JP2005302503A - 面状発熱体 - Google Patents

Abstract

【課題】面状発熱体に形状的に柔軟性を付与して、シートの着座感などの使用感を向上、維持させること。
【解決手段】基材２と、基材２上に形成された電極３及び電極３により給電される高分子抵抗体４と、電極３及び高分子抵抗体４を覆い基材２と密着させて配設した被覆材６とを備えた面状発熱体１において、少なくとも面状発熱体１の被覆材６側に柔軟性を付与するように緩衝材８を配設するとともに緩衝材８を部分的に被覆材６に固定することにより、緩衝材８の弾力性と変形性により、シートの表皮の柔軟性にも追随することができ、かつ繰り返し着座によるストレスでも緩衝材８が被覆材６から分離することなく着座感などの使用感を向上、維持することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は車載用シートヒータやハンドルヒータ、ソファヒータ、床暖房、電気カーペット、暖房畳等の電気暖房器具に用いられる面状発熱体に関するものである。

従来、この種の面状発熱体は、図４（ａ）、（ｂ）に示したように、ポリエステルシートなどの電気絶縁性の基材５０上に、導電性ペーストを印刷・乾燥して得られる一対の櫛形電極５１、５２とこれにより給電される位置に高分子抵抗体インクを印刷・乾燥して得られる高分子抵抗体５３を設けて、さらに基材５０と同様の材質の被覆材５４で櫛形電極５１、５２及び高分子抵抗体５３を被覆して保護する構成としたものである。基材５０及び被覆材５４としてポリエステルフィルムを用いる場合には被覆材５４に例えばポリエチレン系の熱融着性樹脂５５を予め接着しておき、熱時加圧することにより、基材５０と被覆材５４とを熱融着性樹脂５５を介して接合している。

この高分子抵抗体５３を形成する高分子抵抗体インクとしては、ベースポリマーと、カーボンブラック、金属粉末、グラファイトなどの導電性物質を溶媒に分散してなり、特にベースポリマーとして結晶性樹脂を用いてＰＴＣ特性を持たせたものが多い（例えば、特許文献１、２、３参照）。

ＰＴＣ特性とは、温度上昇によって抵抗値が上昇し、ある温度に達すると抵抗値が急激に増加する抵抗温度特性（抵抗が正の温度係数を有する意味の英語 Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ の頭文字を取っている）を意味しており、ＰＴＣ特性を有する高分子抵抗体５３は、自己温度調節機能を有する面状発熱体を提供できる。
特開昭５６−１３６８９号公報 特開平６−９６８４３号公報 特開平８−１２０１８２号公報

しかしながら前記従来の面状発熱体の構成では、ポリエステルシートなどの電気絶縁性の基材５０に印刷した櫛形電極５１、５２及び高分子抵抗体５３を同じく電気絶縁性の被覆材５４で保護する多層構造で、基材５０や被覆材５４の材質やその厚さによっては、柔軟性に欠け、特に車載用シートヒータとして用いられた場合は、座席におけるシートの表皮の柔軟性に追随できず、シートの表皮下に面状発熱体が存在するという感覚が残り、着座感が損なわれると言った課題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、形状的に柔軟性を付与して、着座感などの使用感を向上させ、かつ維持させることを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、基材と、前記基材上に形成された電極及び前記電極により給電される高分子抵抗体と、前記電極及び高分子抵抗体を覆い前記基材と密着させて配設した被覆材とを備えた面状発熱体において、少なくとも前記面状発熱体の前記被覆材側に柔軟性を付与するように緩衝材を配設するとともに前記緩衝材を部分的に被覆材に固定した構成としてある。

これによって、前記面状発熱体の少なくとも被覆材側に緩衝材を配設した構成としてあるので、緩衝材の弾力性と変形性により、座席などにおけるシートの表皮の柔軟性にも追随することができ、着座感などの使用感を向上することができる。また、緩衝材を部分的に被覆材に固定しているので、緩衝材の弾力性と変形性を損なうことなしに着座の繰り返しによっても緩衝材が被覆材から剥離することなく、向上した着座感などの使用感を維持することができる。

本発明の面状発熱体は、少なくとも被覆材側に緩衝材を配設するとともに緩衝材を部分的に被覆材に固定した構成としてあるので、緩衝材の弾力性と変形性により、シートの表皮の柔軟性に追随することが可能となり、車載用シートヒータとして用いられた場合でも着座感などの使用感を向上することができる。

また、緩衝材を部分的に被覆材に固定することにより、緩衝材の弾力性と変形性を損なうことなしに着座の繰り返しによっても緩衝材が被覆材から剥離せず上記の向上した着座感などの使用感を維持することができる。

第１の発明は、基材と、前記基材上に形成された電極及び前記電極により給電される高分子抵抗体と、前記電極及び高分子抵抗体を覆い、前記基材と密着させて配設した被覆材とを備えた面状発熱体において、少なくとも前記面状発熱体の前記被覆材側に柔軟性を付与するように緩衝材を配設するとともに緩衝材を部分的に被覆材に固定した構成とすることにより、緩衝材の弾力性と変形性により、シートの表皮の柔軟性にも追随することができ、かつ着座の繰り返しでも緩衝材が被覆材から剥離することがないので、着座感などの使用感を向上かつ維持することができる。

