(57)【要約】【課題】優秀なＰＴＣ特性と低い初期電気抵抗とを兼備し、局部過熱を生じない優れた発熱機能を有し、かつ優れた柔軟性及び良好な形態安定性を有し、かつ厚さの薄い新規な面状発熱体を提供すること。【解決手段】カーボンブラック或いはグラファイト、パラフィン、及び熱可塑性エラストマからなるＰＴＣ導電性組成物が合成繊維からなる長繊維織物に含浸乃至塗布及び焼成されて成る面状発熱シートに対して順次その両面に絶縁フィルムを、片面もしくは両面に均熱シートを被覆してなり、かつ下記▲１▼〜▲５▼の条件を満足するＰＴＣ面状発熱体；  ▲１▼厚さが０．６ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲内であること  ▲２▼Ｄ２０が２５０Ｗ／ｍ２〜６００Ｗ／ｍ２の範囲内であること  ▲３▼Ｄ２５／Ｄ４５が２以下であること  ▲４▼Ｄ４５／Ｄ８０が１０以上であること  ▲５▼Ｄ２５／Ｄ８０が２０以上  ただし、Ｄ２５、Ｄ４５、Ｄ８０は、それぞれ２５℃、４５℃、８０℃における電力密度を意味する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
カーボンブラック或いはグラファイト、パラフィン、及び熱可塑性エラストマからなるＰＴＣ導電性組成物が合成繊維からなる長繊維織物に含浸乃至塗布及び焼成されて成る面状発熱シートに対して順次その両面に絶縁フィルムを、片面もしくは両面に均熱シートを被覆してなり、かつ下記▲１▼〜▲５▼の条件を満足するＰＴＣ面状発熱体；
▲１▼厚さが０．６ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲内であること
▲２▼Ｄ２０が２５０Ｗ／ｍ２〜６００Ｗ／ｍ２の範囲内であること
▲３▼Ｄ２５／Ｄ４５が２以下であること
▲４▼Ｄ４５／Ｄ８０が１０以上であること
▲５▼Ｄ２５／Ｄ８０が２０以上
ただし、Ｄ２５、Ｄ４５、Ｄ８０は、それぞれ２５℃、４５℃、８０℃における電力密度を意味する。
【請求項２】
Ｄ２５／Ｄ８０が３０以上であることを特徴とする請求項１に記載のＰＴＣ面状発熱体。
【請求項３】
Ｄ４５／Ｄ８０が１５以上であることを特徴とする請求項１及び２のいずれかに記載のＰＴＣ面状発熱体。
【請求項４】
合成繊維からなる長繊維織物が電極線を織り込んだものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のＰＴＣ面状発熱体。
【請求項５】
合成繊維からなる長繊維織物がポリエステル系長繊維織物であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のＰＴＣ面状発熱体。
【請求項６】
均熱シートが樹脂フィルム／アルミニュウムの積層品であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のＰＴＣ面状発熱体。
【請求項７】
絶縁フィルムがポリエチレンテレフタレートフィルムであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のＰＴＣ面状発熱体。
【請求項８】
ＰＴＣ導電性組成物が更に結晶性熱可塑性樹脂を含有すことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のＰＴＣ面状発熱体。
【請求項９】
ＰＴＣ導電性組成物が更に熱硬化性樹脂を含有すことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のＰＴＣ面状発熱体。
【請求項１０】
ＰＴＣ導電性組成物中のカーボンブラック或いはグラファイトの量が１２重量％〜２２重量％の範囲内であることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のＰＴＣ面状発熱体。
【請求項１１】
パラフィンの融点が７０℃〜８５℃の範囲内であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載のＰＴＣ面状発熱体。
【請求項１２】
