JPS5927489A - Automatic temperature control heater - 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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自動温度制御ヒーターに関するものである。[Detailed description of the invention] The present invention relates to an automatic temperature control heater.

結晶性ポリマー（例えば、ポリエチレン）とカーボンブ
ラックとを組み合わせることにより、正の温度係数（Ｐ
ｏｓｉｔｉｖｅ　Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　Ｃｏｅｆｆ
ｉｃｉｅｎｔ以下ＰＴＣ特性を記す〕を有する樹脂組成
物、即ち、体積固有抵抗ρが温度とともに上昇する特性
を持った樹脂組成物が得られることはよく知られている
。By combining a crystalline polymer (e.g. polyethylene) and carbon black, a positive temperature coefficient (P
ositive TemperatureCoeff
It is well known that it is possible to obtain a resin composition having the following PTC characteristics, that is, a resin composition having a volume resistivity ρ that increases with temperature.

また、この組成物をヒーターの発熱体として使用すれば
、その組成物に流れる電流により組成物は発熱して温度
が上昇し、それに伴いその組成物の体積固有抵抗が大き
くなって、電流が流れにくくなり発熱が自動的に抑えら
れるという自動温度制御型のヒーターになることも知ら
れている。In addition, if this composition is used as a heating element for a heater, the current flowing through the composition will cause the composition to generate heat and its temperature will rise, and the volume resistivity of the composition will increase accordingly, allowing the current to flow. It is also known that there is an automatic temperature control type heater that automatically suppresses heat generation.

しかし乍ら、このヒーターにも以下の様な欠点を有する
。即ち、このヒーターは、温度制御近辺の温度において
は電流が極めて小さいが、電圧印加開始時の常温近辺に
おいては電流が大きいため電源設備は、印加開始時の電
流に合わせて、結局大きなものを使用しなければならな
い。また、漏電等の事故が発生したときの電流を検出す
るシステムが難しくなるという問題もあった。However, this heater also has the following drawbacks. In other words, the current of this heater is extremely small at temperatures near the temperature control, but the current is large at room temperature when voltage application starts, so the power supply equipment must be large enough to match the current at the start of voltage application. Must. There is also the problem that the system for detecting current when an accident such as a leakage occurs becomes difficult.

本発明は、上記ヒーターの欠点を克服するために成され
たもので、その要旨とするところは、高圧側導体若しく
は低圧側導体の少なくとも一方に実質的に体積固有抵抗
の温度依存性のない半導電性組成物を被覆して成る電極
間が、ＰＴＣ特性を有する樹脂組成物成形体によって橋
絡されて成ることを特徴とする自動温度制御ヒーターに
ある。The present invention has been made to overcome the above-mentioned drawbacks of the heater, and its gist is to provide at least one of the high-voltage side conductor and the low-voltage side conductor with a semiconductor having substantially no temperature dependence of volume resistivity. The automatic temperature control heater is characterized in that electrodes coated with a conductive composition are bridged by a molded resin composition having PTC characteristics.

以下、本発明を図面に従って説明する。第１図は、本発
明の自動温度制御ヒーターの一実施例の断面図である。The present invention will be explained below with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view of an embodiment of the automatic temperature control heater of the present invention.

（１）は電極で、導体（２ａ）　（２ｂ）とその上に設
けられた実質的に体積固有抵抗の温度依存性のない半導
電性組成物の被覆層（８）より成る。Reference numeral (1) denotes an electrode consisting of conductors (2a) and (2b) and a covering layer (8) of a semiconductive composition having substantially no temperature dependence of volume resistivity provided thereon.

（４）はＰＴＣ特性を有する樹脂組成物成形体であって
、電極（１）間を橋絡しており、電極（１）を通じて通
電できるように該成形体（４）の一部は電極（１）上を
被覆している。該成形体（４）は絶縁体（５）（例えば
、ポリエチレン）により被覆されている。(4) is a resin composition molded body having PTC characteristics, which bridges the electrodes (1), and a part of the molded body (4) is formed between the electrodes (1) so that electricity can be passed through the electrodes (1). 1) The top is covered. The molded body (4) is covered with an insulator (5) (eg polyethylene).

