JP2002270343A - 面状発熱体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 伸縮されても電極、抵抗体に割れ、剥がれが
発生することがないようにする。 【解決手段】 基材１ａと、電極２ａ、２ｂおよび抵抗
体３とを備え、基材１ａが伸縮性を有するとともに、電
極２ａ、２ｂおよび抵抗体３に弾性材料を配合すること
により、電極２ａ、２ｂおよび抵抗体３が基材１ａの伸
縮に追随して伸縮するようになるので、電極２ａ、２ｂ
および抵抗体３に割れ、剥がれが発生することがなくな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気床暖房、電気
カーペット、暖房便座、車載用シートヒーター等の電気
暖房器具で用いられる面状発熱体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の電気暖房器具、特に車載
用シートヒーターなどは、図１０に示すように、不織布
等の基材２０にチュービングヒータ２１をミシン縫いあ
るいは接着等により配設固定している。

【０００３】２２は温度制御用のサーモスタットであ
り、２３は給電用のリード線を束ねたハーネスである。
図１１は、車載用シートヒーター２４のシート装着状態
を示しており、シート表皮２５の裏側に配設されている
ウレタンフォーム等からなるワデイング２６とシート形
状に成形されたウレタンフォームからなるメインパッド
２７との間に車載用シートヒーター２４が装着されてい
る。このようなシート２８に人が座ると、図１２に示す
ように、人の座った箇所に集中荷重が加わり、その荷重
点を中心にシート表皮２５、ワデイング２６、車載用シ
ートヒーター２４が引張られる。逆に人が車を降りたり
して集中荷重がなくなると元に戻る。この時、チュービ
ングヒータ２１には、引張力、折り曲げが加わるが、図
１３に示すようにチュービングヒータ２１は、引張張力
の極めて大きい芳香族ポリエステル繊維や芳香族ポリア
ミド繊維の芯糸２９を中心にして、その周囲に銅ニッケ
ル線や銅スズ線あるいは銅銀線からなる発熱線３０を巻
付けているので、集中荷重による引張力に対しては芯糸
２９が対応し、多少伸びたり折り曲げたりしても発熱線
３０はスパイラル状になっているので断線することはな
い。しかもチュービングヒータ２１は断面形状が円形な
ので、どの方向に折り曲げられても同じである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、チュー
ビングヒータ２１では、面状に暖めるためにはチュービ
ングヒータ２１の間を暖めなければならず、それだけ余
分に発熱量が必要となる。したがって、消費電力が増大
してしまう。また、自動車の座席は着座快適性を重視し
ているが、チュービングヒータ２１を配設した車載用シ
ートヒーター２４は、チュービングヒータ２１の分だけ
凸部が出るため、シート表皮２５近傍では着座快適性を
阻害してしまうので、シート内部に配置せざるを得な
い。したがって、シート表皮２５までを暖めるのにさら
に消費電力が増大してしまうという課題を有していた。

【０００５】さらに、必要以上にチュービングヒータ２
１の設定温度を上げておかねばならないので、クッショ
ンや脱いだ服など断熱材となりそうなものが置かれると
チュービングヒータ２１の温度が高温になる。そのた
め、着座センサーなどの電子素子が熱ストレスを受ける
ので、シート内部に装着することができないという課題
もある。

【０００６】近年、地球環境保護の観点から電気製品の
消費電力を抑制する努力がなされている。また、自動車
においては、さまざまな電子機器が搭載されてきてお
り、バッテリー電力の余裕がなくなってきているため、
それらの機器においても省エネが不可欠となってきてい
る。

【０００７】このような状況の中で、車載用シートヒー
ター２４において省エネを実現するためには、一般的に
チュービングヒーター２１より面状発熱体の方が良い。
なぜなら、面状発熱体はチュービングヒーター２１に較
べて低い発熱温度で所定のシート表皮表面温度を得るこ
とができるため、発熱量を抑えることができ、消費電力
もチュービングヒーター２１に較べて少なくて済む。そ
のような面状発熱体のひとつとして自己温度制御機能を
有する面状発熱体、すなわちＰＴＣヒーターがある。

【０００８】ＰＴＣヒーターは、図１４に示すように、
ポリエステルフィルム等からなる基材３０上に、銀ある
いは銅などの金属粉末を混合した導電材料を塗布し、電
極３１ａ、３１ｂを構成している。３２は、抵抗体であ
り、電極３１ａ、３１ｂと電気的に接続するために、電
極３１ａ、３１ｂすべてを覆うかもしくは電極３１ａ、
３１ｂの一部に重なるように塗布されている。抵抗体３
２は、導電性を確保するためにカーボン材料を主体とす
る材料で構成しており、他にカーボン材料同志を結合す
るためのバインダー樹脂、さらに自己温度制御機能を付
加するための樹脂を主として配合している。中には、バ
インダー樹脂と自己温度制御機能を付加する樹脂を１種
類の樹脂で兼用して配合している場合もある。電極３１
ａ、３１ｂの先端には電気を供給するためのリード線３
３ａ、３３ｂが接続されており、このリード線３３ａ、
３３ｂの間に電源３４を接続することによって、電極３
１ａ、３１ｂを電流が流れて抵抗体３２が発熱するよう
になっている。なお、抵抗体３２が有する自己温度制御
機能とは、通電して抵抗体３２の発熱により温度が上昇
するが、ある所定温度に達すると抵抗体３２の抵抗値が
急激に増大し、電流が少なくなるため、抵抗体３２の発
熱量が極度に小さくなり温度上昇が押さえられるという
ものである。つまり、他の温度制御器を使用することな
く、抵抗体３２自体が自らの温度を制御するわけであ
る。

