JP2005190842A - Planar heating element - Google Patents

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JP2003431159A
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Kenichi Sekiguchi
謙一 関口
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Zeon Corp
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Nippon Zeon Co Ltd
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    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2214/00Aspects relating to resistive heating, induction heating and heating using microwaves, covered by groups H05B3/00, H05B6/00
    • H05B2214/04Heating means manufactured by using nanotechnology

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a planar heating element which can be comparatively freely deformed according to the shape of a heating (warming) object and is superior in adhesive property with the object, and has a good thermal conductivity. <P>SOLUTION: This is the planar heating element which has a heat generating layer generating heat by switching-on and an insulating layer laminated on its both sides. The insulating layer is made of a thermal conductive composition which contains 50-200 pts.wt. of thermal conductive inorganic compound (B) per 100 pts.wt. of (metha) acrylic ester polymer (A). It is desirable that the insulating layer has a thermal conductivity of 0.4-3 W/(mK) and that the above thermal conductive inorganic compound (B) is aluminum compound. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、接触物を面で加温することが可能な面状発熱体に係り、さらに詳しくは、通電により発熱する発熱層と、その両面に積層された絶縁層とを有する面状発熱体に関する。   The present invention relates to a planar heating element capable of heating a contact object on its surface, and more specifically, a planar heating element having a heating layer that generates heat by energization and insulating layers laminated on both sides thereof. About.

面状発熱体は、敷布、マット、カーペット、床、配管、タンクなどの加温や保温など多種多様な用途に使用されている。従来の面状発熱体としては、例えば基布に導電性塗料を塗布した発熱層を有する面状発熱体、導電性線条体(線、帯、糸)を面状に配置してなる発熱層を有する面状発熱体、導電性粒子が分散された導電性シートからなる発熱層を有する面状発熱体などが知られている。   Planar heating elements are used in a wide variety of applications such as heating and heat-retaining mattresses, mats, carpets, floors, piping, and tanks. Conventional planar heating elements include, for example, a planar heating element having a heating layer in which a conductive paint is applied to a base fabric, and a heating layer formed by arranging conductive filaments (wires, strips, threads) in a planar shape. A planar heating element having a heating layer including a heating layer made of a conductive sheet in which conductive particles are dispersed is known.

上記いずれのタイプの発熱層を有する面状発熱体においても、発熱層と被加温(保温)物との間に電気的な絶縁性を確保する必要があることから、発熱層の両面には絶縁層をシート状に積層してある。このような絶縁シート(絶縁層はシート状に形成されて用いられるため、そのシート状のものを以後「絶縁シート」と呼ぶことがある)としては、ポリ塩化ビニル(PVC)シート、ポリエチレンテレフタレート(PET)シートなどが用いられてきた。   In the planar heating element having any of the above types of heat generating layers, it is necessary to ensure electrical insulation between the heat generating layer and the object to be heated (insulated). An insulating layer is laminated in a sheet shape. As such an insulating sheet (the insulating layer is formed into a sheet and used, the sheet may be referred to as an “insulating sheet” hereinafter) as a polyvinyl chloride (PVC) sheet, polyethylene terephthalate ( PET) sheets and the like have been used.

しかし、PVCシートは、塩素や可塑剤を含有しており、廃棄処理に難点を有すると共に、経時変化により可塑剤が飛散して可撓性が低下するという問題があった。また、PETシートは、PVCシートに比較すると可撓性に劣り、被加温(保温)物の形状によっては面状発熱体の使用が制約されるという問題があった。   However, the PVC sheet contains chlorine and a plasticizer, has a problem in disposal, and has a problem that the plasticizer is scattered due to a change with time and flexibility is lowered. Further, the PET sheet is inferior in flexibility as compared with the PVC sheet, and there is a problem that the use of the planar heating element is restricted depending on the shape of the object to be heated (heat retaining).

ところで、面状発熱体に用いられる絶縁シートには、発熱層で発生した熱を効率よく均一に被加温(保温)物に伝えることが要求されている。この熱伝導性の改良については、発熱層の表面に、特定の熱伝導性と電気絶縁性とを有するシリコンゴムを積層する方法が提案されている(特許文献1参照)。しかしながら、このような方法により得られる面状発熱体は、被加温(保温)物との接着性に劣るという問題があった。
特開平7−242827号公報
By the way, the insulating sheet used for the planar heating element is required to efficiently and uniformly transmit the heat generated in the heat generating layer to the object to be heated (heat retaining). For improving the thermal conductivity, a method of laminating silicon rubber having specific thermal conductivity and electrical insulation on the surface of the heat generating layer has been proposed (see Patent Document 1). However, the planar heating element obtained by such a method has a problem that it is inferior in adhesiveness to an object to be heated (insulated).
Japanese Patent Laid-Open No. 7-242827

本発明は、前述した従来技術の実状に鑑み、面状発熱体が設置される加温(保温)対象物の形状にあわせて比較的自由に変形させることが可能で、しかもその対象物との接着性にも優れ、且つ良好な熱伝導性を有する面状発熱体を提供することを主な目的とする。   In view of the state of the prior art described above, the present invention can be relatively freely deformed in accordance with the shape of a warming (warming) object on which the planar heating element is installed, and the The main object is to provide a planar heating element having excellent adhesiveness and good thermal conductivity.

本発明者らは、絶縁層を構成する材料に着目して鋭意検討した結果、特定のポリマー成分と熱伝導性無機化合物とを、特定の比率で配合することにより、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
かくして、本発明によれば、通電により発熱する発熱層と、その両面に積層された絶縁層とを有する面状発熱体であって、前記絶縁層が(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)100重量部あたり50〜200重量部の熱伝導性無機化合物(B)を含む熱伝導性組成物からなることを特徴とする面状発熱体が提供される。この面状発熱体においては、前記絶縁層が0.4〜3W/m・Kの熱伝導率を有することが好ましく、前記熱伝導性無機化合物(B)がアルミニウム化合物であることが好ましい。
As a result of diligent investigation focusing on the material constituting the insulating layer, the present inventors have found that the above object can be achieved by blending a specific polymer component and a thermally conductive inorganic compound in a specific ratio. The present invention has been completed.
Thus, according to the present invention, there is provided a planar heating element having a heat generating layer that generates heat upon energization and an insulating layer laminated on both sides thereof, wherein the insulating layer is a (meth) acrylate polymer (A). There is provided a planar heating element comprising a thermally conductive composition containing 50 to 200 parts by weight of the thermally conductive inorganic compound (B) per 100 parts by weight. In this planar heating element, the insulating layer preferably has a thermal conductivity of 0.4 to 3 W / m · K, and the thermally conductive inorganic compound (B) is preferably an aluminum compound.

本発明によれば、面状発熱体が設置される加温(保温)対象物の形状にあわせて比較的自由に変形させることが可能で、しかもその加温(保温)対象物との接着性にも優れ、良好な熱伝導性を有する面状発熱体が提供される。さらに、本発明に係る面状発熱体のポリマー成分は塩素を含まないので、廃棄焼却処理が容易であると共に、広範囲な用途の加温や保温に使用することができる。   According to the present invention, it can be deformed relatively freely according to the shape of the warming (warming) object on which the planar heating element is installed, and the adhesiveness to the warming (warming) object. In addition, a planar heating element having excellent thermal conductivity is provided. Furthermore, since the polymer component of the planar heating element according to the present invention does not contain chlorine, it can be easily disposed of by incineration, and can be used for heating and heat retention in a wide range of applications.

