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WO2004001775A1 - 柔軟性ptc発熱体とその製造方法 - Google Patents

柔軟性ptc発熱体とその製造方法 Download PDF

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WO2004001775A1
WO2004001775A1 PCT/JP2003/007600 JP0307600W WO2004001775A1 WO 2004001775 A1 WO2004001775 A1 WO 2004001775A1 JP 0307600 W JP0307600 W JP 0307600W WO 2004001775 A1 WO2004001775 A1 WO 2004001775A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
flexible
heating element
electrode
base material
ptc
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2003/007600
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Takahito Ishii
Keiko Yasui
Seishi Terakado
Kazuyuki Kohara
Mitsuru Yoneyama
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to EP03733429A priority patent/EP1544869A4/en
Priority to KR1020047020577A priority patent/KR100759648B1/ko
Priority to CA002489565A priority patent/CA2489565C/en
Priority to JP2004530920A priority patent/JP4349285B2/ja
Priority to AU2003241668A priority patent/AU2003241668A1/en
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    • H05B2203/029Heaters specially adapted for seat warmers

Definitions

  • the present invention relates to a flexible PTC heating element which is used in a power sheet heater, a steering wheel, and the like, has flexibility, can be attached to an arbitrary curved surface shape, and has a self-temperature adjusting function, and a method of manufacturing the same.
  • a conventional PTC heating element is composed of a pair of comb-shaped electrodes (hereinafter, electrodes) 201, 202 on a substrate 200, and a PTC resistor (hereinafter, resistor) 20 And 3.
  • the substrate 200 is made of a material having little or no flexibility, such as a ceramic plate or a polyester film subjected to an insulation treatment.
  • the electrodes 201 and 202 are obtained by printing and drying a conductive paste.
  • the resistor 203 is obtained by printing and drying PTC composition ink (hereinafter, PTC ink).
  • the base material 200 and the covering material 204 made of the same material as the base material 200 cover and protect the electrodes 201 and 202 and the PTC 203. In FIG. 41A, the resistor 203 and the covering 204 are partially cut away.
  • a polyester film is used as the base material 200 and the covering material 204, for example, a polyethylene-based heat-fusible resin is adhered to the covering material 204 in advance.
  • the base material 200, the electrodes 201, 202, the resistor 203, and the coating material 204 are joined.
  • PTC resistors are used as overcurrent protection elements or small, specially shaped heating elements, for example, to remove defrost and frost from door mirrors of automobiles, etc., and fixed so that mechanical stress such as bending is not applied. Have been.
  • terminals are required for power supply, but they are not shown.
  • a crystalline polymer It is made by dispersing a conductive polymer such as carbon black, metal powder, and graphite in a solvent.
  • a conductive polymer such as carbon black, metal powder, and graphite.
  • the resistance of the resistor 203 has a characteristic that the resistance value rises due to a rise in temperature, and when the temperature reaches a certain temperature, the resistance value sharply increases to perform self-temperature adjustment.
  • a resistance temperature characteristic is called a Positive Temperature Coefficient (PTC) characteristic
  • PTC resistor a resistor having this PTC characteristic
  • the conventional PTC heating element is formed on the base material 200, which has poor flexibility, as described above, it is incorporated into the force sheet and used for fitting to the body, handle, etc. It cannot be mounted on curved surfaces.
  • a flexible resin film such as a resin or an elastomer
  • it can be temporarily used as a flexible PTC heating element.
  • mechanical stress such as elongation
  • the electrodes 201 and 202 and the resistor 203 may be disconnected or cracked.
  • the manifestation of the PTC property is due to the change in the chain state of the conductive substance due to the thermal volume change of the crystalline polymer. Therefore, it is easy to imagine that the physical and mechanical dimensional changes of the base material significantly affect the properties of the PTC resistor. For this reason, a PTC heating element that has flexibility and that can withstand use in a practical environment where repeated bending loads are required has not been developed. Disclosure of the invention
  • the flexible PTC heating element of the present invention has an electrode by printing and a PCT resistor fed to the electrode, and has one of the following configurations.
  • the flexible substrate is made of a resin foam or a rubber material having an uneven surface.
  • the flexible base material has adhesiveness, and the flexible base material or the flexible covering material has a stretch regulating portion.
  • FIG. 1A is a partially cutaway plan view showing a configuration of a PTC heating element according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 1B is a cross-sectional view of the PTC heating element of FIG. 1A at the XY position.
  • FIG. 2 is a sectional view of a PTC heating element according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 3 is a sectional view of a PTC heating element according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 4 is a PTC according to Embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 5 is a sectional view of a PTC heating element according to Embodiment 6 of the present invention.
  • FIG. 6A is a partially cutaway plan view of a PTC heating element according to Embodiment 7 of the present invention. is there.
  • FIG. 6B is a cross-sectional view of the PTC heating element of FIG. 6A at the XY position.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a PTC heating element according to Embodiment 8 of the present invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of a PTC heating element according to Embodiment 9 of the present invention.
  • FIG. 9A is Embodiment 11 of the present invention. 1 is a partially cutaway plan view of a PTC heating element.
  • FIG. 9B is a cross-sectional view of the PTC heating element of FIG. 9A at the XY position.
  • FIG. 10 is a partially cutaway plan view of a PTC heating element according to Embodiment 12 of the present invention.
  • FIG. 11A is a partially cutaway plan view of a PTC heating element according to Embodiment 13 of the present invention.
  • FIG. 11B is a cross-sectional view of the PTC heating element of FIG. 11A at the XY position.
  • FIG. 12 is a partial cutout of a PTC heating element according to Embodiment 14 of the present invention. It is a chipped plan view.
  • FIG. 13 is a plan view of a PTC heating element according to Embodiment 15 of the present invention.
  • FIG. 14A is a partially cutaway plan view of the PTC heating element according to Embodiment 16 of the present invention. .
  • FIG. 14B is a cross-sectional view of the PTC heating element of FIG. 14A at the XY position.
  • FIG. 15A is a partially cutaway plan view of the PTC heating element according to Embodiment 17 of the present invention.
  • FIG. 15B is a cross-sectional view of the PTC heating element of FIG. 15A at the XY position.
  • FIG. 16 is a partially cutaway plan view of a PTC heating element according to Embodiment 18 of the present invention.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view of a PTC heating element according to Embodiment 19 of the present invention.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view of a PTC heating element according to Embodiment 20 of the present invention.
  • FIG. 19A is a partially cutaway plan view of a PTC heating element according to Embodiment 21 of the present invention.
  • FIG. 19B is a cross-sectional view of the PTC heating element of FIG. 19A at the XY position.
  • FIG. 20A is a partially cutaway plan view of a PTC heating element according to Embodiment 22 of the present invention.
  • FIG. 20B is a sectional view of a principal part of the PTC heating element of FIG. 2OA.
  • FIG. 21 is a partially cutaway plan view of a PTC heating element according to Embodiment 23 of the present invention.
  • FIG. 22 is a partially cutaway plan view of a PTC heating element according to Embodiment 24 of the present invention.
  • FIG. 23A is a partially cutaway plan view of a PTC heating element according to Embodiment 25 of the present invention.
  • FIG. 23B is a cross-sectional view of the PTC heating element of FIG. 23A at the XY position.
  • FIG. 24 is a cross-sectional view of a main part of a PTC heating element according to Embodiment 26 of the present invention.
  • FIG. 25A is a partially cutaway plan view of a PTC heating element according to Embodiment 27 of the present invention.
  • FIG. 25B is a cross-sectional view of the PTC heating element of FIG. 25A at the XY position.
  • FIG. 26 is a cross-sectional view of a PTC heating element according to Embodiment 28 of the present invention.
  • FIG. 27 is a deformation image diagram of the PTC heating element according to Embodiment 28 of the present invention.
  • FIG. 28 is a cross-sectional view of a PTC heating element according to Embodiment 29 of the present invention.
  • FIG. 29A is a partially cutaway plan view of the PTC heating element according to Embodiment 30 of the present invention.
  • FIG. 29B is a cross-sectional view of the PTC heating element of FIG. 29A at the XY position.
  • FIG. 3OA is a partially cutaway plan view of the PTC heating element according to Embodiment 31 of the present invention.
  • FIG. 30B is a cross-sectional view of the PTC heating element of FIG. 3OA at the XY position.
  • FIG. 31A is an image diagram of a flexible fiber substrate of a PTC heating element according to Embodiment 31 of the present invention.
  • FIG. 31B is a diagram showing a state in which the shape of the opening changes when the flexible fiber base material in FIG. 31A is deformed.
  • FIG. 32A is a partially cutaway plan view of a PTC heating element according to Embodiment 32 of the present invention.
  • FIG. 32B is a cross-sectional view of the PTC heating element of FIG. 32A at the XY position.
  • FIG. 33A is a partially cutaway plan view of the PTC heating element according to Embodiment 33 of the present invention.
  • FIG. 33B is a cross-sectional view of the PTC heating element of FIG. 33A at the XY position.
  • FIG. 34A is a partially cutaway plan view of the PTC heating element according to Embodiment 34 of the present invention.
  • FIG. 34B is a cross-sectional view of the PTC heating element of FIG. 34A at the XY position.
  • FIG. 34C is an enlarged sectional view of a main part of FIG. 34B.
  • FIG. 35A is a partially cutaway plan view of a PTC heating element according to Embodiment 35 of the present invention.
  • FIG. 35B is a cross-sectional view of the PTC heating element of FIG. 35A at the XY position.
  • FIG. 36 is a partially cutaway plan view of a PTC heating element according to Embodiment 36 of the present invention.
  • FIG. 37 is a partially cutaway plan view of a PTC heating element according to Embodiment 37 of the present invention.
  • FIG. 38A is a partially cutaway plan view of the PTC heating element according to Embodiment 38 of the present invention.
  • FIG. 38B is a cross-sectional view of the PTC heating element of FIG. 38A at the XY position.
  • FIG. 39A is a partially cutaway plan view of a PTC heating element according to Embodiment 39 of the present invention.
  • FIG. 39B is a cross-sectional view of the PTC heating element of FIG. 39A at the XY position.
  • FIG. 40A is a partially cutaway plan view of a PTC heating element according to Embodiment 40 of the present invention.
  • FIG. 40B is a cross-sectional view of the PTC heating element of FIG. 4OA at the XY position.
  • FIG. 41 shows flexible PTC heat generation in Embodiment 40 of the present invention. It is sectional drawing of the seat which incorporated the body.
  • FIG. 42A is a partially cutaway plan view of a conventional PTC heating element.
  • FIG. 42B is a cross-sectional view of the PTC heating element of FIG. 42A at the XY position.
  • FIG. 1A is a partially cutaway plan view showing a PTC heating element of the present embodiment.
  • FIG. 1B is a cross-sectional view at the XY position.
  • a flexible substrate (hereinafter, substrate) 1 has gas barrier properties and waterproofness, and is impregnated with a liquid such as ink. For example, it is configured by laminating a polyurethane non-woven hot melt film on the surface of a polyester nonwoven fabric made of long fibers.
  • the comb-shaped electrode (hereinafter, referred to as an electrode) 2 is obtained by screen-printing a conductive paste obtained by dispersing conductive particles such as silver or carbon black in a resin solution, followed by drying.
  • the PTC resistor (hereinafter referred to as “resistor”) 3 is obtained by screen printing PTC ink and drying. Since both the conductive paste and the PTC ink contain a flexible resin-based binder, the printed matter formed after drying has a certain degree of flexibility.
  • the flexible coating material (hereinafter, coating material) 4 has gas barrier properties and waterproofness, and covers the entire base material 1 to protect the electrode 2 and the resistor 3.
  • the coating material 4 is formed by bonding a polyester hot-melt film to the surface of a polyester non-woven fabric made of long fibers, and is adhered to the base material 1 on the polyester hot-melt film side.
  • the PTC ink is produced, for example, by the following procedure. A predetermined amount of an ethylene-vinyl acetate copolymer, a crystalline resin such as a polyethylene resin, a carbon black, and an affinity imparting agent such as a chemical cross-linking agent or a force-braking agent are kneaded. Thereafter, heat treatment is performed to obtain a kneaded material. Next, this was ground, and the ground product and acrylic-nitrile-butadiene rubber-based adhesive were used. With a flexible binder such as 3 rolls. Further dilute it with the solvent. Thus, a PTC ink is obtained.
  • the electrode 2 is configured in a comb shape. By doing so, power can be efficiently supplied to the resistor 3.
  • Excitation durability is one of the evaluations of flexibility as a force-seat heater.Assuming a human kneecap, a hemisphere with a diameter of 16.5 mm is pushed 50 mm from the force-seat seat surface. In this evaluation, it is required that the resistance change be less than 10% even if the number of vibrations is 1,000,000 or more.
  • the resistance value increases due to disconnection of the comb-shaped electrode after about 300,000 times.
  • the PCT heating element in the present embodiment using the substrate 1 having liquid impregnating property clears the target specification.
  • the number of times of vibration until the resistance value change reaches 10% is 1.3 million times.
  • the PCT heating element using the base material made of short fibers with further improved impregnating retention is favorable up to 300,000 times of vibration. As described above, the vibration durability is superior for the base material that is easily impregnated with the conductive paste and the PTC ink.
  • the polyurethane hot melt film forming the base material 1 has a melting point lower than the drying temperature of the conductive base forming the electrode 2 and the PTC ink forming the resistor 3. Specifically, the drying temperature of the conductive paste or the PTC ink is 150 ° C., and the melting point of the hot melt film is about 120. For this reason, the conductive paste and the PTC ink have fluidity at the temperature at which the hot melt film is bonded, and the base material 1 can be impregnated.
  • the electrode 2 and the resistor 3 are entirely covered with a base material 1 and a coating material 4 having gas barrier properties and waterproofness. As a result, contact with external air such as oxygen, water vapor, and moisture, which are deterioration factors, is reliably prevented. And provide a highly reliable PT c heating element. (Embodiment 2)
  • FIG. 2 is a sectional view showing a PTC heating element according to the second embodiment.
  • the configuration other than the base material is the same as that of the first embodiment.
  • the flexible covering is not shown.
  • the base material is made of an impregnated nonwoven fabric (hereinafter, nonwoven fabric) 5.
  • the nonwoven fabric 5 is obtained by impregnating a heat-resistant fiber nonwoven fabric (hereinafter, nonwoven fabric) 6 with an appropriate amount of a resin coating material and drying.
  • the nonwoven fabric 6 is a polyester nonwoven fabric made of fiber orthogonal fibers.
  • An electrode 2 formed by printing and drying a conductive paste on a nonwoven fabric 5, and a resistor 3 formed by printing and drying a PTC ink thereon.
  • the substrate is made of the nonwoven fabric 5
  • the conductive paste and the PTC resistor ink are prevented from penetrating during the production, and good screen printing can be performed. This ensures that the amount of coating and the resistance value are managed.
  • the print application amount depends on printing conditions such as the mesh of the plate and the viscosity of the ink. It is also greatly affected by the surface properties of the substrate 1, that is, the smoothness and impregnation of the surface.
  • the surface is adjusted by impregnating a suitable amount of a coating material, and then a conductive base or a PTC ink is applied by printing. By doing so, a stable coating amount is always ensured, and a PTC heating element of appropriate quality is provided. Also, by using a flexible resin for the coating material, the flexibility of the PTC heating element is not impaired.
  • the electrode 2 and the resistor 3 on the nonwoven fabric 5 have a configuration in which a polyester nonwoven fabric which is a base material is partially impregnated. As a result, the vibration durability is maintained.
  • the vibration durability is more excellent when a base material that is easily impregnated with the conductive paste PTC ink is used.
  • the amount of impregnation increases, the amount of conductive paste PTC ink applied increases, leading to an increase in cost.
  • the dispersion of coating becomes large, and it becomes difficult to exhibit reproducible PTC characteristics. Therefore appropriate It is preferable to adjust the impregnation amount in order to secure a proper application amount.
  • the base material is made of the impregnated nonwoven fabric 5, and the amount of the conductive base and the PTC ink applied is adjusted.
  • the nonwoven fabric 6 as the base material of the nonwoven fabric 5 is a long-fiber polyester nonwoven fabric, but is not necessarily limited to this. Natural fibers such as synthetic fibers such as polypropylene and nylon and cotton may be used.
  • the coating material is preferably a latex such as an acrylic resin, a urethane resin, an amide resin, an ester resin, an ester urethane resin, or a silicone resin.
  • a latex such as an acrylic resin, a urethane resin, an amide resin, an ester resin, an ester urethane resin, or a silicone resin.
  • These resins have flexibility, and the latex is obtained by emulsifying and dispersing a resin component in water or an organic solvent. These have good adhesion to polyester nonwoven fabric, and dried ones have heat resistance and do not adversely affect the PTC ink.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a PTC heating element according to the third embodiment. Note that the flexible covering material is not shown.
  • the difference from the second embodiment is that the nonwoven fabric 5 is replaced with an impregnated nonwoven fabric (hereinafter, referred to as a nonwoven fabric) 7.
  • the nonwoven fabric 7 has a configuration in which a heat-sealing film (hereinafter, film) 8 is attached on a heat-resistant fiber nonwoven fabric (hereinafter, nonwoven fabric) 6 such as polyester.
  • the heat-sealing film 8 regulates the impregnation and the application amount of the nonwoven fabric 6 with the conductive base and the PTC ink. Therefore, a stable and flexible PTC heating element with low quality variation can be obtained.
  • the thermal properties of film 8 are added to the PTC resistor. Therefore, PTC characteristics are improved depending on the type of film 8. Further, since the electrode 2 and the PTC resistor 3 are more reliably shielded from the outside air by the film 8, a flexible PTC heating element with high long-term reliability is provided.
  • a heat sealing film is used for the purpose of adjusting the impregnation.
  • the film 8 it is preferable to use an ethylene acetate pipe resin, a urethane resin, an ester resin, or an ester urethane resin. Like the resin-based coating material described in the second embodiment, these films 8 are flexible and do not adversely affect the PTC ink. In particular, it is preferable to use a urethane-based or ester-urethane-based resin because the PTC property is improved.
  • FIG. 4 is a sectional view of a PTC heating element according to the fourth embodiment. Note that the flexible covering material is not shown.
  • the difference between the present embodiment and the third embodiment is that the heat-resistant fiber nonwoven fabric serving as the base of the impregnation-adjusted nonwoven fabric 9 has a laminated structure in which spun pond 10 and spunlace 11 are bonded. It is in the point which did.
  • Span pond 10 alone may produce noise when deformed, but it is prevented by bonding with span lace 11. It also gives the PTC heating element a sense of volume and improves the feel.
  • Spun ponds and spunlace are types of nonwoven fabric preparation methods.
  • Span pond is a method in which fibers are directly fused and bonded by hot rolls (dots) using a hot roll (emboss) after spinning.
  • Spunlace is a method in which fibers are entangled by high-pressure water flow. is there.
  • the spanless 1 1 is Prevents noise due to its flexibility and bulk.
  • the heat-resistant fiber nonwoven fabric according to the third embodiment has a laminated structure in which a spun pound and a spun lace or a needle punch are laminated. The same effect can be obtained by applying such a heat-resistant fiber nonwoven fabric to the second embodiment.
  • the present embodiment is different from the fourth embodiment in that chemical pounds are used instead of spun pounds, and further, bonding with a spunlace or a twenty-one punch 11 is performed using an adhesive dot.
  • Chemical pond is one of the non-woven fabric manufacturing methods in which fibers are bonded with an adhesive (resin).
  • FIG. 5 is a sectional view of a PTC heating element according to the sixth embodiment.
  • the flexible base material hereinafter referred to as base material 12
  • a resin foam or a rubber sheet having an uneven shape on its surface is used as the flexible base material (hereinafter referred to as base material) 12.
  • Electrodes 2 and resistors 3 are formed on the surface by printing.
  • the flexible covering material formed thereon is not shown.
  • Resin foam is independent ⁇ Some are open-celled. In the case of closed cells, the cut surface is inevitably an uneven surface, and can be used as it is. In the case of open cells, the surface is coated with a coating material or the like to adjust the surface before use.
  • the resin foam is made of, for example, urethane or olefin-based thermoplastic elastomer foam. In the case of a rubber sheet, for example, irregularities are formed on the surface by giving a texture during molding.
  • the cross section of the electrode 2 and the resistor 3 formed on the surface by printing and drying has an uneven shape, as if shrinking. Therefore, the electrode 2 and the PTC resistor have a margin against elongation stress. Thus, the stress applied to the electrode 2 and the antibody 3 is reduced even when the base material 12 is elongated.
  • the substrate 12 has no restriction on elongation. For this reason, it is preferable that a flexible covering material (not shown) be provided with an action of regulating elongation.
  • the flexible substrate 13 is obtained by bonding a resin net 15 to the surface of a resin foam 14.
  • the resin net 15 is made of, for example, a fiber such as polyester, polypropylene, or polyamide.
  • the electrode 2 and the resistor 3 formed by printing on the surface are given an uneven cross-sectional shape, and have a margin against elongation stress.
  • Resin net 15 regulates the growth. Thereby, the electrode 2 and the resistor 3 are protected. Further, by selecting the material of the resin net 15, the electrode 2 and the resistor 3 formed by printing are impregnated, and a flexible PTC heating element having high vibration durability can be obtained.
  • FIG. 7 is a sectional view of a PTC heating element according to the eighth embodiment.
  • the flexible covering material (hereinafter referred to as covering material) 16 is made by coating a polyester resin latex.
  • the coating material 16 has adhesiveness to the flexible base material 1.
  • Other configurations are the same as those of the fourth embodiment.
  • the present invention may be applied to the first to third embodiments.
  • the electrode 2 and the resistor 3 are shielded from the outside air by coating a resin-based latex.
  • Water is often used as a solvent for the resin-based latex, and drying of the resin-based latex can be performed at 100 ° C. or less. Therefore, the manufactured PTC resistor has stable PTC characteristics with almost no change in resistance value, and a flexible PTC heater having good vibration resistance can be obtained. (Embodiment 9)
  • FIG. 8 is a sectional view of a PTC heating element according to the ninth embodiment.
  • the flexible covering material 17 is composed of a polyester-based nonwoven fabric (hereinafter referred to as nonwoven fabric) 18 and a heat-sealing film (hereinafter referred to as film) 19 adhered thereto.
  • the nonwoven fabric 18 is made of spunlace or the like.
  • the film 19 is made of a polyester heat sealing film or the like.
  • the flexible substrate 1, the electrode 2, the resistor 3, and the nonwoven fabric 18 are adhered via the film 19.
  • the configuration of the substrate 1 is the same as that of the fourth embodiment, but may be the same as that of the first to third embodiments.
  • the cross-sectional structure of the PTC heating element according to the tenth embodiment is the same as that of the ninth embodiment.
  • An adhesive is applied to the resin foam or the rubber sheet described as the base material in Embodiment 7 and used.
  • the description of the other structures is the same as that of the ninth embodiment.
  • the electrode 2 and the resistor 3 are shielded from the outside air, and the flexibility and softness of the resin foam or rubber sheet are imparted to the PTC heating element.
  • the PTC resistor has a high heat insulation state. For this reason, the human body sensation can be suppressed to an appropriate range, and the heat generation temperature of the PTC resistance antibody can be increased to suppress the power consumption during stable saturation.
  • the uneven shape 20 is provided by sipho processing over the entire PTC heating element.
  • the shipo processing is a processing method in which a hot plate having an uneven surface is pressed to make the cross-sectional shape uneven.
  • the flexible substrate 1 does not necessarily have to have ink impregnating properties. That is, a flexible film made of an ethylene vinyl acetate resin, a urethane resin, an ester resin, an ester urethane resin, or the like may be the same as the base material in the first to fourth embodiments.
  • FIG. 10 is a partially cutaway plan view of the PTC heating element according to Embodiment 12.
  • FIG. in the eleventh embodiment the unevenness is provided by siphoning, but in the present embodiment, stitching (stitching) is used. Other configurations are the same as those of the embodiment 11.
  • stitching stitching
  • Other configurations are the same as those of the embodiment 11.
  • the extension of the PTC heating element is regulated by the stitched portion 21, so that the electrode 2 and the resistor 3 are protected.
  • the seam is opened by the stitching process, but by covering with the resin-based latex described in the eighth embodiment, the electrode 2 and the resistor 3 are protected from the outside air.
  • Embodiments 1 to 5 and 8 to 12 a part of the electrode 2 and the resistor 3 is impregnated and arranged in the flexible base material. According to the sixth and seventh embodiments, the cross section of the electrode 2 and the resistor 3 is made uneven. Therefore, a flexible PTC heating element with high vibration durability and stable quality can be obtained.
  • FIG. 11A is a partially cut-away plan view showing the PTC heating element of the present embodiment
  • FIG. 11B is a cross-sectional view at the XY position.
  • a flexible substrate (hereinafter, substrate) 1 is impregnated with a liquid such as ink.
  • a liquid such as ink.
  • an opening 32 is provided in a polyester nonwoven fabric made of long fibers.
  • the resistor 3 is provided not on the entire surface but in a divided manner, and an opening 32 is provided between the resistors 3.
  • the openings 32 can be made by punching the base material 1 in advance.
  • the resistor 3 is not arranged, and the opening 32 is bent to provide flexibility to the PCT heating element.
  • the feeling of wearing when seated and the flexibility are improved.
  • the comfort is increased by blowing cool air from the opening 32.
  • a cut may be made in the main electrode of the electrode 2, or the electrode 2 located at the bent portion in the opening 32 may be subjected to sipho processing as in the embodiment 11. This can further increase flexibility.
  • the orthogonal fiber nonwoven fabric (hereinafter referred to as “nonwoven fabric”) 36 constituting the flexible base material is made of polyester filament fibers and has many openings 37.
  • a comb-shaped electrode (hereinafter referred to as an electrode) 2 and a PTC resistor (hereinafter referred to as a resistor) 3 are formed by printing on the nonwoven fabric 36.
  • the electrode 2 and the resistor 3 are formed in a state of being impregnated in the fibers of the nonwoven fabric 36, that is, in a state of being coated on each polyester filament.
