JPH0678491B2 - 正抵抗温度係数発熱体樹脂組成物の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は採暖器具，一般の加熱装置等として有用な正抵
抗温度係数発熱体に用いる正抵抗温度係数発熱体樹脂組
成物の製造方法に関するものである。

従来の技術 従来から結晶性高分子に導電性微粉末を分散した抵抗組
成物が顕著なPTC特性を示すことが知られていた。この
組成物を溶剤に溶解あるいは分散させたインク状あるい
は有機高分子に分散させた可撓性組成物の形にして自己
温度制御性を有する発熱体を構成する試みがなされて来
た。この方法は抵抗体形状の加工性が優れていて任意の
形状が容易に得られること，祈り曲げが容易で自由な曲
面に形成出来ること，抵抗値の調整範囲が広いこと等に
利点があり、これまで面状発熱体および長尺の可撓性発
熱体を得る方法として用いられて来た。

発明が解決しようとする問題点 上記の発熱体は長い間に亘って使用していると高分子材
料の膨張，結晶性高分子の球晶肥大等の現象によって発
熱体組成物中の導電性微粉末が移動し抵抗が徐々に高く
なり発熱しなくなるといった問題があった。この問題を
解決するため導電性微粉末個々に有機高分子を形成し、
高分子材料に分散させる方法が用いられることもある
が、この方法は高分子の相溶性（親水性）の特性を利用
するものであり、従来同様の問題を残した。そこで、放
射線，電子線,UV,化学架橋等の方法により導電性微粉末
を結晶性高分子中に結合させ移動を防止する方法が検討
されていた。ところで、これらの方法の中で放射線，電
子線等の方法はコストが高く生産の場で実用に供しにく
いといった問題を有していた。UV法は紫外線の透しにく
い組成物においては用いることは困難であった。この様
なことから我々は有機過酸化物を用いる化学架橋方法を
採用した。ところが、有機過酸化物を用いた方法では組
成物が２次元ないし３次元の構造に架橋し外見上硬度の
高い組成物として得られるのである。しかし、この様な
硬度の高い組成物は自由に所望の形状に成形することが
困難となり実用への大きな問題となったのである。

問題点を解決するための手段 本発明は上記問題を解決するため、結晶性高分子，導電
性微粉末，有機過酸化物を成分に含む組成物を加熱混練
の後、例えば平均粒子径が約2mmの大きさの粒子に粗粉
砕した後、相対向して少なくともいづれか一方が回転す
る回転体の間隙に上記粗粉砕物を水などの液体と一緒に
投入し、50重量％平均粒子径を120ミクロン以下に微粉
砕し、この微粉砕物を有機高分子材料で所望の濃度に分
散させて正抵抗温度係数発熱樹脂組成物を得ることにな
る。

作 用 本発明の技術的手段による作用は次のようになる。すな
わち、導電性微粉末を分散させた架橋型抵抗体組成物は
架橋により２次元あるいは３次元の構造となり長期に亘
っての使用状態においても高分子の膨張が少なく、結晶
性高分子の球晶肥大が小さくなる等により抵抗の変化が
少なくなるのである。しかし、架橋によって立体構造を
とるため硬度の高い塊状物となり所望の形状に加工する
ことが困難となる。これを所望の形状に加工性良くする
ためには適度に可撓性を付与することが重要となる。こ
の可撓性付与の一手段として、この塊状物を適正に微粉
化する方法がある。そこで本発明は粗粉砕した組成物を
相対向して少なくとも一方が回転する回転体の間隙に上
記粗粉砕物を液体の一緒に投入しながら微粉化し、50重
量％平均粒子径が120ミクロン以下の微粉砕物を得るの
である。この様にして得た微粉砕物は長辺と短辺の比
（アスペクト比）が大きく、この微粉砕物を他の高分子
と混合すると適度にお互いがからみ合い多くの接触点を
得ることが出来るため、長期間に亘って抵抗の変化の少
ない組成物が得られるのである。又、50重量％平均粒子
径が120ミクロン以下にすることによって任意の形状に
自由に加工することが出来ると共に折り曲げ力等が働い
てもクラックの発生がないのである。又、粒子径が大き
くなるに従って抵抗値の低下，バラツキ現象が進み、発
熱体としての抵抗値制御が困難となるので、微粉砕時の
50重量％平均粒子径の上限ろ120ミクロンとした。

