JP2006344872A

JP2006344872A - 高分子発熱体

Info

Publication number: JP2006344872A
Application number: JP2005170623A
Authority: JP
Inventors: Keizo Nakajima; 啓造中島; Takahito Ishii; 隆仁石井; Takehiko Shigeoka; 武彦重岡; Masayuki Terakado; 誠之寺門
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-06-10
Filing date: 2005-06-10
Publication date: 2006-12-21

Abstract

【課題】耐久性、安全性、耐薬品性の高い高分子発熱体及び該発熱体の製造方法を提供する。
【解決手段】ベース側樹脂フィルム２とカバー側樹脂フィルム５に狭持してなる一対の電極３と、該一対の電極間に形成された高分子抵抗体４とを備え、前記ベース側樹脂フィルム２及び／または前記カバー側樹脂フィルム５が、熱可塑性ポリエステルを含む樹脂成分からなることを特徴とする高分子発熱体１。前記ベース側樹脂フィルム２及び／または前記カバー側樹脂フィルム５が、異なる二種以上の多層構造体からなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、高分子抵抗体のジュール熱を利用した高分子発熱体及び該発熱体の製造方法に関し、更に詳しくは、耐久性、安全性、及び耐薬品性の高い高分子発熱体及び該発熱体の製造方法に関するものである。

従来から、ＰＴＣ特性を利用したヒータユニットが数多く使用されている。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（正の抵抗温度特性を意味する英語ＰｏｓｉｔｉｖｅＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＣｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔの略を意味する）による、自己温度調節機能を示し、特に結晶性高分子中に導電性材料を分散させた高分子抵抗体が広く知られている。その原理は、結晶性高分子が結晶質から非結晶質へ転換する際の急激な体積膨張のために、その中に分散している導電性材料の平均粒子間隔が急激に増大することにより、電流経路が断たれる確率が増大し、その結果、抵抗値も増大するものである。以上のような原理に基づいたヒータユニットは、それ自身で自己温度制御機能を保持するため、その他に安全機能を設ける必要性がなく、また部品点数を少なくできる点でメリットのあるデバイスとして知られている。

これらの構成は、図６に示すように、セラミックや絶縁処理された金属板など、筺体構造としての機能を有するベース材３３上に、導電性インキ組成物を印刷、あるいは塗布して得られる電極３と、これにより給電される位置に抵抗体インク組成物を印刷、あるいは塗布して得られる抵抗体４を設け、さらに電極３及び抵抗体４を被覆するカバー材３４からなり、発熱体３２を形成する。またベース材３３及びカバー材３４の内側に、あらかじめポリエチレン系などの熱融着性樹脂３５を接着しておき、加熱加圧することにより、ベース材３３とカバー材３４とを熱融着性樹脂３５を介して接合することができ、本発熱体を容易に構成することができる。図６（ａ）は発熱体の平面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のｘ−ｙ断面図である。櫛形電極３及び抵抗体４は、ベース材３３やカバー材３４、または熱融着性樹脂３５により外界から隔離されるため、長期信頼性を付与されることとなる。

従来から、印刷により高分子抵抗体を形成してこれを発熱体として用いた例としては、露・霜除去用として自動車のドアミラー、洗面台のミラー等がある。使用形態は折り曲げなどの機械的ストレスが加わるものではなく、ミラー背面などに貼り付けて固定して用いられていた。
特開２００２−３７１６９９号公報

しかし、前記従来の発熱体では、基材としてセラミックや絶縁処理された金属板などを用いているため、折り曲げると破損に至るため、そうした用途には適用できない。さらに、こうした柔軟性の欠如と併せて、伸縮性の欠如から、これら柔軟性と伸縮性が要求される発熱体として、例えば、座席ヒータのような人の着座感を損なわないことにも注意が必要な製品への応用はできなかった。

本発明はさらにこれら柔軟性基材を用いた際にも有効となる、耐久性、安全性、及び耐薬品性の高い高分子発熱体及び該発熱体の製造方法を提供することを目的とするもので、電極並びに抵抗体を保護する役目を有する樹脂フィルムの組成、構成、製造方法を検討す
ることにより更に有効となることを見出したものである。

