JP2010257685A - Planar heating element - Google Patents

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克彦 宇野
Yu Fukuda
祐 福田
Keizo Nakajima
啓造 中島
Takahito Ishii
隆仁 石井
Akihiro Umeda
章広 梅田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve durability of a planar heating element with enhanced flexibility. <P>SOLUTION: The planar heating element includes an electrically insulating base material 2 having flexibility; at least a pair of linear electrodes 3 including a conductive coating whose main component is resin composition and conductive material; and a polymer resistor 4, whose main component is resin composition and conductive material. The polymer resistor 4 is electrically connected to the pair of linear electrodes 4 and is mechanically jointed to the electrically insulating base material 2 and the pair of linear electrodes 3. Thus the three-layer structure consisting of the electrically insulating base material 2, at least a pair of electrodes, and a polymer resistor is facilitated in exhibiting flexibility. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、柔軟性に富み、しかも高い信頼性とPTC特性とを有する面状発熱体に関する。   The present invention relates to a planar heating element that is flexible and has high reliability and PTC characteristics.

従来この種の面状発熱体は発熱部がベースポリマーと、導電性物質とを溶媒に分散した抵抗体インクを基材に印刷・乾燥・焼成して作製される抵抗体が用いられている。この抵抗体は通電により発熱する。   Conventionally, in this type of planar heating element, a heating element is used that is produced by printing, drying, and firing a resistor ink in which a heating part is dispersed in a base polymer and a conductive material in a solvent. This resistor generates heat when energized.

この種の抵抗体には一般に、導電性物質としてカーボンブラック、金属粉末、グラファイトなどが用いられ、ベースポリマーとして結晶性樹脂が用いられる。このような材料によりこの発熱部はPTC特性を発揮する。   In this type of resistor, carbon black, metal powder, graphite, or the like is generally used as a conductive substance, and a crystalline resin is used as a base polymer. With such a material, the heat generating portion exhibits PTC characteristics.

図8,9は従来の面状発熱体の具体的構成を示しており、面状発熱体51は、基材52と、一対の櫛形状電極53,54と、高分子抵抗体55と、被覆材56とを有する。   8 and 9 show a specific configuration of a conventional planar heating element. The planar heating element 51 includes a substrate 52, a pair of comb-shaped electrodes 53 and 54, a polymer resistor 55, a covering. Material 56.

電気絶縁性の基材52はポリエステルフィルムなどの樹脂で構成されている。櫛形状電極53,54は基材52上に銀ペースト等の導電性ペーストを印刷・乾燥して形成されている。   The electrically insulating base 52 is made of a resin such as a polyester film. The comb-shaped electrodes 53 and 54 are formed on a substrate 52 by printing and drying a conductive paste such as a silver paste.

高分子抵抗体55は、櫛形状電極53,54により給電される位置に高分子抵抗体インクを印刷・乾燥して形成されている。基材52と同様の材質の被覆材56は櫛形状電極53,54と高分子抵抗体55とを被覆して保護している。   The polymer resistor 55 is formed by printing and drying polymer resistor ink at a position where power is supplied by the comb-shaped electrodes 53 and 54. A covering material 56 made of the same material as the base material 52 covers and protects the comb-shaped electrodes 53 and 54 and the polymer resistor 55.

基材52、被覆材56としてポリエステルフィルムを用いる場合、例えば、被覆材56に変性ポリエチレン等の熱融着性樹脂57を予め接着しておく。そして、熱を与えながら加圧する。   When using a polyester film as the base material 52 and the covering material 56, for example, a heat-fusible resin 57 such as modified polyethylene is bonded to the covering material 56 in advance. And it pressurizes, giving heat.

このようにすることにより、基材52と被覆材56とが熱融着性樹脂57を介して接合される。   By doing in this way, the base material 52 and the covering material 56 are joined via the heat-fusible resin 57.

被覆材56と熱融着性樹脂57とは、櫛形状電極53,54と高分子抵抗体55とを外界から隔離する。そのため面状発熱体51には長期信頼性が付与される。   The covering material 56 and the heat-fusible resin 57 isolate the comb-shaped electrodes 53 and 54 and the polymer resistor 55 from the outside. Therefore, long-term reliability is imparted to the planar heating element 51.

図10は、被覆材56を貼り合わせる装置を示している。加熱加圧の方法としては、2つの加熱ロール58,59からなるラミネータ60を用いるのが一般的である。   FIG. 10 shows an apparatus for bonding the covering material 56 together. As a method of heating and pressing, a laminator 60 composed of two heating rolls 58 and 59 is generally used.

すなわち、櫛状電極53,54と高分子抵抗体55とを予め形成した基材52と、熱融着性樹脂57を予め接着した被覆材56とを供給し、これらを加熱ロール58,59で加熱加圧する。   That is, a base material 52 on which comb-shaped electrodes 53 and 54 and a polymer resistor 55 are formed in advance and a coating material 56 on which a heat-fusible resin 57 is bonded in advance are supplied, and these are heated by heating rolls 58 and 59. Heat and pressurize.

このようにして面状発熱体51が作製される。   In this way, the planar heating element 51 is produced.

PTC特性とは、温度上昇によって抵抗値が上昇し、ある温度に達すると抵抗値が急激に増加する抵抗温度特性を意味している。PTC特性を有する高分子抵抗体55は、面状発熱体51に自己温度調節機能を付与することができる(例えば、特許文献1参照)。   The PTC characteristic means a resistance temperature characteristic in which the resistance value increases as the temperature rises, and the resistance value increases rapidly when a certain temperature is reached. The polymer resistor 55 having PTC characteristics can give the planar heating element 51 a self-temperature adjusting function (see, for example, Patent Document 1).

また、非晶質ポリマーと結晶性ポリマー粒子と導電性カーボンブラックとグラファイトと無機充填剤からなるPTC組成物を有機溶剤に分散させ、インクを作製した後、電極を設けた樹脂フィルム上にPTC組成物インクで高分子抵抗体を印刷し、架橋のための熱処理を行い、高分子抵抗体の保護層として樹脂フィルムを積層した面状発熱体も見受けられる(例えば、特許文献2参照)。   Also, a PTC composition comprising amorphous polymer, crystalline polymer particles, conductive carbon black, graphite, and an inorganic filler is dispersed in an organic solvent, an ink is prepared, and then a PTC composition is formed on a resin film provided with electrodes. There is also a planar heating element in which a polymer resistor is printed with a physical ink, heat treatment for crosslinking is performed, and a resin film is laminated as a protective layer of the polymer resistor (see, for example, Patent Document 2).

また、図11に示す面状発熱体61は、柔軟性基材62の上に電極63,64、高分子抵抗体65が印刷方式により順次積層されており、さらに柔軟性被覆層66が形成されている。   Further, in the planar heating element 61 shown in FIG. 11, electrodes 63 and 64 and a polymer resistor 65 are sequentially laminated on a flexible base material 62 by a printing method, and a flexible coating layer 66 is further formed. ing.

柔軟性基材62は、ガスバリア性と防水性、高分子抵抗体のインク等の液体を含浸する機能を有しており、長繊維からなるポリエステル不織布とこのポリエステル不織布の表面にポリウレタン系などのホットメルトフィルムを貼り合わせた構成となっている。   The flexible base material 62 has a function of impregnating a liquid such as gas barrier property and waterproof property, polymer resistor ink, etc., and a polyester non-woven fabric composed of long fibers and a hot surface such as polyurethane on the surface of the polyester non-woven fabric. The melt film is laminated.

一方、柔軟性被覆層66は、ガスバリア性、防水性を有し、電極63,64、高分子抵抗体65全体を被覆しており、ポリエステル不織布とこのポリエステル不織布の表面にポリエステル系などのホットメルトフィルムを貼り合わせた構成であり、柔軟性基材62と接着されている。   On the other hand, the flexible coating layer 66 has gas barrier properties and waterproof properties, and covers the electrodes 63 and 64 and the entire polymer resistor 65. The polyester nonwoven fabric and the surface of the polyester nonwoven fabric are hot-melted such as polyester. This is a structure in which films are bonded together, and is bonded to a flexible base material 62.

したがって、図11に示す面状発熱体61は、全部で6層構造の構成となっている(例えば、特許文献3参照)。   Therefore, the planar heating element 61 shown in FIG. 11 has a six-layer structure in total (see, for example, Patent Document 3).

特開昭56−13689号公報Japanese Patent Laid-Open No. 56-13689 特開平8−120182号公報JP-A-8-120182 米国特許第7049559号明細書US Pat. No. 7,049,559

特許文献1および2の前記従来の面状発熱体51には、基材52としてポリエステルフィルムなどの剛直な材料が用いられている。また、基材52と、その上に印刷された櫛形状電極532,54、高分子抵抗体55と、さらに、その上に配置された接着層を有する被覆材56とから構成された5層構造を有する。   In the conventional planar heating element 51 of Patent Documents 1 and 2, a rigid material such as a polyester film is used as the substrate 52. Further, a five-layer structure composed of a base material 52, comb-shaped electrodes 532 and 54 printed thereon, a polymer resistor 55, and a covering material 56 having an adhesive layer disposed thereon. Have

そのため、基材52や被覆材56の材質やその厚さによっては、柔軟性に欠けるものとなり、この面状発熱体51を自動車用座席装置に暖房用として装着した場合に着座感が損なわれ、また、ハンドルヒータに用いる場合には手触り感が損なわれるものであった。   Therefore, depending on the material and the thickness of the base material 52 and the covering material 56, it becomes inflexible, and when this planar heating element 51 is mounted on a car seat device for heating, the seating feeling is impaired, In addition, when used in a handle heater, the touch feeling is impaired.

また、形状が面状であるため、その面の一部に着座等による荷重が加わった場合、その力が全体に及んで面状発熱体51が変形する。その変形の形状によっては、面状発熱体51の端に近いほど変形量が増え、面の一部に折り皺などが生じる。   Further, since the shape is planar, when a load due to seating or the like is applied to a part of the surface, the force is exerted on the entire surface and the planar heating element 51 is deformed. Depending on the shape of the deformation, the closer to the end of the sheet heating element 51, the larger the deformation amount, and a crease or the like occurs in a part of the surface.

