JP2009117199A - Surface heating body - Google Patents

Surface heating body Download PDF

Info

Publication number
JP2009117199A
JP2009117199A JP2007289479A JP2007289479A JP2009117199A JP 2009117199 A JP2009117199 A JP 2009117199A JP 2007289479 A JP2007289479 A JP 2007289479A JP 2007289479 A JP2007289479 A JP 2007289479A JP 2009117199 A JP2009117199 A JP 2009117199A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heating element
group
planar heating
resin
polymer resistor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2007289479A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akihiro Umeda
章広 梅田
Takahito Ishii
隆仁 石井
Keizo Nakajima
啓造 中島
Yu Fukuda
祐 福田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Corp filed Critical Panasonic Corp
Priority to JP2007289479A priority Critical patent/JP2009117199A/en
Publication of JP2009117199A publication Critical patent/JP2009117199A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/20Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/002Heaters using a particular layout for the resistive material or resistive elements
    • H05B2203/006Heaters using a particular layout for the resistive material or resistive elements using interdigitated electrodes

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a surface heating body which is flexible in a multilayered structure and can improve seating feeling when using it as a seat heater for a vehicle. <P>SOLUTION: The surface heating body 1 includes a resin composition and a conductor, the conductor is formed by various kinds of carbon blacks and graphite in which average particle sizes are spread out at three times or more. The surface heating body 1 is excellent on the seating feeling since its structure is simple and it is made of a flexible material, and is excellent on productivity. Furthermore, it is also excellent on low resistivity and a PTC characteristic. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、PTC特性に優れた高分子抵抗体組成物と、この高分子抵抗体組成物を用いた任意の面形状を有する器具に装着可能な柔軟性と高い信頼性を有する変形自在な面状発熱体に関する。   The present invention relates to a polymer resistor composition having excellent PTC characteristics and a deformable surface having flexibility and high reliability that can be attached to an instrument having an arbitrary surface shape using the polymer resistor composition. Related to a heating element.

従来この種の面状発熱体は発熱部がベースポリマーと、導電性物質とを溶媒に分散した抵抗体インクを基材に印刷・乾燥・焼成して作製される抵抗体が用いられている(例えば特許文献1、特許文献2、特許文献3参照)。   Conventionally, in this type of planar heating element, a heating element is used that is manufactured by printing, drying, and firing a resistor ink in which a base polymer and a conductive material are dispersed in a solvent. For example, refer to Patent Document 1, Patent Document 2, and Patent Document 3.)

この抵抗体は通電により発熱する。この種の抵抗体には一般に、導電性物質としてカーボンブラック、金属粉末などが用いられ、ベースポリマーとして結晶性樹脂が用いられる。このような材料によりこの発熱部はPTC特性を発揮する。   This resistor generates heat when energized. For this type of resistor, generally, carbon black, metal powder, or the like is used as a conductive substance, and a crystalline resin is used as a base polymer. With such a material, the heat generating portion exhibits PTC characteristics.

図5,6は前記特許文献1に記載された従来技術を示すもので、面状発熱体30は、基材31と、一対の櫛形状電極32、33と、高分子抵抗体34と、被覆材35とを有する。電気絶縁性の基材31はポリエステルフィルムなどの樹脂で構成されている。   5 and 6 show the prior art described in the above-mentioned Patent Document 1. A sheet heating element 30 includes a base material 31, a pair of comb-shaped electrodes 32 and 33, a polymer resistor 34, and a covering. Material 35. The electrically insulating substrate 31 is made of a resin such as a polyester film.

櫛形状電極32、33は基材31上に銀ペースト等の導電性ペーストを印刷・乾燥して形成されている。   The comb-shaped electrodes 32 and 33 are formed on a base material 31 by printing and drying a conductive paste such as a silver paste.

高分子抵抗体34は、櫛形状電極32、33により給電される位置に高分子抵抗体インクを印刷・乾燥して形成されている。   The polymer resistor 34 is formed by printing and drying polymer resistor ink at a position where power is supplied by the comb-shaped electrodes 32 and 33.

基材31と同様の材質の被覆材35は櫛形状電極32、33と高分子抵抗体34とを被覆して保護している。   The covering material 35 made of the same material as the base material 31 covers and protects the comb-shaped electrodes 32 and 33 and the polymer resistor 34.

基材31、被覆材35としてポリエステルフィルムを用いる場合、被覆材35に例えば変性ポリエチレン等の熱融着性樹脂36を予め接着しておく。   When using a polyester film as the base material 31 and the covering material 35, a heat-fusible resin 36 such as a modified polyethylene is bonded to the covering material 35 in advance.

そして熱を与えながら加圧する。このようにすることにより、基材31と被覆材35とが熱融着性樹脂36を介して接合される。   Then, pressurizing while applying heat. By doing in this way, the base material 31 and the coating | covering material 35 are joined via the heat-fusible resin 36. FIG.

被覆材35と熱融着性樹脂36とは、櫛形状電極32、33と高分子抵抗体34とを外界から隔離する。そのため面状発熱体30には長期信頼性が付与される。   The covering material 35 and the heat-fusible resin 36 isolate the comb-shaped electrodes 32 and 33 and the polymer resistor 34 from the outside. Therefore, long-term reliability is imparted to the planar heating element 30.

図7は、被覆材34を貼り合わせる装置を示しており、このように加熱加圧の方法としては、2つの加熱ロール37、38からなるラミネータ39を用いるのが一般的である。すなわち、櫛状電極32、33と高分子抵抗体34とを予め形成した基材31と、熱融着性樹脂36を予め接着した被覆材35とを供給し、これらを加熱ロール37、38で加熱加圧する。このようにして面状発熱体30が作製される。   FIG. 7 shows an apparatus for laminating the covering material 34. As a heating and pressurizing method, a laminator 39 composed of two heating rolls 37 and 38 is generally used. That is, the base material 31 in which the comb electrodes 32 and 33 and the polymer resistor 34 are formed in advance and the coating material 35 in which the heat-fusible resin 36 is bonded in advance are supplied, and these are heated by the heating rolls 37 and 38. Heat and pressurize. In this way, the planar heating element 30 is produced.

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を意味している。PTC特性を有する高分子抵抗体34は、面状発熱体30に自己温度調節機能を付与することができる。   The PTC characteristic means a resistance temperature characteristic in which the resistance value increases as the temperature rises, and the resistance value increases rapidly when a certain temperature is reached. The polymer resistor 34 having PTC characteristics can give the planar heating element 30 a self-temperature adjusting function.

また、特許文献2は、非晶質ポリマーと結晶性ポリマー粒子とカーボンブラックと無機
充填剤からなるPTC組成物を有機溶剤に分散させ、インクを作製した後、電極を設けた樹脂フィルム上にPTC組成物インクで高分子抵抗体を印刷し、架橋のための熱処理を行い、高分子抵抗体の保護層として樹脂フィルムを積層した面状発熱体が記載されている。
Patent Document 2 discloses that a PTC composition composed of amorphous polymer, crystalline polymer particles, carbon black, and an inorganic filler is dispersed in an organic solvent to prepare an ink, and then PTC is formed on a resin film provided with electrodes. A planar heating element is described in which a polymer resistor is printed with a composition ink, subjected to heat treatment for crosslinking, and a resin film is laminated as a protective layer of the polymer resistor.

