【事件の表示】
　特許第３０７３２５４号「電気装置」の請求項１ないし１０に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第３０７３２５４号の請求項１ないし１０に係る特許を維持する。
【理　由】
１．手続の経緯
　本件特許第３０７３２５４号の請求項１ないし１０に係る発明についての出願は、平成３年４月５日（パリ条約による優先権主張１９９０年４月６日、米国）に特許出願され、平成１２年６月２日にその発明について特許権の設定登録がなされ、その後、児玉喜博より特許異議の申立てがなされ、取消しの理由が通知され、その指定期間内である平成１３年７月１３日に訂正請求がなされたものである。
　
２．訂正の適否についての判断
２−１．訂正の内容
（１）請求項１、３、６、７、８および１０の記載中「少なくとも６０ミリミクロンの平均粒子径を有し、少なくとも８０ｃｃ／１００ｇのジブチルフタレート吸収を有するカーボンブラック」とあるのを、いずれも「８０〜１１０ミリミクロンの平均粒子径を有し、１１０〜１４０ｃｃ／１００ｇのジブチルフタレート吸収を有し、２１〜２３ｍ２／ｇの表面積を有するカーボンブラック」と訂正する。
（２）発明の詳細な説明の段落【００１１】に「少なくとも６０ミリミクロンの平均粒子径を有し、少なくとも８０ｃｃ／１００ｇのＤＢＰ吸収を有するカーボンブラック」とあるのを「８０〜１１０ミリミクロンの平均粒子径を有し、１１０〜１４０ｃｃ／１００ｇのＤＢＰ吸収を有し、２１〜２３ｍ２／ｇの表面積を有するカーボンブラック」と訂正する。
（３）同段落【００１４】に「本発明に使用されるカーボンブラックは、少なくとも６０ミリミクロン、好ましくは、少なくとも７０ミクロン、最も好ましくは、少なくとも８０ミクロンの、平均粒子径を有するものである。最大平均粒子径は、せいぜい５００ミクロン、好ましくは、せいぜい４００ミクロン、より好ましくは、せいぜい３５０ミクロンである。最も好ましい平均粒子径は、８０から１１０ミクロンである。」とあるのを「本発明に使用されるカーボンブラックは、８０から１１０ミリミクロンの平均粒子径を有するものである。」と訂正する。
（４）同段落【００１５】に「カーボンブラックのＤＢＰ吸収は、少なくとも８０ｃｃ／１００ｇ、好ましくは、少なくとも９０ｃｃ／１００ｇ、最も好ましくは、少なくとも１００ｃｃ／１００ｇである。最大ＤＢＰ吸収は、４００ｃｃ／１００ｇであり、より好ましくは、２００ｃｃ／１００ｇである。また、好ましくは、カーボンブラックのＤＢＰ吸収範囲は、１００〜１４０ｃｃ／１００ｇ、最も好ましくは、１１０〜１４０ｃｃ／１００ｇである。なお、ＤＢＰ吸収は、ＡＳＴＭ　Ｄ−２４１４−７９の方法により、測定されるものである。」とあるのを「カーボンブラックのＤＢＰ吸収は、１１０〜１４０ｃｃ／１００ｇとされる。また、ＤＢＰ吸収は、ＡＳＴＭ　Ｄ−２４１４−７９の方法により、測定されるものである。
　さらに、上記カーボンブラックの表面積は、２１〜２３ｍ２／ｇとされる。」と訂正する。
（５）同段落【００１６】に「６０ミリミクロン」（２個所）とあるのを「８０ミリミクロン」と訂正する。
（６）同段落【００１６】に「本発明に使用される大粒子径カーボンブラックにおける、最低ＤＢＰ吸収値、８０ｃｃ／１００ｇは、５０ミリミクロンの平均粒子径を有する従来のカーボンブラックにおける値と、同様である。」とあるのを削除する。
　
２−２．訂正の目的の適否、新規事項の有無および拡張・変更の存否
　上記訂正事項（１）は、発明を特定する事項である「少なくとも６０ミリミクロンの平均粒子径を有し、少なくとも８０ｃｃ／１００ｇのジブチルフタレート吸収を有するカーボンブラック」を「８０〜１１０ミリミクロンの平均粒子径を有し、１１０〜１４０ｃｃ／１００ｇのジブチルフタレート吸収を有し、２１〜２３ｍ２／ｇの表面積を有するカーボンブラック」と限定するものであり、しかも、「８０〜１１０ミリミクロンの平均粒子径を有し、１１０〜１４０ｃｃ／１００ｇのジブチルフタレート吸収を有し、２１〜２３ｍ２／ｇの表面積を有するカーボンブラック」については、願書に添付された明細書の段落【００１４】、【００１５】および【００１７】に記載されているから、特許請求の範囲の減縮を目的とした明細書の訂正に該当し、また、上記訂正事項（２）ないし（６）は、上記訂正事項（１）と整合を図るものであるから、明りょうでない記載の釈明を目的とした明細書の訂正に該当し、いずれも新規事項の追加に該当せず、実質的に特許請求の範囲を拡張又は変更するものではない。
　
２−３．むすび
　以上のとおりであるから、上記訂正請求は、特許法等の一部を改正する法律（平成６年法律第１１６号）附則第６条第１項の規定によりなお従前の例によるとされる、特許法第１２０条の４第３項において準用する平成６年法律第１１６号による改正前の特許法第１２６条第１項ただし書、第２項及び第３項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
　
３．特許異議申立てについての判断
３−１．申立ての理由の概要
　申立人は、甲第１号証ないし甲第７号証を提出し、請求項１に係る発明および請求項２に係る発明は、いずれも甲第１号証および甲第３号証に記載された発明に基いて当業者が容易に発明をすることができたものであり、請求項３に係る発明は甲第１号証、甲第４号証および甲第５号証に記載された発明に基いて当業者が容易に発明をすることができたものであり、請求項４に係る発明は甲第５号証および甲第１号証に記載された発明に基いて当業者が容易に発明をすることができたものであり、請求項５に係る発明は甲第５号証、甲第１号証および甲第４号証に記載された発明に基いて当業者が容易に発明をすることができたものであり、請求項６に係る発明は甲第５号証および甲第１号証に記載された発明に基いて当業者が容易に発明をすることができたものであり、請求項７ないし請求項９に係る発明は、いずれも甲第１号証および甲第３号証に記載された発明に基いて当業者が容易に発明をすることができたものであり、請求項１０に係る発明は甲第６号証、甲第１号証および甲第７号証に記載された発明に基いて当業者が容易に発明をすることができたものである旨主張している。
　
３−２．本件発明
  ２．で示したように上記訂正が認められるから、本件請求項１ないし１０に係る発明は、上記訂正に係る訂正明細書の特許請求の範囲の請求項１ないし１０に記載された以下のとおりのものである。
「【請求項１】（ａ）結晶性高分子と、（ｂ）これに分散された、８０〜１１０ミリミクロンの平均粒子径を有し、１１０〜１４０ｃｃ／１００ｇのジブチルフタレート吸収を有し、２１〜２３ｍ２／ｇの表面積を有するカーボンブラックとからなる、正の温度係数を有する導電性高分子組成物と電気的接触状態にある、少なくとも２つの電極からなり、通路長さがｔで相当径がｄであるとき、ｄ／ｔが少なくとも２である領域まで、前記電極間の電流が前記導電性高分子組成物に流れるように、前記導電性高分子組成物と前記電極とが配されていることを特徴とする電気装置。
【請求項２】前記ｄ／ｔが、少なくとも２０であることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の電気装置。
【請求項３】（ａ）結晶性高分子と、これに分散された、８０〜１１０ミリミクロンの平均粒子径を有し、１１０〜１４０ｃｃ／１００ｇのジブチルフタレート吸収を有し、２１〜２３ｍ２／ｇの表面積を有するカーボンブラックとからなる、正の温度係数を有する導電性高分子組成物を溶融押出して薄板エレメントとする過程と、（ｂ）前記薄板エレメントの１面に、金属フォイルを接着する過程と、（ｃ）前記薄板エレメントのもう片方の１面に、第２金属フォイルを接着する過程と、（ｄ）前記過程（ｃ）で形成された金属フォイルと第２金属フォイルとを形成した薄板エレメントを、加熱および加圧する過程と、（ｅ）前記過程（ｄ）で形成された加熱および加圧された金属フォイル付き薄板エレメントを、完全に冷却されるまで、前記２つの金属フォイルが、完全に導電性高分子組成物に接着されるよう、十分な圧力を加えつつ、冷却する過程と、（ｆ）前記過程（ｅ）で形成され冷却された金属フォイル付き薄板エレメントを、３ｍｍから８０ｍｍの相当径で、２５℃における抵抗がせいぜい１０００ミリオームであるような、多数の電気装置に切り分ける過程とからなる電気装置の製造方法。
【請求項４】前記冷却過程（ｅ）と切断過程（ｆ）との間において、前記導電性高分子組成物が、照射により架橋されることを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載の電気装置の製造方法。
【請求項５】前記加熱、加圧過程（ｄ）において、前記エレメントが、前記導電性高分子組成物の融点と３００℃との間の温度で、少なくとも１ｋｇ／ｃｍ２の圧力下、少なくとも１分間、加熱されることを特徴とする特許請求の範囲第４項に記載の電気装置の製造方法。
【請求項６】（ａ）結晶性高分子と、これに分散された、８０〜１１０ミリミクロンの平均粒子径を有し、１１０〜１４０ｃｃ／１００ｇのジブチルフタレート吸収を有し、２１〜２３ｍ２／ｇの表面積を有するカーボンブラックとからなる、正の温度係数を有する導電性高分子組成物を、溶融押出する過程と、（ｂ）前記溶融した導電性高分子組成物を、少なくとも１つの金属電極に直接接触させる過程と、（ｃ）前記金属電極が導電性高分子組成物と接触しているとき、前記導電性高分子組成物の融点よりも高い温度に保持されている過程とからなる電気装置の製造方法。
【請求項７】（ａ）電力源と、（ｂ）電気的負荷と、（ｃ）２５℃においてせいぜい１０００ミリオームである抵抗を有し、結晶性高分子と、これに分散された、８０〜１１０ミリミクロンの平均粒子径を有し、１１０〜１４０ｃｃ／１００ｇのジブチルフタレート吸収を有し、２１〜２３ｍ２／ｇの表面積を有するカーボンブラックからなる、正の温度係数を有する導電性高分子組成物を、少なくとも２つの電極に電気的に接触させ、前記電極に電流が流れるように接続されている回路保護装置とからなる電気回路。
【請求項８】（ａ）電力源と、（ｂ）電気的負荷と、（ｃ）２５℃においてせいぜい１０００ミリオームである抵抗を有し、結晶性高分子と、これに分散された、８０〜１１０ミリミクロンの平均粒子径を有し、１１０〜１４０ｃｃ／１００ｇのジブチルフタレート吸収を有し、２１〜２３ｍ２／ｇの表面積を有するカーボンブラックとからなる、正の温度係数を有する導電性高分子組成物を、少なくとも２つの電極に電気的に接触させ、前記電極に電流が流れるように接続されており、前記電気的負荷の温度に反応する回路保護装置とからなる電気回路。
【請求項９】ＲＬが、前記回路保護装置と直列につながっていて、障害状態でないときの、回路における残りの抵抗である場合、障害状態にない前記回路保護装置の抵抗が、０．１×ＲＬよりも小さいことを特徴とする特許請求の範囲第８項に記載の電気回路。
【請求項１０】バッテリーの少なくとも１つの副電池と、回路保護装置とからなり、この回路保護装置が前記バッテリーがチャージされているとき、前記バッテリーの電池もしくは前記副電池と直列につながり、前記回路保護装置が、正の温度係数を有する導電性高分子エレメントと少なくとも２つの電極とからなり、これらが、前記バッテリーが再度チャージされるとき、電流が前記導電性高分子エレメントにながれるように、電気的に接触されており、前記導電性高分子エレメントが、結晶性高分子と、これに分散された、８０〜１１０ミリミクロンの平均粒子径を有し、１１０〜１４０ｃｃ／１００ｇのジブチルフタレート吸収を有し、２１〜２３ｍ２／ｇの表面積を有するカーボンブラックとからなり、前記電極に電流が流れるように接続されており、前記回路保護装置が、−４０℃と前記導電性高分子エレメントの切り替え温度との間の温度において、せいぜい１０００ミリオームである抵抗を有し、前記チャージ電流が８ボルトから６０ボルトの範囲の電圧において供されるものであるバッテリー保護回路。」
