JPH03179687A - 可撓性面状発熱体の製造方法 - Google Patents
可撓性面状発熱体の製造方法Info
- Publication number
- JPH03179687A JPH03179687A JP31859389A JP31859389A JPH03179687A JP H03179687 A JPH03179687 A JP H03179687A JP 31859389 A JP31859389 A JP 31859389A JP 31859389 A JP31859389 A JP 31859389A JP H03179687 A JPH03179687 A JP H03179687A
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- heating element
- sheet
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、所望の電気比抵抗を付与することができ、優
れた均一発熱性と屈曲可能な可撓性を備える面状発熱体
の製造方法に関する。
れた均一発熱性と屈曲可能な可撓性を備える面状発熱体
の製造方法に関する。
黒鉛は非金属物質のうち最も電気伝導性Ｇこ優れている
ため、金属粉とともに微粉末として樹脂材料等の導電フ
ィラーとしての利用が試みられている。面状発熱体とし
ては、例えば黒鉛、金属などの導電性粉末を樹脂または
ゴム材料に練り込んで板状に成形したもの（特公昭６２
−２５６９４号公報〉がある。しかしながら、この種の
発熱体は耐熱度（又は使用上限温度）がマトリックスと
なる樹脂あるいはゴム材料の耐熱性に支配される。
ため、金属粉とともに微粉末として樹脂材料等の導電フ
ィラーとしての利用が試みられている。面状発熱体とし
ては、例えば黒鉛、金属などの導電性粉末を樹脂または
ゴム材料に練り込んで板状に成形したもの（特公昭６２
−２５６９４号公報〉がある。しかしながら、この種の
発熱体は耐熱度（又は使用上限温度）がマトリックスと
なる樹脂あるいはゴム材料の耐熱性に支配される。
本出願人は、マトリックス樹脂を使用しない組成系の導
電性シートの製造方法として、繊維化可能な弗素樹脂に
カーボンブランクのような炭素質粉末を混合し、ｌ昆練
助剤を加えて７昆練したのち抄紙法でシートに形成した
ものを一定の条件下で熱圧成形するプロセスを開発（特
開平１−１６９８０９号）し、さらにこの改良技術とし
て繊維化性のポリテトラフルオロエチレンとカーボンブ
ラックの混合粉に混練助剤を加えて混練し、混練物をロ
ール圧延によりシート化することを特徴とする特許ソー
トの製造方法を提案（特願平１−１８６３３３号）した
。
電性シートの製造方法として、繊維化可能な弗素樹脂に
カーボンブランクのような炭素質粉末を混合し、ｌ昆練
助剤を加えて７昆練したのち抄紙法でシートに形成した
ものを一定の条件下で熱圧成形するプロセスを開発（特
開平１−１６９８０９号）し、さらにこの改良技術とし
て繊維化性のポリテトラフルオロエチレンとカーボンブ
ラックの混合粉に混練助剤を加えて混練し、混練物をロ
ール圧延によりシート化することを特徴とする特許ソー
トの製造方法を提案（特願平１−１８６３３３号）した
。
〔発明が解決ようとする課題］
これらの方法によれば耐熱度の高い繊維化弗素系成分が
骨格組織を形成して可撓性のある薄い面状発熱ノートを
製造することができるが、電気比抵抗の制御は専ら導電
性材料となるカーボンブラックと弗素樹脂成分の配合比
もしくはシート厚さを調整することによりおこなう必要
がある。ところが、抵抗を増すために弗素樹脂成分の配
合比率を高めると、均一かつ十分な４電性能を付与する
ことが困難となり、またシート厚さを変動させることは
強度、可撓性などを損ねる間理点がある。
骨格組織を形成して可撓性のある薄い面状発熱ノートを
製造することができるが、電気比抵抗の制御は専ら導電
性材料となるカーボンブラックと弗素樹脂成分の配合比
もしくはシート厚さを調整することによりおこなう必要
がある。ところが、抵抗を増すために弗素樹脂成分の配
