JP4502182B2 - PTC sheet heating element - Google Patents

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発明の詳細な説明Detailed Description of the Invention

本発明は、PTC面状発熱体に関し、特に床暖房用に好適なPTC面状発熱体に関するものである。  The present invention relates to a PTC sheet heating element, and more particularly to a PTC sheet heating element suitable for floor heating.

従来、電気式発熱体として、約100℃以下の低温領域において自己温度制御性(PTC特性:電気抵抗の正温度係数の略であり、温度上昇につれて電気抵抗が大きくなる性質)を有しない抵抗発熱体、たとえばニクロム線を使用した発熱体は広く利用されている。しかし、この発熱体の宿命的欠陥は、温度が、実用上または安全上好ましくない程度の高い領域までに上昇する危険があり、複雑な過熱防止機構が必要であった。また、線状の発熱体であるので、面状発熱体として用いるには、ニクロム線の工夫された配置と高性能な均熱材が必要となる。
また、PTC特性を有する導電性塗料をたとえば繊維布帛上に形成し、これを面状発熱体として使用することが知られている。導電性塗料にPTC特性を付与する付与剤としてパラフィンが知られている。一般的にパラフィンはその融点が低く、60℃以下であるのが通常である。かかるパラフィンを用いた導電性塗料は、これから得られる面状発熱体が比較的低い温度で軟化してしまうという欠陥を有している。
Conventionally, as an electric heating element, resistance heating without self-temperature controllability (PTC characteristic: an abbreviation of a positive temperature coefficient of electric resistance, which increases electric resistance as the temperature rises) in a low temperature range of about 100 ° C. or lower. Body, for example, heating elements using nichrome wire are widely used. However, this fatal defect of the heating element has a risk that the temperature rises to a high level that is not preferable for practical use or safety, and a complicated overheat prevention mechanism is required. Moreover, since it is a linear heating element, in order to use it as a planar heating element, a special arrangement of nichrome wires and a high-performance soaking material are required.
It is also known that a conductive paint having PTC characteristics is formed on, for example, a fiber cloth and used as a planar heating element. Paraffin is known as an imparting agent for imparting PTC characteristics to a conductive paint. In general, paraffin has a low melting point and is usually 60 ° C. or lower. Such a conductive paint using paraffin has a defect that a planar heating element obtained therefrom is softened at a relatively low temperature.

面状発熱体に用いられるパラフィン使いのPTC導電性塗料は、導電性物質としてのカーボンブラック或いはグラファイト、PTC付与剤としてのパラフィン、構造材としての熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂等の樹脂成分、及び溶剤から構成されているものが一般的である。かかるPTC導電性塗料から面状発熱体を取得する典型的な製法は、該塗料を繊維布帛あるいはフィルム等に塗布し、ついで、熱硬化性樹脂使いの場合は架橋のための焼成、乾燥、及びエイジング等の処理を順次施すという工程からなる。このようにして得られる従来の面状発熱体は、柔軟性に欠けて耐屈曲性に劣り、屈曲を繰り返すことにより亀裂が生じ抵抗を無視し得ないほど変化させてしまうとか、上述した様にパラフィンの融点が低いことに起因して耐熱安定性に欠けるばかりでなく、低すぎる温度でPTC特性が発揮されるために暖房機能が劣るとか、極めて高いPTC倍率を付与することが困難であるとか、および長期間使用後の経時変化を免れ得ないものがあるとか等の欠陥を有し面状発熱体の典型的用途である床暖房システムに適するものが極めて少ない。また、高いPTC倍率の面状発熱体においては、時としてホットラインとかホットスポットと称される局部過熱が生じるという問題がる。  PTC conductive paint using paraffin used for the planar heating element includes carbon black or graphite as a conductive substance, paraffin as a PTC imparting agent, a resin component such as a thermoplastic resin or a thermosetting resin as a structural material, And those composed of a solvent are generally used. A typical method for obtaining a planar heating element from such a PTC conductive paint is to apply the paint to a fiber fabric or film, etc., and then, in the case of using a thermosetting resin, firing, drying for crosslinking, and It consists of a process of sequentially performing processes such as aging. The conventional planar heating element obtained in this way lacks flexibility and is inferior in bending resistance, and cracking occurs due to repeated bending, and the resistance is changed so that it cannot be ignored. Not only does it have poor heat stability due to the low melting point of paraffin, but it also has a poor heating function due to its PTC characteristics being exhibited at a temperature that is too low, or it is difficult to impart extremely high PTC magnification There are very few that are suitable for a floor heating system, which is a typical application of a planar heating element, and has defects such as inevitable changes over time after long-term use. Further, in a sheet heating element having a high PTC magnification, there is a problem that local overheating sometimes called a hot line or a hot spot occurs.

