JP5589905B2 - 面状採暖具 - Google Patents
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Description
本発明は電気ヒータを発熱源とした面状採暖具に関するものである。
従来、この種の面状採暖具は、短繊維のくもの巣状繊維層で形成されるウェブからなる不織布９をニードルパンチ加工してフェルトにしたものを表面材４とし、また短繊維のくもの巣状繊維層で形成されるウェブからなり、表面材４の不織布９よりも厚みの厚い不織布１０をニードルパンチ加工してフェルトにしたものを裏面材５としてある。そして熱融着フィルム１１、アルミニウム箔等の金属箔１２、熱融着フィルム１１をこの順に積層すると共にさらにその下面にコード状の発熱線６をパターン配線して接着して作成したヒータユニット１３を表面材４と裏面材５の間にサンドイッチして積層接着することによって、面状採暖具である電気カーペットを作成するようにしてある（例えば、特許文献１参照）。
また、上記とは別に、面状に配設されたヒータ線１と、前記ヒータ線１の下面に設けられた断熱材２と、上面に設けられた表布材３により構成された電気カーペットで、前記表布材３は、繊維材３−ａと均熱板３−ｂをニードルパンチにて一体化したニードルパンチフェルトとした電気カーペットもある（例えば、特許文献２参照）。
図９は、特許文献１に記載された従来の面状採暖具の概略分解断面図を示すものである。図９に示すように、短繊維のくもの巣状繊維層で形成されるウェブからなる不織布９をニードルパンチ加工してフェルトにしたものを表面材４とし、また短繊維のくもの巣状繊維層で形成されるウェブからなり、表面材４の不織布９よりも厚みの厚い不織布１０をニードルパンチ加工してフェルトにしたものを裏面材５としてある。そして熱融着フィルム１１、アルミニウム箔等の金属箔１２、熱融着フィルム１１をこの順に積層すると共にさらにその下面にコード状の発熱線６をパターン配線して接着して作成したヒータユニット１３を遮水表布４と裏面材５の間にサンドイッチして積層接着することによって、電気カーペットを作成するようにしてある。
図１０は、特許文献２に記載された従来の面状採暖具の概略斜視図を示すものである。図１０に示すように、ヒータ線１は、断熱材２の上面に面状に配設されている。更にその上面には、表布材３が設けられ電気カーペットを構成している。表布材３は、繊維材３−ａと均熱板３−ｂが層状に重ね合わさった多層構造となっている。図１１は、その繊維材３−ａと均熱板３−ｂの断面図を示すものである。図１０に示すように、表布材３は、複数の繊維材３−ａとアルミシート材の均熱板３−ｂを重ね合わせた後、ニードルパンチ加工により一体化したニードルパンチフェルトである。
しかしながら、前記従来の面状採暖具では、使用者が誤って水やジュース等の液体をこぼしたりすると、表面材４（表布材３）の不織布９（繊維材３−ａ）には遮水機能がないため、水やジュース等が表面材４（表布材３）の不織布９（繊維材３−ａ）の中に浸透し
て、表面を布巾等で拭き取っても水やジュース等が中に残留するという課題を有していた。
て、表面を布巾等で拭き取っても水やジュース等が中に残留するという課題を有していた。
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、使用者が誤って水やジュース等の液体をこぼしても、中に液体が浸透せず、表面の液体汚れを拭き取ることができる面状採暖具を提供することを目的とする。
前記従来の課題を解決するために、本発明の面状採暖具は、不織布の上側表面に遮水樹脂をラミネートした遮水表布と、
金属シートの上下両面に樹脂を含む接着剤をコーティングした均熱シートと、
前記均熱シートの下面にヒータ線が配設された面状のヒータユニットと、
前記ヒータユニットの下面側に設けられた断熱シートと、
前記断熱シートの下面側に設けられた裏面材と、
を備え、
前記均熱シートは前記遮水表布の側から前記断熱シートの方向に開けられた複数の空気抜き孔が設けられ、前記空気抜き孔は、前記均熱シートの前記遮水表布の側から前記断熱シートの方向に変形し、前記遮水表布側に凹部、前記断熱シート側に凸部が形成されたことを特徴とするものである。
