CN101336565B - 面状发热体以及使用其的座席 - Google Patents

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Abstract

发热体，具有：电绝缘性的基材、配置在该基材上的一对电极和与这对电极电连接的高分子电阻体。高分子电阻体包括：通过氧原子和氮原子中的至少任意一方交联的树脂组合物和混入该树脂组合物中的至少纤维状导体和薄片状导体中的任意一种。

Description

面状发热体以及使用其的座席
技术领域
本发明涉及一种变形自如的薄的面状发热体，其具有能够安装于具有任意的面形状的器具的柔软性、高可靠性及PTC特性。另外，本发明还涉及使用该面状发热体的座席。
背景技术
特开昭56-13689号公报、特开平8-120182号公报、美国注册专利第7049559号公报等公开有现有的面状发热体。在这种面状发热体的发热部中，使用在基材对将基础聚合物、导电性物质分散于溶剂中的电阻体墨(ink)进行印刷、干燥而制成的电阻体。该电阻体由于通电而发热。在这种电阻体中，一般作为导电性物质使用炭黑、金属粉末、石墨等，作为基础聚合物使用结晶性树脂。由于这样的材料，该发热部发挥PTC特性。
图21是现有的面状发热体的透视俯视图，图22是图21的22-22线的剖视图。如图21、图22所示，面状发热体60，具有：基材50、一对梳状电极51、52、高分子电阻体53和被覆件54。电绝缘性的基材50由聚酯膜等的树脂构成。在基材50上将银糊剂等的导电性糊剂印刷、干燥而形成梳状电极51、52。在由梳状电极51、52供电的位置将高分子电阻体墨印刷、干燥而形成高分子电阻体53。与基材50相同材质的被覆件54，覆盖并保护梳状电极51、52和高分子电阻体53。
在作为基材50、被覆件54使用聚酯膜时，对被覆件54预先粘接例如改性聚乙烯等的热熔粘性树脂55。接着，一边加热一边加压。如此一来，通过热熔粘性树脂55粘接基材50和被覆件54。被覆件54和热熔粘性树脂55，使梳状电极51、52和高分子电阻体53与外界隔离。因此，使面状 发热体60具有长期可靠性。
图23表示使被覆件54贴合的装置的概略构成剖视图。作为这样加热加压的方法，一般使用包括两个加热辊56、57的层压装置58。即，供给预先形成有梳状电极51、52和高分子电阻体53的基材50，和预先粘接有热熔粘性树脂55的被覆件54，由加热辊56、67对它们进行加热加压。这样，制造面状发热体60。
所谓PTC特性，是指由于温度上升导致电阻值上升，若达到某一温度则电阻值急剧增加的电阻体温度特性。具有PTC特性的高分子电阻体53，能够使面状发热体60具有自我温度调节功能。
如上所述，在现有的面状发热体60中，作为基材50使用聚酯膜等的刚性材料。另外，具有包括基材50、印刷在基材50上的梳状电极51、52、高分子电阻体53、以及进一步配置在高分子电阻体53上的被覆件54的5层结构。因此，由于基材50、被覆件54的材质、其厚度，而缺乏柔软性。即，在将面状发热体60用于车辆座椅加热器(汽车的座席加热用加热器)时，有损就座感，在将其用于驾驶盘加热器时，有损手感。
另外，因为形状为面状，所以在对其面的一部分施加由于就座等所产生的载荷时，其力波及整个发热体，面状发热体60变形。由于该变形的形状，越靠近面状发热体60的端部、变形量越增加，在面的一部分产生褶皱等。由于该褶皱部分，可能在梳状电极51、52、高分子电阻体53产生龟裂等。因此，其耐久性可能降低。
另外，因为使用没有透气性的聚酯片等的基材50、被覆件54，所以在用于车辆座椅加热器、驾驶盘加热器时，湿气容易聚集。因此，若长期使用则有损就座感、手感。
发明内容
本发明涉及一种面状发热体，该面状发热体具有适应于因外力而变形的形状的柔软性、使安装于器具时的使用感和耐久性等的可靠性得到提高。本发明的面状发热体，具有：电绝缘性的基材，配置在该基材上的一对电极，以及与这对电极电连接的高分子电阻体。高分子电阻体包括：通过氧原子和氮原子中的至少任意一方交联的树脂组合物、和混入该树脂组合物中的至少纤维状导体和薄片状导体中的任意一种。相对于现有的5层结构的面状发热体，在该构成中，由基材、电极和高分子电阻体这3层构成了面状发热体。因此，容易发挥柔软性、且能够以低成本提供该面状发热体。
附图说明
图1A是表示本发明的实施方式1中的面状发热体的俯视图。
图1B是图1A所示的面状发热体的剖视图。
图2是表示安装有本发明的实施方式中的面状发热体的车辆的座席的透视侧视图。
图3是图2所示的座席的透视正视图。
图4A是说明现有构成中的PTC表现机理的图。
图4B是表示温度从图4A所示的状态上升的状态的图。
图4C是说明本发明的实施方式所涉及的面状发热体中的PTC表现机理的图。
图4D是表示温度从图4C所示的状态上升的状态的图。
