JPH10183039A - Printing ink for self-temperature-controlling heater - Google Patents

Printing ink for self-temperature-controlling heater

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JPH10183039A
JPH10183039A JP34860896A JP34860896A JPH10183039A JP H10183039 A JPH10183039 A JP H10183039A JP 34860896 A JP34860896 A JP 34860896A JP 34860896 A JP34860896 A JP 34860896A JP H10183039 A JPH10183039 A JP H10183039A
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carbon
ink
vinyl acetate
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豊明 木村
Masao Ikeda
正男 池田
Tadao Sato
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MITAKE DENSHI KOGYO KK
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    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
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    • H05B3/20Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/002Heaters using a particular layout for the resistive material or resistive elements
    • H05B2203/006Heaters using a particular layout for the resistive material or resistive elements using interdigitated electrodes

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  • Paints Or Removers (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a printing ink which realizes an ideal PTC print heater which has excellent PTC characteristics, easily controllable film thickness, and a film print film. SOLUTION: A vinyl acetate-ethylene copolymer having a vinyl acetate content of 12-35wt.% as the base polymer is compounded with 3-70wt.% at least one kind of conductive particles [such as carbon particles (e.g. particles of graphite, carbon black, carbon whiskers, or carbon fibers), metal particles (e.g. particles of a metal power or metal foils), or surface-treated particles made electrically conductive by forming carbon or metal thin films on the surfaces of minute chips of potassium titanate or mica by CVD, PVD, or chemical plating] for imparting electrical conductivity to the resultant compsn., finely graded glassy carbon in an amt. of 5-70wt.% of the conductive particles and a phenol- modified terpene resin in an amt. of 5-40wt.% of the conductive particles.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は印刷により、優れた
特性を示す自己温度調節面状発熱体を製造するためのイ
ンクに関するものである。このインクの完成により優れ
た特性を有する面状発熱体が得られるばかりでなく、印
刷製造の工程管理上の優れた利点が達成できることが明
らかになった。このインクを用いた面状発熱体は現在、
床暖房ばかりでなく、屋根、駐車場の融雪、自動車ミラ
ーの曇り止め、変わった例としてはドライフラワーの製
造(特開平8-305694)など幅広く応用されている。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink for producing a self-regulating surface heating element having excellent characteristics by printing. It has been found that not only a sheet heating element having excellent properties can be obtained by the completion of this ink, but also an excellent advantage in the process control of print manufacturing can be achieved. At present, sheet heating elements using this ink are
Not only floor heating, but also snow melting in roofs and parking lots, anti-fog in car mirrors, and as an unusual example, production of dried flowers (JP-A-8-305694).

【0002】[0002]

【従来の技術】カーボン等の導電性粒子を高分子に分散
させた系は、カーボン充填濃度がある閾値(パーコレー
ション閾値と呼ばれている)を越えると、導電性を示す
ようになり、ヒータとして用いることができる。このよ
うな系のうちのあるものは、その電気抵抗がある温度を
越えると急激に増加するという性質を示す。この性質を
もつ発熱体は、チタン酸バリウムセラミックスとの類似
性から通常PTC発熱体、あるいはその働きから自己温度
調節発熱体と呼ばれている。これらの自己温度調節発熱
体については種々の技術が開示されているが、原理とし
ては次の二つに分けることができる。
2. Description of the Related Art A system in which conductive particles such as carbon are dispersed in a polymer becomes conductive when the carbon filling concentration exceeds a certain threshold value (called a percolation threshold value). Can be used. Certain of these systems exhibit the property that their electrical resistance increases sharply above a certain temperature. A heating element having this property is usually called a PTC heating element because of its similarity to barium titanate ceramics, or a self-temperature control heating element because of its function. Various techniques have been disclosed for these self-temperature-regulating heating elements, but in principle they can be divided into the following two.

【0003】第一の原理はポリエチレングリコール-グ
ラファイト系による自己温度調節発熱体(特開平3-7447
2、特開平3-74473、特開平3-42681等)であり、この系で
の電気伝導はグラファイト粒子間に介在する薄いポリエ
チレングリコール層内の捕捉準位間のホッピング伝導で
説明され、自己温度調節の機構はスイッチング温度での
トラップの深さの変化で説明されている。詳細は文献
(T. Kimura and S. Yasuda, Polymer, 37, 2981(1996))
を参照されたい。しかしながら現在までのところこの原
理で働くものはこのポリエチレングリコール-グラファ
イト系以外には知られていない。従ってポリエチレング
リコール-グラファイト系以外は全て次の第二の原理で
働く。
The first principle is that a self-regulating heating element based on a polyethylene glycol-graphite system (JP-A-3-7447)
2, JP-A-3-74473, JP-A-3-42681, etc.), and the electrical conduction in this system is explained by hopping conduction between trapping levels in a thin polyethylene glycol layer interposed between graphite particles, The mechanism of regulation is explained by the change in trap depth at the switching temperature. Details
(T. Kimura and S. Yasuda, Polymer, 37, 2981 (1996))
Please refer to. However, up to now, nothing working on this principle is known other than this polyethylene glycol-graphite system. Therefore, except for the polyethylene glycol-graphite system, all work according to the following second principle.

【0004】第二の原理は導電性粒子を包含しているポ
リマーの熱膨張である。粒子濃度を低温では粒子が互い
に直接接触して電極間に導電経路を形成するような濃度
にしておく。これに電流を通じるとジュール熱で系の温
度が上昇しポリマーが熱膨張する。それに伴って接触し
ていた粒子間に間隙が生じ、電流が流れなくなる。これ
がポリエチレングリコール-グラファイト系以外の全て
の系の自己温度調節の原理である。
[0004] The second principle is the thermal expansion of a polymer containing conductive particles. At a low temperature, the particle concentration is set such that the particles come into direct contact with each other to form a conductive path between the electrodes. When an electric current is passed through this, the temperature of the system rises due to Joule heat and the polymer thermally expands. Accordingly, a gap is generated between the particles in contact with each other, and current does not flow. This is the principle of self-temperature control of all systems except the polyethylene glycol-graphite system.

【0005】この熱膨張による自己温度調節発熱体の技
術は、特開昭51-76647に詳しく述べられている。用いる
ポリマーも前述の特開昭51-76647にほとんど網羅されて
いるが、その他にもポリシアヌレート化合物(特開平5-3
07993)、繊維素(特開昭58-71584)、ポリフッ化ビニリデ
ン(特開昭58-71585)等が開示されている。導電性粒子と
してはカーボンブラック、黒鉛が使用されているが、ウ
ィスカー、導電性カプセルなども開示されている(特開
平6-3157827)。
[0005] The technique of the self-regulating heating element by thermal expansion is described in detail in Japanese Patent Application Laid-Open No. 51-76647. Although the polymers used are almost completely covered in the above-mentioned JP-A-51-76647, other polycyanurate compounds (JP-A-5-3
07993), cellulose (JP-A-58-71584), polyvinylidene fluoride (JP-A-58-71585) and the like. Although carbon black and graphite are used as the conductive particles, whiskers, conductive capsules, and the like are also disclosed (JP-A-6-3157827).

