JP2023070895A - シート状ヒータ - Google Patents

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Takumi Fukazawa
誠 後藤
Makoto Goto
卓 蔵原
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Abstract

【課題】漏れ電流を抑制したうえで、追従性(フレキシブル性)をも確保されたシート状ヒータの提供。【解決手段】第1樹脂フィルム層、第1接着層、発熱層、第2接着層、第2樹脂フィルム層、第3接着層および第3樹脂フィルム層がこの順に積層していて、隣り合う各層の主面同士が密着しており、前記第1樹脂フィルム層、前記第2樹脂フィルム層および前記第3樹脂フィルム層は、いずれも比誘電率が1~2.5の材料からなる、シート状ヒータ。【選択図】図1

Description

本発明はシート状ヒータに関する。
従来、いくつかのシート状ヒータが提案されている。
例えば特許文献1には、箔状、板状、線状又は繊維状の金属発熱体と、この金属発熱体の発熱体側端子部に接続されるリード線と、上記金属発熱体と上記リード線の先端部とを挟持して、互いを熱融着する2枚の熱融着可能なフッ素樹脂フィルムとよりなり、上記リード線の先端部は、上記発熱体側端子部に接続されるリード線側端子部を有する導線露出部と、導線被覆部の先端部とよりなり、この導線被覆部の先端部の被覆部材が熱融着可能な材料により形成されていることを特徴とする面状ヒータが記載されている。そして、このような面状ヒータによれば、水又は薬液に直接浸漬して使用ができ、また、耐薬品性、防水性、耐食性に優れ、長期に亘って安定した寿命を得られるので、異物の混入が忌避される医療の分野における血液や薬液や、また、電子・半導体製造プロセスで使用される洗浄用薬液などの加熱に使用できると記載されている。
また特許文献2には、層状構造を備えるシート状ヒータであって、シート状基材と、前記シート状基材の主面に付いていて、第1樹脂剤からなる第1樹脂層と、前記第1樹脂層とつながっていて、前記第1樹脂剤および金属繊維の混合物からなる混合層Aと、前記混合層Aとつながっていて、前記金属繊維のみからなり、内部に空気を含む金属繊維層と、前記金属繊維層とつながっていて、前記金属繊維および第2樹脂剤の混合物からなる混合層Bと、前記混合層Bとつながっていて、前記第2樹脂剤からなる第2樹脂層と、を備えるシート状ヒータが記載されている。そして、このようなシート状ヒータは速暖性および均熱性に優れ、断線し難いシート状ヒータであると記載されている。
特開2015-097167号公報 国際公開2020/170888号公報
一般的にヒータは漏れ電流が抑制されていることが求められる。また、ヒータが配管等の表面が平らではない被加熱体の加熱に用いられる場合、その被加熱体への追従性(フレキシブル性)が求められる。
ここで前者の漏れ電流を抑制するために、一般的には絶縁層を厚くするという手法が用いられる。しかし、絶縁層を厚くすると、後者の被加熱体(配管等)への追従性(フレキシブル性)が悪化する。つまり、漏れ電流の抑制と追従性(フレキシブル性)の確保とはトレードオフの関係にあり、両立させ難い。
本発明は上記のような課題を解決することを目的とする。すなわち、本発明は、漏れ電流を抑制したうえで、追従性(フレキシブル性)をも確保されたシート状ヒータを提供することを目的とする。
本発明者は上記課題を解決するため鋭意検討し、本発明を完成させた。
本発明は以下の(1)~(8)である。
(1)第1樹脂フィルム層、第1接着層、発熱層、第2接着層、第2樹脂フィルム層、第3接着層および第3樹脂フィルム層がこの順に積層していて、隣り合う各層の主面同士が密着しており、
前記第1樹脂フィルム層、前記第2樹脂フィルム層および前記第3樹脂フィルム層は、いずれも比誘電率が1~2.5の材料からなる、シート状ヒータ。
(2)さらに、
前記第3樹脂フィルム層の外側に第4接着層および第4樹脂フィルム層がこの順に積層していて、
または、
