JP2000228301A - 自己温度制御発熱体組成物 - Google Patents
自己温度制御発熱体組成物Info
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- JP2000228301A JP2000228301A JP11027662A JP2766299A JP2000228301A JP 2000228301 A JP2000228301 A JP 2000228301A JP 11027662 A JP11027662 A JP 11027662A JP 2766299 A JP2766299 A JP 2766299A JP 2000228301 A JP2000228301 A JP 2000228301A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 架橋前の状態における加熱に対する抵抗安定
性が優れ、且つ架橋後の温度−抵抗特性に優れた自己温
度制御発熱体組成物を提供する。 【解決手段】 スチレン・ブタジエンゴムとポリスチレ
ンブロック部を有するブロックポリマ型熱可塑性エラス
トマと導電性物質を含有する組成物を構成し、次いで放
射線架橋する。これにより製造上、設計上の制約を受け
ずに、優れた特性の発熱体組成物による面状発熱体等の
製造が可能となる。
性が優れ、且つ架橋後の温度−抵抗特性に優れた自己温
度制御発熱体組成物を提供する。 【解決手段】 スチレン・ブタジエンゴムとポリスチレ
ンブロック部を有するブロックポリマ型熱可塑性エラス
トマと導電性物質を含有する組成物を構成し、次いで放
射線架橋する。これにより製造上、設計上の制約を受け
ずに、優れた特性の発熱体組成物による面状発熱体等の
製造が可能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、床・壁暖房等の暖
房器具等における面状発熱体に用いられる自己温度制御
発熱体組成物に関する。
房器具等における面状発熱体に用いられる自己温度制御
発熱体組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】暖房器具に用いられる自己温度制御発熱
体組成物においては、温度上昇と共に電気抵抗が上昇
し、発熱量が低下する性能が求められ、製品安全上から
温度と共に抵抗上昇が急激な組成物が要求されている。
体組成物においては、温度上昇と共に電気抵抗が上昇
し、発熱量が低下する性能が求められ、製品安全上から
温度と共に抵抗上昇が急激な組成物が要求されている。
【０００３】従来のこの種の組成物において、スチレン
・ブタジエンゴム等のガラス移転点の低いゴム・エラス
トマを配合し、これを架橋させたものは、要求される急
激な抵抗上昇を或る程度満すことができる。また、適性
に架橋された上記組成物においては、長期の連続あるい
は繰り返し荷電を行った場合の抵抗値変化が小さく、要
求される長期安定性を或る程度満すことができる。
・ブタジエンゴム等のガラス移転点の低いゴム・エラス
トマを配合し、これを架橋させたものは、要求される急
激な抵抗上昇を或る程度満すことができる。また、適性
に架橋された上記組成物においては、長期の連続あるい
は繰り返し荷電を行った場合の抵抗値変化が小さく、要
求される長期安定性を或る程度満すことができる。
【０００４】なお、上記のような組成物から成る薄膜の
面状発熱体を製造する方法としては、架橋前の組成物を
溶媒に溶解して塗料とし、得られた塗料を電極を配設し
たフィルム等へ印刷・塗布して乾燥し、しかる後に電子
線照射、紫外線照射あるいは加熱等により架橋する方法
も採用される。
面状発熱体を製造する方法としては、架橋前の組成物を
溶媒に溶解して塗料とし、得られた塗料を電極を配設し
たフィルム等へ印刷・塗布して乾燥し、しかる後に電子
線照射、紫外線照射あるいは加熱等により架橋する方法
も採用される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、低いガ
ラス移転点を持つゴム・エラストマ類を配合成分とする
発熱体組成物は、架橋前の状態において極めて安定性が
