JPH11345681A - 面状発熱体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＰＴＣ特性を有し、幅広い温度範囲において
耐熱性の要望に応じることができ、耐久性に優れている
面状発熱体を提供する。 【解決手段】 炭素繊維、膨張黒鉛及び層状ケイ酸塩を
含有する原料を抄造して得られるシート、及びそのシー
トに、カーボンブラックを含有する塗料成分を含浸させ
たプリプレグを加熱・加圧して得られる面状発熱体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、幅広い温度範囲に
おいて耐熱性の要望に応じられるとともにＰＴＣ特性
（正温度係数特性；材料の温度の上昇に伴い材料の電気
抵抗が増大する特性）を有する面状発熱体に関する。

【０００２】

【従来の技術】面状発熱体はこれまでに多くの研究開発
が行われているが、その多くは有機ポリマー又はゴム状
物質にカーボンブラック、グラファイト（黒鉛）、炭素
繊維、金属粉、導電性無機粉体等の導電性フィラーを添
加したものをベースにしている。また、不燃性や耐熱性
を考慮して、無機物質をベースとしたものに導電性フィ
ラーを混合したものも数多く報告されている（特許第２
６２１５８４号公報、特開昭５７−１２４８７４号公
報、特開平３−１９２６７９号公報、特公平４−２８０
１２号公報、特開昭６２−４１７８７号公報等）。無機
物質に導電性フィラーを混合したものとして広く使用さ
れている公知のマイカヒーターは、一対のマイカ板又は
マイカと無機繊維を主成分とする板（抄造又は基材上に
塗布・加熱等をして得られる。）の間に、リボン状の発
熱体を巻回したマイカ板又はシート状の発熱体を入れ、
加熱・加圧処理をして得られるものである。

【０００３】従来報告されている有機ポリマーに導電性
フィラーを添加する製法は次の２つに大別できる。 溶剤中に有機ポリマーと導電性フィラーを分散させた
抵抗塗料を絶縁基材（ガラス織布や有機ポリマー板（例
えば、ＰＥＴフイルム）等）に塗布（アプリケーター、
スプレー印刷、デッピング、スクリーン印刷等）した
後、乾燥させて薄膜を形成する。 有機ポリマーに導電性フィラーを溶融混合させ、シー
ト状に成形する。更に必要に応じて架橋処理を行う。

【０００４】前記又はでヒーター素体（発熱体）を
作製した後に電流を流すための一対の金属電極を取付
け、絶縁のために有機ポリマーフィルム等で覆って面状
発熱体がつくられる。それらの樹脂成分と導電性フィラ
ー（カーボンブラック、グラファイト、金属粉末）とか
らなる発熱体では、ＰＴＣ特性を有するものが自己温度
制御作用を有する抵抗発熱体を形成する点で注目され、
実用化に向けての各種の検討が行われている。

【０００５】ＰＴＣ特性を有する面状発熱体は、特開平
３−２６７６３１号公報、特開平３−２８０３８１号公
報、特開平５−２２６１１３号公報、特開平６−９６８
４３号公報、特開平７−２４２８２７号公報、特開平９
−２３７６７２号公報、特許第２６４９１６５号公報等
に開示されている。これまでに報告されているＰＴＣ特
性の特徴である電気抵抗の急激な上昇変化の発現機構
は、含有されている樹脂成分と導電性フィラー（粒子）
の相互作用に起因するもので、樹脂成分の相変化（結晶
融解やガラス転移）において体積が膨張し、導電性フィ
ラーの密接な接触が引き離されるために生じるというも
のである。そのため、通電による発熱はその結晶融点に
近い一定の温度で実質的に停止し、また、発熱体が冷却
されると、樹脂マトリックスが収縮して導電性フィラー
の接触が回復する結果、再び発熱する。こうして、連続
通電のもとで一定の温度で発熱する自己温度制御特性が
得られるといわれている。

【０００６】また、面状発熱体の製造方法として炭素繊
維とパルプを含む原料を抄造したものも報告されている
（実公昭４６−２０６９５号公報、特開昭６２−４１７
８７号公報、特公平３−３６９６０号公報、特開平４−
２８９６８４号公報、特開平５−２５１１６３号公報、
特開平９−２６００３５号公報、特開平９−２６００３
３号公報等）。しかし、有機ポリマー（又はゴム状物
質）ベースのものに導電性フィラーを添加したものは、
不燃性や耐熱性の点から安全面で問題があり、また、抵
抗値又は制御温度の長期安定という点でも不十分なもの
であった。

【０００７】一方、無機物質ベースのものに導電性フィ
ラーを混合したものは耐熱性の面では問題ないが、従来
報告されているものは、製法が複雑で高価なものになっ
たり、シートの機械的強度が弱く、また、満足できるＰ
ＴＣ特性を有するものではないという欠点を有してい
た。また、有機ポリマー（又はゴム状物質）ベース、無
機物質ベースを問わず、安全上及び均一温度分布を得る
うえで、面上の抵抗値分布が均一であることが必要であ
り、部分的な異常抵抗値や塗布工程に起因する方向性の
ある抵抗値の分布等は許されないが、実用レベルで低コ
ストで量産しようとすると、シート全体を均質な組成に
するのが難しく、そのためにシート全体の導電性の均一
性が保ち難くなり、更には絶縁被覆に伴う抵抗値変化等
にも対処しなければならず、これらの要望を十分満足す
るものは未だ得られていないのが実情である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の面状
発熱体の欠点を改良し、広範囲の温度範囲で使用できる
とともに、ＰＴＣ特性を有し、シート全体の導電性の均
一性を保てる面状発熱体を提供しようとするものであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者等は鋭意研究を
進めた結果、炭素繊維、膨張黒鉛及び層状ケイ酸塩を含
有する原料を抄造して得られるシートをベースにした面
状発熱体が前記課題を解決できることを見出し、本発明
を完成するに至った。即ち、本発明は以下の発明を包含
する。

【００１０】（１）炭素繊維、膨張黒鉛及び層状ケイ酸
塩を含有する原料を抄造して得られるシート。 （２）層状ケイ酸塩が、タルクとケイフッ化ナトリウム
及び／又はケイフッ化リチウムとを含む混合物を７００
〜１２００℃に加熱して得られる、ナトリウム及び／又
はリチウムから選ばれたアルカリ金属、マグネシウム、
ケイ素、酸素並びにフッ素を主要構成元素とする膨潤性
層状ケイ酸塩である前記（１）に記載のシート。

【００１１】（３）前記（１）又は（２）に記載のシー
トに、カーボンブラックを含有する塗料成分を含浸させ
たプリプレグを加熱・加圧して得られる面状発熱体。 （４）前記（１）又は（２）に記載のシートに、カーボ
ンブラックを含有する塗料成分を含浸させたプリプレグ
を加熱・加圧することを特徴とする面状発熱体の製造方
法。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明は、前記したように、炭素
繊維、膨張黒鉛及び層状ケイ酸塩を含有する原料を抄造
して得られるシート（以下「シート（１）」とい
う。）、シート（１）にカーボンブラックを含有する塗
料成分を含浸させたプリプレグを加熱・加圧して得られ
る面状発熱体（以下「シート（２）」という。）、並び
にシート（１）にカーボンブラックを含有する塗料成分
を含浸させたプリプレグを加熱・加圧することを特徴と
するシート（２）の製造方法に関するものである。シー
ト（２）は勿論、シート（１）も面状発熱体として用い
ることができるが、これらを面状発熱体として実際に使
用する場合は、シート（１）又はシート（２）に電流を
流すための一対の金属電極を取付け、絶縁のために耐熱
絶縁材等でシートの上下を覆って使用するのが一般的で
ある。面状発熱体（シート（１））の原料となる、炭素
繊維、膨張黒鉛それに層状ケイ酸塩の詳細を以下に示
す。

