JPS61285686A - 自己温度制御性ヒ−タ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、自己温度制御型のヒータ、更に詳しくは正の
抵抗一温度係数（ＰＴＣ）特性を有する自己温度制御性
ヒータの構造に関するものである。

［従来の技術］ 結晶性プラスチックスに金属粉末、カーボンブラック、
グラファイト等の導電性付与剤を１種または２種以上分
散させてなるＰＴＣ（正の抵抗一温度係数）特性を有す
る抵抗体を、一対の電極間に設けてなる自己温度制御性
ヒータは周知であり、省エネルギー型ヒータとして応用
分野か広がりつつある。

［発明が解決しようとする問題点］ ところが、この種従来のヒータは発熱部分がプラスチッ
クで構成されていることに基づいて、発熱量に一定の限
界があり、一般のクロム線等の金属製ヒータに比較して
発熱量が少ないという欠点を有しており、また、供給す
る電圧を高くすると発熱体の寿命が著しく低下する傾向
があるという不具合を有している。

本発明は、上述の点に着目してなされたしのであって、
発熱量が大きく、しかも供給電圧を高くしても出力が長
期にわたって安定して得られる長尺の自己温度制御性ヒ
ータを提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段および作用］本発明の自
己温度制御性ヒータは、両電極間に、結晶性プラスチッ
クスに導電性付与剤を分散させた、正温度係数の抵抗体
を配設し、上記両電極を電気導電体と発熱性を存す・る
高抵抗導体とを接合してなる金属材で構成したことを特
徴とする。

本発明において、ＰＴＣ特性を有する抵抗体は結晶性プ
ラスチックスに導電性付与剤を分散した組成物から構成
されるが、結晶性プラスチックスとしては、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリぷり化ビニリデン、塩素化ポ
リエチレン、ポリアミドおよびこれらの共重合体が含ま
れる。しかし、これらに限定されるものではないことは
勿論である。また、導電性材料としては、カーボンブラ
ック、グラファイト、有機ポリマでグラフトしたカーボ
ンブラック、金属粉等が挙げられる。

この他に必要に応じて安定剤、架橋助剤、難燃剤、加工
助剤等を含有させてもよい。

そして本発明で使用される電極は、電気導電体と発熱性
を有する高抵抗導体とを接合した金属材より構成される
か、電気導電体としては一般に銅および銅合金か用いら
れる。また、高抵抗導体を形成する材料としてはニクロ
ム、ニッケルークロム合金、鉄−クロム合金、カンタル
（商品名、鉄−アルミニウム−クロム合金）等があげら
れ、また白金のような導電性金属を薄膜にして使用する
こともできる。そして、この高抵抗導体の形状は放熱性
の良いフィルム状が好ましい。

更に、電極間に抵抗体を設けたヒータ、の外周は必要に
応じて絶縁体で被覆される。この絶縁体としては、ポリ
エチレン、シリコンゴム、ポリイミド、エチレン−プロ
ピレンゴム等か使用され、これらにアルミナ、チッ化硼
素、シリカ等の高熱伝導性粉末を添加したものであって
もよい。

［実　施　例］ 第１図は、本発明の一実施例を示す自己温度制御性ヒー
タの断面図である。同図に示すように、このヒータは後
述するように作成された発熱用抵抗体１の上下面に、そ
れぞれ次に述べるようにして形成された電気導電体の電
極２，３を接合した高抵抗導体電極４．５か配設され、
その外周に絶縁体６，７を被覆して長尺のヒータに構成
されている。

なお、電気導電体電極２．３に給電線を結合させて長手
方向の電圧降下を防（働きをさせた。また。その電極２
，３の配設位置を図のように互いに反対側の対称位置と
することにより、発熱用抵抗体１への印加電圧を均一に
てき、発熱量を均一化にするとかできる。

上記電気導電体電極２，３は、０．２６φ、１９本同心
撚りの長さ５ｍの銀メツキ銅線からなり、これに接合さ
れた高抵抗導体電極４，５は、厚さ２ｏｕｍ、幅１ｃｍ
、長さ５ｍのＮｉ−Ｃｒ、８０％〜２０％合金の薄膜か
らなるもので、接合された電極３，４と２，５間に次の
ようにして作成した発熱用抵抗体１　（厚さ５ｍｍ、幅
１ａｍ、長さ５ｍ）を挟み付け、１７０°Ｃの温度で２
０分間、加熱加圧して化学架橋させた後、厚さ１．２ｍ
ｍの低密度ポリエチレン（密度０．９２０．　　メルト
インデックス３）からなる絶縁体６，７を押出機で被覆
する。

