CN110870383A - 绳状加热器、面状加热器以及面状加热器的制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种绳状加热器(1)，具有导体素线(5a)、在该导体素线(5a)的外周形成的内层覆盖物(7)以及在该内层覆盖物(7)的外周形成的外层覆盖物(9)，上述内层覆盖物(7)的熔点高于上述外层覆盖物(9)的熔点，上述内层覆盖物(7)和上述外层覆盖物(9)由同系聚合物材料构成，上述内层覆盖物(7)和上述外层覆盖物(9)被粘接。具有多根上述导体素线(5a)，该导体素线(5a)被绝缘覆膜(5b)覆盖。一种面状加热器，是在基材上配设上述绳状加热器而成，上述基材是具有空隙的构造，上述外层覆盖物的至少一部分侵入上述基材的空隙之间，上述内层覆盖物不侵入上述基材的空隙之间。

Description

绳状加热器、面状加热器以及面状加热器的制造方法
技术领域
本发明涉及能够优选适用于电热毯、电地毯、车座椅加热器、方向盘加热器等的绳状加热器以及使用了该绳状加热器的面状加热器，尤其涉及能够实现粘接性高、绝缘性充分的绳状加热器和面状加热器。
背景技术
通常已知各种加热器等所使用的绳状加热器的构成是，在芯材上螺旋状地缠绕成为电阻体的导体素线，并在其上覆盖由绝缘层制成的外覆盖物。在此，作为导体素线，使用铜线或镍-铬合金线等，将它们多根拉齐或绞合在一起构成。还已知在这些导体素线上，针对各个导体素线形成绝缘覆膜，以便相互绝缘。此外，还已知在该导体素线的外周或绝缘层的外周，形成热熔接部。例如已知通过在无纺布、铝箔、聚合物发泡体这些基材上配置绳状加热器，并通过进行加热加压，利用该热熔接部将绳状加热器和基材热熔接，制成面状加热器(例如，参照专利文献1～专利文献8等)。
专利文献1：日本专利第4202071号公报：克拉比(KURABE INDUSTRIAL CO.，LTD.)
专利文献2：日本特开昭61-47087号公报：松下电气产业
专利文献3：日本特开2008-311111公报：克拉比(KURABE IDUSTRIAL CO.，LTD.)
专利文献4：日本特开2010-15691公报：克拉比(KURABE IDUSTRIAL CO.，LTD.)
专利文献5：国际公开WO2011/001953公报：克拉比(KURABE IDUSTRIAL CO.，LTD.)
专利文献6：国际公开WO2014/103981公报：克拉比(KURABE IDUSTRIAL CO.，LTD.)
专利文献7：日本特开2014-143175公报：克拉比(KURABE IDUSTRIAL CO.，LTD.)
日本专利文献8：日本专利第4118878号公报：W.E.T.Automotive
上述日本专利文献所记载的绳状加热器和面状加热器存在如下课题。首先，如果在导体素线上直接形成热熔接材料，则加热加压时热熔接材料会被挤坏变形，导体素线可能无法得到绝缘充分的厚度。如果针对各个导体素线形成绝缘覆膜，则能够维持必要最低限度的绝缘性，但是会被要求提高安全性。另外，如果在导体素线外周形成绝缘层并在其外周形成热熔接材料，则绝缘层不会发生变形，能够维持充分绝缘性。但是，因为对于绝缘层与热熔接材料的粘接没有做过检查，因此在加热加压时热熔接材料被挤坏而发生了变形的部分，可能使得基材上仅仅残留热熔接，而绝缘层和导体素线从基材脱离。
发明内容
本发明是为了解决这样的现有技术的问题点而完成的，其目的在于提供一种粘接性高、绝缘性也充分的绳状加热器以及使用了该绳状加热器的面状加热器。
为了实现上述目的，本发明的绳状加热器具有导体素线、在该导体素线的外周形成的内层覆盖物以及在该内层覆盖物的外周形成的外层覆盖物，上述内层覆盖物的熔点高于上述外层覆盖物的熔点，上述内层覆盖物和上述外层覆盖物由同系聚合物材料构成，上述内层覆盖物和上述外层覆盖物被粘接。
另外考虑，具有多根上述导体素线，该导体素线被绝缘覆膜覆盖。
本发明的面状加热器是在基材上配设上述绳状加热器而成的。
另外考虑，上述基材是具有空隙的构造，上述外层覆盖物的至少一部分侵入上述基材的空隙之间，上述内层覆盖物未侵入上述基材的空隙之间。
另外考虑，上述内层覆盖物的截面形状保持大致圆形。
本发明的面状加热器的制造方法是在具有空隙的构造的基材上配置绳状加热器，其中，所述绳状加热器具有导体素线、在该导体素线的外周形成的内层覆盖物以及在该内层覆盖物的外周形成的外层覆盖物，通过加热加压，使得上述外层覆盖物熔融而上述内层覆盖物基本上不熔融，来使上述外层覆盖物侵入上述基材的空隙之间，对上述绳状加热器和上述基材进行热熔接。
