JPS6245675B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6245675B2 JPS6245675B2 JP55159886A JP15988680A JPS6245675B2 JP S6245675 B2 JPS6245675 B2 JP S6245675B2 JP 55159886 A JP55159886 A JP 55159886A JP 15988680 A JP15988680 A JP 15988680A JP S6245675 B2 JPS6245675 B2 JP S6245675B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- graphite
- composition
- particle size
- weight
- maximum particle
- 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
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- Surface Heating Bodies (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
Description
本発明は自己温度制御性ヒータに関するもので
ある。 ニクロム線や無機絶縁電線などのヒータは電圧
が一定である限り一定の出力を保持しており、エ
ネルギーを大量に消費する欠点があつた。 そのため出力が温度によつて変化する自己温度
制御性ヒータの要求がますます増大している。 これは温度が上昇するとともに抵抗値が増大す
る現象すなわちPTC特性（正温度係数特性）を
利用したものである。 プラスチツクベースのPTCはセラミツクPTC
より安価であるため、実用化されてきている。し
かし、加工における安定性や課電を繰り返した場
合の安定性を保持させることは容易ではない。例
えば導電性カーボンブラツクは加工時の剪断によ
つてストラクチヤが破壊するため、加工条件によ
つて抵抗値が著しく変化しやすい。 一方グラフアイトはストラクチヤ構造をもたな
いので、加工による影響は少ない。 しかし、通常のグラフアイトは最大粒子径が10
μ以上のものが多く、課電中に電気的破壊を生じ
たり、発火する現象が生じる危険性があつた。ま
た、グラフアイトはストラクチヤを形成しないた
め、通常用いられている導電性カーボンブラツク
に比べて一定の抵抗値を得るのに添加量を多くし
なければならない欠点があつた。 添加量が多くなると、ポリマとグラフアイトの
熱膨張の差が大きいため、抵抗値―温度特性の勾
配が小さくなる傾向にある。このため自己温度調
節機能が比較的緩慢になる。したがつてすぐれた
PTC特性を発現するためには添加量が少なくて
加工安定性の良好な組成物を得ることが重要であ
る。上記の理由からグラフアイトでありながら少
ない添加量ですむPTC組成物が得られるならば
工業上の寄与は極めて大きいものと考える。 本発明の目的は、前記した従来技術の欠点を解
消し、導電性付与の添加量を大巾に減少すること
ができ、加工安定性にすぐれたPTC組成物を用
いた新規な自己温度制御性ヒータを提供すること
にある。 すなわち、本発明の要旨は、導電性付与材とし
て最大粒子径が10μ以下のグラフアイトを用いた
ことにある。 結晶性プラスチツクとは結晶を有するプラスチ
ツクであり、ポリエチレン、エチレン―酢酸ビニ
ル共重合体などのエチレン共重合体、エチレン―
プロピレン共重合体、ポリフツ化ビニリデン、塩
素化ポリエチレン、ポリ―ブデン―１、ポリメチ
ルペンテル―１、エチレン―四フツ化エチレン共
重合体などがあげられるが、これらに限定するも
のではない。これらを単独で用いてもよいし、組
合せて用いてもよい。また可撓性を付与したりす
る目的でエチレン―プロピレンゴム、クロロスル
ホン化ポリエチレン、非結晶性塩素化ポリエチレ
ンなどのゴム等を併用しても差支えない。 最大粒子径10μ以下のグラフアイトとは粒度分
布曲線において累積百分率で95％にあたる粒子径
が10μ以下にあるものをいう。 これらの条件に合致するグラフアイトは市販さ
れている。例えばKR2.5（ロンザ）、AT―30、
AT―40（オリエンタル産業）、GP―60（日立粉