前記第3樹脂フィルム層の外側に前記第4接着層および前記第4樹脂フィルム層に加え、第5接着層および第5樹脂フィルム層がこの順に積層していて、
または、
前記第3樹脂フィルム層の外側に前記第4接着層、前記第4樹脂フィルム層、前記第5接着層および前記第5樹脂フィルム層に加え、第6接着層および第6樹脂フィルム層がこの順に積層していて、
または、
前記第3樹脂フィルム層の外側に前記第4接着層、前記第4樹脂フィルム層、前記第5接着層、前記第5樹脂フィルム層、前記第6接着層および前記第6樹脂フィルム層に加え、第7接着層および第7樹脂フィルム層がこの順に積層していて、
隣り合う各層の主面同士が密着しており、
前記第4樹脂フィルム層、前記第5樹脂フィルム層、前記第6樹脂フィルム層および前記第7樹脂フィルム層は、いずれも比誘電率が1~2.5の材料からなる、上記(1)に記載のシート状ヒータ。
(3)前記第1樹脂フィルム層、前記第2樹脂フィルム層、前記第3樹脂フィルム層、前記第4樹脂フィルム層、前記第5樹脂フィルム層、前記第6樹脂フィルム層および前記第7樹脂フィルム層からなる群から選ばれる少なくとも1つがフッ素系樹脂からなる、上記(1)または(2)に記載のシート状ヒータ。
(4)前記第1樹脂フィルム層、前記第2樹脂フィルム層、前記第3樹脂フィルム層、前記第4樹脂フィルム層、前記第5樹脂フィルム層、前記第6樹脂フィルム層および前記第7樹脂フィルム層のいずれもが比誘電率が2.2以下の材料からなる、上記(1)~(3)のいずれかに記載のシート状ヒータ。
(5)前記第1樹脂フィルム層、前記第2樹脂フィルム層、前記第3樹脂フィルム層、前記第4樹脂フィルム層、前記第5樹脂フィルム層、前記第6樹脂フィルム層および前記第7樹脂フィルム層からなる群から選ばれる少なくとも1つの厚さが10~300μmである、上記(1)~(4)のいずれかに記載のシート状ヒータ。
(6)前記発熱層が金属繊維シートからなる、上記(1)~(5)のいずれかに記載のシート状ヒータ。
(7)前記第1接着層、前記第2接着層、前記第3接着層、前記第4接着層、前記第5接着層、前記第6接着層および前記第7接着層からなる群から選ばれる少なくとも1つの厚さが5~100μmである、上記(1)~(6)のいずれかに記載のシート状ヒータ。
(8)総厚が100~1000μmである、上記(1)~(7)のいずれかに記載のシート状ヒータ。
本発明によれば、漏れ電流を抑制したうえで、追従性(フレキシブル性)をも確保されたシート状ヒータを提供することができる。
本発明のシート状ヒータの概略断面図である。 本発明のシート状ヒータの好適態様の概略断面図である。 発熱層の主面の例を示す概略図である。
本発明について説明する。
本発明は、第1樹脂フィルム層、第1接着層、発熱層、第2接着層、第2樹脂フィルム層、第3接着層および第3樹脂フィルム層がこの順に積層していて、隣り合う各層の主面同士が密着しており、前記第1樹脂フィルム層、前記第2樹脂フィルム層および前記第3樹脂フィルム層は、いずれも比誘電率が1~2.5の材料からなる、シート状ヒータである。
このようなシート状ヒータを、以下では「本発明のヒータ」ともいう。
本発明のヒータの断面を図1に示す。図1は本発明のヒータ1をその主面に垂直な方向で切った場合に表れる概略断面図である。
ただし、図1における各寸法は実際とは異なり得る(後述する図2,図3において同様)。
図1に示すように本発明のヒータ1は、第1樹脂フィルム層11、第1接着層21、発熱層5、第2接着層22、第2樹脂フィルム層12、第3接着層23および第3樹脂フィルム層13がこの順に積層していて、隣り合う各層の主面同士が密着している。
本発明のヒータ1を配管等の被加熱体30へ密着させる場合、図1に示すように、第1樹脂フィルム層11が外側となるように、つまり、第3樹脂フィルム層13の主面を被加熱体30の外面に密着させるようにする。
本発明のヒータは、本発明のヒータ1における第3樹脂フィルム層の外側に、さらに第4接着層および第4樹脂フィルム層がこの順に積層しているものであることが好ましい。
このような本発明のヒータの好適態様を、以下では「本発明のヒータ1A」ともいう。
