WO2013046782A1 - 面状発熱体及びその製造方法 - Google Patents

面状発熱体及びその製造方法 Download PDF

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film
conductive film
aluminum foil
electrode
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佐藤　勝
平野　和幸
祐介 落合
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東京コスモス電機株式会社
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    • H05B2203/017—Manufacturing methods or apparatus for heaters

Definitions

  • the present invention relates to a self-temperature-controlled planar heating element that is attached to the back surface of a mirror such as a side mirror of an automobile and used for defrosting and anti-fogging the mirror, and a method for manufacturing the same.
  • planar heating element In order to gradually remove frost and dew that obstructs the field of view, a method of sticking a sheet heating element on the rear surface of the mirror and removing the frost and dew by heating is widely used for the side mirrors of automobiles.
  • planar heating element a self-temperature control type planar heating element having a positive temperature characteristic (PTC characteristic) that does not require an expensive temperature control device is usually used.
  • a self-temperature-controlled planar heating element is generally formed by printing a conductive paste mainly composed of silver powder on a base film made of polyester film or the like by screen printing or the like to form an electrode pattern consisting of main electrodes and comb-like electrodes. After that, the electrode is formed by heating and curing, and then a heating element film having self-temperature control characteristics (hereinafter referred to as a PTC heating element film) is formed so as to cover the electrode.
  • the PTC heating element film is obtained by kneading a crystalline resin such as polyethylene and carbon black, for example, and has a PTC characteristic in which the resistance value increases near the softening temperature or melting point of the resin.
  • FIG. 3 shows an example of the structure of the sheet heating element manufactured in this way.
  • 11 indicates a base film
  • 12 and 13 indicate a pair of electrodes.
  • the electrodes 12 and 13 are respectively composed of main electrodes 12a and 13a and comb-like electrodes 12b and 13b, and the comb-like electrodes 12b and 13b of both electrodes 12 and 13 are alternately arranged between comb teeth as shown in FIG. It is arranged so as to penetrate into and mesh with each other.
  • the PTC heating element film formed so as to cover both the electrodes 12 and 13 is located between both the electrodes 12 and 13 and the portion constituting the current flow path generates heat.
  • a dot region indicates a heat generation region 14 which is a partial region located between the electrodes 12 and 13 of the PTC heating element film.
  • a terminal for electrical connection to the outside is attached to the sheet heating element, and a double-sided adhesive tape necessary for attachment to the mirror is attached.
  • reference numeral 15 denotes a fitting used for crimping the terminal. Although the terminal is hidden and cannot be seen in FIG. 3, the terminal is located on the surface opposite to the surface on which the cap 15 is located.
  • the current capacity of the electrode is determined by the specific resistance, film thickness, and width of the electrode material. Since the silver paste electrode is made by mixing and dispersing silver powder using a resin material as a binder, it is possible to lower the specific resistance by mixing more silver powder. However, if there is too much silver powder, the fluidity of the paste will be small. Printing becomes difficult. Further, there are problems such as the film becoming brittle and causing cracks. Therefore, the specific resistance is limited to about 0.5 ⁇ 10 ⁇ 4 ⁇ ⁇ cm, and the specific resistance is not as high as that of general metals such as Al, Cu, Ni, and Ag.
  • the electrode material and the film thickness are usually not changed, and current capacity is secured by the width of the electrode pattern.
  • the width of the main electrode of the silver paste electrode needs to be as wide as about 10 mm to 20 mm. .
  • an aluminum foil may be used as an electrode material in place of such a silver paste electrode (see, for example, Patent Document 1).
  • the specific resistance of the aluminum foil is about 0.03 ⁇ 10 ⁇ 4 ⁇ ⁇ cm, which is 1/10 or less that of the silver paste electrode. Therefore, when using a silver paste electrode, for example, even if the film thickness of the silver paste electrode is increased to about 20 to 30 ⁇ m in order to reduce the resistance as much as possible, an aluminum foil is used instead of the silver paste, and the thickness is generally Since the electrode width can be reduced from about one third to about one fifth of the silver paste electrode only by making it about 10 ⁇ m, which is easily available, the main electrode width can be made considerably smaller than the silver paste electrode. Thereby, the problem that frost and dew remain and obstruct visibility can be solved. However, the width of the main electrode in the terminal region shown in Patent Document 1 is significantly larger than the width of the comb-like electrode, and it is not suggested to reduce the width.
  • the aluminum foil having a small specific resistance is excellent in thermal conductivity and has a surface suitable as an electrode of the planar heating element, but the surface of the aluminum foil is easily oxidized, and the interface resistance with the PTC heating element film by the oxidation. Gradually increases and the conductivity at the interface with the PTC heating element film decreases.