合比率を高めると、均一かつ十分な４電性能を付与する
ことが困難となり、またシート厚さを変動させることは
強度、可撓性などを損ねる間理点がある。
本発明はこのような課題を解決するためになされたもの
で、その目的はカーボンブラックをより導電性に優れる
黒鉛粉末に代えて低電圧高発熱性を改善し、かつ均一な
発熱性と良好な可撓性を損わずに所望の抵抗特性を備え
る可撓性面状発熱体の製造方法を提供するところにある
。
で、その目的はカーボンブラックをより導電性に優れる
黒鉛粉末に代えて低電圧高発熱性を改善し、かつ均一な
発熱性と良好な可撓性を損わずに所望の抵抗特性を備え
る可撓性面状発熱体の製造方法を提供するところにある
。
〔課題を解決するための手段］
上記の目的を達成するための本発明による可撓性面状発
熱体の製造方法は、黒鉛粉末９５〜１０重量％、セラく
ソクス粉末４〜７０重量％および繊維化性ポリテトラフ
ルオロエチレン１〜２０重量％の範囲内で配合した成分
粉末に層線助剤を加えて？昆練し、７昆練物をロール圧
延によりシート化することを構成上の特徴とするもので
ある。
熱体の製造方法は、黒鉛粉末９５〜１０重量％、セラく
ソクス粉末４〜７０重量％および繊維化性ポリテトラフ
ルオロエチレン１〜２０重量％の範囲内で配合した成分
粉末に層線助剤を加えて？昆練し、７昆練物をロール圧
延によりシート化することを構成上の特徴とするもので
ある。
黒鉛粉末は発熱体に導電性能を付与するための基本酸分
となるもので、天然黒鉛、人造黒鉛のいずれでもよいが
、分散性を良好にし異方性を減少させるために粒子径が
１μｍ以下の微粉末として供することが好ましい。
となるもので、天然黒鉛、人造黒鉛のいずれでもよいが
、分散性を良好にし異方性を減少させるために粒子径が
１μｍ以下の微粉末として供することが好ましい。
通常、黒鉛は層状結晶構造を呈するため、層に平行な方
向と垂直な方向とでは電気伝導性が相違する。この異方
性を緩和するためには、前記した微粉末化する方法のほ
か黒鉛粉末に無定形のカーボンブラックを混合すること
が有効な手段となる。
向と垂直な方向とでは電気伝導性が相違する。この異方
性を緩和するためには、前記した微粉末化する方法のほ
か黒鉛粉末に無定形のカーボンブラックを混合すること
が有効な手段となる。
この場合には、重量比で１：ｌを越えない範囲でカーボ
ンブランクを混合する。
ンブランクを混合する。
セラミックス粉末は、前記の黒鉛粉末に制御された配合
割合で均一分散させることにより抵抗特性を可変させる
成分要素となるもので、例えば粒子径１０μｍ以下のア
ル稟す、シリカ、チタニア、ジルコニアなどの微粉末が
使用される。これらセラミックス物質の配合は、同時に
遠赤外線放射機能を与える作用がある。
割合で均一分散させることにより抵抗特性を可変させる
成分要素となるもので、例えば粒子径１０μｍ以下のア
ル稟す、シリカ、チタニア、ジルコニアなどの微粉末が
使用される。これらセラミックス物質の配合は、同時に
遠赤外線放射機能を与える作用がある。
繊維化ポリテトラフルオロエチレンは、黒鉛およびセラ
ミックスの両粉末戒分を一体に結合させるためのバイン
グーとして、またシート＆Ｉｌ織を形成するための骨格
として機能する耐熱性成分で、細かい網目状態を呈して
組織全体に介在する。
ミックスの両粉末戒分を一体に結合させるためのバイン
グーとして、またシート＆Ｉｌ織を形成するための骨格
として機能する耐熱性成分で、細かい網目状態を呈して
組織全体に介在する。
上記３威分の配合比率は、黒鉛粉末９５〜１０重量％、
セラ旦ンクス粉末４〜７０重量％および繊維化性のポリ
テトラフルオロエチレン１〜２０重量％の範囲内で適宜
に設定する。
セラ旦ンクス粉末４〜７０重量％および繊維化性のポリ
テトラフルオロエチレン１〜２０重量％の範囲内で適宜
に設定する。
黒鉛粉末とセラミックス粉末の配合比率を上記の範囲に
設定した理由は、セラミ・７クス粉末の配合量が４重量
％未満では抵抗特性の変化が顕著に現出せず、他方７０
重量％を越えると薄膜のシート化が困難となるからであ
