JP2004256720A

JP2004256720A - 抵抗発熱膜形成用塗料及び発熱装置

Info

Publication number: JP2004256720A
Application number: JP2003050502A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Ito; 伊藤　　剛; Kazuhiro Yamamoto; 和洋山本; Takeshi Hirohata; 健広畑
Original assignee: HI TEC IZUMI KK; OTANI NAT DENKI KK; Osaka Prefecture; Otani National Electric Co Ltd
Current assignee: HI TEC IZUMI KK; OTANI NAT DENKI KK; Osaka Prefecture; Otani National Electric Co Ltd
Priority date: 2003-02-27
Filing date: 2003-02-27
Publication date: 2004-09-16

Abstract

【課題】速熱性が大きい抵抗発熱膜形成用塗料及び発熱装置を提供する。
【解決手段】抵抗発熱膜形成用塗料を、膜形成成分中に粉末状導電性炭素および銀粉末を含む構成とする。また、発熱装置を、この抵抗発熱膜形成用塗料からなる抵抗発熱膜２２ａが基材表面に形成された発熱体２２を有し、抵抗発熱膜２２ａに通電可能に構成する。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通電により発熱する抵抗発熱膜を形成するための抵抗発熱膜形成用塗料、及び、この抵抗発熱膜を備えた発熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の発熱装置の一例として、例えば、図４に示す構成のまつげカーラーが知られている（特許文献１）。このまつげカーラー５０は、電池を内蔵する棒状の握り部５２と、握り部５２の先端から突出する加熱部５４とを備えており、加熱部５４は、ニクロム線などの電熱線を絶縁ロッドにコイル状に巻き付けてなるヒータ５６を有している。まつげカーラー５０の使用時には、握り部５２のスイッチ５３をＯＮにして、握り部５２の電池をヒータ５６に接続することにより、ヒータ５６を所定の温度に加熱する。そして、ヒータ５６の表出面によりまつげを加熱して、カールさせることができる。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１２０３３３号公報（第２−３頁、第５図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述した従来のまつげカーラーは、スイッチ５３をＯＮにしてからヒータ５６が所定温度に上昇するまでの時間が長いため（例えば１０〜２０秒程度）、すぐに使用することができずに不便であるという問題があった。このような問題はまつげカーラーに限定されるものではなく、例えば暖房便座や電気ヒータなどのように、速熱性が要求される発熱装置において顕著である。
【０００５】
本発明は、以上の点に鑑みなされたものであって、速熱性が大きい抵抗発熱膜形成用塗料及び発熱装置の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の前記目的は、膜形成成分中に銀粉末および粉末状導電性炭素を含む抵抗発熱膜形成用塗料により達成される。
【０００７】
この抵抗発熱膜形成用塗料は、膜形成成分１００重量部に対し、銀粉末１２０〜１７０重量部程度および粉末状導電性炭素１〜３０重量部程度を含むことが好ましく、或いは、膜形成成分１００重量部に対し、銀粉末６０〜９０重量部程度および粉末状導電性炭素１〜３０重量部程度を含み、更に、ニッケル粉末８０〜１５０重量部程度を含むことが好ましい。
【０００８】
更に、前記粉末状導電性炭素が、カーボンブラック、黒鉛粉末、アセチレンブラックおよびアモルファスカーボン粉末から選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。
【０００９】
また、本発明の前記目的は、上述した抵抗発熱膜形成用塗料からなる抵抗発熱膜が基材表面に形成された発熱体を有し、前記抵抗発熱膜に通電可能に構成された発熱装置により達成される。
【００１０】
この発熱装置において、前記発熱体は、前記抵抗発熱膜を含む転写箔を、樹脂材料からなる前記基材の表面にインモールド転写することにより形成することができる。
【００１１】
或いは、前記発熱体は、前記抵抗発熱膜がベースフィルム上に形成されたインサート箔を用いて、樹脂材料からなる前記基材の表面に、前記抵抗発熱膜および前記ベースフィルムをこの順で一体的に積層することにより形成することができる。
【００１２】
この発熱装置において、前記発熱体は、樹脂材料からなる前記基材の表面に、前記抵抗発熱膜を含む転写箔をインモールド転写することにより形成されることが好ましい。
【００１３】
具体的には、この発熱装置は、前記発熱体を含むまつげカール部と、把持可能な電源部とを備えた構成にすることができ、前記まつげカール部は、前記電源部からの通電によりまつげをカールすることができるように構成可能である。或いは、前記基材が便座である発熱装置とすることも可能である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。本発明者らは、抵抗発熱膜形成用塗料として、膜形成成分中に粉末状導電性炭素および銀粉末を含むものを使用することにより、通電時の速熱性に優れる抵抗発熱膜を基材表面に形成可能であることを見出した。
【００１５】