本発明のヒータは、本発明のヒータ1Aにおける第4樹脂フィルム層の外側に、さらに第5接着層および第5樹脂フィルム層がこの順に積層しているものであることが好ましい。
このような本発明のヒータの好適態様を、以下では「本発明のヒータ1B」ともいう。
本発明のヒータは、本発明のヒータ1Bにおける第5樹脂フィルム層の外側に、さらに第6接着層および第6樹脂フィルム層がこの順に積層しているものであることが好ましい。
このような本発明のヒータの好適態様を、以下では「本発明のヒータ1C」ともいう。
本発明のヒータは、本発明のヒータ1Cにおける第6樹脂フィルム層の外側に、さらに第7接着層および第7樹脂フィルム層がこの順に積層しているものであることが好ましい。
このような本発明のヒータの好適態様を、以下では「本発明のヒータ1D」ともいう。
本発明のヒータ1Dの断面を図2に示す。図2は本発明のヒータ1Dをその主面に垂直な方向で切った場合に表れる概略断面図である。
図2に示すように本発明のヒータ1Dは、第1樹脂フィルム層11、第1接着層21、発熱層5、第2接着層22、第2樹脂フィルム層12、第3接着層23、第3樹脂フィルム層13、第4接着層24、第4樹脂フィルム層14、第5接着層25、第5樹脂フィルム層15、第6接着層26、第6樹脂フィルム層16、第7接着層27および第7樹脂フィルム層17がこの順に積層していて、隣り合う各層の主面同士が密着している。
本発明のヒータ1Dを配管等の被加熱体30へ密着させる場合、図2に示すように、第1樹脂フィルム層11が外側となるように、つまり、第7樹脂フィルム層17の主面を被加熱体30の外面に密着させるようにする。
本発明のヒータは、さらに別の層(接着層および/または樹脂フィルム層を含む)を有してもよい。例えば本発明のヒータ1における第1樹脂フィルム層11の外側にさらに別の層を有してもよい。また、例えば本発明のヒータ1Dにおける第7樹脂フィルム層17の外面に、さらに別の層(例えば1以上の接着層および1以上の樹脂フィルム層)を有してもよい。
<樹脂フィルム層>
本発明のヒータは第1樹脂フィルム層、第2樹脂フィルム層および第3樹脂フィルム層を含み、さらに第4樹脂フィルム層を有することが好ましく、さらに第4樹脂フィルム層および第5樹脂フィルム層を有することが好ましく、さらに第4樹脂フィルム層、第5樹脂フィルム層および第6樹脂フィルム層を有することが好ましく、さらに第4樹脂フィルム層、第5樹脂フィルム層、第6樹脂フィルム層および第7樹脂フィルム層を有することが好ましい。
以下において、単に「樹脂フィルム層」と記した場合、第1樹脂フィルム層~第7樹脂フィルム層のいずれをも意味しているものとする。
本発明のヒータにおいて樹脂フィルム層は比誘電率が1~2.5、好ましくは2.2以下の材料からなる。この場合、漏れ電流が抑制され、追従性(フレキシブル性)も確保され得る。
なお、本発明において比誘電率は、25℃、1kHzにて測定して得た値を意味するものとする。
比誘電率が1~2.5の材料として、フッ素系樹脂、U-PE(超高分子量ポリエチレン)が挙げられる。
ここで比誘電率が1~2.5のフッ素系樹脂として、PFA(四フッ化エチレンとパーフルオロアルコキシエチレンとの共重合体)、FEP(四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体)、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)が挙げられる。
これらの中で、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)を好ましく用いることができる。
本発明のヒータにおいて第1樹脂フィルム層~第7樹脂フィルム層の各々は、全て同種材料からなってよいが、少なくとも一部の層が異種材料からなってもよい。
樹脂フィルム層の厚さは特に限定されないが、10~300μmであることが好ましく、25~200μmであることがより好ましい。
また、第1樹脂フィルム層の厚さが25~200μmであって、かつ、第2樹脂フィルム層~第7樹脂フィルム層の各々の厚さが25~150μmであることが好ましい。
ここで樹脂フィルム層の厚さは、次のように求めるものとする。