末治金）、CSSP、CSPE、AUP、HAG―150（日
本黒鉛工業）等があげられるが、これらに限定さ
れるものではない。 これらのグラフアイトを単独で用いてもよい
し、組み合せて使用してもよい。 ここで、最大粒子径10μ以下に限定した理由と
しては、最大粒子径がこの範囲を越えると、一定
の抵抗値を得るのに多量に添加する必要があるか
らである。その場合にはグラフアイトの容積分率
が大きくなり、ポリマの容積分率が小さくなる。
PTC特性はポリマの比容―温度特性をある程度
反映するので、温度による比容変化のないグラフ
アイト多量に添加することはPTC特性の点から
好ましくない。 またグラフアイトの他に金属粉やカーボンブラ
ツクを併用してもよい。 その他酸化防止剤、安定剤、スコーチ防止剤、
架橋助剤、滑剤、難燃剤を添加しても一向に差し
支えない。 次に本発明の実施例を比較例と共に説明する。 実施例 １ ポリエチレン（密度＝0.92、MI＝２） 100重量部 グラフアイトGP―60（最大粒子径４μ）
40重量部 ４・４―チオビス（６―ターシヤリブチル―ｍ―
クレゾール） 0.2重量部 トリメチロールプロパントリメタクリレート
２重量部 添付図面に示すように、上記組成の発熱体用組
成物２を並行する２条の電極導体１，１′を覆つ
て押出被覆した後、20Mradの電子線を照射し架
橋させて試料を製造した。導体は18AWG同心撚
であり、導体間距離は７mmである。 実施例 ２ ポリフツ化ビニリデン 100重量部 グラフアイトKR2.5（最大粒子径５μ） 20重量部 トリアリルトリメリテート ５重量部 実施例１と同様な方法で試料を製造した。 実施例 ３ 実施例１のポリエチレン100重量部の代りに、
ポリエチレン（密度＝0.92、MI＝２）80重量部
およびエチレン―プロピレンゴム（ムーニ粘度
ML1+4＝40）20重量部の混合物をベースとして用
いた発熱体用組成物を添付図面のような形状に押
出被覆した後、20Mradの電子照射を行ない架橋
させて、試料を製造した。 比較例 １ 実施例２のグラフアイトの代りにＴ―15（最大
粒子径15μ；ロンザ）を用いた。添加量は同じで
ある。 他の条件は実施例２と同じである。 比較例 ２ 比較例１のグラフアイトＴ―15の添加量を30重
量部とした。他の条件は実施例２と同じである。 比較例 ３ 実施例２のグラフアイトの代りに粗粒グラフア
イト、最大粒径200μ以上）を用いた。添加量は
40重量部である。 次に、上記した各例の特性を第１表に示す。
ある。 ニクロム線や無機絶縁電線などのヒータは電圧
が一定である限り一定の出力を保持しており、エ
ネルギーを大量に消費する欠点があつた。 そのため出力が温度によつて変化する自己温度
制御性ヒータの要求がますます増大している。 これは温度が上昇するとともに抵抗値が増大す
る現象すなわちPTC特性（正温度係数特性）を
利用したものである。 プラスチツクベースのPTCはセラミツクPTC
より安価であるため、実用化されてきている。し
かし、加工における安定性や課電を繰り返した場
合の安定性を保持させることは容易ではない。例
えば導電性カーボンブラツクは加工時の剪断によ
つてストラクチヤが破壊するため、加工条件によ
つて抵抗値が著しく変化しやすい。 一方グラフアイトはストラクチヤ構造をもたな
いので、加工による影響は少ない。 しかし、通常のグラフアイトは最大粒子径が10
μ以上のものが多く、課電中に電気的破壊を生じ
たり、発火する現象が生じる危険性があつた。ま
た、グラフアイトはストラクチヤを形成しないた
め、通常用いられている導電性カーボンブラツク
に比べて一定の抵抗値を得るのに添加量を多くし
なければならない欠点があつた。 添加量が多くなると、ポリマとグラフアイトの
熱膨張の差が大きいため、抵抗値―温度特性の勾
配が小さくなる傾向にある。このため自己温度調
節機能が比較的緩慢になる。したがつてすぐれた
PTC特性を発現するためには添加量が少なくて
加工安定性の良好な組成物を得ることが重要であ
る。上記の理由からグラフアイトでありながら少
ない添加量ですむPTC組成物が得られるならば
工業上の寄与は極めて大きいものと考える。 本発明の目的は、前記した従来技術の欠点を解
消し、導電性付与の添加量を大巾に減少すること
ができ、加工安定性にすぐれたPTC組成物を用
