JP4835049B2 - Polymer resistor ink - Google Patents

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    • H05B2203/006Heaters using a particular layout for the resistive material or resistive elements using interdigitated electrodes

Description

本発明は、柔軟性と抵抗値安定性を併せ持つ高分子抵抗体インクに関するものであり、高分子抵抗体のジュール熱を利用した発熱体に用いることができる。   The present invention relates to a polymer resistor ink having both flexibility and resistance value stability, and can be used for a heating element utilizing Joule heat of a polymer resistor.

従来、この種の発熱体は、図3に示したように、厚さが100ミクロンメートル程度のポリエステルフィルムなどの電気絶縁性の基材50上に、導電性ペーストを印刷・乾燥して得られる一対の櫛形電極51・52とこれにより給電される位置に高分子抵抗体インクを印刷・乾燥して得られる高分子抵抗体53を設けて、さらに基材50と同様の材質の被覆材54で櫛形電極51・52及び高分子抵抗体53を被覆して保護する構成としたものである。基材50及び被覆材54としてポリエステルフィルムを用いる場合には被覆材54に例えばポリエチレン系の熱融着性樹脂55をあらかじめ接着しておき、熱時加圧することにより、基材50と被覆材54とを熱融着性樹脂55を介して接合してなる。図3(a)は発熱体の一部切り欠け平面図、図3(b)は図3(a)のx−y位置断面図である。これにより、櫛形電極51・52及び高分子抵抗体53は外界から隔離され、長期信頼性を付与されている。熱時加圧手段としては、2本の熱ロールを備えたラミネーターが用いられる。   Conventionally, as shown in FIG. 3, this type of heating element is obtained by printing and drying a conductive paste on an electrically insulating substrate 50 such as a polyester film having a thickness of about 100 microns. A pair of comb-shaped electrodes 51 and 52 and a polymer resistor 53 obtained by printing and drying a polymer resistor ink at a position where power is supplied by the pair of comb-shaped electrodes 51 and 52 are provided. The comb-shaped electrodes 51 and 52 and the polymer resistor 53 are covered and protected. When a polyester film is used as the base material 50 and the covering material 54, for example, a polyethylene-based heat-fusible resin 55 is bonded to the covering material 54 in advance, and the base material 50 and the covering material 54 are pressed by heating. Are bonded via a heat-fusible resin 55. 3A is a partially cutaway plan view of the heating element, and FIG. 3B is a sectional view taken along the line xy of FIG. 3A. Thereby, the comb-shaped electrodes 51 and 52 and the polymer resistor 53 are isolated from the outside world and given long-term reliability. As the hot pressurizing means, a laminator provided with two hot rolls is used.

従来から、印刷により高分子抵抗体を形成してこれを発熱体として用いた例としては、露・霜除去用として自動車のドアミラー、洗面台のミラー等がある。使用形態は折り曲げなどの機械的ストレスが加わるものではなく、ミラー背面に貼り付けて固定して用いられていた。また、安全対策として、温度ヒューズやサーモスタット等を面状発熱体の発熱温度を代表する部位に装着していた。なお、実用上は給電のために端子が必要であるが、図示していない。   Conventionally, examples in which a polymer resistor is formed by printing and used as a heating element include an automobile door mirror and a sink mirror for removing dew and frost. The usage pattern was not subjected to mechanical stress such as bending, but was used by being attached to the back of the mirror and fixed. Further, as a safety measure, a thermal fuse, a thermostat, or the like is attached to a portion representing the heat generation temperature of the planar heating element. In practice, a terminal is required for power supply, but this is not shown.

この高分子抵抗体53を形成する高分子抵抗体インクとしては、ポリエチレングリコールのごとき結晶性樹脂と、カーボンブラック、金属粉末、グラファイトなどの導電性粒子と、架橋剤とからなる混練物を溶剤に分散して形成されていた。この高分子抵抗体インクを印刷し、乾燥時の熱により架橋剤による架橋反応を終了させていた(例えば、特許文献1、2参照)。得られた高分子抵抗体53はPTC特性を有しており、上述した発熱体以外に過電流保護素子としても利用されている。   As the polymer resistor ink for forming the polymer resistor 53, a kneaded material composed of a crystalline resin such as polyethylene glycol, conductive particles such as carbon black, metal powder, and graphite, and a crosslinking agent is used as a solvent. It was formed in a dispersed manner. This polymer resistor ink was printed, and the crosslinking reaction by the crosslinking agent was terminated by heat during drying (for example, see Patent Documents 1 and 2). The obtained polymer resistor 53 has PTC characteristics, and is also used as an overcurrent protection element in addition to the heating element described above.