本発明に係る面状発熱体は、通電により発熱する発熱層と、その両面に積層された絶縁層とを有する。   The planar heating element according to the present invention includes a heat generating layer that generates heat when energized, and insulating layers stacked on both sides thereof.

前記発熱層の具体的な構造は、特に限定されず、例えば基布に導電性塗料を塗布した発熱層、導電性線条体(線、帯、糸)を面状に配置してなる発熱層、導電性粒子が分散された導電性シートからなる発熱層、導電性塗料層から成る発熱層などが例示される。発熱層の厚みは、特に限定されないが、例えば0.5〜5mm程度である。   The specific structure of the heat generating layer is not particularly limited. For example, a heat generating layer obtained by applying a conductive paint to a base fabric, or a heat generating layer in which conductive filaments (wires, strips, threads) are arranged in a planar shape. Examples include a heat generation layer made of a conductive sheet in which conductive particles are dispersed, a heat generation layer made of a conductive paint layer, and the like. Although the thickness of a heat generating layer is not specifically limited, For example, it is about 0.5-5 mm.

本発明の面状発熱体は、前記絶縁層が、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)100重量部あたり50〜200重量部の熱伝導性無機化合物(B)を含む熱伝導性組成物からなることを必須の特徴とする。   In the planar heating element of the present invention, the insulating layer contains 50 to 200 parts by weight of the thermally conductive inorganic compound (B) per 100 parts by weight of the (meth) acrylic acid ester polymer (A). It is an essential feature to consist of.

また、前記絶縁層が0.4〜3W/m・Kの熱伝導率を有することが好ましい。この熱伝導率が0.4W/m・K未満では、熱が伝わりにくくなる傾向があり、3W/m・Kを超えると、面状発熱体の絶縁シートに配合される熱伝導性無機化合物の割合が高くなるため、絶縁層が硬くなる傾向がある。   The insulating layer preferably has a thermal conductivity of 0.4 to 3 W / m · K. When the thermal conductivity is less than 0.4 W / m · K, heat tends to be difficult to be transmitted. When the thermal conductivity exceeds 3 W / m · K, the thermal conductive inorganic compound blended in the insulating sheet of the planar heating element is used. Since the ratio increases, the insulating layer tends to be hard.

(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)は、アクリル酸エステル及び/又はメタクリル酸エステルの重合体を意味する。(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)は、後述する(メタ)アクリル酸エステル単量体(a)を単独で、あるいは後述する、有機酸基を有する単量体(b)及び/又はその他の共重合可能な単量体(c)と共重合することにより得ることができる。   The (meth) acrylic acid ester polymer (A) means a polymer of acrylic acid ester and / or methacrylic acid ester. The (meth) acrylic acid ester polymer (A) is a monomer (b) having an organic acid group and / or the other (meth) acrylic acid ester monomer (a) described later. It can obtain by copolymerizing with the copolymerizable monomer (c).

(メタ)アクリル酸エステル単量体(a)の具体例としては、特に限定されないが、次に挙げるものが例示される。すなわち、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸−2−プロピル、(メタ)アクリル酸−n−ブチル、(メタ)アクリル酸−t−ブチル、(メタ)アクリル酸アミール、(メタ)アクリル酸−n−ヘキシル、(メタ)アクリル酸−2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸−n−ドデシル、(メタ)アクリル酸−n−オクタデシルなどの、(メタ)アクリル酸アルキル単量体;(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸−3,5−ジメチルフェニル、(メタ)アクリル酸−3,5−ジメチルベンジル、(メタ)アクリル酸−1−ナフチル、(メタ)アクリル酸−2−ナフチルなどの、(メタ)アクリル酸アリール単量体;(メタ)アクリル酸ヒドロキシメチル、(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸−4−ヒドロキシブチルなどの、(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルエステル;(メタ)アクリル酸N,N−ジメチルアミノメチル、(メタ)アクリル酸N,N−ジメチルアミノエチルなどの、アミノ基を含有する(メタ)アクリル酸エステル単量体;(メタ)アクリル酸グリシジルなどの、エポキシ基を有する(メタ)アクリル酸エステル単量体;1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,2−エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,12−ドデカンジオールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートなどの、多官能性(メタ)アクリル酸エステル単量体;などが挙げられる。   Although it does not specifically limit as a specific example of a (meth) acrylic acid ester monomer (a), The following are illustrated. That is, (meth) acrylic acid methyl, (meth) acrylic acid ethyl, (meth) acrylic acid-2-propyl, (meth) acrylic acid-n-butyl, (meth) acrylic acid-t-butyl, (meth) acrylic (Meth) acrylic acid such as acid amir, (meth) acrylic acid-n-hexyl, (meth) acrylic acid-2-ethylhexyl, (meth) acrylic acid-n-dodecyl, (meth) acrylic acid-n-octadecyl Alkyl monomers; phenyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid-3,5-dimethylphenyl, (meth) acrylic acid-3,5-dimethylbenzyl, (meth) acrylic acid -1-naphthyl, (meth) acrylic acid-2-naphthyl and other (meth) acrylic acid monomers; (meth) acrylic acid hydroxymethyl, (Meth) acrylic acid hydroxyalkyl esters such as (meth) acrylic acid-2-hydroxyethyl, (meth) acrylic acid-4-hydroxybutyl; (meth) acrylic acid N, N-dimethylaminomethyl, (meth) acrylic acid (Meth) acrylic acid ester monomers containing amino groups, such as N, N-dimethylaminoethyl; (meth) acrylic acid ester monomers having epoxy groups, such as glycidyl (meth) acrylate; 6-hexanediol di (meth) acrylate, 1,2-ethylene glycol di (meth) acrylate, 1,12-dodecanediol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate, Neopentyl glycol di (meth) acrylate, Intererythritol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, ditrimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate And the like, and the like.

これらの(メタ)アクリル酸エステル単量体(a)のうち、ガラス転移温度が−20℃以下となる単独重合体を形成する(メタ)アクリル酸エステル単量体(a)を使用するのが好ましく、なかでも、アクリル酸エチル(単独重合体のガラス転移温度は、−24℃)、アクリル酸−n−ブチル(同−54℃)、アクリル酸−2−エチルヘキシル(同−50℃)を使用するのが、安全性、入手性などの点から好ましい。これらは単独で、あるいは2種以上を併用して使用することができる。   Among these (meth) acrylic acid ester monomers (a), the (meth) acrylic acid ester monomer (a) that forms a homopolymer having a glass transition temperature of −20 ° C. or lower is used. Among them, ethyl acrylate (the glass transition temperature of the homopolymer is −24 ° C.), acrylic acid-n-butyl (-54 ° C.), and 2-ethylhexyl acrylate (-50 ° C.) are used. This is preferable from the viewpoints of safety and availability. These can be used alone or in combination of two or more.