图5A表示本发明的实施方式1中的其他面状发热体的俯视图。
图5B是图5A所示的面状发热体的剖视图。
图6A是表示本发明的实施方式1中的另一面状发热体的俯视图。
图6B是图6A所示的面状发热体的剖视图。
图7A是表示本发明的实施方式1中的其他面状发热体的俯视图。
图7B是图7A所示的面状发热体的剖视图。
图8A是表示本发明的实施方式1中的又一面状发热体的俯视图。
图8B是图8A所示的面状发热体的剖视图。
图9A是表示本发明的实施方式2中的面状发热体的俯视图。
图9B是图9A所示的面状发热体的剖视图。
图10A是表示本发明的实施方式2中的其他的面状发热体的俯视图。
图10B是图10A所示的面状发热体的剖视图。
图11A是表示本发明的实施方式2中的另一面状发热体的俯视图。
图11B是图11A所示的面状发热体的剖视图。
图12A是表示本发明的实施方式2中的又一面状发热体的俯视图。
图12B是图12A所示的面状发热体的剖视图。
图13A是表示本发明的实施方式2中的再一面状发热体的俯视图。
图13B是图13A所示的面状发热体的剖视图。
图14A是表示本发明的实施方式3中的面状发热体的俯视图。
图14B是图14A所示的面状发热体的剖视图。
图15A是表示本发明的实施方式3中的其他的面状发热体的俯视图。
图15B是图15A所示的面状发热体的剖视图。
图16A是表示本发明的实施方式3中的另一面状发热体的俯视图。
图16B是图16A所示的面状发热体的剖视图。
图17A是表示本发明的实施方式3中的又一面状发热体的俯视图。
图17B是图17A所示的面状发热体的剖视图。
图18A是表示本发明的实施方式3中的再一面状发热体的俯视图。
图18B是图18A所示的面状发热体的剖视图。
图19A是表示本发明的实施方式3中的另外其他的面状发热体的俯视图。
图19B是图19A所示的面状发热体的剖视图。
图20A是表示本发明的实施方式3中的另外其他的面状发热体的俯视图。
图20B是图20A所示的面状发热体的剖视图。
图21是现有的面状发热体的透视俯视图。
图22是图21所示的面状发热体的剖视图。
图23是表示现有的面状发热体的制造装置的一例的概略构成的剖视图。
符号说明
1面状发热体                  2基材
3电极                        3A第一电极(电极)
3B第二电极(电极)             3C线
4，13高分子电阻体            5辅助电极
6座部                        7靠背
9座席基材                    10表皮
11滑动性导体                 12耐液性膜
14第二基材(被覆层)           15缝隙(变形形状适应部)
15A缺口部(变形形状适应部)    31，32电极
33树脂组合物                 34粒状导体
35高分子电阻体               38树脂组合物
39纤维状导体                 50基材
51，52梳形电极               53高分子电阻体
54被覆件                     55热熔粘性树脂
56，57加热辊                 58层压装置
60面状发热体
具体实施方式
以下，对于本发明的实施方式，参照附图进行说明。另外，本发明并不被本实施方式所限定。另外，能够适当组合各实施方式特有的构成。
(实施方式1)
图1A、图1B是本发明的实施方式1所涉及的面状发热体的俯视图和剖视图。图2、图3是表示安装有图1A所示的面状发热体的汽车的座席的侧视图和正视图。
面状发热体1包括：电绝缘性的基材2、第一电极(以下称为电极)3A、第二电极(以下称为电极)3B和高分子电阻体4。以下，有时将电极3A、3b统称为电极3进行说明。电极3A、3B，分别左右对称地配置在基材2，由线3C局部地缝在基材2上。在配置有电极3的基材2上，通过T 模挤压法挤压为膜状而形成高分子电阻体4。由此，高分子电阻体4与电极3和基材2热熔粘。
面状发热体1的中央部，在将高分子电阻体4热熔粘于电极3和基材2后被冲切。这样一来，构成了面状发热体1。另外，没有图示用于对电极3A、3B供给来自电源的电力的引线。另外，中央部的冲切并不限定于该位置。可以根据座席的表皮10的材料、形状而设在这以外的位置。此时，变更电极3的布线图形。
通过该构成，相对于现有的面状发热体由基材、电极、高分子电阻体、热熔粘性树脂和被覆件这5层构成的情况，面状发热体1由基材2、一对电极3和高分子电阻体4这3层构成。因此，易于发挥柔软性、且低成本。
另外，对基材2缝制电极3。在该构成中，材料费低廉。但是，加工工时较多。但是，在加工成本较低的地区进行生产时，加工费还是低廉的。
