JPH10310698A - Conductive surface heated composition - Google Patents

Conductive surface heated composition

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JPH10310698A
JPH10310698A JP15913397A JP15913397A JPH10310698A JP H10310698 A JPH10310698 A JP H10310698A JP 15913397 A JP15913397 A JP 15913397A JP 15913397 A JP15913397 A JP 15913397A JP H10310698 A JPH10310698 A JP H10310698A
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JP
Japan
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dianhydride
heating element
benzeneamine
bis
conductive
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Application number
JP15913397A
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Japanese (ja)
Inventor
Shunichi Matsumoto
俊一 松本
Hiroshi Itaya
博 板谷
Taro Yamazaki
太郎 山崎
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P I GIJUTSU KENKYUSHO KK
Original Assignee
P I GIJUTSU KENKYUSHO KK
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a surface heater composition usable at a high temp. by adding conductive particles to a solvent-soluble block polyimide resin prepd. by the polycondensation of an arom. diamine and a tetracarboxylic dianhydride in the presence of a catalyst comprising a lactone and a base. SOLUTION: The arom. Diamine for producing the block polyimide resin is selected from among 1,4-benzenediamine, 2,2-bis[4-(4-aminophenoxy) phenyl]propane, diaminosiloxane, etc. The tetracarboxylic dianhydride is selected from among biphenyltetracarboxylic dianhydride, benzophenonetetracarboxylic dianhydride, etc. A metal powder, graphite, and a carbon black are examples of the conductive particles. The particles are added to an org. polar solvent soln. contg. 10-40 wt.% block polyimide resin to give a high-viscosity conductive paste, which is uniformly applied to a heat-resistant insulating substrate having printed electrodes formed thereon for sending an electric current and dried to give the conductive surface heater.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、高温で安定な電気特性
を有する導電性面状発熱体組成物に関し、電気器具の加
熱素子として利用できる導電性面状発熱体組成物に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a conductive sheet heating element composition having stable electric characteristics at a high temperature, and more particularly to a conductive sheet heating element composition which can be used as a heating element of electric appliances.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、合成樹脂などに導電性粉末を配合
して、導電性の面状発熱体組成物を得ることが知られて
いる。この種の面状発熱体としては、例えば、樹脂成分
としてポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエ
ステル樹脂、シリコーン樹脂を用い、導電粒子成分とし
て導電性カーボンブラックあるいはグラファイトを混練
した導電性の面状発熱体組成物として構成されたものが
知られている(特開平6−215907)。
2. Description of the Related Art Conventionally, it has been known to mix a conductive powder with a synthetic resin or the like to obtain a conductive planar heating element composition. Examples of this type of planar heating element include, for example, a conductive planar heating element composition in which a resin component is polyethylene resin, polypropylene resin, polyester resin, or silicone resin, and conductive carbon black or graphite is kneaded as a conductive particle component. An object configured as an object is known (Japanese Patent Laid-Open No. 6-215907).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
導電性面状発熱体においては、導電性面状発熱体を構成
する樹脂そのものの実用上の耐熱温度の上限が、例えば
ポリエチレン樹脂の場合90℃程度であり、ポリエステ
ル樹脂の場合においても110℃程度であることから、
これら樹脂成分による面状発熱体の場合においては、使
用温度範囲がこれら上限温度以下の温度に限定されてい
るため、面状発熱体を装着した電気器具においては、そ
の用途が限られていた。本発明は、これら問題点を有す
る従来の面状発熱体を改良することによって、高温度で
使用可能な面状発熱体を提供することである。
However, in the above-mentioned conductive sheet heating element, the upper limit of the practical heat-resistant temperature of the resin constituting the conductive sheet heating element is, for example, polyethylene resin. Since it is about 90 ° C. and about 110 ° C. even in the case of polyester resin,
In the case of a sheet heating element made of such a resin component, the use temperature range is limited to a temperature lower than or equal to the upper limit temperature, and thus the use of an electric appliance equipped with the sheet heating element is limited. An object of the present invention is to provide a sheet heating element which can be used at a high temperature by improving the conventional sheet heating element having these problems.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明の導電性面状発熱
体は、上記のような問題点を解決したもので、高温での
耐熱性を有するブロック共重合ポリイミドをマトリック
ス樹脂成分として使用することを特徴としている。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The conductive sheet heating element of the present invention has solved the above-mentioned problems, and uses a block copolymer polyimide having heat resistance at a high temperature as a matrix resin component. It is characterized by:

【0005】ポリイミドは、−200℃の極低温でも柔
軟性を失わず、また分解開始温度が500℃以上であっ
て高温で長時間使用でき、エレクトロニクス分野で広く
使われている。
[0005] Polyimide does not lose its flexibility even at an extremely low temperature of -200 ° C, has a decomposition onset temperature of 500 ° C or higher and can be used for a long time at a high temperature, and is widely used in the electronics field.

