KR910003403B1 - 열적 고무 조성물 - Google Patents

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스스무 나가야스
요시오 야마구찌
토루 노구찌
토시미찌 타까다
하지메 카끼우찌
타까히로 요네자끼
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미쯔보시 벨트 가부시끼가이샤
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Abstract

내용 없음.

Description

열적 고무 조성물
제 1 도는 본 발명에 따른 열적 고무 조성물의 양태 1에 있어서의 PTC(Positive Temperature Coefficient)특성을 나타내는 그래프이며,
제 2 도는 양태 1에 따른 열적 고무 조성물의 가열곡선을 나타내는 그래프이고,
제 3 도는 양태 1에 따른 열적 고무 조성물에 적용되는 전압을 변화시키는 경우에 있어서의 가열곡선을 나타내는 그래프이며,
제 4 도는 양태 1에 따른 열적 고부 조성물에 적용되는 DC전압과 상승온도 사이의 관계를 나타내는 그래프이며,
제 5 도는 양태 3에 따른 열적 고무 조성물의 PTC 특성을 나타내는 그래프이며,
제 6 도는 본 발명에 따른 발포성 열적 고무 조성물의 발포제 충전양, 저항값 및 저항값의 변화율 사이의 관계를 나타내는 그래프이며,
제 7 도는 발포성 열적 고무 조성물과 비-발포성 열적 고무 조성물의 PTC 특성을 나타내는 그래프이며,
제 8 도는 대기온도를 변화시키는 경우에 열적 고무 조성물의 가열곡선과 전력소모와의 관계를 나타내는 그래프이고,
제 9 도는 본 발명에 따른 열적 고무 조성물의 투시도이며,
제 10 도 및 제 11도는 본 발명에 따른 열적 고무 조성물이 변형된 양태에 있어서의 투시도이다.
본 발명은 열적 고무 조성물에 관한 것이며, 보다 특히 온도가 상승함에 따라 이의 전기저하이 증가하는 포지티브 온도계수(Positive Temperature Coefficient) (PTC)특성이 있으며 자기 -온도 조절성(self-temperature controllability)이 우수한 열적 고부 조성물에 관한 것이다.
지금까지는 전도성 카본 블랙과 고무 또는 결정성 중합체의 혼합물 또는 전도성 카본블랙과 흑연의 배합물이 열적 조성물로서 공지되었으며, 예를들면, 문헌[참조 : 일본국 공개특허 공보 제 75705/1983호 또는 제 8443/1981호]에 기술되어 있다.
이러한 형태의 열적 고무 조성물이 PTC 특성을 갖는다는 것은 일반적으로 공지되어 있다. PTC특성이 있는 열적 조성물에 전류를 통과시키면, 열적 조성물의 온도가 상승하고 온도가 상승함에 따라 전기 저항값이 증가하여 조성물의 전력이 감소되어 결국 조성물이 강려과 열손실이 평형에 도달되는 온도를 유지한다.
이러한 자기-온도 조절작용이 있는 열적 조성물은 지붕위의 강설 용해, 도로나 수도의 동결방지와 같은 여러 용도에 적용된다.
그러나, 통상적인 열적 조성물은 PTC 특성이 작기 때문에, 조성물이 소정의 온도에 도달하는데 비교적 긴 시간이 걸리고, 이의 가열과 열손실이 평형에 도달되는 온도가 많은 전력소모로 인하여 불안정하고 불규칙해지는 단점이 있다. 특히, PTC 특성은 카본블랙을 사용하는 열적 조성물에서 제공되는데, 그 이유는 열팽창 및 구조적 손상에 의해 카본블랙의 결정구조가 소멸되거나 입자간 거리가 증가하기 때문이며, 상술된 경향은 주목할 만하다.
따라서, 본 발명의 주요 목적은 상술한 단점들이 제거될 수 있고 소정의 온도로 소정의 시간동안 열처리 함으로써 매우 안정한 가열온도를 갖도록 자기 -온도 조절능이 정확하게 수행되도록 PTC특성이 증가될수 있으며 절력소모가 감소될 수 있는 열 고무 조성물을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 소정의 전압을 적용시킴으로써 소정의 표면온도를 유지할 수 있는 열적 고무 조성물에 탁월한 유연성을 제공하는데 있다.
