JPH11310739A - Conductive ink composition and flat heating element - Google Patents

Conductive ink composition and flat heating element

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JPH11310739A
JPH11310739A JP12152198A JP12152198A JPH11310739A JP H11310739 A JPH11310739 A JP H11310739A JP 12152198 A JP12152198 A JP 12152198A JP 12152198 A JP12152198 A JP 12152198A JP H11310739 A JPH11310739 A JP H11310739A
Authority
JP
Japan
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crystalline polymer
ink composition
conductive ink
solvent
heating element
Prior art date
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Pending
Application number
JP12152198A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takayuki Imai
隆之 今井
Toshifumi Nakajima
敏文 中島
Nobutada Momotake
信忠 百武
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujikura Kasei Co Ltd
Fujikura Ltd
Original Assignee
Fujikura Kasei Co Ltd
Fujikura Ltd
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Publication date
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Publication of JPH11310739A publication Critical patent/JPH11310739A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a conductive ink composition which can form a coating film having a low volume resistivity and good PTC characteristics and has suitability for coating or printing and to provide a flat heating element prepared by using the same. SOLUTION: There are provided a conductive ink composition containing a solvent, a crystalline polymer particles, an amorphous polymer, and a conductive substance, wherein the crystalline polymer is one dispersible in the solvent at ordinary temperature and compatible with the solvent at a temperature of 40-140 deg.C and having a mean particle diameter of 0.2-100 μm, the amorphous polymer is one soluble in the solvent at ordinary temperature, and the weight ratio of the crystalline polymer particles to the amorphous polymer is 50:40 to 95:5 and a flat heating element prepared by using the same.

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、導電性インキ組成
物およびそれを用いた面状発熱体に関し、 とくに、体
積抵抗率が低く、良好なPTC特性を有し、柔軟性およ
び機械的強度に優れた塗膜を形成することができ、なお
かつ、容易に製造でき、塗布あるいは印刷に適した性状
を有する導電性インキ組成物、およびそれを用いた面状
発熱体に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a conductive ink composition and a sheet heating element using the same, and more particularly to a conductive ink composition having low volume resistivity, good PTC characteristics, and excellent flexibility and mechanical strength. The present invention relates to a conductive ink composition which can form an excellent coating film, can be easily produced, and has properties suitable for application or printing, and a sheet heating element using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】面状発熱体は、基板上に、導電性インキ
組成物を印刷あるいは塗布し、任意の厚さおよび形状の
塗膜を形成することによって得られるものであり、従来
から、特殊な形状や小型の発熱体として使用されている
ものである。この面状発熱体に使用される導電性インキ
組成物として、結晶性高分子や非結晶性高分子などのベ
ースポリマーと、カーボンブラック、金属粉末、グラフ
ァイトなどの導電性物質を溶媒に分散させてなるものな
どが用いられている。
2. Description of the Related Art A planar heating element is obtained by printing or applying a conductive ink composition on a substrate to form a coating film having an arbitrary thickness and shape. It is used as a small shape and small heating element. As a conductive ink composition used for the sheet heating element, a base polymer such as a crystalline polymer or an amorphous polymer and a conductive material such as carbon black, metal powder, and graphite are dispersed in a solvent. Are used.

【0003】ベースポリマーにポリエチレンなどの結晶
性高分子を用いた導電性インキ組成物は、温度上昇によ
って、急峻なPTC特性を示す塗膜を形成することがで
きる優れたものである。このPTC特性は、温度変化に
よる結晶性高分子の体積膨張により導電性物質の連鎖が
切断され、それに伴って抵抗が上昇することによって発
現するものである。このため、急峻なPTC特性を示す
結晶性高分子を用いた導電性インキ組成物は、これを塗
布あるいは印刷して得られる面状発熱体において、例え
ば、周辺温度が上昇した場合など、急激な温度上昇によ
る熱暴走を防ぐことができ、焼損を起こりにくくするこ
とができるという利点を有している。
A conductive ink composition using a crystalline polymer such as polyethylene as a base polymer is an excellent conductive ink composition capable of forming a coating film exhibiting a steep PTC characteristic with a rise in temperature. The PTC characteristic is manifested when the chain of the conductive substance is broken by the volume expansion of the crystalline polymer due to a temperature change, and the resistance increases accordingly. For this reason, a conductive ink composition using a crystalline polymer exhibiting a steep PTC characteristic is used in a planar heating element obtained by applying or printing the same, for example, when the ambient temperature rises. This has the advantage that thermal runaway due to temperature rise can be prevented and burnout can be suppressed.

