JPS6251184A - 自己温度制御形発熱体 - 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〕 この発明は特定の温度領域に達すると発熱体の抵抗温度
係数が急激に正の方向に増大する性質（以下ＰＴＣ特性
と略す）を示す自己温度制御形発熱体に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

従来よ多結晶性高分子をマトリックスとし、カーボンブ
ラックやグラファイト等の導電性フィラーを混練して所
望の形態に成形した発熱体がそのマ）　ＩＪラックス融
点付近の温度でＰＴＣ特性を有することは良く知られて
いる。典型的なＰＴＣ特性曲線を第２図の曲線（＝）に
示す。なお、第２図における縦軸はオームで表わす抵抗
値（ＫΩ）、横軸はＫで表わす温度（’Ｃ）である。発
熱体の抵抗値はマトリックスの融点以下では徐々に増加
する程度でるるか、マトリックスの融点に近づくと急激
に増大する。従ってこの性質を利用するとマトリツクス
の融点を越えない温度範囲で発熱する自己温度制御形発
熱体を形成することができる。しかし。

発熱体の抵抗値はほぼ融点でピークに達し、それ以上の
温度では徐々に減少する。従って、何らかの原因で発熱
体の温度がこのピーク温度を越えると自己温度制御機能
を失ない、を流が増大して焼損に至る危険性がある。

特開昭５８−７１５８４号公報ではマトリックスに繊維
素樹脂を配合した結晶性の熱可塑性高分子を用いること
によシ、第２図の曲線（ｂ）のように抵抗値のピーク値
を増巾し、実使用上このピーク温度を越えられないよう
に改善した。

また、特開昭５５−６７４５号公報ではマトリックスに
２種以上の結晶性高分子の組成物を用いることによシ、
第２図の曲線（Ｃ）のように抵抗値のピークを複数とし
、何らかの原因で発熱体の温度が第１のピーク温度を越
えても第２のピークで温度制御することによシ安全性を
確保した。

上記のように結晶性高分子をマトリックスとし。

カーボンブラックやグラファイト等の導電性フィラーを
混練して所望の形態に成形した発熱体が示すＰＴＣ特性
は、結晶性高分子の融解に伴って体積膨張が起こシ、そ
の中に分散している導電性フィラーの間隔が押し拡げら
れ、接触抵抗が急激に増大することによるものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のような従来の自己温度制御形発熱体では融点を越
えると抵抗値は逆に減少するが１、これはマトリックス
が流動性を示すことに起因し、マトリックス樹脂を電子
線照射等により三次元架橋して流動性を押えると抵抗値
の減少は見られなくなるが、一方でＰＴＣ特性が低下す
るという問題点があった。

この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、特定の温度領域で急激に抵抗値が上昇し、その温
度を越えても実用上抵抗値が低下しなく、長期間の使用
においても、優れた特性の変化が少ない信頼性の高い自
己温度制御形発熱体を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するだめの手段〕

この発明の自己温度制御形発熱体は、軟化温度が２００
℃以上の熱可塑性高分子をマトリックスとし、これに低
分子量ポリアミド、導電性フィラーおよび酸化防止剤を
含有させたものである。

〔作用〕

低分子量ポリアミドか結晶性高分子と比較してシャープ
な融点を持つため、成形された発熱体の抵抗値は低分子
量ポリアミドの融点付近で急激に上昇する。また融点を
越えても軟化温度の高いマトリックスを用いているので
、マトリックスは実用上軟化しないために流動性を示さ
ず、従って実用上、抵抗値の低下も起こらない。また、
酸化防止剤の添加によりマ）　ＩＪラックス分子量の低
下が抑制され、長期間の使用においても特性の変化がほ
とんど起こらず、信頼性の高い自己温度制御形発熱体が
得られる。

〔実施例〕

軟化温度が２００℃以上の熱可塑性高分子としては例え
ばポリエステル、ポリカーボネート、ポリアミド、セル
ロース繊維樹脂およびフッ素系樹脂等の内の少なくとも
一種が用いられる。なお、軟化温度が２００℃以上でめ
れば、有機材料を用いたことを考慮した使用温度範囲で
実用上軟化しないと考えられる。

低分子量ポリアミドとしては、融点が１００℃〜１８０
℃の温度範囲のものが市販されているが２例えば融点が
１１Ｑ’Ｃのポリマイド！３−４０Ｂ（商品名。

三洋化成製）、融点が１５０℃のラッカマイト（商品名
、大日本インキ製）および融点が１８０℃のパーサロン
（商品名、第一ゼネラル製）等の内の少なくとも一種が
用いられる。

導電性フィラーとしては例えばカーボンブラック、グラ
ファイトおよびカーボン繊維等の内の少なくとも一種が
用いられ、配合量は低分子量ポリアミドを含む熱可塑性
高分子の重量の１０〜４０重量％の範囲から選ばれるの
が望ましい。