  • the nonwoven fabric 36 has a structure with extremely excellent vibration durability, and constitutes a substrate having strong tensile strength. Further, it is preferable that the amount of the conductive base impregnated in the main electrode 38 of the electrode 2 be larger than that of the auxiliary electrode 39. In the case of a substrate having no liquid impregnating property, such as a polyester film, it is necessary to increase the printing width of the main electrode 2 in order to prevent a potential drop of the main electrode 2. In the present embodiment, the potential drop can be prevented without increasing the printing width by increasing the amount of impregnation of the conductive paste. Note that the flexible covering material is not shown.
  • the minimum required application amount of the auxiliary electrode 39 and the resistor 3 is sufficient.
  • the greater the amount of impregnation into the substrate the higher the vibration durability.
  • the amount of impregnation increases, the amount of conductive paste or PTC ink applied increases, and the cost increases.
  • the dispersion of coating becomes large, and it becomes difficult to exhibit reproducible PTC characteristics. Therefore, it is preferable to adjust the impregnation amount in order to secure an appropriate application amount.
  • the method described in the second and third embodiments can be used.
  • the bonding at the intersection of the nonwoven fabrics 36 is preferably performed with an adhesive rather than by heat.
  • an adhesive such as urethane Non-woven fabric material by using acrylic and acrylic copolymers It can exhibit its own flexibility.
  • a substrate having self-adhesive strength such as cotton fibers
  • no adhesive is required.
  • the nonwoven fabric 36 can be produced by arranging the fibers in the plane orthogonal direction in advance, and then spreading the fibers with a water flow to provide openings.
  • Embodiment 15 of the present invention will be described with reference to FIG.
  • the difference from FIG. 12 is that the main electrode 38 in FIG. 12 is configured by a metal conductive wire 40 such as a copper wire.
  • the nonwoven fabric 36 is manufactured by incorporating the conductive wire 40.
  • the conductive wire 40 and the auxiliary electrode 39 made of a conductive paste are electrically connected to each other by impregnating and fixing the conductive paste in the nonwoven fabric around the conductive wire 40.
  • main electrode 38 in Embodiment 14 is designed so as not to cause a potential drop in the length direction.
  • the main electrode 38 is made of silver paste, the larger the heater size, the higher the cost. Therefore, by making the main electrode a conductive wire 40, the cost is reduced even when the heater size is large.
  • the use of a covering material that covers the whole, such as a resin film impairs flexibility. Therefore, if a resin-based coating material such as resin latex is used as the flexible coating material, the entire periphery of the electrode 2 and the resistor 3 is coated while leaving the opening 37. Thus, the electrode 2 and the resistor 3 are shielded from the outside air, and the reliability is improved.
  • latex such as acrylic resin, urethane resin, amide resin, ester resin, ester urethane resin, and silicone resin is used. These latexes are obtained by emulsifying and dispersing a resin component in water or an organic solvent. The latex has good adhesion to polyester non-woven fabric and imparts flexibility, and dried one has heat resistance and PTC material. No adverse effect on the link. In particular, Urethane-based, ester-based, and silicone-based resin latexes are effective because they have the effect of improving PTC properties.
  • the flexible base material is a long-fiber polyester non-woven fabric, but is not necessarily limited to this. Natural fibers such as synthetic fibers such as polypropylene and nylon and cotton can also be used.
  • Embodiment 16 of the present invention will be described with reference to FIGS. 14A and 14B.
  • the difference from FIG. 13 is that a moisture absorber 41 having an opening is arranged on the PTC heating element so as to be in thermal contact with the PTC heating element.
  • the moisture absorber 41 absorbs moisture when the partial pressure of water vapor in the air is higher than the adsorption equilibrium vapor pressure. When the temperature rises, water vapor is released and regenerated.
  • the PTC heating element is used for regeneration of the moisture absorbent 41. When the moisture absorbent 41 is regenerated, it absorbs moisture again. The steam released during regeneration is used for humidification. In this way, the PTC heating element is used as a regenerative heat source as a dehumidifying / humidifying device. Using the PTC heat generator, the heat generation temperature is set to the regeneration temperature of the moisture absorber 41.
  • the moisture absorber 41 is not overheated, so that the reliability of the moisture absorber 41 is improved, and a highly safe dehumidifying / humidifying device is provided.
  • a dehumidifying / humidifying device By incorporating such a dehumidifying / humidifying device into a seat such as a power seat, in addition to the heating effect similar to Embodiments 13 to 15, stuffiness is removed and the effect is repeatedly reproduced. Can be.
  • the moisture absorber 41 absorbs the water-absorbent resin in a solution state onto the heat-resistant nonwoven fabric having openings, and then dries the water-absorbent resin onto the nonwoven fabric, and then absorbs the water-absorbent aqueous solution into the water-absorbent resin. Obtained by drying.
  • the heat-resistant nonwoven fabric is made of a material having a liquid absorbing property such as polyester.
  • the hygroscopic agent is composed of inorganic salts such as chlorinated calcium.
  • silica gel, zeolite, calcium chloride, and the like are known as the hygroscopic agent.
  • Silica gel and zeolite have a maximum moisture absorption of about 50% of their own weight, whereas inorganic salts such as calcium chloride Up to three times the weight.
  • Inorganic salts despite their high moisture absorption, are rarely used because they become liquid by absorbing moisture.
  • the inorganic salts are kept in a solid state by the water-absorbent resin even if they absorb moisture and become liquid.
  • the water-absorbing resin it is preferable to use any of a polyvinyl alcohol-based copolymer, a polyurethane-based copolymer, a polyalkylene oxide-based copolymer and the like.
  • Acrylic acid-based copolymer generally used absorbs water, but hardly absorbs an aqueous electrolyte solution such as an aqueous solution of an inorganic salt.
  • the copolymer described above absorbs sufficiently even with an aqueous electrolyte solution.
  • the inorganic salts lithium chloride, calcium chloride, and the like have strong hygroscopicity and are suitable, and lithium chloride and calcium chloride may be used in combination. The combination of these water-absorbent resins and inorganic salts can provide 1.5 times the moisture absorption of their own weight.
  • the PTC resistor may be configured to have the moisture absorber 41 as in the present embodiment.
  • the flexible mesh base material (hereinafter, base material) 51 has a deformable opening and has ink impregnating properties.
  • the base material 51 is made of a material such as cotton or polyester and has a mesh shape.
  • the flexible supporting substrate (hereinafter, “substrate”) 52 has ink impermeability and is joined to the substrate 51 by heat fusion and adhesion.
  • the base material 52 has a function as a barrier material that does not allow ink to pass through and a function to form the skeleton of the PTC heating element.
  • the base material 51 and the base material 52 form a flexible base material.
  • the base material 52 has been subjected to an ink impermeability treatment formed by impregnating a foam such as spunlace (nonwoven fabric), stretch material, or polyurethane foam with, for example, resin latex. Things.
  • the spun lace has a small basis weight and does not adhere flatly even if ink is impregnated, but impregnates and retains ink along the entanglement of fibers.
  • Stretch material is formed by impregnating spunlace with rubber-like latex, squeezing and drying.
  • a base material 5 1 and a base material 5 2 a comb-shaped electrode (hereinafter referred to as an electrode) 2, a PTC resistor (hereinafter referred to as a resistor) 3, a flexible covering material (hereinafter referred to as a covering material) make up 4.
  • the electrode 2 and the resistor 3 are the same as in the first embodiment.
  • the covering material 4 is made of, for example, a dry film such as a resin latex as in the eighth embodiment.
  • the base material 52 is disposed below the base material 51 on which the electrode 2 and the resistor 3 are printed.
  • the material of the base material 51 polyester, cotton, or a blend of both materials is used, but the material itself has ink impregnating properties to some extent. Polyester is lipophilic and cotton is hydrophilic. For this reason, ink escape occurs with the base material 51 alone.
  • the base material 52 prevents the ink from coming off, and the screen printability is improved.
  • the main PTC characteristics are generated by the resistor 3 impregnated and held in the substrate 51.
  • the electrodes 2 and the antibodies 3 were mainly printed on the substrate 51 corresponding to the mesh pattern, and the electrodes 2 and the resistors 3 were appropriately impregnated and held three-dimensionally in the substrate 51. It is in a state. Therefore, flexibility can be exhibited as in the first embodiment, and even when the base material 51 is stretched, a change in resistance value is suppressed to a minimum by deformation of the mesh opening. In the case where the electrodes 2 and the resistors 3 are printed in a plane as in the past, not only the flexibility cannot be exhibited, but also, for example, the resistance value increases by one digit at the time of 5% elongation and deformation. On the other hand, in the PTC heating element according to the present embodiment, the change in resistance value during 5% elongation deformation is suppressed to within 30%.
  • an ink impermeable layer is formed by using a span-lace nonwoven fabric or a resin foam in which ink is impregnated and held three-dimensionally.
  • the conductive paste that has passed through the substrate 51 And PTC inks are not three-dimensional but are dispersed and held in three dimensions. With this configuration, it is possible to minimize the influence of the PTC ink impregnated and held on the base material 52 on the PTC characteristics, and to maintain flexibility.
  • the shape of the opening is not limited to a square, but may be an arbitrary shape such as a circle or an ellipse. Among them, the opening shape is preferably a rhombus shape. With this configuration, apparently elongation is realized by deformation of the rhombus-shaped mesh without exerting any stress on the electrode 2 and the resistor 3 against elongation deformation, so that the resistance value stability is improved.
  • the ink of the electrode 2 and the resistor 3 is attached in a state of being entangled around the loose fiber and at the junction. For this reason, when the opening is deformed, it is easy to maintain the bonding between the materials constituting the electrode 2 and the resistor 3 attached to the fiber. That is, for example, in the substrate 51 composed of a spunlace type nonwoven fabric made of cotton or a blend of cotton and polyester, there are gaps and slack between the fibers.
  • the printed matter is formed in a state where the electrodes 2 and the resistors 3 printed and arranged there are not in the form of a film but have gaps and slack. Therefore, when elongation deformation is applied, the electrode 2 and the resistor 3 themselves do not elongate with the mesh structure, but rather elongate due to the deformation. You.
  • the vibration durability and the reliability against external deterioration factors such as oxygen are as good as in the first embodiment.
  • the base material 51 and the base material 52 are bonded together using a heat-sealing film made of a material such as polyurethane or polyester, an adhesive nonwoven fabric (adhesion core), or an adhesive.
  • a heat-sealing film made of a material such as polyurethane or polyester, an adhesive nonwoven fabric (adhesion core), or an adhesive.
  • the ink impermeable layer of the base material 52 is formed by forming a film using a resin-based coating material or by attaching a heat-sealing film. With this configuration, the ink impermeable layer can be formed specifically and easily.
  • a resin-based coating material a polyester resin, an acrylnitrile butadiene rubber-based resin, a polyester urethane-based resin, a styrene-butadiene rubber-based resin, an ether-type polyurethane-based resin, a polyurethane-based resin, and the like are preferable. These have good compatibility with the conductive paste and the PTC ink, and can exhibit the original PTC characteristics of the PTC resistor. On the other hand, some resin-based coating materials such as acrylic and silicon-based materials significantly deteriorate the PTC characteristics.
  • the conductive paste and PTC ink require a minimum required coating amount.
  • FIG. 16 is a partially cutaway plan view of a PTC heating element according to Embodiment 18 of the present invention.
  • Flexible mesh substrate (hereinafter referred to as “substrate”) 56 is a bias-shaped measurement of orthogonal fiber type non-woven fabric consisting of polyester long fibers. It was cut for the sake of clarity. The opening has a diamond shape. The other configuration is the same as that of Embodiment 17. Note that the orthogonal fiber type nonwoven fabric used here has a micro-square opening, and falls into the category of mesh-like substrates.
  • FIG. 17 is a sectional view of a PTC heating element according to Embodiment 19 of the present invention.
  • the difference from FIG. 15B in the embodiment 17 is that at least the elongation regulating material 57 that regulates the elongation (long direction) of the main electrode of the electrode 2 is provided below the flexible support base material 52. This is the point provided.
  • the elongation control material 57 is, for example, a knitted resin net, and functions as an elongation control part.
  • the main electrode of the electrode 2 supplies a constant potential to the branch electrode, and it is difficult to achieve a uniform heat distribution of the PTC heating element if the potential at that portion changes. Therefore, it is necessary to minimize the change in resistance due to elongation deformation of the main electrode.
  • the elongation controlling material 57 is made of a knitted resin net
  • the longitudinal direction of the main electrode is regulated to 2% and the longitudinal direction of the branch electrode is regulated to 5% to stabilize the resistance value using the base material 51, while the strength of the base material 51 is insufficient.
  • a flexible PTC heating element with high flexibility and high breaking strength can be obtained.
  • the above-mentioned elongation values are practically guaranteed values of elongation in the vertical and horizontal directions of the leather, and if this value is satisfied, practical flexibility is guaranteed.
  • a stitching process of sewing the thread may be performed by changing the elongation control material 57 to a knitted resin net.
  • a nonwoven cloth impregnated with a resin-based coating material may be used. Specifically, a non-woven fabric is once adhered on the electrode 2 and the resistor 3 with a heat-sealing material or an adhesive, and then a resin-based coating material is applied to produce a uniform coating film. With this configuration, the application amount of the resin-based coating material can be adjusted via the nonwoven fabric. In addition, depending on the type of the resin coating material, the wettability to the electrode 2 and the resistor 3 is poor, and it may be difficult to form a uniform coating film. Even in such a case, a uniform coating film can be obtained by interposing a nonwoven fabric. As the type of the resin-based coating material, those used for the flexible support base material may be used alone or in combination.
  • FIG. 18 is a sectional view of a PTC heating element according to Embodiment 20 of the present invention.
  • leather 58 is used as the flexible covering material.
  • the electrode 2 and the resistor 3 are directly bonded to the leather 58 using an adhesive resin-based coating material.
  • the resistor 3 and the leather 58 are in thermal contact with each other, and the heat generated by the resistor 3 is efficiently transmitted to the leather 58.
  • a flexible PTC heating element having high speed and energy saving can be obtained.
  • mounting on a seat or a steering wheel is simplified.
  • FIGS. 19A and 19B are a partially cutaway plan view and a cross-sectional view, respectively, showing the PTC heating element according to Embodiment 21.
  • the present embodiment differs from Embodiment 17 in that a through hole 59 is provided in the portion where resistor 3 is disposed. By providing the through hole 59 at the portion where the resistor 3 is disposed, voltage concentration that tends to occur at the portion of the resistor 3 is avoided. Also, through holes
  • Air can be moved through 5 9, which prevents stuffiness, which is likely to occur when used in close contact with the human body, and provides comfortable wearing flexibility.
  • a PTC heating element is obtained.
  • the periphery of the through hole 59 is covered with, for example, a resin-based coating material or the like.
  • FIGS. 2OA and B are a partially cutaway plan view and a cross-sectional view of a terminal, respectively, showing a PTC heating element according to Embodiment 22.
  • the PTC heating element according to the present embodiment has a structure in which terminal portion 66 is provided on the PTC heating element according to Embodiment 17.
  • the terminal portion 66 is formed by applying a conductive thin material (hereinafter, thin material) 67 such as a copper foil to an end of a comb-shaped electrode (hereinafter, electrode) 2 with a conductive adhesive (hereinafter, adhesive) 68. Adhered and electrically connected.
  • the other end of the thin material 67 is connected to a lead wire 70 by solder 69.
  • a flexible coating material 4 covers the periphery of the terminal portion 66, the electrode 2, and the PTC resistor (hereinafter, resistor) 3.
  • the other configuration is the same as that of Embodiment 17 and the description is omitted.
  • a lead wire cannot be directly soldered to the electrode 2 formed by drying silver paste. Therefore, the thin material 67 is once bonded to the end of the electrode 2 with an adhesive 68 to form a terminal portion 66, and the thin material 67 and the lead wire 70 are soldered. Thus, the electrode 2 and the lead wire 70 are electrically connected.
  • the flexible mesh base material (hereinafter, “base material”) 51 is used, so that the electrode 2 is impregnated in the base material 51 and the adhesive 68 penetrates into the opening. Becomes The adhesive 68 and the thin material 67 are surface-bonded. With this configuration, the implementation In addition to the effects described in the form 17, the electrode 2 and the lead 70 are electrically and strongly connected.
  • the fabrication of the terminal portion 66 can be performed after the fabrication of the electrode 2 and the resistor 3. Therefore, when there is a printing defect, it is not necessary to manufacture the terminal portion 66, and the terminal can be manufactured only for a non-defective product.
  • a covering material 4 having gas-parity and waterproofness covers not only the electrode 2 and the resistor 3 but also the entire periphery of the terminal portion 66. For this reason, contact with external air such as oxygen, water vapor, and moisture, which are deterioration factors, is reliably prevented, and a highly reliable PTC heating element can be obtained.
  • one side of the copper foil used as the thin material 67 is roughened.
  • the bonding between the adhesive 68 and the thin material 67 becomes stronger through the roughened surface.
  • the other surface of the bonding surface is nickel-plated. The nickel plating improves the corrosion resistance of the thin material 67.
  • terminal portion 66 in the present embodiment is suitable for electrical connection even if configured in another embodiment.
  • FIG. 21 is a partially cutaway plan view of a PTC heating element according to Embodiment 23 of the present invention.
  • the conductive thin material 71 of the PTC heating element according to the present embodiment expanded metal made of copper or copper plated with nickel is used.
  • the thin material 7 1 has a through hole 7 2.
  • the other basic configuration is the same as that of the embodiment 22.
  • the conductive adhesive 68 intervenes in the through hole 72. Therefore, the adhesive 68 and the thin material 71 are integrally formed, and the contact area is larger. Therefore, the electrical connection is strong and the mechanical strength is improved.
  • FIG. 22 is a partially cutaway plan view of a PTC heating element according to Embodiment 24 of the present invention.
  • the conductive thin material 67 is fixed on the base material 51 in advance by a bonding method such as bonding or sewing, and the electrode 2 is printed so as to overlap the end of the thin material 67. Then, the electrode 2 and the thin material 67 are electrically connected.
  • the electrode 2 and the thin material 67 are electrically connected without using a conductive adhesive. For this reason, the terminal portion 66 is manufactured at low cost.
  • Other configurations are the same as those of the embodiment 22.
  • the thin material 67 is sandwiched between the adhesive nonwoven fabric having an opening and the base material 51, and is fixed by heat fusion, and the lead wire 70 is attached by breaking through the adhesive nonwoven fabric, and It may be melted and connected by soldering. With this configuration, the workability is improved by fixing the thin material 67 when the terminal portion 66 is manufactured.
  • a coating material is used as the flexible coating material, a uniform coating film can be produced.
  • a material having a through hole as described in Embodiment 23 may be used as the thin material 67.
  • FIGS. 23A and 23B are a partially cutaway plan view and a cross-sectional view, respectively, showing a PTC heating element according to Embodiment 25.
  • a through hole is provided from the surface of the electrode 2 to the flexible mesh base material 51 and the flexible support base material (hereinafter, base material) 73. Then, through the through hole, the electrode 2 and the thin material 67 are electrically connected by caulking by eyelets 74.
  • the base material 73 is made of a stretch material and has elasticity. Other configurations are the same as those of the embodiment 22.
  • the base material 73 has elasticity, the electrode 2 and the thin material 67 are always kept in pressure contact with each other, and the electrical connection is stabilized.
  • the flexible coating material is In addition, it covers the entire circumference of the eyelet 74.
  • FIG. 24 is a sectional view of a terminal portion of the PTC heating element according to Embodiment 26 of the present invention.
  • the thin material 67 is bonded between the base material 51 and the base material 52 and at the position where the end of the electrode 2 is printed, It is fixed with interposition in advance.
  • the electrode 2 is manufactured by adhering to the thin material 67 through the opening of the base material 51.
  • the lead wire 70 breaks through the base material 51, is melted, and is attached with a hang.
  • Other configurations are the same as those of the embodiment 24.
  • any of copper foil, copper foil having a through hole, and expanded metal may be used. Even if they have some thickness, they can be absorbed by the base material 52, so that stable screen printing can be performed.
  • FIGS. 25A and 25B are a partially cutaway plan view and a cross-sectional view, respectively, showing a PTC heating element according to Embodiment 27.
  • the PTC heating element according to the present embodiment has a structure in which the PTC heating element according to Embodiment 17 is provided with an elongation regulating member (hereinafter, member) 86.
  • the member 86 is bonded to a flexible mesh base material (hereinafter, base material) 51 with an adhesive or the like, and regulates the extension of the base material 51.
  • base material a flexible mesh base material
  • a flexible barrier material (hereinafter, barrier material) 82 is used in place of the flexible support base material 52.
  • the barrier material 82 is bonded to the substrate 51 by heat fusion or adhesion, and is impregnated and held in the substrate 51 in a film form.
  • the substrate 51 functions as a skeleton of the PTC heating element.
  • the base material 51 and the base material 82 form a flexible base material.
  • the barrier material 82 was melted by heat.
  • the knit mesh 88 and the base member 51 may be heat-sealed together with the member 87 as the attachment film.
  • the other configuration is the same as that of Embodiment 17 and will not be described.
  • the PTC heating element according to the present embodiment has the same effects as described in the seventeenth embodiment.
  • the member 86 controls the elongation of the substrate 51 on which the rota-shaped electrode (hereinafter referred to as “electrode”) 2 or the PTC resistor (hereinafter referred to as “resistor”) 3 is printed so that the elongation does not exceed a predetermined value.
  • a more reliable and flexible PTC heating element can be obtained.
  • the barrier material 82 it is preferable to use a heat-sealing film having heat resistance at least equal to or higher than the drying temperature of the conductive paste for forming the electrode 2 and the PTC ink for forming the resistor 3. Then, the barrier material 82 joins the knit mesh 88 to the base material 51.
  • the productivity is improved by conducting the conductive paste PTC ink after screen printing by performing the drying at 150 ° C for 30 minutes, respectively. These materials can maintain their shape without melting at that temperature.
  • a heat-sealing film there are a polyester resin and a polyurethane resin.
  • it is a polyurethane resin film having a melting point of 170 to 18 Ot, such as an ether type or a lipoxyl type.
  • This polyurethane resin film is interposed between the base material 51 and the knit mesh 88 and passed between the hot holes to join the base material 51 and the knit mesh 88 with the barrier material 82. I do.
  • the barrier material 82 forms a film on the substrate 51 and is partially impregnated and held in the substrate 51 by heat fusion. Further, the polyurethane resin film is rich in flexibility and gives flexibility to the PTC heating element.
  • the material 82 is not limited to the heat-sealing film.
  • Latexes such as polyester resin, polyacrylic resin, acrylonitrile butadiene rubber, polyester urethane resin, styrene butadiene rubber, and polyurethane resin, which are resin-based coating materials, may be used alone. May be used in combination. These latexes are flexible and do not adversely affect PTC properties. Also, The ink impregnating property of the substrate 51 can be more reliably adjusted. Further, a heat-sealing film and a resin-based coating material may be used in combination.
  • the flexible covering material 4 a multilayer constituent film in which a polyester-based heat-sealing film is disposed on the side in contact with the electrode 2 and the resistor 3.
  • a multilayer film in which a polyurethane resin, an ethylene vinyl acetate resin, or the like is laminated on a polyester heat fusion film is used.
  • a heat-resistant heat-sealing film such as polyurethane is pasted to the printing position of the main electrode 2A of the electrode 2 in advance to perform printing.
  • the main electrode 2A is designed to keep the potential supplied to the branch electrode 2B as equal as possible.
  • elongation deformation may cause some change in resistance, resulting in potential gradients and heat generation unevenness. Therefore, if the elongation of the main electrode 2A is arranged vertically and the elongation deformation is not given as much as possible, if the elongation is restricted to 3% or less by the elongation restricting member 86, the resistance change will be 30% or less. Is suppressed. This value is considered to be practically acceptable.
  • a heat-resistant heat-sealing film to the printing position of the main electrode 2A, a change in resistance value due to repeated elongation is suppressed to within 15%. In this way, a PTC heating element having a small resistance change due to elongation and deformation and high long-term reliability can be obtained. This configuration may be applied to other embodiments. (Embodiment 28)
  • FIG. 26 is a cross-sectional view of a PTC heating element according to Embodiment 28 of the present invention.
  • the elongation regulating member (hereinafter, member) 86 is composed of a joining member (hereinafter, member) 87 and a knit mesh 88. Also, the member 86 is marked with the electrode 2 and the resistor 3 of the base material 51. It is provided on the printed side.
  • the member 87 is made of, for example, a heat-sealing film such as polyester.
  • the member 87 has a knit mesh 88 attached to the base material 51.
  • the other basic configuration is the same as that of Embodiment 27.
  • the knit mesh can be made by knitting polyester fibers into a predetermined pattern (knit) and having various opening shapes.
  • a rhombic shape is preferable in that elongation due to displacement can be realized.
  • it has the effect of regulating elongation that does not elongate beyond a specified elongation.
  • a woven fabric is a fabric in which fibers are wrapped in the longitudinal direction and woven fibers are entangled with the fibers, so that various patterns can be produced. Many of such woven fabrics have a rectangular parallelepiped opening and an uneven surface, and the fibers themselves often have fluff.
  • the knit mesh is woven with thin, non-fuzzy resin fibers and exhibits flexibility due to slippage between the fibers. As a result, the surface is less uneven and the ink impregnating property is poorer than that of a woven fabric. Therefore, it is also possible to use a knit mesh as the base material 51 as well. In that case, the configuration is simplified and the cost is reduced.
  • the member 86 adds the mechanical properties of the knit mesh 88 to the base material 51 by joining the knit mesh 88 to the base material 51.
  • the knit mesh 8 8 may be selected to have a small vertical elongation and a large horizontal elongation.
  • an adhesive may be used as the member 87.
  • the knit mesh 88 the base material 51 is maintained within the elongation limit, and the electrode 2 and the resistor 3 printed on the base material 51 also have a predetermined elongation deformation range. Is maintained.
  • FIG. 27 shows an image of the deformation of the substrate 51. Since the base material 51 also has the rhombus-shaped opening 51A, the base material 51 can be extended by deformation without changing the fiber interval. In addition, base material 51 and nit The mesh 8 8 is joined at a limited number of joints. As a result, a highly flexible PTC heating element can be obtained.
  • FIG. 28 is a cross-sectional view of a PTC heating element according to Embodiment 29 of the present invention.