【0004】しかしながら、この結晶性高分子を用いた
導電性インキ組成物は、ベースポリマーが溶媒に溶解し
ないことから塗布あるいは印刷に適した性状が得られな
いため、これを用いた面状発熱体の生産性が低下する、
また、低温貯蔵時にゲル化しやすいなどの問題があっ
た。さらに、これを基板上に印刷あるいは塗布して得ら
れた塗膜は、機械的強度および柔軟性が不十分であり、
問題となっていた。
However, the conductive ink composition using the crystalline polymer cannot obtain properties suitable for coating or printing because the base polymer does not dissolve in a solvent. Productivity decreases,
In addition, there is a problem that gelation easily occurs during low-temperature storage. Furthermore, the coating film obtained by printing or coating this on a substrate has insufficient mechanical strength and flexibility,
Had been a problem.

【0005】また、ベースポリマーにエチレン−プロピ
レンゴムなどの非結晶性高分子を用いた導電性インキ組
成物もある。この導電性インキ組成物は、ベースポリマ
ーが溶媒に溶解しているため、塗布あるいは印刷に適し
た性状を有するものであり、塗布あるいは印刷時の作業
性に優れたものである。しかしながら、この非結晶性高
分子を用いた導電性インキ組成物は、温度上昇による熱
膨張が緩やかであるので、これを用いて得られる塗膜の
PTC特性も緩やかである。このため、例えば、周辺温
度が上昇した場合や、面状発熱体が不測に断熱条件下に
さらされた場合、発熱温度が上昇して熱暴走による焼損
などを起こす恐れがあり、問題となっていた。したがっ
て、 これを用いた面状発熱体には、使用環境に対応す
る過熱防止機構などを具備する必要があり、問題となっ
ていた。
[0005] There is also a conductive ink composition using a non-crystalline polymer such as ethylene-propylene rubber as a base polymer. Since the base polymer is dissolved in the solvent, the conductive ink composition has properties suitable for application or printing, and has excellent workability during application or printing. However, since the conductive ink composition using this non-crystalline polymer has a moderate thermal expansion due to a temperature rise, the PTC property of a coating film obtained using the same is also moderate. For this reason, for example, when the ambient temperature rises, or when the sheet heating element is unexpectedly exposed to adiabatic conditions, the heat generation temperature may rise and cause burnout due to thermal runaway, which is a problem. Was. Therefore, it is necessary to provide an overheating prevention mechanism or the like corresponding to the use environment in the sheet heating element using this, which has been a problem.

【0006】また、ベースポリマーとして、結晶性高分
子と非結晶性高分子の両者を用いた導電性インキ組成物
が提案されている。具体的には、天然ゴムや合成ゴムな
どの非結晶性高分子、前記非結晶性高分子と相溶性のな
いポリエチレンやポリエステルなどの結晶性高分子粒
子、導電性カーボンブラック、グラファイトおよび無機
充填材からなる導電性インキ組成物などが提案されてい
る。この導電性インキ組成物は、結晶性高分子粒子の有
する利点と、非結晶性高分子の有する利点を併せ持つも
のであり、とくに、極寒環境下においても抵抗の低下が
小さく安定した作動を示す優れたものである。
Further, a conductive ink composition using both a crystalline polymer and a non-crystalline polymer as a base polymer has been proposed. Specifically, non-crystalline polymers such as natural rubber and synthetic rubber, crystalline polymer particles such as polyethylene and polyester incompatible with the non-crystalline polymers, conductive carbon black, graphite and inorganic fillers Have been proposed. This conductive ink composition has both the advantages of the crystalline polymer particles and the advantages of the non-crystalline polymer, and in particular, exhibits excellent stability with a small decrease in resistance even in an extremely cold environment. It is a thing.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この導
電性インキ組成物は、これを基板上に印刷あるいは塗布
して得られた塗膜の体積抵抗率が高いため、希望の発熱
量を得るために電極間隔を1mm程度と狭くする必要が
あるなどの不都合があり、問題となっていた。
However, in this conductive ink composition, since the volume resistivity of a coating film obtained by printing or coating the conductive ink composition on a substrate is high, it is necessary to obtain a desired calorific value. There is an inconvenience that it is necessary to make the electrode interval as narrow as about 1 mm, which has been a problem.

