RU2401518C1 - Resistor with positive temperature coefficient - Google Patents
Resistor with positive temperature coefficient Download PDFInfo
- Publication number
- RU2401518C1 RU2401518C1 RU2009128233/07A RU2009128233A RU2401518C1 RU 2401518 C1 RU2401518 C1 RU 2401518C1 RU 2009128233/07 A RU2009128233/07 A RU 2009128233/07A RU 2009128233 A RU2009128233 A RU 2009128233A RU 2401518 C1 RU2401518 C1 RU 2401518C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- resistor
- resin
- conductive material
- rts
- resistor according
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/20—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
- H05B2203/002—Heaters using a particular layout for the resistive material or resistive elements
- H05B2203/006—Heaters using a particular layout for the resistive material or resistive elements using interdigitated electrodes
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY
Настоящее изобретение относится к резистору, имеющую характеристику PTC (положительного температурного коэффициента), настоящее изобретение относится к составу полимерного резистора с превосходной характеристикой PTC и высоконадежному листовому нагревательному элементу, использующему этот состав полимерного резистора. Листовой нагревательный элемент является настолько гибким, что он может монтироваться на поверхности любой формы бытового прибора.The present invention relates to a resistor having a PTC characteristic (positive temperature coefficient), the present invention relates to a polymer resistor composition with an excellent PTC characteristic and a highly reliable sheet heating element using this polymer resistor composition. The sheet heating element is so flexible that it can be mounted on the surface of any shape of a household appliance.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND
В соответствии с характеристикой PTC, когда температура растет, сопротивление растет вместе с ней. Листовой нагревательный элемент, имеющий такую характеристику PTC, обладает саморегулированием температуры тепла, которое он испускает. До этого резистор использовался в тепловыделяющем элементе конструкции такого листового нагревательного элемента. Этот резистор формировался из резисторной печатной краски, состоящей из полимера основы и проводящего материала, рассредоточенного в растворителе.According to the PTC characteristic, when the temperature rises, the resistance rises with it. A sheet heating element having such a PTC characteristic has self-regulation of the temperature of the heat that it emits. Prior to this, the resistor was used in the fuel element of the design of such a sheet heating element. This resistor was formed from a resistor ink consisting of a base polymer and a conductive material dispersed in a solvent.
Эта резисторная печатная краска печатается на материале основы, формирующем нагревательный элемент. Печатная краска высушивается, а затем обжигается, чтобы сформировать имеющий форму листа резистор (например, см. [1], [2] и [3]). Этот резистор испускает тепло, проводя электричество. Проводящим материалом, используемым в этом типе резистора, типично является сажа, металлический порошок, графит и тому подобное. Кристаллическая смола типично используется в качестве полимера основы. Листовой нагревательный элемент, сформированный из таких материалов, проявляет характеристику PTC.This resistor printing ink is printed on a base material forming a heating element. The ink is dried and then fired to form a sheet-shaped resistor (for example, see [1], [2] and [3]). This resistor emits heat by conducting electricity. The conductive material used in this type of resistor is typically carbon black, metal powder, graphite, and the like. Crystalline resin is typically used as the base polymer. A sheet heating element formed from such materials exhibits a PTC characteristic.
Фиг. 1A - вид сверху листового нагревательного элемента предшествующего уровня техники, описанного в [1]. Для упрощения описания чертеж показывает прозрачный вид на внутреннюю структуру нагревательного элемента. Фиг. 1B - вид в разрезе по линии 1B-1B на фиг. 1A. Как показано на фиг. 1A и фиг. 1B, листовой нагревательный элемент 10 сформирован из подложки 11, пары электродов 12, 13, полимерного резистора 14 и покрывного материала 15. Электроды 12, 13 образуют гребнеобразную форму. Подложка 11 является материалом с электроизолирующими свойствами, и сформирована из смолы и, например, является полиэфирной пленкой.FIG. 1A is a plan view of a prior art sheet heating element described in [1]. To simplify the description, the drawing shows a transparent view of the internal structure of the heating element. FIG. 1B is a sectional view taken along
Электроды 12, 13 сформированы печатанием проводящей печатной краски, такой как серебряная паста, на подложке 11, а затем предоставлением ей возможности высохнуть. Полимерный резистор 14 создает электрический контакт с гребневидными электродами 12, 13 и электрически запитывается этими электродами. Полимерный резистор 14 имеет характеристику PTC. Полимерный резистор 14 сформирован из полимерной резисторной печатной краски, и эта печатная краска печатается и высушивается на месте, чтобы создавать электрический контакт с электродами 12, 13 на подложке. Покрывной материал 15 сформирован из такого же типа материала, как подложка 11, и защищает электроды 12, 13 и полимерный резистор 14, покрывая их.The
В случаях, где полиэфирная пленка используется в качестве подложки 11 и покрывного материала 15, термоклеевая смола 16, такая как модифицированный полиэтилен, заблаговременно приклеивается к покрывному материалу 15. Затем наряду с прикладыванием тепла подложка 11 и покрывной материал 15 сжимаются. Соответственно подложка 11 и покрывной материал 15 соединяются. Покрывной материал 15 и термоклеевая смола 16 изолируют электроды 12, 13 и полимерный резистор 14 от внешней среды. По этой причине надежность листового нагревательного элемента 10 сохраняется в течение длительного времени.In cases where the polyester film is used as the
Фиг. 2 показывает сокращенный вид в разрезе конструкции устройства, которое накладывает покрывной материал 15. Как показано на чертеже, ламинатор 22, образованный двумя горячими вальцами 20, 21, выполняет термокомпрессию. В процессе этого подложка 11, на которой заблаговременно сформированы электроды 12, 13 и полимерный резистор 14, и покрывной материал 15, на который заблаговременно нанесена термоклеевая смола 16, помещаются поверх друг друга и подаются в ламинатор 22. Они подвергаются термокомпрессии с помощью горячих вальцов 20, 21, тем самым формируя листовой нагревательный элемент 10 как одно целое.FIG. 2 shows an abbreviated cross-sectional view of a structure of a device that imposes a
Полимерный резистор, сформированный таким образом, имеет характеристику PTC, и значение сопротивления растет вследствие роста температуры, а когда достигается определенная температура, значение сопротивления значительно возрастает. Поскольку полимерный резистор 14 имеет характеристику PTC, листовой нагревательный элемент 10 обладает функцией саморегулирования температуры.The polymer resistor formed in this way has a PTC characteristic, and the resistance value increases due to temperature rise, and when a certain temperature is reached, the resistance value increases significantly. Since the
В [2] раскрыт состав с PTC, сформированный из аморфного полимера, частиц кристаллического полимера, проводящей сажи, графита и неорганического наполнителя. Состав с PTC рассеивается в органическом растворителе, чтобы создать печатную краску. Затем печатная краска печатается на пленке на основе смолы, снабженной электродами, чтобы изготовить полимерный резистор. Дополнительно выполняется тепловая обработка, чтобы добиться сшивания (образования соединений с поперечными межмолекулярными связями). Пленка на основе смолы наносится на полимерный резистор в качестве защитного слоя, тем самым завершая листовой нагревательный элемент. Этот листовой нагревательный элемент согласно [2] имеет такую же характеристику тепловыделения PTC, как в [1].[2] disclosed a composition with PTC formed from an amorphous polymer, particles of a crystalline polymer, conductive carbon black, graphite, and an inorganic filler. The PTC formulation is dispersed in an organic solvent to create a printing ink. Then, the ink is printed on a resin film provided with electrodes to make a polymer resistor. Additionally, heat treatment is performed to achieve crosslinking (formation of compounds with transverse intermolecular bonds). A resin-based film is applied to the polymer resistor as a protective layer, thereby completing the sheet heating element. This sheet heating element according to [2] has the same PTC heat release characteristic as in [1].
Фиг. 3 показывает вид в разрезе другого листового нагревательного элемента предшествующего уровня техники, описанного в [3]. Как показано на фиг. 3, листовой нагревательный элемент 30 имеет гибкую подложку 31. Электроды 32, 33 и полимерный резистор 34 последовательно наносятся на эту гибкую подложку 31 посредством печати. Затем поверх этого формируется гибкий покрывной слой 35. Подложка обладает свойством газового барьера и водостойким свойством. Подложка 31 содержит нетканую полиэфирную материю, включающую в себя длинные волокна, и термоклеевая пленка, такая как полиуретанового типа, присоединяется к поверхности этой нетканой полиэфирной материи. Подложка 31 может пропитываться жидкостью, такой как полимерная резисторная печатная краска.FIG. 3 shows a cross-sectional view of another sheet heating element of the prior art described in [3]. As shown in FIG. 3, the
Покрывной слой 35 содержит нетканую полиэфирную материю, включающую в себя длинные волокна, и термоклеевая пленка, такая как полиуретанового типа, присоединяется к поверхности этой нетканой полиэфирной материи. Покрывной слой 35 также обладает свойством газового барьера и водостойким свойством. Покрывной слой 35 наклеивается на подложку 31, полностью покрывая электроды 32, 33 и полимерный резистор 34. Листовой нагревательный материал 30 согласно Патентному документу 3 полностью сформирован из шести слоев. Этот листовой нагревательный элемент согласно [3] также имеет такую же характеристику тепловыделения PTC, как в [1].The
Фиг. 4A и фиг. 4B - чертежи, показывающие механизм, в котором характеристика PTC проявляется в полимерном резисторе 34. Резистор с PTC по фиг. 4A и фиг. 4B имеет проводники 40 из макрочастиц, такие как из сажи. Фиг. 4A показывает состояние при условиях комнатной температуры, а фиг. 6B показывает состояние, когда температура растет.FIG. 4A and FIG. 4B are drawings showing a mechanism in which a PTC characteristic appears in a
Как показано на фиг. 4A, в пределах полимерного резистора 34, проводники 40 из макрочастиц создают взаимный точечный контакт в составе 41 на основе смолы, тем самым формируя проводящие пути. Когда ток прикладывается к электродам 32, 33, ток протекает через проводники 40 из макрочастиц, которые создают точечный контакт, так что полимерный резистор 34 нагревается. Состав 41 на основе смолы расширяется вследствие того обстоятельства, что полимерный резистор 34 нагревается. Таким образом, как показано на фиг. 4B, проводники 40 из макрочастиц удаляются друг от друга, обрывая контакт, так что значение сопротивления растет наряду с ростом температуры. Другими словами, полимерный резистор 34 демонстрирует характеристику положительного температурного коэффициента сопротивления.As shown in FIG. 4A, within the
Фиг. 5 показывает характеристику PTC полимерного резистора 34. Горизонтальная ось по фиг. 5 показывает удельное сопротивление (сопротивление на единицу длины) полимерного резистора 34. Отношение значений удельного сопротивления полимерного резистора 34 при 50°C и при 20°C определялось экспериментально. Вертикальная ось по фиг. 5 показывает коэффициент изменения удельного сопротивления (R50/R20). Подобные эксперименты проводились с изменением типа смолы в полимерном резисторе 34, типа проводника 40 и композиционного отношения состава 41 на основе смолы и проводника 40 для определения коэффициентов изменения удельного сопротивления, и эти коэффициенты были нанесены на график на фиг. 5. Обычно имеет место, что резисторы с высокими коэффициентами изменения удельного сопротивления обладают превосходной характеристикой PTC. Как показано на фиг. 5, эксперименты, где составы изменяются, показали, что коэффициенты изменения удельного сопротивления полимерных резисторов 34 предшествующего уровня техники все равны 2 или являются меньшими.FIG. 5 shows a PTC characteristic of a
В листовом нагревательном элементе 10 предшествующего уровня техники согласно [1] и [2], жесткий материал, такой как полиэфирная пленка, используется в качестве подложки 11. В дополнение нагревательный элемент 10 предшествующего уровня техники имеет пятислойную структуру, сформированную из подложки 11, гребневидных электродов 12, 13, напечатанных на ней, полимерного резистора 14 и покрывного материала 15, имеющего клеевой слой, нанесенный на нем. По мере того как его толщина растет, листовой нагревательный элемент 10 утрачивает гибкость. Когда такой листовой нагревательный элемент 10, испытывающий недостаток в гибкости, используется в качестве обогревателя сиденья автомобиля, удобство сидения пассажира снижается. Когда такой листовой нагревательный элемент 10, испытывающий недостаток в гибкости, используется в качестве обогревателя рулевого колеса, снижается ощущение удобного захвата.In the prior art
Поскольку нагревательный элемент 10 находится в форме листа, если нагрузка прикладывается к участку его поверхности, например, когда используется в качестве обогревателя сиденья автомобиля, и пассажир сидит на нем, усилие распространяется на нагревательный элемент в целом, и нагревательный элемент 10 изменяет форму. Типично, чем ближе к кромке нагревательного элемента 10, тем больше величина деформации. Таким образом, складки формируются на нагревательном элементе неравномерно. Трещины в гребневидных электродах 12, 13 и полимерном резисторе 14 могут быть следствием этих складок. Соответственно предполагается, что такой нагревательный элемент должен иметь низкую долговечность.Since the
Полиэфирные листы, используемые в подложке 11 и в покровном материале 15, не имеют никаких вентиляционных свойств. Таким образом, когда нагревательный элемент 10 используется в обогревателе сиденья автомобиля или в обогревателе рулевого колеса, жидкость, выделяемая пассажиром или водителем, легко скапливаются в них. Вождение или езда в течение длительного времени становятся очень неудобными.The polyester sheets used in the
С другой стороны, в случае листового нагревательного элемента 30 согласно Патентному документу 3 электроды 32, 33, полимерный резистор 34, подложка и покрывной слой являются гибкими, поэтому когда используется в обогревателе сиденья автомобиля или обогревателе рулевого колеса, удобно сидеть или ощущать рулевое колесо. Однако поскольку листовой нагревательный элемент 30 сформирован из шести слоев, есть недостатки, что производительность труда низка, а себестоимость высока.On the other hand, in the case of the
Как показано на фиг. 5, значением удельного сопротивления листового нагревательного элемента предшествующего уровня техники является 2 или меньше. На этом уровне характеристики PTC экономичность потребления энергии никоим образом не может считаться хорошей. Также есть недостаток, что температура не поднимается быстро. Способ для улучшения характеристики PTC полимерного резистора 34 состоит в том, чтобы повышать массу проводника 34. Однако когда масса проводника 34 повышается, сам полимерный резистор 34 становится жестким и неэластичным. Таким образом, невозможно стабильно формировать пленку полимерного резистора 34 настолько же тонкой, как несколько десятков микрометров. Более того, сама пленка не имеет никакой гибкости, и есть проблема, что трещины формируются во время обработки, затрудняя формирование в качестве пленки.As shown in FIG. 5, the resistivity value of the sheet heating element of the prior art is 2 or less. At this level of PTC performance, energy efficiency can in no way be considered good. There is also the disadvantage that the temperature does not rise quickly. A method for improving the PTC characteristics of the
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
Настоящее изобретение решает эти проблемы предшествующего уровня техники и имеет своей целью предложить листовой нагревательный элемент с превосходной гибкостью, долговечностью и надежностью, а также низкой себестоимостью производства. Когда листовой нагревательный элемент по настоящему изобретению используется в обогревателе сиденья автомобиля или в обогревателе рулевого колеса, пассажир чувствует себя удобно, когда сидит на сиденье, а водитель чувствует себя удобно при прикосновении к рулевому колесу.The present invention solves these problems of the prior art and aims to provide a sheet heating element with excellent flexibility, durability and reliability, as well as low production costs. When the sheet heating element of the present invention is used in a car seat heater or in a steering wheel heater, the passenger feels comfortable when sitting on the seat, and the driver feels comfortable when touching the steering wheel.
Резистор с PTC согласно настоящему изобретению содержит по меньшей мере один состав с PTC, который содержит по меньшей мере одну смолу и по меньшей мере два проводящих материала. По меньшей мере два проводящих материала содержат по меньшей мере два проводящих материала, отличных друг от друга. По меньшей мере один состав с PTC может содержать первый состав с PTC, который содержит первую смолу и по меньшей мер один первый проводящий материал, и второй состав с PTC, который компаундирован с первым составом PTC и содержит вторую смолу и по меньшей мере один второй проводящий материал. По меньшей мере один первый проводящий материал является по меньшей мере частично отличным от по меньшей мере одного второго проводящего материала. Один из первого и второго составов с PTC может образовывать скопления, которые распределены в пределах другого из первого и второго составов с PTC.A PTC resistor according to the present invention contains at least one PTC composition, which contains at least one resin and at least two conductive materials. At least two conductive materials comprise at least two conductive materials different from each other. At least one PTC compound may contain a first PTC compound that contains a first resin and at least one first conductive material, and a second PTC compound that is compounded with a first PTC compound and contains a second resin and at least one second conductive material. At least one first conductive material is at least partially different from at least one second conductive material. One of the first and second PTC compounds can form clusters that are distributed within the other of the first and second PTC compounds.
