JPS628485A - 面状発熱体 - 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〕 本発明は、電気抵抗が小さくて引張強度と伸びが大きく
、しかも、ＰＴＣ特性の安定性を改良した面状発熱体に
関する。　・ 〔従来の技術〕 従来、合成樹脂又はダムからなる基材にカーざンブラッ
クを含ませてなる面状発熱体は知られている。それを製
造する際のカーボンブランクとしては、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
、アセチレンブラン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面状発熱体を得
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ＰＴＣ％性の安定性が良好な面状発熱体を得るこ
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〕

本発明省は、電気抵抗が小さくて引張強度と伸びが大き
く、しかもＰＴＣ特性の安定性が良好である面状発熱体
について種々検討した結果、カーがンブラックとしてア
セチレンがスを敵累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な部分酸化し、さらに
熱処理したものを用いれば極めて良好な面状発熱体を製
造することができることなみつけ、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、５０．に９／α２卵圧下の電気比抵抗０．３
０・α以下、比表面積５００〜１．１　［１０ｒｒＬ”
ンｇ、ｐ）１５以上及び１次粒子の平均粒径２５　ｎｍ
未満であるカーボンブラック５〜１００重量部を合成樹
脂及び／又はゴムからなる基材１００重量部に含有させ
てなることな特徴とする面状発熱体である。

以下、さらに詳しく本発明について説明する。゛本発明
に係る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、アセチレイが
ス又はアセチレンが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がスにより熱分解し、
それをさらに部分酸化した後熱処理して製造することが
できる。

本発明において、カーざンブラックの電気比抵抗、比表
面積、−及び１次粒子の平均粒径（以下平均粒子径とい
う）を上記のように限定した理由は次の通りである。

５０ゆ／α２加圧下の電気比抵抗が０．３０・αをこえ
ると少ない使用量で十分な導電性を付与することはでき
ない。

比表面積はＢＥＴ法で測定されるものであり、その値が
本発明の範囲以外にあっては、面状発熱体を製造する際
に合成樹脂及び／又はゴムの流動性が悪くなり、カーメ
ンブラックを均質に分散させた製品は得られにくい。

−が５未満であると基材の熱安定性が悪くなる。

ｆた、平均粒子径が２５　ｎｍ以上であると製品の外観
を損ねる。平均粒子径は小さいものほど好結果を与える
が、あまりにも小さいと合成樹脂及び／又はゴムの流動
性が悪くなるので、１５〜１０ｎｍが望ましい。平均粒
子径は透過型電子顕微鏡により測定される。

以上のようなカーポンチシックの取得方法は特願昭５９
−１９０３８０号の願書に添付した明細書に記載されて
いる。

合成樹脂及び／又はゴムとしては市販のものが用いられ
、その種類については特に制限されるものはない。

その具体例としては、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−ブタジェン共重合体ラテックス、シ
リコンゴム、アクリルゴム、クロロゾレンゴム、天然ゴ
ムなどのゴムがあげられる。　− 以上の合成樹脂及び／又はゴムとカーボンブランクを用
いて、面状発熱体を製造するには、合成樹脂及び／又は
ゴムとカーボンブランクな必紮に応じて架橋剤、酸化防
止剤、滑剤などの添卯剤と共に、混合機、例えはサイコ
ロ温混合機、バンバリーミキサ−、ヘンシェルミキサー
等で混合し、それヲインフレーション、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　Ｉｍのシート状に加工する。

次いで、該シートをがラスファイバー、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℃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ゴムシート
で被うことによって得られる。

カーボンブラックの割合は、合成樹脂及び／又はゴムか
らなる基材１００重量部に対しカーボンブランク５〜１
００重量部とする。５重量部未満では、導電性向上効果
が小さく、また、１００重量部をこえると導電性は大き
くなるが、引張強度、伸びなどの機械的物性が低下する
。

本発明の面状発熱体は導電性にすぐれ、しかも引張強度
、伸び、ＰＴＣ％性の安定性が改善されたものであって
、パラボラアンテナの結露防止、体育館の床暖房、養豚
場の床暖房、が−デンケースの保温、鏡の曇り防止、複
与機の結露防止会除湿、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〕

使用したアセチレンガス熱分解炉は、竪型の全長２．４
１１Ｌ　、内径０．４　）ｆＬ　、排出口の径０．２５
　Ｋ　、炉内頂部から０．３ｍ迄の内壁が水冷ジャケッ
トによつて構成され、他の内壁が耐火レンがで構築され
ている。

この熱分解炉頂部中央に設けた２重管ノズル中央から、
酸素９．Ｑ　Ｎｍ３／　Ｈと４．０　ｋｇ／Ｌｎ”　テ
飽和された水蒸気（＠度１５０°Ｃ）　４．０　Ｎｍ３
／　Ｈの混合がス１３．ＯＮｍ３／　Ｈを供給し、２重
管ノズルの外側環状部からアセチレンがスな１８Ｎｍ”
／Ｈ供給し、アセチレンがス、酸素、水蒸気を反応せし
め、次いで常法に従い生成したアセチレンブラックを冷
却捕集した。