【００１３】炭素繊維 炭素繊維としては、石炭ピッチを原料としたもの、ポリ
アクリロニトリルを原料としたもの、セルロースを原料
としたもの、フェノール樹脂を原料としたもの、及びリ
グニンを原料としたもの等が市販されているが、いずれ
も使用でき、また、ニッケル被覆炭素繊維も利用できる
が、グラファイト化したポリアクリロニトリルを原料と
したものが好ましい。抄造時の水切れ、抵抗値のばらつ
き減少、生成したシートの機械的強度アップ等の点か
ら、繊維径（線径）０．３〜２５μｍ、繊維長（線長）
０．０１〜５０ｍｍのものが好ましく、抵抗値の経時変
化を少なくするには、線径３〜１５μｍ、線長１〜２０
ｍｍのものが好ましい。

【００１４】膨張黒鉛 膨張黒鉛は空隙の径が数μｍ〜数１００μｍ、隔壁の厚
さが０．１μｍ〜数μｍのハニカム構造体をなしている
もので、黒鉛層間隔を層面と垂直な方向に膨張させたゼ
ン虫状の嵩密度の小さい粉末である。膨張黒鉛は、一般
的には天然のウロコ状の黒鉛、熱分解黒鉛、キッシュ黒
鉛等の層状結晶構造を有する黒鉛を無機酸（硫酸、硝酸
等）と酸化剤とで処理し、水洗、乾燥して得られたもの
を高温化で急激に加熱分解して造られる。必要に応じ
て、粉砕、整粒して用いてもよい。

【００１５】本発明では、膨張倍率８０〜２００倍で、
硫酸等の無機酸の含量の少ないものが好ましい。例え
ば、硫酸の場合、その含量は２００ｐｐｍ以下であるこ
とが好ましい。本発明では、の炭素繊維との膨張黒
鉛は共にシートに導電性を与え、シート（１）を電気抵
抗体とするのに必要不可欠な材料であり、炭素繊維はシ
ート（１）の電気抵抗値を一定の範囲に納める場合のベ
ースとなる導電材料で、例えばシート（１）中に５〜１
５重量％含有させると面積抵抗値を２０〜１２０Ω／□
に設計できる。膨張黒鉛は炭素繊維相互の接触抵抗を安
定化する目的とシートの機械的強度、しなやかさ、カレ
ンダー加工したときの高密度化のための材料として不可
欠な材料である。

【００１６】層状ケイ酸塩 層状ケイ酸塩は無機質で薄い燐片状の形状をしているた
めに、耐熱性と柔軟性のある均一なシート（１）を抄造
するのに適しており、更にシ−ト（１）を抄造する際、
繊維と繊維を結び付ける接着剤（糊）の作用もあるた
め、強度（引張り強さ、破裂強さ等）の強いシートを抄
造するのにも貢献する。

【００１７】層状ケイ酸塩としては、天然又は合成の、
雲母族、スメクタイト族、バーミキュライト族、タルク
族、脆雲母族、緑泥石属等に属するケイ酸塩が例示でき
る。これらの中には、水又は有機溶媒中で結晶層間に水
又は有機溶媒が侵入して膨潤する、所謂、膨潤性層状ケ
イ酸塩が含まれるが、それらのケイ酸塩は膨潤により非
常に微細な薄片状の微粒子となって分散するため、均一
なシート造りに向いており、また、接着剤（糊）の作用
がより大きくなるため、有機バインダーを含まずとも、
強度（引張り強さ、破裂強さ等）の強いシートが得られ
る点からも好ましいものである。本発明ではそれらの層
状ケイ酸塩の１種又は２種以上を用いるが、膨潤性層状
ケイ酸塩と非膨潤性層状ケイ酸塩を混合して用いてもよ
い。

【００１８】本発明で好ましく用いられる膨潤性層状ケ
イ酸塩の結晶構造は、四面体シート（Ａ）と八面体シー
ト（Ｂ）が、Ａ：Ｂ＝２：１の割合で組み合わされた主
要構成層（２：１層）と、電荷バランスをとるためにそ
れらの層間にある陽イオンよりなる層間物質で構成さ
れ、その陽イオン交換容量（メチレンブルー吸着量）は
１５〜１５０ｍｅｑ（ミリ当量）／１００ｇの範囲のも
のが好ましく、５０〜１５０ｍｅｑ（ミリ当量）／１０
０ｇのものが更に好ましい。また、それらの膨潤性層状
ケイ酸塩は、平均粒径が０．１〜５０μｍのものが好ま
しく、粒径が大きい場合は粉砕した方が好ましい。

【００１９】膨潤性層状ケイ酸塩の具体例としては、例
えば、天然又は合成の、ヘクトライト、サポナイト、ス
チブンサイト、バイデライト、モンモリロナイト、ノン
トロナイト、ベントナイト等のスメクタイト属粘土鉱物
やＮａ型テトラシリシックフッ素雲母、Ｌｉ型テトラシ
リシックフッ素雲母、Ｎａ型フッ素テニオライト、Ｌｉ
型フッ素テニオライト等の膨潤性雲母族粘土鉱物及びバ
ーミキュライト、又はこれらの置換体や誘導体、或いは
これらの混合物が挙げられる。

【００２０】なお、前記の置換体には、層間イオンのＮ
ａ⁺ 又はＬｉ⁺ イオンの一部がＫ⁺イオンで置換されて
いるもの、四面体シートのＳｉ⁴⁺イオンの一部がＭｇ²⁺
イオンで置換されているものが含まれる。また、膨潤性
層状ケイ酸塩の層間イオンの一部又は全部をイオン交換
法でＫ⁺イオン等に置換し、膨潤性の程度を減ずるか或
いは非膨潤性にしたものを用いてもよい。イオン交換す
るには、例えば水中でナトリウム又はリチウムタイプの
膨潤性層状ケイ酸塩とカリウム塩（例えばＫＣｌ）を共
存させてイオン交換法で置換すればよい。

【００２１】膨潤性層状ケイ酸塩の市販品としては、ラ
ポナイトＸＬＧ（英国、ラポート社製合成ヘクトライト
類似物質）、ラポナイトＲＤ（英国、ラポート社製合成
ヘクトライト類似物質）、サーマビス（独国、ヘンケル
社製合成ヘクトライト類似物質）、スメクトンＳＡ−１
（クニミネ工業（株）製サポナイト類似物質）、ベンゲ
ル（豊順洋行（株）販売の天然モンモリロナイト）、ク
ニピアＦ（クニミネ工業（株）販売の天然モンモリロナ
イト）、ビーガム（米国、バンダービルト社製の天然ヘ
クトライト）、ダイモナイト（トピー工業（株）製の合
成膨潤性雲母）、ソマシフ（ＭＥ−１００、コープケミ
カル（株）製の合成膨潤性雲母）、ルーセンタイト（Ｓ
ＷＮ、ＳＷＦ、コープケミカル（株）製の合成スメクタ
イト）等が挙げられる。