본 발명의 한 특징에 따라서, 본 발명은 전도성 카본블랙과 단섬유(short fiber)가 고무중에 분산되어 있는 열적 고무 조성물을 제공한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따라서, 본 발명은 전도성 카본 블랙과 단섬유를 탄성중하체중에서 혼합시켜 성형한 시트형 열적 고무 조성물 층의 한쪽 표면 또는 양쪽 표면에 전도성 직물을 집착시키거나 혼입시키고 이 전도성 직물에 납을 연결시켜 적용하는 경우에 사용되는 열적 고무 조성물을 제공한다.
본 발명의 상기의 목적 및 또 다른 목적 및 특징들은 하기에 첨부한 도면에 대한 설명 및 첨부한 특허청구의 범위에 교시된 본 발명의 신규성을 이해함으로써 명백해질 것이다.
본 발명은 첨부한 도면과 관련하여 상세하게 기술할 것이다.
본 발명에서 사용할 수 있는 고무로는 예를 들어, 천연고무, 폴리부타디엔 고무 , 폴리이소프렌 고무, 스티렌-부타디엔 공중합체 고무, 니트릴 고무, 부틸 고무, 플로로프렌 고무, 아크릴로니트릴-부타디엔 공중합체 고무, 에틸렌-프로필렌 공중합체 고무, 실리콘 고무, SBS, 이소프렌 및 우레탄이 있다. 고무는 이들중에서 두 개 이상을 함유할 수 있다. 고무를 황, 황화물 또는 과산화물과 가교결합시킴으로써, 기계적 강도와 내열성을 증가시킬수 있으며, 가교결합된 후에 사용할 수 있다. 또한, 열가소성 탄성 중합체는 그 자체로서 사용될 수 있거나 사용형태의 고무와 유사하게 가교결합될 수도 있다.
본 발명에 사용되는 전도성 카본 블랙으로는 예를 들어, 통상적으로 사용되는 퍼니스 블랙(furnace black), 아세틸렌 블랙, 써어멀(thermal)블랙 또는 채널(channel)블랙이 있으며, 바람직하게는 20 내지 70 mg/g의 비표면적(요오드 흡수량) 및 스트럭쳐(structure : DBP오일 흡수량 ml/100g)100 이상을 갖는다.
카본블랙과 첨가량은 고무 100중량부당 10 내지 80중량부, 보다 바람직하게는 30 내지 60중량부이다. 첨가량이 80중량부 이상인 경우에는 조성물이 PTC특성을 나타내지 않기 때문에, 자기-온도조절을 정확하게 할 수없다.
본 발명에 사용되는 단섬유로는 예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에테르에테르케톤, 지방족 폴리아미드, 방향족 폴리아미드, 목면, 비닐론, 레이욘, 아크릴과같은 유기섬유, 유리, 세라믹,탄소또는 금속과 같은 무기섬유가 있으며, 이들은 단독으로또는 다수개로 또는 복합적으로 사용할 수 있다. 이들중에서, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 또는 분자량이 상이한 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 복합사가 바람직하다.
단섬유는 본 발명의 열적 고무 조성물에 매우 정확한 자기-온도 조절능을 부여함으로써, 우수한 PTC특성을 수행하게 하기 위한 필수성분이다. 동시에, 단섬유의 충전양, 길이, 두께 및 종횡비는 PTC특성에 다소 영향을 끼친다.
단섬유의 충전양은 0.5 내지 20용적%, 보다 마랍직하게는 1 내지 15용적%이고, 섬유 길이는 20μ 이상 이고, 섬유직경은 0.05μ이상이며, 종횡비는 20이상, 보다 바람직하게는 100내지 3500이다. 단섬유는 배향되거나 랜덤한 상태로 불연속적으로 열적 고무 조성물중에 분산된다. 상상한 조건들을 만족시키는 단섬유를 사용하는 열적 고무 조성물은 PTC특성이 크다.
특히, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 복합사를 사용하는 경우, 제공된 다른 단섬유와 비교하여 PTC특성이 더 우수하다는 사실을 발견하였다. 단섬유의 충전양을 증가시키면, PTC특성이 감소하는 경향이 나타나고, 종횡비를 감소시키는 경우에도 이와 유사한 경향을 나타낸다.