【0008】よって本発明は、このような問題を解決
し、結晶性高分子粒子の良好なPTC特性を有する塗膜
を形成するという利点と、非結晶性高分子の塗布あるい
は印刷に適した性状を有するという利点を併せ持ち、な
おかつ、体積抵抗率が低い塗膜を形成する導電性インキ
組成物を提供することを課題としている。また、この導
電性インキ組成物を用いた面状発熱体を提供することを
課題としている。
Accordingly, the present invention solves such a problem and has the advantage of forming a coating film having good PTC characteristics of crystalline polymer particles, and the property suitable for coating or printing of a non-crystalline polymer. It is another object of the present invention to provide a conductive ink composition which has an advantage of having a low viscosity and has a low volume resistivity. It is another object of the present invention to provide a planar heating element using the conductive ink composition.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】前記課題は、溶媒と、結
晶性高分子粒子と、非結晶性高分子と、導電性物質を含
み、前記結晶性高分子粒子が、常温では溶媒に分散し、
40〜140℃の温度では溶媒と相溶するもので、か
つ、平均粒子径が0.2〜100μmのものであり、ま
た、前記非結晶性高分子が、常温で溶媒に溶解するもの
であり、さらに、前記結晶性高分子粒子と前記非結晶性
高分子の重量比を、60:40〜95:5とした導電性
インキ組成物によって解決できる。また、前記課題は、
この導電性インキ組成物を用いた面状発熱体とすること
によって解決できる。
The object of the present invention is to provide a solvent containing a solvent, crystalline polymer particles, an amorphous polymer, and a conductive material, wherein the crystalline polymer particles are dispersed in a solvent at room temperature. ,
It is compatible with the solvent at a temperature of 40 to 140 ° C. and has an average particle diameter of 0.2 to 100 μm, and the amorphous polymer is soluble in the solvent at room temperature. Further, the problem can be solved by a conductive ink composition in which the weight ratio between the crystalline polymer particles and the non-crystalline polymer is 60:40 to 95: 5. Also, the problem is:
The problem can be solved by using a sheet heating element using the conductive ink composition.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳しく説明する。
本発明の導電性インキ組成物に使用される結晶性高分子
粒子としては、平均粒子径が0.2〜100μm、好ま
しくは、1〜50μmのものが使用される。前記平均粒
子径を0.2μm未満とした場合、インキの粘度が上昇
し、塗布あるいは印刷に適さないものとなり、これを用
いた面状発熱体の生産性が低下し、好ましくない。ま
た、100μmを越える平均粒子径のものを使用した場
合、これを用いて得られる塗膜にピンホールなどの不具
合を生じやすく、好ましくない。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail.
As the crystalline polymer particles used in the conductive ink composition of the present invention, those having an average particle diameter of 0.2 to 100 μm, preferably 1 to 50 μm are used. When the average particle diameter is less than 0.2 μm, the viscosity of the ink increases, and the ink becomes unsuitable for coating or printing, and the productivity of the sheet heating element using the ink decreases, which is not preferable. In addition, when the particles having an average particle diameter exceeding 100 μm are used, problems such as pinholes are likely to occur in a coating film obtained by using the particles, which is not preferable.

【0011】また、ここでの結晶性高分子粒子として
は、40〜140℃の温度で溶媒と相溶状態となるもの
が好ましく使用される。40℃未満の温度で溶媒と相溶
状態となるものを使用した場合、導電性インキ組成物を
調製する際の作業性が悪くなるため好ましくない。一
方、140℃を越える温度で溶媒と相溶状態となるもの
を使用した場合、塗布あるいは印刷された導電性インキ
組成物の乾燥時における結晶性高分子粒子と非結晶性高
分子との分散状態が良好なものとならないので、これを
用いて得られる塗膜の体積抵抗率が高くなるため好まし
くない。
As the crystalline polymer particles, those which are compatible with the solvent at a temperature of 40 to 140 ° C. are preferably used. It is not preferable to use a solvent that is compatible with the solvent at a temperature of less than 40 ° C., because the workability in preparing the conductive ink composition deteriorates. On the other hand, when a conductive ink composition which is compatible with a solvent at a temperature exceeding 140 ° C. is used, the dispersed state of the crystalline polymer particles and the non-crystalline polymer when the coated or printed conductive ink composition is dried. Is not preferable because the volume resistivity of a coating film obtained using the same becomes high.

【0012】結晶性高分子粒子としては、例えば、ポリ
アミド、ポリエステル、低分子量ポリエチレン、ポリプ
ロピレン、トランスーポリブタジエン 、ポリオキシメ
チレン、ポリスチレン、ポリオキシエチレン、ポリオキ
シプロピレン、ポリ塩化ビニルなどが使用される。具体
的に例えば、結晶性ポリアミド(商品名:ポリアミドS
−1962、融点117℃、三洋化成製)、結晶性ポリ
エステル(商品名:アロンメルトPES−110、東亜
合成化学製)などが好ましく使用される。
As the crystalline polymer particles, for example, polyamide, polyester, low molecular weight polyethylene, polypropylene, trans-polybutadiene, polyoxymethylene, polystyrene, polyoxyethylene, polyoxypropylene, polyvinyl chloride and the like are used. Specifically, for example, a crystalline polyamide (trade name: polyamide S)
-1962, melting point 117 ° C, manufactured by Sanyo Chemical Industries, crystalline polyester (trade name: Aronmelt PES-110, manufactured by Toa Gosei Chemical) and the like are preferably used.