  • the surface of the aluminum foil is mechanically or chemically polished to increase the contact area with the PTC heating element film, but the conductivity is improved. We are in a situation where we are not satisfied.
  • the object of the present invention is to obtain a good sunny performance by using an aluminum foil for an electrode, and further suppress an increase in interfacial resistance with the PTC heating element film of the aluminum foil due to oxidation. It is an object of the present invention to provide a planar heating element and a method for manufacturing the same that can suppress a decrease in conductivity so that good heat generation performance can be obtained over a long period of time.
  • a self-temperature-controlled planar heating element attached to the back surface of a mirror includes a base film, an electrode formed by patterning an aluminum foil on the base film, and a conductive material formed on the electrode surface.
  • a conductive film and a PTC heating element film formed so as to cover the electrode through the conductive film, and the conductive film has a configuration in which a conductive material is kneaded with a phenol resin or an epoxy resin.
  • a method for manufacturing a self-temperature-controlled planar heating element attached to the back surface of a mirror includes a step of thermally bonding an aluminum foil coated with a hot melt adhesive on one side to a base film, Patterning the formed aluminum foil to form an electrode pattern, removing the terminal portion on the electrode pattern, printing and heat-curing the conductive film, and covering the electrode pattern via the conductive film.
  • a material in which a conductive material is kneaded with a phenol resin or an epoxy resin is used for forming the conductive film.
  • a method for manufacturing a self-temperature-controlled planar heating element attached to the back surface of a mirror thermally bonds an aluminum foil coated with a hot-melt adhesive on one side to a base film.
  • the process, the process of printing the conductive film on the surface of the heat-bonded aluminum foil except for the terminal part, and after pre-curing the conductive film, the conductive film and the aluminum foil are die-cut to form an electrode pattern
  • a step of forming a PTC heating element film so as to cover the electrode pattern after the conductive film is fully cured, and the conductive material is kneaded with the phenol resin or the epoxy resin in the formation of the conductive film Use materials.
  • the electrode width can be reduced while ensuring a sufficient current capacity. Therefore, favorable sunny performance can be obtained.
  • the top view which shows the structure of one Embodiment of the planar heating element by this invention. Sectional drawing for demonstrating the structure outline
  • the top view which shows the example of a conventional structure of a planar heating element.
  • FIG. 1 shows a planar structure of a planar heating element according to the present invention
  • FIG. 2 shows a partial cross section along line XL of the planar heating element shown in FIG.
  • a pair of electrodes 22 and 23 is formed on a base film 21 made of a polyester film having a thickness of about 50 ⁇ m to 150 ⁇ m.
  • the electrodes 22 and 23 include main electrodes 22a and 23a and comb-like electrodes 22b and 23b, respectively, and are formed by patterning an aluminum foil having a thickness of about 5 ⁇ m to 20 ⁇ m.
  • the comb-like electrodes 22b and 23b of both the electrodes 22 and 23 are arranged so as to alternately enter and mesh with each other as shown in FIG.
  • the pitch of the interdigital electrodes 22b and 23b that mesh with each other is about 2 mm to 10 mm.
  • the preferred width of the main electrodes 22a and 23a is 1.5 mm to 10 mm, and the preferred width of the comb-like electrodes 22b and 23b is 0.5 mm to 5 mm.
  • the width of the main electrodes 22a and 23a can be reduced as shown in FIG.
  • a conductive film 24 is formed on the surfaces of the electrodes 22 and 23, and a PTC heating element film 25 is formed so as to cover the electrodes 22 and 23 through the conductive film 24. 1 and 2, the dot area indicates the heat generation area 25 a of the PTC heat generating body film 25. As shown in FIG. 2, the conductive film 24 is formed on a region of the aluminum foils 22 and 23 excluding the terminal portion (the portion where the fitting 28 for attaching the terminal 27 is located).
  • the PTC heating element film 25 is formed, for example, by printing a PTC heating element paste formed by kneading carbon black or the like in a crystalline resin such as polyethylene.
  • the conductive film 24 is formed by printing a conductive paste in which a conductive material is kneaded with a phenol resin or an epoxy resin.
  • a conductive material is kneaded with a phenol resin or an epoxy resin.
  • phenol resins and epoxy resins as binder resins, good adhesion and adhesion with the electrodes 22 and 23 made of aluminum foil can be obtained.
  • Carbon black and graphite powder are kneaded as the conductive material. In addition, it can replace with carbon black and graphite powder, and can also use metal powder, such as silver powder and nickel powder.
  • the specific resistance of the conductive film 24 is selected in the range of 1/2 / 2,500 to the specific resistance of the PTC heating element film 25, and the film thickness of the conductive film 24 is selected in the range of 5 ⁇ m to 70 ⁇ m. Is done. When the film thickness of the conductive film 24 is larger than this range, the conductive film 24 itself generates heat, and desired heater characteristics cannot be obtained.