床暖房用である請求項１〜１１のいずれかに記載のＰＴＣ面状発熱体。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、ＰＴＣ面状発熱体に関し、特に床暖房用に好適なＰＴＣ面状発熱体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  従来、床暖房用の電気式発熱体として、自己温度制御性（ＰＴＣ特性：電気抵抗の正温度係数の略であり、温度上昇につれて電気抵抗が大きくなる性質）を有しない抵抗発熱体、たとえばニクロム線を使用した発熱体は広く利用されている。しかし、この発熱体の宿命的欠陥は、温度が、実用上または安全上好ましくない程度の高い領域までに異常に上昇する危険があり、とりわけ閉塞された場所での異常過熱の危険性は顕著であり、従って複雑な過熱防止機構が必要不可欠であった。また、線状の発熱体であるので、面状発熱体と同様に面全体を加熱するための発熱体として用いるには、ニクロム線の工夫された配置と高性能な均熱材が必要となる。
また、ＰＴＣ特性を有する導電性塗料を例えば繊維布帛に含浸乃至塗布し、ついで焼成し、これを面状発熱体として使用することが知られている。導電性塗料にＰＴＣ特性を付与する付与剤としてパラフィンが知られている。一般的にパラフィンはその融点が低く、６０℃以下であるのが通常である。かかるパラフィンを用いた導電性塗料は、これから得られる面状発熱体が比較的低い温度で軟化してしまうという欠陥を有している。【０００３】  面状発熱体に用いられるパラフィン使いのＰＴＣ導電性塗料は、導電性物質としてのカーボンブラック或いはグラファイト、ＰＴＣ付与剤としてのパラフィン、構造材としての熱可塑性樹脂の樹脂成分、及び溶剤から構成されているものが一般的である。かかるＰＴＣ導電性塗料から面状発熱体を取得する典型的な製法は、該塗料を繊維布帛あるいはフィルム等に含浸乃至塗布し、ついで焼成する工程からなる。このようにして得られる従来の面状発熱体は、▲１▼柔軟性に欠けて耐屈曲性に劣り、屈曲を繰り返すことにより亀裂が生じ抵抗を無視し得ないほど変化させてしまうとか、▲２▼上述した様にパラフィンの融点が低いことに起因して耐熱安定性に欠けるばかりでなく、低すぎる温度でＰＴＣ特性が発揮されるために暖房機能が劣るとか、▲３▼閉塞された場所での異常過熱を防ぐことを狙いとして優秀なＰＴＣ特性（高いＰＴＣ倍率）を付与せんとすると初期電気抵抗が高くなりすぎ、即ち優秀なＰＴＣ特性と低い初期電気抵抗との兼備が困難であり、結局発熱量の大きな面状発熱体が得られないとか、および▲４▼長期間使用後の経時変化を免れ得ないものがあるとか等の欠陥を有し面状発熱体の典型的用途である床暖房システムに適するものが極めて少ない。
面状発熱体を取得するのに導電性塗料を繊維布帛に含浸乃至塗布する方法においては、繊維布帛として綿布が一般的に使用されている。しかし、このような短繊維からなる布帛を使用する場合は、含浸乃至塗布後焼成して取得される発熱シートにいわゆるケバ・ヒゲ等が発生し易く、発熱シートの最重要項目である電気抵抗値のコントロールが難しいという欠点があることが判明した。ケバ・ヒゲが発熱シートの電気抵抗値の無視できない変動要因になるのである。プレス等の方法によるケバ・ヒゲの押さえつけは、ある程度可能であるが、限界がある。また、ケバ・ヒゲを一時的に押さえ込んでも、その後復元してしまう恐れも多分にある。
一方、面状発熱体を取得するのにフィルムに導電性塗料を塗布する方法の場合は、焼成して取得した発熱シートに関してフィルムと生成した導電性塗膜とが剥離し昜いという問題が存在する。とりわけ繰返し屈曲により剥離してしまう恐れが大きい。よって、これを防ぐために、フィルムに対する接着性能の極めて良好な導電性塗料を使用しなければならないが、さりとてこれに適う導電性塗料を選定するのは極めて困難であるのが現状である。