る。また、繊維化性のポリテトラフルオロエチレンの配
合量を１〜２０重量％にしたのは、１重量未満ではソー
ト形成ができなくなり、２０重量％を越えると必要な導
電性能が得られなくなるからである。
設定した理由は、セラミ・７クス粉末の配合量が４重量
％未満では抵抗特性の変化が顕著に現出せず、他方７０
重量％を越えると薄膜のシート化が困難となるからであ
る。また、繊維化性のポリテトラフルオロエチレンの配
合量を１〜２０重量％にしたのは、１重量未満ではソー
ト形成ができなくなり、２０重量％を越えると必要な導
電性能が得られなくなるからである。
なお、繊維化性のポリテトラフルオロエチレンは１通常
、粉末あるいはサスペンションの形ｆＪｊ４で市販され
ているが、本発明の目的には粒径０．５μｍ以下の微粉
末を適用することが望ましい。この粒径が０．５μｍを
越すと形成される繊維径が太くなって局部的な電気抵抗
の増大を招くことがある。
、粉末あるいはサスペンションの形ｆＪｊ４で市販され
ているが、本発明の目的には粒径０．５μｍ以下の微粉
末を適用することが望ましい。この粒径が０．５μｍを
越すと形成される繊維径が太くなって局部的な電気抵抗
の増大を招くことがある。
これらの７昆合粉に添加される混練助剤としては、例え
ばグリセリン、ツルヘントナフサ、低粘度エポキシ樹脂
、ケロシン等が使用可能であるが、温水中で容易に除去
することができるグリセリンを用いることが処理の効率
化を図るために良結果を得る。これら混練助剤の添加量
は、概ね黒鉛粉末量の０．５〜２倍の範囲とすることが
適当である。
ばグリセリン、ツルヘントナフサ、低粘度エポキシ樹脂
、ケロシン等が使用可能であるが、温水中で容易に除去
することができるグリセリンを用いることが処理の効率
化を図るために良結果を得る。これら混練助剤の添加量
は、概ね黒鉛粉末量の０．５〜２倍の範囲とすることが
適当である。
混練助剤を加えた上記３ｒＩｉ、分の漠合粉は、回転翼
ニーグーのような剪断力がかかる７五線機に入れて十分
に層線する。混練の条件は特に限定されるものではない
が、温度を１００°Ｃ以上に保持した加熱状態でＩＯｒ
ｐｍを越えない低い回転数により処理したときに最も細
繊化が進行し、シート強度が上昇する。上記の混練物は
ｌ系列（２本）または複数系列のロール間を通過させる
ロール圧延により、厚さ１００〜２０００μｍ程度の薄
膜状シートに成形する。成形されたシートは、引続き適
宜な溶媒中で洗浄することにより混練助剤成分を除去し
、乾燥する。
ニーグーのような剪断力がかかる７五線機に入れて十分
に層線する。混練の条件は特に限定されるものではない
が、温度を１００°Ｃ以上に保持した加熱状態でＩＯｒ
ｐｍを越えない低い回転数により処理したときに最も細
繊化が進行し、シート強度が上昇する。上記の混練物は
ｌ系列（２本）または複数系列のロール間を通過させる
ロール圧延により、厚さ１００〜２０００μｍ程度の薄
膜状シートに成形する。成形されたシートは、引続き適
宜な溶媒中で洗浄することにより混練助剤成分を除去し
、乾燥する。
洗浄後のシートは、必要に応し温度２００ ’Ｃ以上、
圧力１０ｋＩ！／ｃｍ２以上の条件で熱圧処理をおこな
って本発明の可撓性面状発熱体を得る。
圧力１０ｋＩ！／ｃｍ２以上の条件で熱圧処理をおこな
って本発明の可撓性面状発熱体を得る。
〔作 用］
本発明によれば、予め発熱体の抵抗特性を検量して設定
された配合比率で黒鉛粉末とセラミックス粉末を？捏合
することで所望の抵抗値に定めることができる。これら
成分に添加した繊維化性のポリテトラフルオロエチレン
は、混練過程で混練助剤が介在する剪断力の負荷環境で
急速に繊維に転化して黒鉛粉末とセラミックス粉末との
＆１１織中に均等に分散し、その絡み合い作用によって
成分物質を捕捉結合して一体に保持する機能をなす。つ
いで混練物をロール圧延する段階で繊維化したポリテト
ラフルオロエチレンは一層細繊化が進み、直径１．２〜
２．０μｍ、長さ１２０〜２０００μｍの繊維形態を呈
して網状の＆［ｌ織形態を形成する。
された配合比率で黒鉛粉末とセラミックス粉末を？捏合