  • screen printing or roll coating can be used as a method of forming the conductive film 24 on the surfaces of the electrodes 22 and 23. It is suitable for obtaining a conductive film 24 having a film thickness of about 5 to 30 ⁇ m for screen printing and a film thickness of 30 ⁇ m or more for roll coating.
  • an aluminum foil coated with a hot melt adhesive on one side is thermally bonded to the base film 21, and the aluminum foil is die-cut with a blade shape or patterned by etching to form an electrode pattern.
  • the conductive film 24 is screen-printed only on the electrode pattern, and the conductive film 24 is printed on the entire surface of the aluminum foil before die cutting, and pre-cured (60 ° C. to 100 ° C., 5 minutes to After 10 minutes), there is a method of die-cutting together with the aluminum foil with a blade die.
  • the terminal 27 is attached, and a double-sided adhesive tape 29 for attaching to the mirror is attached. Attached.
  • the attachment of the terminal 27 is performed using the hook 28.
  • the terminal 27 is an L-shaped metal fitting, and one side 27 a of the L shape is caulked by a fitting 28.
  • Two holes 27b are formed in one side 27a of the L-shape, and the two caulking portions 28a of the fittings 28 are inserted through the holes formed in the electrode 22 (23) and the base film 21, and the holes 27b of the terminals 27 are inserted. And the tip is caulked.
  • the terminal 27 is attached to the base film 21 side, and a double-sided adhesive tape 29 is attached on the opposite PTC heating element film 25.
  • a planar heating element sample was produced as follows. An aluminum foil with a hot melt adhesive was thermally bonded to a base film 21 made of a polyester film, and then the aluminum foil was cut with a blade to form electrode patterns (electrodes 22 and 23). The widths of the main electrodes 22a and 23a were 3 mm, and the widths of the comb-like electrodes 22b and 23b were 1 mm. Subsequently, a conductive paste in which carbon black and graphite powder were kneaded with phenol resin was screen-printed on the electrodes 22 and 23 and heat-cured (150 ° C., 5 to 10 minutes) to form a conductive film 24. The film thickness of the conductive film 24 was 10 ⁇ m.
  • the specific resistance of the conductive film 24 at this time was 0.2 ⁇ ⁇ cm.
  • a PTC heating element paste (specific resistance 50 ⁇ ⁇ cm) is printed to form a PTC heating element film 25, an energizing terminal 27 is attached, and a double-sided adhesive tape 29 is attached to complete a planar heating element sample. I let you. When the resistance value between the pair of terminals 27 was measured, it was 19.9 ⁇ .
  • This sheet heating element sample was left in a high temperature and high humidity state of 60 ° C. and 90 to 95% RH, and the resistance value after 72 hours was measured. As a result, the resistance value was 1.04 times, which was almost the same as the initial state. It was.
  • Two planar heating element samples were produced as follows.
  • the electrode pattern and the conductive film 24 were formed in the same procedure as in Example 1 for both samples.
  • the specific resistance of the conductive film 24 of the two samples was 0.02 ⁇ ⁇ cm and 20 ⁇ ⁇ cm, respectively, and the film thickness was 10 ⁇ m.
  • a PTC heating element paste (specific resistance 50 ⁇ ⁇ cm) was printed, and two planar heating element samples were completed through the same steps as in Example 1. Resistance values between the terminals 27 were 15.8 ⁇ and 31.0 ⁇ , respectively.
  • Example 1 the same temperature cycle test as in Example 1 was performed on two samples having the same specifications. When the resistance value after 5 cycles was measured, it was 0.95 times and 0.93 times, respectively, and almost no change was observed.
  • Two planar heating element samples were produced as follows.
  • the electrode pattern and the conductive film 24 were formed in the same procedure as in Example 1 for both samples.
  • the thicknesses of the conductive films 24 of the two samples were 5 ⁇ m and 70 ⁇ m, respectively, and the specific resistance was both 0.2 ⁇ ⁇ cm.
  • a PTC heating element paste (specific resistance 50 ⁇ ⁇ cm) was printed, and two planar heating element samples were completed through the same steps as in Example 1. Resistance values between the terminals 27 were 16.52 ⁇ and 15.64 ⁇ , respectively.
  • Example 1 The same temperature cycle test as in Example 1 was performed on these planar heating element samples. When the resistance value after 5 cycles was measured, it was 0.98 times and 1.02 times, respectively, and almost no change was observed.
