JPH0151867B2 - - Google Patents
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Description
本発明は電気毛布等に使用する可撓性発熱体お
よびその製造方法に関するものである。 電気毛布を製造する際には通常２枚の布地の間
に導電性の電熱線を挾む。その電熱線からの熱は
布地を通して使用者の体および外気に発散され
る。米国特許第3410984号には、抵抗の温度係数
が正で大きい材料の層を間に挾んだ一対の導体か
らなるワイヤー状の発熱体を使用することによつ
て局部的な過熱を防止するようにしたベツドカバ
ーが開示されている。このベツドカバーが正常に
作動しているときには前記抵抗の温度係数が正で
大きい材料（以下PTC材料と略称する。）の層を
通つて前記一対の導体間を流れる電流によつて全
体的にほぼ均一な熱が発生される。しかしながら
局所的な過熱が生ずると、その部分のPTC材料
層の抵抗が大きくなるためその部分から出力され
る熱量が低下する。すなわち前記のような発熱体
を使用することによつて電源を抜かなくとも局所
的な過熱を自動的に制御することができる。 このような発熱体を使用したベツドカバーには
２つの主たる問題がある。これらの問題は、
PTC材料に金属を接着するのが困難であるため
と、PTC材料の、PTC材料と電極との界面から
離れた部分での抵抗（前記界面はこの抵抗値にほ
とんど影響を与えない）および前記界面における
抵抗に関して発熱体の安定性が比較的貧弱である
ための導体とPTC材料間の高接触抵抗に関係す
るものである。作動温度の高さと温度サイクル
が、全体的な抵抗を大きくするような酸化作用
と、ばら材料（PTC材料と電極との界面から離
れた部分のPTC材料であつて、その物性は界面
によりほとんど影響を受けない）の分解を引き起
こすと考えられている。このような温度条件およ
び温度サイクルはそうでなくとも貧弱な電極とば
ら材料（PTC材料と電極との界面から離れた部
分のPTC材料であつて、その物性は界面により
ほとんど影響を受けない）間の接着の破壊および
電極のPTC材料と電極との界面におけるPTC材
料の加速された酸化と反応のために電極のPTC
材料と電極との界面における抵抗を増大させる可
能性がある。米国特許第3858144号はこの問題を
解決しようと試ている。この特許においては電極
のPTC材料と電極との界面におけるPTC材料内
のカーボンブラツクの割合を電極間の中間点にお
けるカーボンブラツクの割合の少なくとも約1.5
倍まで増加させることが提案されている。さら
に、前記電極間を電気的に接続する母体乃至コア
内に、カルボン酸基を含む酸価が約３より大きい
ポリマーあるいはそのアンモニウム塩、アルカリ
金属塩もしくはアルカリ土類金属塩を抵抗を安定
させることのできる量だけ均一に分散させること
が提案されている。 しかしながらその米国特許に記載されている材
料を製造するのには多数の工程を要し、また出発
原料が比較的高価である。またその米国特許によ
れば確かに抵抗の安定性を改良することができる
が、その材料の寿命は比較的短い。したがつて、
長期間に亘つて抵抗安定性を有し、かつ電気毛布
に使用するのに充分な柔軟性を備えた発熱体が要
望されている。さらにその米国特許に使用されて
いる方法によるPTC材料は比較的広い温度範囲
に亘つて直線的なPTC特性を備えており、ある
温度を超えると急激に抵抗が大きくなるようなも
のでないため、電気毛布の制御が複雑になる。 本発明は、電極とPTC材料の間に、PTC特性
のない高導電性の非晶質ゴムを配することによつ
て、使用中にPTC材料と電極との界面の接着性
を悪くし、PTC材料と電極との界面を分解させ
るような有害な作用を抵下させることができると
いう発見に基づくものである。これによつて柔軟
性が与えられるとともに、最初の接着性が良くな
り、かつその接着性が長期に亘つて保たれるだけ
でなく、酸化作用の強い電極から酸化され易い
PTC材料を離すことができる。すなわち、本発
明は前記米国特許第3858144号に開示されている
発熱体の欠点がなく、しかも電気毛布等の多くの
用途に使用することのできる充分な柔軟性を備え
た発熱体を提供することを目的とするものであ
る。 本発明の発熱体は、少なくとも２個の柔軟な導
体の間に、抵抗の温度係数が正である材料を挾ん
でなる可撓性発熱体において、 前記導体と前記材料の間に、その材料と相溶
し、かつその導体に接着された高導電性の非晶質
ゴムが挾まれており、その非晶質ゴムと前記材料
を通つて前記導体間に電流が流れるようになつて
おり、その導体間に通電されたときにその導体間
に大きな温度勾配が生ぜずに前記材料が均一に発
熱し、異常に温度が上昇したときにその異常に温
度が上昇した部分の前記導体間の全ての前記材料
の温度が上昇せしめられるようにその導体間の間
隔が狭くなつており、さらに前記導体と前記材料
間の接触抵抗が前記非晶質ゴムによつて低下せし
められていることを特徴とするものである。 なお、本発明書において、前記非PTC性の非
晶質ゴムについて「高導電性」とは電流が流れた
ときに、そのゴムによつてジユール熱が殆ど発生
しない程度に抵抗が小さいことを称するものとす
る。もちろん、PTC材料からの熱伝達によつて
そのゴムの温度は上昇する。 前記導体の材料としては銅、特に約１％のカド
ミウムを含む銅および銀、スズニツケル、アルミ
ニウムおよびそれらの合金乃至銀、スズあるいは
ニツケルをメツキした銅等の抵抗の小さい材料が
望ましい。銀、スズ、ニツケル等をメツキした銅
は純粋の銀やスズに比べて安価であり、しかも電
極表面の活性度を低くし、それによつてPTC材
料との反応を抑えることができるから特に望まし
い。 本発明の発熱体に使用されるPTC材料はPTC
性（抵抗の温度係数が正）だけを持つものでもよ
いが、他の材料と組み合わせることによつて接触
抵抗が小さくなるようにしたり、柔軟性、安定性
あるいは耐熱性を向上させたりしたものでもよ
い。これらの材料は作用的に２つのカテゴリーに
分けることができる。１つはPTC性に寄与する
ものであり（これを能動材料と称することにす
る。）、もう１つはPTC性には全く寄与せず、む
しろその希釈作用によつてPTC性を減ずるもの
であるが、前記能動材料と物理的、電気的に相溶
性のあるもの（これを受動材料と称することにす
る。）である。前記能動材料としては−125℃から
−75℃にガラス転移温度を有するポリマーを含
み、ポリオレフインのようにある程度の結晶度を
有する、高、中、低密度のポリエチレン乃至ポリ
プロピレンあるいは共役ジエンを含まないエチレ
ンプロピレンコーポリマーおよびターポリマー等
のポリマーを基礎とするものが望ましい。能動材
料として使用することのできる他の材料としては
ポリビニリジンハライド、ポリオレフインオキサ
イド、カーボンブラツクレベルの低い架橋シリコ
ンゴム等がある。また受動材料としては安定剤、
不活性充填剤、難燃剤、柔軟性を与えるためのゴ
ム等が使用できる。なお、そのゴムは使用される
能動材料と相溶性がある必要がある。この相溶性
とは、ゴムと能動材料が単一相をなすように結合
し得ること、あるいは２相として存在するとして
も分子間力等によつて、物理的に両者を引き離そ
うとする力に対して充分耐え得る程度に結合し得
ることを言うものとする。例えばその材料が引き
裂かれたときに、その断裂面に他方の相から分離
された一方の層がはつきり見えることのない程度
に、その能動材料とゴムの間の結合力が強くなけ
ればならない。ゴムと能動材料に相溶性がない
と、ほんの僅かな力によつてはつきり２つの相に
分かれて粉々になつてしまう。そのゴムと能動材
