(57)【要約】有機重合体を含むＰＴＣ導電性重合体混合物は、高密度ポリエチレン(ＨＤＰＥ)を３０〜４０重量％と、低密度ポリエチレン(ＬＤＰＥ)を２０〜４０重量％と、エチレン-アクリル酸共重合体(ＥＡＡ)またはエチレン-酢酸ビニル共重合体(ＥＶＡ)を１０〜３０重量％の量で含むポリオレフィン成分に、無水マレイン酸をグラフトした、高密度ポリエチレンまたは低密度ポリエチレンを２０〜３０重量％の量で添加されてなる有機重合体と、前記有機重合体１００重量％中に６０〜１２０重量％で分散された導電性粒子と、架橋反応のために前記有機重合体１００重量％に対して０.２〜０.５重量％で添加された過酸化物架橋剤を含んでなる。従って、無水マレイン酸をグラフトしたポリエチレンの添加含量を適切に調節することにより、スイッチング温度やトリップ時間(trip time)のようなＰＴＣ特性を制御できる。
2005501376.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機重合体に導電性粒子を分散させることによりＰＴＣ特性を具現する有機ＰＴＣ(Positive Temperature Coefficient)複合体であって、
前記導電性複合体は、
架橋反応のために用いられる過酸化物架橋剤を、前記有機重合体１００重量％に対して０.２〜０.５重量％の量で含有し、
前記有機重合体は、
(１)高密度ポリエチレン(ＨＤＰＥ)を３０〜４０重量％、低密度ポリエチレン(ＬＤＰＥ)を２０〜４０重量％、エチレン-アクリル酸共重合体(ＥＡＡ)またはエチレン-酢酸ビニル共重合体(ＥＶＡ)を１０〜３０重量％の量で含むポリオレフィン成分と、
(２)前記ポリオレフィン成分に２０〜３０重量％の量で添加される、無水マレイン酸をグラフトした、高密度ポリエチレンまたは低密度ポリエチレンと、
からなり、
前記無水マレイン酸をグラフトしたポリエチレンの添加量を適切に調節することによりスイッチング温度とトリップ時間(trip time)を制御可能な有機ＰＴＣ複合体。
【請求項２】
前記導電性粒子は、前記有機重合体１００重量％中に６０〜１２０重量％の量で分散されていることを特徴とする請求項１に記載の有機ＰＴＣ複合体。
【請求項３】
前記有機重合体の重量に対して０.２〜０.５重量％の量の酸化防止剤をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の有機ＰＴＣ複合体。
【請求項４】
前記有機ＰＴＣ複合体は、常温で０.８〜２.０Ω-cmの抵抗率を有することを特徴とする請求項２に記載の有機ＰＴＣ複合体。
【請求項５】
前記有機ＰＴＣ複合体は、常温で０.８〜２.０Ω-cmの抵抗率を有することを特徴とする請求項３に記載の有機ＰＴＣ複合体。
【請求項６】
高密度ポリエチレン(ＨＤＰＥ)を３０〜４０重量％、低密度ポリエチレン(ＬＤＰＥ)を２０〜４０重量％、エチレン-アクリル酸共重合体(ＥＡＡ)またはエチレン-酢酸ビニル共重合体(ＥＶＡ)を１０〜３０重量％の量で含むポリオレフィン成分に、カーボンブラックのような導電性粒子を分散させ、次いで過酸化物架橋剤でポリオレフィン成分を架橋して得られた有機ＰＴＣ複合体のＰＴＣ特性の制御方法であって、
前記制御方法において、前記ポリオレフィン成分に無水マレイン酸をグラフトした、高密度ポリエチレンまたは低密度ポリエチレンを２０〜３０重量％の量で添加することにより、スイッチング温度(Ｔｓ)とトリップ時間とを制御することが可能な、有機ＰＴＣ複合体のＰＴＣ特性を制御する方法。
【請求項７】