有機酸基を有する単量体(b)としては、特に限定されず、その代表的なものとして、カルボキシル基、酸無水物基、スルホン酸基等の有機酸基を有する単量体を挙げることができるが、これらのほか、スルフェン酸基、スルフィン酸基、燐酸基等を含有する単量体も使用することができる。
カルボキシル基を有する単量体の具体例としては、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸等のα,β−エチレン性不飽和モノカルボン酸;イタコン酸、マレイン酸、フマル酸等のα,β−エチレン性不飽和多価カルボン酸;イタコン酸メチル、マレイン酸ブチル、フマル酸プロピル等のα,β−エチレン性不飽和多価カルボン酸部分エステル;等を挙げることができる。また,無水マレイン酸、無水イタコン酸等の、加水分解等によりカルボキシル基に誘導することができる基を有するものも同様に使用することができる。
スルホン酸基を有する単量体の具体例としては、アリルスルホン酸、メタリルスルホン酸、ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸等のα,β−不飽和スルホン酸及びこれらの塩を挙げることができる。
これらの有機酸基を有する単量体(b)のうち、カルボキシル基を有する単量体が好ましく、なかでも、アクリル酸及びメタクリル酸が好ましい。これらは、工業的に安価で容易に入手することができ、前記(メタ)アクリル酸エステル単量体(a)との共重合性も良く生産性の点でも好ましい。これらは単独で、あるいは2種以上を併用して使用することができる。
The monomer (b) having an organic acid group is not particularly limited, and typical examples thereof include monomers having an organic acid group such as a carboxyl group, an acid anhydride group, and a sulfonic acid group. In addition to these, monomers containing a sulfenic acid group, a sulfinic acid group, a phosphoric acid group, and the like can also be used.
Specific examples of the monomer having a carboxyl group include α, β-ethylenically unsaturated monocarboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, and crotonic acid; α, β-ethylene such as itaconic acid, maleic acid, and fumaric acid. And unsaturated unsaturated polyvalent carboxylic acids; α, β-ethylenically unsaturated polyvalent carboxylic acid partial esters such as methyl itaconate, butyl maleate and propyl fumarate; Moreover, what has group which can be induced | guided | derived to a carboxyl group by hydrolysis etc., such as maleic anhydride and itaconic anhydride, can be used similarly.
Specific examples of the monomer having a sulfonic acid group include allyl sulfonic acid, methallyl sulfonic acid, vinyl sulfonic acid, styrene sulfonic acid, α, β-unsaturated sulfonic acid such as acrylamide-2-methylpropane sulfonic acid, and the like. These salts can be mentioned.
Of these monomers (b) having an organic acid group, monomers having a carboxyl group are preferable, and acrylic acid and methacrylic acid are particularly preferable. These are industrially inexpensive and can be easily obtained, and have good copolymerizability with the (meth) acrylic acid ester monomer (a) and are also preferred from the viewpoint of productivity. These can be used alone or in combination of two or more.

前記(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)を得るに際しては、(メタ)アクリル酸エステル単量体(a)と有機酸基を有する単量体(b)を共重合するのがより好ましい。特に好ましくは、(メタ)アクリル酸エステル単量体(a)80〜99.9重量%と有機酸基を有する単量体(b)20〜0.1重量%とを共重合する。(メタ)アクリル酸エステル単量体(a)の使用量が、上記範囲内であることにより、これから得られる絶縁シートが室温付近での感圧接着性により優れたものとなる。   In obtaining the (meth) acrylic acid ester polymer (A), it is more preferable to copolymerize the (meth) acrylic acid ester monomer (a) and the monomer (b) having an organic acid group. Particularly preferably, 80 to 99.9% by weight of the (meth) acrylic acid ester monomer (a) and 20 to 0.1% by weight of the monomer (b) having an organic acid group are copolymerized. When the amount of the (meth) acrylic acid ester monomer (a) used is within the above range, the insulating sheet obtained from this becomes more excellent in pressure-sensitive adhesiveness near room temperature.

前記した、その他の共重合可能な単量体(c)は、本発明の趣旨を損わない範囲で使用することができる。その他の共重合可能な単量体(c)の具体例としては、以下のものが挙げられる。アクリルアミド、メタクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド等の、α,β−エチレン性不飽和カルボン酸アミド単量体;アリルグリシジルエーテルなどの、エポキシ基を有する単量体;フマル酸ジメチル、フマル酸ジエチル、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、イタコン酸ジメチルなどの、α,β−エチレン性不飽和多価カルボン酸完全エステル;スチレン、アミノスチレン、α−メチルスチレン、メチルα−メチルスチレン、ビニルトルエン、ジビニルベンゼン、ビニルピリジンなどの、アルケニル芳香族単量体;1,3−ブタジエン、2−メチル−1,3−ブタジエン、1,3−ペンタジエン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、2−クロル−1,3−ブタジエン、シクロペンタジエンなどの、共役ジエン系単量体;1,4−ヘキサジエン、ジシクロペンタジエン、エチリデンノルボルネンなどの、非共役ジエン系単量体;酢酸ビニルなどの、カルボン酸不飽和アルコールエステル単量体;エチレン、プロピレン、ブテン、ペンテンなどの、オレフィン系単量体;アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどの、シアノ基含有ビニル単量体;などである。これらは単独で、あるいは2種以上を併用して使用することができる。   The other copolymerizable monomer (c) described above can be used as long as the gist of the present invention is not impaired. Specific examples of the other copolymerizable monomer (c) include the following. Α, β-ethylenically unsaturated carboxylic acid amide monomers such as acrylamide, methacrylamide, N-methylol acrylamide, N-methylol methacrylamide, N, N-dimethylacrylamide, etc .; having an epoxy group such as allyl glycidyl ether Monomer: α, β-ethylenically unsaturated polyvalent carboxylic acid complete ester such as dimethyl fumarate, diethyl fumarate, dimethyl maleate, diethyl maleate, dimethyl itaconate; styrene, aminostyrene, α-methylstyrene Alkenyl aromatic monomers such as methyl α-methylstyrene, vinyltoluene, divinylbenzene, vinylpyridine; 1,3-butadiene, 2-methyl-1,3-butadiene, 1,3-pentadiene, 2,3 -Dimethyl-1,3-butadiene, 2-chloro-1 Conjugated diene monomers such as 3-butadiene and cyclopentadiene; Non-conjugated diene monomers such as 1,4-hexadiene, dicyclopentadiene and ethylidene norbornene; Carboxylic unsaturated alcohol esters such as vinyl acetate Monomers; Olefin monomers such as ethylene, propylene, butene and pentene; Cyano group-containing vinyl monomers such as acrylonitrile and methacrylonitrile; These can be used alone or in combination of two or more.

前記(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)を得るに際しての重合の方法は、特に限定されず、塊状重合、溶液重合、乳化重合、懸濁重合、熱重合、光重合、放射線重合等のいずれであってもよく、これ以外の方法でもよい。好ましくは、塊状重合、熱重合、光重合である。   The polymerization method for obtaining the (meth) acrylic acid ester polymer (A) is not particularly limited, and any of bulk polymerization, solution polymerization, emulsion polymerization, suspension polymerization, thermal polymerization, photopolymerization, radiation polymerization, etc. Or other methods may be used. Preference is given to bulk polymerization, thermal polymerization, and photopolymerization.

