JP2000109693A - Ｐｔｃ組成物および面状発熱体 - Google Patents
Ｐｔｃ組成物および面状発熱体Info
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- JP2000109693A JP2000109693A JP10300383A JP30038398A JP2000109693A JP 2000109693 A JP2000109693 A JP 2000109693A JP 10300383 A JP10300383 A JP 10300383A JP 30038398 A JP30038398 A JP 30038398A JP 2000109693 A JP2000109693 A JP 2000109693A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐久性を低下させることなく使用可能な温度
範囲を拡大したＰＴＣ組成物、及び、かかるＰＴＣ組成
物を用いた面状発熱体を提供する。 【解決手段】 ガラス転移点の異なるシリコーン系ポリ
マーを２種類以上混合して得られたブレンドポリマー
と、導電性粒子とからＰＴＣ組成物を構成する。
範囲を拡大したＰＴＣ組成物、及び、かかるＰＴＣ組成
物を用いた面状発熱体を提供する。 【解決手段】 ガラス転移点の異なるシリコーン系ポリ
マーを２種類以上混合して得られたブレンドポリマー
と、導電性粒子とからＰＴＣ組成物を構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＰＴＣ組成物およ
びそれを用いた面状発熱体に関する。更に詳しくは、広
範囲な温度環境下で安定した作動を示すＰＴＣ組成物お
よびそれを用いた面状発熱体に関する。
びそれを用いた面状発熱体に関する。更に詳しくは、広
範囲な温度環境下で安定した作動を示すＰＴＣ組成物お
よびそれを用いた面状発熱体に関する。
【０００２】
【従来の技術】 本出願人は先に、非晶質ポリマー、導
電性充填材およびこの非晶質ポリマーと相溶性のない結
晶性ポリマー粒子からなるＰＴＣ組成物を提案している
( 特開平6-45105 号公報) 。
電性充填材およびこの非晶質ポリマーと相溶性のない結
晶性ポリマー粒子からなるＰＴＣ組成物を提案している
( 特開平6-45105 号公報) 。
【０００３】このＰＴＣ組成物は、結晶性ポリマーを用
いることによって得られる高い正温度特性を維持したま
ま、バラツキの低減と生産性の向上を図ることができる
という効果を奏する。
いることによって得られる高い正温度特性を維持したま
ま、バラツキの低減と生産性の向上を図ることができる
という効果を奏する。
【０００４】しかしながら、従来知られている多くのＰ
ＴＣ組成物はＰＴＣ特性の向上やその特性の安定化の面
から検討されていることが多く、それの使用環境下での
安定性について検討されているものは少なく前記提案の
場合もその例外ではない。
ＴＣ組成物はＰＴＣ特性の向上やその特性の安定化の面
から検討されていることが多く、それの使用環境下での
安定性について検討されているものは少なく前記提案の
場合もその例外ではない。
【０００５】一方、特公昭５９−２６９３号公報には、
導電性カーボンブラックにグラファイトを組合せたＰＴ
Ｃ組成物が記載されており、グラファイトは抵抗安定作
用を有することが記載されている。
導電性カーボンブラックにグラファイトを組合せたＰＴ
Ｃ組成物が記載されており、グラファイトは抵抗安定作
用を有することが記載されている。
【０００６】しかるに、この抵抗安定作用というのは、
電圧を印加したとき一定の発熱温度が得られ、その後抵
抗変化を生じ、自己温度制御作用が発揮されるが、その
作用がくり返し行なわれる電圧印加時にも安定的に発揮
されるという効果であって、使用環境が変化した場合の
挙動についての記載はない。
電圧を印加したとき一定の発熱温度が得られ、その後抵
抗変化を生じ、自己温度制御作用が発揮されるが、その
作用がくり返し行なわれる電圧印加時にも安定的に発揮
されるという効果であって、使用環境が変化した場合の