본 발명의 열적 고무 조성물은 온도 상승 또는 온도 하강에 따라 팽창하거나 수축한다. 이때, 고무중에 분산되어 혼합된 단섬유와 고무 사이의 계면, 특히 말단부분이 국부적으로 상당히 변형되는 것으로 나타났다. 따라서, 상기 계면에 존재하는 카본블랙을 상기한 환경하에서 열적 고무 조성물의 팽창또는 수축에 따라 쉽게 접근 또는 분리될 수 있는 구조로 배치한다. 이러한 국부변형은 통상적인 열적 고무 조성물과 비교하여 미소한 온도변화에서조차도 크기 때문에, 더 큰 PTC 특성을 제공할 수 있다. 본 발명의 열적 고무 조성물에서 우수한 PTC특성을 성취할 수 있는 한가지 원인은 단섬유가 존재하기 때문인 것으로 생각된다.
본 발명에 있어서, 매트릭스를 바람직하게는 단섬유와 상이한 재료, 예를 들면 합성수지로 제조하여 섬유의 양쪽 말단 영역에서 변형 분포가 거의 발생하지 않게 할 수 있으며, 고무가 가장 바람직하다.
본 발명의 발포성 열적 고무 조성물중에 사용되는 발포제로는 예를 들어, N,N'-디니트로조펜타메틸렌테트라아민, N,N'-디메틸-N,N' 디니트로조테레프탈아미드, 아조디카본아미드와 같은 니트로조 화합물; 주로 아조디카본 아미드, 아조디설폰아미드를 함유하는 복합발포제와 같은 아조화합물; 설포닐하이드라진 [예 : 벤진-설포닐-하이드라지드, P,P'-옥시비스(벤젠설포닐-하이드라지드), 톨루엔-설포닐-하이드라지드]와 같은 유기발포제 : 또는 중탄산나트륨, 중탄산암모늄, 탄산암모늄과 같은 무기발포제가 있다. 첨가량은 고부 100중량부 당 2 내지 30중량부이다. 첨가량이 2중량부 미만인 경우에는 소정의 발포 크기가 수득되지 않고, 첨가량이 30중량부 이상인 경우에는 발포 크기가 조절되지 않으며, 발포상태가 나쁜 변형된 발포제가 종종 수득된다.
본 발명에 있어서, 발포제의 분산온도를 조절하기 위해서 우레아 및 이의 화합물과같은 발포 보조제를 가할 수 있다.
또한, 각각의 요소 또는 성분을 혼합하는 방법은 구체적으로 제한되지 않으며,예를 들어 밴버리 믹서 (Banbary mixer), 니더(kneader)또는 롤 (roll)을 사용하는 공지된 적절한 수단 또는 공정 그 자체에 의해 반죽 및 가압하는 것을 포함한다.
본 발명에 있어서, 고무용으로 통상적으로 사용되는 연화제, 노화방지제, 가공보조제, 가황 촉진제 및/또는 가교결합제를 가할 수도 있다.
이어서, 상술된 열적 고무 조성물을 사용하는 본원 실시예의 열적 조성물을 설명하고자 한다. 제 9 도는 본 발명에 따르는 열적 고무 조성물에 대한 투시도이고 ; 제 10 도 및 11 도는 본 발명의 변형된 양태를 설명하는 것이다. 본 발명에 따른 열적 고무 조성물(1)은 전도성 카본블랙과 단섬유를 탄성중합체에 분산시킨 열적 고무 조성물 층(2)의 양쪽 표면에 접착된 가요성전도성 물질의 구조물(3)로 제조된다. 열적 고무 조성물층(2)중의 단섬유(4)는 열적 고무 조성물의 종방향(도면에 화살표로 표시됨)으로 변형되기 쉽게 휘어지도록 조성물의 측면을 따라 배향시킨다.
납(5)은 각각 가요성 전도성 물질(3)에 연결되고, 가요성 전도성 물질(3)의 표면온도는 조성물층(2)에 전류를 적용시킴으로써 일정하게 유지시킬 수 있다.
제 10 도에 도시된 조성물(1)은, 단섬유(4)가 측면을 따라 배향된 조성물층(2)의 한쪽 표면상에 가요성 전도성 물질(3)을 소정의 간격으로 접착시킴으로써 제조된다.