図1、図2に示すような、本発明のヒータの主面に垂直な方向における断面の拡大写真(200倍)を得た後、その拡大写真において、樹脂フィルム層の厚さを無作為に選択した100か所にて測定し、それらの単純平均値を求める。そして、得られた平均値をその層の厚さとする。
なお、後述する発熱層および各接着層の厚さについても、同様の方法によって測定して得た値を意味するものとする。
樹脂フィルム層の主面の形状や大きさは特に限定されない。後述する発熱層の主面の形状や大きさと一致またはやや大きな相似形状とすることが好ましい。
<接着層>
本発明のヒータは第1接着層、第2接着層および第3接着層を含み、さらに第4接着層を有することが好ましく、さらに第4接着層および第5接着層を有することが好ましく、さらに第4接着層、第5接着層および第6接着層を有することが好ましく、さらに第4接着層、第5接着層、第6接着層および第7接着層を有することが好ましい。
以下において、単に「接着層」と記した場合、第1接着層~第7接着層のいずれをも意味しているものとする。
接着層は樹脂フィルム層と発熱層との主面同士、または2つの樹脂フィルム層間の主面同士を接着する役割を果たす。
このような役割を果たすことができるものであれば接着層の材質は特に限定されない。
接着層として、フッ素ゴム、シリコーン系粘着剤、フッ素系エラストマー(PFA等)を用いることが好ましい。
本発明のヒータにおいて第1接着層~第7接着層の各々は、全て同種材料からなってよいが、少なくとも一部の層が異種材料からなってもよい。
接着層は比誘電率が1~7の材料からなることが好ましく、1~4の材料からなることがより好ましい。この場合、漏れ電流が抑制され、粘接着性能も優れる。
接着層の厚さは特に限定されないが、5~100μmであることが好ましく、20~50μmであることがより好ましい。
<発熱層>
本発明のヒータにおいて発熱層は層状、板状、箔状、シート状またはこれらに類する態様のものである。
主面の形状も特に限定されず、例えば図3に示すように、パターン化された態様の発熱層5であってもよい。
発熱層の厚さは10~600μmであることが好ましく、20~150μmであることがより好ましく、35μm程度であることがさらに好ましい。
発熱層は、通電することで発熱するものであることが好ましい。例えば通電することで発熱する箔状金属を発熱層として用いることができる。また、例えば線状または繊維状の金属が層状に加工されてなる金属繊維シートを、発熱層として好ましく用いることができる。
金属繊維シートとして、金属繊維不織布、金属繊維織布、金属繊維メッシュが例示される。
発熱層が金属繊維シートである場合、金属繊維シートを構成する金属繊維は、断面の等面積円相当径が2~100μm(好ましくは5~20μm)、長さが2~20mmの金属製の繊維であることが好ましい。そして、金属繊維シートは、このような金属製の繊維が無数に複雑に絡み合ってシート状に構成されたものであることが好ましい。
ここで、金属繊維シートは通電する程度に金属繊維同士が接していることが好ましい。また、金属繊維同士は接点においてつながっていることが好ましい。例えば高温にて焼結することで金属繊維の一部が溶けた後、凝固した履歴を有することで、金属繊維同士が接点において融着していることが好ましい。
金属繊維の材質はステンレスであることが好ましい。ステンレスの金属繊維からなる金属繊維シートとして、ステンレス繊維シート(トミーファイレックSS、巴川製紙所社製)が挙げられる。
金属繊維の材質は、Cu(銅)、Al(アルミニウム)、Ni(ニッケル)、ニクロムであってもよい。
金属繊維シートは坪量が25g/m2以上であることが好ましく、50g/m2以上であることが好ましい。また、1000g/m2以下であることが好ましく、200g/m2以下であることがより好ましい。
金属繊維シートの密度は1.0~5.0g/cm3であることが好ましく、1.4~2.0g/cm3であることがより好ましく、1.7g/cm3程度であることが好ましい。
