第1の発明は、電気絶縁性基材と、前記電 気絶縁性基材上に配設された複数本の金属細 線で構成される少なくとも一対の電極と、前 記一対の電極とは直接接触しないPTC特性を有 する高分子抵抗体と、前記電極と前記高分子 抵抗体との双方に接触する導電層とを具備し 、前記導電層が少なくとも樹脂成分と導電体 成分と添加剤成分とを含むものであり、抵抗 体組成物に給電する電極間を櫛形構成とする 必要性はなくなり、広い間隔で電極を配置す ることが可能となり、電極の使用量を低減す るとともに高分子抵抗体をパターン化する必 要がないため低コストの面状発熱体を提供で きる。

 また、複雑な工法を必要とせず、Tダイや カレンダーロール法などによって得た高分子 抵抗体や導電層を電極と共に電気絶縁性基材 に熱融着などによって貼り合わせることによ って容易に作製できる。

 さらに複数本の金属細線からなる電極と� ��分子抵抗体との間に設けた導電層が、電極� ��び高分子抵抗体との密着性を仲介する役割� ��果たし、金属細線を直接高分子抵抗体に貼� ��合せた場合に比較して、屈曲性などの耐久� ��能を向上させることができる。

 第2の発明は、特に第1の発明の高分子発� �体において、導電層の樹脂成分が、金属親� �性を示す官能基を有するものであり、導電� �と電極となる金属との界面での接触状態を� �好に保つことができるため、発熱特性の良� �な発熱体を容易に得ることができる。

 第3の発明は、電気絶縁性基材と、前記電 気絶縁性基材上に配置された複数本の金属細 線で構成される少なくとも一対の電極と、前 記一対の電極とは直接接触しないPTC特性を有 する高分子抵抗体と、前記電極と前記高分子 抵抗体との双方に接触する導電層とを具備し 、前記導電層が少なくとも架橋性樹脂成分と 導電体成分を含むものであり、導電層の樹脂 成分が架橋性樹脂成分で構成されるため、熱 安定性に優れ、長期的に変化の少ない導電層 を得ることができる。また、複数本の金属細 線からなる電極と高分子抵抗体との間に設け た導電層が、電極及び高分子抵抗体との密着 性を仲介する役割を果たし、金属細線を直接 高分子抵抗体に貼り合せた場合に比較して、 屈曲性などの耐久性能を向上させることがで きる。

 第4の発明は、特に第3の発明の高分子発� �体において、前記導電層が、架橋性樹脂成� �と導電体成分と溶融張力向上剤成分とを含� �することによって、樹脂成分と導電体成分� �混練分散加工時に導電体成分等の分散性が� �上すると共に、溶融樹脂の張力を向上させ� �ことができ、反応性架橋剤とのバランスで� �脂の成形性を低下させることなく、所望の� �分を有する樹脂組成物を容易に得ることが� �能となる。

 第5の発明は、特に第3または第4の発明の� ��分子発熱体において、導電層の架橋性樹脂� ��分が、反応性添加剤により架橋されてなる� ��のであり、樹脂成分と導電体成分を混練、� ��散させながら架橋反応を進行させることが� ��きるため、工法的にも簡便な手法で導電層� ��成物を作成できる。

 第6の発明は、特に第1または第3の発明の� ��分子発熱体において、導電層の導電体成分� ��重量比率が、導電層重量に対して50重量%以� ��80重量%以下含まれるものである。

 導電体をこの重量比率で導電層中に含む� ��め、金属細線からなる電極が断線した際に� ��いても、樹脂成分よりも導電体成分が多く� ��在することにより、断線が生じ電流が集中� ��た場合にも、スパーク発生を抑制できる。� ��た、80重量%以下とすることにより樹脂成分� ��らびに添加剤成分は、20重量%以上含まれる� ��ととなるため、導電層としての屈曲性や、� ��る程度の柔軟性を保持することができる。

 第7の発明は、特に第1、第3、第6のいずれ か1つの発明の高分子発熱体において、導電� �の導電体成分が、カーボンブラック、グラ� �ァイト、カーボンナノチューブ、カーボン� �維、導電性セラミック繊維、導電性ウィス� �、金属繊維、導電性無機酸化物、導電性ポ� �マー繊維の少なくとも一種から選ばれる導� �体を含むものであり、導電体の原料が比較� �安価にかつ安定して入手できるため、高品� �でコストを抑えた高分子発熱体を提供でき� �。

 第8の発明は、特に第1の発明の高分子発� �体において、導電層の添加剤成分が、リン� �、窒素系、シリコーン系の少なくとも1種の� ��燃剤を含有することによって、外部から加� ��された場合においてもまた電極線が断線し� ��局部的に温度上昇などが生じても、発煙発� ��を抑制することができる高分子発熱体を提� ��することができる。

 第9の発明は、特に第1~第8のいずれか1つ� �発明の高分子発熱体において、導電層の比� �抗が0.01~500ω・cmに設定したもので、導電層� �の発熱ロスなどが少なく、電気的にも安定� �た高分子発熱体を作成できる。

 0.01ω・cmよりも小さくするためには導電� �の比率を高める必要があるが、その場合バ� �ンダとなる樹脂比率が低くなるため金属と� �密着性が低下してしまう。また、500ω・cmよ� ��も大きくなると、電圧を印加した際に高分� ��抵抗体よりも導電層の抵抗値が大きくなり� ��導電層のみが発熱し、面状発熱体を得るこ� ��ができない。

 第10の発明は、電気絶縁性基材と、前記� �気絶縁性基材上に配置されたPTC特性を有す� �高分子抵抗体と、前記高分子抵抗体とは直� �接触しない複数本の金属細線で構成される� �なくとも一対の電極と、前記高分子抵抗体� �前記電極との双方に接触する導電層から形� �されてなる高分子発熱体において、前記導� �層がPTC特性を示すものであり、熱安定性に� �れ、長期的に変化の少ない導電層を得るこ� �ができる。また、複数本の金属細線からな� �電極と高分子抵抗体との間に設けた導電層� �、電極及び高分子抵抗体との密着性を仲介� �る役割を果たし、金属細線を直接高分子抵� �体に貼り合せた場合に比較して、屈曲性な� �の耐久性能を向上させることができる。

 第11の発明は、特に第10の発明の高分子発 熱体において、高分子抵抗体と電極との間隔 が0.01mm~3mmの範囲であるものであり、その間� �存在する導電層が金属電極と高分子抵抗体� �の緩衝材的な役割を果たすと共に、電圧印� �時に大きな抵抗となることなく、スムーズ� �高分子抵抗体の発熱を実現できる。0.01mmよ� �も間隔が狭くなると、工法のばらつきにも� �るが、電極となる金属と高分子抵抗体が直� �接触することになり、上記で説明した3つ目� ��役割の発煙発火に対するバリア効果を充分� ��発揮させることが難しい。また3mmよりも大� ��くなると、導電層の比抵抗にも依存するが� ��電層での発熱ロスが大きくなり、高分子抵� ��体としての特性として好ましくない。

 第12の発明は、特に第10の発明の高分子発 熱体において、導電層がPTC特性として、80℃� ��おける抵抗値が20℃における抵抗値に対し� �10倍以下となるものである。導電層に関して も高分子抵抗体と同様のPTC特性を有する類似 材料組成にすることにより、相互の密着性な どを改善することができるが、一方、導電層 自身のPTC特性として高温状態でのPTC変化倍率 が大きくなると、高分子抵抗体の抵抗値特性 に影響を及ぼす場合がある。従ってある一定 倍率以下のPTC特性を有することが好ましく、 本発明においては一般に発熱温度として比較 的高温レベルであるが、80℃付近の発熱状態� ��においても、PTC特性としての抵抗値変化倍� ��が20℃に対して10倍以下となることがより好 ましいとした。

 第13の発明は、特に第10~第12のいずれか1� �の発明の高分子発熱体において、導電層の� �抵抗に対する高分子抵抗体の比抵抗の比率� �80℃以下の温度領域において100倍以下となる ものである。高分子抵抗体と導電層の比抵抗 値が等しい場合でも、被覆層は間隔が狭いた め抵抗値としては約1/1000程度と考えられるこ とから、本発明で定義した抵抗比率の関係で あれば、導電層の抵抗が高分子抵抗体の発熱 を阻害することなく、良好な発熱体を得るこ とができる。