Один из первого и второго составов PTC может содержаться в резисторе с PTC с содержанием в 20-80 вес.%, предпочтительно 30-70 вес.% или оптимально 40-60 вес.%.One of the first and second PTC compositions may be contained in a PTC resistor with a content of 20-80 wt.%, Preferably 30-70 wt.% Or optimally 40-60 wt.%.
Одна из первой смолы и второй смолы может содержать реагентную смолу и химически активную смолу, которая подвергается сшиванию с реагентной смолой. Реагентная смола может содержать модифицированную олефиновую смолу, которая может содержать этиленовый сополимер типа сложных эфиров. Примерами этиленового сополимера типа сложных эфиров, используемого в реагентной смоле, являются этилен/винилацетатный сополимер, этилен/этилакрилатный сополимер, этилен/метилметакрилатный сополимер, сополимер этилен/метакриловой кислоты и этилен/бутилакрилатный сополимер.One of the first resin and the second resin may contain a reagent resin and a reactive resin that is crosslinked with the reagent resin. The reagent resin may contain a modified olefin resin, which may contain an ethylene ester type copolymer. Examples of the ethylene ester type copolymer used in the reagent resin are ethylene / vinyl acetate copolymer, ethylene / ethyl acrylate copolymer, ethylene / methyl methacrylate copolymer, ethylene / methacrylic acid copolymer and ethylene / butyl acrylate copolymer.
Химически активная смола может содержаться в упомянутой одной из первой смолы и второй смолы с содержанием в 1-20 вес.% или предпочтительно 1-10 вес.%.The reactive resin may be contained in said one of the first resin and the second resin with a content of 1-20 wt.% Or preferably 1-10 wt.%.
Реагентная смола подвергается реакции с химически активной смолой и образует внутри сшитую структуру. Для этой цели реагентная и химически активные смолы могут содержать разные компоненты, выбранные из группы, состоящей из карбоксильных групп, карбонильных групп, гидроксильных групп, групп сложных эфиров, виниловых групп, аминовых групп, эпоксидных групп, оксазолиновых групп и групп малеинового ангидрида.The reagent resin reacts with the reactive resin and forms a crosslinked structure inside. For this purpose, the reagent and chemically active resins may contain different components selected from the group consisting of carboxyl groups, carbonyl groups, hydroxyl groups, ester groups, vinyl groups, amine groups, epoxy groups, oxazoline groups and maleic anhydride groups.
Другая из первой смолы и второй смолы может содержать компоненты, выбранные из группы, состоящей из карбоксильных групп, карбонильных групп, гидроксильных групп, групп сложного эфира, виниловых групп, аминовых групп, эпоксидных групп, оксазолиновых групп и групп малеинового ангидрида. Другая из первой смолы и второй смолы не вовлекаются в реакцию с химически активной смолой и не содержит внутри структуры сшивания.The other of the first resin and the second resin may contain components selected from the group consisting of carboxyl groups, carbonyl groups, hydroxyl groups, ester groups, vinyl groups, amine groups, epoxy groups, oxazoline groups and maleic anhydride groups. The other of the first resin and the second resin are not reacted with the reactive resin and do not contain a crosslinking structure.
По меньшей мере одна из первой и второй смол могут содержать термопластовый эластомер. Термопластовый эластомер может содержать по меньшей мере один из основанного на олефине термопластового эластомера, основанного на стирене термопластового эластомера, основанного на уретане термопластового эластомера и основанного на полиэфире термопластового эластомера. Термопластовый эластомер может содержаться с содержанием в 5-20 вес.% в по меньшей мере одной из первой и второй смол.At least one of the first and second resins may contain a thermoplastic elastomer. The thermoplastic elastomer may comprise at least one of an olefin-based thermoplastic elastomer, a styrene-based thermoplastic elastomer, a urethane-based thermoplastic elastomer, and a polyester-based thermoplastic elastomer. The thermoplastic elastomer may be contained with a content of 5-20 wt.% In at least one of the first and second resins.
По меньшей мере один первый проводящий материал может содержать по меньшей мере одну разновидность проводящего материала, который не содержится в по меньшей мере одном втором проводящем материале. При этих условиях по меньшей мере один первый проводящий материал и по меньшей мере один второй проводящий материал каждый может содержать по меньшей мере одно из сажи, графита, углеродных нанотрубок, углеродных волокон, проводящих керамических волокон, проводящих нитевидных кристаллов, металлических волокон, проводящих неорганических оксидов и проводящих полимерных волокон. К тому же по меньшей мере один из первого и второго проводящих материалов изготовлен в виде чешуек.At least one first conductive material may comprise at least one kind of conductive material that is not contained in the at least one second conductive material. Under these conditions, at least one first conductive material and at least one second conductive material each may contain at least one of carbon black, graphite, carbon nanotubes, carbon fibers, conductive ceramic fibers, conductive whiskers, metal fibers, conductive inorganic oxides and conductive polymer fibers. In addition, at least one of the first and second conductive materials is made in the form of flakes.
Один из по меньшей мере одного первого проводящего материала и по меньшей мере одного второго проводящего материала может содержаться в первом или втором составе с PTC с содержанием в 30-90 вес.%, предпочтительно 40-80 вес.% или оптимально 60-70 вес.%. Другой один из по меньшей мере одного первого проводящего материала и по меньшей мере одного второго проводящего материала может содержаться в первом или втором составе с PTC с содержанием в 20-80 вес.%, предпочтительно 30-70 вес.% или оптимально 30-60 вес.%.One of the at least one first conductive material and at least one second conductive material may be contained in a first or second PTC formulation with a content of 30-90 wt.%, Preferably 40-80 wt.% Or optimally 60-70 wt. % The other one of at least one first conductive material and at least one second conductive material may be contained in a first or second PTC composition with a content of 20-80 wt.%, Preferably 30-70 wt.% Or optimally 30-60 weight .%.
Резистор с PTC согласно настоящему изобретению может иметь электрическое удельное сопротивление, находящееся в диапазоне между 0,0007 Ом·м и 0,016 Ом·м или, предпочтительно между 0,0011 Ом·м и 0,0078 Ом·м.A PTC resistor according to the present invention may have an electrical resistivity in the range between 0.0007 ohm · m and 0.016 ohm · m, or preferably between 0.0011 ohm · m and 0.0078 ohm · m.
К тому же резистор с PTC согласно настоящему изобретению может демонстрировать электрическое удельное сопротивление при 50°C, которое по меньшей мере в два раза выше, чем его электрическое удельное сопротивление, измеренное при 20°C. При температуре, меньшей, чем 50°C, резистор с PTC согласно настоящему изобретению может демонстрировать электрическое удельное сопротивление меньшее чем электрическое удельное сопротивление первого или второго состава с PTC, наряду с демонстрацией при температуре выше 50°C электрического удельного сопротивления, большего, чем таковые у первого и второго состава с PTC.In addition, the PTC resistor of the present invention can exhibit an electrical resistivity at 50 ° C, which is at least two times higher than its electrical resistivity measured at 20 ° C. At a temperature lower than 50 ° C, a PTC resistor according to the present invention may exhibit an electrical resistivity lower than the electrical resistivity of the first or second composition with PTC, along with demonstrating an electrical resistivity higher than 50 ° C greater than those in the first and second composition with PTC.
Резистор с PTC согласно настоящему изобретению может удлиняться не более чем на 5% при нагрузке в менее чем 7 кгс.A PTC resistor according to the present invention can be extended by no more than 5% at a load of less than 7 kgf.
Резистор с PTC согласно настоящему изобретению может иметь коэффициент теплового расширения между 20·10-5/K и 40·10-5/K.A PTC resistor according to the present invention may have a thermal expansion coefficient between 20 · 10 -5 / K and 40 · 10 -5 / K.
По меньшей мере один из первого и второго составов с PTC может содержать присадку огнезащитного состава. Присадка огнезащитного состава может содержать по меньшей мере одно из основанного на фосфоре огнезащитного состава, основанного на азоте огнезащитного состава, основанного на кремнии огнезащитного состава, неорганического огнезащитного состава и основанного на галогенах огнезащитного состава. Вследствие включения в состав присадки огнезащитного состава резистор с PTC согласно настоящему изобретению удовлетворяет по меньшей мере одному из следующих условий:At least one of the first and second PTC formulations may contain a flame retardant additive. The flame retardant additive may contain at least one phosphorus-based flame retardant, nitrogen-based flame retardant, silicon-based flame retardant, inorganic flame retardant and halogen-based flame retardant. Due to the inclusion of a flame retardant in the additive, the PTC resistor of the present invention satisfies at least one of the following conditions:
(a) когда конец резистора с PTC обжигается газовым пламенем, и газовое пламя гасится через 60 с, резистор с PTC не воспламеняется, даже если резистор с PTC обугливается;(a) when the end of the PTC resistor is fired by a gas flame and the gas flame is extinguished after 60 s, the PTC resistor does not ignite, even if the PTC resistor is charred;
(b) когда конец резистора с PTC обжигается газовым пламенем, резистор с PTC загорается в течение не более чем 60 с, но пламя гасится в пределах 5,08 см; или(b) when the end of the PTC resistor is fired by a gas flame, the PTC resistor lights up for no more than 60 s, but the flame is extinguished within 5.08 cm; or
(c) когда конец резистора с PTC обжигается газовым пламенем, даже если резистор с PTC загорается, пламя не продвигается со скоростью в 10,16 см/мин или большей на участке 1,27 см в толщину от поверхности.(c) when the end of the PTC resistor is fired by a gas flame, even if the PTC resistor lights up, the flame does not advance at a speed of 10.16 cm / min or greater in a section 1.27 cm thick from the surface.
Присадка огнезащитного состава может содержаться в резисторе с PTC с содержанием в 5 вес.%, предпочтительно 0-30 вес.% или оптимально 15-25 вес.%.The flame retardant additive may be contained in a PTC resistor with a content of 5 wt.%, Preferably 0-30 wt.% Or optimally 15-25 wt.%.
Резистор с PTC согласно настоящему изобретению может содержать жидкостно-стойкую смолу. Жидкостно-стойкая смола содержит по меньшей мере одно из этилен/винил-спиртового сополимера, термопластической полиэфирной смолы, полиамидной смолы, полипропиленовой смолы и иономера. Жидкостно-стойкая смола содержится с содержанием в 10 вес.% или большим, что касается первого и второго составов с PTC, предпочтительно 10-70 вес.% или оптимально 30-50 вес.%. Как пояснено выше, одна из первой смолы и второй смолы может содержать реагентную смолу и химически активную смолу, которая сшивается с реагентной смолой. Химически активная смола может содержать жидкостно-стойкую смолу.A PTC resistor according to the present invention may comprise a liquid resistant resin. The liquid-resistant resin contains at least one of ethylene / vinyl alcohol copolymer, thermoplastic polyester resin, polyamide resin, polypropylene resin and ionomer. The liquid-resistant resin is contained with a content of 10 wt.% Or more, as for the first and second compositions with PTC, preferably 10-70 wt.% Or optimally 30-50 wt.%. As explained above, one of the first resin and the second resin may comprise a reactant resin and a reactive resin that crosslinkes with the reactant resin. The reactive resin may contain a liquid-resistant resin.
Поскольку листовой нагревательный элемент по настоящему изобретению сформирован из гибкого и стабильного полимерного резистора, имеющего характеристику высокого PTC, он способен демонстрировать превосходные эксплуатационные качества как нагревательный элемент, а также превосходные длительный срок службы и надежность, и вследствие высокого уровня гибкости и технологичности производительность труда может быть повышена и можно выпускать полимерный резистор с низкой себестоимостью.Since the sheet heating element of the present invention is formed from a flexible and stable polymer resistor having a high PTC characteristic, it is able to demonstrate excellent performance as a heating element, as well as excellent long life and reliability, and due to the high level of flexibility and manufacturability, labor productivity can be increased and it is possible to produce a polymer resistor with low cost.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ПРИЛАГАЕМЫХ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE accompanying drawings
Фиг. 1A - прозрачный вид сверху листового нагревательного элемента предшествующего уровня техники.FIG. 1A is a transparent top view of a prior art sheet heating element.
Фиг. 1B - вид в разрезе листового нагревательного элемента, показанного на фиг. 1A.FIG. 1B is a sectional view of the sheet heating element shown in FIG. 1A.
Фиг. 2 - сокращенный вид в разрезе примера конструкции устройства производства листового нагревательного элемента предшествующего уровня техники.FIG. 2 is an abbreviated cross-sectional view of an example of a design of a prior art sheet heating element manufacturing apparatus.
Фиг. 3 - вид в разрезе еще одного листового нагревательного элемента предшествующего уровня техники.FIG. 3 is a sectional view of another prior art sheet heating element.
Фиг. 4A - чертеж, показывающий механизм для проявления характеристики PTC, когда используется проводник из макрочастиц предшествующего уровня техники.FIG. 4A is a drawing showing a mechanism for exhibiting a PTC characteristic when a prior art particulate conductor is used.
Фиг. 4B - чертеж, показывающий состояние, где температура возрастает из состояния, показанного на фиг. 4A.FIG. 4B is a drawing showing a state where the temperature rises from the state shown in FIG. 4A.
Фиг. 5 - график, показывающий соотношение между значением удельного сопротивления полимерного резистора 5 и отношением значений удельного сопротивления полимерного резистора при 50°C и 20°C (R50/R20).FIG. 5 is a graph showing the relationship between the resistivity value of the
Фиг. 6A - график, показывающий состав полимерного резистора 60 листового нагревательного элемента 1 согласно настоящему изобретению и механизм для проявления характеристики PTC.FIG. 6A is a graph showing the composition of the
Фиг. 6B - чертеж, показывающий состояние, где температура возрастает из состояния, показанного на фиг. 6A.FIG. 6B is a drawing showing a state where the temperature rises from the state shown in FIG. 6A.
Фиг. 7 - график, показывающий соотношение между удельным сопротивлением полимерного резистора 60 и отношением значений удельного сопротивления полимерного резистора при 50°C и 20°C (R50/R20).FIG. 7 is a graph showing the relationship between the resistivity of the
Фиг. 8 - график, показывающий соотношение между средним коэффициентом теплового расширения на 1°C в температурном диапазоне -20°C и 80°C и коэффициентом изменения удельного сопротивления.FIG. 8 is a graph showing the relationship between the average coefficient of thermal expansion by 1 ° C in the temperature range of -20 ° C and 80 ° C and the coefficient of change of resistivity.
Фиг. 9 - график, показывающий соотношение между временем, чтобы полимерный резистор достигал заданной температуры после того, как к нему приложена электрическая мощность, и коэффициентом изменения удельного сопротивления.FIG. 9 is a graph showing the relationship between the time that the polymer resistor reaches a predetermined temperature after electric power is applied to it and the coefficient of change of resistivity.
Фиг. 10A - вид сверху листового нагревательного элемента по варианту 1 осуществления настоящего изобретения.FIG. 10A is a plan view of a sheet heating element of
Фиг. 10B - вид в разрезе листового нагревательного элемента по фиг. 10A.FIG. 10B is a sectional view of the sheet heating element of FIG. 10A.
Фиг. 11A - прозрачный вид сбоку сиденья автомобиля, к которому прикреплен листовой нагревательный элемент по варианту 1 осуществления настоящего изобретения.FIG. 11A is a transparent side view of a car seat to which a sheet heating element of
Фиг. 11B - прозрачный вид сверху сиденья, показанного на фиг. 11A.FIG. 11B is a transparent top view of the seat of FIG. 11A.
Фиг. 12A - вид сверху листового нагревательного элемента по варианту 2 осуществления настоящего изобретения.FIG. 12A is a plan view of a sheet heating element of
Фиг. 12B - вид в разрезе листового нагревательного элемента, показанного на фиг. 12A.FIG. 12B is a sectional view of the sheet heating element shown in FIG. 12A.