【００２２】前記の膨潤性層状ケイ酸塩の中では、タル
クとケイフッ化ナトリウム及び／又はケイフッ化リチウ
ムとを含む混合物を７００〜１２００℃に加熱して得ら
れる、ナトリウム及び／又はリチウムから選ばれたアル
カリ金属、マグネシウム、ケイ素、酸素並びにフッ素を
主要構成元素とする膨潤性層状ケイ酸塩がより好まし
い。なお、タルク（Ａとする）とケイフッ化ナトリウム
及び／又はケイフッ化リチウム（Ｂとする）の混合比
（Ａ：Ｂ）は、生成物が下記一般式（Ｉ）を満足し、生
成する不純物ができるだけ少なくなるような比率が好ま
しい。また、ケイフッ化ナトリウム及び／又はケイフッ
化リチウムの１部を、フッ化ナトリウム、フッ化リチウ
ム又はケイフッ化マグネシウムに換えてもよいが、その
量はケイフッ化ナトリウム及び／又はケイフッ化リチウ
ムの５０％以下（モルベース）である。加熱前の各原料
はいずれも平均粒径０．１〜５０μｍの粉末が好まし
く、また、混合物の加熱は、各原料が十分に混ざり合っ
た状態で行うことが好ましい。この方法で製造される膨
潤性層状ケイ酸塩の詳細は、特公平６−２７００２号公
報にも記載されており、前記のソマシフ（ＭＥ−１０
０）はこの製法で得られたもので、次の一般式（Ｉ）：

【００２３】

【化１】 （Ｎａ，Ｌｉ）_2XＭｇ_3.0-X ［Ｓｉ_4.0 Ｏ₁₀］（Ｆ_a ＯＨ_1-a ）₂ （Ｉ） （式中、０．１５≦Ｘ≦０．５，０．８≦ａ≦１．０で
あり、（Ｎａ，Ｌｉ）中のＮａ及びＬｉは層間にある配
位数１２の陽イオン；Ｍｇは八面体シートを形成してい
る配位数６の陽イオン；Ｓｉは四面体シートを形成して
いる配位数４の陽イオンであり、（ ）中の“，”は
「及び／又は」を表す。）で示される。

【００２４】なお、非膨潤性層状ケイ酸塩の好ましい具
体例として、ミクロマイカ（ＭＫシリーズ、コープケミ
カル（株）製の合成非膨潤性雲母）を挙げることができ
る。本発明の面状発熱体のシート（１）を抄造する場合
の炭素繊維、膨張黒鉛、層状ケイ酸塩以外のその他の主
な添加剤としては、無機繊維（ウィスカーも含む）、有
機繊維が挙げられる。本発明の面状発熱体は、耐熱性を
重視する点から、シートを構成する成分としては、無機
繊維が好ましいが、有機繊維も使用温度によっては添加
できる。

【００２５】無機繊維は、シートを製造する際に使用す
る抄紙機にかける際の原料の物性を向上させ（微細粒子
の目抜け防止と濾過性向上）、また、得られたシ−ト
（１）の強度（引張り強さ、引裂き強さ等）を高める効
果、シートの導電率（電気抵抗）の調整効果等を有す
る。無機繊維としては、特に限定されないが、例えばガ
ラス繊維、アルミナ繊維、シリカ繊維、シリカアルミナ
繊維、アルミナシリカ繊維、ジルコニア繊維、チタン酸
カリウムウィスカー、硼酸アルミニウムウィスカー、硼
酸マグネシウムウィスカーを挙げることができる。

【００２６】これらの無機繊維は線径と線長に各種のも
のがあるが、本発明では線径０．１〜１５．０μｍで線
長１０〜５０００μｍの短繊維、線径０．３〜２５μｍ
で線長５〜２０ｍｍの長繊維、又はそれらの混合物を用
いることができる。抄造の段階で膨潤性層状ケイ酸塩等
の微細粒子の目抜け防止には短繊維の混合が特に効果的
である。有機繊維としては、特に限定されないが、例え
ば、パルプ、ポリアミド繊維、アラミド繊維等が挙げら
れる。それらは各々耐熱温度が異なるため使用温度によ
り使い分けるようにし、例えば、パルプは耐熱温度１２
０℃以下の場合に用いるのが好ましい。これらの有機質
繊維はシート（１）の強度（特に曲げ強度）アップに有
効である。

【００２７】また、無機繊維、有機繊維以外の添加剤
（Ｆ）として、必要に応じて、コロイド状水酸化アルミ
ニウム（アルミナゾル）、炭酸カルシウム、シリカゾル
（コロイド状シリカ）等を含有させることができる。こ
れらはいずれも電気的絶縁性向上や耐熱性向上等に有効
であり、また、シリカゾル、アルミナゾルは接着効果が
あり、シートの強度アップに有効である。本発明では、
シート（１）の抄造用原料の好ましい混合比率（重量
比）は、炭素繊維（Ａ）：膨張黒鉛（Ｂ）：層状ケイ酸
塩（Ｃ）：無機繊維（Ｄ）：有機繊維（Ｅ）：添加剤
（Ｆ）＝５〜１５：１０〜５０：２０〜４０：０〜４
０：０〜４０：０〜３０である。

【００２８】シート（１）の抄造用原料として、その他
の少量添加剤としては無機凝集剤、有機凝集剤がある。
これは、抄紙の前段階で凝集フロック生成用に用いる
が、添加量は全原料中の０〜５重量％であり、場合によ
り両者を混用する。無機凝集剤としては、鉄塩、アルミ
ニウム塩が好ましく、硫酸鉄、硫酸アルミニウム、又は
これら硫酸塩類の硫酸イオンの一部が（ＯＨ）イオンに
置換した錯化合物、ポリ塩化アルミニウム、塩化第二鉄
等が挙げられる。

【００２９】本発明では、不燃性、耐熱性の点から無機
凝集剤が好ましいが、凝集効果の点から有機凝集剤が効
果的な場合があり、有機凝集剤を使用する場合はシ−ト
（１）中に含まれる量は０．５重量％以下とするのが好
ましい。なお、製造時に使用される有機凝集剤として
は、カチオン性高分子凝集剤、又はカチオン性高分子凝
集剤とアニオン性高分子凝集剤の混合物が好ましい。

【００３０】次に、本発明の導電性シ−ト（１）の製造
法を記載するが、以下の記載に制約されるものではな
い。先ず、層状ケイ酸塩を水と混ぜ、強力撹拌して１〜
１０重量％分散液を調製する。別に、膨張黒鉛を水と混
ぜ、１〜１０重量％分散液を調製する。膨張黒鉛を分散
させるには強力撹拌するか、湿式粉砕機で粉砕して分散
させる。

【００３１】前記２種類の分散液を混合し、強力撹拌し
ながら炭素繊維、無機繊維、有機繊維（予め叩解したも
のが好ましい）又は前記したような他の添加剤を加えて
分散させる。なお、炭素繊維、無機繊維、有機繊維又は
他の添加剤も０．２〜５．０重量％水分散液として加え
てもよいが、そのまま加えても強力撹拌すれば分散でき
る。また、炭素繊維は強力撹拌時繊維が切断されないよ
うに、他の原料を先ず混合して分散させてから、最後に
加え短時間撹拌して分散液を調製するようにすることが
好ましい。なお、前記の混合において、固形分量の重量
比率が、炭素繊維（Ａ）：膨張黒鉛（Ｂ）：層状ケイ酸
塩（Ｃ）：無機繊維（Ｄ）：有機繊維（Ｅ）：他の添加
剤（Ｆ）＝５〜１５：１０〜５０：２０〜４０：０〜４
０：０〜４０：０〜３０となるように混合する。

