JPH0524151Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （技術分野） 本考案は、面状発熱体の製造用に供されるプリ
プレグに関し、特に軽量かつ薄層で任意形状の被
加熱物体と一体的に成形可能であり均一な温度分
布を有する面状発熱体を製造するために使用され
るプリプレグに関する。

（背景技術） 従来、面状発熱体の発熱素子としては、ポリオ
レフイン系またはゴム系樹脂に導電性のカーボン
ブラツクを混合分散させシート状にしたものや、
各種繊維基布にカーボンブラツクをコーテイング
処理したものが知られている。

しかしながら、これらの発熱素子は重量が重
く、厚手でマトリツクス樹脂の制約から被加熱物
体との一体成形は困難であつた。

この欠点を改善するため、炭素繊維の不織布、
マツトにマトリツクス樹脂を含浸した発熱素子も
提案されているが、これらの発熱素子は発熱素子
面内に導電性フイラーである炭素繊維を均一に分
散させることが難しいという欠点がある。そのた
め通電時に局部加熱するいわゆるヒートピーク現
象が発生しマトリツクス樹脂の溶融、分散、燃焼
などの現象が生じる。

この欠点を改善するものとして、炭素繊維と他
の繊維の混抄紙を発熱素子としたものが提案され
均一な温度分布を有するものが得られている。し
かしながら炭素繊維混抄紙を用いた従来の面状発
熱体はその絶縁層としてポリエチレン、ポリエス
テルなどのフイルムをラミネートしただけの構成
であるため耐圧力性が低く、発熱素子抵抗値が押
圧時と除圧時とにおいて大幅に変化する欠点があ
つた。このことにより、所望の表面温度が得られ
ないばかりでなく抵抗値低下にともなう電流値増
大から加熱炎上の危険があつた。

（考案の課題および構成） 本考案は、従来技術の上記欠点を改善して製造
が容易で軽量、薄層でかつ任意形状の被加熱物体
と一体成形可能であり温度分布の均一な面状発熱
体製造用プリプレグを提供することを目的とし、
その特徴は、電極材を配した炭素繊維混抄紙に熱
硬化性樹脂を含浸させた前記製造用プリプレグに
ある。

（考案の具体的構成および作用） 第１図Ａは、本考案による面状発熱体製造用プ
リプレグの断面の１例を示し、１は炭素繊維混抄
紙、２は電極材、３はマトリツクス樹脂である。

第１図Ｂは本考案の１例を示すプリプレグの平
面図である。

第１図Ｂに示されるごとく電極材は互いに平行
であれば２箇所に限るものではない。本考案の面
状発熱体製造用プリプレグによれば、例えばパラ
ボラアンテナ融雪用ヒーターとして炭素繊維強化
樹脂成形物中に積層一体成形され熱効率の優れた
反射パネル板を得ることができる。

炭素繊維混抄紙１の炭素繊維は直径４〜15μ、
繊維長0.5〜30mm望ましくは１〜10mmの短繊維で
５〜80重量％含まれるものであれば良い。また混
抄材としてはクラフトパルプ、セルロースパルプ
などが使用できるが炭素繊維と混抄可能なもので
あれば問題はなく被加熱物体、絶縁層または使用
温度により適宜選択すれば良い。

電極材２としては銅箔、銅線等の金属箔、金属
細線もしくは、導電性塗料、金属溶射膜が可能で
ありその配置および間隔は使用温度から決定され
る。

マトリツクス樹脂３は、熱硬化性樹脂であり被
加熱物体として一体成形される樹脂系、絶縁層の
樹脂系もしくは使用温度により適宜選択すれば良
い。

例えばエポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹
脂、フエノール樹脂、ウレタン樹脂などが使用で
きるが、これらに限られるものではない。樹脂粘
度は、その最低溶融粘度が500ポイズ以下の方が
含浸性向上のため好ましい。またマトリツクス樹
脂の含浸方法としては樹脂エマルジヨン浴中への
浸漬法（dipping method）、ホツトメルト型の樹
脂をホツトローラーなどにより加熱加圧するホツ
トメルト法などが使用可能であり、特にホツトメ
ルト法による含浸が紙の形体保持性にとつて好ま
しい。その際、重要な点はマトリツクス樹脂が炭
素繊維混抄紙の内部まで均一に含浸させる必要が
あることである。含浸には、通常のプリプレグ用
の装置が使用できる。

含浸状態の指標としてはプリプレグの抵抗値か
ら圧縮成形後の抵抗値への抵抗値変化率で表わす
ことができる。

プリプレグの抵抗値をR₀、成形物の抵抗値を
R₁とすると、その抵抗値変化率Ｖは （R₀／R₁−１）×100＝Ｖ（％） となる。

本考案のプリプレグにおいては、この式によつ
て求められる抵抗値変化率Ｖが５％以上であるこ
とが好ましい。この状態においてプリプレグはマ
トリツクス樹脂を内部にまで充分に極めて均一性
よく含浸しており、このため成形後の耐圧力性は
高く、しかも成形物にボイドはほとんど存在しな
い。上記変化率Ｖが10％以上のとき特に好ましい
結果を得ることができる。

一方、抵抗値変化率が５％未満のプリプレグに
あつては成形後内部にボイド状の空隙が発生し易
く耐久性、耐熱性に乏しいものとなり易い。

ここでR₀，R₁はいずれも23±３℃、大気圧下
で測定した値であり、R₁は成形圧力２Kg／cm²以
上で使用マトリツクス樹脂系に最適な成形温度で
成形した後の成形板抵抗値を示す。

本考案のプリプレグから得られた面状発熱体
は、第２図に示すような通電時における発熱特性
を示し、これによれば、その表面温度は通電後約
５分で一定となり温度分布に優れたものであるこ
とがわかる。

また、このものは、通常厚さ0.1mmの軽量な発
熱素子である。

（考案の効果） 従来の面状発熱体は被加熱物体と一体成形する
ことが困難で被加熱物との間に断熱層が生じ熱効
率も悪かつた。本考案の面状発熱体製造用プリプ
レグは、マトリツクス樹脂を選択することにより
簡単に一体成形することができる。

また、本考案による面状発熱体製造用プリプレ
グは、軽量かつ薄層であるので、昇温速度も速
く、熱効率にも優れる。本考案のプリプレグは、
例えばパラボラアンテナ融雪用ヒーター、飛行機
の翼の露結防止用発熱体、ルーフイングヒーター
などの製造に使用される。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ，Ｂは本考案による面状発熱体製造用
プリプレグの断面図および側面図を例示したもの
である。第２図は本考案の特性例である。 第１図Ａ，Ｂにおいて、１……炭素繊維混抄
紙、２……電極材、３……マトリツクス樹脂を
夫々示す。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 電極材を配した炭素繊維混抄紙に熱硬化性樹
   脂を含浸させた面状発熱体製造用プリプレグ。 (2) 下記式で求められるプリプレグの圧縮成形後
   の抵抗値変化率Ｖが５％以上である実用新案登
   録請求の範囲(1)のプリプレグ。 （R₀／R₁−１）×100＝Ｖ（％） R₀：プリプレグの抵抗値（Ω） R₁：成形物の抵抗値（Ω）