JP4936326B2 - 融着ヒータ線およびアルミ付ヒータ - Google Patents

Description

本発明はヒータ線およびアルミ付ヒータに関する。更に詳しくは、面状採暖具用、冷蔵庫の霜取り、便座の保温用等に好適な融着ヒータ線およびアルミ付ヒータに関する。

電気毛布、電気カーペット等の面状採暖具にはヒータ線がカーペット等の生地に敷線されて用いられている。またヒータ線をアルミ箔に敷線したアルミ付ヒータは冷蔵庫の霜取り、便座の保温用、或は床暖房用に用いられている。
ヒータ線としては、例えば下記特許文献１の補正図２の一部切欠正面図に示す構造のもの(本発明の図４に示す)が知られている。このヒータ線（２０’）は、ポリエステル、全芳香族ポリエステル、全芳香族ポリアミド繊維等からなる芯線（１’）の外周に、銅又は銅合金からなる発熱体（２’）をスパイラル状に巻回し、その外周にポリアミド系樹脂（ナイロン１１、１２等）或いはポリエステル共重合体をチューブ状に押出しして溶断層（３’）を設け、次にこの外周に銅又は銅合金或いはニッケル線からなる導体をスパイラル状に巻回して信号線（４’）とし、次にこの外周にポリ塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）等からなる絶縁樹脂を押出し成形して絶縁シース（６’）を設けた構造になっている。このヒータ線を用い、接着層をコーティングしてあるアルミ箔、カーペット生地等に敷線して接着するか、或いはヒータ線に接着剤を塗布しながらアルミ箔、カーペット生地等に敷線し、接着して面状採暖具としている。また特許文献１には、絶縁シースの外周に融点が１５５℃以上２５０℃以下のポリエステル系接着層を設けたヒータ線が記載されている。
特開２００１−２３７０５５

熱溶融性を有するポリエステル樹脂は成形性、接着性が良好なホットメルト接着剤として知られている。絶縁シースの外周にポリエステル系接着層を設けたヒータ線も上記のように知られている。然しながら、ポリエステル系接着層を溶融押出ししたヒータ線をボビンに巻き取る際に線同士の貼りつきが発生してしまい、後工程作業に大きな支障がでてしまうという問題があった。また、前記接着層はポリエステル系のため耐水性，耐湿熱性等の環境試験特性が悪く、高温多湿環境下での加水分解による接着力低下の問題があった。
また従来のアルミ付きヒータは、例えば本発明の図５に（５０’）として示すように、アルミ箔（３１）の片面に接着層（３４）を設け、反対面には粘着層（３２）と離型紙（３３）を設けた接着・粘着アルミ箔（４０’）を用い、接着層（３４）の上に、例えば前記ヒータ線（２０’）を熱融着して製造していたが、アルミ箔の選定、調達の自由度が不足し、またヒータ製品の価格も高価になってしまうという問題があった。
本発明は、上記従来技術が有する各種問題点を解決するためになされたものであり、融着ヒータ線をボビンに巻き取る際に線同士の貼りつき（以下、融着ヒータ線の線同士の貼りつきと略記する）がなく、また耐水性，耐湿熱性等の環境試験特性が良く、高温多湿環境下での加水分解による接着力低下がない融着ヒータ線、およびアルミ箔の選定、調達の自由度が高まり、またヒータ製品のコストダウンが可能なアルミ付ヒータを提供することを目的とする。

