JP2002146251A - Ｐｔｃインク組成物の製造法 - Google Patents
Ｐｔｃインク組成物の製造法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 エチレン-アクリル酸共重合体をマトリック
スとする導電性粒子含有PTC材料であって、インク化を
可能とし、PTC特性および耐久性を向上せしめ、面状発
熱体、回路保護などとして用い得るものの製造法を提供
する。 【解決手段】 アクリル酸含量が10重量%以下のエチレ
ン-アクリル酸共重合体をデカリン、テトラリンまたは
これらの混合物中に約70〜150℃の温度で加熱溶解させ
て導電性粒子含有PTCインク組成物を製造する。
スとする導電性粒子含有PTC材料であって、インク化を
可能とし、PTC特性および耐久性を向上せしめ、面状発
熱体、回路保護などとして用い得るものの製造法を提供
する。 【解決手段】 アクリル酸含量が10重量%以下のエチレ
ン-アクリル酸共重合体をデカリン、テトラリンまたは
これらの混合物中に約70〜150℃の温度で加熱溶解させ
て導電性粒子含有PTCインク組成物を製造する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、PTCインク組成物
に関する。さらに詳しくは、PTC特性（正の温度特性）
および耐久性を向上せしめたPTCインク組成物に関す
る。
に関する。さらに詳しくは、PTC特性（正の温度特性）
および耐久性を向上せしめたPTCインク組成物に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】PTCインク材料のマトリックスとして
は、種々のものが提案されているが、広く一般に用いら
れているのはエチレン-酢酸ビニル共重合体である。こ
の共重合体をインク化するために、溶剤に可溶の酢酸ビ
ニル含量が多く、結晶化度の低いものが用いられている
のが実情である。しかしながら、結晶化度の低い共重合
体を用いると、PTC特性が小さくなり、また過昇防止機
能が小さくなる。
は、種々のものが提案されているが、広く一般に用いら
れているのはエチレン-酢酸ビニル共重合体である。こ
の共重合体をインク化するために、溶剤に可溶の酢酸ビ
ニル含量が多く、結晶化度の低いものが用いられている
のが実情である。しかしながら、結晶化度の低い共重合
体を用いると、PTC特性が小さくなり、また過昇防止機
能が小さくなる。
【０００３】結晶性ポリマーを用いたPTC材料の例は、
特開昭54-16697号公報、同55-78405号公報等に記載され
ており、またエチレン-アクリル酸共重合体を用いたPTC
材料の例は、特開昭55-159587号公報、同55-160006号公
報等に記載されているが、それらはすべて固体の状態で
用いられており、インクとしての用途には向けられてい
ない。
特開昭54-16697号公報、同55-78405号公報等に記載され
ており、またエチレン-アクリル酸共重合体を用いたPTC
材料の例は、特開昭55-159587号公報、同55-160006号公
報等に記載されているが、それらはすべて固体の状態で
用いられており、インクとしての用途には向けられてい
ない。
【０００４】エチレン-アクリル酸共重合体と導電性粒
子とからなるPTC材料は、従来熱プレスで成形して用い
られており、過昇防止スイッチやPTCヒータ等にその例
をみることができる。プレス成形の場合、実際に使用す
る大きさに対し、バリ等の量や形状因子を見越して、大
き目に成形したり、打ち抜いたりして必要な大きさを確
保している。
子とからなるPTC材料は、従来熱プレスで成形して用い
られており、過昇防止スイッチやPTCヒータ等にその例
をみることができる。プレス成形の場合、実際に使用す
る大きさに対し、バリ等の量や形状因子を見越して、大
き目に成形したり、打ち抜いたりして必要な大きさを確
保している。
【０００５】この場合、PTC材料の歩留りが悪い、プレ
ス等の設備費、ランニングコストが高いなどの改善すべ
き点があり、それ以外にもプレス成形は温度、圧力、時
間、型精度などの管理項目が多く、それが品質の安定性
に大きく影響するのを避けることができない。
ス等の設備費、ランニングコストが高いなどの改善すべ
き点があり、それ以外にもプレス成形は温度、圧力、時
間、型精度などの管理項目が多く、それが品質の安定性
に大きく影響するのを避けることができない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、エチ
レン-アクリル酸共重合体をマトリックスとする導電性
粒子含有PTC材料であって、インク化を可能とし、PTC特
性および耐久性を向上せしめ、面状発熱体、回路保護な
どとして用い得るものの製造法を提供することにある。
レン-アクリル酸共重合体をマトリックスとする導電性
粒子含有PTC材料であって、インク化を可能とし、PTC特
性および耐久性を向上せしめ、面状発熱体、回路保護な
どとして用い得るものの製造法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】かかる本発明の目的は、
アクリル酸含量が10重量%以下のエチレン-アクリル酸共
