JPH0737679A - 正抵抗温度係数を有する発熱体 - Google Patents
正抵抗温度係数を有する発熱体Info
- Publication number
- JPH0737679A JPH0737679A JP18116393A JP18116393A JPH0737679A JP H0737679 A JPH0737679 A JP H0737679A JP 18116393 A JP18116393 A JP 18116393A JP 18116393 A JP18116393 A JP 18116393A JP H0737679 A JPH0737679 A JP H0737679A
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- Japan
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- resistor
- ptc
- heating element
- heating
- heater element
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、採暖器具及び一般の加熱装置とし
て利用される面状発熱体に関して、ＰＴＣ発熱体の異常
発熱の課題を解決し、安全で長期使用に耐える正抵抗係
数をもつ発熱体を提供する。 【構成】 高密度ポリエチレンにカーボンブラックを分
散させて架橋した後、細分化して微小導電粒体とし、さ
らにカーボンと共に高密度ポリエチレンに混合分散され
た導電性組成物から成る抵抗体１に、１０から３０重量
部の微小中空体２およびその加熱破壊により生成する熱
膨張性物質を含有し、前記抵抗体１の薄肉板状長手方向
に沿う薄肉対向面に設けられた一対の電極２と前記電極
２全体を被覆するポリエステルフィルム４にＡ１放熱板
５積層して構成され、もしＰＴＣ発熱体が異常発熱した
場合、微小中空体の加熱破壊で生成した熱膨張性物質に
ＰＴＣ発熱体の自己温度制御性をなくし発熱させなくな
る。
て利用される面状発熱体に関して、ＰＴＣ発熱体の異常
発熱の課題を解決し、安全で長期使用に耐える正抵抗係
数をもつ発熱体を提供する。 【構成】 高密度ポリエチレンにカーボンブラックを分
散させて架橋した後、細分化して微小導電粒体とし、さ
らにカーボンと共に高密度ポリエチレンに混合分散され
た導電性組成物から成る抵抗体１に、１０から３０重量
部の微小中空体２およびその加熱破壊により生成する熱
膨張性物質を含有し、前記抵抗体１の薄肉板状長手方向
に沿う薄肉対向面に設けられた一対の電極２と前記電極
２全体を被覆するポリエステルフィルム４にＡ１放熱板
５積層して構成され、もしＰＴＣ発熱体が異常発熱した
場合、微小中空体の加熱破壊で生成した熱膨張性物質に
ＰＴＣ発熱体の自己温度制御性をなくし発熱させなくな
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、採暖器具、および一般
加熱器具に使用される正抵抗温度係数を有する発熱体に
関するものである。
加熱器具に使用される正抵抗温度係数を有する発熱体に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の正抵抗温度係数をもつ発熱体（以
下ＰＴＣと称す）は、一対の電極板間に設けたＰＴＣ抵
抗体のＰＴＣ特性により適宜な温度に自己制御されてい
る。
下ＰＴＣと称す）は、一対の電極板間に設けたＰＴＣ抵
抗体のＰＴＣ特性により適宜な温度に自己制御されてい
る。
【０００３】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が不可
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手段が講じられてきた。
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が不可
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手段が講じられてきた。
【０００４】従来のＰＴＣ発熱体の断面図を図２に示
す。図２において、電極３は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であり、この間にＰＴＣ抵
抗体１を配し、金属電極板を含めＰＴＣ抵抗体１全体を
電気絶縁体４で被覆して、ＰＴＣ発熱体を構成する。ま
た一般的に、発熱体として使用する場合は発熱温度が均
一になるように、前記発熱体に放熱板５である金属板を
接着してＰＴＣ発熱体を得る。
す。図２において、電極３は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であり、この間にＰＴＣ抵
抗体１を配し、金属電極板を含めＰＴＣ抵抗体１全体を
電気絶縁体４で被覆して、ＰＴＣ発熱体を構成する。ま
た一般的に、発熱体として使用する場合は発熱温度が均
一になるように、前記発熱体に放熱板５である金属板を
