JP2610474B2 - Planar heating element and method of manufacturing the same - Google Patents

Planar heating element and method of manufacturing the same

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JP2610474B2
JP2610474B2 JP63092030A JP9203088A JP2610474B2 JP 2610474 B2 JP2610474 B2 JP 2610474B2 JP 63092030 A JP63092030 A JP 63092030A JP 9203088 A JP9203088 A JP 9203088A JP 2610474 B2 JP2610474 B2 JP 2610474B2
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polymer compound
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carboxyl group
conductive
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直樹 山田
康順 佐々木
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エヌオーケー株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 (1)発明の目的 [産業上の利用分野] 本発明は、面状発熱体およびその製造方法に関し、特
に自己温度調節機能ならびに過熱防止機能を有しており
反復使用による電気抵抗の変化が抑制されてなる面状発
熱体およびその製造方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (1) Object of the Invention [Industrial Application Field] The present invention relates to a sheet heating element and a method for producing the same, and more particularly, has a self-temperature control function and an overheating prevention function and is used repeatedly. The present invention relates to a sheet-like heating element in which a change in electric resistance due to the above is suppressed and a method for manufacturing the same.

[従来の技術] 従来、この種の面状発熱体としては、(i)結晶性高
分子化合物に対して導電性粒子(たとえばカーボンブラ
ックあるいは金属粒子など)を分散せしめて電気抵抗の
温度係数が正である発熱層を形成するものが提案されて
おり、また(ii)エラストマに対して導電性粒子(たと
えばカーボンブラックあるいは金属粒子など)を分散せ
しめて形成した発熱層に対しバイメタルなどの温度調節
部材を組込むものも提案されていた。
[Prior Art] Conventionally, this type of planar heating element has a temperature coefficient of electric resistance obtained by dispersing conductive particles (for example, carbon black or metal particles) in a crystalline polymer compound. It has been proposed to form a positive heating layer, and (ii) to control the temperature of a bimetal or the like to a heating layer formed by dispersing conductive particles (for example, carbon black or metal particles) in an elastomer. One incorporating a member has also been proposed.

[解決すべき問題点] しかしながら従来の面状発熱体は、(i)結晶性高分
子化合物によって電気抵抗の温度係数が正である発熱層
を形成する場合、マトリックスたる結晶性高分子化合物
が加熱に伴って膨張し流動し易くなるので、反復使用回
数が増加するとマトリックスたる結晶性高分子化合物中
の導電性粒子の連鎖が徐々に破砕され電気抵抗が徐々に
増大してしまう欠点があり、また硬度が大きかったの
で、折曲ないし折畳が容易でなく、ひいては曲率半径の
小さな場所へ弯曲して配設することが困難で収納のため
に大きなスペースを必要とする欠点があり、加えて(i
i)エラストマによって発熱層を形成する場合、バイメ
タルなどの温度調節部材を組込む必要があったので、部
品点数が増加する欠点があり、また可撓性があっても曲
率半径の小さな場所に弯曲した状態で配設することが困
難で収納に多大のスペースを必要とする欠点があった。
[Problems to be Solved] However, in the conventional planar heating element, when the (i) heating layer having a positive temperature coefficient of electric resistance is formed by the crystalline polymer compound, the crystalline polymer compound serving as a matrix is heated. As it becomes easier to expand and flow with the increase in the number of repeated use, there is a disadvantage that the chain of the conductive particles in the crystalline polymer compound as the matrix is gradually broken and the electric resistance is gradually increased, and Due to its high hardness, it is not easy to bend or fold, and it is difficult to bend and place it in a place with a small radius of curvature, and it requires a large space for storage. i
i) When a heat generating layer is formed by an elastomer, it is necessary to incorporate a temperature control member such as a bimetal, so that there is a drawback that the number of parts increases, and even if it is flexible, it is bent to a place with a small radius of curvature. There is a disadvantage that it is difficult to dispose it in a state and a large space is required for storage.

そこで本発明は、これらの欠点を除去するために、自
己温度調節機能ならびに過熱防止機能を有し強度および
柔軟性に富みかつ反復使用に際しても電気抵抗の変化が
十分に抑制されてなる面状発熱体およびその製造方法を
提供せんとするものである。
In order to eliminate these drawbacks, the present invention provides a sheet-like heating device having a self-temperature control function and an overheating prevention function, having high strength and flexibility, and having a sufficiently suppressed change in electric resistance even in repeated use. It is intended to provide a body and a method for producing the same.

(2)発明の構成 [問題点の解決手段] 本発明により提供される問題点の解決手段は、「発熱
層に対して電極が配設されてなる面状発熱体において、
前記発熱層が、 (a)側鎖にカルボキシル基を有する第1の高分子化合
物と、前記第1の高分子化合物に対して分散された導電
性粒子とを含むPTC組成物からなり、電気抵抗の温度係
数が正であるPTC領域と、 (b)前記PTC領域の周囲に配置されており、主鎖およ
び側鎖の少なくとも一方に不飽和結合を有する第2の高
分子化合物と、前記第2の高分子化合物に対して分散さ
れた他の導電性粒子とを含む導電性エラストマ組成物か
らなる導電性エラストマ領域と、 (c)前記第1の高分子化合のカルボキシル基に対しカ
ルボキシル基が多価金属を介して架橋結合され、かつ不
飽和結合がイオウを介して前記第2の高分子化合物の不
飽和結合に対し架橋結合された不飽和カルボン酸と を含有してなることを特徴とする面状発熱体」 である。
(2) Configuration of the Invention [Means for Solving the Problems] The means for solving the problems provided by the present invention is as follows: "In a planar heating element in which electrodes are arranged on a heating layer,
The heat generating layer comprises: (a) a PTC composition comprising: a first polymer compound having a carboxyl group in a side chain; and conductive particles dispersed in the first polymer compound. (B) a second polymer compound disposed around the PTC region and having an unsaturated bond in at least one of a main chain and a side chain; and A conductive elastomer region comprising a conductive elastomer composition containing other conductive particles dispersed with respect to the polymer compound of (c), and (c) a carboxyl group having a large number of carboxyl groups relative to the carboxyl group of the first polymer compound. And a unsaturated carboxylic acid which is cross-linked through a valent metal and whose unsaturated bond is cross-linked to the unsaturated bond of the second polymer compound through sulfur. Planar heating element ".

本発明により提供される問題点の他の解決手段は、 「(a)側鎖にカルボキシル基を有する結晶性高分子化
合物に対し少なくとも導電性粒子を分散せしめることに
よりPTC組成物を作成する第1の工程と、 (b)前記PTC組成物を溶媒に溶解せしめてPTC組成物溶
液を作成する第2の工程と、 (c)前記PTC組成物溶液を貧溶媒に滴下し沈殿せしめ
てPTC粒子を作成する第3工程と、 (d)前記PTC粒子を多価金属塩および不飽和カルボン
酸とともに溶媒に分散せしめることにより、前記第1の
高分子化合物のカルボキシル基を多価金属によって前記
不飽和カルボン酸中のカルボキシル基に対して架橋結合
せしめる第4の工程と、 (e)主鎖および側鎖の少なくとも一方に不飽和結合を
有する第2の高分子化合物に対して少なくとも他の導電
性粒子を分散せしめた導電性エラストマ配合物を溶媒に
溶解せしめて導電性エラストマ溶液を作成する第5の工
程と、 (f)前記導電性エラストマ溶液に対し前記多価金属に
よって前記カルボキシル基が前記不飽和カルボン酸中の
カルボキシル基に対して架橋結合されたPTC粒子を分散
したのち乾燥することにより、前記不飽和カルボン酸中
の不飽和結合を前記第2の高分子化合物中の不飽和結合
に対しイオウを介して架橋結合されたPTCエラストマ粒
子を作成する第6の工程と、 (g)前記PTCエラストマ粒子を加圧成形することによ
り、電気抵抗の温度係数が正であるPTC領域の周囲に導
電性エラストマ領域の配置された発熱層を形成する第7
の工程と、 (h)前記発熱層に対して電極を配設する第8の工程と を備えてなることを特徴とする面状発熱体の製造方法」 である。
Another solution to the problems provided by the present invention is: (a) a first method for preparing a PTC composition by dispersing at least conductive particles in a crystalline polymer compound having a carboxyl group in a side chain; (B) a second step of dissolving the PTC composition in a solvent to form a PTC composition solution; and (c) dropping the PTC composition solution into a poor solvent to precipitate the PTC particles. And (d) dispersing the PTC particles in a solvent together with a polyvalent metal salt and an unsaturated carboxylic acid, so that the carboxyl group of the first polymer compound is converted into a unsaturated carboxylic acid by a polyvalent metal. A fourth step of cross-linking a carboxyl group in the acid, and (e) applying at least another conductive particle to the second polymer compound having an unsaturated bond in at least one of a main chain and a side chain. A fifth step of dissolving the dispersed conductive elastomer composition in a solvent to form a conductive elastomer solution; and (f) changing the unsaturated carboxyl group to the conductive elastomer solution by the polyvalent metal. By dispersing the PTC particles cross-linked to the carboxyl group in the acid and then drying, the unsaturated bond in the unsaturated carboxylic acid is converted into sulfur to the unsaturated bond in the second polymer compound. A sixth step of forming PTC elastomer particles cross-linked through the method; and (g) pressing the PTC elastomer particles under pressure to form a conductive elastomer around the PTC region where the temperature coefficient of electrical resistance is positive. Seventh forming the heating layer in which the regions are arranged
And (h) an eighth step of arranging an electrode on the heat generating layer. "

[作用] 本発明にかかる面状発熱体は、発熱層が、(a)側鎖
にカルボキシル基を有する第1の高分子化合物と第1の
高分子化合物に対して分散された導電性粒子とを含んで
おり、多価金属によって前記カルボキシル基が不飽和カ
ルボン酸中のカルボキシル基に対して結合されたPTC組
成物からなり、電気抵抗の温度係数が正であるPTC領域
と、(b)前記PTC領域の周囲に配置されておりイオウ
を介して前記不飽和カルボン酸中の不飽和結合に対して
不飽和結合が結合された第2の高分子化合物と第2の高
分子化合物に分散された他の導電性粒子とを含む導電性
エラストマ組成物からなる導電性エラストマ領域とを含
有してなるので、(i)バイメタルなどの温度調節部材
を追加配設することなく、自己温度調節機能ならびに過
熱防止機能を達成する作用に加え、(ii)柔軟性を確保
し、ひいては曲率半径の小さな場所への配設を可能と
し、併せて収納のためのスペースを削減する作用、およ
び(iii)反復使用に際して流動性の増大を阻止し電気
抵抗の変化を十分に抑制する作用をなす。
[Function] The sheet heating element according to the present invention is characterized in that the heating layer comprises (a) a first polymer compound having a carboxyl group in a side chain and conductive particles dispersed in the first polymer compound. A PTC region comprising a PTC composition in which the carboxyl group is bonded to a carboxyl group in an unsaturated carboxylic acid by a polyvalent metal, wherein a temperature coefficient of electric resistance is positive; A second polymer compound disposed around the PTC region and having an unsaturated bond bonded to an unsaturated bond in the unsaturated carboxylic acid via sulfur, and dispersed in the second polymer compound; (I) self-temperature control function and overheating without additional temperature control members such as bimetals, since the conductive elastomer region is made of a conductive elastomer composition containing other conductive particles. Achieve prevention function In addition to the action of (ii) securing flexibility, and thus enabling installation in a place with a small radius of curvature, and at the same time reducing the space for storage, and (iii) the liquidity during repeated use It acts to prevent the increase and sufficiently suppress the change in the electric resistance.

