JP2002117962A - 面状発熱体 - Google Patents
面状発熱体Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 融点以上での出力増加や課電時の出力低下を
抑制し、長期間課電しても出力上昇がなく温度上昇性の
良好な面状発熱体を提供する。 【解決手段】 結晶融点が９０℃以上のエチレン−エチ
ルアクリレート−無水マレイン酸三元共重合体及び球状
カーボンを含む組成物をキシレンに溶解分散した塗料を
ＰＥＴフィルムに塗布し放射線を照射して架橋するよう
にした。
抑制し、長期間課電しても出力上昇がなく温度上昇性の
良好な面状発熱体を提供する。 【解決手段】 結晶融点が９０℃以上のエチレン−エチ
ルアクリレート−無水マレイン酸三元共重合体及び球状
カーボンを含む組成物をキシレンに溶解分散した塗料を
ＰＥＴフィルムに塗布し放射線を照射して架橋するよう
にした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、面状発熱体に関
し、特に、建材用、主として融雪用に用いられる高出力
の自己温度制御性の面状発熱体に関する。
し、特に、建材用、主として融雪用に用いられる高出力
の自己温度制御性の面状発熱体に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、結晶性ポリマー、導電性物質、お
よび架橋剤その他の添加剤からなる材料組成物を基材に
塗布して形成され、正温度係数（Positive Temperature
Coefficient：ＰＴＣ）を有する面状発熱体が知られて
おり、発熱性および火災に対する安全性に優れる建材用
のヒータとして用いられている。
よび架橋剤その他の添加剤からなる材料組成物を基材に
塗布して形成され、正温度係数（Positive Temperature
Coefficient：ＰＴＣ）を有する面状発熱体が知られて
おり、発熱性および火災に対する安全性に優れる建材用
のヒータとして用いられている。
【０００３】ＰＴＣ特性を有する面状発熱体は、一定温
度を越えると抵抗変化が大になることによって発熱体の
通電量が制限される自己温度制御性を有する。低温雰囲
気下ではスイッチを入れたときに流れる電流（突入電
流）が大きいため、温度上昇性が向上する。また、一定
温度以上では異常加熱を生じにくいことから、発熱体の
耐久性が向上する。
度を越えると抵抗変化が大になることによって発熱体の
通電量が制限される自己温度制御性を有する。低温雰囲
気下ではスイッチを入れたときに流れる電流（突入電
流）が大きいため、温度上昇性が向上する。また、一定
温度以上では異常加熱を生じにくいことから、発熱体の
耐久性が向上する。
【０００４】このような面状発熱体を建材用として用い
る場合には、面状発熱体としての良好な形成性を有する
ことが重要であり、そのためには材料組成物が溶剤に溶
解分散する塗料であることが要求される。
る場合には、面状発熱体としての良好な形成性を有する
ことが重要であり、そのためには材料組成物が溶剤に溶
解分散する塗料であることが要求される。
【０００５】このような要求を満たすものとして、例え
ば、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）などの結晶
性のポリマに導電性付与材を添加した面状発熱体組成物
がある。
ば、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）などの結晶
性のポリマに導電性付与材を添加した面状発熱体組成物
がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の面状発
熱体によると、外部温度が上昇して融点以上に達すると
結晶構造が不均一化し、そのことによって比抵抗が低下
して課電に伴う出力増加が生じることがあるため、面状
発熱体が異常加熱し、場合によっては発火する恐れがあ
るという問題がある。また、通電開始時の突入電流が大
きいため、面状発熱体の負荷が大になって劣化が促進さ
れてしまうという問題がある。
熱体によると、外部温度が上昇して融点以上に達すると
結晶構造が不均一化し、そのことによって比抵抗が低下
して課電に伴う出力増加が生じることがあるため、面状
発熱体が異常加熱し、場合によっては発火する恐れがあ
るという問題がある。また、通電開始時の突入電流が大
きいため、面状発熱体の負荷が大になって劣化が促進さ
れてしまうという問題がある。
【０００７】従って、本発明の目的は、融点以上での出
