(57)【要約】通電により発熱する発熱層と、その両面に積層された絶縁層とを有する面状発熱体であり、前記絶縁層が、プロピレンと、エチレンおよび炭素数４以上のα−オレフィンの中から選ばれる少なくとも一種のオレフィンとの共重合体、ならびにポリプロピレンの中から選ばれる少なくとも一種の重合体（ａ）２０重量％〜８０重量％と、共役ジエンブロック重合体の水素添加物およびその等価物の中から選ばれる少なくとも一種の重合体（ｂ）８０重量％〜２０重量％と、所望により、さらに、極性基を有するオレフィン系重合体（ｃ）０．１〜１０重量％を含有する組成物からなる面状発熱体。前記絶縁層は、塩素を含まない材料で構成され、かつ絶縁性が高く、しかも良好な可撓性を持ち、発熱体との接着性、熱融着性に優れ、広範囲な使用温度環境においても特性がほとんど変化しない。
2005002280.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電により発熱する発熱層と、その両面に積層された絶縁層とを有する面状発熱体であり、
前記絶縁層が、プロピレンと、エチレンおよび炭素数４以上のα−オレフィンの中から選ばれる少なくとも一種のオレフィンとの共重合体、ならびにポリプロピレンの中から選ばれる少なくとも一種の重合体（ａ）２０重量％〜８０重量％と、共役ジエンブロック重合体の水素添加物およびその等価物の中から選ばれる少なくとも一種の重合体（ｂ）８０重量％〜２０重量％とを含有する組成物からなる面状発熱体。
【請求項２】
前記絶縁層が、前記重合体（ａ）３０重量％〜７０重量％と、前記重合体（ｂ）７０重量％〜３０重量％とを含有する組成物からなる請求項１に記載の面状発熱体。
【請求項３】
前記絶縁層が、前記重合体（ａ）４０重量％〜６０重量％と、前記重合体（ｂ）６０重量％〜４０重量％とを含有する組成物からなる請求項１に記載の面状発熱体。
【請求項４】
前記重合体（ａ）が、ポリプロピレン、または、プロピレンと、エチレンおよび炭素数４以上のα−オレフィンの中から選ばれる少なくとも一種のオレフィンとのランダムまたはブロック共重合体である請求項１〜３のいずれかに記載の面状発熱体。
【請求項５】
前記重合体（ｂ）が、エチレン構造単位−エチレン・ブテン構造単位−エチレン構造単位からなるブロック共重合体（ｂ’）である、請求項１〜３のいずれかに記載の面状発熱体。
【請求項６】
ブロック共重合体（ｂ’）において、前記エチレン構造単位が、１，２−ビニル結合の含有量が２０モル％以下であるブタジエン重合体ブロック（ブロックＧ）中の炭素−炭素不飽和結合を９０モル％以上水素添加したものであり、また、前記エチレン・ブテン構造単位が、１，２−ビニル結合の含有量が２５〜９５モル％であるブタジエン重合体ブロック（ブロックＨ）中の炭素−炭素不飽和結合を９０モル％以上水素添加したものである請求項５に記載の面状発熱体。
【請求項７】
前記ブロックＧ中の１，２−ビニル結合の含有量が１８モル％以下であり、かつ前記ブロックＨ中の１，２−ビニル結合の含有量が２５〜７５モル％である、請求項６に記載の面状発熱体。
【請求項８】
前記ブロックＧ中の１，２−ビニル結合の含有量が１５モル％以下であり、かつ前記ブロックＨ中の１，２−ビニル結合の含有量が２５〜５５モル％である、請求項６に記載の面状発熱体。
【請求項９】
前記組成物が、極性基を有するオレフィン系重合体（ｃ）０．１重量％〜１０重量％をさらに含有する請求項１〜３のいずれかに記載の面状発熱体。
【請求項１０】
前記組成物が、前記重合体（ｃ）０．２重量％〜８重量％をさらに含有する請求項１〜３のいずれかに記載の面状発熱体。
【請求項１１】
前記組成物が、前記重合体（ｃ）０．５重量％〜５重量％をさらに含有する請求項１〜３のいずれかに記載の面状発熱体。
【請求項１２】
前記重合体（ｃ）が、α−オレフィン−（メタ）アクリレート系共重合体、α−オレフィン−シアン化ビニル系共重合体、α−オレフィン−カルボン酸ビニル系共重合体、マレイン化ポリオレフィンおよびスチレン−エチレン・ブテン−スチレンブロック共重合体のマレイン化物からなる群から選ばれる少なくとも１種である、請求項９に記載の面状発熱体。
【請求項１３】
前記重合体（ｃ）が、エチレン−エチルアクリレート共重合体、マレイン化ポリエチレンおよびマレイン化ポリプロピレンからなる群から選ばれる少なくとも１種である、請求項９に記載の面状発熱体。
【請求項１４】
前記重合体（ａ）、前記重合体（ｂ）および前記重合体（ｃ）のメルト・フロー・レートが、いずれも、０．５〜３の範囲である、請求項９に記載の面状発熱体。
【請求項１５】
前記組成物が、アルミナ、水酸化アルミニウム、シリカおよび炭酸カルシウムからなる群から選ばれる少なくとも１種の無機フィラーをさらに含有する請求項１〜３のいずれかに記載の面状発熱体。
【請求項１６】