接着してＰＴＣ発熱体を得る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】一般に前記のような構
成では、抵抗体の抵抗温度特性は結晶性高分子組成物の
軟化点Ｔ１近傍で急激に立ち上がり、融点Ｔ２から減少
する。（負の抵抗温度係数領域）傾向が見られる。この
特性を図３に示す。このため、通常の状態で電圧を印加
して使用する場合は結晶性高分子組成物の軟化点以下で
使われるために問題はないが、他熱源により抵抗体に熱
が加わり抵抗体の温度が使用される結晶性高分子組成物
の融点以上になった場合、負の抵抗温度特性領域に入る
ため自己の発熱により異常に温度が上昇し発火するとい
う課題があった。また、たとえ発火したとしても過電流
が流れず、検知することが非常に困難であった。またこ
のように発火等の異常状態を検知するにはプラスチック
・サーミスタ等で温度を検知する方法が考えられるがい
ずれにしても回路も含めると高価格となり、新たな課題
となる。
成では、抵抗体の抵抗温度特性は結晶性高分子組成物の
軟化点Ｔ１近傍で急激に立ち上がり、融点Ｔ２から減少
する。（負の抵抗温度係数領域）傾向が見られる。この
特性を図３に示す。このため、通常の状態で電圧を印加
して使用する場合は結晶性高分子組成物の軟化点以下で
使われるために問題はないが、他熱源により抵抗体に熱
が加わり抵抗体の温度が使用される結晶性高分子組成物
の融点以上になった場合、負の抵抗温度特性領域に入る
ため自己の発熱により異常に温度が上昇し発火するとい
う課題があった。また、たとえ発火したとしても過電流
が流れず、検知することが非常に困難であった。またこ
のように発火等の異常状態を検知するにはプラスチック
・サーミスタ等で温度を検知する方法が考えられるがい
ずれにしても回路も含めると高価格となり、新たな課題
となる。
【０００６】本発明の目的は、上記課題を解決するもの
で、ＰＴＣ発熱体が異常発熱し、正抵抗温度特性抵抗体
に使用される結晶性高分子組成物の融点以上になったこ
とを検知し、瞬時に発熱を抑えるＰＴＣ発熱体の構成を
提供することを目的としている。
で、ＰＴＣ発熱体が異常発熱し、正抵抗温度特性抵抗体
に使用される結晶性高分子組成物の融点以上になったこ
とを検知し、瞬時に発熱を抑えるＰＴＣ発熱体の構成を
提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の正抵抗係数を有する発熱体は、結晶性高分
子組成中に導電性微粉末を分散させて有機過酸化物等の
架橋剤により架橋しこれを細分化した粒子状導電性組成
物と、導電性のあるカーボン粒子を、結晶性高分子組成
物に混合分散して形成された導電性組成物を主成分とす
る長尺薄肉板状の正抵抗温度係数特性をもつ抵抗体に、
１０から３０重量部の微小中空体およびその加熱破壊に
より生成する熱膨張性物質を含有し、前記抵抗体の長手
方向に沿う薄肉対向面に一対の電極を設け、前記電極を
絶縁体で被覆する構成を備えたものである。
に、本発明の正抵抗係数を有する発熱体は、結晶性高分
子組成中に導電性微粉末を分散させて有機過酸化物等の
架橋剤により架橋しこれを細分化した粒子状導電性組成
物と、導電性のあるカーボン粒子を、結晶性高分子組成
物に混合分散して形成された導電性組成物を主成分とす
る長尺薄肉板状の正抵抗温度係数特性をもつ抵抗体に、
１０から３０重量部の微小中空体およびその加熱破壊に
より生成する熱膨張性物質を含有し、前記抵抗体の長手
方向に沿う薄肉対向面に一対の電極を設け、前記電極を
絶縁体で被覆する構成を備えたものである。
【０００８】
【作用】本発明の作用は次のようになる。ＰＴＣ抵抗体
中に、熱膨張性物質を包含している微小中空体を混入し
ているので、他熱源により抵抗体に熱が加わりＰＴＣ抵
抗体の温度が、その抵抗体を構成している一部である結
晶性高分子組成物の融点以上になった場合、微小中空体
が加熱破壊し包含していた熱膨張性物質により、ＰＴＣ
抵抗体を挟んで電極間の間隔が拡張される。
中に、熱膨張性物質を包含している微小中空体を混入し
ているので、他熱源により抵抗体に熱が加わりＰＴＣ抵
抗体の温度が、その抵抗体を構成している一部である結
晶性高分子組成物の融点以上になった場合、微小中空体
が加熱破壊し包含していた熱膨張性物質により、ＰＴＣ
抵抗体を挟んで電極間の間隔が拡張される。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。
明する。
【００１０】図１は、この発明の一実施例の発熱体の基
本的な構成を示す断面図である。図１において、長尺の
薄肉板状のＰＴＣ抵抗体１と、このＰＴＣ抵抗体１中に
加熱破壊によって生成される熱膨張性物質を包含した微
小中空体２をＰＴＣ抵抗体１に対して１０から３０重量
部混在させた。このＰＴＣ抵抗体１の長手方向に沿って
薄肉対向面に設けた一対の電極３を有し、前記全体を電
気絶縁体４であるポリエステルフィルムで被覆して発熱
体とした。
本的な構成を示す断面図である。図１において、長尺の
薄肉板状のＰＴＣ抵抗体１と、このＰＴＣ抵抗体１中に