【0006】しかし、従来のポリイミドは、ポリアミッ
ク酸を加工しなければならず、溶剤に難溶解であるた
め、成形加工およびスクリーン印刷加工が困難であり、
面状発熱体として使用するには問題があった。本発明の
ポリイミドは、ブロック共重合ポリイミドであり、ブロ
ックポリイミドの共重合成分を選ぶことによって、面状
発熱体に必要とされるポリマーの特性を変えることがで
きる。例えば、接着基を導入することによって金属粒子
やカーボン粒子に対する親和性、接着性を高める事がで
きる(USP5,502,143)。
However, conventional polyimides must be processed with a polyamic acid and are difficult to dissolve in a solvent, so that molding and screen printing are difficult.
There was a problem in using it as a sheet heating element. The polyimide of the present invention is a block copolymerized polyimide, and the properties of the polymer required for the sheet heating element can be changed by selecting a copolymerized component of the block polyimide. For example, by introducing an adhesive group, the affinity and adhesion to metal particles and carbon particles can be increased (US Pat. No. 5,502,143).

【0007】本発明の耐熱性を有する面状発熱体とは、
芳香族ジアミンとテトラカルボン酸ジ無水物とをラクト
ン及び塩基よりなる触媒の存在下に重縮合したポリイミ
ド樹脂成分と、導電粒子成分とからなる導電性面状発熱
体組成物である。
The heat-resistant sheet heating element of the present invention is:
A conductive sheet heating element composition comprising a polyimide resin component obtained by polycondensing an aromatic diamine and a tetracarboxylic dianhydride in the presence of a catalyst comprising a lactone and a base, and a conductive particle component.

【0008】本発明では、ポリイミド樹脂が、逐次反応
によって得られる溶剤可溶のブロックポリイミド樹脂成
分と、導電粒子成分とからなる導電性面状発熱体組成物
である。
In the present invention, the polyimide resin is a conductive sheet heating element composition comprising a solvent-soluble block polyimide resin component obtained by a sequential reaction and a conductive particle component.

【0009】さらに、ブロックポリイミド樹脂成分の芳
香族ジアミンが、1、4ベンゼンジアミン、1、3ベン
ゼンジアミン、6−メチル1、3ベンゼンジアミン、
4、4‘−ジアミノ−3、3’ジメトキシ−1、1‘−
ビフェニル、4、4’−メチレンビス(ベンゼンアミ
ン)、4、4’−オキシビス(ベンゼンアミン)、3、
4’−オキシビス(ベンゼンアミン)、4、4’−チオ
ビス(ベンゼンアミン)、4、4’−スルホニル(ベン
ゼンアミン)、3、3’−スルホニル(ベンゼンアミ
ン)、1−メチルエチリジン4、4‘−ビス(ベンゼン
アミン)、1−トリフルオロメチル2、2、2トリフル
オロエチリジン4、4‘−ビス(ベンゼンアミン)、
4、4’−ジアミノベンズアニリド、3、5−ジアミノ
安息香酸、2、6−ジアミノピリジン、2、2ビス(4
(4−アミノフェノキシ)フェニル)プロパン、2、2
ビス(4(4−アミノフェノキシ)フェニル)スルホ
ン、1、4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、
1、3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、ジア
ミノシロキサン、9、9‘−ビス(4−アミノフェニ
ル)フルオレンの中から少なくとも1種選ばれた成分よ
りなり、テトラカルボン酸ジ無水物が、ビフェニルテト
ラカルボン酸ジ無水物、ベンゾフェノンテトラカルボン
酸ジ無水物、4、4’−(2、2、2−トリフルオロ−
1−(トリフルオロメチル)エチリデン)ビス(1、2
−ベンゼンテトラカルボン酸ジ無水物、ビス(ジカルボ
キシフェニル)エーテル二無水物、ピロメリット酸ジ無
水物、ナフタレテトラカルボン酸ジ無水物、ビシクロ
(2、2、2)−オクト−7−エン−2、3、5、6−
テトラカルボン酸ジ無水物の中から少なくとも1種選ば
れた成分よりなる前記の導電性面状発熱体組成物であ
る。
Further, the aromatic diamine of the block polyimide resin component is 1,4-benzenediamine, 1,3-benzenediamine, 6-methyl-1,3-benzenediamine,
4,4'-diamino-3,3'dimethoxy-1,1'-
Biphenyl, 4,4'-methylenebis (benzeneamine), 4,4'-oxybis (benzeneamine), 3,
4′-oxybis (benzeneamine), 4,4′-thiobis (benzeneamine), 4,4′-sulfonyl (benzeneamine), 3,3′-sulfonyl (benzeneamine), 1-methylethylidine 4,4 '-Bis (benzeneamine), 1-trifluoromethyl 2,2,2 trifluoroethylidine 4,4'-bis (benzeneamine),
4,4′-diaminobenzanilide, 3,5-diaminobenzoic acid, 2,6-diaminopyridine, 2,2bis (4
(4-aminophenoxy) phenyl) propane, 2,2
Bis (4 (4-aminophenoxy) phenyl) sulfone, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene,
It comprises at least one component selected from 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene, diaminosiloxane and 9,9′-bis (4-aminophenyl) fluorene, and the tetracarboxylic dianhydride is Biphenyltetracarboxylic dianhydride, benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 4,4 ′-(2,2,2-trifluoro-
1- (trifluoromethyl) ethylidene) bis (1,2
-Benzenetetracarboxylic dianhydride, bis (dicarboxyphenyl) ether dianhydride, pyromellitic dianhydride, naphthaletetracarboxylic dianhydride, bicyclo (2,2,2) -oct-7-ene -2, 3, 5, 6-
The above-mentioned conductive sheet heating element composition comprising at least one component selected from tetracarboxylic dianhydrides.

