JP2000012199A

JP2000012199A - スパイラル管状ヒーターの製造方法及び製造装置

Info

Publication number: JP2000012199A
Application number: JP10173600A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Inoue; 浩井上; Tadao Muramatsu; 忠雄村松; Seiichiro Takabayashi; 誠一郎高林; Takuji Takahashi; 卓二高橋; Kenji Sonoyama; 研二園山
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 1998-06-19
Filing date: 1998-06-19
Publication date: 2000-01-14

Abstract

(57)【要約】【課題】スパイラル形状を容易に保持するとともに、
被加熱体に装着が容易で密着性が良好なスパイラル管状
ヒーターを、効率良くかつ精度良く容易に製造してゆく
ことのできるスパイラル管状ヒーターの製造方法及び製
造装置を提供する。【解決手段】スパイラル管状ヒーター１６の製造装置
１０は、形状付与部材１１の両端を回転可能に支持する
チャック装置１７ａ，１７ｂを備えた一対の支柱１８
ａ，１８ｂと、第一駆動モータ２３と、テープ状耐熱性
樹脂フィルムＡ１２、導電性基材１４、テープ状耐熱性
樹脂フィルムＢ１５を形状付与部材１１に対して繰り出
し可能に巻回するリール手段１９ａ，１９ｂ，１９ｃか
らなり、形状付与部材１１を回転させるとともに、リー
ル手段１９ａ，１９ｂ，１９ｃによる各繰り出し位置を
形状付与部材１１に対して相対的に前進移動させなが
ら、これらの巻き付け作業を行ってスパイラル管状ヒー
ター１６を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、スパイラル管状
ヒーターの製造方法及び製造装置に関し、特に、内側層
となるテープ状耐熱性樹脂フィルムＡと、導電性基材
と、外側層となるテープ状耐熱性樹脂フィルムＢとを積
層一体化させてなるスパイラル管状ヒーターの製造方法
及び該製造方法において用いる製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、液体クロマトグラフ装置あるいは
質量分析装置などの分析機器におけるパイプや医療用機
器における薬液等の搬送路を構成するパイプ内の搬送対
象物質の凝固や付着を防止するために、パイプを加熱し
て保温することが必要であり、また内面に付着した物質
を蒸発させて真空度を確保するためにパイプを加熱する
場合がある。さらには、水道管の凍結防止のために水道
管を保温・加熱する場合がある。

【０００３】このような場合、従来は、リボンヒーター
のような可とう性の面状発熱体を帯状にしてパイプに巻
き付けることが一般的に行われていたが、上述のような
パイプ等の配管系は、一般に装置と装置との間など狭い
ところに設けられる場合が多いため、このような面状発
熱体を巻き付けて装着することが困難であった。また、
このようにして装着された面状発熱体は、配管系との密
着性が悪く、熱効率が低い。従って、温度の制御を正確
に行うことができない場合が多い。

【０００４】このため、被加熱体である配管系への装着
を容易にするとともに、密着性を高めることを目的とし
て、長手方向の両端間に可とう性の導電性基材を一体と
して設けたスパイラル状の管状ヒーターが開発されてい
る。すなわち、図６及び図７に示すように、かかるスパ
イラル状の管状ヒーター１は、スパイラル形状の内側層
を形成するテープ状耐熱性樹脂フィルムＡ２、中間層を
形成する接着剤層、外側層を形成するテープ状耐熱性樹
脂フィルムＢ４、およびの中間層に配置された長手方向
の両端間に導電性を与える可とう性の導電性基材５を一
体に積層して構成され、非加熱体３の周囲を覆う形状を
保持してなるもので、図６に示すように、このようなス
パイラル管状ヒーター１を、被加熱体３を挿入可能な大
きさまでその断面を拡径し、図７に示すように被加熱体
３の端部にスパイラル管状ヒーター１の端部を装着した
後に、被加熱体３をその状態に保持してスパイラル管状
ヒーター１を図７の矢印方向に回転すれば、この回転に
伴って被加熱体３がスパイラル管状ヒーター１の内部に
順次取り込まれてゆくので、このようにしてスパイラル
管状ヒーター１を回転させてゆくだけで、比較的容易か
つ迅速に、被加熱体３の周囲を覆うようにしてスパイラ
ル管状ヒーター１を装着することができ、しかも装着し
た後には、スパイラル管状ヒーター１は、もとの形状に
縮径復帰しようとすることから、かかる被加熱体３に対
してスパイラル管状ヒーター１を均等にかつ整然と密着
状態で装着することが可能になる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術によれば、テープ状耐熱性樹脂フィルムＡ２と、中
間層を形成する接着剤層と、外側層を形成するテープ状
耐熱性樹脂フィルムＢ４と、中間層に配置される可とう
性の導電性基材５とを積層一体化したヒーター１を、ス
パイラル管状に加工することが困難で、例えばこれらを
予め積層一体化して帯状に形成したものを、被加熱体３
と同一外形状を有する長尺の形状付与部材に巻き付けて
スパイラル管状に形成するようにすることが考えられて
いるが、かかる積層体は予め一体となって相当の厚さを
備えていることから、形状付与部材から取り外した後に
おいてもこのようなスパイラル形状を保持させるには、
手間のかかる作業を要することになる。