また本発明にかかる面状発熱体の製造方法は、側鎖に
カルボキシル基を有する第1の高分子化合物に対し少な
くとも導電性粒子を分散せしめたPTC組成物を溶媒に溶
解せしめてPTC組成物溶液を作成し、前記PTC組成物溶液
を貧溶媒に滴下し沈殿せしめてPTC粒子を作成し、前記P
TC粒子を多価金属塩および不飽和カルボン酸とともに溶
媒に分散せしめることにより前記第1の高分子化合物の
カルボキシル基を多価金属によって前記不飽和カルボン
酸中のカルボキシル基に対して架橋結合せしめ、そのの
ち主鎖および側鎖の少なくとも一方に不飽和結合を有す
る第2の高分子化合物に対し少なくとも多の導電性粒子
を分散せしめた導電性エラストマ配合物を溶媒に溶解せ
しめて作成した導電性エラストマ溶液に対して前記PTC
粒子を分散せしめかつ前記不飽和カルボン酸中の不飽和
結合を前記第2の高分子化合物中の不飽和結合に対しイ
オウを介して架橋結合せしめてPTCエラストマ粒子を作
成し、更にPTCエラストマ粒子を加圧成形することによ
り発熱層を形成してなるので、上記(i)〜(iii)の
作用に加え、(iv)発熱層の安定化作業を容易化する作
用をなす。
Further, the method for producing a sheet heating element according to the present invention comprises dissolving a PTC composition in which at least conductive particles are dispersed in a first polymer compound having a carboxyl group in a side chain in a solvent, and dissolving the PTC composition in a solvent. The PTC composition solution was dropped into a poor solvent and allowed to settle to form PTC particles.
By dispersing the TC particles in a solvent together with a polyvalent metal salt and an unsaturated carboxylic acid, the carboxyl group of the first polymer compound is cross-linked to the carboxyl group in the unsaturated carboxylic acid by a polyvalent metal, Then, a conductive elastomer compound prepared by dissolving a conductive elastomer compound in which at least a plurality of conductive particles are dispersed in a second polymer compound having an unsaturated bond in at least one of a main chain and a side chain in a solvent. PTC against solution
The particles are dispersed and the unsaturated bonds in the unsaturated carboxylic acid are cross-linked to the unsaturated bonds in the second polymer compound via sulfur to form PTC elastomer particles. Since the heat generating layer is formed by pressure molding, in addition to the functions (i) to (iii), the function (iv) facilitates the work of stabilizing the heat generating layer.

[実施例] 次に本発明について、実施例を挙げ具体的に説明す
る。
[Examples] Next, the present invention will be specifically described with reference to examples.

第1図は、本発明にかかる面状発熱体の一実施例を示
すI−I線にそった拡大断面図である。
FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view along an II line showing an embodiment of a sheet heating element according to the present invention.

第2図は、第1図実施例の微細構造を示す拡大断面図
である。
FIG. 2 is an enlarged sectional view showing the fine structure of the embodiment shown in FIG.

第2図は、第1図実施例の平面図である。 FIG. 2 is a plan view of the embodiment of FIG.

まず第1図ないし第3図を参照しつつ、本発明にかか
る面状発熱体の一実施例について、その構成および作用
を詳細に説明する。
First, the configuration and operation of an embodiment of a sheet heating element according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS.

10は、本発明にかかる面状発熱体であって、自己温度
調節機能ならびに過熱防止機能を有する発熱層11と、前
記発熱層11に対し互いに離間して配設された電極12,13
とを備えている。
10 is a planar heating element according to the present invention, a heating layer 11 having a self-temperature control function and an overheating prevention function, and electrodes 12, 13 disposed separately from the heating layer 11
And

発熱層11は、側鎖にカルボキシル基を有する第1の高
分子化合物(好ましくは結晶性高分子化合物;以下この
場合について主として説明する)と、第1の高分子化合
物に混合されており主鎖および側鎖の少なくとも一方に
不飽和結合を有する第2の高分子化合物(好ましくはエ
ラストマ;以下この場合について主として説明する)
と、前記第1,第2の高分子化合物に対しそれぞれ分散せ
しめられる適宜の導電性素材と、適宜の多価金属(たと
えばカルシウム)を介して末端のカルボキシル基が第1
の高分子化合物のカルボキシル基に対し架橋結合されか
つイオウを介して不飽和結合が第2の高分子化合物の不
飽和結合に対して架橋結合される不飽和カルボン酸とを
包有している。
The heat generating layer 11 is composed of a first polymer compound having a carboxyl group in a side chain (preferably a crystalline polymer compound; hereinafter, mainly described in this case) and a main polymer mixed with the first polymer compound. And a second polymer compound having an unsaturated bond in at least one of the side chains (preferably an elastomer; this case will be mainly described below)
And an appropriate conductive material which can be dispersed in the first and second polymer compounds, respectively, and a terminal carboxyl group via an appropriate polyvalent metal (for example, calcium).
And a unsaturated carboxylic acid which is cross-linked to the carboxyl group of the polymer compound and whose unsaturated bond is cross-linked to the unsaturated bond of the second polymer compound through sulfur.

第1の高分子化合物は、適宜の導電性素材が分散され
ることによってPTC特性(すなわち電気抵抗の温度係数
が正である特性)を示している。換言すれば、第1の高
分子化合物と適宜の導電性素材とは、PTC特性を示す組
成物すなわちPTC組成物を形成しており、本発明にかか
る面状発熱体10の発熱層11中のPTC領域11Aとして機能
し、結果的に自己温度調節機能ならびに過熱防止機能を
なしている。
The first polymer compound exhibits PTC characteristics (that is, characteristics in which the temperature coefficient of electric resistance is positive) when an appropriate conductive material is dispersed. In other words, the first polymer compound and an appropriate conductive material form a composition exhibiting PTC characteristics, that is, a PTC composition, and are included in the heating layer 11 of the sheet heating element 10 according to the present invention. It functions as PTC area 11A, and as a result, has a self-temperature control function and an overheat prevention function.

第2の高分子化合物は、適宜の導電性素材が分散され
ることによって導電性を示している。換言すれば、第2
の高分子化合物と適宜の導電性素材とは、導電性エラス
トマ組成物を形成しており、本発明にかかる面状発熱体
10の発熱層11中の導電性エラストマ領域11Bとして機能
し、柔軟性を確保している。
The second polymer compound shows conductivity when an appropriate conductive material is dispersed. In other words, the second
The high molecular compound and a suitable conductive material form a conductive elastomer composition, and the sheet heating element according to the present invention is
It functions as a conductive elastomer region 11B in the ten heat generating layers 11 and ensures flexibility.

多価金属、イオウおよび不飽和カルボン酸は、上述よ
り明らかなように、第1の高分子化合物のカルボキシル
基と第2の高分子化合物の不飽和結合との間に架橋結合
を順次形成するための架橋剤として機能しており、本発
明にかかる面状発熱体10を反復使用するに際して劣化し
流動性が増大することを防止して電気抵抗などが変化す
ることを阻止している。
As apparent from the above, the polyvalent metal, sulfur and unsaturated carboxylic acid sequentially form a cross-link between the carboxyl group of the first polymer compound and the unsaturated bond of the second polymer compound. The cross-linking agent functions as a cross-linking agent, and prevents the sheet heating element 10 according to the present invention from deteriorating and increasing fluidity when repeatedly used, thereby preventing changes in electric resistance and the like.

本発明にかかる面状発熱体10には、所望により、表面
層として絶縁層(たとえば塩化ビニルシートなどの絶縁
性の高分子フィルム層)14が配設されているが、用途に
よってはこれを除去してもよい。すなわち発熱層11およ
び電極12,13の外表面には、周辺部材と直接に接触する
ことを回避するために、絶縁層14が配設されているが、
本発明にかかる面状発熱体10の用途によっては周辺部材
との接触を考慮する必要がなく、また本発明にかかる面
状発熱体10への印加電圧が低いときには感電の虞もない
ので、これを除去してもよい。
The surface heating element 10 according to the present invention is provided with an insulating layer (for example, an insulating polymer film layer such as a vinyl chloride sheet) 14 as a surface layer, if necessary. May be. That is, the insulating layer 14 is disposed on the outer surfaces of the heat generating layer 11 and the electrodes 12, 13 in order to avoid direct contact with peripheral members.
Since there is no electric shock risk when it is not necessary to consider the contact with the peripheral members, also the voltage applied to the sheet heating element 10 according to the present invention is low in some applications of the planar heat generating element 10 according to the present invention, this May be removed.

電極12,13は、直流もしくは交流の電源(図示せず)
に対し接続可能とされている。
Electrodes 12 and 13 are DC or AC power supply (not shown)
Can be connected to.

しかして本発明にかかる面状発熱体10は、電極12,13
間に適宜の電圧が印加されたとき、発熱層11を介して電
流が流れ発熱する。温度が低い間は、PTC領域11Aの熱膨
張が殆ど生じず導電性粒子の連鎖が十分に維持されてお
りその電気抵抗が小さく維持され発熱層11に大きな電流
が流れるので、時間経過とともに発熱層11の発熱量が増
加し、本発明にかかる面状発熱体10の温度が上昇する。
Thus, the sheet heating element 10 according to the present invention includes electrodes 12, 13
When an appropriate voltage is applied in between, a current flows through the heat generating layer 11 to generate heat. While the temperature is low, the thermal expansion of the PTC region 11A hardly occurs, the chain of conductive particles is sufficiently maintained, the electric resistance is maintained low, and a large current flows through the heat generating layer 11, so that the heat generating layer 11 with time elapses. The calorific value of 11 increases, and the temperature of the planar heating element 10 according to the present invention increases.

