JPH01259502A - 有機正特性サーミスタの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば面発熱体として用いるのに好適なシー
ト状の有機正特性サーミスタの製造方法に関する。

〔従来の技術］ 例えばポリエチレンのようなポリオレフィン樹脂等の有
機高分子材料に、例えばカーボンブラックや金属粉等の
導電性粒子を混練し分散させたものは、正特性サーミス
タとしての挙動を示す。そこで、このような有機正特性
サーミスタ組成物を用いて、種々の正特性サーミスタ装
置が開発されている。特に、有機高分子材料を基材とし
ているので、成形性に優れているため、シート状の面状
発熱体として広く使用されてきている。

従来の面状発熱体の製造方法では、有機正特性サーミス
タ組成物を溶融押出し、またはプレス成形し、それによ
ってシートを成形する。しかる後、得られたシートの一
方主面または両生面に、例えば銀、銅またはニッケル等
の導電性成分を有する電極ペーストを塗布することによ
り、電極を形成する。

〔発明が解決しようとする技術的課題〕しかしながら、
有機正特性サーミスタ組成物を押出成形やプレス成形で
成形した場合、以下のような問題があった。

すなわち、シート成形時に、有機正特性サーミスタ組成
物内に含まれている２４′ＴＲ性粒子が偏った配向を示
したり、あるいは成形時に樹脂が伸びるため、シートの
表面が樹脂リッチとなり、導電性粒子がシート表面層に
露出し難くなることがあった。

その結果、電極ペーストを塗布して電極を形成したとし
ても、設計通りの抵抗値を得ることが困難であった。ま
た、シート内の抵抗分布も不均一となりやすく、電圧を
印加した場合に、表面の温度分布が不均一となりがちで
あった。

その結果、広い面積に渡り均一な温度に加熱し得るとい
う面状発熱体の効果が減殺されていた。

上記の問題を解決するために、有機正特性サーミスタ・
シートの表面に金属メンシュを圧接させ、この上に電極
を形成したものが提案されている。

しかしながら、金属メツシュを圧接させるため、可撓性
が損なわれ、かつ厚みが１￥くなる。また、余分な部品
を必要とし、かつ煩雑な製造工程を強いられる。従って
、コストもかなり高くつくという問題があった。

よって、本発明の目的は、表面の抵抗ばらつきが少なく
、従って表面の温度分布の均一なシート状の有機正特性
サーミスタを製造する方法を提供することにある。

〔技術的課題を解決するための手段〕

本発明の製造方法は、導電性粒子を有機高分子材料に混
練して得た有機正特性サーミスタ組成物を用意し、この
有機正特性サーミスタ組成物をブロック体に成形し、し
かる後ブロック体をスライスカットすることにより有機
正特性サーミスタシートを得、該有機正特性サーミスタ
・シートに電極を形成する、各工程を備えることを特徴
とするものである。

〔作用〕

本発明は、押出成形やプレス成形により有機正特性サー
ミスタ組成物のシートを成形した場合には如何にしても
シート表面が樹脂リッチとならざるを得ないことを考慮
し、シート成形を行わず、有機正特性サーミスタ組成物
をまずブロック体に成形することを特徴とする。そして
、該ブロック体をスライスカットすることによりシート
を得る。

ブロック体の成形に際しては、シート成形時のような樹
脂の伸びが生じ難いため、混練された導電性粒子は偏っ
た配向を示さず、かつ均一に分散される。

よって、ブロック体をスライスカットしてシートを得る
ことにより、切断面には均一に分散された導電性粒子が
露出される。

〔実施例の説明］ まず、導電性粒子を有機高分子材料に混練し、有機正特
性サーミスタ組成物を得る。導電性粒子としては、カー
ボン粉末、銅または銀等の金属粉末を用いることができ
る。また、有機高分子材料としては、上記のような導電
性粒子を分散させた場合に正特性サーミスタとしての挙
動を示すものであれば任意のものを用いることができ、
例えばポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂を例示す
ることができる。

混練についても、従来からシー１−成形に先立って行わ
れていた任意の混練方法を用いることができる。

上記のようにして得た有機正特性サーミスタ組成物をブ
ロック体に成形する。成形に際しては、溶融状態の上記
組成物を適宜の金形に注入することにより行う。ブロッ
ク体に成形するものであるため、該ブロック体中では、
導電性粒子はほとんど偏って配向しておらず、かつ均一
に分散される。

つぎに、第１図に示すように、上記のようにして得たブ
ロック体１を一点鎖線２〜５で示す位置でスライスカッ
トし、有機正特性サーミスタシートを得る。ブロック体
中において導電性粒子が均一に分散されているため、ス
ライスカットすることにより露出された切断面では、導
電性粒子は均一に露出されている。また、切断面におけ
る導電性粒子の割合と、シート内部における導電性粒子
の割合も均一に保たれる。