料が相溶性でなければならないという制限は能動
材料の有利な特性を大巾に損なうようなゴムの使
用を防止するために導入されたものであり、希釈
の結果でなく抵抗を過度に大きくしてしまうよう
なことなしに、またPTC性に影響を与えること
なく能動材料の曲げ亀裂寿命や柔軟性を向上させ
ることのできるゴムを使用するのが望ましい。更
に、使用されるゴムおよび能動材料は長期に亘つ
て熱に対して安定でなければならず、したがつて
そのゴムは熱安定性を大巾に減少させるものや経
時変化を大きくするものであつてはならない。こ
の点について、ブチルゴムが特に望ましいことが
分かつた。 またPTC材料としてはカーボンブラツク、炭
素繊維あるいは銀、銅、亜鉛等の繊維、フレーク
乃至、粉体等の導電性充填剤を含んでいるのが普
通である。 さらにばら材料（PTC材料と電極との界面か
ら離れた部分のPTC材料であつて、その物性は
界面によりほとんど影響を受けない）と導体、例
えば銅の間の分解を起こすような相互作用があ
る。この相互作用は非PTC性の高導電性非晶質
ゴムをそのばら材料（PTC材料と電極との界面
から離れた部分のPTC材料であつて、その物性
は界面によりほとんど影響を受けない）と導体の
間に挿入することによつて防止することができる
が、非晶質ゴムはばら材料（PTC材料と電極と
の界面から離れた部分のPTC材料であつて、そ
の物性は界面によりほとんど影響を受けない）と
導体の両方と相溶性がなければならない。本発明
の発熱体に使用することのできる非晶質ゴムとし
ては導電性シリコンゴムや、例えば約35％の酸化
エチレンを含むエピクロロヒドリンゴム（例えば
65％のエピクロロヒドリンゴムと35゜の酸化エチ
レンからなるHerchlor Ｃ）、ブチルゴム等の塩
素化ゴムおよびそれらの誘導体例えば塩素化ブチ
ルゴムがある。その非晶質ゴムはPTC材料と相
溶性がなければならず、特にエピクロロヒドリン
ゴムは大量のカーボンブラツクを含んでいるのが
望ましい。このカーボンブラツクは材料全体に熱
を伝達するとともに接触抵抗を小さくする。 エピクロロヒドリンゴムはポリエチレンおよび
銅の両方に極めて相溶性が高いため特に望まし
い。これに接着性が改良され、電離とコロナ放電
の焦点となる小さな空隙の形成が減少する。また
本発明者の実験によれば、エピクロロヒドリンゴ
ムは最も導電性の高いゴムであり、しかも、例え
ば電気毛布に使用するのに充分な柔軟性を備えて
いる。さらに再生産が容易であり、しかも温度、
温度サイクルおよび曲げに長期間に亘つて耐える
ことができる。 さらに本発明者の実験によればスパイラル線に
エピクロロヒドリンゴム（例えば前記Herchlor
Ｃ）等の非晶質の非PTCゴムをコートし、硬化
させた後、そのゴムの上にPTC材料を押し出す
と接触抵抗が相当大きくなる。したがつて、スパ
イラル線に非晶質ゴムをコートした後、押出中に
硬化が起きるようにして押出を行なう方が接触抵
抗がはるかに小さくなるので望ましい。このコー
トと押出の工程は同時押出によつて行なわれる。 本発明の特に望ましい実施例においては導体に
例えば浸漬によつてコロイドグラフアイト溶液を
コートし、硬化させる。そのグラフアイトはコア
内に入つて導体の断面積を広げ、全体の抵抗を小
さくするようである。コアにコロイドグラフアイ
ト溶液をコートすることによつて導電性が改良さ
れ、しかも接着性を殆ど損なわない。さらに、コ
アの周囲のその被膜はゴムからの油を防ぐのに役
立つ。この点に関して、そのグラフアイトは潤滑
剤として作用し、そのグラフアイト粒子の物理的
存在によつて接触面が改良され、前記非晶質ゴム
と導体の間の接触が改良されると考えられる。す
なわち、曲げられたとき、結合された非晶質ゴム
層はそのゴムとPTC材料間の結合を損うことな
く剪断変形されるようになつており、その際、コ
ロイドグラフアイトの中間層がそのゴムと導体の
間で潤滑剤として作用し、両者間の運動を許すと
考えられる。またこのとき両者の間の接触は純粋
に物理的なメカニズムによつて維持される。 また、本発明の発熱体がうまく作動するために
は導体間の間隔が狭いのが重要である。すなわ
ち、異常な温度上昇があつたときにその異常な温
度上昇が起きた部分のPTC材料の温度が全体的
に上昇するように前記導体間の間隔を選ぶのが大
切である。電流パスが長いと導体間に大きな温度
勾配が発生するのがPTC材料の特性である。し
たがつて導体間の間隔があまり大きいと、導体間
のPTC材料の一部のみが局所的に過熱し、その
発熱によつて抵抗が大きくなり、そのためにその
部分の電圧降下が大きくなつて、その部分の温度
が望ましくない程度まで高くなつてしまうおそれ
がある。これを認めるとしても、導体間の間隔
は、その導体間のPTC材料の断面全体に亘つて
局所的な過熱が起きるようにするのに必要な計算
上の間隔よりも狭くしなければならない。また本
発明者は導体間に電圧をかけると導体の臨界部分
がある程度になるまではPTC材料は均一に発熱
することを発見した。これが更に大きくなると、
全ての電圧降下がPTC材料の狭い部分に急激に
シフトし、激しい局所的な過熱が起こり、制御で
きない過熱を引起こす。この臨界分離は形状、電
流密度、および環境条件に関係する。 本発明に使用される導体は偏平、丸、中実、撚
り線等どのような形状のものでも差し支えない。
またその導体の表面は必要に応じて結節状にして
（例えば顕微鏡的な結節）接着性を改良したり、
接触抵抗を小さくしたりしてもよい。また同様な
意味で、活性化された導体面、例えば高度に酸化
された表面を有する導体を使用すると接着性を改
良するのに有利である。 本発明の特に望ましい実施例の発熱体はほぼ亜
鈴状の断面を備えており、その亜鈴の両端の頭部
に、コアの周囲に柔軟な導体を螺旋状に巻き付け
てなるワイヤーがそれぞれ位置せしめられてい
る。 また本発明の発熱体においては、PTC材料に
絶縁層を被せるのが望ましい。この絶縁層はアニ
ールの際にPTC材料が変形しないようにPTC材
料を保持するものである。このような保持機能と
絶縁機能を得るのに適切な材料としてはポリウレ
タン、架橋ポリエチレン、熱可塑性ゴム等があ
る。なお、PTC材料内に侵入してPTCコーポリ
マーを化学的に変質させるような可塑剤を含む材
料は避ける必要がある。 前記亜鈴状の発熱体を製造する際には柔軟な導
体をコア（芯材）の周囲に螺旋状に巻き付ける。
そのコアとしては例えばグラスフアイバーを使用
することができる。そのようなコアの周囲に導体
を螺旋状に巻いてなるワイヤーを備えた亜鈴形の
発熱体は従来のフレキシブルワイヤーに比べて柔
軟性に富んでおり、導体乃至導線の柔軟性が必要
な分野では利用価値が大きい。また本発明者はコ
アの周囲に導体を巻き付けてなるワイヤーはその
巻かれた導体によつて生ずる応力のために巻き上
がつてしまう傾向があることを発見した。本発明
の望ましい実施例においては両ワイヤーの導体の
巻き方向が逆にされる。あるいは逆ひねり法を使
用してもよいし、その両方の方法を同時に採用し
てもよい。この望ましい実施例によつてワイヤー
が巻き上がる傾向を大巾に減らすことができる。
もし、各ワイヤーの導体を逆ひねりなしに同じ方
向に巻くと、そのワイヤーのねじれによつて、亜
鈴形の押出の際に両ワイヤーが接近せしめられ
て、発熱体の長さ方向に抵抗が変化してしまう。 本発明の特に望ましい実施例においては、前記
導体は例えば浸漬コートによつてコロイドグラフ
アイト溶液をコートされている。前述のようにそ
のグラフアイトはコア内に侵入し、導体の断面積
を大きくして、全体的な抵抗を小さくする。 本発明の発熱体に通電すると、電流は一方の導
体から他方の導体へ、前記導電性の非晶質ゴムと
