JPH01680A - 導電性発熱性ペ−スト - Google Patents
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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。
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)′。
本発明は導電性発熱性ペースト又は塗料に関し、詳しく
は約350℃迄の温度範囲において、任意の温度で且つ
均一の温度分布を発現し、自己温度制御性を有する発熱
体を得るための導電性発熱性ペーストに関する。
は約350℃迄の温度範囲において、任意の温度で且つ
均一の温度分布を発現し、自己温度制御性を有する発熱
体を得るための導電性発熱性ペーストに関する。
(従来の技vII)
従来、カーボンブラック、グラファイトなどの導電性微
粉末を混合した合成樹脂帯状体と、その長手方向両側に
埋設した電極線とからなる面状発熱体素子(特公昭60
−59131号公報)等があり・。
粉末を混合した合成樹脂帯状体と、その長手方向両側に
埋設した電極線とからなる面状発熱体素子(特公昭60
−59131号公報)等があり・。
これにより60℃位まで加温でき、これを固体面上に張
りつけてなる発熱体は知られている。
りつけてなる発熱体は知られている。
しかし、このカニボンブラック及びグラファイト粉の電
気比抵抗は高< (sooo〜20000μΩaI)、
且つ電気抵抗の温度係数が負の性質をもつために(約−
2,6μΩal/℃)、これから得られる発熱体は、例
えば塗膜の電極間距離が狭く、均一温度分布の広い発熱
面は得られず、これらカーボンブラック等の導電性−粉
末を用いるものにあって“は、これを合成樹脂に混合゛
し、溶融押出し成形してテ−プ状の発熱体素子として利
用するものであり。
気比抵抗は高< (sooo〜20000μΩaI)、
且つ電気抵抗の温度係数が負の性質をもつために(約−
2,6μΩal/℃)、これから得られる発熱体は、例
えば塗膜の電極間距離が狭く、均一温度分布の広い発熱
面は得られず、これらカーボンブラック等の導電性−粉
末を用いるものにあって“は、これを合成樹脂に混合゛
し、溶融押出し成形してテ−プ状の発熱体素子として利
用するものであり。
これらの導電性微粉末を含むペースト又は塗料を用いて
広い発熱面を有する発熱体を製造することはあまりなさ
れていない。
広い発熱面を有する発熱体を製造することはあまりなさ
れていない。
又従来のものは局部的に酸化や焼損の危険があるので、
60℃位までしかし昇温することができないものであっ
た。
60℃位までしかし昇温することができないものであっ
た。
例えば、従来のものでは第7図に示すように面状発熱体
素子(テープ)2を基台1に貼付けたものであり〔第7
図(a)〕、金属端子3より通電すると発熱部7は加熱
され、基板上に温度分布4が生ずる〔第7図(b))。
素子(テープ)2を基台1に貼付けたものであり〔第7
図(a)〕、金属端子3より通電すると発熱部7は加熱
され、基板上に温度分布4が生ずる〔第7図(b))。
(発明が解決しようとする問題点)
このように、従来のカーボンブラック粉等の導電性粉末
を用いるものでは、それらが電気比抵抗が高く、電気抵
抗の温度係数が負の性質をもつため1発熱体の塗膜或い
はテープ等の電極間距離を広くすることができない、そ
して均一温度分布で広い発熱面を有する発熱体は得られ
ず、これらの導電性粉末を含むペースト或いは塗料を塗
布する場合は塗膜の厚さを厳密にしなければならず、機
械で例えば、0.3am±0.02mm以下で塗布され
た塗膜であることが必要であり、手塗りによることがで
きない。即ち、従来のものでは塗膜の厚さが変ると、厚
い所へ電流が多く流れ、そのためその部分が高温となる
。しかし、従来用いられている導電性微粉末であるカー
ボンブラック等は電気抵抗の温度係数が負の性質をもつ
ため、電気抵抗が下り、益々電流が流れるので更にその
部分は高温となり1局部的に溶損したり、焼損したりす
るのである。
を用いるものでは、それらが電気比抵抗が高く、電気抵
抗の温度係数が負の性質をもつため1発熱体の塗膜或い
はテープ等の電極間距離を広くすることができない、そ
して均一温度分布で広い発熱面を有する発熱体は得られ
ず、これらの導電性粉末を含むペースト或いは塗料を塗
布する場合は塗膜の厚さを厳密にしなければならず、機
械で例えば、0.3am±0.02mm以下で塗布され
た塗膜であることが必要であり、手塗りによることがで
きない。即ち、従来のものでは塗膜の厚さが変ると、厚
い所へ電流が多く流れ、そのためその部分が高温となる
。しかし、従来用いられている導電性微粉末であるカー
ボンブラック等は電気抵抗の温度係数が負の性質をもつ
ため、電気抵抗が下り、益々電流が流れるので更にその
部分は高温となり1局部的に溶損したり、焼損したりす
るのである。
又、従来のものでは、曲面、穴の内面、凹凸面を有する
ものでは機械的に厳密に塗布することはできず、それ故
均−の塗膜厚にすることができず、前記のような局部的
加熱、加温が生じ好ましくない。
ものでは機械的に厳密に塗布することはできず、それ故
均−の塗膜厚にすることができず、前記のような局部的
加熱、加温が生じ好ましくない。
それ故、広い発熱面を有し、曲面、穴の内面、凹凸面等
