JP2007173195A

JP2007173195A - 丸型自己温度制御ヒータ

Info

Publication number: JP2007173195A
Application number: JP2006027068A
Authority: JP
Inventors: Tomohisa Watanabe; 知久渡邉
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2005-11-22
Filing date: 2006-02-03
Publication date: 2007-07-05

Abstract

【課題】ＰＴＣ特性を有する導電性ポリマー組成物を利用した自己温度制御型のヒータであって、可とう性（柔軟性）に富み、またその巻付け方向が変わることによって捻られた部分があっても発熱特性が低下することがなく、ヒータ寿命が長いと共に発熱不良を生じることのないこと。またヒータの長さが変化しても抵抗値が変化して出力が変わることがない丸型構造の自己温度制御型ヒータを提供することにある。
【解決手段】ポリマー材料からなるコア上に、絶縁材料の介在によって隔離された２本の導体からなる電極線が螺旋状に配置され、かつ前記電極線の導体を跨がないようにＰＴＣ特性を有する導電性ポリマー組成物からなる発熱体層が設けられ、その上には絶縁被覆層が形成された丸型自己温度制御ヒータとすることによって、解決される。
【選択図】図１

Description

本発明は、丸型構造の自己温度制御ヒータに関するものである。

正の温度係数特性（以下ＰＴＣ）を有する導電性ポリマー組成物を利用した自己温度制御型のヒータは種々の用途に使用されているが、その殆どが２芯平行型のもので平型形状のヒータである。具体的には、融雪等のロードヒーティング、水道凍結防止、プラント等の配管保温、霜付着防止等に応用されている。例えば、特許文献１に記載される舗装道路用のヒータとして、金属導体上にＰＴＣ導電性ポリマーからなる層を形成し、その上にポリマーの絶縁被覆、金属編組およびポリマーの外層被覆を形成したものを平行に２本配置した平型形状とした自己温度制御型ヒータである。このような平型形状の自己温度制御型のヒータは、柔軟性を有するので種々の装置に簡単に装着できる。すなわち、種々の装置等に簡単に巻付けることができ、また安全性、信頼性やコスト等の点からも好ましいためである。しかしながら、このような平型形状の自己温度制御型のヒータは、巻付け方向が一方向に一定である場合には問題がないが、装置によってはバルブやフランジ等の部分があり、捻って施工しなければならない場所等があるため捻られた部分の発熱特性が低下し、ヒータ寿命が短くなったり、発熱不良を生じる等の問題があった。また特許文献２には、同軸型の自己制御型コードヒータが記載されているが、このような構造のヒータは電圧が一定でもヒータの長さが変わると出力が変わるので、設計上不便である。またここで用いられる発熱線はニッケル、鉄の合金であり、コスト的な問題もある。
特開平７−４２１２７号公報特開平１０−３２１３５６号公報

よって本発明が解決しようとする課題は、ＰＴＣ特性を有する導電性ポリマー組成物を利用した自己温度制御型のヒータであって、可とう性（柔軟性）に富み、またその巻付け方向が変わることによって捻られた部分があっても発熱特性が低下することがなく、ヒータ寿命が長いと共に発熱不良を生じることのないこと。またヒータの長さが変化しても抵抗値が変化して出力が変わることがない丸型構造の自己温度制御型ヒータを提供することにある。さらに、前述の特性を有する丸型構造の自己温度制御型ヒータにおいて、電極間の絶縁がより確実に行えるようにした丸型構造の自己温度制御型ヒータを提供することにある。

前記解決しようとする課題は、請求項１に記載されるように、ポリマー材料からなるコア上に、絶縁材料の介在によって隔離された２本の導体からなる電極線が螺旋状に配置され、かつ前記電極線の導体を跨がないようにＰＴＣ特性を有する導電性ポリマー組成物からなる発熱体層が設けられ、その上には絶縁被覆層が形成された丸型自己温度制御ヒータとすることによって、解決される。