PTC材料を通つて流れる。そのゴムの面にかか
る電圧によつて所望の量の熱が発散される。ワイ
ヤーの長さ方向のどこかで局所的な過熱が起きる
とPTC材料の抵抗が大きくなり、そのゴムにか
かる電圧が低下するため発熱量が低下する。 本発明は、更に上記のような発熱体の製造方法
を提供することも目的とする。 本発明の方法は前記各導体を被うように前記非
晶質ゴムを押し出し、さらにその非晶質ゴムを被
いかつ前記導体間の空間を埋めるように抵抗の温
度係数が正である前記PTC材料を押し出すこと
を特徴とするものである。そのPTC材料の押出
は前記非晶質ゴムの押出の後に行なつてもよい
し、両方の押出を同時に行なつてもよい。 また本発明の方法の望ましい実施例において
は、前記押出を、２つの柔軟な導体を移送する手
段、その各導体を被うように前記非晶質ゴムを押
し出す手段および抵抗の温度係数が正である前記
材料をその非晶質のゴムを被いかつ前記両導体間
の空間を埋めるように押し出す手段を備えたダイ
を使用して行なう。 前記導体はそのダイ内を通つて移送される。ま
たそのダイは前記導体の案内手段、ゴムの押出ヘ
ツドおよびPTC材料の押出ヘツドの位置を調節
する手段を備えているのが望ましい。 また前記ゴム用の押出ヘツドは少なくともその
一部が、押出温度に耐えることのできるナイロン
ポリテトラフルオロエチレンあるいはアスベスト
をベースとする複合材料等の断熱材料で形成され
ているのが望ましい。このような断熱材を使用す
ることによつて、PTC材料からの熱によつてそ
のゴムが予備加硫の起き易い温度まで加熱されて
しまうのを防止することができる。また、そのよ
うな断熱材料を使用する替りに両ヘツド間に空間
を設けてもよい。もちろん、その両方の方法をと
つてもよい。 前記PTC材料は押出機から、環状の通路によ
つて前記両押出ヘツドに接続されている環状チヤ
ンバに供給されるのが望ましい。これによつてそ
の材料が均一に分散される。 柔軟性および曲げ、亀裂寿命に影響を与えずに
所望の導電性を得るためにはカーボンブラツクを
慎重に選択するのが重要である。カーボンブラツ
クのタイプが異なると発熱体の抵抗およびPTC
性に及ぼす効果が全く違う。例えばある種のカー
ボンブラツクは極く少量でも発熱体の抵抗を大巾
に変えてしまう。したがつて、理論的には１種類
のカーボンブラツクを使用すればよいのである
が、２種類以上のカーボンブラツクを使用して作
用を希釈するようにするのが望ましい。複数のカ
ーボンブラツクを混合すると再現性が良くなるの
は「ポリマーエンジニアリングサイエンス」の
1978年６月号（Vol18、No.８）の649〜653ページ
および「ジヤーナルオブアプライドポリマーサイ
エンス」のVol22、1163〜1165（1978）に記載さ
れている。本発明の実験によればVulcan Ｐ（導
電性が中程度のカーボンブラツク）とKetjen EC
（導電性の高いカーボンブラツク）の混合物が最
も望ましい。 押出ダイから押し出した後のPTC材料は極め
て電気抵抗が大きい。したがつてその押出後の
PTC材料の電気抵抗を小さくするためにアニー
ルをするのが重要である。そのアニールはその
PTC材料を融点より高い温度に短時間加熱して
もよいし、融点より僅かに低い温度で長時間加熱
してもよい。しかしながら融点より高い温度に加
熱するときはそのPTC材料が流れ出したり、変
形したりしないようにジヤケツトを使用しなけれ
ばならない。 また理想的な抵抗とするためには正しい温度で
アニールしなければならない。アニールのしかた
によつては温度によつて抵抗が異常に変化するよ
うになつてしまう。例えば、誤つた温度でアニー
ルすると、その異常点まで加熱した後の室温にお
ける抵抗がアニール後の室温における抵抗よりは
るかに低いPTC材料になつてしまう。 能動材料が高密度ポリエチレンであり、PTC
材料がポリエチレン、ブチルゴム、カーボンブラ
ツクおよび少なくとも3phrの酸化防止剤からな
つている場合にはそのアニール温度は130℃であ
るのが望ましい。 発熱体を製造するときには酸化防止剤を使用す
るのが普通であるが、この物質はアニールの効果
に大きな影響を及ぼす。例えば極めて大量の酸化
防止剤を使用すると、アニールしたときに抵抗が
小さくなるが、少量の酸化防止剤を使用するとア
ニール温度が適当でないと抵抗が逆に大きくなつ
てしまう。そのレベルを超えると低温では抵抗が
それ以上大きくならないような酸化防止剤のレベ
ルがあるように思われる。本発明に使用するのに
望ましい酸化防止剤は２，５−デイタテイアリア
ミルヒドロキノン（例えばSantovar Ａ）であ
り、低温ではそれ以上抵抗が大きくならない酸化
防止剤の前記レベルはこの酸化防止剤の場合には
約3phrから5phrである。 第１図からわかるように、コアとこれに螺旋状
に巻き付けられた銅である導体（グラフアイト
（DAG）で被覆されている）とからなるワイヤ１
は非PTC導電性ゴム２によつて取り囲まれてい
る。この導電性ゴム２は接触抵抗を減じるように
作用する。ワイヤのまわりに押出成型により形成
された各導電性ゴムは、正の温度係数をもつた亜
鈴形のポリエチレン材料３の両端に配されてお
り、このポリエチレン材料３は自己制御型発熱体
として作用するものであり、そしてTPR絶縁層
４によつて被覆されている。 第２図からわかるように、本発明によるダイ装
置は、マンドレル１１からなり、このマンドレル
１１はその長手方向に延びる孔１２を有してい
る。この孔１２中には、間隔をおかれた２本の可
撓性導体１３（第１図のワイヤ１）が供給され
る。この孔１２は、２本の導体の間の所定の間隔
を維持するための２つの分離した開口１４で終わ
つている。非晶質ゴムは、マンドレル１１のまわ
りを流れた後、第１の押出器（図示せず）によつ
て第１のダイヘツド１５に供給される。このダイ
ヘツド１５は、ナイロンポリテトラフルオロエチ
レンまたはアスベストベースの複合体のような低
熱伝動度の材料で形成された円筒状部材１６から
なつている。この部材１６は、この部材を保護す
るための鋼製リング１７で取り囲まれており、そ
して２つの貫通孔を有する鋼製ダイプレート１８
を備えている。これによつて導体３はダイプレー
ト１８を通過すると、ゴムが被覆される。 第２の押出器（図示せず）が、正の温度係数を
もつたプラスチツク材料を第２のダイヘツド１９
に供給する。このプラスチツク材料はまず環状部
２０に送られ、次いで狭い環状溝２１を経てこの
ダイヘツド１９に供給されるものである。 以上の構造によつて、プラスチツク材料は、導
体３のまわりに均一に被覆される。この導体３は
同時に押し出されるゴムとプラスチツク材料とと
もに亜鈴形開口２２を介してダイヘツド１９を通
過するようになつており、従つてプラスチツク材
料はゴムが被覆された２本の導体をそれぞれ被覆
するとともにこの２本の導体の間の空間を充填す
る。 環状部材２３は、本体１４に複数本のボルト２
５によつて取り付けられ、ヘツド１５を取り囲ん
でいる。ダイヘツド１５の位置を本体１４に対し
て調節するため、４本の調節ボルト２６が部材２
３を貫通して延びている。マンドレル１１は、本
体２４にボルトで固定されたプレート２７によつ
て本体２４に取り付けられているので、マンドレ
ルの位置は本体２４に対して調節可能である。マ
ンドレルは更にナツト２８をゆるめることによつ
て回転可能となり、そして環状部材２９によつて
回転させられる。ダイヘツド１９は２つのくぼみ
２０に嵌合する道具によつて回転できるようにな
つており、かくして亜鈴形開口２２をゴムが被覆
された導体に整列させることができる。ダイヘツ
ド１９と導体との間の同心性を調節可能にするた
め、複数本のボルト３１が設けられている。 以下実施例によつて本発明による発熱体の製造