金属シートの上下両面に樹脂を含む接着剤をコーティングした均熱シートと、
前記均熱シートの下面にヒータ線が配設された面状のヒータユニットと、
前記ヒータユニットの下面側に設けられた断熱シートと、
前記断熱シートの下面側に設けられた裏面材と、
を備え、
前記均熱シートは前記遮水表布の側から前記断熱シートの方向に開けられた複数の空気抜き孔が設けられ、前記空気抜き孔は、前記均熱シートの前記遮水表布の側から前記断熱シートの方向に変形し、前記遮水表布側に凹部、前記断熱シート側に凸部が形成されたことを特徴とするものである。
これにより、使用者が使用する際に誤って面状採暖具に水やジュース等の液体をこぼしても、表面の遮水表布が水やジュース等の液体を遮断し、中の不織布等に浸透することが阻止され、表面の液体汚れを簡単に拭き取ることができる。
この面状採暖具において特に、前記均熱シートは前記遮水表布の側から前記断熱シートの方向に開けられた複数の空気抜き孔が設けられていることにより、前記遮水表布、前記ヒータユニット、前記断熱シート、前記裏面材を順に積層した積層体を上下の熱板で熱プレスして積層接着する場合、前記遮水表布と前記ヒータユニットとの間の空気が、複数の前記空気抜き孔を通過し、前記ヒータユニットの下側の断熱シートへ移動する。これにより、ヒータユニットの均熱シートと遮水表布との間に熱伝導を阻害するような空気溜りを生じることを防止でき、良好な熱伝導性能が得られる。しかも、空気抜き孔を通過し、前記ヒータユニットの下側の断熱シートへ移動した空気によって、断熱シート中に空気層が形成され、その空気によって断熱シートの断熱性を高められ、ヒータユニットから裏面材に無駄に熱伝導放熱することを抑制でき、採暖効率の優れた面状採暖具を得ることができる。
このように、液体汚れ等が中に浸透せず、表面汚れを拭き取れる遮水表布の面状採暖具で、ダニや蚤の温床にもなりにくく、かつ、遮水表布の側から断熱シートの方向に開けられた複数の空気抜き孔によって、面状採暖具の製造時にヒータユニットの上側の空気がヒータユニットの下側へ移動され、採暖効率の優れた面状採暖具を得ることができる。
本発明の面状採暖具は、使用者が誤って水やジュース等の液体をこぼしても、中に液体が浸透せず、表面の液体汚れを拭き取ることができ、かつ、採暖効率の優れた面状採暖具を得ることができる。
第１の発明は、不織布の上側表面に遮水樹脂をラミネートした遮水表布と、
金属シートの上下両面に樹脂を含む接着剤をコーティングした均熱シートと、
前記均熱シートの下面にヒータ線が配設された面状のヒータユニットと、
前記ヒータユニットの下面側に設けられた断熱シートと、
前記断熱シートの下面側に設けられた裏面材と、
を備え、
前記均熱シートは前記遮水表布の側から前記断熱シートの方向に開けられた複数の空気抜き孔が設けられ、前記空気抜き孔は、前記均熱シートの前記遮水表布の側から前記断熱シートの方向に変形し、前記遮水表布側に凹部、前記断熱シート側に凸部が形成されたことを特徴とする面状採暖具である。
金属シートの上下両面に樹脂を含む接着剤をコーティングした均熱シートと、
前記均熱シートの下面にヒータ線が配設された面状のヒータユニットと、
前記ヒータユニットの下面側に設けられた断熱シートと、
前記断熱シートの下面側に設けられた裏面材と、
を備え、
前記均熱シートは前記遮水表布の側から前記断熱シートの方向に開けられた複数の空気抜き孔が設けられ、前記空気抜き孔は、前記均熱シートの前記遮水表布の側から前記断熱シートの方向に変形し、前記遮水表布側に凹部、前記断熱シート側に凸部が形成されたことを特徴とする面状採暖具である。
これにより、使用者が使用する際に誤って面状採暖具に水やジュース等の液体をこぼしても、表面の遮水表布が水やジュース等の液体を遮断し、中の不織布等に浸透することが阻止され、表面の液体汚れを簡単に拭き取ることができる。