また、請求項２に記載されるように、螺旋状のひれ状突起が一体に形成されたポリマー材料からなるコアと、前記ひれ状突起の両側に沿って配置された２本の導体と、前記ひれ状突起の全てを覆わないように前記コア上に形成されたＰＴＣ特性を有する導電性ポリマー組成物からなる発熱体層と、その上から全体を覆う絶縁被覆層からなる丸型自己温度制御ヒータとすることによって、解決される。

本発明は、ポリマー材料からなるコア上に、絶縁材料の介在によって隔離された２本の導体からなる電極線が螺旋状に配置され、かつ前記電極線の導体を跨がないようにＰＴＣ特性を有する導電性ポリマー組成物（以下ＰＴＣポリマー組成物）からなる発熱体層が設けられ、その上には絶縁被覆層が形成された丸型自己温度制御ヒータとしたので、可とう性（柔軟性）に富み、また捻られた部分があっても発熱特性が低下することがなく、ヒータ寿命が長いと共に発熱不良を生じることがない、自己温度制御型ヒータである。また、従来の同軸型のヒータは１本の電極の両端から給電するので、ヒータの長さによって抵抗値が変化し出力が変わる問題があるのに対して、２本の電極線を用いるので抵抗値が長さに関係ないので設計上便利である。さらに、発熱体にＰＴＣポリマー組成物を用いたので、従来の同軸型のヒータで使用されるニッケル、鉄の合金の発熱線に比較して製品コスト的にも有利である。

また、螺旋状のひれ状突起が一体に形成されたポリマー材料からなるコアと、前記ひれ状突起の両側に沿って配置された２本の導体と、前記ひれ状突起の全てを覆わないように前記コア上に形成されたＰＴＣ特性を有する導電性ポリマー組成物からなる発熱体層と、その上から全体を覆う絶縁被覆層からなる丸型自己温度制御ヒータとしたので、前述の効果に加えて、導体間の絶縁がより確実に行えるようにした丸型構造の自己温度制御型ヒータを提供することができる。

以下に本発明を詳細に説明する。請求項１に記載される発明は、ポリマー材料からなるコア上に、絶縁材料の介在によって隔離された２本の導体からなる電極線が螺旋状に配置され、かつ前記電極線の導体を跨がないようにＰＴＣポリマー組成物からなる発熱体層が設けられ、その上には絶縁被覆層が形成された丸型自己温度制御ヒータである。このような丸型の自己温度制御ヒータは、可とう性（柔軟性）に富み、また捻られた部分があっても発熱特性が低下することがなくヒータ寿命が長いと共に発熱不良を生じることがない。また、従来の同軸型のヒータは１本の電極の両端から給電するので、ヒータの長さによって抵抗値が変化し出力が変わる問題があるのに対して、２本の電極線を用いるので抵抗値が長さに関係しないので設計上からも便利である。

すなわち、ヒータの中心に配置されるポリマー材料からなるコアは、ポリエチレン（以下ＰＥ）、ポリプロピレン（以下ＰＰ）等のポリオレフィンやフッ素系ポリマーからなり、通常１．０〜３．０ｍｍ程度の径を有する紐状である。そしてこのコア上には、銅線、ニッケルメッキ銅線、錫メツキ銅線等の単線や撚り線からなる２本の導体と、この２本の導体を電気的に隔離するための絶縁材料からなる介在が配置されて電極線が構成され、この電極線が前記コア上に螺旋状に巻回して設けられる。なお前記電極線を構成する導体は、ヒータの可とう性等から撚り線導体が有利である。通常２本撚りから１７本撚り程度までの撚り線導体で、線径としては１．０〜３．０ｍｍ程度のものが使用される。また前記導体を電気的に隔離する介在としては、前記コア材料と同様のＰＥ、ＰＰ等のポリオレフィンやフッ素系ポリマーが使用され、通常導体と略同径とされる。これはヒータの可とう性を十分に得るためと、巻回した時に変形が生じ難くするためである。

