説明

面状発熱体およびその製造方法

【課題】均一に抵抗体が発熱する面状発熱体を提供することを目的とする。
【解決手段】電気絶縁性基板2と、この電気絶縁性基板2上に対向するように印刷によって形成した一対の主電極3a,3bおよびこれら主電極3a,3bから櫛歯状に分岐した接続電極3c,3dからなる電極3と、前記接続電極3c,3dに重なるように印刷された高分子抵抗体9とを備え、少なくとも前記高分子抵抗体9に覆われている接続電極3c,3dのエッジ部を略傾斜面状に設定したものである。したがって、高分子抵抗体9を構成すべく接続電極3c,3dを覆うように高分子抵抗体インキを印刷した時、その裂け目の発生を防ぐことができるものである。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば電気床暖房パネル、電気カーペットなどに使われる面状発熱体に関するものであり、特に電極、抵抗体が同一面上で形成される面状発熱体の電極構成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は、一対の導電性母線およびこれら各導電性母線から間隔をおいて平行に分岐された櫛歯状の導体通路からなる電極をポリエステルフィルムなどの電気絶縁性基板上に印刷により形成し、前記導体通路を覆うように抵抗体を印刷したものであった。
【0003】
この抵抗体はPTC導電性インキの印刷し、乾燥により構成したもので、その結果、導体通路の間には加熱領域が設定されるものである。
【0004】
この加熱領域を形成するPTC導電性インキは、エチレン酢酸ビニル共重合体樹脂にカーボンブラックを添加し、溶剤と混合させてインキにしたものである(例えば、特許文献1参照)。
【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(Positive Temperature Coefficient)を意味しており、PTC特性を有する加熱領域は、自己温度調節機能を有する面状発熱体を提供できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開平3−129693号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
従来の面状発熱体においては、導体通路と電気絶縁性基板との境目には段差が発生するが、通常であればPTC導電性インキを印刷した場合、このPTC導電性インキが導体通路と電気絶縁性基板との境目、すなわち、導体通路のエッジ部に自重によって入り込んでいき、乾燥されることで抵抗体と導体通路とが物理的、電気的に接続される。
【0008】
しかし、PTC導電性インキの製造過程による物性のばらつきや、印刷工程における印刷条件のばらつきによっては、図8に示すように、PTC導電性インキの印刷・乾燥によって抵抗体101を導体通路102a,102bを覆うように配置した時に、エッジ部103の段差によって抵抗体101の膜が空中に浮いた状態となっており、エッジ部103がカッターの役目を果たして膜形成を維持し得ず、スリット状の裂け目104が発生してしまうものであった。
【0009】
そして、そのまま抵抗体101が自重によって電気絶縁性基板105に落下するため、抵抗体101と導体通路102a、102bは物理的、電気的に接続されないこととなり、101の裂け目104が発生した部位は発熱せず、また、裂け目104が大きく、導体通路102a,102bとの接続箇所が小さいと、当該部位に電流が集中して、異常発熱が発生するという課題があった。
【0010】
この課題を解決するために、導体通路102a,102bの印刷膜厚を薄くして電気絶縁性基板105との境目の段差を小さくすることが考えられるが、導体通路102a,102bの膜厚を薄くすると、それ自体の抵抗値が大きくなってしまって、抵抗体101に所定の電流が流れず十分な発熱が得られない状態になったり、逆に導体通路102a,102b自体が発熱してしまうという問題が発生してしまうものであった。
【0011】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、PTC導電性インキの製造過程による物性のばらつきや印刷条件のばらつきがあったとしても均一に抵抗体が発熱する面状発熱体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本発明は、前記目的を達成するために、電気絶縁性基板と、この電気絶縁性基板上に対向するように印刷によって形成した一対の主電極、およびこれら主電極から櫛歯状に分岐した接続電極からなる電極と、前記接続電極に重なるように印刷された高分子抵抗体とを備え、少なくとも前記高分子抵抗体に覆われている接続電極のエッジ部を略傾斜面状に設定したものである。
