PTC加熱電纜的專利技術(shù)簡(jiǎn)述

丁萍

【摘 要】本文對(duì)國(guó)內(nèi)外涉及PTC加熱電纜的專利申請(qǐng)量和重要申請(qǐng)人進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，然后從三類PTC材料的技術(shù)分支出發(fā)，對(duì)國(guó)內(nèi)外專利的發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行了分類評(píng)述。

【關(guān)鍵詞】專利；加熱電纜；PTC

0 前言

加熱電纜是一種特殊形式的加熱器具，可結(jié)合工業(yè)、農(nóng)業(yè)和建筑業(yè)等各方面的特殊需要而制造成為最佳的供熱裝置[1-2]。由于其廣泛用途，對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)化的歸類整理分析很有必要。

從其發(fā)熱元件來看，加熱電纜可以分為線性和非線性兩類元件。線性發(fā)熱元件通常用金屬材料制成；非線性發(fā)熱元件則是采用具有PTC（Positive Temperature Coefficient）效應(yīng)的材料制成的元件[3-6]。PTC材料是指材料的電阻率隨溫度的升高，而在很窄的溫度范圍內(nèi)急劇增加幾個(gè)甚至十幾個(gè)數(shù)量級(jí)的一種熱敏材料。PTC效應(yīng)能限制電流通過，具有自動(dòng)控溫、節(jié)約能源等諸多優(yōu)點(diǎn)。

本文對(duì)PTC加熱電纜的歷年來相關(guān)專利申請(qǐng)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。通過標(biāo)準(zhǔn)檢索方式，使用國(guó)際專利分類號(hào)結(jié)合關(guān)鍵詞，在中外專利數(shù)據(jù)庫中得到相關(guān)發(fā)明專利的申請(qǐng)量，并對(duì)上述數(shù)據(jù)進(jìn)行細(xì)致篩選和深入分析，以期概括國(guó)內(nèi)外PTC加熱電纜發(fā)明專利申請(qǐng)的發(fā)展?fàn)顩r。

1 國(guó)內(nèi)外專利申請(qǐng)概括

1.1 申請(qǐng)量分析

PTC加熱電纜的研究國(guó)外自1960年代起步，而國(guó)內(nèi)發(fā)展起步較晚（從1980年代開始），但隨后全球?qū)＠暾?qǐng)量和國(guó)內(nèi)專利申請(qǐng)量整體都呈現(xiàn)出一種增長(zhǎng)的趨勢(shì)。2008年起相關(guān)申請(qǐng)量急劇增加（2014年達(dá)到了40件），這與社會(huì)對(duì)能源節(jié)約的關(guān)注度趨高有著密不可分的關(guān)系。當(dāng)然政府對(duì)專利產(chǎn)業(yè)的重視、對(duì)企業(yè)專利申請(qǐng)的扶持，以及中小企業(yè)對(duì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的重視都是重要助推原因。

圖1為專利申請(qǐng)全球份額。由圖1可以看出，全球范圍內(nèi)關(guān)于PTC加熱電纜的專利申請(qǐng)主要集中于中國(guó)、美國(guó)和日本，對(duì)應(yīng)的比例分別為54%，16%和16%。這充分反映了國(guó)內(nèi)對(duì)于PTC加熱電纜的研究重視程度。

1.2 國(guó)內(nèi)外重要申請(qǐng)人分析

圖2給出了主要的國(guó)外申請(qǐng)人分類。圖2表明申請(qǐng)量最大的申請(qǐng)人為日本的MATSUSHITA ELEC IND CO. LTD.和美國(guó)的RAYCHEM CORP，這兩家公司的專利布局和發(fā)展動(dòng)向值得國(guó)內(nèi)的相關(guān)企業(yè)高度關(guān)注。類似的圖3給出了主要的國(guó)內(nèi)申請(qǐng)人分類。國(guó)內(nèi)在該領(lǐng)域中申請(qǐng)量最大的來源是安徽安邦，此外還包括安徽榮玖光纖通信等公司以及趙放等個(gè)人。日本和美國(guó)在PTC加熱電纜的專利申請(qǐng)量遠(yuǎn)高于其他國(guó)家，是我國(guó)業(yè)的主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。

3 PTC加熱電纜的技術(shù)分支發(fā)展?fàn)顩r

PTC材料分為有機(jī)和無機(jī)兩大類，包括金屬合金PTC材料、陶瓷PTC材料以及高分子基PTC材料。

金屬合金PTC材料主要是指鎳基鐵/銅/鈷等金屬；陶瓷PTC材料主要集中于鈦酸鋇材料；高分子基PTC復(fù)合材料是以有機(jī)聚合物為基體，摻入碳黑、石墨或金屬粉、金屬氧化物等導(dǎo)電填料而成的一種復(fù)合材料。圖4給出了全球范圍內(nèi)各種PTC材料在專利申請(qǐng)所占份額，由此可見，高分子PTC材料占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，是加熱電纜領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn)。

目前涉及高分子基PTC材料的專利申請(qǐng)，呈現(xiàn)出數(shù)量多、增長(zhǎng)穩(wěn)的特點(diǎn)，是技術(shù)創(chuàng)新的密集地帶。而有關(guān)金屬合金PTC材料和陶瓷PTC材料的專利申請(qǐng)的數(shù)量不多，可能原因有以下幾項(xiàng)：（1）金屬合金PTC和陶瓷PTC研究歷史較早，技術(shù)成熟度高；（2）高分子基PTC導(dǎo)電填料種類和形態(tài)類型多；（3）高分子基PTC作為研究熱門，與專利申請(qǐng)逐漸受重視的趨勢(shì)一致。

【參考文獻(xiàn)】

[1]Kohler F.Resistance Element，US Patent Office，3，3243，753，1966.

[2]莊猛，劉冠軍. 加熱電纜的種類及應(yīng)用. 電線電纜，2002，5，14-16.

[3]羅延齡，黃新武，殷茜，楊柳.防凍保溫用自控溫加熱電纜.蘭化科技，1996，14，2，103-107.

[4]周東祥， 龔樹萍.PTC 材料及應(yīng)用.武漢：華中理工大學(xué)出版社， 1989， 455-60.

[5]王佳基. 高分子PTC 材料的研究和開發(fā).化工新型材料，1994，9，20-21.

[6]易回陽，肖建中，甘章華，蒲健. 高分子基PTC 復(fù)合材料的研究及其應(yīng)用. 化學(xué)研究與應(yīng)用，2003，15，6，749-752.

[責(zé)任編輯：朱麗娜]endprint