KR100838919B1 - 유연성 ｐｔｃ 발열체와 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 의한 유연성 PTC 발열체는 다음 중 어느 하나의 구성을 갖는다. 전극과 PTC 저항체의 일부가 유연성 기재에 함침되어 있다. 유연성 기재가, 표면에 요철 형상을 마련한 수지 발포체 또는 고무재로 이루어진다. 전극과 PTC 저항체 중 적어도 한쪽에 마련된 신장 변형부를 갖는다. 유연성 기재가 접착성을 갖고, 유연성 기재나 유연성 피복재가 신장 규제부를 갖는다. 그 때문에 유연성이 풍부하고, 진동 내구성이 우수하다.
Description
도 1(a)는 본 발명의 실시예 1에 의한 PTC 발열체의 구성을 나타내는 일부 절결 평면도,
도 1(b)는 도 1(a)의 PTC 발열체의 X-Y 위치에서의 단면도,
도 2는 본 발명의 실시예 2에 의한 PTC 발열체의 단면도,
도 3은 본 발명의 실시예 3에 의한 PTC 발열체의 단면도,
도 4는 본 발명의 실시예 4에 의한 PTC 발열체의 단면도,
도 5는 본 발명의 실시예 6에 의한 PTC 발열체의 단면도,
도 6(a)는 본 발명의 실시예 7에 의한 PTC 발열체의 일부 절결 평면도,
도 6(b)는 도 6(a)의 PTC 발열체의 X-Y 위치에서의 단면도,
도 7은 본 발명의 실시예 8에 의한 PTC 발열체의 단면도,
도 8은 본 발명의 실시예 9에 의한 PTC 발열체의 단면도,
도 9(a)는 본 발명의 실시예 11에 의한 PTC 발열체의 일부 절결 평면도,
도 9(b)는 도 9(a)의 PTC 발열체의 X-Y 위치에서의 단면도,
도 10은 본 발명의 실시예 12에 의한 PTC 발열체의 일부 절결 평면도,
도 11(a)는 본 발명의 실시예 13에 의한 PTC 발열체의 일부 절결 평면도,
도 11(b)는 도 11(a)의 PTC 발열체의 X-Y 위치에서의 단면도,
도 12는 본 발명의 실시예 14에 의한 PTC 발열체의 일부 절결 평면도,
도 13은 본 발명의 실시예 15에 의한 PTC 발열체의 평면도,
도 14(a)는 본 발명의 실시예 16에 의한 PTC 발열체의 일부 절결 평면도,
도 14(b)는 도 14(a)의 PTC 발열체의 X-Y 위치에서의 단면도,
도 15(a)는 본 발명의 실시예 17에 의한 PTC 발열체의 일부 절결 평면도,
도 15(b)는 도 15(a)의 PTC 발열체의 X-Y 위치에서의 단면도,
도 16은 본 발명의 실시예 18에 의한 PTC 발열체의 일부 절결 평면도,
도 17은 본 발명의 실시예 19에 의한 PTC 발열체의 단면도,
도 18은 본 발명의 실시예 20에 의한 PTC 발열체의 단면도,
도 19(a)는 본 발명의 실시예 21에 의한 PTC 발열체의 일부 절결 평면도,
도 19(b)는 도 19(a)의 PTC 발열체의 X-Y 위치에서의 단면도,
도 20(a)는 본 발명의 실시예 22에 의한 PTC 발열체의 일부 절결 평면도,
도 20(b)는 도 20(a)의 PTC 발열체의 주요부 단면도,
도 21은 본 발명의 실시예 23에 의한 PTC 발열체의 일부 절결 평면도,
도 22는 본 발명의 실시예 24에 의한 PTC 발열체의 일부 절결 평면도,
도 23(a)는 본 발명의 실시예 25에 의한 PTC 발열체의 일부 절결 평면도,
도 23(b)는 도 23(a)의 PTC 발열체의 X-Y 위치에서의 단면도,
도 24는 본 발명의 실시예 26에 의한 PTC 발열체의 주요부 단면도,
도 25(a)는 본 발명의 실시예 27에 의한 PTC 발열체의 일부 절결 평면도,
도 25(b)는 도 25(a)의 PTC 발열체의 X-Y 위치에서의 단면도,
도 26은 본 발명의 실시예 28에 의한 PTC 발열체의 단면도,
도 27은 본 발명의 실시예 28에 의한 PTC 발열체의 변형 이미지도,
도 28은 본 발명의 실시예 29에 의한 PTC 발열체의 단면도,
도 29(a)는 본 발명의 실시예 30에 의한 PTC 발열체의 일부 절결 평면도,
도 29(b)는 도 29(a)의 PTC 발열체의 X-Y 위치에서의 단면도,
도 30(a)는 본 발명의 실시예 31에 의한 PTC 발열체의 일부 절결 평면도,
도 30(b)는 도 30(a)의 PTC 발열체의 X-Y 위치에서의 단면도,
도 31(a)는 본 발명의 실시예 31에 의한 PTC 발열체의 유연성 섬유 기재의 이미지도,
도 31(b)는 도 31(a)에서의 유연성 섬유 기재의 변형시에 개구부 형상이 변화되는 모양을 도시하는 도면,
도 32(a)는 본 발명의 실시예 32에 의한 PTC 발열체의 일부 절결 평면도,
도 32(b)는 도 32(a)의 PTC 발열체의 X-Y 위치에서의 단면도,
도 33(a)는 본 발명의 실시예 33에 의한 PTC 발열체의 일부 절결 평면도,
도 33(b)는 도 33(a)의 PTC 발열체의 X-Y 위치에서의 단면도,
도 34(a)는 본 발명의 실시예 34에 의한 PTC 발열체의 일부 절결 평면도,
도 34(b)는 도 34(a)의 PTC 발열체의 X-Y 위치에서의 단면도,
도 34(c)는 도 34(b)의 주요부 확대 단면도,
도 35(a)는 본 발명의 실시예 35에 의한 PTC 발열체의 일부 절결 평면도,
도 35(b)는 도 35(a)의 PTC 발열체의 X-Y 위치에서의 단면도,
도 36은 본 발명의 실시예 36에 의한 PTC 발열체의 일부 절결 평면도,
도 37은 본 발명의 실시예 37에 의한 PTC 발열체의 일부 절결 평면도,
도 38(a)는 본 발명의 실시예 38에 의한 PTC 발열체의 일부 절결 평면도,
도 38(b)는 도 38(a)의 PTC 발열체의 X-Y 위치에서의 단면도,
도 39(a)는 본 발명의 실시예 39에 의한 PTC 발열체의 일부 절결 평면도,
도 39(b)는 도 39(a)의 PTC 발열체의 X-Y 위치에서의 단면도,
도 40(a)는 본 발명의 실시예 40에 의한 PTC 발열체의 일부 절결 평면도,
도 40(b)는 도 40(a)의 PTC 발열체의 X-Y 위치에서의 단면도,
도 41은 본 발명의 실시예 41에서의, 유연성 PTC 발열체를 내장한 좌석의 단면도,
도 42(a)는 종래의 PTC 발열체의 일부 절결 평면도,
도 42(b)는 도 42(a)의 PTC 발열체의 X-Y 위치에서의 단면도이다.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1, 12, 13 : 유연성 기재
2 : 빗살형 전극
2A, 38 : 주전극
2B, 2C, 39 : 보조 전극
3 : PTC 저항체
4, 16, 17 : 유연성 피복재
5, 7, 9 : 함침 조정 부직포
6 : 내열 섬유 부직포
8, 19 : 열융착 필름
10 : 스펀 본드
11 : 스펀 레이스
14 : 수지 발포체
15 : 수지네트
20 : 요철 형상
21 : 스티치 가공부
32, 37, 51A : 개구부
36 : 직교 섬유 부직포
40 : 도전선
41 : 흡습체
51, 56 : 유연성 메시 기재
52 : 유연성 지지 기재
57 : 신축 규제재
58 : 피혁
59, 72 : 관통 구멍
66 : 단자부
67, 71 : 도전성 박재
69 : 밴더
69A : 크림 땜납 패턴
70 : 리드선
본 발명은 카시트히터나, 핸들히터 등에 이용되며, 유연성을 갖고 임의의 곡면 형상으로 장착 가능하고, 또한 자기온도 조절기능을 갖는 유연성 PTC 발열체와 그 제조 방법에 관한 것이다.
종래의 PTC 발열체의 구조를 도 42(a), (b)에 나타낸다. 종래의 PTC 발열체는, 기재(200) 상에, 한 쌍의 빗살형 전극(이하, 전극)(201, 202)과 이것에 의해 급전되는 위치에 PTC 저항체(이하, 저항체)(203)를 갖는다. 기재(200)는, 세라믹이나 절연 처리된 금속판, 또는 폴리에스테르 필름 등의 유연성이 전혀 없거나, 또는 유연성이 부족한 재료로 이루어진다. 전극(201, 202)은 도전성 페이스트를 인쇄·건조하여 얻어진다. 저항체(203)는 PTC 조성물 잉크(이하, PTC 잉크)를 인쇄·건조하여 얻어진다. 그리고 기재(200)와, 기재(200)와 동일한 재질의 피복재(204)는 전극(201, 202)과 PTC(203)를 피복하여 보호한다. 또, 도 42(a)에서는 저항체(203), 피복재(204)를 일부 절결하여 나타내고 있다.
기재(200), 피복재(204)로서 폴리에스테르 필름을 이용하는 경우, 피복재(204)에 예컨대 폴리에틸렌계의 열융착성 수지를 미리 접착해 놓는다. 이것을 거쳐서 기재(200), 전극(201, 202), 저항체(203)와 피복재(204)가 접합된다. PTC 저항체는 종래, 과전류 보호 소자나 소형이고 특수한 형상의 발열체로서, 예컨대 자동차의 도어미러 등의 이슬·서리 제거용으로서, 절곡 등의 기계적 압력이 가해지지 않도록 고정하여 이용되고 있다. 또, 실용상은 급전을 위해 단자가 필요하지만, 도시하지 않는다.
저항체(203)를 형성하는 PTC 잉크로서는, 결정성 고분자로 이루어지는 베이스 폴리머와, 카본블랙(carbon black), 금속분말, 흑연 등의 도전성 물질을 용매에 분산하여 이루어진다. 이러한 잉크는 일본 특허 공개 소화 제56-13689호 공보, 일본 특허 공개 평성 제6-96843호 공보, 일본 특허 공개 평성 제8-120182호 공보 등에 개시되어 있다.
저항체(203)는, 온도상승에 의해 저항치가 상승하여, 임의의 온도에 달하면 저항치가 급격히 증가하여 자기온도조절을 하는 특성을 갖고 있다. 이러한 저항온도 특성을 PTC(Positive Temperature Coefficient) 특성이라고 부르고, 이 PTC 특성을 갖는 저항체를 PTC 저항체라 칭하고 있다. 이 특성은, 온도상승에 의한 결정성 고분자의 체적팽창에 의해 도전성 물질의 도전 버스가 절단되고, 그에 따라 저항이 상승함으로써 발현된다고 생각되고 있다.
그러나, 종래의 PTC 발열체는, 상술한 바와 같이 유연성이 부족한 기재(200) 상에 형성되어 있기 때문에, 카시트안에 내장되어, 신체에 적합하게 하는 용도나, 핸들 등의 곡면형상물에 장착할 수가 없다.
수지나 엘라스토머(elastomer) 등의 유연성 수지 필름을 기재(200)에 이용하면 일시적으로 유연성을 갖는 PTC 발열체로 하는 것은 가능하다. 그러나, 신장 등의 기계적 응력이 가해진 경우에 전극(201, 202)이나 저항체(203)에 단선이나 균열을 발생시킬 가능성이 있다. PTC 특성의 발현은 결정성 고분자의 열적 부피변화에 따라 도전성 물질의 연쇄 상태가 변화하는 것에 의한 것이다. 따라서, 기재의 물리적 및 기계적 치수 변화가 PTC 저항체의 특성에 현저한 영향을 주는 것은 용이하게 상상할 수 있다. 그 때문에, 유연성을 갖고, 반복하여 절곡 부하가 걸리는 실용 환경 하에서의 사용에 견디는 PTC 발열체는 개발되어 있지 않다.
본 발명의 유연성 PTC 발열체는, 인쇄에 의해 전극과 그것에 급전되는 PTC 저항체를 갖고, 다음 어느 하나의 구성을 갖는다.
1) 전극과 PTC 저항체의 일부가 유연성 기재에 함침(含浸)되어 있다.
2) 유연성 기재가, 표면에 요철 형상을 마련한 수지 발포체(resin foam material) 또는 고무재로 이루어진다.
3) 전극과 PTC 저항체 중 적어도 한쪽에 마련한 신장 변형부를 갖는다.
4) 유연성 기재가 접착성을 갖고, 유연성 기재나 유연성 피복재가 신장 규제부를 갖는다.
이하, 본 발명의 실시예를 설명한다. 또, 동일한 구성을 이루는 것에는 동일한 부호를 부여하여 설명하고, 상세한 설명을 생략한다.
(실시예 1)
도 1(a)는 본 실시예의 PTC 발열체를 나타내는 일부 절결 평면도, 도 1(b)는 X-Y 위치에서의 단면도이다. 유연성 기재(이하, 기재)(1)는, 가스 배리어성과 방수성을 갖고, 잉크 등의 액을 함침한다. 예컨대, 긴 섬유로 이루어지는 폴리에스테르 부직포의 표면에 폴리우레탄계 핫멜트 필름(polyurethane hot melting film)을 접합하여 구성되어 있다. 빗살형 전극(이하, 전극)(2)은 은이나 카본블랙 등의 도전성 입자를 수지용액 중에 분산시켜 이루어지는 도전성 페이스트를 스크린 인쇄하여, 건조하여 얻어진다. PTC 저항체(이하, 저항체)(3)는 PTC 잉크를 스크린 인쇄하고, 건조하여 얻어진다. 또, 도전성 페이스트 및 PTC 잉크는 모두 유연성이 있는 수지계 바인더를 포함하고 있기 때문에, 건조후 형성되는 인쇄물은 어느 정도의 유연성을 유지하고 있다. 유연성 피복재(이하, 피복재)(4)는 가스 배리어성과 방수성을 갖고, 기재(1) 전체를 피복하여 전극(2)과 저항체(3)를 보호한다. 피복재(4)는 긴 섬유로 이루어지는 폴리에스테르 부직포의 표면에 폴리에스테르계 핫멜트 필름을 접합하여 구성하고, 폴리에스테르계 핫멜트 필름측에서, 기재(1)와 접착되어 있다.
PTC 잉크는 예컨대 이하의 순서로 제작한다. 에틸렌초산 비닐 공중합체와 폴리에틸렌 수지 등의 결정성 수지와, 카본블랙과, 화학 가교제(chemical cross linker)나 커플링제 등의 친화성 부여제(affinity providing agent)를 소정량 혼련한다(kneaded). 그 후에, 열 처리를 하여 혼련물을 얻는다. 계속해서, 이것을 분쇄하여, 그 분쇄품과 아크릴니트릴 브타디엔고무계 접착제 등의 유연성 바인더를 3개 롤로 개어 으깬다. 또한 그것을 용제로 희석한다. 이렇게 하여 PTC 잉크를 얻을 수 있다.
또, 본 실시예에서는 전극(2)을 빗살형으로 구성하고 있다. 이와 같이 함으로써, 저항체(3)에 효율적으로 급전할 수 있다.
이 구성에 의해, 전극(2)과 저항체(3)를 구성하는 재료의 일부는 기재(1)에 함침되어 있다. 또, 함침의 정도가 클수록, PTC 발열체의 진동 내구성(加振耐久性)은 양호하다. 진동 내구성이란, 카시트히터로서의 유연성 평가의 하나이며, 인간의 무릎을 상정하여 직경 165㎜의 반원구를 카시트 좌면(座面)보다 50㎜ 눌러 내리는 것을 반복한다. 이 평가에서는, 실용상 100만회 이상의 진동 회수에서도 저항치 변화가 10% 이하인 것이 요구되어 있다.
액 함침성이 없는 폴리에스테르 필름을 이용하여 본 실시예와 마찬가지로 하여 PTC 발열체를 제작하여, 상기 평가를 하면, 대략 30만회에 빗살형 전극 단선에 의한 저항치 상승을 발생시킨다. 이것에 대하여, 액 함침성을 갖는 기재(1)를 이용한 본 실시예에서의 PTC 발열체는 목표 사양을 제거한다. 저항치 변화가 10%에 도달하기까지의 진동 회수는 130만회이다. 또한, 함침 유지성을 더 높인 단(短)섬 유로 이루어지는 기재를 이용한 PTC 발열체에서는, 진동 회수 300만회까지 양호하다. 이와 같이, 진동 내구성은 도전성 페이스트와 PTC 잉크를 함침하기 쉬운 기재일수록 우수하다.
