面狀發(fā)熱體及其制造方法
【專利摘要】一種安裝在鏡的背面的溫度自控型的面狀發(fā)熱體，實現(xiàn)良好的去霧性能，并且能夠獲得長期良好的發(fā)熱性能，包括：基底薄膜（21）；電極（22、23），其在基底薄膜（21）上由鋁箔構(gòu)圖而形成；導(dǎo)電性覆膜（24），其形成在電極（22、23）表面；PTC發(fā)熱體膜（25），其形成為經(jīng)由導(dǎo)電性覆膜（24）覆蓋電極（22、23），導(dǎo)電性覆膜（24）是在苯酚樹脂或者環(huán)氧樹脂中混煉導(dǎo)電性材料而構(gòu)成。
【專利說明】面狀發(fā)熱體及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種溫度自控型的面狀發(fā)熱體及其制造方法，所述面狀發(fā)熱體被安裝在例如機動車的后視鏡等的鏡背面，用于鏡的除霜、防霧。
【背景技術(shù)】
[0002]在機動車的后視鏡中為了除去妨害視線的霜、霧，廣泛地采用在鏡的背面貼附面狀發(fā)熱體，通過加熱除去霜、霧的方法。在所述面狀發(fā)熱體中通常使用不需要昂貴的溫度控制裝置且具有正溫度特性(PTC特性)的溫度自控型的面狀發(fā)熱體。
[0003]溫度自控型的面狀發(fā)熱體一般在由聚酯薄膜(制成的基底薄膜上通過絲網(wǎng)印刷等印刷以銀粉為主體的導(dǎo)電性漿，形成作為主電極和櫛齒狀電極的電極圖案之后，進行加熱固化形成電極，然后以覆蓋電極的方式形成具有溫度自控特性的發(fā)熱體膜(以下，稱為PTC發(fā)熱體膜)而制造。PTC發(fā)熱體膜例如是將聚乙烯等結(jié)晶性樹脂和炭黑等混煉的混合物，具有在樹脂的軟化溫度或者融點附近電阻值上升的PTC特性。
[0004]圖3表示以上述方式制造的面狀發(fā)熱體的一個結(jié)構(gòu)例，在圖3中，11表示基底薄膜，12、13表示一對電極。電極12、13分別成為主電極12a、13a和櫛齒狀電極12b、13b，兩電極12、13的櫛齒狀電極12b、13b如圖3所示，被配置成交互地進入櫛齒之間相互嚙合。以覆蓋兩電極12、13的方式形成的PTC發(fā)熱體膜位于兩電極12、13之間，構(gòu)成電流流路的部分進行發(fā)熱。在圖3中，點區(qū)域表示PTC發(fā)熱體膜的發(fā)熱區(qū)域14，所述發(fā)熱區(qū)域14是位于兩電極12、13之間的部分區(qū)域。
[0005]面狀發(fā)熱體上進一步安裝有用于與外部進行電連接的端子，且貼附有向鏡的安裝所需的雙面粘接帶。在圖3中，15表示用于端子的鉚接固定的孔眼。端子雖然在圖3中被遮擋而看不見，但是位于與該孔眼15所在的面相反的一面。
[0006]但是，在上述的面狀發(fā)熱體中，確保電極的電流容量充分大是重要的。在萬一電流容量不足的情況下，電極異常發(fā)熱，有可能導(dǎo)致發(fā)煙起火。
[0007]電極的電流容量由電極材料的電阻率、膜厚、寬度決定。銀漿電極以樹脂材料作為粘合劑混合分散銀粉，能夠通過混合更多的銀粉降低電阻率，但是如果銀粉過多，則作為漿的流動性變小，印刷變得困難。此外，膜變得脆，存在裂痕發(fā)生等問題。因此，電阻率0.5Χ10_4Ω.cm的程度是極限，目前達不到像Al、Cu、N1、Ag等一般金屬本身的電阻率。
[0008]另一方面，膜厚的增大導(dǎo)致材料成本的增加，所以通常不改變電極材料、膜厚，利用電極圖案的寬度確保電流容量。在這種情況下，通常在機動車的后視鏡施加13.5V的電壓，通過3A~7A左右的電流，因此，銀漿電極的主電極的寬度為IOmm~20mm左右的較寬的寬度是有必要的。由于在寬度寬的主電極和發(fā)熱體膜重合的區(qū)域的復(fù)合電阻率小，在該區(qū)域發(fā)熱量少，在霜、露附著在鏡的情況下，在所述寬度寬的主電極區(qū)域殘留霜、露，從而妨害視線，不能獲得良好的去霧性能(在鏡中，X分鐘后消除鏡面積的百分之y的霜、露的性能)。
