JPH0439885A - 正抵抗温度係数をもつ発熱体 - Google Patents
正抵抗温度係数をもつ発熱体Info
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- JPH0439885A JPH0439885A JP14783390A JP14783390A JPH0439885A JP H0439885 A JPH0439885 A JP H0439885A JP 14783390 A JP14783390 A JP 14783390A JP 14783390 A JP14783390 A JP 14783390A JP H0439885 A JPH0439885 A JP H0439885A
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- Resistance Heating (AREA)
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。
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Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は採暖器具及び一般の加熱装置として利用される
正抵抗温度係数をもつ発熱体に関する。
正抵抗温度係数をもつ発熱体に関する。
従来の技術
従来の正抵抗温度係数をもつ発熱体(以下PTC発熱体
という)は、一対の電極板間に設けた正抵抗温度係数を
もつ抵抗体(以下PTC抵抗体という)の正抵抗温度係
数特性により適宜な温度に自己制御されている。しかし
、特に大きな電力密度が要求される場合においては、発
熱体の温度分布を一様にするため、一対の電極板間方向
の温度分布を良好にすることか不可欠であり、その解決
策として、一対の電極板間の距離を互いに接近させて構
成する方法か講しられてきた。
という)は、一対の電極板間に設けた正抵抗温度係数を
もつ抵抗体(以下PTC抵抗体という)の正抵抗温度係
数特性により適宜な温度に自己制御されている。しかし
、特に大きな電力密度が要求される場合においては、発
熱体の温度分布を一様にするため、一対の電極板間方向
の温度分布を良好にすることか不可欠であり、その解決
策として、一対の電極板間の距離を互いに接近させて構
成する方法か講しられてきた。
以下に従来のPTC発熱体について説明する。
第6図に示すように、互いに接近して設けられた平行す
る平板状の金属電極板10と金属電極板11の間にPT
C抵抗体12を配することにより高出力のPTC発熱体
を現出している。
る平板状の金属電極板10と金属電極板11の間にPT
C抵抗体12を配することにより高出力のPTC発熱体
を現出している。
同様に第7図に示すように、電極板13と電極板14の
間にPTC抵抗体15が配設されている。
間にPTC抵抗体15が配設されている。
第8図に示すように、電極線16及び電極線17は互い
に接近して一定の間隔をもって設けられた平行線上の金
属電極で、これら電極線16.17を包囲するようPT
C抵抗体18を配することにより、高出力のPTC発熱
体を現出している。
に接近して一定の間隔をもって設けられた平行線上の金
属電極で、これら電極線16.17を包囲するようPT
C抵抗体18を配することにより、高出力のPTC発熱
体を現出している。
第9図に示すように、電極線19及び電極線20は互い
に接近して設けられた同芯軸状の金属電極であり、この
間にPTC抵抗体21を配することにより高出力のPT
C発熱体を現出している。
に接近して設けられた同芯軸状の金属電極であり、この
間にPTC抵抗体21を配することにより高出力のPT
C発熱体を現出している。
発明が解決しようとする課題
一般にこうしたPTC発熱体は、長期的な使用によりヒ
ータ全体が高抵抗化して発熱温度か低下するという問題
点を有していた。特に高分子組成物が架橋物を細粉化し
た導電性粉末を混合したタイプのPTC抵抗体は導電性
粉末とバインダーとしての高分子との間で海島構造を有
しているため安全性と加工安全性に優れている反面、発
熱分布の均一性が得にくいため、上記のような傾向が顕
著にみられた。これは主として、架橋された導電性粉末
とバインダーとしての未架橋高分子との間に熱膨張差に
起因する界面クラックが生じて、導電パスが寸断される
ためであり、特に粒径分布のうち比較的大きな導電粒子
の近傍にはこの傾向が顕著である。
ータ全体が高抵抗化して発熱温度か低下するという問題
点を有していた。特に高分子組成物が架橋物を細粉化し
た導電性粉末を混合したタイプのPTC抵抗体は導電性
粉末とバインダーとしての高分子との間で海島構造を有
しているため安全性と加工安全性に優れている反面、発
熱分布の均一性が得にくいため、上記のような傾向が顕
著にみられた。これは主として、架橋された導電性粉末