そして前記電極線上には、電極線の導体を跨がないようにＰＴＣポリマー組成物からなる発熱体層が設けられる。また前記発熱体は、通常押出し被覆により形成される。そして前記ＰＴＣポリマー組成物は、ポリマー成分と粒状導電性物質とからなるＰＴＣ特性を有する導電性ポリマー組成物が使用される。前記ポリマー成分としては、１種以上の結晶性ポリマーを含むことが好ましく、ＰＥ、ＰＰ、エチレンプロピレンジエン共重合体（以下ＥＰＤＭ）等のオレフィン系ポリマー、エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体（以下ＥＴＦＥ）、ＰＦＡ（ポリフロロアルコキシ樹脂）やＦＥＰ（パーフロロエチレン・プロピレン樹脂）等のオレフィンとフッ素化モノマーとの共重合体であるフッ素系ポリマー、エチレン・酢酸ビニル共重合体（以下ＥＶＡ）、エチレン・エチルアクリレート共重合体（以下ＥＥＡ）等のオレフィンとカルボキシルとの共重合体等が使用できる。また粒状導電性物質としては、カーボンブラックが一般的である。さらに、非導電性の充填剤や酸化防止剤、各種の難燃剤等を含むことができる。なおこのＰＴＣポリマー組成物は、電子線架橋等の架橋処理を行うことが好ましい。また前記発熱体層上には、耐熱性や機械的特性の良いポリマーの絶縁被覆層が設けられる。通常、前記オレフィン系ポリマーやフッ素系ポリマーが厚さ０．５〜１．５ｍｍ程度に施される。このように構成された丸型の自己温度制御ヒータは、前記電極線に通電することによって発熱体層を自己制御し目的とする温度にヒータをコントロールすることができる。

図１によって詳細に説明する。符号１は、本発明の丸型自己制御型ヒータの一例を示す断面図で、２はヒータ１の中心に配置されるコアである。通常、ポリマーからなる断面円形の紐状として配置される。３は、ヒータ１に通電するための電極線である。この電極線３は、コア２で用いるポリマーと同様の材料からなり、電極線３を構成する導体と略同径の介在４と、これによって２本の導体５、５を電気的に隔離するように構成されたものである。導体５、５は、前述したように銅線、ニッケルメッキ銅線、錫メッキ銅線等の単線や撚り線が使用される。６は、電極線３上に略円形に被覆された発熱体層である。この発熱体層６は、電極線の導体を跨がないように形成される。また発熱体層６は、前述したオレフィン系ポリマーやフッ素系ポリマー、ＥＶＡ、ＥＥＡ等にカーボンブラックが混合されたＰＴＣポリマー組成物からなり、通常１．０〜３．０ｍｍ程度の厚さに押出し被覆される。７は、前記オレフィン系ポリマーやフッ素系ポリマーからなる絶縁被覆層である。通常、０．５〜１．５ｍｍ程度の厚さに施される。このように構成することによって丸型の自己温度制御ヒータ１となり、可とう性に優れ、捻れが生じてもヒータ１の発熱特性が低下せず、またヒータの長さによって抵抗値が変化し出力が変わるという問題がない自己温度制御ヒータ１となる。なお図面には、ヒータ１の特性を調べるための巻回方向を示すためのＸ軸方向、Ｙ軸方向を→印で記載した。

つぎに、前記丸型自己温度制御ヒータの別の構造について説明する。すなわち、ポリマー材料からなるコア上に、絶縁材料の介在によって隔離された２本の導体からなる電極線が螺旋状に配置され、かつ前記電極線の導体を跨がないようにＰＴＣポリマー組成物からなる発熱体層が設けられ、その上に薄い絶縁体層、編組の層が順次形成され、さらにその上に絶縁被覆層が形成された丸型自己温度制御ヒータである。このような構造の丸型自己温度制御ヒータは、可とう性（柔軟性）に富み、また捻られた部分があっても発熱特性が低下することがなくヒータ寿命が長いと共に発熱不良を生じることがない。また、従来の同軸型ヒータのように１本の電極の両端から給電するものではないので、ヒータの長さによって抵抗値が変化し出力が変わる問題がなく、長さに関係ないので設計上便利である。さらに、編組の層を設けたのでヒータを衝撃や曲げ加工等から保護し、また漏電時のアースとして使用できるので安全性が向上する効果がある。

