柔軟性ＰＴＣ発熱体
【課題】繰り返し荷重が加わっても発熱体に折り皺などが生じることなく、長時間使用可能な柔軟性ＰＴＣ発熱体を提供すること。
【解決手段】第１の樹脂層１と第１の繊維層２を積層してなる基材３と、前記基材の前記樹脂層１の面に形成されてなる一対の電極４と、前記一対の電極４の面に形成されるＰＴＣ抵抗体５と、前記基材３と前記電極４と前記ＰＴＣ抵抗体５の表面全体を被覆すると共に前記第１の樹脂層１に熱融着可能な第２の樹脂層７と第２の繊維層８を積層してなる被覆材９と、前記一対の電極の端部に形成された一対の給電部６よりなる柔軟性ＰＴＣ発熱体において、前記柔軟性ＰＴＣ発熱体の一部に応力を緩和する複数の応力緩和部１０を備えた柔軟性ＰＴＣ発熱体を提供する。
【解決手段】第１の樹脂層１と第１の繊維層２を積層してなる基材３と、前記基材の前記樹脂層１の面に形成されてなる一対の電極４と、前記一対の電極４の面に形成されるＰＴＣ抵抗体５と、前記基材３と前記電極４と前記ＰＴＣ抵抗体５の表面全体を被覆すると共に前記第１の樹脂層１に熱融着可能な第２の樹脂層７と第２の繊維層８を積層してなる被覆材９と、前記一対の電極の端部に形成された一対の給電部６よりなる柔軟性ＰＴＣ発熱体において、前記柔軟性ＰＴＣ発熱体の一部に応力を緩和する複数の応力緩和部１０を備えた柔軟性ＰＴＣ発熱体を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、暖房、加熱、乾燥などの熱源として用いることのできる柔軟性ＰＴＣ発熱体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の面状発熱体の発熱部には、ベースポリマーと、カーボンブラック、金属粉末、グラファイトなどの導電性物質を溶媒に分散して、特にベースポリマーとして結晶性樹脂を用いてＰＴＣ特性を持たせたものが多い。
【０００３】
図７（ａ）は従来のＰＴＣ特性を持たせた面状発熱体の平面図で、図７（ｂ）は図７（ａ）のｘ−ｙ線の断面図である。図７（ａ），（ｂ）に示したように、面状発熱体は、ポリエステルシートなどの電気絶縁性の基材５０上に、導電性ペーストを印刷・乾燥して得られる一対の櫛形状電極５１、５２と、これにより給電される位置に高分子抵抗体インクを印刷・乾燥して得られる高分子抵抗体５３を設け、さらに基材５０と同様の材質の被覆材５４で櫛形状電極５１、５２及び高分子抵抗体５３を被覆して保護する構成としたものである。
【０００４】
基材５０及び被覆材５４としてポリエステルフィルムを用いる場合には被覆材５４に例えばポリエチレン系の熱融着性樹脂５５を予め接着しておき、熱を与えながら加圧する（熱時加圧）ことにより、基材５０と被覆材５４とを熱融着性樹脂５５を介して接合される。これにより、櫛形状電極５１、５２及び高分子抵抗体５３は外界から隔離され、長期信頼性を付与される。前記した熱時加圧の手段としては、２本の加熱ロールからなるラミネーターが一般的である。
【０００５】
ＰＴＣ特性とは、温度上昇によって抵抗値が上昇し、ある温度に達すると抵抗値が急激に増加する抵抗温度特性（抵抗が正の温度係数を有する意味の英語 Positive Temperature Coefficient の頭文字を取っている）を意味しており、ＰＴＣ特性を有する高分子抵抗体５３は、自己温度調節機能を有する面状発熱体を提供できる。
さらにこれら発熱体を柔軟性材料により構成することにより柔軟性機能を付与させた例として、例えば、特許文献１，２が挙げられる。
【特許文献１】特開２００３−１０９８０４号公報
【特許文献２】特開２００５−１７４６２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記従来の、ポリエステルシートなどの電気絶縁性の基材５０に印刷した櫛形状電極５１、５２及び高分子抵抗体５３を同じく電気絶縁性の被覆材５４で保護する多層構造では、基材５０や被覆材５４の材質やその厚さによっては、柔軟性に欠け、この面状発熱体を椅子などに用いた場合の着座感や、暖房ウェアなどに用いた場合の着心地感が損なわれるといった問題があった。
【０００７】
また、椅子用やウェア用のヒータとして用いた場合には、加熱対象となる部位が局面を有していることから、形状が平面状のヒータに荷重が加わった場合、その力が面状発熱体の全体にまで及んで変形し、その変形の形状によっては、面状発熱体の端ほど変形量が増え、面の一部に折り皺などが生じてしまい、その折り皺部分の印刷した電極及び高分子抵抗体に亀裂などが生じ耐久的に劣化するなどの心配があった。
【０００８】
さらに、通気性のないポリエステルシートなどの電気絶縁性の基材５０や被覆材５４で構成されているため、椅子などに用いた場合や暖房ウェアに用いた場合に湿度がこもりやすく、長時間使用するとやはり着座感や着心地感が損なわれてしまう問題があった。
【０００９】
上記従来の技術の問題点に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、外力により変形する形状になじむ柔軟性を付与し、器具に装着した際の面状発熱体の使用感と耐久性等の信頼性を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の柔軟性ＰＴＣ抵抗体は、第１の樹脂層と第１の繊維層を積層してなる基材と、前記基材の前記樹脂層の面に形成されてなる一対の電極と、前記一対の電極の面に形成されるＰＴＣ抵抗体と、前記基材と前記電極と前記ＰＴＣ抵抗体の表面全体を被覆すると共に前記第１の樹脂層に熱融着可能な第２の樹脂層と第２の繊維層を積層してなる被覆材と、前記一対の電極の端部に形成された一対の給電部とを有する柔軟性ＰＴＣ発熱体であって、前記柔軟性ＰＴＣ発熱体の一部に応力を緩和する複数の応力緩和部を備えたものである。
【００１１】
上記した構成によって、柔軟性を有する繊維を基材として用いることにより柔軟性が発現され、さらに複数の応力緩和部が、ＰＴＣ発熱体の外力により変形する形状に馴染んで変形するため、ＰＴＣ発熱体の柔軟性がさらに増し、かつ外力を吸収しＰＴＣ発熱体の全体にまで及ばなくなり、器具に装着した際のＰＴＣ発熱体の使用感がよく、かつ耐久性が向上し、結果として器具の使用感と信頼性の向上にも繋がるものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の柔軟性ＰＴＣ抵抗体は、外力により変形した形状に容易になじむ柔軟性を示すＰＴＣ抵抗体にでき、かつ外力がＰＴＣ抵抗体の全体にまで及ばなくでき、使用感と信頼性を向上できるとともに、柔軟性ＰＴＣ抵抗体を使用した器具の使用感と信頼性も向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
第１の発明は、第１の樹脂層と第１の繊維層を積層してなる基材と、前記基材の前記樹脂層の面に形成されてなる一対の電極と、前記一対の電極の面に形成されるＰＴＣ抵抗体と、前記基材と前記電極と前記ＰＴＣ抵抗体の表面全体を被覆すると共に前記第１の樹脂層に熱融着可能な第２の樹脂層と第２の繊維層を積層してなる被覆材と、前記一対の電極の端部に形成された一対の給電部を有する柔軟性ＰＴＣ発熱体であって、前記柔軟性ＰＴＣ発熱体の一部に応力を緩和する複数の応力緩和部を備えた柔軟性ＰＴＣ発熱体である。