 第14の発明は、特に第10~第13のいずれか1� �の発明の高分子発熱体において、導電層が� �極に対して平行であることを特徴とするも� �であり、電圧印加方向に対して、導電層が� �一の厚み、幅で存在することになるので、� �分子発熱体にはどの領域においてもほぼ等� �い電圧が印加されることになり、均一発熱� �良好な発熱体を得ることが可能となる。

 第15の発明は、特に第10~第14のいずれか1� �の発明の高分子発熱体において、導電層の� �成物と電極を構成する金属細線とを共押出� �形してなるもので、予め、導電層と電極で� �出成形しておくことにより電極と導電層の� �着性を向上させることができる。このよう� �作成した導電層を有する電極を高分子抵抗� �と熱融着などにより発熱体として成形する� �とができるため、比較的簡易な方法で発熱� �を得ることができる。

 第16の発明は、特に第1、第3、第10のいず� ��か1つの発明の高分子発熱体において、電極 が錫めっき銅、銀含有銅、銀銅合金の少なく とも1種を含む金属細線よりなり、柔軟性、� �曲性に優れるため、良好な発熱特性を有す� �高分子発熱体を長期に渡り提供することが� �きる。

 第17の発明は、特に第1、第3、第10のいず� ��か1つの発明の高分子発熱体において、電気 絶縁性基材が樹脂フィルム、織布、不織布の 少なくとも1種からなり、使用感や長期信頼� �に優れた高分子発熱体を得ることができる� �

 第18の発明は、これら第1~17記載の高分子� ��熱体を例えば座部、背もたれ部の少なくと� ��一方に配置し、暖房用熱源として自動車用� ��席装置に搭載したものである。

 以下、本発明の実施の形態について、図� ��を参照しながら説明する。なお、この実施� ��形態によって本発明が限定されるものでは� ��い。

 (実施の形態1)
 図1,2において、高分子発熱体1は、電気絶縁 性基材2上に、一対の電極3,3’、高分子抵抗� �4、及び導電層5,5’を含んで構成される。

 例えば、電気絶縁性基材2は、ポリエステ ル繊維で作製されたニードルパンチタイプの もので、難燃剤が含浸処理された不織布を用 いることができる。

 一対の電極3,3’としては、線径0.06mmの銀� ��合金線を15本撚って得たものであり、不織� �上の所定位置に熱融着処理して得た。

 電極3,3’とは直接接触しないように高分� ��抵抗体4を同様に熱融着により配置し、その 後、前記高分子抵抗体4と電極3,3’とを接触� �せるための導電層5,5’が熱融着により形成� �てある。なお、電極3,3’に給電するための� �ード線は省略した。

 このとき、高分子抵抗体4は以下の材料、 手順により混練物を作成後、カレンダー加工 によりフィルム状に加工したものを使用した 。

 すなわち、高分子抵抗体4は、結晶性樹脂 として、エチレン・メタアクリル酸メチル共 重合体(商品名「アクリフトCM5021」、融点67℃ 、住友化学(株)製)30部と、エチレン・メタア� ��リル酸共重合体(商品名「ニュクレルN1560」� ��融点90℃、三井・デュポンポリケミカル(株) 製)30部と、エチレン・メタアクリル酸共重合 体金属配位物(商品名「ハイミラン1702」、融� ��90℃、三井・デュポンポリケミカ(株)製)40部 とで構成した。

 この結晶性樹脂35重量%と、反応性樹脂(商 品名「ボンドファースト7B」、住友化学(株)� �)2重量%と、2種類の導電体として、カーボン� ��ラック(商品名「プリンテックスL」、1次粒� ��径21nm、デグサ社製)25重量%と、グラファイ� �(商品名「GR15」、鱗状黒鉛、日本黒鉛(株)製) 18重量%と、難燃剤(商品名「レオフォスRDP」� �リン酸エステル系液状難燃剤、味の素(株)製 )20重量%により混練物Aを作製した。

 次に、エラストマーとして、スチレン系� ��可塑性エラストマー(商品名「タフテックM19 43」)、旭化成エンジニアリング(株)製)40重量% と、カーボンブラック(商品名「#10B」、1次粒 子径75nm、三菱化学(株)製)45重量%と、炭化タ� �グステン(井澤金属(株)製)13重量%と、溶融張� ��向上剤として、メタアクリル酸アルキル・� ��クリル酸アルキル共重合物と4フッ化エチレ ン共重合物との混合物(商品名「メタブレンA3 000」、三菱レイヨン(株)製)2重量%から混練物B を作製した。

 そして、混練物Aと混練物Bとを等量と、� �型剤として変性シリコーンオイル2重量%と流 動性付与剤として、メタアクリル酸アルキル ・アクリル酸アルキル共重合物2重量%とを混� ��して高分子抵抗体4を作製した。

 導電層5,5’は、樹脂成分として、エチレ� ��酢酸ビニル共重合体(商品名「エバフレック スEV150」、三井・デュポンポリケミカル(株)� �)21重量%と、金属親和性を示す官能基として� ��水マレイン酸を含む樹脂(商品名「ボンダイ ンLX4110」、エチレン-アクリル酸エステル-無� ��マレイン酸三元共重合樹脂、住友化学(株)� �)9重量%を、導電体として、導電性ウィスカ(� ��品名「FTL-110」、針状酸化チタン、石原産業 (株)製)45重量%、カーボンブラック(商品名「� �リンテックスL」、1次粒子径21nm、デグサ社� �)15重量%、難燃剤(商品名「レオフォスRDP」、 リン酸エステル系液状難燃剤、味の素(株)製) 10重量%により混練物を得、厚み100μmのフィル ムを作成して得た。比抵抗は5ω・cmであった� ��

 この面状発熱体を構成する高分子発熱体1 は、図3,4に示したように、例えば、自動車の 座席装置6である座部7及び背もたれ8に基材2� �を上部として取り付けて使用されるもので� �る。

 座部7及び背もたれ8の吊り込み部(図示せ� ��)に対応するために中央部や周縁部に吊り込 むための耳部(基材2の延長部)が設けられるが 、ここでは省略している。

 また、このような高分子発熱体1を装着し た座部7及び背もたれ8は、一般的に座席に腰� ��けた人体による荷重がかかった時に変形し� ��荷重がかからなくなると復元するウレタン� ��ット等の座席基材9と座席表皮10を備えてい� ��。従って、座部7及び背もたれ8の座席基材9� ��に高分子抵抗体4側を、座席表皮10に基材2側 を配置して取り付けられる薄い面状発熱体で ある高分子発熱体1も、前記した座部7及び背� ��たれ8の変形に対応して相似の変形をしなけ ればならない。

 そのために、種々の発熱パターンの設計� ��そのための電極3,3’並びに導電層5,5’の配� ��形状を変更する必要があることは言うまで� ��ないが、ここでは省略している。

 電極3,3’は、相対向するように幅の広い� ��対(電気的に正側と負側)を高分子発熱体1の� ��手方向の外側部に沿って配置し、これに接� ��するように配設した導電層5,5’を介して高� ��子抵抗体4に電流が流れ、発熱する。

 本実施の形態において、高分子抵抗体4は PTC特性を有し、温度が上昇すると抵抗値が上 昇し、所定の温度になるように自己温度調節 機能を有するようになり、温度コントロール が不要で安全性の高い面状発熱体としての機 能を有するようになる。

 また、自動車の座席装置6に組み込まれる 面状発熱体のカーシートヒーターとしては着 座感や難燃性を満足することができる。

 着座感は、紙のような音鳴り感がなく、� ��席表皮材と同等の伸び特性、すなわち、5%� �伸びに対して7kgf以下の荷重であることで満� ��できる。

 また、PTC特性を有する面状発熱体として� ��熱性と省エネ性を、従来のチュービングヒ� ��タを発熱体とするものに比べて発揮するこ� ��ができる。

 チュービングヒータを発熱体とするもの� ��、温度制御器を必要として、ON-OFF制御で通� ��を制御して発熱温度を制御している。

 ON時のヒータ線温度は約80℃まで上昇する ため、座席表皮材とはある程度の距離をおい て配置する必要があるのに対して、本実施の 形態の高分子発熱体では、発熱温度が40℃~50� ��の範囲に自己制御されるので、座席表皮材� ��傍に近接して配置することができる。発熱� ��度が低く、座席近傍であることより、速熱� ��と外部への放熱ロスを低減できることによ� ��省エネ性を実現できる。