Фиг. 13A - вид сверху листового нагревательного элемента по варианту 3 осуществления настоящего изобретения.FIG. 13A is a plan view of a sheet heating element of
Фиг. 13B - вид в разрезе листового нагревательного элемента, показанного на фиг. 13A.FIG. 13B is a cross-sectional view of the sheet heating element shown in FIG. 13A.
Фиг. 14A - вид сверху листового нагревательного элемента по варианту 4 осуществления настоящего изобретения.FIG. 14A is a plan view of a sheet heating element of
Фиг. 14B - вид в разрезе листового нагревательного элемента, показанного на фиг. 14A.FIG. 14B is a cross-sectional view of the sheet heating element shown in FIG. 14A.
Фиг. 15A - вид сверху листового нагревательного элемента по варианту 5 осуществления настоящего изобретения.FIG. 15A is a plan view of a sheet heating element of
Фиг. 15B - вид в разрезе листового нагревательного элемента, показанного на фиг. 15A.FIG. 15B is a sectional view of the sheet heating element shown in FIG. 15A.
Фиг. 16A - вид сверху листового нагревательного элемента по варианту 6 осуществления настоящего изобретения.FIG. 16A is a plan view of a sheet heating element of
Фиг. 16B - вид в разрезе листового нагревательного элемента, показанного на фиг. 16A.FIG. 16B is a cross-sectional view of the sheet heating element shown in FIG. 16A.
Фиг. 17A - вид сверху листового нагревательного элемента по варианту 7 осуществления настоящего изобретения.FIG. 17A is a plan view of a sheet heating element of
Фиг. 17B - вид в разрезе листового нагревательного элемента, показанного на фиг. 17A.FIG. 17B is a sectional view of the sheet heating element shown in FIG. 17A.
Фиг. 18A - вид сверху листового нагревательного элемента по варианту 8 осуществления настоящего изобретения.FIG. 18A is a plan view of a sheet heating element of
Фиг. 18B - вид в разрезе листового нагревательного элемента, показанного на фиг. 18A.FIG. 18B is a cross-sectional view of the sheet heating element shown in FIG. 18A.
Фиг. 19A - вид сверху листового нагревательного элемента по варианту 9 осуществления настоящего изобретения.FIG. 19A is a plan view of a sheet heating element of Embodiment 9 of the present invention.
Фиг. 19B - вид в разрезе листового нагревательного элемента, показанного на фиг. 19A.FIG. 19B is a cross-sectional view of the sheet heating element shown in FIG. 19A.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS
Варианты осуществления настоящего изобретения описаны ниже со ссылкой на чертежи. Должно быть отмечено, что настоящее изобретение не ограничено этими вариантами осуществления. Более того, конкретные конструкции для различных вариантов осуществления могут комбинироваться надлежащим образом.Embodiments of the present invention are described below with reference to the drawings. It should be noted that the present invention is not limited to these embodiments. Moreover, specific designs for various embodiments can be combined appropriately.
Фиг. 6A и фиг. 6B - чертежи, показывающие полимерный резистор 60, используемый в листовом нагревательном элементе по настоящему изобретению. Фиг. 6A показывает внутреннюю структуру полимерного резистора 60 при комнатных температурах, а фиг. 6B показывает внутреннюю структуру полимерного резистора 60, когда температура возросла. Как описано ниже, полимерный резистор 60 по настоящему изобретению может использоваться в качестве источника тепла обогревателя сиденья автомобиля. В этом случае полимерный резистор 60 сформирован в пленочной конфигурации и испускает тепло, когда электричество подается через пару линейных электродов 61.FIG. 6A and FIG. 6B are drawings showing a
Полимерный резистор 60 содержит резисторный состав 62, а резисторный состав 62 сформирован из состава 63 на основе смолы и проводника 64. Более того, полимерный резистор 60 содержит резисторный состав 65, а резисторный состав 65 сформирован из состава 66 на основе смолы и проводника 67. Как показано на фиг. 6A, структура является такой, что множество скоплений резисторного состава 62 распределены в пределах полимерного резистора 60, а резисторный состав 65 окружает скопления.The
Вышеописанная характеристика может быть достигнута, если полимерный резистор 60 содержит резисторный состав 62 с содержанием в 20-80 вес.% (оставшейся частью является резисторный состав 65), предпочтительно 30-70 вес.% (оставшейся частью является резисторный состав 65) и, в частности, оптимально 40-60 вес.% (оставшейся частью является резисторный состав 65). По мере того, как содержание резисторного состава 62 приближается к оптимальному диапазону, технологичность и характеристика PTC полимерного резистора 60 повышаются.The above characteristic can be achieved if the
Состав 63 на основе смолы сформирован, главным образом, из реагентной смолы, с тем чтобы добиваться характеристики PTC. Температура тепловыделения в 40-50 °C, требуемая для обогревателя сиденья автомобиля, является относительно низкой температурой. Поэтому в качестве реагентной смолы может использоваться модифицированная олефиновая смола с низкой точкой плавления, такая как этилен/винилацетатный сополимер, этилен/этилакрилатный сополимер, этилен/метилметакрилатный сополимер, сополимер этилен/метакриловой кислоты, этилен/бутилакрилатный сополимер или другой этиленовый сополимер типа сложных эфиров.The resin composition 63 is formed mainly from a reagent resin in order to achieve a PTC characteristic. A heat dissipation temperature of 40-50 ° C required for a car seat heater is a relatively low temperature. Therefore, a low melting point modified olefin resin such as ethylene / vinyl acetate copolymer, ethylene / ethyl acrylate copolymer, ethylene / methacrylic acid copolymer, ethylene / butyl acrylate copolymer or other ethylene type copolymer can be used as a reagent resin.
Более того, когда реагентная смола вступает в реакцию с химически активной смолой, формируется внутренняя сшитая структура. Модифицированный полиэтилен, содержащий карбоксильную группу, является действенным в качестве реагентной смолы, демонстрирующей характеристику PTC, а модифицированный полиэтилен, содержащий эпоксидные группы, может использоваться в качестве химически активной смолы, которая реагирует с ней. Когда таковые смешиваются замешиванием, карбонильные группы в реагентной смоле реагируют с кислородом эпоксидных групп в химически активной смоле, химически связываясь и образуя сшитую структуру.Moreover, when the reagent resin reacts with the reactive resin, an internal crosslinked structure is formed. Modified polyethylene containing a carboxyl group is effective as a reagent resin exhibiting PTC characteristics, and modified polyethylene containing epoxy groups can be used as a reactive resin that reacts with it. When such are mixed by kneading, the carbonyl groups in the reactant resin react with the oxygen of the epoxy groups in the reactive resin, chemically bonding and forming a crosslinked structure.
Вышеописанная характеристика может достигаться, если состав 63 на основе смолы содержит химически активную смолу с содержанием в 1-20 вес.% (оставшейся частью является реагентная смола), предпочтительно 1-10 вес.% (оставшейся частью является реагентная смола) и, в частности, оптимально 2-5 вес.% (оставшейся частью является реагентная смола). По мере того как содержание химически активной смолы приближается к оптимальному диапазону, технологичность и характеристика PTC полимерного резистора 60 повышается.The above characteristic can be achieved if the resin composition 63 contains a reactive resin with a content of 1-20 wt.% (The remaining part is a reagent resin), preferably 1-10 wt.% (The remaining part is a reagent resin) and, in particular , optimally 2-5 wt.% (the remaining part is the reagent resin). As the reactive resin content approaches the optimum range, the processability and performance of the
Эта реакция сшивания может происходить через азот в дополнение к кислороду. Реакция сшивания происходит, если химически активная смола, содержащая функциональную группу, содержащую в себе по меньшей мере кислород или азот, и реагентная смола, владеющая функциональной группой, способной к реагированию с функциональной группой химически активной смолы, смешиваются замешиванием. Примеры функциональных групп химически активной смолы и функциональных групп реагентной смолы, иных чем вышеприведенные эпоксидные группы и карбонильные группы, приведены ниже.This crosslinking reaction can occur through nitrogen in addition to oxygen. A crosslinking reaction occurs if a chemically active resin containing a functional group containing at least oxygen or nitrogen, and a reagent resin having a functional group capable of reacting with the functional group of the reactive resin are mixed by kneading. Examples of reactive resin functional groups and reagent resin functional groups other than the above epoxy groups and carbonyl groups are given below.
Примеры функциональных групп реагентной смолы, иных чем карбонильные группы, включают в себя эпоксидные группы, карбоксильные группы, группы сложных эфиров, гидроксильные группы, аминовые группы, виниловые группы, группы малеинового ангидрида и оксазолиновые группы в полиприсоединении. Примеры функциональных групп химически активной смолы, иных чем эпоксидные группы, включают в себя оксазолиновые группы и группы малеинового ангидрида.Examples of functional groups of the reactant resin other than carbonyl groups include epoxy groups, carboxyl groups, ester groups, hydroxyl groups, amine groups, vinyl groups, maleic anhydride groups and oxazoline groups in the polyaddition. Examples of functional groups of a chemically active resin, other than epoxy groups, include oxazoline groups and maleic anhydride groups.
Поскольку реагентная смола имеет сшитую структуру, обусловленную реакцией с химически активной смолой в составе 63 на основе смолы резисторного состава 62, температурные характеристики коэффициента теплового расширения и характеристики температуры плавления резисторного состава 62 являются более стабильными вследствие этой реакции сшивания, чем в случае, где состав 63 на основе смолы сформирован исключительно реагентной смолой.Since the reagent resin has a crosslinked structure due to the reaction with the chemically active resin 63 based on the resin of the resistor composition 62, the temperature characteristics of the thermal expansion coefficient and the melting temperature characteristics of the resistor composition 62 are more stable due to this crosslinking reaction than in the case where the composition 63 based on resin formed exclusively by reagent resin.
Поскольку химически активная смола и реагентная смола сильно связываются вследствие сшитой структуры даже при повторных охлаждении и нагреве, имеющих следствием повторные тепловое расширение и тепловое сжатие, температурные характеристики коэффициента теплового расширения и характеристики температуры плавления резисторного состава 62 сохраняются, так что их изменение с прохождением временем подавляется. Другими словами, даже по мере того как проходит время, резисторный состав 62 сохраняет постоянные температурные характеристики коэффициента теплового расширения и постоянные характеристики температуры плавления.Since the reactive resin and the reactant resin strongly bond due to the crosslinked structure even during repeated cooling and heating, resulting in repeated thermal expansion and thermal contraction, the temperature characteristics of the thermal expansion coefficient and the melting temperature characteristics of the resistor composition 62 are preserved, so that their change over time is suppressed . In other words, even as time passes, the resistor composition 62 maintains constant temperature characteristics of the coefficient of thermal expansion and constant characteristics of the melting temperature.
Не обязательно требуется приготавливать состав 63 на основе смолы смешиванием реагентной смолы и химически активной смолы посредством замешивания. Характеристика PTC может проявляться, даже если реагентная смола используется сама по себе. Поэтому если изменение со временем в характеристике PTC допустимо до некоторой степени, реагентная смола может использоваться сама по себе. Когда реагентная смола используется сама по себе, тип реагентной смолы будет выбираться надлежащим образом согласно требуемому значению характеристики PTC.It is not necessary to prepare the resin composition 63 by mixing the reactant resin and the reactive resin by kneading. The PTC characterization may occur even if the reagent resin is used on its own. Therefore, if a change over time in the PTC characteristic is acceptable to some extent, the reagent resin can be used on its own. When the reagent resin is used alone, the type of reagent resin will be selected appropriately according to the desired PTC characteristic value.
В вышеприведенном описании химически активная смола и реагентная смола подвергаются реакции, с тем чтобы придавать сшитую структуру реагентной смоле состава 63 на основе смолы. Однако может использоваться сшивающий агент, который отличен от химически активной смолы. Более того, также можно формировать сшитую структуру в реагентной смоле без использования химически активной смолы, но взамен посредством облучения реагентной смолы пучком электронов. В этом случае можно использовать реагентную смолу, которая не содержит вышеупомянутых функциональных групп.In the above description, the reactive resin and the reactant resin are reacted in order to impart a crosslinked structure to the resin-based reactant resin of composition 63. However, a crosslinking agent that is different from a reactive resin can be used. Moreover, it is also possible to form a crosslinked structure in the reactant resin without using a reactive resin, but instead by irradiating the reactant resin with an electron beam. In this case, a reagent resin which does not contain the aforementioned functional groups can be used.
Состав 66 на основе смолы резисторного состава 65 предпочтительно является смолой, содержащей по меньшей мере один компонент, выбранный из карбоксильных групп, карбонильных групп, гидроксильных групп, групп сложного эфира, виниловых групп, аминовых групп, эпоксидных групп, оксазолиновых групп и групп малеинового ангидрида. Эти функциональные группы являются такими же функциональными группами, имевшимися реагентной смолой и химически активной смолой состава 63 на основе смолы. Соответственно состав 66 на основе смолы имеет сходную химическую природу, как состав 63 на основе смолы, и сродственность двух из них возрастает. Посредством использования состава 66 на основе смолы, который обладает высокой сродственностью по отношению к составу 63 на основе смолы, сила сцепления (сила связывания) резисторной смолы 62 и резисторной смолы 65 возрастает. Одновременно можно равномерно рассеивать состав 66 на основе смолы в пределах полимерного резистора.The resin composition 66 of the resistor composition 65 is preferably a resin containing at least one component selected from carboxyl groups, carbonyl groups, hydroxyl groups, ester groups, vinyl groups, amine groups, epoxy groups, oxazoline groups and maleic anhydride groups. These functional groups are the same functional groups as the reagent resin and the chemically active resin of the resin composition 63. Accordingly, the resin composition 66 has a similar chemical nature as the resin composition 63, and the affinity of two of them increases. By using a resin composition 66, which has a high affinity for the resin composition 63, the adhesion (bonding strength) of the resistor resin 62 and the resistor resin 65 increases. At the same time, resin composition 66 can be uniformly dispersed within the polymer resistor.
Состав 63 на основе смолы становится более твердым благодаря реакции сшивания. Поскольку состав 66 на основе смолы не имеет сшитой структуры, он гибок и не затвердевает подобно составу 63 на основе смолы. Вследствие того обстоятельства, что этот гибкий состав 66 на основе смолы охватывает жесткий состав 63 на основе смолы, полимерный резистор 60 становится гибким. Соответственно полимерный резистор 60 может быт сформирован в пленку посредством использования простой механической обработки, известной как формование выдавливанием, давая возможность повышать производительность при изготовлении листового нагревательного элемента и снижать себестоимость.The resin composition 63 becomes harder due to the crosslinking reaction. Since the resin composition 66 does not have a crosslinked structure, it is flexible and does not harden like the resin composition 63. Due to the fact that this flexible resin composition 66 covers the rigid resin composition 63, the
Как описано ниже в варианте осуществления настоящего изобретения, электричество подается на листовой нагревательный элемент, используя пару линейных электродов 61, разделенных пространством. Для того чтобы подавать достаточный экзотермический ток посредством таких разделенных электродов, необходимо снижать значение удельного сопротивления полимерного резистора 60. Импровизированный способ для снижения удельного сопротивления состоит в том, чтобы увеличивать количество проводника 64 в составе 63 на основе смолы. Однако когда количество проводника 64 увеличено, состав 63 на основе смолы, вероятно, становится твердым. В настоящем изобретении гибкость полимерного резистора 60 может быть сохранена наряду с уменьшением значения его удельного сопротивления посредством добавления гибкого состава 66 на основе смолы в полимерный резистор 60.As described below in an embodiment of the present invention, electricity is supplied to the sheet heating element using a pair of
Более того, состав на основе смолы может делаться более гибким посредством добавления термопластового эластомера в по меньшей мере состав 63 на основе смолы и/или состав 66 на основе смолы. По меньшей одна разновидность, выбранная из основанного на олефине термопластового эластомера, основанного на стирене термопластового эластомера, основанного на уретане термопластового эластомера и основанного на полиэфире термопластового эластомера, может использоваться в качестве термопластового эластомера.Moreover, the resin composition can be made more flexible by adding a thermoplastic elastomer to at least the resin composition 63 and / or the resin composition 66. At least one variety selected from an olefin-based thermoplastic elastomer, a styrene-based thermoplastic elastomer, a urethane-based thermoplastic elastomer, and a polyester-based thermoplastic elastomer can be used as a thermoplastic elastomer.