PTC特性とは、温度上昇によって抵抗値が上昇し、ある温度に達すると抵抗値が急激に増加する抵抗温度特性(抵抗が正の温度係数を有する意味の英語、Positive Temperature Coefficient の頭文字を取っている)を意味しており、結晶性樹脂の熱による比容積の変化による導電性パスの変化に帰因している。PTC特性を有する高分子抵抗体53は、自己温度調節機能を有する発熱体を提供できる。
特開昭62−156159号公報 特開平2−172179号公報
The PTC characteristic is a resistance-temperature characteristic in which the resistance value increases as the temperature rises, and the resistance value increases rapidly when a certain temperature is reached (English meaning that the resistance has a positive temperature coefficient, an acronym for Positive Temperature Coefficient). It is attributed to the change in the conductive path due to the change in the specific volume due to the heat of the crystalline resin. The polymer resistor 53 having PTC characteristics can provide a heating element having a self-temperature adjusting function.
JP 62-156159 A JP-A-2-172179

しかし、前記従来の高分子抵抗体インクでは、結晶性を有することで硬い結晶性樹脂を用いて、さらにこれを架橋剤により架橋する構成としているので、柔軟性に乏しく、折り曲げて使用する用途には用いることができなかった。特に、柔軟性と伸縮性が要求される発熱体として、例えば、カーシートヒータのような人体にフィットして変形する、すなわち人の着座感を損なわないことや安全性に細心の注意が払われる製品への応用はできなか
った。
However, the conventional polymer resistor ink uses a hard crystalline resin due to its crystallinity and is further crosslinked with a crosslinking agent. Could not be used. In particular, as a heating element that requires flexibility and stretchability, for example, it fits and deforms a human body such as a car seat heater, that is, a person's seating feeling is not impaired and careful attention is paid to safety. Application to the product was not possible.

架橋剤による架橋の狙いは、主として結晶性樹脂の架橋構造化にあり、結晶性樹脂内に分散された導電性粒子の導電パスを架橋構造により安定化させている。そもそも結晶性樹脂は結晶性を有するためにある程度の硬さを有しているが、架橋構造によりさらに硬さが増す結果となっていた。   The aim of cross-linking with the cross-linking agent is mainly to form a cross-linked structure of the crystalline resin, and the conductive path of the conductive particles dispersed in the crystalline resin is stabilized by the cross-linked structure. In the first place, the crystalline resin has a certain degree of hardness because of its crystallinity, but the result is that the hardness is further increased by the crosslinked structure.

そのために、柔軟で伸縮性を有するゴム成分を添加することが考えられるが,こうしたエラストマーは提案されていない。エラストマーは、一般に非晶性で分子間隙が大きいために導電性粒子の安定化を図る手段が見出されていないのが実情である。   Therefore, it is conceivable to add a rubber component having flexibility and elasticity, but such an elastomer has not been proposed. Elastomers are generally amorphous and have a large molecular gap, so that no means has been found for stabilizing conductive particles.

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、柔軟性と抵抗値安定性を有する信頼性の高い高分子抵抗体インクを提供することを目的としている。   An object of the present invention is to solve the above-described conventional problems, and to provide a highly reliable polymer resistor ink having flexibility and resistance value stability.

前記従来の課題を解決するために、本発明の高分子抵抗体インクは、導電性粒子と、極性基Aを有する結晶性樹脂と、前記極性基Aと反応する極性基Bを有するエラストマーと、前記結晶性樹脂及びエラストマーを溶解させる溶剤とからなる。   In order to solve the conventional problems, the polymer resistor ink of the present invention includes conductive particles, a crystalline resin having a polar group A, an elastomer having a polar group B that reacts with the polar group A, A solvent for dissolving the crystalline resin and the elastomer.

この構成により、エラストマーによる柔軟性と、結晶性樹脂とエラストマーとの高分子間反応による架橋構造による抵抗値安定化を図ることができる。   With this configuration, flexibility due to the elastomer and stabilization of the resistance value due to the cross-linked structure due to the interpolymer reaction between the crystalline resin and the elastomer can be achieved.

本発明によれば、エラストマーによる柔軟性と、結晶性樹脂とエラストマーとの高分子間反応による架橋構造による抵抗値安定化を図ることができ、柔軟性と抵抗値安定性に優れた高分子抵抗体インクを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to stabilize the resistance value due to the flexibility due to the elastomer and the cross-linked structure due to the interpolymer reaction between the crystalline resin and the elastomer, and the polymer resistance excellent in flexibility and resistance value stability. Body ink can be provided.

第1の発明は、導電性粒子と、極性基Aを有する結晶性樹脂と、前記極性基Aと反応する極性基Bを有するエラストマーと、前記結晶性樹脂及びエラストマーを溶解させる溶剤とからなる。   The first invention comprises conductive particles, a crystalline resin having a polar group A, an elastomer having a polar group B that reacts with the polar group A, and a solvent for dissolving the crystalline resin and the elastomer.

この構成より、エラストマーによる柔軟性と、結晶性樹脂とエラストマーとの高分子間反応による架橋構造による抵抗値安定化を図ることができる。   With this configuration, it is possible to stabilize the resistance value due to the flexibility of the elastomer and the cross-linked structure due to the interpolymer reaction between the crystalline resin and the elastomer.

第2の発明は、結晶性樹脂が、極性基Aを有する樹脂Aと、これと相溶する樹脂Cとからなる。   In the second invention, the crystalline resin comprises a resin A having a polar group A and a resin C compatible with the resin A.