前記従来の課題を解決するための本発明の高分子発熱体は、ベース側樹脂フィルムとカバー側樹脂フィルムに狭持してなる一対の電極と、該一対の電極間に形成された抵抗体とを備え、前記ベース側樹脂フィルム及び／または前記カバー側樹脂フィルムが、熱可塑性ポリエステルを含む樹脂成分からなる。

本発明においては特に限定はしていないが、柔軟性基材を用いた高分子発熱体に有効となるものである。柔軟性の定義としては、折り曲げ、屈曲などの機械的ストレスを受け形状変更が生じても、特性に影響を受けず、また耐久性の能力を保持する状態を意味するもので、形状を変更できないもの、形状変化により性能低下するもの以外を、柔軟性の対象とする。

なお、本発明におけるフィルムの定義としては、ＪＩＳＫ６７４５の解説に区分されるものと同様に、０．２ｍｍ未満のものを示しており、さらに好ましくは０．１ｍｍ以下の場合を示している。

熱可塑性ポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリ（１，４−シクロヘキシルジメチレンテレフタレート（ＰＣＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）などが挙げられる。これら樹脂の融点は一般に２００℃以上と高く、また広範囲の薬品に耐えることが知られている。これら熱可塑性ポリエステルに分類される樹脂は、フィルムとして使用した場合にも、有機溶剤に対して極めて耐性が強く、また適度な柔軟性も示すため、抵抗特性の長期安定性が保持され、本目的を満足させうるフィルムであることを今回新たに見出した。

電極及び抵抗体の印刷は、これら熱可塑性ポリエステルを含む樹脂成分からなるフィルム上に直接行っても良いが、フィルム表面を改質することにより、電極や抵抗体の印刷性能を向上させることもできる。またこれら熱可塑性ポリエステル系樹脂フィルムとは別に、電極や抵抗体が容易に印刷できるようにエラストマー成分を含む樹脂組成物とブレンドさせることによりフィルム層を作成することも可能である。具体的にはオレフィン系熱可塑性樹脂エラストマーに分類される樹脂組成物や熱可塑性ポリエステルの共重合体成分などを挙げることができる。これらエラストマー成分や共重合体成分をブレンドすることにより、バリア性は損なわれることなく、適度な柔軟性を保持させることができる。それらブレンド系の場合の熱可塑性ポリエステル系樹脂の重量比率としては３０％以上、さらに好ましくは７０％以上である。３０％以下の場合は、種々の有機溶剤に対する耐性が充分でなくなる場合が多く、好ましくない。

また本発明においては、フィルムを１層ではなく、複数層の重ねあわせにより得ることも可能である。このように多層構造からなるフィルムを作成する場合には、そのうち少なくとも1層が熱可塑性ポリエステルを含む樹脂成分を有しておれば良く、それ以外の層は本発熱体が有効に動作するようなものであればどのような樹脂成分から構成されていても構わない。例えば、フィルムの外側に関しては外部からの侵入物に対するバリアー性を有する耐薬品性に優れた機能を、また内側に関しては電極や抵抗体が良好な接着性を示すための機能をそれぞれ有するフィルムを設けることにより本発明の目的を達成させることができる。また３層構造からなるフィルムを、例えば、耐薬品性、柔軟性、接着性の３つの異なる特性を有する樹脂組成物から得ることにより、長期信頼性を満足するデバイスを得ることができる。このとき、それぞれ単独の樹脂成分としては単一成分からなる組成でなくてもよく、例えばそれぞれの樹脂特有の特性を示すためのブレンド品であっても良い。
フィルム状に貼り合わされた各層が、それら樹脂の特性に応じた機能を示すため、混練などにより均一の樹脂組成を得る場合に比べより容易に要求される特性を発現させることが可能となる。特に熱可塑性ポリエステルを含む樹脂成分をそのうちの一層に用いることにより、良好な耐薬品性を付与させることができることを本発明では見出した。