この特許文献2の面状発熱体は、特許文献1と同様な発熱機能を有するものである。   The planar heating element of Patent Document 2 has a heat generating function similar to that of Patent Document 1.

高分子抵抗体44のPTC特性を発現する樹脂として、低融点の樹脂である変性オレフィン系樹脂、例えばエチレン酢酸ビニル共重合体、エチレンアクリル酸エチル共重合体、エチレンメタクリル酸メチル共重合体、エチレンメタクリル酸共重合体、エチレンアクリル酸ブチル等のエステル系のエチレンコポリマーが用いられ、高分子抵抗体44の抵抗値の経時変化による変化を抑制するため、架橋材や紫外線照射などの方法で架橋されるのが一般的である。   As the resin exhibiting the PTC characteristics of the polymer resistor 44, a modified olefin resin which is a low melting point resin, such as ethylene vinyl acetate copolymer, ethylene ethyl acrylate copolymer, ethylene methyl methacrylate copolymer, ethylene An ester-based ethylene copolymer such as a methacrylic acid copolymer or ethylene butyl acrylate is used, and the polymer resistor 44 is cross-linked by a method such as a cross-linking material or ultraviolet irradiation in order to suppress a change due to a change in resistance value with time. It is common.

ここで、高分子抵抗体44の50℃の抵抗値と20℃の抵抗値の比である抵抗変化倍率(R50/R20)はすべて2未満である。
特開昭56−13689号公報 特開平8−120182号公報
Here, the resistance change magnification (R50 / R20), which is the ratio between the resistance value of 50 ° C. and the resistance value of 20 ° C. of the polymer resistor 44, is less than 2.
Japanese Patent Laid-Open No. 56-13689 JP-A-8-120182

前記従来の面状発熱体30には、基材31としてポリエステルフィルムなどの剛直な材料が用いられている。また基材31と、その上に印刷された櫛形状電極32、33、高分子抵抗体34と、さらにその上に配置された接着層を有する被覆材35とから構成された5層構造を有する。   The conventional planar heating element 30 uses a rigid material such as a polyester film as the base material 31. The substrate 31 has a five-layer structure including a comb-shaped electrode 32, 33 printed thereon, a polymer resistor 34, and a covering 35 having an adhesive layer disposed thereon. .

そのため、基材31や被覆材35の材質やその厚さによっては、柔軟性に欠ける。すなわち、面状発熱体30をカーシートヒータ(自動車の座席暖房用ヒータ)に用いる場合に着座感が損なわれ、ハンドルヒータに用いる場合には手触り感が損なわれる。   Therefore, depending on the material and the thickness of the base material 31 and the covering material 35, flexibility is lacking. That is, when the planar heating element 30 is used as a car seat heater (heater for heating a seat of an automobile), the seating feeling is impaired, and when it is used as a handle heater, the feeling of touch is impaired.

また形状が面状であるため、その面の一部に着座等による荷重が加わった場合、その力が全体に及んで面状発熱体30が変形する。   Moreover, since the shape is planar, when a load due to seating or the like is applied to a part of the surface, the force is exerted on the entire surface and the planar heating element 30 is deformed.

その変形の形状によっては、面状発熱体30の端に近いほど変形量が増え、面の一部に折り皺などが生じる。この折り皺部分で櫛形状電極32、33や高分子抵抗体34に亀裂などが生じる可能性がある。そのため耐久性が低下する可能性がある。   Depending on the shape of the deformation, the closer to the end of the sheet heating element 30, the larger the amount of deformation, causing creases or the like in part of the surface. There is a possibility that cracks or the like may occur in the comb-shaped electrodes 32 and 33 and the polymer resistor 34 in the folded portion. Therefore, durability may be reduced.

また通気性のないポリエステルシートなどの基材31や被覆材35が用いられているため、カーシートヒータやハンドルヒータに用いられた場合に湿気がこもりやすい。そのため長時間使用すると着座感や手触り感が損なわれる。   Further, since the base material 31 such as a non-breathable polyester sheet and the covering material 35 are used, moisture is likely to be trapped when used for a car seat heater or a handle heater. Therefore, when used for a long time, the seating feeling and the touch feeling are impaired.

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、外力が加わっても柔軟性を発揮しやすく、着座感、手触り感を向上させるとともに、変化倍率を向上させた面状発熱体を提供することを目的とする。   The present invention solves the above-described conventional problems, and provides a planar heating element that easily exhibits flexibility even when an external force is applied, improves a seating feeling and a feeling of touch, and has an improved magnification. With the goal.

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、主成分が反応性樹脂を介して架橋された樹脂組成物と、複数種のカーボンブラック及びグラファイトから成る導電体と電気絶縁性基材とを備え、前記複数種のカーボンブラック及びグラファイトの平均粒子径が異なることを特徴とした高分子抵抗体を備えたものである。   In order to solve the above-described conventional problems, the planar heating element of the present invention includes a resin composition in which a main component is cross-linked through a reactive resin, a conductor composed of a plurality of types of carbon black and graphite, and electrical insulation. And a polymer resistor characterized in that the plurality of types of carbon black and graphite have different average particle diameters.

これにより、高い変化倍率を実現できる。また、抵抗体組成物は樹脂組成物が架橋されているので固有抵抗値の経時変化を抑制することができる。これによって、長期にわたり安定したPTC特性、すなわち安定した発熱性能を実現することができる。   Thereby, a high change magnification can be realized. Moreover, since the resin composition is bridge | crosslinked, the resistor composition can suppress the time-dependent change of a specific resistance value. Thereby, stable PTC characteristics over a long period, that is, stable heat generation performance can be realized.

本発明の面状発熱体は、高いPTC特性を有する高分子抵抗体で構成することにより、発熱体としての性能に優れ、かつ加工性が高いことにより、生産性を向上させることができ、低コストの高分子抵抗体を作製することができる。   The planar heating element of the present invention is composed of a polymer resistor having high PTC characteristics, so that it has excellent performance as a heating element and high workability, so that productivity can be improved. Cost polymer resistors can be produced.

第1の発明は、主成分が反応性樹脂を介して架橋された樹脂組成物と、複数種のカーボンブラック及びグラファイトから成る導電体と電気絶縁性基材とを備え、前記複数種のカーボンブラック及びグラファイトの平均粒子径が異なることを特徴とした高分子抵抗体を備えたものである。   A first invention includes a resin composition in which a main component is cross-linked through a reactive resin, a conductor composed of a plurality of types of carbon black and graphite, and an electrically insulating substrate, and the plurality of types of carbon black And a polymer resistor characterized in that the average particle diameters of graphite and graphite are different.

粒子径の異なるカーボンブラックとグラファイト、又はカーボンブラックと粒子径の異なるグラファイト、又は粒子径の異なるカーボンブラックと粒子径の異なるグラファイトを導電体として混合して使用することにより、変化倍率を2以上と高くすることができる。   By using carbon black and graphite having different particle diameters, or carbon black and graphite having different particle diameters, or carbon black having different particle diameters and graphite having different particle diameters as a conductor, the change ratio can be set to 2 or more. Can be high.