  • an ink-impregnated cushioning base material (hereinafter referred to as “base material”) 89 for dispersing and holding the resistor 3 in a non-film state is printed on the base material 51, and the electrode 2 provided on the base material 51 is formed. And it is configured to be electrically contacted.
  • the base material 89 has a three-dimensional fiber network structure in which the entangled points of the fibers are joined with a flexible resin such as an acrylic resin or a urethane resin.
  • the printed resistor 3 is not in the form of a film, but is dispersed and impregnated and held in the base material 89. Other configurations are the same as those in Embodiment 27.
  • the heating element since the electrode 2 and the resistor 3 are provided by being impregnated in separate base materials having flexibility, the heating element has high flexibility. Further, the resistor 3 is in a state of being dispersed and held in a non-film form in the base material 89, and has a high resistance value in this state. Therefore, even if it is in electrical contact with the electrode 2, it hardly generates heat.
  • the resistor 3 when a slight load is applied and the base material 89 is compressed, the resistor 3 has a predetermined resistance value and generates heat. That is, it is possible to adopt a configuration in which only a portion to which a load is applied generates heat by designing the resistance to be a predetermined value at a certain load or more.
  • the resistor 3 has a self-temperature control function, it is possible to design a heating element having a rapid heating property, and a new heating element having both the rapid heating property and the load detection function can be obtained.
  • the electrode 2 may be applied to a metal foil having a larger sampling area, such as an electric power unit. In this case, the human body can be detected and only that part can be heated, resulting in a more energy-saving heating element. You.
  • 29A and 29B are a partially cutaway plan view and a cross-sectional view, respectively, showing a PTC heating element according to Embodiment 30.
  • the electrode 2 and the resistor 3 that are impregnated and held are provided in the base member 51 except for the opening 51A. That is, the electrode 2 and the resistor 3 are not provided in the portion of the opening 51A.
  • Other configurations are the same as those in Embodiment 27.
  • the base member 51, the electrode 2, and the resistor 3 are integrally formed to realize an apparent elongation due to the deformation of the base member 51, and the heat generation is extremely excellent in resistance value stability due to the elongation deformation.
  • the body is obtained.
  • the opening 51A of the base material 51 may be left, and the opening 51A may be used as, for example, a through-hole through which air passes, to form a new heating element.
  • a film of a water-soluble or water-decomposable resin having a heat-fusing property is heat-fused to the substrate 51.
  • a film is, for example, polyvinyl alcohol or carboxymethyl cellulose.
  • An electrode 2 and a resistor 3 are formed on the back surface by printing. Thereafter, the film is removed by immersion in water, and the entire surface is covered with the flexible covering material 4.
  • the opening 51A of the base material 51 can be left. In this way, a heating element having high flexibility and excellent resistance value stability can be obtained. Further, when a flexible heat-fusible resin film is used as the covering material 4, the opening 51A can be filled with a resin. In particular, when a crystalline resin is used as the heat-fusible resin, a flexible PTC heating element having novel PTC characteristics is obtained by adding the thermal characteristics of the crystalline resin to the PTC characteristics of the resistor 3.
  • the long side of the main electrode of the electrode 2 is In the direction, the long side of the branch electrode is arranged in the horizontal direction.
  • a flexible PTC heating element can be designed to have 0 to 3% in the vertical direction and 3 to 10% in the horizontal direction with a load of 5 kgf as a whole and a breaking strength of 15 kgf or more. preferable. With this configuration, for example, even when installed inside a seat or the like on which a human body sits, a comfortable heating feeling, that is, a satisfactory sitting feeling and a highly reliable heating element can be achieved. .
  • the flexible covering material in a state where mechanical stress, for example, elongation is added.
  • the flexible covering material is composed of a resin-based coating material and a heat-sealing film.
  • a polyester heat-fusible film is excellent in terms of long-term reliability. For example, at 80 ° C atmosphere In the heat resistance test for evaluating the stability of the resistance value, the resistance value tends to decrease except for the heat-fusible film. On the other hand, when the polyester system is used, the resistance value tends to decrease for a certain period, but after that, the resistance value increases. This period is set as the heating element life guarantee period. As a result, the resistance value increases after the service life is guaranteed. In other words, it means that safety is enhanced at the end of the life of the heating element, which is extremely important as a heating element.
  • the heating element is formed by a screen printing method, but a transfer method or an inkjet method may be applied as a printing method. Both methods differ from the screen printing method in that the ink application amount can be adjusted, and the minimum required application amount leads to reduced costs and improved flexibility of the PTC heating element. Also, resistance value variation is suppressed. (Embodiment 3 1)
  • 30A and 30B are a partially cutaway plan view and a cross-sectional view, respectively, showing the PTC heating element according to Embodiment 31.
  • the flexible fiber substrate (hereinafter, substrate) 91 has a deformable opening and has ink impregnating properties.
  • the base material 91 is a spun-pound type mesh-like base material made of a material such as cotton or polyester and formed by hydroentanglement.
  • a flexible barrier material (hereinafter referred to as a barrier material) 82 is bonded to the base material 91 by heat fusion or adhesion, and has ink impermeability.
  • the electrodes 93 are provided at both ends in the short width direction of the PTC resistor (hereinafter, resistor) 3.
  • the base material 91 and the base material 82 form a flexible base material.
  • the other configuration is the same as that of Embodiment 17, and the description is omitted.
  • the lower surface of the base material 91 is covered with the barrier material 82, and the barrier material 82 is partially held in the base material 91. Therefore, at the time of manufacturing the electrode 93 and the resistor 3, ink leakage is prevented, and the amount of ink impregnated is adjusted. Also, the electrode 93 resistor When a heat-fusible film having a melting point lower than the drying temperature of the antibody 3 is used as the barrier material 82, the barrier material 82 is melted and held in the base material 91, so that both are integrated.
  • the electrodes 93 and the antibodies 3 are printed on the base material 91 corresponding to the opening pattern, and the electrodes 93 and the resistors 3 are appropriately impregnated and held in the base material 91. . For this reason, the flexibility is maintained, and even when the base material 91 is stretched, the change in the resistance value is suppressed to a minimum by the deformation of the opening.
  • FIG. 31A shows an opening of the base material 91
  • FIG. 31B shows a change in the shape of the opening during deformation. As a result, the resistance change within 20% in 5% lateral elongation deformation is suppressed.
  • the base material 91 in the present embodiment is, for example, a spun-pound nonwoven fabric having an opening formed by hydroentanglement made of cotton or polyester.
  • the base material 91 has gaps and slacks between the fibers, and the printed material is formed in a state where the electrodes 93 and the resistors 3 printed thereon are not film-like but have gaps and slacks. Therefore, even in a state where the elongation deformation is applied, the electrodes 93 and the resistor 3 themselves are not expanded together with the mesh structure, but the elongation is enabled by the deformation. This action is the same as in Embodiment 17.
  • the base material 91 is a mesh base material having openings of a certain size.
  • an orthogonal fiber type nonwoven fabric having a small opening may be used.
  • Such a nonwoven fabric lacks lateral stretching as it is, but when it is appropriately biased (obliquely) measured, lateral stretching is ensured.
  • Having an opening in the base material 9 1 regardless of its size keeps the flexibility of the base material 9 1 by minimizing the joining points with the barrier material 8 2.
  • elongation is ensured by making the opening shape deformable.
  • such a configuration provides a smooth printing surface suitable for printing and securely holds the barrier material 82.
  • the shape of the opening is most preferably a diamond shape. For a description of this configuration This is the same as Embodiment 18.
  • FIGS. 32A and 32B are a partially cutaway plan view of a PTC heating element according to Embodiment 32 of the present invention and a cross-sectional view of a terminal portion viewed from the direction of the arrow.
  • the conductive thin material (hereinafter, referred to as a thin material) 67 is made of copper foil or the like, and has a roughened surface, and solder 69 is joined to an end in advance.
  • a thin material 67 is provided therebetween.
  • the lower surface of the thin material 67 is adhered and fixed by a barrier material 82.
  • the conductive paste of the electrode 93 comes into contact with the thin material 67 through the opening of the base material 91. In this way, the electrode 93 and the thin material 67 are electrically connected.
  • the heating element is produced by coating with a flexible coating material (hereinafter, coating material) 4 such as a polyester heat-fusible film.
  • coating material such as a polyester heat-fusible film.
  • the solder 69 of the lower thin material 67 is heated and melted while the covering material 4 is melted with a soldering iron with the soldered end of the lead wire 70.
  • the lead wire 70 is immediately bonded to this.
  • the joined part is resin-molded (omitted in the figure) to produce the terminal part 66.
  • the other basic configuration is the same as that of the embodiment 31.
  • the thin material 67 forming the terminal portion 66 is adhered and fixed in a planar manner between the base material 91 and the barrier material 82, and the surroundings are all shielded from the outside air. That is, the lower part is covered with the barrier material 82, the upper part is covered with the covering material 4, and the periphery is covered with the joining layer of the barrier material 82 and the covering material 4. As a result, a tough and highly reliable terminal portion 66 is formed.
  • the electrode 93 and the thin material 67 are electrically connected through the opening of the base material 91. Further, since the solder 69 is formed on the thin material 67 in advance, the thin material 67 is easily joined to the lead wire 70.
  • the configuration of the terminal portion 66 may be the same as in the embodiments 22 to 26.
  • 33A and 33B are a partially cutaway plan view of a PTC heating element according to Embodiment 33 of the present invention, and a cross-sectional view of a terminal portion viewed from the direction of the arrow.
  • the cream solder pattern (hereinafter referred to as “pattern”) 69 A is printed and dried in a position where the end of the electrode 93 is provided in advance before the electrode 93 is manufactured by printing. It is manufactured. Thereafter, the electrode 93 and the resistor 3 are printed and dried, and the flexible covering material 4 is provided.
  • the portion of the pattern 69A that overlaps the electrode 93 has a corrugated shape to increase the number of junctions between them, thereby ensuring electrical connection.
  • Other configurations are the same as those of the embodiment 32.
  • the pattern 69 A has a configuration in which the substrate 91 is appropriately impregnated like the electrode 93. Therefore, pattern 69A is tough. Also, electrode 93 and pattern 69A, ZO ,. The turn 69 A and the lead wire 70 are securely electrically connected to each other. In order to increase the adhesion between the substrate 91 and the pattern 69A, a pretreatment such as an electroless plating process may be performed in advance on the pattern 69A printed surface of the substrate 91.
  • a resin-based coating material other than the heat-fusible resin film may be used as the non-aqueous material 82. Further, a heat-fusible resin film and a resin-based coating material may be used in combination.
  • a multilayer film may be used by using this as the innermost layer in contact with the electrode 93 or the resistor 3. good. Alternatively, it may be used by laminating it with another non-woven cloth. (Embodiment 3 4)
  • base material 102 has ink impermeability.
  • the base material 102 is a fiber base material (hereinafter referred to as base material) made of nonwoven fabric such as spunlace or spun pond, and a urethane resin film (hereinafter referred to as film) 104 is extruded simultaneously with T-die extrusion. It is made by heat fusion.
  • the material of the base material 103 is polyester.
  • a pair of comb-shaped electrodes (hereinafter, electrodes) 2 formed by printing and drying a conductive paste such as silver paste.
  • the electrodes 2 each include a main electrode 2A and a branch electrode 2B, and are arranged so that the longitudinal direction of the main electrode 2A coincides with the roll winding direction of the base material 103.
  • a PTC resistor (hereinafter, resistor) 3 formed by printing and drying PTC ink. Further, the electrode 2 and the resistor 3 are covered with a flexible covering material (hereinafter, covering material) 116.
  • the coating material 116 is formed by heat-sealing a heat-fusible resin film (hereinafter, referred to as a film) 114 and a fiber base material (hereinafter, referred to as a base material) 115 such as a knit having an opening. Become.
  • the coating material 116 is thermally fused to the electrode 102, the resistor 103, and the film 104 of the substrate 102 via the film 114. That is, the electrode 2 and the resistor 3 are completely covered around. Since the base material 115 contained in the covering material 116 is made of knit or the like having an opening, the surface thereof has irregularities. Therefore, as shown in FIG. 34C, the surface of the electrode 2 and the resistor 3 that is in contact with the base material 115 has the irregularities of the base material 115 transferred during the thermal fusion.
  • a PTC heating element is flexible and secures elongation.
  • a car seat heater used in a seat mounted on a vehicle.
  • the design of the skin material of the car seat is important, and it is made of natural or synthetic leather or fabric. And of that skin material
  • a car seat heater is arranged so as to be in contact with the back surface. It is extremely important that such a force seat has no discomfort when seated with the heater incorporated.
  • the sense of incongruity is, for example, struggling or stiff.
  • Natural leather which is positioned as the top skin material, is easier to stretch in the horizontal direction than in the vertical direction. Specifically, the elongation in the vertical direction is about 2% and the elongation in the horizontal direction is about 5% under the load of 7.5 kgf. This elongation characteristic is equivalent to that of human skin, and therefore, a seat using natural leather as a skin material is comfortable to sit on. Synthetic leather and fabric mimic this.
  • the shapes and arrangement directions of the substrates 103 and 115 are determined.
  • the substrates 103 and 115 used for the substrate 102 and the covering material 116 are made of nonwoven fabric, knit, and the like, and are generally manufactured in a roll shape. Such substrates 103 and 115 have a certain tensile strength in the winding direction (the vertical direction) because of the necessity of processing. On the other hand, in the transverse direction perpendicular to the longitudinal direction, the one shaped like a spun-pound in the shape of a dot by a hot emboss has the same tensile strength as the longitudinal direction. On the other hand, nonwoven fabrics formed by entanglement of fibers by hydroentanglement, such as spunlace, have a considerably lower tensile strength in the horizontal direction than in the vertical direction.
  • the bases 103 and 115 function as the elongation regulating portions in the vertical direction. These have some tensile strength in the winding direction. Then, the fiber base materials 103 and 15 are arranged with the winding direction being the vertical direction. With this configuration, it is possible to match the elongation characteristics of natural leather in the longitudinal direction. Then, by bonding the film 104 to the base material 103, the film 104 functions as a lateral elongation regulating portion. You. That is, a nonwoven fabric such as spunlace or a mesh-shaped nonwoven fabric having an opening is used as the base material 103.
  • the film 104 is attached, and furthermore, the electrode 2 and the resistor 3 are formed.
  • the covering material 116 is attached, the strength in the horizontal direction gradually increases. By doing so, it is possible to approach the elongation characteristics equivalent to the lateral direction of natural leather. That is, while taking advantage of the original longitudinal elongation characteristics of the base material 103, the elongation in the horizontal direction is regulated to such an extent that the film 104 and the film 114 are bonded together.
  • the uneven portion 113 formed on the surface of the electrode 2 and the resistor 3 in contact with the base material 115 functions as an elongation deformable portion in the present embodiment.
  • the electrodes 2 and resistors 3 to be applied are not applied uniformly, but are applied unevenly to give a distribution and create a deformable state. As a result, mechanical stress such as elongation applied to the electrode 2 and the resistor 3 is suppressed to a minimum, and elongation by deformation of itself is realized.
  • the non-uniformity means that a non-printing portion is provided, a coating amount is partially increased, or a coating surface is changed from a flat surface to an uneven surface. In the present embodiment, the coating surface of the electrode 2 and the resistor 3 is made uneven so that there is room for expansion compared to a flat surface, and the resistance value stability of the resistor 3 against elongation is enhanced.
  • the electrode 2 and the resistor 3 themselves have flexibility and specifications that can cope with elongation.
  • the electrode 2 and the resistor 3 contain a resin or an elastomer. That is, the conductive paste and the PTC ink forming these are added with a resin or an elastomer as a binder. Also, it is preferable to use a silver paste mixed with a force pump rack as the conductive paste. Further, the binder contained in the conductive paste is preferably a saturated copolymerized polyester resin having low crystallinity. It is more flexible than normal crystalline polyester.
  • the PTC ink as described above is prepared as follows. First, carbon black is mixed and chemically cross-linked with ethylene vinyl acetate copolymer (EVA) as a crystalline resin. The crushed product is made into ink while crushing with a roll of three using a modified acrylic nitrile-butadiene rubber (modified NBR) as a binder and a high boiling organic solvent as a diluent.
  • EVA ethylene vinyl acetate copolymer
  • the crushed product is made into ink while crushing with a roll of three using a modified acrylic nitrile-butadiene rubber (modified NBR) as a binder and a high boiling organic solvent as a diluent.
  • modified NBR modified acrylic nitrile-butadiene rubber
  • the bonding strength between EVA and Ribon Black is increased.
  • the affinity of the pulverized material with a binder such as modified NBR is increased. Therefore, the resistor 3 is formed in a state where the crosslinked and crushed products of EVA and Ribon Black are combined with each other with a binder. Since the binder and the crosslinked pulverized material have flexibility, the resistor 3 is rich in flexibility. In addition, the thermal expansion of both the crystalline resin EVA and the binder is reflected in the PTC characteristics, so that the resistor 3 has high PTC characteristics.
  • the base material 102 and the coating material 116 respectively, the base material 103 to which the film 104 was bonded, the base material 103, or the film 110 to be heat-sealed to the film 104 were used.
  • a bonded substrate 1 1 5 is used.
  • the film 104 prevents ink leakage during printing and increases the strength of the base materials 103 and 115.
  • the electrode 2 and the resistor 3 are shielded and sealed from the outside air between the film 104 and the film 114. Therefore, a long-term reliable PTC heating element can be obtained.
  • one of urethane-based, olefin-based or styrene-based thermoplastic elastomers or a mixture thereof is used as the material of the film 104.
  • Such an elastomer is easy to stretch, and thus gives flexibility to the PTC heating element.
  • Use resin is, for example, polyethylene having a polar group such as a carboxyl group or an ether group introduced into the molecular skeleton. Specific examples include maleic anhydride-modified or acrylic acid-modified polyethylene, and similarly modified thermoplastic elastomers.
  • the substrates 103 and 115 functioning as the elongation regulating portions are provided, but only one of them may be provided.
  • FIGS. 35A and 35B are a partially cutaway plan view and a cross-sectional view at an X_Y position showing a flexible PTC heat generating body according to Embodiment 35, respectively.
  • the PTC heating element of the present embodiment has bases 117 and 118 instead of bases 103 and 115, respectively. Other than that, it is the same as Embodiment 34.
  • the base material 117 is a nonwoven fabric or a nit A or the like having a load at 5% elongation of not more than 7.5 kgf and a load at 5% elongation of not less than 7.5 kgf.
  • the base material 118 is a fiber base material such as nit B, which has a rhombus-shaped opening and has a load of 7.5 kgf or less when stretched vertically and horizontally by 5% or less and stretches by deformation.
  • the longitudinal stretching characteristics of the base material 117 made of a nonwoven fabric or a knit A, etc., which are more likely to stretch horizontally than vertically, and the film 104 or the film 114 which stretches both vertically and horizontally are bonded together.
  • the base material 118 exhibits flexibility by causing the fibers to be displaced from each other, but utilizes the fact that the elongation characteristics are reduced by laminating the film 114 to inhibit the dislocation.
  • a practical PTC heating element that does not feel uncomfortable when seated as a heating element that is in contact with the body, such as a force-seat heater, and that is resistant to repeated loads can be obtained.
  • a spunlace type nonwoven fabric having an opening or a nonwoven fabric having continuous fibers arranged in the longitudinal direction is used as the nonwoven fabric of the base material 117, the elongation in the longitudinal direction is more reliably controlled.
  • the woven fabric is, for example, a spun pond formed by heat-sealing longitudinal continuous fibers to a spunlace by hot embossing.
  • Spunlace type nonwoven fabrics are short fibers oriented and entangled in the vertical direction, and naturally have the property of easily stretching in the horizontal and vertical directions.
  • the short fibers oriented in the longitudinal direction are joined, and it behaves like a continuous fiber.
  • the elongation strength in the longitudinal direction sharply increases, making it difficult to elongate.
  • the spun-pound type nonwoven fabric the short fibers are randomly oriented, and the short fibers are heat-fused together in a dot shape by heat. This is called heat embossing. In this state, even if the film 104 is bonded, the reinforcing effect is not as high as that of the spunlace.
  • the strength in the longitudinal direction can be surely increased.
  • Such a configuration may be applied to a spunlace to provide a more reinforcing effect. Further, it may be applied to the base material 118.
  • the fiber base material 117 is used on the base material 102 side, and the base material 118 is used on the coating material 116 side, but these may be reversed.
  • FIG. 36 is a partially cutaway plan view showing a configuration of a PTC heating element according to Embodiment 36 of the present invention.
  • the branch electrode 2C of the electrode 2 has a waveform shape in the lateral direction of the substrate 102.
  • Other configurations are the same as those of the embodiment 34.
  • the branch electrode 2C is easily manufactured by forming a screen printing pattern into a waveform.
  • the conduction path in the PTC resistor 3 between the corrugated branch electrodes 2C is the shortest route, which is oblique to one side of the rhombus. For this reason, the conduction path, that is, the heat generation path, reduces the stress load against elongation.
  • the branch electrode 2C having the waveform shape has room for the elongation until the waveform becomes linear with respect to the expansion. For this reason, Stress application to the elongation of the branch electrode 2C is delayed. That is, the wavy branch electrode 2C functions as an elongation deformation part. If this is designed within the range of extension in the lateral direction due to the base material 102 and the covering material 116, the reliability of the branch electrode 2C with respect to elongation is greatly increased.
  • FIG. 37 is a partially cutaway plan view showing a configuration of a PTC heating element according to Embodiment 37 of the present invention.
  • a PTC ink obtained by previously impregnating and drying a stretchable and deformable fiber material 123 having an opening (hereinafter referred to as a fiber) is used.
  • (Body) It has 1 2 4
  • the electrode 2 and the fibrous body 124 are electrically connected as follows. First, the uncured electrode 2 in a state where the solvent in the conductive paste forming the electrode 2 is evaporated and dried is brought into contact with the fibrous body 124. Thereafter, this is heated and heated to harden the electrode 2 and heat-bond the fibrous bodies 124. Others are the same as those of the embodiment 34.
  • the printed pattern of the PTC resistor may be a mesh pattern having a diamond-shaped uncoated portion. With this configuration, a PTC heating element having the same resistance value stability as described above can be obtained.
  • FIGS. 38A and 38B are a partially cutaway plan view and a cross-sectional view at the X_Y position showing a flexible PTC heat generating body according to Embodiment 38, respectively.
  • a mesh-like fiber base material hereinafter referred to as a base material
  • the electrode 2 and the resistor 3 are formed by impregnating the conductive paste and the PTC ink. That is, the configuration is similar to that of the seventeenth embodiment.
  • the flexible covering material is omitted in Figs. 38A and 38B.
  • the base material 125 has a coarser mesh in this configuration. Therefore, in the configuration, in addition to the base material 125 impregnating the electrode 2 and the antibody 3, the electrode 2 and the resistor 3 are arranged on the base material 125 in a state of being partially impregnated at a high concentration. .
  • Such non-uniform distribution functions as an elongation deformed portion as described in the embodiment 34. Therefore, it has the same function and effect as those of the embodiments 34 to 37.
  • FIGS. 39A and 39B are a partially cutaway plan view and a cross-sectional view at the XY position showing a flexible PTC heat generating body according to Embodiment 39, respectively.
  • a film 104 is bonded to a fiber base material (hereinafter referred to as a base material) 12 9 having an opening to form a base material 102, and a film 1 of the base material 102 is formed.
  • An electrode 2 and a resistor 3 are provided on the reference numeral 04. That is, the constituent material of the flexible base material in Embodiment 38 is used in reverse.
  • the base material 129 since the base material 129 is made of a fiber having an opening, the base material 129 functions as an elongation deformation part, as in the case of the twelfth embodiment. This has the same operation and effect as those of the thirty-fourth to thirty-eighth embodiments.
  • the film 104 used in the present embodiment is different from the heat sealing film 8 in the fourth embodiment. Since the heat sealing film 8 is formed of a dense and hard film having high crystallinity such as a polyester film, it is hardly affected by the solvent used in the conductive paste PTC ink. This has a barrier function against ink and the like. On the other hand, the film 104 in the present embodiment is: Even if it is crystalline, its crystallinity is not so high. The film is not dense, and the solvent easily penetrates into the film 104. Also, considering that the temperature for drying the conductive paste or the PTC ink is around 130 to 150 ° C, the film 104 is affected by the organic solvent under that temperature condition. The most common phenomenon is swelling.
  • the film 104 heat-sealed to the base material 129 is heat-sealed to the portion which is heat-sealed to the base material 129. Has no free parts. Since the base material 129 is extremely effective in promoting the diffusion and evaporation of the solvent, the film 104 at the portion that is thermally fused to the base material 129 is shaded by the conductive paste PTC ink solvent. The extent to which it is affected is small. On the other hand, the free portion of the film 104 that has not been heat-sealed is affected by the solvent of the conductive paste PTC ink until it is dried, as described in Embodiment 34. You.
  • the free portion is a position corresponding to the opening of the base material 12 9.
  • the electrode 2 and the resistor 3 at that site have a convex cross section. Due to the formation of the convex portions, the electrode 2 and the resistor 3 at that portion are elongated, and the thickness of the coating film becomes thinner than that of the portion that is thermally fused to the base material 12 9.
  • a PTC heating element has a process called thermal aging that removes thermal strain during processing and adjusts the crystallinity of the crystalline resin that is a component of the PTC resistor to stabilize the resistance value.
  • mechanical aging may occur in which the mechanical stress such as elongation causes the relocation of the conductive particles at the same time as the orientation of the crystalline resin, which is a component of the PTC resistor, to lower the resistance value.
  • Thermal and mechanical aging differ in the aging process but the results obtained are very similar. That is, the resistance value is stabilized. It is presumed that the formation of the protrusions by the solvent in the above-described configuration has the same action as aging.
  • the resistance value of the print on the polyester film surface decreases to about 1/2 due to thermal aging, whereas that of the above configuration is 1/2 of the initial value. It has a resistance value close to that of, and its resistance value does not change much further due to thermal aging.
  • such nonuniform thickness of the coating film also functions as an elongation deformed portion.
  • the film 104 may be formed by mixing a flexible resin A that is subjected to a chemical change by a solvent of the conductive paste or the PTC ink and a flexible resin B that is not subjected to the chemical change. .