とバインダーとしての未架橋高分子との間に熱膨張差に
起因する界面クラックが生じて、導電パスが寸断される
ためであり、特に粒径分布のうち比較的大きな導電粒子
の近傍にはこの傾向が顕著である。
本発明は上記従来の問題点を解決するもので、長寿命で
抵抗値変化率の少ない高信頼度の安全−なPTC発熱体
を提供することを目的とする。
抵抗値変化率の少ない高信頼度の安全−なPTC発熱体
を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
この目的を達成するために、本発明のPTC発熱体は、
結晶性高分子組成物中に導電性微粉末を分散させて、電
子線あるいは有機過酸化物等の架橋剤により架橋した後
、0.5〜100μmの粒径に細粉化した粒子を結晶性
高分子組成物に均一に混合分散して形成した導電性材料
を用いたPTC抵抗体と、所定のPTC発熱体の性能や
形状に適した電極や電気絶縁体とを備えた構成を有して
いる。
結晶性高分子組成物中に導電性微粉末を分散させて、電
子線あるいは有機過酸化物等の架橋剤により架橋した後
、0.5〜100μmの粒径に細粉化した粒子を結晶性
高分子組成物に均一に混合分散して形成した導電性材料
を用いたPTC抵抗体と、所定のPTC発熱体の性能や
形状に適した電極や電気絶縁体とを備えた構成を有して
いる。
作用
この構成によって、導電性組成物と結晶性高分子組成物
の熱膨張の差によって、通電発熱を繰返し時に発生する
大きな粒径の導電性組成物を中心とした界面クラックか
、最大径か100μInの粒径の導電性組成物を用いる
ことにより導電パルスの形成と応力むらが均等化されて
生しなくなる。
の熱膨張の差によって、通電発熱を繰返し時に発生する
大きな粒径の導電性組成物を中心とした界面クラックか
、最大径か100μInの粒径の導電性組成物を用いる
ことにより導電パルスの形成と応力むらが均等化されて
生しなくなる。
実施例
以下、本発明の第1の実施例について図面を参照しなが
ら説明する。
ら説明する。
第1図に示すように、長尺の板状のPTC抵抗体1とこ
のPTC抵抗体1の長手方向に沿う対向面に設けた金属
電極板2と金属電極板3を有している。
のPTC抵抗体1の長手方向に沿う対向面に設けた金属
電極板2と金属電極板3を有している。
電気絶縁体4はポリエステルフィルムで、前記金属電極
板2.3を被覆してPTC発熱体とする。
板2.3を被覆してPTC発熱体とする。
第1の実施例では、PTC抵抗体1には下記の導電性材
料を用いた。結晶性高分子組成物としてポリエチレンを
用い、導電性微粉末として、40重量%のファーネスブ
ラックを含む高密度ポリエチレン混線物1000時間に
架橋剤としてジクミルパーオキサイドを3.5重量部配
合したものを180℃で1時間熱処理を施すことにより
得た架橋物を冷凍粉砕によって粒径0.5〜35μmで
平均粒子径が15μmの導電性組成物の粒子を作成した
。その後、この粒子を結晶性高分子組成物の高密度ポリ
エチレン中に導電性微粉末としてのカーホンブラックを
組成比25重量沁混練して導電性材料を形成した。この
PTC抵抗体1は1.3×104Ω−印の体積固有抵抗
値を示し、AC100■で通電すると約90℃の飽和温
度を示した。
料を用いた。結晶性高分子組成物としてポリエチレンを
用い、導電性微粉末として、40重量%のファーネスブ
ラックを含む高密度ポリエチレン混線物1000時間に
架橋剤としてジクミルパーオキサイドを3.5重量部配
合したものを180℃で1時間熱処理を施すことにより
得た架橋物を冷凍粉砕によって粒径0.5〜35μmで
平均粒子径が15μmの導電性組成物の粒子を作成した
。その後、この粒子を結晶性高分子組成物の高密度ポリ
エチレン中に導電性微粉末としてのカーホンブラックを
組成比25重量沁混練して導電性材料を形成した。この
PTC抵抗体1は1.3×104Ω−印の体積固有抵抗
値を示し、AC100■で通電すると約90℃の飽和温
度を示した。
第4図に結晶性高分子組成物中の導電性組成物の粒子の
粒径が100Vの間欠通電時の抵抗値変化率に及ぼす影
響をPTC抵抗体1について検討した結果を示す。第4
図からも明らかなように、導電性組成物の粒径と抵抗値
変化率の間に密接な関係かあり、最大粒径か100μm
以下では抵抗値変化率が少ないことか分る。
粒径が100Vの間欠通電時の抵抗値変化率に及ぼす影
響をPTC抵抗体1について検討した結果を示す。第4
図からも明らかなように、導電性組成物の粒径と抵抗値
変化率の間に密接な関係かあり、最大粒径か100μm
以下では抵抗値変化率が少ないことか分る。
上記の粒径か0.5〜35μmの粒子の導電性材料を用
いた本発明の実施例と、粒径が0,5〜300μmの粒
子の導電性材料を用いた比較サンプルとの対比のため、
雰囲気温度100℃、印加電圧200■の連続通電耐久
試験を行った。抵抗値変化率が50%に達する時間とし
て、比較サンプルは1000時間であったが、実施例で
