JP2000200673A - Flat heating element - Google Patents

Flat heating element

Info

Publication number
JP2000200673A
JP2000200673A JP11002363A JP236399A JP2000200673A JP 2000200673 A JP2000200673 A JP 2000200673A JP 11002363 A JP11002363 A JP 11002363A JP 236399 A JP236399 A JP 236399A JP 2000200673 A JP2000200673 A JP 2000200673A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
heating element
equilibrium
crystalline polymer
heating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP11002363A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takayuki Imai
隆之 今井
Toshifumi Nakajima
敏文 中島
Nobutada Momotake
信忠 百武
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujikura Kasei Co Ltd
Fujikura Ltd
Original Assignee
Fujikura Kasei Co Ltd
Fujikura Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujikura Kasei Co Ltd, Fujikura Ltd filed Critical Fujikura Kasei Co Ltd
Priority to JP11002363A priority Critical patent/JP2000200673A/en
Publication of JP2000200673A publication Critical patent/JP2000200673A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/20Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/002Heaters using a particular layout for the resistive material or resistive elements
    • H05B2203/006Heaters using a particular layout for the resistive material or resistive elements using interdigitated electrodes

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent thermorunaway caused by the riss of the heating tempera ture, to uniformize the heating temperature, and to minimize the individual difference in the heating temperature by setting the ratio of the resistance of a heating layer under some equilibrium heating temperature to the maximum resistance of the heating layer between the equilibrium heating temperature and a temperature higher than that by a prescribed temperature to a prescribed times. SOLUTION: A flat heating element is constituted of a pair of comb-shaped electrodes 2 provided on a substrate 1 and a heating layer 3 of a conductive ink composition. The ratio (Rmax/RG) of the equilibrium resistance RG of the heating layer 3 under an equilibrium heating temperature TG to the maximum resistance Rmax of the heating layer 3 under a heating temperature range TG-(TG+40 deg.C) is set to 5-606 times. When Rmax/RG is 5 times or less, thermorunaway caused by rising the heating temperature cannot be prevented to have a possibility of causing burning damage by the thermorunaway. On the other hand, if exceeding 106 times, there is no problem in its characteristics, however, in many cases, no conductive ink composition superior in workability can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、導電性インキ組成
物を用いた面状発熱体に関し、とくに、床暖房などの暖
房設備や鏡の結露防止などに用いられ、良好なPTC特
性(正温度係数特性)を有し、発熱温度の上昇による熱
暴走を十分に防ぐことができ、面状発熱体内における発
熱温度の差が小さく、発熱温度の個体差が発生しにくい
面状発熱体に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sheet heating element using a conductive ink composition, and more particularly to a sheet heating element used for heating equipment such as floor heating and for preventing dew condensation on a mirror, and having good PTC characteristics (positive temperature). Coefficient characteristic), can sufficiently prevent thermal runaway due to an increase in heat generation temperature, has a small difference in heat generation temperature within the sheet heat generator, and is unlikely to cause individual differences in heat generation temperature.

【0002】[0002]

【従来の技術】面状発熱体は、基板上に、導電性インキ
組成物を印刷あるいは塗布し、任意の厚さおよび形状の
発熱層を形成することによって得られるものであり、
従来から、特殊な形状や小型の発熱体として使用されて
いるものである。この面状発熱体に使用される導電性イ
ンキ組成物として、結晶性高分子や非結晶性高分子など
のベースポリマーと、カーボンブラック、金属粉末、グ
ラファイトなどの導電性物質を溶媒に分散させてなるも
のなどが用いられている。
2. Description of the Related Art A planar heating element is obtained by printing or applying a conductive ink composition on a substrate to form a heating layer having an arbitrary thickness and shape.
Heretofore, it has been used as a special shape or a small heating element. As a conductive ink composition used for the sheet heating element, a base polymer such as a crystalline polymer or an amorphous polymer and a conductive material such as carbon black, metal powder, and graphite are dispersed in a solvent. Are used.

【0003】ベースポリマーにポリエチレンなどの結晶
性高分子を用いた導電性インキ組成物は、温度上昇によ
って、急峻なPTC特性を示す塗膜を形成することがで
きる優れたものである。このPTC特性は、温度変化に
よる結晶性高分子の体積膨張により導電性物質の連鎖が
切断され、それに伴って抵抗が上昇することによって発
現するものである。このため、急峻なPTC特性を示す
結晶性高分子を用いた導電性インキ組成物は、これを塗
布あるいは印刷して得られる面状発熱体において、例え
ば、周辺温度が上昇した場合など、急激な温度上昇によ
る熱暴走を防ぐことができ、焼損を起こりにくくするこ
とができるという利点を有している。
A conductive ink composition using a crystalline polymer such as polyethylene as a base polymer is an excellent conductive ink composition capable of forming a coating film exhibiting a steep PTC characteristic with a rise in temperature. The PTC characteristic is manifested when the chain of the conductive substance is broken by the volume expansion of the crystalline polymer due to a temperature change, and the resistance increases accordingly. For this reason, a conductive ink composition using a crystalline polymer exhibiting a steep PTC characteristic is used in a planar heating element obtained by applying or printing the same, for example, when the ambient temperature rises. This has the advantage that thermal runaway due to temperature rise can be prevented and burnout can be suppressed.

【0004】しかしながら、この結晶性高分子を用いた
導電性インキ組成物は、ベースポリマーが溶媒に溶解し
ないことから塗布あるいは印刷に適した性状が得られな
いため、これを用いた面状発熱体の生産性が低下する、
また、低温貯蔵時にゲル化しやすいなどの問題があっ
た。さらに、これを基板上に印刷あるいは塗布して得ら
れた塗膜は、機械的強度および柔軟性が不十分であり、
問題となっていた。
However, the conductive ink composition using the crystalline polymer cannot obtain properties suitable for coating or printing because the base polymer does not dissolve in a solvent. Productivity decreases,
In addition, there is a problem that gelation easily occurs during low-temperature storage. Furthermore, the coating film obtained by printing or coating this on a substrate has insufficient mechanical strength and flexibility,
Had been a problem.

【0005】また、ベースポリマーにエチレン−プロピ
レンゴムなどの非結晶性高分子を用いた導電性インキ組
成物もある。この導電性インキ組成物は、ベースポリマ
ーが溶媒に溶解しているため、塗布あるいは印刷に適し
た性状を有するものであり、塗布あるいは印刷時の作業
性に優れたものである。
[0005] There is also a conductive ink composition using a non-crystalline polymer such as ethylene-propylene rubber as a base polymer. Since the base polymer is dissolved in the solvent, the conductive ink composition has properties suitable for application or printing, and has excellent workability during application or printing.

【0006】しかしながら、この非結晶性高分子を用い
た導電性インキ組成物は、温度上昇による熱膨張が緩や
かであるので、これを用いて得られる塗膜のPTC特性
も緩やかである。このため、例えば、周辺温度が上昇し
た場合や、面状発熱体が断熱条件下にさらされた場合、
発熱温度が上昇して熱暴走による焼損などを起こす恐れ
があり、問題となっていた。したがって、これを用いた
面状発熱体には、使用環境に対応する過熱防止機構など
を具備する必要があり、問題となっていた。
However, since the conductive ink composition using this non-crystalline polymer has a moderate thermal expansion due to a rise in temperature, the PTC characteristics of a coating film obtained using the same are also moderate. Therefore, for example, when the ambient temperature rises, or when the sheet heating element is exposed to adiabatic conditions,
There is a concern that the heat generation temperature may rise and cause burnout due to thermal runaway, which has been a problem. Therefore, it is necessary to provide an overheating prevention mechanism or the like corresponding to the use environment in a sheet heating element using this, which has been a problem.