この折り皺部分で櫛形状電極53,54や高分子抵抗体55に亀裂などが生じ、耐久性が低下する可能性がある。   There is a possibility that cracks or the like occur in the comb-shaped electrodes 53 and 54 and the polymer resistor 55 in the folded portion, and the durability is lowered.

さらに、通気性のないポリエステルシートなどの基材52や被覆材56が用いられているため、座席装置やハンドルに用いられた場合に湿気がこもりやすく、長時間使用すると着座感や手触り感が損なわれるものであった。   Further, since the base material 52 and the covering material 56 such as a non-breathable polyester sheet are used, moisture tends to be accumulated when used for a seat device or a handle, and the seating feeling and the touch feeling are impaired when used for a long time. It was a thing.

一方、特許文献3の面状発熱体61は、電極63,64、高分子抵抗体65の基材と被覆層が柔軟性を有しているため、自動車の座席装置やハンドルに用いても着座感や手触り感は良好であるが、面状発熱体61が6層構造で構成されるため、生産性が悪く、結果としてコストが高くなるという課題を有するものであった。   On the other hand, the planar heating element 61 of Patent Document 3 has a flexible base material and covering layer for the electrodes 63 and 64 and the polymer resistor 65, so that it can be seated even when used for a seat device or a handle of an automobile. Although the feeling and the touch feeling are good, the sheet heating element 61 has a six-layer structure, so that the productivity is poor and the cost is increased as a result.

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、外力が加わっても柔軟性を発揮しやすく、着座感、手触り感を向上させるとともに、耐久性や信頼性に優れた低コストの面状発熱体を提供することを目的とする。   The present invention solves the above-described conventional problems, and is easy to exhibit flexibility even when an external force is applied, improves seating feeling and touch feeling, and is low-cost planar heat generation excellent in durability and reliability. The purpose is to provide a body.

前記従来の課題を解決するために、本発明の面状発熱体は、柔軟性を有する電気絶縁性基材と、主成分が樹脂組成物と導電体とからなる導電性被覆を有した少なくとも1対の線条電極と、主成分が樹脂組成物と導電体とからなる高分子抵抗体とからなり、前記高分子抵抗体は前記1対の線条電極に電気的に接続するとともに、前記電気絶縁性基材および前記1対の線条電極と機械的に接合した構成としている。   In order to solve the above-described conventional problems, the planar heating element of the present invention has at least one electrically insulating base material having flexibility and a conductive coating whose main component is a resin composition and a conductor. A pair of filament electrodes and a polymer resistor composed mainly of a resin composition and a conductor. The polymer resistor is electrically connected to the pair of filament electrodes and the electric The insulating base material and the pair of filament electrodes are mechanically joined.

したがって、電気絶縁性基材と少なくとも1対の電極と高分子抵抗体の3層構造で構成しているので、柔軟性を発揮しやすくすることができる。   Therefore, since it is comprised by the 3 layer structure of an electrically insulating base material, an at least 1 pair of electrode, and a polymer resistor, it can make it easy to exhibit a softness | flexibility.

本発明の面状発熱体は、従来の5〜6層構成の面状発熱体に対して3層構造であるとともに、線条電極に導電性被覆を設けることにより、柔軟性に富み、大いにその耐久性、信頼性を高めることができる。   The planar heating element of the present invention has a three-layer structure with respect to the conventional planar heating element of 5-6 layers, and is provided with a conductive coating on the filament electrode, so that the flexibility is greatly increased. Durability and reliability can be improved.

本発明の実施の形態1における面状発熱体を示す平面図The top view which shows the planar heating element in Embodiment 1 of this invention 図1のX−Y断面図XY sectional view of FIG. 実施の形態1の面状発熱体を装着した自動車用座席装置の側面図1 is a side view of an automobile seat device equipped with the sheet heating element according to the first embodiment. 同自動車用座席装置の正面図Front view of the car seat device 粒状導電体を用いた場合のPTC発現メカニズムを示す説明図Explanatory drawing which shows the PTC expression mechanism at the time of using a granular conductor 面状発熱体の特性図Characteristics of sheet heating element 面状発熱体の特性評価装置の概略図Schematic diagram of a device for evaluating the characteristics of sheet heating elements 従来の面状発熱体の平面図Plan view of a conventional planar heating element 図8のX−Y断面図XY sectional view of FIG. 従来の面状発熱体の作製装置の概略構成を示す断面図Sectional drawing which shows schematic structure of the preparation apparatus of the conventional planar heating element 従来の他の面状発熱体の断面図Sectional view of another conventional sheet heating element

第1の発明は、柔軟性を有する電気絶縁性基材と、主成分が樹脂組成物と導電体とからなる導電性被覆を有した少なくとも1対の線条電極と、主成分が樹脂組成物と導電体とからなる高分子抵抗体とからなり、前記高分子抵抗体を前記1対の線条電極に電気的に接続するとともに、前記電気絶縁性基材および前記1対の線条電極に機械的に接合した構成とすることにより、従来の面状発熱体の5〜6層構成から3層構造とすることができるので柔軟性を発揮しやすくすることができる。   According to a first aspect of the present invention, there is provided an electrically insulating base material having flexibility, at least a pair of linear electrodes having a conductive coating composed mainly of a resin composition and a conductor, and a resin composition comprising a main component. And a polymer resistor composed of a conductor and electrically connecting the polymer resistor to the pair of filament electrodes, and the electrically insulating substrate and the pair of filament electrodes By adopting a mechanically bonded configuration, a conventional layered heating element can be made into a three-layer structure from the five- to six-layer structure of the planar heating element, so that flexibility can be easily exhibited.

したがって、カーシートヒータとして用いた際に外力を受けても容易に変形し、折り皺が原因で起こる高分子抵抗体の亀裂や剥離を防止することができる。   Therefore, even when an external force is applied when used as a car seat heater, the polymer resistor can be easily deformed, and cracking and peeling of the polymer resistor caused by creases can be prevented.

また、線条電極に導電性被覆を有した構成とすることにより、外力加えられた場合、特に屈曲などの過酷なストレスが加えられても線条電極を保護し、その断線を防止すること
ができる。
In addition, by having a configuration in which the filament electrode has a conductive coating, when an external force is applied, the filament electrode can be protected even if severe stress such as bending is applied, and the disconnection can be prevented. it can.

また、高分子抵抗体を挟んで通気性のないポリエステルシートなどの樹脂フィルムを用いていないので、従来の面状発熱体のようにカーシートヒータやハンドルヒータに用いられた場合に湿気がこもりやすいという課題が解決され、長時間使用しても初期と同等の着座感や手触り感が得られ、快適な暖房効果が得られる。   In addition, since a resin film such as a non-breathable polyester sheet is not used with a polymer resistor in between, moisture tends to be trapped when used for car seat heaters and handle heaters like conventional planar heating elements. This solves the problem, and even when used for a long time, a seating feeling and a touch feeling equivalent to those in the initial stage can be obtained, and a comfortable heating effect can be obtained.

さらに、面状発熱体を3層の簡素な構成で作製することができるので、生産性に優れ、その結果、低コストで生産できる。   Furthermore, since the planar heating element can be produced with a simple structure of three layers, it is excellent in productivity and, as a result, can be produced at low cost.

加えて、電極は線条で構成されているので、従来の複雑な櫛形電極とは異なり、簡素な構成とすることができる。   In addition, since the electrode is composed of a filament, it can be configured simply, unlike the conventional complicated comb-shaped electrode.

したがって、電極材料の低コスト化が図れるとともに、自動車用座席装置等に使用した際に外力が加わっても電極の皺の発生が抑制され、その破損を防止することができる。   Therefore, the cost of the electrode material can be reduced, and even when an external force is applied when used in an automobile seat device or the like, generation of wrinkles of the electrode is suppressed, and damage to the electrode material can be prevented.

第2の発明は、特に、第1の発明において、線条電極を金属導線と金属編組導線の少なくとも1種で構成することにより、電気基材絶縁性や高分子抵抗体への縫製加工が容易となり、生産性が向上する。   In the second invention, in particular, in the first invention, the wire electrode is composed of at least one of a metal conductive wire and a metal braided conductive wire, so that it is easy to sew to the electric base material insulation or polymer resistor. Thus, productivity is improved.

また、金属導線、金属編組導線の材質、形状の選択範囲が広がる。また、金属導線、金属編組導線は可撓性に優れ、機械的強度が高いので面状発熱体の伸び、屈曲、変形などを繰り返しても長期にわたり耐え得る。   Moreover, the selection range of the material and shape of the metal conductor and the metal braided conductor is expanded. Further, since the metal conductor and the metal braided conductor are excellent in flexibility and have high mechanical strength, they can endure for a long time even if the planar heating element is repeatedly elongated, bent, or deformed.

第3の発明は、特に、第1の発明において、導電性被覆が、(1)ガスの炎で電気絶縁性基材の端面をあぶり、60秒後にガスの炎を消すと、電気絶縁性基材は焦げても電気絶縁性基材自体は燃えない、(2)ガスの炎で電気絶縁性基材の端面をあぶり、電気絶縁性基材に一旦火がついても60秒以内、しかも2インチ以内で消火する、(3)ガスの炎で電気絶縁性基材の端面をあぶり、電気絶縁性基材に着火しても表面から厚さ1/2インチの領域で、炎が4インチ/分以上の速度で進行しない、という条件の少なくとも1つを満たす難燃性を付与する難燃剤をさらに含むことにより、面状発熱体の難燃性を向上させることができ、ヒータや応用商品の安全性を高めることができる。   In particular, according to the third invention, in the first invention, when the conductive coating (1) blows the end face of the electrically insulating substrate with a gas flame and extinguishes the gas flame after 60 seconds, the electrically insulating substrate Even if the material is burnt, the electrically insulating substrate itself does not burn. (2) The end face of the electrically insulating substrate is blown by a gas flame, and once the electrical insulating substrate is ignited, within 60 seconds, and 2 inches. (3) The end face of the electrically insulating substrate is blown by a gas flame, and even if the electrically insulating substrate is ignited, the flame is 4 inches / minute in the region of 1/2 inch thickness from the surface. By further including a flame retardant that imparts flame retardancy that satisfies at least one of the conditions of not proceeding at the above speed, the flame retardancy of the planar heating element can be improved, and the safety of heaters and applied products Can increase the sex.