  • Example 2 An electrode pattern of aluminum foil was formed in the same manner as in Example 1. A conductive film was not formed, a PTC heating element paste (specific resistance 50 ⁇ ⁇ cm) was printed, and a planar heating element sample was completed in the same manner as in Example 1. The resistance value between the terminals 27 was 45.5 ⁇ .
  • Example 2 In addition, the same temperature cycle test as in Example 1 was performed on a sample having the same specifications. The resistance value after 5 cycles changed 1.36 times.

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Abstract

　ミラーの裏面に取り付けられる自己温度制御型の面状発熱体において、良好な晴れ性能を実現し、かつ長期にわたり良好な発熱性能が得られるようにする。ベースフィルム２１と、ベースフィルム２１上にアルミニウム箔がパターニングされて形成された電極２２，２３と、電極２２，２３表面に形成された導電性皮膜２４と、導電性皮膜２４を介して電極２２，２３を覆うように形成されたＰＴＣ発熱体膜２５とを備える。導電性皮膜２４はフェノール樹脂もしくはエポキシ樹脂に導電性材料が混練された構成とされる。

Description

面状発熱体及びその製造方法
　この発明は例えば自動車のサイドミラー等のミラーの裏面に取り付けられて、ミラーの霜取り、曇り止めに使用される自己温度制御型の面状発熱体及びその製造方法に関する。
　自動車のサイドミラーには視界を妨げる霜や露を徐去するため、ミラーの裏面に面状発熱体を貼り付け、加熱により霜や露を除去する方法が広く採用されている。この面状発熱体には高価な温度制御装置を必要としない正温度特性（ＰＴＣ特性）を有する自己温度制御型の面状発熱体が通常、使用されている。
　自己温度制御型の面状発熱体は一般にポリエステルフィルム等よりなるベースフィルム上に銀粉を主体とした導電性ペーストをスクリーン印刷等により印刷して主電極と櫛歯状電極とよりなる電極パターンを形成した後、加熱硬化させて電極を形成し、次に電極を覆うように自己温度制御特性を有する発熱体膜（以下、ＰＴＣ発熱体膜と言う）を形成して製造される。ＰＴＣ発熱体膜は例えばポリエチレン等の結晶性樹脂とカーボンブラック等を混練したもので、樹脂の軟化温度あるいは融点付近で抵抗値が上昇するＰＴＣ特性を有するものである。
　図３はこのようにして製造される面状発熱体の一構成例を示したものであり、図３中、１１はベースフィルムを示し、１２，１３は一対の電極を示す。電極１２，１３はそれぞれ主電極１２ａ，１３ａと櫛歯状電極１２ｂ，１３ｂとよりなり、両電極１２，１３の櫛歯状電極１２ｂ，１３ｂは図３に示したように、交互に櫛歯間に侵入して互いに噛み合うように配置されている。両電極１２，１３を覆うように形成されるＰＴＣ発熱体膜は両電極１２，１３間に位置して電流流路を構成する部分が発熱する。図３中、ドット領域はＰＴＣ発熱体膜の、両電極１２，１３間に位置する部分領域である発熱領域１４を示す。
　面状発熱体にはさらに外部との電気的接続用の端子が取り付けられ、ミラーへの取り付けに必要な両面接着テープが貼り付けられる。図３中、１５は端子のかしめ止めに使用されるはとめを示す。端子は図３では隠れて見えないが、このはとめ１５が位置する面と反対面に位置している。
　ところで、このような面状発熱体では、電極の電流容量を十分大きく確保することが重要である。万一、電流容量不足となった場合は、電極が異常発熱し、発煙、発火に至る可能性がある。
　電極の電流容量は電極材料の比抵抗、膜厚、幅で決まる。銀ペースト電極は樹脂材料をバインダーとして銀粉を混合分散したものであるため、銀粉をより多く混合することにより比抵抗を下げることが可能であるが、銀粉が多すぎるとペーストとしての流動性が小さくなり、印刷が困難となる。また、膜が脆くなり、クラックが発生するなどの問題がある。従って、比抵抗は０．５×１０－４Ω・ｃｍ程度が限界であり、Al, Cu, Ni, Agなどの一般的な金属そのものの比抵抗には及ばないのが現状である。
