JPH07183078A - 自己温度制御通電発熱体 - Google Patents
自己温度制御通電発熱体Info
- Publication number
- JPH07183078A JPH07183078A JP5326555A JP32655593A JPH07183078A JP H07183078 A JPH07183078 A JP H07183078A JP 5326555 A JP5326555 A JP 5326555A JP 32655593 A JP32655593 A JP 32655593A JP H07183078 A JPH07183078 A JP H07183078A
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- Japan
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- temperature
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 発熱温度が150℃以上の温度分布良好で負
荷寿命の改良された自己、温度制御通電発熱体を提供す
る。 【構成】 ポリエーテルエーテルケトンと温度380℃
剪断速度102 sec-1における溶融粘度が103 〜1
04 ポイズである樹脂から形成されていることを特徴と
する自己温度制御通電発熱体。
荷寿命の改良された自己、温度制御通電発熱体を提供す
る。 【構成】 ポリエーテルエーテルケトンと温度380℃
剪断速度102 sec-1における溶融粘度が103 〜1
04 ポイズである樹脂から形成されていることを特徴と
する自己温度制御通電発熱体。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、採暖器具及び一般の加
熱装置として有用な発熱体の構成に関するものである。
熱装置として有用な発熱体の構成に関するものである。
【0002】
【従来の技術】自己温度制御特性をもったヒータとは、
有機高分子中に導電材を混練分散させた抵抗体において
は有機高分子が温度によって熱膨張し導電材間の距離を
押し広げることによって系全体の抵抗を立ち上がらせ発
熱を止めまた冷えると熱収縮し、再び発熱するという特
性を生かし所定温度で常に発熱しているというヒータで
ある。
有機高分子中に導電材を混練分散させた抵抗体において
は有機高分子が温度によって熱膨張し導電材間の距離を
押し広げることによって系全体の抵抗を立ち上がらせ発
熱を止めまた冷えると熱収縮し、再び発熱するという特
性を生かし所定温度で常に発熱しているというヒータで
ある。
【0003】したがって電圧をかけたままでも制御機能
なしで温度設定できるという極めて有用な特性をもち、
また抵抗が上昇して発熱をとめるのでオーバヒートの危
険がないという有用な特性を持ち合わせている。
なしで温度設定できるという極めて有用な特性をもち、
また抵抗が上昇して発熱をとめるのでオーバヒートの危
険がないという有用な特性を持ち合わせている。
【0004】現在有機高分子としては架橋ポリオレフィ
ン、架橋フッ素樹脂が使用されているものが多い。
ン、架橋フッ素樹脂が使用されているものが多い。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】然るに従来は150℃
以上の発熱に対応する組成が検討されておず、また該発
熱体の特性上樹脂の熱的変化点で自己温度制御機能を発
現させているので発熱体強度の低下を招き支持材が必要
であるという問題点を抱えている。
以上の発熱に対応する組成が検討されておず、また該発
熱体の特性上樹脂の熱的変化点で自己温度制御機能を発
現させているので発熱体強度の低下を招き支持材が必要
であるという問題点を抱えている。
【0006】また従来の通電発熱体は繰返し使用する場
合に空気が発熱体露出部に接することにより発熱体中の
有機高分子を酸化劣化させるという問題もあった。
合に空気が発熱体露出部に接することにより発熱体中の
有機高分子を酸化劣化させるという問題もあった。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するものであって、その要旨は有機高分子中に導電材を
分散させた組成物を主成分とする抵抗体に電圧を印加し
発熱せしめる通電発熱体において、該通電発熱体の有機
高分子がポリエーテルエーテルケトンと温度380℃、
剪断速度102 sec-1における溶融粘度が103 〜1
04 ポイズである樹脂とから形成されていることを特徴
とする自己温度制御通電発熱体にある。
するものであって、その要旨は有機高分子中に導電材を
分散させた組成物を主成分とする抵抗体に電圧を印加し
発熱せしめる通電発熱体において、該通電発熱体の有機
高分子がポリエーテルエーテルケトンと温度380℃、