  • the description is made on the assumption that the fiber base material 129 having the opening is used.
  • a nonwoven fabric with relatively large fibers and no large openings such as spunlace is used as the base material 129
  • the use of the film 104 configured as described above is effective in providing non-uniformity. It is. That is, in the film 104 configured as described above, the flexible resin A remains as it is, while the flexible resin B swells or partially dissolves in the solvent to improve the volume change and the adhesion. Occurs. Due to this state change, uneven coating unevenness occurs on the electrode 2 and the resistor 3, and a flexible PTC heating element having the same effect as that of the embodiment 38 can be obtained.
  • the flexible resin A is a resin having mainly a functional group, and specifically, is a copolymerized polyester, maleic anhydride-modified polyethylene, EVA (ethylene acetate biel copolymer), EEA (ethylene ethyl alcohol). (Relate copolymer).
  • the flexible resin B is mainly a resin having high crystallinity, and examples thereof include polyethylene, polypropylene, and linear polyester.
  • FIGS. 40A and 40B are a partially cutaway plan view and a cross-sectional view at the XY position, respectively, showing a flexible PTC heat generating body according to Embodiment 40.
  • This embodiment has a configuration substantially similar to that of the embodiment 34.
  • the electrode 2 and the resistor 3 were formed on the surface in contact with the base material 115.
  • the uneven portion 1 13 functions as an elongation deforming portion.
  • the adhesive resin 14 1 is provided between the film 104, the electrode 2, and the resistor 3 without providing such an elongation deformation portion.
  • the film 104 may include an adhesive resin.
  • the adhesive resin is made of the material described in Embodiment 34.
  • the base material 103 or the base material 115 functions as an elongation regulating portion.
  • the base material 103 and the base material 115 are made of non-woven knit or the like.
  • FIG. 41 is a configuration diagram of a seat device incorporating a flexible PTC heating element according to Embodiment 40 of the present invention.
  • Flexible PTC heating element (hereinafter referred to as Hi-Ichi) 158 is arranged between the skin 156 and the pad part 155. In the cell operation in winter, when electricity is supplied to the heater 158 to generate heat, it is transmitted to the skin 156 and the skin 156 is warmed. As the epidermis 156 warms, the seated occupant also warms by conduction and radiation.
  • heater 158 has any of the configurations described in Embodiments 1 to 40. Because of their high flexibility, they maintain good characteristics even if the occupant sits on them and repeatedly applies bending loads. Also, the temperature is controlled automatically because it is composed of a PTC resistor.
  • the seat body (hereinafter, seat) 154 may be provided with a dehumidifying blower (hereinafter, blower) 150 and a dehumidifying section 15 1.
  • the blower 150 is composed of a sirocco fan or the like.
  • Dehumidifying part 1 5 1 is an example For example, it has adsorbents such as zeolite, silica gel, titanium silicate, and activated alumina.
  • the heater 158 has a through hole as in Embodiments 13 to 15 or Embodiment 21 or the like.
  • the dehumidifying unit 15 1 dehumidifies the air blown by the blower 150.
  • the ventilation path 153 introduces dehumidified air into the pad 155 of the seat 154 such as urethane foam resin.
  • the skin 156 covers the pad portion 155, and is provided with an outlet hole 157 through which the dehumidified air supplied from the ventilation passage 153 is blown out.
  • the air blown by the blower 150 is dehumidified by the dehumidifying unit 151.
  • the dehumidified air passes from the dehumidifying section 15 1 through the ventilation path 15 3, through the pad section 15 5, and blows out from the hole 1 57 in the skin 1 56.
  • An occupant is seated in seat 154, and dehumidified air is blown from the back of the occupant to the buttocks and further to the lower limbs.
  • dehumidified air is ejected to the area in contact with the human body surface.
  • sweat evaporates and dries, removing heat of vaporization from the skin surface. I can sit down.
  • the air blown out from ventilation passage 153 passes through heater 158 and blows out onto skin 156.
  • the temperature of the epidermis 156 becomes higher than when heating with hot air.
  • the temperature rise speed is also faster, and comfort is improved.
  • high-temperature, low-humidity air is blown out from the holes 157 to dry the sweat of the human body that has been partially sweated by the heater 158 and heat it without stuffiness.
  • the ventilation passage 13 is made of a non-hygroscopic material such as urethane resin.
  • urethane resin a non-hygroscopic material
  • the ventilation path 153 be branched at the pad portion 155 as shown in FIG. In this manner, dehumidified air is uniformly supplied to a wide area of the occupant's back and buttocks, increasing comfort.
  • the flexible PTC heating element according to the present invention has any one of the following configurations.
  • the flexible substrate is made of a resin foam or a rubber material having an uneven surface.
  • the flexible base material has adhesiveness, and the flexible base material or the flexible covering material has a stretch regulating portion.
  • Such a heating element is suitable for use over a long period of time.

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Abstract

本発明による柔軟性PTC発熱体は、次のいずれかの構成を有する。電極とPTC抵抗体との一部が柔軟性基材に含浸している。柔軟性基材が、表面に凹凸形状を設けた樹脂発泡体またはゴム材からなる。電極とPTC抵抗体とのうち少なくとも一方に設けた伸び変形部を有する。柔軟性基材が接着性を有し、柔軟性基材か柔軟性被覆材が伸び規制部を有する。そのため柔軟性に富み、加振耐久性に優れる。

Description

明細書
柔軟性 P T C発熱体とその製造方法 技術分野
本発明は、 力一シート ヒータや、 ハンドルヒ一夕等に用いられ、 柔軟性を有し任意の曲面形状に装着可能で、 かつ自己温度調節機能 を有する柔軟性 P T C発熱体とその製造方法に関する。 背景技術
従来の P T C発熱体の構造を図 4 2 A, Bに示す。 従来の P T C 発熱体は、 基材 2 0 0上に、 一対の櫛形電極 (以下、 電極) 2 0 1、 2 0 2 とこれにより給電される位置に P T C抵抗体 (以下、 抵抗体) 2 0 3 とを有する。 基材 2 0 0は、 セラミ ツクゃ絶縁処理された金 属板、 あるいはポリエステルフィルムなどの柔軟性の全くないか、 または柔軟性に乏しい材料からなる。 電極 2 0 1、 2 0 2は、 導電 性ペース トを印刷 · 乾燥して得られる。 抵抗体 2 0 3は、 P T C組 成物インク (以下、 P T Cインク) を印刷 · 乾燥して得られる。 そ して基材 2 0 0 と、 基材 2 0 0 と同様の材質の被覆材 2 0 4 とは、 電極 2 0 1、 2 0 2 と P T C 2 0 3 とを被覆して保護する。 なお、 図 4 1 Aでは抵抗体 2 0 3、 被覆材 2 0 4を一部切り欠いて示して いる。
基材 2 0 0、 被覆材 2 0 4 としてポリエステルフィルムを用いる 場合、 被覆材 2 0 4に例えばポリエチレン系の熱融着性樹脂をあら かじめ接着しておく。 これを介して基材 2 0 0、 電極 2 0 1、 2 0 2、 抵抗体 2 0 3 と被覆材 2 0 4とが接合される。 P T C抵抗体は 従来、 過電流保護素子や小型で特殊な形状の発熱体として、 例えば 自動車の ドアミラー等の露 · 霜除去用として、 折り曲げなどの機械 的ス トレスが加わらないように固定して用いられている。 なお、 実 用上は給電のために端子が必要であるが、 図示していない。
抵抗体 2 0 3 を形成する P T Cインクとしては、 結晶性高分子か らなるベースポリマと、 カーボンブラック、 金属粉末、 グラフアイ トなどの導電性物質を溶媒に分散してなる。 このようなインクは特 開昭 5 6 — 1 3 6 8 9号公報、 特開平 6 — 9 6 8 4 3号公報、 特開 平 8 _ 1 2 0 1 8 2号公報等に開示されている。
抵抗体 2 0 3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し自己温度調節を行う特性を有してい る。 このよ う な抵抗温度特性を P T C ( Positive Temperature Coefficient) 特性と呼び、 この P T C特性を有する抵抗体を P T C 抵抗体と称している。 この特性は、 温度上昇による結晶性高分子の 体積膨張により導電性物質の導電パスが切断され、 それに伴って抵 抗が上昇することによって発現すると考えられている。
しかし、 従来の P T C発熱体は、 前述したように柔軟性に乏しい 基材 2 0 0上に形成されているために、力一シート内に組み込まれ、 身体にフィ ッ トした用途や、 ハンドルなどの曲面形状物に装着する ことができない。
樹脂やエラス トマ一などの柔軟性樹脂フィルムを基材 2 0 0 に用 いれば一時的に柔軟性を有する P T C発熱体にすることはできる。 しかし、 伸びなどの機械的応力が加わった場合に電極 2 0 1、 2 0 2や抵抗体 2 0 3に断線や亀裂を生ずる可能性がある。 P T C特性 の発現は結晶性高分子の熱的体積変化により導電性物質の連鎖状態 が変化することによるものである。 よって、 基材の物理的及び機械 的寸法変化は、 P T C抵抗体の特性に著しい影響を与えることは容 易に想像できる。 そのため、 柔軟性を有し、 繰り返し折り曲げの負 荷のかかる実用環境下での使用に耐える P T C発熱体は開発されて いない。 発明の開示
本発明の柔軟性 P T C発熱体は、 印刷により電極とそれに給電さ れる P C T抵抗体とを有し、 次のいずれかの構成を有する。
1 ) 電極と P T C抵抗体との一部が柔軟性基材'に含浸している。 2 ) 柔軟性基材が、 表面に凹凸形状を設けた樹脂発泡体またはゴム 材からなる。
3 ) 電極と P T C抵抗体とのうち少なく とも一方に設けた伸び変形 部を有する。
4 ) 柔軟性基材が接着性を有し、 柔軟性基材か柔軟性被覆材が伸び 規制部を有する。 図面の簡単な説明
図 1 Aは本発明の実施の形態 1 による P T C発熱体の構成を示す 一部切り欠き平面図である。
図 1 Bは図 1 Aの P T C発熱体の X— Y位置での断面図である。 図 2は本発明の実施の形態 2による P T C発熱体の断面図である 図 3は本発明の実施の形態 3による P T C発熱体の断面図である 図 4は本発明の実施の形態 4による P T C発熱体の断面図である 図 5は本発明の実施の形態 6による P T C発熱体の断面図である 図 6 Aは本発明の実施の形態 7 による P T C発熱体の一部切り欠 き平面図である。
図 6 Bは図 6 Aの P T C発熱体の X— Y位置での断面図である。 図 7は本発明の実施の形態 8による P T C発熱体の断面図である 図 8は本発明の実施の形態 9による P T C発熱体の断面図である 図 9 Aは本発明の実施の形態 1 1 による P T C発熱体の一部切り 欠き平面図である。
図 9 Bは図 9 Aの P T C発熱体の X— Y位置での断面図である。 図 1 0 は本発明の実施の形態 1 2 による P T C発熱体の一部切り 欠き平面図である。
図 1 1 Aは本発明の実施の形態 1 3 による P T C発熱体の一部切 り欠き平面図である。
図 1 1 Bは図 1 1 Aの P T C発熱体の X - Y位置での断面図であ る。
図 1 2は本発明の実施の形態 1 4による P T C発熱体の一部切り 欠き平面図である。
図 1 3 は本発明の実施の形態 1 5による P T C発熱体の平面図で ある。
図 1 4 Aは本発明の実施の形態 1 6 による P T C発熱体の一部切 り欠き平面図である。 .
図 1 4 Bは図 1 4 Aの P T C発熱体の X— Y位置での断面図であ る。
図 1 5 Aは本発明の実施の形態 1 7 による P T C発熱体の一部切 り欠き平面図である。
図 1 5 Bは図 1 5 Aの P T C発熱体の X— Y位置での断面図であ る。
図 1 6 は本発明の実施の形態 1 8 による P T C発熱体の一部切り 欠き平面図である。
図 1 7は本発明の実施の形態 1 9による P T C発熱体の断面図で ある。
図 1 8 は本発明の実施の形態 2 0による P T C発熱体の断面図で ある。
図 1 9 Aは本発明の実施の形態 2 1 による P T C発熱体の一部切 り欠き平面図である。
図 1 9 Bは図 1 9 Aの P T C発熱体の X— Y位置での断面図であ る。
図 2 0 Aは本発明の実施の形態 2 2 による P T C発熱体の一部切 り欠き平面図である。
図 2 0 Bは図 2 O Aの P T C発熱体の要部断面図である。
図 2 1 は本発明の実施の形態 2 3 による P T C発熱体の一部切り 欠き平面図である。
図 2 2は本発明の実施の形態 2 4による P T C発熱体の一部切り 欠き平面図である。
図 2 3 Aは本発明の実施の形態 2 5 による P T C発熱体の一部切 り欠き平面図である。 図 2 3 Bは図 2 3 Aの P T C発熱体の X— Y位置での断面図であ る。
図 2 4は本発明の実施の形態 2 6 による P T C発熱体の要部断面 図である。
図 2 5 Aは本発明の実施の形態 2 7 による P T C発熱体の一部切 り欠き平面図である。
図 2 5 Bは図 2 5 Aの P T C発熱体の X— Y位置での断面図であ る。
図 2 6は本発明の実施の形態 2 8 による P T C発熱体の断面図で ある。
図 2 7は本発明の実施の形態 2 8による P T C発熱体の変形ィメ —ジ図である。
図 2 8は本発明の実施の形態 2 9による P T C発熱体の断面図で ある。
図 2 9 Aは本発明の実施の形態 3 0 による P T C発熱体の一部切 り欠き平面図である。
図 2 9 Bは図 2 9 Aの P T C発熱体の X— Y位置での断面図であ る。
図 3 O Aは本発明の実施の形態 3 1 による P T C発熱体の一部切 り欠き平面図である。
図 3 0 Bは図 3 O Aの P T C発熱体の X— Y位置での断面図であ る。
図 3 1 Aは本発明の実施の形態 3 1 による P T C発熱体の柔軟性 繊維基材のイメージ図である。
図 3 1 Bは図 3 1 Aにおける柔軟性繊維基材の変形時に開口部形 状が変化する様子を示す図である。
図 3 2 Aは本発明の実施の形態 3 2 による P T C発熱体の一部切 り欠き平面図である。
図 3 2 Bは図 3 2 Aの P T C発熱体の X— Y位置での断面図であ る。 図 3 3 Aは本発明の実施の形態 3 3 による P T C発熱体の一部切 り欠き平面図である。
図 3 3 Bは図 3 3 Aの P T C発熱体の X— Y位置での断面図であ る。
図 3 4 Aは本発明の実施の形態 3 4による P T C発熱体の一部切 り欠き平面図である。
図 3 4 Bは図 3 4 Aの P T C発熱体の X—Y位置での断面図であ る。
図 3 4 Cは図 3 4 Bの要部拡大断面図である。
図 3 5 Aは本発明の実施の形態 3 5 による P T C発熱体の一部切 り欠き平面図である。
図 3 5 Bは図 3 5 Aの P T C発熱体の X— Y位置での断面図であ る。
図 3 6は本発明の実施の形態 3 6による P T C発熱体の一部切り 欠き平面図である。
図 3 7は本発明の実施の形態 3 7 による P T C発熱体の一部切り 欠き平面図である。
図 3 8 Aは本発明の実施の形態 3 8 による P T C発熱体の一部切 り欠き平面図である。
図 3 8 Bは図 3 8 Aの P T C発熱体の X— Y位置での断面図であ る。
図 3 9 Aは本発明の実施の形態 3 9 による P T C発熱体の一部切 り欠き平面図である。
図 3 9 Bは図 3 9 Aの P T C発熱体の X— Y位置での断面図であ る。
図 4 0 Aは、 本発明の実施の形態 4 0 による P T C発熱体の一部 切り欠き平面図である。
図 4 0 Bは、 図 4 O Aの P T C発熱体の X— Y位置での断面図で ある。
図 4 1は、 本発明の実施の形態 4 0 における、 柔軟性 P T C発熱 体を組み込んだ座席の断面図である。
図 4 2 Aは、 従来の P T C発熱体の一部切り欠き平面図である。 図 4 2 Bは、 図 4 2 Aの P T C発熱体の X— Y位置での断面図で ある。 発明の実施するための最良の形態
以下、 本発明の実施の形態を説明する。 なお、 同様の構成をなす ものには同じ符号を付して説明し、 詳細な説明を省略する。
(実施の形態 1 )
図 1 Aは本実施の形態の P T C発熱体を示す一部切り欠き平面図 図 1 Bは X— Y位置での断面図である。 柔軟性基材 (以下、 基材) 1は、 ガスバリアー性と防水性を有し、 インク等の液を含浸する。 例えば、 長繊維から成るポリエステル不織布の表面にポリウレ夕ン 系ホッ トメルトフィルムを貼り合わせて構成されている。 櫛形電極 (以下、 電極) 2は銀やカーボンブラック等の導電性粒子を樹脂溶 液中に分散してなる導電性ペース トをスクリーン印刷し、 乾燥して 得られる。 P T C抵抗体 (以下、 抵抗体) 3は P T Cインクをスク リーン印刷して乾燥して得られる。 なお、 導電性ペース ト及び P T Cインクはいずれも柔軟性のある樹脂系バインダ一を含んでいるの で、 乾燥後形成される印刷物はある程度の柔軟性を保持している。 柔軟性被覆材 (以下、 被覆材) 4はガスパリァ一性と防水性を有し、 基材 1全体を被覆して電極 2 と抵抗体 3 とを保護する。 被覆材 4は 長繊維から成るポリエステル不織布の表面にポリエステル系ホッ ト メルトフィルムを貼り合わせて構成し、 ポリエステル系ホッ トメル トフイルム側で、 基材 1 と接着されている。
P T Cイ ンクは例えば以下の手順で作製する。 エチレン酢酸ピニ ル共重合体とポリエチレン樹脂等の結晶性樹脂と、 カーボンブラッ クと、 化学架橋剤や力ップリ ング剤等の親和性付与剤を所定量混練 する。 その後に、 熱処理を行い、 混練物を得る。 続いて、 これを粉 砕して、 その粉碎品とアク リル二トリル · ブタジエンゴム系接着剤 等の柔軟性バインダーとを 3本ロールで練り潰す。 さらにそれを溶 剤で希釈する。 このようにして P T Cインクが得られる。
なお、 本実施の形態では電極 2 を櫛型に構成している。 このよう にすることにより、 抵抗体 3 に効率的に給電できる。
この構成により、 電極 2 と発熱体 3 を構成する材料の一部は基材 1 に含浸している。 なお、 含浸の程度が多いほど、 P T C発熱体の 加振耐久性は良好である。 加振耐久性とは、 力一シートヒータとし ての柔軟性評価の一つであり、 人間の膝頭を想定して直径 1 6 5 m mの半円球を力一シート座面より 5 0 m m押し下ることを繰り返す この評価では、 実用上 1 0 0万回以上の加振回数でも抵抗値変化が 1 0 %以下であることが要求されている。