Количество термопластового эластомера, добавленного в состав 63 на основе смолы и состав 66 на основе смолы, предпочтительно находится в диапазоне 5-20 вес.% (оставшейся частью является состав 63 на основе смолы или состав 66 на основе смолы). Когда содержание термопластового эластомера находится в пределах этого диапазона, гибкость полимерного резистора 60 особенно возрастает.The amount of thermoplastic elastomer added to the resin composition 63 and the resin composition 66 is preferably in the range of 5-20 wt.% (The remainder is the resin composition 63 or the resin composition 66). When the content of the thermoplastic elastomer is within this range, the flexibility of the
Последующее является разъяснением проводника 64 в резисторном составе 62 и проводника 67 в резисторном составе 65. В настоящем изобретении проводник 64 и проводник 67 являются разными типами проводников. Хотя одиночный тип проводника может использоваться соответственно в качестве проводника 64 и проводника 67, смеси двух или более типов проводников могут соответственно использоваться. В этом случае предпочтительно, чтобы по меньшей мере один тип проводника, образующего проводник 64, не содержался в проводнике 67.The following is an explanation of conductor 64 in resistor composition 62 and conductor 67 in resistor composition 65. In the present invention, conductor 64 and conductor 67 are different types of conductors. Although a single type of conductor can be used respectively as conductor 64 and conductor 67, mixtures of two or more types of conductors can respectively be used. In this case, it is preferable that at least one type of conductor forming the conductor 64 is not contained in the conductor 67.
Проводник 64 предпочтительно является сажей, а проводник 67 предпочтительно является чешуйчатым графитом. В дополнение к таковым, по меньшей мере одна разновидность, выбранная из сажи, графита, углеродных нанотрубок, углеродных волокон, проводящих керамических волокон, проводящих нитевидных кристаллов, металлических волокон, проводящих неорганических оксидов и проводящих полимерных волокон, может использоваться в качестве проводника 64 и проводника 67 соответственно.Conductor 64 is preferably carbon black, and conductor 67 is preferably flake graphite. In addition to those, at least one variety selected from carbon black, graphite, carbon nanotubes, carbon fibers, conductive ceramic fibers, conductive whiskers, metal fibers, conductive inorganic oxides, and conductive polymer fibers can be used as conductor 64 and conductor 67 respectively.
Луженый и активированный сурьмой оксид титана является примером проводящего керамического волокна. Основанный на луженом титанате калия компаунд является примером проводящего нитевидного кристалла. Алюминий является примером металлического волокна. Полианилин является примером проводящего полимерного волокна. Покрытая металлом слюда является примером проводящего неорганического оксида.Tinned and activated antimony titanium oxide is an example of a conductive ceramic fiber. The tinned potassium titanate-based compound is an example of a conductive whisker. Aluminum is an example of a metal fiber. Polyaniline is an example of a conductive polymer fiber. Metal-coated mica is an example of a conductive inorganic oxide.
Проводники, используемые в проводнике 64 и проводнике 67, выбираются надлежащим образом согласно требуемой характеристике PTC. Удельное сопротивление полимерного резистора 60 выбирается надлежащим образом согласно варианту использования полимерного резистора 60. Например, если он должен быть тонким и удлиненным для использования в обогревателе сиденья автомобиля, удельное сопротивление полимерного резистора зависит от расстояния между линейными электродами и предпочтительно находится в диапазоне от приблизительно 0,0007 Ом/м до приблизительно 0,016 Ом/м, а оптимально находится в диапазоне от приблизительно 0,0011 Ом/м до приблизительно 0,0078 Ом/м.The conductors used in conductor 64 and conductor 67 are selected appropriately according to the desired PTC characteristic. The resistivity of the
Более того, по меньшей мере один тип металлического порошка и проводящего неметаллического порошка также может добавляться в резисторный состав 65, тем самым давая возможность понижать удельное сопротивление полимерного резистора 60.Moreover, at least one type of metal powder and conductive non-metal powder can also be added to the resistor composition 65, thereby making it possible to lower the resistivity of the
Как показано на фиг. 6A, когда листовой нагревательный элемент не находится в месте, где он излучает тепло, проводники 64 в резистором составе 62 близки друг к другу и касаются один другого в точках в составе 63 на основе смолы, тем самым образуя проводящие пути. С другой стороны, проводники 67 в резисторном составе 65 также близки друг к другу, в силу этого формируя проводящие пути.As shown in FIG. 6A, when the sheet heating element is not in a place where it radiates heat, the conductors 64 in the resistor composition 62 are close to each other and touch each other at points in the resin composition 63, thereby forming conductive paths. On the other hand, the conductors 67 in the resistor composition 65 are also close to each other, thereby forming conductive paths.
Когда ток прикладывается к электродам 61, ток протекает через проводящие пути проводника 64 и проводящие пути проводника 67, и полимерный резистор 60 разогревается. Когда полимерный резистор 60 нагревается, состав 63 на основе смолы и состав 66 на основе смолы подвергаются тепловому расширению. Как показано на фиг. 6B, наряду с тепловым расширением смол проводники 64 удаляются друг от друга, и проводники 66 также удаляются друг от друга. Как результат проводящие пути обрываются и сопротивление полимерного резистора 60 возрастает. Другими словами, по мере того как температура возрастает, проявляется характеристика PTC, в которой растет сопротивление полимерного резистора 60.When a current is applied to the
Вследствие того обстоятельства, что графит или проводящий неорганический оксид находятся в виде чешуек, площади поверхностей контакта между проводниками увеличиваются. Другими словами, электрическое сопротивление полимерного резистора 60 уменьшается при низких температурах. Как результат по мере того как растет температура, сопротивление полимерного резистора 60 значительно повышается. Другими словами, полимерный резистор 60 демонстрирует превосходную характеристику PTC, которая обладает высокоположительными температурными характеристиками сопротивления.Due to the fact that graphite or a conductive inorganic oxide are in the form of flakes, the contact surface areas between the conductors increase. In other words, the electrical resistance of the
Как описано выше, реагентная смола, которая является основным составом у состава 63 на основе смолы резисторного состава 62, побуждается формировать сшитую структуру посредством реакции этой реагентной смолы с химически активной смолой. Благодаря этой сшитой структуре проводник 64 в составе 63 на основе смолы устойчиво расположен, и проводящие пути стабильно формируются при низких температурах. С другой стороны, когда температура растет, она будет всегда постоянной, при которой проводящие пути разрываются. Другими словами, сшитая структура дает возможность, чтобы полимерный резистор 60 постоянно проявлял стабильную характеристику PTC.As described above, the reagent resin, which is the basic composition of the resin composition 63 of the resistor composition 62, is induced to form a crosslinked structure by reacting the reagent resin with a reactive resin. Due to this crosslinked structure, the resin conductor 64 of 63 is stably located, and the conductive paths are stably formed at low temperatures. On the other hand, when the temperature rises, it will always be constant, at which the conductive paths break. In other words, the crosslinked structure allows the
Вышеописанная характеристика может достигаться, если резисторный состав 62 содержит проводник 64 с содержанием в 30-90 вес.% (оставшейся частью является состав 63 на основе смолы), предпочтительно 40-80 вес.% (оставшейся частью является состав 63 на основе смолы) и, в частности, оптимально 60-70 вес.% (оставшейся частью является состав 63 на основе смолы). С другой стороны, вышеописанная характеристика может достигаться, если резисторный состав 65 содержит проводник 67 с содержанием в 20-80 вес.% (оставшейся частью является состав 66 на основе смолы), предпочтительно 30-70 вес.% (оставшейся частью является состав 66 на основе смолы) и, в частности, оптимально 30-60 вес.% (оставшейся частью является состав 66 на основе смолы). По мере того как содержание проводника 64 и проводника 67 приближается к оптимальному диапазону, технологичность и характеристика PTC полимерного резистора 60 усиливается.The above characteristic can be achieved if the resistor composition 62 contains a conductor 64 with a content of 30-90 wt.% (The remaining part is a resin composition 63), preferably 40-80 wt.% (The remaining part is a resin composition 63) and in particular, optimally 60-70 wt.% (the remaining part is a resin-based composition 63). On the other hand, the above characteristic can be achieved if the resistor composition 65 contains a conductor 67 with a content of 20-80 wt.% (The remaining part is a resin composition 66), preferably 30-70 wt.% (The remaining part is a 66 based on the resin) and, in particular, optimally 30-60 wt.% (the remaining part is a composition 66 based on the resin). As the content of the conductor 64 and the conductor 67 approaches the optimal range, the manufacturability and characteristic of the
Фиг. 7 - график, показывающий соотношение между удельным сопротивлением полимерного резистора 60 при 20°C и коэффициентом изменения сопротивления, который является отношением значений удельного сопротивления полимерного резистора при 50°C и 20°C (R50/R20). Чем выше коэффициент (R50/R20) изменения удельного сопротивления, тем больше изменение сопротивления при низкой и высокой температурах. Другими словами, чем выше коэффициент (R50/R20) изменения удельного сопротивления, тем лучше характеристика PTC.FIG. 7 is a graph showing the relationship between the resistivity of the
Проводились испытания, при которых по-разному изменялись типы состава 63 на основе смолы, проводника 64, состава 66 на основе смолы и проводника 67, и измерялись значения удельного сопротивления для каждого при 50°C и при 20°C для получения коэффициентов изменения удельного сопротивления (R50/R20). Более того, пропорции состава этих компонентов менялись и проводились аналогичные испытания. Фиг. 7 показывает графики коэффициента (R50/R20) изменения удельного сопротивления в каждом из этих случаев.Tests were conducted in which the types of composition 63 based on resin, conductor 64, composition 66 on the basis of resin and conductor 67 were varied differently, and the resistivity values were measured for each at 50 ° C and at 20 ° C to obtain the coefficients of change in resistivity (R50 / R20). Moreover, the proportions of the composition of these components varied and similar tests were carried out. FIG. 7 shows plots of the coefficient (R50 / R20) of the change in resistivity in each of these cases.
Результаты испытаний показаны на фиг. 7, где полимерные резисторы 60, используемый в испытаниях, поделены на две группы. В случае полимерного резистора 60, показанного в качестве Группы 1, испытания проводились после изменения типа компонентов и их пропорций состава, но всегда использовался один и тот же материал в качестве проводника 64 и проводника 67. В случае полимерного резистора 60, показанного в качестве Группы 2, испытания проводились подобным образом, после изменения типа компонентов и их пропорций состава, но всегда использовались разные материалы в качестве проводника 64 и проводника 67.The test results are shown in FIG. 7, where the
Как показано на фиг. 7, в случае Группы 1 (одинаковый материал использовался в качестве проводника 64 и проводника 67), удельное сопротивление при 20°C находилось в диапазоне от 0,05 Ом/м до 12 Ом/м, а полный коэффициент (R50/R20) изменения удельного сопротивления был 2 или ниже. В случае Группы 2 (разные материалы использовались в качестве проводника 64 и проводника 67), удельное сопротивление при 20°C находилось в диапазоне от 0,08 Ом/м до 4 Ом/м, а полный коэффициент (R50/R20) изменения удельного сопротивления был 2 или выше.As shown in FIG. 7, in the case of Group 1 (the same material was used as conductor 64 and conductor 67), the resistivity at 20 ° C was in the range from 0.05 Ohm / m to 12 Ohm / m, and the total coefficient (R50 / R20) changes resistivity was 2 or lower. In the case of Group 2 (different materials were used as conductor 64 and conductor 67), the resistivity at 20 ° C was in the range from 0.08 Ohm / m to 4 Ohm / m, and the total coefficient (R50 / R20) of the change in resistivity was 2 or higher.
Изменения удельного сопротивления, сопровождающие подъемы температуры, измерялись для полимерного резистора 60 с коэффициентом (R50/R20) изменения удельного сопротивления в 2 или выше. Более того, изменения значения удельного сопротивления, сопровождающие подъемы температуры, измерялись подобным образом для каждого резисторного состава 62 и резисторного состава 65, которые формируют полимерный резистор 60. Когда результаты этих измерений сравнивались, удельное сопротивление полимерного резистора 60 при температуре меньшей, чем 50°C, были найдены меньшими, чем удельное сопротивление резисторного состава 62 и удельного сопротивления резисторного состава 65 при той же самой температуре.The changes in resistivity accompanying temperature rises were measured for
По мере того, как температура растет, чтобы приблизиться к 50°C, удельное сопротивление полимерного резистора 60 приближается к удельному сопротивлению резисторного состава 62 и удельному сопротивлению резисторного состава 65. Когда температура превышает 50°C, удельное сопротивление полимерного резистора 60 становится большим, чем значения удельного сопротивления резисторного состава 62 и резисторного состава 65.As the temperature rises to approach 50 ° C, the resistivity of the
Другими словами, было обнаружено, что, когда резисторный состав 62 и резисторный состав 65 смешаны, демонстрируется более высокая температурная характеристика, чем температурная характеристика, проявляемая каждым из них по отдельности. Также было обнаружено, что когда резисторный состав 62 и резисторный состав 65 смешаны, удельное сопротивление при низкой температуре является меньшим, чем значения удельного сопротивления каждого из них по отдельности, а удельное сопротивление при высоких температурах выше, чем значения удельного сопротивления каждого из них по отдельности. Эта характеристика является заслуживающей внимания, особенно когда в качестве проводника 64 используется сажа и когда графит используется в качестве проводника 67.In other words, it was found that when the resistor composition 62 and the resistor composition 65 are mixed, a higher temperature characteristic is demonstrated than the temperature characteristic shown by each of them individually. It was also found that when the resistor composition 62 and the resistor composition 65 are mixed, the resistivity at low temperature is lower than the values of the resistivity of each of them individually, and the resistivity at high temperatures is higher than the values of the resistivity of each of them individually . This characteristic is noteworthy, especially when carbon black is used as conductor 64 and when graphite is used as conductor 67.
Причина, почему происходит это явление, не понятна, но считается, что вследствие того обстоятельства, что типы проводников отличаются, форма и размер частиц, плотность проводящих путей в резисторных составах 62 и 65 и электропроводность между составами 63 и 66 на основе смолы влияют друг на друга. В дополнение разница в тепловом расширении и разница в температуре плавления между составами 63 и 66 на основе смолы играют важную роль.The reason why this phenomenon occurs is not understood, but it is believed that due to the fact that the types of conductors are different, the shape and size of the particles, the density of the conductive paths in the resistor compositions 62 and 65, and the electrical conductivity between the resin compositions 63 and 66 influence each other friend. In addition, the difference in thermal expansion and the difference in melting temperature between resin compositions 63 and 66 play an important role.
Затем 3 типа составов на основе смолы с разными точками плавления использовались для изготовления полимерного резистора 60 в 3 типах пленок. Тип и количество проводника в этих 3 типах составов на основе смолы были идентичными. Однако коэффициенты (R50/R20) изменения удельного сопротивления для этих 3 типов составов на основе смолы составляли приблизительно 1,4, приблизительно 2,0 и приблизительно 2,9 соответственно. Точками плавления этих составов на основе смолы были около 40°C для пленки полимерного резистора с коэффициентом изменения удельного сопротивления приблизительно в 1,4; около 60°C для пленки полимерного резистора с коэффициентом изменения удельного сопротивления приблизительно в 2,0; и около 80°C для пленки полимерного резистора с коэффициентом изменения удельного сопротивления приблизительно в 2,9. Тепловое расширение этих 3 типов пленок полимерного резистора в планарной ориентации испытывалось с использованием прибора термоанализа TMA-50 (корпорации Shimadzu). Результаты приведены на фиг. 8.Then 3 types of resin-based compositions with different melting points were used to make
Подробно, при изменении температуры 1°C за раз в температурном диапазоне от -20°C до 80°C коэффициент теплового расширения измерялся для каждого из 3 типов полимерных резисторов при каждом приращении, и в заключение коэффициенты теплового расширения были усреднены. Фиг. 8 показывает соотношение между средним коэффициентом теплового расширения и коэффициентом изменения удельного сопротивления для трех резисторов. Фиг. 8 ясно показывает, что, чем меньше коэффициент изменения удельного сопротивления, тем меньше коэффициент теплового расширения, и чем больше коэффициент изменения удельного сопротивления, тем больше коэффициент теплового расширения. Другими словами, полимерные резисторы, использующие составы на основе смолы с более низкими точками плавления, проявляют более высокие коэффициенты изменения удельного сопротивления. Эти испытания показывают, что полимерные резисторы, использующие составы на основе смолы с низкой точкой плавления, имеют высокие коэффициенты теплового расширения в низкотемпературных диапазонах.In detail, with a temperature change of 1 ° C at a time in the temperature range from -20 ° C to 80 ° C, the thermal expansion coefficient was measured for each of the 3 types of polymer resistors at each increment, and in conclusion, the thermal expansion coefficients were averaged. FIG. 8 shows the relationship between the average coefficient of thermal expansion and the coefficient of change of resistivity for the three resistors. FIG. 8 clearly shows that the lower the coefficient of change in resistivity, the lower the coefficient of thermal expansion, and the greater the coefficient of change in resistivity, the greater the coefficient of thermal expansion. In other words, polymer resistors using resin compositions with lower melting points exhibit higher resistivity changes. These tests show that polymer resistors using low melting point resin compositions have high thermal expansion coefficients in the low temperature ranges.