挙動についての記載はない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来技術に
おけるＰＴＣ組成物を用いた面状発熱体は、室温条件下
での発熱に対しては良好な特性を維持することが可能で
あるが、例えば−３０℃というような極寒環境下や＋６
０℃程度以上の高温環境下で用いられることもある。
おけるＰＴＣ組成物を用いた面状発熱体は、室温条件下
での発熱に対しては良好な特性を維持することが可能で
あるが、例えば−３０℃というような極寒環境下や＋６
０℃程度以上の高温環境下で用いられることもある。
【０００８】しかしながら、このような温度環境下で面
状発熱体が長期間使用されると、抵抗値が大きく変化し
てしまい耐久性が低くなるという問題があった。
状発熱体が長期間使用されると、抵抗値が大きく変化し
てしまい耐久性が低くなるという問題があった。
【０００９】本発明は上記従来技術の問題を解決するた
めになされたもので、その目的とするところは、耐久性
を低下させることなく使用可能な温度範囲を拡大したＰ
ＴＣ組成物を提供することにある。また、他の目的とし
て、かかるＰＴＣ組成物を用いた面状発熱体を提供する
ことにある。
めになされたもので、その目的とするところは、耐久性
を低下させることなく使用可能な温度範囲を拡大したＰ
ＴＣ組成物を提供することにある。また、他の目的とし
て、かかるＰＴＣ組成物を用いた面状発熱体を提供する
ことにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のＰＴＣ組成物にあっては、ガラス転移点の異
なるシリコーン系ポリマーを２種類以上混合して得られ
たブレンドポリマーと、導電性粒子とから構成する。
に本発明のＰＴＣ組成物にあっては、ガラス転移点の異
なるシリコーン系ポリマーを２種類以上混合して得られ
たブレンドポリマーと、導電性粒子とから構成する。
【００１１】また、かかるＰＴＣ組成物の前記ブレンド
ポリマーは、５〜５０重量％のガラス転移点が−２０〜
２０℃のシリコーン系ポリマーと、９５〜５０重量％の
ガラス転移点が７０〜１００℃のシリコーン系ポリマー
と、の２種類のシリコーン系ポリマーを混合し１００重
量％としたものであり、このブレンドポリマーに対し、
導電性粒子であるカーボンブラックを必要な抵抗値に合
わせて分散させたものである。
ポリマーは、５〜５０重量％のガラス転移点が−２０〜
２０℃のシリコーン系ポリマーと、９５〜５０重量％の
ガラス転移点が７０〜１００℃のシリコーン系ポリマー
と、の２種類のシリコーン系ポリマーを混合し１００重
量％としたものであり、このブレンドポリマーに対し、
導電性粒子であるカーボンブラックを必要な抵抗値に合
わせて分散させたものである。
【００１２】面状発熱体にあっては、ＰＴＣ組成物の架
橋物を、樹脂フィルム基材上に形成された導電層上に配
設する。
橋物を、樹脂フィルム基材上に形成された導電層上に配
設する。
【００１３】マトリックスとなるシリコーン系ポリマー
としては、シリコンゴム及びシリコン樹脂を包含するも
ので、−４０℃から１００℃のガラス転移点を備えるも
のであり、ガラス転移点が複数となることで、温度に対
する形状変化の度合いを緩やかにすることが可能とな
る。
としては、シリコンゴム及びシリコン樹脂を包含するも
ので、−４０℃から１００℃のガラス転移点を備えるも
のであり、ガラス転移点が複数となることで、温度に対
する形状変化の度合いを緩やかにすることが可能とな
る。
【００１４】尚、ブレンド割合の好適な範囲としては、
ガラス転移点が−２０〜２０℃のシリコーン系ポリマー
５〜３０重量％、ガラス転移点が−７０〜１００℃のシ
リコーン系ポリマー９５〜７０重量％である。
ガラス転移点が−２０〜２０℃のシリコーン系ポリマー
５〜３０重量％、ガラス転移点が−７０〜１００℃のシ
リコーン系ポリマー９５〜７０重量％である。
【００１５】また、選択するシリコーン系ポリマーとし
ては、必要とされる温度特性に合わせて複数種類を混合
して用いることが可能である。
ては、必要とされる温度特性に合わせて複数種類を混合
して用いることが可能である。
【００１６】導電性カーボンブラックとしては、ストラ
クチャーが小さく、粒径が約３０〜１５０ｍμ程度と比
