JPH08264268A

JPH08264268A - 面状発熱材料及び面状発熱体

Info

Publication number: JPH08264268A
Application number: JP6391895A
Authority: JP
Inventors: Hidekazu Shimomori; 英一下森
Original assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date: 1995-03-23
Filing date: 1995-03-23
Publication date: 1996-10-11

Abstract

(57)【要約】【目的】局所発熱を十分に防止するとともに製造が容易
な面状発熱材料及び面状発熱体を提供すること。【構成】熱可塑性樹脂及び導電性粒子を有する発熱組成
物を面状に成形して形成された面状発熱材料２の一部の
領域２Ａの比抵抗値を他の領域２Ｂの比抵抗値より高く
し、面状発熱材料２の一部の領域２Ａが他の領域２Ｂよ
り放熱量が多くとも、放熱量の差を発熱量の差で補うよ
うにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、面状発熱材料及びこの
面状発熱材料を有する面状発熱体に関するもので、例え
ば、床暖房用ヒータ、道路や屋根の融雪用ヒータ、ある
いは、鏡の防曇用ヒータとして利用できる。

【０００２】

【背景技術】床暖房や道路の融雪等のため面状発熱体が
用いられている。この面状発熱体は、エチレン−エチル
アクリレート共重合体（ＥＥＡ）等の熱可塑性樹脂にカ
ーボンブラック等の導電性粒子を混和してなる発熱組成
物を面状に成形して形成された面状発熱材料に電極を設
けたものであり、この電極に電流を流すと、そのジュー
ル熱により面状発熱材料が発熱する構造である。

【０００３】面状発熱体は、その中央部領域において表
裏２方向に放熱されるが、その両端部領域において表裏
だけでなく側部を含む３方向に放熱されるから、中央部
領域は両端部領域よりも高温となる傾向がある。この傾
向により、比抵抗値が温度上昇とともに増大するという
正温度係数特性（ＰＴＣ特性）を有する面状発熱材料で
は、中央部の温度が両端部より高くなりすぎると、中央
部領域のみしか発熱しないという局所発熱が発生する。

【０００４】従って、床暖房等のため、複数の面状発熱
体を互いに所定間隔離して配置した場合、面状発熱体同
士の間の上部温度は面状発熱体の直上温度に比べて低
い。この局所発熱及び温度むらを防止するため、従来で
は、面状発熱体にアルミ板からなる均熱板を装着してい
るもの（従来例Ｉ）や、発熱体の厚みを変えて各領域の
比抵抗値を均一化したもの（特開平1-151191号；従来例
II）がある。また、液晶表示装置の温度制御に用いられ
るものとして、ガラスからなる絶縁性透明基板の上に導
電性薄幕を形成し、この導電性薄幕の両端部に電極を設
けたパネルヒータであって、導電性薄幕の比抵抗値を基
板の中央部と両側部とで変えたもの（特開平3-233886
号；従来例III ）がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来例Ｉでは、面状発
熱体の製造に際して、面状発熱材料の表裏いずれか全面
に所定厚さの均熱板を粘着しなければならず、その粘着
作業が煩雑であるという問題点がある。面状発熱材料の
全面に均熱板が貼付されず、面状発熱材料が露出してい
る部分があると、その露出部分と均熱板との間で温度差
が生じる。その上、従来例Ｉでは、均熱板が必要とされ
るから、面状発熱体のコストが高いものになるという問
題点がある。

【０００６】従来例IIでは、各領域の比抵抗値を均一化
するに止まり、各領域の放熱量の相違に起因する局所発
熱を十分に防止できないという問題点がある。さらに、
従来例IIでは、厚み分布の傾きが発生するので、不具合
が生じる。従来例III は専ら液晶表示素子の温度制御に
使用されるものであり、ガラス製基板は扱いにくいか
ら、道路や屋根の融雪用ヒータ、床暖房用ヒータ等の広
範な分野で利用できない。

【０００７】本発明の目的は、局所発熱を十分に防止す
るとともに製造が容易な面状発熱材料及び面状発熱体を
提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そのため、本発明は、熱
可塑性樹脂及び導電性粒子を有する発熱組成物から形成
された面状発熱材料において、一部の領域と他の領域と
の間で比抵抗値を相違させて前記目的を達成しようとす
るものである。具体的には、本発明の面状発熱材料は、
熱可塑性樹脂及び導電性粒子を有する発熱組成物を面状
に成形して形成された面状発熱材料であって、少なくと
も一部の領域の比抵抗値が他の領域の比抵抗値と異なる
ことを特徴とする。