力増加や課電時の出力低下を抑制し、長期間課電しても
出力上昇がなく温度上昇性の良好な面状発熱体を提供す
ることにある。
力増加や課電時の出力低下を抑制し、長期間課電しても
出力上昇がなく温度上昇性の良好な面状発熱体を提供す
ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を実
現するため、結晶融点が９０℃以上のエチレン−エチル
アクリレート−無水マレイン酸三元共重合体及び導電性
付与材を含む組成物を溶媒に溶解分散した塗料をフィル
ム上に塗付した後、放射線を照射して架橋することによ
って形成した面状発熱体を提供する。
現するため、結晶融点が９０℃以上のエチレン−エチル
アクリレート−無水マレイン酸三元共重合体及び導電性
付与材を含む組成物を溶媒に溶解分散した塗料をフィル
ム上に塗付した後、放射線を照射して架橋することによ
って形成した面状発熱体を提供する。
【０００９】本発明によると、エチレン系共重合体をマ
トリックスとする面状発熱体組成物に放射線照射による
架橋処理を施すことによって、融点以上の出力増加およ
び課電時の出力低下を抑制することができる。また、面
状発熱体組成物の融点を９０℃以上に設定することで溶
媒への溶解性を確保しながら充分な出力を有し、長期に
わたって出力特性の安定した面状発熱体を得ることがで
きる。
トリックスとする面状発熱体組成物に放射線照射による
架橋処理を施すことによって、融点以上の出力増加およ
び課電時の出力低下を抑制することができる。また、面
状発熱体組成物の融点を９０℃以上に設定することで溶
媒への溶解性を確保しながら充分な出力を有し、長期に
わたって出力特性の安定した面状発熱体を得ることがで
きる。
【００１０】エチレンエチルアクリレート−無水マレイ
ン酸三元共重合体の融点は、９０℃から１１０℃の範囲
であることが好ましい。その理由として、９０℃以下で
は、十分な出力を持ち、かつ長期にわたって安定した出
力特性を有する発熱体が得られないことによる。また、
１１０℃以上では溶剤への溶解性が劣り、塗布が困難と
なる。
ン酸三元共重合体の融点は、９０℃から１１０℃の範囲
であることが好ましい。その理由として、９０℃以下で
は、十分な出力を持ち、かつ長期にわたって安定した出
力特性を有する発熱体が得られないことによる。また、
１１０℃以上では溶剤への溶解性が劣り、塗布が困難と
なる。
【００１１】結晶融点は、示差走査熱量計（ＤＳＣ）に
より測定される。融点が９０℃以上のエチレンエチルア
クリレート−無水マレイン酸三元共重合体は単独でも良
いが、他のエチレン系共重合体が混合されていても良
い。混合するエチレン系共重合体は融点が９０℃以下の
ものでも良い。無水マレイン酸が入ることにより、電極
やＰＥＴフィルムヘの密着性が向上し、長期の課電時の
出力安定性が向上する。
より測定される。融点が９０℃以上のエチレンエチルア
クリレート−無水マレイン酸三元共重合体は単独でも良
いが、他のエチレン系共重合体が混合されていても良
い。混合するエチレン系共重合体は融点が９０℃以下の
ものでも良い。無水マレイン酸が入ることにより、電極
やＰＥＴフィルムヘの密着性が向上し、長期の課電時の
出力安定性が向上する。
【００１２】発熱体組成物塗料に架橋処理を施すことに
よって、融点以上での出力増加や課電時の出力低下が抑
えられる。化学架橋では加圧しないと発泡するため、連
続製造がしにくく、放射線架橋とする必要がある。ま
た、架橋効率を向上するためトリアリルイソシアヌレー
ト、トリアリルシアヌレート、トリメチロールプロパン
トリアクリレート（ＴＭＰＴＡ）、ポリブタジエンなど
の架橋助剤を添加しても良い。
よって、融点以上での出力増加や課電時の出力低下が抑
えられる。化学架橋では加圧しないと発泡するため、連
続製造がしにくく、放射線架橋とする必要がある。ま
た、架橋効率を向上するためトリアリルイソシアヌレー
ト、トリアリルシアヌレート、トリメチロールプロパン
トリアクリレート（ＴＭＰＴＡ）、ポリブタジエンなど
の架橋助剤を添加しても良い。
【００１３】融点が９０℃以上のエチレンエチルアクリ
レート−無水マレイン酸三元共重合体を溶解する溶媒と
しては、沸点が１２０℃以上の芳香族環を含む炭化水素
系の化合物がポリマの溶解性に優れ、かつ、塗付作業性
に優れることから好ましい。これに合致するものとして
キシレンの他に、トルエン等が挙げられる。
レート−無水マレイン酸三元共重合体を溶解する溶媒と
しては、沸点が１２０℃以上の芳香族環を含む炭化水素
系の化合物がポリマの溶解性に優れ、かつ、塗付作業性