【0010】また、導電性粒子成分が、金属粉、金属フ
ァイバー、黒鉛、カーボンブラック、カーボンファイバ
ー、金属酸化物の中から少なくとも1種選ばれた成分よ
りなるか、又は、それらの混合物である前記の導電性面
状発熱体組成物である。これら導電性粒子としては、1
−100ミリミクロンの粒子寸法を有するものが好まし
い。これら導電粒子成分は、目的とする導電性面状発熱
体組成物が好ましい抵抗率を達成するのに適した混合割
合、通常、樹脂組成物に対し10−80重量%含有させ
るが、より好ましくは、樹脂組成物に対し30−60重
量%含有させる。また、導電粒子成分の中に、場合によ
って、製品の要求特性に応じて、それ自体で導電性を有
しない添加剤、顔料成分を混合することも可能である。
これら添加剤、顔料粒子成分としては、不活性安定材、
酸化防止材、分散剤等が含まれる。これら添加剤、顔料
粒子成分の使用量は、通常導電粒子成分に比べかなり少
ない混合量で使用される。これら添加剤、顔料粒子成分
としては、アルミナ、シリカ、酸化チタン、酸化マグネ
シウム等の微粒子が用いられる。
The conductive particle component may be at least one selected from metal powder, metal fiber, graphite, carbon black, carbon fiber, and metal oxide, or a mixture thereof. Is a conductive sheet heating element composition. As these conductive particles, 1
Those having a particle size of -100 millimicrons are preferred. These conductive particle components are contained in a mixing ratio suitable for achieving the desired resistivity of the intended conductive planar heating element composition, usually 10 to 80% by weight based on the resin composition, and more preferably. And 30 to 60% by weight of the resin composition. In addition, it is also possible to mix additives and pigment components which do not have conductivity by themselves into the conductive particle component depending on the required characteristics of the product in some cases.
As these additives and pigment particle components, an inert stabilizer,
Antioxidants, dispersants and the like are included. These additives and pigment particle components are usually used in a considerably smaller mixing amount than the conductive particle components. As these additives and pigment particle components, fine particles of alumina, silica, titanium oxide, magnesium oxide and the like are used.

【0011】本発明のブロック共重合ポリイミドの重合
反応には、有機極性溶媒が用いられ、これら溶媒として
は、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルホ
ルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、テトラメ
チル尿素、ジメチルスルホキシド、スルホラン、テトラ
ヒドロフラン等が単独、あるいは混合して用いられる。
In the polymerization reaction of the block copolymerized polyimide of the present invention, an organic polar solvent is used, and these solvents include N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, Tetramethylurea, dimethylsulfoxide, sulfolane, tetrahydrofuran and the like are used alone or as a mixture.

【0012】また、本発明のブロック共重合ポリイミド
の重合反応には、重合反応を促進させる触媒が用いら
れ、触媒系としては、酸触媒としてバレロラクトンと、
塩基触媒としてのピリジン、メチルモルホリン等の組み
合わせが用いられる。反応中のイミド化反応によって生
成する水は、キシレン、トルエン等と共沸混合物として
反応系から除去される。
In the polymerization reaction of the block copolymerized polyimide of the present invention, a catalyst for accelerating the polymerization reaction is used. As the catalyst system, valerolactone as an acid catalyst,
A combination of pyridine, methylmorpholine and the like as a base catalyst is used. Water generated by the imidization reaction during the reaction is removed from the reaction system as an azeotrope with xylene, toluene and the like.

【0013】本発明の導電性面状発熱体組成物は、通常
ブロック共重合ポリイミドを(10−40)重量%含有
させる有機極性溶媒混合ポリマー溶液中に、必要量の導
電性粒子、及び/あるいは、添加剤、顔料粒子成分を充
分混合し、均一な状態の高粘度ペーストとする。この均
一な状態の高粘度ペースト組成物を、耐熱性絶縁性基板
の上にあらかじめ銅線、銀線、ニッケル線、あるいは導
電性インキの印刷回路によって、発熱体に必要な電気を
通電できるように設計された電極上に、均一に直接塗
布、あるいはスクリーン印刷することによって均一に塗
布することによって、被膜を形成する。
The conductive sheet heating element composition of the present invention is usually prepared by adding a necessary amount of conductive particles and / or a polymer solution containing an organic polar solvent containing (10-40)% by weight of a block copolymerized polyimide. , Additives and pigment particle components are sufficiently mixed to form a uniform, high-viscosity paste. The high-viscosity paste composition in a uniform state is preliminarily printed on a heat-resistant insulating substrate by a printed circuit of a copper wire, a silver wire, a nickel wire, or a conductive ink so that necessary electricity can be supplied to the heating element. A coating is formed on the designed electrode by directly applying it uniformly or by applying it uniformly by screen printing.