또한 제 11 도에 도시된 조성물(1)은 가요성 전도성 물질(3)을 열적조성물층(2)의 양쪽 표면상에 소정의 간격으로 접착시킴으로써 제조된다.
본 발명에 사용되는 가요성 전도성 물질 (3)로는 예를 들어, 폴리에스테르, 폴리아미드 또는 방향족 폴리아미드로부터 제조된 유기 섬유사로 제직된 전도성 직물 및 주자직, 능직 또는 평직 제직물 등의 여러 가지 제직구조물이 있다. 직물 제직용 사를 먼저 니켈, 구리또는 아연과같은 전도성 부재로 용착(deposition)시키거나 화학적으로 도금하거나 또는 직물상에 전도성 부재를 용착시키거나 화학적으로 도금한다. 또한 금속직물을 사용할 수도 있다. 물질(3)의 표면저항값은 최대 20Ω/sq 이다. 표면저항값이 20Ω/sq 이상인겨우에는 물질의 전도성이 결핍되어, 물질(3)을 사용할 수 없게 된다. 두께는 바람직하게는 최대 3 mm이다.
열적 고무 조성물(1)을 제조하는 방법은, 전도성 직물(3)을 열적 고무 조성물층(2)상에 적층시킨후, 이를 130 내지 180℃에서 가압함으로써 전도성 직물(3)을 조성물층(2)에 접착시키거나, 또는 가압하에 열적 고무층(2)을 가요성 전도성 물질(3)의 틈새로 침투시켜 열적 고무 조성물층(2)중에 가요성 전도성 물질(3)을 혼입시키는 단계로 이루어진다.
[실시예]
실시예는 본발명의 열적 고무 조성물을 더욱 상세하게 설명한 것이다. 그러나 본 발명은 특정한 실시예에 의해 제한되지는 않는다.
[실시예 1 및 비교실시예1]
표 1을 기준으로 하여 고무 혼합물을 밴버리 믹서에 의해 혼합한 후에, 이 혼합물을 롤을 사용하여 2mm두께의 시트로 압연시킨다. 이 시트를 계속해서 주형에 도입하고, 가황 조건하에서 150℃에서 20분동안 가황처리한다. 가황후에, 시트를 70℃의 기어 오븐(gear oven)중에서 300시간 동안 열처리하고, 열처리된 시트를 20 x20mm의 시험편으로 절단한 다음, 소정의 온도의 기어 오븐중에서 4 내지 6분동안 정치시키고, 이어서 소정의 온도에서의 시험편의 전기저항 값 Rt(t=온도℃)를 디지털 멀티메터(digital multimeter)에 의해 특정한다. 저항값의 변화율(%)=[R(t)-R(20℃)]/R(20℃) × 100(여기에서 t=100℃이다)의 측정결과를 PTC특성으로서 구하고, 표 1에 기재한다.
제 1 도는 카본블랙을 30중량부에서 38중량부로 변화시키는 경우에 본 발명의 열적 고무 조성물의 PTC 특성, 즉 온도와 저항값의 변화율 사이의 관게를 나타낸다. 이결과, 30 내지 40 중량부의 카본블략을 함유하는 시험편은 바람직한 PTC특성을 나타낸다.
실버 페이스트(silber paste)를 시험편(1번 내지 4번)의 양쪽 표면상에 피복시켜 전극층을 생성시키고 전극층 사이에 전압 AC 100V를 적요시켜 시험편을 가열한다. 결과는 표 2에 기재한다. 따라서, 단섬유와 혼합된 열적 고무조성물은 매우 짧은 시간내에 일정한온도에 도달하여 유지됨으로써 탁월한 자기-온도조절능을 갖는다.
또한, 본 발명의 열적 고무 조성물은 제 3 도에 도시된 바와 같이 전극층 사이의 전압을 AC 100V, AC 50V 및 AC 30V로 변화시키는 경우, 적용된 전압에 응담하는 가열온도에서 조절될 수 있다.
또한 , 소정의 전압(DC)을 시험편 1-2,1-3,1-4에 적용시키는 경우에 가열량은 증가된 전압에 따라 증가하고, 적용전압이 낮은 경우에서 조차도 가열효과를 나타내었다. 결과는 제 4 도에 도시한다.