【０００６】したがって、この発明の目的は、スパイラ
ル形状を容易に保持するとともに、被加熱体への装着が
容易で密着性が良好なスパイラル管状ヒーターを、効率
良くかつ精度良く容易に製造してゆくことのできるスパ
イラル管状ヒーターの製造方法及び製造装置を提供する
ことにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
被加熱体と同一外形状を有する長尺の形状付与部材に、
内側層となる接着剤付きのテープ状耐熱性樹脂フィルム
Ａを接着剤を外側にしてスパイラル状に巻き付け、その
上に可とう性の導電性基材を巻き付け、さらにその上に
外側層となる接着剤付きのテープ状耐熱性樹脂フィルム
Ｂを接着剤を内側にしてスパイラル状に重ねて巻き付
け、接着剤を硬化させてこれらを積層一体化させる工程
からなる形状保持性スパイラル管状ヒーターの製造方法
において、前記形状付与部材を回転させるとともに、前
記テープ状耐熱性樹脂フィルムＡ、前記導電性基材、及
び前記テープ状耐熱性樹脂フィルムＢの各繰り出し位置
を前記形状付与部材に対して相対的に前進移動させなが
ら、これらの巻き付け作業を行うことを特徴とするスパ
イラル管状ヒーターの製造方法を提供することにより、
上記目的を達成するようにしたものである。

【０００８】また、本発明の製造方法は、前記テープ状
耐熱性樹脂フィルムＡ、前記導電性基材、及び前記テー
プ状耐熱性樹脂フィルムＢの各巻き付け作業を、前記繰
り出し位置を前記形状付与部材に対して相対的に前進移
動させる一回の工程において行うことが好ましい（請求
項２記載の発明）。

【０００９】さらに、本発明の製造方法は、前記テープ
状耐熱性樹脂フィルムＡ、前記導電性基材、及び前記テ
ープ状耐熱性樹脂フィルムＢの各巻き付け作業を、前記
繰り出し位置を前記形状付与部材に対して相対的に前進
移動させる複数回の工程において行うこともできる（請
求項３記載の発明）。

【００１０】さらにまた、本発明の製造方法は、前記巻
き付け作業を、外側から締め付け圧を負荷しながら行う
ことが好ましい（請求項４記載の発明）。

【００１１】そして、本発明の製造方法は、前記巻き付
け作業の後に、外周に糸状部材あるいはテープ状部材を
巻き付けるか、または外周に編組部材を編組することが
好ましい（請求項５記載の発明）。

【００１２】また、本発明の製造方法は、前記形状付与
部材の線膨張係数を、前記糸状部材、テープ状部材ある
いは編組部材よりも大きくすることが好ましい（請求項
６記載の発明）。

【００１３】さらに、本発明の製造方法は、前記糸状部
材、テープ状部材あるいは編組部材が、熱収縮性を備え
ていることが好ましい（請求項７記載の発明）。

【００１４】さらにまた、本発明の製造方法は、前記糸
状部材あるいはテープ状部材を、組紐とすることができ
る（請求項８記載の発明）。

【００１５】一方、請求項９記載の発明は、被加熱体と
同一外形状を有する長尺の形状付与部材に、内側層とな
る接着剤付きのテープ状耐熱性樹脂フィルムＡを接着剤
を外側にしてスパイラル状に巻き付け、その上に可とう
性の導電性基材を巻き付け、さらにその上に外側層とな
る接着剤付きのテープ状耐熱性樹脂フィルムＢを接着剤
を内側にしてスパイラル状に重ねて巻き付け、接着剤を
硬化させてこれらを積層一体化させる工程からなる形状
保持性スパイラル管状ヒーターの製造方法において、前
記テープ状耐熱性樹脂フィルムＡ、前記導電性基材、及
び前記テープ状耐熱性樹脂フィルムＢを前記形状付与部
材に巻き付ける際に使用する製造装置であって、前記形
状付与部材の両端を回転可能に支持するチャック手段を
各々備えた一対の支柱と、前記形状付与部材の回動手段
と、前記テープ状耐熱性樹脂フィルムＡ、前記導電性基
材、あるいは前記テープ状耐熱性樹脂フィルムＢを前記
形状付与部材に対して繰り出し可能に巻回するリール手
段を、前記形状付与部材に隣接配置するリール支持架台
と、前記リール手段を前記形状付与部材に対して相対移
動させる移動手段とからなることを特徴とするスパイラ
ル管状ヒーターの製造装置を提供することにより、上記
目的を達成するようにしたものである。

【００１６】また、本発明の製造装置は、前記移動手段
を、前記リール支持架台を床面に対してスライドさせる
スライド機構と、床面に固定した前記支柱に対して前記
リール支持手段を進退移動させる牽引装置とによって構
成することが好ましい（請求項１０記載の発明）。

【００１７】さらに、本発明の製造装置は、前記移動手
段を、前記支柱を床面に対してスライドさせるスライド
機構と、床面に固定した前記リール支持架台に対して前
記支柱を進退移動させる牽引装置とによって構成するこ
ともできる（請求項１１記載の発明）。

【００１８】さらに、本発明の製造装置は、前記移動手
段を、前記支柱に対して前記チャック手段を進退移動さ
せる牽引装置によって構成することもできる（請求項１
２記載の発明）。

【００１９】さらにまた、本発明の製造装置は、前記リ
ール支持架台には、側方に突出することにより、前記繰
り出し位置に近接する位置において、前記形状付与部材
を回転スライド可能に支持するベアリング機構を備えた
治具を設けることが好ましい（請求項１３記載の発
明）。

【００２０】そして、本発明の製造方法によれば、接着
剤付きのテープ状耐熱性樹脂フィルムＡ、可とう性の導
電性基材、及び接着剤付きのテープ状耐熱性樹脂フィル
ムＢが、各々独立して順次形状付与部材に所定の張力下
で巻き付けられて行くので、各々のフィルムや基材の柔
軟な可撓性によって、これらが形状付与部材や先行する
層に容易に密着してゆくとともに、形状付与部材に既に
巻き付けられた先行する層に対して、外側の層が接着剤
を介して個々に接合されてゆくので、かかる湾曲した接
合箇所におけるひずみを生じることなく内側層と外側層
がスパイラル状に接合一体化して、当該スパイル形状を
容易に保持することが可能になる。

