JPS6034793B2 - 発熱体 - Google Patents
発熱体Info
- Publication number
- JPS6034793B2 JPS6034793B2 JP52079253A JP7925377A JPS6034793B2 JP S6034793 B2 JPS6034793 B2 JP S6034793B2 JP 52079253 A JP52079253 A JP 52079253A JP 7925377 A JP7925377 A JP 7925377A JP S6034793 B2 JPS6034793 B2 JP S6034793B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heating element
- temperature
- resistance
- powder
- electrically insulating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Landscapes
- Resistance Heating (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は結晶性樹脂と導電性粉体と電気絶縁性無機粉体
との混練物からなる抵抗温度特性が正特性を示す発熱体
に関するものである。
との混練物からなる抵抗温度特性が正特性を示す発熱体
に関するものである。
従来より結晶性高分子とカーボンブラック，グラファィ
ト等の導電性粉体を渡練し、所望の形態に成型した組成
物が正の抵抗温度係数（以下ＰＴＣと称す）を持つ事は
米国特許第３，５９１，５２６号明細書、米国特許第３
．６７３，１２１号明細書等により知られている。
ト等の導電性粉体を渡練し、所望の形態に成型した組成
物が正の抵抗温度係数（以下ＰＴＣと称す）を持つ事は
米国特許第３，５９１，５２６号明細書、米国特許第３
．６７３，１２１号明細書等により知られている。
一般に正の抵抗温度係数を持った発熱体に電流を通ずる
と、最初は低抵抗値のため大きな電力が得られるが、温
度の上昇に伴なし、抵抗値が増加するため、次第に電力
が低下し、最終的には発熱と放熱の均衡する温度に保持
される。
と、最初は低抵抗値のため大きな電力が得られるが、温
度の上昇に伴なし、抵抗値が増加するため、次第に電力
が低下し、最終的には発熱と放熱の均衡する温度に保持
される。
第１図にＰＴＣ発熱体Ａ，Ｂ，Ｃ（Ａはスイッチング特
性の優れたもの、Ｂは抵抗温度係数のかなり大きいもの
、Ｃは抵抗温度係数の小さいもののＰＴＣ曲線を示す）
と、一定条件での放熱曲線Ｄ，Ｅ（Ｄは低温雰囲気また
は低電圧印加、Ｅは高温雰囲気または高電圧印加のとき
の放熱曲線を示す）を示すが、これらの交点が均衡温度
になる。
性の優れたもの、Ｂは抵抗温度係数のかなり大きいもの
、Ｃは抵抗温度係数の小さいもののＰＴＣ曲線を示す）
と、一定条件での放熱曲線Ｄ，Ｅ（Ｄは低温雰囲気また
は低電圧印加、Ｅは高温雰囲気または高電圧印加のとき
の放熱曲線を示す）を示すが、これらの交点が均衡温度
になる。
今、条件ＤからＥに変動したとき、Ａでは一定温度Ｔｃ
に保たれるが、ＢではＴ，からＬへ、またＣではＴ３か
らＴ４へと変動する。
に保たれるが、ＢではＴ，からＬへ、またＣではＴ３か
らＴ４へと変動する。
従って均衡温度の変動幅は、抵抗温度係数が大きく、立
ち上がり温度に達するまでの抵抗値変化が非常に小さい
事が望ましい。しかしながら一般には、第１図のＢで示
すように立ち上がり温度Ｔｃまで抵抗値は徐々に増加す
る優向にある。
ち上がり温度に達するまでの抵抗値変化が非常に小さい
事が望ましい。しかしながら一般には、第１図のＢで示
すように立ち上がり温度Ｔｃまで抵抗値は徐々に増加す
る優向にある。
特に結晶性高分子と導電性との混練組成物は、結晶の融
解により、充填された導電体の接触抵抗が増加するため
に正の抵抗温度係数を示す事から結晶融解前の体積膨張
、および結晶が融解する温度幅が広いために、立ち上が
り温度Ｔｃまでの抵抗値増加は大きい。また発熱体とし
て、正の抵抗温度特性を持った組成物を用いた場合、部
分的に抵抗値が高い部分があると、そこに電圧が集中し
て温度が上昇し、その結果として抵抗値が上昇するとい
う特質上、部分的に電圧集中が生じたところで発熱を起
こし、その結果、全体としての均衡温度が低下するとい
う性質がある。第２図にその状態を示す。従来の結晶性
