KR100197201B1 - Sheet-like heating material - Google Patents

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Abstract

면형상발열체에 관한 것으로, 안전하고 가소성에 우수하여 사용에 편리한 새로운 저항 발열소자를 제공하기 위하여, 도전성 흑연 또는 카본블랙에 가교형 고분자의 단량체와 저차원물질인 선형상 고분자화합물의 미소분말 또는 액상의 중합체 및 저분자량 유기화합물을 배합하여 자기온도 제어특성을 갖는 감온소자 또는 저항발열소자를 천형상의 기본재료에 코팅해서 형성한다.The present invention relates to a planar heating element, in order to provide a new resistance heating element that is safe and excellent in plasticity and convenient to use. And a low molecular weight organic compound are formed by coating a thermosensitive element or a resistance heating element having a self-temperature control characteristic on a cloth-like base material.

이러한 면형상발열체를 이용하는 것에 의해 반복사용에 의해서도 저항값의 시간에 따른 변화가 극히 작고 안정된 온도 및 도전특성을 가지며, 또한 국부과열의 염려가 없고 분자레벨의 센서로서 여러 가지의 단계의 자기온도감지 및 제어기능을 갖는 면형상발열체를 제공할 수 있다.By using such a planar heating element, even with repeated use, the change in resistance value is extremely small and has stable temperature and conduction characteristics, and there is no fear of local overheating, and it is a molecular level sensor that senses magnetic temperature at various stages. And it is possible to provide a planar heating element having a control function.

Description

면형상 발열체Planar heating element

제1도는 실시예 1에서 얻어진 면형상 발열체의 인가전압을 변화시켰을 때의 소자표면온도와 저항값의 관계를 도시한 그래프.1 is a graph showing the relationship between the element surface temperature and the resistance value when the applied voltage of the planar heating element obtained in Example 1 is changed.

제2도는 제1도의 승온특성을 도시한 그래프.2 is a graph showing the temperature rising characteristic of FIG.

제3도는 마찬가지로 실시예 2에서 얻어진 면형상 발열체의 승온특성을 도시한 그래프.3 is a graph showing the temperature rise characteristic of the planar heating element similarly obtained in Example 2. FIG.

본 발명은 약 100℃ 이하의 저온영역에서 자기온도 제어기능을 갖고, 별도로 복잡하고 불완전한 온도검지기구와 과열방지용의 안전퓨즈를 필요로 하지 않는 안전하고 가요성이 풍부하며 사용하기에 편리한 새로운 저항 발열소자를 구비한 면형상 발열체에 관한 것이다.The present invention has a new resistance heat generation function that has a magnetic temperature control function in a low temperature region of about 100 ° C. or less, and does not require a complicated and incomplete temperature detection device and a safety fuse for preventing overheating. A surface heating element provided with an element.

종래, 열경화성수지 또는 열가소성수지에 흑연, 카본블랙 또는 금속분말 등의 도전성물질을 배합해서 도전성수지 또는 반도전성수지를 형성하고, 이들 유기질의 우수한 특성을 이용해서 전자부품 또는 발열체로서 널리 사용되고 있다. 그러나, 이들의 숙명적인 결점은 안정성이 결여되어 있어 신뢰성이 없다는 것이다. 특히, 장기간 사용한 후의 경시변화 등을 회피할 수 없었다.Background Art Conventionally, conductive materials such as graphite, carbon black or metal powders are mixed with thermosetting resins or thermoplastic resins to form conductive resins or semiconductive resins, and they are widely used as electronic components or heating elements by utilizing excellent properties of these organic materials. However, their fatal drawback is that they lack stability and are not reliable. In particular, changes over time after long-term use could not be avoided.

예를 들면, 약 100℃ 이하의 저온영역에서 안정된 온도-도전특성을 갖고, 승온-냉각을 반복해도 전기저항값에 경시변화가 없고, 또 특정온도검지 및 특정 온도영역에서의 정의 특성변화가 큰 자기온도 제어기능을 갖는 안정성이 우수한 저항발열체의 개발이 요청되고 있다.For example, it has a stable temperature-conducting characteristic in a low temperature region of about 100 ° C. or less, and there is no change over time in the electrical resistance value even after repeated heating and cooling, and a large change in positive characteristic in a specific temperature detection and a specific temperature region There is a demand for the development of a resistance heating element having excellent stability having a magnetic temperature control function.