第１の観点として本発明は、少なくとも芯線（１）と、この芯線（１）の外周に巻回された発熱体（２）と、この発熱体（２）の上方に設けられた絶縁シース（５）からなる絶縁ヒータ線体の最外周に融着層（６）が設けられている融着ヒータ線において
前記融着層（６）がポリエステル接着剤５０〜９０重量部に対し、ポリオレフィン接着剤５〜４９．９重量部、および耐加水分解剤０．１〜５重量部を添加し、溶融混練した融着樹脂からなることを特徴とする融着ヒータ線にある。
前記芯線（１）としては、ポリエステル繊維のテトロン（登録商標（以下^（Ｒ）））或は全芳香族ポリアミド繊維のケブラ^（Ｒ）のより糸を挙げることができる。前記発熱体（２）としては、銅線または銅合金線を挙げることができる。また前記絶縁シース（５）としては、耐熱ＰＶＣを挙げることができる。
前記ポリエステル接着剤は、結晶性を有する高分子ポリエステル樹脂からなるホットメルト接着剤で、成形性、接着性が良好であり、融着層の主成分樹脂として用いられ、融着ヒータ線を製造するときの成形性およびアルミ箔との接着に大きく寄与する樹脂である。
前記ポリオレフィン接着剤は融着ヒータ線の線同士の貼りつきを防ぎ、また環境試験特性を向上させるために前記ポリエステル接着剤に添加する樹脂であり、ポリオレフィン部分と無水カルボン酸等の極性基を有するホットメルト接着剤である。
前記耐加水分解剤は融着ヒータ線の高温多湿環境下での加水分解による接着力低下を防ぐ為にポリエステル接着剤に添加する樹脂であり、カルボジイミドまたはエポキシ基含有樹脂が好ましい。
前記ポリエステル接着剤の配合量を５０〜９０重量部と限定した理由は、５０重量部未満では成形性、いわゆる融着樹脂を溶融押出しして融着層を設ける際の樹脂の伸び性が悪くなり、融着層の薄肉化ができなくなるので、製造コストが上がってしまうためである。また９０重量部を超えると融着ヒータ線の線同士の貼りつきが生じやすくなり、また環境試験特性も悪くなるためである。
また前記ポリオレフィン接着剤の配合量を５〜４９．９重量部と限定した理由は、５重量部未満では融着ヒータ線の線同士の貼りつきを防ぐ効果が十分ではなく、また４９．９重量部を超えると成形性が悪くなるためである。
また耐加水分解剤の配合量を０．１〜５重量部と限定した理由は、０．１重量部未満では融着ヒータ線の高温多湿環境下での加水分解による接着力低下があり、また５重量部を超えると樹脂の溶融粘度が増加し、成形性が悪くなるためである。
上記第１観点の融着ヒータ線では、前記ポリエステル接着剤の所定量に対し、ポリオレフィン接着剤および耐加水分解剤の所定量を添加し、溶融混練することにより得られる融着樹脂を融着層として用いることにより、融着ヒータ線の線同士の貼りつきがなく、成形性および環境試験特性が良好で、高温多湿環境下での加水分解による接着力低下が無く、また後工程にも支障がない融着ヒータ線を得ることができる。またヒータ線側に融着層を設けることにより、融着ヒータ線をアルミ箔に熱融着してアルミ付ヒータを製造する場合、アルミ箔の選定、調達の自由度が高まり、既存製品のコストダウンと新たな用途展開につながる。

第２の観点として本発明は、前記絶縁ヒータ線体が、芯線（１）の外周に発熱体（２）を巻回し、その外周に横巻糸（５ａ）を設け、その外周に絶縁シース（５）を設けた絶縁ヒータ線体（ｚ１）であることを特徴とする融着ヒータ線（１０）にある。
前記横巻糸（５ａ）としては、例えばポリエステル糸を挙げることができる。
上記第２観点の融着ヒータ線では、絶縁ヒータ線体が上記構成の絶縁ヒータ線体（ｚ１）からなる融着ヒータ線（１０）が好ましい。

第３の観点として本発明は、前記絶縁ヒータ線体が、芯線（１）の外周に発熱体（２）を巻回し、その外周に溶断層（３）を設け、その外周に検知線（４）を定ピッチでスパイラル状に巻回し、更にその外周に絶縁シース（５）を設けた絶縁ヒータ線体（ｚ２）である融着ヒータ線（２０）にある。
前記熔断層（３）としては、例えばナイロン１２、ポリエステルが挙げられる。また前記検知線（４）としては、銅線、銅合金線またはニッケル線を挙げることができる。
上記第３観点の融着ヒータ線では、絶縁ヒータ線体が上記構成の絶縁ヒータ線体（ｚ２）からなる融着ヒータ線（２０）が好ましい。

第４の観点として本発明は、前記第１観点から第３観点の何れかの融着ヒータ線をアルミ箔または粘着アルミ箔のアルミ箔面に熱融着したことを特徴とするアルミ付ヒータ（５０）にある。
上記第４観点のアルミ付ヒータ（５０）では、前記第１から第３観点の何れかの融着ヒータ線をアルミ箔または粘着アルミ箔のアルミ箔面に熱融着することにより得られる。このアルミ付ヒータ（５０）は融着ヒータ線とアルミ箔が良好に接着され、コストダウンも計られる。

本発明の融着ヒータ線およびアルミ付ヒータによれば、前記融着樹脂を融着ヒータ線の融着層として用いることにより、融着ヒータ線の線同士の貼りつきがなく、環境試験特性が良好で、高温多湿環境下での加水分解による接着力低下の影響がなく、また後工程にも支障がない融着ヒータ線を得ることができる。またヒータ線側に融着層を設けることにより、アルミ箔の選定、調達の自由度が高まり、既存製品のコストダウンと新たな用途展開につながる。従って、本発明は産業上に寄与する効果が極めて大である。