の複雑な構造のものでも手塗り或いは浸漬による厳密に
均一な膜厚でないものでも、温度分布が均一で、局部的
な溶損或いは焼損がなく、加熱温度も自由に調節できる
発熱性塗料或いはペーストの出現が望まれている。
の複雑な構造のものでも手塗り或いは浸漬による厳密に
均一な膜厚でないものでも、温度分布が均一で、局部的
な溶損或いは焼損がなく、加熱温度も自由に調節できる
発熱性塗料或いはペーストの出現が望まれている。
(問題点を解決するための手段)
本発明者らは1発熱体特にその発熱体を製造するための
導電性発熱性ペースト或いは塗料について種々研究の結
果、特定の金属酸化物と合成樹脂を主成分として含有す
るペースト或いは塗料により、前記の問題点が解決でき
、すぐれた発熱体が製造できることを見出し1本発明に
到達したのである。
導電性発熱性ペースト或いは塗料について種々研究の結
果、特定の金属酸化物と合成樹脂を主成分として含有す
るペースト或いは塗料により、前記の問題点が解決でき
、すぐれた発熱体が製造できることを見出し1本発明に
到達したのである。
即ち2本発明は(1)電気抵抗の温度係数が正の値をも
ち、電気比抵抗が常温で5X10”μΩ1以下の熱に対
して安定な金属酸化物と合成樹脂を主成分として含有す
ることを特徴とする導電性発熱性ペーストに関する。
ち、電気比抵抗が常温で5X10”μΩ1以下の熱に対
して安定な金属酸化物と合成樹脂を主成分として含有す
ることを特徴とする導電性発熱性ペーストに関する。
本発明の金属酸化物としては、電気抵抗の温度係数が正
の値をもち、その電気比抵抗が常温で5×103μ01
以下、好ましくは1×103μΩ1より小さく、即ち、
炭素粉末顔料の数分の1〜数十分の1の値であり、温度
と共に電気抵抗が増大するものであり、さらに高温に対
して安定で、酸化。
の値をもち、その電気比抵抗が常温で5×103μ01
以下、好ましくは1×103μΩ1より小さく、即ち、
炭素粉末顔料の数分の1〜数十分の1の値であり、温度
と共に電気抵抗が増大するものであり、さらに高温に対
して安定で、酸化。
焼損のない耐熱性の金属酸化物が好適である。そして特
に約350℃迄の温度において、温度と共に電気抵抗が
急増するものが選択される。
に約350℃迄の温度において、温度と共に電気抵抗が
急増するものが選択される。
従来この種の発熱体に使用されている炭素導電体は電気
抵抗が大きく、且つ温度係数が負の性質をもつので膜厚
の変化により加熱温度が変り、広い均一温度の発熱面が
得られず、又局部的に酸化したり発火したりする危険が
ある。
抵抗が大きく、且つ温度係数が負の性質をもつので膜厚
の変化により加熱温度が変り、広い均一温度の発熱面が
得られず、又局部的に酸化したり発火したりする危険が
ある。
これに対して1本発明の金属酸化物は上記のように、こ
れら従来のものとは逆の物理化学的性質をもつものであ
り、即ち、本発明の金属酸化物を用いた場合には、膜厚
が異なると厚い所に電流が多く流れ、そのためその部分
は高温となるが、高温となると電気抵抗の温度係数が正
の値をもつため、抵抗が上り、電流が下り、温度が下り
、適当な温度で安定し1局部的に過熱することがなく、
自己温度制御作用が働き、これにより均一の温度で且つ
広い発熱面を有する発熱体が得られるのである。そして
本願発明では膜の厚さが±20%までは許容され手塗り
を可能とすることができ、又その発熱温度を所望の温度
に容易に調節することができるのである。このことは本
願発明の前記の金属酸化物を用いたことによるものであ
り5本発明者が初めて見出した驚くべき効果である。
れら従来のものとは逆の物理化学的性質をもつものであ
り、即ち、本発明の金属酸化物を用いた場合には、膜厚
が異なると厚い所に電流が多く流れ、そのためその部分
は高温となるが、高温となると電気抵抗の温度係数が正
の値をもつため、抵抗が上り、電流が下り、温度が下り
、適当な温度で安定し1局部的に過熱することがなく、
自己温度制御作用が働き、これにより均一の温度で且つ
広い発熱面を有する発熱体が得られるのである。そして
本願発明では膜の厚さが±20%までは許容され手塗り
を可能とすることができ、又その発熱温度を所望の温度
に容易に調節することができるのである。このことは本
願発明の前記の金属酸化物を用いたことによるものであ
り5本発明者が初めて見出した驚くべき効果である。
この本発明の金属酸化物の例としては例えば。
vaOx (電気比抵抗600〜5000 uΩ1、電
気抵抗の温度係数約+1.8μΩas/”C)、Cry
、(30〜600μΩl、約+1.190cm / ’
C)、ReO2(20〜200μΩ1.約+0.1μΩ
as / ”C)等である。
気抵抗の温度係数約+1.8μΩas/”C)、Cry
、(30〜600μΩl、約+1.190cm / ’
C)、ReO2(20〜200μΩ1.約+0.1μΩ
as / ”C)等である。
本発明の金属酸化物は電気比抵抗が炭素粉末等の数分の
1〜数十分の1のものであり、その粒子径はバインダー
としての合成樹脂との分散性等を考慮して決定されるが
、 0.02〜60μ論のものが好ましい。一般に金属
酸化物の粒子径が0.02μ−以下では電気抵抗値が高
くなり、単位面積当りのワット(すatt)数が小(0
,05〜5 Watt/ d、温度的30℃〜350℃
)となるため好ましくなく、又60μ論以上では塗膜内
の粉粒子の分散が不均一となる場合がある。
