JPH083017B2 - 発熱体組成物の製造方法 - Google Patents

発熱体組成物の製造方法

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JPH083017B2
JPH083017B2 JP62313329A JP31332987A JPH083017B2 JP H083017 B2 JPH083017 B2 JP H083017B2 JP 62313329 A JP62313329 A JP 62313329A JP 31332987 A JP31332987 A JP 31332987A JP H083017 B2 JPH083017 B2 JP H083017B2
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fluororesin
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kneading
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、ふっ素樹脂とふっ素ゴムと導電性付与剤
を同時に含む正抵抗温度特性(以下、PTC特性とい
う。)を有する発熱体組成物の製造方法に関する。
[従来の技術] PTC特性を有する自己制御性ヒータの発熱体組成物
は、ポリオレフィンと導電性付与剤との混和物およびふ
っ素樹脂と導電性付与剤の混和物の2つに分類されてい
る。
一般には、ポリオレフィン系が安価でかつ可撓性に優
れていることから従来広く用いられている。しかし、高
い加熱温度を必要とする用途においては、ポリオレフィ
ン系は元来出力が低く、逆に高くすると融点近くまで発
熱しヒータ寿命を短くするといった問題点がある。さら
に、耐油性,耐溶剤性等に劣る欠点がある。
一方、ふっ素樹脂はポリオレフィン系に比べ融点が高
く、高温,高出力に適しており、かつ耐油性,耐溶剤性
に優れていることから最近では非常に注目を集めてい
る。
[発明が解決しようとする問題点] ところが、このふっ素樹脂系を用いたヒータは可撓性
に乏しく、配管等へ巻き付けが困難であり、細かい配管
やバルブへの使用ができなかった。
さらに、ポリオレフィン系を用いたヒータと比較し、
実用寿命が短いという問題点があった。
これらを解決するためには、ふっ素樹脂にふっ素ゴム
を混ぜることが考えられる。しかし、ふっ素樹脂とふっ
素ゴムでは溶解粘度が大きく異なるため、ふっ素樹脂と
ふっ素ゴムおよび導電性付与剤を同時に混練すると各々
の分散に片寄りが生じてしまい特性にバラツキを生じる
とともに、ヒータとしての寿命が短いという欠点があっ
た。
この発明の目的は、上記従来の技術の欠点を解消し、
自己温度制御性ヒータ用として導電性付与剤がふっ素樹
脂,ふっ素ゴムの両者へ均一に分散され、かつふっ素ゴ
ムがふっ素樹脂中に均一に分散されることにより、体積
抵抗率にバラツキがなく、かつ良好なPTC特性を有し、
十分な寿命を持ち、さらに可撓性に優れたヒータとする
発熱体組成物を常に安定して製造する製造方法を提供す
ることにある。
[問題を解決するための手段および作用] この発明では、ふっ素樹脂とふっ素ゴムに対し各々に
導電性付与剤を均一に分散させ、かつふっ素樹脂に対し
ふっ素ゴムを均一に分散させる発熱体組成物の製造方法
にあり、これによってヒータの可撓性と寿命とを大幅に
向上させたものである。
[実 施 例] この発明において、ふっ素樹脂はポリふっ化ビニリデ
ン(PVdF)およびその共重合体,エチレン−テトロフル
オロエチレン共重合体(ETFE),テトラフルオロエチレ
ン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PF
A),テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピ
レン共重合体(FEP),ポリクロロトリフルオロエチレ
ン(PCTFE),エチレン−クロロトリフルオロエチレン
共重合体(ECTFE),ポリふっ化ビニル(PVF)等が挙げ
られる。この中でも特にPVdFおよびその共重合体,ETFE,
PFAが一般的である。しかし、これらに限定されるもの