以下、本発明の内容を、図に示す実施の形態により更に詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。図１は本発明の融着ヒータ線の一例を示す一部切欠正面図である（参考比較例の説明にも使用）。図２は本発明の融着ヒータ線の第二例を示す一部切欠正面図である。図３は本発明のアルミ付ヒータの一例を示す部分断面図である（参考比較例の説明にも使用）。
これらの図において、１は芯線、２は発熱体、３は溶断層、４は検知線、５は絶縁シース、５ａは横巻糸、６は融着層、１０，２０は融着ヒータ線、３１はアルミ箔、３２は粘着層、３３は離型紙、４０は粘着アルミ箔、５０はアルミ付ヒータ、またｚ１，ｚ２は絶縁ヒータ線体である。

本発明の融着ヒータ線およびアルミ付ヒータの実施形態（実施例）について融着樹脂の調製から順を追って説明する。なお参考比較例についても同時に説明する。
（１）融着樹脂の調製
融着樹脂の調製について下記表１を用いて説明する。なお表１は実施例１〜４の融着ヒータ線および参考比較例１、２の融着ヒータ線の融着層に用いる融着樹脂の配合組成表である。

−実施調製例１−
表１の配合組成表に従い、ポリエステル接着剤９０ｇに対し、ポリオレフィン接着剤５ｇおよび耐加水分解剤５ｇを添加し、溶融混練して実施調製例１の融着樹脂を調製した。

−実施調製例２、３−
表１の配合組成表に従い、前記実施調製例１と同様にして実施調製例２、３の融着樹脂を調製した。

−参考調製例１−
表１の配合組成表に従い、ポリエステル接着剤をそのまま融着樹脂として用いた。

−参考調製例２−
表１の配合組成表に従い、ポリエステル接着剤にポリオレフィン接着剤を添加し、溶融混練して参考調製例２の融着樹脂を調製した。

（２）融着ヒータ線の製造
本発明の融着ヒータ線の製造について図１、２を用いて説明する。また参考比較例の融着ヒータ線の製造についても説明する。

融着ヒータ線の製造の実施例１について図１を用いて説明する。
先ず巻芯（１）として、ポリエステル繊維のテトロンのより糸を用い、この外周に発熱体（２）として銅線を巻回し、その外周にポリエステル糸の横巻糸（５ａ）を設け、その外周に耐熱ＰＶＣを溶融押出しして絶縁シース（５）を設けて絶縁ヒータ線体（ｚ１）とし、更にその外周に前記実施調製例１の融着樹脂を溶融押出しして融着層（６）を設けて融着ヒータ線（１０）を製造した。

融着ヒータ線の製造の実施例２について図１を用いて説明する。
上記実施例１と同様の絶縁ヒータ線体（ｚ１）の外周に、前記実施調製例２の融着樹脂を溶融押出しして融着層（６）を設けて融着ヒータ線（１０）を製造した。

融着ヒータ線の製造の実施例３について図１を用いて説明する。
上記実施例１と同様の絶縁ヒータ線体（ｚ１）の外周に、前記実施調製例３の融着樹脂を溶融押出しして融着層（６）を設けて融着ヒータ線（１０）を製造した。

融着ヒータ線の製造の実施例４について図２を用いて説明する。
先ず巻芯（１）として、全芳香族ポリアミド繊維のケブラを用い、この外周に発熱体（２）として銅線を巻回し、その外周に融点１７０℃近辺のナイロン１１を溶融押出しして溶断層（３）を設け、その外周に検知線（４）として銅線を定ピッチでスパイラル状に巻回し、その外周に耐熱ＰＶＣを溶融押出しして絶縁シース（６）を設けて絶縁ヒータ線体（ｚ２）とし、更にその外周に前記実施調製例１の融着樹脂を溶融押出しして融着層（６）を設けて融着ヒータ線（２０）を製造した。

−参考比較例１−
融着ヒータ線の製造の参考比較例１について図１を参照して説明する。
上記実施例１と同様の絶縁ヒータ線体（ｚ１）の外周に、前記参考調製例１の融着樹脂を溶融押出しして融着層を設けて融着ヒータ線を製造した。

−参考比較例２−
融着ヒータ線の製造の参考比較例２について図１を参照して説明する。
上記実施例１と同様の絶縁ヒータ線体（ｚ１）の外周に、前記参考調製例２の融着樹脂を溶融押出しして融着層を設けて融着ヒータ線を製造した。

―融着ヒータ線の特性―
本発明の実施例１〜３の融着ヒータ線および参考比較例１、２の融着ヒータ線の特性について試験した。その結果を下記表２に示す。

上記表２の結果から明らかなように、本発明の融着ヒータ線は接着力、成形性等の特性が全て良好なことが分かる。なお、実施例４の融着ヒータ線については、表には記載しなかったが、特性は全て良好だった。

