JPS59206441A - 電導性ポリマ−およびその用途 - Google Patents
電導性ポリマ−およびその用途Info
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- JPS59206441A JPS59206441A JP8100284A JP8100284A JPS59206441A JP S59206441 A JPS59206441 A JP S59206441A JP 8100284 A JP8100284 A JP 8100284A JP 8100284 A JP8100284 A JP 8100284A JP S59206441 A JPS59206441 A JP S59206441A
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-
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- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
- H01B1/20—Conductive material dispersed in non-conductive organic material
- H01B1/24—Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising carbon-silicon compounds, carbon or silicon
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01C—RESISTORS
- H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
- H01C7/02—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having positive temperature coefficient
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-
- H—ELECTRICITY
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- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
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- H05B3/12—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
- H05B3/14—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material the material being non-metallic
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野１
本発明は、電導性ポリマーおよびその用途に関し、更に
詳しくは電導性ポリマー組成物およびこの組成物を含む
ヒーターに関する。
詳しくは電導性ポリマー組成物およびこの組成物を含む
ヒーターに関する。
［従来技術］
電導性ポリマー成分を含んで成る電気デバイス、特にヒ
ーター、回路制御デバイスおよびセンサーは今まで、多
くの出版物および特許明細書に記載されている。例えば
、米国特許第２．９５２．７６Ｎ、２，９７８，６６５
．３，２４．３，７５３．３゜３５１．８８２．３＋５
７１，７７７．３，７５７゜０８６．３．’７９３，７
１６．３，８２３，２１７．３．８５８．！４４．３，
８．６１，０２９１．４． 、０１’Ｌ７１５．４，０
７２，８４８．４，０８５，２８６．４．．１１７，３
１２．４．ｌ ７ ’Ｌ３７６．４゜１７７．４．４６
．４，１８８，２７６．４，２３７゜４−４１．４，２
４２，５７３．４，２４６，４６８．４、、：２５０，
４００．４，２５５，６９８．４，２７１．３５０，４
，２７２，４７１．４，３０４，９８７．４，３０９，
５９６．４．３’０９，５９７．４゜３１４．２３０．
４，３１５，２３７．４，３１７゜０２７．４，３１８
，８８１および４，３３０，７０４号； Ｊ、 Ａｐｐ
ｌｉｅｄ Ｐｏｌｙｍｅｒ ５ｃｉｅｎｃｅ↓９゜８１
３ ８１５（１９７５）、ＫｌａｓｏｎおよびＫｕｂａ
ｔ； Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄ
５ｃｉｅｎｃｅ１８．６４９−６５３（１９７８）、
Ｎａｒｋｉｓｅｔａｌ；西独国特許公開第２，６３４，
９９９．２，７５５．０７７．２，７４６，６０２．２
，７５５，０７６および２，８２１，７９９号；欧州特
許出願第３８７１３．３８７１４．３８７１５．３８７
１６．３−８７１７．３８７１８および６３４４０号；
および英国特許出願第２０７６１０６Ａ号に記載されて
いる。
ーター、回路制御デバイスおよびセンサーは今まで、多
くの出版物および特許明細書に記載されている。例えば
、米国特許第２．９５２．７６Ｎ、２，９７８，６６５
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，８８１および４，３３０，７０４号； Ｊ、 Ａｐｐ
ｌｉｅｄ Ｐｏｌｙｍｅｒ ５ｃｉｅｎｃｅ↓９゜８１
３ ８１５（１９７５）、ＫｌａｓｏｎおよびＫｕｂａ