根据本发明的绳状加热器，因为内层覆盖物的熔点高于外层覆盖物的熔点，因此即便在通过加热加压等来熔接外层覆盖物时，内层覆盖物的形状也基本上不会变形，能够维持充分绝缘性能。另外，外层覆盖物充分熔融与基材热熔接，并且内层覆盖物和外层覆盖物是同系材料，因此相互充分地粘接，能够防止绳状加热器或其一部分从基材脱离。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的图，是表示绳状加热器的构成的局部缺口的侧面图。
图2是表示本发明的实施方式的图，是表示面状加热器的构成的俯视图。
图3是表示本发明的实施方式的图，是放大表示面状加热器的要部的截面图。
图4是表示本发明的实施方式的图，是表示热压式加热器制造装置的构成的图。
图5是表示本发明的实施方式的图，是将绳状加热器配设成规定图案形状的样子的局部立体图。
图6是表示本发明的另一个实施方式的图，是表示绳状加热器的构成的局部缺口的侧面图。
图7是表示本发明的其他实施方式的图，是表示绳状加热器的构成的局部缺口的侧面图。
图8是是表示本发明的实施方式的面状加热器的截面的显微镜照片。
图9是表示本发明的比较方式的面状加热器的截面的显微镜照片。
图10是将本发明的面状加热器嵌入方向盘内的样子以局部缺口表示的立体图。
图11是将本发明的面状加热器嵌入车辆用座椅内的样子以局部缺口表示的立体图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。这些实施方式示例了假定将本发明作为面状加热器应用于车辆用方向盘加热器之中。
首先，参照图1～图5说明本实施方式。从本实施方式的绳状加热器1的构成开始说明。本实施方式的绳状加热器1如图1所示那样构成。首先，提供由外径约为0.2mm的芳族聚酰胺纤维束形成的芯材3，五根由素线直径为0.08mm的硬质含锡铜合金线形成的导体素线5a以拉齐构成的形式，以约1.0mm的螺距螺旋状地缠绕在该芯材3的外周。在导体素线5a上，以厚度约5μm形成通过涂覆醇酸硅氧烷清漆(醇酸：硅氧烷＝50：50)并将其干燥形成的含有硅氧烷的绝缘覆膜5b。在该芯材3上卷缠绕导体素线5a而成的外周，作为内层覆盖物7以0.065mm的厚度挤压覆盖熔点225℃的聚酯树脂。在该内层覆盖物7的外周，作为外层覆盖物9，以0.065mm的厚度挤压覆盖熔点163℃的聚酯树脂。绳状加热器1如此地构成，其成品外径是0.63mm。另外，在考虑弯曲性或拉伸强度的情况下，上述芯材3是有效的，但是还考虑不使用芯材3，而将多根导体素线拉齐或绞合在一起的情形。
接着，说明对形成上述构成的绳状加热器1进行粘接和固定的基材11的构成。本实施例的基材11由表观密度为0.03g/cm3(JIS K7222标准)、硬度为11.77(JIS K6400-2标准)、厚度为4mm的发泡聚氨酯树脂构成。通过使用模切等公知方法以想要的形状形成这样的基材11。
接着，说明将上述绳状加热器1以规定图案形状配设并粘接、固定在基材11上的构成。图4是表示用于对配设绳状加热器1的基材进行加热加压的热压式加热器制造装置13的构成的图。首先，准备热压夹具15，在该热压夹具15上设置多个上锁机构17。上述上锁机构17如图5所示，具备销钉19，该销钉19从下方插入在热压夹具15穿孔的孔21内。在该销钉19的上部安装能够在轴向移动的前端为针状的上锁部件23，通过盘簧25总是向上方施力。从而，以图5中虚拟线所示，一边在多个上锁机构17的上锁部件23上挂上绳状加热器1，一边在一个基材11上以规定图案形状配设绳状加热器1。
回到图4，在上述多个上锁机构17的上方以能够升降的方式配置热压板27。即，一边将绳状加热器1挂在多个上锁机构17的上锁部件23一边以规定图案形状配设绳状加热器1，在其上放置基材11。在该状态下，使上述热压板27下降，来对绳状加热器1和基材11实施加热加压。在该热压板27的下降过程中，至少需要将基材11的压缩量设计得大于绳状加热器1的外径。由此，基材11被压缩，并且绳状加热器1的热熔接层9发生熔接，绳状加热器1和基材11被粘接和固定。此外，在上述热压板27下降进行加热加压时，多个上锁机构17的上锁部件23反抗盘簧25的施力而向下方移动。本实施方式之中，在这之后，翻转基材11，从配设绳状加热器1的一侧的面开始进一步利用热压板来进行加热加压。
