JP2007081387A - 過電流保護素子及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】化学的架橋ポリマーを用いて過電流保護素子の耐圧を高める。
【解決手段】過電流保護素子は化学的架橋正温度係数(PTC)層16及び、化学的架橋ポリマーPTC層16を通って電流が流れることを可能にするために電源に接続することができる、2枚の電極ホイル18を有する。化学的架橋ポリマーPTC層16は少なくとも2つの相異なるPTCポリマー層を含み、それぞれのポリマー層はポリマー及び導電性フィラーを有し、10−1Ω-cmと103Ω-cmの間の体積比抵抗を有する。各ポリマー層は相異なる官能基を有し、層間で化学的架橋がおこるように、交互に積層され、ホットプレスされて、化学的架橋ポリマーPTC層16が形成される。化学的架橋ポリマーPTC層16の厚さ0.1mm毎の電位差は30Vより低い。
【選択図】図2
【解決手段】過電流保護素子は化学的架橋正温度係数(PTC)層16及び、化学的架橋ポリマーPTC層16を通って電流が流れることを可能にするために電源に接続することができる、2枚の電極ホイル18を有する。化学的架橋ポリマーPTC層16は少なくとも2つの相異なるPTCポリマー層を含み、それぞれのポリマー層はポリマー及び導電性フィラーを有し、10−1Ω-cmと103Ω-cmの間の体積比抵抗を有する。各ポリマー層は相異なる官能基を有し、層間で化学的架橋がおこるように、交互に積層され、ホットプレスされて、化学的架橋ポリマーPTC層16が形成される。化学的架橋ポリマーPTC層16の厚さ0.1mm毎の電位差は30Vより低い。
【選択図】図2
Description
本発明は過電流保護素子及びその製造方法に関し、さらに詳しくは、正温度係数(PTC)を有し、高電圧に耐え得る、過電流保護素子に関する。
正温度係数(PTC)導電材料の抵抗値は温度変化に敏感であって、回路が正常に動作できるように、通常動作中は極めて低い値に保つことができる。しかし、過電流事象または過温度事象がおこれば、抵抗値は直ちに増大して(104オームより高い)高抵抗状態になる。したがって、過電流が抑えられ、回路素子を保護する目的が達成されるであろう。したがって、PTC素子は、過電流によって生じる損傷を防止するため、様々な回路に広く組み込まれてきた。
PTC素子は通常、温度及び電圧への耐性を高めるために架橋処理を受ける。架橋処理は200ボルトより高い電圧に耐えなければならないPTC素子に重要である。特許文献1から10は、物理特性及び電気特性を高めるためにポリマーが高線量でまたは数回照射され、よってPTC素子が高電圧に耐えることが可能になった、PTC素子を開示している。
しかし、照射されたポリマーは容易に劣化し、その照射されたポリマーは小さな分子に分解し、したがって物理特性及び電気特性が元の特性から変わり得る。さらに、照射にγ線すなわちコバルト60が用いられる場合、そのエネルギーが低いことからかなりの時間がかかり、よってスループットが低下する。電子ビームで照射すれば処理時間をかなり短縮することができるが、分子結合間の急激な架橋により発生する高熱が内部応力やガスを発生させるであろう。さらに、架橋密度が一様でなければ、PTC素子の内部応力も発生し得る。したがって、素子の耐高電圧性が不十分になり、時には局所的高熱によって気泡またはガスが発生し、この結果、素子抵抗値が急速に上昇するかまたは高電圧試験の下で素子が焼損することもある。製造プロセスは制御が困難であり、小さな変動が素子品質にかなりの影響を与え得るから、素子の製造コストは比較的高い。
照射の代りに、過酸化物がPTC基材に混合され、高温の下で分解されて架橋のためのフリーラジカルを発生する、化学的架橋を用いることができる。架橋はPTC材料の製造中にはおこらず、代わりにPTC材料の硬化プロセスでおこることが好ましい。しかし、PTC材料の製造には通常150℃より高い温度が必要であり、そのような温度では過酸化物が反応し始める。この結果、PTC材料は必要な時間をおかずに硬化され、したがって形成され得ず、よって化学的架橋はPTCポリマーの量産での実施が困難である。
米国特許第5227946号明細書
米国特許第5195013号明細書
米国特許第5140297号明細書
米国特許第4951382号明細書
米国特許第4955267号明細書
