(57)【要約】【課題】複数の面状発熱体を並べるときに、継ぎ目の部分にはＰＴＣ抵抗体が配置されないため、温度が低下するという課題があり、繋ぎ部の温度低下を抑えた面状発熱体を提供することを目的とする。【解決手段】ＰＴＣ抵抗体３を除く一部（面状発熱体１の端部）を折り曲げることによって、ＰＴＣ抵抗体３を設置面積全体に配置することができる。これによって、面状発熱体１の繋ぎ部の温度低下を抑えられ、設置面積に対する発熱部の設置効率を向上させることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気絶縁性を有する第１の樹脂フィルムと、前記第１の樹脂フィルムに印刷して形成される一対の電極及びＰＴＣ抵抗体と、前記一対の電極及びＰＴＣ抵抗体の表面を被覆する電気絶縁性を有する第２の樹脂フィルムとを有し、少なくとも前記ＰＴＣ抵抗体を除く一部を、前記ＰＴＣ抵抗体に対して９０°以上に折り曲げて配したことを特徴とする面状発熱体。
【請求項２】
ＰＴＣ抵抗体を除く一部を、断熱材に埋め込むように構成した請求項１に記載の面状発熱体。
【請求項３】
ＰＴＣ抵抗体を除く一部を、断熱材に巻き付けるように構成した請求項１に記載の面状発熱体。
【請求項４】
第１の樹脂フィルムが、ポリエステル系樹脂フィルムからなる請求項１に記載の面状発熱体。
【請求項５】
断熱材が、ポリウレタンからなる請求項２または３に記載の面状発熱体。
【請求項６】
電気絶縁性を有する第１の樹脂フィルムと、前記第１の樹脂フィルムに印刷して形成される一対の電極及びＰＴＣ抵抗体と、前記一対の電極及びＰＴＣ抵抗体の表面を被覆する電気絶縁性を有する第２の樹脂フィルムとを有し、少なくとも前記ＰＴＣ抵抗体を除く一部を、ＰＴＣ抵抗体に対して９０°以上に折り曲げる工程において、前記第１の樹脂フィルムと前記第２の樹脂フィルムより成る積層フィルムの成形経路内に設置した加熱規整板を用いて得る面状発熱体の製造方法。
【請求項７】
加熱規整板の温度を、１９０℃以下に設定した請求項６に記載の面状発熱体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、正抵抗温度特性を特徴とした面状発熱体及びその製造方法に関し、詳しくは、設置効率を向上させた発熱体及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、正抵抗温度特性を有する導電性高分子を利用したＰＴＣ抵抗体が使用されている。ここで正抵抗温度特性とは、物質の抵抗値が、温度の上昇に従って増加し、ある温度に達すると急激に増加するものをいう。そして導電性高分子とて、結晶性高分子と導電性材料を混合して形成させたものが広く知られている。原理は、結晶性高分子が結晶質から非晶質に転換する際の急激な体積膨張によって、その中に分散している導電性材料の平均粒子間距離が増加することにより、結果として、抵抗値も増大するものである。このような原理に基づくＰＴＣ抵抗体は、それ自身で自己温度制御機能を保持するため、サーモスタット等の安全装置を設ける必要なく、部品点数を少なくできる利点がある（例えば特許文献１）。
【０００３】
図４は従来の面状発熱体の構成図であり、面状発熱体は、樹脂フィルム１５上に配置された電極１６に、ＰＴＣ抵抗体１７を印刷して乾燥させたものである。さらにその上に、保護フィルムを張り合わせる場合もある。そして本構成において、ヒータとして発熱する部分は、ＰＴＣ抵抗体の面状のみとなる。
【特許文献１】特開２００１−３５７９６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、基材の樹脂フィルムにＰＴＣ抵抗体を印刷して成形するためには、工法上、クリアランスを確保するため、印刷されない部分（ＰＴＣ抵抗体を除く一部１８）が生じてしまう。また、面状発熱体完成時に、ＰＴＣ抵抗体を除く一部１８を切り取ることも考えられるが、電極１６やＰＴＣ抵抗体１７から面状発熱体の端面までの距離が短いと、水分等の不純物質が混入して電極１６やＰＴＣ抵抗体１７を侵し、信頼性が低下する原因となるため、切り取ることもできない。すなわち、従来の構成をそのまま使用すると、ＰＴＣ抵抗体でない部分が一定の面積を占めていたため、発熱していない部分が発生していた。
【０００５】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、ＰＴＣ抵抗体を除く一部を、ＰＴＣ抵抗体に対して９０°以上に折り曲げることによって、発熱部の設置効率を向上させた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】
【０００６】
前記従来の課題を解決するために、少なくともＰＴＣ抵抗体を除く一部を、ＰＴＣ抵抗体に対して９０°以上に折り曲げて配したものである。折り曲げることによって、ＰＴＣ抵抗体を設置面全体に配置することができるため、面状発熱体の設置面積に対する発熱部の設置面積（設置効率）を向上させることができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の面状発熱体は、非発熱部の設置面積を小さくすることができるため、加熱部の設置効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
