。さらに他の側面において、ペレット材料組成物のための少なくとも１種の有機化合物および少なくとも１種の無機安定性添加剤粒子は、代わりの反応性残留物、製造中に形成される反応生成物、分解生成物、または製造、貯蔵、もしくは使用中に形成され得る他の種が、不在である、最小化される、またはこのような望ましくない種の精製および除去ができるように、選択される。
【００５３】
ある側面において、ペレット材料組成物用に選択される組成物は、長期安定性を示す。一例として、組成物は、温度または熱安定性を有するように任意に選択され、言い換えれば、有機化合物の転移温度Ｔｆまたは融点の約１０℃以内、任意に約２０℃以内、任意に約３０℃以内、任意に約４０℃以内、任意に約５０℃以内、任意に約６０℃以内、任意に約７５℃以内、およびある側面において、任意に約１００℃以内で高レベルの分解または揮発挙動を示す化合物は、実行可能な候補としては拒絶され得る。さらに、ある態様において、本ペレット材料組成物としての使用に適した化学組成物は、好ましくは熱誘導されたおよび老化促進性の酸化または分解の強い可能性を示さない。本教示の様々な側面による濃度で無機安定性添加剤粒子を含めることは、ペレット組成物の転移温度Ｔｆまたは融点に著しくは影響を与えないが；しかし、このような無機安定性添加剤の存在は、ペレット組成物の長期安定性をまさに増強し、かつ実質的な誘電損失を最小化する（有機化合物を含むが、無機安定性添加剤粒子を欠く比較ペレット組成物と比較して）。
【００５４】
ある種の代替の側面において、本開示は、熱的に動作される電流遮断装置用のペレット組成物の熱安定性を増強する方法を提供する。このような方法は、シリカ、タルク、シロキサン、およびそれらの組合せからなる群から選択される１種以上の無機安定性添加剤粒子を、最高で転移温度（Ｔｆ）までその構造的剛性を維持する初期ペレット組成物に導入することを含んでもよい。１種以上の無機安定性添加剤粒子を初期ペレット組成物に導入後、初期ペレット組成物と同じＴｆを示すが、初期ペレット組成物と比較して、Ｔｆより低い温度で少なくとも２％のより遅い老化速度を有する改善されたペレット組成物が形成される。例えば、ある変形例において、より遅い老化速度は、少なくとも３％以上；任意に少なくとも４％以上；およびある側面において、５％以上だけ遅延させ得る。老化速度は、当技術分野で周知であるとともに、例で以下にさらに記載されるとおりに、転移温度Ｔｆ未満の様々な異なる温度で試験され得る。典型的な老化速度は、非限定的な例として、Ｔｆ−４０、Ｔｆ−２５、Ｔｆ−２０、Ｔｆ−１５、Ｔｆ−１０、またはＴｆ−６の温度で試験され得る。本教示のある側面で与えられるより遅い老化速度および熱安定性は、Ｔｆの近くの比較的高い温度、例えば、Ｔｆ−１５およびＴｆ−１０で特に顕著である。
【００５５】
本開示のＴＣＯ装置のペレット材料組成物のための適切な有機化合物の候補には、上で検討されたものに加えて以下の特性が任意に含まれる。ある態様において、酸性構造、例えば、複数の水酸化物を有する構造または電場でイオン活性を有し得る構造を有する有機化学物質は、避けられるかまたは最少化されてもよい。さらに、硫黄を含む側基を有するある種の有機化合物は、典型的には避けられる。同様に、電場で容易に絶縁破壊する結合構造を有する化合物は、好ましくはある種の適用で避けられる。特に適切な有機化合物には、比較的不十分な熱安定性を示すが、そのほかの点では熱ペレット組成物に適した有機化合物であるものを含めて、限定されるものではないが、ｍ−フェニレンジベンゾエート、ジメチルテレフタレート、ｐ−アセトトルイジド、ベンズアニリド、２’，６’−アセトキシリジド、ジメチルアセトアニリド、７−ヒドロキシ−４−メチルクマリン、クマリン、ベンゾグアニミン、およびそれらの組合せからなる群から選択される化合物が含まれる。ある種の高温ＴＣＯ適用において、１種以上の有機化合物は、非限定的な例として、トリプチセン、１−アミノアントロキノン、およびそれらの組合せからなる群から選択され得る。他の適切な有機材料は、Ｋｅｎｔらの米国特許出願公開第２０１０／００３３２９５号およびＨｕｄｓｏｎの米国特許第６，６７３，２５７号に記載されており、これらのそれぞれは、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【００５６】
様々な側面において、ペレット組成物材料は、全ペレット材料組成物中約９０重量％以上、任意に約９３重量％以上、任意に約９４重量％以上、任意に約９５重量％以上、任意に約９６重量％以上、任意に約９７重量％以上、任意に約９８重量％以上、任意に約９８．５重量％以上、任意に約９９重量％以上、任意に約９９．１重量％以上、およびある側面において、約９９．２重量％以上の有機化合物で累積的に存在する１種以上の有機化合物を含む。
【００５７】
ある側面において、１種以上の有機化合物または化学物質は、蒸発損失を最小化し、結晶化度を高め、および高純度レベルを得るために処理される。１種以上の無機安定性添加剤および他の成分を１種以上の有機化合物に導入後、この材料は、例えば、様々な成分を均一に混合することによって、混合されて、混合物を形成し得る。混合物は、一例として、ダイまたは型中で圧力の印加によって、圧縮形状、例えば、ペレットまたは粒に加工される。ペレットの構造的一体性は、望ましくはＴＣＯ装置の圧縮力に耐えるのに、例えば、ＴＣＯのスプリングにかけられた力およびバイアス、ならびにＴＣＯアセンブリ中のケースに入れることに耐えるのに十分である。一例として、ある種のＴＣＯは、回路の電気的導通を遮断することなく閾値または動作温度より最高で約５℃まで低い動作温度への延長された曝露に耐えることができる。
【００５８】
ペレット材料組成物は、顆粒、ペレット、球形、および当業者に知られた任意の幾何学的形状を含めて、ＴＣＯの筐体内での使用に適切な任意の市販の形態に製造され得る。例えば、図３に示される例示的な円筒形状ペレット２５を参照されたい。
【００５９】
上記１種以上の有機化合物および１種以上の無機安定性添加剤粒子に加えて、感熱ペレット組成物は、一例として、結合剤、滑剤、加圧助剤、離型剤、顔料、およびそれらの組合せからなる群から選択される１種以上の従来のペレット組成物成分を任意に含む。これらの添加剤は、無機安定性添加剤および有機化合物の１種以上と混合され得る。ある側面において、１種以上の成分は、全ペレット組成物の約１０重量％以下で累積的に存在する。
【００６０】
一般にその有機成分の融点未満の温度で軟化する（溶融する）結合剤成分は、主にペレットの製造を補助するために用いられる。ペレット形成のために知られた様々な結合剤を用いることができるが、適切な結合剤には、非限定的な例として、Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｄ．Ｅ．Ｒ．６６３Ｕエポキシ粉末、ポリエチレングリコール、１，３−ベンゼンジオール、エポキシド、ポリアミドおよびそれらの組合せが含まれる。結合剤は、一般に全組成物に基づいて約１０重量％以下の量で；任意に全組成物の約１重量％以上約５重量％以下で存在する。