また、樹脂組成物が架橋されているので固有抵抗値の経時変化を抑制することができ、長期にわたり安定したPTC特性を得ることができる。言い換えれば、予め設定された発熱温度の低下や上昇が防止されて安定した発熱性能を実現することができる。   In addition, since the resin composition is cross-linked, it is possible to suppress the time-dependent change of the specific resistance value and to obtain stable PTC characteristics over a long period of time. In other words, it is possible to realize a stable heat generation performance by preventing a decrease or rise in a preset heat generation temperature.

第2の発明は、2種のカーボンブラックの平均粒子径の比が3倍以上であるものである。カーボンブラックの平均粒子径の比が3倍未満であるものは、変化倍率が小さく、発熱温度の低下や上昇が阻害されて安定した発熱性能を実現することができない。一方、平均粒子径の比が3倍以上あるものは、変化倍率で2倍以上を実現できる。   In the second invention, the ratio of the average particle diameter of the two types of carbon black is 3 times or more. When the average particle diameter ratio of carbon black is less than 3 times, the rate of change is small, and the decrease or increase in heat generation temperature is hindered, and stable heat generation performance cannot be realized. On the other hand, when the ratio of the average particle diameter is 3 times or more, the change magnification can be 2 times or more.

第3の発明は、特に、第2の発明に含まれるカーボンブラックをサーマルブラックとするものである。サーマルブラックは一般に100nm以上の大粒子径であり、かつ単一粒子であるため変化倍率をさらに大きくすることができる。   In the third invention, in particular, the carbon black included in the second invention is thermal black. Thermal black generally has a large particle diameter of 100 nm or more and is a single particle, so that the rate of change can be further increased.

第4の発明は、2種のグラファイトの平均粒子径の比が10倍以上であるものである。グラファイトの平均粒子径の比が10倍未満であるものは、変化倍率が小さく、発熱温度の低下や上昇が阻害されて安定した発熱性能を実現することができない。一方、平均粒子径の比が10倍以上あるものは、変化倍率で2倍以上を実現でき、さらに導電性を高く得ることができる。   In the fourth invention, the ratio of the average particle diameter of the two types of graphite is 10 times or more. When the ratio of the average particle diameter of graphite is less than 10 times, the rate of change is small, and the lowering or raising of the heat generation temperature is hindered and stable heat generation performance cannot be realized. On the other hand, those having an average particle size ratio of 10 times or more can realize a change magnification of 2 times or more, and can obtain high conductivity.

第5の発明は、特に、第1の発明に含まれる樹脂組成物を少なくともPTC特性を発現する被反応性樹脂と、反応性樹脂の組成とすることにより、導電体を反応性樹脂の接着力と結合力で捕捉し、導電体で形成している導電パスの安定化を図ることができる。さらに、反応性樹脂とPTC特性を発現する被反応性樹脂との結合力により、冷熱の繰り返しによる膨張率の温度特性や溶融温度の経時変化が抑制され、導電パスをより安定化することができる。これにより、物理、化学、電気的な挙動を安定化させることができるので長期にわたり安定したPTC特性を実現することができる。   In the fifth invention, in particular, the resin composition included in the first invention is composed of a reactive resin that exhibits at least PTC characteristics and a composition of the reactive resin, whereby the conductor is bonded to the reactive resin. The conductive path formed by the conductor can be stabilized by capturing with the binding force. Furthermore, due to the bonding force between the reactive resin and the reactive resin that exhibits PTC characteristics, the temperature characteristics of the expansion coefficient and the change over time of the melting temperature due to repeated cooling are suppressed, and the conductive path can be further stabilized. . As a result, physical, chemical, and electrical behavior can be stabilized, so that stable PTC characteristics can be realized over a long period of time.

第6の発明は、特に、第5の発明の抵抗体組成物Bに含まれる樹脂組成物は、主成分がカルボキシル基、カルボニル基、水酸基、エステル基、ビニル基、アミノ基、オキサゾリン基、無水マレイン酸基の少なくとも1種の官能基を含む被反応樹脂と、主成分が前記被
反応性樹脂の官能基とは異なるエポキシ基、オキサゾリン基、無水マレイン酸基の少なくとも1種の官能基を含む反応性樹脂とからなる組成とすることにより、被反応性樹脂と反応性樹脂の極性を有する官能基間で反応による化学結合を生じ、被反応性樹脂単独の熱的安定性を高めることができる。これにより、第5の発明と同様に、物理、化学、電気的な挙動を安定化させることができるので長期にわたり安定したPTC特性を実現することができる。
In the sixth invention, in particular, the resin composition contained in the resistor composition B of the fifth invention is mainly composed of a carboxyl group, a carbonyl group, a hydroxyl group, an ester group, a vinyl group, an amino group, an oxazoline group, anhydrous A reaction resin containing at least one functional group of a maleic acid group, and a main component containing at least one functional group of an epoxy group, an oxazoline group, or a maleic anhydride group different from the functional group of the reaction resin By using a composition comprising a reactive resin, a chemical bond is formed between the reactive resin and the functional group having the polarity of the reactive resin by a reaction, and the thermal stability of the reactive resin alone can be enhanced. . Thereby, similarly to the fifth invention, physical, chemical, and electrical behavior can be stabilized, so that stable PTC characteristics can be realized over a long period of time.

第7の発明は、特に、第1の発明の電気絶縁性基材を織布、不織布の少なくとも1種で構成することにより、面状発熱体に柔軟性を付与し、外力が加わっても容易に変形してカーシートヒータとして用いた際の着座感の向上が図れる。   In the seventh aspect of the invention, in particular, by constituting the electrically insulating base material of the first aspect of the invention with at least one of a woven fabric and a non-woven fabric, the planar heating element is imparted with flexibility and easy even when an external force is applied. It is possible to improve the seating feeling when it is deformed to be used as a car seat heater.

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、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また各実施の形態特有の構成を適宜組み合わせることができる。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the present embodiment. In addition, a configuration unique to each embodiment can be combined as appropriate.

(実施の形態1)
図1,2において、面状発熱体1は、電気絶縁性基材2と第1線条電極(以下、線条電極)3Aと第2線条電極(以下、線条電極)3Bと高分子抵抗体5とを含む。
(Embodiment 1)
1 and 2, a planar heating element 1 includes an electrically insulating substrate 2, a first filament electrode (hereinafter referred to as a filament electrode) 3A, a second filament electrode (hereinafter referred to as a filament electrode) 3B, and a polymer. A resistor 5.

以下、線条電極3A、3Bをまとめて線条電極3として説明する場合がある。線条電極3A、3Bは電気絶縁性基材2に、それぞれが左右対称になるように配置され、糸4で部分的に縫い付けられている。   Hereinafter, the line electrodes 3A and 3B may be collectively described as the line electrode 3. The linear electrodes 3A and 3B are arranged on the electrically insulating base material 2 so as to be symmetrical with each other, and are partially sewn with a thread 4.

高分子抵抗体5は線条電極3が配置された電気絶縁性基材2上に、例えばTダイ押し出し法によりフィルム状に押し出して形成されている。   The polymer resistor 5 is formed on the electrically insulating base material 2 on which the filament electrodes 3 are arranged by being extruded into a film by, for example, a T-die extrusion method.

これにより高分子抵抗体5が線条電極3と電気絶縁性基材2とに熱融着している。   As a result, the polymer resistor 5 is thermally fused to the filament electrode 3 and the electrically insulating substrate 2.

