JPH06101372B2 - 導電性シートの製造方法 - Google Patents
導電性シートの製造方法Info
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- JPH06101372B2 JPH06101372B2 JP1186333A JP18633389A JPH06101372B2 JP H06101372 B2 JPH06101372 B2 JP H06101372B2 JP 1186333 A JP1186333 A JP 1186333A JP 18633389 A JP18633389 A JP 18633389A JP H06101372 B2 JPH06101372 B2 JP H06101372B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/10—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
- H05B3/12—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
- H05B3/14—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material the material being non-metallic
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- Conductive Materials (AREA)
- Surface Heating Bodies (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
- Paper (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、均一な高温発熱性と屈曲可能な可撓性を備え
る導電性シートの製造方法に関する。
る導電性シートの製造方法に関する。
カーボンブラックは本質的に電気伝導性を有する微粉末
であるため、古くから樹脂材料等の導電フィラーとして
の利用が試みられている。ところが、カーボンブラック
はマトリックス樹脂との親和性に乏しい関係で、多量の
配合範囲において十分な均一分散性を得ることが困難で
ある。
であるため、古くから樹脂材料等の導電フィラーとして
の利用が試みられている。ところが、カーボンブラック
はマトリックス樹脂との親和性に乏しい関係で、多量の
配合範囲において十分な均一分散性を得ることが困難で
ある。
このような問題点を解決する目的で、熱可塑性樹脂と導
電性カーボンブラックとを混練するにあたり各成分をフ
イブリル化したポリテトラフルオロエチレンで拘束した
状態で混練処理することを内容とした導電性樹脂組成物
の製造方法が提案されている（特公昭62−55533号公
報）。しかしながら、この方法によってもカーボンブラ
ックの配合量は組成物全量に対して50wt％が限度であ
り、これ以上の配合は機械的強度、成形性などを損ねる
原因となる。したがって、実質的に付与する導電性能に
も限界を伴う難点がある。
電性カーボンブラックとを混練するにあたり各成分をフ
イブリル化したポリテトラフルオロエチレンで拘束した
状態で混練処理することを内容とした導電性樹脂組成物
の製造方法が提案されている（特公昭62−55533号公
報）。しかしながら、この方法によってもカーボンブラ
ックの配合量は組成物全量に対して50wt％が限度であ
り、これ以上の配合は機械的強度、成形性などを損ねる
原因となる。したがって、実質的に付与する導電性能に
も限界を伴う難点がある。
本出願人は上記の事態に鑑み、マトリックス樹脂を使用
しない組成系の導電性シートの製造方法として、繊維化
可能な弗素樹脂にカーボンブラックのような炭素質粉末
を混合し、混練助剤を加えて混練したのち抄紙法でシー
トに形成したものを一定の条件下で熱圧成形するプロセ
スを開発し、すでに特願昭62−326744号として提案し
た。
しない組成系の導電性シートの製造方法として、繊維化
可能な弗素樹脂にカーボンブラックのような炭素質粉末
を混合し、混練助剤を加えて混練したのち抄紙法でシー
トに形成したものを一定の条件下で熱圧成形するプロセ
スを開発し、すでに特願昭62−326744号として提案し
た。
前記した特願昭62−326744号の発明方法によれば、マト
リックス樹脂との分散性を考慮する必要がないためカー
ボンブラックの配合量を50wt％以上に増大させることが
可能となる。しかし、該先願技術による場合には、弗素
樹脂の繊維化が円滑に進行せず、繊維長、細繊化等の不
足により炭素質粉末との分散絡合いが不充分となってシ
ート強度が期待どおりに増大しない難点がある。そのう