ｔ； Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄ
５ｃｉｅｎｃｅ１８．６４９−６５３（１９７８）、
Ｎａｒｋｉｓｅｔａｌ；西独国特許公開第２，６３４，
９９９．２，７５５．０７７．２，７４６，６０２．２
，７５５，０７６および２，８２１，７９９号；欧州特
許出願第３８７１３．３８７１４．３８７１５．３８７
１６．３−８７１７．３８７１８および６３４４０号；
および英国特許出願第２０７６１０６Ａ号に記載されて
いる。
［本発明の構成１
本発明者らは、電導性ポリマー組成物、特にＰＴＣ組成
物か、熱伝導性充填剤、好ましくは高アスペクト比の熱
伝導性充填剤を適当量加えることによって驚く程改良さ
れることを見い出し、本発明を完成するに至った。形成
された組成物の要素が、熱伝導性充填剤を含有しない以
外は同じである要素の熱伝導率の少なくとも２倍の熱伝
導率を少なくとも１つの方向において有する様に、充ｊ
ｐ剤量が選択されることが好ましい。そのような組成物
は、自己制御ヒーターの要素として特に有用である。熱
伝導性充填剤の存在によって、電導性ポリマーにおける
更に均一な熱発生、電導性ポリマーからの熱放散および
電導性ポリマーへの熱吸収が生じることは明らかであり
、このことは、Ｐ１゛Ｃ挙動を示すポリマーの場合に特
に重要である。
物か、熱伝導性充填剤、好ましくは高アスペクト比の熱
伝導性充填剤を適当量加えることによって驚く程改良さ
れることを見い出し、本発明を完成するに至った。形成
された組成物の要素が、熱伝導性充填剤を含有しない以
外は同じである要素の熱伝導率の少なくとも２倍の熱伝
導率を少なくとも１つの方向において有する様に、充ｊ
ｐ剤量が選択されることが好ましい。そのような組成物
は、自己制御ヒーターの要素として特に有用である。熱
伝導性充填剤の存在によって、電導性ポリマーにおける
更に均一な熱発生、電導性ポリマーからの熱放散および
電導性ポリマーへの熱吸収が生じることは明らかであり
、このことは、Ｐ１゛Ｃ挙動を示すポリマーの場合に特
に重要である。
電流が電導性ポリマーに流れる場合に、いわゆる「ホッ
トライン」が形成する電流密度限界が増加しく後で詳し
く説明する）、更に形成した「ホット、ライン」が広が
るからである。
トライン」が形成する電流密度限界が増加しく後で詳し
く説明する）、更に形成した「ホット、ライン」が広が
るからである。
本発明において用いられる熱伝導性充填剤が少なくとも
１０のアスペクト比および少なくとも５Ｂｔｕ・フィー
ト／時・フィート２・°Ｆの熱伝導率を有することは好
ましい。好ましい充填剤は高結晶性黒鉛である。充填剤
のアスペクト比の測定は、既知の方法、例えば、無作為
に選んだ適切な数（少なくとも１００）の粒子の最大お
よび最小寸法を測定するための走査型電子顕微鏡または
適当な光学類＠鏡を用い、更に、必要ならば適当な標準
的技術を用いて実施される。
１０のアスペクト比および少なくとも５Ｂｔｕ・フィー
ト／時・フィート２・°Ｆの熱伝導率を有することは好
ましい。好ましい充填剤は高結晶性黒鉛である。充填剤
のアスペクト比の測定は、既知の方法、例えば、無作為
に選んだ適切な数（少なくとも１００）の粒子の最大お
よび最小寸法を測定するための走査型電子顕微鏡または
適当な光学類＠鏡を用い、更に、必要ならば適当な標準
的技術を用いて実施される。
本発明の１つの要旨によれば、本発明は、（ａ）ポリマ
ー成分、および （Ｉ））ポリマー成分に分散している、（１）電導性の
第１充填剤、および （１１）ポリマー成分体積の少なくとも２体積％である
少なくとも１０のアスペクト比および少なくとも５Ｂｔ
ｕ・フィート／時・フィート２・°Ｆの熱伝導率を有す
る第２充填剤 を含んで成る電導性ポリマー組成物を提供する。
ー成分、および （Ｉ））ポリマー成分に分散している、（１）電導性の
第１充填剤、および （１１）ポリマー成分体積の少なくとも２体積％である
少なくとも１０のアスペクト比および少なくとも５Ｂｔ
ｕ・フィート／時・フィート２・°Ｆの熱伝導率を有す
る第２充填剤 を含んで成る電導性ポリマー組成物を提供する。
本発明の別の要旨によれば、本発明は、上記の組成物か
ら成る要素、および電源に接続でき、電源に接続されて
いる場合電導性ポリマー要素へ電流を流す少なくとも２
つの電極を含んで成る自己制御ヒーターを提供する。
ら成る要素、および電源に接続でき、電源に接続されて
いる場合電導性ポリマー要素へ電流を流す少なくとも２
つの電極を含んで成る自己制御ヒーターを提供する。
本発明の電導性ポリマー組成物は、ＰＴＣ，ＺＴＣまた
はＮＴ’Ｃ挙動を示してよい。しがし、ＰＴＣ，電導性
ポリマー組成物を用いた場合に最も劇的な性能改良が得
られる。ＰＴＣ電導性ポリマーにおける熱伝導性充填剤
の存在は、ホットラインが形成する電流密度限界を大幅
に増加させるだけでなく、ホットラインが形成する場合
にホットラインを広げもする。ＰＴＣ電導性ポリマーヒ
ーターにおいて、熱伝導性充填剤が与える最も重要な利
点は、ヒーターがホットラインの形成なく高電流密度（
よって、所定の幾何学的および熱的環境での高出力）で
操作でトることである。この利点は、多くの異なった方
法で利用で終る。例えば、大トな出力は、ＰＴＣ要素を
通る電流路の長さを増加すること、または電流の流れに
対して直角なＰＴＣ要素の横断面面積を減少すること、
または電源の電圧を増加することによって得られる。高
圧電源を用いる場合、より低い抵抗率の組成物を用いる
ことかできる。抵抗率が負荷曲線（即ち、抵抗率（通常
、室温）対電導性充填剤のグラフ）の急勾配部分にある
