JP2008300050A - Polymer heating element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高分子抵抗体のジュール熱を利用した高分子発熱体に関し、更に詳しくは、長期信頼性を有し、かつ低コストで作成できる高分子発熱体に関するものである。 The present invention relates to a polymer heating element using Joule heat of a polymer resistor, and more particularly to a polymer heating element that has long-term reliability and can be produced at low cost.
従来から面状発熱体の発熱部として、カーボンブラックや金属粉末、グラファイトなどの導電性物質を樹脂に分散して得られたものが知られている。なかでも導電性物質と樹脂との組み合わせにより、自己温度制御機能を示すPTC(Positive Temperature Coefficient)発熱体を用いた場合には、温度制御回路が不要となり、部品点数を少なくできるなど、メリットのあるデバイスとして知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, as a heat generating portion of a planar heating element, a material obtained by dispersing a conductive material such as carbon black, metal powder, or graphite in a resin is known. In particular, when a PTC (Positive Temperature Coefficient) heating element that exhibits a self-temperature control function is used by combining a conductive material and a resin, there is an advantage that a temperature control circuit is not required and the number of parts can be reduced. Known as a device.
具体的には、図4に示すように、セラミックや絶縁処理された金属板などからなり、かつ筺体構造としての機能を有するベース材21上に、導電性インキ組成物からなる電極22を印刷、あるいは塗布して形成し、これにより給電される位置に抵抗体23を抵抗体インク組成物の印刷、あるいは塗布により形成し、さらに電極22、及び抵抗体23をカバー材24で被覆して発熱体25としていた。 Specifically, as shown in FIG. 4, an electrode 22 made of a conductive ink composition is printed on a base material 21 made of a ceramic or an insulating metal plate and having a function as a casing structure. Alternatively, the resistor 23 is formed by printing or coating the resistor ink composition at a position where power is supplied, and the electrode 22 and the resistor 23 are further covered with a cover material 24 to generate a heating element. 25.
電極22、及び抵抗体23は、ベース材21やカバー材24により外界から隔離されているため、長期信頼性を確保できることとなる。 Since the electrode 22 and the resistor 23 are isolated from the outside by the base material 21 and the cover material 24, long-term reliability can be ensured.
ベース材21やカバー材24の間にさらに接着層を別途設けた場合も種々提案されている。 Various cases have been proposed in which an adhesive layer is additionally provided between the base material 21 and the cover material 24.
そして、従来から、印刷により高分子抵抗体を形成してこれを発熱体として用いた例としては、露・霜除去用として自動車のドアミラーや、洗面台のミラー、床暖房器具等がある(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, examples of forming a polymer resistor by printing and using it as a heating element include automobile door mirrors, washstand mirrors, floor heating appliances and the like for dew / frost removal (for example, , See Patent Document 1).
電極の材料としては、銀ペーストや銅ペーストが導電性インキ組成物として用いられることが多く、溶剤によりある一定の粘度や濃度まで希釈したものを塗布後、乾燥することにより薄膜状の電極が得られる。 As an electrode material, a silver paste or a copper paste is often used as a conductive ink composition, and a thin film electrode is obtained by applying a solution diluted to a certain viscosity or concentration with a solvent and then drying. It is done.
しかしながら、電極部を塗布あるいは印刷により作成する工程は、ペースト材自身が比較的高コストであるにもかかわらず、高分子発熱体プロセスの比較的初期段階の工程であるため、その後の抵抗体印刷や、発熱体完成までの工程で不具合が生じた場合には、これら印刷した電極がすべて廃棄されることになる。 However, the process of creating the electrode part by coating or printing is a relatively initial stage of the polymer heating element process, although the paste material itself is relatively expensive, so subsequent resistor printing In addition, when a problem occurs in the process until the heating element is completed, all these printed electrodes are discarded.
また、印刷機あるいは塗布機に残存した銀ペーストや銅ペーストなどが充分に回収できず、実際の必要な印刷領域に比較してペースト材の使用量が多くなり、ロスコストが大きくなる。 Further, the silver paste or copper paste remaining in the printing machine or coating machine cannot be sufficiently collected, and the amount of paste material used is increased as compared with the actually required printing area, resulting in an increase in loss cost.
さらに、高分子発熱体からなるシートに印加する際には、電気接続部として半田処理などに耐えうる金属端子などを新たに設けるなどの追加処置が必須である。 Furthermore, when applying to the sheet | seat which consists of a polymer heat generating body, additional measures, such as newly providing the metal terminal etc. which can endure a solder process etc. as an electrical connection part, are essential.
これら課題の一部を解決する手段として、ペースト以外の電極材料として金属箔を用いる方法なども当然ながら知られている(例えば、特許文献2,3,4参照)。 As a means for solving some of these problems, a method of using a metal foil as an electrode material other than paste is naturally known (see, for example, Patent Documents 2, 3, and 4).
これらは、電解銅箔を用いた面状発熱装置に関するものであり、所定パターンにエッチ
ング加工された電解銅箔を用いる構成である。絶縁性の基材に銅箔を作成後、パターンニグ処理し、電極を作成するといった処理を必要とするため、電極作成工程が高コストなものになる。
These relate to a planar heating device using an electrolytic copper foil, and are configured to use an electrolytic copper foil etched into a predetermined pattern. Since a copper foil is formed on an insulating base material and then a process such as pattern nigging and electrode creation is required, the electrode creation process becomes expensive.
前記以外にテープ状の金属箔を用いる例なども知られている(例えば、特許文献5,6参照)。 In addition to the above, examples using a tape-shaped metal foil are also known (see, for example, Patent Documents 5 and 6).
また、一般に銅または銅化合物が、ポリエチレンやポリプロピレンなどのオレフィン系樹脂と高温雰囲気下で接触した場合、それらが触媒となって樹脂の熱劣化を促進させることが知られている(例えば、非特許文献1参照)。
図4に示される電極22、及び抵抗体23は、ベース材21やカバー材24により外界から隔離されるが、重ね合わせただけでは端面からの酸素、水分の浸入に対して充分でないために、長期信頼性を得ることが難しい。 The electrode 22 and the resistor 23 shown in FIG. 4 are isolated from the outside by the base material 21 and the cover material 24, but are not sufficient for the intrusion of oxygen and moisture from the end face only by overlapping, It is difficult to obtain long-term reliability.
接着層を別途設けたものも種々提案されているが、どのような場合に長期耐久性に優れた発熱体が得られるのかについて、接着層の条件は具体的には示されていなかった。 Various proposals have been made in which an adhesive layer is separately provided, but the conditions for the adhesive layer have not been specifically shown in which case a heating element excellent in long-term durability can be obtained.
また前記従来の方法では、銅箔からなる導電性テープを電極に用い、発熱抵抗体用の塗料として扁平状の金属メッキ粉体を利用することを特徴としているため、塗料の工法や管理に煩雑さが伴われ、また高コストなものとなる。 Further, the conventional method is characterized in that a conductive tape made of copper foil is used as an electrode, and a flat metal plating powder is used as a coating for a heating resistor. And is expensive.