【0007】また、ベースポリマーとして、結晶性高分
子と非結晶性高分子の両者を用いた導電性インキ組成物
が提案されている。具体的には、天然ゴムや合成ゴムな
どの非結晶性高分子、前記非結晶性高分子と相溶性のな
いポリエチレンやポリエステルなどの結晶性高分子粒
子、導電性カーボンブラック、グラファイトおよび無機
充填材からなる導電性インキ組成物などが提案されてい
る。この導電性インキ組成物は、結晶性高分子粒子の有
する利点と、非結晶性高分子の有する利点を併せ持つも
のであり、とくに、極寒環境下においても抵抗の低下が
小さく安定した作動を示す優れたものである。
Further, a conductive ink composition using both a crystalline polymer and an amorphous polymer as a base polymer has been proposed. Specifically, non-crystalline polymers such as natural rubber and synthetic rubber, crystalline polymer particles such as polyethylene and polyester incompatible with the non-crystalline polymers, conductive carbon black, graphite and inorganic fillers Have been proposed. This conductive ink composition has both the advantages of the crystalline polymer particles and the advantages of the non-crystalline polymer, and in particular, exhibits excellent stability with a small decrease in resistance even in an extremely cold environment. It is a thing.

【0008】しかしながら、この導電性インキ組成物を
用いた面状発熱体では、断熱条件下にさらされた場合な
ど、 発熱温度の上昇による熱暴走を十分に防ぐことが
できず、熱暴走による焼損などを起こす恐れがあり、問
題となっていた。また、面状発熱体内の発熱温度が不均
一であることや、発熱温度の個体差が大きいことが問題
となっていた。
However, the planar heating element using the conductive ink composition cannot sufficiently prevent thermal runaway due to a rise in the heat generation temperature, for example, when exposed to adiabatic conditions, resulting in burnout due to thermal runaway. There was a risk of causing such a problem, which was a problem. In addition, there has been a problem that the heating temperature in the planar heating element is non-uniform and the individual difference in the heating temperature is large.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】よって本発明は、前記
事情を鑑みてなされたもので、 このような問題を解決
し、発熱温度の上昇による熱暴走を防ぐことができ、さ
らに、面状発熱体内の発熱温度が均一で、発熱温度の個
体差が小さい面状発熱体を提供することを課題としてい
る。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made in view of the above circumstances, and can solve such a problem, prevent a thermal runaway due to a rise in heat generation temperature, and furthermore, generate a planar heat generation. An object of the present invention is to provide a planar heating element having a uniform heat generation temperature in the body and a small individual difference in the heat generation temperature.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】前記課題は、一対の櫛形
電極を備えた基板上に、導電性インキ組成物からなる発
熱層を形成してなる面状発熱体であって、少なくとも面
状発熱体の片面が断熱体と接触していない状態で、 電
圧印加後の平衡発熱温度TGが35〜110℃であり、
ある平衡発熱温度TGと、 この平衡発熱温度TGよりも
40℃高い温度TG+40間における前記平衡発熱温度
Gでの発熱層の抵抗値RGと、発熱層の最大抵抗値Rm
axとの比Rmax/RGが5〜106倍であり、前記櫛
形電極が、電極間隔2〜40mmのものであり、前記導
電性インキ組成物が、溶媒と、結晶性高分子と、非結晶
性高分子と、導伝性物質とを含むものである面状発熱体
によって解決できる。
An object of the present invention is to provide a planar heating element comprising a substrate provided with a pair of comb-shaped electrodes and having a heating layer made of a conductive ink composition formed thereon. In a state in which one side of the body is not in contact with the heat insulator, the equilibrium heat generation temperature TG after voltage application is 35 to 110 ° C,
And there equilibrium heating temperature T G, the resistance value R G of the heat generating layer in the balanced heating temperature T G between 40 ° C. higher temperature T G +40 than this equilibrium heating temperature T G, the maximum resistance value Rm of the heat generating layer
The ratio Rmax / R G and ax is 5-10 6 times, the comb electrodes are of the electrode interval 2 to 40 mm, the conductive ink composition comprises a solvent, a crystalline polymer, the non The problem can be solved by a planar heating element containing a crystalline polymer and a conductive material.

【0011】また、上記面状発熱体において、導電性イ
ンキ組成物が、溶媒と、結晶性高分子と、非結晶性高分
子と、道伝性物質とを含み、前記結晶性高分子が、平均
粒子径0.2〜100μmのものであり、前記非結晶性
高分子が、結晶化度5%以下のものであり、前記結晶性
高分子と前記非結晶性高分子の重量比を、30:70〜
95:5としたものであることが望ましい。
In the above-mentioned planar heating element, the conductive ink composition contains a solvent, a crystalline polymer, an amorphous polymer, and a conductive material, and the crystalline polymer is Having an average particle diameter of 0.2 to 100 μm, wherein the amorphous polymer has a crystallinity of 5% or less, and the weight ratio of the crystalline polymer to the amorphous polymer is 30 : 70-
It is desirable that the ratio be 95: 5.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳しく説明する。
図1は、本発明の面状発熱体の一例を示す平面図であ
り、図2は、図1に示した面状発熱体の断面図である。
図1および図2において、符号1は、基板である。この
基板1上には、一対の櫛形電極2と、導電性インキ組成
物からなる発熱層3が設けられている。前記櫛形電極2
は、基板1の長手方向と直交する方向に互いに平行とな
るように複数本形成された線状の櫛部2aと、基板1の
長手方向と平行する方向に形成され、前記櫛部2aの一
方の端部が接続された連結部2bとからなっている。そ
して、前記櫛部2a間の間隔が等しい2つの櫛形電極2
を使用し、それらを互いに対向させるとともに、所定の
電極間隔dをもって、一方の櫛形電極2の櫛部2a間に
他方の櫛形電極2の櫛部2aが位置するように配されて
いる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail.
FIG. 1 is a plan view showing an example of the sheet heating element of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view of the sheet heating element shown in FIG.
1 and 2, reference numeral 1 denotes a substrate. On this substrate 1, a pair of comb-shaped electrodes 2 and a heating layer 3 made of a conductive ink composition are provided. The comb electrode 2
Are formed in a direction parallel to the longitudinal direction of the substrate 1 and a plurality of linear comb portions 2a formed in parallel with each other in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the substrate 1, and one end of the comb portion 2a And a connecting part 2b to which the parts are connected. The two comb-shaped electrodes 2 having the same interval between the comb portions 2a
Are arranged so that they face each other, and at a predetermined electrode interval d, the comb portion 2a of the other comb-shaped electrode 2 is located between the comb portions 2a of the other comb-shaped electrode 2.

【0013】図3は、面状発熱体の温度と、抵抗値の関
係を示したグラフである。図3において、符号TGは、
平衡発熱温度を示し、符号TG+40は、前記平衡発熱
温度TGよりも40℃高い温度を示している。本発明に
おいて、「平衡発熱温度TG」とは、 少なくとも面状発
熱体の片面が断熱体と接触していない状態で、交流また
は直流の所定の電圧を印加した場合において、電圧印加
後の発熱温度が平衡に達し、一定となったときの温度の
ことをいう。 また、前記平衡発熱温度TG〜平衡発熱温
度TGよりも40℃高い温度TG+40の範囲を「発熱温
度範囲TG〜TG+40」という。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the temperature of the sheet heating element and the resistance value. In FIG. 3, the symbol TG is
The symbol TG + 40 indicates an equilibrium heat generation temperature, and the symbol TG + 40 indicates a temperature 40 ° C. higher than the equilibrium heat generation temperature TG . In the present invention, the term “equilibrium heating temperature T G ” refers to a heat generation after voltage application when a predetermined AC or DC voltage is applied while at least one surface of the sheet heating element is not in contact with the heat insulator. The temperature when the temperature reaches equilibrium and becomes constant. Further, a range from the above-mentioned equilibrium heat generation temperature TG to a temperature TG + 40 that is 40 ° C. higher than the equilibrium heat generation temperature TG is referred to as “heat generation temperature range TG to TG + 40”.