【0006】これまでに開示されている技術で、用いら
れる導電性粒子に関してその粒径の範囲を示したものも
あるが、その範囲限定の根拠は、得られる発熱体の電気
特性および作業性とを鑑みて決定されていることが解
る。その他の新規な技術的観点から粒子径の範囲を定め
たと言うことは開示されていない。
[0006] In some of the techniques disclosed so far, the range of the particle size of the conductive particles to be used is indicated. The basis for limiting the range is based on the electrical characteristics and workability of the obtained heating element. It is understood that it is determined in view of the above. It is not disclosed that the range of the particle diameter is determined from other new technical viewpoints.

【0007】用いられるべきポリマーに関しては、スイ
ッチング温度に至るまではポリマーの熱膨張係数はあま
り大きくなく、スイッチング温度にいたって大きな熱膨
張係数を示すものが望ましい。これを実現するためには
結晶性の高いポリマーを使用することが不可欠である。
結晶性ポリマーは融点においてシャープな密度変化すな
わち熱膨張の変化が現れる。
As for the polymer to be used, it is desirable that the polymer does not have a very large coefficient of thermal expansion up to the switching temperature and exhibits a large coefficient of thermal expansion up to the switching temperature. To achieve this, it is essential to use a polymer with high crystallinity.
The crystalline polymer exhibits a sharp change in density, that is, a change in thermal expansion at the melting point.

【0008】次に面状発熱体の製造方法については、ポ
リマーと導電性粒子を溶融混合し押出機等で成型する方
法が一般的であるが、一部にはスクリーン印刷による方
法も開示されている(特開平6-96843、特開昭58-71584、
特開昭63-66035、特開昭63-66036)。押出機等による成
型法ではスイッチング温度で抵抗値が数桁もジャンプす
るが、上記の開示されている印刷法の結果はスイッチン
グ温度で抵抗値変化が数倍あるに留まっている。
[0008] Next, as a method of manufacturing a sheet heating element, a method of melt-mixing a polymer and conductive particles and molding with an extruder or the like is generally used. (JP-A-6-96843, JP-A-58-71584,
JP-A-63-66035 and JP-A-63-66036). In the molding method using an extruder or the like, the resistance value jumps by several digits at the switching temperature, but the result of the above-described printing method shows that the resistance value change at the switching temperature is several times.

【0009】[0009]

【発明が解解決しようとする課題】押出機等の成型に比
べ、印刷法による発熱体製造には様々な利点がある。第
一には、不規則な形を持つ面状発熱体製造の場合、成型
法では不利である。例えばパーマネントによるヘアーセ
ットドライヤを面状発熱体で作る場合、完成した発熱体
は半球状になるので、半球を平面に展開した面状発熱体
を作らねばならない。このような場合に印刷法が有利で
ある。その他自動車のミラーの防曇ヒータもほぼ楕円の
形と単純でない電極構成を必要とするので、印刷法が能
力を発揮する。印刷法を用いれば、加熱すべき物、部品
等に直接印刷することができる。例えば、PTCヒータが
すでに印刷されている床パネル等が可能であり、建築と
電気工事が同時に一つのプロセスとして行うことができ
る。印刷以外の方法では、完成されたヒータを別途組み
込む作業を必要とする。
The production of a heating element by a printing method has various advantages as compared with the molding of an extruder or the like. First, in the case of producing a planar heating element having an irregular shape, the molding method is disadvantageous. For example, when a permanent hair set dryer is made of a sheet heating element, the completed heating element becomes hemispherical, so that the sheet heating element in which the hemisphere is developed into a plane must be made. In such a case, the printing method is advantageous. Other anti-fog heaters in automotive mirrors also require a nearly elliptical shape and a non-trivial electrode configuration, so the printing method works well. By using the printing method, it is possible to print directly on an object, a part, or the like to be heated. For example, a floor panel or the like on which a PTC heater is already printed is possible, and construction and electrical work can be performed simultaneously as one process. A method other than printing requires an operation of separately incorporating a completed heater.

【0010】上記の印刷法の有用性にも拘わらず、印刷
により製造されたPTCプリントヒータは、残念ながらPTC
特性が劣っている。押出機等の成型法の場合はスイッチ
ング温度で抵抗値が数桁増加するにも拘わらず、印刷法
においては一般に抵抗値の増加が低く、開示された結果
においてもわずか数倍程度の増加に留まっている。従っ
て印刷法により恒温性、省エネルギー性、安全性に豊ん
でいるプリントヒータを製造するためには、PTC特性の
強化が不可欠である。
[0010] Despite the usefulness of the printing method described above, PTC print heaters manufactured by printing are unfortunately PTC print heaters.
Poor properties. In the case of a molding method such as an extruder, although the resistance value increases by several orders of magnitude at the switching temperature, the increase in the resistance value is generally low in the printing method, and in the disclosed results, the increase is only about several times. ing. Therefore, enhancement of PTC characteristics is indispensable for manufacturing a print heater that is rich in constant temperature, energy saving and safety by the printing method.

【0011】次の課題としては、得られたインクが印刷
によるPTCプリントヒータの印刷を可能にし、優れたPTC
特性が得られても、印刷の膜厚制御にいささか問題が生
ずる場合があることである。これは原理的にはポリマー
をカスタムメイドすれば解決できるが、現実の経済面を
考慮すれば別の解決方法が必要である。従って印刷膜厚
制御が可能なインクの製造も課題の一つになる。
[0011] The next problem is that the obtained ink makes it possible to print a PTC print heater by printing.
Even if the characteristics are obtained, there may be some problems in controlling the film thickness of printing. This can be solved in principle by customizing the polymer, but another solution is needed in view of the real economics. Therefore, production of an ink capable of controlling a printed film thickness is also one of the issues.

【0012】最後に、膜厚が容易に制御できる優れたPT
C特性を与えるインクが完成した後の課題として、印刷
膜の強度の問題が存在する。使用条件によっては強度の
高い印刷膜が望まれる場合が多い。優れたPTC特性、製
造時の容易な膜厚制御、最後の堅固な印刷膜を完成して
理想的なPTCプリントヒータが得られることになる。
Finally, an excellent PT whose film thickness can be easily controlled.
As a problem after the ink giving the C characteristic is completed, there is a problem of the strength of the printed film. In many cases, a printed film having high strength is desired depending on the use conditions. Excellent PTC characteristics, easy film thickness control during manufacturing, and the final solid printed film will result in an ideal PTC print heater.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】すなわち、酢酸ビニルと
ポリエチレンとの共重合体(以下EVAと略する)であっ
て、この共重合体中の酢酸ビニル含量が12重量%以上35
重量%以下であるポリマーをべースポリマーとする自己
温度調節ヒータ用印刷インクが上記理想的なPTCプリ
ントヒータを与える。本来優れたPTC特性を得ること
とインクを製造することは、一方は結晶性ポリマーを要
求し他方は無定型のポリマーを要求するという相反する
事である。結晶性のポリエチレンの部分と無定型のポリ
酢酸ビニルの部分とを同時にもつEVAを用いて、双方の
特性が活かされている酢酸ビニル含量を選定することに
より、この相反する特性を持つ優れたPTC特性を持つプ
リントヒータ用インクを可能にするのである。
That is, a copolymer of vinyl acetate and polyethylene (hereinafter abbreviated as EVA), wherein the vinyl acetate content in the copolymer is 12% by weight or more and 35% or more.
A printing ink for a self-regulating heater using a polymer having a weight percent or less as a base polymer provides the ideal PTC print heater. Obtaining inherently excellent PTC properties and producing inks are at odds with one requiring a crystalline polymer and the other requiring an amorphous polymer. By using an EVA that has both crystalline polyethylene and amorphous polyvinyl acetate at the same time, and selecting a vinyl acetate content that makes use of both properties, an excellent PTC with these contradictory properties This enables a print heater ink having characteristics.