1〜数十分の1のものであり、その粒子径はバインダー
としての合成樹脂との分散性等を考慮して決定されるが
、 0.02〜60μ論のものが好ましい。一般に金属
酸化物の粒子径が0.02μ−以下では電気抵抗値が高
くなり、単位面積当りのワット(すatt)数が小(0
,05〜5 Watt/ d、温度的30℃〜350℃
)となるため好ましくなく、又60μ論以上では塗膜内
の粉粒子の分散が不均一となる場合がある。
本発明で用いられる合成樹脂は熱可塑性、熱硬化性及び
電子線硬化性樹脂であることができ、その発熱体の適用
分野に応じて適宜選択することが可能である。
電子線硬化性樹脂であることができ、その発熱体の適用
分野に応じて適宜選択することが可能である。
熱可塑性樹脂としては軟化点が15℃以上、平均分子量
が数千〜数十万のものであり、熱硬化性樹脂又は反応型
樹脂としては塗布液の状態では200゜000以下の分
子量であり、塗布乾燥後、加熱により縮合、付加等の反
応により分子量は無限大のものとなる。又、放射線硬化
系樹脂についてはラジカル重合性を有する不飽和二重結
合を示すアクリル酸、メタクリル酸、あるいはそれらの
エステル化合物のようなアクリル系二重結合、ジアリル
フタレートのようなアリル系二重結合、マレイン酸、マ
レイン酸誘導体等の不飽和結合等の、放射線照射による
架橋あるいは重合乾燥する基を熱可塑性樹脂の分子中に
含有または導入した樹脂等を用いることができる。
が数千〜数十万のものであり、熱硬化性樹脂又は反応型
樹脂としては塗布液の状態では200゜000以下の分
子量であり、塗布乾燥後、加熱により縮合、付加等の反
応により分子量は無限大のものとなる。又、放射線硬化
系樹脂についてはラジカル重合性を有する不飽和二重結
合を示すアクリル酸、メタクリル酸、あるいはそれらの
エステル化合物のようなアクリル系二重結合、ジアリル
フタレートのようなアリル系二重結合、マレイン酸、マ
レイン酸誘導体等の不飽和結合等の、放射線照射による
架橋あるいは重合乾燥する基を熱可塑性樹脂の分子中に
含有または導入した樹脂等を用いることができる。
これらの合成樹脂は例えば、ポリイミド樹脂、ポリアミ
ド樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂。
ド樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂。
シリコーン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリ
パラバン酸樹脂、ポリウレタン樹脂、塩ビ樹脂等であり
、塗膜の所望の目的温度に応じて軟化温度或いは分解温
度を選択することができる。
パラバン酸樹脂、ポリウレタン樹脂、塩ビ樹脂等であり
、塗膜の所望の目的温度に応じて軟化温度或いは分解温
度を選択することができる。
本発明の金属酸化物と合成樹脂バインダーの量割合は、
所望する発熱温度1発熱面の大きさ等により、又金属酸
化物及び合成樹脂の種類及び組合せ等により種々選択さ
れるが、一般的には金属酸化物粉末100重量部(以下
部と略す)に対して、30〜360部であることができ
る。
所望する発熱温度1発熱面の大きさ等により、又金属酸
化物及び合成樹脂の種類及び組合せ等により種々選択さ
れるが、一般的には金属酸化物粉末100重量部(以下
部と略す)に対して、30〜360部であることができ
る。
本発明の金属酸化物に前記合成樹脂を結合剤として用い
ると、塗膜の強度を確保し1発熱体として適当な電気抵
抗値が常温で1〜1.500Ω/口(Ω/口とは正方形
面積に対する電気抵抗値を表わす)に調節することがで
きる。
ると、塗膜の強度を確保し1発熱体として適当な電気抵
抗値が常温で1〜1.500Ω/口(Ω/口とは正方形
面積に対する電気抵抗値を表わす)に調節することがで
きる。
合成樹脂の割合が30部以下では抵抗値の小さいものが
得られ、高温の発熱体(広い発熱面をもつものに応用で
きる)が得られるが、塗膜強度が不足する。一方、合成
樹脂の量が360部以上では発熱に必要な抵抗値が得ら
れず(抵抗値が過大になって)実用に適さないものとな
る。即ち電気抵抗値が常温で1Ω/口以下では過電流と
なり、その結果高温となりすぎるし、1 、500Ω/
口以上では過小電流になり、発熱せず所望の温度が得ら
れにくいのである。
得られ、高温の発熱体(広い発熱面をもつものに応用で
きる)が得られるが、塗膜強度が不足する。一方、合成
樹脂の量が360部以上では発熱に必要な抵抗値が得ら
れず(抵抗値が過大になって)実用に適さないものとな
る。即ち電気抵抗値が常温で1Ω/口以下では過電流と
なり、その結果高温となりすぎるし、1 、500Ω/
口以上では過小電流になり、発熱せず所望の温度が得ら
れにくいのである。
そして、広い発熱面の場合は電気抵抗の小さい常温で1
0/口のものが、狭い面積の場合は電気抵抗値の高い常
温で1 、500Ω/口のものが用いられる。そして本
発明では発熱体の表面温度を塗料配合、塗布厚さ、印加
電圧等の組合せにより最大約350℃までの任意温度に
長時間安定して得ることができる。
0/口のものが、狭い面積の場合は電気抵抗値の高い常
温で1 、500Ω/口のものが用いられる。そして本
発明では発熱体の表面温度を塗料配合、塗布厚さ、印加
電圧等の組合せにより最大約350℃までの任意温度に
長時間安定して得ることができる。
