(57)【要約】【課題】本発明は樹脂の有する加工性、成形性、軽量性のメリットを損なうことなく、さらに長期信頼性に適した発熱体を提供することを目的とする。【解決手段】ベース側樹脂フィルム２とカバー側樹脂フィルム３に狭持してなる一対の電極４と、前記一対の電極間に形成された高分子抵抗体５とを備え、前記ベース側樹脂フィルム２及び前記カバー側樹脂フィルム３の少なくとも一つが無機酸化物を含有してなる発熱体１となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース側樹脂フィルムとカバー側樹脂フィルムに狭持してなる一対の電極と、前記一対の電極間に形成された高分子抵抗体とを備え、前記ベース側樹脂フィルム及び前記カバー側樹脂フィルムの少なくとも一つが無機酸化物を含有してなる発熱体。
【請求項２】
ベース側樹脂フィルム及びカバー側樹脂フィルムが、ポリエステル系フィルムを主成分として含む請求項１記載の発熱体。
【請求項３】
前記ポリエステル系フィルムが、ポリエチレンテレフタレート樹脂あるいはポリブチレンテレフタレート樹脂のいずれかである請求項２記載の発熱体。
【請求項４】
無機酸化物が、酸化アルミあるいはケイ素酸化物のいずれかである請求項１〜３のいずれか１項に記載の発熱体。
【請求項５】
電極及び抵抗体と接触しない側のベース側樹脂フィルム面または、カバー側樹脂フィルム面の少なくとも一方に、無機酸化物を蒸着してなる請求項１〜４のいずれか１項に記載の発熱体。
【請求項６】
カバー側樹脂フィルムの電極及び抵抗体を被覆する側の面に、共重合ポリエステル樹脂からなる接着層を設けてなる請求項１〜５のいずれか１項に記載の発熱体。
【請求項７】
ベース側樹脂フィルム上の電極及び抵抗体が、印刷法により形成される請求項１〜６のいずれか１項に記載の発熱体。
【請求項８】
電極を構成する部材が、少なくとも導電性微粒子と共重合ポリエステル樹脂を含む請求項１〜７のいずれか１項に記載の発熱体。
【請求項９】
抵抗体を構成する部材が、少なくともカーボンと、エラストマー成分あるいはゴム成分を含む請求項１〜８のいずれか１項に記載の発熱体。
【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発熱体に関し、特に長期使用時の信頼性に優れた発熱体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から面状発熱体の発熱部として、カーボンブラックや金属粉末、グラファイトなどの導電性物質を樹脂に分散して得られたものが知られている。なかでも導電性物質と樹脂の組合せにより、自己温度制御機能を示すＰＴＣ発熱体（正の抵抗温度特性を意味する英語Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔの略を意味する）を用いた場合には、温度制御回路が不要となり、部品点数を少なくできるなど、メリットのあるデバイスとして知られている。
【０００３】
これらの構成は、図５に示すように、セラミックや絶縁処理された金属板など、筺体構造としての機能を有するベース材４２上に、導電性インキ組成物を印刷、あるいは塗布して得られる電極４４と、これにより給電される位置に抵抗体インク組成物を印刷、あるいは塗布して得られる抵抗体４５を設け、さらに電極４４及び抵抗体４５を被覆するカバー材４３から発熱体４１を形成する。図５（ａ）は発熱体の平面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のｘ−ｙ位置断面図である。櫛形電極４４及び抵抗体４５は、ベース材４２やカバー材４３により外界から隔離されるため、長期信頼性を付与されることとなる。
【０００４】
従来から、印刷により高分子抵抗体を形成してこれを発熱体として用いた例としては、露・霜除去用として自動車のドアミラーや洗面台のミラー、床暖房器具等がある（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−３７１６９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
最近では、ベース材やカバー材として、ポリエチレンテレフタレートに代表されるポリエステル系の樹脂系のフィルムが用いられることが多い。これはコストや加工性、成形性、軽量性などの点で満足すべき点が多いためである。
【０００６】
しかしながら金属やセラミックからなるベース材あるいはカバー材に比べ、水分劣化や酸化劣化が充分でない場合が多い。数年レベルでの耐久性にはほとんど問題のないレベルではあるが、例えば建材などと共に、現場施工を必要とする用途に用いる場合には、１０年以上の長期信頼性を確保できる材質であることが望ましい。