金属繊維シートは、乾式不織布の製造方法によっても、湿式抄造法によっても製造することができる。湿式抄造法によって製造する場合には、断面の等面積円相当径が2~100μm、長さが2~20mmの無数の金属製の繊維を分散媒(水や有機溶媒等)内で撹拌した後、有機系の凝集剤等を加え、角形手漉き装置(東洋精機社製等)を用いてシート化し、フェロタイプの乾燥装置を用いて坪量が50~1100g/m2の乾燥シートを得る。その後、400~1300℃で焼成すると金属繊維シートが得られる。このような製造方法によって金属繊維シートを得た場合、原則として、金属繊維シート内に有機系の凝集剤は残存しない。
本発明のヒータの総厚は100~1000μmであることが好ましく、300~600μmであることがより好ましい。
上記のような本発明のヒータを密着させる被加熱体は平らではない表面を有する。そして、本発明のヒータは、そのような平らではない表面に付けて用いる。
本発明のヒータを密着させる被加熱体は、配管のような、曲率を有する表面(曲面)を有するものであることが好ましく、配管であることがより好ましい。
本発明の実施例について以下に説明する。本発明は以下に説明する実施例の態様に限定されない。
<実施例1>
実施例1では、第1樹脂フィルム層、第1接着層、発熱層、第2接着層、第2樹脂フィルム層、第3接着層および第3樹脂フィルム層がこの順に積層していて、隣り合う各層の主面同士が密着しているシート状ヒータを作成した。
すなわち、図1に示した態様のシート状ヒータ1を作成した。
また、実施例1では各層として以下を用いた。
・第1樹脂フィルム層:PTFEフィルム、厚さ100μm、比誘電率=2.1
・第1接着層:フッ素ゴム、厚さ25μm、比誘電率2.8、AFLAS100H(AGC社製)
・発熱層:ステンレス繊維シート、厚さ35μm
・第2接着層および第3接着層:フッ素ゴム、厚さ25μm、比誘電率2.8、AFLAS100H(AGC社製)
・第2樹脂フィルム層および第3樹脂フィルム層:PTFEフィルム、厚さ100μm、比誘電率=2.1
・総厚:410μm
<実施例2>
実施例2では、第1樹脂フィルム層、第1接着層、発熱層、第2接着層、第2樹脂フィルム層、第3接着層、第3樹脂フィルム層、第4接着層および第4樹脂フィルム層がこの順に積層していて、隣り合う各層の主面同士が密着しているシート状ヒータを作成した。
すなわち、前述の本発明のヒータ1Aを作成した。
また、実施例2では各層として以下を用いた。
・第1樹脂フィルム層:PTFEフィルム、厚さ25μm、比誘電率=2.1
・第1接着層:フッ素ゴム、厚さ25μm、比誘電率2.8、AFLAS100H(AGC社製)
・発熱層:ステンレス繊維シート、厚さ35μm
・第2接着層、第3接着層および第4接着層:フッ素ゴム、厚さ25μm、比誘電率2.8、AFLAS100H(AGC社製)
・第2樹脂フィルム層、第3樹脂フィルム層および第4樹脂フィルム層:PTFEフィルム、厚さ100μm、比誘電率=2.1
・総厚:460μm
<実施例3>
実施例3では実施例2と同様に本発明のヒータ1Aを作成した。
また、実施例3では各層として以下を用いた。
・第1樹脂フィルム層:PTFEフィルム、厚さ50μm、比誘電率=2.1
・第1接着層:フッ素ゴム、厚さ25μm、比誘電率2.8、AFLAS100H(AGC社製)
・発熱層:ステンレス繊維シート、厚さ35μm
・第2接着層、第3接着層および第4接着層:フッ素ゴム、厚さ25μm、比誘電率2.8、AFLAS100H(AGC社製)
・第2樹脂フィルム層、第3樹脂フィルム層および第4樹脂フィルム層:PTFEフィルム、厚さ100μm、比誘電率=2.1
・総厚:485μm
<実施例4>
実施例4では実施例2と同様の本発明のヒータ1Aを作成した。
また、実施例4では各層として以下を用いた。
・第1樹脂フィルム層:PTFEフィルム、厚さ100μm、比誘電率=2.1
・第1接着層:フッ素ゴム、厚さ25μm、比誘電率2.8、AFLAS100H(AGC社製)
・発熱層:ステンレス繊維シート、厚さ35μm
・第2接着層、第3接着層および第4接着層:フッ素ゴム、厚さ25μm、比誘電率2.8、AFLAS100H(AGC社製)
・第2樹脂フィルム層、第3樹脂フィルム層および第4樹脂フィルム層:PTFEフィルム、厚さ100μm、比誘電率=2.1