【０００９】また、図１５に示すように、抵抗体３４を
フィルム状に成形し、両側に銅箔あるいは銅線等からな
る電極３５を貼り付け、抵抗体３４の両面にポリエステ
ル樹脂等からなるフィルムシート３６をラミネートして
いるタイプもある。

【００１０】これらのＰＴＣヒーターに共通して言える
ことは、ヒーターの外装材として樹脂フィルムを使用し
ており、大きな曲率半径を持って湾曲させることはでき
るが、引張りによる伸縮性は有していないということで
ある。

【００１１】また、例えば、特開昭４８−２１２３０号
公報の請求項には、抵抗体素子に成形したとき正の電圧
電流特性を示す導電性配合組成物を繊維布シートに塗布
して低抵抗の導電性シートを形成すると記載されてい
る。さらに、特開昭４９−８９２３５号公報の請求項に
も、耐熱性繊維からなる布に耐熱性導電性塗料による発
熱層を設けると記載されている。ただし、いずれの公報
も繊維布シートや耐熱性繊維からなる布に導電性配合組
成物や耐熱性導電性塗料を塗布することによって面状発
熱体が伸縮性やフレキシブル性を有するということは明
示されていない。

【００１２】通常の導電性配合組成物、耐熱性導電性塗
料などの抵抗体は、通電して発熱させるために抵抗値を
下げなければならず、そのために導電性を良くするよう
カーボンの量を多くしている。一般的に、カーボン量が
多くなると硬くて剛性がある代わりに伸縮性のない抵抗
体となる。また、バインダー樹脂としては、ＥＶＡ樹脂
やポリエチレン樹脂が使われているが、これらの樹脂も
伸縮性という点では乏しい。このような抵抗体では、繊
維布シートや耐熱性繊維が伸びた場合、抵抗体が伸びに
追随できず、抵抗体に割れや剥がれが発生してしまう。

【００１３】本発明は、前記従来の課題を解決するもの
で、抵抗体と電極に割れ、剥がれが発生せず伸縮性を有
する面状発熱体を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前記従来の課題を解決す
るために、本発明の面状発熱体は、基材に伸縮性を持た
せるとともに、基材の伸縮性に追随して伸縮できるよう
弾性材料を配合した電極および抵抗体を基材に配設した
ものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】請求項１に記載の発明は、基材に
伸縮性を持たせ、かつ基材の伸縮性に追随して伸縮でき
るよう弾性材料を配合した電極および抵抗体を基材に配
設することにより、基材、電極、抵抗体のそれぞれが伸
縮するので、電極および抵抗体に割れ、剥がれの発生が
なく伸縮性を有する面状発熱体を得ることができる。

【００１６】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、基材をゴム系樹脂で構成したものであ
る。すなわち、ゴム系樹脂は一般的に大きな伸縮性を有
するので、本発明における基材材料として適しており、
弾性材料を配合した電極および抵抗体と同時に伸縮する
ことができ、電極、抵抗体の割れ、剥がれの発生がなく
伸縮性を有する面状発熱体を得ることができる。

【００１７】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の発明において、ゴム系樹脂の表面に微小陥没孔を設け
たものである。すなわち、電極あるいは抵抗体を基材の
ゴム系樹脂の表面に塗布するとその一部が微小陥没孔に
充填するので、アンカー効果によって、基材伸縮時にお
ける電極、抵抗体の剥離強度が向上する。

【００１８】請求項４に記載の発明は、請求項２または
３に記載の発明において、ゴム系樹脂を発泡体で構成し
たものである。すなわち、発泡体内の微小セルを形成し
ている隔壁が伸縮し、その伸縮が順次加算されて発泡体
全体として大きな伸縮となる。しかも隔壁は３次元的に
繋がっているので、縦、横、高さ方向に均等に伸縮す
る。よって、発泡体の上に配設されている電極、抵抗体
も均等に伸縮することができ、電極、抵抗体の割れ、剥
がれの発生がなく伸縮性を有する面状発熱体を得ること
ができる。

【００１９】請求項５に記載の発明は、請求項４に記載
の発明において、発泡体を独立発泡にしたものである。
すなわち、独立発泡ではセル同志が孔で繋がっていない
ので、発泡体の上に配設された電極、抵抗体が発泡体内
部に浸透することがなく、均一な厚みを保持することが
できる。

【００２０】請求項６に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、基材をすべてゴム系樹脂繊維糸で構成
されているかゴム系樹脂繊維糸を混在させた糸で構成さ
れている織物にしたものである。すなわち、ゴム系樹脂
繊維糸が伸縮性を有しているので、すべてゴム系樹脂繊
維糸もしくはゴム系樹脂繊維糸を混在させた糸で構成さ
れた織物は、本発明における基材材料として適してお
り、、弾性材料を配合した電極、抵抗体と同時に伸縮す
ることができ、電極、抵抗体の割れ、剥がれの発生がな
く伸縮性を有する面状発熱体を得ることができる。