重合開始の方法は、特に限定されないが、重合開始剤として熱重合開始剤又は光重合開始剤を用いるのが好ましい。熱重合開始剤は、特に限定されず、過酸化物及びアゾ化合物のいずれでもよく、好ましくは、過酸化物重合開始剤である。1分間半減期温度が120℃以上、170℃以下のものがより好ましい。
過酸化物重合開始剤としては、t−ブチルヒドロペルオキシドのようなヒドロペルオキシド;ベンゾイルペルオキシド、シクロヘキサンペルオキシドのようなペルオキシド;過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩;等を挙げることができる。
光重合開始剤としては、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテルなどのベンゾインエーテル類;2,2−ジエトキシアセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノンなどの置換アセトフェノン類;2−メチル−2−ヒドロキシプロピオフェノンなどの置換α−ケトール類;2−ナフタレンスルホニルクロリドなどの芳香族スルホニルクロリド;1−フェニル−1,1−プロパンジオン−2−(o−エトキシカルボニル)オキシムなどの光活性オキシム類;等を挙げることができる。
重合開始剤の使用量は、特に限定されないが、通常、単量体(a)、(b)、及び(c)の合計100重量部に対して、0.1〜50重量部の範囲である。
前記単量体(a)、(b)、及び(c)に対するその他の重合条件(重合温度、圧力、撹拌条件等々)に、特に制限はない。
The polymerization initiation method is not particularly limited, but it is preferable to use a thermal polymerization initiator or a photopolymerization initiator as the polymerization initiator. The thermal polymerization initiator is not particularly limited, and may be either a peroxide or an azo compound, and is preferably a peroxide polymerization initiator. The one-minute half-life temperature is more preferably 120 ° C. or higher and 170 ° C. or lower.
Examples of peroxide polymerization initiators include hydroperoxides such as t-butyl hydroperoxide; peroxides such as benzoyl peroxide and cyclohexane peroxide; persulfates such as potassium persulfate, sodium persulfate and ammonium persulfate; Can do.
Examples of the photopolymerization initiator include benzoin ethers such as benzoin methyl ether and benzoin isopropyl ether; substituted acetophenones such as 2,2-diethoxyacetophenone and 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone; 2-methyl-2- Substituted α-ketols such as hydroxypropiophenone; aromatic sulfonyl chlorides such as 2-naphthalenesulfonyl chloride; photoactive oximes such as 1-phenyl-1,1-propanedione-2- (o-ethoxycarbonyl) oxime And the like.
Although the usage-amount of a polymerization initiator is not specifically limited, Usually, it is the range of 0.1-50 weight part with respect to a total of 100 weight part of monomer (a), (b), and (c). .
There are no particular limitations on the other polymerization conditions (polymerization temperature, pressure, stirring conditions, etc.) for the monomers (a), (b), and (c).

本発明に用いられる熱伝導性無機化合物(B)としては、特に限定されないが、アルミナ、酸化マグネシウム、酸化ベリリウム、酸化チタン等の金属酸化物;窒化ホウ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウム等の金属窒化物;炭化ケイ素等の金属炭化物;銅、銀、鉄、アルミニウム、ニッケル等の金属;ダイヤモンド、カーボン等の炭素化合物;石英、石英ガラス等のシリカ粉末;等が挙げられる。中でも、熱伝導性が良い、入手が容易、などの点から、アルミニウム化合物が好ましい。特に水酸化アルミニウムを40重量%以上有するアルミニウム化合物の混合物が好ましい。水酸化アルミニウムを40重量%以上有するアルミニウム化合物の混合物を用いることにより、熱伝導性組成物に優れた難燃性を付与することができる。
これらの熱伝導性無機化合物(B)は単独で、あるいは2種以上を併用して使用することができる。
熱伝導性無機化合物(B)の形状も特に限定されず、球状、針状、繊維状、鱗片状、樹枝状、平板状及び不定形状のいずれでもよい。
The thermally conductive inorganic compound (B) used in the present invention is not particularly limited, but metal oxides such as alumina, magnesium oxide, beryllium oxide, and titanium oxide; metal nitrides such as boron nitride, silicon nitride, and aluminum nitride Metal carbides such as silicon carbide; metals such as copper, silver, iron, aluminum and nickel; carbon compounds such as diamond and carbon; silica powders such as quartz and quartz glass; Among these, aluminum compounds are preferable from the viewpoints of good thermal conductivity and easy availability. In particular, a mixture of aluminum compounds having 40% by weight or more of aluminum hydroxide is preferable. By using a mixture of aluminum compounds having 40% by weight or more of aluminum hydroxide, excellent flame retardancy can be imparted to the thermally conductive composition.
These thermally conductive inorganic compounds (B) can be used alone or in combination of two or more.
The shape of the heat conductive inorganic compound (B) is not particularly limited, and may be any of a spherical shape, a needle shape, a fiber shape, a scale shape, a dendritic shape, a flat plate shape, and an indefinite shape.

熱伝導性無機化合物(B)としては、通常、0.2〜100μm、好ましくは0.7〜50μmの粒径を有するものを使用する。また、1〜50μmの平均粒径を有するものが好ましい。平均粒径が1μm未満のものは熱伝導性組成物の粘度を増大させ、ポリマーと熱伝導性無機化合物との混練が困難となるおそれがあり、また、同時に硬度も増大し、絶縁シートの密着性を低下させるおそれがある。
一方、50μmを超えるものは、熱伝導性組成物や絶縁シートが軟らかくなりすぎ、過度に感圧接着したり、高温で接着力が低下したり、高温で熱変形したりするおそれがある。
As the thermally conductive inorganic compound (B), those having a particle size of usually 0.2 to 100 μm, preferably 0.7 to 50 μm are used. Moreover, what has an average particle diameter of 1-50 micrometers is preferable. When the average particle size is less than 1 μm, the viscosity of the heat conductive composition increases, which may make it difficult to knead the polymer and the heat conductive inorganic compound. There is a risk of reducing the performance.
On the other hand, when the thickness exceeds 50 μm, the heat conductive composition or the insulating sheet becomes too soft, and there is a risk of excessive pressure-sensitive adhesion, low adhesive strength at high temperatures, or thermal deformation at high temperatures.

本発明において、熱伝導性無機化合物(B)の使用量は、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)100重量部に対して50〜200重量部、好ましくは100〜180重量部の範囲である。
使用量が50重量部未満では、高温接着力、熱伝導率低下等の問題が有り、逆に200重量部を超えると、絶縁シートの硬度が増大し、密着性低下の問題が生じる。
In this invention, the usage-amount of a heat conductive inorganic compound (B) is 50-200 weight part with respect to 100 weight part of (meth) acrylic acid ester polymer (A), Preferably it is the range of 100-180 weight part. is there.
When the amount used is less than 50 parts by weight, there are problems such as high-temperature adhesive strength and thermal conductivity reduction. On the other hand, when it exceeds 200 parts by weight, the hardness of the insulating sheet increases, resulting in a problem of reduced adhesion.