較的大きいもの、例えばＳＲＦ、ＧＰＦ、ＦＥＦ、ＦＴ
などに分類されるものが、約３〜５０容積％、好ましく
は約５〜４０容積％の割合で用いられる。
クチャーが小さく、粒径が約３０〜１５０ｍμ程度と比
較的大きいもの、例えばＳＲＦ、ＧＰＦ、ＦＥＦ、ＦＴ
などに分類されるものが、約３〜５０容積％、好ましく
は約５〜４０容積％の割合で用いられる。
【００１７】また、前記各成分を必須成分とする組成物
中には、導電性を損なわない範囲内、一般には約５容積
％以下、好ましくは約１容積％以下の割合で、架橋剤、
架橋促進剤、加工助剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤など
を配合することも可能である。
中には、導電性を損なわない範囲内、一般には約５容積
％以下、好ましくは約１容積％以下の割合で、架橋剤、
架橋促進剤、加工助剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤など
を配合することも可能である。
【００１８】組成物の調製は、複数種類のシリコーン系
ポリマーを導電性カーボンブラックと共に混合する方
法、またはブレンドポリマーを生成した後に導電性カー
ボンブラックを加えて分散させる方法などによって行わ
れる。
ポリマーを導電性カーボンブラックと共に混合する方
法、またはブレンドポリマーを生成した後に導電性カー
ボンブラックを加えて分散させる方法などによって行わ
れる。
【００１９】これらの操作は、湿式分散装置、例えばダ
イノーミルや３本ロール等を用いて行われ、粒ゲージを
用いて所定の分散度合になったことを確認するようにす
る。調製されたペースト状の分散液は、更に溶剤で希釈
し、スクリーン印刷に適した溶液粘度および固形分濃度
に調整した上で用いることもできる。
イノーミルや３本ロール等を用いて行われ、粒ゲージを
用いて所定の分散度合になったことを確認するようにす
る。調製されたペースト状の分散液は、更に溶剤で希釈
し、スクリーン印刷に適した溶液粘度および固形分濃度
に調整した上で用いることもできる。
【００２０】このように、本発明のＰＴＣ組成物は好ま
しくはインク状またはペースト状にして用いられるが、
これらの各成分をロールミル、バンバリーミキサ、ニー
ダ等を用いて行われる通常の混練方法によって混練し、
混練物をそのまま樹脂フィルム基材上に形成された電極
上に配設することもできる。
しくはインク状またはペースト状にして用いられるが、
これらの各成分をロールミル、バンバリーミキサ、ニー
ダ等を用いて行われる通常の混練方法によって混練し、
混練物をそのまま樹脂フィルム基材上に形成された電極
上に配設することもできる。
【００２１】ＰＴＣ組成物がインク状またはペースト状
あるいは混練物として配設される樹脂フィルム基材とし
ては、一般に厚さが約１０〜１００μｍ程度のポリエチ
レンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリイミド、ポリ塩化
ビニル等の樹脂フィルムが用いられ、発熱体としての使
用を考えたとき耐熱温度の高い材料が望ましい。
あるいは混練物として配設される樹脂フィルム基材とし
ては、一般に厚さが約１０〜１００μｍ程度のポリエチ
レンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリイミド、ポリ塩化
ビニル等の樹脂フィルムが用いられ、発熱体としての使
用を考えたとき耐熱温度の高い材料が望ましい。
【００２２】樹脂フィルム基材上への導電層としての金
属箔の配設は、樹脂フィルム基材上へ接着剤を介して厚
さが約１０〜５０μｍ程度の銅箔、アルミニウム箔等の
金属箔、好ましくは銅箔を貼り合わせ、エッチング加工
して所望のパターンを形成させることにより行われ、く
し形あるいはジグザグ状のものなど細かいパターンや複
雑なパターンのものを形成させることができる。
属箔の配設は、樹脂フィルム基材上へ接着剤を介して厚
さが約１０〜５０μｍ程度の銅箔、アルミニウム箔等の
金属箔、好ましくは銅箔を貼り合わせ、エッチング加工
して所望のパターンを形成させることにより行われ、く