[표 1]
Figure kpo00001
* 1: 퍼니스(furnace)블랙
DBP오일 흡수: 133ml/100g
* 2:PET(종횡비:286)
요오드 흡수 :53mg/g
[실시예 2]
클로로프렌 고부대신에 NBR,NR,EPT,실리콘 고무 및 SIS(스티렌-이소프렌-스티렌 블록 공중합체)중에 혼합된 PET 10용적%의 시험편을 PTC특성에 대하여 시험한다. 혼합물은 표 2에 기재된 바와 같고,시험편의 저항값의 변화율(%)은 또한 표 2에 기재한다. 시험편을 실시에 1과 유사하게 제조한다.
이 결과로부터, EPT가 클로로프렌과유사한 PTC 특성을 갖는다는 사실을 알 수 있다.
[표 2]
Figure kpo00002
* 3 : 디쿠밀 퍼옥사이드
* 4 : 1,2-비스(3급-부틸퍼옥시-이소-프로필)벤진
* 5 : N-사이클로헥실-2-벤조티아질설펜아미드
* 6 : N-옥시디메틸렌-2-벤조티아졸설펜아미드
* 7 : 에틸렌글리콜-디메타크릴레이트
상술한 바와같이, 본 발명의 감압성 전도성 고무시트를 고무 매트릭스중에서 단섬유, 분말 및 휘스커(whisker) 로부터 선택된 무기 충전제 및 카본블랙과함께 혼합하고, 충전제를 고무 매트릭스 표면상에 부분적으로 노출시켜 충분히 환원시킨다.
[실시예 3 및 비교실시예 2]
단섬유로서 10용적%의 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 테레프탈레이트 복합사 및 6-나일론과 혼합된 시험편에 대한 PTC특성을 시험한다. 혼합물은 표 3에 기재하였으며, 시험 단편의 PTC특성은 제 5도에 도시한다.
이 결과로부터, 단섬유와 혼합된 고무 조성물은 단섬유와 혼합되지 않은 고무 조성물에 비해 우수한 PTC특성을 나타낸다는 사실을 알 수 있다.
[표 3]
Figure kpo00003
* 2 : 종횡비 286
* 8 : 종횡비 2500
* 9 : 종횡비 222
[실시예 4]
길이가 21μ이고 굵기가 6.2 및 0.5 mm인 PET사의 경우, 저항값의 변화율(%)은 실시예 3(3-1번)의 혼합물을 기준으로 하여 각각 6×104, 6×103및 3×103이다.
[실시예 5]
표 4에 기재된 카본 블랙에 대한 저항값의 변화율(%)의 측정결과는 실시예 3의 혼합물을 기준으로 한 것이다. 이로부터, 20 내지 70mg/g의 비표면적 및 스트럭쳐 100이상을 갖는 카본 블랙을 사용할 경우, 바람직한 PTC특성을 수득한다는 사실을 알 수 있다.
[표 4]
Figure kpo00004
[실시예 6]
[발포성 열적 고무 조성물]
클로로프렌 100중량부중에 스테아르산 2중량부, 산화마그네슘 4중량부, 산화아연 5중량부, 나프텐 가공유 4중량부,에틸렌 티오우레아 0.5중량부, 노화방지제 2중량부, 카본블랙(116) 30중량부, 발포제[일본국 산꾜 카제이 캄파니(Sankyo Kasei Co,, Japan)에서 제조한 셀마이크 에스(Cellmike S)] 10 중량부, 20중량부 또는 30 중량부 및 단섬유(PET사: 종횡비 286) 10용적%가 함유된 고무 혼합물을 밴버리 믹서중에서 혼합하고, 롤을 사용하여 2mm두께의 시트로 압출시킨다. 섬유 전극물질(폴리에스테르 제직사 상에 니켈을 도금시킨 제직물)을 시트의 상부표면과 하부표면상에 적층시키고, 이어서 이 시트를 주형에 도입시켜, 가황조건하에서 153℃에서 20분동안 일차적으로 가황시켜 발포시킨다. 이어서, 가황을 종결시킨후, 160℃에서 10분동안 건도 열 주위압력 가황에 의해 2차 가황시킴으로서 모양을 안정화시킨다. 수득된 발포된 열적 조성물의 발포 크기는 1.5배이다. 가황후에 시트를 기어 오븐 중에서 70℃에서 300시간 동안 열처리한다.