第１の発明は、電気絶縁性を有する第１の樹脂フィルムと、前記第１の樹脂フィルムに印刷して形成される一対の電極及びＰＴＣ抵抗体と、前記一対の電極及びＰＴＣ抵抗体の表面を被覆する電気絶縁性を有する第２の樹脂フィルムとを有し、少なくともＰＴＣ抵抗体を除く一部を、ＰＴＣ抵抗体に対して９０°以上に折り曲げて配したものである。これにより、設置面積に対する非発熱部の面積を小さくすることができるため、加熱部の設置効率を向上させることができる。
【０００９】
第２の発明は、特に、第１の発明のＰＴＣ抵抗体を除く一部を断熱材に埋め込むように構成したものである。これにより、折り曲げ部分を面状発熱体の支持体に固定するためのくさびとすることができ、かつ支持体が断熱材であるため、熱効率も向上させることができる。
【００１０】
第３の発明は、特に、第１の発明のＰＴＣ抵抗体を除く一部を断熱材に巻き付けるように構成したものである。これにより、折り曲げ部分によって面状発熱体をさらに支持体に固定することができ、かつ支持体が断熱材であるため、熱効率を向上させることができる。
【００１１】
第４の発明は、特に、第１の発明の第１の樹脂フィルムがポリエステル系樹脂フィルムである。ポリエステル系樹脂であるポリエチレンテレフタレートは、フィルムとして強度があり、安価である。また、ガラス転移温度が約７０℃であり、軟化温度が約１６０℃であるため、２００℃以下加熱によって容易に変形可能であり、９０°以上の鋭角に折り曲げることができる。
【００１２】
第５の発明は、特に、第２の、第３の断熱材が、ポリウレタンを成分に有するのもである。ポリウレタンの耐熱性は８０℃〜９０℃であり、また無機系の断熱材と比べて安価である。したがって、面状発熱体を７０℃以下で使用する場合は有用である。また、ポリウレタンを硬化させる際、樹脂フィルムと接触させることで、接着させることも可能である。
【００１３】
第６の発明は、ＰＴＣ抵抗体を除く一部を、ＰＴＣ抵抗体に対して９０°以上に折り曲げるために、積層フィルムの経路内に加熱規整板を設置して製造する方法である。積層フィルムを切り出して、常温で精度よく折り曲げるのは手間である。本発明の加熱規整板では、積層フィルムの成形経路内に加熱規整板を設置することにより、手間無く、連続的に精度良く折り曲げることができる。
【００１４】
第７の発明は、加熱規整板の温度を、１９０℃以下に設定したものである。樹脂フィルムがポリエステル系のとき、軟化温度は約１６０℃である。したがって軟化温度より高い１９０℃程度まで高温にすることで、樹脂フィルムを無理なく、精度良く折り曲げることができる。なお、１９０℃より高くなると、ＰＴＣ抵抗体の高分子材料が破壊されて抵抗温度特性が著しく低下するため、１９０℃を限界値とする。
【００１５】
以下、本発明の形態について、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。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における面状発熱体の構成概略図を示すものであり、図１（ａ）は斜視図、図１（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｙ位置断面図である。
【００１７】
図１において、面状発熱体１は、基材フィルムである第１の樹脂フィルム２と、第１の樹脂フィルム２の面状に印刷されたＰＴＣ抵抗体３と、その上に印刷された電極４と、さ
らにその上に保護層として第２の樹脂フィルム５を積層することによって、構成されている。なお、ＰＴＣ抵抗体３と電極４との上下は逆であっても良い。
【００１８】
第１の樹脂フィルム２は、市販の、厚さ１００μｍで低熱収縮タイプのポリエチレンテレフタレートを幅３００ｍｍに裁断して使用する。ＰＴＣ抵抗体３は、エチレン酢酸ビニル共重合体を数種類組み合わせ、カーボンブラックを混練、架橋させ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。電極４は、銀ペーストを櫛型形状に印刷し、乾燥させたものである。櫛の本数は断線しない程度に細い方がよく、櫛の太さは、抵抗の設定値によって決定される。本実施の形態１では、ＰＴＣ抵抗体は、発熱温度が４５℃程度となるように作製されている。第２の樹脂フィルム５は、市販の、厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタレートを幅２８０ｍｍに裁断して使用する。なお、第１及び第２の樹脂フィルムは、ポリエチレンナフタレートであっても良い。耐熱性が向上するメリットがある。
【００１９】
