JPH0547454A - Ptc heating unit - Google Patents
Ptc heating unitInfo
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- JPH0547454A JPH0547454A JP22520191A JP22520191A JPH0547454A JP H0547454 A JPH0547454 A JP H0547454A JP 22520191 A JP22520191 A JP 22520191A JP 22520191 A JP22520191 A JP 22520191A JP H0547454 A JPH0547454 A JP H0547454A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、高温(例えば200℃
以上)でも安定したPTC特性を示すPTC発熱体に関
するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention is applicable to high temperatures (for example, 200 ° C.).
The above also relates to a PTC heating element exhibiting stable PTC characteristics.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来から、PTC(Positive
TemperatureCoefficient)特性
を有す、優れた組成物として、結晶性ポリマであるエチ
レン−テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)中
にカーボンブラックなどの導電性付与材を混合した組成
物が提案されている。つまり、この組成物を用いて自己
温度制御ヒータやその他の発熱装置などの発熱体を製造
した場合、その融点の近傍およびそれ以上の温度におい
ても、優れた熱的、化学的および機械的特性を示すから
である。したがって、このETFEをベース樹脂とする
PTC発熱体は、例えば200℃以上の温度で使用され
るパイプ洗浄装置などに付設して用いられている。2. Description of the Related Art Conventionally, PTC (Positive)
As an excellent composition having a Temperature Coefficient characteristic, a composition in which a conductivity-imparting material such as carbon black is mixed with an ethylene-tetrafluoroethylene copolymer (ETFE) which is a crystalline polymer has been proposed. That is, when a heat-generating body such as a self-temperature control heater or other heat-generating device is manufactured using this composition, excellent thermal, chemical and mechanical properties can be obtained even in the vicinity of its melting point and higher temperatures. It is because it shows. Therefore, the PTC heating element using ETFE as a base resin is used by being attached to a pipe cleaning device used at a temperature of 200 ° C. or higher, for example.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者等において、上記高温下でのETFEをベース樹脂と
するPTC発熱体の使用状態を詳細に観察したところ、
このPTC発熱体では、高温下で通電していると、次第
に当該発熱体の抵抗値が低下して、出力が逆に増加する
という問題があることが判った。However, the inventors of the present invention have made a detailed observation of the use state of the PTC heating element using ETFE as the base resin at the above high temperature.
It has been found that when the PTC heating element is energized at a high temperature, the resistance value of the heating element gradually decreases and the output increases conversely.
【0004】そこで、本発明者等が、ETFE、および
これと関連するポリマについて種々の検討を加えたとこ
ろ、架橋前に、これらの組成物中に、少なくとも1個の
エチレン性2重結合を含むモノマを混合し、その後架橋
した場合、200℃以上の高温中に通電していても、抵
抗の低下が見られず、安定したPTC特性が得られるこ
とを見出した。Therefore, the present inventors have conducted various studies on ETFE and polymers related thereto, and found that at least one ethylenic double bond was contained in these compositions before crosslinking. It has been found that when the monomers are mixed and then cross-linked, a stable PTC characteristic can be obtained without lowering the resistance even when energized at a high temperature of 200 ° C. or higher.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段およびその作用】本発明
は、このような事実によりなされたもので、本発明の特
徴とする点は、結晶性ポリマ中に導電性付与材と少なく
とも1個のエチレン性2重結合を含むモノマを混合して
なる導電性組成物に、互いに近接して2以上の電極を埋
設し、架橋したPTC発熱体にある。Means for Solving the Problems and Actions Thereof The present invention has been made based on the above facts, and the characteristic point of the present invention is that the conductivity-imparting material and at least one ethylene are contained in the crystalline polymer. It is a PTC heating element in which two or more electrodes are embedded in close proximity to each other in a conductive composition obtained by mixing a monomer containing a ionic double bond and crosslinked.
【0006】そして、本発明でいう少なくとも1個のエ
チレン性2重結合を含むモノマとしては、以下のものが
挙げられる。ポリカルボン酸およびシアヌール酸のよう
な他の酸成分のアリルエステル、例えばトリアリルシア
ヌレートおよびイソシアヌレート、マレエートおよびイ
タコネートならびにテトラアリルピロメリテートなど。
ビスおよびトリマレイミド、例えばN・N′−エチレン
−およびN・N′−m−フェニレン−ビス−マレイミド
など。多価アルコールのアクリル酸もしくはメタクリル
酸エステル、例えばジペンタエリスリトールヘキサメタ
クリレート、エチレングリコールジメタクリレート、1
・3−ブチレングリコールジメタクリレートおよびペン
タ−エリスリトールテトラメタクリレートなど。多塩基
酸のビニルエステル、例えばトリビニルシアヌレートお
よびシトレートなど。多価アルコールのアリルもしくは
ビニルエーテル、例えばペンタエリスリトールのテトラ
ーアリルおよびテトラービニルエーテルなど。ビスアク
リルアミド、例えばN・N′−メチレン−およびN・
N′−p−フェニレン−ビス−アクリアミドなど。ま
た、単一のエチレン結合を含むモノマ、例えばビニルス
テアレート、ジブチルマレエートおよびスチレンなども
同様に使用できる。The following are examples of the monomer containing at least one ethylenic double bond in the present invention. Allyl esters of polycarboxylic acids and other acid components such as cyanuric acid, such as triallyl cyanurate and isocyanurate, maleates and itaconates and tetraallyl pyromellitate.