또, 기재(1)를 구성하는 폴리우레탄계 핫멜트 필름은 전극(2)을 형성하는 도전성 페이스트나 저항체(3)를 형성하는 PTC 잉크의 건조 온도 이하의 융점을 갖는다. 구체적으로는, 도전성 페이스트나 PTC 잉크의 건조 온도는 150℃, 핫멜트 필름의 융점은 대략 120℃이다. 이것 때문에 핫멜트 필름을 접합하는 온도에 있어서 도전성 페이스트나 PTC 잉크는 유동성을 갖고, 기재(1)에 함침할 수 있다.
또한, 전극(2)과 저항체(3)는, 전주(全周)를 가스 배리어성과 방수성을 갖는 기재(1)와 피복재(4)에 의해 덮여 있다. 이 때문에, 열화인자인 산소나, 수증기, 수분 등의 외기와의 접촉이 확실히 방지되어 신뢰성이 높은 PTC 발열체가 제공된다.
(실시예 2)
도 2는 실시예 2에 의한 PTC 발열체를 나타내는 단면도이다. 기재 이외의 구성은 실시예 1과 마찬가지다. 또, 유연성 피복재는 도시하지 않는다. 기재는 함침 조정 부직포(이하, 부직포)(5)로 이루어진다. 부직포(5)는 내열 섬유 부직포(이하, 부직포)(6)에 수지 코팅재를 적량 함침·건조하여 얻어진다. 또, 부직포(6)는 섬유 직교 섬유로 이루어지는 폴리에스테르 부직포이다. 부직포(5) 위에, 도전성 페이스트를 인쇄·건조하여 이루어지는 전극(2)과, 또 그 위에, PTC 잉크를 인쇄·건조하여 저항체(3)가 구성되어 있다.
기재가 부직포(5)로 이루어짐으로써 제작시에는 도전성 페이스트나 PTC 저항체 잉크가 투과하는 것이 방지되어, 양호한 스크린 인쇄를 할 수 있다. 이에 따라, 도포량과 저항치가 확실히 관리된다. 인쇄 도포량은 판의 메시나 그 잉크의 점도 등의 인쇄 조건에 의존한다. 또한 기재(1)의 표면 성상(性狀), 즉 표면의 평활성이나 함침성 등에 의해도 크게 영향을 받는다. 그 때문에, 코팅재를 적량 함침시켜 표면을 조정한 후에 도전성 페이스트나 PTC 잉크를 인쇄 도포한다. 이와 같이 함으로써 항상 안정한 도포량이 확보되고, 적정한 품질의 PTC 발열체가 제공된다. 또한, 코팅재에 유연성 수지를 이용함으로써 PTC 발열체의 유연성을 손상하지 않는다.
또한, 부직포(5) 상의 전극(2)과 저항체(3)는, 일부 베이스기재인 폴리에스테르 부직포에 함침한 구성으로 되어 있다. 이에 따라, 진동 내구성은 유지되어 있다.
실시예 1에서 설명한 바와 같이, 진동 내구성은 도전성 페이스트나 PTC 잉크를 함침하기 쉬운 기재를 이용할수록 우수하다. 그러나, 함침량이 증가할수록, 도전 페이스트나 PTC 잉크의 도포량이 많아져, 비용 상승으로 된다. 또한 도포 편차가 커져, 재현성이 있는 PTC 특성을 발휘하는 것이 곤란해진다. 따라서 적정한 도포량을 확보하기 위해, 함침량을 조절하는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는, 함침 조정 부직포(5)로 기재를 구성하고, 도전 페이스트나 PTC 잉크의 도포량을 조정한다.
또, 본 실시예에서는, 부직포(5)의 베이스기재인 부직포(6)를 긴 섬유의 폴리에스테르 부직포로 했지만, 반드시 이것에 한정되지 않는다. 폴리프로필렌이나 나일론 등의 합성 섬유나 면 등의 천연섬유라도 무방하다.
또, 코팅재로서는, 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 아미드계 수지, 에스테르계 수지, 에스테르우레탄계 수지, 실리콘계 수지 등의 라텍스가 바람직하다. 이들 수지는 유연성을 갖고, 그 라텍스는 물, 또는 유기용제 중에 수지분을 유화 분산시킨 것이다. 이들은, 폴리에스테르 부직포에의 접착성이 양호하고, 건조한 것은 내열성이 있고, 또한, PTC 잉크에 악영향을 주지 않는다. 특히, 우레탄계, 에스테르계, 실리콘계 수지는 PTC 특성을 개선하기 때문에, 보다 바람직하다.
(실시예 3)
도 3은 실시예 3에 의한 PTC 발열체를 나타내는 단면도이다. 또, 유연성 피복재는 도시하지 않는다. 실시예 2와 서로 다른 점은, 부직포(5) 대신에, 함침 조정 부직포(이하, 부직포)(7)를 이용하고 있는 점이다. 부직포(7)는 폴리에스테르 등의 내열 섬유 부직포(이하, 부직포)(6) 위에 열융착 필름(이하, 필름)(8)을 부착한 구성이다.
이 구성에 의해, 열융착 필름(8)이 도전성 페이스트와 PTC 잉크의 부직포(6)에의 함침성·도포량을 규제한다. 따라서, 안정한 품질 편차가 적은 유연성 PTC 발열체를 얻을 수 있다. 또한, 필름(8)의 열적 성질이 PTC 저항체에 가미된다. 그 때문에, 필름(8)의 종류에 따라서는 PTC 특성이 개선된다. 또한, 전극(2)과 PTC 저항체(3)는 필름(8)에 의해 한층 확실히 외기로부터 차폐되기 때문에, 장기 신뢰성이 높은 유연성 PTC 발열체가 제공된다.
또, 본 실시예에 있어서, 함침 조정의 목적으로 열융착 필름을 이용하고 있다. 그러나, 단지 열융착 필름을 붙여, 이것을 필름형상으로 이용하면, 기재인 부직포(6)에의 도전성 페이스트나 PTC 잉크의 함침성이 저하하고, 그 결과, 진동 내구성이 저하한다. 그 때문에, 부직포(6)에 필름(8)을 부착한 후에, 필름(8)의 융점 이상의 온도로 열 처리를 하여, 부직포(6)의 표면 형상에 필름(8)을 충분히 융합시켜, 일부 부직포(6) 내에 침투시켜 이용한다. 그렇게 함으로써, 그 위에 인쇄되는 도전성 페이스트나 PTC 잉크는 일부 부직포(6) 내에도 함침하는 구조로 되어, 진동 내구성이 유지된다.
또, 필름(8)으로서는, 에틸렌초산 비닐계 수지, 우레탄계 수지, 에스테르계 수지, 에스테르우레탄계 수지를 이용하는 것이 바람직하다. 이들 필름(8)은 실시예 2에서 설명한 수지계 코팅재와 마찬가지로 유연성이 있고, 또한, PTC 잉크에 악영향을 주지 않는다. 특히, 우레탄계, 에스테르우레탄계 수지를 이용하면 PTC 특성이 개선되어, 바람직하다.
(실시예 4)
도 4는 실시예 4에 의한 PTC 발열체의 단면도이다. 또, 유연성 피복재는 도시하지 않는다. 본 실시예와 실시예 3의 상위점은 함침 조정 부직포(9)의 베이스로 되는 내열 섬유 부직포로서, 스펀 본드(10)와, 스펀 레이스(11)를 접합한 적층 구조로 한 점이다.
스펀 본드(10) 단독으로는 변형시에 소리울림을 일으키는 경우가 있는 데 대해서, 스펀 레이스(11)를 접합하는 것에 의해 그것이 방지된다. 또한 PTC 발열체에 볼륨감을 부여하여 촉감을 개선한다.
스펀 본드, 스펀 레이스는 부직포 제작 방법의 종류이다. 스펀 본드는, 직접 방사후, 열롤(엠보스)로 도트(점)로 섬유끼리를 열융착시켜 결합하는 것이며, 스펀 레이스는 고압 수류로 섬유끼리를 얽히게 하는 것이다. 스펀 레이스(11)는 유연하고 부피가 크기 때문에 소리울림을 방지한다.
또, 스펀 레이스(11) 대신에 바늘로 꿰매 섬유를 얽히게 한 니들 펀치(needle punching)를 이용하여도 된다.
또, 본 실시예에서는, 실시예 3에서의 내열 섬유 부직포로서 스펀 본드와, 스펀 레이스 또는 니들펀치를 접합하여 적층 구조로 한 것을 적용한다. 이러한 내열 섬유 부직포를 실시예 2에 적용하더라도 동일한 효과를 얻을 수 있다.
(실시예 5)
본 실시예가 실시예 4와 서로 다른 점은, 스펀 본드 대신에 화학 본드로서, 또한, 스펀 레이스, 또는 니들펀치(11)의 접합을 접착제 도트로 실행하는 점이다. 또, 화학 본드는 섬유끼리를 접착제(수지)로 결합하는 부직포 제작 방법의 하나이다.
스펀 본드에서는 열로 수지를 융해시켜 결합시키기 때문에, 그 부위는 필연적으로 두께가 증가하거나, 또는 결정화가 촉진된다. 이 때문에, 소재 그 자체의 유연성이 저하하는 경우가 있다. 한편, 접착제 도트에 의한 화학 본드에서는, 유연성이 있는 접착제를 선택함으로써, 소재 그 자체의 유연성을 손상하지 않는다. 따라서 유연성이 있는 기재를 얻을 수 있다. 본 실시예에서는, 모든 유형의 부직포가 접착제 도트로 결합되는 것으로 되고, 또한 유연성이 높은 함침 조정 부직포를 얻을 수 있다. 또, 접착제로서는, 우레탄계 수지, 아크릴계 수지를 이용하는 것이 바람직하다.
(실시예 6)
도 5에 실시예 6에 의한 PTC 발열체의 단면도를 나타낸다. 본 실시예에서는, 유연성 기재(이하, 기재)(12)로서, 표면에 요철 형상을 부여한 수지 발포체, 또는 고무시트를 이용한다. 그 표면에 전극(2)과 저항체(3)를 인쇄에 의해 형성하고 있다. 또, 그 위에 형성하고 있는 유연성 피복재는 도시하지 않는다. 수지 발포체는 독립·연속기포인 것이 있다. 독립기포인 것이면, 컷트면은 필연적으로 요철 형상을 갖는 표면으로 되고 그대로 이용할 수 있다. 또한, 연속기포인 것이면, 표면에 코팅재 등을 도포하여, 표면을 조정해서 이용한다. 수지 발포체는 예컨대, 우레탄이나 올레핀계 열가소성 엘라스토머 폼 등으로 이루어진다. 고무시트의 경우에는, 예컨대, 성형시에 옷감의 무늬를 만듬으로써 표면에 요철 형상이 형성된다.
이들 어느 하나의 구성에 의해, 표면에 인쇄·건조에 의해 형성된 전극(2), 저항체(3)의 단면은 요철 형상으로 되어, 마치 수축한 것과 같은 상태가 된다. 그 때문에, 전극(2), PTC 저항체는 신장 응력에 대하여 여유를 갖는다. 이렇게 해서, 기재(12)가 신장한 경우라도 전극(2)이나 저항체(3)에 가해지는 응력이 저감된다. 또, 본 실시예에서는, 기재(12)에는 신장에 대한 규제가 없다. 이 때문에, 도시하지 않는 유연성 피복재에 신장을 규제하는 작용을 갖게 하는 것이 바람직하다.
(실시예 7)
도 6 (a), (b)는 각각 실시예 7의 일부 절결 평면도, 단면도이며, 유연성 피복재는 도시하지 않는다. 유연성 기재(13)는 수지 발포체(14)의 표면에 수지네트(resinnet)(15)를 접합한 것이다. 수지네트(15)는 예컨대, 폴리에스테르, 폴리프로필렌이나 폴리아미드 등의 섬유로 구성되어 있다.
이 구성에 의해, 표면에 인쇄하여 형성되는 전극(2)과 저항체(3)는, 요철 단면 형상이 부여되어, 신장 응력에 대한 여유를 가진다. 또한, 수지네트(15)가 신장을 규제한다. 이에 따라, 전극(2)이나 저항체(3)가 보호된다. 또한, 수지네트(15)의 재질을 선정함으로써, 인쇄에 의해 형성되는 전극(2)이나 저항체(3)가 함침하는 구조가 되어, 진동 내구성이 강한 유연성 PTC 발열체를 얻을 수 있다.
또, 수지 발포체(14) 대신에 고무시트를 이용하여도 동일한 효과를 얻을 수 있다.
(실시예 8)
도 7은 실시예 8에 의한 PTC 발열체의 단면도이다. 유연성 피복재(이하, 피 복재)(16)는 폴리에스테르계의 수지계 라텍스를 코팅하는 것으로 구성하고 있다. 피복재(16)는 유연성 기재(1)와 접착성을 갖는다. 그 밖의 구성은 실시예 4와 마찬가지다. 또는, 실시예 1∼3에 적용하더라도 좋다.
본 실시예에 있어서는, 수지계 라텍스를 코팅함으로써, 전극(2)과 저항체(3)를 외기로부터 차폐한다. 수지계 라텍스의 용매로서는 물이 이용되는 경우가 많아, 수지계 라텍스의 건조는 100℃ 이하에서 실행할 수 있다. 그 때문에, 제작된 PTC 저항체는, 저항치 변화를 거의 발생하는 일없이, 안정한 PTC 특성을 갖고, 양호한 내진성(vibration resistance)이 있는 유연성 PTC 발열체를 얻을 수 있다.
(실시예 9)
도 8은 실시예 9에 의한 PTC 발열체의 단면도이다. 유연성 피복재(17)는 폴리에스테르계 부직포(이하, 부직포)(18)에 열융착 필름(이하, 필름)(19)을 접합하여 구성되어 있다. 부직포(18)는 스펀 레이스 등으로 이루어진다. 필름(19)은 폴리에스테르계 열융착 필름 등으로 이루어진다. 필름(19)을 거쳐, 유연성 기재(1), 전극(2), 저항체(3)와, 부직포(18)가 접착되어 있다. 기재(1)의 구성은 실시예 4와 마찬가지이지만, 실시예 1∼3과 동일한 구성이라도 무방하다.
이 구성에 의해, 양호한 내진성을 얻을 수 있어, 전극(2)과 저항체(3)를 필름(19)에 의해 외기로부터 차폐하고, 또한, 부직포(18)의 기계적 강도가 PTC 발열체에 부여된다.
(실시예 10)
실시예 10에 의한 PTC 발열체의 단면 구조는 실시예 9와 마찬가지다. 본 실시예에서는, 피복재(17)의 대신에, 실시예 7에서 기재로서 설명한 수지 발포체, 또는, 고무시트에 접착제를 도포하여 이용한다. 그 밖의 구성에 대한 설명은 실시예 9와 마찬가지다.
이 구성에 의해, 양호한 내진성이 얻어지며, 전극(2)과 저항체(3)를 외기로부터 차폐하고, 또한, 수지 발포체 또는 고무시트의 유연성·부드러운 느낌이 PTC 발열체에 부여된다. 특히, 수지 발포체를 이용한 경우에는, PTC 저항체가 높은 단열 상태가 된다. 이 때문에, 인체의 난감각(sense of warming)을 적절한 범위로 억제할 수 있고, 또한, PTC 저항체의 발열 온도를 상승시켜, 포화 안정시의 소비 전력이 억제된다.
(실시예 11)
도 9 (a), (b)는 각각 실시예 11에 의한 PTC 발열체의 일부 절결 평면도, 단면도이다. 본 실시예에서는, PTC 발열체의 전체에 걸쳐, 엠보싱 가공에 의해 요철 형상(20)을 마련하고 있다. 엠보싱 가공이란 요철 표면을 갖는 열판에 의해 프레스하여 단면 형상을 요철로 하는 가공법이다. 또, 본 실시예에 있어서는, 유연성 기재(1)는 반드시 잉크 함침성이 없더라도 좋다. 즉 에틸렌초산 비닐계 수지, 우레탄계 수지, 에스테르계 수지, 에스테르우레탄계 수지 등으로 이루어지는 유연성필름이라도, 실시예 1∼4에서의 기재와 마찬가지더라도 좋다.
이 구성에 의해, PTC 발열체에 유연성이 부여되고, 또한, 신장에 대한 여유를 갖게 할 수 있다. 또한, 요철 형상을 기계적·열적으로 실행함으로써 PTC 저항체의 저항치가 조기에 안정화된다.
(실시예 12)
도 10은 실시예 12에 의한 PTC 발열체의 일부 절결 평면도이다. 실시예 11에서는, 엠보싱 가공에 의해 요철 형상을 부여하고 있지만, 본 실시예에서는, 스티치 가공(stitching fabrication)을 이용한다. 그 밖의 구성은 실시예 11과 마찬가지다. 스티치 가공부(21)를 붙임으로써 엠보싱 가공과 마찬가지로, PTC 발열체에 유연성이 부여된다. 또한, 스티치 가공부(21)에 의해 PTC 발열체의 신장이 규제되기 때문에, 전극(2)과 저항체(3)가 보호된다. 또, 스티치 가공에 의해 꿰맨 자리가 열리지만, 실시예 8에서 설명한 수지계 라텍스로 피복함으로써, 외기로부터 전극(2)과 저항체(3)가 보호된다.
