CN103563480A - 面状发热体及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种安装在镜的背面的温度自控型的面状发热体，实现良好的去雾性能，并且能够获得长期良好的发热性能，包括：基底薄膜（21）；电极（22、23），其在基底薄膜（21）上由铝箔构图而形成；导电性覆膜（24），其形成在电极（22、23）表面；PTC发热体膜（25），其形成为经由导电性覆膜（24）覆盖电极（22、23），导电性覆膜（24）是在苯酚树脂或者环氧树脂中混炼导电性材料而构成。

Description

面状发热体及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种温度自控型的面状发热体及其制造方法，所述面状发热体被安装在例如机动车的后视镜等的镜背面，用于镜的除霜、防雾。

背景技术

在机动车的后视镜中为了除去妨害视线的霜、雾，广泛地采用在镜的背面贴附面状发热体，通过加热除去霜、雾的方法。在所述面状发热体中通常使用不需要昂贵的温度控制装置且具有正温度特性（PTC特性）的温度自控型的面状发热体。

温度自控型的面状发热体一般在由聚酯薄膜（エステルフィルム）等制成的基底薄膜上通过丝网印刷等印刷以银粉为主体的导电性浆，形成作为主电极和栉齿状电极的电极图案之后，进行加热固化形成电极，然后以覆盖电极的方式形成具有温度自控特性的发热体膜（以下，称为PTC发热体膜）而制造。PTC发热体膜例如是将聚乙烯（ポリエチレン）等结晶性树脂和炭黑（カーボンブラック）等混炼的混合物，具有在树脂的软化温度或者融点附近电阻值上升的PTC特性。

图3表示以上述方式制造的面状发热体的一个结构例，在图3中，11表示基底薄膜，12、13表示一对电极。电极12、13分别成为主电极12a、13a和栉齿状电极12b、13b，两电极12、13的栉齿状电极12b、13b如图3所示，被配置成交互地进入栉齿之间相互啮合。以覆盖两电极12、13的方式形成的PTC发热体膜位于两电极12、13之间，构成电流流路的部分进行发热。在图3中，点区域表示PTC发热体膜的发热区域14，所述发热区域14是位于两电极12、13之间的部分区域。

面状发热体上进一步安装有用于与外部进行电连接的端子，且贴附有向镜的安装所需的双面粘接带。在图3中，15表示用于端子的铆接固定的孔眼。端子虽然在图3中被遮挡而看不见，但是位于与该孔眼15所在的面相反的一面。

但是，在上述的面状发热体中，确保电极的电流容量充分大是重要的。在万一电流容量不足的情况下，电极异常发热，有可能导致发烟起火。

电极的电流容量由电极材料的电阻率、膜厚、宽度决定。银浆电极以树脂材料作为粘合剂混合分散银粉，能够通过混合更多的银粉降低电阻率，但是如果银粉过多，则作为浆的流动性变小，印刷变得困难。此外，膜变得脆，存在裂痕发生等问题。因此，电阻率0.5×10^-4Ω·cm的程度是极限，目前达不到像Al、Cu、Ni、Ag等一般金属本身的电阻率。

另一方面，膜厚的增大导致材料成本的增加，所以通常不改变电极材料、膜厚，利用电极图案的宽度确保电流容量。在这种情况下，通常在机动车的后视镜施加13.5V的电压，通过3A～7A左右的电流，因此，银浆电极的主电极的宽度为10mm～20mm左右的较宽的宽度是有必要的。由于在宽度宽的主电极和发热体膜重合的区域的复合电阻率小，在该区域发热量少，在霜、露附着在镜的情况下，在所述宽度宽的主电极区域残留霜、露，从而妨害视线，不能获得良好的去雾性能（在镜中，x分钟后消除镜面积的百分之y的霜、露的性能）。

另一方面，代替这样的银浆电极，有作为电极材料使用铝箔的情况（例如，参照专利文献1）。铝箔的电阻率为0.03×10^-4Ω·cm左右，是银浆电极的十分之一以下。因此，即使在使用银浆电极的情况下，例如为了尽可能降低电极电阻而使银浆电极的膜厚厚达20μm～30μm左右，但如果代替银浆而使用铝箔，则使其厚度仅为通常容易获得的10μm左右，就能够将电极宽度缩小到银浆电极的三分之一至五分之一左右，因此，与银浆电极相比，主电极宽度能够变得相当小。由此，能够消除霜露残留而妨害视线的问题。只是，专利文献1所示的端子区域的主电极的宽度与栉齿状电极的宽度相比显著地大，并没有将其缩小的启示。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：（日本）特开2007-18989号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