第4の発明は、特に、第3の発明において、難燃剤を常温で液状、または混練温度で融解する融点を有するものであって、リン系、窒素系、シリコーン系化合物の少なくとも1種を用いることにより、電気絶縁性基材や高分子抵抗体の有する柔軟性を損なうことなく、難燃性を付与することができ、面状発熱体およびその応用商品の安全性を高めることができるとともに、面状発熱体としての機械的な耐久性、信頼性が確保される。   In particular, the fourth invention is the one according to the third invention, wherein the flame retardant is liquid at room temperature or has a melting point that melts at the kneading temperature, and uses at least one of phosphorus, nitrogen, and silicone compounds. In this way, flame resistance can be imparted without impairing the flexibility of the electrically insulating substrate and polymer resistor, and the safety of the planar heating element and its applied products can be improved. Mechanical durability and reliability as a planar heating element are ensured.

第5の発明は、特に、第1の発明において、電気絶縁性基材が、(1)ガスの炎で電気絶縁性基材の端面をあぶり、60秒後にガスの炎を消すと、電気絶縁性基材は焦げても電気絶縁性基材自体は燃えない、(2)ガスの炎で電気絶縁性基材の端面をあぶり、電気絶縁性基材に一旦火がついても60秒以内、しかも2インチ以内で消火する、(3)ガスの炎で電気絶縁性基材の端面をあぶり、電気絶縁性基材に着火しても表面から厚さ1/2インチの領域で、炎が4インチ/分以上の速度で進行しない、という条件の少なくとも1つを満たす難燃性を付与することにより、特に難燃剤を加えることなく面状発熱体の難燃性を向上させることができ、ヒータや応用商品の安全性を高めることができる。   In particular, according to a fifth aspect of the present invention, in the first aspect, when the electrically insulating base material (1) blows the end face of the electrically insulating base material with a gas flame and extinguishes the gas flame after 60 seconds, Even if the insulating base material is burnt, the electrically insulating base material itself does not burn. (2) The end face of the electrically insulating base material is blown by a gas flame, and once the electrically insulating base material is ignited, within 60 seconds, Fire extinguishing within 2 inches. (3) The end face of the electrically insulating substrate is blown with a gas flame, and even if the electrically insulating substrate is ignited, the flame is 4 inches in the region of 1/2 inch from the surface. By imparting flame retardancy satisfying at least one of the conditions of not proceeding at a rate of at least / min, it is possible to improve the flame retardancy of the planar heating element without adding a flame retardant in particular. The safety of applied products can be increased.

第6の発明は、特に第1の発明において、導電体を金属、金属酸化物、金属炭化物、金属窒化物、金属ホウ化物の少なくとも1種を用いることにより、特に難燃剤を加える必要
がないので、電気絶縁性基材や高分子抵抗体の有する柔軟性を損なうことなく、難燃性を付与することができ、面状発熱体およびその応用商品の安全性を高めることができるとともに、面状発熱体としての機械的な耐久性、信頼性が確保される。
In the sixth invention, in particular, in the first invention, it is not necessary to add a flame retardant by using at least one of a metal, a metal oxide, a metal carbide, a metal nitride, and a metal boride as the conductor. In addition, the flame resistance can be imparted without impairing the flexibility of the electrically insulating base material and polymer resistor, and the safety of the planar heating element and its applied products can be improved. Mechanical durability and reliability as a heating element are ensured.

第7の発明は、特に、第1〜第6のいずれかの1つの発明の面状発熱体を自動車用座席装置に装着したもので、電気絶縁性基材の有するクッション性で凹凸や硬さが緩和され、着座感を損なうことがない。   In the seventh invention, in particular, the planar heating element according to any one of the first to sixth inventions is mounted on an automobile seat device. Is relaxed and does not impair the seating feeling.

第8の発明は、第7の発明において、面状発熱体の電気絶縁性基材を座部および背もたれの表面側になるように配置したものである。   According to an eighth invention, in the seventh invention, the electrically insulating base material of the planar heating element is arranged so as to be on the surface side of the seat portion and the backrest.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the present embodiment.

(実施の形態1)
図1,2に示すように、面状発熱体1は、電気絶縁性基材2と、第1線条電極3Aと、第2線条電極3Bと、高分子抵抗体4をとを含むものである。なお、線条電極3A、3Bをまとめて線条電極3として説明する場合がある。
(Embodiment 1)
As shown in FIGS. 1 and 2, the planar heating element 1 includes an electrically insulating substrate 2, a first filament electrode 3 </ b> A, a second filament electrode 3 </ b> B, and a polymer resistor 4. . The linear electrodes 3A and 3B may be collectively described as the linear electrode 3 in some cases.

線条電極3A、3Bは、電気絶縁性基材2にそれぞれが左右対称になるように配置され、糸5で部分的に縫い付けられており、主成分が樹脂組成物と導電体とからなる導電性被覆6で被覆されている。   The linear electrodes 3A and 3B are arranged on the electrically insulating base material 2 so as to be symmetric with respect to each other, and are partially sewn with the thread 5, and the main components are a resin composition and a conductor. It is covered with a conductive coating 6.

高分子抵抗体4は、線条電極3が配置された電気絶縁性基材2上に、例えばTダイ押し出し法によりフィルム状に押し出して形成されている。   The polymer resistor 4 is formed on the electrically insulating substrate 2 on which the filament electrodes 3 are arranged by being extruded into a film by, for example, a T-die extrusion method.

面状発熱体1の中央部は、線条電極3と電気絶縁性基材2とに高分子抵抗体4が熱融着された後に打ち抜かれている。   The central portion of the sheet heating element 1 is punched after the polymer resistor 4 is thermally fused to the linear electrode 3 and the electrically insulating base material 2.

なお、線条電極3A、3Bに電源からの電力を供給するためのリード線は図示していない。また、中央部の打ち抜きはこの場所に限定されない。この場合、線条電極3の配線パターンを変更する。   In addition, the lead wire for supplying the electric power from a power supply to the filament electrodes 3A and 3B is not illustrated. Further, the punching of the central portion is not limited to this place. In this case, the wiring pattern of the line electrode 3 is changed.

図3,4は前記面状発熱体1を暖房熱源として装着した自動車用座席装置を示すもので、座部7や、背もたれ8に電気絶縁性基材2を表面側に設定して配置されている。   3 and 4 show an automobile seat device in which the sheet heating element 1 is mounted as a heating heat source. The seat 7 and the backrest 8 are arranged with the electrically insulating base material 2 set on the surface side. Yes.

座部7や背もたれ8には、座席基材9と表皮10とが用いられており、ウレタンパット等の座席基材9は、腰掛けた人体による荷重がかかった時に変形し、荷重がかからなくなると形状が復元する。   A seat base 9 and a skin 10 are used for the seat 7 and the backrest 8, and the seat base 9 such as a urethane pad is deformed when a load is applied by a seated human body, and the load is not applied. And the shape is restored.

表皮10は座席基材9を覆っている。すなわち、面状発熱体1は、座席基材9に高分子抵抗体5側を、表皮10に電気絶縁性基材2側を配置して取り付けられる。   The skin 10 covers the seat base material 9. That is, the planar heating element 1 is attached by arranging the polymer resistor 5 side on the seat base material 9 and the electrically insulating base material 2 side on the skin 10.

なお、座部7や背もたれ8の吊り込み部(図示せず)に対応するために、中央部や周縁部に吊り込むための電気絶縁性基材2の延長部(図示せず)が設けられている場合がある。   In addition, in order to correspond to the hanging part (not shown) of the seat part 7 and the backrest 8, the extension part (not shown) of the electrically insulating base material 2 for hanging in the center part or the peripheral part is provided. There may be.

このように、薄い面状発熱体1は変形可能な座席基材9と表皮10に沿って配置されている。そのため、面状発熱体1も座部7や背もたれ8の変形に対応して相似の変形をしなければならない。   Thus, the thin planar heating element 1 is disposed along the seat base 9 and the skin 10 that can be deformed. Therefore, the planar heating element 1 must also undergo similar deformation corresponding to the deformation of the seat 7 and the backrest 8.

故に、種々の発熱パターンを設計し、そのための線条電極3の配置形状を変更する必要がある。   Therefore, it is necessary to design various heat generation patterns and to change the arrangement shape of the line electrodes 3 for that purpose.

相対向するように配置された幅の広い1対の線条電極3A、3Bは、面状発熱体1の長手方向の外側部沿って配設されている。線条電極3A、3Bに重なるように配設された高分子抵抗体4に線条電極3A、3Bより給電することで、この高分子抵抗体4に電流が流れて発熱する。   A pair of wide linear electrodes 3 </ b> A and 3 </ b> B arranged so as to face each other are disposed along the outer side in the longitudinal direction of the planar heating element 1. By supplying power from the linear electrodes 3A and 3B to the polymer resistor 4 disposed so as to overlap the linear electrodes 3A and 3B, a current flows through the polymer resistor 4 to generate heat.

高分子抵抗体4は、PTC特性を有し、温度が上昇すると抵抗値が上昇して、所定の温度になるように自己温度調節機能を有する。すなわち、高分子抵抗体4は面状発熱体1に安全性が高く温度コントロールを不要とする機能を付与する。   The polymer resistor 4 has PTC characteristics, and has a self-temperature adjusting function so that the resistance value increases as the temperature rises to reach a predetermined temperature. That is, the polymer resistor 4 gives the planar heating element 1 a function that is highly safe and does not require temperature control.

高分子抵抗体4のPTC発現メカニズムは以下のように推察される。   The PTC expression mechanism of the polymer resistor 4 is assumed as follows.

図5において、(a),(b)はカーボンブラックのような粒状導電体を用いた場合を示し、(c),(d)は繊維状導電体を用いた場合を示している。そして、(a),(c)の状態から温度が上昇した状態がそれぞれ(b),(d)である。   5, (a) and (b) show the case where a granular conductor such as carbon black is used, and (c) and (d) show the case where a fibrous conductor is used. The states where the temperature has increased from the states (a) and (c) are (b) and (d), respectively.