[0009]另一方面，代替這樣的銀漿電極，有作為電極材料使用鋁箔的情況(例如，參照專利文獻I)。鋁箔的電阻率為0.03Χ10_4Ω.cm左右，是銀漿電極的十分之一以下。因此，即使在使用銀漿電極的情況下，例如為了盡可能降低電極電阻而使銀漿電極的膜厚厚達20 μ m?30 μ m左右，但如果代替銀漿而使用鋁箔，則使其厚度僅為通常容易獲得的10 μ m左右，就能夠?qū)㈦姌O寬度縮小到銀漿電極的三分之一至五分之一左右，因此，與銀漿電極相t匕，主電極寬度能夠變得相當(dāng)小。由此，能夠消除霜露殘留而妨害視線的問題。只是，專利文獻I所示的端子區(qū)域的主電極的寬度與櫛齒狀電極的寬度相比顯著地大，并沒有將其縮小的啟示。
[0010]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0011]專利文獻
[0012]專利文獻1:(日本)特開2007-18989號公報
【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]發(fā)明要解決的技術(shù)問題
[0014]如上所述，電阻率小的鋁箔，其熱傳導(dǎo)性也良好，作為面狀發(fā)熱體的電極具有合適的一面，但是鋁箔的表面容易氧化，與PTC發(fā)熱體膜的界面電阻由于氧化而漸漸增大，存在與PTC發(fā)熱體膜的界面的導(dǎo)電性降低的問題。
[0015]如果電極和PTC發(fā)熱體膜的導(dǎo)電性降低，則不能獲得希望的發(fā)熱量，導(dǎo)致加熱性能的降低。此外，如果例如導(dǎo)電性部分地降低，則發(fā)熱分布變得異常，具有導(dǎo)致發(fā)煙起火的危險性。
[0016]作為這樣的問題的對策，通過在鋁箔表面實施銀或鎳等的鍍膜，能夠防止導(dǎo)電性的降低，但是變得非常昂貴，缺乏實用性。
[0017]另一方面，還可以通過以機械或化學(xué)方式研磨鋁箔的表面，增加與PTC發(fā)熱體膜的接觸面積而提高導(dǎo)電性，但是還處于無法在長期使用中滿足導(dǎo)電性的狀況。
[0018]本發(fā)明鑒于上述狀況，旨在提供一種面狀發(fā)熱體及其制造方法，其通過將鋁箔作為電極使用，能夠獲得良好的去霧性能，且進一步抑制氧化導(dǎo)致的鋁箔與PTC發(fā)熱體膜的界面電阻的增大，能夠抑制導(dǎo)電性的降低，獲得長期良好的發(fā)熱性能。
[0019]解決技術(shù)問題的技術(shù)方案
[0020]根據(jù)本發(fā)明，安裝在鏡的背面的溫度自控型的面狀發(fā)熱體包括:基底薄膜；電極，其在基底薄膜上由鋁箔構(gòu)圖而形成；導(dǎo)電性覆膜，其形成在電極表面；PTC發(fā)熱體膜，其形成為經(jīng)由導(dǎo)電性覆膜覆蓋電極，導(dǎo)電性覆膜是在苯酚樹脂(7工)一力樹脂)或者環(huán)氧樹脂(二 *樹脂)中混煉導(dǎo)電性材料而構(gòu)成。
[0021]根據(jù)本發(fā)明，安裝在鏡的背面的溫度自控型的面狀發(fā)熱體的制造方法包括:將在一面涂覆熱熔粘接劑(* 〃卜 卜接著剤)的鋁箔熱粘接在基底薄膜的工序；對熱粘接的鋁箔進行構(gòu)圖而形成電極圖案的工序；在電極圖案上除端子部之外印刷、加熱固化而形成導(dǎo)電性覆膜的工序；經(jīng)由導(dǎo)電性覆膜以覆蓋電極圖案的方式形成PTC發(fā)熱體膜的工序，在導(dǎo)電性覆膜的形成中，使用在苯酚樹脂或者環(huán)氧樹脂中混煉導(dǎo)電性材料的材料。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的另一種技術(shù)方案，安裝在鏡的背面的溫度自控型的面狀發(fā)熱體的制造方法包括:將在一面涂覆熱熔粘接劑的鋁箔熱粘接在基底薄膜的工序；在熱粘接的鋁箔表面除端子部之外印刷形成導(dǎo)電性覆膜的工序；在預(yù)固化導(dǎo)電性覆膜之后，將導(dǎo)電性覆膜以及鋁箔一起剝離而形成電極圖案的工序；在正式固化導(dǎo)電性覆膜之后，形成PTC發(fā)熱體膜，使其覆蓋電極圖案的工序，在導(dǎo)電性覆膜的形成中，使用在苯酚樹脂或者環(huán)氧樹脂中混煉導(dǎo)電性材料的材料。