液含浸性のないポリエステルフィルムを用いて本実施の形態と同 様にして P T C発熱体を作製し、 上記評価を行う と、 約 3 0万回で 櫛形電極断線による抵抗値上昇を生じる。 これに対し、 液含浸性を 有する基材 1 を用いた本実施の形態における P C T発熱体は、 目標 仕様をクリアする。 抵抗値変化が 1 0 %に達するまでの加振回数は 1 3 0万回である。 また、 さらに含浸保持性をさ らに高めた短繊維 からなる基材を用いた P C T発熱体では、 加振回数 3 0 0万回まで 良好である。 このように、 加振耐久性は導電性ペース トと P T Cィ ンクを含浸しやすい基材ほど優れている。
なお、 基材 1 を構成するポリウレタン系ホッ トメルトフィルムは 電極 2 を形成する導電性べ一ス トや抵抗体 3 を形成する P T Cイン クの乾燥温度以下の融点を有する。 具体的には、 導電性ペース トや P T Cインクの乾燥温度は 1 5 0 °C、 ホッ トメルトフィルムの融点 は約 1 2 0 である。 このためホッ トメルトフィルムを貼り合わせ る温度において導電性ペース トや P T Cインクは流動性を有し、 基 材 1 に含浸することができる。
また、 電極 2 と抵抗体 3 とは、 全周をガスバリァ一性と防水性を 有する基材 1 と被覆材 4 とにより被覆されている。 このため、 劣化 因子である酸素や、 水蒸気、 水分等の外気との接触が確実に防止さ れて信頼性の高い P T c発熱体が提供される。 (実施の形態 2 )
図 2は、 実施の形態 2 による P T C発熱体を示す断面図である。 基材以外の構成は実施の形態 1 と同様である。 なお、 柔軟性被覆材 は図示していない。 基材は含浸調整不織布 (以下、 不織布) 5から なる。 不織布 5 は、 耐熱繊維不織布 (以下、 不織布) 6 に樹脂コ一 ティング材を適量含浸 · 乾燥して得られる。 なお、 不織布 6は、 繊 維直交繊維からなるポリエステル不織布である。 不織布 5の上に、 導電性ペース トを印刷 · 乾燥してなる電極 2 と、 さ らにその上に、 P T Cインクを印刷 · 乾燥して抵抗体 3が構成されている。
基材が不織布 5からなることで、 作製時には導電性ペース トや P T C抵抗体インクが透過するのが防止され、 良好なスク リーン印刷 を行う ことができる。 これにより、 塗布量と抵抗値が確実に管理さ れる。 印刷塗布量は版のメッシュやそのインクの粘度等の印刷条件 に依存する。 また基材 1 の表面性状、 すなわち表面の平滑性や含浸 性等によっても大きく影響を受ける。 そのために、 コーティ ング材 を適量含浸させて表面を調整したのちに導電性べ一ス トや P T Cィ ンクを印刷塗布する。 このようにすることで常に安定した塗布量が 確保されて、 適正な品質の P T C発熱体が提供される。 また、 コー ティ ング材に柔軟性樹脂を用いることで、 P T C発熱体の柔軟性を 損なわない。
また、 不織布 5上の電極 2 と抵抗体 3 とは、 一部べ一ス基材であ るポリエステル不織布に含浸した構成となっている。 これにより、 加振耐久性は維持されている。
実施の形態 1 で述べたように、 加振耐久性は導電性ペース トゃ P T Cインクを含浸しやすい基材を用いるほど優れている。 しかし、 含浸量が増えるほど、 導電ペース トゃ P T Cインクの塗布量が多く なり、 コス トアップとなる。 また塗布バラツキが大きくなり、 再現 性のある P T C特性を発揮することが困難となる。 したがって適正 な塗布量を確保するために、 含浸量を調節することが好ましい。 本 実施の形態では、 含浸調整不織布 5で基材を構成し、 導電べ一ス ト や P T Cインクの塗布量を調整する。
なお、 本実施の形態では、 不織布 5のベース基材である不織布 6 を長繊維のポリエステル不織布としたが、 必ずしもこれに限定され ない。 ポリプロピレンやナイロンなどの合成繊維ゃコッ トンなどの 天然繊維でも良い。
なお、 コーティ ング材としては、 アク リル系樹脂、 ウレ夕ン系樹 脂、 アミ ド系樹脂、 エステル系樹脂、 エステルウレタン系樹脂、 シ リコン系樹脂等のラテックスが好ましい。 これらの樹脂は柔軟性を 有し、 そのラテックスは、 水、 または有機溶剤中に樹脂分を乳化分 散させたものである。 これらは、 ポリエステル不織布への接着性が 良好で、 乾燥したものは耐熱性があり、 かつ、 P T Cインクに悪影 響を与えない。 特に、 ウレタン系、 エステル系、 シリコン系樹脂は
P T C特性を改善するため、 さらに好ましい。
(実施の形態 3 )
図 3は、 実施の形態 3 による P T C発熱体を示す断面図である。 なお、 柔軟性被覆材は図示していない。 実施の形態 2 と相違する点 は、 不織布 5 に代わって、 含浸調整不織布 (以下、 不織布) 7 を用 いている点である。 不織布 7は、 ポリエステル等の耐熱繊維不織布 (以下、 不織布) 上 6に熱融着フィルム (以下、 フィルム) 8 を貼 付した構成である。
この構成により、 熱融着フィルム 8が導電性べ一ス トと P T Cィ ンクとの不織布 6への含浸性 · 塗布量を規制する。 よって、 安定し た品質バラツキの少ない柔軟性 P T C発熱体が得られる。 また、 フ イルム 8の熱的性質が P T C抵抗体に加味される。 そのため、 フィ ルム 8の種類によっては P T C特性が改善される。 さらに、 電極 2 と P T C抵抗体 3 とはフィルム 8 により一層確実に外気より遮蔽さ れるために、 長期信頼性の高い柔軟性 P T C発熱体が提供される。 なお、 本実施の形態において、 含浸調整の目的で熱融着フィルム を用いている。 しかし、 単に熱融着フィルムを貼り、 これをフィル ム状で用いると、 基材である不織布 6への導電性ペース トゃ P T C インクの含浸性が低下し、 その結果、 加振耐久性が低下する。 その ため、 不織布 6 にフィルム 8 を貼付した後に、 フィルム 8の融点以 上の温度で熱処理を行い、 不織布 6の表面形状にフィルム 8 を十分 馴染ませて、 一部不織布 6内に浸透させて用いる。 そうすることに より、 その上に印刷される導電性ペース 卜や P T Cインクは一部不 織布 6内にも含浸する構造となり、 加振耐久性が維持される。
なお、 フィルム 8 としては、 エチレン酢酸ピエル系樹脂、 ウレタ ン系樹脂、 エステル系樹脂、 エステルウレタン系樹脂を用いること が好ましい。 これらのフィルム 8は、 実施の形態 2で説明した樹脂 系コーティ ング材同様、 柔軟性があり、 かつ、 P T Cインクに悪影 響を与えない。 特に、 ウレタン系、 エステルウレタン系樹脂を用い ると P T C特性が改善され、 好ましい。
(実施の形態 4 )
図 4に、 実施の形態 4による P T C発熱体の断面図である。 なお、 柔軟性被覆材は図示していない。 本実施の形態と実施の形態 3 との 相違する点は、 含浸調整不織布 9のベースとなる耐熱繊維不織布と して、 スパンポンド 1 0 と、 スパンレース 1 1 とを貼り合わせた積 層構造とした点にある。
スパンポンド 1 0単独では変形時に音鳴りを起こすことがあるの に対して、 スパンレース 1 1 とを貼り合わせることによりそれが防 止される。 また P T C発熱体にボリューム感を付与し、 肌触りを改 善する。
スパンポンド、 スパンレースは不織布作製方法の種類である。 ス パンポンドは、 直接紡糸後、 熱ロール (エンボス) でドッ ト (点) で繊維どう しを熱融着させて結合するものであり、スパンレースは、 高圧水流で繊維どう しを絡ませるものである。 スパンレ一ス 1 1 は 柔軟で嵩高いために音鳴りを防止する。
なお、 スパンレ一ス 1 1 に代わり針で二一ドリ ングして繊維を絡 ませた二一ドルパンチを用いてもよい。
なお、 本実施の形態では、 実施の形態 3 における耐熱繊維不織布 としてスパンポンドと、 スパンレースまたはニードルパンチとを貼 り合わせ積層構造としたものを適用する。 このような耐熱繊維不織 布を実施の形態 2に適用しても同様の効果が得られる。
(実施の形態 5 )
本実施の形態が実施の形態 4 と相違する点は、 スパンポンドの代 わりにケミカルポンドとして、 さらに、 スパンレース、 または二一 ドルパンチ 1 1 との貼り合わせを接着剤ドッ トで行う点である。 な お、 ケミカルポンドとは、 繊維どう しを接着剤 (樹脂) で結合する 不織布作製方法の一つである。
スパンポンドでは熱で樹脂を融解させて結合させるために、 その 部位は必然的に厚みが増すか、 または結晶化が促進される。 このた め、 素材そのものの柔軟性が低下することがある。 一方、 接着剤ド 'ッ トによるケミカルポンドでは、柔軟性のある接着剤を選ぶことで、 素材そのものの柔軟性を損なわない。 よって柔軟性のある基材が得 られる。 本実施の形態では、 全てのタイプの不織布が、 接着剤ドッ トで結合されることとなり、 さらに柔軟性の高い含浸調整不織布が 得られる。 なお、 接着剤としては、 ウレタン系樹脂、 アク リル系樹 脂を用いることが好ましい。 (実施の形態 6 )
図 5に実施の形態 6 による P T C発熱体の断面図を示す。 本実施 の形態では、 柔軟性基材 (以下、 基材) 1 2 として、 表面に凹凸形 状を付与された樹脂発泡体、 またはゴムシートを用いる。 その表面 に電極 2 と抵抗体 3 とを印刷により形成している。 なお、 その上に 形成している柔軟性被覆材は図示していない。 樹脂発泡体は独立 · 連続気泡のものがある。 独立気泡のものであれば、 カッ ト面は必然 的に凹凸形状を有する表面となっておりそのまま用いることができ る。 また、 連続気泡のものであれば、 表面にコーティ ング材等を塗 布して、 表面を調整して用いる。 樹脂発泡体は例えば、 ウレタンや ォレフィ ン系熱可塑性エラス トマ一フォーム等からなる。 ゴムシ一 卜の場合には、 例えば、 成型時に布目を付けることで表面に凹凸形 状が形成される。
これらいずれかの構成により、 表面に印刷 · 乾燥により形成され た電極 2、 抵抗体 3の断面は凹凸形状となり、 あたかも縮んだよう な状態になる。 そのため、 電極 2、 P T C抵抗体は、 伸び応力に対 して余裕をもつ。 こう して、 基材 1 2が伸びた場合でも電極 2ゃ抵 抗体 3に加わる応力が低減される。 なお、 本実施の形態では、 基材 1 2 には伸びに対する規制がない。 このため、 図示しない柔軟性被 覆材に伸びを規制する作用を持たせることが好ましい。
(実施の形態 7 )
図 6 A, Bはそれぞれ実施の形態 7は一部切り欠き平面図、 断面 図であり、 柔軟性被覆材は図示していない。 柔軟性基材 1 3は、 樹 脂発泡体 1 4の表面に樹脂ネッ ト 1 5を貼り合わせたものである。 樹脂ネッ ト 1 5は例えば、 ポリエステル、 ポリプロピレンやポリア ミ ド等の繊維で構成されている。
この構成により、 表面に印刷して形成される電極 2 と抵抗体 3 と は、 凹凸断面形状を付与され、 伸び応力に対する余裕を持つ。 また、 樹脂ネッ ト 1 5が伸びを規制する。 これにより、 電極 2や抵抗体 3 が保護される。 さらに、 樹脂ネッ ト 1 5の材質を選定することによ り、印刷により形成される電極 2や抵抗体 3が含浸する構造になり、 加振耐久性に強い柔軟性 P T C発熱体が得られる。
なお、 樹脂発泡体 1 4に代わってゴムシ一トを用いても同様の効 果が得られる。 (実施の形態 8 )
図 7は実施の形態 8による P T C発熱体の断面図である。 柔軟性 被覆材 (以下、 被覆材) 1 6 は、 ポリエステル系の樹脂系ラテック スをコ一ティ ングすることで構成している。 被覆材 1 6は、 柔軟性 基材 1 と接着性を有する。 その他の構成は実施の形態 4 と同様であ る。 あるいは、 実施の形態 1 〜 3に適用してもよい。
本実施の形態においては、 樹脂系ラテックスをコーティ ングする ことで、 電極 2 と抵抗体 3 とを外気から遮蔽する。 樹脂系ラテック スの溶媒としては水が用いられる場合が多く、 樹脂系ラテツクスの 乾燥は 1 0 0 °C以下で行う ことができる。 そのため、 作製された P T C抵抗体は、 抵抗値変化をほとんど生じることなく、 安定した P T C特性を有し、 良好な耐加振性のある柔軟性 P T C発熱体が得ら れる。 (実施の形態 9 )
図 8は、 実施の形態 9 による P T C発熱体の断面図である。 柔軟 性被覆材 1 7は、 ポリエステル系不織布 (以下、 不織布) 1 8 に熱 融着フィルム (以下、 フィルム) 1 9 を貼り合わせて構成されてい る。 不織布 1 8はスパンレース等からなる。 フィルム 1 9はポリエ ステル系熱融着フィルム等からなる。 フィルム 1 9 を介して、 柔軟 性基材 1、 電極 2、 抵抗体 3 と、 不織布 1 8 とが接着されている。 基材 1 の構成は実施の形態 4 と同様であるが、 実施の形態 1 〜 3 と 同様の構成でもよい。
この構成により、 良好な耐加振性が得られ、 電極 2 と抵抗体 3 と をフィルム 1 9 により外気から遮蔽するとともに、 不織布 1 8 の機 械的強度が P T C発熱体に付与される。
(実施の形態 1 0 )
実施の形態 1 0 による P T C発熱体の断面構造は実施の形態 9 と 同様である。 本実施の形態では、 被覆材 1 7の代わりに、 実施の形 態 7で基材として説明した樹脂発泡体、 または、 ゴムシートに接着 剤を塗布して用いる。 その他の構成についての説明は実施の形態 9 と同様である。
この構成により、 良好な耐加振性が得られ、 電極 2 と抵抗体 3 と を外気から遮蔽するとともに、 樹脂発泡体またはゴムシートの柔軟 性 · ソフ ト感が P T C発熱体に付与される。 特に、 樹脂発泡体を用 いた場合には、 P T C抵抗体が高い断熱状態になる。 このため、 人 体の暧感覚を適性範囲に抑制することができるとともに、 P T C抵 抗体の発熱温度を上昇させて、飽和安定時の消費電力が抑制される。
(実施の形態 1 1 )
図 9 A, Bはそれぞれ実施の形態 1 1 による P T C発熱体の一部 切り欠き平面図、 断面図である。 本実施の形態では、 P T C発熱体 の全体に渡って、 シポ加工により凹凸形状 2 0 を設けている。 シポ 加工とは、 凹凸表面を有する熱板によりプレスして断面形状を凹凸 にする加工法である。 なお、 本実施の形態においては、 柔軟性基材 1 は必ずしもインク含浸性がなくてもよい。 すなわちエチレン酢酸 ビニル系樹脂、 ウレタン系樹脂、 エステル系樹脂、 エステルウレタ ン系樹脂等からなる柔軟性フィルムでも、 実施の形態 1〜 4におけ る基材と同様でもよい。
この構成により、 P T C発熱体に柔軟性が付与されるとともに、 伸びに対する余裕を持たせることができる。 また、 凹凸形状を機械 的 ·熱的に行う ことで、 P T C抵抗体の抵抗値が早期に安定化する。
(実施の形態 1 2 )
図 1 0は、 実施の形態 1 2 による P T C発熱体の一部切り欠き平 面図である。 実施の形態 1 1では、 シポ加工により凹凸形状を付与 しているが、 本実施の形態では、 ステッチ (縫い目) 加工を用いる。 その他の構成は実施の形態 1 1 と同様である。 ステッチ加工部 2 1 を付けることで、 シポ加工同様、 P T C発熱体に柔軟性が付与され る。 また、 ステッチ加工部 2 1 により P T C発熱体の伸びが規制さ れるため、 電極 2 と抵抗体 3 とが保護される。 なお、 ステッチ加工 により縫い目が開くが、 実施の形態 8で説明した樹脂系ラテックス で被覆することにより、外気から電極 2 と抵抗体 3 とが保護される。 以上のように、 実施の形態 1 〜 5、 8〜 1 2によれば、 電極 2 と 抵抗体 3 との一部を、 柔軟性基材に含浸して配置する。 また実施の 形態 6, 7 によれば、 電極 2 と抵抗体 3 との断面を凹凸形状とする。 このため、 加振耐久性が高く、 安定した品質の柔軟性 P T C発熱体 が得られる。
さらに、 柔軟性基材として含浸調整不織布を用いることにより、 再現性のある P T C特性を発揮し、 不用なコス トアップを抑制した 柔軟性 P T C発熱体を提供できる。
(実施の形態 1 3 )
図 1 1 Aは本実施の形態の P T C発熱体を示す一部切り.欠き平面 図、 図 1 1 Bは X— Y位置での断面図である。 柔軟性基材 (以下、 基材) 1 は、 インク等の液を含浸する。 例えば、 長繊維から成るポ リエステル不織布に開口部 3 2 を設けたものである。 また、 抵抗体 3を全面ではなく、 分割して設けており、 抵抗体 3間に開口部 3 2 を設けている。 開口部 3 2は基材 1 を予め打ち抜いて作製すること ができる。 開口部 3 2では抵抗体 3が配置されておらず、 開口部 3 2を折り曲げ部位として P C T発熱体に柔軟性が付与される。また、 そのような P C T発熱体を座席に適用した場合に、 着座時の装着感 と柔軟性が向上する。 また、 ペルチェ素子等と組み合わせて、 開口 部 3 2より冷風を吹き出すことにより快適性が増す。
なお、 本実施の形態において、 電極 2の主電極に切り込みを入れ たり、 開口部 3 2での折り曲げ部位に位置する電極 2 に実施の形態 1 1 と同様にシポ加工を施しても良い。 これにより、 さらに柔軟性 を高めることができる。 (実施の形態 1 4 )
本発明の実施の形態 1 4について、 図 1 2 を用いて説明する。 柔 軟性基材を構成する直交繊維不織布 (以下、 不織布) 3 6はポリエ ステル長繊維からなり、 多くの開口部 3 7 を有している。 不織布 3 6 の繊維幅に応じて、 櫛形電極 (以下、 電極) 2 と P T C抵抗体 (以 下、 抵抗体) 3 とが、 不織布 3 6上に印刷して形成されている。 電 極 2 と抵抗体 3 とは、 不織布 3 6の繊維内に含浸した状態、 すなわ ちポリエステル長繊維の一本一本にコーティ ングされた状態で形成 される。 よって、 不織布 3 6は加振耐久性に極めて優れた構造とな つており、 引っ張り強度の強い基材を構成している。 また、 電極 2 の主電極 3 8 の導電べ一ス ト含浸量を補助電極 3 9よりも多くする ことが好ましい。 ポリエステルフィルム等の液含浸性のない基材の 場合には、 主電極 2 の電位ドロップを防止するために主電極 2 の印 刷幅を広げる必要がある。 本実施の形態では、 導電ペース トの含浸 量を増やすことで印刷幅を広げることなく電位ドロップを防止でき る。 なお、 柔軟性被覆材は図示していない。
補助電極 3 9や抵抗体 3は必要最小限の塗布量で十分である。 そ のために、 予め、 不織布 3 6の印刷部分に樹脂ラテックスを適量含 浸 · 乾燥して含浸量を調節することが好ましい。 前述したように、 基材への含浸量が多いほど、 加振耐久性は向上する。 しかし、 含浸 量が増えるほど、導電ペース トや P T Cインクの塗布量が多くなり、 コス トアップとなる。 また塗布バラツキが大きくなり、 再現性のあ る P T C特性を発揮することが困難となる。 したがって適正な塗布 量を確保するために、 含浸量を調節することが好ましい。 これには 実施の形態 2や 3で説明した手法を用いることができる。
なお、 不織布 3 6の交差部での接合は、 熱により行うより接着剤 で行うのが好ましい。 熱を用いて融着させると、 その部位は厚みが 増した一体のものとなるとともに結晶化が進むことにより固くなる, 接着剤を用いる場合には、 柔軟性を有する接着剤、 例えば、 ウレタ ン系、 アクリル系共重合体などを用いることで、 不織布 3 6の素材 そのものの柔軟性を発揮させることができる。 コッ トン繊維などの ように自己接着力を有する基材の場合には、 接着剤は不要である。 このような繊維材料を用いる場合には、 予め面状直交方向に繊維を 配置した後に水流で繊維間を広げて開口部を設けることによって不 織布 3 6 を作製できる。
(実施の形態 1 5 )
本発明の実施の形態 1 5 について、 図 1 3 を用いて説明する。 図 1 2 と相違する点は、 図 1 2 における主電極 3 8 を銅線などの金属 導電線 4 0で構成した点である。 導電線 4 0 を組み込んで不織布 3 6 を作製する。 導電線 4 0 と導電ペース トから成る補助電極 3 9 と は、 導電線 4 0の周囲の不織布内に導電ペース トを含浸 · 固着する ことで導通されている。
前述したように、 実施の形態 1 4における主電極 3 8はその長さ 方向に電位低下を起こさないように設計される。 しかし、 主電極 3 8は銀ペース トで構成されるので、ヒー夕サイズが大ききなるほど、 コス ト高となる。 そこで、 主電極を導電線 4 0にすることで、 ヒー 夕サイズが大きい場合でも安価になる。
また、 このような多くの開口部 3 7を有する構成では、 全体を被 覆する被覆材、 例えば樹脂フィルム等を用いると柔軟性を損ねる。 そこで、 柔軟性被覆材として、 樹脂ラテックス等の樹脂系コーティ ング材を用いれば、 開口部 3 7 を残した状態で、 電極 2や抵抗体 3 の全周が被覆される。 このように、 電極 2、 抵抗体 3は外気から遮 蔽され、 信頼性が高まる。
樹脂系コ一ティ ング材としては、 アク リル系樹脂、 ウレタン系樹 脂、 アミ ド系樹脂、 エステル系樹脂、 エステルウレタン系樹脂、 シ リコン系樹脂等のラテックスを用いる。 これらのラテックスは、 水、 または有機溶剤中に樹脂分を乳化分散させたもので、 ポリエステル 不織布への接着性が良好で柔軟性を付与し、 乾燥したものは耐熱性 があり、 かつ、 P T Cイ ンクに悪影響を与えることがない。 特に、 ウレタン系、 エステル系、 シリコン系樹脂ラテックスは P T C特性 の改善効果があり、 有効である。
なお、 本実施の形態では、 柔軟性基材を長繊維のポリエステル不 織布としたが必ずしもこれに限定するものではない。 ポリプロピレ ンゃナイロンなどの合成繊維ゃコッ トンなどの天然繊維でも良い。
(実施の形態 1 6 )
本発明の実施の形態 1 6 について図 1 4 A , Bを用いて説明する。 図 1 3 と相違する点は、 P T C発熱体上に開口部を有する吸湿体 4 1 を熱的に接触するように配置した点である。
吸湿体 4 1は、 吸着平衡蒸気圧以上に空気中の水蒸気分圧がある 場合には吸湿する。 また、 温度が上昇すると水蒸気を放出して再生 する。 本実施の形態では、 P T C発熱体を吸湿体 4 1 の再生に用い る。 吸湿体 4 1が再生した状態では、 再び吸湿する。 そして、 再生 時放出する水蒸気を加湿に利用する。 こう して、 除湿 · 加湿デバィ スとして、 P T C発熱体をその再生熱源として利用する。 P T C発 熱体を利用して、その発熱温度を吸湿体 4 1 の再生温度に設定する。 このようにすることで、 吸湿体 4 1が過熱されないので、 吸湿体 4 1 の信頼性が高まり、 安全性の高い除湿 · 加湿デバイスが提供され る。 このような除湿 · 加湿デバイスを力一シートなどの座席に組み 込むと、 実施の形態 1 3から 1 5 と同様の加温効果に加え、 蒸れが 除去されるとともに、 その効果を繰り返し再生することができる。
吸湿体 4 1は、 開口部を有する耐熱不織布に、 吸水性樹脂を溶液 状態で吸液 · 乾燥させて、 不織布に吸水性樹脂を付着させた後に、 吸湿剤水溶液を吸水性樹脂に吸液 · 乾燥して得られる。 耐熱不織布 はポリエステル等の吸液性を有する材料からなる。 吸湿剤は塩化力 ルシゥム等の無機塩類からなる。
一般に吸湿剤としては、 シリカゲル、 ゼォライ ト、 塩化カルシゥ ム等が知られている。 シリカゲル、 ゼォライ トは吸湿量が自重の最 大 5 0 %程度であるのに対して、 塩化カルシウム等の無機塩類は自 重の最大 3倍にも達する。 無機塩類はこのように吸湿量が強いのも かかわらず、 あまり使われないのは、 吸湿することで液体になるか らである。 しかしながら、 無機塩類は、 吸水性樹脂の中に保持する ことで、 吸湿して液体となっても吸水性樹脂で固体の状態に保持さ れる。
吸水性樹脂としては、 ポリ ビニルアルコール系共重合体、 ポリウ レ夕ン系共重合体、 ポリアルキレンォキサイ ド系共重合体等のいず れかを用いるのが好ましい。 一般に用いられるアク リル酸系共重合 体は、 水を吸収するが、 無機塩類水溶液のような電解質水溶液をほ とんど吸収しない。 前述した共重合体は、 電解質水溶液でも十分吸 収する。 また、 無機塩類としては、 塩化リチウム、 塩化カルシウム などが強い吸湿性を有しており、 好適である、 また、 塩化リチウム、 塩化カルシウムを組み合わせて用いても良い。 これら吸水性樹脂と 無機塩類の組合せで自重の 1 . 5倍の吸湿量が得られる。
なお、 他の実施の形態において P T C抵抗体が開口部を有する場 合には、 本実施の形態と同様に吸湿体 4 1 を有する構成とすること ができる。
(実施の形態 1 7 )
図 1 5 A, Bはそれぞれ、 実施の形態 1 7 による P T C発熱体を 示す一部切り欠き平面図と断面図である。 柔軟性メッシュ基材 (以 下、 基材) 5 1 は変形可能な開口部を有し、 かつインク含浸性を有 する。 基材 5 1 はコッ トンやポリエステル等の材質からなり、 メッ シュ状である。 柔軟性支持基材 (以下、 基材) 5 2はインク不通過 性を有し、 基材 5 1 に熱融着ゃ接着により接合されている。 基材 5 2は、 インクを通さないバリア材としての機能と P T C発熱体の骨 格を形成する機能とを有する。 また基材 5 1 と基材 5 2 とで柔軟性 基材を形成している。 基材 5 2 はスパンレース (不織布) や、 ス ト レツチ素材、 あるいは発泡ポリ ウレタンのような発泡体に、 例えば、 樹脂ラテックス等を含浸して形成されるインク不通過処理を施した ものである。 スパン.レースは、 目付量が小さくインクが含浸しても 面状に固着するのではなく、 繊維の絡まりに沿ってインクを含浸保 持する構成をとる。 ス トレッチ素材は、 スパンレースにゴム状のラ テックスを含浸後絞って乾燥して形成される。 このような基材 5 1 と基材 5 2 とを組み合わせて、 その上に櫛形電極 (以下、 電極) 2 、 P T C抵抗体 (以下、 抵抗体) 3、 柔軟性被覆材 (以下、 被覆材) 4を構成している。 電極 2、 抵抗体 3 については、 実施の形態 1 と 同様である。 被覆材 4は例えば、 実施の形態 8 と同様、 樹脂ラテツ クス等の乾燥皮膜からなる。