この金属酸化物と合成樹脂とを主成分とする塗料は各種
塗装方式1例えば、はけ塗り塗装、ローラー塗装、吹き
付は塗装、静電塗装、電着塗装或いは粉体塗装等の塗装
剤に又は浸漬用に応じて他の添加剤或いは補助剤を加え
ることができる。
塗装方式1例えば、はけ塗り塗装、ローラー塗装、吹き
付は塗装、静電塗装、電着塗装或いは粉体塗装等の塗装
剤に又は浸漬用に応じて他の添加剤或いは補助剤を加え
ることができる。
これらの添加剤、補助剤は、例えば希釈溶剤、沈降防止
剤或いは分散剤、酸化防止剤、他の顔料その他の必要な
添加剤であることができる。
剤或いは分散剤、酸化防止剤、他の顔料その他の必要な
添加剤であることができる。
希釈溶剤としては、塗料に使用される溶剤、例えば脂肪
族炭化水素、芳香族石油ナフサ、芳香族炭化水素(トル
エン、キシレン等)、アルコール(イソプロピルアルコ
ール、ブタノール、エチルヘキシルアルコール等)、エ
ーテルアルコール(エチルセロソルブ、ブチルセロソル
ブ、エチiノングリコールモノエーテル等)、エーテル
類(ブチルエーテル)、酢酸エステル、酸無水物、エー
テルエステル(エチルセロソルブアセテート)、ケトン
(メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン)N−
メチルニーピロリドン、ジメチルアセトアミド、テトラ
ヒドロフラン等が使用される。
族炭化水素、芳香族石油ナフサ、芳香族炭化水素(トル
エン、キシレン等)、アルコール(イソプロピルアルコ
ール、ブタノール、エチルヘキシルアルコール等)、エ
ーテルアルコール(エチルセロソルブ、ブチルセロソル
ブ、エチiノングリコールモノエーテル等)、エーテル
類(ブチルエーテル)、酢酸エステル、酸無水物、エー
テルエステル(エチルセロソルブアセテート)、ケトン
(メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン)N−
メチルニーピロリドン、ジメチルアセトアミド、テトラ
ヒドロフラン等が使用される。
これらはバインダーである合成樹脂及び金属酸化物に応
じて適宜、好ましいものが選択される。この希釈溶剤の
使用量は樹脂100部(金属酸化物)に対して410部
以下の範囲で選択される。
じて適宜、好ましいものが選択される。この希釈溶剤の
使用量は樹脂100部(金属酸化物)に対して410部
以下の範囲で選択される。
又沈降防止剤としては、メチルセルローズ、炭酸カルシ
ウム、ベントナイト微粉等が挙げられ。
ウム、ベントナイト微粉等が挙げられ。
又分散剤としては、各種界面活性剤が使用され、アニオ
ン系活性剤(脂肪酸塩類、液体脂肪油硫酸エステル塩類
)、カチオン系活性剤(脂肪族アミン塩類、第4級アン
モニウム塩類)、両性系活性剤或いはノニオン系活性剤
が挙げられる。又塗料又はペーストの乾燥固化又は硬化
を短時間で容易に行うために硬化剤を加えることができ
る。
ン系活性剤(脂肪酸塩類、液体脂肪油硫酸エステル塩類
)、カチオン系活性剤(脂肪族アミン塩類、第4級アン
モニウム塩類)、両性系活性剤或いはノニオン系活性剤
が挙げられる。又塗料又はペーストの乾燥固化又は硬化
を短時間で容易に行うために硬化剤を加えることができ
る。
これらの硬化剤は樹脂に応じてそれぞれ選択し得、脂肪
族、或いは芳香族ポリアミン、ポリイソシアネート、ポ
リアミド、アミン、チオ尿素等の通常の硬化剤が用いら
れる。
族、或いは芳香族ポリアミン、ポリイソシアネート、ポ
リアミド、アミン、チオ尿素等の通常の硬化剤が用いら
れる。
その他、安定剤、可塑剤、酸化防止剤等が適宜に用いら
れる。
れる。
本発明の導電性発熱性ペーストは、プラスチック、セラ
ミックス、本質、繊維、紙、電気絶縁被覆した金属材料
その他の基材から形成される所望の形状の固体或いは固
体表面に塗布或いは浸漬し′て発熱体を製造することが
できる。
ミックス、本質、繊維、紙、電気絶縁被覆した金属材料
その他の基材から形成される所望の形状の固体或いは固
体表面に塗布或いは浸漬し′て発熱体を製造することが
できる。
例えば2本以上の金属製端子を固定した電気絶縁被覆し
た金属材料、セラミックス、プラスチックス、木質体又
はそれらの組合せ体の基台に、本発明のペースト(塗料
)を100μm〜3000μm厚さに塗布する。
た金属材料、セラミックス、プラスチックス、木質体又
はそれらの組合せ体の基台に、本発明のペースト(塗料
)を100μm〜3000μm厚さに塗布する。
前記基台の形状は平面、曲面共に格別限定されない。
基台表面はセラミックス皮膜が望ましいが、150℃以
下の所望温度であれば、木質によっても使用可能な場合
がある。さらに木質、又はプラスチック体又は金属体に
、セラミックスを表面被覆し、複合体とする等の組合せ
体も可能である。
下の所望温度であれば、木質によっても使用可能な場合
がある。さらに木質、又はプラスチック体又は金属体に
、セラミックスを表面被覆し、複合体とする等の組合せ
体も可能である。
塗布される固体表面が広く、ハケ塗り、ロール塗り、ス
プレィ塗りをする時には、塗料の流動性を上げて作業性
をよくする。この場合は希釈用に溶媒を導電粉末の合計
100部に対して、410部以下の範囲で混合すること
がよく、それ以上では塗料が流れすぎて所定塗膜厚さに
なりにくく、所望の塗膜表面温度をうるのに適当でない
。
プレィ塗りをする時には、塗料の流動性を上げて作業性
