JPS6122590A - 高分子複合発熱体 - Google Patents
高分子複合発熱体Info
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- JPS6122590A JPS6122590A JP59143688A JP14368884A JPS6122590A JP S6122590 A JPS6122590 A JP S6122590A JP 59143688 A JP59143688 A JP 59143688A JP 14368884 A JP14368884 A JP 14368884A JP S6122590 A JPS6122590 A JP S6122590A
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- heating
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- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
- B32B27/18—Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives
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- 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
- H01C7/027—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 consisting of conducting or semi-conducting material dispersed in a non-conductive organic material
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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】
技術分野
本発明は、高分子複合発熱体に関する。さらに詳しくは
導電性カーボンを３〜３０重量係重量台（またフッ素樹
脂を抵抗体とする高分子複合発熱体に関する。
導電性カーボンを３〜３０重量係重量台（またフッ素樹
脂を抵抗体とする高分子複合発熱体に関する。
背景技術
従来より耐熱性高分子に導電性力・−ボンを配合するこ
とにより、抵抗発電体として使用できることが知られて
いる。この抵抗発熱体は高分子がマトリクス物質として
使われているため、加工性が良く、面状発熱体やパイプ
状発熱体といったものに加工され、種々な用途開発がな
されている。たとえばポリテトラフルオロエチレン（Ｐ
ＴＦＥと略す）に導電性カーボンを分散させた抵抗発熱
体は、電気カーペットなどに利用されており、そのＰＴ
ＦＥの耐熱性などのすぐれた特性によって極めて安定性
、信頼性の高い電気カーペットが実現されており、故障
などを皆無にしている。
とにより、抵抗発電体として使用できることが知られて
いる。この抵抗発熱体は高分子がマトリクス物質として
使われているため、加工性が良く、面状発熱体やパイプ
状発熱体といったものに加工され、種々な用途開発がな
されている。たとえばポリテトラフルオロエチレン（Ｐ
ＴＦＥと略す）に導電性カーボンを分散させた抵抗発熱
体は、電気カーペットなどに利用されており、そのＰＴ
ＦＥの耐熱性などのすぐれた特性によって極めて安定性
、信頼性の高い電気カーペットが実現されており、故障
などを皆無にしている。
しかしながら、従来より使われている発熱体の体積固有
抵抗の温度変化は、室温から約２００度の間においては
、非常に少ない。したがってこのような発熱体を電気カ
ーペットなどのヒータとして使用するとき、ヒータとし
ての出力密度を大きくとればヒータのスイッチを入れれ
ばすぐに加熱するが、設定温度に達したときのハンチン
グ（スイッチの制御のときの温度の振れ幅）が大きくな
り、電気カーペットとして使用する際に好ましくない。
抵抗の温度変化は、室温から約２００度の間においては
、非常に少ない。したがってこのような発熱体を電気カ
ーペットなどのヒータとして使用するとき、ヒータとし
ての出力密度を大きくとればヒータのスイッチを入れれ
ばすぐに加熱するが、設定温度に達したときのハンチン
グ（スイッチの制御のときの温度の振れ幅）が大きくな
り、電気カーペットとして使用する際に好ましくない。
またヒータの出力密度を小さくとれば、ハンチングは小
さくなるがスイッチを入れてから暖かくなるまで時間が
長くかかつてしまうことになる。
さくなるがスイッチを入れてから暖かくなるまで時間が
長くかかつてしまうことになる。
電気カーペットの発熱機構として最も好ましいのは速暖
タイプのものである。すなわち、初期通電時には電流が
多く流れて速暖性を示し、定常時になったときには流れ
る電流が少なく、出力密度が小さくなってハンチングが