この面状採暖具において特に、前記均熱シートは前記遮水表布の側から前記断熱シートの方向に開けられた複数の空気抜き孔が設けられていることにより、前記遮水表布、前記ヒータユニット、前記断熱シート、前記裏面材を順に積層した積層体を上下の熱板で熱プレスして積層接着する場合、前記遮水表布と前記ヒータユニットとの間の空気が、複数の前記空気抜き孔を通過し、前記ヒータユニットの下側の断熱シートへ移動する。これにより、ヒータユニットの均熱シートと遮水表布との間に熱伝導を阻害するような空気溜りを生じることを防止でき、良好な熱伝導性能が得られる。しかも、空気抜き孔を通過し、前記ヒータユニットの下側の断熱シートへ移動した空気によって、断熱シート中に空気層が形成され、その空気によって断熱シートの断熱性を高められ、ヒータユニットから裏面材に無駄に熱伝導放熱することを抑制でき、採暖効率の優れた面状採暖具を得ることができる。
このように、液体汚れ等が中に浸透せず、表面汚れを拭き取れる遮水表布の面状採暖具で、ダニや蚤の温床にもなりにくく、かつ、遮水表布の側から断熱シートの方向に開けられた複数の空気抜き孔によって、面状採暖具の製造時にヒータユニットの上側の空気がヒータユニットの下側へ移動され、採暖効率の優れた面状採暖具を得ることができる。
さらに、前記空気抜き孔は、前記均熱シートの前記遮水表布の側から前記断熱シートの
方向に変形し、前記遮水表布側に凹部、前記断熱シート側に凸部が形成されたことにより、遮水表布とヒータユニットとの間の空気が、断熱シート側へ移動することを阻害されずスムースに可能となる。よって、遮水表布とヒータユニットとの間の不要な空気溜りをより少なくでき、より採暖効率の優れた面状採暖具を得ることができる。
方向に変形し、前記遮水表布側に凹部、前記断熱シート側に凸部が形成されたことにより、遮水表布とヒータユニットとの間の空気が、断熱シート側へ移動することを阻害されずスムースに可能となる。よって、遮水表布とヒータユニットとの間の不要な空気溜りをより少なくでき、より採暖効率の優れた面状採暖具を得ることができる。
第２の発明は、特に、第１の発明において、前記空気抜き孔は、表面に複数の錐状ピンを有する円柱状のローラと円柱状のゴムローラとの間に前記均熱シートを通過させて開孔してもよい。
これにより、均熱シートを円柱状のローラと円柱状のゴムローラとの間に挟んで、前記二つのローラを回転するだけで、均熱シートの一方の面側に凸状の空気抜き孔を、任意な長さに亘り形成することができ、異なる形状およびサイズの面状採暖具の均熱シートの製造を同一の設備で実施することが可能となる。しかも、空気抜き孔をプレス打ち抜きする場合のような、抜きカスが発生しないため、抜きカス処理の手間や材料ロスを低減できる。
第３の発明は、特に、第１または第２の発明において、前記断熱シートは、上下２層の不織布で形成され、少なくとも前記ヒータユニット側の不織布に中空綿を含む構成としてもよい。
これにより、前記ヒータユニットの下側に位置する不織布の断熱性能を中空綿によりさらに高められるため、前記空気抜き孔によって移動した空気と相まって、ヒータユニットから裏面材に無駄に熱伝導して放熱することがより抑制でき、一段と採暖効率の優れた面状採暖具を得ることができる。
第４の発明は、特に、第３の発明において、前記断熱シートは、前記ヒータユニット側の不織布はポリエステル樹脂の中空綿で目付量２７０ｇ／ｍ２厚さ３ｍｍ、前記裏面材側の不織布はポリエステル樹脂及びポリプロピレン樹脂で目付量４５０〜６３０ｇ／ｍ２厚さ５〜７ｍｍとすることにより、費用対効果の面で最も良好な採暖性能が得られる。
第５の発明は、特に、第１〜４のいずれか１つの発明において、前記遮水表布、前記ヒータユニット、前記断熱シート、前記裏面材を順に積層した積層体を上下の熱板で熱プレスすることにより、前記接着剤および接着樹脂を溶融するとともに前記積層体が押圧されることにより、前記遮水表布と前記ヒータユニットと前記断熱シートと前記裏面材が接着されてなるものである。
これにより、積層して１回の熱プレスだけで、遮水表布とヒータユニット、ヒータユニットと断熱シート、断熱シートと裏面材が同時に接着できるとともに、遮水表布とヒータユニットとの間の空気が空気抜き孔を通過し、ヒータユニットの下側の断熱シートへ移動し、採暖効率の優れ、かつ、使用者が使用する際に誤って水やジュース等の液体をこぼししても、中に液体が浸透せず、表面の液体汚れを拭き取ることができ面状採暖具を得ることができる。