本実施の形態では、 電極 2や抵抗体 3が印刷される基材 5 1 の下 部に基材 5 2が配置されている。 基材 5 1 の素材としては、 ポリエ ステルやコッ トン、 あるいは両者の混紡品を用いるが、 素材そのも のは程度の差こそあれインク含浸性を有している。 ポリエステルは 親油的、 コッ トンは親水的である。 このため、 基材 5 1単独ではィ ンク抜けが生ずる。 基材 5 2がこのイ ンク抜けを防止し、 スク リ一 ン印刷性が改善される。 また、 主たる P T C特性は基材 5 1 に含浸 保持された抵抗体 3 により生じる。
また、 基材 5 1上にそのメッシュパターンに対応して電極 2ゃ抵 抗体 3が主に印刷され、 基材 5 1内に電極 2や抵抗体 3が 3次元的 に適度に含浸保持された状態となっている。 このため、 実施の形態 1 と同様に柔軟性を発揮できるとともに、 基材 5 1 に伸びが加わつ た状態でも、 メッシュ開口部の変形により抵抗値変化が最小限に抑 制される。 従来のように、 平面状に電極 2や抵抗体 3が印刷された ものでは、 柔軟性を発揮できないばかりでなく、 例えば、 5 %伸び 変形時に抵抗値一桁が上昇する。 これに対して、 本実施の形態によ る P T C発熱体では、 5 %伸び変形時に抵抗値変化は 3 0 %以内に 抑制されている。
また、 基材 5 2 として、 インクが 3次元的に含浸保持されるスパ ンレース不織布、 又は樹脂発泡体を用いて、 インク不通過層を形成 している。 この構成により、 基材 5 1 を通過してきた導電ペース ト や P T Cインクは面状ではなく、 3次元的に分散して保持される。 この構成により、 基材 5 2に含浸保持された P T Cインクの P T C 特性に及ぼす影響を最小限に抑制することができるとともに、 柔軟 性を維持できる。
ここで、 基材 5 1 の変形可能な開口部の意味について説明する。 見かけ上は格子状のメッシュであってもそのメッシュを構成する 繊維に弛みを持たせたものや、 又は 3次元的な接合点を有するもの がある。 したがって、 そのようなメッシュ基材は開口部の変形によ り伸びやすい。 しかも伸びやすさには異方性がある。
車用のシートに P T C発熱体を適用する場合、 シートの幅方向は 伸びが要求されるのに対して奥行き方向は伸びが要求されない。 こ れは、 シートの表皮材である皮革や織物自体がそのような特性を有 しており、 P T C発熱体がそれよりも柔軟性を持たないと着座時の つっぱりなどの違和感を生じてしまう。 本実施の形態の柔軟性 P T C発熱体は上記のような性質を有する基材 5 1 を用いているので、 その条件を満足する。 なお、 開口部形状は四角形に限定するもので はなく、 円や楕円など、 任意の形状のものでも良い。 その中でも開 口部形状は菱形形状とすることが好ましい。 この構成により、 伸び 変形に対して、 電極 2、 抵抗体 3 にもつとも応力を及ぼすことなく、 菱形形状のメッシュの変形により見かけ上伸びを実現するので、 抵 抗値安定性が向上する。
ここで電極 2や抵抗体 3のインクは弛みのある繊維の周囲や接合 点に絡まった状態で付着している。 このため、 開口部が変形する際 に、 繊維に付着した電極 2や抵抗体 3 を構成する材料同士の接合が 保たれやすい。 すなわち、 例えばコッ トンやコッ トンとポリエステ ルの混紡からなるスパンレース型不織布から構成された基材 5 1で は繊維間に隙間と弛みがある。 そこに印刷され、 配置された電極 2 や抵抗体 3は膜状ではなく、 隙間や弛みを持った状態で印刷物が形 成される。 よって、 伸び変形が加わった場合、 メッシュ構成ととも に電極 2や抵抗体 3 自身が伸びるのではなく、 その変形により伸び る。
加振耐久性や酸素等の外部劣化因子に耐える信頼性については、 実施の形態 1 と同様に良好である。
なお、 基材 5 1 と基材 5 2 とは、 ポリウレタンやポリエステル等 の材質からなる熱融着フィルム、 接着性不織布 (接着芯)、 又は接着 剤を用いての貼り合わせる。 この構成により、 基材 5 1 と基材 5 2 とを簡便に接合することができる。 基材 5 1 はメッシュ状なので、 熱融着フィルムを用いた場合でも、 必然的に全面ではなく部分的な 接合状態となる。 すなわち、 これらは基材 5 1 のメッシュパターン に対応した部分的な接合ポイントを有するため柔軟性を損なう こと がない。 また接着性不織布や接着材を用いて部分的に接合した場合 にはさらに柔軟性が増す。
また、 基材 5 2 のインク不通過層は、 樹脂系コ一ティ ング材を用 いて皮膜状に形成したり、 熱融着フィルムを貼付することで作製す る。 この構成により、 具体的、 かつ容易にインク不通過層を形成で きる。 樹脂系コ一ティ ング材としては、 ポリエステル系樹脂、 ァク リル二トリルブタジエンゴム系樹脂、ポリエステルウレタン系樹脂、 スチレンブタジエンゴム系樹脂、 エーテル型ポリウレタン系樹脂、 ポリウレタン系樹脂等が好ましい。 これらは導電性ペース トや P T Cインクとの相性が良く、 P T C抵抗体が有する本来の P T C特性 を発揮できる。 一方、 アク リル系やシリコン系など一部の樹脂系コ 一ティ ング材は著しく P T C特性を劣化させる。
なお、 導電性ペース トや P T Cインクは必要最小限の塗布量で十 分である。 そのために、 予め、 実施の形態 2、 3の手法により基材 5 1への含浸量を調節することが好ましい。
(実施の形態 1 8 )
図 1 6は本発明の実施の形態 1 8による P T C発熱体の一部切り 欠き平面図である。 柔軟性メッシュ基材 (以下、 基材) 5 6はポリ エステル長繊維からなる直交繊維型不織布をバイアス状に採寸 (斜 めにカツ ト) したものである。 そして開口部が菱形形状を有する。 それ以外の構成は実施の形態 1 7 と同様である。 なお、 ここで用い た直交繊維型不織布はミクロな四角形状の開口部を有しており、 メ ッシュ状基材の範疇に入る。
直交繊維型不織布にように縦 · 横方向に余り伸びのない基材でも この構成のように、バイアス採寸することにより伸びが確保される。 直交繊維型不織布ではミクロな四角形状の開口部を有するが、 バイ ァス採寸により開口部形状を菱形形状とすることができる。 これに 横方向の伸びが加わった場合には、 含浸保持された電極 2や抵抗体 3 に伸び変形を生ずることなく、 基材 5 6の変形により見かけ上、 伸びを発揮する。 イ ンク含浸性の乏しく、 電極 2や抵抗体 3の 3次 元的なネッ トワークが形成されないメッシュ基材を用いた場合、 メ ッシュ基材へのまとわりつきにより電極 2や抵抗体 3のネッ トヮ一 クが形成される。 このような塲合でも、 本実施の形態の基材 5 6 の 構成を適用することにより、 5 %伸び変形時の抵抗値変化は 3 0 % 以内に抑制される。 さらに実施の形態 1 7で述べたようなインク含 浸性を有する柔軟性メッシュ基材を用いた場合、 抵抗値変化は約 1 0 %以内に抑制される。 (実施の形態 1 9 )
図 1 7 は本発明の実施の形態 1 9 による P T C発熱体の断面図で ある。 実施の形態 1 7 における図 1 5 B と相違する点は、 柔軟性支 持基材 5 2の下方に少なく とも電極 2の主電極の伸び (長尺方向) を規制する伸び規制材 5 7 を設けた点である。 伸び規制材 5 7 は例 えば、 編み物状樹脂ネッ トなどであり、 伸び規制部として機能する。 電極 2の主電極は枝電極に一定の電位を供給するもので、 その部位 の電位が変化すると P T C発熱体の均一な発熱分布を達成すること が困難となる。 そのために、 主電極の伸び変形による抵抗値変化を 最小限に抑制する必要がある。 伸び規制材 5 7 を編み物状樹脂ネッ トで構成した場合、 編み方によって縦 '横方向の伸びが調節される。 よって、 主電極の長尺方向を 2 %、 枝電極の長尺方向を 5 %に規制 して、 基材 5 1 を用いて抵抗値を安定化する一方で、 基材 5 1 の強 度不足を補い、 柔軟、 かつ破断強度の強い柔軟性 P T C発熱体を得 られる。 なお、 前述した伸びの数値は、 皮革の縦、 横方向の実用上 の伸び保証値であり、 この値を満足すれば実用上の柔軟性が保証さ れる。 また、 伸び規制材 5 7 を編み物状樹脂ネッ トにかえて、 糸を 縫い合わせるステッチ加工を施しても良い。
柔軟性被覆材 4としては、 樹脂系コーティ ング材が含浸された不 織布を用いてもよい。 具体的には電極 2、 抵抗体 3上に一旦不織布 を熱融着材や接着材により接着した後に樹脂系コーティ ング材を塗 布することで均一なコ一ティ ング膜を作製する。 この構成により、 不織布を介して樹脂系コ一ティ ング材の塗布量を調節できる。また、 樹脂コ一ティ ング材の種類によっては、 電極 2や抵抗体 3 に対する 塗れ性が悪く均一なコーティ ング膜の作製が困難な場合がある。 こ のような場合でも、 不織布を介在させることで均一なコ一ティ ング 膜が得られる。 なお、 樹脂系コーティ ング材の種類としては、 柔軟 性支持基材に用いたものを単独、 又は組み合わせて用いてもよい。
(実施の形態 2 0 )
図 1 8は本発明の実施の形態 2 0 による P T C発熱体の断面図で ある。 実施の形態 1 7 による図 1 5 Bと相違する点は柔軟性被覆材 として皮革 5 8 を用いた点である。 例えば、 接着性を有する樹脂系 コーティ ング材を用いて皮革 5 8 に直接、 電極 2 と抵抗体 3 とを接 着させる。 この構成により、 抵抗体 3 と皮革 5 8 とは熱的に接触し た状態となり、 抵抗体 3の発熱する熱は効率良く皮革 5 8 に伝達さ れる。 そのため、 速熱性 · 省エネルギ一性の高い柔軟性 P T C発熱 体が得られる。 また、 皮革 5 8 と一体に取り扱う ことができるため、 シートやハンドルへの装着が簡略化される。
なお、 皮革 5 8に代えて、 人工皮革を用いてもよい。 (実施の形態 2 1 )
図 1 9 A, Bはそれぞれ、 実施の形態 2 1 による P T C発熱体を 示す一部切り欠き平面図と断面図である。 本実施の形態が実施の形 態 1 7 と相違する点は、 抵抗体 3の配置部分に貫通孔 5 9 を設けた 点である。 貫通孔 5 9 を抵抗体 3の配置部分に設けることにより、 抵抗体 3 の部分で生じやすい電圧集中が回避される。 また、 貫通孔
5 9 を通して空気を移動させることができるため、 人体に密着して 用いると発生しやすい蒸れを防止して、 快適な装着感のある柔軟性
P T C発熱体を得られる。 なお、 貫通孔 5 9の周囲は例えば、 樹脂 系コーティ ング材等により被覆されている。
(実施の形態 2 2 )
図 2 O A , Bはそれぞれ、 実施の形態 2 2 による P T C発熱体を 示す一部切り欠き平面図と端子部の断面図である。 本実施の形態に よる P T C発熱体は、 実施の形態 1 7 による P T C発熱体に端子部 6 6 を設けた構造を有する。 端子部 6 6は、 櫛形電極 (以下、 電極) 2の端部に、 銅箔などの導電性薄材 (以下、 薄材) 6 7を導電性接 着剤 (以下、 接着剤) 6 8で接着し電気的に接続されている。 また、 薄材 6 7 の他端部ではハンダ 6 9 により リード線 7 0が接続されて いる。 また、 端子部 6 6、 電極 2 、 P T C抵抗体 (以下、 抵抗体) 3の周囲を柔軟性被覆材 4が被覆している。 その他の構成は実施の 形態 1 7 と同様なので説明を省略する。
例えば、 銀ペース トを乾燥して形成される電極 2 には直接リー ド 線をハンダ付けすることができない。 そこで一旦薄材 6 7 を接着剤 6 8により電極 2の端部と接着して端子部 6 6を形成し、 薄材 6 7 とリード線 7 0 とをハンダ付けする。 このようにして電極 2 とリ一 ド線 7 0 とを電気的に接続する。 その際、 柔軟性メッシュ基材 (以 下、 基材) 5 1 を用いていることで、 電極 2 は基材 5 1内に含浸す るとともに、 その開口部に接着剤 6 8が侵入した構成となる。 また、 接着剤 6 8 と薄材 6 7 とは面接着とする。 この構成により、 実施の 形態 1 7で述べた効果に加え、 電極 2 とリード線 7 0 とが電気的に 強固に接続される。 また、 端子部 6 6 の作製は、 電極 2 と抵抗体 3 とを作製した後に行う ことができる。 このため、 印刷の不具合があ つた場合には端子部 6 6を作製する必要が無く、 良品にのみ端子を 作製することができる。 また、 ガスパリア一性と防水性を有する被 覆材 4が電極 2、 抵抗体 3だけでなく、 端子部 6 6の全周をも被覆 している。 このため、 劣化因子である酸素や、 水蒸気、 水分等の外 気との接触が確実に防止され、 信頼性の高い P T C発熱体が得られ る。
なお、 薄材 6 7 として用いる銅箔の片面を粗面化処理しておく こ とが好ましい。 これにより粗面化した面を介して接着剤 6 8 と薄材 6 7 との接着がより強固になる。 さらに接着面の他面をニッケルメ ツキしておく ことが好ましい。 ニッケルメツキをすることで薄材 6 7の耐食性が向上する。
なお、 本実施の形態における端子部 6 6は、 他の実施の形態に構 成しても電気的接続に関し好適である。
(実施の形態 2 3 )
図 2 1 は本発明の実施の形態 2 3による P T C発熱体の一部切り 欠き平面図である。 本実施の形態による P T C発熱体の導電性薄材 7 1 には銅やニッケルメツキをされた銅からなるエキスパンドメタ ルを用いている。 また薄材 7 1 は貫通孔 7 2 を有する。 それ以外の 基本的な構成は実施の形態 2 2 と同様である。
この構成により、 導電性接着剤 6 8が貫通孔 7 2内に介在する。 そのため、 接着剤 6 8 と薄材 7 1 とが一体構成となり、 より接触面 積が大きい。 よって電気的接続が強固であり、 機械的強度が向上し ている。
なお、 薄材 7 1 としてエキスパンドメタルの代わりに機械的に貫 通孔を設けた銅箔を用いてもよい。 (実施の形態 2 4 )
図 2 2は本発明の実施の形態 2 4による P T C発熱体の一部切り 欠き平面図である。 本実施の形態では、 予め導電性薄材 6 7 を基材 5 1上に接着や縫い付けなどの接合方法により固定しておき、 薄材 6 7の端部に重なるように電極 2を印刷して、 電極 2 と薄材 6 7 と を電気的に接続する。
この構成により、 導電性接着剤を用いることなく、 電極 2 と薄材 6 7 とが電気的に接続する。 このため、 低コス トで端子部 6 6が作 製される。 その他の構成は実施の形態 2 2 と同様である。
なお、 薄材 6 7を、 開口部を有する接着性不織布と基材 5 1で挟 み、 熱融着して固定しておき、 リード線 7 0の取り付けは接着性不 織布を突き破り、 かつ融解させてハンダ接続させてもよい。 この構 成により、 端子部 6 6の作製時には薄材 6 7 を固定することで作業 性が向上する。 また柔軟性被覆材としてコーティ ング材を用いる場 合には均質なコーティ ング膜を作製することができる。 また、 薄材 6 7 として実施の形態 2 3で説明したように貫通孔を有するものを 用いても良い。
(実施の形態 2 5 )
図 2 3 A, Bはそれぞれ、 実施の形態 2 5 による P T C発熱体を 示す一部切り欠き平面図と断面図である。 図において、 電極 2の表 面から柔軟性メッシュ基材 5 1、 柔軟性支持基材 (以下、 基材) 7 3 を貫通する貫通孔を設けている。 そしてその貫通孔を通して電極 2 と薄材 6 7 とがハトメ 7 4によるかしめで電気的に接続されてい る。 なお、 基材 7 3はス トレッチ素材からなり伸縮性を有する。 そ の他の構成は実施の形態 2 2 と同様である。
この構成により、 基材 7 3が伸縮性を有しているため、 つねに電 極 2 と薄材 6 7 とは圧接された状態を維持し、 電気的接続が安定す る。
なお、 図を省略しているが、 柔軟性被覆材が電極 2や抵抗体 3の みならずハ トメ 7 4の全周をも被覆している。
(実施の形態 2 6 )
図 2 4は本発明の実施の形態 2 6 による P T C発熱体の端子部の 断面図である。 本実施の形態では、 薄材 6 7が、 基材 5 1 と基材 5 2の間で、 かつ電極 2の端部が印刷される位置に、 基材 5 1 と基材 5 2の接合時に予め介在させて固定されている。 電極 2は、 基材 5 1 の開口部を通して薄材 6 7 に接着して作製される。 また、 リー ド 線 7 0は基材 5 1 を突き破り、融解させてハングで取り付けられる。 それ以外の構成は実施の形態 2 4 と同様である。
この構成により端子部 6 6の作製時に薄材 6 7 の固定が基材 5 1 と基材 5 2 との接合時に完了されるため、 作業性が向上する。 また 強固で実用的な端子部 6 6が作製される。
なお、 薄材 6 7 として、 銅箔、 貫通孔を有する銅箔、 エキスパン ドメタルのいずれを用いても良い。 それらに多少の厚みがあっても 基材 5 2で吸収できるので、 安定したスクリーン印刷を行う ことが できる。
(実施の形態 2 7 )
図 2 5 A, Bはそれぞれ、 実施の形態 2 7 による P T C発熱体を 示す一部切り欠き平面図と断面図である。 本実施の形態による P T C発熱体は、実施の形態 1 7 による P T C発熱体に伸び規制部材(以 下、 部材) 8 6 を設けた構造を有する。 部材 8 6 は柔軟性メッシュ 基材 (以下、 基材) 5 1 に接着剤等により接合され、 基材 5 1 の伸 びを規制する。 例えばニッ トメッシュ 8 8等からなる。 また、 柔軟 性支持基材 5 2の代わりに柔軟性バリア材 (以下、 バリア材) 8 2 を用いている。 バリア材 8 2は、 基材 5 1 に熱融着ゃ接着等により 接合され、 基材 5 1 に膜状に含浸 · 保持されている。 本実施の形態 では基材 5 1が P T C発熱体の骨格として機能する。 基材 5 1 と基 材 8 2 とが柔軟性基材を形成している。 なお、 バリア材 8 2 を熱融 着フィルムとして部材 8 7 を兼ね、 ニッ トメッシュ 8 8 と基材 5 1 とを熱融着しても良い。 その他の構成は実施の形態 1 7 と同様なの で説明を省略する。
本実施の形態による P T C発熱体は、 実施の形態 1 7で述べた同 様の効果を奏する。 また部材 8 6が、 榔形電極 (以下、 電極) 2や P T C抵抗体 (以下、 抵抗体) 3 を印刷した基材 5 1 の伸びを規制 し、 所定の伸度以上にならないようにするため、 さらに信頼性の高 い柔軟性 P T C発熱体が得られる。
なお、 バリア材 8 2 として、 少なく とも電極 2を作製する導電性 ペース トや抵抗体 3 を作製する P T Cインクの乾燥温度以上の耐熱 性を有する熱融着フィルムを用いることが好ましい。 そしてバリア 材 8 2がニッ トメッシュ 8 8 を基材 5 1 に接合する。 導電性ペース トゃ P T Cインクの、 スクリーン印刷後の乾燥はそれぞれ 1 5 0 °C で 3 0分間実施することにより行う ことで生産性が向上する。 これ らの材料はその温度条件で融解することなく、 形状維持が可能であ る。 このような熱融着フィルムとしてポリエステル系やポリウレ夕 ン系樹脂がある。 たとえばエーテル型、 力ルポキシル型等、 融点 1 7 0〜 1 8 O t を有するポリウレタン樹脂フィルムである。 このポ リウレタン樹脂フィルムを基材 5 1 とニッ トメッシュ 8 8 との間に 介在させて熱口 一ル間を通過させることで基材 5 1 とニッ トメッシ ュ 8 8 とをバリア材 8 2で接合する。 バリア材 8 2は基材 5 1上に 膜を形成するとともに、 基材 5 1 内に一部熱融着して含浸 · 保持さ れた状態となる。 またポリウレタン樹脂フィルムは柔軟性に富み、 P T C発熱体に柔軟性を付与する。
なお、 ノ リア材 8 2は熱融着フィルムに限定されない。 樹脂系コ 一ティ ング材であるポリエステル系樹脂、 ポリアク リル系樹脂、 ァ クリル二ト リルブタジエン系ゴム、 ポリエステルウレ夕ン系榭脂、 スチレンブタジエン系ゴム、 ポリウレタン系樹脂等のラテックスを 単独もしく は組み合わせて用いてもよい。 これらのラテックスは柔 軟性を有し、 かつ P T C特性に悪影響を与えることがない。 また、 より確実に基材 5 1 のインク含浸性を調節することができる。 さ ら に、 熱融着フィルムと樹脂系コ一ティ ング材を併用してもよい。 なお、 柔軟性被覆材 4 として、 電極 2や抵抗体 3 と接触する側に ポリエステル系熱融着フィルムを配置する多層構成フィルムを用い ることが好ましい。 たとえばポリエステル系熱融着フィルム上にポ リウレタン系樹脂や、 エチレン酢酸ビニル系樹脂等を積層した多層 構成フィルムを用いる。 これにより、 柔軟性や、 空気や水蒸気のガ スバリァー性、 耐水性を向上させて信頼性の高い柔軟性 P T C抵抗 体が得られる。 この構成は他の実施の形態に適用してもよい。
さらに電極 2の主電極 2 Aの印刷位置に、 予めポリウレタン等の 耐熱性熱融着フィルムを貼付して印刷を行うようにすることが好ま しい。
主電極 2 Aは枝電極 2 Bに供給する電位をできるだけ等電位に保 つように設計されている。 ところが、 伸び変形により幾分は抵抗値 変化を生じ、 その結果電位勾配を生じ、 発熱ムラを引き起こす可能 性がある。 そのため、 主電極 2 Aの長尺方向を縦に配置して伸び変 形をできるだけ与えないように、 伸び規制部材 8 6 により 3 %以内 に伸びを規制すれば抵抗値変化は 3 0 %以内に抑制される。 この値 は、. 実用的に問題のない値と考えられる。 さらに主電極 2 Aの印刷 位置に、 耐熱性熱融着フィルムを貼付することにより、 伸びの繰り 返しによる抵抗値変化は 1 5 %以内に抑制される。 このように伸び 変形による抵抗値変化の小さく長期信頼性の高い P T C発熱体が得 られる。 この構成も他の実施の形態に適用してもよい。 (実施の形態 2 8 )
図 2 6は本発明の実施の形態 2 8 による P T C発熱体の断面図で ある。
本実施の形態による P T C発熱体では、 伸び規制部材 (以下、 部 材) 8 6 を接合部材 (以下、 部材) 8 7 とニッ トメッシュ 8 8 とで 構成している。 また部材 8 6 を、 基材 5 1の電極 2や抵抗体 3 を印 刷した側に設けている。 部材 8 7は、 例えばポリエステル等の熱融 着フィルムからなる。 部材 8 7 はニッ トメッシュ 8 8 を基材 5 1 に 貼り合わせている。 それ以外の基本的な構成は実施の形態 2 7 と同 様である。
ニッ トメッシュとは、 ポリエステル繊維を所定の柄に編み込んだ もの (編み物) で種々の開口部形状を有するものを作製することが できる。 本実施の形態で部材 8 6に用いるには、 菱形形状が変位に よる伸びを実現できる点で好ましい。 編み方にもよるが、 所定の伸 度以上には伸びない伸び規制の作用を有する。 一方、 織物は縦方向 に繊維をわたした状態でその繊維に横繊維を絡ませたもので種々の 柄模様を作製することが可能である。 このような織物は、 開口部が 直方体でかつ凹凸平面を有しているものが多く、 また繊維自体が毛 羽立ちを有するものが多い。 そのために、 織物を基材 5 1 として用 いる場合には、 スク リーン印刷性に難点を有している。 一方、 ニッ トメッシュは毛羽立ちのない樹脂製の細い繊維を編み込み繊維同士 の滑りによ り柔軟性を発揮する。 そのため表面に凹凸が少なく、 ィ ンク含浸性は織物に比べて乏しいため、 スク リーン印刷性の点で織 物よりも優れている。 したがってニッ トメッシュを基材 5 1 として 兼用することも可能である。 その場合は、 構成がより簡略化され、 コス トが低減される。
この構成において、 部材 8 6は、 ニッ トメッシュ 8 8を基材 5 1 に接合することで、 基材 5 1 にニッ トメッシュ 8 8の機械的特性を 付加する。 ニッ トメッシュ 8 8 は縦方向の伸びが少なく、 横方向に 伸びの大きいものを選択してもよい。 部材 8 7 としては、 接着材を 用いてもよい。 この場合、 ニッ トメッシュ 8 8 を用いることで、 そ の伸び限度内に基材 5 1が維持されて、 基材 5 1上に印刷された電 極 2や抵抗体 3 もまた所定の伸び変形範囲に維持される。
図 2 7は基材 5 1 の変形のイメージを示している。 このように基 材 5 1 もまた菱形形状の開口部 5 1 Aを有することで、 繊維間隔を 余り変えることなく、 変形により伸びる。 また、 基材 5 1 とニッ ト メッシュ 8 8 とは限られた接合点で接合された構成となる。 これに より、 柔軟性に富む P T C発熱体が得られる。
(実施の形態 2 9 )
図 2 8は本発明の実施の形態 2 9 による P T C発熱体の断面図で ある。
本実施の形態では、 抵抗体 3 を非膜状に分散保持するィンク含浸 性を有するクッショ ン性基材 (以下、 基材) 8 9に印刷し、 基材 5 1上に設けられた電極 2 と電気的に接触させた構成としている。 な お、 基材 8 9 とは 3次元的な繊維のネッ トワーク構成を有し、 繊維 の交絡点をアク リル樹脂やウレタン樹脂等の柔軟性樹脂で接合した ものである。 それに印刷された抵抗体 3は膜状ではなく、 基材 8 9 内に分散して含浸 · 保持された状態となる。 なお、 その他の構成は 実施の形態 2 7 と同様である。
この構成において、 電極 2 と抵抗体 3 とは柔軟性を有する別々の 基材に含浸して設けられているので、 柔軟性に富む発熱体となる。 また、抵抗体 3は基材 8 9内に非膜状に分散保持きれた状態であり、 その状態では高い抵抗値となっている。 よって、 電極 2 と電気的に 接触していてもほとんど発熱することはない。 ここでわずかの荷重 が加わり基材 8 9が圧縮されると、 抵抗体 3は所定の抵抗値となり 通電発熱をする。 すなわち一定の荷重以上で所定の抵抗値となるよ うに設計することで、 荷重が加わった部分のみが発熱する構成とす ることができる。 また、 抵抗体 3は自己温度制御機能を有している ので、 速熱性に富む発熱体の設計が可能で、 速熱性と荷重検知機能 を併せ持つ新規な発熱体が得られる。 これを力一シートヒー夕に用 いた場合には、 人が座るとその人の荷重が加わる部分のみを発熱さ せることができて、 省エネ性に優れた発熱体となる。 また、 電極 2 を金属箔としてより大きい採暧面積を有する、 例えば電気力一ぺッ ト等に応用してもよい。 この場合には、 人体を検知してその部位の みを発熱させることができるため、 より省エネ性の高い発熱体とな る。