이상과 같이, 실시예 1∼5, 8∼12에 의하면, 전극(2)과 저항체(3)의 일부를 유연성 기재에 함침하여 배치한다. 또한 실시예 6, 7에 의하면, 전극(2)과 저항체(3)의 단면을 요철 형상으로 한다. 이 때문에, 진동 내구성이 높고, 안정한 품질의 유연성 PTC 발열체를 얻을 수 있다.
또한, 유연성 기재로서 함침 조정 부직포를 이용하는 것에 의해, 재현성이 있는 PTC 특성을 발휘하여, 불필요한 비용상승을 억제한 유연성 PTC 발열체를 제공할 수 있다.
(실시예 13)
도 11(a)는 본 실시예의 PTC 발열체를 나타내는 일부 절결 평면도, 도 11(b)는 X-Y 위치에서의 단면도이다. 유연성 기재(이하, 기재)(1)는 잉크 등의 액을 함침한다. 예컨대, 긴 섬유로 이루어지는 폴리에스테르 부직포에 개구부(32)를 마련한 것이다. 또한, 저항체(3)를 전면이 아니라, 분할하여 마련하고 있고, 저항체(3) 사이에 개구부(32)를 마련하고 있다. 개구부(32)는 기재(1)를 미리 꿰뚫어 제작할 수 있다. 개구부(32)에서는 저항체(3)가 배치되어 있지 않고, 개구부(32)를 절곡 부위로서 PTC 발열체에 유연성이 부여된다. 또한, 그와 같은 PTC 발열체를 좌석에 적용한 경우에, 착석시의 장착감과 유연성이 향상한다. 또한, 펠체 소자(Pertier device) 등과 조합하여, 개구부(32)로부터 찬바람을 내뿜는 것에 의해 쾌적성이 증가한다.
또, 본 실시예에 있어서, 전극(2)의 주 전극에 홈(recess)을 형성하거나, 개구부(32)에서의 절곡 부위에 위치하는 전극(2)에 실시예 11과 마찬가지로 엠보싱 가공을 실시하더라도 좋다. 이에 따라, 유연성을 더 높일 수 있다.
(실시예 14)
본 발명의 실시예 14에 대하여, 도 12를 이용하여 설명한다. 유연성 기재를 구성하는 직교섬유 부직포(이하, 부직포)(36)는 폴리에스테르의 긴 섬유로 이루어지고, 많은 개구부(37)를 갖고 있다. 부직포(36)의 섬유폭에 따라서, 빗살형 전극(이하, 전극)(2)과 PTC 저항체(이하, 저항체)(3)가, 부직포(36) 상에 인쇄되어 형 성되어 있다. 전극(2)과 저항체(3)는 부직포(36)의 섬유 내에 함침한 상태, 즉 폴리에스테르의 긴 섬유의 하나하나에 코팅된 상태로 형성된다. 따라서, 부직포(36)는 진동 내구성이 지극히 우수한 구조로 되어 있고, 인장 강도가 강한 기재를 구성하고 있다. 또한, 전극(2)의 주 전극(38)의 도전 페이스트 함침량을 보조 전극(39)보다도 많게 하는 것이 바람직하다. 폴리에스테르 필름 등의 액 함침성이 없는 기재인 경우에는, 주 전극(2)의 전위 저하를 방지하기 위해 주 전극(2)의 인쇄폭을 넓혀야 한다. 본 실시예에서는, 도전 페이스트의 함침량을 늘리는 것으로 인쇄폭을 넓게 하지 않고 전위 저하를 방지할 수 있다. 또, 유연성 피복재는 도시하지 않는다.
보조 전극(39)이나 저항체(3)는 필요최소한의 도포량으로 충분하다. 그 때문에, 미리 부직포(36)의 인쇄 부분에 수지 라텍스를 적량 함침·건조하여 함침량을 조절하는 것이 바람직하다. 상술한 바와 같이, 기재에의 함침량이 많을수록, 진동 내구성은 향상한다. 그러나, 함침량이 증가할수록, 도전 페이스트나 PTC 잉크의 도포량이 많아져, 비용상승으로 된다. 또한 도포 편차가 커져, 재현성이 있는 PTC 특성을 발휘하는 것이 곤란해진다. 따라서 적정한 도포량을 확보하기 위해, 함침량을 조절하는 것이 바람직하다. 이것에는 실시예 2나 3에서 설명한 수법을 이용할 수 있다.
또, 부직포(36)의 교차부에서의 접합은, 열에 의해 실행하는 것보다 접착제로 실행하는 것이 바람직하다. 열을 이용하여 융착시키면, 그 부위는 두께가 증가한 일체의 것으로 되고, 또한 결정화가 진행되는 것에 의해 단단해진다. 접착제를 이용하는 경우에는, 유연성을 갖는 접착제, 예컨대, 우레탄계, 아크릴계 공중합체 등을 이용함으로써 부직포(36)의 소재 그 자체의 유연성을 발휘시킬 수 있다. 면섬유 등과 같이 자기 접착력을 갖는 기재의 경우에는, 접착제는 불필요하다. 이러한 섬유재료를 이용하는 경우에는, 미리 면상 직교 방향으로 섬유를 배치한 후에 수류(水流)로 섬유 사이를 확대하여 개구부를 마련하는 것에 따라 부직포(36)를 제작할 수 있다.
(실시예 15)
본 발명의 실시예 15에 대하여, 도 13을 이용하여 설명한다. 도 12와 서로 다른 점은, 도 12에서의 주 전극(38)을 동선 등의 금속 도전선(40)으로 구성한 점이다. 도전선(40)을 내장하여 부직포(36)를 제작한다. 도전선(40)과 도전 페이스트로 이루어지는 보조 전극(39)은, 도전선(40) 주위의 부직포 내에 도전 페이스트를 함침·고착하는 것으로 도통되어 있다.
상술한 바와 같이, 실시예 14에서의 주 전극(38)은 그 긴 쪽 방향으로 전위저하를 일으키지 않도록 설계된다. 그러나, 주 전극(38)은 은 페이스트로 구성되기 때문에, 히터 사이즈가 클수록 비용이 상승한다. 그래서, 주 전극을 도전선(40)으로 함으로써 히터 사이즈가 큰 경우라도 저렴하게 된다.
또한, 이러한 많은 개구부(37)를 갖는 구성에서는, 전체를 피복하는 피복재, 예컨대 수지 필름 등을 이용하면 유연성을 손상시킨다. 그래서, 유연성 피복재로서, 수지 라텍스 등의 수지계 코팅재를 이용하면, 개구부(37)를 남긴 상태에서, 전 극(2)이나 저항체(3)의 전주가 피복된다. 이와 같이, 전극(2), 저항체(3)는 외기로부터 차폐되어, 신뢰성이 높아진다.
수지계 코팅재로서는, 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 아미드계 수지, 에스테르계 수지, 에스테르우레탄계 수지, 실리콘계 수지 등의 라텍스를 이용한다. 이것들의 라텍스는, 물, 또는 유기용제 중에 수지분을 유화 분산시킨 것으로, 폴리에스테르 부직포에의 접착성이 양호하여 유연성을 부여하고, 건조한 것은 내열성이 있어, 또한, PTC 잉크에 악영향을 주는 일이 없다. 특히, 우레탄계, 에스테르계, 실리콘계 수지 라텍스는 PTC 특성의 개선 효과가 있어, 유효하다.
또, 본 실시예에서는, 유연성 기재를 긴 섬유의 폴리에스테르 부직포로 했지만 반드시 이것에 한정하는 것이 아니다. 폴리프로필렌이나 나일론 등의 합성 섬유나 면 등의 천연섬유라도 좋다.
(실시예 16)
본 발명의 실시예 16에 대해서도 14 (a), (b)를 이용하여 설명한다. 도 13과 서로 다른 점은, PTC 발열체 상에 개구부를 갖는 흡습체ㅇ(41)를 열적으로 접촉하도록 배치한 점이다.
흡습체(41)는, 흡착 평형 증기압 이상으로 공기중의 수증기 분압이 있는 경우에는 흡습한다. 또한, 온도가 상승하면 수증기를 방출하여 재생한다. 본 실시예에서는, PTC 발열체를 흡습체(41)의 재생에 이용한다. 흡습체(41)가 재생된 상태에서는, 다시 흡습한다. 그리고, 재생시 방출하는 수증기를 가습에 이용한다. 이렇게 해서, 제습·가습 장치로서, PTC 발열체를 그 재생 열원으로서 이용한다. PTC 발열체를 이용하여, 그 발열 온도를 흡습체(41)의 재생 온도로 설정한다. 이와 같이 함으로써, 흡습체(41)가 과열되지 않기 때문에, 흡습체(41)의 신뢰성이 높아져, 안정성이 높은 제습·가습 장치가 제공된다. 이와 같은 제습·가습 장치를 카시트 등의 좌석에 내장하면, 실시예 13 내지 15와 동일한 가온(加溫) 효과에 부가하여, 증기가 제거되고, 또한, 그 효과를 반복하여 재생할 수 있다.
흡습체(41)는, 개구부를 갖는 내열 부직포에, 흡수성 수지를 용액 상태로 흡액·건조시켜, 부직포에 흡수성 수지를 부착시킨 후에, 흡습제 수용액을 흡수성 수지에 흡액·건조하여 얻어진다. 내열 부직포는 폴리에스테르 등의 흡액성을 갖는 재료로 이루어진다. 흡습제는 염화칼슘 등의 무기염류로 이루어진다.
일반적으로 흡습제로서는, 실리카겔, 제오라이트(Zeolite), 염화칼슘 등이 알려져 있다. 실리카겔, 제오라이트는 흡습량이 자중(自重)의 최대 50% 정도인 데 비하여, 염화칼슘 등의 무기염류는 자중의 최대 3배에도 달한다. 무기염류는 이와 같이 흡습량이 강함에도 불구하고, 그다지 쓰이지 않는 것은 흡습하는 것에 의해 액체가 되기 때문이다. 그러나, 무기염류는 흡수성 수지 중에 유지함으로써, 흡습하여 액체로 되더라도 흡수성 수지로 고체의 상태로 유지한다.
흡수성 수지로서는, 폴리비닐알콜계 공중합체, 폴리우레탄계 공중합체, 폴리알킬렌옥사이드계 공중합체 등 중 어느 하나를 이용하는 것이 바람직하다. 일반적으로 이용되는 아크릴산계 공중합체는 물을 흡수하지만, 무기염류 수용액과 같은 전해질 수용액을 거의 흡수하지 않는다. 상술한 공중합체는, 전해질 수용액이라도 충분히 흡수한다. 또한, 무기염류로서는, 염화리튬, 염화칼슘 등이 강한 흡습성을 갖고 있어, 바람직하다. 또한, 염화리튬, 염화칼슘을 조합시켜 이용하더라도 좋다. 이들 흡수성 수지와 무기염류의 조합으로 자중의 1.5배의 흡습량을 얻을 수 있다.
또, 다른 실시예에 있어서 PTC 저항체가 개구부를 갖는 경우에는, 본 실시예와 같이 흡습체(41)를 갖는 구성으로 할 수 있다.
(실시예 17)
도 15 (a), (b)는 각각, 실시예 17에 의한 PTC 발열체를 나타내는 일부 절결 평면도와 단면도이다. 유연성 메시 기재(이하, 기재)(51)는 변형 가능한 개구부를 갖고, 또한 잉크 함침성을 갖는다. 기재(51)는 면이나 폴리에스테르 등의 재질로 이루어지고, 메시 형상이다. 유연성 지지 기재(이하, 기재)(52)는 잉크 불 통과성을 갖고, 기재(51)에 열융착이나 접착에 의해 접합되어 있다. 기재(52)는 잉크를 통과시키지 않는 배리어재로서의 기능과 PTC 발열체의 골격을 형성하는 기능을 갖는다. 또한 기재(51)와 기재(52)로 유연성 기재를 형성하고 있다. 기재(52)는 스펀 레이스(부직포)나, 신축성 소재, 또는 발포 폴리우레탄과 같은 발포체에, 예컨대, 수지 라텍스 등을 함침하여 형성되는 잉크 불통과 처리를 실시한 것이다. 스펀 레이스는, 단위면적당 중량이 작아 잉크가 함침하더라도 면형상에 고착하는 것은 아니고, 섬유의 얽힘에 따라 잉크를 함침 유지하는 구성을 갖는다. 신축성 소재는, 스펀 레이스에 고무형상의 라텍스를 함침 후 짜서 건조하여 형성된다. 이러 한 기재(51)와 기재(52)를 조합하여, 그 위에 빗살형 전극(이하, 전극)(2), PTC 저항체(이하, 저항체)(3), 유연성 피복재(이하, 피복재)(4)를 구성하고 있다. 전극(2), 저항체(3)에 대해서는 실시예 1과 마찬가지다. 피복재(4)는 예컨대, 실시예 8과 마찬가지로 수지 라텍스 등의 건조피막으로 이루어진다.
본 실시예에서는, 전극(2)이나 저항체(3)가 인쇄되는 기재(51)의 하부에 기재(52)가 배치되어 있다. 기재(51)의 소재로서는, 폴리에스테르나 면, 또는 양자의 혼방품을 이용하지만, 소재 그 자체는 정도의 차는 있지만 잉크 함침성을 갖고 있다. 폴리에스테르는 친유적, 면은 친수적이다. 이 때문에, 기재(51) 단독으로는 잉크 누출이 생긴다. 기재(52)가 이 잉크 누출을 방지하여, 스크린 인쇄성이 개선된다. 또한, 주된 PTC 특성은 기재(51)에 함침 유지된 저항체(3)에 의해 발생한다.
또한, 기재(51) 상에 그 메시 패턴에 대응하여 전극(2)이나 저항체(3)가 주로 인쇄되어, 기재(51) 내에 전극(2)이나 저항체(3)가 3차원적으로 적절히 함침 유지된 상태로 되어 있다. 이 때문에, 실시예 1과 마찬가지로 유연성을 발휘할 수 있고, 또한, 기재(51)에 신장이 가해진 상태에서도, 메시 개구부의 변형에 의해 저항치 변화가 최소한으로 억제된다. 종래와 같이, 평면형상으로 전극(2)이나 저항체(3)가 인쇄된 것으로는, 유연성을 발휘할 수 없을 뿐만 아니라, 예컨대, 5% 신장 변형시에 저항치 1자리수가 상승한다. 이에 반하여, 본 실시예에 따른 PTC 발열체에서는, 5% 신장 변형시에 저항치 변화는 30% 이내로 억제되어 있다.
또한, 기재(52)로서, 잉크가 3차원적으로 함침 유지되는 스펀 레이스 부직 포, 또는 수지 발포체를 이용하여, 잉크 불통과층을 형성하고 있다. 이 구성에 의해, 기재(51)를 통과하여 온 도전 페이스트나 PTC 잉크는 면형상이 아니라, 3차원적으로 분산되어 유지된다. 이 구성에 의해, 기재(52)에 함침 유지된 PTC 잉크의 PTC 특성에 미치는 영향을 최소한으로 억제할 수 있고, 또한, 유연성을 유지할 수 있다.
여기서, 기재(51)의 변형 가능한 개구부의 의미에 대하여 설명한다.
외견상은 격자 형상의 메시이더라도 그 메시를 구성하는 섬유에 느슨함을 갖게 한 것이나, 또는 3차원적인 접합점을 갖는 것이 있다. 따라서, 그와 같은 메시 기재는 개구부의 변형에 의해 신장하기 쉽다. 또한 신장하기 쉬움에는 이방성이 있다.
자동차용 시트에 PTC 발열체를 적용하는 경우, 시트의 폭 방향은 신장이 요구되는 데 비하여 깊이 방향은 신장이 요구되지 않는다. 이것은, 시트의 표피재인 피혁이나 직물 자체가 그와 같은 특성을 갖고 있고, PTC 발열체가 그것보다도 유연성을 가지지 않으면 착석시의 뻣뻣함 등의 위화감을 발생해 버린다. 본 실시예의 유연성 PTC 발열체는 상기한 바와 같은 성질을 갖는 기재(51)를 이용하고 있기 때문에, 그 조건을 만족한다. 또, 개구부 형상은 사각형에 한정하는 것이 아니고, 원이나 타원 등, 임의의 형상의 것이라도 좋다. 그 중에서도 개구부 형상은 마름모 형상으로 하는 것이 바람직하다. 이 구성에 의해, 신장 변형에 대하여, 전극(2), 저항체(3)에 거의 응력을 미치는 일 없이, 마름모 형상의 메시의 변형에 의해 외견상 신장을 실현하기 때문에, 저항치 안정성이 향상된다.
여기서 전극(2)이나 저항체(3)의 페이스트나 잉크는 느슨함이 있는 섬유의 주위나 접합점에 얽힌 상태에서 부착하고 있다. 이 때문에, 개구부가 변형할 때에, 섬유에 부착된 전극(2)이나 저항체(3)를 구성하는 재료끼리의 접합이 유지되기 쉽다. 즉, 예컨대 면이나 면과 폴리에스테르의 혼방으로 이루어지는 스펀 레이스형 부직포로 구성된 기재(51)에서는 섬유 사이에 극간과 느슨함이 있다. 거기에 인쇄되고, 배치된 전극(2)이나 저항체(3)는 막형상이 아니라, 극간이나 느슨함을 가진 상태로 인쇄물이 형성된다. 따라서, 신장 변형이 가해진 경우, 메시 구성과 동시에 전극(2)이나 저항체(3) 자신이 신장하는 것은 아니고, 그 변형에 의해 신장한다.