第２の発明は、特に、第１の発明の緩衝材を接着剤により部分的に固定した構成としてある。そして、接着剤はゲル状もしくは液体状なので、容易に薄膜で、しかも被覆材のいろいろな箇所を部分的に固定することができる。

第３の発明は、特に、第１の発明の緩衝材をホットメルトにより部分的に固定した構成としてある。そして、ホットメルトは高温ではゲル状もしくは液体状であり、常温では固体状となるので、ホットメルトが高温時に被覆材に部分的に塗布して緩衝材を配設した後、常温に戻すことで緩衝材と被覆材を固定することができ、接着剤のように溶剤を揮発させる必要がなく生産性を向上させることができる。

第４の発明は、特に、第１の発明の緩衝材を熱融着により部分的に固定した構成としてある。そして、加熱加圧できる簡単な装置を使用して緩衝材と被覆材を部分的に溶融して圧着することにより、緩衝材と被覆材とを部分的に固定することができ、接着剤やホットメルトなどの接着部材が要らず、安価でかつ容易に加工することが可能となる。

第５の発明は、特に、第１の発明の緩衝材を固定具にて部分的に固定した構成としてある。そして、固定具としてハトメやリベット、スナップボタン等を使用することにより、機械的により強固に固定することができる。

第６の発明は、特に、第１〜第５のいずれか１つの発明の固定部分を電極および高分子抵抗体から所定距離以上離して位置するように形成した構成としてある。そして、固定部分を電極および高分子抵抗体から所定距離以上離して位置するように形成しているので、接着剤の溶剤やホットメルトの添加物が被覆材を通って電極や高分子抵抗体を侵し、電気的特性や機械的特性を変化させることがない。

また、熱融着においても電極や高分子抵抗体に直接熱や圧力が加わることがないので、電気的特性や機械的特性の変化はない。

さらに、固定具の固定箇所の位置ズレなどで生じやすい電極や高分子抵抗体の露出に対しても余裕を持って防止できる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における面状発熱体の概略構成の平面図で、図２は図１のａ−ｂ線の断面図である。図１において、面状発熱体１は、ポリエステル不織布にＴＰＯ樹脂等を薄膜にラミネートしてなる基材２上に銀ペーストを印刷・乾燥して形成し、かつ互いに相対向させた一対の電極３と、電極３に重なるように高分子抵抗体インクを印刷・乾燥して形成した高分子抵抗体４を形成している。

上記電極３は、相対向するように幅が広い主電極３ａ、３ｂを配設し、それぞれの主電極から交互に相手側へ延設して全体が櫛形形状にするための複数の枝電極３ｃ、３ｄを設けてあり、これに重なるように配設した高分子抵抗体４に枝電極３ｃ、３ｄより給電することで、高分子抵抗体４に電流が流れ、発熱するようになる。この高分子抵抗体４はＰＴＣ特性を有し、温度が上昇すると高分子抵抗体４の抵抗値が上昇し、所定の温度になるように自己温度調節機能を有するようになり、温度コントロールが不要で安全性の高い面状発熱体としての機能を有するようになる。

また、電極３および高分子抵抗体４の基材２に対する印刷範囲において部分的に細い幅で非印刷部１０を設けている。

このような電極３、高分子抵抗体４および基材２の上にオレフィン系樹脂フィルム等よりなる被覆材６を熱的ラミネートにより貼り合わせ、この被覆材６にスチレンブタジエンゴム系接着剤等を非印刷部１０および電極３、高分子抵抗体４の印刷範囲の外周に設けた固定部９に塗布した後、発泡ウレタン等の緩衝材８を接着して形成している。したがって、緩衝材８は多数の固定部９により部分的に被覆材６に固定される。なお、スチレンブタジエンゴム系接着剤の代わりにホットメルトを使用する場合も同様であり、ホットメルトを固定部９に塗布した後、緩衝材８を接着してもよい。

また、緩衝材８を熱融着して被覆材６に部分的に固定する場合には、図３に示すように、図１における固定部９に位置的に対応するよう凸部１１を設けた熱板１２を用意し、電極３、高分子抵抗体４および基材２の上に被覆材６を熱的ラミネートにより貼り合せ、さらにその上に緩衝材８を設置した後、熱板１２の凸部１１を固定部９の場所に合せて加圧し、熱板１２の熱と圧力により被覆材６と基材２上にラミネートされているＴＰＯ樹脂等を溶融させて一体とし接着固定する。

さらに、緩衝材８を被覆材６に部分的に固定するのに、ハトメ、リベット、スナップボタン等の機械的な固定具（図示せず）を使用する場合には、熱的ラミネートで貼り合せた被覆材６の上に緩衝材８を設置し、固定部９に対応する箇所に小孔（図示せず）を開け、ハトメ、リベット、スナップボタン等の固定具を装着して緩衝材８と被覆材６を固定する。