【００６１】
さらに、感熱ペレットを加工する場合に、（ダイ中への）流動および充填特性に寄与するように滑剤、離型剤、または加圧助剤を用いることが望ましくあり得る。例えば、有用であるとわかった多数の滑剤または加圧助剤のうちで、とりわけ、ステアリン酸カルシウム、窒化ホウ素、ケイ酸マグネシウムおよびポリテトラフルオロエチレン（Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標））がある。滑剤は、一般に全ペレット組成物に基づいて最大で約５重量％までの量で存在する。着色剤、例えば、顔料をペレット組成物中に取り入れて、ペレット状態の迅速な目視検査を可能にすることもある種の適用下で望ましくあり得る。上述の熱遮断組成物の成分と適合性である様々な周知の顔料およびそれらが作用する温度を用いることができる。顔料は、用いられる場合、典型的には全ペレット組成物の最高で約２重量％までの量で存在する。
【００６２】
ある態様において、感熱ペレット組成物は、全ペレット組成物の約１０重量％以下で累積的に存在する１種以上のこのような成分をこのようにして含んでもよい。このような感熱ペレット組成物の残りは、１種以上の有機化合物である残分とともに、全ペレット組成物の約４重量％以下で累積的に存在する１種以上の無機安定性添加剤粒子を含む。例えば、ある態様において、１種以上の有機化合物は、全ペレット組成物の約９３重量％以上、任意に約９５重量％以上、およびある側面において、約９６重量％以上で存在する単一の有機化合物であり得る。
【００６３】
ある態様において、ペレット組成物は、１種以上の有機化合物と、１種以上の無機安定性添加剤粒子と、結合剤、滑剤、加圧助剤、顔料、およびそれらの組合せからなる群から選択される１種以上の成分とから本質的になり得る。さらに他の態様において、ペレット組成物は、単一の有機組成物（所定の望ましい転移温度Ｔｆに達するための主要な成分として）と、単一の無機安定性添加剤（最高誘電性能温度（Ｔｃａｐ）および／または最高定格温度Ｔｍａｘを第２の所定の望ましい温度に増強するか、またはそうでなければ、熱安定性、例えば、老化速度を増強するために）と、結合剤、加圧助剤、離型剤、顔料、またはペレットの機能性に影響を与えない他の従来のＴＣＯペレット組成物添加剤もしくは希釈剤からなる群から選択される、任意に１種以上の成分とから本質的になり得る。したがって、このようなペレット組成物は、ペレット組成物の転移温度、または閾値温度を超える動作温度でのＴＣＯの性能に実質的に影響を与えない最小量の希釈剤もしくは不純物を含んでもよい。
【００６４】
上で検討されたように、一部の従来のＴＣＯ装置は、ある種の性能基準、特にオーバーシュート動作期間中の長期安定性および堅牢性（安全装置適用における起動および電流中断後の、高温への曝露後の）を満足させることができない。さらに、従来のＴＣＯ装置とＨＴＴＣＯ装置の両方において、適切なペレット組成物は、温度がペレット組成物の転移温度Ｔｆを超えた後に誘電特性を示すものであり、ペレット組成物が、２５０ｍＡを超えて伝導することなく、転移温度を少なくとも約５０℃超えて２つの電極間で５００ボルト（約２５０ＶＡＣの２倍の定格電圧）６０Ｈｚの正弦波電位（ＶＡＣ）を少なくとも１分間維持することができることを意味する。しかし、ある種の既存のＴＣＯ装置および／またはＨＴＴＣＯ装置で用いられるペレット組成物は、その温度で基礎となる組成物だけがその転移温度の約１００℃の範囲（ここで、Ｔｆ＜Ｔｃａｐ≦（Ｔｆ＋１００℃））で誘電特性を保持する温度について評価される。言い換えれば、従来のＴＣＯ装置とＨＴＴＣＯ装置の両方は、ある種の適用についての性能基準（長期の電流および／または高温を安全装置の起動後でさえも継続して受けてもよい）を十分に満たしてこなかった。ある態様において、改善されたペレット組成物は、２５０ｍＡを超えて伝導することなく、転移温度を少なくとも１００℃超えて５００ボルト、６０Ｈｚの正弦波電位（ＶＡＣ）を少なくとも１分間維持することができる（Ｔｆを少なくとも１００℃超えているＴｃａｐで反映される）。
【００６５】
ペレット組成物の性能を実証する、例えば、誘電特性を評価する例証試験は、組成物をペレットに形成し、そのペレットをキルンまたはオーブン中に置き、ペレットを標準絶縁破壊試験および／または標準絶縁抵抗試験にかける一方で、温度を断続的に上昇させることを含む。ペレットは、ＴＣＯ装置で用いられる場合、上述の例証試験プロトコルを理想的に満たすかまたは超えるが、当業者によって、その組成物は、低電圧と高電圧の両方の適用に有用であると企図されることが理解されるべきである。さらに、ある側面において、実質的な誘電特性を有するペレット組成物は、Ｕｎｄｅｒｗｒｉｔｅｒ’Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ試験ＵＬ１０２０またはＩＥＣ／ＥＮ６０６９１標準（これらは、それぞれ参照により本明細書に組み込まれる）を満たすかまたは超え、特に以下の表１中１０．３節および１０．４節を参照されたい。とりわけ、Ｔｍａｘ試験プロトコルは、表１に含まれる１１．３節にも記載されている。他の側面において、誘電性能を評価する試験は、組成物をペレットに形成し、そのペレット（ＴＣＯ装置中の）をキルンまたはオーブン中に置き（ここで、キルンまたはオーブンは、Ｔｆを超える事前に選択した温度を有する）、ペレットに絶縁破壊までＡＣ電圧の増加を受けさせることを含み得る。
【００６６】
ある態様において、熱安定性ペレット組成物を含むＴＣＯ装置は、実質的な誘電特性を有し、装置について事前に選択した温度定格でこのような標準の１つ以上を満たす。性能基準は、これらの標準のそれぞれで十分に概要を示されているが、ＩＥＣ６０６９１、第３版標準に対する一致を実証する性能試験の主要な側面は、表１にまとめる。
【表１】
2014055282.tif 000003
【００６７】
例１
本開示の様々な側面によれば、タルクおよびヒュームドシリカの無機安定性添加剤粒子を含めることによって実質的な誘電特性（約３８０℃以上の最高誘電性能温度（Ｔｃａｐ）を有する）を示す、ＴＣＯ用のペレット材料組成物は、以下のとおりに形成する。ペレットは、約９８０ｇ（９５．６％±０．５％）の２’，６’−アセトキシリジド（９７％純度でＳｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈから市販されている）；約１０ｇのヒュームドシリカ（０．９８％±０．５％）（ＨＤＫ（商標）Ｎ２０としてＷａｃｋｅｒ  Ｓｉｌｉｃｏｎｅｓから市販されている）および１０ｇのタルク（０．９８％±０．５％）を、約２５ｇの着色剤、結合剤、およびまたは離型剤（２．４％±０．５％）とともに混合することによって形成する。次いで、この混合物をふるいにかけ、手で包み込み、続いて、標準粉末圧縮プレス（医薬装置供給業者から広く入手できる）上で処理する。圧縮プレスで処理後、粉末をゲート型粉末フロー制御システムに通して供給し、回転式ダイテーブルの上に均一に広げる。粉末はダイ（ペレット用）を満たし、ダイ中の粉末を約１トンから４トンの圧力下でパンチ／加圧して、圧縮粉末ペレットを形成する。ここで、圧縮ペレットの密度は、１グラム当たり２９ペレットから１グラム当たり５０ペレットである。