本発明におけるフィルムを作成する方法としては、ダイから均質な溶融物をフィルム状に押出す方法や、複数のダイから押出されたフィルムを接合して多層フィルムとする方法の他に、インフレーション法を用いて風船状にフィルムを作成する方法や、ロールなどを用いたフラットフィルム作成法など挙げられ、そのうちどの方法を用いても構わない。層数としては、ある特定の樹脂成分で作成したフィルムの外側を、更に組成物の異なる樹脂でサンドウィッチしたような３層構造を有するものでも構わないし、また２枚を貼り合せた２層構造からなるものでも構わない。当然ながら４層以上の多層構造を有していても構わない。

具体的に使用される装置としては、シート押出成形装置やインフレーションフィルム押出成形装置、フラットフィルム成形装置などが挙げられ、多層フィルム作成可能な押出し口数を有していても構わない。

高分子発熱体としては、樹脂フィルムのみに挟み込まれた構成であっても良いし、またそれら樹脂フィルムと、織布あるいは不織布などで代表される柔軟性を有する保護部材の両方を有していても良い。高分子発熱体としては、発熱体を構成する最低機能である電極と高分子抵抗体を被覆する樹脂フィルムを有しておればよい。一般には樹脂フィルムのみで加工時ならびに使用時の強度を保持させることが難しいため、保護部材を設ける場合が多い。

また本発明においては、これら樹脂フィルムの保護部材として不織布などの柔軟性部材を用いた場合に、さらにそれらの外側に熱可塑性ポリエステルからなる樹脂成分を含むフィルムを用いることにより、外部からの侵入物、例えば水や薬品など、に対するバリアー性能をさらに向上できるため更に好ましい。当然ながらこれらのフィルムは単一層であっても構わないし、多層構造であっても構わない。

さらに保護部材の特定方向に長繊維を配列させることにより、保護部材の伸縮性を制限することが可能となり、このような保護部材を使用することにより、長期的に安定な抵抗値を示す発熱体を得ることができる。

また保護部材、樹脂フィルムは、難燃性能を有していても構わない。難燃性の定義としては、その規格によりＨＢグレードやＶ０グレードなどが種々存在するが、難燃処方されていないものに比べ燃焼性が改善された程度のものでも構わない。本発明に示す発熱体がそのまま最終製品として扱われる場合もあるが、発熱体は製品中に組み込まれて使用される場合が多い。そのため発熱体のカバーとしてクッション材やウレタンマットなど、樹脂基材などが使用される場合、それら最終製品として要求される難燃性が満たされるような設計となっておれば、発熱体自身が単独で難燃基準を満たさなくても構わない。それぞれの製品が要求される規格値を満たす難燃性を発熱体自身で示し、加工性、コスト条件などの諸条件をクリアするのであればより好ましいのは当然である。

これら構成によって、樹脂や不織布といった高分子を主体とする材料を用いて、難燃性能を有する構成を提供できるため、最終形態として難燃化仕様が要求される柔軟性製品などへの展開を図ることが容易となる。

本発明の高分子発熱体は、樹脂、繊維ベースで作成した発熱体に対して、耐久性、安全性、及び耐薬品性の高いデバイスを提供することが可能となるため、従来の構成や組成では限定されていた用途を一気に拡大でき、また量産性に優れた商品を安価に提供できることとなる。

第１の発明は、ベース側樹脂フィルムとカバー側樹脂フィルムに狭持してなる一対の電極と、該一対の電極間に形成された抵抗体とを備えた高分子発熱体において、前記ベース側樹脂フィルム及び／または前記カバー側樹脂フィルムが、熱可塑性ポリエステルを含む樹脂成分からなり、高耐久性、高耐薬品性の高分子型の発熱体を提供できる。
第２の発明は、ベース側樹脂フィルム及び／またはカバー側樹脂フィルムが異なる二種以上の多層構造体からなり、うち少なくとも一層が熱可塑性ポリエステルを含む樹脂成分からなり、信頼性のさらに良好な発熱体を提供できる。