【0014】この電極を有する基板上に均一に塗布され
た高粘度ペースト状態組成物中の有機極性溶媒を、熱風
乾燥機、赤外線乾燥機等を利用して、蒸発・乾燥させる
ことによって、本発明の導電性面状発熱体組成物を得る
ことができる。本発明の導電性面状発熱体組成物の耐熱
性絶縁性基板としては、ポリイミドフィルム、合成雲
母、セラミック、ガラスクロス等が用いられる。
According to the present invention, the organic polar solvent in the high-viscosity paste composition uniformly coated on the substrate having the electrodes is evaporated and dried using a hot air drier, an infrared drier or the like. Can be obtained. As the heat-resistant insulating substrate of the conductive planar heating element composition of the present invention, a polyimide film, synthetic mica, ceramic, glass cloth, or the like is used.

【0015】また、上記均一な状態の高粘度ペースト組
成物を、耐熱性絶縁性基板ではなく、直接電気器具の絶
縁された表面に塗布することによって、本発明の面状発
熱体を得ることも可能である。
Further, by applying the above-mentioned uniform high-viscosity paste composition directly to the insulated surface of an electric appliance instead of the heat-resistant insulating substrate, the sheet heating element of the present invention can be obtained. It is possible.

【0016】[0016]

【作用】本発明の導電性面状発熱体組成物は、面状発熱
体を構成する樹脂成分であるブロック共重合ポリイミド
が、極めて高い耐熱性を有するため、従来の樹脂成分で
は到達不可能な温度範囲での高温度域まで、加熱素子の
温度を上げることが可能となるだけでなく、異常加熱時
に燃焼することがない。そのため、本発明の面状発熱体
を応用した電気器具は、高温度での使用が可能となる。
According to the conductive sheet heating element composition of the present invention, the block copolymer polyimide which is a resin component constituting the sheet heating element has extremely high heat resistance, so that it cannot be reached with conventional resin components. Not only can the temperature of the heating element be raised up to a high temperature range in the temperature range, but there is no burning during abnormal heating. Therefore, an electric appliance to which the planar heating element of the present invention is applied can be used at a high temperature.

【0017】[0017]

【実施例】【Example】

実施例1 ステンレススチール製の碇型攪拌器を取り付けた2Lの
セパラブル3つ口フラスコに、水分分離トラップを備え
た玉付冷却管を取り付ける。窒素ガスを通しながら加熱
攪拌し、3、4、3‘、4’−ベンゾフェノンテトラカ
ルボン酸ジ無水物116。0g(0。36モル)、2、
4−ジアミノトルエン21。99g(0。18モル)、
γ−バレロラクトン5。4g(0。054モル)及びピ
リジン8。5g(0。1モル)、N−メチルピロリドン
400g、トルエン50gを仕込む。室温で窒素雰囲気
下で200rpmX30分攪拌した後、180℃に昇温
し、200rpmで1時間攪拌した。空冷した後トルエ
ン−水の共沸分15gを除く。上記反応液に、ビス(3
−アミノフェノキシ)−4、4‘−ジフェニルスルホン
77。85g(0。18モル)、N−メチルピロリドン
74g、トルエン60gを加える。窒素雰囲気下、室温
で1時間攪拌して後、180℃に昇温し、200rpm
で3。5時間攪拌した。この間、トルエン−水の共沸分
を除いた。このようにして得られたポリイミド溶液のポ
リマー濃度は、30重量%であった。この反応液をN−
メチルピロリドンで、ポリマー濃度を15重量%希釈す
ると、溶液粘度は、気泡粘度計で室温で470センチポ
イズであった。さらに、このポリマーの分子量を、高速
液体クロマトグラフィーで測定したところ、スチレン換
算分子量は、数平均分子量(Mn)は27、000、重
量平均分子量(Mw)は67、800、Mw/Mn=
2。51であった。このポリイミドを、メタノールに注
ぎ粉末にして熱分析した。ガラス転移温度(Tg)は、
266−284℃、分解開始温度は、522℃であっ
た。
Example 1 A 2 L separable three-necked flask equipped with a stainless steel anchor stirrer is fitted with a cooling tube with a ball equipped with a moisture separation trap. Heating and stirring while passing nitrogen gas, 3,4,3 ′, 4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride 116.0 g (0.36 mol),
21.99 g (0.18 mol) of 4-diaminotoluene,
5.4 g (0.054 mol) of γ-valerolactone, 8.5 g (0.1 mol) of pyridine, 400 g of N-methylpyrrolidone and 50 g of toluene are charged. After stirring at room temperature under a nitrogen atmosphere at 200 rpm × 30 minutes, the temperature was raised to 180 ° C., and the mixture was stirred at 200 rpm for 1 hour. After air cooling, 15 g of an azeotropic content of toluene-water is removed. Add bis (3
-Aminophenoxy) -4,4'-diphenylsulfone 77.85 g (0.18 mol), N-methylpyrrolidone 74 g and toluene 60 g are added. After stirring for 1 hour at room temperature under a nitrogen atmosphere, the temperature was increased to 180 ° C., and 200 rpm
For 3.5 hours. During this time, the azeotropic content of toluene-water was removed. The polymer concentration of the polyimide solution thus obtained was 30% by weight. This reaction solution was N-
Upon diluting the polymer concentration with methylpyrrolidone at 15% by weight, the solution viscosity was 470 centipoise at room temperature on a bubble viscometer. Further, when the molecular weight of this polymer was measured by high performance liquid chromatography, the number average molecular weight (Mn) was 27,000 in terms of styrene, the weight average molecular weight (Mw) was 67,800, and Mw / Mn =
It was 2.51. This polyimide was poured into methanol to make a powder and subjected to thermal analysis. The glass transition temperature (Tg) is
266-284 ° C, and decomposition initiation temperature was 522 ° C.