面状発熱体1の中央部は、線条電極3と電気絶縁性基材2とに高分子抵抗体5が熱融着された後に打ち抜かれている。このようにして面状発熱体1が構成されている。   The central portion of the sheet heating element 1 is punched after the polymer resistor 5 is thermally fused to the filament electrode 3 and the electrically insulating base material 2. Thus, the planar heating element 1 is configured.

なお、線条電極3A、3Bに電源からの電力を供給するためのリード線は図示していない。また、中央部の打ち抜きはこの場所に限定されない。座席の表皮の材料や形状によりこれ以外の場所に設けてもよい。この場合、線条電極3の配線パターンを変更する。   In addition, the lead wire for supplying the electric power from a power supply to the filament electrodes 3A and 3B is not illustrated. Further, the punching of the central portion is not limited to this place. It may be provided in a place other than this depending on the material and shape of the skin of the seat. In this case, the wiring pattern of the line electrode 3 is changed.

図3,4は前記面状発熱体1を取り付けた自動車の座席を示すものであり、面状発熱体1は、暖房用ヒータとして自動車の座席である座部6や、座部6から立ち上がるように設けられた背もたれ7に電気絶縁性基材2を表面側に配置するように取り付けて使用されている。   3 and 4 show a seat of an automobile to which the planar heating element 1 is attached. The planar heating element 1 rises from a seat portion 6 that is a seat of the automobile as a heater for heating or from the seat portion 6. The electric insulating base material 2 is attached to the backrest 7 provided on the front side so as to be disposed on the surface side.

座部6や背もたれ7には、座席基材9と表皮10とが用いられている。ウレタンパット等の座席基材9は、座席に腰掛けた人体による荷重がかかった時に変形し、荷重がかからなくなると形状が復元する。   A seat base 9 and an outer skin 10 are used for the seat 6 and the backrest 7. The seat base material 9 such as a urethane pad is deformed when a load is applied by a human body seated on the seat, and the shape is restored when the load is no longer applied.

表皮10は座席基材9を覆っている。すなわち、面状発熱体1は、座席基材9に高分子抵抗体5側を、表皮10に電気絶縁性基材2側を配置して取り付けられる。   The skin 10 covers the seat base material 9. That is, the planar heating element 1 is attached by arranging the polymer resistor 5 side on the seat base material 9 and the electrically insulating base material 2 side on the skin 10.

なお、座部6や背もたれ7の吊り込み部(図示せず)に対応するために、中央部や周縁部に吊り込むための電気絶縁性基材2の延長部(図示せず)が設けられている場合がある。   In addition, in order to correspond to the hanging part (not shown) of the seat part 6 and the backrest 7, the extension part (not shown) of the electrically insulating base material 2 for hanging in a center part or a peripheral part is provided. There may be.

このように薄い面状発熱体1は変形可能な座席基材9と表皮10に沿って配置されている。そのため面状発熱体1も、座部6や背もたれ7の変形に対応して相似の変形をしなければならない。   Thus, the thin planar heating element 1 is disposed along the seat base 9 and the skin 10 which can be deformed. Therefore, the planar heating element 1 must be similarly deformed corresponding to the deformation of the seat 6 and the backrest 7.

そのために、種々の発熱パターンを設計し、そのための線条電極3の配置形状を変更する必要がある。ここではその詳細は省略する。   Therefore, it is necessary to design various heat generation patterns and to change the arrangement shape of the line electrodes 3 for that purpose. The details are omitted here.

相対向するように配置された幅の広い1対の線条電極3A、3Bは、面状発熱体1の長手方向の外側部沿って配設されている。線条電極3A、3Bに重なるように配設された高分子抵抗体5に線条電極3A、3Bより給電することで、高分子抵抗体5に電流が流れ、高分子抵抗体5が発熱する。   A pair of wide linear electrodes 3 </ b> A and 3 </ b> B arranged so as to face each other are disposed along the outer side in the longitudinal direction of the planar heating element 1. By supplying power from the line electrodes 3A and 3B to the polymer resistor 5 disposed so as to overlap the line electrodes 3A and 3B, a current flows through the polymer resistor 5 and the polymer resistor 5 generates heat. .

高分子抵抗体5はPTC特性を有し、温度が上昇すると抵抗値が上昇して、所定の温度になるように自己温度調節機能を有する。   The polymer resistor 5 has a PTC characteristic, and has a self-temperature adjusting function so that the resistance value increases as the temperature rises to reach a predetermined temperature.

すなわち、高分子抵抗体5は面状発熱体1に安全性が高く温度コントロールを不要とする機能を付与する。   That is, the polymer resistor 5 gives the planar heating element 1 a function that is highly safe and does not require temperature control.

また、自動車用座席に組み込まれるカーシートヒータとして、面状発熱体1は着座感や難燃性を満足することができる。   In addition, as a car seat heater incorporated in an automobile seat, the planar heating element 1 can satisfy a seating feeling and flame retardancy.

着座感は、紙のような音鳴り感がなく、座席表皮材と同等の伸び特性、すなわち5%の伸びに対して7kgf以下の荷重であることで満足できる。   The seating sensation is satisfactory because there is no squeaking like paper and an elongation characteristic equivalent to that of the seat skin material, that is, a load of 7 kgf or less for an elongation of 5%.

またPTC特性のない発熱体に比べて、PTC特性を有する面状発熱体1は速熱性と省エネ性とを発揮することができる。   In addition, the planar heating element 1 having the PTC characteristic can exhibit quick heat and energy saving as compared with the heating element having no PTC characteristic.

PTC特性のない発熱体は、温度制御器を必要し、温度制御器はオン−オフ(ON−OFF)制御で通電を制御して発熱温度を制御している。特に、線条発熱線を用いたPTC特性のない発熱体の場合、線条発熱線間の低温部を回避するため、ON時の発熱体温度を約80℃まで上昇させており、表皮10とはある程度の距離をおいて配置する必要がある。   A heating element having no PTC characteristic requires a temperature controller, and the temperature controller controls the heat generation temperature by controlling energization by ON-OFF control. In particular, in the case of a heating element having a PTC characteristic using a filament heating wire, the heating element temperature at the time of ON is raised to about 80 ° C. in order to avoid a low temperature portion between the filament heating wires. Need to be placed at some distance.

これに対し面状発熱体1では、発熱体温度が40℃〜45℃の範囲に自己制御される。そのため、表皮10の近傍に近接して配置することができる。   On the other hand, in the planar heating element 1, the heating element temperature is self-controlled within the range of 40 ° C to 45 ° C. Therefore, it can be arranged close to the vicinity of the skin 10.

面状発熱体1は発熱体温度が低く、表皮10の近傍に配置されることより、速熱性と外部への放熱ロスを低減できる。そのため省エネルギー性を実現できる。   The sheet heating element 1 has a low heating element temperature and is disposed in the vicinity of the skin 10, so that it is possible to reduce the rapid heating property and heat dissipation loss to the outside. Therefore, energy saving can be realized.