【００２１】また、前記テープ状耐熱性樹脂フィルム
Ａ、前記導電性基材、及び前記テープ状耐熱性樹脂フィ
ルムＢの各巻き付け作業を、前記繰り出し位置を前記形
状付与部材に対して相対的に前進移動させる一回の工程
において行なえば、かかる巻き付け作業をさらに迅速に
行うことができるとともに、各部材の巻き付け作業を複
数回の工程において各々行うようにすれば、例えば前記
テープ状耐熱性樹脂フィルムＡによる内側層に対して前
記テープ状耐熱性樹脂フィルムＢによる外側層をずらし
て積層したい場合でも、これらの位置合わせをさらに正
確に行って、精度の良いスパイラル管状ヒーターを容易
に得ることが可能になる。

【００２２】さらに、外側から締め付け圧を負荷しなが
ら巻き付け作業を行うようにすれば、各層の密着状態を
より確実に確保することができ、かかる締め付け圧は、
巻き付け作業の後に、さらに糸状部材やテープ状部材を
巻き付たり編組部材の編組によって負荷することもでき
るとともに、前記形状付与部材の線膨張係数をこれらの
部材の線膨張係数よりも大きくしておけば、加熱時の膨
張量の差により、積層した接着剤付きの２枚のテープ状
耐熱性樹脂フィルムＡ，Ｂの厚み方向への圧力の付与が
可能になり、またこれらの部材が熱収縮性を備えていれ
ば、さらに強い圧力の付与が可能となる。そして、前記
糸状部材あるいはテープ状部材を組紐とすれば、広い面
積に対しても均一な圧力の付与が可能となる。

【００２３】一方、本発明の製造装置によれば、チャッ
ク手段を介して一対の支柱により支持された形状付与部
材を回動手段により回転させつつ、かつリール手段から
テープ状耐熱性樹脂フィルムＡ、導電性基材、あるいは
テープ状耐熱性樹脂フィルムＢを繰り出しながら、移動
手段によってリール手段を形状付与部材に対して相対移
動して行くことにより、上記製造方法における各巻き付
け作業を容易に行ってゆくことが可能になる。

【００２４】また、前記リール支持架台には、側方に突
出すことにより、前記繰り出し位置に近接する位置にお
いて、前記形状付与部材を回転スライド可能に支持する
ベアリング機構を備えた治具を設けておけば、例えば形
状付与部材が相当の長さを有する場合において、巻き付
け時におけるテープ状耐熱性樹脂フィルムＡ、導電性基
材、あるいはテープ状耐熱性樹脂フィルムＢの張力によ
って、又は形状付与部材自体の重量によって形状付与部
材が撓むのを防止しつつ、精度良くこれらの巻き付け作
業を行ってゆくことが可能になる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下に本発明の好ましい実施形態
について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。な
お、図１は、本発明の一実施形態に係る製造装置を示す
側面図、図２は、図１をＡ−Ａから視た治具を省略して
示す断面図、図３は、形状付与部材を支持する治具を拡
大して示す説明図、図４は、本実施形態により得られる
スパイラル管状ヒーターを示す斜視図、図５は、図４に
示すスパイラル管状ヒーターをスパイラル芯に平行に切
断して示す部分断面図である。

【００２６】本実施形態に係る製造装置１０は、図１及
び図２に示すように、被加熱体としての例えば分析機器
におけるパイプと同一外形状を有する長尺の形状付与部
材１１に、内側層となる接着剤１３ａ付きのテープ状耐
熱性樹脂フィルムＡ１２を接着剤１３ａを外側にしてス
パイラル状に巻き付け、その上に可とう性の導電性基材
１４を巻き付け、さらにその上に外側層となる接着剤１
３ｂ付きのテープ状耐熱性樹脂フィルムＢ１５を接着剤
１３ｂを内側にしてスパイラル状に重ねて巻き付け、接
着剤１３ａ，１３ｂを硬化させてこれらを積層一体化し
て形状保持性スパイラル管状ヒーター１６を製造する製
造方法において、テープ状耐熱性樹脂フィルムＡ１２、
導電性基材１４、及びテープ状耐熱性樹脂フィルムＢ１
５を形状付与部材１１に巻き付ける際に使用するもので
ある。

【００２７】すなわち、本実施形態によって製造される
形状保持性のスパイラル管状ヒーター１６は、図４及び
図５に示すように、テープ状耐熱性樹脂フィルムＡ１
２、導電性基材１４、及びテープ状耐熱性樹脂フィルム
Ｂ１５が積層一体化した帯状部材１７をスパイラル状に
延長させて管状に形成してなるもので、その両端部分か
らは、当該帯状部材１７の両端から突出するようにして
導電性基材１４が延長し、これに各種の通電手段を接続
して、スパイラル管状ヒーター１６を発熱することがで
きるようになっている。

【００２８】また、この形状保持性のスパイラル管状ヒ
ーター１６は、内側層を形成するテープ状耐熱性樹脂フ
ィルムＡ１２、中間層を形成する接着剤層（内側層に接
する接着剤１３ａ層と外側層に接する接着剤１３ｂ層と
からなる）および外側層を形成するテープ状耐熱性樹脂
フィルムＢ１５からなる積層体において、接着剤１３
ａ，１３ｂによる中間層のうち好適には接着剤１３ａ層
と接着剤１３ｂ層との間に、長手方向の両端間に導電性
を与える可とう性の導電性基材１４が一体として設けら
れているものである。

【００２９】そして、本実施形態の製造装置１０によれ
ば、形状付与部材１１の両端を回転可能に支持するチャ
ック装置１７ａ，１７ｂを各々備えた一対の支柱１８
ａ，１８ｂと、一方の支柱１８ａに取り付けられた、形
状付与部材１１の回動手段としての第一駆動モータ２３
と、テープ状耐熱性樹脂フィルムＡ１２、導電性基材１
４、あるいはテープ状耐熱性樹脂フィルムＢ１５を形状
付与部材１１に対して各々繰り出し可能に巻回する３箇
所のリール１９ａ，１９ｂ，１９ｃを、形状付与部材１
１の側方に隣接配置するリール支持架台２１と、このリ
ール支持架台２１を支柱１８ａ，１８ｂに対して相対移
動させる、移動手段を構成する牽引手段としてのネジ歯
車２２とによって構成されている。