【００６８】
次に、ＴＣＯペレットのほぼ外周の内径を有する高導電性金属製閉鎖式シリンダ中に、ペレットを入れる。固定してシリンダの閉鎖端部を、シリンダから突出する軸方向導電性金属リードで閉じる。ＴＣＯの最終用途要件に応じて、他の部品をペレットの上に積み重ね方式で載せる。軸方向穿孔を有する非導電性セラミックブッシングおよび導電性金属リード（これは、開いた孔に挿入され、金属リードの変形によって永続的なワンピースアセンブリ中に物理的に拘束される）を含む下位アセンブリを、ＴＣＯシリンダの開口端部に挿入する。積層された部品を、セラミック製の絶縁リードアセンブリによってシリンダ中に押し込み、シリンダの開口端部のリムをセラミックブッシングの上で機械的にロールオーバーして、ＴＣＯシリンダ中の内部部品を永続的に閉鎖する。シリンダのロールオーバー開口端部、セラミックブッシングおよび絶縁リードの基盤にエポキシ型シーラントを施す。
【００６９】
次いで、組み立てたＴＣＯを、０％から８５％のＲＨ下４８℃から６０℃で約９時間硬化させる。次に、ＴＣＯの動作温度を最終または転移温度に上昇させ、ここで、Ｔｆは１８４℃である。この温度を１０分間一定に保持する一方で、ＴＣＯを耐絶縁破壊試験、次いで、絶縁抵抗試験にかける。それぞれの試験の主要な特徴を、上の表１にまとめる。また上記のとおり、耐絶縁破壊試験および絶縁抵抗試験は、それぞれ、ＩＥＣ６０６９１第３版、１０．３節および修正条項１、ならびにＩＥＣ６０６９１第３版、１０．４節および修正条項１の要件を満たす。理想的には、試験試料のすべては、５００Ｖａｃで絶縁破壊なしの絶縁破壊試験、および５００Ｖｄｃで最小０．２ＭΩである絶縁抵抗試験を終了し、かつ満たす。さらに、ＴＣＯは理想的にはいかなるタイプの損傷も示すべきではない。耐絶縁破壊試験において、「絶縁破壊」は、試験電圧での突然かつ完全な降下、または特定の試験電圧を維持することができないことを意味する。
【００７０】
従来のシール、例えば、エポキシシールは、一般に約３８０℃およびそれを超える温度で、絶縁破壊し、または分解し、その結果、シールは、損傷される／有効でなくなる。この例のペレット組成物に関して、ＴＣＯの基礎となるエポキシシールは、典型的には約３８０℃から４１０℃の温度に到達後、損傷されおよび／または有効でなくなり、それにより、Ｔｍａｘへのさらなる改善を未決定にさせる。比較ペレット（本教示の無機安定性添加剤、例えば、タルクまたはヒュームドシリカを除外する以外は、上に記載したものと同じである）のための最高温度定格Ｔｍａｘは、一般に約２１０℃（誘電特性の潜在的損失前に、１８４℃のＴｆを約２６℃だけ超えるオーバーシュート温度範囲）に商業的に制限される。
【００７１】
したがって、驚くべきことに、タルク、シリカ（例えば、ヒュームドシリカ）、またはシロキサンの安定性添加剤粒子の添加（例えば、全ペレット組成物の約２重量％のタルクまたは約１重量％のヒュームドシリカの濃度を有する態様における）は、少なくとも約３８０℃から約４１０℃までの最高誘電性能温度（Ｔｃａｐ）の上昇を与える（オーバーシュート温度範囲を、転移温度を少なくとも１９５℃超えて改善する）ことを発見した。例えば、１８４℃の転移温度Ｔｆとして定格で表され、本教示によるいずれかの安定性添加剤を欠く従来のＴＣＯは、典型的には、２４０℃（最高でその温度までで、その温度を含む）で、絶縁破壊および絶縁抵抗の５００Ｖ試験に合格する。安全上の理由で、約３０℃の余裕が、約２４０℃の最高誘電性能温度（Ｔｃａｐ）から引かれて、最高温度定格を与える。したがって、このような従来のＴＣＯは、２１０℃のＴｍａｘ定格を有するが、それは、約２４０℃の最高誘電性能温度（Ｔｃａｐ）に合格し、かつ有すると予想され得る。このようなＴＣＯが、本教示のある側面によって導入された無機安定性添加剤を有する場合；しかしながら、１８４℃の転移温度を依然として有しながら、このような本発明ＴＣＯの態様は、３８０℃の最高温度定格Ｔｍａｘを有する［このような発明ＴＣＯは、典型的には４１０℃（最高でその温度までで、その温度を含む）で絶縁破壊および絶縁抵抗の５００Ｖ試験に合格する］。このような結果は、驚くべきことであり、予想外である。本教示をいかなる特定の理論にも限定することなく、ある種の無機安定性添加剤粒子添加剤、例えば、ヒュームドシリカ、タルク、およびシロキサン粒子は、有機置換基から通り得る電流を遮断し、それにより、電圧絶縁破壊に利用できる化学物質を制限し得ると考えられる。
【００７２】
例２
ＴＣＯ用の様々なペレット材料組成物を、上記の例１に記載したとおりに調製し、材料を以下の表２に示す。表２中のペレット組成物のそれぞれのペレット試料の数と、特定の無機添加剤を欠くペレット組成物の同じまたは同様の数とを比較し、以下に記載される効果を与える。ある種の潜在性無機添加剤は、予想外の有益なまたは正の効果を与えるように見えるが、他のものは種々の負の結果をもたらす。これらの結果は、以下の表２に示す。さらに、従来の比較最高定格温度（Ｔｍａｘ）が、それぞれの所与のペレット組成物に（いずれの無機安定性添加剤も欠く以外は、同一の組成を有する比較ペレット組成物に）与えられるが、実際の最高誘電性能温度（Ｔｃａｐ）は、これらの例では試験しなかったことに留意されるべきである。
【表２−１】
2014055282.tif 000004
【表２−２】
2014055282.tif 000005
【００７３】
例Ａ〜Ｊは、試験結果が正であり、したがって、感熱ペレット材料組成物の性能および熱安定性を有利に改善する一方で、比較例Ｋ〜Ｖは、同様の条件下で性能を改善することが減少するか、またはできず、いくらか負の試験結果を有したことを示す。したがって、様々な態様において、感熱ペレット材料組成物は、シリカ、タルク、シロキサン、およびそれらの組合せからなる群から選択される１種以上の無機安定性添加剤粒子を含み、これは、予想外にも、例Ａ〜Ｊで反映されるとおりに、感熱ペレット材料組成物の熱安定性の増強を改善する。このような転移温度を超えて改善された熱安定性は、以下の非限定的な利点、すなわち、（ｉ）最高誘電性能温度（Ｔｃａｐ）（それを超えるとペレットは、典型的なＴＣＯ装置においてその誘電特性および／もしくは絶縁抵抗特性を失い、ならびに／または電流を伝導し始め得る）の上昇；（ｉｉ）ペレット組成物の最高温度（Ｔｍａｘ）定格の増加；（ｉｉｉ）所定の温度での開放ＴＣＯ装置の絶縁破壊電圧の増加、および転移温度（Ｔｆ）未満でペレット安定性の改善（ｉｖ）Ｔｆ付近の温度での（例えば、Ｔｆの１０または１５度以内の試験温度、Ｔｆ−１０°またはＴｆ−１５°での）老化速度の遅延の１つ以上によって反映され得る。