【００１４】
第２の発明は、第１の繊維層または第２の繊維層の少なくとも一方が、特定方向に揃って配列した長繊維補強層を含むものである。
【００１５】
上記構成とすることにより、繊維層により発現される柔軟性のみならず、ある程度の伸張抑制機能も加えることが可能となり、電極部や抵抗体部に加えられる外力に対してしなやかさを示すと共に、その外力が除去された際に復元力を示すこととなる。
【００１６】
第３の発明は、特に第２の発明において、電極が対向した一対の主電極と前記主電極より交互で、かつ相手側に向かって導出した複数の枝電極とを有し、ＰＴＣ抵抗体の発熱部に形成される主電極を前記長繊維補強層と平行方向となるよう様に形成することによって、外力による変形がＰＴＣ抵抗体に及んでも、主電極と同一方向の伸縮性を制限することができるものである。
【００１７】
上記構成とすることにより、主電極方向の伸縮性に関する強度が保障されると共に、複数箇所に応力緩和部を有するので、外力による変形にも充分耐えることができ、耐久性、長期信頼性と、柔軟性を両立させることができる。また通気性も付与されるので湿度のこもりも防止できる。
【００１８】
従って、外力による変形がＰＴＣ抵抗体の全体に及んで面の一部に折り皺の発生するのを防止でき、かつ通気性があって、例えば椅子などに用いた場合の着座感や、暖房ウェアなどに用いた場合の着心地感の向上と、前記折り皺による電極及び高分子抵抗体等への悪影響が解消され信頼性を向上できる。
【００１９】
第４の発明は、特に第１〜第３のいずれか１つの発明の複数の応力緩和部が、スリット、細長あるいは楔型形状の切れ込みとしたことにより、ＰＴＣ抵抗体部の発熱性能を充分に保持させながら、柔軟性、通気性も発現させることができるものである。
【００２０】
第５の発明は、特に第１〜第４のいずれか１つの発明において、スリットあるいは細長の切れ込みからなる複数の応力緩和部が、枝電極と平行方向となるように形成することにより、主電極の伸張抑制と発熱体の柔軟性を両立させることができる。
【００２１】
第６の発明は、特に第１〜第５のいずれか１つの発明の複数の応力緩和部が、外力により大きく変形する柔軟性ＰＴＣ発熱体の部分に配置した応力緩和部を、前記柔軟性ＰＴＣ発熱体の他部分の応力緩和部より大きく形成しており、大きな外力が加わる部分の大きな変形に充分耐えることができ、ＰＴＣ抵抗体の全体において変形度合いに差があっても容易に対応でき、着座感を一層向上させることができる。
【００２２】
第７の発明は、特に、第１〜第６のいずれかの発明の第１の繊維層または第２の繊維層の少なくとも一方が、長繊維を特定方向に揃って配列させた補強層と、繊維交絡によって形成された不織布よりなるものである。長繊維を特定方向に揃って配列させた補強層と、繊維交絡によって不織布を形成することにより、比較的安価でかつ、充分に薄く軽い素材を用いて、特定方向に対する伸縮性を制限した基材を効率よく得ることができる。
【００２３】
第８の発明は、特に第１〜第７のいずれかの発明の第１の繊維層または第２の繊維層の少なくとも一方が、ポリエステル系不織布より形成されてなるものである。ポリエステル系の素材は、熱収縮が小さく、強度が大きいために、エラストマ性状を有すると共に形状寸法的に不安定になりやすい第１の樹脂層あるいは第２の樹脂層の補強層として適性を示すものである。また抵抗体を形成する工程での温度、張力、薬品に対する抵抗力が強く、さらに高絶縁性や低吸湿性などＰＴＣ抵抗体にとって不可欠な物性を併せ持つ素材である。ポリステル系の素材を用いることにより、伸縮性を示しながら安定な抵抗特性を示すだけでなく、極めて信頼性の高い抵抗体を得ることができる。
【００２４】
第９の発明は、特に第１〜第８のいずれかの発明の第１の樹脂層が、オレフィン系熱可塑性エラストマを含有してなるものである。オレフィン系熱可塑性エラストマは、耐熱性に優れ、かつ柔軟性も示すことから、その上に抵抗体や電極などを塗布する際にも安定性を有する素材である。
【００２５】
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。
【００２６】
本発明における、繊維層とは不織布や織布からなる層を意味する。
【００２７】
また本発明における応力緩和部の断面形状としては、発熱体を貫通したものでも良いし
、発熱対象となる部位の形状や取付け形態によって、柔軟性を発現するに充分な程度の切り欠き部を基材側あるいは被服側のどちらか一方、あるいはそれらどちらかの一部に設けたものでも良い。また応力緩和部の形態は、短い長さからなる繰り返しでも構わないし、それらが連続した形状のものでも構わない。またそれら末端の形状は、負荷のかかる程度に応じて、切れ込みを工夫することが望ましい。
【００２８】
また本発明における抵抗体や電極の形状としては、その機能を大きく損なわないかぎりどの用なものでも可能であり、例えば、台形型、ひし形型、丸形、などでも構わない。
（実施の形態１）
図１（ａ）は本発明の実施の形態１の柔軟性ＰＴＣ発熱体の平面図で、図１（ｂ）は図１（ａ）のｘ−ｙ線の断面図である。
【００２９】
図１において、第１の繊維層１は、ポリエチレンテレフタレート繊維を交絡させた不織布である。第１の樹脂層２は、融点が１６０℃の熱可塑性ウレタンエラストマを５０μｍの厚さに成形したものであり、極めて柔軟であり、あらゆる方向に自在に伸縮可能である。第１の繊維層１と第１の樹脂層２は熱融着によって、第１の樹脂層２が第１の繊維層１に接着しているが含浸はしていない状態となるように積層し、基材３として形成している。この基材３は積層されているが含浸構造ではないために、引張応力を加えるとエラストマ特有の伸縮性が得られる。電気的に正側と負側となる一対の電極４は、基材３の第１の樹脂層２の面に導電性ペーストを印刷、乾燥することによって形成した。導電性ペーストはエポキシ樹脂中に導電性付与材として銀粉末を分散したものを使用している。また、抵抗体５は正抵抗温度特性を有し、エチレン酢酸ビニル共重合体とカーボンブラックの混練物をペースト化したものを、電極４が形成された第１の樹脂層２の面に印刷、乾燥して形成したものである。電極４は、相対向するように幅の広い一対の主電極部と、それぞれの主電極部から交互に相手側の主電極部に向って複数の枝電極部を導出した櫛形形状になっており、これに重なるように配設した抵抗体５に多数の枝電極部より給電すると抵抗体５に電流が流れ発熱する。給電部６は一対の電極４の給電部分に一対形成されている。第２の樹脂層７は、融点１２０℃の共重合ポリエステルを５０μｍ厚みに成形したものであり、特に、柔軟性と伸縮性に優れたグレードを選定した。第２の繊維層８は、ポリエチレンテレフタレート繊維を絡ませた不織布を用いている。第２の樹脂層７は第２の繊維層８と熱融着によって積層され、被覆材９として形成した。被覆材９は基材３の上に形成された、電極４、抵抗体５、及び給電部６のすべてを被覆するように全体に熱融着によって積層され、基材３の面全体を密封する。第２の繊維層８は、単体では、引張応力によって容易に伸びるが、第２の樹脂層７を含浸させることによって引張強度が増し、復元力も得られるようになる。なお、第１の樹脂層２の融点は、第２の樹脂層７の融点よりも４０℃高くなるようなグレードを選定しているために、表面温度１５０℃ラミネートロールで被覆材９を溶融させ、抵抗体５を形成した基材３に熱融着させた結果、基材３側の熱変形は極めて小さく、実用上問題となるような寸法変化は発生しなかった。