본 발명자는 상기 문제점을 해결하기 위해 예의 검토한 결과, 자기온도제어 면형상 발열체의 발열소자로서 흑연 또는 카본블랙이 2차원의 전형적인 육각형 결정체 평면형상의 견고한 공유결합구조를 갖고, 평면층 사이에서는 결합력이 비교적 느슨하여 잘 미끄러지지만 상당한 흡착력을 갖고 면간 팽윤, 축퇴(縮退) 및 2차원 평면내에서는 소위 공액계 공유결합으로서 절연성을 나타내지만, 층면사이는 소위 π전자운의 존재에 의해 금속과 동일한 도전성을 나타내는 것에 착안하여 이 흑연 또는 카본블랙의 층 사이에 흡착특성이 강한 유도체 등을 흡착시켜서 층간거리를 확대함과 동시에 그 상하의 무기층 사이에 결정성 저분자량 유기 화합물을 침입시켜 흡착한 유도체의 일부 또는 전량을 치환하거나 또는 무기층과 직접 흡착시켜서 가교화하고, 그 가교분자의 길이를 변화시키는 것에 의해 층 사이의 도전저항을 자유롭게 제어할 수 있다는 것을 발견하여 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.As a result of earnestly examining to solve the above problems, the present inventors have found that graphite or carbon black as a heat generating element of a self-temperature controlling plane heating element has a solid covalent bonding structure in the form of a two-dimensional typical hexagonal crystal plane, and the bonding force between the planar layers is improved. It is relatively loose and slips well, but has considerable adsorption force and exhibits insulation as interplanetary swelling, degeneracy, and so-called conjugated covalent bonds in two-dimensional planes, but between layers has the same conductivity as metal due to the presence of so-called π electron clouds. Part of the derivatives adsorbed by adsorbing derivatives having strong adsorption characteristics between the layers of graphite or carbon black by enlarging the interlayer distance while invading crystalline low molecular weight organic compounds between the upper and lower inorganic layers, Crosslinking by substituting the whole quantity or by adsorbing directly with the inorganic layer, and It reached to complete the present invention by finding that it is possible to freely control the resistance between the conductive layer by changing the molecular length of the bridge.

즉, 본 발명의 면형상 발열체는 흑연 또는 카본블랙에 가교형 고분자와 선형상 고분자를 주체로 하는 저차원물질을 복합시켜 이루어지는 자기온도 제어특성을 갖는 감온소자 또는 저항발열소자를 천(직물)형태의 기재(基材)에 코팅해서 이루어지는 것을 특징으로 한다.That is, the planar heating element of the present invention is a cloth (fabric) form of a thermosensitive element or a resistance heating element having a self-temperature control characteristic formed by combining a low dimensional material mainly composed of a crosslinked polymer and a linear polymer on graphite or carbon black. It is characterized by being coated on a base material.

본 발명에 의한 면형상 발열체의 소자는 도전성 흑연 또는 카본블랙에 가교형 고분자의 단량체와 저차원 물질인 선형상 고분자 화합물의 미세분말 또는 액상의 중합체(polymer) 및 저분자량 유기화합물을 배합하여 유기용매중에서 혼합(blend) 및 중합시킨 액을 예를 들면 면 #20쌍사 1mm 간극으로 짜인 면직포에 동박선을 짜넣어 매설된 기재에 도포 또는 함침시켜서 반응건조시키는 것에 의해 제조할 수 있다.The device of the planar heating element according to the present invention is composed of an organic solvent in which conductive monomer or carbon black is mixed with a monomer of a crosslinked polymer and a fine powder or a liquid polymer and a low molecular weight organic compound of a linear polymer compound which is a low dimensional material. The mixed and polymerized solution can be prepared by incorporating copper foil into a cotton fabric woven into a 1 mm gap of cotton # 20 twin yarns, for example, by coating or impregnating the embedded substrate with reaction drying.