【0014】そして、上記べースポリマーに対して黒
鉛、カーボンブラック、カーボンウィスカー、カーボン
ファイバー等の炭素微粒子、金属粉、金属箔等の金属微
粒子、又はチタン酸カリウムやマイカ微小片の表面にCV
D、PVDあるいは化学メッキにより炭素又は金属薄膜を形
成することで導電性を付与した表面処理微粒子等の導電
性粒子の1種又は2種以上を3〜70重量%含ませること
で、自己温度調節ヒータ用印刷インクに導電性を付与し
た。
[0014] The above-mentioned base polymer is coated with carbon fine particles such as graphite, carbon black, carbon whiskers, and carbon fibers, metal fine particles such as metal powder and metal foil, or potassium titanate or mica fine particles on the surface of CV.
Self-temperature control by containing 3 to 70% by weight of one or more conductive particles such as surface-treated fine particles that have been made conductive by forming a carbon or metal thin film by D, PVD or chemical plating Conductivity was imparted to the printing ink for the heater.

【0015】また、これまではプリントヒータの印刷膜
の制御は、インクの粘度を細かく管理するより他に方法
はなかった。そこで、上記各インクの導電性粒子に対し
5〜70重量%の細かく分粒されたグラッシーカーボンを
含ませることにより、膜厚を制御し、かつ任意の膜厚を
得ることとした。
Until now, there has been no other method of controlling the print film of the print heater than to finely control the viscosity of the ink. Therefore, the film thickness is controlled and an arbitrary film thickness is obtained by adding 5 to 70% by weight of finely divided glassy carbon to the conductive particles of each ink.

【0016】EVAは本質的に印刷膜の強度がやや弱い。
せっかく優れたPTC特性をもち膜厚制御の容易なインク
を得ても、場合によっては膜の強度不足から使用できな
い場合もあり得る。本発明は5〜40重量%のフェノール
変性テルペン樹脂をEVAインクに添加することにより印
刷膜の強度の増強をはかることとした。
EVA has a somewhat weak printed film in nature.
Even if an ink having excellent PTC characteristics and easily controllable film thickness is obtained, it may not be possible to use the ink due to insufficient film strength in some cases. In the present invention, the strength of the printed film is enhanced by adding 5 to 40% by weight of a phenol-modified terpene resin to the EVA ink.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】最初に、従来の印刷法により製造
されるプリントヒータのPTC特性が劣ることについてそ
の原因を明らかにする。先ず第一に熱膨張に基づいてPT
C特性が発現されるためには、スイッチング温度におけ
るベースポリマーの密度の急激な変化が必要であり、こ
のためポリマーは高い結晶化度を持つことが必要であ
る。例えばポリエチレンにカーボンを分散させた系は優
れたPTC特性を示すが、ポリブタジエン-カーボン系では
PTC特性は全く発現しない。これは前者が高い結晶化度
を示すのに対して後者はほとんど無定型であることによ
る。従って高いPTC特性を実現するためには結晶性のポ
リマーを用いることが不可欠である。
First, the cause of the poor PTC characteristics of a print heater manufactured by a conventional printing method will be clarified. First of all, PT based on thermal expansion
In order for the C characteristic to be exhibited, a sharp change in the density of the base polymer at the switching temperature is required, and therefore, the polymer needs to have high crystallinity. For example, a system in which carbon is dispersed in polyethylene shows excellent PTC characteristics, whereas a polybutadiene-carbon system
No PTC properties are exhibited. This is because the former shows a high degree of crystallinity, while the latter is almost amorphous. Therefore, it is essential to use a crystalline polymer in order to realize high PTC characteristics.

【0018】しかしながら印刷法を用いる場合、ポリマ
ーと導電性粒子の混合物を用いてインクを製造せねばな
らない。一般に無定型ポリマーの方が溶媒に対する溶解
度が高く、結晶性の場合は溶媒に対する溶解性に問題が
ある。例えば、ポリエチレンはPTC発熱体のためのベー
スポリマーとして優れたPTC特性を与えるポリマーであ
る。しかしポリエチレンを溶解する溶媒は限られてい
て、事実上ポリエチレン-カーボン系の印刷インクは不
可能である。
However, when a printing method is used, an ink must be produced using a mixture of a polymer and conductive particles. Generally, an amorphous polymer has higher solubility in a solvent, and in the case of crystallinity, there is a problem in solubility in a solvent. For example, polyethylene is a polymer that provides excellent PTC properties as a base polymer for PTC heating elements. However, the solvent that dissolves polyethylene is limited, and a polyethylene-carbon based printing ink is practically impossible.

【0019】仮に結晶性ポリマーに対して良好な溶媒が
存在しても、印刷後の塗膜に問題がある。無定型ポリマ
ーの場合は印刷後の成膜性に問題はないが、結晶性ポリ
マーの場合は往々にしてきれいな成膜が得られない。従
って印刷法では止む得ず結晶化度の低い、無定型に富ん
だポリマーを使用することになる。この結果低いPTC特
性しか得られない。従って印刷法により優れたPTC特性
を持つプリントヒータを製造しようとすることは、互い
に矛盾する二つの要素を同時に兼ね備える必要がある。
即ち優れたPTC特性のためには結晶性のポリマーが望ま
しく、印刷のためには無定型のポリマーが望ましい。
Even if a good solvent exists for the crystalline polymer, there is a problem in the coating film after printing. In the case of an amorphous polymer, there is no problem in the film formability after printing, but in the case of a crystalline polymer, a clean film is often not obtained. Therefore, an amorphous polymer rich in crystallinity and unavoidable in the printing method is used. As a result, only low PTC characteristics can be obtained. Therefore, in order to manufacture a print heater having excellent PTC characteristics by a printing method, it is necessary to simultaneously have two contradictory elements.
That is, a crystalline polymer is desirable for excellent PTC properties, and an amorphous polymer is desirable for printing.

【0020】この二つの相矛盾する性質を同時に可能に
する方法として、一つの分子内に結晶性の高いポリエチ
レン部分と無定型のポリ酢酸ビニルの部分をもつ、エチ
レン-酢酸ビニル共重合体(EVA)の中から目的にかなう物
を選定した。一口にEVAといっても、酢酸ビニル含量が
高いEVAの場合は無定型部分が強く反映して、高いPTC特
性は得られない。逆に酢酸ビニル含量が低い場合は、溶
媒に対する溶解度が低下して、印刷インクが製造できな
い。したがって、EVA中の酢酸ビニル含量は12〜35重量
%、好ましくは17〜30重量%の範囲でなければならな
い。
As a method for simultaneously realizing these two contradictory properties, an ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA) having a highly crystalline polyethylene portion and an amorphous polyvinyl acetate portion in one molecule is used. ) Was selected from among those that served the purpose. Even if you say EVA, in the case of EVA with high vinyl acetate content, the amorphous part is strongly reflected and high PTC characteristics cannot be obtained. Conversely, when the vinyl acetate content is low, the solubility in a solvent is reduced, and a printing ink cannot be produced. Therefore, the vinyl acetate content in the EVA should be in the range 12-35% by weight, preferably 17-30% by weight.

【0021】PTC発熱体のためのポリマーとしてのEVAは
これまでにすでに開示されている。ところがこれはEVA
がPTC発熱体を構成するポリマーとしての可能性を示し
ているに過ぎず、PTCプリントヒータのためのインク製
造の技術の開示ではない。事実後述するように優れたPT
C特性を持つプリントヒータ製造には、EVAの種類が限定
され、EVAであれば何でも良いと言うわけにはいかない
のである。
EVA as a polymer for PTC heating elements has already been disclosed previously. However, this is EVA
Merely shows the potential as a polymer constituting a PTC heating element, but does not disclose an ink manufacturing technique for a PTC print heater. In fact, a good PT as described below
For the manufacture of print heaters with C characteristics, the types of EVA are limited, and EVA cannot be anything.

【0022】後述の実施例に示すように、我々は優れた
PTC特性を持つプリントヒータ製造にはEVA中の酢酸ビニ
ル濃度が如何にあるべきか明らかにし、優れたPTC特性
をもつプリントヒータ印刷用のインクの発明を完成し
た。その結果、PTC特性を十分に発揮するプリントヒー
タ用のインクとしては酢酸ビニル濃度は35重量%以下、
好ましくは30重量%以下という結論が得られた。
As shown in the examples below, we have excellent
We clarified what the concentration of vinyl acetate in EVA should be for the production of print heaters with PTC characteristics, and completed the invention of print heater printing inks with excellent PTC characteristics. As a result, as a print heater ink that fully demonstrates PTC characteristics, the vinyl acetate concentration is 35% by weight or less.
It was concluded that preferably 30% by weight or less.

【0023】一方EVAの溶媒に対する溶解性の観点か
ら、種々の酢酸ビニル含量をもつEVAの溶媒(テトラリ
ン)に対する溶解性または膨潤度が求められた。ポリマ
ーが溶媒に完全に溶解すれば原理上インク化が可能であ
る。また仮に許される時間内では溶解することができな
くても、十分膨潤していればインク化が可能であること
がわかり、インク化の条件としてはEVA中の酢酸ビニル
含量が12重量%以上、好ましくは17重量%以上であるこ
とが明らかになったのである。
On the other hand, from the viewpoint of the solubility of EVA in a solvent, the solubility or swelling of an EVA having various vinyl acetate contents in a solvent (tetralin) was determined. If the polymer is completely dissolved in the solvent, it can be made into an ink in principle. Also, even if it could not be dissolved within the allowed time, it was found that if it swelled enough, it could be made into an ink, and the conditions for making the ink were that the vinyl acetate content in the EVA was 12% by weight or more, It has been found that the content is preferably 17% by weight or more.

【0024】次は膜厚制御に関する技術である。印刷後
の膜厚は無論使用するポリマーに依存する。ポリマーの
分子量、溶媒に対する膨潤度などが膜厚を決定する要因
となる。ポリマーを特定した場合、印刷後の膜厚を支配
する要素としてはインクの粘度が挙げられる。それでは
粘度を制御すれば問題が解決するかと言えば現実にはそ
うはいかない場合がある。インクにはポリマーばかりで
なくカーボン等も当然含まれているし、インク自体の展
性も実は印刷には重要な項目である。従って必要とする
粘度が現実には実施困難な場合が多くある。
The following is a technique relating to film thickness control. The film thickness after printing depends of course on the polymer used. The molecular weight of the polymer, the degree of swelling in a solvent, and the like are factors that determine the film thickness. When the polymer is specified, the viscosity of the ink is a factor that controls the film thickness after printing. Then, if controlling the viscosity solves the problem, it may not actually be the case. Ink naturally contains not only polymer but also carbon and the like, and the malleability of the ink itself is actually an important item for printing. Therefore, the required viscosity is often difficult to implement in practice.

【0025】本発明は印刷後の膜厚制御に分粒された導
電性粒子を用いることである。粒径5〜20μmの球状の
カーボンを分粒して±1μmの精度で粒子をそろえ、これ
を導電性粒子に対して5〜70重量%を加える。このカー
ボンを添加して得たインクは印刷膜内に粒子が第一層の
みを形成して存在しているので、このカーボンの粒子径
が印刷後の膜厚を決定する。これを図1に概念的に示
す。現在の時点ではこのようなカーボンはグラッシーカ
ーボンとして得られる。このカーボンのみでは導電性が
若干低いので、導電性の高い粒子系の小さなカーボンも
同時に添加する必要がある。
The present invention is to use the conductive particles which are classified for controlling the film thickness after printing. Spherical carbon having a particle size of 5 to 20 μm is sized and the particles are aligned with an accuracy of ± 1 μm, and 5 to 70% by weight of the conductive particles is added. Since the ink obtained by adding the carbon has particles in the print film forming only the first layer, the particle diameter of the carbon determines the film thickness after printing. This is shown conceptually in FIG. At present, such carbon is available as glassy carbon. Since this carbon alone has slightly lower conductivity, it is necessary to simultaneously add small carbon of a highly conductive particle type.

【0026】一般にプリントヒータとしては10〜20μm
程度の膜厚が望ましい。ところがポリマーによってはこ
の厚みを得るために粘度調整その他の多大な労を必要と
することがある。ところが分別された粒径のカーボンを
用いることにより、これらの労力の軽減が簡単に達成で
きる。膜厚制御用のカーボン濃度はインクの粘度により
幾分異なるが、5〜70重量%程度である。ただこの膜厚
制御用カーボン濃度はそんなに厳密なものではない。最
適値より多くても少なくてもほぼ一定の膜厚が得られ
る。実際には膜厚制御用カーボン濃度は膜厚制御の観点
からと言うよりはむしろ、抵抗値制御の観点から決定さ
れる。事実導電性補強に用いる粒度の細かいカーボンを
グラファイトからカーボンブラックまで幅広く選択すれ
ば、取り得る膜厚制御用カーボン濃度の幅もかなり広が
る。
Generally, a print heater is 10 to 20 μm.
A film thickness of the order of magnitude is desirable. However, depending on the polymer, a great deal of labor such as viscosity adjustment or the like may be required to obtain this thickness. However, by using the carbon having the separated particle size, these efforts can be easily reduced. The carbon concentration for controlling the film thickness varies somewhat depending on the viscosity of the ink, but is about 5 to 70% by weight. However, the carbon concentration for controlling the film thickness is not so strict. An almost constant film thickness can be obtained whether it is more or less than the optimum value. Actually, the carbon concentration for film thickness control is determined not from the viewpoint of film thickness control but from the viewpoint of resistance value control. In fact, if the fine particles of carbon used for the conductive reinforcement are selected widely from graphite to carbon black, the range of the carbon concentration for controlling the film thickness that can be obtained is considerably widened.

【0027】このような膜厚制御カーボンを使用するこ
となく一定の膜厚を印刷法で得ようとするならば、イン
クの粘度を厳しく制御しなければならない。往々にして
必要とされる粘度をもつインクは、事実上不可能なこと
がある。従って本発明による厚み制御用の分別された粒
径を持つカーボンを添加することにより、極めて容易に
厚み制御をすることができる(図1参照)。
If a constant film thickness is to be obtained by a printing method without using such a film thickness control carbon, the viscosity of the ink must be strictly controlled. Often, inks with the required viscosity may be virtually impossible. Therefore, the thickness can be controlled very easily by adding the carbon having the sorted particle size for the thickness control according to the present invention (see FIG. 1).

【0028】以上述べたように、限定された酢酸ビニル
濃度範囲のEVAを用い、膜厚制御用のカーボンを添加し
て優れたPTC特性を示すプリントヒータの発明に至っ
た。最後に残った課題として印刷膜強度の問題である。
プリントヒータの使用の形態によっては印刷膜の強度が
必ずしも満足すべき強度でない場合がある。PEと比べれ
ば、確かにEVAの膜強度は酢酸ビニル濃度によってはか
なり低下する。従ってEVAを使用する限りにおいては膜
強度の低下は避けられない。ところがフェノール変性テ
ルペン樹脂を添加することにより、印刷膜強度が増加す
ることが解った。このフェノール変性テルペン樹脂の添
加濃度はEVAに対して5〜40重量%添加すれば膜強度の
増加に寄与できることが判明した。
As described above, the invention of a print heater exhibiting excellent PTC characteristics by using EVA having a limited vinyl acetate concentration range and adding carbon for controlling the film thickness has been attained. The last remaining problem is the strength of the printed film.
Depending on the type of use of the print heater, the strength of the print film may not always be satisfactory. Compared with PE, the film strength of EVA certainly decreases considerably depending on the vinyl acetate concentration. Therefore, as long as EVA is used, a decrease in film strength cannot be avoided. However, it has been found that the addition of the phenol-modified terpene resin increases the strength of the printed film. It was found that adding the phenol-modified terpene resin at a concentration of 5 to 40% by weight based on EVA can contribute to an increase in film strength.

【0029】[0029]

【実施例】最初にPTC特性とEVA中の酢酸ビニル含量の関
係を求めた実施例を示す。 実施例1 表1に示す酢酸ビニル含量のEVAを用意した。各EVA68部
に対して黒鉛(日本黒鉛、J-SP)を溶融混合し、テフロン
板に挟んでプレスし、厚さ2mm、20×20mmに成型し、両
面に銀ペーストで電極を設け、温度と体積抵抗の関係を
求めた。
EXAMPLE An example in which the relationship between PTC characteristics and the content of vinyl acetate in EVA was first determined will be described. Example 1 EVA having a vinyl acetate content shown in Table 1 was prepared. Melt and mix graphite (Japanese graphite, J-SP) into 68 parts of each EVA, press between Teflon plates and press, mold to 2 mm thickness, 20 x 20 mm, provide electrodes with silver paste on both sides, temperature and The relationship of volume resistance was determined.

【0030】[0030]

【表1】 [Table 1]

【0031】これらの結果を図2に示す。図中a)は酢
酸ビニル含量41.9重量%のEVAの場合であり、以下b),
c)の順に酢酸ビニル濃度が低下し、g),h)はポリエチ
レンの場合である。酢酸ビニル含量の低下に伴いPTC特
性が向上し、抵抗極大温度が高温側に移動するのが解
る。a)の酢酸ビニル含量41.9重量%の場合は20℃の抵
抗値に対する極大抵抗の比が僅か14.5を示すのに対し、
酢酸ビニル含量が低下するとこの比が3桁も増加する。
この20℃の抵抗値に対する極大抵抗の比を試料中の酢酸
ビニル含量に対して図3にプロットして示した。実験結
果のバラツキはあるものの、図3から解るように優れた
PTCを達成するには酢酸ビニル含量は35重量%以下、好
ましくは30重量%以下が望ましいことが解る。
FIG. 2 shows the results. In the figure, a) shows the case of EVA having a vinyl acetate content of 41.9% by weight.
The vinyl acetate concentration decreases in the order of c), and g) and h) are for polyethylene. It can be seen that as the vinyl acetate content decreases, the PTC characteristics improve and the maximum resistance temperature shifts to the higher temperature side. When the vinyl acetate content of a) is 41.9% by weight, the ratio of the maximum resistance to the resistance value at 20 ° C. is only 14.5, whereas
As the vinyl acetate content decreases, this ratio increases by three orders of magnitude.
The ratio of the maximum resistance to the resistance at 20 ° C. is plotted in FIG. 3 with respect to the vinyl acetate content in the sample. Although there was some variation in the experimental results, it was excellent as can be seen from FIG.
It can be seen that to achieve PTC, the vinyl acetate content should be less than 35% by weight, preferably less than 30% by weight.

【0032】実施例2 表1に示されたポリマー各30gに対し、試料番号1〜3
(酢酸ビニル含量41.9〜25.0重量%)についてはテトラリ
ン(溶媒)を200g、その他の試料についてはテトラリン1
00gをそれぞれ加え、室温で24時間撹拌を継続した後、
溶媒を濾過してテトラリンにより膨潤したポリマー重量
を求め、次式で膨潤度を評価した。 膨潤度(%)=(膨潤後ポリマー重量−膨潤前ポリマー重
量)/膨潤前ポリマー重量×100
Example 2 For each 30 g of the polymer shown in Table 1, sample numbers 1 to 3
(Vinyl acetate content 41.9 to 25.0% by weight), 200 g of tetralin (solvent);
After stirring for 24 hours at room temperature,
The solvent was filtered to determine the weight of the polymer swollen with tetralin, and the degree of swelling was evaluated by the following equation. Swelling degree (%) = (Polymer weight after swelling−Polymer weight before swelling) / Polymer weight before swelling × 100

【0033】試料番号1の試料(酢酸ビニル含量41.9重
量%)の場合は完全に溶解した。その他の試料について
上式で求めた膨潤度と酢酸ビニル含量の関係を図4に示
した。試料番号2,3については膨潤度が400%を越えて
いて、この膨潤したポリマーにカーボンを加えて混練
し、テトラリンを撹拌しながら少しづつ加えることによ
り室温でインク化する事が可能であった。他の試料は室
温ではインク化することができなかった。
In the case of sample No. 1 (vinyl acetate content: 41.9% by weight), the sample was completely dissolved. FIG. 4 shows the relationship between the degree of swelling and the vinyl acetate content of the other samples determined by the above equation. The swelling degree of sample Nos. 2 and 3 exceeded 400%, and it was possible to form an ink at room temperature by adding carbon to the swollen polymer, kneading the mixture, and gradually adding tetralin while stirring. . Other samples could not be inked at room temperature.

【0034】そこで試料番号4〜8について同様にポリ
マー30gに対してそれぞれ200gのテトラリンを加え、1
10℃で1時間撹拌した。試料番号4(酢酸ビニル含量17.
8重量%)の場合ほぼ完全にテトラリンに溶解し、冷却後
カーボンを添加して混練しテトラリンを加えインク化す
る事ができた。試料番号5,6の場合は110℃では大きく
膨潤しているものの冷却すると堅く固化してしまいイン
ク化する事は不可能であった。試料番号7,8は当然の
ことながらほとんど膨潤しなかった。これらの結果から
EVAのインク化のためにはEVA中の酢酸ビニル含量の下限
はおよそ12重量%、好ましくは17重量%であると結論づ
けられる。
Then, for sample Nos. 4 to 8, 200 g of tetralin was added to 30 g of the polymer in the same manner.
Stirred at 10 ° C. for 1 hour. Sample No. 4 (vinyl acetate content 17.
(8% by weight), it was almost completely dissolved in tetralin, and after cooling, carbon was added and kneaded, and tetralin was added to form an ink. In the case of Sample Nos. 5 and 6, although they swelled greatly at 110 ° C., they solidified firmly when cooled, making it impossible to form an ink. Sample numbers 7 and 8 hardly swelled as a matter of course. From these results
It is concluded that for inking EVA, the lower limit of vinyl acetate content in EVA is approximately 12% by weight, preferably 17% by weight.

【0035】実施例3 酢酸ビニル含量25重量%のEVA59部と黒鉛(J-SP)41部を
プラネタリーミキサーで120℃、真空中で混合し、この
組成物とほぼ同量のテトラリンを少しづづ加えインクを
つくった。インクの粘度は5000cpに調整した。厚さ100
μmのPETフィルムをプリント生地とし、銀ペイント(ド
ータイトD-51、フジクラ化成)を印刷して電極とした。
これに前述のインクで印刷し、電極間距離60mm、長さ25
mmの発熱体を作成した。電極およびヒータの印刷は全て
スクリーン印刷により行った。印刷後赤外線乾燥炉で10
0℃で3時間乾燥した。乾燥後の印刷層の膜厚は17μmで
あった。この面状発熱体を上部20mm、下部100mmの発泡
ポリエチレンで断熱し、AC100Vを通電し、通電時間と
発熱温度との関係を図5に示した。図5に示されるよう
に発熱体は5分で飽和温度近くまで上昇し、10分でほぼ
飽和温度に到達する。このように短時間で目的温度に速
やかに到達することは優れたPTC特性(抵抗極大と室温抵
抗の比が3桁以上)を持つことを反映している。
Example 3 59 parts of EVA having a vinyl acetate content of 25% by weight and 41 parts of graphite (J-SP) were mixed in a planetary mixer at 120 ° C. in a vacuum, and tetralin was added little by little to the same amount as the composition. In addition, ink was made. The viscosity of the ink was adjusted to 5000 cp. Thickness 100
A μm PET film was used as a printing material, and silver paint (Dotite D-51, Fujikura Kasei) was printed to form electrodes.
Print on this with the above-mentioned ink, distance between electrodes 60 mm, length 25
A heating element of mm was created. The printing of the electrodes and the heater was all performed by screen printing. After printing in an infrared drying oven 10
Dry at 0 ° C. for 3 hours. The thickness of the printed layer after drying was 17 μm. The sheet heating element was insulated with foamed polyethylene having an upper part of 20 mm and a lower part of 100 mm, and a current of 100 V was applied. As shown in FIG. 5, the heating element rises to near the saturation temperature in 5 minutes and reaches almost the saturation temperature in 10 minutes. Achieving the target temperature quickly in such a short time reflects excellent PTC characteristics (the ratio of the local maximum resistance to the room temperature resistance is three digits or more).

【0036】実施例4 以下に示す例は自動車のドアミラーの防曇ヒータに関す
るものである。自動車の場合は電源は12Vであること
と、走行中のミラーは冷却される。そこで通常の条件よ
りも発熱量を多くしないと十分目的を達成できないの
で、電極間距離はかなり細かくする必要がある。図6に
このヒータの電極構成図を示した。
Embodiment 4 The following example relates to an anti-fog heater for a door mirror of an automobile. In the case of a car, the power supply is 12V, and the mirror during running is cooled. Therefore, the purpose cannot be sufficiently achieved unless the calorific value is increased more than the normal condition, so that the distance between the electrodes needs to be considerably reduced. FIG. 6 shows an electrode configuration diagram of this heater.

【0037】実施例3で用いたインクをテトラリンでも
う少し希釈し、粘度3500cpとした。電極パターンが細か
いため、粘度を幾分低くした方が良いことが経験的に解
っている。実施例3と同様な方法で印刷および乾燥を行
った。乾燥後の印刷膜厚は13μmであった。図6の例は
大きさ70×140mmのPETフィルム1の長手方向両側の集合
電極2a,2bと、これらから櫛歯状電極3a,3bを交互に
1.5mm幅で6mm間隔にプリントした。このヒータを下部
に100mmのスチレンフォームを置き、上部は温度計測セ
ンサー以外は何も置かず、DC12Vを印加して通電時間と
発熱温度との関係を求め、図7に示した。この場合はヒ
ータ上部が完全にオープンであるので、飽和温度が実施
例3の場合より幾分低くなっている。発熱温度はエネル
ギー投入速度と、自然冷却によるエネルギー損失速度と
のバランスで決まるものであるので、片面をフリーな状
態にした熱損失の大きな条件では、さけられない問題で
ある。ただし通電前の初期抵抗を十分低くとっておけば
かなりの改善にはなるが、スイッチを入れた瞬間に大き
な電流が流れるのは、一般にバッテリーのゆとりの問題
から好まれない。従って走行する自動車の車外のような
冷却速度の大きな条件では、初期抵抗を低くとるのでは
なく、むしろ発熱温度を幾分高めにするのが現実的であ
る。
The ink used in Example 3 was further diluted with tetralin to have a viscosity of 3500 cp. It has been empirically found that it is better to lower the viscosity somewhat because the electrode pattern is fine. Printing and drying were performed in the same manner as in Example 3. The printed film thickness after drying was 13 μm. In the example of FIG. 6, the collecting electrodes 2a and 2b on both sides in the longitudinal direction of the PET film 1 having a size of 70 × 140 mm, and the comb-shaped electrodes 3a and 3b are alternately formed therefrom.
Printed at 1.5 mm width and 6 mm intervals. A 100 mm styrene foam was placed on the lower part of the heater, and nothing was placed on the upper part except for the temperature measurement sensor. DC 12 V was applied, and the relationship between the energizing time and the heat generation temperature was determined. In this case, since the upper portion of the heater is completely open, the saturation temperature is somewhat lower than in the case of the third embodiment. Since the heat generation temperature is determined by the balance between the energy input speed and the energy loss speed due to natural cooling, it is a problem that cannot be avoided under a large heat loss condition in which one side is in a free state. However, if the initial resistance before energization is made sufficiently low, a considerable improvement can be obtained, but the fact that a large current flows at the moment when the switch is turned on is generally not preferred due to the problem of a spare battery. Therefore, under the condition of a large cooling rate such as outside of a running car, it is practical not to reduce the initial resistance but rather to increase the heat generation temperature somewhat.

【0038】実施例5 これはパーマネントのドライヤのためのヒータに関する
ものである。ドライヤはいわゆる砲弾型をしていて、内
部に組み込むヒータはほぼ半球系であるため、球面の平
面展開図の形に面状発熱体を成型しなければならない。
図8にこのヒータの電極構成図を示した。
Example 5 This relates to a heater for a permanent dryer. The dryer is of a so-called shell type, and the heater incorporated therein is almost a hemispherical type. Therefore, the planar heating element must be molded in a shape of a developed plane view of a spherical surface.
FIG. 8 shows an electrode configuration diagram of this heater.

【0039】インクは次のようにして製造した。酢酸ビ
ニル含量25重量%のEVA54部と土壌黒鉛(日本黒鉛ASP)46
部をプラネタリーミキサーで117℃、真空中で混合し、
この組成物にテトラリンを少しづづ加えインクをつくっ
た。インクの粘度は4800cpに調整した。次に厚み150μ
m、300×900mmのPETフィルム1に集合電極2a,2bと櫛
歯状電極3a,3bを図8のように印刷乾燥後、展開図の
通りカットし、下部に100mmのスチレンフォームを敷
き、上部をオープンにてAC20Vを通電し、通電時間と発
熱温度との関係を図9に示した。この例においては室温
の初期抵抗を高めに設計し、ドライヤ内にセットして使
用した場合に43℃程度になるように設計されている。
The ink was manufactured as follows. 54 parts of EVA with 25% by weight of vinyl acetate and soil graphite (Nippon Graphite ASP) 46
Mix the parts in a vacuum at 117 ° C with a planetary mixer,
Tetralin was gradually added to this composition to form an ink. The viscosity of the ink was adjusted to 4800 cp. Next, thickness 150μ
After printing and drying the collective electrodes 2a and 2b and the comb-like electrodes 3a and 3b on a PET film 1 of 300 mm x 300 mm as shown in FIG. FIG. 9 shows the relationship between the power-on time and the heat generation temperature. In this example, the initial resistance at room temperature is designed to be higher, and is designed to be about 43 ° C. when used in a dryer.

【0040】実施例6 酢酸ビニル含量25重量%のEVA39部と黒鉛(J-SP)41部と
をプラネタリーミキサーで120℃、真空中で混合し、こ
の組成物にテトラリンを少しづづ加え、インク粘度2000
〜6000cpのインクを製造した。これらを用いて100μmの
PET生地に印刷し、乾燥後印刷膜の厚みとインクの粘度
との関係を求め、図10に示した。図10よりインク粘度の
増加に伴い膜厚が大体10μmから20μmへ変化しているの
が解る。
Example 6 39 parts of EVA having a vinyl acetate content of 25% by weight and 41 parts of graphite (J-SP) were mixed in a planetary mixer at 120 ° C. in a vacuum, and tetralin was added little by little to the composition. Viscosity 2000
~ 6000cp of ink was produced. Using these, 100μm
After printing on PET fabric and drying, the relationship between the thickness of the printed film and the viscosity of the ink was determined and is shown in FIG. FIG. 10 shows that the film thickness changed from approximately 10 μm to 20 μm as the ink viscosity increased.

【0041】厚み制御用のカーボンとしてUnivex微小球
形状グラッシーカーボン(ユニチカ)を分粒して粒径1
7±1μmのものを用意した。次に酢酸ビニル含量25重量
%のEVA39部と黒鉛(J-SP)32.8部、粒径上記のグラッシ
ーカーボン8.2部をプラネタリーミキサーで120℃、真空
中で混合した。上記と同様にこの組成物にテトラリンを
少しづづ加え、インク粘度2000〜6000cpのインクを製造
した。これらを用いて100μmのPET生地に印刷して、乾
燥後の印刷膜の厚みとインクの粘度との関係を求めて、
図11に示した。図10及び図11より解るように、膜厚調整
用のカーボンが添加されていない場合、膜厚はインクの
粘度に強く依存する。ところが分粒されたグラッシーカ
ーボンが添加されている場合は、膜厚はインクの粘度に
あまり影響されない。すなわち一定の膜厚を得るために
は厚み制御カーボンがない場合はインクの粘度を細かく
制御しなけりればならないが、目的の膜厚に近い値に粒
径を分粒されたグラッシーカーボンを添加すれば、イン
ク粘度にそれほど配慮することなく一定の膜厚が得られ
る。
As a thickness controlling carbon, Univex micro-sphere-shaped glassy carbon (Unitika) is sized to obtain a particle size of 1
7 ± 1 μm was prepared. Next, 39 parts of EVA having a vinyl acetate content of 25% by weight, 32.8 parts of graphite (J-SP), and 8.2 parts of the above-mentioned glassy carbon were mixed in a planetary mixer at 120 ° C. in a vacuum. As described above, tetralin was gradually added to this composition to produce an ink having an ink viscosity of 2000 to 6000 cp. Printing on 100μm PET fabric using these, to determine the relationship between the thickness of the printed film after drying and the viscosity of the ink,
As shown in FIG. As can be seen from FIGS. 10 and 11, when carbon for adjusting the film thickness is not added, the film thickness strongly depends on the viscosity of the ink. However, when the classified glassy carbon is added, the film thickness is not much affected by the viscosity of the ink. In other words, in order to obtain a constant film thickness, if there is no thickness control carbon, the viscosity of the ink must be finely controlled, but glassy carbon whose particle size has been sieved to a value close to the target film thickness is added. By doing so, a constant film thickness can be obtained without paying much attention to the ink viscosity.

【0042】実施例7 これはインクに添加物を加えることにより、印刷膜の強
度の増加を達成できた例である。ここでは、酢酸ビニル
含量25重量%のEVA59部と黒鉛(J-SP)41部をプラネタリ
ーミキサーで120℃、真空中で混合し、この組成物にテ
トラリンを少しづづ加えてインクをつくり、粘度を6000
cpに調整した。これを厚さ150μmのPETフィルムに印刷
して、乾燥させた。この膜の強度はほぼ2Bの鉛筆硬度
に相当した。一方、酢酸ビニル含量25重量%のEVA59
部、フェノール変性テルペン樹脂(ハーキュリー社、ピ
コフィンT-125)16.4部、黒鉛(J-SP)41部をプラネタリー
ミキサーで120℃、真空中で混合し、この組成物にテト
ラリンを少しづづ加えてインクをつくり、粘度を6000cp
に調整した。これを厚さ150μmのPETフィルムに印刷し
て、乾燥させた。この膜は強度が増加し、鉛筆硬度2H
に相当した。両者の膜を比較すると、フェノール変性テ
ルペン樹脂が添加された膜は表面が滑らかで光沢があっ
た。膜密度が増加して強度が向上したことがうかがわれ
る。
Example 7 This is an example in which the strength of the printed film can be increased by adding an additive to the ink. Here, 59 parts of EVA having a vinyl acetate content of 25% by weight and 41 parts of graphite (J-SP) were mixed in a vacuum at 120 ° C with a planetary mixer, and tetralin was gradually added to this composition to form an ink. 6000
Adjusted to cp. This was printed on a 150 μm thick PET film and dried. The strength of this film corresponded to a pencil hardness of approximately 2B. On the other hand, EVA59 with a vinyl acetate content of 25% by weight
Parts, 16.4 parts of a phenol-modified terpene resin (Hercury Co., Picofin T-125) and 41 parts of graphite (J-SP) were mixed in a planetary mixer at 120 ° C. in a vacuum, and tetralin was gradually added to the composition. Make ink and increase viscosity to 6000cp
Was adjusted. This was printed on a 150 μm thick PET film and dried. This film has increased strength and pencil hardness of 2H
Was equivalent to Comparing the two films, the film to which the phenol-modified terpene resin was added had a smooth and glossy surface. It can be seen that the film density increased and the strength improved.