酸化防止剤としては例えばベンゾイミダゾール類、ヒン
ダードフェノール類、トリアジン誘導体類およびフェノ
ールスルフィド類等の内の少なくとも一種が用いられ、
特に２−メルカプトペンゾイミダゾールが好適に用いら
れる。なお、酸化防止剤の添加がマトリックスの酸化に
よる低分子量化を抑制するため、軟化温度の低下も抑制
し、信頼性の向上に寄与する。

以下、実施例によりこの発明を具体的に説明する。

実施例１ 軟化温度が２２０℃のポリカーボネート（三菱瓦斯化学
製、商品名ニーピロンＥ２０ＧＧ　）　５０重量部。

融点が１１０℃のポリマイド８−４０１１００重量部。

ファーネス系カーボンブラック４５重量部および２−メ
ルカプトベンゾイミダゾール４重量部をパンバリミキサ
ーに投入して混練し、加熱三本ロールを用いて厚さ１ｎ
、幅１Ｇ（ｍ、長さ１０ｃＩｒＬのシート状に成形した
。次に両端に幅１（１７７１の電極を設け、ポリエチレ
ンテレフタレートフィルムで両面を絶縁保護することに
よシ、この発明の一実施例の自己温度制御形発熱体を作
製した。

実施例２ ポリマイド８−４０Ｅの代シに融点１５０℃のラッカマ
イトを用い、実施例１と同様にして、この発明の他の実
施例の自己温度制御形発熱体を作製した。

実施例３ ポリカーボネートの代りに軟化温度が２６５℃のフッ素
樹脂（旭硝子製、商品名アフロンｃｏｐｃ−５５）を用
い、ポリマイド８−４０Ｆ、の代りに融点１８０℃のパ
ーサロンを用い、実施例１と同様にして、この発明のさ
らに他の実施例の自己温度制御形発熱体を作製した。

第１図は、上記実施例で得られた自己温度制御形発熱体
を各温度の電気オープンに入れた後、測定した温度によ
る自己温度制御形発熱体の抵抗値変化を示す抵抗温度特
性図であシ、縦軸はオームで表わす抵抗値（ＫΩ）を、
横軸は度で表わす温度（’Ｃ）である。図において、　
　（ｄ）、　（ｅ）および（ｆ）は各各実施例１，２お
よび３の特性を示す。

第１図よυ明らかなように、この発明の自己温度制御形
発熱体は低分子量ポリアミドの融点付近で急激に抵抗値
が増大し、融点を越えても抵抗の温度係数は正の値を維
持した。

なお、この発明の実施例は９例えばフィルム状に押出成
形、および特定の形状に射出成形することによシ実用に
供せられる。

〔発明の効果〕 この発明は以上説明したとおり、軟化温度が２００℃以
上の熱可塑性高分子をマトリックスとし。

これに低分子量ポリアミド、導電性フィラーおよび酸化
防止剤を含有させたものを用いることにより、特定の温
度領域で急激に抵抗値が上昇し、その温度を越えても実
用上抵抗値が低下しなく、長期間の使用においても優れ
た特性の変化が少ない信頼性の高い自己温度制御形発熱
体を得ることができる。また９例えば面状等の任意の形
状に成形することにより広い用途に適用することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例の抵抗温度特性図。 第２図は従来の自己温度制御形発熱体の抵抗温度特性図
である。 図において、（ａ）はマトリックスに結晶性高分子を用
いた一般的な自己温度制御形発熱体の特性。 （ｂ）はマトリックスに繊維素樹脂を含む熱可塑性樹脂
の組成物を用いたものの特性、（Ｃ）はマトリックスと
して複数の結晶性高分子の組成物を用いたものの特性、
　（ｄ）　、　（８）　、　（ｆ）はこの発明の実施例
の特性である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）軟化温度が２００℃以上の熱可塑性高分子をマト
   リックスとし、これに低分子量ポリアミド、導電性フィ
   ラーおよび酸化防止剤を含有させた自己温度制御形発熱
   体。
2. （２）酸化防止剤が、２−メルカプトベンゾイミダゾー
   ル、高分子量ヒンダードフェノール、トリアジン誘導体
   およびジアルキルフェノールスルフィドの内の少なくと
   も一種である特許請求の範囲第１項記載の自己温度制御
   形発熱体。
3. （３）導電性フィラーが、カーボンブラック、グラファ
   イトおよびカーボン繊維の内の少なくとも一種である特
   許請求の範囲第１項又は第２項記載の自己温度制御形発
   熱体。
4. （４）熱可塑性高分子が、ポリエステル、ポリカーボネ
   ート、ポリアミド、セルロース系樹脂およびフッ素系樹
   脂の内の少なくとも一種である特許請求の範囲第１項な
   いし第３項の何れかに記載の自己温度制御形発熱体。