方法について説明する。 実施例 電気毛布中に使用するのに望ましい亜鈴形の発
熱体は次のように製造される。 １ ワイヤ すずメツキした銅製のストリツプあるいはリ
ボンをガラスコア上に一方向に巻き付けて、第
１のワイヤを形成する。上記すずメツキした銅
製リボンをもう一つのガラスコアに上記一方向
と反対の方向に巻き付けて、第２のワイヤを得
る。このようにして、亜鈴形の２つの頭部中に
配するに望ましい２本のワイヤを形成する。 各ワイヤは、エタノール中コロイド状グラフ
アイト溶液（DAG508）を使用して浸漬被覆さ
れている。 ２ 押出成形された発熱体 すずメツキされた銅製リボンが互いに反対方
向に巻かれた２本のワイヤを本発明による装置
に送り込む。第１の押出器によつて第１のダイ
ヘツド５に供給される非晶質導電性ゴムはエピ
クロロハイドリンゴム（Herchor Ｃ）である。
第２の押出器によつて第２のダイヘツド９に供
給されるPTC材料の組成を次の表に示す。こ
の表において、各成分は重量部で示されてい
る。
よびその製造方法に関するものである。 電気毛布を製造する際には通常２枚の布地の間
に導電性の電熱線を挾む。その電熱線からの熱は
布地を通して使用者の体および外気に発散され
る。米国特許第3410984号には、抵抗の温度係数
が正で大きい材料の層を間に挾んだ一対の導体か
らなるワイヤー状の発熱体を使用することによつ
て局部的な過熱を防止するようにしたベツドカバ
ーが開示されている。このベツドカバーが正常に
作動しているときには前記抵抗の温度係数が正で
大きい材料（以下PTC材料と略称する。）の層を
通つて前記一対の導体間を流れる電流によつて全
体的にほぼ均一な熱が発生される。しかしながら
局所的な過熱が生ずると、その部分のPTC材料
層の抵抗が大きくなるためその部分から出力され
る熱量が低下する。すなわち前記のような発熱体
を使用することによつて電源を抜かなくとも局所
的な過熱を自動的に制御することができる。 このような発熱体を使用したベツドカバーには
２つの主たる問題がある。これらの問題は、
PTC材料に金属を接着するのが困難であるため
と、PTC材料の、PTC材料と電極との界面から
離れた部分での抵抗（前記界面はこの抵抗値にほ
とんど影響を与えない）および前記界面における
抵抗に関して発熱体の安定性が比較的貧弱である
ための導体とPTC材料間の高接触抵抗に関係す
るものである。作動温度の高さと温度サイクル
が、全体的な抵抗を大きくするような酸化作用
と、ばら材料（PTC材料と電極との界面から離
れた部分のPTC材料であつて、その物性は界面
によりほとんど影響を受けない）の分解を引き起
こすと考えられている。このような温度条件およ
び温度サイクルはそうでなくとも貧弱な電極とば
ら材料（PTC材料と電極との界面から離れた部
分のPTC材料であつて、その物性は界面により
ほとんど影響を受けない）間の接着の破壊および
電極のPTC材料と電極との界面におけるPTC材
料の加速された酸化と反応のために電極のPTC
材料と電極との界面における抵抗を増大させる可
能性がある。米国特許第3858144号はこの問題を
解決しようと試ている。この特許においては電極
のPTC材料と電極との界面におけるPTC材料内
のカーボンブラツクの割合を電極間の中間点にお
けるカーボンブラツクの割合の少なくとも約1.5
倍まで増加させることが提案されている。さら
に、前記電極間を電気的に接続する母体乃至コア
内に、カルボン酸基を含む酸価が約３より大きい
ポリマーあるいはそのアンモニウム塩、アルカリ
金属塩もしくはアルカリ土類金属塩を抵抗を安定
させることのできる量だけ均一に分散させること
が提案されている。 しかしながらその米国特許に記載されている材
料を製造するのには多数の工程を要し、また出発
原料が比較的高価である。またその米国特許によ
れば確かに抵抗の安定性を改良することができる
が、その材料の寿命は比較的短い。したがつて、
長期間に亘つて抵抗安定性を有し、かつ電気毛布
に使用するのに充分な柔軟性を備えた発熱体が要
望されている。さらにその米国特許に使用されて
いる方法によるPTC材料は比較的広い温度範囲
に亘つて直線的なPTC特性を備えており、ある
温度を超えると急激に抵抗が大きくなるようなも
のでないため、電気毛布の制御が複雑になる。 本発明は、電極とPTC材料の間に、PTC特性
のない高導電性の非晶質ゴムを配することによつ
て、使用中にPTC材料と電極との界面の接着性
を悪くし、PTC材料と電極との界面を分解させ
るような有害な作用を抵下させることができると
いう発見に基づくものである。これによつて柔軟
性が与えられるとともに、最初の接着性が良くな
り、かつその接着性が長期に亘つて保たれるだけ
でなく、酸化作用の強い電極から酸化され易い
PTC材料を離すことができる。すなわち、本発
明は前記米国特許第3858144号に開示されている
発熱体の欠点がなく、しかも電気毛布等の多くの
用途に使用することのできる充分な柔軟性を備え
た発熱体を提供することを目的とするものであ
る。 本発明の発熱体は、少なくとも２個の柔軟な導
体の間に、抵抗の温度係数が正である材料を挾ん
でなる可撓性発熱体において、 前記導体と前記材料の間に、その材料と相溶
し、かつその導体に接着された高導電性の非晶質
ゴムが挾まれており、その非晶質ゴムと前記材料
を通つて前記導体間に電流が流れるようになつて
おり、その導体間に通電されたときにその導体間
に大きな温度勾配が生ぜずに前記材料が均一に発
熱し、異常に温度が上昇したときにその異常に温
度が上昇した部分の前記導体間の全ての前記材料
の温度が上昇せしめられるようにその導体間の間
隔が狭くなつており、さらに前記導体と前記材料
間の接触抵抗が前記非晶質ゴムによつて低下せし
められていることを特徴とするものである。 なお、本発明書において、前記非PTC性の非
晶質ゴムについて「高導電性」とは電流が流れた
ときに、そのゴムによつてジユール熱が殆ど発生
しない程度に抵抗が小さいことを称するものとす
る。もちろん、PTC材料からの熱伝達によつて
そのゴムの温度は上昇する。 前記導体の材料としては銅、特に約１％のカド
ミウムを含む銅および銀、スズニツケル、アルミ
ニウムおよびそれらの合金乃至銀、スズあるいは
ニツケルをメツキした銅等の抵抗の小さい材料が
望ましい。銀、スズ、ニツケル等をメツキした銅
は純粋の銀やスズに比べて安価であり、しかも電
極表面の活性度を低くし、それによつてPTC材
料との反応を抑えることができるから特に望まし
い。 本発明の発熱体に使用されるPTC材料はPTC
性（抵抗の温度係数が正）だけを持つものでもよ
いが、他の材料と組み合わせることによつて接触
抵抗が小さくなるようにしたり、柔軟性、安定性
あるいは耐熱性を向上させたりしたものでもよ
い。これらの材料は作用的に２つのカテゴリーに
分けることができる。１つはPTC性に寄与する
ものであり（これを能動材料と称することにす
る。）、もう１つはPTC性には全く寄与せず、む
しろその希釈作用によつてPTC性を減ずるもの
であるが、前記能動材料と物理的、電気的に相溶
性のあるもの（これを受動材料と称することにす
る。）である。前記能動材料としては−125℃から
−75℃にガラス転移温度を有するポリマーを含
み、ポリオレフインのようにある程度の結晶度を
有する、高、中、低密度のポリエチレン乃至ポリ
プロピレンあるいは共役ジエンを含まないエチレ
ンプロピレンコーポリマーおよびターポリマー等
のポリマーを基礎とするものが望ましい。能動材
料として使用することのできる他の材料としては
ポリビニリジンハライド、ポリオレフインオキサ
イド、カーボンブラツクレベルの低い架橋シリコ