ではない。
ふっ素ゴムとしては、ビニリデンフルオライド系エラ
ストマー,フロロシリコン系エラストマー,四ふっ化エ
チレン−プロピレン系エラストマー,フロロビニルエー
テル系エラストマー,含ふっ素フォスファゼン系エラス
トマー等が挙げられる。この中でも特にビニリデンフル
オライト系エラストマー,四ふっ化エチレン−プロピレ
ン系エラストマーが一般的である。しかし、これらに限
定されることはない。
導電性付与剤としては、導電性カーボンブラック,グ
ラファイト,表面グラフト化カーボンブラック,有機ポ
リマーをグラフト化したカーボンブラック等が使用可能
である。
ふっ素樹脂は、一般には粉末状またはペレット状であ
る。これに対し、ふっ素ゴムは一部ペレット状や液状も
あるが、殆んどはブロック状または板状である。
このような形状の相違および溶融粘度の大きな相違の
ため、両者を均一にブレンドすること、さらにこれらの
中へカーボンブラックを均一に分散することが非常に難
しかった。
混練装置としては、ヘンシルミキサー,バンバリミキ
サー,熱ロール,ニーダ,単軸押出機,2軸押出機等があ
り、これら単独あるいは複数を組合せて使用する。
製造効率の点から最も良い方法は、ふっ素樹脂,ふっ
素ゴム,導電性付与剤,他に必要に応じ架橋剤,酸化防
止剤等を同時に混練する方法である。この方法に適した
混練装置としては、バンバリミキサー,熱ロール,ニー
ダが挙げられる。また、これらに単軸および2軸押出機
を組合せることもある。しかし、この方法では前述の形
状,溶融粘度の相違のため、均一にブレンドすることが
難しく、かつ混練時間の影響が非常に大きいという問題
があり適さない。
このような問題点を解決し、均一にブレンド,分散さ
せる方法として、この発明の次の2つの製造方法があ
る。
1つの方法は、先ず導電性付与剤を2つに分め、一方
をふっ素樹脂,他方をふっ素ゴムに分け各々を別々に十
分に混練し、その後ペレットする。このときの混練装置
としては、バンバリミキサー,熱ロール,ニーダ,2軸お
よび単軸押出機等があり、材料によって使い分ける。ふ
っ素樹脂およびふっ素ゴムの形状が粉末状やペレット状
の場合は、ヘンシルミキサーの併用が可能である。ここ
での混練は、この発明のポイントの一つである導電性付
与剤の均一な分散に大きな影響を及ぼすため、適切な装
置の選択を行い十分に行う必要がある。
次に、各々のペレットを手またはヘンシルミキサーに
より混ぜた後、再び混練して完成とする。このときの混
練装置としては、熱ロール,ニーダ,2軸および単軸押出
機があり、材料によって使い分ける。ここでの混練は、
発明のもう一つのポイントであるふっ素樹脂とふっ素ゴ
ムの均一なブレンドに大きな影響を及ぼすため、混練装
置の選択および混練時間(回数)には十分気をつける必
要がある。混練回数は通常は1回では十分ではなく、2
〜10回行うのがよい。
同様な効果を得る方法としてのもう一つの方法は、導
電性付与剤をふっ素樹脂用とふっ素ゴム用に分け、混
ず、ふっ素ゴムと導電性付与剤とを混練し、その後ペレ
ット化する。このときの混練装置としてはバンバリミキ
サー,熱ロール,ニーダ等を材料により使い分ける。
次に、上記ペレットとふっ素樹脂および残りの導電性
付与剤を手またはヘンシルミキサーにより混ぜた後、再
び混練して完成とする。このときの混練装置の選択およ
び混練時間(回数)が重要であり、混練回数は通常2〜
10回が適している。
この方法は、前述の方法に比べふっ素樹脂と導電性付
与剤の混練の工程を除くことができる点が有利である。
しかし、一方ふっ素樹脂中の導電性付与剤の分散は若干
劣るので材料によって適さないこともある。
以上の2つの2段階法により導電性付与剤がふっ素樹
脂,ふっ素ゴムの両方へ均一に分散し、かつ、ふっ素ゴ
ムがふっ素樹脂中に均一に分散させることができ、自己
制御ヒータとして可撓性に優れ、長寿命を有するための
発熱体組成物を得ることができる。
以下、具体的に発熱体組成物の製造方法の実施例につ
いて説明する。
実施例1 (1)ポリふっ化ビニリデン(カイナー901ベンウォル
ト社製) 90重量部 (2)四ふっ化エチレン−プロピレン共重合体(アフラ