剪断速度102 sec-1における溶融粘度が103 〜1
04 ポイズである樹脂とから形成されていることを特徴
とする自己温度制御通電発熱体にある。
【0008】以下本発明を詳細に説明する。
【0009】本発明の自己温度制御通電発熱体は有機高
分子中に導電材を分散させた組成物を主成分とするもの
で、有機高分子が高溶融温度の樹脂で結晶性の樹脂であ
るポリエーテルエーテルケトン(以下PEEKとい
う。)と温度380℃、剪断速度102 sec-1におけ
る溶融粘度が103 〜104 ポイズである樹脂とからな
る。
分子中に導電材を分散させた組成物を主成分とするもの
で、有機高分子が高溶融温度の樹脂で結晶性の樹脂であ
るポリエーテルエーテルケトン(以下PEEKとい
う。)と温度380℃、剪断速度102 sec-1におけ
る溶融粘度が103 〜104 ポイズである樹脂とからな
る。
【0010】PEEKの加工温度は約380〜400℃
の範囲にあるが、他の樹脂が上記特性を有していれば、
均一にPEEKと混合して溶融成形することができる。
また得られる通電発熱体は、他の樹脂がPEEKよりも
低温で軟化ないし結晶融解して、発熱温度が低くなるの
で、上記溶融粘度範囲であることが必要である。
の範囲にあるが、他の樹脂が上記特性を有していれば、
均一にPEEKと混合して溶融成形することができる。
また得られる通電発熱体は、他の樹脂がPEEKよりも
低温で軟化ないし結晶融解して、発熱温度が低くなるの
で、上記溶融粘度範囲であることが必要である。
【0011】このような樹脂としてポリフェニレンサル
ファイド(以下PPSという。)、ポリエーテルイミド
(以下PEIという。)またはポリエーテルサルフォン
(以下PESという。)が挙げられ、特に非晶性樹脂で
あるPES,PEIが熱により特性が変化することなく
ヒータ自体の形態保持強度を付与し得るのでより好まし
い。
ファイド(以下PPSという。)、ポリエーテルイミド
(以下PEIという。)またはポリエーテルサルフォン
(以下PESという。)が挙げられ、特に非晶性樹脂で
あるPES,PEIが熱により特性が変化することなく
ヒータ自体の形態保持強度を付与し得るのでより好まし
い。
【0012】PEEK中の他の樹脂の比率は30〜80
容量%が好ましい。
容量%が好ましい。
【0013】前記溶融粘度の樹脂が30容量%以下では
該樹脂の熱膨張が導電材距離を押し広げる力がなく、結
局、高融点樹脂の熱膨張で温度を自己制御してしまうの
で、好ましくなく、また80容量%以上であれば実用上
形態保持が難しくなるので上記範囲が好ましい。
該樹脂の熱膨張が導電材距離を押し広げる力がなく、結
局、高融点樹脂の熱膨張で温度を自己制御してしまうの
で、好ましくなく、また80容量%以上であれば実用上
形態保持が難しくなるので上記範囲が好ましい。
【0014】また有機高分子中に添加される導電材はカ
ーボンブラックグラファイト等でもよいが、特にMnZ
nフェライトが耐熱性や抵抗の均一性の点から好まし
い。有機高分子中のMnZnフェライトの比率は有機高
分子とMnZnフェライトの合計量に対し30〜70容
量%特に40〜60容量%の範囲が採用される。このよ
うにして樹脂組成物は公知の手段で混練分散され、押出
成形、プレス成形等公知の成形技術により成形され、両
面に銅箔を張って得られる。このようにして得られる自
己温度制御通電発熱体は空気中に露出している端面を該
通電発熱体中の有機高分子材料と同一の材料を熱融着し
て露出部を封止すれば熱劣化を防止し、負荷寿命を向上
し得るので好ましい。また外面に遠赤外線塗料を塗布す
ればエネルギー効率が高まり特に輻射加熱用として好ま
しい。
ーボンブラックグラファイト等でもよいが、特にMnZ
nフェライトが耐熱性や抵抗の均一性の点から好まし
い。有機高分子中のMnZnフェライトの比率は有機高
分子とMnZnフェライトの合計量に対し30〜70容
量%特に40〜60容量%の範囲が採用される。このよ
うにして樹脂組成物は公知の手段で混練分散され、押出
成形、プレス成形等公知の成形技術により成形され、両
面に銅箔を張って得られる。このようにして得られる自
己温度制御通電発熱体は空気中に露出している端面を該
通電発熱体中の有機高分子材料と同一の材料を熱融着し
て露出部を封止すれば熱劣化を防止し、負荷寿命を向上
し得るので好ましい。また外面に遠赤外線塗料を塗布す
ればエネルギー効率が高まり特に輻射加熱用として好ま
しい。
【0015】図1はPEEKに前記の特定溶融粘度の樹
脂を添加した際のDSC曲線を示す図である。
脂を添加した際のDSC曲線を示す図である。
【0016】PEEKのみからなる発熱体は約250℃
で温度を自己制御するが、PEEKと特定の溶融粘度を
有する樹脂例えばPPSに導電材を混練分散した抵抗体
は約210℃にてPPSの結晶の溶融が始まりこのこと
によって熱膨張が発生し導電材の距離をおしひろげ正の