え、抄紙工程での水切れが悪い関係でシート化に著しく
長時間を要する問題点もあった。
リックス樹脂との分散性を考慮する必要がないためカー
ボンブラックの配合量を50wt％以上に増大させることが
可能となる。しかし、該先願技術による場合には、弗素
樹脂の繊維化が円滑に進行せず、繊維長、細繊化等の不
足により炭素質粉末との分散絡合いが不充分となってシ
ート強度が期待どおりに増大しない難点がある。そのう
え、抄紙工程での水切れが悪い関係でシート化に著しく
長時間を要する問題点もあった。
本発明の目的は、先願技術の欠点を解消して均一な高温
発熱性と良好な可撓性を備える高強度の薄膜状導電性シ
ートを効率よく製造するための方法を提供することにあ
る。
発熱性と良好な可撓性を備える高強度の薄膜状導電性シ
ートを効率よく製造するための方法を提供することにあ
る。
上記の目的を達するための本発明による導電性シートの
製造方法は、繊維化性のポリテトラフルオロエチレンと
カーボンブラックの混合粉に混練助剤を加えて混練し、
混練物をロール圧延によりシート化することを構成上の
特徴とする。
製造方法は、繊維化性のポリテトラフルオロエチレンと
カーボンブラックの混合粉に混練助剤を加えて混練し、
混練物をロール圧延によりシート化することを構成上の
特徴とする。
本発明に用いられる繊維化性のポリテトラフルオロエチ
レンはシートの骨格組織を形成するために機能する成分
で、剪断力あるいは圧縮力を加えることによって容易に
繊維状態に転化する特性を有するポリテトラフルオロエ
チレンからなるものである。この物質は、通常、粉末あ
るいはサスペンジョンの形態で市販されているが、本発
明の目的には粒子径0.5μｍ以下の微粉末を適用するこ
とが望ましい。粒子径が0.5μｍを越すと形成される繊
維径が太くなって局部的な電気抵抗の増大を招くことが
ある。
レンはシートの骨格組織を形成するために機能する成分
で、剪断力あるいは圧縮力を加えることによって容易に
繊維状態に転化する特性を有するポリテトラフルオロエ
チレンからなるものである。この物質は、通常、粉末あ
るいはサスペンジョンの形態で市販されているが、本発
明の目的には粒子径0.5μｍ以下の微粉末を適用するこ
とが望ましい。粒子径が0.5μｍを越すと形成される繊
維径が太くなって局部的な電気抵抗の増大を招くことが
ある。
カーボンブラックは導電性を付与するための基本成分と
なるもので、ファーネスブラック、アセチレンブラッ
ク、チャンネルブラック、サーマルブラック、副正ブラ
ックなど各種のものが適用可能であるが、とくに窒素吸
着比表面積（N2SA）が40m2/g以上、DBP吸油量が50ml/10
0g以上の粒子性状をもつ品種から選択することが好まし
い。
なるもので、ファーネスブラック、アセチレンブラッ
ク、チャンネルブラック、サーマルブラック、副正ブラ
ックなど各種のものが適用可能であるが、とくに窒素吸
着比表面積（N2SA）が40m2/g以上、DBP吸油量が50ml/10
0g以上の粒子性状をもつ品種から選択することが好まし
い。
繊維化性のポリテトラフルオロエチレンとカーボンブラ
ックは粉末状態で混合されるが、この際のカーボンブラ
ック配合量は混合粉中に占める比率として80〜95wt％の
範囲に設定するのが最適である。この理由は、前記の配
合比率が80wt％未満であると均質かつ十分な導電性能を
付与することが困難となり、また95wt％を越えるとシー
トが脆弱となるからである。
ックは粉末状態で混合されるが、この際のカーボンブラ
ック配合量は混合粉中に占める比率として80〜95wt％の
範囲に設定するのが最適である。この理由は、前記の配
合比率が80wt％未満であると均質かつ十分な導電性能を
付与することが困難となり、また95wt％を越えるとシー
トが脆弱となるからである。
これらの混合粉に添加される混練助剤としては、例えば
グリセリン、ソルベントナフサ、低粘度エポキシ樹脂、
ケロシン等が使用可能である。これら混練助剤の添加量
は、概ねカーボンブラック量の１〜1.5倍の範囲とする
ことが適当である。
グリセリン、ソルベントナフサ、低粘度エポキシ樹脂、
ケロシン等が使用可能である。これら混練助剤の添加量
は、概ねカーボンブラック量の１〜1.5倍の範囲とする
ことが適当である。
混練助剤を加えた繊維化性ポリテトラフルオロエチレン
とカーボンブラックとの混合粉は、回転翼ニーダーのよ
うな剪断力がかかる混練機に入れて十分に混練する。混
練の条件は特に限定されるものではないが、温度を100
℃以上に保持した加熱状態で5rpmを越えない低い回転数
により処理したときに最も細繊化が進行し、シート強度
が上昇する。上記の混練物は１系列（２本）または複数
系列のロール間を通過させるロール圧延により、厚さ10
0〜2000μｍ程度の薄膜状シートに成形する。成形され