ンゴム等がある。また受動材料としては安定剤、
不活性充填剤、難燃剤、柔軟性を与えるためのゴ
ム等が使用できる。なお、そのゴムは使用される
能動材料と相溶性がある必要がある。この相溶性
とは、ゴムと能動材料が単一相をなすように結合
し得ること、あるいは２相として存在するとして
も分子間力等によつて、物理的に両者を引き離そ
うとする力に対して充分耐え得る程度に結合し得
ることを言うものとする。例えばその材料が引き
裂かれたときに、その断裂面に他方の相から分離
された一方の層がはつきり見えることのない程度
に、その能動材料とゴムの間の結合力が強くなけ
ればならない。ゴムと能動材料に相溶性がない
と、ほんの僅かな力によつてはつきり２つの相に
分かれて粉々になつてしまう。そのゴムと能動材
料が相溶性でなければならないという制限は能動
材料の有利な特性を大巾に損なうようなゴムの使
用を防止するために導入されたものであり、希釈
の結果でなく抵抗を過度に大きくしてしまうよう
なことなしに、またPTC性に影響を与えること
なく能動材料の曲げ亀裂寿命や柔軟性を向上させ
ることのできるゴムを使用するのが望ましい。更
に、使用されるゴムおよび能動材料は長期に亘つ
て熱に対して安定でなければならず、したがつて
そのゴムは熱安定性を大巾に減少させるものや経
時変化を大きくするものであつてはならない。こ
の点について、ブチルゴムが特に望ましいことが
分かつた。 またPTC材料としてはカーボンブラツク、炭
素繊維あるいは銀、銅、亜鉛等の繊維、フレーク
乃至、粉体等の導電性充填剤を含んでいるのが普
通である。 さらにばら材料（PTC材料と電極との界面か
ら離れた部分のPTC材料であつて、その物性は
界面によりほとんど影響を受けない）と導体、例
えば銅の間の分解を起こすような相互作用があ
る。この相互作用は非PTC性の高導電性非晶質
ゴムをそのばら材料（PTC材料と電極との界面
から離れた部分のPTC材料であつて、その物性
は界面によりほとんど影響を受けない）と導体の
間に挿入することによつて防止することができる
が、非晶質ゴムはばら材料（PTC材料と電極と
の界面から離れた部分のPTC材料であつて、そ
の物性は界面によりほとんど影響を受けない）と
導体の両方と相溶性がなければならない。本発明
の発熱体に使用することのできる非晶質ゴムとし
ては導電性シリコンゴムや、例えば約35％の酸化
エチレンを含むエピクロロヒドリンゴム（例えば
65％のエピクロロヒドリンゴムと35゜の酸化エチ
レンからなるHerchlor Ｃ）、ブチルゴム等の塩
素化ゴムおよびそれらの誘導体例えば塩素化ブチ
ルゴムがある。その非晶質ゴムはPTC材料と相
溶性がなければならず、特にエピクロロヒドリン
ゴムは大量のカーボンブラツクを含んでいるのが
望ましい。このカーボンブラツクは材料全体に熱
を伝達するとともに接触抵抗を小さくする。 エピクロロヒドリンゴムはポリエチレンおよび
銅の両方に極めて相溶性が高いため特に望まし
い。これに接着性が改良され、電離とコロナ放電
の焦点となる小さな空隙の形成が減少する。また
本発明者の実験によれば、エピクロロヒドリンゴ
ムは最も導電性の高いゴムであり、しかも、例え
ば電気毛布に使用するのに充分な柔軟性を備えて
いる。さらに再生産が容易であり、しかも温度、
温度サイクルおよび曲げに長期間に亘つて耐える
ことができる。 さらに本発明者の実験によればスパイラル線に
エピクロロヒドリンゴム（例えば前記Herchlor
Ｃ）等の非晶質の非PTCゴムをコートし、硬化
させた後、そのゴムの上にPTC材料を押し出す
と接触抵抗が相当大きくなる。したがつて、スパ
イラル線に非晶質ゴムをコートした後、押出中に
硬化が起きるようにして押出を行なう方が接触抵
抗がはるかに小さくなるので望ましい。このコー
トと押出の工程は同時押出によつて行なわれる。 本発明の特に望ましい実施例においては導体に
例えば浸漬によつてコロイドグラフアイト溶液を
コートし、硬化させる。そのグラフアイトはコア
内に入つて導体の断面積を広げ、全体の抵抗を小
さくするようである。コアにコロイドグラフアイ
ト溶液をコートすることによつて導電性が改良さ
れ、しかも接着性を殆ど損なわない。さらに、コ
アの周囲のその被膜はゴムからの油を防ぐのに役
立つ。この点に関して、そのグラフアイトは潤滑
剤として作用し、そのグラフアイト粒子の物理的
存在によつて接触面が改良され、前記非晶質ゴム
と導体の間の接触が改良されると考えられる。す
なわち、曲げられたとき、結合された非晶質ゴム
層はそのゴムとPTC材料間の結合を損うことな
く剪断変形されるようになつており、その際、コ
ロイドグラフアイトの中間層がそのゴムと導体の
間で潤滑剤として作用し、両者間の運動を許すと
考えられる。またこのとき両者の間の接触は純粋
に物理的なメカニズムによつて維持される。 また、本発明の発熱体がうまく作動するために
は導体間の間隔が狭いのが重要である。すなわ
ち、異常な温度上昇があつたときにその異常な温
度上昇が起きた部分のPTC材料の温度が全体的
に上昇するように前記導体間の間隔を選ぶのが大
切である。電流パスが長いと導体間に大きな温度
勾配が発生するのがPTC材料の特性である。し
たがつて導体間の間隔があまり大きいと、導体間
のPTC材料の一部のみが局所的に過熱し、その
発熱によつて抵抗が大きくなり、そのためにその
部分の電圧降下が大きくなつて、その部分の温度
が望ましくない程度まで高くなつてしまうおそれ
がある。これを認めるとしても、導体間の間隔
は、その導体間のPTC材料の断面全体に亘つて
局所的な過熱が起きるようにするのに必要な計算
上の間隔よりも狭くしなければならない。また本
発明者は導体間に電圧をかけると導体の臨界部分
がある程度になるまではPTC材料は均一に発熱
することを発見した。これが更に大きくなると、
全ての電圧降下がPTC材料の狭い部分に急激に
シフトし、激しい局所的な過熱が起こり、制御で
きない過熱を引起こす。この臨界分離は形状、電
流密度、および環境条件に関係する。 本発明に使用される導体は偏平、丸、中実、撚
り線等どのような形状のものでも差し支えない。
またその導体の表面は必要に応じて結節状にして
（例えば顕微鏡的な結節）接着性を改良したり、
接触抵抗を小さくしたりしてもよい。また同様な
意味で、活性化された導体面、例えば高度に酸化
された表面を有する導体を使用すると接着性を改
良するのに有利である。 本発明の特に望ましい実施例の発熱体はほぼ亜
鈴状の断面を備えており、その亜鈴の両端の頭部
に、コアの周囲に柔軟な導体を螺旋状に巻き付け
てなるワイヤーがそれぞれ位置せしめられてい
る。 また本発明の発熱体においては、PTC材料に
絶縁層を被せるのが望ましい。この絶縁層はアニ
ールの際にPTC材料が変形しないようにPTC材
料を保持するものである。このような保持機能と
絶縁機能を得るのに適切な材料としてはポリウレ
タン、架橋ポリエチレン、熱可塑性ゴム等があ
る。なお、PTC材料内に侵入してPTCコーポリ
マーを化学的に変質させるような可塑剤を含む材
料は避ける必要がある。 前記亜鈴状の発熱体を製造する際には柔軟な導
体をコア（芯材）の周囲に螺旋状に巻き付ける。
そのコアとしては例えばグラスフアイバーを使用
することができる。そのようなコアの周囲に導体
を螺旋状に巻いてなるワイヤーを備えた亜鈴形の
発熱体は従来のフレキシブルワイヤーに比べて柔
軟性に富んでおり、導体乃至導線の柔軟性が必要
な分野では利用価値が大きい。また本発明者はコ
アの周囲に導体を巻き付けてなるワイヤーはその
巻かれた導体によつて生ずる応力のために巻き上
がつてしまう傾向があることを発見した。本発明
の望ましい実施例においては両ワイヤーの導体の