　一方、膜厚の増大は材料コストの増大を招くため、通常、電極材料、膜厚は変更せず、電極パターンの幅で電流容量を確保するといったことが行われている。この場合、自動車のサイドミラーでは通常１３．５Ｖの電圧が印加され、３Ａ～７Ａ程度の電流が流れるため、銀ペースト電極の主電極の幅は１０ｍｍ～２０ｍｍ程度とかなり広い幅とする必要がある。幅の広い主電極と発熱体膜が重なっている領域の合成比抵抗は小さいのでその領域では発熱量は少なく、ミラーに付着した霜や露をとる場合、この幅の広い主電極領域に霜や露が残り、視界を妨げることになり、良好な晴れ性能（ミラーにおいてｘ分後にミラー面積のｙパーセントの霜や露をなくす性能）が得られないことになる。
　一方、このような銀ペースト電極に替え、電極材料としてアルミニウム箔を用いることがある（例えば、特許文献１参照）。アルミニウム箔の比抵抗は０．０３×１０－４Ω・ｃｍ程度と銀ペースト電極の１０分の１以下である。そこで、銀ペースト電極を使用する場合、例えば極力抵抗を下げるために銀ペースト電極の膜厚を２０μｍ～３０μｍ程度に厚くしたとしても、銀ペーストの代わりにアルミニウム箔を使用し、その厚さを一般的に入手しやすい１０μｍ程度とするだけで、電極幅を銀ペースト電極の３分の１から５分の１程度に縮小することができるので、銀ペースト電極に比べ主電極幅をかなり小さくできる。これにより霜や露が残り、視界を妨げるといった問題を解消することができる。ただし、特許文献１において示されている端子領域の主電極の幅は櫛歯状電極の幅に比べて著しく大きく、これを小さくすることは示唆されていない。
特開２００７－１８９８９号公報
　このように比抵抗の小さいアルミニウム箔は熱伝導性においても優れ、面状発熱体の電極として好適な一面を有するものの、アルミニウム箔の表面は酸化し易く、酸化によりＰＴＣ発熱体膜との界面抵抗が徐々に増大し、ＰＴＣ発熱体膜との界面の導電性が低下してしまうといった問題がある。
　電極とＰＴＣ発熱体膜との導電性が低下すると、所望の発熱量が得られず、ヒータ性能の低下を招く。また、例えば部分的に導電性が低下してしまうと、発熱分布異常となり、発煙、焼損に至る危険性がある。
　このような問題の対策として、アルミニウム箔表面に銀やニッケル等のめっきを施すことにより導電性の低下を防止することは可能であるが、非常に高価なものとなってしまうため、実用性に欠ける。
　一方、アルミニウム箔の表面を機械的あるいは化学的に研磨し、ＰＴＣ発熱体膜との接触面積を増やすことで導電性を向上させるといったことも行われているが、長期間の使用において導電性を満足するものは得られていない状況にある。
　この発明の目的はこのような状況に鑑み、アルミニウム箔を電極に用いることで良好な晴れ性能が得られるようにし、さらに酸化によるアルミニウム箔のＰＴＣ発熱体膜との界面抵抗の増大を抑制し、導電性の低下を抑制することができるようにして、長期にわたり良好な発熱性能が得られるようにした面状発熱体及びその製造方法を提供することにある。
　この発明によれば、ミラーの裏面に取り付けられる自己温度制御型の面状発熱体は、ベースフィルムと、ベースフィルム上にアルミニウム箔がパターニングされて形成された電極と、電極表面に形成された導電性皮膜と、導電性皮膜を介して電極を覆うように形成されたＰＴＣ発熱体膜とを備え、導電性皮膜はフェノール樹脂もしくはエポキシ樹脂に導電性材料が混練された構成とされる。
　この発明によれば、ミラーの裏面に取り付けられる自己温度制御型の面状発熱体の製造方法は、片面にホットメルト接着剤が塗布されたアルミニウム箔をベースフィルムに熱接着する工程と、熱接着されたアルミニウム箔をパターニングして電極パターンを形成する工程と、電極パターン上に端子部を除いて導電性皮膜を印刷・加熱硬化して形成する工程と、導電性皮膜を介して電極パターンを覆うようにＰＴＣ発熱体膜を形成する工程とを含み、導電性皮膜の形成に、フェノール樹脂もしくはエポキシ樹脂に導電性材料が混練された材料を用いる。
　この発明のもう１つの観点によれば、ミラーの裏面に取り付けられる自己温度制御型の面状発熱体の製造方法は、片面にホットメルト接着剤が塗布されたアルミニウム箔をベースフィルムに熱接着する工程と、熱接着されたアルミニウム箔表面に端子部を除いて導電性皮膜を印刷形成する工程と、導電性皮膜を予備硬化後、導電性皮膜及びアルミニウム箔を一括型抜きして電極パターンを形成する工程と、導電性皮膜を本硬化後、電極パターンを覆うようにＰＴＣ発熱体膜を形成する工程とを含み、導電性皮膜の形成に、フェノール樹脂もしくはエポキシ樹脂に導電性材料が混練された材料を用いる。
