JP2007258045A - 面状発熱体 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、座部と背もたれ部に用いる面状発熱体を同時印刷することにより、座部と背もたれに装着した面状発熱体の温度特性のバランスを一定として座部と背もたれ部に用いる面状発熱体の品質性能を向上させるとともに、ものづくりをしやすくして安価に生産することにある。
【解決手段】、座部面状発熱体１９と背もたれ部面状発熱体２１の少なくとも一対をスクリーン印刷の一つの版に形成してあるので、その印刷条件がばらついたとしても、座部面状発熱体１９と背もたれ部面状発熱体２１のバランスは一定に保つことができ、座部１８と背もたれに装着した面状発熱体の温度特性のバランスを一定として、品質性能を向上させるとともに、面状発熱体の性能を検査し、分別して組み合わせるといった工程が不要となり、ものづくりをしやすくなり安価に生産することができるようになる。
【選択図】図３

Description

本発明は、自動車の座席の暖房などの熱源として用いることのできる発熱体に関するものである。

従来、この種の面状発熱体の発熱部には、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、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）。

図１１は従来のＰＴＣ特性を持たせた面状発熱体の平面図で、図１２は図１１のｘ−ｙ線の断面図、図１３は製作時の概略構成断面図である。図１１、図１２に示したように、面状発熱体は、ポリエステルシートなどの電気絶縁性基材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状電極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、さらに基材５０と同様の材質の被覆材５４で櫛形状電極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、熱を与えながら加圧する（熱時加圧）ことにより、基材５０と被覆材５４とを熱融着性樹脂５５を介して接合される。これにより、櫛形状電極５１、５２及び高分子抵抗体５３は外界から隔離され、長期信頼性を付与されるのである。前記した熱時加圧の手段としては、図１３に被覆材５４を貼り合わせる際の概略構成断面図を示したが、２本の加熱ロール５６、５７からなるラミネーター５８が一般的である。

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（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、前記従来の構成では、ポリエステルシートなどの電気絶縁性基材５０に櫛形状電極５１、５２及び高分子抵抗体５３を印刷して形成するため、その印刷条件がばらつき例えば温度、印圧、印刷スピードや季節変動によって、生産された面状発熱体の特性がばらつき、この面状発熱体を自動車の座席等の座部と背もたれ部に用いられた場合、座部と背もたれに装着した面状発体の温度特性のバランスが崩れ、その暖房感が損なわれるといった問題があった。

特に、自動車の座席等に使用するためには、柔軟性を付与する必要があり、このために、ポリエステルシートなどの電気絶縁性基材５０や電気絶縁性の被覆材５４を薄くしたり柔らかい素材で構成しようとすると、ものづくりし難くなり、生産性に欠け、品質が安定しなくなってしまう欠点があった。

例えば、電気絶縁性基材５０を柔軟性を有するように極めて薄くしたり柔らかい素材で構成すると、基材５０自身の強度が極端に無くなるので、印刷の工程で、導電性ペーストあるいは高分子抵抗体インクと印刷の版を電気絶縁性基材５０に所定の印圧で押しつけられず、かすれたり、欠けたりするために、面状発熱体の性能が安定しない心配があった。また、導電性ペーストあるいは高分子抵抗体インクを印刷したのち、乾燥させる際に熱収縮を生じて皺を生じ易いため、形状が安定せず、面状発熱体の性能・品質が劣化する心配もあった。そこで、電気絶縁性基材５０を機械的に強度を増すため、電気絶縁性基材５０にテンションをかけると、そのテンションで電気絶縁性基材５０が大きく伸び、やはりテンションを除去したときの伸びのバラツキで形状が安定せず、面状発熱体の性能・品質が変動しやすいという課題があった。

また、ロール状の電気絶縁性基材５０をロール状に巻き取りながら連続的に電極及び高分子抵抗体をスクリーン印刷で形成する連続スクリーン印刷方式で生産される面状発熱体においては、複数の面状発熱体を連続的に印刷・乾燥生産するために、電気絶縁性基材５０が長く保持した状態でテンションが掛けられるので、単位幅当たりのテンションがどうしても大きくせざるおえず、電気絶縁性基材５０が柔軟性を有するものでは、より形状が安定せず面状発熱体の性能・品質がばらつくという課題があった。