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  従って、本発明の目的は、高いＰＴＣ倍率のＰＴＣ特性と低い初期電気抵抗値とを兼備し、よって閉塞した場所での異常局部過熱を生じない高発熱機能を有し、かつ優れた柔軟性及び良好な形態安定性を有し、加えて厚さの薄い新規な面状発熱体を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、フィルム基材使用例に見られる如き導電性塗膜の基材からの剥離の恐れがなく、且つケバ・ヒゲ等の発生が極力抑えられ、従って安定した電気抵抗値を有していて安定した発熱性能を有する新規な面状発熱体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】  本発明者らが、鋭意検討した結果、本発明の上記目的は下記の構成を有する本発明によって工業的に有利に達成された。
【０００６】〔１〕カーボンブラック或いはグラファイト、パラフィン、及び熱可塑性エラストマからなるＰＴＣ導電性組成物が合成繊維からなる長繊維織物に含侵乃至塗布及び焼成されて成る面状発熱シートに対して順次その両面に絶縁フィルムを、片面もしくは両面に均熱シートを被覆してなり、かつ下記▲１▼〜▲５▼の条件を満足するＰＴＣ面状発熱体；
▲１▼厚さが０．６ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲内であること
▲２▼Ｄ２５が２５０Ｗ／ｍ２〜６００Ｗ／ｍ２の範囲内であること
▲３▼Ｄ２５／Ｄ４５が２以下であること
▲４▼Ｄ４５／Ｄ８０が１０以上であること
▲５▼Ｄ２５／Ｄ８０が２０以上であること
ただし、Ｄ２５、Ｄ４５、Ｄ８０は、それぞれ２５℃、４５℃、８０℃における電力密度を意  味する。
〔２〕Ｄ２５／Ｄ８０が３０以上であることを特徴とする上記〔１〕に記載のＰＴＣ面状発熱体。
〔３〕Ｄ４５／Ｄ８０が１５以上であることを特徴とする上記〔１〕及び〔２〕のいずれかに記載のＰＴＣ面状発熱体。
〔４〕合成繊維からなる長繊維織物が電極線を織り込んだものであることを特徴とする上記〔１〕〜〔３〕のいずれかに記載のＰＴＣ面状発熱体。
〔５〕合成繊維からなる長繊維織物がポリエステル系長繊維織物であることを特徴とする上記〔１〕〜〔４〕のいずれかに記載のＰＴＣ面状発熱体。
〔６〕均熱シートが樹脂フィルム／アルミニュウムの積層品であることを特徴とする上記〔１〕〜〔５〕のいずれかに記載のＰＴＣ面状発熱体。
〔７〕絶縁フィルムがポリエチレンテレフタレートフィルムであることを特徴とする上記〔１〕〜〔６〕のいずれかに記載のＰＴＣ面状発熱体。
〔８〕ＰＴＣ導電性組成物が更に結晶性熱可塑性樹脂を含有すことを特徴とする上記〔１〕〜〔７〕のいずれかに記載のＰＴＣ面状発熱体。
〔９〕ＰＴＣ導電性組成物が更に熱硬化性樹脂を含有すことを特徴とする上記〔１〕〜〔８〕のいずれかに記載のＰＴＣ面状発熱体。
〔１０〕ＰＴＣ導電性組成物中のカーボンブラック或いはグラファイトの量が１２重量％〜２２重量％の範囲内であることを特徴とする上記〔１〕〜〔９〕のいずれかに記載のＰＴＣ面状発熱体。
〔１１〕パラフィンの融点が７０℃〜８５℃の範囲内であることを特徴とする上記〔１〕〜〔１０〕のいずれかに記載のＰＴＣ面状発熱体。
〔１２〕床暖房用である上記〔１〕〜〔１１〕のいずれかに記載のＰＴＣ面状発熱体。
【０００７】  本発明の最大の特徴は、特定の布帛基材の採用、特定のＰＴＣ導電性組成物の採用、複数の温度に於ける電力密度の規定、および厚さの特定等により、優秀なＰＴＣ特性即ち高倍率のＰＴＣ特性と２５℃における高い電力密度とを兼備し、かつ優れた柔軟性及び良好な形態安定性を有し、さらに安定した電気抵抗値を有すると共に、導電性塗膜が剥離し難く、かつ厚さの薄い新規な面状発熱体を提供した点にある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】  本発明において、ＰＴＣ導電性組成物は、グラファイト或いはカーボンブラック、パラフィン、及び熱可塑性エラストマを含む樹脂成分からなる。かかるＰＴＣ導電性組成物を合成繊維からなる長繊維織物に含侵乃至塗布する典型的な方法としては、このＰＴＣ導電性組成物と適当量の溶剤との均一混合物からなるＰＴＣ導電性塗料を作り、この塗料を長繊維織物に含浸乃至塗布し、ついで焼成する方法がとられる。