温度が上昇すると、PTC領域11Aの熱膨張が大きくなっ
て導電性粒子の連鎖が徐々に破壊されその電気抵抗が増
大し、電流を制限する。このため発熱層11の発熱量は減
少し、本発明にかかる面状発熱体10の温度が低下する。
When the temperature rises, the thermal expansion of the PTC region 11A increases, and the chain of the conductive particles is gradually broken, the electrical resistance increases, and the current is limited. For this reason, the calorific value of the heating layer 11 decreases, and the temperature of the planar heating element 10 according to the present invention decreases.

温度が低下すると、PTC領域11Aの熱膨張が小さくなっ
て導電性粒子の連鎖が回復されその電気抵抗が減少し、
電流が増加する。このため発熱層11の発熱量は増加し、
本発明にかかる面状発熱体10の温度が再び上昇する。
When the temperature decreases, the thermal expansion of the PTC region 11A decreases, the chain of the conductive particles is restored, and the electric resistance decreases,
The current increases. As a result, the amount of heat generated by the heating layer 11 increases,
The temperature of the sheet heating element 10 according to the present invention rises again.

以上の動作を反復することにより、本発明にかかる面
状発熱体10は、発熱量が放熱量に一致する温度に落ちつ
き、自己温度調節機能ならびに過熱防止機能を示す。
By repeating the above operation, the sheet heating element 10 according to the present invention calms down to a temperature at which the calorific value matches the heat radiation amount, and exhibits a self-temperature adjusting function and an overheating preventing function.

また本発明にかかる面状発熱体10では、PTC組成物に
含まれた高分子化合物の側鎖にあるカルボキシル基が多
価金属,不飽和カルボン酸およびイオウによって導電性
エラストマ組成物に含まれた高分子化合物の不飽和結合
に対し上述の如く架橋結合されているので、電圧印加が
反復されてもそのマトリックスの構造が変化することを
抑制しており、ひいては発熱層11の流動性および電気抵
抗が変化することを抑制している。
In the sheet heating element 10 according to the present invention, the carboxyl group in the side chain of the polymer compound contained in the PTC composition was contained in the conductive elastomer composition by the polyvalent metal, the unsaturated carboxylic acid and the sulfur. Since the unsaturated bond of the polymer compound is cross-linked as described above, the structure of the matrix is prevented from changing even if the voltage application is repeated, and the fluidity and electric resistance of the heat generating layer 11 are reduced. Is suppressed from changing.

更に本発明にかかる面状発熱体10では、PTC組成物と
導電性エラストマ組成物とが互いに混合されPTC領域の
周囲に導電性エラストマ領域が配置(換言すれば導電性
エラストマ領域内にPTC領域が島状に分散)されている
ので、柔軟性が確保されており、曲率半径の小さな場所
に対し弯曲して困難なく配置可能である。
Further, in the planar heating element 10 according to the present invention, the PTC composition and the conductive elastomer composition are mixed with each other, and the conductive elastomer region is disposed around the PTC region (in other words, the PTC region is formed within the conductive elastomer region). Since they are dispersed in the form of islands), flexibility is ensured, and they can be arranged in a location having a small radius of curvature without difficulty.

次に第1図ないし第3図を参照しつつ、本発明にかか
る面状発熱体の製造方法の一実施例について、その詳細
を説明する。
Next, an embodiment of a method for manufacturing a sheet heating element according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. 1 to FIG.

(導電性エラストマ組成物の調製) 導電性エラストマ組成物は、主鎖および側鎖の少なく
とも一方に不飽和結合を有する高分子化合物(たとえば
エラストマ)に対し、(i)電気抵抗を調節して発熱量
(ひいては発熱温度)を適宜に設定するための導電性素
材と、(ii)ゴム配合剤(すなわち必須成分としての加
硫剤および選択成分としての補強用充填剤,可塑剤,加
硫促進剤,加硫調節剤,加工助剤,老化防止剤および難
燃剤など)とを、混練機(たとえばオープンロール)に
よって混練し分散混合せしめることにより、調製する。
(Preparation of Conductive Elastomer Composition) The conductive elastomer composition is obtained by adjusting (i) electric resistance to a polymer compound having an unsaturated bond in at least one of a main chain and a side chain by adjusting electric resistance. (Ii) a rubber compounding agent (ie, a vulcanizing agent as an essential component and a reinforcing filler, a plasticizer, and a vulcanization accelerator as an optional component); , A vulcanization regulator, a processing aid, an antioxidant, a flame retardant, etc.) by means of a kneading machine (for example, an open roll), and dispersion-mixing.

エラストマとしては、所望のものを使用できるが、本
発明にかかる面状発熱体10が空気中で使用されることが
多いことを考慮すれば、空気酸化によって劣化されない
ものが、好ましい。すなわち不飽和結合をあまり多く含
まないもの、たとえば(i)エチレンプロピレンゴム,
アクリロニトリルブタジエンゴム,アクリルゴム,シリ
コーンゴム,フッ素ゴム,ブチルゴム,塩素化ポリエチ
レンなどのゴム類のうちの少なくとも1種、あるいは
(ii)DOPすなわちジオクチルフタレートなどの可塑剤
を含有したポリ塩化ビニル,樹脂族ポリアミドなどの樹
脂類のうちの少なくとも1種を使用すれば、好適であ
る。
Although any desired elastomer can be used, a material that is not deteriorated by air oxidation is preferable in consideration of the fact that the planar heating element 10 according to the present invention is often used in air. That is, those not containing much unsaturated bonds, for example, (i) ethylene propylene rubber,
At least one of rubbers such as acrylonitrile butadiene rubber, acrylic rubber, silicone rubber, fluoro rubber, butyl rubber, chlorinated polyethylene, or (ii) polyvinyl chloride containing a plasticizer such as DOP, dioctyl phthalate, or a resin family It is preferable to use at least one of resins such as polyamide.

導電性素材としては、粒子状素材および繊維状素材の
うちの少なくとも一方を採用すればよい。
At least one of a particulate material and a fibrous material may be used as the conductive material.

粒子状素材としては、(i)ケッチエンブラック,ア
セチレンブラック,ECFカーボンブラック,スターリング
V,グラファイトあるいはカーボン繊維などのカーボンブ
ラック系素材のうちから選ばれた少なくとも1種の素
材、あるいは(ii)ニッケル粉,銅粉,金粉,銀粉,ア
ルミニウム粉,黄銅粉,金属コートした雲母粉,金属コ
ートしたガラス粉などの金属系素材のうちから選ばれた
少なくとも1種の素材を使用すれば、好適である。カー
ボンブラック系素材の添加量は、エラストマの添加量10
0重量部に対し5〜50重量部が好ましく、また金属系素
材の添加量は、エラストマの添加量100重量部に対し10
〜90重量部が好ましい。所望によっては、カーボンブラ
ック系素材と金属系素材とを互いに組み合わせて使用し
てもよい。この場合のそれぞれの添加量は、本発明にか
かる面状発熱体10の重量ならびに導電度に対する要求に
応じて適宜に選択される。
Particulate materials include (i) ketchen black, acetylene black, ECF carbon black, and sterling.
V, at least one material selected from carbon black materials such as graphite or carbon fiber, or (ii) nickel powder, copper powder, gold powder, silver powder, aluminum powder, brass powder, metal-coated mica powder, It is preferable to use at least one material selected from metal-based materials such as glass powder coated with metal. The addition amount of carbon black material is 10
It is preferably 5 to 50 parts by weight with respect to 0 parts by weight, and the addition amount of the metal material is 10 to 100 parts by weight of the elastomer.
~ 90 parts by weight are preferred. If desired, a carbon black-based material and a metal-based material may be used in combination with each other. In this case, the amount of each addition is appropriately selected according to the requirements for the weight and conductivity of the sheet heating element 10 according to the present invention.

繊維状素材としては、カーボン繊維,金属コートした
高分子繊維,金属コートしたガラス繊維あるいは金属繊
維(たとえばアルミニウム繊維,黄銅繊維,ニッケル繊
維)などが好適である。繊維状素材の添加量は、エラス
トマの添加量100重量部に対し10〜90重量部であること
が、好ましい。
As the fibrous material, carbon fiber, metal-coated polymer fiber, metal-coated glass fiber or metal fiber (for example, aluminum fiber, brass fiber, nickel fiber) and the like are preferable. The addition amount of the fibrous material is preferably 10 to 90 parts by weight based on 100 parts by weight of the elastomer.

補強用充填剤としては、たとえばホワイトカーボン,
沈降炭酸カルシウム,微細な粉末状の雲母,合成繊維
(たとえばナイロンあるいはテトロン)の短繊維,ウィ
スカおよびハードクレーなどのうちの少なくとも1種を
使用すれば、好適である。
Examples of reinforcing fillers include white carbon,
It is preferable to use at least one of precipitated calcium carbonate, fine powdered mica, short fibers of synthetic fibers (for example, nylon or Tetron), whiskers and hard clay.

加硫剤としては、たとえばイオウもしくは過酸化物を
使用すれば、好適である。ここで過酸化物としては、ジ
クミルパーオキサイド,第三ブチルクミルパーオキサイ
ドおよび2,5−ジメチル−2,5−ジ(第三ブチルパーオキ
シ)ヘキサンなどのうちの少なくとも1種を使用すれば
好適であり、所望によってエチレンジメタクリレート,
トリメチロールプロパントリメタクリレートあるいはポ
リアリール化合物(たとえばトリアリールイソシアヌレ
ート)などのうちの少なくとも1種を併用してもよい。
As the vulcanizing agent, it is preferable to use, for example, sulfur or peroxide. Here, as the peroxide, at least one of dicumyl peroxide, tert-butylcumyl peroxide and 2,5-dimethyl-2,5-di (tert-butylperoxy) hexane is used. Preferred and optionally ethylene dimethacrylate,
At least one of trimethylolpropane trimethacrylate and a polyaryl compound (for example, triaryl isocyanurate) may be used in combination.

加硫促進剤としては、加硫剤としてイオウを用いる場
合、ベンゾチアゾール類(たとえば2−メルカプトベン
ゾチアゾール),ジチオカルバミン塩酸類およびチウラ
ム類(たとえばテトラメチルチウラムモノスルフィド)
などのうちの少なくとも1種を使用すれば、好適であ
る。加硫促進剤とともに加硫促進助剤(たとえば亜鉛華
など)を添加すれば、加硫促進剤が十分に機能するので
好ましい。
When sulfur is used as the vulcanization accelerator, benzothiazoles (for example, 2-mercaptobenzothiazole), dithiocarbamine hydrochlorides and thiurams (for example, tetramethylthiuram monosulfide) when sulfur is used as the vulcanizing agent.
It is preferable to use at least one of the above. It is preferable to add a vulcanization accelerator (for example, zinc white) together with the vulcanization accelerator because the vulcanization accelerator functions sufficiently.