発明が解決しようとする課題Problems to be solved by the invention

従って、本発明の目的は、極めて高いPTC倍率を有し、しかも局部過熱を生じない高発熱機能を有し、かつ優れた柔軟性及び良好な形態安定性を有する新規なPTC面状発熱体を提供することにある。  Therefore, an object of the present invention is to provide a novel PTC planar heating element having an extremely high PTC magnification, a high heat generation function that does not cause local overheating, and excellent flexibility and good shape stability. It is to provide.

課題を解決するための手段Means for solving the problem

本発明者らが、鋭意検討した結果、本発明の上記目的は下記の構成を有する本発明によって工業的に有利に達成された。  As a result of intensive studies by the inventors, the above object of the present invention has been industrially advantageously achieved by the present invention having the following constitution.

〔1〕全固形分の14重量〜22重量%のカーボンブラック或いはグラファイト、融点が86℃〜110℃の範囲のパラフィン、熱可塑性エラストマ、結晶性熱可塑性樹脂、及び熱硬化性樹脂からなるPTC導電性組成物が繊維布帛に含浸乃至塗布されて成る面状発熱シートに順次片面もしくは両面に均熱シートが、両面に絶縁フィルムが被覆されてなり、かつ下記の条件を満足するPTC面状発熱体;
25/D90が15以上であること。
ただし、D25、D90は、それぞれ25℃、90°における電力密度(W/m)を意味する。
[1] PTC conductivity comprising carbon black or graphite having a total solid content of 14 to 22% by weight, paraffin having a melting point in the range of 86 ° C to 110 ° C, a thermoplastic elastomer, a crystalline thermoplastic resin, and a thermosetting resin. PTC sheet heating element in which a sheet heating sheet formed by impregnating or applying a fiber composition to a fiber fabric is sequentially coated with a soaking sheet on one or both sides and an insulating film on both sides, and satisfies the following conditions: ;
D 25 / D 90 is 15 or more.
However, D 25 and D 90 mean the power density (W / m 2 ) at 25 ° C. and 90 °, respectively.

本発明の最大の特徴は、特定のPTC導電性組成物の採用及び均熱シートの被覆等により、極めて高いPTC倍率を有し、ホットラインとかホットスポットと称される局部過熱が生じない、優れた発熱機能を有し、かつ優れた柔軟性及び良好な形態安定性を有する新規な面状発熱体を提供した点にある。  The greatest feature of the present invention is that it has an extremely high PTC magnification due to the adoption of a specific PTC conductive composition and coating of a soaking sheet, etc., and does not cause local overheating called a hot line or hot spot The present invention provides a novel planar heating element having an excellent heat generation function and having excellent flexibility and good shape stability.

本発明において、PTC導電性組成物は、グラファイト或いはカーボンブラック、パラフィンと熱可塑性エラストマとを含む樹脂成分からなる。かかるPTC導電性組成物を繊維布帛に含侵乃至塗布する典型的な方法としては、このPTC導電性組成物と適当量の溶剤との均一混合物からなるPTC導電性塗料を作り、この塗料を繊維布帛に塗布する方法がとられる。グラファイト或いはカーボンブラックが導電性付与材であり、パラフィンがPTC付与材であり、そして熱可塑性エラストマは樹脂成分であって、いわゆる構造材としての機能を果たし、これらが固形成分である。PTC導電性塗料において、かかる固形成分と溶剤との比を固溶比という。  In the present invention, the PTC conductive composition is composed of a resin component containing graphite or carbon black, paraffin and a thermoplastic elastomer. As a typical method for impregnating or applying such a PTC conductive composition to a fiber fabric, a PTC conductive paint comprising a uniform mixture of this PTC conductive composition and an appropriate amount of solvent is prepared, and this paint is applied to the fiber. The method of apply | coating to a fabric is taken. Graphite or carbon black is a conductivity imparting material, paraffin is a PTC imparting material, and a thermoplastic elastomer is a resin component that functions as a so-called structural material, and these are solid components. In the PTC conductive paint, the ratio of the solid component to the solvent is referred to as a solid solution ratio.

本発明において、カーボンブラック或いはグラファイトが全固形分に対して14重量%〜22重量%の範囲内であることが好ましい。この値が14重量%未満であると、初期電気抵抗が高くなりすぎ、また22重量%を超えると、所望とする極めて高いPTC倍率を得ることが困難となる。カーボンブラック或いはグラファイトは、如何なる種類のものも使用可能である。この導電性物質は、通常、微細粉末状で用いられる。  In the present invention, carbon black or graphite is preferably in the range of 14 to 22% by weight based on the total solid content. When this value is less than 14% by weight, the initial electric resistance becomes too high, and when it exceeds 22% by weight, it becomes difficult to obtain a desired extremely high PTC magnification. Any kind of carbon black or graphite can be used. This conductive material is usually used in the form of a fine powder.