導電体としてカーボンブラックのような粒状導電体31を用いた高分子抵抗体32では、(a)に示すように粒状導電体31は1次粒子の集合体構造を有し、樹脂組成物33の中で粒と粒との点接触した状態の導電パスを形成している。電極34、35間に電流を印加すると、粒状導電体31の導電パスにより高分子抵抗体32が発熱し、樹脂組成物33の比容積が変化することにより、(b)示すように敏感に導電パスの切断が起こる。このようにして急激な抵抗値上昇を有する正の抵抗温度特性が発現される。   In the polymer resistor 32 using the granular conductor 31 such as carbon black as the conductor, the granular conductor 31 has an aggregate structure of primary particles as shown in FIG. A conductive path in a state where the grains are in point contact with each other is formed. When a current is applied between the electrodes 34 and 35, the polymer resistor 32 generates heat due to the conductive path of the granular conductor 31, and the specific volume of the resin composition 33 changes, so that it is sensitively conductive as shown in FIG. Path disconnection occurs. In this way, a positive resistance temperature characteristic having an abrupt increase in resistance value is manifested.

一方、導電体として繊維状導電体36を用いた高分子抵抗体37では、(c)に示すようにカーボンブラックのような1次粒子の集合体構造はないが繊維状導電体36の長手方向に重なり合って状態で導電パスを形成している。この構造においても電極34、35間に電流を印加すると(d)に示すように繊維状導電体36の導電パスにより高分子抵抗体32が発熱し、樹脂組成物33の比容積が変化することにより敏感に導電パスの切断が起こる。このようにして急激な抵抗値上昇を有する正の抵抗温度特性が発現される。   On the other hand, the polymer resistor 37 using the fibrous conductor 36 as the conductor does not have an aggregate structure of primary particles such as carbon black as shown in FIG. A conductive path is formed so as to overlap with each other. Also in this structure, when a current is applied between the electrodes 34 and 35, the polymer resistor 32 generates heat by the conductive path of the fibrous conductor 36 as shown in (d), and the specific volume of the resin composition 33 changes. Therefore, the conductive path is cut more sensitively. In this way, a positive resistance temperature characteristic having an abrupt increase in resistance value is manifested.

本実施の形態の高分子抵抗体4は、上述のどちらのタイプでも適用することができる。用いられる導電体としては、粒状導電体31であれば上述のカーボンブラックが挙げられ、繊維状導電体36であれば、酸化チタンに錫メッキしてアンチモンドープした導電性セラミック繊維、チタン酸カリウム系の導電性セラミックウィスカ、銅やアルミニウムなどの金属繊維、表面に導電層が形成された金属メッキガラス繊維、カーボン繊維、カーボンナノチューブ、さらにはポリアニリンなどからなる繊維状の導電性ポリマーが挙げられる。   The polymer resistor 4 of the present embodiment can be applied to either type described above. As the conductor used, the above-described carbon black can be used for the granular conductor 31, and for the fibrous conductor 36, conductive ceramic fibers tin-plated titanium oxide and doped with antimony, potassium titanate system. Conductive ceramic whiskers, metal fibers such as copper and aluminum, metal-plated glass fibers having a conductive layer formed on the surface, carbon fibers, carbon nanotubes, and fibrous conductive polymers made of polyaniline.

また、繊維状導電体36の代わりにフレーク状導電体を用いてもよい。   Further, a flaky conductor may be used instead of the fibrous conductor 36.

フレーク状導電体としては、表面に導電層が形成されたマイカフレークなどのセラミックフレーク、銅やアルミニウムなどの金属フレーク、さらには鱗片状黒鉛が挙げられる。   Examples of the flaky conductor include ceramic flakes such as mica flakes having a conductive layer formed on the surface, metal flakes such as copper and aluminum, and scaly graphite.

上述の導電体は、単独でも2種以上の混合でも用いることが可能で目標とするPTC特性に応じて適宜選択される。   The above-mentioned conductors can be used alone or in combination of two or more, and are appropriately selected according to the target PTC characteristics.

高分子抵抗体4の樹脂組成物33は、PTC特性の経時変化を抑制し、安定したPTC
特性を再現するために、PTCを発現する被反応樹脂としてカルボキシル基を有する変性ポリエチレンと被反応樹脂と反応する反応性樹脂としてエポキシ基を有する変性ポリエチレンとを混成したものがよい。
The resin composition 33 of the polymer resistor 4 suppresses the change with time of the PTC characteristics and is stable PTC.
In order to reproduce the characteristics, it is preferable to mix a modified polyethylene having a carboxyl group as a reaction resin that expresses PTC and a modified polyethylene having an epoxy group as a reactive resin that reacts with the reaction resin.

これは、被反応性樹脂の持つカルボニル基が反応性樹脂の持つエポキシ基の酸素と反応して化学結合し、架橋された構造を有することに起因している。   This is because the carbonyl group of the reactive resin reacts with the oxygen of the epoxy group of the reactive resin to be chemically bonded and has a crosslinked structure.

この架橋反応により、被反応性樹脂単独の場合に比べ、熱的安定性を高めることができ、その結果、樹脂組成物33中での導電体の導電パスの形成、切断する温度が安定する。   By this cross-linking reaction, the thermal stability can be increased as compared with the case of the reactive resin alone, and as a result, the temperature at which the conductive path of the conductor in the resin composition 33 is formed and cut is stabilized.

この架橋反応は、酸素以外に窒素を介しても起こり得るものである。酸素と窒素の少なくともいずれかを含む官能基を有する反応性樹脂と、これら官能基と反応が可能な官能基を有する被反応性樹脂の組合せであれば架橋反応が起こることになり、樹脂組成物33を構成する反応性樹脂の反応性官能基と被反応樹脂の官能基との組み合わせとしては、上述のエポキシ基とカルボニル基以外に以下のものがある。   This cross-linking reaction can occur even through nitrogen in addition to oxygen. If a combination of a reactive resin having a functional group containing at least one of oxygen and nitrogen and a reactive resin having a functional group capable of reacting with these functional groups, a crosslinking reaction will occur, and the resin composition As a combination of the reactive functional group of the reactive resin 33 and the functional group of the resin to be reacted, there are the following in addition to the above-described epoxy group and carbonyl group.

エポキシ基は、上述のカルボン酸のカルボニル基以外に無水マレイン酸基などのカルボニル基、エステル基、水酸基、アミノ基、ビニル基と反応して付加重合する。これらの官能基を有する被反応樹脂を用いればよい。   The epoxy group undergoes addition polymerization by reacting with a carbonyl group such as a maleic anhydride group, an ester group, a hydroxyl group, an amino group, or a vinyl group in addition to the carbonyl group of the carboxylic acid described above. A reaction resin having these functional groups may be used.

また、反応性樹脂の官能基としてはエポキシ基以外にオキサゾリン基や無水マレイン酸基を有する反応性樹脂を用いることもできる。   Moreover, as a functional group of the reactive resin, a reactive resin having an oxazoline group or a maleic anhydride group in addition to an epoxy group can be used.

このように樹脂組成物33は酸素と窒素との少なくともいずれかを介して架橋された構造を有する。   Thus, the resin composition 33 has a structure crosslinked through at least one of oxygen and nitrogen.

前記のように樹脂組成物33が反応性樹脂とPTC特性を発現する被反応性樹脂とを含むことにより、反応性樹脂の接着力と結合力により導電体が捕捉され、さらに反応性樹脂と被反応性樹脂との結合力により、繊維状導電体39による導電パスが安定化する。   As described above, when the resin composition 33 includes the reactive resin and the reactive resin exhibiting the PTC characteristic, the conductor is captured by the adhesive force and bonding force of the reactive resin, and the reactive resin and the coated resin are further captured. The conductive path by the fibrous conductor 39 is stabilized by the bonding force with the reactive resin.

自動車用座席装置のように発熱温度が40〜50℃と比較的低い場合には、PTC特性を発現する被反応樹脂として、低融点の樹脂である変性オレフィン系樹脂、例えばエチレン酢酸ビニル共重合体、エチレンアクリル酸エチル共重合体、エチレンメタクリル酸メチル共重合体、エチレンメタクリル酸共重合体、エチレンアクリル酸ブチル等のエステル系のエチレンコポリマーを用いることが好ましい。   When the heat generation temperature is relatively low as 40 to 50 ° C. as in an automobile seat device, a modified olefin resin that is a low melting point resin such as ethylene vinyl acetate copolymer is used as a reaction resin that exhibits PTC characteristics. It is preferable to use ester-based ethylene copolymers such as ethylene ethyl acrylate copolymer, ethylene methyl methacrylate copolymer, ethylene methacrylic acid copolymer, and ethylene butyl acrylate.

上述の樹脂組成物33の被反応性樹脂と反応性樹脂は、それぞれ単独でも複合でも用いることが可能で目標とするPTC特性に応じて適宜選択される。また、それ以外に、PTC特性の経時変化の許容範囲に応じて、反応性樹脂、被反応性樹脂単独でも用いることも可能である。   The reactive resin and the reactive resin of the resin composition 33 described above can be used alone or in combination, and are appropriately selected according to the target PTC characteristics. In addition, it is also possible to use a reactive resin or a reactive resin alone depending on the allowable range of change with time in PTC characteristics.

また、樹脂組成物33の架橋反応は反応性樹脂を用いたが、反応性樹脂とは異なる架橋剤を用いることもできる。   Moreover, although the reactive resin was used for the crosslinking reaction of the resin composition 33, the crosslinking agent different from reactive resin can also be used.

さらに、電子線などの架橋手段を用いることもできる。その場合は、上述の官能基を持たない被反応性樹脂が適用可能であり、また、反応性樹脂を用いる必要はない。   Furthermore, crosslinking means such as an electron beam can be used. In that case, the above-described reactive resin having no functional group is applicable, and it is not necessary to use a reactive resin.

また、高分子抵抗体4の樹脂組成物33に耐液性樹脂を含有させることが好ましい。これにより、高分子抵抗体4に耐液性を持たせることができる。   Moreover, it is preferable to make the resin composition 33 of the polymer resistor 4 contain a liquid-resistant resin. Thereby, the polymer resistor 4 can be given liquid resistance.

耐液性とは、無極性オイルであるエンジンオイルや極性オイルであるブレーキオイル等のオイル類や、低分子溶剤であるシンナーなどの有機溶剤等の液体の化学物質が接触した時の抵抗値安定性が高いことを意味している。   Liquid resistance refers to stable resistance when liquid chemicals such as engine oil, which is nonpolar oil, brake oil, which is polar oil, and organic solvents, such as thinner, which is a low molecular weight solvent, are in contact with each other. It means that the nature is high.