【0014】また、本発明においては、図3に示すよう
に、 平衡発熱温度TGのときの発熱層3の抵抗値のこと
を「平衡抵抗値RG」という。 さらに、図3に示すよう
に、発熱温度範囲TG〜TG+40内における発熱層3の
最大の抵抗値のことを「最大抵抗値Rmax」という。
そして、 前記最大抵抗値Rmaxと前記平衡抵抗値RG
との比(最大抵抗値Rmax/平衡抵抗値RG)のこと
を「抵抗値の比Rmax/RG」と略記する。
Further, in the present invention, as shown in FIG. 3, the resistance value of the heat generating layer 3 at the equilibrium heat generation temperature TG is referred to as "equilibrium resistance value R G ". Further, as shown in FIG. 3, the maximum resistance value of the heat generation layer 3 within the heat generation temperature range T G to T G +40 is referred to as “maximum resistance value Rmax”.
Then, the maximum resistance value Rmax and the balanced resistance value R G
(Maximum resistance value Rmax / balanced resistance value R G ) is abbreviated as “resistance value ratio Rmax / R G ”.

【0015】本発明の面状発熱体においては、少なくと
も面状発熱体の片面が断熱体と接触していない状態で、
交流または直流の電圧を印加した場合、 平衡発熱温度
Gが35〜110℃の範囲であるものとされる。 前記
平衡発熱温度TGが35℃未満である場合、 一般的に面
状発熱体としての商品価値が低くなるため好ましくな
い。一方、110℃を越える温度である場合、基板1や
発熱層3自身が熱劣化しやすくなるため、好ましくな
い。
In the sheet heating element of the present invention, at least one surface of the sheet heating element is not in contact with the heat insulator,
When an AC or DC voltage is applied, the equilibrium heat generation temperature TG is in the range of 35 to 110 ° C. When the equilibrium heat generation temperature TG is less than 35 ° C., the commercial value of the sheet-shaped heat generator generally decreases, which is not preferable. On the other hand, if the temperature exceeds 110 ° C., the substrate 1 and the heat generating layer 3 themselves are apt to be thermally deteriorated, which is not preferable.

【0016】この平衡発熱温度TGは、 面状発熱体に用
いる導電性インキ組成物の種類、発熱層3の厚み、櫛形
電極2の電極間隔dなどによって異なるものであり、櫛
形電極2の電極間隔dを変化させる方法などによって、
上述の範囲となるように調整される。
The equilibrium heating temperature TG varies depending on the type of the conductive ink composition used for the sheet heating element, the thickness of the heating layer 3, the electrode interval d of the comb-shaped electrode 2, and the like. Depending on the method of changing the distance d,
It is adjusted so as to be in the above-mentioned range.

【0017】また、この面状発熱体は、発熱温度範囲T
G〜TG+40において使用可能なもので、 抵抗値の比
Rmax/RGが、 5〜106倍、好ましくは、10〜
106倍、さらに好ましくは、20〜106倍であるもの
とされる。
The planar heating element has a heating temperature range T
It can be used at G to TG +40, and the resistance value ratio Rmax / RG is 5 to 10 6 times, preferably 10 to 10 times.
10 6 fold, more preferably, is assumed to be 20 to 10 6 times.

【0018】この抵抗値の比Rmax/RGが5倍未満
となる場合、 以下のような不都合が生じて好ましくな
い。 (1)発熱温度が上昇しても抵抗値が増大しないので、
例えば、面状発熱体が断熱状態となった場合、発熱温度
の上昇による熱暴走を防ぐことができず、熱暴走による
焼損などを起こす恐れがある。 (2)面状発熱体内の高温部分と低温部分での抵抗値の
差が小さく、面状発熱体内の発熱温度の差を緩和する効
果が得られないため、面状発熱体内の発熱温度の差が大
きいものとなる。したがって、発熱温度の個体差も大き
いものとなる。一方、106倍を越えるものでは、 特性
上問題は生じないが、作業性に優れる導電性インキ組成
物を得ることができない場合が多く、好ましくない。
If the ratio Rmax / RG of the resistance value is less than five times, the following inconveniences occur, which is not preferable. (1) Since the resistance value does not increase even if the heat generation temperature rises,
For example, when the planar heating element is in an adiabatic state, thermal runaway due to an increase in heat generation temperature cannot be prevented, and burnout due to thermal runaway may occur. (2) Since the difference in resistance between the high-temperature portion and the low-temperature portion in the planar heating element is small and the effect of reducing the difference in the heating temperature in the planar heating element cannot be obtained, the difference in the heating temperature in the planar heating element is not obtained. Becomes larger. Therefore, the individual difference of the heat generation temperature is also large. On the other hand, if it exceeds 10 6 times, there is no problem in properties, but it is often not possible to obtain a conductive ink composition having excellent workability, which is not preferable.

【0019】この抵抗値の比Rmax/RGは、 面状発
熱体に用いる導電性インキ組成物の種類、発熱層3の厚
み、 櫛形電極2の電極間隔dなどによって異なるもの
であり、櫛形電極2の電極間隔dを変化させる方法など
によって、上述の範囲となるように調整される。
The resistance value ratio Rmax / RG differs depending on the type of the conductive ink composition used for the sheet heating element, the thickness of the heat generating layer 3, the electrode interval d of the comb-shaped electrode 2, and the like. The distance is adjusted so as to fall within the above range by a method of changing the electrode interval d of the second.

【0020】この面状発熱体に使用される基板1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
ニルなどの樹脂フィルムなどが用いられ、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。
As the substrate 1 used for the planar heating element, a resin film of polyethylene terephthalate (PET), polyimide, polyvinyl chloride or the like having a thickness of about 10 to 100 μm is generally used. When considering the use of a material, a material having a high heat-resistant temperature is desirable.

【0021】また、櫛型電極2としては、前記基板1上
に、スクリーン印刷法などにより所望の櫛形パターンを
形成するか、接着剤を介し、厚さ約10〜50μm程度
の銅箔、アルミニウム箔、銀箔などの金属箔、好ましく
は銅箔を貼り合わせ、エッチング加工を施して、所望の
櫛形パターンを形成させてなる櫛形電極2などが挙げら
れる。
As the comb-shaped electrode 2, a desired comb-shaped pattern is formed on the substrate 1 by a screen printing method or the like, or a copper foil or an aluminum foil having a thickness of about 10 to 50 μm is formed through an adhesive. And a comb-shaped electrode 2 formed by bonding a metal foil such as a silver foil or the like, preferably a copper foil, and performing an etching process to form a desired comb-shaped pattern.

【0022】ここでの櫛形電極2としては、前記櫛形電
極2の電極間隔dが2〜40mmのもの、好ましくは、
3〜30mmのものが使用される。前記櫛形電極2の電
極間隔dが2mm未満のものを用いた場合、異物による
電極間の短絡などによる不具合が起こりやすくなるため
好ましくない。一方、40mmを越えるものを用いた場
合、発熱層3内の櫛形電極2に接している部分と櫛形電
極2から最も離れている部分とで放熱状態の差が大きく
なるので、面状発熱体内の発熱温度が不均一となりやす
くなるため好ましくない。また、これにより発熱温度の
個体差が大きくなるため好ましくない。
As the comb-shaped electrode 2, the inter-electrode distance d of the comb-shaped electrode 2 is 2 to 40 mm, preferably,
Those having a size of 3 to 30 mm are used. It is not preferable to use a comb-shaped electrode 2 having an electrode spacing d of less than 2 mm, because a problem such as a short circuit between the electrodes due to foreign matter easily occurs. On the other hand, when a thickness exceeding 40 mm is used, the difference in the heat radiation state between the portion in contact with the comb-shaped electrode 2 in the heating layer 3 and the portion farthest from the comb-shaped electrode 2 becomes large. This is not preferable because the heat generation temperature tends to be non-uniform. In addition, this increases the individual difference in the heat generation temperature, which is not preferable.

