JPS6191893A - 発熱体製造用カ−ボンブラツク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、発熱体製造用カーボンブラック、詳しくは、
電気抵抗が小さくて引張強度と伸びが大きく、シかも、
ＰＴＯ特性の安定性を改良した発熱体を製造することが
できるカーがンブラックに関する。

〔従来の技術〕

従来、樹脂又はぜムからなる基材にカーがンブラックを
含ませてなる発熱体、例えば面状の発熱体を製造する際
のカーざンブラックとしては、アセチレンブラックや副
生カーボンブラックが使用されている。しかし、アセチ
レンブラックは高配合が可能であるが、体積固有抵抗が
大きいために電気抵抗の小さい発熱体を得ることができ
ないし、また、副生ブラックは体積固有抵抗は小さいが
高配合すると引張強度や伸びが悪くなり、しかもｐ’ｒ
ａ特性の安定性が良好な発熱体を得ることができない欠
点があった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明者は、電気抵抗が小さくて引張強度と伸びが大き
く、シかもＰＴＯ特性の安定性が良好である発熱体につ
いて種々検討した結果、カーざンブラックとして、アセ
チレンガスを酸素と水蒸気との混合ガスによって熱分解
して得られたカーボンブラックを用いれば極めて良好な
発熱体を製造することができることをみつけ、その原因
についてさらに検討を加えたところ、それは、特定の電
気比抵抗と塩酸吸液量と比表面積にもとづいていること
を見いだし、本発明を完成したものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、Ｊ工５Ｋ１４６９による電気比抵抗が０．６
Ω・儂以下、Ｊ工５Ｋ１４６９による塩酸吸液量が２０
〜４０ｍ１１５ｇ、かつ、比表面積が１００〜４００ｍ
２／９であることを特徴とする発熱体製造用のカーメン
ブラックである。

以下、さらに詳しく本発明について説明する。

本発明のカーボンブラックは、従来、全く知られていな
い性質を示すものであり、それは、例えば、アセチレン
ガス又はアセチレンガスに不飽和炭化水素を添加してな
る原料を、酸素と水蒸気を含む混合ガスにより熱分解し
て製造することができる。

本発明において、カーボンブラックの電気比抵抗、塩酸
吸液量及び比表面積を上記のように限定した理由は、電
気比抵抗が０．３Ω・鑞をこえたり、塩酸吸液量が２０
ｍ７！１５ｇ未満であったり、あるいは比表面積が１０
０７１１２／ｇ未満であったりすると、基材に配合して
も少ない使用量で十分な導電性を付与することができず
、また、塩酸吸液量が４０ｒｎ１１５ｇをこえたり比表
面積が４００ｍ２／９をこえたりすると、基材に配合し
て発熱体を製造する際の流動性が悪くなり、いずれの場
合も良好な発熱体を製造することができなくなるからで
ある。これらの物性は、カーボンブラックを製造する際
のアセチレン、酸素及び水蒸気の供給量を変化させるこ
とによって調整することができる。なお、比表面積は、
カンタ−ソープ法（Ｂ、Ｆ！、Ｔ法）により測定される
。

本発明に係る基材としては、例えば軟質塩化ビニル樹脂
、アクリロニトリル樹脂、スチレン樹脂、エチレン樹脂
、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂、プロピレン樹脂な
どの合成樹脂、例えばスチレン−シタジエン共重合体ラ
テックス、シリコンイム、アクリルビム、クロロプレン
ゴム、天然ゴムなどのビム、ならびにタール、ピッチ、
アスファルト等があげられる。

以上の基材とカーボンブラックを用いて、例えば面状の
発熱体を製造するには、基材とカーざンブラックを架橋
剤、酸化防止剤、滑剤などの添加剤と共に、混合機、例
えばサイコロ型混合機、バンパリーミキサー、ヘンシェ
ルミキサー等で混合し、それをインフレーション、Ｔダ
イ押出、プレス成形、カレンダー成形等の方法により厚
み０．０１〜３龍のシート状に加工する。