各絶縁層の厚みが０．１〜１ｍｍの範囲である請求項１〜３のいずれかに記載の面状発熱体。
【請求項１７】
通電により発熱する発熱層の両面に絶縁層を接合して、積層構造を有する面状発熱体を製造する方法において、プロピレンと、エチレンおよび炭素数４以上のα−オレフィンの中から選ばれる少なくとも一種のオレフィンとの共重合体、ならびにポリプロピレンの中から選ばれる少なくとも一種の重合体（ａ）２０重量％〜８０重量％と、共役ジエンブロック重合体の水素添加物およびその等価物の中から選ばれる少なくとも一種の重合体（ｂ）８０重量％〜２０重量％とを含有する組成物を、成形温度１７０〜２５０℃、かつ熱ロールの回転速度比１〜３の範囲において、カレンダー成形して絶縁シートを作成し、次いで、発熱層の両面にそれぞれ該絶縁シートを接合することを特徴とする、請求項１に記載の面状発熱体を製造する方法。
【請求項１８】
前記組成物として、極性基を有するオレフィン系重合体（ｃ）０．１重量％〜１０重量％をさらに含有する組成物を用いる請求項１７に記載の面状発熱体の製造方法。
【請求項１９】
カレンダー成形して、厚み０．１〜１ｍｍを有する絶縁シートを作成する請求項１７または１８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、接触物を面で加熱することが可能な面状発熱体に係る。さらに詳しくは、塩素を含まない材料で構成され、かつ絶縁性が高く、しかも設置される部分の形状に合わせて良好に変形することができる可撓性をもち、広範囲な使用温度環境などにおいても特性が変化しない汎用性のある面状発熱体に関する。
【背景技術】
【０００２】  面状発熱体は、例えば敷布、マット、定温倉庫の床、コンクリート構造体、タンクなどの加温や保温、あるいは、融雪、霜取り、融氷、凍結防止などの目的で多用途に使用されている。従来の面状発熱体としては、例えば基布に導電性塗料を塗布した発熱層を有する面状発熱体、導電性線条体（線、帯、糸）を面状に配置して成る発熱層を持つ面状発熱体、導電性粒子が分散された導電性シートからなる発熱層を持つ面状発熱体、絶縁シート上に導電性塗料層から成る発熱層が形成された面状発熱体などが知られている。【０００３】  いずれのタイプの面状発熱体でも、面状発熱体に接触するものとの絶縁性を保持する必要があることから、面状発熱層の両面には、絶縁シートが積層してある。この面状発熱体に用いられる絶縁シートとしては、従来では、塩化ビニル（ＰＶＣ）シート、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）シートなどが用いられている。【０００４】  しかしながら、塩化ビニルシートは、塩素や可塑剤を含有しており、廃棄処理に難点を有すると共に、用途によっては、使用できない場合がある。例えば塩素や可塑剤を含有している材料を設置することができない場所には、その塩化ビニルシートを有する面状発熱体を装着することができなくなる。また、塩化ビニルシートは可塑剤を含有しているため、経時変化により可塑剤が飛散し、可撓性が低下するという課題も有する。【０００５】  また、ＰＥＴシートは、塩化ビニルシートに比較すると、可撓性に劣り、可撓性が要求される用途には面状発熱体として使用することができない。【０００６】  さらに、面状発熱体は幅広い用途に用いられるため、その使用環境温度も−３０°Ｃ〜＋１００°Ｃ程度と広く、その幅広い温度範囲で、可撓性などの特性が変わらないことが要求される。すなわち、低温でも極端に固くならず、高温でも極端に柔らかくならないことが要求される。もちろん、面状発熱体に用いられる絶縁シートとしては、電気絶縁性が高いこと、および軽いことが要求される。さらにまた、発熱層との接着性が良好であることも要求される。【０００７】  しかしながら、従来の面状発熱体に用いられる絶縁シートとしては、前記の全ての要求を満足するものではなく、面状発熱体の使用用途に合わせて、絶縁シートの材質を選択し、面状発熱体を作製していた。このため、使用用途別に面状発熱体を複数種類製作する必要があり、経済的に不利な点が多かった。【０００８】  そこで、面状発熱体の主要用途をカバーできる特性を持った絶縁シートを有する面状発熱体の出現が待たれていた。【０００９】  本出願人は、前記絶縁シート形成用材料として、分子量１万以下の低分子量成分の割合が全体の１重量％以下であるプロピレンと他のα−オレフィンとの共重合体を用いることにより、低温でも極端に固くならず、高温でも極端に柔らかくならず、電気絶縁性も高く、また軽量性に優れた面状発熱体が得られることを提案した（特開２０００−０２１５５２号公報）。これにより、面状発熱体の用途は広がったが、その使用環境温度範囲をより広くすることが望まれていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】  上記のような従来の技術に鑑みて、本発明の目的は、塩素を含まない材料で構成され、かつ絶縁性が高く、しかも設置される部位の形状に合わせて良好に追従変形することができる可撓性を持ち、より広範囲な使用温度環境においても特性が変化しない汎用性のある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】