【００３０】
本実施の形態１では、複数のスリットからなる応力緩和部１０を、電極４の主電極に挟まれた２つの抵抗体５の間に、主電極と平行方向となるように、発熱体を貫通するようにして形成した。
【００３１】
ここでは、応力緩和部１０の効果を検証するために、実施の形態１として、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、複数のスリットからなる応力緩和部を有するものを用意し、比較例１として、スリットを全く含まないがそれ以外の構成は実施の形態１と全く同様のものを用意した。
【００３２】
柔軟性ＰＴＣ発熱体が座席シート内部で用いられることを想定し、骨盤の模型として、半径１２０ｍｍの半球面体を用意し、その球面にクッション材を介して発熱体を押しつけ
ることによって３次元変位を与え、この操作を繰り返した後の発熱体の表面のしわの発生の様子を観察した。結果、実施の形態１として用いたシートにはしわは発生しなかったが、応力緩和部を有さない比較例１では、発熱体のコーナー近傍などの３次元変位に対して充分追随できない箇所で、しわが発生していることが認められた。このように、構成の柔軟性ＰＴＣ発熱体に外力が加わる場合、応力緩和部１０が存在することにより外力が吸収されて折り皺などの発生により電極４や抵抗体５に亀裂を生じさせる危険等が解消され、耐久性の高い柔軟性ＰＴＣ発熱体を得ることができる。
（実施の形態２〜６）
実施の形態２〜６は、それぞれ図２〜６に対応する抵抗体形状及びスリット形状を有し、それ以外の構成部材１〜９は、実施の形態１に示したものと同様の材料、方法により作成した。
【００３３】
実施の形態２に対応する図２（ａ）、（ｂ）では、２本のスリット１１が枝電極と平行方向に配置され、またその長さは実施の形態１に比較して連続した形状を取ることができるため、実施の形態１に比較して、柔軟性に富む発熱体を得ることができる。
【００３４】
実施の形態３に対応する図３（ａ）、（ｂ）では、細長形状の応力緩和部１２と楔形形状の応力緩和部１３をそれぞれ２つずつ有しており、外部からの応力に対して、充分な適応性を示す。
【００３５】
実施の形態４に対応する図４（ａ）、（ｂ）では、主電極４と抵抗体５の間に応力緩和部１４を複数本有し、発熱部となる抵抗体５には分割形状がないことから、枝電極間に印加された電圧は効率良く抵抗体で発熱されるため、省エネかつ、柔軟性に優れた発熱体を得ることができる。
【００３６】
実施の形態５に対応する図５（ａ）、（ｂ）では、電極４（主電極と枝電極）及び抵抗体５からなる２組の発熱体が並列に接続され、その発熱体間に細長形状の応力緩和部１５を有する。１組の電極部と抵抗体部との間には応力緩和部が存在せず、安定かつ効率のよい発熱体を得ることができる。
【００３７】
実施の形態６に対応する図６（ａ）、（ｂ）では、応力緩和部以外の部分は実施の形態５と同じ構造を有する。実施の形態６では、短い細長形状の応力緩和部１６が２つと、長い細長形状の応力緩和部１７を１つ中央に有する形状となっており、発熱体の中央部に外力が加えられ、大きく変形しても長い細長形状の応力緩和部１７で緩和することが可能となり、発熱体として最小限度の応力緩和部を設けることにより、充分な強度と柔軟性を合わせ持った発熱体が得られる。
【００３８】
実施の形態２〜６に関して、実施の形態１で行ったと同様に、応力緩和部を有さない場合と比較して、外部応力を加えた際の発熱体のしわ発生の様子を観察したが、どの場合も比較例に対し、優れた耐久性を示すことがわかった。
（実施の形態７）
実施の形態７においては、図２に示した構造を有する発熱体を下記方法により作成した。
【００３９】
図２において、第１の繊維層１は、ポリエチレンテレフタレート繊維を交絡させた不織布とポリエチレンテレフタレートの長繊維を特定方向に配列させた不織布を積層したものである。この長繊維は引張強度が高く、配列された方向への伸縮性を制限することができる。第１の樹脂層２は、融点が１７０℃のオレフィン系熱可塑性エラストマを５０μｍの厚さに成形したものであり、極めて柔軟であり、あらゆる方向に自在に伸縮可能である。第１の繊維層１と第１の樹脂層２は熱融着によって、第１の樹脂層２が第１の繊維層１に
接着しているが含浸はしていない状態となるように積層し、基材３として形成している。この基材３は積層されているが含浸構造ではないために、それぞれの層の物性を足し合わせたような特異な物性、すなわち、引張応力を加えるとエラストマ特有の伸縮性が得られるが、特定の方向ではほとんど伸縮性を示さないことが確認されている。電気的に正側と負側となる一対の電極４は、基材３の第１の樹脂層２の面に導電性ペーストを印刷、乾燥することによって形成した。電極４は一対の主電極部が対向する方向が第１の繊維層１に存在する長繊維の配列方向と同一となるように形成されていて、一対の主電極部が対向する方向の伸縮性が制限されるようになっている。導電性ペーストはエポキシ樹脂中に導電性付与材として銀粉末を分散したものを使用している。また、抵抗体５は正抵抗温度特性を有し、エチレン酢酸ビニル共重合体とカーボンブラックの混練物をペースト化したものを、電極４が形成された第１の樹脂層２の面に印刷、乾燥して形成したものである。電極４は、相対向するように幅の広い一対の主電極部と、それぞれの主電極部から交互に相手側の主電極部に向って複数の枝電極部を導出した櫛形形状になっており、これに重なるように配設した抵抗体５に多数の枝電極部より給電すると抵抗体５に電流が流れ発熱する。給電部６は一対の電極４の給電部分に一対形成されている。第２の樹脂層７は、融点１２０℃の共重合ポリエステルを５０μｍ厚みに成形したものであり、特に、柔軟性と伸縮性に優れたグレードを選定した。第２の繊維層８は、ポリエチレンテレフタレートの長繊維同士を直交方向に絡ませた繊維布を用い、その片方の繊維方向が、第１の繊維層１に存在する長繊維の配列方向と同一となるように形成した。第２の樹脂層７は第２の繊維層８と熱融着によって積層され、被覆材９として形成した。被覆材９は基材３の上に形成された、電極４、抵抗体５、及び給電部６のすべてを被覆するように全体に熱融着によって積層され、基材３の面全体を密封する。第２の繊維層８は、単体では、引張応力によって容易に伸びるが、第２の樹脂層７を含浸させることによって引張強度が増し、復元力も得られるようになる。なお、第１の樹脂層２の融点は、第２の樹脂層７の融点よりも５０℃高くなるようなグレードを選定しているために、表面温度１５０℃ラミネートロールで被覆材９を溶融させ、抵抗体５を形成した基材３に熱融着させた結果、基材３側の熱変形は極めて小さく、実用上問題となるような寸法変化は発生しなかった。
【００４０】
また本実施の形態７では、スリット形状からなる応力緩和部１１を２ヶ所、枝電極と平行方向に、発熱体を貫通するように配置した。第１の繊維層には、主電極と平行方向に長繊維を補強してあるために、実施の形態２の、第１の繊維層に長繊維が補強されていない場合に比べ、外部応力を加えた場合の耐久性が更に向上し、抵抗値の長期安定化を図ることができる。
【００４１】