【００３０】ここで、形状付与部材１１は、上述のよう
に、被加熱体としての分析機器におけるパイプと同一の
外形形状を有する断面円形の長尺のロッド状鋼製部材で
あって、その両端がベアリング機構などを備えたチャッ
ク装置１７ａ，１７ｂにより把持されて支持されること
により、一対の支柱１８ａ，１８ｂの間に強固かつ安定
した状態で回転可能に支持されるとともに、かかる形状
付与部材１１が一方のチャック装置１７ａ及び支柱１８
ａを貫通して、当該一方の支柱１８ａに設けられた第一
駆動モータ２３に接続固定され、この第一駆動モータ２
３による回転駆動力によって、所定の回転速度で回転す
るようになっている。なお、本実施形態によれば、一対
の支柱１８ａ，１８ｂは金属製の支持体であって、これ
らの設置架台である金属製の床版２４を床面として、互
いに対向するようにして固定状態で立設配置されてい
る。

【００３１】また、テープ状耐熱性樹脂フィルムＡ１２
としては、例えば、ガラス転移温度あるいは融点が１８
０℃以上である芳香族ポリイミドあるいは芳香族ポリア
ミドからなり、好適には厚みが２５〜２００μｍ、幅が
３〜５０ｍｍのテープ状フィルムが使用される。特に、
５０〜３００℃での線膨張係数（ＣＴＥ）が６０×１０
^-6ｃｍ／ｃｍ／℃（ｐｐｍで表示することもある）以
下、その中でも特に３〜５０×１０^-6ｃｍ／ｃｍ／℃で
あって、引張弾性率が２００〜１４００ｋｇ／ｍｍ²で
ある芳香族ポリイミドフィルムあるいは芳香族ポリアミ
ドフィルムが好適に使用される。そのなかでも、吸水率
が４％以下、特に３％以下である芳香族ポリイミドフィ
ルムが好適に使用される。

【００３２】前記の芳香族ポリイミドは、例えば３，
３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水
物、ピロメリット酸二無水物、３，３’，４，４’−ベ
ンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物などの芳香族テ
トラカルボン酸二無水物とｐ−フェニレンジアミン、
４，４’−ジアミノジフェニルエーテルなどの芳香族ジ
アミンとを重合、イミド化して得られる。特に、芳香族
ポリイミドとして３，３’，４，４’−ビフェニルテト
ラカルボン酸二無水物を芳香族テトラカルボン酸成分中
１５モル％以上使用して得られるものが耐熱性、低線膨
張係数、低吸水率であることから好ましい。

【００３３】前記の芳香族ポリアミドは、例えば２−ク
ロロテレフタル酸クロリド、２，５−ジクロロテレフタ
ル酸クロリドなどの芳香族酸クロリドと２−クロロ−ｐ
−フェリレンジアミン、４，４’−ジアミノジフェニル
エーテルなどの芳香族ジアミンとの反応で得られる。

【００３４】一方、本実施形態におけるテープ状耐熱性
樹脂フィルムＢ１５としては、テープ状耐熱性樹脂フィ
ルムＡ１２と略同様に、ガラス転移温度あるいは融点が
１８０℃以上である芳香族ポリイミド、芳香族ポリアミ
ド、芳香族ポリエステル、フッ素樹脂または芳香族ポリ
アミドイミドからなり、好適には厚みが２５〜２００μ
ｍ、幅が３〜５０ｍｍのテープ状フィルムが使用され
る。特に、５０〜２５０℃での線膨張係数（ＣＴＥ）が
６０×１０^-6ｃｍ／ｃｍ／℃（ｐｐｍで表示することも
ある）以下、その中でも特に３〜５０×１０^-6ｃｍ／ｃ
ｍ／℃であって、引張弾性率が２００〜１４００ｋｇ／
ｍｍ²である芳香族ポリイミドフィルムあるいは芳香族
ポリアミドフィルムが好適に使用される。そのなかで
も、吸水率が４％以下、特に３％以下である芳香族ポリ
イミドフィルムが好適に使用される。

【００３５】なお、上記テープ状耐熱性樹脂フィルムＡ
１２、テープ状耐熱性樹脂フィルムＢ１５は、これらの
うちの少なくとも一方の剛性が、０．８ｋｇ以上、特に
１ｋｇ以上であることが好ましく、かかる剛性は以下の
式によって求めることができる。剛性（ｋｇ）＝（厚み（ｍｍ））²×弾性率（ｋｇ／ｍ
ｍ²）

【００３６】そして、本実施形態における導電性基材１
４としては、スパイラル状物の長手方向の両端間に導電
性の機能を与える金属箔、金属線、帯状の金属、好適に
は厚みが５〜１００μｍ、幅が０．４〜４０ｍｍ程度の
銅箔、ニクロム箔などの金属箔を上記テープ状耐熱性樹
脂フィルムＡ１２あるいはテープ状耐熱性樹脂フィルム
Ｂ１５のほぼ中央部分に配設して使用することができ
る。なお、この可とう性の導電性基材１４は、その表面
をあらかじめ塗布法などによって耐熱性樹脂で薄く被覆
して使用してもよい。

【００３７】また、本実施形態においてスパイラル管状
ヒーター１６の中間層を形成する接着剤１３ａ，１３ｂ
は、耐熱性の熱可塑性接着剤や熱硬化性接着剤からな
り、好適には積層した接着剤層の乾燥状態での厚みが２
〜１００μｍ、幅が３〜５０ｍｍである。また、この接
着剤１３ａ，１３ｂは、内側層となるテープ状耐熱性樹
脂フィルムＡ１２あるいは外側層となるテープ状耐熱性
樹脂フィルムＢ１５の外側面あるいは内側面に、各々３
０μｍ程度の厚さの接着剤１３ａ層あるいは接着剤１３
ｂ層として予め層状に設けられた状態で巻き付け作業が
行われることになる。