如上所述，电阻率小的铝箔，其热传导性也良好，作为面状发热体的电极具有合适的一面，但是铝箔的表面容易氧化，与PTC发热体膜的界面电阻由于氧化而渐渐增大，存在与PTC发热体膜的界面的导电性降低的问题。

如果电极和PTC发热体膜的导电性降低，则不能获得希望的发热量，导致加热性能的降低。此外，如果例如导电性部分地降低，则发热分布变得异常，具有导致发烟起火的危险性。

作为这样的问题的对策，通过在铝箔表面实施银或镍等的镀膜，能够防止导电性的降低，但是变得非常昂贵，缺乏实用性。

另一方面，还可以通过以机械或化学方式研磨铝箔的表面，增加与PTC发热体膜的接触面积而提高导电性，但是还处于无法在长期使用中满足导电性的状况。

本发明鉴于上述状况，旨在提供一种面状发热体及其制造方法，其通过将铝箔作为电极使用，能够获得良好的去雾性能，且进一步抑制氧化导致的铝箔与PTC发热体膜的界面电阻的增大，能够抑制导电性的降低，获得长期良好的发热性能。

解决技术问题的技术方案

根据本发明，安装在镜的背面的温度自控型的面状发热体包括：基底薄膜；电极，其在基底薄膜上由铝箔构图而形成；导电性覆膜，其形成在电极表面；PTC发热体膜，其形成为经由导电性覆膜覆盖电极，导电性覆膜是在苯酚树脂（フェノール樹脂）或者环氧树脂（エポキシ樹脂）中混炼导电性材料而构成。

根据本发明，安装在镜的背面的温度自控型的面状发热体的制造方法包括：将在一面涂覆热熔粘接剂（ホットメルト接着剤）的铝箔热粘接在基底薄膜的工序；对热粘接的铝箔进行构图而形成电极图案的工序；在电极图案上除端子部之外印刷、加热固化而形成导电性覆膜的工序；经由导电性覆膜以覆盖电极图案的方式形成PTC发热体膜的工序，在导电性覆膜的形成中，使用在苯酚树脂或者环氧树脂中混炼导电性材料的材料。

根据本发明的另一种技术方案，安装在镜的背面的温度自控型的面状发热体的制造方法包括：将在一面涂覆热熔粘接剂的铝箔热粘接在基底薄膜的工序；在热粘接的铝箔表面除端子部之外印刷形成导电性覆膜的工序；在预固化导电性覆膜之后，将导电性覆膜以及铝箔一起剥离而形成电极图案的工序；在正式固化导电性覆膜之后，形成PTC发热体膜，使其覆盖电极图案的工序，在导电性覆膜的形成中，使用在苯酚树脂或者环氧树脂中混炼导电性材料的材料。

发明的效果

根据本发明，通过将铝箔作为电极使用，能够在充分确保电流容量的同时使电极宽度变窄。因此，能够获得良好的去雾性能。

此外，通过在铝箔的表面设置导电性覆膜，能够抑制铝箔和PTC发热体膜的界面的导电性降低，由此能够获得长期良好的发热性能。

附图说明

[图1]图1是表示本发明涉及的面状发热体的一个实施方式的结构的俯视图。

[图2]图2是用于说明本发明涉及的面状发热体的大致构成的剖视图。

[图3]图3是表示面状发热体的以往结构例的俯视图。

具体实施方式

参照附图，对本发明的实施方式进行说明。

图1表示本发明涉及的面状发热体的平面结构，图2是在图1所示的面状发热体的线段XL的部分剖视图。

在厚度为50μm～150μm左右的由聚酯薄膜等制成的基底薄膜21上形成一对电极22、23。电极22、23分别由主电极22a、23a和栉齿状电极22b、23b构成，通过对厚度为5μm～20μm左右的铝箔进行构图而形成。如图1所示，两电极22、23的栉齿状电极22b、23b被配置成交互进入相互啮合。相互啮合的栉齿状电极22b、23b的间距是2mm～10mm左右。主电极22a、23a的优选的宽度是1.5mm～10mm，栉齿状电极22b、23b的优选的宽度是0.5mm～5mm。通过利用铝箔形成电极22、23，主电极22a、23a的宽度能够像图1所示那样窄。