この構成により、樹脂Aだけでなく樹脂Cの比容積変化を利用したPTC特性を付与できる。また、極性基Aを含む樹脂Aを樹脂Cで希釈して反応性を制御できる。   With this configuration, it is possible to provide a PTC characteristic using a specific volume change of not only the resin A but also the resin C. Further, the reactivity can be controlled by diluting the resin A containing the polar group A with the resin C.

第3の発明は、エラストマーが、極性基Bを有する樹脂Bと、前記樹脂と相溶するエラストマーAとからなる。   In the third invention, the elastomer includes a resin B having a polar group B and an elastomer A compatible with the resin.

この構成により、樹脂BだけでなくエラストマーAの比容積変化を利用したPTC特性を付与できる。また、極性基Bを含む樹脂BをエラストマーAで希釈して反応性を制御できる。   With this configuration, not only the resin B but also the PTC characteristic utilizing the specific volume change of the elastomer A can be imparted. Further, the reactivity can be controlled by diluting the resin B containing the polar group B with the elastomer A.

第4の発明は、エラストマーが、極性基Bを有するエラストマーBと、前記エラストマーBと相溶するエラストマーCとからなる。   In the fourth invention, the elastomer includes an elastomer B having a polar group B, and an elastomer C compatible with the elastomer B.

この構成により、エラストマーBだけでなくエラストマーCの比容積変化を利用したPTC特性を付与できる。また、極性基Bを含むエラストマーBをエラストマーCで希釈して反応性を制御できる。   With this configuration, not only the elastomer B but also the PTC characteristic utilizing the specific volume change of the elastomer C can be imparted. Further, the reactivity can be controlled by diluting the elastomer B containing the polar group B with the elastomer C.

第5の発明は、極性基Aと極性基Bを、エポキシ基とカルボキシル基、エポキシ基と無水マレイン酸基、エポキシ基とエステル基、エポキシ基とアミノ基、又はアミド基、エポキシ基と水酸基、エポキシ基とオキサゾリン基、オキサゾリン基とカルボキシル基、オキサゾリン基と無水マレイン酸基、オキサゾリン基とエステル基のいずれかの組合せとしてなる。   The fifth invention comprises a polar group A and a polar group B, an epoxy group and a carboxyl group, an epoxy group and a maleic anhydride group, an epoxy group and an ester group, an epoxy group and an amino group, or an amide group, an epoxy group and a hydroxyl group, The combination is any combination of an epoxy group and an oxazoline group, an oxazoline group and a carboxyl group, an oxazoline group and a maleic anhydride group, and an oxazoline group and an ester group.

この構成により、高分子間反応により架橋を効率的におこなうことができる極性基A及び極性基Bの組合せを提供できる。   With this configuration, it is possible to provide a combination of the polar group A and the polar group B that can efficiently perform crosslinking by an interpolymer reaction.

第6の発明は、樹脂A、又は樹脂Bとして、エポキシ基含有樹脂、カルボキシル基含有樹脂、エチレン・酢酸ビニル共重合体鹸化物、水酸基含有樹脂、無水マレイン酸基含有樹脂、ポリエチレングリコールを単独、もしくは組み合わせて用いてなる。   In the sixth invention, as the resin A or the resin B, epoxy group-containing resin, carboxyl group-containing resin, saponified ethylene / vinyl acetate copolymer, hydroxyl group-containing resin, maleic anhydride group-containing resin, polyethylene glycol alone, Or they are used in combination.

この構成により、反応性を有する実用的は樹脂A又は樹脂Bを提供できる。   With this configuration, practically resin A or resin B having reactivity can be provided.

第7の発明は、樹脂Cとして、ポリエチレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体、メタクリル樹脂、ポリプロピレンを単独、もしくは組み合わせて用いてなる。   In the seventh invention, polyethylene, ethylene / vinyl acetate copolymer, methacrylic resin, or polypropylene is used alone or in combination as the resin C.

この構成により、低温から高温まで各種飽和温度を有する高分子抵抗体インクを提供できる。   With this configuration, it is possible to provide a polymer resistor ink having various saturation temperatures from a low temperature to a high temperature.

第8の発明は、エラストマーBとして、無水マレイン酸基変性スチレン系熱可塑性エラストマー、エポキシ基変性スチレン系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリエステル共重合体、フェノール変性アクリロニトリル・ブタジエンゴムを単独、もしくは組み合わせて用いてなる。   The eighth invention relates to an elastomer B as a maleic anhydride group-modified styrene thermoplastic elastomer, an epoxy group modified styrene thermoplastic elastomer, a polyamide thermoplastic elastomer, a polyester thermoplastic elastomer, a polyester copolymer, and a phenol modified acrylonitrile.・ Butadiene rubber is used alone or in combination.

この構成により、反応性を有する実用的なエラストマーBを提供できる。   With this configuration, a practical elastomer B having reactivity can be provided.

第9の発明は、エラストマーA又はエラストマーCとして、エチレン・プロピレンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ブチルゴムを単独、もしくは組み合わせて用いてなる。   The ninth invention uses, as the elastomer A or the elastomer C, ethylene / propylene rubber, styrene / butadiene rubber, butadiene rubber, or butyl rubber alone or in combination.