【0018】この反応液(ブロック共重合ポリイミド溶
液)(C)100重量部に対し、カーボンブラック(デ
ンカブラック・電気化学工業株式会社製品)とグラファ
イト(グラファイトCSSP/日本黒鉛工業株式会社製
品)を1対1の混合割合にした導電粒子20重量部を充
分混練し、均一な導電性ペーストを作成した。
For 100 parts by weight of the reaction solution (block copolymerized polyimide solution) (C), 1 part of carbon black (Denka Black, manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.) and one part of graphite (Graphite CSSP / product of Nippon Graphite Industry Co., Ltd.) Twenty parts by weight of the conductive particles having a mixing ratio of 1: 1 were sufficiently kneaded to prepare a uniform conductive paste.

【0019】上記導電性ペーストを、あらかじめ銀導電
性インキによって電極を構成したポリイミドフィルム
(カプトン/東レ・デュポン株式会社製品)上に、スク
リーン印刷法を利用して、25μmの厚さ(固形分含量
基準)で均一に塗布した後、赤外線乾燥機の中で180
℃、20分間乾燥することによって、フレキシブルな面
状発熱体を得た。
The above-mentioned conductive paste is applied to a polyimide film (Kapton / Toray Dupont Co., Ltd.) whose electrodes are previously formed with silver conductive ink by a screen printing method to a thickness of 25 μm (solid content). Standard), and then apply 180 in an infrared dryer.
By drying at 20 ° C. for 20 minutes, a flexible sheet heating element was obtained.

【0020】この導電性面状発熱体組成物の抵抗は、2
00オームで、電極に100Vの交流を通電することに
よって、この導電性面状発熱体の表面温度は、362℃
(赤外線温度計で計測)となった。3時間そのままの状
態で通電を継続し、表面温度が安定していることを確認
した。その後、通電を停止し、1時間後に再び上記条件
で2時間通電を行い、導電性面状発熱体の表面温度を計
測、同様な実験を500時間繰り返した後、抵抗値を測
定し、198。2オームであった。この導電性面状発熱
体の表面温度を計測、365℃(赤外線温度計で計測)
で室温温度のバラツキの範囲に含まれた。さらに、通電
時は表面温度が上記状態で安定していることを確認し
た。
The resistance of the conductive sheet heating element composition is 2
By applying an alternating current of 100 V to the electrodes at 00 ohms, the surface temperature of this conductive sheet heating element is 362 ° C.
(Measured with an infrared thermometer). The energization was continued for 3 hours, and it was confirmed that the surface temperature was stable. Thereafter, the energization was stopped, and one hour later, the energization was performed again for 2 hours under the above conditions, the surface temperature of the conductive sheet heating element was measured, and the same experiment was repeated for 500 hours. It was 2 ohms. Measure the surface temperature of this conductive sheet heating element, 365 ° C (measured with an infrared thermometer)
At room temperature. Further, it was confirmed that the surface temperature was stable in the above-mentioned state during energization.