をよくする。この場合は希釈用に溶媒を導電粉末の合計
100部に対して、410部以下の範囲で混合すること
がよく、それ以上では塗料が流れすぎて所定塗膜厚さに
なりにくく、所望の塗膜表面温度をうるのに適当でない
。
塗膜の硬化又は固化け350℃以下の温度で硬化或いは
乾燥固化するか或いは電子線(放照線)硬化される。
乾燥固化するか或いは電子線(放照線)硬化される。
乾燥固化或いは硬化を350℃以下で充分な時間をかけ
ると、平滑な所定厚さの膜が得られる。それより高温で
は発泡、流動、変質の危険があり70℃以下では長時間
を要する。
ると、平滑な所定厚さの膜が得られる。それより高温で
は発泡、流動、変質の危険があり70℃以下では長時間
を要する。
膜厚100μm〜3000μmに塗布して、該塗料を3
50℃以下の温度で反応硬化させると70〜2000μ
m厚さの乾燥固化した塗膜を得て、低温は勿論、高温の
電気抵抗発熱塗膜体をうる。塗布厚は100μm〜30
00μmが好ましく100μm以下では電気抵抗が過大
となり、単位面積当り電力が過小となり。
50℃以下の温度で反応硬化させると70〜2000μ
m厚さの乾燥固化した塗膜を得て、低温は勿論、高温の
電気抵抗発熱塗膜体をうる。塗布厚は100μm〜30
00μmが好ましく100μm以下では電気抵抗が過大
となり、単位面積当り電力が過小となり。
又膜強度が不足し、 3000μm以上では、粒子の沈
降分離が起って偏析し′やすく、又均−な塗膜が得られ
にくい。この塗膜の金属端子間の電気抵抗は、前述のと
おり常温で1〜1500Ω/口である(低電気抵抗の時
には、導電膜ともなる)。
降分離が起って偏析し′やすく、又均−な塗膜が得られ
にくい。この塗膜の金属端子間の電気抵抗は、前述のと
おり常温で1〜1500Ω/口である(低電気抵抗の時
には、導電膜ともなる)。
漏電の心配がある場合は、発熱塗膜体の上に電気絶縁皮
膜を強度上必要限度に薄くカバーする。
膜を強度上必要限度に薄くカバーする。
厚すぎると熱の移動が妨げられる。
又繊維又は紙を本発明の金属酸化物と合成樹脂とを含有
する塗料又はペーストで処理することにより、同様に発
熱体とすることができる。
する塗料又はペーストで処理することにより、同様に発
熱体とすることができる。
又電子線(放射線)及硬化性樹脂を用いることにより、
すぐ九だ表面性を有する発熱体を得ることができる。
すぐ九だ表面性を有する発熱体を得ることができる。
本発明の電導性発熱ペーストでは、金属酸化物及び合成
樹脂の種類、配合比及び膜厚とそれらの組合せを選択す
ることにより、更に発熱面積を選択したり、又使用電圧
を選択することにより1発熱体の温度を所望の温度に調
節することができる。
樹脂の種類、配合比及び膜厚とそれらの組合せを選択す
ることにより、更に発熱面積を選択したり、又使用電圧
を選択することにより1発熱体の温度を所望の温度に調
節することができる。
このことは本発明において、前記のとおり電気抵抗の温
度係数が正の値をもち、電気比抵抗が常温で5X103
Ωcm以下の熱に対して安定な金属酸化物を選択したこ
とによるものであって、従来のカーボンブラック及びグ
ラファイトを使用するものでは到底得られない効果であ
る。
度係数が正の値をもち、電気比抵抗が常温で5X103
Ωcm以下の熱に対して安定な金属酸化物を選択したこ
とによるものであって、従来のカーボンブラック及びグ
ラファイトを使用するものでは到底得られない効果であ
る。
本発明の導電性発熱性ペーストは自己温度制御作用があ
り、特に厳密に塗膜の厚さを均一化する必要がなく、所
望の形状の固体表面を手塗りで塗膜が形成でき、又、所
望の形状の含浸性固体物質(41維、紙、)に浸漬して
発熱体を製造できるので1種々の分野、例えば、室内壁
面、床、屋根、炉内面、管内外面、カーペット、毛布、
簡易ヒーター、保温器、凍結防止器1等で広く利用され
る発熱体とすることができる。
り、特に厳密に塗膜の厚さを均一化する必要がなく、所
望の形状の固体表面を手塗りで塗膜が形成でき、又、所
望の形状の含浸性固体物質(41維、紙、)に浸漬して
発熱体を製造できるので1種々の分野、例えば、室内壁
面、床、屋根、炉内面、管内外面、カーペット、毛布、
簡易ヒーター、保温器、凍結防止器1等で広く利用され
る発熱体とすることができる。
(作用)
本発明の導電性発熱性ペーストは、電気抵抗の温度係数
が正の値を持ち、電気比抵抗が5XIO’μΩcm以下
の熱に対して安定な金属酸化物と合成樹脂を主成分とす
るため、自己温度制御作用があり約350℃迄の間の温
度範囲において、所望の温度に自由に調節でき、又広い
発熱面から狭い発熱面にわたり、文種々の形状及び而(
凹凸面等。
が正の値を持ち、電気比抵抗が5XIO’μΩcm以下
の熱に対して安定な金属酸化物と合成樹脂を主成分とす
るため、自己温度制御作用があり約350℃迄の間の温
度範囲において、所望の温度に自由に調節でき、又広い
発熱面から狭い発熱面にわたり、文種々の形状及び而(
凹凸面等。
含めて)において、均一の温度分布を有する発熱体とす
ることができる。
ることができる。
(実施例)
本発明を実施例にて更に詳細に説明するが、本発明はこ
れらの例に限定されるものでないことは言う迄もない。
れらの例に限定されるものでないことは言う迄もない。
実施例I
V□o3(平均粒径9μφを主成分)100重量部(以
下部)に対し、シリコン樹脂30,45゜65.75.