図２によって、説明する。符号１´は、本発明の丸型自己制御型ヒータの一例を示す一部断面を示す概略図である。２´は丸型自己制御型ヒータ１´の中心に配置されるコアであって、通常ポリマーからなる断面円形の紐状体である。ポリマーとしては、ＰＥ、ＰＰ等のオレフィン系ポリマーやフッ素系ポリマーが使用される。３´は電極線で、介在４´とこれによって導体５´、５´を電気的に隔離した構造として構成される。介在４は、コア２´に用いるポリマーと同様の材料からなる断面が円形の紐状体である。通常、導体５´、５´と同様の外径とされる。また導体５´、５´は、前述したように銅線、ニッケルメッキ銅線、錫メッキ銅線等の単線や撚り線が使用され、通常、２本撚りから１７本撚り程度までの撚り線導体で、線径としては１．０〜３．０ｍｍ程度のものが使用される。６´は、電極線３の導体を跨がないように形成されるＰＴＣポリマー組成物からなる発熱体層である。ＰＴＣポリマー組成物としては、前述したオレフィン系ポリマーやフッ素系ポリマー、ＥＶＡ、ＥＥＡ等にカーボンブラックが混合された、導電性を有するＰＴＣポリマー組成物からなり、通常１．０〜３．０ｍｍ程度の厚さに形成される。８は、電極線３´、発熱体層６´上に設けられる絶縁体層で、前述したオレフィン系ポリマーやフッ素系ポリマーからなる比較的薄い層として設けられる。また９は、その上に形成した編組層である。前記した銅線、ニッケルメッキ銅線、錫メッキ銅線等を用いた編組の層であって、隠蔽率として５０〜８０％程度に編まれたものである。なお場合によっては、この編組上には導電性の塗料等を塗布しても良い。このような編組層９を形成することによって、ヒータ１´を衝撃や巻回時に保護し、また漏電時にはアースとして作用する。また７´は、前記オレフィン系ポリマーやフッ素系ポリマーからなる絶縁被覆層である。通常、０．５〜１．５ｍｍ程度の厚さに施される。このように構成された丸型の自己温度制御ヒータは、前記電極線に通電することによって発熱体層を自己制御し目的とする温度にヒータをコントロールすることができる。

つぎに、請求項２に記載される丸型の自己温度制御型ヒータについて説明する。すなわち、螺旋状のひれ状突起が一体に形成されたポリマー材料からなるコアと、前記ひれ状突起の両側に沿って配置された２本の導体と、前記ひれ状突起の全てを覆わないように前記コア上に形成されたＰＴＣ特性を有する導電性ポリマー組成物からなる発熱体層と、その上から全体を覆う絶縁被覆層からなる丸型自己温度制御ヒータである。このような構造の丸型自己温度制御ヒータは、電極間の絶縁がより確実に行えると共に、可とう性（柔軟性）に富み、また捻られた部分があっても発熱特性が低下することがなく、ヒータ寿命が長いと共に発熱不良を生じることがない自己温度制御型ヒータである。また、従来の同軸型のヒータは１本の電極の両端から給電するので、ヒータの長さによって抵抗値が変化し出力が変わる問題があるのに対して、２本の導体を電極として用いるので抵抗値が長さに関係ないので設計上便利である。さらに、発熱体にＰＴＣポリマー組成物を用いたので、従来の同軸型のヒータで使用されるニッケル、鉄の合金の発熱線に比較して製品コスト的にも有利となる。