老化防止剤としては、たとえばN,N′−ジフェニール
−P−フェニレンジアミン,P−イソプロポキシジフェニ
ルアミンおよびN,N′−ジ−O−トリルエチレンジアミ
ンなどのうちの少なくとも1種を使用すれば、好適であ
る。
As the antioxidant, for example, at least one of N, N'-diphenyl-P-phenylenediamine, P-isopropoxydiphenylamine and N, N'-di-O-tolylethylenediamine is preferably used. is there.

難燃剤は、老化防止剤とともに商品の寿命および安全
性を確保する作用をなしている。難燃剤としては、有機
リン系化合物(たとえばトリクレジルフォスフェート,
ジフェニルクレジルフォスフェート,トリオクチルフォ
スフェート,トリフェニルフォスフェートあるいはトリ
ス(クロロエチル)フォスフェートなどのうちの少なく
とも1種)と、有機ハロゲン系化合物(たとえばヘキサ
ブロモビフェニル,ペンタブロモクロロシクロヘキサン
あるいはトリス−(2,3−ジブロモプロピル−1)−イ
ソシアヌレートなどのうちの少なくとも1種)と、金属
酸化物(たとえば酸化アンチモンなど)と、金属水酸化
物(たとえば水酸化アルミニウムあるいはホウ酸亜鉛な
どのうちの少なくとも1種)などよりなる群から選ばれ
た少なくとも1種を使用すれば、好適である。
Flame retardants work together with anti-aging agents to ensure product life and safety. As the flame retardant, organophosphorus compounds (for example, tricresyl phosphate,
At least one of diphenylcresyl phosphate, trioctyl phosphate, triphenyl phosphate, tris (chloroethyl) phosphate, and the like, and an organic halogen compound (for example, hexabromobiphenyl, pentabromochlorocyclohexane or tris- ( At least one of 2,3-dibromopropyl-1) -isocyanurate and the like; a metal oxide (for example, antimony oxide); and a metal hydroxide (for example, aluminum hydroxide or zinc borate). It is preferred to use at least one selected from the group consisting of at least one).

加工助剤としては、ステアリン酸などを使用すれば、
好適である。
If stearic acid is used as a processing aid,
It is suitable.

(PTC組成物の調製) PTC組成物は、側鎖にカルボキシル基を有しておりマ
トリックス樹脂として機能する高分子化合物(たとえば
結晶性高分子化合物)に対し、たとえば10-2〜103Ωcm
程度の導電性を発揮するよう導電性粒子を分散せしめる
ことにより、調製する。すなわちPTC組成物は、側鎖に
カルボキシル基を有した高分子化合物(たとえば結晶性
高分子化合物)と適宜の導電性粒子とを混練機(たとえ
ばオープンロールあるいはニーダなど)に投入し、側鎖
にカルボキシル基を有した高分子化合物(たとえば結晶
性高分子化合物)の軟化点まで過熱しつつ混練すること
により、調製する。
(Preparation of PTC composition) The PTC composition is, for example, 10 -2 to 10 3 Ωcm with respect to a polymer compound having a carboxyl group in a side chain and functioning as a matrix resin (for example, a crystalline polymer compound).
It is prepared by dispersing conductive particles so as to exhibit a degree of conductivity. That is, the PTC composition is prepared by charging a polymer compound having a carboxyl group in a side chain (for example, a crystalline polymer compound) and appropriate conductive particles into a kneader (for example, an open roll or a kneader) and adding the compound to the side chain. It is prepared by kneading while heating to the softening point of a polymer compound having a carboxyl group (for example, a crystalline polymer compound).

結晶性高分子化合物としては、融点が103℃と低く側
鎖にカルボキシル基を有しており多価金属(たとえばカ
ルシウム)を介して不飽和カルボン酸の末端に存在する
カルボキシル基に結合できるエチレンアクリル酸共重合
体が、好ましい。
As the crystalline polymer compound, ethylene acryl having a melting point of as low as 103 ° C. and having a carboxyl group in a side chain and capable of bonding to a carboxyl group existing at the terminal of an unsaturated carboxylic acid via a polyvalent metal (eg, calcium). Acid copolymers are preferred.

また導電性粒子としては、カーボンブラック(ファー
ネスカーボンブラック,チャンネルカーボンブラック,
サーマルカーボンブラック,アセチレンカーボンブラッ
ク,スターリングV,ケッチエンブラックなど),グラフ
ァイト粉末,カーボン繊維,金属繊維あるいは金属粉な
どのうちの少なくとも1種を使用すれば、好ましい。導
電性粒子の添加量は、所望により適宜選択すればよい
が、高分子化合物(結晶性高分子化合物)100重量部に
対し特に10〜85重量部であれば、好ましい。
The conductive particles include carbon black (furnace carbon black, channel carbon black,
It is preferable to use at least one of thermal carbon black, acetylene carbon black, Stirling V, Ketchen black, etc.), graphite powder, carbon fiber, metal fiber or metal powder. The amount of the conductive particles to be added may be appropriately selected as desired, but is preferably from 10 to 85 parts by weight based on 100 parts by weight of the polymer compound (crystalline polymer compound).

(PTC組成物の溶解) PTC組成物は、適宜の溶媒中で撹拌されて溶解され、P
TC組成物溶液とされる。
(Dissolution of PTC composition) The PTC composition is dissolved by stirring in an appropriate solvent,
This is a TC composition solution.

PTC組成物溶液は、後続の粒子化工程における滴下作
業を滴下ロートなどで実行しかつ滴下作業に所要とされ
る時間を短縮するために、粘度が100〜1000cp程度とな
るよう、10重量%以下の濃度とされていることが、好ま
しい。
PTC composition solution, the dropping operation in the subsequent particle forming step is performed by a dropping funnel and the like, and in order to shorten the time required for the dropping operation, the viscosity is about 100 to 1000 cp, so that the viscosity is about 10 to 1000 cp or less. Is preferable.

(PTC組成物の粒子化) PTC組成物溶液は、撹拌中の適宜の貧溶媒(たとえば
トルエン)に対して滴下ロートなどを用いて滴下し、微
小な粒子として沈澱せしめることにより、PTC粒子とさ
れる。
(Particulation of PTC composition) The PTC composition solution is converted into PTC particles by dropping into a suitable poor solvent (eg, toluene) using a dropping funnel or the like and stirring to precipitate as fine particles. You.

貧溶媒の撹拌速度は、PTC粒子が1〜100μmとなるよ
う、適宜に調節する。ここでPTC粒子が1〜100μmとさ
れている根拠は、(i)1μm未満となると、後続の工
程における取扱が困難となり、また(ii)100μmを超
えると、体積に比べ表面積が小さくなり過ぎ、後続の多
価金属との反応がPTC粒子の内部まで達成されるに多大
の時間を要することとなることにある。
The stirring speed of the poor solvent is appropriately adjusted so that the PTC particles have a size of 1 to 100 μm. Here, the grounds that the PTC particles are 1 to 100 μm are as follows: (i) If it is less than 1 μm, it becomes difficult to handle in the subsequent step, and (ii) if it exceeds 100 μm, the surface area becomes too small compared to the volume, The subsequent reaction with the polyvalent metal takes a great deal of time to reach the interior of the PTC particles.

(PTC粒子における架橋形成) PTC粒子は、多価金属塩および不飽和カルボン酸とと
もに適宜の溶媒中に分散され、加熱しつつ撹拌される。
ここで不飽和カルボン酸の末端に存在するカルボキシル
基の量は、PTC粒子中の高分子化合物(たとえば結晶性
高分子化合物)の側鎖に存在するカルボキシル基の量と
同等以上であれば、好ましい。また多価金属塩中の多価
金属の量も、PTC粒子中の高分子化合物(たとえば結晶
性高分子化合物)の側鎖に存在するカルボキシル基の量
と同等以上であれば、好ましい。
(Cross-Link Formation in PTC Particles) PTC particles are dispersed in an appropriate solvent together with a polyvalent metal salt and an unsaturated carboxylic acid, and are stirred while heating.
Here, the amount of the carboxyl group present at the terminal of the unsaturated carboxylic acid is preferably equal to or more than the amount of the carboxyl group present in the side chain of the polymer compound (for example, a crystalline polymer compound) in the PTC particles. . Also, the amount of the polyvalent metal in the polyvalent metal salt is preferably equal to or more than the amount of the carboxyl group present in the side chain of the polymer compound (for example, a crystalline polymer compound) in the PTC particles.

これにより、PTC粒子中の高分子化合物(たとえば結
晶性高分子化合物)の側鎖にあるカルボキシル基と不飽
和カルボン酸の末端にあるカルボキシル基との間に多価
金属を介して架橋結合が形成されるので、PTC粒子は、
安定化される。
As a result, a cross-link is formed between the carboxyl group in the side chain of the polymer compound (for example, a crystalline polymer compound) in the PTC particles and the carboxyl group at the end of the unsaturated carboxylic acid via a polyvalent metal. So, the PTC particles are
Be stabilized.

そののちPTC粒子は、水洗しかつトルエンによって洗
浄することにより、過剰の多価金属塩が除去される。
The PTC particles are then washed with water and with toluene to remove excess polyvalent metal salts.

(導電性エラストマ組成物の溶解) 導電性エラストマ組成物は、適宜に溶媒(たとえばト
ルエン)中で撹拌されることにより溶解され、導電性エ
ラストマ溶液とされる。
(Dissolution of Conductive Elastomer Composition) The conductive elastomer composition is dissolved by being appropriately stirred in a solvent (for example, toluene) to form a conductive elastomer solution.

導電性エラストマ溶液は、後続のPTC粒子の分散工程
における撹拌を効率良く実行するために粘度が10000cp
以下となるよう、20重量%以下の濃度とされていること
が、好ましい。
The conductive elastomer solution has a viscosity of 10,000 cp to efficiently perform stirring in the subsequent PTC particle dispersion step.
It is preferable that the concentration be 20% by weight or less so that

(PTC粒子の分散および沈澱) 多価金属を介して不飽和カルボン酸との間で架橋結合
されたPTC粒子は、導電性エラストマ溶液中に分散した
のち、充分に撹拌する。PTC粒子の分散され充分に撹拌
された導電性エラストマ溶液は、撹拌中の適宜の貧溶媒
に対して滴下ロートなどを用いて滴下し、微小な粒子と
して沈澱せしめることにより、適宜の粒径の粒子とされ
る。
(Dispersion and Precipitation of PTC Particles) PTC particles cross-linked with an unsaturated carboxylic acid via a polyvalent metal are thoroughly stirred after being dispersed in a conductive elastomer solution. The conductive elastomer solution in which the PTC particles are dispersed and sufficiently stirred is dropped using a dropping funnel or the like onto an appropriate poor solvent being stirred, and precipitated as fine particles, whereby particles having an appropriate particle size are obtained. It is said.