여기서, 액상의 중합체라는 것은 저분자 화합물이 동일한 반응 또는 유사한 반응을 반복하는 것에 의해 발생한 고분자량의 중합체 또는 축합체(縮合體)의 분자로 이루어지고 점조(粘稠:차지고 밀도가 조밀)한 액상을 나타내는 물질로서, 협의로는 고분자와 동일한 것이다. 이 액상의 중합체는 셀룰로우스나 단백질과 같이 천연으로 존재하는 천연고분자와 폴리에틸렌과 같이 인공적으로 만들어진 합성고분자로 분류할 수 있으며, 단백질이나 핵산은 생체고분자라 불리지만 단순한 중(축)합체가 아니므로 통상은 폴리머라고 부르지 않는다. 또, 일반적으로 고분자의 특성은 분자량이 크고 분자가 차지하는 체적이 저분자계에 비해서 매우 큰 것에 기인하며, 예를 들어 고분자는 분자쇄중의 다수의 원자단의 응집에너지에 의해 전체적으로 매우 큰 응집에너지를 갖고 있다. 따라서, 고분자(광의의 중합체)는 기체로 되는 일이 없고 또 용융된 고분자는 점조(粘稠)한 액상(液狀)을 나타내게 되는 것이다.Here, the liquid polymer refers to a liquid phase made of a high molecular weight polymer or a condensate molecule generated by repeating the same or similar reactions of a low molecular weight compound and having a viscous and dense liquid phase. As a substance to be shown, it is the same as a polymer by narrow discussion. These liquid polymers can be classified into naturally occurring natural polymers such as cellulose or protein and artificially made synthetic polymers such as polyethylene. Since proteins and nucleic acids are called biopolymers, they are not simple polymers. It is not usually called a polymer. In general, the properties of polymers are due to their high molecular weight and very large volume of molecules compared to low molecular systems. For example, polymers have a very large aggregation energy due to the aggregation energy of many atomic groups in the molecular chain. have. Therefore, the polymer (broad polymer) does not become a gas, and the molten polymer exhibits a viscous liquid phase.

상기한 면형상 발열체의 기재는 면직포에 한정되지 않고 유기질이든 무기질이든 관계없고, 또한 판형상, 필름형상, 선형상, 직포, 부직포, 또 치밀질(緻密質), 다공질 등 그 형질은 문제시되지 않는다. 자기온도 제어성 도전특성을 손상시키지 않는 것이면 좋다.The substrate of the planar heating element is not limited to a cotton woven fabric, and may be organic or inorganic, and its traits such as plate, film, linear, woven, nonwoven, dense, porous, etc. are not a problem. Do not. As long as it does not impair the self-temperature controllable conductivity characteristic.

본 발명에 있어서 흑연 또는 카본블랙으로서는 천연 또는 인조흑연, 퍼니스블랙, 아세틸렌블랙 등을 들 수 있고, 입자지름이 1μ이하, 특히 0.1μ이하인 것을 사용하는 것이 바람직하다.In the present invention, graphite or carbon black may be natural or artificial graphite, furnace black, acetylene black, or the like, and it is preferable to use one having a particle diameter of 1 µm or less, particularly 0.1 µm or less.

가교형 고분자로서는 3차원 그물형상구조를 형성하는 열경화수지의 단량체, 예를 들면 에폭시수지, 멜라민수지, 폴리우레탄수지, 실리콘수지 등과 그의 변성수지 등의 단량체가 적합하게 사용된다.As the crosslinking polymer, a monomer of a thermosetting resin which forms a three-dimensional network structure, for example, an epoxy resin, a melamine resin, a polyurethane resin, a silicone resin, and a modified resin thereof is suitably used.

선형상의 고분자 화합물로서는 폴리에틸렌, 에틸렌초산비닐공중합체, 에틸렌-염화비닐공중합체, 폴리프로필렌 등의 올래핀계 중합체, 아이오노머수지 등을 들 수 있고, 바람직한 것은 결정성을 갖는 미세분말폴리에틸렌이다.Examples of the linear polymer compound include olefin polymers such as polyethylene, ethylene vinyl acetate copolymer, ethylene-vinyl chloride copolymer, polypropylene, ionomer resin, and the like, and fine powder polyethylene having crystallinity is preferable.

