JP2543135B2 - 自己温度制御発熱体組成物 - Google Patents
自己温度制御発熱体組成物Info
- Publication number
- JP2543135B2 JP2543135B2 JP63134997A JP13499788A JP2543135B2 JP 2543135 B2 JP2543135 B2 JP 2543135B2 JP 63134997 A JP63134997 A JP 63134997A JP 13499788 A JP13499788 A JP 13499788A JP 2543135 B2 JP2543135 B2 JP 2543135B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heating element
- crystalline resin
- self
- temperature control
- element composition
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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- Resistance Heating (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Thermistors And Varistors (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電気カーペット等の暖房器具に用いられる
自己温度制御発熱体組成物に関する。
自己温度制御発熱体組成物に関する。
従来の技術 従来のこの種の自己温度制御発熱体組成物は、低密度
ポリエチレン等の結晶性樹脂とカーボンブラック等の導
電性粒子とを混練・成型したのち放射線架橋をして形成
されていた。
ポリエチレン等の結晶性樹脂とカーボンブラック等の導
電性粒子とを混練・成型したのち放射線架橋をして形成
されていた。
結晶性樹脂と、導電性粒子とを混練しただけの発熱体
組成物では、電圧を連続的に、あるいは、繰り返し印加
すると抵抗値が徐々に増加し、ついには全く発熱しなく
なるという大きな課題を有していた。
組成物では、電圧を連続的に、あるいは、繰り返し印加
すると抵抗値が徐々に増加し、ついには全く発熱しなく
なるという大きな課題を有していた。
その原因としては、混練直後には、導電性粒子が結晶
性樹脂中に均一に分散されて、そのことにより生じた導
電性粒子と結晶性樹脂とから成る導通パスが、電圧の連
続・繰り返し印加によって誘起される導電性粒子の部分
的凝集（分散性の低下）により断たれるからと考えられ
た。
性樹脂中に均一に分散されて、そのことにより生じた導
電性粒子と結晶性樹脂とから成る導通パスが、電圧の連
続・繰り返し印加によって誘起される導電性粒子の部分
的凝集（分散性の低下）により断たれるからと考えられ
た。
こうしたカーボンブラックの凝集は、カーボンブラッ
クの分散媒である結晶性樹脂の低い耐熱性の起因してい
ると思われる。一般に自己温度制御発熱体の発熱飽和温
度は、結晶性樹脂の融点よりも約20〜30℃低く設定され
る。これは自己温度制御性（PTC特性）が結晶性樹脂の
融点における比容量の変化に起因しているからであり、
適当な温度設定と思われる。しかしながらこの発熱飽和
温度というものは、自己温度制御性発熱体組成物の全体
のマクロな温度であり、前記導通パスを形成する結晶性
樹脂部のミクロな温度は、それ以上、場合によって融点
近傍に達していると思われる。結晶性樹脂は、融点以上
では急激な物性（カーボンブラックの分散媒としては特
に粘性）の低下を起こす。よって、結晶性樹脂だけで
は、カーボンブラックを分散保持することは本質的に困
難であると思われる。
クの分散媒である結晶性樹脂の低い耐熱性の起因してい
ると思われる。一般に自己温度制御発熱体の発熱飽和温
度は、結晶性樹脂の融点よりも約20〜30℃低く設定され
る。これは自己温度制御性（PTC特性）が結晶性樹脂の
融点における比容量の変化に起因しているからであり、
適当な温度設定と思われる。しかしながらこの発熱飽和
温度というものは、自己温度制御性発熱体組成物の全体
のマクロな温度であり、前記導通パスを形成する結晶性
樹脂部のミクロな温度は、それ以上、場合によって融点
近傍に達していると思われる。結晶性樹脂は、融点以上
では急激な物性（カーボンブラックの分散媒としては特
に粘性）の低下を起こす。よって、結晶性樹脂だけで
は、カーボンブラックを分散保持することは本質的に困
難であると思われる。
このため、従来例に示したように、実用化されている
発熱体組成物は、結晶性樹脂と導電性粒子とを混練した
のち、放射線架橋をして形成されていた。放射線架橋の
効果としては、結晶性樹脂の分子鎖を２次元から３次元
構造体にして耐熱性を向上させて（融点近傍での急激な
特性、特に粘性低下を防止する。）、導電性粒子が凝集
するのを阻止することにあると考えられた。
発熱体組成物は、結晶性樹脂と導電性粒子とを混練した
のち、放射線架橋をして形成されていた。放射線架橋の
効果としては、結晶性樹脂の分子鎖を２次元から３次元
構造体にして耐熱性を向上させて（融点近傍での急激な