【００３２】その混合分散液に水を加え、全体を固形分
濃度０．２〜１．０重量％水溶液にし、それを離解機中
で強力撹拌し、分散液とする。次に、その分散液に水を
加えて固形分濃度を０．０２〜０．１５重量％にして汎
用撹拌器で分散させながら、無機凝集剤水溶液（溶解前
の固形分として全固形分の５重量％以下）又は有機凝集
剤水溶液（溶解前の固形分として全固形分の０．５重量
％以下）、又はその両者を加え、分散液を凝集させる。
凝集させて得られたスラリーを抄造し、乾燥してシート
（１）を得る。

【００３３】このようにして得られたシート（１）は、
実用レベルの機械的強度（引張り強度、曲げ強度等）や
しなやかさがあり、成分の均質性にも優れており、使用
条件が厳しくなければ、これを面状発熱体として用いる
ことも可能である。その場合、加圧処理をして密なシー
トにした方がシートの機械的強度や電気抵抗の経時変化
が少なくなる点から好ましい。実用上はこれに一対の電
極を取付け、上下２枚の耐熱絶縁性のシートに挾んで使
用する。

【００３４】しかし、このシート（１）はＰＴＣ特性が
なく（ほぼゼロか負の温度係数を有する。）、また、電
気抵抗の経時変化はＪＩＳ規格に基づく負荷・耐熱試験
の長時間テストで０〜−２０％あり、これらが無視でき
ないような厳しい条件下では使用できない。それで、こ
のシート（１）にＰＴＣ特性を持たせ、電気抵抗の経時
変化を減らすために、シート（１）に、カーボンブラッ
クを含有する塗料成分を含浸させてプリプレグを造り、
それを加熱・加圧することにより本発明の面状発熱体で
あるシート（２）を製造する。

【００３５】実用上は前記のプリプレグに一対の電極を
取付け、上下２枚の耐熱絶縁性のシートに挾んで、加熱
加圧ロール又はホットプレス等により加熱・加圧して本
発明の面状発熱体を製造する。カーボンブラックを含有
する塗料には有機溶剤タイプと水溶性タイプがあり、マ
トリックスは要求される耐熱温度により使い分ける。例
えば、有機溶剤タイプとしてはポリウレタン樹脂、ポリ
エステル樹脂、シリコーン、フェノキシ樹脂、ビスアリ
ルナジイミド樹脂、ポリイミド樹脂、有機チタン化合物
であるチタネート等があり、水溶性タイプとしてはアク
リル樹脂、水溶性シリコーン等があり、それらを要求さ
れる耐熱温度により使い分ける。マトリックスは有機溶
剤又は水に１０〜６０重量％の含有量となるように混合
する。

【００３６】有機溶剤タイプのワニスの場合はそれぞれ
の溶解パラメーターに合う低沸点溶剤に希釈し、水溶性
タイプは処理し易い粘度になるように調製し、そこへカ
ーボンブラックを混合し、ボールミルで処理して本発明
で使用する塗料を造る。カーボンブラックとしては、こ
れをマトリックスに分散させると、温度係数が正になる
ものと負になるものとがあるので、正になるものを選ぶ
ようにする。温度係数が正になるもの、即ちＰＴＣ特性
を有するようになるものとしては、例えばオイルファー
ネスブラック、アセチレンブラック等があり、具体例と
しては、三菱化学（株）製の♯１０Ｂ、ＣＡＢＯＴ
（株）製のＶＵＬＣＡＮ ＸＣ７２、コロンビアカーボ
ン日本（株）製のＲＡＵＥＮ１３５００等がある。

【００３７】前記のマトリックス（Ａ）とカーボンブラ
ック（Ｂ）の混合比率（重量比）は、Ａ：Ｂ＝６０〜９
９：１〜４０の範囲が好ましい。カーボンブラック
（Ｂ）の混合比率が前記範囲より高いとワニス状混合物
中にカーボンブラックが十分に分散せず電気抵抗値の均
質なシートができず、また、前記範囲より低いとＰＴＣ
特性が十分に付与されない。

【００３８】次いで、その塗料をシート（１）に含浸さ
せて、プリプレグとする。シート（１）に含浸させる塗
料の量（溶剤又は水を除いたマトリックスとカーボンブ
ラックの合量、重量比）は、得られるＰＴＣ特性の点か
ら、シート（１）：塗料＝４０〜９５：５〜６０が好ま
しい。その塗料をシート（１）に含浸させるには、塗料
中にシート（１）を浸漬するか、シート（１）に塗料を
塗布する等の手段を用いることができる。塗料をシート
（１）に含浸後、半乾き状態としてプリプレグとする。

【００３９】得られたプリプレグは多孔質の性状であ
り、加熱・加圧硬化処理をすることにより本発明の面状
発熱体が得られる。その処理方法としては、加熱加圧ロ
ーラ、ホットプレス（多段プレスを含む）等で加熱、加
圧を同時に行うのが好ましいが、短時間で加熱硬化でき
ないプリプレグはローラを通し加圧してからオーブン乾
燥器で加熱する。

【００４０】実用上は、前記のプリプレグに一対の電極
を取付け、上下２枚の耐熱絶縁性のシートに挾んで、加
熱加圧ローラ又はホットプレス等により加熱・加圧して
本発明の面状発熱体を製造する。なお、加熱・加圧時、
上下の耐熱絶縁性のシート剤が前記のプリプレグに拡散
しないような処理をして行う必要がある。

【００４１】端子電極としては、例えば表面処理したＣ
ｕ，Ａｌ，Ｎｉ箔の片面に異方導電性のＡｇレジン皮膜
を構成したリボンをプリプレグの電極部に接合する。そ
の際、Ａｇレジン皮膜は前記のカーボン塗料と同じマト
リックスを用いてもよい。なお、端子電極を取り付ける
ためにプリプレグの両端部に電極部を設けるが、その電
極部は、例えばＡｇレジンの導電接着剤でスクリーン印
刷して接合することにより設けることができる。

【００４２】プリプレグを挾む上下２枚の耐熱絶縁性の
シートは、面状発熱体の使用温度、用途に応じプラスチ
ック製のフィルムやシート、ガラス布／エポキシ樹脂系
のＦＲＰ基板、マイカ板、合板、スレート板、コンクリ
ート板、セラミック板等も用いることができるが、前記
のシート（１）の原料より導電性物質（炭素繊維、膨張
黒鉛等）を除いた原料でシートを造り、それにシリコー
ン、チタネート、ポリイミド、エポキシ−フェノール変
性樹脂などのワニスを含浸してプリプレグにし、このプ
リプレグよりなる２枚の耐熱絶縁性のシートでシート
（２）を挾んで３枚のプリプレグを重ね、加圧・加熱処
理をして、面状発熱体を製造することもできる。