또, 저분자량 유기화합물로서의 대표예로서는 탄소수 20이상의 알칸계 직쇄탄화수소 또는 그의 지방산을 들 수 있다.Moreover, as a typical example as a low molecular weight organic compound, C20 or more alkane type linear hydrocarbon or its fatty acid is mentioned.

유기용매 또는 반응유도제로서는 벤젠, 톨루엔, 키실렌 등의 방향족탄화수소, n-부타놀; n-프로판올 등의 알콜류; 에틸렌글리콜; 프로필렌글리콜; 1,4-부탄디올 등의 지방족 글리콜; 시클로펜탄-1,2-디올 등의 지환족(脂環族)디올; 히드로키논 등의 페놀류; 메틸에틸케톤 등의 케톤류; 테트라히드로플란 등을 들 수 있다.As an organic solvent or reaction inducing agent, Aromatic hydrocarbons, such as benzene, toluene, and xylene, n-butanol; alcohols such as n-propanol; Ethylene glycol; Propylene glycol; Aliphatic glycols such as 1,4-butanediol; Alicyclic diols such as cyclopentane-1,2-diol; Phenols such as hydrokinone; Ketones such as methyl ethyl ketone; Tetrahydroplan etc. are mentioned.

본 발명의 자기온도 제어특성을 갖는 면형상 발열체의 저항발열소자를 제조할 때에 상기 관련물질의 배합은 흑연과 가교형 고분자로 이루어지는 도전성 고차원물질 100부에 대해서 흑연은 10∼60부, 가교형 고분자는 40∼90부의 범위로 하는 것이 적당하다.When preparing a resistive heating element of a planar heating element having a self-temperature control characteristic of the present invention, the compound may be blended with 10 to 60 parts of graphite and 100 to 60 parts of conductive high dimensional material composed of graphite and a crosslinked polymer. Is preferably in the range of 40 to 90 parts.

가교형 고분자가 90부를 초과하면 도전성이 나빠진다. 또, 40부보다 적으면 즉 흑연이 60부를 초과해도 중량효과가 부족하고, 흑연 또는 카본블랙의 배합은 종류와 양에 따라서 실온에서의 기본도전율은 각각 다르게 되지만, 특정온도검지 및 자기온도 제어특성에 대해서는 일률적으로 결정해도 좋다. 또, 가교형 고분자도 카본블랙과 그래프트(graft)화하면 도전성물질의 매트릭스(모체)로 되므로, 기본도전율은 각각 달라지지만 역시 일률적으로 결정되어도 좋다.If the crosslinked polymer exceeds 90 parts, the conductivity becomes poor. If it is less than 40 parts, that is, the weight effect is insufficient even if graphite exceeds 60 parts, the basic conductivity at room temperature varies depending on the type and amount of graphite or carbon black, but the specific temperature detection and magnetic temperature control characteristics are different. You may decide uniformly about. In addition, since the crosslinked polymer is also grafted with carbon black, it becomes a matrix (matrix) of the conductive material. Therefore, the basic conductivity varies, but may be determined uniformly.

선형상(사슬형상) 고분자화합물은 도전성의 안정화를 도모하기 위해 상기 가교형 고분자의 배합량과 흑연의 배합량을 합산한 양 100부에 대해서 5∼100부의 범위에서 부가하는 것이 좋다. 100부를 초과하면 도전성이 극도로 저하하여 실용범위를 초과한다.In order to stabilize conductivity, the linear (chain) polymer compound is preferably added in the range of 5 to 100 parts with respect to 100 parts by adding the compounding amount of the crosslinking polymer and the compounding amount of graphite. When it exceeds 100 parts, conductivity falls extremely and exceeds practical range.

저분자 유기화합물 예를 들면 상기의 탄화수소는 3∼30부의 범위로 한다. 30부를 초과하면 제품의 인성(靭性)이 저하하고 3부 이하에서는 특성의 효과가 부족해진다.Low molecular organic compounds, for example, the hydrocarbon is in the range of 3 to 30 parts. If it exceeds 30 parts, toughness of a product will fall and the effect of a characteristic will become insufficient at 3 parts or less.