グラファイト或いはカーボンブラックが導電性付与材であり、パラフィンがＰＴＣ付与材であり、そして熱可塑性エラストマが樹脂成分であって構造材としての機能を果たし、これら全部が固形成分である。ＰＴＣ導電性塗料において、かかる固形成分と溶剤との比を固溶比という。【０００９】  本発明において、カーボンブラック或いはグラファイトが全固形分に対して１３重量％〜２２重量％の範囲内であることが好ましい。この値が１３重量％未満であると、初期電気抵抗が高くなりすぎ、また２２重量％を超えると、所望とする高いＰＴＣ倍率を得ることが困難となる。カーボンブラック或いはグラファイトは、如何なる種類のものも使用可能である。この導電性物質は、通常、微細粉末状で用いられる。【００１０】  本発明において、パラフィンは、その融点が７０℃〜８５℃の範囲内であることが好ましい。融点が７０℃未満では、耐熱性が劣り、かつ低い温度で軟化する恐れが生じる傾向にあり、８５℃を超えるとＰＴＣ特性が充分発揮される温度が高くなりすぎ、別途温度をコントロールするための工夫が必要となり、床暖房用の面状発熱体として好ましくない。パラフィンの融点の更に好ましい範囲は７３℃〜８３℃の範囲である。パラフィンには製造由来から石炭系と石油系があるが、本発明においてはいずれも採用可能である。
パラフィンのカーボンブラック或いはグラファイトに対する重量比が２．３〜３．５の範囲内であることが好ましく、２．３未満であると、所望のＰＴＣ特性を付与することが困難となり、また３．５を超えるとカーボンブラックの濃度を極端に低下させる結果になり、初期電気抵抗が高くなりすぎてしまう。
本発明において、パラフィンが熱可塑性エラストマを含む樹脂成分及びパラフィンの合計量に対して、６０重量％〜８０重量の範囲内であることが好ましい。この値が６０重量％未満であると所望のＰＴＣ特性を付与することが困難となり、また８０重量％を超えると、構造材としての樹脂成分が少なくなりすぎ、得られる面状発熱体の機械的物性が損なわれる傾向がある。より好ましい範囲は６８重量％〜７８重量％である。本発明に使用されるパラフィンは微細粉末状であることが好ましい。【００１１】  本発明において使用できる熱可塑性エラストマとしては特に制限がなく、例えば、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体、スチレン−エチレン・ブチレン−スチレン共重合体、水素添加型スチレン・ブタジエンランダム共重合体、動的加硫型ポリオレフィン系熱可塑性エラストマ、ポリエステル系熱可塑性エラストマ、ポリアミド系熱可塑性エラストマ、エチレン−酢酸ビニル系熱可塑性エラストマ、ポリ塩化ビニル系熱可塑性エラストマ、フッソゴム系熱可塑性エラストマ、トランス−ポリイソプレン系熱可塑性エラストマ、および塩素化ポリエチレン系熱可塑性エラストマ等が挙げられる。
本発明において、かかる熱可塑性エラストマの使用は、面状発熱体に柔軟性を付与するために必須である。もとより、この熱可塑性エラストマは導電性塗料の構造材として機能する。【００１２】  本発明において、導電性塗料の樹脂成分として更に結晶性熱可塑性樹脂を併用することが好ましい。かかる併用は、熱可塑性エラストマのみの使用では柔軟性が過度になりすぎる場合において、面状発熱体に適度な柔軟性を付与することになる。この場合、結晶性熱可塑性樹脂の使用量は熱可塑性エラストマに対して３５重量％以下であることが好ましい。３５重量％を超えると、面状発熱体が剛直になりすぎ好ましくないのである。もとより、この結晶性熱可塑性樹脂も導電性塗料の構造材として機能する。【００１３】  本発明において使用できる結晶性熱可塑性樹脂としては特に制限がなく、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリイミド、変性ポリフェニレンエーテル、ポリスルホン、ポリアリレート、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンスルファイド、およびポリパラキシレン等が挙げられる。