【０００９】ここで、前記熱可塑性樹脂と前記導電性粒
子とを混練し押出成形により面状発熱材料を面状に成形
するものでもよい。また、前記導電性粒子の分散状態を
部分的に変化させることにより比抵抗値を部分的に変化
させるものでもよい。この場合、前記発熱組成物の中の
前記導電性粒子の濃度を変えないものでもよい。さら
に、前記導電性粒子をカーボンブラックとし、前記熱可
塑性樹脂をエチレン−エチルアクリレート共重合体とし
てもよい。また、比抵抗値の異なる２種類以上の前記発
熱組成物を共押出してもよい。

【００１０】また、本発明の面状発熱体は、前記面状発
熱材料と、この面状発熱材料に設けられた電極とを備え
たものもよい。この場合、比抵抗値の異なる領域の境界
を前記電極に対して平行としてもよい。さらに、本発明
の面状発熱体は、熱可塑性樹脂及び導電性粒子を有する
発熱組成物を面状に成形して形成された面状発熱材料
と、この面状発熱材料に設けられた電極とを備え、前記
電極を前記面状発熱材料の両側に配置し、前記面状発熱
材料の中央部領域に少なくとも１種類以上の導電材料を
配置したものでもよい。この場合、前記中央部領域とこ
の中央部領域の両側に配置された両端部領域との境界を
前記電極に対して平行としてもよい。

【００１１】

【作用】熱可塑性樹脂と導電性粒子とを備えた発熱組成
物を面状に押出成形して面状発熱材料を形成するにあた
り、発熱量を大きくしたい領域（例えば、放熱量の大き
い面状発熱材料の両側部）の比抵抗値を発熱量を小さく
したい領域（例えば、放熱量の小さい面状発熱材料の中
央部）の比抵抗値より大きくする。ここで、比抵抗値を
各領域で変化させるため、導電性粒子の分散状態を部分
的に変化させる。そのため、発熱組成物の中の導電性粒
子の濃度を同じ状態にして、押出成形で使用されるＴダ
イのリップ開度を変化させる。また、比抵抗値を各領域
で変化させるため、比抵抗値の異なる２種類以上の前記
発熱組成物を共押出する。

【００１２】この面状発熱材料の所定位置に電極を取り
付け、さらに、外装材を取り付けて面状発熱体を製造す
る。電極を通じて面状発熱材料に電流を流すと、面状発
熱材料が発熱するが、その発熱量は比抵抗値が大きい領
域が小さい領域より大きくなる。従って、面状発熱材料
の両端部領域が中央部領域より放熱量が多くとも、放熱
量の差を発熱量の差で補うことができるから、面状発熱
材料の発熱が各領域で均一となる。

【００１３】ここで、導電性粒子をカーボンブラックと
し、熱可塑性樹脂をエチレン−エチルアクリレート共重
合体とすれば、面状発熱材料が温度上昇とともに比抵抗
値が増大するという正温度係数特性（ＰＴＣ特性）を有
するものとなる。また、面状発熱体を、熱可塑性樹脂及
び導電性粒子を有する発熱組成物を面状に成形して形成
された面状発熱材料と、この面状発熱材料に設けられた
電極とを備え、電極を面状発熱材料の両側に配置し、面
状発熱材料の中央部領域に少なくとも１種類以上の導電
材料を配置した構造とすれば、電極間の電流は、その一
部が導電材料を流れることになるので、面状発熱材料の
中央部領域に流れる電流が少なくなり、この領域の発熱
量を小さくすることができる。

【００１４】

【実施例】以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。ここで、各実施例中、同一構成部分は同一符
号を付して説明を省略もしくは簡略にする。図１及び図
２には本発明の第１実施例の面状発熱体が示されてい
る。図１は面状発熱体の一部を破断した斜視図であり、
図２は、その平面図である。これらの図において、面状
発熱体１は、発熱組成物を平面矩形状に成形して形成さ
れた面状発熱材料としての発熱抵抗シート２と、電極３
と発熱組成物とを共押出成形して形成された被覆線材４
と、これらの発熱抵抗シート２及び被覆線材４をラミネ
ートした外装シート５とを備えて構成されている。