Bis and trimaleimides such as N.N'-ethylene- and N.N'-m-phenylene-bis-maleimide. Acrylic acid or methacrylic acid esters of polyhydric alcohols, such as dipentaerythritol hexamethacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, 1
-3-butylene glycol dimethacrylate and penta-erythritol tetramethacrylate etc. Vinyl esters of polybasic acids such as trivinyl cyanurate and citrate. Allyl or vinyl ethers of polyhydric alcohols such as tetra-allyl and tetra-vinyl ether of pentaerythritol. Bisacrylamide, such as N.N'-methylene- and N.
N'-p-phenylene-bis-acrylamide and the like. Also, monomers containing a single ethylene bond such as vinyl stearate, dibutyl maleate and styrene can be used as well.
【0007】このようなモノマの混合により、PTC発
熱体の高温下における抵抗の低下が効果的に防止され
る。このモノマの添加量と抵抗の減少は、特定のモノマ
成分に依存するわけであるが、一般的に、モノマの添加
量は、組成物の1〜10重量%が好ましい。特に3〜5
重量%が最適であある。また、特に好ましいモノマとし
ては、トリアリルシアヌレートが挙げられる。The mixing of such monomers effectively prevents the resistance of the PTC heating element from decreasing at high temperatures. The addition amount of this monomer and the reduction of resistance depend on the specific monomer component, but generally, the addition amount of the monomer is preferably 1 to 10% by weight of the composition. Especially 3-5
Weight percent is optimal. Further, a particularly preferable monomer is triallyl cyanurate.
【0008】このように少なくとも1個のエチレン性2
重結合を含むモノマと、導電性付与材とを結晶性ポリマ
中に混合し、架橋させたPTC発熱体の一例を示すと、
図1の如くである。このPTC発熱体は、帯状のヒータ
の場合で、図中、1は上記導電性組成物、2,2はこの
組成物1中に埋設された一対の電極、3は組成物1上に
被覆した絶縁層である。このヒータの製造にあたって
は、組成物1を電極2,2上に押し出し成形し、その
後、または同時押出などにより、絶縁層3を被覆する。
この組成物1の押出時には、組成物温度と導体温度とを
同一ないしは近接させて行うとよい。また、この組成物
1の架橋方法は、特に限定されないが、好ましくは高エ
ネルギー電子線照射法やガンマー線照射法がよい。この
際の照射線量は、一般に1〜10Mradの範囲がよ
く、例えばベース樹脂がETFEである組成物の場合に
は、3Mrad程度が好ましい。Thus at least one ethylenic 2
An example of a PTC heating element in which a monomer containing a heavy bond and a conductivity-imparting material are mixed in a crystalline polymer and crosslinked,
As shown in FIG. This PTC heating element is a belt-shaped heater, and in the figure, 1 is the above-mentioned conductive composition, 2 and 2 are a pair of electrodes embedded in the composition 1, and 3 is the composition 1 coated on the composition. It is an insulating layer. In manufacturing this heater, the composition 1 is extrusion-molded on the electrodes 2 and 2, and thereafter, the insulating layer 3 is covered by coextrusion or the like.
When the composition 1 is extruded, the composition temperature and the conductor temperature may be the same or close to each other. The method for crosslinking the composition 1 is not particularly limited, but a high energy electron beam irradiation method and a gamma ray irradiation method are preferable. The irradiation dose at this time is generally in the range of 1 to 10 Mrad. For example, in the case of a composition in which the base resin is ETFE, about 3 Mrad is preferable.
【0009】[0009]
【実施例】表1に示した配合のものを、バンバリーミキ
サーで混練して導電性組成物のペレットを製造し、この
ペレットを、上述した図1の如き電極上に押し出し、こ
の後、高エネルギー電子線を照射し、架橋させて、目的
とするPTC発熱体(実施例1〜5、比較例6)を得
た。この各PTC発熱体(実施例1〜5、比較例1)に
対して、抵抗値の測定試験を行った。この抵抗値測定試
験は、200℃のオーブン中でPTC発熱体の200V
課電を行い、その後、50時間程度の間隔をおいて室温
(20℃)における抵抗値を測定することにより行っ
た。この結果は、図2の如くで、同図において、特性線
1〜5は実施例1〜5に対応し、特性線6は比較例1に
対応するものである。EXAMPLES The formulations shown in Table 1 were kneaded with a Banbury mixer to produce pellets of a conductive composition, and the pellets were extruded onto the electrode as shown in FIG. The target PTC heating element (Examples 1 to 5, Comparative Example 6) was obtained by irradiating with an electron beam and crosslinking. A resistance value measurement test was performed on each of the PTC heating elements (Examples 1 to 5 and Comparative Example 1). This resistance value measurement test is carried out in a 200 ° C. oven at 200 V of a PTC heating element.