次に、積層加工工程を説明する。上記のＰＴＣ抵抗体３と電極４とが印刷された第１の樹脂フィルム２と第２の樹脂フィルム５を熱ローラ（図示せず）によって溶着する。熱ローラの温度は１７０℃とし、溶着速度（積層フィルム押し出し速度）は９０ｃｍ／分とした。そして積層した積層フィルムを押し出していく工程で、一定間隔５００ｍｍ毎に切断する。その後、面状発熱体１のＰＴＣ抵抗体を除く部分を９０°以上に折り曲げる。本実施の形態１では、端部からＰＴＣ発熱体まで２５ｍｍであるため、端部から２０ｍｍの部分で折り曲げることを行った。なお、折り曲げた部分は、ＰＴＣ抵抗体を除く部分を含んでいれば、ＰＴＣ抵抗体を一部含んでいても良い。すなわち、本実施の形態１の場合では、端部を含んでいれば、端部から３０ｍｍの部分で折り曲げることを妨げるものではない。
【００２０】
このようにして得られた端部が折り曲げられた面状発熱体に、図２に図示するように断熱材を接合させる。図２（ａ）は、折り曲げ部６を断熱材７の中に差し入れて固定する構成の断面図である。図２（ｂ）は、折り曲げ部６を断熱材７に巻きつけて固定する構成の断面図である。前者では、まず断熱材７を設置部に敷き、次に断熱材７の切れ目に面状発熱体１を差し込んで固定して設置するものであり、後者では、面状発熱体と断熱材とが一組となって設置するものである。
【００２１】
本実施の形態１では、断熱材７はポリウレタンを使用する。ポリウレタンの硬化前に面状発熱体と接触させることで、ポリウレタン硬化後に面状発熱体を接合させることができるが、本実施の形態１では、予め成形したポリウレタンに切り込みを作り、その箇所に折り曲げた部分を差し込むことで固定した。
【００２２】
以上のように作製した断熱材に配置した面状発熱体を複数個、折り曲げ部の辺を接触させて並べて固定させた（図示せず）。そして電源（図示せず）によって並列に通電し、発熱状態を赤外線サーモグラフ（対象物から出ている赤外線放射エネルギーを検出し、見かけの温度に変換して、温度分布を画像表示する装置）によって観察した。その結果、複数個の面状発熱体の繋ぎ部分でも温度の低下を抑えることができた。なお、上記の折り曲げ部に相当する部分を断熱材に巻き付けるように加工したものでも同様の効果が得られた。
【００２３】
（実施の形態２）
図３は、本発明の第２の実施の形態における面状発熱体の製造方法に使用する治具の斜視図である。
【００２４】
面状発熱体１の構成及び材料は、実施の形態１と同様である。
【００２５】
本実施の形態の積層加工工程を説明する。ＰＴＣ抵抗体３と電極４が印刷された第１の樹脂フィルム２と第２の樹脂フィルム５を熱ローラ（図示せず）によって溶着する。熱ローラの温度は１７０℃とし、溶着速度（積層フィルム押し出し速度）は９０ｃｍ／分とした。
【００２６】
そして押し出された積層フィルムは、熱ローラの後工程に設置された加熱規整板９を通過し、その過程で連続的に端部が折り曲げられることになる。加熱規整板９は、入口１０は平面であるが、出口１１は端部が９０°に加工されており、その折り曲げ加工部にはヒータ１２が備えられ、中を通過する積層フィルムを加熱することになる。本実施の形態では、１７０℃に加熱する。なお、加熱規整板９は熱ロールに近接して設置することが好ましい。そして連続的に折り曲げられた積層フィルムを一定間隔に切断することによって面状発熱体１を得る。
【００２７】
以上のように作製した面状発熱体を複数個、折り曲げ部の辺を接触させて並べて固定させた。そして並列に通電し、発熱状態を赤外線サーモグラフによって観察した。その結果、複数個の面状発熱体の繋ぎ部分でも温度の低下を抑えることができた。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
以上のように、本発明にかかる面状発熱体は、平面を隙間無く発熱させることができるので、床や壁用のヒータとして応用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】（ａ）本発明の実施の形態１及び２における面状発熱体の斜視図（ｂ）同断面図
【図２】（ａ）本発明の実施の形態１における断熱材に差し込んで固定された面状発熱体の断面図（ｂ）同面状発熱体を巻き付けて固定した場合の構成図
【図３】発明の実施の形態２における折り曲げ加工用の治具の斜視図
【図４】従来の面状発熱体の構成図
【符号の説明】
【００３０】
１  面状発熱体
２  第１の樹脂フィルム
３  ＰＴＣ抵抗体
４  電極
５  第２の樹脂フィルム
７  断熱材
８  ＰＴＣ抵抗体を除く一部
９  加熱規整板
【図２】
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【図１】
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【図３】
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【図４】
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