專利名稱：片狀發(fā)熱元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)熱元件，具體地，本發(fā)明涉及一種具有優(yōu)良的PTC 特性的片狀發(fā)熱元件(sheet heating element)。該片狀發(fā)熱元件具有高度 柔韌的特性，以致其可以安裝在任何形狀的器具的表面上。
背景技術(shù)：
PTC特性是指當(dāng)溫度升高時(shí)電阻隨之增大的特性。具有這種PTC特 性的片狀發(fā)熱元件具有對(duì)其所發(fā)射的熱的溫度自控性能。迄今為止，在這 種片狀發(fā)熱元件的發(fā)熱構(gòu)件中使用電阻器。該電阻器由電阻器墨形成，該 電阻器墨具有M在溶劑中的基體聚合物和導(dǎo)電材料。
該電阻器墨被印刷在形成發(fā)熱元件的基體材料上。該墨被干燥，然后 被烘焙，從而形成片狀電阻器(例如，參見專利文獻(xiàn)l、專利文獻(xiàn)2和專 利文獻(xiàn)3)。該電阻器通過傳導(dǎo)電而發(fā)熱。在這種電阻器中使用的導(dǎo)電材 料典型地為炭黑、金屬粉末、石墨等。典型地將結(jié)晶性樹脂用作基體聚合 物。由這些材料形成的片狀發(fā)熱元件呈現(xiàn)PTC特性。
圖1A是在專利文獻(xiàn)1中描迷的現(xiàn)有技術(shù)的片狀發(fā)熱元件的平面視圖。 為了說明，該圖給出了可看到該發(fā)熱元件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的透明視圖。圖1B 是沿圖1A中的線1B-1B截取的截面視圖。如圖1A和圖1B中所示，片狀 發(fā)熱元件10由基底11、電極對(duì)12和13、聚合物電阻器14、以及覆蓋材 料15形成。電極12和13形成梳狀形狀?；?1是具有電絕緣特性的材 料，其由樹脂形成，例如，是聚酯膜。
通過在基底11上印刷諸如銀膠的導(dǎo)電膠，然后使其千燥，形成電極 12、 13。聚合物電阻器14與梳狀電極12、 13形成電接觸，并且由這些電
8極供電。聚合物電阻器14具有PTC特性。聚合物電阻器14由聚合物電阻 器墨形成，并且在基底上在與電極12和13形成電接觸的位置印刷和千燥 該墨。覆蓋材料15由與基底ll相同種類的材料形成，并且通iit蓋電極 12和13以及聚合物電阻器14來保護(hù)它們。
在其中聚酯膜被用作基底11和覆蓋材料15的情況下，提前使諸如改 性的聚乙烯的熱熔性樹脂16粘著到覆蓋材料15。然后，在進(jìn)行加熱的同 時(shí)，對(duì)基底11和覆蓋材料15施壓。因此，基底11和覆蓋材料15被接合。 覆蓋材料15和熱熔性樹脂16使電極12和13以及聚合物電阻器14與外部 環(huán)境隔離。因此，可以長(zhǎng)時(shí)間保持片狀發(fā)熱元件10的可靠性。
圖2示出施加覆蓋材料15的設(shè)備的結(jié)構(gòu)的截面簡(jiǎn)圖。如該圖中所示， 形成有兩個(gè)熱輥20、 21的層壓機(jī)22執(zhí)行熱壓縮。在該工藝中，將基底ll 和覆蓋材料15置于彼此的頂部上，并且供給到層壓機(jī)22，其中在基底ll 上提前形成有電極12、 13和聚合物電阻器14，熱熔性樹脂16被提前施加 到覆蓋材料15上。利用熱輥20、 21熱壓縮基底11和覆蓋材料15，從而 作為一個(gè)單元形成片狀發(fā)熱元件10。
以這種方式形成的聚合物電阻器具有PTC特性，并且由于溫度升高， 電阻值增大，當(dāng)達(dá)到特定溫度時(shí)，電阻值大幅增加。由于聚合物電阻器14 具有PTC特性，片狀發(fā)熱元件1010具有溫度自控功能。
專利文獻(xiàn)2公開了一種由非晶聚合物、結(jié)晶性聚合物顆粒、導(dǎo)電炭黑、 石墨和無機(jī)填料形成的PTC成分。該P(yáng)TC成分分歉在有機(jī)溶劑中，從而 制成墨。然后，該墨被印刷在具有電極的樹脂膜上，從而制成聚合物電阻 器。另外，執(zhí)行熱處理以實(shí)現(xiàn)交聯(lián)。在聚合物電阻器上沉積樹脂膜作為保 護(hù)層，從而完成片狀發(fā)熱元件。專利文獻(xiàn)2的該片狀發(fā)熱元件具有與專利 文獻(xiàn)l中的片狀發(fā)熱元件相同的PTC發(fā)熱特性。
圖3示出在專利文獻(xiàn)3中描述的另一現(xiàn)有技術(shù)的片狀發(fā)熱元件的截面 視圖。如圖3中所示，片狀發(fā)熱元件30具有柔韌性基底31。通過印刷， 在該柔韌性基底31上依次沉積電極32和33以及聚合物電阻器34。然后， 在其頂部上形成柔韌性覆蓋層35?；?1具有氣體阻擋(gas-barrier)特性和防水特性?；?1包含包括長(zhǎng)纖維的聚酯非紡織品(non-woven fabric )，并且諸如聚氨酯型的熱熔性膜被接合到該聚酯非紡織品的表面上。 可以用液體，例如聚合物電阻器墨，浸漬基底31。
覆蓋層35包含聚酯非紡織品，并且諸如聚酯型的熱熔性膜被接合到該 聚酯非紡織品的表面上。覆蓋層35也具有氣體阻擋特性和防水特性。將覆 蓋層35粘著到基底31，覆蓋電極32、 33和聚合物電阻器34的整體。專 利文獻(xiàn)3的片狀發(fā)熱元件30作為一個(gè)整體由六個(gè)層形成。專利文獻(xiàn)3的該 片狀發(fā)熱元件30也具有與專利文獻(xiàn)1中的相同的PTC發(fā)熱特性。
在專利文獻(xiàn)1和專利文獻(xiàn)2的現(xiàn)有技術(shù)的片狀發(fā)熱元件10中，使用諸 如聚酯膜的剛性材料作為基底11。另外，現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)熱元件10具有由 基底ll、其上印刷的梳狀電極12和13、聚合物電阻器14、其上設(shè)置有粘 合劑層的覆蓋材料15形成的五層結(jié)構(gòu)。隨著其厚度增加，片狀發(fā)熱元件 10失去柔韌性。當(dāng)使用這樣的缺乏柔韌性的片狀發(fā)熱元件10作為車輛座 椅加熱器時(shí)，乘客的乘坐舒適度被折衷。當(dāng)在方向盤加熱器中使用這樣的 缺乏柔韌性的片狀發(fā)熱元件10時(shí)，抓握舒適感被折衷。
由于發(fā)熱元件10為片狀，例如，當(dāng)用作車輛座椅加熱器且乘客在其上 乘坐時(shí)，力延續(xù)至整個(gè)發(fā)熱元件，發(fā)熱元件10改變其形狀。典型地，越靠 近發(fā)熱元件10的邊緣，形變的量值越大。因而，在發(fā)熱元件上不均勻地形 成鈹褶。這些鈹褶將會(huì)導(dǎo)致在梳狀電極12、 13以及聚合物電阻器14中的 裂紋。因此，認(rèn)為這樣的發(fā)熱元件具有低的耐用性。
在基底11和覆蓋材料15中使用的聚酯片不具有透氣性。因此，當(dāng)在 車輛座椅加熱器中或在方向盤加熱器中使用發(fā)熱元件10時(shí)，乘客或司機(jī)排 出的液體容易在其中聚集。長(zhǎng)時(shí)間的駕駛或乘坐變得非常不舒適。
另 一方面，在專利文獻(xiàn)3的片狀發(fā)熱元件30的情況下，電極32和33、 聚合物電阻器34、基底31以及覆蓋層35是柔韌性的，因此，當(dāng)用于車輛 座椅加熱器中或用于方向盤加熱器中時(shí)，乘坐或者觸摸方向盤是舒適的。 然而，由于片狀發(fā)熱元件30由六個(gè)層形成，具有制造產(chǎn)率低和成本高的缺 點(diǎn)。
10專利文獻(xiàn)1:日本專利申請(qǐng)z〉開No.S56-13689 專利文獻(xiàn)2:日本專利申請(qǐng),^開No.H8-120182 專利文獻(xiàn)3:美國(guó)專利No.7049559

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)的這些問題，并且將提供具有優(yōu)良的柔韌性、 耐用性和可靠性以及低的制造成本的片狀發(fā)熱元件作為其目的。當(dāng)在車輛 座椅加熱器中或在方向盤加熱器中使用本發(fā)明的片狀發(fā)熱元件時(shí)，乘坐時(shí) 乘客感覺舒適，而當(dāng)觸摸方向盤時(shí)司機(jī)感覺舒適。
根據(jù)本發(fā)明的片狀發(fā)熱元件包括基底片(substrate sheet)，其由電 絕緣材料制成；以及線路，其由導(dǎo)電材料制成，且被設(shè)置為在所述基底片 上在所述線路之間具有間距。所述片狀發(fā)熱元件還包括至少一個(gè)PTC電阻 器片，所述PTC電阻器片(resistor sheet)與所述線路電接觸且被配置為 以自調(diào)節(jié)方式響應(yīng)于來自所述線路的電供給而發(fā)熱。
所述至少一個(gè)PTC電阻器片的厚度為20-200微米，或者優(yōu)選30-100 微米。
所述至少一個(gè)PTC電阻器片包含樹脂成分和導(dǎo)電材料。所述樹脂成分 包含反應(yīng)性樹脂(reactant resin)和與所述反應(yīng)性樹脂交聯(lián)的活性樹脂。 所述導(dǎo)電材料包括炭黑和石墨中的至少一種。所述至少一個(gè)PTC電阻器片 可被熱熔以實(shí)現(xiàn)與所述線路的電接觸。
所述至少一個(gè)PTC電阻器片具有范圍在0.0007Q'm與0,016ft.m之間 或優(yōu)選地在O.OOllfl.m與0.0078ft.m之間的電阻率。
所述至少一個(gè)PTC電阻器片包含阻燃劑。所述阻燃劑包括基于磷的阻 燃劑、基于氮的阻燃劑、基于硅氧烷(silicone)的阻燃劑、無機(jī)阻燃劑和 基于閨素的阻燃劑中的至少一種。所述阻燃劑以5重量。/。以上、優(yōu)選地 10-30重量％或最優(yōu)地15-25重量％的含量包含在所述至少一個(gè)PTC電阻 器片中。由于包含阻燃劑，所述至少一個(gè)PTC電阻器片滿足以下條件中的 至少一個(gè)(a )當(dāng)用氣焰燃燒所述至少一個(gè)PTC電阻器片的一端且在60秒鐘后 熄滅所述氣焰時(shí)，即使所述至少一個(gè)PTC電阻器片被燒焦，所述至少一個(gè) PTC電阻器片也不燃燒；