さらに、一般に銅または銅化合物がポリエチレンやポリプロピレンなどのオレフィン系樹脂と高温雰囲気下で接触した場合、それらが触媒となって樹脂の熱劣化反応、いわゆる「銅害」を生じることになる。 Further, generally, when copper or a copper compound comes into contact with an olefin resin such as polyethylene or polypropylene in a high temperature atmosphere, they become a catalyst to cause a thermal deterioration reaction of the resin, so-called “copper damage”.
本発明は、上記従来の技術の問題点を解決するものであり、生産性、管理性、長期信頼性に優れ、工法的にもロスが少なくなり、また金属電極部と接する抵抗体部との接触を良好にすることを目的とするものである。 The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art, and is excellent in productivity, manageability, long-term reliability, less loss in construction, and with the resistor part in contact with the metal electrode part. The purpose is to improve the contact.
前記従来の課題を解決するための本発明の高分子発熱体は、ベース側基材とカバー側基材とで狭持した一対の電極と、前記一対の電極間に形成されたPTC特性を有する高分子抵抗体と、前記両基材間に介在させた飽和共重合ポリエステル樹脂からなる接着層とを備え、前記接着層は、その融点を100℃〜150℃に設定したものである。 The polymer heating element of the present invention for solving the conventional problems has a pair of electrodes sandwiched between a base-side base material and a cover-side base material, and PTC characteristics formed between the pair of electrodes. A polymer resistor and an adhesive layer made of a saturated copolyester resin interposed between the two substrates are provided, and the adhesive layer has a melting point set to 100 ° C to 150 ° C.
接着層として用いられる樹脂の融点が100℃から150℃の範囲に存在するため、これら接着層をベース側基材、或いはカバー側基材上に比較的標準的な工程、例えばTダイ押出し法やインフレーション法などを用いて均一、かつ安定な薄膜状に作成することがで
きる。
Since the melting point of the resin used as the adhesive layer is in the range of 100 ° C. to 150 ° C., these adhesive layers are applied to the base side base material or the cover side base material by a relatively standard process such as a T-die extrusion method, A uniform and stable thin film can be formed using an inflation method or the like.
本発明の高分子発熱体は、接着層となる樹脂の種類と融点範囲を制限することによって、信頼性が高く、かつコスト的にも優れたヒータを提供でき、また量産性に優れた商品を提供できる。 The polymer heating element of the present invention can provide a highly reliable and cost-effective heater by limiting the type and melting point range of the resin serving as the adhesive layer, and can also provide a product with excellent mass productivity. Can be provided.
第1の発明は、ベース側基材とカバー側基材とで狭持した一対の電極と、前記一対の電極間に形成されたPTC特性を有する高分子抵抗体と、前記両基材間に介在させた飽和共重合ポリエステル樹脂からなる接着層とを備え、前記接着層は、その融点を100℃〜150℃に設定したものである。 In a first aspect of the present invention, a pair of electrodes sandwiched between a base-side base material and a cover-side base material, a polymer resistor having PTC characteristics formed between the pair of electrodes, and the two base materials And an adhesive layer made of a saturated copolyester resin interposed, and the adhesive layer has a melting point set to 100 ° C. to 150 ° C.
接着層として用いられる樹脂の融点が100℃から150℃の範囲に存在するため、これら接着層をベース側基材、或いはカバー側基材上に比較的標準的な工程、例えばTダイ押出し法やインフレーション法などを用いて均一、かつ安定な薄膜状に作成することができる。150℃よりも融点が高い場合は下地となる基材に対しても耐熱性が要求されるため高コストなものとなる。 Since the melting point of the resin used as the adhesive layer is in the range of 100 ° C. to 150 ° C., these adhesive layers are applied to the base side base material or the cover side base material by a relatively standard process such as a T-die extrusion method, A uniform and stable thin film can be formed using an inflation method or the like. In the case where the melting point is higher than 150 ° C., heat resistance is required for the base material as a base, which is expensive.
接着層の融点が100℃から150℃の範囲にある場合は、通常のラミネート装置を用いて、比較的短時間、高温に保持した所定のローラなどの加熱装置に接触させることによりこれら接着層が接着機能を発現させるに充分な程度融解するため、良好なラミネート処理を実現することができる。 When the melting point of the adhesive layer is in the range of 100 ° C. to 150 ° C., these adhesive layers are brought into contact with a heating device such as a predetermined roller held at a high temperature for a relatively short time using a normal laminating apparatus. Since it melts to a sufficient extent to develop an adhesive function, a good laminating process can be realized.
ラミネート処理とは、ここでは少なくとも電極の一部と抵抗体を予め印刷などにより作成されたベース側基材と、接着層が予め作成されたカバー側基材とを熱融着させる工程を意味するもので、それにより電極や抵抗体が基材及び接着層により覆われることとなり、水分や酸素から隔離することができるため、長期安定性を示すことが可能となる。 The laminating process here means a step of heat-sealing at least a part of the electrode and the base side base material in which the resistor is prepared in advance by printing or the like and the cover side base material in which the adhesive layer is prepared in advance. Therefore, the electrode and the resistor are covered with the base material and the adhesive layer, and can be isolated from moisture and oxygen, so that long-term stability can be exhibited.
融点が150℃より高い場合は、より長期熱安定性を示す点では好ましいが、ラミネート条件などで、200℃以上の加熱処理が必要となり、そのため下地となる基材に対して更に高温の耐熱性が要求されることになる。耐熱性が充分ない基材を用いた場合には、基材が収縮や膨張を示すこととなり、間接的に抵抗値の初期設定値に対して好ましくない影響を及ぼすこととなる。 When the melting point is higher than 150 ° C., it is preferable in terms of exhibiting long-term thermal stability. However, heat treatment at 200 ° C. or higher is required under lamination conditions and the like, and therefore higher temperature heat resistance is required for the base material used as a base. Will be required. When a base material having insufficient heat resistance is used, the base material exhibits shrinkage or expansion, which indirectly has an undesirable effect on the initial resistance value.
融点が100℃より低い場合は、容易に薄膜層を得ることができるが、保管時の温度設定が高いと自己接着の発生や、酸化劣化や水分吸着なども発生する。 When the melting point is lower than 100 ° C., a thin film layer can be easily obtained. However, when the temperature setting during storage is high, the occurrence of self-adhesion, oxidation degradation, moisture adsorption, and the like also occur.
また、発熱体の通常使用を想定した際、体感温度が40−50℃程度で使用される場合が多いが、発熱体自身の温度はその保温状態、断熱状態にも依存するが、80℃近くになる場合も想定され、その様な点から考慮すると、融点は高温である場合がより好ましく、100℃よりも低い場合には長期信頼性を確保するに充分な耐熱性や強度特性を発揮することができない。 In addition, when the normal use of the heating element is assumed, it is often used at a sensory temperature of about 40-50 ° C., but the temperature of the heating element itself depends on its heat retaining state and heat insulation state, but is close to 80 ° C. In view of such points, it is more preferable that the melting point is a high temperature, and when it is lower than 100 ° C., sufficient heat resistance and strength characteristics are shown to ensure long-term reliability. I can't.
接着層の種類としては共重合ポリエステル樹脂を用いることによって、発熱体の基材として、耐久性、絶縁性の点から採用されることが多いポリエチレンテレフタレートと良好な接着性を示すことができる。 By using a copolyester resin as the kind of the adhesive layer, it is possible to show good adhesiveness with polyethylene terephthalate which is often employed from the viewpoint of durability and insulation as a base material of a heating element.