に優れることから好ましい。これに合致するものとして
キシレンの他に、トルエン等が挙げられる。
【００１４】導電性付与材としては、一般に、平均粒径
が３μｍから１０μｍの球状カーボン、繊維状カーボ
ン、または板状のグラファイト等が使用される。添加量
は通常ポリマ１００重量部に対し、４０〜５０重量部添
加される。また、上記した組成以外に酸化防止剤等を適
量添加しても良い。
が３μｍから１０μｍの球状カーボン、繊維状カーボ
ン、または板状のグラファイト等が使用される。添加量
は通常ポリマ１００重量部に対し、４０〜５０重量部添
加される。また、上記した組成以外に酸化防止剤等を適
量添加しても良い。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の面状発熱体を図面
を参照しつつ詳細に説明する。
を参照しつつ詳細に説明する。
【００１６】表１に示す配合剤（ＨＸ−８２１０：住友
化学工業（株）製，融点１００℃，ＭＦＲ２００、ＨＸ
−８２９０：住友化学工業（株）製，融点８２℃，ＭＦ
Ｒ１５０、ＭＢ−１１（ＥＶＡ）：住友化学工業（株）
製，ＶＡ量３２％，融点６０℃，ＭＦＲ６０、ＭＣ１０
２０（球状カーボン）：日本カーボン（株）製）をキシ
レンを溶媒として攪拌し、ビーズミル混練機にて分散
し、発熱体組成物塗料を得た。なお、エチレン−エチル
アクリレート−無水マレイン酸三元共重合体（本実施の
形態においてＨＸ−８２１０およびＨＸ−８２９０）は
常温では溶解しないことから、予め６０℃の溶媒中に一
晩浸漬して溶解させた。次に、厚さ１００μｍのＰＥＴ
フィルムにエポキシ樹脂をバインダーとした銀電極塗料
をスクリーン印刷し、１２５℃で１５分加熱して硬化さ
せることにより電極が印刷されたＰＥＴフィルムを得
た。なお、本実施例および比較例ではＭＢ−１１を用い
ていないが、含まれないという意味で記載している。
化学工業（株）製，融点１００℃，ＭＦＲ２００、ＨＸ
−８２９０：住友化学工業（株）製，融点８２℃，ＭＦ
Ｒ１５０、ＭＢ−１１（ＥＶＡ）：住友化学工業（株）
製，ＶＡ量３２％，融点６０℃，ＭＦＲ６０、ＭＣ１０
２０（球状カーボン）：日本カーボン（株）製）をキシ
レンを溶媒として攪拌し、ビーズミル混練機にて分散
し、発熱体組成物塗料を得た。なお、エチレン−エチル
アクリレート−無水マレイン酸三元共重合体（本実施の
形態においてＨＸ−８２１０およびＨＸ−８２９０）は
常温では溶解しないことから、予め６０℃の溶媒中に一
晩浸漬して溶解させた。次に、厚さ１００μｍのＰＥＴ
フィルムにエポキシ樹脂をバインダーとした銀電極塗料
をスクリーン印刷し、１２５℃で１５分加熱して硬化さ
せることにより電極が印刷されたＰＥＴフィルムを得
た。なお、本実施例および比較例ではＭＢ−１１を用い
ていないが、含まれないという意味で記載している。
【表１】
【００１７】次に、前述の発熱体組成物塗料を５０℃に
加熱し、ダイコート法でＰＥＴフィルム上に印刷後、８
０℃で１０分乾燥することで、厚さが約３０μｍの面状
発熱体を形成し、１０Ｍｒａｄの電子線を照射して発熱
体組成物塗料を架橋させた。架橋後、常温で接着可能な
接着層を有するＰＥＴフィルムで覆い絶縁層とすること
によって面状発熱体を形成した。
加熱し、ダイコート法でＰＥＴフィルム上に印刷後、８
０℃で１０分乾燥することで、厚さが約３０μｍの面状
発熱体を形成し、１０Ｍｒａｄの電子線を照射して発熱
体組成物塗料を架橋させた。架橋後、常温で接着可能な
接着層を有するＰＥＴフィルムで覆い絶縁層とすること
によって面状発熱体を形成した。
【００１８】図１は、上記した面状発熱体を恒温槽に入
れ、０℃、４０℃、６０℃、８０℃、１００℃、および
１２０℃の各温度における抵抗を０℃の抵抗と比較した
結果を示す。
れ、０℃、４０℃、６０℃、８０℃、１００℃、および
１２０℃の各温度における抵抗を０℃の抵抗と比較した
結果を示す。
【００１９】図２は、上記した面状発熱体について、交
流１００Ｖでの３０分課電−１５分切断の断続課電を１
００００サイクル実施して出力変化を調べた結果を示
す。
流１００Ｖでの３０分課電−１５分切断の断続課電を１
００００サイクル実施して出力変化を調べた結果を示
す。
【００２０】その結果、実施例１および２の組成による
と、図１に示すように、０℃から６０℃にかけての温度
で抵抗変化の増加が抑えられており、６０℃以上では比
抵抗が増加する特性を示している。このことにより低温
条件下での通電時における突入電流を小にして面状発熱
体にかかる負荷を低減させるとともに、良好な温度上昇
性が付与される。また、融点を越えても結晶構造が安定