[0023]發(fā)明的效果
[0024]根據(jù)本發(fā)明，通過將鋁箔作為電極使用，能夠在充分確保電流容量的同時使電極寬度變窄。因此，能夠獲得良好的去霧性能。
[0025]此外，通過在鋁箔的表面設(shè)置導(dǎo)電性覆膜，能夠抑制鋁箔和PTC發(fā)熱體膜的界面的導(dǎo)電性降低，由此能夠獲得長期良好的發(fā)熱性能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026][圖1]圖1是表示本發(fā)明涉及的面狀發(fā)熱體的一個實施方式的結(jié)構(gòu)的俯視圖。
[0027][圖2]圖2是用于說明本發(fā)明涉及的面狀發(fā)熱體的大致構(gòu)成的剖視圖。
[0028][圖3]圖3是表示面狀發(fā)熱體的以往結(jié)構(gòu)例的俯視圖。
【具體實施方式】
[0029]參照附圖，對本發(fā)明的實施方式進行說明。
[0030]圖1表示本發(fā)明涉及的面狀發(fā)熱體的平面結(jié)構(gòu)，圖2是在圖1所示的面狀發(fā)熱體的線段XL的部分剖視圖。
[0031]在厚度為50 μ m?150 μ m左右的由聚酯薄膜等制成的基底薄膜21上形成一對電極22、23。電極22、23分別由主電極22a、23a和櫛齒狀電極22b、23b構(gòu)成，通過對厚度為5μπι?20μπι左右的鋁箔進行構(gòu)圖而形成。如圖1所示，兩電極22、23的櫛齒狀電極22b、23b被配置成交互進入相互嚙合。相互嚙合的櫛齒狀電極22b、23b的間距是2mm?IOmm左右。主電極22a、23a的優(yōu)選的寬度是1.5mm?10mm，櫛齒狀電極22b、23b的優(yōu)選的寬度是0.5mm?5mm。通過利用鋁箔形成電極22、23，主電極22a、23a的寬度能夠像圖1所示那樣窄。
[0032]在電極22、23的表面形成導(dǎo)電性覆膜24，經(jīng)由所述導(dǎo)電性覆膜24以覆蓋電極22、23整體的方式形成PTC發(fā)熱體膜。在圖1以及圖2中，點區(qū)域表示PTC發(fā)熱體膜25的發(fā)熱區(qū)域25a。如圖2所示，導(dǎo)電性覆膜24形成在鋁箔22、23上的、除端子部(用于安裝端子27的孔眼28所在的位置)之外的區(qū)域部分。
[0033]PTC發(fā)熱體25例如通過印刷PTC發(fā)熱體漿而形成，所述PTC發(fā)熱體漿是在聚乙烯等結(jié)晶性樹脂混煉炭黑等而形成的。
[0034]導(dǎo)電性覆膜24通過印刷在苯酚樹脂或者環(huán)氧樹脂中混煉導(dǎo)電性材料的導(dǎo)電性漿而形成。通過將這些苯酚樹脂、環(huán)氧樹脂用作粘合劑樹脂，能夠獲得與鋁箔制成的電極22、23的良好的粘接性、密接性。作為導(dǎo)電性材料，混煉了炭黑和石墨粉末。此外，代替炭黑以及石墨粉末，還能夠使用銀粉、鎳粉等金屬粉。
[0035]導(dǎo)電性覆膜24的電阻率被選定在PTC發(fā)熱體膜25的電阻率的2.5分之一至2500分之一的范圍，此外，導(dǎo)電性覆膜24的膜厚被選定在5μπι至70μπι的范圍。在導(dǎo)電性覆膜24的膜厚比該范圍厚的情況下，導(dǎo)電性覆膜24自身發(fā)熱，不能獲得希望的加熱特性。
[0036]作為在電極22、23的表面形成導(dǎo)電性覆膜24的方法，能夠采用絲網(wǎng)印刷、輥涂覆。絲網(wǎng)印刷適合獲得5?30 μ m左右的膜厚，輥涂覆適合獲得膜厚30 μ m以上的導(dǎo)電性覆膜24。