劣ると言う欠点があった。例えば、架橋前の組成物から
塗料を製造し、これを用いて塗布した場合に、溶媒除去
のための僅かな熱処理によって、熱処理前後で数倍から
十数倍に及ぶ抵抗値変化が現れるために、溶剤の選択、
乾燥条件の選定、製品構造の決定等の点で製品製造上、
設計上の困難な制約となっていた。
ラス移転点を持つゴム・エラストマ類を配合成分とする
発熱体組成物は、架橋前の状態において極めて安定性が
劣ると言う欠点があった。例えば、架橋前の組成物から
塗料を製造し、これを用いて塗布した場合に、溶媒除去
のための僅かな熱処理によって、熱処理前後で数倍から
十数倍に及ぶ抵抗値変化が現れるために、溶剤の選択、
乾燥条件の選定、製品構造の決定等の点で製品製造上、
設計上の困難な制約となっていた。
【０００６】本発明の目的は、スチレン・ブタジエンゴ
ム等を配合し、架橋せしめた組成物の自己温度制御特性
を損うことなく、架橋前の状態における組成物の特性、
特に加熱時の抵抗安定性が改善された自己温度制御発熱
体組成物を提供することにある。
ム等を配合し、架橋せしめた組成物の自己温度制御特性
を損うことなく、架橋前の状態における組成物の特性、
特に加熱時の抵抗安定性が改善された自己温度制御発熱
体組成物を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明による自己温度制
御発熱体組成物は、スチレン・ブタジエンゴムと、上記
スチレン・ブタジエンゴムと相溶し、共架橋可能な熱可
塑性エラストマと導電性物質とを配合・混練して成る組
成物を放射線架橋したものである。
御発熱体組成物は、スチレン・ブタジエンゴムと、上記
スチレン・ブタジエンゴムと相溶し、共架橋可能な熱可
塑性エラストマと導電性物質とを配合・混練して成る組
成物を放射線架橋したものである。
【０００８】本発明におけるスチレン・ブタジエンゴム
としては、乳化重合スチレン・ブタジエンゴム、溶液重
合スチレン・ブタジエンゴムが挙げられるが、放射線架
橋における架橋性が優れるために溶液重合スチレン・ブ
タジエンゴムを使用するのが好ましい。
としては、乳化重合スチレン・ブタジエンゴム、溶液重
合スチレン・ブタジエンゴムが挙げられるが、放射線架
橋における架橋性が優れるために溶液重合スチレン・ブ
タジエンゴムを使用するのが好ましい。
【０００９】本発明における熱可塑性エラストマは、ス
チレン・イソプレン・スチレン（ＳＩＳ）型ブロックポ
リマ、スチレン・ブタジエン・スチレン（ＳＢＳ）型ブ
ロックポリマ、水素添加スチレン・イソプレン・スチレ
ン（ＳＩＳ）型コポリマ及び水素添加スチレン・ブタジ
エン・スチレン（ＳＢＳ）型コポリマから選択される。
上記熱可塑性エラストマにおけるスチレン含量について
は、３０重量％以下の熱可塑性エラストマを選択するこ
とが好ましいく、その理由は、熱可塑性エラストマにお
けるスチレン含量が高い程、放射線架橋特性及び自己温
度制御特性を阻害低下するためである。また、上記水素
添加物を使用することによって、対応する非水素添加物
を使用する場合に比して、熱耐性がより向上した発熱体
組成物を得ることができ、その理由は、エラストマ分子
中の二重結合が水素添加されるためである。
チレン・イソプレン・スチレン（ＳＩＳ）型ブロックポ
リマ、スチレン・ブタジエン・スチレン（ＳＢＳ）型ブ
ロックポリマ、水素添加スチレン・イソプレン・スチレ
ン（ＳＩＳ）型コポリマ及び水素添加スチレン・ブタジ
エン・スチレン（ＳＢＳ）型コポリマから選択される。
上記熱可塑性エラストマにおけるスチレン含量について
は、３０重量％以下の熱可塑性エラストマを選択するこ
とが好ましいく、その理由は、熱可塑性エラストマにお
けるスチレン含量が高い程、放射線架橋特性及び自己温
度制御特性を阻害低下するためである。また、上記水素
添加物を使用することによって、対応する非水素添加物
を使用する場合に比して、熱耐性がより向上した発熱体
組成物を得ることができ、その理由は、エラストマ分子
中の二重結合が水素添加されるためである。
【００１０】本発明における上記熱可塑性エラストマの
配合割合は、上記スチレン・ブタジエンゴム及び上記熱
可塑性エラストマの合量に対して５〜５０重量％の範囲