【００２１】請求項７に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、基材を編物にしたものである。すなわ
ち、編物は伸縮性を有しており、本発明における基材材
料として適しており、弾性材料を配合した電極、抵抗体
と同時に伸縮することができ、電極、抵抗体の割れ、剥
がれの発生がなく伸縮性を有する面状発熱体を得ること
ができる。

【００２２】請求項８に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、不織布にゴム系樹脂を含浸した複合材
を基材にしたものである。すなわち、ゴム系樹脂が不織
布を構成している繊維の周囲にコーテイングされ３次元
の網目を形成しており、不織布を構成している繊維は方
向性なく絡み合っているので、ゴム系樹脂の伸縮を利用
して縦横両方向に渡って伸縮性を有するようになってい
る。しかも繊維の絡み合い部分が起点となって伸縮し１
本１本の繊維は短いため、その上に配設されている電
極、抵抗体の伸びが小さい。ただし、１本当たりの伸縮
は小さいがそれが順次重なり合って大きな伸縮となる。
したがって、本発明における基材材料として適してお
り、弾性材料を配合した電極、抵抗体と同時に伸縮する
ことができる。また、ミクロ的には電極、抵抗体の伸縮
ストレスが小さいので、電極、抵抗体の割れ、剥がれの
発生がなく伸縮性を有する面状発熱体を得ることができ
る。

【００２３】請求項９に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、基材を、すべてがゴム系樹脂繊維糸も
しくはゴム系樹脂繊維糸を混在させた糸で構成された織
物にゴム系樹脂を含浸した複合材にしたものである。す
なわち、ゴム系樹脂が織物を構成している糸の周囲にコ
ーテイングされており、コーテイングされているゴム系
樹脂も織物を構成している糸も伸縮性があるため、複合
材としても伸縮性を有しており、本発明における基材と
して適している。また、縦糸と横糸の交差点が起点とな
って伸縮し、縦糸と横糸の交差点同志の距離は短いため
伸びは小さく、その上に配設されている電極、抵抗体の
伸びも小さい。しかし、織物全体には多数の縦糸と横糸
の交差点があり、交差点の数だけ伸縮が順次加算される
ので全体として大きな伸縮となる。したがって、弾性材
料を配合した電極、抵抗体はミクロ的には小さな伸縮に
もかかわらず、全体として大きな伸縮が得られ、電極、
抵抗体の割れ、剥がれの発生がなく伸縮性を有する面状
発熱体を得ることができる。

【００２４】請求項１０に記載の発明は、請求項１に記
載の発明において、編物にゴム系樹脂を含浸した複合材
を基材として使用したものである。すなわち、編物を構
成している糸の周囲にゴム系樹脂がコーテイングされて
おり、コーテイングされているゴム系樹脂も編物も伸縮
性があるため、複合材としても伸縮性を有しており、本
発明における基材として適している。また、編物を構成
している糸同志の交差点が起点となって伸縮し、交差点
同志の距離は短いためその伸びは小さく、その上に配設
されている電極、抵抗体の伸びも小さい。しかし、編物
全体には多数の編物の糸同志の交差点があり、交差点の
数だけ伸縮が順次加算されて、基材全体としては大きな
伸縮となる。したがって、弾性材料を配合した電極、抵
抗体はミクロ的には小さな伸縮にもかかわらず、全体と
して大きく伸縮することができ、電極、抵抗体の割れ、
剥がれの発生がなく伸縮性を有する面状発熱体を得るこ
とができる。

【００２５】請求項１１に記載の発明は、請求項１に記
載の発明において、弾性材料としてゴム系樹脂を電極お
よび抵抗体に配合することにより、ゴム系樹脂がバイン
ダー樹脂となって、電極ならば金属粉末同志を結合し、
抵抗体ならばカーボン同志を結合する。よって、基材が
伸縮しても、それに追随してゴム系樹脂が伸縮するた
め、電極、抵抗体に割れ、剥がれの発生はなく、伸縮性
を有する面状発熱体を得ることができる。

【００２６】請求項１２に記載の発明は、請求項１１に
記載の発明において、ゴム系樹脂を基材に使用している
ゴム系樹脂と同一のものにしたものである。すなわち、
同一のゴム系樹脂を基材、電極、抵抗体のいずれにも使
用するならば、伸び率が同一になるため、基材、電極、
抵抗体は同一に伸縮することになり、電極、抵抗体の割
れ、剥がれの発生はなくなり、伸縮性を有する面状発熱
体を得ることができる。

【００２７】請求項１３に記載の発明は、請求項１に記
載の発明において、伸縮性を有する基材の伸縮率よりそ
れに追随して伸縮する電極、抵抗体の伸縮率を大きくし
たものである。すなわち、基材より電極、抵抗体の伸縮
率を大きくすることによって、基材が伸縮の限度に至っ
ても電極、抵抗体はなお伸縮できる状態にあるため、電
極、抵抗体に割れ、剥がれの発生はなく伸縮性を有する
面状発熱体を得ることができる。