第３の発明は、ベース側樹脂フィルム及び／またはカバー側樹脂フィルムの外表面を保護部材で被覆し、柔軟性に優れた基材を提供できる。

第４の発明は、保護部材の外表面に熱可塑性ポリエステルを含む樹脂成分からなるバリアー層を設け、信頼性、耐薬品性に優れた柔軟性高分子発熱体を提供できる。

第５の発明は、保護部材が特定方向に揃って配列された長繊維によって伸縮性を制限されており、長期安定に優れた面状発熱体を得ることができる。

第６の発明は、保護部材が難燃性を有する、織布あるいは不織布であり、難燃効果の高い柔軟性被覆材を提供できる。

第７の発明は、ベース側樹脂フィルム及び／またはカバー側樹脂フィルムが、難燃剤成分を含み、難燃効果の高い保持体を提供できる。

第８の発明は、難燃剤成分が、リン系難燃剤、窒素系難燃剤のいずれか、またはこれらを組み合わせてなり、良好な難燃性能を発現できる。

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１，２，３，４）
図１は、本第１の発明における高分子発熱体の概略切り欠き構成図を示すものであり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は（ａ）のｘ−ｙ断面図である。図１において、発熱体１の構成は以下の通りである。２はベース側樹脂フィルムであり、図１には示していないが、その後の加工工程での扱い上、離型紙で平面性を保持した。

ベース側樹脂フィルムとして、ＰＥＴ（レマペット２３０、三菱エンジニアリングプラスチックス社製）、ＰＥＴ（ノバペット６０１０Ｇ３０、三菱エンジニアリングプラスチックス社製）、ＰＢＴ（ノバデュラン５０１０Ｒ５、三菱エンジニアリングプラスチックス社製）、ＰＥＮ（テオネックスＱ８３、帝人デュポンフィルム社製）を用いて、それぞれフィルムを作成した。離型紙と貼り合わせ後のフィルムの厚みとしては５０−６０ミクロンのものを得ることができた。

このベース側樹脂フィルム２として成形されたフィルム上に銀ペーストの印刷・乾燥により一対の櫛形の電極３と、電極３により給電される位置に高分子抵抗体インクの印刷・
乾燥により高分子抵抗体４を作製した。高分子抵抗体はＰＴＣ特性を有し、発熱温度が４５℃程度に成るように作製されている。高分子抵抗体インクは、エチレン酢酸ビニル共重合体を数種類組み合わせ、カーボンブラックを混練・架橋したものにアクリロニトリルブチルゴムをバインダーとして溶剤でインク化して作製した。

カバー側樹脂フィルム５は、ベース側樹脂フィルム２と同一のものを選択し、これを上述した電極３及び高分子抵抗体４に貼り合わせ、発熱体１を作成した。

耐薬品特性の評価として、脂肪族系の鉱物油（非極性溶剤）を発熱体上に滴下し、室温下で４８時間放置後のＰＴＣ抵抗特性の変化の様子を観察した。結果を（表１）に示した。

このようにして得た高分子発熱体においては、カバー側樹脂フィルム及びベース側樹脂フィルムに欠陥は見られず、また耐薬品性評価の結果抵抗特性の変化率が極めて低く、耐久性が高く、また安全性を充分に満足させるものであることがわかった。

（実施の形態５，６）
本第２の発明における実施の形態においては、２種類の樹脂成分からなる２層構造を有するベース側樹脂フィルムを作製した。多層シート押出成形装置の概略図を図２に示した。図２において、多層シート押出成形装置６の構成は以下の通りである。７，８，９はそれぞれ第１、第２、第３の押出機であり、それぞれにホッパーを有し、ホッパーに投入された樹脂が混練されながら押し出され、ダイ１０を通り、フィルム１１が成形され、巻取り機１２で巻き取られる。今回は、第１押出機７のホッパーにはＰＢＴ（ノバデュラン５０１０Ｒ５、三菱エンジニアリングプラスチックス社製）を、第２押出機８のホッパーには耐熱性と接着性を発現させるための熱可塑性樹脂（例えば、エチレン及びプロピレンを直接反応させて得られた重合型ＴＰＯに無水マレイン酸成分を含むポリエチレン系樹脂を７：３でブレンドしたもの）を投入し、２層からなるフィルムを得た。貼り合わせ後のフィルムの厚みとしては５０−６０ミクロンのものを得ることができた。当然ながら第３押出機９に更に異なる樹脂を投入し、ダイ１０から排出させることにより、３層からなるフィルムを得ることも可能となるが、まずここでは第１押出機７と第２押出機８の２つを用いてフィルムを作成した。