場合、このことは非常に重要である。熱伝導性充填剤の
存在は、たとえ不運にもホットラインか形成したとして
も、ヒーターへ損害を与える可能性の低い比較的広いホ
ットラインを形成するという利点をも与える。
はＮＴ’Ｃ挙動を示してよい。しがし、ＰＴＣ，電導性
ポリマー組成物を用いた場合に最も劇的な性能改良が得
られる。ＰＴＣ電導性ポリマーにおける熱伝導性充填剤
の存在は、ホットラインが形成する電流密度限界を大幅
に増加させるだけでなく、ホットラインが形成する場合
にホットラインを広げもする。ＰＴＣ電導性ポリマーヒ
ーターにおいて、熱伝導性充填剤が与える最も重要な利
点は、ヒーターがホットラインの形成なく高電流密度（
よって、所定の幾何学的および熱的環境での高出力）で
操作でトることである。この利点は、多くの異なった方
法で利用で終る。例えば、大トな出力は、ＰＴＣ要素を
通る電流路の長さを増加すること、または電流の流れに
対して直角なＰＴＣ要素の横断面面積を減少すること、
または電源の電圧を増加することによって得られる。高
圧電源を用いる場合、より低い抵抗率の組成物を用いる
ことかできる。抵抗率が負荷曲線（即ち、抵抗率（通常
、室温）対電導性充填剤のグラフ）の急勾配部分にある
場合、このことは非常に重要である。熱伝導性充填剤の
存在は、たとえ不運にもホットラインか形成したとして
も、ヒーターへ損害を与える可能性の低い比較的広いホ
ットラインを形成するという利点をも与える。
本発明で用いられる第１充填剤は、電導性であり、種々
の温度で電導性ポリマーへ所望の抵抗率を主として与え
るように選択される。第２充填剤は、電導性ポリマーへ
所望の熱的性質を主として与えるように選択される。第
２充填剤は電導性であり得る。第２充填剤が電導性ポリ
マーにおいて用いられる場合、その存在は電導性ポリマ
ーの電気的性質へかなりの影響を及ぼしてよい（または
、及ぼさなくてもよい。 ）。一般に、第１充填剤は、
１０より小さい、好ましくは５より小さいアスペクト比
を有する。第１充填剤がカーボンブラックであることは
好ましいか、他の電導性充填剤を用いることもできる。
の温度で電導性ポリマーへ所望の抵抗率を主として与え
るように選択される。第２充填剤は、電導性ポリマーへ
所望の熱的性質を主として与えるように選択される。第
２充填剤は電導性であり得る。第２充填剤が電導性ポリ
マーにおいて用いられる場合、その存在は電導性ポリマ
ーの電気的性質へかなりの影響を及ぼしてよい（または
、及ぼさなくてもよい。 ）。一般に、第１充填剤は、
１０より小さい、好ましくは５より小さいアスペクト比
を有する。第１充填剤がカーボンブラックであることは
好ましいか、他の電導性充填剤を用いることもできる。
特に自己制御ストリップヒーターにおいて、室温以下で
温度上昇とともに、初めに比較的ゆっくりと増加しくま
たは実質的に一定のままであり、または少し減少し）、
次いで適当な高レベルへ徐々に増加する抵抗率を有する
組成物を（第２充ｊ眞剤と組み合わせて）与えるカーボ
ンブラックを使用することは好ましい。
温度上昇とともに、初めに比較的ゆっくりと増加しくま
たは実質的に一定のままであり、または少し減少し）、
次いで適当な高レベルへ徐々に増加する抵抗率を有する
組成物を（第２充ｊ眞剤と組み合わせて）与えるカーボ
ンブラックを使用することは好ましい。
第２充填剤は、好ましくは少なくとも１０、更に好まし
くは少なくとも２０、特に少なくとも５０のアスペクト
比を有する。粒子は板状（これか好ましい）または棒状
であってよい。アスペクト比が高いほど、良い。よって
、初めのアスペクト比を減少しない様に、用いる加工技
術によって粒子を破壊しないことが好ましい。第２充填
剤は、少なくとも５、好ましくは少なくとも２０、特に
少なくとも５０Ｂｔｕ・フィート／時・フィート２・°
Ｆの熱伝導率を有する物質からできている。
くは少なくとも２０、特に少なくとも５０のアスペクト
比を有する。粒子は板状（これか好ましい）または棒状
であってよい。アスペクト比が高いほど、良い。よって
、初めのアスペクト比を減少しない様に、用いる加工技
術によって粒子を破壊しないことが好ましい。第２充填
剤は、少なくとも５、好ましくは少なくとも２０、特に
少なくとも５０Ｂｔｕ・フィート／時・フィート２・°
Ｆの熱伝導率を有する物質からできている。
熱伝導性が高い程、良い。粒子の平均最大寸法は、通常
１０〜６０（）μ、好ましくは２５〜１００μである。
１０〜６０（）μ、好ましくは２５〜１００μである。
第２充填剤の量は、ポリマー組成物の容積に対して少な
くとも２体積％、好ましくは少なくとも６体積％である
。全充填剤量が増加するとともに、組成物の加工は更に
難しくなる。第２充填剤の種類および量は、組成物の熱
伝導率か（異方性である場合に少なくとも一方向におい
て）第２充填剤のない以外同様の組成物の熱伝導率の少
なくとも２＠、好ましくは少なくとも２．５倍、例えば
約３倍であるように選択される。好ましい第２充填剤は
少なくとも５のアスペクト比の形状の黒鉛、特に稀少（
または、高結晶性）黒鉛である。
くとも２体積％、好ましくは少なくとも６体積％である
。全充填剤量が増加するとともに、組成物の加工は更に
難しくなる。第２充填剤の種類および量は、組成物の熱
伝導率か（異方性である場合に少なくとも一方向におい
て）第２充填剤のない以外同様の組成物の熱伝導率の少
なくとも２＠、好ましくは少なくとも２．５倍、例えば
約３倍であるように選択される。好ましい第２充填剤は
少なくとも５のアスペクト比の形状の黒鉛、特に稀少（
または、高結晶性）黒鉛である。
池の可能な充填剤は、金属（例えば、アルミ）フレ−り