これによって、工法や管理に煩雑さが伴うことなく、また抵抗体に対して長期安定性を確保することができ良好な発熱体を得ることができる。 Accordingly, the construction method and management are not complicated, and long-term stability can be ensured for the resistor, and a good heating element can be obtained.
第2の発明は、第1の高分子発熱体において、接着層の厚みを30〜100μmに設定したものであり、接着対象となる電極や抵抗体の厚みに対して充分な厚みの層を有することから接着層が途中で分断されることなくこれら表面をカバーすることができるため、酸化劣化や水分劣化の心配のない高分子発熱体を提供することができる。 The second invention is the first polymer heating element in which the thickness of the adhesive layer is set to 30 to 100 μm and has a layer having a sufficient thickness with respect to the thickness of the electrode or resistor to be bonded. Accordingly, these surfaces can be covered without the adhesive layer being divided in the middle, so that it is possible to provide a polymer heating element that is free from oxidative deterioration and moisture deterioration.
第3の発明は、特に第1または第2のいずれか1つの高分子発熱体において、接着層が酸化防止剤を含有してなる飽和共重合ポリエステル樹脂であり、樹脂自身に酸化防止機能を保持させることにより、仮に発熱体の基材の一部が剥離した場合においてもこれら接着層の酸化防止機能が酸化劣化の進行を遅延させることが可能となり、信頼性の高い高分子発熱体を得ることができる。 The third invention is a saturated copolymer polyester resin in which the adhesive layer contains an antioxidant, particularly in any one of the first and second polymer heating elements, and the resin itself has an antioxidant function. As a result, even if a part of the base material of the heating element is peeled off, the anti-oxidation function of these adhesive layers can delay the progress of oxidative deterioration, and a highly reliable polymer heating element can be obtained. Can do.
また、長期間高温状態が続き、基材の気体透過性が大きくなった際にも接着層の酸化防止機能により抵抗体や電極の酸化劣化を防止することができる。 Further, even when the high temperature state continues for a long time and the gas permeability of the base material increases, the oxidation preventing function of the adhesive layer can prevent the oxidative deterioration of the resistor and the electrode.
第4の発明は、特に第1の発明の高分子発熱体において、ベース側基材とカバー側基材の少なくとも一方がポリエチレンテレフタレートであり、比較的汎用性の樹脂フィルムを基材として使用することができるため、低コストでかつ容易な工法で高分子発熱体を作成できる。 According to a fourth invention, in the polymer heating element of the first invention in particular, at least one of the base-side base material and the cover-side base material is polyethylene terephthalate, and a relatively versatile resin film is used as the base material. Therefore, a polymer heating element can be produced with a low cost and easy construction method.
第5の発明は、特に第1の発明の高分子発熱体において、一対の電極は、主電極、及びこの主電極より対向する主電極に向かって相互に導出した複数の枝電極を有し、少なくとも前記主電極の一部を銅箔により形成したもので、簡易な工法で電極が形成でき、かつコスト的にも優れた高分子発熱体を提供することができる。 In a fifth aspect of the present invention, in the polymer heating element of the first aspect of the invention, the pair of electrodes include a main electrode and a plurality of branch electrodes led out from the main electrode toward the opposing main electrode. At least a part of the main electrode is formed of copper foil, and an electrode can be formed by a simple construction method, and a polymer heating element excellent in cost can be provided.
電極をペーストの塗布や印刷により作成する場合には、電気接続部の処理として、半田処理などに耐えうる金属端子などを新たに設けることが必須であったが、前記による方法であれば金属箔上に直接半田処理などを施すことが可能であるため、新たに金属端子などを設ける必要がなく、そのために要する工程、金属端子のコストを削減できる。 When the electrode is formed by applying or printing a paste, it is essential to newly provide a metal terminal or the like that can withstand soldering as a process for the electrical connection part. Since it is possible to directly perform a soldering process or the like, it is not necessary to newly provide a metal terminal or the like, and it is possible to reduce the process required for that and the cost of the metal terminal.
また枝電極及び抵抗体が印刷された面側に、接着層を形成したカバー側基材で被覆する際に、同時に主電極を貼り合せることも可能であり、工程の簡略化を図ると同時に、電極作成工程を全工程中のうち最終に近い工程とすることが可能であり、量産時に無駄な電極の使用を抑えることもできる。 In addition, when covering with the cover side substrate on which the adhesive layer is formed on the surface side on which the branch electrode and the resistor are printed, the main electrode can be bonded at the same time. It is possible to make the electrode preparation process close to the last of all the processes, and it is possible to suppress the use of useless electrodes during mass production.
第6の発明は、特に第5の発明の高分子発熱体において、枝電極は、銀ペーストを用いて印刷形成したことにより、抵抗体との密着性に優れ、良好な発熱特性を有する高分子発熱体を提供することができる。 The sixth aspect of the invention is a polymer heating element of the fifth aspect of the invention, in particular, the branch electrode is formed by printing using a silver paste, so that the polymer has excellent adhesion to the resistor and has good heat generation characteristics. A heating element can be provided.
第7の発明は、特に第1の発明の高分子発熱体において、ベース側基材、カバー側基材、接着層の少なくとも一つが、銅害防止剤を含有してなり、長期間高温使用しても信頼性の高い高分子発熱体を提供することができる。 According to a seventh aspect of the invention, in the polymer heating element of the first aspect of the invention, at least one of the base-side base material, the cover-side base material, and the adhesive layer contains a copper damage inhibitor and is used at a high temperature for a long time. However, a highly reliable polymer heating element can be provided.
第8の発明は、特に第1の発明の高分子発熱体において、ベース側基材、カバー側基材の少なくとも一方を、不織布あるいは織布からなる繊維層とフィルム層を積層して構成したもので、柔軟性、快適性に優れた高分子発熱体を得ることができる。 In an eighth aspect of the invention, in the polymer heating element of the first aspect of the invention, at least one of the base-side base material and the cover-side base material is formed by laminating a fiber layer and a film layer made of a nonwoven fabric or a woven fabric. Thus, a polymer heating element excellent in flexibility and comfort can be obtained.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
(実施の形態1)
図1において、高分子発熱体1は、電気絶縁性のベース側基材2とカバー側基材3に狭持された一対の電極4,4’、及び高分子抵抗体5、接着層6からなる。
(Embodiment 1)
In FIG. 1, the polymer heating element 1 includes a pair of electrodes 4, 4 ′ sandwiched between an electrically insulating base side substrate 2 and a cover side substrate 3, a polymer resistor 5, and an adhesive layer 6. Become.
ベース側基材2としては、厚さ125μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムを用いた。 As the base-side substrate 2, a polyethylene terephthalate (PET) film having a thickness of 125 μm was used.
電気的に正側と負側となる一対の電極4,4’は、ベース側基材2の片側面に導電性ペーストを印刷、乾燥することによって形成した。導電性ペーストは共重合ポリエステル樹脂中に導電性付与材として銀粉末を分散したものを使用している。 The pair of electrodes 4 and 4 ′ which are electrically on the positive side and the negative side are formed by printing and drying a conductive paste on one side surface of the base-side substrate 2. As the conductive paste, a material obtained by dispersing silver powder as a conductivity-imparting material in a copolyester resin is used.