　この発明によれば、アルミニウム箔を電極として用いることにより、電流容量を十分確保しながら電極幅を狭くすることができる。よって、良好な晴れ性能を得ることができる。
　また、アルミニウム箔の表面に導電性皮膜を設けることにより、アルミニウム箔とＰＴＣ発熱体膜との界面の導電性の低下を抑制することができ、これにより長期にわたり良好な発熱性能を得ることができる。
この発明による面状発熱体の一実施形態の構成を示す平面図。 この発明による面状発熱体の構成概要を説明するための断面図。 面状発熱体の従来構成例を示す平面図。
　この発明の実施形態を図面を参照して説明する。
　図１はこの発明による面状発熱体の平面構造を示したものであり、図２は図１に示した面状発熱体の線分ＸＬにおける部分断面を示したものである。
　厚さが５０μｍ～１５０μｍ程度のポリエステルフィルム等よりなるベースフィルム２１上に一対の電極２２，２３が形成される。電極２２，２３はそれぞれ主電極２２ａ，２３ａと櫛歯状電極２２ｂ，２３ｂとよりなり、厚さが５μｍ～２０μｍ程度のアルミニウム箔をパターニングすることにより形成されている。両電極２２，２３の櫛歯状電極２２ｂ，２３ｂは図１に示したように交互に浸入して互いに噛み合うように配置されている。互いに噛み合う櫛歯状電極２２ｂ、２３ｂのピッチは２ｍｍ～１０ｍｍ程度である。主電極２２ａ，２３ａの好ましい幅は１．５ｍｍ～１０ｍｍであり、櫛歯状電極２２ｂ、２３ｂの好ましい幅は０．５ｍｍ～５ｍｍである。アルミニウム箔によって電極２２，２３を形成したことにより、主電極２２ａ，２３ａの幅は図１に示したように狭くすることができる。
　電極２２，２３の表面には導電性皮膜２４が形成され、この導電性皮膜２４を介して電極２２，２３全体を覆うようにＰＴＣ発熱体膜２５が形成されている。図１及び２中、ドット領域はＰＴＣ発熱体膜２５の発熱領域２５ａを示す。導電性皮膜２４は図２に示したようにアルミニウム箔２２，２３上の、端子部（端子２７取り付け用のはとめ２８が位置する部分）を除く領域部分に形成される。
　ＰＴＣ発熱体膜２５は例えばポリエチレン等の結晶性樹脂にカーボンブラック等を混練して形成したＰＴＣ発熱体ペーストを印刷することによって形成される。
　導電性皮膜２４はフェノール樹脂もしくはエポキシ樹脂に導電性材料を混練した導電性ペーストを印刷することによって形成される。これらフェノール樹脂やエポキシ樹脂をバインダー樹脂として用いることにより、アルミニウム箔よりなる電極２２，２３との良好な接着性・密着性を得ることができる。導電性材料としてはカーボンブラックとグラファイト粉末が混練される。なお、カーボンブラック及びグラファイト粉末に替えて、銀粉やニッケル粉等の金属粉を用いることもできる。
　導電性皮膜２４の比抵抗はＰＴＣ発熱体膜２５の比抵抗の２．５分の１から２５００分の１の範囲に選定され、また導電性皮膜２４の膜厚は５μｍから７０μｍの範囲に選定される。導電性皮膜２４の膜厚がこの範囲よりも厚い場合は導電性皮膜２４自体が発熱し、所望のヒータ特性が得られなくなる。
　電極２２，２３の表面に導電性皮膜２４を形成する方法としては、スクリーン印刷やロールコーティングを用いることができる。スクリーン印刷では膜厚５～３０μｍ程度、ロールコーティングでは膜厚３０μｍ以上の導電性皮膜２４を得るのに適する。
　導電性皮膜２４の形成方法としては、片面にホットメルト接着剤を塗布したアルミニウム箔をベースフィルム２１に熱接着し、アルミニウム箔を刃型で型抜きするか、又はエッチングによりパターニングして電極パターンを形成した後、電極パターン上にのみ導電性皮膜２４をスクリーン印刷する方法と、型抜き前のアルミニウム箔の全表面に導電性皮膜２４を印刷し、予備硬化（６０℃～１００℃、５分～１０分）後、刃型でアルミニウム箔と共に一括型抜きする方法とがある。
　上記のようにして、ベースフィルム２１上に電極２２，２３、導電性皮膜２４及びＰＴＣ発熱体膜２５を形成した後、端子２７が取り付けられ、さらにミラーへの取り付け用の両面接着テープ２９が貼り付けられる。
　端子２７の取り付けは、はとめ２８を使用して行われる。端子２７はＬ字状の金具とされ、そのＬ字の一辺２７ａがはとめ２８によってかしめ止めされる。Ｌ字の一辺２７ａには穴２７ｂが２つ形成されており、はとめ２８の２つのかしめ部２８ａが電極２２（２３）、ベースフィルム２１に形成された穴を挿通し、端子２７の穴２７ｂを挿通してその先端がかしめられる。端子２７はベースフィルム２１側に取り付けられ、これと反対のＰＴＣ発熱体膜２５上に両面接着テープ２９が貼り付けられる。