유기용매는 최소 25부이상 필요하지만 용매로서 희석의 필요에 따라서 임의로 중량할 수 있다.The organic solvent is required at least 25 parts or more, but may be optionally weighted as the solvent requires dilution.

본 발명의 자기온도 제어특성을 갖는 면형상 발열체의 소자는 상기 배합 성분과 순차 혼합하는 과정에서 우선 가교형 고분자 단량체가 흑연과 그래프트화 되고, 그 단량체에 선형상 고분자화합물이 혼합되는 것에 의해 형성된다. 그리고, 이 중합체는 열처리과정에서 가교형 고분자의 중합반응과 동시에 서로 뒤틀리면서 혼합된다. 이것은 소자제품의 균질성에 의해 판단된다. 또, 소자제품에 가요성을 부여하고 특성의 안정화를 위해 가교형 고분자의 3차원화 및 중합도와 관련해서 매우 중요한 역할을 하고 있다.In the planar heating element having the self-temperature control characteristic of the present invention, the crosslinking polymer monomer is first grafted with graphite, and the linear polymer compound is mixed with the monomer in the process of sequentially mixing with the compounding component. . Then, the polymer is mixed while twisting each other at the same time as the polymerization reaction of the crosslinked polymer in the heat treatment process. This is judged by the homogeneity of the device product. In addition, it plays a very important role with respect to the three-dimensionalization and degree of polymerization of the cross-linked polymer in order to give flexibility to the device product and to stabilize the properties.

이렇게 해서, 선형상 고분자화합물은 어쨌든 경화되기 쉬운 3차원 그물형상 화합물에 유연성과 엔트로피강성을 부여하여 저온에서 유연성을 부여하고, 고온에서 반대로 느슨해지는 것을 방지하고 단단히 조여 전체 계(系)를 안정화시키고 있다.In this way, the linear polymer compound gives flexibility and entropy stiffness to the three-dimensional network compound that is easily cured anyway, thereby giving flexibility at low temperatures, preventing loosening at high temperatures, and tightening to stabilize the entire system. have.

저분자 유기화합물은 직접 흑연층 사이에 침입하거나 또는 반응유도제에 의해 흑연층 사이에 침입하거나 또는 흑연층에 강력하게 흡착해서 층간화합물을 형성하는 것으로 볼 수 있다.The low molecular organic compound can be seen to form an interlayer compound by directly invading between the graphite layers, invading between the graphite layers by a reaction inducing agent, or strongly adsorbing to the graphite layers.

이것은 본 발명의 자기온도 제어특성을 갖는 면형상발열체가 반복고온가열(저분자량 유기화합물이 융점보다 훨씬 높은 온도, 예를 들면 융점 65℃의 배합물에 대해서 130℃까지)에도 견디어 특성이 거의 변화하지 않는다는 실험결과에서 뒷받침된다.This is because the planar heating element having the self-temperature control property of the present invention withstands repeated high temperature heating (low molecular weight organic compound is much higher than the melting point, for example, up to 130 ° C for a compound having a melting point of 65 ° C) and hardly changes its characteristics. Is not supported by the experimental results.

이하, 실시예에 따라 본 발명을 구체적으로 설명한다. 또, 이하의 설명에 있어서 기재되고 있는 각 성분의 부(部)는 중량부를 나타낸다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples. In addition, the part of each component described in the following description represents a weight part.

[실시예 1]Example 1

[자기온도제어 도전도료의 배합][Combination of self-temperature control conductive paint]

[자기온도제어 면형상 발열체 시험조각의 제작][Production of Test Piece of Magnetic Temperature Controlled Planar Heating Element]

