SE447781B - BANDVERMARE - Google Patents
BANDVERMAREInfo
- Publication number
- SE447781B SE447781B SE8304042A SE8304042A SE447781B SE 447781 B SE447781 B SE 447781B SE 8304042 A SE8304042 A SE 8304042A SE 8304042 A SE8304042 A SE 8304042A SE 447781 B SE447781 B SE 447781B
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- composition
- electrode
- electrodes
- polymer composition
- contact
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/10—Heater elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
- H05B3/12—Heater elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
- H05B3/14—Heater elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material the material being non-metallic
- H05B3/146—Conductive polymers, e.g. polyethylene, thermoplastics
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01C—RESISTORS
- H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
- H01C7/02—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having positive temperature coefficient
- H01C7/027—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having positive temperature coefficient consisting of conducting or semi-conducting material dispersed in a non-conductive organic material
Description
15 20 25 30 35 447 781 2 graf av 10-logaritmen av resistansen av ett PTC-element, mätt mellan tvâ elektroder i kontakt med elementet, som funktion av temperaturen kommer ofta, fastän ingalunda undantagslöst, att visa en skarp ändring i lutningen över en del av det kritiska l temperaturområdet, och i sådana fall används uttrycket “switch- temperatur" (vanligtvis förkortat TS) för att beteckna tempera- turen vid skärningspunkten mellan förlängningarna av de huvudsak- ligen raka delarna av en sådan graf som ligger på endera sidan av den del som visar den skarpa ändringen i lutningen. PTC- kompositionen i ett sådant PTC-element sägs i detta fall ha "en användbar TS". TS ligger företrädesvis mellan 0°C och 175°C, Lex. mellan 5o°c och 12o°c. 15 20 25 30 35 447 781 2 graph of the 10-logarithm of the resistance of a PTC element, measured between two electrodes in contact with the element, as a function of the temperature will often, though by no means without exception, show a sharp change in the slope over a part of the critical temperature range, and in such cases the term "switch temperature" (usually abbreviated TS) is used to denote the temperature at the point of intersection between the extensions of the substantially straight portions of such a graph lying on either side of the part showing the sharp change in the slope.The PTC composition of such a PTC element is in this case said to have "a useful TS" .Ts is preferably between 0 ° C and 175 ° C, Lex between 5o ° c and 12o ° c.
Elektriskt ledande polymerkompositioner, i synnerhet PTC-kompo- sitioner, är användbara i elektriska anordningar i vilka kompo- sitionen är i kontakt med en elektrod, vanligtvis en metall.Electrically conductive polymer compositions, especially PTC compositions, are useful in electrical devices in which the composition is in contact with an electrode, usually a metal.
Anordningar av detta slag tillverkas vanligtvis enligt metoder som innefattar strängsprutning eller formpressning av den smäl- ta kompositionen runt eller mot elektroden eller elektroderna.Devices of this type are usually made by methods which include extrusion or compression molding of the molten composition around or against the electrode or electrodes.
Vid de kända metoderna upphettas elektroden inte innan den bringas i kontakt med polymerkompositionen eller upphettas en- dast i begränsad utsträckning, t.ex. till en temperatur som ligger ett gott stycke under kompositionens smältpunkt, t.ex. inte mer än 65 K. Välkända exempel pâ sådana anordningar är böjliga bandvärmare som består av en i huvudsak bandformad kär- na av den ledande polymerkompositionen, ett par longitudinellt gående_elektroder, vanligtvis av tvinnade tràdledare, inbädda- de i kärnan nära dess kanter, och ett yttre skikt av en skyddan- de och isolerande komposition. Särdeles användbara värmare är de i vilka kompositionen uppvisar PTC-beteende, och som därför är självreglerande. vid framställningen av sâdana,värmare, i _ vilka kompositionen innehåller mindre än 15 % kimrök, har det tidigare ansetts nödvändigt att man för att uppnå en tillräck- ligt låg resistivitet måste värmebehandla upphettaren under en utsträckt period för att satisfiera kriteriet 2L + 5 log10R § 45 10 15 20 25 30 35 447 781 där L är viktsprocenthalten kol och R resistiviteten 1 ohm.cm vid rumstemperatur.In the known methods the electrode is not heated before it is brought into contact with the polymer composition or is heated only to a limited extent, e.g. to a temperature which is well below the melting point of the composition, e.g. not more than 65 K. Well-known examples of such devices are flexible strip heaters consisting of a substantially strip-shaped core of the conductive polymer composition, a pair of longitudinally extending electrodes, usually of twisted wire conductors, embedded in the core near its edges, and a outer layer of a protective and insulating composition. Particularly useful heaters are those in which the composition exhibits PTC behavior, and which are therefore self-regulating. In the manufacture of such heaters, in which the composition contains less than 15% carbon black, it has previously been considered necessary that in order to achieve a sufficiently low resistivity the heat heater must be heat treated for an extended period to satisfy criterion 2L + 5 log10R § 45 10 15 20 25 30 35 447 781 where L is the weight percentage of carbon and R the resistivity 1 ohm.cm at room temperature.
En nackdel som uppstår vid anordningar som innefattar en elektrod och en ledande polymerkomposition i kontakt med elektroden, och särskilt vid bandvärmare, är att deras resistans blir desto högre och uteffekt desto lägre, ju längre tid de är i drift, särskilt om de utsätts för värmecykler.A disadvantage which occurs with devices comprising an electrode and a conductive polymer composition in contact with the electrode, and especially with belt heaters, is that their resistance becomes higher and output power lower, the longer they are in operation, especially if they are exposed to heating cycles .