ス150E、旭硝子社製) 10重量部 (3)導電性カーボンブラック(XC−72、キャボット社
製) 12重量部 (4)トリアリルシアヌレート(TAC、四国化成社製)
5重量部 (5)表面処理炭酸カルシウム(MSK−V、丸尾製粉社
製) 5重量部 以上の配合剤のうち導電性カーボンブラックを10重量
部と2重量部の2つに分け、先ず四ふっ化エチレン−プ
ロピレン共重合体と導電性カーボンブラック2重量部を
バンバリミキサーにて混練しペレット化する。(ペレッ
ト1) 次に、ポリふっ化ビニリデンと導電性カーボンブラッ
ク10重量部をヘンシルミキサーにて混合した後、単軸押
出機にて混練しペレット化する。(ペレット2) さらに、ペレット1とペレット2およびトリアリルシ
アヌレート,表面処理炭酸カルシウムをヘンシルミキサ
ーにて混合した後、2軸押出機にて混練を5回繰り返し
ペレット化して発熱体組成物とした。
次に、第1図に示すように、外径0.3mmφのニッケル
メッキ銅線を19本撚り合せた電極1,2(電極距離間7mm)
の外周上に上記発熱体混和物を厚さ2mmになるように押
出被覆して発熱体3を形成し、これに20Mradの電子線を
照射した。続いてエチレン−テトラフルオロエチレン共
重合体(テフゼル200、デュポン社製)を厚さ0.4mmに押
出被覆して絶縁体4を形成し、ヒータを作製した。
実施例2 実施例1と同じ配合にて、同様に先ずペレット1を製
造する。次に、ポリふっ化ビニリデンと残りの導電性カ
ーボンブラック6重量部そして、ペレット1およびトリ
アリルシアヌレート,表面処理炭酸カルシウムをヘンシ
ルミキサーにて混合した後、2軸押出機にて混練を5回
繰り返し、ペレット化して発熱体組成物とした。
この発熱体組成物を使用して、実施例1と同様にヒー
タを作製した。
実施例3 (1)ポリふっ化ビニリデン(カイナー901ベンウォル
ト社製) 80重量部 (2)ふっ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロパン20重
量部 (3)導電性カーボンブラック(XC−72、キャボット社
製) 12重量部 (4)トリアルシアヌレート(TAC、四国化成社製) 5
重量部 (5)表面処理炭酸カルシウム(MSK−V、丸尾製粉社
製) 5重量部 上記配合剤のうち導電性カーボンブラックを8重量部
と4重量部に分け、先ずふっ化ビニリデン−ヘキサフル
オロプロパンと導電性カーボンブラック4重量部をバン
ドリミキサーにて混練し化する。(ペレット1) 次に、ペレット1と残りの配合剤全量をニーダにて混
練を3回繰り返しペレット化して発熱体組成物とした。
(ペレット2) この発熱体組成物を使用して実施例1と同様にヒータ
を作成した。
実施例4 (1)エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体(ア
フロンCOPC−88APM、旭硝子社製) 95重量部 (2)四ふっ化エチレン−プロピレン共重合体(アクラ
ス150E、旭硝子社製) 5重量部 (3)トリアリルイソシアヌレート(TAIC日本化成社
製) 10重量部 (4)酸化ネオジウム 7重量部 (5)導電性カーボンブラック(XC−72、キャボット社
製) 14重量部 上記配合剤のうち、導電性カーボンブラックを10重量
部と4重量部に分け、先ず四ふっ化エチレン−プロピレ
ン共重合体と導電性カーボンブラック4重量部を熱ロー
ルで混練しペレット化する。(ペレット1) 次に、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体と
残りの導電性カーボンブラック10重量部を2軸押出機に
て混練し、ペレット化する。(ペレット2) さらに、ペレット1とペレット2および残りの配合剤
全量をニーダにて混練を2回繰り返して発熱体組成物を
用いて実施例1と同様にヒータを作成した。
比較例1 実施例2の配合にて配合剤全量をニーダにて3回混練
して発熱体組成物とした。
この発熱体組成物を用いて実施例1と同様にヒータを
作成した。
比較例2 比較例1と同配合,同方法により発熱体組成物の製造
およびヒータの作成を行った。
ただし、ニーダによる混練を6回行った。
実施例および比較例で作成した自己温度制御性ヒータ