以上、本実施の形態７で得られる発熱体は特定方向への伸縮が制限されているものの、他の方向への伸縮は自在であるために、３次元曲面の被加熱体への装着が可能である。また、伸縮性が必要とされる方向に伸縮可能な方向を合わせることによって、伸縮性を発揮することができる。また、伸縮するのは発熱体の抵抗値に寄与しない方向であるために、伸縮性と抵抗値の安定性を両立できる。
【００４２】
なお、本実施の形態では、第１の繊維層１がポリエチレンテレフタレート繊維を交絡させた不織布とポリエチレンテレフタレートの長繊維を特定方向に配列させた不織布を積層したものを使用し、第２の繊維層８はポリエチレンテレフタレートの長繊維同士を直交方向に絡ませた繊維布を用いているが、第１の繊維層１と第２の繊維層８はこの組み合わせに限定されるものではない。
【００４３】
第１の繊維層１は特定方向の伸縮性を制限する作用と緩衝材的な物性を合わせ持つものであるから、これを第２の繊維層８に用いても本実施の形態と同等の作用効果を得ることができる。また第２の繊維層８は、元来の緩衝材的な物性に加えて、樹脂層を含浸させることによって特定方向の伸縮性を制限する物性を合わせ持つことができるものであるから
、第１の繊維層１と第２の繊維層８を共に繊維を交絡させた不織布としても、本実施の形態と同等の作用効果を得ることができる。長繊維を特定方向に配列させた構成を繊維層に含む場合は、含浸しにくい高融点の樹脂層や流動性の低い樹脂層を使用しても、特定方向の伸縮性を制限する物性が得られるという特長があり、印刷後の乾燥工程のように耐熱性を必要とされる基材としての利用価値が高く、繊維を交絡させた不織布のみを繊維層に含む場合は、ラミネート工程で樹脂層を含浸できるので被覆材としての利用価値が高い。
（実施の形態８〜１１）
実施の形態８〜１１は、それぞれ図３〜６に対応する抵抗体形状及びスリット形状を有し、それ以外の構成部材１〜９は、実施の形態７に示したものと同様の材料、方法により作成した。
【００４４】
実施の形態８に対応する図３（ａ）、（ｂ）では、細長形状の応力緩和部１２と楔形形状の応力緩和部１３をそれぞれ２つずつ有しており、外部からの応力に対して充分な柔軟性を示し、また主電極と同一方向では伸縮性を制限する効果も併せ持った構成とすることができる。
【００４５】
実施の形態９に対応する図４（ａ）、（ｂ）では、主電極４と抵抗体５の間に応力緩和部１４を複数本有し、発熱部となる抵抗体５には分割形状がないことから、枝電極間に印加された電圧は効率良く抵抗体で発熱されるため、省エネかつ、柔軟性、耐久性に優れた発熱体を得ることができる。
【００４６】
実施の形態１０に対応する図５（ａ）、（ｂ）では、電極４（主電極と枝電極）及び抵抗体５からなる２組の発熱体が並列に接続され、その発熱体間に細長形状の応力緩和部１５を有する。１組の電極部と抵抗体部との間には応力緩和部が存在せず、信頼性に優れ、効率のよい発熱体を得ることができる。
【００４７】
実施の形態１１に対応する図６（ａ）、（ｂ）では、応力緩和部以外の部分は実施の形態１０と同じ構造を有する。実施の形態１１では、短い細長形状の応力緩和部１６が２つと、長い細長形状の応力緩和部１７を１つ中央に有する形状となっており、発熱体の中央部に外力が加えられ、大きく変形しても長い細長形状の応力緩和部１７で緩和することが可能となり、発熱体として最小限度の応力緩和部を設けることにより、充分な強度と柔軟性、さらには充分な耐久性能を合わせ持った発熱体が得られる。
【００４８】
実施の形態８〜１１に関して、実施の形態１で行ったと同様に、応力緩和部を有さない場合と比較して、外部応力を加えた際の発熱体のしわ発生の様子を観察したが、どの場合も比較例に対し、優れた耐久性を示すことがわかった。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
以上のように、本発明にかかる柔軟性ＰＴＣ発熱体は、外力により変形した応力を容易に緩和するため外力が柔軟性ＰＴＣ発熱体の全体にまで及ばなくすることが可能になるので、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器具、ＯＡ用の椅子やカーシート、マッサージチェアなどの座面や背中面、暖房ウェアの背中面、カーテンなどにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】（ａ）本発明の実施の形態１における柔軟性ＰＴＣ発熱体を示す平面図（ｂ）同断面図
【図２】（ａ）本発明の実施の形態２，７における柔軟性ＰＴＣ発熱体を示す平面図（ｂ）同断面図
【図３】（ａ）本発明の実施の形態３，８における柔軟性ＰＴＣ発熱体を示す平面図（ｂ）同断面図
【図４】（ａ）本発明の実施の形態４，９における柔軟性ＰＴＣ発熱体を示す平面図（ｂ）同断面図
【図５】（ａ）本発明の実施の形態５，１０における柔軟性ＰＴＣ発熱体を示す平面図（ｂ）同断面図
【図６】（ａ）本発明の実施の形態６，１１における柔軟性ＰＴＣ発熱体を示す平面図（ｂ）同断面図
【図７】（ａ）従来の面状発熱体を示す平面図（ｂ）同断面図
【符号の説明】
【００５１】
１ 第１の繊維層
２ 第１の樹脂層
３ 基材
４ 電極
５ 抵抗体
６ 給電部
７ 第２の樹脂層
８ 第２の繊維層
９ 被覆材
１０〜１７ 応力緩和部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、暖房、加熱、乾燥などの熱源として用いることのできる柔軟性ＰＴＣ発熱体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の面状発熱体の発熱部には、ベースポリマーと、カーボンブラック、金属粉末、グラファイトなどの導電性物質を溶媒に分散して、特にベースポリマーとして結晶性樹脂を用いてＰＴＣ特性を持たせたものが多い。
【０００３】
図７（ａ）は従来のＰＴＣ特性を持たせた面状発熱体の平面図で、図７（ｂ）は図７（ａ）のｘ−ｙ線の断面図である。図７（ａ），（ｂ）に示したように、面状発熱体は、ポリエステルシートなどの電気絶縁性の基材５０上に、導電性ペーストを印刷・乾燥して得られる一対の櫛形状電極５１、５２と、これにより給電される位置に高分子抵抗体インクを印刷・乾燥して得られる高分子抵抗体５３を設け、さらに基材５０と同様の材質の被覆材５４で櫛形状電極５１、５２及び高分子抵抗体５３を被覆して保護する構成としたものである。
【０００４】
基材５０及び被覆材５４としてポリエステルフィルムを用いる場合には被覆材５４に例えばポリエチレン系の熱融着性樹脂５５を予め接着しておき、熱を与えながら加圧する（熱時加圧）ことにより、基材５０と被覆材５４とを熱融着性樹脂５５を介して接合される。これにより、櫛形状電極５１、５２及び高分子抵抗体５３は外界から隔離され、長期信頼性を付与される。前記した熱時加圧の手段としては、２本の加熱ロールからなるラミネーターが一般的である。
【０００５】
ＰＴＣ特性とは、温度上昇によって抵抗値が上昇し、ある温度に達すると抵抗値が急激に増加する抵抗温度特性（抵抗が正の温度係数を有する意味の英語 Positive Temperature Coefficient の頭文字を取っている）を意味しており、ＰＴＣ特性を有する高分子抵抗体５３は、自己温度調節機能を有する面状発熱体を提供できる。