通过进行上述作业，能够得到图2以及图3所示的面状加热器31。此外，图3是放大图2的要部来进行表示的截面图。基材11被平板状的热压板27压缩，因此对于配设绳状加热器1的部位，会被更强烈地加压。由此，基材11中配设绳状加热器1的部位变成沿着绳状加热器1的形状这样的形状，密度比其他部位更高且变薄。由此，面状加热器31在配设绳状加热器1的部位也不会产生凹凸，是平坦形状。另外，如此得的面状加热器31中基材11被压缩而成为高密度，因此能够提高机械强度。此外，通过本实施方式得到的面状加热器31的厚度是1.00mm，配设绳状加热器1的部位的基材11的最小厚度是0.50mm，未配设绳状加热器1的部位的基材11的厚度是1.00mm。
此外，绳状加热器1的外层覆盖物9被加热加压而变形流动，其一部分侵入到基材11的空隙(气孔)之间。另外，绳状加热器1的内层覆盖物7即便被加热加压也基本上不会变形，不会侵入到基材11的空隙(气孔)之间，大致地保持当初的形状即截面圆形状。
对于如上述那样得到的实施方式的面状加热器31，绳状加热器1的两端被拉出而与引线35连接，通过该引线35，连接绳状加热器1、温度控制装置39以及连接器(未图示)。温度控制装置配置在绳状加热器1上，通过绳状加热器1的发热来进行面状加热器的温度控制。从而，经由上述连接器来与未图示的车辆电气系统连接。此外，形成上述构成的面状加热器31在图10所示的状态下，设置在方向盘71上。该方向盘71包括盘部72、辐条部73以及凸起部74，面状加热器31设置在盘部72的盘芯材料77与覆盖材料78之间。
在基材11上，形成用于对面状加热器31和方向盘的覆盖材料78进行粘接的粘接层(未图示)。粘接层的形成优选预先在脱模片材上形成仅由粘接剂形成的粘接层，将该粘接层从上述脱模片材上转印到上述基材11的表面。由此，粘接剂不会侵入基材11的内部，而仅在基材11的表面形成粘接层。此外，在实施方式3中，当对面状加热器31和覆盖材料78进行粘接时，与对配设绳状加热器1的一侧和覆盖材料78进行粘接相比，对未配设绳状加热器1的一侧和覆盖材料78进行粘接这更为优选。这是因为，绳状加热器1带来的凹凸难以体现在覆盖材料78表面。另一方面，在重视热效率的情况下，也考虑对配设绳状加热器1的一侧和覆盖材料78进行粘接。
对于如上述那样得到的实施方式的面状加热器31，在如图10所示组装进方向盘的状态下，供实际使用，进行异样感的确认。确认是通过10个使用者握住方向盘，进行左右各10次转向作业，并听取他们是否感到绳状加热器1带来的凹凸来调查的。其结果，对于实施方式，回答感觉到异样感的使用者为零。
另外，测定绳状加热器1和基材11的粘接强度。粘接强度的测定方法是用推拉力计(Push-pull gauge)固定加热器状加热器1，相对于绳状加热器1的配设方向180°方向拉伸，并测定绳状加热器1从基材11剥离时所要的荷重来进行评估。另外，测定面状加热器31的绝缘性。绝缘性的测定方法在导电板之间放置面状加热器31，对导电板与绳状加热器1之间以2000V/min的升压速度施加电压，将电流泄露10mA以上时作为击穿电压来进行评估。同时，在上述实施方式中，以不使用内层覆盖物7而使外层覆盖物9的厚度为2倍作为比较方式，进行了同样的测定。这些测定结果在表1中表示。
实施方式 比较方式
粘接强度 0.63kgf 0.64kgf
绝缘性 >2000V 300V
正如在表1中所记载的那样，实施方式的面状加热器具有优良的粘接性和充分的绝缘性能。另一方面，比较方式1的面状加热器尽管粘接性优良，但是绝缘性在实际使用方面尽管是没有问题的数值但是与实施方式相比是低劣的结果。
图8中表示实施方式的面状加热器的截面要部的光学显微镜照片(175倍)。另外，图9表示比较方式的面状加热器的截面要部的光学显微镜照片(175倍)。对于实施方式的面状加热器，维持了内层覆盖物为大致圆形并且导体素线被内层覆盖物覆盖的状态，可以预见其具有充分的绝缘性能。另一方面，对于实施方式的面状加热器，是导体素线即将露出之前的状态。尽管因为在导体素线上形成了绝缘覆膜，而具有最低限的绝缘性，但是需要提高绝缘性能以进一步提高安全性。另外，在实施方式以及比较方式中均确认到，外层覆盖物侵入基材的空隙之间，通过热熔接以及锚定效果，基材和绳状加热器被结实地粘接固定。
应当注意，本发明不限于上述实施方式。首先，作为绳状加热器1的构成，例如如上述实施方式那样，绞合或拉齐多根被绝缘覆膜5b覆盖的导体素线5a，使其缠绕在芯材3上，在其外周形成内层覆盖物7和外层覆盖物9(参照图1)。也可以不使用芯材3，而绞合多根被绝缘覆膜5b覆盖的导体素线5a(参照图6)，拉齐多根被绝缘覆膜5b覆盖的导体素线5a(参照图7)。
此外，还考虑在导体素线5a上不形成绝缘覆盖物5b。例如，考虑对于全部导体素线5a不形成绝缘覆盖物5b的方式、被绝缘覆膜5b覆盖的导体素线5a和未被绝缘覆膜5b覆盖的导体素线5a交替配置的方式、仅一部分导体素线5a被绝缘覆膜5b覆盖或者未被覆盖的方式，此外还想定各种构成。此外，还考虑使芯材3和导体素线5a绞合。