【００４３】このようにして得られた本発明の面状発熱
体（シート（２））は、層状ケイ酸塩を含む無機質の原
料が主体で使用状況に応じて必要な耐熱性を有する材料
の組合せを選択でき、ＰＴＣ特性を有し、電気抵抗値の
経時変化が少なく、異形のフィルム成形ができ、また、
効率的な発熱ができるためランニングコストが低いとい
う特徴を有しているため、色々な分野に利用できる。

【００４４】

【実施例】以下に実施例によって本発明を更に詳しく説
明するが、本発明の主旨を逸脱しない限り、本発明は実
施例に限定されるものではない。また、特に断らない限
り、数字は重量ベースである。

【００４５】（実施例１〜８）シート（１）関連 （原料） ａ．炭素繊維：三菱化学（株）製、線径１０〜１５μ
ｍ、線長１０ｍｍ ｂ₁ ．膨潤性層状ケイ酸塩：ソマシフ（ＭＥ−１００、
コープケミカル（株）製の合成膨潤性雲母） ｂ₂ ．非膨潤性層状ケイ酸塩：ミクロマイカ（ＭＫ−１
００、コープケミカル（株）製の合成非膨潤性雲母）

【００４６】ｃ．膨張黒鉛：丸豊製材（株）製、ＥＸＰ
−Ｇ ｄ．ガラス短繊維：日本無機（株）製、線径０．４〜
１．５μｍ、線長１〜３ｍｍ ｅ．アルミナシリカ繊維：電気化学工業（株）製、デン
カアルセン バルクＢ８５Ｎ ｆ．ポリアミド繊維：ユニチカ（株）製、アピエール

【００４７】ｇ．パルプ：日本製紙（株）製、ＫＣフロ
ックＷ１００ ｈ．シリカゾル：日産化学（株）製、スノーテックスＵ
Ｐ ｉ．アルミナゾル：川崎ケミカル（株）製、α−Ａｌ₂
Ｏ₃ ゾル なお、混合する各種の原料では、層状ケイ酸塩は８重量
％水分散液、膨張黒鉛は２重量％水分散液を、高速撹拌
して調製したものを用い、その他の原料はそのまま混合
した。

【００４８】（製法）水２５，０００部に層状ケイ酸塩
（ｂ₁ 、ｂ₂ ）と膨張黒鉛（ｃ）を加えて混合し、そこ
へガラス短繊維（ｄ）、アルミナシリカ繊維（ｅ）、ポ
リアミド繊維（ｆ）、パルプ（ｇ）、シリカゾル（ｈ）
又はアルミナゾル（ｉ）等を加え、最後に炭素繊維
（ａ）を加えて強力撹拌し、混合分散液を調製した。標
準パルプ離解機（熊谷理機工業（株）製）中で３０分程
度強力撹拌し全体を均一に分散させた。

【００４９】次に、そこへ更に水を加え、固形分濃度を
０．０５％にし、汎用撹拌器で撹拌して分散させなが
ら、有機凝集剤としてアニオン性高分子凝集剤（栗田工
業（株）製のハイホルダー３５１）の０．１％水溶液１
２５部とカチオン性高分子凝集剤（栗田工業（株）製の
クリフィックスｃｐ６０４）の０．１％水溶液１２５部
を加え、混合分散液を凝集させた。

【００５０】凝集させて得られたスラリーを標準角型シ
ートマシーン（熊谷理機工業（株）製、２５ｃｍ角、金
網目開き１７７μｍ）で抄造した。その時の濾液は透明
なので固形物の目抜けは殆どなく、原料固形分はそっく
りシートの成分へ移行したと判断できる。その後、回転
乾燥機（熊谷理機工業（株）製）で１００℃程度で数分
間乾燥して本発明のシート（１）を得た。

【００５１】シート（１）は原料の混合比率を変えて８
種類製造し、その混合比率（重量ベース）は表１に示し
た。得られたシート（１）は、いずれも多孔質の表面を
有しており、坪量約１３０ｇ／ｍ² 、２５ｃｍ角、厚さ
０．２ｍｍ程度であったが、それを加圧ローラにより圧
縮して、高密度のシートにし、電気特性を調べた。

【００５２】（シートの特性）得られたシート（１）は
使用原料の組合せの違いにより、実施例番号が１から８
になるにつれ、耐熱温度が高くなるが、実施例１は耐熱
温度６０℃程度には充分対応できるものであり、実施例
８は耐熱温度３００℃程度にも耐えられるものである。
また、得られたシート（１）は、いずれも、手で角度４
５°程度に曲げても折れず元の状態に復帰する程度の復
元力があり、また、両端を持って引っ張っても簡単には
ちぎれないくらいの引張り強さがあった。

【００５３】それらのシート（１）の両端部をＡｇレジ
ンの異方性導電接着剤でスクリーン印刷して電極部を設
け、その面積抵抗値（ＲＤ、 Ω／□）を求め、表１に示
した。また、その面積抵抗値の温度変化（Ｔ−Ｒ特性）
を調べたが、いずれも表面温度の上昇に伴って面積抵抗
値は若干低下ぎみか横ばいの傾向を示し、いずれもＰＴ
Ｃ特性は認められなかった。代表例として実施例１で得
られたシート（１）のＴ−Ｒ特性を図１に示した。ま
た、ＪＩＳ規格に基づく負荷・耐熱試験による連続１０
００時間の通電試験後では、いずれも面積抵抗値（Ｒ
Ｄ、 Ω／□）は最初の値に比べ、−５〜−２０％の範囲
で変動していた。

【００５４】

【表１】

【００５５】（実施例９〜１６）カーボンブラック塗料
を含浸させた面状発熱体（シート（２））関連 実施例１〜８で得られた加圧ローラ処理していないシー
ト（１）にカーボンブラックを含有する塗料成分を含浸
させてプリプレグを造り、それを加熱・加圧して面状発
熱体を製造した。

【００５６】〈実施例９〉シート（２）−その１ （含浸させるカーボンブラック塗料成分） ａ．カーボンブラック：オイルファーネスブラック（三
菱化学（株）製の♯１０Ｂ） ｂ．マトリックス：ポリスチレン−ポリイソプレン−ポ
リスチレンの三元ブロックコポリマー（日本ゼオン
（株）製のクインタック３４２１） ｃ．溶剤：シクロヘキサン（カーボンブラック塗料の調
製） 前記のマトリックス８０部をシクロヘキサン７２０部に
溶解し、そこへカーボンブラックを４０部加えて、ボー
ルミルで３００時間処理し、ワニス状混合物を調製し
た。

【００５７】（製造方法）実施例１で得られた加圧ロー
ラ処理していないシート（１）を前記のカーボンブラッ
ク塗料に浸漬してシート（１）にカーボンブラック塗料
を含浸させた。次に、それを１２０℃で１０分乾燥して
プリプレグを得た。次いで、プリプレグの両端部をＡｇ
レジンの異方性導電接着剤（Ａｇとエポキシ−フェノー
ル変性樹脂の酢酸カルビトール溶液よりなる。）でスク
リーン印刷して接合し、電極部を設けた。

【００５８】次に、それを有機ポリマーフィルム（ユニ
チカ（株）製のハ−フロン、ポリエステル−ポリエチレ
ン複合フィルム）で両面より挾んで積層体とし、加熱・
加圧ロール処理（１２０ｋｇ／ｃｍ² 、１５０℃）をし
て本発明の面状発熱体を得た。得られた本発明の面状発
熱体について各種の試験をし、特性を調べた。