米国特許第4951384号明細書
米国特許第4924074号明細書
米国特許第4907340号明細書
米国特許第4857880号明細書
米国特許第4845838号明細書
本発明の課題は、化学的架橋ポリマーを用いて耐圧を高めた、過電流保護素子及びその製造方法を提供することである。
従来の化学的架橋とは異なり、本発明は化学官能基が層間で反応して化学結合を生じる層間化学的架橋を有する多層積層構造を開示する。ホットプレスを行うまでは、ポリマー層の官能基は別の層の官能基と接触せず、よって層材料は安定で未反応の熱可塑性ポリマーのままである。したがって、PTC材料の製造及び保管は従来の熱可塑性ポリマーの製造及び保管と同様の態様を維持することができ、これにより、化学的架橋プロセスにおける必要な時間をおかずに硬化がおこるという問題を回避することができ、プロセス変動による歩留り損失を低減することができる。したがって、本発明にしたがって製造される過電流保護素子は、高耐圧とすることができる。
また、本発明にしたがう過電流保護素子の製造方法は照射を用いる従来の方法とは異なる。本発明は以下の利点を有する。(1)化学的架橋がホットプレスによって達成されるため、照射により生じるようなポリマーの結合切断または分解がおこらない。代りに、PTC材料層は化学的架橋によりさらに剛性が高くなる。(2)ホットプレスによる化学的架橋に要する時間は高線量、例えば50Mラッドによる従来の照射のための時間よりかなり短く、よって製造速度がかなり高められる。(3)照射は別の物体によって遮られ、したがって不等照射にかかわる問題が発生し得るが、これは本発明によって完全に回避することができる。(4)電子ビーム(E-ビーム)照射は局所的高熱を発生させて材料を焼損させるから、照射中のプロセス温度範囲は極めて狭い(<85℃)。本発明に用いられる材料はプロセス温度に制限されず、したがってプロセス温度の影響を受ける材料品質の変動を著しく小さくすることができる。(5)本発明にしたがう架橋の一様性は照射によって行われたときの一様性より高いから、本発明にしたがって製造された素子は高電圧下でより一様な電流密度を有し、したがって高電圧に対するより高い耐性を有する。
本発明で開示される積層型過電流保護素子は、積層された化学的架橋PTC材料層及び2枚の電極ホイルを有する。積層型化学的架橋PTC材料層はポリマー層A(第1のポリマー層)とポリマー層B(第2のポリマー層)のホットプレスによって形成され、ポリマー層A及びポリマー層Bは交互に縦積みされる。ポリマー層Aは官能基X(第1の官能基)を有し、ポリマー層Bは官能基Y(第2の官能基)を有する。官能基X及び官能基Yは層間架橋をおこすことができる。ホットプレスプロセス中に、ポリマー層Bの官能基Yとポリマー層Aの官能基Xは分子の相互侵入または層間結合によって反応して、架橋を引きおこす。
ポリマー層A及びポリマー層Bには、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリオキシメチレン、ポリ(エチレンオキシド)、ポリ(エチレンテレフタレート)、ポリイソブチレン、ポリ(e-カプロラクタム)、ポリ(ヘキサメチレンアジポアミド)、ポリ(フッ化ビニル)、ポリ(フッ化ビニリデン)、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリ(塩化ビニル)、ポリ(塩化ビニリデン)、ポリスチレン、ポリ(アクリル酸)、ポリ(酢酸ビニル)、ポリアクリレート、ポリ(メチルメタクリレート)、アイオノマー、または上記ポリマーのモノマーからなる共重合体を含めることができる。さらに詳しくは、ポリマー層Aはグラフト共重合化または共重合化されたエポキシ官能基から選ぶことができ、ポリマー層Bは、ポリエチレンとグラフト共重合化または共重合化された無水マレイン酸、またはポリプロピレンとグラフト共重合化または共重合化された無水マレイン酸の群から選ぶことができる。
上述したポリマーに加えて、ポリマー層A及びポリマー層Bはさらに、カーボンブラック、グラファイト、金属粉末、セラミック粉末及びファイバ導電材料のような導電性フィラーを含有する。混合後の材料は、10−2Ω-cmと105Ω-cmの間、好ましくは10−1Ω-cmと103Ω-cmの間の、体積比抵抗を有する。層間相互侵入のため、それぞれの層の厚さは0.01mmと5mmの間、好ましくは0.1mmと1mmの間である。層が薄くなるほど相互侵入が大きくなる。ポリマー層A及びポリマー層Bは、フィルム押出、粉末塗布または高真空スパッタリングによって個別に形成することができる。