実施例 外径２．４・理の長尺導体上に、第１表中部合への半導
電性組成物を厚さＱ、５＃ｒＬに被覆し、電子線を２０
Ｍｒａｄ照射して上記組成物を架橋した。こうして得ら
れた電線２本（そのうちの１本を高圧側導体、他の１本
を低圧側導体とする）を電極として７Ｂの間隔で平行に
配置して、第１表中部合２のＰＴＣ特性を有する樹脂組
成物を押出して、上記電極間を橋絡し、該組成物の一部
が上記電極を被覆する成形体を上記電極の長さ方向に亘
って成形した。伺、成形体の上記電極間を橋絡する部分
の厚さは０．８赳である。その上に厚さ０．４Ｍのポリ
エチレン層を押出被覆し、電子線を照射して架橋して、
第１図の自動温度制御ヒーターを作成した。Exception: A long conductor with a diameter of 2.4 mm was coated with a semiconductive composition to a thickness of Q, 5 #rL in the area shown in Table 1.
The composition was crosslinked by Mrad irradiation. The two electric wires obtained in this way (one of which is the high voltage side conductor and the other one is the low voltage side conductor) are arranged in parallel at a distance of 7B as electrodes, and the PTC characteristics shown in Table 1, Part 2 A resin composition having the above composition was extruded to bridge the electrodes, and a molded article was molded in the length direction of the electrodes, with a part of the composition covering the electrodes. The thickness of the portion of the molded body bridging the electrodes was 0.8 mm. A 0.4M thick polyethylene layer was extruded on top of it and cross-linked by irradiating it with electron beams.
The automatic temperature control heater shown in Figure 1 was created.

比較例 外径２．４題の導体２本を７題間隔で平行に配置して、
第１表中部合ＢのＰＴＣ特性を有する樹脂組成物を押出
して、上記導体間を橋絡し、該組成物の一部が上記導体
を被覆する成形体を上記導体の長さ方向に亘って成形し
た。伺、成形体の上記導体間を橋絡する部分の厚さは０
．８隠である。その上に厚さＱ、４＋＃Ｌのポリエチレ
ン層を押出被覆し電子線を照射して架橋して、第２図の
自動温度制御ヒーターを作成した。第２図において符号
は第１図と同一部位を示す。Two conductors with a comparative exception diameter of 2.4 items are placed in parallel with an interval of 7 items,
A resin composition having the PTC characteristics of Part B in Table 1 is extruded to bridge the conductors, and a molded article in which a part of the composition covers the conductor is formed over the length of the conductor. Molded. The thickness of the part of the molded body bridging the above conductors is 0.
．． It is 8 hidden. A polyethylene layer having a thickness of Q and 4+#L was coated thereon by extrusion and cross-linked by irradiation with an electron beam, thereby producing the automatic temperature control heater shown in FIG. 2. In FIG. 2, reference numerals indicate the same parts as in FIG. 1.

第　　　１　　　表 （単位二重置部） 比較例のヒーターを１００Ｖで課電すると、８０°Ｃに
おいては電流は０．０７Ａ／ｍであったが、常温におい
ては６Ａ／ｍであった。Table 1 (Unit double placement part) When the heater of the comparative example was charged with 100 V, the current was 0.07 A/m at 80°C, but was 6 A/m at room temperature.

一方、実施例のヒータを同じ１００ｖで課電すると、８
０°Ｃにおける電流は比較例のヒーターとほぼ同じ＜　
０．０８Ａ／ｍであり、且つ、常温における電流は比較
例の約ｌ／１０の電流である０、８Ａ／ｍであった。On the other hand, when the heater of the example is charged with the same voltage of 100V, 8
The current at 0°C is almost the same as the comparative example heater.
The current was 0.08 A/m, and the current at room temperature was 0.8 A/m, which is about 1/10 of the current of the comparative example.

従って、電源設備は比較例の約１０分の１の容量テ済み
、ヒーター線システム全体が簡易でコンパクトなものと
なり、工業的価値が大きい。Therefore, the capacity of the power supply equipment is approximately 1/10 of that of the comparative example, and the entire heater wire system is simple and compact, which is of great industrial value.

５− 自動温度制御が出来てなおかつ電源投入時の電流の比較
的小さいモーターは本発明の如く、ＰＴＣ特性をもつ組
成物とＰＴＣ特性を実質的に示さない半導電性組成物と
の組み合せによりはじめて可能となった。5- A motor that is capable of automatic temperature control and has a relatively small current when turned on can be created by combining a composition with PTC characteristics and a semiconductive composition that does not substantially exhibit PTC characteristics, as in the present invention. It has become possible.

なぜならＰＴＣ特性をもつ組成物は、その性質上、体積
固有抵抗ρが急に大きくなる温度は組成物をきめればき
まり、再現性も良いが、常温近辺での体積固有抵抗ρの
コントロールは非常に難かしいし、又自由度も少い。こ
れに反して実質的にＰＴＣ特性を示さない半導電性組成
物は常温での体積固有抵抗ρのコントロールも容易であ
り比較的自由度も大きい。This is because, due to the nature of compositions with PTC characteristics, the temperature at which the volume resistivity ρ suddenly increases can be determined by determining the composition, and the reproducibility is good, but it is very difficult to control the volume resistivity ρ near room temperature. It is difficult to do so, and there is little freedom. On the other hand, semiconductive compositions that do not substantially exhibit PTC characteristics can easily control the volume resistivity ρ at room temperature and have a relatively large degree of freedom.