　
３−３．引用刊行物
　申立人が提出した刊行物には、それぞれ以下の点が記載されている。
刊行物１：特開昭５３−１０２３５６号公報（甲第１号証）
・「（ａ）上に定義するような少なくとも一つの結晶性コポリマー、および（ｂ）上に定義するような導電性カーボンブラックを含む導電性ポリマー組成物を提供する。本発明の組成物は上に定義するような導電性コポリマーに加えて他のポリマー、望ましくは結晶性ポリマーを含んでもよい。望ましくはカーボンブラック含有コポリマーは第二のポリマー中に分散させられ後者は従って母材として働く、即ち組成物中に連続相を形成する。他のポリマーは望ましくは実質的にカーボンブラックを含まないがしかし比較的小割合のカーボンブラックを、例えばコポリマーからの移動によって、組成物の抵抗／温度特性がカーボンブラック含有コポリマーによって支配されるような程度に含んでもよい。本発明の組成物は望ましくは有用なＰＴＣ挙動を示し、そして従って一般に有用なＴｓを有し、それは望ましくは０°ないし１２０℃である。組成物は望ましくは交叉結合しており、そしてしばしば組成物のゲル成分は少なくとも０．６であることが望ましい。一般に組成物は２５℃において少なくとも８０オーム・ｃｍの抵抗率を有することが望ましい。」（第５頁左上欄１６行〜右上欄第２０行）
・「本発明は本発明の組成物で組立てられる素子および素子を通って電流が流れるようにするために電源に接続すべく採用した少なくとも２本の電極を含む電気装置を含む。」（第６頁右下欄第１６〜１９行）
・第８頁下欄第ＩＩ表には、使用したカーボンブラックの商品名とともに、その粒度（ミリミクロン）、表面積（Ｍ２／ｇ）、ジブチルフタレート吸収（ｃｃ／１００ｇ）の値が記載されている。
　
刊行物２：特開昭６０−９３７０２号公報（甲第２号証）
・「有機結晶性重合体にカーボンブラックを５〜２５ｗｔ％混合せしめ、このカーボンブラックとして、吸油量７５〜１６０ｍｌ／１００ｇ、粒子径１８〜９１ｍμ、ＰＨ５．８〜８．８の特性のものを用いる導電性組成物の製造方法。
３．発明の詳細な説明
　産業上の利用分野　本発明は正の温度係数を有する導電性組成物を安定して得るための製造方法に関するものである。」（第１頁左下欄第５〜１３行）
・実施例では、吸油量および粒子径がそれぞれ８１ｍｌ／１００ｇ、８４ｍμのもの、１１９ｍｌ／１００ｇ、２３ｍμのもの、１６０ｍｌ／１００ｇ、４６ｍμのもの、１１９ｍｌ／１００ｇ、２３ｍμのもの、が使われていること、（第２頁右上欄第１１行〜同頁右下欄第９行）
　
刊行物３：特開昭５５−８２３１３号公報（甲第３号証）
・「（１）電源（２）少なくとも２個の電極を備えるとともに、スイッチング温度Ｔｓを有するＰＴＣ組成物を用いて構成したＰＴＣ素子を備えた回路保護器（３）上記ＰＴＣ素子と直列に接続されるとともに、インピーダンスＲＬオームを有する他の種々の回路素子；を備え、該電気回路は、（Ａ）電流が、上記ＰＴＣ素子の等価直径ｄ、平均行程長さｔの領域を介して流れ、比ｄ／ｔが少なくとも２である；（Ｂ）上記回路保護器は、温度Ｔｄｎにおいて、抵抗Ｒｄｎを有し、この抵抗値Ｒｄｎが、（ａ）１オームよりも小さく、かつ（ｂ）０．５×ＲＬオーム、好ましくは０．１×ＲＬオームよりもより小さいものであり、並びに、上記ＰＴＣ組成物の固有抵抗が、１０オーム・ｃｍよりも小さい；（Ｃ）上記回路保護器は、温度Ｔｎの媒体と接触している；および、（Ｄ）回路保護器が発熱する抵抗発熱量Ｉ２Ｒの割合と該回路保護器からの熱消失の割合とが安定した平衡状態にある；」（第５頁右上欄第９行〜左下欄第１２行）
・「この新規なる回路保護器においては、複数の電極およびＰＴＣ素子は、該素子の平均行程長さをｔ等価直径ｄとして、比ｄ／ｔが少なくとも２、好ましくは少なくとも１０、さらに好ましくは２０とする該素子の領域に電流が通じるように調整されている。」（第７頁左下欄第１５〜２０行）
・「好ましくは、ＰＴＣ素子の組成物としては導電性を有するポリマー材で、好ましくは導電性のカーボンブラックを含む導電性の充填剤を含有するものとする。」（第８頁右上欄第１８行〜同頁左下欄第１行）
・「回路保護器の最適の熱的設計は、保護対象の故障条件に依存する。大抵の場合保護器は故障に対して出来るだけ早く応答する必要がある。したがって、回路を熱的過負荷から保護する場合には、回路保護器を包囲する媒体と回路保護器とができるだけ良好に接触すべきであり、一方回路を過剰電流から保護する場合には、回路保護器は熱的に絶縁されるべきである。熱的過負荷に対して保護する場合には、回路保護器は過剰な熱が発生する場所と保護器とが熱的に連結されるべきである。」（第１１頁左下欄第１４行〜右下欄第４行）
　
刊行物４：特開昭６２−９８６０１号公報（甲第４号証）
・「ペレットを押出成形して、幅１１インチ（２７．９ｃｍ）、厚さ０．０２０インチ（０．０５１ｃｍ）のシートにし、１．５Ｍｅｖ電子ビームを使用して２０Ｍラドの線量で放射線照射した。６インチ（１５．３ｃｍ）平方のサンプルをシートから切り取った。２００℃で圧力１５００ポンド４分間、圧力２００００ポンド２分間、次いで、冷却して水冷プレスで圧力２００００ポンドで、２枚のポリマーシートのサンプルを２枚の（１オンスの）電着銅箔（６×６インチ）（インターナショナル・ホイルズ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｆｏｉｌｓ）製）間に積層した。得られたシートは、厚さ０．０３５インチ（０．０８９ｃｍ）であった。平らな０．００５インチ（０．０１３ｃｍ）銅リード線をスラブから切り取ったサンプル（１インチ（２．５４ｃｍ）×２インチ（５．０８ｃｍ））にハンダ付けした。次いで、ヒーターをエポキシ樹脂に封入した。」（第４頁右上欄第１０行〜左下欄第６行）
　
刊行物５：米国特許第４４２６６３３号明細書（甲第５号証）
・（１）前記導電性ポリマー組成を連続した層状の形に融解押し出しする、（２）ステップ（１）で形成された素子の１つの面を、第１の金属箔と面対面接触をさせる、（３）ステップ（１）で形成された素子の他の面を、第２の金属箔と面対面接触をさせる、（４）成形した素子と金属箔に、熱と圧力をかける、（５）冷却が終わった後に堅く接着を保つように十分な圧力をかけながら、成形した素子と金属箔を冷却する、（６）ステップ（５）から作ったラミネートを裁断して、複数の回路保護デバイスを作る。各デバイスの最大寸法は２インチより小さく、抵抗値は２３℃で１００オーム未満であること、（クレーム１の一部）
・請求範囲１による方法であって、ラミネートから切り出したデバイスの抵抗値が２３℃で１オーム未満であるもの 、（クレーム５）
・請求範囲１による方法であって、導電性ポリマー組成が、融点がＴ１であるような単結晶ポリマーを含み、ステップ（３）における温度が（Ｔ１＋４５）℃から（Ｔ１＋１４０）℃の範囲にあるもの、（クレーム１２）
・導電性ポリマー素子は、放射線または化学的方法で相互結合されることができるが、相互結合は、金属箔電極が素子に固定された後で生じることが好ましいこと、（第５欄の第３２〜３５行）
　
刊行物６：特開昭５５−１０５９８０号公報（甲第６号証）
・「１個またはそれ以上の電池と、少なくとも１個の電池と熱的に接触する少なくとも１つのＰＴＣ電気装置とを備えたバッテリーにおいて、前記ＰＴＣ電気装置が（ｉ）バッテリーの充電および／または放電時に該ＰＴＣ電気装置の一部を形成するＰＴＣ素子を電流が流れるように、バッテリーの電池と直列に接続され、かつ（ｉｉ）電気的な電力／温度関係を有していて、電池の定常作動温度時は低抵抗に、電池の極端な高温時は比較的高抵抗になるような割合で散逸加熱できることを特徴とするバッテリー。」（請求項１）
・「ＰＴＣ素子は、ポリカプロラクトン（ユニオンカーバイド社製ＰＣＬ７００）５６重量部と、カーボンブラック（フルネックス社製Ｎ７６５）４２重量部と、酸化防止剤・・・２重量部とを有している。」（第９頁左下欄第１５行〜同頁右下欄第２行）
　
刊行物７：特開昭５５−７８４０６号公報（甲第７号証）
・「０℃以上のスイッチング温度Ｔｓを有し、ＰＴＣ挙動を示す電導性ポリマー組成物において、Ｔｓおよび−４０℃の間の少なくとも一温度において７ｏｈｍ・ｃｍより低い比抵抗を有し、（１）結晶化度が少なくとも１０％のポリマー成分、および（２）該ポリマー成分に分散され、２０〜１５０ミリミクロンの粒径Ｄならびに表面積Ｓ（ｍ２／ｇ）とＤの比Ｓ／Ｄが１０を越えない表面積Ｓを有するカーボンブラックからなる粒状充填材成分からなることを特徴とする組成物。」（請求項１）
・「熱劣化処理の後、Ｔｓと−４０℃の間の全温度において比抵抗が熱劣化処理前の同温度における比抵抗の０．５〜２倍である特許請求の範囲第５項記載の組成物。」（請求項６）
・第８頁下欄〜第１２頁上欄の第１表には、使用するポリマーおよびカーボンブラック等が示され、カーボンブラックについては、その商品名とともに粒径Ｄおよび表面積Ｓの値が示されている。
　
３−４．　対比・判断
　本件請求項１ないし１０に係る発明は、いずれも、正の温度係数を有する導電性高分子が、結晶性高分子と、これに分散された、８０〜１１０ミリミクロンの平均粒子径を有し、１１０〜１４０ｃｃ／１００ｇのジブチルフタレート吸収を有し、２１〜２３ｍ２／ｇの表面積を有するカーボンブラックとからなるものである点をその構成として備えている。一方、刊行物１ないし刊行物７には、いずれも、カーボンブラックを導電材とした正の温度係数を有する導電性高分子に関する記載があるが、「８０〜１１０ミリミクロンの平均粒子径を有し、１１０〜１４０ｃｃ／１００ｇのジブチルフタレート吸収を有し、２１〜２３ｍ２／ｇの表面積を有するカーボンブラック」を使用する点についての記載はなく、またこれを示唆する記載もない。すなわち、刊行物１で使用するカーボンブラックの特性を示した第ＩＩ表における平均粒子径の値は、いずれも８０ミリミクロンに満たないものであり、表面積の値はいずれも２１〜２３ｍ２／ｇよりかなり大きいものである。刊行物２では、その特許請求の範囲には、ジブチルフタレート吸収量に相当すると認められる吸油量が７５〜１６０ｍｌ／１００ｇで粒子径が１８〜９１μｍの特性のカーボンブラックを用いることが記載されているが、実施例で使用しているカーボンブラックは、吸油量および粒子径が、それぞれ８１ｍｌ／１００ｇ、８４ｍμのもの、１１９ｍｌ／１００ｇ、２３ｍμのもの、１６０ｍｌ／１００ｇ、４６ｍμのもの、１１９ｍｌ／１００ｇ、２３ｍμのものが示されているのみであり、かつ表面積の値については何ら記載がない。刊行物３ないし刊行物６には、使用するカーボンブラックの特性についての記載はない。刊行物７には、使用するカーボンブラックの粒径と表面積の値についての記載はあるが、ジブチルフタレート吸収量の値の記載はなく、かつ表面積の値は２１〜２３ｍ２／ｇの範囲外のものである。
　本件請求項１ないし１０に係る発明は、正の温度係数を有する導電性高分子において結晶性高分子に分散されるカーボンブラックとして、刊行物１ないし刊行物７に記載も示唆もない８０〜１１０ミリミクロンの平均粒子径を有し、１１０〜１４０ｃｃ／１００ｇのジブチルフタレート吸収を有し、２１〜２３ｍ２／ｇの表面積を有するものを使用することにより、刊行物１ないし刊行物７の記載からは予期し得ない、低抵抗でかつ高破壊電圧を有する電気装置、電気回路もしくはバッテリー保護回路を提供できるという効果を奏するものと認められる。