【0021】実施例2 実施例1と同様である。窒素ガスを通しながら加熱攪拌
し、3、4、3‘、4’−ベンゾフェノンテトラカルボ
ン酸ジ無水物64。45g(0。2モル)、2、4−ジ
アミノトルエン12。22g(0。1モル)、γ−バレ
ロラクトン3。0g(0。03モル)及びピリジン4。
0g(0。05モル)、N−メチルピロリドン400
g、トルエン50gを仕込む。室温で窒素雰囲気下で2
00rpmX30分攪拌した後、180℃に昇温し、2
00rpmで1時間攪拌した。空冷した後トルエン−水
の共沸分15gを除く。上記反応液に、ビシクロ(2、
2、2)−オクト−7−エン−2、3、5、6−テトラ
カルボン酸ジ無水物24。82g(0。1モル)、ビス
(3−アミノフェノキシ)−4、4−ジフェニルスルホ
ン86。5g(0。2モル)、N−メチルピロリドン3
09g、トルエン50gを仕込む。室温で窒素雰囲気下
で、200rpmX30分攪拌した後、180℃に昇温
し、200rpmで3時間攪拌した。この間、トルエン
−水の共沸分を除いた。このポリイミドを、メタノール
に注ぎ粉末にして熱分析した。ガラス転移温度(Tg)
は、263−272℃、分解開始温度は、470℃であ
った。
Embodiment 2 This is the same as Embodiment 1. The mixture was heated and stirred while passing a nitrogen gas, and 64.45 g (0.2 mol) of 3,4,3 ′, 4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride was 12.22 g (0.1 mol) of 2,4-diaminotoluene. ), 3.0 g (0.03 mol) of γ-valerolactone and pyridine 4.
0 g (0.05 mol), N-methylpyrrolidone 400
g and 50 g of toluene. 2 at room temperature under nitrogen atmosphere
After stirring at 00 rpm × 30 minutes, the temperature was raised to 180 ° C.
The mixture was stirred at 00 rpm for 1 hour. After air cooling, 15 g of an azeotropic content of toluene-water is removed. In the above reaction solution, bicyclo (2,
2,2) -Oct-7-ene-2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride 24.82 g (0.1 mol), bis (3-aminophenoxy) -4,4-diphenylsulfone 86 .5 g (0.2 mol), N-methylpyrrolidone 3
09 g and 50 g of toluene are charged. After stirring at room temperature under a nitrogen atmosphere at 200 rpm × 30 minutes, the temperature was raised to 180 ° C., and the mixture was stirred at 200 rpm for 3 hours. During this time, the azeotropic content of toluene-water was removed. This polyimide was poured into methanol to make a powder and subjected to thermal analysis. Glass transition temperature (Tg)
Was 263-272 ° C, and the decomposition initiation temperature was 470 ° C.

【0022】この反応液(ブロック共重合ポリイミド溶
液)100重量部に対し、カーボンブラック(デンカブ
ラック・電気化学工業株式会社製品)とグラファイト
(グラファイトCSSP/日本黒鉛工業株式会社製品)
を1対1。2の混合割合にした導電粒子20重量部を充
分混練し、均一な導電性ペーストを作成した。
With respect to 100 parts by weight of this reaction solution (block copolymerized polyimide solution), carbon black (Denka Black, manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.) and graphite (Graphite CSSP, manufactured by Nippon Graphite Industry Co., Ltd.)
Of the conductive particles in a mixing ratio of 1: 1.2 was sufficiently kneaded to prepare a uniform conductive paste.

【0023】上記導電性ペーストを、あらかじめ銀導電
性インキによって電極を構成したポリイミドフィルム
(カプトン/東レ・デュポン株式会社製品)上に、スク
リーン印刷法を利用して、25μm厚さ(固形分含量基
準)で均一に塗布した後、赤外線乾燥機の中で180
℃、20分間乾燥することによって、抵抗値200オー
ムのフレキシブルな導電性面状発熱体組成物を得た。
The conductive paste was applied to a polyimide film (Kapton / Toray Dupont Co., Ltd.) whose electrodes were previously formed with silver conductive ink by a screen printing method to a thickness of 25 μm (based on solid content). ), And then apply 180 in an infrared dryer.
By drying at 20 ° C. for 20 minutes, a flexible conductive sheet heating element composition having a resistance value of 200 ohms was obtained.

【0024】この面状発熱体に、交流電圧100Vを通
電することによって、この面状発熱体の表面温度は、3
20℃(赤外線温度計で計測)となった。実施例1と同
じ方法で抵抗値の径時変化を測定した。表面温度が安定
していることを確認した後、導電性面状発熱体の抵抗値
を計測、197。5オームと安定していることを確認し
た。
By applying an AC voltage of 100 V to the sheet heating element, the surface temperature of the sheet heating element becomes 3
20 ° C. (measured with an infrared thermometer). The time-dependent change in the resistance value was measured in the same manner as in Example 1. After confirming that the surface temperature was stable, the resistance value of the conductive planar heating element was measured and confirmed to be 197.5 ohms.