作为芯材3，例如可以列举出使用无机纤维如玻璃纤维或有机纤维如聚酯纤维(例如聚对苯二甲酸乙二醇酯)、脂族聚酰胺纤维、芳族聚酰胺纤维和全芳族聚酯纤维等的单丝、复丝、纺成丝(spun)，或者使用上述纤维的纤维材料或构成上述纤维材料的有机聚合物材料制成芯材料，并在其周围覆盖热塑性有机聚合物材料而形成的纤维。此外，如果使用具有热收缩性和热熔性的芯材3，即使当导体素线5a断开时，芯材由于异常加热而熔融、切断并同时收缩，使得缠绕的导体素线5a也跟随芯材3的动作，并且断开的导体素线5a的两端彼此分开。因此，防止了断开的导体素线的端部反复相互接触和分开，并且防止它们通过小接触面积如点接触而接触，可以防止异常发热。此外，如果导体素线5a构成为通过绝缘覆膜5b绝缘，则不需要仔细选择芯材3的绝缘材料。例如，可以使用不锈钢线和钛合金线。然而，考虑到导体素线5a断开的状况，芯材3优选为绝缘材料。
关于导体素线5a，可以使用常规已知的材料。例如，可以列举出铜线、铜合金线、镍线、铁线、铝线、镍-铬合金线和铁-铬合金线等。作为铜合金线，可以列举出例如锡-铜合金线、铜-镍合金线、含银的铜合金线等。在含银的铜合金线中，铜固溶物和铜-银共晶处于纤维形状。在以上列出的材料中，从成本和特性之间的平衡的观点看来，优选使用铜线或铜合金线。关于铜线和铜合金线，尽管软材料和硬材料都存在，但从抗弯曲性的角度看来，硬材料是比软材料更优选的。应当注意，硬铜线和硬铜合金线是通过以下方法制备的：通过冷加工如拉拔加工等将各金属晶粒在加工方向上拉长以形成纤维状组织。如果将上述硬铜线和硬铜合金线加热至高于再结晶温度，在金属晶体中产生的加工应变被消除，并且晶核开始出现，以充当新的金属晶体的基础。该晶核发展、随后发生替代旧晶粒的重结晶、并成为晶粒进一步成长的状态。软铜线和软铜合金线是处于这种晶粒已成长状态的材料。与硬铜线和硬铜合金线相比，软铜线和软铜合金线具有较高的拉伸性和较高的电阻值，但是具有较低的抗拉强度。因此，软铜线和软铜合金线的耐弯曲性低于硬铜线和硬铜合金线的耐弯曲性。如上所述，通过热处理，硬铜线和硬铜合金线变成具有较低耐弯曲性的软铜线和软铜合金线。因此，当加工时，加热历史优选尽可能少。应当注意，硬铜线也定义在JIS-C3101(1994)中，且软铜线也定义在JIS-C3102(1984)中。在定义中，软铜线定义为外径为0.10至0.26mm时伸长15％以上，外径为0.29至0.70mm时伸长20％以上，外径为0.80至1.8mm时伸长25％以上，且外径为2.0至7.0mm时伸长30％以上。另外，铜线包括施加了镀锡的铜线。镀锡的硬铜线定义在JIS-C3151(1994)中，并且镀锡的软铜线定义在JIS-C3152(1984)中。此外，可以使用各种形状作为导体素线5a的横截面形状。在不限于具有通常使用的圆形横截面的线的情况下，也可以使用通常所说的矩形线。
然而，当围绕芯材3缠绕导体素线5a时，在上述导体素线5a的材料中，优选在缠绕时回弹量小的材料，并且优选恢复率为200％以下的材料。例如，其中铜固溶体和铜银共晶为纤维状的的含有银的铜合金线等，尽管抗拉强度和弯曲强度出色，但是在缠绕时容易回弹。因此，含有银的铜合金不是优选的，因为当围绕芯材3缠绕导体素线5a时，导体素线5a容易浮动，并且当施加过量的缠绕张力时，导体素线5a容易断裂，并且此外，在加工后，容易形成缠结习惯。尤其是，当绝缘覆膜5b覆盖在导体素线5a上时，还增加了绝缘覆膜5b带来的恢复率。因此，重要的是，选择具有低恢复率的导体素线5a，以抵消绝缘覆膜5b带来的恢复力。
在此，将详细描述在本发明中定义的恢复率的测量。首先，在向导体素线施加预定负荷的同时，将导体素线围绕直径为导体素线的直径的60倍的圆柱形芯棒缠绕三次以上，使得导体素线不相互重叠。在经过10分钟后，移除负荷，将导体素线从芯棒移除，测量通过弹性恢复的形状的内径，并通过下式(I)计算导体素线的回弹的比率，作为恢复率。
R＝(d2/d1)×100―――(I)
符号的解释：
R：恢复率(％)
d1：用于缠绕试验的芯棒的直径(mm)
d2：在围绕芯棒缠绕导体素线之后通过释放负荷而恢复的形状的内径(mm)