また、高分子抵抗体5は正抵抗温度特性を有し、エチレン酢酸ビニル共重合体とカーボンブラックの混練物をペースト化したものを電極4,4’が形成された面に印刷、乾燥して形成したものである。 The polymer resistor 5 has a positive resistance temperature characteristic, and a paste of an ethylene vinyl acetate copolymer and carbon black is printed and dried on the surface on which the electrodes 4 and 4 'are formed. Formed.
電極4,4’は、相対向するように配置され、給電すると電流が流れ発熱する。 The electrodes 4 and 4 'are arranged so as to face each other, and when power is supplied, current flows and heat is generated.
接着層6は、融点107℃の飽和共重合ポリエステル樹脂(東洋紡社製、GM−920)を30μmの厚みになるように、カバー側基材3、例えば厚み75μmのPETフィルム上にTダイ押出し法にて熱融着・積層したものである。 The adhesive layer 6 is a T-die extrusion method on a cover side substrate 3, for example, a 75 μm thick PET film, so that a saturated copolymer polyester resin (GM-920, manufactured by Toyobo Co., Ltd.) having a melting point of 107 ° C. has a thickness of 30 μm. Heat-sealed and laminated with
接着層6とカバー側基材3が一体成形されたものを、電極4,4’および高分子抵抗体5を被覆するようにラミネート加工した。 A laminate in which the adhesive layer 6 and the cover-side base material 3 were integrally formed was laminated so as to cover the electrodes 4, 4 ′ and the polymer resistor 5.
なお、ラミネートのロール表面温度は150℃として、ベース基材2、カバー基材3の熱変形を極めて小さくし、接着層6が充分に溶融し、接着層として機能するようにした。 The roll surface temperature of the laminate was set to 150 ° C. so that the thermal deformation of the base substrate 2 and the cover substrate 3 was extremely small so that the adhesive layer 6 was sufficiently melted and functioned as an adhesive layer.
上記の様に作成した高分子発熱体1は、PETフィルムでサンドイッチされた構成であり、それらフィルムに追随するしなやかさを示すため、暖房用ヒータとしてフロアーマットなどに組み込まれ足元を暖めたり、椅子などの座部や、背もたれ部の外面、或いは内面に装着され、直接接触する人体の部位を暖めるのに使用される。 The polymer heating element 1 produced as described above has a structure sandwiched with PET films. In order to show the flexibility to follow these films, it is incorporated into a floor mat or the like as a heater for heating, and the feet are heated. It is attached to the outer surface or the inner surface of the seat portion such as the backrest portion, etc., and is used to warm the part of the human body that comes into direct contact.
より快適な柔軟性、密着性を発現させるために、高分子発熱体1はその用途に応じて、発熱面積や発熱温度の変更が可能となることが望ましく、種々の発熱パターンを設計する必要があるが、ここではその詳細は省略する。 In order to develop more comfortable flexibility and adhesion, it is desirable that the polymer heating element 1 can change the heat generation area and the heat generation temperature according to the application, and it is necessary to design various heat generation patterns. However, the details are omitted here.
相対向するように配置された一対の電極4,4’は、高分子発熱体1の外側に重なるように配設されている。電極4,4’を介して給電すると、この高分子抵抗体5に電流が流れて発熱する。 A pair of electrodes 4, 4 ′ disposed so as to face each other are disposed so as to overlap the outside of the polymer heating element 1. When power is supplied through the electrodes 4 and 4 ′, current flows through the polymer resistor 5 to generate heat.
高分子抵抗体5はPTC特性を有し、温度が上昇すると抵抗値が上昇して、所定の温度になるように自己温度調節機能を有する。 The polymer resistor 5 has a PTC characteristic, and has a self-temperature adjusting function so that the resistance value increases as the temperature rises to reach a predetermined temperature.
すなわち、高分子抵抗体5は高分子発熱体1に安全性が高く温度コントロールを不要とする機能を付与する。 That is, the polymer resistor 5 gives the polymer heating element 1 a function that is highly safe and does not require temperature control.
また、従来の線条のヒータに比べて、PTC特性を有する高分子発熱体1は速熱性と省エネ性とを発揮することができる。 In addition, the polymer heating element 1 having PTC characteristics can exhibit fast heat performance and energy saving performance as compared with a conventional linear heater.
線条のヒータは、温度制御器を必要とする。温度制御器はオン−オフ(ON−OFF)
制御で通電を制御して発熱温度を制御している。ON時のヒータ線温度は約80℃まで上昇するため、人体などと接触する場合は発熱体表面からある程度の距離をおいて配置する必要がある。
Wire heaters require a temperature controller. Temperature controller is on-off (ON-OFF)
The heat generation temperature is controlled by controlling energization. Since the heater wire temperature at the time of ON rises to about 80 ° C., it is necessary to arrange the heater wire at a certain distance from the surface of the heating element when coming into contact with a human body or the like.
これに対し、高分子発熱体1では、発熱温度が40℃〜45℃の範囲に自己制御されるため、人体などと近接して配置することができ、従って、速熱性と外部への放熱ロスを低減でき、そのため省エネルギー性をも実現できる。 On the other hand, in the polymer heating element 1, since the heat generation temperature is self-controlled in the range of 40 ° C to 45 ° C, it can be placed close to the human body and the like. Therefore, energy saving can be realized.
電極4,4’間の高分子抵抗体5の長さが100mmになるように設定した。得られた高分子発熱体1の面積抵抗値は、50Ω/□であり、直流15V印加時の表面温度は42℃であった(外気温度20℃)。 The length of the polymer resistor 5 between the electrodes 4 and 4 ′ was set to 100 mm. The obtained polymer heating element 1 had a sheet resistance value of 50Ω / □ and a surface temperature of 42 ° C. when DC 15 V was applied (outside temperature 20 ° C.).
接着層6の有効性を確認するために、80℃における耐熱性を評価したところ、80℃で20,000時間まで抵抗値変化が生じないことを、また80℃以上での加速試験の実施により、抵抗体の抵抗値はその後、高抵抗側に徐々に変化することを確認し、実使用でのレベルにおいて極めて長時間の耐久性を示すことが明らかとなった。 In order to confirm the effectiveness of the adhesive layer 6, the heat resistance at 80 ° C. was evaluated, and it was confirmed that the resistance value did not change up to 20,000 hours at 80 ° C., and that an accelerated test was performed at 80 ° C. or higher. After that, it was confirmed that the resistance value of the resistor gradually changed to the high resistance side, and it was revealed that the resistance value showed extremely long-term durability at the actual use level.
(実施の形態2)
本発明の実施の形態2における高分子発熱体としては、実施の形態1と同様の構成を有するものを下記に示すような方法で作成した。
(Embodiment 2)
As the polymer heating element according to the second embodiment of the present invention, a polymer heating element having the same configuration as that of the first embodiment was prepared by the following method.
ベース側基材2として、厚さ75μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムを用いた。 As the base-side substrate 2, a 75 μm thick polyethylene terephthalate (PET) film was used.
電気的に正側と負側となる一対の電極4,4’は、ベース側基材2の片側面に導電性ペーストを印刷、乾燥することによって形成した。導電性ペーストは共重合ポリエステル樹脂中に導電性付与材として銀粉末を分散したものを使用している。 The pair of electrodes 4 and 4 ′ which are electrically on the positive side and the negative side are formed by printing and drying a conductive paste on one side surface of the base-side substrate 2. As the conductive paste, a material obtained by dispersing silver powder as a conductivity-imparting material in a copolyester resin is used.