このベース側樹脂フィルム２として成形された２層フィルム上に銀ペーストの印刷・乾燥により一対の櫛形の電極３と、電極３により給電される位置に高分子抵抗体インクの印刷・乾燥により高分子抵抗体４を作製した。高分子抵抗体はＰＴＣ特性を有し、発熱温度が４５℃程度に成るように作製されている。高分子抵抗体インクは、エチレン酢酸ビニル共重合体を数種類組み合わせ、カーボンブラックを混練・架橋したものにアクリロニトリルブチルゴムをバインダーとして溶剤でインク化して作製した。

カバー側樹脂フィルム５は、ベース側樹脂フィルム２と同様の樹脂組成物であり、上述
した多層シート押出成形法により得られた２層からなる多層フィルムである。これを上述した電極３及び高分子抵抗体４に貼り合わせ、発熱体１を作成した。

実施の形態１〜４と同様に、耐薬品特性の評価として、脂肪族系の鉱物油（非極性溶剤）を発熱体上に滴下し、室温下で４８時間放置後のＰＴＣ抵抗特性の変化の様子を観察した。結果を表２に示した。なお実施の形態５は、電極面側に接着性を示す熱可塑性樹脂からなるフィルムを配置した場合で、実施の形態６はその反対で、電極面側にＰＢＴからなるフィルムを配置し評価を行った。（表２）にその結果を示す。

このようにして得た高分子発熱体においては、カバー側樹脂フィルム及びベース側樹脂フィルムにピンホールなどの欠陥は見られず、また耐薬品性評価の結果抵抗特性の変化率が極めて低く、耐久性が高く、また安全性を充分に満足させるものであることがわかった。

（実施の形態７）
本実施の形態７では、実施の形態５，６と同様にして、異なる樹脂成分の２層からなる多層フィルムを得た。第1押出機７のホッパーにはＰＢＴ（ノバデュラン５０１０Ｒ５、三菱エンジニアリングプラスチックス社製）とポリカプロラクトンを８：２の重量比率で、第２押出機８のホッパーには電極や抵抗体との接触特性が良好となるオレフィン系の接着性樹脂（例えば無水マレイン酸成分を含むポリエチレン系の樹脂）を投入し、合計２台の混練機を用いることにより、高分子発熱体を作成した。このとき、貼り合わせ後のフィルムの厚みとしては５０−６０ミクロンのものを得ることができた。

このようにして得た高分子発熱体においては、カバー側樹脂フィルム及びベース側樹脂フィルムにピンホールなどの欠陥は見られず、耐薬品性にも優れ、耐久性が高く、また安全性を充分に満足させるものであることがわかった。