(実施の形態 3 0 )
図 2 9 A, Bはそれぞれ、 実施の形態 3 0 による P T C発熱体を 示す一部切り欠き平面図と断面図である。
本実施の形態では、基材 5 1 に、その開口部 5 1 Aを残して含浸 - 保持された電極 2 と抵抗体 3 とを設けている。 すなわち開口部 5 1 Aの部分には電極 2 と抵抗体 3 とを設けていない。 その他の構成は 実施の形態 2 7 と同様である。
この構成により、 基材 5 1 と電極 2、 抵抗体 3 とを一体構成とし て、 基材 5 1 の変形により見かけの伸びを実現できるとともに、 伸 び変形による抵抗値安定性に極めて優れた発熱体が得られる。 さら に、 基材 5 1 の開口部 5 1 Aを残して、 開口部 5 1 Aを、 例えば、 空気を通過させる貫通孔として用いて新規な発熱体とすることもで きる。
具体的な製造法としては、 まず基材 5 1 に熱融着性を有する水溶 性または水解性樹脂のフィルムを熱融着する。 このようなフィルム は例えばポリ ビニルアルコールやカルポキシメチルセルロースであ る。 その裏面に電極 2 と抵抗体 3 とを印刷により形成する。 その後 に、 水中に浸積してフィルムを除去して、 両面全体を柔軟性被覆材 4で被覆する。
被覆材 4 として液状コーティ ング材を用いた場合、 基材 5 1 の開 口部 5 1 Aを残した状態とすることができる。 このようにすると、 柔軟性に富み、 抵抗値安定性に優れた発熱体が得られる。 また、 被 覆材 4として柔軟性熱融着性樹脂フィルムを用いた場合、 開口部 5 1 Aを樹脂で充填して作製することもできる。 特に、 熱融着性樹脂 として結晶性樹脂を用いた場合には、 結晶性樹脂の熱特性を抵抗体 3の P T C特性に加味して新規な P T C特性を有する柔軟性 P T C 発熱体が得られる。
なお、 全ての実施の形態において、 電極 2の主電極の長尺側を縦 方向に、 枝電極の長尺側を横方向に配置する構成とする。 そして、 全体として 5 k g f の荷重で縦方向に 0 〜 3 %、 横方向に 3 〜 1 0 %の伸びと、 1 5 k g f 以上の破断強度を有するように柔軟性 P T C発熱体を設計することが好ましい。 この構成により、 例えば、 人体が着座するシー ト等の内部に設置されても快適な装着感、 すな わち満足すべき着座感を有し、 信頼性の高い発熱体とすることがで さる。
また、 柔軟性被覆材を設けた実施の形態において、 機械的ス トレ ス、 例えば伸びを加えた状態で柔軟性被覆材を設けることが好まし い。 前述のように柔軟性被覆材は樹脂系コーティ ング材ゃ熱融着フ イルムからなる。 このように柔軟性被覆材に機械的ス トレスを加え ることで、 P T C発熱体の抵抗値を低下させるとともに、 P T C特 性が向上する。 良好な P T C特性とは、 温度に対する抵抗値上昇度 合いが大きいことを意味し、 例えば、 2 0 °Cに対する 5 0 °Cの抵抗 値の比率が大きいことである。 作製直後は P T C抵抗体内の結晶性 樹脂や導電性粒子の配向が無秩序である。 これに対し、 例えば伸び を加えることで、 その方向に結晶配向が生じて樹脂本来の熱特性が 発揮されるとともに、 結晶配向により導電性粒子もまた配向するた めに生じる現象と考えられる。 しかしながら、 この状態は熱サイク ルで解除されてしまう。 その際、 一旦伸びていた発熱体はもとの寸 法に戻る。 このよう に P T C特性を向上させた状態を維持するため には、 機械的ス トレスを与えて生じた基材 5 1 の開口部 5 1 Aに樹 脂である柔軟性被覆材 4を充填させる。 基材 5 1 は縮もう とするが 柔軟性被覆材 4がこれを阻止する。 これにより機械的ス ト レスが残 留したままとなり、 良好な P T C特性が維持される。 このよう に P T C特性を向上させることは、 例えば、 カーシート等の場合など人 体に近い採暖具としては発熱温度を低く押さえるために重要な意味 をもつ。
さらに、 柔軟性被覆材としては、 ポリエステル系の熱融着性フィ ルムが長期信頼性の点で優れている。 例えば、 8 0 °C雰囲気下での 抵抗値安定性を評価する耐熱試験では、 熱融着性フィルム以外は抵 抗値が低下する傾向を示す。 これに対して、 ポリエステル系を用い た場合にはある期間は抵抗値が低下する傾向を示すがそれ以降は抵 抗値が上昇するモードとなる。 この期間を発熱体寿命保証期間に設 定する。 これにより寿命保証以降、 抵抗値が上昇する。 すなわち発 熱体の寿命末期において安全性が高まることを意味し、 発熱体とし ては極めて重要な点である。
なお、 全ての実施の形態において、 発熱体構成はスクリーン印刷 方式により作製しているが、 印刷方法として転写方式、 又はインク ジェッ ト方式を適用してもよい。 両方式ともにスク リーン印刷方式 と異なり、 インク塗布量の調整が可能であり、 必要最小限の塗布量 として、 コス ト低減や P T C発熱体の柔軟性向上に繋がる。 また抵 抗値バラツキが抑制される。 (実施の形態 3 1 )
図 3 0 A, Bはそれぞれ、 実施の形態 3 1 による P T C発熱体を 示す一部切り欠き平面図と断面図である。
柔軟性繊維基材 (以下、 基材) 9 1 は変形可能な開口部を有し、 かつインク含浸性を有する。 基材 9 1はコッ トンやポリエステル等 の材質からなり、 水流交絡で形成されたスパンポンドタイプのメッ シュ状基材である。 柔軟性バリア材 (以下、 バリア材) 8 2は基材 9 1 に熱融着ゃ接着等により接合され、 インク不通過性を有する。 また、 電極 9 3は P T C抵抗体 (以下、 抵抗体) 3の短尺な幅方向 の両端に設けている。 基材 9 1 と基材 8 2 とが柔軟性基材を形成し ている。 その他の構成は実施の形態 1 7 と同様なので説明を省略す る。
この構成により、 基材 9 1 の下面はバリア材 8 2で被覆されると ともに、また一部基材 9 1 内にバリア材 8 2 を保持した構成となる。 そのため、 電極 9 3や抵抗体 3の作製時にインク抜けが防止される とともに、 インクの含浸塗布量が調節される。 また、 電極 9 3ゃ抵 抗体 3の乾燥温度より も低い融点を有する熱融着性フィルムをバリ ァ材 8 2 として用いた場合には、 バリァ材 8 2が基材 9 1 内に融解 保持され、 両者一体構成となる。
また、 基材 9 1上にその開口部パターンに対応して電極 9 3ゃ抵 抗体 3が印刷され、 基材 9 1 内に電極 9 3や抵抗体 3が適度に含浸 保持された状態となる。 このため、 柔軟性が維持されるともに、 基 材 9 1 に伸びが加わつた状態でも、 開口部の変形により抵抗値変化 が最小限に抑制される。 図 3 1 Aは基材 9 1 の開口部、 図 3 1 Bは 変形時の開口部形状の変化をイメージで示している。 これにより、 5 %横伸び変形において 2 0 %以内の抵抗値変化に抑制される。 本実施の形態における基材 9 1は例えば、 コッ トンやポリエステ ルからなる水流交絡により形成された開口部を有するスパンポンド 型不織布である。 基材 9 1 は繊維間に隙間と弛みを有し、 そこに印 刷された配置された電極 9 3や抵抗体 3 も膜状ではなく隙間や弛み を持った状態で印刷物が形成される。 よって、 伸び変形が加わった 状態でもメッシュ構成とともに電極 9 3や抵抗体 3 自身が伸びるの ではなく、 その変形により伸びを可能とする。 この作用は実施の形 態 1 7 と同様である。
基材 9 1 内への電極や抵抗体の含浸と加振耐久性との関係等は実 施の形態 1 7 と同様であるので説明を省略する。
なお、 ここでは基材 9 1 としてある程度の大きさの開口部を有す るメッシュ基材としている。 しかし小さな開口部を有する直交繊維 型不織布を用いてもよい。 このような不織布は、 そのままでは横方 向への伸びに欠けるが、 適度にバイアス (斜め) 採寸すれば横伸ぴ が確保される。 大小に拘わらず基材 9 1 に開口部を有することはバ リア材 8 2 との接合ポイントを必要最小限に止めることで基材 9 1 の柔軟性が維持される。 また、 開口部形状を変形可能な形状とする ことで伸びが確保される。 またこのような構成は、 印刷に適した平 滑な印刷面を提供し、 バリア材 8 2 を確実に保持する。 開口部形状 としては菱形形状がもっとも好ましい。 この構成についての説明は 実施の形態 1 8 と同様である。
(実施の形態 3 2 )
図 3 2 A, Bはそれぞれ、 本発明の実施の形態 3 2による P T C 発熱体の一部切り欠き平面図と、 端子部分を矢印の方向から見た場 合の断面図である。
導電性薄材 (以下、 薄材) 6 7は銅箔等からなり、 表面が粗面化 処理されたもので、 端部にハンダ 6 9が予め接合されている。 基材 9 1 とバリア材 8 2 とを貼り合わせる際にその間に薄材 6 7 を介在 させて設ける。 薄材 6 7の下面はバリア材 8 2 により接着固定され ている。 その状態で上部より電極 9 3の導電性ペース トを印刷する と基材 9 1が有する開口部を通過して導電性ペース トが薄材 6 7 と 接触する。 こう して、 電極 9 3 と薄材 6 7 とが電気的に接続してい る。 続いて抵抗体 3 を設けた後に、 ポリエステル系の熱融着性フィ ルム等の柔軟性被覆材 (以下、 被覆材) 4で被覆を行い発熱体を作 製する。 リー ド線 7 0の取り出しは、 リード線 7 0の端部にハンダ を付けたものをハンダごてで被覆材 4を融解させながら下部の薄材 6 7のハンダ 6 9 を加熱溶融させる。 そして、 直ちにこれにリード 線 7 0 を接合させる。 接合した部位を樹脂モールド (図中省略) し て端子部 6 6 を作製する。 それ以外の基本的な構成は実施の形態 3 1 と同様である。
この構成により、 実施の形態 3 1 と同様の効果を有する。 また、 端子部 6 6 を形成する薄材 6 7は基材 9 1 とバリア材 8 2 の間に面 状に接着 ·固定されるとともに周囲は全て外気から遮蔽されている。 すなわち下部はバリア材 8 2、 上部は被覆材 4、 周囲はバリア材 8 2 と被覆材 4の接合層が覆う。 これにより、 強靱で信頼性の高い端 子部 6 6が構成される。 また、 基材 9 1 の開口部を介して電極 9 3 と薄材 6 7 とを電気的に接続される。 また予め薄材 6 7にハンダ 6 9 を形成しているので、 薄材 6 7 はリード線 7 0 と容易に接合され る。 なお、 端子部 6 6の構成は実施の形態 2 2〜 2 6 と同様に構成し てもよい。
(実施の形態 3 3 )
図 3 3 A, Bはそれぞれ、 本発明の実施の形態 3 3 による P T C 発熱体の一部切り欠き平面図と、 端子部分を矢印の方向から見た場 合の断面図である。
本実施の形態では、 ク リーム半田パターン (以下、 パターン) 6 9 Aが、 電極 9 3を印刷により作製する前に予め電極 9 3の端部が 設けられる位置にク リーム半田を印刷 · 乾燥して作製されている。 この後、 電極 9 3 と抵抗体 3 を印刷 · 乾燥、 さらに柔軟性被覆材 4 を設けている。 パターン 6 9 Aの電極 9 3 と重なる部位は波形形状 として両者の接合ポイントを増して、 電気的接続を確実なものとし ている。 なお、 その他の構成は実施の形態 3 2 と同様である。
この構成において、 パターン 6 9 Aは基材 9 1 に電極 9 3 同様適 度に含浸した構成となる。 そのため、 パターン 6 9 Aは強靱である。 また、 電極 9 3 とパターン 6 9 A、 ゾ、。ターン 6 9 Aとリード線 7 0 とはそれぞれ確実に電気的に接続される。 なお、 基材 9 1 とパター ン 6 9 Aとの密着性を高めることために、 基材 9 1 のパターン 6 9 A印刷面に予め無電解メツキ処理等の前処理を実施しても良い。
なお、 本実施の形態におけるクリーム半田パターンを実施の形態 2 2〜 2 6 に適用しても同様の効果が得られる。
なお、 ノ リア材 8 2 としては実施の形態 2 7 と同様に、 熱融着性 樹脂フィルム以外に、 樹脂系コーティ ング材を用いてもよい。 さ ら に、 熱融着性樹脂フィルムと樹脂系コーティ ング材を併用してもよ い。
また、 被覆材 4として実施の形態 2 7 と同様に、 ポリエステル系 熱融着フィルム以外に、 これを電極 9 3や抵抗体 3 に接触する最内 層に用いて多層フィルム構成して用いても良い。 あるいは別の不織 布と貼り合わせて用いても良い。 (実施の形態 3 4 )
図 3 4 A , Bはそれぞれ、 実施の形態 3 4による柔軟性 P T C発 熱体を示す一部切り欠き平面図と X— Y位置での断面図である。 柔 軟性基材 (以下、 基材) 1 0 2はインク不通過性を有する。 基材 1 0 2は、 スパンレース、 スパンポンド等の不織布からなる繊維基材 (以下、 基材) 1 0 3 に、 ウレタン樹脂からなるフィルム (以下、 フィルム) 1 0 4を Tダイ押し出しと同時に熱融着させてなる。 基 材 1 0 3の材質はポリエステルである。 基材 1 0 2のフィルム 1 0 4の面上には銀ペース ト等の導電性べ一ス トを印刷 ' 乾燥して形成 した一対の櫛形電極 (以下、 電極) 2 を有する。 電極 2はそれぞれ 主電極 2 Aと枝電極 2 Bとからなり、 主電極 2 Aの長手方向を基材 1 0 3のロール巻き取り方向と一致するように配置されている。 枝 電極 2 B上には P T Cインクを印刷 ' 乾燥して形成した P T C抵抗 体 (以下、 抵抗体) 3 を有する。 さらに、 電極 2 と抵抗体 3 とを、 柔軟性被覆材 (以下、 被覆材) 1 1 6が覆っている。 被覆材 1 1 6 は、 熱融着性樹脂フィルム (以下、 フィルム) 1 1 4 と、 開口部を 有するニッ ト等の繊維基材 (以下、 基材) 1 1 5 とを熱融着してな る。 被覆材 1 1 6は、 フィルム 1 1 4を介して電極 2、 抵抗体 3 、 及び基材 1 0 2のフィルム 1 0 4 と熱融着されている。 すなわち電 極 2 と抵抗体 3はその周囲を完全に被覆されている。 なお、 被覆材 1 1 6に含まれる基材 1 1 5は開口部を有するニッ ト等からなるた め、 その表面は凹凸を有している。 そのため、 図 3 4 Cに示すよう に電極 2 と抵抗体 3 との、 基材 1 1 5に接する面は、 熱融着時に基 材 1 1 5の凹凸が転写されている。
実用的な柔軟性 P T C発熱体としての要件の一つとして、 柔軟で 伸びが確保されていることが挙げられる。 応用例として、 車載の座 席内に組み込まれて用いられるカーシー卜ヒータがある。 カーシー 卜の表皮材はデザィン性が重要視され、 天然あるいは合成の皮革、 あるいは織物 (ファブリ ック) で構成される。 そしてその表皮材の 裏面に接するようにカーシートヒータが配置される。 このような力 一シートにおいてヒータを組み込んだ状態で着座時の違和感がない ことが極めて重要である。 ここでの違和感とは例えば突っ張る、 ご つごつする、 などである。 そのためには、 力一シー トヒ一夕として 表皮材と同等以上の柔軟性と伸びを確保する必要がある。
表皮材として最高に位置付けられる天然皮革は、 縦方向より も横 方向が伸びやすい。 具体的には 7 . 5 k g f の荷重で縦方向の伸び が約 2 %、 横方向の伸びが約 5 %である。 この伸び特性は人間の皮 膚のそれと同等であり、 そのために表皮材として天然皮革を用いた シートの座り心地は良い。 また、 合成皮革やファブリ ックはこれを 模倣している。
こう した縦方向と横方向の伸び特性を P T C発熱体で実現するた めに、 本実施の形態では基材 1 0 3、 1 1 5の形態と配置方向をェ 夫している。
基材 1 0 2や被覆材 1 1 6 に用いた基材 1 0 3、 1 1 5 は不織布 やニッ ト等からなり、 一般にロール状に製造される。 このような基 材 1 0 3 , 1 1 5は、 巻き取り方向 (これを縦方向とする) にはそ の加工必要上ある程度の引っ張り強度を有している。 一方、 縦方向 と直交する横方向には、 スパンポンドのようにドッ ト状に熱ェンポ スにより付形化されているものは、 縦方向と同程度の引っ張り強度 を有する。 他方、 スパンレースのように水流交絡で繊維同士の絡み 合いで付形化している不織布は、 縦方向に比べて横方向ではかなり 低い引っ張り強度となる。
よって不織布ゃニッ ト等を基材 1 0 3、 1 1 5 として用いること で、 基材 1 0 3、 1 1 5が縦方向の伸び規制部として機能する。 こ れらは巻き取り方向にある程度の引っ張り強度を有している。 そし て巻き取り方向を縦方向として繊維基材 1 0 3 , 1 5 を配置する。 このようにして構成することで天然皮革の縦方向の伸び特性にあわ せることができる。 そして、 基材 1 0 3 にフィルム 1 0 4を貼り合 わせることで、 フィルム 1 0 4が横方向の伸び規制部として機能す る。 すなわち、 基材 1 0 3 にスパンレース等の不織布や、 開口部を 有するメッシュ状不織布を用いる。 そしてフィルム 1 0 4を貼り合 わせ、 さ らには電極 2や抵抗体 3を形成し、 被覆材 1 1 6 を付ける と次第に横方向の強度が増す。 このようにすることで天然皮革の横 方向と同等の伸び特性に近づけることができる。 すなわち、 基材 1 0 3 の本来の縦方向の伸び特性を生かしながら、 横方向については 主としてフィルム 1 0 4やフィルム 1 1 4を貼り合わせることであ る程度伸びを規制している。
なお、 本実施の形態における電極 2 と抵抗体 3 との、 基材 1 1 5 に接する面に形成された凹凸部 1 1 3は伸び変形部として機能する すなわち本実施の形態では、 塗布により作製する電極 2や抵抗体 3 を、 均一に塗布するのではなく、 不均一に塗布して分布を持たせて 変形可能な状態を作り上げる。 これにより電極 2や抵抗体 3 に加わ る伸び等の機械的応力を最小限に抑制し、 そのものの変形による伸 びが実現される。 不均一とは、 印刷しない部分を設けたり、 部分的 に塗布量を増したり、 塗布面を平面から凹凸面にしたりすること、 などを意味している。 本実施の形態においては、 電極 2や抵抗体 3 の塗布面を凹凸面にすることで平面に比べて伸びる余地を設けて、 伸びに対する抵抗体 3 の抵抗値安定性を高めている。
さ らに電極 2や抵抗体 3そのものが柔軟性を有し、 伸びに対応で きる仕様となっていることも重要である。本実施の形態においては、 電極 2や抵抗体 3 をに樹脂またはエラス トマ一を含有していること が好ましい。 すなわちこれらを形成する導電性ペース トや P T Cィ ンクは樹脂またはエラス トマ一をバインダーとして添加されている < また導電性ペース トとして力一ポンプラックが配合された銀ペース トを用いることが好ましい。 また、 導電性ペース トに含まれるバイ ンダ一は結晶性の低い飽和共重合ポリエステル樹脂が好ましい。 こ れは、 通常の結晶性のポリエステルに比べて柔軟性を有する。 通常 カーボンブラックを配合すると導電性ペース トの比抵抗が増加する が、 銀の形状を粉体から一部フレーク状、 もしくは短繊維状にする ことで比抵抗の増加が防止されるとともに、 伸びが加わっても比抵 抗値の増加が抑制される。 また、 カーボンブラックを混入すること により、 直流電源で生ずる銀のマイダレ一ショ ンが抑制される。 上記のような P T Cインクは、 次のようにして調製される。 まず、 結晶性樹脂としてエチレン酢酸ビニル共重合体 ( E V A ) にカーボ ンブラックを混練 · 化学架橋する。 それを粉碎して得た粉砕物を変 性アクリル二トリル · ブタジエンゴム (変性 N B R ) をパインダ一 として、 高沸点有機溶剤を希釈液として 3本ロールで擦り潰しなが らインク化する。 E V Aにカーボンブラックを混練後化学架橋する ことで E V Aと力一ボンブラックとの結合力が高まる。 また、 この 粉砕物の変性 N B R等のバインダ一との親和力が高まる。 よって E V Aと力一ボンブラックの架橋粉砕物どうしをバインダーで結合し た状態の抵抗体 3が形成される。 バインダー、 及び架橋粉砕物が柔 軟性を有するので、 抵抗体 3は柔軟性に富む。 また、 結晶性樹脂で ある E V Aと、 バインダーの両方の熱的膨張を P T C特性に反映し て、 抵抗体 3 は高い P T C特性を有するものとなる。
また、 基材 1 0 2 と被覆材 1 1 6 としてそれぞれ、 フィルム 1 0 4が接合された基材 1 0 3、 基材 1 0 3 またはフィルム 1 0 4 と熱 融着するフィルム 1 1 4が接合された基材 1 1 5 を用いている。 こ の構成により、 フィルム 1 0 4が印刷時のインク抜けを防止すると ともに、 基材 1 0 3, 1 1 5の強度が高まる。 また、 フィルム 1 0 4 とフィルム 1 1 4の間に電極 2 と抵抗体 3が外気から遮蔽 · 密閉 される。 よって、 長期信頼性の高い P T C発熱体が得られる。 具体 的には、 フィルム 1 0 4の材料としてウレタン系、 ォレフィ ン系ま たはスチレン系熱可塑性エラス トマ一の 1種またはこれらの混合物 を用いる。 このようなエラス トマ一は伸びやすいため、 P T C発熱 体に柔軟性を付与する。 さ らに接着性樹脂をブレンドするか、 ある いはエラス トマ一と接着性樹脂とを積層して構成することが好まし い。 これにより電極 2、 抵抗体 3 と基材 1 0 2 との密着性が高まり、 加振耐久性が向上する。 またフィルム 1 1 4の材料としてォレフィ ン系樹脂を用いる。 接着性樹脂は例えば、 分子骨格内にカルポキシ ル基ゃエーテル基等の極性基を導入したポリエチレン等である。 具 体的には、 無水マレイン酸変性、 あるいはアクリル酸変性したポリ エチレンや、 同様に変性した熱可塑性エラス トマ一等である。
なお、 本実施の形態では伸び規制部として機能する基材 1 0 3、 1 1 5を設けているが、 いずれか一方だけでもよい。
(実施の形態 3 5 )
図 3 5 A, Bはそれぞれ、 実施の形態 3 5 による柔軟性 P T C発 熱体を示す一部切り欠き平面図と X _ Y位置での断面図である。 本 実施の形態の P T C発熱体は、 基材 1 0 3、 1 1 5 に代わって、 そ れぞれ基材 1 1 7、 1 1 8 を有する。 それ以外は実施の形態 3 4 と 同様である。 基材 1 1 7は、 横 5 %伸び時の荷重が 7. 5 k g f 以 下で縦 5 %伸び時の荷重が 7. 5 k g f 以上の不織布またはニッ ト A等からなる繊維基材である。 基材 1 1 8は、 縦 ' 横 5 %伸び時の 荷重が共に 7. 5 k g f 以下で菱形形状の開口部を有し変形により 伸びるニッ ト B等の繊維基材である。
縦より も横に伸びやすい不織布またはニッ ト A等からなる基材 1 1 7の縦方向の伸び特性と、 縦 ' 横両方に伸びるフィルム 1 0 4ま たはフィルム 1 1 4を貼り合わせる。 これにより、 縦 · 横両方の伸 びが低下するニッ ト B等からなる基材 1 1 8の横方向の伸び特性を 利用して、 天然皮革と同等及びそれ以上の伸び特性が実現される。 基材 1 1 8は繊維同士がズレをおこすことで柔軟性を発揮している が、 フィルム 1 1 4を貼り合わせてこのズレを阻害することで伸び 特性が低下することを利用している。 こうして、 身体と接触してい る発熱体として、 例えば力一シートヒータとして着座時の違和感が なく、 かつ繰り返し荷重に強い実用的な P T C発熱体が得られる。 特に、 基材 1 1 7の不織布として、 開口部を有するスパンレース 型不織布または縦方向に連続繊維を配した不織布を用いた場合には 縦方向の伸び規制はより確実になる。 縦方向に連続繊維を配した不 織布は例えば、 スパンレースに縦連続繊維を熱エンボスで熱融着し てなるスパンポンドである。 スパンレース型不織布は縦方向に短繊 維が配向して絡まりあったもので、 本来横方向へも縦方向へも伸び やすい性質を持っている。 しかし、 これにフィルム 1 0 4 を貼り合 わせることで縦方向に配向した短繊維が接合され、 あたかも連続繊 維のように振る舞うようになる。 このため縦方向の伸び強度が急激 に増し、 伸びにく くなる。 一方、 スパンポンド型不織布では短繊維 の配向は無秩序で熱により ドッ ト状に短繊維どう しを熱融着させて いる。 これを熱エンボスとよぶ。 この状態では、 フィルム 1 0 4を 貼り合わせてもスパンレースほどの補強効果は出ない。 こうした場 合に、 縦方向に連続繊維を配することで確実に縦方向の強度を増す ことができる。 このような構成を、 スパンレースにこれを適用して より補強効果を出しても良い。 また、 基材 1 1 8 に適用しても良い。 なお、 本実施の形態では基材 1 0 2側に繊維基材 1 1 7 を、 被覆 材 1 1 6側に基材 1 1 8 を用いたが、これを逆にして用いても良い。
また、 基材 1 0 2を構成する基材 1 1 7の縦方向に電極 2の主電 極 2 Aを配することで、 主電極 2 Aの信頼性が高まり、 発熱分布の 少ない P T C発熱体が得られる。 (実施の形態 3 6 )
図 3 6 は本発明の実施の形態 3 6 による P T C発熱体の構成を示 す一部切り欠き平面図である。 本実施の形態では電極 2の枝電極 2 Cが、 基材 1 0 2の横方向に波形形状を有している。 それ以外の構 成は実施の形態 3 4 と同様である。 枝電極 2 Cは、 スクリーン印刷 のパターンを波形形状とすることで容易に作製される。
この構成により、 波形形状の枝電極 2 C同士の間の P T C抵抗体 3内における導通経路は最短ルートである、 菱形形状の一辺の斜め 方向となる。 このため、 導通経路すなわち発熱経路は伸びに対する 応力負荷が低減される。 また、 波形形状の枝電極 2 Cは伸びに対し て波形が直線状になるまで伸びに対するゆとりを持つ。 このため、 枝電極 2 Cの伸びに対する応力印加が遅延される。 すなわち、 波状 の枝電極 2 Cは伸び変形部として機能する。 これを基材 1 0 2や被 覆材 1 1 6 による横方向の伸び範囲内に設計すれば、枝電極 2 Cの、 伸びに対する信頼性が大幅に高まる。