上述したように、本実施の形態の面状発熱体1は、従来の面状発熱体が基材と電極と高分子抵抗体と熱融着性樹脂と被覆材との5〜6層構造で構成されているのに対して、面状発熱体1は電気絶縁性基材2と1対の線条電極3と高分子抵抗体5との3層構造で構成している。この簡素な構成により、外力が加わってもその外力の規制が少なくなるので柔軟性を発揮しやすくなる。   As described above, in the planar heating element 1 of the present embodiment, the conventional planar heating element has a 5-6 layer structure of a base material, an electrode, a polymer resistor, a heat-fusible resin, and a coating material. On the other hand, the planar heating element 1 has a three-layer structure of an electrically insulating substrate 2, a pair of filament electrodes 3, and a polymer resistor 5. With this simple configuration, even when an external force is applied, the restriction of the external force is reduced, and thus flexibility is easily exhibited.

したがって、カーシートヒータとして用いた際に外力を受けても柔軟性が高いので容易に変形し、従来のように折り皺が原因で起こる高分子抵抗体の亀裂や剥離が防止される。   Therefore, even when subjected to an external force when used as a car seat heater, it is highly flexible and easily deformed, and cracking and peeling of the polymer resistor caused by creases as in the prior art are prevented.

また、面状発熱体1は3層の簡素な構成で作製することができるので生産性に優れ、か
つ面状発熱体1を構成する材料費が少なくなる。その結果、低コストで生産できる。
Further, the planar heating element 1 can be manufactured with a simple configuration of three layers, so that the productivity is excellent and the material cost for configuring the planar heating element 1 is reduced. As a result, it can be produced at low cost.

また、高分子抵抗体5を挟んで通気性のないポリエステルシートなどの樹脂フィルムを用いていないので従来の面状発熱体のようにカーシートヒータやハンドルヒータに用いられた場合に湿気がこもりやすいという課題が解決され、長時間使用しても初期と同等の着座感や手触り感が得られ、快適な暖房効果が得られる。   Further, since a resin film such as a non-breathable polyester sheet is not used with the polymer resistor 5 interposed therebetween, moisture tends to be trapped when used for a car seat heater or a handle heater as in a conventional sheet heating element. This solves the problem, and even when used for a long time, a seating feeling and a touch feeling equivalent to those in the initial stage can be obtained, and a comfortable heating effect can be obtained.

電気絶縁性基材2は、例えばポリエステル繊維で作製されたニードルパンチタイプの不織布が用いられる。これ以外にポリエステル織布を用いてもよい。これらの電気絶縁性基材2は、面状発熱体1に柔軟性を付与し、外力が加わっても容易に変形してカーシートヒータとして用いた際の着座感を向上させる。   As the electrically insulating base material 2, for example, a needle punch type nonwoven fabric made of polyester fiber is used. Besides this, a polyester woven fabric may be used. These electrically insulating base materials 2 impart flexibility to the planar heating element 1 and easily deform even when an external force is applied to improve the seating feeling when used as a car seat heater.

特に、線条電極3を縫製により取り付ける場合は、縫製による電気絶縁性基材2の針孔から発生する亀裂の防止や柔軟性の点で上記の不織布、織布が最適である。   In particular, when the filament electrode 3 is attached by sewing, the above nonwoven fabric and woven fabric are optimal in terms of prevention of cracks generated from the needle holes of the electrically insulating base material 2 by sewing and flexibility.

線条電極3は、電気絶縁性基材2にミシン等で縫製されて取り付けられる。この方法で作製された構成によると、線条電極3は、電気絶縁性基材2に強固な固定と電気絶縁性基材2の変形に追従した変形が可能となり、機械的信頼性が向上する。   The filament electrode 3 is attached to the electrically insulating base material 2 by sewing with a sewing machine or the like. According to the structure produced by this method, the linear electrode 3 can be firmly fixed to the electrically insulating substrate 2 and can be deformed following the deformation of the electrically insulating substrate 2, thereby improving the mechanical reliability. .

また、電気絶縁性基材2への縫製は、糸4によって行われるので電極材料や形状の選択範囲が広がる。   Moreover, since the sewing to the electrically insulating base material 2 is performed by the thread 4, the selection range of the electrode material and the shape is expanded.

さらに線条電極3は、従来の複雑な櫛形電極とは異なり、少なくとも直線状の1対の形状の簡素な構成とすることができるので材料費が廉価で低コスト化が図れる。   Furthermore, unlike the conventional complicated comb-shaped electrode, the line electrode 3 can be a simple configuration having at least a pair of linear shapes, so that the material cost is low and the cost can be reduced.

また、カーシートヒータとして用いた際に外力が加わっても線条電極3の皺の発生が抑制され、電極の破損が防止される。   Further, even when an external force is applied when used as a car seat heater, the generation of wrinkles on the filament electrode 3 is suppressed, and the electrode is prevented from being damaged.

線条電極3は、金属導線と金属編組導線の少なくとも1種で構成される。これらの材料は、電気基材絶縁性2への縫製加工が容易であり、生産性が高い。   The wire electrode 3 is composed of at least one of a metal conductor and a metal braided conductor. These materials are easy to sew to the electric base material insulation 2 and have high productivity.

また、金属導線、金属編組導線の材質、形状の選択範囲が広がる。   Further, the selection range of the material and shape of the metal conductor and the metal braided conductor is widened.

また、金属導線、金属編組導線は可撓性に優れ、かつ機械的強度が高いので面状発熱体の伸び、屈曲、変形などを繰り返しても長期にわたり耐え得る。   Further, since the metal conductor and the metal braided conductor are excellent in flexibility and have high mechanical strength, they can endure for a long period of time even if the planar heating element is repeatedly stretched, bent, or deformed.

また、電極は線条で構成されているので従来の複雑な櫛形電極とは異なり、簡素な構成とすることができ、電極材料の低コスト化が図れる。   In addition, since the electrode is composed of a filament, unlike the conventional complicated comb-shaped electrode, it can have a simple structure, and the cost of the electrode material can be reduced.

線条電極3の抵抗は、できるだけ低く、線条電極3での電圧ドロップが小さいことが好ましい。   The resistance of the line electrode 3 is preferably as low as possible, and the voltage drop at the line electrode 3 is preferably small.

線条電極3は、面状発熱体1に印加する電圧の電圧ドロップが1V以下となる抵抗値が適しており、抵抗値で表現すれば1Ω/m以下がよい。   The linear electrode 3 has a suitable resistance value at which the voltage drop of the voltage applied to the planar heating element 1 is 1 V or less.

また線条電極3の線径は、大きいと面状発熱体1に凹凸が形成され、着座感が損なわれるため、直径1mm以下が好ましく、さらにより快適な着座感を実現するには直径0.5mm以下がよい。   Further, if the wire diameter of the filament electrode 3 is large, irregularities are formed on the planar heating element 1 and the seating feeling is impaired. Therefore, the diameter is preferably 1 mm or less. 5 mm or less is good.

この抵抗値を実現する材料は、銅、錫メッキを施した銅、銅−銀合金の単線、撚り線、
編組線が挙げられる。
Materials that realize this resistance value are copper, tin-plated copper, copper-silver alloy single wire, stranded wire,
For example, a braided wire.

特に、機械的強度の点では引っ張り強度の高い銅−銀のそれらを用いることが好ましい。   Particularly, in terms of mechanical strength, it is preferable to use copper-silver having high tensile strength.

なお、本実施の形態では、電極として線条電極3を用いたが、これに限定されるものではなく、金属箔の電極、銀ペーストなどのスクリーン印刷による電極膜なども用いることができる。   In this embodiment, the line electrode 3 is used as an electrode. However, the present invention is not limited to this, and a metal foil electrode, an electrode film by screen printing such as a silver paste, or the like can also be used.