【０００７】
本発明は樹脂の有する加工性、成形性、軽量性のメリットを損なうことなく、さらに長期信頼性に適した発熱体を提供することを目的とするもので、電極並びに抵抗体を保護する役目を有する樹脂フィルムの材質を検討することにより更に有効とすることを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記従来の課題を解決するための本発明の発熱体は、ベース側樹脂フィルムとカバー側樹脂フィルムに狭持してなる一対の電極と、前記一対の電極間に形成された高分子抵抗体とを備え、前記ベース側樹脂フィルム及び前記カバー側樹脂フィルムの少なくとも一つが無機酸化物を含有するものである。
【０００９】
上記構成は、樹脂の持つ低コスト性や易加工性、易成形性、軽量性などのメリットを損なうことなく、かつ金属やセラミックなどが示す長期安定性を有することが特徴である。
【００１０】
本発明においては特に限定はしていないが、床暖房装置などの長期耐久性が必要となる発熱体に特に有効となるものである。
【００１１】
無機酸化物を含有するフィルムの作成方法としては、樹脂と無機酸化物のそれぞれの固有形状の原料をあらかじめ混練しておき、Ｔダイ法やインフレーション法、ロール法などによりシート状、フィルム状に一体化されたものを作成する方法や、すでに完成させたフィルムに別途作成したフィルム状の無機酸化物を貼合せる方法、さらには樹脂フィルム上に無機酸化物を種々の加工法、例えば塗工や蒸着などによりフィルム表面を修飾するなどを挙げることができる。また上記方法により得たフィルムを、さらに層状に重ね合わせた複層からなるフィルムであっても構わない。このとき複数層からなるフィルムは必要とされる性能により、同一の樹脂のみから構成されていても構わないし、また層によって、異なる機能を発現させる目的で、異なる樹脂を用いても構わない。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の発熱体は、樹脂フィルムに無機酸化物を含有させることにより、水分劣化や酸化劣化を抑えることができ、加工性、成形性、長期信頼性に優れたデバイスを提供することができることとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
第１の発明は、ベース側樹脂フィルムとカバー側樹脂フィルムに狭持してなる一対の電極と、前記一対の電極間に形成された高分子抵抗体とを備え、前記ベース側樹脂フィルム及び前記カバー側樹脂フィルムの少なくとも一つが無機酸化物を含有してなり、長期信頼性に優れた発熱体を提供できる。例えば無機酸化物としては、酸化アルミやケイ素酸化物、酸化チタン、酸化ジルコンなどを挙げることができる。
【００１４】
第２の発明は、ベース側樹脂フィルム及びカバー側樹脂フィルムが、ポリエステル系フィルムを主成分として含むものであり、一般にポリエステル樹脂の有する低吸水率性と低熱膨張係数により、熱安定に優れた基材を得ることができる。
【００１５】
第３の発明は、特に第１及び第２のいずれか１つの発熱体において、ポリエステル系フィルムが、ポリエチレンテレフタレート樹脂あるいはポリブチレンテレフタレート樹脂のいずれかであり、耐熱性、量産性、かつ比較的安価に発熱体を提供できる。
【００１６】
第４の発明は、特に第１〜第３のいずれか１つの発明の発熱体において、無機酸化物が、酸化アルミあるいはケイ素酸化物のいずれかであり、ベース側樹脂フィルム及びカバー側樹脂フィルムの少なくとも一方に含有させることにより、酸化劣化や水分劣化の非常に少ない優れた基材を提供できる。
【００１７】
樹脂のみの場合では、酸素や水分は樹脂の結晶性や熱ゆらぎの程度に応じて、溶解、拡散していくのに対し、無機酸化物のフィラなどを混練、分散しておくことにより、酸素や水分の拡散がさらに妨げられるため、容易には透過しにくくなり、結果として耐酸化性や耐水性のフィルムが得られることとなる。
【００１８】
第５の発明は、特に第１〜第４のいずれか１つの発明の発熱体において、電極及び抵抗体と接触しない側のベース側樹脂フィルム面または、カバー側樹脂フィルム面の少なくとも一方に、無機酸化物を蒸着して得られた発熱体であり、フィルム面の片側に薄く無機酸化物から成る蒸着膜を施すことにより高耐久性の基材を得ることができるため、比較的安
価に発熱体を提供できる。
【００１９】