この構成により、樹脂B又はエラストマーBに、柔軟性とPTC特性を付与できる。   With this configuration, flexibility and PTC characteristics can be imparted to the resin B or the elastomer B.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

(実施の形態)
図1は、本発明の実施の形態における発熱体の概略構成図を示すものであり、図1(a)は一部切り欠き平面図、図1(b)は(a)のx−y位置断面図である。
(Embodiment)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a heating element according to an embodiment of the present invention. FIG. 1A is a partially cutaway plan view, and FIG. 1B is an xy position of FIG. It is sectional drawing.

図1において、発熱体1の構成は以下の通りである。2は、柔軟性を有するベース不織布であり、ポリエステル繊維から形成したスパンレース3(目付40g/m)と伸びを規制する方向(電極の主電極の長手方向)に配置したポリエステルのストレート繊維4(商品名ミライフ:新日石プラスト(株)、目付10g/m)とを通常に比べて微小径の
熱ドット(サーマルボンド)により結合して作製したスパンボンド(目付50g/m)である。5は、柔軟・伸縮性を有するバリアー性ベースフィルムであり、フィルムA6とフィルムB7との積層フィルムで構成している。フィルムA6は、エチレン・ビニルアルコール共重合体(エバールH101B、クラレ(株)製)のごとき各種液体(水、油、溶剤)に対する耐性を有するバリアー性樹脂50部とスチレン系熱可塑性エラストマー(タフテックH1062、旭化成(株)製)のごとき柔軟・伸縮性樹脂とエポキシ基含有樹脂(ボンドファースト、住友化学(株)製)のごとき反応性を有する樹脂A20部からなる樹脂組成物であり、Tダイ押し出し法により30ミクロンの厚みでベース不織布2のスパンレース3面に貼り合わせている。フィルムB7は、オレフィン系熱可塑性エラストマー(ゼラス5053,三菱化学(株)製)のごとき耐熱性樹脂50部と、スチレン系熱可塑性エラストマー(タフテックH1062、旭化成(株)製)のごとき柔軟・伸縮性樹脂25部と無水マレイン酸変性ポリエチレン(モディックAPM545、三菱化学(株)製)のごとき樹脂B25部とからなる樹脂組成物であり、フィルムA6上に30ミクロンの厚みでTダイ押し出しにより重ねて貼り合わせている。
In FIG. 1, the structure of the heating element 1 is as follows. Reference numeral 2 denotes a flexible base non-woven fabric, a spunlace 3 (weight per unit area: 40 g / m 2 ) formed from a polyester fiber and a polyester straight fiber 4 arranged in a direction in which elongation is regulated (longitudinal direction of the main electrode of the electrode). Span bond (50 g / m 2 basis weight) produced by bonding (trade name Milife: Nippon Oil Plast Co., Ltd., basis weight 10 g / m 2 ) with a thermal dot (thermal bond) with a smaller diameter than usual. is there. Reference numeral 5 denotes a barrier base film having flexibility and stretchability, and is composed of a laminated film of a film A6 and a film B7. Film A6 comprises 50 parts of a barrier resin having resistance to various liquids (water, oil, solvent) such as an ethylene / vinyl alcohol copolymer (Eval H101B, manufactured by Kuraray Co., Ltd.) and a styrene thermoplastic elastomer (Tuftec H1062). A resin composition comprising 20 parts of a resin having a reactivity such as a flexible / stretchable resin such as Asahi Kasei Co., Ltd. and an epoxy group-containing resin (Bond First, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) It is bonded to the surface of the spunlace 3 of the base nonwoven fabric 2 with a thickness of 30 microns by the method. Film B7 is flexible and stretchable, such as 50 parts of a heat-resistant resin such as an olefinic thermoplastic elastomer (Zelas 5053, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) and a styrene-based thermoplastic elastomer (Tuftec H1062, manufactured by Asahi Kasei Corporation). A resin composition consisting of 25 parts of resin and 25 parts of resin B such as maleic anhydride-modified polyethylene (Modic APM545, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), and laminated on film A6 by T-die extrusion at a thickness of 30 microns. It is matched.

ベース不織布2のバリアー性ベースフィルム5上にカーボン入り銀ペーストの印刷・乾燥により一対の櫛形の電極8と、電極8により給電される位置に高分子抵抗体インクの印刷・乾燥により高分子抵抗体9を作製した。高分子抵抗体9は、PTC特性を有し、カーシート用として発熱温度が45℃程度に成るように作製されている。   A pair of comb-shaped electrodes 8 by printing and drying a silver paste containing carbon on the barrier base film 5 of the base nonwoven fabric 2, and a polymer resistor by printing and drying polymer resistor ink at a position where power is supplied by the electrodes 8. 9 was produced. The polymer resistor 9 has a PTC characteristic and is manufactured for a car seat so that the heat generation temperature is about 45 ° C.