層Aの官能基Xは、以下の方法によって層Aのポリマーと結合させることができる。(1)共重合化:ポリマーのモノマーと官能基Xを有するモノマーを共重合させて、官能基Xを有するポリマー主鎖を形成する。(2)グラフト共重合化:ポリマー主鎖を、官能基Xを有するモノマーと反応させて、官能基Xを主鎖にグラフト共重合させる。(3)物理的結合:結晶化のようなポリマーの様相によって、官能基Xを有する分子をポリマー結晶内に詰め込み、官能基Xの分子を放出させてから、ポリマー結晶を高温で溶融する。同様に、層Bの官能基Yを同じ方法によって層Bのポリマーと結合させることができる。
より良好な架橋を得るための、層をプレスしている間の温度及び層間圧力は、架橋の化学的特性及びそれぞれの層のポリマーの流動性、厚さ及び融点に依存する。一般に、ホットプレスは100〜250℃の温度及び5,000psi(3.45×107Pa)より低い圧力で0.1〜24時間行われる。ホットプレス後の化学的架橋層の厚さは0.1mmと10mmの間、好ましくは0.5mmと5mmの間である。
層Aの官能基Xと層Bの官能基Yの間の化学反応は、縮合反応、フリーラジカル反応または酸塩基反応によって行わせることができる。例えば、層Aのエポキシ基を縮合反応によって層Bの無水物と架橋させることができ、層Aの不飽和結合をフリーラジカル反応によってアゾジイソブチロニトリル(AIBN)と架橋させることができ、層Aのアミンを酸塩基反応によって層Bの無水物と架橋させることができる。官能基X及び官能基Yは、温度、圧力または電磁波のような外部励起によって変えられた後、すなわち熱分解後は、新しい官能基となることができよう。詳しくは、層Aの官能基Xは、アミン、アルデヒド、アルコール、エポキシ、ハロゲン及び、アルケンまたはアルキンのような、不飽和基からなる群から選ばれ、層Bの官能基Yは、酸、無水物、過酸及びフェノールからなる群から選ばれる。
化学的架橋ポリマーPTC層は相異なるポリマー層A及びBの交互積層に限定されず、相異なる層の相異なる官能基が架橋させられる、複数の相異なるポリマー層A,B,C,...の積層及びプレスによって形成することができる。それぞれの層は、ホットプレス前は熱可塑性であり、よってポリマー層は従来の押出によって製造することができる。ホットプレス後、隣接ポリマー層間の界面で架橋がおこり、形成される架橋PTC層は熱硬化性になる。
積層型過電流保護素子は化学的架橋ポリマーPTC層及び2枚の電極ホイルを有する。2枚の電極ホイルは、化学的架橋ポリマーPTC層を通って電流が流れることができるように、電源に接続することができる。特許文献1,2及び3では耐圧を測定するために走査型電子顕微鏡法(SEM)が用いられ、測定された耐圧は厚さ10μm毎に3V未満である。本発明のPTC素子も高電圧に耐えることができ、耐圧は厚さ0.1mmについて30V未満である。言い換えれば、PTC層の厚さが0.1mm増える毎に、耐圧は最大で30Vずつ高くなることができる。化学的架橋ポリマーPTC層が厚くなればなるほど、それで形成された過電流保護素子が耐えることができる電圧が高くなる。
さらに、化学的架橋ポリマーPTV層の耐高電圧性を向上させるため、ポリマーが混合されている間に、(1)陰イオン性開始剤、例えば、ピペリジン、フェノール及び2-エチル-4-メチル-イミダゾール、及び陽イオン性開始剤、例えば、三フッ化ホウ素、BF3-アミン錯体、PF5及びスルホン酸トリフルオロメタンを含む、開始剤;(2)アンモニウム塩、例えば臭化エチルトリフェニルアンモニウム、ホスホニウム塩、例えば酢酸トリエチルメチルホスホニウム、金属アルコキシド、例えばアルミニウムイソプロポキシド、及び潜触媒、例えば結晶アミン、アミン核をもつ核−殻ポリマー、高分解温度過酸及びアゾ化合物を含む、触媒;(3)ポリエチレンワックス、ステアリン酸、ステアリン酸亜鉛及び低分子量アクリル酸コポリマーを含む、分散剤;(4)アミノシラン、エポキシシラン、メルカプトシランを含む、カップリング剤;(5)ハロゲンまたはリン難燃剤組成物、金属水酸化物、例えば、Al2(OH)3,Mg(OH)2,金属酸化物、例えばZnO及びSb2O3を含む、難燃剤;(6)二塩基エステル、例えば、コハク酸ジメチル、フタル酸ジブチル、グルタル酸ジメチル及びアジピン酸ジメチルを含む、可塑剤;(7)フッ化物ポリマー粉末、タルク、カオリン及びSiO2を含む、有機または無機のフィラー;及び(8)酸化防止剤、例えばペンタエリトリチル-テトラキス[3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシ-フェニル)-プロピオン酸]、などの化学的架橋反応制御剤及び調節剤が添加される。