(b) 當(dāng)用氣焰燃燒所述至少一個(gè)PTC電阻器片的一端時(shí)，所述至少 一個(gè)PTC電阻器片著火不超過60秒鐘，但火焰在2英寸內(nèi)熄滅；或者
(c) 當(dāng)用氣焰燃燒所述至少一個(gè)PTC電阻器片的一端時(shí)，即使所述 至少一個(gè)PTC電阻器片著火，在距離表面1/2英寸厚的區(qū)域內(nèi)，火焰也不 以4英寸/分鐘以上的速度蔓延。
所述至少一個(gè)PTC電阻器片包含防液樹脂。所述防液樹脂包括乙烯/ 乙烯醇共聚物、熱塑性聚酯樹脂、聚酰胺樹脂、聚丙烯樹脂或離子交聯(lián)聚 合物(ionomer)或者它們的組合。所述防液樹脂以10重量％以上，優(yōu)選 地10-70重量％或最優(yōu)地30-50重量％的含量包含在所述至少一個(gè)PTC電 阻器片中。
所述線路被縫合到所述基底片上。所述線路的直徑等于或小于lmm， 或優(yōu)選等于或小于0.5mm，并且其電阻率等于或小于1 (fl/m)。形成所 述線路的導(dǎo)電材料可以為銅、錫鍍敷的銅、或銅-銀合金。所述線路以約 70-150mm的間距設(shè)置。
所述至少一個(gè)PTC電阻器片呈現(xiàn)比基底片高的彈性，且在小于7kgf 的負(fù)載下a量大于5%。
所述基底片由從用針穿孔的聚酯纖維形成的非紡織或紡織品制成。所 述片狀發(fā)熱元件還包括覆蓋片(cover sheet)，所述覆蓋片由電絕緣材料 制成，且與所述基底片協(xié)作以包圍所述線路和所述至少一個(gè)PTC電阻器 片。所述覆蓋片由從聚酯纖維形成的非紡織或紡織品制成。所述基底片和 所M蓋片中的至少一者包含阻燃劑。
在根據(jù)本發(fā)明的片狀發(fā)熱元件中，所述線路可設(shè)置在所述至少一個(gè) PTC電阻器片與所述基底片之間。在替代方案中，所述至少一個(gè)PTC電 阻器片設(shè)置在所述線路與所述基底片之間。
根據(jù)本發(fā)明的片狀發(fā)熱元件還包括防液膜。所述防液膜可包含乙烯/乙烯醇共聚物、熱塑性聚酯樹脂、聚酰胺樹脂、聚丙烯樹脂、或離子交聯(lián)
聚合物、或者它們的組合。所述防液膜的厚度為5-100微米，或者優(yōu)選為 10-50微米。所述防液膜設(shè)置在所述至少一個(gè)PTC電阻器片與所述基底片 之間。所述防液膜可包括阻燃劑。
所述線路中的至少一條以波形方式延伸。如此設(shè)置所述線路，以便多 于兩條線路對(duì)所述至少一個(gè)PTC電阻器片中的每一個(gè)供電。
根據(jù)本發(fā)明的片狀發(fā)熱元件還可包括導(dǎo)電膜，所述導(dǎo)電膜設(shè)置在所述 線路與所述至少一個(gè)PTC電阻器片之間，且允許所述線路在其上滑動(dòng)。所 述導(dǎo)電膜由石墨膏或包含石墨的樹脂化合物制成。
所述至少一個(gè)PTC電阻器片包括用PTC電阻器材料浸漬的非紡織或
坊織品。
才艮據(jù)本發(fā)明的所述片狀發(fā)熱元件還包括由熱塑性彈性材料制成的覆蓋 膜。所述覆蓋膜可以由基于聚烯烴的熱塑性彈性材料、基于苯乙烯的熱塑 性彈性材料、或基于氨基甲酸乙酯的熱塑性彈性材料、或者它們的組合制 成。
所述基底片和所述至少一個(gè)PTC電阻器片中的至少一者可形成有多 個(gè)狹縫(slit)或多個(gè)缺口 (notch)。


圖1A是現(xiàn)有技術(shù)的片狀發(fā)熱元件的透明平面視圖。
圖1B是在圖1A中示出的片狀發(fā)熱元件的截面視圖。
圖2是現(xiàn)有技術(shù)的片狀發(fā)熱元件的制造設(shè)備的結(jié)構(gòu)的實(shí)例的截面簡(jiǎn)圖。
圖3是另 一現(xiàn)有技術(shù)的片狀發(fā)熱元件的截面視圖。
圖4A是本發(fā)明的實(shí)施例1的片狀發(fā)熱元件的平面視圖。
圖4B是在圖4A中示出的片狀發(fā)熱元件的截面視圖。
圖4C是在圖4A中示出的片狀發(fā)熱元件的第一修改實(shí)施例的截面視圖。
13圖4D是在圖4A中示出的片狀發(fā)熱元件的第二修改實(shí)施例的截面視圖。
圖5A是本發(fā)明的實(shí)施例1的片狀發(fā)熱元件被附于其上的車輛座椅的 透明橫向視圖。
圖5B是示于圖5A的座椅的透明前視圖。
圖6A和圖6B是在本發(fā)明中使用的聚合物電阻器的實(shí)施例1的圖。
圖6C和圖6D是在本發(fā)明中使用的聚合物電阻器的實(shí)施例2的圖。
圖7A是本發(fā)明的實(shí)施例2的片狀發(fā)熱元件的平面視圖。
圖7B是在圖7A中示出的片狀發(fā)熱元件的截面^f見圖。
圖7C是在圖7A中示出的片狀發(fā)熱元件的第一修改實(shí)施例的截面視圖。
圖7D是在圖7A中示出的片狀發(fā)熱元件的第二修改實(shí)施例的截面視圖。
圖8A是本發(fā)明的實(shí)施例3的片狀發(fā)熱元件的平面視圖。
圖8B是在圖8A中示出的片狀發(fā)熱元件的截面#見圖。
圖8C是在圖8A中示出的片狀發(fā)熱元件的第一修改實(shí)施例的截面視圖。
圖8D是在圖8A中示出的片狀發(fā)熱元件的第二修改實(shí)施例的截面視圖。
圖9A是本發(fā)明的實(shí)施例4的片狀發(fā)熱元件的平面視圖。
圖9B是在圖9A中示出的片狀發(fā)熱元件的截面視圖。
圖9C是在圖9A中示出的片狀發(fā)熱元件的第一修改實(shí)施例的截面視圖。
圖9D是在圖9A中示出的片狀發(fā)熱元件的第二修改實(shí)施例的截面視
圖10A是本發(fā)明的實(shí)施例5的片狀發(fā)熱元件的平面視圖。
圖IOB是在圖10A中示出的片狀發(fā)熱元件的截面視圖。
圖IOC是在圖IOA中示出的片狀發(fā)熱元件的第一修改實(shí)施例的截面視圖。
圖IOD是在圖IOA中示出的片狀發(fā)熱元件的第二修改實(shí)施例的截面視圖。
圖11A是本發(fā)明的實(shí)施例6的片狀發(fā)熱元件的平面視圖。
圖IIB是在圖11A中示出的片狀發(fā)熱元件的截面視圖。
圖IIC是在圖IIA中示出的片狀發(fā)熱元件的第一修改實(shí)施例的截面視圖。
圖IID是在圖UA中示出的片狀發(fā)熱元件的第二修改實(shí)施例的截面視圖。
圖12A是本發(fā)明的實(shí)施例7的片狀發(fā)熱元件的平面視圖。
圖12B是在圖12A中示出的片狀發(fā)熱元件的截面視圖。
圖12C是在圖12A中示出的片狀發(fā)熱元件的第一修改實(shí)施例的截面視圖。
圖13A是本發(fā)明的實(shí)施例8的片狀發(fā)熱元件的平面視圖。
圖13B是在圖13A中示出的片狀發(fā)熱元件的截面視圖。
圖13C是在圖13A中示出的片狀發(fā)熱元件的第一修改實(shí)施例的截面視圖。
圖13D是在圖13A中示出的片狀發(fā)熱元件的第二修改實(shí)施例的截面視圖。
圖14A是本發(fā)明的實(shí)施例9的片狀發(fā)熱元件的平面視圖。
圖14B是在圖14A中示出的片狀發(fā)熱元件的截面視圖。
圖14C是在圖14A中示出的片狀發(fā)熱元件的第一修改實(shí)施例的截面視圖。
圖14D是在圖14A中示出的片狀發(fā)熱元件的第二修改實(shí)施例的截面視圖。
具體實(shí)施例方式
下面，參考

本發(fā)明的實(shí)施例。應(yīng)注意，本發(fā)明不限于這些實(shí)
15施例。并且，可以適當(dāng)?shù)亟M合對(duì)各個(gè)實(shí)施例特定的結(jié)構(gòu)。 ^炎《趟^斧時(shí)豸滋辨/
以下說明使用上述聚合物電阻器的片狀發(fā)熱元件的一個(gè)實(shí)施例。圖4A 是本發(fā)明的片狀發(fā)熱元件的實(shí)施例1的平面視圖，圖4B是沿著線4B-4B 截取的圖4A的片狀發(fā)熱元件的截面視圖。
片狀發(fā)熱元件40包括絕緣基底41 、第 一線電極42A、第二線電極42B、 以及聚合物電阻器44。線電極42A、 42B有時(shí)合稱為線電極42。用線43 將線電極42縫合到絕緣基底41上。以膜的形式在該結(jié)構(gòu)的頂上熱粘附聚 合物電阻器44。
以下面的方式制成片狀發(fā)熱元件40。首先，在絕緣基底41上左右對(duì) 稱地設(shè)置線電極42A、 42B。接下來，用線43將線電極42A、 42B部分地 縫合到絕緣基底41上。接著，例如，使用T模具壓擠機(jī)(T-die extruder )， 在絕緣基底41上將聚合物電阻器44壓擠成膜。之后，用層壓機(jī)熔接 (mdt-adhere )聚合物電阻器44且使其附到絕緣基底41上。
對(duì)聚合物電阻器44的厚度沒有特別限制，但是，當(dāng)考慮到柔韌性、材 料成本、合適的電阻值、以及施加負(fù)載時(shí)的強(qiáng)度時(shí)，20-200微米的厚度是 合適的，優(yōu)選30-100微米的厚度。
在將聚合物電阻器44熔接到線電極42和絕緣基底41上之后，對(duì)片狀 發(fā)熱元件的中心部分穿孔。中心部分被穿孔的位置不限于圖中所示的位置。 存在這樣的情況，其中對(duì)中心部分的穿孔是在其他位置，這取決于應(yīng)用。 為了避免穿孔，必須調(diào)整線電極42的布線圖形。