ならびに繊維、金属被覆されたフレークならびに繊維、
および（例えばポリマーの）絶縁被覆を有する金属フレ
ークならびに繊維である。
ならびに繊維、金属被覆されたフレークならびに繊維、
および（例えばポリマーの）絶縁被覆を有する金属フレ
ークならびに繊維である。
第２充填剤が、ＰＴＣヒーター要素の一部分である場合
に、組成物を通る電流流れの方向に少なくとも実質的な
程度の配向を有することは望ましい。温度とともに電流
の流れ方向が変化するようにヒーターが構成されている
場合、デバイスが高温高抵抗状態にある時、好ましくは
粒子は電流の流れ方向に少なくとも実質的な程度の配向
を有さねばならない。
に、組成物を通る電流流れの方向に少なくとも実質的な
程度の配向を有することは望ましい。温度とともに電流
の流れ方向が変化するようにヒーターが構成されている
場合、デバイスが高温高抵抗状態にある時、好ましくは
粒子は電流の流れ方向に少なくとも実質的な程度の配向
を有さねばならない。
第２熱伝導性充填剤を含有する電導性ポリマー組成物に
おいて、第２充填剤と第１充填剤の体積比は例えば２：
１〜３：１であってよく、全充填剤含量は例えば１０〜
３０体積％であってよい。
おいて、第２充填剤と第１充填剤の体積比は例えば２：
１〜３：１であってよく、全充填剤含量は例えば１０〜
３０体積％であってよい。
本発明の自己制御ヒーターにおいて、電導性ポリマー組
成物の室温での抵抗率は、低い電圧、例えば直流１２〜
６０ボルトで用いられるヒーターにおいて例えば０．１
〜２００Ω・ｃｏｏ；通常の供ゝ給電圧、例えば交流１
００〜３６０ボルトで用いられるヒーターにおいて例え
ば５０〜１０，０００Ω・ｃｍ；更に高い電圧で用いら
れるヒーターにおいて例えば１ ｆ） 、 ０００〜１
００，０００Ω・ＣＩｌ＋であってよい。本発明は、電
極のまわりに溶融押出しされているＰＴＣ電導性ポリマ
ーの長いストリップ中に、２まｔこはそれ以上の平行な
長い電極が埋設されている自己制御ストリップヒーター
の簡単な形状において特に有用である。通常連続したま
た撚られたワイヤである電極は、Ｐ Ｔ Ｃ！ｌｌ初物
物理的に接触しているか、または電導層、例えば下塗り
層またはＺＴＣ電導電導性ポリマ上層ってＰＴＣ組成物
と分離されている。上記（および、第１図に関して更に
以下で説明する。 ）の理由から、本発明は、新規な形
状のヒーター、例えば、従来ホットライニングの影響を
うけ易いのでまだ作られていなかった、例えば平坦な物
体を加熱するために望まれる比較的幅広いかつ平坦な形
状のストリップヒーターを設計することを可能にする。
成物の室温での抵抗率は、低い電圧、例えば直流１２〜
６０ボルトで用いられるヒーターにおいて例えば０．１
〜２００Ω・ｃｏｏ；通常の供ゝ給電圧、例えば交流１
００〜３６０ボルトで用いられるヒーターにおいて例え
ば５０〜１０，０００Ω・ｃｍ；更に高い電圧で用いら
れるヒーターにおいて例えば１ ｆ） 、 ０００〜１
００，０００Ω・ＣＩｌ＋であってよい。本発明は、電
極のまわりに溶融押出しされているＰＴＣ電導性ポリマ
ーの長いストリップ中に、２まｔこはそれ以上の平行な
長い電極が埋設されている自己制御ストリップヒーター
の簡単な形状において特に有用である。通常連続したま
た撚られたワイヤである電極は、Ｐ Ｔ Ｃ！ｌｌ初物
物理的に接触しているか、または電導層、例えば下塗り
層またはＺＴＣ電導電導性ポリマ上層ってＰＴＣ組成物
と分離されている。上記（および、第１図に関して更に
以下で説明する。 ）の理由から、本発明は、新規な形
状のヒーター、例えば、従来ホットライニングの影響を
うけ易いのでまだ作られていなかった、例えば平坦な物
体を加熱するために望まれる比較的幅広いかつ平坦な形
状のストリップヒーターを設計することを可能にする。
よって、本発明の好ましい態様は、上記のようにＰＴＣ
電導性ポリマー要素に埋設されている２またはそれ以上
の長い平行な電極を含んで成り、電極の最接近点間の距
離が電極間のストリップ厚（または、厚さが種々である
場合、平均厚）の少なくとも７倍、好ましくは少なくと
も１０倍であるストリップヒーターである。この種のヒ
ーターの断面図を第２図に示す。このヒーターは、絶縁
ンヤケッ）４１こよって包囲されているＰＴＣ電導性ポ
リマー要素３に埋設されている電極４，２を含んで成る
。
電導性ポリマー要素に埋設されている２またはそれ以上
の長い平行な電極を含んで成り、電極の最接近点間の距
離が電極間のストリップ厚（または、厚さが種々である
場合、平均厚）の少なくとも７倍、好ましくは少なくと
も１０倍であるストリップヒーターである。この種のヒ
ーターの断面図を第２図に示す。このヒーターは、絶縁
ンヤケッ）４１こよって包囲されているＰＴＣ電導性ポ
リマー要素３に埋設されている電極４，２を含んで成る
。
添付図面を参照すると、第１図は、空中に置かれている
場合および良好な冷却用放熱器と連続的に接触している
場合（例えば、金属ブロックと密接に接触するようにプ
レスされている場合）の、本発明のものでない比較のＰ
ＴＣストリップヒーターおよび本発明の種々のＰＴＣス
トリップヒーターにおける受動電力と有効電力の関係を
示す。
場合および良好な冷却用放熱器と連続的に接触している
場合（例えば、金属ブロックと密接に接触するようにプ
レスされている場合）の、本発明のものでない比較のＰ
ＴＣストリップヒーターおよび本発明の種々のＰＴＣス
トリップヒーターにおける受動電力と有効電力の関係を
示す。
受動電力は、まず電源と接続された場合にヒーターによ