【００７４】
当然、当業者によって認められるように、ペレット組成物のための異なる添加剤および有機化合物は、異なる結果を与えることができ、したがって、これらの実験は、ある好ましい態様の例示的なものである。したがって、ある変形、例えば、例Ａ、Ｃ〜Ｄ、およびＨ〜Ｊにおいて、１種以上の無機安定性添加剤粒子は、示された性能利点、および熱安定性を与えるために、全ペレット組成物の約１重量％以上約２重量％以下でシリカを含む。ある変形例、例えば、例Ａ、Ｃ〜Ｄ、およびＨ〜Ｊのものにおいて、１種以上の無機安定性添加剤粒子は、全ペレット組成物の約１重量％以上約２重量％以下でタルクを含む。
【００７５】
さらに他の変形例において、１種以上の無機安定性添加剤粒子は、図Ｂおよび例Ｅ〜Ｇで示されるように、全ペレット組成物の約０．８重量％以上約３重量％以下でシロキサン粉末を含む。比較例Ｍ（ここで、有機化合物はｐ−アセトトルイジドである）は、３％の量でシロキサン粉末を有し、２３０℃で約２０％だけ低下した絶縁破壊電圧を実証し、したがって、ある態様において、絶縁破壊電圧通過率を改善するために、与えられるシロキサン粉末の量は、全量の２．９重量％未満であることが留意されるべきである。さらに、例Ｖに関して、その材料を、熱遮断装置における圧縮ペレットを形成するように加工できないので、約５％でのヒュームドシリカ添加剤の上限が生じる。
【００７６】
比較例Ｋ〜ＬおよびＮ〜Ｕ中の雲母粉末、ゼオライト粉末、珪藻土または珪藻岩粉末、および甲粉末に関して、これらの無機添加剤（有機である甲粉末を除いて）は、ある種の適用において熱安定性を促進または増強してもよく、表２で試験したペレット材料および濃度について、このような添加剤の存在は、性能を低下させたように見える。対照的に、本技術の様々な側面によるシリカ、タルク、およびシロキサン粉末は、感熱ペレット組成物の高温能力および優れた誘電特性に寄与する無機安定性添加剤として役立つ。この結果は、予想外であり、驚くべきことである。とりわけ、シリカ、タルク、およびシロキサン粉末が、認められるように感熱ペレット性能を改善した一方で、他の無機添加剤、例えば、雲母、ゼオライト、珪藻土および甲粉末が改善しなかったことは予想外であり、驚くべきことである。ゼオライトは、アルミナおよびシリカから作られている結晶化鉱物である。焼成珪藻土は、約９０％シリカである。雲母は、層状ケイ酸塩である。甲粉末（有機であるが）は、高い表面積を有し、高度に吸着性であるが、シリカに基づかない。しかし、ゼオライト、焼成珪藻土、および雲母はすべて、二酸化ケイ素を含むが、これらの化合物で、シロキサン粒子、ヒュームドシリカ、および／またはタルクから認められる正の効果を与えるように見えるものはなかった。ある種の発明の無機安定性添加剤、例えば、ヒュームドシリカ、タルクおよびシロキサンからの利点は、シリカ含有量が利点を与える唯一の要因であれば、ゼオライト、雲母および珪藻土に関して見られると予想される。したがって、シリカ含有量は、ＴＣＯの高温安定性挙動を改善する決定的な要因ではない。
【００７７】
さらに、有機甲粉末は、高い表面積を有し、高度に吸着性であるが；しかし、それも、シリカ、タルク、およびシロキサン粉末のいずれとも同様に機能しなかった。したがって、高表面積および高吸着性は、改善された性能および熱安定性をもたらす唯一の要因ではない。本教示をいずれかの特定の理論に限定することなく、ヒュームドシリカおよびシロキサン粒子の非晶質の特徴が、有機ＴＣＯ材料の熱安定性を改善する無機添加剤としてそれらの成功に寄与し得ることが仮定される。この非晶質の特徴は、ゼオライトおよび珪藻土の規則的幾何学的形状ならびに雲母の層状構造と対照的である。さらに、タルクは、それ自体有益な誘電特性を有するのみならず、ＴＣＯ組成物の有機化合物（単数または複数）中のヒュームドシリカまたはシロキサンの分散を促進させることによって得られる誘電特性をさらに増強してもよいことが考えられる。
【００７８】
例３
この例では、ある種の無機安定性添加剤粒子を用いるＴＣＯの老化を、無機安定性添加剤粒子をまったく用いないことを除いて同じ組成を有した比較ＴＣＯと比較する。本教示のある側面によって、実質的な誘電特性および熱安定性を有するＴＣＯが作製される。ペレットは、約９８７ｇのジメチルテレフタレート（９４．３％±０．５％）（９９％純度でＳｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈから市販されている）；約２０ｇのヒュームドシリカ（１．９％±０．５％）（Ｗａｃｋｅｒ  ＳｉｌｉｃｏｎｅｓのＨＤＫ（商標）Ｎ２０）および２０ｇのタルク（１．９％±０．５％）（Ｊｏｈｎｓｏｎ’ｓ（登録商標）Ｂａｂｙ  Ｐｏｗｄｅｒ）を、約２０ｇの着色剤および滑剤／離型剤（１．９％±０．５％）とともに混合することによって形成する。この混合物を、上記の例１に記載したもののような方法でペレット化する。これらのペレットは、約１４４℃の転移温度（Ｔｆ）を有する。比較ペレットも、ヒュームドシリカおよびタルク成分を除外することを除いて、直ぐ上の処方を用いて形成し、同様に１４４℃のＴｆを有する。
【００７９】
これらのペレットをいくつかの試験用熱遮断装置に入れる。ＴＣＯ装置の温度は、一定温度、すなわち、ペレット材料組成物のＴｆから６℃、１０℃、１５℃、２０℃、２５℃、または４０℃で一定に保持する。それぞれのペレット（添加剤を有するペレットと、添加剤を有しない比較組成物を有するペレットの両方）の高さを、毎週記録する。したがって、２１．３２３および２１．８０９の高密度を有する比較ペレット例（乾燥ミックスペレット）は、それぞれ、０．１００インチ高さに標準化し、図６〜７に示すが、２％シリカおよび２％タルクを有する、本教示のある側面によるペレットの例は、図８〜９（同様に０．１００に標準化する）に示す。これらの数字は、温度がＴｆの１５℃またはそれ以内で保持される場合、添加剤を有するペレットのペレット高さが、このような添加剤を欠くそれらの比較対応物よりも急速に減少する（これは、老化速度に関係する）が；しかし、Ｔｆの２０℃またはそれを超えて保持される温度で、添加剤を含有するペレットは、それらの添加剤が少ない対応物よりもより良好なペレット高さの低下値を表示することを示す。
【００８０】