80及び90部をそれぞれ用いて。
下部)に対し、シリコン樹脂30,45゜65.75.
80及び90部をそれぞれ用いて。
導電性発熱性ペーストを調整した。
各導電性発熱ペーストをセラミックスで表面処理された
板上に膜厚約1mmになるように塗布し、90℃で2時
間加熱硬化した。これらの発熱体の特性を第1表に示す
。
板上に膜厚約1mmになるように塗布し、90℃で2時
間加熱硬化した。これらの発熱体の特性を第1表に示す
。
のにおいて、 100mm角の塗膜の相対する辺に25
Vの電圧を印加した時の時間と膜表面の温度の曲線を第
1図に示す(室温12℃)。
Vの電圧を印加した時の時間と膜表面の温度の曲線を第
1図に示す(室温12℃)。
第1表に示すとおり、本発明の発熱ペーストは金属酸化
物と合成樹脂の配合割合により、又発熱面の大きさによ
りその発熱温度を異にし、それらのファクターを組合わ
せることにより所望の温度に調節する事ができる。
物と合成樹脂の配合割合により、又発熱面の大きさによ
りその発熱温度を異にし、それらのファクターを組合わ
せることにより所望の温度に調節する事ができる。
又、第1図に示すとおり本発明のペーストは一定の時間
後、一定の安定した発熱温度となるものである。
後、一定の安定した発熱温度となるものである。
実施例2
V2O3(平均粒径12μ$)100重量部(以下部)
に対してポリウレタン樹脂150,220.270,2
90゜310及び360部をそれぞれ用いて、導電性発
熱ペーストを調製した。
に対してポリウレタン樹脂150,220.270,2
90゜310及び360部をそれぞれ用いて、導電性発
熱ペーストを調製した。
各導電性発熱ペーストをセラミックスで表面処理された
板上に膜厚が約1mになるように塗布し、110℃で3
時間加熱硬化した。これらの発熱体の特性を第2表に示
す。
板上に膜厚が約1mになるように塗布し、110℃で3
時間加熱硬化した。これらの発熱体の特性を第2表に示
す。
第2表(箪O℃)
No、10の組成比を有する400Ω/口のものにおい
て、100山角の塗膜の相対する辺に65Vの電圧を印
加した時の時間と膜表面の温度曲線を第2図に示す(室
温−1部℃)。
て、100山角の塗膜の相対する辺に65Vの電圧を印
加した時の時間と膜表面の温度曲線を第2図に示す(室
温−1部℃)。
この第2表に示すとおり、本発明の発熱ペーストは金属
酸化物と合成樹脂の配合割合により、又発熱面の大きさ
によりその発熱温度を異にし、それらのファクターを組
合わせることにより所望の温度に調節することができる
。
酸化物と合成樹脂の配合割合により、又発熱面の大きさ
によりその発熱温度を異にし、それらのファクターを組
合わせることにより所望の温度に調節することができる
。
又、第2図に示すとおり本発明のペーストは一定の時間
後、一定の安定した発熱温度となるものである。
後、一定の安定した発熱温度となるものである。
実施例3
第3図に示すように、波形凹凸面を有する固体1上に、
耐熱セラミックス6を被覆し、金属端子3を固定した。
耐熱セラミックス6を被覆し、金属端子3を固定した。
。その上に粒子径約9μm径を主とするV、0.100
部に対して、エポキシ樹脂80部、希釈剤メチルエチル
ケトン20部、高分子エステル分散剤(デイスパロン3
60031.楠本化成製)3部を配合した導電性発熱性
ペーストを塗布し、約0.51厚さの硬化塗膜7を固着
した。
部に対して、エポキシ樹脂80部、希釈剤メチルエチル
ケトン20部、高分子エステル分散剤(デイスパロン3
60031.楠本化成製)3部を配合した導電性発熱性
ペーストを塗布し、約0.51厚さの硬化塗膜7を固着
した。
1.500+n+++の端子間にioo vの電圧を印
加すると、全面175〜178℃のほぼ均一な温度分布
8となった。
加すると、全面175〜178℃のほぼ均一な温度分布
8となった。
実施例4
第4図は、大きいテーパーをもつ截頭円すい金属固体1
(上400φ、下500φ、高さ1.OOO+m+)に
、耐熱セラミックス6を被覆し、金属端子3を固定した
。
(上400φ、下500φ、高さ1.OOO+m+)に
、耐熱セラミックス6を被覆し、金属端子3を固定した
。
その上に粒子径0.025〜10μmのV、0390%
、Cr0210%の混合粉100部と、軟化点140℃
のエポキシ樹脂22部、希釈剤エチルセルソルブ78部
の混合バインダ200部を混合して、粘度約1700
CPの導電性発熱性ペーストを塗布し、大径側を1.2
−□厚、小径側を1.0mm厚さの硬化塗膜7を固着し
た。
、Cr0210%の混合粉100部と、軟化点140℃
のエポキシ樹脂22部、希釈剤エチルセルソルブ78部
の混合バインダ200部を混合して、粘度約1700
CPの導電性発熱性ペーストを塗布し、大径側を1.2
−□厚、小径側を1.0mm厚さの硬化塗膜7を固着し
た。
100■の電圧を端子間に印加し、全面110〜115
℃のほぼ均一な温度を得た。Cry、をRe O、と置
き換えてもほぼ同様な結果となった。
℃のほぼ均一な温度を得た。Cry、をRe O、と置
き換えてもほぼ同様な結果となった。
実施例5
粒子径0.025〜20 p mのV、0.90%、C
ry、10%の混合粉100部と、軟化点140℃のエ
ポキシ樹脂20%、希釈溶媒キシレン80%の混合バイ
ンダ200部を混合して、粘度約16000Pの導電性
発熱性ペースト7を調整し、第5図に示す如く、プラス
チック固体1上に約1mm(a)と、約3.5m(b)
の厚さに塗布し、硬化後の塗膜断面を調査した。
ry、10%の混合粉100部と、軟化点140℃のエ
ポキシ樹脂20%、希釈溶媒キシレン80%の混合バイ
ンダ200部を混合して、粘度約16000Pの導電性
発熱性ペースト7を調整し、第5図に示す如く、プラス
チック固体1上に約1mm(a)と、約3.5m(b)