巻き方向が逆にされる。あるいは逆ひねり法を使
用してもよいし、その両方の方法を同時に採用し
てもよい。この望ましい実施例によつてワイヤー
が巻き上がる傾向を大巾に減らすことができる。
もし、各ワイヤーの導体を逆ひねりなしに同じ方
向に巻くと、そのワイヤーのねじれによつて、亜
鈴形の押出の際に両ワイヤーが接近せしめられ
て、発熱体の長さ方向に抵抗が変化してしまう。 本発明の特に望ましい実施例においては、前記
導体は例えば浸漬コートによつてコロイドグラフ
アイト溶液をコートされている。前述のようにそ
のグラフアイトはコア内に侵入し、導体の断面積
を大きくして、全体的な抵抗を小さくする。 本発明の発熱体に通電すると、電流は一方の導
体から他方の導体へ、前記導電性の非晶質ゴムと
PTC材料を通つて流れる。そのゴムの面にかか
る電圧によつて所望の量の熱が発散される。ワイ
ヤーの長さ方向のどこかで局所的な過熱が起きる
とPTC材料の抵抗が大きくなり、そのゴムにか
かる電圧が低下するため発熱量が低下する。 本発明は、更に上記のような発熱体の製造方法
を提供することも目的とする。 本発明の方法は前記各導体を被うように前記非
晶質ゴムを押し出し、さらにその非晶質ゴムを被
いかつ前記導体間の空間を埋めるように抵抗の温
度係数が正である前記PTC材料を押し出すこと
を特徴とするものである。そのPTC材料の押出
は前記非晶質ゴムの押出の後に行なつてもよい
し、両方の押出を同時に行なつてもよい。 また本発明の方法の望ましい実施例において
は、前記押出を、２つの柔軟な導体を移送する手
段、その各導体を被うように前記非晶質ゴムを押
し出す手段および抵抗の温度係数が正である前記
材料をその非晶質のゴムを被いかつ前記両導体間
の空間を埋めるように押し出す手段を備えたダイ
を使用して行なう。 前記導体はそのダイ内を通つて移送される。ま
たそのダイは前記導体の案内手段、ゴムの押出ヘ
ツドおよびPTC材料の押出ヘツドの位置を調節
する手段を備えているのが望ましい。 また前記ゴム用の押出ヘツドは少なくともその
一部が、押出温度に耐えることのできるナイロン
ポリテトラフルオロエチレンあるいはアスベスト
をベースとする複合材料等の断熱材料で形成され
ているのが望ましい。このような断熱材を使用す
ることによつて、PTC材料からの熱によつてそ
のゴムが予備加硫の起き易い温度まで加熱されて
しまうのを防止することができる。また、そのよ
うな断熱材料を使用する替りに両ヘツド間に空間
を設けてもよい。もちろん、その両方の方法をと
つてもよい。 前記PTC材料は押出機から、環状の通路によ
つて前記両押出ヘツドに接続されている環状チヤ
ンバに供給されるのが望ましい。これによつてそ
の材料が均一に分散される。 柔軟性および曲げ、亀裂寿命に影響を与えずに
所望の導電性を得るためにはカーボンブラツクを
慎重に選択するのが重要である。カーボンブラツ
クのタイプが異なると発熱体の抵抗およびPTC
性に及ぼす効果が全く違う。例えばある種のカー
ボンブラツクは極く少量でも発熱体の抵抗を大巾
に変えてしまう。したがつて、理論的には１種類
のカーボンブラツクを使用すればよいのである
が、２種類以上のカーボンブラツクを使用して作
用を希釈するようにするのが望ましい。複数のカ
ーボンブラツクを混合すると再現性が良くなるの
は「ポリマーエンジニアリングサイエンス」の
1978年６月号（Vol18、No.８）の649〜653ページ
および「ジヤーナルオブアプライドポリマーサイ
エンス」のVol22、1163〜1165（1978）に記載さ
れている。本発明の実験によればVulcan Ｐ（導
電性が中程度のカーボンブラツク）とKetjen EC
（導電性の高いカーボンブラツク）の混合物が最
も望ましい。 押出ダイから押し出した後のPTC材料は極め
て電気抵抗が大きい。したがつてその押出後の
PTC材料の電気抵抗を小さくするためにアニー
ルをするのが重要である。そのアニールはその
PTC材料を融点より高い温度に短時間加熱して
もよいし、融点より僅かに低い温度で長時間加熱
してもよい。しかしながら融点より高い温度に加
熱するときはそのPTC材料が流れ出したり、変
形したりしないようにジヤケツトを使用しなけれ
ばならない。 また理想的な抵抗とするためには正しい温度で
アニールしなければならない。アニールのしかた
によつては温度によつて抵抗が異常に変化するよ
うになつてしまう。例えば、誤つた温度でアニー
ルすると、その異常点まで加熱した後の室温にお
ける抵抗がアニール後の室温における抵抗よりは
るかに低いPTC材料になつてしまう。 能動材料が高密度ポリエチレンであり、PTC
材料がポリエチレン、ブチルゴム、カーボンブラ
ツクおよび少なくとも3phrの酸化防止剤からな
つている場合にはそのアニール温度は130℃であ
るのが望ましい。 発熱体を製造するときには酸化防止剤を使用す
るのが普通であるが、この物質はアニールの効果
に大きな影響を及ぼす。例えば極めて大量の酸化
防止剤を使用すると、アニールしたときに抵抗が
小さくなるが、少量の酸化防止剤を使用するとア
ニール温度が適当でないと抵抗が逆に大きくなつ
てしまう。そのレベルを超えると低温では抵抗が
それ以上大きくならないような酸化防止剤のレベ
ルがあるように思われる。本発明に使用するのに
望ましい酸化防止剤は２，５−デイタテイアリア
ミルヒドロキノン（例えばSantovar Ａ）であ
り、低温ではそれ以上抵抗が大きくならない酸化
防止剤の前記レベルはこの酸化防止剤の場合には
約3phrから5phrである。 第１図からわかるように、コアとこれに螺旋状
に巻き付けられた銅である導体（グラフアイト
（DAG）で被覆されている）とからなるワイヤ１
は非PTC導電性ゴム２によつて取り囲まれてい
る。この導電性ゴム２は接触抵抗を減じるように
作用する。ワイヤのまわりに押出成型により形成
された各導電性ゴムは、正の温度係数をもつた亜
鈴形のポリエチレン材料３の両端に配されてお
り、このポリエチレン材料３は自己制御型発熱体
として作用するものであり、そしてTPR絶縁層
４によつて被覆されている。 第２図からわかるように、本発明によるダイ装
置は、マンドレル１１からなり、このマンドレル
１１はその長手方向に延びる孔１２を有してい
る。この孔１２中には、間隔をおかれた２本の可
撓性導体１３（第１図のワイヤ１）が供給され
る。この孔１２は、２本の導体の間の所定の間隔
を維持するための２つの分離した開口１４で終わ
つている。非晶質ゴムは、マンドレル１１のまわ
りを流れた後、第１の押出器（図示せず）によつ
て第１のダイヘツド１５に供給される。このダイ
ヘツド１５は、ナイロンポリテトラフルオロエチ
レンまたはアスベストベースの複合体のような低
熱伝動度の材料で形成された円筒状部材１６から
なつている。この部材１６は、この部材を保護す
るための鋼製リング１７で取り囲まれており、そ
して２つの貫通孔を有する鋼製ダイプレート１８
を備えている。これによつて導体３はダイプレー
ト１８を通過すると、ゴムが被覆される。 第２の押出器（図示せず）が、正の温度係数を
もつたプラスチツク材料を第２のダイヘツド１９
に供給する。このプラスチツク材料はまず環状部
２０に送られ、次いで狭い環状溝２１を経てこの
ダイヘツド１９に供給されるものである。 以上の構造によつて、プラスチツク材料は、導
体３のまわりに均一に被覆される。この導体３は
同時に押し出されるゴムとプラスチツク材料とと
もに亜鈴形開口２２を介してダイヘツド１９を通
過するようになつており、従つてプラスチツク材
料はゴムが被覆された２本の導体をそれぞれ被覆
するとともにこの２本の導体の間の空間を充填す
る。 環状部材２３は、本体１４に複数本のボルト２