열처리된 시트를 40×100mm의 시험편으로 절단하고, 예정된 온도에서 시험편의 두께 방향의 전기 저항값 R(t=온도 ℃)을 디지털 멀티메터에 의해 측정한다. PTC특성은 저항값의 변화율(%)=[R(100℃)-R(20℃)]/R(20℃)× 100으로서 구한다.
제 6 도는 발포제의 충전양 R(20℃) 및 R(100℃)/R(20℃) 사이의 관계를 나타낸다. 발포제의 충전양이 증가함에 따라, 20℃에서의 저항값 및 PTC 특성 R(100℃)/R(20℃)이 개선된다.
제 7 도는 본 발명의 발포된 열적 고무물질과 발포제와 혼합되지 않은 발포되지 않은 열적 고무물질(비교실시예)의 PTC특성, 즉 온도와 저항값의 변화율 사이의 관계를 나타낸다. 이 결과로부터, 발포된 열적 고무물질이 발포되지 않은 열적 고무물질과 유사한 바람직한 PTC특성을 나타낸다는 사실을 알 수 있다.
[실시예7]
[발포된 열적 고무 조성물]
두께가 2mm인 시트를 실시예 6에 기재된 혼합물(발포제 20중량부)와 함께 실시에 6과 유사하게 압출시키고, 직물의 전극물질을 시트의 상부표면 및 하부 표면사에 적층시킨 다음, 주형에 삽입시키고, 가황조건하에서 153℃에서 20분도안 1차 가황시킨후, 건조 주위 압력 가황 조건하에서 160℃에서 10분동안 2차 가황시켜 실시예 6과 유사하게 열처리한다. 이어서 시트를 40×40mm로 절단하여 시험편을 제조한다. 비교실시예로서, 발포제가 함유되지 않은 고무 조성물로 발포되지 않은 조성물로 발포되지 않은 열적 고무물질을 유사하게 제조하고, 40×40 mm로 절단하여 비교용 시험편을 제조한다.
이들 시험편을 단열재로 충전된 진공병에 넣고 일정한 대기 온도하에서 시험편을 가열하기 위한 전력소모가 일정하게 되도록 전압(DC)을 발포된 열적 고무물질과 발포되지 않은 열적 고무물질에 적용시키고, 표면 온도 및 전력소모를 측정한다. 전압 적용으로부터 5시간후의 대기온도(Ta)는 20℃이다.
이어서, Ta가 5내지 10 시간동안 20℃에서 15℃로 감온된 경우의 시험편에 대한 표면온도와 전력소모를 측정한다. 결과는 제 8도에 도시한다.
이 결과로부터, 동일한 전력소모(0 내지 5시간)하에서, 발포된 열적 고무물질이 발포되지 않은 열적 고무 물질보다 더 높은 상승온도를 나타낸다는 사실을 알 수 있다. 즉, 상승온도가 동일한 경우에, 발포된 열적 고무 조성물의 경우의 전력소모가 더 적게 나타난다.
발포된 열적 고무물질의 표면온도는 대기온도가 하강된 후(5시간 후)에도 유지도는 반면에, 발포되지 않은 열적 고무물질의 표면온도는 약간 떨어진다. 따라서, 발포되지 않은 열적 고무물질은 표면온도를 유지시키기 위해서 시험단편에 유입되는 전류량을 증가시켜야 한다. 이로부터, 발포되지 않은 열적 고무물질은 발포된 고무물질에 비해 전력소모가 증가됨을 알 수있다.
상술한 바와 같은 본 발명으로부터, 카본블랙과 단섬유를 고무 매트릭스중에서 혼합시킴으로써 열적 고무 조성물이 우수한 PTC특성을 나타낸다는 사실을 알수 있다. 따라서, 우수한 자기-온도 조절능은 열적 고무 조성물에 전압을 적용시킴으로써 제공되며, 조성물을 온도조절 히터 및 온도 센서에 광범위하게 적용시킬 수있다.