The voltage was applied, and then the resistance value at room temperature (20 ° C.) was measured at intervals of about 50 hours. The results are as shown in FIG. 2, in which characteristic lines 1 to 5 correspond to Examples 1 to 5 and characteristic line 6 corresponds to Comparative Example 1.
【0010】[0010]
【表1】 [Table 1]
【0011】上記表1および図2から明らかなように、
比較例1の発熱体では短時間のうちに抵抗値が低下する
のに対して、本発明に係る実施例1〜5の発熱体では、
トリアリルシアヌレートの添加量と電子線などの照射量
との関係によって、高温下における抵抗値の安定化が図
られることが判る。特に、実施例5の場合には、優れた
特性が得られることが判る。As is clear from Table 1 and FIG.
In the heating element of Comparative Example 1, the resistance value decreases in a short time, whereas in the heating elements of Examples 1 to 5 according to the present invention,
It can be seen that the resistance value is stabilized at high temperature depending on the relationship between the addition amount of triallyl cyanurate and the irradiation amount of the electron beam or the like. Especially, in the case of Example 5, it is understood that excellent characteristics are obtained.
【0012】[0012]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
係るPTC発熱体は、結晶性ポリマ中に導電性付与材と
少なくとも1個のエチレン性2重結合を含むモノマを混
合してなる導電性組成物に、互いに近接して2以上の電
極を埋設し、架橋したものであるため、このエチレン性
2重結合を含むモノマの働きにより、200℃などの高
温下での使用にあっても、抵抗値の変化が少なく、安定
したPTC特性が得られる。As is apparent from the above description, the PTC heating element according to the present invention is a conductive polymer obtained by mixing a conductivity-imparting material and a monomer containing at least one ethylenic double bond in a crystalline polymer. Since two or more electrodes are embedded in a conductive composition in close proximity to each other and cross-linked, the monomer containing the ethylenic double bond acts even when used at a high temperature such as 200 ° C. A stable PTC characteristic can be obtained with little change in resistance value.
【図1】本発明に係るPTC発熱体の一例を示した斜視
図である。FIG. 1 is a perspective view showing an example of a PTC heating element according to the present invention.
【図2】課電試験における抵抗の変化率と時間の関係を
示したグラフである。FIG. 2 is a graph showing the relationship between the rate of change in resistance and time in a voltage application test.
1 導電性組成物、 2 電極、 3 絶縁層、 1 conductive composition, 2 electrodes, 3 insulating layer,
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H05B 3/56 8715−3K ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display location H05B 3/56 8715-3K
Claims (2)
とも1個のエチレン性2重結合を含むモノマを混合して
なる導電性組成物に、互いに近接して2以上の電極を埋
設し、架橋したことを特徴とするPTC発熱体。1. A conductive composition in which a conductivity-imparting material and a monomer containing at least one ethylenic double bond are mixed in a crystalline polymer, and two or more electrodes are embedded in close proximity to each other, A PTC heating element characterized by being crosslinked.
合を含むモノマが、ポリカルボン酸もしくはシアヌール
酸のアリルエステル、ビスマレイミドもしくはトリマレ
イミド、多価アルコールのアクリル酸もしくはメタクリ
ル酸エステル、多塩基酸のビニルエステル、多価アルコ
ールのアリルもしくはビニルエーテル、またはビスアク
リルアミドであることを特徴とする請求項1記載のPT
C発熱体。2. The monomer containing at least one ethylenic double bond is an allyl ester of polycarboxylic acid or cyanuric acid, bismaleimide or trimaleimide, acrylic acid or methacrylic acid ester of polyhydric alcohol, polybasic acid. 2. The PT according to claim 1, which is a vinyl ester of the above, an allyl or vinyl ether of a polyhydric alcohol, or bisacrylamide.
C heating element.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22520191A JPH0547454A (en) | 1991-08-09 | 1991-08-09 | Ptc heating unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22520191A JPH0547454A (en) | 1991-08-09 | 1991-08-09 | Ptc heating unit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0547454A true JPH0547454A (en) | 1993-02-26 |
Family
ID=16825564
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22520191A Pending JPH0547454A (en) | 1991-08-09 | 1991-08-09 | Ptc heating unit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0547454A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002031840A1 (en) * | 2000-10-11 | 2002-04-18 | Therm-O-Disc, Inc. | Conductive polymer compositions containing n-n-m-phenylenedimaleimide and devices |
-
1991
- 1991-08-09 JP JP22520191A patent/JPH0547454A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002031840A1 (en) * | 2000-10-11 | 2002-04-18 | Therm-O-Disc, Inc. | Conductive polymer compositions containing n-n-m-phenylenedimaleimide and devices |
GB2385055A (en) * | 2000-10-11 | 2003-08-13 | Therm O Disc Inc | Conductive polymer compositions containing n-n-m-phenylenedimaleimide and devices |
GB2385055B (en) * | 2000-10-11 | 2005-06-29 | Therm O Disc Inc | Conductive polymer compositions containing n-n-m-phenylenedimaleimide and devices |
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