樹脂と導電性粉体との組成物では、発熱の不均一分布が
生じ難く、抵抗値が低く、抵抗温度係数が大きく、しか
も立ち上がり温度までの抵抗値増加が小さい発熱体を作
る事は困難であった。
解により、充填された導電体の接触抵抗が増加するため
に正の抵抗温度係数を示す事から結晶融解前の体積膨張
、および結晶が融解する温度幅が広いために、立ち上が
り温度Ｔｃまでの抵抗値増加は大きい。また発熱体とし
て、正の抵抗温度特性を持った組成物を用いた場合、部
分的に抵抗値が高い部分があると、そこに電圧が集中し
て温度が上昇し、その結果として抵抗値が上昇するとい
う特質上、部分的に電圧集中が生じたところで発熱を起
こし、その結果、全体としての均衡温度が低下するとい
う性質がある。第２図にその状態を示す。従来の結晶性
樹脂と導電性粉体との組成物では、発熱の不均一分布が
生じ難く、抵抗値が低く、抵抗温度係数が大きく、しか
も立ち上がり温度までの抵抗値増加が小さい発熱体を作
る事は困難であった。
また、結晶性樹脂，導電性粉体が決まればその組成物の
ＰＴＣ特性は決まってしまい、任意のＰＴＣ特性のもの
を得る事は不可能であった。本発明は上記従来の欠点を
解決した組成物を提供するもので、結晶性樹脂と導電性
粉体と電気絶縁性無機粉体とを同時に混練したものであ
る。
ＰＴＣ特性は決まってしまい、任意のＰＴＣ特性のもの
を得る事は不可能であった。本発明は上記従来の欠点を
解決した組成物を提供するもので、結晶性樹脂と導電性
粉体と電気絶縁性無機粉体とを同時に混練したものであ
る。
結晶性高分子としてはポリエチレン，ポリプロピレン，
ポリメチルベンテン，ポリアセタール，ナイロン６，ナ
イロン１１，ポリ弗化ビニリデン，ポリテトラフルオロ
ェチレン及びそれらの共重合体が最適である。また電気
絶縁性無機粉体としては、元素周期律表０族及びｍ族の
酸化物及び窒化物が最適であり、例えば酸化マグネシウ
ム（Ｍｇ０），酸化珪素（Ｓｉ０２），酸化べリウム（
Ｂｅ○），窒化棚素（ＢＮ）がある。また含有率は、重
量／ぐ−セントで、結晶性樹脂２０〜８０％、導電性粉
体１〜７０％、電気絶縁性無機粉体５〜５０％の範囲が
最適である。
ポリメチルベンテン，ポリアセタール，ナイロン６，ナ
イロン１１，ポリ弗化ビニリデン，ポリテトラフルオロ
ェチレン及びそれらの共重合体が最適である。また電気
絶縁性無機粉体としては、元素周期律表０族及びｍ族の
酸化物及び窒化物が最適であり、例えば酸化マグネシウ
ム（Ｍｇ０），酸化珪素（Ｓｉ０２），酸化べリウム（
Ｂｅ○），窒化棚素（ＢＮ）がある。また含有率は、重
量／ぐ−セントで、結晶性樹脂２０〜８０％、導電性粉
体１〜７０％、電気絶縁性無機粉体５〜５０％の範囲が
最適である。
これは、結晶性樹脂の量が２０％以下ではＰＴＣ特性を
示さず、８０％以では抵抗値が高くなりすぎるため、ま
た導電性粉体は１％〜７０％以外では抵抗値が低くなり
すぎる又は高くなりすぎるため、実用に供し得ないため
である。以下、実施例をもとに本発明の特徴を従来の発
熱体と比較して説明する。
示さず、８０％以では抵抗値が高くなりすぎるため、ま
た導電性粉体は１％〜７０％以外では抵抗値が低くなり
すぎる又は高くなりすぎるため、実用に供し得ないため
である。以下、実施例をもとに本発明の特徴を従来の発
熱体と比較して説明する。
まず本発明による発熱体は、結晶性樹脂としてポリ弗化
ビニＩＪデン、導電性粉体としてカーボンブラック（三
菱化成製：ダイアブラックＧ）、電気絶縁性無機粉体と
して酸化マグネシウム（Ｍｇ０）粉末を選び、以下の割
合で熱ローラまたはニーダを用いて混練したものを微粉
砕し、ィソホロンに分散させたペーストを作製する。ポ
リ弗化ビニリデン：４の重量％ カーボンブラック ：４の重量％ 酸化マグネシウム こ２の重量％ 一方、比較試料として上記と同様の方法により、ポリ発
化ビニリデン：５の重量％カーボンブラック： ５の重
量％ の組成からなるペーストを作製する。
ビニＩＪデン、導電性粉体としてカーボンブラック（三
菱化成製：ダイアブラックＧ）、電気絶縁性無機粉体と
して酸化マグネシウム（Ｍｇ０）粉末を選び、以下の割
合で熱ローラまたはニーダを用いて混練したものを微粉
砕し、ィソホロンに分散させたペーストを作製する。ポ
リ弗化ビニリデン：４の重量％ カーボンブラック ：４の重量％ 酸化マグネシウム こ２の重量％ 一方、比較試料として上記と同様の方法により、ポリ発
化ビニリデン：５の重量％カーボンブラック： ５の重