特性、特に粘性低下を防止する。）、導電性粒子が凝集
するのを阻止することにあると考えられた。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、従来の自己温度制御発熱体組成物は、
設備費の高い放射線架橋を行うためコストが高く、かつ
可撓性に欠けるという課題をを有していた。
設備費の高い放射線架橋を行うためコストが高く、かつ
可撓性に欠けるという課題をを有していた。
本発明は、上記課題を解消し、低コストで、かつ可撓
性に富む自己温度制御発熱体組成物を提供するものであ
る。
性に富む自己温度制御発熱体組成物を提供するものであ
る。
課題を解決する手段 上記課題を解決するため、本発明の自己温度制御発熱
体組成物は、結晶性樹脂と、少なくとも前記結晶性樹脂
よりも高耐熱性を有し、かつ、前記結晶性樹脂に対して
相溶性を有するエラストマーと、導電性粒子とを混練し
てなるものである。
体組成物は、結晶性樹脂と、少なくとも前記結晶性樹脂
よりも高耐熱性を有し、かつ、前記結晶性樹脂に対して
相溶性を有するエラストマーと、導電性粒子とを混練し
てなるものである。
作用 本発明による自己温度制御発熱体組成物は、結晶性樹
脂と、これと相溶するエラストマーとをブレンドするこ
とにより、３次元的な分子構造（分子ネットワーク）を
有するエラストマー中に結晶性樹脂が捕捉された、所
謂、相互貫入型樹脂組成物となっており、このエラスト
マーの分子ネットワークにより、結晶性樹脂が融点近
傍、又は、その温度以上で急激な粘性低下をおこすのを
防止して結晶性樹脂の耐熱性を見掛け上向上させること
ができる。よって、そこに添加された導電性粒子の凝集
を阻止する。またエラストマーを含有しているので可撓
性（ゴム弾性）を付与するという作用を有する。
脂と、これと相溶するエラストマーとをブレンドするこ
とにより、３次元的な分子構造（分子ネットワーク）を
有するエラストマー中に結晶性樹脂が捕捉された、所
謂、相互貫入型樹脂組成物となっており、このエラスト
マーの分子ネットワークにより、結晶性樹脂が融点近
傍、又は、その温度以上で急激な粘性低下をおこすのを
防止して結晶性樹脂の耐熱性を見掛け上向上させること
ができる。よって、そこに添加された導電性粒子の凝集
を阻止する。またエラストマーを含有しているので可撓
性（ゴム弾性）を付与するという作用を有する。
実施例 以下、本発明の自己温度制御発熱体組成物の一実施例
に付いて説明する。
に付いて説明する。
結晶性樹脂として、例えばスミカセンＥ−104（住友
化学（株）製、低密度ポリエチレン、融点110℃）と、
結晶性樹脂と相溶するエラストマーとして、たとえば、
クレイトンG1650（シェル化学（株）製、スチレン系熱
可塑製エラストマー）とを等重量秤取り170℃に設定し
た熱ロールで５回予備混練し、更にカーボンブラックの
ごとき導電性粒子を所定量加えて20回混練して自己温度
制御発熱体組成物を得た。なお、上記発熱体組成物の特
性評価は、これをシート状に熱ロールより取りだし、こ
のシート間に一対の銅線を電極として1mm間隔で配置
し、170℃で２時間加圧成型して得た測定用発熱体によ
り行った。
化学（株）製、低密度ポリエチレン、融点110℃）と、
結晶性樹脂と相溶するエラストマーとして、たとえば、
クレイトンG1650（シェル化学（株）製、スチレン系熱
可塑製エラストマー）とを等重量秤取り170℃に設定し
た熱ロールで５回予備混練し、更にカーボンブラックの
ごとき導電性粒子を所定量加えて20回混練して自己温度
制御発熱体組成物を得た。なお、上記発熱体組成物の特
性評価は、これをシート状に熱ロールより取りだし、こ
のシート間に一対の銅線を電極として1mm間隔で配置
し、170℃で２時間加圧成型して得た測定用発熱体によ
り行った。
上記構成において、発熱体組成物内では、エラストマ
ーの３次元的な分子ネットワーク内に、これと一部相溶
して結晶性樹脂が入り込む。このため、結晶性樹脂単独
では融点近傍、およびその温度以上では急激に軟化（融
解）するのに対して、前記相溶体組成物では高耐熱性の
エラストマーの分子鎖により、結晶性樹脂が保持される
ため、前記温度域においても商粘性を維持することがで
きる。よって、そこに添加された導電性粒子は前記相溶
体の分子鎖に捕捉された状態（均一分散系）になってい
ると考えられる。
ーの３次元的な分子ネットワーク内に、これと一部相溶
して結晶性樹脂が入り込む。このため、結晶性樹脂単独
では融点近傍、およびその温度以上では急激に軟化（融
解）するのに対して、前記相溶体組成物では高耐熱性の
エラストマーの分子鎖により、結晶性樹脂が保持される
ため、前記温度域においても商粘性を維持することがで
きる。よって、そこに添加された導電性粒子は前記相溶
体の分子鎖に捕捉された状態（均一分散系）になってい
ると考えられる。
このため、電極間の通電した際に生じようとする導電
性粒子の凝集を放射線架橋をした場合と同様に阻止でき
るとともに、エラストマー添加によりゴム弾性を付与す
る作用を有し、放射線架橋のごときコストアップにつな
がる大型設備を用いることなく汎用設備で安価に、か
つ、可撓性に富む自己温度制御発熱体組成物を提供でき
るという効果を有する。
性粒子の凝集を放射線架橋をした場合と同様に阻止でき
るとともに、エラストマー添加によりゴム弾性を付与す