（実施の形態８）
本第２の発明における高分子発熱体を得るために、実施の形態７で用いたのと同じ樹脂成分を有するフィルムを、図３に示す多層インフレーションフィルム押出成形装置を用いて作成した。図３におけるインフレーションフィルム押出成形装置１３の構成は以下の通りである。第１押出機１４のホッパーにはＰＥＴ（ノバペット６０１０Ｇ３０、三菱エンジニアリングプラスチックス社製）を、第２押出機１５のホッパーには電極や抵抗体との接触特性が良好となるオレフィン系の接着性樹脂（例えば無水マレイン酸成分を含むポリエチレン系の樹脂）を投入した。それぞれの押出機に投入された樹脂が混練されながら押し出され、インフレーションダイ１６を通り、上向きに引き上げられながら風船状に膨らんだインフレーションフィルム１７が成形される。これらのフィルムは安定板１８、ピンチロール１９を通過し、巻取り機２０で巻き取られる。通常のインフレーションフィルム１７は、巻取り機２０で巻き取られる前に、スリッターなどにより２枚のシートとしてカットされ、その後巻き取られるが、今回の手法では、一度風船状に膨らんだフィルムを、ピンチロール部１９で再度貼り合わせることにより、異なる２種以上の樹脂成分からなる
、都合４層フィルムとして得たものを、ベース側樹脂フィルムとした。このように一度別々のフィルムとして作製されたものを再度貼り合わせる事により、ピンホールなどの欠陥のないフィルムを容易に得ることができる。今回貼り合わせ後のフィルムの厚みとしては５０−６０ミクロンのものを得ることができた。当然ながらスリッターによりカットすれば、２層からなるフィルムを得ることができ、それらを用いても良い。

このベース側樹脂フィルムとして成形された多層フィルム上に銀ペーストの印刷・乾燥により一対の櫛形の電極と、電極により給電される位置に高分子抵抗体インクの印刷・乾燥により高分子抵抗体を作製した。高分子抵抗体はＰＴＣ特性を有し、発熱温度が４５℃程度に成るように作製されている。高分子抵抗体インクは、エチレン酢酸ビニル共重合体を数種類組み合わせ、カーボンブラックを混練・架橋したものにアクリロニトリルブチルゴムをバインダーとして溶剤でインク化して作製した。

カバー側樹脂フィルムは、ベース側樹脂フィルムと同様の樹脂組成物であり、上述したインフレーション法により得られた合計４層からなる多層フィルムである。これを上述した電極３及び高分子抵抗体４に貼り合わせ、発熱体１を作成した。

このようにして得た高分子発熱体においては、カバー側樹脂フィルム及びベース側樹脂フィルムにピンホールなどの欠陥は見られず、また耐薬品特性にも優れ耐久性が高く、また安全性を充分に満足させるものであることがわかった。

（実施の形態９）
本実施の形態では、実施の形態８と同様のインフレーションフィルム押出成形装置を用いて発熱体を作成した。本実施の形態では、第２の押出機１５で用いたオレフィン系の接着性樹脂１００部に対して、難燃剤を２０重量部含む樹脂組成物をホッパーに投入し、インフレーションフィルム押出成形装置を用いることによりフィルムを得た。用いた難燃剤は、リン含有率約２０重量部、窒素含有率約１９重量部のリン酸アンモニウム系の難燃剤である。このとき用いた第２押出機１５の混練能力に応じて、予め難燃剤が混練されたペレットを別の装置で作成しておいても構わない。第２押出機１５が二軸スクリューを有する場合には、一般に樹脂と難燃剤を混合したものをそのままホッパーに投入できるので、そのような装置を利用できれば手間を省くことができるので、より有効な手段と考えられる。

この構成により、自動車用難燃規格（ＦＭＶＳＳ３０２）の評価を行ったところ、柔軟性保持体に難燃剤を全く使用していない場合に比較して、燃焼速度を半分まで抑えられることを確認した。また発熱体の柔軟性は難燃性を付与した場合であっても損なわれることなく、柔軟性と難燃性を満足するものであった。また耐薬品性も同様に観察され、耐久性の良好な発熱体を作成することができた。

（実施の形態１０）
図４は、本第３の発明における高分子発熱体の概略切り欠き構成図を示すものであり、図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）は（ａ）のｘ−ｙ断面図である。

図４において、発熱体２１の構成は以下の通りである。本発明におけるベース保持体並びにカバー保持体は、それぞれ電極あるいは高分子抵抗体を被覆する樹脂フィルムと、樹脂フィルムを被覆する保護部材を用いた場合であり、本実施の形態１０としては、樹脂フィルムと保護部材の両方を難燃化処理した場合について具体的に示す。