　したがって、本件請求項１ないし１０に係る発明のその他の構成について検討するまでもなく、本件請求項１ないし１０に係る発明は、いずれも、刊行物１ないし刊行物７に記載された発明に基いて当業者が容易に発明をすることができたものであると認めることはできない。
　
３−５．むすび
　以上のとおりであるから、特許異議申立ての理由及び証拠によっては本件請求項１ないし請求項１０に係る特許を取り消すことはできない。
　また、他に本件請求項１ないし請求項１０に係る特許を取り消すべき理由を発見しない。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１３年８月９日（２００１．８．９）
【訂正の要旨】
訂正の要旨
（１）請求項１、３、６、７、８および１０の記載中「少なくとも６０ミリミクロンの平均粒子径を有し、少なくとも８０ｃｃ／１００ｇのジブチルフタレート吸収を有するカーボンブラック」とあるのを、特許請求の範囲の減縮を目的として、いずれも「８０〜１１０ミリミクロンの平均粒子径を有し、１１０〜１４０ｃｃ／１００ｇのジブチルフタレート吸収を有し、２１〜２３ｍ２／ｇの表面積を有するカーボンブラック」と訂正する。
（２）発明の詳細な説明の段落【００１１】に「少なくとも６０ミリミクロンの平均粒子径を有し、少なくとも８０ｃｃ／１００ｇのＤＢＰ吸収を有するカーボンブラック」とあるのを、明りょうでない記載の釈明を目的として、「８０〜１１０ミリミクロンの平均粒子径を有し、１１０〜１４０ｃｃ／１００ｇのＤＢＰ吸収を有し、２１〜２３ｍ２／ｇの表面積を有するカーボンブラック」と訂正する。
（３）同段落【００１４】に「本発明に使用されるカーボンブラックは、少なくとも６０ミリミクロン、好ましくは、少なくとも７０ミクロン、最も好ましくは、少なくとも８０ミクロンの、平均粒子径を有するものである。最大平均粒子径は、せいぜい５００ミクロン、好ましくは、せいぜい４００ミクロン、より好ましくは、せいぜい３５０ミクロンである。最も好ましい平均粒子径は、８０から１１０ミクロンである。」とあるのを、明りょうでない記載の釈明を目的として、「本発明に使用されるカーボンブラックは、８０から１１０ミリミクロンの平均粒子径を有するものである。」と訂正する。
（４）同段落【００１５】に「カーボンブラックのＤＢＰ吸収は、少なくとも８０ｃｃ／１００ｇ、好ましくは、少なくとも９０ｃｃ／１００ｇ、最も好ましくは、少なくとも１００ｃｃ／１００ｇである。最大ＤＢＰ吸収は、４００ｃｃ／１００ｇであり、より好ましくは、２００ｃｃ／１００ｇである。また、好ましくは、カーボンブラックのＤＢＰ吸収範囲は、１００〜１４０ｃｃ／１００ｇ、最も好ましくは、１１０〜１４０ｃｃ／１００ｇである。なお、ＤＢＰ吸収は、ＡＳＴＭ　Ｄ−２４１４−７９の方法により、測定されるものである。」とあるのを、明りょうでない記載の釈明を目的として、「カーボンブラックのＤＢＰ吸収は、１１０〜１４０ｃｃ／１００ｇとされる。また、ＤＢＰ吸収は、ＡＳＴＭＤ−２４１４−７９の方法により、測定されるものである。
　さらに、上記カーボンブラックの表面積は、２１〜２３ｍ２／ｇとされる。」と訂正する。
（５）同段落【００１６】に「６０ミリミクロン」（２個所）とあるのを、明りょうでない記載の釈明を目的として、「８０ミリミクロン」と訂正する。
（６）同段落【００１６】に「本発明に使用される大粒子径カーボンブラックにおける、最低ＤＢＰ吸収値、８０ｃｃ／１００ｇは、５０ミリミクロンの平均粒子径を有する従来のカーボンブラックにおける値と、同様である。」とあるのを、明りょうでない記載の釈明を目的として、削除する。
（５４）【発明の名称】
電気装置
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】　（ａ）結晶性高分子と、（ｂ）これに分散された、
８０〜１１０ミリミクロンの平均粒子径を有し、１１０〜１４０ｃｃ／１００ｇのジブチルフタレート吸収を有し、２１〜２３ｍ２／ｇの表面積を有する
　【請求項２】　前記ｄ／ｔが、少なくとも２０であることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の電気装置。
　【請求項３】　（ａ）結晶性高分子と、これに分散された、
８０〜１１０ミリミクロンの平均粒子径を有し、１１０〜１４０ｃｃ／１００ｇのジブチルフタレート吸収を有し、２１〜２３ｍ２／ｇの表面積を有する
　【請求項４】　前記冷却過程（ｅ）と切断過程（ｆ）との間において、前記導電性高分子組成物が、照射により架橋されることを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載の電気装置の製造方法。
　【請求項５】　前記加熱、加圧過程（ｄ）において、前記エレメントが、前記導電性高分子組成物の融点と３００℃との間の温度で、少なくとも１ｋｇ／ｃｍ２の圧力下、少なくとも１分間、加熱されることを特徴とする特許請求の範囲第４項に記載の電気装置の製造方法。
　【請求項６】　（ａ）結晶性高分子と、これに分散された、
８０〜１１０ミリミクロンの平均粒子径を有し、１１０〜１４０ｃｃ／１００ｇのジブチルフタレート吸収を有し、２１〜２３ｍ２／ｇの表面積を有するカ
　【請求項７】　（ａ）電力源と、（ｂ）電気的負荷と、（ｃ）２５℃においてせいぜい１０００ミリオームである抵抗を有し、結晶性高分子と、これに分散された、
８０〜１１０ミリミクロンの平均粒子径を有し、１１０〜１４０ｃｃ／１００ｇのジブチルフタレート吸収を有し、２１〜２３ｍ２／ｇの表面積を有する
　【請求項８】　（ａ）電力源と、（ｂ）電気的負荷と、（ｃ）２５℃においてせいぜい１０００ミリオームである抵抗を有し、結晶性高分子と、これに分散された、
８０〜１１０ミリミクロンの平均粒子径を有し、１１０〜１４０ｃｃ／１００ｇのジブチルフタレート吸収を有し、２１〜２３ｍ２／ｇの表面積を有する
　【請求項９】　ＲＬが、前記回路保護装置と直列につながっていて、障害状態でないときの、回路における残りの抵抗である場合、障害状態にない前記回路保護装置の抵抗が、０．１×ＲＬよりも小さいことを特徴とする特許請求の範囲第８項に記載の電気回路。
　【請求項１０】　バッテリーの少なくとも１つの副電池と、回路保護装置とからなり、この回路保護装置が前記バッテリーがチャージされているとき、前記バッテリーの電池もしくは前記副電池と直列につながり、前記回路保護装置が、正の温度係数を有する導電性高分子エレメントと少なくとも２つの電極とからなり、これらが、前記バッテリーが再度チャージされるとき、電流が前記導電性高分子エレメントにながれるように、電気的に接触されており、前記導電性高分子エレメントが、結晶性高分子と、これに分散された、
８０〜１１０ミリミクロンの平均粒子径を有し、１１０〜１４０ｃｃ／１００ｇのジブチルフタレート吸収を有し、２１〜２３ｍ２／ｇの表面積を有する
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【産業上の利用分野】
　本発明は、正の温度係数を有する高分子組成物を用いた高破壊電圧を有する電気装置に関する。
　【０００２】
　【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
　正の温度係数（以後、正の温度係数を”ＰＴＣ”と称す）を有する導電性高分子組成物、およびこれらの組成物を含有する電気装置は、たとえば、米国特許第２９５２７６１号；第２９７８６６５号；第３２４３７５３号；第３３５１８８２号；第３５７１７７７号；第３６９７４５０号；第３７５７０８６号；第３７６０４９５号；第３７９３７１６号；第３８２３２１７号；第３８５８１４４号第３８６１０２９号；第３９５０６０４号；第４０１７７１５号；第４０７２８４８号；第４０８５２８６号；第４１１７３１２号；第４１２４７４７号；第４１７７３７６号；第４１７７４４６号；第４１８８２７６号；第４２３７４４１号；第４２３８８１２号；第４２４２５７３号；第４２４６４６８号；第４２５０４００号；第４２５２６９２号；第４２５５６９８号；第４２７１３５０号；第４２７２４７１号；第４３０４９８７号；第４３０９５９６号；第４３０９５９７号；第４３１４２３０号；第４３１４２３１号；第４３１５２３７号；第４３１７０２７号；第４３１８８８１号；第４３１８２２０号；第４３２７３５１号；第４３２９７２６号；第４３３０７０４号；第４３３４１４８号；第４３３４３５１号；第４３５２０８３号；第４３６１７９９号；第４３８８６０７号；第４３９８０８４号；第４４００６１４号；第４４１３３０１号；第４４２５３９７号；第４４２６３３９号；第４４２６６３３号；第４４２７８７７号；第４４３５６３９号；第４４２９２１６号；第４４４２１３９号；第４４５９４７３号；第４４８１４９８号；第４４７６４５０号；第４５０２９２９号；第４５１４６２０号；第４５１７４４９号；第４５３４８８９号；第４５４５９２６号；第４５９１７００号；第４７２４４１７号；第４７４３３２１号；第４７６４６６４号；第４８４５８３８号；第４８５７８８０号；独国特許第１６３４９９９号；独国特許第２７４６６０２号；独国特許第２８２１７９９号：欧州特許出願第３８７１８号；欧州特許出願第３８７１３号；欧州特許出願第３８７１４号；英国特許出願第２０７６１０６号；欧州特許出願第６３４４０号；欧州特許出願第７４２８１号；欧州特許出願第９２４０６号；欧州特許出願第１１９８０７号；欧州特許出願第８４３０４５０２．２号；欧州特許出願第８４３０５５８７．７号；欧州特許出願第８４３０７９８４．９号；英国特許第１４７０５０２号；英国特許第１４７０５０３号；ジャーナル　オブ　アプライドポリマサイエンス（Ｋｌａｓｏｎ　ａｎｄ　Ｋｕｂａｔ、Ｊ．Ａｐｐｌｉｅｄ　ＰｏｌｙｍｅｒＳｃｉｅｎｃｅ）１９巻、８３１〜８４５（１９７５）；ポリマ　エンジニアリングアンド　サイエンス（Ｊ．Ｍｅｙｅｒ、Ｐｏｌｙｍｅｒ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ａｎｄ　Ｓｃｉｅｎｃｅ）１３巻、６、４６２〜４６８（１９７３）；ポリマ　エンジニアリング　アンド　サイエンス（Ｊ．Ｍｅｙｅｒ、ＰｏｌｙｍｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ａｎｄ　Ｓｃｉｅｎｃｅ）１４巻、１０、７０６〜７１６（１９７４）；ポリマ　エンジニアリング　アンド　サイエンス（Ｍ．Ｎａｒｋｉｓ、Ｐｏｌｙｍｅｒ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ａｎｄ　Ｓｃｉｅｎｃｅ）１８巻、８、６４９〜６５３（１９７８）；ジャーナル　オブ　アプライド　ポリマ　サイエンス（Ｍ．Ｎａｒｋｉｓ、Ｊ．Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｏｌｙｍｅｒ　Ｓｃｉｅｎｃｅ）２５巻、１５１５〜１５１８（１９８０）が挙げられる。上記の各特許、特許出願、文献のなかで、特に、Ｊ．Ｍｅｙｅｒ、Ｍ．Ｎａｒｋｉｓ、および米国特許第４２３７４４１号には、種々の、従来のカーボンブラックを含有する導電性高分子組成物、およびそのＰＴＣ特性が開示されている。
　【０００３】