（３）アルミ付ヒータの製造
本発明のアルミ付ヒータの製造について図３を用いて説明する。また参考比較例のアルミ付ヒータの製造についても説明する。

アルミ付ヒータの製造の実施例５について説明する。
前記実施例１により得られた融着ヒータ線（１０）を粘着アルミテープ（４０）のアルミ箔（３１）面に熱プレスで圧着し、アルミ付ヒータ（５０）を製造した。なお、前記粘着アルミテープ（４０）には粘着層（３２）と離型紙（３３）が設けられている。なお前記熱プレスの条件は、プレス板の温度を２００〜２２０℃、プレス時間を３〜６秒とした。

アルミ付ヒータの製造の実施例６について説明する。
前記実施例２により得られた融着ヒータ線（１０）を粘着アルミテープ（４０）のアルミ箔（３１）面に熱プレスで圧着し、アルミ付ヒータ（５０）を製造した。なお熱プレスの条件は前記実施例５と同じとした。

アルミ付ヒータの製造の実施例７について説明する。
前記実施例３により得られた融着ヒータ線（１０）を粘着アルミテープ（４０）のアルミ箔（３１）面に熱プレスで圧着し、アルミ付ヒータ（５０）を製造した。なお熱プレスの条件は前記実施例５と同じとした。
なお実施例５〜７においてはアルミ箔（３１）を用いたが、アルミ箔（３１）の代わりにアルミラミネートポリエチレンテレフタレート樹脂テープ（アルペット）を用いても良い。

−参考比較例３、４−
アルミ付ヒータの製造の参考比較例３、４について図３を参照して説明する。
前記参考比較例１、２により得られたそれぞれの融着ヒータ線を、前記実施例５と同様に粘着アルミテープ（４０）のアルミ箔（３１）面に熱プレスで圧着し、アルミ付ヒータを製造した。なお熱プレスの条件は前記実施例５と同じとした。

−アルミ付ヒータの接着力特性−
前記実施例５〜７および参考比較例３、４により得られたアルミ付ヒータについて、融着ヒータ線とアルミ箔面との接着力を試験した。
その結果、本発明の融着ヒータ線とアルミ箔面とは良好に接着していた。なお、この接着力特性は前記表２の接着力として表示されているものと同等である。また、実施例４の融着ヒータ線（２０）についても前記実施例５と同様にしてアルミ付ヒータを製造し、接着力特性を試験したが、全て良好だった。

本発明のヒータ線はアルミ付ヒータの他に、電気毛布、電気カーペット等の面状採暖具としてカーペット等の生地に敷線して用いることができる。また本発明のアルミ付ヒータは冷蔵庫の霜取り、便座の保温用、或は床暖房用として好適に用いることができる。

本発明の融着ヒータ線の一例を示す一部切欠正面図である（参考比較例の説明にも使用）。 本発明の融着ヒータ線の第二例を示す一部切欠正面図である。 本発明のアルミ付ヒータの一例を示す部分断面図である（参考比較例の説明にも使用）。 従来のヒータ線の一例を示す一部切欠正面図である。 従来のアルミ付きヒータの一例を示す部分断面図である。

符号の説明

１ 芯線
２ 発熱体
３ 溶断層
４ 検知線
５ 絶縁シース
５ａ 横巻糸
６ 融着層
１０，２０ 融着ヒータ線
３１ アルミ箔
３２ 粘着層
３３ 離型紙
４０ 粘着アルミ箔
５０ アルミ付ヒータ
ｚ１，ｚ２ 絶縁ヒータ線体

Claims (4)

1. 少なくとも芯線（１）と、この芯線（１）の外周に巻回された発熱体（２）と、この発熱体（２）の上方に設けられた絶縁シース（５）からなる絶縁ヒータ線体の外周に融着層（６）が設けられている融着ヒータ線において
   前記融着層（６）がポリエステル接着剤５０〜９０重量部に対し、ポリオレフィン接着剤５〜４９．９重量部、および耐加水分解剤０．１〜５重量部を添加し、溶融混練した融着樹脂からなることを特徴とする融着ヒータ線。
2. 前記絶縁ヒータ線体が、芯線（１）の外周に発熱体（２）を巻回し、その外周に横巻糸（５ａ）を設け、その外周に絶縁シース（５）を設けた絶縁ヒータ線体（ｚ１）であることを特徴とする請求項１記載の融着ヒータ線（１０）。
3. 前記絶縁ヒータ線体が、芯線（１）の外周に発熱体（２）を巻回し、その外周に溶断層（３）を設け、その外周に検知線（４）を定ピッチでスパイラル状に巻回し、更にその外周に絶縁シース（５）を設けた絶縁ヒータ線体（ｚ２）であることを特徴とする請求項１記載の融着ヒータ線（２０）。
4. 請求項１〜３の何れかに記載の融着ヒータ線をアルミ箔または粘着アルミ箔のアルミ箔面に熱融着したことを特徴とするアルミ付ヒータ（５０）。