JP2002146251A - Ptcインク組成物の製造法 - Google Patents
Ptcインク組成物の製造法Info
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Abstract
スとする導電性粒子含有PTC材料であって、インク化を
可能とし、PTC特性および耐久性を向上せしめ、面状発
熱体、回路保護などとして用い得るものの製造法を提供
する。 【解決手段】 アクリル酸含量が10重量%以下のエチレ
ン-アクリル酸共重合体をデカリン、テトラリンまたは
これらの混合物中に約70〜150℃の温度で加熱溶解させ
て導電性粒子含有PTCインク組成物を製造する。
Description
に関する。さらに詳しくは、PTC特性(正の温度特性)
および耐久性を向上せしめたPTCインク組成物に関す
る。
は、種々のものが提案されているが、広く一般に用いら
れているのはエチレン-酢酸ビニル共重合体である。こ
の共重合体をインク化するために、溶剤に可溶の酢酸ビ
ニル含量が多く、結晶化度の低いものが用いられている
のが実情である。しかしながら、結晶化度の低い共重合
体を用いると、PTC特性が小さくなり、また過昇防止機
能が小さくなる。
特開昭54-16697号公報、同55-78405号公報等に記載され
ており、またエチレン-アクリル酸共重合体を用いたPTC
材料の例は、特開昭55-159587号公報、同55-160006号公
報等に記載されているが、それらはすべて固体の状態で
用いられており、インクとしての用途には向けられてい
ない。
子とからなるPTC材料は、従来熱プレスで成形して用い
られており、過昇防止スイッチやPTCヒータ等にその例
をみることができる。プレス成形の場合、実際に使用す
る大きさに対し、バリ等の量や形状因子を見越して、大
き目に成形したり、打ち抜いたりして必要な大きさを確
保している。
ス等の設備費、ランニングコストが高いなどの改善すべ
き点があり、それ以外にもプレス成形は温度、圧力、時
間、型精度などの管理項目が多く、それが品質の安定性
に大きく影響するのを避けることができない。
レン-アクリル酸共重合体をマトリックスとする導電性
粒子含有PTC材料であって、インク化を可能とし、PTC特
性および耐久性を向上せしめ、面状発熱体、回路保護な
どとして用い得るものの製造法を提供することにある。
アクリル酸含量が10重量%以下のエチレン-アクリル酸共
重合体をデカリン、テトラリンまたはこれらの混合物中
に約70〜150℃の温度で加熱溶解させて導電性粒子含有P
TCインク組成物を製造することによって達成される。
チレン-アクリル酸共重合体(EAA)は、アクリル酸をエチ
レンに共重合させることで結晶化度は低下するが、顕著
なPTC特性を得るためには、結晶化度の高い共重合体で
あることが好ましい。一方、接着強度や通電時の抵抗変
化に対しては、アクリル酸の共重合が必須となる。かか
る観点からアクリル酸含量が20重量%以下、好ましくは
約2〜10%のものが用いられる。EAAを溶解させる溶剤と
しては、デカリン、テトラリンまたはこれらの混合物が
用いられ、EAA濃度が約5〜20重量%となるような割合で
用いられる。このような濃度の溶液の調製は、約70〜15
0℃、好ましくは約90〜140℃に加熱することによって行
われる。
ク、グラファイト、金属粒子等の導電性粒子がエチレン
−アクリル酸共重合体と合わせた量に対して約5〜80重
量%となる割合で添加されて用いられる。カーボンブラ
ックとしては、GPF、SRF、FT等の比較的粒径が大きく、
ストラクチャーの小さいものが好んで用いられる。導電
性粒子のEAA溶液中への分散は、3本ロール等の湿式分散
機を用いて行われる。
物(粘度約100〜10000ポアズ)は、樹脂、金属、セラミ
ックス、ガラス等の基質上にスクリーン印刷法、メタル
マスク印刷法、グラビアコータ、ナイフコータを用いる
方法などによって適用される。
は、次のような効果を奏する。
0℃迄の抵抗値は大きく上昇し、また通電発熱サイクル
での抵抗値変化が小さい。
は、機械や型の精度からその厚さを約100μm以下にする
ことが困難であるのに対し、インク組成物の場合には約
100μm以下の薄膜化が可能であり、場合によっては10μ
m程度迄可能である。薄膜化は、全面ベタ塗り、パター
ン印刷、部分印刷などの任意の方法で行うことができ
る。このように薄膜化することにより、フレキシブルな
成形物を得ることができる。
の組合せが用いられ、押出成形機やプレス成形機を用い
る場合と比べて、省エネルギーで製造コストを抑えるこ
とができる。
発熱する。 後記実施例に用いられた100mm角の試験片の場合、プレ
ス成形で得た試験片は中心から1cm毎に抵抗を測定した
場合、中心の抵抗値を1.0とすると4cm離れた部分では1.