第６の発明は、第１〜５のいずれか１つの発明において、前記遮水表布は、上層に目付量１５０〜２００ｇ／ｍ２の遮水樹脂であるオレフィン系エラストマーのラミネート層、下層に目付量５０〜９０ｇ／ｍ２ポリエステル樹脂の不織布の２層構造で、厚さは約０．３〜０．７ｍｍとしてもよい。
これにより、遮水表布の所定剥離強度を確保することができ、長期間快適に使用することができる。これは、下層の不織布が薄すぎる場合や、上層の遮水樹脂が適量でない場合は、遮水表布のヒータユニットとの接着面側まで遮水樹脂が浸透しすぎることにより、不織布のいわゆる毛羽立ち部分が減少したりなくなったりするため、ヒータユニットとの接着強度および剥離強度が弱くなる。したがって、上層の遮水樹脂の目付量１５０〜２００ｇ／ｍ２とし、下層の不織布の目付量を５０〜９０ｇ／ｍ２とすることによって、目標の剥離強度を達成できる。
第８の発明は、第７の発明において、前記遮水表布の下層であるポリエステル樹脂の不織布は、繊維の長さ４０〜８０ｍｍ、繊維の太さ３デニール８０〜９０％、６デニール１０〜２０％としてもよい。
これにより、遮水表布の下層である不織布は、まず太い６デニールの繊維と細い３デニールの繊維を組み合わせた構成により、不織布自身の適度な強度が得られるというだけにとどまらず、細い繊維の組合せ比率を多くした３デニール８０〜９０％、６デニール１０〜２０％にすることによって、遮水表布のヒータユニットとの接着面側まで遮水樹脂が浸透しすぎて毛羽立ち部分が減少したりなくなったりすることを防止でき、目標の剥離強度をより安定して確保することができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における面状採暖具の完成状態を示す斜視図であり、図２は面状採暖具の本体の組み立て前の状態を示す斜視図であり、図３は面状採暖具の本体の完成状態を示す断面図であり、図４は本体を構成する部材の詳細な構成を示す断面図である。
図１は、本発明の実施の形態１における面状採暖具の完成状態を示す斜視図であり、図２は面状採暖具の本体の組み立て前の状態を示す斜視図であり、図３は面状採暖具の本体の完成状態を示す断面図であり、図４は本体を構成する部材の詳細な構成を示す断面図である。
＜面状採暖具の構成＞
図１に示すように、面状採暖具は複数のシート状の部材で構成した本体１００の一端に制御部１０１を配設し、制御部に接続した電源コード１０２で電力を供給することにより本体１００を加熱し、住宅の床面に設置して使用する採暖具である。
図１に示すように、面状採暖具は複数のシート状の部材で構成した本体１００の一端に制御部１０１を配設し、制御部に接続した電源コード１０２で電力を供給することにより本体１００を加熱し、住宅の床面に設置して使用する採暖具である。
図２に示すように、面状採暖具の本体１００は、遮水表布２００と上側接着シート３００とヒータユニット４００と断熱シート５００と下側接着シート６００と裏面材７００を主な構成部材とし、図２に示すようにそれらを順次積層し、それらの積層体を上下の熱板で熱プレスすることにより接着加工し、周辺部を超音波溶着して密閉することにより図３に示すような断面形状に形成されている。なお、上側接着シート３００は後述する理由により必ずしも必要ではない。
図４に示すように、遮水表布２００は、面状採暖具の本体１００における最表面の部材であり、ポリエステル樹脂の不織布２０２の上層に、機械的強度はもちろん遮水性、撥水性、弾性や滑りにくさ等の性能を備えた遮水樹脂２０１であるオレフィン系エラストマー（以下ＴＰＯと表記）をラミネートした樹脂ラミネート層を形成した構成である。要するに、遮水表布２００は、上層に目付量１５０〜２００ｇ／ｍ２の遮水樹脂２０１であるＴＰＯのラミネート層、下層に目付量５０〜９０ｇ／ｍ２ポリエステル樹脂の不織布２０２の２層構造で、厚さは約０．３〜０．７ｍｍである。
