JP2719936B2 - 自己温度調節低温度発熱体 - Google Patents
自己温度調節低温度発熱体Info
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- JP2719936B2 JP2719936B2 JP63225183A JP22518388A JP2719936B2 JP 2719936 B2 JP2719936 B2 JP 2719936B2 JP 63225183 A JP63225183 A JP 63225183A JP 22518388 A JP22518388 A JP 22518388A JP 2719936 B2 JP2719936 B2 JP 2719936B2
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- heating element
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- Resistance Heating (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、比較的低温（10〜50℃附近）でスイッチン
グ特性（すなわち、感熱電気抵抗特性）を示し、面状発
熱体として使用することのできる弾性シート状の自己温
度調節低温度発熱体に関するものである。
グ特性（すなわち、感熱電気抵抗特性）を示し、面状発
熱体として使用することのできる弾性シート状の自己温
度調節低温度発熱体に関するものである。
〈従来の技術〉 カーボングラファイト（以下CGと略記）とポリエチレ
ングリコール（以下PEGと略記）の混合系は、通電によ
り温度上昇し、ある温度以上になると電気抵抗値が急増
し、逆に外部から冷却して発熱体の温度を下げると、電
気抵抗値が減少して電流が増加することにより、組成物
が一定温度に保たれる発熱体となる。すなわち、このよ
うな電気抵抗体をPTCR（Positive Temperature Coeffic
ient Resister）と称されるが、このCG−PEG混合系組成
物について本発明者は既に特開昭59−110101号、特開昭
60−140692号、特開昭62−65401号等で提案している。
ングリコール（以下PEGと略記）の混合系は、通電によ
り温度上昇し、ある温度以上になると電気抵抗値が急増
し、逆に外部から冷却して発熱体の温度を下げると、電
気抵抗値が減少して電流が増加することにより、組成物
が一定温度に保たれる発熱体となる。すなわち、このよ
うな電気抵抗体をPTCR（Positive Temperature Coeffic
ient Resister）と称されるが、このCG−PEG混合系組成
物について本発明者は既に特開昭59−110101号、特開昭
60−140692号、特開昭62−65401号等で提案している。
〈発明が解決しようとする課題〉 従来、検討してきた感熱電気抵抗特性を有するこれら
組成物（以下単に感熱電気抵抗組成物と称す）は、室温
以上の高温での感熱電気抵抗特性を発揮するものについ
ては優れたものが既に開発され、実用化もなされてい
る。また、低温で感熱電気抵抗特性を示すものについて
も、前記特開昭62−65401号中に記載のように、分子量6
00のPEGにCGを28重量％添加したものが定常発熱温度６
℃となり、分子量600と分子量1000のPEGを7:3で混合し
たものにCGを同様に添加したものが定常発熱温度12℃と
なり、分子量600と分子量1000のPEGを3:7で混合したも
のに同様にCGを添加したものが定常発熱温度16℃となる
ことを明らかにしている。
組成物（以下単に感熱電気抵抗組成物と称す）は、室温
以上の高温での感熱電気抵抗特性を発揮するものについ
ては優れたものが既に開発され、実用化もなされてい
る。また、低温で感熱電気抵抗特性を示すものについて
も、前記特開昭62−65401号中に記載のように、分子量6
00のPEGにCGを28重量％添加したものが定常発熱温度６
℃となり、分子量600と分子量1000のPEGを7:3で混合し
たものにCGを同様に添加したものが定常発熱温度12℃と
なり、分子量600と分子量1000のPEGを3:7で混合したも
のに同様にCGを添加したものが定常発熱温度16℃となる
ことを明らかにしている。
しかしながら、これら従来の感熱電気抵抗組成物はい
ずれも常温で液状あるいはペースト状であって、常に何
らかの容器、被覆材、担持材等を必要とし、自ら所定の
形状を保つ性質（保形性）を持たないものであった。そ
こで、例えばシート状のヒータ等を作製しようとする
と、フィルム間に挟むとか、不織布等の担持材へこれら
感熱電気抵抗組成物を含浸状態とし、更にその両面をフ
ィルムで被覆すること等によりシート状を保持させてい
た。もちろん、このとき両端部へ電極を埋設する。この
ように保形性を持たなかったことにより、取扱が不便な
面を有していた。
ずれも常温で液状あるいはペースト状であって、常に何
らかの容器、被覆材、担持材等を必要とし、自ら所定の
形状を保つ性質（保形性）を持たないものであった。そ
こで、例えばシート状のヒータ等を作製しようとする
と、フィルム間に挟むとか、不織布等の担持材へこれら
感熱電気抵抗組成物を含浸状態とし、更にその両面をフ
ィルムで被覆すること等によりシート状を保持させてい
た。もちろん、このとき両端部へ電極を埋設する。この
ように保形性を持たなかったことにより、取扱が不便な
面を有していた。
更に、前記例示した低温で感熱電気抵抗特性を発揮す
る感熱電気抵抗組成物は、定常発熱温度附近における特
性は良好であっても、それより高温側における特性が不