Det är känt att variationer i kontaktresistansen mellan elektro- derna och kimrökfyllt gummi från anordning till anordning är ett hinder för att möjliggöra en jämförelse mellan de elektriska egenskaperna hos sådana anordningar och en noggrann mätning av resistiviteten av sådant gummi, särskilt vid höga resistiviteter och låga spänningar, och det har ansetts sannolikt att detsamma också gäller andra elektriskt ledande polymerkompositioner.It is known that variations in the contact resistance between the electrodes and carbon black-filled rubber from device to device are an obstacle to enable a comparison between the electrical properties of such devices and an accurate measurement of the resistivity of such rubber, especially at high resistivities and low voltages. , and it has been considered likely that the same applies to other electrically conductive polymer compositions.
Olika metoder har föreslagits för att minska kontaktresistansen mellan kimrökfyllt gummi och testelektroder som placerats i kon- takt därmed. Den föredragna metoden är att vulka gummit medan det befinner sig i kontakt med en mässingselektrod. Andra meto- der inkluderar kopparplätering, vakuumbeläggning med guld och användning av kolloidala lösningar av grafit mellan elektroden och provstycket. Närmare uppgifter härom återfinns i kapitel 2 i "Conductive Rubbers and Plastics" av R H Norman, Science Pub- lishers (1970), varav framgår att man inte väl förstått de fak- torer som bestämmer kontaktresistansens storlek.Various methods have been proposed to reduce the contact resistance between carbon black-filled rubber and test electrodes placed in contact therewith. The preferred method is to vulcanize the rubber while in contact with a brass electrode. Other methods include copper plating, vacuum coating with gold and the use of colloidal solutions of graphite between the electrode and the test piece. Further information on this can be found in Chapter 2 of "Conductive Rubbers and Plastics" by R H Norman, Science Publishers (1970), from which it appears that the factors that determine the magnitude of contact resistance have not been well understood.
Vi har nu funnit att ökningen i den totala resistansen med tiden blir desto mindre, ju mindre kontaktresistansen mellan en elek- trod och en ledande polymerkomposition är från början. Vi har också funnit att kontaktresistansen mellan en elektrod och en polymerkomposition minskas om elektroden och polymerkompositio- nen placeras eller hålls i kontakt med varandra medan båda be- finner sig vid en temperatur som ligger högre än kompositionens smältpunkt, Uttrycket "kompositionens smältpunkt" används här för att beteckna den temperatur vid vilken kompositionen börjar smälta. Den tid, under vilken elektroden och kompositionen måste vara i kontakt med varandra, medan var och en befinner sig vid en temperatur över kompositionens smältpunkt, för att det öns- kade resultatet skall uppnås, är helt kort. Tider överstigande 447 781 5 minuter resulterar inte i någon väsentligt ytterligare minsk- ning av kontaktresistansen, och ofta är kortare tider än 1 mi- nut fullt tillräckliga och föredras därför. Behandlingstiden är sålunda av en helt annan storleksordning än den som krävs för de kända värmebehandlingarna för att minska kompositionens resistivitet, såsom exempelvis beskrivs i US patent nn 3 823 217 Och 3 914 363.We have now found that the increase in the total resistance over time becomes smaller, the smaller the contact resistance between an electrode and a conductive polymer composition is from the beginning. We have also found that the contact resistance between an electrode and a polymer composition is reduced if the electrode and the polymer composition are placed or kept in contact with each other while both are at a temperature higher than the melting point of the composition. The term "melting point of the composition" is used herein for to denote the temperature at which the composition begins to melt. The time during which the electrode and the composition must be in contact with each other, while each is at a temperature above the melting point of the composition, in order for the desired result to be achieved, is quite short. Times exceeding 447 781 5 minutes do not result in any significant further reduction of the contact resistance, and often times shorter than 1 minute are fully sufficient and are therefore preferred. The treatment time is thus of a completely different order of magnitude than that required for the known heat treatments to reduce the resistivity of the composition, as described, for example, in U.S. Pat. Nos. 3,823,217 and 3,914,363.
Enligt SE patentskriften 7714126-5 åstadkommas ett förfarande för framställning eller modifiering av en anordning, innefattan- de en elektrod och en elektriskt ledande polymerkomposition i kontakt med elektroden, vilket förfarande kännetecknas av åt- gärderna att kontakta, eller upprätthålla kontakt mellan den ledande polymerkompositionen och elektroden medan den ledande polymerkompositionen hålls vid en temperatur (T ) över dess smältpunkt (Tm) och elektroden hålls vid en temperatur (Te) över den ledande kompositionens smältpunkt, varvid TD och Te är lika eller olika, under en tid som är tillräcklig för att minska kon- taktresistansen mellan elektroden och den ledande polymerkompo- sitionen som inte är tillräckligt hög för att väsentligt minska den ledande polymerens resistivitet. Både TD och Te skall före- trädesvis ligga minst 20 K, helst minst 55 K, över Tm. Ofta föredras att både Tp och Te ligger högre än polymerens med ring och kula bestämda mjukningstemperatur.According to SE patent specification 7714126-5, a method is provided for manufacturing or modifying a device, comprising an electrode and an electrically conductive polymer composition in contact with the electrode, which method is characterized by the measures of contacting, or maintaining contact between the conductive polymer composition and the electrode while the conductive polymer composition is maintained at a temperature (T) above its melting point (Tm) and the electrode is maintained at a temperature (Te) above the melting point of the conductive composition, TD and Te being equal or different, for a time sufficient to reduce the contact resistance between the electrode and the conductive polymer composition which is not high enough to significantly reduce the resistivity of the conductive polymer. Both TD and Te should preferably be at least 20 K, preferably at least 55 K, above Tm. It is often preferred that both Tp and Te are higher than the softening temperature of the polymer with ring and ball determined.