前記無水マレイン酸をグラフトしたポリオレフィンの添加量が増加するにしたがって、スイッチング温度は減少し、トリップ時間は増加することを特徴とする請求項６に記載の有機ＰＴＣ複合体のＰＴＣ特性を制御する方法。
【請求項８】
以下の（１）および（２）から構成される電子デバイス；
（１）（ａ）高密度ポリエチレン(ＨＤＰＥ)を３０〜４０重量％、低密度ポリエチレン(ＬＤＰＥ)を２０〜４０重量％、エチレン-アクリル酸共重合体(ＥＡＡ)またはエチレン-酢酸ビニル共重合体(ＥＶＡ)を１０〜３０重量％の量で含むポリオレフィン成分に、無水マレイン酸をグラフトした高密度ポリエチレンまたは低密度ポリエチレンを２０〜３０重量％の量で添加されてなる有機重合体と、
（ｂ）前記有機重合体１００重量％中に６０〜１２０重量％の量で分散された導電性粒子と、
（ｃ）架橋反応のために前記有機重合体１００重量％中に０.２〜０.５重量％の量で添加された過酸化物架橋剤と、
を含んでなるＰＴＣ素子、
（２）各々電源に連結可能で、連結された場合、電流が前記ＰＴＣ素子を介して流れるようにする二つの電極。
【請求項９】
前記電子デバイスに対して１０００回の連続的なサイクル試験にて電流-時間特性を測定したとき、トリップ時間を、デバイスの抵抗が１０Ωになり、印加される過負荷電流が５Ａになったときとした場合に、全ての試験において、Ｒ１/Ｒ０(ここで、測定後の抵抗をＲ１とし、測定前の抵抗をＲ０とする)の比が１.０〜１.５であることを特徴とする請求項８に記載の電子デバイス。
【請求項１０】
電流-時間特性実験において、前記電子デバイスがトリップされた状態で、１０時間経過した後のＲ１/Ｒ０の比が１.０〜２.５であることを特徴とする請求項９に記載の電子デバイス。
【請求項１１】
前記電子デバイスに対して１０回の連続的なサイクル試験にて温度-抵抗特性を測定すると、全ての試験において、Ｒ２/Ｒ０(ここで、測定後の抵抗をＲ２にし、測定前の抵抗をＲ０にする)の比が１.０〜２.０であることを特徴とする請求項８に記載の電子デバイス。
【請求項１２】
最大抵抗値と常温抵抗値との割合が１０6以上である場合にも、全ての試験において、Ｒ２/Ｒ０の比が１.０〜２.０であることを特徴とする請求項１１に記載の電子デバイス。
【請求項１３】
温度-抵抗特性実験において、１４０℃以上で、Ｒ３/Ｒ０(ここで、Ｒ３はピーク値抵抗、Ｒ０は初期化抵抗)の比が１０5以上であることを特徴とする請求項１２に記載の電子デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＰＴＣ(Positive Temperature Coefficient)複合体およびこのような複合体を有する電子デバイスに関するものである。特に、本発明は、導電性重合体内に、無水マレイン酸をグラフトしたポリエチレンを添加してＰＴＣ複合体を作製することにより、スイッチング温度とトリップ時間とを容易に調節できるＰＴＣ複合体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＴＣ特性とは、温度上昇に従って比較的に狭い温度領域で電気抵抗が急増する性質を言う。ＰＴＣ複合体は、前記のＰＴＣ特性を有し、一般にヒーター、ポジティブ特性サーミスタ、点火センサー、バッテリーなどの回路が短絡する場合、回路の電流を制限する回路保護素子などとして用いられる。この回路保護素子は、短絡の原因が除去されると回路を復帰させる。
【０００３】
また、別のＰＴＣ複合体の使用例としては、本複合体に二つ以上の電極を電気的に接続させたＰＴＣ素子がある。このようなＰＴＣ素子は、前記のように自己温度制御作用を発揮し、過電流や過熱を防ぐ素子として用いられる。