さらにこれら発熱体を柔軟性材料により構成することにより柔軟性機能を付与させた例として、例えば、特許文献１，２が挙げられる。
【特許文献１】特開２００３−１０９８０４号公報
【特許文献２】特開２００５−１７４６２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記従来の、ポリエステルシートなどの電気絶縁性の基材５０に印刷した櫛形状電極５１、５２及び高分子抵抗体５３を同じく電気絶縁性の被覆材５４で保護する多層構造では、基材５０や被覆材５４の材質やその厚さによっては、柔軟性に欠け、この面状発熱体を椅子などに用いた場合の着座感や、暖房ウェアなどに用いた場合の着心地感が損なわれるといった問題があった。
【０００７】
また、椅子用やウェア用のヒータとして用いた場合には、加熱対象となる部位が局面を有していることから、形状が平面状のヒータに荷重が加わった場合、その力が面状発熱体の全体にまで及んで変形し、その変形の形状によっては、面状発熱体の端ほど変形量が増え、面の一部に折り皺などが生じてしまい、その折り皺部分の印刷した電極及び高分子抵抗体に亀裂などが生じ耐久的に劣化するなどの心配があった。
【０００８】
さらに、通気性のないポリエステルシートなどの電気絶縁性の基材５０や被覆材５４で構成されているため、椅子などに用いた場合や暖房ウェアに用いた場合に湿度がこもりやすく、長時間使用するとやはり着座感や着心地感が損なわれてしまう問題があった。
【０００９】
上記従来の技術の問題点に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、外力により変形する形状になじむ柔軟性を付与し、器具に装着した際の面状発熱体の使用感と耐久性等の信頼性を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の柔軟性ＰＴＣ抵抗体は、第１の樹脂層と第１の繊維層を積層してなる基材と、前記基材の前記樹脂層の面に形成されてなる一対の電極と、前記一対の電極の面に形成されるＰＴＣ抵抗体と、前記基材と前記電極と前記ＰＴＣ抵抗体の表面全体を被覆すると共に前記第１の樹脂層に熱融着可能な第２の樹脂層と第２の繊維層を積層してなる被覆材と、前記一対の電極の端部に形成された一対の給電部とを有する柔軟性ＰＴＣ発熱体であって、前記柔軟性ＰＴＣ発熱体の一部に応力を緩和する複数の応力緩和部を備えたものである。
【００１１】
上記した構成によって、柔軟性を有する繊維を基材として用いることにより柔軟性が発現され、さらに複数の応力緩和部が、ＰＴＣ発熱体の外力により変形する形状に馴染んで変形するため、ＰＴＣ発熱体の柔軟性がさらに増し、かつ外力を吸収しＰＴＣ発熱体の全体にまで及ばなくなり、器具に装着した際のＰＴＣ発熱体の使用感がよく、かつ耐久性が向上し、結果として器具の使用感と信頼性の向上にも繋がるものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の柔軟性ＰＴＣ抵抗体は、外力により変形した形状に容易になじむ柔軟性を示すＰＴＣ抵抗体にでき、かつ外力がＰＴＣ抵抗体の全体にまで及ばなくでき、使用感と信頼性を向上できるとともに、柔軟性ＰＴＣ抵抗体を使用した器具の使用感と信頼性も向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
第１の発明は、第１の樹脂層と第１の繊維層を積層してなる基材と、前記基材の前記樹脂層の面に形成されてなる一対の電極と、前記一対の電極の面に形成されるＰＴＣ抵抗体と、前記基材と前記電極と前記ＰＴＣ抵抗体の表面全体を被覆すると共に前記第１の樹脂層に熱融着可能な第２の樹脂層と第２の繊維層を積層してなる被覆材と、前記一対の電極の端部に形成された一対の給電部を有する柔軟性ＰＴＣ発熱体であって、前記柔軟性ＰＴＣ発熱体の一部に応力を緩和する複数の応力緩和部を備えた柔軟性ＰＴＣ発熱体である。
【００１４】
第２の発明は、第１の繊維層または第２の繊維層の少なくとも一方が、特定方向に揃って配列した長繊維補強層を含むものである。
【００１５】
上記構成とすることにより、繊維層により発現される柔軟性のみならず、ある程度の伸張抑制機能も加えることが可能となり、電極部や抵抗体部に加えられる外力に対してしなやかさを示すと共に、その外力が除去された際に復元力を示すこととなる。
【００１６】
第３の発明は、特に第２の発明において、電極が対向した一対の主電極と前記主電極より交互で、かつ相手側に向かって導出した複数の枝電極とを有し、ＰＴＣ抵抗体の発熱部に形成される主電極を前記長繊維補強層と平行方向となるよう様に形成することによって、外力による変形がＰＴＣ抵抗体に及んでも、主電極と同一方向の伸縮性を制限することができるものである。
【００１７】
上記構成とすることにより、主電極方向の伸縮性に関する強度が保障されると共に、複数箇所に応力緩和部を有するので、外力による変形にも充分耐えることができ、耐久性、長期信頼性と、柔軟性を両立させることができる。また通気性も付与されるので湿度のこもりも防止できる。
【００１８】
従って、外力による変形がＰＴＣ抵抗体の全体に及んで面の一部に折り皺の発生するのを防止でき、かつ通気性があって、例えば椅子などに用いた場合の着座感や、暖房ウェアなどに用いた場合の着心地感の向上と、前記折り皺による電極及び高分子抵抗体等への悪影響が解消され信頼性を向上できる。
【００１９】
第４の発明は、特に第１〜第３のいずれか１つの発明の複数の応力緩和部が、スリット、細長あるいは楔型形状の切れ込みとしたことにより、ＰＴＣ抵抗体部の発熱性能を充分に保持させながら、柔軟性、通気性も発現させることができるものである。
【００２０】
第５の発明は、特に第１〜第４のいずれか１つの発明において、スリットあるいは細長の切れ込みからなる複数の応力緩和部が、枝電極と平行方向となるように形成することにより、主電極の伸張抑制と発熱体の柔軟性を両立させることができる。
【００２１】
第６の発明は、特に第１〜第５のいずれか１つの発明の複数の応力緩和部が、外力により大きく変形する柔軟性ＰＴＣ発熱体の部分に配置した応力緩和部を、前記柔軟性ＰＴＣ発熱体の他部分の応力緩和部より大きく形成しており、大きな外力が加わる部分の大きな変形に充分耐えることができ、ＰＴＣ抵抗体の全体において変形度合いに差があっても容易に対応でき、着座感を一層向上させることができる。
【００２２】
第７の発明は、特に、第１〜第６のいずれかの発明の第１の繊維層または第２の繊維層の少なくとも一方が、長繊維を特定方向に揃って配列させた補強層と、繊維交絡によって形成された不織布よりなるものである。長繊維を特定方向に揃って配列させた補強層と、繊維交絡によって不織布を形成することにより、比較的安価でかつ、充分に薄く軽い素材を用いて、特定方向に対する伸縮性を制限した基材を効率よく得ることができる。
【００２３】
第８の発明は、特に第１〜第７のいずれかの発明の第１の繊維層または第２の繊維層の少なくとも一方が、ポリエステル系不織布より形成されてなるものである。ポリエステル系の素材は、熱収縮が小さく、強度が大きいために、エラストマ性状を有すると共に形状寸法的に不安定になりやすい第１の樹脂層あるいは第２の樹脂層の補強層として適性を示すものである。また抵抗体を形成する工程での温度、張力、薬品に対する抵抗力が強く、さらに高絶縁性や低吸湿性などＰＴＣ抵抗体にとって不可欠な物性を併せ持つ素材である。ポリステル系の素材を用いることにより、伸縮性を示しながら安定な抵抗特性を示すだけでなく、極めて信頼性の高い抵抗体を得ることができる。