关于覆盖在导体素线5a上的绝缘覆膜5b，例如，可以使用聚氨酯树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、聚酯酰亚胺树脂、尼龙树脂、聚酯-尼龙树脂、聚乙烯树脂、聚酯树脂、氯乙烯树脂、氟树脂和硅氧烷。然而，上文列出的材料中优选含有硅氧烷的材料。硅氧烷是具有由硅氧烷键形成的主框架结构的人造聚合物化合物的集体术语。例如采取硅氧烷树脂和硅氧烷橡胶(硅氧烷弹性体)等的形式。作为取代基的甲基和苯基的量可以任意调节，可以适当导入其他取代基如醚基、氟烷基、环氧基、氨基和羧基。此外，可以使用硅氧烷树脂和其他聚合物材料的混合物或者聚硅氧烷和其他聚合组分的共聚物。作为实例，可以使用通常所说的醇酸硅氧烷，其通过将聚酯树脂与硅氧烷树脂混合而获得，或者通常所说的丙烯酸类硅氧烷，其是丙烯酸类聚合物和二甲基聚硅氧烷的接枝共聚物。从多种具体观点看来，在绝缘覆膜5b中含有的硅氧烷的量优选在具体范围内。应当注意，当使用硅氧烷和其他聚合组分的共聚物时，在共聚物中仅硅氧烷的重量应当算作硅氧烷的量。如果硅氧烷的量太少，则火花期间产生的热导致其他组分热分解，从而绝缘覆膜5b可能脱离。此外，可能对外观给予不好的影响。从该观点来看，硅氧烷的含量按重量比计优选为20％以上，更优选为40％以上。如果硅氧烷的量过多，则降低可湿性，使得难以涂敷至导体素线5a，并可能产生外观上的问题。此外，因为上述情况，绝缘覆膜5b的绝缘性能可能不足。从上述观点看来，硅氧烷的含量优选为90％以下，并且考虑为80％以下。此外，可以预先向导体素线5a涂敷底漆，从而改善导体素线5a和绝缘覆膜5b之间的密接性。
上述含有硅氧烷的绝缘覆膜5b具有出色的耐热性、不燃性和化学稳定性。即使当产生火花时绝缘覆膜5b经历了高热，也形成氧化硅膜，并且能够保持绝缘。此外，当产生火花时，通过高热产生硅氧烷气体。因为在导电线的端面处氧化硅膜从硅氧烷气体沉淀并且使所述端面绝缘，所以可以在那之后防止火花。通过以下方式，将如上所述的硅氧烷覆盖在导体素线5a上，以充当绝缘覆膜5b：将硅氧烷以硅氧烷溶解或分散在溶剂、溶剂化介质如水、或分散介质中的状态涂敷在导体素线5a上，并随后将它干燥，或者通过使用成形手段如例如挤出成型在导体素线5a的外周上形成。硅氧烷的挤出成型可以在相对恒定的温度进行，然而，当涂敷溶解或分散在溶剂、水等中的硅氧烷时，暴露于相对高温环境，使得干燥在短时间内结束。如上所解释的，由铜线或铜合金线的导体素线5a通过加热历史在软硬之间改变其特性。因此，考虑到这点，应当选择形成绝缘覆膜5b的方法。此外，当形成绝缘覆膜5b时，与挤出成型相比较，涂敷的绝缘覆膜5b的厚度可以更薄。从而，绳状加热器的直径可以更细。
绝缘覆膜5b的厚度优选为导体素线5a的直径的3至30％。如果厚度小于3％，耐电压性不足，并且因此导体素线5a的单独的涂层可能变得无意义。如果厚度超过30％，当将连接端子压力结合时，变得难以除去绝缘覆膜5b，并且绳状加热器不必要地变粗。
当以拉齐或绞合在一起的状态围绕芯材料3缠绕上述导体素线5a时，拉齐比绞合更优选。这是因为绳状加热器的直径变得更小并且表面变得光滑。除了拉齐和绞合，还考虑将导体素线5a编在芯材料3上。
本发明的绳状加热器优选在导体素线5a的外周形成内层覆盖物7。通过该内层覆盖物7，万一导体素线5a断线的情况下，也能够使得对其他部件的通电绝缘，并且即便在产生了火花的情况下也能够对高温的发热进行隔热。在形成内层覆盖物7的情况下，可以通过挤出成型等来进行，也可以预先覆盖形成为管状的绝缘层7，形成的方法没有特别限定。当通过挤出成型来形成绝缘层7时，导体素线5a的位置固定，因此能够防止由于位置错位而导致的导体素线5a的摩擦或弯曲，为了提高耐弯曲性这是优选的。作为构成内层覆盖物7的材料，可以根据绳状加热器的使用方式或使用环境等而适当设计即可，例如，可以使用，例如，聚烯烃系树脂、聚酯系树脂、聚氨酯系树脂、芳族聚酰胺系树脂、脂族聚酰胺系树脂、氯乙烯树脂、改性诺里尔(Noryl)树脂(聚苯醚树脂)、尼龙树脂、聚苯乙烯树脂、氟树脂、合成橡胶、氟橡胶、乙烯系热塑性弹性体、氨基甲酸酯系热塑性弹性体、苯乙烯系热塑性弹性体、聚酯系热塑性弹性体。特别地，优选使用具有阻燃性的聚合物组合物。在此，具有阻燃性的聚合物组合物是指在JIS-K7201(1999)可燃性试验中氧指数为21以上的聚合物组合物。氧指数为26以上的聚合物组合物是尤其优选的。为了获得上述阻燃性，可以向构成上述绝缘层7的材料适当地加入阻燃性材料或其他材料。作为阻燃剂，例如可以使用金属水合物如氢氧化镁和氢氧化铝，氧化锑，三聚氰胺化合物，磷系化合物，氯系阻燃剂，和溴系阻燃剂等。可以通过常规已知方法对上述阻燃剂适当地施行表面处理。