【００１４】  本発明において結晶性熱可塑性樹脂を併用する場合は、結晶性熱可塑性樹脂と熱可塑性エラストマとは、共通モノマ単位を有するものの組み合わせで選定されることが、両者の良好な相溶性の観点から好ましく、即ち、熱可塑性エラストマとしてスチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体、スチレン−エチレン・ブチレン−スチレン共重合体、水素添加型スチレン・ブタジエンランダム共重合体等のスチレン系熱可塑性エラストマを使用する場合は、結晶性熱可塑性樹脂としてポリスチレンを使用することが好ましい。【００１５】  本発明において、導電性塗料の樹脂成分として、熱可塑性エラストマ及び／又は結晶性熱可塑性樹脂に加えて、熱硬化性樹脂を併用することが好ましい。かかる熱硬化性樹脂としては、塗料用として通常用いられるフェノール系樹脂、エポキシ系樹脂、アルキド樹脂、ポリウレタン系樹脂、およびアルキド・メラミン系樹脂等が挙げられる。なかでも、アルキド樹脂およびアルキド・メラミン系樹脂が好ましく用いられる。本発明において使用される導電性塗料においては、これら熱硬化性樹脂はその前躯体として含有されている実施態様が通常である。
かかる熱硬化性樹脂の使用は、熱に対する形態安定性を付与するために好ましい。また、この熱硬化性樹脂は、熱可塑性エラストマ及び／又は結晶性熱可塑性樹脂と相俟って、本発明において導電性塗料の構造材として機能する。【００１６】  本発明において、面状発熱シートの両面を絶縁フィルムで被覆することが必要である。この絶縁フィルムとしては、ポリエステルフィルム、ポリアミドフィルム及びポリプロピレンフィルム等が挙げられる。ポリエステルフィルムが、とりわけポリエチレンテレフタレートフィルムが、好ましく用いられる。
ついで、絶縁フィルムを被覆した後、片面又は両面に均熱シートを被覆する必要がある。本発明で使用される均熱シートは特に制限を受けないが、アルミニュウムシート、とりわけアルミニュウムシート／樹脂フィルム積層体が好ましく用いられる。この樹脂フィルムとしてはポリエステルフィルムおよびポリオレフィンフィルム等が用いられるが、ポリエステルフィルム、特にポリエチレンフタレートフィルムが好ましく用いられる。通常、この均熱シートを粘着剤もしくは接着剤により被覆する。【００１７】  本発明にかかる面状発熱体はその厚さが０．６ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲である必要がある。０．６ｍｍ未満では、所望とする電力密度を得るのが困難となり、又１．５ｍｍを超えると面状発熱体としての応用範囲が狭まり、好ましくない。本発明の面状発熱体は極めて薄いにも拘わらず、高性能であることが特徴のひとつである。
本発明において、Ｄ２５、Ｄ４５、Ｄ８０は、それぞれ２５℃、４５℃、８０℃における電力密度を意味する。
本発明においては、電力密度に関する下記の条件を満足する必要がある。
条件１：Ｄ２５が２５０Ｗ／ｍ２〜５００Ｗ／ｍ２の範囲内であること。
条件２：Ｄ２５／Ｄ４５が２以下であること。
条件３：Ｄ４５／Ｄ８０が１０以上であること。
条件４：Ｄ２５／Ｄ８０が２０以上であること。
Ｄ２０が２５０Ｗ／ｍ２未満であると、初期の発熱量が少なすぎ、対象物を暖める速度が遅くなり好ましくなく、またＤ２０が５００Ｗ／ｍ２を超えると、初期の発熱量が多すぎ、通常の暖房システムでの特定温度たとえば８０℃の発熱量を所望の値に低減することが難しくなり、好ましくない。また、Ｄ２５／Ｄ４５が２を超えると、面状発熱体の発熱能力が使用時間の経過とともに低下しすぎることになり、好ましくない。この値が１．７以下であることがより好ましい。本発明においてはＤ４５／Ｄ８０が１０以上である必要があり、１０未満であると、面状発熱体を床暖房用等の暖房用に使用する場合に、高温での発熱量が多くなりすぎ、不経済になるばかりでなく、別途温度コントロールを行う工夫が必要となり、好ましくない。この値が１３以上であることがより好ましい。