図３によって、説明する。符号１´´は、本発明の丸型自己制御型ヒータの一例を示す一部断面を示す概略図である。２´´は丸型自己制御型ヒータ１´´の中心に配置されるコアであって、１０で示すひれ状突起がコア表面に螺旋状に形成されている。このひれ状突起１０は、導体５´´、５´´を確実に電気的に絶縁するためのものであり、螺旋状に形成することによってヒータ１´´の柔軟性も確保することができる。螺旋のピッチは通常２０〜５０ｍｍ程度が良い。そして、その形状は特に限定されることはなく、導体５´´を確実に電気的に絶縁できる構造であれば良い。またひれ状突起１０の高さは、通常導体５´´の外径と略同程度の高さとされる。そして、ひれ状突起１０を有するコア２´´は、通常ポリマーからなる断面円形の紐状体である。ポリマーとしては、ＰＥ、ＰＰ等のオレフィン系ポリマーやフッ素系ポリマーが使用される。また導体５´´、５´´は前述したように、銅線、ニッケルメッキ銅線、錫メッキ銅線等の単線や撚り線が使用され、通常２本撚りから１７本撚り程度までの撚り線導体が使用される。撚り線の線径としては１．０〜３．０ｍｍ程度のものが使用される。この導体５´´、５´´がヒータの電極として使用される。６´´は、ひれ状突起１０を完全に覆わないようにコア２´´上に形成されるＰＴＣポリマー組成物からなる発熱体層である。ＰＴＣポリマー組成物としては、前述したオレフィン系ポリマーやフッ素系ポリマー、ＥＶＡ、ＥＥＡ等にカーボンブラックが混合された、導電性を有するＰＴＣポリマー組成物からなり、通常１．０〜３．０ｍｍ程度の厚さに形成される。また７´´は、前記オレフィン系ポリマーやフッ素系ポリマーからなる絶縁被覆層である。通常、０．５〜１．５ｍｍ程度の厚さに施される。このように構成された丸型の自己温度制御ヒータ１´´は、前記導体５´´、５´´に通電することによって発熱体層６´´を自己制御し、目的とする温度にヒータをコントロールすることができる。なお、導体５´´、５´´および発熱体層６´´上には、オレフィン系ポリマーやフッ素系ポリマーからなる比較的薄い絶縁体層を形成した後、編組層を設けても良い。この編組層は、前記した銅線、ニッケルメッキ銅線、錫メッキ銅線等を用いた、隠蔽率として５０〜８０％程度に編まれたものである。なお場合によっては、この編組上には導電性の塗料等を塗布しても良い。このような編組層を形成することによって、ヒータを衝撃や巻回時に保護し、また漏電時にはアースとして作用する。

実施例および比較例によって、本発明の効果を示す。表１の実施例の結果は、図１に示した本発明の丸型自己温度制御ヒータを用いた場合であり、表２の比較例の結果は、図４に示した従来の２芯平型の自己温度制御ヒータを用いた場合である。前記丸型自己温度制御ヒータ１は、押出機から押出された１．４５ΦｍｍのＰＥコア２上に、２本の撚り線導体（外径がそれぞれ０．５ｍｍ、１．０ｍｍ、１．５ｍｍ、２．０ｍｍ、２．５ｍｍ）５、５の間に前記撚り線導体と略同径のＰＥ紐からなる介在４を挟んで電極線３とし、これを螺旋状に巻回し、その上からそれぞれ０．５ｍｍ、１．０ｍｍ、１．５ｍｍ、２．０ｍｍ、２．５ｍｍの厚さの発熱体層６を電極線３の導体５、５に跨らないように押出し被覆した。ついで、その上にフッ素系ポリマー（ＥＴＦＥ）を０．８ｍｍ厚さに被覆して絶縁被覆層とし、１３０〜１６０℃で２４時間エージングした後徐冷し電子線照射を行い架橋して試料とした。また従来例とした図４の２芯の平型ヒータは、２組の銅撚り線（ＡＷＧ１４サイズ）からなる導体上を、前記のＰＴＣポリマー組成物を用いて平型に被覆して発熱体層を形成し、その上にフッ素ポリマー（ＥＴＦＥ）からなる厚さ０．８ｍｍの絶縁被覆層を形成した構造である。なお、発熱体層のＰＴＣポリマー組成物は、ＰＥ（三井化学社のミラソンＣ２６０−４Ｐ）７５質量％とＥＥＡ（日本ユニカー社のＤＰＤＪ６１６９）２５質量％のベースポリマー１００質量部に、カーボンブラックとしてバルカンＸＣ７２（キャボット社）１２．５質量部、旭サーマルＦＴ（旭カーボン社）１１質量部、老化防止剤として、イルガノックス＃１０１（チバスペシャリティケミカルズ社）０．２質量部を配合したものである。