温度特性を発現させる(図1、参照)。この特性を利用
した抵抗体を発熱させると約210〜230℃で温度を
自己制御する発熱体を作成することができる。
で温度を自己制御するが、PEEKと特定の溶融粘度を
有する樹脂例えばPPSに導電材を混練分散した抵抗体
は約210℃にてPPSの結晶の溶融が始まりこのこと
によって熱膨張が発生し導電材の距離をおしひろげ正の
温度特性を発現させる(図1、参照)。この特性を利用
した抵抗体を発熱させると約210〜230℃で温度を
自己制御する発熱体を作成することができる。
【0017】PPSのみでも210℃近辺の発熱温度は
得られるが抵抗体の210℃での強度が小さく実用上支
障をきたす。このためPEEKで強度を持たせることが
できる。
得られるが抵抗体の210℃での強度が小さく実用上支
障をきたす。このためPEEKで強度を持たせることが
できる。
【0018】結晶性樹脂の自己温度制御発現ポイントは
結晶の初期溶融温度に対応していることがわかってお
り、しかもこの結晶の初期溶融温度はその熱履歴によっ
て変化することがわかった。すなわち結晶状態が熱履歴
によって変化することを示している。
結晶の初期溶融温度に対応していることがわかってお
り、しかもこの結晶の初期溶融温度はその熱履歴によっ
て変化することがわかった。すなわち結晶状態が熱履歴
によって変化することを示している。
【0019】したがって実際に安定した自己温度制御を
行おうとするとその発現をPPSのような結晶性樹脂で
行うと前記発熱体温度の経時変化という現象を伴い実用
性にかけるため熱履歴によって変化しないPES,PE
Iのような非晶質樹脂で自己温度制御を発現させるほう
が好ましいことがわかった。
行おうとするとその発現をPPSのような結晶性樹脂で
行うと前記発熱体温度の経時変化という現象を伴い実用
性にかけるため熱履歴によって変化しないPES,PE
Iのような非晶質樹脂で自己温度制御を発現させるほう
が好ましいことがわかった。
【0020】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づき更に詳細に説
明する。 実施例1 導電材(MnZnフェライト)を有機高分子(PEEK
/PPS=6/4)へ50容量%混練分散させたものを
30mm×40mm×1mm(厚み)のプレス板にして
その両面に銅箔を貼ってテストピースを作成した。
明する。 実施例1 導電材(MnZnフェライト)を有機高分子(PEEK
/PPS=6/4)へ50容量%混練分散させたものを
30mm×40mm×1mm(厚み)のプレス板にして
その両面に銅箔を貼ってテストピースを作成した。
【0021】このテストピースと図3のような装置によ
り厚み方向へ電圧を100V印加し、連続通電テストを
行った際の発熱温度の経時変化を図2に示す。 実施例2 導電材(MnZnフェライト)を有機高分子(PEEK
/PEI=6/4)へ50容量%混練分散させたものを
実施例1と同様のサイズのプレス板にしてその両面に銅
箔を貼ってテストピースを作成した。
り厚み方向へ電圧を100V印加し、連続通電テストを
行った際の発熱温度の経時変化を図2に示す。 実施例2 導電材(MnZnフェライト)を有機高分子(PEEK
/PEI=6/4)へ50容量%混練分散させたものを
実施例1と同様のサイズのプレス板にしてその両面に銅
箔を貼ってテストピースを作成した。
【0022】このテストピースを実施例1と同様に連続
通電テストを行った際の発熱温度の経時変化を図2に示
す。 実施例3 導電材(MnZnフェライト)を有機高分子(PEEK
/PES=6/4)へ50容量%混練分散させたものを
実施例1と同様のサイズのプレス板にしてその両面に銅
箔を貼ってテストピースを作成した。
通電テストを行った際の発熱温度の経時変化を図2に示
す。 実施例3 導電材(MnZnフェライト)を有機高分子(PEEK
/PES=6/4)へ50容量%混練分散させたものを
実施例1と同様のサイズのプレス板にしてその両面に銅
箔を貼ってテストピースを作成した。
【0023】このテストピースを実施例1と同様に連続
通電テストを行った際の発熱温度の経時変化を図2に示
す。
通電テストを行った際の発熱温度の経時変化を図2に示
す。
【0024】実際に自己温度制御を発現させている低融
点樹脂が結晶性樹脂である実施例1のPPSは、図2に
示すように徐々に発熱温度が上昇してしまう。これに対
し低融点樹脂が非晶性樹脂である実施例2のPEI、実
施例3のPESはこの発熱温度の経時的上昇が見られな
い。
点樹脂が結晶性樹脂である実施例1のPPSは、図2に
示すように徐々に発熱温度が上昇してしまう。これに対
し低融点樹脂が非晶性樹脂である実施例2のPEI、実
施例3のPESはこの発熱温度の経時的上昇が見られな
い。
【0025】従ってPES及びPEIがPPSより良好
な結果を示すことがわかる。 実施例4 有機高分子材料(PEEK/PEI=6/4)へ導電性
