JPH0113197B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は自己温度制御性ヒータに係り、特に抵
抗値の安定性を良好とするのに好適な自己温度制
御性ヒータに関するものである。 ニクロム線や無機絶縁被覆線などを用いたヒー
タは、電圧が一定ならば電流もほぼ一定なので、
無駄なエネルギーが消費されるという欠点があ
る。そのため、温度によつて電流、すなわち、抵
抗値が大きく変化し、自己温度制御が可能な自己
温度制御性ヒータの要求が増大している。これ
は、温度が上昇すると抵抗値が増大する正の抵抗
温度係数の抵抗体を利用したものであり、抵抗体
としては、プラスチツクベースの正の抵抗温度係
数の抵抗体がセラミツク系の正の抵抗温度係数の
抵抗体より安価であるため、実用化されてきてい
る。 しかし、従来のプラスチツクベースの抵抗体
は、通常のプラスチツクにカーボンブラツクを添
加したものであるが、導電性カーボンブラツクは
加工時の剪断力によつてストラクチヤが破壊する
ため、加工条件によつて抵抗値が著しく変化し、
また、課電を繰り返したときの抵抗値の安定性が
悪いという問題がある。加工時の剪断力に対して
は滑剤の混入が非常に有効であるが、通常の滑剤
を用いると、電極と抵抗体とが剥離しやすくなる
という傾向を示し、課電を繰り返した場合の安定
性が悪くなる。一方、加工安定性を保持するた
め、低剪断力の混練を行うと、カーボンブラツク
の分散が悪くなり、均一な組成の抵抗体とするこ
とができなくなる。 本発明は上記に鑑みてなされたもので、その目
的とするところは、加工時の抵抗値の安定性が良
好で、しかも、課電を繰り返しても抵抗値が安定
している自己温度制御性ヒータを提供することに
ある。 本発明の特徴は、結晶性プラスチツクもしくは
結晶性プラスチツクとゴムとの混合物にカーボン
ブラツクおよびチタネートカツプリング剤を添加
してなる正の抵抗温度係数特性を有する組成物
と、この組成物に一体化した一対の電極とよりな
る構成とした点にある。ここで結晶性プラスチツ
クとは結晶を有するプラスチツクであり、ポリエ
チレン、エチレン―酢酸ビニル共重合体、エチレ
ン―プロピレン共重合体、ポリプロピレン、ポリ
ブテン―１、ポリメチルペンテン、ポリフツ化ビ
ニリデン、エチレン―４フツ化エチレン共重合
体、塩素化ポリエチレン、ポリエチレンテレフタ
レート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアミ
ド等があげられるが、これらに限定されるもので
はない。そしてこれらの結晶性プラスチツクを単
独で用いてもよいし、組合せて用いてもよい。ま
た、可撓性を付与する目的のため、エチレンプロ
ピレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、非
結晶性塩素化ポリエチレンなどのゴムを併用して
もかまわない。また、これらの結晶性プラスチツ
クは電離性放射線、シラン―水架橋、有機過酸化
物等により、交叉結合を形成させたものを使用す
るようにしてもよい。 カーボンブラツクは、その製造法、粒子径には
よらないが、分散を良好にするため微粉状のもの
を用いることが好ましい。また、カーボンブラツ
クは、単独、組合せのいずれでもよく、さらに、
グラフアイト、金属粉、無機充填剤等を組合せて
も一向に差し支えない。 チタネートカツプリング剤とは、次の構造を有
するものをいう。 （Ｒ−Ｏ）_n−Ti−（Ｏ−Ｘ−R′−Ｙ）_o ここに、Ｒはプロピル、イソプロピル、オクチ
ルなどのモノアルコキシ、あるいはオキシアセテ
ートキレートあるいはエチレンキレートなどであ
る。Ｘはカルボキシル、スルフオニル、アルコレ
ート、ホスフエート、パイロホスフエート、ホス
フアイトなどである。R′はポリメチレン、例え
ばステアリル、ラウリルなど、あるいは任意の炭
化水素である。Ｙはアミン、メタクリル、アクリ
ル、メルカプト、ヒドロキシル、水素等である。
また、ｍ，ｎは整数で、１ｍ４、ｍ＋ｎ６
である。 チタネート化合物はほとんどのものがチタネー
トカツプリング剤として有効であるが、炭素一炭
素二重結合を有するものは反応性に富んでおり、
加工濃度が高い場合には、加工中に反応が起つて
除々に外観が荒れてくる現象が見られる。このよ
うな現象は、二重結合をもたないチタネート化合
物を用いることによつて防止できる。なお、チタ
ネート化合物は、単独もしくは２種類以上組合せ
て使用してもよい。 チタネートカツプリング剤の添加量は、カーボ
ンブラツク100重量部に対して0.05〜５重量部の
範囲が適しており、特に0.1〜２重量部が望まし
い。少な過ぎるときは、加工時の抵抗値安定性お