通过在该内层覆盖物7的外周形成外层覆盖物9，能够利用加热加压来将绳状加热器11热熔接在基材11上。构成外层覆盖物9的材料能够使用与构成上述的内层覆盖物7的材料同样的材料。其中，优选对基材的粘接性优良的烯烃系树脂。作为烯烃系树脂，例如可以列举出高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、乙烯-α-烯烃共聚物、和乙烯-不饱和酯共聚物。在以上所列的材料中，乙烯-不饱和酯共聚物是尤其优选的。乙烯-不饱和酯共聚物具有在分子中含有氧的分子结构。因此，与具有仅由碳和氢构成的分子结构的树脂如聚乙烯相比，燃烧热较低。作为结果，抑制了燃烧。此外，乙烯-不饱和酯共聚物本来具有高粘着性。因此，乙烯-不饱和酯共聚物在对基材的粘着方面是出色的，并且当与无机粉末等混合时，粘着性的劣化低。因此，乙烯-不饱和酯共聚物适合于与多种阻燃剂混合。作为乙烯-不饱和酯共聚物，例如可以列举出乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸乙酯共聚物、和乙烯-(甲基)丙烯酸丁酯共聚物。以上列出的材料可以独立地使用或可以两种以上混合。此处，“(甲基)丙烯酸”表示丙烯酸和甲基丙烯酸两者。材料可以任意地选自上文所列的材料。然而，在等于或低于上述构成绝缘覆膜5b的材料的分解开始温度或熔点的温度熔融的材料是优选的。此外，关于在对基材11的粘着性方面出色的材料，以聚酯系热塑性弹性体为例。如果使用聚酯系热塑性弹性体，则熔点的温度可以设定在较宽的范围内。作为聚酯系热塑性弹性体，有聚酯-聚酯型和聚酯-聚醚型两者。然而，聚酯-聚醚型因为粘着性更高而是优选的。应当注意，当将绳状加热器1和基材11热熔接时，在绳状加热器1和基材11之间的粘着强度非常重要。如果粘着强度不足，则在使用期间绳状加热器1从基材11脱离。从而，对绳状加热器11施加了意外的弯曲。因此，导体素线5a的断开的可能性增加。如果导体素线5a断开，则作为加热器的功能丧失，并且也可能通过接点振动产生火花。
要求内层覆盖物7的熔点高于外层覆盖物9的熔点。由此，通过加热加压等来使外层覆盖物9熔接时，内层覆盖物7的形状基本上不变形，能够维持充分的绝缘性能。作为内层覆盖物7的熔点能够设定区间，下限为外层覆盖物9的熔点+30℃，上限为300℃，优选215℃～250℃。如果内层覆盖物7的熔点低于上述范围，则对基材加热和加压时存在变形的可能性，因此并不优选。如果内层覆盖物7的熔点高于上述范围，则存在对加热器线外周的挤出成型时等加热器劣化的可能性，并不优选。作为外层覆盖物9的熔点，能够设定为100℃～225℃的区间，优选130℃～185℃。如果外层覆盖物9的熔点低于上述范围，则存在加热器使用时的温度发生熔融而引起错位的可能性，并不优选。如果外层覆盖物9的熔点高于上述范围，则存在对基材热压时基材发生劣化的可能性而并不优选。另外，在导体素线5a上形成绝缘覆膜5b的情况下，优选内层覆盖物7的熔点低于绝缘覆膜5b的熔点。为了降低作为方向盘加热器等使用时的异物感，优选内层覆盖物7的厚度变得尽可能薄。但是，如果小于0.04mm则存在无法得到充分耐电压特性的可能性，因此优选0.04mm以上。在内层覆盖物7的厚度为0.04mm的情况下，得到达到1000V为止的耐电压特性。也优选外层覆盖物9的厚度尽可能薄。即便外层覆盖物9变薄，对粘接性的影响也不大。为了降低作为方向盘加热器等使用时的异物感，而优选芯材料3、导体素线5a、内层覆盖物7以及外层覆盖物9合在一起的加热器线的总体外径在0.73mm以下。
另外，要求作为构成内层覆盖物7的材料和构成外层覆盖物9的材料是同系聚合物材料。在此，所谓同系聚合物材料为具有共通的主链构造的聚合物材料、具有共通的官能团的聚合物材料、仅分子量不同的聚合物材料、具有共通的单体单元的共聚物、使共通的聚合物材料配合的混合物等。如果是这些物质，则因为内层覆盖物7和外层覆盖物9的相互充分粘接，所以能够防止绳状加热器从基材脱离。
在导体素线5a的外周，不仅形成内层覆盖物7和外层覆盖物9这2层，还可以适当形成其它层。在3层以上的情况下，最外侧的层是外层覆盖物9，其挨着的内侧层是内层覆盖物7。此外，内层覆盖物7或外层覆盖物9不限于沿着长度方向连续形成，例如，考虑沿着绳状加热器1的长度方向直线状或螺旋线状地形成、点条纹地形成、断续地形成等方式。但是，从粘接强度的观点出发，优选内层覆盖物7以及外层覆盖物9在长度方向连续形成。
另外，如果上述那样得到的绳状加热器1进行耐弯曲性测试时(该测试是通过反复以6倍于本身直径的曲率半径弯曲成90°的角度进行的)，直至至少一根导体素线断裂的弯曲次数优选为2万次以上。