そのため、この面状発熱体を自動車の座席等の座部と背もたれ部に用いようとすると、完成した面状発熱体の性能を検査し、分別して組み合わせるといった工程が必要となり、工数がかかる上に歩留まりが悪く、コスト高になるという欠点があった。

前記従来の技術の問題点に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、座部と背もたれ部に用いる面状発熱体を同時印刷することにより、座部と背もたれに装着した面状発熱体の温度特性のバランスを一定として座部と背もたれ部に用いる面状発熱体の品質性能を向上させるとともに、ものづくりをしやすくして安価に生産することにある。

前記課題を解決するために、本発明の面状発熱体は、座部と背もたれ部からなる座席と、前記座部に設けた座部面状発熱体と、前記背もたれ部に設けた背もたれ部面状発熱体とを備え、前記座部面状発熱体と前記背もたれ部面状発熱体は、柔軟性を有する電気絶縁性基材と、前記電気絶縁性基材上にスクリーン印刷で形成された電極及び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電気絶縁性基材と密着させて配設した被覆材で構成するとともに、前記座部面状発熱体と前記背もたれ部面状発熱体の少なくとも一対をスクリーン印刷の一つの版に形成してある。

また、前記スクリーン印刷ロール状の柔軟性を有する電気絶縁性基材をロール状に巻き取りながら連続的に電極及び高分子抵抗体をスクリーン印刷で形成する連続スクリーン印刷方式としてある。

前記した構成によって、座部面状発熱体と背もたれ部面状発熱体の少なくとも一対をスクリーン印刷の一つの版に形成してあるので、その印刷条件がばらつき例えば温度、印圧、印刷スピードや季節変動等がばらついたとしても、座部面状発熱体と背もたれ部面状発熱体のバランスは一定に保つことができ、この一つの版で形成した座部面状発熱体と背もたれ部面状発熱体を一対として用いることで、座部と背もたれに装着した面状発熱体の温度特性のバランスを一定として、品質性能を向上させるとともに、面状発熱体の性能を検査し、分別して組み合わせるといった工程が不要となり、ものづくりをしやすくなり安価に生産することができるようになる。

また、座部面状発熱体と背もたれ部面状発熱体の少なくとも一対をスクリーン印刷の一
つの版に形成してあるので、この版で印刷形成された座部面状発熱体と背もたれ部面状発熱体は、常に同時にできるので、どちらかが多くできたりすることがなく、数量の管理が簡単にできるようになる。

本発明の面状発熱体は、座部面状発熱体と背もたれ部面状発熱体の少なくとも一対をスクリーン印刷の一つの版に形成してあるので、座部面状発熱体と背もたれ部面状発熱体のバランスを常に一定に保つことができ、品質性能を向上させるとともに、ものづくりをしやすくなり安価に生産することができるようになる。

第１の発明は、座部と背もたれ部からなる座席と、前記座部に設けた座部面状発熱体と、前記背もたれ部に設けた背もたれ部面状発熱体とを備え、前記座部面状発熱体と前記背もたれ部面状発熱体は、柔軟性を有する電気絶縁性基材と、前記電気絶縁性基材上にスクリーン印刷で形成された電極及び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電気絶縁性基材と密着させて配設した被覆材で構成するとともに、前記座部面状発熱体と前記背もたれ部面状発熱体の少なくとも一対をスクリーン印刷の一つの版に形成してある。

第２の発明は、前記スクリーン印刷はロール状の柔軟性を有する電気絶縁性基材をロール状に巻き取りながら連続的に電極及び高分子抵抗体をスクリーン印刷で形成する連続スクリーン印刷方式としてある。

前記の構成とすることにより、座部面状発熱体と背もたれ部面状発熱体の少なくとも一対をスクリーン印刷の一つの版に形成してあるので、その印刷条件がばらつき例えば温度、印圧、印刷スピードや季節変動等がばらついたとしても、座部面状発熱体と背もたれ部面状発熱体のバランスは一定に保つことができ、この一つの版で形成した座部面状発熱体と背もたれ部面状発熱体を一対として用いることで、座部と背もたれに装着した面状発熱体の温度特性のバランスを一定として、品質性能を向上させるとともに、面状発熱体の性能を検査し、分別して組み合わせるといった工程が不要となり、ものづくりをしやすくなり安価に生産することができるようになる。