Фиг. 8 объединяет 3 результирующих средних коэффициента теплового расширения в кривую. Эта кривая показывает, что средний коэффициент теплового расширения для полимерных резисторов, для которых коэффициентом изменения удельного сопротивления является 2, приблизительно равен 20·10-5/K. На основании этого открытия может быть предугадано, что средний коэффициент теплового расширения для полимерных резисторов, для которых коэффициентом изменения удельного сопротивления является 2 или больший, приблизительно равен 20·10-5/K или более. Другими словами, считается, что полимерные резисторы со средним коэффициентом теплового расширения в 20·10-5/K или более должны демонстрировать благоприятную характеристику PTC.FIG. 8 combines the 3 resulting average thermal expansion coefficients into a curve. This curve shows that the average coefficient of thermal expansion for polymer resistors, for which the coefficient of change in resistivity is 2, is approximately equal to 20 · 10 -5 / K. Based on this discovery, it can be predicted that the average coefficient of thermal expansion for polymer resistors, for which the coefficient of change in resistivity is 2 or more, is approximately equal to 20 · 10 -5 / K or more. In other words, it is believed that polymer resistors with an average coefficient of thermal expansion of 20 · 10 -5 / K or more should exhibit a favorable PTC characteristic.
Коэффициент теплового расширения состава на основе смолы типично достигает максимума поблизости от своей точки плавления и постепенно идет на убыль, когда эта точка превышена. Если состав на основе смолы плавится после точки плавления, концепция коэффициента теплового расширения для твердого тела больше не применяется. Поэтому если максимальный коэффициент теплового расширения поблизости от точки плавления используется в качестве верхнего предела, диапазоном коэффициентов теплового расширения полимерных резисторов, проявляющих подходящие характеристики PTC, является от 20·10-5/K до 40·10-5/K.The thermal expansion coefficient of the resin-based composition typically reaches a maximum near its melting point and gradually decreases when this point is exceeded. If the resin composition melts after the melting point, the concept of thermal expansion coefficient for solids is no longer applied. Therefore, if the maximum coefficient of thermal expansion near the melting point is used as the upper limit, the range of thermal expansion coefficients of polymer resistors exhibiting suitable PTC characteristics is from 20 · 10 -5 / K to 40 · 10 -5 / K.
Если коэффициент теплового расширения полимерного резистора является большим, чем коэффициент теплового расширения подложки, к которой прикреплен полимерный резистор, есть вероятность, что складки могли бы формироваться в полимерном резисторе, когда он нагревается, и долговечность могла бы быть утеряна. Поэтому при выборе полимерного резистора с коэффициентом теплового расширения в вышеприведенном диапазоне необходимо учитывать коэффициент теплового расширения подложки, к которой прикреплен полимерный резистор.If the coefficient of thermal expansion of the polymer resistor is greater than the coefficient of thermal expansion of the substrate to which the polymer resistor is attached, it is likely that wrinkles could form in the polymer resistor when it is heated, and the durability could be lost. Therefore, when choosing a polymer resistor with a coefficient of thermal expansion in the above range, it is necessary to take into account the coefficient of thermal expansion of the substrate to which the polymer resistor is attached.
Фиг. 9 показывает соотношение между временем и коэффициентом изменения удельного сопротивления, когда электрическая мощность подавалось на 3 типа полимерных резисторов, и измерялось время до тех пор, пока полимерный резистор не достигал температур в 25°C и 30°C. Температура, когда начинала прикладываться электрическая мощность, была равна -20°C, а гипотетическим использованием было в обогревателе сиденья автомобиля, и полимерный резистор сдавливался, чтобы имитировать состояние, в котором посажен пассажир. Во время, когда начинала прикладываться электрическая мощность, она устанавливалось так, чтобы быть постоянной, когда температура достигала приблизительно 40°C. Другими словами, чем ниже коэффициент изменения удельного сопротивления, тем ниже электрическая мощность при начальном применении.FIG. 9 shows the relationship between the time and the coefficient of change of the resistivity when electrical power was supplied to 3 types of polymer resistors, and the time was measured until the polymer resistor reached temperatures of 25 ° C and 30 ° C. The temperature, when the electric power started to be applied, was -20 ° C, and the hypothetical use was in the car seat heater, and the polymer resistor was squeezed to simulate the state in which the passenger was seated. When electrical power began to be applied, it was set to be constant when the temperature reached approximately 40 ° C. In other words, the lower the coefficient of change in resistivity, the lower the electrical power during initial use.
Фиг. 9 показывает, что полимерные резисторы с большими коэффициентами изменения удельного сопротивления демонстрируют более быстрый рост температуры. Фиг. 9 объединяет результирующие 3 точки на кривой для температур 25°C и 30°C соответственно. Кривая показывает, что полимерные резисторы с коэффициентом изменения удельного сопротивления 2 требуют около 2 мин для достижения 25°C, и около 5 мин для достижения 30°C. Когда листовой нагревательный элемент 60 используется в обогревателе сиденья автомобиля, предпочтительно, чтобы листовой нагревательный элемент вырабатывал тепло, из условия, чтобы время для достижения 20°C было в пределах 2 мин, а время для достижения 30°C было в пределах 5 мин. Как показано на фиг. 9, было подтверждено, что необходим коэффициент изменения удельного сопротивления полимерного резистора, который должен быть 2 или более, чтобы удовлетворять эмпирическому условию.FIG. 9 shows that polymer resistors with high resistivity coefficients exhibit a faster temperature increase. FIG. 9 combines the resulting 3 points on the curve for temperatures of 25 ° C and 30 ° C, respectively. The curve shows that polymer resistors with a coefficient of change of resistivity of 2 require about 2 minutes to reach 25 ° C, and about 5 minutes to reach 30 ° C. When the
Если полимерный резистор 60 используется в обогревателе сиденья автомобиля, даже еще более полезно, чтобы полимерный резистор 60 содержал присадку огнезащитного состава. Обогреватель сиденья автомобиля должен удовлетворять стандарту воспламеняемости США, FMVSS 302. Более точно он должен удовлетворять любому одному из условий, приведенных ниже.If the
(1) Когда конец полимерного резистора 60 обжигается газовым пламенем, и газовое пламя гасится через 60 с, полимерный резистор 60 не воспламеняется, даже если полимерный резистор 60 обуглен.(1) When the end of the
(2) Когда конец полимерного резистора 60 обжигается газовым пламенем, полимерный резистор 60 загорается в течение не более чем 60 с, но пламя гасится в пределах 5,08 см.(2) When the end of the
(3) Когда конец полимерного резистора 60 обжигается газовым пламенем, даже если полимерный резистор 60 загорается, пламя не продвигается со скоростью в 10,16 см/мин или большей на участке 1,27 см в толщину от поверхности.(3) When the end of the
Негорючесть определяется, как изложено ниже. Конец образца обжигается в течение 60 с газовым пламенем. Когда пламя гасится через 60 с, образец не горит, даже если обуглившийся остаток остается на образце. Самогашение указывает ссылкой на образец, загорающийся на не более 60 с, и сожженный участок находится в пределах 5,08 см.Flammability is determined as follows. The end of the sample is fired for 60 with a gas flame. When the flame is extinguished after 60 s, the sample does not burn, even if the charred residue remains on the sample. Self-extinguishing refers to a sample igniting for no more than 60 s, and the burnt area is within 5.08 cm.
Более точно стандарты для воспламеняемости могут быть удовлетворены добавлением присадки огнезащитного состава в резисторный состав 62 и/или резисторный состав 65, которые образуют полимерный резистор 60. Присадка огнезащитного состава может быть основанным на фосфоре огнезащитным составом, таким как фосфат аммония или трикрезилфосфат, основанным на азоте компаундом, таким как меламин, гуанидин, гуанилмочевина; или основанным на кремнии компаундом; или комбинацией таковых. Может использоваться неорганический огнезащитный состав, такой как оксид магния или сурьмянистый ангидрид, либо основанный на галогенах огнезащитный состав, такой как основанный на броме или основанный на хлоре компаунд.More precisely, the flammability standards can be satisfied by adding a flame retardant to resistor 62 and / or resistor 65, which form a
Особенно благоприятно, если присадка огнезащитного состава является жидкостью при комнатных температурах или имеет точку плавления, из условия, чтобы она плавилась при температуре смешивания. Гибкость резисторного состава 62 и резисторного состава 65 может быть увеличена посредством использования по меньшей мере одного типа из основанного на фосфоре, основанного на аммонии или основанного на кремнии компаунда, тем самым давая возможность повышать гибкость полимерного резистора 60 в целом.It is especially advantageous if the flame retardant additive is a liquid at room temperature or has a melting point, so that it melts at a mixing temperature. The flexibility of the resistor composition 62 and the resistor composition 65 can be increased by using at least one type of phosphorus based, ammonium based or silicon based compound, thereby making it possible to increase the flexibility of the
Количество добавляемой присадки огнезащитного состава определяется, как изложено ниже. Если есть небольшое количество присадки огнезащитного состава, негорючесть становится недостаточной, и любое из вышеприведенных условий для негорючести не удовлетворяется. Ввиду этого количество присадки огнезащитного состава, которое должно добавляться, должно быть 5 вес.% или более по отношению к полимерному резистору 60. Однако когда количество присадки огнезащитного состава повышается, композиционное равновесие между составами 63, 66 на основе смолы и проводниками 64, 61, содержащимися в них, становится недостаточным, удельное сопротивление полимерного резистора 60 возрастает, и становится недостаточной характеристика PTC. Ввиду этого количеством добавляемой присадки огнезащитного состава предпочтительно является 10-30 вес.%, а оптимально 15-25 вес.% по отношению к полимерному резистору 60.The amount of flame retardant additive to be added is determined as follows. If there is a small amount of flame retardant, the incombustibility becomes insufficient, and any of the above conditions for incombustibility is not satisfied. In view of this, the amount of flame retardant additive to be added must be 5% by weight or more with respect to the
Присадка огнезащитного состава может добавляться после смешивания резисторного состава 62 и резисторного состава 65. Она может добавляться заблаговременно в по меньшей мере состав 63 на основе смолы, образующий резисторный состав 62, и/или состав 66 на основе смолы, образующий резисторный состав 65. Свойства огнезащитного состава могут достигаться наличием присадки огнезащитного состава в полимерном резисторе 60.The flame retardant additive can be added after mixing the resistor composition 62 and the resistor composition 65. It can be added in advance to at least the resin composition 63 forming the resistor composition 62 and / or the resin composition 66 forming the resistor composition 65. Properties of the flame retardant composition can be achieved by the presence of flame retardant additives in the
Полезно добавлять жидкостно-стойкую смолу в полимерный резистор 60, с тем чтобы сообщать жидкостную стойкость полимерному резистору 60. Жидкостная стойкость предохраняет полимерный резистор 60 от повреждения вследствие соприкосновения с жидкими химикатами, такими как неорганические масла, в том числе моторное масло, полярные масла, такие как тормозное масло, и другие масла, растворители с низкой молекулярной массой, такие как разбавители и другие органические растворители.It is useful to add a liquid-resistant resin to the
Когда полимерный резистор 60 входит в соприкосновение с вышеприведенными жидкими химикатами, состав 63 на основе смолы и состав 66 на основе смолы, которые содержат большие количества аморфной смолы, быстро расширяются, и объем возрастает, так что проводящие пути проводников нарушаются, а сопротивление возрастает. Это явление идентично изменениям объема (или характеристики PTC), обусловленным нагревом. Когда полимерный резистор 60 входит в соприкосновение с жидким химикатом, описанным выше, начальное значение удельного сопротивления не восстанавливается, даже если жидкость высыхает. Даже если оно восстанавливается, восстановление занимает время.When the
Для того чтобы сообщить жидкостную стойкость полимерному резистору 60, высококристаллизованная жидкостно-стойкая смола добавляется в полимерный резистор 60, так что состав 63 на основе смолы, состав 66 на основе смолы, проводник 64 и проводник 67 частично химически связываются с жидкостно-стойкой смолой. Как результат даже если полимерный резистор 60 входит в соприкосновение с жидким химикатом, описанным выше, расширение состава 63 на основе смолы и состава 66 на основе смолы замедляется.In order to impart liquid resistance to the
Жидкостно-стойкая смола содержит один компонент, выбранный из этилен/винил-спиртового сополимера, термопластической полиэфирной смолы, полиамидной смолы, полипропиленовой смолы и иономера, или может содержать их сочетание. Эти жидкостно-стойкие смолы не только сообщают жидкостную стойкость полимерному резистору 60, но они также действуют для предотвращения уменьшения гибкости состава 63 на основе смолы и состава 66 на основе смолы. Другими словами, эти жидкостно-стойкие смолы поддерживают гибкость полимерного резистора 60.The liquid-resistant resin contains one component selected from ethylene / vinyl alcohol copolymer, thermoplastic polyester resin, polyamide resin, polypropylene resin and ionomer, or may contain a combination thereof. These fluid-resistant resins not only impart fluid resistance to the
Количеством добавляемой жидкостно-стойкой смолы предпочтительно является 10 вес.% или более по отношению к составу 63 на основе смолы и составу 66 на основе смолы в полимерном резисторе 60. Тем самым жидкостное сопротивление полимерного резистора 60 повышается. Однако когда есть большое количество жидкостно-стойкой смолы, сам полимерный резистор 60 будет становиться твердым, а его гибкость будет снижаться. К тому же проводники будут поглощены в пределах жидкостно-стойкой смолы, и проводящие пути почти не будут разрываться, даже когда растет температура, а характеристика PTC в итоге будет падать. Поэтому для того чтобы поддерживать гибкость полимерного резистора и чтобы сохранять благоприятную характеристику PTC, количество жидкостно-стойкой смолы предпочтительно находится в диапазоне в 10-70 вес.%, а оптимально 30-50 вес.%.The amount of liquid-resistant resin added is preferably 10% by weight or more with respect to the resin composition 63 and the resin composition 66 in the
Следующее испытание проводилось для исследования влияний жидкостно-стойких смол, описанных выше. Прежде всего множество полимерных резисторов 60 приготавливалось без содержания жидкостно-стойкой смолы, и приготавливалось множество полимерных резисторов 60, содержащих соответственно отличающиеся жидкостно-стойкие смолы (50 вес.%). Вышеупомянутый жидкий химикат капался на эти полимерные резисторы 60 и им предоставлялась возможность оставаться в течение 24 ч. После прикладывания электрического тока к этим полимерным резисторам 60 в течение 24 ч, им была предоставлена возможность оставаться при комнатной температуре в течение 24 ч. Значения удельного сопротивления этих полимерных резисторов измерялись до и после испытания. Было обнаружено, что полимерные резисторы 60, которые не содержат жидкостно-стойкую смолу, показывали 200-300-кратное повышение удельного сопротивления по сравнению с прежним испытанием.The following test was conducted to study the effects of the liquid-resistant resins described above. First of all, a plurality of
В противоположность этому во всех полимерных резисторах 60, которые содержали жидкостно-стойкие смолы, повышение удельного сопротивления было небольшим, чем 1,5-3 раза по сравнению с прежним испытанием. Это испытание показало, что добавление жидкостно-стойкой смолы в полимерный резистор 60 дает возможность сдерживать расширение состава 63 на основе смолы и состава 66 на основе смолы, формирующих полимерный резистор 60, которое может вызываться соприкосновением с жидким химикатом, таким как органические растворители или напитки. Другими словами, удельное сопротивление полимерного резистора 60 может стабилизироваться, листовой нагревательный элемент может иметь высокий уровень долговечности посредством добавления жидкостно-стойкой смолы в полимерный резистор 60.In contrast, in all
Вышеописанная жидкостно-стойкая смола может добавляться после смешивания резисторного состава 62 и резисторного состава 65. Однако жидкостно-стойкая смола добавляется с целью повышения жидкостной стойкости состава 63 на основе смолы, образующего резисторный состав 62, или состава 66 на основе смолы, образующего резисторный состав 65, значит, полезно осуществлять добавление в по меньшей мере состав 63 на основе смолы и/или состав 66 на основе смолы заблаговременно. Однако какой бы способ ни использовался, полимерный резистор 60 способен проявлять жидкостную стойкость, поскольку в конечном счете жидкостно-стойкая смола присутствует в полимерном резисторе 60.The above liquid-resistant resin can be added after mixing the resistor composition 62 and the resistor composition 65. However, the liquid-resistant resin is added to increase the liquid resistance of the composition 63 based on the resin forming the resistor composition 62, or the composition 66 based on the resin forming the resistor composition 65 therefore, it is useful to add to at least the resin composition 63 and / or the resin composition 66 in advance. However, no matter what method is used, the
В вышеприведенном полимерном резисторе 660 согласно настоящему изобретению присутствуют две разновидности резисторных составов 62 и 65, которые содержат соответственно составы 63 и 66 на основе смолы. Цель настоящего изобретения также может быть достигнута формированием полимерного резистора с одиночным резисторным составом на основе смолы, содержащим одиночный состав на основе смолы.In the above polymer resistor 660 according to the present invention, there are two varieties of resistor compositions 62 and 65, which respectively comprise resin compositions 63 and 66. An object of the present invention can also be achieved by forming a polymer resistor with a single resin-based resistor composition containing a single resin-based composition.