重合体をデカリン、テトラリンまたはこれらの混合物中
に約70〜150℃の温度で加熱溶解させて導電性粒子含有P
TCインク組成物を製造することによって達成される。
アクリル酸含量が10重量%以下のエチレン-アクリル酸共
重合体をデカリン、テトラリンまたはこれらの混合物中
に約70〜150℃の温度で加熱溶解させて導電性粒子含有P
TCインク組成物を製造することによって達成される。
【０００８】
【発明の実施の形態】マトリックスとして用いられるエ
チレン-アクリル酸共重合体(EAA)は、アクリル酸をエチ
レンに共重合させることで結晶化度は低下するが、顕著
なPTC特性を得るためには、結晶化度の高い共重合体で
あることが好ましい。一方、接着強度や通電時の抵抗変
化に対しては、アクリル酸の共重合が必須となる。かか
る観点からアクリル酸含量が20重量%以下、好ましくは
約2〜10%のものが用いられる。EAAを溶解させる溶剤と
しては、デカリン、テトラリンまたはこれらの混合物が
用いられ、EAA濃度が約5〜20重量%となるような割合で
用いられる。このような濃度の溶液の調製は、約70〜15
0℃、好ましくは約90〜140℃に加熱することによって行
われる。
チレン-アクリル酸共重合体(EAA)は、アクリル酸をエチ
レンに共重合させることで結晶化度は低下するが、顕著
なPTC特性を得るためには、結晶化度の高い共重合体で
あることが好ましい。一方、接着強度や通電時の抵抗変
化に対しては、アクリル酸の共重合が必須となる。かか
る観点からアクリル酸含量が20重量%以下、好ましくは
約2〜10%のものが用いられる。EAAを溶解させる溶剤と
しては、デカリン、テトラリンまたはこれらの混合物が
用いられ、EAA濃度が約5〜20重量%となるような割合で
用いられる。このような濃度の溶液の調製は、約70〜15
0℃、好ましくは約90〜140℃に加熱することによって行
われる。
【０００９】EAA溶液中には、さらにカーボンブラッ
ク、グラファイト、金属粒子等の導電性粒子がエチレン
−アクリル酸共重合体と合わせた量に対して約5〜80重
量％となる割合で添加されて用いられる。カーボンブラ
ックとしては、GPF、SRF、FT等の比較的粒径が大きく、
ストラクチャーの小さいものが好んで用いられる。導電
性粒子のEAA溶液中への分散は、3本ロール等の湿式分散
機を用いて行われる。
ク、グラファイト、金属粒子等の導電性粒子がエチレン
−アクリル酸共重合体と合わせた量に対して約5〜80重
量％となる割合で添加されて用いられる。カーボンブラ
ックとしては、GPF、SRF、FT等の比較的粒径が大きく、
ストラクチャーの小さいものが好んで用いられる。導電
性粒子のEAA溶液中への分散は、3本ロール等の湿式分散
機を用いて行われる。
【００１０】このようにして調製されたPTCインク組成
物（粘度約100〜10000ポアズ）は、樹脂、金属、セラミ
ックス、ガラス等の基質上にスクリーン印刷法、メタル
マスク印刷法、グラビアコータ、ナイフコータを用いる
方法などによって適用される。
物（粘度約100〜10000ポアズ）は、樹脂、金属、セラミ
ックス、ガラス等の基質上にスクリーン印刷法、メタル
マスク印刷法、グラビアコータ、ナイフコータを用いる
方法などによって適用される。
【００１１】
【発明の効果】本発明に係るPTCインク組成物に関して
は、次のような効果を奏する。
は、次のような効果を奏する。
【００１２】(1)PTC特性が向上する。例えば室温から10
0℃迄の抵抗値は大きく上昇し、また通電発熱サイクル
での抵抗値変化が小さい。
0℃迄の抵抗値は大きく上昇し、また通電発熱サイクル
での抵抗値変化が小さい。
【００１３】(2)薄膜化が可能となる。 固体のPTC材料を圧縮成形でフイルム化にする場合に
は、機械や型の精度からその厚さを約100μm以下にする
ことが困難であるのに対し、インク組成物の場合には約
100μm以下の薄膜化が可能であり、場合によっては10μ
m程度迄可能である。薄膜化は、全面ベタ塗り、パター
ン印刷、部分印刷などの任意の方法で行うことができ
る。このように薄膜化することにより、フレキシブルな
成形物を得ることができる。
は、機械や型の精度からその厚さを約100μm以下にする
ことが困難であるのに対し、インク組成物の場合には約
100μm以下の薄膜化が可能であり、場合によっては10μ
m程度迄可能である。薄膜化は、全面ベタ塗り、パター
ン印刷、部分印刷などの任意の方法で行うことができ
る。このように薄膜化することにより、フレキシブルな
成形物を得ることができる。
【００１４】(3)省エネルギー加工を可能とする。 インク組成物では、コーティング法や印刷法と乾燥工程
の組合せが用いられ、押出成形機やプレス成形機を用い
る場合と比べて、省エネルギーで製造コストを抑えるこ
とができる。
の組合せが用いられ、押出成形機やプレス成形機を用い
る場合と比べて、省エネルギーで製造コストを抑えるこ
とができる。
【００１５】(4)発熱体を形成させたとき、より均一に
発熱する。 後記実施例に用いられた100mm角の試験片の場合、プレ
ス成形で得た試験片は中心から1cm毎に抵抗を測定した
場合、中心の抵抗値を1.0とすると4cm離れた部分では1.