って最初に発生する電力であり、有効電力は、平衡に達
した場合にヒーター１こよって発生する電力である。第
１図に示されている種類の曲線は、電源電圧を系統的に
変化することによって作成することかでｂる。第１図の
曲線は、全ての特定のヒーターについて完全に正確であ
ることを意図しないか、ポリエチレンをベースとするＰ
Ｔ Ｃ電導性ポリマー組成物を用いかつ実施例のよう
な寸法を有するヒーターにおいて得られる曲線の一般的
な代表例である。
って最初に発生する電力であり、有効電力は、平衡に達
した場合にヒーター１こよって発生する電力である。第
１図に示されている種類の曲線は、電源電圧を系統的に
変化することによって作成することかでｂる。第１図の
曲線は、全ての特定のヒーターについて完全に正確であ
ることを意図しないか、ポリエチレンをベースとするＰ
Ｔ Ｃ電導性ポリマー組成物を用いかつ実施例のよう
な寸法を有するヒーターにおいて得られる曲線の一般的
な代表例である。
各曲線においで、有効電力が最大に達し次いで減少して
いるのか見られる。減少は、ホットライン形成の結果で
ある。最大有効電力（および最大許容「受動」電力）は
、ヒーターか冷却用放熱器と密着している場合に非常に
天外くなっている。不運にも、この事実を用いることが
可能になる可能性はほとんどない。実際に、ヒーターの
ある部分は冷却用放熱器から大抵離れており、次いで実
質的に空中にあるかのような挙動を示すからである。
いるのか見られる。減少は、ホットライン形成の結果で
ある。最大有効電力（および最大許容「受動」電力）は
、ヒーターか冷却用放熱器と密着している場合に非常に
天外くなっている。不運にも、この事実を用いることが
可能になる可能性はほとんどない。実際に、ヒーターの
ある部分は冷却用放熱器から大抵離れており、次いで実
質的に空中にあるかのような挙動を示すからである。
よって、ヒーターが冷却用放熱器に結合しているならば
満足し得る電力レベルで操作される場合、ヒーターの劣
化が徐々に始まる。第１図の曲線１（および２は、空中
（曲線１）および冷却用熱放熱器へ密着している（曲線
２）場合の、電導性ポリマーおよびツヤケントの両方が
熱伝導性充填剤を含有しないストリップヒーター にお
ける曲線である。
満足し得る電力レベルで操作される場合、ヒーターの劣
化が徐々に始まる。第１図の曲線１（および２は、空中
（曲線１）および冷却用熱放熱器へ密着している（曲線
２）場合の、電導性ポリマーおよびツヤケントの両方が
熱伝導性充填剤を含有しないストリップヒーター にお
ける曲線である。
これらの曲線は、ヒーターが約２０ワンド／フイートよ
り大とい受動電圧（および、熱冷却されているヒーター
のあ−らゆる部分において約１５ワツト／フイートなら
びに熱冷却されていないヒーターのあらゆる部分におい
て約２２ワツト／フイートの対応する有効電力）を生ず
る電源に関して用いられ得ることを示している。曲線３
は、空中に置かれている場合のジャケットのない本発明
のストリップヒーターにおける曲線である。曲線４は、
冷却用放熱器に密着している場合の従来のポリマー絶縁
ジャケットを持つ本発明のストリップヒーターにおける
曲線である。これらの曲線は、これらのヒーターが約７
５ワツト／フイートまでの受動電力（および、曲線３に
おいて約２５ワツト／フイートならびに曲線４において
約９０ワツト／フイートの対応する有効電力）を生じる
電源へ安全に接続し得ることを示している。曲線５およ
び６は、電導性ポリマーおよびジャケットの両方の中に
熱伝導性充填剤を含有するストリップヒーターにおける
曲線である。改良は更に劇的である。
り大とい受動電圧（および、熱冷却されているヒーター
のあ−らゆる部分において約１５ワツト／フイートなら
びに熱冷却されていないヒーターのあらゆる部分におい
て約２２ワツト／フイートの対応する有効電力）を生ず
る電源に関して用いられ得ることを示している。曲線３
は、空中に置かれている場合のジャケットのない本発明
のストリップヒーターにおける曲線である。曲線４は、
冷却用放熱器に密着している場合の従来のポリマー絶縁
ジャケットを持つ本発明のストリップヒーターにおける
曲線である。これらの曲線は、これらのヒーターが約７
５ワツト／フイートまでの受動電力（および、曲線３に
おいて約２５ワツト／フイートならびに曲線４において
約９０ワツト／フイートの対応する有効電力）を生じる
電源へ安全に接続し得ることを示している。曲線５およ
び６は、電導性ポリマーおよびジャケットの両方の中に
熱伝導性充填剤を含有するストリップヒーターにおける
曲線である。改良は更に劇的である。
［実施例１
以下に実施例を示し、本発明を更に詳しく説明する。実
施例を表に要約した。
施例を表に要約した。
実施例１〜４
実施例１．３および４において、表のＭＢＩ（マスター
バッチ１ ）に示されている種類および量（体積％）の
成分を予熱されたバラパリ−ミキサー中で混合し；取り
出し； １４９℃に加熱されているミルへ仕込み；スト
ランドダイを持つ８．９ｃｍ押出機を通して水中へ押出
し；ペレット化した。
バッチ１ ）に示されている種類および量（体積％）の
成分を予熱されたバラパリ−ミキサー中で混合し；取り
出し； １４９℃に加熱されているミルへ仕込み；スト
ランドダイを持つ８．９ｃｍ押出機を通して水中へ押出
し；ペレット化した。
同様の手順をマスターバッチ２（ＭＢ２＞において繰り
返した。示されている体積％の種々の成分を含有する最
終混合物を与えるような、示された重量の２つのマスタ
ーバッチと添加量のポリエチレン、ＥＰＤＭゴムおよび
酸化防止剤の混合物を、同様の手順を用いてペレットへ