ホットプレス後、さらに270℃未満の温度下で1〜48時間の熱処理を化学的架橋ポリマーPTC層にかけることができよう。熱処理の温度は官能基X及びYの反応温度に依存し、一般に、化学的架橋を強めるためにホットプレスの温度より高い。
さらに、非架橋ポリマー層はより良好な熱可塑性挙動を有するから、電極ホイルと化学的架橋ポリマーPTC層の間または相異なる化学官能基をもつポリマー層間の界面として非架橋ポリマー層を用いて、層の結合及び製造の容易性を改善することができる。
本発明にしたがう化学的架橋ポリマーPTC層を有する積層型過電流保護素子を説明するため、官能基Xを有するポリマー層Aと官能基Yを有するポリマー層BまたはCの化学反応によって形成される化学的架橋ポリマーPTC層が以下のように例示される。表1は、コロンビア・ケミカル・カンパニー(Columbia Chemical Company)のRAVEN 430 ULTRAと指定されるカーボンブラックが導電性フィラーとしてはたらき、ポリマー基材が、(1)フォーモサ・プラスチック・カンパニー(Formosa Plastic Company)のPE8010を用いる、高密度ポリエチレン(HDPE)、(2)アトフィナ(ATOFINA)のLotader AX8840を用いる、エポキシ基を有する8重量%のグリシジルメタクリレート(GMA)のポリエチレングラフト共重合化ポリマー、(3)ダウ・ケミカル(Dow Chemical)のPrimaco 3340を用いる、6.5重量%のアクリル酸(AA)とエチレンのコポリマー、及び(4)デュポン(Dupont)のMB100Dを用いる、0.9重量%の無水マレイン酸(MA)のエチレングラフト共重合化ポリマーを含有する、ポリマー層の成分を示す。
層AはHAKKEによって製造された2軸スクリューブレンダー内で表1にしたがう材料をブレンドすることにより製造される。材料は1.5分間予備混合されて、150℃で15分間ブレンドされる。ブレンド後、層Aの導電性ポリマーは、ホットプレス機により温度180℃及び圧力150kg/cm2(1.47×107Pa)で厚さがほぼ0.12mmの薄板にプレスされ、次いで、この薄板はそれぞれが20cm×20cmの正方片に切り分けられる。
層Bは層Aと同様の態様で製造される。表1に示される材料がHAKKE2軸スクリューブレンダーに投入され、さらに500ppmの臭化エチルトリフェニルホスホニウムが添加される。これらの材料が1.5分間予備混合されて、150℃で15分間ブレンドされる。ブレンド後、層Bの導電性ポリマーは、ホットプレス機により温度160℃及び圧力150kg/cm2(1.47×107Pa)で厚さがほぼ0.12mmの薄板にプレスされ、次いで、この薄板はそれぞれが20cm×20cmの正方片に切り分けられる。
層Cは層Aと同様の態様で製造される。表1に示される材料がHAKKE2軸スクリューブレンダーに投入され、1.5分間予備混合されて、150℃で10分間ブレンドされる。ブレンド後、層Cの導電性ポリマーは、ホットプレス機により温度160℃及び圧力150kg/cm2(1.47×107Pa)で厚さがほぼ0.12mmの薄板にプレスされる。次いで、この薄板はそれぞれが20cm×20cmの正方片に切り分けられる。
実施例1:図1に示されるように、層12(層A)及び層14(層B)を交互に積層して、配列A-B-A-B-...にしたがう多板構造にし、2枚の電極ホイル18、例えばニッケルホイルを、多板構造の上面及び下面にホットプレス機により200℃及び150kg/cm2(1.47×107Pa)で密着させる。層12及び14を30分間のホットプレスで化学的に架橋させて化学的架橋ポリマーPTC層16を形成し、次いで化学的架橋ポリマーPTC層16を室温まで冷却する。化学的架橋ポリマーPTC層16の厚さは3.6mmであり、ダイアモンドナイフで切り分けて図2に示されるようなPTC素子10にする。PTC素子10の面積は7.9mm×12.4mmであり、PTC素子10は導電性ポリマーでつくられた化学的架橋ポリマーPTC層16並びに上部及び下部の電極ホイル18(ニッケルホイル)を有する。次いで、架橋度を高めるために、化学的架橋PTC素子10を150℃で10時間の熱処理にかける。熱処理後、化学的架橋PTC素子10は600V/1A/1秒の下で耐高電圧試験に合格することができる。