【００２８】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図１〜９を
参照しながら説明する。

【００２９】（実施例１）図１は、本発明の実施例１に
おける面状発熱体の斜視図を示すものである。図１にお
いて、平板状のゴム系樹脂からなる基材１ａ上に、銀あ
るいは銅などの導電金属粉末とそれらを物理的に結合さ
せるためのバインダー樹脂と弾性材料を混合した導電材
料を塗布して電極２ａ、２ｂを形成し、次にカーボンを
主体とし、バインダー樹脂、自己温度制御機能を付加す
るためのポリエチレン、ポリプロピレンなどの結晶性樹
脂そして弾性材料を混合した抵抗体３を電極２ａ、２ｂ
と電気的に接続するために、電極２ａ、２ｂ全体を覆う
かもしくは一部に重なるように塗布している。基材１ａ
のゴム系樹脂としては、具体的にはイソプレン系ゴム、
ブタジエン系ゴム、ニトリル系ゴム、クロロプレン系ゴ
ム、アクリル系ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン系
ゴム、エチレン−酢酸ビニル共重合ゴム、エチレン−プ
ロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、ヒドリンゴム、ウレタン系
ゴム、フッ素系ゴム、シリコーン系ゴムなどの合成ゴ
ム、あるいはＴＰＥと呼ばれる熱可塑性エラストマー、
あるいはこれらのゴム、エラストマーの２種類以上の混
合物が使用できる。また、電極２ａ、２ｂや抵抗体３に
混合されている弾性材料としては、基材１ａと同じくゴ
ム系樹脂、具体的には、イソプレン系ゴム、ブタジエン
系ゴム、ニトリル系ゴム、クロロプレン系ゴム、アクリ
ル系ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン系ゴム、エチ
レン−酢酸ビニル共重合ゴム、エチレン−プロピレンゴ
ム（ＥＰＤＭ）、ヒドリンゴム、ウレタン系ゴム、フッ
素系ゴム、シリコーン系ゴムなどの合成ゴム、あるいは
ＴＰＥと呼ばれる熱可塑性エラストマー、あるいはこれ
らのゴム、エラストマーの２種類以上の混合物が使用で
きる。

【００３０】図２に示すように、電極２ａ、２ｂの中で
は、銀あるいは銅などの金属粒子４の周りにバインダー
樹脂５が付着しており、またバインダー樹脂５の外側、
あるいはバインダー樹脂５とバインダー樹脂５の間に弾
性材料であるゴム系樹脂６が付着している。場合によっ
ては、金属粒子４にゴム系樹脂６が直接付着しているこ
ともある。

【００３１】また、図３に示すように、抵抗体３の中で
は、カーボン７の周りにバインダー樹脂５’が付着して
おり、また、バインダー樹脂５’の外側、あるいはバイ
ンダー樹脂５’とバインダー樹脂５’との間に弾性材料
であるゴム系樹脂６’が付着している。場合によって
は、カーボン７に直接ゴム系樹脂６’が付着しているこ
ともある。

【００３２】以上のように構成された面状発熱体におい
て、基材１ａが伸びた時、電極２ａ、２ｂおよび抵抗体
３も伸びようとする。この時、電極２ａ、２ｂ内のゴム
系樹脂６および抵抗体３内のゴム系樹脂６’が伸びる。
このゴム系樹脂６、６’の１個あたりの伸びは小さい
が、電極２ａ、２ｂおよび抵抗体３の中にはゴム系樹脂
６および６’が無数に入っているので、電極２ａ、２ｂ
および抵抗体３全体の伸びは大きくなる。したがって、
基材１ａが伸縮しても電極２ａ、２ｂおよび抵抗体３は
追随して伸縮することができ、電極２ａ、２ｂおよび抵
抗体３に割れ、剥がれは発生しない。

【００３３】また、基材１ａと電極２ａ、２ｂ内のゴム
系樹脂６および抵抗体３内のゴム系樹脂６’を同一とす
ることもできる。この場合は、すべて伸び率が同一とな
るため、基材１ａの伸縮に対する電極２ａ、２ｂおよび
抵抗体３の追随性が良くなる。

【００３４】さらに、基材１ａを構成するゴム系樹脂の
伸縮率より、電極２ａ、２ｂおよび抵抗体３内のゴム系
樹脂６、６’の伸縮率の方が大きくなるように選ぶこと
もできる。

【００３５】このようにすれば、基材１ａが伸縮限界に
至ったとしても、電極２ａ、２ｂおよび抵抗体３は伸縮
に対して、まだ余裕を残しており、伸縮力はすべて基材
１ａが保持するため、電極２ａ、２ｂおよび抵抗体３に
は伸縮力は加わらず、電極２ａ、２ｂおよび抵抗体３に
割れ、剥がれは絶対に発生しない。

【００３６】なお、具体的には、ウレタンゴムからなる
基材１ａの上に銀粉末、ポリエステル樹脂、ＥＰＤＭを
混合した導電材料をスクリーン印刷により印刷、乾燥さ
せ電極２ａ、２ｂを形成し、さらにカーボンブラック、
高密度ポリエチレン樹脂、ＥＰＤＭを混合した材料をス
クリーン印刷により印刷、乾燥させ抵抗体３を形成し面
状発熱体を得た。この面状発熱体を車のシートのシート
表皮直下に装着し、クッション耐久試験（繰り返し荷重
試験）を行ったところ、５０万回の繰り返し荷重でも電
極２ａ、２ｂおよび抵抗体３に割れ、剥がれの発生がな
かった。