【0025】実施例3 実施例1と同様である。窒素ガスを通しながら加熱攪拌
し、ピロメリット酸ジ無水物21。81g(0。1モ
ル)、ジアミノシラン(分子量880)44g(0。0
5モル)、γ−バレロラクトン2。0g(0。02モ
ル)及びピリジン2。4g(0。022モル)、N−メ
チルピロリドン250g、トルエン80gを仕込む。室
温で窒素雰囲気下で200rpmX30分攪拌した後、
180℃に昇温し、200rpmで1時間攪拌した。空
冷した後トルエン−水の共沸分15gを除く。上記反応
液に、3、4、3‘、4’ベンゾフェノンテトラカルボ
ン酸ジ無水物32。22g(0。1モル)、3、5−ジ
アミノ安息香酸15。22g(0。1モル)、ビス(3
−アミノフェノキシ)−ビフェニルスルホン21。63
g、N−メチルピロリドン261g、トルエン50gを
仕込む。室温で窒素雰囲気下で、200rpmX30分
攪拌した後、180℃に昇温し、200rpmで4時間
攪拌した。この間、トルエン−水の共沸分を除いた。こ
のポリイミドを、メタノールに注ぎ粉末にして熱分析し
た。ガラス転移温度(Tg)は、275℃、分解開始温
度は、475℃であった。
Embodiment 3 This is the same as Embodiment 1. The mixture was heated and stirred while passing nitrogen gas, and 21.81 g (0.1 mol) of pyromellitic dianhydride and 44 g (0.0) of diaminosilane (molecular weight: 880) were used.
5 g), 2.0 g (0.02 mol) of γ-valerolactone, 2.4 g (0.022 mol) of pyridine, 250 g of N-methylpyrrolidone, and 80 g of toluene. After stirring at room temperature under a nitrogen atmosphere at 200 rpm for 30 minutes,
The temperature was raised to 180 ° C., and the mixture was stirred at 200 rpm for 1 hour. After air cooling, 15 g of an azeotropic content of toluene-water is removed. To the reaction solution, 32.22 g (0.1 mol) of 3,4,3 ′, 4′benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 15.22 g (0.1 mol) of 3,5-diaminobenzoic acid, bis ( 3
-Aminophenoxy) -biphenylsulfone 21.63
g, N-methylpyrrolidone 261 g and toluene 50 g. After stirring at room temperature under a nitrogen atmosphere at 200 rpm × 30 minutes, the temperature was raised to 180 ° C., and the mixture was stirred at 200 rpm for 4 hours. During this time, the azeotropic content of toluene-water was removed. This polyimide was poured into methanol to make a powder and subjected to thermal analysis. The glass transition temperature (Tg) was 275 ° C., and the decomposition starting temperature was 475 ° C.

【0026】この反応液(ブロック共重合ポリイミド溶
液)100重量部に対し、カーボンブラック(デンカブ
ラック・電気化学工業株式会社製品)とグラファイト
(グラファイトCSSP/日本黒鉛工業株式会社製品)
を1対1。1の混合割合にした導電粒子20重量部を充
分混練し、均一な導電性ペーストを作成した。
With respect to 100 parts by weight of this reaction solution (block copolymerized polyimide solution), carbon black (Denka Black, manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.) and graphite (Graphite CSSP, manufactured by Nippon Graphite Industry Co., Ltd.)
Was mixed sufficiently with 20 parts by weight of conductive particles having a mixing ratio of 1: 1.1 to prepare a uniform conductive paste.

【0027】上記導電性ペーストを、あらかじめ銀導電
性インキによって電極を構成したポリイミドフィルム
(カプトン/東レ・デュポン株式会社製品)上に、スク
リーン印刷法を利用して、25μmのペースト(固形分
含量基準)で均一に塗布した後、赤外線乾燥機の中で1
80℃、20分間乾燥することによって、フレキシブル
な導電性面状発熱体組成物を得た。
The above-mentioned conductive paste was applied to a 25 μm paste (based on solid content) on a polyimide film (product of Kapton / Toray Dupont Co., Ltd.) in which electrodes were previously formed with silver conductive ink by screen printing. ), And apply it in an infrared dryer.
By drying at 80 ° C. for 20 minutes, a flexible conductive sheet heating element composition was obtained.

【0028】この導電性面状発熱体組成物の電極に、1
00Vの交流電圧を通電することによって、この導電性
面状発熱体の表面温度は、333℃(赤外線温度計で計
測)となった。3時間そのままの状態で通電を継続し、
表面温度が安定していることを確認した。その後、通電
を停止し、1時間後に再び上記条件で通電を行い、導電
性面状発熱体の表面温度を計測、同様な実験を3回繰り
返したが、通電時は表面温度が上記状態で安定している
ことを確認した。
The electrode of the conductive sheet heating element composition is
By applying an AC voltage of 00 V, the surface temperature of the conductive sheet heating element became 333 ° C. (measured with an infrared thermometer). Continue energizing for 3 hours,
It was confirmed that the surface temperature was stable. Thereafter, the energization was stopped, and after one hour, the energization was performed again under the above conditions, and the surface temperature of the conductive sheet heating element was measured. The same experiment was repeated three times. I confirmed that.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、ブロック
共重合ポリイミドを樹脂成分とすることによって、フレ
キシブルで、高温度で使用可能な導電性面状発熱体組成
物を作成することができ、従来ニクロム線を加熱素子と
していた電気器具等の利用分野に幅広く利用することが
できる。
As described above, according to the present invention, it is possible to prepare a flexible conductive sheet heating element composition which can be used at a high temperature by using a block copolymerized polyimide as a resin component. The present invention can be widely used in fields such as electric appliances which conventionally used a nichrome wire as a heating element.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H05B 3/12 H05B 3/12 A 3/14 3/14 A F G 3/20 373 3/20 373 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H05B 3/12 H05B 3/12 A 3/14 3/14 A FG 3/20 373 3/20 373