次に、上記のようにして得た有機正特性サーミスタ・シ
ートの一方主面に導電性ペーストを用いて電極を形成す
る。導電性ペーストとしては、銀、銅またはアルミニウ
ム等の導電性材料を含む任意のペーストを用いることが
できる。

以上のようにして、シート状の有機正特性サーミスタを
得ることができる。シート表面において導電性粒子が均
一に分散しているので、またシート内部において導電性
粒子が偏って配向しておらず、かつシート表面とシート
内部における導電性粒子の分布も均一であるため、電極
とシートとの電気的な接触が良好となるだけでなく、抵
抗分布も均一となることがわかる。よって、電壜間に電
圧を印加した場合、表面温度も広い範囲で非常に均一と
なるので、特性の安定な面状発熱体を得ることができる
。

次に、具体的な実験結果について説明する。有機高分子
材料として高密度ポリエチレンを用い、これに導電性粒
子としてカーボン・ブラックを混入・混練したものを金
型に注ぎ込み、加圧・冷却し、１００ｘ１００ｘ５０圓
のブロック体を成形した。このブロック体をスライスカ
ットすることにより、１００Ｘ１００Ｘ０．５圓のシー
トを得た。

比較のため、上記と同一の材料を熱間プレスにより厚み
０．５ｍｍのシートに成形した後、周囲を切断して１０
０ｘｌＯＯｘ０．５鵬のシート（比較例）を得た。

上記の実施例および比較例のシートにつき、四探針法に
より、その抵抗値の測定を行った。その結果、実施例の
シートでは、抵抗値のばらつきは３ＣＶ−１８，３％で
あったのに対し、比較例のシートでは３ＣＶ＝５３．３
％であった。

これは、比較例のシートではプレス成形により引き延ば
されるため、カーボン粒子に偏った配向が生じているた
めと考えられる。

次に、上記のようにして得た実施例および比較例のシー
トに、銀ペーストをスクリーン印刷により付与し、第２
図に示すようなくし歯状の電極６゜７を形成した。なお
、第２図において、８は有機正特性サーミスタ・シート
を示す。

上記の電極６，７間の抵抗値を測定したところ、実施例
のシートでは１０Ωであったが、比較例のシートでは３
１Ωと約３倍の抵抗値を示した。

これは、従来例のシートでは、カーボン粒子が表面層に
残存し難いため、電極６．７とシート８との間の接触抵
抗が大きくなるためである。

さらに、電極を形成した実施例および比較例のシートに
、直流１６Ｖを通電したところ、第３図に示すような温
度分布が観察された。第３図から明らかなように、実施
例のシートではほぼ均一に発熱しているのに対し、比較
例のシートでは非常に大きな温度分布が存在している。

〔発明の効果〕

本発明では、有機正特性サーミスタ組成物をブロック体
に成形し、該ブロック体をスライスカットすることによ
り有機正特性サーミスタ・シートを得るため、シート表
面層における導電性粒子の分布を、シート内部とほぼ等
しくすることができ、かつ導電性粒子のシート内におけ
る偏った配向も防止することができる。従って、同一シ
ート内における抵抗分布を均一にすることができるので
、表面の温度分布を均一にすることができる。よって、
面状発熱体に用いた場合、広い面積に渡り均一に加熱し
得るという面発熱体の効果を飛躍的に窩めることが可能
となる。

しかも、ブロック体をスライスカットすることによりシ
ートを得るものであるため、量産時の製品毎の抵抗値の
ばらつきも効果的に低減することができる。″

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例おいてブロック体をスライス
カットする工程を説明するための斜視図、第２図（ａ）
はシート状の有機正特性サーミスタに電極を形成した状
態を示す平面図、第２図（ｂ）は第２図（ａ）のＡ−Ａ
線に沿う断面図、第３図は実施例および比較例により作
成した面状発熱体の温度分布を示す図である。 図において、１はブロック体、２．３は電極、４は有機
正特性サーミスタ・シートを示す。 第１図 第２図 第３図 叫’Ａ−Ａ静ｉ　　　隅青

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 導電性粒子を有機高分子材料に混練して得た有機正特性
   サーミスタ組成物を用意し、前記有機正特性サーミスタ
   組成物をブロック体に成形し、前記ブロック体をスライ
   スカットすることにより有機正特性サーミスタ・シート
   を得、該有機正特性サーミスタ・シートに電極を形成す
   る各工程を備えることを特徴とする有機正特性サーミス
   タの製造方法。