以上のように構成された面状発熱体について、以下その動作、作用を説明する。例えば緩衝材８を構成する発泡ウレタンは、内部に微小な気泡が多数存在しているため、弾力性と変形性に富んでいる。この発泡ウレタンを緩衝材８として被覆材６に多数の固定部９にて部分的に固定している。この際、緩衝材８は固定部９以外は被覆材６と接着等されていないため、発泡ウレタンの本来の弾力性と変形性は保持されたままとなる。

また、緩衝材８は固定部９で被覆材６と部分的に固定されているため、緩衝材８が被覆材６から離れることはない。

したがって、このように構成された面状発熱体１を座席などのシート内部に装着した場合、発泡ウレタン等からなる緩衝材８の弾力性と変形性が、座席シートの表皮の柔軟性に追随することができ、シートの着座感などの使用感を向上させることができる。

また、繰り返しシートに着座されツイストなどの応力が面状発熱体１に加わったとしても緩衝材８は固定部９で固定されているため、緩衝材８が被覆材６から分離することもなく継続して緩衝材８としての機能を保つので、向上したシートの着座感などの使用感を維持することができる。

また、本実施の形態ではスチレンブタジエンゴム系接着剤を使用しているが、ウレタン系やアクリル系の他の接着剤でも同様の作用、効果が得られる。さらにホットメルトを使用した場合は、ホットメルトはその材料の溶融、固化を利用しているので、接着剤のように溶剤を揮発させる必要がなく生産性を向上させることができる。

さらに、上記した緩衝材８の熱融着の場合は、接着剤やホットメルトなどの接着部材を必要としないため、面状発熱体１として安価でかつ加工が容易となる。そして、固定具を使用した場合は、機械的に固定するため、接着剤、ホットメルトに比べて強固に固定できる。

また、固定部９を非印刷部１０の中に設け、電極３および高分子抵抗体４から所定距離以上離して位置するように形成しているので、接着剤の溶剤やホットメルトの添加物が被覆材６を通って電極３や高分子抵抗体４を侵し、電気的特性や機械的特性を変化させることがない。

また、上記した緩衝材８の熱融着においても電極３や高分子抵抗体４に直接熱や圧力が加わることがないので、電気的特性や機械的特性の変化はない。さらに、固定具の固定箇所の位置ズレなどで生じやすい電極や高分子抵抗体の露出に対しても余裕を持って防止できる。

なお、本実施の形態では緩衝材８として発泡ウレタンを使用したが、不織布や織布、編布を使用しても本実施の形態と同様の作用、効果が得られる。また、本実施の形態では緩衝材８を部分的に被覆材６に固定したのみであるが、緩衝材８全体を被覆材６に接着させ、かつ緩衝材８を被覆材６に部分的に固定するようにすれば、繰り返し着座によるストレスに対して緩衝材８が被覆材６からより分離しにくくなる。

以上のように、本発明にかかる面状発熱体は、少なくとも被覆材側に緩衝材を配設し、かつ緩衝材を部分的に被覆材に固定した構成としてあるので、緩衝材の弾力性と変形性により、シートの表皮の柔軟性に追随することが可能となり、かつ着座の繰り返しによるストレスが加わっても緩衝材は被覆材から分離せず、車載用シートヒータとして用いられた場合でも着座感などの使用感を向上させ、継続的に維持することが可能となるので、車載用シートヒータだけでなく、家庭用の椅子ヒータ、ソファヒータ、または座布団ヒータ、クッションヒータ、電気カーペットのヒータユニット、さらには車載用ハンドルヒータ等の用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１における面状発熱体の平面図 図１のａ−ｂ線の面状発熱体の断面図 本発明の実施の形態１における熱板の部分断面図 （ａ）従来の面状発熱体の平面図（ｂ）図４（ａ）のｘ−ｙ線の断面図

符号の説明

１ 面状発熱体
２ 基材
３ 電極
４ 高分子抵抗体
６ 被覆材
７ 接合材
８ 緩衝材
９ 固定部

Claims (6)

1. 基材と、前記基材上に形成された電極及び前記電極により給電される高分子抵抗体と、前記電極及び高分子抵抗体を覆い前記基材と密着させて配設した被覆材とを備えた面状発熱体において、少なくとも前記面状発熱体の前記被覆材側に柔軟性を付与するように緩衝材を配設するとともに前記緩衝材を部分的に被覆材に固定してなる面状発熱体。
2. 前記緩衝材を接着剤により被覆材に固定してなる請求項１に記載の面状発熱体。
3. 前記緩衝材をホットメルトにより被覆材に固定してなる請求項１に記載の面状発熱体。
4. 前記緩衝材を熱融着により被覆材に固定してなる請求項１に記載の面状発熱体。
5. 前記緩衝材を固定具にて被覆材に固定してなる請求項１に記載の面状発熱体。
6. 固定部分は前記電極および前記高分子抵抗体から所定距離以上離して形成してなる請求項１〜５記載のいずれか１項に記載の面状発熱体。

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