　以下、各種実施例の詳細及び環境試験を行った結果について説明する。
　面状発熱体試料を以下のようにして作製した。ホットメルト接着剤付きアルミニウム箔をポリエステルフィルムよりなるベースフィルム２１に熱接着した後、アルミニウム箔を刃型で型抜きし、電極パターン（電極２２，２３）を形成した。主電極２２ａ，２３ａの幅は３ｍｍとし、櫛歯状電極２２ｂ、２３ｂの幅は１ｍｍとした。続いてフェノール樹脂にカーボンブラック及びグラファイト粉末を混練した導電性ペーストを電極２２，２３上にスクリーン印刷し、加熱硬化（１５０℃、５～１０分）させて導電性皮膜２４を形成した。導電性皮膜２４の膜厚は１０μｍとした。この時の導電性皮膜２４の比抵抗は０．２Ω・ｃｍであった。次に、ＰＴＣ発熱体ペースト（比抵抗５０Ω・ｃｍ）を印刷してＰＴＣ発熱体膜２５を形成し、通電用の端子２７を取り付け、両面接着テープ２９を貼り付けて面状発熱体試料を完成させた。一対の端子２７間の抵抗値を測定したところ、１９．９Ωであった。
　この面状発熱体試料を６０℃，９０～９５％ＲＨの高温高湿状態に放置し、７２時間後の抵抗値を測定したところ、１．０４倍と初期状態とほぼ変わらない抵抗値であった。
　また、同仕様の試料に対し、－３０℃と＋８０℃を繰り返す温度サイクル試験を実施した。５サイクル後の抵抗値は初期状態の０．９８倍となり、ほとんど変化は見られなかった。
　２つの面状発熱体試料を次のようにして作製した。電極パターン及び導電性皮膜２４は２つの試料とも実施例１と同様の手順で形成した。２つの試料の導電性皮膜２４の比抵抗はそれぞれ０．０２Ω・ｃｍと２０Ω・ｃｍとし、膜厚は共に１０μｍとした。ＰＴＣ発熱体ペースト（比抵抗５０Ω・ｃｍ）を印刷し、実施例１と同様の工程を経て２つの面状発熱体試料を完成させた。端子２７間の抵抗値はそれぞれ１５．８Ωと３１．０Ωであった。
　これらの面状発熱体試料を実施例１と同様の高温高湿状態に放置し、７２時間後の抵抗値を測定した。抵抗値測定結果はそれぞれ１．０２倍と１．０５倍となり、初期状態とほぼ変わらない値であった。
　また、同仕様の２つの試料に対し、実施例１と同様の温度サイクル試験を実施した。５サイクル後の抵抗値を測定したところ、それぞれ０．９５倍と０．９３倍となり、ほとんど変化は見られなかった。
　２つの面状発熱体試料を次のようにして作製した。電極パターン及び導電性皮膜２４は２つの試料とも実施例１と同様の手順で形成した。２つの試料の導電性皮膜２４の膜厚はそれぞれ５μｍと７０μｍとし、比抵抗は共に０．２Ω・ｃｍとした。ＰＴＣ発熱体ペースト（比抵抗５０Ω・ｃｍ）を印刷し、実施例１と同様の工程を経て２つの面状発熱体試料を完成させた。端子２７間の抵抗値はそれぞれ１６．５２Ωと１５．６４Ωであった。
　これらの面状発熱体試料に対し、実施例１と同様の温度サイクル試験を実施した。５サイクル後の抵抗値を測定したところ、それぞれ０．９８倍と１．０２倍となり、ほとんど変化は見られなかった。
　［比較例］
　実施例１と同様にアルミニウム箔の電極パターンを形成した。導電性皮膜は形成せず、ＰＴＣ発熱体ペースト（比抵抗５０Ω・ｃｍ）を印刷し、実施例１と同様に面状発熱体試料を完成させた。端子２７間の抵抗値は４５．５Ωであった。
　この面状発熱体試料を実施例１と同様の高温高湿状態に放置し、７２時間後の抵抗値を測定したところ、２．６１倍に変化していた。
　また、同仕様の試料に対し、実施例１と同様の温度サイクル試験を実施した。５サイクル後の抵抗値は１．３６倍に変化していた。
　上述した試験結果より、この発明による面状発熱体によれば、アルミニウム箔よりなる電極の、ＰＴＣ発熱体膜との界面の導電性の低下が抑制されていることがわかる。

Claims (6)

  1. 　ミラーの裏面に取り付けられる自己温度制御型の面状発熱体であって、
    　ベースフィルムと、
    　前記ベースフィルム上にアルミニウム箔がパターニングされて形成された電極と、
    　前記電極表面に形成された導電性皮膜と、
    　前記導電性皮膜を介して前記電極を覆うように形成されたＰＴＣ発熱体膜とを含み、
    　前記導電性皮膜はフェノール樹脂もしくはエポキシ樹脂に導電性材料が混練された構成とされている。
  2. 　請求項１記載の面状発熱体において、
    　前記導電性皮膜の比抵抗が前記ＰＴＣ発熱体膜の比抵抗の２．５分の１乃至２５００分の１とされ、前記導電性皮膜の膜厚が５μｍ乃至７０μｍとされている。
  3. 　ミラーの裏面に取り付けられる自己温度制御型の面状発熱体の製造方法であって、
    　片面にホットメルト接着剤が塗布されたアルミニウム箔をベースフィルムに熱接着する工程と、