本発明において、パラフィンは、その融点が86℃〜110℃の範囲内であることが好ましい。融点が86℃未満では、耐熱性が劣る傾向にあり、110℃を超えるとPTC特性が充分発揮される温度が高くなりすぎ、別途温度をコントロールするための工夫が必要となり、床暖房用の面状発熱体として好ましくない。パラフィンの融点の更に好ましい範囲は90℃〜105℃の範囲である。パラフィンには製造由来から石炭系と石油系があるが、本発明においてはいずれも採用可能である。
パラフィンのカーボンブラック或いはグラファイトに対する重量比が1.5〜3.5の範囲内であることが好ましく、1.5未満であると、所望のPTC特性を付与することが困難となり、また3.5を超えるとカーボンブラックの濃度を極端に低下させる結果になり、初期電気抵抗が高くなりすぎてしまう。
本発明において、パラフィンが熱可塑性エラストマを含む樹脂成分及びパラフィンの合計量に対して、40重量%〜80重量の範囲内であることが好ましい。この値が40重量%未満であると所望のPTC特性を付与することが困難となり、また80重量%を超えると、構造材としての樹脂成分が少なくなりすぎ、得られる面状発熱体の機械的物性が損なわれる傾向がある。
より好ましい範囲は50重量%〜70重量%である。本発明に使用されるパラフィンはイソパラフィン含有量の少ないものが顕著なPTC特性を得るために好ましい。またパラフィンは微粉末状であることが好ましい。
In the present invention, the paraffin preferably has a melting point in the range of 86 ° C to 110 ° C. If the melting point is less than 86 ° C, the heat resistance tends to be inferior, and if it exceeds 110 ° C, the temperature at which the PTC characteristics are sufficiently exerted becomes too high, and a device for controlling the temperature is required separately. This is not preferable as a heating element. A more preferable range of the melting point of paraffin is in the range of 90 ° C to 105 ° C. There are coal-based and petroleum-based paraffins from the origin, but any of them can be used in the present invention.
The weight ratio of paraffin to carbon black or graphite is preferably in the range of 1.5 to 3.5, and if it is less than 1.5, it becomes difficult to impart desired PTC characteristics, and 3.5 Exceeding this results in a drastic decrease in the concentration of carbon black, and the initial electrical resistance becomes too high.
In the present invention, it is preferable that the paraffin is in the range of 40% by weight to 80% by weight with respect to the total amount of the resin component containing the thermoplastic elastomer and the paraffin. When this value is less than 40% by weight, it becomes difficult to impart desired PTC characteristics, and when it exceeds 80% by weight, the resin component as a structural material becomes too small, and the resulting planar heating element has a mechanical property. The physical properties tend to be impaired.
A more preferred range is 50% by weight to 70% by weight. The paraffin used in the present invention is preferably one having a low isoparaffin content in order to obtain remarkable PTC characteristics. Paraffin is preferably in the form of fine powder.

本発明において使用できる熱可塑性エラストマとしては特に制限がなく、例えば、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体、スチレン−エチレン・ブチレン−スチレン共重合体、水素添加型スチレン・ブタヂエンランダム共重合体、動的加硫型ポリオレフィン系熱可塑性エラストマ、ポリエステル系熱可塑性エラストマ、ポリアミド系熱可塑性エラストマ、エチレン−酢酸ビニル系熱可塑性エラストマ、ポリ塩化ビニル系熱可塑性エラストマ、フッソゴム系熱可塑性エラストマ、トランス−ポリイソプレン系熱可塑性エラストマ、および塩素化ポリエチレン系熱可塑性エラストマ等が挙げられる。  The thermoplastic elastomer that can be used in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include styrene-butadiene-styrene block copolymers, styrene-isoprene-styrene block copolymers, styrene-ethylene / butylene-styrene copolymers, and hydrogenation. Type styrene / butadiene random copolymer, dynamic vulcanization type polyolefin thermoplastic elastomer, polyester thermoplastic elastomer, polyamide thermoplastic elastomer, ethylene-vinyl acetate thermoplastic elastomer, polyvinyl chloride thermoplastic elastomer , Fluoro rubber thermoplastic elastomer, trans-polyisoprene thermoplastic elastomer, chlorinated polyethylene thermoplastic elastomer, and the like.

本発明において、樹脂成分として更に結晶性熱可塑性樹脂を併用することができる。かかる併用は、面状発熱体に適度な柔軟性を付与するのに好ましい。この場合、結晶性熱可塑性樹脂の使用量は熱可塑性エラストマに対して35重量%以下であることが好ましい。35重量%を超えると、面状発熱体が剛直になりすぎ好ましくないのである。  In the present invention, a crystalline thermoplastic resin can be used in combination as the resin component. Such a combination is preferable for imparting appropriate flexibility to the planar heating element. In this case, the amount of the crystalline thermoplastic resin used is preferably 35% by weight or less with respect to the thermoplastic elastomer. If it exceeds 35% by weight, the planar heating element becomes too rigid, which is not preferable.