[0037]作為導(dǎo)電性覆膜24的形成方法，包括:將在一面涂覆熱熔粘接劑的鋁箔熱粘接在基底薄膜21，將鋁箔用刀具剝離，或者通過刻蝕進行構(gòu)圖，形成電極圖案之后，僅在電極圖案上絲網(wǎng)印刷導(dǎo)電性覆膜24的方法；在剝離前的鋁箔的整個表面印刷導(dǎo)電性覆膜24，在預(yù)固化(60°C?100°C，5分鐘?10分鐘)之后，通過刀具與鋁箔一起剝離的方法。
[0038]如上所述，在基底薄膜21上形成電極22、23、導(dǎo)電性覆膜24以及PTC發(fā)熱體膜25之后，安裝端子27，進一步貼附用于向鏡安裝的雙面粘接帶29。
[0039]端子27的安裝，使用孔眼28進行。端子27是L字狀金屬件，其L字的一邊27a被孔眼28鉚接固定。在L字的一邊27a形成有兩個孔27b，孔眼28的兩個鉚接部28a插通形成于電極22 (23)、基底薄膜21的孔，插通端子27的孔27b，其前端被鉚接。端子27被安裝在基底薄膜21側(cè)，與此相反的PTC發(fā)熱體膜25上貼附有雙面粘接帶29。
[0040]下面，對各種實施例的詳細以及進行環(huán)境試驗的結(jié)果進行說明。
[0041]實施例1
[0042]通過以下方式制作面狀發(fā)熱體試驗件。將附帶熱熔粘接劑的鋁箔熱粘接在由聚酯薄膜制成的基底薄膜21之后，通過刀具剝離鋁箔，形成電極圖案(電極22、23)。主電極22a、23a的寬度是3mm，櫛齒狀電極22b、23b的寬度是1mm。接著，將在苯酚樹脂中混煉炭黑以及石墨粉末的導(dǎo)電性漿絲網(wǎng)印刷在電極22、23上，進行加熱固化(150°C，5分鐘?10分鐘)，形成導(dǎo)電性覆膜24。導(dǎo)電性覆膜24的厚度為10 μ m。此時的導(dǎo)電性覆膜24的電阻率是0.2Ω.cm。然后，印刷PTC發(fā)熱體漿(電阻率50 Ω.cm)，形成PTC發(fā)熱體膜25，安裝通電用的端子27，貼附雙面粘接帶29，完成面狀發(fā)熱體試驗件。測定一對端子27之間的電阻值為19.9Ω。
[0043]將所述面狀發(fā)熱體試驗件放置在60°C，90?95%RH的高溫高濕狀態(tài)，測定72小時之后的電阻值，是1.04倍于初期狀態(tài)的幾乎不變的電阻值。
[0044]此外，對于相同試驗件，實施了重復(fù)_30°C和+80°C的溫度循環(huán)試驗。五個循環(huán)之后的電阻值變成初期狀態(tài)的0.98被，幾乎沒有變化。
[0045]實施例2
[0046]以下述方式制作了兩份面狀發(fā)熱體試驗件。兩份試驗件的電極圖案以及導(dǎo)電性覆膜24通過與實施例1相同的步驟形成。兩份試驗件的導(dǎo)電性覆膜24的電阻率分別是
0.02 Ω.cm和20Ω.cm，膜厚總共為10 μ m。印刷了 PTC發(fā)熱體漿(電阻率50 Ω.ο?)，經(jīng)過與實施例1相同的工序完成了兩份面狀發(fā)熱體試驗件。端子27之間的電阻值分別是15.8 Ω和 31.0Ω。
[0047]將這些面狀發(fā)熱體試驗件放置在與實施例1相同的高溫高濕狀態(tài)，測定了 72小時之后的電阻值。電阻值測定結(jié)果分別是1.02被和1.05倍，是與初期狀態(tài)相比幾乎沒有變化的值。
[0048]此外，對相同試樣的兩份試驗件實施了與實施例1相同的溫度循環(huán)試驗。在五個循環(huán)后測定了電阻值，分別變成0.95倍和0.93倍，幾乎沒有變化。
[0049]實施例3
[0050]以下述方式制作了兩份面狀發(fā)熱體試驗件。兩份試驗件的電極圖案以及導(dǎo)電性覆膜24通過與實施例1相同的步驟形成。兩份試驗件的導(dǎo)電性覆膜24的膜厚分別是5 μ m和70 μ m，電阻率總共為0.2 Ω.cm。印刷了 PTC發(fā)熱體漿(電阻率50 Ω.cm)，經(jīng)過與實施例I相同的工序完成了兩份面狀發(fā)熱體試驗件。端子27之間的電阻值分別是16.52 Ω和15.64 Ω。
[0051]對這些面狀發(fā)熱體試驗件實施了與實施例1相同的溫度循環(huán)試驗。在五個循環(huán)后測定了電阻值，分別變成0.98倍和1.02倍，幾乎沒有變化。