したがって、ある側面において、本開示は、熱的に動作される電流遮断装置用のペレット組成物を提供する。ペレット組成物は、１種以上の有機化合物；ならびにシリカ、タルク、シロキサン、およびそれらの組合せからなる群から選択される１種以上の無機安定性添加剤粒子を含む。このようなペレット組成物は、固相であり、最高で転移温度（Ｔｆ）までその構造的剛性を維持する。ペレット組成物はまた、Ｔｆよりも約５０℃以上高い最高誘電性能温度（Ｔｃａｐ）（それを超えるとペレット組成物は、実質的な誘電特性を失い、電流を伝導する）も有する。ある変形例において、ペレット組成物は、Ｔｆを少なくとも約２０℃超えて；任意にＴｆを少なくとも約３０℃超えて；任意にＴｆを少なくとも約４０℃超えて；任意にＴｆを少なくとも約５０℃超えて実質的な誘電特性を維持する。ある変形例において、ペレット組成物は、Ｔｆを少なくとも約７０℃超えて；任意にＴｆを少なくとも約８０℃超えて；任意にＴｆを少なくとも約９０℃超えて；およびある側面において、任意にＴｆを少なくとも約１００℃超えて実質的な誘電特性を維持する。ある側面において、転移温度Ｔｆは、約１２０℃以上であり、さらに、最高誘電性能温度（Ｔｃａｐ）は、Ｔｆを少なくとも約１００℃超える。ある変形例において、最高誘電性能温度（Ｔｃａｐ）は、Ｔｆを少なくとも約２００℃超える。
【００８１】
ペレット組成物中の１種以上の有機化合物は、任意に全ペレット組成物の約９３重量％以上で、任意に約９４重量％以上で、任意に約９５重量％以上で、およびある側面において、約９６重量％以上で存在するが、１種以上の無機安定性添加剤粒子は、全ペレット組成物の約４重量％以下で、任意に約３重量％以下で、およびある変形例において、約２重量％以下で存在する。上記で検討されたように、他の従来の材料、例えば、結合剤、顔料、加圧助剤なども、以前に特定された濃度でペレット組成物中に与えてもよい。
【００８２】
ある態様において、１種以上の無機安定性添加剤粒子が、シロキサンを含む場合、このようなシロキサン粒子は、約２．９％以下で存在する。したがって、ある変形例において、１種以上の無機安定性添加剤粒子は、全ペレット組成物の約０．８重量％以上約２．９重量％以下でシロキサンを含む。他の態様において、１種以上の無機安定性添加剤粒子は、全ペレット組成物の約１重量％以上約２重量％以下でシリカを含む。さらに他の態様において、１種以上の無機安定性添加剤粒子は、全ペレット組成物の約１重量％以上約２重量％以下でタルクを含んでもよい。ある変形例において、１種以上の無機安定性添加剤粒子は、シリカとタルクの両方を含み、したがって、全ペレット組成物の約１重量％以上約２重量％以下でシリカ、および全ペレット組成物の約１重量％以上約２重量％以下でタルクを含み得る。
【００８３】
ある側面において、ペレット組成物は、１種以上の有機化合物と、１種以上の無機安定性添加剤粒子と、結合剤、滑剤、加圧助剤、顔料、およびそれらの組合せからなる群から選択される１種以上のさらなる成分とから本質的になる。無機安定性添加剤粒子および有機化合物に加えて、１種以上の成分は、全ペレット組成物の約１０重量％以下で累積的に存在するが、１種以上の無機安定性添加剤粒子は、全ペレット組成物の約４重量％以下で累積的に存在し、残分が有機化合物である。例えば、ある側面において、１種以上の有機化合物は、全ペレット組成物の約９３重量％以上で存在する、単一の有機化合物、例えば、結晶性化合物であってもよい。適切な有機化合物は、非限定的な例として、ｍ−フェニレンジベンゾエート、ジメチルテレフタレート、ｐ−アセトトルイジド、ベンズアニリド、２’，６’−アセトキシリジド、ジメチルアセトアニリド、７−ヒドロキシ−４−メチルクマリン、クマリン、ベンゾグアニミン、およびそれらの組合せの群から選択される。
【００８４】
他の側面において、１種以上の有機化合物、および全ペレット組成物の約３重量％未満で存在する１種以上の無機安定性添加剤粒子を含む、熱的に動作される電流遮断装置用のペレット組成物が、本教示によって提供される。１種以上の無機安定性添加剤粒子は、シリカ、タルク、シロキサン、およびそれらの組合せからなる群から選択される。ペレット組成物は、固相であり、最高で転移温度（Ｔｆ）までその構造的剛性を維持する。しかし、ペレット組成物は、約３８０℃以上の最高誘電性能温度（Ｔｃａｐ）（その点を超えてペレット組成物は、実質的な誘電特性を失い、電流を伝導し得る）も有する。ある態様において、１種以上の無機安定性添加剤を含む本発明ペレット組成物のある態様の最高誘電性能温度（Ｔｃａｐ）は、約３８０℃以上で、約４１０℃以下である。上記のとおり、本明細書で記載されるある種のペレット組成物は、改善された最高誘電性能温度（Ｔｃａｐ）のみでなく、同様に改善された最高定格温度（Ｔｍａｘ）も有する。ペレット組成物中の１種以上の無機安定性添加剤粒子は、全ペレット組成物の約０．５重量％以上約５重量％以下で、任意に全ペレット組成物の約０．７５重量％以上約４重量％以下で、およびある変形例において、約３％以下で感熱ペレット組成物中に独立して存在する、シリカ、タルク、またはシリカとタルクとの両方を任意に含み得る。他の変形例において、１種以上の無機安定性添加剤粒子は、全ペレット組成物の約１重量％以上約２重量％以下で感熱ペレット組成物中に存在するシリカを任意に含み得るが、タルクは、全ペレット組成物の約１重量％以上約２重量％以下で存在してもよい。別の態様において、１種以上の無機安定性添加剤粒子は、全ペレット組成物の約０．８重量％以上約２．９重量％以下でシロキサンを含む。特に適切な有機化合物には、ｍ−フェニレンジベンゾエート、ジメチルテレフタレート、ｐ−アセトトルイジド、ベンズアニリド、２’，６’−アセトキシリジド、ジメチルアセトアニリド、７−ヒドロキシ−４−メチルクマリン、クマリン、ベンゾグアニミン、およびそれらの組合せの群から選択されるものが含まれる。ここでも、本開示は、このようなペレット組成物が、１種以上の有機化合物と、１種以上の無機安定性添加剤粒子と、結合剤、滑剤、加圧助剤、顔料、およびそれらの組合せからなる群から選択される１種以上の成分とから本質的になり得る。
【００８５】
特定の一態様において、本開示は、２’，６’−アセトキシリジドを含む有機化合物を含む熱的に動作される電流遮断装置用のペレット組成物を提供する。この態様のペレット組成物は、ヒュームドシリカおよびタルクを含む１種以上の無機安定性添加剤粒子をさらに含む。ペレット組成物は、約１７５℃以上約１９０℃以下、任意に約１８１℃以上約１８７℃以下の転移温度（Ｔｆ）、およびある態様において、約１８４℃のＴｆを有する。
【００８６】
一変形例において、２’，６’−アセトキシリジド有機化合物は、全ペレット組成物の約９２重量％以上約９５重量％以下、任意に約９３重量％以上約９４重量％以下、およびある変形例において、約９３．３重量％で存在する。ある変形例において、ヒュームドシリカは、任意に約５％以下で存在し、タルクは、任意に約５％以下で存在する。例えば、ある変形例において、ヒュームドシリカは、全ペレット組成物の約１重量％以上約３重量％以下、任意に約１．５重量％以上約２．５重量％以下、およびある変形例において、約１．９重量％で存在する。同様に、タルクは、全ペレット組成物の約１重量％以上約３重量％以下、任意に約１．５重量％以上約２．５重量％以下、およびある変形例において、約１．９重量％で存在する。ペレット組成物の残りは、結合剤、顔料、および滑剤を含む。
【００８７】