ベース側の保護部材２２は、難燃剤を共重合したポリエステル繊維（東洋紡績（株）製）から形成したスパンレース（目付４０ｇ／ｍ^２）と、伸びを規制する方向（電極の主電
極の長手方向）に配置したポリエステルのストレート繊維（新日石プラスト（株）、目付２０ｇ／ｍ^２）とをサーマルボンドにより作製したスパンボンド（目付６０ｇ／ｍ^２）である。

ベース側の樹脂フィルム２３は、実施の形態９と同様、難燃剤２０重量部を有する樹脂からなり、図３で示すインフレーションフィルム押出成形装置を用いて、５０〜６０ミクロンの厚みを得た。このベース側の樹脂フィルム２３は、ベース側の保護部材２２に貼り合わされ一体化されたベース保持体が形成される。このベース側の保護部材２２及びベース側の樹脂フィルム２３上に銀ペーストの印刷・乾燥により一対の櫛形の電極３と、電極３により給電される位置に高分子抵抗体インクの印刷・乾燥により高分子抵抗体４を作製した。高分子抵抗体は、ＰＴＣ特性を有し、発熱温度が４５℃程度に成るように作製されている。高分子抵抗体インクは、エチレン酢酸ビニル共重合体を数種類組み合わせ、カーボンブラックを混練・架橋したものにアクリロニトリルブチルゴムをバインダーとして溶剤でインク化して作製した。

カバー側の樹脂フィルム２４は、ベース側の樹脂フィルム２３と同様に作成したフィルムであり、カバー側の保護部材２５に貼り合わされる。カバー側の保護部材２５は、液状の難燃剤を含浸・乾燥してなる難燃剤含浸ポリエステルからなるニードルパンチ（目付１５０ｇ／ｍ^２）とした。カバー側の樹脂フィルム２４とカバー側の保護部材２５とを予めラミネーターにより貼り合わせたものを用いて、電極３及び高分子抵抗体４を密閉して発熱体２１を作製した。

この構成により、自動車用難燃規格（ＦＭＶＳＳ３０２）の評価を行ったところ、不燃性を確認した（水平に配置、端面より着火、標線３８ｍｍまで達することなく燃焼停止）。また発熱体２１の柔軟性は損なわれることなく、柔軟性と難燃性を満足するものであった。

また本実施の形態では、樹脂フィルムの難燃化比率を上下とも同一の難燃剤含有量、同一難燃剤としたが、量、難燃剤種は同一にする必要はなく、どの様な比率であっても良い。それら難燃化の比率は、発熱体を加工する際の量産加工性や量産時のコストによって決まることが多い。また本実施の形態では上下の樹脂フィルムに難燃処理をした場合について記述したが、最終製品に準じた形態でどちらか一方の樹脂フィルムのみ、難燃剤を有する場合であっても構わない。

（実施の形態１１）
図５は、本第４の発明における高分子発熱体の概略切り欠き構成図を示すものであり、図５（ａ）は平面図、図５（ｂ）は（ａ）のｘ−ｙ断面図である。

図５において、発熱体２６の構成は以下の通りである。本発明におけるベース保持体並びにカバー保持体は、それぞれ電極あるいは高分子抵抗体を被覆する樹脂フィルムと、樹脂フィルムを被覆する保護部材を用いた場合であり、さらにベース側の保護部材の外表面には、バリアー層となるフィルムを有するものである。本実施の形態１１として、ＰＢＴ（ノバデュラン５０１０Ｒ５、三菱エンジニアリングプラスチックス社製）とポリカプロラクトンを８：２の重量比率で構成される樹脂からなるバリアー層を有する場合について具体的に示す。

ベース側の保護部材２８と、カバー側の保護部材３１は、ともに、実施の形態１０で用いた難燃剤入りの不織布を用いた。

1台の押出機を有するシート押出装置を用いて、ＰＢＴ（ノバデュラン５０１０Ｒ５、
三菱エンジニアリングプラスチックス社製）とポリカプロラクトンを８：２の重量比率成分とする樹脂フィルムを、ベース側の保護部材28の両側に２回の工程を経て、貼り合わせることにより、ベース側のバリアー層２７とベース側の樹脂フィルム２９を作成した。それぞれのフィルム厚は、約５０ミクロンである。一方、カバー側の樹脂フィルム３０は、実施の形態８で用いたのと同様のフィルムであり、カバー側の保護部材３１に貼り合わされる。