[0052][比較例]
[0053]與實施例1相同，形成了鋁箔的電極圖案。不形成導(dǎo)電性覆膜，印刷了 PTC發(fā)熱體漿(電阻率50Ω._)，與實施例1相同地完成了面狀發(fā)熱體試驗件。端子27之間的電阻值時 45.5Ω。
[0054]將該面狀發(fā)熱體試驗件放置在與實施例1相同的高溫高濕狀態(tài)，測定了 72小時之后的電阻值，變成2.61倍。
[0055]此外，對相同試樣的試驗件，實施了與實施例1相同的溫度循環(huán)試驗。五個循環(huán)后的電阻值變成了 1.36倍。
[0056]由上述試驗結(jié)果可知，根據(jù)本發(fā)明的面狀發(fā)熱體，能夠抑制由鋁箔制成的電極與PTC發(fā)熱體膜的界面的導(dǎo)電性的降低。
【權(quán)利要求】
1.一種面狀發(fā)熱體，其是安裝在鏡的背面的溫度自控型的面狀發(fā)熱體，其特征在于，包括: 基底薄膜； 電極，其在所述基底薄膜上由鋁箔構(gòu)圖而形成； 導(dǎo)電性覆膜，其形成在所述電極表面； PTC發(fā)熱體膜，其形成為經(jīng)由所述導(dǎo)電性覆膜覆蓋所述電極， 所述導(dǎo)電性覆膜是在苯酚樹脂或者環(huán)氧樹脂中混煉導(dǎo)電性材料而構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面狀發(fā)熱體，其特征在于， 所述導(dǎo)電性覆膜的電阻率是所述PTC發(fā)熱體膜的電阻率的2.5分之一至2500分之一，所述導(dǎo)電性覆膜的膜厚是5 μ m至70 μ m。
3.一種面狀發(fā)熱體的制造方法，該面狀發(fā)熱體安裝在鏡的背面并且是溫度自控型，所述面狀發(fā)熱體的制造方法的特征在于，包括: 將在一面涂覆熱熔粘接劑的鋁箔熱粘接在基底薄膜的工序； 對所述熱粘接的鋁箔進行構(gòu)圖而形成電極圖案的工序； 在所述電極圖案上除端子部之外印刷、加熱固化而形成導(dǎo)電性覆膜的工序； 經(jīng)由所述導(dǎo)電性覆膜以覆蓋所述電極圖案的方式形成PTC發(fā)熱體膜的工序， 在所述導(dǎo)電性覆膜的形成中，使用在苯酚樹脂或者環(huán)氧樹脂中混煉導(dǎo)電性材料的材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的面狀發(fā)熱體的制造方法，其特征在于， 形成所述電極圖案的工序是用刀具剝離所述鋁箔而形成電極圖案的工序。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的面狀發(fā)熱體的制造方法，其特征在于， 形成所述電極圖案的工序是刻蝕所述鋁箔而形成電極圖案的工序。
6.一種面狀發(fā)熱體的制造方法，該面狀發(fā)熱體安裝在鏡的背面并且是溫度自控型，所述面狀發(fā)熱體的制造方法的特征在于，包括: 將在一面涂覆熱熔粘接劑的鋁箔熱粘接在基底薄膜的工序； 在所述熱粘接的鋁箔表面除端子部之外印刷形成導(dǎo)電性覆膜的工序； 在預(yù)固化所述導(dǎo)電性覆膜之后，將所述導(dǎo)電性覆膜以及鋁箔一起剝離而形成電極圖案的工序； 在正式固化所述導(dǎo)電性覆膜之后，形成PTC發(fā)熱體膜，使其覆蓋所述電極圖案的工序， 在所述導(dǎo)電性覆膜的形成中，使用在苯酚樹脂或者環(huán)氧樹脂中混煉導(dǎo)電性材料的材料。
【文檔編號】H05B3/14GK103563480SQ201280026889
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2012年4月27日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月28日
【發(fā)明者】佐藤勝, 平野和幸, 落合佑介 申請人:東京Cosmos電機株式會社