以上のようにして得られたヒータを用い、２３℃における抵抗値（Ω・ｍ）を測定した。また、巻付け方向による特性（図１および図４に示すＸ軸方向の屈曲性およびＹ軸方向の屈曲性）の変化を測定した。すなわち、半径２０Φｍｍのマンドレルに巻付け、通電状態で８０℃雰囲気に１０００時間放置した後のＸ軸屈曲性並びにＹ軸屈曲性として、それぞれの抵抗値（Ω・ｍ）を測定した。なお、比較例とした２芯平型ヒータはＸ軸方向には曲げられないので、捻ることによって模擬してＸ軸屈曲性とした。表１に実施例の結果を、表２に比較例の結果を示した。

表１に記載する実施例１〜５から明らかなように、ポリマー材料からなるコア上に、絶縁材料の介在によって隔離された２本の導体からなる電極線が螺旋状に配置され、かつ前記電極線の導体を跨がないようにＰＴＣポリマー組成物からなる発熱体層が設けられ、その上には絶縁被覆層が形成された本発明のヒータは、発熱体層の厚さを０．５〜２．５ｍｍと変えても、抵抗値が６５００〜１２００Ω・ｍ、Ｘ軸屈曲性が６７２０〜９５００Ω・ｍ並びにＹ軸屈曲性が７１００〜８４２０Ω・ｍと共に良好な特性を示した。これは、本発明の丸型自己温度制御ヒータは、捻りが加わっても発熱特性が低下しないことを示している。これに対して、表２に示した比較例１の２芯平型ヒータでは、特にＸ軸屈曲性が１００００Ω・ｍと大きく変化して発熱特性を低下させることが判る。なお、図２に示した構造の本発明の丸型自己温度制御ヒータを用いた場合にも、発熱体層の厚さを変えても抵抗値の変化が少なく、Ｘ軸屈曲性並びにＹ軸屈曲性に於いても抵抗値の変化が少なく、ヒータに捻りが加わっても発熱特性が低下しないことを示した。

つぎに、図３に示した実施例によって本発明の効果を示す。比較は、表２に示される比較例と行った。本発明の丸型自己温度制御ヒータは、押出機を用いて図３のようなひれ状突起を螺旋状に形成しながら１．４５ΦｍｍのＰＥからなるコアを押出し、そのひれ状突起の両側に、２本の導体（外径がそれぞれ１．０ｍｍ、１．５ｍｍ、２．０ｍｍ）を添わせて巻回して電極を構成する。これに、それぞれ１．０ｍｍ、１．５ｍｍ、２．０ｍｍの厚さの発熱体層６を、ひれ状突起を越えないようにして押出し被覆した。ついで、その上にフッ素系ポリマー（ＥＴＦＥ）を０．８ｍｍ厚さに被覆して絶縁被覆層とし、１３０〜１６０℃で２４時間エージングした後徐冷し、電子線照射を行い架橋して試料とした。また従来例とした図４の２芯の平型ヒータは、２組の銅撚り線（ＡＷＧ１４サイズ）からなる導体上を間隔が８．５ｍｍに配置し、前記のＰＴＣポリマー組成物を用いて平型に被覆して発熱体層を形成し、その上にフッ素ポリマー（ＥＴＦＥ）からなる厚さ０．８ｍｍの絶縁被覆層を形成した構造である。短径が３．３５ｍｍ、長兄が１１．８５ｍｍのものである。なお、前記発熱体層のＰＴＣポリマー組成物は、ＰＥ（三井化学社のミラソンＣ２６０−４Ｐ）７５質量％とＥＥＡ（日本ユニカー社のＤＰＤＪ６１６９）２５質量％のベースポリマー１００質量部に、カーボンブラックとしてバルカンＸＣ７２（キャボット社）１２．５質量部、旭サーマルＦＴ（旭カーボン社）１１質量部、老化防止剤として、イルガノックス＃１０１（チバスペシャリティケミカルズ社）０．２質量部を配合したものである。