例如，在車輛座椅加熱器中使用上述片狀發(fā)熱元件40。在這種情況下， 如圖5A和5B中所示，將片狀發(fā)熱元件40附設(shè)于座椅部分50上和以從座 椅部分50隆起的方式設(shè)置的靠背51上。座椅部分50和靠背51具有座椅 基體材料52和覆蓋座椅基體材料52的座套53。座椅基體材料52由諸如 氨基曱酸乙酯墊的柔韌性材料形成，并且當(dāng)由乘坐的人施加負(fù)載時(shí)改變其 形狀，而當(dāng)負(fù)栽移除時(shí)恢復(fù)其原形。以聚合物電阻器44側(cè)面向座椅基體材 料52且絕緣基底41面向座套53的方式附設(shè)片狀發(fā)熱元件40。因?yàn)槠瑺畎l(fā)熱元件40具有PTC特性，因此，由于溫度快速上升，耗 費(fèi)的能量很少。沒有PTC特性的發(fā)熱元件必須有額外的溫度控制器。該額 外的溫度控制器通過接通和關(guān)斷電流來控制發(fā)熱溫度。特別地，當(dāng)發(fā)熱元 件具有線路熱射線時(shí)，在線性熱射線之間存在多個(gè)低溫部位。為了盡可能 多地減少這些低溫部位，在沒有PTC特性的發(fā)熱元件的情況下，接通時(shí)發(fā) 熱溫度升高至約80。C。由此，沒有PTC特性的發(fā)熱元件必須被設(shè)置在座 椅內(nèi)距離座套53 —定距離的深度處。
比較而言，在具有PTC特性的片狀發(fā)熱元件40的情況下，發(fā)熱溫度 自動(dòng)控制在40'C-45'C的范圍內(nèi)。由于在這樣的片狀發(fā)熱元件40中發(fā)熱溫 度保持為較低，其可以被設(shè)置為靠近座套53。此外，由于發(fā)熱元件設(shè)置在 座套53附近，其可以將熱量快速傳送給乘坐的乘客。并且，由于發(fā)熱溫度 保持較低，可以降低能量消耗。
接下來進(jìn)一步說明本發(fā)明的片狀發(fā)熱元件43的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。圖6A-圖6D 示出在本發(fā)明的片狀發(fā)熱元件中使用的聚合物電阻器44的實(shí)例。圖6A和 圖6B示出使用諸如炭黑的顆粒狀導(dǎo)體的聚合物電阻器44。圖6C和圖6D 示出使用纖維導(dǎo)體的聚合物電阻器。圖6A和6C示出在室溫下聚合物電阻 器"的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，圖6C和6D示出當(dāng)溫度從圖6A和6B所示的狀態(tài)升高 時(shí)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
圖6A和圖6B所示的聚合物電阻器44具有諸如炭黑的顆粒狀導(dǎo)體60。 顆粒狀導(dǎo)體60在樹脂成分62中形成點(diǎn)接觸，從而形成導(dǎo)電通路。當(dāng)在電 極42A和42B之間施加電流時(shí)，電流流過顆粒狀導(dǎo)體60，從而聚合物電 阻器44變熱。隨著聚合物電阻器44變熱，樹脂成分62擴(kuò)展。由此，如圖 6B中所示，由顆粒狀導(dǎo)體60產(chǎn)生的電通路被切斷。結(jié)果，聚合物電阻器 44的電阻率大幅增力口。
圖6C和圖6D所示的聚合物電阻器44使用纖維導(dǎo)體61作為導(dǎo)體。這 些纖維導(dǎo)體61位于樹脂成分62內(nèi)縱向上彼此的頂部上。當(dāng)在電極42A和 42B之間施加電流時(shí)，該聚合物電阻器44也變熱，并且隨著其變熱，聚合 物電阻器44的電阻率大幅增加。纖維導(dǎo)體61的實(shí)例包括由錫鍍敷的和銻摻雜的氧化鈥制成的導(dǎo)電陶 瓷纖維、基于鈦酸鉀的導(dǎo)電陶瓷觸須、銅或鋁金屬纖維、其表面上形成有 導(dǎo)電層的金屬鍍敷的玻璃纖維、碳纖維、碳納米管、或由聚苯胺形成的纖 維導(dǎo)電聚合物等。并且，可以使用薄片(flake)導(dǎo)體來替代纖維導(dǎo)體61。 薄片導(dǎo)體的實(shí)例包括諸如在其表面上形成有導(dǎo)電層的云母薄片的陶瓷薄 片、銅或鋁等的金屬薄片、或者薄片石墨。
上述導(dǎo)體可以單獨(dú)使用或者混合兩種以上使用，根據(jù)所希望的PTC特 性適當(dāng)?shù)剡x擇該導(dǎo)體。
通過混合呈現(xiàn)PTC特性的反應(yīng)性樹脂和與該反應(yīng)性樹脂反應(yīng)的活性 樹脂，形成聚合物電阻器44的樹脂成分62。反應(yīng)性樹脂優(yōu)選為具有g(shù) 的改性聚乙烯?；钚詷渲瑑?yōu)選為具有環(huán)氧基的改性聚乙烯。通過將它們混 合在一起，反應(yīng)性樹脂中的羰基與活性樹脂中的環(huán)氧基的氧化學(xué)鍵合，從 而聚合物電阻器在其內(nèi)部具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)。
與其中樹脂成分62僅由反應(yīng)性樹脂形成的情況相比，由于該交聯(lián)結(jié) 構(gòu)，聚合物電阻器44的熱膨脹比率的溫度特性和熔化溫度特性更穩(wěn)定。由 于活性樹脂和反應(yīng)性樹脂因交聯(lián)結(jié)構(gòu)而牢固鍵合，即使在反復(fù)冷卻和加熱 而導(dǎo)致反復(fù)熱膨脹和熱收縮的條件下，聚合物電阻器也保持熱膨脹比率的 溫度特性和熔化溫度特性，從而抑制隨著時(shí)間的推移熱膨脹比率的溫度特 性和熔化溫度特性的變化。換句話說，即使隨著時(shí)間的推移，聚合物電阻 器44仍保持恒定的熱膨脹比率的溫度特性和恒定的熔化溫度特性。
除了通過氧之外，還可以通過氮發(fā)生該交聯(lián)反應(yīng)。如果通過攪拌混合 包含具有至少氧或氮的官能團(tuán)的活性樹脂和具有能夠與該官能團(tuán)反應(yīng)的官 能團(tuán)的反應(yīng)性樹脂，則發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)。下面給出活性樹脂的官能團(tuán)和反應(yīng) 性樹脂的官能團(tuán)的除了上述環(huán)氧基和l^之外的實(shí)例。
除了羰基之外，反應(yīng)性樹脂的官能團(tuán)的實(shí)例包括加聚的(in addition polymerization)環(huán)氧基、羧基、酯基、羥基、氨基、乙烯基、馬來酐基、 以及喁唑啉基。除了環(huán)氧基之外，活性樹脂的官能團(tuán)的實(shí)例包括喁唑啉基 和馬來酐基。
18由于車輛座椅加熱器需要在40-50。C的相對(duì)低的發(fā)熱溫度下變熱，因 此，呈現(xiàn)PTC特性的反應(yīng)性樹脂可以優(yōu)選為低熔點(diǎn)的改性的烯烴樹脂，例 如乙烯/乙酸乙烯酯共聚物、乙晞/丙烯酸乙酯共聚物、乙烯/甲基丙烯酸甲 酯共聚物、乙烯/甲基丙烯酸共聚物、乙烯/丙烯酸丁酯共聚物、或其他酯型 乙烯共聚物。
不一定需要通過攪拌來混合反應(yīng)性樹脂和活性樹脂而制備樹脂成分 62。即使使用反應(yīng)性樹脂本身，也可呈現(xiàn)PTC特性。因此，如果允許隨著 時(shí)間推移PTC特性在一定程度上改變，則可以使用反應(yīng)性樹脂本身。當(dāng)使 用反應(yīng)性樹脂本身時(shí)，根據(jù)所希望的PTC特性值來適當(dāng)?shù)剡x擇反應(yīng)性樹脂 的種類。
在上述說明中，使活性樹脂和反應(yīng)性樹脂反應(yīng)，以使樹脂成分62的反 應(yīng)性樹脂具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)。然而，可以使用與活性樹脂不同的交聯(lián)劑。并且， 還可以不使用活性樹脂，而是通過用電子束輻射反應(yīng)性樹脂，在反應(yīng)性樹 脂中形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)。在這種情況下，可以使用不具有上述官能團(tuán)的反應(yīng)性 樹脂。
由于聚合物電阻器44是柔韌性膜，當(dāng)對(duì)片狀發(fā)熱元件40施加外力時(shí)， 聚合物電阻器44以與絕緣基底41相同的方式拉伸和改變其形狀。聚合物 電阻器44應(yīng)與絕緣基底41的柔韌性相同，或者比絕緣基底41更柔韋刃。如 果聚合物電阻器44與絕緣基底41的柔韌性相同或者比絕緣基底41更柔 韌，則聚合物電阻器44的耐用性和可靠性提高，這是因?yàn)?，絕緣基底41 具有比聚合物電阻器44大的機(jī)械強(qiáng)度，并且當(dāng)施加外力時(shí)，絕緣基底41 用于限制聚合物電阻器44的拉伸或形狀改變。
如果在車輛座椅加熱器中使用聚合物電阻器44，對(duì)于聚合物電阻器44 而言，包含阻燃劑會(huì)更加有利。車輛座椅加熱器必須滿足美國(guó)FMVSS302 的可燃性標(biāo)準(zhǔn)。具體地，其必須滿足下列條件中的任何一條
(1 )當(dāng)用氣焰燃燒聚合物電阻器44的一端且在60秒鐘后熄滅該氣焰 時(shí)，即使聚合物電阻器44被燒焦，該聚合物電阻器44本身也不燃燒。
(2)當(dāng)用氣焰燃燒聚合物電阻器44的一端時(shí)，聚合物電阻器44著火不超過60秒鐘，但火焰在2英寸內(nèi)熄滅。
(3)當(dāng)用氣焰燃燒聚合物電阻器44的一端時(shí)，即使聚合物電阻器44 著火，在距離表面1/2英寸厚的區(qū)域內(nèi)，火焰不以4英寸/分鐘以上的速度 蔓延。
不可燃性定義如下。用氣焰燃燒樣品的一端60秒鐘。當(dāng)在60秒鐘后 熄滅該火焰時(shí)，即使在該樣品上殘留有被燒焦的殘留物，該樣品也不燃燒。 自熄滅是指樣品著火不超過60秒鐘，并且所燃燒的部分在2英寸內(nèi)。
阻燃劑可以為基于磷的阻燃劑，例如磷酸銨或磷酸三曱苯酯；基于 氮的化合物，例如三聚氰胺、胍或脒基脲；或基于硅氧烷的化合物；或這 些阻燃劑的組合?？梢允褂弥T如氧化鎂或三氧化銻的無機(jī)阻燃劑、或者諸 如基于溴的或基于氯的化合物的基于囟素的阻燃劑。