Одиночный состав на основе смолы содержит модифицированную олефиновую смолу с низкой точкой плавления, такую как этилен/винилацетатный сополимер, этилен/этилакрилатный сополимер, этилен/метилметакрилатный сополимер, сополимер этилен/метакриловой кислоты, этилен/бутилакрилатный сополимер или другой этиленовый сополимер типа сложных эфиров. Состав на основе смолы также может содержать химически активную смолу, такую как описанная выше, чтобы наделять структурой сшивания резисторный состав на основе смолы. Описанные выше функциональные группы снабжают состав на основе смолы и химическую смолу способностью сшиваться друг с другом. В отсутствие химически активной смолы структура сшивания может придаваться резисторному составу на основе смолы облучением состава на основе смолы пучком электронов.A single resin composition contains a low melting point modified olefin resin such as ethylene / vinyl acetate copolymer, ethylene / ethyl acrylate copolymer, ethylene / methyl methacrylate copolymer, ethylene / methacrylic acid copolymer, ethylene / butyl acrylate copolymer or other ethylene type copolymer. The resin composition may also contain a reactive resin, such as described above, to provide a crosslinking structure to the resin resistor composition. The functional groups described above provide the resin composition and the chemical resin with the ability to crosslink together. In the absence of a reactive resin, a crosslinking structure can be imparted to the resin-based resistor composition by irradiating the resin-based composition with an electron beam.
Единый состав на основе смолы может делаться гибким добавлением в него по меньшей мере одного из вышеописанных термопластовых эластомеров с описанным выше содержанием.A single resin-based composition can be made flexible by adding at least one of the above thermoplastic elastomers with the content described above.
Единый резисторный состав на основе смолы содержит по меньшей мере две разновидности проводников, выбранных из вышеописанных проводников с описанными выше содержаниями. Проводники, используемые в резистором составе на основе смолы, выбираются надлежащим образом согласно требуемой характеристике PTC.A single resin-based resistor composition contains at least two kinds of conductors selected from the above conductors with the contents described above. The conductors used in the resin-based resistor composition are selected appropriately according to the desired PTC characteristic.
Удельное сопротивление полимерного резистора выбирается надлежащим образом согласно варианту использования полимерного резистора. Например, если он должен быть тонким и удлиненным для использования в обогревателе сиденья автомобиля, удельное сопротивление полимерного резистора зависит от расстояния между линейными электродами и предпочтительно находится в диапазоне от приблизительно 0,0007 Ом/м до приблизительно 0,016 Ом/м, а оптимально находится в диапазоне от приблизительно 0,0011 Ом/м до приблизительно 0,0078 Ом/м.The resistivity of the polymer resistor is appropriately selected according to the use case of the polymer resistor. For example, if it is to be thin and elongated for use in a car seat heater, the resistivity of the polymer resistor depends on the distance between the line electrodes and is preferably in the range of from about 0.0007 ohm / m to about 0.016 ohm / m, and is optimally in a range from about 0.0011 ohm / m to about 0.0078 ohm / m.
Вариант 1 осуществления листового нагревательного элемента
Последующее является описанием варианта осуществления листового нагревательного элемента, использующего вышеописанный полимерный резистор. Фиг. 10A - вид сверху варианта 1 осуществления листового нагревательного элемента по настоящему изобретению, а фиг. 10B - вид в разрезе листового нагревательного элемента по фиг. 10A, вдоль линии 10B-10B.The following is a description of an embodiment of a sheet heating element using the above-described polymer resistor. FIG. 10A is a plan view of
Листовой нагревательный элемент 100 включает в себя изолирующую подложку 101, первый линейный электрод 61A, второй линейный электрод 61B и полимерный резистор 60. Линейные электроды 61A, 61B иногда совместно указываются ссылкой как линейные электроды 61. Линейные электроды 61A, 61B расположены симметрично слева и справа на изолирующей подложке 101 и частично пришиты к изолирующей подложке 101 нитью 102. С использованием экструдера выдавливания пленки через плоскощелевой мундштук, например полимерный резистор 60, может получаться выдавливанием в качестве пленки на изолирующей подложке 101, к которой были прикреплены линейные электроды 61, и термически склеиваться вместе ламинатором, с тем чтобы создать электрический контакт с линейными электродами 61.The
После того, как полимерный резистор 60 получен выдавливанием на линейные электроды 61 и изолирующую подложку 101, центральная часть листового нагревательного элемента пробивается. Положение, где пробивается центральная часть, не ограничено положением, показанном на чертеже. Есть случаи, в которых пробивание центральной части находится в других положениях, в зависимости от применения. Для того чтобы избежать пробивания, рисунок разводки линейных электродов 61 должен быть модифицирован.After the
Вышеописанный листовой нагревательный элемент 100, например, используется в обогревателе сиденья автомобиля. В этом случае, как показано на фиг. 11A и 11B, листовой нагревательный элемент 100 крепится к части 111 сиденья и к задней спинке 112, некоторым образом поднимающейся от части 111 сиденья. Нагревательный элемент 100 прикреплен так, что изолирующая подложка 101 расположена на стороне поверхности сиденья. Часть 111 сиденья и задняя спинка 112 имеют материал 113 основы сиденья и чехол 114 сиденья, покрывающий материал 113 основы сиденья. Материал 113 основы сиденья сформирован из гибкого материала, такого как уретановая подушка, и изменяет свою форму, когда нагрузка прикладывается сидящим человеком, и восстанавливает свою исходную форму, когда нагрузка снимается. Листовой нагревательный элемент 100 соединен со стороной полимерного резистора 60, обращенной к материалу 113 основы сиденья, и с изолирующей подложкой 101, обращенной к чехлу 114 сиденья.The above-described
Поскольку листовой нагревательный элемент 100 имеет характеристику PTC, потребляется небольшое количество энергии, поскольку температура растет быстро. Нагревательный элемент без характеристики PTC дополнительно должен иметь терморегулятор. Этот дополнительный терморегулятор регулирует температуру тепловыделения, включая и выключая ток. В частности, когда нагревательный элемент имеет линейные тепловые лучи, есть несколько низкотемпературных мест между линейными тепловыми лучами. Для того чтобы уменьшить эти низкотемпературные места как можно больше, в случае нагревательного элемента без характеристики PTC, температура тепловыделения поднимается до приблизительно 80°C, когда включен. Таким образом, нагревательный элемент без характеристики PTC должен быть расположен в пределах сиденья на некотором расстоянии от чехла 114 сиденья.Since the
В противоположность этому, в случае листового нагревательного элемента 100, который имеет характеристику PTC, температура тепловыделения регулируется автоматически, с тем чтобы быть в диапазоне 40°C-45°C. Поскольку температура тепловыделения удерживается низкой в таком листовом нагревательном элементе 100, он может располагаться ближе к чехлу 114 сиденья. Кроме того, поскольку нагревательный элемент расположен возле чехла 114 сиденья, он может быстро передавать тепло посаженному пассажиру. Более того, поскольку температура тепловыделения удерживается низкой, может быть снижено потребление энергии.In contrast, in the case of a
Полимерный резистор 60 согласно первому варианту осуществления изобретения далее описан более подробно. Реагентная смола, образованная из 30 частей этилен/метилакрилатного сополимера (продукта «Akurifuto CM5021» компании с ограниченной ответственностью Sumitomo Chemical, с точкой плавления в 67°C) и 30 частей сополимера этилен/метакрилатной кислоты (продукта «Nyukureru N1560» компании Mitsui-Dupont Polychemical, с точкой плавления в 90°C), и жидкостно-стойкая смола, сформированная из 40 частей иономерсодержащей смолы (продукта «Haimiran 1702» компании Mitsui-Dupont Polychemical, с температурой плавления в 90°C), сшитой ионами металлов между молекулами сополимера этилен/металакрилатной кислоты (металлического координационного компаунда), смешиваются для формирования компаунда на основе смолы, образованного из реагентной смолы и жидкостно-стойкой смолы. Поскольку вышеприведенная жидкостно-стойкая смола содержит функциональную группу угольной кислоты, она также действует в качестве химически активной смолы.The
35 вес.% этого состава на основе смолы, 2 вес.% химически активной смолы (продукта «Bond First 7B» компании с ограниченной ответственностью Sumitomo Chemical), 25 вес.% сажи (продукта «Printex L» Degussa, с основным размером частиц в 21 нм) и 18 вес.% графита (пластинчатого графита продукта «GR15» Nihon Kokuen) в качестве двух типов проводников и 20 вес.% присадки огнезащитного состава (основанного на сложных эфирах ортофосфорной кислоты огнезащитного состава продукта «Reofos RDP») смешивались для изготовления резисторного состава 62.35 wt.% Of this resin-based composition, 2 wt.% Of a reactive resin (Sumitomo Chemical’s Bond First 7B product), 25 wt.% Carbon black (Degussa's Printex L product, with a major particle size of 21 nm) and 18 wt.% Graphite (Nihon Kokuen GR15 plate graphite product) as two types of conductors and 20 wt.% Flame retardant additives (based on orthophosphoric esters of the flame retardant composition Reofos RDP) were mixed to make resistor composition 62.
Затем резисторный состав 65 создавался из 40 вес.% основанного на стирене термопластового эластомера (продукта «Tafutekku M1943» Asahi Kasei Engineering) в качестве эластомера, 45 вес.% сажи (продукта «#10B» Mitsubishi Chemical, с основным размером частиц в 75 нм), и 13 вес.% карбида вольфрама (продукта компании Isawa) и 2 вес.% смеси акрилметакрилатного/алкилакрилатного сополимера и этилентетрафторида (продукта «Metaburen A3000» компании с ограниченной ответственностью Mitsubishi Rayon).Then, resistor composition 65 was created from 40 wt.% Styrene-based thermoplastic elastomer (Asahi Kasei Engineering's Tafutekku M1943 product) as an elastomer, 45 wt% carbon black (Mitsubishi Chemical's # 10B product, with a main particle size of 75 nm ), and 13% by weight of tungsten carbide (Isawa product) and 2% by weight of a mixture of acryl methacrylate / alkyl acrylate copolymer and ethylene tetrafluoride (Metaburen A3000 product of Mitsubishi Rayon Limited Liability Company).
Затем резисторные составы 62 и 65 смешивались и замешивались с 2 вес.% модифицированного кремнийорганического масла в качестве смазки для пресс-формы и 2 вес.% акрилметакрилатного/алкилакрилатного сополимера в качестве усилителя текучести. Таковые затем смешивались с помощью устройства, такого как горячий вальцовщик, смеситель, двухосный смеситель или тому подобное. Эта смесь выдавливалась из плоскощелевого мундштука экструдера и формировалась в пленку для создания полимерного резистора 60.Then, the resistor compositions 62 and 65 were mixed and mixed with 2 wt.% Of the modified silicone oil as a mold release agent and 2 wt.% Of an acrylic methacrylate / alkyl acrylate copolymer as a flow improver. These were then mixed using a device such as a hot mill, mixer, biaxial mixer, or the like. This mixture was extruded from a flat slot extruder mouthpiece and formed into a film to create a
Нет никаких конкретных ограничений на толщину полимерного резистора 60, но когда принимаются во внимание гибкость, затраты на материалы, надлежащее значение сопротивления и прочность, когда приложена нагрузка, пригодна толщина в 20-200 мкм, а предпочтительно 30-100 мкм.There is no particular limitation on the thickness of the
Поскольку полимерный резистор 60 является гибкой пленкой, он растягивается и изменяет свою форму таким же образом, как изолирующая подложка 101, когда внешняя сила прикладывается к листовому нагревательному элементу 100. Полимерный резистор 60 должен быть таким же гибким как или более гибким, чем изолирующая подложка 101. Если полимерный резистор 60 является таким же гибким как, или более гибким, чем, изолирующая подложка 101, то долговечность и надежность полимерного резистора 60 увеличивается, так как изолирующая подложка 101 обладает большей механической прочностью, чем полимерный резистор 60, и когда приложена внешняя сила, служит для ограничения растягивания или изменения формы полимерного резистора 60.Since the
Должно быть отмечено, что жидкостно-стойкий полимер и присадка огнезащитного состава могут быть добавлены в резисторный состав 65 и они могут добавляться в надлежащих количествах как в резисторный состав 62, так и резисторный состав 65.It should be noted that the liquid-resistant polymer and the flame retardant additive can be added to the resistor composition 65 and they can be added in appropriate amounts to both the resistor composition 62 and the resistor composition 65.
Пара линейных электродов 61A, 61B, которые расположены обращенными друг к другу, предусмотрены в два ряда в продольном направлении листового нагревательного элемента 100. Полимерный резистор 60 компонуется так, чтобы перекрывать пару линейных электродов 61A, 61B соответственно. Когда электричество подается с линейных электродов 61A, 61B на полимерный резистор 60, ток протекает в полимерный резистор 60 и полимерный резистор 60 нагревается.A pair of
Линейные электроды 61 пришиваются швейной машиной к изолирующей подложке 101 полиэфирной нитью 102. Таким образом, линейные электроды 61 надежно прикрепляются к изолирующей подложке 101, с предоставлением им возможности изменять свою форму по мере того, как изолирующая подложка 101 изменяет форму, тем самым повышая механическую надежность листового нагревательного элемента.The
Линейные электроды 61 формируются из по меньшей мере проволоки металлического проводника и/или свитых проволок металлического проводника, в которых проволоки металлического проводника свиты вместе. Материалом проволоки металлического проводника может быть медь, луженая медь или медносеребряный сплав. С точки зрения механической прочности полезно использовать медносеребряный сплав, так как он имеет высокий предел прочности на разрыв. Подробно линейный электрод 3 сформирован свиванием вместе 19 проволок из медносеребряного сплава с диаметром в 0,05 мкм.