高分子电阻体4通过热熔粘与电极3电连接。这样，通过热熔粘分别将电极3与高分子电阻体4、基材2与高分子电阻体4接合。作为其结果，电极3以电连接在基材2和高分子电阻体4之间的状态配置。
基材2，是由例如聚酯纤维制造的针刺(needle punch)型的无纺布。此外，还可以由织布形成。优选，对基材2进行阻燃剂含浸处理以使其具有阻燃性。
电极3由例如具有0.03Ω/cm以下的电阻值的镀锡加捻铜线构成。此外，还可以由镀敷编织铜线构成。这样通过由镀敷加捻铜线或者镀敷编织铜线构成电极3，使得电极3廉价且弯曲性优异。
另外，优选，电极3如图1A所示，配置成波形。通过该构成，即使在施加延伸、变形时，电极3由于波形形状而具有长度裕量，因此弯曲性优异。另外，在高分子电阻体4的与波形的宽度相当的区域中使电位均等化，高分子电阻体4的发热部位变得均质。
高分子电阻体4，包括纤维状导体和树脂组合物的混炼物。关于纤维状导体，能够使用作为例如镀锡并掺杂有锑的纤维形状的导电性陶瓷的氧化钛。作为树脂组合物，其中：例如作为表现PTC特性的被反应树脂使用 具有羧基的改性聚乙烯，作为与被反应树脂反应的反应性树脂使用具有环氧基的改性聚乙烯，作为耐液性树脂成分而使用乙烯-乙烯醇共聚物，将它们混合使用。
另外，优选，对高分子电阻体4添加阻燃剂。由此，树脂组合物的燃烧性由于阻燃剂而降低，结果是，能够实现高分子电阻体4的阻燃性。作为阻燃剂，能够使用磷酸铵、磷酸三甲苯酯等的磷酸系阻燃剂、密胺、胍、脒基脲等的氮系阻燃剂，或者将它们组合使用。另外，能够使用氢氧化镁、三氧化锑等的无机系阻燃剂、溴系、氯系等的卤素系阻燃剂。
在制造高分子电阻体4时，首先，预先制造由表现PTC特性的被反应树脂、耐液性树脂和纤维状导体形成的混炼物A，另一方面，预先制造由反应性树脂和阻燃剂形成的混炼物B。接着，将两者混合通过T模挤压成膜状。这样，制造高分子电阻体4。将纤维状导体、树脂组合物和阻燃剂的重量比率设为例如35∶5∶60，等量使用被反应树脂、反应性树脂和耐液性树脂。
作为供暖用加热器，以在作为汽车的座席的座部6、从座部6立起地设置的靠背7，将基材2配置在表面侧的方式安装使用面状发热体1。在座部6、靠背7处，使用座席基材9和表皮10。聚氨酯衬垫(pad)等的座席基材9，在对座席施加由就座者所产生的载荷时发生变形，不施加载荷的话形状复原。表皮10覆盖着座席基材9。即，面状发热体1，按照将高分子电阻体4侧配置于座席基材9、将基材2侧配置于表皮10的方式安装。另外，为了与座部6、靠背7的罩入部(没有图示)相对应，有时在中央部、周缘部设置有用于罩入的基材2的延长部(没有图示)。
这样，沿着能够变形的座席基材9和表皮10配置有薄的面状发热体1。因此，面状发热体1必须与座部6、靠背7的变形相应地进行相似的变形。因此，有必要设计各种发热图形，变更用于该变形的电极3的配置形状。在此，省略其详细情况。
相对向地配置的宽度较宽的一对电极3A、3B，沿着面状发热体1的长度较长方向的外侧部配设。通过电极3A、3B对与电极3A、3B重叠地 配设的高分子电阻体4供电，由此电流在高分子电阻体4流通，高分子电阻体4发热。
高分子电阻体4具有PTC特性，具有温度上升则电阻值上升、变为预定的温度那样的自我温度调节功能。即，高分子电阻体4使得面状发热体1具有高安全性、无需温度控制的功能。另外，作为组装到汽车用座席的车辆座椅加热器，面状发热体1能够满足就座感、阻燃性、耐液性。针对就座感而言，没有纸那样的声响，具有与座席表皮件相同的拉伸特性、即相对于5％的拉伸，能够满足7kgf以下的载荷。
另外，与现有的管式加热器相比，具有PTC特性的面状发热体1，能够发挥快热性和节能性。管式加热器，必需温度控制器。温度控制器以导通-断开(ON-OFF)控制对通电进行控制以对管式加热器的发热温度进行控制。因为在ON时加热器线温度上升至约80℃，所以必须将其配置为与表皮10有某种程度的距离。与此相对，在面状发热体1中，将发热温度自我控制在40℃～45℃的范围内。因此，能够靠近表皮10的附近而配置。面状发热体1发热温度低而将其配置在表皮10的附近，由此能够实现快热性和降低对外部的放热损失。因此，能够实现节能性。
另外，基材2使用阻燃性无纺布，另外，根据需要，在高分子电阻体4中对阻燃剂配合阻燃性的纤维状导体，从而使面状发热体1具有阻燃性。面状发热体1单品，必须满足美国汽车用内装件阻燃规格FMVSS302规格的阻燃性，通过在座席上侧配置包括阻燃性无纺布的基材2，能够符合该规格。另外，在FMVSS302规格中将阻燃性概略地定义如下。即，在箱状的评价装置内即便用气体燃烧器对试验体的表面点火也不会着火、或者在从表面起厚度为1/2英寸的区域内火焰不会以4英寸/分以上的速度行进。另外，在60秒以内进行灭火时，从着火点不会绵延燃烧2英寸以上。