【００３７】また、基材１ａにＥＰＤＭを使用し、その
上に銀粉末、ポリエステル樹脂、ＥＰＤＭを混合した導
電材料をスクリーン印刷により印刷、乾燥させ電極２
ａ、２ｂを形成し、さらにカーボンブラック、高密度ポ
リエチレン樹脂、ＥＰＤＭを混合した材料をスクリーン
印刷により印刷、乾燥させ抵抗体３を形成し面状発熱体
を得た。この面状発熱体を車のシートのシート表皮直下
に装着し、クッション耐久試験（繰り返し荷重試験）を
行ったところ、６０万回の繰り返し荷重でも電極２ａ、
２ｂおよび抵抗体３に割れ、剥がれの発生がなかった。

【００３８】さらに、基材１ａに伸び率１００％のＥＰ
ＤＭを使用し、その上に銀粉末、ポリエステル樹脂、伸
び率２００％のＥＰＤＭを混合した導電材料をスクリー
ン印刷により印刷、乾燥させ電極２ａ、２ｂを形成し、
さらにカーボンブラック、高密度ポリエチレン樹脂、伸
び率２００％のＥＰＤＭを混合した材料をスクリーン印
刷により印刷、乾燥させ抵抗体３を形成し面状発熱体を
得た。この面状発熱体を車のシートのシート表皮直下に
装着し、クッション耐久試験（繰り返し荷重試験）を行
ったところ、８０万回の繰り返し荷重でも電極２ａ、２
ｂおよび抵抗体３に割れ、剥がれの発生がなかった。

【００３９】（実施例２）図４は、本発明の実施例２に
おける面状発熱体の部分拡大断面図を示すものである。
本実施例では、ゴム系樹脂からなる基材１ｂの表面に微
小陥没孔８を設けている。この微小陥没孔８の形成方法
には、溶剤等によりゴム系樹脂シートの表面を一部溶か
すか、もしくはゴム系樹脂の発泡体シートを厚み方向に
スライスするなどの方法がある。

【００４０】以上のように構成された面状発熱体におい
て、基材１ｂの表面の微小陥没孔８に塗布された電極２
ａ、２ｂおよび抵抗体３が充填するため、基材１ｂが伸
びた時、アンカー効果により、電極２ａ、２ｂおよび抵
抗体３の基材１ｂの表面からの剥離強度が向上する。

【００４１】なお、具体的には、発泡ウレタンゴムシー
トをスライスした基材１ｂの上に銀粉末、ポリエステル
樹脂、ＥＰＤＭを混合した導電材料をスクリーン印刷に
より印刷、乾燥させ電極２ａ、２ｂを形成し、さらにカ
ーボンブラック、高密度ポリエチレン樹脂、ＥＰＤＭを
混合した抵抗体材料をスクリーン印刷により印刷、乾燥
させ抵抗体３を形成し面状発熱体を得た。この面状発熱
体を車のシートのシート表皮 直下に装着し、クッショ
ン耐久試験を行ったところ、７０万回の繰り返し荷重で
も電極２ａ、２ｂおよび抵抗体３に割れ、剥がれの発生
がなかった。

【００４２】（実施例３）図５は、本発明の実施例３に
おける面状発熱体の部分拡大断面図を示すものである。

【００４３】本実施例では、基材１ｃにゴム系樹脂の発
泡体を使用し、その上に銀あるいは銅などの導電金属粉
末とそれらを物理的に結合させるためのバインダー樹脂
と弾性材料を混合した導電材料を塗布して電極２ａ、２
ｂを形成し、次にカーボンを主体とし、バインダー樹
脂、自己温度制御機能を付加するためのポリエチレン、
ポリプロピレンなどの結晶性樹脂そして弾性材料を混合
した抵抗体３を電極２ａ、２ｂと電気的に接続するため
に、電極２ａ、２ｂ全体を覆うかもしくは一部に重なる
ように塗布している。基材１ｃのゴム系樹脂の発泡体
は、微小セル９と微小セル９を構成する隔壁１０で構成
されている。

【００４４】以上のように構成された面状発熱体におい
て、基材１ｃが伸びる時、ミクロ的には、例えば隔壁１
０ａ、１０ｂ、１０ｃが隔壁同志の結合点１１ａ、１１
ｂ、１１ｃを起点として順次伸びていく。そして隔壁１
０ａ、１０ｂ、１０ｃの伸びに対応して電極２ａ、２ｂ
および抵抗体３が伸びていく。隔壁１０ａ、１０ｂ、１
０ｃは微小なのでその伸びは小さく、電極２ａ、２ｂお
よび抵抗体３の伸びも小さい。しかし、基材１ｃ全体に
はこれらの隔壁１０が多数あるので、全体としての伸び
は大きくなる。しかも隔壁１０は、同一材料からなるた
め、伸び率は同一である。よって、均等な伸びとなる。
したがって、電極２ａ、２ｂおよび抵抗体３もミクロ的
に小さな伸びが均等に加算されて全体として大きな伸び
として表われるので、基材１ｃの伸縮に対して電極２
ａ、２ｂおよび抵抗体３は追随して伸縮することがで
き、電極２ａ、２ｂおよび抵抗体３の割れ、剥がれの発
生がない。