 また、電気絶縁性基材2に難燃性不織布を 用いて、また、高分子抵抗体4、導電層5,5’� �難燃剤を配合することで難燃性を実現でき� �。

 難燃性は、高分子発熱体単品での自動車� ��内装材難燃規格FMVSS302規格(水平着火で不燃� ��はもとより自己消火するものや、標線間の� ��焼速度が80mm/min以下であれば適合する)を満� ��する必要があり、少なくとも難燃剤の充填� ��が10重量%以上あれば適合できることを確認� ��た。

 本実施の形態で得た高分子発熱体を、80� �炉中放置試験、150℃炉中放置試験、-20℃と50 ℃のヒートサイクル試験を実施した。

 その結果、それぞれ、500時間、200時間、2 00回後も抵抗値変化率はいずれも初期の30%以� ��であった。この要因としては、反応性樹脂� ��よる架橋反応により結晶性樹脂そのもの、� ��よび結晶性樹脂と導電体との結合を図った� ��とに起因していると考えられた。

 優れたPTC特性を発揮するために、複数の� ��電体を組み合わせることと、海島構成とす� ��ことを本実施の形態では適用している。そ� ��メカニズムの詳細は現時点では不明である� ��以下のように推察している。

 まず、PTC特性を有する抵抗体組成物とす� ��ためには、用いる結晶性樹脂は、その融点� ��発熱飽和温度以上の近傍にあるものを選択� ��る必要がある。

 導電体としては、できるだけ少ない添加� ��で所定の抵抗値を達成することが求められ� ��が、そうした導電体は一般的には導電性カ� ��ボンブラックと呼ばれるもので、1次粒子径 が約20nm以下でストラクチャー(葡萄の房のよ� ��に1次粒子の集合体のことをいう。吸油量で 相関付けられている)の発達した構造のもの� �あるが、そうした導電性カーボンブラック� �は一方で、PTC特性を発現しにくいという欠� �を有していた。

 これは、導電性カーボンブラックではス� ��ラクチャーが発達して、結晶性樹脂の温度� ��よる比容積の変化(これがPTC特性発現の主因 と言われている)によってもストラクチャー� �導電パスが切断されにくいことによるとい� �れている。

 一方で、1次粒子径の大きいカーボンブラ ックは優れたPTC特性を有することを発明者ら は知見として得ていた。

 また、グラファイトのような導電体は、� ��ーボンブラックに比べるとさらに粒子径が� ��きく、かつ鱗片のような層状構造を有する� ��と、さらに、金属やセラミックなどの導電� ��は、粒子径が大きく、無定形の優れた導電� ��(小さい体積固有抵抗(カーボンやグラファ� �ト系の100分の1以下))を有することを発明者� �は知見として得ていた。これらの複数の導� �体を組み合わせることで、厚みが約100ミク� �ンメートル以下で、面積抵抗が400ω/□以下� �比抵抗が3ω・cm以下の抵抗を有するとともに 、PTC特性のひとつの指標となる、温度に対す る抵抗値変化倍率において、20℃の抵抗値に� ��する50℃の抵抗値の比が1.5以上、20℃の抵抗 値に対する80℃の抵抗値の比が5以上の抵抗体 組成物とすることができた。

 こうした低抵抗でありながら優れたPTC特� ��を発揮できたメカニズムの詳細は不明であ� ��が、結晶性樹脂と複数の導電体を組み合わ� ��たことによる新規な導電パスの形成と、難� ��剤を液状としたことで、液体の大きな熱膨� ��係数を利用することができたことによると� ��えている。

 また、モンタン酸部分けん化エステルな� ��のワックス、さらには他のワックス等の可� ��剤や分散剤を必要に応じて用いても良いこ� ��は言うまでもない。

 また、導電体の形状としてはウィスカ形� ��のものを用いて実施したが、球状やその他� ��ガ形状のものでも構わない。

 さらに、本実施の形態では高分子抵抗体4 と電極3,3’が同一平面内では重ねあわない配 置で示したが、導電層5,5’を介して接触する ような形態であれば積層された配置であって も構わない。

 (実施の形態2)
 本発明の実施の形態2における高分子発熱体 においては、実施の形態1と同様の構造のも� �を用いた。

 例えば、電気絶縁性基材2は、ポリエステ ル繊維で作製されたファインエンボス加工し たもので、難燃剤が含浸処理された不織布を 用いることができる。

 一対の電極3,3’としては、線径0.08mmの錫� ��っき銅線を19本撚って得たものであり、不� �布上の所定位置に熱融着処理し得た。電極3, 3’とは直接接触しないように高分子抵抗体4� ��同様に熱融着により配置し、その後、電極3 ,3’及び高分子抵抗体4を接触させるための導 電層5,5’を熱融着することにより高分子発熱 体1を得た。なお、電極3,3’に給電するため� �リード線は省略した。

 このとき、高分子抵抗体4は実施の形態1� �同様の方法で加工したものを使用した。

 導電層5,5’は、樹脂成分として、エチレ� ��酢酸ビニル共重合体(商品名「エバフレック スEV150」、三井・デュポンポリケミカル(株)� �)21重量%と、金属親和性を示す官能基を含む� ��脂(商品名「タフテックM1943」(水添スチレン 系熱可塑性エラストマーの変性タイプ、旭化 成(株)製)9重量%を、導電体として、導電性ウ� ��スカ(商品名「FTL-110」、針状酸化チタン、� �原産業(株)製)30重量%、カーボンブラック(商� ��名「ファーネスブラック#10B」、粒子径84nm� �三菱化学(株)製)30重量%、難燃剤(商品名「レ� ��フォスRDP」、リン酸エステル系液状難燃剤� ��味の素(株)製)10重量%により混練物を得、厚� ��100μmのフィルムを作成して得た。比抵抗は6 ω・cmであった。

 本実施の形態において、高分子抵抗体4は PTC特性を有し、温度が上昇すると抵抗値が上 昇し、所定の温度になるように自己温度調節 機能を有するようになり、温度コントロール が不要で安全性の高い面状発熱体としての機 能を有するようになる。

 また、自動車用座席装置に組み込まれる� ��状発熱体のカーシートヒーターとしては着� ��感や難燃性を満足することができる。

 着座感は、紙のような音鳴り感がなく、� ��席表皮材と同等の伸び特性、すなわち、5%� �伸びに対して7kgf以下の荷重であることで満� ��できる。

 また、PTC特性を有する面状発熱体として� ��熱性と省エネ性を、従来のチュービングヒ� ��タを発熱体とするものに比べて発揮するこ� ��ができる。

 チュービングヒータを発熱体とするもの� ��、温度制御器を必要として、ON-OFF制御で通� ��を制御して発熱温度を制御している。

 ON時のヒータ線温度は約80℃まで上昇する ため、座席表皮材とはある程度の距離をおい て配置する必要があるのに対して、本実施の 形態の高分子発熱体では、発熱温度が40℃~50� ��の範囲に自己制御されるので、座席表皮材� ��傍に近接して配置することができる。発熱� ��度が低く、座席近傍であることより、速熱� ��と外部への放熱ロスを低減できることによ� ��省エネ性を実現できる。

 また、電気絶縁性基材2に難燃性不織布を 用いて、また、高分子抵抗体4、導電層5,5’� �難燃剤を配合することで難燃性を実現でき� �。

 難燃性は、高分子発熱体単品での自動車� ��内装材難燃規格FMVSS302規格(水平着火で不燃� ��はもとより自己消火するものや、標線間の� ��焼速度が80mm/min以下であれば適合する)を満� ��する必要があり、少なくとも難燃剤の充填� ��が10重量%以上あれば適合できることを確認� ��た。