変換した。実施例２において、示された種類および量の
成分をヘンシェルミキサーで乾燥混合し；Ｗｅｒｎｅｒ
−Ｐｆ Ｉｅｉｄｅｒｅｒ二軸スクリュー押出し機にお
いて１８０〜２１５°Ｃで混合し；ストランドダイを通
して水中へ押出し；ペレット化した。
返した。示されている体積％の種々の成分を含有する最
終混合物を与えるような、示された重量の２つのマスタ
ーバッチと添加量のポリエチレン、ＥＰＤＭゴムおよび
酸化防止剤の混合物を、同様の手順を用いてペレットへ
変換した。実施例２において、示された種類および量の
成分をヘンシェルミキサーで乾燥混合し；Ｗｅｒｎｅｒ
−Ｐｆ Ｉｅｉｄｅｒｅｒ二軸スクリュー押出し機にお
いて１８０〜２１５°Ｃで混合し；ストランドダイを通
して水中へ押出し；ペレット化した。
各実施例において、最終混合物のペレットを３ 、８
＋ｍ’ Ｄａｖｉｓ標準押出し磯へ供給し、２．５４ｃ
ｔｎ離れている２本の１８ＡＷＧニツケル被覆銅ワイヤ
のまわりに長方形ダイを通して押出し、０．２Ｘ２．９
ｃｍのヒーターストリップを得た。押出し物を７１℃の
湯浴へ通し、乾燥し、スプールに巻いた。
＋ｍ’ Ｄａｖｉｓ標準押出し磯へ供給し、２．５４ｃ
ｔｎ離れている２本の１８ＡＷＧニツケル被覆銅ワイヤ
のまわりに長方形ダイを通して押出し、０．２Ｘ２．９
ｃｍのヒーターストリップを得た。押出し物を７１℃の
湯浴へ通し、乾燥し、スプールに巻いた。
各実施例において、表中「ジャケット」に示されている
種類および量（体積％）の成分を、マスターバッチと同
様の手順によって混合腰ペレット化した。乾燥後、３
、８ ｃｍ Ｄａｖｉｓ標準押出し磯によってペレット
を幅１５．２５ｃ＋ｎ、厚さ０．０５ｃｍのシートに押
出し、次いで幅３ 、２ ｃｍ、長さ３０ｃｍのストリ
ップに切った。長さ３０ｃ＋ｔのヒーターストリップの
まわりに、これらのストリップの対をベルトラミネート
し、実質的に第２図に示されるような絶縁ストリップヒ
ーターを得た。
種類および量（体積％）の成分を、マスターバッチと同
様の手順によって混合腰ペレット化した。乾燥後、３
、８ ｃｍ Ｄａｖｉｓ標準押出し磯によってペレット
を幅１５．２５ｃ＋ｎ、厚さ０．０５ｃｍのシートに押
出し、次いで幅３ 、２ ｃｍ、長さ３０ｃｍのストリ
ップに切った。長さ３０ｃ＋ｔのヒーターストリップの
まわりに、これらのストリップの対をベルトラミネート
し、実質的に第２図に示されるような絶縁ストリップヒ
ーターを得た。
ジャケットのない場合およびある場合のヒータース）
ｌ）ツブの最大有効出力を測定するための試験を行った
。結果を表に示す。７０°Ｆで空中にヒーターストリッ
プを置き、次いで連続した種々の電圧の電源に接続され
る場合の（平衡にある）ヒーターの出力を測定する方法
を用いた。
ｌ）ツブの最大有効出力を測定するための試験を行った
。結果を表に示す。７０°Ｆで空中にヒーターストリッ
プを置き、次いで連続した種々の電圧の電源に接続され
る場合の（平衡にある）ヒーターの出力を測定する方法
を用いた。
表中の種々の成分を以下に詳しく説明する：ポリエチレ
ンは、商標名Ｍａｒｌｅｘ ６００３でＰｌ＋１ｌｉｌ
〕ｓから市販されている高密度ポリエチレンである。
ンは、商標名Ｍａｒｌｅｘ ６００３でＰｌ＋１ｌｉｌ
〕ｓから市販されている高密度ポリエチレンである。
ゴムは、商標名Ｖ １ｓｔａｌｏｎ ３７０８でＥＸＸ
Ｏｌｌから市販されているエチレン−プロピレン−ジエ
ンゴム（実施例１．３ならびに４およびジャケット ）
、または商標名Ｖｉｓｔａｌｏｎ ７１９でＥｘｘｏｎ
から市販されているエチレン−プロピレンゴム（実施例
２）である。
Ｏｌｌから市販されているエチレン−プロピレン−ジエ
ンゴム（実施例１．３ならびに４およびジャケット ）
、または商標名Ｖｉｓｔａｌｏｎ ７１９でＥｘｘｏｎ
から市販されているエチレン−プロピレンゴム（実施例
２）である。
ポリプロピレンは、商標名Ｐｏ１ｙｂｏｎｄ １０１６
でＲｅ１ｃｈｏｌｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓから市販され
ているポリプロピレンである。
でＲｅ１ｃｈｏｌｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓから市販され
ているポリプロピレンである。
黒鉛は、５ｕｐｅｒｉｏｒがら市販されている高結晶性
フレーク状黒鉛である。
フレーク状黒鉛である。
第１図は、受動電力と有効電力の関係を示すグラフ、
第２図は、本発明のヒーターストリップの断面図を示す
。 １．２・・・電極、３・・・電導性ポリマー要素、４・
・絶縁ジャケット。 特許出願人 レイケム・コーポレイション代理人 弁理
士 青白 葆 （外２名）図面の浄書（内容に変更なし
） Ｆｉｇ、 １ 有効電力（ワット／フィー）） Ｆｉｇ、 ２゜ 手続補正書（自発） 昭和５９年 ６月 °７日 二許庁長宮 殿 ４件の表示 昭和５９年特許願第 ８１０ ＋） ２ 号４
明の名称 電導性ポリマーおよびその用途 １正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 アメリカ合衆国９４０２５カリフオルニア、メン
ロパーク、コンスチチューション・ドライブ３００番 名称 レイケム・コーポレイション 代理人 ５州
。 １．２・・・電極、３・・・電導性ポリマー要素、４・
・絶縁ジャケット。 特許出願人 レイケム・コーポレイション代理人 弁理
士 青白 葆 （外２名）図面の浄書（内容に変更なし