上述の液体の化学物質が高分子抵抗体4と接触すると、非晶質の樹脂を多く含む樹脂組成物33は容易に膨潤して比容積が変化し、導電体の導電パスが切断されて抵抗値が上昇する傾向を示す。   When the above-mentioned liquid chemical substance comes into contact with the polymer resistor 4, the resin composition 33 containing a large amount of amorphous resin easily swells and changes its specific volume, and the conductive path of the conductor is cut to cause resistance. Shows a trend of increasing values.

この現象は熱による比容積の変化(PTC特性)と同様である。しかしながら、耐液性のない樹脂組成物を高分子抵抗体4として用い、液体の化学物質で膨潤させた場合、高分子抵抗体4は初期の抵抗値に回復しないか、あるいは回復に時間を要し、発熱性能が低下する。   This phenomenon is similar to the change in specific volume due to heat (PTC characteristics). However, when a resin composition having no liquid resistance is used as the polymer resistor 4 and swollen with a liquid chemical substance, the polymer resistor 4 does not recover to the initial resistance value, or it takes time to recover. However, the heat generation performance decreases.

そのため、樹脂組成物33に、結晶性の高い耐液性樹脂を添加し、PTC特性を発現する被反応性樹脂と導電体と耐液性樹脂とを一部化学的に結合させる。その結果、樹脂組成物33の膨潤は抑制され、高分子抵抗体4の耐液性が大幅に向上する。   Therefore, a liquid-resistant resin with high crystallinity is added to the resin composition 33, and the reactive resin, the conductor, and the liquid-resistant resin that express PTC characteristics are partially chemically bonded. As a result, swelling of the resin composition 33 is suppressed, and the liquid resistance of the polymer resistor 4 is greatly improved.

耐液性樹脂としては、エチレン−ビニルアルコール共重合体、熱可塑性ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリプロピレン樹脂、アイオノマーの1種を単独もしくは組み合わせて用いることができる。   As the liquid resistant resin, one of ethylene-vinyl alcohol copolymer, thermoplastic polyester resin, polyamide resin, polypropylene resin, and ionomer can be used alone or in combination.

これら耐液性樹脂は、耐液性だけではなく、樹脂組成物33の柔軟性の低下は抑制され、高分子抵抗体4の柔軟性を維持することができる。   These liquid-resistant resins are not only liquid-resistant, but also a decrease in flexibility of the resin composition 33 is suppressed, and the flexibility of the polymer resistor 4 can be maintained.

耐液性樹脂の添加量は樹脂組成物33に対して10重量%以上であれば、液体の化学物質に対する耐液性が向上する。   When the addition amount of the liquid-resistant resin is 10% by weight or more with respect to the resin composition 33, the liquid resistance to the liquid chemical substance is improved.

しかしながら、耐液性樹脂が多くなると高分子抵抗体4自体が硬くなる傾向を示し、柔軟性が低下し、また導電体が耐液性樹脂に捕捉され、温度が上昇しても導電パスが切断されにくくなり、PTC特性が低下する。   However, when the amount of the liquid-resistant resin increases, the polymer resistor 4 itself tends to be hard, the flexibility is lowered, and the conductor is trapped by the liquid-resistant resin, and the conductive path is cut even if the temperature rises. It becomes difficult to be done, and the PTC characteristic deteriorates.

したがって、高分子抵抗体の柔軟性とPTC特性、耐液性を満足させるために耐液性樹脂の添加量は、10〜70重量%が好ましく、30〜50重量%が最良である。   Therefore, in order to satisfy the flexibility, PTC characteristics, and liquid resistance of the polymer resistor, the addition amount of the liquid-resistant resin is preferably 10 to 70% by weight, and most preferably 30 to 50% by weight.

耐液性樹脂を含まない高分子抵抗体4と上述の各種耐液性樹脂50重量%を含む高分子抵抗体5に、上述の液体の化学物質を滴下して24時間後に通電を24時間行い、その後室温に24時間放置した場合の試験前後の抵抗値は、耐液性樹脂を含まない高分子抵抗体5が200〜300倍増加したのに対し、耐液性を含む高分子抵抗体4はいずれも1.5〜3倍であり良好な結果を得た。   The above-described liquid chemical substance is dropped on the polymer resistor 4 containing no liquid-resistant resin and the polymer resistor 5 containing 50% by weight of the various liquid-resistant resins, and energized for 24 hours after 24 hours. Then, the resistance value before and after the test when left at room temperature for 24 hours increased by 200 to 300 times for the polymer resistor 5 not containing the liquid-resistant resin, whereas the polymer resistor 4 containing the liquid-resistant material was used. Were 1.5 to 3 times, and good results were obtained.

この結果より、耐液性樹脂を高分子抵抗体4に添加することで、エンジンオイル、有機溶剤、飲料などの液体の化学物質による高分子抵抗体4を構成する樹脂組成物33の膨潤を抑制していることがわかる。これにより、高分子抵抗体4の抵抗値の安定性が確保され、面状発熱体1として高い耐久性、信頼性が得られる。   From this result, by adding a liquid-resistant resin to the polymer resistor 4, the swelling of the resin composition 33 constituting the polymer resistor 4 due to liquid chemical substances such as engine oil, organic solvents, and beverages is suppressed. You can see that Thereby, stability of the resistance value of the polymer resistor 4 is ensured, and high durability and reliability are obtained as the planar heating element 1.

また、自動車用座席に組み込まれるカーシートヒータとして、面状発熱体1は着座感や難燃性を満足することができる。着座感は、紙のような音鳴り感がなく、座席表皮材と同等の伸び特性、すなわち5%の伸びに対して7kgf以下の荷重であることで満足できる。   In addition, as a car seat heater incorporated in an automobile seat, the planar heating element 1 can satisfy a seating feeling and flame retardancy. The seating sensation is satisfactory because there is no squeaking like paper and an elongation characteristic equivalent to that of the seat skin material, that is, a load of 7 kgf or less for an elongation of 5%.

またPTC特性のない発熱体に比べて、PTC特性を有する面状発熱体1は速熱性と省エネ性とを発揮することができる。PTC特性のない発熱体は、温度制御器を必要し、温度制御器はオン−オフ(ON−OFF)制御で通電を制御して発熱温度を制御している。特に、線条発熱線を用いたPTC特性のない発熱体の場合、線条発熱線間の低温部を回避するため、ON時の発熱体温度を約80℃まで上昇させており、表皮10とはある程度の距離をおいて配置する必要がある。   In addition, the planar heating element 1 having the PTC characteristic can exhibit quick heat and energy saving as compared with the heating element having no PTC characteristic. A heating element having no PTC characteristic requires a temperature controller, and the temperature controller controls the heat generation temperature by controlling energization by ON-OFF control. In particular, in the case of a heating element having a PTC characteristic using a filament heating wire, the heating element temperature at the time of ON is raised to about 80 ° C. in order to avoid a low temperature portion between the filament heating wires. Need to be placed at some distance.

これに対し面状発熱体1では、発熱体温度が40℃〜45℃の範囲に自己制御される。そのため、表皮10の近傍に近接して配置することができる。面状発熱体1は発熱体温度が低く、表皮10の近傍に配置されることより、速熱性と外部への放熱ロスを低減できる。そのため省エネルギー性を実現できる。   On the other hand, in the planar heating element 1, the heating element temperature is self-controlled within the range of 40 ° C to 45 ° C. Therefore, it can be arranged close to the vicinity of the skin 10. The sheet heating element 1 has a low heating element temperature and is disposed in the vicinity of the skin 10, so that it is possible to reduce the rapid heating property and heat dissipation loss to the outside. Therefore, energy saving can be realized.

上述したように、本実施の形態の面状発熱体1は、従来の面状発熱体が基材と電極と高分子抵抗体と熱融着性樹脂と被覆材との5〜6層構造で構成されているのに対して、面状発熱体1は電気絶縁性基材2と1対の線条電極3と高分子抵抗体4との3層構造で構成している。   As described above, in the planar heating element 1 of the present embodiment, the conventional planar heating element has a 5-6 layer structure of a base material, an electrode, a polymer resistor, a heat-fusible resin, and a coating material. On the other hand, the planar heating element 1 has a three-layer structure including an electrically insulating substrate 2, a pair of filament electrodes 3, and a polymer resistor 4.

この簡素な構成により、外力が加わってもその外力の規制が少なくなるので柔軟性を発揮しやすくなる。   With this simple configuration, even when an external force is applied, the restriction of the external force is reduced, and thus flexibility is easily exhibited.

したがって、カーシートヒータとして用いた際に外力を受けても柔軟性が高いので容易に変形し、従来のように折り皺が原因で起こる高分子抵抗体の亀裂や剥離が防止される。   Therefore, even when subjected to an external force when used as a car seat heater, it is highly flexible and easily deformed, and cracking and peeling of the polymer resistor caused by creases as in the prior art are prevented.

また、面状発熱体1は3層の簡素な構成で作製することができるので生産性に優れ、かつ面状発熱体1を構成する材料費が少なくなる。その結果、低コストで生産できる。   Further, the planar heating element 1 can be manufactured with a simple configuration of three layers, so that the productivity is excellent and the material cost for configuring the planar heating element 1 is reduced. As a result, it can be produced at low cost.

また、高分子抵抗体4を挟んで通気性のないポリエステルシートなどの樹脂フィルムを用いていないので従来の面状発熱体のようにカーシートヒータやハンドルヒータに用いられた場合に湿気がこもりやすいという課題が解決され、長時間使用しても初期と同等の着座感や手触り感が得られ、快適な暖房効果が得られる。   Further, since a resin film such as a non-breathable polyester sheet is not used with the polymer resistor 4 interposed therebetween, moisture is likely to be trapped when used for a car seat heater or a handle heater as in a conventional sheet heating element. This solves the problem, and even when used for a long time, a seating feeling and a touch feeling equivalent to those in the initial stage can be obtained, and a comfortable heating effect can be obtained.

また、電極は線条で構成されているので従来の複雑な櫛形電極とは異なり、簡素な構成とすることができる。   In addition, since the electrodes are composed of filaments, they can be configured simply, unlike the conventional complicated comb electrodes.