如果阻燃劑在室溫下為液體，或者具有這樣的熔點(diǎn)，以便其在混合溫 度下熔化，則特別有利?？梢酝ㄟ^使用基于磷的、基于氨的或基于硅氧烷 的化合物中的至少一種，提高聚合物電阻器44的柔韌性，從而提高片狀發(fā) 熱元件的才幾械耐用性和柔韌性。
如下確定所添加的阻燃劑的量。如果存在很少的阻燃劑，不可燃性變 差，不能滿足不可燃性的上述條件中的任何一條。鑒于此，所添加的阻燃 劑的相對(duì)于聚合物電阻器44的量應(yīng)為5重量％以上。然而，當(dāng)阻燃劑的量 增加時(shí)，樹脂成分62與包含在其中的導(dǎo)體60或?qū)w61之間的成分均衡變 差，聚合物電阻器44的電阻率增大，從而PTC特性變差。鑒于此，所添 加的阻燃劑的相對(duì)于聚合物電阻器44的量?jī)?yōu)選為10-30重量％，最優(yōu)為 15-25重量％。
向聚合物電阻器44中添加防液樹脂是有利的，從而使聚合物電阻器 44具有防液性。防液性防止聚合物電阻器44由于與液體化學(xué)物接觸而劣 化，這些液體化學(xué)物為，例如包括發(fā)動(dòng)機(jī)油、諸如制動(dòng)油的極性油和其他 油的無機(jī)油、或者諸如稀釋劑和其他有機(jī)溶劑的低分子量溶劑。
當(dāng)聚合物電阻器44與上述液體化學(xué)物接觸時(shí)，包含大量非晶樹脂的樹 脂成分62容易擴(kuò)展和體積變化，以致導(dǎo)體的導(dǎo)電通路被切斷，且電阻增大。該現(xiàn)象等同于由熱引起的體積(或PTC特性)變化。當(dāng)聚合物電阻器44 與上述液體化學(xué)物接觸時(shí)，即使液體干燥后，也不能恢復(fù)初始電阻率值。 即使電阻率值恢復(fù)，恢復(fù)也要花費(fèi)時(shí)間。
為了使聚合物電阻器44具有防液性，向聚合物電阻器44中添加高度 結(jié)晶性的防液樹脂，以1更樹脂成分62和導(dǎo)體60、 61部分地化學(xué)鍵合到該 防液樹脂上。結(jié)果，即使聚合物電阻器44與上述液體化學(xué)物接觸，也能抑 制樹脂成分62的擴(kuò)展。
防液樹脂包含選自乙烯/乙烯醇共聚物、熱塑性聚酯樹脂、聚酰胺樹脂、 聚丙烯樹脂或離子交聯(lián)聚合物中的至少 一種，或者可使用這些防液樹脂的 組合。這些防液樹脂不僅使聚合物電阻器44具有防液性，而且它們還起著 防止樹脂成分62的柔韌性降低的作用。換句話說，這些防液樹脂保持聚合 物電阻器44的柔韌性。
所添加的防液樹脂的量?jī)?yōu)選為相對(duì)于聚合物電阻器44中的樹脂成分 62的10重量％以上。從而，聚合物電阻器44的防液性提高。然而，當(dāng)存 在大量防液樹脂時(shí)，聚合物電阻器44本身將硬化，其柔韌性將降低。并且， 導(dǎo)體將被俘獲在防液樹脂內(nèi)，即使在溫度升高時(shí)導(dǎo)電通路也幾乎不能被切 斷，因而PTC特性將最終降低。因此，為了保持聚合物電阻器的柔韌性且 維持有利的PTC特性，防液樹脂的量?jī)?yōu)選在10-70重量％的范圍內(nèi)，最優(yōu) 在30-50重量％的范圍內(nèi)。
進(jìn)行下面的測(cè)試，以調(diào)查上述防液樹脂的作用。首先，制備不包含防 液樹脂的聚合物電阻器44，并且制備分別包含不同的防液樹脂(50重量％ ) 的多個(gè)聚合物電阻器44。將上述液體化學(xué)物滴到這些聚合物電阻器44上， 并且使它們擱置24小時(shí)。在對(duì)這些聚合物電阻器44施加電流24小時(shí)后， 使它們?cè)谑覝叵聰R置24小時(shí)。在測(cè)試之前和之后測(cè)量這些聚合物電阻器的 電阻率值。發(fā)現(xiàn)不包含防液樹脂的聚合物電阻器44顯示出與測(cè)試之前相比 提高了 200-300倍的電阻率。
比較而言，在所有包含防液樹脂的聚合物電阻器44中，與測(cè)試之前相 比電阻率增加了不大于1.5-3倍。該測(cè)試表明，向聚合物電阻器44中添加防液樹脂可以抑制形成聚合物電阻器44的樹脂成分62的擴(kuò)展，該擴(kuò)展是 由與諸如有機(jī)溶劑或飲料的液體化學(xué)物接觸而引起的。換句話說，通過向
聚合物電阻器44中添加防液樹脂，可以使聚合物電阻器44的電阻率穩(wěn)定， 并且片狀發(fā)熱元件可以具有高水平的耐用性。
在片狀發(fā)熱元件40的縱向方向上在兩行中設(shè)置彼此面對(duì)而設(shè)置的一 對(duì)線電極42A、 42B。如此設(shè)置聚合物電阻器44,以l更分別覆蓋在這對(duì)線 電極42A、 42B上。當(dāng)從線電極42A、 42B對(duì)聚合物電阻器44供電時(shí)，電 流流到聚合物電阻器44，從而聚合物電阻器44發(fā)熱。
利用聚酯線43，使用縫合機(jī)器將線電極42縫合到絕緣基底41上。由 此，線電極42被牢固地附于絕緣基底41上，使其能夠隨著絕緣基底41 改變形狀而改變其形狀，從而提高片狀發(fā)熱元件的機(jī)械可靠性。
線電極42由至少金屬導(dǎo)體線和/或其中金屬導(dǎo)體線絞合在一起的絞合 金屬導(dǎo)體線形成。金屬導(dǎo)體線材料可以是銅、錫鍍敷的銅、或銅-銀合金。 從機(jī)械強(qiáng)度的觀點(diǎn)，使用銅-銀合金時(shí)有利的，這是因?yàn)槠渚哂懈叩目估瓘?qiáng) 度。具體地，通過將19根具有0.05微米直徑的銅-銀合金線絞合在一起， 形成線電極42。
線電極42的電阻應(yīng)盡可能低，并且沿著線電極42的電壓降應(yīng)很小。 如此選擇線電極42的電阻，以4更對(duì)片狀發(fā)熱元件施加的電壓的電壓降為 1V以下。換句話說，線電極42的電阻率為1Q/m以下是有利的。如果線 電極"的直徑大，其在片狀發(fā)熱元件44中形成凸起，導(dǎo)致在其上乘坐時(shí) 的舒適感的損失。因此，直徑應(yīng)為lmm以下，并且為了在其上乘坐時(shí)感 覺更舒適，希望直徑為0.5mm以下。
線電極42A、 42B之間的距離應(yīng)在約70-150mm的范圍內(nèi)。為了實(shí)用， 線電極42A、 42B之間的距離應(yīng)為約100mm。如果電極之間的距離小于約 70mm，當(dāng)人坐在片狀發(fā)熱元件"上且，壓在線電極42上時(shí)，有可能 負(fù)載和撓曲力會(huì)使得線電極42斷裂或受損。另一方面，如果電極之間的距 離大于150mm，則聚合物電阻器44的電阻率必須降低到非常低的水平， 4吏得難以制成具有PTC特性的有用的聚合物電阻器44。如果線電極42A、 42B之間的if巨離為70mm,由于如上所述聚合物電 阻器44的膜厚度為20-200微米，優(yōu)選為30-100微米，聚合物電阻器44 的電阻率應(yīng)在約0.0016-0.016fi/m的范圍內(nèi)，優(yōu)選為約0.0023-0.0078Q/m。 此外，如果線電極42A、 42B之間的距離為100mm，則聚合物電阻器44 的電阻率應(yīng)在約0.0011-0.011Q/m的范圍內(nèi)，優(yōu)選為約0.0016-0.0055H/m。 并且，如果線電極42A、 42B之間的距離為150mm，則聚合物電阻器44 的電阻率應(yīng)在約0.0007-0，007ft/m的范圍內(nèi)，優(yōu)選為約0.001 l-0.0036il/m。
應(yīng)注意，在該實(shí)施例中，使用線電極作為電極，但本發(fā)明不限于此， 也可以使用金屬箔電極、或者通過銀膏的絲網(wǎng)印刷制成的電極膜等。
可以將由使用穿孔針穿孔的聚酯纖維形成的非紡織品用于絕緣基底 41。也可以使用由聚酯纖維形成的紡織品。該絕緣基底41使片狀發(fā)熱元件 44具有柔韌性。如果施加外力，片狀發(fā)熱元件44可容易地改變其形狀。 因此，如果其被用于車輛座椅加熱器中，在其上乘坐的舒適感提高。片狀 發(fā)熱元件具有與座套材料相同的a特性。具體地，在7kgf以下的負(fù)載下， 其最大^5%。
如上所述，線電極42被縫合到絕緣基底41上。由于縫合，在絕緣基 底"中形成針孔，但上述非紡織品或紡織品可以防止裂紋從針孔展開。 聚酯纖維的非紡織品或紡織品具有良好的透氣性，并且當(dāng)用作車輛座
椅加熱器或方向盤加熱器時(shí)，潮氣不會(huì)聚集。由此，即使長(zhǎng)時(shí)間地在其上 乘坐或抓握，也會(huì)保持最初的舒適感，且非常舒適。并且，由于乘客乘坐 時(shí)不發(fā)出像坐在紙上那樣的聲音，即使在其內(nèi)部放置片狀發(fā)熱元件40，座 椅也不損失其舒適感。
并且，希望通過用上述阻燃劑浸漬絕緣基底42而具有不可燃性。阻燃 劑的相對(duì)于絕緣基底41的量應(yīng)為5重量％以上。然而，當(dāng)所添加的阻燃劑 的量增加時(shí)，片狀發(fā)熱元件40的制造成本提高。另外，絕緣基底41的物 理特性變差。鑒于此，所添加的阻燃劑的相對(duì)于絕緣基底41的量?jī)?yōu)選為 10-30重量％，最優(yōu)為15-25重量％。
片狀發(fā)熱元件也可具有圖4C所示的類型的防液膜45。防液膜45粘附到絕緣基底41上。以如下方式制成圖4C所示的片狀發(fā)熱元件40。首先， 例如，使用T模具，在絕緣基底41上以膜的形式壓擠出防液樹脂，形成 防液膜45。接著，將線電極42A、 42B設(shè)置在防液膜45上，且用線43縫 合到絕緣基底41和防液膜45上。接著，使用T模具壓擠，在防液膜45 上以膜的形式壓擠出聚合物電阻器44 。聚合物電阻器44將線電極42熱粘 附至防液膜45。