【０００４】
ＰＴＣ素子を使用する場合の過電流防止メカニズムを下記に記載する。ＰＴＣ複合体の常温時の抵抗率は充分低いため、通常、回路に電流が流れる。しかし、短絡事故などにより回路に多い電流が流れると、この電流によりＰＴＣ素子にジュール(Ｊｏｕｌｅ)熱が生じ、ＰＴＣ特性によりＰＴＣ素子の温度が上昇するにつれ、抵抗率が上昇するため。この抵抗により、ＰＴＣ素子を通じて流れる電流をブロックし、回路を保護する。これを一般に、限界電流性能という。
【０００５】
このようなＰＴＣ素子、またはＰＴＣ複合体としては、高電圧下でも繰り返して使用できる限界電流性能を有する必要がある。また、ＰＴＣ素子において初期抵抗率を充分低下させるとともに、有効なＰＴＣ特性を付与することが限界電流性能を向上させることになる。
【０００６】
ＰＴＣ複合体として各種物質が開発されている。この中の一つとしてＢａＴｉＯ3に１価または３価の金属酸化物を添加して得られるＰＴＣ複合体が従来から知られている。しかし、この複合体は、ＰＴＣ特性が発現した直後にＮＴＣ(Negative Temperature Coefficient)特性が発現するため、１msec以下で電流が流れる問題点がある。
【０００７】
従って、ポリエチレン、ポリプロピレンまたはエチレン-アクリル酸共重合体などの有機重合体にカーボンブラック、炭素繊維、黒鉛または金属粒子などの導電性粒子を分散させる技術が開発されている。このようなＰＴＣ複合体は、一般に有機重合体として使用される一つ以上の樹脂に、必要量の導電性粒子を添加し、混練することにより製造する。
【０００８】
このようなＰＴＣ特性を用いた関連技術としては、例えば米国特許第３２４３７５３号、第３８２３２１７号、第３９５０６０４号、第４１８８２７６号、第４２７２４７１号、第４４１４３０１号、第４４２５３９７号、第４４２６３３９号、第４４２７８７７号、第４４２９２１６号、第４４４２１３９号などが挙げられる。
【０００９】
さらに、韓国公開特許公報第９９-６３８７２号には、変性ポリオレフィンに導電性微粒子充填剤をグラフトさせて得られたＰＴＣ複合体が開示されている。このＰＴＣ複合体は、柔らかい表面を持つ金属電極に対して優れた付着性を示し、サイクル(即ち、低抵抗状態から高抵抗状態に変化させ、それから復帰させる)を繰り返した後、実質的に初期値またはより低い値の抵抗に回復し、トリップされた状態の期間が延長される。
【００１０】
しかし、このような従来の技術の何れも、結晶性重合体の混合物に、無水マレイン酸をグラフトしたポリオレフィンを含有させてスイッチング温度とトリップ時間とを制御する技術は開示されていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明者は、ＨＤＰＥ(高密度ポリエチレン)と、ＬＤＰＥ(低密度ポリエチレン)と、ＥＥＡ(エチレン-エチルアクリレート共重合体)と、ＥＡＡ(エチレン-アクリル酸共重合体)またはＥＶＡ(エチレン-酢酸ビニル共重合体)との混合物に、無水マレイン酸をグラフトしたＬＤＰＥまたはＨＤＰＥを添加することにより、ＰＴＣ複合体のスイッチング温度およびトリップ時間を制御することが可能であることを見出した。
【００１２】
本発明の目的は、スイッチング温度とトリップ時間とを容易に調節できるＰＴＣ複合体およびこの複合体のＰＴＣ特性を調節する方法を提供することである。
【００１３】
本発明の他の目的は、導電性ポリマーを、過酸化物架橋剤を用いて架橋反応させることにより、熱安定性と導電性に優れたＰＴＣ複合体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