本発明にあっては、Ｄ２５／Ｄ８０が２０以上であることが必要であり、更には３０以上となるような充分高いＰＴＣ倍率であることが好ましい。【００１８】  本発明において、特許請求の範囲に記載の▲１▼〜▲５▼の条件を満足するＰＴＣ面状発熱体を取得する方法は次の通りである。条件▲１▼である「厚さが０．６ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲内であること」という条件は、合成繊維からなる長繊維織物の厚み調整とＰＴＣ導電性組成物の含浸乃至塗布の量の調整、絶縁フィルム及び均熱シートの厚み調整等により達成することができる。【００１９】  条件▲１▼を満足した上で、条件▲２▼「Ｄ２５が２５０Ｗ／ｍ２〜５００Ｗ／ｍ２の範囲内であること」、条件▲３▼「Ｄ２５／Ｄ４５が２以下であること」、条件▲４▼「Ｄ４５／Ｄ８０が１０以上であること」及び条件▲５▼「Ｄ２５／Ｄ８０が２０以上であること」をすべて満足させるためには、まず第一に、カーボンブラック或いはグラファイト、パラフィン、熱可塑性エラストマからなるＰＴＣ導電性組成物の特定、合成繊維からなる長繊維織物の特定及びこれへのＰＴＣ導電性組成物の含浸量乃至塗布量の特定等の好適な組み合わせが必要であり、ＰＴＣ導電性組成物の特定に関しては、▲１▼パラフィンの融点が７０℃〜８５℃の範囲内であり、▲２▼パラフィンのカーボンブラック或いはグラファイトに対する重量比が２．３〜３．５の範囲内であり、▲３▼パラフィンの熱可塑性エラストマを含む樹脂成分及びパラフィンの合計量に対して６３重量％〜８０重量％の範囲内であり、及び▲４▼カーボンブラックが全固形分に対して１３重量％〜２２重量％の範囲内である、という条件設定が好ましく、繊維布帛としては合成繊維からなる長繊維織物が必須であり、またＰＴＣ導電性組成物の含浸乃至塗布の量の特定は、ＰＴＣ導電性組成物の電気抵抗に関する特性と連動して調整することが必要であり、抵抗が低いＰＴＣ導電性組成物である場合は含浸量乃至塗布量を少なく、逆の場合は含浸量乃至塗布量を多くする必要がある。
本発明において、ベースになる繊維布帛としては、合成繊維からなる長繊維織物の使用が必須である。かかる合成繊維としてはとくに制限はないが、ポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、アクリル系繊維、及びビニロン系繊維等が挙げられる。なかでも、絶縁フィルムとしてポリエステルフィルムを使用する場合、ポリエステル系繊維を使用するのが好ましい。
また、本発明において、合成繊維からなる長繊維織物は電極線を織り込んだものであることが好ましい。
合成繊維からなる長繊維織物の使用は、面状発熱体にケバ・ヒゲ等の電気抵抗値に悪影響をもたらす欠陥を防ぐために必須であり、安定した電気抵抗値を有する面状発熱体を得るのに重要な役割を果たす。【００２０】  本発明において、ＰＴＣ導電性組成物を合成繊維からなる長繊維織物に含浸乃至塗布する典型例はＰＴＣ導電性塗料を使用する方法である。ＰＴＣ導電性塗料の製法は特に制限を受けないが、典型的な製法は次の通りである。すなわち、次の順序の工程により製造される。（１）加熱された攪拌容器に芳香族の溶剤を入れ、４０〜６０℃の温度まで加熱する、（２）熱可塑性エラストマ等の構造材を加える、（３）パラフィンを添加し、すべての固形分が溶解乃至十分分散するまで、攪拌を続ける、（４）カーボンブラックまたはグラファイトの導電性微細粉体を加え、滑らかなペーストが形成されるまで攪拌する、そして、（５）そのペーストを、この導電性微細粉体の実質的に均一な分散体となるまで混練する。【００２１】  このＰＴＣ導電性塗料から面状発熱体を得る方法としては合成繊維からなる長繊維織物に該塗料を含浸乃至塗布・焼成する方法が典型的である。この方法について詳述すると、長繊維織物に、予め電極線を内包するものを用いるのが好ましく、またかかる長繊維織物としては、ポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、アクリル系繊維、ビニロン系繊維等の合成繊維からなる長繊維糸条を経糸及び緯糸に配し、その経糸及び又は緯糸の一部に銅線又はこれに代わる良導電性線条物（これが電極線となる）を所定間隔で配置した長繊維織物が挙げられる。焼成のための加熱方法としては、たとえば、遠赤外線照射、マイクロウェーブ照射、誘電加熱等が利用出来るが、これらに限定されるものではなく、適切な温度管理が可能なものであればよく、また、生成する塗膜の表面と内部とで導電性塗料の溶媒の発散速度差が出にくい方法が好ましい。