Сопротивление линейных электродов 61 должно быть как можно более низким, и падение напряжения вдоль линейных электродов 61 должно быть небольшим. Сопротивление линейного электрода 61 выбирается так, что падение напряжения у напряжения, приложенного к листовому нагревательному элементу, было 1 В или меньшим. Другими словами, полезно, чтобы удельное сопротивление линейного электрода 61 было 1 Ом/м или ниже. Если диаметр линейных электродов 61 велик, они образуют выпуклости на листовом нагревательном элементе 100, вызывая в результате потерю удобства при сидении на нем. Поэтому диаметр должен быть 1 мм или меньше, а диаметр в 0,5 мм или менее является желательным для даже более удобного ощущения при сидении на нем.The resistance of the
Расстояние между парой линейных электродов 61 должно быть в диапазоне приблизительно в 70-150 мм. В практических целях расстояние между линейными электродами 61 должно быть около 100 мм. Если расстояние между электродами является меньшим, чем около 70 мм, когда человек сидит на листовом нагревательном элементе 1, и ягодицы прижимаются к линейным электродам 61, есть вероятность, что нагрузка и изгибное усилие будут заставлять линейные электроды ломаться или становиться поврежденными. С другой стороны, если расстояние между электродами является большим, чем 150 мм, удельное сопротивление полимерного резистора 60 должно быть снижено до очень низкого уровня, затрудняя изготовление полезного полимерного резистора 60, который имеет характеристику PTC.The distance between the pair of
Если расстояние между электродами 61 составляет 70 мм, поскольку толщина пленки полимерного резистора 60 равна 20-200 мкм, как упомянуто выше, а предпочтительно 30-100 мкм, удельное сопротивление полимерного резистора 60 должно быть в диапазоне приблизительно в 0,0016-0,016 Ом/м, а предпочтительно около 0,0023-0,0078 Ом/м. Кроме того, если расстоянием между линейными электродами 61 являются 100 мм, удельное сопротивление полимерного резистора 60 должно быть в диапазоне около 0,0011-0,011 Ом/м, а предпочтительно около 0,0016-0,0055 Ом/м. Более того, если расстоянием между линейными электродами 61 составляет 150 мм, удельное сопротивление полимерного резистора 60 должно быть в диапазоне около 0,0007-0,007 Ом/м, а предпочтительно около 0,0011-0,0036 Ом/м.If the distance between the
Должно быть отмечено, что в этом варианте осуществления линейный электрод используется в качестве электрода, но настоящее изобретение не ограничено этим, и также можно использовать электрод из металлической фольги, или электродную мембрану, изготовленную трафаретной печатью серебряной пасты или тому подобного.It should be noted that in this embodiment, the linear electrode is used as the electrode, but the present invention is not limited thereto, and it is also possible to use a metal foil electrode or an electrode membrane made by screen printing of silver paste or the like.
Нетканая материя, сформированная из полиэфирных волокон, пробивается с использованием иголочной пробивки, может использоваться для изолирующей подложки 101. Тканая материя, образованная из полиэфирных волокон, также может использоваться. Изолирующая подложка 101 сообщает гибкость листовому нагревательному элементу 100. Листовой нагревательный элемент 100 может легко изменять свою форму, если прикладывается внешняя сила. Значит, если он используется в обогревателе сиденья автомобиля, ощущение удобства при сидении на нем улучшается. Листовой нагревательный элемент имеет такие же свойства удлинения, как материал чехла сиденья. Более точно под приложенной нагрузкой в 7 кгс или менее он растягивается максимум на 5%.Non-woven fabric formed from polyester fibers is punched using needle punching and can be used for insulating
Как упомянуто выше, линейные электроды 61 нашиваются на изолирующую подложку 101. Вследствие пришивания иголочные отверстия формируются в изолирующей подложке 101, но вышеупомянутая нетканая материя или тканая материя предохраняет трещины от распространения с иголочных отверстий.As mentioned above, the
Нетканая или тканая материя из полиэфирных волокон имеет хорошие вентиляционные свойства, и когда используется в качестве обогревателя сиденья автомобиля или обогревателя рулевого колеса, влага не будет накапливаться. Таким образом, даже при сидении на нем или захвате в течение длительного периода времени первоначальное удобное ощущение сохраняется и является очень приятным. И поскольку никакого звука, подобного сидению на бумаге, не производится, когда пассажир сидит, сиденье не теряет ощущения своего удобства, даже с листовым нагревательным элементом 100, размещенным внутри.Non-woven or woven fabric made of polyester fibers has good ventilation properties, and when used as a car seat heater or steering wheel heater, moisture will not accumulate. Thus, even when sitting on it or grabbing for a long period of time, the initial comfortable sensation is maintained and is very pleasant. And since no sound like sitting on paper is made when the passenger is seated, the seat does not lose its sense of comfort, even with a
Листовой нагревательный элемент предшествующего уровня техники формировался из 5-6-слойной структуры, включающей в себя подложку, электрод, полимерный резистор, термоклеевой полимер и покрывной материал. В противоположность этому листовой нагревательный элемент 100 настоящего изобретения сформирован из 3 слоев, а именно изолирующей подложки 101, пары линейных электродов 61 и полимерного резистора 60. Поскольку такая структура является простой, есть немного структурных элементов, которые будут подвергаться влиянию, когда прикладывается внешняя сила. Другими словами, листовой нагревательный элемент 100 является более гибким, чем нагревательный элемент предшествующего уровня техники. Поэтому если прикреплен к сиденью в качестве обогревателя сиденья автомобиля, он будет легко менять форму в ответ на внешнее усилие, а трещины и отслаивание полимерного резистора, обусловленное складками, предохраняются от возникновения.The sheet heating element of the prior art was formed from a 5-6-layer structure including a substrate, an electrode, a polymer resistor, a hot-melt polymer and a coating material. In contrast, the
Вариант 2 осуществления листового нагревательного элемента
Фиг. 12A - вид сверху листового нагревательного элемента 120 по варианту 2 осуществления настоящего изобретения, и фиг. 12B - вид в разрезе по линии 12B-12B на фиг. 12A. Структура отличается от таковой по варианту 1 осуществления (см. фиг. 10A, 10B) по той причине, что линейные электроды 121 скомпонованы волнистыми линиями на изолирующей подложке 101.FIG. 12A is a plan view of a
Как показано на фиг. 12A, линейные электроды 121 скомпонованы волнистыми линиями на изолирующей подложке 101, будучи прикрепленными нитью 102. В соответствии с этой структурой, когда внешняя сила приложена к листовому нагревательному элементу 120, поскольку линейные электроды 121 скомпонованы волнистыми линиями, имея припуск в показателях длины, они легко меняют форму в ответ на натяжение, растягивание и сгибание. Поэтому волнистые линейные электроды 121 имеют механическую прочность по отношению к внешней силе, лучшую, чем у линейных электродов 61.As shown in FIG. 12A, the
Кроме того, в областях, где проходят волнистые линейные электроды 121, напряжение, приложенное к полимерному резистору 60, становится равномерно распределенным, и становится равномерным распределение температуры нагревания полимерного резистора 5.In addition, in the areas where the wavy
Вариант 3 осуществления листового нагревательного элемента
Фиг. 13A - вид сверху листового нагревательного элемента 130 по варианту 3 осуществления настоящего изобретения, и фиг. 13B - вид в разрезе по линии 13B-13B на фиг. 13A. Структура отличается от таковой по варианту 1 осуществления (см. фиг. 10A, 10B) по той причине, что вспомогательные линейные электроды 131 скомпонованы между парой линейных электродов 61. Другими словами, вспомогательные линейные электроды 131 скомпонованы между парой линейных электродов 61 и нашиваются на изолирующую подложку 101 посредством швейной машины, с использованием нити 132, изготовленной из полиэфирных волокон или тому подобного, как в случае линейных электродов 61.FIG. 13A is a plan view of a
В конструкции, показанной на фиг. FIG. 10A, полимерный резистор 60 предрасположен неровно нагреваться между линейными электродам 61, и удельное сопротивление для такого участка растет, сосредотачивая там электрический потенциал. Если это состояние продолжается, температура такой части полимерного резистора 60 возрастает больше, чем других частей, имея следствием то, что известно как явление горячих линий. Предоставлением вспомогательных линейных электродов 131, как на фиг. 13A, электрический потенциал становится равномерным на всем протяжении взятого в целом полимерного резистора 60, так что температура нагрева становится равномерной. Следовательно, явление горячих линий может предохраняться от возникновения в полимерном резисторе 60.In the construction shown in FIG. FIG. 10A, the
Должно быть отмечено, что подобно линейным электродам 61 вспомогательные линейные электроды 131 сформированы из металлического проводника или свитых металлических проводников.It should be noted that, like the
На фиг. 13A и фиг. 13B два вспомогательных линейных электрода 131 скомпонованы между парой линейных электродов 61. Но количество вспомогательных линейных электродов 131 не ограничено этим, и количество может определяться согласно размеру полимерного резистора 60, расстоянием между линейными электродами 61 и требуемым распределением тепла.In FIG. 13A and FIG. 13B, two auxiliary
На фиг. 13A вспомогательные линейные электроды 131 скомпонованы почти параллельно паре линейных электродов 61. Но компоновка не ограничена этим, и вспомогательные линейные электроды 131 также могут компоноваться в зигзагообразной конфигурации между парой линейных электродов 61.In FIG. 13A, the auxiliary
Более того, вспомогательные линейные электроды 131 могут быть скомпонованы в волнистой конфигурации линейных электродов 121 по варианту 2 осуществления, как показано на фиг. 12A и 12B. Конечно, волнообразные линейные электроды 121 и волнообразные вспомогательные линейные электроды 131 могут комбинироваться.Moreover, the auxiliary
Вариант 4 осуществления листового нагревательного элемента
Фиг. 14A - вид сверху листового нагревательного элемента 140 по варианту 4 осуществления настоящего изобретения. Фиг. 14B - вид в разрезе по линии 14B-14B на фиг. 14A. Структура отличается от таковой по варианту 1 осуществления (см. фиг. 10A, 10B) по той причине, что полимерный резистор 60 расположен посредством его вставки между изолирующей подложкой и линейными электродами 61.FIG. 14A is a plan view of a
Листовой нагревательный элемент 140 по варианту 4 осуществления изготавливается, как изложено ниже. Сначала полимерный резистор 60 наслаивается горячим ламинированием в качестве пленки на изолирующую подложку 101. Затем линейные электроды 61 компонуются на полимерном резисторе 60 и пришиваются швейной машиной к изолирующей подложке 101. Линейные электроды 61 и полимерный резистор 60 подвергаются термокомпрессионной обработке, так что линейные электроды 61 приклеиваются к полимерному резистору 60. Поскольку линейные электроды 61 находятся на полимерном резисторе 60, положение компоновки линейных электродов 61 может легко проверяться. Когда центральная часть изолирующей подложки 101 пробивается, с тем чтобы увеличить гибкость, пробивание линейных электродов 61 может надежно избегаться.The
Кроме того, поскольку линейные электроды 61 пришиты на изолирующую подложку 101, к которой был прикреплен полимерный резистор 60, есть большая степень свободы в компоновке линейных электродов 61. Многообразие разных листовых нагревательных элементов 140 может легко изготавливаться посредством осуществления последовательности операций прикрепления полимерного резистора 60 к изолирующей подложке 101, общей обработки, после которой линейные электроды 61 могут пришиваться в многообразии компоновок, чтобы иметь многообразие профилей нагрева.In addition, since the
Более того, в этом варианте осуществления также можно предусмотреть вспомогательные линейные электроды 131, показанные на фиг. 13A.Moreover, in this embodiment,
В дополнение в этом варианте осуществления линейные электроды 61 и полимерный резистор 60 склеиваются термически. Но настоящее изобретение не ограничено этим. Линейные электроды 61 и полимерный резистор 60 также могут склеиваться посредством проводящего связующего вещества. Линейные электроды 61 и полимерный резистор 60 также могут электрически соединяться посредством механического контакта простым прижиманием их друг к другу.In addition, in this embodiment, the
Вариант 5 осуществления листового нагревательного элемента
Фиг. 15A - вид сверху листового нагревательного элемента 150 по варианту 5 осуществления настоящего изобретения. Фиг. 15B - вид в разрезе по линии 15B-15B на фиг. 15A. Структура отличается от таковой по варианту 4 осуществления (см. фиг. 14A, 14B) по той причине, что предусмотрены проводящие полосы, по которым являются скользящими линейные электроды 61, между полимерным резистором 60 и линейными электродами 61.FIG. 15A is a plan view of a
Листовой нагревательный элемент 150 по варианту 5 осуществления изготавливается, как изложено ниже. Полимерный резистор 60 наслаивается горячим ламинированием в качестве пленки на изолирующую подложку 101. После этого проводящие полосы 151 устанавливаются на этот полимерный резистор 60. Затем линейные электроды 61 компонуются на проводящих полосах 151 и пришиваются к изолирующей подложке 101 швейной машиной. Линейные электроды 61 и полимерный резистор 60 подвергаются термокомпрессионной обработке, так что полимерный резистор 60 плотно приклеивается к линейным электродам 61.The
Проводящие полосы 151, например, сформированы из пленок, изготовленных из высушенной графитовой пасты, или из пленок, изготовленных из компаунда на основе смолы, содержащего графит. Когда проводящие полосы 151 установлены на полимерном резисторе 60, эти пленки наслаиваются горячим ламинированием на полимерный резистор 60 или рисуются на нем.The
Поскольку линейные электроды 61 являются скользящими по проводящим полосам 151, гибкость листового нагревательного элемента 150 дополнительно увеличивается. Поскольку проводящие полосы 151 имеют превосходную удельную проводимость, линейные электроды 61 и полимерный резистор 60 надежнее электрически соединены через проводящие полосы 151.Since the
Должно быть отмечено, что в этом варианте осуществления также можно дополнительно предусмотреть вспомогательные линейные электроды 131, описанные в варианте 3 осуществления (см. фиг. 13A). Более того, проводящие полосы 151 также могут быть предусмотрены для вспомогательных линейных электродов 131.It should be noted that in this embodiment, auxiliary
В дополнение в варианте 1 осуществления (см. фиг. 10A, 10B), если проводящие полосы 151 предусмотрены между линейными электродами 61 и полимерным резистором, может ожидаться подобный полезный результат. В этом случае проводящие полосы 151 могут заблаговременно располагаться в некотором положении на полимерном резисторе 60, будучи обращенными к линейным электродам 61.In addition, in Embodiment 1 (see FIGS. 10A, 10B), if
В этом варианте осуществления проводящие полосы 151 установлены на полимерном резисторе 60 после приклеивания полимерного резистора 60 к изолирующей подложке 101. Проводящие полосы 151 могут крепиться к полимерному резистору 60 заблаговременно.In this embodiment, the
Линейные электроды 61 и полимерный резистор 60 склеиваются термически. Но настоящее изобретение не ограничено этим. Линейные электроды 61 и полимерный резистор 60 также могут склеиваться посредством проводящего связующего вещества. Линейные электроды 61 и полимерный резистор 60 также могут электрически соединяться посредством механического контакта простым прижиманием их друг к другу.
Вариант 6 осуществления листового нагревательного элемента
Фиг. 16A - вид сверху листового нагревательного элемента 160 по варианту 6 осуществления настоящего изобретения. Фиг. 16B - вид в разрезе по линии 16B-16B на фиг. 16A. Структура отличается от таковой по варианту 4 осуществления (см. фиг. 14A, 14B) по той причине, что полимерный резистор 161 предусмотрен вместо полимерного резистора 60. Полимерный резистор 161 изготовлен насыщением сетчатой нетканой материи или тканой материи полимерным резистором.FIG. 16A is a plan view of a
Листовой нагревательный элемент 160 по варианту 6 осуществления изготавливается, как изложено ниже. Печатная краска изготавливается диспергированием и смешиванием полимерного резистора, описанного в вариантах 1-5 осуществления, в жидкости, такой как растворитель. Сетчатая нетканая материя или тканая материя насыщается этой печатной краской посредством способа, такого как печатание, окраска, окунание или тому подобное, а затем высушиваться, чтобы изготавливать полимерный резистор 161. Сетчатая нетканая материя или тканая материя имеет множество небольших пор между волокнами, и резистор на основе смолы просачивается в эти поры.The
Затем этот полимерный резистор 161 приклеивается к изолирующей подложке 101 посредством горячего ламинирования, затем линейные электроды 61 компонуются на полимерном резисторе 161 и пришиваются к изолирующей подложке 101 швейной машиной. Линейные электроды 61 и полимерный резистор 161 подвергаются термокомпрессионной обработке, так что полимерный резистор 161 плотно приклеивается к линейным электродам 61.This
В этой конструкции, поскольку полимерный резистор 161 сформирован из сетчатой нетканой или тканой материи, имеющей множество пор, он проявляет высокую степень гибкости, так как она может легко изменять форму под внешней силой, действующей на нее.In this design, since the
Поскольку полимерный резистор удерживается внутри пор в нетканой материи или тканой материи, полимерный резистор 161 плотно приклеивается к изолирующей подложке 101, тем самым повышая механическую прочность полимерного резистора 161.Since the polymer resistor is held within the pores in the nonwoven fabric or woven fabric, the
Должно быть отмечено, что в этом варианте осуществления сетчатая нетканая материя или тканая материя насыщается полимерным резистором типа печатной краски. Также можно подвергать сетчатую нетканую материю или тканую материю термокомпрессионной обработке для насыщения нетканой материи или тканой материи полимерным резистором пленочного или листового типа.It should be noted that in this embodiment, the mesh non-woven fabric or woven fabric is saturated with a polymer resistor such as printing ink. It is also possible to subject the net non-woven fabric or woven fabric to a thermal compression treatment to saturate the non-woven fabric or woven fabric with a film or sheet type polymer resistor.