） Ｆｉｇ、 １ 有効電力（ワット／フィー）） Ｆｉｇ、 ２゜ 手続補正書（自発） 昭和５９年 ６月 °７日 二許庁長宮 殿 ４件の表示 昭和５９年特許願第 ８１０ ＋） ２ 号４
明の名称 電導性ポリマーおよびその用途 １正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 アメリカ合衆国９４０２５カリフオルニア、メン
ロパーク、コンスチチューション・ドライブ３００番 名称 レイケム・コーポレイション 代理人 ５州
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、（ａ）ポリマー成分、および （１〕）ポリマー成分に分散している電導性の第１充」
型剤 を含んで成り、少なくとも１０のアスペクト比および少
なくとも５Ｂｔｕ・フィート／′時・フィート２・°Ｆ
の熱伝導率を有する第２充填剤をポリマー成分体積の少
なくとも２体積％含有する電導性ポリマー組成物。 ２、第２充填剤は、少なくとも２０のアスペクト比およ
び少なくとも２０Ｂｔｕ・フィート／時・フィート２・
°Ｆの熱伝導率を有する第１項に記載の組成物。 ３、第２充填剤は、少なくとも５０のアスペクト比およ
び少なくとも５０Ｂｔｕ・フィート／時・フィート２・
°Ｆの熱伝導率を有する第１項または第２項に記載の組
成物。 ４、高結晶性黒鉛を少なくとも６体積％含有する第１〜
３項のいずれかに記載の組成物。 ５、第１充填剤はカーボンブラック、第２充填剤は黒鉛
である第１〜４項のいずれかに記載の組成物。 ６、第２充填剤を含まない以外は同しである組成物の熱
伝導率の少なくとも２．５倍の熱伝導率を少なくとも１
つの方向において有する第１〜５項のいずれかに記載の
組成物。 ７、（１）ＰＴＣ挙動を示す電導性ポリマーから戊るＰ
ＴＣ要素、および （２）電源へ接続で外、電源へ接続されている場合に電
導性ポリマー要素へ電流を流す少なくとも２つの電極 を含んで成る自己制御ヒーターであり、電導性ポリマー
要素は第１〜６項のいずれかに記載の組成物である自己
制御ヒーター。 ８、ＰＴＣ要素は電極を埋設している長いストリップ形
状であり、電極間距離はストリ、２プ厚の少なくとも７
倍である第７項に記載のヒーター。 ９、電極間距離はストリップ厚の少なくとも１０倍であ
る第８項に記載のヒーター。 １０、（１）長いストリップ形状であり電導性ポリマー
から成るＰ Ｔ Ｃ要素であって、電導性ポリマーはＰ
Ｔｅ挙動を示し、 （ａ）第１ポリマー成分、および （１〕）第１ポリマー成分中に分散している（ｉ）電導
性の第１充填剤および （ｉｉ）熱伝導性の第２充填剤 を含有するＰＴＣ要素、および （２）電極間距離がＰＴＣ要素の厚さの少なくとも７倍
であり、ＰＴＣ要素によって包囲されている２つの長い
平行な電極 を含んで成る自己制御ストリップヒーター０
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US48663383A | 1983-04-20 | 1983-04-20 | |
| US486633 | 1995-06-07 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59206441A true JPS59206441A (ja) | 1984-11-22 |
Family
ID=23932647
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8100284A Pending JPS59206441A (ja) | 1983-04-20 | 1984-04-20 | 電導性ポリマ−およびその用途 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0123540A3 (ja) |
| JP (1) | JPS59206441A (ja) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2574803B1 (fr) * | 1984-12-18 | 1987-01-30 | Occidental Chem Co | Materiau thermoplastique conducteur de l'electricite et procede de fabrication d'un tel materiau |
| GB2173200B (en) * | 1985-03-30 | 1989-10-11 | Charles Romaniec | Conductive materials |
| ATE57276T1 (de) * | 1985-04-02 | 1990-10-15 | Raychem Corp | Leitfaehige polymerzusammensetzungen. |
| EP0304476B1 (en) * | 1987-02-24 | 1991-10-16 | Raychem Corporation | Method of joining articles |
| FR2614130B1 (fr) * | 1987-04-15 | 1992-01-17 | Lorraine Carbone | Materiau ayant une resistivite a coefficient de temperature positif |
| US5286952A (en) * | 1987-06-11 | 1994-02-15 | Raychem Corporation | Methods and devices which make use of conductive polymers to join articles |