の厚さに塗布し、硬化後の塗膜断面を調査した。
薄膜(a)の場合は、導電粒子5がほぼ均一に分散して
いたが、厚膜(b)の場合は、粒子5が沈降偏析し、塗
膜の上層部と下層部の強度と、電気抵抗値が、約10%
の差を示して不均一であった。
いたが、厚膜(b)の場合は、粒子5が沈降偏析し、塗
膜の上層部と下層部の強度と、電気抵抗値が、約10%
の差を示して不均一であった。
約3m厚さに塗ると約2%の誤差になった。
実施例6
約9μm径を主とするV 203100部に対して、エ
ポキシ樹脂70%、希釈剤メチルエチルケトン30%の
混合バインダーを110部加え、セラミックス被覆木質
体に塗布し、140℃で架橋反応させ、llTl11厚
さの塗膜を得た。800部間に70Vの電圧を印加する
と100℃の表面温度を安定して得た(第6図10)。
ポキシ樹脂70%、希釈剤メチルエチルケトン30%の
混合バインダーを110部加え、セラミックス被覆木質
体に塗布し、140℃で架橋反応させ、llTl11厚
さの塗膜を得た。800部間に70Vの電圧を印加する
と100℃の表面温度を安定して得た(第6図10)。
0.025〜20 μm径のv2038θ%、Cry、
’20%の混合粉100部に、シリコーン樹脂(希釈剤
トルエン40%)150部を配合し、セラミックス被覆
耐熱樹脂固体に塗布し、乾燥同化後、1田厚さの塗膜を
得た* 800m+間に100vの電圧を印加した。1
70℃の表面温度を安定して得た(第6図11)。
’20%の混合粉100部に、シリコーン樹脂(希釈剤
トルエン40%)150部を配合し、セラミックス被覆
耐熱樹脂固体に塗布し、乾燥同化後、1田厚さの塗膜を
得た* 800m+間に100vの電圧を印加した。1
70℃の表面温度を安定して得た(第6図11)。
V、O3にCry、を30%と増し、ポリパラバン酸系
樹脂(希釈剤N−メチルピロリドン80%)を。
樹脂(希釈剤N−メチルピロリドン80%)を。
粉体に対して180部と、沈降防止剤(粒径1〜7μφ
のベントナイト)10%を配合した塗料をセラミック固
体に塗布し、硬化後0.5m厚さの塗膜を得た。800
mm間に100■の電圧を印加した。230℃の表面温
度を安定して得た(第6図12)。
のベントナイト)10%を配合した塗料をセラミック固
体に塗布し、硬化後0.5m厚さの塗膜を得た。800
mm間に100■の電圧を印加した。230℃の表面温
度を安定して得た(第6図12)。
なお第6図は本発明の塗料を塗布した発熱体の電圧70
V及び1oovにおける、電気抵抗(Ω/口)と温度の
関係を示すグラフであり、温度が上ってゆくと電気抵抗
が増加し始め1次第に急激に増大し、電流が減少し、発
熱量が放熱量と平衡になる温度となることを示すもので
ある。
V及び1oovにおける、電気抵抗(Ω/口)と温度の
関係を示すグラフであり、温度が上ってゆくと電気抵抗
が増加し始め1次第に急激に増大し、電流が減少し、発
熱量が放熱量と平衡になる温度となることを示すもので
ある。
実施例7゜
約9μm径のV、 O,粉100部に対して硬化剤を含
むエポキシ樹脂を60%、酸無水物40%の混合バイン
ダを200部を加えた導電性塗料に0.2nm厚さの(
200mmの距離に銅線を縫い込んだ)ガラスセンイ布
を湯漬せしめ、100℃で架橋反応させて0.4mm厚
の導電性布を得た。
むエポキシ樹脂を60%、酸無水物40%の混合バイン
ダを200部を加えた導電性塗料に0.2nm厚さの(
200mmの距離に銅線を縫い込んだ)ガラスセンイ布
を湯漬せしめ、100℃で架橋反応させて0.4mm厚
の導電性布を得た。
電極間に60Vの電圧を印加すると5℃の室温で10分
後に27℃の温度を得た。
後に27℃の温度を得た。
0.2m厚さの和紙で同様のテストをした所、39℃の
温度を得た。これらのセンイ布は180′の屈曲が可能
であった。
温度を得た。これらのセンイ布は180′の屈曲が可能
であった。
矢W
相対する辺に0.16na径の銀線を3本織り込んだ厚
さ0.85mのガラス繊維布に可撓性エポキシ樹脂と硬
化剤を10gに対してCr0212g (キシレン20
%湿含)を混合したスラリーを両面塗布し、101角の
可撓布とした。120℃で3時間の熱処理を施した後所
20℃の温度で3050Ωの電気抵抗となり100Vo
ltの電圧を印加すると15分後に32℃の安定した温
度になった。
さ0.85mのガラス繊維布に可撓性エポキシ樹脂と硬
化剤を10gに対してCr0212g (キシレン20
%湿含)を混合したスラリーを両面塗布し、101角の
可撓布とした。120℃で3時間の熱処理を施した後所
20℃の温度で3050Ωの電気抵抗となり100Vo
ltの電圧を印加すると15分後に32℃の安定した温
度になった。
この世導性可撓布をエポキシ樹脂で含浸し、約0.1m
mの被覆をすると耐水性の保湿布となった。
mの被覆をすると耐水性の保湿布となった。
(発明の効果)
本発明は電気抵抗の温度係数が正の値をもち、電気比抵
抗が常温で5X103μΩ1以下の熱に対して安定な金
属酸化物と合成樹脂を主成分とするペースト又は塗料で
あって、自己温度制御作用があり、広い発熱面から狭い
発熱面において、種々の形状及び面(凹凸面系も含めて
)において、塗膜の膜厚が不同不均一であっても均一の
温度分布を有する発熱体を製造することができるうえに
1本発明のペーストは約350℃迄の間の温度範囲にわ
たり、所望の温度に自由に調節でき、各分野で適1用で
きる各種形状の発熱体を容易に製造することができる。
抗が常温で5X103μΩ1以下の熱に対して安定な金
属酸化物と合成樹脂を主成分とするペースト又は塗料で
あって、自己温度制御作用があり、広い発熱面から狭い
発熱面において、種々の形状及び面(凹凸面系も含めて
)において、塗膜の膜厚が不同不均一であっても均一の
温度分布を有する発熱体を製造することができるうえに