本発明の面状発熱体における絶縁シートを構成する、前記熱伝導性組成物は、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)と熱伝導性無機化合物(B)とを前記割合で含むほか、必要により、顔料、その他の充填剤、難燃剤、老化防止剤、増粘剤、粘着付与剤等の公知の各種添加剤を含有することができる。
顔料としては、カーボンブラックや二酸化チタン等、有機系、無機系を問わず使用できる。
その他の充填剤としては、無機化合物や有機化合物微粒子が挙げられる。フラーレンやカーボンナノチューブ等のナノ粒子を添加しても良い。
難燃剤としては、ポリ燐酸アンモニウム、ホウ酸亜鉛、錫化合物、有機リン系化合物、赤リン系化合物、シリコーン系難燃剤を挙げることができる。
酸化防止剤としては、ラジカル重合を阻害する可能性が高いため通常は使用しないが、必要に応じてポリフェノール系、ハイドロキノン系、ヒンダードアミン系等の酸化防止剤を使用することができる。
増粘剤としては、微粒シリカ等の無機化合物微粒子、酸化マグネシウム等のような反応性無機化合物を使用することできる。
粘着付与剤としては、テルペン系樹脂、テルペンフェノール系樹脂、ロジン系樹脂、石油系樹脂、クマロン−インデン樹脂、フェノール系樹脂、水添ロジンエステル、不均化ロジンエステル、キシレン樹脂等を挙げることができる。
The thermal conductive composition constituting the insulating sheet in the planar heating element of the present invention contains the (meth) acrylic acid ester polymer (A) and the thermal conductive inorganic compound (B) in the above ratio, If necessary, it can contain various known additives such as pigments, other fillers, flame retardants, anti-aging agents, thickeners, and tackifiers.
The pigment can be used regardless of organic type or inorganic type such as carbon black and titanium dioxide.
Other fillers include inorganic compounds and organic compound fine particles. You may add nanoparticles, such as fullerene and a carbon nanotube.
Examples of the flame retardant include ammonium polyphosphate, zinc borate, tin compound, organic phosphorus compound, red phosphorus compound, and silicone flame retardant.
As an antioxidant, there is a high possibility of inhibiting radical polymerization, so that it is not usually used, but an antioxidant such as polyphenol, hydroquinone or hindered amine can be used as necessary.
As the thickener, inorganic compound fine particles such as fine silica, and reactive inorganic compounds such as magnesium oxide can be used.
Examples of tackifiers include terpene resins, terpene phenol resins, rosin resins, petroleum resins, coumarone-indene resins, phenol resins, hydrogenated rosin esters, disproportionated rosin esters, xylene resins, and the like. it can.

更に、本発明の面状発熱体における絶縁シートを構成する、前記熱伝導性組成物には、凝集力を高め、耐熱性等を向上させるために、外部架橋剤を添加して、重合体に架橋構造を導入することができる。
外部架橋剤としては、トリレンジイソシアネート、トリメチロールプロパンジイソシアネート、ジフェニルメタントリイソシアネート等の多官能性イソシアネート系架橋剤;ジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル等のエポキシ系架橋剤;メラミン樹脂系架橋剤;アミノ樹脂系架橋剤;金属塩系架橋剤;金属キレート系架橋剤;過酸化物系架橋剤;等が挙げられる。
外部架橋剤は、重合体を得た後、これに添加して、加熱処理や放射線照射処理を行うことにより、重合体の分子内及び/又は分子間に架橋を形成させるものである。
Furthermore, an external cross-linking agent is added to the thermal conductive composition constituting the insulating sheet in the planar heating element of the present invention in order to increase cohesion and improve heat resistance, etc. A crosslinked structure can be introduced.
External crosslinking agents include polyfunctional isocyanate-based crosslinking agents such as tolylene diisocyanate, trimethylolpropane diisocyanate, diphenylmethane triisocyanate; epoxy-based crosslinking agents such as diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, and trimethylolpropane triglycidyl ether Melamine resin crosslinking agent; amino resin crosslinking agent; metal salt crosslinking agent; metal chelate crosslinking agent; peroxide crosslinking agent;
The external cross-linking agent is a polymer that is added to the polymer and then subjected to heat treatment or radiation irradiation treatment to form cross-links within and / or between the molecules of the polymer.

(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)と熱伝導性無機化合物(B)とから前記熱伝導性組成物を得る方法は、特に限定されず、熱伝導性無機化合物(B)と、別途合成した(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)とを混合する方法でもよいが、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)と熱伝導性無機化合物(B)とを均一に混合できる観点から、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)の合成と熱伝導性無機化合物(B)との混合を同時に行う方法が好ましい。
熱伝導性無機化合物(B)と、別途合成した(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)とを混合する方法を採用する場合、混合の方法は、特に限定されず、例えば、乾燥した(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)と熱伝導性無機化合物(B)とをロール、ヘンシェルミキサー、ニーダー等を用いて混合する乾式混合法でも、攪拌機を備えた容器中で有機溶媒の存在下に混合する湿式混合法でもよい。
The method for obtaining the thermally conductive composition from the (meth) acrylic acid ester polymer (A) and the thermally conductive inorganic compound (B) is not particularly limited, and is synthesized separately from the thermally conductive inorganic compound (B). Although the method of mixing the (meth) acrylic acid ester polymer (A) may be used, from the viewpoint of uniformly mixing the (meth) acrylic acid ester polymer (A) and the thermally conductive inorganic compound (B), A method of simultaneously synthesizing the (meth) acrylic acid ester polymer (A) and mixing the thermally conductive inorganic compound (B) is preferable.
When the method of mixing the thermally conductive inorganic compound (B) and the separately synthesized (meth) acrylic acid ester polymer (A) is adopted, the method of mixing is not particularly limited, and for example, dried (meta ) Even in the dry mixing method in which the acrylic ester polymer (A) and the thermally conductive inorganic compound (B) are mixed using a roll, a Henschel mixer, a kneader, etc., in the presence of an organic solvent in a container equipped with a stirrer. A wet mixing method of mixing may be used.

(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)の合成と、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)と熱伝導性無機化合物(B)との混合とを、同時に行う方法を採用する場合は、単量体(混合物)及び重合開始剤などの、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)の合成に使用する材料、並びに熱伝導性無機化合物(B)の混合物を得た後に重合条件下に加熱するのが好ましい。このとき、各成分の混合順序は特に限定されない。また、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)の合成に使用する材料の主成分である単量体(混合物)の重合が進行しないような温度で、混合を実施するのが好ましい。   When employing the method of simultaneously synthesizing the (meth) acrylic acid ester polymer (A) and mixing the (meth) acrylic acid ester polymer (A) and the thermally conductive inorganic compound (B), After obtaining the material used for the synthesis of the (meth) acrylic acid ester polymer (A), such as the monomer (mixture) and the polymerization initiator, and the mixture of the thermally conductive inorganic compound (B) Heating is preferred. At this time, the mixing order of each component is not particularly limited. Further, it is preferable to carry out the mixing at a temperature at which the polymerization of the monomer (mixture) which is the main component of the material used for the synthesis of the (meth) acrylic acid ester polymer (A) does not proceed.

前記熱伝導性組成物を得る途中あるいは得た後に、これを面状発熱体の絶縁層として使用する絶縁シートとするためにシート成形する。
熱伝導性組成物を得た後にこれをシート成形する場合、その方法は、特に限定されず、無溶剤コーティング法、紫外線架橋塗工法、放射線架橋塗工法、又は、以下に述べる方法を用いることができる。
例えば、前記熱伝導性組成物又はその溶液を、剥離処理したポリエステルフィルム等の工程紙の上に塗布し、必要ならば適宜の方法により溶剤を除去すればよい。また、熱伝導性組成物を、必要ならば二枚の剥離処理した工程紙間に挟んで、ロールの間を通すことによってシート化してもよい。更に、押出機から押し出す際に、ダイスを通して厚さを制御することも可能である。
In the course of or after obtaining the heat conductive composition, the sheet is molded to obtain an insulating sheet for use as an insulating layer of the planar heating element.
When the sheet is formed after obtaining the thermally conductive composition, the method is not particularly limited, and a solventless coating method, an ultraviolet crosslinking coating method, a radiation crosslinking coating method, or a method described below may be used. it can.
For example, the thermal conductive composition or a solution thereof may be applied on a process paper such as a peeled polyester film, and the solvent may be removed by an appropriate method if necessary. Further, the heat conductive composition may be formed into a sheet by being sandwiched between two process papers that have been subjected to a peeling treatment, if necessary, and passing between rolls. It is also possible to control the thickness through a die when extruding from the extruder.