| US4938820A (en) * | 1987-06-11 | 1990-07-03 | Raychem Corporation | Joining of sheets |
| WO1990003651A1 (en) * | 1988-09-20 | 1990-04-05 | Raychem Corporation | Conductive polymer composition |
| US4980541A (en) * | 1988-09-20 | 1990-12-25 | Raychem Corporation | Conductive polymer composition |
| JP3239671B2 (ja) * | 1995-03-08 | 2001-12-17 | 松下電器産業株式会社 | フィルム状ヒーター、保温座席、蒸着ボートおよび加熱炉 |
| DE19509153A1 (de) * | 1995-03-14 | 1996-09-19 | Bayerische Motoren Werke Ag | Formkörper mit Heizeinrichtung, insbesondere Außenrückblickspiegel eines Kraftfahrzeugs |
| US6197220B1 (en) * | 2000-06-06 | 2001-03-06 | Therm-O-Disc Corporation | Conductive polymer compositions containing fibrillated fibers and devices |
| US6909721B2 (en) | 2002-10-31 | 2005-06-21 | Nokia Corporation | Device detection and service discovery system and method for a mobile ad hoc communications network |
| US7545941B2 (en) | 2003-09-16 | 2009-06-09 | Nokia Corporation | Method of initializing and using a security association for middleware based on physical proximity |
| US7313120B2 (en) | 2003-09-16 | 2007-12-25 | Nokia Corporation | Application control in peer-to-peer ad-hoc communication networks |
| US7697894B2 (en) | 2005-03-01 | 2010-04-13 | Nokia Corporation | Method and system for tactile confirmation of service bookmarks |
| US7359674B2 (en) | 2005-05-10 | 2008-04-15 | Nokia Corporation | Content distribution & communication system for enhancing service distribution in short range radio environment |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1444722A (en) * | 1972-08-25 | 1976-08-04 | Harris Barbara Joan | Electrical heating elements |
| US4145227A (en) * | 1975-09-02 | 1979-03-20 | Allied Chemical Corporation | Fibrous dispersion aid for thermoplastics |
| US4279783A (en) * | 1979-04-04 | 1981-07-21 | Dow Corning Corporation | Electrically conductive silicone elastomers |
| JPS5716041A (en) * | 1980-05-23 | 1982-01-27 | Kureha Chem Ind Co Ltd | Electrically conductive molding resin composite material |
| US4610808A (en) * | 1982-07-19 | 1986-09-09 | Mitech Corporation | Conductive resinous composites |
-
1984
- 1984-04-19 EP EP84302717A patent/EP0123540A3/en not_active Withdrawn
- 1984-04-20 JP JP8100284A patent/JPS59206441A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0123540A3 (en) | 1985-01-02 |
| EP0123540A2 (en) | 1984-10-31 |
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