【0023】この櫛形電極2の電極間隔dは、面状発熱
体内の発熱温度と相関があり、前記櫛形電極2の電極間
隔dを狭くするほど、発熱温度が高い面状発熱体が得ら
れ、逆に、前記櫛形電極2の電極間隔dを広くするほ
ど、発熱温度が低い面状発熱体が得られ、面状発熱体の
用途などに応じて決定されることが好ましい。さらにま
た、櫛形電極2の電極間隔dは、前記電極間隔dに伴っ
て変化する平衡発熱温度TGおよび抵抗値の比Rmax
/RGが、所望の数値範囲内となるように調節され、決
定される。
The distance d between the electrodes of the comb-shaped electrode 2 has a correlation with the temperature of the heat generated in the sheet-shaped heating element. The narrower the distance d between the electrodes of the comb-shaped electrode 2, the higher the temperature of the sheet-shaped heating element can be obtained. Conversely, as the electrode interval d of the comb-shaped electrode 2 is increased, a planar heating element having a lower heating temperature is obtained, and it is preferable that the planar heating element is determined according to the use of the planar heating element. Furthermore, the electrode interval d of the comb-shaped electrode 2 is changed by the equilibrium heating temperature TG and the resistance value ratio Rmax, which change with the electrode interval d.
/ RG is adjusted and determined to be within the desired numerical range.

【0024】また、発熱層3は、導電性インキ組成物か
らなるものである。ここで使用される導電性インキ組成
物としては、これを用いた面状発熱体の平衡発熱温度T
Gを35〜110℃とし、 抵抗値の比Rmax/RG
5〜106倍としうるものなどが好ましく、具体的に
は、溶媒と、結晶性高分子と、非結晶性高分子と、導電
性物質とを含む導電性インキ組成物などが好ましく使用
される。
The heating layer 3 is made of a conductive ink composition. As the conductive ink composition used here, the equilibrium heating temperature T of the sheet heating element using the same is used.
It is preferable that G is 35 to 110 ° C. and the resistance value ratio Rmax / RG is 5 to 10 6 times. Specifically, a solvent, a crystalline polymer, a non-crystalline polymer, A conductive ink composition containing a conductive substance is preferably used.

【0025】前記導電性インキ組成物に使用される結晶
性高分子としては、 平均粒子径が0.2〜100μ
m、好ましくは、1〜50μmのものが使用される。前
記平均粒子径を0.2μm未満とした場合、インキの粘
度が上昇し、塗布あるいは印刷に適さないものとなり、
これを用いた面状発熱体の生産性が低下するため、好ま
しくない。また、100μmを越える平均粒子径のもの
を使用した場合、これを用いて得られる塗膜にピンホー
ルなどの不具合を生じやすく、好ましくない。
The crystalline polymer used in the conductive ink composition has an average particle size of 0.2 to 100 μm.
m, preferably 1 to 50 μm. When the average particle diameter is less than 0.2 μm, the viscosity of the ink increases, and it becomes unsuitable for application or printing,
This is not preferable because the productivity of the planar heating element using the same decreases. In addition, when the particles having an average particle diameter exceeding 100 μm are used, problems such as pinholes are likely to occur in a coating film obtained by using the particles, which is not preferable.

【0026】ここでの結晶性高分子としては、例えば、
ポリアミド、ポリエステル、低分子量ポリエチレン、ポ
リプロピレン、トランスーポリブタジエン、ポリオキシ
メチレン、ポリスチレン、ポリオキシエチレン、ポリオ
キシプロピレン、ポリ塩化ビニルなどが使用される。具
体的に例えば、結晶性ポリアミド(商品名:ポリアミド
S−1962、融点117℃、三洋化成製)、結晶性ポ
リエステル(商品名:アロンメルトPES−110、東
亜合成化学製)などが好ましく使用される。
As the crystalline polymer, for example,
Polyamide, polyester, low molecular weight polyethylene, polypropylene, trans-polybutadiene, polyoxymethylene, polystyrene, polyoxyethylene, polyoxypropylene, polyvinyl chloride and the like are used. Specifically, for example, a crystalline polyamide (trade name: polyamide S-1962, melting point: 117 ° C., manufactured by Sanyo Chemical Industries), a crystalline polyester (trade name: Alonmelt PES-110, manufactured by Toagosei Chemical), and the like are preferably used.

【0027】また、ここで使用される非結晶性高分子と
しては、結晶化度が5%以下のものであれば任意のもの
を使用することができ、例えば、エチレンと酢酸ビニ
ル、アクリル酸、アクリル酸エステル、マレイン酸など
との共重合体、ポリエステル、天然ゴム、あるいはイソ
プレンゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴムな
どの各種合成ゴム、アルキルアクリレート重合体などが
用いられる。具体的に例えば、飽和型ポリエステル(商
品名:バイロン200、東洋紡製)などが好ましく使用
される。
As the non-crystalline polymer used here, any polymer can be used as long as it has a crystallinity of 5% or less. For example, ethylene and vinyl acetate, acrylic acid, Copolymers with acrylates, maleic acid, etc., polyesters, natural rubbers, various synthetic rubbers such as isoprene rubber, nitrile rubber, ethylene propylene rubber, alkyl acrylate polymers and the like are used. Specifically, for example, a saturated polyester (trade name: Byron 200, manufactured by Toyobo) is preferably used.

【0028】また、導電性物質としては、導電性カーボ
ンブラック、グラファイト、金属粉末などが使用され
る。ここでの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30〜150μm程度と比
較的大きいもの、 例えば、HAF、SRF、GPF、
FEF、FTなどのタイプ名で分類されるものなどが用
いられる。また、グラファイトとしては、天然黒鉛およ
び人造黒鉛のリン片状のもの、土塊状のものなどが使用
される。
As the conductive substance, conductive carbon black, graphite, metal powder and the like are used. The conductive carbon black here has a small structure and a relatively large particle size of about 30 to 150 μm, for example, HAF, SRF, GPF,
Those classified by type names such as FEF and FT are used. As the graphite, flakes of natural graphite and artificial graphite, clay lumps and the like are used.

【0029】また、溶剤としては、非結晶性高分子を良
く溶解し、かつ、結晶性高分子を安定して分散させるこ
とができるものが好ましい。例えば、トルエン、キシレ
ン、ミネラルスピリット、ソルベントナフサ、テトラリ
ンなどの炭化水素系溶剤や、ブチルセロソルブ、酢酸セ
ロソルブ、ブチルカルビトール、酢酸カルビトールなど
の多価アルコール誘導体系溶剤、酢酸n−ブチル、酢酸
メトキシブチル、γーブチロラクトンなどのエステル系
溶剤などが好ましく使用される。
As the solvent, those capable of dissolving the non-crystalline polymer well and stably dispersing the crystalline polymer are preferable. For example, hydrocarbon solvents such as toluene, xylene, mineral spirit, solvent naphtha, tetralin, and polyhydric alcohol derivative solvents such as butyl cellosolve, cellosolve acetate, butyl carbitol, carbitol acetate, n-butyl acetate, methoxybutyl acetate And ester solvents such as γ-butyrolactone are preferably used.