因此，由于不燃性而原本就自我熄灭的、水平着火时燃烧速度在80mm/分以下的，符合该规格。即，所谓不燃性是指，用气体的火焰烘烤试验体的端面，若在60秒后熄灭作为起火源的气体的火焰，则试验体的起火部虽焦不燃烧的状态。另外，所谓自我熄灭是指，即便试验体暂时着火，也在 60秒以内而且在2英寸以内熄灭的状态。
进而，优选，在高分子电阻体4中使用纤维形状或薄片(flake)形状的导体。由此，电阻值稳定性提高。如下地推测高分子电阻体4的PTC表现机理。图4A～图4D，是用于说明PTC表现机理的概念图。图4A、图4B表示使用炭黑那样的粒状导体34的情况，图4C、图4D表示使用纤维状导体39的情况。
在作为导体而使用炭黑那样的粒状导体34的高分子电阻体35中，如图4A所示，粒状导体34具有结构(structure)构造，但其导电路径可以说是处于粒与粒的点接触状。因此，若在电极31、32之间施加电流，则如图4B所示，树脂组合物33发热，根据由该热所导致的比容的变化而敏感地进行导电路径的切断。这样，表现出具有急剧的电阻值上升的电阻温度特性。
与此相对，在高分子电阻体4中使用纤维状导体39。由此，如图4C所示地形成的导电路径的接触点变多。因此，对于比容的微小的变化仍维持导电路径。另一方面，在熔点等的较大的比容的变化中，炭黑同样表现出产生较大的电阻值变化的电阻温度特性。这样，在高分子电阻体4中，相对于伴随表现PTC特性的树脂组合物38的结晶化的比容的滞后，纤维状导体39彼此的重合所导致的接触点变多，所以电阻值的稳定性提高。
另外，优选，在高分子电阻体4的树脂组合物38中配合耐液性树脂。由此，能够使高分子电阻体4具有耐液性。所谓耐液性是指，在接触作为无极性油的发动机油、作为极性油的制动器油等的油类，作为低分子溶剂的冲淡剂等的有机溶剂等的各种液体时的电阻值稳定性。作为耐液性树脂除了乙烯-乙烯醇共聚物以外，还可以单独或组合使用热塑性聚酯树脂、聚酰胺树脂、聚丙烯树脂。
为了满足装入座席的面状发热体1所要求的拉伸特性，需要柔软的高分子电阻体4和构成它的柔软的树脂组合物38。具有柔软性是指柔软的树脂组合物38是非晶性的。一般，在与各种液体接触时非晶性的树脂容易溶胀，比容变化。此情况如同由于热所导致的比容的变化一样，产生电阻值的上升。在对高分子电阻体使用不具有耐液性的树脂组合物、在树脂组合物溶胀时，高分子电阻体不能容易地恢复其电阻值，变得不能发热。因此，优选，在树脂组合物38中添加结晶性高的耐液性树脂。这样通过具有柔软性的反应性树脂，使表现PTC特性的被反应性树脂、纤维状导体和耐液性树脂一部分化学结合。作为其结果，能够大幅改善高分子电阻体4的耐液性。以上述配合比率构成的高分子电阻体4，能够满足充分的耐液性规格。即，滴下各种液体24小时后通电24小时、之后在室温下放置24小时时的试验前后的电阻值变化在+50％以下。
另外，作为构成树脂组合物38的反应性树脂的反应性官能基与被反应性树脂的官能基的组合，除了上述的环氧基与碳酸基以外还可以是以下这样的组合。
环氧基除了上述碳酸基以外还与马来酸酐基等的羰基、酯基、羟基、氨基等反应，附加聚合。只要使用具有这样的官能基的被反应性树脂即可。另外，作为反应性官能基也能够使用噁唑啉基、马来酸酐基。这样，树脂组合物38具有通过氧原子和氮原子中的至少任一方交联的结构。反应性树脂的反应性官能基在其与作为极性基的被反应树脂的官能基之间发生反应而产生化学结合。因此，与单独具有被反应树脂的情况相比，能够提高热稳定性。
这样，通过使树脂组合物38包括反应性树脂和表现PTC特性的被反应性树脂，利用反应性树脂的粘接力和结合力捕捉纤维状导体39。进而，利用反应性树脂和被反应性树脂的结合力，使由纤维状导体39实现的导电路径稳定化。
在车辆座椅加热器那样、发热温度在40～50℃比较低时，作为表现PTC特性的被反应树脂，优选使用低熔点的树脂，即乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物等的酯系的乙烯酯共聚物。除此以外，在发热温度适宜时，也可以将反应性树脂作为被反应性树脂使用。
作为纤维状导体39，除了氧化钛系的导电陶瓷纤维以外，还可以使用钛酸钾系的导电陶瓷晶须、导电陶瓷纤维，铜、铝等的金属纤维，在金属镀敷玻璃纤维等的表面形成有导电层的绝缘性陶瓷纤维，PAN系碳纤维等的碳纤维，碳纳米管或者由聚苯胺等形成的纤维状的导电聚合物。另外，可以代替纤维状导体39使用薄片状导体。作为薄片状导体，能够使用导电陶瓷晶须、金属薄片、在金属镀敷云母薄片等的表面形成有导电层的绝缘性陶瓷薄片、晶须，或者鳞片状石墨。另外，从实现高分子电阻体4的阻燃性的观点来看，优选使用金属、陶瓷等的阻燃性材料。