本発明において使用できる結晶性熱可塑性樹脂としては特に制限がなく、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリイミド、変性ポリフェニレンエーテル、ポリスルホン、ポリアリレート、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンスルファイド、およびポリパラキシレン等が挙げられる。  The crystalline thermoplastic resin that can be used in the present invention is not particularly limited. For example, polyethylene, polypropylene, polyamide, polycarbonate, polyester, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polystyrene, polyurethane, polyimide, modified polyphenylene ether, polysulfone, polysulfone Examples include arylate, polyethersulfone, polyetheretherketone, polyetherimide, polyphenylene sulfide, and polyparaxylene.

本発明において、熱可塑性エラストマと結晶性熱可塑性樹脂とは、同じモノマ単位を有するものの組み合わせで使用することが、両者の良好な相溶性の観点から好ましく、即ち、熱可塑性エラストマとしてスチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体、スチレン−エチレン・プチレン−スチレン共重合体、水素添加型スチレン・ブタヂエンランダム共重合体等のスチレン系熱可塑性エラストマを使用する場合は、結晶性熱可塑性樹脂としてポリスチレンを使用するのが好ましい。  In the present invention, the thermoplastic elastomer and the crystalline thermoplastic resin are preferably used in combination of those having the same monomer unit from the viewpoint of good compatibility between them, that is, as the thermoplastic elastomer, styrene-butadiene- When using styrenic thermoplastic elastomers such as styrene block copolymers, styrene-isoprene-styrene block copolymers, styrene-ethylene / butylene-styrene copolymers, hydrogenated styrene / butadiene random copolymers, etc. Preferably, polystyrene is used as the crystalline thermoplastic resin.

本発明において、樹脂成分として更に熱硬化性樹脂を使用することができる。かかる熱硬化性樹脂としては、塗料用として通常用いられるフェノール系樹脂、エポキシ系樹脂、アルキド樹脂、ポリウレタン系樹脂、およびアルキド・メラミン系樹脂等が挙げられる。なかでも、アルキド樹脂およびアルキド・メラミン系樹脂が好ましく用いられる。  In the present invention, a thermosetting resin can be further used as the resin component. Examples of such thermosetting resins include phenolic resins, epoxy resins, alkyd resins, polyurethane resins, and alkyd / melamine resins that are commonly used for coatings. Of these, alkyd resins and alkyd / melamine resins are preferably used.

本発明において、面状発熱シートの片面もしくは両面に均熱シートを被覆することが必要がある。均熱シートとしては樹脂フィルム/アルミニュウム積層体が好ましく用いられる。この樹脂フィルムとしてはポリエステルフィルムおよびポリオレフィンフィルム等が用いられるが、ポリエステルフィルムが好ましく用いられる。通常、この均熱シートの樹脂フィルム面を粘着剤もしくは接着剤により発熱シートに被覆する。均熱シートを被覆した後、さらに両面を絶縁フィルムで被覆することが必要である。この絶縁フィルムとしては、ポリエステルフィルム、ポリアミドフィルム及びポリプロピレンフィルム等が挙げられる。なかでもポリエステルフィルムであるポリエチレンテレフタレートフィルムが好ましく用いられる。  In the present invention, it is necessary to coat a soaking sheet on one side or both sides of the sheet heating sheet. As the soaking sheet, a resin film / aluminum laminate is preferably used. As this resin film, a polyester film and a polyolefin film are used, and a polyester film is preferably used. Usually, the heat generating sheet is coated with the pressure-sensitive adhesive or adhesive on the resin film surface of the soaking sheet. After coating the soaking sheet, it is necessary to coat both sides with an insulating film. Examples of the insulating film include a polyester film, a polyamide film, and a polypropylene film. Of these, a polyethylene terephthalate film which is a polyester film is preferably used.

本発明にかかる面状発熱体はその厚さが0.6mm〜1.2mmの範囲である好ましい。0.6mm未満では、所望とする電力密度を得るのが困難となり、又1.2mmを超えると面状発熱体としての応用範囲が狭まる。本発明の面状発熱体は極めて薄いにも拘わらず、高性能であることが特徴のひとつである。
本発明において、D25、D90は、それぞれ25℃、90℃における電力密度を意味する。
本発明においては、電力密度に関して、D25/D90が15以上であることは好ましい。
The planar heating element according to the present invention preferably has a thickness in the range of 0.6 mm to 1.2 mm. If it is less than 0.6 mm, it is difficult to obtain a desired power density, and if it exceeds 1.2 mm, the application range as a planar heating element is narrowed. One of the features of the planar heating element of the present invention is that it has high performance despite being extremely thin.
In the present invention, D 25 and D 90 mean power densities at 25 ° C. and 90 ° C., respectively.
In the present invention, in terms of power density, it is preferred D 25 / D 90 is 15 or more.