次いで、該シートをガラスファイバー、不織布等の両端
に平編銅線を電極として取り付けた基布面に貼り付けて
面状発熱体基板とし、電気配線をしてから絶縁材料およ
び保護板で被覆し、更に完全防水するためにイムシート
で被うことによって得られる。

基材とカーがンブラックとの混合割合は１材１００重量
部に対しカーボンブラック５〜７０重量部とすることが
好ましい。５重量部未満では、導電性向上効果が小さく
、また、７０重量部をこえると導電性は大きくなるが、
引張強度、呻びなどの機械的物性が低下する。

本発明のカーボンブラックを用いて製造した発熱体は導
電性にすぐれ、しかも引張強度、伸び、ＰＴＯ特性の安
定性が改善されたものであっテ、パラざラアンテナの結
露防止、体育館の床暖４養馬 豚場の床暖房、ガーデンケースの保温、鏡の曇り防止、
複写機の結露防止・除湿、コンクリート埋設用ヒーター
、屋根融雪用ヒーター、高速道路融雪用ヒーター、高速
道路融雪標識板、捺染台用等に使用できる。

〔実施例〕

カーボンブラックの製造 竪型熱分解炉（全長２．ｔｌ＋！、内径０．４ｍ、排出
口径０．２５７１１　）の頂部中央に設けた２重管ノズ
ルの内管から混合ガス（酸素９．７：１５０℃飽和水蒸
気２．３との容量比）　１２　ＮＦＫＢ／時、外管から
アセチレンガス１　Ｂ　Ｎ７７！３／時を供給してアセ
チレンブラック（タイプ■）を製造した。同様に、混合
ガス（酸素１０：１５０℃飽和水蒸気５との容量比）を
１５１１７７１３／時としてアセチレンブラック（タイ
プ■）を製造した。それらの物性値を第１表に示す。

比較例として用いる市販のアセチレンブラック（電気化
学工業（株）製）と副生カーざンブラック（商品名ｒタ
ッチエフ８０１日本卸（株）製）の物性値についても第
１表に示した。

第１表　　カーボンブラックの物性 第１表に示すカーギンブラック、基材、架橋Ｎｌ。

酸化防止剤および滑剤とを第２表に示す配合割合にてバ
ンバリーミキサ−で混合した。得られた組成物を圧力１
００　ｋｇ／ｌｙｍ２、温度１８０℃で１０△ρ（２０
°Ｃ）も小さくなっている。

分間プレス成型機（松山製作所（株）製、３６ｔ）にて
成形し、厚み２　Ｉｌｌのプレスシートを作製した。

憤 得られたシートの活性を第２表に示す。

次に、実施例１、比較例１及び比較例２で得た上記プレ
スシートを発熱体基板とし、この両端を銅製ホルダーで
挾持して、ホルダーの上端に銅製リーＶ線をビスにて固
定した。また、発熱体基板の下面には厚さ１０龍のベー
クライト板を設は絶縁被覆した。このようにして作製し
た面状発熱体に６ｖの電圧をかけて通電したときの温度
上昇段階での２０℃における発熱体の電気抵抗および温
度下降段階での２Ｄ℃における発熱体の電気抵抗をマル
チメーター（タケダ理研（株）製）にて測定した。その
結果を第６表及び図面に示す。

本発明のカーざンブラックを配合したシートの体積固有
抵抗および表面抵抗は、比較例のアセチレンブラック、
市販副生カーボンブラックを配合したものに比べて小さ
く、また、シェア硬度、引張強度、伸びも従来釜かそれ
以上を維持していることがわかる。さらにＰＴＯ特性の
安定性を表わす以下余白 第　　６　　表 また、実施例１において、混合ガスの種類と供給量を種
々変化させて、電気比抵抗、塩酸吸液量及び比表面積の
異なるアセチレンブラックを製造し、それを用いて同様
に試験したところ、本発明で限定した物性を有するアセ
チレンブラックを使用したものは、市販アセチ１７ンブ
ラツクや市販副生カーボンブラックを使用したものに比
べて発熱体の特性が１゛ぐれていることがわかった。