Den ledande polymerkompositionen utsätts företrädesvis för tryck för att hringasü.sluten konformitet med elektroden. Trycket är vanligtvis minst 1,4 MPa, företrädesvis minst 2,1 MPa, t.ex. 2,1 - 20 MPa, i synnerhet minst 3,5 MPa, t.ex. 3,5 - 7,0 MPa.The conductive polymer composition is preferably subjected to pressure to ring closed conformity with the electrode. The pressure is usually at least 1.4 MPa, preferably at least 2.1 MPa, e.g. 2.1 - 20 MPa, in particular at least 3.5 MPa, e.g. 3.5 - 7.0 MPa.
Vi har också funnit att kontaktresistansen kan korrelateras med den kraft som erfordras för att dra ut elektroden från polymer- komoositionen. Man har sålunda kommit fram till an anordning, innefattande en elektrod i kontakt med en ledande polymerkom- position, i synnerhet en tvinnad trådelektrod som inbäddats i en ledande polymerkomposition, varvid utdragsstyrkan (P) för elektrodens utdragning från anordningen bestämd av uttrycket P 2 1,4 P0, där P0 är utdragsstyrkan för utdragning av en iden- tisk elektrod från en anordning, som innefattar en identisk 10 15 20 25 30 35 447 781 elektrod i kontakt med en identisk ledande polymerkomposition och som framställs enligt ett förfarande, som består i att elektroden, medan den befinner sig vid en temperatur som ej är högre än 24°C, bringas i kontakt med den smälta ledande poly- merkompositionen, som därefter får svalna i kontakt med elek- troden. Utdragsstyrkorna P och P0 bestäms vid 21°C på det nedan beskrivna sättet.We have also found that the contact resistance can be correlated with the force required to pull the electrode out of the polymer composition. A device has thus been found which comprises an electrode in contact with a conductive polymer composition, in particular a twisted wire electrode embedded in a conductive polymer composition, the pull-out strength (P) of the electrode being extracted from the device being determined by the expression P 2 1, P0, where P0 is the pull-out force for pulling out an identical electrode from a device comprising an identical electrode in contact with an identical conductive polymer composition and which is prepared according to a method which comprises the electrode, while at a temperature not exceeding 24 ° C, is brought into contact with the molten conductive polymer composition, which is then allowed to cool in contact with the electrode. The tensile strengths P and P0 are determined at 21 ° C in the manner described below.
Ett 5,1 cm långt prov av värmebandet (eller annan anordning), innehållande en rak 5,1 cm längd av elektroderna, avskärs. Vid provets ena ände skalas 2,5 cm av elektroden fri från polymer.A 5.1 cm long sample of the heating band (or other device), containing a straight 5.1 cm length of the electrodes, is cut off. At one end of the sample, 2.5 cm of the electrode free of polymer is peeled.
Den frilagda elektroden träs ned genom ett hål, som är obetyd- ligt större än elektroden, i en i horisontalplanet fixerad me- tallplatta. Änden av den frilagda elektroden fastspänns i en rörlig spännback under plattan, och provets ærka ände fastspänns lätt ovanför plattan så att elektroden är vertikal. Den rörliga spännbacken förs därefter vertikalt nedåt med en hastighet av 5,1 cm/min, och man mäter den erforderliga maximala kraften för ledarens utdragning ur provet.The exposed electrode is threaded down through a hole, which is slightly larger than the electrode, in a metal plate fixed in the horizontal plane. The end of the exposed electrode is clamped in a movable clamping jaw under the plate, and the arch end of the sample is clamped slightly above the plate so that the electrode is vertical. The movable clamping jaw is then moved vertically downwards at a speed of 5.1 cm / min, and the required maximum force for the conductor is pulled out of the sample.
Vi har också funnit att kontaktresistansen för bandvärmare, som för närvarande är de mest använda anordningarna i vilka störm- men går genom ledande polymerkompositioner, kan korrelateras med linearitetsförhållandet, en mängd som lätt kan mätas på det nedan beskrivna sättet.We have also found that the contact resistance of belt heaters, which are currently the most widely used devices in which the current passes through conductive polymer compositions, can be correlated with the linearity ratio, an amount that can be easily measured in the manner described below.