このような態様において、ペレット組成物は、Ｔｆを少なくとも約５０℃以上超える最高誘電性能温度（Ｔｃａｐ）（それを超えるとペレット組成物は、実質的な誘電特性を失い、電流を伝導し得る）を、一貫してかつ繰り返して示す。上記で検討したように、ペレット組成物のための実際の最高誘電性能温度（Ｔｃａｐ）は、定格最高温度（Ｔｍａｘ）よりかなり高くてもよいことが留意される。さらに、このような態様において、ペレット組成物は約２０５℃以上；任意に約２０７℃以上；およびある変形例において、任意に約２１０℃以上の最高誘電性能温度（Ｔｃａｐ）を、一貫してかつ繰り返して有する。
【００８８】
上記のとおり、２’，６’−アセトキシリジドならびに無機安定性添加剤としてタルクおよびヒュームドシリカを含むこのような熱安定性ペレット組成物について、５００ｖ３００℃でのＴｍａｘについての合格率の増加は、８５％から１００％に改善する（例２で試験する４０試料について、および表２に示すとおりに）。
【００８９】
別の変形例において、本開示は、ｍ−フェニレンジベンゾエートを含む有機化合物を含む、熱的に動作される電流遮断装置用のペレット組成物を提供する。この態様のペレット組成物は、ヒュームドシリカおよびタルクを含む１種以上の無機安定性添加剤粒子をさらに含む。ペレット組成物は、約１１５℃以上約１３０℃以下、任意に約１１８℃以上約１２４℃以下の転移温度（Ｔｆ）、およびある態様において、約１２１℃のＴｆを有する。
【００９０】
一変形例において、ｍ−フェニレンジベンゾエート有機化合物は、全ペレット組成物の約９３重量％以上約９７重量％以下、任意に約９３重量％以上約９６重量％以下、およびある変形例において、約９４．３重量％で存在する。ヒュームドシリカは、全ペレット組成物の約０．５重量％以上約２重量％以下、任意に約１重量％以上約１．５重量％以下、およびある変形例において、約１重量％で存在する。同様に、タルクは、全ペレット組成物の約０．５重量％以上約２重量％以下、任意に約１重量％以上約１．５重量％以下、およびある変形例において、約１重量％で存在する。ペレット組成物の残りは、結合剤、顔料、および滑剤を含む。ペレット組成物中の１種以上の無機添加剤の存在により、特定の温度条件下でペレットの標準化高さを実測することによって反映される、Ｔｆの近くの、しかしそれより低い温度での老化速度が有利に改善され、したがって、熱安定性が改善される別の技術が提供される。
【００９１】
上記のとおり、ｍ−フェニレンジベンゾエートを、無機安定性添加剤としてタルクおよびヒュームドシリカと一緒に含む、このような熱安定性ペレット組成物について、熱安定性は、５％から７％だけ遅延されているＴｆ−１５での老化速度によって改善される（試験した１５の試料について例２および表２に示されるように）ことが認められた。Ｔｆ−１０での老化速度は、同様に２％から５％だけ遅延される（試験した１５の試料について例２および表２に示されるように）。
【００９２】
さらに別の態様において、本開示は、ｐ−アセトトルイジドを含む有機化合物を含む、熱的に動作される電流遮断装置用のペレット組成物を提供する。この態様のペレット組成物は、シロキサン粉末を含む１種以上の無機安定性添加剤粒子をさらに含む。このペレット組成物は、約１４５℃以上約１５７℃以下、任意に約１５０℃以上約１５５℃以下の転移温度（Ｔｆ）、およびある態様において、約１５２℃のＴｆを有する。
【００９３】
一変形例において、ｐ−アセトトルイジド有機化合物は、全ペレット組成物の約９５重量％以上約９９．９重量％以下、任意に約９８重量％以上約９９．５重量％以下、およびある変形例において、約９９重量％で存在する。シロキサン粉末は、全ペレット組成物の約０．１重量％以上約１重量％以下、任意に約０．２重量％以上約２重量％以下、任意に約０．３重量％以上約１．５重量％以下、任意に約０．４重量％から約１重量％以下、任意に約０．５重量％以上約０．９重量％以下、およびある変形例において、約０．８重量％で存在する。ペレット組成物の残りは、滑剤を含む。
【００９４】
上記のとおり、ｐ−アセトトルイジドおよび無機安定性添加剤としてシロキサン粉末を含むこのような熱安定性ペレット組成物について、熱安定性は、２３０℃での絶縁破壊電圧における約９％だけの全増加によって改善される（例２で試験した１０の試料について、および表２で示されるように）ことが認められた。このような組成物は、改善された最高誘電性能温度（Ｔｃａｐ）をもたらし、これは、現在の定格２０５℃（本発明の添加剤を欠く比較組成物について）を超えてＴｍａｘにおける潜在的な増加をもたらすと考えられる。
【００９５】
さらに別の態様において、本開示は、７−ヒドロキシ−４−メチルクマリンを含む有機化合物を含む、熱的に動作される電流遮断装置用のペレット組成物を提供する。この態様のペレット組成物は、シロキサン粉末を含む１種以上の無機安定性添加剤粒子をさらに含む。ペレット組成物は、約１８５℃以上約１９５℃以下、任意に約１９０℃以上約１９５℃以下の転移温度（Ｔｆ）、およびある態様において、約１９２℃のＴｆを有する。
【００９６】
ある変形例において、本教示のペレット組成物は、７−ヒドロキシ−４−メチルクマリンを含む１種以上の有機化合物、および全組成物の約３．０重量％未満で存在するシロキサン粉末を含む１種以上の無機安定性添加剤粒子を含む。一変形例において、７−ヒドロキシ−４−メチルクマリン有機化合物は、約９５％以上約９９．９％以下、任意に約９６％以上約９９％以下で存在する。一態様において、７−ヒドロキシ−４−メチルクマリン有機化合物は、全ペレット組成物の約９６．５重量％で存在する。別の態様において、７−ヒドロキシ−４−メチルクマリン有機化合物は、全ペレット組成物の約９８．７重量％で存在する。シロキサン粉末は、任意に約０．１％以上約３．５％以下、または任意に約０．５％以上約３．２５％以下で存在する。一態様において、シロキサン粉末は、任意に全ペレット組成物の約０．８重量％で存在する。別の態様において、シロキサン粉末は、任意に全ペレット組成物の約３重量％で存在する。ペレット組成物の残りは、滑剤および顔料を含む。
【００９７】
上記のとおり、７−ヒドロキシ−４−メチルクマリン、および無機安定性添加剤としてシロキサン粉末を含むこのような熱安定性ペレット組成物について、熱安定性は、２４０℃での絶縁破壊電圧における約２２％だけの全増加によって改善される（例２における０．８％のシロキサン粉末および９８．７％の７−ヒドロキシ−４−メチルクマリン有機化合物を有する１０の試料について、および表２に示されるように）ことが認められた。さらに、熱安定性は、２４０℃での絶縁破壊電圧における約１０％だけの全増加によって改善される（例２における３％のシロキサン粉末および９６．５％の７−ヒドロキシ−メチルクマリン有機化合物を有する１０の試料について、および表２に示されるように）ことが認められた。したがって、このような組成物は、改善された最高誘電性能温度（Ｔｃａｐ）をもたらし、これは、同様に、現在の定格２１０℃（本発明の添加剤を欠く比較組成物について）を超えてＴｍａｘの潜在的増加をもたらすと考えられる。