【0013】
したがって、高分子抵抗体を構成すべく接続電極を覆うように高分子抵抗体インキを印刷した時、その裂け目の発生を防ぐことができるものである。
【発明の効果】
【0014】
本発明の面状発熱体によれば、少なくとも高分子抵抗体で覆われる接続電極のエッジ部を略傾斜面状煮にしたことによって、高分子抵抗体に裂け目は生じるようなことがなくなり、よって、均一な発熱をさせることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明の実施の形態1における面状発熱体の構成を示す平面図
【図2】同面状発熱体の要部拡大断面図
【図3】同面状発熱体の電極印刷版の部分拡大断面図
【図4】同面状発熱体の電極作製説明図
【図5】本発明の実施の形態2における面状発熱体の要部拡大断面図
【図6】同面状発熱体の電極印刷版の部分拡大断面図
【図7】同面状発熱体の電極作製説明図
【図8】従来の面状発熱体の要部拡大断面図
【発明を実施するための形態】
【0016】
本発明は、電気絶縁性基板と、前記基板上に対向するように形成された一対の主電極と、前記主電極から櫛歯状に延出してなる接続電極と、前記接続電極に重なるように形成され、かつ電気的に結合してなる高分子抵抗体とを備え、少なくとも前記高分子抵抗体に覆われている前記接続電極のエッジ部は非鋭角状に設定し、高分子抵抗体を構成すべく接続電極を覆うように高分子抵抗体インキを印刷した時に、その裂け目の発生を防止したものである。
【0017】
接続電極の具体的な断面形状としては、略台形状、略三角形状、或いは略円弧状などが考えられるであろう。
【0018】
また、本発明は、電気絶縁性基板上に一対の主電極、およびこれら主電極から櫛歯状に延出した接続電極をスクリーン印刷により形成し、次いで、前記接続電極に重なるように高分子抵抗体を印刷により形成し、接続電極を印刷する印刷版の印刷パターンの開口部のレジストエッジ部は非鋭角状に設定した面状発熱体の製造方法であり、さらに、電気絶縁
性基板上に一対の主電極、およびこれら主電極から櫛歯状に延出した接続電極を印刷により形成し、次いで、前記接続電極に重なるように高分子抵抗体を印刷により形成し、前記接続電極の印刷方法が凹版印刷であり、印刷版の印刷パターンのセルのエッジ部を非鋭角状に設定した面状発熱体の製造方法である。
【0019】
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。
【0020】
(実施の形態1)
図1,2において、面状発熱体1は、ポリエステルフィルムなどの電気絶縁性基板2上に電極3と高分子抵抗体4とを印刷手法により形成して構成したものである。
【0021】
前記電極3は、主電極3a,3bとこれらより櫛歯状に分岐した接続電極3c,3dとからなり、銀ペーストを印刷・乾燥して同時に形成したものである。
【0022】
そして、前記接続電極3c,3dの断面形状は略台形状に設定されている。
【0023】
主電極3a,3b、接続電極3c,3dの印刷は、スクリーン印刷によって行っており、すなわち、図3に示すように、その印刷版4は、接続電極3c,3dの印刷パターン開口部5a,5bにおいて、レジストエッジ部6a,6bに傾斜を設けている。
【0024】
そして、図4(a)に示すように、印刷版4上の銀ペースト7をスキージ8により印刷パターン開口部5a,5bに充填させる。
【0025】
次いで、図4(b)に示すように、印刷版4を電気絶縁性基板2から分離させる際、銀ペースト7は断面形状が略台形状の状態で電気絶縁性基板2に転写され、その後、乾燥させることで、略台形状の接続電極3c,3dが形成される。
【0026】
高分子抵抗体9は、高分子抵抗体インキで接続電極3c,3dを覆うように印刷して・乾燥することで形成されている。
【0027】
高分子抵抗体インキとしては樹脂にカーボンを練り込んだ高分子抵抗材を溶剤に溶かしたもの、或いは、特に、結晶性樹脂にカーボンを練り込んだ高分子抵抗材を溶剤に溶かしたものを使用している。
【0028】
次に、動作、作用について説明する。
【0029】
図2において、接続電極3c,3dを覆うように高分子抵抗体インキを印刷すると、高分子抵抗体インキの膜は接続電極3c,3dの略台形斜面に沿って転写されるので、高分子抵抗体9の膜は空中に浮いておらず、略台形上面と斜面との境界線も直角でないため、高分子抵抗体9の膜を切断することもない。
【0030】
よって、高分子抵抗体9の膜に裂け目が発生することはなく、発熱しないとか部分的に異常発熱が発生するとかの不具合も発生せず、均一な発熱をさせることができる。