上側接着シート３００は、ポリエチレン樹脂をシート状に成形した接着樹脂であり、常温においては柔軟なシート状をなしており、約９７℃以上で溶融して接着剤としての機能を発揮する。
ヒータユニット４００は、面状採暖具の発熱源であり、アルミニウムを主成分とする均熱シート４１０の片面にヒータ線４２０を蛇行形状に配設したものである。
均熱シート４１０は、ヒータ線４２０で発熱した熱を本体１００全面に均一に拡散する目的の部材であり、熱伝導率が高い金属シートであるアルミニウムを主成分とする厚さ約０．０１ｍｍのアルミシート４１１を基材とし、その両面にポリエチレン樹脂からなる接着樹脂４１２をコーティングして形成したものであり、ポリエチレン樹脂からなる接着樹脂４１２を約９７℃以上に加熱することにより溶融して接着剤としての機能を発揮する。このように金属シートであるアルミシート４１１の上下両面にポリエチレン樹脂からなる
接着樹脂４１２をコーティングしてあることにより、前記の上側接着シート３００は必ずしも必要とはせず、上側接着シート３００を省いても遮水表布２００とヒータユニット４００との接着に特に支障はない。
接着樹脂４１２をコーティングしてあることにより、前記の上側接着シート３００は必ずしも必要とはせず、上側接着シート３００を省いても遮水表布２００とヒータユニット４００との接着に特に支障はない。
さらに、均熱シート４１０には、遮水表布２００の側から断熱シートの方向に開けられた複数の空気抜き孔４３０が設けられている。図２において複数の空気抜き孔４３０は、ミシン目のような破線で示してある。この空気抜き孔４３０は、図４に断面で示したように、均熱シート４１０の遮水表布２００の側から断熱シート５００の方向に変形し、遮水表布側に凹部４３１、断熱シート側に凸部４３２が形成されている。
なお、この空気抜き孔４３０は、アルミシート４１１の上下両面にポリエチレン樹脂がコーティングされ、長尺巻きにされた均熱シート４１０の材料を、図６に模式図で示したように、表面に複数の錐状ピン４４０を有する円柱状のローラ４５０と円柱状のゴムローラ４６０との間に均熱シート４１０を通過させて開孔することで、空気抜き孔４３０は、図４に断面で示したような均熱シート４１０の上側面に凹部４３１、下側面に凸部４３２が形成され、幅および長さなどサイズの異なる面状採暖具１００の均熱シート４１０の製造を同一の設備で対応できる。
しかも、空気抜き孔４３０をプレス打ち抜きする場合のような、抜きカスが発生なしいため、抜きカス処理の手間や材料ロスを低減できる。この場合、円柱状のローラ４５０の表面に形成された複数の錐状ピン４４０は、押しピンの先端のような円錐、あるいは正方四角錐、長方四角錐、三角錐など、いずれの形状でも空気抜き孔４３０の機能を満たすことができる。
ヒータ線４２０は図５に示すように、中心のガラス繊維４２１の周囲に温度を検知する検知線４２２を螺旋状に巻回し、その外周にナイロン樹脂で絶縁層４２３を形成し、絶縁層４２３の外周に発熱線４２４を螺旋状に巻回し、その外周にＰＶＣの絶縁層４２５を形成し、絶縁層４２５の外周にポリエチレン樹脂による接着層４２６を形成したものである。
図２に示すように、ヒータユニット４００は、ヒータ線４２０の始端を均熱シート４１０の１つの角部に配置し、均熱シート４１０の全域をカバーするように蛇行形状に配設し、終端を始端の近傍に配置している。図２のようにヒータ線４２０配置した状態で熱を加えることにより、ヒータ線４２０の接着層４２６が溶融し、均熱シート４１０に接着固定されたものである。
断熱シート５００は、ヒータユニット４００で発熱した熱が床面に無駄に伝達され放熱されることを抑制する目的で設けたものであり、上下２層の不織布５０２，５０３で形成され、少なくともヒータユニット４００側の不織布５０２に中空綿を含む構成としてある。なお、中空綿は不織布を形成する樹脂繊維が中空のものであって、繊維中に空気を含んでいることから、中空綿入りの不織布は断熱性に優れるわけである。
この場合、断熱シート５００は、ヒータユニット４００側の不織布５０２はポリエステル樹脂の中空綿で目付量２７０ｇ／ｍ２厚さ３ｍｍとし、そして裏面材７００側の不織布５０３はポリエステル樹脂＋ポリプロピレン樹脂で目付量４５０〜６３０ｇ／ｍ２厚さ５〜７ｍｍとしてある。