【0013】ここで使用される非結晶性高分子として
は、結晶化度が5%以下のもので、常温で溶媒に可溶な
ものであれば任意ものを使用することができるが、例え
ば、エチレンと酢酸ビニル、アクリル酸、アクリル酸エ
ステル、マレイン酸などとの共重合体、ポリエステル、
天然ゴム、あるいはイソプレンゴム、ニトリルゴム、エ
チレンプロピレンゴムなどの各種合成ゴム、アルキルア
クリレート重合体などが用いられる。具体的に例えば、
飽和型ポリエステル(商品名:バイロン200、東洋紡
製)などが好ましく使用される。
As the non-crystalline polymer used here, any one can be used as long as it has a crystallinity of 5% or less and is soluble in a solvent at room temperature. Copolymer of ethylene and vinyl acetate, acrylic acid, acrylic acid ester, maleic acid, etc., polyester,
Natural rubber, various synthetic rubbers such as isoprene rubber, nitrile rubber, and ethylene propylene rubber, and alkyl acrylate polymers are used. Specifically, for example,
Saturated polyester (trade name: Byron 200, manufactured by Toyobo) or the like is preferably used.

【0014】また、導電性物質としては、導電性カーボ
ンブラック、グラファイト、金属粉末などが使用され
る。ここでの導電性カーボンブラックとしては、ストラ
クチャーが小さく、粒径が約30〜150μm程度と比
較的大きいもの、 例えば、HAF、SRF,GPF,
FEF,FTなどのタイプ名で分類されるものが用いら
れる。また、グラファイトとしては、天然黒鉛および人
造黒鉛のリン片状のもの、土塊状のものなどが使用され
る。
Further, as the conductive substance, conductive carbon black, graphite, metal powder and the like are used. The conductive carbon black here has a small structure and a relatively large particle size of about 30 to 150 μm, for example, HAF, SRF, GPF,
Those classified by type names such as FEF and FT are used. As the graphite, flakes of natural graphite and artificial graphite, clay lumps and the like are used.

【0015】また、溶剤としては、非結晶性高分子を良
く溶解し、かつ、結晶性高分子粒子を安定して分散させ
ることができるものが好ましい。 具体的に例えば、ト
ルエン、キシレン、ミネラルスピリット、ソルベントナ
フサ、テトラリンなどの炭化水素系溶剤や、ブチルセロ
ソルブ、酢酸セロソルブ、ブチルカルビトール、酢酸カ
ルビトールなどの多価アルコール誘導体系溶剤、酢酸n
−ブチル、酢酸メトキシブチル、 γーブチロラクトン
などのエステル系溶剤などが好ましく使用される。
The solvent is preferably one that can dissolve the non-crystalline polymer well and stably disperse the crystalline polymer particles. Specifically, for example, hydrocarbon solvents such as toluene, xylene, mineral spirit, solvent naphtha, and tetralin; polyhydric alcohol derivative solvents such as butyl cellosolve, cellosolve acetate, butyl carbitol, and carbitol acetate;
Ester solvents such as -butyl, methoxybutyl acetate and γ-butyrolactone are preferably used.

【0016】このような導電性インキ組成物の調製は、
溶媒中に、結晶性高分子粒子と、非結晶性高分子と、導
電性物質を添加し、分散させることによって行われる。
これらの操作は、湿式分散装置、例えば、ダイノーミル
や3本ロールなどを用いて行われる。また、導電性イン
キ組成物の分散度合いは、粒ゲージなどを用いて確認さ
れる。なお、結晶性高分子粒子は、こうした分散装置を
使用したのち、溶媒中に添加することが好ましい場合も
ある。
The preparation of such a conductive ink composition comprises:
This is performed by adding and dispersing crystalline polymer particles, an amorphous polymer, and a conductive substance in a solvent.
These operations are performed using a wet dispersion device, for example, a Dyno mill or a three-roll mill. Further, the degree of dispersion of the conductive ink composition is confirmed using a particle gauge or the like. In some cases, it is preferable to add the crystalline polymer particles to the solvent after using such a dispersing device.

【0017】この調製に際し、溶媒中における結晶性高
分子粒子と非結晶性高分子の重量比は、60:40〜9
5:5が好ましい。 前記重量比を60:40未満とし
た場合、良好なPTC特性が得られないため好ましくな
い。また、95:5を越える場合、塗布あるいは印刷に
適した性状が得られないため、また、これを基板上に印
刷あるいは塗布して得られた塗膜の機械的強度および柔
軟性が不十分なものとなるため好ましくない。
In this preparation, the weight ratio of the crystalline polymer particles to the non-crystalline polymer in the solvent is from 60:40 to 9
5: 5 is preferred. If the weight ratio is less than 60:40, good PTC characteristics cannot be obtained, which is not preferable. If the ratio exceeds 95: 5, properties suitable for application or printing cannot be obtained, and the mechanical strength and flexibility of a coating film obtained by printing or applying the composition on a substrate are insufficient. Is not preferred.