【００１５】発熱抵抗シート２は、押出成形法により発
熱組成物をシート状あるいはフィルム状の面状に成形さ
たものであり、その厚さは0.1 〜５mm、好ましくは、0.
1 〜２mmであり、その幅は2.5mm 〜6000mmであり、その
長さは制限はない。電極３は、電極用導線の単線３Ａを
互いに交差することなく複数本平行かつ平板状に一列に
並んで形成されており、この単線３Ａは太さが２mm以下
0.1mm 以上であるが、具体的な太さは単線３Ａの数との
関係で決定される。

【００１６】被覆線材４は長尺状に形成されており、発
熱抵抗シート２の両側において長さ方向に沿って２本融
着されている。被覆線材４と発熱抵抗シート２との融着
はヒートシール又は超音波シールにより行われる。被覆
線材４は、厚さ0.3mm 〜５mm、幅0.5mm 〜30mm、好まし
くは、１mm〜10mmの断面矩形状に形成され、その一側面
は発熱抵抗シート２の側面と同一面内にある。被覆線材
４は、電極用導線の単線３Ａを複数互いに交差すること
なく平行な状態で押出成形機のダイに通し、これらの電
極用導線とともに発熱組成物を押し出すという共押出法
により製造される。

【００１７】発熱抵抗シート２及び被覆線材４の発熱組
成物は、それぞれ熱可塑性樹脂及び導電性粒子を有し、
温度の上昇とともに抵抗値が増大する正温度係数特性
（ＰＴＣ特性）を備えたものである。この熱可塑性樹脂
としては、結晶性熱可塑性樹脂が好ましく、具体的に
は、ポリオレフィン樹脂及びその共重合樹脂、ポリアミ
ド系樹脂、ポリアセタール樹脂、熱可塑性ポリエステル
樹脂、ポリフェニレンオキシド及びノニル樹脂、ポリス
ルフォン等を挙げることができる。

【００１８】前記ポリオレフィン樹脂としては、例え
ば、高密度ポリエチレン、中、低密度ポリエチレン、直
鎖状低密度ポリエチレン等のポリエチレン類、アイソタ
クチックポリプロピレン、シンジオタクチックポリプロ
ピレン等のポリプロピレン類、ポリブテン、４−メチル
ペンテン−１樹脂等を挙げることができる。また、本実
施例においては、エチレン−プロピレン共重合体、エチ
レン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸共重
合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレ
ン−メチルアクリレート共重合体等のエチレン−アクリ
レート系共重合体、エチレン−塩化ビニル共重合体等の
オレフィンとビニル化合物との共重合体及びフッ素含有
エチレン系重合体、ならびに、これらの変成物も使用で
きる。

【００１９】前記酢酸ビニル系樹脂としては、例えば、
酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアセトアセタール、ポリビ
ニルブチラール等を挙げることができる。前記ポリアミ
ド樹脂としては、例えば、ナイロン６、ナイロン８、ナ
イロン11、ナイロン66、ナイロン610 等を挙げることが
できる。前記ポリアセタールは、単一重合体であっても
共重合体であってもよい。前記熱可塑性ポリエステル樹
脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポ
リブチレンテレフタレート等を挙げることができる。ま
た、前記結晶性熱可塑性樹脂としては、前記のほかに、
例えば、トランス−１，３−ポリイソプレン、シンジオ
タクチック−１，２−ポリブタジエン等のジエン系重合
体及び共重合体等も使用することができる。

【００２０】前記各種の結晶性熱可塑性樹脂は、１種単
独で用いてもよいし、２種以上をポリマーブレンド等と
して併用してもよい。もっとも、前記各種の結晶性熱可
塑性樹脂の中でも、高密度ポリエチレン、低密度ポリエ
チレン、直鎖状ポリエチレンやエチレン−酢酸ビニル共
重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体等のオ
レフィン系共重合体やトランス−１，４−ポリイソプレ
ン等が好ましい。前記各種の結晶性熱可塑性樹脂は、必
要に応じて他のポリマーや添加物との組成物として使用
することもできる。本実施例においては、発熱抵抗シー
ト２の発熱組成物に使用する熱可塑性樹脂、特に、結晶
性熱可塑性樹脂と、被覆線材４の発熱組成物に使用する
熱可塑性樹脂、特に、結晶性熱可塑性樹脂とは、互いに
同じ種類であってもよく、あるいは、相違してもよい。
もっとも、熱融着による接着性をより良好に保つために
は、通常、同じ種類のものを使用するのが望ましい。