し形あるいはジグザグ状のものなど細かいパターンや複
雑なパターンのものを形成させることができる。
【００２３】このようにして形成された樹脂フィルム基
材上の導電層へのＰＴＣ組成物の配設は、ＰＴＣ組成物
が単なる混練物の場合には、熱プレス等で圧着するだけ
で容易に行うことができる。
材上の導電層へのＰＴＣ組成物の配設は、ＰＴＣ組成物
が単なる混練物の場合には、熱プレス等で圧着するだけ
で容易に行うことができる。
【００２４】また、ＰＴＣ組成物はインク状またはペー
スト状として用いる場合も多く、この場合の樹脂フィル
ム基材上への前記ＰＴＣ組成物インクまたはペーストの
塗布は、スクリーン印刷、ナイフコータ、グラビアコー
タを用いる方法など、均一な厚さでの塗布が可能な方法
であれば任意の方法を使用することができるが、発熱層
を特定のパターンとして形成させる場合には、スクリー
ン印刷法をとることが好ましい。
スト状として用いる場合も多く、この場合の樹脂フィル
ム基材上への前記ＰＴＣ組成物インクまたはペーストの
塗布は、スクリーン印刷、ナイフコータ、グラビアコー
タを用いる方法など、均一な厚さでの塗布が可能な方法
であれば任意の方法を使用することができるが、発熱層
を特定のパターンとして形成させる場合には、スクリー
ン印刷法をとることが好ましい。
【００２５】塗布されたインクまたはペーストは、約８
０〜２００℃で約１〜６０分間程度乾燥させることによ
り、膜厚約１０〜３００μｍ程度の発熱層を形成させ
る。
０〜２００℃で約１〜６０分間程度乾燥させることによ
り、膜厚約１０〜３００μｍ程度の発熱層を形成させ
る。
【００２６】形成された発熱層は、その性能を安定させ
るために、加熱や放射線照射によって架橋させておくこ
とが好ましい。加熱架橋は、オーブン加熱あるいは熱プ
レスなどによって行われる。
るために、加熱や放射線照射によって架橋させておくこ
とが好ましい。加熱架橋は、オーブン加熱あるいは熱プ
レスなどによって行われる。
【００２７】このようにしてＰＴＣ組成物の架橋物を、
樹脂フィルム基材上に形成させた電極としても作用する
導電層上に配設し、この電極に接点を付設し、好ましく
は更にＰＴＣ組成物発熱層の表面に、基材としても用い
られた樹脂フィルムよりなる絶縁層で被覆することによ
り、そこに面状発熱体が形成される。
樹脂フィルム基材上に形成させた電極としても作用する
導電層上に配設し、この電極に接点を付設し、好ましく
は更にＰＴＣ組成物発熱層の表面に、基材としても用い
られた樹脂フィルムよりなる絶縁層で被覆することによ
り、そこに面状発熱体が形成される。
【００２８】
【発明の効果】本発明に係るＰＴＣ組成物から形成され
た面状発熱体は、低温から高温領域にわたり、長期使用
後の抵抗値の変化を抑えることができ、耐久性を低下さ
せることなく使用可能な温度範囲を拡大することが可能
となる。
た面状発熱体は、低温から高温領域にわたり、長期使用
後の抵抗値の変化を抑えることができ、耐久性を低下さ
せることなく使用可能な温度範囲を拡大することが可能
となる。
【００２９】
【実施例】次に、実施例及び比較例について本発明を説
明する。
明する。
【００３０】（実施例）東芝シリコーン（株）製シリコ
ーン樹脂ＹＲ３３７０（ガラス転移点：８３℃）を１０
重量％、同シリコーン樹脂ＴＳＲ１１６（ガラス転移
点：−２℃）を９０重量％をブレンドしたブレンドポリ
マーに、導電製粒子として中部カーボン（株）製ＨＴＣ
＃Ｓ（カーボンブラック）を分散する。
ーン樹脂ＹＲ３３７０（ガラス転移点：８３℃）を１０
重量％、同シリコーン樹脂ＴＳＲ１１６（ガラス転移
点：−２℃）を９０重量％をブレンドしたブレンドポリ
マーに、導電製粒子として中部カーボン（株）製ＨＴＣ
＃Ｓ（カーボンブラック）を分散する。
【００３１】分散比率は、ブレンドポリマー９０容量％
に対してＨＴＣ＃Ｓ１０容量％である。
に対してＨＴＣ＃Ｓ１０容量％である。
【００３２】（比較例）比較例１として、同ＹＲ３３７
０を９５重量％に対し、同ＨＴＣ＃Ｓを５重量％混合し
たもの。
０を９５重量％に対し、同ＨＴＣ＃Ｓを５重量％混合し
たもの。
【００３３】比較例２として、同ＴＳＲ１１６を７５重
量％に対し、同ＨＴＣ＃Ｓを２５重量％混合したもの。