【0030】このような導電性インキ組成物の調製は、
溶媒中に、結晶性高分子と、非結晶性高分子と、導電性
物質を添加し、分散させることによって行われる。これ
らの操作は、湿式分散装置、例えば、ダイノーミルや3
本ロールなどを用いて行われる。また、導電性インキ組
成物の分散度合いは、粒ゲージなどを用いて確認され
る。なお、結晶性高分子は、こうした分散装置を使用し
たのち、溶媒中に添加することが好ましい場合もある。
The preparation of such a conductive ink composition is as follows.
It is performed by adding and dispersing a crystalline polymer, an amorphous polymer, and a conductive substance in a solvent. These operations are performed by a wet dispersing device such as a Dyno mill or a 3
This is performed using a roll or the like. Further, the degree of dispersion of the conductive ink composition is confirmed using a particle gauge or the like. In some cases, it is preferable to add the crystalline polymer to the solvent after using such a dispersing device.

【0031】この調製に際し、溶媒中における結晶性高
分子と非結晶性高分子の重量比は、30:70〜95:
5、好ましくは、50:50〜85:15とされる。前
記重量比を30:70未満とした場合、良好なPTC特
性が得られないため好ましくない。また、95:5を越
える場合、塗布あるいは印刷に適した性状が得られない
ため、また、これを基板上に印刷あるいは塗布して得ら
れた塗膜の機械的強度および柔軟性が不十分なものとな
るため好ましくない。
In this preparation, the weight ratio of the crystalline polymer to the non-crystalline polymer in the solvent is from 30:70 to 95:
5, preferably 50:50 to 85:15. If the weight ratio is less than 30:70, it is not preferable because good PTC characteristics cannot be obtained. If the ratio exceeds 95: 5, properties suitable for application or printing cannot be obtained, and the mechanical strength and flexibility of a coating film obtained by printing or applying the composition on a substrate are insufficient. Is not preferred.

【0032】また、溶媒中に添加される導電性物質の量
は、面状発熱体の用途、櫛形電極の間隔などに応じて決
定され、とくに限定されないが、結晶性高分子と非結晶
性高分子とを合わせたもの100重量部に対して5〜8
0重量部程度とするのが好ましい。さらに、ここで使用
される溶媒の量は、とくに限定されないが、結晶性高分
子と非結晶性高分子とを合わせたもの100重量部に対
して80〜400重量部程度が好ましい。
The amount of the conductive substance added to the solvent is determined according to the use of the sheet heating element, the interval between the comb-shaped electrodes, and is not particularly limited. 5 to 8 per 100 parts by weight of the total
It is preferably about 0 parts by weight. Further, the amount of the solvent used here is not particularly limited, but is preferably about 80 to 400 parts by weight based on 100 parts by weight of the total of the crystalline polymer and the non-crystalline polymer.

【0033】本発明の面状発熱体を製造するには、 基
板1上に、櫛形電極2を設け、これに、前記導電性イン
キ組成物を、塗布あるいは印刷して、発熱層3を形成さ
せることによって行われる。櫛形電極2の形成は、スク
リーン印刷法や、銀箔などの電極となる材料を接着剤な
どで基板1上に貼り合わせ、エッチング加工などを施し
て、所望の電極間隔dを有する櫛形パターンを形成させ
る方法などによって行われる。
In order to manufacture the planar heating element of the present invention, a comb-shaped electrode 2 is provided on a substrate 1, and the conductive ink composition is applied or printed on the electrode 2 to form a heating layer 3. This is done by: The comb-shaped electrode 2 is formed by a screen printing method or a method in which an electrode material such as a silver foil is attached to the substrate 1 with an adhesive or the like and subjected to etching or the like to form a comb-shaped pattern having a desired electrode spacing d. It is performed by a method or the like.

【0034】また、導電性インキ組成物の塗布あるいは
印刷は、均一な厚さの塗膜が得られる任意の方法を使用
して行うことができ、例えば、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を用いて好ま
しく行われる。そして、塗布あるいは印刷された導電性
インキ組成物は、ヒーターや炉を使用し、約80〜15
0℃の温度で約1〜30分間程度乾燥させることによっ
て、厚み約10〜50μm程度の発熱層3とされる。
The application or printing of the conductive ink composition can be performed by any method capable of obtaining a coating film having a uniform thickness. For example, screen printing, a method using a knife coater, or a method using a gravure coater It is preferably carried out by using such a method. The applied or printed conductive ink composition is heated to about 80 to 15 using a heater or a furnace.
By drying at a temperature of 0 ° C. for about 1 to 30 minutes, the heat generating layer 3 having a thickness of about 10 to 50 μm is obtained.

【0035】このような面状発熱体においては、抵抗値
の比Rmax/RGが5〜106倍であるので、 平衡発
熱温度TGが、抵抗値が急激に変化する温度より少し低
いものとなる。したがって、例えば、面状発熱体が断熱
状態となった場合、発熱温度の上昇にともなって抵抗値
が大きく増大し、発熱温度を発熱温度範囲TG〜TG+4
0内の温度に維持することができるものとなる。すなわ
ち、発熱温度の上昇による熱暴走を十分に防ぐことがで
き、熱暴走による焼損などを防止することができるもの
となる。また、面状発熱体内の高温部分と低温部分での
抵抗値の差が大きいものとなることから、面状発熱体内
の発熱温度の差を緩和する効果が得られ、面状発熱体内
の発熱温度の差が小さいものとなる。したがって、発熱
温度の個体差も小さいものとなる。
In such a sheet heating element, since the resistance value ratio Rmax / RG is 5 to 10 6 times, the equilibrium heating temperature TG is slightly lower than the temperature at which the resistance value changes rapidly. Becomes Therefore, for example, when the sheet heating element is in an adiabatic state, the resistance value greatly increases as the heating temperature increases, and the heating temperature is reduced to the heating temperature range TG to TG + 4.
It is possible to maintain the temperature within 0. That is, thermal runaway due to an increase in the heat generation temperature can be sufficiently prevented, and burnout due to thermal runaway can be prevented. In addition, since the difference in resistance between the high-temperature portion and the low-temperature portion in the planar heating element is large, an effect of alleviating the difference in the heating temperature in the planar heating element is obtained, and the heating temperature in the planar heating element is reduced. Is small. Therefore, the individual difference in the heat generation temperature is also small.

【0036】さらに、櫛形電極2の電極間隔dが、2〜
40mmのものであるので、異物などによる電極間の短
絡が起こりにくく、面状発熱体内の発熱温度が均一で、
発熱温度の個体差が小さいものとなる。また、少なくと
も面状発熱体の片面が断熱体と接触していない状態での
平衡発熱温度TGが、 35〜110℃であるため、適用
可能な温度範囲が広く、多くの用途に対応することがで
きるものとなる。
Further, the electrode interval d of the comb-shaped electrode 2 is 2 to
Since it is 40 mm, short-circuiting between electrodes due to foreign matter and the like is unlikely to occur, and the heat generation temperature in the planar heating element is uniform,
The individual difference of the heat generation temperature is small. In addition, since the equilibrium heating temperature TG in a state where at least one surface of the sheet heating element is not in contact with the heat insulator is 35 to 110 ° C., the applicable temperature range is wide, and it can be used in many applications. Can be done.