このような目的を達成するため、本発明のＰＴＣ複合体は、高密度ポリエチレン(ＨＤＰＥ)を３０〜４０重量％、低密度ポリエチレン(ＬＤＰＥ)を２０〜４０重量％、エチレン-アクリル酸共重合体(ＥＡＡ)またはエチレン-酢酸ビニル共重合体(ＥＶＡ)を１０〜３０重量％の量で含むポリオレフィン成分に、無水マレイン酸をグラフトした、高密度ポリエチレンまたは低密度ポリエチレンを２０〜３０重量％の量で添加されてなる有機重合体と、前記有機重合体１００重量％中に６０〜１２０重量％の量で分散された導電性粒子と、架橋反応のために前記有機重合体１００重量％に対して０.２〜０.５重量％の量で添加された過酸化物架橋剤と、を含んでなる。
【００１５】
従って、前記無水マレイン酸をグラフトしたポリエチレンの添加量を好適に調節することにより、スイッチング温度とトリップ時間(trip time)を制御することが可能になる。
【００１６】
本発明の他の態様としては、ＰＴＣ特性を制御する方法を提供することにある。その方法は、高密度ポリエチレン(ＨＤＰＥ)を３０〜４０重量％、低密度ポリエチレン(ＬＤＰＥ)を２０〜４０重量％、エチレン-アクリル酸共重合体(ＥＡＡ)またはエチレン-酢酸ビニル共重合体(ＥＶＡ)を１０〜３０重量％の量で含むポリオレフィン成分に、カーボンブラックのような導電性粒子を分散させ、次いで過酸化物架橋剤で架橋反応させた有機ＰＴＣ複合体において、前記ポリオレフィン成分に、無水マレイン酸をグラフトした、高密度ポリエチレンまたは低密度ポリエチレンを２０〜３０重量％の量で含有させることにより、スイッチング温度(Ｔｓ)とトリップ時間を制御する方法である。
【００１７】
この時、導電性有機重合体に添加される、無水マレイン酸をグラフトしたポリエチレンの含量が増加すると、スイッチング温度とトリップ時間は低下する。
【００１８】
本発明のさらに他の態様としては、電子デバイスを提供することにある。この電子デバイスは、高密度ポリエチレン(ＨＤＰＥ)を３０〜４０重量％、低密度ポリエチレン(ＬＤＰＥ)を２０〜４０重量％、エチレン-アクリル酸共重合体(ＥＡＡ)またはエチレン-酢酸ビニル共重合体(ＥＶＡ)を１０〜３０重量％の量で含むポリオレフィン成分に、無水マレイン酸をグラフトした高密度ポリエチレンまたは低密度ポリエチレンを２０〜３０重量％の量で添加してなる有機重合体と、前記有機重合体１００重量％中に６０〜１２０重量％の量で分散された導電性粒子と、架橋反応のために前記有機重合体１００重量％に対して０.２〜０.５重量％の量で添加された過酸化物架橋剤とを含んでなるＰＴＣ素子と、各々電源に連結可能で、連結された時、電流が前記ＰＴＣ素子を介して流れるようにする二つの電極とから構成されている。
【００１９】
本発明は、常温で０.８〜２.０Ω-cmの抵抗率を有し、温度-抵抗特性と電流-時間特性とに優れ、温度上昇と下降とが繰り返された後でも、抵抗が初期状態に維持される有機ＰＴＣ複合体を提供する。
【００２０】
具体的に、本発明の有機ＰＴＣ複合体は、ＨＤＰＥ、ＬＤＰＥ、ＥＥＡ（エチレン-アクリル酸エチル共重合体）、ＥＶＡ（エチレン-酢酸ビニル共重合体）、ＥＡＡ（エチレン-アクリル酸共重合体）などからなる有機重合体に、無水マレイン酸をグラフトしたＬＤＰＥ（またはＨＤＰＥ）、およびカーボンブラックのような導電性微粒子充填剤を添加し、架橋剤を用いて混合物を架橋させて得られる。また、本発明のＰＴＣ複合体には、酸化防止剤、不活性充填剤、安定剤、分散剤などの他の添加剤がさらに含まれていてもよい。
【００２１】