たシートは、引続き適宜な溶媒中で洗浄することにより
混練助剤成分を除去し、乾燥する。
とカーボンブラックとの混合粉は、回転翼ニーダーのよ
うな剪断力がかかる混練機に入れて十分に混練する。混
練の条件は特に限定されるものではないが、温度を100
℃以上に保持した加熱状態で5rpmを越えない低い回転数
により処理したときに最も細繊化が進行し、シート強度
が上昇する。上記の混練物は１系列（２本）または複数
系列のロール間を通過させるロール圧延により、厚さ10
0〜2000μｍ程度の薄膜状シートに成形する。成形され
たシートは、引続き適宜な溶媒中で洗浄することにより
混練助剤成分を除去し、乾燥する。
洗浄後のシートは、必要に応じ熱圧処理をおこなって本
発明の導電性シートを得る。
発明の導電性シートを得る。
上記のプロセスにおいて、繊維化性のポリテトラフルオ
ロエチレンは混練過程で混練助剤が介在する剪断力の付
加環境で繊維に転化し、カーボンブラック組織中に均等
に分散して絡み合い作用によって多量のカーボンブラッ
ク成分を保持する機能をなす。ついで混練物をロール圧
延する段階で繊維化したポリテトラフルオロエタンは一
層細繊化が進み、直径1.2〜2.4μｍ、長さ120〜2000μ
ｍの繊維形態を呈して網状の組織骨格を形成する。
ロエチレンは混練過程で混練助剤が介在する剪断力の付
加環境で繊維に転化し、カーボンブラック組織中に均等
に分散して絡み合い作用によって多量のカーボンブラッ
ク成分を保持する機能をなす。ついで混練物をロール圧
延する段階で繊維化したポリテトラフルオロエタンは一
層細繊化が進み、直径1.2〜2.4μｍ、長さ120〜2000μ
ｍの繊維形態を呈して網状の組織骨格を形成する。
このような作用を介して、広い面積でも電気抵抗にばら
つきがなく、骨格強度が堅固で、均一な高温発熱性と優
れた可撓性を備える薄膜状導電性シートの効率的な製造
が可能となる。
つきがなく、骨格強度が堅固で、均一な高温発熱性と優
れた可撓性を備える薄膜状導電性シートの効率的な製造
が可能となる。
以下、本発明の実施例を比較例と対比して説明する。
実施例１〜４、比較例 繊維化性のポリテトラフルオロエチレン〔三井デュポン
フロロケミカル（株）製、K10-J〕と導電性カーボンブ
ラック〔東海カーボン（株）製、トーカブラック＃550
0〕とを、混合粉中に占める前記導電性カーボンブラッ
クの配合比率が80、85、90、95の各wt％になるように秤
取して50％エタノール水溶液中に入れ、十分に攪拌混合
したのち、濾過・乾燥（80℃）した。
フロロケミカル（株）製、K10-J〕と導電性カーボンブ
ラック〔東海カーボン（株）製、トーカブラック＃550
0〕とを、混合粉中に占める前記導電性カーボンブラッ
クの配合比率が80、85、90、95の各wt％になるように秤
取して50％エタノール水溶液中に入れ、十分に攪拌混合
したのち、濾過・乾燥（80℃）した。
この混合粉にカーボンブラックと同量のグリセリンを混
練助剤として添加して回転翼型ニーダーに投入し、100
℃の温度に保持しながら5rpmの回転速度で10分間混練し
た。
練助剤として添加して回転翼型ニーダーに投入し、100
℃の温度に保持しながら5rpmの回転速度で10分間混練し
た。
ついで、混練物を１系列（２本）ロール間を通してシー
ト化した。成形したシートを60℃の温水中に１時間浸し
てグリセリン成分を除去し、乾燥したのち、セラミック
シートの間に挟み温度200℃、圧力30kg/cm2の条件で熱
圧処理を施した。
ト化した。成形したシートを60℃の温水中に１時間浸し
てグリセリン成分を除去し、乾燥したのち、セラミック
シートの間に挟み温度200℃、圧力30kg/cm2の条件で熱
圧処理を施した。
このようにして、縦横250mm、厚さ150μｍ（平均）の薄
膜状導電性シートを製造した。
膜状導電性シートを製造した。
比較のために、シート化を抄紙法に変えたほかは上記の
実施例と同様にして導電性シートを作成した（比較
例）。
実施例と同様にして導電性シートを作成した（比較
例）。
実施例１〜４および比較例で得られた各導電性シートの
各種特性を測定し、表１に示した。
各種特性を測定し、表１に示した。
つぎに、実施例による導電性シートの両端部に幅10mmの
銅網を展着してターミナルを形成し、このターミナルに
導電して発熱テストをおこなった。
銅網を展着してターミナルを形成し、このターミナルに
導電して発熱テストをおこなった。
実施例２の導電性シートを300℃に発熱させた際の、シ
ート面９ヶ所（6.25cm間隔で縦横に線を引いたときの交
点）について計測した温度分布の状態を第１図に、温度
と電気比抵抗との関係を第２図に、また温度と表面負荷
電力との関係を第３図にそれぞれ示した。
ート面９ヶ所（6.25cm間隔で縦横に線を引いたときの交