【００２１】前記導電性粒子としては、例えば、カーボ
ンブラック粒子、グラファイト粒子等の粒状物、金属粉
体、金属酸化粉体等の粉状物、炭素繊維等の繊維状物等
を挙げることができる。これらの中でもカーボンブラッ
ク粒子、グラファイト粒子等の粒状物、特に、カーボン
ブラック粒子が好ましい。前記各種の導電性粒子は、１
種単独で用いてもよいし、２種以上を混合物として併用
してもよい。導電性粒子の粒径としては、特に制限はな
いが、例えば、平均粒径が通常10〜200 nm、好ましく
は、15〜100 nmである。導電性粒子が繊維状である場合
には、そのアスペクト比は通常１〜1000、好ましくは、
１〜100 程度である。

【００２２】本実施例においては、発熱抵抗シート２の
発熱組成物に使用する導電性粒子と、被覆線材４の発熱
組成物に使用する導電性粒子とは、互いに同じ種類であ
ってもよく、あるいは、相違してもよい。前記結晶性樹
脂と導電性粒子との配合割合は、重量比として、通常、
10〜80：90〜20、好ましくは、55〜75：45〜25である。
導電性粒子の配合割合がこの範囲より少ないと発熱抵抗
シート２や被覆線材４の抵抗値が大きくなり、多層面状
発熱体１が実用上、十分に発熱しないことがあり、一
方、導電性粒子の配合割合がこの範囲より多いと正温度
係数特性が十分に発現しないことになる。

【００２３】発熱抵抗シート２の発熱組成物の比抵抗値
は仕様や目的に応じて適宜選定することができるが、通
常の場合、10〜50000 Ω・cm、好ましくは、40〜20000
Ω・cmである。発熱抵抗シート２の中央部領域２Ａと両
端部領域２Ｂとでは導電性粒子の分散状態が変化してお
り、これらの領域２Ａ，２Ｂの境界は電極３に対して平
行である。即ち、中央部領域２Ａでは、導電性粒子同士
の間隔が小さく、トンネル電流が大きい。これに対し
て、両端部領域２Ｂでは、導電性粒子同士の間隔が大き
く、トンネル電流が小さい。従って、発熱組成物の比抵
抗値は、中央部領域２Ａより両端部領域２Ｂのほうが高
く、その比率は５％以上が好ましく、ＰＴＣ特性を有す
る場合では、５％以上５０％以下が好ましい。この比率
が５％未満であると、温度分布均一化の効果が少なくな
り、ＰＴＣ特性を有する場合では、５０％を越えると、
局所発熱を起こしやすくなる傾向を示す。

【００２４】被覆線材４の発熱組成物は、適正な正温度
係数特性を有するため、その比抵抗値は0.5 〜1000Ω・
cmであり、最大抵抗値と室温抵抗値との比が10³以上で
あり、かつ、室温抵抗値の１０倍の抵抗値を示す温度が
40〜80℃である。ただし、被覆線材４の発熱組成物は発
熱抵抗シート２の発熱組成物と同等又は低い比抵抗値を
示すものである。被覆線材４で使用される発熱組成物の
比抵抗値が発熱抵抗シート２で使用される発熱組成物の
比抵抗値より高い場合には、発熱抵抗シート２ではなく
被覆線材４において発熱するという不都合が生じる。前
記結晶性樹脂と導電性粒子とを混合し成形して発熱抵抗
シート２及び被覆線材４が得られるが、この成形時又は
成形後において前記発熱組成物中の熱可塑性結晶性樹脂
を架橋して発熱組成物を硬化させることが好ましい。こ
の発熱組成物を硬化させると、正温度特性が改良される
とともに、多層面状発熱体１の熱変形あるいは熱軟化等
による不良を防止することができる。