【００１１】  本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意検討した結果、絶縁シートと発熱体との接着性を改善することにより、面状発熱体の使用環境温度範囲をより広いものにできることを見出した。そして、絶縁シートと発熱体との接着性は、絶縁シートに用いる材料として、特定の２種類のポリマーを含有する組成物を用いることで達成されることを見出し、本発明を完成するに至った。
かくして、本発明によれば、通電により発熱する発熱層と、その両面に積層された絶縁層とを有する面状発熱体であって、前記絶縁層が、プロピレンと、エチレンおよび炭素数４以上のα−オレフィンの中から選ばれる少なくとも一種のオレフィンとの共重合体、ならびにポリプロピレンの中から選ばれる少なくとも一種の重合体（ａ）２０重量％〜８０重量％と、共役ジエンブロック重合体の水素添加物およびその等価物の中から選ばれる少なくとも一種の重合体（ｂ）８０重量％〜２０重量％とを含有する組成物からなる面状発熱体が提供される。【００１２】  さらに、本発明によれば、通電により発熱する発熱層の両面に絶縁層を接合して、積層構造を有する面状発熱体を製造する方法において、プロピレンと、エチレンおよび炭素数４以上のα−オレフィンの中から選ばれる少なくとも一種のオレフィンとの共重合体、ならびにポリプロピレンの中から選ばれる少なくとも一種の重合体（ａ）２０重量％〜８０重量％と、共役ジエンブロック重合体の水素添加物およびその等価物の中から選ばれる少なくとも一種の重合体（ｂ）８０重量％〜２０重量％とを含有する組成物を、成形温度１７０〜２５０°Ｃ、かつ熱ロールの回転速度比１〜３の範囲において、カレンダー成形して絶縁シートを作成し、次いで、発熱層の両面にそれぞれ該絶縁シートを接合することを特徴とする、上記面状発熱体の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る面状発熱体の概略斜視図である。
【図２】図１に示す面状発熱体のＩＩ−ＩＩ線に沿う要部断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】  通電により発熱する発熱層の具体的な構造は、特に限定されず、例えば基布に導電性塗料を塗布した発熱層、導電性線条体（線、帯、糸）を面状に配置してなる発熱層、導電性粒子が分散された導電性シートから成る発熱層、導電性塗料層から成る発熱層などが例示される。発熱層の厚みは、特に限定されないが、例えば０．５〜５ｍｍ程度である。【００１５】  前記絶縁層は、プロピレンと、エチレンおよび炭素数４以上のα−オレフィンの中から選ばれる少なくとも一種のオレフィンとの共重合体、ならびにポリプロピレンの中から選ばれる少なくとも一種の重合体（ａ）〔以下、重合体（ａ）と略記することがある〕２０重量％〜８０重量％と、共役ジエンブロック重合体の水素添加物およびその等価物の中から選ばれる少なくとも一種の重合体（ｂ）〔以下、重合体（ｂ）と略記することがある〕８０重量％〜２０重量％、ならびに、必要に応じて、さらに、極性基を有するオレフィン系重合体（ｃ）〔以下、重合体（ｃ）と略記することがある〕を含有する組成物からなる。【００１６】  絶縁層を構成する第一の成分である重合体（ａ）は、プロピレンと、エチレンおよび炭素数４以上のα−オレフィンの中から選ばれる少なくとも一種のオレフィンとの共重合体〔以下、プロピレン共重合体ということがある〕、ならびにポリプロピレンの中から選ばれる。重合体（ａ）は、好ましくは、ポリプロピレンまたは、プロピレンと、エチレンおよび炭素数４以上のα−オレフィンの中から選ばれる少なくとも一種のオレフィンとのランダムまたはブロック共重合体である。プロピレン共重合体は、プロピレンと、エチレンおよび炭素数４以上のα−オレフィンの中から選ばれる少なくとも一種のオレフィンとの共重合体である限り、特に限定されない。炭素数４以上のα−オレフィンとしては、通常、炭素数４〜８のものが好ましく用いられ、その具体例としては、１−ブテン、１−ヘキセン、１−オクテンおよび４−メチル−１ペンテンなどが挙げられる。プロピレン共重合体中の、エチレンおよび炭素数４以上のα−オレフィンの中から選ばれる少なくとも一種のオレフィン単量体単位の量は好ましくは６０モル％以下である。