【００３８】なお、前記熱硬化性接着剤としては、エポ
キシ樹脂、ＮＢＲ−フェノール系樹脂、フェノール−ブ
チラール系樹脂、エポキシ−ＮＢＲ系樹脂、エポキシ−
フェノール系樹脂、エポキシ−ナイロン系樹脂、エポキ
シ−ポリエステル系樹脂、エポキシ−アクリル系樹脂、
アクリル系樹脂、ポリアミド−エポキシ−フェノール系
樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリイミドシロキサン−エポ
キシ樹脂などが挙げられる。前記熱可塑性接着剤として
は、ポリイミド系、ポリイミドシロキサン系、ポリアミ
ド系、テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピ
レン共重合体（ＦＥＰ）やテトラフルオロエチレン／パ
ーフルオロ（アルキルビニルエーテル）共重合体（ＰＦ
Ａ）などのフッ素系などが挙げられる。

【００３９】そして、本実施形態によれば、上記接着剤
１３ａ付のテープ状耐熱性樹脂フィルムＡ１２、導電性
基材１１、及び接着剤１３ｂ付のテープ状耐熱性樹脂フ
ィルムＢ１５は、各々リール１９ａ、リール１９ｂ、リ
ール１９ｃに巻回され、これらから各々繰り出されて形
状付与部材１１に順次巻き付けられてゆくことになる。
ここで、リール１９ａ，１９ｂ，１９ｃは、巻き出しが
容易な公知の種々のリールを用いることができ、リール
支持架台２１に回転可能に支持されて形状付与部材１１
の側方に隣接配置されるとともに、テープ状耐熱性樹脂
フィルムＡ１２、導電性基材１１、及びテープ状耐熱性
樹脂フィルムＢ１５を所定の張力下で形状付与部材１１
に巻き付けてゆくことができるように、その繰り出し量
をメカニカルブレーキやパウダーブレーキ等によって制
御することができるようになっている。

【００４０】また、リール支持架台２１は、金属製の支
持体であって、これらの設置架台である金属製の床版２
４を床面として、この床版２４の上面に設けられた、移
動手段の一部を構成するスライド機構としてのスライド
レール２５に載置されて、形状付与部材１１の側方に沿
って進退スライドすることができるようになっている。
ここで、リール支持架台２１におけるリール１９ａ，１
９ｂ，１９ｃの取り付け面２０は、テープ状耐熱性樹脂
フィルムＡ１２、導電性基材１１、及びテープ状耐熱性
樹脂フィルムＢ１５を形状付与部材１１に対してスパイ
ラル状に斜めに巻き付けてゆくことが容易になるよう
に、形状付与部材１１の長手方向と直角な方向からやや
斜めとなった例えば７８度程度の角度で設けられてい
る。

【００４１】さらに、このリール支持架台２１の下端部
分には、スライドレール２５と同方向に延長する雄ネジ
が切られたネジロッド２６の一端が接続固定されている
とともに、このネジロッド２６の他端が一方の支柱１８
ａを貫通して、当該支柱１８ａの反対側に回転可能に支
持固定された、第二駆動モータ２７により回転駆動する
回転ナット２８と係合していて、この回転ナット２８を
回転させることにより、リール支持架台２１を進退スラ
イドさせることができるようになっている。すなわち、
回転ナット２８とネジロッド２６とはネジ歯車２２を構
成しており、第二駆動モータ２７の駆動力によって回転
ナット２８を順方向あるいは逆方向に回転させれば、ネ
ジロッド２６が支柱１８ａに対して相対的に進退移動す
るので、これによってネジロッド２６と連結するリール
支持架台２１が、スライドレール２５上を形状付与部材
１１に対して相対的にスムースに進退移動してゆくこと
になる。

【００４２】また、この実施形態によれば、図３に示す
ように、リール支持架台２１には、これの側方に突出す
ことにより、リール１９ａ，１９ｂ，１９ｃからの各繰
り出し位置に近接する位置において、形状付与部材１１
を回転スライド可能に支持する治具２９が設けられてい
る。すなわち、この治具２９は、リール支持架台２１の
形状付与部材１１側の側面から、形状付与部材１１に向
かって延長する一対の張出し支持ロッド３０と、この張
出し支持ロッド３０の先端に固定された支持枠３１と、
この支持枠３１枠の中央矩形開口部３２の各対角位置に
回転可能に取り付けられた４箇所のベアリング部材３３
と、各ベアリング部材３３を中央矩形開口部３２の中心
方向に進退させる伸縮装置３４とからなり、伸縮装置３
４を伸縮して各ベアリング部材３３を形状付与部材１１
の周囲に当接させて、この形状付与部材１１を回転スラ
イド可能に支持している。

【００４３】そして、この実施形態によって、スパイラ
ル管状ヒーター１６を製造するには、まず、リール支持
架台２１を一方の支柱１８ａに近接させ、各リール１９
ａ，１９ｂ，１９ｃに巻回されたテープ状耐熱性樹脂フ
ィルムＡ１２、導電性基材１１、及びテープ状耐熱性樹
脂フィルムＢ１５の端部を引き出して、これらが順番に
重なるようにして形状付与部材１１の支柱１８ａ側の端
部に固定テープ（例えば、シリコン系感圧接着剤を塗布
（乾燥）した引き剥がし可能な片面接着剤付きテフロン
粘着テープ）等を用いて固定する。なお、かかる端部の
固定作業において、形状付与部材１１の径や、テープ状
耐熱性樹脂フィルムＡ１２、導電性基材１１、及びテー
プ状耐熱性樹脂フィルムＢ１５の幅や厚さに応じて、こ
れらがスパイル状に隙間無く巻き付けられるように、形
状付与部材１１の直角方向から斜め方向に例えば７８度
程度の所定の角度で延長するように固定する。