加熱破壊によって生成される熱膨張性物質を包含した微
小中空体２をＰＴＣ抵抗体１に対して１０から３０重量
部混在させた。このＰＴＣ抵抗体１の長手方向に沿って
薄肉対向面に設けた一対の電極３を有し、前記全体を電
気絶縁体４であるポリエステルフィルムで被覆して発熱
体とした。
【００１１】前記電極３は粗面加工された銅箔である。
厚みは約３５〜１００μｍである。また、電極３中の一
方の銅箔電極はＰＴＣ抵抗体１の縁面部までを覆い、片
方の銅箔電極はＰＴＣ抵抗体１よりも幅を狭くした構成
である。
厚みは約３５〜１００μｍである。また、電極３中の一
方の銅箔電極はＰＴＣ抵抗体１の縁面部までを覆い、片
方の銅箔電極はＰＴＣ抵抗体１よりも幅を狭くした構成
である。
【００１２】前記抵抗体１の厚みは約０．５ｍｍであ
る。抵抗体１の厚みを可能な限り薄くして電極３間の熱
抵抗を小さくして大きな出力を取り出す。
る。抵抗体１の厚みを可能な限り薄くして電極３間の熱
抵抗を小さくして大きな出力を取り出す。
【００１３】なお、前記実施例では、ＰＴＣ抵抗体１は
下記組成物からなる。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、６０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４．５
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り平均粒子径約５０
μｍの導電粒子を作成した。その後、この架橋導電粒子
と粒径約０．１μｍのカーボンを１０対１の比率から成
る混合物を高密度ポリエチレン中に全カーボン量が組成
比５０重量％になるように混練したものをＰＴＣ抵抗体
１として用いた。なお、この正抵抗温度係数をもつ抵抗
体は、６×１０2 Ω−ｃｍの体積固有抵抗値を示した。
下記組成物からなる。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、６０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４．５
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り平均粒子径約５０
μｍの導電粒子を作成した。その後、この架橋導電粒子
と粒径約０．１μｍのカーボンを１０対１の比率から成
る混合物を高密度ポリエチレン中に全カーボン量が組成
比５０重量％になるように混練したものをＰＴＣ抵抗体
１として用いた。なお、この正抵抗温度係数をもつ抵抗
体は、６×１０2 Ω−ｃｍの体積固有抵抗値を示した。
【００１４】なお、前記実施例では結晶性高分子として
ポリエチレンを用いたがポリアミド、ポリプロピレン等
であってもよい。
ポリエチレンを用いたがポリアミド、ポリプロピレン等
であってもよい。
【００１５】前記実施例の加熱破壊により生成する熱膨
張性物質を包含した微小中空体２はその外壁が塩化ビニ
リデン−アクリロニトリル共重合体の未発泡状態の材料
で内部にイソブタンを包含している。
張性物質を包含した微小中空体２はその外壁が塩化ビニ
リデン−アクリロニトリル共重合体の未発泡状態の材料
で内部にイソブタンを包含している。
【００１６】また前記実施例の電気絶縁体４として、ポ
リエステルを用いたがポリ塩化ビニルやポリフェニレン
サルファイド等であってもよい。
リエステルを用いたがポリ塩化ビニルやポリフェニレン
サルファイド等であってもよい。
【００１７】前記実施例の金属放熱板５は厚み１〜１．
５ｍｍでゴム弾性組成物に接する面を粗面加工したＡ１
板を用いた。
５ｍｍでゴム弾性組成物に接する面を粗面加工したＡ１
板を用いた。
【００１８】上記本発明一実施例のＰＴＣ発熱体に、Ｄ
Ｃ１２Ｖを通電したときの表面温度は約８０℃を示し
た。
Ｃ１２Ｖを通電したときの表面温度は約８０℃を示し
た。
【００１９】上記本発明一実施例のようなＰＴＣ発熱体
を別の熱源で挟み、従来のＰＴＣ発熱体の表面温度より
も高い約１００℃から１２０℃で維持させると、微小中
空体２が独立気泡をもって発泡し加熱前の体積と比較し
て５ないし１０倍膨張して形状が変化し、ＰＴＣ発熱体
の自己温度制御性が失われ発熱しなくなった。
を別の熱源で挟み、従来のＰＴＣ発熱体の表面温度より
も高い約１００℃から１２０℃で維持させると、微小中
空体２が独立気泡をもって発泡し加熱前の体積と比較し
て５ないし１０倍膨張して形状が変化し、ＰＴＣ発熱体
の自己温度制御性が失われ発熱しなくなった。
【００２０】微小中空体２のＰＴＣ抵抗体１に対する含
有率は１０から３０重量％が有効である。これは１０重
量％未満では、ＰＴＣ発熱体が異常発熱して微小中空体
が加熱破壊され生成された独立気泡体の容積ではＰＴＣ
発熱体の発熱を止めることができない。また３０重量％
より多い場合は、微小中空体の量が多いのでＰＴＣ発熱
体が所定の温度にまで上がらないからである。
有率は１０から３０重量％が有効である。これは１０重
量％未満では、ＰＴＣ発熱体が異常発熱して微小中空体