・総厚:535μm
<実施例5>
実施例5では実施例2と同様の本発明のヒータ1Aを作成した。
また、実施例5では各層として以下を用いた。
・第1樹脂フィルム層:PTFEフィルム、厚さ150μm、比誘電率=2.1
・第1接着層:フッ素ゴム、厚さ25μm、比誘電率2.8、AFLAS100H(AGC社製)
・発熱層:ステンレス繊維シート、厚さ35μm
・第2接着層、第3接着層および第4接着層:フッ素ゴム、厚さ25μm、比誘電率2.8、AFLAS100H(AGC社製)
・第2樹脂フィルム層、第3樹脂フィルム層および第4樹脂フィルム層:PTFEフィルム、厚さ100μm、比誘電率=2.1
・総厚:585μm
<実施例6>
実施例6では実施例2と同様の本発明のヒータ1Aを作成した。
また、実施例6では各層として以下を用いた。
・第1樹脂フィルム層:PTFEフィルム、厚さ200μm、比誘電率=2.1
・第1接着層:フッ素ゴム、厚さ25μm、比誘電率2.8、AFLAS100H(AGC社製)
・発熱層:ステンレス繊維シート、厚さ35μm
・第2接着層、第3接着層および第4接着層:フッ素ゴム、厚さ25μm、比誘電率2.8、AFLAS100H(AGC社製)
・第2樹脂フィルム層、第3樹脂フィルム層および第4樹脂フィルム層:PTFEフィルム、厚さ100μm、比誘電率=2.1
・総厚:635μm
<実施例7>
実施例7では、第1樹脂フィルム層、第1接着層、発熱層、第2接着層、第2樹脂フィルム層、第3接着層、第3樹脂フィルム層、第4接着層、第4樹脂フィルム層、第5接着層および第5樹脂フィルム層がこの順に積層していて、隣り合う各層の主面同士が密着しているシート状ヒータを作成した。
すなわち、前述の本発明のヒータ1Bを作成した。
また、実施例7では各層として以下を用いた。
・第1樹脂フィルム層:PTFEフィルム、厚さ100μm、比誘電率=2.1
・第1接着層:フッ素ゴム、厚さ25μm、比誘電率2.8、AFLAS100H(AGC社製)
・発熱層:ステンレス繊維シート、厚さ35μm
・第2接着層、第3接着層、第4接着層および第5接着層:フッ素ゴム、厚さ25μm、比誘電率2.8、AFLAS100H(AGC社製)
・第2樹脂フィルム層、第3樹脂フィルム層、第4樹脂フィルム層および第5樹脂フィルム層:PTFEフィルム、厚さ100μm、比誘電率=2.1
・総厚:660μm
<実施例8>
実施例8では、第1樹脂フィルム層、第1接着層、発熱層、第2接着層、第2樹脂フィルム層、第3接着層、第3樹脂フィルム層、第4接着層、第4樹脂フィルム層、第5接着層、第5樹脂フィルム層、第6接着層および第6樹脂フィルム層がこの順に積層していて、隣り合う各層の主面同士が密着しているシート状ヒータを作成した。
すなわち、前述の本発明のヒータ1Cを作成した。
また、実施例8では各層として以下を用いた。
・第1樹脂フィルム層:PTFEフィルム、厚さ100μm、比誘電率=2.1
・第1接着層:フッ素ゴム、厚さ25μm、比誘電率2.8、AFLAS100H(AGC社製)
・発熱層:ステンレス繊維シート、厚さ35μm
・第2接着層、第3接着層、第4接着層、第5接着層および第6接着層:フッ素ゴム、厚さ25μm、比誘電率2.8、AFLAS100H(AGC社製)
・第2樹脂フィルム層、第3樹脂フィルム層、第4樹脂フィルム層、第5樹脂フィルム層および第6樹脂フィルム層:PTFEフィルム、厚さ100μm、比誘電率=2.1
・総厚:785μm
<比較例1>
比較例1では、第1樹脂フィルム層、第1接着層、発熱層、第2接着層および第2樹脂フィルム層がこの順に積層していて、隣り合う各層の主面同士が密着しているシート状ヒータを作成した。
また、比較例1では各層として以下を用いた。
・第1樹脂フィルム層:PTFEフィルム、厚さ100μm、比誘電率=2.1
・第1接着層:フッ素ゴム、厚さ25μm、比誘電率2.8、AFLAS100H(AGC社製)
・発熱層:ステンレス繊維シート、厚さ35μm
・第2接着層:フッ素ゴム、厚さ25μm、比誘電率2.8、AFLAS100H(AGC社製)
・第2樹脂フィルム層:PTFEフィルム、厚さ100μm、比誘電率=2.1
・総厚:285μm