これにより、PTCエラストマ粒子すなわち周囲に導電
性エラストマ組成物が配置されたPTC粒子を作成する。
Thereby, PTC elastomer particles, that is, PTC particles around which the conductive elastomer composition is arranged are produced.

(PTC組成物シートの作成) PTCエラストマ粒子は、キャストして乾燥したのち、
加熱しつつ加圧成形することにより、不飽和カルボン酸
の不飽和結合と導電性エラストマ組成物中の高分子化合
物の不飽和結合との間にイオウを介して架橋結合が形成
され、PTC組成物シートとされる。
(Preparation of PTC composition sheet) After casting and drying PTC elastomer particles,
By performing pressure molding while heating, a cross-linking bond is formed between the unsaturated bond of the unsaturated carboxylic acid and the unsaturated bond of the polymer compound in the conductive elastomer composition via sulfur, and the PTC composition It is a sheet.

したがってPTC組成物シートは、微視的には、PTC領域
の周囲に導電性エラストマ領域が配置(換言すれば導電
性エラストマ領域内にPTC領域が島状に分散)されてお
り、かつPTC領域中の高分子化合物(たとえば結晶性高
分子化合物)の側鎖にあるカルボキシル基が多価金属を
介して不飽和カルボン酸の末端にあるカルボキシル基に
対し架橋結合し、前記不飽和カルボン酸中の不飽和結合
がイオウを介して導電性エラストマ領域中の高分子化合
物にある不飽和結合に対し架橋結合されているので、PT
C領域が熱膨張しても流動化することがなく、安定化さ
れている。このためPTC組成物シートは、電圧印加を反
復しても電気抵抗が変化することが抑制されている。
Therefore, the PTC composition sheet microscopically has a conductive elastomer region disposed around the PTC region (in other words, the PTC region is dispersed in the conductive elastomer region in an island shape), and The carboxyl group in the side chain of the high molecular compound (for example, a crystalline high molecular compound) is cross-linked to the carboxyl group at the terminal of the unsaturated carboxylic acid via a polyvalent metal, and Since the saturated bond is cross-linked via sulfur to the unsaturated bond in the polymer compound in the conductive elastomer region, PT
Even if the C region thermally expands, it does not fluidize and is stabilized. For this reason, the PTC composition sheet is suppressed from changing its electrical resistance even when voltage is repeatedly applied.

(電極の配設) PTC組成物シートは、所望により適宜の大きさに切断
され、発熱層素体とされる。発熱層素体の表面には、適
宜の導電性接着剤を使用し、あるいは加硫接着もしくは
圧着によって電極12,13が配設され、発熱層11とされる
(第1図および第3図参照)。
(Arrangement of Electrodes) The PTC composition sheet is cut into an appropriate size if desired, and is used as a heat generating layer body. Electrodes 12 and 13 are disposed on the surface of the heat generating layer body by using an appropriate conductive adhesive or by vulcanization bonding or pressure bonding to form a heat generating layer 11 (see FIGS. 1 and 3). ).

これにより、本発明にかかる面状発熱体10を形成す
る。
Thereby, the sheet heating element 10 according to the present invention is formed.

ここで電極12,13は、銅,真鍮,ステンレス,アルミ
ニウムなどの金属板,金属箔,金属棒,金属糸,金属撚
糸あるいは金属網などで形成されていることが好まし
く、特に本発明にかかる面状発熱体10の可撓性を確保す
る必要がある場合には、金属線あるいは金属箔で形成さ
れていることが、好ましい。
Here, the electrodes 12 and 13 are preferably formed of a metal plate such as copper, brass, stainless steel, or aluminum, a metal foil, a metal rod, a metal thread, a metal twisted thread, or a metal net. When it is necessary to ensure the flexibility of the heating element 10, the heating element 10 is preferably formed of a metal wire or a metal foil.

(絶縁層の配設) 本発明にかかる面状発熱体10では、所望により発熱層
11および電極12,13の外表面に対して絶縁層14を配設し
てもよい。
(Disposition of Insulating Layer) In the planar heating element 10 according to the present invention, the heating layer
An insulating layer 14 may be provided on the outer surfaces of the electrodes 11 and the electrodes 12 and 13.

加えて本発明にかかる面状発熱体およびその製造方法
の一実施例について、一層良く理解するために、具体的
な数値などを挙げて説明する。
In addition, an embodiment of the sheet heating element and the method of manufacturing the same according to the present invention will be described with specific numerical values and the like for better understanding.

(実施例1) 結晶性高分子化合物としてのエチレンアクリル酸共重
合体100重量部に対し導電性粒子としてのスターリング
Vを80重量部だけ配合し、80〜100℃に加熱されたオー
プンロールによって混練し、そののち厚さ300μmのシ
ートとし、最終的に3mm×3mmの小片に切断することによ
り、PTC組成物を調製した。
(Example 1) Only 80 parts by weight of Stirling V as conductive particles were mixed with 100 parts by weight of an ethylene acrylic acid copolymer as a crystalline polymer compound, and kneaded with an open roll heated to 80 to 100 ° C. Thereafter, a sheet having a thickness of 300 μm was formed and finally cut into small pieces of 3 mm × 3 mm to prepare a PTC composition.

PTC組成物は80〜100℃に加熱されたデカリンに溶解
し、5重量%の濃度をもつPTC組成物溶液とされた。
The PTC composition was dissolved in decalin heated to 80 to 100 ° C. to give a PTC composition solution having a concentration of 5% by weight.

PTC組成物溶液は、撹拌されている約10倍量のトルエ
ンに対して滴下し、PTC粒子とされた。PTC粒子は、過
されたのち乾燥されることにより、粒径が1〜100μm
とされた。
The PTC composition solution was dropped into about 10 times the amount of toluene being stirred to form PTC particles. PTC particles are dried after being passed, the particle size is 1 to 100 μm
And it was.

PTC粒子粉末は、水とエチルアルコールとの混合溶媒
1に対し100gだけ分散されたのち、多価金属塩として
の水酸化カルシウム3gと不飽和カルボン酸としてのリノ
ール酸15gとを添加し、室温で4時間にわたり撹拌され
た。これによりPTC粒子は、それに含まれたエチレンア
クリル酸共重合体の側鎖に存在するカルボキシル基がカ
ルシウムイオンによってリノール酸の末端に存在するカ
ルボキシル基に対し架橋結合され安定化された。
The PTC particle powder is dispersed by 100 g in a mixed solvent 1 of water and ethyl alcohol, and then 3 g of calcium hydroxide as a polyvalent metal salt and 15 g of linoleic acid as an unsaturated carboxylic acid are added. Stirred for 4 hours. As a result, the PTC particles were stabilized by the cross-linking of the carboxyl group present in the side chain of the ethylene acrylic acid copolymer contained therein to the carboxyl group present at the terminal of linoleic acid by calcium ions.

カルシウムイオンで安定化されたPTC粒子は、水洗さ
れたのちトルエンで洗浄された。
The PTC particles stabilized with calcium ions were washed with water and then with toluene.

カルシウムイオンで安定化されたPTC粒子は、導電性
エラストマ溶液すなわち導電性エラストマ配合物のトル
エン溶液中に分散したのち、メチルアルコールに対して
滴下して沈澱せしめ、別し水洗して乾燥することによ
り、周囲に導電性エラストマ配合物が配置せしめられ、
PTCエラストマ粒子とされた。ここで導電性エラストマ
溶液は、100重量部のNBRすなわちアクリロニトリルブタ
ジエンゴムと、30重量部のケッチェンブラックECと、5
重量部の亜鉛華と、1.5重量部のステアリン酸と、1.5重
量部のテトラメチルチウラムモノスルフィドと、0.5重
量部のテトラチウラムジスルフィドと、2重量部のイオ
ウとを互いに混練機で分散混合せしめて作成した導電性
エラストマ組成物を、45gだけ10重量%となるよう適当
量のトルエンに溶解することにより作成された。
PTC particles stabilized with calcium ions are dispersed in a conductive elastomer solution, that is, a toluene solution of a conductive elastomer compound, and then precipitated by dripping against methyl alcohol, separately washed with water and dried. , Around which a conductive elastomer compound is placed,
PTC elastomer particles. Here, the conductive elastomer solution is composed of 100 parts by weight of NBR, that is, acrylonitrile butadiene rubber, 30 parts by weight of Ketjen Black EC, and 5 parts by weight.
Parts by weight of zinc white, 1.5 parts by weight of stearic acid, 1.5 parts by weight of tetramethylthiuram monosulfide, 0.5 parts by weight of tetrathiuram disulfide, and 2 parts by weight of sulfur are dispersed and mixed in a kneader. The prepared conductive elastomer composition was prepared by dissolving 45 g of the prepared conductive elastomer composition in an appropriate amount of 10 wt% toluene.

PTCエラストマ粒子は、180℃の温度に6分間だけ加熱
し加圧成形されることにより、PTC領域の周囲に導電性
エラストマ領域の配置された厚さ300μmで縦10cm×横1
1cmのPTC組成物シートとされた。このときPTCエラスト
マ粒子では、アクリロニトリルブタジエンゴム中の不飽
和結合とリノール酸中の不飽和結合との間にイオウを介
して架橋結合が形成されていた。
The PTC elastomer particles are heated to a temperature of 180 ° C. for 6 minutes and pressed to form a conductive elastomer region around the PTC region at a thickness of 300 μm and a length of 10 cm × 1 cm.
It was a 1 cm PTC composition sheet. At this time, in the PTC elastomer particles, a cross-link was formed between the unsaturated bond in the acrylonitrile butadiene rubber and the unsaturated bond in the linoleic acid via sulfur.

PTC組成物シートは、破断点引張強さTBが130kg/cm2
大きく充分の強度を有しており、また破断点伸びEBも10
0%と大きく充分の柔軟性を有していた。
The PTC composition sheet has a large tensile strength at break T B of 130 kg / cm 2 and a sufficient strength, and an elongation at break E B of 10
It was as large as 0% and had sufficient flexibility.

更にPTC組成物シートは、そのまま発熱層素体とさ
れ、その両側縁部に幅5mmの銅箔が電極として接着され
ることにより、本発明にかかる面状発熱体とされた。
Further, the PTC composition sheet was directly used as a heat generating layer body, and a copper foil having a width of 5 mm was adhered to both side edges as electrodes to obtain a sheet heat generating body according to the present invention.