 本実施の形態で得た高分子発熱体を、80� �炉中放置試験、150℃炉中放置試験、-20℃と50 ℃のヒートサイクル試験を実施した。

 その結果、それぞれ、500時間、200時間、2 00回後も抵抗値変化率はいずれも初期の30%以� ��であった。

 この要因としては、反応性樹脂による架� ��反応により結晶性樹脂そのもの、および結� ��性樹脂と導電体との結合を図ったことに起� ��していると考えられた。

 また本実施の形態では高分子抵抗体4と電 極3,3’が同一平面内では重ねあわない配置で 示したが、導電層5,5’を介して接触するよう な形態であれば積層された配置であっても構 わない。

 (実施の形態3)
 本発明の実施の形態3における高分子発熱体 においては、実施の形態1と同様の構造のも� �を用いた。

 例えば、電気絶縁性基材2は、ポリエステ ル繊維で作製されたファインエンボス加工し たもので、難燃剤が含浸処理された不織布を 用いることができる。

 一対の電極3,3’としては、線径0.06mmの3%� �を含む銀銅合金線を19本平行配置して得たも のであり、不織布上の所定位置に熱融着処理 し得た。電極3,3’とは直接接触しないように 高分子抵抗体4を同様に熱融着により配置し� �その後、電極3,3’及び高分子抵抗体4を接触� ��せるための導電層5,5’を熱融着することに� ��り高分子発熱体1を得た。なお電極3,3’に給 電するためのリード線は省略した。

 このとき、高分子抵抗体4は実施の形態1� �同様の方法で加工したものを使用した。

 導電層5,5’は、実施の形態1と同様のもの を用いた。

 本実施の形態において、高分子抵抗体4は PTC特性を有し、温度が上昇すると抵抗値が上 昇し、所定の温度になるように自己温度調節 機能を有するようになり、温度コントロール が不要で安全性の高い面状発熱体としての機 能を有するようになる。

 また、自動車用座席装置に組み込まれる� ��状発熱体のカーシートヒーターとしては着� ��感や難燃性を満足することができる。

 着座感は、紙のような音鳴り感がなく、� ��席表皮材と同等の伸び特性、すなわち、5%� �伸びに対して7kgf以下の荷重であることで満� ��できる。

 また、PTC特性を有する面状発熱体として� ��熱性と省エネ性を、従来のチュービングヒ� ��タを発熱体とするものに比べて発揮するこ� ��ができる。

 チュービングヒータを発熱体とするもの� ��、温度制御器を必要として、ON-OFF制御で通� ��を制御して発熱温度を制御している。

 ON時のヒータ線温度は約80℃まで上昇する ため、座席表皮材とはある程度の距離をおい て配置する必要があるのに対して、本実施の 形態の高分子発熱体では、発熱温度が40℃~50� ��の範囲に自己制御されるので、座席表皮材� ��傍に近接して配置することができる。発熱� ��度が低く、座席近傍であることより、速熱� ��と外部への放熱ロスを低減できることによ� ��省エネ性を実現できる。

 また、電気絶縁性基材2に難燃性不織布を 用いて、また、高分子抵抗体4、導電層5,5’� �難燃剤を配合することで難燃性を実現でき� �。

 難燃性は、高分子発熱体単品での自動車� ��内装材難燃規格FMVSS302規格(水平着火で不燃� ��はもとより自己消火するものや、標線間の� ��焼速度が80mm/min以下であれば適合する)を満� ��する必要があり、少なくとも難燃剤の充填� ��が10重量%以上あれば適合できることを確認� ��た。

 本実施の形態で得た高分子発熱体を、80� �炉中放置試験、150℃炉中放置試験、-20℃と50 ℃のヒートサイクル試験を実施した。

 その結果、それぞれ、500時間、200時間、2 00回後も抵抗値変化率はいずれも初期の30%以� ��であった。

 この要因としては、反応性樹脂による架� ��反応により結晶性樹脂そのもの、および結� ��性樹脂と導電体との結合を図ったことに起� ��していると考えられた。

 また本実施の形態では高分子抵抗体4と電 極3,3’が同一平面内では重ねあわない配置で 示したが、導電層5,5’を介して接触するよう な形態であれば積層された配置であっても構 わない。

 (実施の形態4)
 本発明の実施の形態4における高分子発熱体 においては、図1,2に示した実施の形態1と同� �の構造のものを用いた。

 高分子抵抗体4は下記の材料、手順により 混練物を作成後、カレンダー加工によりフィ ルム状に加工したものを使用した。

 すなわち、高分子抵抗体4は、結晶性樹脂 として、エチレン・メタアクリル酸メチル共 重合体(商品名「アクリフトCM5021」、融点67℃ 、住友化学株式会社製)30部と、エチレン・メ タアクリル酸共重合体(商品名「ニュクレルN1 560」、融点90℃、三井・デュポンポリケミカ� ��株式会社製)30部と、エチレン・メタアクリ� ��酸共重合体金属配位物(商品名「ハイミラン 1702」、融点90℃、三井・デュポンポリケミカ 株式会社製)40部とで構成した。

 この結晶性樹脂35重量%と、反応性樹脂(商 品名「ボンドファースト7B」、住友化学株式� ��社製)2重量%と、2種類の導電体として、カー ボンブラック(商品名「プリンテックスL」、1 次粒子径21nm、デグサ株式会社製)25重量%と、� ��ラファイト(商品名「GR15」、鱗状黒鉛、日� �黒鉛株式会社製)18重量%と、難燃剤(商品名「 レオフォスRDP」、リン酸エステル系液状難燃 剤、味の素株式会社製)20重量%により混練物A� ��作製した。

 次に、エラストマーとして、スチレン系� ��可塑性エラストマー(商品名「タフテックM19 43」)、旭化成エンジニアリング株式会社製)40 重量%と、カーボンブラック(商品名「#10B」、 1次粒子径75nm、三菱化学株式会社製)45重量%と 、炭化タングステン(井澤金属(株)製)13重量%� �、溶融張力向上剤として、メタアクリル酸� �ルキル・アクリル酸アルキル共重合物と4フ� ��化エチレン共重合物との混合物(商品名「メ タブレンA3000」、三菱レイヨン株式会社製)2� �量%から混練物Bを作製した。

 そして、混練物Aと混練物Bとを等量と、� �型剤として変性シリコーンオイル2重量%と流 動性付与剤として、メタアクリル酸アルキル ・アクリル酸アルキル共重合物2重量%とを混� ��して高分子抵抗体4を作製した。

 導電層5,5’は、樹脂成分として、エチレ� ��酢酸ビニル共重合体(商品名「エバフレック スEV150」、三井・デュポンポリケミカル株式� ��社製)21重量%と、金属親和性を示す官能基と して無水マレイン酸を含む樹脂(商品名「ボ� �ダインLX4110」、エチレン-アクリル酸エステ� ��-無水マレイン酸三元共重合樹脂、住友化学 株式会社製)10重量%を、導電体として、導電� �ウィスカ(商品名「FTL-110」、針状酸化チタン 、石原産業株式会社製)40重量%、カーボンブ� �ック(商品名「プリンテックスL」、1次粒子� �21nm、デグサ株式会社製)15重量%、難燃剤(商� �名「レオフォスRDP」、リン酸エステル系液� �難燃剤、味の素株式会社製)10重量%、反応性� ��加剤(商品名「パーヘキサ25B-40」、2,5-ジメ� �ル-2,5-ジ(t-ブチルパーオキシ)ヘキサン、日� �油脂株式会社製)4重量%により混練物を得、� �み100μmのフィルムを作成して得た。比抵抗� �5ω・cmであった。

 この面状発熱体を構成する高分子発熱体1 は、図3,4に示したように、暖房用熱源として 自動車の座席装置6の座部7及び背もたれ8に基 材2側を上部として取り付けて使用されるも� �である。

 座部7及び背もたれ8の吊り込み部(図示せ� ��)に対応するために中央部や周縁部に吊り込 むための耳部(基材2の延長部)が設けられるが 、ここでは省略している。

 また、このような高分子発熱体1を装着し た座部7及び背もたれ8は、一般的に座席に腰� ��けた人体による荷重がかかった時に変形し� ��荷重がかからなくなると復元するウレタン� ��ット等の座席基材9と座席表皮10とを備えて� ��る。従って、座部7及び背もたれ8の座席基� �9上に高分子抵抗体4側を、座席表皮10に基材2 側を配置して取り付けられる薄い面状発熱体 である高分子発熱体1も、それらの変形に対� �して相似の変形をしなければならない。