진동 내구성이나 산소 등의 외부 열화인자에 견디는 신뢰성에 대해서는, 실시예 1과 마찬가지로 양호하다.
또, 기재(51)와 기재(52)는, 폴리우레탄이나 폴리에스테르 등의 재질로 이루어지는 열융착 필름, 접착성 부직포(접착심), 또는 접착제를 이용하여 접합한다. 이 구성에 의해, 기재(51)와 기재(52)를 간편히 접합할 수 있다. 기재(51)는 메시 형상이기 때문에, 열융착 필름을 이용한 경우에도, 필연적으로 전면이 아니라 부분적인 접합 상태로 된다. 즉, 이들은 기재(51)의 메시 패턴에 대응한 부분적인 접합 포인트를 갖기 때문에 유연성을 손상하는 일이 없다. 또한 접착성 부직포나 접착재를 이용하여 부분적으로 접합한 경우에는 유연성이 더 증가한다.
또한, 기재(52)의 잉크 불통과층은, 수지계 코팅재를 이용하여 피막형상으로 형성하거나, 열융착 필름을 부착하는 것으로 제작한다. 이 구성에 의해, 구체적, 또한 용이하게 잉크 불통과층을 형성할 수 있다. 수지계 코팅재로서는, 폴리에스테르계 수지, 아크릴니트릴 브타디엔고무계 수지, 폴리에스테르우레탄계 수지, 스틸렌 브타디엔고무계 수지, 에테르형 폴리우레탄계 수지, 폴리우레탄계 수지 등이 바람직하다. 이들은 도전성 페이스트나 PTC 잉크와의 상성이 좋고, PTC 저항체가 갖는 본래의 PTC 특성을 발휘할 수 있다. 한편, 아크릴계나 실리콘계 등 일부의 수지계 코팅재는 현저히 PTC 특성을 열화시킨다.
또, 도전성 페이스트나 PTC 잉크는 필요최소한의 도포량으로 충분하다. 그 때문에, 미리, 실시예 2, 3의 수법에 의해 기재(51)에의 함침량을 조절하는 것이 바람직하다.
(실시예 18)
도 16은 본 발명의 실시예 18에 의한 PTC 발열체의 일부 절결 평면도이다. 유연성 메시 기재(이하, 기재)(56)는 폴리에스테르의 긴 섬유로 이루어지는 직교 섬유형 부직포를 바이어스 형상으로 컷(비스듬히 절단)한 것이다. 그리고 개구부가 마름모 형상을 갖는다. 그 이외의 구성은 실시예 17과 마찬가지다. 또, 여기서 이용한 직교 섬유형 부직포는 미크로인 사각형상의 개구부를 갖고 있고, 메시 형상 기재의 범주에 들어간다.
직교 섬유형 부직포와 같이 세로·가로 방향으로 남는 신장이 없는 기재라도 이 구성과 같이, 바이어스 컷(bias cut)함으로써 신장이 확보된다. 직교 섬유형 부직포에서는 미크로인 사각형상의 개구부를 갖지만, 바이어스 컷에 의해 개구부 형상을 마름모 형상으로 할 수 있다. 이것에 가로 방향의 신장이 가해진 경우에는, 함침 유지된 전극(2)이나 저항체(3)에 신장 변형을 발생시키는 일없이, 기재(56)의 변형에 의해 외견상, 신장을 발휘한다. 잉크 함침성이 부족하고, 전극(2)이나 저항체(3)의 3차원적인 네트워크가 형성되지 않는 메시 기재를 이용한 경우, 메시 기재에 휘감겨 있는 것에 의해 전극(2)이나 저항체(3)의 네트워크가 형성된다. 이러한 경우에도, 본 실시예의 기재(56)의 구성을 적용함으로써, 5% 신장 변형시의 저항치 변화는 30% 이내로 억제된다. 또한 실시예 17에서 설명한 바와 같은 잉크 함침성을 갖는 유연성 메시 기재를 이용한 경우, 저항치 변화는 대략 10% 이내로 억제된다.
(실시예 19)
도 17은 본 발명의 실시예 19에 의한 PTC 발열체의 단면도이다. 실시예 17에서의 도 15(b)와 서로 다른 점은, 유연성 지지 기재(52)의 아래쪽으로 적어도 전극(2)의 주 전극의 신장(긴 쪽 방향)을 규제하는 신장 규제재(57)를 마련한 점이다. 신장 규제재(57)는 예컨대, 편물형상 수지네트 등이며, 신장 규제부로서 기능한다. 전극(2)의 주 전극은 가지 전극에 일정한 전위를 공급하는 것으로, 그 부위의 전위가 변화되면 PTC 발열체의 균일한 발열 분포를 달성하는 것이 곤란해진다. 그 때문에, 주 전극의 신장 변형에 의한 저항치 변화를 최소한으로 억제해야 한다. 신장 규제재(57)를 편물형상 수지네트로 구성한 경우, 뜨는 방법에 의해 세로·가로 방향의 신장이 조절된다. 따라서, 주 전극의 긴 쪽 방향의 신장을 2%, 가지 전 극의 긴 쪽 방향의 신장을 5%로 규제하여, 기재(51)를 이용하여 저항치를 안정화하는 한편, 기재(51)의 강도부족을 보충하고, 유연, 또한 파탄 강도가 강한 유연성 PTC 발열체를 얻을 수 있다. 또, 상술한 신장의 수치는 피혁의 세로, 가로 방향의 실용상의 신장 보증값이며, 이 값을 만족하면 실용상의 유연성이 보증된다. 또한, 신장 규제재(57)를 편물형상 수지네트 대신에, 실을 봉합하는 스티치 가공을 실시하더라도 좋다.
유연성 피복재(4)로서는, 수지계 코팅재가 함침된 부직포를 이용하여도 좋다. 구체적으로는 전극(2), 저항체(3) 상에 일단 부직포를 열융착재나 접착재에 의해 접착한 후에 수지계 코팅재를 도포하는 것으로 균일한 코팅막을 제작한다. 이 구성에 의해, 부직포를 거쳐서 수지계 코팅재의 도포량을 조절할 수 있다. 또한, 수지 코팅재의 종류에 따라서는, 전극(2)이나 저항체(3)에 대한 도포성이 나빠서 균일한 코팅막의 제작이 곤란한 경우가 있다. 이러한 경우에도, 부직포를 개재시키는 것으로 균일한 코팅막을 얻을 수 있다. 또, 수지계 코팅재의 종류로서는, 유연성 지지 기재에 이용한 것을 단독, 또는 조합하여 이용하더라도 좋다.
(실시예 20)
도 18은 본 발명의 실시예 20에 의한 PTC 발열체의 단면도이다. 실시예 17에 의한 도 15(b)와 서로 다른 점은 유연성 피복재로서 피혁(58)을 이용한 점이다. 예컨대, 접착성을 갖는 수지계 코팅재를 이용하여 피혁(58)에 직접, 전극(2)과 저항체(3)를 접착시킨다. 이 구성에 의해, 저항체(3)와 피혁(58)은 열적으로 접촉한 상태로 되고, 저항체(3)가 발열하는 열은 효율좋게 피혁(58)에 전달된다. 그 때문에, 속열성·에너지 절약성이 높은 유연성 PTC 발열체를 얻을 수 있다. 또한, 피혁(58)과 일체적으로 취급할 수 있기 때문에, 시트나 핸들에의 장착이 간략화된다.
또, 피혁(58) 대신에, 인공피혁을 이용하여도 좋다.
(실시예 21)
도 19 (a), (b)는 각각, 실시예 21에 의한 PTC 발열체를 나타내는 일부 절결 평면도와 단면도이다. 본 실시예가 실시예 17과 서로 다른 점은, 저항체(3)의 배치 부분에 관통 구멍(59)을 마련한 점이다. 관통 구멍(59)을 저항체(3)의 배치 부분에 마련하는 것에 의해, 저항체(3)의 부분에서 발생하기 쉬운 전압 집중이 회피된다. 또한, 관통 구멍(59)을 통해서 공기를 이동시킬 수 있기 때문에, 인체에 밀착하여 이용하면 발생하기 쉬운 오염을 방지하여, 쾌적한 장착감이 있는 유연성 PTC 발열체를 얻을 수 있다. 또, 관통 구멍(59)의 주위는 예컨대, 수지계 코팅재 등에 의해 덮여 있다.
(실시예 22)
도 20 (a), (b)는 각각, 실시예 22에 의한 PTC 발열체를 나타내는 일부 절결 평면도와 단자부의 단면도이다. 본 실시예에 따른 PTC 발열체는, 실시예 17에 의한 PTC 발열체에 단자부(66)를 마련한 구조를 갖는다. 단자부(66)는, 빗살형 전극(이하, 전극)(2)의 단부에, 동박 등의 도전성 박막 재료(이하, 박막 재료)(67)를 도전성 접착제(이하, 접착제)(68)로 접착하여 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 박막 재료(67)의 타단부에서는 땜납(69)에 의해 리드선(70)이 접속되어 있다. 또한, 단자부(66), 전극(2), PTC 저항체(이하, 저항체)(3)의 주위를 유연성 피복재(4)가 덮고 있다. 그 밖의 구성은 실시예 17과 마찬가지기 때문에 설명을 생략한다.
예컨대, 은 페이스트를 건조하여 형성되는 전극(2)에는 직접 리드선을 납땜할 수가 없다. 그래서 일단 박막 재료(67)를 접착제(68)에 의해 전극(2)의 단부와 접착하여 단자부(66)를 형성하고, 박막 재료(67)와 리드선(70)을 납땜한다. 이렇게 하여 전극(2)과 리드선(70)을 전기적으로 접속한다. 그 때, 유연성 메시 기재(이하, 기재)(51)를 이용함으로써 전극(2)은 기재(51) 내에 함침하고, 또한, 그 개구부에 접착제(68)가 침입한 구성으로 된다. 또한, 접착제(68)와 박막 재료(67)는 면접착으로 한다. 이 구성에 의해, 실시예 17에서 설명한 효과에 부가하여, 전극(2)과 리드선(70)이 전기적으로 강고히 접속된다. 또한, 단자부(66)의 제작은, 전극(2)과 저항체(3)를 제작한 후에 실행할 수 있다. 이 때문에, 인쇄의 불량이 있었던 경우에는 단자부(66)를 제작할 필요가 없고, 양품에만 단자를 제작할 수 있다. 또한, 가스 배리어성과 방수성을 갖는 피복재(4)가 전극(2), 저항체(3)뿐만 아니라, 단자부(66)의 전주도 덮고 있다. 이 때문에, 열화인자인 산소나, 수증기, 수분 등의 외기와의 접촉이 확실히 방지되어, 신뢰성이 높은 PTC 발열체를 얻을 수 있다.
또, 박막 재료(67)로서 이용하는 동박의 한 면을 조면화 처리해 놓은 것이 바람직하다. 이에 따라 조면화한 면을 거쳐서 접착제(68)와 박막 재료(67)의 접착이 보다 강고하게 된다. 또한 접착면의 다른 면을 니켈 도금해 놓은 것이 바람직하다. 니켈도금을 하는 것으로 박막 재료(67)의 내식성이 향상한다.
또, 본 실시예에서의 단자부(66)는, 다른 실시예에 구성하더라도 전기적 접속의 관점에서 바람직하다.
(실시예 23)
도 21은 본 발명의 실시예 23에 의한 PTC 발열체의 일부 절결 평면도이다. 본 실시예에 따른 PTC 발열체의 도전성 박막 재료(71)에는 동이나 니켈도금을 한 동으로 이루어지는 연장 금속을 이용하고 있다. 또한 박막 재료(71)는 관통 구멍(72)을 갖는다. 그 이외의 기본적인 구성은 실시예 22와 마찬가지다.
이 구성에 의해, 도전성 접착제(68)가 관통 구멍(72) 내에 개재한다. 그 때문에, 접착제(68)와 박막 재료(71)가 일체 구성으로 되어, 보다 접촉면적이 크다. 따라서 전기적 접속이 강고하며, 기계적 강도가 향상하고 있다.
또, 박막 재료(71)로서 연장 금속 대신에 기계적으로 관통 구멍을 마련한 동박을 이용하여도 좋다.
(실시예 24)
도 22는 본 발명의 실시예 24에 의한 PTC 발열체의 일부 절결 평면도이다. 본 실시예에서는, 미리 도전성 박막 재료(67)를 기재(51) 상에 접착이나 봉합 등의 접합 방법에 의해 고정해두고, 박막 재료(67)의 단부에 겹치도록 전극(2)을 인쇄하여, 전극(2)과 박막 재료(67)를 전기적으로 접속한다.
이 구성에 의해, 도전성 접착제를 이용하는 일없이, 전극(2)과 박막 재료(67)가 전기적으로 접속한다. 이 때문에, 저비용으로 단자부(66)가 제작된다. 그 밖의 구성은 실시예 22와 마찬가지다.
또, 박막 재료(67)를, 개구부를 갖는 접착성 부직포와 기재(51) 사이에 끼우고, 열융착하여 고정해두고, 리드선(70)의 설치는 접착성 부직포를 돌파하고, 또한 융해시켜 땜납 접속시키더라도 좋다. 이 구성에 의해, 단자부(66)의 제작시에는 박막 재료(67)를 고정하는 것으로 작업성이 향상한다. 또한 유연성 피복재로서 코팅재를 이용하는 경우에는 균질한 코팅막을 제작할 수 있다. 또한, 박막 재료(67)로서 실시예 23에서 설명한 바와 같이 관통 구멍을 갖는 것을 이용하여도 좋다.
(실시예 25)
도 23 (a), (b)는 각각, 실시예 25에 의한 PTC 발열체를 나타내는 일부 절결 평면도와 단면도이다. 도면에서, 전극(2)의 표면으로부터 유연성 메시 기재(51), 유연성 지지 기재(이하, 기재)(73)를 관통하는 관통 구멍을 마련하고 있다. 그리고 그 관통 구멍을 통해서 전극(2)과 박막 재료(67)가 그로멧(grommet)(74)에 의한 압착에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 또, 기재(73)는 신축성 소재로 이루어져 신축성을 갖는다. 그 밖의 구성은 실시예 22와 마찬가지다.
이 구성에 의해, 기재(73)가 신축성을 갖고 있기 때문에, 언제나 전극(2)과 박막 재료(67)는 압접된 상태를 유지하여, 전기적 접속이 안정된다.
또, 도시를 생략하고 있지만, 유연성 피복재가 전극(2)이나 저항체(3)뿐만 아니라 그로멧(74)의 전주도 덮고 있다.
(실시예 26)
도 24는 본 발명의 실시예 26에 의한 PTC 발열체의 단자부의 단면도이다. 본 실시예에서는, 박막 재료(67)가, 기재(51)와 기재(52) 사이에서, 또한 전극(2)의 단부가 인쇄되는 위치에, 기재(51)와 기재(52)의 접합시에 미리 개재시켜 고정되어 있다. 전극(2)은 기재(51)의 개구부를 통해서 박막 재료(67)에 접착하여 제작된다. 또한, 리드선(70)은 기재(51)를 돌파하여, 융해시켜 땜납으로 붙여진다. 그 이외의 구성은 실시예 24와 마찬가지다.
이 구성에 의해 단자부(66)의 제작시에 박막 재료(67)의 고정이 기재(51)와 기재(52)의 접합시에 완료되기 때문에, 작업성이 향상한다. 또한 강고하고 실용적인 단자부(66)가 제작된다.
또, 박막 재료(67)로서, 동박, 관통 구멍을 갖는 동박, 연장 금속의 어느 하나를 이용하여도 좋다. 그것들에 다소의 두께가 있더라도 기재(52)에 의해 흡수할 수 있기 때문에, 안정한 스크린 인쇄를 할 수 있다.
(실시예 27)
도 25 (a), (b)는 각각, 실시예 27에 의한 PTC 발열체를 나타내는 일부 절결 평면도와 단면도이다. 본 실시예에 따른 PTC 발열체는, 실시예 17에 의한 PTC 발열체에 신장 규제 부재(이하, 부재)(86)를 마련한 구조를 갖는다. 부재(86)는 유연성 메시 기재(이하, 기재)(51)에 접착제 등에 의해 접합되어, 기재(51)의 신장을 규제한다. 예컨대 니트 메시(88) 등으로 이루어진다. 또한, 유연성 지지 기재(52)의 대신에 유연성 배리어재(이하, 배리어재)(82)를 이용하고 있다. 배리어재(82)는 기재(51)에 열융착이나 접착 등에 의해 접합되고, 기재(51)에 막형상으로 함침·유지되어 있다. 본 실시예에서는 기재(51)가 PTC 발열체의 골격으로서 기능한다. 기재(51)와 기재(82)가 유연성 기재를 형성하고 있다. 또, 배리어재(82)를 열융착 필름으로서 부재(86)를 겸하여, 니트 메시(88)와 기재(51)를 열융착하더라도 좋다. 그 밖의 구성은 실시예 17과 마찬가지기 때문에 설명을 생략한다.