Uppfinningen åstadkommer en bandvärmare av det inledningsvis an- givna slaget, vilken kännetecknas av att det genomsnittliga linearitetsförhållandet mellan elektroderna är högst 1,2, var- vid linearitetsförhållandet definieras som resistans vid 30 mV resistans vid 100 V varvid resistansen mätes vid 21°C mellan elektroderna, och den ledande kompositionen och elektroderna behandlats i kontakt med varandra vid en temperatur hos både nämnda polymerkomposition och elektroderna, som ligger högre än kompositionens smältpunkt, under en tid icke överstigande 5 minuter. 10 15 20 25 30 35 447 781 6 Vid mätning av resistanserna vid 21°C mellan elektroderna kon- taktas dessa av sonder som förs in genom bandvärmarens ytter- mantel och ledande polymera kärna. Kontaktresistansen är för- sumbaf vid 100 V, varför kontaktresistansen är desto lägre ju närmare linearitetsförhållandet ligger 1 Uppfinningen är användbar vid vilken typ av elektrod som helst, t.ex. metallplattor, band eller trådar, men i synnerhet vid elektroder med oregelbunden yta, t.ex. tvinnade trådelektroder som vanligtvis används i bandvärmare, flätade trådelektroder (t.ex. sådana som beskrivs i DT Offenlegungsschriftnr 2 6¶5000.¶, och expanderbara elektroder san beskrivs i DE Offenlegungsschrift nr 2 655 453.1. Föredragna tvinnade trådar är silverbelagda och nickelbelagda koppartrâdar, som är mindre känsliga för svårighe- ter, t.ex. smältning eller oxidation, än förtent eller obelagd koppartråd, fastän den sistnämnda kan användas utan svårighet under förutsättning att de använda temperaturerna inte är allt- för höga.The invention provides a belt heater of the type initially indicated, which is characterized in that the average linearity ratio between the electrodes is at most 1.2, the linearity ratio being defined as resistance at 30 mV resistance at 100 V, the resistance being measured at 21 ° C between the electrodes. , and the conductive composition and the electrodes are treated in contact with each other at a temperature of both said polymer composition and the electrodes which is higher than the melting point of the composition, for a time not exceeding 5 minutes. 10 15 20 25 30 35 447 781 6 When measuring the resistances at 21 ° C between the electrodes, these are contacted by probes which are inserted through the outer jacket of the belt heater and the conductive polymeric core. The contact resistance is negligible at 100 V, so the contact resistance is lower the closer the linearity ratio is. The invention is useful with any type of electrode, e.g. metal plates, strips or wires, but in particular in the case of electrodes with an irregular surface, e.g. twisted wire electrodes commonly used in belt heaters, braided wire electrodes (eg those described in DT Offenlegungsschrift No. 2 6¶5000.¶, and expandable electrodes as described in DE Offenlegungsschrift No. 2 655 453.1) Preferred twisted wires are silver-plated and nickel-plated copper-plated. which are less sensitive to difficulties, such as melting or oxidation, than tinned or uncoated copper wire, although the latter can be used without difficulty provided that the temperatures used are not too high.
De vid uppfinningen använda ledande polymerkompositionerna inne- håller vanligtvis kimrök som ledande fyllmedel, t.ex. i en mängd som är större eller mindre än 15 viktsprocent, t.ex. större än 17 % eller 20 %. I många fall föredras att kompositionen uppvi- sar PTC-beteende. Kompositionens resistivitet är vanligtvis mind- re än 50 000 ohm.cam vid 2loC, t.ex. 100 - 50 000 ohm.cm. För bandvärmare avsedda att anslutas till 115 V växelström eller mera har kompositionen vanligtvis en resistivitet av 2000 - 50 000 ohm.cm, t.ex. 2000 - 40 000 ohm.cm. Kompositionen är före- trädesvis termpplastisk. Den kan emellertid vara svagt tvärbun- den, eller befinna sig i den process då den håller pä att bli tvärbunden, förutsatt att den är tillräckligt flytbar under de kontaktande betingelserna för att forma sig tätt intill elektrod- ytan. Polymeren är företrädesvis en kristallin polymer.The conductive polymer compositions used in the invention usually contain carbon black as conductive fillers, e.g. in an amount greater than or less than 15% by weight, e.g. greater than 17% or 20%. In many cases, it is preferred that the composition exhibits PTC behavior. The resistivity of the composition is usually less than 50,000 ohm.cam at 2 ° C, e.g. 100 - 50 000 ohm.cm. For belt heaters intended to be connected to 115 V AC or more, the composition usually has a resistivity of 2000 - 50,000 ohm.cm, e.g. 2000 - 40 000 ohm.cm. The composition is preferably thermoplastic. However, it may be slightly crosslinked, or be in the process of being crosslinked, provided that it is sufficiently fluid under the contacting conditions to form close to the electrode surface. The polymer is preferably a crystalline polymer.
De för uppfinningen aktuella bandvärmarna har vanligtvis två elek- troder anordnade på ett avstånd av 0,15 - 1 cm från varandra, men större avstånd kan användas, t.ex. upp till 2,5 cm eller mera.The belt heaters relevant for the invention usually have two electrodes arranged at a distance of 0.15 - 1 cm from each other, but larger distances can be used, e.g. up to 2.5 cm or more.
Kärnan av ledande polymer kan ha bruklig form, men har företrädes- f» - 10 15 20 25 30 35 447 781 vis en tvärarea som inte är större än tre gånger, i synnerhet inte mer än 1,5 gånger, t.ex. ej mer än 1,1 gånger, dess minsta dimension, i synnerhet en rund tvärarea.The core of conductive polymer may have a conventional shape, but preferably has a transverse area not greater than three times, in particular not more than 1.5 times, e.g. not more than 1.1 times, its smallest dimension, in particular a round transverse area.