以上により作成された本発明にかかる面状発熱体は、
その電極間ひいては発熱層の室温(すなわち20℃)にお
ける電気抵抗値R20および80℃における電気抵抗値R80
をそれぞれ測定し、その間のR80/R20を抵抗変化率とし
て計算したところ、13であり、自己温度調節機能を充分
に有していた。
The sheet heating element according to the present invention created as described above,
The electrical resistance R 20 at room temperature (that is, 20 ° C.) of the heating layer and the electrical resistance R 80 at 80 ° C. were measured, and R 80 / R 20 between them was calculated as a resistance change rate. 13 and had a sufficient temperature control function.

また以上により作成された本発明にかかる面状発熱体
は、電極間すなわち発熱層に対し、5分間の通電期間と
5分間の遮断期間とを交互に反復する試験電圧を印加し
て80℃の温度に加熱された。その試験電圧の印加時間が
100時間となっても、電極間の電気抵抗値の変化は、1
%未満であって、実質的に無視できた。
Further, the sheet heating element according to the present invention prepared as described above applies a test voltage of 80 ° C. between the electrodes, that is, the heating layer, by alternately repeating a 5-minute conduction period and a 5-minute interruption period. Heated to temperature. The test voltage application time
Even after 100 hours, the change in the electrical resistance between the electrodes is 1
% And was substantially negligible.

(実施例2) 導電性エラストマ溶液が、100重量部のエチレンプロ
ピレンゴムと、30重量部のケッチェンブラックECと、5
重量部の亜鉛華、と1.5重量部のステアリン酸と、1.5重
量部のテトラメチルチウラムモノスルフィドと、0.5重
量部のテトラチウラムジスルフィドと、2重量部のイオ
ウとを互いに混練機で分散混合せしめて作成した導電性
エラストマ組成物を、45gだけ10重量%となるようトル
エンに溶解することにより作成されたことを除き、実施
例1が反復された。
(Example 2) A conductive elastomer solution was prepared by mixing 100 parts by weight of ethylene propylene rubber, 30 parts by weight of Ketjen Black EC, and 5 parts by weight.
Parts by weight of zinc white, 1.5 parts by weight of stearic acid, 1.5 parts by weight of tetramethylthiuram monosulfide, 0.5 parts by weight of tetrathiuram disulfide, and 2 parts by weight of sulfur are dispersed and mixed in a kneader. Example 1 was repeated except that the prepared conductive elastomer composition was prepared by dissolving only 45 g to 10% by weight in toluene.

PTC組成物シートは、破断点引張強さTBが160kg/cm2
大きく充分の強度を有しており、また破断点伸びEBも12
0%と大きく充分の柔軟性を有していた。
The PTC composition sheet has a large tensile strength at break T B of 160 kg / cm 2 and has sufficient strength, and an elongation at break E B of 12
It was as large as 0% and had sufficient flexibility.

本発明にかかる面状発熱体の抵抗変化率R80/R20は、1
5であり、自己温度調節機能を充分に有していた。
The resistance change rate R 80 / R 20 of the sheet heating element according to the present invention is 1
5, which was sufficient for the self-temperature control function.

また本発明にかかる面状発熱体は、電極間すなわち発
熱層に対し、5分間の通電期間と5分間の遮断期間とを
交互に反復する試験電圧を印加して80℃の温度に加熱さ
れた。その試験電圧の印加時間が100時間となっても、
電極間の電気抵抗値の変化は、1%未満であって実質的
に無視できた。
The sheet heating element according to the present invention was heated to a temperature of 80 ° C. by applying a test voltage alternately repeating a 5-minute conduction period and a 5-minute interruption period between the electrodes, that is, the heating layer. . Even if the test voltage is applied for 100 hours,
The change in the electrical resistance between the electrodes was less than 1% and was substantially negligible.

(実施例3) 導電性エラストマ溶液が、100重量部のエチレンプロ
ピレンゴムと、30重量部のケッチェンブラックECと、5
重量部の亜鉛華と、1.5重量部のステアリン酸と、1.5重
量部のテトラメチルチウラムモノスルフィドと、0.5重
量部のテトラチウラムジスルフィドと、2重量部のイオ
ウとを互いに混練機で分散混合せしめて作成した導電性
エラストマ組成物を、25gだけ10重量%となるようトル
エンに溶解することにより作成されたことを除き、実施
例1が反復された。
(Example 3) A conductive elastomer solution was prepared by mixing 100 parts by weight of ethylene propylene rubber, 30 parts by weight of Ketjen Black EC, and 5 parts by weight.
Parts by weight of zinc white, 1.5 parts by weight of stearic acid, 1.5 parts by weight of tetramethylthiuram monosulfide, 0.5 parts by weight of tetrathiuram disulfide, and 2 parts by weight of sulfur are dispersed and mixed in a kneader. Example 1 was repeated except that the prepared conductive elastomer composition was prepared by dissolving only 25 g to 10% by weight in toluene.

PTC組成物シートは、破断点引張強さTBが150kg/cm2
大きく充分の強度を有しており、また破断点伸びEBも75
%と大きく充分の柔軟性を有していた。
The PTC composition sheet has a sufficient tensile strength at break tensile strength T B of 150 kg / cm 2 and an elongation at break E B of 75
% And sufficient flexibility.

本発明にかかる面状発熱体の抵抗変化率R80/R20は、2
7であり、自己温度調節機能を充分に有していた。
The resistance change rate R 80 / R 20 of the sheet heating element according to the present invention is 2
7, which had a sufficient self-temperature control function.

また本発明にかかる面状発熱体は、電極間すなわち発
熱層に対し、5分間の通電期間と5分間の遮断期間とを
交互に反復する試験電圧を印加して80℃の温度に加熱さ
れた。その試験電圧の印加時間が100時間となっても、
電極間の電気抵抗値の変化は、1%未満であって、実質
的に無視できた。
The sheet heating element according to the present invention was heated to a temperature of 80 ° C. by applying a test voltage alternately repeating a 5-minute conduction period and a 5-minute interruption period between the electrodes, that is, the heating layer. . Even if the test voltage is applied for 100 hours,
The change in the electric resistance between the electrodes was less than 1% and was substantially negligible.

(実施例4) 導電性エラストマ溶液が、100重量部のエチレンプロ
ピレンゴムと、30重量部のケッチェンブラックECと、5
重量部の亜鉛華と、1.5重量部のステアリン酸と、1.5重
量部のテトラメチルチウラムモノスルフィドと、0.5重
量部のテトラチウラムジスルフィドと、2重量部のイオ
ウとを互いに混練機で分散混合せしめて作成した導電性
エラストマ組成物を、70gだけ10重量%となるようにト
ルエンに溶解することにより作成されたことを除き、実
施例1が反復された。
(Example 4) 100 parts by weight of ethylene propylene rubber, 30 parts by weight of Ketjen Black EC,
Parts by weight of zinc white, 1.5 parts by weight of stearic acid, 1.5 parts by weight of tetramethylthiuram monosulfide, 0.5 parts by weight of tetrathiuram disulfide, and 2 parts by weight of sulfur are dispersed and mixed in a kneader. Example 1 was repeated, except that the prepared conductive elastomer composition was prepared by dissolving only 70 g to 10% by weight in toluene.

PTC組成物シートは、破断点引張強さTBが180kg/cm2
大きく充分の強度を有しており、また破断点伸びEBも18
0%と大きく充分の柔軟性を有していた。
The PTC composition sheet has a large tensile strength at break T B of 180 kg / cm 2 and a sufficient strength, and an elongation at break E B of 18
It was as large as 0% and had sufficient flexibility.

本発明にかかる面状発熱体の抵抗変化率R80/R20は、
6であり、自己温度調節機能を充分に有していた。
The resistance change rate R 80 / R 20 of the sheet heating element according to the present invention,
6, which was sufficient for a self-temperature control function.

また本発明にかかる面状発熱体は、電極間すなわち発
熱層に対し、5分間の通電期間と5分間の遮断期間とを
交互に反復する試験電圧を印加して80℃の温度に加熱さ
れた。その試験電圧の印加時間が100時間となっても、
電極間の電気抵抗値の変化は、1%未満であって、実質
的に無視できた。
The sheet heating element according to the present invention was heated to a temperature of 80 ° C. by applying a test voltage alternately repeating a 5-minute conduction period and a 5-minute interruption period between the electrodes, that is, the heating layer. . Even if the test voltage is applied for 100 hours,
The change in the electric resistance between the electrodes was less than 1% and was substantially negligible.

(比較例1) 結晶性高分子化合物としてのエチレンアクリル酸共重
合体100重量部に対し導電性粒子としてのスターリング
Vを80重量部だけを配合し、80〜100℃の加熱されたオ
ープンロールによって混練し、そののち厚さ300μmの
シートとし、最終的に3mm×3mmの小片に切断することに
より、PTC組成物を調製した。
(Comparative Example 1) Only 80 parts by weight of Stirling V as conductive particles was blended with 100 parts by weight of an ethylene acrylic acid copolymer as a crystalline polymer compound, and heated with an open roll heated to 80 to 100 ° C. The mixture was kneaded, then formed into a sheet having a thickness of 300 μm, and finally cut into small pieces of 3 mm × 3 mm to prepare a PTC composition.

PTC組成物は、80〜100℃に加熱されたデカリンに溶解
し、5重量%の濃度をもつPTC組成物溶液とされた。
The PTC composition was dissolved in decalin heated to 80 to 100 ° C. to give a PTC composition solution having a concentration of 5% by weight.

PTC組成物溶液は、撹拌されている約10倍量のトルエ
ンに対して滴下し、PTC粒子とされた。PTC粒子は、過
されたのち乾燥されることにより、粒径が1〜100μm
とされた。
The PTC composition solution was dropped into about 10 times the amount of toluene being stirred to form PTC particles. PTC particles are dried after being passed, the particle size is 1 to 100 μm
And it was.

PTC粒子は、100gだけ導電性エラストマ溶液すなわち
導電性エラストマ配合物のトルエン溶液に分散したの
ち、メチルアルコールに対して滴下して沈澱せしめ、
別し水洗して乾燥することにより、周囲に導電性エラス
トマ配合物が配置せしめられ、PTCエラストマ粒子とさ
れた。ここで導電性エラストマ溶液は、100重量部のNBR
すなわちアクリロニトリルブタジエンゴムと、30重量部
のケッチェンブラックECと、5重量部の亜鉛華と、1.5
重量部のステアリン酸と、1.5重量部のテトラメチルチ
ウラムモノスルフィドと、0.5重量部のテトラチウラム
ジスルフィドと、2重量部のイオウとを互いに混練機で
分散混合せしめて作成した導電性エラストマ組成物を、
45gだけ10重量%となるよう適当量のトルエンに溶解す
ることにより作成された。
PTC particles are dispersed only in 100 g of a conductive elastomer solution, that is, a toluene solution of a conductive elastomer compound, and then dropped and precipitated in methyl alcohol.
Separately, by washing with water and drying, a conductive elastomer compound was placed around the resultant, and PTC elastomer particles were obtained. Here, the conductive elastomer solution is 100 parts by weight of NBR.
That is, acrylonitrile butadiene rubber, 30 parts by weight of Ketjen Black EC, 5 parts by weight of zinc white, 1.5 parts by weight
Parts by weight of stearic acid, 1.5 parts by weight of tetramethylthiuram monosulfide, 0.5 parts by weight of tetrathiuram disulfide, and 2 parts by weight of a conductive elastomer composition prepared by dispersing and mixing each other with a kneader. ,
It was prepared by dissolving only 45 g in a suitable amount of toluene so as to be 10% by weight.