【００５９】（特性）面積抵抗値（ＲＤ）は１０２Ω／
□で、シート（１）と大差なかった。また、その面積抵
抗値の温度変化（Ｔ−Ｒ特性）を調べたが、表面温度の
上昇に伴って面積抵抗値は上昇し、図２に示したような
ＰＴＣ特性が得られた。本実施例の面状発熱体はＪＩＳ
規格に基づく負荷・耐熱試験による連続１０００時間の
通電試験後では、面積抵抗値（ＲＤ）は１０１Ω／□で
殆ど変化なかったので、耐久性に問題はないと判断でき
る。また、表面温度を９０℃に上昇しても耐熱性に問題
がなく、室温〜６０℃程度で使用する場合は耐熱性は充
分と判断される。

【００６０】〈実施例１０〉シート（２）−その２ （含浸させるカーボンブラック塗料成分） ａ．カーボンブラック：オイルファーネスブラック（三
菱化学（株）製の♯１０Ｂ） ｂ．マトリックス：ダイセル化学工業（株）製のウレタ
ン系ワニス（ＤＣ２２０９）１００部に日本ポリウレタ
ン工業（株）製のイソシアネートＨＤＢを４．３部加え
たもの ｃ．溶剤：アセトン（カーボンブラック塗料の調製） 前記のマトリックス１０４．３部にカーボンブラックを
４０部混合し、そこへアセトン１００部を加え、ボール
ミルで２００時間処理し、ワニス状混合物を調製した。

【００６１】（製造方法）実施例２で得られた加圧ロー
ラ処理していないシート（１）を前記のカーボンブラッ
ク塗料に浸漬してシート（１）にカーボンブラック塗料
を含浸させた。次に、それを８０℃で３０分乾燥してプ
リプレグを得た。次いで、プリプレグの両端部をＡｇレ
ジンの異方性導電接着剤（Ａｇとエポキシ−フェノール
変性樹脂の酢酸カルビトール溶液よりなる。）でスクリ
ーン印刷して接合し、電極部を設けた。

【００６２】次に、それを、ＰＥＴ（ポリエチレンテレ
フタレート）不織布（ユニセル（株）製のユニセルＲＴ
０１０９Ｗ）に前記したカーボンブラック塗料成分のマ
トリックス（ウレタン系塗料（ＤＣ２２０９）にイソシ
アネートＨＤＢを加えたもの）をアセトンに溶かして得
られるワニス状組成物を含浸後、乾燥させて得られたプ
リフレグでその両面より挾んで積層体とし、加熱・加圧
ロール処理（１２０ｋｇ／ｃｍ² 、１５０℃）をして本
発明の面状発熱体を得た。得られた本発明の面状発熱体
について各種の試験をし、特性を調べた。

【００６３】（特性）面積抵抗値（ＲＤ）は５１Ω／□
で、シート（１）と大差なかった。また、その面積抵抗
値の温度変化（Ｔ−Ｒ特性）を調べたが、表面温度の上
昇に伴って面積抵抗値は上昇し、図２に示したようなＰ
ＴＣ特性が得られた。本実施例の面状発熱体はＪＩＳ規
格に基づく負荷・耐熱試験による連続１０００時間の通
電試験後、面積抵抗値（ＲＤ）は４８Ω／□であまり変
化なかったので、耐久性に問題はないと判断できる。ま
た、表面温度を１１０℃に上昇しても耐熱性に問題がな
く、室温〜８０℃程度で使用する場合は耐熱性は充分と
判断される。

【００６４】〈実施例１１〉シート（２）−その３ （含浸させるカーボンブラック塗料成分） ａ．カーボンブラック：オイルファーネスブラック（三
菱化学（株）製の♯１０Ｂ） ｂ．マトリックス：フェノキシ樹脂（東都化成（株）製
のＹＰ５０） ｃ．溶剤：アセトン（カーボンブラック塗料の調製） 前記のマトリックス８０部にアセトン４２０部を加えて
溶かし、そこへカーボンブラックを４０部混合し、ボー
ルミルで２００時間処理し、ワニス状混合物を調製し
た。

【００６５】（製造方法）実施例３で得られた加圧ロー
ラ処理していないシート（１）を前記のカーボンブラッ
ク塗料に浸漬してシート（１）にカーボンブラック塗料
を含浸させた。次に、それを１２０℃で１０分乾燥して
プリプレグを得た。次いで、プリプレグの両端部をＡｇ
レジンの異方性導電接着剤（Ａｇとエポキシ−フェノー
ル変性樹脂の酢酸カルビトール溶液よりなる。）でスク
リーン印刷して接合し、電極部を設けた。次に、それ
を、実施例１０と同様の方法で生成したプリフレグでそ
の両面より挾んで積層体とし、加熱・加圧ロール処理
（１２０ｋｇ／ｃｍ² 、１５０℃）をして本発明の面状
発熱体を得た。得られた本発明の面状発熱体について各
種の試験をし、特性を調べた。

【００６６】（特性）面積抵抗値（ＲＤ）は１０８Ω／
□で、シート（１）と大差なかった。また、その面積抵
抗値の温度変化（Ｔ−Ｒ特性）を調べたが、表面温度の
上昇に伴って面積抵抗値は上昇し、図２に示したような
ＰＴＣ特性が得られた。本実施例の面状発熱体はＪＩＳ
規格に基づく負荷・耐熱試験による連続１０００時間の
通電試験後も、面積抵抗値（ＲＤ）は１０６Ω／□で殆
ど変化なかったので、耐久性に問題はないと判断でき
る。また、表面温度を１３０℃に上昇しても耐熱性に問
題がなく、室温〜１００℃程度で使用する場合は耐熱性
は充分と判断される。

【００６７】〈実施例１２〉シート（２）−その４ （含浸させるカーボンブラック塗料成分） ａ．カーボンブラック：オイルファーネスブラック（三
菱化学（株）製の♯１０Ｂ） ｂ．マトリックス：水溶性シリコーン（日本ユニカー
（株）製のＡＰＺ６６１５） ｃ．溶剤：水（カーボンブラック塗料の調製） 前記のマトリックス７０部に水１３０部を加え、そこへ
カーボンブラックを４０部混合し、ボールミルで２００
時間処理し、ワニス状混合物を調製した。

【００６８】（製造方法）実施例４で得られた加圧ロー
ラ処理していないシート（１）を前記のカーボンブラッ
ク塗料に浸漬してシート（１）にカーボンブラック塗料
を含浸させた。次に、それを１２０℃で１０分乾燥して
プリプレグを得た。次いで、プリプレグの両端部をＡｇ
レジンの異方性導電接着剤（Ａｇとエポキシ−フェノー
ル変性樹脂の酢酸カルビトール溶液よりなる。）でスク
リーン印刷して接合し、電極部を設けた。

【００６９】次に、それを、マイカ／パルプペーパー
（日本マイカ（株）製のパルマー）に、水溶性シリコー
ン（日本ユニカー（株）製のＡＰＺ６６１５）を水に溶
かして得られるワニス状組成物を含浸後、乾燥させて得
られたプリフレグでその両面より挾んで積層体とし、加
熱・加圧ロール処理（１２０ｋｇ／ｃｍ² 、１５０℃）
をして本発明の面状発熱体を得た。得られた本発明の面
状発熱体について各種の試験をし、特性を調べた。