上記発熱用抵抗体１は、次のようにして作成される。

（１）中密度ポリエチレン　　　　１００重量部（密度
、　　０．９３５．　メルトインデックス；５）（２）
カーボンブラック　　　　　　１２重量部（アクゾ社製
　ケッチェンブラックＥＣ）（３）４．４′−チオビス
（６−ターンヤリブチル−３−メチルフェノール）０．
３重量部（４）ジクミルパーオキサイド　　　　３．０
重量部の配合割合でもってバンバリーミキサて均一にな
るまで混練した後、押出機で厚さ５　ｍｍ　Ｈ幅Ｉ　ｃ
ｍに押出成形してシート化した。

そして、このようにして製作したヒータと、次の製作工
程によって作成された、従来の構成によるヒータとを比
較評価した。

まず、上記従来の構成によるヒータは、次のようにして
製作した。即ち、第２図に示すように、電極２２．２３
間に発熱用抵抗体２１を押出被覆し、その外周に絶縁体
２４を押出被覆して作成した。

上記両電極２２．２３は、外径が０．２６φの銀メツキ
銅線を１９本同心撚合わせたものを用い、その間隔を１
０ｍｍにして配置し、同両電極２２゜２３間に、次の組
成の発熱用抵抗体１を厚さ５ｍｍに押出成型した後、厚
さ　１．２ｍｍの低密度ポリエチレン（密度、　　０．
９２０．　　メルトインデックス；３）からなる絶縁体
２４を押出被覆する。次で、４０Ｍ　ｒａｄの電子線を
照射して架橋した。

上記発熱用抵抗体２１の組成は、 （１）中密度ポリエチレン　　　　１００重量部（密度
、　　０．９３５．　メルトインデックス：５）（２）
カーボンブラック　　　　　　　１２重量部（アクゾ社
製　ケッチェンブラックＥＣ）（３）トリメチロル・プ
ロパントリメタクリレート２重量部 （４）４．４′−チオビス（６−ターシャリブチル−３
−メチルフェノール）０．２重量部の配合割合でこれら
をバンバリーミキサて均一になるまで混練した後、ペレ
ット化した。

このようにして製作した比較例のヒータ（第２図参照）
と本発明の上記実施例のヒータ（第１図参照）との各特
性についての評価結果は、次の表に示す通りである。

上記特性の評価は、次のようにして行なった。

即ち、 （Ａ）出力の測定は、２３℃に温度調整した恒温室中に
長さ５ｍの試料であるヒータを入れ、同試料を一定に保
温したのち、第３図のように結線した測定装置において
、交流電圧を課電したときの電流値を測定して次式によ
り求めた。

出力＝電圧×電流 なお、第３図において符号３０は試料であるヒータ、３
１は電流計、３２は電圧計、３３は交流電源をそれぞれ
示している。

（Ｂ）課電劣化後の抵抗変化率は、課電電圧を実用電圧
（１００Ｖ）の５倍の５００Ｖで、常温雰囲気中で１０
００時間連続印加した後、電極間の抵抗値を測定し、そ
の値の初期値に対する変化率を次式により求めたもので
ある。

抵抗変化率（％） −［Ｒ（１０００）　／Ｒ（０）　ｘ　１００］ここで
、Ｒ（０）　　、初期の抵抗値 Ｒ（１０００）　；　１０００時間連続課電後の抵抗値
このように上記表から明らかなように、本発明の実施例
のヒータは出力において、比較例のヒータより４倍以上
大きく、また促進課電劣化後の特性においても非常に安
定していることが照明された。

［発明の効果コ 以上述べたように、本発明によれば出力が大きく、長期
課電劣化安定性に優れ、この種従来のヒータの欠点を兄
事に解消した、しかも長尺化か容易に行なえて、長手方
向の発熱量が均一な自己温度制御性ヒータを得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す自己温度制御性ヒー
タの拡大横断面図、 第２図は、従来の自己温度制御性ヒータの構成を示す拡
大横断面図、 第３図は、出力測定装置の結線図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電気導電体と発熱性を有する高抵抗導体とを接合した金
   属材で構成された一対の電極間に、結晶性プラスチック
   スに導電性付与剤を分散した正温度係数の抵抗体を設け
   てなることを特徴とする自己温度制御性ヒータ。