【００２４】
第９の発明は、特に第１〜第８のいずれかの発明の第１の樹脂層が、オレフィン系熱可塑性エラストマを含有してなるものである。オレフィン系熱可塑性エラストマは、耐熱性に優れ、かつ柔軟性も示すことから、その上に抵抗体や電極などを塗布する際にも安定性を有する素材である。
【００２５】
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。
【００２６】
本発明における、繊維層とは不織布や織布からなる層を意味する。
【００２７】
また本発明における応力緩和部の断面形状としては、発熱体を貫通したものでも良いし
、発熱対象となる部位の形状や取付け形態によって、柔軟性を発現するに充分な程度の切り欠き部を基材側あるいは被服側のどちらか一方、あるいはそれらどちらかの一部に設けたものでも良い。また応力緩和部の形態は、短い長さからなる繰り返しでも構わないし、それらが連続した形状のものでも構わない。またそれら末端の形状は、負荷のかかる程度に応じて、切れ込みを工夫することが望ましい。
【００２８】
また本発明における抵抗体や電極の形状としては、その機能を大きく損なわないかぎりどの用なものでも可能であり、例えば、台形型、ひし形型、丸形、などでも構わない。
（実施の形態１）
図１（ａ）は本発明の実施の形態１の柔軟性ＰＴＣ発熱体の平面図で、図１（ｂ）は図１（ａ）のｘ−ｙ線の断面図である。
【００２９】
図１において、第１の繊維層１は、ポリエチレンテレフタレート繊維を交絡させた不織布である。第１の樹脂層２は、融点が１６０℃の熱可塑性ウレタンエラストマを５０μｍの厚さに成形したものであり、極めて柔軟であり、あらゆる方向に自在に伸縮可能である。第１の繊維層１と第１の樹脂層２は熱融着によって、第１の樹脂層２が第１の繊維層１に接着しているが含浸はしていない状態となるように積層し、基材３として形成している。この基材３は積層されているが含浸構造ではないために、引張応力を加えるとエラストマ特有の伸縮性が得られる。電気的に正側と負側となる一対の電極４は、基材３の第１の樹脂層２の面に導電性ペーストを印刷、乾燥することによって形成した。導電性ペーストはエポキシ樹脂中に導電性付与材として銀粉末を分散したものを使用している。また、抵抗体５は正抵抗温度特性を有し、エチレン酢酸ビニル共重合体とカーボンブラックの混練物をペースト化したものを、電極４が形成された第１の樹脂層２の面に印刷、乾燥して形成したものである。電極４は、相対向するように幅の広い一対の主電極部と、それぞれの主電極部から交互に相手側の主電極部に向って複数の枝電極部を導出した櫛形形状になっており、これに重なるように配設した抵抗体５に多数の枝電極部より給電すると抵抗体５に電流が流れ発熱する。給電部６は一対の電極４の給電部分に一対形成されている。第２の樹脂層７は、融点１２０℃の共重合ポリエステルを５０μｍ厚みに成形したものであり、特に、柔軟性と伸縮性に優れたグレードを選定した。第２の繊維層８は、ポリエチレンテレフタレート繊維を絡ませた不織布を用いている。第２の樹脂層７は第２の繊維層８と熱融着によって積層され、被覆材９として形成した。被覆材９は基材３の上に形成された、電極４、抵抗体５、及び給電部６のすべてを被覆するように全体に熱融着によって積層され、基材３の面全体を密封する。第２の繊維層８は、単体では、引張応力によって容易に伸びるが、第２の樹脂層７を含浸させることによって引張強度が増し、復元力も得られるようになる。なお、第１の樹脂層２の融点は、第２の樹脂層７の融点よりも４０℃高くなるようなグレードを選定しているために、表面温度１５０℃ラミネートロールで被覆材９を溶融させ、抵抗体５を形成した基材３に熱融着させた結果、基材３側の熱変形は極めて小さく、実用上問題となるような寸法変化は発生しなかった。
【００３０】
本実施の形態１では、複数のスリットからなる応力緩和部１０を、電極４の主電極に挟まれた２つの抵抗体５の間に、主電極と平行方向となるように、発熱体を貫通するようにして形成した。
【００３１】
ここでは、応力緩和部１０の効果を検証するために、実施の形態１として、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、複数のスリットからなる応力緩和部を有するものを用意し、比較例１として、スリットを全く含まないがそれ以外の構成は実施の形態１と全く同様のものを用意した。
【００３２】
柔軟性ＰＴＣ発熱体が座席シート内部で用いられることを想定し、骨盤の模型として、半径１２０ｍｍの半球面体を用意し、その球面にクッション材を介して発熱体を押しつけ
ることによって３次元変位を与え、この操作を繰り返した後の発熱体の表面のしわの発生の様子を観察した。結果、実施の形態１として用いたシートにはしわは発生しなかったが、応力緩和部を有さない比較例１では、発熱体のコーナー近傍などの３次元変位に対して充分追随できない箇所で、しわが発生していることが認められた。このように、構成の柔軟性ＰＴＣ発熱体に外力が加わる場合、応力緩和部１０が存在することにより外力が吸収されて折り皺などの発生により電極４や抵抗体５に亀裂を生じさせる危険等が解消され、耐久性の高い柔軟性ＰＴＣ発熱体を得ることができる。
（実施の形態２〜６）
実施の形態２〜６は、それぞれ図２〜６に対応する抵抗体形状及びスリット形状を有し、それ以外の構成部材１〜９は、実施の形態１に示したものと同様の材料、方法により作成した。
【００３３】
実施の形態２に対応する図２（ａ）、（ｂ）では、２本のスリット１１が枝電極と平行方向に配置され、またその長さは実施の形態１に比較して連続した形状を取ることができるため、実施の形態１に比較して、柔軟性に富む発熱体を得ることができる。
【００３４】
実施の形態３に対応する図３（ａ）、（ｂ）では、細長形状の応力緩和部１２と楔形形状の応力緩和部１３をそれぞれ２つずつ有しており、外部からの応力に対して、充分な適応性を示す。
【００３５】
実施の形態４に対応する図４（ａ）、（ｂ）では、主電極４と抵抗体５の間に応力緩和部１４を複数本有し、発熱部となる抵抗体５には分割形状がないことから、枝電極間に印加された電圧は効率良く抵抗体で発熱されるため、省エネかつ、柔軟性に優れた発熱体を得ることができる。
【００３６】
実施の形態５に対応する図５（ａ）、（ｂ）では、電極４（主電極と枝電極）及び抵抗体５からなる２組の発熱体が並列に接続され、その発熱体間に細長形状の応力緩和部１５を有する。１組の電極部と抵抗体部との間には応力緩和部が存在せず、安定かつ効率のよい発熱体を得ることができる。
【００３７】
実施の形態６に対応する図６（ａ）、（ｂ）では、応力緩和部以外の部分は実施の形態５と同じ構造を有する。実施の形態６では、短い細長形状の応力緩和部１６が２つと、長い細長形状の応力緩和部１７を１つ中央に有する形状となっており、発熱体の中央部に外力が加えられ、大きく変形しても長い細長形状の応力緩和部１７で緩和することが可能となり、発熱体として最小限度の応力緩和部を設けることにより、充分な強度と柔軟性を合わせ持った発熱体が得られる。