【００２５】結晶性熱可塑性樹脂の架橋は架橋剤及び／
又は放射線を利用して行うことができる。前記架橋剤
は、結晶性熱可塑性樹脂の種類に応じて、有機過酸化
物、硫黄化合物、オキシム類、ニトロソ化合物、アミン
化合物、ポリアミン化合物等から適宜選択して決定する
ことができる。例えば、前記結晶性熱可塑性樹脂がポリ
オレフィン系樹脂等である場合には、好適な架橋剤とし
て、例えば、有機過酸化物を利用することができる。こ
の有機過酸化物としては、例えば、ベンゾイルパーオキ
シド、ラウロイルパーオキシド、ジクミルパーオキシ
ド、tert−ブチルパーオキシド、tert−ブチルパーオキ
シベンゾエート、tert−ブチルクミルパーオキシド、te
rt−ブチルヒドロパーオキシド、２，５−ジメチル−
２，５−ジ（tert−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３、
１，１−ビス（tert−ブチルペルオキシイソプロピル）
ベンゼン、１，１−ビス（tert−ブチルペルオキシ）−
３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、ｎ−ブチル−
４，４−ビス（tert−ブチルペルオキシ）バレレート、
２，２−ビス（tert−ブチルペルオキシ）ブタン、tert
−ブチルペルオキシベンゼン等を挙げることができる。

【００２６】これらの中でも、特に、２，５−ジメチル
−２，５−ジ（tert−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３
等が好ましい。なお、これらの各種の有機過酸化物は１
種単独で使用してもよいし、必要に応じて、トリアリル
シアヌレートやジビニルベンゼン、トリアリルイソシア
ヌレート等の架橋補助剤を添加してもよい。前記有機過
酸化物の使用割合は、前記結晶性樹脂100 重量部に対し
て、通常、0.01〜５重量部、好ましくは、0.05〜２重量
部である。この割合が0.01重量部未満では、架橋化が不
十分となり、正温度係数特性が十分に発現しなかった
り、高温領域での抵抗の低下がみられる等の問題が生じ
やすい。一方、５重量部を越えると、架橋化度が高くな
りすぎて、成形性が低下したり、正温度係数特性の低下
する現象がみられることになる。

【００２７】外装シート５は、ポリエチレンテレフタレ
ート、ナイロン、ポリカーボネート、塩化ビニリデン、
ポリエチレン、ポリプロピレン等の耐熱性を有する樹脂
からシート状に構成されるものであり、その厚さは0.00
1mm 〜５mmであり、その長さは発熱抵抗シート２の長さ
より１mm〜100 mm長く、その幅は発熱抵抗シート２の幅
より１mm〜100 mm長い。外装シート５と発熱抵抗シート
２との間には図示しない粘着層が設けられている。この
粘着層は外装シート５と発熱抵抗シート２との剥離を防
止するためのものである。

【００２８】次に、第１実施例の面状発熱体１の製造方
法について図３及び図４を参照して説明する。まず、熱
可塑性樹脂と導電性粒子とを混練した状態で図３で示さ
れるＴダイ６又は図４で示されるＴダイ７を使用して発
熱抵抗シート２を押出成形で形成する。図３で示される
Ｔダイ６のリップ６０は、その開度が両側部６０Ａで大
きく中央部６０Ｂに向かうに従って絞られた形状であ
り、Ｔダイ６の両端部の温度が中央部の温度に比べて高
く設定されている。

【００２９】この構造のＴダイ６で熱可塑性樹脂及び導
電性粒子を有する発熱組成物を押し出すと、発熱組成物
は、リップ６０の両側部６０Ａで流れが大きく、その中
央部６０Ｂで流れが小さくなるので、発熱抵抗シート２
の両端部領域２Ｂでは導電性粒子同士の間隔が大きくな
り、中央部領域２Ａでは導電性粒子同士の間隔が小さく
なる。ここで、発熱組成物の中の導電性粒子の濃度は押
出される前後で変わらない。なお、Ｔダイ６のリップ６
０の形状とＴダイ６で成形された発熱抵抗シート２の断
面形状は同一ではない。

【００３０】図４で示されるＴダイ７のリップ７０は、
従来のＴダイのリップと同じ矩形形状であるが、その両
側部７０Ａにおいて配置される比抵抗値の大きい発熱組
成物と、その中央部７０Ｂにおいて配置される比抵抗値
の小さい発熱組成物とを共押出するものである。この構
造のＴダイ７で熱可塑性樹脂及び導電性粒子を有する発
熱組成物を押し出すと、発熱抵抗シート２の両端部領域
２Ｂでは比抵抗値が大きくなり、中央部領域２Ａでは比
抵抗値が小さくなる。