　適量の導電性充填材を分散させることにより、結晶性高分子を含有する高分子が、導電性を有するようになることは、公知のことである。ある導電性高分子は、ＰＴＣ特性を示すものであり、本願で使用する、”ＰＴＣ高分子”および”ＰＴＣ特性を有する組成物”とは、Ｒ１４値が少なくとも２．５で、Ｒ１００値が少なくとも１０であり、好ましくは、Ｒ３０値が少なくとも６であるものである。ここでＲ１４とは、温度幅１４℃の範囲における、最後と最初の抵抗率の比率であり、Ｒ１００とは、温度幅１００℃の範囲における、最後と最初の抵抗率の比率であり、また、Ｒ３０とは、温度幅３０℃の範囲における、最後と最初の抵抗率の比率を示すものである。ＰＴＣエレメントの抵抗（すなわち、ＰＴＣ組成物からなるエレメント）を温度に対して、プロットすると、組成物が、少なくとも１０のＲ１００を有する温度範囲のある部分においては、勾配が著しく変化するものである。この”切り替え温度”（以後、これを略してＴｓと称する）とは、勾配が著しく変化する両サイドにおいては、実質的に直線部分が存在するものであるが、それら直線の延長上の交点をいうものである。また、”ピーク抵抗率”とは、ここでは、組成物がＴｓ以上を示す組成物の最大抵抗率を示すものであり、”ピーク温度”とは、組成物がピーク抵抗率を有するときの温度を示すものである。この関係は、第６図に示されるが、ここで、Ａは２５℃における抵抗率を示し、またＢは曲線の平均勾配を示しており、Ｃは最大抵抗率を示すものである。
　【０００４】
　導電性高分子組成物のＰＴＣ特性が、混合もしくは分散されたカーボンブラックと、高分子の物理的および化学的特性とに依存するものであることは、良く知られているものである。近年、莫大な電力を消費する電気装置において、高破壊電圧を有する回路保護装置に対する需要が、増加してきている。多くの場合には、回路保護装置は、回路が障害状態にある場合、すなわち、回路保護装置が高抵抗状態に達して絶縁した場合、高電力供給電圧を取り消すものである。また、前記組成物は、絶縁温度において絶縁体となるべきものであり、導電性高分子組成物は、ＰＴＣ特性を示すものであることがわかる。
　【０００５】
　回路保護装置は、通常の状態においては、比較的低い抵抗を有しているが、障害状態においては、それは高抵抗に変わるものであり、たとえば、ＰＴＣ高分子が切り替え温度以上に達した場合には絶縁し、その装置における電流を減少させ、これにより、回路を保護するものである。多量の電力を供給するバッテリにより出力される、近年の電気もしくは電子装置は、比較的低い抵抗を有しており、時には、非常に低い抵抗を有するものである。特に、非常に低い抵抗を有する装置の使用は、電気的および電子的技術の向上により、増加してきており、それゆえに、非常に低い抵抗を有し、高い電力供給電圧を取り除くことが可能な保護回路装置、たとえば、せいぜい５００ミリオームの抵抗を有する保護回路装置に対する需要が、顕著に増加している。
　【０００６】
　回路保護装置は、通常の操作条件においては非常に低い抵抗が必要とされるものであるが、これには、回路保護装置の電極とその電極に接触するＰＴＣ高分子との接触抵抗が減少することが必要となり、また、電極間におけるＰＴＣ高分子層が、可能なかぎり薄く形成されることが必要となるものである。しかしながら、低い抵抗を有する、非常に薄く形成された通常のＰＴＣ高分子エレメントは、比較的低い電力供給電圧においてのみ、使用可能である。なぜならば、一般に、装置の破壊電圧が、高分子層の厚み、もしくは、高分子材料の抵抗率（以後、これを”装置の抵抗”と称する）が減少するにつれて、減少するからである。ここで定義したように、”破壊電圧”とは、６０Ｖ／ｍｉｎの定常速度において増加する、最大電力供給電圧であり、ＰＴＣ高分子組成物の絶縁破壊を引き起こすことなしに、ＰＴＣ高分子エレメントにかかるものである。
　【０００７】
　比較的高い電力供給電圧が、モーターのような装置を駆動させるには必要であるので、高破壊電圧が、時には、必要となることがある。しかしながら、低い抵抗率導電性高分子組成物を含有する通常の回路保護装置では、より多くの電流が流れる可能性があるが、これらの装置においては、高電圧を自発的に取り下げることができないものである。
　【０００８】
　２段階照射架橋、および、この２つの架橋ステップ間における加熱に関しては、米国特許第４８５７８８０号および第４７２４４１７号に記載されており、これらは、頻繁もしくは長期の絶縁および高電圧の後にも、ＰＴＣ特性をしめすものである。しかしながら、これには、少なくとも上記のような３過程が必要であり、複雑かつ高価となるものである。
　【０００９】
　種々のタイプのカーボンブラックを有する、通常のＰＴＣ導電性高分子組成物は、顕著な高破壊電圧を有するものではない。しかしながら、我々は、あるカーボンブラックからなる組成物が、非常に低い抵抗及び優れたＰＴＣ特性を有しているにもかかわらず、顕著な高破壊電圧を有することを見いだしたのである。
　【００１０】
　本発明の目的は、高破壊電圧を有する回路保護装置などの電気装置を提供することである。本発明の他の目的は、低抵抗および高破壊電圧を有する回路保護装置などの電気装置を提供することである。
　【００１１】
　【課題を解決するための手段および作用】
　本発明の目的は、（ａ）結晶性高分子と、（ｂ）これに分散される、
８０〜１１０ミリミクロンの平均粒子径を有し、１１０〜１４０ｃｃ／１００ｇのＤＢＰ吸収を有し、２１〜２３ｍ２／ｇの表面積を有する
　【００１２】
　以下、本発明を詳しく説明する。
Ｉ．組成物
　【００１３】
Ａ．カーボンブラック
　【００１４】
　本発明で用いられる導電性高分子組成物において、大粒子径および高ジブチルフタレート吸収を有する特別のカーボンブラックは、結晶性高分子の広範囲にわたり分散されるものである。本発明に使用されるカーボンブラックは、
８０から１１０ミリミクロンの平均粒子径を有するものである
　【００１５】
　上記組成物において使用されるカーボンブラックの第２の重要な特性は、ＤＢＰ吸収である。
ここでのカーボンブラックのＤＢＰ吸収は、１１０〜１４０ｃｃ／１００ｇとされる。また
　
さらに、上記カーボンブラックの表面積は、２１〜２３ｍ２／ｇとされる。
　【００１６】
　
８０
８０
　【００１７】
　表１および表２は、市販されており、入手可能なＭＥ０１０およびＭＥ０１１（トーカイカーボン　コーポレーション　リミテッド、郵便番号１０７、東京都港区北青山１−２−３）を含有する、本発明のカーボンブラックを含む、種々のタイプのカーボンブラックの物理特性を示すものである。ＭＥ０１０およびＭＥ０１１は、非常に大きな平均粒子径、９０ミリミクロンを有し、また、サーマルブラック（ＡＳＴＭ　Ｎ９０７）もしくはセミーレインフォーシングファーナス（ＳＲＦ）ブラック（ＡＳＴＭ　Ｎ７６２−７８７）と、ほぼ同等な、２１〜２３ｍ２／ｇの表面積を有するものである。しかしながら、このＭＥ０１０およびＭＥ０１１は、１１６ｃｃ／１００ｇおよび１３５ｃｃ／１００ｇのＤＢＰ吸収を有するものであり、このＤＢＰ吸収は、サーマルもしくはファーナスブラックにおける値よりも高く、また、サーマルもしくはファーナスブラックよりも高導電炭素である、ＨＡＦ、ＳＡＦ、もしくはアセチレンブラックにおける値と、ほぼ同等なものである。ラバーグレードカーボンブラックは、電子顕微鏡測定により測定されたカーボンブラックの平均粒子サイズに基づいて、ＡＳＴＭ　Ｄ１７６５−８８ｂによる標準ＡＳＴＭにより、グレード分類されている。ＡＳＴＭ　Ｄ１７６５−８８ｂは、カーボンブラックの標準グレードの典型的な物理特性をしめすものである。しかしながら、ＭＥ０１０およびＭＥ０１１は、非常に大きな粒子サイズを有するにもかかわらず、高ＤＢＰ吸収を有するものなので、カーボンブラックの標準グレードとは異なるものである。
　【００１８】
　【表１】
　【００１９】
　【表２】
　【００２０】
　上記表面積Ｓは、既知の窒素吸収法により測定されるものであり、ＤおよびＳの測定方法の詳細に関してはエンサイクロペディア　オブ　インダストリアルケミカル　アナリシス　８巻、１７９ページに記載の”カーボンブラック分析”（”Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　Ｃａｒｂｏｎ　Ｂｌａｃｋ”ｂｙ　Ｓｃｈｕｂｅｒｔ、Ｆｏｒｄａｎｄ　Ｌｙｏｎ、Ｖｏｌ．８、Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ　ｏｆＩｎｄｕｓｔｒｉａｌ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　１７９、（Ｊｏｈｎ　Ｗｉｌｅｙ　ａｎｄ　Ｓｏｎ、Ｎｅｗ　Ｙｏｒｋ　１９６９））を参照されたい。
　【００２１】
Ｂ．高分子
　【００２２】
　高分子組成物は、１以上の結晶性高分子を含有することが可能であり、または、非晶性高分子を、たとえば７５重量％まで含有することも可能なものである。結晶性高分子は、好ましくは、少なくとも１０％の結晶化度、特に、少なくとも２０％の結晶化度を有し、最大で９８％の結晶化度を有するものである。この高分子の結晶化度は、好ましくは、２０から４０％であるが、好ましい結晶化度は、組成物に含有されるカーボンブラックの量に依存するものである。結晶化度は、Ｘ線結晶測定により測定することができ、本発明の代表的な高分子の結晶化度は、エンサイクロペティア　オブ　ポリマ　サイエンス　テクノロジ、４４９〜５２８ページ（Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ　ｏｆ　ＰｏｌｙｍｅｒＳｃｉｅｎｃｅ　Ｔｅｃｈｎｏｌｇｙ、４４９〜５２８（Ｊｏｈｎ　Ｗｉｌｅｙａｎｄ　Ｓｏｎ、Ｎｅｗ　Ｙｏｒｋ　１９７２））に記載されている。
　【００２３】
　適当な高分子は、ポリオレフィン、特に１以上のアルファオレフィン、たとえばポリエチレン、ポリプロピレン、および、エチレン／ポリプロピレンの共重合体類；１以上のアルファオレフィン、たとえば、エチレンと１以上の極性共重合用単体、たとえば、ビニルアセテート、アクリル酸、エチルアクリル酸（これらの塩）、エチルアクリレート、およびメチルアクリレート；ポリアリレン類、たとえば、ポリアリレンエーテルケトンおよびスルフォンおよびポリフェニレンスルフィド；ポリラクトンを含有するポリエステル類、たとえば、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレートおよびポリカプロラクトン−；ポリアミド；ポリカルボネート；およびフルオロカーボンポリマ、たとえば、フッ素を、少なくとも１０重量％、好ましくは、少なくとも２０重量％含有するポリマ、たとえば、ポリビニリデンフルオライド、ポリテトラフルオロエチレン、フッ素化されたエチレン／プロピレン共重合体、エチレンとフッ素含有の共重合用単体との共重合体、たとえば、テトラフルオロエチレン、および任意に第３共重合体；およびこれらのポリオレフィンもしくは少量のマレイン酸、エポキシもしくはイソシアネート基で変性したポリオレフィン重合体を含有するものである。
　【００２４】
　好ましい高分子としては、ポリエチレン、好ましくは高密度ポリエチレン、およびエチレンと極性共重合用モノマーの共重合体、より好ましくは、ビニルアセテートもしくはアクリル酸が挙げられる。共重合体は、マレイン酸もしくはエポキシ基で変性されてもよいものであろ。これらの高分子は、単独で、もしくは組み合わせて使用することも可能である。好ましい高分子としては、高密度ポリエチレンのようなエチレンを、８０から１００重量％含有するものであり、また、共重合用モノマーを、０から２５重量％含有するものである。
　【００２５】
　以下、より詳細に例を挙げて説明するが、上記の高分子組成物は、最低の結晶化度を満たしていればこれらに限られるものではなく、高分子は、正の温度係数を有する組成物（以下、これを、”ＰＴＣ組成物”と称する）に必要な物理的もしくは電気的特性を有していれば、自由に広範囲のなかから選択されることが可能である。
　【００２６】