第６の発明は、特に第１〜第５のいずれか１つの発明の発熱体において、カバー側樹脂フィルムの電極及び抵抗体を被覆する側の面に、共重合ポリエステル樹脂からなる接着層を設けた発熱体であり、カバー側樹脂フィルムとベース側樹脂フィルムの間に接着層を新たに設けることにより、密着性能が向上し、酸素や水分に対して有効なバリア層として機能させることができる。
【００２０】
第７の発明は、特に第１〜第６のいずれか１つの発明の発熱体において、ベース側樹脂フィルム上の電極及び抵抗体が、印刷法により形成されてなり、再現性、量産性に優れた発熱体が得られる。
【００２１】
第８の発明は、特に第１〜第７のいずれか１つの発明の発熱体において、電極を構成する部材が、少なくとも導電性微粒子と共重合ポリエステル樹脂を含むものであり、耐熱性、耐衝撃性を有すると共に、良好な印刷特性を得ることができる。
【００２２】
第９の発明は、特に第１〜第８のいずれか１つの発明の発熱体において、抵抗体を構成する部材が、少なくともカーボンと、エラストマー成分あるいはゴム成分を含むものであり、耐熱性が良好であると共に、印刷性、量産性に優れた発熱体を提供できる。
【００２３】
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、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２４】
（実施の形態１）
図１（ａ）は本発明の実施の形態１の発熱体の平面図で、図１（ｂ）は図１（ａ）のｘ−ｙ線の断面図である。
【００２５】
図１において、発熱体１の構成は以下の通りである。ベース側樹脂フィルム２として、層状ケイ酸塩の無機結晶及び相溶化剤をポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）中に均一に分散させたものを用意しそれを１５０μｍ厚みのフィルム状に作成した。ＰＥＴに対する層状ケイ酸塩の重量は３％とした。
【００２６】
ＰＥＴと無機酸化物から成る複合膜として成形されたベース側樹脂フィルム２上に、銀微粒子と共重合ポリエステル樹脂から成る銀ペーストを印刷し、その後の乾燥により一対の櫛形の電極４を得た。さらに電極４により給電される位置に高分子抵抗体インクを印刷し、その後の乾燥により高分子抵抗体５を作製した。高分子抵抗体はＰＴＣ特性を有し、保温時の発熱飽和温度が６５℃程度に成るように作製されている。高分子抵抗体インクは、エチレン酢酸ビニル共重合体とカーボンブラックを混練・架橋したものにアクリロニトリルブチルゴムをバインダーとして溶剤でインク化して作製した。
【００２７】
カバー側樹脂フィルム３は、ベース側樹脂フィルム２と同様のものを用い、これを上述した電極４及び高分子抵抗体５に貼り合わせ、外周部を封口することにより発熱体１を作成した。
【００２８】
このようにして得た発熱体においては、カバー側樹脂フィルム及びベース側樹脂フィルムの耐久性が高く、また外部からの酸素、水分に対して良好な耐バリア性を示すことがわかった。
【００２９】
（実施の形態２）
図２（ａ）は本発明の実施の形態２の発熱体の平面図で、図２（ｂ）は図２（ａ）のｘ
−ｙ線の断面図である。
【００３０】
図２において、発熱体１１の構成は以下の通りである。ベース側樹脂フィルム１２として、酸化アルミナをポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）中に均一に分散させたものを用意しそれを１５０μｍ厚みのフィルム状に作成した。ＰＢＴに対する酸化アルミナの重量は２％とした。
【００３１】
ＰＢＴと無機酸化物から成る複合膜として成形されたベース側樹脂フィルム１２上に、銀微粒子と共重合ポリエステル樹脂から成る銀ペーストを印刷し、その後の乾燥により一対の櫛形の電極４を得た。さらに電極４により給電される位置に高分子抵抗体インクを印刷し、その後の乾燥により高分子抵抗体５を作製した。高分子抵抗体はＰＴＣ特性を有し、保温時の発熱飽和温度が６５℃程度に成るように作製されている。高分子抵抗体インクは、エチレン酢酸ビニル共重合体とカーボンブラックを混練・架橋したものにアクリロニトリルブチルゴムをバインダーとして溶剤でインク化して作製した。
【００３２】
カバー側樹脂フィルム１３は、ベース側樹脂フィルム１２と同様のものを用い、１３の片側の面に、共重合ポリエステル樹脂から成るホットメルト型の接着層６を設け、それが上述した電極４及び高分子抵抗体５に接着されるように貼り合わせ、発熱体１１を作成した。
【００３３】
このようにして得た発熱体においては、発熱部となる高分子抵抗体５が、高バリア性を有するカバー側樹脂フィルム及びベース側樹脂フィルムで保護される上、さらに接着層も介するために、外部からの酸素、水分に対して良好な耐バリア性を示すことがわかった。
【００３４】