【0037】さらにまた、発熱層3を形成する導電性イ
ンキ組成物を、溶媒と、結晶性高分子と、非結晶性高分
子と、道伝性物質とを含み、前記結晶性高分子が、平均
粒子径0.2〜100μmのものであり、前記非結晶性
高分子が、結晶化度5%以下のものであり、前記結晶性
高分子と前記非結晶性高分子の重量比を、30:70〜
95:5としたものとすることで、高いPTC抵抗変化
倍率が得られる面状発熱体となり、抵抗値の比Rmax
/RGが5〜106倍である面状発熱体を得ることができ
る。また、柔軟性、機械的強度に優れ、容易に製造する
ことができる面状発熱体となる。
Further, the conductive ink composition for forming the heat generating layer 3 contains a solvent, a crystalline polymer, an amorphous polymer, and a conductive material, wherein the crystalline polymer is Having an average particle diameter of 0.2 to 100 μm, wherein the amorphous polymer has a crystallinity of 5% or less, and the weight ratio of the crystalline polymer to the amorphous polymer is 30 : 70-
By setting the ratio to 95: 5, the sheet heating element can obtain a high PTC resistance change magnification, and the resistance value ratio Rmax
It is possible to obtain a sheet heating element having a ratio / RG of 5 to 10 6 times. Further, the sheet heating element is excellent in flexibility and mechanical strength and can be easily manufactured.

【0038】本発明の面状発熱体においては、面状発熱
体内の発熱温度の均一性を、より一層高めるために、基
板1の裏面の少なくとも一部に、金属泊などの熱導伝導
率の高い物質を貼りつけた面状発熱体としてもよい。
In the sheet heating element of the present invention, in order to further increase the uniformity of the heat generation temperature in the sheet heating element, at least a part of the back surface of the substrate 1 is provided with a thermal conductivity such as a metal pad. A planar heating element to which a high substance is attached may be used.

【0039】[0039]

【実施例】以下、本発明を実施例を示して具体的に詳し
く説明するが、本発明は、これらの実施例にのみ限定さ
れるものではない。 (試験例1)カルビトールアセテート200重量部中
に、結晶性高分子である平均粒子径40μmの結晶性ポ
リアミド(商品名:ポリアミドS−1962、融点11
7℃、三洋化成製)60重量部、非結晶性高分子である
共重合ポリエステル(商品名:バイロン200、東洋紡
製)40重量部を分散させ、ついで、カーボンブラック
(商品名:デンカブラック、電気化学工業製)30重量
部を添加し、攪拌したのち3本ロールミルで混練して導
電性インキ組成物を調製した。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. (Test Example 1) A crystalline polyamide having a mean particle size of 40 μm (trade name: polyamide S-1962, melting point: 11) in 200 parts by weight of carbitol acetate
60 ° C., 7 ° C., manufactured by Sanyo Chemical Co., Ltd., and 40 parts by weight of a non-crystalline polymer copolymerized polyester (trade name: Byron 200, manufactured by Toyobo) are dispersed, and then carbon black (trade name: Denka Black, electric) 30 parts by weight (manufactured by Kagaku Kogyo) were added, and the mixture was stirred and kneaded with a three-roll mill to prepare a conductive ink composition.

【0040】ついで、電極間隔dが10mmである一対
の銀の櫛形電極2を備えた、基板1上に、前記導電性イ
ンキ組成物を用いてスクリーン印刷し、150℃で30
分乾燥して、幅200mm、長さ400mm、厚み10
〜12μmの発熱層3を形成し、図1および図2に示
す、面状発熱体を作成した。この面状発熱体の裏面全体
に、粘着層付きアルミ泊を貼りつけ、これを試験体とし
た。
Next, screen printing was carried out on the substrate 1 provided with a pair of silver comb-shaped electrodes 2 having an electrode spacing d of 10 mm using the conductive ink composition.
Dry for 200 minutes, width 200mm, length 400mm, thickness 10
A heating layer 3 having a thickness of about 12 μm was formed, and a sheet heating element shown in FIGS. 1 and 2 was prepared. An aluminum layer with an adhesive layer was attached to the entire back surface of the sheet heating element, and this was used as a test piece.

【0041】(試験例2)カーボンブラック添加量を2
5重量部とし、試験例1と同様に面状発熱体を作成し
た。 (試験例3)電極間隔dを20mmとし、試験例1と同
様に面状発熱体を作成した。 (試験例4)電極間隔dを25mmとし、試験例1と同
様に面状発熱体を作成した。 (試験例5)電極間隔dを3mmとし、試験例1と同様
に面状発熱体を作成した。 (試験例6)カーボンブラック添加量を20重量部と
し、電極間隔dを1mmとして、試験例1と同様に面状
発熱体3を作成した。 (試験例7)カーボンブラック添加量を40重量部と
し、電極間隔dを50mmとして、試験例1と同様に面
状発熱体を作成した。
(Test Example 2) The amount of carbon black added was 2
A sheet heating element was prepared in the same manner as in Test Example 1, except that the weight was 5 parts by weight. (Test Example 3) A sheet heating element was prepared in the same manner as in Test Example 1, except that the electrode interval d was 20 mm. (Test Example 4) A sheet heating element was prepared in the same manner as in Test Example 1, except that the electrode interval d was 25 mm. (Test Example 5) A sheet heating element was prepared in the same manner as in Test Example 1, except that the electrode interval d was 3 mm. (Test Example 6) A sheet heating element 3 was prepared in the same manner as in Test Example 1, except that the addition amount of carbon black was 20 parts by weight and the electrode interval d was 1 mm. (Test Example 7) A sheet heating element was prepared in the same manner as in Test Example 1, except that the addition amount of carbon black was 40 parts by weight and the electrode interval d was 50 mm.

【0042】このようにして得られた試験例1〜試験例
7の面状発熱体うち、試験例1〜試験例3は、本発明の
実施例であり、試験例4〜試験例7は、比較例である。
これら試験例1〜試験例7の面状発熱体をそれぞれ20
枚作成し、次の各項目の測定および評価を行った。
Of the sheet heating elements of Test Examples 1 to 7 thus obtained, Test Examples 1 to 3 are examples of the present invention, and Test Examples 4 to 7 are: It is a comparative example.
Each of the sheet heating elements of Test Example 1 to Test Example 7 was 20
Each sheet was prepared, and the following items were measured and evaluated.

【0043】[TG]面状発熱体を20℃の雰囲気中に
吊るして、その温度を測定し、電圧印加前の平衡温度と
した。ついで、電極間にAC100Vの電圧を印加し、
電圧印加10分後の面状発熱体内の最低温度と最高温度
を放射温度計により測定し、その平均値を電圧印加後の
平衡発熱温度TGとした。 [面状発熱体内温度のバラツキ]平衡発熱温度TGのと
きの 一つの面状発熱体内における温度のバラツキを評
価した。 [個体差]同一試験例中の面状発熱体について、 平衡
発熱温度TGの最低値と最高値を調べ、個体間の温度差
を求めた。
[T G ] A planar heating element was suspended in an atmosphere of 20 ° C., and its temperature was measured to obtain an equilibrium temperature before voltage application. Then, a voltage of AC100V is applied between the electrodes,
The minimum temperature and the maximum temperature in the planar heating element 10 minutes after the voltage application were measured with a radiation thermometer, and the average value was defined as the equilibrium heating temperature TG after the voltage application. [Variation in temperature of planar heating element] Temperature variation in one planar heating element at the equilibrium heating temperature TG was evaluated. [Individual Difference] With respect to the sheet heating element in the same test example, the minimum value and the maximum value of the equilibrium heating temperature TG were examined, and the temperature difference between individuals was obtained.