【００４４】次に、第一駆動モータ２３と第二駆動モー
タ２７とを連動制御しながら、形状付与部材１１を好ま
しくは１〜１００回転/分の回転数で回転させるととも
に、リール支持架台２１を前進させて各リール１９ａ，
１９ｂ，１９ｃによる繰り出し位置を形状付与部材１１
に対して相対的に前進移動させ、かつ繰り出されるテー
プ状耐熱性樹脂フィルムＡ１２、導電性基材１１、及び
テープ状耐熱性樹脂フィルムＢ１５の張力を好ましくは
２ｋｇ程度に制御しながら形状付与部材１１への各巻き
付け作業を順次行ってゆけば、これらが接着剤１３ａ、
接着剤１３ｂによる中間層を介して層状に一体化すると
ともにスパイラル状に密着することにより、スパイラル
管状ヒーター１６が迅速に形成されてゆくことになる。
ここで、リール支持架台２１におけるリール１９ａ，１
９ｂ，１９ｃの取り付け面２０は、形状付与部材１１の
長手方向と直角な方向からやや斜めに設けられているの
で、かかる巻き付け作業を容易に行ってゆくことができ
る。

【００４５】なお、かかる巻き付け作業時において、形
状付与部材１１の周囲に例えばリール支持架台２１から
支持させて押圧ローラ等を配設し、外側から締め付け圧
を負荷するようにすれば、各層の密着状態をより確実に
確保することができる。

【００４６】そして、かかる繰り出し位置が形状付与部
材１１の支柱１８ａ側の端部まできて巻き付け作業が終
了したら、テープ状耐熱性樹脂フィルムＡ１２、導電性
基材１４及びテープ状耐熱性樹脂フィルムＢ１５を固定
テープ等を用いて形状付与部材１１に固定した後、これ
らを切断する。

【００４７】また、この実施形態によれば、リール１９
ａ，１９ｂ，１９ｃのうちいずれか一つまたは複数に、
糸状、紐状あるいはテープ状の部材を巻き取り、これを
リール支持架台２１に取り付けて、上述の巻き付け作業
と同様にして、形状付与部材１１に巻き付けられて形成
されているスパイラル管状ヒーター１６の端からこれの
全体を覆うようにして、かかる糸状、紐状あるいはテー
プ状の外周部材をスパイラル状に巻き付けてゆく。かか
る外周部材は、部材同士が重なるようにして巻き付けて
も良く、二重以上に巻き付けることもできる。

【００４８】なお、かかる外周部材は、ポリエステル系
やポリイミド系などの熱収縮性を備える素材からなるも
の（例えば中外製紐製、収縮テトロンチューブ、ＴＣＴ
ー０２５４５）が好ましい。また、これらの外周部材の
線膨張係数は、形状付与部材１１の線膨張係数よりも小
さくしておくことが好ましく、このように線膨張係数を
小さくしておくことにより、加熱時の膨張量の差によ
り、積層した接着剤１３ａ，１３ｂ付きの２枚のテープ
状耐熱性樹脂フィルムＡ１２，Ｂ１５の厚み方向への圧
力の付与が可能となる。さらに、これらの外周部材が熱
収縮性を備えていれば、より大きな厚み方向の圧力の付
与が可能となる。そして、外周部材として、編組や組紐
を用いることができ、これらを用いることにより広い面
積に対しても均一な圧力の付与が可能になる。なお、編
組とは、多数本の糸を編組機を用いて編んだものをい
い、本発明では、使用前は糸であって編みながら巻き付
けてゆくことになる。また、組紐とは、糸を編んで編組
し平たくしたものであって、使用前にその形状ができあ
がっているものをいう。

【００４９】このようにして各巻き付け作業が終了した
ら、形状付与部材１１をチャック装置１７ａ，１７ｂか
ら取り外し、例えば熱風炉で好ましく１５０〜４００℃
の範囲内の温度に加熱して接着剤１３を硬化させた後に
冷却すれば、各層が強固に一体化し、かかるスパイラル
管状の積層体を形状付与部材１１から取り外せば、所望
のスパイラル管状ヒーター１６が容易かつ速やかに得ら
れることになる。ここで、１２０゜Ｃで３０分、２００
゜Ｃで一時間加熱した後、冷却して熱収縮製紐等を除去
し、しかる後にさらに３００゜Ｃで１０分間加熱し、冷
却後、形成されたスパイラル管状積層体を形状付与部材
１１から外してスパイラル管状ヒーター１６を得ること
もでき、このようにして作成したスパイラル管状ヒータ
ー１６は、重ね合わせた各層が強固に接着して、スパイ
ラル形状を広げても剥がれることなく初期の形状を保持
していた。

【００５０】なお、この実施形態によって得られるスパ
イラル管状ヒーター１６は、好適には耐電圧が１．５Ｋ
Ｖ以上、絶縁抵抗が６０ＭΩ以上であり、またそのまま
で被加熱体に適用してもよく、あるいは適当な長さに切
断して使用してもよく、さらに保温の目的で最外層を耐
熱性発泡シートや耐熱性多孔シートで覆って使用するこ
ともできる。さらに、形状が複雑な被加熱体の場合に
は、スパイラル管状ヒーター１６と平面状ヒーターと組
み合わせて使用して被加熱体を覆うようにすることもで
きる。すなわち、任意の形状に適用可能で、かつ形状保
持特性および耐熱性が良好であり安全性の高いスパイラ
ル管状ヒーター１６を得ることができた。