５によつて取り付けられ、ヘツド１５を取り囲ん
でいる。ダイヘツド１５の位置を本体１４に対し
て調節するため、４本の調節ボルト２６が部材２
３を貫通して延びている。マンドレル１１は、本
体２４にボルトで固定されたプレート２７によつ
て本体２４に取り付けられているので、マンドレ
ルの位置は本体２４に対して調節可能である。マ
ンドレルは更にナツト２８をゆるめることによつ
て回転可能となり、そして環状部材２９によつて
回転させられる。ダイヘツド１９は２つのくぼみ
２０に嵌合する道具によつて回転できるようにな
つており、かくして亜鈴形開口２２をゴムが被覆
された導体に整列させることができる。ダイヘツ
ド１９と導体との間の同心性を調節可能にするた
め、複数本のボルト３１が設けられている。 以下実施例によつて本発明による発熱体の製造
方法について説明する。 実施例 電気毛布中に使用するのに望ましい亜鈴形の発
熱体は次のように製造される。 １ ワイヤ すずメツキした銅製のストリツプあるいはリ
ボンをガラスコア上に一方向に巻き付けて、第
１のワイヤを形成する。上記すずメツキした銅
製リボンをもう一つのガラスコアに上記一方向
と反対の方向に巻き付けて、第２のワイヤを得
る。このようにして、亜鈴形の２つの頭部中に
配するに望ましい２本のワイヤを形成する。 各ワイヤは、エタノール中コロイド状グラフ
アイト溶液（DAG508）を使用して浸漬被覆さ
れている。 ２ 押出成形された発熱体 すずメツキされた銅製リボンが互いに反対方
向に巻かれた２本のワイヤを本発明による装置
に送り込む。第１の押出器によつて第１のダイ
ヘツド５に供給される非晶質導電性ゴムはエピ
クロロハイドリンゴム（Herchor Ｃ）である。
第２の押出器によつて第２のダイヘツド９に供
給されるPTC材料の組成を次の表に示す。こ
の表において、各成分は重量部で示されてい
る。
【表】
【表】
PTC材料の各成分は第２の押出器に供給され
る前に次のようにして混合される。 バンバリー（Banbury）混合器の温度を150
℃に上げ、ベストレンタイプNo.A554またはア
ラトンNo.7030をサントバーＡおよび好ましくは
ポリサーブチルタイプNo.301とともに上記混合
器中に入れる。混合物の温度が120℃になるま
で混合器を作動させ、このときの時間を書きと
めておく。次いで、上記混合物中にカーボンブ
ラツク（ケトジエンECおよびバルカンＰ）を
添加し、時計を零にリセツトする。この後、混
合器を、スチーム装置を停止し、冷却水装置を
始動させる温度である150℃に温度が上がるま
で作動させる。混合作用は、カーボンブラツク
を添加した後10分間継続され、このときのチヤ
ート温度を書きとめておく。この後混合作用を
緩やかにし、混合物の温度を針状高温計で測定
する。混合作用を、この後170℃の温度下でミ
ルにおいて10分間行なう。 ３つの異なつたPTC混合物Ａ、ＢおよびＣ
を本発明による上述の２つの押出器に供給し、
押出成形によつて３つの異なつた発熱体サンプ
ルを成形する。PTC材料は発熱体および制御
体として使用され、一方非晶質導電性ゴム内層
は接触抵抗を減ずる作用をする。 ３ 絶縁層 上述のようにして形成された３つの発熱体サ
ンプルを、押出成形により形成されるTPR絶
縁層で被覆して、亜鈴形の３つの発熱体を得
る。 ４ 焼戻し 上記３つの発熱体を流動床において130℃の
温度下で焼戻しする。 本発明による発熱体は上述のようにして製造す
ることができるが、次の表に示すような組成の
PTC材料を用いて製造することもできる。
る前に次のようにして混合される。 バンバリー（Banbury）混合器の温度を150
℃に上げ、ベストレンタイプNo.A554またはア
ラトンNo.7030をサントバーＡおよび好ましくは
ポリサーブチルタイプNo.301とともに上記混合
器中に入れる。混合物の温度が120℃になるま
で混合器を作動させ、このときの時間を書きと
めておく。次いで、上記混合物中にカーボンブ
ラツク（ケトジエンECおよびバルカンＰ）を
添加し、時計を零にリセツトする。この後、混
合器を、スチーム装置を停止し、冷却水装置を
始動させる温度である150℃に温度が上がるま
で作動させる。混合作用は、カーボンブラツク
を添加した後10分間継続され、このときのチヤ
ート温度を書きとめておく。この後混合作用を
緩やかにし、混合物の温度を針状高温計で測定
する。混合作用を、この後170℃の温度下でミ
ルにおいて10分間行なう。 ３つの異なつたPTC混合物Ａ、ＢおよびＣ
を本発明による上述の２つの押出器に供給し、
押出成形によつて３つの異なつた発熱体サンプ
ルを成形する。PTC材料は発熱体および制御
体として使用され、一方非晶質導電性ゴム内層
は接触抵抗を減ずる作用をする。 ３ 絶縁層 上述のようにして形成された３つの発熱体サ
ンプルを、押出成形により形成されるTPR絶
縁層で被覆して、亜鈴形の３つの発熱体を得
る。 ４ 焼戻し 上記３つの発熱体を流動床において130℃の
温度下で焼戻しする。 本発明による発熱体は上述のようにして製造す
ることができるが、次の表に示すような組成の
PTC材料を用いて製造することもできる。
第１図は、本発明の発熱体の断面図、第２図
は、第１図に示した発熱体を製造するためのダイ
装置の縦断面図である。 １……ワイヤ、２……導電性ゴム、３……ポリ
エチレン材料、４……絶縁層、１１……マンドレ
ル、１２……孔、１５，１９……ダイヘツド。
は、第１図に示した発熱体を製造するためのダイ
装置の縦断面図である。 １……ワイヤ、２……導電性ゴム、３……ポリ
エチレン材料、４……絶縁層、１１……マンドレ
ル、１２……孔、１５，１９……ダイヘツド。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも２個の柔軟な導体の間に、抵抗の
温度係数が正である材料を挾んでなる可撓性発熱
体において、 前記導体と前記材料の間に、その材料と相溶
し、かつその導体に接着された高導電性の非晶質
ゴムが挾まれており、その非晶質ゴムと前記材料
を通つて前記導体間に電流が流れるようになつて
おり、その導体間に通電されたときにその導体間
に大きな温度勾配が生ぜずに前記材料が均一に発
熱し、異常に温度が上昇したときにその異常に温
度が上昇した部分の前記導体間の全ての前記材料
の温度が上昇せしめられるようにその導体間の間
隔が狭くなつており、さらに前記導体と前記材料
間の接触抵抗が前記非晶質ゴムによつて低下せし
められていることを特徴とする発熱体。 ２ 前記材料が高密度ポリエチレンからなつてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
発熱体。 ３ 前記非晶質ゴムがエビクロロヒドリンゴムで
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項また
は第２項記載の発熱体。 ４ 前記非晶質ゴムが約65％のエビクロロヒドリ
ンゴムと約35％の酸化エチレンを含んでいること
を特徴とする特許請求の範囲第３項記載の発熱
体。 ５ 前記導体と前記非晶質ゴムの間にグラフアイ
ト層が挾まれていることを特徴とする特許請求の
範囲第１項から第４項のいずれか１項記載の発熱
体。 ６ ほぼ亜鈴形の形状をしており、前記導体がコ
アの周囲に柔軟な導体を螺旋状に巻き付けてなつ
ており、その導体が前記ダンベルの両端の頭の部
分にそれぞれ位置せしめられていることを特徴と
する特許請求の範囲第１項から第５項のいずれか
１項記載の発熱体。 ７ 前記柔軟な導体の巻き付け方向が前記亜鈴の
一方の頭部に配された導体と他方の頭部に配され
た導体とで逆になつていることを特徴とする特許