1本発明のペーストは約350℃迄の間の温度範囲にわ
たり、所望の温度に自由に調節でき、各分野で適1用で
きる各種形状の発熱体を容易に製造することができる。
すぐれた発明と言える。
第1図及び第2図は本発明のペーストを塗布した発熱面
が一定の時間後に一定の安定した発熱温度となることを
示すグラフである。 第3図(a)(b) 、第4図は本発明のペーストを塗
布した発熱体の説明図、第5図(a)(b)は本発明の
ペーストを塗布した発熱体の膜厚の金属酸化物粒子の分
散状態を示す模式図、第6図は本発明の発熱体の電気抵
抗の温度変化のグラフ、第7図(a)(b)(e)は従
来の発熱体の模式図である。 1:基台 3:端子
が一定の時間後に一定の安定した発熱温度となることを
示すグラフである。 第3図(a)(b) 、第4図は本発明のペーストを塗
布した発熱体の説明図、第5図(a)(b)は本発明の
ペーストを塗布した発熱体の膜厚の金属酸化物粒子の分
散状態を示す模式図、第6図は本発明の発熱体の電気抵
抗の温度変化のグラフ、第7図(a)(b)(e)は従
来の発熱体の模式図である。 1:基台 3:端子
Claims (4)
- (1)電気抵抗の温度係数が正の値をもち、電気比抵抗
が常温で5×10^3μΩcm以下の熱に対して安定な
金属酸化物と合成樹脂を主成分として含有することを特
徴とする導電性発熱性ペースト。 - (2)金属酸化物100重量部に対して合成樹脂30〜
360重量部の割合で含有する特許請求の範囲第1項記
載の導電性発熱性ペースト。 - (3)金属酸化物がV_2O_3,CrO_2,ReO
_3から選択されるものである特許請求の範囲第1項又
は第2項記載の導電性発熱性ペースト。 - (4)合成樹脂が、シリコン樹脂、ウレタン樹脂、エポ
キシ樹脂、ポリパラバン酸樹脂、ポリイミド樹脂から選
択されるものである特許請求の範囲第1項又は第2項記
載の導電性発熱性ペースト。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62138915A JPS64680A (en) | 1986-06-06 | 1987-06-04 | Conductive heat-generating paste |
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61-131162 | 1986-06-06 | ||
JP13116286 | 1986-06-06 | ||
JP62-17334 | 1987-01-29 | ||
JP62138915A JPS64680A (en) | 1986-06-06 | 1987-06-04 | Conductive heat-generating paste |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01680A true JPH01680A (ja) | 1989-01-05 |
JPS64680A JPS64680A (en) | 1989-01-05 |
Family
ID=26466078
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62138915A Pending JPS64680A (en) | 1986-06-06 | 1987-06-04 | Conductive heat-generating paste |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS64680A (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5183593A (en) * | 1989-11-14 | 1993-02-02 | Poly-Flex Circuits, Inc. | Electrically conductive cement |
JPH0543494U (ja) * | 1991-11-06 | 1993-06-11 | エヌオーケー株式会社 | 面状発熱装置 |
JP2002294831A (ja) * | 2001-03-30 | 2002-10-09 | Toto Ltd | 衛生洗浄装置 |
JP6607402B2 (ja) * | 2016-06-06 | 2019-11-20 | 住友金属鉱山株式会社 | 自己温度調整型樹脂抵抗体形成用組成物シートおよび自己温度調整型樹脂抵抗体シート |
JP2017220517A (ja) * | 2016-06-06 | 2017-12-14 | 住友金属鉱山株式会社 | 自己温度調整型樹脂抵抗体ペースト組成物および自己温度調整型樹脂抵抗体 |
KR102007446B1 (ko) | 2018-05-21 | 2019-10-21 | 해성디에스 주식회사 | 센서 유닛, 이를 포함하는 온도 센서, 센서 유닛의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 온도 센서 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5543751A (en) * | 1978-09-21 | 1980-03-27 | Tokyo Shibaura Electric Co | Plane heating element |
JPS60131784A (ja) * | 1983-12-19 | 1985-07-13 | キヤノン株式会社 | ヒ−トロ−ラ− |
-
1987
- 1987-06-04 JP JP62138915A patent/JPS64680A/ja active Pending
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