上記プロピレン共重合体の具体例としては、（１）エチレン単位の含有量が１０重量％以下であるプロピレンとエチレンとのランダム共重合体、（２）プロピレン重合体ブロックが１〜９９重量％、プロピレンとエチレンとのランダム共重合ブロックが９９〜１重量％であり、共重合体中のエチレン単量体単位の含有量が６０モル％以下であるプロピレン−エチレンブロック共重合体、などが挙げられる。【００１７】  なお、前記（２）のプロピレン−エチレンブロック共重合体は、前記プロピレン重合体ブロックおよびプロピレン−エチレンランダム共重合体ブロックの他に、少割合のブテン重合体ブロックなどを含んでいてもよい。こうしたブテン重合体ブロックを含むプロピレン−エチレンブロック共重合体としては、例えば、ブテン重合体ブロックが０．０１〜５重量％、プロピレン重合体ブロックが１〜７０重量％、プロピレン−エチレンランダム共重合体ブロックが２５〜９８．９９重量％であり、該プロピレン−エチレンランダム共重合体ブロックはエチレン単量体単位を１５〜８０モル％、プロピレン単量体単位を８５〜２０モル％含むランダム共重合体で構成されてなるプロピレン−エチレンランダム共重合体ブロックが挙げられる。なお、こうしたプロピレン−エチレンブロック共重合体において、プロピレン重合体ブロックには、少割合のエチレン、またはプロピレン以外のα−オレフィンが共重合されていてもよい。【００１８】  絶縁層形成用組成物中の重合体（ａ）の含有量は、２０〜８０重量％、好ましくは３０〜７０重量％、より好ましくは４０〜６０重量％である。重合体（ａ）の含有量が２０重量％未満では、耐熱性が低くなり高温時の強度が低下する。逆に、８０重量％を超えると、柔軟性が低下する。【００１９】  絶縁層形成用組成物の第二の成分である重合体（ｂ）は、共役ジエンブロック重合体の水素添加物およびその等価物の中から選ばれる少なくとも一種の重合体である。
ここでいう「共役ジエンブロック重合体」とは、１種または２種以上の共役ジエンが、少なくとも単量体の種類または結合様式の異なる２種以上のブロックを形成してなる重合体を指す。ここでいう「結合様式」とは、共役ジエンとして１，３−ブタジエンを例にとると、その１，２−結合や１，４−結合という結合の仕方、あるいは１，４−シス結合や１，４−トランス結合といった結合の仕方のことである。
また、上記「その等価物」とは、共役ジエンブロック重合体の水素化物と同じ化学構造を有する重合体を指す。例えば、１，２−ポリブタジエンブロックと１，４−ポリブタジエンブロックとからなるブタジエンブロック重合体（例えば、１，４−ポリブタジエン−１，２−・１，４−結合ブタジエンランダム共重合体−１，４−ポリブタジエン・ブロック重合体）を高度に水素化すると、実質的にエチレン単位−ＣＨ２ＣＨ２−とブチレン単位−ＣＨ２（Ｃ２Ｈ５）ＣＨ２−とからなる水素化重合体となる。一方、エチレンと１−ブテンとを共重合すると、エチレン単位−ＣＨ２ＣＨ２−とブチレン単位−ＣＨ２（Ｃ２Ｈ５）ＣＨ２−とからなる共重合体（例えば、ポリエチレン−エチレン・ブテンランダム共重合体−ポリエチレン・ブロック共重合体〔以下、「エチレン構造単位−エチレン・ブテン構造単位−エチレン構造単位からなるブロック共重合体」または「エチレン−エチレン・ブテン−エチレン・ブロック共重合体」ということがある。）となる。従って、エチレンと１−ブテンとの共重合体は、上記ブタジエンブロック重合体を高度に水素化したものと実質的に同じ化学構造を有し、該水素化物の等価物ということができる。【００２０】  前記重合体（ｂ）は、共役ジエンブロック重合体の水素添加物および／またはその等価物である限り、格別限定されない。共役ジエンブロック重合体の水素添加物としては、例えば、ブタジエンのブロック重合体を水素添加して得られるような、結晶性オレフィン重合体ブロックと非結晶オレフィン共重合体ブロックとを有するブロック共重合体（例えば、エチレン構造単位−エチレン・ブテン構造単位−エチレン構造単位からなるブロック共重合体（ｂ’））などが好ましい。【００２１】  前記エチレン構造単位−エチレン・ブテン構造単位−エチレン構造単位からなるブロック共重合体（ｂ’）としては、そのエチレン構造単位が、１，２−ビニル結合の含有量が２０モル％以下であるブタジエン重合体ブロック（ブロックＧ）中の炭素−炭素不飽和結合を９０モル％以上、より好ましくは９５〜１００モル％水素添加したものであり、また、そのエチレン・ブテン構造単位が、１，２−ビニル結合の含有量が２５〜９５モル％であるブタジエン重合体ブロック（ブロックＨ）中の炭素−炭素不飽和結合を９０モル％以上、より好ましくは９５〜１００モル％水素添加したものであるものが好適である。また、ブロック共重合体（ｂ’）は、ブロック構造がＧ−（Ｈ−Ｇ）ｎまたは（Ｇ−Ｈ）ｍ（ただし、ｎは１以上、ｍは２以上）で表される直鎖状あるいは分岐状のブロック共重合体であることが好ましい。