 そのために、種々の発熱パターンの設計� ��そのための電極3,3’並びに導電層5,5’の配� ��形状を変更する必要があることは言うまで� ��ないが、ここでは省略している。

 電極3,3’は、相対向するように幅の広い� ��対(電気的に正側と負側)を高分子発熱体1の� ��手方向の外側部に沿って配置し、これに接� ��するように配設した導電層5,5’を介し、高� ��子抵抗体4に電流が流れ、発熱する。

 本実施の形態において、高分子抵抗体4は PTC特性を有し、温度が上昇すると抵抗値が上 昇し、所定の温度になるように自己温度調節 機能を有するようになり、温度コントロール が不要で安全性の高い面状発熱体としての機 能を有するようになる。

 また、自動車の座席装置6に組み込まれる 面状発熱体のカーシートヒーターとしては着 座感や難燃性を満足することができる。

 着座感は、紙のような音鳴り感がなく、� ��席表皮材と同等の伸び特性、すなわち、5%� �伸びに対して7kgf以下の荷重であることで満� ��できる。

 また、PTC特性を有する面状発熱体として� ��熱性と省エネ性を、従来のチュービングヒ� ��タを発熱体とするものに比べて発揮するこ� ��ができる。

 チュービングヒータを発熱体とするもの� ��、温度制御器を必要として、ON-OFF制御で通� ��を制御して発熱温度を制御している。

 ON時のヒータ線温度は約80℃まで上昇する ため、座席表皮10とはある程度の距離をおい� ��配置する必要があるのに対して、本実施の� ��態の高分子発熱体1では、発熱温度が40℃~50� ��の範囲に自己制御されるので、座席表皮10� �傍に近接して配置することができる。発熱� �度が低く、座席近傍であることより、速熱� �と外部への放熱ロスを低減できることによ� �省エネ性を実現できる。

 また、電気絶縁性基材2に難燃性不織布を 用いて、また、高分子抵抗体4、導電層5,5’� �難燃剤を配合することで難燃性を実現でき� �。

 難燃性は、高分子発熱体1単品での自動車 用内装材難燃規格FMVSS302規格(水平着火で不燃 性はもとより自己消火するものや、標線間の 燃焼速度が80mm/min以下であれば適合する)を満 足する必要があり、少なくとも難燃剤の充填 量が10重量%以上あれば適合できることを確認 した。

 本実施の形態で得た高分子発熱体1を、80� ��炉中放置試験、150℃炉中放置試験、-20℃と5 0℃のヒートサイクル試験を実施した。

 その結果、それぞれ、500時間、200時間、2 00回後も抵抗値変化率はいずれも初期の30%以� ��であった。

 この要因としては、反応性樹脂による架� ��反応により結晶性樹脂そのもの、および結� ��性樹脂と導電体との結合を図ったことに起� ��していると考えられた。

 優れたPTC特性を発揮するために、複数の� ��電体を組み合わせることと、海島構成とす� ��ことを本実施の形態では適用している。

 そのメカニズムの詳細は現時点では不明� ��あるが以下のように推察している。

 まず、PTC特性を有する抵抗体組成物とす� ��ためには、用いる結晶性樹脂は、その融点� ��発熱飽和温度以上の近傍にあるものを選択� ��る必要がある。

 導電体としては、できるだけ少ない添加� ��で所定の抵抗値を達成することが求められ� ��が、そうした導電体は一般的には導電性カ� ��ボンブラックと呼ばれるもので、1次粒子径 が約20nm以下でストラクチャー(葡萄の房のよ� ��に1次粒子の集合体のことをいう。吸油量で 相関付けられている)の発達した構造のもの� �あるが、そうした導電性カーボンブラック� �は一方で、PTC特性を発現しにくいという欠� �を有していた。

 これは、導電性カーボンブラックではス� ��ラクチャーが発達して、結晶性樹脂の温度� ��よる比容積の変化(これがPTC特性発現の主因 と言われている)によってもストラクチャー� �導電パスが切断されにくいことによるとい� �れている。

 一方で、1次粒子径の大きいカーボンブラ ックは優れたPTC特性を有することを発明者ら は知見として得ていた。

 また、グラファイトのような導電体は、� ��ーボンブラックに比べるとさらに粒子径が� ��きく、かつ鱗片のような層状構造を有する� ��と、さらに、金属やセラミックなどの導電� ��は、粒子径が大きく、無定形の優れた導電� ��(小さい体積固有抵抗(カーボンやグラファ� �ト系の100分の1以下))を有することを発明者� �は知見として得ていた。これらの複数の導� �体を組み合わせることで、厚みが約100ミク� �ンメートル以下で、面積抵抗が400ω/□以下� �比抵抗が3ω・cm以下の抵抗を有するとともに 、PTC特性のひとつの指標となる、温度に対す る抵抗値変化倍率において、20℃の抵抗値に� ��する50℃の抵抗値の比が1.5以上、20℃の抵抗 値に対する80℃の抵抗値の比が5以上の抵抗体 組成物とすることができた。

 こうした低抵抗でありながら優れたPTC特� ��を発揮できたメカニズムの詳細は不明であ� ��が、結晶性樹脂と複数の導電体を組み合わ� ��たことによる新規な導電パスの形成と、難� ��剤を液状としたことで、液体の大きな熱膨� ��係数を利用することができたことによると� ��えている。

 また、導電体の形状としてはウィスカ形� ��のものを用いて実施したが、球状やその他� ��ガ形状のものでも構わない。

 さらに本実施の形態では高分子抵抗体4と 電極3,3’が同一平面内では重ねあわない配置 で示したが、導電層5,5’を介して接触するよ うな形態であれば積層された配置であっても 構わない。

 (実施の形態5)
 実施の形態5における高分子発熱体において は、実施の形態4と同様の構造のものを用い� �。

 例えば、電気絶縁性基材2は、ポリエステ ル繊維で作製されたファインエンボス加工し たもので、難燃剤が含浸処理された不織布を 用いることができる。

 一対の電極3,3’としては、線径0.08mmの錫� ��っき銅線を19本撚って得たものであり、不� �布上の所定位置に熱融着処理し得た。

 電極3,3’とは直接接触しないように高分� ��抵抗体4を同様に熱融着により配置し、その 後、電極3,3’及び高分子抵抗体4を接触させ� �ための導電層5,5’を熱融着することにより� �分子発熱体1を得た。なお、電極3,3’に給電� ��るためのリード線は省略した。

 このとき、高分子抵抗体4は実施の形態4� �同様の方法で加工したものを使用した。

 導電層5,5’は、樹脂成分として、エチレ� ��酢酸ビニル共重合体(商品名「エバフレック スEV150」、三井・デュポンポリケミカル株式� ��社製)21重量%と、金属親和性を示す官能基を 含む樹脂(商品名「タフテックM1943」(水添ス� �レン系熱可塑性エラストマーの変性タイプ� �旭化成株式会社製)9重量%を、導電体として� �導電性ウィスカ(商品名「FTL-110」、針状酸化 チタン、石原産業株式会社製)30重量%、カー� �ンブラック(商品名「ファーネスブラック#10B 」、粒子径84nm、三菱化学株式会社製)25重量%� ��難燃剤(商品名「レオフォスRDP」、リン酸エ ステル系液状難燃剤、味の素株式会社製)10重 量%、反応性添加剤(商品名「プレンアクトKR44 」、チタネート系カップリング剤、味の素フ ァインテクノ株式会社製)5重量%により混練物 を得、厚み100μmのフィルムを作成して得た。 比抵抗は6ω・cmであった。

 本実施の形態において、高分子抵抗体4は PTC特性を有し、温度が上昇すると抵抗値が上 昇し、所定の温度になるように自己温度調節 機能を有するようになり、温度コントロール が不要で安全性の高い面状発熱体としての機 能を有するようになる。