なお、 枝電極 2 Cの構成を他の実施の形態に適用しても同様の効 果が得られる。
(実施の形態 3 7 )
図 3 7は本発明の実施の形態 3 7 による P T C発熱体の構成を示 す一部切り欠き平面図である。 本実施の形態では、 P T C抵抗体 3 に代わって、 開口部を有し伸び変形可能な繊維素材 1 2 3に P T C イ ンクを予め含浸 , 乾燥させて得た P T C抵抗体繊維体 (以下、 繊 維体) 1 2 4を有する。 なお、 電極 2 と繊維体 1 2 4 とは、 以下の ようにして電気的に接続されている。 まず、 電極 2 を形成する導電 性ペース ト中の溶剤が蒸発し乾燥した状態の未硬化の電極 2 と繊維 体 1 2 4 とを接触させる。 その後、 これを熱時加圧して電極 2 を硬 化させるとともに繊維体 1 2 4を熱融着する。 その他は実施の形態 3 4と同様である。
この構成により、 繊維体 1 2 4の変形により P T C抵抗体自身に 応力がほとんど加わらない状態で伸びを実現できるので、 伸びに対 する抵抗値変化が最小限に抑制される。 すなわち繊維体 1 2 4は伸 び変形部として機能する。
なお、 繊維体 1 2 4に代わって、 P T C抵抗体の印刷パターンを 菱形形状の未塗布部を有するメッシュパターンとしてもよい。 この 構成によっても、 上記と同様の抵抗値安定性を有する P T C発熱体 が得られる。
(実施の形態 3 8 )
図 3 8 A, Bはそれぞれ、 実施の形態 3 8による柔軟性 P T C発 熱体を示す一部切り欠き平面図と X _ Y位置での断面図である。 本 実施の形態では、 裏面に柔軟性樹脂フィルム 1 0 4が接合された開 口部を有するメッシュ状繊維基材 (以下、 基材) 1 2 5 を柔軟性基 材として用いる。 それに導電性ペース トと P T Cイ ンクとを含浸さ せて、 それぞれ電極 2、 抵抗体 3が形成されている。 すなわち、 実 施の形態 1 7 と似た構成である。 なお、 図 3 8 A, Bにおいては柔 軟性被覆材を省略している。
実施の形態 1 7における図 1 5 Aと比較するとこの構成では、 基 材 1 2 5の目が粗い。 そのため構成では、 基材 1 2 5に電極 2ゃ抵 抗体 3が含浸する以外に、 電極 2や抵抗体 3が基材 1 2 5上に、 高 濃度に部分的に含浸した状態で配置される。 このような不均一分布 が実施の形態 3 4で述べたように伸び変形部として機能する。 この ため、 実施の形態 3 4 ~ 3 7 と同様の作用 · 効果を有する。
(実施の形態 3 9 )
図 3 9 A, Bはそれぞれ、 実施の形態 3 9 による柔軟性 P T C発 熱体を示す一部切り欠き平面図と X— Y位置での断面図である。 本 実施の形態では、 開口部を有する繊維基材 (以下、 基材) 1 2 9上 にフィルム 1 0 4を接合して基材 1 0 2 を構成し、 基材 1 0 2 のフ イルム 1 0 4上に電極 2 と抵抗体 3 とを有する。 すなわち、 実施の 形態 3 8 における柔軟性基材の構成材料を逆に用いている。
本実施の形態では、 基材 1 2 9が開口部を有する繊維からなるの で、 実施の形態 1 7 と同様に、 基材 1 2 9が伸び変形部として機能 する。 これにより実施の形態 3 4〜 3 8 と同様の作用 · 効果を有す る。
なお、 本実施の形態に用いているフィルム 1 0 4は、 実施の形態 4における熱融着フィルム 8 とは異なる。 熱融着フィルム 8はポリ エステルフィルム等の結晶性が高く緻密で固いフィルムからなるの で、 導電ペース トゃ P T Cインクに用いている溶剤によって影響を 受けることはほとんどない。 これによりインク等に対するバリア機 能を有している。 一方、 本実施の形態におけるフィルム 1 0 4は、 結晶性であってもそれほど結晶化度が高くない。 そしてフィルムと して緻密ではなく、 溶剤が容易にフィルム 1 0 4内に浸透する。 ま た、 導電性ペース トや P T Cインクを乾燥する温度が 1 3 0 から 1 5 0 °C前後であることを考慮すると、 その温度条件下で有機溶剤 によってフィルム 1 0 4は影響を受ける。 もっとも一般的な現象は 膨潤である。
電極 2や抵抗体 3 を印刷する前の状態では、 基材 1 2 9 に熱融着 されたフィルム 1 0 4は、 基材 1 2 9 と熱融着している部分と熱融 着していないフリーな部分を有する。 基材 1 2 9は溶剤の拡散 - 蒸 発促進に極めて有効であるため、 基材 1 2 9 と熱融着している部位 のフィルム 1 0 4は導電性ペース トゃ P T Cインクの溶剤により影 響を受ける程度は少ない。 一方、 フィルム 1 0 4の熱融着していな いフリーな部分は、 実施の形態 3 4で述べたように、 導電性ペース トゃ P T Cインクの溶剤によりそれが乾燥するまでの間影響を受け る。 フリーな部分とは、基材 1 2 9 の開口部に相当する位置である。 例えば、 膨潤を生じた場合にはその部位の電極 2や抵抗体 3は凸部 断面形状を有することとなる。 凸部形成によりその部位の電極 2や 抵抗体 3 には伸びが加わり、 その塗膜厚みは基材 1 2 9 と熱融着し ている部位に比べて薄くなる。
また、 一般に P T C発熱体では熱的エージングと称して加工時の 熱歪みを除去したり、 P T C抵抗体の成分である結晶性樹脂の結晶 化度を調節して、 抵抗値を安定化するプロセスが行われる。 さらに、 伸びなどの機械的応力により P T C抵抗体の成分である結晶性樹脂 の配向と同時に導電性粒子の再配置が生じて抵抗値を低下させる機 械的エージングを行う こともある。 熱的、 機械的エージングはその エージングプロセスが異なるものの得られる結果は非常に類似して いる。 すなわち、 抵抗値が安定する。 上述した構成での溶剤による 凸部形成は、 エージングと同様の作用を有すると推察される。 ポリ エステルフィルム面に印刷したものが熱エージングにより抵抗値が 約 1 / 2に低下するのに対して、 上記構成のものは初期より 1 / 2 に近い抵抗値を有し、 熱エージングによってもそれ以上の抵抗値変 化は少ない。
また、 このような塗膜の厚み不均一性は実施の形態 3 8で述べた ように、 伸び変形部としても機能する。
こう して、 伸びや熱によっても抵抗値安定性に優れた柔軟性 P T C発熱体が得られる。
なお、 本実施の形態において、 フィルム 1 0 4を導電性ペース ト や P T Cイ ンクの溶剤により化学的変化を受ける柔軟性樹脂 Aと受 けない柔軟性樹脂 Bとの混合により構成してもよい。
本実施の形態では、 開口部を有する繊維基材 1 2 9 を用いるとし て説明している。 基材 1 2 9 として、 スパンレースのように繊維が 比較的詰まり大きな開口部のない不織布を用いる場合、 上述のよう に構成したフィルム 1 0 4を用いることが不均一性を設ける上で有 効である。 すなわち、 上述のように構成したフィルム 1 0 4では、 柔軟性樹脂 Aはそのままの状態で、 一方、 柔軟性樹脂 Bは膨潤もし く は一部溶剤と相溶して体積変化や密着性の向上が生じる。 この状 態変化により電極 2 と抵抗体 3 に不均一な塗布ムラを生じ、 実施の 形態 3 8 と同様の効果を有する柔軟性 P T C発熱体が得られる。
なお、 柔軟性樹脂 Aとしては、 主に官能基を有する樹脂であり、 具体的には、 共重合ポリエステル、 無水マレイン酸変性のポリエヂ レン、 E V A (エチレン酢酸ビエル共重合体)、 E E A (エチレンェ チルエタク リ レート共重合体) 等が挙げられる。
柔軟性樹脂 B としては、 主に結晶性の高い樹脂であり、 例えばポ リエチレン、 ポリプロピレン、 直鎖状ポリエステル等が挙げられる。
(実施の形態 4 0 )
図 4 0 A, Bはそれぞれ、 実施の形態 4 0による柔軟性 P T C発 熱体を示す一部切り欠き平面図と X — Y位置での断面図である。 本 実施の形態は実施の形態 3 4 とほぼ同様の構成である。 実施の形態 3 4では電極 2 と抵抗体 3 と、 基材 1 1 5 に接する面に形成された 凹凸部 1 1 3が伸び変形部として機能する。 本実施の形態では、 こ のような伸び変形部を設けず、 フィルム 1 0 4 と電極 2、 抵抗体 3 との間に接着性樹脂 1 4 1 を配している。 あるいはフィルム 1 0 4 に接着性樹脂を含ませてもよい。 接着性樹脂は実施の形態 3 4で説 明した材料からなる。 また基材 1 0 3 または基材 1 1 5が伸び規制 部として機能する。 基材 1 0 3ゃ基材 1 1 5は不織布ゃニッ ト等で 構成している。 これにより電極 2、 抵抗体 3 と基材 1 0 2 との密着 性が高まり、 必要以上に伸びないために加振耐久性が向上する。
以上、 本発明の実施の形態による柔軟性 P T C発熱体を種々説明 したが、 各実施の形態固有の構成は、 他の実施の形態に組み合わせ て実施することが可能なものもあり、 そのような組合せは本発明の 範疇である。
(実施の形態 4 1 )
図 4 1 は本発明の実施の形態 4 0における、 柔軟性 P T C発熱体 を組み込んだ座席装置の構成図である。 柔軟性 P T C発熱体 (以下、 ヒ一夕) 1 5 8は表皮 1 5 6 とパッ ド部 1 5 5の間に配されている。 冬季の暧房運転ではヒータ 1 5 8に通電して発熱させると表皮 1 5 6 に伝導して、 表皮 1 5 6が温まる。 表皮 1 5 6が温まると、 着座 している乗員も伝導と輻射で暖まる。
この構成において、 ヒータ 1 5 8 は実施の形態 1 〜 4 0 にて説明 したいずれかの構成である。 これらは柔軟性に富んでいるため、 乗 員の着座によって繰り返し折り曲げ負荷がかかっても良好な特性を 保つ。 また P T C抵抗体で構成しているために、 温度が自動的に制 御される。
さらに実施の形態 2 9 による P T C発熱体を適用すれば、 省エネ 性に優れたものとなる。
また、 図 4 1 に示すように、 座席本体 (以下、 座席) 1 5 4には 除湿送風機 (以下送風機) 1 5 0 と、 除湿部 1 5 1 とを設けてもい い。 送風機 1 5 0はシロッコファン等からなる。 除湿部 1 5 1 は例 えばゼォライ トやシリカゲルやチタシリケ一ト、 活性アルミナ等な どの吸着材を有する。 また、 この場合のヒー夕 1 5 8は実施の形態 1 3〜 1 5 あるいは実施の形態 2 1等のように貫通孔を有している ものを適用する。 除湿部 1 5 1 は、 送風機 1 5 0で送風された空気 を除湿する。 通風路 1 5 3は除湿された空気を座席 1 5 4のウレタ ン発泡樹脂等のパッ ド部 1 5 5に導入する。 表皮 1 5 6はパッ ド部 1 5 5 を覆い、 通風路 1 5 3から供給される除湿空気が噴出する噴 出穴 (以下、 穴) 1 5 7 を設けてある。
このように構成することにより、 運転時は、 送風機 1 5 0で送風 された空気を除湿部 1 5 1が除湿する。 除湿された空気は除湿部 1 5 1から通風路 1 5 3 によりパッ ド部 1 5 5 をとおり、 表皮 1 5 6 の穴 1 5 7から噴出する。 座席 1 5 4には乗員が着座していて、 除 湿された空気が乗員の背中から臀部、さらに下肢に吹きつけられる。 このようにして、 人体表面に接する領域に除湿された空気を噴出す る。 このため、 汗が気化乾燥し、 気化熱を皮膚表面から奪い、 夏季 の日射により表皮 1 5 6の温度が上昇した状態でも、 冷却感を感じ させ、 汗のむれ感を解消して乗員は快適に座れる。
また、 本実施の形態による座席装置において、 通風路 1 5 3から 吹き出した空気はヒータ 1 5 8を通過し、表皮 1 5 6上へ吹き出す。 この構成により、 温風で暖房をする場合に比べ、 表皮 1 5 6 の温度 が高くなる。 しかもその温度上昇速度も速くなり、 快適性が向上す る。 また、 ヒ一夕 1 5 8は除湿時の風の通過にも支障がない。 さら に定常状態に達した後は、 高温低湿風を穴 1 5 7から噴出すること により、 ヒーター 1 5 8で部分的に発汗した人体の汗を乾燥させ蒸 れ感なく暖房する。
なお、 通風路 1 3はウレタン樹脂等の非吸湿材料で構成すること が好ましい。 このようにすることで、 除湿部で発生した高温低湿度 の空気は通風路で吸湿することなく人体に送風される。 よって体表 面の汗を気化させることで気化熱をうばい人体に冷涼間を与えると ともに、 ムレ感を防止する効果が増大する。 また、 通風路 1 5 3は図 4 1のようにパッ ド部 1 5 5で分岐する ことが好ましい。 このようにすることで、 乗員の背中と臀部の広い 範囲に均一に除湿空気を供給し、 快適性が増す。 産業上の利用可能性
本発明による柔軟性 P T C発熱体においては、 次のいずれかの構 成を有する。
1 ) 電極と P T C抵抗体との一部が柔軟性基材に含浸している。
2 ) 柔軟性基材が、 表面に凹凸形状を設けた樹脂発泡体またはゴム 材からなる。
3 ) 電極と P T C抵抗体とのうち少なく とも一方に設けた伸び変形 部を有する。
4 ) 柔軟性基材が接着性を有し、 柔軟性基材か柔軟性被覆材が伸び 規制部を有する。
そのため柔軟性に富み、 加振耐久性に優れる。 このような発熱体 は力一シートヒ一夕等に好適である。

Claims

請求の範囲
1 . 印刷により形成される電極と、
印刷により形成され、 前記電極から給電される P T C抵抗体 と、
前記電極の一部と前記 P T C抵抗体の一部とが含浸した柔軟 性基材と、
少なく とも前記電極と前記 P T C抵抗体とを覆い、 前記柔軟 性基材と接合した柔軟性被覆材と、 を備えた、
柔軟性 P T C発熱体。
2 . 前記柔軟性基材が、
不織布と、
前記電極を形成する導電性ペース トと前記 P T C抵抗 体を形成する P T Cインクとの、 前記不織布への含浸度を調 整する含浸調整材と、 を有する、
請求項 1記載の柔軟性 P T C発熱体。
3 . 前記含浸調整材が樹脂系コ一ティ ング材と熱融着フィルムの いずれかからなる、
請求項 2記載の柔軟性 P T C発熱体。
4 . 前記不織布が、 前記含浸調整材の融点で形状維持可能な、 耐 熱性繊維からなる、
請求項 2記載の柔軟性 P T C発熱体。
5 . 前記柔軟性被覆材が、 少なく とも前記柔軟性基材との接着性 を有する、
請求項 1記載の柔軟性 P T C発熱体。
6 . 全面にわたって凹凸断面形状を設けた、
請求項 1記載の柔軟性 P T C発熱体。 請求項 1記載の柔軟性 P T C発熱体。
7. 前記凹凸断面形状は、 シポ加工と、 ステッチ加工のいずれか によって形成された、
請求項 6記載の柔軟性 P T C発熱体。
8. 前記柔軟性基材に開口部を設けた、
請求項 1記載の柔軟性 P T C発熱体。 9. 前記不織布が、 前記柔軟性 P T C発熱体の伸びる方向に長繊 維を配した直交繊維不織布である、
請求項 2記載の柔軟性 P T C発熱体。
1 0. 前記不織布の少なく とも一軸方向に組み込まれた導電線と、 をさらに有し、
前記導電線が前記電極の一部として機能する、
請求項 2記載の柔軟性 P T C発熱体。
1 1 . 前記柔軟性基材が、 変形可能な開口部を有しインク含浸性の 柔軟性メッシュ基材と、 変形可能な開口部を有しインク含浸性の柔 軟性繊維基材とのいずれかを含む、
請求項 1記載の柔軟性 P T C発熱体。
1 2. 前記柔軟性基材が、 前記柔軟性メッシュ基材に接合され、 ィ ンク不透過性を有する柔軟性支持基材と、 をさらに含む、
請求項 1 1記載の柔軟性 P T C発熱体。
1 3. 前記柔軟性メッシュ基材と前記柔軟性繊維基材とのいずれか の開口部を菱形形状とした、
請求項 1 1記載の柔軟性 P T C発熱体。
1 4 . 前記柔軟性メッシュ基材と前記柔軟性繊維基材とのいずれか として、 直交繊維型不織布をバイアス採寸して用いた、
請求項 1 1記載の柔軟性 P T C発熱体。
1 5 . 前記柔軟性基材が、 前記柔軟性メッシュ基材と前記柔軟性繊 維基材とのいずれかに膜状に含浸、 保持され、 インク不透過性の柔 軟性パリァ材と、 を含む、
請求項 1 1記載の柔軟性 P T C発熱体。
1 6 . 前記柔軟性バリア材は熱融着フィルムからなり、 前記電極を 形成する導電性ペース トと前記 P T C抵抗体を形成する P T Cイン クとの乾燥温度で形状維持可能な、
請求項 1 5記載の柔軟性 P T C発熱体。
1 7 . 伸びに制限を有し、 前記柔軟性メッシュ基材と前記柔軟性繊 維基材とのいずれかと、 前記柔軟性バリア材との間に接合され、 前 記柔軟性メッシュ基材と前記柔軟性繊維基材とのいずれかの伸びを 規制するニッ トメッシュ、 をさらに備えた、
請求項 1 5記載の柔軟性 P T C発熱体。
1 8 . 前記電極と前記 P T C抵抗体の少なく とも一方が、 前記柔軟 性メッシュ基材と前記柔軟性繊維基材とのいずれかの開口部を残し て形成され、 前記柔軟性被覆材が全体を覆った、
請求項 1 1記載の柔軟性 P T C発熱体。
1 9 . 前記柔軟性基材は、 柔軟性樹脂フィルムが接合された第 1の 繊維基材からなり、
前記柔軟性被覆材は、 前記柔軟性樹脂フィルムと前記第 1 の 繊維基材のいずれかと熱融着する熱融着性樹脂フィルムが接合され た第 2の繊維基材からなる、
請求項 1記載の柔軟性 P T C発熱体。
2 0. 前記柔軟性樹脂フィルムは、 ォレフィ ン系、 ウレタン系、 ス チレン系の少なく ともいずれかの熱可塑性エラス トマ一を含む、 請求項 1 9記載の柔軟性 P T C発熱体。
2 前記柔軟性樹脂フィルムは接着性樹脂をさらに含む、
請求項 2 0記載の柔軟性 P T C発熱体。
2 2 前記第 1 の繊維基材と前記第 2の繊維基材が、
横 5 %伸び時の荷重が 7. 5 k g f 以下で縦 5 %伸び 時の荷重が 7. 5 k g f 以上の不織布と第 1 のニッ トのいず れかと、
縦 · 横 5 %伸び時の荷重が共に 7. 5 k g f 以下で菱 形形状の開口部を有し変形により伸びる第 2のニッ トと、 の少なく ともいずれかからなる
請求項 1 9記載の柔軟性 P T C発熱体。 2 3. 印刷により形成される電極と、
印刷により形成され、 前記電極から給電される P T C抵抗体 と、
表面に凹凸形状を設けた樹脂発泡体と表面に凹凸形状を設け たゴム材とのいずれかからなり、 前記電極と前記 P T C抵抗体とを 表面に設けた柔軟性基材と、
少なく とも前記電極と前記 P T C抵抗体とを覆い、 前記柔軟 性基材と接合した柔軟性被覆材と、 を備えた、
柔軟性 P T C発熱体。 2 4. 前記柔軟性基材が、 前記樹脂発泡体と前記ゴム材とのいずれ かに貼り合わせた樹脂ネッ トと、 をさ らに含む、
請求項 2 3の柔軟性 P T C発熱体。
2 5. インク不通過性を有する柔軟性基材と、
前記柔軟性基材上に導電性ペース トにより形成された電極と
P T Cイ ンクにより形成され前記電極により給電される P T c抵抗体と、
前記電極と前記 P T C抵抗体とを被覆する柔軟性被覆材と、 前記電極と前記 P T C抵抗体のうち少なく とも一方に設けた 伸び変形部と、 を備えた、
柔軟性 P T C発熱体。
2 6. 前記電極は、 主電極と、 前記主電極と前記 P T C抵抗体とに 電気的に接続された枝電極と、 を有する櫛型であり、
前記伸び変形部は、 波形形状に形成した前記枝電極である、 請求項 2 5記載の柔軟性 P T C発熱体。
2 7. 前記伸び変形部は、 開口部を有し伸び変形可能な繊維素材に 前記 P T Cインクを含浸させた P T C抵抗体繊維であり、 前記 P T C抵抗体繊維を前記 P T C抵抗体として用いる、
請求項 2 5記載の柔軟性 P T C発熱体。
2 8. 前記伸び変形部は、 前記 P T C抵抗体に設けた菱形形状の未 塗布部である、
請求項 2 5記載の柔軟性 P T C発熱体。
2 9. 前記伸び変形部は、 開口部を有するメッシュ状繊維基材に含 浸させて形成した前記電極と前記 P C T抵抗体とである、
請求項 2 5記載の柔軟性 P T C発熱体。
3 0 . 前記メッシュ状繊維基材の、 前記電極と前記 P T C抵抗体を 含浸させた面の裏面に接合された柔軟性樹脂フィルムと、を有する、 請求項 2 9記載の柔軟性 P T C発熱体。 3 1 . 前記伸び変形部は、 開口部を有するメッシュ状繊維基材上に 接合された、 柔軟性樹脂フィルムの上に形成した前記電極と前記 P C T抵抗体とである、
請求項 2 5記載の柔軟性 P T C発熱体。 3 2 . 前記電極は、 主電極と、 前記主電極と前記 P T C抵抗体とに 電気的に接続された枝電極と、 を有する櫛型であり、
少なく とも前記主電極の長尺方向の伸びを規制する伸び規制 部と、 を有する、
請求項 1 、 2 3 、 2 5のいずれかに記載の柔軟性 P T C発熱 体。
3 3 . 前記伸び規制部は、 編物状樹脂ネッ トからなる、
請求項 3 2記載の柔軟性 P T C発熱体。 3 4 . 前記柔軟性基材と前記柔軟性被覆材との少なく ともいずれか の伸びを規制する伸び規制部を有する、
請求項 1 、 2 3 、 2 5のいずれかに記載の柔軟性 P T C発熱 体。 3 5 . 印刷により形成される電極と、
印刷により形成され、 前記電極から給電される P T C抵抗体 と、
前記電極と前記 P T C抵抗体とを表面に形成し、 接着性を有 する柔軟性基材と、
少なく とも前記電極と前記 P T C抵抗体とを覆い、 前記柔軟 性基材と接合した柔軟性被覆材と、 を備え、
. 前記柔軟性基材と前記柔軟性被覆材との少なく ともいずれか が、 伸び規制部を有する、
柔軟性 P T C発熱体。
3 6 . 開口部を有する吸湿体をさらに備え、
前記吸湿体が前記 P T C抵抗体と熱的に接触している、 請求項 1 、 2 3 、 2 5 、 3 5のいずれかに記載の柔軟性 P T
C発熱体。
3 7 . 前記電極は、 主電極と、 前記主電極と前記 P T C抵抗体と 電気的に接続された枝電極と、 を有する櫛型であり、
前記主電極の長尺方向に 5 k g f の荷重で 0 %を超え 3 %以 下の伸びを有し、 前記枝電極の長尺方向に 5 k g f の荷重で 3 %以 上 1 0 %以下の伸びを有し、 かつ 1 5 k g f 以上の破断強度を有す る、
請求項 1 、 2 3 、 2 5 、 3 5のいずれかに記載の柔軟性 P T C発熱体。 3 8 前記柔軟性被覆材が、
樹脂コ一ティ ング材と、
熱融着フィルムを貼付した不織布と、
接着剤を塗布した樹脂発泡体と、
接着剤を塗布したゴム材と、
皮革と、
人工皮革と、 の少なく ともいずれかを含む 請求項 1記載の柔軟性 P T C発熱体。
3 9 . 柔軟性発熱体の裏面から表面にわたって貫通する貫通孔を設 けた、 請求項 1 、 2 3 、 2 5 、 3 5のいずれかに記載の柔軟性 P T C発熱体。
4 0 . —端が前記電極と電気的に接続されるとともに、 他端がリー ド線と電気的に接続される端子部をさ らに備え、
前記柔軟性被覆材が前記端子部を覆う、
請求項 1 、 2 3 、 2 5 、 3 5のいずれかに記載の柔軟性 P T C発熱体。 4 1 . 前記端子部が、
導電性薄材と、
前記導電性薄材の一端と前記電極とを接合する導電性 接着材と、 を有する、
請求項 4 0記載の柔軟性 P T C発熱体。
4 2 . 前記端子部を固定する接着性不織布をさらに有し、 前記柔軟 性被覆材が前記接着性不織布を被覆する、
請求項 4 0記載の柔軟性 P T C発熱体。 4 3 . 前記端子部を前記柔軟性基材の表面に配し、 前記電極の一部 ' を前記端子部の一端に重なるように形成した、
請求項 4 0記載の柔軟性 P T C発熱体。
4 4 . 前記端子部を前記柔軟性基材内に配し、 前記柔軟性基材上か ら前記電極を形成する導電性ペース トを塗布して前記電極の一部を 前記端子部の一端に形成した、
請求項 4 0記載の柔軟性 P T C発熱体。
4 5 . 前記端子部の、 前記電極が印刷される位置に、 パターン形成 したクリーム半田を有する、 請求項 4 3記載の柔軟性 P T C発熱体。
4 6. 前記端子部が、 前記電極と電気的に接続する八ンダ未処理部 と、 前記柔軟性被覆材を貫通してリード線と接続するハンダ処理部 とを有する、
請求項 4 0記載の柔軟性 P T C発熱体。
4 7. 前記柔軟性基材が、 第 1 の柔軟性基材と、 非膜状に分散保持 するィンク含浸性を有するクッショ ン性基材からなる第 2の柔軟性 基材と、 を含み、
前記 P T C抵抗体は、 前記第 2の柔軟性基材上に形成され、 前記電極は第 1 の柔軟性基材性基材上に形成され、
前記電極と前記 P T C抵抗体とは電気的に接触し、
柔軟性被覆材は全体を被覆する、
請求項 1、 2 3、 2 5、 3 5のいずれかに記載の柔軟性 P T
C発熱体。
4 8. 前記電極と前記 P T C抵抗体との少なく とも一方が、 バイン ダ一として樹脂とエラス トマ一のいずれかを含有する、
請求項 1、 2 3、 2 5、 3 5のいずれかに記載の柔軟性 P T
C発熱体。
4 9. 前記電極が銀とカーボンとを含有する、
請求項 1、 2 3、 2 5、 3 5のいずれかに記載の柔軟性 P T C発熱体。
5 0. 前記 P T C抵抗体が、 結晶性樹脂とカーボンブラックとの混 練 · 架橋物とエラストマ一とを含有する、
請求項 1、 2 3、 2 5、 3 5のいずれかに記載の柔軟性 P T C発熱体。
5 1 . A) 少なく とも柔軟性メッシュ基材の変形可能な開口部に樹 脂を充填するステツプと、
B ) 前記柔軟性メッシュ基材上に電極と、 前記電極によって 給電される P T C抵抗体を印刷によって形成するステップと、
C ) 前記樹脂を除去するステップと、
D ) 全体を柔軟性被覆材で覆うステップと、 を備えた、 柔軟性 P T C発熱体の製造方法。 5 2. 前記樹脂が水溶性と水解性のいずれかであり、
Cステップにおいて水処理する、
請求項 5 1記載の柔軟性 P T C発熱体の製造方法。
5 3. 前記樹脂がポリ ビニルアルコール、 カルボキシメチルセル口 —スのいずれかを含む、
請求項 5 1記載の柔軟性 P T C発熱体の製造方法。
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