本発明において、PTC導電性組成物を繊維布帛に含侵乃至塗布するには、典型例はPTC導電性塗料を使用する方法である。PTC導電性塗料の製法は特に制限を受けないが、典型的な製法は次の通りである。すなわち、次の順序の工程により製造される。(1)加熱された攪拌容器に芳香族の溶剤を入れ、40〜60℃の温度まで加熱する、(2)結晶性熱可塑性樹脂及び熱可塑性エラストマからなる樹脂成分を加える、(3)パラフィンを添加し、すべての固形分が溶解乃至十分分散するまで、攪拌を続ける、(4)カーボンブラックまたはグラファイトの導電性微細粉体を加え、滑らかなペーストが形成されるまで攪拌する、そして、(5)そのペーストを、この導電性微細粉体の実質的に均一な分散体となるまで混練する。  In the present invention, in order to impregnate or apply the PTC conductive composition to the fiber fabric, a typical example is a method using a PTC conductive coating. The production method of the PTC conductive paint is not particularly limited, but a typical production method is as follows. That is, it is manufactured by the following sequence of steps. (1) An aromatic solvent is put into a heated stirring vessel and heated to a temperature of 40 to 60 ° C. (2) A resin component consisting of a crystalline thermoplastic resin and a thermoplastic elastomer is added, (3) paraffin is added Add and continue stirring until all solids are dissolved or fully dispersed (4) Add conductive black powder of carbon black or graphite, stir until a smooth paste is formed, and (5 ) The paste is kneaded until a substantially uniform dispersion of the conductive fine powder is obtained.

このPTC導電性塗料から面状発熱体を得る方法としては繊維シートに該塗料を塗布・焼成する方法が典型的である。繊維シートに塗布・焼成する方法について詳述すると、繊維シートとしての繊維布帛には、予め電極線を内包するものを用いるのが好ましく、またかかる繊維布帛としては、綿、ポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、アクリル系繊維、ビニロン系繊維等、又はこれらのうち少なくとも1種を含む紡績糸、又は混繊糸等よりなる繊維糸条を経糸及び/又は緯糸に配し、その経糸及び又は緯糸の一部に銅線又はこれに代わる良導電性線条物を所定間隔で配置した繊維織物が挙げられる。焼成のための加熱方法としては、たとえば、遠赤外線照射、マイクロウエーブ照射、誘電加熱等が利用出来るが、これらに限定されるものではなく、適切な温度管理が可能なものであればよく、また、導電性塗料の溶媒の発散速度に塗膜の表面と内部とで差ができない方法が好ましい。  A typical method for obtaining a planar heating element from this PTC conductive coating is a method of applying and baking the coating to a fiber sheet. The method for applying and firing to the fiber sheet will be described in detail. As the fiber cloth as the fiber sheet, it is preferable to use a fiber cloth containing electrode wires in advance, and as the fiber cloth, cotton, polyester fiber, polyamide-based fiber cloth is preferable. A fiber yarn composed of fiber, acrylic fiber, vinylon fiber, or the like, or a spun yarn containing at least one of them, or a mixed yarn is arranged on the warp and / or the weft, and one of the warp and / or the weft Examples thereof include a textile fabric in which copper wires or good conductive filaments in place of them are arranged at predetermined intervals. As a heating method for firing, for example, far-infrared irradiation, microwave irradiation, dielectric heating and the like can be used. However, the heating method is not limited to these, as long as appropriate temperature management is possible, A method in which the difference in the divergence rate of the solvent of the conductive paint between the surface and the inside of the coating film is not preferable is preferable.

本発明にかかる面状発熱体の典型的構造を示すのが図1である。図1において、それぞれ、1は発熱シート、2は電極、3は電源線、4及び5は均熱シート、6及び7は絶縁フィルムである。250mm幅の発熱シートの両端部と中央部とに電極が設けられている。2本の電源線が電極に接続される。発熱シートの両面(裏面は図示されず)を均熱シートで被覆し、更に絶縁フィルムで被覆する。発熱シートの長さは、典型的仕様では600mm、1750mm、2650mmである。例えば、6帖用は1750mmの長さのものを10枚、8帖用は2650mmのものを10枚、12帖用は2650mmのものを15枚、キッチン・トイレ用は600mmのものを3枚、それぞれ連結される。  FIG. 1 shows a typical structure of the planar heating element according to the present invention. In FIG. 1, 1 is a heat generating sheet, 2 is an electrode, 3 is a power line, 4 and 5 are soaking sheets, and 6 and 7 are insulating films. Electrodes are provided at both ends and the center of the 250 mm wide heat generating sheet. Two power lines are connected to the electrodes. Both sides (the back side is not shown) of the heat generating sheet are covered with a soaking sheet and further covered with an insulating film. The length of the heat generating sheet is 600 mm, 1750 mm, and 2650 mm in typical specifications. For example, 10 pieces of 1750 mm length for 6 liters, 10 pieces of 2650 mm for 8 pieces, 15 pieces of 2650 mm pieces for 12 pieces, 3 pieces of 600 mm pieces for kitchen / toilet, Each is connected.