このベース側のバリアー層２７、ベース側の保護部材２８、ベース側の樹脂フィルム２９の構成からなるベース保持体の樹脂フィルム２９上に銀ペーストの印刷・乾燥により一対の櫛形の電極３と、電極３により給電される位置に高分子抵抗体インクの印刷・乾燥により高分子抵抗体４を作製した。高分子抵抗体は、ＰＴＣ特性を有し、発熱温度が４５℃程度に成るように作製されている。高分子抵抗体インクは、エチレン酢酸ビニル共重合体を数種類組み合わせ、カーボンブラックを混練・架橋したものにアクリロニトリルブチルゴムをバインダーとして溶剤でインク化して作製した。

その後、カバー側の保護部材３１に貼り付けられたカバー側の樹脂フィルム３０側と、上述した電極及び高分子抵抗体とを貼り合わせ、発熱体を作成した。

以上のように、本発明にかかる発熱体は、柔軟性と耐薬品性など、高信頼性を併せ持つ安全性の高い発熱体を提供できるので、シートヒータやハンドルヒータ等への応用展開が可能となる。

（ａ）本発明の実施の形態１，２，３，４における発熱体の構成を示す切り欠き平面図（ｂ）同発熱体のｘ−ｙ断面図本発明の実施の形態５，６における多層フィルムを作成するための多層シート押出成形装置の概略図本発明の実施の形態８における多層フィルムを作成するための多層インフレーションフィルム押出成形装置の概略図（ａ）本発明の実施の形態１０における発熱体の構成を示す切り欠き平面図（ｂ）同発熱体のｘ−ｙ断面図（ａ）本発明の実施の形態１１における発熱体の構成を示す切り欠き平面図（ｂ）同発熱体のｘ−ｙ断面図（ａ）従来の発熱体を示す平面図（ｂ）同発熱体のｘ−ｙ断面図

符号の説明

１，２１，２６，３２発熱体
２ベース側樹脂フィルム
３電極
４高分子抵抗体
５カバー側樹脂フィルム
２２、２８ベース側の保護部材
２３、２９ベース側の樹脂フィルム
２４、３０カバー側の樹脂フィルム
２５、３１カバー側の保護部材
２７ベース側のバリアー層
３３ベース材
３４カバー材
３５熱融着性樹脂

Claims

ベース側樹脂フィルムとカバー側樹脂フィルムに狭持してなる一対の電極と、該一対の電極間に形成された抵抗体とを備えた高分子発熱体であって、前記ベース側樹脂フィルム及び／または前記カバー側樹脂フィルムが、熱可塑性ポリエステルを含む樹脂成分からなることを特徴とする高分子発熱体。
ベース側樹脂フィルム及び／またはカバー側樹脂フィルムが異なる二種以上の多層構造体からなり、うち少なくとも一層が熱可塑性ポリエステルを含む樹脂成分である請求項１記載の高分子発熱体。
ベース側樹脂フィルム及び／またはカバー側樹脂フィルムの外表面を保護部材で被覆した請求項１または２記載の高分子発熱体。
保護部材の外表面に熱可塑性ポリエステルを含む樹脂成分からなるバリアー層を設ける請求項３記載の高分子発熱体。
保護部材が特定方向に揃って配列された長繊維によって伸縮性を制限されてなる請求項３または4記載の高分子発熱体。
保護部材が難燃性を有する、織布あるいは不織布である請求項３または４または５記載の高分子発熱体。
ベース側樹脂フィルム及び／またはカバー側樹脂フィルムが、難燃剤成分を含む請求項１〜６のいずれか１項に記載の高分子発熱体。
難燃剤成分が、リン系難燃剤、窒素系難燃剤のいずれか、またはこれらを組み合わせてなる請求項１〜７のいずれか１項に記載の高分子発熱体。