【0044】[Rmax/RG]温度が、電圧印加前の
平衡温度〜平衡発熱温度TG+40℃であるときの、 発
熱層3の抵抗値を測定した。ついで、平衡発熱温度TG
での発熱層3の抵抗値RGと、発熱温度範囲TG〜TG
40内での発熱層3の最大抵抗値Rmaxとの比Rma
x(TG〜TG+40)/RG(TG)を求めた。 [断熱時10分後の発熱温度][断熱時10分後の発熱
温度] 面状発熱体の両面に、断熱体である厚さ50mmの発泡
ウレタンを密着させて断熱し、電極間にAC100Vの
電圧を印加し、電圧印加10分後および5時間後の面状
発熱体の温度を熱電対を用いて測定した。結果を表1に
示す。
The resistance value of the heat generating layer 3 was measured when the [Rmax / R G ] temperature was from the equilibrium temperature before voltage application to the equilibrium heat generation temperature T G + 40 ° C. Next, the equilibrium heating temperature T G
Resistance RG of the heat generating layer 3 at the temperature and the heat generating temperature range TG to TG +
The ratio Rma to the maximum resistance value Rmax of the heat generating layer 3 within 40
x ( TG- TG + 40) / RG ( TG ) was determined. [Heat generation temperature after 10 minutes of heat insulation] [Heat generation temperature after 10 minutes of heat insulation] Urethane foam having a thickness of 50 mm, which is a heat insulator, is closely adhered to both surfaces of the sheet heating element to insulate it. A voltage was applied, and the temperature of the sheet heating element 10 minutes and 5 hours after the voltage application was measured using a thermocouple. Table 1 shows the results.

【0045】[0045]

【表1】 [Table 1]

【0046】表1より、試験例1〜試験例3では、断熱
時の発熱温度が、電圧印加後の平衡発熱温度TGから4
0℃以上上昇しないという結果となった。 このことか
ら、発熱温度を、発熱温度範囲TG〜TG+40内の温度
に維持することが可能であることが確認できた。さら
に、面状発熱体内の温度のバラツキ、および、個体差
は、抵抗値の比Rmax/RGが5倍未満となった試験
例4、試験例5、 また、電極間隔を2mm未満とした
試験例6、電極間隔を40mmを越える間隔とし、抵抗
値の比Rmax/RGが5倍未満となった試験例7と比
較して、小さいことがあきらかとなった。また、試験例
5では、断熱時の発熱温度が、時間とともに上昇してお
り、熱暴走の傾向が見られた。
According to Table 1, in Test Examples 1 to 3, the heat generation temperature during adiabatic operation was 4 times lower than the equilibrium heat generation temperature TG after voltage application.
The result was that it did not rise above 0 ° C. From this, it was confirmed that the heat generation temperature could be maintained within the heat generation temperature range T G to T G +40. Further, the variation in the temperature in the planar heating element and the individual difference were measured in Test Examples 4 and 5 in which the resistance value ratio Rmax / RG was less than 5 times, and in a test in which the electrode interval was less than 2 mm. Example 6 was clearly smaller than Test Example 7 in which the electrode spacing was set to exceed 40 mm and the resistance value ratio Rmax / RG was less than 5 times. In Test Example 5, the heat generation temperature during heat insulation increased with time, and a tendency for thermal runaway was observed.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の面状発熱
体においては、 ある平衡発熱温度TGと、この平衡発熱
温度TGよりも40℃高い温度TG+40間における前記
平衡発熱温度TGでの発熱層の抵抗値RGと、発熱層の最
大抵抗値Rmaxとの比Rmax/RGが5〜106倍で
あるので、 平衡発熱温度TGを、抵抗値が急激に変化す
る温度より少し低い温度とすることができる。したがっ
て、例えば、面状発熱体が断熱状態となった場合、発熱
温度の上昇にともなって抵抗値が大きく増大し、発熱温
度を発熱温度範囲TG〜TG+40内の温度に維持するこ
とができる。すなわち、発熱温度の上昇による熱暴走を
十分に防ぐことができ、熱暴走による焼損などを防止す
ることができる面状発熱体とすることができる。また、
面状発熱体内の高温部分と低温部分での抵抗値の差が大
きいことから、面状発熱体内の発熱温度の差を緩和する
効果が得られ、面状発熱体内の発熱温度の差を小さくす
ることができる。したがって、発熱温度の個体差も小さ
くすることができる。
As described above, in the sheet heating element according to the present invention, the equilibrium heating temperature between the certain equilibrium heating temperature TG and the temperature T G +40 which is 40 ° C. higher than the equilibrium heating temperature TG. the resistance value R G of the heat generating layer in T G, since the ratio Rmax / R G between the maximum resistance value Rmax of the heat generating layer is from 5 to 10 6 times, an equilibrium heating temperature T G, the resistance value sharply changes The temperature can be set to a temperature slightly lower than the temperature to be performed. Therefore, for example, when the planar heating element is in a heat-insulating state, the resistance value greatly increases as the heating temperature increases, and the heating temperature can be maintained within the heating temperature range TG to TG +40. it can. That is, it is possible to provide a planar heating element capable of sufficiently preventing thermal runaway due to an increase in the heat generation temperature and preventing burnout and the like due to thermal runaway. Also,
Since the difference in resistance between the high-temperature portion and the low-temperature portion in the planar heating element is large, the effect of reducing the difference in the heating temperature in the planar heating element is obtained, and the difference in the heating temperature in the planar heating element is reduced. be able to. Therefore, individual differences in the heat generation temperature can be reduced.

【0048】また、櫛形電極の電極間隔が2〜40mm
のものであるので、異物などによる電極間の短絡が起こ
りにくく、面状発熱体内の発熱温度が均一で、発熱温度
の個体差が小さい面状発熱体とすることができる。
Further, the electrode interval between the comb-shaped electrodes is 2 to 40 mm.
Therefore, a short circuit between the electrodes due to foreign matter or the like is unlikely to occur, and the heat generation temperature in the sheet heating element is uniform, and the sheet heating element can have a small individual difference in the heat generation temperature.

【0049】また、少なくとも面状発熱体の片面が断熱
体と接触していない状態で、電圧印加後の平衡発熱温度
Gが35〜110℃であるため、 適用される温度の範
囲が広く、多くの用途に対応することができ、例えば、
保温装置、暖房設備、鏡などの結露防止などの用途に使
用することができる面状発熱体とすることができる。
Further, since at least one surface of the sheet heating element is not in contact with the heat insulator and the equilibrium heating temperature TG after voltage application is 35 to 110 ° C., the applicable temperature range is wide, It can be used for many applications, for example,
It can be a planar heating element that can be used for applications such as prevention of dew condensation in a heat retention device, a heating facility, a mirror, and the like.

【0050】さらにまた、導電性インキ組成物を、溶媒
と、結晶性高分子と、非結晶性高分子と、道伝性物質と
を含み、前記結晶性高分子が、平均粒子径0.2〜10
0μmのものであり、前記非結晶性高分子が、結晶化度
5%以下のものであり、前記結晶性高分子と前記非結晶
性高分子の重量比を、30:70〜95:5としたもの
とすることで、高いPTC抵抗変化倍率が得られる面状
発熱体となり、ある平衡発熱温度TGと、 この平衡発熱
温度TGよりも40℃高い温度TG+40間における前記
平衡発熱温度TGでの発熱層の抵抗値RGと、発熱層の最
大抵抗値Rmaxとの比Rmax/RGが5〜106倍で
ある面状発熱体を得ることができる。また、柔軟性、機
械的強度に優れ、容易に製造することができる面状発熱
体とすることができる。
Further, the conductive ink composition contains a solvent, a crystalline polymer, a non-crystalline polymer, and a conductive material, and the crystalline polymer has an average particle diameter of 0.2. -10
0 μm, wherein the amorphous polymer has a crystallinity of 5% or less, and the weight ratio of the crystalline polymer to the amorphous polymer is 30:70 to 95: 5. As a result, a planar heating element capable of obtaining a high PTC resistance change magnification is obtained, and the equilibrium heating temperature between a certain equilibrium heating temperature T G and a temperature T G +40 which is 40 ° C. higher than the equilibrium heating temperature T G. the resistance value R G of the heat generating layer in T G, the ratio Rmax / R G between the maximum resistance value Rmax of the heat generating layer can be obtained planar heating element is 5 to 10 6 times. Further, it is possible to obtain a sheet heating element which is excellent in flexibility and mechanical strength and can be easily manufactured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の面状発熱体の一例を示した平面図であ
る。
FIG. 1 is a plan view showing an example of a sheet heating element of the present invention.