高分子抵抗体5の樹脂組成物は、PTC特性の経時変化を抑制し、安定したPTC特性を再現するために、PTCを発現する被反応樹脂としてカルボキシル基を有する変性ポリエチレンと被反応樹脂と反応する反応性樹脂としてエポキシ基を有する変性ポリエチレンとを混成したものがよい。これは、被反応性樹脂の持つカルボニル基が反応性樹脂の持つエポキシ基の酸素と反応して化学結合し、架橋された構造を有することに起因している。   The resin composition of the polymer resistor 5 reacts with a modified polyethylene having a carboxyl group as a reaction resin that expresses PTC and a reaction resin in order to suppress a change in PTC characteristics with time and reproduce a stable PTC characteristic. What mixed the modified polyethylene which has an epoxy group as a reactive resin to perform is good. This is because the carbonyl group of the reactive resin reacts with the oxygen of the epoxy group of the reactive resin to be chemically bonded and has a crosslinked structure.

この架橋反応により、上述したように被反応性樹脂単独の場合に比べ、熱的安定性を高めることができ、その結果、樹脂組成物中での導電体の導電パスの形成、切断する温度が安定する。   By this crosslinking reaction, as described above, the thermal stability can be improved compared to the case of the resin alone, and as a result, the temperature at which the conductive path of the conductor in the resin composition is formed and cut is reduced. Stabilize.

この架橋反応は、酸素以外に窒素を介しても起こり得るものである。酸素と窒素の少なくともいずれかを含む官能基を有する反応性樹脂と、これら官能基と反応が可能な官能基を有する被反応性樹脂の組み合わせであれば架橋反応が起こることになり、樹脂組成物を構成する反応性樹脂の反応性官能基と被反応樹脂の官能基との組み合わせとしては、上述のエポキシ基とカルボニル基以外に以下のものがある。   This cross-linking reaction can occur even through nitrogen in addition to oxygen. If a combination of a reactive resin having a functional group containing at least one of oxygen and nitrogen and a reactive resin having a functional group capable of reacting with these functional groups, a crosslinking reaction will occur, and the resin composition As a combination of the reactive functional group of the reactive resin and the functional group of the resin to be reacted, there are the following in addition to the above-described epoxy group and carbonyl group.

エポキシ基は、上述のカルボニル基以外にカルボキシル基、エステル基、水酸基、アミノ基、ビニル基、無水マレイン酸基、オキサゾリン基と反応して付加重合する。これらの官能基を有する被反応樹脂を用いればよい。   The epoxy group undergoes addition polymerization by reacting with a carboxyl group, an ester group, a hydroxyl group, an amino group, a vinyl group, a maleic anhydride group, or an oxazoline group in addition to the above carbonyl group. A reaction resin having these functional groups may be used.

一方、反応性樹脂の官能基としてはエポキシ基以外にオキサゾリン基や無水マレイン酸基を有する反応性樹脂を用いることもできる。   On the other hand, as a functional group of the reactive resin, a reactive resin having an oxazoline group or a maleic anhydride group in addition to an epoxy group can be used.

このように樹脂組成物は酸素と窒素との少なくともいずれかを介して架橋された構造を有する。   Thus, the resin composition has a structure crosslinked through at least one of oxygen and nitrogen.

カーシートヒータのように発熱温度が40〜50℃と比較的低い場合には、PTC特性を発現する被反応樹脂として、低融点の樹脂である変性オレフィン系樹脂、例えばエチレン酢酸ビニル共重合体、エチレンアクリル酸エチル共重合体、エチレンメタクリル酸メチル共重合体、エチレンメタクリル酸共重合体、エチレンアクリル酸ブチル等のエステル系のエチレンコポリマーを用いることが好ましい。   When the exothermic temperature is relatively low as 40 to 50 ° C. like a car seat heater, a modified olefin resin that is a low melting point resin such as an ethylene vinyl acetate copolymer, It is preferable to use ester ethylene copolymers such as ethylene ethyl acrylate copolymer, ethylene methyl methacrylate copolymer, ethylene methacrylic acid copolymer, and ethylene butyl acrylate.

上述の被反応性樹脂と反応性樹脂は、それぞれ単独でも複合でも用いることが可能で目標値するPTC特性に応じて適宜選択される。   The above-mentioned reactive resin and reactive resin can be used either individually or in combination, and are appropriately selected according to the target PTC characteristics.

また、それ以外に、PTC特性の経時変化の許容範囲に応じて、反応性樹脂、被反応性樹脂単独でも用いることも可能である。   In addition, it is also possible to use a reactive resin or a reactive resin alone depending on the allowable range of change with time in PTC characteristics.

また、架橋反応は反応性樹脂を用いたが、反応性樹脂とは異なる架橋剤を用いることもできる。   Moreover, although reactive resin was used for the crosslinking reaction, the crosslinking agent different from reactive resin can also be used.

さらに、電子線などの架橋手段を用いることもできる。その場合は、上述の官能基を持たない被反応性樹脂が適用可能であり、また、反応性樹脂を用いる必要はない。   Furthermore, crosslinking means such as an electron beam can be used. In that case, the above-described reactive resin having no functional group is applicable, and it is not necessary to use a reactive resin.

以上のように、高分子抵抗体5を構成する樹脂の組成の最適化により、高分子抵抗体5の安定した膜厚のフィルム加工、優れた耐久性、信頼性を実現することができるが、高分子抵抗体5のPTC特性すなわち20℃と50℃の抵抗変化倍率が2倍以上得られないという課題を有する。   As described above, by optimizing the composition of the resin constituting the polymer resistor 5, it is possible to achieve stable film processing, excellent durability, and reliability of the polymer resistor 5, There is a problem that the PTC characteristic of the polymer resistor 5, that is, the resistance change magnification of 20 ° C. and 50 ° C. cannot be obtained twice or more.

そこで導電体として、平均粒子径の異なる複数種のカーボンブラック及びグラファイトを使用する。   Therefore, a plurality of types of carbon black and graphite having different average particle diameters are used as the conductor.

次に、面状発熱体1の作製方法について一例を述べる。   Next, an example of a method for manufacturing the planar heating element 1 will be described.

先ず、ポリエステル繊維の不織布からなる電気絶縁性基材2に直径0.05μmの銅―銀合金線19本を撚り線化したものを用い、ポリエステルの糸4で図1のA、Bで示す形状にミシンで縫製し、線条電極3を形成する。   First, the shape shown by A and B of FIG. 1 with the polyester thread | yarn 4 which used what twisted 19 copper-silver alloy wires with a diameter of 0.05 micrometer for the electrically insulating base material 2 which consists of a nonwoven fabric of a polyester fiber. The filament electrode 3 is formed by sewing with a sewing machine.

この時の1対の線条電極3の電極間距離は100mmとしている。次に、PTC特性を発現する被反応樹脂と反応性樹脂と導電体に混練混合して押出装置に連結されたTダイより押し出してフィルム状に成型する。このようにして高分子抵抗体5が作製される。   The distance between the electrodes of the pair of filament electrodes 3 at this time is 100 mm. Next, the resin to be reacted, the reactive resin, and the conductor that express the PTC characteristics are kneaded and mixed, extruded from a T die connected to an extrusion apparatus, and molded into a film. In this way, the polymer resistor 5 is manufactured.