비저항측 적용 시험조각으로서 두께 1mm×76mm×26mm의 시판 슬라이드 유리상에 상기의 배합액을 로울러로 약 20μ의 두께로 도포하고, 실온에서 건조시킨 후, 도포막을 10mm폭으로 남기고 절단하였다. 또, 온도-저항특성 및 그 이외의 특성시험용 시험조각으로서 #20쌍사 면사 1㎟으로 짜인 면직포에 동박도선을 짜넣어 매설하고, 또한 전극간 폭 60mm×극길이23mm로 절단한 시험조각 기재에 상기의 배합액을 함침시켜서 실리콘고무재의 2개의 로울러(경도 50 누름압1kgf)로 도포한 후, 실온에서 건조시켜 시험조각으로 하였다.As a resistivity-side application test piece, the above-mentioned compound solution was applied to a commercially available slide glass having a thickness of 1 mm x 76 mm x 26 mm with a roller at a thickness of about 20 µ, dried at room temperature, and cut off while leaving the coating film 10 mm wide. In addition, as a test piece for temperature-resistance characteristics and other characteristic tests, copper foil conductors were embedded in a cotton woven fabric of 1 mm2 of # 20 twin yarns, and embedded in a test piece base material cut to a width of 60 mm x an electrode length of 23 mm between electrodes. The above compound was impregnated, coated with two rollers (hardness 50 pressing pressure 1 kgf) of silicone rubber, and then dried at room temperature to obtain test pieces.

[특성시험과 결과][Characteristic Test and Result]

상기의 배합에 의해 얻어진 혼합용액은 검은 즙상태의 액이고, 이것을 상기 각각의 시험조각 기재상에 도포하고 원적외선을 조사하는 것에 의해 피조사온도 155℃ ×10분 정도 반응시키면 도포막 표면에 균열이 없는 것으로 완성되었다.The mixed solution obtained by the above formulation is a black juice, which is coated on each test piece substrate and irradiated with far-infrared rays to react the irradiated temperature at about 155 ° C. for 10 minutes to cause cracks on the surface of the coating film. Completed with nothing.

유리판(글라스베이스)의 시험조각의 비저항값은 25℃에서 8.5×10-1Ω-cm 였다.The specific resistance value of the test piece of the glass plate (glass base) was 8.5x10 <-1> Pa-cm at 25 degreeC.

또, 면포기재의 시험조각소자를 알루미나울로 소자면의 상하를 보온해서 전압을 인가하였다. 전압인가 직전의 소자전기 저항값은 13.0KΩ, 소자표면 온도가 25℃였지만, AC 100V를 인가하면 온도의 상승에 따라 저항값도 비례해서 16.8KΩ으로 상승하였다. 온도는 62℃에 도달하고, 이 온도를 8000시간 이상 유지하고, 그 이상의 온도상승은 없었다.In addition, the test piece element of the cotton cloth substrate was alumina wool to keep the top and bottom of the element surface to apply a voltage. The device electrical resistance value immediately before voltage application was 13.0 KΩ and the device surface temperature was 25 DEG C. However, when AC 100V was applied, the resistance value increased proportionally to 16.8 KΩ as the temperature increased. Temperature reached 62 degreeC, hold | maintained this temperature for 8000 hours or more, and there was no temperature rise further.

그 후, 동일한 시험조각에 2배의 전력 즉 AC 141V를 인가하면, 발열온도는 75℃를 장시간 유지하고, 그 이상의 온도상승은 전혀 없었다. 이 온도에서의 소자의 저항측정값은 23.4KΩ으로 상승하였다.Thereafter, when twice the power, ie, AC 141V, was applied to the same test pieces, the exothermic temperature was maintained at 75 ° C. for a long time, and there was no temperature increase at all. The resistance measurement of the device at this temperature rose to 23.4 KΩ.

또, 시험조각소자로의 전압인가를 차단해서 상온 25.0℃로 복원했을 때의 소자의 저항은 완전히 13.0KΩ으로 복귀되었다. 이것을 12회 반복해도 상기와 완전히 동일한 결과였으므로, 본 배합의 소자는 완전하고 안정화된 온도 의존성 자기온도 제어소자인 것이 확인되었다.In addition, the resistance of the device when the voltage application to the test piece device was cut off and restored to room temperature of 25.0 ° C. completely returned to 13.0 KΩ. Since this was repeated 12 times, the results were exactly the same as above, and it was confirmed that the device of the present formulation was a complete and stabilized temperature-dependent magnetic temperature control device.