安定で、定常発熱温度以上での抵抗値が低下する例もみ
られた。
る感熱電気抵抗組成物は、定常発熱温度附近における特
性は良好であっても、それより高温側における特性が不
安定で、定常発熱温度以上での抵抗値が低下する例もみ
られた。
そこで、自らシート状を保ち、しかも、低温で良好な
感熱電気抵抗特性を発揮する自己温度調節低温度発熱体
の開発が課題となっていたのである。
感熱電気抵抗特性を発揮する自己温度調節低温度発熱体
の開発が課題となっていたのである。
〈課題を解決するための手段〉 このような課題を検討した結果、分子量10万以上の超
高分子量PEGと分子量2000以下の低分子量PEGとの混合物
に炭素微粉末（CG）を溶融下に混合して得られた自己温
度調節低温度発熱体が前記課題を解決することを見出し
たのである。
高分子量PEGと分子量2000以下の低分子量PEGとの混合物
に炭素微粉末（CG）を溶融下に混合して得られた自己温
度調節低温度発熱体が前記課題を解決することを見出し
たのである。
ここで、超高分子量PEGとの混合されたPEGが分子量20
00以上の場合であると、定常発熱温度が50℃以上と高温
になってしまい、低温発熱体が得られず、本発明の目的
を達成することができない。
00以上の場合であると、定常発熱温度が50℃以上と高温
になってしまい、低温発熱体が得られず、本発明の目的
を達成することができない。
〈作用〉 このような自己温度調節低温度発熱体は、ほぼ15℃程
度と低温側で定常発熱温度を持ち、分子量10万以上の超
高分子量PEGと分子量2000以下の低分子量PEGとの組成比
を変化させても、抵抗値に大小が生じるものの、ほぼ15
°Ｃ程度から50℃程度まで安定な温度−抵抗特性を示
す。抵抗値の増加は超高分子量PEGの組成比の増加に比
例する。殊に、低分子量PEGの分子量600程度で、超高分
子量PEGに分子量100万程度の混合物へCGを25重量％程度
加えたものを用いると、弾性を有する固体の性質と、15
℃附近の低温における感熱電気抵抗特性、及び50℃程度
までほぼ一定の高い抵抗値を持つシート状の自己温度調
節低温度発熱体として最適である。
度と低温側で定常発熱温度を持ち、分子量10万以上の超
高分子量PEGと分子量2000以下の低分子量PEGとの組成比
を変化させても、抵抗値に大小が生じるものの、ほぼ15
°Ｃ程度から50℃程度まで安定な温度−抵抗特性を示
す。抵抗値の増加は超高分子量PEGの組成比の増加に比
例する。殊に、低分子量PEGの分子量600程度で、超高分
子量PEGに分子量100万程度の混合物へCGを25重量％程度
加えたものを用いると、弾性を有する固体の性質と、15
℃附近の低温における感熱電気抵抗特性、及び50℃程度
までほぼ一定の高い抵抗値を持つシート状の自己温度調
節低温度発熱体として最適である。
〈実施例１〉 以下実施例によって本発明を詳細に説明する。
CG（西村黒鉛（株）製、90−100M、平均300メッシ
ュ、13μ）を25wt％、PEG＃600（第一工業製薬（株）
製、平均MW600）を60wt％、Polyox（Ｎ−12K）（ユニオ
ンカーバイド社製、平均NW100万）を15wt％混合した後
加熱して感熱電気抵抗組成物を作成し、これを20mmφで
厚さ2mmのディスク形に成形した。
ュ、13μ）を25wt％、PEG＃600（第一工業製薬（株）
製、平均MW600）を60wt％、Polyox（Ｎ−12K）（ユニオ
ンカーバイド社製、平均NW100万）を15wt％混合した後
加熱して感熱電気抵抗組成物を作成し、これを20mmφで
厚さ2mmのディスク形に成形した。
その円形の表裏両面にAg−ペイントを塗布してそれぞ
れを電極とした。
れを電極とした。
このようにして得られたディスク片を０℃に設定した
恒温槽の中へ入れ、温度を変えながら両極間の抵抗値を
測定した。その結果を第１図に示した。
恒温槽の中へ入れ、温度を変えながら両極間の抵抗値を
測定した。その結果を第１図に示した。
この図から明らかなように、10℃付近から急に増加し
始めた抵抗値は18℃附近迄増加を続け、18℃付近でほぼ
最大値となって横ばいの状態となる。この状態はほぼ50
℃附近まで続くのである。これを下げていくと、再び10
℃以下では抵抗値が小さくなり、良導体に戻るものであ
る。
始めた抵抗値は18℃附近迄増加を続け、18℃付近でほぼ
最大値となって横ばいの状態となる。この状態はほぼ50
℃附近まで続くのである。これを下げていくと、再び10
℃以下では抵抗値が小さくなり、良導体に戻るものであ
る。
本実施例で得られたものは、これらの結果から明らか
なように、10℃付近で良好なスイッチング特性（すなわ
ち、感熱電気抵抗特性）を示す自己温度調節低温度発熱
体となった。そして、常温でディスク状を安定に保持し
得るものであった。
なように、10℃付近で良好なスイッチング特性（すなわ
ち、感熱電気抵抗特性）を示す自己温度調節低温度発熱
体となった。そして、常温でディスク状を安定に保持し
得るものであった。
第１図中には同時に点線で、PEG＃600＋ ＃1000（7:
3）の場合を示した。定常発熱温度が12℃付近ではある
が、抵抗値の極大を示す温度範囲が狭いし、保形性も有
し得ないものである。
3）の場合を示した。定常発熱温度が12℃付近ではある
が、抵抗値の極大を示す温度範囲が狭いし、保形性も有
し得ないものである。
〈実施例２〉 上記感熱電気抵抗組成物（１）を幅80mm、長さ300m
m、厚さ0.36mmに成形し、第２図に示したように、その
両縁部へ鋸歯状の電極（２）（２）を設けると共に表裏
両面をポリエチレンテレフタレート製フイルム（110
μ）（３）（３）でサンドイッチ状に被覆してフレキシ