【００２２】  前記ブロックＧは、水素添加によりポリエチレン類似の構造を示す結晶性のブロックとなる。ブロックＧ中の１，２−ビニル結合の含有量は、より好ましくは１８モル％以下、特に好ましくは１５モル％以下である。【００２３】  また、前記ブロックＨは、水素添加により、エチレン−ブテン共重合体と類似の構造を示す非晶性のブロックとなる。ここで、ブロックＨのブタジエン部分の１，２−ビニル結合の含有量は、より好ましくは２５〜７５モル％、特に好ましくは２５〜５５モル％である。【００２４】  前記ブロック共重合体（ｂ’）��分中に占めるブロックＧおよびブロックＨの割合は、好ましくは、ブロックＧが５〜９０重量％、ブロックＨが９５〜１０重量％、より好ましくはブロックＧが１０〜８５重量％、ブロックＨが９０〜１５重量％である。【００２５】  前記重合体（ｂ）およびその好ましい形態の一つであるブロック共重合体（ｂ’）の製造方法は特に限定されないが、ブロック共重合体（ｂ’）の製造方法は、より好ましくは、ブタジエンを有機溶媒中でリビングアニオン重合して前記ブロックＧおよびブロックＨを有するブロック共重合体を得、次いでこのブロック共重合体を水素添加することによって得られる。水素添加前の共重合体の製造は、より具体的には、例えば、ブロックＧ部分を重合し、次いで、ブロックＨ部分を重合する。【００２６】  絶縁層形成用組成物中の共役ジエンブロック重合体の水素添加物およびその等価物の中から選ばれる少なくとも一種の重合体（ｂ）の含有量は、８０〜２０重量％、好ましくは７０〜３０重量％、より好ましくは６０〜４０重量％である。重合体（ｂ）の含有量が２０重量％未満では、柔軟性が低下し、逆に、８０重量％を超えると、粘着性が高くなり、発熱体と絶縁シートとを接着させる工程でロールに巻き取る際に、あるいは、積層する工程で互着しやすくなる。また耐熱性が低くなり高温時の強度が低下する。【００２７】  絶縁層形成用組成物は、所望により、第三成分として、極性基を有するオレフィン系重合体〔重合体（ｃ）〕を含む。重合体（ｃ）としては、例えば、エチレン−メチル（メタ）アクリレート共重合体、エチレン−エチル（メタ）アクリレート共重合体、エチレン−２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート共重合体、プロピレン−エチル（メタ）アクリレート共重合体などのα−オレフィン−（メタ）アクリレート系共重合体；エチレン−アクリロニトリル共重合体、エチレン−メタクリロニトリル共重合体、プロピレン−アクリロニトリル共重合体などのα−オレフィン−シアン化ビニル系共重合体；エチレン−酢酸ビニル共重合体、プロピレン−酢酸ビニル共重合体などのα−オレフィン−カルボン酸ビニル系共重合体；マレイン化ポリエチレン、マレイン化ポリプロピレンなどのマレイン化ポリオレフィン；スチレン−エチレン・ブテン−スチレンブロック共重合体のマレイン化物；などが挙げられ、中でも、エチレン−エチルアクリレート共重合体、マレイン化ポリエチレン、およびマレイン化ポリプロピレンが好ましいものとして挙げられる。これらの重合体は、１種または２種以上を使用することができる。【００２８】  前記組成物中の重合体（ｃ）の含有量は、好ましくは０．１〜１０重量％、より好ましくは０．２〜８重量％、さらに好ましくは０．５〜５重量％である。重合体（ｃ）の含有量が、１０重量％を超えると、絶縁シート同士の粘着性が増して加工時にシートの巻きだしが不均一になりシワが発生しやすくなったり、絶縁シートと発熱体との熱融着の際に使用する、ホットパネル、プレス金型、ホットロールなどが汚染され易くなる。【００２９】  本発明においては、共重合体（ａ）、重合体（ｂ）、並びに重合体（ｃ）のメルト・フロー・レート（以下、ＭＦＲと略記することがある）は、特に限定されないが、いずれも、���．５〜３の範囲であることが好ましい。ＭＦＲが低過ぎると絶縁シートの成形性が悪く、逆に、高過ぎると引裂強度が低くなる傾向がある。なお、ＭＦＲは、ＪＩＳ  Ｋ７２１０により、温度２３０℃および荷重２．１６Ｋｇで測定される。また、絶縁シートのデュロＡ硬度（ＪＩＳ  Ａ）は、ＪＩＳ  Ｋ７２１５で測定される。デュロＡ硬度は８５以下であることが好ましい。硬度が高すぎると、シートの柔軟性が低下する。【００３０】  本発明に用いる前記絶縁層形成性組成物には、ポリマーの添加剤として従来用いられている熱安定剤、耐候安定剤、核剤、顔料、可塑化剤、および滑剤などの添加剤（ｄ）を加えてもよく、さらにフィラー（ｅ）を加えてもよい。フィラー（ｅ）としては、アルミナ、水酸化アルミニウム、シリカ、炭酸カルシウムなどの絶縁性の無機フィラーが好ましい。組成物中の無機フィラーの含有量は、重合体（ａ）、重合体（ｂ）並びに重合体（ｃ）の合計１００重量部に対し、２０重量部以下が好ましい。２０重量部以下にすることで絶縁シートの柔軟性を保つことができる。