そして本発明の主旨が実現されるためには常温近辺での
体積固有抵抗ρがＰＴＣを示さぬ半導電性組成物ｚ　Ｐ
　Ｔ　Ｃ特性を有する組成物であることが必要条件であ
るが、これもＰＴＣを示さぬ半導電性組成物を適当に選
ぶことにより可能となった。In order to realize the gist of the present invention, a semiconducting composition z P whose volume resistivity ρ does not exhibit PTC at around room temperature is required.
Although it is a necessary condition that the composition has TC characteristics, this has also become possible by appropriately selecting a semiconductive composition that does not exhibit PTC.

又、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、成
型も押出しによるだけではなく　ＰＴＣ特性特性− を有する組成物と絶縁材料をそれぞれテープ状に成形し
た後、各テープを電極の上下からラミネー）・する等に
より、本発明を実施出来ることはいうまでもない。Furthermore, the present invention is not limited to the above embodiments, and the molding is not limited to extrusion. After molding a composition having PTC characteristics and an insulating material into tape shapes, each tape is molded from above and below the electrode. It goes without saying that the present invention can be carried out by laminating, etc.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は、本発明の自動温度制御ヒータの一実施例の断
面図、第２図は従来の自動温度制御ヒーターの断面図で
ある。 （１）−電極、（２ａ）　（２ｂ）　＝導体、（３）・
・・実質的に体積固有抵抗の温度依存性のない半導電性
組成物の被覆層、（４）　ＰＴＣ特性を有する樹脂組成
物成形体、（５）・・・絶縁体。 ７− 牙　１　図 上 、＋　２　図 第１頁の続き ０発　明　者　上野桂二 大阪市此花区島屋１丁目１番３ 号住友電気工業株式会社大阪製 作所内 ０発　明　者　村田吉和 大阪市此花区島屋１丁目１番３ 号住友電気工業株式会社大阪製 作所内 ■出　願　人　関西電力株式会社 大阪市北区中之島３丁目３番２２ 号 ■出　願　人　四国電力株式会社 高松市丸の内２番５号 ■出　願　人　九州電力株式会社 福岡市中央区渡辺通２丁目１番 ８２号 ０出　願　人　日本原子力発電株式会社東京都千代田区
大手町１丁目６ 番１号 ＠出　願　人　住友電気工業株式会社 大阪市東区北浜５丁目１５番地 □FIG. 1 is a sectional view of one embodiment of the automatic temperature control heater of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view of a conventional automatic temperature control heater. (1) - electrode, (2a) (2b) = conductor, (3)
. . . A coating layer of a semiconductive composition having substantially no temperature dependence of volume resistivity, (4) A resin composition molded article having PTC characteristics, (5) . . . An insulator. 7- Fang 1 Above the figure, + 2 Continuation of figure 1 page 0 Inventor: Keiji Ueno, Sumitomo Electric Industries, Ltd. Osaka Works, 1-1-3 Shimaya, Konohana-ku, Osaka 0 Inventor: Yoshikazu Murata, Osaka City No. 1-1-3 Shimaya, Konohana-ku, Sumitomo Electric Industries, Ltd., Osaka Works ■Applicant: Kansai Electric Power Co., Inc., 3-3-22 Nakanoshima, Kita-ku, Osaka ■Applicant: 2-5 Marunouchi, Takamatsu City, Shikoku Electric Power Co., Inc. No. ■ Applicant Kyushu Electric Power Co., Ltd. 2-1-82 Watanabe-dori, Chuo-ku, Fukuoka City 0 Applicant Japan Atomic Power Co., Ltd. 1-6-1 Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo @ Applicant Sumitomo Electric Industries, Ltd. Company 5-15 Kitahama, Higashi-ku, Osaka□

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）高圧側導体若しくは低圧側導体の少なくとも一方
に実質的に体積固有抵抗の温度依存性のない半導電性組
成物を被覆して成る電極間が、ＰＴＣ特性を有する樹脂
組成物成形体によって橋絡されて成ることを特徴とする
自動温度制御ヒーター。(1) At least one of the high-voltage side conductor and the low-voltage side conductor is coated with a semiconductive composition whose volume resistivity is substantially independent of temperature. An automatic temperature control heater characterized by being made of a bridged structure. （２）半導電性組成物の体積固有抵抗が１０２〜１０６
Ω−ｍである特許請求の範囲第（１）項記載の自動温度
制御ヒーター。(2) Volume resistivity of the semiconductive composition is 102 to 106
The automatic temperature control heater according to claim (1), which is Ω-m. （３）電極が複数本の平行長尺電極である特許請求の範
囲第（１）項及び第（２）項記載の自動温度制御ヒータ
ー。(3) The automatic temperature control heater according to claims (1) and (2), wherein the electrodes are a plurality of parallel long electrodes.