本発明において使用する抵抗発熱膜形成用塗料の形態は、水性および油性のいずれであっても良いが、溶媒の揮発、燃焼などの危険性、後処理の必要性、環境への負荷などを考慮すると、水性であることが、好ましい。水性バインダーとしては、エマルジョンタイプ、コロイド分散タイプなどが例示される。但し、速乾性が要求される場合には、エタノール、酢酸エチル、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、アセトン、カルビトールアセテートなどの有機溶剤を使用することもできる。
【００１６】
塗料としての特性は、不揮発分４０〜７０％程度（１０７℃で３時間ポストキュア後）、粘度９０００〜１５０００ｍＰａ・ｓ程度（ＲＴＶ、ｖｉｓｃｏｍｅｔｅｒ）であることが好ましく、成膜状態において、シート抵抗１５〜７０ｍΩ／ｓｑ以下（厚さ２５μｍ）、１０回以上の折り曲げ耐久性あり、折り曲げによる抵抗変化値７％以下である特性を備えていることが好ましい。この様な膜形成成分としては、通常の塗料において使用されている各種のバインダー成分を使用することができ、より具体的には、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ビニル樹脂、アルキド樹脂、アミノアルキド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、カシュウ樹脂、フェノール樹脂などが例示される。
【００１７】
本発明において使用する電気抵抗発熱膜形成用塗料は、主導電性成分として銀粉末を含む。銀粉末の粒径は、０．１〜１５μｍ程度、より好ましくは０．６〜１０μｍ程度である。
【００１８】
また、電気抵抗発熱膜形成用塗料は、抵抗調整用の導電性成分として、さらに粉末状導電性炭素を含む。塗料中の粉末状導電性炭素としては、カーボンブラック、黒鉛粉末、アセチレンブラック、アモルファスカーボン粉末などが例示される。導電性炭素粉末の粒径は、特に限定されるものではないが、通常０．１〜１２．５μｍ程度、より好ましくは０．２〜８μｍ程度である。炭素粉末の粒径は、上記の範囲内で、炭素材料の種類に応じて適宜選択すればよい。
【００１９】
塗料の調製は、常法に準じて行うことができる。例えば、ウレタン樹脂などの樹脂固形分を３０〜８０重量％程度（本明細書において、「％」および「部」とあるのは、それぞれ「重量％」および「重量部」を意味する）含有する膜形成成分（例えば、有機溶剤系バインダー成分や水性バインダー成分）１００部に対し、銀粉末１２０〜１７０部程度と粉末状導電性炭素１〜３０部程度とを加え、さらに必要に応じて分散剤、架橋剤などの添加剤を適量加えて、全成分を均一に分散させることにより、速熱性の高い所望の塗料を得ることができる。塗料を構成する上記各成分の濃度、量比などは、特に限定的なものではなく、使用材料の種類などに応じて適宜変更しうることはいうまでもない。例えば、上記膜形成成分１００部に対し、銀粉末６０〜９０部程度と粉末状導電性炭素１〜３０部程度とを加え、更に、ニッケル粉末８０〜１５０部程度を加えて、上記と同様に塗料を作製してもよく、これによって低コスト化を図ることができる。粉末状導電性炭素は抵抗調整用として機能すると共に、酸化防止用としても機能する。
【００２０】
このような抵抗発熱膜形成用塗料を用いて基材表面に抵抗発熱膜を形成することにより、発熱体を得ることができる。抵抗発熱膜の形成は、各種の塗装や印刷などにより行うことができるが、特に、インモールド転写によるのが好ましい。即ち、ベースフィルム、剥離層、抵抗発熱膜（抵抗発熱層）及び接着層がこの順に積層された転写箔を基材成形用金型内にセットし、射出成形後にベースフィルムを剥離することにより、基材表面に抵抗発熱膜がインモールド転写される。インモールド成形により発熱体を製造する場合には、低コスト化が図れるだけでなく、曲面状の基材表面に対しても抵抗発熱膜を確実に形成することができるので、基材形状の制約を受けにくく、種々の発熱装置に適用することができる。
【００２１】
また、抵抗発熱膜を、箔インサート法により形成することもできる。即ち、ベースフィルム、抵抗発熱膜（抵抗発熱層）及び接着層がこの順に積層されたインサート箔を用い、上記と同様にインモールド成形を行うことにより、基材の表面に、抵抗発熱膜およびベースフィルムをこの順で一体的に積層することもできる。このように、箔インサート法により抵抗発熱膜を形成する場合は、製造工程を追加することなく抵抗発熱膜を保護するベースフィルムを形成することができ、製品の高寿命化を図ることができる。ベースフィルムの材質としては、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリイミド（ＰＩ）、塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、アクリル、ナイロン、ＡＢＳなどを例示することができ、これらの複合材料を使用することもできる。
【００２２】
抵抗発熱膜の厚さは、使用する粉末状導電性炭素の種類および粒径、膜形成成分の種類などにより適宜選択すればよいが、通常５〜１００μｍ程度、好ましくは５〜５０μｍ程度、より好ましくは１０〜２０μｍ程度である。
【００２３】
また、基材の材質や形状については特に限定されるものではなく、例えば、熱可塑性樹脂など各種樹脂や各種繊維からなるシート状、平板状、曲板状の基材を挙げることができる。発熱体は、抵抗発熱膜に電気的に接続された配線を備えることができ、この配線についても貼着や印刷などにより基材表面に一体に形成することができる。例えば、銀粉などの電気伝導性の高い材料を配合した塗料を基材表面に塗布し、乾燥させることにより、配線を形成することができ、或いは、炭素繊維不織布乃至炭素繊維マット、金属箔などを基材表面に貼り付けることにより、配線を形成してもよい。
【００２４】