したがって、電極材料の低コスト化が図れるとともに、カーシートヒータとして用いた際に外力が加わっても電極の皺の発生が抑制され、電極の破損を防止することができ、耐久性に優れた面状発熱体1が得られる。   Therefore, the cost of the electrode material can be reduced, and even when an external force is applied when used as a car seat heater, the generation of electrode wrinkles is suppressed, and the electrode can be prevented from being damaged, and has excellent durability. A heating element 1 is obtained.

線条電極3は、金属導線と金属編組導線の少なくとも1種で構成される。これらの材料は、電気基材絶縁性2への縫製加工が容易であり、生産性が高い。   The wire electrode 3 is composed of at least one of a metal conductor and a metal braided conductor. These materials are easy to sew to the electric base material insulation 2 and have high productivity.

また、金属導線、金属編組導線の材質、形状の選択範囲が広がる。また、金属導線、金属編組導線は可撓性に優れ、かつ機械的強度が高いので面状発熱体の伸び、屈曲、変形などを繰り返しても長期にわたり耐え得る。   Moreover, the selection range of the material and shape of the metal conductor and the metal braided conductor is expanded. Further, since the metal conductor and the metal braided conductor are excellent in flexibility and have high mechanical strength, they can endure for a long period of time even if the planar heating element is repeatedly stretched, bent, or deformed.

線条電極3の抵抗は、できるだけ低く、線条電極3での電圧ドロップが小さいことが好ましい。   The resistance of the line electrode 3 is preferably as low as possible, and the voltage drop at the line electrode 3 is preferably small.

線条電極3は、面状発熱体1に印加する電圧の電圧ドロップが1V以下となる抵抗値が適しており、抵抗値で表現すれば1Ω/m以下がよい。   The linear electrode 3 has a suitable resistance value at which the voltage drop of the voltage applied to the planar heating element 1 is 1 V or less, and is preferably 1 Ω / m or less in terms of the resistance value.

また、線条電極3の線径は、大きいと面状発熱体1に凹凸が形成され、着座感が損なわれるため、直径1mm以下が好ましく、さらにより快適な着座感を実現するには直径0.5mm以下がよい。   Further, if the wire diameter of the filament electrode 3 is large, irregularities are formed on the planar heating element 1 and the seating feeling is impaired. Therefore, the diameter is preferably 1 mm or less, and in order to realize a more comfortable seating feeling, the diameter 0 .5 mm or less is preferable.

この抵抗値を実現する材料は、銅、錫メッキを施した銅、銅−銀合金の単線、撚り線、編組線が挙げられる。特に、機械的強度の点では引っ張り強度の高い銅−銀のそれらを用いることが好ましい。   Examples of the material that realizes the resistance value include copper, tin-plated copper, copper-silver alloy single wire, stranded wire, and braided wire. Particularly, in terms of mechanical strength, it is preferable to use copper-silver having high tensile strength.

線条電極3は、主成分が樹脂組成物と導電体とからなる導電性被覆6を有している。樹脂組成物としては、高分子抵抗体5と同様、変性オレフィン系樹脂、例えばエチレン酢酸ビニル共重合体、エチレンアクリル酸エチル共重合体、エチレンメタクリル酸メチル共重合体、エチレンメタクリル酸共重合体、エチレンアクリル酸ブチル等のエステル系のエチレンコポリマーや上述した反応性樹脂と、それぞれ単独もしくは複合でも用いることが可能である。   The linear electrode 3 has a conductive coating 6 whose main components are a resin composition and a conductor. As the resin composition, similarly to the polymer resistor 5, a modified olefin resin such as ethylene vinyl acetate copolymer, ethylene ethyl acrylate copolymer, ethylene methyl methacrylate copolymer, ethylene methacrylic acid copolymer, It can be used alone or in combination with an ester-based ethylene copolymer such as ethylene butyl acrylate or the above-described reactive resin.

また、導電性を付与する導電体としては、カーボンブラック、グラファイト、酸化チタンに錫メッキしてアンチモンドープした導電性セラミック繊維、チタン酸カリウム系の導電性セラミックウィスカ、銅やアルミニウムなどの金属繊維、表面に導電層が形成された金属メッキガラス繊維、カーボン繊維、カーボンナノチューブ、さらにはポリアニリンなどからなる繊維状の導電性ポリマー、表面に導電層が形成されたマイカフレークなどのセラミックフレーク、銅やアルミニウムなどの金属フレーク、さらには鱗片状黒鉛などを用いることができる。   In addition, as a conductor to impart conductivity, carbon black, graphite, conductive ceramic fibers tin-plated titanium oxide and doped with antimony, potassium titanate-based conductive ceramic whiskers, metal fibers such as copper and aluminum, Metal-plated glass fibers, carbon fibers, carbon nanotubes with a conductive layer formed on the surface, fibrous conductive polymers such as polyaniline, ceramic flakes such as mica flakes with a conductive layer formed on the surface, copper and aluminum Metal flakes such as flaky graphite can be used.

自動車用座席装置等に用いられるヒータは米国自動車用内装材難燃規格FMVSS302規格の難燃性を満足する必要があり、具体的には以下の条件のいずれかを満たせば難燃性が実現可能となる。   Heaters used in automotive seating equipment and the like must satisfy the flame retardancy of the US automotive interior material flame retardant standard FMVSS302. Specifically, if any of the following conditions is met, flame retardancy can be achieved. It becomes.

(1)ガスの炎で試験品の端面をあぶり、60秒後に前記ガスの炎を消すと、高分子抵抗体5は焦げても試験品自体は燃えない。   (1) When the end face of the test product is blown with a gas flame and the gas flame is extinguished after 60 seconds, the test sample itself does not burn even if the polymer resistor 5 is burnt.

(2)ガスの炎で試験品の端面をあぶり、試験品に一旦火がついても60秒以内、しかも2インチ以内で消火する。   (2) The end face of the test product is blown with a gas flame, and once the test product is lit, the fire is extinguished within 60 seconds and within 2 inches.

(3)ガスの炎で試験品の端面をあぶり、試験品に着火しても表面から厚さ1/2インチの領域で、炎が4インチ/分以上の速度で進行しない。   (3) Even if the end face of the test product is blown by a gas flame and the test product is ignited, the flame does not proceed at a speed of 4 inches / minute or more in the region of 1/2 inch thickness from the surface.

以上の難燃性は、高分子抵抗体4や導電性被覆6、電気絶縁性基材2に難燃剤を含有させることで実現できる。   The above flame retardancy can be realized by adding a flame retardant to the polymer resistor 4, the conductive coating 6, and the electrically insulating substrate 2.

難燃剤としては、リン酸アンモニウムやトリクレジルホスフェートなどのリン系難燃剤や、メラミン、グアニジン、グアニル尿素などの窒素系難燃剤や、シリコーン系化合物の単独あるいはこれらの組み合わせで用いることができる。   As the flame retardant, a phosphorus flame retardant such as ammonium phosphate or tricresyl phosphate, a nitrogen flame retardant such as melamine, guanidine, guanylurea, or a silicone compound alone or a combination thereof can be used.

また、水酸化マグネシウムや三酸化アンチモンなどの無機系難燃剤や臭素系や塩素系などのハロゲン系難燃剤を用いることができる。   Further, inorganic flame retardants such as magnesium hydroxide and antimony trioxide and halogen flame retardants such as bromine and chlorine can be used.

これらの難燃剤を高分子抵抗体4や導電性被覆6、電気絶縁性基材2に含有させることにより、上述の難燃性の条件が満たされ、面状発熱体1として優れた難燃性が実現するため、自動車用座席装置の暖房用として装着される面状発熱体1やその応用商品の安全性を
高めることができる。
By containing these flame retardants in the polymer resistor 4, the conductive coating 6, and the electrically insulating substrate 2, the above-described flame retardant conditions are satisfied, and the flame retardant excellent as the planar heating element 1 is achieved. Therefore, it is possible to improve the safety of the planar heating element 1 mounted for heating the seat device for automobiles and its applied products.

また、難燃剤は、特に、常温で液状、または混練温度で融解する融点を有するものがよく、リン系、窒素系、シリコーン系化合物の少なくとも1種を用いることにより、樹脂組成物33の柔軟性を高くすることができ、その結果、高分子抵抗体5も柔軟性を向上させることができる。   In addition, the flame retardant is particularly preferably a liquid that is liquid at room temperature or has a melting point that melts at a kneading temperature. By using at least one of a phosphorus-based, nitrogen-based, and silicone-based compound, the flexibility of the resin composition 33 is improved. As a result, the polymer resistor 5 can also improve flexibility.

これにより、電気絶縁性基材2の有する柔軟性を損なうことがなく、難燃性を付与することができ、面状発熱体1としての機械的な耐久性、信頼性が確保される。   Thereby, the flexibility which the electrically insulating base material 2 has is not impaired, a flame retardance can be provided, and the mechanical durability and reliability as the planar heating element 1 are ensured.

難燃剤の添加量は導電性被覆6の組成全体で決定される。難燃剤が少なくなると難燃性が劣り、上述の難燃性の条件を満足しない。   The amount of flame retardant added is determined by the overall composition of the conductive coating 6. When the flame retardant is decreased, the flame retardancy is inferior, and the above-described flame retardant conditions are not satisfied.

その点から、難燃剤の添加量は高分子抵抗体5の組成物に対して、5重量%以上であればよい。しかしながら、難燃剤の添加量が多くなると、樹脂組成物33と導電体の組成バランスが悪くなり、導高分子抵抗体5の比抵抗が高くなることやPTC特性が悪くなるため、好ましくは10〜30重量%、最良は15〜25重量%の範囲である。   From this point, the amount of the flame retardant added may be 5% by weight or more with respect to the composition of the polymer resistor 5. However, when the amount of the flame retardant added is increased, the composition balance between the resin composition 33 and the conductor is deteriorated, the specific resistance of the conductive polymer resistor 5 is increased, and the PTC characteristics are deteriorated. 30% by weight, best is in the range 15-25% by weight.