る作用を有し、放射線架橋のごときコストアップにつな
がる大型設備を用いることなく汎用設備で安価に、か
つ、可撓性に富む自己温度制御発熱体組成物を提供でき
るという効果を有する。
また、上記実施例のように、エラストマーとして熱可
塑性エラストマーをもちいると煩雑な架橋工程が不要
で、かつ汎用樹脂成型機を用いることができるという利
点を有する。
塑性エラストマーをもちいると煩雑な架橋工程が不要
で、かつ汎用樹脂成型機を用いることができるという利
点を有する。
上記発熱体組成物は、100℃雰囲気中AC100V通電試験
において、現在、2000時間以上安定に発熱を継続してい
る。
において、現在、2000時間以上安定に発熱を継続してい
る。
なお、上記実施例においては、結晶性樹脂、エラスト
マーとして低密度ポリエチレン、スチレン系熱可塑性エ
ラストマーをもちいたが、これに限定するものでなく、
お互いに相溶する組合せ（溶解度パラメータの差が３以
内）であれば良い。例えば、低密度ポリエチレンと相溶
するエラストマーとしては、架橋EPR、塩素化ポリエチ
レンゴム等がある。
マーとして低密度ポリエチレン、スチレン系熱可塑性エ
ラストマーをもちいたが、これに限定するものでなく、
お互いに相溶する組合せ（溶解度パラメータの差が３以
内）であれば良い。例えば、低密度ポリエチレンと相溶
するエラストマーとしては、架橋EPR、塩素化ポリエチ
レンゴム等がある。
発明の効果 以上のように本発明の自己温度制御発熱体組成物によ
れば、放射線架橋を必要とせず、低コストで、かつ、可
撓性に富む自己温度制御発熱体を提供できるという効果
を有する。
れば、放射線架橋を必要とせず、低コストで、かつ、可
撓性に富む自己温度制御発熱体を提供できるという効果
を有する。
Claims (1)
- 【請求項１】結晶性樹脂と、少なくとも前記結晶性樹脂
よりも高耐熱性を有し、かつ前記結晶性樹脂に対して相
溶性を有するエラストマーと、導電性粒子とからなる自
己温度制御発熱体組成物。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63134997A JP2543135B2 (ja) | 1988-06-01 | 1988-06-01 | 自己温度制御発熱体組成物 |
| EP89109788A EP0344734B1 (en) | 1988-06-01 | 1989-05-31 | Temperature self-controlling heating composition |
| CA000601268A CA1337012C (en) | 1988-06-01 | 1989-05-31 | Temperature self-controlling heating composition |
| KR1019890007454A KR920003015B1 (ko) | 1988-06-01 | 1989-05-31 | 자체온도 제어발열체 조성물 |
| DE68920479T DE68920479T2 (de) | 1988-06-01 | 1989-05-31 | Heizmasse zur Selbstregelung der Temperatur. |
| US07/360,146 US5196145A (en) | 1988-06-01 | 1989-06-01 | Temperature self-controlling heating composition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63134997A JP2543135B2 (ja) | 1988-06-01 | 1988-06-01 | 自己温度制御発熱体組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01304683A JPH01304683A (ja) | 1989-12-08 |
| JP2543135B2 true JP2543135B2 (ja) | 1996-10-16 |
Family
ID=15141526
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63134997A Expired - Lifetime JP2543135B2 (ja) | 1988-06-01 | 1988-06-01 | 自己温度制御発熱体組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2543135B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0678491B2 (ja) * | 1986-01-14 | 1994-10-05 | 松下電器産業株式会社 | 正抵抗温度係数発熱体樹脂組成物の製造方法 |
-
1988
- 1988-06-01 JP JP63134997A patent/JP2543135B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01304683A (ja) | 1989-12-08 |
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