【００３８】
実施の形態２〜６に関して、実施の形態１で行ったと同様に、応力緩和部を有さない場合と比較して、外部応力を加えた際の発熱体のしわ発生の様子を観察したが、どの場合も比較例に対し、優れた耐久性を示すことがわかった。
（実施の形態７）
実施の形態７においては、図２に示した構造を有する発熱体を下記方法により作成した。
【００３９】
図２において、第１の繊維層１は、ポリエチレンテレフタレート繊維を交絡させた不織布とポリエチレンテレフタレートの長繊維を特定方向に配列させた不織布を積層したものである。この長繊維は引張強度が高く、配列された方向への伸縮性を制限することができる。第１の樹脂層２は、融点が１７０℃のオレフィン系熱可塑性エラストマを５０μｍの厚さに成形したものであり、極めて柔軟であり、あらゆる方向に自在に伸縮可能である。第１の繊維層１と第１の樹脂層２は熱融着によって、第１の樹脂層２が第１の繊維層１に
接着しているが含浸はしていない状態となるように積層し、基材３として形成している。この基材３は積層されているが含浸構造ではないために、それぞれの層の物性を足し合わせたような特異な物性、すなわち、引張応力を加えるとエラストマ特有の伸縮性が得られるが、特定の方向ではほとんど伸縮性を示さないことが確認されている。電気的に正側と負側となる一対の電極４は、基材３の第１の樹脂層２の面に導電性ペーストを印刷、乾燥することによって形成した。電極４は一対の主電極部が対向する方向が第１の繊維層１に存在する長繊維の配列方向と同一となるように形成されていて、一対の主電極部が対向する方向の伸縮性が制限されるようになっている。導電性ペーストはエポキシ樹脂中に導電性付与材として銀粉末を分散したものを使用している。また、抵抗体５は正抵抗温度特性を有し、エチレン酢酸ビニル共重合体とカーボンブラックの混練物をペースト化したものを、電極４が形成された第１の樹脂層２の面に印刷、乾燥して形成したものである。電極４は、相対向するように幅の広い一対の主電極部と、それぞれの主電極部から交互に相手側の主電極部に向って複数の枝電極部を導出した櫛形形状になっており、これに重なるように配設した抵抗体５に多数の枝電極部より給電すると抵抗体５に電流が流れ発熱する。給電部６は一対の電極４の給電部分に一対形成されている。第２の樹脂層７は、融点１２０℃の共重合ポリエステルを５０μｍ厚みに成形したものであり、特に、柔軟性と伸縮性に優れたグレードを選定した。第２の繊維層８は、ポリエチレンテレフタレートの長繊維同士を直交方向に絡ませた繊維布を用い、その片方の繊維方向が、第１の繊維層１に存在する長繊維の配列方向と同一となるように形成した。第２の樹脂層７は第２の繊維層８と熱融着によって積層され、被覆材９として形成した。被覆材９は基材３の上に形成された、電極４、抵抗体５、及び給電部６のすべてを被覆するように全体に熱融着によって積層され、基材３の面全体を密封する。第２の繊維層８は、単体では、引張応力によって容易に伸びるが、第２の樹脂層７を含浸させることによって引張強度が増し、復元力も得られるようになる。なお、第１の樹脂層２の融点は、第２の樹脂層７の融点よりも５０℃高くなるようなグレードを選定しているために、表面温度１５０℃ラミネートロールで被覆材９を溶融させ、抵抗体５を形成した基材３に熱融着させた結果、基材３側の熱変形は極めて小さく、実用上問題となるような寸法変化は発生しなかった。
【００４０】
また本実施の形態７では、スリット形状からなる応力緩和部１１を２ヶ所、枝電極と平行方向に、発熱体を貫通するように配置した。第１の繊維層には、主電極と平行方向に長繊維を補強してあるために、実施の形態２の、第１の繊維層に長繊維が補強されていない場合に比べ、外部応力を加えた場合の耐久性が更に向上し、抵抗値の長期安定化を図ることができる。
【００４１】
以上、本実施の形態７で得られる発熱体は特定方向への伸縮が制限されているものの、他の方向への伸縮は自在であるために、３次元曲面の被加熱体への装着が可能である。また、伸縮性が必要とされる方向に伸縮可能な方向を合わせることによって、伸縮性を発揮することができる。また、伸縮するのは発熱体の抵抗値に寄与しない方向であるために、伸縮性と抵抗値の安定性を両立できる。
【００４２】
なお、本実施の形態では、第１の繊維層１がポリエチレンテレフタレート繊維を交絡させた不織布とポリエチレンテレフタレートの長繊維を特定方向に配列させた不織布を積層したものを使用し、第２の繊維層８はポリエチレンテレフタレートの長繊維同士を直交方向に絡ませた繊維布を用いているが、第１の繊維層１と第２の繊維層８はこの組み合わせに限定されるものではない。
【００４３】
第１の繊維層１は特定方向の伸縮性を制限する作用と緩衝材的な物性を合わせ持つものであるから、これを第２の繊維層８に用いても本実施の形態と同等の作用効果を得ることができる。また第２の繊維層８は、元来の緩衝材的な物性に加えて、樹脂層を含浸させることによって特定方向の伸縮性を制限する物性を合わせ持つことができるものであるから
、第１の繊維層１と第２の繊維層８を共に繊維を交絡させた不織布としても、本実施の形態と同等の作用効果を得ることができる。長繊維を特定方向に配列させた構成を繊維層に含む場合は、含浸しにくい高融点の樹脂層や流動性の低い樹脂層を使用しても、特定方向の伸縮性を制限する物性が得られるという特長があり、印刷後の乾燥工程のように耐熱性を必要とされる基材としての利用価値が高く、繊維を交絡させた不織布のみを繊維層に含む場合は、ラミネート工程で樹脂層を含浸できるので被覆材としての利用価値が高い。
（実施の形態８〜１１）
実施の形態８〜１１は、それぞれ図３〜６に対応する抵抗体形状及びスリット形状を有し、それ以外の構成部材１〜９は、実施の形態７に示したものと同様の材料、方法により作成した。
【００４４】
実施の形態８に対応する図３（ａ）、（ｂ）では、細長形状の応力緩和部１２と楔形形状の応力緩和部１３をそれぞれ２つずつ有しており、外部からの応力に対して充分な柔軟性を示し、また主電極と同一方向では伸縮性を制限する効果も併せ持った構成とすることができる。
【００４５】
実施の形態９に対応する図４（ａ）、（ｂ）では、主電極４と抵抗体５の間に応力緩和部１４を複数本有し、発熱部となる抵抗体５には分割形状がないことから、枝電極間に印加された電圧は効率良く抵抗体で発熱されるため、省エネかつ、柔軟性、耐久性に優れた発熱体を得ることができる。
【００４６】
実施の形態１０に対応する図５（ａ）、（ｂ）では、電極４（主電極と枝電極）及び抵抗体５からなる２組の発熱体が並列に接続され、その発熱体間に細長形状の応力緩和部１５を有する。１組の電極部と抵抗体部との間には応力緩和部が存在せず、信頼性に優れ、効率のよい発熱体を得ることができる。
【００４７】
実施の形態１１に対応する図６（ａ）、（ｂ）では、応力緩和部以外の部分は実施の形態１０と同じ構造を有する。実施の形態１１では、短い細長形状の応力緩和部１６が２つと、長い細長形状の応力緩和部１７を１つ中央に有する形状となっており、発熱体の中央部に外力が加えられ、大きく変形しても長い細長形状の応力緩和部１７で緩和することが可能となり、発熱体として最小限度の応力緩和部を設けることにより、充分な強度と柔軟性、さらには充分な耐久性能を合わせ持った発熱体が得られる。
【００４８】
