JP6884023B2 - 発熱シート及びそれを用いた加熱剥離型粘着シート - Google Patents
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Description
(1)少なくとも微小炭素粒子と結着剤とを含む発熱シートであって、その表面抵抗率が25Ω/□以下であり、微小炭素粒子がカーボンナノチューブとカーボンナノファイバーもしくはグラフェン類であり、カーボンナノチューブ100質量部に対して、カーボンナノファイバーもしくはグラフェン類が10〜90質量部であることを特徴とする発熱シート。
(2)シート状基材の片面または両面に少なくとも微小炭素粒子と結着剤とを含む発熱層を有する発熱シートにおいて、当該発熱層の表面抵抗率が25Ω/□以下であり、微小炭素粒子がカーボンナノチューブとカーボンナノファイバーもしくはグラフェン類であり、カーボンナノチューブ100質量部に対して、カーボンナノファイバーもしくはグラフェン類が10〜90質量部であることを特徴とする発熱シート。
(3)微小炭素粒子の密度が0.40g/cm3以上であることを特徴とする上記(1)〜(2)のいずれかに記載の発熱シート。
(4)微小炭素粒子中のカーボンナノチューブの平均繊維径が20nm以下であることを特徴とする上記(1)〜(3)のいずれかに記載の発熱シート。
(5)微小炭素粒子中のグラフェン類の平均粒子径が5μm〜50μmであることを特徴とする上記(1)〜(4)のいずれかに記載の発熱シート。
(6)結着剤の量が、微小炭素粒子100質量部に対して20〜170質量部である上記(1)〜(5)のいずれかに記載の発熱シート。
(7)上記(1)〜(6)のいずれかに記載の発熱シートの両面に粘着層を有し、少なくとも一面の粘着層が加熱剥離型粘着層であることを特徴とする加熱剥離型粘着シート。
本発明は、微小炭素粒子を含有したシートであることより通電が可能となるが、金属シート等の導電性物質のみからなるシートと比べれば当然に抵抗が高くなるところ、シートの表面抵抗率を25Ω/□以下とすることにより短時間で想定した表面温度まで上昇することが可能となる。
微小炭素粒子は、非常に凝集しやすい性質をもっているため結着剤と混合する前に予め微小炭素粒子を溶媒に水を用いて分散しておくことが好ましい。分散は、超音波ホモジナイザー、ホモジナイザー、高圧ホモジナイザー、ボールミル、ビーズミル、コロイドミル、高圧噴射式分散機、ロールミル等を用いて行うことができる。
微小炭素粒子としてカーボンナノチューブ(商品名NC7000、Nanocyl社製、平均繊維径9.5nm、長さ1.5μm)を100部、分散剤としてカルボキシメチルセルロースを固形分で50部用意した。次に、溶媒として、分散液の微小炭素粒子と分散剤を合わせた固形分濃度が19.0%となる量の水にカルボキシメチルセルロースを添加して、攪拌機で1〜2分攪拌した。さらに、この水溶液にカーボンナノチューブを添加し、超音波ホモジナイザー((株)日本精機製作所製 US−600fcat)で分散処理をし、微小炭素粒子分散液1を得た。
微小炭素粒子としてグラフェン類(商品名xGnP(M−25)、XG Sciences社製、平均粒子径25μm)を100部、分散剤としてカルボキシメチルセルロースを固形分で50部用意した。次に、溶媒として、分散液の微小炭素粒子と分散剤を合わせた固形分濃度が19.0%となる量の水にカルボキシメチルセルロースを添加して、攪拌機で1〜2分攪拌した。さらに、この水溶液にグラフェン類を添加し、超音波ホモジナイザー((株)日本精機製作所製 US−600fcat)で分散処理をし、微小炭素粒子分散液2を得た。
微小炭素粒子としてカーボンナノチューブ(商品名NC7000、Nanocyl社製、平均繊維径9.5nm、長さ1.5μm)を100部、グラフェン類(商品名xGnP(M−25)、XG Sciences社製、平均粒子径25μm)を40部、分散剤としてカルボキシメチルセルロースを固形分で50部用意した。次に、溶媒として、分散液の微小炭素粒子と分散剤を合わせた固形分濃度が19.0%となる量の水にカルボキシメチルセルロースを添加して、攪拌機で1〜2分攪拌した。さらに、この水溶液にカーボンナノチューブ及びグラフェン類を添加し、超音波ホモジナイザー((株)日本精機製作所製 US−600fcat)で分散処理をし、微小炭素粒子分散液3を得た。