【００３１】さらに、電極３を構成する複数の電極用導
線の単線３Ａとともに発熱組成物を押し出して製造され
た被覆線材４を発熱抵抗シート２に２本融着し所定長さ
で切断する。その後、被覆線材４が融着された発熱抵抗
シート２の両面に外装フィルム５をそれぞれ重ね合わせ
る。このようにして製造された面状発熱体１では、電極
３を通じて発熱抵抗シート２に電流を流すと、発熱抵抗
シート２が発熱するが、その発熱量はその両端部領域２
Ｂで大きく、中央部領域２Ａで小さい。

【００３２】従って、第１実施例によれば、熱可塑性
樹脂及び導電性粒子を有する発熱組成物を面状に成形し
て形成された発熱抵抗シート２の両端部領域２Ｂを中央
部領域２Ａより比抵抗値を大きくしたから、発熱抵抗シ
ート２の両端部領域２Ｂが中央部領域２Ａより放熱量が
多くとも、放熱量の差を発熱量の差で補うことができ、
発熱抵抗シート２に局所発熱が生じることがない。しか
も、従来のような面状発熱体１と同じ大きさの均熱板は
不要とされるので、発熱抵抗シート２の製造が容易であ
る。

【００３３】この効果を確認するため、実験を行ったと
ころ、次の結果を得た。従来例では、中央部領域２Ａが
両端部領域２Ｂに比べて７℃程度高いが、第１実施例で
は、発熱抵抗シート２の両端部領域２Ｂを中央部領域２
Ａより比抵抗値を５％大きくした場合、面上の温度差が
１℃程度となった。また、従来例では、均熱板（厚さ0.
2mm のアルミシート）を装着しない状態で空気中に吊り
下げて発熱したところ、局所発熱が発生したが、第１実
施例では、発熱抵抗シート２の両端部領域２Ｂを中央部
領域２Ａより比抵抗値を５％大きくした場合、均熱板を
装着しなくとも、局所発熱は発生しない。さらに、床暖
房等のため、複数の面状発熱体を互いに10cm離して配置
した場合、従来例では、環境温度に依存するが、各面状
発熱体の間の温度は面状発熱体の直上の温度に比べて１
０℃〜５℃程度低下したが、第１実施例では、発熱抵抗
シート２の両端部領域２Ｂを中央部領域２Ａより比抵抗
値を５％大きくした場合、この温度差が７℃〜２℃まで
改善された。

【００３４】また、第１実施例では、導電性粒子をカ
ーボンブラックとし、熱可塑性樹脂をエチレン−エチル
アクリレート共重合体とすれば、発熱抵抗シート２が温
度上昇とともに比抵抗値が増大するという正温度係数特
性（ＰＴＣ特性）を有するものとなり、面状発熱体１の
オーバヒートを防止できる。さらに、第１実施例で
は、比抵抗値が部分的に相違する発熱抵抗シート２を押
出成形によって成形したから、発熱抵抗シート２の製造
がこの点からも容易となる。

【００３５】また、発熱抵抗シート２の比抵抗値を部
分的に相違させるため、図３で示されるＴダイ６を使用
して導電性粒子の分散状態を部分的に変化させれば、発
熱組成物を複数種類用意する必要がない。これに対し
て、発熱抵抗シート２の比抵抗値を部分的に相違させ
るため、比抵抗値の異なる２種類以上の前記発熱組成物
を共押出すれば、従来使用しているＴダイ７をそのまま
使用できる。さらに、発熱抵抗シート２の中央部領域
２Ａと両端部領域２Ｂとの境界を電極３に対して平行と
したから、電極３の配置方向に沿って発熱抵抗シート２
の局所発熱を確実に阻止することができる。