接下来，对用于使高分子电阻体4内的电位分布均等化的优选结构进行说明。图5A是本实施方式中的其他的面状发热体的俯视图，图5B是图5A中的5B-5B线的剖视图。在该构成中，在电极3A、3B之间设置有多个辅助电极5。除此以外的构成与图1A、图1B相同。
在图1A的构成中，有时在电极3A、3B之间局部保温，该部位的电阻值上升而电位集中。若该状态进一步延续，则高分子电阻体4的一部分的温度相比其他部位的温度上升、即发生所谓热线(hot line)现象。通过如图5A那样设置辅助电极5，电位均等化，能避免热线的发生。由此，进一步提高面状发热体1的安全性。
另外，优选，在辅助电极5中，与电极3同样地使用镀锡加捻铜线、镀锡编织铜线，构成为波形形状。另外，并不限定辅助电极5的条数。相应于高分子电阻体4的大小将条数确定为1条以上即可。即，只要将至少一对辅助电极5与电极3平行配置，与高分子电阻体4电连接即可。
接着，对高分子电阻体4、电极3和基材2的不同配置结构进行说明。图6A是本实施方式中的又一面状发热体的俯视图，图6B是图6A中的6B-6B线的剖视图。在该构成中，将高分子电阻体4膜状热层压在基材2上后，通过缝制而设置电极3。接着，为了使电极3和高分子电阻体4的电连接更加可靠，实施热加压处理。即，电极3从高分子电阻体4露出。各构成要素的材料等与图1A的构成相同。
即便在该构成中，也可得到与图1A的构成相同的作为汽车用车辆座椅加热器的面状发热体1。另外，在图1A的构成中，电极3位于基材2和高分子电阻体4之间，与此相对，在图6A的构成中，电极3位于高分子 电阻体4上。因此，电极3的位置容易确认，能够可靠地进行为了增加柔软性而进行的基材2中央部的冲切。另外，因为电极3的配置具有自由度，所以对基材2贴合高分子电阻体4的工序共通化，能够制造各种发热图形的面状发热体。另外，也可以在该构成中，设置如图5A所示的辅助电极5。
接着，对用于提高面状发热体1的柔软性的优选结构进行说明。图7A是本实施方式的另一面状发热体的俯视图，图7B是图7A中的7B-7B线的剖视图。在该构成中，预先在高分子电阻体4上设置有滑动性导体11，之后，在滑动性导体11上设置电极3。除此以外的构成与图6A相同。滑动性导体11，包括：例如对使用石墨的糊剂进行干燥而成的皮膜、由混炼石墨而成的树脂混合物制成的膜等。
通过该构成，因为电极3在滑动性导体11上滑动，所以进一步提高面状发热体1的柔软性，并且电极3与高分子电阻体4的电连接变得更加可靠。另外，可以在该构成中设置图5A所示的辅助电极5。另外，还可以在设置辅助电极5的位置也设置滑动性导体11。
接着，对于用于提高面状发热体1的柔软性的其他的优选结构进行说明。图8A是本实施方式中的其他的面状发热体的俯视图，图8B是图8A中的8B-8B线的剖视图。在该构成中，代替高分子电阻体4，使用高分子电阻体13。高分子电阻体13，是通过在具有开口部的网状的无纺布或织布中含浸由构成高分子电阻体4的材料制成的墨并使之干燥而制成的。除此以外的构成与图6A相同。
在该构成中，高分子电阻体13具有开口部并且能够变形。因此，使用高分子电阻体13的面状发热体1变得更加柔软。
另外，在上述实施例中，使电极3和高分子电阻体4、13的接合为热粘接，但并不限定于此。利用通过导电性粘接剂的粘接、单纯按压所实现的机械接触，能够将电极3和高分子电阻体4、13电连接。进而，可以在基材2的相反面的高分子电阻体4、13、电极3、辅助电极5上，为了提高耐磨性等而设置被覆层。优选，被覆层至少覆盖强度较弱的高分子电阻体4。但是，考虑到柔软性，优选使用薄的被覆层。另外，与以往的相比，电 极的耐风化性优异，所以能够使用薄的被覆层。
可以将以上那样构成的面状发热体1以基材2变为表面侧的方式配置在座部6、靠背7上来使用。即，由于基材2的缓冲性，不会在座位表面感觉到电极3或辅助电极5的厚度、硬度而有损就座感。另外，作为基材2使用阻燃性无纺布，将其配置在表面侧，从而能够阻止燃烧试验中的蔓延燃烧，可得到实用的座席。
(实施方式2)
图9A、图9B是本发明的实施方式2所涉及的面状发热体的俯视图和剖视图。与实施方式1中的图1A、图1B的构成的不同点在于，在基材2上贴合有耐液性膜12，在耐液性膜12上缝制配置有电极3。另外，通过表现PTC特性的被反应性树脂、反应性树脂的组合来形成构成高分子电阻体4的树脂组合物。除此以外的构成与实施方式1中的图1A、图1B的构成相同。
在本实施方式中，在各种液体浸透而来的方向、即在基材2侧，配置耐液性膜12。因此，抑制高分子电阻体4与各种液体接触，结果是提高面状发热体1的耐液性。即便在该构成中，也能够满足与实施方式1同样的耐液性规格。
另外，通过该构成，相对于以往的面状发热体由基材、电极、高分子电阻体、热熔粘性树脂和被覆件这5层构成这一情况，面状发热体1由基材2、耐液性膜12、一对电极3和高分子电阻体4这4层构成。因此，易于发挥柔软性、且成本低。