<比較例2>
比較例2では、比較例1と同様に、第1樹脂フィルム層、第1接着層、発熱層、第2接着層および第2樹脂フィルム層がこの順に積層していて、隣り合う各層の主面同士が密着しているシート状ヒータを作成した。
また、比較例1では各層として以下を用いた。
・第1樹脂フィルム層:PTFEフィルム、厚さ100μm、比誘電率=2.1
・第1接着層:フッ素ゴム、厚さ25μm、比誘電率2.8、AFLAS100H(AGC社製)
・発熱層:ステンレス繊維シート、厚さ35μm
・第2接着層:フッ素ゴム、厚さ25μm、比誘電率2.8、AFLAS100H(AGC社製)
・第2樹脂フィルム層:PTFEフィルム、厚さ200μm、比誘電率=2.1
・総厚:385μm
<比較例3>
比較例3では実施例2と同様の本発明のヒータ1Aと同じ構成のヒータを作成した。
ただし、比較例3では各層として以下を用いた。
・第1樹脂フィルム層:PI被膜、厚さ50μm、比誘電率=3.5
・第1接着層:フッ素ゴム、厚さ25μm、比誘電率2.8、AFLAS100H(AGC社製)
・発熱層:ステンレス繊維シート、厚さ35μm
・第2接着層、第3接着層および第4接着層:フッ素ゴム、厚さ25μm、比誘電率2.8、AFLAS100H(AGC社製)
・第2樹脂フィルム層、第3樹脂フィルム層および第4樹脂フィルム層:PI被膜、厚さ50μm、比誘電率=3.5
・総厚:335μm
<比較例4>
比較例4では実施例8と同様のシート状ヒータ1Cと同じ構成のヒータを作成した。
ただし、比較例4では各層として以下を用いた。
・第1樹脂フィルム層:PI被膜、厚さ50μm、比誘電率=3.5
・第1接着層:フッ素ゴム、厚さ25μm、比誘電率2.8、AFLAS100H(AGC社製)
・発熱層:ステンレス繊維シート、厚さ35μm
・第2接着層、第3接着層、第4接着層、第5接着層および第6接着層:フッ素ゴム、厚さ25μm、比誘電率2.8、AFLAS100H(AGC社製)
・第2樹脂フィルム層、第3樹脂フィルム層、第4樹脂フィルム層、第5樹脂フィルム層および第6樹脂フィルム層:PI被膜、厚さ50μm、比誘電率=3.5
・総厚:485μm
<漏れ電流の測定>
上記のようにして得た実施例1~8のシート状ヒータおよび比較例1~4のシート状ヒータの各々について、漏れ電流を測定した。
漏れ電流の測定方法にはHIOKI社製の耐圧試験器「HIOKI 3158 ac withstanding voltage hitester」を用いた。そして、耐圧試験器に備わる二本の電極の内、一方を本発明のヒータに、もう一方をヒータより面積の大きいアルミニウム板に接続した後、アルミニウム板を水平面上に置き、その上に主面同士が着くように本発明のヒータの主面を重ね、さらに上から重石を載せてアルミニウム板の主面と本発明のヒータの主面とを密着させた。そして、一定の電圧(今回は0.2kVまたは1.5kV)を印加した状態で一分間保持し、その間に流れた電流を漏れ電流として測定した。
漏れ電流は0.2kVおよび1.5kVの各々の場合について測定した。
また、表1に示すように、1.5kVの場合について、漏れ電流の程度によって性能を評価し、0~3の点数を付けた。
結果を表2に示す。
<配管追従性>
上記のようにして得た実施例1~8のシート状ヒータおよび比較例1~4のシート状ヒータの各々について、配管追従性を評価した。
具体的には、第1樹脂フィルム層が外側となるように、つまり、第2樹脂フィルム層~第6樹脂フィルム層を配管の外面に密着させるように、各シート状ヒータを配管に巻いたときの巻きやすさを評価した。ここで配管はΦ20mm、Φ50mm、Φ100mmのものを用意し、各々の配管について、表1に示す基準で評価し、0~3の点数を付けた。
結果を表2に示す。
Figure 2023070895000002
Figure 2023070895000003
漏れ電流について、実施例1~8のシート状ヒータの場合、表2に示すように0.2kVおよび1.5kVのいずれの場合も低い値となった。特に実施例7および実施例8の場合は漏れ電流が低くなり、高評価となった(◎、3点)。