본 실시예에 따른 PTC 발열체는 실시예 17에서 설명한 동일한 효과를 갖는다. 또한 부재(86)가, 빗살형 전극(이하, 전극)(2)이나 PTC 저항체(이하, 저항체)(3)를 인쇄한 기재(51)의 신장을 규제하여, 소정의 신장도 이상으로 되지 않도록 하기 때문에, 신뢰성이 더 높은 유연성 PTC 발열체를 얻을 수 있다.
또, 배리어재(82)로서, 적어도 전극(2)을 제작하는 도전성 페이스트나 저항체(3)를 제작하는 PTC 잉크의 건조 온도 이상의 내열성을 갖는 열융착 필름을 이용하는 것이 바람직하다. 그리고 배리어재(82)가 니트 메시(88)를 기재(51)에 접합한다. 도전성 페이스트나 PTC 잉크의, 스크린 인쇄후의 건조는 각각 150℃에서 30분간 실시함으로써 실행하는 것으로 생산성이 향상한다. 이것들의 재료는 그 온도 조건으로 융해하는 일 없이, 형상 유지가 가능하다. 이러한 열융착 필름으로서 폴 리에스테르계나 폴리우레탄계 수지가 있다. 예컨대 에테르형, 카르복실형 등, 융점 170~180℃을 갖는 폴리우레탄 수지 필름이다. 이 폴리우레탄 수지 필름을 기재(51)와 니트 메시(88) 사이에 개재시켜 열롤간을 통과시키는 것으로 기재(51)와 니트 메시(88)를 배리어재(82)로 접합한다. 배리어재(82)는 기재(51) 상에 막을 형성하고, 또한, 기재(51) 내에 일부 열융착하여 함침·유지된 상태로 된다. 또한 폴리우레탄 수지 필름은 유연성이 풍부하고, PTC 발열체에 유연성을 부여한다.
또, 배리어재(82)는 열융착 필름에 한정되지 않는다. 수지계 코팅재인 폴리에스테르계 수지, 폴리아크릴계 수지, 아크릴니트릴 브타디엔계 고무, 폴리에스테르우레탄계 수지, 스틸렌 브타디엔계고무, 폴리우레탄계 수지 등의 라텍스를 단독 또는 조합하여 이용하더라도 좋다. 이것들의 라텍스는 유연성을 갖고, 또한 PTC 특성에 악영향을 주는 일이 없다. 또한, 보다 확실히 기재(51)의 잉크 함침성을 조절할 수 있다. 또한, 열융착 필름과 수지계 코팅재를 병용하더라도 좋다.
또, 유연성 피복재(4)로서, 전극(2)이나 저항체(3)와 접촉하는 쪽에 폴리에스테르계 열융착 필름을 배치하는 다층구성 필름을 이용하는 것이 바람직하다. 예컨대 폴리에스테르계 열융착 필름 상에 폴리우레탄계 수지나, 에틸렌초산 비닐계 수지 등을 적층한 다층구성 필름을 이용한다. 이에 따라, 유연성이나, 공기나 수증기의 가스 배리어성, 내수성을 향상시켜 신뢰성이 높은 유연성 PTC 저항체를 얻을 수 있다. 이 구성은 다른 실시예에 적용하더라도 좋다.
또한 전극(2)의 주 전극(2A)의 인쇄 위치에, 미리 폴리우레탄 등의 내열성 열융착 필름을 첨부하여 인쇄를 하도록 하는 것이 바람직하다.
주 전극(2A)은 가지 전극(2B)에 공급하는 전위를 될 수 있는 한 등 전위에 유지하도록 설계되어 있다. 그런데, 신장 변형에 의해 어느 정도는 저항치 변화를 발생시키고, 그 결과 전위 변화 발생시켜, 발열 불균일을 야기할 가능성이 있다. 그 때문에, 주 전극(2A)의 긴 쪽 방향을 세로로 배치하여 신장 변형을 될 수 있는 한 부여하지 않도록, 신장 규제 부재(86)에 의해 3% 이내에 신장을 규제하면 저항치 변화는 30% 이내로 억제된다. 이 값은 실용적으로 문제가 없는 값이라고 생각된다. 또한 주 전극(2A)의 인쇄 위치에, 내열성 열융착 필름을 첨부함으로써, 신장의 반복에 의한 저항치 변화는 15% 이내로 억제된다. 이와 같이 신장 변형에 의한 저항치 변화가 작아 장기 신뢰성이 높은 PTC 발열체를 얻을 수 있다. 이 구성도 다른 실시예에 적용하더라도 좋다.
(실시예 28)
도 26은 본 발명의 실시예 28에 의한 PTC 발열체의 단면도이다.
본 실시예에 따른 PTC 발열체에서는, 신장 규제 부재(이하, 부재)(86)를 접합 부재(이하, 부재)(87)와 니트 메시(88)로 구성하고 있다. 또한 부재(86)를, 기재(51)의 전극(2)이나 저항체(3)를 인쇄한 측에 마련하고 있다. 부재(87)는, 예컨대 폴리에스테르 등의 열융착 필름으로 이루어진다. 부재(87)는 니트 메시(88)를 기재(51)에 접합하고 있다. 그 이외의 기본적인 구성은 실시예 27과 마찬가지다.
니트 메시란, 폴리에스테르 섬유를 소정의 무늬로 떠넣음(편물)으로서 여러 가지의 개구부 형상을 갖는 것을 제작할 수 있다. 본 실시예에서 부재(86)로 이용하기 위해서는, 마름모 형상이 변위에 의한 신장을 실현할 수 있는 점에서 바람직하다. 뜨는 방식에도 의하지만, 소정의 신장도 이상으로는 신장하지 않는 신장 규제의 작용을 갖는다. 한편, 직물은 세로 방향으로 섬유를 연장한 상태에서 그 섬유에 가로 섬유를 얽히게 한 것으로 여러 가지의 무늬를 제작하는 것이 가능하다. 이러한 직물은, 개구부가 직방체이고 또한 요철 평면을 갖고 있는 것이 많고, 또한 섬유 자체가 보풀을 갖는 것이 많다. 그 때문에, 직물을 기재(51)로서 이용하는 경우에는, 스크린 인쇄성에 난점을 갖고 있다. 한편, 니트 메시는 보풀이 없는 수지제의 가는 섬유를 편입하여 섬유끼리의 미끄러짐에 의해 유연성을 발휘한다. 그 때문에 표면에 요철이 적고, 잉크 함침성은 직물에 비해서 부족하기 때문에, 스크린 인쇄성의 점에서 직물보다도 우수하다. 따라서 니트 메시를 기재(51)로서 겸용하는 것도 가능하다. 그 경우는, 구성이 보다 간략화되어, 비용이 저감된다.
이 구성에 있어서, 부재(86)는, 니트 메시(88)를 기재(51)에 접합하는 것으로, 기재(51)에 니트 메시(88)의 기계적 특성을 부가한다. 니트 메시(88)는 세로 방향의 신장이 적고, 가로 방향으로 신장이 큰 것을 선택하더라도 좋다. 부재(87)로서는, 접착재를 이용하여도 좋다. 이 경우, 니트 메시(88)를 이용함으로써 그 신장 한도 내에 기재(51)가 유지되어, 기재(51) 상에 인쇄된 전극(2)이나 저항체(3)도 또한 소정의 신장 변형 범위에 유지된다.
도 27은 기재(51)의 변형의 이미지를 나타내고 있다. 이와 같이 기재(51)도 또한 마름모 형상의 개구부(51A)를 갖는 것에 의해 섬유 간격을 그다지 바꾸지 않고, 변형에 의해 신장한다. 또한, 기재(51)와 니트 메시(88)는 한정된 접합점에서 접합된 구성으로 된다. 이에 따라, 유연성이 풍부한 PTC 발열체를 얻을 수 있다.
(실시예 29)
도 28은 본 발명의 실시예 29에 의한 PTC 발열체의 단면도이다.
본 실시예에서는, 저항체(3)를 비막형상에 분산 유지하는 잉크 함침성을 갖는 쿠션성 기재(이하, 기재)(89)에 인쇄하여, 기재(51) 상에 마련된 전극(2)과 전기적으로 접촉시킨 구성으로 하고 있다. 또, 기재(89)란 3차원적인 섬유의 네트워크 구성을 갖고, 섬유의 체결점을 아크릴 수지나 우레탄 수지 등의 유연성 수지로 접합한 것이다. 그것에 인쇄된 저항체(3)는 막형상이 아니라, 기재(89) 내에 분산되어 함침·유지된 상태로 된다. 또, 그 밖의 구성은 실시예 27과 마찬가지다.
이 구성에 있어서, 전극(2)과 저항체(3)는 유연성을 갖는 각각의 기재에 함침하여 마련되어 있기 때문에, 유연성이 풍부한 발열체로 된다. 또한, 저항체(3)는 기재(89) 내에 비막형상(non-film form)으로 분산 유지된 상태이며, 그 상태에서는 높은 저항치로 되어 있다. 따라서, 전극(2)과 전기적으로 접촉하고 있더라도 거의 발열하는 것은 없다. 여기서 약간의 하중이 가해져 기재(89)가 압축되면, 저항체(3)는 소정의 저항치로 되어 통전발열을 한다. 즉 일정한 하중 이상에서 소정의 저항치가 되도록 설계하는 것으로, 하중이 가해진 부분만이 발열하는 구성으로 할 수 있다. 또한, 저항체(3)는 자기온도 제어기능을 갖고 있기 때문에, 속열성이 풍부한 발열체의 설계가 가능하고, 속열성과 하중 검지기능을 더불어 가지는 신규인 발열체를 얻을 수 있다. 이것을 카시트히터에 이용한 경우에는, 사람이 앉으면 그 사람의 하중이 가해지는 부분만을 발열시킬 수 있어, 에너지 절약성이 우수한 발열체로 된다. 또한, 전극(2)을 금속박으로서 보다 큰 채난 면적(warming area)을 갖는, 예컨대 전기 카펫 등에 응용하더라도 좋다. 이 경우에는, 인체를 검지하여 그 부위만을 발열시킬 수 있기 때문에, 보다 에너지 절약성이 높은 발열체로 된다.
(실시예 30)
도 29(a), (b)는 각각, 실시예 30에 의한 PTC 발열체를 나타내는 일부 절결 평면도와 단면도이다.
본 실시예에서는, 기재(51)에, 그 개구부(51A)를 남겨 함침·유지된 전극(2)과 저항체(3)를 마련하고 있다. 즉 개구부(51A)의 부분에는 전극(2)과 저항체(3)를 마련하고 있지 않다. 그 밖의 구성은 실시예 27과 마찬가지다.
이 구성에 의해, 기재(51)와 전극(2), 저항체(3)를 일체 구성으로 하여, 기재(51)의 변형에 의해 겉보기의 신장을 실현할 수 있고, 또한, 신장 변형에 의한 저항치 안정성이 지극히 우수한 발열체를 얻을 수 있다. 또한, 기재(51)의 개구부(51A)를 남겨, 개구부(51A)를, 예컨대, 공기를 통과시키는 관통 구멍으로서 이용하여 신규인 발열체로 할 수도 있다.
구체적인 제조 방법으로서는, 우선 기재(51)에 열융착성을 갖는 수용성 또는 수해성 수지의 필름을 열융착한다. 이러한 필름은 예컨대 폴리비닐알콜이나 카르복시메틸셀룰로즈이다. 그 이면에 전극(2)과 저항체(3)를 인쇄에 의해 형성한다. 그 후에, 수중에 침적하여 필름을 제거해서, 양면 전체를 유연성 피복재(4)로 피복한다.
피복재(4)로서 액상 코팅재를 이용한 경우, 기재(51)의 개구부(51A)를 남긴 상태로 할 수 있다. 이와 같이 하면, 유연성이 풍부하고, 저항치 안정성이 우수한 발열체를 얻을 수 있다. 또한, 피복재(4)로서 유연성 열융착성 수지 필름을 이용한 경우, 개구부(51A)를 수지로 충전하여 제작할 수도 있다. 특히, 열융착성 수지로서 결정성 수지를 이용한 경우에는, 결정성 수지의 열 특성을 저항체(3)의 PTC 특성에 가미하여 신규인 PTC 특성을 갖는 유연성 PTC 발열체를 얻을 수 있다.
또, 모든 실시예에 있어서, 전극(2)의 주 전극의 긴 쪽을 세로 방향으로, 가지 전극의 긴 측을 가로 방향으로 배치하는 구성으로 한다. 그리고, 전체로서 5kgf의 하중에서 세로 방향으로 0∼3%, 가로 방향으로 3∼10%의 신장과, 15kgf 이상의 파탄 강도를 갖도록 유연성 PTC 발열체를 설계하는 것이 바람직하다. 이 구성에 의해, 예컨대, 인체가 착석하는 시트 등의 내부에 설치되더라도 쾌적한 장착감, 즉 만족해야 할 착석감을 갖고, 신뢰성이 높은 발열체로 할 수 있다.
또한, 유연성 피복재를 마련한 실시예에서, 기계적 압력, 예컨대 신장을 가한 상태로 유연성 피복재를 마련하는 것이 바람직하다. 상술한 바와 같이 유연성 피복재는 수지계 코팅재나 열융착 필름으로 이루어진다. 이와 같이 유연성 피복재에 기계적 압력을 가함으로써 PTC 발열체의 저항치를 저하시키고, 또한, PTC 특성 을 향상시킨다. 양호한 PTC 특성이란, 온도에 대한 저항치 상승 정도가 큰 것을 의미하고, 예컨대, 20℃에 대한 50℃에서의 저항치의 비율이 큰 것이다. 제작 직후는 PTC 저항체 내의 결정성 수지나 도전성 입자의 배향이 무질서하다. 이것에 대하여, 예컨대 신장을 가함으로써 그 방향으로 결정 배향이 발생하여 수지 본래의 열 특성이 발휘되고, 또한, 결정 배향에 의해 도전성 입자도 또한 배향하기 때문에 발생하는 현상이라고 생각된다. 그러나, 이 상태는 열싸이클에 의해 해제되어 버린다. 그 때, 일단 신장하고 있었던 발열체는 원래의 치수로 되돌아간다. 이와 같이 PTC 특성을 향상시킨 상태를 유지하기 위해서는, 기계적 압력을 부여하여 발생한 기재(51)의 개구부(51A)에 수지인 유연성 피복재(4)를 충전시킨다. 기재(51)는 줄어들고자 하지만 유연성 피복재(4)가 이것을 저지한다. 이에 따라 기계적 압력이 잔류한 채로 되고, 양호한 PTC 특성이 유지된다. 이와 같이 PTC 특성을 향상시키는 것은, 예컨대, 카시트 등의 경우 등 인체에 가까운 채난구(warming device)로서는 발열 온도를 낮게 억제하기 위해서 중요한 의미를 갖는다.
또한, 유연성 피복재로서는, 폴리에스테르계의 열융착성 필름이 장기 신뢰성의 점에서 우수하다. 예컨대, 80℃ 분위기 하에서의 저항치 안정성을 평가하는 내열시험에서는 열융착성 필름 이외를 이용한 경우는 저항치가 저하하는 경향을 나타낸다. 이것에 대하여, 폴리에스테르계를 이용한 경우에는 임의의 기간은 저항치가 저하하는 경향을 나타내지만 그 이후는 저항치가 상승하는 모드로 된다. 이 기간을 발열체 수명보증 기간으로 설정한다. 이에 따라 수명 보증 이후, 저항치가 상승한다. 즉 발열체의 수명 말기에서 안전성이 높아지는 것을 의미하고, 발열체로 서는 지극히 중요한 점이다.
또, 모든 실시예에 있어서, 발열체 구성은 스크린 인쇄방식에 의해 제작하고 있지만, 인쇄 방법으로서 전사방식, 또는 잉크젯방식을 적용하더라도 좋다. 양쪽 방식 모두 스크린 인쇄 방식과 달리, 잉크 도포량의 조정이 가능하고, 필요최소한의 도포량으로 하여, 비용저감이나 PTC 발열체의 유연성 향상에 이어진다. 또한 저항치 편차가 억제된다.
(실시예 31)
도 30(a), (b)는 각각, 실시예 31에 의한 PTC 발열체를 나타내는 일부 절결 평면도와 단면도이다.
유연성 섬유 기재(이하, 기재)(91)는 변형 가능한 개구부를 갖고, 또한 잉크 함침성을 갖는다. 기재(91)는 면이나 폴리에스테르 등의 재질로 이루어지고, 수류체결(water jet entanglement)로 형성된 스펀 본드 타입의 메시 형상 기재이다. 유연성 배리어재(이하, 배리어재)(82)는 기재(91)에 열융착이나 접착 등에 의해 접합되어, 잉크 불통과성을 갖는다. 또한, 전극(93)은 PTC 저항체(이하, 저항체)(3)의 짧은 쪽인 폭 방향의 양단에 마련하고 있다. 기재(91)와 기재(82)가 유연성 기재를 형성하고 있다. 그 밖의 구성은 실시예 17과 마찬가지기 때문에 설명을 생략한다.