点）について計測した温度分布の状態を第１図に、温度
と電気比抵抗との関係を第２図に、また温度と表面負荷
電力との関係を第３図にそれぞれ示した。
第１図から第３図の結果から、本発明により得られる導
電性シートは温度分布にばらつきのない均一な発熱性を
示し、温度による比抵抗および表面負荷電力の変動も極
めて少ない良好な導電性能を有することが認められる。
電性シートは温度分布にばらつきのない均一な発熱性を
示し、温度による比抵抗および表面負荷電力の変動も極
めて少ない良好な導電性能を有することが認められる。
以上のとおり、本発明によれば高温均一発熱性、高強度
性、可撓性など面状発熱体としての具備要件を悉く満足
する導電性シートを量産性よく製造することができるか
ら、広汎な用途が期待される。
性、可撓性など面状発熱体としての具備要件を悉く満足
する導電性シートを量産性よく製造することができるか
ら、広汎な用途が期待される。
図は本発明の導電性シートについての発熱テストの結果
を図示したもので、第１図は温度分布の状態図、第２図
は温度と比抵抗との関係図、第３図は温度と表面負荷電
力との関係図である。
を図示したもので、第１図は温度分布の状態図、第２図
は温度と比抵抗との関係図、第３図は温度と表面負荷電
力との関係図である。
Claims (2)
- 【請求項１】繊維化性のポリテトラフルオロエチレンと
カーボンブラックの混合粉に混練助剤を加えて混練し、
混練物をロール圧延によりシート化することを特徴とす
る導電性シートの製造方法。 - 【請求項２】繊維化性のポリテトラフルオロエチレンと
カーボンブラックの混合粉中に占めるカーボンブラック
の配合比率を、80〜95wt％の範囲に設定する請求項１記
載の導電性シートの製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1186333A JPH06101372B2 (ja) | 1989-07-18 | 1989-07-18 | 導電性シートの製造方法 |
| KR1019900006395A KR960003010B1 (ko) | 1989-07-18 | 1990-05-07 | 도전성(導電性) 시트의 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1186333A JPH06101372B2 (ja) | 1989-07-18 | 1989-07-18 | 導電性シートの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0349184A JPH0349184A (ja) | 1991-03-01 |
| JPH06101372B2 true JPH06101372B2 (ja) | 1994-12-12 |
Family
ID=16186514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1186333A Expired - Lifetime JPH06101372B2 (ja) | 1989-07-18 | 1989-07-18 | 導電性シートの製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06101372B2 (ja) |
| KR (1) | KR960003010B1 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20120121041A (ko) * | 2011-04-26 | 2012-11-05 | (주)피엔유에코에너지 | 비표면적이 특정한 저항성분을 포함하는 면상발열체 조성물 및 이를 이용한 면상발열체 |
| KR20120121039A (ko) * | 2011-04-26 | 2012-11-05 | (주)피엔유에코에너지 | 면저항이 특정값을 갖는 면상발열체 조성물 및 이를 이용한 면상발열체 |
-
1989
- 1989-07-18 JP JP1186333A patent/JPH06101372B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-05-07 KR KR1019900006395A patent/KR960003010B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR910003685A (ko) | 1991-02-28 |
| JPH0349184A (ja) | 1991-03-01 |
| KR960003010B1 (ko) | 1996-03-02 |
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