Elektroden och polymerkompositionen kan upphettas separat innan de sammanförs. Därvid föredras att strängspruta kompositionen över elektroden. t.ex. genom strängsprutning runt ett par åtskil- da trâdelektroder med användning av ett munstycke med vinkel- stycke. Elektroden förvärms till en temperatur (Te), som kan vara högre eller lägre än polymerkompositionens smälttemperatur (T ) men som vanligtvis är högre än (TP-55)°C och företrädesvis högre än (TP-30)°C. TP skall vanligtvis ligga betydligt högre än kompositionens smältpunkt. t.ex. 30 - 80 K högre. Varken elektroden eller kompositionen får givetvis upphettas till en sådan temperatur att den undergâr väsentlig oxidation eller an- nan nedbrytning.The electrode and the polymer composition can be heated separately before being brought together. In this case, it is preferred to extrude the composition over the electrode. for example by extruding around a pair of separate wire electrodes using a nozzle with an angle piece. The electrode is preheated to a temperature (Te), which may be higher or lower than the melting temperature (T) of the polymer composition but which is usually higher than (TP-55) ° C and preferably higher than (TP-30) ° C. TP should usually be significantly higher than the melting point of the composition. for example 30 - 80 K higher. Neither the electrode nor the composition must of course be heated to such a temperature that it undergoes significant oxidation or other decomposition.
Kompositionen kan formas i kontaktnei elektroden (utan denna förvärmning), varefter elektroden och kompositionen, medan de är i kontakt med varandra, upphettas till en temperatur över kompositionens smältpunkt. Vid detta förfarande måste man vara noga med att säkerställa en effektiv minskning av kontaktresis- tansen.«De optimala betingelserna är beroende av elektroden och kompositionen, men utsträckt tid, förhöjd temperatur och för- höjt tryck medverkar till att det önskade resultatet uppnås.The composition can be formed in the contact electrode (without this preheating), after which the electrode and the composition, while in contact with each other, are heated to a temperature above the melting point of the composition. In this procedure, care must be taken to ensure an effective reduction of the contact resistance. «The optimal conditions depend on the electrode and the composition, but prolonged time, elevated temperature and elevated pressure contribute to achieving the desired result.
Trycket kan exempelvis åstadkommas i en press eller med hjälp av pressvalsar. Denna utföringsform är särdeles användbar när en värmebehandling varken är önskad eller av behovet påkallad, t.ex. när kompositionen innehåller kimrök i en mängd överstigan- de 15 viktsporcent, t.ex. mer än 1% eller 18 viktsprocent, eller när endast en begränsad värmebehandling genomförs på sådant sätt att kolhalten (L) och resistiviteten (R) vid värmebehandlingens slut är sådana att villkoret 2L + 5 log10 > 45 är satisfierat.The pressure can for instance be effected in a press or by means of press rollers. This embodiment is particularly useful when a heat treatment is neither desired nor required by the need, e.g. when the composition contains carbon black in an amount exceeding 15% by weight, e.g. more than 1% or 18% by weight, or when only a limited heat treatment is carried out in such a way that the carbon content (L) and the resistivity (R) at the end of the heat treatment are such that the condition 2L + 5 log10> 45 is satisfied.
Ett sätt att upphetta elektroden och den omgivande kompositionen är att Leda en stark ström genom elektroden och därigenom upphetta 'elektroden genom motståndsvärmning.One way to heat the electrode and the surrounding composition is to conduct a strong current through the electrode and thereby heat the electrode by resistance heating.
I en annan utföringsform är den ledande polymerkompositionen från 10 15 20 25 30 35 447 781 8 början formad, t.ex. som ett eller flera piller eller tabletter, som inte formats i kontakt med elektroden, varefter elektroden och kompositionen tillsammans upphettas under tryck, t.ex. i en formpresš.In another embodiment, the conductive polymer composition is initially formed, e.g. as one or more pills or tablets, which are not formed in contact with the electrode, after which the electrode and the composition are heated together under pressure, e.g. i en formpresš.
Särskilt när den ledande polymerkompositionen uppvisar PTC-be- teende är det ofta önskvärt att kompositionen är tvärbunden i den färdiga produkten. Tvärbindning kan genomföras som ett separat steg efter behandlingen för att minska kontaktresistansen, i vilket fall det föredras att tvärbinda kompositionen genom strål- ning, Alternativt kan tvärbindningen genomföras samtidigt med värmebehandlingen, i vilket fall kemisk tvärbidning med hjälp av initiatorer, såsom peroxider, föredras.Especially when the conductive polymer composition exhibits PTC behavior, it is often desirable for the composition to be crosslinked in the finished product. Crosslinking can be performed as a separate step after the treatment to reduce the contact resistance, in which case it is preferred to crosslink the composition by radiation. Alternatively, the crosslinking can be performed simultaneously with the heat treatment, in which case chemical crosslinking by initiators, such as peroxides, is preferred.
Uppfinningen skall belysas med följande exempel, av vilka några är jämförelseexempel.The invention will be illustrated by the following examples, some of which are comparative examples.