이 구성에 의해, 기재(91)의 하면은 배리어재(82)로 피복되고, 또한, 일부 기재(91) 내에 배리어재(82)를 유지한 구성으로 된다. 그 때문에, 전극(93)이나 저항체(3)의 제작시에 잉크 누출이 방지되고, 또한, 잉크의 함침 도포량이 조절된다. 또한, 전극(93)이나 저항체(3)의 건조 온도보다도 낮은 융점을 갖는 열융착성 필름을 배리어재(82)로서 이용한 경우에는, 배리어재(82)가 기재(91) 내에 융해 유지되어, 양자 일체 구성으로 된다.
또한, 기재(91) 상에 그 개구부 패턴에 대응하여 전극(93)이나 저항체(3)가 인쇄되어, 기재(91) 내에 전극(93)이나 저항체(3)가 적절히 함침 유지된 상태로 된다. 이 때문에, 유연성이 유지되고, 또한, 기재(91)에 신장이 가해진 상태에서도, 개구부의 변형에 의해 저항치 변화가 최소한으로 억제된다. 도 31(a)는 기재(91)의 개구부, 도 31(b)는 변형시의 개구부 형상의 변화를 이미지로 나타내고 있다. 이에 따라, 5% 가로 신장 변형에 있어서 20% 이내의 저항치 변화로 억제된다.
본 실시예에서의 기재(91)는 예컨대, 면이나 폴리에스테르로 이루어지는 수류체결에 의해 형성된 개구부를 갖는 스펀 본드형 부직포이다. 기재(91)는 섬유 사이에 극간과 느슨함을 갖고, 거기에 인쇄되고 배치된 전극(93)이나 저항체(3)도 막형상이 아니라 극간이나 느슨함을 가진 상태로 인쇄물이 형성된다. 따라서, 신장 변형이 가해진 상태라도 메시 구성과 동시에 전극(93)이나 저항체(3) 자신이 신장하는 것은 아니고, 그 변형에 의해 신장을 가능하게 한다. 이 작용은 실시예 17과 마찬가지다.
기재(91) 내에의 전극이나 저항체의 함침과 진동 내구성의 관계 등은 실시예 17과 마찬가지기 때문에 설명을 생략한다.
또, 여기서는 기재(91)로서 어느 정도의 크기의 개구부를 갖는 메시 기재로 하고 있다. 그러나 작은 개구부를 갖는 직교 섬유형 부직포를 이용하여도 좋다. 이러한 부직포는, 그대로로는 가로 방향으로의 신장이 결여되지만, 적절히 바이어스(경사) 컷하면 가로 신장이 확보된다. 대소에 관계없이 기재(91)에 개구부를 갖는 것은 배리어재(82)와의 접합 포인트를 필요최소한으로 멈추는 것으로 기재(91)의 유연성이 유지된다. 또한, 개구부 형상을 변형 가능한 형상으로 하는 것으로 신장이 확보된다. 또한 이러한 구성은, 인쇄에 적합한 평활한 인쇄면을 제공하여, 배리어재(82)를 확실히 유지한다. 개구부 형상으로서는 마름모 형상이 가장 바람직하다. 이 구성에 대한 설명은 실시예 18과 마찬가지다.
(실시예 32)
도 32(a), (b)는 각각, 본 발명의 실시예 32에 의한 PTC 발열체의 일부 절결 평면도와, 단자 부분을 화살표 방향으로부터 본 경우의 단면도이다.
도전성 박막 재료(이하, 박막 재료)(67)는 동박 등으로 이루어져, 표면이 조면화 처리된 것으로, 단부에 땜납(69)이 미리 접합되어 있다. 기재(91)와 배리어재(82)를 접합할 때에 그 사이에 박막 재료(67)를 개재시켜 마련한다. 박막 재료(67)의 하면은 배리어재(82)에 의해 접착 고정되어 있다. 그 상태에서 상부로부터 전극(93)의 도전성 페이스트를 인쇄하면 기재(91)가 갖는 개구부를 통과해 도전성 페이스트가 박막 재료(67)와 접촉한다. 이렇게 해서, 전극(93)과 박막 재료(67)가 전기적으로 접속하고 있다. 계속해서 저항체(3)를 마련한 후에, 폴리에스테르계의 열융착성 필름 등의 유연성 피복재(이하, 피복재)(4)로 피복을 하여 발열체를 제작 한다. 리드선(70)의 취출은, 리드선(70)의 단부에 납땜한 것을 땜납 뒤에서 피복재(4)를 융해시키면서 하부의 박막 재료(67)의 땜납(69)을 가열 용융시킨다. 그리고, 즉시 이것에 리드선(70)을 접합시킨다. 접합한 부위를 수지몰딩(도면중 생략)하여 단자부(66)를 제작한다. 그 이외의 기본적인 구성은 실시예 31과 마찬가지다.
이 구성에 의해, 실시예 31과 동일한 효과를 갖는다. 또한, 단자부(66)를 형성하는 박막 재료(67)는 기재(91)와 배리어재(82) 사이에 면형상으로 접착·고정되고, 또한 주위는 모두 외기로부터 차폐되어 있다. 즉 하부는 배리어재(82), 상부는 피복재(4), 주위는 배리어재(82)와 피복재(4)의 접합층이 덮는다. 이에 따라, 강인하고 신뢰성이 높은 단자부(66)가 구성된다. 또한, 기재(91)의 개구부를 거쳐서 전극(93)과 박막 재료(67)를 전기적으로 접속한다. 또한 미리 박막 재료(67)에 땜납(69)을 형성하고 있기 때문에, 박막 재료(67)는 리드선(70)과 용이하게 접합된다.
또, 단자부(66)의 구성은 실시예 22∼26과 마찬가지로 구성하더라도 좋다.
(실시예 33)
도 33(a), (b)는 각각, 본 발명의 실시예 33에 의한 PTC 발열체의 일부 절결 평면도와, 단자 부분을 화살표 방향으로부터 본 경우의 단면도이다.
본 실시예에서는, 크림땜납 패턴(이하, 패턴)(69A)이, 전극(93)을 인쇄에 의해 제작하기 전에 미리 전극(93)의 단부가 마련되는 위치에 크림땜납을 인쇄·건조 하여 제작되어 있다. 이 후에, 전극(93)과 저항체(3)를 인쇄·건조하고, 또한 유연성 피복재(4)를 마련하고 있다. 패턴(69A)의 전극(93)과 겹치는 부위는 파형형상으로서 양자의 접합 포인트를 증가시켜, 전기적 접속을 확실한 것으로 하고 있다. 또, 그 밖의 구성은 실시예 32와 마찬가지다.
이 구성에 있어서, 패턴(69A)은 기재(91)에 전극(93)과 마찬가지로 적절히 함침한 구성으로 된다. 그 때문에, 패턴(69A)은 강인하다. 또한, 전극(93)과 패턴(69A), 패턴(69A)과 리드선(70)은 각각 확실히 전기적으로 접속된다. 또, 기재(91)와 패턴(69A)의 밀착성을 높이기 위해, 기재(91)의 패턴(69A) 인쇄면에 미리 무전해 도금 처리 등의 전 처리를 실시하더라도 좋다.
또, 본 실시예에서의 크림땜납 패턴을 실시예 22∼26에 적용하더라도 동일한 효과를 얻을 수 있다.
또, 배리어재(82)로서는 실시예 27과 같이, 열융착성 수지 필름 이외에, 수지계 코팅재를 이용하여도 좋다. 또한, 열융착성 수지 필름과 수지계 코팅재를 병용하더라도 좋다.
또한, 피복재(4)로서 실시예 27과 같이, 폴리에스테르계 열융착 필름 이외에, 이것을 전극(93)이나 저항체(3)에 접촉하는 최내층에 이용하여 다층필름 구성하여 이용하더라도 좋다. 또는 별도의 부직포와 접합하여 이용하더라도 좋다.
(실시예 34)
도 34(a), (b)는 각각, 실시예 34에 의한 유연성 PTC 발열체를 나타내는 일 부 절결 평면도와 X-Y 위치에서의 단면도이다. 유연성 기재(이하, 기재)(102)는 잉크 불통과성을 갖는다. 기재(102)는, 스펀 레이스, 스펀 본드 등의 부직포로 이루어지는 섬유 기재(이하, 기재)(103)에, 우레탄 수지로 이루어지는 필름(이하, 필름)(104)을 T 다이 압출과 동시에 열융착시켜 이루어진다. 기재(103)의 재질은 폴리에스테르이다. 기재(102)의 필름(104)의 면상에는 은 페이스트 등의 도전성 페이스트를 인쇄·건조하여 형성한 한 쌍의 빗살형 전극(이하, 전극)(2)을 갖는다. 전극(2)은 각각 주 전극(2A)과 가지 전극(2B)으로 이루어지고, 주 전극(2A)의 긴 쪽 방향을 기재(103)의 롤이 감긴 방향과 일치하도록 배치되어 있다. 가지 전극(2B) 상에는 PTC 잉크를 인쇄·건조하여 형성한 PTC 저항체(이하, 저항체)(3)를 갖는다. 또한, 전극(2)과 저항체(3)를, 유연성 피복재(이하, 피복재)(116)가 덮고 있다. 피복재(116)는, 열융착성 수지 필름(이하, 필름)(114)과, 개구부를 갖는 니트 등의 섬유 기재(이하, 기재)(115)를 열융착하여 이루어진다. 피복재(116)는, 필름(114)을 거쳐서 전극(2), 저항체(3), 및 기재(102)의 필름(104)과 열융착되어 있다. 즉 전극(2)과 저항체(3)는 그 주위가 완전히 덮여 있다. 또, 피복재(116)에 포함되는 기재(115)는 개구부를 갖는 니트 등으로 이루어지기 때문에, 그 표면은 요철을 갖고 있다. 그 때문에, 도 34(c)에 도시하는 바와 같이 전극(2)과 저항체(3)의, 기재(115)에 접하는 면은, 열융착시에 기재(115)의 요철이 전사되어 있다.
실용적인 유연성 PTC 발열체로서의 요건의 하나로서, 유연하고 신장이 확보되어 있는 것을 들 수 있다. 응용예로서, 차량 탑재의 좌석내에 내장되어 이용되 는 카시트히터가 있다. 카시트의 표피재는 디자인성이 중요시되고, 천연 또는 합성의 피혁, 또는 직물(패브릭)로 구성된다. 그리고 그 표피재의 이면에 접하도록 카시트히터가 배치된다. 이러한 카시트에 있어서 히터를 내장한 상태에서 착석시의 위화감이 없는 것이 지극히 중요하다. 여기서의 위화감이란 예컨대 뻣뻣함, 울퉁불퉁함 등이다. 그 때문에, 카시트히터로서 표피재와 동등 이상의 유연성과 신장을 확보할 필요가 있다.
표피재로서 최고로 위치가 부여되는 천연피혁은 세로 방향보다도 가로 방향이 신장하기 쉽다. 구체적으로는 7.5kgf의 하중에서 세로 방향의 신장이 대략 2%, 가로 방향의 신장이 대략 5%이다. 이 신장 특성은 인간의 피부의 그것과 동등하며, 그 때문에 표피재로서 천연피혁을 이용한 시트의 착석감은 좋다. 또한, 합성피혁이나 패브릭은 이것을 모방하고 있다.
이러한 세로 방향과 가로 방향의 신장 특성을 PTC 발열체로 실현하기 위해, 본 실시예에서는 기재(103, 115)의 형태와 배치 방향을 고안하고 있다.
기재(102)나 피복재(116)에 이용한 기재(103, 115)는 부직포나 니트 등으로 이루어지고, 일반적으로 롤형상으로 제조된다. 이러한 기재(103, 115)는, 감긴 방향(이것을 세로 방향으로 함)에는 그 가공 필요상 어느 정도의 인장 강도를 갖고 있다. 한편, 세로 방향과 직교하는 가로 방향으로는, 스펀 본드와 같이 도트 형상으로 열 엠보스에 의해 부형화되어 있는 것은, 세로 방향과 같은 정도의 인장 강도를 갖는다. 한편, 스펀 레이스와 같이 수류체결로 섬유끼리의 뒤얽힘에 의해 부형화하고 있는 부직포는, 세로 방향에 비해서 가로 방향으로는 상당히 낮은 인장 강 도로 된다.
따라서 부직포나 니트 등을 기재(103, 115)로서 이용함으로써 기재(103, 115)가 세로 방향의 신장 규제부로서 기능한다. 이들은 감긴 방향으로 어느 정도의 인장 강도를 갖고 있다. 그리고 감긴 방향을 세로 방향으로 하여 섬유 기재(103, 115)를 배치한다. 이렇게 하여 구성하는 것으로 천연피혁의 세로 방향의 신장 특성에 맞출 수 있다. 그리고, 기재(103)에 필름(104)을 접합함으로써 필름(104)이 가로 방향의 신장 규제부로서 기능한다. 즉, 기재(103)에 스펀 레이스 등의 부직포나, 개구부를 갖는 메시 형상 부직포를 이용한다. 그리고 필름(104)을 접합하고, 그위에 전극(2)이나 저항체(3)를 형성하여, 피복재(116)를 붙이면 점차로 가로 방향의 강도가 증가한다. 이와 같이 하는 것으로 천연피혁의 가로 방향과 동등의 신장 특성에 접근시킬 수 있다. 즉, 기재(103)의 본래의 세로 방향의 신장 특성을 살리면서, 가로 방향에 대해서는 주로 필름(104)이나 필름(114)을 접합하는 정도로 신장을 규제하고 있다.
또, 본 실시예에서의 전극(2)과 저항체(3)의, 기재(115)에 접하는 면에 형성된 요철부(113)는 신장 변형부로서 기능한다. 즉 본 실시예에서는, 도포에 의해 제작하는 전극(2)이나 저항체(3)를, 균일하게 도포하는 것은 아니고, 불균일하게 도포하여 분포를 갖게 하여 변형 가능한 상태를 만들어 낸다. 이에 따라 전극(2)이나 저항체(3)에 가해지는 신장 등의 기계적 응력을 최소한으로 억제하고, 그 자체의 변형에 의한 신장이 실현된다. 불균일이란, 인쇄하지 않는 부분을 마련하거나, 부분적으로 도포량을 증가시키거나, 도포면을 평면으로부터 요철면으로 하거나 하는 것 등을 뜻하고 있다. 본 실시예에 있어서는, 전극(2)이나 저항체(3)의 도포면을 요철면으로 하는 것으로 평면에 비해서 신장하는 여지를 마련하여, 신장에 대한 저항체(3)의 저항치 안정성을 높이고 있다.
또한 전극(2)이나 저항체(3) 그 자체가 유연성을 갖고, 신장에 대응할 수 있는 사양으로 되어 있는 것도 중요하다. 본 실시예에 있어서는, 전극(2)이나 저항체(3)에 수지 또는 엘라스토머를 함유하고 있는 것이 바람직하다. 즉 이들을 형성하는 도전성 페이스트나 PTC 잉크는 수지 또는 엘라스토머를 바인더로서 첨가시키고 있다. 또 도전성 페이스트로서 카본블랙이 배합된 은 페이스트를 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 도전성 페이스트에 포함되는 바인더는 결정성이 낮은 포화 공중합 폴리에스테르 수지가 바람직하다. 이것은, 통상의 결정성 폴리에스테르에 비해서 유연성을 갖는다. 통상 카본블랙을 배합하면 도전성 페이스트의 비저항이 증가하지만, 은의 형상을 분체로부터 일부 박편 형상(flaky shape), 또는 단섬유 형상으로 하는 것으로 비저항의 증가가 방지되고, 또한, 신장이 가해지더라도 비저항치의 증가가 억제된다. 또한, 카본블랙을 혼입함으로써, 직류 전원에 의해 생기는 은의 마이그레이션이 억제된다.
상기한 바와 같은 PTC 잉크는 다음과 같이 하여 조제된다. 우선, 결정성 수지로서 에틸렌초산 비닐 공중합체(EVA)에 카본블랙을 혼련·화학가교한다. 그것을 분쇄하여 얻은 분쇄물을 변성 아크릴니트릴 브타디엔 고무(변성 NBR)를 바인더로 하여, 고비점 유기용제를 희석액으로서 3개 롤로 갈아 으깨면서 잉크화한다. EVA에 카본블랙을 혼련 후 화학가교하는 것으로 EVA와 카본블랙의 결합력이 높아진다. 또한, 이 분쇄물의 변성 NBR 등의 바인더와의 친화력이 높아진다. 따라서 EVA와 카본블랙의 가교 분쇄물끼리를 바인더로 결합한 상태의 저항체(3)가 형성된다. 바인더, 및 가교 분쇄물이 유연성을 갖기 때문에, 저항체(3)는 유연성이 풍부하다. 또한, 결정성 수지인 EVA와, 바인더 양쪽의 열적팽창을 PTC 특성에 반영하여, 저항체(3)는 높은 PTC 특성을 갖는 것으로 된다.