は3800時間経過するも未だ到達していないことから
通電耐久性が優れていることが分る。
いた本発明の実施例と、粒径が0,5〜300μmの粒
子の導電性材料を用いた比較サンプルとの対比のため、
雰囲気温度100℃、印加電圧200■の連続通電耐久
試験を行った。抵抗値変化率が50%に達する時間とし
て、比較サンプルは1000時間であったが、実施例で
は3800時間経過するも未だ到達していないことから
通電耐久性が優れていることが分る。
なお第1の実施例では結晶性高分子組成物としてポリエ
チレンを示したが、ポリアミド、エチレン−酢酸ビニル
共重合体、ポリプロピレン等であってもよい。
チレンを示したが、ポリアミド、エチレン−酢酸ビニル
共重合体、ポリプロピレン等であってもよい。
また金属電極板としては、ニッケルメッキ銅板を用いた
が、錫や半田メツキ銅板でもよい。さらに電気絶縁体と
して、ポリエステルを用いたかポリ塩化ビニルやポリフ
ェニレンサルファイド、ポリエチレンナフタレート等で
あってもよい。
が、錫や半田メツキ銅板でもよい。さらに電気絶縁体と
して、ポリエステルを用いたかポリ塩化ビニルやポリフ
ェニレンサルファイド、ポリエチレンナフタレート等で
あってもよい。
次に、本発明の第2の実施例について図面を参照しなが
ら説明する。
ら説明する。
第2図に示すように、PTC抵抗体5とこのPTC抵抗
体5の紐状の長手方向に沿って対向して一定間隔で平行
に設けた金属電極線6(外径0.1m+nの銅線を16
本撚りしたもの)と金属電極線7(前記金属電極線6と
同一構成)とが設けられている。さらに前記PTC抵抗
体5を絶縁体4(ポリ塩化ビニル等)で被覆してPTC
発熱体とする。
体5の紐状の長手方向に沿って対向して一定間隔で平行
に設けた金属電極線6(外径0.1m+nの銅線を16
本撚りしたもの)と金属電極線7(前記金属電極線6と
同一構成)とが設けられている。さらに前記PTC抵抗
体5を絶縁体4(ポリ塩化ビニル等)で被覆してPTC
発熱体とする。
第2の実施例では、PTC抵抗体5には下記の導電性材
料を用いた。結晶性高分子組成物としてポリエチレンを
用い、導電性微粉末として、40重量%のファーネスブ
ラックを含む低密度ポリエチレン混練物100重量部に
架橋剤としてジクミルパーオキサイドを3.5重量部配
合したものを180℃で1時間熱処理を施すことにより
得た架橋物を冷凍粉砕によって粒径0.5〜35μmで
平均粒子径が15μmの導電性組成物の粒子を作成した
。その後、この粒子を結晶性高分子組成物の低密度ポリ
エチレン中に導電性微粉末としてのカーボンブラックを
組成比28重量%混線したものを用いた。なお、このP
TC抵抗体5は3.2×104Ω−口の体積固有抵抗値
を示し、AClooVで通電すると約62℃の飽和温度
を示した。
料を用いた。結晶性高分子組成物としてポリエチレンを
用い、導電性微粉末として、40重量%のファーネスブ
ラックを含む低密度ポリエチレン混練物100重量部に
架橋剤としてジクミルパーオキサイドを3.5重量部配
合したものを180℃で1時間熱処理を施すことにより
得た架橋物を冷凍粉砕によって粒径0.5〜35μmで
平均粒子径が15μmの導電性組成物の粒子を作成した
。その後、この粒子を結晶性高分子組成物の低密度ポリ
エチレン中に導電性微粉末としてのカーボンブラックを
組成比28重量%混線したものを用いた。なお、このP
TC抵抗体5は3.2×104Ω−口の体積固有抵抗値
を示し、AClooVで通電すると約62℃の飽和温度
を示した。
第5図に結晶性高分子組成物中の導電性組成物の粒子の
粒径が、100Vの間欠通電時の抵抗値変化率に及ぼす
影響をPTC抵抗体5について検討した結果を示す。第
5図からも明らかなように、導電性組成物の粒径と抵抗
値変化率の間に密接な関係があり、最大粒径が100μ
m以下ては抵抗値変化率が少ないことが分る。
粒径が、100Vの間欠通電時の抵抗値変化率に及ぼす
影響をPTC抵抗体5について検討した結果を示す。第
5図からも明らかなように、導電性組成物の粒径と抵抗
値変化率の間に密接な関係があり、最大粒径が100μ
m以下ては抵抗値変化率が少ないことが分る。
上記の粒径が0.5〜35μn】の粒子の導電性材料を
用いた本発明の実施例と、粒径か0.5〜300μmの
粒子の導電性材料を用いた比較サンプルとの対比のため
に、雰囲気温度100℃、印加電圧200Vの連続通電
耐久試験を行った。抵抗値変化率が50%に達する時間
として、比較サンプルは2000時間であったか、実施
例では7500時間経過するも未だ到達していないこと
から通電耐久性の優れていることが分る。
用いた本発明の実施例と、粒径か0.5〜300μmの
粒子の導電性材料を用いた比較サンプルとの対比のため
に、雰囲気温度100℃、印加電圧200Vの連続通電
耐久試験を行った。抵抗値変化率が50%に達する時間
として、比較サンプルは2000時間であったか、実施
例では7500時間経過するも未だ到達していないこと