以上のようにして得られたヒータを用い、２３℃における抵抗値（Ω・ｍ）を測定した。また、巻付け方向による特性（図１および図４に示すＸ軸方向の屈曲性およびＹ軸方向の屈曲性と同様に）の変化を測定した。すなわち、半径２０Φｍｍのマンドレルに、ヒータを整列巻きに３０ｃｍ巻付け、通電状態で８０℃雰囲気に１０００時間放置した後のＸ軸屈曲性並びにＹ軸屈曲性として、それぞれの抵抗値（Ω・ｍ）を測定した。なお、比較例とした２芯平型ヒータはＸ軸方向には曲げられないので、捻ることによって模擬してＸ軸屈曲性とした。表３に実施例の結果を、表４に比較例の結果を示した。

表３に記載する実施例６〜８から明らかなように、螺旋状のひれ状突起が一体に形成されたポリマー材料からなるコアと、前記ひれ状突起の両側に沿って配置された２本の導体と、前記ひれ状突起の全てを覆わないように前記コア上に形成されたＰＴＣ特性を有する導電性ポリマー組成物からなる発熱体層と、その上から全体を覆う絶縁被覆層からなる丸型自己温度制御ヒータは、発熱体層の厚さを１．０〜２．０ｍｍと変えても、抵抗値が１８００〜３０００Ω・ｍ、Ｘ軸屈曲性が２１００〜３４６０Ω・ｍ並びにＹ軸屈曲性が１９８０〜３６８０Ω・ｍと共に良好な特性を示した。これは、本発明の丸型自己温度制御ヒータは、捻りが加わっても発熱特性が低下しないことを示している。また、表４の比較例２から明らかなように、これに対して、表２に示した比較例１の２芯平型ヒータでは、特にＸ軸屈曲性が１５０００Ω・ｍと大きく変化して発熱特性を低下させることが判る。

本発明の丸型自己温度制御ヒータは、可とう性に優れ、巻付け方向が変わることによって捻られた部分があっても発熱特性が低下することがなくヒータ寿命が長いと共に発熱不良を生じることのないヒータであり、またその長さによって抵抗値が変化して出力が変わることがないので、ヒータ設計が便利であると共に融雪等のロードヒーティング、水道凍結防止、プラント等の配管保温、霜付着防止用として有用である。さらに、コアの構造によっては電極間をより確実に絶縁できるので、ショート等の問題を生じることがなく、実用的である。

本発明の丸型自己温度制御ヒータの概略断面図である。本発明の丸型自己温度制御ヒータの他の構造を示す一部断面を示す概略図面である。本発明の丸型自己温度制御ヒータの他の構造を示す一部断面を示す概略図面である。従来の２芯平型の自己温度制御ヒータを示す概略断面図である。

符号の説明

１、１´、１´´ 丸型自己温度制御ヒータ
１´´´ ２芯平型自己温度制御ヒータ
２、２´、２´´ コア
３、３´ 電極線
４、４´ 介在
５、５´、５´´ 導体
６、６´、６´´ 発熱体層
７、７´、７´´ 絶縁被覆層
８編組層

Claims

ポリマー材料からなるコア上に、絶縁材料の介在によって隔離された２本の導体からなる電極線が螺旋状に配置され、かつ前記電極線の導体を跨がないようにＰＴＣ特性を有する導電性ポリマー組成物からなる発熱体層が設けられ、その上には絶縁被覆層が形成されたことを特徴とする丸型自己温度制御ヒータ。
螺旋状のひれ状突起が一体に形成されたポリマー材料からなるコアと、前記ひれ状突起の両側に沿って配置された２本の導体と、前記ひれ状突起の全てを覆わないように前記コア上に形成されたＰＴＣ特性を有する導電性ポリマー組成物からなる発熱体層と、その上から全体を覆う絶縁被覆層からなることを特徴とする丸型自己温度制御ヒータ。