発熱装置は、差込プラグや電源などを備えることにより発熱体に通電可能に構成されており、通電又は非通電を切り替えるためのスイッチを備えている。この発熱装置は、速熱性が要求される用途に特に好ましく使用することができ、例えば、まつげカーラー、便座、ゴーグル、バイクのグリップ部、靴の中敷きなどのヒータや、医療用のヒータとして好適である。図１に、より詳細な具体例を示す。
【００２５】
図１に示す便座４０は、箔インサート法により抵抗発熱膜４２が表面に形成されており、便座蓋４４により開閉可能に構成されている。便座蓋４４側および便座４０側には、それぞれ一次コイル、二次コイル（図示せず）が設けられており、便座蓋４４の開動作と連動して電磁結合方式により非接触で電力が励起され、抵抗発熱膜４２に通電される一方、便座蓋４４の開動作と連動して抵抗発熱膜４２への通電が遮断されるように構成されている。尚、抵抗発熱膜４２への通電制御は、便座蓋４４の開閉動作に連動させる以外に、例えば、ドアの開閉動作やセンサによる入室検知などに基づいて行うこともできる。
【００２６】
この便座４０によれば、抵抗発熱膜４２の速熱性により早期に快適な暖房感が得られると共に、抵抗発熱膜４２への通電を使用時のみに限定することができるので、省電力化を図ることができる。
【００２７】
【実施例】
以下に実施例を示し、本発明の特徴とするところをより一層明らかにする。但し、本発明の具体的な態様が、本実施例に限定されるものではない。
【００２８】
図２は、本発明に係る発熱装置の一例であるまつげカーラーの要部構成を示す分解斜視図である。図２に示すように、このまつげカーラー１は、電源部１０及びまつげ成形部２０を備えている。
【００２９】
電源部１０は、把持し易いように棒状で滑らかな表面を有しており、図示しない電池（ＤＣ３Ｖ）及びスイッチ１２を備えている。また、まつげ成形部２０は、発熱体２２及び支持体２４から構成されている。支持体２４の下端には導電性の突出部２６，２６が設けられており、突出部２６，２６を電源部１０の差込口（図示せず）に差し込むことにより、電源部１０とまつげ成形部２０とが接続される。
【００３０】
発熱体２２は、ポリカーボネート樹脂からなる基材の表面先端部に抵抗発熱膜２２ａおよび銀ペーストからなる配線２２ｂ，２２ｂがインモールド転写により形成されており、支持体２４に対して一体に結合されている。抵抗発熱膜２２ａは、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）を溶剤とするバインダー成分１００部に対し、粉末状導電性炭素１部および銀粉末１３８部を含んでいる。
【００３１】
また、支持体２４は、銀ペーストからなる配線２４ｂ，２４ｂが、発熱体２２の配線２２ｂ，２２ｂと突出部２６，２６とを電気的に接続するように、インモールド転写により基材表面に形成されている。抵抗発熱膜２２ａへの通電／非通電は、電源部１０のスイッチ１２の操作により切り替えることができる。
【００３２】
このように構成されたまつげカーラーによれば、通電状態の抵抗発熱膜２２ａをまつげに接触させることにより、まつげを加熱してカールさせることができる。抵抗発熱膜２２ａ、配線２２ｂ，２２ｂ及び配線２４ｂ，２４ｂは、インモールド転写により形成されているため、低コストで製造可能であると共に、長時間の使用においても剥がれにくく高い耐久性が得られる。
【００３３】
実際に使用したところ、通電開始から約３〜５秒で使用可能温度（約６０℃）に達し、待ち時間を感じることなく快適に使用することができ、短時間でまつげの成形を行うことができた。更に、通電時間が短いことから、単４アルカリ電池２本の使用で２ヶ月程度の長寿命を得ることができた。
【００３４】
これに対し、従来のまつげカーラーを使用した場合は、通電開始から使用可能温度に達するまで１０〜２０秒程度を要し、単４アルカリ電池２本の使用で２週間程度しかもたなかった。
【００３５】
本実施例では、インモールド転写により基材表面に抵抗発熱膜を形成した構成を示したが、他の公知の塗装方法や印刷方法により形成することも可能である。まつげカーラーの他の実施例を図３に示す。
【００３６】
図３に示すまつげカーラー３０は、まつげ成形部３１が一対の発熱体３２，３３を備えており、カバー３４により覆われた電源部３５から各発熱体３２，３３に通電可能に構成されている。一方の発熱体３２は、他方の発熱体３３と係合する係合溝が先端に形成されており、スイッチ３６の操作により他方の発熱体３３に向けてスライドさせることにより、発熱体３２，３３が通電されると共に、発熱体３２，３３間にまつげを挟持してカールさせることができる。
【００３７】
発熱体３２，３３は、ポリカーボネートからなる基材表面に、本発明に係る抵抗発熱膜形成用塗料を用いて静電塗装又はシルク印刷を行うことにより形成されている。
このような構成によっても、通電開始から短時間で使用可能であり、且つ、電池寿命の長いまつげカーラーとすることができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、速熱性が大きい抵抗発熱膜形成用塗料及び発熱装置を提供することができ、例えば通電時間の短縮に伴う省電力化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る発熱装置の一例について概略構成を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る発熱装置の他の一例について概略構成を示す分解斜視図である。
【図３】本発明に係る発熱装置の更に他の一例について概略構成を示す正面図である。
【図４】従来の発熱装置を示す側面図である。
【符号の説明】
１まつげカーラー（発熱装置）
１０電源部
２０まつげ成形部
２２発熱体
２２ａ抵抗発熱膜
２４支持体
３０まつげカーラー（発熱装置）
３１まつげ成形部
３２，３３発熱体
３４カバー
３５電源部
４０便座
４２抵抗発熱膜