なお、以上の実験で用いた材料ならびに測定法は次の通
りである。

材料 （１）エチレン−酢ビ共重合体・・・・・・日本ユニカ
ー（株）製エチ１／ンー酢酸♂ ニル共重合体、商品名 ｒ　ＤＱ、ＤＪ−１８６８Ｊ （２）　　シリコンイム・・・・・・市販品（ジメチル
ビニルポリシロキサン平均重合度 ８０００、メチルビニルシ ロキサン単位０．４そルチ） （３）　　カーボンブラック・・・・・・上記の通り（
４）酸化防止剤（Ａ）・・・・・・住友化学工業（株）
製、商品名［スミライず＝ＢＨＴＪ 〃（Ｂ）・・・・・・アデカアーガス（株）製、商品名
ｒＡｏ−１１７８Ｊ （５）　　架ｍ　　剤（Ａ）・・・・・・ジクミルパー
オキサイド（日本油脂（株）製、商品 名［パークミルＤＪ　） 〃（Ｂ）・・・・・・２．５−ジメチル−２，５ビス−
（ターシャリ−ブチ ルバーオキシ）−ヘキシン −６（日本化薬（株）製、 商品名［カヤヘキサＹＤＪ （６）滑　　剤　・・・・・・　ステアリン酸亜鉛（日
東化成（株）製） 測定法 （１）カーボンブラックの電気比抵抗 Ｊ工ＳＫ１４６９に準じて測定。

（２）塩酸吸液量 ＪＩＳＫ１４６９に準じて測定。

（３）比表面積 カンタソー７”法（Ｂ、Ｈ！、Ｔ法）（カンタ−クロム
社製比表面積測定器）により測定。

（４）体積固有抵抗 ７０Ｘ２０Ｘ２寵（ｌｘｓｘｗ）のシート試片の両端に
ドータイト（藤倉化成（株）製）を５ｍｍの厚みに塗布
しこれを２０℃、湿度６０％の恒温恒湿槽に入れ２４　
Ｈｒ経過後マルチメーター（タケダ理研（株）製でその
抵抗を測定した。なお、体積固有抵抗は次式に゛Ｃ算出
した。

ρ＝Ｒに□ （但し、ρ＝体積固有抵抗（Ω・儂） Ｒ＝測定値（Ω）） （５）表面抵抗 １２０Ｘ１２０に２　ｍのシート試片の上に１０ｘ５龍
の厚み０．１〜０．３１７１のドータイト（藤倉化成（
株）製）塗布部を１０１１Ｗｔ間隔で２個作成し体積固
有抵抗と同様にして測定した。測定は上記塗布部の縦４
カ所、横３カ所の１２カ所とし、その平均値で表わした
。

（６）ショア硬度 Ｊ工５Ｋ６３０１に準じて測定。測定器具：ジュロアメ
−ター（上島製作所（株）製） （７）引張強度 ＪＩＳＫ６３０１に準じて測定。

（８１ｆ申　　　び ＪＩＳＫ６３０１に準じて測定。

〔発明の効果〕 本発明のカーボンブラックは、導電性付与能力が大であ
るので、それを用いた発熱体は、従来品に比べて、電気
抵抗が小さく、シ羊ア硬度、引張強度及び伸びは同等も
しくはそれ以上であり、かつ、ＰＴＯ特性の安定性は高
い、等のすぐれた性能を有するものである。

【図面の簡単な説明】

図面は、発熱体の温度と体積固有抵抗との関係図である
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ＪＩＳＫ１４６９による電気比抵抗が０．３Ω・ｃｍ以
   下、ＪＩＳＫ１４６９による塩酸吸液量が２０〜４０ｍ
   ｌ／５ｇ、かつ、比表面積が１００〜４００ｍ＾２／ｇ
   であることを特徴とする発熱体製造用カーボンブラック
   。