材料としてMnZnフェライトを用い体積固有抵抗が1
03 〜105 Ωcmとなるように50容量%充填した組
成物で1mm厚パイプを作成し、図4のように電極2と
してニッケルメッキを施した物にPEEK/PEIのキ
ャップ(封止材3)をはめ超音波溶着によって発熱体露
出部を封止した。露出部を封止しないものと比較して負
荷寿命が著しく向上した。 実施例5 有機高分子材料(PEEK/PES=6/4)へ導電性
材料としてMnZnフェライトを用い体積固有抵抗が1
03 〜105 Ωcmとなるように50容量%充填した組
成物で1mm板を作成、電極としてニッケル箔(18μ
m)を貼合わせた物に表面を遠赤外線塗料(ショウエク
セル 昭和電線社製)を塗布した。このものは発熱体温
度が約50℃高いものと同等の輻射加熱が可能で、エネ
ルギー効率が優れていた。
な結果を示すことがわかる。 実施例4 有機高分子材料(PEEK/PEI=6/4)へ導電性
材料としてMnZnフェライトを用い体積固有抵抗が1
03 〜105 Ωcmとなるように50容量%充填した組
成物で1mm厚パイプを作成し、図4のように電極2と
してニッケルメッキを施した物にPEEK/PEIのキ
ャップ(封止材3)をはめ超音波溶着によって発熱体露
出部を封止した。露出部を封止しないものと比較して負
荷寿命が著しく向上した。 実施例5 有機高分子材料(PEEK/PES=6/4)へ導電性
材料としてMnZnフェライトを用い体積固有抵抗が1
03 〜105 Ωcmとなるように50容量%充填した組
成物で1mm板を作成、電極としてニッケル箔(18μ
m)を貼合わせた物に表面を遠赤外線塗料(ショウエク
セル 昭和電線社製)を塗布した。このものは発熱体温
度が約50℃高いものと同等の輻射加熱が可能で、エネ
ルギー効率が優れていた。
【0026】
【発明の効果】本発明によれば特定の組成物とすること
により発熱温度が150℃と以上と温度分布良好な自己
温度制御ヒータが作成できるようになり自己温度制御ヒ
ータの使用範囲が広がった。
により発熱温度が150℃と以上と温度分布良好な自己
温度制御ヒータが作成できるようになり自己温度制御ヒ
ータの使用範囲が広がった。
【0027】また、自己温度制御発熱体の空気中に露出
している端面を封止することにより封止物が剥離するこ
となく負荷寿命を大幅に向上することができた。
している端面を封止することにより封止物が剥離するこ
となく負荷寿命を大幅に向上することができた。
【図1】ポリエーテルエーテルケトン/特定溶融温度の
樹脂=6/4にMnZnフェライトを50vol%混練
分散させた発熱体のDSC曲線の説明図。
樹脂=6/4にMnZnフェライトを50vol%混練
分散させた発熱体のDSC曲線の説明図。
【図2】実施例1〜3の発熱体の連続通電テストした際
の発熱温度の経時変化を示す図。
の発熱温度の経時変化を示す図。
【図3】通電テストのテスト方法略図。
【図4】パイプ状発熱体の超音波融着による発熱体露出
部封止品の形状を示す図。
部封止品の形状を示す図。
【符号の説明】 1 発熱体 2 電極 3 封止材
Claims (6)
- 【請求項1】 有機高分子中に導電材を分散させた組成
物を主成分とする抵抗体に電圧を印加し発熱せしめる通
電発熱体において、該通電発熱体の有機高分子がポリエ
ーテルエーテルケトンと温度380℃、剪断速度102
sec-1における溶融粘度が103 〜104 ポイズであ
る樹脂とから形成されていることを特徴とする自己温度
制御通電発熱体。 - 【請求項2】 前記請求項1記載の溶融粘度からなる樹
脂がポリフェニレンサルファイドである請求項1記載の
自己温度制御通電発熱体。 - 【請求項3】 前記請求項1記載の溶融粘度からなる樹
脂が非晶質樹脂である請求項1記載の自己温度制御通電
発熱体。 - 【請求項4】 前記請求項3記載の樹脂がポリエーテル
イミドまたはポリエーテルサルフォンである請求項3記
載の自己温度制御通電発熱体。 - 【請求項5】 前記請求項1乃至4のいずれか一項に記
載の自己温度制御通電発熱体の空気中に露出している端
面を請求項1記載の有機高分子材料と同一材料からなる
熱融着物で封止したことを特徴とする自己温度制御通電
発熱体。 - 【請求項6】 通電発熱体の外面には遠赤外線塗料を塗
布したことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項
に記載の自己温度制御通電発熱体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5326555A JPH07183078A (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | 自己温度制御通電発熱体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5326555A JPH07183078A (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | 自己温度制御通電発熱体 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07183078A true JPH07183078A (ja) | 1995-07-21 |