グラフェン類の配合量を90部にし、カルボキシメチルセルロースの配合量を60部とした以外は微小炭素粒子分散液3と同様にして微小炭素粒子分散液4を得た。
カーボンナノチューブを商品名CNTs10型(SHENZHEN SUSN SINOTECH NEW MATERIALS社製、平均繊維径20nm、長さ5〜12μm)に変更した以外は微小炭素粒子分散液3と同様にして微小炭素粒子分散液5を得た。
グラフェン類を商品名xGnP(M−5)(XG Sciences社製、平均粒子径5μm)にした以外は微小炭素粒子分散液3と同様にして微小炭素粒子分散液6を得た。
グラフェン類として平均粒子径が50μmのものを用いた以外は微小炭素粒子分散液3と同様にして微小炭素粒子分散液7を得た。
カーボンナノチューブをカーボンナノファイバー(商品名VGCF−H(昭和電工(株)製、平均繊維径150nm、長さ10μm))に変更した以外は微小炭素粒子分散液1と同様にして微小炭素粒子分散液8を得た。
グラフェン類の代わりにカーボンナノファイバー(商品名VGCF−H(昭和電工(株)製、平均繊維径150nm、長さ10μm))を40部添加した以外は微小炭素粒子分散液3と同様にして微小炭素粒子分散液9を得た。
グラフェン類の配合量を10部にした以外は微小炭素粒子分散液3と同様にして微小炭素粒子分散液10を得た。
グラフェン類の配合量を80部にした以外は微小炭素粒子分散液3と同様にして微小炭素粒子分散液11を得た。
カーボンナノファイバーの配合量を80部に変更した以外は微小炭素粒子分散液9と同様にして微小炭素粒子分散液12を得た。
微小炭素粒子分散液1に結着剤としてアクリル樹脂(三井化学(株)製 ボンロンS416−BF)を微小炭素粒子100部に対して固形分で150部となるように添加し、マグネティックスターラーで攪拌して発熱層塗工液を得た。離型フィルムの離型処理がされた面に、卓上自動バーコーターを用いて当該発熱層塗工液を乾燥後の塗工量が55g/m2となるように塗工し乾燥した後に当該離型フィルムを剥がし第1の本発明である少なくとも微小炭素粒子と結着剤とを含む発熱シートを得た。
微小炭素粒子分散液2に結着剤としてアクリル樹脂(三井化学(株)製 ボンロンS416−BF)を微小炭素粒子100部に対して固形分で150部となるように添加し、マグネティックスターラーで攪拌して発熱層塗工液を得た。離型フィルムの離型処理がされた面に、卓上自動バーコーターを用いて当該発熱層塗工液を乾燥後の塗工量が55g/m2となるように塗工し乾燥した後に当該離型フィルムを剥がし第1の本発明である少なくとも微小炭素粒子と結着剤とを含む発熱シートを得た。
微小炭素粒子分散液3に結着剤としてアクリル樹脂(三井化学(株)製 ボンロンS416−BF)を微小炭素粒子100部に対して固形分で150部となるように添加し、マグネティックスターラーで攪拌して発熱層塗工液を得た。離型フィルムの離型処理がされた面に、卓上自動バーコーターを用いて当該発熱層塗工液を乾燥後の塗工量が55g/m2となるように塗工し乾燥した後に当該離型フィルムを剥がし第1の本発明である少なくとも微小炭素粒子と結着剤とを含む発熱シートを得た。
微小炭素粒子分散液11に結着剤としてアクリル樹脂(三井化学(株)製 ボンロンS416−BF)を微小炭素粒子100部に対して固形分で150部となるように添加し、マグネティックスターラーで攪拌して発熱層塗工液を得た。離型フィルムの離型処理がされた面に、卓上自動バーコーターを用いて当該発熱層塗工液を乾燥後の塗工量が55g/m2となるように塗工し乾燥した後に当該離型フィルムを剥がし第1の本発明である少なくとも微小炭素粒子と結着剤とを含む発熱シートを得た。
微小炭素粒子分散液1に結着剤としてアクリル樹脂(三井化学(株)製 ボンロンS416−BF)を微小炭素粒子100部に対して固形分で85部となるように添加し、マグネティックスターラーで攪拌して発熱層塗工液を得た。厚み25μmのポリエチレンフィルムをシート状基材として、その片面にコロナ放電処理を施した後、卓上自動バーコーターを用いて当該発熱層塗工液を乾燥後の塗工量が16.0g/m2となるように塗工し乾燥して第2の本発明であるシート状基材の片面に少なくとも微小炭素粒子と結着剤とを含む発熱層を有する発熱シートを得た。