から通電耐久性の優れていることが分る。
なお、第2の実施例では結晶性高分子組成物として低密
度ポリエチレンを示したが、ポリアミド、エチレン−酢
酸ビニル共重合体、アクリル酸やマイレン酸等のグラフ
ト重合体、ポリプロピレン等であってもよい。
度ポリエチレンを示したが、ポリアミド、エチレン−酢
酸ビニル共重合体、アクリル酸やマイレン酸等のグラフ
ト重合体、ポリプロピレン等であってもよい。
さらに本発明の第3の実施例について図面を参照しなが
ら説明する。
ら説明する。
第3図に示すように、PTC抵抗体5と前記PTC抵抗
体5のチューブ状の長手方向に包囲された電極線8(外
径0.1mmの銅線を16本撚りしだもの)と前記PT
C抵抗体5の外殻側を被覆した網状の電極管9(外径0
.1mmの銅線を編んたもの)が設けられている。さら
に電極管5を絶縁体4(ポリ塩化ビニル等)で被覆して
PTC発熱体とする。
体5のチューブ状の長手方向に包囲された電極線8(外
径0.1mmの銅線を16本撚りしだもの)と前記PT
C抵抗体5の外殻側を被覆した網状の電極管9(外径0
.1mmの銅線を編んたもの)が設けられている。さら
に電極管5を絶縁体4(ポリ塩化ビニル等)で被覆して
PTC発熱体とする。
第3の実施例のPTC抵抗体5には、第2の実施例のP
TC抵抗体と同組成の導電性材料を用いたのでその説明
は省略する。
TC抵抗体と同組成の導電性材料を用いたのでその説明
は省略する。
粒径が0.5〜35μmの粒子の導電性材料を用いた本
発明の実施例と、粒径か065〜300μmの粒子の導
電性材料を用いた比較サンプルとの対比のため、雰囲気
温度100℃、印加電圧200vの連続通電耐久試験を
行った。抵抗値変化率か50%に達する時間として、比
較サンプルは2100時間であったか、実施例では60
00時間経過するも未だ到達していないことから通電耐
久性か優れていることか分る。
発明の実施例と、粒径か065〜300μmの粒子の導
電性材料を用いた比較サンプルとの対比のため、雰囲気
温度100℃、印加電圧200vの連続通電耐久試験を
行った。抵抗値変化率か50%に達する時間として、比
較サンプルは2100時間であったか、実施例では60
00時間経過するも未だ到達していないことから通電耐
久性か優れていることか分る。
発明の効果
以上の実施例の説明からも明らかなように、本発明は、
結晶性高分子組成物中に導電性微粉末を分散させて、電
子線あるいは有機過酸化物等の架橋剤により架橋した後
、0.5〜100μmの粒径に細粉化した粒子を結晶性
高分子組成物に均一に混合分散して形成した導電性材料
を用いたPTC抵抗体と、所定のPTC発熱体の性能や
形状に適した電極や電気絶縁体とを備えた構成により、
長寿命で抵抗値変化率が少ない高信頼度の安全な自己温
度制御作用を有する優れたPTC発熱体を実現できるも
のである。
結晶性高分子組成物中に導電性微粉末を分散させて、電
子線あるいは有機過酸化物等の架橋剤により架橋した後
、0.5〜100μmの粒径に細粉化した粒子を結晶性
高分子組成物に均一に混合分散して形成した導電性材料
を用いたPTC抵抗体と、所定のPTC発熱体の性能や
形状に適した電極や電気絶縁体とを備えた構成により、
長寿命で抵抗値変化率が少ない高信頼度の安全な自己温
度制御作用を有する優れたPTC発熱体を実現できるも
のである。
第1図は本発明の第1の実施例のPTC発熱体の断面図
、第2図は本発明の第2の実施例のPTC発熱体の断面
図、第3図は本発明の第3の実施例のPTC発熱体の断
面図、第4図は本発明の第1の実施例のPTC抵抗体に
用いた導電性材料中の導電性組成物の粒径が抵抗値変化
率に及ぼす影響を示したグラフ、第5図は本発明の第2
の実施例のPTC抵抗体に用いた導電性材料中の導電性
組成物の粒径が抵抗値変化率に及ぼす影響を示したグラ
フ、第6図〜第9図は従来のPTC発熱体の断面図であ
る。 1.5・・・・・・PTC抵抗体、2.3・・・・・・
金属電極板、4・・・・・・電気絶縁体、6.7・・・
・・・金属電極線、8・・・・・・電極線、9・・・・
・・電極管。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 ほか1名P 7 Q
flL a 4 1気絶締1本 第4図 第5図 第 2 図 第 6 図 第7図 第3f!1 第8図 第 9 図
、第2図は本発明の第2の実施例のPTC発熱体の断面
図、第3図は本発明の第3の実施例のPTC発熱体の断
面図、第4図は本発明の第1の実施例のPTC抵抗体に
用いた導電性材料中の導電性組成物の粒径が抵抗値変化
率に及ぼす影響を示したグラフ、第5図は本発明の第2
の実施例のPTC抵抗体に用いた導電性材料中の導電性
組成物の粒径が抵抗値変化率に及ぼす影響を示したグラ
フ、第6図〜第9図は従来のPTC発熱体の断面図であ
る。 1.5・・・・・・PTC抵抗体、2.3・・・・・・
金属電極板、4・・・・・・電気絶縁体、6.7・・・