3となり、中心から外側に向って抵抗値が大きくなる傾
向がみられる。これは、プレス成形では組成物を押し流
してシート状にする際、中央部と外周部とでは導通路の
形成に時間差を生ずるために、このような抵抗分布が生
ずるのである。従って、面状発熱体などとして好適に用
いられる。
グ時や印刷時にプレス成形時のような大きな力が組成物
にかからないので、導通路形成の際に時間差はなく、均
一なシートが作製される。この場合の中央部と外周部の
抵抗は、いずれもほぼ1で均一であり、そのバリツキは
中央部、外周部の場所による傾向は格別みられず、±0.
03程度であった。
抵抗比 中央部から離れた距離 印刷法 プレス法 1cm 1.02 1.05 2cm 1.00 1.1 3cm 0.99 1.2 4cm 1.01 1.3
上の品質が安定する。 上記(4)項の内容から、製品間での抵抗バラツキも小さ
くなり、製造上の品質が安定して歩留りが良くなり、製
造コストを抑えることができる。
ポリマーがマトリックスとして用いられているため、電
極材料との接着性も向上し、耐久性も改善された。
ール5000;アクリル酸含量6重量%)100重量部およびデカ
リン900重量部を容器に入れ、130℃のオーブン中で加熱
する。共重合体が完全に溶解したら、カーボンブラック
(中部カーボン製品HTC#S)80重量部を加え、混合した後
冷却する。これを3本ロールで分散処理し、PTCインク組
成物(粘度約300ポアズ)を調製した。
部にカーボンブラック(HTC#S)70重量部を加え、ロール
ミルで混練してPTC組成物を調製した。
カル製品EVAFLEX205W;酢酸ビニル含量28重量%)100重量
部をジエチルベンゼン900重量部中に室温下で溶解させ
た後、カーボンブラック70重量部を加え、3本ロールで
分散処理し、PTCインク組成物を調製した。
PTC組成物を用い、100×100cmの大きさの面状発熱体を
作製した。実施例および比較例2では、このような大き
さのPETフィルム上全面に印刷法が適用され、比較例1で
はプレス成形により半径80mmの円盤状成形物を得、そこ
から100×100mmの大きさのものを打ち抜いた。比較例1
における有効部分の比率(プレス加硫物全体に対するヒ
ーターとして使用される部分の比率)は、52%であった。
例1に関しては、共に室温から100℃迄で抵抗値が6桁上
昇したが、比較例2では2桁強にすぎなかった。また、耐
久性に関しては、通電発熱でON-OFFを3分間毎にくり返
す操作を200サイクル行ったところ、実施例および比較
例1では抵抗値変化が20%であったのに対し、比較例2で
は100%と2倍に上昇した。
Claims (3)
- 【請求項1】 アクリル酸含量が10重量%以下のエチレ
ン-アクリル酸共重合体をデカリン、テトラリンまたは
これらの混合物中に約70〜150℃の温度で加熱溶解させ
ることを特徴とする導電性粒子を含有するPTCインク組
成物の製造法。 - 【請求項2】 請求項1記載の方法で製造されたPTCイ
ンク組成物を用いて基質上に形成せしめた厚さ100μm以
下のPTC材料。 - 【請求項3】 請求項2記載のPTC材料よりなる面状発
熱体。
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