量％ の組成からなるペーストを作製する。
上記２種の試料をァルミナ基板に塗布し、乾燥したもの
について、抵抗値（同一抵抗値になるように塗布量を変
更した）、Ｑ値（Ｑ値＝ｌｎ（ＲＬ′ＲＴ，）低し、抵
抗温度係数が最大変化するＴ２−Ｔ，ときの微少温度範
囲での抵抗値である）、発熱ピークの発生電圧を表−１
に示す。
について、抵抗値（同一抵抗値になるように塗布量を変
更した）、Ｑ値（Ｑ値＝ｌｎ（ＲＬ′ＲＴ，）低し、抵
抗温度係数が最大変化するＴ２−Ｔ，ときの微少温度範
囲での抵抗値である）、発熱ピークの発生電圧を表−１
に示す。
表−１，試料１（本発明品），試料２
（従来品）との特性値の比較
表−１からわかるように、本発明による発熱体（試料１
）は、Ｑ値が高く、しかも、発熱分布の発生限界電圧が
試料２に比べはるかに高くなっている。
）は、Ｑ値が高く、しかも、発熱分布の発生限界電圧が
試料２に比べはるかに高くなっている。
これは、Ｍや粉末を添加した事により、Ｍｇ○粉末が一
種の充填剤の役目をし、樹脂の結晶が融解いまじめる温
度まで膨張が抑えられ、融解開始とともに急激に膨張す
るため、抵抗温度係数が大きくなったものと考えられる
。また、Ｍｇ○粉末は熱伝導率が高いため、抵抗体の熱
の拡散が良くなり、発熱分布の発生する限界電圧が上昇
したものと考えられる。本発明による組成物はこのよう
に発熱体として使用した場合、制御温度の変動幅が小さ
くなり、室温変動および電圧変動を受けにくい効果があ
る。
種の充填剤の役目をし、樹脂の結晶が融解いまじめる温
度まで膨張が抑えられ、融解開始とともに急激に膨張す
るため、抵抗温度係数が大きくなったものと考えられる
。また、Ｍｇ○粉末は熱伝導率が高いため、抵抗体の熱
の拡散が良くなり、発熱分布の発生する限界電圧が上昇
したものと考えられる。本発明による組成物はこのよう
に発熱体として使用した場合、制御温度の変動幅が小さ
くなり、室温変動および電圧変動を受けにくい効果があ
る。
また、発熱分布の発生限界電圧が上昇したため、異常電
圧での発熱体の破壊及び長期の寿命の面で有利になる効
果がある。また本発明品を温度センサー、安全素子とし
て用いた場合には、応答が遠くなり確実性が増すという
効果がある。以上の説明から明らかなように本発明によ
る発熱体は、従釆の同様な発熱体に比べ飛躍的に性能が
向上する画期的なものである。
圧での発熱体の破壊及び長期の寿命の面で有利になる効
果がある。また本発明品を温度センサー、安全素子とし
て用いた場合には、応答が遠くなり確実性が増すという
効果がある。以上の説明から明らかなように本発明によ
る発熱体は、従釆の同様な発熱体に比べ飛躍的に性能が
向上する画期的なものである。
第１図はＰＴＣ発熱体の抵抗温度曲線と放熱曲線を示す
図、第２図は部分的に電圧集中が生じた際のＰＴＣ発熱
体の発熱分布の様子を示す図である。 第１図 第２図
図、第２図は部分的に電圧集中が生じた際のＰＴＣ発熱
体の発熱分布の様子を示す図である。 第１図 第２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 結晶性樹脂と導電性粉体と電気絶縁性無機粉体との
混練物からなる正抵抗温度特性を有する発熱体。 ２ 前記電気絶縁性無機粉体は、熱伝導率の高い元素周
期律表II族またはIII族の酸化物および窒化物を用いた
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の発熱体
。 ３ 前記発熱体組成物は粉砕し、溶剤に分散させてペー
スト化し、これを電極を設けた基板に塗布乾燥したこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の発熱体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52079253A JPS6034793B2 (ja) | 1977-07-01 | 1977-07-01 | 発熱体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52079253A JPS6034793B2 (ja) | 1977-07-01 | 1977-07-01 | 発熱体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5414034A JPS5414034A (en) | 1979-02-01 |