　たとえば、好ましいエチレンポリマは、高密度ポリエチレン（ＭＦＲ（メルトフローレシオ）０．３〜５０）；低密度ポリエチレン（ＭＦＲ　０．３〜５０）；エチレンと、ビニルアセテートを含有する極性共重合体（ビニルアセテート含有量２〜４６％、融点１０８〜６７℃）、アクリル酸（アクリル酸含有量７〜２０％）、エチルアセテート（エチルアセテート含有量９〜３５％、融点９１〜６５℃）、メタクリル酸（結晶化度２５％、メタクリル酸含有量９〜１２％、融点８０〜１００℃）およびメチルメタクリレート（メチルメタクリレート含有量１０〜４０％）を含有する極性重合体；および、エチレン、ビニルアセテートと少量のグリシジルメタクリレートのターポリマ（結晶化度４０〜５０％、ビニルアセテート含有量８〜１０％、グリシジルメタクリレート含有量１〜５％、融点　９０〜１００℃）を含有するものである。変性共重合体も、使用することが可能であり、たとえば、少量のマレイン酸で変性したビニルアセテートとエチレンとの共重合体（融点　８０〜９０℃）を使用することが可能である。
　【００２７】
　絶縁温度を制限する必要がない場合には、高密度ポリエチレンを使用することが好ましく、たとえば、ハイゼック２２００Ｊ（Ｈｉｚｅｘ　２２００Ｊ）（三井石油化学工業株式会社製）が使用される。絶縁温度を、１００℃より低く制限する必要がある場合には、エチレンおよびメタクリル酸およびメタクリル酸金属塩からなる共重合体、たとえば、ハイーミラン１６５０（Ｈｉ−Ｍｉｌａｎ　１６５０）（デュポンミツイポリケミカルコーポレーション製）のようなイオノマー、もしくは、ボンドファスト７Ｂ（Ｂｏｎｄｆａｓｔ　７Ｂ）（住友化学株式会社製）のような、エチレンおよびビニルアセテートおよびグリシジルメタクリレートからなるターポリマーが、好ましく使用される。これらの共重合体を含有する装置は、典型的には、７０〜７５℃の絶縁温度を有するものである。
　【００２８】
　高分子は、ＰＴＣ組成物の所望の特性に依存して選択されるものである。重要な特性のひとつとしては、導電性高分子組成物からなる絶縁された保護回路装置の、最高温度である。たとえば、その温度が高い場合には、フルオロポリマが適当であるが、その温度が１００℃以下の場合には、ポリオレフィンの共重合体が適当である。もうひとつの重要な必要条件は、電気抵抗である。一般に、回路保護装置においては、低抵抗であることが望ましく、これは、定常状態において、好ましくは電力損失を可能な限り少なくするためである。この装置の抵抗は、導電性高分子組成物の電気抵抗率、および、電極および組成物間の接触抵抗により決定されるものである。また、電気抵抗率は、組成物、たとえば高分子、カーボンブラックおよびその含有物により、定まるものである。また、接触抵抗は、電極および組成物間の結合により決定されるものである。ポリオレフィンの共重合体、たとえば、エチレンおよび１以上のカルボキシルーもしくはエステル含有モノマの共重合体、もしくは、エポキシもしくはイソシアネート基のような官能基により変性されたオレフィン共重合体が好ましい。
　【００２９】
　Ｃ．組成物
　【００３０】
　組成物におけるカーボンブラックの量は、−４０℃とＴｓ間の温度、好ましくは２０℃で、せいぜい１００Ω−ｃｍ、好ましくはせいぜい５０Ω−ｃｍ、特に好ましくはせいぜい２０Ω−ｃｍ、最も好ましくはせいぜい１０Ω−ｃｍの、抵抗率を有するものである。所望ならば、抵抗率を極端に減少させてもよく、たとえば、７Ω−ｃｍより小さく、好ましくは５Ω−ｃｍより小さく、特に好ましくは３Ω−ｃｍより小さく、最も好ましくは１Ω−ｃｍより小さくすることも可能である。このような抵抗率を有し所望の正の温度係数を有するのに必要なカーボンブラックの量は、高分子組成物、カーボンブラック、およびその他の充填材、および、組成物を製造、形成するのに使用される方法に、依存するものである。
　【００３１】
　高分子に対する、組成物における、カーボンブラックおよびその他の特別な充填材の重量比は、その組成物の電気的特性に重要な影響をあたえるものである。高分子の結晶化度は、当業者には明らかなように、カーボンブラックの含有量に加えて、重要な因子である。組成物におけるカーボンブラックの含有量は、典型的には、共重合体を含有する組成物に対して、５０〜１５０ＰＨＲ（樹脂１００重量部あたりの重量部）である。カーボンブラックの含有量は、典型的には、ポリエチレンなどの高分子に対して、４０〜１２０ＰＨＲである。出願人らは、本発明によるＰＴＣ組成物を製造するのに効果的である、以下のような組成物を見いだした。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、高密度ポリエチレンに対しての、カーボンブラックの範囲は、好ましくは５０〜１１０ＰＨＲであり、６５〜８５ＰＨＲがより好ましい。また、エチレン、ビニルアセテートおよびグリシジルメタクリレートのターポリマに対しての、カーボンブラックの量は、好ましくは６０〜１２０ＰＨＲであり、７０〜１００ＰＨＲがより好ましい。さらに、エチレンおよびメタクリル酸およびそのメタクリル酸金属塩からなるイオノマ共重合体に対しての、カーボンブラックの量は、６０〜１２０ＰＨＲであり、好ましくは７０〜１００ＰＨＲである。少量のカーボンブラックを有する組成物は、より高い絶縁耐力および比較的低い導電性、たとえば、１００Ｖ／ｍｍより高い絶縁耐力、および、１０Ω−ｃｍより低い導電性を示すものである。カーボンブラックを多量に有する組成物は、より高い導電性および低い絶縁耐力、たとえば、１０Ω−ｃｍより低い導電性、５０Ｖ／ｍｍより高い絶縁耐力を示すものである。
　【００３２】
　カーボンブラックの高分子組成物に対する体積比は、前記の重量範囲に基づいた所望の高分子により計算されることが可能であり、好ましくは、０．１５から０．６５の範囲である。
　【００３３】
　高分子にカーボンブラックを分散させ、組成物を形成するのに用いられる方法、および特にこの方法で消費された電力は、組成物の電気的特性に、重要な影響を及ぼすものである。もし電力消費が莫大であると、組成物はＴｓより低い温度で、非常に高い抵抗率を示す傾向にある、及び／または、高温において時間が経過した折、満足する電気安定性が得られないという傾向にあるものである。一方、もし電力消費が少なすぎると、この組成物は、満足する正の温度係数を有することができないものである。本発明による新規な分散調整においては、米国特許第４２３７４４１号に記載された、カーボンブラックを結晶性高分子に分散させる方法が、適当である。充填成分を高分子組成物に分散するのに有用な方法はいくつかあるが、最も実用的な方法としては、固体高分子と充填成分の混合物を、剪断機に付すものであり（随意、外部加熱する）、これは、高分子を融解し、融解した高分子に充填剤を分散させるものである。この分散は、例えば、バンパリーミキサー（Ｂａｎｂｕｒｙ　ｍｉｘｅｒ）、ロールミル、もしくはシングルスクリューもしくはツインスクリュー押出機において行なわれるものである。この分散されたものは、直接所望の最終形状に押し出してもよく、もしくは、ミキサーから適当な方法で取りだし、小片に剪断、次いで、たとえば押し出し成形、鋳型成形、もしくは焼結などにより、溶融成形してもよい。
　【００３４】
　典型的には、この組成物は、棒状に、押し出し成形され、水中で冷却されて、造粒されるものである。このペレットは、組成物の融点以上の温度において押し出され、フィルムを成形するものである。このフィルムは、２枚の薄い金属ホイルに挟まれ、組成物の融点以上の温度において圧縮されて、ラミネートシートが形成されるものである。接触抵抗を減少させるため、および安定した導電性を得るために、組成物の融点以上の温度における加熱処理もしくは加熱圧縮は、架橋する前に行なわれるべきものである。この焼きなましステップにおける温度は、典型的には、融点から３００℃までの範囲であり、より好ましくは、融点より３０℃上の温度から２８０℃までであり、最も好ましくは、融点より５０℃上の温度である。材料は、好ましくはこの温度において、少なくとも１ｋｇ／ｃｍ２、より好ましくは３０ｋｇ／ｃｍ２の圧力下、少なくとも５分間、より好ましくは１０分間、最も好ましくは６０分間、焼きなまされ、その後、同圧力下、室温まで冷却されるものである。
　【００３５】
　ラミネートシートは、好ましくは架橋され、例えば加速電子線による照射、化学架橋、もしくはシラン架橋により架橋され、架橋ＰＴＣ高分子シートが形成されるものである。このラミネートシートは、四角形もしくはその他の形状の小片に切断され、金属導電物が、従来法により、たとえば熔着により、金属ホイルに接着され、電導物が形成されるものである。代表的には、この装置は、電気絶縁容器に収納されるものであり、この容器は、必要に応じて、熱伝導性であっても、また熱絶縁性であっても良い。好適には、この容器は、たとえば米国特許第４３１５２３７号に記載されているような、酸素防護壁を有することも可能である。
　【００３６】
　架橋する前に行なわれる、上記焼きなまし処理に加えて、この電気装置に、架橋および仕上げ処理の後、さらなる熱処理を行なうことが有効である。ラミネート組成物は、その組成を維持した状態で、その組成物の抵抗率が１００Ω−ｃｍとピーク抵抗率の間であるような温度において、少なくとも１分間、外部熱処理が施される。この熱処理が施された成分は、−４０℃およびＴｓ間の少なくともある温度において、抵抗率を有するものであり、これを熱処理を施す前の成分と、同温度にて比較すると、０．５から２．０倍の抵抗率を有するものである。
　【００３７】
　また、積層導電性高分子組成物は、電気抵抗加熱、すなわちこの組成物にＴｓおよび（Ｔｓ＋５０）℃の温度において少なくとも１分間、電流を通し、−４０℃およびＴｓ間の少なくともある温度において、抵抗率を有する、熱処理の施された組成物から形成されるものである。これを、熱処理を施す前の組成物と、同温度にて比較すると、０．５から２．０倍の抵抗率を有するものである。
　【００３８】
　カーボンブラックは、組成物が実質的に均一な電気特性を有するように、十分に分散されるべきものであり、このプロセスにおいて消費された電力がある程度増加すると、組成物は、より強烈なＰＴＣ効果を示すことになる。一方、このプロセスにおける消費電力が大きすぎると、高温において時間が経過した際、電気的に不安定となり、及び／もしくは、Ｔｓより低い温度において、組成物の抵抗率が高すぎるという結果を招くことになる。有効的には、組成物の調整および熔融形成において使用される全エネルギーは、この組成物の立方フィートあたり１から３００ｈｐ．ｈｒ．であるべきであり、好ましくは、１から５０、特に好ましくは、１から２５ｈｐ．ｈｒ．ｆｔ−３である。
　【００３９】
　これにより、０℃以上のＴｓ温度においてＰＴＣ特性を示す、すなわち、−４０℃およびＴｓ間の少なくともある温度において、７Ω−ｃｍより小さい抵抗率を有する、および、１０００Ω−ｃｍより大きいピーク抵抗率を有する、及び／もしくは、高温での時間経過において十分な電気安定性を示す、導電性高分子組成物を形成することが可能である。
　【００４０】
　本発明での組成物のピーク抵抗率は、好ましくは、少なくとも１０００Ω−ｃｍ、より好ましくは少なくとも５０００Ω−ｃｍ、特に好ましくは少なくとも１００００Ω−ｃｍである。本発明による典型的な組成物は、２０℃で５Ω−ｃｍの抵抗率を有し、１×１０５Ω−ｃｍのピーク抵抗率を有するものである。
　【００４１】
　Ｄ．付加物
　【００４２】
　この組成物はまた、非導電性充填材を含有することが可能であり、アークサプレッション剤、酸化防止剤、および放射線架橋剤、酸化防止剤、および他の補助剤を含有するものである。
　【００４３】