いた新規な自己温度制御性ヒータを提供すること
にある。 すなわち、本発明の要旨は、導電性付与材とし
て最大粒子径が10μ以下のグラフアイトを用いた
ことにある。 結晶性プラスチツクとは結晶を有するプラスチ
ツクであり、ポリエチレン、エチレン―酢酸ビニ
ル共重合体などのエチレン共重合体、エチレン―
プロピレン共重合体、ポリフツ化ビニリデン、塩
素化ポリエチレン、ポリ―ブデン―１、ポリメチ
ルペンテル―１、エチレン―四フツ化エチレン共
重合体などがあげられるが、これらに限定するも
のではない。これらを単独で用いてもよいし、組
合せて用いてもよい。また可撓性を付与したりす
る目的でエチレン―プロピレンゴム、クロロスル
ホン化ポリエチレン、非結晶性塩素化ポリエチレ
ンなどのゴム等を併用しても差支えない。 最大粒子径10μ以下のグラフアイトとは粒度分
布曲線において累積百分率で95％にあたる粒子径
が10μ以下にあるものをいう。 これらの条件に合致するグラフアイトは市販さ
れている。例えばKR2.5（ロンザ）、AT―30、
AT―40（オリエンタル産業）、GP―60（日立粉
末治金）、CSSP、CSPE、AUP、HAG―150（日
本黒鉛工業）等があげられるが、これらに限定さ
れるものではない。 これらのグラフアイトを単独で用いてもよい
し、組み合せて使用してもよい。 ここで、最大粒子径10μ以下に限定した理由と
しては、最大粒子径がこの範囲を越えると、一定
の抵抗値を得るのに多量に添加する必要があるか
らである。その場合にはグラフアイトの容積分率
が大きくなり、ポリマの容積分率が小さくなる。
PTC特性はポリマの比容―温度特性をある程度
反映するので、温度による比容変化のないグラフ
アイト多量に添加することはPTC特性の点から
好ましくない。 またグラフアイトの他に金属粉やカーボンブラ
ツクを併用してもよい。 その他酸化防止剤、安定剤、スコーチ防止剤、
架橋助剤、滑剤、難燃剤を添加しても一向に差し
支えない。 次に本発明の実施例を比較例と共に説明する。 実施例 １ ポリエチレン（密度＝0.92、MI＝２） 100重量部 グラフアイトGP―60（最大粒子径４μ）
40重量部 ４・４―チオビス（６―ターシヤリブチル―ｍ―
クレゾール） 0.2重量部 トリメチロールプロパントリメタクリレート
２重量部 添付図面に示すように、上記組成の発熱体用組
成物２を並行する２条の電極導体１，１′を覆つ
て押出被覆した後、20Mradの電子線を照射し架
橋させて試料を製造した。導体は18AWG同心撚
であり、導体間距離は７mmである。 実施例 ２ ポリフツ化ビニリデン 100重量部 グラフアイトKR2.5（最大粒子径５μ） 20重量部 トリアリルトリメリテート ５重量部 実施例１と同様な方法で試料を製造した。 実施例 ３ 実施例１のポリエチレン100重量部の代りに、
ポリエチレン（密度＝0.92、MI＝２）80重量部
およびエチレン―プロピレンゴム（ムーニ粘度
ML1+4＝40）20重量部の混合物をベースとして用
いた発熱体用組成物を添付図面のような形状に押
出被覆した後、20Mradの電子照射を行ない架橋
させて、試料を製造した。 比較例 １ 実施例２のグラフアイトの代りにＴ―15（最大
粒子径15μ；ロンザ）を用いた。添加量は同じで
ある。 他の条件は実施例２と同じである。 比較例 ２ 比較例１のグラフアイトＴ―15の添加量を30重
量部とした。他の条件は実施例２と同じである。 比較例 ３ 実施例２のグラフアイトの代りに粗粒グラフア
イト、最大粒径200μ以上）を用いた。添加量は
40重量部である。 次に、上記した各例の特性を第１表に示す。
【表】
【表】
試験方法は次の通りである。
抵抗値：ホイートストンブリツジを用いて室
温における抵抗値を測定。 課電サイクル：導体間に交流200Vを60分間
印加する。次に10分間課電を休
止する。これを１サイクルと
し、100サイクル繰り返す。動
作温度は交流200V印加時に熱
電対によつて測定した。 なお、本発明のヒータは図示実施例構造の周囲
に、必要に応じシースを包被した構造としてもよ
い。 本発明において、最大粒子径が10μ以下のグラ
フアイトを用いることによつて、導電性付与効果
が著しく改善される理由としては、粒子の形状が
小さくなることによつて、ポリマとグラフアイト
の接触の機会が増していわゆるトンネル効果が促