実施例2:図1に示されるように、層12(層A)及び層14(層C)を交互に積層して、配列A-C-A-C-...にしたがう多板構造にし、2枚の電極ホイル18、例えばニッケルホイルを、多板構造の上面及び下面にホットプレス機により200℃及び150kg/cm2(1.47×107Pa)で密着させる。層12及び14を30分間のホットプレスで化学的に架橋させて化学的架橋ポリマーPTC層16を形成し、次いで化学的架橋ポリマーPTC層16を室温まで冷却する。化学的架橋ポリマーPTC層16の厚さは3.6mmであり、ダイアモンドナイフで切り分けて図2に示されるようなPTC素子10にする。PTC素子10の面積は7.9mm×12.4mmであり、PTC素子10は導電性ポリマーでつくられた化学的架橋ポリマーPTC層16並びに上部及び下部の電極ホイル18(ニッケルホイル)を有する。次いで、化学的架橋PTC素子10を150℃で10時間の熱処理にかける。熱処理後、化学的架橋PTC素子10は600V/1A/1秒の耐高電圧試験に合格することができる。
比較例:表1に示される材料をHAKKE2軸スクリューブレンダーに投入し、1.5分間予備混合して、150℃で15分間ブレンドする。ブレンド後、導電性ポリマーを温度160℃及び圧力150kg/cm2(1.47×107Pa)でホットプレスして、化学的架橋がなく、厚さがほぼ0.12mmの、プラックを形成する。次いでこのプラックを20cm×20cmの正方片に切り分ける。2枚の電極ホイル18、例えばニッケルホイルを、200℃及び150kg/cm2(1.47×107Pa)で30分間のホットプレス貼合せによりプラックの上面及び下面に密着させ、続いて室温まで冷却して、非架橋PTC積層を形成する。PTC積層の厚さは3.6mmであり、PTC積層をダイアモンドナイフで切り分けてPTC素子10を製造する。PTC素子10の面積は7.9mm×12.4mmであり、PTC素子10は導電性ポリマーでつくられたPTC層並びに上部及び下部の電極ホイル(ニッケルホイル)を有する。次いで、PTC素子10を150℃で10時間の熱処理にかける。熱処理後、非架橋PTC素子は600V/1A/1秒の耐高電圧試験に合格することができない。
層Aのポリマーの官能基には、アミン、アルデヒド、アルコール、エポキシ、ハロゲンあるいは、アルケンまたはアルキンのような、不飽和基があり、層Bのポリマーの官能基には、酸、無水物及びフェノールがあり、そのような材料は架橋が可能であり得る。
上述した実験から、化学的架橋ポリマーPTC層をもつ素子(実施例1及び2)では、化学的架橋のない素子と比較して、耐高電圧性を大きく向上させることができる。
要するに、ポリマー層A(層12)及びポリマー層B(層14)が150℃と200℃の間の温度でホットプレスされて化学的架橋をおこし、化学的架橋ポリマーPTC層16を形成する。PTC層16は、上部及び下部の電極ホイル18とともに、図2に示されるような過電流保護素子10を形成することができる。
上述した化学的架橋ポリマーPTC層を有する過電流保護素子は高電圧に耐えることができる。過電流保護素子の電極ホイルを電源に接続した場合、化学的架橋ポリマーPTC層の厚さ0.1mm毎の電位差は30Vより低い。言い換えれば、化学的架橋ポリマーPTC層は厚さ0.1mm毎にほぼ30Vまでの電圧に耐えることができる。化学的架橋ポリマーPTC層が厚くなるほど、化学的架橋ポリマーPTC層が耐えることができる電圧が高くなる。
本発明の上述した実施形態は説明を目的にしているに過ぎない。添付される特許請求の範囲を逸脱することのない数多くの別の実施形態が当業者によって案出され得る。
10 過電流保護素子
12,14 導電性ポリマー層
16 化学的架橋ポリマーPTC層
18 電極ホイル
12,14 導電性ポリマー層
16 化学的架橋ポリマーPTC層