 また、自動車用座席装置に組み込まれる� ��状発熱体のカーシートヒーターとしては着� ��感や難燃性を満足することができる。

 着座感は紙のような音鳴り感がなく、座� ��表皮材と同等の伸び特性、すなわち、5%の� �びに対して7kgf以下の荷重であることで満足� ��きる。

 また、PTC特性を有する面状発熱体として� ��熱性と省エネ性を、従来のチュービングヒ� ��タを発熱体とするものに比べて発揮するこ� ��ができる。

 チュービングヒータを発熱体とするもの� ��、温度制御器を必要として、ON-OFF制御で通� ��を制御して発熱温度を制御している。

 ON時のヒータ線温度は約80℃まで上昇する ため、座席表皮材とはある程度の距離をおい て配置する必要があるのに対して、本実施の 形態の高分子発熱体1では、発熱温度が40℃~50 ℃の範囲に自己制御されるので、座席表皮材 近傍に近接して配置することができる。発熱 温度が低く、座席近傍であることより、速熱 性と外部への放熱ロスを低減できることによ る省エネ性を実現できる。

 また、電気絶縁性基材2に難燃性不織布を 用いて、また、高分子抵抗体4、導電層5,5’� �難燃剤を配合することで難燃性を実現でき� �。

 難燃性は、高分子発熱体1単品での自動車 用内装材難燃規格FMVSS302規格(水平着火で不燃 性はもとより自己消火するものや、標線間の 燃焼速度が80mm/min以下であれば適合する)を満 足する必要があり、少なくとも難燃剤の充填 量が10重量%以上あれば適合できることを確認 した。

 本実施の形態で得た高分子発熱体1を、80� ��炉中放置試験、150℃炉中放置試験、-20℃と5 0℃のヒートサイクル試験を実施した。

 その結果、それぞれ、500時間、200時間、2 00回後も抵抗値変化率はいずれも初期の30%以� ��であった。

 この要因としては、反応性樹脂による架� ��反応により結晶性樹脂そのもの、および結� ��性樹脂と導電体との結合を図ったことに起� ��していると考えられた。

 また、本実施の形態では高分子抵抗体4と 電極3,3’が同一平面内では重ねあわない配置 で示したが、導電層5,5’を介して接触するよ うな形態であれば積層された配置であっても 構わない。

 (実施の形態6)
 実施の形態6における高分子発熱体において は、実施の形態4と同様の構造のものを用い� �。

 例えば、電気絶縁性基材2は、ポリエステ ル繊維で作製されたファインエンボス加工し たもので、難燃剤が含浸処理された不織布を 用いることができる。

 一対の電極3,3’としては、線径0.06mmの3%� �を含む銀銅合金線を19本平行配置して得たも のであり、不織布上の所定位置に熱融着処理 し得た。

 電極3,3’とは直接接触しないように高分� ��抵抗体4を同様に熱融着により配置し、その 後、電極3,3’及び高分子抵抗体4を接触させ� �ための導電層5,5’を熱融着することにより� �分子発熱体1を得た。なお、電極3,3’に給電� ��るためのリード線は省略した。

 このとき、高分子抵抗体4は実施の形態4� �同様の方法で加工したものを使用した。

 導電層5,5’は、樹脂成分として、エチレ� ��-メタクリレート共重合体(商品名「CG4002」� �住友化学株式会社製)17重量%と、エチレン系� ��ポリマー(商品名「アクリフトWH206」(エチレ ン-メチルメタクリレート共重合体、三井住� �化学株式会社製)7重両%を、導電体として、� �電性ウィスカ(商品名「FTL-110」、針状酸化チ タン、石原産業株式会社製)40重量%、カーボ� �ブラック(商品名「ファーネスブラック#10B」 、粒子径84nm、三菱化学株式会社製)12重量%、� ��ーボンブラック(商品名「プリンテックスL� �、1次粒子径21nm、デグサ株式会社製)12重量%� �難燃剤(商品名「レオフォスRDP」、リン酸エ� ��テル系液状難燃剤、味の素株式会社製)10重� ��%、反応性添加剤(商品名「プレンアクトKR44� ��、チタネート系カップリング剤、味の素フ� ��インテクノ株式会社製)2重量%、溶融張力向� ��剤(商品名「メタブレンA-3000」、三菱レイヨ ン株式会社製)により混練物を得、厚み100μm� �フィルムを作成して得た。比抵抗は6ω・cmで あった。

 本実施の形態において、高分子抵抗体4は PTC特性を有し、温度が上昇すると抵抗値が上 昇し、所定の温度になるように自己温度調節 機能を有するようになり、温度コントロール が不要で安全性の高い面状発熱体としての機 能を有するようになる。

 また、自動車用座席装置に組み込まれる� ��状発熱体のカーシートヒーターとしては着� ��感や難燃性を満足することができる。

 着座感は紙のような音鳴り感がなく、座� ��表皮材と同等の伸び特性、すなわち、5%の� �びに対して7kgf以下の荷重であることで満足� ��きる。

 また、PTC特性を有する面状発熱体として� ��熱性と省エネ性を、従来のチュービングヒ� ��タを発熱体とするものに比べて発揮するこ� ��ができる。

 チュービングヒータを発熱体とするもの� ��、温度制御器を必要として、ON-OFF制御で通� ��を制御して発熱温度を制御している。

 ON時のヒータ線温度は約80℃まで上昇する ため、座席表皮材とはある程度の距離をおい て配置する必要があるのに対して、本実施の 形態の高分子発熱体1では、発熱温度が40℃~50 ℃の範囲に自己制御されるので、座席表皮材 近傍に近接して配置することができる。発熱 温度が低く、座席近傍であることより、速熱 性と外部への放熱ロスを低減できることによ る省エネ性を実現できる。

 また、電気絶縁性基材2に難燃性不織布を 用いて、また、高分子抵抗体4、導電層5,5’� �難燃剤を配合することで難燃性を実現でき� �。

 難燃性は、高分子発熱体1単品での自動車 用内装材難燃規格FMVSS302規格(水平着火で不性 はもとより自己消火するものや、標線間の燃 焼速度が80mm/min以下であれば適合する)を満足 する必要があり、少なくとも難燃剤の充填量 が10重量%以上あれば適合できることを確認し た。

 本実施の形態で得た高分子発熱体1を、80� ��炉中放置試験、150℃炉中放置試験、-20℃と5 0℃のヒートサイクル試験を実施した。その� �果、それぞれ、500時間、200時間、200回後も� �抗値変化率はいずれも初期の30%以内であっ� �。

 この要因としては、反応性樹脂による架� ��反応により結晶性樹脂そのもの、および結� ��性樹脂と導電体との結合を図ったことに起� ��していると考えられた。

 また、本実施の形態では高分子抵抗体4と 電極3,3’が同一平面内では重ねあわない配置 で示したが、導電層5,5’を介して接触するよ うな形態であれば積層された配置であっても 構わない。

 (実施の形態7)
 図5は、本発明の実施の形態7における高分� �発熱体の概略構成図を示すものであり、図5( a)は平面図、図5(b)は図5(a)におけるX-Y断面図� �図5(c)は図5(b)における破線部で囲んだ電極お よび導電部の拡大図である。図5において、� �熱体51の構成は以下の通りである。高分子発 熱体51は、電気絶縁性基材52上に、一対の電� �53、53’及び、高分子抵抗体54、及び導電層55 、55’を含む。

 例えば、電気絶縁性基材52は、ポリエス� �ル繊維で作製されたニードルパンチタイプ� �もので、難燃剤が含浸処理された不織布を� �いることができる。高分子抵抗体54を熱融着 により配置し、その後、導電層55、55’で予� �被覆処理した電極53、53’を、電極53、53’と 高分子抵抗体54が直接接触することがないよ� ��に導電層55、55’を熱融着させ高分子発熱体 51を得た。このとき電極53、53’としては、直 径0.06mmの錫メッキ銅線を19本撚って得たもの� ��ある。なお電極53、53’に給電するためのリ ード線は省略した。