実施の形態８〜１１に関して、実施の形態１で行ったと同様に、応力緩和部を有さない場合と比較して、外部応力を加えた際の発熱体のしわ発生の様子を観察したが、どの場合も比較例に対し、優れた耐久性を示すことがわかった。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
以上のように、本発明にかかる柔軟性ＰＴＣ発熱体は、外力により変形した応力を容易に緩和するため外力が柔軟性ＰＴＣ発熱体の全体にまで及ばなくすることが可能になるので、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器具、ＯＡ用の椅子やカーシート、マッサージチェアなどの座面や背中面、暖房ウェアの背中面、カーテンなどにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】（ａ）本発明の実施の形態１における柔軟性ＰＴＣ発熱体を示す平面図（ｂ）同断面図
【図２】（ａ）本発明の実施の形態２，７における柔軟性ＰＴＣ発熱体を示す平面図（ｂ）同断面図
【図３】（ａ）本発明の実施の形態３，８における柔軟性ＰＴＣ発熱体を示す平面図（ｂ）同断面図
【図４】（ａ）本発明の実施の形態４，９における柔軟性ＰＴＣ発熱体を示す平面図（ｂ）同断面図
【図５】（ａ）本発明の実施の形態５，１０における柔軟性ＰＴＣ発熱体を示す平面図（ｂ）同断面図
【図６】（ａ）本発明の実施の形態６，１１における柔軟性ＰＴＣ発熱体を示す平面図（ｂ）同断面図
【図７】（ａ）従来の面状発熱体を示す平面図（ｂ）同断面図
【符号の説明】
【００５１】
１ 第１の繊維層
２ 第１の樹脂層
３ 基材
４ 電極
５ 抵抗体
６ 給電部
７ 第２の樹脂層
８ 第２の繊維層
９ 被覆材
１０〜１７ 応力緩和部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の樹脂層と第１の繊維層を積層してなる基材と、前記基材の前記樹脂層の面に形成されてなる一対の電極と、前記一対の電極の面に形成されるＰＴＣ抵抗体と、前記基材と前記電極と前記ＰＴＣ抵抗体の表面全体を被覆すると共に前記第１の樹脂層に熱融着可能な第２の樹脂層と第２の繊維層を積層してなる被覆材と、前記一対の電極の端部に形成された一対の給電部を有する柔軟性ＰＴＣ発熱体であって、前記柔軟性ＰＴＣ発熱体の一部に応力を緩和する複数の応力緩和部を備えた柔軟性ＰＴＣ発熱体。
【請求項２】
第１の繊維層または第２の繊維層の少なくとも一方が、特定方向に揃って配列した長繊維補強層を含む請求項1記載の柔軟性ＰＴＣ発熱体。
【請求項３】
電極は、対向した一対の主電極と前記主電極より交互で、かつ相手側に向かって導出した複数の枝電極とを有し、ＰＴＣ抵抗体の発熱部に形成される主電極を前記長繊維補強層と平行方向となるよう様に形成することによって主電極と同一方向の伸縮性を制限されてなる請求項２記載の柔軟性ＰＴＣ発熱体。
【請求項４】
複数の応力緩和部がスリット、細長あるいは楔型形状の切れ込みである請求項１〜３のいずれか１項に記載の柔軟性ＰＴＣ発熱体。
【請求項５】
スリットあるいは細長の切れ込みからなる複数の応力緩和部が、枝電極と平行方向となるように形成されてなる請求項１〜４のいずれか1項に記載の柔軟性ＰＴＣ発熱体。
【請求項６】
複数の応力緩和部は、外力により大きく変形する柔軟性ＰＴＣ発熱体の部分に配置した応力緩和部を、前記柔軟性ＰＴＣ発熱体の他部分の応力緩和部より大きく形成してなる請求項１〜５のいずれか1項に記載の柔軟性ＰＴＣ発熱体。
【請求項７】
第１の繊維層または第２の繊維層の少なくとも一方が、長繊維を特定方向に揃って配列させた補強層と、繊維交絡によって形成された不織布よりなる請求項１〜６のいずれか1項に記載の柔軟性ＰＴＣ発熱体。
【請求項８】
第１の繊維層または第２の繊維層の少なくとも一方が、ポリエステル系不織布である請求項１〜７のいずれか1項に記載の柔軟性ＰＴＣ発熱体。
【請求項９】
第１の樹脂層が、オレフィン系熱可塑性エラストマを含有してなる請求項１〜８のいずれか1項に記載の柔軟性ＰＴＣ発熱体。
【請求項１】
第１の樹脂層と第１の繊維層を積層してなる基材と、前記基材の前記樹脂層の面に形成されてなる一対の電極と、前記一対の電極の面に形成されるＰＴＣ抵抗体と、前記基材と前記電極と前記ＰＴＣ抵抗体の表面全体を被覆すると共に前記第１の樹脂層に熱融着可能な第２の樹脂層と第２の繊維層を積層してなる被覆材と、前記一対の電極の端部に形成された一対の給電部を有する柔軟性ＰＴＣ発熱体であって、前記柔軟性ＰＴＣ発熱体の一部に応力を緩和する複数の応力緩和部を備えた柔軟性ＰＴＣ発熱体。
【請求項２】
第１の繊維層または第２の繊維層の少なくとも一方が、特定方向に揃って配列した長繊維補強層を含む請求項1記載の柔軟性ＰＴＣ発熱体。
【請求項３】
電極は、対向した一対の主電極と前記主電極より交互で、かつ相手側に向かって導出した複数の枝電極とを有し、ＰＴＣ抵抗体の発熱部に形成される主電極を前記長繊維補強層と平行方向となるよう様に形成することによって主電極と同一方向の伸縮性を制限されてなる請求項２記載の柔軟性ＰＴＣ発熱体。
【請求項４】
複数の応力緩和部がスリット、細長あるいは楔型形状の切れ込みである請求項１〜３のいずれか１項に記載の柔軟性ＰＴＣ発熱体。
【請求項５】
スリットあるいは細長の切れ込みからなる複数の応力緩和部が、枝電極と平行方向となるように形成されてなる請求項１〜４のいずれか1項に記載の柔軟性ＰＴＣ発熱体。
【請求項６】
複数の応力緩和部は、外力により大きく変形する柔軟性ＰＴＣ発熱体の部分に配置した応力緩和部を、前記柔軟性ＰＴＣ発熱体の他部分の応力緩和部より大きく形成してなる請求項１〜５のいずれか1項に記載の柔軟性ＰＴＣ発熱体。
【請求項７】
第１の繊維層または第２の繊維層の少なくとも一方が、長繊維を特定方向に揃って配列させた補強層と、繊維交絡によって形成された不織布よりなる請求項１〜６のいずれか1項に記載の柔軟性ＰＴＣ発熱体。
【請求項８】
第１の繊維層または第２の繊維層の少なくとも一方が、ポリエステル系不織布である請求項１〜７のいずれか1項に記載の柔軟性ＰＴＣ発熱体。
【請求項９】
第１の樹脂層が、オレフィン系熱可塑性エラストマを含有してなる請求項１〜８のいずれか1項に記載の柔軟性ＰＴＣ発熱体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００７−２２７８３０（Ｐ２００７−２２７８３０Ａ）
【公開日】平成１９年９月６日（２００７．９．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−４９６４９（Ｐ２００６−４９６４９）
【出願日】平成１８年２月２７日（２００６．２．２７）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年９月６日（２００７．９．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月２７日（２００６．２．２７）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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