【００９８】
一変形例において、本開示は、ジメチルテレフタレートを含む有機化合物を含む、熱的に動作される電流遮断装置用のペレット組成物を提供する。この態様のペレット組成物は、ヒュームドシリカとタルクの両方を含む１種以上の無機安定性添加剤粒子をさらに含む。ペレット組成物は、約１４０℃以上約１４８℃以下、任意に約１４２℃以上約１４６℃以下の転移温度（Ｔｆ）、およびある態様において、約１４４℃のＴｆを有する。
【００９９】
一変形例において、ジメチルテレフタレート有機化合物は、全ペレット組成物の約９２％以上約９８％以下、任意に約９３％以上約９７％以下、およびある変形例において、任意に約９４％以上約９７％以下で存在する。一態様において、ジメチルテレフタレート有機化合物は、全ペレット組成物の約９４．５重量％で存在する。別の態様において、ジメチルテレフタレート有機化合物は、全ペレット組成物の約９６．４重量％で存在する。
【０１００】
ヒュームドシリカは、全ペレット組成物の約０．５重量％以上約３重量％以下、および任意に約０．７５重量％以上約２．５重量％以下で存在する。一態様において、ヒュームドシリカは、任意に全ペレット組成物の約１．９重量％で存在する。別の態様において、ヒュームドシリカは、任意に全ペレット組成物の約１重量％で存在する。同様に、タルクは、全ペレット組成物の約０．５重量％以上約３重量％以下、および任意に約０．７５重量％以上約２．５重量％以下で存在する。一態様において、タルクは、任意に全ペレット組成物の約１．９重量％で存在する。別の態様において、タルクは、任意に全ペレット組成物の約１重量％で存在する。ペレット組成物の残りは、顔料、および滑剤を含む。
【０１０１】
このような態様において、ペレット組成物は、Ｔｆを少なくとも約２０℃以上超えるＴｍａｘ（ここで、ペレット組成物は、実質的な誘電特性を失い、電流を伝導する）を、一貫してかつ繰り返して改善する。合格率の改善は、例えば、例Ｈにおいて７５％から９０％である。上で検討されたように、ペレット組成物のための実際の最高誘電性能温度（Ｔｃａｐ）は、定格最高温度（Ｔｍａｘ）よりかなり高くてもよいことに留意されたい。このような態様において、ペレット組成物は、約２３５℃以上；任意に約２３７℃以上；およびある変形例において、任意に約２４０℃以上の定格最高絶縁破壊温度（Ｔｍａｘ）を、一貫してかつ繰り返して有する。添加剤なしの１４４の化学物質のＴｍａｘ定格は、２４０℃である。
【０１０２】
上記のとおり、ジメチルテレフタレートを、無機安定性添加剤としてタルクおよびヒュームドシリカと一緒に含む熱安定性ペレット組成物について、熱安定性は、５００ｖ３８０℃でのＴｍａｘの合格率を７５％から９０％に増加させることによって改善される（例２における１．９％のヒュームドシリカ、１．９％のタルクおよび有機化合物として９４．５％のジメチルテレフタレートを有する２０の試料について、および表２で示されるように）ことが認められた。これは、現在の２４０℃を超えてＴｍａｘ定格を増加させる潜在性を示唆する。さらに、熱安定性は、５％から１０％だけ遅延されるＴｆ−１５での老化速度によって改善される（例２における１．９％のヒュームドシリカ、１．９％のタルクおよび有機化合物として９４．５％のジメチルテレフタレートを有する２０の試料について、および表２に示されるように）ことが認められた。他の態様において、ペレット組成物の熱安定性は、３．５％だけ遅延されるＴｆ−１５での老化速度によって改善される（例２における１％のヒュームドシリカ、１％のタルクおよび有機化合物として９６．４％のジメチルフタレートを有する２０の試料について、および表２に示されるとおりに）。
【０１０３】
他の側面において、本教示は、熱的に動作される電流遮断装置用の増強された熱安定性を有するペレット組成物を製造する方法を提供する。このような方法は、１種以上の有機化合物と、シリカ、タルク、シロキサン、およびそれらの組合せからなる群から選択される１種以上の無機安定性添加剤粒子とをペレット組成物に混合することを含み得る。このような混合は、有機化合物（単数または複数）と、無機安定性添加剤（単数または複数）と、存在する任意の他の添加剤成分との均一な混合を含み得る。次いで、この混合物は、ペレット化され、圧縮されて、熱的に動作される電流遮断装置に使用することができる固体感熱ペレットを形成する。ある変形例において、混合物は、ダイ中で混合物を圧縮してペレット材料を形成する前または後に、１種以上の有機化合物を結晶化させるために処理され得る。固体感熱ペレットは、最高で転移温度（Ｔｆ）までその構造的剛性を維持する。ペレット組成物は、Ｔｆを任意に少なくとも約２０℃；任意に少なくとも約３０℃；任意に少なくとも約４０℃；およびある好ましい変形例において、任意に少なくとも約５０℃超える最高誘電性能温度（Ｔｃａｐ）（それを超えるとペレット組成物は、実質的な誘電特性を失い得る）も有する。ある変形例において、Ｔｃａｐは、約３８０℃以上である。このような方法は、上で前に記載したペレット組成物の態様の任意の入れ換えを形成することを含む。
【０１０４】
さらに他の側面において、本教示は、熱的に動作される電流遮断装置用のペレット組成物の熱安定性を増強する方法を提供する。ある変形例において、このような方法は、シリカ、タルク、シロキサン、およびそれらの組合せからなる群から選択される１種以上の無機安定性添加剤粒子をペレット組成物に導入することを含んでもよい。無機安定性添加剤粒子を導入する前に、ペレット組成物は、最高で転移温度（Ｔｆ）までその構造的剛性を維持する。さらに、無機安定性添加剤粒子を導入する前に、ペレット組成物は、Ｔｆを約１００℃超える範囲の初期最高誘電性能温度（Ｔｃａｐｉｎｉｔｉａｌ）（それを超えるとペレット組成物が、実質的な誘電特性を失い得る）を有する。したがって、Ｔｃａｐｉｎｉｔｉａｌは、Ｔｆを超えるが、Ｔｆの１００℃以内に入り、したがって、Ｔｆ＜Ｔｃａｐｉｎｉｔｉａｌ≦Ｔｆ＋１００℃である。１種以上の無機安定性添加剤粒子をペレット組成物に導入後、Ｔｆは、実質的に同じのままであるが、この感熱ペレット組成物は、上記で前に検討されたように、Ｔｆを少なくとも約５０℃、好ましくは少なくとも約７０℃超える改善された最高誘電性能温度（Ｔｃａｐｉｍｐｒｏｖｅｄ）を有する。したがって、１種以上の無機安定性添加剤粒子をペレット組成物に導入後、Ｔｃａｐｉｍｐｒｏｖｅｄ＞Ｔｆ＋５０℃、好ましくはＴｃａｐｉｍｐｒｏｖｅｄ＞Ｔｆ＋７０℃、および任意にＴｃａｐｉｍｐｒｏｖｅｄ＞Ｔｆ＋１００℃である。ある側面において、１種以上の無機安定性添加剤粒子を導入後の最高誘電性能温度（Ｔｃａｐ）は、約３８０℃以上である。簡潔のために、上記に記載した熱安定性および性能パラメータは、ここで繰り返さないが、これらのパラメータのいずれもこのような方法で達成され得る。
【０１０５】