得られたアセチレンブランクの物性はｐＨ４，２、比表
ｉｉｉ　８２９０　＋ａ２７ｇ、平均粒径１５、塩酸吸
液量２９１ｎｉ１５ｇ、であった。

このアセチレンブランクを温度５７０℃で１時間部分酸
化し、さらにアルゴンが気流中温度１０］Ｏ０Ｃで１時
間焼成し、高導電性のカーボンブランクを得た。

その物性を第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）と副生カーボンブラック（日本ＥＣ（
株）製；商品名「ケッチェンＥＣＪ）の物性値について
も第１表に示した。

第１表 第１表に示すカーざンブラック、合成樹脂及び／又はゴ
ム、架橋剤、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ＩＪ−ミキサーで混合した。得られた
組成物を圧力１００に９／３”、温度１８０℃で１０分
間プレス成型機（松田製作所（株）製、３６ｔ）にて成
形し、厚み２冨罵のプレスシートを作製した。得られた
シートの特性を第２表に示す。

本発明に係るカーボンブラックを配合したシートの体積
固有抵抗及び表面抵抗は、比較例のアセチレンブラック
及び副生カーボンブランクを配合したものに比べて小さ
く、また、ショア硬度・引張強度・伸び等も優れている
ことが判る。

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、この両端を鋼製ホルダーで
挾持して、ホルダーの上端に銅製リード線をビスにて固
定した。また、発熱体基板の下面には厚さ１０１１ＩＩ
のベークライト板を設は絶縁被接した。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２０°Ｃ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３表及び図面に示す。

第３宍及び図面に示したように、本発明の面状発熱体は
、比較例に比べて、ＰＴＣ特性のヒステリシスの差Δρ
（２０°Ｃ）は小さく安定性がよいこ　　。

とが判る。

以下余白 第６表 なお、使用した材料と測定法は矢の方法によった。

材　　料 （１）　　エチレン−酢ビ共重合体・・・・・・日本ユ
ニカー（株）製エチレンー酢酸ビニ ル共１合体、闇品名 「ＤＯＤＪ−１８６８」 （２）　　シリコンゴム・・・・・・市販品（ジメチル
ビニルポリシロキサン平均重合度 ８０００、メチルビニルノ ロキサン単位０．４モルチ） （３）　　カーボンブラック・・・・・・上記の通り（
４１＆化防止剤（４）・・・・・・住友化学工業（株）
製、商品名［スミライず−ＢＨＴ　Ｊ 〃　　Φ）・・・・・・アデカアーがス（株）製、商品
名「Ａｏ−１１７８４ （５）架　　橋　剤囚・・・・・・ジクミルパーオキサ
イド（日本油脂（株）製、商品名 ［バークミルＤＪ　） 〃（Ｂ）・・・・・・２，５−ジメチル−２，５ビス−
（ター７ヤリーブチ ルバーオキシ）−ヘキシン −３（日本化薬（株）製、商 品名「カヤへキサＹＤ　Ｊ （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５Ｋ１４
６９に準じて測定。

（２）塩酸吸液量 ＪＩＳＫ１４６９に準じて測定。

（３）比表面積 カンタソーブ法（ＢＥＴ法）（カンタータロム社製比表
面積測定器）により測定。

（４）体積固有抵抗 ７０×２０Ｘ２ｘｘ（ｊ？ｘｓｘｖ）のシート試片の両
端にドータイト（藤倉化成（株）製）を５　ｖｍの厚み
に塗布しこれを２０℃、湿度６０チの恒温恒湿槽に入れ
２４Ｈｒ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て算
出した。

（但し、ρ＝体積固有抵抗（Ω・α） Ｒ＝測定値（Ω）） （５）表面抵抗 １２０×１２０’２ｉｍのシート試片の上に１０×５關
の厚み０．１〜０．３關のドータイト（藤倉化成（株）
製）塗布部を１０＋ｍ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 ＪＩＳ　Ｋ　６３０１に準じて測定。測定器具：ジュロ
アメ−ター（１島製作所（株）製）（７）引張強直 ＪＩＳ　Ｋ　６３０１に準じて測定。

（８）　　　伸　　び ＪＩＳ　Ｋ　６３０１に準じて測定。

〔発明の効果〕

本発明の面状発熱体は従来品に比べて電気抵抗が小さく
、引張強度や伸びが同等もしくはそれ以上で機械的強度
にすぐれ、かつ、ＰＴＣ％性については特に優れており
、またヒステリシスが小さく安定性がある。

【図面の簡単な説明】

図面は面状発熱体の温度と体積固有抵抗の関係を示すも
のである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、５０ｋｇ／ｃｍ＾２加圧下の電気比抵抗０．３Ω・
   ｃｍ以下、比表面積５００〜１，１００ｍ＾２／ｇ、ｐ
   Ｈ５以上及び１次粒子の平均粒径２５ｎｍ未満であるカ
   ーボンブラック５〜１００重量部を合成樹脂及び／又は
   ゴムからなる基材１００重量部に含有させてなることを
   特徴とする面状発熱体。