さらに用途に応じて、絶縁層として従来のポリ塩化ビニル(PVC)シートやポリエチレンテレフタラート(PET)シートなどの絶縁層に、前記熱伝導性組成物からなる絶縁シートを一部あるいは全面に積層して用いてもよい。   Further, depending on the application, an insulating sheet made of the above-mentioned heat conductive composition may be partially or entirely laminated on an insulating layer such as a conventional polyvinyl chloride (PVC) sheet or polyethylene terephthalate (PET) sheet as an insulating layer. May be used.

本発明において、このようにして得られた絶縁層の厚みは、面状発熱体として要求される絶縁性及び可撓性などの要求から決定され、好ましくは2mm以下、さらに好ましくは0.2〜1.8mmである。   In the present invention, the thickness of the insulating layer thus obtained is determined from requirements such as insulation and flexibility required as a planar heating element, preferably 2 mm or less, more preferably 0.2 to 1.8 mm.

発熱層と絶縁層との積層方法は、特に限定されず、接着剤による方法、熱融着による方法、室温における密着や粘着による接着方法、などの方法が例示される。接着剤を用いる場合には、接着剤としては、ポリウレタン系、エポキシ樹脂系、及び変性オレフィン系、水添エラストマー系等の接着剤が好ましく使用される。   The method of laminating the heat generating layer and the insulating layer is not particularly limited, and examples thereof include a method using an adhesive, a method using thermal fusion, and a method using adhesion at room temperature or adhesion. When using an adhesive, an adhesive such as polyurethane, epoxy resin, modified olefin, or hydrogenated elastomer is preferably used as the adhesive.

以下、本発明を、図面に基づき説明する。
図1は本発明の一実施形態に係る面状発熱体の概略斜視図、図2は図1に示すII−II線に沿う要部断面図である。
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic perspective view of a planar heating element according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of a principal part taken along line II-II shown in FIG.

図1及び図2に示すように、本発明に係る面状発熱体2は、面状の発熱層4と、この発熱層4の両面に積層された絶縁層6とを有する。発熱層4の両側には、長手方向に沿って細長い電極8,8が形成してある。   As shown in FIGS. 1 and 2, the planar heating element 2 according to the present invention includes a planar heating layer 4 and insulating layers 6 laminated on both sides of the heating layer 4. Elongated electrodes 8 and 8 are formed on both sides of the heat generating layer 4 along the longitudinal direction.

発熱層4としては、本実施形態では、電極8,8間に延びる導電性緯糸と、電極8,8と略平行に延びる絶縁性経糸との織布が用いられる。導電性緯糸は、たとえばポリウレタン樹脂に導電性粒子を混入して得られる導電性塗料を、ポリエステル繊維に含浸させて乾燥して得られる導電性糸などが用いられる。絶縁性経糸としては、たとえばポリエステル繊維を樹脂溶液に浸漬し、乾燥して得られる糸などが用いられる。   In the present embodiment, a woven fabric of conductive wefts extending between the electrodes 8 and 8 and insulating warps extending substantially parallel to the electrodes 8 and 8 is used as the heat generating layer 4. As the conductive weft, for example, a conductive yarn obtained by impregnating polyester fiber with a conductive paint obtained by mixing conductive particles in a polyurethane resin and drying it is used. As the insulating warp, for example, a yarn obtained by immersing a polyester fiber in a resin solution and drying it is used.

導電性粒子としては、特に限定されず、例えば金属粒子、カーボンブラック粒子、グラファイトカーボン粒子、黒鉛粒子などが用いられ、好ましくはカーボンブラック粒子、グラファイトカーボン粒子、黒鉛粒子が用いられる。   The conductive particles are not particularly limited, and for example, metal particles, carbon black particles, graphite carbon particles, graphite particles and the like are used, and preferably carbon black particles, graphite carbon particles, and graphite particles are used.

発熱層4の両側に配置される電極8,8は、特に限定されないが、本実施形態では、発熱層4を構成する導電性緯線に接続するように編み込まれる可撓性金属線で構成される。電極8の厚みは、発熱層4と同程度であり、0.8〜1.4mm程度である。   The electrodes 8 and 8 arranged on both sides of the heat generating layer 4 are not particularly limited, but in the present embodiment, the electrodes 8 and 8 are configured by flexible metal wires that are knitted so as to be connected to the conductive latitude lines constituting the heat generating layer 4. . The thickness of the electrode 8 is about the same as that of the heat generating layer 4 and is about 0.8 to 1.4 mm.

発熱層4及び電極8,8を全て被覆するように表裏面に積層される絶縁層6,6は、本実施形態では、前記絶縁シートからなる。絶縁シートの両側端10,10は、相互に熱融着される。絶縁層6の厚みは、本実施形態では、0.2〜1.8mmである。   Insulating layers 6 and 6 laminated on the front and back surfaces so as to cover all of the heat generating layer 4 and the electrodes 8 and 8 are made of the insulating sheet in this embodiment. Both side ends 10, 10 of the insulating sheet are heat-sealed to each other. The thickness of the insulating layer 6 is 0.2 to 1.8 mm in this embodiment.

なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified within the scope of the present invention.

例えば、発熱層4としては、前述した実施形態の如き織布状の発熱層に限定されず、導電性粒子を含有させたフィルムあるいは導電性粒子を含む導電性インキ層などであっても良い。   For example, the heat generating layer 4 is not limited to the woven fabric heat generating layer as in the above-described embodiment, and may be a film containing conductive particles or a conductive ink layer including conductive particles.

以下、本発明を実施例に基づき説明するが、本発明は、これら実施例に限定されない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated based on an Example, this invention is not limited to these Examples.

図1に示す面状発熱体2を準備した。発熱層4としては、電極8,8間に延びる導電性緯糸と、電極8,8と略平行に延びる絶縁性経糸との織布を用いた。導電性緯糸としては、ポリエステル製絶縁糸に導電塗料をコーティングしたものを用いた。導電塗料としては、カーボン塗料を用いた。また、この発熱層4の両側端には、電極8,8を、発熱層4と同時に織り込むことにより形成した。発熱層4及び電極8,8の厚みは、0.8〜1.4mmであった。   A planar heating element 2 shown in FIG. 1 was prepared. As the heat generating layer 4, a woven fabric of conductive wefts extending between the electrodes 8 and 8 and insulating warps extending substantially parallel to the electrodes 8 and 8 was used. As the conductive weft, a polyester insulating yarn coated with a conductive paint was used. A carbon paint was used as the conductive paint. Further, electrodes 8 and 8 are formed on both side ends of the heat generating layer 4 by weaving simultaneously with the heat generating layer 4. The thickness of the heat generating layer 4 and the electrodes 8 and 8 was 0.8 to 1.4 mm.