 このとき、高分子抵抗体54は下記の材料� �手順により混練物を作成後、カレンダー加� �によりフィルム状に加工したものを使用し� �。

 高分子抵抗体54は、結晶性樹脂として、� �チレン・メタアクリル酸メチル共重合体(商� ��名「アクリフトCM5021」、融点67℃、住友化� �(株)製)30部と、エチレン・メタアクリル酸共 重合体(商品名「ニュクレルN1560」、融点90℃� ��三井・デュポンポリケミカル(株)製)30部と� �エチレン・メタアクリル酸共重合体金属配� �物(商品名「ハイミラン1702」、融点90℃、三� ��・デュポンポリケミカ(株)製)40部とで構成� �た。

 この結晶性樹脂35重量%と、反応性樹脂(商 品名「ボンドファースト7B」、住友化学(株)� �)2重量%と、2種類の導電体として、カーボン� ��ラック(商品名「プリンテックスL」、1次粒� ��径21nm、デグサ社製)25重量%と、グラファイ� �(商品名「GR15」、鱗状黒鉛、日本黒鉛(株)製) 18重量%と、難燃剤(商品名「レオフォスRDP」� �リン酸エステル系液状難燃剤、味の素(株)製 )20重量%により混練物Aを作製した。

 次に、エラストマーとして、スチレン系� ��可塑性エラストマー(商品名「タフテックM19 43」)、旭化成エンジニアリング(株)製)40重量% と、カーボンブラック(商品名「#10B」、1次粒 子径75nm、三菱化学株製)45重量%と炭化タング� ��テン(井澤金属(株)製)13重量%と、溶融張力向 上剤として、メタアクリル酸アルキル・アク リル酸アルキル共重合物と4フッ化エチレン� �重合物との混合物(商品名「メタブレンA3000� �、三菱レイヨン(株)製)2重量%から混練物Bを� �製した。

 そして、混練物Aと混練物Bとを等量と、� �型剤として変性シリコーンオイル2重量%と流 動性付与剤として、メタアクリル酸アルキル ・アクリル酸アルキル共重合物2重量%とを混� ��して高分子抵抗体54を作製した。

 導電層55、55’は、樹脂成分として、エチ レン-メタクリレート共重合体(商品名「CG4002� ��、住友化学(株)製)17重量%と、エチレン系コ� ��リマー(商品名「アクリフトWH206」(エチレン -メチルメタクリレート共重合体、三井住友� �学(株)性)7重両%を、導電体として、導電性ウ ィスカ(商品名「FTL-110」、針状酸化チタン、� ��原産業(株)製)38重量%、カーボンブラック(商 品名「ファーネスブラック#10B」、粒子径84nm� ��三菱化学(株)製)12重量%、カーボンブラック( 商品名「プリンテックスL」、1次粒子径21nm、 デグサ社製)12重量%、難燃剤として(商品名「� ��オフォスRDP」、リン酸エステル系液状難燃� ��、味の素(株)製)10重量%、反応性添加剤とし� ��(商品名「プレンアクトKR44」、チタネート� �カップリング剤、味の素ファインテクノ(株) 性)2重量%、溶融張力向上剤として(商品名「� �タブレンA-3000」、三菱レイヨン(株))2重量%に より混練物を得た。これを錫メッキ銅からな る金属細線(直径0.05mm)を19本撚って得たもの� �電極53、53’としたものと共押出成形し、電� ��部と導電層部が一体となった導電性被覆電� ��を得た。

 このとき導電層の比抵抗は1ω・cm、PTC特� �としては20℃の抵抗値に対する80℃の抵抗値� ��率は、1.8、80℃における導電層抵抗値に対� �る高分子抵抗体の抵抗値比率は2.0であった� �

 この面状発熱体を構成する高分子発熱体5 1は、図3および図4に示したように、座席暖房 用ヒータとして自動車の座席装置6である座� �7及び背もたれ8に基材52側を上部として取り� ��けて使用されるものである。

 座部7及び背もたれ8の吊り込み部(図示せ� ��)に対応するために中央部や周縁部に吊り込 むための耳部(基材52の延長部)が設けられる� �、ここでは省略している。

 また、このような高分子発熱体51を装着� �た座部7及び背もたれ8は、一般的に座席に腰 掛けた人体による荷重がかかった時に変形し 、荷重がかからなくなると復元するウレタン パット等の座席基材9と座席表皮10を備えてい る。従って、座部7及び背もたれ8の座席基材9 上に高分子抵抗体54側を、座席表皮10に基材52 側を配置して取り付けられる薄い面状発熱体 である高分子発熱体51も、前記した座部7及び 背もたれ8の変形に対応して相似の変形をし� �ければならない。

 そのために、種々の発熱パターンの設計� ��そのための電極53、53’並びに導電層55、55� �の配置形状を変更する必要があることは言� �までもないが、ここでは省略している。

 電極53、53’は、相対向するように幅の広 い一対(電気的に正側と負側)を高分子発熱体5 1の長手方向の外側部に沿って配置し、これ� �接触するように配設した導電層55、55’を介� ��、高分子抵抗体54に電流が流れ、発熱する� �

 本実施の形態において、高分子抵抗体54� �PTC特性を有し、温度が上昇すると抵抗値が� �昇し、所定の温度になるように自己温度調� �機能を有するようになり、温度コントロー� �が不要で安全性の高い面状発熱体としての� �能を有するようになる。

 また、自動車の座席装置6に組み込まれる 面状発熱体のカーシートヒーターとしては着 座感や難燃性を満足することができる。

 着座感は、紙のような音鳴り感がなく、� ��席表皮材と同等の伸び特性、すなわち、5%� �伸びに対して7kgf以下の荷重であることで満� ��できる。

 また、PTC特性を有する面状発熱体として� ��熱性と省エネ性を、従来のチュービングヒ� ��タを発熱体とするものに比べて発揮するこ� ��ができる。チュービングヒータを発熱体と� ��るものは、温度制御器を必要として、ON-OFF� ��御で通電を制御して発熱温度を制御してい� ��。

 ON時のヒータ線温度は約80℃まで上昇する ため、座席表皮材とはある程度の距離をおい て配置する必要があるのに対して、本実施の 形態の高分子発熱体では、発熱温度が40℃~50� ��の範囲に自己制御されるので、座席表皮材� ��傍に近接して配置することができる。発熱� ��度が低く、座席近傍であることより、速熱� ��と外部への放熱ロスを低減できることによ� ��省エネ性を実現できる。

 また、電気絶縁性基材52に難燃性不織布� �用いて、また、高分子抵抗体54、導電層55、5 5’に難燃剤を配合することで難燃性を実現� �きる。

 難燃性は、高分子発熱体単品での自動車� ��内装材難燃規格FMVSS302規格(水平着火で不燃� ��はもとより自己消火するものや、標線間の� ��焼速度が80mm/min以下であれば適合する)を満� ��する必要があり、少なくとも難燃剤の充填� ��が10重量%以上あれば適合できることを確認� ��た。

 本実施の形態で得た高分子発熱体を、80� �炉中放置試験、150℃炉中放置試験、-20℃と50 ℃のヒートサイクル試験を実施した。その結 果、それぞれ、500時間、200時間、200回後も抵 抗値変化率はいずれも初期の30%以内であった 。この要因としては、反応性樹脂による架橋 反応により結晶性樹脂そのもの、および結晶 性樹脂と導電体との結合を図ったことに起因 していると考えられた。そのメカニズムの詳 細は現時点では不明であるが以下のように推 察している。

 まず、PTC特性を有する抵抗体組成物とす� ��ためには、用いる結晶性樹脂は、その融点� ��発熱飽和温度以上の近傍にあるものを選択� ��る必要がある。

 導電体としては、できるだけ少ない添加� ��で所定の抵抗値を達成することが求められ� ��が、そうした導電体は一般的には導電性カ� ��ボンブラックと呼ばれるもので、1次粒子径 が約20nm以下でストラクチャー(葡萄の房のよ� ��に1次粒子の集合体のことをいう。吸油量で 相関付けられている)の発達した構造のもの� �あるが、そうした導電性カーボンブラック� �は一方で、PTC特性を発現しにくいという欠� �を有していた。