　この組成物は好ましくは、分解、たとえば、熱酸化分解に対して組成物を安定させる、酸化防止剤もしくは他の付加物からなり、その量は、高分子全体の重量の、０．００５から１０重量％である。従来の酸化防止剤、たとえば、４、４’−チオビス−６−ターシャリーブチル−３−メチルフェノール、もしくはテトラキス−［メチレン−３（３’、５’−ジーターシャリーブチル−４’−ヒドロキシフェニル）プロピオネイト］メタンは、好ましくは、０．０５ＰＨＲから０．５ＰＨＲまでの量で用いられるものである。この付加物は、米国特許第３９８６９８１号（Ｌｙｏｎｓ）に記載されている、チバガイギー（Ｃｉｂａ　Ｇｅｉｇｙ）社製の商標名”イルガノックス”（Ｉｒｇａｎｏｘ）のような、障害フェノールを含むものである。酸化防止剤は、高分子に依存して選択されるものであるが、この際に、重要なことは、一般的に酸化防止剤として有用なものは、高温にさらしたとき組成物の電気的性質を不安定にするものであるということである。
　【００４４】
　従来の充填材を、本発明によるＰＴＣ組成物に添加することも可能であり、アルミナ水和物、水酸化マグネシウム、およびタルクを含有するものであり、その量は、５から１５０ＰＨＲである。その組成物は、他の微粒子充填材を含有することも可能であり、たとえば、微粒子充填材とは、非導電性無機物もしくは有機物充填材、たとえば酸化亜鉛、三酸化アンチモンもしくはクレーである。この”充填材成分”とは、ここでは、組成物における全ての微粒子充填材を示すものである。所望の電気的特性を有する組成物を得るために、（Ｓ／Ｄ）Ｘ（カーボンブラックの量／高分子組成物の量）（１）の値を、せいぜい１．０、より好ましくは０．５より小さく、さらに好ましくは０．４より小さく、最も好ましくは０．１より小さくするのが良い。
　【００４５】
　組成物が、架橋されるものである場合には、その組成物はまた、熱により分解して架橋を開始する化合物、もしくは、その組成物が照射されると架橋を促進する化合物を含有することも可能である。従来の架橋方法は、いずれも使用することが可能である。電子照射は、少なくとも３Ｍｒａｄ、好ましくは、少なくとも５Ｍｒａｄ、より好ましくは、少なくとも１０Ｍｒａｄの放射線量でおこなわれるものであり、米国特許第４８４５８３８号、第４８５７８８０号および第４９０７３４０号に記載された放射線架橋法を含むものである。化学架橋の場合には、ＰＴＣ高分子組成物は、架橋剤、たとえばジクミルパーオキサイドを、２重量％用いるものである。２、５−ジメチル−２、５−ジーベンゾイル　パーオキシヘキサン、およびｔ−ブチル　パーオキシベンゾエイトを含む他の過酸化物を使用することも可能である。トリアリールシアニュレート、もしくはトリメチロールプロパントリメタクレートなどの付加物も、化学架橋促進剤として、使用することが可能である。従来のシラン架橋方法、たとえば米国特許第４２７７１５５号に記載されている方法を用いることも可能である。いずれの架橋方法を選択するとしても、架橋高分子のゲル量は、少なくとも２０％、好ましくは少なくとも４０％である。
　【００４６】
ＩＩ．電気装置
　【００４７】
　本発明の電気装置は、たとえば、回路保護装置、熱検知装置、および熱電流制限装置を含むものである。０．１アンペア以上の定常電流が流れている回路に有用な電気装置は、ショートや電圧サージなどの過剰な電流に対して、もしくは過剰な温度に対して、もしくはこれら両方に対しても、回路を保護することができるものである。回路保護装置は、典型的には、装置を流れる電流が絶縁電流を越える場合、もしくは、回路保護装置の温度が絶縁温度を越える場合には、回路保護装置の抵抗を増加させることによって、機能するものである。
　【００４８】
　この回路保護装置は、低抵抗を有し、環境に対して安定した熱平衡状態である通常の操作状態を有するものである。しかしながら、過電流タイプの障害状態が起きたときには、その装置は、熱が装置から失われる速さ以上の速さで、Ｉ２加熱を行なうことにより、熱を発生させるものである。これにより、装置の温度が、絶縁温度以上に上がるものであり、装置の抵抗は、装置が新規な高い温度において、安定した熱平衡状態に達するまで、即座に上昇するものである。回路電流を、十分に低いレベルまで下降させるためには、（ａ）”通常の操作条件における回路内の電流”の、（ｂ）”装置が高温平衡状態にあるときの回路内の電流”に対する比率が、少なくとも２、好ましくは少なくとも１０、さらに好ましくは少なくとも２０であるものである。
　【００４９】
　本発明の装置の多くは、過剰な環境温度および過剰な電流の双方に対して、回路を保護するために使用することが可能である。一方、最適性能としては、装置の熱的環境および装置の詳細は、予期される障害状態の観点から、選択されるべきである。環境温度の所望されない上昇に対してではなく、過剰な電流上昇に対して、装置が機能するような、いくつかの回路および環境が存在するものである。この装置は、特に、通常の操作条件において、０．１アンペアより大きな電流、たとえば、０．１から２０アンペア、このましくは０．１から１０アンペアの電流を有する回路に対して使用されるものであり、１５アンペアまでの安定状態電流、もしくは２０℃以上の温度に対して、安定状態電流を通すように設計されているものである。
　【００５０】
　装置を操作する方法は、部分的には、装置から熱を取り除くことのできる速度に依存するものである。この速度は、装置の熱伝導係数に依存するものであり、我々は、一般に、装置が熱伝導係数を有し、それが空気中で測定され、装置の全表面積で平均されて、２．５から５ｍＷ／℃−ｃｍ２熱伝導係数を有するものであることを見いだした。装置の最適熱設計は、保護されるべき障害状態に依存するものであり、多くの場合には、装置は、障害状態に対して、可能な限り即座に反応するべきものである。
　【００５１】
　本発明の回路保護装置は、一般的に、電極およびＰＴＣエレメントを被覆する電気絶縁ジャケットからなるものである。このジャケットは、装置の熱的特性にも、影響するものであり、その厚さは、熱的特性により選択されるものである。好ましくは、この装置には、米国特許第４３１５２３７号に記載されているように、酸素絶縁層が設けられているものである。
　【００５２】
Ａ．抵抗
　【００５３】
　我々は、高分子と上記のカーボンブラック（カーボンブランクの量は、組成物に低抵抗を与えるのに適当な量、すなわち、せいぜい２０Ω−ｃｍである）との混合物からなる導電性高分子組成物と接触する電極からなる電気装置が、非常に低い抵抗、たとえばせいぜい５００ｍΩ、および、予想できないような高絶縁耐力、たとえば６００Ｖ／ｍｍを有することを見いだした。
　【００５４】
　回路の通常の操作条件における、装置の抵抗（ここでは、Ｒｄｎとする）は、典型的には、１．０から５０００ｍΩの範囲、好ましくは５．０から１０００ｍΩの範囲、最も好ましくは１０から５００ｍΩの範囲のものである。なお、前記装置の抵抗Ｒｄｎとは、ＰＴＣエレメントと接触する２つの金属電極からなる単純な装置の場合、ＰＴＣエレメントの抵抗によりあらかじめ決定されるものである。このような低い抵抗を有する装置を提供するためには、ＰＴＣ高分子組成物が、典型的に、せいぜい１０００Ω−ｃｍ、好ましくはせいぜい５００Ω−ｃｍ、特に好ましくはせいぜい１００Ω−ｃｍの抵抗率を有するものである。
　【００５５】
　このような低い抵抗を有する装置を得るためには、ＰＴＣ層が出来るかぎり薄層であるべきであり、たとえば、１００μから１ｍｍ、好ましくは１００μから５００μの薄層のものである。また、実質的に、より大きな厚み及び／もしくは相当径を使用することは可能であるが、この装置の相当径は、３から８０ｍｍの範囲、好ましくは５から５０ｍｍの範囲である。
　【００５６】
　装置の回路においては、Ｒｄｎが、０．１×ＲＬオームより小さく、好ましくは０．０４×ＲＬオームより小さく、特に好ましくは０．００１×ＲＬオームより小さいものである。ここで、ＲＬは、装置に直列された回路の残りの抵抗である。ＲＬは、好ましくは、回路操作の温度範囲において、実質的に定数、たとえばプラスマイナス２５％より大きい変動はしないものである。ＲＬは、一般的には抵抗負荷であるが、全体的にもしくは部分的に、容量性もしくは誘導性負荷であっても良い。しかしながらＲＬが、実質的に回路操作の温度範囲を越える場合には、この装置はＲＬの過剰変動に対して回路を保護することができるものである。
　【００５７】
　上記のことから明らかなように、回路が通常状態で操作されている場合には、この装置の電力は、極めて低く、また、環境へ容易に消失するものである。一方、障害状態が発生した場合には、この装置の電力がまず増加し、その結果、環境に対して電力は消失できないが、高温安定平衡点が電力が消失可能なところに至るまで減少するものである。この装置の抵抗は、回路が”シャットオフ”となるに十分なほど高い、すなわち、回路の電流が適当に低いレベルまで減少するものである。この装置において消失した電力は、その抵抗（これはその温度に依存するものである）およびそれを通る電流に依存するので、この装置は、装置付近の過剰な温度、もしくは回路の過剰な電流（もしくはその双方）に対応して回路をシャットオフするものである。我々は、電流を実用に適するレベルにまで下げるために、切り替え比、即ち、正常状態における回路内の電流の、シャットオフした状態における回路内の電流に対する比が、少なくとも２、好ましくはそれ以上、例えば少なくとも１０、好ましくは少なくとも２０である必要があることを見いだした。
　【００５８】
　このような電気装置は、１から５０Ｖ、典型的には１．２５から４０Ｖの、回路操作電圧を有するものである。操作電圧が５Ｖ以上であると、この装置の破壊電圧が臨界因子となるが、この装置の最大操作電圧は、３０〜３５Ｖであることが好ましい。電流制限装置は、この回路に障害が生じたとき、この電圧に抵抗することが可能であるべきである。
　【００５９】
　本発明による典型的な回路保護装置を、第１図に示す。第１図において、２枚の金属フォイル１のシートは、直径ｄ、厚さｔからなるＰＴＣ材料２のシートを介在させたものであり、導線３が各フォイル電極層１に接続して、回路に適当な電流を供給するものである。第２の例の回路保護装置を、第２図に示す。この回路保護装置においては、３つの電極１が２枚のＰＴＣ材料２のシートに結合するものである。
　【００６０】
　本発明では、ラミネートシートからなるＰＴＣ材料に限定されるものではなく、電極がワイヤ状や柱状でも良く、また、ＰＴＣ材料が、米国特許第４７２４４１７号および米国特許第４８５７８８０号に記載されているような種々の形態をとっても良いものである。このような装置は電流制限装置として、もしくは温度検出装置として、もしくはこれらの組み合わせとして機能することが可能である。
　【００６１】
Ｂ．他の電気的特性
　【００６２】
　電気装置におけるＰＴＣエレメントの破壊は、この電気装置が電流を制限できないときに発生するものであり、ＰＴＣ組成物の切り替え温度以上の温度において、絶縁装置の抵抗が急速に低下するものである。破壊は一次的な現象である。本発明の電気装置におけるＰＴＣ層は、通常の操作温度では非常に低い抵抗を有するものであり、かつ一般的には非常に薄いものであるため、破壊電圧がこのような回路保護装置を含む回路の、操作電圧に密接に関与していることがわかる。この破壊電圧は、この回路の電圧が増加する率に依存しており、典型的には、短絡障害状態における回路の増加率が急激に変わるものである。この場合、この装置は理想的には、即座に電流を制限するものである。
　【００６３】