ブル面状発熱体とした。
m、厚さ0.36mmに成形し、第２図に示したように、その
両縁部へ鋸歯状の電極（２）（２）を設けると共に表裏
両面をポリエチレンテレフタレート製フイルム（110
μ）（３）（３）でサンドイッチ状に被覆してフレキシ
ブル面状発熱体とした。
これを厚さ10mmのウレタンホーム断熱材で上下を挟ん
だ状態とし、０℃に設定した恒温槽中に入れ、電極
（２）（２）間にAC200Vを通電した。そして時間経過に
伴う温度変化を測定して、第３図に示した。
だ状態とし、０℃に設定した恒温槽中に入れ、電極
（２）（２）間にAC200Vを通電した。そして時間経過に
伴う温度変化を測定して、第３図に示した。
この結果から明らかなように、30分後には10.3℃で示
し、以後、この温度がそのまま維持されており、良好な
スイッチング特性を有していることが立証された。
し、以後、この温度がそのまま維持されており、良好な
スイッチング特性を有していることが立証された。
〈発明の効果〉 本発明の自己温度調節低温度発熱体はそれ自身が室温
においてフレキシブルかつ弾性を有した固体であるから
面状等の発熱体を形成することができ、製造も容易であ
るし、取扱も便利である。そして、定常発熱温度が10℃
程度から50℃程度迄の広い範囲に亘って安定に維持され
る特徴があり、凍結防止、融雪、その他低温度発熱体と
して有用なものとなっている。
においてフレキシブルかつ弾性を有した固体であるから
面状等の発熱体を形成することができ、製造も容易であ
るし、取扱も便利である。そして、定常発熱温度が10℃
程度から50℃程度迄の広い範囲に亘って安定に維持され
る特徴があり、凍結防止、融雪、その他低温度発熱体と
して有用なものとなっている。
第１図は本発明の自己温度調節低温度発熱体の温度−電
気抵抗特性を示すグラフである。第２図は本発明の自己
温度調節低温度発熱体を用いて形成された面状発熱体の
要部破断斜面図である。第３図は本発明の自己温度調節
低温度発熱体の通電状態における温度特性を示すグラフ
である。 （１）感熱電気抵抗組成物、（２）電極 （３）ポリエチレンテレフタレート製フイルム
気抵抗特性を示すグラフである。第２図は本発明の自己
温度調節低温度発熱体を用いて形成された面状発熱体の
要部破断斜面図である。第３図は本発明の自己温度調節
低温度発熱体の通電状態における温度特性を示すグラフ
である。 （１）感熱電気抵抗組成物、（２）電極 （３）ポリエチレンテレフタレート製フイルム
Claims (1)
- 【請求項１】分子量10万以上の超高分子量PEGと分子量2
000以下の低分子量PEGとの混合物に炭素微粉末（CG）を
溶融下混合した弾性固体の自己温度調節低温度発熱体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63225183A JP2719936B2 (ja) | 1988-09-07 | 1988-09-07 | 自己温度調節低温度発熱体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63225183A JP2719936B2 (ja) | 1988-09-07 | 1988-09-07 | 自己温度調節低温度発熱体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0272580A JPH0272580A (ja) | 1990-03-12 |
| JP2719936B2 true JP2719936B2 (ja) | 1998-02-25 |
Family
ID=16825263
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63225183A Expired - Fee Related JP2719936B2 (ja) | 1988-09-07 | 1988-09-07 | 自己温度調節低温度発熱体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2719936B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5982271A (en) * | 1996-11-28 | 1999-11-09 | Tdk Corporation | Organic positive temperature coefficient thermistor |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5133613A (ja) * | 1974-09-17 | 1976-03-22 | Kawai Musical Instr Mfg Co | |
| JPS5818068A (ja) * | 1981-07-24 | 1983-02-02 | 三洋電機株式会社 | ヒ−トポンプ式空気調和装置 |
| US4975461A (en) * | 1986-06-19 | 1990-12-04 | E. R. Squibb & Sons, Inc. | P-aminophenols, derivatives thereof and method of use |
-
1988
- 1988-09-07 JP JP63225183A patent/JP2719936B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0272580A (ja) | 1990-03-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |