JPH10199663A - Heat generating composition - Google Patents

Heat generating composition

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JPH10199663A
JPH10199663A JP135697A JP135697A JPH10199663A JP H10199663 A JPH10199663 A JP H10199663A JP 135697 A JP135697 A JP 135697A JP 135697 A JP135697 A JP 135697A JP H10199663 A JPH10199663 A JP H10199663A
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JP
Japan
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parts
heat
particles
conductive
strontium titanate
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JP135697A
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Japanese (ja)
Inventor
Kinya Yoshino
欽也 吉野
Michio Arai
倫夫 新井
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SIGMA GIJUTSU KENKYUSHO KK
Original Assignee
SIGMA GIJUTSU KENKYUSHO KK
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat generating composition which gives rise to a heat generating efficiency similar to or surpassing Joule's heat of a resistance heat generating body by exceeding a conventional limit. SOLUTION: This heat generating composition includes conductive particles A and organic binder substance B, and includes a ferroelectric substance C and strontium titanate D. Desirably, the ratio of the total quantity of the ferroelectric substance C and strontium titanate D in the whole body of the composition excluding the volatile components is 5-35wt.%, and the ratio of the ferroelectric substance C to strontium titanate D is 1:0.1 to 1:3 in the weight ratio. The conductive particles A, desirably, comprise crystalline graphite particles a1, slurry graphite a2, conductive gelatinous carbon a3, metal grain a4, and conductive metal oxide a5.

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、通電により発熱す
る性質を有し、しかも高発熱効率を発現することのでき
る発熱性組成物に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat-generating composition which has the property of generating heat when energized and can exhibit high heat generation efficiency.

【0002】[0002]

【従来の技術】通電により発熱する性質を有する発熱性
組成物は、面状発熱体として種々の用途に使用すること
ができる。
2. Description of the Related Art A heat-generating composition having a property of generating heat upon energization can be used for various applications as a sheet heating element.

【0003】この種の発熱性組成物は、基本的には、導
電性粒子と有機バインダー物質とからなる。
[0003] This kind of exothermic composition basically comprises conductive particles and an organic binder substance.

【0004】特開平5−39442号公報には、長径が
300ミクロン以下、短径が200ミクロン以下のうろ
こ状炭素粒子からなる粉状材がバインダー物質に分散懸
濁している導電性発熱流動体が示されている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-39442 discloses a conductive heat generating fluid in which a powdery material composed of scaly carbon particles having a major axis of 300 μm or less and a minor axis of 200 μm or less is dispersed and suspended in a binder substance. It is shown.

【0005】特開平6−231867号公報には、導電
性粒子およびバインダー樹脂からなる組成物であって、
前記導電性粒子の少なくとも一部が鱗状黒鉛粒子からな
り、かつ前記バインダー樹脂が活性エネルギー線硬化型
樹脂からなる発熱性組成物が示されている。
[0005] JP-A-6-231867 discloses a composition comprising conductive particles and a binder resin,
An exothermic composition in which at least a part of the conductive particles is composed of scale-like graphite particles and the binder resin is an active energy ray-curable resin is shown.

【0006】特開平6−231868号公報には、砂利
等の粗粒の表面に、導電性粒子およびバインダー樹脂か
らなる発熱性組成物の層を形成してなる発熱性粗粒が示
されている。
JP-A-6-231868 discloses heat-generating coarse particles formed by forming a layer of a heat-generating composition comprising conductive particles and a binder resin on the surface of coarse particles such as gravel. .

【0007】これらの公報には、必要に応じて配合する
金属塩の一つとして、チタン酸バリウムを用いる場合に
ついても記載がある。
[0007] These publications also describe the case where barium titanate is used as one of the metal salts to be added as required.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上に引用した3つの公
報の発明は、従来の発熱性塗料に比し改善がなされてい
るが、抵抗発熱体のジュール熱に対する発熱性塗膜の発
熱効率は最良の場合でも85〜95%どまりであった。
これは、これらの公報の発明においては導電性粒子やバ
インダー樹脂の選択や組み合わせの観点からの検討が主
であったため、発熱効率の上限に達したためと思われ
る。
The inventions of the three publications cited above have been improved as compared with the conventional heat-generating paint, but the heat-generating efficiency of the heat-generating coating film with respect to the Joule heat of the resistance heating element is low. In the best case, it was only 85-95%.
This is presumably because the inventions of these publications mainly studied from the viewpoint of selection and combination of the conductive particles and the binder resin, and thus reached the upper limit of the heat generation efficiency.

【0009】しかるに、日々高度化する要求の前には、
発熱効率の点でさらに飛躍を図ることが望まれる。上記
の発熱効率の壁をブレークスルーするには、今までとは
別の発想に基く解決手段を見い出すことが必要である。
[0009] However, before the demands that become more sophisticated every day,
It is desired to make a further leap in terms of heat generation efficiency. In order to break through the above-mentioned wall of heat generation efficiency, it is necessary to find a solution based on a different idea.

【0010】本発明は、このような背景下において、従
来の限界を越え、抵抗発熱体のジュール熱と同等あるい
はそれを凌駕する発熱効率が得られるような発熱性組成
物を提供することを目的とするものである。
[0010] Under such a background, an object of the present invention is to provide a heat-generating composition which can exceed the conventional limits and provide a heat-generating efficiency equivalent to or exceeding the Joule heat of a resistance heating element. It is assumed that.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明の発熱性組成物
は、導電性粒子(A) および有機バインダー物質(B) を含
み、さらに強誘電体物質(C) およびチタン酸ストロンチ
ウム(D) を含むことを特徴とするものである。
The exothermic composition of the present invention comprises conductive particles (A) and an organic binder substance (B), and further comprises a ferroelectric substance (C) and strontium titanate (D). It is characterized by including.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下本発明を詳細に説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail.

【0013】〈導電性粒子(A) 〉導電性粒子(A) は、鱗
状黒鉛粒子(a1)、泥状黒鉛(a2)、導電性膠状炭素(a3)、
金属粒子(a4)および導電性金属酸化物(a5)からなること
が特に好ましい。これらの併用により、好ましい発熱性
能が得られるからである。
<Conductive particles (A)> The conductive particles (A) include scale-like graphite particles (a1), mud-like graphite (a2), conductive glue carbon (a3),
It is particularly preferable that it be composed of the metal particles (a4) and the conductive metal oxide (a5). This is because favorable heat generation performance can be obtained by using these in combination.

【0014】鱗状黒鉛粒子(a1)としては、その長径が3
00μm 以下(好ましくは100μm 以下、さらに好ま
しくは10〜60μm )で、その短径が200μm 以下
(好ましくは60μm 以下、さらに好ましくは5〜40
μm )のものが好適に用いられる。
The scaly graphite particles (a1) have a major axis of 3
00 μm or less (preferably 100 μm or less, more preferably 10 to 60 μm) and a minor axis of 200 μm or less (preferably 60 μm or less, more preferably 5 to 40 μm).
μm) is preferably used.

【0015】泥状黒鉛(a2)としては、たとえば、粒径が
100μm 以下、好ましくは60μm 以下、殊に5〜3
0μm のものが用いられる。
As the mud graphite (a2), for example, the particle size is 100 μm or less, preferably 60 μm or less, particularly 5 to 3 μm.
One having a thickness of 0 μm is used.

【0016】導電性膠状炭素(a3)としては、導電性を有
する膠状の炭素が用いられるが、ケッチェンブラックが
特に重要である。導電性膠状炭素(a3)の適量の配合は、
鱗状黒鉛粒子(a1)の導電性能を最大限に発揮させる。
As the conductive glue carbon (a3), conductive glue carbon is used, and Ketjen black is particularly important. The appropriate amount of conductive glue carbon (a3) is
Maximizes the conductive performance of the flake graphite particles (a1).

【0017】金属粒子(a4)としては、銅、ニッケル、ク
ロム、コバルト、銀、鉄などが用いられ、コスト、酸化
されにくい性質などを考慮すると、ニッケル、クロムま
たはコバルトが実用性が高い。金属粒子(a4)の粒径は、
300μm 以下、好ましくは100μm 以下、殊に 0.2
〜50μm とすることが望ましい。これらの中では、フ
レーク状のニッケル粒子と球状のクロム粒子を併用した
場合が特に重要である。フレーク状のニッケル粒子は発
熱因子および電気伝動度の向上に大きく貢献し、球状の
クロム粒子はそのフレーク状のニッケル粒子配列の支点
となるものと考えられる。
As the metal particles (a4), copper, nickel, chromium, cobalt, silver, iron, and the like are used, and nickel, chromium, or cobalt is highly practical in consideration of cost, resistance to oxidation, and the like. The particle size of the metal particles (a4) is
300 μm or less, preferably 100 μm or less, especially 0.2 μm
It is desirable to set it to 50 μm. Among these, it is particularly important to use flaky nickel particles and spherical chromium particles in combination. It is considered that the flake-like nickel particles greatly contribute to the improvement of the heat generation factor and the electric conductivity, and the spherical chromium particles serve as a fulcrum of the flake-like nickel particle arrangement.

【0018】導電性金属酸化物(a5)としては、スズ、
鉄、ニッケル、クロム、コバルト、銅などの金属の酸化
物が用いられ、特に酸化スズや酸化ニッケルが重要であ
る。金属酸化物(a5)の粒径は、300μm 以下、好まし
くは100μm 以下、殊に2〜15μm とすることが望
ましい。
As the conductive metal oxide (a5), tin,
Oxides of metals such as iron, nickel, chromium, cobalt, and copper are used, and tin oxide and nickel oxide are particularly important. The particle size of the metal oxide (a5) is desirably 300 μm or less, preferably 100 μm or less, particularly preferably 2 to 15 μm.

【0019】〈有機バインダー物質(B) 〉有機バインダ
ー物質(B) としては、シリコーン系樹脂、ポリエステル
シリコーン樹脂、エポキシシリコーン樹脂、熱硬化性ア
クリル系樹脂、熱硬化性ポリエステル系樹脂、アルキッ
ド樹脂、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン系
樹脂、エーテル化メラミン系樹脂、フェノール系樹脂、
ポリイミド系樹脂、活性エネルギー線硬化型樹脂をはじ
めとする熱硬化性または活性エネルギー線硬化性有機バ
インダー物質;ポリオレフィン系樹脂、エチレン−酢酸
ビニル共重合樹脂、塩素化ポリオレフィン系樹脂、スチ
レン系樹脂、ポリアミド系樹脂、フッ素系樹脂、セルロ
ース系高分子(エステル化セルロース誘導体やエーテル
化セルロース誘導体)、ポリエーテルエーテルケトン、
ポリビニルアルコール系樹脂をはじめとする熱可塑性有
機バインダー物質;などが用いられる。有機バインダー
物質(B) は、熱硬化性有機バインダー物質の特長である
耐熱性、熱可塑性有機バインダー物質の特長である低温
造膜性を考慮に入れ、最適なものあるいは最適の組み合
わせを選択することが好ましい。
<Organic binder substance (B)> As the organic binder substance (B), silicone resin, polyester silicone resin, epoxy silicone resin, thermosetting acrylic resin, thermosetting polyester resin, alkyd resin, urethane Resin, epoxy resin, melamine resin, etherified melamine resin, phenol resin,
Thermosetting or active energy ray-curable organic binder materials including polyimide resin, active energy ray-curable resin; polyolefin resin, ethylene-vinyl acetate copolymer resin, chlorinated polyolefin resin, styrene resin, polyamide Resin, fluorine resin, cellulosic polymer (esterified cellulose derivative or etherified cellulose derivative), polyetheretherketone,
Thermoplastic organic binder materials such as polyvinyl alcohol-based resins; and the like are used. For the organic binder material (B), select the most suitable one or the most suitable combination, taking into account the heat resistance, which is a feature of the thermosetting organic binder material, and the low-temperature film forming property, which is a feature of the thermoplastic organic binder material. Is preferred.

【0020】〈強誘電体物質(C) 〉強誘電体物質(C) と
しては、チタン酸バリウム、チタン酸鉛などが用いら
れ、特にチタン酸バリウムが好適である。チタン酸バリ
ウムは、チタン酸のバリウム塩と言うよりも、チタン酸
塩の組成を持つバリウムとチタンの複酸化物であると考
えられている。チタン酸バリウムは、室温および120
℃以下では正方晶系に属するベロブスカイト型構造を有
し、強誘電性を示す。チタン酸鉛も室温で正方晶系のベ
ロブスカイト型構造をとり、一次転移温度490℃以下
で強誘電性を示す。
<Ferroelectric substance (C)> As the ferroelectric substance (C), barium titanate, lead titanate or the like is used, and barium titanate is particularly preferable. Barium titanate is considered to be a composite oxide of barium and titanium having a titanate composition, rather than a barium titanate salt. Barium titanate is at room temperature and 120
At a temperature of less than ° C., it has a tetragonal system perovskite structure and exhibits ferroelectricity. Lead titanate also has a tetragonal bevelskite structure at room temperature and exhibits ferroelectricity at a primary transition temperature of 490 ° C or lower.

【0021】〈チタン酸ストロンチウム(D) 〉そして本
発明においては、上記の各成分のほかに、チタン酸スト
ロンチウム(D) を配合する。強誘電体物質(C) と共にチ
タン酸ストロンチウム(D) を用いる点が本発明の特徴的
な構成要件である。
<Strontium titanate (D)> In the present invention, strontium titanate (D) is blended in addition to the above components. The feature of the present invention is that strontium titanate (D) is used together with the ferroelectric substance (C).

【0022】チタン酸ストロンチウム(D) も、チタン酸
塩の組成を持つストロンチウムとチタンの複酸化物であ
ると考えられているが、チタン酸バリウムとは異なり強
誘電性を示さない。結晶は、無色ベロブスカイト型構造
を有する理想的な等軸晶系である。
Strontium titanate (D) is also considered to be a double oxide of strontium and titanium having a titanate composition, but does not exhibit ferroelectricity unlike barium titanate. The crystals are ideally equiaxed with a colorless belovskite structure.

【0023】〈配合割合〉本発明の発熱性組成物は、上
記のように導電性粒子(A) 、有機バインダー物質(B) 、
強誘電体物質(C) およびチタン酸ストロンチウム(D) を
含むが、各成分の割合は次の範囲から選ぶことが好まし
い。
<Blending Ratio> As described above, the heat-generating composition of the present invention comprises conductive particles (A), an organic binder substance (B),
The ferroelectric substance (C) and the strontium titanate (D) are contained, and the proportion of each component is preferably selected from the following ranges.

【0024】まず、揮発分を除く組成物の全体に占める
強誘電体物質(C) およびチタン酸ストロンチウム(D) の
合計量の割合は5〜35重量%(殊に10〜30重量
%)であり、かつ強誘電体物質(C) とチタン酸ストロン
チウム(D) との比率は重量比で1:0.1 〜1:3(殊に
1:0.2 〜1:1)であることが望ましい。(C) +(D)
の割合が余りに少ないときは発熱効率の向上効果が少な
く、余りに多いときもかえって発熱効率が低下する。
(C) と(D) の相互間の比率において、(D) の比率が余り
に少ないときは発熱効率の向上効果が少なく、余りに多
いときもかえって発熱効率が低下する。
First, the ratio of the total amount of the ferroelectric substance (C) and the strontium titanate (D) to the total composition excluding volatile components is 5 to 35% by weight (particularly 10 to 30% by weight). Preferably, the ratio between the ferroelectric substance (C) and the strontium titanate (D) is 1: 0.1 to 1: 3 (particularly 1: 0.2 to 1: 1) by weight. (C) + (D)
When the ratio is too small, the effect of improving the heat generation efficiency is small, and when it is too large, the heat generation efficiency is rather reduced.
In the ratio between (C) and (D), when the ratio of (D) is too small, the effect of improving the heat generation efficiency is small, and when it is too large, the heat generation efficiency is rather reduced.

【0025】揮発分を除く組成物の全体に占める導電性
粒子(A) の割合は、25〜65重量%(殊に25〜50
重量%)が適当であり、導電性粒子(A) の過少は発熱性
能の不足を招き、高い電圧を印加しなければ発熱しない
ようになる。有機バインダー物質(B) の割合は、15〜
45重量%(殊に15〜35重量%)が適当であり、バ
インダー樹脂(B) の過少は、塗膜や成形物の強度不足を
招く。導電性粒子(A)の過多、有機バインダー物質(B)
の過多は、相対的に他の成分の割合が少なくなるのでバ
ランスを欠き、所期の改良効果を奏しえなくなる。
The proportion of the conductive particles (A) in the whole composition excluding volatile components is 25 to 65% by weight (particularly 25 to 50%).
% By weight), and an insufficient amount of the conductive particles (A) leads to a shortage of heat generation performance, so that heat is not generated unless a high voltage is applied. The ratio of the organic binder substance (B) is 15 to
An appropriate amount is 45% by weight (particularly 15 to 35% by weight), and an insufficient amount of the binder resin (B) causes insufficient strength of a coating film or a molded product. Excessive conductive particles (A), organic binder substance (B)
If the amount is too large, the proportion of other components becomes relatively small, so that the balance is lacking and the desired improvement effect cannot be obtained.

【0026】各成分の割合を上記の範囲から選択した場
合に、バランスのとれた最適の結果が得られる。
When the proportion of each component is selected from the above range, a balanced and optimal result is obtained.

【0027】導電性粒子(A) に着目すると、導電性粒子
(A) に占める鱗状黒鉛粒子(a1)の割合は20重量%以上
でかつ有機バインダー物質(B) に対する鱗状黒鉛粒子(a
1)の割合は15〜85重量%となるようにすることが望
ましい。これらの範囲からはずれると、所期の発熱性能
が充分には得られないことがあるからである。
Focusing on the conductive particles (A), the conductive particles
The proportion of the flaky graphite particles (a1) in the (A) is 20% by weight or more and the flaky graphite particles (a) with respect to the organic binder substance (B).
It is desirable that the ratio of 1) is 15 to 85% by weight. If the ratio is out of these ranges, the desired heat generation performance may not be sufficiently obtained.

【0028】鱗状黒鉛粒子(a1)と共に泥状黒鉛(a2)、導
電性膠状炭素(a3)、球状金属粒子(a4)、導電性金属酸化
物(a5)を併用するときは、鱗状黒鉛粒子(a1):導電性膠
状炭素(a3)は重量比で99:1〜60:40とし、鱗状
黒鉛粒子(a1):(球状金属粒子(a4)+導電性金属酸化物
(a5))の重量比は80:20〜20:80とすることが
望ましい。
When the muddy graphite (a2), the conductive glue carbon (a3), the spherical metal particles (a4), and the conductive metal oxide (a5) are used together with the scale-like graphite particles (a1), the scale-like graphite particles are used. (a1): Conductive aggregated carbon (a3) is 99: 1 to 60:40 by weight, and scale-like graphite particles (a1): (spherical metal particles (a4) + conductive metal oxide)
The weight ratio of (a5)) is desirably 80:20 to 20:80.

【0029】〈その他の配合物〉本発明の組成物は、上
記の必須成分のほか、必要に応じ、鉄、銅、ズズ、ナト
リウム、ニッケル、クロム、コバルトなどのハロゲン化
合物、たとえば塩化スズや塩化ニッケルを含んでいても
よく、体質顔料や着色顔料を含んでいてもよい。補強繊
維、導電性繊維を含んでいてもよい。
<Other Compounds> In addition to the above essential components, the composition of the present invention may contain, if necessary, a halogen compound such as iron, copper, tin, sodium, nickel, chromium, or cobalt, such as tin chloride or chloride. Nickel may be contained, and an extender or a coloring pigment may be contained. Reinforcing fibers and conductive fibers may be included.

【0030】また塗工性や貯蔵安定性の確保のために、
稀釈剤(溶剤等)、水、沈降防止剤(ポリマー類、ベン
トナイト、微粉末シリカ等)、分散剤(界面活性剤
等)、安定剤(酸化防止剤等)、レベリング剤、発泡
剤、補強繊維、乾性油、半乾性油、柔軟化剤(エチレン
グリコール等)、塩類(食塩等)などを適宜配合するこ
ともできる。
In order to ensure coating properties and storage stability,
Diluents (solvents, etc.), water, antisettling agents (polymers, bentonite, finely divided silica, etc.), dispersants (surfactants, etc.), stabilizers (antioxidants, etc.), leveling agents, foaming agents, reinforcing fibers , A drying oil, a semi-drying oil, a softening agent (such as ethylene glycol), and a salt (such as salt) can be appropriately blended.

【0031】〈面状発熱体の形成〉上記発熱性組成物
は、これを金属、プラスチックス、木材、紙、布状物、
セラミックス板、コンクリートなどの任意の対象物に塗
布した後、加熱または活性エネルギー線の照射をして硬
化膜を形成させる。対象物の形状は平面状に限られず、
線状、棒状、筒状、その他の3次元曲面状であってもよ
い。この組成物を適当な支持体や型に流延または注型し
た後、加熱または活性エネルギー線を照射してフィル
ム、シート、その他の成形物(タイル状、レンガ状、瓦
状など)の形態にすることもできる。硬化膜の厚さは0.
01〜0.3mm 程度とすることが多いが、必ずしもこの範囲
に限られるものではない。
<Formation of Planar Heating Element> The heat-generating composition is prepared by mixing the heat-generating composition with metal, plastics, wood, paper, cloth,
After being applied to an arbitrary object such as a ceramic plate or concrete, heating or irradiation with an active energy ray is performed to form a cured film. The shape of the object is not limited to a planar shape,
It may be linear, rod-shaped, cylindrical, or any other three-dimensional curved surface. After casting or casting the composition on a suitable support or mold, it is heated or irradiated with active energy rays to form a film, sheet, or other molded product (tile, brick, tile, etc.). You can also. The thickness of the cured film is 0.
It is often about 01 to 0.3 mm, but is not necessarily limited to this range.

【0032】このようにして得られた塗膜または成形物
の上には、絶縁塗料や絶縁フィルムによる絶縁層が配置
されるようにする。ただし絶縁層の厚みが必要以上に厚
くなると熱の移動が妨げられることがあるので、できる
だけ必要最小限の厚みにとどめるよう留意する。
An insulating layer made of an insulating paint or an insulating film is arranged on the coating film or the molded product thus obtained. However, if the thickness of the insulating layer is excessively large, heat transfer may be hindered. Therefore, care should be taken to keep the thickness as small as possible.

【0033】電極および端子は、銀ペーストや金属箔な
ど導電性の高いもので形成する。
The electrodes and terminals are formed of a highly conductive material such as silver paste or metal foil.

【0034】通電は交流であっても直流であってもよ
く、また3V程度の低電圧から240V程度までの高電
圧まで適用できる。たとえば、家庭用の100V電源、
乗用車用の12Vバッテリー電源、トラック用の24V
バッテリー電源、乾電池などがいずれも使用できる。
The energization may be alternating current or direct current, and can be applied from a low voltage of about 3V to a high voltage of about 240V. For example, 100V power supply for home,
12V battery power for passenger cars, 24V for trucks
Both battery power and dry batteries can be used.

【0035】〈作用〉本発明の発熱性組成物を構成する
必須成分をまとめてみると、次のようになる。 ・ 導電性粒子(A) (殊に、鱗状黒鉛粒子(a1)、泥状黒
鉛(a2)、導電性膠状炭素(a3)、金属粒子(a4)および導電
性金属酸化物(a5)) ・ 有機バインダー物質(B) ・ 強誘電体物質(C) (殊にチタン酸バリウム) ・ チタン酸ストロンチウム(D)
<Function> The essential components constituting the exothermic composition of the present invention are summarized as follows. Conductive particles (A) (especially scaly graphite particles (a1), muddy graphite (a2), conductive aggregated carbon (a3), metal particles (a4) and conductive metal oxides (a5)) Organic binder substance (B) ・ Ferroelectric substance (C) (especially barium titanate) ・ Strontium titanate (D)

【0036】導電性粒子(A) は通電により発熱する成分
であり、有機バインダー物質(B) は塗膜または成形物を
形作る成分である。
The conductive particles (A) are components that generate heat when energized, and the organic binder material (B) is a component that forms a coating film or a molded product.

【0037】導電性粒子(A) のうち鱗状黒鉛粒子(a1)
は、そのすぐれた導電性およびその特異な粒子形状によ
り、すぐれた導電性ならびに発熱性能を示す。金属粒子
(a4)は、鱗状黒鉛粒子(a1)の有する発熱性能を補完し、
より安定した発熱性を発揮させるのに貢献する。泥状黒
鉛(a2)、導電性膠状炭素(a3)は、これらを適量配合する
ことにより、鱗状黒鉛粒子(a1)の導電性を改善して発熱
性能を最大限に発揮させ、殊に電気抵抗値の調整の点お
よび低電圧において高温度を発現させる点で効果があ
る。導電性金属酸化物(a5)の存在は、発熱効率の向上に
有利である。というのは、導電性金属酸化物の導電率は
金属とほぼ同程度であるが、通電により温度が上昇する
と、金属の場合には抵抗が低下して電流が増大するため
に消費電力が大きくなるのに対し、導電性金属酸化物の
場合には同傾向を示すものの金属の場合ほどは電流が増
大せず、発熱効率の点で有利に働くからである。
Among the conductive particles (A), scaly graphite particles (a1)
Shows excellent conductivity and heat generation performance due to its excellent conductivity and its unique particle shape. Metal particles
(a4) complements the exothermic performance of the scaly graphite particles (a1),
Contributes to more stable heat generation. Mud graphite (a2) and conductive aggregated carbon (a3) can be mixed in appropriate amounts to improve the conductivity of squamous graphite particles (a1) and maximize heat generation performance, This is effective in adjusting the resistance value and developing a high temperature at a low voltage. The presence of the conductive metal oxide (a5) is advantageous for improving the heat generation efficiency. This is because the conductivity of a conductive metal oxide is almost the same as that of a metal, but when the temperature rises due to energization, in the case of a metal, the resistance decreases and the current increases, so that the power consumption increases. On the other hand, in the case of the conductive metal oxide, the same tendency is exhibited, but the current does not increase as much as in the case of the metal, and this is advantageous in terms of heat generation efficiency.

【0038】強誘電体物質(C) (殊にチタン酸バリウ
ム)は、電場を与えられたときに電荷が微視的にわずか
の距離を移動して分極し、その結果、電磁誘導エネルギ
ーが発現するものと考えられる。そして強誘電性を示さ
ないチタン酸ストロンチウム(D) が共存し、かつ導電性
粒子(A) が共存している系においては、発熱作用に対し
て電子移動が適切なものとなると考えられる。いずれに
せよ、強誘電体物質(C)とチタン酸ストロンチウム(D)
とを共存させることにより、導電性粒子(A) の系、ある
いは導電性粒子(A) と強誘電体物質(C) とからなる系に
比し、発熱効率の点で、従来は壁と思われていた限界が
破られ、抵抗発熱体のジュール熱と同等あるいはそれを
凌駕する発熱効率が得られるようになる。
When a ferroelectric substance (C) (particularly barium titanate) is applied with an electric field, the electric charge moves microscopically for a short distance to be polarized, and as a result, electromagnetic induction energy is generated. It is thought to be. In a system in which strontium titanate (D) which does not exhibit ferroelectricity coexists and the conductive particles (A) coexist, electron transfer is considered to be appropriate for the exothermic effect. In any case, ferroelectric substance (C) and strontium titanate (D)
By coexisting with the above, compared to the system of the conductive particles (A) or the system composed of the conductive particles (A) and the ferroelectric substance (C), conventionally, it is considered as a wall in terms of heat generation efficiency. This breaks the limit, and makes it possible to obtain a heating efficiency equal to or exceeding the Joule heat of the resistance heating element.

【0039】[0039]

【実施例】次に実施例をあげて本発明をさらに説明す
る。以下「部」とあるのは重量部である。
The present invention will be further described with reference to the following examples. Hereinafter, "parts" refers to parts by weight.

【0040】実施例1 〈発熱性塗料の調製〉導電性粒子(A) として、下記の粒
子を均一に混合した粉体混合物100部を準備した。 ・27.8部の鱗状黒鉛粒子(長径30〜40μm 、短径1
0〜20μm ) ・44.4部の泥状黒鉛粒子(粒径5〜15μm ) ・ 3.7部の球状のケッチェンブラック粒子(粒径5〜1
5μm ) ・11.1部のフレーク状ニッケル粒子(粒径 0.5〜 5.0μ
m ) ・ 7.4部の球状のクロム粒子(粒径 0.5〜 5.0μm ) ・ 5.6部の導電性酸化スズ(粒径2〜5μm )
Example 1 <Preparation of Exothermic Paint> As the conductive particles (A), 100 parts of a powder mixture obtained by uniformly mixing the following particles were prepared. 27.8 parts of scale-like graphite particles (major axis: 30 to 40 μm, minor axis: 1)
0-20 μm) ・ 44.4 parts of mud-like graphite particles (particle size: 5-15 μm) ・ 3.7 parts of spherical Ketjen black particles (particle size: 5-1)
5μm) ・ 11.1 parts of flake-like nickel particles (particle size 0.5-5.0μ)
m) ・ 7.4 parts of spherical chromium particles (particle size 0.5-5.0 μm) ・ 5.6 parts of conductive tin oxide (particle size 2-5 μm)

【0041】有機バインダー物質(B) として、下記の組
成の溶液 103.7部を準備した。 ・14.8部の純シリコーン樹脂 ・ 7.4部のシリコーンポリエステル ・ 7.4部のエポキシ化シリコーン ・26.7部のブチル化メラミン樹脂 ・47.4部の溶剤
As the organic binder material (B), 103.7 parts of a solution having the following composition was prepared.・ 14.8 parts of pure silicone resin ・ 7.4 parts of silicone polyester ・ 7.4 parts of epoxidized silicone ・ 26.7 parts of butylated melamine resin ・ 47.4 parts of solvent

【0042】上記の導電性粒子(A) の粉体混合物100
部に、強誘電体物質(C) の一例としてのチタン酸バリウ
ム(粒径10〜15μm )44.4部と、チタン酸ストロン
チウム(D) 11.2部とを混合し、さらに上記の有機バイン
ダー物質(B) の溶液 103.7部、塗膜安定剤としての体質
顔料14.8部(酸化チタン 7.4部および酸化アルミニウム
7.4部)、沈降防止剤としてのメチルトリメトキシシラ
ン11.1部、流れ性改良剤(長鎖ポリアミノアミドリン酸
塩と長鎖ポリアミノアミドエステル塩との重量比で3:
1の混合物) 7.5部、塗膜柔軟剤としての油脂加工剤
(熱重合亜麻仁油7.4部およびカシューナッツシェル加
工品 3.7部)11.1部、展延剤兼粘性調整剤としての溶剤
(キシレン37.0部およびメチルイソブチルケトン22.2
部)59.2部を加えて、100〜240rpm の回転数の撹
拌機で撹拌混合し、チクソトロピック性の強い発熱性塗
料を調製した。
The powder mixture 100 of the above-mentioned conductive particles (A)
In the mixture, 44.4 parts of barium titanate (particle size: 10 to 15 μm) as an example of the ferroelectric substance (C) and 11.2 parts of strontium titanate (D) were mixed. Solution 103.7 parts, extender pigment 14.8 parts (7.4 parts titanium oxide and aluminum oxide
7.4 parts), 11.1 parts of methyltrimethoxysilane as an anti-settling agent, flowability improver (3 parts by weight ratio of long-chain polyaminoamide phosphate to long-chain polyaminoamide ester salt:
1 part) 7.5 parts, fat and oil processing agent as coating film softener (7.4 parts of thermally polymerized linseed oil and 3.7 parts of cashew nut shell product) 11.1 parts, solvent as spreader and viscosity modifier (37.0 parts of xylene and methyl) Isobutyl ketone 22.2
59.2 parts) and stirred and mixed with a stirrer at a rotation speed of 100 to 240 rpm to prepare a heat-generating paint having strong thixotropic properties.

【0043】〈面状発熱体の作製〉この発熱性塗料を、
電極としての巾8mmの銅テープを両長辺側に貼着した8
0mm×155mmの寸法の絶縁塗料塗布SUS304板の
56mm(両銅テープ上の16mmの部分を含む)×125
mmの領域に刷毛塗りした後、常温乾燥後、130℃で1
時間、180℃で1時間キュアリングを行い、発熱板を
作製した。発熱性塗膜の厚みは0.20mmであった。乾燥塗
膜の体積抵抗率は2.05Ω・cm(25℃)であった。
<Preparation of Sheet Heating Element>
An 8mm wide copper tape as an electrode was attached to both long sides
56mm (including 16mm part on both copper tapes) x 125 of SUS304 board coated with insulating paint of dimensions 0mm x 155mm
mm area, brushed, dried at room temperature,
Curing was performed for 1 hour at 180 ° C. for 1 hour to produce a heating plate. The thickness of the heat-generating coating film was 0.20 mm. The volume resistivity of the dried coating film was 2.05 Ω · cm (25 ° C.).

【0044】この発熱板を、水に浸没してもよいように
絶縁塗料を塗布することにより絶縁層を作ったステンレ
ス鋼板(SUS304)で挟持し、ボルトおよびナット
で締め付けて、面状発熱体を作製した。なお、周囲はシ
リコーンゴムでシールし、銅テープの端部からはリード
線を取り出した。
This heating plate is sandwiched by a stainless steel plate (SUS304) having an insulating layer formed by applying an insulating paint so that it may be immersed in water, and tightened with bolts and nuts to form a sheet heating element. Produced. The periphery was sealed with silicone rubber, and a lead wire was taken out from the end of the copper tape.

【0045】〈発熱試験〉焼き付け塗装を施した鋼製の
ペール缶(重量1360g)をガラスウールで包み、発
泡ポリスチレン製の板で蓋をし、内部にガラス製ビーカ
ー(重量92g)を入れてその上に上記の面状発熱体
(重量はステンレス鋼板2枚で216g)を置き、さら
に純水10kgを充填した。
<Heat generation test> A baking-painted steel pail (1360 g in weight) was wrapped with glass wool, covered with a plate made of expanded polystyrene, and a glass beaker (92 g in weight) was placed inside. The above planar heating element (weight: 216 g with two stainless steel plates) was placed on top, and further filled with 10 kg of pure water.

【0046】面状発熱体表面およびペール缶外側に温度
センサを貼着セットし、撹拌機で純水を撹拌(100rp
m )しながら、変圧機を通じて面状発熱体に60分間通
電し、温度センサ設置各部の温度変化を測定して、発熱
性塗膜の発熱効率を求めた。計算の元になる各部の温度
変化および通電した電気的データは、次の表1の通りで
あった。
A temperature sensor was attached and set on the surface of the planar heating element and the outside of the pail, and pure water was stirred with a stirrer (100 rp).
m) While passing through the transformer, electricity was passed through the sheet heating element for 60 minutes, and the temperature change at each part of the temperature sensor was measured to determine the heat generation efficiency of the heat-generating coating film. Table 1 below shows the temperature change of each part and the supplied electrical data which are the basis of the calculation.

【0047】[0047]

【表1】 通電時間 水 温 発熱体表面 ペール缶外側 電 流 電 圧 電 力 (分) (℃) 温度 (℃) 温度 (℃) (A) (V) (W) 0 27 27 27 1.84 58.0 106.72 5 27 35 27 1.88 58.2 109.42 10 29 48 28 1.89 58.5 110.57 15 30 55 28 1.89 58.2 110.00 20 31 73 28 1.91 58.6 111.93 25 32 96 29 1.90 58.5 111.15 30 33 105 29 1.90 58.4 110.96 35 34 110 30 1.88 57.7 108.48 40 35 113 30 1.90 58.3 110.77 45 35 115 31 1.90 58.2 110.58 50 36 116 32 1.90 58.2 110.58 55 36 117 33 1.92 58.8 112.90 60 37 118 33 1.93 58.9 113.68 平均値 - - - 1.90 58.3 110.60 (電源電圧 60.0 ボルト印加)[Table 1] Energizing time Water temperature Heating element surface Pail outside Current voltage Power (min) (° C) Temperature (° C) Temperature (° C) (A) (V) (W) 0 27 27 27 1.84 58.0 106.72 5 27 35 27 1.88 58.2 109.42 10 29 48 28 1.89 58.5 110.57 15 30 55 28 1.89 58.2 110.00 20 31 73 28 1.91 58.6 111.93 25 32 96 29 1.90 58.5 111.15 30 33 105 29 1.90 58.4 110.96 35 34 110 30 1.88 57.7 108.48 40 35 113 30 1.90 58.3 110.77 45 35 115 31 1.90 58.2 110.58 50 36 116 32 1.90 58.2 110.58 55 36 117 33 1.92 58.8 112.90 60 37 118 33 1.93 58.9 113.68 Average---1.90 58.3 110.60 (Power supply voltage 60.0 volts applied)

【0048】〈発熱性塗膜による発熱量〉水に与えた熱
量は 10000×(37−27)×1.00=100000.0cal 、面状発
熱体に与えた熱量は 216×(118 −27)×0.12=2358.7
cal 、ペール缶に与えた熱量は1360×(33−27)×0.12
=979.2calであり、合計熱量は103337.9cal 、つまり 1
03.3kcalである。ただしペール缶の比熱は0.12とした。
なお比熱は温度に依存すると思われるが、定数として扱
って計算した。
<The amount of heat generated by the heat-generating coating film> The amount of heat given to water is 10,000 × (37−27) × 1.00 = 100000.0 cal, and the amount of heat given to the sheet heating element is 216 × (118−27) × 0.12 = 2358.7
cal, the amount of heat given to the pail can is 1360 x (33-27) x 0.12
= 979.2 cal, the total calorie is 103337.9 cal, ie 1
It is 03.3 kcal. However, the specific heat of the pail was set to 0.12.
Although the specific heat seems to depend on the temperature, it was calculated as a constant.

【0049】〈発熱性塗膜による発熱効率〉発熱性塗膜
に関する試験により得られた発熱量の、ジュール熱に対
する発熱効率を計算すると、次のようになる。本実施例
の発熱性塗膜における発熱効率は 108.6%であり、極め
てすぐれていることがわかる。 ・ジュール熱:1000Wの電力で 860kcal発熱 ・本発明による発熱塗膜の発熱量:110.60Wの電力で 1
03.3kcal発熱 ・発熱効率:1000×103.3/110.60=934.0 100×934.
0/860 = 108.6%
<Heat generation efficiency by heat-generating coating film> The heat generation efficiency of the calorific value obtained by the test on the heat-generating coating film with respect to Joule heat is calculated as follows. The exothermic efficiency of the exothermic coating film of this example was 108.6%, which is very good.・ Joule heat: 860kcal heat generation at 1000W power ・ The amount of heat generated by the heat generating coating film according to the present invention: 1 at 110.60W power
03.3kcal heat generation ・ Heat generation efficiency: 1000 × 103.3 / 110.60 = 934.0 100 × 934.
0/860 = 108.6%

【0050】実施例2 〈発熱性塗料の調製〉実施例1に準じ、下記の組成の発
熱性塗料を調製した。 ・27.5部の鱗状黒鉛粒子(長径30〜40μm 、短径1
0〜20μm ) ・43.9部の泥状黒鉛粒子(粒径5〜15μm ) ・ 3.1部の球状のケッチェンブラック粒子(粒径5〜1
5μm ) ・11.8部のフレーク状ニッケル粒子(粒径 0.5〜 5.0μ
m ) ・ 7.8部の球状のクロム粒子(粒径 0.5〜 5.0μm ) ・ 5.9部の導電性酸化スズ(粒径2〜5μm ) ・67.6部の有機バインダー物質(B) (純シリコーン樹脂
8.8部、シリコーンポリエステル 7.0部、エポキシ化シ
リコーン 4.0部、ブチル化メラミン樹脂12.0部、有機溶
剤14.7部からなるワニスと、エチレン−酢酸ビニル共重
合体 8.0部、塩素化パラフィン 0.6部、キシレン 8.0
部、イソホロン 4.5部からなるワニス) ・14.6部のチタン酸バリウム(粒径10〜15μm ) ・ 7.9部のチタン酸ストロンチウム ・15.6部の体質顔料(酸化チタン 7.8部および酸化アル
ミニウム 7.8部) ・39.2部の添加剤類(メチルトリメトキシシラン11.8
部、重合亜麻仁油 7.8部、カシューナッツシェル液加工
品 3.9部、長鎖ポリアミノアマイドリン酸塩 5.9部、長
鎖ポリアミノアマイドエステル塩 2.0部、アミノ化ヘク
トライト有機粘土 7.8部) ・62.7部の有機溶剤(キシレン39.2部およびメチルイソ
ブチルケトン23.5部)
Example 2 <Preparation of Exothermic Paint> According to Example 1, an exothermic paint having the following composition was prepared.・ 27.5 parts of scale-like graphite particles (major axis: 30-40 μm, minor axis: 1)
0-20 μm) ・ 43.9 parts of muddy graphite particles (particle size: 5-15 μm) ・ 3.1 parts of spherical Ketjen black particles (particle size: 5-1)
5μm) ・ 11.8 parts of flake-like nickel particles (particle size 0.5 ~ 5.0μ)
m) ・ 7.8 parts of spherical chromium particles (particle size 0.5-5.0 μm) ・ 5.9 parts of conductive tin oxide (particle size 2-5 μm) ・ 67.6 parts of organic binder material (B) (pure silicone resin)
A varnish consisting of 8.8 parts, silicone polyester 7.0 parts, epoxidized silicone 4.0 parts, butylated melamine resin 12.0 parts, organic solvent 14.7 parts, ethylene-vinyl acetate copolymer 8.0 parts, chlorinated paraffin 0.6 parts, xylene 8.0
Varnish consisting of 4.5 parts of isophorone) ・ 14.6 parts of barium titanate (particle size: 10 to 15 μm) ・ 7.9 parts of strontium titanate ・ 15.6 parts of extender (7.8 parts of titanium oxide and 7.8 parts of aluminum oxide) ・ 39.2 parts Additives (methyltrimethoxysilane 11.8
Part, polymerized linseed oil 7.8 parts, cashew nut shell liquid processed product 3.9 parts, long-chain polyaminoamide phosphate 5.9 parts, long-chain polyaminoamide ester salt 2.0 parts, aminated hectorite organic clay 7.8 parts) ・ 62.7 parts of organic solvent (39.2 parts of xylene and 23.5 parts of methyl isobutyl ketone)

【0051】〈面状発熱体の作製、発熱試験〉この発熱
性塗料を用いて、実施例1と同様にした面状発熱体を作
製した。発熱性塗膜の厚みは0.12mmであった。乾燥塗膜
の体積抵抗率は1.25Ω・cm(25℃)であった。この面
状発熱体を用いて、実施例1と同様にして発熱効率を求
めるためのデータをとった。結果を表2に示す。
<Preparation of Sheet Heating Element and Heating Test> A sheet heating element similar to that of Example 1 was prepared using this heat-generating paint. The thickness of the exothermic coating film was 0.12 mm. The volume resistivity of the dried coating film was 1.25 Ω · cm (25 ° C.). Using this planar heating element, data for obtaining heat generation efficiency was obtained in the same manner as in Example 1. Table 2 shows the results.

【0052】[0052]

【表2】 通電時間 水 温 発熱体表面 ペール缶外側 電 流 電 圧 電 力 (分) (℃) 温度 (℃) 温度 (℃) (A) (V) (W) 0 25 25 25 1.75 57.5 103.63 5 25 33 25 1.79 58.2 104.18 10 26 43 25 1.83 58.2 106.51 15 26 55 25 1.83 58.3 106.69 20 27 70 25 1.85 58.2 107.67 25 28 84 26 1.85 58.4 108.04 30 28 98 26 1.88 58.5 109.98 35 29 110 26 1.91 58.5 111.74 40 30 116 27 1.92 58.5 112.32 45 31 120 27 1.90 58.2 110.58 50 33 122 28 1.90 58.2 110.58 55 35 123 29 1.93 58.7 113.29 60 36 124 30 1.95 58.9 114.86 平均値 - - - 1.87 58.3 109.24 (電源電圧 60.0 ボルト印加)[Table 2] Energizing time Water temperature Heating element surface Pail outside Current voltage Power (min) (° C) Temperature (° C) Temperature (° C) (A) (V) (W) 0 25 25 25 1.75 57.5 103.63 5 25 33 25 1.79 58.2 104.18 10 26 43 25 1.83 58.2 106.51 15 26 55 25 1.83 58.3 106.69 20 27 70 25 1.85 58.2 107.67 25 28 84 26 1.85 58.4 108.04 30 28 98 26 1.88 58.5 109.98 35 29 110 26 1.91 58.5 111.74 40 30 116 27 1.92 58.5 112.32 45 31 120 27 1.90 58.2 110.58 50 33 122 28 1.90 58.2 110.58 55 35 123 29 1.93 58.7 113.29 60 36 124 30 1.95 58.9 114.86 Average---1.87 58.3 109.24 (Power supply voltage 60.0 volts applied)

【0053】〈発熱性塗膜による発熱量〉水に与えた熱
量は 10000×(36−25)×1.00=110000.0cal 、面状発
熱体に与えた熱量は 205×(124 −25)×0.12=2435.4
cal 、ペール缶に与えた熱量は1360×(30−25)×0.12
=816.0calであり、合計熱量は113251.4 cal、つまり11
3.25kcalである。
<The amount of heat generated by the heat-generating coating film> The amount of heat given to water was 10,000 × (36−25) × 1.00 = 110000.0 cal, and the amount of heat given to the sheet heating element was 205 × (124−25) × 0.12 = 2435.4
cal, the amount of heat given to the pail is 1360 x (30-25) x 0.12
= 816.0 cal, the total calorific value is 113251.4 cal, that is, 11
It is 3.25 kcal.

【0054】〈発熱性塗膜による発熱効率〉発熱性塗膜
に関する試験により得られた発熱量の、ジュール熱に対
する発熱効率を計算すると、次のようになる。本実施例
の発熱性塗膜における発熱効率は 120.5%であり、極め
てすぐれていることがわかる。 ・ジュール熱:1000Wの電力で 860kcal発熱 ・本発明による発熱塗膜の発熱量:109.24Wの電力で 1
13.25kcal 発熱 ・発熱効率:1000×113.25/109.24 =1036.7 100×10
36.7/860= 120.5%
<Heat generation efficiency by heat-generating coating film> The heat generation efficiency of the heat value obtained by the test on the heat-generating coating film with respect to Joule heat is calculated as follows. The exothermic efficiency of the exothermic coating film of this example was 120.5%, which is very good.・ Joule heat: 860kcal heat generation at 1000W power ・ The calorific value of the heat generating coating film according to the present invention: 1 at 109.24W power
13.25kcal heat generation ・ Heat generation efficiency: 1000 × 113.25 / 109.24 = 1036.7 100 × 10
36.7 / 860 = 120.5%

【0055】実施例3 〈発熱性塗料の調製〉実施例1に準じ、下記の組成のチ
クソトロピック性の強い発熱性塗料を調製した。発熱性
塗料を調製した。 ・11.8部の鱗状黒鉛粒子(長径30〜40μm 、短径1
0〜20μm ) ・17.6部の泥状黒鉛粒子(粒径5〜15μm ) ・ 2.9部の球状のケッチェンブラック粒子(粒径5〜1
5μm ) ・ 8.2部のフレーク状ニッケル粒子(粒径 0.5〜 5.0μ
m ) ・ 2.9部の球状のクロム粒子(粒径 0.5〜 5.0μm ) ・ 5.9部の導電性酸化スズ(粒径2〜5μm ) ・ 129.5部の有機バインダー物質(B) (50%シリコーン
ポリエステル樹脂ワニス11.8部、60%ブチル化メラミン
樹脂ワニス11.8部、53%アクリル樹脂ワニス 5.9部から
なる汎用樹脂ワニス29.5部と、エチレン−酢酸ビニル共
重合体23.5部、塩素化パラフィン 3.8部、キシレン58.9
部、イソホロン13.8部からなる合成樹脂ワニス 100部) ・15.0部のチタン酸バリウム(粒径10〜15μm ) ・15.0部のチタン酸ストロンチウム ・17.6部の体質顔料(酸化チタン 8.8部、含水ケイ酸ア
ルミニウム 5.9部および含水ケイ酸マグネシウム 2.9
部) ・20.6部の添加剤類(メチルトリメトキシシラン 8.8
部、重合亜麻仁油 5.9部、カシューナッツシェル液加工
品 3.9部、長鎖ポリアミノアマイドリン酸塩 4.4部、長
鎖ポリアミノアマイドエステル塩 1.5部) ・52.9部の有機溶剤(キシレン38.2部およびメチルイソ
ブチルケトン14.7部)
Example 3 <Preparation of Exothermic Paint> According to Example 1, an exothermic paint having the following composition and a strong thixotropic property was prepared. An exothermic paint was prepared.・ 11.8 parts of scale-like graphite particles (major axis: 30-40 μm, minor axis: 1)
0-20 μm) ・ 17.6 parts of muddy graphite particles (particle size: 5-15 μm) ・ 2.9 parts of spherical Ketjen black particles (particle size: 5-1)
5μm) 8.2 parts of flake nickel particles (particle size 0.5 ~ 5.0μ)
m) ・ 2.9 parts of spherical chromium particles (particle size 0.5-5.0 μm) ・ 5.9 parts of conductive tin oxide (particle size 2-5 μm) ・ 129.5 parts of organic binder substance (B) (50% silicone polyester resin varnish) 11.8 parts, 11.8 parts of 60% butylated melamine resin varnish, 29.5 parts of general-purpose resin varnish consisting of 5.9 parts of 53% acrylic resin varnish, 23.5 parts of ethylene-vinyl acetate copolymer, 3.8 parts of chlorinated paraffin, xylene 58.9
Parts, synthetic resin varnish consisting of 13.8 parts of isophorone 100 parts) ・ 15.0 parts of barium titanate (particle size: 10 to 15 μm) ・ 15.0 parts of strontium titanate ・ 17.6 parts of extender (8.8 parts of titanium oxide, hydrous aluminum silicate) 5.9 parts and hydrous magnesium silicate 2.9
Parts) ・ 20.6 parts of additives (methyltrimethoxysilane 8.8
Part, polymerized linseed oil 5.9 parts, cashew nut shell liquid processed product 3.9 parts, long-chain polyaminoamide phosphate 4.4 parts, long-chain polyaminoamide ester salt 1.5 parts) 52.9 parts of organic solvent (xylene 38.2 parts and methyl isobutyl ketone 14.7) Part)

【0056】〈面状発熱体の作製、発熱試験〉この発熱
性塗料を用いて、実施例1と同様にした面状発熱体を作
製した。発熱性塗膜の厚みは0.15mmであった。乾燥塗膜
の体積抵抗率は1.70Ω・cm(25℃)であった。この面
状発熱体を用いて、実施例1と同様にして発熱効率を求
めるためのデータをとった。結果を表3に示す。
<Preparation of Sheet Heating Element and Heating Test> A sheet heating element similar to that of Example 1 was prepared using this heat-generating paint. The thickness of the heat-generating coating film was 0.15 mm. The volume resistivity of the dried coating film was 1.70 Ω · cm (25 ° C.). Using this planar heating element, data for obtaining heat generation efficiency was obtained in the same manner as in Example 1. Table 3 shows the results.

【0057】[0057]

【表3】 通電時間 水 温 発熱体表面 ペール缶外側 電 流 電 圧 電 力 (分) (℃) 温度 (℃) 温度 (℃) (A) (V) (W) 0 25 25 25 1.59 58.9 93.65 5 25 42 25 1.71 58.3 99.69 10 26 63 25 1.75 58.4 102.20 15 27 82 25 1.77 58.2 103.01 20 28 97 25 1.75 58.2 101.85 25 29 105 26 1.75 58.0 101.50 30 30 108 26 1.74 58.4 101.62 35 31 111 26 1.74 58.3 101.62 40 32 113 27 1.78 58.7 104.49 45 33 115 27 1.81 58.8 106.43 50 33 115 28 1.83 58.5 107.06 55 34 115 28 1.83 58.5 107.06 60 34 116 29 1.85 59.4 109.89 平均値 - - - 1.76 58.5 103.08 (電源電圧 60.0 ボルト印加)[Table 3] Energizing time Water temperature Heating element surface Pail outside Current voltage Power (min) (° C) Temperature (° C) Temperature (° C) (A) (V) (W) 0 25 25 25 1.59 58.9 93.65 5 25 42 25 1.71 58.3 99.69 10 26 63 25 1.75 58.4 102.20 15 27 82 25 1.77 58.2 103.01 20 28 97 25 1.75 58.2 101.85 25 29 105 26 1.75 58.0 101.50 30 30 108 26 1.74 58.4 101.62 35 31 111 26 1.74 58.3 101.62 40 32 113 27 1.78 58.7 104.49 45 33 115 27 1.81 58.8 106.43 50 33 115 28 1.83 58.5 107.06 55 34 115 28 1.83 58.5 107.06 60 34 116 29 1.85 59.4 109.89 Average---1.76 58.5 103.08 ( Apply power supply voltage of 60.0 volts)

【0058】〈発熱性塗膜による発熱量〉水に与えた熱
量は 10000×(34−25)×1.00=90000.0cal、発熱基板
に与えた熱量は 198×(116 −25)×0.12=2162.2cal
、ペール缶に与えた熱量は1360×(29−25)×0.12=6
52.8calであり、合計熱量は92815.0cal、つまり92.815k
calである。
<The amount of heat generated by the heat-generating coating film> The amount of heat applied to water is 10,000 × (34−25) × 1.00 = 90000.0 cal, and the amount of heat applied to the heat generating substrate is 198 × (116−25) × 0.12 = 2162.2 cal
The amount of heat given to the pail is 1360 x (29-25) x 0.12 = 6
52.8 cal, the total calorie is 92815.0 cal, that is, 92.815 k
cal.

【0059】〈発熱性塗膜による発熱効率〉発熱性塗膜
に関する試験により得られた発熱量の、ジュール熱に対
する発熱効率を計算すると、次のようになる。本実施例
の発熱性塗膜における発熱効率は 104.7%であり、極め
てすぐれていることがわかる。 ・ジュール熱:1000Wの電力で 860kcal発熱 ・本発明による発熱塗膜の発熱量:103.08Wの電力で9
2.815kcal発熱 ・発熱効率:1000×92.815/103.08 =900.4 100×90
0.4/860 = 104.7%
<Heat Efficiency by Heating Coating Film> The heat generation efficiency of the heating value obtained by the test on the heat generating coating film with respect to Joule heat is calculated as follows. The exothermic efficiency of the exothermic coating film of this example is 104.7%, which is extremely excellent.・ Joule heat: 860kcal heat generation at 1000W power ・ The calorific value of the heat generating coating film according to the present invention: 9 at 103.08W power
2.815kcal heat generation ・ Heat generation efficiency: 1000 × 92.815 / 103.08 = 900.4 100 × 90
0.4 / 860 = 104.7%

【0060】〈実施例1〜3の発熱性塗膜による発熱温
度〉発熱性塗膜の体積抵抗率から算出されるワット密度
と発熱温度の関係から、実施例1〜3における発熱温度
は次のようになる。計算式は次の通りである。 W=(1/δ)×(S×V2 /L) ここで、Wはワット、δは体積抵抗率、Sは電極の長さ
×膜厚、Vはボルト、Lは電極間距離である。 ・実施例1の場合 W=(1/2.05)×(12.5 ×0.02×60×60)/4 =109.756 ワット密度= 109.756/50 =2.20W/cm2 図1〜2から、その発熱温度は約480℃になる。 ・実施例2の場合 W=(1/1.25)×(12.5 ×0.012 ×60×60)/4 =108.0 ワット密度=108.0/50=2.16W/cm2 図1〜2から、その発熱温度は約470℃になる。 ・実施例3の場合 W=(1/1.70)×(12.5 ×0.015 ×60×60)/4 =99.265 ワット密度=99.265/50 =2.00W/cm2 図1〜2から、その発熱温度は約425℃になる。
<The exothermic temperature of the exothermic coating film of Examples 1 to 3> From the relationship between the watt density calculated from the volume resistivity of the exothermic coating film and the exothermic temperature, the exothermic temperature in Examples 1 to 3 was as follows. Become like The calculation formula is as follows. W = (1 / δ) × (S × V 2 / L) where W is watt, δ is volume resistivity, S is length of electrode × film thickness, V is volt, and L is distance between electrodes. . In the case of Example 1 W = (1 / 2.05) × (12.5 × 0.02 × 60 × 60) /4=109.756 Watt density = 109.756 / 50 = 2.20 W / cm 2 From FIG. It reaches 480 ° C. -In the case of Example 2 W = (1 / 1.25) x (12.5 x 0.012 x 60 x 60) / 4 = 108.0 Watt density = 108.0 / 50 = 2.16 W / cm 2 From Figs. 470 ° C. In the case of Example 3 W = (1 / 1.70) × (12.5 × 0.015 × 60 × 60) /4=99.265 Watt density = 99.265 / 50 = 2.00 W / cm 2 From FIGS. 425 ° C.

【0061】上記のような発熱温度の発熱試験を行う場
合、400℃以上になると電極材料にしている銅テープ
が焼き切れるおそれがある。そこで上記のように、面状
発熱体を水中に浸没させて試験を行った。図3に、実施
例1〜3における水中における面状発熱体の発熱温度を
表1〜3に基いてプロットした結果を示す。
In the heat generation test at the heat generation temperature as described above, when the temperature exceeds 400 ° C., the copper tape used as the electrode material may be burned out. Therefore, as described above, the test was performed by immersing the sheet heating element in water. FIG. 3 shows the results of plotting the exothermic temperatures of the planar heating elements in water in Examples 1 to 3 based on Tables 1 to 3.

【0062】[0062]

【発明の効果】本発明の発熱性組成物を用いれば、発熱
効率の点で、従来は壁と思われていた限界が破られ、抵
抗発熱体のジュール熱と同等あるいはそれを凌駕する発
熱効率が得られる。
The use of the exothermic composition of the present invention breaks the limit of heat generation efficiency, which was conventionally considered to be a wall, and is equivalent to or exceeds the Joule heat of the resistance heating element. Is obtained.

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

【図1】ワット密度と発熱温度との関係を示したグラフ
である。
FIG. 1 is a graph showing a relationship between a watt density and a heat generation temperature.

【図2】ワット密度と発熱温度との関係を示したグラフ
である。
FIG. 2 is a graph showing a relationship between watt density and heat generation temperature.

【図3】実施例1〜3における水中における面状発熱体
の発熱温度を表1〜3に基いてプロットした結果を示し
たグラフである。
FIG. 3 is a graph showing the results of plotting the exothermic temperatures of the planar heating elements in water in Examples 1 to 3 based on Tables 1 to 3.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】導電性粒子(A) および有機バインダー物質
(B) を含み、さらに強誘電体物質(C) およびチタン酸ス
トロンチウム(D) を含むことを特徴とする発熱性組成
物。
1. An electroconductive particle (A) and an organic binder substance
A heat-generating composition comprising (B) and further comprising a ferroelectric substance (C) and strontium titanate (D).
【請求項2】揮発分を除く組成物の全体に占める強誘電
体物質(C) およびチタン酸ストロンチウム(D) の合計量
の割合が5〜35重量%であり、かつ強誘電体物質(C)
とチタン酸ストロンチウム(D) との比率が重量比で1:
0.1 〜1:3である請求項1記載の発熱性組成物。
2. The composition according to claim 1, wherein the proportion of the total amount of the ferroelectric substance (C) and strontium titanate (D) in the total composition excluding volatile components is 5 to 35% by weight, and the ferroelectric substance (C )
And strontium titanate (D) in a weight ratio of 1:
The exothermic composition according to claim 1, wherein the ratio is 0.1 to 1: 3.
【請求項3】導電性粒子(A) が、鱗状黒鉛粒子(a1)、泥
状黒鉛(a2)、導電性膠状炭素(a3)、金属粒子(a4)および
導電性金属酸化物(a5)からなることを特徴とする請求項
1記載の発熱性組成物。
3. The conductive particles (A) are composed of scale-like graphite particles (a1), mud-like graphite (a2), conductive aggregated carbon (a3), metal particles (a4) and conductive metal oxides (a5). The exothermic composition according to claim 1, comprising:
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100455146C (en) * 2005-09-20 2009-01-21 中国江南航天工业集团江南工业贸易公司 Carbon material electrical heating membrane and preparing method
CN102761994A (en) * 2011-04-25 2012-10-31 艾尔莎光电科技股份有限公司 Nanometer ceramic electric-heating coating device and manufacturing method thereof

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