裏面材７００は、面状採暖具の本体１００のうち直接床面に接触する部材であり、機械的強度はもちろんクッション性や滑りにくさ等の性能を備えており、弾性を備えたＴＰＯ（オレフィン系エラストマー）の裏面シート７０１（図示せず）の上面にポリエチレン樹
脂の接着層７０２（図示せず）をコーティングしたものである。なお、このポリエチレン樹脂の接着層７０２のコーティングの代わりに下側接着シート６００を用いてもよい。また、裏面材７００は強度、耐熱性、接着性等で適するものであれば、ＴＰＯに限定されるものではない。たとえば、耐熱ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ホリエステル樹脂、ナイロン樹脂等もよい。
脂の接着層７０２（図示せず）をコーティングしたものである。なお、このポリエチレン樹脂の接着層７０２のコーティングの代わりに下側接着シート６００を用いてもよい。また、裏面材７００は強度、耐熱性、接着性等で適するものであれば、ＴＰＯに限定されるものではない。たとえば、耐熱ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ホリエステル樹脂、ナイロン樹脂等もよい。
本実施の形態における面状採暖具は、上記各構成部材を組み立て形成した本体１００の角部に制御部１０１を設置し、ヒータユニット４００の発熱線４２４の始端と終端を制御部１０１に接続することにより、面状採暖具の発熱機能を発揮させることができるものである。
＜本体の熱接着および周辺部の超音波溶着＞
図４に示したように、下から裏面材７００，下側接着シート６００，断熱シート５００，ヒータユニット４００，上側接着シート３００，遮水表布２００を順に積層した積層体を上下の熱板（図示せず）で熱プレスすることで、上側接着シート３００およびアルミシート４１１の両面にコーティングしたポリエチレン樹脂からなる接着樹脂および４１２下側接着シート６００が、前記上下の熱板からの熱で溶融するとともに接着剤として作用し、上下方向のプレス押圧により、遮水表布２００とヒータユニット４００と断熱シート５００と裏面材７００が一体的に積層接着される。ここでは下からの積層順で説明したが、上からの積層順に云い換えると、遮水表布２００，上側接着シート３００，ヒータユニット４００，断熱シート５００，下側接着シート６００，裏面材７００となる。
図４に示したように、下から裏面材７００，下側接着シート６００，断熱シート５００，ヒータユニット４００，上側接着シート３００，遮水表布２００を順に積層した積層体を上下の熱板（図示せず）で熱プレスすることで、上側接着シート３００およびアルミシート４１１の両面にコーティングしたポリエチレン樹脂からなる接着樹脂および４１２下側接着シート６００が、前記上下の熱板からの熱で溶融するとともに接着剤として作用し、上下方向のプレス押圧により、遮水表布２００とヒータユニット４００と断熱シート５００と裏面材７００が一体的に積層接着される。ここでは下からの積層順で説明したが、上からの積層順に云い換えると、遮水表布２００，上側接着シート３００，ヒータユニット４００，断熱シート５００，下側接着シート６００，裏面材７００となる。
上記のように、遮水表布２００，上側接着シート３００，ヒータユニット４００，断熱シート５００，下側接着シート６００，裏面材７００を順に積層した積層体を上下の熱板（図示せず）で熱プレスして積層接着したとき、積層間の空気の存在位置が、面状採暖具の性能にとって、きわめて重要となる。特に、遮水表布２００とヒータユニット４００との間に空気溜りが存在すると、その空気溜りがヒータユニット４００の熱を遮水表布２００へ熱伝導する際の阻害要因となり、採暖効率を損なうことになる。つまり、空気は熱伝導率が非常に低いため、空気溜りが断熱材として作用し、使用者が採暖したい遮水表布２００へ熱伝導の妨げとなるわけである。