또한, 기재(102)와 피복재(116)로서 각각, 필름(104)이 접합된 기재(103), 기재(103) 또는 필름(104)과 열융착하는 필름(114)이 접합된 기재(115)를 이용하고 있다. 이 구성에 의해, 필름(104)이 인쇄시의 잉크 누출을 방지하고, 또한, 기재(103, 115)의 강도가 높아진다. 또한, 필름(104)과 필름(114)의 사이에 전극(2)과 저항체(3)가 외기로부터 차폐·밀폐된다. 따라서, 장기 신뢰성이 높은 PTC 발열체를 얻을 수 있다. 구체적으로는, 필름(104)의 재료로서 우레탄계, 올레핀계 또는 스틸렌계 열 가소성 엘라스토머의 1종 또는 이것들의 혼합물을 이용한다. 이러한 엘라스토머는 신장하기 쉽기 때문에, PTC 발열체에 유연성을 부여한다. 또한 접착성 수지를 혼합하거나, 또는 엘라스토머와 접착성 수지를 적층하여 구성하는 것이 바람직하다. 이에 따라 전극(2), 저항체(3)와 기재(102)의 밀착성이 높아지고, 진동 내구성이 향상한다. 또한 필름(114)의 재료로서 올레핀계 수지를 이용한다. 접착성 수지는 예컨대, 분자골격 내에 카르복실기나 에테르기 등의 극성기를 도입한 폴리에틸렌 등이다. 구체적으로는, 무수말레인산 변성, 또는 아크릴산 변성한 폴리에틸렌이나, 마찬가지로 변성한 열가소성 엘라스토머 등이다.
또, 본 실시예에서는 신장 규제부로서 기능하는 기재(103, 115)를 마련하고 있지만, 어느 한쪽만으로도 좋다.
(실시예 35)
도 35(a), (b)는 각각, 실시예 35에 의한 유연성 PTC 발열체를 나타내는 일부 절결 평면도와 X-Y 위치에서의 단면도이다. 본 실시예의 PTC 발열체는, 기재(103, 115)를 대신하여, 각각 기재(117, 118)를 갖는다. 그 이외는 실시예 34와 마찬가지다. 기재(117)는, 가로 5% 신장시의 하중이 7.5kgf 이하이고 세로 5% 신장시의 하중이 7.5kgf 이상인 부직포 또는 니트 A 등으로 이루어지는 섬유 기재이다. 기재(118)는, 세로·가로 5% 신장시의 하중이 모두 7.5kgf 이하이고 마름모 형상의 개구부를 갖고 변형에 의해 신장하는 니트 B 등의 섬유 기재이다.
세로보다도 가로로 신장하기 쉽고, 부직포 또는 니트 A 등으로 이루어지며, 세로 방향의 신장 특성을 갖는 기재(117)와, 세로·가로 양쪽으로 신장하는 필름(104) 또는 필름(114)을 접합한다. 이에 따라, 세로·가로 양쪽의 신장이 저하하는 니트 B 등으로 이루어지는 기재(118)의 가로 방향의 신장 특성을 이용하여, 천연피혁과 동등 및 그 이상의 신장 특성이 실현된다. 기재(118)는 섬유끼리의 엇갈림을 일으키는 것으로 유연성을 발휘하고 있지만, 필름(114)을 접합하여 이 엇갈림을 저해하는 것에 의해 신장 특성이 저하하는 것을 이용하고 있다. 이렇게 해서, 신체와 접촉하고 있는 발열체로서, 예컨대 카시트히터로서 착석시의 위화감이 없고, 또한 반복 하중에 강한 실용적인 PTC 발열체를 얻을 수 있다.
특히, 기재(117)의 부직포로서, 개구부를 갖는 스펀 레이스형 부직포 또는 세로 방향으로 연속섬유를 배치한 부직포를 이용한 경우에는, 세로 방향의 신장 규제는 보다 확실하게 된다. 세로 방향으로 연속섬유를 배치한 부직포는 예컨대, 스펀 레이스에 세로 연속섬유를 열 엠보스로 열융착하여 이루어지는 스펀 본드이다. 스펀 레이스형 부직포는 세로 방향으로 단섬유가 배향하여 얽혀 있었던 것으로, 본래 가로 방향으로도 세로 방향으로도 신장하기 쉬운 성질을 가지고 있다. 그러나, 이것에 필름(104)을 접합하는 것으로 세로 방향으로 배향한 단섬유가 접합되고, 마치 연속섬유와 같이 행동하게 된다. 이것 때문에 세로 방향의 신장 강도가 급격히 증가하여, 신장하기 어렵게 된다. 한편, 스펀 본드형 부직포에서는 단섬유의 배향은 무질서하고 열에 의해 도트 형상으로 단섬유끼리를 열융착시키고 있다. 이것을 열 엠보스라고 부른다. 이 상태에서는, 필름(104)을 접합하더라도 스펀 레이스 정도의 보강 효과는 나오지 않는다. 이러한 경우에, 세로 방향으로 연속섬유를 배치하는 것으로 확실히 세로 방향의 강도를 증가시킬 수 있다. 이러한 구성을, 스펀 레이스에 적용하여 보다 보강 효과를 내도 좋다. 또한, 기재(118)에 적용하더라도 좋다.
또, 본 실시예에서는 기재(102)측에 섬유 기재(117)를, 피복재(116)측에 기재(118)를 이용했지만, 이것을 역으로 하여 이용하더라도 좋다.
또한, 기재(102)를 구성하는 기재(117)의 세로 방향으로 전극(2)의 주 전극(2A)을 배치함으로써 주 전극(2A)의 신뢰성이 높아지고, 발열 분포가 적은 PTC 발열체를 얻을 수 있다.
(실시예 36)
도 36은 본 발명의 실시예 36에 의한 PTC 발열체의 구성을 나타내는 일부 절결 평면도이다. 본 실시예에서는 전극(2)의 가지 전극(2C)이, 기재(102)의 가로 방향으로 파형형상을 갖고 있다. 그 이외의 구성은 실시예 34와 마찬가지다. 가지 전극(2C)은 스크린 인쇄의 패턴을 파형형상으로 하는 것으로 용이하게 제작된다.
이 구성에 의해, 파형형상의 가지 전극(2C)끼리의 사이의 PTC 저항체(3) 내에서의 도통 경로는 최단 루트인, 마름모 형상의 1변의 경사 방향으로 된다. 이 때문에, 도통 경로 즉 발열 경로는 신장에 대한 응력 부하가 저감된다. 또한, 파형형상의 가지 전극(2C)은 신장에 대하여 파형이 직선형상이 될 때까지 신장에 대한 여유를 가진다. 이 때문에, 가지 전극(2C)의 신장에 대한 응력 인가가 지연된다. 즉, 파 형상의 가지 전극(2C)은 신장 변형부로서 기능한다. 이것을 기재(102)나 피복재(116)에 의한 가로 방향의 신장 범위내로 설계하면, 가지 전극(2C)의, 신장에 대한 신뢰성이 대폭 높아진다.
또, 가지 전극(2C)의 구성을 다른 실시예에 적용하더라도 동일한 효과를 얻을 수 있다.
(실시예 37)
도 37은 본 발명의 실시예 37에 의한 PTC 발열체의 구성을 나타내는 일부 절결 평면도이다. 본 실시예에서는, PTC 저항체(3)를 대신하여, 개구부를 갖고 신장 변형 가능한 섬유 소재(123)에 PTC 잉크를 미리 함침·건조시켜 얻은 PTC 저항체 섬유체(이하, 섬유체)(124)를 갖는다. 또, 전극(2)과 섬유체(124)는, 아래와 같이 하여 전기적으로 접속되어 있다. 우선, 전극(2)을 형성하는 도전성 페이스트중의 용제가 증발하여 건조한 상태의 미경화의 전극(2)과 섬유체(124)를 접촉시킨다. 그 후, 이것을 열시(熱時) 가압하여 전극(2)을 경화시키고, 또한 섬유체(124)를 열융착한다. 기타는 실시예 34와 마찬가지다.
이 구성에 의해, 섬유체(124)의 변형에 의해 PTC 저항체 자신에게 응력이 거의 가해지지 않는 상태에서 신장을 실현할 수 있기 때문에, 신장에 대한 저항치 변화가 최소한으로 억제된다. 즉 섬유체(124)는 신장 변형부로서 기능한다.
또, 섬유체(124)를 대신하여, PTC 저항체의 인쇄 패턴을 마름모 형상의 미도포부를 갖는 메시 패턴으로 해도 좋다. 이 구성에 의해서도, 상기와 동일한 저항치 안정성을 갖는 PTC 발열체를 얻을 수 있다.
(실시예 38)
도 38(a), (b)는 각각, 실시예 38에 의한 유연성 PTC 발열체를 나타내는 일부 절결 평면도와 X-Y 위치에서의 단면도이다. 본 실시예에서는, 이면에 유연성 수지 필름(104)이 접합된 개구부를 갖는 메시 형상 섬유 기재(이하, 기재)(125)를 유연성 기재로서 이용한다. 그것에 도전성 페이스트와 PTC 잉크를 함침시켜, 각각 전극(2), 저항체(3)가 형성되어 있다. 즉, 실시예 17과 유사한 구성이다. 또, 도 38(a), (b)에서는 유연성 피복재를 생략하고 있다.
실시예 17에서의 도 15(a)와 비교하면 이 구성에서는, 기재(125)의 눈(mesh)이 성기다. 그 때문에 구성에서는, 기재(125)에 전극(2)이나 저항체(3)가 함침하는 것 이외에, 전극(2)이나 저항체(3)가 기재(125) 상에, 고농도로 부분적으로 함침한 상태로 배치된다. 이러한 불균일 분포가 실시예 34에서 설명한 바와 같이 신장 변형부로서 기능한다. 이 때문에, 실시예 34∼37과 동일한 작용·효과를 갖는다.
(실시예 39)
도 39(a), (b)는 각각, 실시예 39에 의한 유연성 PTC 발열체를 나타내는 일부 절결 평면도와 X-Y 위치에서의 단면도이다. 본 실시예에서는, 개구부를 갖는 섬유 기재(이하, 기재)(129) 상에 필름(104)을 접합하여 기재(102)를 구성하고, 기재(102)의 필름(104) 상에 전극(2)과 저항체(3)를 갖는다. 즉, 실시예 38에서의 유연성 기재의 구성 재료를 반대로 이용하고 있다.
본 실시예에서는, 기재(129)가 개구부를 갖는 섬유로 이루어지기 때문에, 실시예 17과 같이, 기재(129)가 신장 변형부로서 기능한다. 이에 따라 실시예 34∼38과 동일한 작용·효과를 갖는다.
또, 본 실시예에 이용하고 있는 필름(104)은, 실시예 4에서의 열융착 필름(8)과는 다르다. 열융착 필름(8)은 폴리에스테르 필름 등의 결정성이 높고 치밀하고 단단한 필름으로 이루어지기 때문에, 도전 페이스트나 PTC 잉크에 이용하고 있는 용제에 의해 영향을 받는 경우는 거의 없다. 이에 따라 잉크 등에 대한 배리어 기능을 갖고 있다. 한편, 본 실시예에서의 필름(104)은, 결정성이지만 그다지 결정화도가 높지 않다. 그리고 필름으로서 치밀한 것이 아니라, 용제가 용이하게 필름(104) 내에 침투한다. 또한, 도전성 페이스트나 PTC 잉크를 건조하는 온도가 130℃ 내지 150℃ 전후인 것을 고려하면, 그 온도 조건 하에서 유기용제에 의해 필름(104)은 영향을 받는다. 가장 일반적인 현상은 팽윤이다.
전극(2)이나 저항체(3)를 인쇄하기 전의 상태에서는, 기재(129)에 열융착된 필름(104)은, 기재(129)와 열융착하고 있는 부분과 열융착하지 않는 자유로운 부분을 갖는다. 기재(129)는 용제의 확산·증발 촉진에 지극히 유효하기 때문에, 기재(129)와 열융착하고 있는 부위의 필름(104)은 도전성 페이스트나 PTC 잉크의 용제에 의해 영향을 받는 정도는 적다. 한편, 필름(104)의 열융착하지 않는 자유로운 부분은, 실시예 34에서 설명한 바와 같이, 도전성 페이스트나 PTC 잉크의 용제에 의해 그것이 건조하기까지의 동안 영향을 받는다. 자유로운 부분이란, 기재(129)의 개구부에 상당하는 위치이다. 예컨대, 팽윤을 발생시킨 경우에는 그 부위의 전극(2)이나 저항체(3)는 볼록부 단면 형상을 갖는 것으로 된다. 볼록부 형성에 의해 그 부위의 전극(2)이나 저항체(3)에는 신장이 가해지고, 그 도포막 두께는 기재(129)와 열융착하고 있는 부위에 비해서 얇아진다.
또한, 일반적으로 PTC 발열체로서는 열적 에이징(thermal aging)이라고 칭하여 가공시의 열왜곡을 제거하거나, PTC 저항체의 성분인 결정성 수지의 결정화도를 조절하여, 저항치를 안정화하는 프로세스가 행하여진다. 또한, 신장 등의 기계적 응력에 의해 PTC 저항체의 성분인 결정성 수지의 배향과 동시에 도전성 입자의 재 배치가 발생하여 저항치를 저하시키는 기계적 에이징(mechanical aging)을 행하는 경우도 있다. 열적, 기계적 에이징은 그 에이징 프로세스가 다르지만 얻어지는 결과는 매우 유사하다. 즉, 저항치가 안정된다. 상술한 구성에서의 용제에 의한 볼록부 형성은 에이징과 동일한 작용을 갖는 것으로 추찰된다. 폴리에스테르 필름면에 인쇄한 것이 열 에이징에 의해 저항치가 대략 1/2로 저하하는 데 비하여, 상기 구성의 것은 초기보다 1/2에 가까운 저항치를 갖고, 열 에이징에 의해서도 그 이상의 저항치 변화는 적다.
또한, 이러한 도포막의 두께 불균일성은 실시예 38에서 설명한 바와 같이, 신장 변형부로서도 기능한다.
이렇게 해서, 신장이나 열에 의해서도 저항치 안정성이 우수한 유연성 PTC 발열체를 얻을 수 있다.
또, 본 실시예에 있어서, 필름(104)을 도전성 페이스트나 PTC 잉크의 용제에 의해 화학적 변화를 받는 유연성 수지 A와 받지 않는 유연성 수지 B의 혼합에 의해 구성하더라도 좋다.
본 실시예에서는, 개구부를 갖는 섬유 기재(129)를 이용하여 설명하고 있다. 기재(129)로서, 스펀 레이스와 같이 섬유가 비교적 조밀하고 큰 개구부가 없는 부직포를 이용하는 경우, 상술한 바와 같이 구성한 필름(104)을 이용하는 것이 불균일성을 마련하는 데에 있어서 유효하다. 즉, 상술한 바와 같이 구성한 필름(104)에서는, 유연성 수지 A는 그대로의 상태이고, 한편, 유연성 수지 B는 팽윤 또는 일부용제와 상용하여 부피변화나 밀착성의 향상이 발생한다. 이 상태변화에 의해 전 극(2)과 저항체(3)에 불균일한 도포를 발생시키고, 실시예 38과 동일한 효과를 갖는 유연성 PTC 발열체를 얻을 수 있다.
또, 유연성 수지 A로서는, 주로 관능기를 갖는 수지이며, 구체적으로는, 공중합 폴리에스테르, 무수말레인산 변성의 폴리에틸렌, EVA(에틸렌초산 비닐 공중합체), EEA(에틸렌에틸에타크릴레이트 공중합체) 등을 들 수 있다.
유연성 수지 B로서는, 주로 결정성이 높은 수지이며, 예컨대 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 직쇄 형상 폴리에스테르 등을 들 수 있다.
(실시예 40)
도 40(a), (b)는 각각, 실시예 40에 의한 유연성 PTC 발열체를 나타내는 일부 절결 평면도와 X-Y 위치에서의 단면도이다. 본 실시예는 실시예 34와 거의 동일한 구성이다. 실시예 34에서는 전극(2)과 저항체(3)와, 기재(115)에 접하는 면에 형성된 요철부(113)가 신장 변형부로서 기능한다. 본 실시예에서는, 이러한 신장 변형부를 마련하지 않고, 필름(104)과 전극(2), 저항체(3) 사이에 접착성 수지(141)를 배치하고 있다. 또는 필름(104)에 접착성 수지를 포함하게 하더라도 좋다. 접착성 수지는 실시예 34에서 설명한 재료로 이루어진다. 또한 기재(103) 또는 기재(115)가 신장 규제부로서 기능한다. 기재(103)나 기재(115)는 부직포나 니트 등으로 구성하고 있다. 이에 따라 전극(2), 저항체(3)와 기재(102)의 밀착성이 높아져, 필요 이상으로 신장하지 않기 때문에 진동 내구성이 향상한다.
이상, 본 발명의 실시예에 따른 유연성 PTC 발열체를 여러 가지 설명했지만, 각 실시예 고유의 구성은, 다른 실시예에 조합하여 실시하는 것이 가능한 것도 있고, 그와 같은 조합은 본 발명의 범주이다.