また、高分子抵抗体5は正抵抗温度特性を有し、エチレン酢酸ビニル共重合体とカーボンブラックの混練物をペースト化したものを、電極4,4’が形成された面に印刷、乾燥して形成したものである。 The polymer resistor 5 has a positive resistance temperature characteristic, and a paste of an ethylene vinyl acetate copolymer and carbon black is printed and dried on the surface on which the electrodes 4 and 4 'are formed. Is formed.
電極4,4’は、相対向するように幅の広い一対の主電極部と、それぞれの主電極4a,4a’から交互に相手側の主電極部に向かって複数の枝電極を導出した櫛形形状になっており、これに重なるように配設した高分子抵抗体5に多数の枝電極より給電すると電流が流れ発熱する。 The electrodes 4 and 4 'are a pair of wide main electrode portions so as to face each other, and a comb shape in which a plurality of branch electrodes are led out alternately from the main electrodes 4a and 4a' toward the other main electrode portion. When the polymer resistor 5 arranged so as to overlap the polymer resistor 5 is fed from a large number of branch electrodes, current flows and heat is generated.
接着層6は、融点107℃の飽和共重合ポリエステル樹脂(東洋紡社製、GM−920)1重量部に対して、フェノール系酸化防止剤(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製
イルガノックス1010)を0.03重量部となるように加え、それら混練物の厚みが50μmになるように、カバー側基材3となる厚み50μmのポリブチレンテレフタレート(PBT)フィルム上にTダイ押出し法にて熱融着によって積層したものである。
The adhesive layer 6 was prepared by adding 0.1% of a phenolic antioxidant (Irganox 1010, manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.) to 1 part by weight of a saturated copolyester resin having a melting point of 107 ° C. (GM-920, manufactured by Toyobo Co., Ltd.). In addition to being 03 parts by weight, the thickness of the kneaded product is 50 μm by heat fusion by a T-die extrusion method on a polybutylene terephthalate (PBT) film having a thickness of 50 μm to be the cover side substrate 3. Laminated.
接着層6とカバー側基材3が一体成形されたものを、接着層側が電極4,4’、及び高分子抵抗体5を被覆するようにラミネート加工した。 A laminate in which the adhesive layer 6 and the cover-side substrate 3 were integrally formed was laminated so that the adhesive layer side covered the electrodes 4, 4 ′ and the polymer resistor 5.
なお、ラミネートのロール表面温度は160℃とし、ベース側基材2、カバー側基材3の熱変形は極めて小さく、接着層6が充分に溶融し、接着機能を十分に発揮するようにした。 Note that the roll surface temperature of the laminate was 160 ° C., and the thermal deformation of the base-side base material 2 and the cover-side base material 3 was extremely small, and the adhesive layer 6 was sufficiently melted so that the adhesive function was sufficiently exhibited.
上記のように作成した高分子発熱体1は、PETフィルムでサンドイッチされた構成であり、それらフィルムに追随するしなやかさを示すため、暖房用ヒータとしてフロアーマットなどに組み込まれ足元を暖めたり、椅子などの座部や、背もたれ部の外面あるいは内面に装着され直接接触する人体の部位を暖めるのに使用される。 The polymer heating element 1 prepared as described above has a structure sandwiched with PET films, and is incorporated in a floor mat or the like as a heater for heating in order to show the flexibility to follow these films. It is used to warm the parts of the human body that are attached to the outer surface or the inner surface of the seat portion such as the seat back portion or the backrest portion.
より快適な柔軟性、密着性を発現させるために、高分子発熱体1はその用途に応じて、発熱面積や発熱温度の変更が可能となることが望ましく、種々の発熱パターンを設計する必要があるが、ここではその詳細は省略する。 In order to develop more comfortable flexibility and adhesion, it is desirable that the polymer heating element 1 can change the heat generation area and the heat generation temperature according to the application, and it is necessary to design various heat generation patterns. However, the details are omitted here.
相対向するように配置された一対の電極4,4’より給電することにより、高分子抵抗体5に電流が流れて発熱する。 By supplying power from a pair of electrodes 4 and 4 ′ arranged so as to face each other, current flows through the polymer resistor 5 to generate heat.
高分子抵抗体5はPTC特性を有し、温度が上昇すると抵抗値が上昇して、所定の温度になるように自己温度調節機能を有する。 The polymer resistor 5 has a PTC characteristic, and has a self-temperature adjusting function so that the resistance value increases as the temperature rises to reach a predetermined temperature.
すなわち、高分子抵抗体5は高分子発熱体1に安全性が高く温度コントロールを不要とする機能を付与する。 That is, the polymer resistor 5 gives the polymer heating element 1 a function that is highly safe and does not require temperature control.
また、従来の線条のヒータに比べて、PTC特性を有する高分子発熱体1は速熱性と省エネ性とを発揮することができる。線条のヒータは、温度制御器を必要とする。温度制御器はオン−オフ(ON−OFF)制御で通電を制御して発熱温度を制御している。ON時のヒータ線温度は約80℃まで上昇するため、人体などと接触する場合は発熱体表面からある程度の距離をおいて配置する必要がある。 In addition, the polymer heating element 1 having PTC characteristics can exhibit fast heat performance and energy saving performance as compared with a conventional linear heater. Wire heaters require a temperature controller. The temperature controller controls the heat generation temperature by controlling energization by on-off control. Since the heater wire temperature at the time of ON rises to about 80 ° C., it is necessary to arrange the heater wire at a certain distance from the surface of the heating element when coming into contact with a human body or the like.
これに対し高分子発熱体1では、発熱温度が40℃〜45℃の範囲に自己制御される。そのため、人体などと近接して配置することができる。従って速熱性と外部への放熱ロスを低減でき、そのため省エネルギー性をも実現できる。 In contrast, in the polymer heating element 1, the heat generation temperature is self-controlled within the range of 40 ° C to 45 ° C. Therefore, it can arrange | position close to a human body etc. Therefore, the rapid heat property and the heat radiation loss to the outside can be reduced, and thus energy saving can be realized.
電極4,4’間の高分子抵抗体5の長さが100mmになるようにし、高分子発熱体1を得た。得られた高分子発熱体の面積抵抗値は、55Ωであり、直流15V印加時の表面温度は42℃であった(外気温度20℃)。 The length of the polymer resistor 5 between the electrodes 4 and 4 ′ was set to 100 mm, and the polymer heating element 1 was obtained. The obtained polymer heating element had a sheet resistance of 55Ω and a surface temperature of 42 ° C. when DC 15V was applied (outside temperature 20 ° C.).
接着層6の有効性を確認するために、80℃における耐熱性を評価したところ、80℃で18,000時間まで抵抗値変化が生じないことを、また80℃以上での加速試験の実施により、高分子抵抗体5の抵抗値は、その後高抵抗側に徐々に変化することを確認し、実使用でのレベルにおいて極めて長時間の耐久性を示すことが明らかとなった。 When the heat resistance at 80 ° C. was evaluated to confirm the effectiveness of the adhesive layer 6, it was confirmed that the resistance value did not change until 18,000 hours at 80 ° C., and that an accelerated test was performed at 80 ° C. or higher. Then, it was confirmed that the resistance value of the polymer resistor 5 gradually changed to the high resistance side, and it was revealed that the resistance value of the polymer resistor 5 showed extremely long-term durability at the actual use level.