なお、混練混合は、熱ロール、ニーダー、2軸混練機などの装置で行われる。   In addition, kneading | mixing mixing is performed with apparatuses, such as a hot roll, a kneader, and a biaxial kneader.

高分子抵抗体5の厚みは、特に限定されるものではないが、柔軟性、材料コスト、適正な抵抗値、加重が加わった時の強さの点で20〜200μmが適切であり、望ましくは30〜100μmがよい。   The thickness of the polymer resistor 5 is not particularly limited, but 20 to 200 μm is appropriate in terms of flexibility, material cost, appropriate resistance value, and strength when a load is applied. 30-100 micrometers is good.

次に、フィルム状に成型され、Tダイから押し出された高分子抵抗体5は、予め作製された線条電極3を取り付けた電気絶縁性基材2の線条電極3の存在する面とラミネータにより熱融着されて貼り合わされる。以上のようにして面状発熱体1が完成する。   Next, the polymer resistor 5 molded into a film and extruded from the T-die is composed of the surface of the electrically insulating base material 2 to which the prefabricated linear electrode 3 is attached and the laminator. Are heat-sealed and bonded together. The planar heating element 1 is completed as described above.

線条電極3と高分子抵抗体5、電気絶縁性基材2と高分子抵抗体5は、それぞれ熱融着により接合されることにより、線条電極3は電気絶縁性基材2と高分子抵抗体5との間に電気的に接続された状態で配置されている。   The linear electrode 3 and the polymer resistor 5, and the electrically insulating substrate 2 and the polymer resistor 5 are joined by thermal fusion, respectively. It arrange | positions in the state electrically connected between the resistors 5.

高分子抵抗体5は、柔軟性のあるシートまたはフィルムとすることにより、面状発熱体1に外力が加わっても電気絶縁性基材2と同様に高分子抵抗体5自体が外力に応じて伸びや変形を起こすので高分子抵抗体5の亀裂や破断などの破損が防止され、優れた耐久性を実現する。   The polymer resistor 5 is a flexible sheet or film, so that even if an external force is applied to the planar heating element 1, the polymer resistor 5 itself responds to the external force in the same manner as the electrically insulating substrate 2. Since elongation and deformation occur, breakage such as cracks and breaks of the polymer resistor 5 is prevented, and excellent durability is realized.

また、高分子抵抗体5をシートまたはフィルム状に形成することにより、印刷膜の高分子抵抗体よりもその膜厚を厚くすることができ、線条電極3との電気的接続および機械的接合の信頼性が高くなる。   Further, by forming the polymer resistor 5 in the form of a sheet or film, the film thickness can be made thicker than the polymer resistor of the printed film, and electrical connection and mechanical joining with the line electrode 3 can be achieved. The reliability will be higher.

さらに、連続で押出成型される高分子抵抗体5を線条電極3が取り付けられた電気絶縁性基材2に貼り合わせながら接着加工できるので生産性に優れ、低コストが実現できる。   Furthermore, since the polymer resistor 5 continuously extruded can be bonded while being bonded to the electrically insulating substrate 2 to which the filament electrode 3 is attached, the productivity is excellent and low cost can be realized.

また、高分子抵抗体5は、電気絶縁性基材2よりも伸びが同等かそれ以上とすることが好ましい。高分子抵抗体5の伸びを電気絶縁性基材2と同等かそれ以上とすることにより、機械的強度の強い電気絶縁性基材2が外力による伸びや変形を規制することができるの
でより優れた耐久性、信頼性が得られる。
The polymer resistor 5 preferably has an elongation equal to or greater than that of the electrically insulating substrate 2. By making the elongation of the polymer resistor 5 equal to or greater than that of the electrically insulating substrate 2, the electrically insulating substrate 2 having high mechanical strength can regulate elongation and deformation due to external force, and thus is more excellent. Durability and reliability.

また、高分子抵抗体5を電気絶縁性基材2と線条電極3上に配置することにより、予め線条電極3が取り付けられた電気絶縁性基材2に高分子抵抗体5を貼り付ける製法を採用することができる。この製法によれば、成型直後の高分子抵抗体5は温度が高い状態であるので容易に、かつ強固に線条電極3と電気絶縁性基材2に接着される。その結果、電気的接続、機械的接合が安定して得られる。   Moreover, the polymer resistor 5 is affixed to the electrical insulating base material 2 to which the linear electrode 3 is previously attached by disposing the polymeric resistor 5 on the electrical insulating base material 2 and the linear electrode 3. A manufacturing method can be adopted. According to this manufacturing method, since the polymer resistor 5 immediately after molding is in a high temperature state, the polymer resistor 5 is easily and firmly bonded to the linear electrode 3 and the electrically insulating substrate 2. As a result, electrical connection and mechanical joining can be obtained stably.

さらに、高分子抵抗体5を線条電極3に熱融着することにより、線条電極3の周囲に高分子抵抗体5の材料が移行し、線条電極3と高分子抵抗体5は点接着ではなく、面接着とすることができる。その結果、線条電極3と高分子抵抗体5の機械的接合と電気的接続が強固になり、面状発熱体1として電気的、機械的に安定したものが得られる。   Further, by thermally fusing the polymer resistor 5 to the filament electrode 3, the material of the polymer resistor 5 is transferred around the filament electrode 3, and the filament electrode 3 and the polymer resistor 5 Instead of bonding, surface bonding can be used. As a result, mechanical joining and electrical connection between the line electrode 3 and the polymer resistor 5 are strengthened, and an electrically and mechanically stable planar heating element 1 can be obtained.

以上のように構成された面状発熱体1は、座部6や背もたれ7に、電気絶縁性基材2が表面側になるように配置して用いることが好適である。すなわち、電気絶縁性基材2によるクッション性で線条電極3の厚みや固さによる凹凸間が座面で感じられず、着座感や背もたれ感を損なうことがない。   The planar heating element 1 configured as described above is preferably used by being disposed on the seat portion 6 or the backrest 7 so that the electrically insulating base material 2 is on the surface side. That is, with the cushioning property of the electrically insulating base material 2, the unevenness due to the thickness and hardness of the line electrode 3 is not felt on the seating surface, and the seating feeling and the backrest feeling are not impaired.

表1に、カーボンブラックのみを添加した場合(No.1、2)、グラファイトのみを添加した場合(No.3、4)、2種類のカーボンブラックと1種類のグラファイト(No.5、6)、1種類のカーボンブラックと2種類のグラファイト(No.7)、及び2種類のカーボンブラックと2種類のグラファイトを添加した場合(No.8)を示す。この結果より、以下のことが導き出される。   In Table 1, when only carbon black is added (No. 1, 2), when only graphite is added (No. 3, 4), two types of carbon black and one type of graphite (No. 5, 6) One type of carbon black and two types of graphite (No. 7), and two types of carbon black and two types of graphite are added (No. 8). From this result, the following can be derived.