I vart och ett av exemplen framställdes en bandvärmare på det ne- dan beskrivna sättet. Den ledande polymerkompositionen framställ- des genom att MD-polyeten (MD = medeldensitet), som innehöll en antioxidant, blandades med en kimrökshaltig förblandning, be- stående av en eten/etylakrylat-sampolymer för bildning av en komposition som innehöll den angivna procenthalten kimrök. Denna strängsprutades vid ca 180°C genom ett med vinkelstycke försett munstycke med en cirkulär öppning med 3,6 mm diameter över ett par tvinnade försilvrade koopartrådar med trâdarnas axlar liggan- de på 2 mm avstånd från varandra längs en diameter av öppningen och varje tråd med en diameter av 0,8 mm och innehållande 19 smâtrådar. Före framkomsten till sprutmunstycket förvärmdes trå- darna genom att ledas genom en 60 cm lång ugn vid 800°C. Trådar- nas temperatur vid inträdet i munstycket var 82°C i jämförelse- exempeln 1, 4 och 6, där trådarnas hastighet vid passagen genom ugnen och munstycket var 21 m/min, 16506 i exemplen 2 och 7, och 19300 i exemplen 3 och 5.In each of the examples, a belt heater was prepared in the manner described below. The conductive polymer composition was prepared by mixing MD polyethylene (MD = medium density), which contained an antioxidant, with a carbon black-containing premix consisting of an ethylene / ethyl acrylate copolymer to form a composition containing the indicated carbon black content. This was extruded at about 180 ° C through an angled nozzle with a circular opening of 3.6 mm diameter over a pair of twisted silver-plated copper wires with the shafts of the wires lying 2 mm apart along a diameter of the opening and each wire having a diameter of 0.8 mm and containing 19 small threads. Prior to arrival at the spray nozzle, the wires were preheated by being passed through a 60 cm long oven at 800 ° C. The temperature of the wires at the entry into the nozzle was 82 ° C in Comparative Examples 1, 4 and 6, where the speed of the wires when passing through the furnace and the nozzle was 21 m / min, 16506 in Examples 2 and 7, and 19300 in Examples 3 and 5.
Extrudatet försågs därefter med ett isolationsskikt genom sträng- sprutning av ett 0,5 mm tjockt skikt av klorerat polyeten eller en eten/tetrafluoreten-sampolymer. Det belagda extrudatet be- strålades därefter för tvärbindning av den ledande polymerkom- positionen. 10 15 20 25 30 35 9 447 781 Exempel 1 - 3 Dessa exempel, av vilka exempel 1 är ett jämförelseexempel, de- mönstrefar linearitetsförhâllandets (LR) inflytande på uteffek- ten när värmaren utsätts för temperaturändringar. I varje exem- pel mättes värmarens linearítetsförhâllande, varefter värmaren anslöts till ett 120 V växelströmsnät. Omgivningstemperaturen änd- rades därefter kontinuerligt över en 3 minuters period, varvid den höjdee från -37°c till es°c under 90 sekunder den under de följande 90 sekunderna åter sänktes till -37°C Under varje värmecykel mättes värmarens maximala uteffekt i bör- jan och med jämna mellanrum och uttrycktes som en proportion (PN) av den maximala uteffekten i början.The extrudate was then provided with an insulating layer by extruding a 0.5 mm thick layer of chlorinated polyethylene or an ethylene / tetrafluoroethylene copolymer. The coated extrudate was then irradiated to crosslink the conductive polymer composition. 10 15 20 25 30 35 9 447 781 Examples 1 - 3 These examples, of which Example 1 is a comparative example, demonstrate the influence of the linearity ratio (LR) on the output power when the heater is exposed to temperature changes. In each example, the linearity ratio of the heater was measured, after which the heater was connected to a 120 V AC mains. The ambient temperature was then changed continuously over a 3 minute period, the altitude being from -37 ° C to es ° c for 90 seconds it was lowered again to -37 ° C for the following 90 seconds. During each heating cycle the maximum output power of the heater was measured in jan and at regular intervals and was expressed as a proportion (PN) of the maximum output power at the beginning.
Den i exempel 1 använda polymerkompositionen innehöll ca 26 % kim- rök. Den i exemplen 2 och 3 använda polymerkompositionen inne- höll ca 22 % kimrök. De uppnådda resultaten visas i tabell 1 nedan.The polymer composition used in Example 1 contained about 26% carbon black. The polymer composition used in Examples 2 and 3 contained about 22% carbon black. The results obtained are shown in Table 1 below.