如此附設(shè)片狀發(fā)熱元件40，以便絕緣基底41將接觸其中液體化合物 可滲透的位置。由此，即使液體化學(xué)物滲透到絕緣基底41，其也受到防液 膜45的保護(hù)，從而化學(xué)物不能到達(dá)聚合物電阻器44。換句話說，防液膜 45防止化學(xué)物與聚合物電阻器44之間的接觸。如果片狀發(fā)熱元件具有防 液膜45,則聚合物電阻器44不需要具有防液特性。
防液膜45的材料可以為乙烯/乙烯醇共聚物、熱塑性聚酯樹脂、聚酰 胺樹脂、聚丙烯樹脂或離子交聯(lián)聚合物，它們可以被單獨(dú)或組合使用。
從片狀發(fā)熱元件40的柔韌性的角度，防液膜45應(yīng)很薄，但為了獲得 防液性，厚度應(yīng)在5-100微米的范圍內(nèi)。根據(jù)制造生產(chǎn)率和成本，10-50獨(dú)t 米的厚度是最優(yōu)的。
此外，可以向防液膜45中添加上述阻燃劑。所添加的阻燃劑的相對(duì)于 防液膜45的量?jī)?yōu)選為10-30重量％，最優(yōu)為15-25重量％。
并且，片狀發(fā)熱元件可以具有圖4D所示的類型的第二絕緣基底46。 以如下方式制成圖4D的片狀發(fā)熱元件。首先，在第一絕緣基底41上左右 對(duì)稱地設(shè)置線電極42A、 42B，并且用線43將線電極42A、 42B分別部分 地縫合在第一絕緣基底41上。接著，使用T模具壓擠以壓擠出膜，在第 二絕緣基底46上形成聚合物電阻器44。然后，使用諸如層壓機(jī)的設(shè)備， 通過熱粘合將第一絕緣基底41和第二絕緣基底46接合在一起，以使線電 極42和聚合物電阻器44形成接觸。
用與第一絕緣基底41相同的材料和規(guī)格形成第二絕緣基底46。可以 用上述阻燃劑浸漬第二絕緣基底46。所添加的阻燃劑的相對(duì)于絕緣基底46 的量必須為5重量°/。以上，優(yōu)選為10-30重量％,最優(yōu)為15-25重量％。
24由于片狀發(fā)熱元件40的兩側(cè)分別被第一絕緣基底41和第二絕緣基底 46覆蓋，片狀發(fā)熱元件40本身的緩沖效果增強(qiáng)。由此，如果用于車輛座 椅加熱器中，在其上乘坐時(shí)舒適感增強(qiáng)。此外，第二絕緣基底46保護(hù)聚合 物電阻器44不^L碰撞和刮擦。
另外，當(dāng)在車輛加熱器中或在諸如使發(fā)熱元件經(jīng)受由滑動(dòng)構(gòu)成的恒定 外力的條件下使用發(fā)熱元件時(shí)，第二絕緣基底46防止聚合物電阻器44的 磨損和損傷。由于聚合物電阻器44被兩個(gè)絕緣基底完全覆蓋，片狀發(fā)熱元 件的電絕緣特性提高。
并且，圖4C所示的發(fā)熱元件40可以具有第二絕緣基底46。
,炎發(fā)趟^伴^,滋浙2
圖7A是本發(fā)明的實(shí)施例2的片狀發(fā)熱元件70的平面視圖，圖7B是 沿著圖7A中的線7B-7B截取的截面視圖。該結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)(參 見圖4A)的區(qū)別在于，在絕緣基底41上以波形線設(shè)置線電極71。
如圖7A中所示，線電極71以波形線設(shè)置在絕緣基底41上，并且通 過線43被附設(shè)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，當(dāng)對(duì)片狀發(fā)熱元件70施加外力時(shí)，由于線 電極71以波形線設(shè)置，就長(zhǎng)度而言具有可允許的誤差(leeway)，因此它 們?nèi)菀椎仨憫?yīng)于張力、拉伸和彎曲而改變形狀。因此，波形線電極71具有 優(yōu)于如圖4A中所示的以直線設(shè)置的線電極42的相對(duì)于外力的機(jī)械強(qiáng)度。
此外，在波形線電極71經(jīng)過的區(qū)域中，對(duì)聚合物電阻器44施加的電 壓變得均勻，并且聚合物電阻器44的發(fā)熱溫度分布變得均勻。
并且，片狀發(fā)熱元件70可具有在實(shí)施例1中所述的防液膜45 (參見 圖7C )。使用線43，在絕緣基底41上將波形線電極71縫合到防皿45 上。
另外，片狀發(fā)熱元件可具有在實(shí)施例1中所述的第二絕緣基底46 (參 見圖7D )。如圖7D所示的被第二絕緣基底46覆蓋的片狀發(fā)熱元件70也 可具有圖7C所示的防液膜。
^炎Jt趟^伴辨^施辨J
圖8A是本發(fā)明的實(shí)施例3的片狀發(fā)熱元件的平面視圖，圖8B是沿著圖8A中的線8B-8B截取的截面視圖。該結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)(參見圖 4A)的區(qū)別在于，在線電極對(duì)42之間設(shè)置輔助線電極81。換句話說，輔 助線電極81設(shè)置在線電極對(duì)42之間，并且與線電極42的情況相同地，使 用由聚酯纖維等制成的線82，通過縫合機(jī)器縫合到絕緣基底41上。
在圖4A中所示的結(jié)構(gòu)中，聚合物電阻器44傾向于在線電極42之間 不均勻地發(fā)熱，并且那部分的電阻率增大，使得電勢(shì)集中在那里。如果持 續(xù)這種狀態(tài)，與其他部分相比，聚合物電阻器44的那部分的溫度升高較多， 導(dǎo)致公知的熱線(hot-line )現(xiàn)象。通過如圖8A中那樣設(shè)置輔助線電極81, 在整個(gè)聚合物電阻器44內(nèi)電勢(shì)變得均勻，從而發(fā)熱溫度變得均勻。因此， 可以防止在聚合物電阻器44的部分中發(fā)生熱線現(xiàn)象。
應(yīng)注意，與線電極42類似地，輔助線電極81由金屬導(dǎo)體或絞合金屬 導(dǎo)體形成。
在圖8A和8B中，在線電極對(duì)42之間設(shè)置兩個(gè)輔助線電極81。但輔 助線電極81的數(shù)量不限于此，并且可以根據(jù)聚合物電阻器44的尺寸、線 電極42之間的距離以及所需要的熱分布，確定該數(shù)量。
在圖8A中，輔助線電極81被設(shè)置為基本平行于線電極對(duì)42。但其設(shè) 置不限于此，還可以在線電極對(duì)42之間以Z字形(zig-zag)配置設(shè)置輔 助線電極81。
并且，可以〗象如圖7A和7B所示的實(shí)施例2的線電極71那樣以波形 配置來設(shè)置輔助線電極81。當(dāng)然，可以組合波形線電極71和波形輔助線 電極81。
片狀發(fā)熱元件80可具有在實(shí)施例1中所述的防液膜45(參見圖8C)。 使用線43、 82，將線電極42和輔助線電極81縫合到防液膜45上和絕緣 基底41上。
另外，片狀發(fā)熱元件80可具有在實(shí)施例1中所述的第二絕緣基底46 (參見圖8D)。該配置也可具有圖8C所示的防液膜以及圖8D所示的第 二絕緣基底。
,炎'發(fā)'^^斧付《滋辨4圖9A是本發(fā)明的實(shí)施例4的片狀發(fā)熱元件90的平面視圖。圖9B是 沿著圖9A中的線9B-9B截取的截面視圖。該結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)(參 見圖4A)的區(qū)別在于，通過在絕緣基底41與線電極42之間插入聚合物電 阻器44，設(shè)置聚合物電阻器44。
如下制成實(shí)施例4的片狀發(fā)熱元件卯。首先，在絕緣基底41上熱層 壓聚合物電阻器44作為膜。接著，將線電極42設(shè)置在聚合物電阻器44 上，并且通過縫合機(jī)器縫合在絕緣基底41上。對(duì)線電極42和聚合物電阻 器44進(jìn)行熱壓縮處理，從而將線電極42粘附至聚合物電阻器44。由于線 電極42在聚合物電阻器44上，可以容易地檢驗(yàn)線電極42的設(shè)置位置。當(dāng) 絕緣基底41的中心部分被穿孔以提高柔韌性時(shí)，可以可靠地避免對(duì)線電極 42的穿孔。
此外，由于線電極42被縫合到絕緣基底41上，而聚合物電阻器44 已被附設(shè)于絕緣基底41上，因此，在設(shè)置線電極42時(shí)有較大的自由度。 通過使將聚合物電阻器44附設(shè)于絕緣基底41上的工藝為共享工藝，在該 共享工藝之后可以以各種設(shè)置來縫合線電極42以具有各種發(fā)熱圖形，從而 可以容易地制成各種不同的片狀發(fā)熱元件卯。
并且，在該實(shí)施例中，還可以設(shè)置圖8A所示的輔助線電極81。
在該實(shí)施例中，熱粘附線電極42和聚合物電阻器44。但本發(fā)明不限 于此。還可以通過使用導(dǎo)電粘合劑來粘附線電極42和聚合物電阻器44。 還可以通過將它們簡(jiǎn)單地壓在一起而以機(jī)械接觸的方式電連接線電極42 和聚合物電阻器44。
片狀發(fā)熱元件卯還可具有在實(shí)施例1中所述的防液膜45(參見圖9C )。 在防液膜45上熱層壓聚合物電阻器44作為膜，然后通過聚合物電阻器44 和防液膜45，將線電極42縫合到絕緣基底41上。
片狀發(fā)熱元件卯還可具有在實(shí)施例1中所述的第二絕緣基底46 (參 見圖9D)。另外，如圖9D所示的片狀發(fā)熱元件90在壓聚合物電阻器44 與第一絕緣基底41之間可具有圖9C所示的防液膜。
,炎'發(fā),趟^伴的《滋辨5圖10A是本發(fā)明的實(shí)施例5的片狀發(fā)熱元件100的平面視圖。圖10B 是沿著圖10A中的線IOB-IOB截取的截面視圖。該結(jié)構(gòu)與實(shí)施例4的結(jié)構(gòu) (參見圖9A)的區(qū)別在于，在聚合物電阻器44與線電極42之間設(shè)置導(dǎo)電 帶(conductive strip ) 101，線電極42可在該導(dǎo)電帶101上滑動(dòng)。