【0018】また、溶媒中に添加される導電性物質の量
は、結晶性高分子粒子と非結晶性高分子とを合わせたも
の100重量部に対して5〜80重量部の範囲とするの
が好ましい。さらに、ここで使用される溶媒の量は、と
くに限定されないが、結晶性高分子粒子と非結晶性高分
子とを合わせたもの100重量部に対して80〜400
重量部程度が好ましい。
The amount of the conductive substance added to the solvent is in the range of 5 to 80 parts by weight based on 100 parts by weight of the combination of the crystalline polymer particles and the non-crystalline polymer. Is preferred. Further, the amount of the solvent used here is not particularly limited, but is 80 to 400 parts by weight per 100 parts by weight of the combination of the crystalline polymer particles and the non-crystalline polymer.
It is preferably about parts by weight.

【0019】このような導電性インキ組成物は、結晶性
高分子粒子が、常温では溶媒に分散し、40〜140℃
の温度では溶媒と相容するものであるため、塗膜形成時
における結晶性高分子粒子と非結晶性高分子の分散状態
が良好になることから、体積抵抗率が低く、良好なPT
C特性を有する塗膜を形成することができるものとな
る。
In such a conductive ink composition, crystalline polymer particles are dispersed in a solvent at room temperature,
At a temperature of, it is compatible with the solvent, so that the dispersion state of the crystalline polymer particles and the non-crystalline polymer at the time of forming the coating film becomes good, so that the volume resistivity is low and a good PT
A coating film having C characteristics can be formed.

【0020】また、結晶性高分子粒子を、平均粒子径
0.2〜100μの結晶性高分子粒子としたため、塗布
あるいは印刷に適した性状のものとなり、これを用いた
面状発熱体の製造に際し、印刷あるいは塗布作業が容易
なものとなり、生産性を向上させることができる。ま
た、これを用いて得られる塗膜は、ピンホールなどの不
具合が生じにくく、良好な塗膜が得られるものとなる。
Since the crystalline polymer particles are crystalline polymer particles having an average particle diameter of 0.2 to 100 μm, the crystalline polymer particles have properties suitable for coating or printing. In this case, the printing or coating operation becomes easy, and the productivity can be improved. In addition, the coating film obtained by using this hardly causes defects such as pinholes, and a good coating film can be obtained.

【0021】さらに、結晶性高分子粒子と非結晶性高分
子の重量比を、60:40〜95:5としたため、結晶
性高分子粒子および非結晶性高分子の有する利点をより
一層生かすことができ、柔軟性および機械的強度に優れ
た塗膜を形成することができる導電性インキ組成物とな
る。
Further, since the weight ratio between the crystalline polymer particles and the non-crystalline polymer is 60:40 to 95: 5, the advantages of the crystalline polymer particles and the non-crystalline polymer can be further exploited. And a conductive ink composition capable of forming a coating film having excellent flexibility and mechanical strength.

【0022】本発明の面状発熱体は、前記導電性インキ
組成物を用いた面状発熱体である。この面状発熱体は、
導電層を設けた基板上に、前記導電性インキ組成物から
なる塗膜を形成してなるものである。
The sheet heating element of the present invention is a sheet heating element using the conductive ink composition. This planar heating element
A coating film comprising the conductive ink composition is formed on a substrate provided with a conductive layer.

【0023】ここで使用される基板としては、一般に厚
さが約10〜100μm程度のポリエチレンテレフタレ
ート(PET)、ポリイミド、ポリ塩化ビニルなどの樹
脂フィルムなどが用いられ、発熱体としての使用を考え
たとき、耐熱温度の高い材料が望ましい。
As the substrate used here, a resin film of polyethylene terephthalate (PET), polyimide, polyvinyl chloride, or the like having a thickness of about 10 to 100 μm is generally used. Sometimes, a material having a high heat-resistant temperature is desirable.

【0024】また、この基板上に設けられる電極として
は、銀、銅、カーボンなどの導電性粒子を含むインキ状
組成物を、基板上に所定のパターンでスクリーン印刷に
より形成した電極、前記基板上に接着剤を介し、厚さ約
10〜50μm程度の銅箔、アルミニウム箔、銀箔など
の金属箔、好ましくは銀箔を貼り合わせ、エッチング加
工を施して、くし形あるいはジグザグ状などの細かいパ
ターンや複雑なパターンなどの所望のパターンを形成さ
せてなる電極などが挙げられる。
The electrodes provided on the substrate include an electrode formed by screen-printing an ink-like composition containing conductive particles such as silver, copper, and carbon on the substrate in a predetermined pattern. Through an adhesive, a metal foil such as a copper foil, an aluminum foil, and a silver foil having a thickness of about 10 to 50 μm, preferably a silver foil is bonded, and an etching process is performed thereon, and a fine pattern such as a comb shape or a zigzag shape is formed. And an electrode formed by forming a desired pattern such as a simple pattern.