本実施の形態において、均熱シート４１０は、遮水表布２００の側から断熱シート５００の方向に開けられた複数の空気抜き孔４３０が設けられていることにより、遮水表布２００、ヒータユニット４００、断熱シート５００、裏面材７００を順に積層した積層体を上下の熱板で熱プレスして積層接着するときに、遮水表布２００とヒータユニット４００との間の空気が、複数の空気抜き孔４３０を通過し、ヒータユニット４００の下側の断熱シート５００へ移動する。これにより、ヒータユニット４００の均熱シート４１０と遮水表布２００との間に熱伝導を阻害するような空気溜りを生じることなく、ヒータユニット４００から遮水表布２００への良好な熱伝導性能が得られる。
しかも、空気抜き孔４３０を通過し、ヒータユニット４００の下側の断熱シート５００の不織布５０２の中へ移動した空気によって、断熱シート５００中に空気層が形成され、その空気によって断熱シート５００の断熱性がさらに高められ、ヒータユニット４００から裏面材７００に無駄に熱伝導して放熱することが抑制され、より採暖効率の優れた面状採暖具を得ることができる。
ちなみに、図１０，図１１に示した従来の電気カーペットのように、表面材３が遮水性のないフェルトの場合、表面材３は通気性があり、そもそも空気溜りなどの課題は関係しない。本実施の形態のように、ジュース等の液体をこぼしても中に浸透しない遮水表布２００の構成がゆえに、均熱シート４１０は、遮水表布２００の側から断熱シート５００の
方向に開けられた複数の空気抜き孔４３０が、重要な意味のある構成となるわけである。なお、従来の電気カーペットは、ニードルパンチ加工で一体化されていることにより、図１１のように層状の均熱板３−ｂにはニードルパンチ加工によってできたニードル孔が多数あるが、これはニードルパンチ加工で一体化する目的で生じたニードル孔であって、本実施の形態の遮水表布２００の側から断熱シート５００の方向に開けられた複数の空気抜き孔４３０とは、目的も構成も異なるものである。
方向に開けられた複数の空気抜き孔４３０が、重要な意味のある構成となるわけである。なお、従来の電気カーペットは、ニードルパンチ加工で一体化されていることにより、図１１のように層状の均熱板３−ｂにはニードルパンチ加工によってできたニードル孔が多数あるが、これはニードルパンチ加工で一体化する目的で生じたニードル孔であって、本実施の形態の遮水表布２００の側から断熱シート５００の方向に開けられた複数の空気抜き孔４３０とは、目的も構成も異なるものである。
また、本実施の形態において、空気抜き孔４３０は、均熱シート４１０の遮水表布２００の側から断熱シート５００の方向に変形し、遮水表布２００側に凹部４３１、断熱シート５００側に凸部４３２が形成されており、これにより、遮水表布２００とヒータユニット４００との間の空気が、断熱シート５００側へ移動することを阻害されず、よりスムースに凹部４３１を経て５００側へ移動しやすくなる。したがって、遮水表布２００とヒータユニット４００との間の不要な空気溜りをさらに少なくでき、より採暖効率の優れた面状採暖具を得ることができる。
なお、前述したように上側接着シート３００を使用しない場合は、金属シートであるアルミシート４１１にコーティングされている接着樹脂４１２が上側接着シート３００に代わって同様の接着作用をするので、上側接着シート３００を省いても支障はない。この上側接着シート３００を使用することで、いわゆる接着剤（接着樹脂）の量をコーティングの場合よりも多くできるため、遮水表布２００の不織布２０２の種類によって、より接着剤を多くしないと必要な接着強度が得られない場合等に効果的である。
同様に、下側接着シート６００を使用しない場合は、裏面材７００の裏面シート７０１（図示せず）の上面にコーティングされているポリエチレン樹脂の接着層７０２（図示せず）が下側接着シート６００に代わって同様の接着作用をするので、下側接着シート６００を省いても支障はない。この下側接着シート６００を使用することで、いわゆる接着剤（接着樹脂）の量をコーティングの場合よりも多くできるため、断熱シート５００の不織布５０３の種類によって、より接着剤を多くしないと必要な接着強度が得られない場合等に効果的である。