また、座部面状発熱体と背もたれ部面状発熱体の少なくとも一対をスクリーン印刷の一つの版に形成してあるので、この版で印刷形成された座部面状発熱体と背もたれ部面状発熱体は、常に同時にできるので、どちらかが多くできたりすることがなく、数量の管理が簡単にできるようになる。

第３の発明の面状発熱体は、特に第１〜２の発明のスクリーン印刷はロール状の柔軟性を有する電気絶縁性基材をロール状に巻き取りながら連続的に電極及び高分子抵抗体をスクリーン印刷で形成する連続スクリーン印刷方式とするとともに、前記電気絶縁性基材のロール状に巻き取り方向の前後方向に並べて、前記座部面状発熱体と前記背もたれ部面状発熱体の少なくとも一対をスクリーン印刷の一つの版に形成した構成としてある。

そして、電気絶縁性基材のロール状に巻き取り方向の前後方向に並べて、座部面状発熱体と背もたれ部面状発熱体の少なくとも一対をスクリーン印刷の一つの版に形成してあるので、座部面状発熱体と背もたれ部面状発熱体の直交方向の幅がほぼ同じ場合に、材料取りがよくなり、電気絶縁性基材の廃棄部分が減少し、安価に生産することができるようになる。

第４の発明の面状発熱体は、特に第１〜２の発明の前記スクリーン印刷はロール状の柔
軟性を有する電気絶縁性基材をロール状に巻き取りながら連続的に電極及び高分子抵抗体をスクリーン印刷で形成する連続スクリーン印刷方式とするとともに、前記電気絶縁性基材のロール状に巻き取り方向の直交方向に並べて、前記座部面状発熱体と前記背もたれ部面状発熱体の少なくとも一対をスクリーン印刷の一つの版に形成した構成としてある。

そして、電気絶縁性基材のロール状に巻き取り方向の直交方向に並べて、座部面状発熱体と背もたれ部面状発熱体の少なくとも一対をスクリーン印刷の一つの版に形成してあるので、座部面状発熱体と背もたれ部面状発熱体の長手方向の長さがほぼ同じ場合に、材料取りがよくなり、電気絶縁性基材の廃棄部分が減少し、安価に生産することができるようになる。

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、本発明の実施の形態１における面状発熱体の概略構成図を示す平面図、図２は同概略斜視図、図３は同面状発熱体の印刷時の工程概略図、図４は同面状発熱体の電極のスクリーン印刷用版の構成図、図５は同面状発熱体の高分子抵抗体のスクリーン印刷用版の構成図、図６は図1に示す面状発熱体を取りつけた自動車の座席を示す側面図である。

図１、図２において、柔軟性を有する電気絶縁性基材１２は、柔軟性のポリエステル不織布１２ａの一方の面に、該電気絶縁性基材１２の伸縮制限し、その伸縮方向に揃って配列された長繊維によって形成された保護層１２ｂを配設し、反対側の面にポリエステルフィルム等の薄肉の基材フィルム１２Ｃがラミネートしてある。

面状発熱体１１は、この電気絶縁性基材１２の基材フィルム１２Ｃ上に銀ペーストの印刷・乾燥により形成した一対の電極１３と、電極１３に重なるように高分子抵抗体インクを印刷・乾燥により形成した高分子抵抗体１４を形成している。そして、上記電極１３、高分子抵抗体１４、及び電気絶縁性基材１２と接着性を有するアクリル系接着剤等の接着性樹脂層１５を予め形成されたポリエステルフィルム等の薄肉の電気絶縁性オーバコート材をラミネートした被覆材１６を貼り合わせて形成される。

上記電極１３は、対向するように幅が広い主電極１３ａ，１３ｂを配設し、それぞれの主電極１３ａ，１３ｂから交互に櫛形形状の複数の枝電極１３ｃ、１３ｄ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１４に枝電極１３ｃ、１３ｄより給電することで、高分子抵抗体１４に電流が流れ、発熱するようになる。この高分子抵抗体１４はＰＴＣ特性を有し、温度が上昇すると高分子抵抗体１４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。

