JP2003109803A - 柔軟性ptc面状発熱体、及びその製造方法 - Google Patents
柔軟性ptc面状発熱体、及びその製造方法Info
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Abstract
あり、柔軟性多孔質体と柔軟性電極、柔軟性PTC抵抗
体を組み合わせて柔軟性PTC面状発熱体を提供するこ
とを目的としている。 【解決手段】 柔軟性多孔質体1の表面から内部にわた
って柔軟性電極2と柔軟性PTC抵抗体3を設けて、両
者の相対的な位置関係を保持して、信頼性の高い発熱体
を提供できる。
Description
や、暖房便座等に用いて、柔軟性を付与したり、便座の
局面形状にフィットできる柔軟性PTC面状発熱体に関
するものである。
したように、セラミックや絶縁処理された金属板等の柔
軟性のない固い基板20上に、導電性インキ組成物21
を印刷あるいは塗布し、任意の厚さ及び形状の塗膜を形
成することにより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、過電流保護素子として使用され
ているものである。22は電極、23は被覆材である。
組成物としては、結晶性高分子からなるベースポリマー
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、特開昭56−13689号公報、特開平6−968
43号公報、特開平8−120182号公報に記載の発
明などが提案されている。
急峻なPTC特性を示す塗膜を形成することができる。
このPTC特性は、温度上昇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。
TC面状発熱体は、柔軟性のない固い基板上に形成され
ているために、カーシートヒータのような身体にフィッ
トした用途や、便座等の曲面形状物に装着することがで
きないと言う課題を有していた。
ルムを基材に用いれば初期的に柔軟性を有するPTC面
状発熱体にすることはできるが、加重繰り返しや通電
(連続、間欠)試験により抵抗値が変化してしまうと言
う課題を有していた。
性高分子の体積変化により導電性物質の連鎖状態が変化
することによるものであり、基材の熱的・機械的寸法変
化は、PTC抵抗体の特性に著しい影響を与えることは
容易に創造できる。そのため、今日まで柔軟性を有し、
繰り返し折り曲げの負荷のかかる環境下での使用に耐え
るPTC面状発熱体は開発されていない。
体と、前記柔軟性多孔質体に間隔を置いて配設された一
対の柔軟性電極と、前記一対の柔軟性電極間にこれと電
気的に接続して設けられた柔軟性PTC抵抗体と、これ
らを被覆する柔軟性被覆材とからなる。
て、この表面から幾分内部にわたり柔軟性電極と柔軟性
PTC抵抗体を配置することができて、折り曲げが加わ
った状態でも柔軟性電極と柔軟性PTC抵抗体との位置
関係を保持できるために、安定したPTC特性を有する
柔軟性PTC面状発熱体を提供できる。
性多孔質体と、前記柔軟性多孔質体に間隔を置いて配設
された一対の柔軟性電極と、前記一対の柔軟性電極間に
これと電気的に接続して設けられた柔軟性PTC抵抗体
と、これらを被覆する柔軟性被覆材とからなる。
ら幾分内部にわたって柔軟性電極と柔軟性PTC抵抗体
を設けることができる。これにより、電極とPTC抵抗
体の相対的な位置関係を保持することができる。
体の表面から内部にわたって、柔軟性電極、及び柔軟性
PTC抵抗体を配置してなる。
多孔質体を用いて、表面よりは主として内部に柔軟性電
極、及び柔軟性PTC抵抗体を配置して、より電極とP
TC抵抗体の相対的な位置関係を保持することができ
る。
を、導電性金属細線を用いて柔軟性多孔質体に縫製して
形成してなる。
多孔質体に固定するとともに柔軟性電極とすることがで
きる。
体として不織布を用いて、前記不織布の内部に柔軟性P
TC抵抗体を、表・裏面に柔軟性電極を設けてなる。
発熱部とするとともに、表・裏面に設けた柔軟性電極を
熱拡散に用いることができる。
体に柔軟性電極、柔軟性PTC抵抗体をスクリーン印刷
により形成して柔軟性PTC面状発熱体を製造するもの
である。
体を安価に作製することができる。
カーボンブラックと親和性付与剤とからなる混練物を粉
砕し、この粉砕物を柔軟性バインダー内に分散して作製
した柔軟性PTC抵抗体インクを用いてなる。
体を提供できる。
ダーとしてアクリロニトリル・ブタジエン共重合体系ラ
テックスを用いてなる。