3となり、中心から外側に向って抵抗値が大きくなる傾
向がみられる。これは、プレス成形では組成物を押し流
してシート状にする際、中央部と外周部とでは導通路の
形成に時間差を生ずるために、このような抵抗分布が生
ずるのである。従って、面状発熱体などとして好適に用
いられる。
発熱する。 後記実施例に用いられた100mm角の試験片の場合、プレ
ス成形で得た試験片は中心から1cm毎に抵抗を測定した
場合、中心の抵抗値を1.0とすると4cm離れた部分では1.
3となり、中心から外側に向って抵抗値が大きくなる傾
向がみられる。これは、プレス成形では組成物を押し流
してシート状にする際、中央部と外周部とでは導通路の
形成に時間差を生ずるために、このような抵抗分布が生
ずるのである。従って、面状発熱体などとして好適に用
いられる。
【００１６】これに対し、インク組成物ではコーティン
グ時や印刷時にプレス成形時のような大きな力が組成物
にかからないので、導通路形成の際に時間差はなく、均
一なシートが作製される。この場合の中央部と外周部の
抵抗は、いずれもほぼ1で均一であり、そのバリツキは
中央部、外周部の場所による傾向は格別みられず、±0.
03程度であった。
グ時や印刷時にプレス成形時のような大きな力が組成物
にかからないので、導通路形成の際に時間差はなく、均
一なシートが作製される。この場合の中央部と外周部の
抵抗は、いずれもほぼ1で均一であり、そのバリツキは
中央部、外周部の場所による傾向は格別みられず、±0.
03程度であった。
【００１７】中央部の抵抗を1.0としたときの外周部の
抵抗比 中央部から離れた距離 印刷法 プレス法 1cm 1.02 1.05 2cm 1.00 1.1 3cm 0.99 1.2 4cm 1.01 1.3
抵抗比 中央部から離れた距離 印刷法 プレス法 1cm 1.02 1.05 2cm 1.00 1.1 3cm 0.99 1.2 4cm 1.01 1.3
【００１８】(5)PTC面内の抵抗分布が均一なため、製造
上の品質が安定する。 上記(4)項の内容から、製品間での抵抗バラツキも小さ
くなり、製造上の品質が安定して歩留りが良くなり、製
造コストを抑えることができる。
上の品質が安定する。 上記(4)項の内容から、製品間での抵抗バラツキも小さ
くなり、製造上の品質が安定して歩留りが良くなり、製
造コストを抑えることができる。
【００１９】(6)極性基であるカルボキシル基を有する
ポリマーがマトリックスとして用いられているため、電
極材料との接着性も向上し、耐久性も改善された。
ポリマーがマトリックスとして用いられているため、電
極材料との接着性も向上し、耐久性も改善された。
【００２０】
【実施例】次に、実施例について本発明を説明する。
【００２１】実施例 エチレン-アクリル酸共重合体(エクソン化学製品エスコ
ール5000;アクリル酸含量6重量%)100重量部およびデカ
リン900重量部を容器に入れ、130℃のオーブン中で加熱
する。共重合体が完全に溶解したら、カーボンブラック
(中部カーボン製品HTC#S)80重量部を加え、混合した後
冷却する。これを3本ロールで分散処理し、PTCインク組
成物（粘度約300ポアズ）を調製した。
ール5000;アクリル酸含量6重量%)100重量部およびデカ
リン900重量部を容器に入れ、130℃のオーブン中で加熱
する。共重合体が完全に溶解したら、カーボンブラック
(中部カーボン製品HTC#S)80重量部を加え、混合した後
冷却する。これを3本ロールで分散処理し、PTCインク組
成物（粘度約300ポアズ）を調製した。
【００２２】比較例１ エチレン-アクリル酸共重合体(エスコール5000)100重量
部にカーボンブラック(HTC#S)70重量部を加え、ロール
ミルで混練してPTC組成物を調製した。
部にカーボンブラック(HTC#S)70重量部を加え、ロール
ミルで混練してPTC組成物を調製した。
【００２３】比較例２ エチレン-酢酸ビニル共重合体(三井・デュポンポリケミ
カル製品EVAFLEX205W;酢酸ビニル含量28重量%)100重量
部をジエチルベンゼン900重量部中に室温下で溶解させ
た後、カーボンブラック70重量部を加え、3本ロールで