ここで、加工工程の順序としては、まず、ポリエステル不織布１２ａを水流交絡製法（水流でポリエステル繊維を絡ませて織らずに作成する不織布の生産方法：詳細は省略）で製作する過程で、一緒に保護層１２ｂとなる長繊維を絡ませていき、ポリエステル不織布１２ａと保護層１２ｂを一体化して一方の面に配設したロール状ものに仕上げ、このロール状のものに、保護層１２ｂの反対側の面にポリエステルフィルム等の薄肉の基材フィルム１２Ｃをラミネートして、電気絶縁性基材１２を作成し、この電気絶縁性基材１２は、その伸縮制限方向に揃って配列された長繊維から形成された保護層１２ｂによって、ロール方向に伸縮制限されるようになっている。

つぎに、図３に示すように、ロール状の電気絶縁性基材をロール状に巻き取りながら、
電気絶縁性基材１２の基材フィルム１２Ｃ上に、スクリーン印刷方向を巻き取り方向と同一方向で連続的に電極及び高分子抵抗体をスクリーン印刷で形成する連続スクリーン印刷方式で、銀ペーストの印刷・乾燥により一対の電極１３を形成し、この電極１３に重なるように高分子抵抗体インクを印刷・乾燥により高分子抵抗体１４を形成する。そして、電極１３、高分子抵抗体１４をその上に形成したロール状の電気絶縁性基材１２と接着性を有するアクリル系接着剤等の接着性樹脂層１５を予め形成されたポリエステルフィルム等の薄肉の電気絶縁性オーバコート材をラミネートした被覆材１６を連続的に貼り合わせて形成して、複数の発熱体本体部分が完成され、この完成したものを枚様に外形抜きリード線付け等の後処理をして最終製品に仕上げていくようになっている。

この完成された面状発熱体は、図６に示すように、暖房用ヒータとして座席１７の座部１８に座部面状発熱体１９、背もたれ部２０に背もたれ部面状発熱体２１として、配設され暖房に利用されるようになっている。

ここで、図４および図５に示すように、電気絶縁性基材１２のロール状に巻き取り方向の前後方向に座部面状発熱体１９と背もたれ部面状発熱体２１の一対を並べて、電極スクリーン印刷用版２２および高分子抵抗体スクリーン印刷用版２３に形成してある。

前記の構成とすることにより、座部面状発熱体１９と背もたれ部面状発熱体２１の少なくとも一対をスクリーン印刷の一つの版に形成してあるので、その印刷条件がばらつき例えば温度、印圧、印刷スピードや季節変動等がばらついたとしても、座部面状発熱体１９と背もたれ部面状発熱体２１のバランスは一定に保つことができ、この一つの版で形成した座部面状発熱体１９と背もたれ部面状発熱体２１を一対として用いることで、座部１８と背もたれに装着した面状発熱体の温度特性のバランスを一定として、品質性能を向上させるとともに、面状発熱体の性能を検査し、分別して組み合わせるといった工程が不要となり、ものづくりをしやすくなり安価に生産することができるようになる。

また、座部面状発熱体１９と背もたれ部面状発熱体２１の少なくとも一対をスクリーン印刷の一つの版に形成してあるので、この版で印刷形成された座部面状発熱体１９と背もたれ部面状発熱体２１は、常に同時にできるので、どちらかが多くできたりすることがなく、数量の管理が簡単にできるようになる。

さらに、電気絶縁性基材１２のロール状に巻き取り方向の前後方向に並べて、座部面状発熱体１９と背もたれ部面状発熱体２１の少なくとも一対をスクリーン印刷の一つの版に形成してあるので、座部面状発熱体１９と背もたれ部面状発熱体２１の直交方向の幅がほぼ同じ場合に、幅を合わせることで、材料取りがよくなり、電気絶縁性基材１２の廃棄部分が減少し、安価に生産することができるようになる。

（実施の形態２）
図７は本発明の実施の形態２における面状発熱体の電極のスクリーン印刷用版の構成図、図８は同面状発熱体の高分子抵抗体のスクリーン印刷用版の構成図である。なお、本実施の形態は、スクリーン印刷用版の構成が実施の形態１の発明と異なるだけで、同一の番号を付与し、異なる構成についてのみ説明を行う。

図７および図８に示すように、電気絶縁性基材１２のロール状に巻き取り方向の直交方向に座部面状発熱体１９と背もたれ部面状発熱体２１の一対を並べて、電極スクリーン印刷用版２４および高分子抵抗体スクリーン印刷用版２５に形成してある。