についての試験結果を第1表に示す。
試験は、次に基づいて行った。
(1)自己温度制御性の有無:第2図に示すような抵抗
−温度曲線を求め、これに基づいて判定した。
(2)抵抗:−30℃の低温槽中に1時間放置した後、ホ
イーストンブリッジにより測定した。
(3)課電寿命:長さ1mの試料5を常温雰囲気中で、第
3図のように配線した課電装置に結線して課電した。電
源7の課電電圧は常用電圧(100V)の5倍の500Vとし
て、電極1,2間の抵抗値を電流計6および電圧計8によ
り一定期間毎に測定して抵抗の変化を作図し、その初期
値に対する変化率の2倍になった時間を課電寿命とし
た。このときの実施例1〜4および比較例1,2の抵抗−
温度曲線を第2図に示す。
[発明の効果] 以上説明したように、この発明によってふっ素樹脂−
ふっ素ゴム複合系のPTC特性を有する発熱体組成物を体
積抵抗率のバラツキもなく良好なPTC特性を有し、かつ
ヒータとして十分な寿命をもつものを安定して製造する
ことができた。
この発熱体組成物を使用することにより、従来のふっ
素樹脂単独系のヒータに比べその特徴である高温性,高
出力,耐油性,耐溶剤性を兼ねそなえることは勿論、欠
点であった可撓性,課電劣化寿命を大幅に向上させるこ
とができ、その工業的価値は極めて大きいものがある。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の実施例によって製造された自己制御
ヒータの横断面図、 第2図は、本発明の実施例および比較例の抵抗−温度曲
線を示すグラフ、 第3図は、抵抗を測定するための課電装置の回路図であ
る。 1,2……電極 3……発熱体 4……絶縁体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−66442(JP,A) 特開 昭53−117836(JP,A) 特開 昭61−22590(JP,A)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ふっ素樹脂とふっ素ゴムに導電性付与剤を
    混練してなる正抵抗温度特性を有する発熱体組成物の製
    造方法において、 ふっ素ゴムと導電性付与剤の一部を混練し、この混練物
    とふっ素樹脂及び残りの導電性付与剤を同時に混練する
    ことを特徴とする発熱体組成物の製造方法。
  2. 【請求項2】ふっ素ゴムと導電性付与剤の一部を混練し
    たペレットとふっ素樹脂と残りの導電性付与剤とを混練
    したペレットとを混練する特許請求の範囲第1項記載の
    発熱体組成物の製造方法。
  3. 【請求項3】ふっ素ゴムと導電性付与剤の一部を混練し
    たペレットとふっ素樹脂及び残りの導電性付与剤を同時
    に混練する特許請求の範囲第1項記載の発熱体組成物の
    製造方法。
JP62313329A 1987-12-10 1987-12-10 発熱体組成物の製造方法 Expired - Lifetime JPH083017B2 (ja)

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US9403954B2 (en) 2012-01-20 2016-08-02 Daikin Industries, Ltd. Fluororubber composition and method for producing same
US9499678B2 (en) 2012-02-24 2016-11-22 Daikin Industries, Ltd. Fluororubber composition
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KR101940066B1 (ko) * 2018-01-08 2019-01-18 오수연 난방용 발열체 및 그 제조방법
US11898661B2 (en) 2012-02-24 2024-02-13 Daikin Industries, Ltd. Fluororubber composition

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