优选，耐液性膜12由具有通过FMVSS302规格所定义的以上的阻燃性的阻燃材料构成。由此，面状发热体1的阻燃性提高。作为这样的阻燃材料，能够单独或组合使用乙烯-乙烯醇共聚物、可塑性聚酯树脂、聚酰胺树脂和聚丙烯树脂。
接着，简单说明与实施方式1的图5A、图5B同样的、在图9A、图9B的构成中设置辅助电极5的情况。图10A是本实施方式所涉及的其他的面状发热体的俯视图，图10B是10B-10B线的剖视图。
这样地，在图9A的构成中，与实施方式1的图5A同样地，在一对电极3之间设置辅助电极5，从而能够避免热线的发生。因此，能够进一步提高面状发热体1的安全性。
接着，简单说明与实施方式1的图6A、图6B同样的、将电极3设置在高分子电阻体4上的情况。图11A是本实施方式所涉及的另一面状发热体的俯视图，图11B是11B-11B线的剖视图。
将高分子电阻体4以膜状热层压到耐液性膜12上后，通过缝制来设置电极3。接着，为了使电极3与高分子电阻体4的电连接变得更加可靠，而实施热加压处理。即便这样，仍能得到与实施方式1的图6A、图6B所示的构成同样的、作为汽车用车辆座椅加热器的面状发热体1。而且，可得到与实施方式1的图6A、图6B相同的效果。另外，也可以在该构成中设置如图10A所示的辅助电极5。
接着，简单说明与实施方式1的图7A、图7B同样设置有滑动性导体11的情况。图12A是本实施方式所涉及的其他的面状发热体的俯视图，图12B是12B-12B线的剖视图。
这样，预先在高分子电阻体4上设置滑动性导体11之后，在该部位设置电极3，由此，电极3在滑动性导体11上滑动，因此，面状发热体1的柔软性更高。另外，电极3与高分子电阻体4的电连接变得更加可靠。即，得到与实施方式1的图7A、图7B相同的效果。另外，可以在该构成中设置如图10A所示的辅助电极5。
接着，简单说明与实施方式1的图8A、图8B同样地代替高分子电阻体4而使用高分子电阻体13的情况。图13A是本实施方式所涉及的又一面状发热体的俯视图，图13B是13B-13B线的剖视图。
高分子电阻体13，是通过在具有开口部的网状的无纺布或织布中含浸由构成高分子电阻体4的材料制成的墨并使其干燥而制成的。在该构成中，高分子电阻体13具有开口部并且能够变形。因此，使用高分子电阻体13的面状发热体1变得更加柔软。即，可得到与实施方式1的图8A、图8B相同的效果。
可以将以上那样构成的面状发热体1以基材2成为表面侧的方式配置在图2、图3所示的座部6、靠背7上来使用。即，由于基材2的缓冲性，不会在座位表面感觉到电极3或辅助电极5的厚度、硬度而有损就座感。另外，作为基材2使用阻燃性无纺布，将其配置在表面侧，从而能够阻止燃烧试验中的蔓延燃烧，可得到实用的座席。即，本实施方式所涉及的面状发热体1也与实施方式1同样，适用于座部6、靠背7。
(实施方式3)
图14A、图14B是本发明的实施方式3所涉及的面状发热体的俯视图和剖视图。其与实施方式1中的图1A、图1B的构成的不同点在于，在基材2和高分子电阻体4的至少任一方设置作为适应于因外力而变形的形状的变形形状适应部的缝隙15。除此以外的构成与实施方式1中的图1A、图1B的构成相同。
在本实施方式中，首先，与实施方式1同样地，对基材2缝制配置电极3A、3B，通过T模挤压法将高分子电阻体4挤压为膜状，使高分子电阻体4热熔粘于电极3和基材2。接着，在对基材2的中央部冲切之后，利用汤姆逊效应(Thomson)对高分子电阻体4的处于电极3A、3B之间的位置进行冲切，而设置从高分子电阻体4贯通基材2的缝隙15。
利用汤姆逊效应的冲切位置不限定于该位置，可以根据座席的表皮件的形态而设置于除此以外的位置。此时，有必要变更电极3的布线图形，但仍能够进行应对。也可以将中央部的去除部看作是变形形状适应部，但因为根据座席的表皮件的形状多将中央部去除，所以在此作为变形形状适应部加以区别。
另外，可以在预先利用汤姆逊效应冲切而设置有缝隙15的基材2上，通过T模挤压法将高分子电阻体4挤压成膜状，使高分子电阻体4热熔粘于电极3和基材2。或者，在聚丙烯、分型纸等的隔离物(没有图示)上暂时通过T模挤压将高分子电阻体4作为膜而制造，在该阶段通过冲切而在高分子电阻体4设置缝隙15。在前者的情况下，仅在基材2形成缝隙15，在后者的情况下，仅在高分子电阻体4形成缝隙15。
这样，在本实施方式所涉及的面状发热体1，设置有作为适应于因外力而变形的形状的变形形状适应部的缝隙15。因此，面状发热体1，容易因外力而变形，所以能够提供令人满意的就座感。
接着，对不同于缝隙15的变形形状适应部进行说明。图15A是本实施方式所涉及的其他的面状发热体的俯视图，图15B是15B-15B线的剖视图。图15A、图15B的构成，与图14A、图14B的构成的不同点在于，作为变形形状适应部而设置缺口部15A。