そして、電気絶縁性基材のロール状に巻き取り方向の直交方向に並べて、座部面状発熱体１９と背もたれ部面状発熱体２１の少なくとも一対をスクリーン印刷の一つの版に形成
してあるので、座部面状発熱体１９と背もたれ部面状発熱体２１の長手方向の長さがほぼ同じ場合に、材料取りがよくなり、電気絶縁性基材１２の廃棄部分が減少し、安価に生産することができるようになる。

なお、上記実施の形態１では、座部面状発熱体１９と背もたれ部面状発熱体２１を前後方向に一列に並べて、電極のスクリーン印刷用版２２および高分子抵抗体スクリーン印刷用版２３に形成した例で説明したが、これは、図９および図１０に示すようにそれぞれ複数列並べて電極スクリーン印刷用版２６および高分子抵抗体スクリーン印刷用版２７に形成してもよく、その他各部の構成も本発明の目的を達成する範囲であればその構成はどのようなものであってもよい。

以上のように、本発明は、一対となる面状発熱体のバランスを一定とすることができるので、暖房用ヒータとして自動車の座席、座イス、その他の一対で暖房を必要とする器具に適用できる。

本発明の実施の形態１における面状発熱体の構成を示す平面図 同面状発熱体の概略斜視図 同面状発熱体の印刷時の工程概略図 同面状発熱体の電極のスクリーン印刷用版の構成図 同面状発熱体の高分子抵抗体のスクリーン印刷用版の構成図 同実施の形態１における面状発熱体を取りつけた自動車の座席を示す側面図 本発明の実施の形態２における面状発熱体の電極のスクリーン印刷用版の構成図 同面状発熱体の高分子抵抗体のスクリーン印刷用版の構成図 他の実施の形態における面状発熱体のスクリーン印刷用版の構成図 同面状発熱体の高分子抵抗体のスクリーン印刷用版の構成図 従来の面状発熱体の構成を示す平面図 同面状発熱体の断面図 従来の面状発熱体を示す構成断面図

符号の説明

１１ 面状発熱体
１２ 電気絶縁性基材
１３ 電極
１４ 高分子抵抗体
１６ 被覆材
２２、２４、２６ 電極スクリーン印刷用版
２３、２５、２７ 高分子抵抗体のスクリーン印刷用版

Claims (4)

1. 座部と背もたれ部からなる座席と、前記座部に設けた座部面状発熱体と、前記背もたれ部に設けた背もたれ部面状発熱体とを備え、前記座部面状発熱体と前記背もたれ部面状発熱体は、柔軟性を有する電気絶縁性基材と、前記電気絶縁性基材上にスクリーン印刷で形成された電極及び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電気絶縁性基材と密着させて配設した被覆材で構成するとともに、前記座部面状発熱体と前記背もたれ部面状発熱体の少なくとも一対をスクリーン印刷の一つの版に形成した面状発熱体。
2. 前記スクリーン印刷はロール状の柔軟性を有する電気絶縁性基材をロール状に巻き取りながら連続的に電極及び高分子抵抗体をスクリーン印刷で形成する連続スクリーン印刷方式とした面状発熱体。
3. 前記スクリーン印刷はロール状の柔軟性を有する電気絶縁性基材をロール状に巻き取りながら連続的に電極及び高分子抵抗体をスクリーン印刷で形成する連続スクリーン印刷方式とするとともに、前記電気絶縁性基材のロール状に巻き取り方向の前後方向に並べて、前記座部面状発熱体と前記背もたれ部面状発熱体の少なくとも一対をスクリーン印刷の一つの版に形成した請求項１または２のいずれか１項に記載の面状発熱体。
4. 前記スクリーン印刷はロール状の柔軟性を有する電気絶縁性基材をロール状に巻き取りながら連続的に電極及び高分子抵抗体をスクリーン印刷で形成する連続スクリーン印刷方式とするとともに、前記電気絶縁性基材のロール状に巻き取り方向の直交方向に並べて、前記座部面状発熱体と前記背もたれ部面状発熱体の少なくとも一対をスクリーン印刷の一つの版に形成した請求項１または２のいずれか１項に記載の面状発熱体。