Figure 2009117199
Figure 2009117199

すなわち、カーボンブラックのみ、グラファイトのみでは変化倍率(50℃の抵抗値/20℃の抵抗値)が2未満となる(No1〜4)。しかし、平均粒子径の比が3倍のカー
ボンブラックとグラファイトを混合添加させたもの(No.5、6)、平均粒子径の比が11倍のグラファイトとカーボンブラックを混合添加させたもの(No.7)、平均粒子径の比が3倍のカーボンブラックと平均粒子径の比が11倍のグラファイトを混合添加させたもの(No.8)では、変化倍率が3前後となる。なお、No.7、8の変化倍率はNo.5、6のそれより小さくなっているが、これは抵抗値が低下したためであると考えられ、変化倍率を低下させる効果が小さいわけではない。また、別の試験では、平均粒子径の比が小さいものは変化倍率は2未満の小さいものであった。
That is, the change magnification (resistance value at 50 ° C./resistance value at 20 ° C.) is less than 2 (No 1 to 4) only with carbon black and with graphite alone. However, a mixture of carbon black and graphite having a mean particle size ratio of 3 times (No. 5, 6), and a mixture of graphite and carbon black having a mean particle size ratio of 11 times (No. .7) In the case where carbon black having an average particle size ratio of 3 times and graphite having an average particle size ratio of 11 times are mixed and added (No. 8), the change magnification is about 3. In addition, No. The change magnification of 7 and 8 is No. Although it is smaller than that of 5 and 6, it is considered that this is because the resistance value has decreased, and the effect of reducing the change magnification is not small. In another test, the ratio of the average particle diameter was small, and the change ratio was small, less than 2.

本発明による面状発熱体は、構成が簡素で、PTC特性に特に優れる。この面状発熱体は、例えば連続した曲面や平面の組み合わせ等のある器具の表面形状に装着可能であるため、暖房用ヒータとして自動車の座席、ハンドル、その他の暖房を必要とする電気床暖房などの器具に適用できる。また、生産性に優れ低コストが図れるので応用商品の適用範囲が拡大される。   The planar heating element according to the present invention has a simple configuration and is particularly excellent in PTC characteristics. Since this planar heating element can be mounted on the surface shape of an appliance having, for example, a continuous curved surface or a combination of flat surfaces, an automobile floor, a handle, and other electric floor heating that requires heating as a heater for heating, etc. Applicable to any apparatus. In addition, since the productivity is excellent and the cost can be reduced, the application range of applied products is expanded.

本発明の実施の形態1における面状発熱体を示す平面図The top view which shows the planar heating element in Embodiment 1 of this invention 同面状発熱体の断面図Cross-sectional view of the same heating element 同面状発熱体を取り付けた自動車の座席を示す側面図Side view showing a car seat with the same heating element 同座席の正面図Front view of the seat 従来の面状発熱体の平面図Plan view of a conventional planar heating element 同面状発熱体の断面図Cross-sectional view of the same heating element 従来の面状発熱体の作製装置の一例の概略構成を示す断面図Sectional drawing which shows schematic structure of an example of the preparation apparatus of the conventional planar heating element

符号の説明Explanation of symbols

1 面状発熱体
2 電気絶縁性基材
5 高分子抵抗体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Planar heating element 2 Electrically insulating base material 5 Polymer resistor

Claims (7)

主成分が反応性樹脂を介して架橋された樹脂組成物と、複数種のカーボンブラック及びグラファイトから成る導電体と電気絶縁性基材とを備え、前記複数種のカーボンブラック及びグラファイトの平均粒子径が異なることを特徴とした高分子抵抗体から成る面状発熱体。 A resin composition in which a main component is crosslinked through a reactive resin, a conductor composed of a plurality of types of carbon black and graphite, and an electrically insulating substrate, and an average particle diameter of the plurality of types of carbon black and graphite A planar heating element comprising a polymer resistor characterized by different 2種のカーボンブラックの平均粒子径の比が3倍以上である請求項1に記載の面状発熱体。 The planar heating element according to claim 1, wherein the ratio of the average particle diameter of the two types of carbon black is 3 times or more. カーボンブラックの1種がサーマルブラックである請求項2に記載の面状発熱体。 The planar heating element according to claim 2, wherein one type of carbon black is thermal black. 2種のグラファイトの平均粒子径の比が10倍以上である請求項1に記載の面状発熱体。 The planar heating element according to claim 1, wherein the ratio of the average particle diameter of the two types of graphite is 10 times or more. 高分子抵抗体に含まれる樹脂組成物は、少なくともPTC特性を発現する被反応性樹脂と、反応性樹脂とからなる請求項1に記載の面状発熱体。 The planar heating element according to claim 1, wherein the resin composition contained in the polymer resistor comprises at least a reactive resin that exhibits PTC characteristics and a reactive resin. 高分子抵抗体に含まれる樹脂組成物は、主成分がカルボキシル基、カルボニル基、水酸基、エステル基、ビニル基、アミノ基、オキサゾリン基、無水マレイン酸基の少なくとも1種の官能基を含む被反応性樹脂と、主成分が前記被反応性樹脂の官能基とは異なるエポキシ基、オキサゾリン基、無水マレイン酸基の少なくとも1種の官能基を含む反応性樹脂とからなる請求項5に記載の面状発熱体。 The resin composition contained in the polymer resistor has a main component containing at least one functional group of carboxyl group, carbonyl group, hydroxyl group, ester group, vinyl group, amino group, oxazoline group, and maleic anhydride group. The surface according to claim 5, comprising a reactive resin and a reactive resin, the main component of which includes at least one functional group of an epoxy group, an oxazoline group, and a maleic anhydride group different from the functional group of the resin to be reacted. Heating element. 電気絶縁性基材は、織布、不織布の少なくとも1種から構成される請求項1に記載の面状発熱体。 The planar heating element according to claim 1, wherein the electrically insulating substrate is composed of at least one of a woven fabric and a nonwoven fabric.
JP2007289479A 2007-11-07 2007-11-07 Surface heating body Pending JP2009117199A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007289479A JP2009117199A (en) 2007-11-07 2007-11-07 Surface heating body

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007289479A JP2009117199A (en) 2007-11-07 2007-11-07 Surface heating body

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009117199A true JP2009117199A (en) 2009-05-28

Family

ID=40784112

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007289479A Pending JP2009117199A (en) 2007-11-07 2007-11-07 Surface heating body

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2009117199A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2123120B1 (en) Ptc resistor
US8519305B2 (en) Polymer heating element
JPWO2007110976A1 (en) Sheet heating element and seat using the same
JP2009199794A (en) Planar heating element
JP2008269914A (en) Flat heating element
JP4877066B2 (en) Resistor composition and planar heating element using the same
JP5217411B2 (en) Polymer heating element
JP2008300050A (en) Polymer heating element
JP2008293671A (en) Resistor composition, and surface heat generating body using this
JP2011003330A (en) Planar heating element and seat using the same
JP5125581B2 (en) Planar heating element
RU2401518C1 (en) Resistor with positive temperature coefficient
JP2009117199A (en) Surface heating body
JP2009009706A (en) Planar heating element
JP2010097793A (en) Planar heating element
JP2010257685A (en) Planar heating element
JP2008310967A (en) Surface heating element
JP2009193689A (en) Polymer resistor and its manufacturing method
JP2008293670A (en) Resistor composition, and surface heat generating body using this
JP2005108493A (en) Heating element
WO2023204022A1 (en) Planar unit, steering wheel, and production method for planar unit
JP2010257684A (en) Planar heating element
JP2010244971A (en) Surface heating body
JP2010129425A (en) Resistive element composition and heating element using this
JP2009176549A (en) Polymer heating element