此时，在聚丙烯、分型纸等的隔离物(没有图示)上暂时通过T模挤压将高分子电阻体4作为膜而制造，在该阶段可以通过冲切而在高分子电阻体4设置缺口部15A。接着，使用热层压，对配置有电极3的基材2贴合高分子电阻体4，之后，取走隔离物而制造面状发热体1。
即便在该构成中，电极3和高分子电阻体4热熔粘，能够确保电连接，并且通过作为变形形状适应部的缺口部15A能够提供令人满意的就座感。
接着，简单说明与实施方式1的图5A、图5B同样地设置有辅助电极5的情况。图16A是本实施方式所涉及的其他的面状发热体的俯视图，图16B是16B-16B线的剖视图。此时，在对高分子电阻体4和基材2进行冲切而形成缝隙15时，也对辅助电极5的一部分进行冲切。
这样，在图14A的构成中，通过与实施方式1的图5A、图5B同样地在一对电极3之间设置辅助电极5，能够避免热线的发生。因此，能够进一步提高面状发热体1的安全性。
接着，简单说明与实施方式1的图6A、图6B同样地将电极3设置在高分子电阻体4上的情况。图17A是本实施方式所涉及的另一面状发热体的俯视图，图17B是17B-17B线的剖视图。
这样，在基材2上将高分子电阻体4热层压为膜状之后，通过缝制而设置电极3，为了进一步确保电极3和高分子电阻体4的电连接，而实施热加压处理。此后，对高分子电阻体4和基材2进行冲切来形成缝隙15。通过该构成，进一步得到与实施方式1的图6A、图6B同样的效果。另外，可以在该构成中设置图16A所示的辅助电极5。
接着，简单说明与实施方式1的图7A、图7B同样地设置滑动性导体11的情况。图18A是本实施方式所涉及的其他面状发热体的俯视图，图18B是18B-18B线的剖视图。
这样，在预先在高分子电阻体4上设置滑动性导体11后，在该部位设置电极3，由此，电极3在滑动性导体11上滑动，由此进一步提高面状发热体1的柔软性。另外，电极3和高分子电阻体4的电连接变得更加可靠。即，进一步得到与实施方式1的图7A、图7B相同的效果。另外，可以在该构成中设置图16A所示的辅助电极5。
接着，简单说明与实施方式1的图8A、图8B同样地代替高分子电阻体4而使用高分子电阻体13的情况。图19A是本实施方式所涉及的另一面状发热体的俯视图，图19B是19B-19B线的剖视图。
高分子电阻体13，是通过在具有开口部的网状的无纺布或织布中含浸由构成高分子电阻体4的材料制成的墨并使之干燥而制成的。在该构成中，高分子电阻体13具有开口部并且能够变形。因此，使用高分子电阻体13的面状发热体1变得更加柔软。即，可进一步得到与实施方式1的图8A、图8B相同的效果。
接着，说明将电极3设置在电绝缘性的其他的基材上的构成。图20A是本实施方式所涉及的又一面状发热体的俯视图，图20B是20B-20B线的剖视图。在该构成中，将通过缝制而配置有电极3的电绝缘性的第二基材14和贴合有高分子电阻体4的基材2通过热层压进行贴合，而形成面状发热体1。结果，将第二基材14设置在面状发热体1的与配置有基材2的面相反的面。将电极3固定于第二基材14。
在该构成中，可以将高分子电阻体4和电极3分别作为不同的部分进行处理。因此，可以预先将作为变形形状适应部的缝隙15、图15A所示的缺口部15A设置在任意的部分，并对它们加以组合。即，在该构成中，能够将变形形状适应部设置于基材2、14、高分子电阻体4的至少任一个。由此，得到了因外力而变形的就座感极其优异的面状发热体1。
另外，将第二基材14以至少覆盖高分子电阻体4的方式设置，从而使 其作为实施方式1所说明的被覆层而发挥作用。
可以将如上构成的本实施方式所涉及的面状发热体1，以使得基材2变为表面侧的方式配置在图2、图3所示的座部6、靠背7而进行使用。即，由于基材2的缓冲性，不会在座位表面感觉到电极3或辅助电极5的厚度、硬度而有损就座感。另外，作为基材2使用阻燃性无纺布，将其配置在表面侧，从而能够阻止燃烧试验中的蔓延燃烧，可得到实用的座席。即，本实施方式所涉及的面状发热体1，与实施方式1同样适用于座部6、靠背7。
本发明所涉及的面状发热体，构成简单，具有容易适应于因外力而产生的变形的柔软性。该面状发热体，能够配合于例如具有连续的曲面、平面的组合等的器具的表面形状而安装，因此作为供暖用加热器能够适用于汽车的座席、驾驶盘以及其他必须进行供暖的器具。

Claims (27)

1.一种面状发热体，其具有：
电绝缘性的基材；
配置在所述基材上的一对电极；和
与所述一对电极电连接的高分子电阻体，
所述高分子电阻体包括：通过氧原子和氮原子中的至少任意一方交联的树脂组合物和混入所述树脂组合物中的至少纤维状导体与薄片状导体中的任意一方。
2.根据权利要求1所记载的面状发热体，其中，
所述树脂组合物包含耐液性树脂成分。
3.根据权利要求1所记载的面状发热体，其中，
使包含羧基、羰基、羟基、酯基、氨基中的至少任意一种官能基的表现PTC特性的被反应树脂，和包含环氧基、噁唑啉基、马来酸酐基中的至少任意一种官能基的反应性树脂反应而形成所述树脂组合物。