また、導電性被覆6の導電体として難燃性の導電体を使用することにより、難燃性を導電性被覆6に付与することができる。難燃性の導電体としては金属、金属酸化物、金属炭化物、金属窒化物、金属ホウ化物などが上げられる。   Further, by using a flame retardant conductor as the conductor of the conductive coating 6, flame resistance can be imparted to the conductive coating 6. Examples of the flame retardant conductor include metals, metal oxides, metal carbides, metal nitrides, and metal borides.

具体的には、酸化チタンに錫メッキしてアンチモンドープした導電性セラミック繊維、チタン酸カリウム系の導電性セラミックウィスカ、銅やアルミニウムなどの金属繊維、表面に導電層が形成された金属メッキガラス繊維、表面に導電層が形成されたマイカフレークなどのセラミックフレーク、銅やアルミニウムなどの金属フレークなどが使用可能である。   Specifically, conductive ceramic fibers tin-plated on titanium oxide and doped with antimony, conductive ceramic whiskers based on potassium titanate, metal fibers such as copper and aluminum, and metal-plated glass fibers with a conductive layer formed on the surface Ceramic flakes such as mica flakes having a conductive layer formed on the surface, metal flakes such as copper and aluminum, and the like can be used.

また、線条電極3に導電性被覆を有した構成とすることにより、外力加えられた場合、特に屈曲などの過酷なストレスが加えられても線条電極を保護し、線条電極の断線を防止することができる。   In addition, since the filament electrode 3 has a conductive coating, when an external force is applied, the filament electrode is protected even when severe stress such as bending is applied, and the filament electrode is disconnected. Can be prevented.

特に図3,4に示すように面状発熱体1が自動車用座席装置の暖房熱源として用いられた場合などは、人の荷重による強いストレスがかかるため線条電極3の耐久性が必要となってくる。   In particular, when the planar heating element 1 is used as a heating heat source of an automobile seat device, as shown in FIGS. 3 and 4, durability of the line electrode 3 is required because a strong stress is applied by a human load. Come.

図7は線条電極3の屈曲に対する耐久性を評価した結果である。図に示すようにヘッド11と台12との間に線条電極3を縫製した電気絶縁性基材2を設置し、電気絶縁性基材2の両端を固定してヘッド11を上下させて180°屈曲させ、線条電極3の抵抗値の変化から耐久性を評価した。   FIG. 7 shows the results of evaluating the durability of the linear electrode 3 against bending. As shown in the figure, an electrically insulating base material 2 in which the filament electrodes 3 are sewn is installed between the head 11 and the base 12, both ends of the electrically insulating base material 2 are fixed, and the head 11 is moved up and down 180. The endurance was evaluated from the change in the resistance value of the filament electrode 3 by bending.

図6において抵抗値の変化率の増加は、線条電極の断線が進行していることを示す。線条電極は直径0.06mmの素線19本の撚り線のみの場合、(A)と同撚り線に導電性被覆6を設けた場合(B)について評価した。   In FIG. 6, an increase in the rate of change of the resistance value indicates that the wire electrodes are broken. In the case where the filament electrode is only 19 strands having a diameter of 0.06 mm, the case (B) where the conductive coating 6 is provided on the same strand as (A) was evaluated.

撚り線のみの場合、(A)は屈曲回数約2000回程度で抵抗値が増大しているのに対し、撚り線に導電性被覆6を設けた場合(B)は約10000回まで変化が無く、導電性被覆6によって屈曲に対する耐久性が大幅に改善されている。   In the case of only a stranded wire, (A) increases the resistance value at about 2000 times of bending, whereas in the case where conductive coating 6 is provided on the stranded wire (B), there is no change up to about 10000 times. The durability against bending is greatly improved by the conductive coating 6.

したがって、面状発熱体1がカーシートとして用いられた場合などは、人の荷重による
屈曲などの過酷なストレスが加えられても線条電極を保護し、線条電極の断線を防止することができる。
Therefore, when the planar heating element 1 is used as a car seat, the filament electrode is protected even when severe stress such as bending due to a human load is applied, and the filament electrode can be prevented from being disconnected. it can.

電気絶縁性基材2は、例えばポリエステル繊維で作製されたニードルパンチタイプの不織布が用いられる。これ以外にポリエステル織布を用いてもよい。これらの電気絶縁性基材2は、面状発熱体1に柔軟性を付与し、外力が加わっても容易に変形して自動車用座席装置として用いた際の着座感を向上させる。   As the electrically insulating base material 2, for example, a needle punch type nonwoven fabric made of polyester fiber is used. Besides this, a polyester woven fabric may be used. These electrically insulating base materials 2 impart flexibility to the planar heating element 1 and easily deform even when an external force is applied, thereby improving the seating feeling when used as an automobile seat device.

特に、線条電極3を縫製により取り付ける場合は、縫製による電気絶縁性基材2の針孔から発生する亀裂の防止や柔軟性の点で上記の不織布、織布が最適である。   In particular, when the filament electrode 3 is attached by sewing, the above nonwoven fabric and woven fabric are optimal in terms of prevention of cracks generated from the needle holes of the electrically insulating base material 2 by sewing and flexibility.

線条電極3は、電気絶縁性基材2にミシン等で縫製されて取り付けられる。この方法で作製された構成によると、線条電極3は、電気絶縁性基材2に強固な固定と電気絶縁性基材2の変形に追従した変形が可能となり、機械的信頼性が向上する。   The filament electrode 3 is attached to the electrically insulating base material 2 by sewing with a sewing machine or the like. According to the structure produced by this method, the linear electrode 3 can be firmly fixed to the electrically insulating substrate 2 and can be deformed following the deformation of the electrically insulating substrate 2, thereby improving the mechanical reliability. .

また、電気絶縁性基材2への縫製は、糸5によって行われるので電極材料や形状の選択範囲が広がる。   Moreover, since the sewing to the electrically insulating base material 2 is performed by the thread 5, the selection range of the electrode material and the shape is expanded.

さらに、線条電極3は、従来の複雑な櫛形電極とは異なり、少なくとも直線状の1対の形状の簡素な構成とすることができるので材料費が廉価で低コスト化が図れる。   Furthermore, unlike the conventional complex comb-shaped electrode, the line electrode 3 can be a simple configuration having at least a straight pair of shapes, so that the material cost is low and the cost can be reduced.

また、自動車用座席装置の熱源として用いた際に外力が加わっても線条電極3の皺の発生が抑制され、電極の破損が防止される。   Moreover, even when an external force is applied when used as a heat source for an automobile seat device, generation of wrinkles on the line electrode 3 is suppressed, and damage to the electrode is prevented.

次に、面状発熱体1の作製方法について一例を述べる。   Next, an example of a method for manufacturing the planar heating element 1 will be described.

先ず、ポリエステル繊維の不織布からなる電気絶縁性基材2に直径0.05μmの銅―銀合金線19本を撚り線化したものを用い、ポリエステルの糸4で図1のA、Bで示す形状にミシンで縫製し、線条電極3を形成する。   First, the shape shown by A and B of FIG. 1 with the polyester thread | yarn 4 which used what twisted 19 copper-silver alloy wires with a diameter of 0.05 micrometer for the electrically insulating base material 2 which consists of a nonwoven fabric of a polyester fiber. The filament electrode 3 is formed by sewing with a sewing machine.

この時の1対の線条電極3の電極間距離は100mmとしている。次に、PTC特性を発現する被反応樹脂と耐液性樹脂と導電体とから混練物Aを作製し、反応性樹脂と難燃剤とからなる混練物Bを作製する。   The distance between the electrodes of the pair of filament electrodes 3 at this time is 100 mm. Next, a kneaded material A is prepared from the resin to be reacted that exhibits PTC characteristics, a liquid-resistant resin, and a conductor, and a kneaded material B including a reactive resin and a flame retardant is prepared.

そして、両者をさらに混練混合して押出装置に連結されたTダイまたは熱ロールより押し出してフィルム状に成型する。   Then, they are further kneaded and mixed and extruded from a T-die or a hot roll connected to an extrusion apparatus to form a film.

このようにして高分子抵抗体4が作製される。混練物A、混練物B、両者の混練は、熱ロール、ニーダー、2軸混練機などの装置で行われる。   In this way, the polymer resistor 4 is produced. The kneaded product A and the kneaded product B are kneaded with an apparatus such as a hot roll, a kneader, or a biaxial kneader.

高分子抵抗体4の厚みは、特に限定されるものではないが、柔軟性、材料コスト、適正な抵抗値、加重が加わった時の強さの点で20〜200μmが適切であり、望ましくは30〜100μmがよい。   The thickness of the polymer resistor 4 is not particularly limited, but 20 to 200 μm is appropriate in terms of flexibility, material cost, appropriate resistance value, and strength when a load is applied. 30-100 micrometers is good.

次に、フィルム状に成型され、押し出された高分子抵抗体4は、予め作製された線条電極3を取り付けた電気絶縁性基材2の線条電極3の存在する面と貼り合わされる。以上のようにして面状発熱体1が完成する。   Next, the polymer resistor 4 molded into a film and extruded is bonded to the surface of the electrically insulating substrate 2 to which the filament electrode 3 prepared in advance is present. The planar heating element 1 is completed as described above.

このように熱融着により線条電極3と高分子抵抗体4、電気絶縁性基材2と高分子抵抗体4とがそれぞれ接合されている。結果として、線条電極3は電気絶縁性基材2と高分子
抵抗体4との間に電気的に接続された状態で配置されている。
As described above, the linear electrode 3 and the polymer resistor 4, and the electrically insulating substrate 2 and the polymer resistor 4 are bonded to each other by heat fusion. As a result, the line electrode 3 is disposed in an electrically connected state between the electrically insulating substrate 2 and the polymer resistor 4.

高分子抵抗体4は、柔軟性のあるシートまたはフィルムとすることにより、面状発熱体1に外力が加わっても電気絶縁性基材2と同様に高分子抵抗体5自体が外力に応じて伸びや変形を起こすので高分子抵抗体4の亀裂や破断などの破損が防止され、優れた耐久性を実現する。   Since the polymer resistor 4 is a flexible sheet or film, the polymer resistor 5 itself responds to the external force in the same manner as the electrically insulating substrate 2 even if an external force is applied to the planar heating element 1. Since elongation and deformation occur, breakage such as cracks and breaks of the polymer resistor 4 is prevented, and excellent durability is realized.