В дополнение в этом варианте осуществления линейные электроды 61 и полимерный резистор 161 склеиваются термически. Но настоящее изобретение не ограничено этим. Линейные электроды 61 и полимерный резистор 161 также могут склеиваться посредством проводящего связующего вещества. Линейные электроды 61 и полимерный резистор 161 также могут электрически соединяться посредством механического контакта простым прижиманием их друг к другу.In addition, in this embodiment, the
Более того, в этом варианте осуществления также можно предусмотреть вспомогательные линейные электроды 131, описанные варианте 3 осуществления (см. фиг. 13A).Moreover, in this embodiment, auxiliary
Вариант 7 осуществления листового нагревательного элемента
Фиг. 17A - вид сверху листового нагревательного элемента 170 по варианту 7 осуществления настоящего изобретения. Фиг. 17B - вид в разрезе по линии 17B-17B на фиг. 17A. Структура отличается от таковой по варианту 1 осуществления (см. фиг. 10A, 10B) по той причине, покрывной слой 171 дополнительно предусмотрен на полимерном резисторе 60.FIG. 17A is a plan view of a
Покрывной слой 171 сформирован из материала, обладающего свойствами электрической изоляции. После использования горячего ламинирования для наслоения полимерного резистора 60 на изолирующую подложку 101, к которой уже были прикреплены линейные электроды 61, покрывной слой 171 также прикрепляется горячим ламинированием, с тем чтобы покрывать полимерный резистор 60.The
Покрывной слой 171 защищает листовой нагревательный элемент 170 от удара и царапания, которые могут повредить полимерный резистор 60.The
Кроме того, когда нагревательный элемент используется в обогревателе сиденья автомобиля или таких условиях, как подвергание нагревательного элемента постоянному скольжению постоянной внешней силы, покрывной слой 171 предотвращает истирание полимерного резистора 60, поэтому листовой нагревательный элемент не будет утрачивать свою функцию тепловыделения.In addition, when the heating element is used in a car seat heater or in conditions such as subjecting the heating element to constant sliding of a constant external force, the
Более того, поскольку листовой нагревательный элемент 170 электрически изолирован, он является безопасным, даже если высокое напряжение прикладывается к листовому нагревательному элементу 170.Moreover, since the
Покрывной слой 171 должен быть предусмотрен, с тем чтобы покрывать полимерный резистор 60 во всей его полноте. Однако принимая во внимание гибкость, предпочтительно использовать тонкий покрывающий слой в качестве покрывного слоя 171.A
Покрывной слой 171 содержит в качестве своего основного компонента основанный на полиолефине термопластовый эластомер, основанный на стирене термопластовый эластомер или основанный на уретане термопластовый эластомер, используемые сами по себе, или их сочетание, используемое в качестве основного компонента. Термопластовый эластомер придает гибкость листовому нагревательному элементу 170.The
Должно быть отмечено, что покрывной слой 171 также может использоваться в вариантах 2-6 осуществления, описанных выше.It should be noted that the
Вариант 8 осуществления листового нагревательного элемента
Фиг. 18A - вид сверху листового нагревательного элемента 180 по варианту 8 осуществления настоящего изобретения. Фиг. 18B - вид в разрезе по линии 18B-18B на фиг. 18A. Структура отличается от таковой по варианту 1 осуществления (см. фиг. 10A, 10B) по той причине, что по меньшей мере изолирующая подложка 101 и/или полимерный резистор 60 снабжены множеством прорезей 181.FIG. 18A is a plan view of a
Листовой нагревательный элемент 180 по варианту 8 осуществления изготавливается, как изложено ниже. В начале, как в варианте 1 осуществления, линейные электроды 161 компонуются на изолирующей подложке 101 и пришиваются к ней. С использованием формования выдавливанием через плоскощелевой мундштук полимерный резистор 60 выдавливается в качестве пленки или листа на изолирующей подложке 101 и термически приклеивается к линейным электродам и изолирующей подложке 101. После пробивания центральной части изолирующей подложки 101 для формирования вытянутых отверстий пробойник Томпсона используется для формирования множества прорезей 181 в полимерном резисторе 60 и изолирующей подложке 101.The
Места, пробиваемые пробойником Томпсона, не ограничены местами, показанными на чертеже. В зависимости от формы чехла 114 сиденья пробивка может быть предусмотрена в местах иных, чем места, показанные на чертеже. В этом случае может быть необходимым модифицировать рисунок разводки линейных электродов 61.The places pierced by the Thompson punch are not limited to the places shown in the drawing. Depending on the shape of the
Кроме того, линейные электроды 61 и полимерный резистор 60 могут прикрепляться к изолирующей подложке 101, на которой уже были сформированы прорези 181, пробитые пробойником Томпсона. В альтернативном варианте полимерный резистор 60 может быть присоединен к разделителю, такому как полипропилен или бумага смазки пресс-форм (не показаны). Затем прорези 181 формируются в полимерном резисторе 60 пробиванием перед прикреплением к изолирующей подложке 101. В первом случае прорези 181 формируются только в изолирующей подложке 101, а в последнем случае прорези 181 формируются только в полимерном резисторе 60.In addition, the
Поскольку множество прорезей 181 сформировано в листовом нагревательном элементе 180 по этому варианту осуществления, листовой нагревательный элемент 180 может легко изменять форму в ответ на внешнее усилие, так что ощущение удобства улучшается при сидении на нем. Вытянутое отверстие, сформированное в центральной части изолирующей подложки 101, также может считаться служащим для придания гибкости листовому нагревательному элементу 180. Однако вытянутое отверстие предусмотрено для крепления листового нагревательного элемента 180 к сиденью и не предусмотрено для придания гибкости листовому нагревательному элементу 180. Поэтому оно должно быть функционально различимым от прорезей 181.Since a plurality of
Должно быть отмечено, что прорези 181 по этому варианту осуществления также могут формироваться на листовых нагревательных элементах по вариантам 1-7 осуществления.It should be noted that the
Вариант 9 осуществления листового нагревательного элементаOption 9 implementation sheet heating element
Фиг. 19A - вид сверху листового нагревательного элемента 190 по варианту 9 осуществления настоящего изобретения. Фиг. 19B - вид в разрезе по линии 19B-19B на фиг. 19A. Структура отличается от таковой по варианту 8 осуществления (см. фиг. 10A, 10B) по той причине, что множество бороздок 191 предусмотрено вместо прорезей 181.FIG. 19A is a plan view of a
Листовой нагревательный элемент 190 по варианту 9 осуществления изготавливается, как изложено ниже. В начале полимерный резистор 60 прикрепляется к разделителю, такому как полиуретан или бумага смазки пресс-формы (не показаны), и полимерный резистор 60 пробивается, чтобы сформировать бороздки 191. Затем горячее ламинирование используется для прикрепления полимерного резистора 60 к изолирующей подложке 101, на которой были скомпонованы волнообразные линейные электроды 121, после чего разделитель удаляется с полимерного резистора 60.The
В этой конфигурации линейные электроды 121 и полимерный резистор 60 склеиваются термически, с тем чтобы надежно крепиться друг к другу. Поскольку полимерный резистор 60 легко изменяет форму в ответ на внешнее усилие благодаря бороздкам 191, ощущение удобства улучшается при сидении на нем.In this configuration, the
Более того, подобные бороздки 191 могут формироваться на изолирующей подложке 101. В этом случае эти бороздки 191 служат в значительной степени вышеописанной функции, давая возможность дополнительно улучшать ощущение удобства при сидении на них.Moreover,
Бороздки 191 по этому варианту осуществления также могу формироваться в листовых нагревательных элементах по вариантам 1-7 осуществления.The
Должно быть отмечено, что листовые нагревательные элементы, описанные в вариантах 2-9 осуществления, могут крепиться так, что изолирующая подложка находится на верхней стороне, если часть 111 сиденья и задняя спинка 112, показанные на фиг. 11A, 11B, как в случае листового нагревательного элемента 100 по варианту 1 осуществления. Изолирующая подложка 101 служит в качестве подушки и никакие выпуклости не формируются на поверхности вследствие толщины и жесткости линейных электродов 61. Соответственно нет потери удобства при сидении или опоре на спину.It should be noted that the sheet heating elements described in Embodiments 2-9 can be fixed so that the insulating substrate is on the upper side if the
ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬINDUSTRIAL APPLICABILITY
Листовой нагревательный элемент по настоящему изобретению имеет простую конструкцию, превосходную характеристику PTC и обладает гибкостью в легком изменении формы в ответ на внешнее усилие. Поскольку этот листовой нагревательный элемент может прикрепляться к поверхностям бытовых приборов, которые имеют сложную топологию поверхности, он может использоваться в обогревателях для сидений и рулевого колеса автомобиля, а также в бытовых приборах, таких как электрические напольные обогреватели, которые требуют обогрева. Более того, диапазон применения громаден вследствие превосходной производительности труда и снижения себестоимости.The sheet heating element of the present invention has a simple structure, excellent PTC performance and is flexible in easily changing shape in response to an external force. Since this sheet heating element can be attached to surfaces of household appliances that have complex surface topologies, it can be used in heaters for the seats and steering wheel of a car, as well as in household appliances such as electric floor heaters that require heating. Moreover, the range of application is enormous due to excellent labor productivity and cost reduction.
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ НОМЕРОВ НА ЧЕРТЕЖАХLIST OF REFERENCE NUMBERS IN THE DRAWINGS
10, 30, 100, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190 - листовой нагревательный элемент,10, 30, 100, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190 - sheet heating element,
11, 31, 101 - подложка,11, 31, 101 - substrate,
12, 13, 32, 33 - электрод,12, 13, 32, 33 - electrode,
14, 34, 60, 161 - полимерный резистор,14, 34, 60, 161 - polymer resistor,
15, 35, 171 - покрывной слой,15, 35, 171 - coating layer,
20, 21 - горячий валец,20, 21 - hot drum,
22 - ламинатор,22 - laminator
40, 64, 67 - проводники,40, 64, 67 - conductors,
61, 121, 131 - линейный электрод,61, 121, 131 - linear electrode,
62, 65 - резисторный состав,62, 65 - resistor composition,
41, 63, 66 - состав на основе смолы,41, 63, 66 - composition based on resin,
102, 132 - нить,102, 132 - thread,
111 - часть сиденья,111 - part of the seat,
112 - задняя спинка,112 - backrest,
113 - материал основы сиденья,113 - seat base material,
114 - чехол сиденья,114 - seat cover,
151 - проводящая полоса,151 conductive strip
181 - прорезь,181 - slot
191 - бороздка.191 - groove.
Источники информацииInformation sources
1. Публикация № S56-13689 не прошедшей экспертизу патентной заявки Японии.1. Publication No. S56-13689 of the unexamined patent application of Japan.
2. Публикация № H8-120182 не прошедшей экспертизу патентной заявки Японии.2. Publication No. H8-120182 of an unexamined Japanese patent application.
3. Патент США, № 7049559.3. US patent, No. 7049559.
Claims (88)
первый состав с РТС, содержащий первую смолу и по меньшей мере один первый проводящий материал; и
второй состав с РТС, компаундированный с первым составом с РТС и содержащий вторую смолу и по меньшей мере второй проводящий материал,
при этом по меньшей мере один первый проводящий материал является по меньшей мере частично отличным от по меньшей мере одного второго проводящего материала.2. The resistor according to claim 1, in which at least one composition with RTS contains:
a first composition with PTC containing the first resin and at least one first conductive material; and
a second composition with RTS, compounding with the first composition with RTS and containing a second resin and at least a second conductive material,
wherein at least one first conductive material is at least partially different from at least one second conductive material.
по меньшей мере один состав с РТС, содержащий по меньшей мере одну смолу и по меньшей мере два проводящих материала, при этом по меньшей мере два проводящих материала содержат по меньшей мере два проводящих материала, отличных друг от друга, при этом по меньшей мере один из по меньшей мере одного первого проводящего материала и по меньшей мере одного второго материала изготовлен в виде чешуек.45. A resistor with a positive temperature coefficient (RTS), containing:
at least one composition with PTC, containing at least one resin and at least two conductive materials, while at least two conductive materials contain at least two conductive materials different from each other, at least one of at least one first conductive material and at least one second material is made in the form of flakes.
первый состав с РТС, содержащий первую смолу и по меньшей мере один первый проводящий материал; и
второй состав с РТС, компаундированный с первым составом с РТС и содержащий вторую смолу и по меньшей мере второй проводящий материал,
при этом по меньшей мере один первый проводящий материал является по меньшей мере частично отличным от по меньшей мере одного второго проводящего материала.46. The resistor according to item 45, in which at least one composition with RTS contains:
a first composition with PTC containing the first resin and at least one first conductive material; and
a second composition with RTS, compounding with the first composition with RTS and containing a second resin and at least a second conductive material,
wherein at least one first conductive material is at least partially different from at least one second conductive material.
Applications Claiming Priority (11)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007-010998 | 2007-01-22 | ||
JP2007-010995 | 2007-01-22 | ||
JP2007010998 | 2007-01-22 | ||
JP2007-010997 | 2007-01-22 | ||
JP2007-010999 | 2007-01-22 | ||
JP2007010996 | 2007-01-22 | ||
JP2007011000 | 2007-01-22 | ||
JP2007010995 | 2007-01-22 | ||
JP2007-011000 | 2007-01-22 | ||
JP2007-010996 | 2007-02-11 | ||
JP2007-168439 | 2007-06-27 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2401518C1 true RU2401518C1 (en) | 2010-10-10 |
Family
ID=44024942
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009128231/07A RU2403686C1 (en) | 2007-01-22 | 2008-01-22 | Sheet heating coil |
RU2009128233/07A RU2401518C1 (en) | 2007-01-22 | 2008-01-22 | Resistor with positive temperature coefficient |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009128231/07A RU2403686C1 (en) | 2007-01-22 | 2008-01-22 | Sheet heating coil |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (2) | RU2403686C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022258877A1 (en) * | 2021-06-08 | 2022-12-15 | Teknologian Tutkimuskeskus Vtt Oy | Improved negative temperature coefficient thermistor |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102015113921A1 (en) | 2015-08-21 | 2017-02-23 | K.L. Kaschier- Und Laminier Gmbh | Material web and heating element |
RU2709478C1 (en) * | 2018-08-15 | 2019-12-18 | Акционерное общество "Авиаавтоматика" имени В.В. Тарасова" | Method of heated article surface mounting of heating element |
-
2008
- 2008-01-22 RU RU2009128231/07A patent/RU2403686C1/en not_active IP Right Cessation
- 2008-01-22 RU RU2009128233/07A patent/RU2401518C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022258877A1 (en) * | 2021-06-08 | 2022-12-15 | Teknologian Tutkimuskeskus Vtt Oy | Improved negative temperature coefficient thermistor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2403686C1 (en) | 2010-11-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2675484C (en) | Ptc resistor | |
JPWO2007110976A1 (en) | Sheet heating element and seat using the same | |
CN101946557B (en) | Polymer heating element | |
JP4877066B2 (en) | Resistor composition and planar heating element using the same | |
JP5217411B2 (en) | Polymer heating element | |
RU2401518C1 (en) | Resistor with positive temperature coefficient | |
JP2009199794A (en) | Planar heating element | |
JP2010020989A (en) | Polymer heating element | |
JP2008293671A (en) | Resistor composition, and surface heat generating body using this | |
CN101578912B (en) | PTC resistor | |
JP2011003330A (en) | Planar heating element and seat using the same | |
JP2010257685A (en) | Planar heating element | |
JP5126156B2 (en) | Planar heating element | |
JP2008293670A (en) | Resistor composition, and surface heat generating body using this | |
JP2009009706A (en) | Planar heating element | |
JP2010132055A (en) | Vehicle heater | |
JP2009266631A (en) | Polymer exothermic body | |
JP2010244971A (en) | Surface heating body | |
JP2009193689A (en) | Polymer resistor and its manufacturing method | |
JP2009117199A (en) | Surface heating body | |
JP2010257684A (en) | Planar heating element | |
JP2010129425A (en) | Resistive element composition and heating element using this |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QA4A | Patent open for licensing |
Effective date: 20170413 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190123 |