微小炭素粒子分散液1を微小炭素粒子分散液2にした以外は実施例5と同様にして第2の本発明であるシート状基材の片面に少なくとも微小炭素粒子と結着剤とを含む発熱層を有する発熱シートを得た。
微小炭素粒子分散液1を微小炭素粒子分散液3にした以外は実施例5と同様にして第2の本発明であるシート状基材の片面に少なくとも微小炭素粒子と結着剤とを含む発熱層を有する発熱シートを得た。
微小炭素粒子分散液1を微小炭素粒子分散液11にした以外は実施例5と同様にして第2の本発明であるシート状基材の片面に少なくとも微小炭素粒子と結着剤とを含む発熱層を有する発熱シートを得た。
微小炭素粒子分散液1を微小炭素粒子分散液10にした以外は実施例5と同様にして第2の本発明であるシート状基材の片面に少なくとも微小炭素粒子と結着剤とを含む発熱層を有する発熱シートを得た。
微小炭素粒子分散液1を微小炭素粒子分散液4にした以外は実施例5と同様にして第2の本発明であるシート状基材の片面に少なくとも微小炭素粒子と結着剤とを含む発熱層を有する発熱シートを得た。
微小炭素粒子分散液1を微小炭素粒子分散液5にした以外は実施例5と同様にして第2の本発明であるシート状基材の片面に少なくとも微小炭素粒子と結着剤とを含む発熱層を有する発熱シートを得た。
微小炭素粒子分散液1を微小炭素粒子分散液6にした以外は実施例5と同様にして第2の本発明であるシート状基材の片面に少なくとも微小炭素粒子と結着剤とを含む発熱層を有する発熱シートを得た。
微小炭素粒子分散液1を微小炭素粒子分散液7にした以外は実施例5と同様にして第2の本発明であるシート状基材の片面に少なくとも微小炭素粒子と結着剤とを含む発熱層を有する発熱シートを得た。
結着剤の配合量を微小炭素粒子100部に対して固形分で20部とした以外は実施例7と同様にして第2の本発明であるシート状基材の片面に少なくとも微小炭素粒子と結着剤とを含む発熱層を有する発熱シートを得た。
結着剤の配合量を微小炭素粒子100部に対して固形分で170部とした以外は実施例7と同様にして第2の本発明であるシート状基材の片面に少なくとも微小炭素粒子と結着剤とを含む発熱層を有する発熱シートを得た。
微小炭素粒子分散液1を微小炭素粒子分散液8に代えた以外は実施例1と同様にして第1の本発明である少なくとも微小炭素粒子と結着剤とを含む発熱シートを得た。
微小炭素粒子分散液1を微小炭素粒子分散液9に代えた以外は実施例1と同様にして第1の本発明である少なくとも微小炭素粒子と結着剤とを含む発熱シートを得た。
微小炭素粒子分散液1を微小炭素粒子分散液12に代えた以外は実施例1と同様にして第1の本発明である少なくとも微小炭素粒子と結着剤とを含む発熱シートを得た。
微小炭素粒子分散液1を微小炭素粒子分散液8にした以外は実施例5と同様にして第2の本発明であるシート状基材の片面に少なくとも微小炭素粒子と結着剤とを含む発熱層を有する発熱シートを得た。
微小炭素粒子分散液1を微小炭素粒子分散液9にした以外は実施例5と同様にして第2の本発明であるシート状基材の片面に少なくとも微小炭素粒子と結着剤とを含む発熱層を有する発熱シートを得た。
微小炭素粒子分散液1を微小炭素粒子分散液12にした以外は実施例5と同様にして第2の本発明であるシート状基材の片面に少なくとも微小炭素粒子と結着剤とを含む発熱層を有する発熱シートを得た。
微小炭素粒子分散液1を微小炭素粒子分散液8にし、結着剤の配合量を微小炭素粒子100部に対して固形分で200部とした以外は実施例1と同様にして第1の本発明である少なくとも微小炭素粒子と結着剤とを含む発熱シートを得た。
微小炭素粒子分散液1を微小炭素粒子分散液8にし、結着剤の配合量を微小炭素粒子100部に対して固形分で200部とした以外は実施例5と同様にして第2の本発明であるシート状基材の片面に少なくとも微小炭素粒子と結着剤とを含む発熱層を有する発熱シートを得た。
(1)微小炭素粒子の密度