本発明の有機重合体は、高密度ポリエチレンを３０〜４０重量％と、低密度ポリエチレンを２０〜４０重量％と、エチレン-アクリル酸共重合体、エチレン-酢酸ビニル共重合体またはエチレン-エチルアクリレートを１０〜３０重量％の量で含有する。
【００２２】
前記有機重合体に添加される無水マレイン酸をグラフトした高密度ポリエチレンまたは低密度ポリエチレンの含量は、２０〜３０重量％が適切である。
【００２３】
また、前記導電性微粒子充填剤としては、ニッケル粉末、金粉末、銅粉末、銀メッキされた銅粉末、金属合金粉末、カーボンブラック、炭素粉末または黒鉛を用いることができる。特に、本発明における導電性微粒子充填剤としては、カーボンブラックを用いることが最も好ましい。
【００２４】
カーボンブラックは、前記有機重合体の重量を基準に６０〜１２０重量％の量で添加されることが好ましい。
【００２５】
架橋反応のために添加される過酸化物架橋剤の量は０.３〜０.８重量％が好ましい。
【００２６】
さらに、添加剤として添加される酸化防止剤の量は０.２〜０.５重量％が好ましい。
【００２７】
前述したような組成である有機ＰＴＣ複合体は、二つの薄膜金属電極の間に配置されることにより、ＰＴＣ特性を有する電子デバイスを製造することができる。このような電子デバイスの一例を図１に示した。図１に示したように、ＰＴＣ特性を有する電子デバイスは、二つの薄膜金属電極１と、これらの間に接合されているＰＴＣ素子２とからなる。このＰＴＣ素子２は、前述のＰＴＣ複合体からなる。
【００２８】
前記金属電極としては、銅メッキ膜やニッケルメッキ膜を用いることが好ましい。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の有機ＰＴＣ複合体は、無水マレイン酸をグラフトしたポリオレフィンの含量を適切に調節することにより、電子デバイスのＰＴＣ特性を任意に制御できる。
【００３０】
特に、無水マレイン酸をグラフトしたポリオレフィンの含量が減少することに従って、スイッチング温度は増加し、かつトリップ時間は減るようになる。
【００３１】
また、本発明の電子デバイスは、過酸化物架橋剤を用いて化学架橋をしているため、架橋することなく得られた電子デバイスに比べて熱安定性に優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下では本発明のＰＴＣ複合体と、これを用いた電子デバイスを製造する過程を詳しく説明する。
【００３３】
高密度ポリエチレン(ＨＤＰＥ)を３０〜４０重量％、低密度ポリエチレン(ＬＤＰＥ)を２０〜４０重量％、エチレン-アクリル酸共重合体(ＥＡＡ)またはエチレン-酢酸ビニル共重合体(ＥＶＡ)を１０〜３０重量％の量で含むポリオレフィン成分に、無水マレイン酸をグラフトした、高密度ポリエチレンまたは低密度ポリエチレンを２０〜３０重量％の量で添加されてなる有機重合体と、前記有機重合体１００重量％中に６０〜１２０重量％の量で分散された導電性粒子と、架橋反応のために前記有機重合体１００重量％に対して０.２〜０.５重量％で添加された過酸化物架橋剤とを含んでなる配合物を、バンバリミキサ(Banbury mixer)内で、溶解温度以上で２０〜３０分間混練する。
【００３４】
このように混合された混合物を１４０℃の温度で、３００kg/cm2の圧力下で２分間圧縮鋳型して厚さ５ｍｍのＰＴＣ素子を作製する。
【００３５】
このＰＴＣ素子は、適切な温度で金属電極に接着し、架橋工程を経たのち冷却することにより、図１のような最終的な電子デバイスが作製される。
【００３６】