小さく、かつ消費電力が小さいものである。
タイプのものである。すなわち、初期通電時には電流が
多く流れて速暖性を示し、定常時になったときには流れ
る電流が少なく、出力密度が小さくなってハンチングが
小さく、かつ消費電力が小さいものである。
近年のエンクトロニクスの技術では、電気回路的に前述
の速暖性になるように制御することは簡単に実現できる
が、そのようにすればコストアップにつながり、また制
御空間が増大することとなり、好ましくない。したがっ
て最も好ましいのは、発熱体そのものの抵抗の温度特性
が変化し、抵抗体自体が速暖性を示すものである。
の速暖性になるように制御することは簡単に実現できる
が、そのようにすればコストアップにつながり、また制
御空間が増大することとなり、好ましくない。したがっ
て最も好ましいのは、発熱体そのものの抵抗の温度特性
が変化し、抵抗体自体が速暖性を示すものである。
本発明者は上記の現状に鑑み、鋭意研究の結果フッ化ビ
ニリデン（ＶＤＦ’と略す）を３０〜８５モルチ含ムフ
ツ化ビニリデンートリフルオロエチモノマーを添加した
三元重合体に導電性カーボンを３〜３５重量％配合した
高分子複合発熱体が、温度が高くなるに従い抵抗が高く
なるという、抵抗の正特性を用い、発熱体として速暖性
を有することを見出し、本発明を完成するに至った。
ニリデン（ＶＤＦ’と略す）を３０〜８５モルチ含ムフ
ツ化ビニリデンートリフルオロエチモノマーを添加した
三元重合体に導電性カーボンを３〜３５重量％配合した
高分子複合発熱体が、温度が高くなるに従い抵抗が高く
なるという、抵抗の正特性を用い、発熱体として速暖性
を有することを見出し、本発明を完成するに至った。
発明の構成および作用
本発明において導電性カーボンのマトリクスとして用い
られるＶＤＦ−ＴｒＦＥ共重合体は、第３成分モノマー
として共重合が可能な０．５〜１５モル係のビニルフル
オライド、テトラフルオロエチレン、クロロトリフルオ
ロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン（ＨＦ’Ｐと略
す）といったモノマーを含んだ三元共重合体をも含む。
られるＶＤＦ−ＴｒＦＥ共重合体は、第３成分モノマー
として共重合が可能な０．５〜１５モル係のビニルフル
オライド、テトラフルオロエチレン、クロロトリフルオ
ロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン（ＨＦ’Ｐと略
す）といったモノマーを含んだ三元共重合体をも含む。
導電性カーボンとしては主としてオイルファーネス系或
はアセチレン系のものが好ましく、またこれら有機導電
性カーボンとグラファイトや炭素繊維を混合したものを
用いてもよい。ここで導電性カーボンの配合割合として
は、フッ素樹脂に対し３〜３５重量％（以下重量係）、
好ましくは５〜２０係であって、３ヂ以下では発熱体の
導電性が悪くなり、３５係以上では発熱体の成形性が悪
くなる傾向を示す。Ｖ Ｄ Ｆ −Ｔ ｒ Ｆ Ｅ共重
合体と、導電性カーボンとの高分子複合発熱体は、ヒー
タ材料としてそのまま用いてもよいし、或は強度向上の
ためにポリエステル、ポリフロビンなどの汎用フィルム
にラミネートして用いてもよい。この場合汎用フィルム
とヒータ材との接着性の向上のために、汎用フィルムの
種類によっては接着性向上のための汎用フィルムのコロ
ナ放電やプラズマ処理が望ましい。
はアセチレン系のものが好ましく、またこれら有機導電
性カーボンとグラファイトや炭素繊維を混合したものを
用いてもよい。ここで導電性カーボンの配合割合として
は、フッ素樹脂に対し３〜３５重量％（以下重量係）、
好ましくは５〜２０係であって、３ヂ以下では発熱体の
導電性が悪くなり、３５係以上では発熱体の成形性が悪
くなる傾向を示す。Ｖ Ｄ Ｆ −Ｔ ｒ Ｆ Ｅ共重
合体と、導電性カーボンとの高分子複合発熱体は、ヒー
タ材料としてそのまま用いてもよいし、或は強度向上の
ためにポリエステル、ポリフロビンなどの汎用フィルム
にラミネートして用いてもよい。この場合汎用フィルム
とヒータ材との接着性の向上のために、汎用フィルムの
種類によっては接着性向上のための汎用フィルムのコロ
ナ放電やプラズマ処理が望ましい。
発熱体の形状を一定にしておくことにより発熱体の単位
面積当りの出力の密度ｑは、発熱体の体積固有抵抗Ｐｖ
より推定され、体積固有抵抗Ｐｖから発熱体の材料評価
が可能である。すなわち発熱体の固体固有抵抗Ｐｖから
、第１式に示されるように発熱体の抵抗値Ｒが求まる。
面積当りの出力の密度ｑは、発熱体の体積固有抵抗Ｐｖ
より推定され、体積固有抵抗Ｐｖから発熱体の材料評価
が可能である。すなわち発熱体の固体固有抵抗Ｐｖから
、第１式に示されるように発熱体の抵抗値Ｒが求まる。
ここででは電極間距離（ｍｌであり、Ｗは幅（ｃｍ、）
、ｄは厚さくｃ７ｒＬ）である。
、ｄは厚さくｃ７ｒＬ）である。
電圧Ｅを印加することにより発熱体の出力Ｐ（Ｗ）が第
２式で求まる。
２式で求まる。