Family
ID=18189139
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5326555A Pending JPH07183078A (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | 自己温度制御通電発熱体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07183078A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20030019999A (ko) * | 2001-08-28 | 2003-03-08 | (주)포엘텍 | Dc및 ac전원을 사용하는 고분자 발열체의 제조방법 |
WO2004023845A1 (en) * | 2002-08-02 | 2004-03-18 | Nanotech Co., Ltd. | Seat-like heating units using carbon nanotubes |
GB2424892A (en) * | 2005-04-06 | 2006-10-11 | Victrex Mfg Ltd | Polymeric material |
WO2008022240A1 (en) * | 2006-08-18 | 2008-02-21 | Polyone Corporation | Exothermic polyphenylene sulfide compounds using carbon black |
US7906574B2 (en) | 2003-09-26 | 2011-03-15 | Victrex Manufacturing Limited | Polymeric ketone |
WO2013015269A1 (ja) * | 2011-07-25 | 2013-01-31 | オリンパス株式会社 | ポリエーテルエーテルケトン複合材料 |
-
1993
- 1993-12-24 JP JP5326555A patent/JPH07183078A/ja active Pending
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20030019999A (ko) * | 2001-08-28 | 2003-03-08 | (주)포엘텍 | Dc및 ac전원을 사용하는 고분자 발열체의 제조방법 |
WO2004023845A1 (en) * | 2002-08-02 | 2004-03-18 | Nanotech Co., Ltd. | Seat-like heating units using carbon nanotubes |
US7906574B2 (en) | 2003-09-26 | 2011-03-15 | Victrex Manufacturing Limited | Polymeric ketone |
US8536265B2 (en) | 2003-09-26 | 2013-09-17 | Victrex Manufacturing Limited | Polymeric material |
US9243101B2 (en) | 2003-09-26 | 2016-01-26 | Victrex Manufacturing Limited | Polymeric ketone |
GB2424892A (en) * | 2005-04-06 | 2006-10-11 | Victrex Mfg Ltd | Polymeric material |
GB2424892B (en) * | 2005-04-06 | 2010-03-31 | Victrex Mfg Ltd | Polymeric materials |
WO2008022240A1 (en) * | 2006-08-18 | 2008-02-21 | Polyone Corporation | Exothermic polyphenylene sulfide compounds using carbon black |
WO2013015269A1 (ja) * | 2011-07-25 | 2013-01-31 | オリンパス株式会社 | ポリエーテルエーテルケトン複合材料 |
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