PTC抵抗体とすることができる。
として、化学架橋剤、カップリング剤を用いてなる。
ラックと柔軟性バインダーとを結合して、安定なPTC
特性を有する柔軟性PTC面状発熱体を作製することが
できる。
て説明する。図1は本実施例の柔軟性PTC面状発熱体
を示す透過平面図(a)と概略断面図(b)である。透
過平面図(a)のXY位置での断面が概略断面図(b)
である。1は不織布、布繊維等の多孔性を有する柔軟性
多孔質体、2は銀やカーボンブラック等の導電性粒子を
樹脂溶液中に分散してなる導電性ペーストをスクリーン
印刷して乾燥して得た櫛形の一対の柔軟性電極、3はエ
チレン酢酸ビニル共重合体やポリエチレン等の結晶性樹
脂とカーボンブラック、金属粉末等の導電性粒子と架橋
剤を加えて混練した後粉砕してゴム系バインダーを混
練、その後溶剤でインク化したものを塗布・乾燥してな
る柔軟性PTC抵抗体、4は粘着剤付きのゴム系フィル
ム等の柔軟性被覆材である。
発熱体の作製は、柔軟性多孔質体1に先ず柔軟性電極2
を印刷し、次に、柔軟性PTC抵抗体3を印刷し、さら
に、柔軟性被覆材4で被覆する手順によった。
た柔軟性多孔質体1の表面から多孔内にわたって柔軟性
電極2及び柔軟性PTC抵抗体3が設けられた構成とす
ることができる。したがって、柔軟性電極2と柔軟性P
TC抵抗体3とは非直線的に接触した状態となり、折り
曲げの様な負荷が加わった状態でも両者の相対的な位置
関係を保持できる。
極2の全体を柔軟性PTC抵抗体3で被覆した状態を示
したものである。その他の構成は図1と同様である。柔
軟性電極2にピン等の突き刺しがあった場合にも柔軟性
PTC抵抗体が存在するためにピンの周囲に柔軟性PT
C抵抗体の被膜を付着させることができる。これによ
り、安全性を高めることができる。
る柔軟性PTC面状発熱体を示す断面説明図である。そ
の他の構成は実施例1と同様である。本実施例におい
て、実施例1と相違する点は、多孔性の高い柔軟性多孔
質体5を用いて、柔軟性電極6、及び柔軟性PTC抵抗
体7を柔軟性多孔質体5の表面から内部全体に含浸させ
た点にある。
と柔軟性PTC抵抗体7とは非直線的に接触した状態と
なり、折り曲げの様な負荷が加わった状態でも両者の相
対的な位置関係を確実に保持できる。
性PTC面状発熱体を示す透過平面図(a)とそのAB
位置での断面説明図である。9は金属細線の撚り線を柔
軟性多孔質体5の内部に縫い付けて形成された一対の柔
軟性電極である。その他の構成は前記実施例2と同様で
ある。低コストで実用性の高い柔軟性PTC面状発熱体
を提供できる。
性PTC面状発熱体を示す断面説明図である。前記実施
例2の図3と相違する点は、柔軟性電極10を柔軟性多
孔質体5及び柔軟性PTC抵抗体7の表・裏面に設けた
点にある。その他の構成は同様である。この構成によ
り、柔軟性電極10は柔軟性PTC抵抗体7の熱を拡散
する効果を有し、均一な発熱特性を有する柔軟性PTC
面状発熱体を提供できる。
面状発熱体の製造方法に関するものである。前記実施例
において述べたように、柔軟性多孔質体に柔軟性電極で
ある導電ペーストを一定のパターンでスクリーン印刷・
乾燥した後に、柔軟性PTC抵抗体インキをスクリーン
印刷・乾燥して、その後柔軟性被覆材で被覆するととも
に、電極を取り出して柔軟性PTC面状発熱体を作製す
る。この製造方法により、柔軟性電極、及び柔軟性PT
C抵抗体をそれぞれ20ミクロン以内で全体として20
0ミクロン以内の厚みで作製することができて、柔軟性
に富むPTC面状発熱体を提供できる。
抵抗体インキの作製方法に関すものである。エチレン酢
酸ビニル共重合体とポリエチレン樹脂等の結晶性樹脂
と、カーボンブラックと、化学架橋剤やカップリング剤
等の親和性付与剤を所定量混練した後に、熱処理を行
い、混練物を得る。続いて、これを粉砕して、この粉砕
品とアクリルニトリル・ブタジエンゴム系接着剤等の柔
軟性バインダーとを3本ロールで練り潰したのちに溶剤
で希釈して柔軟性PTC抵抗体インキを作製する。
ボンブラックとを化学的に結合するとともに、この混練
粉砕品を柔軟性バインダーに分散させる際の分散剤とし
て作用していると考えられる。こうして作製した発熱体
に、膝頭を想定した直径165mmの半円球で押し込み深
さ50mmで10万回以上繰り返し加重を実施した試験に
おいても抵抗値変化は見られなかった。
抵抗体インキの柔軟性バインダーに関するものである。
前記実施例においては、有機溶剤系のものを用いたが、
水系のアクリルニトリル・ブタジエン共重合体ラテック