【００２２】  本発明にかかる面状発熱体の典型的構造を説明すると、幅２５０ｍｍの発熱シートの上部に２本の電極線を設け、そして両端部に２本の電極、内部に均等割付で２本の電極がシートの長手方向に長繊維由来で設けられており、そして３分割された発熱シートに電通するように電極線と電極を接続した。発熱シートの両面を絶縁フィルムで被覆し、更に均熱シートで被覆する。発熱シートの長さは、典型的仕様では６００ｍｍ、１７５０ｍｍ、２６５０ｍｍである。例えば、６帖用は１７５０ｍｍの長さのものを１０枚、８帖用は２６５０ｍｍのものを１０枚、１２帖用は２６５０ｍｍのものを１５枚、キッチン・トイレ用は６００ｍｍのものを３枚、それぞれ連結される。【００２３】  本発明にかかるＰＴＣ面状発熱体は、種々な用途、例えば暖房用床パネル、ビニールハウス用暖房機器、除霜・水凍結防止ヒーター、調理器、融雪機器、便座装置、屋外用座席、および植物乾燥器等に好適に用いられる。
【実施例】
【００２４】  以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。【００２５】  〔実施例１〕
アセチレンブラック（電気化学社製：デンカブラック）２．９ｋｇ、をエチレン／プロピレン／スチレンコポリマー（シェル社製：ＫｒａｔｏｎＧ１７０１）４ｋｇ、ポリスチレン１．１ｋｇ、融点８０℃のパラフィン７ｋｇ、及びＭＥＫ／キシレン＝２０／８０の混合溶媒１５ｋｇよりなる溶液に添加し、充分撹拌した後、３本ロールにより混練して均一なペーストとした後、これを１５Ｋｇのキシレンで希釈・撹拌して発熱材を含むコーティング液を調整した。【００２６】  一方、経糸及び緯糸ともトータル繊度３００デニールのポリエチレンテレフタレートフィラメントヤーン（１５０デニール／４８フィラメントのダブル使い）を用い、織密度が経糸８８本／インチ及び緯糸４１本／インチであるポリエステル長繊維織物であって、良導電性線条物として２７５ｄｔｅｘ／ｆのポリエチレンテレフタレートフィラメント糸の表面に幅約０．３ｍｍの銅箔を巻いたカバーリング糸５本を引き揃えた電極を両端部２本、中央部２本（均等割付）を経糸に打ち込んだ幅２５０ｍｍのポリエステル長繊維織物を形成し、得られた織物を上記コーティング液に浸漬して、軽くロールで絞った後、焼成した。かくして、ＰＴＣ導電性の長さ６００ｍｍ面状シートを得た。この発熱シートの両面をポリエチレンテレフタレートフィルム（５０ミクロン）の絶縁フィルムで両面を被覆し、ついで、２５ミクロンのポリエチレンテレフタレートフィルムに４０ミクロンのアルミニュウム箔を積層させたシートにより、ついでアルミニュウム箔が上記絶縁フィルムに接触するように片面を被覆した。ロールでの絞りの調整、上記コーティング液の固形分濃度の調整および予備実験等により生成する面状発熱体の
２５℃における電力密度が約４２０Ｗ／ｍ２になるように面状発熱体を作成した。発熱シートの上部に２本の電極線を設け、そして両端部に２本の電極、内部に均等割付で２本の電極がシートの長手方向に長繊維織物由来で設けられており、そして３分割された発熱シートに電通するように電極線と電極を接続した。そして２００Ｖ仕様で通電した。
取得した面状発熱体の特性は下記の通りであった。
▲１▼厚さ：０．７ｍｍ
▲２▼２５℃における電力密度：４１５Ｗ／ｍ２
▲３▼４５℃における電力密度：３２６Ｗ／ｍ２
▲４▼８０℃における電力密度：１５Ｗ／ｍ２
この面状発熱体は、極めて薄く、柔軟性に富み、発熱性能が抜群であり、しかもＰＴＣ倍率が極めて高く優れた安全性を具備しているものであった。また、この面状発熱体は、ホットラインとかホットスポットと称される局部過熱は全く認められなかった。さらに、３カ月自然放置しても電力密度はほとんど変化はなかった。【００２７】  〔実施例２〕
