JPS6127872B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は自己温度制御性ヒータに関するもので
ある。 ニクロム線や無機絶縁電線などのヒータは電圧
が一定である限り一定の出力を保持しており、エ
ネルギーを大量に消費する欠点があつた。そのた
め出力が温度によつて変化する自己温度制御性ヒ
ータの要求がますます増大している。これは温度
が上昇するとともに抵抗値が増大する現象、すな
わちPTC特性（正温度係数特性）を利用したも
のである。 プラスチツクベースのPTCはセラミツクPTC
より安価であるため、実用化されてきている。 しかし、加工における安定性や課電を繰り返し
た場合の安定性を保持させることは容易ではな
い。 例えば導電性カーボンブラツクは加工時の剪断
によつてストラクチヤが破壊するため、加工条件
によつて抵抗値が著しく変化しやすい。 一方グラフアイトはストラクチヤ構造を与えな
いので、加工による影響は少ない。しかし、グラ
フアイトを使用した場合の１つの欠点は押出外観
が荒れることであり、通常の滑剤等を用いても容
易に改善できない。 したがつて、外観を著しく改善することができ
れば、加工安定性にすぐれたPTC材料を得るこ
とが可能となり、工業上の寄与は極めて大きいも
のと考える。 本発明の目的は、前記した従来技術の欠点を解
消し、押出外観にすぐれたPTC組成物を用いた
自己温度制御性ヒータを提供することにある。 本発明の要旨は、自己温度制御性ヒータの導電
付与材としてグラフアイトを用い、これに更にチ
タネート化合物を添加したことを特徴とするもの
である。 結晶性プラスチツクとは結晶を有するプラスチ
ツクであり、ポリエチレン、エチレン―酢酸ビニ
ル共重合体、エチレン−プロピレン共重合体、ポ
リプロピレン、ポリブテン−１、ポリメチルペン
テン、ポリフツ化ビニリデン、エチレン−４フツ
化エチレン共重合体、塩素化ポリエチレン、ポリ
エチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタ
レート、ポリアミド等があげられるが、これらに
限定するものではない。 これらの結晶性プラスチツクを単独で用いても
よいし、あるいは組合せて用いてもよい。 また、可撓性を付与する目的のため、エチレン
プロピレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレ
ン、非結晶性塩素化ポリエチレンなどのゴムを併
用してもかまわない。 これらの結晶性プラスチツクは電離性放射線や
有機過酸化物等により、交叉結合を形成させて使
用してもよい。 グラフアイトは天然あるいは人造のいずれも差
支えなく、適当な方法によつて粉砕した粉末状の
ものを用いることが好ましい。また、グラフアイ
トは単独で用いてもよいし、カーボンブラツク、
金属粉、無機充填剤等を組合せても一向に差支え
ない。 チタネート化合物とは次の構造を有するものを
いう。 （RO）_M−Ti（−Ｏ−Ｘ−Ｒ−Ｙ）_N ここで、Ｒはプロピル、イソプロピル、オクチ
ルなどのモノアルコキシ、あるいはオキシアセテ
ートキレートあるいはエチレンキレートなどであ
る。 Ｘはカルボキシル、スルフオニル、アルコレー
ト、ホスフエート、パイロホスフエート、ホスフ
アイトなどである。 Ｒはポリメチレン、例えばステアリル、ラウリ
ルなど、あるいは任意の炭化水素である。Ｙはア
ミン、メタクリル、アクリル、メルカプト、ヒド
ロキシル、水素等である。 ここで、Ｍ，Ｎは整数であり、１≦Ｍ≦４、Ｍ
＋Ｎ≦６である。 チタネート化合物はほとんどのものが有効であ
るが、炭素−炭素二重結合を有するものは反応性
に富んでおり、加工温度が高い場合には加工中に
反応がおこつて徐々に外観が荒れてくる現象がみ
られる。 このような現象は二重結合をもたないチタネー
ト化合物を用いることによつて防止できる。 チタネート化合物は単独もしくは２種類以上組
みあわせて使用してもよい。 その他、酸化防止剤、安定剤、スコーチ防止
剤、架橋助剤、滑剤、難燃剤等を添加しても一向
に差し支えない。 次に本発明の実施例を比較例と共に示す。 実施例 １ ポリエチレン（密度＝0.92、MI＝２）
100重量部 グラフアイトGP−63（日立粉末冶金製）
60重量部 イソプロピルトリイソステアリルチタネート
２重量部 ４−4′−チオビス（６−ターシヤリブチル−ｍ
−クレゾール） 0.2重量部 トリメチロールプロパントリメタクリレート
２重量部 添付図面に示すように、上記組成の発熱体用組
成物２を並行する２条の電極導体１，１′を覆つ
て、押出被覆した後、20Mradの電子線を照射し
架橋させて試料を製造した。 導体は18AWG同心撚であり、導体間距離は７
mmである。 実施例 ２ ポリフツ化ビニリデン 100重量部 グラフアイトGP−63（日立粉末冶金製）
30重量部 イソプロピルイソステアリルチタネート
１重量部 トリアリルトリメリテート ５重量部 実施例１と同様な方法で試料を製造した。 実施例 ３ 実施例１のポリエチレン100重量部の代りに、
ポリエチレン（密度＝0.92、MI＝２）80重量部
およびエチレン−プロピレンゴム（ムーニ粘度
ML₁＋_４＝40）20重量部の混合物をベースとして
用い、チタネート化合物はテトアオクチルビス
（ジトリデシルホスフアイト）チタネートを２重
量部用いた。 他は実施例１と同一である。 比較例 １〜３ 比較例１は実施例１からチタネート化合物を除
去したものである。 以下、比較例２は実施例２から、比較例３は実
施例３からそれぞれチタネート化合物を除去した
ものである。 他の条件はすべて実施例１〜３と同一である。 次に、上記した各例の特性を第１表に示す。

【表】 試験方法は次の通りである。 抵抗値：ホイートストンブリツジを用いて室
温における抵抗値を測定。 課電サイクル：導体間に交流200Vを60分間
印加する。次に10分間課電を休止する。 これを１サイクルとし、100サイクル繰り返
す。動作温度は熱電対によつて測定した（交流
200V印加時）。 なお、本発明のヒータは、図示実施例構造の周
囲に必要に応じ、シースを包被した構造としても
よい。 一般にチタネート化合物はグラフアイトに対し
て全く効果を示さないといわれている。 カーボンブラツクと異なり、グラフアイトは反
応性の官能基をもたないので、チタネート化合物
とグラフアイトが化学結合を形成しないためと考
えられる。 ところが、驚くことにはチタネート化合物がグ
ラフアイト添加プラスチツクあるいはゴムの外観
を著しく向上させることがわかつた。 この理由については不明であるが、チタネート
化合物がグラフアイトの表面を濡らすことによつ
て押出機のダイ付近における流動状態になんらか
の効果をおよぼしているものと考えられる。すな
わち、メルトフラクチヤを抑止するような作用を
有するものと推定される。

【図面の簡単な説明】

図は本発明自己温度制御性ヒータの一実施例を
示す断面図である。 １，１′：電極導体、２：発熱体用組成物。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 結晶性プラスチツク若しくはこの結晶性プラ
   スチツクとゴムとの混合物に、グラフアイトおよ
   びチタネートカツプリング剤を添加することによ
   り構成した正温度係数特性を有する組成物と、こ
   の組成物と一体化している電極とを備えているこ
   とを特徴とする自己温度制御性ヒータ。