本発明にかかるPTC面状発熱体は、種々な用途、例えば暖房用床パネル、ビニールハウス用暖房機器、除霜・水凍結防止ヒーター、調理器、融雪機器、便座装置、屋外用座席、および植物乾燥器等に好適に用いられる。  The PTC planar heating element according to the present invention is used in various applications such as heating floor panels, greenhouse heating equipment, defrosting / water freeze prevention heaters, cookers, snow melting equipment, toilet seat devices, outdoor seats, and plants. It is suitably used for a dryer or the like.

以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。  EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further more concretely, this invention is not limited to this Example.

〔実施例1〕
アセチレンブラック(電気化学社製:デンカブラック)3kg、をエチレン/プロピレン/スチレンコポリマー(シェル社製:KratonG1701)4kg、ポリスチレン1kg、融点90℃のパラフィン7kg、及びMEK/キシレン=20/80の混合溶媒15kgよりなる溶液に添加し、充分撹拌した後、3本ロールにより混練して均一なペーストとした後、これを1.5倍量のキシレンで希釈・撹拌して発熱材を含むコーティング液を調整した。
[Example 1]
3 kg of acetylene black (manufactured by Denki Black), 4 kg of ethylene / propylene / styrene copolymer (manufactured by Shell: Kraton G1701), 1 kg of polystyrene, 7 kg of paraffin having a melting point of 90 ° C., and MEK / xylene = 20/80 mixed solvent Add to 15 kg of solution, stir well, knead with 3 rolls to make uniform paste, then dilute and stir with 1.5 times the amount of xylene to adjust the coating solution containing heating material did.

一方、約1mmの間隔で整経したポリエステル/綿混紡糸(20/2メートル番手)の中に良導電性線条物として275dtex/fのポリエステルフィラメント糸の表面に幅約0.3mmの銅箔を巻いたカバーリング糸5本を引き揃えて中央部と両端部に3本の電極を配置し、緯糸にポリエステル/綿混紡糸(20/2メートル番手)を用いて約1mm間隔で打ち込んで幅約250mmの目の粗い織物を形成し、得られた織物を上記コーティング液に浸漬して、軽くロールで絞った後、加熱乾燥した。かくして、PTC導電性の長さ600mm面状シートを得た。この発熱シートの両面を25ミクロンのポリエチレンテレフタレートフィルムに40ミクロンのアルミニュウム箔を積層させたシートによりポリエチレンテレフタレートフィルムが発熱シート面に接する様に被覆し、ついでポリエチレンフィルム(50ミクロン)の絶縁フィルムで両面を被覆した。ロールでの絞りの調整および予備実験等により生成する面状発熱体の25℃における電力密度が約400W/mになるように面状発熱体を作成した。
取得した面状発熱体の特性は下記の通りであった。
▲1▼厚さ:0.7mm
▲2▼25℃における電力密度:410W/m
▲3▼90℃における電力密度:18W/m
したがって、D25/D90は22.8であった。
この面状発熱体は、極めて薄く、柔軟性に富み、発熱性能が抜群であり、しかもPTC倍率が極めて高く優れた安全性を具備しているものであった。また、この面状発熱体は、ホットラインとかホットスポットと称される局部過熱は全く認められなかった。
On the other hand, a copper foil having a width of about 0.3 mm on the surface of a 275 dtex / f polyester filament yarn as a highly conductive filament in a polyester / cotton blend yarn (20/2 meter count) warped at an interval of about 1 mm. Align the five covering yarns wrapped with lacquer, place three electrodes at the center and both ends, and use polyester / cotton blended yarn (20/2 meter count) for wefts and drive them at an interval of about 1 mm. A coarse woven fabric of about 250 mm was formed, and the obtained woven fabric was immersed in the coating solution, squeezed lightly with a roll, and then dried by heating. Thus, a PTC conductive sheet having a length of 600 mm was obtained. Both sides of this heat generating sheet were covered with a sheet of 25 micron polyethylene terephthalate film laminated with 40 micron aluminum foil so that the polyethylene terephthalate film was in contact with the surface of the heat generating sheet, and then both sides were coated with a polyethylene film (50 micron) insulating film. Was coated. The planar heating element was prepared so that the power density at 25 ° C. of the planar heating element generated by adjusting the diaphragm with a roll and preliminary experiments was about 400 W / m 2 .
The characteristics of the obtained planar heating element were as follows.
(1) Thickness: 0.7mm
(2) Power density at 25 ° C .: 410 W / m 2
(3) Power density at 90 ° C .: 18 W / m 2
Therefore, D 25 / D 90 was 22.8.
This planar heating element was extremely thin and flexible, had excellent heat generation performance, and had extremely high PTC magnification and excellent safety. Further, this planar heating element did not show any local overheating called a hot line or hot spot.