また、高分子抵抗体4をシートまたはフィルム状に形成することにより、印刷膜の高分子抵抗体よりもその膜厚を厚くすることができ、線条電極3との電気的接続および機械的接合の信頼性が高くなる。   Further, by forming the polymer resistor 4 in the form of a sheet or film, the film thickness can be made thicker than the polymer resistor of the printed film, and electrical connection and mechanical joining with the line electrode 3 can be achieved. The reliability will be higher.

さらに、連続で押出成型される高分子抵抗体4を線条電極3が取り付けられた電気絶縁性基材2に貼り合わせながら接着加工できるので生産性に優れ、低コストが実現できる。   Furthermore, since the polymer resistor 4 continuously extruded can be bonded while being bonded to the electrically insulating substrate 2 to which the filament electrode 3 is attached, it is excellent in productivity and low cost can be realized.

また、高分子抵抗体4は、電気絶縁性基材2よりも伸びが同等かそれ以上とすることが好ましい。高分子抵抗体4の伸びを電気絶縁性基材2と同等かそれ以上とすることにより、機械的強度の強い電気絶縁性基材2が外力による伸びや変形を規制することができるのでより優れた耐久性、信頼性が得られる。   In addition, it is preferable that the polymer resistor 4 has an elongation equal to or greater than that of the electrically insulating substrate 2. By making the elongation of the polymer resistor 4 equal to or greater than that of the electrically insulating substrate 2, the electrically insulating substrate 2 having a high mechanical strength can regulate elongation and deformation due to external force, and thus is more excellent. Durability and reliability.

また、高分子抵抗体4を電気絶縁性基材2と線条電極3上に配置することにより、予め線条電極3が取り付けられた電気絶縁性基材2に高分子抵抗体4を貼り付ける製法を採用することができる。   Moreover, the polymer resistor 4 is affixed to the electrical insulating base material 2 to which the linear electrode 3 is previously attached by disposing the polymeric resistor 4 on the electrical insulating base material 2 and the linear electrode 3. A manufacturing method can be adopted.

この製法によれば、成型直後の高分子抵抗体4は温度が高い状態であるので容易に、かつ強固に線条電極3と電気絶縁性基材2に接着される。その結果、電気的接続、機械的接合が安定して得られる。   According to this manufacturing method, since the polymer resistor 4 immediately after molding is in a high temperature state, it is easily and firmly bonded to the linear electrode 3 and the electrically insulating substrate 2. As a result, electrical connection and mechanical joining can be obtained stably.

さらに、高分子抵抗体4を線条電極3に熱融着することにより、線条電極3の周囲に高分子抵抗体4の材料が移行し、線条電極3と高分子抵抗体4は点接着ではなく、面接着とすることができる。   Furthermore, by thermally fusing the polymer resistor 4 to the filament electrode 3, the material of the polymer resistor 4 is transferred around the filament electrode 3, and the filament electrode 3 and the polymer resistor 4 are dotted. Instead of bonding, surface bonding can be used.

その結果、線条電極3と高分子抵抗体4の機械的接合と電気的接続が強固になり、面状発熱体1として電気的、機械的に安定したものが得られる。   As a result, mechanical joining and electrical connection between the line electrode 3 and the polymer resistor 4 become strong, and an electrically and mechanically stable planar heating element 1 can be obtained.

以上のように構成された面状発熱体1を座部7や背もたれ8に、電気絶縁性基材2が表面側になるように配置して用いることが好適である。すなわち、電気絶縁性基材2によるクッション性で線条電極3の厚みや固さによる凹凸間が座面で感じられず、着座感や背もたれ感を損なうことがない。   The planar heating element 1 configured as described above is preferably used by being arranged on the seat portion 7 and the backrest 8 so that the electrically insulating base material 2 is on the surface side. That is, the cushioning property of the electrically insulating base material 2 makes it impossible to feel the unevenness due to the thickness and hardness of the line electrode 3 on the seating surface, and the seating feeling and the backrest feeling are not impaired.

また、電気絶縁性基材2に難燃性を付与した場合、この電気絶縁性基材2を表面側に配置することで燃焼における延焼が阻止でき、安全性の高い座席が得られる。   In addition, when flame resistance is imparted to the electrically insulating base material 2, it is possible to prevent the spread of fire in combustion by arranging the electrically insulating base material 2 on the surface side, and a highly safe seat is obtained.

本発明による面状発熱体は、電極が導電性被覆で保護され、屈曲などの強いストレスに対しても耐久性を有する。この面状発熱体は、例えば連続した曲面や平面の組み合わせ等のある器具の表面形状に装着可能であるため、暖房用ヒータとして自動車の座席、ハンドル、その他の暖房を必要とする電気床暖房などの器具に適用できる。また、生産性に優れ低コストが図れるので応用商品の適用範囲が拡大される。   In the planar heating element according to the present invention, the electrodes are protected by a conductive coating, and are durable against strong stress such as bending. Since this planar heating element can be mounted on the surface shape of an appliance having, for example, a continuous curved surface or a combination of flat surfaces, an automobile floor, a handle, and other electric floor heating that requires heating as a heater for heating, etc. Applicable to any apparatus. In addition, since the productivity is excellent and the cost can be reduced, the application range of applied products is expanded.

1 面状発熱体
2 電気絶縁性基材
3 線条電極
4 高分子抵抗体
6 導電性被覆
7 座部
8 背もたれ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Planar heating element 2 Electrically insulating base material 3 Line electrode 4 Polymer resistor 6 Conductive coating 7 Seat part 8 Backrest

Claims (8)

柔軟性を有する電気絶縁性基材と、主成分が樹脂組成物と導電体とからなる導電性被覆を有した少なくとも1対の線条電極と、主成分が樹脂組成物と導電体とからなる高分子抵抗体とからなり、前記高分子抵抗体が前記1対の線条電極と電気的に接続されるとともに、前記電気絶縁性基材および前記1対の線条電極と機械的に接合された構成の面状発熱体。 A flexible electrically insulating substrate, at least one pair of linear electrodes having a conductive coating composed mainly of a resin composition and a conductor, and a principal component consisting of a resin composition and a conductor A polymer resistor, and the polymer resistor is electrically connected to the pair of linear electrodes and mechanically joined to the electrically insulating substrate and the pair of linear electrodes. A planar heating element with a different configuration. 線条電極は、金属導線と金属編組導線の少なくとも1種で構成される請求項1記載の面状発熱体。 The planar heating element according to claim 1, wherein the filament electrode is composed of at least one of a metal conductor and a metal braided conductor. 導電性被覆は、以下の条件の少なくとも1つを満たす難燃性を有する請求項1記載の面状発熱体。
(1)ガスの炎で前記導電性被覆の端面をあぶり、60秒後に前記ガスの炎を消すと、前記シートは焦げても前記導電性被覆自体は燃えない。
(2)ガスの炎で前記導電性被覆の端面をあぶり、前記導電性被覆に一旦火がついても60秒以内、しかも2インチ以内で消火する。
(3)ガスの炎で前記導電性被覆の端面をあぶり、前記導電性被覆に着火しても表面から厚さ1/2インチの領域で、炎が4インチ/分以上の速度で進行しない。
The planar heating element according to claim 1, wherein the conductive coating has flame retardancy that satisfies at least one of the following conditions.
(1) If the end face of the conductive coating is blown with a gas flame and the gas flame is extinguished after 60 seconds, the conductive coating itself does not burn even if the sheet is burnt.
(2) The end face of the conductive coating is blown with a gas flame, and once the conductive coating is ignited, the fire is extinguished within 60 seconds and within 2 inches.
(3) The end face of the conductive coating is blown with a gas flame, and even if the conductive coating is ignited, the flame does not advance at a speed of 4 inches / minute or more in the region of 1/2 inch thickness from the surface.
難燃剤は、常温で液状、または混練温度で融解する融点を有するものであって、リン系、窒素系、シリコーン系化合物の少なくとも1種からなる請求項3記載の面状発熱体。 4. The planar heating element according to claim 3, wherein the flame retardant is liquid at normal temperature or has a melting point that melts at a kneading temperature, and is composed of at least one of a phosphorus-based, nitrogen-based, and silicone-based compound. 電気絶縁性基材は、以下の条件の少なくとも1つを満たす難燃性を有する請求項1記載の面状発熱体。
(1)ガスの炎で前記電気絶縁性基材の端面をあぶり、60秒後に前記ガスの炎を消すと、前記電気絶縁性基材は焦げても前記電気絶縁性基材自体は燃えない。
(2)ガスの炎で前記電気絶縁性基材の端面をあぶり、前記電気絶縁性基材に一旦火がついても60秒以内、しかも2インチ以内で消火する。
(3)ガスの炎で前記電気絶縁性基材の端面をあぶり、前記電気絶縁性基材に着火しても表面から厚さ1/2インチの領域で、炎が4インチ/分以上の速度で進行しない。
The planar heating element according to claim 1, wherein the electrically insulating substrate has flame retardancy that satisfies at least one of the following conditions.
(1) When the end face of the electrically insulating substrate is blown with a gas flame and the gas flame is extinguished after 60 seconds, the electrically insulating substrate itself does not burn even if the electrically insulating substrate is burnt.
(2) The end face of the electrically insulating substrate is blown with a gas flame, and the fire is extinguished within 60 seconds and within 2 inches even if the electrically insulating substrate is once ignited.
(3) The end face of the electrically insulating substrate is blown with a gas flame, and even when the electrically insulating substrate is ignited, the flame is at a speed of 4 inches / minute or more in a region of 1/2 inch thickness from the surface. Do not proceed with.
導電体は、金属、金属酸化物、金属炭化物、金属窒化物、金属ホウ化物の少なくとも1種からなる請求項1記載の面状発熱体。 The planar heating element according to claim 1, wherein the conductor is made of at least one of a metal, a metal oxide, a metal carbide, a metal nitride, and a metal boride. 請求項1〜6のいずれか1項に記載の面状発熱体を暖房用熱源として装着した自動車用座席装置。 An automobile seat device equipped with the planar heating element according to any one of claims 1 to 6 as a heating heat source. 電気絶縁性基材が座部および背もたれの表面側になるように面状発熱体を装着した請求項7記載の自動車用座席装置。 8. The vehicle seat apparatus according to claim 7, wherein a sheet heating element is mounted so that the electrically insulating base is on the surface side of the seat and the backrest.
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