10は、バリアー性カバーフィルムであり、バリアー性ベースフィルム5上に印刷・乾燥により形成された電極8や高分子抵抗体9を熱融着によりバリアー性ベースフィルム5とバリアー性カバーフィルム10間に密封して外界から遮断して、これらを保護することにある。特性としては、バリアー性ベースフィルム5の軟化温度よりの低い温度で軟化する(低い融点を有する)ことと、柔軟・伸縮性を有することと、バリアー性ベースフィルム5,電極8、高分子抵抗体9と接着することが求められる。ここでは、フィルムC11とフィルムD12との積層フィルムとして構成している。フィルムC11は、フィルムAと同様の樹脂組成物(この場合、樹脂A=樹脂C)として、カバー不織布13に30ミクロンの厚みでTダイ押し出しにより貼り合わせている。カバー不織布13は、TY0303E(新日石プラスト(株)製)のごとき6g目付の直交繊維型不織布を用いた。   Reference numeral 10 denotes a barrier cover film, and an electrode 8 and a polymer resistor 9 formed on the barrier base film 5 by printing and drying are thermally bonded to each other between the barrier base film 5 and the barrier cover film 10. It is to seal and shield from the outside world to protect them. As characteristics, it softens at a temperature lower than the softening temperature of the barrier base film 5 (has a low melting point), has flexibility / stretchability, the barrier base film 5, the electrode 8, and the polymer resistor. Adhesion with 9 is required. Here, it is configured as a laminated film of the film C11 and the film D12. The film C11 is bonded to the cover nonwoven fabric 13 with a thickness of 30 microns by T-die extrusion as a resin composition similar to the film A (in this case, resin A = resin C). The cover nonwoven fabric 13 was an orthogonal fiber type nonwoven fabric having a weight of 6 g, such as TY0303E (manufactured by Nippon Steel Plast Co., Ltd.).

フィルムD12は、超低密度ポリエチレン(エクセレンVL200、住友化学(株)製)のごとき低融点樹脂50部とスチレン系熱可塑性エラストマー(タフテックH1062、旭化成(株)製)のごとき柔軟・伸縮性樹脂25部とカルボキシル基含有ポリエチレン(ニュクレルN1525、三井デュポンポリケミカル(株)製)のごとき樹脂D25部とからなる樹脂組成物であり、フィルムC11の上に30ミクロンの厚みでTダイ押し出しにより積層させた。   The film D12 is a flexible / stretchable resin 25 such as 50 parts of a low melting point resin such as ultra-low density polyethylene (Excellen VL200, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) and a styrene-based thermoplastic elastomer (Tuftec H1062, manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd.). Part and resin D25 part such as carboxyl group-containing polyethylene (Nucleel N1525, manufactured by Mitsui DuPont Polychemical Co., Ltd.), and laminated on the film C11 by T-die extrusion at a thickness of 30 microns. .

このバリアー性カバーフィルム10とバリアー性ベースフィルム5の部分をラミネーターにより熱融着させて電極8及び高分子抵抗体9をバリアー性ベースフィルム5とバリアー性カバーフィルム10間に密封して発熱体1を作製した。実用には、電極8上に給電するための端子部を形成する必要があるが、ここでは省略している。   The barrier cover film 10 and the barrier base film 5 are heat-sealed by a laminator, and the electrode 8 and the polymer resistor 9 are sealed between the barrier base film 5 and the barrier cover film 10 to heat the heating element 1. Was made. In practice, it is necessary to form a terminal portion for supplying power on the electrode 8, but it is omitted here.

高分子抵抗体インクは、極性基Aとしてエポキシ基を含有する結晶性樹脂(ボンドファースト、住友化学(株)製)と、カーボンブラックとの混練物と無水マレイン酸変性スチレン系熱可塑性エラストマー(タフテックM1913、旭化学(株)製)とを溶剤でインク化して作製した。溶剤としては、芳香族炭化水素系、脂肪族炭化水素系、グリコールエーテル系の混合溶剤とした。   The polymer resistor ink comprises a kneaded product of a crystalline resin containing an epoxy group as a polar group A (bond first, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) and carbon black, and a maleic anhydride-modified styrene thermoplastic elastomer (Tuftec). M1913, manufactured by Asahi Chemical Co., Ltd.) was made into an ink with a solvent. As the solvent, an aromatic hydrocarbon-based, aliphatic hydrocarbon-based, or glycol ether-based mixed solvent was used.

この高分子抵抗体インクをスクリーン印刷して乾燥することにより得る高分子抵抗体9
を用いた発熱体は、柔軟性を有し、カーシートヒータとして満足すべき着座感を得た。図2に高分子抵抗体9のイメージ図を示した。14はエラストマー部、15は結晶性樹脂部、16は結晶性樹脂の極性基Aとエラストマーの極性基Bとが反応して形成された反応生成物である。なお、導電性粒子は主として結晶性樹脂部15に存在するが図示していない。
Polymer resistor 9 obtained by screen-printing and drying this polymer resistor ink
The heating element using the pliant had flexibility and a satisfactory seating feeling as a car seat heater. FIG. 2 shows an image diagram of the polymer resistor 9. 14 is an elastomer part, 15 is a crystalline resin part, 16 is a reaction product formed by the reaction of the polar group A of the crystalline resin and the polar group B of the elastomer. In addition, although electroconductive particle exists mainly in the crystalline resin part 15, it is not illustrated.