　低抵抗を有する装置は、一般的には高絶縁電流を有するものであり、装置エリアおよびＰＴＣエレメントの厚さを変えることにより、所望の適用にふさわしい絶縁電流容量を供給するように、装置のデザインは容易に変えることができるものである。典型的には、本発明による装置としては、その装置を絶縁させることなく通過することのできる最大電流は、１５アンペアである。たとえば、２つの金属フォイル電極間のＰＴＣ層の大きさが、１０ｍｍｘ１０ｍｍｘ１５０μであるとき、その絶縁電流は、３アンペアである。この装置がより大きなエリアを有するとき、もしくは、より薄いＰＴＣエレメントを有するとき、絶縁電流はより高くなるものである。電気回路におけるこのような装置の操作電流は、典型的には絶縁電流の１／３もしくは１／２程度であり、電気設計基準にあわせて選択されるものである。
　【００６４】
　ＰＴＣ組成物は好ましくは、高温安定平衡状態において、少なくとも１００Ｖ／ｍｍ、より好ましくは２００Ｖ／ｍｍ、最も好ましくは少なくとも４００Ｖ／ｍｍの絶縁耐力を有するものである。この絶縁耐力は、以下の式で表される。
　【００６５】
絶縁耐力＝（破壊電圧）／（ＰＴＣ組成物の厚さ）
　【００６６】
　保護されるべき回路を流れ、この保護装置を通過する電流が、ある限界を越える時、たとえば、負荷において短絡が起きるとき、もしくは電圧サージが起きるとき、回路保護装置の温度は、装置の絶縁温度に達するまで上昇するものである。ここで、回路保護装置の抵抗は、電流が限界に至るまで、急速に増加するものである。装置から環境への熱損失が、この装置を流れる電流から生産された熱により、平衡に保たれるような平衡温度が、”絶縁温度”である。これと対比して、切り替え温度は、この装置の抵抗が変化しない最大温度であるが、抵抗が上昇し始める温度より高い温度である。絶縁温度、これはほぼ切り替え温度と同じであるが、この絶縁温度は、回路においてＲＬ＝Ｒｄｎであり、回路保護装置の絶縁温度とは異なるものである。この導電高分子組成物は、好ましくはせいぜい１８０℃、より好ましくはせいぜい１３０℃、最も好ましくはせいぜい１００℃の切り替え温度を有するものである。
　【００６７】
　この平衡”絶縁温度”は因子の数に比例するものであり、この因子とは、回路の操作電圧、およびこの装置が異なる条件下における熱損失により消失する電力である。この装置により消失することが可能な電力は、この装置を囲んでいる媒体の熱伝導性、この装置の表面および媒体の運動、およびこの装置を囲む、媒体の温度に依存するものである。
　【００６８】
　本発明の回路保護装置は一般に、回路に、他の直列抵抗などを用いることなしに、この装置もしくは保護されるべきシステムに電力源を直接結合することにより、結合するものである。第７図は、このような回路における装置にかかる電圧に関する、回路保護装置を流れる電流を示したグラフである。第６図は、温度に関する装置の抵抗を表したグラフである。第７図に示したように、この保護装置が正常に作動しているときは、電力源電圧のほとんどが、この保護装置に適用されており、ほんの少しの電圧Ｖｎのみがこの回路保護装置に存在するものである。この回路保護装置の温度は、比較的低い温度Ｔｎである。もし、何らかの理由によりこの保護装置が短絡すると、回路保護装置の電圧が上がり、このことにより、この回路保護装置で消失した電力の量が上昇し、また、この装置の温度も上昇するものである。切り替え電圧Ｖｓ（切り替え温度Ｔｓ）に達すると、この回路保護装置の抵抗は、急速に上昇する。この回路保護装置の電圧がＶｔｒｉｐ（本質的には全電力源電圧）に達すると、この回路保護装置は、絶縁温度Ｔｔｒｉｐにおいて、高抵抗状態となる。Ｔｔｒｉｐの値は、電源電圧に依存するものであり、また、この回路保護装置の熱が、熱接触により、媒体へ消失させることが出来るような速度に依存するものである。
　【００６９】
　このことから、回路内の絶縁温度は印加電圧に依存するであろうことがわかる。この印加電圧とは、この回路保護装置が耐えることのできるものである。絶縁温度は特別な電圧に対して定義される必要があり、ここでいう絶縁温度は、印加電圧が５ボルトのときに計測されるものである。しかしながら、特別な場合には、印加電圧はかなり変化することもわかり、他の回路構成要素へのダメージを避けるため、絶縁温度を制限することが望まれるものである。
　【００７０】
　一般に、多くの適用において、絶縁平衡温度は、１００℃より低くする必要があり、好ましくはせいぜい８０℃、最も好ましくはせいぜい６０℃であるべきである。
　【００７１】
Ｃ．物理的性質
　【００７２】
　本発明による電気装置は典型的には、導電性ＰＴＣ高分子体と電気的に接触し、分離した２つの電極を含むものである。本発明においては、ＰＴＣ高分子体の形状は、特に限定されるものではなく、フィルム状、柱状、帯状、もしくは不規則な固体状であってもよい。また、電極の形状、材料、もしくは配置も、特に限定されるものではなく、フォイル状、メッシュ状、板状、穴部を有する板状もしくはフォイル状、柱状、ワイヤ状、ケーブル状、などであってもよく、米国特許第４３５２０８３号に記載された形状であってもよい。好ましくは、この電気装置は、フィルム状もしくはシート状のＰＴＣ材料からなり、その両側に、金属フォイル電極が設けられ、丸状もしくは四角状であるものである。この電気装置は、典型的には、他の従来のエレメント、たとえば酸素障害層、耐水性容器などを有するものである。本発明においては、一層型ＰＴＣ高分子層を採用しているが、米国特許第４９０７３４０号に記載されているような、異なる固有抵抗、もしくは異なる架橋温度を有する多層型ＰＴＣ高分子層であってもよい。
　【００７３】
　電極のタイプは特に重要ではなく、ＰＴＣ高分子材料に結合することのできるものであればよく、従来の電極から選択されるものである。導電金属電極が、好ましくは用いられ、好ましくは、銅、錫被覆もしくは錫メッキ銅、もしくは微粗面を有するニッケルフォイル電極であるが、これらは米国特許第４６８９４７５号に記載されているものであり、微粗面は、ローリング、機械的粗面仕上げ、化学的粗面仕上げによりつくられるものである。特に、米国特許第４８００２５３号および第４６８９４７５号に記載されているような、銅もしくはニッケル層の無電解メッキにより形成された粗面電極フォイルが、好ましくは用いられる。
　【００７４】
　また、電極の厚さも重要なものではなく、フォイル電極が用いられる場合には、各電極は典型的には２０から１００μ、好ましくは３０から７０μの厚さである。
　【００７５】
　本発明に用いられる高分子は、一般には、結晶性高分子である。高結晶性高分子は、高破壊電圧を与える傾向にある。しかしながら、この組成物と電極との接触抵抗は、時には抵抗と破壊電圧間の所望な平衡を考慮して、低い結晶性を有する高分子が用いられるほど、重要なものである。また、本組成物を使用した保護回路装置は、一般に小さな容器におさめされている場合において用いられるものである。したがって、この装置が絶縁状態となったとき、もし切り替えられた装置の温度がこの高分子の融点にほぼ等しい場合には、その付近の装置もしくはプラスチック容器にダメージを与えることになる。それゆえに、保護回路装置の最大絶縁温度が、１００℃を越えないことが非常に重要であり、このことはまた、高分子の選択においても、重要な判断基準となるものである。
　【００７６】
　このような装置は、一般的には室温で、せいぜい１０００ｍΩ、好ましくはせいぜい５００ｍΩの抵抗を有するものであり、また、通常、せいぜい１００Ω−ｃｍ、好ましくはせいぜい５０Ω−ｃｍの体積抵抗を有するＰＴＣ導電高分子組成物が使用されるものである。本発明の回路保護装置は、好ましくは、ＰＴＣ導電組成物と、物理的および電気的な接触があり、化学結合するものもある、２つの電極からなるものである。
　【００７７】
　この電極とＰＴＣ組成物とは、好ましくは第１図に示されているように、電流がＰＴＣ組成物を流れ、この装置の直径がｄ、通路長がｔであるとき、ｄ／ｔが少なくとも２、好ましくは少なくとも１０、特に好ましくは２０であるように、配されたものである。この装置の厚さ（即ち、ＰＴＣ高分子層、電極、酸素障害、および容器を含有する）は、好ましくは薄いものがよく、０．０２０から３．０ｍｍ、好ましくは０．０３から１．０ｍｍであるのが良い。この装置の相当径は、３から８０ｍｍの範囲、好ましくは５から５０ｍｍであるのが良い。ここで、”相当径”とは、電流が流れるエリアと同じエリアを有する円の直径を示すものであり、このエリアはどのような形状であってもよいが、一般的には、装置を製造するのに容易な形、すなわち円もしくは長四角形である。一般には、一定の厚さを有する平面状のＰＴＣエレメントの両面に、平面電極を各々設けることが好ましい。しかしながら、寸法および電気的な必要性に応じて、他のアレンジを行なうことは可能である。たとえば、２つより多い電極、１つより多いＰＴＣエレメント、模型のＰＴＣエレメント、もしくは一定の厚さを有する湾曲した薄層からなるＰＴＣエレメントを介在させた湾曲した薄層電極などが挙げられる。このようなアレンジにおける、ｄ／ｔ比の計算方法は、当業者には自明なものである。
　【００７８】
　本発明で用いられる組成物は、溶融成形、たとえば押し出し成形や鋳型成形を含有する課程により形成されるのが好ましい。
　【００７９】
　ＰＴＣエレメントは、一般的に均一な成分からなるものであるが、たとえば異なった抵抗率、及び／もしくは、異なった切り替え温度を有する、２層以上の層から形成されても良いものである。電極は、ＰＴＣエレメントに直接接触していても良く、もしくは、一つ以上の電極が他の導電材料、たとえば、相対的に一定な抵抗率を有する導電高分子の層を介して、電気的に接触していても良いものである。
　【００８０】
　回路保護装置は、回路が障害状態にあるとき、回路を流れる電流を連続して制限するために、絶縁となった後、電力源の電圧に耐えられるものであるべきである。近年の電気装置、たとえばコードレス電気ドリルやオートモービルは、しばしば高容量バッテリー、たとえば２０Ｖより大きい、時には２５Ｖまでの高容量バッテリーにより駆動するものである。
　【００８１】
　この装置の厚さは一般に非常に薄いが、非常に高い電圧ストレスに耐えられるものでなければならない。たとえば、ＰＴＣ組成物の厚さが０．２５ｍｍで供給電力電圧が２５Ｖであるとき、そのＰＴＣ組成物の電圧ストレスは、１００Ｖ／ｍｍである。広範囲に使用されている従来のＰＴＣ組成物は、せいぜい８０Ｖ／ｍｍまでの電圧ストレスにのみ、耐えられるものであり、これはすなわち、たった８０Ｖ／ｍｍの絶縁強度を有するに過ぎないものである。安全のために、本発明による回路保護装置は、絶縁温度における標準電圧増加量を測定すると、少なくとも２００Ｖ／ｍｍ、好ましくは少なくとも４００Ｖ／ｍｍ、最も好ましくは少なくとも６００Ｖ／ｍｍの絶縁強度を有するものである。この絶縁強度は、６００から８００Ｖ／ｍｍであるのが好ましい。
　【００８２】
　上記の回路においては、回路保護装置のパラメータは、他の回路エレメント、装置周囲の媒体、および、この装置から媒体へと熱が失われる速度に関連して、定められるものである。しかしながら、回路保護装置のパラメータは、標準回路および標準熱環境におかれたときに使用される方法により、決定されるものである。したがって、本発明は切り替え温度Ｔｓを有するＰＴＣ組成物と、電力源に接続可能な少なくとも２つの電極とからなるものであり、接続されると電流が前記ＰＴＣ組成物に流れるものである。前記装置は、せいぜい５０Ｖの電圧を有する電力源に直列に繋がっている装置からなるテスト回路のようなものであり、また、前記装置は、静止空気内にあるものである。静止空気が２５℃であるとき、装置がＩ２Ｒ加熱により熱を発する速度と、熱が装置から失われる速度との間の平衡が不安定になるものであるが、この装置は、安定な操作状態において、以下のようなものを有するものである。
　【００８３】
　（Ａ）電流が、前記ＰＴＣ組成物を流れ、相当径がｄで平均通路の長さがｔであるとき、ｄ／ｔが少なくとも２である領域まで流れる。