PTCエラストマ粒子は、180℃の温度に6分間だけ加熱
し加圧成形されることにより、PTC領域の周囲に導電性
エラストマ領域の配置された厚さ300μmで縦10cm×横1
1cmのPTC組成物シートとされた。
The PTC elastomer particles are heated to a temperature of 180 ° C. for 6 minutes and pressed to form a conductive elastomer region around the PTC region at a thickness of 300 μm and a length of 10 cm × 1 cm.
It was a 1 cm PTC composition sheet.

PTC組成物シートは、破断点引張強さTBが130kg/cm2
大きく充分の強度を有しており、また破断点伸びEBも11
0%と大きく充分の柔軟性を有していた。
The PTC composition sheet has a large tensile strength at break T B of 130 kg / cm 2 and has sufficient strength, and an elongation at break E B of 11
It was as large as 0% and had sufficient flexibility.

更にPTC組成物シートは、そのまま発熱層素体とさ
れ、その両側縁部に幅5mmの銅箔が電極として接着され
ることにより、面状発熱体とされた。
Further, the PTC composition sheet was directly used as a heating layer body, and a copper foil having a width of 5 mm was adhered as an electrode to both side edges thereof to form a sheet heating element.

以上により作成された面状発熱体は、その電極間ひい
ては発熱層の室温(すなわち20℃)における電気抵抗値
R20および80℃における電気抵抗値R80とをそれぞれ測定
し、その間の比R80/R20を抵抗変化率として計算したと
ころ、14であり、自己温度調節を充分に有していた。
The sheet heating element prepared as described above has an electric resistance value at room temperature (that is, 20 ° C.) between the electrodes and, consequently, of the heating layer.
R 20 and the electrical resistance value R 80 at 80 ° C. were measured, respectively, and the ratio R 80 / R 20 between them was calculated as the rate of change in resistance. As a result, the ratio was 14, which was sufficient for self-temperature control.

また以上により作成された面状発熱体は、電極間すな
わち発熱層に対し、5分間の通電期間と5分間の遮断期
間とを交互に反復する試験電圧を印加して80℃の温度に
加熱された。その試験電圧の印加時間が100時間となっ
たとき、電極間の電気抵抗値の変化は、−8%であっ
て、実質的に無視できなかった。
The planar heating element prepared as described above is heated to a temperature of 80 ° C. by applying a test voltage that alternately repeats a 5-minute conduction period and a 5-minute interruption period between the electrodes, that is, the heating layer. Was. When the test voltage was applied for 100 hours, the change in the electrical resistance between the electrodes was -8%, which was not substantially negligible.

(比較例2) 結晶性高分子化合物としてのエチレンアクリル酸共重
合体100重量部に対し導電性粒子としてのスターリング
Vを80重量部だけ配合し、80〜100℃に加熱されたオー
プンロールによって混練し、そののち厚さ300μmのシ
ートとし、最終的に3mm×3mmの小片に切断することによ
り、PTC組成物を調製した。
(Comparative Example 2) Only 80 parts by weight of Stirling V as conductive particles were mixed with 100 parts by weight of an ethylene acrylic acid copolymer as a crystalline polymer compound, and kneaded with an open roll heated to 80 to 100 ° C. Thereafter, a sheet having a thickness of 300 μm was formed and finally cut into small pieces of 3 mm × 3 mm to prepare a PTC composition.

PTC組成物は、80〜100℃に加熱されたデカリンに溶解
し、5重量%の濃度をもつPTC組成物溶液とされた。
The PTC composition was dissolved in decalin heated to 80 to 100 ° C. to give a PTC composition solution having a concentration of 5% by weight.

PTC組成物溶液は、撹拌されている約10倍量のトルエ
ンに対して滴下し、PTC粒子とされた。PTC粒子は、過
されたのち乾燥されることにより、粒径が1〜100μm
とされた。
The PTC composition solution was dropped into about 10 times the amount of toluene being stirred to form PTC particles. PTC particles are dried after being passed, the particle size is 1 to 100 μm
And it was.

PTC粒子は、100gだけ導電性エラストマ溶液導電性エ
ラストマ配合物のトルエン溶液に分散したのち、メチル
アルコールに対して滴下して沈澱せしめ、別して水洗
して乾燥することにより、周囲に導電性エラストマ配合
物が配置せしめられ、PTCエラストマ粒子とされた。こ
こで導電性エラストマ溶液は、100重量部のエチレンプ
ロピレンゴムと、30重量部のケッチェンブラックECと、
5重量部の亜鉛華と、1.5重量部のステアリン酸と、1.5
重量部のテトラメチルチウラムモノスルフィドと、0.5
重量部のテトラチウラムジスルフィドと、2重量部のイ
オウとを互いに混練機で分散混合せしめて作成した導電
性エラストマ組成物を、45gだけ10重量%となるよう適
当量のトルエンに溶解することにより作成された。
PTC particles are dispersed in a 100 g conductive elastomer solution in a toluene solution of a conductive elastomer compound, then dropped into methyl alcohol to precipitate, separately washed with water and dried to form a conductive elastomer compound around. Was placed and made into PTC elastomer particles. Here, the conductive elastomer solution is composed of 100 parts by weight of ethylene propylene rubber, 30 parts by weight of Ketjen Black EC,
5 parts by weight of zinc white, 1.5 parts by weight of stearic acid, 1.5 parts by weight
Parts by weight of tetramethylthiuram monosulfide and 0.5 parts by weight
A conductive elastomer composition prepared by dispersing and mixing parts by weight of tetrathiuram disulfide and 2 parts by weight of sulfur with a kneader is prepared by dissolving only 45 g in an appropriate amount of toluene so as to be 10% by weight. Was done.

PTCエラストマ粒子は、180℃の温度に6分間だけ加熱
し加圧成形されることにより、PTC領域の周囲に導電性
エラストマ領域の配置された厚さ300μmで縦10cm×横1
1cmのPTC組成物シートとされた。
The PTC elastomer particles are heated to a temperature of 180 ° C. for 6 minutes and pressed to form a conductive elastomer region around the PTC region at a thickness of 300 μm and a length of 10 cm × 1 cm.
It was a 1 cm PTC composition sheet.

PTC組成物シートは、破断点引張強さTBが150kg/cm2
大きく充分の強度を有しており、また破断点伸びEBも12
5%と大きく充分の柔軟性を有していた。
The PTC composition sheet has a tensile strength at break T B of 150 kg / cm 2, which is large enough and has an elongation at break E B of 12
It had a large enough flexibility of 5%.

更にPTC組成物シートは、そのまま発熱層素体とさ
れ、その両側縁部に幅5mmの銅箔が電極として接着され
ることにより、面状発熱体とされた。
Further, the PTC composition sheet was directly used as a heating layer body, and a copper foil having a width of 5 mm was adhered as an electrode to both side edges thereof to form a sheet heating element.

以上により作成された面状発熱体は、その電極間ひい
ては発熱層の室温(すなわち20℃)における電気抵抗値
R20および80℃における電気抵抗値R80とをそれぞれ測定
し、その間の比R80/R20を抵抗変化率として計算したと
ころ、14であり、自己温度調節機能を充分に有してい
た。
The sheet heating element prepared as described above has an electric resistance value at room temperature (that is, 20 ° C.) between the electrodes and, consequently, of the heating layer.
R 20 and the electric resistance value R 80 at 80 ° C. were measured, respectively, and the ratio R 80 / R 20 between them was calculated as the rate of change in resistance. As a result, it was 14, which was sufficient for the self-temperature control function.

また以上により作成された面状発熱体は、電極間すな
わち発熱層に対し、5分間の通電期間と5分間の遮断期
間とを交互に反復する試験電圧を印加して80℃の温度に
加熱された。その試験電圧の印加時間が100時間となっ
たとき、電極間の電気抵抗値の変化は、−7%であっ
て、実質的に無視できなかった。
The planar heating element prepared as described above is heated to a temperature of 80 ° C. by applying a test voltage that alternately repeats a 5-minute conduction period and a 5-minute interruption period between the electrodes, that is, the heating layer. Was. When the test voltage was applied for 100 hours, the change in the electrical resistance between the electrodes was -7%, which was not substantially negligible.

実施例1〜4と比較例1および2を比較すれば明らか
なように、本発明にかかる面状発熱体では、PTC領域の
高分子化合物中のカルボキシル基と導電性エラストマ領
域の高分子化合物中の不飽和結合とが、多価金属と不飽
和カルボン酸とイオウとを介して順次に架橋結合されて
いたので、柔軟性および自己温度調節機能を維持でき、
併せて電圧の反復印加に伴なうマトリックスの流動性の
増大を抑制する機能を確保できていた。
As is clear from comparison between Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2, in the sheet heating element according to the present invention, the carboxyl group in the polymer compound in the PTC region and the polymer compound in the conductive elastomer region Since the unsaturated bond of was sequentially cross-linked via a polyvalent metal, an unsaturated carboxylic acid and sulfur, the flexibility and the self-temperature control function can be maintained,
At the same time, a function of suppressing an increase in the fluidity of the matrix due to repeated application of a voltage could be secured.