することで所望の抵抗値に定めることができる。これら
成分に添加した繊維化性のポリテトラフルオロエチレン
は、混練過程で混練助剤が介在する剪断力の負荷環境で
急速に繊維に転化して黒鉛粉末とセラミックス粉末との
＆１１織中に均等に分散し、その絡み合い作用によって
成分物質を捕捉結合して一体に保持する機能をなす。つ
いで混練物をロール圧延する段階で繊維化したポリテト
ラフルオロエチレンは一層細繊化が進み、直径１．２〜
２．０μｍ、長さ１２０〜２０００μｍの繊維形態を呈
して網状の＆［ｌ織形態を形成する。
このような工程機構を経て、所望の抵抗特性を保持し、
低温から高温域に至る範囲内で均一な導電性能が付与さ
れた自由に屈曲し得る可撓性シート状の面状発熱体が製
造されるが、導電性物質が黒船主体で構成されているた
め低電圧で高熱性を得ることが可能となる。
低温から高温域に至る範囲内で均一な導電性能が付与さ
れた自由に屈曲し得る可撓性シート状の面状発熱体が製
造されるが、導電性物質が黒船主体で構成されているた
め低電圧で高熱性を得ることが可能となる。
また、セラミックス粉末の配合は、これら物質固有の遠
赤外線放射作用に基づいて発熱時に遠赤外線を放射する
副次的効果ももたらされる。
赤外線放射作用に基づいて発熱時に遠赤外線を放射する
副次的効果ももたらされる。
以下、本発明の実施例を比較例と対比して説明する。
実施例１〜６、比較例１〜４
導電性物質として平均粒子径０．５μｍの人造黒鉛微粉
末〔東海カーボン■製、ＴＣＰ−０５）および導電性カ
ーボンブラック（ＣＢ）（東海カーボン■製、トーカブ
ランク＃５５００） 、セラミックス粉末として粒子径
１０μｍ以下のアルミナ微粉末〔日本軽金属■製）、繊
維化性のポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）（三
井デュポンフロロケξカル■製、ＫＩＯ−Ｊ ）の３戒
分を表１に示す各種の配合割合になるように秤取し、５
０％エタノール水溶液中に入れて十分に攪拌混合したの
ち、濾過・乾燥（８０°Ｃ） した。
末〔東海カーボン■製、ＴＣＰ−０５）および導電性カ
ーボンブラック（ＣＢ）（東海カーボン■製、トーカブ
ランク＃５５００） 、セラミックス粉末として粒子径
１０μｍ以下のアルミナ微粉末〔日本軽金属■製）、繊
維化性のポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）（三
井デュポンフロロケξカル■製、ＫＩＯ−Ｊ ）の３戒
分を表１に示す各種の配合割合になるように秤取し、５
０％エタノール水溶液中に入れて十分に攪拌混合したの
ち、濾過・乾燥（８０°Ｃ） した。
表
この混合粉に黒鉛粉末の０゜
７倍に相当する量
のグリセリンを混練助剤として添加し、プラスト
ミルｌ昆練機により、温度１００°Ｃ１回転速度５ｒｐ
ｉｎの条件で層線した。
ｉｎの条件で層線した。
ついで、混練物を１系列（２本）ロール間を通してシー
ト化した。成形したシートを６０°Ｃの温水中に１時間
浸してグリセリン成分を除去し、乾燥したのち、上下面
にガラス繊維紙を敷き温度２００′Ｃ１圧力３０ ｋｇ
／ｃｍ２の条件で熱圧処理を施した。
ト化した。成形したシートを６０°Ｃの温水中に１時間
浸してグリセリン成分を除去し、乾燥したのち、上下面
にガラス繊維紙を敷き温度２００′Ｃ１圧力３０ ｋｇ
／ｃｍ２の条件で熱圧処理を施した。
このようにして、縦横２５０ｍｍ、ｌ’Ｊさ２００μｍ
（平均）の薄膜シート状の面状発熱体を製造した。
（平均）の薄膜シート状の面状発熱体を製造した。
得られた各面状発熱体の電気比抵抗、引張強度、伸び等
の物理特性を測定し、その結果を表２に示した。
の物理特性を測定し、その結果を表２に示した。
また、実施例２の面状発熱体について測定した２００°
Ｃ発熱時のシート温度分布を第１図に、同面状発熱体の
温度と電気抵抗との関係を第２図に示した。なお、これ
らの測定はいずれも３０Ｖ以下の電圧でおこなった。
Ｃ発熱時のシート温度分布を第１図に、同面状発熱体の
温度と電気抵抗との関係を第２図に示した。なお、これ