본 발명의 발포된 열적 고무 조성물은 카본블랙과 단섬유를 고무 매트릭스중에서 혼합시켜 발포성형시킴으로써 탁월한 PTC특성을 나타내고, 여기에 전압을 적용시킴으로써 우수한 자기-온도 조절능을 나타내며, 대기온도가 하강하는 경우에서조차도 표면온도를 유지하는 특성을 갖고, 적은 전력소모의 조건하에서 세팅하는 경우에서조차도 발포되지 않은 열적 고무물질과 동일한 표면온도를 유지할수 있다. 따라서, 온도가 변하는 환경조건하에서 온도 조절히터 및 온도센서에 광범위하게 적용될 수 있다.
또한, 본 발명의 열적 고무 조성물을 적용시킨 히터는 정확한 자기-온도조절 작용을 갖는 열 고무층 및 전극 물질로서 전도성 직물을 이용할 수 있게 된다. 따라서, 조성물을 선정한 배열로 변형시키기 쉽고, 절단하기가 쉬우며, 큰 굴곡표면을 갖는 그라운드상에 도포할 수 있으며, 직경이 작은 원통형 히터로서 사용될 수도 있다.

Claims (11)

  1. 탄성중합체중에 분산된 전도성 카본블랙과 단섬유를 포함하며, 이때 전도성 카본 블랙의 첨가량은 탄성중합체 100중량부당 10 내지 80중량부이고, 단섬유의 충전양은 0.5 내지 20용적%임을 특징으로 하는, 온도가 상승함에 따라 전기 저항값이 증가하는 포지티브 온도계수(Positive Temperature Coefficient)를 갖는 열적 고무 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서, 전도성 카본블랙이 스트럭쳐(structure) (DPB오일 흡수량 ml/100g)100 이상 및 20 내지 70mg/g의 비표면적(요오드 흡수량)을 갖는 열적 고무 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서, 단섬유가 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 및 폴리에테르에테르케톤, 지방족 폴리아미드, 방향족 폴리아미드, 목면, 비닐론, 레이욘 및 아크릴로 이루어진 그룹중에서 선택되는 유기섬유인 열적 고무 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서, 단섬유의 길이가 20μ이상이고, 섬유직경이 0.05μ이상이며, 종횡비(aspect ratio)가 100 내지 3500인 열적 고무 조성물.
  5. 탄성중합체 중에 분산된 전도성 카본블랙과 단섬유를 포함하며, 이때 전도성 카본 블랙의 첨가량은 탄성중합체 100중량부당 10 내지 80 중량부이고 단섬유의 충전양은 0.5 내지 20 용적%이며, 목적하는 형태로 발포성형되고, 포지티브 온도계수를 가짐을 특성으로하는 열적 고무 조성물.
  6. 전도성 카본블랙과 단섬유를 탄성중합체중에 충전시킴으로써 제조된 포지티브 온도계수를 갖는 열적 조성물층, 열적 조성물층의 적어도 한쪽 표면에 접착된 가요성 전도성 물질, 및 가요성 전도성 물질에 연결된 납을 포함하는 열적 고무 조성물.
  7. 제 6 항에 있어서, 가요성 전도성 물질이 전도성 카본블랙과 단섬유를 탄성중합체중에 충전시킴으로써 제조된 포지티브 온도계수를 갖는 열적 조성물층의 양쪽 표면에 각각 접착되고, 납이 가요성 전도성 물질에 연결된 열적 고무 조성물.
  8. 제 7 항에 있어서, 열적 조성물이, 탄성중합체 100중량부당 10 내지 80중량부의 전도성 카본블랙 및 0.5 내지 20용적%의 단섬유가 첨가된 열적 고무 조성물인 열적 고무 조성물.
  9. 제 6 항에 있어서, 가요성 전도성 물질이 열적 고무 조성물층의 한쪽 표면상에 일정한 간격으로 접착된 열적 고무 조성물.
  10. 제 9 항에 있어서, 열적 조성물이, 탄성중합체 100중량부당 10내지 80중량부의 전도성 카본 블랙 및 0.5 내지 20용적%의 단섬유가 첨가된 열적 고무 조성물인 열적 고무 조성물.
  11. 제 6 항에 있어서, 가요성 물질이 니켈, 구리 및 아연으로 이루어진 그룹중에서 선택된 전도성 부재와 결합된 유기섬유로 된 전도성 직물인 열적 고무 조성물.
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