Tabel1e1 Antal cykler *Exempel 1 Exempel 2 Exempel 3 PN LR PN LR PN LR inga 1 1,3 1 1,1 1 1 500 ° 0,5 1,6 1,3 - 1 1 1100. 0,3 2,1 1,2 - 1 1 1700 - - 1,1 1,1 1 1 *jämförelseexempel Exempel 4 - 7 Dessa exempel, som sammanfattas i tabell 2, visar effekten av elektrodernas förvärmning på linearitetsförhâllandet och ut- drgastyrkan. 447 781 10 Tabell 2 Exemgel nr. ' Kimrök, % Linearitetsförhållande *4 ' I 22 1,6 5 5 22 1,0 *6 23 1,35 7 23 1,1 10 *jämförelseexempel _ Förhållandet mellan utdragsstyrkorna för värmebanden enligt exem- wpel 7 och 6 (P/Po) var 1,45. 15 20Table 1e1 Number of cycles * Example 1 Example 2 Example 3 PN LR PN LR PN LR none 1 1.3 1 1.1 1 1 500 ° 0.5 1.6 1.3 - 1 1 1100. 0.3 2.1 1 , 2 - 1 1 1700 - - 1.1 1.1 1 1 * comparative examples Examples 4 - 7 These examples, which are summarized in Table 2, show the effect of the preheating of the electrodes on the linearity ratio and the drying strength. 447 781 10 Table 2 Example gel no. 'Carbon black,% Linearity ratio * 4' I 22 1.6 5 5 22 22 * * 6 23 1.35 7 23 1.1 10 * comparative example _ The ratio between the extraction strengths of the heating bands according to examples 7 and 6 (P / Po ) was 1.45. 15 20
Claims (3)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US75014976A | 1976-12-13 | 1976-12-13 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE8304042L SE8304042L (en) | 1983-07-19 |
| SE8304042D0 SE8304042D0 (en) | 1983-07-19 |
| SE447781B true SE447781B (en) | 1986-12-08 |
Family
ID=25016715
Family Applications (3)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE7714126A SE434587B (en) | 1976-12-13 | 1977-12-13 | PROCEDURE FOR MANUFACTURING AN ELECTRIC DEVICE INCLUDING AN ELECTRICAL AND ELECTRIC LEADING POLYMER COMPOSITION |
| SE8304042A SE447781B (en) | 1976-12-13 | 1983-07-19 | BANDVERMARE |
| SE8505088A SE8505088L (en) | 1976-12-13 | 1985-10-28 | PROCEDURE FOR THE MANUFACTURING OF AN ELECTRICAL DEVICE, INCLUDING AN ELECTRODE AND THIS RELATED POLYMER COMPOSITION |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE7714126A SE434587B (en) | 1976-12-13 | 1977-12-13 | PROCEDURE FOR MANUFACTURING AN ELECTRIC DEVICE INCLUDING AN ELECTRICAL AND ELECTRIC LEADING POLYMER COMPOSITION |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE8505088A SE8505088L (en) | 1976-12-13 | 1985-10-28 | PROCEDURE FOR THE MANUFACTURING OF AN ELECTRICAL DEVICE, INCLUDING AN ELECTRODE AND THIS RELATED POLYMER COMPOSITION |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (4) | JPS6057192B2 (en) |
| AU (1) | AU515034B2 (en) |
| BE (1) | BE861776A (en) |
| CA (2) | CA1106890A (en) |
| DE (1) | DE2755077A1 (en) |
| FR (1) | FR2392572A1 (en) |
| GB (2) | GB1600256A (en) |
| NL (1) | NL185545C (en) |
| NO (1) | NO147735C (en) |
| SE (3) | SE434587B (en) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4238812A (en) * | 1978-12-01 | 1980-12-09 | Raychem Corporation | Circuit protection devices comprising PTC elements |
| FR2456453A1 (en) * | 1979-05-10 | 1980-12-05 | Sunbeam Corp | FLEXIBLE HEATING ELEMENT AND MANUFACTURING METHOD THEREOF |
| CA1156300A (en) * | 1980-04-01 | 1983-11-01 | Gordon S. Carlson | Electric blanket safety circuit |
| CA1168433A (en) * | 1980-05-19 | 1984-06-05 | Umesh K. Sopory | Ptc conductive polymers and devices comprising them |
| US4591700A (en) * | 1980-05-19 | 1986-05-27 | Raychem Corporation | PTC compositions |
| US4309596A (en) * | 1980-06-24 | 1982-01-05 | Sunbeam Corporation | Flexible self-limiting heating cable |
| ATE77155T1 (en) | 1983-06-30 | 1992-06-15 | Raychem Corp | METHOD OF DETECTING AND OBTAINING INFORMATION ABOUT THE CHANGES OF VARIABLES. |
| GB8623082D0 (en) * | 1986-09-25 | 1986-10-29 | Raychem Gmbh | Heated conduit |
| DE4024268A1 (en) * | 1990-07-31 | 1992-02-06 | Lehmann & Voss & Co | Electroconductive plastics element for heater or electronic device - contains synergistic mixt. of carbon or graphite powder and fibres and opt. metal fibres |
| DE4307371A1 (en) * | 1993-03-09 | 1994-09-15 | Hit Hillesheim Innovations Und | Heatable line for a flow medium |
| DE4426188A1 (en) * | 1994-07-23 | 1996-01-25 | Mekra Rangau Plastics | Outside mirrors for motor vehicles |
| CN113635534A (en) * | 2021-08-10 | 2021-11-12 | 芜湖佳宏新材料股份有限公司 | Process method for reducing contact resistance of conductive polymer and metal conductor |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB828334A (en) * | 1956-10-30 | 1960-02-17 | British Insulated Callenders | Improvements in or relating to electrically conductive non-metallic materials |
| US3861029A (en) * | 1972-09-08 | 1975-01-21 | Raychem Corp | Method of making heater cable |
| US3858144A (en) | 1972-12-29 | 1974-12-31 | Raychem Corp | Voltage stress-resistant conductive articles |