如下制成實(shí)施例5的片狀發(fā)熱元件100。在絕緣基底41上熱層壓聚合 物電阻器44作為膜。之后，在該聚合物電阻器44上安裝導(dǎo)電帶101。接 著，將線電極42設(shè)置在導(dǎo)電帶101上且用縫合機(jī)器通過導(dǎo)電帶101和聚合 物電阻器44將線電極42縫合到絕緣基底41上。對(duì)線電極42和聚合物電 阻器44進(jìn)行熱壓縮處理，從而將聚合物電阻器44牢固地粘附到線電極42。
例如，由從干燥的石墨膏制成的膜、或由從包含石墨的樹脂化合物制 成的膜，形成導(dǎo)電帶101。當(dāng)在聚合物電阻器44上安裝導(dǎo)電帶101時(shí)，這 些膜被熱層壓到聚合物電阻器44或者印刷到聚合物電阻器44上。
由于線電極42可在導(dǎo)電帶101上滑動(dòng)，進(jìn)一步提高了片狀發(fā)熱元件 100的柔韌性。由于導(dǎo)電帶101具有優(yōu)良的導(dǎo)電性，因此通過導(dǎo)電帶101 可以更可靠地電連接線電極42和聚合物電阻器44。
應(yīng)注意，在該實(shí)施例中，還可以額外設(shè)置在實(shí)施例3 (參見圖8A)中 所述的輔助線電極81。并且，還可以為輔助線電極81設(shè)置導(dǎo)電帶101。
在該實(shí)施例中，在將聚合物電阻器44粘附到絕緣基底41上之后在聚 合物電阻器44上安裝導(dǎo)電帶101?？梢蕴崆皩?dǎo)電帶101附設(shè)于聚合物電 阻器44上。
熱粘附線電極42和聚合物電阻器44。但本發(fā)明不限于此。還可以通 過使用導(dǎo)電粘合劑來粘附線電極42和聚合物電阻器44。還可以通過將它 們簡(jiǎn)單地壓在一起而以機(jī)械接觸的方式電連接線電極42和聚合物電阻器44。
片狀發(fā)熱元件100還可具有在實(shí)施例1中所述的防液膜45 (參見圖 IOC)。在防液膜45上熱層壓聚合物電阻器44作為膜。然后將導(dǎo)電帶101 安裝在聚合物電阻器44上。通過導(dǎo)電帶101、聚合物電阻器44和防皿
45, 將線電極42縫合到絕緣基底41上。片狀發(fā)熱元件100可具有第二絕緣基底46，如圖IOD所示。在第二絕 緣基底46上熱層壓聚合物電阻器44作為膜。然后在聚合物電阻器44上安 裝導(dǎo)電帶IOI。另一方面，線電極42被縫合到第一絕緣基底41上。之后， 通過熱壓縮處理使第二絕緣基底46與第一絕緣基底41接合，從而線電極 42與導(dǎo)電帶101形成接觸，形成單元。
,炎Jt趟^斧W^滋辨6
圖11A是本發(fā)明的實(shí)施例6的片狀發(fā)熱元件110的平面視圖。圖11B 是沿著圖11A中的線11B-11B截取的截面視圖。該結(jié)構(gòu)與實(shí)施例4的結(jié)構(gòu) (參見圖9A)的區(qū)別在于，設(shè)置聚合物電阻器111,替代聚合物電阻器44。 通過用聚合物電阻器浸漬網(wǎng)狀非紡織品或紡織品，制成聚合物電阻器111。
如下制成實(shí)施例6的片狀發(fā)熱元件110。通過在諸如溶劑的液體中分 散和混合在實(shí)施例1-5中所述的聚合物電阻器，制成墨。通過諸如印刷、 涂抹、浸泡等方法，用該墨浸漬網(wǎng)狀非紡織品或紡織品，然后使其干燥， 從而制成聚合物電阻器111。網(wǎng)狀非紡織品或紡織品具有在纖維之間的多 個(gè)小孔，并且樹脂電阻器滲透到這些孔中。
接下來，在聚合物電阻器111上設(shè)置線電極42，并且用縫合機(jī)器將其 縫合到絕緣基底41上。然后通過熱層壓將該聚合物電阻器111粘附到絕緣 基底41。對(duì)線電極42和聚合物電阻器111進(jìn)行熱壓縮處理，從而將聚合 物電阻器44牢固地粘附到線電極42。
在該結(jié)構(gòu)中，由于聚合物電阻器lll由具有多個(gè)孔的網(wǎng)狀非紡織品或 紡織品形成，其呈現(xiàn)高的柔韌度，這是因?yàn)椋谧饔糜谄渖系耐饬ο?，?可以容易地改變形狀。
由于聚合物電阻器被保持在非紡織品或紡織品中的孔內(nèi)，聚合物電阻 器111被緊密粘附到絕緣基底41上，從而提高聚合物電阻器111的機(jī)械強(qiáng) 度。
應(yīng)注意，在該實(shí)施例中，用墨型聚合物電阻器浸漬網(wǎng)狀非紡織品或紡 織品。還可以對(duì)網(wǎng)狀非紡織品或紡織品進(jìn)^f亍熱壓縮處理，以用膜型或薄片 型聚合物電阻器浸漬非紡織品或紡織品。另外，在該實(shí)施例中，熱粘附線電極42和聚合物電阻器111。但本發(fā) 明不限于此。還可以通過使用導(dǎo)電粘合劑來粘附線電極42和聚合物電阻器 111。還可以通過將它們簡(jiǎn)單地壓在一起而以機(jī)械接觸的方式電連接線電極 42和聚合物電阻器111。
并且，在該實(shí)施例中，還可以設(shè)置在實(shí)施例3 (參見圖8A)中所述的 輔助線電極81。
片狀發(fā)熱元件110還可具有在實(shí)施例1中所述的防液膜45 (參見圖 11C)。通過層壓粘附聚合物電阻器111和防液膜45。
片狀發(fā)熱元件110可具有第二絕緣基底46，如圖IID所示。用聚合物 電阻器材料浸漬網(wǎng)狀非紡織或紡織品，形成聚合物電阻器111。通過熱層 壓附著聚合物電阻器111和第二絕緣基底46。通過機(jī)器將線電極42縫合 到第一絕緣基底41上。通過熱壓縮處理使第一和第二絕緣基底41、 46與 第一絕緣基底41接合，從而線電極42與線電極42和聚合物電阻器111 形成接觸。
可將第二絕緣基底46設(shè)置為圖IIC所示的片狀發(fā)熱元件IIO。 ,炎發(fā)趟元伴的,施鄉(xiāng)7
圖12A是本發(fā)明的實(shí)施例7的片狀發(fā)熱元件120的平面視圖。圖12B 是沿著圖12A中的線12B-12B截取的截面視圖。該結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1的結(jié)構(gòu) (參見圖4A)的區(qū)別在于，在聚合物電阻器44上進(jìn)一步設(shè)置覆蓋層121。
覆蓋層121由具有電絕緣特性的材料形成。在使用熱層壓將聚合物電 阻器44層壓到線電極42已被附設(shè)于其上的絕緣基底41上之后，也通過熱 層壓附設(shè)覆蓋層121，以覆蓋聚合物電阻器44。
覆蓋層121具有作為其主要組分的基于聚烯經(jīng)的熱塑性彈性材料、基 于苯乙烯的熱塑性彈性材料、或其本身使用的基于氨基甲酸乙酯的熱塑性 彈性材料、或作為主要組分使用的這些彈性材料的組合。熱塑性彈性材料 使片狀發(fā)熱元件120具有柔韌性。
覆蓋層121保護(hù)片狀發(fā)熱元件120不受碰撞和刮擦，該碰撞和刮* 損傷片狀發(fā)熱元件120。此外，當(dāng)將發(fā)熱元件用于車輛座椅加熱器或者諸如〗吏發(fā)熱元件經(jīng)受由
滑動(dòng)構(gòu)成的恒定外力的條件時(shí)，覆蓋層121防止聚合物電阻器44的磨損， 因此片狀發(fā)熱元件120不會(huì)損失其發(fā)熱功能。
并且，由于片狀發(fā)熱元件120被電隔離，即使對(duì)片狀發(fā)熱元件120施 加高電壓，其也是安全的。
應(yīng)如此設(shè)置覆蓋層121，以便覆蓋整個(gè)聚合物電阻器44。然而，考慮 到柔韌性，優(yōu)選^f吏用薄的覆蓋層作為覆蓋層121。
片狀發(fā)熱元件120還可具有在實(shí)施例1中所述的防液膜45 (參見圖 12C )。防液膜45被熱層壓到絕緣基底41上。通過防液膜45將線電極42 縫合到絕緣基底41上。在將聚合物電阻器44熱層壓到防液膜45上之后， 熱層壓覆蓋層121。
^炎Jt趟^斧^-滋辨S
圖13A是本發(fā)明的實(shí)施例8的片狀發(fā)熱元件130的平面視圖。圖13B 是沿著圖13A中的線13B-13B截取的截面視圖。該結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1的結(jié)構(gòu) (參見圖4A)的區(qū)別在于，至少絕緣基底41和/或聚合物電阻器44具有 多個(gè)狹縫131。
如下制造實(shí)施例8的片狀發(fā)熱元件130。首先，與實(shí)施例1中同樣地， 將線電極42設(shè)置和縫合在絕緣基底41上。使用T模具壓擠模制，將聚合 物電阻器44壓擠成膜或薄片，并且將聚合物電阻器44熱粘附至絕緣基底 41。在對(duì)絕緣基底41的中心部分穿孔以形成狹長(zhǎng)的孔之后，使用Thomson 穿孔機(jī)，以在聚合物電阻器44和絕緣基底41中形成多個(gè)狹縫131。
用Thomson穿孔機(jī)穿孔的部位不限于圖中所示的部位。根據(jù)車輛座椅 的座套53的形狀，可以在除了圖中所示的部位以外的位置設(shè)置穿孔。在這 種情況下，有必要調(diào)整線電極42的布線圖形。
此外，可以將線電極42和聚合物電阻器44附設(shè)到絕緣基底41上，在 該絕緣基底41上已經(jīng)形成有通過Thomson穿孔機(jī)穿孔的狹縫131。在替 代方案中，聚合物電阻器44可被附設(shè)到分隔物(separator)，例如聚丙 烯或脫模紙(未示出)上。接著，通過在附設(shè)到絕緣基底41上之前進(jìn)行穿孔，在聚合物電阻器44中形成狹縫131。在前一種情況下，僅僅在絕緣基 底41中形成狹縫131,而在后一種情況下，僅僅在聚合物電阻器44中形 成狹縫131。
由于在該實(shí)施例的片狀發(fā)熱元件130中形成多個(gè)狹縫131,片狀發(fā)熱 元件130可以容易地響應(yīng)于外力而改變形狀，從而當(dāng)在其上乘坐時(shí)，增強(qiáng) 舒適感。還可認(rèn)為在絕緣基底41的中心部分中形成的狹長(zhǎng)孔用于使片狀發(fā) 熱元件130具有柔韌性。然而，狹長(zhǎng)孔是為了將片狀發(fā)熱元件130附設(shè)到 座椅上而設(shè)置的，而不是為了使片狀發(fā)熱元件130具有柔韌性而設(shè)置的。 因此，必須在作用上區(qū)分狹長(zhǎng)孔與狹縫131。