・・・金属電極線、8・・・・・・電極線、9・・・・
・・電極管。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 ほか1名P 7 Q
flL a 4 1気絶締1本 第4図 第5図 第 2 図 第 6 図 第7図 第3f!1 第8図 第 9 図
Claims (1)
- 結晶性高分子組成物中に導電性微粉末を分散させて、電
子線あるいは有機過酸化物等の架橋剤により架橋した後
、0.5〜100μmの粒径に細粉化した粒子を結晶性
高分子組成物に均一に混合分散して形成した導電性材料
を用いた正抵抗温度係数をもつ抵抗体と、それに並行す
る金属導電線と、これらを外装する電気絶縁体よりなる
正抵抗温度係数をもつ発熱体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14783390A JPH0439885A (ja) | 1990-06-06 | 1990-06-06 | 正抵抗温度係数をもつ発熱体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14783390A JPH0439885A (ja) | 1990-06-06 | 1990-06-06 | 正抵抗温度係数をもつ発熱体 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0439885A true JPH0439885A (ja) | 1992-02-10 |
Family
ID=15439280
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14783390A Pending JPH0439885A (ja) | 1990-06-06 | 1990-06-06 | 正抵抗温度係数をもつ発熱体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0439885A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103796349A (zh) * | 2014-02-18 | 2014-05-14 | 四川兴川泰线缆有限公司 | 增强型多元复合导电体系的智能温伴热电缆 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS647493A (en) * | 1987-06-30 | 1989-01-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Heater with positive temperature coefficient of resistance |
JPH01166479A (ja) * | 1987-12-22 | 1989-06-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 正低抗温度係数発熱体 |
JPH0217609A (ja) * | 1988-07-06 | 1990-01-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 正抵抗温度係数発熱体 |
JPH0218902A (ja) * | 1988-07-07 | 1990-01-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 正抵抗温度係数発燃体 |
-
1990
- 1990-06-06 JP JP14783390A patent/JPH0439885A/ja active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS647493A (en) * | 1987-06-30 | 1989-01-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Heater with positive temperature coefficient of resistance |
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JPH0218902A (ja) * | 1988-07-07 | 1990-01-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 正抵抗温度係数発燃体 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103796349A (zh) * | 2014-02-18 | 2014-05-14 | 四川兴川泰线缆有限公司 | 增强型多元复合导电体系的智能温伴热电缆 |
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