| JPS5530669B2 (en) * | 1974-03-29 | 1980-08-12 | ||
| JPS5432173B2 (en) * | 1974-03-29 | 1979-10-12 | ||
| US4177376A (en) * | 1974-09-27 | 1979-12-04 | Raychem Corporation | Layered self-regulating heating article |
| ES454025A1 (en) * | 1975-12-08 | 1977-11-16 | Raychem Corp | Expansible heater |
-
1977
- 1977-12-07 GB GB50916/77A patent/GB1600256A/en not_active Expired
- 1977-12-07 GB GB26479/80A patent/GB1600257A/en not_active Expired
- 1977-12-09 AU AU31394/77A patent/AU515034B2/en not_active Expired
- 1977-12-09 FR FR7737164A patent/FR2392572A1/en active Granted
- 1977-12-10 DE DE19772755077 patent/DE2755077A1/en active Granted
- 1977-12-12 BE BE183389A patent/BE861776A/en not_active IP Right Cessation
- 1977-12-12 NO NO774258A patent/NO147735C/en unknown
- 1977-12-12 CA CA292,832A patent/CA1106890A/en not_active Expired
- 1977-12-13 NL NL7713800A patent/NL185545C/en not_active IP Right Cessation
- 1977-12-13 SE SE7714126A patent/SE434587B/en not_active IP Right Cessation
- 1977-12-13 JP JP52149792A patent/JPS6057192B2/en not_active Expired
-
1983
- 1983-07-19 SE SE8304042A patent/SE447781B/en not_active IP Right Cessation
-
1985
- 1985-08-09 CA CA000488467A patent/CA1206507B/en not_active Expired
- 1985-10-28 SE SE8505088A patent/SE8505088L/en not_active Application Discontinuation
-
1989
- 1989-05-22 JP JP1128616A patent/JPH0256886A/en active Granted
- 1989-05-22 JP JP1128617A patent/JPH0256887A/en active Granted
-
1990
- 1990-10-23 JP JP2286933A patent/JPH03257783A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03257783A (en) | 1991-11-18 |
| JPH0256886A (en) | 1990-02-26 |
| DE2755077A1 (en) | 1978-06-29 |
| GB1600257A (en) | 1981-10-14 |
| NL185545B (en) | 1989-12-01 |
| DE2755077C2 (en) | 1987-06-11 |
| JPS6057192B2 (en) | 1985-12-13 |
| FR2392572A1 (en) | 1978-12-22 |
| SE434587B (en) | 1984-07-30 |
| AU3139477A (en) | 1979-06-14 |
| NO147735B (en) | 1983-02-21 |
| SE8304042L (en) | 1983-07-19 |
| GB1600256A (en) | 1981-10-14 |
| NL7713800A (en) | 1978-06-15 |
| SE8505088D0 (en) | 1985-10-28 |
| BE861776A (en) | 1978-06-12 |
| JPS5395298A (en) | 1978-08-21 |
| SE8304042D0 (en) | 1983-07-19 |
| NO147735C (en) | 1983-06-01 |
| CA1206507B (en) | 1986-06-24 |
| JPH0256887A (en) | 1990-02-26 |
| NL185545C (en) | 1995-01-16 |
| CA1106890A (en) | 1981-08-11 |
| JPH053120B2 (en) | 1993-01-14 |
| NO774258L (en) | 1978-06-14 |
| JPH0559557B2 (en) | 1993-08-31 |
| SE8505088L (en) | 1985-10-28 |
| JPH0562439B2 (en) | 1993-09-08 |
| AU515034B2 (en) | 1981-03-12 |
| FR2392572B1 (en) | 1984-03-30 |
| SE7714126L (en) | 1978-06-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4426339A (en) | Method of making electrical devices comprising conductive polymer compositions | |
| US4591700A (en) | PTC compositions | |
| US4277673A (en) | Electrically conductive self-regulating article | |
| SE447781B (en) | BANDVERMARE | |
| JPS5818722B2 (en) | Self-regulating electrical article and method of manufacturing the same | |
| JPS643322B2 (en) | ||
| US4876440A (en) | Electrical devices comprising conductive polymer compositions | |
| JPH0845703A (en) | Electric device containing electrical conductivity cross-linking polymer | |
| DK157648B (en) | EXTENSIVE SELF-REGULATING ELECTRIC HEATER | |
| US4367168A (en) | Electrically conductive composition, process for making an article using same | |
| CA1168433A (en) | Ptc conductive polymers and devices comprising them | |
| JPH04500938A (en) | Manufacturing method of conductive polymer sheet | |
| US4764664A (en) | Electrical devices comprising conductive polymer compositions | |
| CA1212407A (en) | Self-regulating heating cable having radiation grafted jacket | |
| US4327480A (en) | Electrically conductive composition, process for making an article using same | |
| US4866253A (en) | Electrical devices comprising conductive polymer compositions | |
| KR0153409B1 (en) | Polymer composition having positive temperature coefficient characteristics | |
| GB2075992A (en) | PTC Conductive Polymers and Devices Comprising Them | |
| US4220615A (en) | Method for the manufacture of a power cable | |
| JPS59226493A (en) | Self-temperature controllable heater | |
| DE2760471C2 (en) | Electrical device for heating elements | |
| JPH0130264B2 (en) | ||
| DE2760408C2 (en) | Electrical device for heating elements | |
| TWM578920U (en) | A flexible conductive heating element with self-limiting and regulating characteristics | |
| CN111372335A (en) | Conductive heat-generating material and module using the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| NAL | Patent in force |
Ref document number: 8304042-8 Format of ref document f/p: F |
|
| NUG | Patent has lapsed |
Ref document number: 8304042-8 Format of ref document f/p: F |