ある側面において、１種以上の無機安定性添加剤粒子を導入後、ペレット組成物は、１種以上の有機化合物と、１種以上の無機安定性添加剤粒子と、結合剤、滑剤、加圧助剤、顔料、およびそれらの組合せからなる群から選択される１種以上の成分とから本質的になる。ある変形例において、１種以上の有機化合物は、ｍ−フェニレンジベンゾエート、ジメチルテレフタレート、ｐ−アセトトルイジド、ベンズアニリド、２’，６’−アセトキシリジド、ジメチルアセトアニリド、７−ヒドロキシ−４−メチルクマリン、トリプチセン、１，アミノアントロキノン、およびそれらの組合せの群から選択される。上記に検討された本発明のペレット組成物の態様のいずれも、熱安定性を改善する本方法で特に有用と企図される。
【０１０６】
したがって、本開示は、ある変形例において、熱的に動作される電流遮断装置用のペレット組成物の熱安定性を増強する方法を提供する。この方法は、シリカ、タルク、シロキサン、およびそれらの組合せからなる群から選択される１種以上の無機安定性添加剤粒子を初期ペレット組成物に導入することを含む。初期ペレット組成物は、最高で転移温度（Ｔｆ）までその構造的剛性を維持し、さらに、初期最高誘電性能温度（Ｔｃａｐｉｎｉｔｉａｌ）（それを超えると初期ペレット組成物は、実質的な誘電特性を失い、電流を伝導し得る）を有する。様々な側面において、初期最高誘電性能温度（Ｔｃａｐｉｎｉｔｉａｌ）は、転移温度Ｔｆを超える。ある変形例において、初期最高誘電性能温度（Ｔｃａｐｉｎｉｔｉａｌ）は、Ｔｆを１００℃超える範囲に入る（したがって、Ｔｆ＜Ｔｃａｐｉｎｉｔｉａｌ≦（Ｔｆ＋１００℃））。１種以上の無機安定性添加剤粒子を初期ペレット組成物に導入後、初期ペレット組成物と同じＴｆを示すが、したがって、Ｔｃｐａｉｍｐｒｏｖｅｄ≧（Ｔｆ＋５０℃）である改善された最高誘電性能温度を有する改善されたペレット組成物が形成される。ある変形例において、改善された最高誘電性能温度（Ｔｃａｐｉｍｐｒｏｖｅｄ）は、Ｔｆより５０℃を十分に超えて高くある、例えば、Ｔｆを少なくとも約１００℃以上超えていることができる。
【０１０７】
ある変形例において、１種以上の無機安定性添加剤粒子の導入後、ペレット組成物は、１種以上の有機化合物と、１種以上の無機安定性添加剤粒子と、結合剤、滑剤、加圧助剤、顔料、およびそれらの組合せからなる群から選択される１種以上の成分とから本質的になる。
【０１０８】
他の変形例において、１種以上の有機化合物は、ｍ−フェニレンジベンゾエート、ジメチルテレフタレート、ｐ−アセトトルイジド、ベンズアニリド、２’，６’−アセトキシリジド、ジメチルアセトアニリド、７−ヒドロキシ−４−メチルクマリン、クマリン、ベンゾグアニミン、およびそれらの組合せの群から選択される。ある変形例において、１種以上の無機安定性添加剤粒子は、改善された全ペレット組成物の約１重量％以上約２重量％以下で改善されたペレット組成物内に存在するヒュームドシリカを含む。ある変形例において、転移温度Ｔｆは、約１２０℃以上であり、改善された最高誘電性能温度は、Ｔｆを約１２５℃以上超える。さらに他の変形例において、改善された最高誘電性能温度は、Ｔｆを約２００℃以上超える。さらに、ある変形例において、１種以上の無機安定性添加剤粒子は、改善された全ペレット組成物の約１重量％以上約２重量％以下で改善されたペレット組成物内に存在するタルクを含む。選択された変形例において、１種以上の無機安定性添加剤粒子は、改善された全ペレット組成物の約１重量％以上約２重量％以下で改善されたペレット組成物内に存在するヒュームドシリカ、および改善された全ペレット組成物の約１重量％以上約２重量％以下で改善されたペレット組成物内に存在するタルクを含んでもよい。さらに他の変形例において、１種以上の無機安定性添加剤粒子は、改善された全ペレット組成物の約０．８重量％以上約２．９重量％以下で改善されたペレット組成物内に存在するシロキサン粉末を含む。
【０１０９】
他の側面において、本開示は、熱的に動作される電流遮断装置用のペレット組成物の熱安定性を増強する別の方法を提供する。この方法は、シリカ、タルク、シロキサン、およびそれらの組合せからなる群から選択される１種以上の無機安定性添加剤粒子を、最高で転移温度（Ｔｆ）までその構造的剛性を維持する初期ペレット組成物に導入することを含む。１種以上の無機安定性添加剤粒子を初期ペレット組成物に導入後、初期ペレット組成物と同じＴｆを示すが、初期ペレット組成物と比較して、Ｔｆより低い温度で少なくとも２％のより遅い老化速度を有する改善されたペレット組成物が形成される。
【０１１０】
１種以上の有機化合物は、ある側面において、ｍ−フェニレンジベンゾエート、ジメチルテレフタレート、ｐ−アセトトルイジド、ベンズアニリド、２’，６’−アセトキシリジド、ジメチルアセトアニリド、７−ヒドロキシ−４−メチルクマリン、クマリン、ベンゾグアニミン、およびそれらの組合せの群から選択されてもよい。ある選択された変形例において、１種以上の有機化合物は、ｍ−フェニレンジベンゾエート、ジメチルテレフタレート、およびそれらの組合せの群から選択される。ある側面において、１種以上の無機安定性添加剤粒子は、ヒュームドシリカ、タルク、またはシリカとタルクの組合せから選択される。さらなる選択された変形例において、１種以上の無機安定性添加剤粒子は、改善された全ペレット組成物の約１重量％以上約２重量％以下で改善されたペレット組成物内に存在するヒュームドシリカ、および改善された全ペレット組成物の約１重量％以上約２重量％以下で改善されたペレット組成物内に存在するタルクを含む。
【０１１１】
このように、本教示は、性能増強性添加剤を有するペレット材料組成物、ならびにこのような組成物を製造および改善する方法を提供し、ここで、より高い最高誘電性能温度（Ｔｃａｐ）、より高い最高絶縁破壊温度（Ｔｍａｘ）定格、および／または老化の速度低下およびペレット高さ減少により反映されるより良い高温安定性が、ある種の無機安定促進性添加剤の添加によって与えられる。したがって、ＴＣＯは、非常に安定で、堅牢であり、従来のＴＣＯ適用が既に達成した安全手段をさらに強化するスイッチング装置として使用することができる。
【０１１２】
態様の前述の説明は、例証および説明の目的のために提供された。それは、網羅的であること、または本開示を限定することは意図されない。特定の態様の個々の要素および特徴は、一般にその特定の態様に限定されないが、しかし、適用できる場合には、交換可能であり、かつ具体的に示されないまたは記載されない場合でさえも、選択された態様で使用することができる。同じことを、多くの仕方で変化させてもよい。このような変形例は、本開示からの逸脱と見なされるべきでなく、このような変更はすべて、本開示の範囲内に含まれることが意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【外国語明細書】
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