【００３１】  本発明においては、重合体（ａ）、重合体（ｂ）、並びに必要に応じて重合体（ｃ）を用い、カレンダー成形、Ｔダイ法などにより絶縁シートを製造する。カレンダー成形およびＴダイ法は、公知の装置、方法が何等制限されることなく用いられる。例えば、重合体（ａ）、重合体（ｂ）、および必要に応じて重合体（ｃ）、添加剤（ｄ）、およびフィラー（ｅ）などをヘンシェルミキサー、リボンブレンダーなどにより混合し、混練ロールや押し出し機などを用い、溶融混練する。次に、溶融状態の原料を２本以上の熱ロールで、一定の厚さに連続して圧延を行う。熱ロールの配置は４本Ｚ形、４本逆Ｌ形、傾斜３本形、および直立２本形など何れも採用できる。カレンダー成形の条件は、重合体（ａ）、重合体（ｂ）、並びに重合体（ｃ）の組成、シートの厚さなどにより異なるが、通常、成形温度は１７０°Ｃ〜２５０°Ｃ、熱ロールの回転速度比１〜３の範囲でカレンダー成形を行うことができる。【００３２】  本発明において、このようにして得られた絶縁シートの厚みは、面状発熱体として要求される絶縁性および可撓性などの要求から決定され、好ましくは０．１〜１ｍｍ、さらに好ましくは０．２〜０．５ｍｍである。【００３３】  発熱層と絶縁シートとの積層方法は、特に限定されず、接着剤による方法、熱融着による方法などが例示される。接着剤を用いる場合には、接着剤としては、ポリウレタン系、エポキシ樹脂系、および変性オレフィン系などの接着剤が好ましく使用される。【００３４】  前記組成物から形成される絶縁シートは、軽くて絶縁性が良好であり、しかも適度な可撓性を有し、−３０°Ｃ〜＋１００°Ｃの広範囲な温度範囲でも可撓性および絶縁性の変化が少なく、耐コンクリート特性にも優れている。また、発熱体との接着性にも優れている。さらに、この絶縁シートは、塩素を含まないので、廃棄焼却処理が容易であると共に、塩素成分を含む材質のものを設置できない場所にも、面状発熱体を装着することが可能になる。したがって、この絶縁シートで被覆された本発明に係る面状発熱体は、広範囲な用途に用いることが可能になり、使用用途別に面状発熱���を複数種類製作する必要がなくなり、経済的に有利なものとなる。【００３５】  さらに、本発明の面状発熱体では、何らかの異常により温度制御が働かずに異常高温となった場合、絶縁シートが熱溶融することにより、発熱層の導電体内部に侵入し、電気通電を妨げ、異常高温状態の継続を阻止するように機能することも可能である。【００３６】  つぎに、本発明の面状発熱体を、図面に示す実施形態に基づき説明する。【００３７】  図１は本発明の一実施形態に係る面状発熱体の概略斜視図であり、図２は図１に示す面状発熱体のＩＩ−ＩＩ線に沿う要部断面図である。【００３８】  図１および図２に示すように、本発明に係る面状発熱体２は、面状の発熱層４と、この発熱層４の両面に積層された絶縁層６とを有する。発熱層４の両側端縁近傍には、長手方向に沿って延びる細長い電極８，８が形成してある。【００３９】  発熱層４としては、本実施形態では、電極８，８間に延びる導電性緯糸と、電極８，８と略平行に延びる絶縁性経糸との織布が用いられる。導電性緯糸は、例えばポリウレタン樹脂に導電性粒子を混入して得られる温度依存性の高い正温度特性（ＰＴＣ）型の導電性塗料を、ポリエステル繊維に含浸させて乾燥して得られる導電性糸などが用いられる。絶縁性経糸としては、例えばポリエステル繊維を樹脂溶液に浸漬し、乾燥して得られる糸などが用いられる。【００４０】  ＰＴＣ型の導電性塗料としては、高温になるにつれて、抵抗が増大し、良好な自己温度調節機能を発揮するものであれば特に限定されず、例えば金属粒子、カーボン粒子（カーボンブラック粒子、カーボングラファイト粒子、黒鉛粒子）などが用いられ、さらに好ましくはカーボン粒子が用いられる。【００４１】  発熱層４の両側端縁近傍に配置される電極８，８は、特に限定されないが、図示の実施形態では、発熱層４を構成する導電性緯線に接続するように編み込まれる可撓性金属線で構成される。電極８の厚みは、発熱層４と同程度であり、０．８〜１．４ｍｍ程度である。【００４２】  発熱層４および電極８，８を全て被覆するように表裏面に積層される絶縁層６，６は、本実施形態では、重合体（ａ）、重合体（ｂ）、並びに必要に応じて重合体（ｃ）とを含有する組成物の絶縁シートからなる。絶縁シートの両側端縁１０，１０は、相互に熱融着される。絶縁層６の厚みは、本実施形態では、０．２〜０．５ｍｍであり、カレンダー法などで成形される。【００４３】  本実施形態の絶縁層６，６を構成する絶縁シートは、軽くて絶縁性が良好であり、しかも適度な可撓性を有し、−３０°Ｃ〜＋１００°Ｃの広範囲な温度範囲でも、可撓性および絶縁性の変化が少なく、耐コンクリート特性にも優れている。また発熱層との接着性にも優れている。