應(yīng)注意，還可以在實(shí)施例1-7的片狀發(fā)熱元件上形成該實(shí)施例的狹縫
131。
片狀發(fā)熱元件130還可具有在實(shí)施例1中所述的防液膜45 (參見圖 13C)。首先，與實(shí)施例l中同樣地，通過防液膜45將線電極42縫合到 絕緣基底41上。使用T模具壓擠模制，將聚合物電阻器44壓擠成膜，并 且將聚合物電阻器44熱粘附至線電極42和防液膜45。在對(duì)絕緣基底41 的中心部分穿孔之后，使用Thomson穿孔機(jī)，以在線電極42之間形成狹 縫131，從聚合物電阻器44穿過到達(dá)絕緣基底41。
片狀發(fā)熱元件130可具有第二絕緣基底46，如圖13D所示。首先，將 線電極42縫合到第一絕緣基底41上。另 一方面，使用T模具壓擠模制， 將聚合物電阻器44壓擠成膜或薄片，并且將聚合物電阻器44熱粘附至第 二絕緣基底46。通過熱壓縮處理使第一和第二絕緣基底41、 46 ，從 而線電極42與聚合物電阻器44彼此形成接觸。在對(duì)第一絕緣基底41和第 二絕緣基底46的中心部分穿孔之后，使用Thomson穿孔機(jī)，以形成穿過 第一絕緣基底41、聚合物電阻器44和第二絕緣基底46的狹縫131。
可以通過使用Thomson穿孔機(jī)對(duì)第一和第二絕緣基底41、 46穿孔， 提前形成狹縫131。在替代方案中，聚合物電阻器44可被附設(shè)到分隔物， 例如聚丙烯或脫才莫紙(未示出)上，并且通過穿孔在聚合物電阻器44中形 成狹縫131。在前一種情況下，僅僅在絕緣基底41、 46中形成狹縫131，
32而在后一種情況下，僅僅在聚合物電阻器44中形成狹縫131。 ,炎發(fā),趟^伴#,滋辦9
圖14A是本發(fā)明的實(shí)施例9的片狀發(fā)熱元件140的平面視圖，圖14B 是沿著圖14A中的線14B-14B截取的截面視圖。該結(jié)構(gòu)與實(shí)施例8的結(jié)構(gòu) (參見圖13A)的區(qū)別在于，設(shè)置多個(gè)缺口 141，替代狹縫131。
如下制成實(shí)施例9的片狀發(fā)熱元件140。首先，將聚合物電阻器44附 設(shè)到分隔物，例如聚丙烯或脫模紙(未示出)上，并且對(duì)聚合物電阻器44 穿孔以形成缺口 141。接下來，在從聚合物電阻器44去除分隔物之后，使 用熱層壓，將聚合物電阻器44附設(shè)到絕緣基底41上，其中在該絕緣基底 41上已縫合有波形線電極71。
由于通過缺口 141，聚合物電阻器44容易地響應(yīng)于外力而改變形狀， 因此當(dāng)在其上乘坐時(shí)，舒適感增強(qiáng)。
并且，可以在絕緣基底41上形成類似的缺口 141。在這種情況下，這 些缺口 141有效地起著上述作用，使得當(dāng)在其上乘坐時(shí)可以進(jìn)一步增強(qiáng)舒 適感。
還可以在實(shí)施例1-7的片狀發(fā)熱元件中形成該實(shí)施例的缺口 141。 片狀發(fā)熱元件還可具有在實(shí)施例1中所述的防液膜45(參見圖14C)。 首先，通過防液膜45將波形線電極71縫合到絕緣基底41上。聚合物電阻 器"被附設(shè)到分隔物，例如聚丙烯或脫模紙(未示出)上，并且被穿孔以 在聚合物電阻器44中形成缺口 141。在去除分隔物之后，使用熱層壓機(jī)， 將聚合物電阻器44附設(shè)到防液膜45上。
片狀發(fā)熱元件140可具有第二絕緣基底46，如圖14D所示。首先，聚 合物電阻器44被附設(shè)到分隔物，例如聚丙烯或脫模紙(未示出)上，并且 被穿孔以在聚合物電阻器44中形成缺口 141。在將聚合物電阻器44熱層 壓到第二絕緣基底46上之后，去除分隔物。另一方面，在第一絕緣基底 41上以波形縫合線電極42。接著，使用熱壓機(jī)，通過熱壓縮處理使第一和 第二絕緣基底接合，從而線電極42與聚合物電阻器44形成接觸，形成單 元。如圖14C所示的片狀發(fā)熱元件140可具有第二絕緣基底46。 工業(yè)適用性
本發(fā)明的片狀發(fā)熱元件具有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)、優(yōu)良的PTC特性，并且具有 容易地響應(yīng)于外力而改變形狀的柔韌性。由于該片狀發(fā)熱元件可以附設(shè)到 具有復(fù)雜表面形狀的器具的表面上，因此其可以用于車輛座椅加熱器或方 向盤加熱器中，并且還可以用于需要加熱的諸如地板電發(fā)熱器的應(yīng)用中。 并且，由于優(yōu)良的制造生產(chǎn)率和低成本，應(yīng)用范圍廣泛。
權(quán)利要求
1.一種片狀發(fā)熱元件，包括基底片，其由電絕緣材料制成；線路，其由導(dǎo)電材料制成，且被設(shè)置為在所述基底片上在所述線路之間具有間距；以及至少一個(gè)PTC電阻器片，其與所述線路電接觸且被配置為以自調(diào)節(jié)方式響應(yīng)于來自所述線路的電供給而發(fā)熱。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l的片狀發(fā)熱元件，其中所述至少一個(gè)PTC電阻器 片的厚度為20-200孩史米。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的片狀發(fā)熱元件，其中所述至少一個(gè)PTC電阻器 片的厚度為30-100微米。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l的片狀發(fā)熱元件，其中所述至少一個(gè)PTC電阻器 片包含樹脂成分和導(dǎo)電材料。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4的片狀發(fā)熱元件，其中所述樹脂成分包含反應(yīng)性樹 脂和與所述反應(yīng)性樹脂交聯(lián)的活性樹脂。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4的片狀發(fā)熱元件，其中所述導(dǎo)電材料包括炭黑和石 墨中的至少一種。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1的片狀發(fā)熱元件，其中所述至少一個(gè)PTC電阻器 片可被熱熔以實(shí)現(xiàn)與所述線路的電接觸。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l的片狀發(fā)熱元件，其中所述至少一個(gè)PTC電阻器 片具有范圍在0.0007ft'm與0.016Q.m之間的電阻率。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l的片狀發(fā)熱元件，其中所述至少一個(gè)PTC電阻器 片具有范圍在0.0011 與0.0078n'rn之間的電阻率。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1的片狀發(fā)熱元件，其中所述至少一個(gè)PTC電阻器 片包含阻燃劑。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10的片狀發(fā)熱元件，其中所述阻燃劑包括基于磷的 阻燃劑、基于氮的阻燃劑、基于硅氧烷的阻燃劑、無機(jī)阻燃劑和基于卣素的阻燃劑中的至少一種。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10的片狀發(fā)熱元件，其中所述至少一個(gè)PTC電阻 器片滿足以下務(wù)fr中的至少一個(gè)(a )當(dāng)用氣焰燃燒所述至少一個(gè)PTC電阻器片的一端且在60秒鐘后 熄滅所述氣焰時(shí)，即使所述片被燒焦，所迷片也不燃燒；(b) 當(dāng)用氣焰燃燒所述至少一個(gè)PTC電阻器片的一端時(shí)，所述片著 火不超過60秒鐘，但火焰在2英寸內(nèi)熄滅；或者(c) 當(dāng)用氣焰燃燒所述至少一個(gè)PTC電阻器片的一端時(shí)，即使所述 片著火，在距離表面1/2英寸厚度的區(qū)域內(nèi)，火焰也不以4英寸/分鐘以上 的速度蔓延。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10的片狀發(fā)熱元件，其中所述阻燃劑以5重量％以 上的含量包含在所述至少一個(gè)PTC電阻器片中。
14. 根據(jù)權(quán)利要求10的片狀發(fā)熱元件，其中所述阻燃劑以10-30重量 %的含量包含在所述至少一個(gè)PTC電阻器片中，
15. 根據(jù)權(quán)利要求10的片狀發(fā)熱元件，其中所述阻燃劑以15-25重量 %的含量包含在所述至少一個(gè)PTC電阻器片中。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1的片狀發(fā)熱元件，其中所述至少一個(gè)PTC電阻器 片包含防液樹脂。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16的片狀發(fā)熱元件，其中所述防液樹脂以IO重量 %以上的含量包含在所述至少一個(gè)PTC電阻器片中。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16的片狀發(fā)熱元件，其中所述防液樹脂以10-70重 量％的含量包含在所述至少一個(gè)PTC電阻器片中。