【0043】[0043]

【発明の効果】従来プリントヒータとしては、ポリマー
として無定型の部分が多いものを使わざるを得なかった
事情から、PTC特性としては、室温時の抵抗に対する極
大抵抗の比がわずか数倍のものしか知られていなかっ
た。そこで、PTC特性に不可欠な要素である結晶性のポ
リエチレンの部分と印刷のインク化に不可欠な要素であ
る無定型のポリ酢酸ビニルの部分をともにもつEVAにつ
いて、PTC特性及びインク化・印刷特性を兼ね備えても
つように酢酸ビニル含量を選定し、高性能のPTC特性を
もつプリントヒータ用のインクの製造が可能になった。
According to the conventional print heater, a polymer having a large number of amorphous portions had to be used, and as a result, the ratio of the maximum resistance to the resistance at room temperature is only several times the PTC characteristic. Only known. Therefore, EVA, which has both crystalline polyethylene, which is an essential element of PTC characteristics, and amorphous polyvinyl acetate, which is an essential element for printing inks, has PTC characteristics and ink-forming and printing characteristics. By selecting the vinyl acetate content so that it has the same function, it became possible to manufacture ink for print heaters with high performance PTC characteristics.

【0044】プリントヒータの厚み制御は、従来インク
の粘度制御以外に方法がなかった。これは工程管理上か
なり厳しい条件であった。ところが厚み制御用の分粒さ
れたグラッシーカーボンを添加することにより容易に厚
み制御が可能となった。これはインクの粘度の厳しい管
理が不必要であるばかりでなく、±1μm単位での自由な
厚みを選択を可能にした。
Conventionally, there has been no method for controlling the thickness of the print heater other than controlling the viscosity of the ink. This was a very severe condition for process control. However, the thickness can be easily controlled by adding the classified glassy carbon for controlling the thickness. This not only eliminates the need for strict control of the viscosity of the ink, but also allows the selection of a free thickness in units of ± 1 μm.

【0045】酢酸ビニル含量を選定されたEVAを用いる
ことにより優れたPTC特性をもつプリントヒータが可能
になり、また、厚み制御用の分粒されたグラッシーカー
ボンを添加することにより、印刷膜の厚み制御が容易に
なり、任意の厚みも選択できるようになった。しかしEV
A膜は本質的に膜強度の弱さをもっている。この点につ
いては、フェノール変性テルペン樹脂を添加することに
より、膜強度の十分な強化に成功した。
The use of EVA having a selected vinyl acetate content makes it possible to produce a print heater having excellent PTC characteristics. In addition, by adding a glassy carbon particle for controlling the thickness, the thickness of the printed film can be reduced. Control becomes easy, and an arbitrary thickness can be selected. But EV
The A film has essentially low film strength. In this regard, by adding a phenol-modified terpene resin, the film strength was sufficiently enhanced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】粒子による膜圧制御の概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram of film pressure control using particles.

【図2】黒鉛-各種ポリマー系組成物の温度-抵抗の関係
図である。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between temperature and resistance of graphite-various polymer compositions.

【図3】20℃の抵抗値に対する極大抵抗の比と酢酸ビニ
ル濃度の関係図である。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the ratio of the maximum resistance to the resistance value at 20 ° C. and the concentration of vinyl acetate.

【図4】EVA中の酢酸ビニル含量とテトラリンに対する
膨潤度の関係図である。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the content of vinyl acetate in EVA and the degree of swelling with respect to tetralin.

【図5】実施例3の面状発熱体の通電時間と発熱温度の
関係図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a relationship between a current-carrying time and a heat-generation temperature of a sheet heating element according to a third embodiment.

【図6】自動車のドアミラーの防曇ヒータの電極構成図
である。
FIG. 6 is an electrode configuration diagram of an anti-fog heater of a door mirror of an automobile.

【図7】実施例4の通電時間に対する発熱温度の関係図
である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a relationship between a heating time and a heating time in Example 4.

【図8】パーマネントドライヤのためのヒータ構成図で
ある。
FIG. 8 is a configuration diagram of a heater for a permanent dryer.

【図9】実施例5における通電時間と発熱温度の関係図
である。
FIG. 9 is a diagram illustrating a relationship between an energization time and a heat generation temperature in a fifth embodiment.

【図10】インク粘度と印刷膜との関係図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a relationship between ink viscosity and a printing film.

【図11】実施例6において微小粒グラッシーカーボンを
添加したインク粘度と膜圧の関係図である。
FIG. 11 is a graph showing the relationship between the viscosity and the film pressure of ink to which fine-grained glassy carbon is added in Example 6.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 PETフィルム 2 集合電極 3 櫛歯電極 1 PET film 2 Collective electrode 3 Comb electrode

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 酢酸ビニルとポリエチレンとの共重合体
(EVA)であって、該共重合体中の酢酸ビニル含量が12重
量%以上35重量%以下であるポリマーをべースポリマー
とする自己温度調節ヒータ用印刷インク。
1. A copolymer of vinyl acetate and polyethylene.
(EVA) A printing ink for a self-temperature-regulating heater, comprising a polymer having a vinyl acetate content of 12% by weight or more and 35% by weight or less in the copolymer as a base polymer.
【請求項2】 酢酸ビニルとポリエチレンとの共重合体
(EVA)であって、該共重合体中の酢酸ビニル含量が12重
量%以上35重量%以下であるポリマーをべースポリマー
とし、これに対して黒鉛、カーボンブラック、カーボン
ウィスカー、カーボンファイバー等の炭素微粒子、金属
粉、金属箔等の金属微粒子、又はチタン酸カリウムやマ
イカ微小片の表面にCVD、PVDあるいは化学メッキにより
炭素又は金属薄膜を形成することで導電性を付与した表
面処理微粒子等の導電性粒子の1種又は2種以上を3〜
70重量%含む自己温度調節ヒータ用印刷インク。
2. A copolymer of vinyl acetate and polyethylene.
(EVA), wherein a polymer having a vinyl acetate content of 12% by weight or more and 35% by weight or less in the copolymer is defined as a base polymer, and a polymer such as graphite, carbon black, carbon whisker, carbon fiber, etc. Conductivity such as fine particles, metal powder, metal fine particles such as metal foil, or surface-treated fine particles that have been made conductive by forming a carbon or metal thin film on the surface of potassium titanate or mica fine pieces by CVD, PVD or chemical plating One or more of the conductive particles
Printing ink for self-temperature control heater containing 70% by weight.
【請求項3】 インク中の導電性粒子に対し5〜70重量
%の分粒されたグラッシーカーボンを含む請求項2記載
の自己温度調節ヒータ用印刷インク。
3. The printing ink for a self-temperature-regulating heater according to claim 2, further comprising 5 to 70% by weight of the classified glassy carbon based on the conductive particles in the ink.
【請求項4】 インク中の酢酸ビニルとポリエチレンと
の共重合体(EVA)に対して、5〜40重量%のフェノール
変性テルペン樹脂を含有する請求項2又は3記載の自己
温度調節ヒータ用印刷インク。
4. The printing for a self-temperature controlling heater according to claim 2, wherein the phenol-modified terpene resin is contained in an amount of 5 to 40% by weight based on a copolymer of vinyl acetate and polyethylene (EVA) in the ink. ink.
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