【００７０】（特性）面積抵抗値（ＲＤ）は４７Ω／□
で、シート（１）と大差なかった。また、その面積抵抗
値の温度変化（Ｔ−Ｒ特性）を調べたが、表面温度の上
昇に伴って面積抵抗値は上昇し、図３に示したようなＰ
ＴＣ特性が得られた。本実施例の面状発熱体はＪＩＳ規
格に基づく負荷・耐熱試験による連続１０００時間の通
電試験後も、面積抵抗値（ＲＤ）は４６Ω／□で殆ど変
化なかったので、耐久性に問題はないと判断できる。ま
た、表面温度を１５０℃に上昇しても耐熱性に問題がな
く、室温〜１２０℃程度で使用する場合は耐熱性は充分
と判断される。

【００７１】〈実施例１３〉シート（２）−その５ （含浸させるカーボンブラック塗料成分） ａ．カーボンブラック：オイルファーネスブラック（三
菱化学（株）製の♯１０Ｂ） ｂ．マトリックス：エチレン−アクリルゴム（昭和電工
（株）・デュポン社製のベイマックＧ）１００部、オク
タデシルアミン０．５部及びステアリン酸２部の混合物 ｃ．溶剤：トルエン（カーボンブラック塗料の調製） 前記のマトリックス８０部をトルエン７２０部に溶解
し、そこへカーボンブラックを４０部加えて、ボールミ
ルで３００時間処理し、ワニス状混合物を調製した。

【００７２】（製造方法）実施例５で得られた加圧ロー
ラ処理していないシート（１）を前記のカーボンブラッ
ク塗料に浸漬してシート（１）にカーボンブラック塗料
を含浸させた。次に、それを１２０℃で１０分乾燥して
プリプレグを得た。次いで、プリプレグの両端部をＡｇ
レジンの異方性導電接着剤（Ａｇとエポキシ−フェノー
ル変性樹脂の酢酸カルビトール溶液よりなる。）でスク
リーン印刷して接合し、電極部を設けた。

【００７３】次に、それを、アラミド不織布（デュポン
社製のノーメックス４１０）にダウコーニング社のＲＴ
ＶシリコーンゴムＱ４−４０８６A/B をトルエン溶剤に
溶解して得られたワニス状組成物を含浸させて得られた
プリプレグで両面より挾んで（更に、その間にフッ素樹
脂離型フィルムも挾む）積層体とし、ホットプレス処理
（１５０ｋｇ／ｃｍ² 、１５０℃、２時間）をして本発
明の面状発熱体を得た。得られた本発明の面状発熱体に
ついて各種の試験をし、特性を調べた。

【００７４】（特性）面積抵抗値（ＲＤ）は５３Ω／□
で、シート（１）と大差なかった。また、その面積抵抗
値の温度変化（Ｔ−Ｒ特性）を調べたが、表面温度の上
昇に伴って面積抵抗値は上昇し、図３に示したようなＰ
ＴＣ特性が得られた。本実施例の面状発熱体はＪＩＳ規
格に基づく負荷・耐熱試験による連続１０００時間の通
電試験後も、面積抵抗値（ＲＤ）は５１Ω／□で殆ど変
化なかったので、耐久性に問題はないと判断できる。ま
た、表面温度を１８０℃に上昇しても耐熱性に問題がな
く、室温〜１５０℃程度で使用する場合は耐熱性は充分
と判断される。

【００７５】〈実施例１４〉シート（２）−その６ （含浸させるカーボンブラック塗料成分） ａ．カーボンブラック：オイルファーネスブラック（三
菱化学（株）製の♯１０Ｂ） ｂ．マトリックス：ビスアリルナジイミド樹脂（丸善石
油（株）製のＢＡＮＩ−Ｘ） ｃ．溶剤：アセトン（カーボンブラック塗料の調製） 前記のマトリックス６０部をアセトン１４０部に溶解
し、そこへカーボンブラックを４０部加えて、ボールミ
ルで３００時間処理し、ワニス状混合物を調製した。

【００７６】（製造方法）実施例６で得られた加圧ロー
ラ処理していないシート（１）を前記のカーボンブラッ
ク塗料に浸漬してシート（１）にカーボンブラック塗料
を含浸させた。次に、それを１２０℃で２０分乾燥して
プリプレグを得た。次いで、プリプレグの両端部をＡｇ
レジンの異方性導電接着剤（Ａｇとフェノール（三菱ガ
ス化学（株）製のフェノールＰＲ１４４０Ｍ）／ＢＡＮ
Ｉ−Ｘを含むインキ）でスクリーン印刷して接合し、電
極部を設けた。

【００７７】次に、それを、膨潤性層状ケイ酸塩（コー
プケミカル（株）製の合成膨潤性雲母ソマシフＭＥ−１
００）５０部、ガラス長繊維（日東紡績（株）製チョッ
プストランド、線径６μｍ、線長６ｍｍ）１０部、ガラ
ス短繊維（日本無機（株）製、線径０．４〜１．５μ
ｍ、線長１〜３ｍｍ）３５部、麻５部の割合で混合して
いる水分散液を実施例１と同様にして抄造、乾燥して得
られたシートに、ＢＡＮＩ−Ｘ１０部をアセトン９０部
に溶解して得られたワニス状組成物を含浸させて得られ
たプリプレグで両面より挾んで積層体とし、ホットプレ
ス処理（１５０ｋｇ／ｃｍ² 、３００℃、１時間）をし
て本発明の面状発熱体を得た。得られた本発明の面状発
熱体について各種の試験をし、特性を調べた。

【００７８】（特性）面積抵抗値（ＲＤ）は５３Ω／□
で、シート（１）と大差なかった。また、その面積抵抗
値の温度変化（Ｔ−Ｒ特性）を調べたが、表面温度の上
昇に伴って面積抵抗値は上昇し、図３に示したように僅
かではあるがＰＴＣ特性が得られた。本実施例の面状発
熱体はＪＩＳ規格に基づく負荷・耐熱試験による連続１
０００時間の通電試験後も、面積抵抗値（ＲＤ）は５２
Ω／□で殆ど変化なかったので、耐久性に問題はないと
判断できる。また、表面温度を２１０℃に上昇しても耐
熱性に問題がなく、室温〜１８０℃程度で使用する場合
は耐熱性は充分と判断される。

【００７９】〈実施例１５〉シート（２）−その７ （含浸させるカーボンブラック塗料成分） ａ．カーボンブラック：オイルファーネスブラック（三
菱化学（株）製の♯１０Ｂ） ｂ．マトリックス：シリコーン（日本カーボン（株）製
のニプシＬ） ｃ．溶剤：トルエン（カーボンブラック塗料の調製） 前記のマトリックス６０部をトルエン１４０部に溶解
し、そこへカーボンブラックを４０部加えて、ボールミ
ルで３００時間処理し、ワニス状混合物を調製した。

【００８０】（製造方法）実施例７で得られた加圧ロー
ラ処理していないシート（１）を前記のカーボンブラッ
ク塗料に浸漬してシート（１）にカーボンブラック塗料
を含浸させた。次に、それを１２０℃で２０分乾燥して
プリプレグを得た。次いで、プリプレグの両端部をＡｇ
レジンの異方性導電接着剤（Ａｇとフェノール（三菱ガ
ス化学（株）製のフェノールＰＲ１４４０Ｍ）／ＢＡＮ
Ｉ−Ｘを含むインキ）でスクリーン印刷して接合し、電
極部を設けた。