Claims

膜形成成分中に銀粉末および粉末状導電性炭素を含む抵抗発熱膜形成用塗料。
膜形成成分１００重量部に対し、銀粉末１２０〜１７０重量部程度および粉末状導電性炭素１〜３０重量部程度を含む請求項１に記載の抵抗発熱膜形成用塗料。
膜形成成分１００重量部に対し、銀粉末６０〜９０重量部程度および粉末状導電性炭素１〜３０重量部程度を含み、更に、ニッケル粉末８０〜１５０重量部程度を含む請求項１に記載の抵抗発熱膜形成用塗料。
前記粉末状導電性炭素が、カーボンブラック、黒鉛粉末、アセチレンブラックおよびアモルファスカーボン粉末から選ばれる少なくとも一種である請求項１に記載の抵抗発熱膜形成用塗料。
請求項１〜４のいずれかに記載の抵抗発熱膜形成用塗料からなる抵抗発熱膜が基材表面に形成された発熱体を有し、前記抵抗発熱膜に通電可能に構成された発熱装置。
前記発熱体は、前記抵抗発熱膜を含む転写箔を、樹脂材料からなる前記基材の表面にインモールド転写することにより形成された請求項５に記載の発熱装置。
前記発熱体は、前記抵抗発熱膜がベースフィルム上に形成されたインサート箔を用いて、樹脂材料からなる前記基材の表面に、前記抵抗発熱膜および前記ベースフィルムをこの順で一体的に積層することにより形成された請求項５に記載の発熱装置。
前記発熱体を含むまつげカール部と、把持可能な電源部とを備え、前記まつげカール部は、前記電源部からの通電によりまつげをカールすることができる請求項５から７のいずれかに記載の発熱装置。
前記基材が便座である請求項５から７のいずれかに記載の発熱装置。