(実施の形態3)
図2は、本発明の実施の形態3を示し、高分子発熱体11は、電気絶縁性のベース側基材12とカバー側基材13に狭持された一対の電極14,14’、及び高分子抵抗体15、接着層16とからなる。
(Embodiment 3)
FIG. 2 shows Embodiment 3 of the present invention, in which the polymer heating element 11 includes a pair of electrodes 14 and 14 ′ sandwiched between an electrically insulating base-side base material 12 and a cover-side base material 13, and It consists of a polymer resistor 15 and an adhesive layer 16.
電極14,14’は、相対応する主電極14a,14a’より交互に枝電極17a,17a’を設けて構成したものである。 The electrodes 14 and 14 'are configured by providing branch electrodes 17a and 17a' alternately from the corresponding main electrodes 14a and 14a '.
ベース側基材12として、厚さ125μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムを用いた。 As the base-side substrate 12, a polyethylene terephthalate (PET) film having a thickness of 125 μm was used.
まず、このPETフィルム上に下記のように枝電極17a,17a’を作成した。共重合ポリエステル樹脂中に導電性付与材として銀粉末を分散した導電性ペーストを使用し、
印刷、乾燥により、設計に応じ枝電極17a,17a’を所定の間隔をおいて構成した。
First, branch electrodes 17a and 17a ′ were formed on the PET film as described below. Using a conductive paste in which silver powder is dispersed as a conductivity-imparting material in a copolyester resin,
The branch electrodes 17a and 17a ′ are configured at predetermined intervals according to the design by printing and drying.
枝電極17a,17a’は、1本おきに異なる主電極14a,14a’から給電できるように配されており、枝電極17a,17a’のみが印刷された段階での状態を図3に示した。 The branch electrodes 17a and 17a ′ are arranged so that power can be supplied from every other main electrode 14a and 14a ′, and the state at the stage where only the branch electrodes 17a and 17a ′ are printed is shown in FIG. .
図3では、枝電極17a,17a’のみを印刷した状態を示し、後から配される主電極14a,14a’の位置も破線で合わせて示した。 FIG. 3 shows a state where only the branch electrodes 17a and 17a 'are printed, and the positions of the main electrodes 14a and 14a' arranged later are also shown by broken lines.
これら電極14,14’の構造としては、相対向するように幅の広い一対の主電極14a,14a’と、それぞれの主電極部14a,14a’から交互に相手側に向かって複数の枝電極17a,17a’を導出した櫛形形状になっている。 As the structure of these electrodes 14 and 14 ', a pair of wide main electrodes 14a and 14a' so as to face each other, and a plurality of branch electrodes alternately from the main electrode portions 14a and 14a 'toward the other side. 17a and 17a ′ are derived from a comb shape.
その後この乾燥した枝電極17a,17a’上の大部分を覆うように、高分子抵抗体15を印刷、乾燥により形成した。 Thereafter, the polymer resistor 15 was formed by printing and drying so as to cover most of the dried branch electrodes 17a and 17a '.
高分子抵抗体5は正抵抗温度特性を有し、エチレン酢酸ビニル共重合体とカーボンブラックの混練物をペースト化したものである。 The polymer resistor 5 has a positive resistance temperature characteristic and is a paste obtained by kneading an ethylene vinyl acetate copolymer and carbon black.
接着層16として、融点145℃の飽和共重合ポリエステル樹脂(東洋紡社製、GM−440)を75μmの厚みになるように、カバー側基材13となる厚み50μmのPETフィルム上にTダイ押出し法にて熱融着によって積層し作成した。 As the adhesive layer 16, a T-die extrusion method is performed on a PET film having a thickness of 50 μm, which becomes the cover-side base material 13, so that a saturated copolymer polyester resin having a melting point of 145 ° C. (GM-440, manufactured by Toyobo Co., Ltd.) has a thickness of 75 μm. And laminated by heat fusion.
なお、このとき、同時に主電極14a,14a’として、表面がスズめっき処理された銅箔からなる導電性テープの粘着剤側をベース側基材12の所定位置に貼り合せながら、接着層16とカバー側基材13が一体成形されたものを接着層側が電極14,14’および高分子抵抗体15を被覆するようにラミネート加工した。 At this time, as the main electrodes 14a and 14a ′, the adhesive layer 16 and the adhesive layer 16 are bonded to a predetermined position of the base-side substrate 12 with the adhesive side of the conductive tape made of a copper foil whose surface is tin-plated. The cover-side base material 13 was integrally molded and laminated so that the adhesive layer side covered the electrodes 14, 14 ′ and the polymer resistor 15.
また、ラミネートのロール表面温度は180℃とし、ベース基材12、カバー基材13の熱変形は小さく、接着層16が充分に溶融し、接着層として機能するようにした。 The roll surface temperature of the laminate was 180 ° C., the thermal deformation of the base substrate 12 and the cover substrate 13 was small, and the adhesive layer 16 was sufficiently melted to function as an adhesive layer.
主電極14a,14a’間を150mmとし、枝電極17a,17a’どうしの間隔が10mmになるようにし、高分子発熱体11を得た。 The polymer heating element 11 was obtained by setting the distance between the main electrodes 14a and 14a 'to 150 mm and the interval between the branch electrodes 17a and 17a' to be 10 mm.
得られた高分子発熱体11に直流13.5V印加時の表面温度は42℃であった(外気温度20℃)。電極として用いた銅箔からなる導電性テープは、先に印刷加工した銀ペーストと良好な密着性を示し、発熱特性にすべて銀ペーストを用いた場合と大差ないことを確認した。 The resulting polymer heating element 11 had a surface temperature of 42 ° C. when a direct current of 13.5 V was applied (outside air temperature 20 ° C.). The conductive tape made of copper foil used as the electrode showed good adhesion with the silver paste previously printed, and it was confirmed that the heat generation characteristics were not much different from the case of using the silver paste.
また接着層の有効性を確認するために、80℃における耐熱性を評価したところ、80℃で22,000時間まで抵抗値変化が生じないことを、また80℃以上での加速試験の実施により、抵抗体の抵抗値はその後、高抵抗側に徐々に変化することを確認し、実使用でのレベルにおいて極めて長時間の耐久性を示すことが明らかとなった。 Moreover, in order to confirm the effectiveness of the adhesive layer, when the heat resistance at 80 ° C. was evaluated, the resistance value did not change until 22,000 hours at 80 ° C., and the acceleration test was performed at 80 ° C. or higher. After that, it was confirmed that the resistance value of the resistor gradually changed to the high resistance side, and it was revealed that the resistance value showed extremely long-term durability at the actual use level.
(実施の形態4)
本発明の実施の形態4における高分子発熱体として、実施の形態3と同様の構成を有するものを下記に示すような方法で作成した。
(Embodiment 4)
A polymer heating element according to the fourth embodiment of the present invention having the same configuration as that of the third embodiment was prepared by the following method.