【００３６】次に、本発明の第２実施例を図５に基づい
て説明する。図５は、第２実施例の面状発熱体の一部を
破断した斜視図である。図５において、第２実施例の面
状発熱体１０は、発熱組成物を平面矩形状に成形して形
成された面状発熱材料としての発熱抵抗シート１２と、
前記電極３と発熱組成物とを共押出成形して形成された
前記被覆線材４と、これらの発熱抵抗シート１２及び被
覆線材４をラミネートした前記外装シート５と、発熱抵
抗シート１２の中央部領域１２Ａの一面に設けられた少
なくとも１種類以上の導電材料１８とを備えて構成され
ている。発熱抵抗シート１２は、発熱抵抗シート２と同
じ発熱組成物を押出成形して形成され、その外形形状が
発熱抵抗シート２と同じであるが、発熱抵抗シート２と
は異なり、その中央部領域１２Ａと両端部領域１２Ｂと
では比抵抗値の差はない。導電材料１８が設けられた中
央部領域１２Ａと両端部領域１２Ｂとの境界は電極３に
対して平行である。

【００３７】導電材料１８は、発熱抵抗シート１２を構
成する発熱組成物と同じ組成物又は異なる組成物からな
る素材シート、あるいは、導電シートでもよい。導電材
料材料１８を素材シートとした場合では、導電材料１８
を発熱抵抗シート１２と共押出し、あるいは、接着剤等
を使用してラミネートする。素材シートからなる導電材
料１８を発熱抵抗シート１２の中央部領域１２Ａに設け
れば、発熱抵抗シート１２の中央部領域１２Ａの断面積
が大きくなり、中央部領域１２Ａの比抵抗値が低下す
る。

【００３８】導電材料１８を導電シートとした場合、こ
の導電シートは金属箔、金属板、導電性ペイント等であ
る。この導電シートを発熱抵抗シート１２にラミネート
する。導電シートからなる導電材料１８を発熱抵抗シー
ト１２の中央部領域１２Ａに設ければ、一対の電極３間
を流れる電流の一部は発熱抵抗シート１２を通らないで
抵抗値低下材料１８を通ることになるので、中央部領域
１２Ａの比抵抗値が低下する。従って、第２実施例によ
れば、第１実施例のと同じ効果を達成できる他に、
発熱抵抗シート１２の中央部領域１２Ａに少なくとも１
種類の導電材料１８を設けたから、発熱抵抗シート１２
として従来の面状発熱材料を利用できる。さらに、導電
材料１８が設けられた中央部領域１２Ａと両端部領域１
２Ｂとの境界を電極３に対して平行にしたから、、電極
３の配置方向に沿って発熱抵抗シート１２の局所発熱を
確実に阻止することができる。

【００３９】なお、本発明では、前記実施例の構成に限
定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲
であれば次に示す変形例を含むものである。例えば、本
発明では、第１実施例の発熱抵抗シート２の中央部領域
２Ａに第２実施例の導電材料１８を設ける構造でもよ
い。さらに、前記各実施例では、面状発熱材料である発
熱抵抗シート２，１２に電極３を設けて面状発熱体１，
１０を製造したが、本発明では、発熱抵抗シート２，１
２に必ずしも電極３を設けず、発熱抵抗シート２，１２
を他の用途、例えばホットプレート等の部品、異方導電
性シートとしての用途、あるいは、領域により加熱温度
が違う必要のある用途としてもよい。また、前記各実施
例では、比抵抗値が相違する領域を発熱抵抗シート２，
１２の中央部領域２Ａ，１２Ａと電極３が設けられた両
端部領域２Ｂ，１２Ｂとしたが、本発明では、比抵抗値
が相違する領域は限定されない。

【００４０】さらに、前記各実施例では、発熱抵抗シー
ト２，１２の発熱組成物に正温度係数特性（ＰＴＣ特
性）を持たせるため、導電性粒子をカーボンブラックと
し、熱可塑性樹脂をエチレン−エチルアクリレート共重
合体としたが、本発明では、発熱抵抗シート２，１２を
構成する発熱組成物は必ずしも正温度係数特性を備えた
ものでなくてもよい。また、前記各実施例では、被覆線
材４を、複数本の単線を平行にかつ平板状に配列した電
極線群３と発熱組成物とを共押出成形して形成し、か
つ、断面矩形状としたが、本発明では、被覆線材４に設
けられる電極を、複数の単線を縒って断面円形状に形成
したものや１本の太い単線から形成したものでもよく、
さらには、多層面状発熱体１を発熱抵抗シート２自体に
電極用導線の単線を縒って形成した電極線又は１本の太
い電極線を設けた構造のものでもよい。さらに、被覆線
材４に電極線群３を一列に配列して設けたが、本発明で
は、電極線群３を複数列に配列して設けてもよい。