これに対して比較例1~4のシート状ヒータの漏れ電流は、1.5kVの場合に0.3mAを超える高い値となったため、低評価となった(×、0点)。
配管追従性について、実施例1~8のシート状ヒータの場合、表2に示すように、いずれの配管に対しても巻くことができた。これに対して比較例4のシート状ヒータの場合、Φ20mmおよびΦ50mmの細い配管には巻くことができなかった。
漏れ電流と配管追従性とが両立しているかを評価するために、漏れ電流の評価(点数)と配管追従性の評価(合計点数)との積を求めた。
表2の「総合評価」の欄に示すように、実施例1~8のシート状ヒータの場合、いずれも総合評価は高くなった。
1 本発明のヒータ
1D 本発明のヒータの好適態様
5 発熱層
11 第1樹脂フィルム層
12 第2樹脂フィルム層
13 第3樹脂フィルム層
14 第4樹脂フィルム層
15 第5樹脂フィルム層
16 第6樹脂フィルム層
17 第7樹脂フィルム層
21 第1接着層
22 第2接着層
23 第3接着層
24 第4接着層
25 第5接着層
26 第6接着層
27 第7接着層
30 被加熱体

Claims (8)

  1. 第1樹脂フィルム層、第1接着層、発熱層、第2接着層、第2樹脂フィルム層、第3接着層および第3樹脂フィルム層がこの順に積層していて、隣り合う各層の主面同士が密着しており、
    前記第1樹脂フィルム層、前記第2樹脂フィルム層および前記第3樹脂フィルム層は、いずれも比誘電率が1~2.5の材料からなる、シート状ヒータ。
  2. さらに、
    前記第3樹脂フィルム層の外側に第4接着層および第4樹脂フィルム層がこの順に積層していて、
    または、
    前記第3樹脂フィルム層の外側に前記第4接着層および前記第4樹脂フィルム層に加え、第5接着層および第5樹脂フィルム層がこの順に積層していて、
    または、
    前記第3樹脂フィルム層の外側に前記第4接着層、前記第4樹脂フィルム層、前記第5接着層および前記第5樹脂フィルム層に加え、第6接着層および第6樹脂フィルム層がこの順に積層していて、
    または、
    前記第3樹脂フィルム層の外側に前記第4接着層、前記第4樹脂フィルム層、前記第5接着層、前記第5樹脂フィルム層、前記第6接着層および前記第6樹脂フィルム層に加え、第7接着層および第7樹脂フィルム層がこの順に積層していて、
    隣り合う各層の主面同士が密着しており、
    前記第4樹脂フィルム層、前記第5樹脂フィルム層、前記第6樹脂フィルム層および前記第7樹脂フィルム層は、いずれも比誘電率が1~2.5の材料からなる、請求項1に記載のシート状ヒータ。
  3. 前記第1樹脂フィルム層、前記第2樹脂フィルム層、前記第3樹脂フィルム層、前記第4樹脂フィルム層、前記第5樹脂フィルム層、前記第6樹脂フィルム層および前記第7樹脂フィルム層からなる群から選ばれる少なくとも1つがフッ素系樹脂からなる、請求項1または2に記載のシート状ヒータ。
  4. 前記第1樹脂フィルム層、前記第2樹脂フィルム層、前記第3樹脂フィルム層、前記第4樹脂フィルム層、前記第5樹脂フィルム層、前記第6樹脂フィルム層および前記第7樹脂フィルム層のいずれもが比誘電率が2.2以下の材料からなる、請求項1~3のいずれかに記載のシート状ヒータ。
  5. 前記第1樹脂フィルム層、前記第2樹脂フィルム層、前記第3樹脂フィルム層、前記第4樹脂フィルム層、前記第5樹脂フィルム層、前記第6樹脂フィルム層および前記第7樹脂フィルム層からなる群から選ばれる少なくとも1つの厚さが10~300μmである、請求項1~4のいずれかに記載のシート状ヒータ。
  6. 前記発熱層が金属繊維シートからなる、請求項1~5のいずれかに記載のシート状ヒータ。
  7. 前記第1接着層、前記第2接着層、前記第3接着層、前記第4接着層、前記第5接着層、前記第6接着層および前記第7接着層からなる群から選ばれる少なくとも1つの厚さが5~100μmである、請求項1~6のいずれかに記載のシート状ヒータ。
  8. 総厚が100~1000μmである、請求項1~7のいずれかに記載のシート状ヒータ。
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