接着層16は、融点145℃の飽和共重合ポリエステル樹脂(東洋紡社製、GM−440)1重量部に対して、フェノール系酸化防止剤(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社
製 イルガノックス1010)を0.03重量部となるように加え、それら混練物の厚みが50μmになるように、カバー側基材13となる厚み50μmのPETフィルム上にTダイ押出し法にて熱融着によって積層したものである。それ以外の材料、構成、工法は実施の形態3と同一とした。
The adhesive layer 16 has a phenolic antioxidant (Irganox 1010 manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.) in an amount of 0.1 part by weight with respect to 1 part by weight of a saturated copolyester resin having a melting point of 145 ° C. (GM-440 manufactured by Toyobo Co., Ltd.). In addition to being 03 parts by weight, the kneaded material is laminated by thermal fusion by a T-die extrusion method on a 50 μm thick PET film to be the cover side substrate 13 so that the thickness of the kneaded product becomes 50 μm. . Other materials, configurations, and construction methods were the same as those in the third embodiment.
主電極14a,14a’間を150mmとし、枝電極17a,17a’どうしの間隔が10mmになるようにし、高分子発熱体11を得た。得られた高分子発熱体に直流13.5V印加時の表面温度は42℃であった(外気温度20℃)。 The polymer heating element 11 was obtained by setting the distance between the main electrodes 14a and 14a 'to 150 mm and the interval between the branch electrodes 17a and 17a' to be 10 mm. The resulting polymer heating element had a surface temperature of 42 ° C. when a direct current of 13.5 V was applied (outside air temperature 20 ° C.).
電極として用いた銅箔からなる導電性テープは、先に印刷加工した銀ペーストと良好な密着性を示し、発熱特性にすべて銀ペーストを用いた場合と大差ないことを確認した。 The conductive tape made of copper foil used as the electrode showed good adhesion with the silver paste previously printed, and it was confirmed that the heat generation characteristics were not much different from the case of using the silver paste.
また接着層の有効性を確認するために、80℃における耐熱性を評価したところ、80℃で25,000時間まで抵抗値変化が生じないことを、また80℃以上での加速試験の実施により、抵抗体の抵抗値はその後、高抵抗側に徐々に変化することを確認し、実使用でのレベルにおいて極めて長時間の耐久性を示すことが明らかとなった。 Moreover, in order to confirm the effectiveness of the adhesive layer, when the heat resistance at 80 ° C. was evaluated, the resistance value did not change until 25,000 hours at 80 ° C., and the acceleration test at 80 ° C. or higher was conducted. After that, it was confirmed that the resistance value of the resistor gradually changed to the high resistance side, and it was revealed that the resistance value showed extremely long-term durability at the actual use level.
(実施の形態5)
本発明の実施の形態5における高分子発熱体として、実施の形態3と同様の構成を有するものを下記に示すような方法で作成した。
(Embodiment 5)
As the polymer heating element in the fifth embodiment of the present invention, a polymer heating element having the same configuration as in the third embodiment was prepared by the method as described below.
接着層16は、融点107℃の飽和共重合ポリエステル樹脂(東洋紡社製、GM−920)1重量部に対して、フェノール系酸化防止剤(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製 イルガノックス1010)を0.03重量部と銅害防止剤(CDA−6)を0.05重量部となるように加え、それら混練物の厚みが50μmになるように、カバー側基材13となる厚み50μmのPETフィルム上にTダイ押出し法にて熱融着によって積層したものである。 Adhesive layer 16 is a phenolic antioxidant (Irganox 1010, manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.) with respect to 1 part by weight of saturated copolyester resin having a melting point of 107 ° C. (GM-920, manufactured by Toyobo Co., Ltd.). 03 parts by weight and copper damage inhibitor (CDA-6) are added so as to be 0.05 parts by weight, and on the PET film having a thickness of 50 μm that becomes the cover-side base material 13 so that the thickness of the kneaded material becomes 50 μm. And laminated by heat fusion by a T-die extrusion method.
ラミネートのロール表面温度を170℃とした以外は、材料、構成、工法は実施の形態3と同一とした。 The material, configuration, and construction method were the same as those in Embodiment 3 except that the roll surface temperature of the laminate was 170 ° C.
主電極14a,14a’間を150mmとし、枝電極17a,17a’どうしの間隔が10mmになるようにし、高分子発熱体11を得た。得られた高分子発熱体に直流13.5V印加時の表面温度は42℃であった(外気温度20℃)。 The polymer heating element 11 was obtained by setting the distance between the main electrodes 14a and 14a 'to 150 mm and the interval between the branch electrodes 17a and 17a' to be 10 mm. The resulting polymer heating element had a surface temperature of 42 ° C. when a direct current of 13.5 V was applied (outside air temperature 20 ° C.).
電極として用いた銅箔からなる導電性テープは、先に印刷加工した銀ペーストと良好な密着性を示し、発熱特性にすべて銀ペーストを用いた場合と大差ないことを確認した。 The conductive tape made of copper foil used as the electrode showed good adhesion with the silver paste previously printed, and it was confirmed that the heat generation characteristics were not much different from the case of using the silver paste.
また接着層の有効性を確認するために、80℃における耐熱性を評価したところ、80℃で20,000時間まで抵抗値変化が生じないことを、また80℃以上での加速試験の実施により、抵抗体の抵抗値はその後、高抵抗側に徐々に変化することを確認し、実使用でのレベルにおいて極めて長時間の耐久性を示すことが明らかとなった。 Moreover, in order to confirm the effectiveness of the adhesive layer, when the heat resistance at 80 ° C. was evaluated, it was confirmed that the resistance value did not change at 80 ° C. until 20,000 hours, and that an accelerated test was performed at 80 ° C. or higher. After that, it was confirmed that the resistance value of the resistor gradually changed to the high resistance side, and it was revealed that the resistance value showed extremely long-term durability at the actual use level.
(実施の形態6)
本発明の実施の形態6における高分子発熱体として、実施の形態3と同様の構成を有するものを下記に示すような方法で作成した。
(Embodiment 6)
As a polymer heating element in Embodiment 6 of the present invention, a polymer heating element having the same configuration as in Embodiment 3 was prepared by the following method.
ベース側基材12として、ポリエチレンテレフタレート繊維を交絡させた不織布上に融点が180℃のオレフィン系熱可塑性エラストマを50μmの厚さのフィルム上に成形したものを用いた。 As the base-side base material 12, an olefin-based thermoplastic elastomer having a melting point of 180 ° C. formed on a non-woven fabric in which polyethylene terephthalate fibers are entangled on a film having a thickness of 50 μm was used.
まずこのベース側基材12のフィルム面側に、主電極14a、14a’及び枝電極17a,17a’を、共重合ポリエステル樹脂中に導電性付与材として銀粉末を分散した導電性ペーストを使用して、印刷、乾燥により得た。 First, the main electrode 14a, 14a ′ and the branch electrodes 17a, 17a ′ are used on the film surface side of the base-side substrate 12, and a conductive paste in which silver powder is dispersed as a conductivity-imparting material in a copolyester resin is used. And obtained by printing and drying.