18 電極ホイル
Claims (17)
- 過電流保護素子において、
直列関係で交互に積層され、ホットプレスされてそれらの間に化学的架橋を生じる、複数の正温度係数(PTC)層を有する積層型化学的架橋ポリマーPTC層、及び
前記積層型化学的架橋ポリマーPTC層を通って電流が流れることが可能になるように電源に接続するための、前記積層型化学的架橋ポリマーPTC層の上面及び下面にそれぞれ物理的に接触している2枚の電極ホイル、
を有し、
前記積層型化学的架橋ポリマーPTC層の厚さの0.1mm毎の電位差が30Vより低いことを特徴とする過電流保護素子。 - 前記複数のPTCポリマー層が第1のポリマー層及び第2のポリマー層を含み、前記第1のポリマー層が第1の官能基を有し、前記第2のポリマー層が第2の官能基を有し、前記第1のポリマー層と前記第2のポリマー層が交互に積層されて、ホットプレスされる間に、前記第1の官能基と前記第2の官能基が反応して化学的架橋を形成することを特徴とする請求項1に記載の過電流保護素子。
- 前記第1のポリマー層及び前記第2のポリマー層がポリマー及び導電性フィラーを含有し、10−1Ω-cmと103Ω-cmの間の体積比抵抗を有することを特徴とする請求項2に記載の過電流保護素子。
- 前記第1のポリマー層及び前記第2のポリマー層が熱可塑性ポリマーの層であることを特徴とする請求項2に記載の過電流保護素子。
- 前記積層型化学的架橋ポリマーPTC層が熱硬化性ポリマーの層であることを特徴とする請求項1に記載の過電流保護素子。
- 前記第1の官能基が、アミン、アルデヒド、アルコール、エポキシ及びハロゲンからなる群から選ばれることを特徴とする請求項2に記載の過電流保護素子。
- 前記第2の官能基が酸、無水物及びフェノールからなる群から選ばれることを特徴とする請求項2に記載の過電流保護素子。
- 前記第1のポリマー層がグラフト共重合化エポキシ官能基または共重合化エポキシ官能基を有することを特徴とする請求項2に記載の過電流保護素子。
- 前記第2のポリマー層が、ポリエチレングラフト共重合化無水マレイン酸またはポリエチレン共重合化無水マレイン酸、あるいはポリプロピレングラフト共重合化無水マレイン酸またはポリプロピレン共重合化無水マレイン酸を有することを特徴とする請求項2に記載の過電流保護素子。
- 前記第1のポリマー層及び前記第2のポリマー層のそれぞれが0.1mmと1mmの間の厚さを有することを特徴とする請求項2に記載の過電流保護素子。
- 前記積層型化学的架橋ポリマーPTC層が0.5mmと5mmの間の厚さを有することを特徴とする請求項1に記載の過電流保護素子。
- 前記導電性フィラーがカーボンブラックであることを特徴とする請求項3に記載の過電流保護素子。
- 過電流保護素子の製造方法において、
少なくとも2つのPTCポリマー層であって、前記PTCポリマー層のそれぞれはポリマー及び導電性フィラーを有し、体積比抵抗が10−1Ω-cmと103Ω-cmの間であり、前記2つのPTCポリマー層が相異なる官能基を有する、前記少なくとも2つのPTCポリマー層を直列関係で交互に積層する工程、
前記積層されたPTCポリマー層の上面及び下面に2枚の電極ホイルを接続する工程、及び
隣接するPTCポリマー層の前記相異なる官能基間に化学反応をおこさせて、前記2枚の電極ホイルと物理的に接触している化学的架橋ポリマーPTC層を形成するために、前記2枚の電極ホイル及び前記積層されたPTCポリマー層をホットプレスする工程、
を有してなり、
前記化学的架橋ポリマーPTC層の厚さの0.1mm毎の電位差が30Vより低いことを特徴とする方法。 - 前記官能基が、アミン、アルデヒド、アルコール、エポキシ、ハロゲン、酸、無水物及びフェノールからなる群から選ばれることを特徴とする請求項13に記載の方法。
- 前記PTCポリマー層が押出によって製造されることを特徴とする請求項13に記載の方法。
- 前記ホットプレスする工程が,100℃と250℃の間の温度及び5,000psi(3.45×107Pa)より低い圧力で0.1〜24時間行われることを特徴とする請求項13に記載の方法。
- 270℃より低い温度の下での1〜48時間の熱処理をさらに含むことを特徴とする請求項13に記載の方法。
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