4.根据权利要求3所记载的面状发热体，其中，
所述树脂组合物是使所述被反应树脂、所述反应性树脂与耐液性树脂反应而形成的，所述的耐液性树脂含有乙烯-乙烯醇共聚物、热塑性聚酯树脂、聚酰胺树脂和聚丙烯树脂中的至少任意一种。
5.根据权利要求1所记载的面状发热体，其中，
所述纤维状导体，包括：导电性陶瓷晶须、导电性陶瓷纤维、金属纤维、在表面形成有导电层的绝缘性陶瓷晶须、在表面形成有导电层的绝缘性陶瓷纤维、碳纤维、碳纳米管、纤维状导电性聚合物中的至少任意一种。
6.根据权利要求1所记载的面状发热体，其中，
所述薄片状导体，包括：导电性陶瓷晶须、金属薄片、在表面形成有导电层的绝缘性陶瓷晶须、在表面形成有导电层的绝缘性陶瓷薄片、鳞片状石墨中的至少任意一种。
7.根据权利要求1所记载的面状发热体，其中，
所述高分子电阻体还包括使所述高分子电阻体具有阻燃性的阻燃剂，所述阻燃性满足以下任意条件中的至少任一项，
条件1)当用气体的火焰烘烤所述高分子电阻体的端面、在60秒后熄灭所述气体的火焰时，即使所述高分子电阻体变焦，所述高分子电阻体自身也并不燃烧；
条件2)当用气体的火焰烘烤所述高分子电阻体的端面时，即使所述高分子电阻体暂时着火，也会在60秒以内且在2英寸以内熄灭；
条件3)当用气体的火焰烘烤所述高分子电阻体的端面时，即使所述高分子电阻体着火，在从表面起厚度为1/2英寸的区域内，火焰也不会以4英寸/分以上的速度行进。
8.根据权利要求1所记载的面状发热体，其中，
所述基材具有由美国汽车安全基准302所定义的阻燃性以上的阻燃性。
9.根据权利要求1所记载的面状发热体，其中，
所述基材是织布及无纺布中的任意一种。
10.根据权利要求9所记载的面状发热体，其中，
所述一对电极，被缝制到所述基材。
11.根据权利要求9所记载的面状发热体，其中，
所述一对电极被缝制到所述基材和所述高分子电阻体。
12.根据权利要求1所记载的面状发热体，其中，
所述一对电极，是镀敷加捻铜线和镀敷编织铜线中的任意一种。
13.根据权利要求1所记载的面状发热体，其中，
所述高分子电阻体被配置在所述基材和所述一对电极之间。
14.根据权利要求1所记载的面状发热体，其中，
所述高分子电阻体还包括具有开口部的网状无纺布，在所述无纺布中含浸有所述树脂组合物和至少所述纤维状导体与所述薄片状导体中的任意一种。
15.根据权利要求1所记载的面状发热体，其中，
所述一对电极和所述高分子电阻体热熔粘。
16.根据权利要求1所记载的面状发热体，其中，
还具有设置在所述一对电极和所述高分子电阻体之间、对所述一对电极和所述高分子电阻体进行电连接的滑动性导体。
17.根据权利要求1所记载的面状发热体，其中，
具有在所述基材和所述高分子电阻体之间所设置的耐液性膜。
18.根据权利要求17所记载的面状发热体，其中，
所述耐液性膜由具有满足下述任意条件的至少任意一个条件的阻燃性的阻燃材料形成，
条件1)当用气体的火焰烘烤所述耐液性膜的端面、在60秒后熄灭所述气体的火焰时，即使所述耐液性膜变焦，所述耐液性膜自身也并不燃烧；
条件2)当用气体的火焰烘烤所述耐液性膜的端面时，即使所述耐液性膜暂时着火，也会在60秒以内且在2英寸以内熄灭；
条件3)当用气体的火焰烘烤所述耐液性膜的端面时，即使所述耐液性膜着火，在从表面起厚度为1/2英寸的区域内，火焰也不会以4英寸/分以上的速度行进。
19.根据权利要求18所记载的面状发热体，其中，
所述阻燃材料包括乙烯-乙烯醇共聚物、塑性聚酯树脂、聚酰胺树脂和聚丙烯树脂中的至少任意一种。
20.根据权利要求1所记载的面状发热体，其中，
还具有至少覆盖所述高分子电阻体的电绝缘性的被覆层。
21.根据权利要求1所记载的面状发热体，其中，
还具备与所述一对电极平行配置、与所述高分子电阻体电连接的辅助电极。
22.根据权利要求1所记载的面状发热体，其中，
在所述基材和所述高分子电阻体的至少任意一个，设置有能够与因外力而产生的变形相适应的变形形状适应部。
23.根据权利要求22所记载的面状发热体，其中，
所述变形形状适应部是缝隙及缺口部的任意一种。
24.根据权利要求1所记载的面状发热体，其中，
所述一对电极被配置成波形。
25.根据权利要求1所记载的面状发热体，其中，
还具有设置在所述基材的设置面的相反面、固定有所述一对电极的第二基材。
26.一种座席，其具备：
座部；和
以所述基材在所述座部成为表面侧的方式配置的如权利要求1所记载的面状发热体。
27.一种座席，其具备：
座部；
以从所述座部立起的方式设置的靠背；和
以所述基材在所述靠背成为表面侧的方式配置的如权利要求1所记载的面状发热体。
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