さらに、この絶縁シートは、塩素を含まないので、廃棄焼却処理が容易であると共に、塩素成分を含む材質のものを設置できない部位にも、面状発熱体を装着することが可能になる。したがって、この絶縁層６，６で被覆された本実施形態に係る面状発熱体２は、広範囲な用途に用いることが可能になり、使用用途別に面状発熱体を複数種類製作する必要がなくなり、経済的に有利である。【００４４】  なお、本発明の面状発熱体は、上述した実施形態に限定���れるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。【００４５】  例えば、発熱層４は、上述した実施形態の如き織布状の発熱層に限定されず、導電性粒子を含有させたフィルムもしくはシートまた導電性粒子を含む導電性インキ層などであってもよい。
【実施例】
【００４６】  以下、本発明の面状発熱体を、さらに詳細な実施例に基づき具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されない。【００４７】 実施例１
図１に示す面状発熱体２を準備した。発熱層４としては、電極８，８間に延びる導電性緯糸と、電極８，８と略平行に延びる絶縁性経糸との織布を用いた。導電性緯糸としては、ポリエステル製絶縁糸に導電塗料をコーティングしたものを用いた。導電塗料としては、カーボン塗料を用いた。また、この発熱層４の両側端縁近傍には、電極８，８を、発熱層４と同時に織り込むことにより形成した。発熱層４および電極８，８の厚みは、０．８〜１．４ｍｍであった。【００４８】  次に、発熱層４および電極８，８の表裏面に絶縁シートからなる絶縁層６，６を積層させ、それらの側端部１０を熱融着した。各絶縁シートの厚みは、０．４ｍｍであった。【００４９】  絶縁シートは、次のようにして製造した。まず、重合体（ａ）として、チッソ石油化学社製チッソポリプロＸＦ１８００（ポリプロピレン）を用いた。ＪＩＳ  Ｋ７２１０にて規定されたメルト・フロー・レート（ＭＦＲ）は２．０ｇ／１０ｍｉｎである。【００５０】  重合体（ｂ）として、ジェイエスアール社製ダイナロン６２００Ｐ（ＣＥＢＣタイプ・エチレン−エチレン・ブテン−エチレン・ブロック共重合体）を用いた。ＪＩＳ  Ｋ７２１０にて規定されたメルト・フロー・レートは２．５ｇ／１０ｍｉｎである。【００５１】  重合体（ｃ）としては、三井・デュポンポリケミカル社製エバフレックス−ＥＥＡ  Ａ−７０１（エチレン−エチルアクリレート共重合体）を用いた。ＪＩＳ  Ｋ７２１０にて規定されたメルト・フロー・レートは５．０ｇ／１０ｍｉｎである。【００５２】  このチッソポリプロＸＦ１８００、ダイナロン６２００Ｐ、エバフレックス−ＥＥＡ  Ａ−７０１、およびフィラー（ｅ）としてアルミナを、５５：４０：５：２の重量比で、シリンダー温度２２０°Ｃに設定した内径４０ｍｍの押し出し機にて溶融混練し、表面温度１５０°Ｃに設定した幅５００ｍｍ、径２００ｍｍの一対の熱ロールに供給し、厚さ０．４ｍｍの絶縁シートを作成した。得られた絶縁シートを所定の大きさに切断し、このシートで図１に示す発熱層４および電極８の表裏面を被覆した。被覆時に、シートの両側端１０，１０を熱融着した。熱融着時の加熱温度は、１５０°Ｃであった。【００５３】  得られた面状発熱体２の絶縁層６，６を構成する絶縁シートのＭＦＲ（ＪＩＳ  Ｋ７２１０、測定温度２３０℃、使用荷重２．１６Ｋｇで測定）は、２．０であり、ＪＩＳ  Ｋ７２１５によるデュロＡ硬度は、７７であった。また、シートの体積抵抗率を、ＪＩＳ  Ｋ６９１１により室温で測定したところ、２×１０１６Ω・ｃｍであり、絶縁性に優れていることが確認された。また、ＪＩＳ  Ｋ６９１１に準じて、絶縁シートを銅板電極（０．５ｍｍ厚、２００×２００ｍｍ）と鉄板電極（４ｍｍ厚、８０ｍｍφ）との間に挟み、それらを冷却・加熱室内に入れ、これら電極間に直流１０００Ｖの電圧を印加して、−３０°〜＋１００°Ｃにて、電極間の電気抵抗を測定したところ、無限大であり、温度変化によらず高抵抗を維持できることが確認された。【００５４】  また、得られた面状発熱体２の絶縁層６，６を構成する絶縁シートの可撓性を示す特性として、ＡＳＴＭ  Ｄ８８２により、室温にて弾性率を測定したところ、１２０ＭＰａであり、可撓��に優れていることが確認された。また、−３０°Ｃにて弾性率を測定したところ、３５０ＭＰａであり、＋１００°Ｃにて弾性率を測定したところ、２０ＭＰａであり、弾性率が高温においても大きく低下しないことが確認された。【００５５】  また、発熱層４と絶縁層６，６との接着性をＪＩＳ  Ｋ６８５４により剥離角度１８０°の剥離強度にて測定したところ６０Ｎであり、接着性に優れることが確認された。評価結果を表１に示す。【００５６】 実施例２