請求の範囲第６項記載の発熱体。 ８ 少なくとも２個の柔軟な導体の間に、抵抗の
温度係数が正である材料を挾んでなる可撓性発熱
体において、 前記導体と前記材料の間に、その材料と相溶
し、かつその導体に接着された高導電性の非晶質
ゴムが挾まれており、その非晶質ゴムと前記材料
を通つて前記導体間に電流が流れるようになつて
おり、その導体間に通電されたときにその導体間
に大きな温度勾配が生ぜずに前記材料が均一に発
熱し、異常に温度が上昇したときにその異常に温
度が上昇した部分の前記導体間の全ての前記材料
の温度が上昇せしめられるようにその導体間の間
隔が狭くなつており、さらに前記導体と前記材料
間の接触抵抗が前記非晶質ゴムによつて低下せし
められていることを特徴とする発熱体の製造方法
において、 前記各導体を被うように前記非晶質ゴムを押し
出し、さらにその非晶質ゴムを被いかつ前記導体
間の空間を埋めるように抵抗の温度係数が正であ
る前記材料を押し出すことを特徴とする方法。 ９ 前記各導体にコロイドグラフアイト溶液がコ
ートされており、かつそのコロイドグラフアイト
溶液が前記非晶質ゴムの押出の前に硬化されてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第８項記載の
方法。 １０ 前記導体がスパイラル線であり、そのスパ
イラル線に前記非晶質ゴムを被せ、その非晶質ゴ
ムを被うように前記材料を押し出し、前記非晶質
ゴムをその押出中に硬化させることを特徴とする
特許請求の範囲第８項または９項記載の方法。 １１ アニールを行なつて押し出された前記材料
の抵抗を減少させることを特徴とする特許請求の
範囲第８項から第１０項のいずれか１項記載の方
法。 １２ 前記材料が高密度ポリエチレン、プチルゴ
ム、カーボンブラツクおよび少くとも約3phrの
酸化防止剤からなつており、前記アニールを約
130℃で行なうことを特徴とする特許請求の範囲
第１１項記載の方法。 １３ 前記押出を、２つの柔軟な導体を移送する
手段、その各導体を被うように前記非晶質ゴムを
押し出す手段および抵抗の温度係数が正である前
記材料をその非晶質ゴムを被いかつ前記両導体間
の空間を埋めるように押し出す手段を備えたダイ
を使用して行なうことを特徴とする特許請求の範
囲第８項から第１２項のいずれか１項記載の方
法。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB7916273 | 1979-05-10 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55151782A JPS55151782A (en) | 1980-11-26 |
| JPH0151867B2 true JPH0151867B2 (ja) | 1989-11-07 |
Family
ID=10505069
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6165780A Granted JPS55151782A (en) | 1979-05-10 | 1980-05-09 | Flexible heater and method of manufacturing same |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US4348584A (ja) |
| JP (1) | JPS55151782A (ja) |
| AU (1) | AU530836B2 (ja) |
| CA (1) | CA1150754A (ja) |
| DE (1) | DE3017826A1 (ja) |
| FR (1) | FR2456453A1 (ja) |
| GB (1) | GB2052228B (ja) |
| NZ (1) | NZ193661A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4866253A (en) * | 1976-12-13 | 1989-09-12 | Raychem Corporation | Electrical devices comprising conductive polymer compositions |
| US4876440A (en) * | 1976-12-13 | 1989-10-24 | Raychem Corporation | Electrical devices comprising conductive polymer compositions |
| US4764664A (en) * | 1976-12-13 | 1988-08-16 | Raychem Corporation | Electrical devices comprising conductive polymer compositions |
| US4352083A (en) | 1980-04-21 | 1982-09-28 | Raychem Corporation | Circuit protection devices |
| JPS58106787A (ja) * | 1981-12-17 | 1983-06-25 | 日立電線株式会社 | 自己温度制御性ヒ−タ |
| JPS58164187A (ja) * | 1982-03-25 | 1983-09-29 | 日立電線株式会社 | 自己温度制御性ヒ−タ |
| JPS58212088A (ja) * | 1982-06-01 | 1983-12-09 | 日立電線株式会社 | 自己温度制御性ヒ−タ |
| JPS58220377A (ja) * | 1982-06-15 | 1983-12-21 | カネボウ株式会社 | 線状発熱体 |
| SE8203931L (sv) * | 1982-06-24 | 1983-12-25 | Kima Elprodukter Ab | Vermekabel och sett att framstella densamma |
| AT383931B (de) * | 1982-11-11 | 1987-09-10 | Hans Oppitz | Flaechenheizelement, insbesondere fuer verbaende oder heizdecken |
| GB8301666D0 (en) * | 1983-01-21 | 1983-02-23 | Hotfoil Ltd | Temperature sensor |
| US4514620A (en) * | 1983-09-22 | 1985-04-30 | Raychem Corporation | Conductive polymers exhibiting PTC characteristics |
| US4700054A (en) * | 1983-11-17 | 1987-10-13 | Raychem Corporation | Electrical devices comprising fabrics |
| US4845343A (en) * | 1983-11-17 | 1989-07-04 | Raychem Corporation | Electrical devices comprising fabrics |
| US4761541A (en) * | 1984-01-23 | 1988-08-02 | Raychem Corporation | Devices comprising conductive polymer compositions |
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