〔実施例2〕
アセチレブラック(電気化学社製:デンカブラック)3.2kg、をエチレン/プロピレン/スチレンコポリマー(シェル社製:KratonG1701)3.8kg、ポリスチレン1.2kg、融点90℃のパラフィン6.8kg、及びMEK/キシレン=20/80の混合溶媒15kgよりなる溶液に添加し、充分撹拌した後、3本ロールにより混練して均一なペーストとした後、これを1.5倍量のキシレンで希釈・撹拌して発熱材を含むコーティング液を調整した。
[Example 2]
3.2 kg of acetylene black (manufactured by Denki Kagaku): 3.8 kg of ethylene / propylene / styrene copolymer (manufactured by Shell: Kraton G1701), 1.2 kg of polystyrene, 6.8 kg of paraffin having a melting point of 90 ° C., and MEK / Xylene = 20/80 mixed solution consisting of 15 kg, stirred well, kneaded with 3 rolls to make a uniform paste, then diluted and stirred with 1.5 times the amount of xylene The coating solution containing the heating material was adjusted.

実施例1と同じ織物を上記コーティング液に浸漬して、軽くロールで絞った後、加熱乾燥した。かくして、PTC導電性の長さ600mmの面状発熱体を得た。この発熱シートの両面を25ミクロンのポリエチレンテレフタレートフィルムに40ミクロンのアルミニュウム箔を積層させたシートによりポリエチレンテレフタレートフィルムが発熱シート面に接する様に被覆し、ついでポリエチレンフィルム(50ミクロン)の絶縁フィルムで両面を被覆した。ロールでの絞りの調整および予備実験等により生成する面状発熱体の25℃における電力密度が約450W/mになるように面状発熱体を作成した。
取得した面状発熱体の特性は下記の通りであった。
▲1▼厚さ:0.69mm
▲2▼25℃における電力密度:458W/m
▲3▼90℃における電力密度:22W/m
したがって、D25/D90は20.8であった。
この面状発熱体は、極めて薄く、柔軟性に富み、発熱性能が抜群であり、しかもPTC倍率が極めて高く優れた安全性を具備しているものであった。また、この面状発熱体は、ホットラインとかホットスポットと称される局部過熱は全く認められなかった。
The same fabric as in Example 1 was dipped in the coating solution, squeezed lightly with a roll, and then dried by heating. Thus, a planar heating element having a PTC conductivity length of 600 mm was obtained. Both sides of this heat generating sheet were covered with a sheet of 25 micron polyethylene terephthalate film laminated with 40 micron aluminum foil so that the polyethylene terephthalate film was in contact with the surface of the heat generating sheet, and then both sides were coated with a polyethylene film (50 micron) insulating film. Was coated. The planar heating element was prepared so that the power density at 25 ° C. of the planar heating element generated by adjusting the aperture with a roll and preliminary experiments was about 450 W / m 2 .
The characteristics of the obtained planar heating element were as follows.
(1) Thickness: 0.69mm
(2) Power density at 25 ° C .: 458 W / m 2
(3) Power density at 90 ° C .: 22 W / m 2
Therefore, D 25 / D 90 was 20.8.
This planar heating element was extremely thin and flexible, had excellent heat generation performance, and had extremely high PTC magnification and excellent safety. Further, this planar heating element did not show any local overheating called a hot line or hot spot.

〔実施例3〕
アセチレブラック(電気化学社製:デンカブラック)2.7kg、をエチレン/プロピレン/スチレンコポリマー(シェル社製:KratonG1701)3.8kg、ポリスチレン1.2kg、融点90℃のパラフィン7.3kg、及びMEK/キシレン=20/80の混合溶媒15kgよりなる溶液に添加し、充分撹拌した後、3本ロールにより混練して均一なペーストとした後、これを1.5倍量のキシレンで希釈・撹拌して発熱材を含むコーティング液を調整した。
Example 3
2.7 kg of acetylene black (manufactured by Denki Kagaku): 3.8 kg of ethylene / propylene / styrene copolymer (manufactured by Shell: Kraton G1701), 1.2 kg of polystyrene, 7.3 kg of paraffin having a melting point of 90 ° C., and MEK / Xylene = added to a solution consisting of 15 kg of a mixed solvent of 20/80, stirred well, kneaded with three rolls to make a uniform paste, and diluted and stirred with 1.5 times the amount of xylene The coating solution containing the heating material was adjusted.