【図2】図1に示した面状発熱体の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the sheet heating element shown in FIG.

【図3】面状発熱体の温度と、抵抗値の関係を示したグ
ラフである。
FIG. 3 is a graph showing a relationship between a temperature of a sheet heating element and a resistance value.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1...基板、2・・・櫛形電極、3・・・発熱層。 1. . . Substrate, 2 ... comb electrode, 3 ... heating layer.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中島 敏文 東京都江東区木場1丁目5番1号 株式会 社フジクラ内 (72)発明者 百武 信忠 埼玉県北葛飾郡鷲宮町桜田5丁目13番1号 藤倉化成株式会社開発研究所内 Fターム(参考) 3K034 AA10 AA12 BA14 BA15 BB05 CA34 3K092 QA03 QB32 QC31 SS24 VV22 VV25 4J038 CA012 CA021 CA022 CA072 CB021 CB052 CB062 CB072 CB081 CB102 CD031 CG142 DA011 DD001 DD002 DH001 HA026 HA036 HA066 JA01 JA05 JA26 JA56 JA57 JA69 KA06 KA12 MA12 MA14 NA13 NA20 PB05 PC08  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Toshifumi Nakajima 1-5-1, Kiba, Koto-ku, Tokyo Inside Fujikura Co., Ltd. F-term in Fujikura Kasei Co., Ltd. R & D Laboratory (reference) JA57 JA69 KA06 KA12 MA12 MA14 NA13 NA20 PB05 PC08

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一対の櫛形電極を備えた基板上に、導電
性インキ組成物からなる発熱層を形成してなる面状発熱
体であって、 少なくとも面状発熱体の片面が断熱体と接触していない
状態で、電圧印加後の平衡発熱温度TGが35〜110
℃であり、 ある平衡発熱温度TGと、 この平衡発熱温度TGよりも
40℃高い温度TG+40間における前記平衡発熱温度
Gでの発熱層の抵抗値RGと、発熱層の最大抵抗値Rm
axとの比Rmax/RGが5〜106倍であり、 前記櫛形電極の電極間隔が2〜40mmのものであり、 前記導電性インキ組成物が、溶媒と、結晶性高分子と、
非結晶性高分子と、導伝性物質とを含むものであること
を特徴とする面状発熱体。
1. A planar heating element comprising a heating layer made of a conductive ink composition formed on a substrate provided with a pair of comb-shaped electrodes, wherein at least one surface of the planar heating element is in contact with a heat insulator. In a state where the temperature has not been adjusted, the equilibrium heat generation temperature TG after voltage application is 35 to 110
A ° C., and is the equilibrium heat producing temperature T G, the maximum of the equilibrium heating temperature T and the resistance value R G of the heat generating layer in the balanced heating temperature T G between 40 ° C. higher temperature T G +40 than G, the heat generating layer Resistance value Rm
The ratio Rmax / RG with ax is 5 to 10 6 times, the electrode spacing of the comb-shaped electrodes is 2 to 40 mm, and the conductive ink composition comprises a solvent, a crystalline polymer,
A planar heating element comprising an amorphous polymer and a conductive material.
【請求項2】 導電性インキ組成物が、溶媒と、結晶性
高分子と、非結晶性高分子と、導伝性物質とを含み、 前記結晶性高分子が、平均粒子径0.2〜100μmの
ものであり、 前記非結晶性高分子が、結晶化度5%以下のものであ
り、 前記結晶性高分子と前記非結晶性高分子の重量比を、3
0:70〜95:5としたものであることを特徴とする
請求項1記載の面状発熱体。
2. The conductive ink composition comprises a solvent, a crystalline polymer, a non-crystalline polymer, and a conductive material, wherein the crystalline polymer has an average particle size of 0.2 to 0.2. 100 μm, wherein the non-crystalline polymer has a crystallinity of 5% or less, and the weight ratio of the crystalline polymer to the non-crystalline polymer is 3
2. The sheet heating element according to claim 1, wherein the ratio is 0:70 to 95: 5.
JP11002363A 1999-01-07 1999-01-07 Flat heating element Withdrawn JP2000200673A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11002363A JP2000200673A (en) 1999-01-07 1999-01-07 Flat heating element

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11002363A JP2000200673A (en) 1999-01-07 1999-01-07 Flat heating element

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000200673A true JP2000200673A (en) 2000-07-18

Family

ID=11527186

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11002363A Withdrawn JP2000200673A (en) 1999-01-07 1999-01-07 Flat heating element

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000200673A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011228308A (en) * 2005-07-06 2011-11-10 Suntech Co Ltd Method of manufacturing planar heating element, and planar heating element manufactured by the same
JP2012524970A (en) * 2009-10-21 2012-10-18 エルジー・ハウシス・リミテッド Exothermic film and exothermic product including the same
JP7454623B2 (en) 2018-07-27 2024-03-22 株式会社ニフコ Planar heating element and vehicle windshield device

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011228308A (en) * 2005-07-06 2011-11-10 Suntech Co Ltd Method of manufacturing planar heating element, and planar heating element manufactured by the same
JP2012524970A (en) * 2009-10-21 2012-10-18 エルジー・ハウシス・リミテッド Exothermic film and exothermic product including the same
US9609695B2 (en) 2009-10-21 2017-03-28 Lg Hausys, Ltd. Heat-generating film, and heat-generating product comprising same
JP7454623B2 (en) 2018-07-27 2024-03-22 株式会社ニフコ Planar heating element and vehicle windshield device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5017522B2 (en) Planar heating element and manufacturing method thereof
JP6064898B2 (en) Insulating heat conductive sheet manufacturing method
CN103108906B (en) Utilize the PTC element conductive polymer composition that the NTC characteristic of carbon nanotube reduces
TW201026836A (en) Heat conducting sheet, manufacturing method thereof, and heat radiator that utilizes same
Huang et al. Improved electrical resistivity-temperature characteristics of oriented hBN composites for inhibiting temperature-dependence DC surface breakdown
JPH11310739A (en) Conductive ink composition and flat heating element
JP2003026928A (en) Thermally conductive composition
JP2013189568A (en) Highly thermally conductive polyimide film containing graphite powder
JP2572429B2 (en) Heat-recoverable articles
JP3564758B2 (en)   PTC composition
JP2000200673A (en) Flat heating element
Song et al. Enhanced positive temperature coefficient effect by crosslinking reaction for silicone rubber/carbon black composites with high pressure sensitivity
JPH0696843A (en) Temperature self-control conductive composition, temperature self-control surface heating element and temperature self-control pipe heater
US8716633B2 (en) Method for manufacturing PTC device and system for preventing overheating of planar heaters using the same
US20160264809A1 (en) Polymeric Positive Temperature Coefficient Composition with Improved Temperature Homogeneity
WO2014073402A1 (en) Planar heater
KR101568459B1 (en) Heating plate for battery module
JPH11310738A (en) Conductive ink composition and flat heating element prepared by using the same
JP4357684B2 (en) Conductive ink composition and planar heating element using the same
JP2001202821A (en) Conductive ink composition and plane heating element using it
JP2001076850A (en) Conductive ink composition and planer heating element using it
JP4529111B2 (en) PTC sheet heating element with fuse function
CN115244631A (en) PPTC heaters and materials with stable power and self-limiting characteristics
JP3814989B2 (en) Surface flexible heater
JP3428857B2 (en) Self-temperature control surface heating element

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20060307