この電子デバイスは、二つの金属薄膜に挟まれたＰＴＣ素子(導電性複合体)を有しており、金属電極の厚さは１５〜５０μｍ、ＰＴＣ素子の厚さは１５０〜４００μｍである。最終的な電子デバイスはディスク形状であり、中心部に適切な大きさの孔が穿孔されているドーナツ型の形状であることがより好ましい。
【００３７】
以下で、本発明の実施例の構成について詳しく説明する。
【００３８】
実施例１
密度が０.９５〜０.９６５g/cm3、メルトインデックスが３〜６である高密度ポリエチレン３５重量％と、密度が０.９０〜０.９３g/cm3、メルトインデックスが３〜６である低密度ポリエチレン３５重量％と、ＥＶＡ(エチレン-酢酸ビニル共重合体)３０重量％とからなる有機重合体１００重量％に対して、カーボンブラック７０重量％と、酸化防止剤０.３重量％と、過酸化物架橋剤０.２重量％とを添加して有機ＰＴＣ複合体を調製した。
【００３９】
実施例２
密度が０.９５〜０.９６５g/cm3、メルトインデックスが３〜６である高密度ポリエチレン３０重量％と、密度が０.９０〜０.９３g/cm3、メルトインデックスが３〜６である低密度ポリエチレン３０重量％と、ＥＶＡ(エチレン-酢酸ビニル共重合体)１０重量％と、密度が０.９０〜０.９３g/cm3、メルトインデックスが３〜６である無水マレイン酸をグラフトした低密度ポリエチレン３０重量％とからなる有機重合体１００重量％に対して、カーボンブラック７０重量％と、酸化防止剤０.３重量％と、過酸化物架橋剤０.２重量％とを添加して有機ＰＴＣ複合体を調製した。
【００４０】
実施例３
密度が０.９５〜０.９６５g/cm3、メルトインデックスが３〜６である高密度ポリエチレン３５重量％と、密度が０.９０〜０.９３g/cm3、メルトインデックスが３〜６である低密度ポリエチレン３５重量％と、ＥＶＡ(エチレン-酢酸ビニル共重合体)１０重量％と、密度が０.９０〜０.９３g/cm3、メルトインデックスが３〜６である無水マレイン酸をグラフトした低密度ポリエチレン２０重量％とからなる有機重合体１００重量％に対して、カーボンブラック７０重量％と、酸化防止剤０.３重量％と、過酸化物架橋剤０.２重量％とを添加して有機ＰＴＣ複合体を調製した。
【００４１】
実施例４
密度が０.９５〜０.９６５g/cm3、メルトインデックスが３〜６である高密度ポリエチレン４０重量％と、密度が０.９０〜０.９３g/cm3、メルトインデックスが３〜６である低密度ポリエチレン４０重量％と、ＥＶＡ(エチレン-酢酸ビニル共重合体)１０重量％と、密度が０.９０〜０.９３g/cm3、メルトインデックスが３〜６である無水マレイン酸をグラフトした低密度ポリエチレン１０重量％とからなる有機重合体１００重量％に対して、カーボンブラック７０重量％と、酸化防止剤０.３重量％と、過酸化物架橋剤０.２重量％とを添加して有機ＰＴＣ複合体を調製した。
【００４２】
実施例５
密度が０.９５〜０.９６５g/cm3、メルトインデックスが３〜６である高密度ポリエチレン３０重量％と、密度が０.９０〜０.９３g/cm3、メルトインデックスが３〜６である低密度ポリエチレン３０重量％と、ＥＶＡ(エチレン-酢酸ビニル共重合体)１０重量％と、密度が０.９５〜０.９６５g/cm3、メルトインデックスが３〜６である無水マレイン酸をグラフトした高密度ポリエチレン３０重量％とからなる有機重合体１００重量％に対して、カーボンブラック７０重量％と、酸化防止剤０.３重量％と、過酸化物架橋剤０.２重量％とを添加して有機ＰＴＣ複合体を調製した。
【００４３】
実施例６