が加熱破壊され生成された独立気泡体の容積ではＰＴＣ
発熱体の発熱を止めることができない。また３０重量％
より多い場合は、微小中空体の量が多いのでＰＴＣ発熱
体が所定の温度にまで上がらないからである。
【００２１】以上のことから本発明のＰＴＣ発熱体は従
来の構成のＰＴＣ発熱体の構成と比較して異常発熱によ
る発火、発炎を防止することができ安全性が向上する。
来の構成のＰＴＣ発熱体の構成と比較して異常発熱によ
る発火、発炎を防止することができ安全性が向上する。
【００２２】
【発明の効果】以上のように、本発明の正抵抗係数をも
つ発熱体によれば、次の効果が得られる。
つ発熱体によれば、次の効果が得られる。
【００２３】他熱源によりＰＴＣ抵抗体に熱が加わり抵
抗体の温度が使用される結晶性高分子組成物の融点以上
になった場合、抵抗体中に混在した微小中空体の加熱破
壊により生成した独立気泡体が電極間の容積を広げるの
でＰＴＣ抵抗体の自己温度制御性が失われ発熱しなくな
り、安全なＰＴＣ発熱体を実現することができる。
抗体の温度が使用される結晶性高分子組成物の融点以上
になった場合、抵抗体中に混在した微小中空体の加熱破
壊により生成した独立気泡体が電極間の容積を広げるの
でＰＴＣ抵抗体の自己温度制御性が失われ発熱しなくな
り、安全なＰＴＣ発熱体を実現することができる。
【図１】本発明の一実施例を示す正抵抗係数のもつ（Ｐ
ＴＣ）発熱体の断面図
ＴＣ）発熱体の断面図
【図２】従来例のＰＴＣ発熱体の断面図
【図３】正抵抗温度特性抵抗体の抵抗温度特性図
１ ＰＴＣ抵抗体 ２ 微小中空体 ３ 電極 ４ 電気絶縁体 ５ 放熱板
Claims (2)
- 【請求項１】 結晶性高分子組成中に導電性微粉末を分
散させて架橋剤により架橋しこれを細分化した導電粒子
と、カーボン粒子を結晶性高分子組成物に混合分散して
形成された導電性組成物を主成分とする長尺薄肉板状の
正抵抗温度係数特性をもつ抵抗体に、１０から３０重量
部の微小中空体およびその加熱破壊により生成する熱膨
張性物質を含有し、前記抵抗体の長手方向に沿う薄肉対
向面に一対の電極を設け、前記電極を絶縁体で被覆して
なる正抵抗温度係数を有する発熱体。 - 【請求項２】 微小中空体は結晶性高分子組成物の軟化
温度より高い熱可塑性樹脂で形成された外壁を有し、加
熱破壊により生成する熱膨張性物質は気体、あるいは樹
脂体より少なくとも選ばれた一種である請求項１記載の
正抵抗温度係数を有する発熱体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18116393A JPH0737679A (ja) | 1993-07-22 | 1993-07-22 | 正抵抗温度係数を有する発熱体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18116393A JPH0737679A (ja) | 1993-07-22 | 1993-07-22 | 正抵抗温度係数を有する発熱体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0737679A true JPH0737679A (ja) | 1995-02-07 |
Family
ID=16095993
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18116393A Pending JPH0737679A (ja) | 1993-07-22 | 1993-07-22 | 正抵抗温度係数を有する発熱体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0737679A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1050492C (zh) * | 1995-05-10 | 2000-03-15 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 聚乙烯电阻率正温度系数材料的制备方法 |
| JP2010024840A (ja) * | 2008-07-15 | 2010-02-04 | Nikki Co Ltd | Ｌｐｇ加熱装置 |
-
1993
- 1993-07-22 JP JP18116393A patent/JPH0737679A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1050492C (zh) * | 1995-05-10 | 2000-03-15 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 聚乙烯电阻率正温度系数材料的制备方法 |
| JP2010024840A (ja) * | 2008-07-15 | 2010-02-04 | Nikki Co Ltd | Ｌｐｇ加熱装置 |
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