しているので、比抵抗が低下することがなく、高温条件
下でも良好な通電制御性が得られている。また、図２に
示すように、課電時の出力安定性は長期間安定してお
り、出力の低下もごく僅かである。このことから良好な
ＰＴＣ特性を示すことがわかる。
と、図１に示すように、０℃から６０℃にかけての温度
で抵抗変化の増加が抑えられており、６０℃以上では比
抵抗が増加する特性を示している。このことにより低温
条件下での通電時における突入電流を小にして面状発熱
体にかかる負荷を低減させるとともに、良好な温度上昇
性が付与される。また、融点を越えても結晶構造が安定
しているので、比抵抗が低下することがなく、高温条件
下でも良好な通電制御性が得られている。また、図２に
示すように、課電時の出力安定性は長期間安定してお
り、出力の低下もごく僅かである。このことから良好な
ＰＴＣ特性を示すことがわかる。
【００２１】これに対し、比較例１では、結晶融点が８
２℃と低いタイプのエチレン−エチルアクリレート−無
水マレイン酸三元共重合体を用いたものであるが、課電
により、比較的短時間で出力が低下している。また、比
較例２では、結晶融点が１００℃と高いタイプのエチレ
ン−エチルアクリレート−無水マレイン酸三元共重合体
を用いているが架橋していないことにより、融点以上で
比抵抗が低下しており、課電とともに出力が徐々に上昇
している。
２℃と低いタイプのエチレン−エチルアクリレート−無
水マレイン酸三元共重合体を用いたものであるが、課電
により、比較的短時間で出力が低下している。また、比
較例２では、結晶融点が１００℃と高いタイプのエチレ
ン−エチルアクリレート−無水マレイン酸三元共重合体
を用いているが架橋していないことにより、融点以上で
比抵抗が低下しており、課電とともに出力が徐々に上昇
している。
【００２２】上記した実施の形態によると、結晶融点が
９０℃以上のエチレン−エチルアクリレート−無水マレ
イン酸三元共重合体に、球状カーボン等の導電性付与材
を混合してキシレン等の溶媒に溶解分散した発熱体組成
物塗料をＰＥＴフィルム上に塗付し、このＰＥＴフィル
ムに放射線を照射して発熱体組成物塗料を架橋するよう
にしたので、自己温度制御性に優れ、外部温度の上昇等
によって融点以上の温度に曝されたとしても結晶構造が
不均一になることがなく、長期にわたって出力特性の安
定した面状発熱体を提供することが可能になる。
９０℃以上のエチレン−エチルアクリレート−無水マレ
イン酸三元共重合体に、球状カーボン等の導電性付与材
を混合してキシレン等の溶媒に溶解分散した発熱体組成
物塗料をＰＥＴフィルム上に塗付し、このＰＥＴフィル
ムに放射線を照射して発熱体組成物塗料を架橋するよう
にしたので、自己温度制御性に優れ、外部温度の上昇等
によって融点以上の温度に曝されたとしても結晶構造が
不均一になることがなく、長期にわたって出力特性の安
定した面状発熱体を提供することが可能になる。
【００２３】また、低温では抵抗変化が小になることに
よって低温時からの良好な温度上昇性を有するので、特
に、融雪用としての望ましい特性が付与される。
よって低温時からの良好な温度上昇性を有するので、特
に、融雪用としての望ましい特性が付与される。
【００２４】また、発熱体組成物塗料を放射線によって
架橋するようにしたので、化学架橋時に生じる発泡を抑
制するための加圧等の措置を不用にできることから面状
発熱体の生産性を向上させることができる。
架橋するようにしたので、化学架橋時に生じる発泡を抑
制するための加圧等の措置を不用にできることから面状
発熱体の生産性を向上させることができる。
【００２５】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明の面状発熱体
によると、結晶融点が９０℃以上のエチレン‐エチルア
クリレート‐無水マレイン酸三元共重合体に導電性付与
材を混合して溶媒に溶解分散した塗料を放射線で架橋す
るようにしたため、融点以上での出力増加や課電時の出
力低下を抑制し、長期間課電しても出力上昇がなく温度
上昇性を向上させることができる。また、正温度係数
を、例えば、６０℃以下では小さく抑えることができた
ので、電流突入時における抵抗の低下を抑えることがで
きる。その結果、突入電流を小さくすることができた。
によると、結晶融点が９０℃以上のエチレン‐エチルア
クリレート‐無水マレイン酸三元共重合体に導電性付与
材を混合して溶媒に溶解分散した塗料を放射線で架橋す
るようにしたため、融点以上での出力増加や課電時の出
力低下を抑制し、長期間課電しても出力上昇がなく温度