実施例 （第１実施例） 無水の有機酸にて変性したポリエチレン50重量％、平均
粒子径800Åのカーボンブラック50重量％を混合し150〜
180℃の温度で約10分間ロールにて混練した。その後、
この混練物に有機過酸化物としてジアルキルパーオキサ
イド4.4重量％投入し150〜155℃の範囲に管理されたロ
ールにて約10分間混練した。その後、この混練物を180
〜190℃の炉中に約60分間入れアフターキュアーを行な
った。

アフタキュアー完了後、回転刃式粉砕期にて約2mmの大
きさに粗粉砕した。この様にして得た粗粉砕物を相対向
して一方が回転する回転体の間隙に水と一緒に供給し温
度約90℃で微粉化加工を行ない50重量％平均粒子径が約
50ミクロンに微粉砕した。この微粉砕物を脱水，乾燥工
程を経てカーボンコンク組成物を得たのである。この組
成物にオレフィン系エラストマー，安定剤等を用いて所
望のカーボン濃度になる様調整し混練，ペレット化を行
ない最終抵抗体組成物を得た。この組成物３を用いて銅
電極1,2を両面に形成した第１図に示す発熱体を得た。
このようにして得た発熱体の性能を第１表，第２図，第
３図に示す。

（第２実施例） 第１の実施例において、アフタキュアー完了後、粗粉砕
して得た大きさ約2mmの粒子を用いて水とエチレングリ
コールの混合液用いて回転体の間隙部に供給し温度約14
0℃で粉砕し50重量％平均粒子径約120ミクロンの粒子を
得た。この粉砕部を洗浄，乾燥の後，オレフィン系エラ
ストマー，安定剤等を用いて所望のカーボン濃度になる
様調整し混練，ペレット化を行ない最終抵抗体組成物を
得た。この組成物を用いて第１図に示す発熱体を得た。
このようにして得た発熱体の性能を第１表，第２図，第
３図に示す。

（第３実施例） 第１実施例において、50重量％平均粒子径が約90ミクロ
ンに微粉砕した組成物を脱水，乾燥の後、オレフィン系
エラストマー，安定剤等を用いて所望のカーボン濃度に
なる様調整し混練，ペレット化を行ない最終低抗体組成
物を得た。この組成物を用いて第１図に示す発熱体を得
た。

第１表は低抗体を種々の半径を有するゲージに沿って折
り曲げた時、どの半径で低抗体にクラックが発生するこ
を実験で得た値である。

発明の効果 本発明は上記構成，作用を有するもので導電性微粉末と
結晶性高分子を化学的に結合させることにより高分子材
料の膨張，結晶の肥大化等に寄因する低抗体としての低
抗体の不安定化が少なくなる。又、この化学的結合物を
微粉化し、特に50重量％平均粒子径を120ミクロン以下
にすることにより、加工性，外観が優れ抵抗値の不均一
化がなくなる。又回転体の間で粉砕を行うため得られた
粉砕物はアスベクト比が大きく、更に粉砕物からヒゲ状
の枝が見られることから微粉砕物どうしがからみ合い、
多くの接点を持つため抵抗の均一な長期に亘って安定し
た機能を維持することが出来るのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例で得た発熱体の断面斜視図、
第２図は粉砕物の50重量％平均粒子径と抵抗値との関係
を示すグラフ、第３図は粉砕物の50重量％平均粒子径と
第１図に示した発熱体の初期抵抗値が1/2になるまでの
時間の関係を示すグラフである。 1,2……銅電極、３……抵抗体組成物。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】結晶性高分子，導電性微粉末，有機過酸化
   物を成分に含む組成物を加熱混練し、次いでこれを粗粉
   砕した後、相対向して少なくともいづれか一方が回転す
   る回転体の間隙に上記粗粉砕物を液体と一緒に投入し、
   50重量％平均粒子径を120ミクロン以下に微粉砕し、こ
   の微粉砕物を有機高分子材料で所望の濃度に分散させて
   正抵抗温度係数発熱体樹脂組成物を得ることを特徴とす
   る正抵抗温度係数発熱体樹脂組成物の製造方法。