内とすることが好ましいが、その理由は、５重量％以下
では架橋前の状態における組成物の抵抗変化が過大とな
り、５０重量％以上では架橋後における抵抗変化が充分
な大きさとならず、ＰＴＣ特性が過小となるためであ
る。
配合割合は、上記スチレン・ブタジエンゴム及び上記熱
可塑性エラストマの合量に対して５〜５０重量％の範囲
内とすることが好ましいが、その理由は、５重量％以下
では架橋前の状態における組成物の抵抗変化が過大とな
り、５０重量％以上では架橋後における抵抗変化が充分
な大きさとならず、ＰＴＣ特性が過小となるためであ
る。
【００１１】本発明における導電性物質としては、各種
の微細導電性充填剤が含まれるが、好適実施例におい
て、炭素系導電性物質としてグラファイト、グラファイ
ト化カーボンファイバが挙げられる。
の微細導電性充填剤が含まれるが、好適実施例におい
て、炭素系導電性物質としてグラファイト、グラファイ
ト化カーボンファイバが挙げられる。
【００１２】本発明における放射線架橋としては、各種
の架橋法が含まれるが、好適実施例において、電子線照
射架橋が挙げられる。
の架橋法が含まれるが、好適実施例において、電子線照
射架橋が挙げられる。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の自己温度制御発
熱体組成物を使用した試験用面状発熱体の横断面概略図
である。
熱体組成物を使用した試験用面状発熱体の横断面概略図
である。
【００１４】図１において、ＰＥＴフィルム１上に配設
された電極２が、本発明による自己温度制御発熱体組成
物から成る発熱体３によって被覆された面状発熱体が示
される。
された電極２が、本発明による自己温度制御発熱体組成
物から成る発熱体３によって被覆された面状発熱体が示
される。
【００１５】従来における架橋前のゴム・エラストマ発
熱体組成物においては、配合された導電性添加剤粒子が
泳動し易い状態にあるので、加熱等によりゴム・エラス
トマ部の粘度低下が起ると、配合当初には微分散されて
いた導電性添加剤粒子が凝集し、抵抗値の変化となって
現れる。これに対して、本発明においては、熱可塑性エ
ラストマとしてブロックポリマを配合するので、そのポ
リスチレンブロック部が擬似架橋点として作用・機能
し、架橋前の状態における組成物を加熱した場合におけ
る導電性物質の泳動を阻害するために、架橋前の抵抗変
化が防止される。その詳細は、以下の実施例において示
される。
熱体組成物においては、配合された導電性添加剤粒子が
泳動し易い状態にあるので、加熱等によりゴム・エラス
トマ部の粘度低下が起ると、配合当初には微分散されて
いた導電性添加剤粒子が凝集し、抵抗値の変化となって
現れる。これに対して、本発明においては、熱可塑性エ
ラストマとしてブロックポリマを配合するので、そのポ
リスチレンブロック部が擬似架橋点として作用・機能
し、架橋前の状態における組成物を加熱した場合におけ
る導電性物質の泳動を阻害するために、架橋前の抵抗変
化が防止される。その詳細は、以下の実施例において示
される。
【００１６】また、放射線架橋における照射架橋性を向
上するために、トリアリルソシアヌレート、トリメチロ
ールプロパントリメタクリレート等の架橋助剤を併用す
ることも可能である。
上するために、トリアリルソシアヌレート、トリメチロ
ールプロパントリメタクリレート等の架橋助剤を併用す
ることも可能である。
【００１７】実施例１〜４及び比較例１，２について、
表１及び図１を用いて、以下に説明する。
表１及び図１を用いて、以下に説明する。
【００１８】（１）塗料の製造：表１に示す配合割合
（重量部、ｐｈｒ）の配合剤成分１００重量部に対して
キシレン５００重量部を溶剤として加えて撹拌・溶解
し、次いで塗料用三本ロール混練機にて混練分散して発
熱体組成物塗料とした。
（重量部、ｐｈｒ）の配合剤成分１００重量部に対して
キシレン５００重量部を溶剤として加えて撹拌・溶解
し、次いで塗料用三本ロール混練機にて混練分散して発
熱体組成物塗料とした。
【００１９】（２）電極配設フィルム：５０μｍ厚のポ
リエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムに、フェ
