JPH01231284A - 発熱体 - Google Patents

発熱体

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JPH01231284A
JPH01231284A JP5549688A JP5549688A JPH01231284A JP H01231284 A JPH01231284 A JP H01231284A JP 5549688 A JP5549688 A JP 5549688A JP 5549688 A JP5549688 A JP 5549688A JP H01231284 A JPH01231284 A JP H01231284A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resistance value
heating element
temperature
polyolefin
heating unit
Prior art date
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Pending
Application number
JP5549688A
Other languages
English (en)
Inventor
Itsuo Nishiyama
逸雄 西山
Kenzo Takahashi
健造 高橋
Tomoko Echigo
知子 越後
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP5549688A priority Critical patent/JPH01231284A/ja
Publication of JPH01231284A publication Critical patent/JPH01231284A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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〕 この発明は発熱体に関し1%に特定の温度領域に達する
と発熱体の抵抗温度係数が急激に正の方向に増大する性
質(以下p’rc特性と称する)を示す自己温度制御形
発熱体に関するものである・〔従来の技術〕 従来より例えばポリエチレンなどの結晶性高分子をマト
リックスとし、カーボンブラックやグラファイト等の導
電性フィラーを混練して所望の形態に成形した発熱体が
そのマトリックスの一点付近の温度でPTOt¥j性を
有することは良く知られている。典型的なp’rc特性
曲巌を第1図の曲線0に示す。なお、tlr1図におけ
る縦軸はオーム−センチで表わす比抵抗値(Ω−α)、
横軸は度で表わす温度(6)である。曲&l (a)に
示すように発熱体の抵抗値はマトリックスの融点以下で
は徐々に増加する程度であるが、50℃を過ぎ、マトリ
ックスの融点例えば100℃程度に近ずくと急激に増大
する。従ってこの性質を利用するとマトリックスの融点
を越えない温度範囲で発熱する自己温度制御形発熱体を
形成することができる。しかし。
発熱体の抵抗値はほぼ融点でピークに達し、それ以上の
温度では徐々に減少する。従って2例等かの原因で発熱
体の温度がこのピーク温度を越えると抵抗値が低下し、
ますます発熱する傾向を示すので焼損に至る危険性があ
る。
上記のように結晶性高分子をマトリックスとし。
カーボンブラックやグラファイト等の導電性フィラーを
混練して所望の形態に成形した発熱体が示すPTC特性
は、結晶性高分子の融解に伴って体積膨張が起こシ、そ
の中に分散している導電性フィラーの間隔が押し拡げら
れ、接触抵抗が急激に増大することによるものである。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記のような従来の発熱体では、融点を越えると抵抗値
は逆に減少するが、これはマトリックスが流動性を示す
ことに起因する。そこで特開昭58−32382号公報
ではマトリックスに電子糎架倫した腕状低密度ポリエチ
レンを用いることによシ、第3図の曲肪(C)のように
抵抗値のピーク値が低下しないように改善した。ところ
が、マトリックヌ樹脂を電子巌照射あるいは有機過酸化
物等により三次元架橋して流動性を押さえると抵抗値の
減少は見られなくなるが、従来の架橋方法には次のよう
な問題点がある。有機過酸化物架橋法においては、成形
加工温度が有機過酸化物の分解温度以下であることが前
提となる。成形加工温度範囲が狭いため、取シ得る成形
加工法に制限があり。
