[发明专利]平面状发热体

说明书

技术领域

本发明涉及配有正温度系数特性的平面状发热体。

背景技术

为了道路的融雪等，在道路表面附近埋设平面状发热体，加热该平面状发热体进行发热。此外，使平面状发热体与蓄热材料一体化，还可作为地板下采暖组件使用。

该平面状发热体的结构是，在把碳黑等导电性颗粒融合在热塑性树脂中构成的表面发热电阻板内设有一对电极，一旦在这些电极间有电流流动，那么用其焦耳热就可加热该板。

平面状发热体的发热电阻板具有在温度上升的同时电阻值增大的正温度系数特性(PTC特性)，根据环境温度和散热状况，在发热部分产生温度差。

例如，发热电阻板在其中央区域向两个方向散热，但由于在其两侧区域中不仅向正反面而且还向包括侧部的三个方向散热，所以存在中央部分区域的表面比两侧部分区域的表面有温度高的倾向。如果这种倾向变强，那么在发热电阻板为正温度系数特性的情况下，与两侧部分区域的温度相比，中央部分区域的温度变得特别高，发生称为仅中央部分发热的局部发热现象。

因此，以往有在平面状的整个发热电阻板上配置匀热板，或仅在温度高的部分配置匀热板，防止局部发热的实例(特开昭54-156242号)。

此外，在以往的平面状发热体中，在由热塑性树脂和导电性颗粒成形发热电阻板时，为了降低因电阻随时间变化和热过程产生的变化，实施热处理和压力处理。

作为各种应用中的问题，由于室温下的电阻值和稳定加热的温度下的电阻值之差较大，所以冲击时的功率与稳定时的功率之差较大，需要在设计断路器时下工夫，必须使额定功率增大。

但是，在所述以往例中，匀热板的厚度较大，或匀热板的形状复杂，不仅安装不便，而且成为制造成本高的主要原因。此外，仅在温度高的部分装有匀热板的情况下，使平面状发热体的厚度变得非常大，不适合作为薄型发热器使用。

此外，在由热塑性树脂和导电性颗粒成形发热电阻板时，由于实施热处理和压力处理，所以制造工序增加，从这点上说，也是使制造成本升高的主要原因。

本发明的目的在于提供可充分防止局部发热，电阻随时间变化小，并且能够以低成本制造，同时具有达到预定加热温度前电阻变化少，在某个温度以上时电阻值增大的特性的平面状发热体。

发明的公开

因此，本发明这样实现上述目的，使发热电阻板不具有PTC特性，或使发热电阻板的PTC特性至少在电极覆盖构件内比电极附近部分的PTC特性的上升倍率小，或使上升温度高。

具体地说，本发明的平面状发热体把覆盖各电极的多个电极覆盖构件相互隔开预定间隔地安装在平面状发热电阻板上，其特征在于，它是所述电极覆盖构件内至少一个电极的附近有在温度上升的同时电阻值增大的正温度系数特性的PTC层，所述发热电阻板不具有所述正温度系数特性，或者在表示所述PTC层的最大上升倍率的温度以下的范围内，与所述PTC层相比其上升倍率小，或者与所述PTC层相比其上升温度具有大的正温度系数特性。

在本发明中，如果在电极间使电流流动，那么发热电阻板发热，但由于该发热电阻板没有PTC特性，或与PTC层相比，上升倍率小或上升温度高，所以即使例如发热状况在中央部分区域和两侧部分区域不同，在发热电阻板中也不会发生局部发热。而且，由于电极覆盖构件内至少一个电极附近是具有正温度系数特性的PTC层，所以能够维持以往平面状发热体具有的正温度系数特性的优点。再有，作为发热电阻板，由于使用不具有大的正温度系数特性的构件，所以作为平面状发热体的整体来说，降低了电阻变化大的具有正温度系数特性部分的比例，能够使整体的电阻随时间变化减小。这样，由于不需要成形发热电阻板时的热处理，所以能够降低平面状发热体的制造成本。

此外，相对于发热电阻板的电阻值，通过调整变更PTC层(电极覆盖构件)的比例、电阻率，使可变地设计发热器整体的电阻值变大的温度成为可能，可容易地获得满足各种用途的特性。

其中，在表示所述PTC层的最大上升倍率的温度以下的范围内，所述发热电阻板中的正温度系数特性的上升倍率为PTC层的正温度系数特性的上升倍率的0.5以下较好，而且，使所述发热电阻板的正温度系数特性的上升温度比所述PTC层的正温度系数特性的上升温度高5℃以上较好。