在电极22、23的表面形成导电性覆膜24，经由所述导电性覆膜24以覆盖电极22、23整体的方式形成PTC发热体膜。在图1以及图2中，点区域表示PTC发热体膜25的发热区域25a。如图2所示，导电性覆膜24形成在铝箔22、23上的、除端子部（用于安装端子27的孔眼28所在的位置）之外的区域部分。

PTC发热体25例如通过印刷PTC发热体浆而形成，所述PTC发热体浆是在聚乙烯等结晶性树脂混炼炭黑等而形成的。

导电性覆膜24通过印刷在苯酚树脂或者环氧树脂中混炼导电性材料的导电性浆而形成。通过将这些苯酚树脂、环氧树脂用作粘合剂树脂，能够获得与铝箔制成的电极22、23的良好的粘接性、密接性。作为导电性材料，混炼了炭黑和石墨粉末。此外，代替炭黑以及石墨粉末，还能够使用银粉、镍粉等金属粉。

导电性覆膜24的电阻率被选定在PTC发热体膜25的电阻率的2.5分之一至2500分之一的范围，此外，导电性覆膜24的膜厚被选定在5μm至70μm的范围。在导电性覆膜24的膜厚比该范围厚的情况下，导电性覆膜24自身发热，不能获得希望的加热特性。

作为在电极22、23的表面形成导电性覆膜24的方法，能够采用丝网印刷、辊涂覆。丝网印刷适合获得5～30μm左右的膜厚，辊涂覆适合获得膜厚30μm以上的导电性覆膜24。

作为导电性覆膜24的形成方法，包括：将在一面涂覆热熔粘接剂的铝箔热粘接在基底薄膜21，将铝箔用刀具剥离，或者通过刻蚀进行构图，形成电极图案之后，仅在电极图案上丝网印刷导电性覆膜24的方法；在剥离前的铝箔的整个表面印刷导电性覆膜24，在预固化（60℃～100℃，5分钟～10分钟）之后，通过刀具与铝箔一起剥离的方法。

如上所述，在基底薄膜21上形成电极22、23、导电性覆膜24以及PTC发热体膜25之后，安装端子27，进一步贴附用于向镜安装的双面粘接带29。

端子27的安装，使用孔眼28进行。端子27是L字状金属件，其L字的一边27a被孔眼28铆接固定。在L字的一边27a形成有两个孔27b，孔眼28的两个铆接部28a插通形成于电极22（23）、基底薄膜21的孔，插通端子27的孔27b，其前端被铆接。端子27被安装在基底薄膜21侧，与此相反的PTC发热体膜25上贴附有双面粘接带29。

下面，对各种实施例的详细以及进行环境试验的结果进行说明。

实施例1

通过以下方式制作面状发热体试验件。将附带热熔粘接剂的铝箔热粘接在由聚酯薄膜制成的基底薄膜21之后，通过刀具剥离铝箔，形成电极图案（电极22、23）。主电极22a、23a的宽度是3mm，栉齿状电极22b、23b的宽度是1mm。接着，将在苯酚树脂中混炼炭黑以及石墨粉末的导电性浆丝网印刷在电极22、23上，进行加热固化（150℃，5分钟～10分钟），形成导电性覆膜24。导电性覆膜24的厚度为10μm。此时的导电性覆膜24的电阻率是0.2Ω·cm。然后，印刷PTC发热体浆（电阻率50Ω·cm），形成PTC发热体膜25，安装通电用的端子27，贴附双面粘接带29，完成面状发热体试验件。测定一对端子27之间的电阻值为19.9Ω。

将所述面状发热体试验件放置在60℃，90～95%RH的高温高湿状态，测定72小时之后的电阻值，是1.04倍于初期状态的几乎不变的电阻值。

此外，对于相同试验件，实施了重复-30℃和+80℃的温度循环试验。五个循环之后的电阻值变成初期状态的0.98被，几乎没有变化。

实施例2

以下述方式制作了两份面状发热体试验件。两份试验件的电极图案以及导电性覆膜24通过与实施例1相同的步骤形成。两份试验件的导电性覆膜24的电阻率分别是0.02Ω·cm和20Ω·cm，膜厚总共为10μm。印刷了PTC发热体浆（电阻率50Ω·cm），经过与实施例1相同的工序完成了两份面状发热体试验件。端子27之间的电阻值分别是15.8Ω和31.0Ω。