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 芳香族ジアミンとテトラカルボン酸ジ無
水物とをラクトン及び塩基よりなる触媒の存在下に重縮
合したポリイミド樹脂成分と、導電粒子成分とからなる
導電性面状発熱体組成物。
1. A conductive sheet heating element composition comprising a polyimide resin component obtained by polycondensing an aromatic diamine and a tetracarboxylic dianhydride in the presence of a catalyst comprising a lactone and a base, and a conductive particle component.
【請求項2】 請求項1のポリイミド樹脂が、逐次反応
によって得られる溶剤可溶のブロックポリイミド樹脂成
分と、導電粒子成分とからなる導電性面状発熱体組成
物。
2. A conductive sheet heating element composition comprising a solvent-soluble block polyimide resin component obtained by a sequential reaction of the polyimide resin of claim 1 and a conductive particle component.
【請求項3】 ブロックポリイミド樹脂成分の芳香族ジ
アミンが、1、4ベンゼンジアミン、1、3ベンゼンジ
アミン、6−メチル1、3ベンゼンジアミン、4、4
‘−ジアミノ−3、3’ジメトキシ−1、1‘−ビフェ
ニル、4、4’−メチレンビス(ベンゼンアミン)、
4、4’−オキシビス(ベンゼンアミン)、3、4’−
オキシビス(ベンゼンアミン)、4、4’−チオビス
(ベンゼンアミン)、4、4’−スルホニル(ベンゼン
アミン)、3、3’−スルホニル(ベンゼンアミン)、
1−メチルエチリジン4、4‘−ビス(ベンゼンアミ
ン)、1−トリフルオロメチル2、2、2トリフルオロ
エチリジン4、4‘−ビス(ベンゼンアミン)、4、
4’−ジアミノベンズアニリド、3、5−ジアミノ安息
香酸、2、6−ジアミノピリジン、2、2ビス(4(4
−アミノフェノキシ)フェニル)プロパン、2、2ビス
(4(4−アミノフェノキシ)フェニル)スルホン、
1、4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1、
3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、ジアミノ
シロキサン、9、9‘−ビス(4−アミノフェニル)フ
ルオレンの中から少なくとも1種選ばれた成分よりな
り、テトラカルボン酸ジ無水物が、ビフェニルテトラカ
ルボン酸ジ無水物、ベンゾフェノンテトラカルボン酸ジ
無水物、4、4’−(2、2、2−トリフルオロ−1−
(トリフルオロメチル)エチリデン)ビス(1、2−ベ
ンゼンテトラカルボン酸ジ無水物、ビス(ジカルボキシ
フェニル)エーテル二無水物、ピロメリット酸ジ無水
物、ナフタレテトラカルボン酸ジ無水物、ビシクロ
(2、2、2)−オクト−7−エン−2、3、5、6−
テトラカルボン酸ジ無水物の中から少なくとも1種選ば
れた成分よりなる請求項1の導電性面状発熱体組成物。
3. An aromatic diamine of a block polyimide resin component is 1,4-benzenediamine, 1,3-benzenediamine, 6-methyl-1,3-benzenediamine, 4,4
'-Diamino-3,3'dimethoxy-1,1'-biphenyl, 4,4'-methylenebis (benzeneamine),
4,4′-oxybis (benzeneamine), 3,4′-
Oxybis (benzeneamine), 4,4′-thiobis (benzeneamine), 4,4′-sulfonyl (benzeneamine), 3,3′-sulfonyl (benzeneamine),
1-methylethylidine 4,4′-bis (benzeneamine), 1-trifluoromethyl 2,2,2 trifluoroethylidine 4,4′-bis (benzeneamine) 4,
4'-diaminobenzanilide, 3,5-diaminobenzoic acid, 2,6-diaminopyridine, 2,2bis (4 (4
-Aminophenoxy) phenyl) propane, 2,2bis (4 (4-aminophenoxy) phenyl) sulfone,
1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,
3-bis (3-aminophenoxy) benzene, diaminosiloxane, 9,9′-bis (4-aminophenyl) fluorene and at least one component selected from tetracarboxylic dianhydride and biphenyltetra Carboxylic acid dianhydride, benzophenonetetracarboxylic acid dianhydride, 4,4 ′-(2,2,2-trifluoro-1-
(Trifluoromethyl) ethylidene) bis (1,2-benzenetetracarboxylic dianhydride, bis (dicarboxyphenyl) ether dianhydride, pyromellitic dianhydride, naphthaletetracarboxylic dianhydride, bicyclo ( 2,2,2) -Oct-7-ene-2,3,5,6-
The conductive sheet heating element composition according to claim 1, comprising at least one component selected from tetracarboxylic dianhydrides.
【請求項4】 導電性粒子成分が、金属粉、金属ファイ
バー、黒鉛、カーボンブラック、カーボンファイバー、
金属酸化物の中から少なくとも1種選ばれた成分よりな
るか、又は、それらの混合物である請求項1の導電性面
状発熱体組成物。
4. The conductive particle component comprises metal powder, metal fiber, graphite, carbon black, carbon fiber,
The conductive sheet heating element composition according to claim 1, wherein the composition comprises at least one component selected from metal oxides or a mixture thereof.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007109640A (en) * 2005-09-13 2007-04-26 Ist Corp Planar heating element and manufacturing method of the same
JP2010113165A (en) * 2008-11-06 2010-05-20 Mitsubishi Cable Ind Ltd Heating roller

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