量％に対し、同ＨＴＣ＃Ｓを２５重量％混合したもの。
【００３４】実施例と比較例１，２のＰＴＣ組成物に対
し、電極を配設して２５℃，６０℃，−４０℃の各温度
環境下において、１００Ｖの電圧を印加し発熱させた。
電圧印加後、１０００時間経過した後に各ＰＴＣ組成物
の抵抗値の変化を測定した結果を表１に示す。
し、電極を配設して２５℃，６０℃，−４０℃の各温度
環境下において、１００Ｖの電圧を印加し発熱させた。
電圧印加後、１０００時間経過した後に各ＰＴＣ組成物
の抵抗値の変化を測定した結果を表１に示す。
【００３５】
【表１】 この表１の結果より、本発明を適用した実施例において
は、１０００時間のテスト後にテスト開始時の抵抗値よ
りも各温度において、−３０％の抵抗値の変化に留まっ
た。
は、１０００時間のテスト後にテスト開始時の抵抗値よ
りも各温度において、−３０％の抵抗値の変化に留まっ
た。
【００３６】比較例１では２５℃，６０℃では実施例と
同じ−３０％の抵抗値の変化であったが、−４０℃では
−６０％の抵抗値の変化が発生した。
同じ−３０％の抵抗値の変化であったが、−４０℃では
−６０％の抵抗値の変化が発生した。
【００３７】比較例２では−４０℃では実施例と同じ−
３０％の抵抗値の変化であったが、２５℃，６０℃では
それぞれ＋２００％，＋３５０％の抵抗値の変化が発生
した。
３０％の抵抗値の変化であったが、２５℃，６０℃では
それぞれ＋２００％，＋３５０％の抵抗値の変化が発生
した。
Claims (3)
- 【請求項１】 ガラス転移点の異なるシリコーン系ポリ
マーを２種類以上混合して得られたブレンドポリマー
と、導電性粒子とからなるＰＴＣ組成物。 - 【請求項２】 前記ブレンドポリマーは、５〜５０重量
％のガラス転移点が−２０〜２０℃のシリコーン系ポリ
マーと、９５〜５０重量％のガラス転移点が７０〜１０
０℃のシリコーン系ポリマーと、の２種類のシリコーン
系ポリマーを混合し１００重量％としたものであり、 このブレンドポリマーに対し、導電性粒子であるカーボ
ンブラックを必要な抵抗値に合わせて分散させた請求項
１に記載のＰＴＣ組成物。 - 【請求項３】 請求項１または２記載のＰＴＣ組成物の
架橋物を、樹脂フィルム基材上に形成された導電層上に
配設してなる面状発熱体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30038398A JP3684867B2 (ja) | 1998-10-07 | 1998-10-07 | Ｐｔｃ組成物および面状発熱体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30038398A JP3684867B2 (ja) | 1998-10-07 | 1998-10-07 | Ｐｔｃ組成物および面状発熱体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000109693A true JP2000109693A (ja) | 2000-04-18 |
| JP3684867B2 JP3684867B2 (ja) | 2005-08-17 |
Family
ID=17884131
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30038398A Expired - Fee Related JP3684867B2 (ja) | 1998-10-07 | 1998-10-07 | Ｐｔｃ組成物および面状発熱体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3684867B2 (ja) |
Cited By (2)
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1998
- 1998-10-07 JP JP30038398A patent/JP3684867B2/ja not_active Expired - Fee Related
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