(3)発明の効果 上述より明らかなように本発明にかかる面状発熱体
は、発熱層に対して電極が配設されてなる面状発熱体で
あって、特に前記発熱層が、 (a)側鎖にカルボキシル基を有する第1の高分子化合
物と、前記第1の高分子化合物に対して分散された導電
性粒子とを含むPTC組成物からなり、電気抵抗の温度係
数が正であるPTC領域と、 (b)前記PTC領域の周囲に配置されており、主鎖およ
び側鎖の少なくとも一方に不飽和結合を有する第2の高
分子化合物と、前記第2の高分子化合物に対して分散さ
れた他の導電性粒子とを含む導電性エラストマ組成物か
らなる導電性エラストマ領域と、 (c)前記第1の高分子化合物のカルボキシル基に対し
カルボキシル基が多価金属を介して架橋結合され、かつ
不飽和結合がイオウを介して前記第2の高分子化合物の
不飽和結合に対し架橋結合された不飽和カルボン酸と を含有してなるので、 (i)バイメタルなどの温度調節部材を追加配設するこ
となく、自己温度調節機能ならびに過熱防止機能を達成
できる効果 を有し、また (ii)柔軟性を確保し、ひいては曲率半径の小さな場所
への配設を可能とし、併せて収納のためのスペースを削
減できる効果 を有し、また (iii)反復使用に際して流動性の増大を阻止し電気抵
抗の変化を十分に抑制できる効果 を有する。
(3) Effects of the Invention As is clear from the above, the sheet heating element according to the present invention is a sheet heating element in which electrodes are arranged on the heating layer, and in particular, the heating layer has the following characteristics. A) a PTC composition including a first polymer compound having a carboxyl group in a side chain and conductive particles dispersed in the first polymer compound, wherein the temperature coefficient of electric resistance is positive. A PTC region, (b) a second polymer compound which is arranged around the PTC region and has an unsaturated bond in at least one of a main chain and a side chain, and (C) a carboxyl group cross-linked to a carboxyl group of the first polymer compound through a polyvalent metal, the conductive elastomer region comprising a conductive elastomer composition containing other dispersed conductive particles; And the unsaturated bond is And the unsaturated carboxylic acid cross-linked to the unsaturated bond of the second polymer compound. (I) The self-temperature control function can be performed without additionally providing a temperature control member such as a bimetal. In addition, it has the effect of achieving the function of preventing overheating, and (ii) has the effect of securing flexibility and, consequently, allowing it to be installed in a place with a small radius of curvature, and at the same time reducing the space for storage. And (iii) has the effect of preventing an increase in fluidity during repeated use and sufficiently suppressing a change in electric resistance.

また本発明にかかる面状発熱体の製造方法は、 (a)側鎖にカルボキシル基を有する結晶性高分子化合
物に対し少なくとも導電性粒子を分散せしめることによ
りPTC組成物を作成する第1の工程と、 (b)前記PTC組成物を溶媒に溶解せしめてPTC組成物溶
液を作成する第2の工程と、 (c)前記PTC組成物溶液を貧溶媒に滴下し沈殿せしめ
てPTC粒子を作成する第3の工程と、 (d)前記PTC粒子を多価金属塩および不飽和カルボン
酸とともに溶媒に分散せしめることにより、前記第1の
高分子化合物のカルボキシル基を多価金属によって前記
不飽和カルボン酸中のカルボキシル基に対して架橋結合
せしめる第4の工程と、 (e)主鎖および側鎖の少なくとも一方に不飽和結合を
有する第2の高分子化合物に対して少なくとも他の導電
性粒子を分散せしめた導電性エラストマ配合物を溶媒に
溶解せしめて導電性エラストマ溶液を作成する第5の工
程と、 (f)前記導電性エラストマ溶液に対し前記多価金属に
よって前記カルボキシル基が前記不飽和カルボン酸中の
カルボキシル基に対して架橋結合されたPTC粒子を分散
したのち乾燥することにより、前記不飽和カルボン酸中
の不飽和結合を前記第2の高分子化合物中の不飽和結合
に対しイオウを介して架橋結合されたPTCエラストマ粒
子を作成する第6の工程と、 (g)前記PTCエラストマ粒子を加圧成形することによ
り、電気抵抗の温度係数が正であるPTC領域の周囲に導
電性エラストマ領域の配置された発熱層を形成する第7
の工程と、 (h)前記発熱層に対して電極を配設する第8の工程と を備えてなるので、上記(i)〜(iii)の効果に加え (iv)発熱層の安定化作業を容易化できる効果 を有する。
Further, the method for producing a sheet heating element according to the present invention comprises: (a) a first step of preparing a PTC composition by dispersing at least conductive particles in a crystalline polymer compound having a carboxyl group in a side chain. (B) a second step of dissolving the PTC composition in a solvent to form a PTC composition solution; and (c) dropping the PTC composition solution in a poor solvent to precipitate the PTC particles. A third step, (d) dispersing the PTC particles in a solvent together with a polyvalent metal salt and an unsaturated carboxylic acid, so that the carboxyl group of the first polymer compound is converted into the unsaturated carboxylic acid by a polyvalent metal. And (e) dispersing at least other conductive particles in the second polymer compound having an unsaturated bond in at least one of the main chain and the side chain. A fifth step of preparing a conductive elastomer solution by dissolving the conductive elastomer composition in a solvent; and (f) changing the carboxyl group of the conductive elastomer solution to the unsaturated carboxylic acid by the polyvalent metal. The PTC particles cross-linked to the carboxyl groups in the dispersion are dispersed and then dried, whereby the unsaturated bonds in the unsaturated carboxylic acid are converted to the unsaturated bonds in the second polymer compound via sulfur. And (g) pressing the PTC elastomer particles under pressure to form a conductive elastomer region around the PTC region having a positive temperature coefficient of electrical resistance. 7th forming the heat generating layer in which is disposed
And (h) an eighth step of disposing electrodes on the heat generating layer. In addition to the effects (i) to (iii), (iv) work for stabilizing the heat generating layer This has the effect of making it easier.

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

第1図は本発明にかかる面状発熱体の一実施例を示すI
−I線にそった拡大断面図、第2図は第1図実施例の微
細構造を示す拡大断面図、第3図は第1図実施例の平面
図である。10 ……面状発熱体 11……発熱層 11A……PTC領域 11B……導電性エラストマ領域 12,13……電極 14……絶縁層
FIG. 1 shows an embodiment of a sheet heating element according to the present invention.
FIG. 2 is an enlarged sectional view showing the fine structure of the embodiment of FIG. 1, and FIG. 3 is a plan view of the embodiment of FIG. 10 Planar heating element 11 Heat generating layer 11A PTC area 11B Conductive elastomer area 12, 13 Electrode 14 Insulating layer

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】発熱層に対して電極が配設されてなる面状
発熱体において、前記発熱層が、 (a)側鎖にカルボキシル基を有する第1の高分子化合
物と、前記第1の高分子化合物に対して分散された導電
性粒子とを含むPTC組成物からなり、電気抵抗の温度係
数が正であるPTC領域と、 (b)前記PTC領域の周囲に配置されており、主鎖およ
び側鎖の少なくとも一方に不飽和結合を有する第2の高
分子化合物と、前記第2の高分子化合物に対して分散さ
れた他の導電性粒子とを含む導電性エラストマ組成物か
らなる導電性エラストマ領域と、 (c)前記第1の高分子化合物のカルボキシル基に対し
カルボキシル基が多価金属を介して架橋結合され、かつ
不飽和結合がイオウを介して前記第2の高分子化合物の
不飽和結合に対し架橋結合された不飽和カルボン酸と を含有してなることを特徴とする面状発熱体。
1. A planar heating element in which electrodes are disposed on a heating layer, wherein the heating layer comprises: (a) a first polymer compound having a carboxyl group in a side chain; A PTC region comprising a PTC composition containing conductive particles dispersed with respect to a polymer compound, and having a positive temperature coefficient of electric resistance; and (b) being disposed around the PTC region, comprising a main chain. And a second polymer compound having an unsaturated bond in at least one of the side chains, and another conductive particle dispersed in the second polymer compound. And (c) a carboxyl group is cross-linked to the carboxyl group of the first polymer compound through a polyvalent metal, and an unsaturated bond is bonded to the carboxyl group of the second polymer compound through sulfur. Unsaturated cross-linked to saturated bonds A planar heating element, characterized by containing a carboxylic acid.
【請求項2】(a)側鎖にカルボキシル基を有する第1
の高分子化合物に対し少なくとも導電性粒子を分散せし
めることによりPTC組成物を作成する第1の工程と、 (b)前記PTC組成物を溶媒に溶解せしめてPTC組成物溶
液を作成する第2の工程と、 (c)前記PTC組成物溶液を貧溶媒に滴下し沈殿せしめ
てPTC粒子を作成する第3の工程と、 (d)前記PTC粒子を多価金属塩および不飽和カルボン
酸とともに溶媒に分散せしめることにより、前記第1の
高分子化合物のカルボキシル基を多価金属によって前記
不飽和カルボン酸中のカルボキシル基に対して架橋結合
せしめる第4の工程と、 (e)主鎖および側鎖の少なくとも一方に不飽和結合を
有する第2の高分子化合物に対して少なくとも他の導電
性粒子を分散せしめた導電性エラストマ配合物を溶媒に
溶解せしめて導電性エラストマ溶液を作成する第5の工
程と、 (f)前記導電性エラストマ溶液に対し前記多価金属に
よって前記カルボキシル基が前記不飽和カルボン酸中の
カルボキシル基に対して架橋結合されたPTC粒子を分散
したのち乾燥することにより、前記不飽和カルボン酸中
の不飽和結合を前記第2の高分子化合物中の不飽和結合
に対しイオウを介して架橋結合されたPTCエラストマ粒
子を作成する第6の工程と、 (g)前記PTCエラストマ粒子を加圧成形することによ
り、電気抵抗の温度係数が正であるPTC領域の周囲に導
電性エラストマ領域の配置された発熱層を形成する第7
の工程と、 (h)前記発熱層に対して電極を配設する第8の工程と を備えてなることを特徴とする面状発熱体の製造方法。
(A) a first compound having a carboxyl group in a side chain;
A first step of preparing a PTC composition by dispersing at least conductive particles in the polymer compound of (b), and (b) a second step of preparing a PTC composition solution by dissolving the PTC composition in a solvent. (C) a third step of dropping the PTC composition solution into a poor solvent and causing the PTC particles to precipitate to form PTC particles; and (d) converting the PTC particles into a solvent together with a polyvalent metal salt and an unsaturated carboxylic acid. A fourth step of crosslinking the carboxyl group of the first polymer compound to the carboxyl group in the unsaturated carboxylic acid with a polyvalent metal by dispersing; and (e) forming a main chain and a side chain. Dissolving in a solvent a conductive elastomer composition in which at least one other conductive particle is dispersed in a second polymer compound having an unsaturated bond on at least one side to form a conductive elastomer solution; And (f) dispersing the PTC particles in which the carboxyl group is cross-linked to the carboxyl group in the unsaturated carboxylic acid by the polyvalent metal in the conductive elastomer solution, followed by drying. A sixth step of producing PTC elastomer particles in which the unsaturated bond in the unsaturated carboxylic acid is cross-linked via sulfur to the unsaturated bond in the second polymer compound; (g) Forming a heating layer in which a conductive elastomer region is arranged around a PTC region having a positive temperature coefficient of electrical resistance by pressure molding PTC elastomer particles.
And (h) an eighth step of arranging an electrode on the heat-generating layer.
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