将这些面状发热体试验件放置在与实施例1相同的高温高湿状态，测定了72小时之后的电阻值。电阻值测定结果分别是1.02被和1.05倍，是与初期状态相比几乎没有变化的值。

此外，对相同试样的两份试验件实施了与实施例1相同的温度循环试验。在五个循环后测定了电阻值，分别变成0.95倍和0.93倍，几乎没有变化。

实施例3

以下述方式制作了两份面状发热体试验件。两份试验件的电极图案以及导电性覆膜24通过与实施例1相同的步骤形成。两份试验件的导电性覆膜24的膜厚分别是5μm和70μm，电阻率总共为0.2Ω·cm。印刷了PTC发热体浆（电阻率50Ω·cm），经过与实施例1相同的工序完成了两份面状发热体试验件。端子27之间的电阻值分别是16.52Ω和15.64Ω。

对这些面状发热体试验件实施了与实施例1相同的温度循环试验。在五个循环后测定了电阻值，分别变成0.98倍和1.02倍，几乎没有变化。

[比较例]

与实施例1相同，形成了铝箔的电极图案。不形成导电性覆膜，印刷了PTC发热体浆（电阻率50Ω·cm），与实施例1相同地完成了面状发热体试验件。端子27之间的电阻值时45.5Ω。

将该面状发热体试验件放置在与实施例1相同的高温高湿状态，测定了72小时之后的电阻值，变成2.61倍。

此外，对相同试样的试验件，实施了与实施例1相同的温度循环试验。五个循环后的电阻值变成了1.36倍。

由上述试验结果可知，根据本发明的面状发热体，能够抑制由铝箔制成的电极与PTC发热体膜的界面的导电性的降低。

Claims (6)

1.一种面状发热体，其是安装在镜的背面的温度自控型的面状发热体，其特征在于，包括：

基底薄膜；

电极，其在所述基底薄膜上由铝箔构图而形成；

导电性覆膜，其形成在所述电极表面；

PTC发热体膜，其形成为经由所述导电性覆膜覆盖所述电极，

所述导电性覆膜是在苯酚树脂或者环氧树脂中混炼导电性材料而构成。

2.根据权利要求1所述的面状发热体，其特征在于，

所述导电性覆膜的电阻率是所述PTC发热体膜的电阻率的2.5分之一至2500分之一，所述导电性覆膜的膜厚是5μm至70μm。

3.一种面状发热体的制造方法，该面状发热体安装在镜的背面并且是温度自控型，所述面状发热体的制造方法的特征在于，包括：

将在一面涂覆热熔粘接剂的铝箔热粘接在基底薄膜的工序；

对所述热粘接的铝箔进行构图而形成电极图案的工序；

在所述电极图案上除端子部之外印刷、加热固化而形成导电性覆膜的工序；

经由所述导电性覆膜以覆盖所述电极图案的方式形成PTC发热体膜的工序，

在所述导电性覆膜的形成中，使用在苯酚树脂或者环氧树脂中混炼导电性材料的材料。

4.根据权利要求3所述的面状发热体的制造方法，其特征在于，

形成所述电极图案的工序是用刀具剥离所述铝箔而形成电极图案的工序。

5.根据权利要求3所述的面状发热体的制造方法，其特征在于，

形成所述电极图案的工序是刻蚀所述铝箔而形成电极图案的工序。

6.一种面状发热体的制造方法，该面状发热体安装在镜的背面并且是温度自控型，所述面状发热体的制造方法的特征在于，包括：

将在一面涂覆热熔粘接剂的铝箔热粘接在基底薄膜的工序；

在所述热粘接的铝箔表面除端子部之外印刷形成导电性覆膜的工序；

在预固化所述导电性覆膜之后，将所述导电性覆膜以及铝箔一起剥离而形成电极图案的工序；

在正式固化所述导电性覆膜之后，形成PTC发热体膜，使其覆盖所述电极图案的工序，

在所述导电性覆膜的形成中，使用在苯酚树脂或者环氧树脂中混炼导电性材料的材料。

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