また、加振耐久評価により100万回後の抵抗値変化は初期の20%以内であった。さらに、80℃炉中で3,000時間経過後も抵抗値変化は初期の20%以内であった。   Moreover, the resistance value change after 1 million times was within 20% of the initial stage by the vibration durability evaluation. Furthermore, even after 3,000 hours in an 80 ° C. furnace, the change in resistance value was within 20% of the initial value.

加振耐久評価とは、カーシートヒータとしての評価方法の一つであり、カーシートに組み込みんだ状態で、座面より人の膝頭を想定した直径165mmの半円球を50mm繰り返し押し込む試験であり、発熱体、高分子抵抗体も繰り替えし変位を与えられる。高分子抵抗体インクにエラストマーを用いていない場合は、着座時に違和感を生じるとともに、加振耐久評価により約500回後に抵抗値は2倍に上昇した。このときの高分子抵抗体にはクラックを生じていた。   Vibration durability evaluation is one of the evaluation methods as a car seat heater, and it is a test in which a hemisphere with a diameter of 165 mm is repeatedly pushed 50 mm from the seat surface assuming a human kneecap in the state of being incorporated in the car seat. Yes, the heating element and polymer resistor can be repeatedly displaced. When the elastomer was not used for the polymer resistor ink, a sense of incongruity was generated when seated, and the resistance value doubled after about 500 times according to the vibration durability evaluation. At this time, the polymer resistor had cracks.

本発明の高分子抵抗体インクのポイントは、結晶性樹脂とエラストマーを用いて柔軟性を付与するとともに、過酸化物等の一般的な架橋剤を用いることなく、結晶性樹脂の極性基Aとエラストマーの極性基Bとを乾燥、及び後工程での熱処理により反応させてこれにより高分子抵抗体内に架橋構造を生じさせ、抵抗値の安定化を図った点にある。   The point of the polymer resistor ink of the present invention is to provide flexibility by using a crystalline resin and an elastomer, and without using a general crosslinking agent such as peroxide, The polar group B of the elastomer is dried and reacted by a heat treatment in a subsequent process, thereby forming a crosslinked structure in the polymer resistor, thereby stabilizing the resistance value.

次に、第2の実施例について説明する。上記実施例においては、高分子抵抗体インク中の極性基Aを含有する結晶性樹脂として、1種類の変性ポリエチレンを用いたが、極性基Aを有する樹脂Aと、これと相溶する樹脂Cとを用いる。例えば、樹脂Aとしてエポキシ基変性ポリエチレン、樹脂Aと相溶する樹脂Cとしてエチレン・酢酸ビニル共重合体を用いた。   Next, a second embodiment will be described. In the above embodiment, one type of modified polyethylene was used as the crystalline resin containing the polar group A in the polymer resistor ink, but the resin A having the polar group A and the resin C compatible with the resin A were used. And are used. For example, an epoxy group-modified polyethylene was used as the resin A, and an ethylene / vinyl acetate copolymer was used as the resin C compatible with the resin A.

この構成により、樹脂Aだけでなく樹脂Cの比容積に変化を利用したPTC特性を高分子抵抗体に付与できる。また、樹脂Aの極性基Aの濃度を調節してエラストマーとの反応性を調節することができる。   With this configuration, the polymer resistor can be provided with PTC characteristics utilizing a change in the specific volume of not only the resin A but also the resin C. Further, the reactivity with the elastomer can be adjusted by adjusting the concentration of the polar group A of the resin A.

次に、第3の実施例について説明する。第1の実施例では、1種類の変性エラストマーを用いたが、エラストマーとして、カルボキシル基のごとき極性基Bを有する樹脂B(ニュクレルN1525、三井デュポンケミカル(株)製)と、これと相溶するエラストマーAとしてエチレン・プロピレンゴムを用いた。   Next, a third embodiment will be described. In the first embodiment, one type of modified elastomer was used, but the elastomer is compatible with a resin B having a polar group B such as a carboxyl group (Nucrel N1525, manufactured by Mitsui DuPont Chemical Co., Ltd.). Ethylene / propylene rubber was used as the elastomer A.

この構成により、エラストマーによるPTC特性への関与を図ることができるとともに、樹脂Bの極性基B濃度を調節して結晶性樹脂との反応性を調節することができる。   With this configuration, the elastomer can be involved in the PTC characteristics, and the reactivity with the crystalline resin can be adjusted by adjusting the concentration of the polar group B of the resin B.

反応性を調節する意味合いは、PTC特性及び溶剤への溶解性に関与するもので、最適な状態を作り出すことができる。   The significance of adjusting the reactivity is related to the PTC characteristics and the solubility in the solvent, and an optimum state can be created.

次に、第4の実施例について説明する。上記実施例では、柔軟性を有する樹脂Bを用いたが、ここでは、極性基Bを有するエラストマーBと、前記エラストマーBと相溶するエラストマーCとを用いる。エラストマーBとして、無水マレイン酸変性スチレン系熱可塑性エラストマー、エラストマーCとして、スチレン・ブタジエンゴムを用いた。   Next, a fourth embodiment will be described. In the above embodiment, the resin B having flexibility is used, but here, the elastomer B having the polar group B and the elastomer C compatible with the elastomer B are used. As the elastomer B, maleic anhydride-modified styrene thermoplastic elastomer was used, and as the elastomer C, styrene-butadiene rubber was used.