密度が０.９０〜０.９３g/cm3、メルトインデックスが３〜６である、無水マレイン酸をグラフトした低密度ポリエチレン１００重量％に対して、カーボンブラック７０重量％と、酸化防止剤０.３重量％と、過酸化物架橋剤０.２重量％とを添加して有機ＰＴＣ複合体を調製した。
【００４４】
実施例７
密度が０.９５〜０.９６５g/cm3、メルトインデックスが３〜６である、無水マレイン酸をグラフトした高密度ポリエチレン１００重量％に対して、カーボンブラック７０重量％と、酸化防止剤０.３重量％と、過酸化物架橋剤０.２重量％とを添加して有機ＰＴＣ複合体を調製した。
【００４５】
比較例１
実施例２において、有機重合体に過酸化物架橋剤を添加せず、そして架橋反応をさせずにＰＴＣ複合体を調製した。
【００４６】
比較例２
実施例５において、有機重合体に過酸化物架橋剤を添加せず、そして架橋反応をさせずにＰＴＣ複合体を調製した。
【００４７】
以下に、本発明の実施例のＰＴＣ複合体と、比較例のＰＴＣ複合体との温度-抵抗特性と電流-時間特性に対する試験を示す。
【００４８】
試験例１
温度-抵抗特性を試験するための具体的な方法と使用装置は下記のようである。
（１）試験用サンプル
試験のためのサンプルは、実施例１ないし４のＰＴＣ複合体を金属電極と接合して、プレスを加えながら２０〜３０分間架橋させた後、１０分間冷却させて得た。
（２）試験方法
-測定温度範囲：−４０℃〜１８０℃
-測定温度間隔：１０℃
-各測定温度での待機時間：１５分
（３）使用装置
-チャンバー内の昇温/下降速度:１℃/分以上
-抵抗測定器:ＨＰ  ３４４０１Ａ(テスト電流:１mA以下、測定範囲:０.１mΩ〜１００MΩ)
本発明の実施例サンプルの温度-抵抗特性に対する試験１の結果を図２に示した。
【００４９】
図２に示したように、無水マレイン酸をグラフトしたポリオレフィンの添加量が減少するに従って、スイッチング温度の増加することがわかる。すなわち、実施例２に比べて実施例４のスイッチング温度がさらに高いことがわかる。ここで、スイッチング温度とは、温度の変化により急激に抵抗が増加する地点の温度を意味する。従って、ＰＴＣ複合体を調製する際に、添加される無水マレイン酸をグラフトしたポリオレフィンの含量を適切に調節することにより、所望するスイッチング温度を任意に決定できることがわかる。
【００５０】
さらに、温度-抵抗特性を繰り返し測定した後の抵抗(Ｒ２)と、測定前の抵抗(Ｒ０)を比べた。本発明の電子デバイスは、Ｒ２/Ｒ０の比が１０００回繰り返しまで毎回２.０以下、望ましくは１.０〜２.０を保った。
【００５１】
また、最大抵抗値と常温抵抗値との比が１０6以上である場合にも、Ｒ２/Ｒ０の比が毎回１.０〜２.０を保った。
【００５２】
試験例２
電流-時間特性に対する具体的な試験方法と使用装置は下記のようである。
（１）試験用サンプル
試験のためのサンプルは、実施例１ないし７のＰＴＣ複合体を金属電極と接合して、２０〜３０分間プレスを加えながら架橋させた後、１０分間冷却させて得た。
（２）試験方法
-設定電圧:１５Ｖ  ＤＣ(条件により変更)
-設定電流:１０Ａ  ＤＣ(条件により変更)
-測定時間おき:１０ms
（３）使用装置
-電力供給(Power Supply)：２０Ｖ/４０Ａ  ＤＣ
-電圧、電流測定:ｓｈｕｎｔを利用(１.０１Ｖ/０.０１Ａ  resolution)
（４）トリップ時間
漏電(Fault Current)が１/２に減少するまでに掛かる時間で定義される。例えば、１５Ｖ/１０Ａに設定した場合、トリップ時間は５Ａになるまでの所要時間である。このとき、ＰＴＣ素子の抵抗は３Ωになる。
【００５３】