よびカーボンブラツクの分散性が悪くなり、多過
ぎるときは、電極と抵抗体とが剥離しやすくな
り、課電を繰り返したとき、見掛上、抵抗値安定
性が低下する。 その他、酸化防止剤、安定剤、スコーチ防止
剤、架橋助剤、難燃剤等を添加しても一向に差し
支えない。 次に実施例、比較例について説明する。 実施例 １ ポリエチレン（密度0.92ｇ／cm³、MI2ｇ／10）
100重量部に対して、バルカンXC―72（キヤボツ
ト社製）を30重量部、イソプロピルトリイソステ
アリルチタネートを0.6（2.0）重量部、４，4′―チ
オビス（６―ターシヤリブチル―ｍ―クレゾー
ル）を0.2重量部、トリメチロールプロパントリ
メタクリレートを２重量加えてなる発熱体組成物
を図に示すように並行する２条の電極導体１，
１′を覆うように、180℃、50m／ｍの２軸押出機
で所定の回数混練押出して抵抗体２とし、その
後、20Mradの電子線を照射して架橋させ、抵抗
体２の外周は絶縁体３で覆い、自己温度制御性ヒ
ータの試料とした。なお、電極導体１，１′は、
18AWC同心撚りとのものであり、導体間距離は
７mmとしてある。 実施例 ２ ポリフツ化ビニリデン100重量部に対して、コ
ンダクテツクス975を13重量部、イソプロピルイ
ソステアリルチタネートを0.5（3.8）重量部、ト
リアリルトリメリテートを５重量部加えてなる発
熱体組成物を用いて、実施例１と同様の試料を製
造した。 実施例 ３ ポリエチレン（密度0.93ｇ／cm³、MI0.3ｇ／
10min）80重量部とエチレン―プロピレンゴム
（ムーニ粘度ML₁₊₄＝40）20重量部との混合物に
対して、コンダクテツクス975を30重量部、テト
ラオクチルビス（ジトリデシルホスフアイト）チ
タネートを0.06（0.2）重量部加えてなる発熱用組
成物を用いて、実施例１と同様の試料を製造し
た。 比較例 １ 実施例１において、イソプロピルトリイソステ
アリルチタネートを含まない発熱用組成物を用い
て、実施例１と同様の試料を製造した。 比較例 ２ 実施例２において、イソプロピルイソステアリ
ルチタネートを0.8（6.2）重量部とした発熱用組
成物を用いて、実施例１と同様の試料を製造し
た。 比較例 ３ 実施例３において、テトラオクチルビス（ジト
リデシルホスフアイト）チタネートを0.01（0.03）
重量部とした発熱用組成物を用いて、実施例１と
同様の試料を製造した。 なお、実施例１〜３、比較例１〜３において、
チタネート化合物の添加重量部の（ ）内の数値
はカーボンブラツク100重量部に対する重量部を
示す。 次に、実施例１〜３、比較例１〜３による試料
について、混練１回と３回の場合の抵抗値と動作
温度の初期特性と、混練３回の場合の課電サイク
ル100回後の特性を調べた。その結果を第１表に
示す。なお、第１表には、各組成物のカーボンブ
ラツク濃度が２％になるまでベースポリマを添加
し、これより厚さ10μのフイルムを作製し、顕微
鏡によりカーボンブラツク粗粒径を測定した結果
も示してある。また、抵抗値は室温における抵抗
値をホイートストンブリツジを用いて測定し、動
作温度は交流100V印加時の温度を熱電対を用い
て測定した。課電サイクルは、電極導体１，１′
間に交流100Vを60分間印加、その後10分間課電
体止を１サイクルとし、これを100サイクル繰り
返した。

【表】 第１表の結果からわかるように、本発明に係る
実施例１〜３の試料は、比較例１〜３の試料に対
して、混練１回と３回とでの抵抗値および動作温
度の初期特性差が小ささく、かつ、課電サイクル
100回後の抵抗値と動作温度の初期特性との差も
小さく、抵抗値は安定しており、かつ、課電を繰
り返しても抵抗値が安定している。 以上説明したように、本発明によれば、加工時
の抵抗値の安定性が良好で、しかも、課電を繰り
返しても抵抗値が安定しているという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の自己温度制御性ヒータの一実施例
を示す断面図である。 １，１′……電極導体、２……抵抗体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 結晶性プラスチツクもしくは結晶性プラスチ
   ツクとゴムとの混合物にカーボンブラツクおよび
   チタネートカツプリング剤を添加してなる正の抵
   抗温度係数特性を有する組成物と、該組成物に一
   体化した一対の電極とよりなることを特徴とする
   自己温度制御性ヒータ。 ２ 前記チタネートカツプリング剤はカーボンブ
   ラツク100重量部に対して0.05〜５重量部添加し
   てある特許請求の範囲第１項記載の自己温度制御
   性ヒータ。