かつ使用できるポリエチレンもほとんど低密度ポリエチ
レンに限定される。また、このような厳しい条件で得ら
れた未架橋状態の成形品の架橋は。
有機過酸化物の分解温度、すなわち使用したポリエチレ
ンの融点以上の高温で、その形状を保持しながら行うと
いう、きわめて過酷な方法がとられる。このために特殊
高価格の架橋装置が必要であるという問題点があった。
一方、14L子巌放射法においては、非常に高価格の照
射設備が必要である点、放射線の特性に起因し、厚肉成
形品、異形厄形品の均一架橋が困難である点、照射の際
の残留電荷2発生ガスによる発泡等の問題点があった。
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、特定の温度領域で急激に抵抗値が上昇し、その温
度を越えても抵抗値が低下せず。
信頼性の高い発熱体を得ることを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
この発明における発熱体は、水架橋形ポリオレフィンに
導電性フィラーを配合してなる発熱体素子、及びこの発
熱体素子に通電する電極を備えたものである。
〔作用〕
この発明における水架橋形ポリオレフィンは特定温度を
越えても溶融を生じないので、流動を示寸ことなく、従
って抵抗値の低下も生じない。
〔実施例〕
第2図はこの発明の一実施例による発熱体を示す構成図
で、 +11は電極、(2)は発熱体素子、(3)は絶
縁体である。
この発明の一実施例として、加熱溶融のない水架橋形ポ
リオレフィンをマトリックスとし、これに導電性フィラ
ー、低分子量ポリオレフィンワックス、及び酸化防止剤
を含有ζせて発熱体素子(2)を形成したものについて
説明する。
加熱浴融が生じない水架橋形ポリオレフィンとしては2
例えば水架橋低密度ポリエチレンp水架橋高密度ポリエ
チレン、水架橋ポリプロピレン等が用いられる。
水架橋ポリエチレンは、汎用の成形機で汎用のポリエチ
レンと同等の条件で成形加工が可能な易加工性を有し、
さらには得られた成形品を水分を含んだ雰囲気中に放置
することにより、融点以下の温度で簡単に架橋が進行す
る。導電性フィラーとしては2例えばカーボンブラック
、グラファイトおよびカーボン繊維等が用いられ、配合
量は低分子量ポリオレフィンワックスを含む水架橋形ポ
リオレフィンの重量の10〜40重−it%程度の範囲
から選ばれるのが望ましい。
低分子量ポリオレフィンワックスとしてハ、融点が10
0℃〜160℃の範囲のものが市販されているが2例え
ば融点が105℃のクリスタルワックス220(商品名
、サゾール社製)、融点が130℃のハイワックス(商
品名、三井石油化学製)オよび融点が150℃のビスコ
ール550P(商品名、三洋化成製)等が用いられる。
他に輪人品もあるが融点はほぼ同じ温度範囲にある。配
合量は例えば全体の約10重量%程度とする。
酸化防止剤としては1例えばフェノール類、スルフィド
類およびフォスファイト類等が用イラレ。
特にN 、 N/−ジ−β−ナフチル−p−フェユレン
ヂアミンが好適に用いられる。なお、酸化防止剤の添加
はマトリックスの酸化による変質を抑制するため、PT
C!特性の変動も抑制し、信頼性の向上に寄与する。
配合量は例えば全体の0゜1〜0.5重量%程度とする
以下、この発明の一実1f1M911を具体的に説明す
る。
この実施例では水*m形ポリオレフィンとして。
有機シラン変性ポリオレフィンである有機シラン変性ポ
リエチレンを用いている。有機シラン変性ポリエキしン
(密度0.93.M工=1.0)100重警部、導電性
フィラーとしてファーネス系カーボンブラック45重量
部、酸化防止剤としてN、N’−チーβ−ナフチル−p
−フ二二レンジアミン0.2重蓋部、成型時に流動性を
よくする活剤としてステアリン酸亜鉛0.2重一部、低
分子蓋ポリオレフィンワックスとしてクリスタルワック
ス220(商品名、廿ゾール社!!り10Xi部をパン
バリミキサで均一になるまで混練した後、押出機によっ
てペレット化する。上記有機シラン変性ポリオレフイン
ハ1例えばポリエチレン鎖に活性シリコーンをグラフト
共重合法あるいはランダム共重合法で導入したものであ
る。
次に、上記ベレットと架橋促進マスターバラ牛を95:
5の割合でトライブレンド0した後、第2図に示すよう
に外径Q、 1 amのスズメツキ線を20本よりした
2本の電極(1)(導体間距離10m)上に上記混和物
を厚さ0.2順になるように押出被覆し、温水処理して
発熱体素子(2)を形成した。電極(11は発熱体素子
(2)に通電するためのものである。
第1図の曲1(b)は、上記実施例で得られた発熱体を