本発明の実施例サンプルに対して、試験例２に基づいて電流-時間特性を測定した。測定値を下記の表１に示した。
【００５４】
【表１】
2005501376.tif 000003
【００５５】
前記の表１からわかるように、無水マレイン酸をグラフトしたポリオレフィンの含量が減少するにしたがって、トリップ時間も減少することがわかる。特に、無水マレイン酸をグラフトした低密度ポリエチレンの含量が減少することにしたがって、トリップ時間は減少する。しかし、ＰＴＣ素子が、実施例６および実施例７のように無水マレイン酸をグラフトしたポリオレフィンのみで構成される場合には、トリップ時間はむしろ増える特性を示す。
【００５６】
さらに、温度-抵抗特性を繰り返し測定した後の抵抗(Ｒ１)と、測定前の抵抗(Ｒ０)を比べた。本発明の電子デバイスは、Ｒ１/Ｒ０の比が１０００回繰り返しまで毎回１.５以下、好ましくは毎回１.０〜１.５を保った。
【００５７】
またさらに、電流-時間特性実験において、本発明の電子デバイスはトリップされた状態で１０時間が経過した後、Ｒ１/Ｒ０の比が１.０〜２.５を保つ。
【００５８】
試験例３
実施例２および実施例５のＰＴＣ複合体からなる電子デバイスと、架橋反応させることなく作製された比較例１および２の電子デバイスを、前記試験例１と同様の方法で温度-抵抗特性を測定した。
【００５９】
この試験３の結果を図４に示した。図４に示したように、架橋反応を経た本発明の実施例２および実施例５の電子デバイスは１４０℃以上で１０００Ω以上の抵抗を維持していたが、比較例の場合には１４０℃以上で１０００Ω以下にその抵抗が低下することがわかる。
すなわち、１４０℃以上での電子デバイスの抵抗をＲ３とし、初期値抵抗(常温)をＲ０とすると、本発明の実施例の場合にはＲ３/Ｒ０の比が１０5以上を保つが、比較例の場合にはＲ３/Ｒ０の比が１０5以下を示す。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明の有機ＰＴＣ複合体は、無水マレイン酸をグラフトしたポリオレフィンの含量を適切に調節することにより、電子デバイスのＰＴＣ特性を任意に調節できる。
【００６１】
特に、無水マレイン酸をグラフトしたポリオレフィンの含量が減少することに従って、スイッチング温度は増加し、かつトリップ時間は減るようになる。
【００６２】
また、本発明の電子デバイスは、過酸化物架橋剤を用いて化学架橋をしているため、架橋することなく得られた電子デバイスに比べて熱安定性に優れる。
【００６３】
本発明における、有機ＰＴＣ複合体、ＰＴＣ特性の調節方法およびこのＰＴＣ複合体を用いた電子デバイスを詳細に説明した。しかしながら、本明細書および図面に記載された実施の形態は本発明の最も望ましい実施の形態に過ぎず、本発明の技術的思想を制限するものではなく、本出願のときにこれらを代替可能な多様な均等物と変形例があり得ることを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】図１は、本発明の電子デバイスに対する断面構成図である。
【図２】図２は、本発明の複合体に対する実施例１ないし４の温度-抵抗特性を示すグラフである。
【図３】図３は、本発明の複合体に対する実施例２、５〜７の温度-抵抗特性を示すグラフである。
【図４】図４は、本発明の実施例２および実施例５の複合体と、比較例の非架橋の複合体における温度-抵抗特性を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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