(실시예 41)
도 41은 본 발명의 실시예 41에서의, 유연성 PTC 발열체를 내장한 좌석 장치의 구성도이다. 유연성 PTC 발열체(이하, 히터)(158)는 표피(156)와 패드부(155) 사이에 배치되어 있다. 동계의 난방운전에서는 히터(158)에 통전하여 발열시키면 표피(156)에 전도하여, 표피(156)가 따뜻해진다. 표피(156)가 따뜻해지면, 착석하고 있는 탑승자도 전도와 복사로 따뜻해진다.
이 구성에 있어서, 히터(158)는 실시예 1∼40에서 설명한 어느 하나의 구성이다. 이들은 유연성이 풍부하기 때문에, 탑승자의 착석에 의해 반복하여 절곡 부하가 걸리더라도 양호한 특성을 유지한다. 또한 PTC 저항체로 구성하고 있기 때문에, 온도가 자동적으로 제어된다.
또한 실시예 29에 의한 PTC 발열체를 적용하면, 에너지 절약성이 우수한 것으로 된다.
또한, 도 41에 도시하는 바와 같이 좌석본체(이하, 좌석)(154)에는 제습 송풍기(이하 송풍기)(150)와, 제습부(151)를 마련해도 좋다. 송풍기(150)는 시로코팬(sirocco fan) 등으로 이루어진다. 제습부(151)는 예컨대 제오라이트나 실리카겔이나 치타실리케이트, 활성알루미나 등의 흡착재를 갖는다. 또한, 이 경우의 히터(158)는 실시예 13∼15 또는 실시예 21 등과 같이 관통 구멍을 갖고 있는 것을 적용한다. 제습부(151)는 송풍기(150)로 송풍된 공기를 제습한다. 통풍로(153)는 제습된 공기를 좌석(154)의 우레탄 발포 수지 등의 패드부(155)에 도입한다. 표피(156)는 패드부(155)를 덮고, 통풍로(153)로부터 공급되는 제습 공기가 분출되는 분출 구멍(이하, 구멍)(157)을 마련한다.
이와 같이 구성함으로써, 운전시는, 송풍기(150)로 송풍된 공기를 제습부(151)가 제습한다. 제습된 공기는 제습부(151)로부터 통풍로(153)에 의해 패드부(155)를 통하여, 표피(156)의 구멍(157)으로부터 분출한다. 좌석(154)에는 탑승자가 착석하고 있어, 제습된 공기가 탑승자의 등으로부터 둔부, 또한 하지로 불어온다. 이렇게 하여, 인체 표면에 접하는 영역에 제습된 공기를 분출한다. 이 때문에, 땀이 기화 건조하여, 기화열을 피부 표면에서 빼앗아, 하계의 일사에 의해 표피(156)의 온도가 상승한 상태에서도, 냉각감을 느끼게 하여, 땀이 나는 느낌을 해소하여 탑승자는 쾌적히 앉을 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 좌석 장치에 있어서, 통풍로(153)로부터 내뿜어진 공기는 히터(158)를 통과하여, 표피(156) 상으로 내뿜어진다. 이 구성에 의해, 온풍으로 난방을 하는 경우에 비교하여, 표피(156)의 온도가 높게 된다. 또한 그 온도 상승 속도도 빠르게 되어, 쾌적성이 향상한다. 또한, 히터(158)는 제습시의 바람의 통과에도 지장이 없다. 또한 정상 상태에 달한 후는, 고온저습풍을 구멍(157)으로부터 분출함으로써, 히터(158)에 의해 부분적으로 발한한 인체의 땀을 건조시켜 땀이 나는 느낌이 없이 난방한다.
또, 통풍로(13)는 우레탄 수지 등의 비흡습 재료로 구성하는 것이 바람직하 다. 이와 같이 하는 것으로, 제습부에서 발생한 고온 저습도의 공기는 통풍로에서 흡습하는 일 없이 인체에 송풍된다. 따라서 체표면의 땀을 기화시키는 것으로 기화열을 빼앗아 인체에 냉량감을 부여하고, 또한, 땀이 나는 느낌을 방지하는 효과가 증대한다.
또한, 통풍로(153)는 도 41과 같이 패드부(155)에서 분기하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하는 것으로, 탑승자의 등과 둔부의 넓은 범위에 균일하게 제습 공기를 공급하여, 쾌적성이 증가한다.
본 발명에 의한 유연성 PTC 발열체에서는, 다음 중 어느 하나의 구성을 갖는다.
1) 전극과 PTC 저항체의 일부가 유연성 기재에 함침되어 있다.
2) 유연성 기재가, 표면에 요철 형상을 마련한 수지 발포체 또는 고무재로 이루어진다.
3) 전극과 PTC 저항체 중 적어도 한쪽에 마련한 신장 변형부를 갖는다.
4) 유연성 기재가 접착성을 갖고, 유연성 기재나 유연성 피복재가 신장 규제부를 갖는다.
그 때문에 유연성이 풍부하고, 진동 내구성이 우수하다. 이러한 발열체는 카시트히터 등에 바람직하다.
Claims (45)
- 인쇄에 의해 형성되는 전극과,인쇄에 의해 형성되고, 상기 전극으로부터 급전되는 PTC 저항체와,상기 전극의 일부와 상기 PTC 저항체의 일부가 함침된 유연성 기재와,적어도 상기 전극과 상기 PTC 저항체를 덮고, 상기 유연성 기재와 접합된 유연성 피복재를 구비한 유연성 PTC 발열체.
- 제 1 항에 있어서,상기 유연성 기재가,부직포와,상기 전극을 형성하는 도전성 페이스트와 상기 PTC 저항체를 형성하는 PTC 잉크의, 상기 부직포로의 함침도(degree of impregnation)를 조정하는 함침 조정재를 갖는 유연성 PTC 발열체.
- 제 2 항에 있어서,상기 함침 조정재가 수지계 코팅재와 열 융착 필름 중 어느 하나로 이루어지 는 유연성 PTC 발열체.
- 제 2 항에 있어서,상기 부직포는 상기 함침 조정재의 융점에서 형상 유지 가능한 내열성 섬유로 이루어지는 유연성 PTC 발열체.
- 제 1 항에 있어서,상기 유연성 피복재는 적어도 상기 유연성 기재와의 접착성을 갖는 유연성 PTC 발열체.
- 제 1 항에 있어서,전면(全面)에 걸쳐 요철 단면 형상이 마련된 유연성 PTC 발열체.
- 제 6 항에 있어서,상기 요철 단면 형상은 엠보싱 가공(embossing fabrication)과, 스티치 가공(stitching fabrication) 중 어느 하나에 의해 형성된 유연성 PTC 발열체.
- 제 1 항에 있어서,상기 유연성 기재에 개구부가 마련된 유연성 PTC 발열체.
- 제 2 항에 있어서,상기 부직포는 상기 유연성 PTC 발열체가 신장하는 방향으로 긴 섬유를 배치한 직교 섬유 부직포인 유연성 PTC 발열체.
- 제 2 항에 있어서,상기 부직포의 적어도 일축 방향으로 내장된 도전선을 더 갖고,상기 도전선은 상기 전극의 일부로서 기능하는유연성 PTC 발열체.
- 제 1 항에 있어서,상기 유연성 기재는, 변형 가능한 개구부와 잉크 함침성을 갖는 유연성 메시(mesh) 기재와, 변형 가능한 개구부와 잉크 함침성을 갖는 유연성 섬유 기재 중 어느 하나를 포함하는 유연성 PTC 발열체.
- 제 11 항에 있어서,상기 유연성 기재는, 상기 유연성 메시 기재에 접합되고, 잉크 불투과성을 갖는 유연성 지지 기재를 더 포함하는 유연성 PTC 발열체.
- 제 11 항에 있어서,상기 유연성 메시 기재와 상기 유연성 섬유 기재 중 어느 하나의 개구부를 마름모 형상으로 한 유연성 PTC 발열체.
- 제 11 항에 있어서,상기 유연성 메시 기재와 상기 유연성 섬유 기재 중 어느 하나로서, 직교 섬유형 부직포를 바이어스 컷(bias cut)하여 이용한 유연성 PTC 발열체.
- 제 11 항에 있어서,상기 유연성 기재는 상기 유연성 메시 기재와 상기 유연성 섬유 기재 중 어느 하나에 막 형상으로 함침, 유지되고, 잉크 불투과성의 유연성 배리어재를 포함하는 유연성 PTC 발열체.
- 제 15 항에 있어서,상기 유연성 배리어재는 열 융착 필름으로 이루어지고, 상기 전극을 형성하는 도전성 페이스트와 상기 PTC 저항체를 형성하는 PTC 잉크의 건조 온도에서 형상 유지 가능한 유연성 PTC 발열체.
- 제 15 항에 있어서,신장에 제한을 갖고, 상기 유연성 메시 기재와 상기 유연성 섬유 기재 중 어느 하나와, 상기 유연성 배리어재 사이에 접합되고, 상기 유연성 메시 기재와 상기 유연성 섬유 기재 중 어느 하나의 신장을 규제하는 니트 메시(knit mesh)를 더 구비한 유연성 PTC 발열체.
- 제 11 항에 있어서,상기 전극과 상기 PTC 저항체 중 적어도 한쪽이, 상기 유연성 메시 기재와 상기 유연성 섬유 기재 중 어느 하나의 개구부를 남겨 형성되고, 상기 유연성 피복재가 전체를 덮은 유연성 PTC 발열체.
- 제 1 항에 있어서,상기 유연성 기재는 유연성 수지 필름이 접합된 제 1 섬유 기재로 이루어지고,상기 유연성 피복재는 상기 유연성 수지 필름과 상기 제 1 섬유 기재 중 어느 하나와 열 융착하는 열 융착성 수지 필름이 접합된 제 2 섬유 기재로 이루어지는유연성 PTC 발열체.
- 제 19 항에 있어서,상기 유연성 수지 필름은 올레핀(olefine)계, 우레탄계, 스틸렌계 중 적어도 어느 하나의 열가소성 엘라스토머(elastomer)를 포함하는 유연성 PTC 발열체.
- 제 20 항에 있어서,상기 유연성 수지 필름은 접착성 수지를 더 포함하는 유연성 PTC 발열체.
- 제 19 항에 있어서,상기 제 1 섬유 기재와 상기 제 2 섬유 기재는,가로 5% 신장시의 하중이 7.5㎏f 이하이고 세로 5% 신장시의 하중이 7.5㎏f 이상인 부직포와 제 1 니트 중 어느 하나와,세로·가로 5% 신장시의 하중이 모두 7.5㎏f 이하이고 마름모 형상의 개구부를 가지며 변형에 의해 신장하는 제 2 니트중에서 적어도 어느 하나로 이루어지는유연성 PTC 발열체.
- 제 1 항에 있어서,상기 유연성 피복재는,수지 코팅재와,열 융착 필름을 부착한 부직포와,접착제를 도포한 수지 발포체와,접착제를 도포한 고무재와,피혁과,인공 피혁중 적어도 어느 하나를 포함하는유연성 PTC 발열체.
- 인쇄에 의해 형성되는 전극과,인쇄에 의해 형성되고, 상기 전극으로부터 급전되는 PTC 저항체와,표면에 요철 형상이 마련된 수지 발포체와, 표면에 요철 형상이 마련된 고무재 중 어느 하나로 이루어지고, 상기 전극과 상기 PTC 저항체가 표면에 마련된 유연성 기재와,적어도 상기 전극과 상기 PTC 저항체를 덮고, 상기 유연성 기재와 접합된 유연성 피복재를 구비한 유연성 PTC 발열체.
- 제 24 항에 있어서,상기 유연성 기재는 상기 수지 발포체와 상기 고무재 중 어느 하나에 접합한 수지 네트(resin net)를 더 포함하는 유연성 PTC 발열체.
- 제 1 항 또는 제 24 항에 있어서,상기 전극은 주 전극과, 상기 주 전극과 상기 PTC 저항체에 전기적으로 접속된 가지 전극(branch electrode)을 갖는 빗살형이며,적어도 상기 주 전극의 긴 쪽 방향의 신장을 규제하는 신장 규제부를 갖는유연성 PTC 발열체.
- 제 26 항에 있어서,상기 신장 규제부는 편물(編物) 형상 수지 네트로 이루어지는 유연성 PTC 발열체.
- 제 1 항 또는 제 24 항에 있어서,상기 유연성 기재와 상기 유연성 피복재 중 적어도 어느 하나의 신장을 규제하는 신장 규제부를 갖는 유연성 PTC 발열체.
- 제 1 항 또는 제 24 항에 있어서,개구부를 갖는 흡습체를 더 구비하되,상기 흡습체는 상기 PTC 저항체와 열적으로 접촉하고 있는유연성 PTC 발열체.
- 제 1 항 또는 제 24 항에 있어서,상기 전극은 주 전극과, 상기 주 전극과 상기 PTC 저항체에 전기적으로 접속된 가지 전극을 갖는 빗살형이며,상기 주 전극의 긴 쪽 방향으로 5㎏f의 하중에서 0%보다 크고 3% 이하인 신장을 갖고, 상기 가지 전극의 긴 쪽 방향으로 5㎏f의 하중에서 3% 이상 10% 이하의 신장을 가지며, 또한 15㎏f 이상의 파단(破斷) 강도를 갖는유연성 PTC 발열체.
- 제 1 항 또는 제 24 항에 있어서,유연성 발열체의 이면으로부터 표면에 걸쳐 관통하는 관통 구멍을 마련한 유연성 PTC 발열체.
- 제 1 항 또는 제 24 항에 있어서,일단이 상기 전극과 전기적으로 접속되고, 또한, 타단이 리드선과 전기적으로 접속되는 단자부를 더 구비하되,상기 유연성 피복재는 상기 단자부를 덮는유연성 PTC 발열체.
- 제 32 항에 있어서,상기 단자부는,도전성 박막 재료와,상기 도전성 박막 재료의 일단과 상기 전극을 접합하는 도전성 접착재를 갖는유연성 PTC 발열체.
- 제 32 항에 있어서,상기 단자부를 고정하는 접착성 부직포를 더 갖고,상기 유연성 피복재가 상기 접착성 부직포를 피복하는유연성 PTC 발열체.
- 제 32 항에 있어서,상기 단자부를 상기 유연성 기재의 표면에 배치하고,상기 전극의 일부를 상기 단자부의 일단에 겹치도록 형성한유연성 PTC 발열체.
- 제 32 항에 있어서,상기 단자부를 상기 유연성 기재 내에 배치하고,상기 유연성 기재 상으로부터 상기 전극을 형성하는 도전성 페이스트를 도포하여 상기 전극의 일부를 상기 단자부의 일단에 형성한유연성 PTC 발열체.
- 제 32 항에 있어서,상기 단자부의, 상기 전극이 인쇄되는 위치에, 패턴 형성한 크림 땜납(a pattern-formed cream solder)을 갖는 유연성 PTC 발열체.
- 제 32 항에 있어서,상기 단자부는 상기 전극과 전기적으로 접속하는 땜납 미처리부와, 상기 유연성 피복재를 관통하여 리드선과 접속하는 땜납 처리부를 갖는 유연성 PTC 발열체.
- 제 1 항 또는 제 24 항에 있어서,상기 유연성 기재는, 제 1 유연성 기재와, 비 막형상(non-film shape)으로 분산 유지되는 잉크 함침성을 갖는 쿠션성 기재로 이루어지는 제 2 유연성 기재를 포함하되,상기 PTC 저항체는 상기 제 2 유연성 기재 상에 형성되고,상기 전극은 제 1 유연성 기재 상에 형성되며,상기 전극과 상기 PTC 저항체는 전기적으로 접촉되고,상기 유연성 피복재는 전체를 피복하는유연성 PTC 발열체.
- 제 1 항 또는 제 24 항에 있어서,상기 전극과 상기 PTC 저항체 중 적어도 한쪽이, 바인더로서 수지와 엘라스토머 중 어느 하나를 함유하는 유연성 PTC 발열체.
- 제 1 항 또는 제 24 항에 있어서,상기 전극은 은과 카본을 함유하는 유연성 PTC 발열체.
- 제 1 항 또는 제 24 항에 있어서,상기 PTC 저항체는 결정성 수지와 카본 블랙(carbon black)의 혼련·가교물(a kneaded and crosslinked product)과 엘라스토머를 함유하는 유연성 PTC 발열체.
- A) 적어도 유연성 메시 기재의 변형 가능한 개구부에 수지를 충전하는 단계와,B) 상기 유연성 메시 기재 상에 전극과, 상기 전극에 의해 급전되는 PTC 저항체를 인쇄에 의해 형성하는 단계와,C) 상기 수지를 제거하는 단계와,D) 전체를 유연성 피복재로 피복하는 단계를 포함한 유연성 PTC 발열체의 제조 방법.
- 제 43 항에 있어서,상기 수지가 수용성과 수해성(水解性) 중 어느 하나이며,C) 단계에서 수(水) 처리하는유연성 PTC 발열체의 제조 방법.
- 제 43 항에 있어서,상기 수지가 폴리비닐알콜, 카르복시메틸셀룰로오스 중 어느 하나를 포함하는 유연성 PTC 발열체의 제조 방법.
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