【００５１】そして、この実施形態によれば、接着剤１
３ａ付きのテープ状耐熱性樹脂フィルムＡ１２、可とう
性の導電性基材１４、及び接着剤１３ｂ付きのテープ状
耐熱性樹脂フィルムＢ１５が、各々独立して順次形状付
与部材に所定の張力下で巻き付けられて行くので、各フ
ィルム１２，１５や基材１４の柔軟な可撓性によって、
これらが形状付与部材１１や先行する層に容易に密着し
てゆくとともに、形状付与部材１１に既に巻き付けられ
た先行する層に対して、外側の層が接着剤１３を介して
個々に接合されてゆくので、かかる湾曲した接合箇所に
おけるひずみを生じることなく内側層と外側層がスパイ
ラル状に接合一体化して、当該スパイル形状を容易に保
持することができる。すなわち、この実施形態によれ
ば、テープ状耐熱性樹脂フィルムＡ１２、導電性基材１
４、及びテープ状耐熱性樹脂フィルムＢ１５の位置あわ
せも容易で、スパイラル形状を容易に保持するととも
に、被加熱体に装着が容易で密着性が良好なスパイラル
管状ヒーター１６を、効率良くかつ精度良く容易に製造
してゆくことができる。

【００５２】なお、本発明は上記実施形態の実施の態様
のものに限定されるものではなく、各請求項に記載され
た構成の範囲内において種々に変更して採用することが
できる。例えば、上記実施形態では、テープ状耐熱性樹
脂フィルムＡ１２、導電性基材、１１及びテープ状耐熱
性樹脂フィルムＢ１５の各巻き付け作業を、リール支持
架台２１を形状付与部材１１に対して相対的に前進移動
させる一回の工程において行なう場合について記載した
が、これらの巻き付け作業を、リール支持架台２１を前
進後退させつつ、各巻き付け作業毎に前進移動させる複
数の工程において各々行うこともでき、また、テープ状
耐熱性樹脂フィルムＡ１２による内側層に対してテープ
状耐熱性樹脂フィルムＢ１５による外側層を若干ずらせ
て積層してゆくこともできる。さらに、上記実施形態で
は、一対の支柱を床面である金属製のコンクリート床版
２４に対して固定し、リール支持架台２１をスライド移
動可能としてスライド機構を構成したが、リール支持架
台２１を床面に対して固定し、一対の支柱をスライド可
能としてスライド機構を構成するようにすることもでき
る。

【００５３】また、図８は、移動手段の他の実施形態を
示すもので、長尺の形状保持部材１１を把持するチャッ
ク装置３６ａ，３６ｂには、このチャック装置３６ａ，
３６ｂの外側に延長するようにしてネジロッド３７ａ，
３７ｂが接続しているとともに、これらのネジロッド３
７ａ，３７ｂは、支柱１８ａ，１８ｂを各々貫通してこ
れらの外側に延長し、各チャック装置３６ａ，３６ｂと
支柱１８ａ，１８ｂとを各々連結している。そして、一
方のネジロッド３７ａは、支柱１８ａの外側に設けた回
転ナット３９に係合するとともに、他方のネジロッド３
７ｂは支柱１８ｂの外側に設けた支持スリーブ３８にス
ライド可能に支持されて、回転ナット３９を回転させる
第三駆動モータ３５の回転により、チャック装置３６
ａ，３６ｂに支持された形状保持部材１１を、リール支
持架台２１に対して相対移動させることができるように
なっている。すなわち、ネジロッド３７ａ，３７ｂ、回
転ナット３９、及び第三駆動モータ３５は、支柱１８
ａ，１８ｂに対してチャック装置３６ａ，３６ｂを進退
移動させる牽引装置を構成するものである。なお、この
場合、形状付与部材１１を回動させるモータは、チャッ
ク装置３６ａ，３６ｂのいずれか一方に内蔵しておくこ
とができる。

【００５４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明のス
パイラル管状ヒーターの製造方法および製造装置によれ
ば、形状付与部材を回転させるとともに、テープ状耐熱
性樹脂フィルムＡ、導電性基材、及びテープ状耐熱性樹
脂フィルムＢの各繰り出し位置を形状付与部材に対して
相対的に前進移動させながら、これらの巻き付け作業を
行ってゆくので、スパイラル形状を容易に保持するとと
もに、被加熱体に装着が容易で密着性が良好なスパイラ
ル管状ヒーターを、効率良くかつ精度良く容易に製造し
てゆくことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る製造装置を示す側面
図である。

【図２】図１をＡ−Ａから視た治具を省略して示す断面
図である。

【図３】形状付与部材を支持する治具を拡大して示す説
明図である。

【図４】本発明の一実施形態により得られるスパイラル
管状ヒーターを示す斜視図である。

【図５】図４に示すスパイラル管状ヒーターをスパイラ
ル芯に平行に切断して示す部分断面図である。

【図６】本発明に係るスパイラル状管状ヒーターを示す
斜視図である。

【図７】スパイラル状管状ヒーターの被加熱体への装着
状況を説明する斜視図である。

【図８】移動手段の他の実施形態を説明する側面図であ
る。

【符号の説明】

１０製造装置１１形状付与部材１２テープ状耐熱性樹脂フィルムＡ１３ａ内側層に接する接着剤層１３ｂ外側層に接する接着剤層１４導電性基材１５テープ状耐熱性樹脂フィルムＢ１６形状保持性スパイラル管状ヒーター１７ａ，１７ｂチャック装置１８ａ，１８ｂ支柱１９ａ，１９ｂ，１９ｃリール２１リール支持架台２２ネジ歯車（牽引手段）２３第一駆動モータ２５スライドレール（スライド機構）２６ネジロッド２７第二駆動モータ２８回転ナット２９治具３３ベアリング部材３５第三駆動モータ（牽引手段）３６ａ，３６ｂチャック装置３７ａ，３７ｂネジロッド（牽引手段）３９回転ナット（牽引手段）