【００４５】なお、具体的には、発泡ウレタンゴムシー
トからなる基材１ｃの上に銀粉末、ポリエステル樹脂、
ＥＰＤＭを混合した導電材料をスクリーン印刷により印
刷、乾燥させ電極２ａ、２ｂを形成し、さらにカーボン
ブラック、高密度ポリエチレン樹脂、ＥＰＤＭを混合し
た抵抗体材料をスクリーン印刷により印刷、乾燥させ抵
抗体３を形成して面状発熱体を得た。

【００４６】この面状発熱体を車のシートのシート表皮
直下に装着し、クッション耐久試験を行ったところ、５
０万回の繰り返し荷重でも電極２ａ、２ｂおよび抵抗体
３に割れ、剥がれの発生はなかった。

【００４７】なお、発泡体には、隔壁１０の一部に孔を
有し微小セル９内のガスが自由に移動可能な連続発泡と
隔壁１０に孔がなく微小セル９がそれぞれ独立した独立
発泡とがある。発泡体が連続発泡の場合は、印刷された
電極２ａ、２ｂおよび抵抗体３が隔壁１０の一部にある
孔を通って発泡体からなる基材１ｃの内部にまで浸透す
る可能性があり、電極２ａ、２ｂおよび抵抗体３の厚み
がばらついて伸縮強度もばらつく可能性があるが、独立
発泡の場合は、隔壁１０に孔がないため、印刷された電
極２ａ、２ｂおよび抵抗体３は基材１ｃの表面に止ま
り、均一な厚みを保持できるので、伸縮強度もばらつか
ない。したがって、より安定して電極２ａ、２ｂおよび
抵抗体３に割れ、剥がれの発生がなくなるものである。

【００４８】（実施例４）図６は、本発明の実施例４に
おける面状発熱体の部分拡大断面図を示すものである。

【００４９】本実施例では、基材１ｄに織物を使用して
いる。しかも、伸縮性が必要であるので、ゴム系樹脂繊
維糸、もしくはゴム系樹脂繊維糸と他の繊維糸を合糸し
た糸を縦糸４０、横糸１２のそれぞれに使用したもので
ある。ゴム系樹脂繊維糸としては、具体的には、イソプ
レン系ゴム、ブタジエン系ゴム、ニトリル系ゴム、クロ
ロプレン系ゴム、アクリル系ゴム、アクリロニトリル−
ブタジエン系ゴム、エチレン−酢酸ビニル共重合ゴム、
エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、ヒドリンゴ
ム、ウレタン系ゴム、フッ素系ゴム、シリコーン系ゴム
などの合成ゴム、あるいはＴＰＥと呼ばれる熱可塑性エ
ラストマー、あるいはこれらのゴム、エラストマーの２
種類以上の混合物を紡糸して得られる糸が使用できる
が、代表的なものはウレタン系ゴム繊維糸である。この
織物からなる基材１ｄの上に銀あるいは銅などの導電金
属粉末とそれらを物理的に結合させるためのバインダー
樹脂と弾性材料を混合した導電材料を塗布して電極２
ａ、２ｂを形成し、次にカーボンを主体とし、バインダ
ー樹脂、自己温度制御機能を付加するためのポリエチレ
ン、ポリプロピレンなどの結晶性樹脂そして弾性材料を
混合した抵抗体３を電極２ａ、２ｂと電気的に接続する
ために、電極２ａ、２ｂ全体を覆うかもしくは一部に重
なるように塗布して面状発熱体を形成している。

【００５０】以上のような面状発熱体において、電極２
ａ、２ｂおよび抵抗体３は、基材１ｄを構成する織物の
目からある程度浸透し、縦糸４０と横糸１２との交差点
１３に達して、交差点１３で縦糸４０と横糸１２を結合
してしまう。例えば、基材１ｄが横糸１２の方向に伸び
た場合、交差点１３ａ、１３ｂ、１３ｃを起点として横
糸１２ａ、１２ｂ、１２ｃが順次伸びていく。そして横
糸１２ａ、１２ｂ、１２ｃの伸びに対応して電極２ａ、
２ｂおよび抵抗体３が伸びていく。横糸１２ａ、１２
ｂ、１２ｃの伸びは微小なので電極２ａ、２ｂおよび抵
抗体３の伸びも微小であるが、基材１ｄ全体としては交
差点１３が多数存在するので全体として大きな伸びとな
る。しかも横糸１２はすべて同一材料からなっているた
め、伸び率も同一であり、均等な伸びが得られる。した
がって、電極２ａ、２ｂおよび抵抗体３も微小な伸びが
均等に加算されて全体として大きな伸びとなる。よっ
て、基材１ｄの伸縮に対して電極２ａ、２ｂおよび抵抗
体３が追随して伸縮することができ、割れ、剥がれの発
生がない。

【００５１】なお、具体的には、ウレタン系ゴム繊維糸
であるスパンデックスを縦糸、横糸に使用した織物を基
材１ｄとし、その上に銀粉末、ポリエステル樹脂、ＥＰ
ＤＭを混合した導電材料をスクリーン印刷により印刷、
乾燥させ電極２ａ、２ｂを形成し、さらにカーボンブラ
ック、高密度ポリエチレン樹脂、ＥＰＤＭを混合した抵
抗体材料をスクリーン印刷により印刷、乾燥させ抵抗体
３を形成して面状発熱体を得た。この面状発熱体を車の
シートのシート表皮 直下に装着し、クッション耐久試
験を行ったところ、５０万回の繰り返し荷重でも電極２
ａ、２ｂおよび抵抗体３に割れ、剥がれの発生はなかっ
た。