この構成により、エラストマーB及びCによるPTC特性への関与を図ることができるとともに、エラストマーBの極性基B濃度を調節して結晶性樹脂との反応性を調節することができる。   With this configuration, the elastomers B and C can be involved in the PTC characteristics, and the polar group B concentration of the elastomer B can be adjusted to adjust the reactivity with the crystalline resin.

次に、第5の実施例について説明する。極性基Aと極性基Bを、エポキシ基とカルボキシル基、エポキシ基と無水マレイン酸基、エポキシ基とエステル基、エポキシ基とアミノ基、又はアミド基、エポキシ基と水酸基、エポキシ基とオキサゾリン基、オキサゾリン基とカルボキシル基、オキサゾリン基と無水マレイン酸基、オキサゾリン基とエステル基のいずれかの組合せとした。   Next, a fifth embodiment will be described. Polar group A and polar group B, epoxy group and carboxyl group, epoxy group and maleic anhydride group, epoxy group and ester group, epoxy group and amino group, or amide group, epoxy group and hydroxyl group, epoxy group and oxazoline group, Any combination of an oxazoline group and a carboxyl group, an oxazoline group and a maleic anhydride group, or an oxazoline group and an ester group was used.

反応性を有する極性基を有する樹脂としては、ボンドファースト2C(住友化学(株)製)やエポフレンドAT501(ダイセル化学工業(株)製)ごときエポキシ基含有樹脂、ニュクレルN1525(三井デュポンポリケミカル(株)製)ごときカルボン酸基含有樹脂、エポクロスRPS1005(日本触媒(株)製)ごときオキサゾリン基含有樹脂、モディックAPM545(三菱化学(株)製)やボンダインLX4110(アトフィナジャパン(株)製)のごとき無水マレイン酸基含有樹脂等があり、他の極性基を有する樹脂と分子結合(架橋)する性質を有する。   Examples of the resin having a polar group having reactivity include epoxy group-containing resins such as Bond First 2C (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) and Epofriend AT501 (manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.), Nucrel N1525 (Mitsui DuPont Polychemical ( Carboxylic acid group-containing resin, Epocross RPS1005 (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.), oxazoline group-containing resin, Modic APM545 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) and Bondine LX4110 (manufactured by Atofina Japan Co., Ltd.) There are maleic anhydride group-containing resins, etc., which have the property of molecularly bonding (crosslinking) with other polar group-containing resins.

この構成により、反応性が高く架橋構造を実現できる実用的な極性基A及びBの組合せを提供できる。   With this configuration, it is possible to provide a practical combination of polar groups A and B that is highly reactive and can realize a crosslinked structure.

次に、第6の実施例について説明する。樹脂A、又は樹脂Bとして、エポキシ基含有樹脂、カルボキシル基含有樹脂、エチレン・酢酸ビニル共重合体鹸化物、水酸基含有樹脂、無水マレイン酸基含有樹脂、ポリエチレングリコールを単独、もしくは組み合わせて用いる。この構成により、反応性が高く、実用的な樹脂A、樹脂Bを提供できる。   Next, a sixth embodiment will be described. As the resin A or the resin B, an epoxy group-containing resin, a carboxyl group-containing resin, an ethylene / vinyl acetate copolymer saponified product, a hydroxyl group-containing resin, a maleic anhydride group-containing resin, or polyethylene glycol is used alone or in combination. With this configuration, it is possible to provide a highly reactive and practical resin A and resin B.

次に、第7の実施例について説明する。樹脂Cとして、ポリエチレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体、メタクリル樹脂、ポリプロピレンを単独、もしくは組み合わせて用いる。この構成により、樹脂Aだけでなく樹脂Cの各種温度領域に対応したPTC特性を付与することができる。極性基Aが導入された樹脂Aとしては、ポリエチレンベースが多く、約50〜110℃の融点を有しており、PTC特性による度制御温度が融点よりも20〜30℃程度低下することを考えると、約30〜90℃程度の制御温度となる。約90℃以上の制御温度を実現するために樹脂Cを用いるのである。例えば、高密度ポリエチレンを用いると100〜110℃、エチレン・酢酸ビニル共重合体では120〜150℃、メタクリル樹脂では融点は樹脂Aと類似しているが柔軟性を付与し、、ポリプロピレンでは約130〜150℃の制御温度とすることができる。   Next, a seventh embodiment will be described. As the resin C, polyethylene, ethylene / vinyl acetate copolymer, methacrylic resin, or polypropylene is used alone or in combination. With this configuration, PTC characteristics corresponding to various temperature regions of not only the resin A but also the resin C can be imparted. The resin A into which the polar group A has been introduced has many polyethylene bases, has a melting point of about 50 to 110 ° C., and the degree of temperature control by the PTC characteristic is considered to be about 20 to 30 ° C. lower than the melting point. And a control temperature of about 30 to 90 ° C. Resin C is used to achieve a control temperature of about 90 ° C. or higher. For example, when high-density polyethylene is used, 100 to 110 ° C., ethylene / vinyl acetate copolymer is 120 to 150 ° C., methacrylic resin has a melting point similar to that of resin A but gives flexibility, and polypropylene has about 130 ° C. The control temperature can be set to ˜150 ° C.