    　前記熱接着されたアルミニウム箔をパターニングして電極パターンを形成する工程と、
    　前記電極パターン上に、端子部を除いて導電性皮膜を印刷・加熱硬化して形成する工程と、
    　前記導電性皮膜を介して前記電極パターンを覆うようにＰＴＣ発熱体膜を形成する工程とを含み、
    　前記導電性皮膜の形成に、フェノール樹脂もしくはエポキシ樹脂に導電性材料が混練された材料を用いる。
  4. 　請求項３記載の面状発熱体の製造方法において、前記電極パターンを形成する工程は、前記アルミニウム箔を刃型で型抜きして電極パターンを形成する工程である。
  5. 　請求項３記載の面状発熱体の製造方法において、前記電極パターンを形成する工程は、前記アルミニウム箔をエッチングして電極パターンを形成する工程である。
  6. 　ミラーの裏面に取り付けられる自己温度制御型の面状発熱体の製造方法であって、
    　片面にホットメルト接着剤が塗布されたアルミニウム箔をベースフィルムに熱接着する工程と、
    　前記熱接着されたアルミニウム箔表面に、端子部を除いて導電性皮膜を印刷形成する工程と、
    　前記導電性皮膜を予備硬化後、前記導電性皮膜及びアルミニウム箔を一括型抜きして電極パターンを形成する工程と、
    　前記導電性皮膜を本硬化後、前記電極パターンを覆うようにＰＴＣ発熱体膜を形成する工程とを含み、
    　前記導電性皮膜の形成に、フェノール樹脂もしくはエポキシ樹脂に導電性材料が混練された材料を用いる。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10149349B2 (en) * 2014-06-09 2018-12-04 Mitsuko BABA Heat generating body

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0298485U (ja) * 1989-01-24 1990-08-06
JPH04115483A (ja) * 1990-09-03 1992-04-16 Kurabe Ind Co Ltd 面状発熱体の製造方法
JPH09161952A (ja) * 1995-12-07 1997-06-20 Kurabe Ind Co Ltd 面状発熱体
JP2000123957A (ja) * 1998-10-14 2000-04-28 Co-Op Chem Co Ltd 面状発熱体の電極部
JP2001351764A (ja) * 2000-06-06 2001-12-21 Maxshinwa Co Ltd 正特性セラミック発熱体ユニット

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11310738A (ja) * 1998-04-30 1999-11-09 Fujikura Ltd 導電性インキ組成物およびそれを用いた面状発熱体
CN1327359A (zh) * 2000-06-06 2001-12-19 株式会社神和制作所 正温度系数陶瓷发热体部件
CN100508666C (zh) * 2002-11-21 2009-07-01 W.E.T.汽车系统股份公司 用于机动车辆的加热器及其形成方法
KR100672810B1 (ko) * 2005-07-06 2007-01-22 썬텍 주식회사 면상 발열체 제조방법 및 그에 의하여 제조된 면상 발열체
DE102008034748A1 (de) * 2008-07-24 2010-01-28 Tesa Se Flexibles beheiztes Flächenelement

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0298485U (ja) * 1989-01-24 1990-08-06
JPH04115483A (ja) * 1990-09-03 1992-04-16 Kurabe Ind Co Ltd 面状発熱体の製造方法
JPH09161952A (ja) * 1995-12-07 1997-06-20 Kurabe Ind Co Ltd 面状発熱体
JP2000123957A (ja) * 1998-10-14 2000-04-28 Co-Op Chem Co Ltd 面状発熱体の電極部
JP2001351764A (ja) * 2000-06-06 2001-12-21 Maxshinwa Co Ltd 正特性セラミック発熱体ユニット

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