フロントページの続き (72)発明者高林誠一郎山口県宇部市西本町一丁目12番32号宇部興産株式会社高分子研究所（宇部）内 (72)発明者高橋卓二山口県宇部市西本町一丁目12番32号宇部興産株式会社高分子研究所（宇部）内 (72)発明者園山研二山口県宇部市大字小串1978番地の10 宇部興産株式会社宇部ケミカル工場内Ｆターム(参考） 3K092 PP11 QA04 QA06 QB02 QB27 QB31 QB33 QB65 QB70 QC37 RF02 RF13 RF17 RF26 RF27 TT01 VV03 VV25 VV33 4J040 CA071 DC091 DD071 DF041 EB031 EC001 EC361 EC371 EC381 EG001 EH031 EK111 JA09 JB02 LA02 LA06 LA08 MB02 MB06 PA33

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被加熱体と同一外形状を有する長尺の形
状付与部材に、内側層となる接着剤付きのテープ状耐熱
性樹脂フィルムＡを接着剤を外側にしてスパイラル状に
巻き付け、その上に可とう性の導電性基材を巻き付け、
さらにその上に外側層となる接着剤付きのテープ状耐熱
性樹脂フィルムＢを接着剤を内側にしてスパイラル状に
重ねて巻き付け、接着剤を硬化させてこれらを積層一体
化させる工程からなる形状保持性スパイラル管状ヒータ
ーの製造方法において、前記形状付与部材を回転させる
とともに、前記テープ状耐熱性樹脂フィルムＡ、前記導
電性基材、及び前記テープ状耐熱性樹脂フィルムＢの各
繰り出し位置を前記形状付与部材に対して相対的に前進
移動させながら、これらの巻き付け作業を行うことを特
徴とするスパイラル管状ヒーターの製造方法。
【請求項２】前記テープ状耐熱性樹脂フィルムＡ、前
記導電性基材、及び前記テープ状耐熱性樹脂フィルムＢ
の各巻き付け作業を、前記繰り出し位置を前記形状付与
部材に対して相対的に前進移動させる一回の工程におい
て行うことを特徴とする請求項１に記載のスパイラル管
状ヒーターの製造方法。
【請求項３】前記テープ状耐熱性樹脂フィルムＡ、前
記導電性基材、及び前記テープ状耐熱性樹脂フィルムＢ
の各巻き付け作業を、前記繰り出し位置を前記形状付与
部材に対して相対的に前進移動させる複数回の工程にお
いて行うことを特徴とする請求項１に記載のスパイラル
管状ヒーターの製造方法。
【請求項４】前記巻き付け作業を、外側から締め付け
圧を負荷しながら行うことを特徴とする請求項１乃至３
のいずれかに記載のスパイラル管状ヒーターの製造方
法。
【請求項５】前記巻き付け作業の後に、外周に糸状部
材あるいはテープ状部材を巻き付けるか、または外周に
編組部材を編組することを特徴とする請求項１乃至４の
いずれかに記載のスパイラル管状ヒーターの製造方法。
【請求項６】前記形状付与部材の線膨張係数が、前記
糸状部材、テープ状部材あるいは編組部材よりも大きい
ことを特徴とする請求項５に記載のスパイラル管状ヒー
ターの製造方法。
【請求項７】前記糸状部材、テープ状部材あるいは編
組部材が、熱収縮性を備えることを特徴とする請求項５
に記載のスパイラル管状ヒーターの製造方法。
【請求項８】前記糸状部材あるいはテープ状部材が、
組紐であることを特徴とする請求項５乃至７のいずれか
に記載のスパイラル管状ヒーターの製造方法。
【請求項９】被加熱体と同一外形状を有する長尺の形
状付与部材に、内側層となる接着剤付きのテープ状耐熱
性樹脂フィルムＡを接着剤を外側にしてスパイラル状に
巻き付け、その上に可とう性の導電性基材を巻き付け、
さらにその上に外側層となる接着剤付きのテープ状耐熱
性樹脂フィルムＢを接着剤を内側にしてスパイラル状に
重ねて巻き付け、接着剤を硬化させてこれらを積層一体
化させる工程からなる形状保持性スパイラル管状ヒータ
ーの製造方法における、前記テープ状耐熱性樹脂フィル
ムＡ、前記導電性基材、及び前記テープ状耐熱性樹脂フ
ィルムＢを前記形状付与部材に巻き付ける際に使用する
製造装置であって、前記形状付与部材の両端を回転可能
に支持するチャック手段を各々備えた一対の支柱と、前
記形状付与部材の回動手段と、前記テープ状耐熱性樹脂
フィルムＡ、前記導電性基材、あるいは前記テープ状耐
熱性樹脂フィルムＢを前記形状付与部材に対して繰り出
し可能に巻回するリール手段を、前記形状付与部材に隣
接配置するリール支持架台と、前記リール手段を前記形
状付与部材に対して相対移動させる移動手段とからなる
ことを特徴とするスパイラル管状ヒーターの製造装置。
【請求項１０】前記移動手段が、前記リール支持架台
を床面に対してスライドさせるスライド機構と、床面に
固定した前記支柱に対して前記リール支持手段を進退移
動させる牽引装置とからなることを特徴とする請求項９
に記載のスパイラル管状ヒーターの製造装置。
【請求項１１】前記移動手段が、前記支柱を床面に対
してスライドさせるスライド機構と、床面に固定した前
記リール支持架台に対して前記支柱を進退移動させる牽
引装置とからなることを特徴とする請求項９に記載のス
パイラル管状ヒーターの製造装置。
【請求項１２】前記移動手段が、前記支柱に対して前
記チャック手段を進退移動させる牽引装置からなること
を特徴とする請求項９に記載のスパイラル管状ヒーター
の製造装置。
【請求項１３】前記リール支持架台には、側方に突出
すことにより、前記繰り出し位置に近接する位置におい
て、前記形状付与部材を回転スライド可能に支持するベ
アリング機構を備えた治具が設けられていることを特徴
とする請求項９乃至１２のいずれかに記載のスパイラル
管状ヒーターの製造装置。