各温度の電気オープンに入れた後、測定した温度による
自己温度制御形発熱体の抵抗値変化を示すPTC特性曲
線であシ、縦軸はオーム−センチで表わす比抵抗値(Ω
−an ) 、  横軸は度で表わす温度〜である。
第1図よp明らかなようにこの実施例による自己温度制
御形発熱体は低分子量オレフィンワックスの融点(この
場合は105℃)付近で急激に抵抗値が増大し、l1点
を越えても抵抗の山皮係数は正の値を維持した。なお、
この実施例によシ得られた発熱体は2例えばフィルム状
に押出成形、および特定の形状に射出成形することによ
)実用に供せられる。
また、第2図に示すように用途により一部分又は全体に
絶縁体(3)を形成してもよい。
このように、加熱浴融しない水架橋形ポリオレフィンを
用いれば、特定温度を越えても流動を示すことなく、抵
抗値の低下が生じることはない。
上記実施例では、水架橋形ポリオレフィンと導電性フィ
ラーにさらに低分子量ポリオレフィンワックスと酸化防
止剤を配合しておシ、低分子倉ポリオレフィンワックス
を配合すれば、上記効果に加えて湯度変化による抵抗変
化を大きくすること、 ができ、成形された発熱体の抵
抗値は低分子量ポリオレフィンワックスの融点付近で急
激に上昇する。また、酸化防止剤を添加すれば、マトリ
ックスの酸化劣化が抑制された長期間の使用[オいても
特性の変化がほとんど起辷らず、信頼性の高い発熱体が
得られる。
また、ζらに安定剤、離燃剤などを配合してもよい。
また、上記実施例では電極上に押出被覆したがiこれに
限らず、シート状に押出成形した発熱体素子の上に導電
ペイントによシミ極を印刷したシ。
また鋼テープを熱融着して形成してもよい。この発熱体
ll19+1えば面状等任意の形状に成形すること°に
よp広い用途に適」することができる。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、水架橋形ポリオレフ
ィンに導電性フィラーを配合してなる発熱体素子、及び
この発熱体素子に通電する電極を備えたことによシ、特
定の温度領域で急激に抵抗値が上昇し、その温度を越え
ても抵抗値の低下がなく、信頼性の向上した発熱体を得
ることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来及びこの発明の一実施例による発熱体の温
度と比抵抗の関係を示すp’rc%性図。 第2図はこの発明の一実施例による発熱体を示す構成図
、第3図は先行発明による発熱体のPTC特性図である

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 水架橋形ポリオレフィンに導電性フィラーを配合してな
    る発熱体素子、及びこの発熱体素子に通電する電極を備
    えた発熱体。
JP5549688A 1988-03-09 1988-03-09 発熱体 Pending JPH01231284A (ja)

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JP5549688A JPH01231284A (ja) 1988-03-09 1988-03-09 発熱体

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0443587A (ja) * 1990-06-06 1992-02-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd 正抵抗温度係数をもつ発熱体
US6143206A (en) * 1998-06-24 2000-11-07 Tdk Corporation Organic positive temperature coefficient thermistor and manufacturing method therefor
US7019613B2 (en) 2002-06-24 2006-03-28 Tdk Corporation PTC thermistor body, PTC thermistor, method of making PTC thermistor body, and method of making PTC thermistor

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JPS58212089A (ja) * 1982-06-01 1983-12-09 日立電線株式会社 自己温度制御性ヒ−タ

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