| JPS6034793B2 true JPS6034793B2 (ja) | 1985-08-10 |
Family
ID=13684681
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52079253A Expired JPS6034793B2 (ja) | 1977-07-01 | 1977-07-01 | 発熱体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6034793B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61208769A (ja) * | 1985-03-12 | 1986-09-17 | 松下電器産業株式会社 | 正抵抗温度係数抵抗体 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5179140A (ja) * | 1974-12-28 | 1976-07-09 | Furukawa Electric Co Ltd | Handodenseijushisoseibutsu |
-
1977
- 1977-07-01 JP JP52079253A patent/JPS6034793B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5414034A (en) | 1979-02-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4910389A (en) | Conductive polymer compositions | |
| US4560498A (en) | Positive temperature coefficient of resistance compositions | |
| US4980541A (en) | Conductive polymer composition | |
| US4732701A (en) | Polymer composition having positive temperature coefficient characteristics | |
| US4658121A (en) | Self regulating heating device employing positive temperature coefficient of resistance compositions | |
| JPS6265401A (ja) | 感熱電気抵抗組成物における定常発熱温度の調整方法 | |
| JP2004533112A (ja) | Ｐｔｃ組成物及びこれを含むｐｔｃ素子 | |
| JPH08339904A (ja) | 正の温度係数組成物 | |
| JP3813611B2 (ja) | Ｐｔｃ特性を有する導電性重合体、この重合体のｐｔｃ特性を制御する方法およびこの重合体を用いた電子デバイス | |
| EP0123540A2 (en) | Conductive polymers and devices containing them | |
| JP3564758B2 (ja) | ｐｔｃ組成物 | |
| JPS6034793B2 (ja) | 発熱体 | |
| KR100224945B1 (ko) | 전도성 중합체 조성물을 포함하는 전기장치 | |
| JPS6259415B2 (ja) | ||
| JPS59122524A (ja) | 正抵抗温度特性を有する組成物 | |
| JPS6034792B2 (ja) | 発熱体 | |
| GB2033707A (en) | Conductive polymer compositions of an electrical device | |
| JP2734253B2 (ja) | 正抵抗温度係数発熱体 | |
| JP3001889B2 (ja) | ポリマーｐｔｃ素子 | |
| JPS5871584A (ja) | 面状発熱体 | |
| JPH0430157B2 (ja) | ||
| JP2000063687A (ja) | 複合材料 | |
| JP2734252B2 (ja) | 正抵抗温度係数発熱体 | |
| JPH0414201A (ja) | ポリエチレングリコール―炭素粉末系正特性電気抵抗組成物 | |
| JPH10270204A (ja) | 有機ｐｔｃ複合材料 |