第２式より単位面積当りの出力の密度ｑ（ｗ／ｃｙａ２
）は第３式で表される。
）は第３式で表される。
以下、実施例を用いて本発明を具体的に示す。
実施例１〜６
Ｖ Ｄ Ｆ −Ｔ ｒ Ｆ Ｅ共重合体にオイルファネ
スカーボンブラック（コロンビヤカーボン株式会社製。
スカーボンブラック（コロンビヤカーボン株式会社製。
≠９５０）を１００重量部配合した高分子複合発熱体の
３０°Ｃにおける体積固有抵抗Ｐｖと、１０００Ｃと３
０°Ｃとにおける体積固有抵抗Ｐｖの比の値Ｋを求めた
。なお試料は１０重量部のＶＤＦ−ＴｒＦＥ共重合体と
、１．１重量部の導電性カーボンを１００重量部のメチ
ルエチルケトン（ＭＥＫ）に溶かし、さらに１００重量
部の３〜５ ｍｒｒＬ９６のガラスピーズを入れて撹拌
器にて９０分間撹拌し、その後ガラス板の上にキャスト
して測定用の試料とした。その結果を第１表に示す。
３０°Ｃにおける体積固有抵抗Ｐｖと、１０００Ｃと３
０°Ｃとにおける体積固有抵抗Ｐｖの比の値Ｋを求めた
。なお試料は１０重量部のＶＤＦ−ＴｒＦＥ共重合体と
、１．１重量部の導電性カーボンを１００重量部のメチ
ルエチルケトン（ＭＥＫ）に溶かし、さらに１００重量
部の３〜５ ｍｒｒＬ９６のガラスピーズを入れて撹拌
器にて９０分間撹拌し、その後ガラス板の上にキャスト
して測定用の試料とした。その結果を第１表に示す。
第 １ 表
比較例１〜３
トリフルオロエチレンの単独重合体（Ｐ Ｔ ｒ ＦＥ
と略す）を比較例１と［２て、ＶＤＦを１３モルチを含
むＶ Ｄ Ｆ −Ｔ ｒ Ｆ Ｅ共重合体を比較例２と
して、およびＶＤＦの単独重合体（ＰＶＤＦ ）を比較
例３として、それぞれの体積固有抵抗Ｐｖと、１００°
Ｃと３０°Ｃとにおける体積固有抵抗Ｐ ｖの比の値Ｋ
を第２表に示す。
と略す）を比較例１と［２て、ＶＤＦを１３モルチを含
むＶ Ｄ Ｆ −Ｔ ｒ Ｆ Ｅ共重合体を比較例２と
して、およびＶＤＦの単独重合体（ＰＶＤＦ ）を比較
例３として、それぞれの体積固有抵抗Ｐｖと、１００°
Ｃと３０°Ｃとにおける体積固有抵抗Ｐ ｖの比の値Ｋ
を第２表に示す。
第 ２ 表
第′１表および第２表に示した結果より、ＶＤＦを３０
〜８５モ＃％含むＶＤＦ ＴｒＦＥ共重合体において
は、体積固有抵抗値Ｐｖが昇温とともに大きくなり、す
なわち抵抗の正特性を示し、かつ室温３０°Ｃと１．０
００Ｃとの間での変化率の大きいことが理解される。
〜８５モ＃％含むＶＤＦ ＴｒＦＥ共重合体において
は、体積固有抵抗値Ｐｖが昇温とともに大きくなり、す
なわち抵抗の正特性を示し、かつ室温３０°Ｃと１．０
００Ｃとの間での変化率の大きいことが理解される。
実施例７〜９
ＶＤＦ−ＴｒＦＥ共重合体の共重合比を１＝１に保って
第３成分モノマーとしてヘキサフルオロプロピＶン（Ｒ
ＦＰと略す）を加えた三元共重合体をマ） ＩＪクスと
したときの高分子複合発熱体の特性を示す。試料の作成
およびＰｖの測定は第１表に示した実施例のときと同じ
である。
第３成分モノマーとしてヘキサフルオロプロピＶン（Ｒ
ＦＰと略す）を加えた三元共重合体をマ） ＩＪクスと
したときの高分子複合発熱体の特性を示す。試料の作成
およびＰｖの測定は第１表に示した実施例のときと同じ
である。
第 ３ 表
第３表に示した結果より、実施例７〜９における三元共
重合体では、抵抗の正特性を示し、室温（３０°Ｃ）と
１００°Ｃの間での変化率の大きいことが理解される。
重合体では、抵抗の正特性を示し、室温（３０°Ｃ）と
１００°Ｃの間での変化率の大きいことが理解される。
ここで実施例７の発熱体を用いて、抵抗発熱による発熱
体の昇温特性を図面のラインＡに示す。
体の昇温特性を図面のラインＡに示す。
なお比較例としてポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦ
Ｅ）を７トリクスとし、これに同様の導電性カー・ボン
を３０重量係均−に含浸させた面状発熱体を同時に同一
条件で測定し、図面のラインＢで示す。測定は厚さ５Ｗ
ｒＬでｚｏｘ２ｏ（ｃｍ）の面積のＰＴＦＥのシート体
の上に厚さ５μ島で１．０×１０（ｃｒＩＬ）のポリエ
ステルフィルムを両面ラミネートした発熱体に、クロメ
ル−アルメル系の熱伝対を温度測定用として装着し、さ
らにその上に保温用として厚さ５００μｍのＰＴＦＥ製
の厚紙を１０枚重ね、測定を行った。
Ｅ）を７トリクスとし、これに同様の導電性カー・ボン
を３０重量係均−に含浸させた面状発熱体を同時に同一
条件で測定し、図面のラインＢで示す。測定は厚さ５Ｗ
ｒＬでｚｏｘ２ｏ（ｃｍ）の面積のＰＴＦＥのシート体
の上に厚さ５μ島で１．０×１０（ｃｒＩＬ）のポリエ
ステルフィルムを両面ラミネートした発熱体に、クロメ
ル−アルメル系の熱伝対を温度測定用として装着し、さ
らにその上に保温用として厚さ５００μｍのＰＴＦＥ製
の厚紙を１０枚重ね、測定を行った。
図から明らかなように、抵抗の正特性を有するＶＤＦ−
ＴｒＦＥ、共重合体系の発熱体は、抵抗の正特性を示さ
ないＰＴＦＥ重合体の発熱体と比較して速暖性のあるこ
とが理解される。