【００５２】（実施例５）図７は、本発明の実施例５に
おける面状発熱体の部分拡大断面図を示すものである。

【００５３】本実施例では、基材１ｅに編物を使用して
いる。編物としては、メリヤス編み、天竺編み、ゴム編
み、パール編み、デンビー編み、マイヤー編みなどがあ
る。この編物からなる基材１ｅの上に銀あるいは銅など
の導電金属粉末とそれらを物理的に結合させるためのバ
インダー樹脂と弾性材料を混合した導電材料を塗布して
電極２ａ、２ｂを形成し、次にカーボンを主体とし、バ
インダー樹脂、自己温度制御機能を付加するためのポリ
エチレン、ポリプロピレンなどの結晶性樹脂そして弾性
材料を混合した抵抗体３を電極２ａ、２ｂと電気的に接
続するために、電極２ａ、２ｂ全体を覆うかもしくは一
部に重なるように塗布して面状発熱体を形成している。
編物は、編組織自体が伸縮性を有しているため、電極２
ａ、２ｂおよび抵抗体３がなるべく浸透しないように、
編み密度の高いものを使用するのが良い。

【００５４】以上のような面状発熱体において、図８
は、本実施例における基材１ｅの編組織の模式図を示し
ているが、編糸１４は互いに交差しながら編目１９を形
成している。例えば、基材１ｅが横方向に伸びた場合、
伸びが大きくても基材１ｅ全体には多数の編目１９が存
在するので、編目１個当たりの伸びは微小なものとな
る。したがって、編目１個当たりの上に塗布された電極
２ａ、２ｂおよび抵抗体３の伸びも微小なものとなり、
基材１ｅの伸縮に対して電極２ａ、２ｂおよび抵抗体３
が追随して伸縮することができ、割れ、剥がれの発生が
ない。

【００５５】なお、具体的には、高密度のマイヤー編み
の編物を基材１ｅとし、その上に銀粉末、ポリエステル
樹脂、ＥＰＤＭを混合した導電材料をスクリーン印刷に
より印刷、乾燥させ電極２ａ、２ｂを形成し、さらにカ
ーボンブラック、高密度ポリエチレン樹脂、ＥＰＤＭを
混合した抵抗体材料をスクリーン印刷により印刷、乾燥
させ抵抗体３を形成して面状発熱体を得た。この面状発
熱体を車のシートのシート表皮 直下に装着し、クッシ
ョン耐久試験を行ったところ、５０万回の繰り返し荷重
でも電極２ａ、２ｂおよび抵抗体３に割れ、剥がれの発
生はなかった。

【００５６】（実施例６）図９は、本発明の実施例６に
おける面状発熱体の部分拡大断面図を示すものである。

【００５７】本実施例では、基材１ｆとして不織布にゴ
ム系樹脂を含浸した複合材を使用している。不織布に
は、耐久性、強度の面からポリエステル短繊維を使用し
たものが望ましい。また、ゴム系樹脂としては、ポリジ
エン系、ポリオレフィン系、ポリエーテル系、ポリスル
フィド系、ポリシロキサン系などのテレケリック液状ゴ
ムを使用するのが好ましい。この基材１ｆの上に銀ある
いは銅などの導電金属粉末とそれらを物理的に結合させ
るためのバインダー樹脂と弾性材料を混合した導電材料
を塗布して電極２ａ、２ｂを形成し、次にカーボンを主
体とし、バインダー樹脂、自己温度制御機能を付加する
ためのポリエチレン、ポリプロピレンなどの結晶性樹脂
そして弾性材料を混合した抵抗体３を電極２ａ、２ｂと
電気的に接続するために、電極２ａ、２ｂ全体を覆うか
もしくは一部に重なるように塗布し面状発熱体を形成し
ている。

【００５８】以上のような面状発熱体において、不織布
を形成している短繊維１５の周囲がゴム系樹脂１６でコ
ーテイングされた状態になっており、短繊維１５同志が
絡み合っている部分が結合点１７となっている。例え
ば、基材１ｆが矢印Ａ方向に伸びた場合、結合点１７
ａ、１７ｂ、１７ｃを起点としてコーテイング短繊維１
８ａ、１８ｂ、１８ｃが順次伸びていく。コーテイング
短繊維１８ａ、１８ｂ、１８ｃの伸びは微小なので、そ
れに対応する電極２ａ、２ｂおよび抵抗体３の伸びも微
小である。しかし、基材１ｆ全体としては、結合点１７
は多数存在するので全体として大きな伸びとなる。した
がって、電極２ａ、２ｂおよび抵抗体３も微小な伸びが
順次加算されて全体として大きな伸びとなる。よって、
基材１ｆの伸縮に対して電極２ａ、２ｂおよび抵抗体３
が追随して伸縮することができ、割れ、剥がれの発生が
ない。