 これは、導電性カーボンブラックではス� ��ラクチャーが発達して、結晶性樹脂の温度� ��よる比容積の変化(これがPTC特性発現の主因 と言われている)によってもストラクチャー� �導電パスが切断されにくいことによるとい� �れている。

 一方で、1次粒子径の大きいカーボンブラ ックは優れたPTC特性を有することを発明者ら は知見として得ていた。

 また、グラファイトのような導電体は、� ��ーボンブラックに比べるとさらに粒子径が� ��きく、かつ鱗片のような層状構造を有する� ��と、さらに、金属やセラミックなどの導電� ��は、粒子径が大きく、無定形の優れた導電� ��(小さい体積固有抵抗(カーボンやグラファ� �ト系の100分の1以下))を有することを発明者� �は知見として得ていた。これらの複数の導� �体を組み合わせることで、厚みが約100ミク� �ンメートル以下で、面積抵抗が400ω/□以下� �比抵抗が3ω・cm以下の抵抗を有するとともに 、PTC特性のひとつの指標となる、温度に対す る抵抗値変化倍率において、20℃の抵抗値に� ��する50℃の抵抗値の比が1.5以上、20℃の抵抗 値に対する80℃の抵抗値の比が5以上の抵抗体 組成物とすることができた。

 こうした低抵抗でありながら優れたPTC特� ��を発揮できたメカニズムの詳細は不明であ� ��が、結晶性樹脂と複数の導電体を組み合わ� ��たことによる新規な導電パスの形成と、難� ��剤を液状としたことで、液体の大きな熱膨� ��係数を利用することができたことによると� ��えている。

 また、導電体の形状としてはウィスカ形� ��のものを用いて実施したが、球状やその他� ��ガ形状のものでも構わない。

 さらに本実施の形態では高分子抵抗体54� �に導電層55、55’を介して電極53、53’を配置 したが、導電層を介して接触するような形態 であればどのような配置であっても構わない 。

 (実施の形態8)
 図6は、本発明の実施の形態8における高分� �発熱体の概略構成図を示すものであり、図6( a)は平面図、図6(b)は図6(a)におけるX-Y断面図� �図6(c)は図6(b)における破線部で囲んだ電極お よび導電部の拡大図である。図6において、� �熱体61の構成は以下の通りである。高分子発 熱体61は、電気絶縁性基材62上に、一対の電� �63、63’及び、高分子抵抗体64、及び導電層65 、65’を含む。

 例えば、電気絶縁性基材62は、ポリエス� �ル繊維で作製されたニードルパンチタイプ� �もので、難燃剤が含浸処理された不織布を� �いることができる。導電層65、65’で予め被� ��処理した電極63、63’を、電極63、63’と高� �子抵抗体64が直接接触することがないように 導電層65、65’を電気絶縁性基材62に所定の間 隔を保持しながら熱融着させ、その上に高分 子抵抗体64を熱融着により配置し、高分子発� ��体61を得た。このとき電極63、63’としては� ��直径0.06mmの銀銅合金線を19本撚って得たも� �である。なお電極63、63’に給電するための� ��ード線は省略した。また図6では、高分子抵 抗体64は、電気絶縁性基材62と離れたように� �示されているが、実際は電極63、63’同士の� ��隔が充分に広いこと(少なくとも50mm以上、� �ましくは100mm~200mm程度)と、導電層65、65’の� ��みが薄いため(少なくとも0.01mm以上、好まし くは0.1~0.5mm程度)、充分電気絶縁性基材上に� �融着されることとなる。

 このとき、高分子抵抗体64は実施の形態7� ��同様の方法で加工したものを使用した。

 導電層65、65’は、樹脂成分として、エチ レン酢酸ビニル共重合体(商品名「エバフレ� �クスEV150」、三井・デュポンポリケミカル(� �)製)21重量%と、金属親和性を示す官能基を含 む樹脂(商品名「タフテックM1943」(水添スチ� �ン系熱可塑性エラストマーの変性タイプ、� �化成(株)製)9重量%を、導電体として、導電性 ウィスカ(商品名「FTL-110」、針状酸化チタン� ��石原産業(株)製)40重量%、カーボンブラック( 商品名「ファーネスブラック#10B」、粒子径84 nm、三菱化学(株)製)15重量%、難燃剤として(商 品名「レオフォスRDP」、リン酸エステル系液 状難燃剤、味の素(株)製)10重量%、反応性添加 剤として(商品名「プレンアクトKR44」、チタ� ��ート系カップリング剤、味の素ファインテ� ��ノ(株)性)5重量%により混練物を得た。これ� �銀銅合金からなる金属細線(直径0.06mm)を19本� ��って得たものを電極63、63’としたものと共 押出成形し、電極部と導電層部が一体となっ た導電性被覆電極を得た。

 このとき導電層の比抵抗は2ω・cm、PTC特� �としては20℃の抵抗値に対する80℃の抵抗値� ��率は、2.5、80℃における導電層抵抗値に対� �る高分子抵抗体の抵抗値比率は1.5であった� �

 本実施の形態において、高分子抵抗体64� �PTC特性を有し、温度が上昇すると抵抗値が� �昇し、所定の温度になるように自己温度調� �機能を有するようになり、温度コントロー� �が不要で安全性の高い面状発熱体としての� �能を有するようになる。

 また、自動車用座席装置に組み込まれる� ��状発熱体のカーシートヒーターとしては着� ��感や難燃性を満足することができる。

 着座感は、紙のような音鳴り感がなく、� ��席表皮材と同等の伸び特性、すなわち5%の� �びに対して7kgf以下の荷重であることで満足� ��きる。

 また、PTC特性を有する面状発熱体として� ��熱性と省エネ性を、従来のチュービングヒ� ��タを発熱体とするものに比べて発揮するこ� ��ができる。チュービングヒータを発熱体と� ��るものは、温度制御器を必要として、ON-OFF� ��御で通電を制御して発熱温度を制御してい� ��。

 ON時のヒータ線温度は約80℃まで上昇する ため、座席表皮材とはある程度の距離をおい て配置する必要があるのに対して、本実施の 形態の高分子発熱体では、発熱温度が40℃~50� ��の範囲に自己制御されるので、座席表皮材� ��傍に近接して配置することができる。発熱� ��度が低く、座席近傍であることより、速熱� ��と外部への放熱ロスを低減できることによ� ��省エネ性を実現できる。

 また、電気絶縁性基材62に難燃性不織布� �用いて、また、高分子抵抗体64、導電層65、6 5’に難燃剤を配合することで難燃性を実現� �きる。

 難燃性は、高分子発熱体単品での自動車� ��内装材難燃規格FMVSS302規格(水平着火で不燃� ��はもとより自己消火するものや、標線間の� ��焼速度が80mm/min以下であれば適合する)を満� ��する必要があり、少なくとも難燃剤の充填� ��が10重量%以上あれば適合できることを確認� ��た。

 本実施の形態で得た高分子発熱体を、80� �炉中放置試験、150℃炉中放置試験、-20℃と50 ℃のヒートサイクル試験を実施した。その結 果、それぞれ、500時間、200時間、200回後も抵 抗値変化率はいずれも初期の30%以内であった 。この要因としては、反応性樹脂による架橋 反応により結晶性樹脂そのもの、および結晶 性樹脂と導電体との結合を図ったことに起因 していると考えられた。

 さらに本実施の形態8では高分子抵抗体64� ��下に導電層65、65’を介して電極63、63’を� �置したが、導電層を介して接触するような� �態であればどのような配置であっても構わ� �い。

 また、本実施の形態7及び8においては、� �抗体の上側の保護層を省略した形で図示し� �が、耐水性や耐摩耗性を考慮した上でそれ� �上側の保護層を設けていても構わない。

 なお、本発明は、本発明の趣旨ならびに� ��囲を逸脱することなく、明細書の記載、並� ��に周知の技術に基づいて、当業者が様々な� ��更、応用することも本発明の予定するとこ� ��であり、保護を求める範囲に含まれる。

 本出願は、2008年2月18日出願の日本特許出 願(特願2008-035583)、2008年10月16日出願の日本特 許出願(特願2008-267014)、2008年12月12日出願の日 本特許出願(特願2008-316382)、に基づくもので� �り、その内容はここに参照として取り込ま� �る。