ＴｒＦＥ、共重合体系の発熱体は、抵抗の正特性を示さ
ないＰＴＦＥ重合体の発熱体と比較して速暖性のあるこ
とが理解される。
実施例１０ 、１． ］
ＶＤＦ−ＴｒＦＥ共重体の共重合比を１：］にして、第
第３成モノマーとしてＨＦＰを５モル係添加したもの、
およびパーフルオロビニールエーテル（ＥＶＥと略す）
を１モル係添加したものを用いて実験を行なった。これ
らの三元共重合体フィルムをポリエステルフィルムで両
面ラミネートした試料の特性を第４表に示す。試料の作
成および体積固有抵抗Ｐｖの測定は実施例】の場合と同
じである。
第３成モノマーとしてＨＦＰを５モル係添加したもの、
およびパーフルオロビニールエーテル（ＥＶＥと略す）
を１モル係添加したものを用いて実験を行なった。これ
らの三元共重合体フィルムをポリエステルフィルムで両
面ラミネートした試料の特性を第４表に示す。試料の作
成および体積固有抵抗Ｐｖの測定は実施例】の場合と同
じである。
第 ４ 表
実施例１０から明らかなように、ポリエステルフィルム
でラミネートしても特性の低下はほとんどないのが理解
される。
でラミネートしても特性の低下はほとんどないのが理解
される。
実施例１２〜１６
ＶＤＦを５２モルチ含むＶＤＦ−ＴｒＦＥ共重合体に、
導電性カーボンの量を違えて混合したものの結果を第５
表に示す。
導電性カーボンの量を違えて混合したものの結果を第５
表に示す。
第 ５ 表
図面は、抵抗発熱による発熱体の昇温特性を示すグラフ
である０
である０
Claims (3)
- （１）フッ化ビニリデンを３０〜８５モル％含むフッ化
ビニリデン−トリフルオロエチレン共重合体に導電性カ
ーボンを３〜３５重量％混合して成ることを特徴とする
高分子複合発熱体。 - （２）フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン共重合
体は、共重合可能な第３成分モノマーを含んだ三元重合
体であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
高分子複合発熱体。 - （３）前記第３成分モノマーは、ヘキサフルオロプロピ
レンであることを特徴とする特許請求範囲第１項または
第２項記載の高分子複合発熱体。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59143688A JPS6122590A (ja) | 1984-07-10 | 1984-07-10 | 高分子複合発熱体 |
| DE19853524631 DE3524631A1 (de) | 1984-07-10 | 1985-07-10 | Polymeres verbundheizelement |
| US06/753,564 US4636331A (en) | 1984-07-10 | 1985-07-10 | Polymeric composite heating element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59143688A JPS6122590A (ja) | 1984-07-10 | 1984-07-10 | 高分子複合発熱体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6122590A true JPS6122590A (ja) | 1986-01-31 |
Family
ID=15344639
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59143688A Pending JPS6122590A (ja) | 1984-07-10 | 1984-07-10 | 高分子複合発熱体 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4636331A (ja) |
| JP (1) | JPS6122590A (ja) |
| DE (1) | DE3524631A1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| CN111315817A (zh) * | 2017-08-09 | 2020-06-19 | 阿克马法国公司 | 一种电活性含氟聚合物组合物、配制品、膜、电子装置及场效应有机晶体管 |
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| EP1627554A2 (de) | 2003-05-16 | 2006-02-22 | BrainCOM AG | Heizeinrichtung und verfahren zu deren herstellung sowie heizbarer gegenstand und verfahren zu dessen herstellung |
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