実施例1と同じ織物を上記コーティング液に浸漬して、軽くロールで絞った後、加熱乾燥した。かくして、PTC導電性の長さ600mmの面状発熱体を得た。この発熱シートの両面を25ミクロンのポリエチレンテレフタレートフィルムに40ミクロンのアルミニュウム箔を積層させたシートによりポリエチレンテレフタレートフィルムが発熱シート面に接する様に被覆し、ついでポリエチレンフィルム(50ミクロン)の絶縁フィルムで両面を被覆した。ロールでの絞りの調整および予備実験等により生成する面状発熱体の25℃における電力密度が約370W/mになるように面状発熱体を作成した。
取得した面状発熱体の特性は下記の通りであった。
▲1▼厚さ:0.71mm
▲2▼25℃における電力密度:365W/m
▲3▼90℃における電力密度:13W/m
したがって、D25/D90は28.1であった。
この面状発熱体は、極めて薄く、柔軟性に富み、発熱性能が抜群であり、しかもPTC倍率が極めて高く優れた安全性を具備しているものであった。また、この面状発熱体は、ホットラインとかホットスポットと称される局部過熱は全く認められなかった。
The same fabric as in Example 1 was dipped in the coating solution, squeezed lightly with a roll, and then dried by heating. Thus, a planar heating element having a PTC conductivity length of 600 mm was obtained. Both sides of this heat generating sheet were covered with a sheet of 25 micron polyethylene terephthalate film laminated with 40 micron aluminum foil so that the polyethylene terephthalate film was in contact with the surface of the heat generating sheet, and then both sides were coated with a polyethylene film (50 micron) insulating film. Was coated. The planar heating element was prepared so that the power density at 25 ° C. of the planar heating element generated by adjusting the diaphragm with a roll and preliminary experiments was about 370 W / m 2 .
The characteristics of the obtained planar heating element were as follows.
(1) Thickness: 0.71mm
(2) Power density at 25 ° C .: 365 W / m 2
(3) Power density at 90 ° C .: 13 W / m 2
Therefore, D 25 / D 90 was 28.1.
This planar heating element was extremely thin and flexible, had excellent heat generation performance, and had extremely high PTC magnification and excellent safety. Further, this planar heating element did not show any local overheating called a hot line or hot spot.

発明の効果The invention's effect

本発明によれば、特定のPTC導電性組成物の採用及び均熱シートの被覆等により、極めて高いPTC倍率を有し、ホットラインとかホットスポットと称される局部過熱が生じない、優れた発熱機能を有し、かつ優れた柔軟性及び良好な形態安定性を有する新規な面状発熱体が提供された。According to the present invention, by adopting a specific PTC conductive composition and coating a soaking sheet, etc., it has an extremely high PTC magnification and does not cause local overheating called a hot line or hot spot, and has excellent heat generation A novel planar heating element having a function and having excellent flexibility and good shape stability has been provided.

本発明に係るPTC面状発熱体の構造を示す。The structure of the PTC planar heating element which concerns on this invention is shown.

符号の説明Explanation of symbols

1:発熱シート
2:電極
3:電源線
4及び5:均熱シート
6及び7:絶縁フィルム
1: Heat generating sheet 2: Electrode 3: Power supply lines 4 and 5: Heat equalizing sheets 6 and 7: Insulating film

Claims (1)

全固形分の14重量〜22重量%のカーボンブラック或いはグラファイト、融点が86℃〜110℃の範囲のパラフィン、熱可塑性エラストマ、結晶性熱可塑性樹脂、及び熱硬化性樹脂からなるPTC導電性組成物が繊維布帛に含浸乃至塗布されて成る面状発熱シートに順次片面もしくは両面に均熱シートが、両面に絶縁フィルムが被覆されてなり、かつ下記の条件を満足するPTC面状発熱体;
25/D90が15以上であること。
ただし、D25、D90は、それぞれ25℃、90°における電力密度(W/m)を意味する。
PTC conductive composition comprising carbon black or graphite having a total solid content of 14 to 22% by weight, paraffin having a melting point in the range of 86 ° C to 110 ° C, a thermoplastic elastomer, a crystalline thermoplastic resin, and a thermosetting resin. A PTC sheet heating element comprising: a sheet heating sheet impregnated or coated with a fiber fabric, a soaking sheet sequentially coated on one or both sides and an insulating film on both sides; and satisfying the following conditions;
D 25 / D 90 is 15 or more.
However, D 25 and D 90 mean the power density (W / m 2 ) at 25 ° C. and 90 °, respectively.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02230684A (en) * 1989-03-02 1990-09-13 Norio Mori Planar heat generator
JPH0497826U (en) * 1991-01-18 1992-08-25
JPH11354261A (en) * 1998-06-04 1999-12-24 Hiroshi Sakurai Sheet-like heating element
JP2001052902A (en) * 1999-08-10 2001-02-23 Ryushutsu Kin Flat heating body of conductive thread comprising ptc characteristics and manufacture thereof
JP2001110552A (en) * 1999-10-08 2001-04-20 Shuho Kk Foldable flat heater
JP2003133103A (en) * 2002-11-05 2003-05-09 Tdk Corp Method of manufacturing organic positive characteristic thermistor

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02230684A (en) * 1989-03-02 1990-09-13 Norio Mori Planar heat generator
JPH0497826U (en) * 1991-01-18 1992-08-25
JPH11354261A (en) * 1998-06-04 1999-12-24 Hiroshi Sakurai Sheet-like heating element
JP2001052902A (en) * 1999-08-10 2001-02-23 Ryushutsu Kin Flat heating body of conductive thread comprising ptc characteristics and manufacture thereof
JP2001110552A (en) * 1999-10-08 2001-04-20 Shuho Kk Foldable flat heater
JP2003133103A (en) * 2002-11-05 2003-05-09 Tdk Corp Method of manufacturing organic positive characteristic thermistor

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