次に、第8の実施例について説明する。エラストマーBとして、無水マレイン酸基変性スチレン系熱可塑性エラストマー、エポキシ基変性スチレン系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリエステル共重合体、フェノール変性アクリロニトリル・ブタジエンゴムを単独、もしくは組み合わせて用いることができる。   Next, an eighth embodiment will be described. As the elastomer B, maleic anhydride group-modified styrene thermoplastic elastomer, epoxy group modified styrene thermoplastic elastomer, polyamide thermoplastic elastomer, polyester thermoplastic elastomer, polyester copolymer, phenol modified acrylonitrile / butadiene rubber alone, Or they can be used in combination.

この構成により、柔軟性を有し、実用的なエラストマーBを提供できる。   With this configuration, a practical elastomer B having flexibility can be provided.

次に、第9の実施例について説明する。エラストマーA又はエラストマーCとして、エチレン・プロピレンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ブチルゴムを単独、もしくは組み合わせて用いる。   Next, a ninth embodiment will be described. As the elastomer A or elastomer C, ethylene / propylene rubber, styrene / butadiene rubber, butadiene rubber, or butyl rubber is used alone or in combination.

この構成により、実用的でPTC特性の繰り返し安定性の高く、インク化容易なエラストマーを提供できる。   With this configuration, it is possible to provide an elastomer that is practical, has high repetitive stability of PTC characteristics, and is easily formed into an ink.

なお、本発明の高分子抵抗体インクを用いた発熱体を、実際にカーシートに装着した着
座感では、現行の不織布・線状タイプのシートヒータと同等の評価を得て、問題ないことを確認した。シートヒータとしての着座感には、柔軟性、伸縮性、クッション性が関係しているが、全てを満足するものであった。
In the seating feeling when the heating element using the polymer resistor ink of the present invention is actually mounted on the car seat, an evaluation equivalent to the current nonwoven fabric / linear type seat heater is obtained, and there is no problem. confirmed. The seating feeling as a seat heater is related to flexibility, stretchability, and cushioning properties, but all of them are satisfied.

以上のように、本発明の高分子抵抗体インクは、柔軟・伸縮性と高い信頼性が要求される発熱体、例えば、カーシートヒータやハンドルヒータ、カーテンヒータ、ウエラブルヒータに応用できる。   As described above, the polymer resistor ink of the present invention can be applied to heating elements that require flexibility, stretchability and high reliability, such as car seat heaters, handle heaters, curtain heaters, and wearable heaters.

(a)本発明の第1の実施の形態における発熱体の構成を示す一部切り欠き平面図(b)同発熱体のX−Y位置における断面図(A) Partially cutaway plan view showing the configuration of the heating element in the first embodiment of the present invention (b) Cross-sectional view of the heating element at the XY position 本発明の高分子抵抗体のイメージ図Image of polymer resistor of the present invention (a)従来の発熱体の構成を示す一部切り欠き平面図(b)同発熱体のX−Y位置における断面図(A) Partially cutaway plan view showing the configuration of a conventional heating element (b) Cross-sectional view of the heating element at the XY position

符号の説明Explanation of symbols

1 発熱体
2 ベース不織布
5 バリアー性ベースフィルム
8 電極
9 高分子抵抗体
10 バリアー性カバーフィルム
13 カバー不織布
14 エラストマー部
15 結晶性樹脂部
16 反応生成物
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heating body 2 Base nonwoven fabric 5 Barrier base film 8 Electrode 9 Polymer resistor 10 Barrier cover film 13 Cover nonwoven fabric 14 Elastomer part 15 Crystalline resin part 16 Reaction product

Claims (3)

導電性粒子と、エポキシ基を有する結晶性樹脂と、無水マレイン酸基を有するエラストマーと、前記結晶性樹脂及び前記エラストマーを溶解させる溶剤とを有する高分子抵抗体インク。 Electrically and conductive particles, the crystalline resin and a polymer resistive ink having an elastomer having a maleic anhydride group, and a solvent for dissolving the crystalline resin and the elastomer having an epoxy group. さらに、前記無水マレイン酸基を有するエラストマーと相溶するエラストマーCを有する請求項1記載の高分子抵抗体インク。 The polymer resistor ink according to claim 1 , further comprising an elastomer C that is compatible with the elastomer having a maleic anhydride group . エラストマーCとして、エチレン・プロピレンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ブチルゴムを単独、もしくは組み合わせて用いてなる請求項または請求項2に記載の高分子抵抗体インク。 As an elastomer C, ethylene-propylene rubber, styrene-butadiene rubber, butadiene rubber, butyl rubber alone or in combination made and used according to claim 1 or the polymer resistor ink according to claim 2,.
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JPH11310739A (en) * 1998-04-30 1999-11-09 Fujikura Ltd Conductive ink composition and flat heating element
JP2002164150A (en) * 2000-11-27 2002-06-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd Flat heating equipment
JP4349285B2 (en) * 2002-06-19 2009-10-21 パナソニック株式会社 Flexible PTC heating element and manufacturing method thereof

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