【００５９】なお、具体的には、ポリエーテル系テレケ
リック液状ゴムをポリエステル不織布に含浸させた複合
材を基材１ｆとし、その上にその上に銀粉末、ポリエス
テル樹脂、ＥＰＤＭを混合した導電材料をスクリーン印
刷により印刷、乾燥させ電極２ａ、２ｂを形成し、さら
にカーボンブラック、高密度ポリエチレン樹脂、ＥＰＤ
Ｍを混合した抵抗体材料をスクリーン印刷により印刷、
乾燥させ抵抗体３を形成して面状発熱体を得た。この面
状発熱体を車のシートのシート表皮直下に装着し、クッ
ション耐久試験を行ったところ、５０万回の繰り返し荷
重でも電極２ａ、２ｂおよび抵抗体３に割れ、剥がれの
発生はなかった。

【００６０】なお、本実施例において、基材１ｆに不織
布にゴム系樹脂１６を含浸させた複合材を使用している
が、不織布の代わりに、ゴム系樹脂繊維糸もしくはゴム
系樹脂繊維糸を混在させた糸で構成された織物、あるい
は編物を使用しても同様の効果得ることができる。

【００６１】

【発明の効果】以上のように、請求項１〜１３に記載の
発明によれば、抵抗体と電極に割れ、剥がれが発生せ
ず、伸縮性を有する面状発熱体を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における面状発熱体の斜視図

【図２】本発明の実施例１における面状発熱体の電極の
部分拡大断面図

【図３】本発明の実施例１における面状発熱体の抵抗体
の部分拡大断面図

【図４】本発明の実施例２における面状発熱体の部分断
面図

【図５】本発明の実施例３における面状発熱体の部分断
面図

【図６】本発明の実施例４における面状発熱体の部分断
面図

【図７】本発明の実施例５における面状発熱体の部分断
面図

【図８】本発明の実施例５における面状発熱体の基材の
編組織模式図

【図９】本発明の実施例６における面状発熱体の部分断
面図

【図１０】従来の電気暖房器具の正面図

【図１１】従来の電気暖房器具のシート装着状態図

【図１２】従来の電気暖房器具の使用状態図

【図１３】従来の電気暖房器具のチュービングヒータの
部分破断図

【図１４】従来の面状発熱体の正面図

【図１５】従来の他の面状発熱体の部分正面破断図

【符号の説明】

１ａ〜１ｆ 基材 ２ａ、２ｂ 電極 ３ 抵抗体 ６、６’、１６ ゴム系樹脂 ８ 微小陥没孔 ９ 微小セル １０、１０ａ〜１０ｃ 隔壁 １１ａ〜１１ｃ、１７、１７ａ〜１７ｃ 結合点 １２、１２ａ〜１２ｃ 横糸 １３ａ〜１３ｃ 交差点 １８ａ〜１８ｃ コーテイング短繊維

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 米山 充 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 3K034 AA07 AA16 BA10 BA13 BB10 BB13 BB16 BB17 BC12 CA01 HA04 JA09 3K092 PP05 PP15 QA05 QB21 QB31 QC01 QC20 3L072 AA01 AB01 AC02 AD01 AD04 AD17 4F100 AK01B AK01C AL09A AN00A AN00B AN00C AR00A AR00B AR00C BA03 BA10A BA10B CA21C CA23A DD01A DG01A DG11A DG12A DG15A DJ01A EJ82A GB31 GB33 GB48 JG01C JG04B JK07A JK08A

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基材と、基材に配設してなる電極と、基
   材に配設され、かつ電極と電気的に接続してなる自己温
   度制御機能を有する抵抗体とを備え、基材は伸縮性を有
   するとともに、電極および抵抗体は基材の伸縮性に追随
   して伸縮できるよう弾性材料を配合してなる面状発熱
   体。
2. 【請求項２】 基材がゴム系樹脂よりなる請求項１に記
   載の面状発熱体。
3. 【請求項３】 ゴム系樹脂の表面に微小陥没孔を設けて
   なる請求項２に記載の面状発熱体。
4. 【請求項４】 ゴム系樹脂が発泡体よりなる請求項２ま
   たは３に記載の面状発熱体。
5. 【請求項５】 発泡体が独立発泡である請求項４に記載
   の面状発熱体。
6. 【請求項６】 ゴム系樹脂繊維糸を混在させた糸、もし
   くは、すべてがゴム系樹脂繊維糸で構成された織物を基
   材にしてなる請求項１に記載の面状発熱体。
7. 【請求項７】 編物を基材にしてなる請求項１に記載の
   面状発熱体。
8. 【請求項８】 不織布にゴム系樹脂を含浸した複合材を
   基材にしてなる請求項１に記載の面状発熱体。
9. 【請求項９】 ゴム系樹脂繊維糸を混在させた糸、もし
   くは、すべてがゴム系樹脂繊維糸で構成された織物にゴ
   ム系樹脂を含浸した複合材を基材にしてなる請求項１に
   記載の面状発熱体。
10. 【請求項１０】 編物にゴム系樹脂を含浸してなる複合
    材を基材にしてなる請求項１に記載の面状発熱体。
11. 【請求項１１】 弾性材料がゴム系樹脂である請求項１
    に記載の面状発熱体。
12. 【請求項１２】 ゴム系樹脂が基材に使用されているゴ
    ム系樹脂と同一である請求項１１に記載の面状発熱体。
13. 【請求項１３】 基材の伸縮率より電極、抵抗体の伸縮
    率を大きくしてなる請求項１に記載の面状発熱体。