上昇性を向上させることができる。また、正温度係数
を、例えば、６０℃以下では小さく抑えることができた
ので、電流突入時における抵抗の低下を抑えることがで
きる。その結果、突入電流を小さくすることができた。
【図１】本発明の実施の形態に係る面状発熱体の温度−
比抵抗の関係を示すグラフ
比抵抗の関係を示すグラフ
【図２】本発明の実施の形態に係る面状発熱体の課電時
間−相対出力の関係を示すグラフ
間−相対出力の関係を示すグラフ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K034 AA05 AA07 BA08 BA13 BB08 BB13 BC03 BC12 BC16 CA03 CA22 HA01 HA09 3K092 PP20 QA05 QB15 QB18 QB21 QB31 QB76 QB79 QC07 RF02 RF14 RF17 RF26 VV33
Claims (3)
- 【請求項１】 結晶融点が９０℃以上のエチレン−エチ
ルアクリレート−無水マレイン酸三元共重合体及び導電
性付与材を含む組成物を溶媒に溶解分散した塗料をフィ
ルム上に塗付した後、放射線を照射して架橋することに
よって形成したことを特徴とする面状発熱体。 - 【請求項２】 前記エチレン−エチルアクリレート−無
水マレイン酸三元共重合体は、結晶融点が９０℃〜１１
０℃であることを特徴とする請求項第１項記載の面状発
熱体。 - 【請求項３】 前記フィルムはポリエチレンテレフタレ
ート（ＰＥＴ）フィルムであることを特徴とする請求項
第１項記載の面状発熱体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000306088A JP2002117962A (ja) | 2000-10-05 | 2000-10-05 | 面状発熱体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000306088A JP2002117962A (ja) | 2000-10-05 | 2000-10-05 | 面状発熱体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002117962A true JP2002117962A (ja) | 2002-04-19 |
Family
ID=18786836
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000306088A Pending JP2002117962A (ja) | 2000-10-05 | 2000-10-05 | 面状発熱体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002117962A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101190104B1 (ko) | 2007-10-23 | 2012-10-11 | 가부시키가이샤 호시노산쇼 | 도료 및 상기 도료를 사용한 면상 발열체 |
| JPWO2022054720A1 (ja) * | 2020-09-14 | 2022-03-17 |
-
2000
- 2000-10-05 JP JP2000306088A patent/JP2002117962A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101190104B1 (ko) | 2007-10-23 | 2012-10-11 | 가부시키가이샤 호시노산쇼 | 도료 및 상기 도료를 사용한 면상 발열체 |
| JPWO2022054720A1 (ja) * | 2020-09-14 | 2022-03-17 | ||
| WO2022054720A1 (ja) * | 2020-09-14 | 2022-03-17 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 発熱フィルムの製造方法、発熱フィルム、レンズおよび車載カメラ |
| JP7345119B2 (ja) | 2020-09-14 | 2023-09-15 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 発熱フィルムの製造方法、発熱フィルム、レンズおよび車載カメラ |
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