ノール樹脂をバインダとした銀の電極塗料を用いスクリ
ーン印刷によって電極を印刷し、次いで１５０℃、３０
分間加熱硬化させて電極が配設されたフィルムとした。
リエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムに、フェ
ノール樹脂をバインダとした銀の電極塗料を用いスクリ
ーン印刷によって電極を印刷し、次いで１５０℃、３０
分間加熱硬化させて電極が配設されたフィルムとした。
【００２０】（３）架橋前の状態の発熱体組成物・面状
発熱体：上記電極配設フィルムに、上記塗料（発熱体組
成物塗料）を１５０μｍ厚の金属枠を用いて塗布し、次
いで常温風乾して架橋前状態の発熱体組成物・面状発熱
体を得た。（図１参照） （４）架橋前状態の発熱体組成物の評価試験：上記の架
橋前状態の発熱体組成物・面状発熱体について抵抗を測
定し、次いでこれを８０℃、１０分間熱処理し、熱処理
後の抵抗を測定して、熱処理前後の抵抗変化率によって
評価を行った。なお、実施例１〜４においては、抵抗変
化率が１．７〜２．５と小さく、加熱処理による抵抗増
が抑えられている。
発熱体：上記電極配設フィルムに、上記塗料（発熱体組
成物塗料）を１５０μｍ厚の金属枠を用いて塗布し、次
いで常温風乾して架橋前状態の発熱体組成物・面状発熱
体を得た。（図１参照） （４）架橋前状態の発熱体組成物の評価試験：上記の架
橋前状態の発熱体組成物・面状発熱体について抵抗を測
定し、次いでこれを８０℃、１０分間熱処理し、熱処理
後の抵抗を測定して、熱処理前後の抵抗変化率によって
評価を行った。なお、実施例１〜４においては、抵抗変
化率が１．７〜２．５と小さく、加熱処理による抵抗増
が抑えられている。
【００２１】（５）架橋発熱体組成物・面状発熱体：上
記の架橋前状態の発熱体組成物・面状発熱体を、線量：
２０Ｍｒａｄ、加速電圧：１２０ＫＶ、ビーム電流：５
ｍＡの条件で電子線照射架橋して架橋発熱体組成物・面
状発熱体を得た。
記の架橋前状態の発熱体組成物・面状発熱体を、線量：
２０Ｍｒａｄ、加速電圧：１２０ＫＶ、ビーム電流：５
ｍＡの条件で電子線照射架橋して架橋発熱体組成物・面
状発熱体を得た。
【００２２】（６）架橋発熱体組成物の評価試験：上記
の架橋発熱体組成物・面状発熱体について、０℃、４０
℃、６０℃及び８０℃における抵抗値：ＲＯ、Ｒ４０、
Ｒ６０及びＲ８０を測定し、抵抗変化率：Ｒ４０／Ｒ
０、Ｒ６０／Ｒ０及びＲ８０／Ｒ０によって評価を行っ
た。なお、抵抗測定は、恒温槽を用いて試験体温度が所
定温度になってから３０分後に行った。
の架橋発熱体組成物・面状発熱体について、０℃、４０
℃、６０℃及び８０℃における抵抗値：ＲＯ、Ｒ４０、
Ｒ６０及びＲ８０を測定し、抵抗変化率：Ｒ４０／Ｒ
０、Ｒ６０／Ｒ０及びＲ８０／Ｒ０によって評価を行っ
た。なお、抵抗測定は、恒温槽を用いて試験体温度が所
定温度になってから３０分後に行った。
【００２３】
【表１】
【００２４】実施例１〜４及び比較例１，２の試験結果
は、表１に示される。実施例１〜４においては、架橋前
の抵抗変化率試験の結果は１．７〜２．５の範囲にあ
り、且つ架橋後の抵抗変化率試験の結果：Ｒ８０／Ｒ０
が７０〜４３５の範囲にあることが判る。即ち、架橋前
の抵抗変化率は小さいことが必要であるが、実施例にお
いては充分に小さく、また、架橋後の抵抗変化率は大き
いことが必要であるが、実施例においては充分に大き
く、実施例は架橋前及び架橋後の双方についての条件を
満している。
は、表１に示される。実施例１〜４においては、架橋前
の抵抗変化率試験の結果は１．７〜２．５の範囲にあ
り、且つ架橋後の抵抗変化率試験の結果：Ｒ８０／Ｒ０
が７０〜４３５の範囲にあることが判る。即ち、架橋前
の抵抗変化率は小さいことが必要であるが、実施例にお
いては充分に小さく、また、架橋後の抵抗変化率は大き
いことが必要であるが、実施例においては充分に大き
く、実施例は架橋前及び架橋後の双方についての条件を
満している。
【００２５】比較例１の場合には、架橋前の抵抗変化率
が７．２と大きく、本発明の目的が達せられない。ま
た、比較例２の場合には、架橋後の抵抗変化率が５．５
と小さく、必要なＰＴＣ特性が得られない。