絶縁層６を構成する絶縁シートとして、実施例１のチッソポリプロＸＦ１８００、ダイナロン６２００Ｐ、エバフレックス−ＥＥＡ  Ａ−７０１、およびフィラー（ｅ）としてシリカを、５０：４９．５：０．５：２の重量比で用いた以外は、実施例１と同様にして面状発熱体を作製した。【００５７】  得られた面状発熱体２の絶縁層６，６を構成する絶縁シートのＭＦＲは、２．３であり、デュロＡ硬度は、８０であった。また、シートの体積抵抗率を実施例１と同様な方法により測定したところ、５×１０１６Ω・ｃｍであり、絶縁性に優れていることが確認された。また、−３０°〜＋１００°Ｃにて、電極間の電気抵抗を測定したところ、無限大であり、温度変化によらず高抵抗を維持できることが確認された。【００５８】  また、得られた面状発熱体２の絶縁層６，６を構成する絶縁シートの室温での弾性率を測定したところ、１２５ＭＰａであり、可撓性に優れていることが確認された。また、−３０°Ｃにて弾性率を測定したところ、３６０ＭＰａであり、＋１００°Ｃにて、弾性率を測定したところ、５０ＭＰａであり、弾性率が高温においても大きく低下しないことが確認された。【００５９】  また、発熱層４と絶縁層６，６との接着性を測定したところ５２Ｎであり、接着性に優れることが分かった。評価結果を表１に示す。【００６０】 比較例１
絶縁層６を構成する絶縁シートとして、実施例１に記載のチッソポリプロＸＦ１８００とアルミナとを１００：２の重量比で用いた以外は、実施例１と同様にして面状発熱体を作製した。【００６１】  得られた面状発熱体２の絶縁層６，６を構成する絶縁シートのＭＦＲは、２．０であり、デュロＡ硬度は８２であった。また、シートの体積抵抗率を、実施例１と同様な方法を用いて室温で測定したところ、３×１０１６Ω・ｃｍであった。また、−３０°〜＋１００°Ｃにて、電極間の電気抵抗を測定したところ、無限大であった。【００６２】  また、得られた面状発熱体２の絶縁層６，６を構成する絶縁シートの可撓性を示す特性として、実施例１と同様な方法を用いて、室温にて弾性率を測定したところ、弾性率は、８５０ＭＰａであった。また、−３０°Ｃにて、弾性率を測定したところ、１５００ＭＰａであり、＋１００°Ｃにて、弾性率を測定したところ、１５０ＭＰａであった。【００６３】  また、発熱層４と絶縁層６，６との接着性を測定したところ１０Ｎであり、実施例１、２の優位性が確認された。評価結果を表１に示す。【００６４】 比較例２
絶縁層６を構成する絶縁シートとして、実施例１に記載のチッソポリプロＸＦ１８００、ダイナロン６２００Ｐ、およびアルミナを１５：８５：２の重量比で用いた以外は、実施例１と同様にして面状発熱体を作製した。【００６５】  得られた面状発熱体２の絶縁層６，６を構成する絶縁シートのＭＦＲは、２．４であり、デュロＡ硬度は７０であった。また、シートの体積抵抗率を、実施例１と同様な方法を用いて室温で測定したところ、４×１０１６Ω・ｃｍであった。また、−３０°〜＋１００°Ｃにて、電極間の電気抵抗を測定したところ、無限大であった。【００６６】  また、得られた面状発熱体２の絶縁層６，６を構成する絶縁シートの可撓性を示す特性として、実施例１と同様な方法を用いて、室温にて弾性率を測定したところ、弾性率は、１５ＭＰａであった。また、−３０°Ｃにて、弾性率を測定したところ、１５０ＭＰａであり、＋１００°Ｃにて、弾性率を測定したところ、５ＭＰａであった。また、発熱層４と絶縁層６，６との接着性を測定したところ７５Ｎであった。【００６７】  得られた面状発熱体２を１０枚重ね、５ｇ／ｃｍ２の荷重を掛け、６０°Ｃで２４０時間熱処理したところ、実施例１、２および比較例１では、絶縁シート同士は粘着せず、容易に剥がすことができたのに対し、比較例２の絶縁シートではシート同士が粘着し、１枚づつ剥がせないという問題が発生した。評価結果を表１に示す。【００６８】
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【産業上の利用可能性】
【００６９】  以上説明してきたように、本発明に係る面状発熱体は、軽くて絶縁性が良好であり、しかも適度な可撓性を有し、−３０°Ｃ〜＋１００°Ｃの広範囲な温度範囲でも、可撓性および絶縁性の変化が少なく優れている。また、この面状発熱体に用いる絶縁シートは、接着性にも優れている。さらに、この絶縁シートは、塩素を含まないので、廃棄焼却処理が容易であると共に、塩素成分を含む材質のものを設置できない部位にも、面状発熱体を装着することが可能になる。したがって、本発明に係る面状発熱体は、広範囲な用途に用いることが可能になり、使用用途別に面状発熱体を複数種類製作する必要がなくなり、経済的に有利である。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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