JP5738001B2 - Ptc導電性塗料の製造方法、ptc面状発熱体の製造方法、ptc導電性塗料及びptc面状発熱体 - Google Patents
Ptc導電性塗料の製造方法、ptc面状発熱体の製造方法、ptc導電性塗料及びptc面状発熱体 Download PDFInfo
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Description
1.PTC導電性塗料の製造方法
2.PTC面状発熱体の製造方法
3.実施例
本実施の形態におけるPTC導電性塗料の製造方法は、溶媒として水を用いる。そして、この溶媒としての水に、構造材としてのアクリル酸エステル共重合体と、PTC付与剤としての結晶性熱硬化性樹脂と、含浸補助剤としてのパラフィンと、導電性付与剤としてのカーボンブラック及びグラファイトと、架橋剤とを含有させて製造する。
本実施の形態におけるPTC面状発熱体の製造方法は、上述のPTC導電性塗料を含浸又は塗布によって基材に含有させ、続いて、PTC導電性塗料を含有させた基材に対して焼成を行い、その後、PTC導電性塗料を含有させた基材に対してエイジング又は通電を行うことにより製造することができる。
本実施の形態におけるPTC面状発熱体の製造方法では、基材としての基布にPTC導電性塗料を含有させる。基布としては、例えば不織布、綿、化学繊維、ガラス繊維等、又はこれらのうち少なくとも1種を含む紡績糸、又は混繊糸等によりなる繊維糸条を縦糸及び横糸として縦糸又は横糸の一部に銅線等の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。化学繊維としては、例えばポリアミド系繊維、ポリエステル系繊維、アクリル系繊維、ビニロン系繊維等を挙げることができる。なお、基布としては、予め導線が例えば編み込み、織り込み等によって繊維に組み込まれた繊維織物を用いることが好ましい。基布内にPTC導電性塗料を含有させる方法としては、基布内部にPTC導電性塗料を内包させることができれば特に限定されず、例えば含浸、塗布、スプレー噴霧等、各種の方法を挙げることができる。また、基材は、基布に限定されず、例えば高分子フィルムあってもよい。
次に、PTC導電性塗料を含有させた基布を連続焼成炉に入れ、130℃〜200℃の空気雰囲気中において30〜60分間焼成する。この処理により、PTC導電性塗料中の成分の特性を顕在化させる。焼成方法としては、特に限定されないが、例えば、遠赤外線照射、マイクロウエーブ照射、誘電加熱等を挙げることができる。
焼成後、PTC導電性塗料を含有させた基布を60〜120℃、24〜100時間エイジング又は通電処理することにより、PTC導電性塗料中の成分の特性を安定化させる。
次に、本発明の具体的な実施例について説明する。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が可能である。
先ず、常温(15〜25℃)の撹拌容器内に、溶媒としての軟水(水道水を軟水化装置(三浦工業 株式会社製)で軟水化処理したもの。)80gを入れた。次に、この軟水に、固形パラフィンを4.2重量%含有するアクリル酸エステル共重合体(NKクーパー NR301HN、新中村化学工業株式会社製)20gと、分子量500000の高分子量ポリエチレングリコール(PEG500,000、和光純薬工業株式会社製)200gと、分子量6000の低分子量ポリエチレングリコール(PEG6,000、和光純薬工業株式会社製)20gとを添加し、全ての固形成分が分散して溶解するまで撹拌を続けた。その後、カーボンブラック及びグラファイトの水分散体(PSMブラックA−1409(固形分濃度33重量%)、御国色素株式会社製)50gと、ブロックイソシアネート(NKリンカーBX、新中村化学工業株式会社)0.5gと、スルホコハク酸誘導体(ペネトゲンW、センカ株式会社製)0.74gとを撹拌容器内に添加し、全ての成分をそれぞれ溶解又は分散させて均一な分散体となるまで攪拌し、これによりPTC導電性塗料を製造した(合計371.24g)。
(A.含浸工程)
製造したPTC導電性塗料(371.24g)を基布に含浸させ、基布内にPTC導電性塗料を含有させた(含浸工程)。基布としては、素材が綿(縦糸♯40、横糸♯10)であり、厚さ約0.63mm、幅258mm×長さ300mm、質量6.2gの基布(NS−10、西原織物株式会社製)を使用した。