が７．２と大きく、本発明の目的が達せられない。ま
た、比較例２の場合には、架橋後の抵抗変化率が５．５
と小さく、必要なＰＴＣ特性が得られない。
【００２６】
【発明の効果】以上のように、本発明の自己温度制御発
熱体組成物によれば、架橋前の加熱に対する抵抗安定性
が改善され、製造上、設計上の制約を受けることなく、
優れた温度−抵抗特性を持つ自己温度制御発熱体組成物
乃至その応用製品を提供できると言う効果が得られる。
熱体組成物によれば、架橋前の加熱に対する抵抗安定性
が改善され、製造上、設計上の制約を受けることなく、
優れた温度−抵抗特性を持つ自己温度制御発熱体組成物
乃至その応用製品を提供できると言う効果が得られる。
【図１】本発明の自己温度制御発熱体組成物による試験
用面状発熱体の横断面概略図である。
用面状発熱体の横断面概略図である。
１ ＰＥＴフィルム ２ 電極 ３ 発熱体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松栄 豊和 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日立 電線株式会社日高工場内 Ｆターム(参考） 5E034 AA08 AB05 AC10 DA02 DC03 DC05 DE20
Claims (2)
- 【請求項１】 スチレン・ブタジエンゴムとスチレン・
インプレン・スチレン（ＳＩＳ）型ブロックコポリマ、
水素添加スチレン・イソプレン・スチレン（ＳＩＳ）型
ブロックポリマ、スチレンブタジエン・スチレン（ＳＢ
Ｓ）型ブロックポリマ及び水素添加スチレン・ブタジエ
ン・スチレン（ＳＢＳ）型ブロックポリマから選ばれた
上記ゴムと相溶性の熱可塑性エラストマと導電性物質と
を含有する組成物を放射線架橋したことを特徴とする自
己温度制御発熱体組成物。 - 【請求項２】 上記スチレン・ブタジエンゴムと上記熱
可塑エラストマの割合が、両者の含量を基準として、９
５〜５０重量％対５〜５０重量％であることを特徴とす
る請求項１に記載の自己温度制御発熱体組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11027662A JP2000228301A (ja) | 1999-02-04 | 1999-02-04 | 自己温度制御発熱体組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11027662A JP2000228301A (ja) | 1999-02-04 | 1999-02-04 | 自己温度制御発熱体組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000228301A true JP2000228301A (ja) | 2000-08-15 |
Family
ID=12227160
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11027662A Pending JP2000228301A (ja) | 1999-02-04 | 1999-02-04 | 自己温度制御発熱体組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000228301A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100428374C (zh) * | 2001-10-12 | 2008-10-22 | 株式会社Ceratech | 正温度系数聚合物热敏电阻及其制造方法 |
-
1999
- 1999-02-04 JP JP11027662A patent/JP2000228301A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100428374C (zh) * | 2001-10-12 | 2008-10-22 | 株式会社Ceratech | 正温度系数聚合物热敏电阻及其制造方法 |
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