【0025】このような面状発熱体を製造するには、導
電層を設けた基板上に、導電性インキ組成物を、塗布あ
るいは印刷し、塗膜を形成させることによって行われ
る。この塗布あるいは印刷は、均一な厚さの塗膜が得ら
れる任意の方法を使用して行うことができ、例えば、ス
クリーン印刷、ナイフコータ、グラビアコータを用いる
方法などを用いて好ましく行われる。この製造に際し、
使用された導電性インキ組成物は、ヒーターや炉を使用
して約80〜150℃の温度で約1〜30分間程度乾燥
させることによって、厚み約10〜50μm程度の塗膜
とされる。
In order to manufacture such a planar heating element, a conductive ink composition is applied or printed on a substrate provided with a conductive layer to form a coating film. This coating or printing can be performed by using any method capable of obtaining a coating film having a uniform thickness, and is preferably performed by, for example, screen printing, a method using a knife coater or a gravure coater. During this production,
The used conductive ink composition is dried at a temperature of about 80 to 150 ° C. for about 1 to 30 minutes using a heater or a furnace to form a coating film having a thickness of about 10 to 50 μm.

【0026】このような面状発熱体は、前記導電性イン
キ組成物を用いたものであるため、導電性インキ組成物
の印刷あるいは塗布時の作業性に優れ、容易に製造する
ことができるものとなる。また、体積抵抗率が低く、良
好なPTC特性を有し、なおかつ、柔軟性および機械的
強度に優れた面状発熱体となる。
Since such a sheet heating element uses the conductive ink composition, it is excellent in workability in printing or coating the conductive ink composition and can be easily manufactured. Becomes In addition, the sheet heating element has low volume resistivity, good PTC characteristics, and excellent flexibility and mechanical strength.

【0027】[0027]

【実施例】以下、本発明を実施例を示して詳しく説明す
る。 (予備試験)カルビトールアセテート中に、結晶性ポリ
アミド(商品名:ポリアミドS−1962、融点117
℃、三洋化成製)、結晶性ポリエステル(商品名:アロ
ンメルトPES−110、東亜合成化学製)、高密度ポ
リエチレン(商品名:ハイゼックス2100J、融点1
27℃、三井化学製)を、濃度35wt%でそれぞれ分
散させて分散液を作成した。このようにして得られた分
散液をそれぞれ加熱して、その状態を観察した。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to embodiments. (Preliminary test) Crystalline polyamide (trade name: polyamide S-1962, melting point 117) in carbitol acetate
° C, manufactured by Sanyo Chemical Co., Ltd., crystalline polyester (trade name: Aronmelt PES-110, manufactured by Toagosei Chemical), high-density polyethylene (trade name: HIZEX 2100J, melting point: 1)
(27 ° C., manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.) at a concentration of 35 wt% to prepare dispersions. The dispersions thus obtained were each heated, and the state was observed.

【0028】その結果、結晶性ポリアミドおよび結晶性
ポリエステルを用いた分散液では、溶媒中の結晶性ポリ
アミドおよび結晶性ポリエステルは、 90℃の温度で
溶解し、透明な溶液となることがあきらかとなった。一
方、高密度ポリエチレンを用いた分散液では、溶媒中の
高密度ポリエチレンは、140℃まで加熱しても溶解し
ないことがあきらかとなった。
As a result, in the dispersion using the crystalline polyamide and the crystalline polyester, it is apparent that the crystalline polyamide and the crystalline polyester in the solvent are dissolved at a temperature of 90 ° C. to form a transparent solution. Was. On the other hand, in the dispersion using the high-density polyethylene, it became clear that the high-density polyethylene in the solvent did not dissolve even when heated to 140 ° C.

【0029】(実施例1〜実施例5、比較例1〜比較例
4)カルビトールアセテート200重量部中に、表1に
示す平均粒子径に粉砕し、予備試験に用いたものと同様
の結晶性ポリアミド、結晶性ポリエステル、高密度ポリ
エチレンから選ばれる結晶性高分子粒子と、非結晶性高
分子である共重合ポリエステル(商品名:バイロン20
0、東洋紡製)とを表1に示す配合部数分散させ、つい
で、カーボンブラック(商品名:デンカブラック、電気
化学工業製)25重量部を添加し、攪拌したのち3本ロ
ールミルで混練して導電性インキ組成物を調製した。
(Examples 1 to 5, Comparative Examples 1 to 4) Crystals similar to those used in the preliminary test were ground in 200 parts by weight of carbitol acetate to the average particle size shown in Table 1. Polymer particles selected from crystalline polyamide, crystalline polyester, and high-density polyethylene, and a non-crystalline polymer copolymerized polyester (trade name: Byron 20)
0, manufactured by Toyobo Co., Ltd.) and 25 parts by weight of carbon black (trade name: Denka Black, manufactured by Denki Kagaku Kogyo Kogyo Co., Ltd.) were added, and the mixture was stirred and kneaded with a three-roll mill. An ink composition was prepared.