【0031】
なお、本実施の形態では、主電極3a,3b、接続電極3c,3d、高分子抵抗体9のすべてを印刷・乾燥によって形成する構成としているが、電極3に銀ペーストでなく銅ペーストを使用してもよく、特に印刷・乾燥による方法に限定するものではない。
【0032】
各電極の形成方法としては、銅箔を電極パターンに従って切断し、プレスなどによって
エッジ部に傾斜面を施したものを電気絶縁性基板2上に貼り付け等によって形成してもよい。
【0033】
(実施の形態2)
図5は、実施の形態2を示し、実施の形態1との相違点は、一方の接続電極3eの断面形状を三角形状に、他方の接続電極3fの断面形状を円弧状に形成したところである。
【0034】
なお、実施の形態1と同じ作用を行うところは同一符合を付し、具体的説明は同実施の形態1のものを援用する。
【0035】
本実施の形態では、主電極3a,3b、および接続電極3e,3fの印刷は、凹版印刷によって行っており、図6に示すように、その印刷版10は接続電極3eの印刷パターンセル11aを三角形状に、接続電極3fの印刷パターンセル11bを円弧状にそれぞれ彫り込んである。
【0036】
図7(a)に示すように、この印刷パターンセル11a,11bに銀ペースト7を充填し、(b)に示すように、印刷版12を電気絶縁性基板2に密着させた後、分離させると、銀ペースト7は断面形状が三角形状および円弧状の状態で電気絶縁性基板2に転写され、その後、乾燥させることで接続電極3eは断面形状が三角形状に、接続電極3fは円弧状に形成される。
【0037】
しかるに、接続電極3e,3fを覆うように高分子抵抗体インキを印刷すると、図5のように、高分子抵抗体9の膜は接続電極3eの三角形斜辺および接続電極3fの円弧カーブに沿って転写されるので、高分子抵抗体9の膜が空中に浮くことがなく、接続電極3eの断面形状の三角形の頂辺も直角でないため、膜を切断することもない。
【0038】
よって、高分子抵抗体9の膜に裂け目が発生することはなく、高分子抵抗体9が部分的に発熱しないとか、異常発熱が発生するとかの不具合も発生せず、均一な発熱をさせることができる。
【産業上の利用可能性】
【0039】
以上のように、本発明にかかる面状発熱体は、接続電極のエッジ部に傾斜面を設けているため、高分子抵抗体に裂け目はなどが発生することがなく、均一発熱状態が得られるもので、床暖房用パネル、電気カーペットなどの暖房商品に限らず、抵抗体を面的に形成し、電力供給用電極を配置した発熱体すべてに適用できる。
【符号の説明】
【0040】
2 電気絶縁性基板
3 電極
3a,3b 主電極
3c〜3f 接続電極
4、10 印刷版
5a,5b 印刷パターン開口部
6a,6b レジストエッジ部
7 銀ペースト
9 高分子抵抗体
11a,11b 印刷パターンセル

【特許請求の範囲】
【請求項1】
電気絶縁性基板と、前記基板上に対向するように形成された一対の主電極と、前記主電極から櫛歯状に延出してなる接続電極と、前記接続電極に重なるように形成され、かつ電気的に結合してなる高分子抵抗体とを備え、少なくとも前記高分子抵抗体に覆われている前記接続電極のエッジ部は非鋭角状に設定した面状発熱体。
【請求項2】
接続電極の断面形状を略台形状とした請求項1記載の面状発熱体。
【請求項3】
接続電極の断面形状を略三角形状とした請求項1記載の面状発熱体。
【請求項4】
接続電極の断面形状を略円弧状とした請求項1記載の面状発熱体。
【請求項5】
電気絶縁性基板上に一対の主電極、およびこれら主電極から櫛歯状に延出した接続電極をスクリーン印刷により形成し、次いで、前記接続電極に重なるように高分子抵抗体を印刷により形成し、接続電極を印刷する印刷版の印刷パターンの開口部のレジストエッジ部は非鋭角状に設定した面状発熱体の製造方法。
【請求項6】
電気絶縁性基板上に一対の主電極、およびこれら主電極から櫛歯状に延出した接続電極を印刷により形成し、次いで、前記接続電極に重なるように高分子抵抗体を印刷により形成し、前記接続電極の印刷方法が凹版印刷であり、印刷版の印刷パターンのセルのエッジ部を非鋭角状に設定した面状発熱体の製造方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【公開番号】特開2011−18496(P2011−18496A)
【公開日】平成23年1月27日(2011.1.27)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−161339(P2009−161339)
【出願日】平成21年7月8日(2009.7.8)
【出願人】(000005821)パナソニック株式会社 (73,050)
【Fターム(参考)】