らの測定はいずれも３０Ｖ以下の電圧でおこなった。
表
表２の結果から、実施例による面状発熱体はいずれも所
望の比抵抗値を有する可撓性シートで、第１図および第
２図に準した均一の温度分布と抵抗値を示すものであっ
た。
望の比抵抗値を有する可撓性シートで、第１図および第
２図に準した均一の温度分布と抵抗値を示すものであっ
た。
以上のとおり、本発明によれば黒鉛粉末、セラミンクス
粉末繊維化ポリテトラフルオロエチレンの成分配合比を
変えることによって所望の抵抗特性を付与することがで
き、そのうえ低電圧により高度かつ均一な発熱性、高強
度性、可１尭性など要求される具備要件を悉く満足する
薄膜シート状の面状発熱体を製造することができる。し
たがって、低温から高温までの所定温度に均一発熱する
面状発熱体を効率よく量産することができる。
粉末繊維化ポリテトラフルオロエチレンの成分配合比を
変えることによって所望の抵抗特性を付与することがで
き、そのうえ低電圧により高度かつ均一な発熱性、高強
度性、可１尭性など要求される具備要件を悉く満足する
薄膜シート状の面状発熱体を製造することができる。し
たがって、低温から高温までの所定温度に均一発熱する
面状発熱体を効率よく量産することができる。
図は実施例により得られた面状発熱体の電気的特性を示
すもので、第１図は発熱温度分布の状態図、第２図は温
度と電気比抵抗との関係図である。
すもので、第１図は発熱温度分布の状態図、第２図は温
度と電気比抵抗との関係図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、黒鉛粉末９５〜１０重量％、セラミックス粉末４〜
７０重量％および繊維化性のポリテトラフルオロエチレ
ン１〜２０重量％の範囲内で配合した成分粉末に混練助
剤を加えて混練し、混練物をロール圧延によりシート化
することを特徴とする可撓性面状発熱体の製造方法。 ２、黒鉛粉末にカーボンブラックを混合する請求項１記
載の可撓性面状発熱体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31859389A JPH03179687A (ja) | 1989-12-07 | 1989-12-07 | 可撓性面状発熱体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31859389A JPH03179687A (ja) | 1989-12-07 | 1989-12-07 | 可撓性面状発熱体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03179687A true JPH03179687A (ja) | 1991-08-05 |
Family
ID=18100873
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31859389A Pending JPH03179687A (ja) | 1989-12-07 | 1989-12-07 | 可撓性面状発熱体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03179687A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019536231A (ja) * | 2016-11-22 | 2019-12-12 | ジェンサーム ゲーエムベーハー | フィルムヒータ及びそれを作成する方法 |
-
1989
- 1989-12-07 JP JP31859389A patent/JPH03179687A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019536231A (ja) * | 2016-11-22 | 2019-12-12 | ジェンサーム ゲーエムベーハー | フィルムヒータ及びそれを作成する方法 |
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