【0030】この導電性インキ組成物を、あらかじめ間
隔50mmの銀の電極パターンを設けたポリエチレンテ
レフタレートからなる基板上に、10×60mm2の面
積で厚み20±3μm塗布し、150℃の温度で30分
乾燥して塗膜を形成し、面状発熱体を作成した。
This conductive ink composition was applied on a substrate made of polyethylene terephthalate on which a silver electrode pattern having a spacing of 50 mm was previously provided, in an area of 10 × 60 mm 2 and a thickness of 20 ± 3 μm. After drying for a minute, a coating film was formed to prepare a sheet heating element.

【0031】このようにして得られた実施例1〜実施例
5および比較例1〜比較例4の面状発熱体それぞれにつ
いて、次の各項目の測定および評価を行った。 [体積抵抗率]常温(20℃)の体積抵抗率を測定し
た。 [PTC抵抗変化倍率]温度20〜150℃の体積抵抗
率を測定した。ついで、常温(20℃)の体積抵抗率に
対する20〜150℃の温度範囲で得られた体積抵抗率
の最大値の比(PTC抵抗変化倍率)を求めた。 [ピンホールの有無]目視により、面状発熱体のピンホ
ールの有無を調べた。 [巻付けによる抵抗変化]面状発熱体と、これを外径1
0mmの棒に半周巻き付けた面状発熱体の電気抵抗値を
測定し、面状発熱体の柔軟性および機械的強度を調べ
た。巻き付けていない状態での電気抵抗値に対して、棒
に巻き付けた状態の電気抵抗値が、変化率±20%以内
である場合、巻付けにより抵抗が変化「無」と判定し、
柔軟性および機械的特性が良好とした。結果を表1に示
す。
The following items were measured and evaluated for each of the sheet heating elements of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 4 obtained as described above. [Volume resistivity] The volume resistivity at room temperature (20 ° C) was measured. [PTC resistance change magnification] The volume resistivity at a temperature of 20 to 150 ° C was measured. Next, the ratio of the maximum value of the volume resistivity obtained in the temperature range of 20 to 150 ° C. to the volume resistivity at room temperature (20 ° C.) (the PTC resistance change magnification) was determined. [Presence / Absence of Pinhole] The presence / absence of a pinhole of the sheet heating element was visually examined. [Resistance change due to winding] Sheet heating element and outer diameter 1
The electrical resistance value of the sheet heating element wound around the 0 mm rod halfway was measured, and the flexibility and mechanical strength of the sheet heating element were examined. If the electric resistance value in the state of being wound around the rod is within ± 20% of the rate of change of the electric resistance value in the state of not being wound, the resistance is determined to be “nothing” by the winding,
Good flexibility and mechanical properties. Table 1 shows the results.

【0032】[0032]

【表1】 [Table 1]

【0033】表1より、実施例1〜5は、高いPTC抵
抗変化倍率を有し、ピンホールが無く、柔軟性および機
械的強度に優れているという結果となった。これに対
し、平均粒子径の大きい結晶性高分子粒子を用いた比較
例1は、ピンホールが発生した。また、好ましい範囲よ
り結晶性高分子粒子の配合部数が少ない比較例2は、十
分なPTC抵抗変化倍率が得られないという結果とな
り、逆に配合部数が多い比較例3は、巻付けにより抵抗
が変化し、柔軟性および機械的特性が弱いという結果と
なった。さらに、結晶性高分子粒子として高密度ポリエ
チレンを用いた比較例4は、十分なPTC抵抗変化倍率
が得られなかった。
From Table 1, it was found that Examples 1 to 5 had a high PTC resistance change ratio, had no pinholes, and were excellent in flexibility and mechanical strength. On the other hand, in Comparative Example 1 using crystalline polymer particles having a large average particle diameter, pinholes occurred. In Comparative Example 2 in which the number of the crystalline polymer particles was less than the preferred range, the result was that a sufficient PTC resistance change magnification was not obtained. On the contrary, in Comparative Example 3 in which the number of the crystalline polymer particles was large, the resistance was increased by winding. And resulted in poor flexibility and mechanical properties. Furthermore, Comparative Example 4 using high-density polyethylene as the crystalline polymer particles did not provide a sufficient PTC resistance change magnification.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の導電性イ
ンキ組成物は、結晶性高分子粒子が、常温では溶媒に分
散し、40〜140℃の温度では溶媒と相容するもので
あるので、塗膜形成時における結晶性高分子粒子と非結
晶性高分子の分散状態が良好になることから、体積抵抗
率が低く、良好なPTC特性を有する塗膜を形成するこ
とのできる導電性インキ組成物とすることができる。
As described above, in the conductive ink composition of the present invention, the crystalline polymer particles are dispersed in a solvent at normal temperature and are compatible with the solvent at a temperature of 40 to 140 ° C. Since the dispersion state of the crystalline polymer particles and the non-crystalline polymer at the time of forming the coating film is improved, the conductivity is low so that the coating film having a low volume resistivity and good PTC characteristics can be formed. It can be an ink composition.