次に、発熱層4及び電極8,8の表裏面に後述する絶縁シートから成る絶縁層6,6を積層させ、それらの側端部10を熱融着した。各絶縁シートの厚みは、1.0mmであった。   Next, insulating layers 6 and 6 made of an insulating sheet to be described later were laminated on the front and back surfaces of the heat generating layer 4 and the electrodes 8 and 8, and the side end portions 10 were heat-sealed. The thickness of each insulating sheet was 1.0 mm.

絶縁シート(1)は、次のようにして製造した。
反応器に、アクリル酸2−エチルヘキシル94%とアクリル酸6%とからなる単量体混合物100重量部、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル0.03重量部及び酢酸エチル700重量部を入れて均一に溶解し、窒素置換後、80℃で6時間重合反応を行った。重合転化率は97%であった。得られた重合体を減圧乾燥して酢酸エチルを蒸発させ、粘性のある固体状のポリマー(1)を得た。ポリマー(1)のMwは280,000、Mw/Mnは3.1であった。
擂潰機用乳鉢に、ポリマー(1)100重量部、アクリル酸ブチル50.6%、メタクリル酸11.2%、アクリル酸2−エチルヘキシル33.7%及びポリエチレングリコールジメタクリレート(オキシエチレン鎖の繰り返し数=約23、新中村化学工業社製NKエステル23G(ポリエチレングリコール#1000ジメタクリレート))4.5%からなる単量体混合物44.5重量部、1,1−ビス(t−ブチルペルオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン〔1分間半減期温度は149℃である。〕1.6重量部、並びに水酸化アルミニウム210重量部を一括して投入し、擂潰機により室温で十分混合した。このとき、ポリマー(1)と単量体混合物との合計100重量部(生成する(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)100重量部に相当)に対する水酸化アルミニウムの重量比は、145重量部となる。その後、減圧で攪拌しながら脱泡して、粘性液状試料を得た。縦400mm、横400mm、深さ1.0mmの金型の底面に離型剤付きポリエステルフィルムを敷いてから、同試料を金型いっぱいに注入し、その上を離型剤付きポリエステルフィルムで覆った。これを金型から取り出し、130℃、0.5MPaの条件下で、30分間油圧プレスを用いてプレスして重合を行わせ、両面を離型剤付きポリエステルフィルムで覆われた熱伝導性組成物のシート状成形体(1)を得た。
シート中の残存単量体量から単量体混合物の重合転化率を計算したところ、99.9%であった。
The insulating sheet (1) was manufactured as follows.
In a reactor, 100 parts by weight of a monomer mixture composed of 94% 2-ethylhexyl acrylate and 6% acrylic acid, 0.03 parts by weight of 2,2′-azobisisobutyronitrile and 700 parts by weight of ethyl acetate were added. The mixture was uniformly dissolved, and after nitrogen substitution, a polymerization reaction was carried out at 80 ° C. for 6 hours. The polymerization conversion rate was 97%. The obtained polymer was dried under reduced pressure to evaporate ethyl acetate to obtain a viscous solid polymer (1). The Mw of the polymer (1) was 280,000, and Mw / Mn was 3.1.
In a mortar for a grinder, 100 parts by weight of polymer (1), 50.6% butyl acrylate, 11.2% methacrylic acid, 33.7% 2-ethylhexyl acrylate and polyethylene glycol dimethacrylate (repeating oxyethylene chain) Number = about 23, 44.5 parts by weight of a monomer mixture comprising 4.5% of NK ester 23G (polyethylene glycol # 1000 dimethacrylate) manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., 1,1-bis (t-butylperoxy) -3,3,5-trimethylcyclohexane [1 minute half-life temperature is 149 ° C. 1.6 parts by weight and 210 parts by weight of aluminum hydroxide were added all at once and mixed thoroughly at room temperature using a crusher. At this time, the weight ratio of aluminum hydroxide to 100 parts by weight of the total of the polymer (1) and the monomer mixture (corresponding to 100 parts by weight of the (meth) acrylic acid ester polymer (A) to be produced) is 145 parts by weight. It becomes. Thereafter, the mixture was defoamed with stirring under reduced pressure to obtain a viscous liquid sample. A polyester film with a release agent was laid on the bottom of a mold having a length of 400 mm, a width of 400 mm, and a depth of 1.0 mm, and then the sample was poured into the mold and covered with a polyester film with a release agent. . This was taken out from the mold, pressed under a condition of 130 ° C. and 0.5 MPa using a hydraulic press for 30 minutes for polymerization, and a heat conductive composition in which both sides were covered with a polyester film with a release agent. A sheet-like molded body (1) was obtained.
The polymerization conversion rate of the monomer mixture was calculated from the residual monomer amount in the sheet and found to be 99.9%.

前記熱伝導性組成物のシート状成形体(1)の両面を覆っているポリエステルシートを剥がし、厚さ1.0mmの絶縁シート(1)とした。得られた絶縁シート(1)を所定の大きさに切断し、このシートで図1に示す発熱層4及び電極8の表裏面を被覆した。被覆時に、絶縁シート(1)の両側端10,10を熱融着した。熱融着時の加熱温度は、130℃であった。   The polyester sheet covering both surfaces of the sheet-like molded body (1) of the heat conductive composition was peeled off to obtain an insulating sheet (1) having a thickness of 1.0 mm. The obtained insulating sheet (1) was cut into a predetermined size, and the heat generating layer 4 and the front and back surfaces of the electrode 8 shown in FIG. At the time of coating, both side ends 10 and 10 of the insulating sheet (1) were heat-sealed. The heating temperature at the time of heat sealing was 130 ° C.

得られた面状発熱体2の絶縁層6,6を構成する絶縁シート(1)のMFR(測定温度150℃、使用荷重20kgで測定)は、0.21g/分であり、日本ゴム協会規格(SRIS−0101)アスカーC硬度は、45であった。
また、絶縁シート(1)の熱伝導率を、迅速熱伝導率計(QTM−500、京都電子工業社製)により測定したところ、0.70W/m・Kであった。
また、絶縁破壊抵抗を、JIS C2123により室温で測定したところ、15.4kV/mmであり、絶縁性に優れていることが確認された。
また、得られた面状発熱体2の絶縁層6,6を構成する絶縁シート(1)の可撓性を示す特性として、粘弾性スペクトロメーター(ARESレオメータ、レオメトリック サイエンス社製)により、室温にて弾性率(G’)を測定したところ、0.15MPaであり、可撓性に優れていることが確認された。
また、絶縁層6,6と被加温物(アルミ板)との接着性を剥離角度90°の剥離強度にて測定したところ、2.7N/cmであり、接着性に優れることが確認された。
The MFR (measured at a measurement temperature of 150 ° C. and a use load of 20 kg) of the insulating sheet (1) constituting the insulating layers 6 and 6 of the obtained planar heating element 2 is 0.21 g / min. (SRIS-0101) Asker C hardness was 45.
Moreover, it was 0.70 W / m * K when the heat conductivity of the insulating sheet (1) was measured with the rapid heat conductivity meter (QTM-500, Kyoto Electronics Industry Co., Ltd. make).
Moreover, when the dielectric breakdown resistance was measured at room temperature according to JIS C2123, it was 15.4 kV / mm, and it was confirmed that the insulation was excellent.
In addition, as a property indicating the flexibility of the insulating sheet (1) constituting the insulating layers 6 and 6 of the obtained planar heating element 2, a viscoelastic spectrometer (ARES rheometer, manufactured by Rheometric Science Co., Ltd.) When the elastic modulus (G ′) was measured at ≦ 0.15 MPa, it was confirmed that the film was excellent in flexibility.
Moreover, when the adhesiveness between the insulating layers 6 and 6 and the object to be heated (aluminum plate) was measured at a peel strength of 90 ° peel angle, it was 2.7 N / cm, and it was confirmed that the adhesiveness was excellent. It was.