【００８１】次に、それを、膨潤性層状ケイ酸塩（コー
プケミカル（株）製の合成膨潤性雲母ソマシフＭＥ−１
００）５０部、ガラス長繊維（日東紡績（株）製チョッ
プストランド、線径６μｍ、線長６ｍｍ）１０部、ガラ
ス短繊維（日本無機（株）製、線径０．４〜１．５μ
ｍ、線長１〜３ｍｍ）、麻５部の割合で混合している水
分散液を実施例１と同様にして抄造、乾燥して得られた
シートに、ニプシＬ１０部をトルエン９０部に溶解して
得られたワニス状組成物を含浸させて得られたプリプレ
グで両面より挾んで積層体とし、ホットプレス処理（１
７０ｋｇ／ｃｍ²、３００℃、１時間）をして本発明の
面状発熱体を得た。得られた本発明の面状発熱体につい
て各種の試験をし、特性を調べた。

【００８２】（特性）面積抵抗値（ＲＤ）は５５Ω／□
で、シート（１）と大差なかった。また、その面積抵抗
値の温度変化（Ｔ−Ｒ特性）を調べたが、表面温度の上
昇に伴って面積抵抗値は上昇し、図４に示したように僅
かではあるがＰＴＣ特性が得られた。本実施例の面状発
熱体はＪＩＳ規格に基づく負荷・耐熱試験による連続１
０００時間の通電試験後も、面積抵抗値（ＲＤ）は５４
Ω／□で殆ど変化なかったので、耐久性に問題はないと
判断できる。また、表面温度を２８０℃に上昇しても耐
熱性に問題がなく、室温〜２５０℃程度で使用する場合
は耐熱性は充分と判断される。

【００８３】〈実施例１６〉シート（２）−その８ （含浸させるカーボンブラック塗料成分） ａ．カーボンブラック：オイルファーネスブラック（三
菱化学（株）製の♯１０Ｂ） ｂ．マトリックス：チタネート（日本カーボン（株）製
のニカロコートＰＬＳＴ）（３５％トルエン溶液） （カーボンブラック塗料の調製）前記のマトリックス２
００部にカーボンブラックを４０部加えて、ボールミル
で３００時間処理し、ワニス状混合物を調製した。

【００８４】（製造方法）実施例８で得られた加圧ロー
ラ処理していないシート（１）を前記のカーボンブラッ
ク塗料に浸漬してシート（１）にカーボンブラック塗料
を含浸させた。次に、それを１２０℃で２０分乾燥して
プリプレグを得た。次いで、プリプレグの両端部をＡｇ
レジンの異方性導電接着剤（Ａｇとフェノール（三菱ガ
ス化学（株）製のフェノールＰＲ１４４０Ｍ）／ＢＡＮ
Ｉ−Ｘを含むインキ）でスクリーン印刷して接合し、電
極部を設けた。

【００８５】次に、それを、膨潤性層状ケイ酸塩（コー
プケミカル（株）製の合成膨潤性雲母ソマシフＭＥ−１
００）５０部、ガラス長繊維（日東紡績（株）製チョッ
プストランド、線径６μｍ、線長６ｍｍ）１０部、ガラ
ス短繊維（日本無機（株）製、線径０．４〜１．５μ
ｍ、線長１〜３ｍｍ）、麻５部の割合で混合している水
分散液を実施例１と同様にして抄造、乾燥して得られた
シートに、ニカロコートＰＬＳＴ１０部をトルエン９０
部と混ぜて得られたワニス状組成物を含浸させて得られ
たプリプレグで両面より挾んで積層体とし、ホットプレ
ス処理（１６０ｋｇ／ｃｍ² 、３００℃、１時間）をし
て本発明の面状発熱体を得た。得られた本発明の面状発
熱体について各種の試験をし、特性を調べた。

【００８６】（特性）面積抵抗値（ＲＤ）は５６Ω／□
で、シート（１）と大差なかった。また、その面積抵抗
値の温度変化（Ｔ−Ｒ特性）を調べたが、表面温度の上
昇に伴って面積抵抗値は上昇し、図４に示したように僅
かながらＰＴＣ特性が得られた。本実施例の面状発熱体
はＪＩＳ規格に基づく負荷・耐熱試験による連続１００
０時間の通電試験後も、面積抵抗値（ＲＤ）は５５Ω／
□で殆ど変化なかったので、耐久性に問題はないと判断
できる。また、表面温度を３３０℃に上昇しても耐熱性
に問題がなく、オーバコートを充分に行えば、室温〜３
００℃程度で使用する場合は耐熱性は充分と判断され
る。

【００８７】

【発明の効果】本発明のシート（シート（１））はそれ
自体でも面状発熱体として、原料の選択により室温〜３
００℃の範囲で利用できるが、好ましくはＰＴＣ特性を
有する面状発熱体製造用の前駆体として用いられる。本
発明のシート（シート（１））に、カーボンブラックを
含有する塗料成分を含浸させたプリプレグを加熱・加圧
して得られる本発明の面状発熱体（シート（２））は、
ＰＴＣ特性を有し、床暖房、壁暖房、屋根の融雪用、コ
ピー機のトナー用ヒーター、ヘアカラー等に用いること
ができる。また、本発明の面状発熱体（シート（２））
は、原料を選ぶことにより耐熱性の異なる面状発熱体と
なるため、各種の用途に応じることができ、また抄造し
て得られるシートを原料としており組成の均一性に優れ
ており、長時間使用後も抵抗値が変化せず、耐久性に優
れている。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１で得られたシート（１）の面積抵抗値
の温度変化（Ｔ−Ｒ特性）を示す図である。

【図２】実施例９〜１１で得られたシート（２）の面積
抵抗値の温度変化（Ｔ−Ｒ特性）を示す図である。

【図３】実施例１２〜１４で得られたシート（２）の面
積抵抗値の温度変化（Ｔ−Ｒ特性）を示す図である。

【図４】実施例１５、１６で得られたシート（２）の面
積抵抗値の温度変化（Ｔ−Ｒ特性）を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹内 秀秋 新潟県新潟市榎町３ コープケミカル株式 会社新素材研究所内 (72)発明者 渡邊 俊也 東京都千代田区一番町23番地３ コープケ ミカル株式会社新素材事業部内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 炭素繊維、膨張黒鉛及び層状ケイ酸塩を
   含有する原料を抄造して得られるシート。
2. 【請求項２】 層状ケイ酸塩が、タルクとケイフッ化ナ
   トリウム及び／又はケイフッ化リチウムとを含む混合物
   を７００〜１２００℃に加熱して得られる、ナトリウム
   及び／又はリチウムから選ばれたアルカリ金属、マグネ
   シウム、ケイ素、酸素並びにフッ素を主要構成元素とす
   る膨潤性層状ケイ酸塩である請求項１に記載のシート。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載のシートに、カー
   ボンブラックを含有する塗料成分を含浸させたプリプレ
   グを加熱・加圧して得られる面状発熱体。
4. 【請求項４】 請求項１又は２に記載のシートに、カー
   ボンブラックを含有する塗料成分を含浸させたプリプレ
   グを加熱・加圧することを特徴とする面状発熱体の製造
   方法。