スを用いても同様の結果を得た。水系ラテックスを用い
ることにより、環境負荷性の低い発熱体とすることがで
きる。
抵抗体の親和性付与剤に関するものである。ジクミルパ
ーオキサイド、パーヘキシン25B等の有機過酸化物等
の化学架橋剤や、チタン系、アルミニウム系、ジルコニ
ウム系のカップリング剤が効果的であった。化学架橋剤
にカップリング剤を併用することでより信頼性の高い柔
軟性PTC面状発熱体を作製することができる。
質体と、前記柔軟性多孔質体に間隔を置いて配設された
一対の柔軟性電極と、前記一対の柔軟性電極間にこれと
電気的に接続して設けられた柔軟性PTC抵抗体と、こ
れらを被覆する柔軟性被覆材とからなり、柔軟性多孔質
体の表面から幾分内部にわたって柔軟性電極と柔軟性P
TC抵抗体を設けることができる。これにより、電極と
PTC抵抗体の相対的な位置関係を保持することができ
る。
体の表面から内部にわたって、柔軟性電極、及び柔軟性
PTC抵抗体を配置してなり、より多孔性の高い柔軟性
多孔質体を用いて、表面よりは主として内部に柔軟性電
極、及び柔軟性PTC抵抗体を配置して、より電極とP
TC抵抗体の相対的な位置関係を保持することができ
る。
を、導電性金属細線を用いて柔軟性多孔質体に縫製して
形成してなり、導電性金属細線を柔軟性多孔質体に固定
するとともに柔軟性電極とすることができる。
体として不織布を用いて、前記不織布の内部に柔軟性P
TC抵抗体を、表・裏面に柔軟性電極を設けてなり、柔
軟性多孔質体の内部を発熱部とするとともに、表・裏面
に設けた柔軟性電極を熱拡散に用いることができる。
体に柔軟性電極、柔軟性PTC抵抗体をスクリーン印刷
により形成して柔軟性PTC面状発熱体を製造するもの
であり、任意の形状のPTC発熱体を安価に作製するこ
とができる。
カーボンブラックと親和性付与剤とからなる混練物を粉
砕し、この粉砕物を柔軟性バインダー内に分散して作製
した柔軟性PTC抵抗体インクを用いてなり、信頼性の
高いPTC抵抗体を提供できる。
ダーとしてアクリロニトリル・ブタジエン共重合体系ラ
テックスを用いてなり、環境負荷性の低い柔軟性PTC
抵抗体とすることができる。
として、化学架橋剤、カップリング剤を用いてなり、結
晶性樹脂とカーボンブラックと柔軟性バインダーとを結
合して、安定なPTC特性を有する柔軟性PTC面状発
熱体を作製することができる。
体の構成を示す説明図
体の構成を示す説明図
体の構成を示す断面図
体の構成を示す説明図
体の構成を示す図
Claims (8)
- 【請求項1】 柔軟性多孔質体と、前記柔軟性多孔質体
に間隔を置いて配設された一対の柔軟性電極と、前記一
対の柔軟性電極間にこれと電気的に接続して設けられた
柔軟性PTC抵抗体と、これらを被覆する柔軟性被覆材
とからなる柔軟性PTC面状発熱体。 - 【請求項2】 柔軟性多孔質体の表面から内部にわたっ
て、柔軟性電極、及び柔軟性PTC抵抗体を配置してな
る請求項1記載の柔軟性PTC面状発熱体。 - 【請求項3】 柔軟性電極は、導電性金属細線を用いて
柔軟性多孔質体に縫製して形成された請求項または2記
載の柔軟性PTC面状発熱体。 - 【請求項4】 柔軟性多孔質体として不織布を用いて、
前記不織布の内部に柔軟性PTC抵抗体を、表・裏面に
柔軟性電極を設けてなる請求項1または2記載の柔軟性
PTC面状発熱体。 - 【請求項5】 柔軟性多孔質体に柔軟性電極、柔軟性P
TC抵抗体をスクリーン印刷により形成する柔軟性PT
C面状発熱体の製造方法。 - 【請求項6】 結晶性樹脂とカーボンブラックと親和性
付与剤とからなる混練物を粉砕し、この粉砕物を柔軟性
バインダー内に分散して作製した柔軟性PTC抵抗体イ
ンクを用いてなる請求項5記載の柔軟性PTC面状発熱
体の製造方法。 - 【請求項7】 柔軟性バインダーとしてアクリロニトリ
ル・ブタジエン共重合体系ラテックスを用いてなる請求
項5または6記載の柔軟性PTC面状発熱体の製造方
法。 - 【請求項8】 親和性付与剤として、化学架橋剤、カッ
プリング剤を用いてなる請求項5から7いずれか1項記
載の柔軟性PTC面状発熱体の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2001300689A JP2003109803A (ja) | 2001-09-28 | 2001-09-28 | 柔軟性ptc面状発熱体、及びその製造方法 |
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