제1도는 본 실시예에서 얻어진 시험조각소자에 대한 인가전압을 변경했을 때의 소자표면온도와 저항값의 관계를 도시한 그래프이다.FIG. 1 is a graph showing the relationship between the device surface temperature and the resistance value when the applied voltage to the test piece element obtained in this example is changed.

제2도는 마찬가지로 승온특성을 도시한 그래프이며, 횡축은 시간(분), 종축은 온도(℃)를 나타낸다.2 is similarly a graph showing the temperature rise characteristic, the horizontal axis represents time (minutes), and the vertical axis represents temperature (° C).

[실시예 2]Example 2

[자기온도제어 도전도료의 배합][Combination of self-temperature control conductive paint]

[면형상 발열체 시험조각의 제작과 특성시험][Production and Characteristic Test of Planar Heating Element Test Piece]

상기의 배합에 의해 실시예 1과 마찬가지로 하여 면형상 발열체를 제작하였다. 시험조각의 비저항은 25℃에서 1.9×10-1Ω-cm였다. 또, 그의 승온특성을 제3도에 도시하였다. 아크릴-에폭시수지는 3차원 구조화의 중합도가 진전될수록 안정성이 증가하지만, 그 반면 면형상 발열체로서 매우 부서지기 쉬워(무르기 때문에) 실용상 큰 결점으로 된다. 이 결점을 이온결합 아이오노머수지로 보충하고 있다.In the same manner as in Example 1, a planar heating element was produced by the above formulation. The specific resistance of the test pieces was 1.9 × 10 −1 dB-cm at 25 ° C. Moreover, the temperature rising characteristic is shown in FIG. Acrylic-epoxy resins have increased stability as the degree of polymerization of three-dimensional structuring advances, but on the other hand, they are very fragile (because of their fragility) as a planar heating element, which is a practical disadvantage. This defect is compensated for by ion-bonded ionomer resins.

아이오노머수지는 열가소성 탄성중합체(일래스토머)로서 특히 실온에 가까운 저온에 있어서 소자 전체계에 안정성을 유지시키면서 유연성을 부여한다. 아크릴-에폭시단량체와의 상용성(相溶性)도 매우 양호해서 잘 혼합된다.Ionomer resins are thermoplastic elastomers (elastomers) that provide flexibility while maintaining stability in the device overall, especially at low temperatures close to room temperature. The compatibility with acryl-epoxy monomer is also very good and it mixes well.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 반복사용에 의해서도 저항값의 경시변화가 매우 적고, 안정된 온도-도전특성을 갖고, 또 국부과열의 우려가 없어 분자레벨의 센서로서 여러 단계의 자기온도감지 및 제어기능을 갖는 면형상발열체를 제공할 수가 있다.As described above, according to the present invention, even after repeated use, the resistance value with very little change over time, stable temperature-conducting characteristics, and there is no fear of local overheating, and as a molecular level sensor, magnetic temperature detection and A planar heating element having a control function can be provided.

또, 이 면형상 발열체의 저항발열소자는 승온시에 있어서도 유연하며 탄성이 풍부하고 또 적당한 강성을 갖는 유연성(flexible)의 탄성중합체로서의 성질을 가지므로 여러 가지 형태로 가공할 수 있고, 제조방법도 용이하고 저가로 제조할 수 있어 폭넓은 용도가 기대된다.In addition, since the resistance heating element of the planar heating element has a property as a flexible elastomer having flexibility, abundant elasticity, and moderate rigidity even at elevated temperatures, it can be processed into various forms. It is easy and inexpensive to manufacture, so a wide range of applications is expected.

Claims (1)

도전성 흑연 또는 카본블랙에 가교형 고분자의 단량체와 저차원 물질인 선형상 고분자화합물의 미세분말 또는 액상의 중합체 및 저분자량 유기화합물을 배합하여 자기온도 제어특성을 갖는 감온소자 또는 저항발열소자를 천형태의 기재에 코팅해서 형성하는 것을 특징으로 하는 면형상 발열체.A thermosensitive element or a resistance heating element having a self-temperature control characteristic is formed by mixing a crosslinked polymer monomer, a fine polymer of a linear polymer compound, or a liquid polymer and a low molecular weight organic compound, with conductive graphite or carbon black. A planar heating element, which is formed by coating a substrate.
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