（実施の形態３）
図３（ａ）は本発明の実施の形態３の発熱体の平面図で、図３（ｂ）は図３（ａ）のｘ−ｙ線の断面図である。
【００３５】
図３において、発熱体２１の構成は以下の通りである。ベース側樹脂フィルム２２として、１５０μｍ厚みのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のフィルムに酸化アルミを蒸着させたものを用意した。
【００３６】
次にこのベース側樹脂フィルム２２上に、銀微粒子と共重合ポリエステル樹脂から成る銀ペーストを印刷し、その後の乾燥により一対の櫛形の電極４を得た。さらに電極４により給電される位置に高分子抵抗体インクを印刷し、その後の乾燥により高分子抵抗体５を作製した。高分子抵抗体はＰＴＣ特性を有し、保温時の発熱飽和温度が６５℃程度に成るように作製されている。高分子抵抗体インクは、エチレン酢酸ビニル共重合体とカーボンブラックを混練・架橋したものにアクリロニトリルブチルゴムをバインダーとして溶剤でインク化して作製した。
【００３７】
カバー側樹脂フィルム２３は、ベース側樹脂フィルム２２と同様のものを用い、これを上述した電極４及び高分子抵抗体５に貼り合わせ、外周部を封口することにより発熱体２１を作成した。
【００３８】
このようにして得た発熱体においては、カバー側樹脂フィルム及びベース側樹脂フィルムの耐久性が高く、また外部からの酸素、水分に対して良好な耐バリア性を示すことがわかった。
【００３９】
（実施の形態４）
図４（ａ）は本発明の実施の形態４の発熱体の平面図で、図４（ｂ）は図４（ａ）のｘ
−ｙ線の断面図である。
【００４０】
図４において、発熱体３１の構成は以下の通りである。ベース側樹脂フィルム３２として、１５０μｍ厚みのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のフィルムにシリカ（ケイ素酸化物）を蒸着させたものを用意した。
【００４１】
次にこのベース側樹脂フィルム３２上に、銀微粒子と共重合ポリエステル樹脂から成る銀ペーストを印刷し、その後の乾燥により一対の櫛形の電極４を得た。さらに電極４により給電される位置に高分子抵抗体インクを印刷し、その後の乾燥により高分子抵抗体５を作製した。高分子抵抗体はＰＴＣ特性を有し、保温時の発熱飽和温度が６５℃程度に成るように作製されている。高分子抵抗体インクは、エチレン酢酸ビニル共重合体とカーボンブラックを混練・架橋したものにアクリロニトリルブチルゴムをバインダーとして溶剤でインク化して作製した。
【００４２】
カバー側樹脂フィルム３３は、ベース側樹脂フィルム３２と同様のものを用い、３３のケイ素酸化物を蒸着していない側の面に、共重合ポリエステル樹脂から成るホットメルト型の接着層６を設け、それが上述した電極４及び高分子抵抗体５に接着されるように貼り合わせ、発熱体３１を作成した。
【００４３】
このようにして得た発熱体においては、発熱部となる高分子抵抗体５が、高バリア性を有するカバー側樹脂フィルム及びベース側樹脂フィルムで保護される上、さらに接着層も介するために、外部からの酸素、水分に対して良好な耐バリア性を示すことがわかった。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
以上のように、本発明における発熱体は、耐久性の高い発熱体を提供できるので、床暖房器具など施工を伴う様な用途に対しても長期安定性を示すため、軽量性、加工性、量産性に優れ、かつコストメリットも発揮できる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】（ａ）本発明の実施の形態１における発熱体の構成を示す平面図（ｂ）同発熱体の断面図
【図２】（ａ）本発明の実施の形態２における発熱体の構成を示す平面図（ｂ）同発熱体の断面図
【図３】（ａ）本発明の実施の形態３における発熱体の構成を示す平面図（ｂ）同発熱体の断面図
【図４】（ａ）本発明の実施の形態４における発熱体の構成を示す平面図（ｂ）同発熱体の断面図
【図５】（ａ）従来の発熱体を示す平面図（ｂ）同発熱体の断面図
【符号の説明】
【００４６】
１、１１、２１、３１、４１  発熱体
２、１２、２２、３２  ベース側樹脂フィルム
３、１３、２３、３３  カバー側樹脂フィルム
４  電極
５  高分子抵抗体
６  接着層
４２  ベース材
４３  カバー材
４４  電極
４５  抵抗体
【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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