（Ｂ）前記装置が１オームより少ない抵抗Ｒｄｎを有し、前記ＰＴＣ組成物が１０Ω−ｃｍより少ない抵抗率を有しているとき、その装置の温度は、温度Ｔｄｎである。
（Ｃ）空気が、２５℃より低い温度Ｔｎである。
（Ｄ）装置がＩ２Ｒ加熱により熱を発する速度と、熱が装置から失われる速度との間は、安定平衡である。
　【００８４】
　本発明による典型的な回路を第３図に示す。ここで、本発明による回路保護装置３は、直列に、負荷４および電力源５に、接続するものである。本発明による第２の回路を、第４図に示す。ここで、回路保護装置３および負荷４を有する回路の電力源は、変圧器６により提供されるものである。本発明によるさらなる回路を、第５図に示す。この回路においては、この電気装置の電流制限機能は熱感応機能と組み合わされているものであるが、ここにおいて、電気装置３は、負荷４と、熱的に接触しているものである。
　【００８５】
　本発明を、主にひとつのＰＴＣ回路保護装置を有する回路を参照して説明するが、本発明は、これに限られるものではなく、異なった障害状態により絶縁されることのできる２つ以上の装置を有する回路でもよく、この回路保護装置は、直列または並列につないだ、所望の保護効果を与える２つ以上の電気装置を有するのに使用されてもよいものである。
　【００８６】
　第３図に示されるように、本発明の電気装置は、一般に、負荷ＲＬと電力源に直列につながれているものであり（保護されるべき装置）、この直列の回路においては、電流制限抵抗はないものである。この配列によれば、通常の条件下、ＰＴＣ装置の電圧ＶＰＴＣは、以下のように表されるものである。
　【００８７】
　ＶＰＴＣ＝ＶＰＳＲＰＴＣ／（ＲＰＴＣ＋ＲＬ）
　【００８８】
　ここで、ＶＰＳは電力源電圧である。通常の操作において、絶縁前には、ＲＰＴＣはＲＬよりも小さいものであり、電力源電圧ＶＰＳのほとんどすべては、負荷に印加するものである。
　【００８９】
　もし、負荷が短絡障害状態にあるならば、電力源電圧ＶＰＳは、直接ＰＴＣ装置に適用されるものである。このＰＴＣ装置は、その後、低抵抗状態にあるので、高注入電流が装置に流れ、これが内部オーム加熱を引き起こすものである。ＰＴＣ装置の温度が切り替え温度Ｔｓに達すると、第６図に示したように、装置の抵抗は急速に上がり、その結果、直流回路を流れる電流は、小さな値へと減少するするものである。しかしながら、この時、ＰＴＣ装置の抵抗は、負荷の抵抗よりも一段と大きく、電力源電圧を吸収する抵抗はないので、実質的に、全ての電力源電圧が、ＰＴＣエレメントに印加されることになる。連続して操作するためには、ＰＴＣエレメントの破壊電圧は、電力源電圧よりも大きくなければならないものである。言い換えれば、この回路を通る電流は、再度上昇するものである。
　【００９０】
　このように、通常のＰＴＣ装置の低破壊電圧では、その適用が限られ、電力源電圧が低いものにしか、適用できないものである。一方、本発明による装置は、非常に高い破壊電圧を有するため、非常に高い電力源電圧を必要とするものにも適用可能である。
　【００９１】
　本発明のいくつかの典型的な適用を以下に述べる。携帯用パーソナルコンピュータは、近年、進化してきており、印刷機能を有したり、一度のバッテリーチャージで長期間操作できるものである。このため、このようなコンピュータには、大きな電力容量のバッテリーが装備されていなければならず、たとえば、大量の電流を供給すべく、３８Ｖの全電圧、および７５０ミリオーム程の非常に小さな内部抵抗を有する、１５Ｎｉ−Ｃｄ単電池のようなものである。このようなコンピュータのディスクドライブもしくはプリンタモータは、通常、１０オームの抵抗を有し、短絡障害にあるならば、５０アンペアの電流がこの障害回路を流れたとき、オーバーヒートするなどして、このコンピュータが破壊されてしまう恐れがあるものである。しかしながら、このような危険は、本発明による回路保護装置を、バッテリーに直列につないで使用することにより、防ぐことができるものである。好ましくは、この回路保護装置は、４００ミクロンの厚さで、各側は１０ｍｍの大きさで、５０ミリオームの正規抵抗を有すると良いものである。このような装置は、コンピュータに重大な障害が起こることを防止するため、０．１アンペアに、電流を制限できるものである。通常の回路保護装置は、低い破壊電圧しか有さないため、このように高電流／高電圧は、適用できないものである。
　【００９２】
　もうひとつの例としては、本発明による回路保護装置は、コードレス電気ドライバなど、扱いやすいようにコンパクトで軽量なもののモータを保護するために使用されるものである。このようなものに対しては、通常、高容量バッテリーが必要とされ、たとえば、３０Ｖの全出力電圧を有する、１０リチウム単電池などが必要とされるものである。短絡に対してモータを保護するために、本発明による回路保護装置は、バッテリーと直列につなぐことが可能なものである。
　【００９３】
　本発明を、実施例を挙げて、より具体的に説明する。ただし、本発明はここで挙げられた実施例に限定されるものではない。特記しないかぎり、以下の実施例に記載した”部”、”パーセント”および”比率”は、重量部、重量パーセント、および重量比率である。
　【００９４】
　（実施例１）
表３に示した成分を、１５０℃で、１０分間、バンバリミキサーで混合し、ロールで圧延した。この混合物のシートを混粒機にかけ、溶融押出して、０．２ｍｍの厚さの薄いフィルムシートとした。このシートは、２枚の、０．０５ｍｍの厚さの電着されたニッケルフォイルに挟まれた。なお、このＰＴＣ高分子と接触する面のニッケルフォイルは、直径が５ミクロンのミクロこぶ状態めっきからなる表面を有しているものである。ここで得られたサンドイッチ状の積層物を、５０ｋｇ／ｃｍ２の圧力下、１８０℃の温度で３０分間圧縮すると、０．１０ｍｍの厚さからなる薄層ＰＴＣ組成物のシートが形成された。なお、このシートは、同圧力下、室温まで冷却された。熱処理を施した後、この薄層ＰＴＣ組成物のシートは、８Ｍｒａｄで電子線照射することにより、架橋された。
　【００９５】
　薄層ＰＴＣ組成物のシートから１０ｍｍｘ１０ｍｍの４角片を切り取り、ニッケルフォイルリード導線を、各電極に取付た。この、表３に記載された成分からなるＰＴＣ装置の物理的特性は、表３に示されているものである。本実施例に使用された高分子は、エチレンおよびメタクリル酸およびその亜鉛塩からなるコポリマーであり、約２５％の結晶化度および約９８℃の融点を有する、ハイミラン（Ｈｉ−Ｍｉｌａｎ）１６５０（デュポン三井ポリケミカル社製）であった。各実施例に使用された酸化防止剤は、４、４’−チオビス−６−ターシャリーブチル−３−メチルフェノール（サントノックスＲ（Ｓａｎｔｏｎｎｏｘ　Ｒ）である。実施例におけるＰＴＣ高分子層は、約６０％のゲル率で、架橋された。
　【００９６】
　使用された各カーボンブラックの量は、表３に示したように、最適なＰＴＣ作用および破壊電圧を提供するのに最も適当な量である。
　【００９７】
　このようにして得られたサンプルは、各々以下の方法によりテストされた。各装置のＡＣ破壊電圧は、自動変圧器を用いて、破壊電圧が試験片のイグニションもしくは燃焼により提示されるまで、室温で６０Ｖ／ｍｉｎの一定速度において電圧を増加させることにより、測定された。また、装置の抵抗は、室温でホイートストーンブリッジを用いることにより、測定された。絶縁電流は、室温で静止空気の条件下、一定ＤＣ電圧ジェネレータを用いて、５０ｍＶずつ電圧を上げて２分間、その電圧を保持させることにより測定された。この絶縁亀流は、電圧と電流との関係曲線から測定されたものである。また、絶縁温度は、絶縁状態において、５Ｖの電圧がこの装置にかけられたときの、この装置の電極表面における熱電対により、測定された。
　【００９８】
　アサヒＦＴカーボンブラックを含有する組成物では、１００ｍΩより小さい抵抗を与えることが不可能なものであった。これに対して、ＭＥ０１０およびＭＥ０１１を含有するＰＴＣ層は、優れた破壊電圧と低抵抗を示した。他の、デンカアセチレンブラックやバルカンＸＣ−７２などのカーボンブラックは、ＭＥ０１０およびＭＥ０１１の場合と比較して、破壊電圧に関しては劣るものであった。
　【００９９】
　【表３】
　【０１００】
　（実施例２）
表４に示される成分が、混合されて、実施例１と同様の方法にてＰＴＣ装置が形成された。これらの実施例のテスト結果を表４に示す。ケッチェンブラックを含有するＰＴＣ組成物は、非常に低い抵抗を示し、また、非常に低い破壊電圧も提示するものであった。一方、ＤＩＡブラックＨの場合には、抵抗および破壊電圧の双方とも、中間値を示し、適当なものではなかった。本実施例に使用された高分子は、エチレンとビニル酢酸のコポリマーであり、少量のエポキシ基が、高分子鎖に結合するものである（ポンドファスト７Ｂ、住友化学株式会社製）。この高分子の結晶化度は、約２０％であり、電気装置におけるＰＴＣ層は、約６０％架橋していた。実施例１で使用されたものと同様の酸化防止剤が、使用された。各装置の絶縁温度は、７０℃であった。
　【０１０１】
　この高分子を含有する組成物は、非常に低い抵抗と、比較的低い絶縁温度を有するものであり、このものは、隣接熱感応成分に対して、熱によるダメージを与えることを防御するものである。
　【０１０２】
　【表４】
　【０１０３】
　表５に示した成分が混合され、ＰＴＣ装置が、実施例１と同様の方法にて形成された。本実施例に使用された高分子は、高密度ポリエチレン（ＨＩＺＥＸ　２２００Ｊ、三井石油化学工業株式会社製）であり、１２０℃の融点を有する高結晶高分子（９０％）である。また、ここで使用された酸化防止剤は、テトラキス−［メチレン−３−（３’、５’−ジーターシャリーブチル−４’−ヒドロキシ−フェニル）プロピオネート］メタン（Ｉｒｇａｎｏｘ　１０１０）である。各サンプルにおけるＰＴＣ層は、約６０％、架橋していた。
　【０１０４】
　表５に示すテスト結果は、実施例１および２と比較すると、より高い破壊電圧を示し、これはこの高分子の結晶化度によるものである。しかしながら、このＰＴＣ組成物は、電気装置において、隣接する熱感応成分にダメージを与える可能性のある、比較的高い絶縁温度を有するものである。高結晶化度高分子がＰＴＣ組成物に使用される場合には、ＭＥ０１０およびＭＥ０１１は、他のカーボンブラックよりも高い破壊電圧をあたえることがわかる。
　【０１０５】
　これらの結果は、広範囲の結晶性高分子とともに特別なカーボンブラックを含有する、本発明によるＰＴＣ組成物が、過剰電流に対する回路保護装置に使用された場合、通常のＰＴＣ組成物よりも高い電圧ストレスに耐え、より高い破壊電圧を有するものである。
　【０１０６】
　【表５】
　【０１０７】
　以上、実施例とともに本発明を詳細に説明してきたが、本発明の範囲をこえない種々の変形が、すべて本発明に包含されることは、当業者にとって明白に理解できるものであろう。
【図面の簡単な説明】
　【図１】本発明による電気装置を示す概略斜示図である。
　【図２】複数の電極層を有する本発明による電気装置を示す概略正面図である。
　【図３】本発明による電気装置を含む回路を示す回路図である。
　【図４】本発明による電気装置を含む回路を示す回路図である。
　【図５】本発明による電気装置を含む回路を示す回路図である。
　【図６】本発明による組成物のＰＴＣ特性、本発明の電気装置の抗温度特性を示すグラフである。
　【図７】本発明の電気装置の電流−電圧特性を示すグラフである。
　【符号の説明】
　１　金属フォイル電極層
　２　正の温度係数を有する導電性高分子組成物
　３　回路保護装置
　４　負荷
　５　電力源
　【表１】
　【表２】
　【表３】
　【表４】
　【表５】