【0035】さらに、結晶性高分子粒子を、平均粒子径
が0.2〜100μの結晶性高分子粒子とすることで、
塗布あるいは印刷に適した性状のものとなり、これを用
いた面状発熱体の製造に際し、印刷あるいは塗布作業が
容易な導電性インキ組成物とすることができる。また、
これを用いて得られる塗膜は、ピンホールなどの不具合
が生じにくく、 良好な塗膜が得られる導電性インキ組
成物とすることができる。
Furthermore, by making the crystalline polymer particles into crystalline polymer particles having an average particle diameter of 0.2 to 100 μ,
The conductive ink composition has properties suitable for application or printing, and can be used to produce a conductive ink composition that is easy to print or apply when producing a sheet heating element. Also,
A coating film obtained by using this is less likely to cause problems such as pinholes, and can be a conductive ink composition from which a good coating film can be obtained.

【0036】また、結晶性高分子粒子と非結晶性高分子
の重量比を、60:40〜95:5とすることで、結晶
性高分子粒子および非結晶性高分子の有する利点をより
一層生かすことができ、柔軟性および機械的強度に優れ
た塗膜を形成することができる導電性インキ組成物とす
ることができる。
Further, by setting the weight ratio between the crystalline polymer particles and the non-crystalline polymer to be 60:40 to 95: 5, the advantages of the crystalline polymer particles and the non-crystalline polymer can be further enhanced. A conductive ink composition that can be utilized and can form a coating film having excellent flexibility and mechanical strength can be obtained.

【0037】本発明の面状発熱体は、上記導電性インキ
組成物を用いたものであるので、導電性インキ組成物の
印刷あるいは塗布時の作業性に優れ、容易に製造するこ
とができ、なおかつ、柔軟性および機械的強度に優れた
面状発熱体とすることができる。また、体積抵抗率が低
く、良好なPTC特性を有する面状発熱体とすることが
できる。したがって、面状発熱体の電極間隔を狭くする
使用する必要はない。
Since the sheet heating element of the present invention uses the above-described conductive ink composition, it has excellent workability in printing or applying the conductive ink composition, and can be easily manufactured. In addition, a sheet heating element having excellent flexibility and mechanical strength can be obtained. Further, a planar heating element having low volume resistivity and good PTC characteristics can be obtained. Therefore, it is not necessary to use the sheet heating element to reduce the electrode interval.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 百武 信忠 埼玉県北葛飾郡鷲宮町桜田5丁目13番1号 藤倉化成株式会社開発研究所内 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Nobutada Hyakutake 5-3-1-1, Sakurada, Washinomiya-cho, Kita-Katsushika-gun, Saitama Prefecture Fujikura Kasei Co., Ltd.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 溶媒と、結晶性高分子粒子と、非結晶性
高分子と、導電性物質を含み、 前記結晶性高分子粒子が、常温では溶媒に分散し、40
〜140℃の温度では溶媒と相溶するもので、かつ、平
均粒子径0.2〜100μmのものであり、 前記非結晶性高分子が、常温で溶媒に溶解するものであ
り、 前記結晶性高分子粒子と前記非結晶性高分子の重量比
を、60:40〜95:5としたことを特徴とする導電
性インキ組成物。
1. A solvent, comprising crystalline polymer particles, a non-crystalline polymer, and a conductive material, wherein said crystalline polymer particles are dispersed in a solvent at room temperature, and
It is compatible with a solvent at a temperature of ~ 140 ° C, and has an average particle size of 0.2 to 100 µm. The non-crystalline polymer dissolves in a solvent at room temperature, A conductive ink composition, wherein the weight ratio between the polymer particles and the non-crystalline polymer is 60:40 to 95: 5.
【請求項2】 請求項1記載の導電性インキ組成物を用
いたことを特徴とする面状発熱体。
2. A sheet heating element using the conductive ink composition according to claim 1.
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