連続焼成炉内に、PTC導電性塗料を含浸させた基布を入れ、165℃で45分間焼成を行った。
焼成後、PTC導電性塗料を含浸させた基布を、温度80℃の大気である乾燥機(TOYO SEISAKUSYO CO. LTD製)内において72時間エイジングを行った。
製造したPTC面状発熱体のPTC特性を恒温槽試験により測定した。具体的には、恒温槽内に製造したPTC面状発熱体を入れ、恒温槽内を25℃から85℃まで5℃ずつ上昇させ、各温度におけるPTC面状発熱体の電気抵抗(kΩ)を電気抵抗測定計(日置電機株式会社製)により測定した。このような電気抵抗の測定を合計4回行った。各温度におけるPTC面状発熱体の電気抵抗の測定結果を[表1]に示すとともに、測定結果のグラフ(温度(℃)と電気抵抗(kΩ)との関係)を図1に示す。
製造したPTC面状発熱体のPTC特性を通電試験により測定した。具体的には、製造したPCT面状発熱体に対して電圧220Vとして電流を繰り返し通電し、PTC面状発熱体の温度(℃)及び電気抵抗(kΩ)の時間経過(分)を測定した。温度は、温度センサ(オムロン株式会社製)により測定し、電気抵抗は、電気抵抗測定器(日置電機株式会社製)により測定した。なお、外気温は、31〜33℃である。
Claims (9)
- 水を溶媒とし、該水に、アクリル酸エステル共重合体と、結晶性熱硬化性樹脂と、パラフィンと、カーボンブラック及びグラファイトと、架橋剤とを含有し、前記結晶性熱硬化性樹脂として、重量平均分子量が100000以上の高分子量ポリマーと、重量平均分子量が10000以下の低分子量ポリマーとからなるものを用いることを特徴とするPTC導電性塗料の製造方法。
- 前記カーボンブラック及びグラファイトの合計重量は、前記PTC導電性塗料の全重量に対し、3〜25重量%であることを特徴とする請求項1記載のPTC導電性塗料の製造方法。
- 前記高分子量ポリマーとして、重量平均分子量が100000以上の高分子量ポリエチレングリコールを用いるとともに、前記低分子量ポリマーとして、重量平均分子量が10000以下の低分子量ポリエチレングリコールを用いることを特徴とする請求項1または2記載のPTC導電性塗料の製造方法。
- 前記架橋剤は、前記アクリル酸エステル共重合体と前記高分子量ポリエチレングリコールと前記低分子量ポリエチレングリコールとの架橋反応を促進することを特徴とする請求項3記載のPTC導電性塗料の製造方法。
- 前記架橋剤として、ブロックイソシアネートを用いることを特徴とする請求項4記載のPTC導電性塗料の製造方法。
- 前記パラフィンの重量は、前記結晶性熱硬化性樹脂の重量に対し、4〜15重量%とすることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項記載のPTC導電性塗料の製造方法。
- 水を溶媒とし、該水に、アクリル酸エステル共重合体と、結晶性熱硬化性樹脂と、パラフィンと、カーボンブラック及びグラファイトと、架橋剤とが含有されてなるPTC導電性塗料を基材に含有させ、
前記PTC導電性塗料を含有させた基材に対して焼成を行い、
前記焼成後、前記PTC導電性塗料を含有させた基材に対してエイジング又は通電を行い、前記結晶性熱硬化性樹脂として、重量平均分子量が100000以上の高分子量ポリマーと、重量平均分子量が10000以下の低分子量ポリマーとからなるものを用いることを特徴とするPTC面状発熱体の製造方法。 - 溶媒としての水に、アクリル酸エステル共重合体と、結晶性熱硬化性樹脂と、パラフィンと、カーボンブラック及びグラファイトと、架橋剤とが含有されてなり、前記結晶性熱硬化性樹脂として、重量平均分子量が100000以上の高分子量ポリマーと、重量平均分子量が10000以下の低分子量ポリマーとからなるものを用いることを特徴とするPTC導電性塗料。
- 溶媒としての水に、アクリル酸エステル共重合体と、結晶性熱硬化性樹脂と、パラフィンと、カーボンブラック及びグラファイトと、架橋剤とが含有されてなり、前記結晶性熱硬化性樹脂として、重量平均分子量が100000以上の高分子量ポリマーと、重量平均分子量が10000以下の低分子量ポリマーとからなるものを用いるPTC導電性塗料が基材に含有されてなることを特徴とするPTC面状発熱体。
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