分散処理し、PTCインク組成物を調製した。
カル製品EVAFLEX205W;酢酸ビニル含量28重量%)100重量
部をジエチルベンゼン900重量部中に室温下で溶解させ
た後、カーボンブラック70重量部を加え、3本ロールで
分散処理し、PTCインク組成物を調製した。
【００２４】以上の実施例および各比較例で調製された
PTC組成物を用い、100×100cmの大きさの面状発熱体を
作製した。実施例および比較例2では、このような大き
さのPETフィルム上全面に印刷法が適用され、比較例1で
はプレス成形により半径80mmの円盤状成形物を得、そこ
から100×100mmの大きさのものを打ち抜いた。比較例1
における有効部分の比率(プレス加硫物全体に対するヒ
ーターとして使用される部分の比率)は、52%であった。
PTC組成物を用い、100×100cmの大きさの面状発熱体を
作製した。実施例および比較例2では、このような大き
さのPETフィルム上全面に印刷法が適用され、比較例1で
はプレス成形により半径80mmの円盤状成形物を得、そこ
から100×100mmの大きさのものを打ち抜いた。比較例1
における有効部分の比率(プレス加硫物全体に対するヒ
ーターとして使用される部分の比率)は、52%であった。
【００２５】PTC特性を測定すると、実施例および比較
例1に関しては、共に室温から100℃迄で抵抗値が6桁上
昇したが、比較例2では2桁強にすぎなかった。また、耐
久性に関しては、通電発熱でON-OFFを3分間毎にくり返
す操作を200サイクル行ったところ、実施例および比較
例1では抵抗値変化が20%であったのに対し、比較例2で
は100%と2倍に上昇した。
例1に関しては、共に室温から100℃迄で抵抗値が6桁上
昇したが、比較例2では2桁強にすぎなかった。また、耐
久性に関しては、通電発熱でON-OFFを3分間毎にくり返
す操作を200サイクル行ったところ、実施例および比較
例1では抵抗値変化が20%であったのに対し、比較例2で
は100%と2倍に上昇した。
フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K034 AA02 AA05 AA08 AA10 AA15 AA16 AA34 BB02 BB05 BB06 BB14 BC12 JA01 JA09 3K092 QA05 QB02 QB17 QB18 QB19 QB20 QB21 QB31 QB76 RF03 RF09 RF11 RF12 RF17 VV04 VV19 VV25 4J039 AD01 AD09 BC02 BE29 EA24 5G301 DA18 DA42 DD09 DE01
Claims (3)
- 【請求項１】 アクリル酸含量が10重量%以下のエチレ
ン-アクリル酸共重合体をデカリン、テトラリンまたは
これらの混合物中に約70〜150℃の温度で加熱溶解させ
ることを特徴とする導電性粒子を含有するPTCインク組
成物の製造法。 - 【請求項２】 請求項１記載の方法で製造されたPTCイ
ンク組成物を用いて基質上に形成せしめた厚さ100μm以
下のPTC材料。 - 【請求項３】 請求項２記載のPTC材料よりなる面状発
熱体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000348001A JP4839507B2 (ja) | 2000-11-15 | 2000-11-15 | Ｐｔｃインク組成物の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000348001A JP4839507B2 (ja) | 2000-11-15 | 2000-11-15 | Ｐｔｃインク組成物の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002146251A true JP2002146251A (ja) | 2002-05-22 |
| JP4839507B2 JP4839507B2 (ja) | 2011-12-21 |
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