关于基材11，不限于发泡聚氨酯树脂，例如，也考虑由其他材质构成的发泡树脂片、发泡橡胶片等各种聚合物发泡体。特别是，具有空隙，在伸缩性方面优良的是优选的，并且优选调节硬度以在表面不出现绳状加热器的凹凸。另外，为了调节硬度，存在对发泡率进行调整、使气泡的状态为独立气泡或连续气泡、使用根据目的的硬度的材料等方法。作为材料，优选选自聚氨酯树脂、氯丁橡胶、硅氧烷树脂、硅氧烷橡胶、氯丁橡胶、二烯橡胶、丁腈橡胶、天然橡胶、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物等各种树脂、橡胶、热塑性弹性体等。
另外，作为基材11，例如也考虑无纺布、纺布、编织物这样布材料。在布材料的情况下，纤维的种类也可以从各种种类中适当选择，为了提高绳状加热器1和基材11的粘接性，优选含有热熔接性纤维，或含有由与绳状加热器1的外层覆盖物9同系材料构成的纤维。尤其是无纺布，因为触感优良柔软，因此特别是在车座椅加热器的用途中优选的。作为热熔接性纤维，考虑使用具有以低熔点聚酯为鞘成分的芯鞘构造的纤维，除此之外，例如，也考虑例如可以使用低熔点聚丙烯或聚乙烯作为纤维的芯-鞘结构中的鞘组分。通过使用这种热熔接性纤维，在包围热熔接性纤维的芯部的状态下，热熔接性纤维的鞘部和外层覆盖物9相互熔接一体化，因此绳状加热器1与无纺布的粘接非常牢固。此外，作为阻燃性纤维，例如，除了上述阻燃性聚酯之外，还考虑各种阻燃性纤维的使用。在此，阻燃性纤维是指符合JIS-L1091(1999)的纤维。通过使用上述阻燃性纤维，对基材赋予出色的阻燃性。
热熔接性纤维的混合比率优选为5％以上且20％以下。如果热熔接性纤维的混合比率小于5％，则粘着性不足。如果热熔接性纤维的混合比率超过20％，无纺布变硬。这导致就座的人员的异样感，并且相反地降低了对绳状加热器的粘着性。此外，基材由于加热熔接时的热而收缩，并且可能不能获得产品设计中意图的尺寸。阻燃性纤维的混合比率为70％以上，并且优选70％以上且95％以下。如果阻燃性纤维的混合比率小于70％，阻燃性不足。如果阻燃性纤维的混合比率超过95％，热熔接性纤维的混合比率相对不足，并且粘着性不足。注意，热熔接性纤维的混合比率与阻燃性纤维的混合比率之和不必须为100％。可以适当地混合其他纤维。另外，即使未混合热熔接性纤维，也可以通过例如使用对热熔接的部分的材料和构成基材的纤维的材料两者类似的材料类型，获得足够的粘着性。因此，可以充分地考虑不混合热熔接性纤维。
无纺布的尺寸、厚度和其他条件根据用途适当改变。然而，厚度(在干燥条件下测得的值)优选为大约0.6mm至1.4mm。通过使用具有上述厚度的无纺布，当绳状加热器和无纺布通过加热和加压相互粘着和固定时，无纺布与绳状加热器的外周的30％以上、优选50％以上的部分良好地粘着。从而能够得到牢固的粘着状态。
另外，可以使用多个基材11。可以将多个基材11层积成层状。该情况下，多个基材11分别可以是不同材质。由此，表面难以出现绳状加热器的凹凸。另外，如果粘接剂不侵入到气泡内等基材11的内部空隙地形成粘接层，则基材11不会发生硬化而损害伸缩性，触感也不会恶化，是优选的。
作为基材11，优选具有空隙，尤其是优选在配设绳状加热器1的面(以下，记为配设面)构成为与未配设绳状加热器1的面(以下，记为未配设面)相比空隙较多。空隙多的状态是指，例如在纺布或无纺布等的布材料的情况下，单位重量，即每单位体积的纤维重量小的状态，并且在多孔体如发泡树脂片和发泡橡胶片的情况下，表示气孔率大的状态。例如，可以列举出：通过调节温度和压力等方式仅在一侧或在两侧进行了强弱不同的轧光处理的纺布或无纺布，仅从一侧进行了针刺的无纺布，在一侧形成了绒毛或起毛的布体，控制发泡以使得孔隙率在厚度方向上倾斜的发泡树脂片或发泡橡胶片，以及通过将具有不同空隙数量的材料粘合在一起而形成的材料。特别地，优选基材11的空隙是连续的。这是因为熔融的热熔接层渗透到连续的空隙中，使得锚定效果增加并且粘着强度改善。作为这样的空隙连续的方式，可以考虑作为纤维集合体的纺布和无纺布等布材料，以及具有连续气孔的发泡树脂片和发泡橡胶片等。注意，使用具有空隙的材料作为基材11的情况下，只要直至绳状加热器1的外层覆盖物9所侵入的范围都具有空隙就足够了，例如，对于非配设面，可以使用不具有空隙的材料。。
另外，将绳状加热器1配设于基材11时，也可以不是通过加热加压的熔接来进行粘接、固定的方式，而是以其他方式来将绳状加热器1固定在基材11上。例如，为了使温度高于通常使用的温度，考虑：对绳状加热器1通电加热，利用该热来使外层覆盖物9熔融而与基材11粘接、固定的方式；通过感应加热来对导体素线5进行加热，利用该热来使外层覆盖物9熔融而与基材11粘接、固定的方式；通过热风来使由热熔接材料构成的外层覆盖物9熔融并粘接、固定的方式；一边加热一边对一对基材11夹持固定方式等。另外，在对基材11进行加热加压时，不仅利用热压板27加热，还可以利用热压夹具15进行加热。此时，认为热压板27和热压夹具15的温度不同，基材11的压缩率改变，即气孔率发生变化。