アセチレブラック（電気化学社製：デンカブラック）３．２ｋｇ、をエチレン／プロピレン／スチレンコポリマー（シェル社製：ＫｒａｔｏｎＧ１７０１）３．８ｋｇ、ポリスチレン１．２ｋｇ、融点８０℃のパラフィン６．８ｋｇ、及びＭＥＫ／キシレン＝２０／８０の混合溶媒１５ｋｇよりなる溶液に添加し、充分撹拌した後、３本ロールにより混練して均一なペーストとした後、これを１５Ｋｇのキシレンで希釈・撹拌して発熱材を含むコーティング液を調整した。【００２８】実施例１と同じ織物を上記コーティング液に浸漬して、軽くロールで絞った後、焼成した。かくして、ＰＴＣ導電性の長さ６００ｍｍの面状発熱体を得た。この発熱シートの両面をポリエチレンテレフタレートフィルム（５０ミクロン）の絶縁フィルムで両面を被覆し、ついで、２５ミクロンのポリエチレンテレフタレートフィルムに４０ミクロンのアルミニュウム箔を積層させたシートにより片面を被覆した。ロールでの絞りの調整、上記コーティング液の固形分濃度の調整および予備実験等により生成する面状発熱体の２５℃における電力密度が約４５０Ｗ／ｍ２になるように面状発熱体を作成した。発熱シートの上部に２本の電極線を設け、そして両端部に２本の電極、内部に均等割付で２本の電極がシートの長手方向に長繊維織物由来で設けられており、そして３分割された発熱シートに電通するように電極線と電極を接続した。そして２００Ｖ仕様で通電した。
取得した面状発熱体の特性は下記の通りであった。
▲１▼厚さ：０．６９ｍｍ
▲２▼２５℃における電力密度：４５５Ｗ／ｍ２
▲３▼４５℃における電力密度：３６４Ｗ／ｍ２
▲４▼８０℃における電力密度：２０Ｗ／ｍ２
この面状発熱体は、極めて薄く、柔軟性に富み、発熱性能が抜群であり、しかもＰＴＣ倍率が極めて高く優れた安全性を具備しているものであった。また、この面状発熱体は、ホットラインとかホットスポットと称される局部過熱は全く認められなかった。さらに、３カ月自然放置しても電力密度はほとんど変化はなかった。【００２９】〔実施例３〕
アセチレブラック（電気化学社製：デンカブラック）２．５ｋｇ、をエチレン／プロピレン／スチレンコポリマー（シェル社製：ＫｒａｔｏｎＧ１７０１）３．８ｋｇ、ポリスチレン１．２ｋｇ、融点８０℃のパラフィン７．５ｋｇ、及びＭＥＫ／キシレン＝２０／８０の混合溶媒１５ｋｇよりなる溶液に添加し、充分撹拌した後、３本ロールにより混練して均一なペーストとした後、これを１５Ｋｇのキシレンで希釈・撹拌して発熱材を含むコーティング液を調整した。【００３０】  実施例１と同じ織物を上記コーティング液に浸漬して、軽くロールで絞った後、焼成した。かくして、ＰＴＣ導電性の長さ６００ｍｍの面状発熱体を得た。この発熱シートの両面をポリエチレンテレフタレートフィルム（５０ミクロン）の絶縁フィルムで両面を被覆し、ついで、２５ミクロンのポリエチレンテレフタレートフィルムに４０ミクロンのアルミニュウム箔を積層させたシートにより片面を被覆した。ロールでの絞りの調整、上記コーティング液の固形分濃度の調整および予備実験等により生成する面状発熱体の２５℃における電力密度が約３４０Ｗ／ｍ２になるように面状発熱体を作成した。発熱シートの上部に２本の電極線を設け、そして両端部に２本の電極、内部に均等割付で２本の電極がシートの長手方向に長繊維織物由来で設けられており、そして３分割された発熱シートに電通するように電極線と電極を接続した。そして２００Ｖ仕様で通電した。
取得した面状発熱体の特性は下記の通りであった。
▲１▼厚さ：０．７１ｍｍ
▲２▼２５℃における電力密度：３４２Ｗ／ｍ２
▲３▼４５℃における電力密度：２６０Ｗ／ｍ２
▲４▼８０℃における電力密度：８Ｗ／ｍ２
この面状発熱体は、極めて薄く、柔軟性に富み、発熱性能が抜群であり、しかもＰＴＣ倍率が極めて高く優れた安全性を具備しているものであった。また、この面状発熱体は、ホットラインとかホットスポットと称される局部過熱は全く認められなかった。さらに、３カ月自然放置しても電力密度はほとんど変化はなかった。
【発明の効果】
【００３１】  本発明によれば、合成繊維からなる長繊維織物という特定の布帛基材の採用、特定のＰＴＣ導電性組成物の採用、複数の温度に於ける電力密度の規定、および厚さの特定等により、優秀なＰＴＣ特性と２０℃における高い電力密度とを兼備し、かつ優れた柔軟性及び良好な形態安定性を有し、さらに安定した電気抵抗値を有すると共に、導電性塗膜が剥離しにくく、かつ厚さの薄い新規な面状発熱体が提供された。