進されるためと考えられる。
温における抵抗値を測定。 課電サイクル：導体間に交流200Vを60分間
印加する。次に10分間課電を休
止する。これを１サイクルと
し、100サイクル繰り返す。動
作温度は交流200V印加時に熱
電対によつて測定した。 なお、本発明のヒータは図示実施例構造の周囲
に、必要に応じシースを包被した構造としてもよ
い。 本発明において、最大粒子径が10μ以下のグラ
フアイトを用いることによつて、導電性付与効果
が著しく改善される理由としては、粒子の形状が
小さくなることによつて、ポリマとグラフアイト
の接触の機会が増していわゆるトンネル効果が促
進されるためと考えられる。
図は本発明自己温度制御性ヒータの一実施例を
示す断面図である。 １，１′：電極導体、２：発熱体用組成物。
示す断面図である。 １，１′：電極導体、２：発熱体用組成物。
Claims (1)
- １ 電子線のような電離性放射線の照射により架
橋可能な結晶性プラスチツク若しくはこの結晶性
プラスチツクとゴムとの混合物に、最大粒子径が
10μ以下のグラフアイトを添加することにより構
成した正温度係数特性を有する組成物と、この組
成物と一体化している電極とを備えており、前記
組成物は電離性放射線により架橋処理されている
ことを特徴とする自己温度制御性ヒータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15988680A JPS5784586A (en) | 1980-11-13 | 1980-11-13 | Self-temperature controllable heater |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15988680A JPS5784586A (en) | 1980-11-13 | 1980-11-13 | Self-temperature controllable heater |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5784586A JPS5784586A (en) | 1982-05-26 |
| JPS6245675B2 true JPS6245675B2 (ja) | 1987-09-28 |
Family
ID=15703324
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15988680A Granted JPS5784586A (en) | 1980-11-13 | 1980-11-13 | Self-temperature controllable heater |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5784586A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6373771U (ja) * | 1986-10-30 | 1988-05-17 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3861029A (en) * | 1972-09-08 | 1975-01-21 | Raychem Corp | Method of making heater cable |
| JPS5160236A (en) * | 1974-09-27 | 1976-05-26 | Raychem Corp | Seinoteikoondokeisu ojusuru soseibutsu |
| JPS52101737A (en) * | 1976-02-20 | 1977-08-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Heating body |
-
1980
- 1980-11-13 JP JP15988680A patent/JPS5784586A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5784586A (en) | 1982-05-26 |
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