実施例及び比較例で作製した発熱シートを室温23℃湿度50%RHの環境中に24時間放置した後、100mm×100mmの試験片10枚に裁断し、当該環境中で10枚の試験片の質量の測定と各試験片の厚みを1試験片当たり10箇所測定したものを試験片ごとに算術平均を取り、さらに10枚の試験片の厚みの算術平均を計算し、試験片の厚みとする。先に求めた質量を単位面積当たりの質量に換算した値を厚みで除し発熱シートの微小炭素粒子の密度とした。なお、第2の本発明であるシート状基材の片面に少なくとも微小炭素粒子と結着剤とを含む発熱層を有する発熱シートの試験片の質量とは、当該発熱シートの発熱層の質量のことであり、当該発熱シート全体の質量から事前に測定しておいたシート状基材の質量を減じたものをいう。シート状基材の両面に発熱層を有する発熱シートの場合、まずシート状基材の片面(A面)に発熱層を設ける。A面の発熱層の質量は、シート状基材の片面に発熱層を有する発熱シートと同様に定められる。その後、シート状基材の反対側の面(B面)に発熱層を設けることでシート状基材の両面に発熱層を有する発熱シートが得られる。B面の発熱層の質量は、発熱シート全体の質量からA面の発熱層の質量とシート状基材の質量を減じたものをいう。また、第2の本発明であるシート状基材の片面に少なくとも微小炭素粒子と結着剤とを含む発熱層を有する発熱シートの試験片の厚みとは、当該発熱シートの発熱層の厚みのことであり、当該発熱シート全体の厚みから事前に測定しておいたシート状基材の厚みを減じたものをいう。シート状基材の両面に発熱層を有する発熱シートの場合、まずシート状基材の片面(A面)に発熱層を設ける。A面の発熱層の厚みは、シート状基材の片面に発熱層を有する発熱シートと同様に定められる。その後、シート状基材の反対側の面(B面)に発熱層を設けることでシート状基材の両面に発熱層を有する発熱シートが得られる。B面の発熱層の厚みは、発熱シート全体の厚みからA面の発熱層の厚みとシート状基材の厚みを減じたものをいう。
株式会社三菱化学アナリテック製ロレスタAX MCP−T370 簡易型低抵抗率計を用いてJIS K 7194−1994に準拠して測定する。測定は1試験片あたり9箇所測定しその算術平均値を取って当該試験片の表面抵抗率とした。
実施例及び比較例で作製した発熱シートを室温23℃湿度50%RHの環境中に24時間放置した後、30mm×100mmの試験片10枚に裁断する。試験片ごとに長辺の両端に電極を付け定電圧装置から定電圧をかけて、非接触温度計で表面温度がそれ以上上昇しない最大表面温度及び最大表面温度に達するまでの時間(最大温度到達時間という)を3箇所測定する。10枚の試験片それぞれにつき測定し、その算術平均値をもって、当該試験片の最大表面温度及び最大温度到達時間とした。最大表面温度の値が大きく、最大温度到達時間が短いものほど良好な特性である。本発明を電子機器部品の解体等へ適用する場合、実用的な最大温度到達時間の目安は90秒以下である。
Claims (7)
- 少なくとも微小炭素粒子と結着剤とを含む発熱シートであって、その表面抵抗率が25Ω/□以下であり、微小炭素粒子がカーボンナノチューブとカーボンナノファイバーもしくはグラフェン類であり、カーボンナノチューブ100質量部に対して、カーボンナノファイバーもしくはグラフェン類が10〜90質量部であることを特徴とする発熱シート。
- シート状基材の片面または両面に少なくとも微小炭素粒子と結着剤とを含む発熱層を有する発熱シートにおいて、当該発熱層の表面抵抗率が25Ω/□以下であり、微小炭素粒子がカーボンナノチューブとカーボンナノファイバーもしくはグラフェン類であり、カーボンナノチューブ100質量部に対して、カーボンナノファイバーもしくはグラフェン類が10〜90質量部であることを特徴とする発熱シート。
- 微小炭素粒子の密度が0.40g/cm3以上であることを特徴とする請求項1〜2のいずれかに記載の発熱シート。
- 微小炭素粒子中のカーボンナノチューブの平均繊維径が20nm以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の発熱シート。
- 微小炭素粒子中のグラフェン類の平均粒子径が5μm〜50μmであることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の発熱シート。
- 結着剤の量が、微小炭素粒子100質量部に対して20〜170質量部である請求項1〜5のいずれかに記載の発熱シート。
- 請求項1〜6のいずれかに記載の発熱シートの両面に粘着層を有し、少なくとも一面の粘着層が加熱剥離型粘着層であることを特徴とする加熱剥離型粘着シート。
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