另外，作为粘接层，例如能够使用由聚合物丙烯酸系粘着剂构成，而不使用带状基材的粘接层，或在聚丙烯薄膜的两面形成粘接剂的粘接层等各种。如果其单独具有在FMVSSNo.302汽车内装材料的燃烧试验中合格那样的阻燃性，则提高了面状加热器的阻燃性，是优选的。另外，为了不损害面状加热器的伸缩性，优选是仅由粘着剂构成的粘接层。
此外，在将本发明的面状加热器31应用于车辆用座椅加热器的情况下，在如图11所示的状态下，嵌入配置在车辆用的座椅41内。即，车辆用座椅41的表皮罩43或座位垫45中贴附面状加热器31。
产业上的利用可能性
如以上详细叙述那样，根据本发明，能够得到一种粘接性高、绝缘性充分的绳状加热器。该绳状加热器，例如在聚合物发泡体或无纺布等基材上配设为蛇行形状等规定形状来制成面状加热器，能够优选使用于电热毯、电地毯、车座椅加热器、方向盘加热器、加热马桶座、防雾镜加热器、加热炊具等。此外，作为绳状加热器的单独用途，例如，考虑将绳状加热器围绕管道、箱槽等缠绕和粘着，或安装在例如管道内部的方式。关于具体用途，该绳状加热器可以合适地用作例如：用于管线和冷冻机排水管等的防冻加热器，用于空调和除湿器的保温加热器，用于冰箱和冷柜的除霜加热器，用于干燥的加热器和用于供暖地板的加热器。此外，对于以上作为面状加热器的用途所示例的电热毯、电热地毯、车座椅加热器、方向盘加热器、加热马桶座、防雾镜加热器、加热炊具、和供暖地板等，可以将本发明的绳状加热器直接粘着至或直接缠绕至加热对象。
符号说明
1绳状加热器；3芯材料；5a导体素线；5b绝缘覆膜；7内层覆盖物；9外层覆盖物；11基材；31面状加热器。

Claims (14)

1.一种绳状加热器，其特征在于，
具有导体素线、在该导体素线的外周形成的内层覆盖物以及在该内层覆盖物的外周形成的外层覆盖物，
上述内层覆盖物的熔点高于上述外层覆盖物的熔点，上述内层覆盖物与上述外层覆盖物由同系聚合物材料构成，上述内层覆盖物和上述外层覆盖物被粘接。
2.根据权利要求1所述的绳状加热器，其特征在于，
具有多根上述导体素线，该导体素线被绝缘覆膜覆盖。
3.根据权利要求1所述的绳状加热器，其特征在于，
上述聚合物材料是聚酯系热塑性弹性体。
4.根据权利要求1所述的绳状加热器，其特征在于，
上述外层覆盖物的熔点是100℃～225℃，
上述内层覆盖物的熔点是区间，下限为上述外层覆盖物的熔点+30℃，上限为300℃。
5.根据权利要求1所述的绳状加热器，其特征在于，
上述外层覆盖物的熔点是130℃～185℃，
上述内层覆盖物的熔点是215℃～250℃。
6.根据权利要求1所述的面状加热器，其特征在于，
上述内层覆盖物的厚度是0.04mm以上，
上述绳状加热器的外径是0.73mm以下。
7.一种面状加热器，其特征在于，在基材上配设权利要求1所述的绳状加热器。
8.根据权利要求7所述的面状加热器，其特征在于，
上述基材是具有空隙的构造，上述外层覆盖物的至少一部分侵入上述基材的空隙之间，上述内层覆盖物未侵入上述基材的空隙之间。
9.根据权利要求8所述的面状加热器，其特征在于，
上述内层覆盖物的截面形状保持为大致圆形。
10.根据权利要求7所述的面状加热器，其特征在于，
上述聚合物材料是聚酯系热塑性弹性体。
11.根据权利要求7所述的面状加热器，其特征在于，
上述外层覆盖物的熔点是100℃～225℃，
上述内层覆盖物的熔点是区间，下限为上述外层覆盖物的熔点+30℃，上限为300℃。
12.根据权利要求7所述的面状加热器，其特征在于，
上述外层覆盖物的熔点是130℃～185℃，
上述内层覆盖物的熔点是215℃～250℃。
13.根据权利要求7所述的面状加热器，其特征在于，
上述内层覆盖物的厚度是0.04mm以上，
上述绳状加热器的外径是0.73mm以下。
14.一种面状加热器的制造方法，其中，在具有空隙的构造的基材上配置绳状加热器，所述绳状加热器具有导体素线、在该导体素线的外周形成的内层覆盖物以及在该内层覆盖物的外周形成的外层覆盖物，通过加热加压，使得上述外层覆盖物熔融而上述内层覆盖物基本上不熔融，来使上述外层覆盖物侵入到上述基材的空隙之间，使上述绳状加热器与上述基材热熔接。
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