これら電極14,14’の構造としては、相対向するように幅の広い一対の主電極14a、14a’と、それぞれの主電極14a、14a’から交互に相手側に向かって複数の枝電極17a,17a’を導出した櫛形形状になっており、これに重なるように高分子抵抗体15を配設した。多数の枝電極17a,17a’より給電すると高分子抵抗体15に電流が流れ発熱するようになっている。 The structure of these electrodes 14 and 14 'includes a pair of wide main electrodes 14a and 14a' so as to face each other, and a plurality of branch electrodes 17a alternately from the main electrodes 14a and 14a 'toward the other side. , 17a ′ is derived from a comb-like shape, and the polymer resistor 15 is disposed so as to overlap with the comb shape. When power is supplied from a large number of branch electrodes 17a, 17a ', a current flows through the polymer resistor 15 to generate heat.
その後この乾燥した枝電極17a,17a’上の大部分を覆うように、高分子抵抗体15を印刷、乾燥により得た。 Thereafter, the polymer resistor 15 was obtained by printing and drying so as to cover most of the dried branch electrodes 17a and 17a '.
高分子抵抗体15は正抵抗温度特性を有し、エチレン酢酸ビニル共重合体とカーボンブラックの混練物をペースト化したものである。 The polymer resistor 15 has a positive resistance temperature characteristic and is a paste obtained by kneading an ethylene vinyl acetate copolymer and carbon black.
接着層16として、融点107℃の飽和共重合ポリエステル樹脂(東洋紡社製、GM−920)を50μmの厚みになるように、カバー側基材13となるポリエチレンテレフタレート繊維を交絡させた不織布上にTダイ押出し法にて熱融着によって積層し作成した。 The adhesive layer 16 is made of T on a non-woven fabric in which a polyethylene terephthalate fiber serving as the cover-side base material 13 is entangled with a saturated copolymer polyester resin having a melting point of 107 ° C. (GM-920, manufactured by Toyobo Co., Ltd.) to a thickness of 50 μm. The laminate was formed by heat fusion using a die extrusion method.
接着層16とカバー側基材13が一体成形されたものを、接着層側が、電極14,14’および高分子抵抗体15を被覆するようにラミネート加工した。 A laminate in which the adhesive layer 16 and the cover-side base material 13 were integrally formed was laminated so that the adhesive layer side covered the electrodes 14, 14 ′ and the polymer resistor 15.
なお、ラミネートのロール表面温度は150℃とし、ベース側基材12、カバー側基材13の不織布の熱変形は小さく、接着層16が充分に溶融し、接着機能を発揮するようにした。 The roll surface temperature of the laminate was 150 ° C., the thermal deformation of the non-woven fabric of the base side substrate 12 and the cover side substrate 13 was small, and the adhesive layer 16 was sufficiently melted so that the bonding function was exhibited.
主電極14a,14a’間を150mmとし、枝電極17a,17a’どうしの間隔が10mmになるようにし、高分子発熱体11を得た。 The polymer heating element 11 was obtained by setting the distance between the main electrodes 14a and 14a 'to 150 mm and the interval between the branch electrodes 17a and 17a' to be 10 mm.
得られた高分子発熱体に直流13.5V印加時の表面温度は42℃であった(外気温度20℃)。 The resulting polymer heating element had a surface temperature of 42 ° C. when a direct current of 13.5 V was applied (outside air temperature 20 ° C.).
また接着層16の有効性を確認するために、80℃における耐熱性を評価したところ、80℃で15,000時間まで抵抗値変化が生じないことを、また80℃以上での加速試験の実施により、抵抗体の抵抗値はその後、高抵抗側に徐々に変化することを確認し、実使用でのレベルにおいて極めて長時間の耐久性を示すことが明らかとなった。 Moreover, when the heat resistance at 80 ° C. was evaluated to confirm the effectiveness of the adhesive layer 16, it was confirmed that the resistance value did not change until 15,000 hours at 80 ° C., and an accelerated test was performed at 80 ° C. or higher. As a result, it was confirmed that the resistance value of the resistor gradually changed toward the high resistance side, and it was revealed that the resistance value exhibited extremely long-term durability at the actual use level.
以上のように、本発明にかかる発熱体は、高分子と導電性カーボンからなる高分子抵抗体と電極をベース基材、カバー基材でサンドイッチすると共に、融点範囲を限定したポリエステル系樹脂からなる接着層を用いることによって、信頼性を有する発熱体を低コストで提供可能となり、また量産性に優れた商品を提供できる。 As described above, the heating element according to the present invention is made of a polyester resin in which a polymer resistor made of a polymer and conductive carbon and an electrode are sandwiched between a base substrate and a cover substrate and the melting point range is limited. By using the adhesive layer, a reliable heating element can be provided at low cost, and a product with excellent mass productivity can be provided.
1,11 高分子発熱体
2,12 ベース側基材
3,13 カバー側基材
4,4’,14,14’ 電極
4a,4a’,14a, 主電極
5,15 高分子抵抗体
6,16 接着層
17a,17a’ 枝電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,11 Polymer heating element 2,12 Base side base material 3,13 Cover side base material 4,4 ', 14,14' Electrode 4a, 4a ', 14a, Main electrode 5,15 Polymer resistor 6,16 Adhesive layer 17a, 17a 'Branch electrode
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011134527A (en) * | 2009-12-24 | 2011-07-07 | Panasonic Corp | Sheet heating element |
JP2014049445A (en) * | 2012-08-29 | 2014-03-17 | Wet Automotive Syst Ag | Electrical heating device |
JP2016030332A (en) * | 2014-07-25 | 2016-03-07 | 京セラ株式会社 | Film heater, ink jet head, and ink jet printer |
JP2018190627A (en) * | 2017-05-09 | 2018-11-29 | 大日本印刷株式会社 | Heating electrode sheet and heating electrode sheet roll |
CN111059113A (en) * | 2019-11-29 | 2020-04-24 | 西安航天发动机有限公司 | Method for assembling attitude control engine film type electric heater |
JP2021089840A (en) * | 2019-12-04 | 2021-06-10 | 株式会社フジクラ | Planar heating element |
JP2021125383A (en) * | 2020-02-05 | 2021-08-30 | タチバナテクノス株式会社 | PTC planar heating element |
-
2007
- 2007-05-29 JP JP2007141520A patent/JP2008300050A/en active Pending
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011134527A (en) * | 2009-12-24 | 2011-07-07 | Panasonic Corp | Sheet heating element |
JP2014049445A (en) * | 2012-08-29 | 2014-03-17 | Wet Automotive Syst Ag | Electrical heating device |
JP2016030332A (en) * | 2014-07-25 | 2016-03-07 | 京セラ株式会社 | Film heater, ink jet head, and ink jet printer |
JP2018190627A (en) * | 2017-05-09 | 2018-11-29 | 大日本印刷株式会社 | Heating electrode sheet and heating electrode sheet roll |
CN111059113A (en) * | 2019-11-29 | 2020-04-24 | 西安航天发动机有限公司 | Method for assembling attitude control engine film type electric heater |
CN111059113B (en) * | 2019-11-29 | 2022-08-02 | 西安航天发动机有限公司 | Method for assembling attitude control engine film type electric heater |
JP2021089840A (en) * | 2019-12-04 | 2021-06-10 | 株式会社フジクラ | Planar heating element |
JP2021125383A (en) * | 2020-02-05 | 2021-08-30 | タチバナテクノス株式会社 | PTC planar heating element |
JP7321529B2 (en) | 2020-02-05 | 2023-08-07 | タチバナテクノス株式会社 | PTC sheet heating element |
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