絶縁層6を構成する絶縁シート(2)を製造する際に、ポリマー(1)と単量体混合物との合計100重量部に対する水酸化アルミニウムの重量比が180重量部(実施例1は145重量部)となるように水酸化アルミニウムを投入した他は、実施例1と同様にして面状発熱体を作製し、評価した。結果を表1に示す。
表1から、この絶縁シート(2)は絶縁性、可撓性、及び接着性に優れることが分かった。
In producing the insulating sheet (2) constituting the insulating layer 6, the weight ratio of aluminum hydroxide to the total of 100 parts by weight of the polymer (1) and the monomer mixture is 180 parts by weight (Example 1 is 145% by weight). A sheet heating element was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that aluminum hydroxide was added so that The results are shown in Table 1.
From Table 1, it was found that this insulating sheet (2) is excellent in insulating properties, flexibility and adhesiveness.

絶縁層6を構成する絶縁シート(3)として、熱伝導性アクリルエラストマー 9894FR−10(住友スリーエム(株)社製)からなる、厚さ1.0mmのシートを用いた以外は、実施例1と同様にして面状発熱体を作製し、評価した。なお、前記熱伝導性アクリルエラストマーは、ポリマー成分100重量部に対して、水酸化アルミニウム換算で約180重量部のアルミニウム化合物を含む(分析値)。結果を表1に示す。
表1から、この絶縁シート(3)は絶縁性、可撓性、及び接着性に優れることが分かった。
Example 1 except that a 1.0 mm thick sheet made of thermally conductive acrylic elastomer 9894FR-10 (manufactured by Sumitomo 3M Limited) was used as the insulating sheet (3) constituting the insulating layer 6. Similarly, a planar heating element was produced and evaluated. In addition, the said heat conductive acrylic elastomer contains about 180 weight part aluminum compound in conversion of aluminum hydroxide with respect to 100 weight part of polymer components (analytical value). The results are shown in Table 1.
From Table 1, it was found that this insulating sheet (3) is excellent in insulating properties, flexibility and adhesiveness.

〔比較例1〕
絶縁層6を構成する絶縁シート(4)を製造する際に、ポリマー(1)と単量体混合物との合計100重量部に対する水酸化アルミニウムの重量比が220重量部となるように水酸化アルミニウムを投入した他は、実施例1と同様にして面状発熱体を作製し、評価した。結果を表1に示す。
この絶縁シート(4)はMFRの測定が不可能であった。また、熱伝導率は適正な範囲にあるものの、接着性に劣る結果となった。
[Comparative Example 1]
When manufacturing the insulating sheet (4) constituting the insulating layer 6, the aluminum hydroxide is adjusted so that the weight ratio of aluminum hydroxide to the total of 100 parts by weight of the polymer (1) and the monomer mixture is 220 parts by weight. A sheet-like heating element was produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except that. The results are shown in Table 1.
This insulating sheet (4) was not able to measure MFR. Moreover, although heat conductivity was in the appropriate range, it resulted in inferior adhesiveness.

〔比較例2〕
絶縁層6を構成する絶縁シート(5)を製造する際に、熱伝導性無機化合物(B)を加えずに、その他の条件は実施例1と同様にして、ポリマー(1)の存在下に単量体混合物の重合を行いシート状成形体を作成しようとしたが、生成したポリマー(2)が粘稠過ぎていたため、両面を覆っているポリエステルシートを剥がすことができず、結果として絶縁シート(5)を作製することができなかった。
[Comparative Example 2]
When the insulating sheet (5) constituting the insulating layer 6 is produced, the other conditions are the same as in Example 1 except that the thermally conductive inorganic compound (B) is not added, and in the presence of the polymer (1). An attempt was made to create a sheet-like molded body by polymerizing the monomer mixture. However, since the produced polymer (2) was too viscous, the polyester sheet covering both sides could not be removed, resulting in an insulating sheet. (5) could not be produced.

〔比較例3〕
絶縁層6を構成する絶縁シート(6)として、XE20−A7013(GE東芝シリコーン(株)社製)からなる、厚さ1.0mmのシリコンゴムシートを用いた以外は、実施例1と同様にして面状発熱体を作製し、評価した。結果を表1に示す。
この絶縁シート(6)は加硫してあるため、MFRの測定が不可能であった。また、熱伝導率は適正な範囲にあるものの、可撓性にやや劣り、接着性に大きく劣るものであった。
[Comparative Example 3]
As in Example 1, except that a 1.0 mm thick silicon rubber sheet made of XE20-A7013 (manufactured by GE Toshiba Silicone Co., Ltd.) was used as the insulating sheet (6) constituting the insulating layer 6. A sheet heating element was prepared and evaluated. The results are shown in Table 1.
Since this insulating sheet (6) was vulcanized, it was impossible to measure MFR. Further, although the thermal conductivity was in an appropriate range, it was slightly inferior in flexibility and greatly inferior in adhesiveness.

Figure 2005190842
Figure 2005190842

図1は本発明の一実施形態に係る面状発熱体の概略斜視図である。FIG. 1 is a schematic perspective view of a planar heating element according to an embodiment of the present invention. 図2は図1に示すII−II線に沿う要部断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of an essential part taken along line II-II shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

2… 面状発熱体
4… 発熱層
6… 絶縁層
8… 電極
10… 側端部
2 ... Planar heating element 4 ... Heat generation layer 6 ... Insulating layer 8 ... Electrode 10 ... Side edge

Claims (3)

通電により発熱する発熱層と、その両面に積層された絶縁層とを有する面状発熱体であって、前記絶縁層が(メタ)アクリル酸エステル重合体(A)100重量部あたり50〜200重量部の熱伝導性無機化合物(B)を含む熱伝導性組成物からなることを特徴とする面状発熱体。 A planar heating element having a heat generating layer that generates heat upon energization and an insulating layer laminated on both sides thereof, wherein the insulating layer is 50 to 200 weight per 100 parts by weight of the (meth) acrylate polymer (A). A planar heating element comprising a thermally conductive composition containing a portion of the thermally conductive inorganic compound (B). 前記絶縁層が0.4〜3W/m・Kの熱伝導率を有する請求項1記載の面状発熱体。 The planar heating element according to claim 1, wherein the insulating layer has a thermal conductivity of 0.4 to 3 W / m · K. 前記熱伝導性無機化合物(B)がアルミニウム化合物である請求項1又は2記載の面状発熱体。 The planar heating element according to claim 1 or 2, wherein the thermally conductive inorganic compound (B) is an aluminum compound.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2015225811A (en) * 2014-05-29 2015-12-14 積水化成品工業株式会社 Long PTC heater
JP6174223B1 (en) * 2016-10-24 2017-08-02 イシイ株式会社 Planar heating element

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