19. 根據(jù)權(quán)利要求16的片狀發(fā)熱元件，其中所述防液樹脂以30-50重 量％的含量包含在所述至少一個(gè)PTC電阻器片中。
20. 根據(jù)權(quán)利要求16的片狀發(fā)熱元件，其中所述防液樹脂包括乙烯/ 乙烯醇共聚物、熱塑性聚酯樹脂、聚酰胺樹脂、聚丙烯樹脂和離子交聯(lián)聚 合物中的至少一種。
21. 根據(jù)權(quán)利要求1的片狀發(fā)熱元件，其中所述至少一個(gè)PTC電阻器片以自調(diào)節(jié)的方式在約40'C與約45'C之間發(fā)熱。
22. 根據(jù)權(quán)利要求1的片狀發(fā)熱元件，其中所述線路被縫合到所述基 底片上。
23. 根據(jù)權(quán)利要求1的片狀發(fā)熱元件，其中所述線路的直徑等于或小 于lmm。
24. 根據(jù)權(quán)利要求l的片狀發(fā)熱元件，其中所述線路的直徑等于或小 于0.5mm。
25. 根據(jù)權(quán)利要求1的片狀發(fā)熱元件，其中所述線路的電阻率等于或 小于1 (Q/m)。
26. 根據(jù)權(quán)利要求l的片狀發(fā)熱元件，其中形成所述線路的導(dǎo)電材料 為銅、錫鍍敷的銅和銅-銀合金中的任何一種。
27. 根據(jù)權(quán)利要求1的片狀發(fā)熱元件，其中通過將19根具有0.05微 米直徑的銅-銀合金線絞合在一起，形成所述線路。
28. 根據(jù)權(quán)利要求1的片狀發(fā)熱元件，其中所述線路以約70-150mm 的間距設(shè)置。
29. 根據(jù)權(quán)利要求1的片狀發(fā)熱元件，其中所述至少一個(gè)PTC電阻器 片呈現(xiàn)等于或高于所述基底片的彈性的彈性。
30. 根據(jù)權(quán)利要求1的片狀發(fā)熱元件，其中所述至少一個(gè)PTC電阻器 片在小于7kgf的負(fù)載下g量大于5%。
31. 根據(jù)權(quán)利要求1的片狀發(fā)熱元件，其中所述基底片由從聚酯纖維 形成的非紡織或紡織品制成。
32. 根據(jù)權(quán)利要求30的片狀發(fā)熱元件，其中用針對(duì)所述基底片穿孑L。
33. 根據(jù)權(quán)利要求l的片狀發(fā)熱元件，還包括覆蓋片，其由電絕緣材 料制成，且與所述基底片協(xié)作以包圍所述線路和所述至少一個(gè)PTC電阻器 片。
34. 根據(jù)權(quán)利要求33的片狀發(fā)熱元件，其中所述覆蓋片由從聚酯纖維 形成的非紡織或紡織品制成。
35. 根據(jù)權(quán)利要求33的片狀發(fā)熱元件，其中所述基底片和所ii^蓋片中的至少一者包含阻燃劑。
36. 根據(jù)權(quán)利要求35的片狀發(fā)熱元件，其中所述阻燃劑包括基于磷的 阻燃劑、基于氮的阻燃劑、基于硅氧烷的阻燃劑、無機(jī)阻燃劑和基于卣素 的阻燃劑中的至少一種。
37. 根據(jù)權(quán)利要求35的片狀發(fā)熱元件，其中所述基底片和所i^A蓋片 中的所述至少一者滿足以下條件中的至少一個(gè)(a )當(dāng)用氣焰燃燒所述基底片和所述覆蓋片中的所述至少 一者的一端 且在60秒鐘后熄滅所述氣焰時(shí)，即使所述片被燒焦，所述片也不燃燒；(b )當(dāng)用氣焰燃燒所述基底片和所i^葭蓋片中的所述至少一者的一端 時(shí)，所述片著火不超過60秒鐘，但火焰在2英寸內(nèi)熄滅；或者(c )當(dāng)用氣焰燃燒所述基底片和所^蓋片中的所述至少一者的一端 時(shí)，即使所述片著火，在距離表面1/2英寸厚的區(qū)域內(nèi)，火焰也不以4英 寸/分鐘以上的速度蔓延。
38. 根據(jù)權(quán)利要求35的片狀發(fā)熱元件，其中所述阻燃劑以5重量％以 上的含量包含在所述基底片和所ii^蓋片中的所述至少一者中。
39. 根據(jù)權(quán)利要求35的片狀發(fā)熱元件，其中所述阻燃劑以10-30重量 %的含量包含在所述基底片和所M蓋片中的所述至少 一者中。
40. 根據(jù)權(quán)利要求35的片狀發(fā)熱元件，其中所述阻燃劑以15-25重量 %的含量包含在所述基底片和所述覆蓋片中的所述至少一者中。
41. 根據(jù)權(quán)利要求1的片狀發(fā)熱元件，其中所述線路設(shè)置在所述至少 一個(gè)PTC電阻器片與所述基底片之間。
42. 根據(jù)權(quán)利要求l的片狀發(fā)熱元件，還包括防液膜。
43. 根據(jù)權(quán)利要求42的片狀發(fā)熱元件，其中所述防'皿包含乙烯/乙 烯醇共聚物、熱塑性聚酯樹脂、聚酰胺樹脂、聚丙烯樹脂和離子交聯(lián)聚合 物中的至少一種。
44. 根據(jù)權(quán)利要求42的片狀發(fā)熱元件，其中所述防液膜的厚度為5-100 微米。
45. 根據(jù)權(quán)利要求42的片狀發(fā)熱元件，其中所述防液膜的厚度為10-50微米。
46. 根據(jù)權(quán)利要求42的片狀發(fā)熱元件，其中所述防液膜設(shè)置在所述至 少 一個(gè)PTC電阻器片與所述基底片之間。
47. 根據(jù)權(quán)利要求42的片狀發(fā)熱元件，其中所述防液膜包含阻燃劑。
48. 根據(jù)權(quán)利要求47的片狀發(fā)熱元件，其中所述阻燃劑包括基于磷的 阻燃劑、基于氮的阻燃劑、基于硅氧烷的阻燃劑、無機(jī)阻燃劑和基于卣素 的阻燃劑中的至少一種。
49. 根據(jù)權(quán)利要求47的片狀發(fā)熱元件，其中所述防液膜滿足以下條件 中的至少一個(gè)(a )當(dāng)用氣焰燃燒所述防液膜的一端且在60秒鐘后熄滅所述氣焰時(shí)， 即使所述基底片被燒焦，所述防液膜也不燃燒；(b) 當(dāng)用氣焰燃燒所述防液膜的一端時(shí)，所述防液膜著火不超過60 秒鐘，但火焰在2英寸內(nèi)熄滅；或者(c) 當(dāng)用氣焰燃燒所述防液膜的一端時(shí)，即使所述防液膜著火，在距 離表面1/2英寸厚的區(qū)域內(nèi)，火焰也不以4英寸/分鐘以上的速度蔓延。
50. 根據(jù)權(quán)利要求47的片狀發(fā)熱元件，其中所述阻燃劑以5重量％以 上的含量包含在所述防液膜中。
51. 根據(jù)權(quán)利要求47的片狀發(fā)熱元件，其中所述阻燃劑以10-30重量 %的含量包含在所述防液膜中。
52. 根據(jù)權(quán)利要求47的片狀發(fā)熱元件，其中所述阻燃劑以15-25重量 %的含量包含在所述防液膜中。
53. 根據(jù)權(quán)利要求1的片狀發(fā)熱元件，其中所述線路中的至少一條以 波形方式延伸。
54. 根據(jù)權(quán)利要求1的片狀發(fā)熱元件，其中如此設(shè)置所述線路，以便 多于兩條線路對(duì)所述至少一個(gè)PTC電阻器片中的每一個(gè)供電。
55. 根據(jù)權(quán)利要求1的片狀發(fā)熱元件，其中所述至少一個(gè)PTC電阻器 片設(shè)置在所述線路與所述基底片之間。
56. 根據(jù)權(quán)利要求1的片狀發(fā)熱元件，還包括導(dǎo)電膜，其設(shè)置在所述線路與所述至少一個(gè)PTC電阻器片之間，且允許所述線路在其上滑動(dòng)。
57. 根據(jù)權(quán)利要求56的片狀發(fā)熱元件，其中所述導(dǎo)電膜由石墨膏和包 含石墨的樹脂化合物中的一種制成。
58. 根據(jù)權(quán)利要求1的片狀發(fā)熱元件，其中所述至少一個(gè)PTC電阻器 片包括用PTC電阻器材料浸漬的非紡織品或紡織品。
59. 根據(jù)權(quán)利要求l的片狀發(fā)熱元件，還包括由熱塑性彈性材料制成 的覆蓋膜。
60. 根據(jù)權(quán)利要求59的片狀發(fā)熱元件，其中所述覆蓋膜由基于聚烯烴 的熱塑性彈性材料、基于苯乙烯的熱塑性彈性材料和基于氨基甲酸乙酯的 熱塑性彈性材料中的至少 一種制成。
61. 根據(jù)權(quán)利要求1的片狀發(fā)熱元件，其中所述基底片和所述至少一 個(gè)PTC電阻器片中的至少一者形成有多個(gè)狹縫。
62. 根據(jù)權(quán)利要求l的片狀發(fā)熱元件，其中所迷基底片和所述至少一 個(gè)PTC電阻器片中的至少一者形成有多個(gè)缺口。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明的片狀發(fā)熱元件包括基底片，其由電絕緣材料制成；以及線路，其由導(dǎo)電材料制成，且被設(shè)置為在所述基底片上在所述線路之間具有間距。所述片狀發(fā)熱元件還包括至少一個(gè)PTC電阻器片，所述PTC電阻器片與所述線路電接觸且被配置為以自調(diào)節(jié)方式響應(yīng)于來自所述線路的電供給而發(fā)熱。所述至少一個(gè)PTC電阻器片可包括阻燃劑和/或防液樹脂。根據(jù)本發(fā)明的片狀發(fā)熱元件具有優(yōu)良的柔韌性、耐用性和可靠性以及低的制造成本。當(dāng)在車輛座椅加熱器中或在方向盤加熱器中使用本發(fā)明的片狀發(fā)熱元件時(shí)，在其上乘坐時(shí)乘客感覺舒適，而當(dāng)觸摸方向盤時(shí)司機(jī)感覺舒適。
文檔編號(hào)H05B3/34GK101578913SQ200880001410
公開日2009年11月11日 申請(qǐng)日期2008年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月22日
發(fā)明者中島啟造, 宇野克彥, 梅田章廣, 石井隆仁, 福田祐 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社