【００４１】また、被覆線材４は発熱抵抗シート２に２
本融着されたが、被覆線材４の本数は３本以上であって
もよい。さらに、被覆線材４の一端面と発熱抵抗シート
２の端面とを同一面内としたが、被覆線材４と発熱抵抗
シート２との融着位置はこれに限定されるものではな
く、例えば、被覆線材４の端部を発熱抵抗シート２の端
面から外側に所定長さずらしたものでもよい。また、被
覆線材４に凹みを設け、この凹みに被覆線材４を埋設す
る構造としてもよい。また、被覆線材４の断面形状は、
台形、三角形、五角形等の種々の形状でよい。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、熱可塑性樹脂及び導電
性粒子を有する発熱組成物を面状に成形して形成された
面状発熱材料の少なくとも一部の領域の比抵抗値が他の
領域の比抵抗値と異なるようにしたから、面状発熱材料
の一部の領域が他の領域より放熱量が多くとも、放熱量
の差を発熱量の差で補うことができ、面状発熱材料に局
所発熱が生じることがない。その上、従来のような面状
発熱体と同じ大きさの均熱板が不要とされるので、面状
発熱材料の製造が容易となる。従って、複数の面状発熱
体を互いに所定間隔離して配置した場合、面状発熱体同
士の間の上部温度と面状発熱体の直上温度との相違が少
なくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る面状発熱体の一部を
破断した斜視図である。

【図２】図１の平面図である。

【図３】面状発熱材料を押し出す際に使用されるＴダイ
の斜視図である。

【図４】面状発熱材料を異なる方法で押し出す際に使用
されるＴダイの斜視図である。

【図５】本発明の第２実施例に係る面状発熱体の一部を
破断した斜視図である。

【符号の説明】

１，10 面状発熱体２，12 面状発熱材料としての発熱抵抗シ
ート 2A,12A 中央部領域 2B,12B 両端部領域３電極４被覆線材１８導電材料

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱可塑性樹脂及び導電性粒子を有する発熱
組成物を面状に成形して形成された面状発熱材料であっ
て、少なくとも一部の領域の比抵抗値が他の領域の比抵
抗値と異なることを特徴とする面状発熱材料。
【請求項２】請求項１記載の面状発熱材料において、前
記熱可塑性樹脂と前記導電性粒子とを混練し押出成形に
より面状に成形されることを特徴とする面状発熱材料。
【請求項３】請求項１又は２記載の面状発熱材料におい
て、前記導電性粒子の分散状態を部分的に変化させるこ
とにより比抵抗値を部分的に変化させることを特徴とす
る面状発熱材料。
【請求項４】請求項３記載の面状発熱材料において、前
記発熱組成物の中の前記導電性粒子の濃度を変えないで
分散状態のみを変化させたことを特徴とする面状発熱材
料。
【請求項５】請求項３又は４記載の面状発熱材料におい
て、前記導電性粒子はカーボンブラックであり、前記熱
可塑性樹脂はエチレン−エチルアクリレート共重合体で
あることを特徴とする面状発熱材料。
【請求項６】請求項２記載の面状発熱材料において、比
抵抗値の異なる２種類以上の前記発熱組成物を共押出し
たことを特徴とする面状発熱材料。
【請求項７】請求項１から６のいずれかに記載の面状発
熱材料と、この面状発熱材料に設けられた電極とを備え
たことを特徴とする面状発熱体。
【請求項８】請求項７記載の面状発熱材料において、比
抵抗値の異なる領域の境界が前記電極に対して平行であ
ることを特徴とする面状発熱体。
【請求項９】熱可塑性樹脂及び導電性粒子を有する発熱
組成物を面状に成形して形成された面状発熱材料と、こ
の面状発熱材料に設けられた電極とを備えた面状発熱体
であって、前記電極を前記面状発熱材料の両側に配置
し、前記面状発熱材料の中央部領域に少なくとも１種類
以上の導電材料を配置したことを特徴とする面状発熱
体。
【請求項１０】請求項９記載の面状発熱材料において、
前記中央部領域とこの中央部領域の両側に配置された両
端部領域との境界が前記電極に対して平行であることを
特徴とする面状発熱体。