ちなみに、上側接着シート３００やコーティングしてある接着樹脂４１２の溶融温度は約１００℃で遮水表布２００の溶融温度は約１６０℃である。したがって、前述した熱プレスによって上側接着シート３００やコーティングしてある接着樹脂４１２が溶融するとき、遮水表布２００が熱で損傷や変質するような心配がないように、材料の耐熱温度や溶融温度に配慮した構成にしてある。もちろん、裏面材７００と下側接着シート６００との関係も同様で、上下の熱プレスの熱板（図示せず）に接する遮水表布２００および裏面材７００は、溶融する接着樹脂の溶融温度より、高い耐熱温度の材料である。
なお、本実施の形態において遮水表布２００は、ポリエステル樹脂の不織布２０２の上層に、ＴＰＯ（オレフィン系エラストマー）をラミネートした構成としたが、ラミネート樹脂は遮水性や耐熱性、強度等で適するものであれば、ＴＰＯに限らず、ポリプロピレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂など他の樹脂でもよい。また、不織布２０２も強度、接着性等で適するものであれば、ポリエステル樹脂の繊維に限定されるものではない。たとえば、ナイロン繊維、ポリプロピレン繊維等もよい。
周辺部の超音波溶着は、図７に示すように、この工程で使用する設備は本体１００の周辺部に沿って移動するホーン７５１を備えた超音波溶着機７５０で行う。
ヒータユニット４００は他の部材より外形寸法を小さく形成されているため、本体１００の周辺部は全て熱可塑性の樹脂材料で形成された遮水表布２００と上側接着シート３０
０と断熱シート５００と下側接着シート６００と裏面材７００とで構成されている。それら周辺部に超音波を加えることにより各部材の接合部が発熱溶融して確実に溶着することができる。超音波を加えるホーン７５１が周辺部を移動しながら順次溶着を行うことによって、周辺部が密閉される。
０と断熱シート５００と下側接着シート６００と裏面材７００とで構成されている。それら周辺部に超音波を加えることにより各部材の接合部が発熱溶融して確実に溶着することができる。超音波を加えるホーン７５１が周辺部を移動しながら順次溶着を行うことによって、周辺部が密閉される。
なお、前述したように上側接着シート３００や下側接着シート６００を使用しない場合は、遮水表布２００と断熱シート５００と裏面材７００の周辺部に超音波を加え、各部材の接合部を発熱溶融して周辺部を密閉する。
最後のトリミング工程は、本体１００の周辺部の不要な部分を切り落として整形する仕上げ工程であり、図８に示すように、この工程で使用する設備は本体１００の両側の幅方向を同時に切断する２個の円盤状のカッター７６０と長さ方向を移動させながら切断する１個のカッター７６０で行われる。
超音波溶着を行った周辺部の不要部分を幅方向と長さ方向に円盤状のカッター７６０を移動させながら切り落とし、本体１００を所定の寸法に仕上げる。
以上のように、本実施の形態のおける面状採暖具は、ポリエステル樹脂の不織布２０２の上側表面に遮水樹脂２０１であるＴＰＯをラミネートした遮水表布２００と、金属シートであるアルミシート４１１の上下両面にポリエチレン樹脂である接着剤４１２をコーティングした均熱シート４１０と、その均熱シート４１０の下面にヒータ線４２０が配設された面状のヒータユニット４００と、そのヒータユニット４００の下面側に設けられた断熱シート５００と、その断熱シート５００の下面側に設けられた裏面材７００と、を備え、均熱シート４１０は遮水表布２００の側から断熱シート５００の方向に開けられた複数の空気抜き孔４３０が設けられた構成であるので、使用者が使用する際に誤って面状採暖具に水やジュース等の液体をこぼしても、表面の遮水表布２００が水やジュース等の液体を遮断し、中の不織布２０２等に浸透することが阻止され、表面の液体汚れを簡単に拭き取ることができる。
この場合、特に均熱シート４１０は、遮水表布２００の側から断熱シート５００の方向に開けられた複数の空気抜き孔４３０が設けられていることにより、遮水表布２００、ヒータユニット４００、断熱シート５００、裏面材７００を順に積層した積層体を上下の熱板で熱プレスして積層接着するときに、遮水表布２００とヒータユニット４００との間の空気が、複数の空気抜き孔４３０を通過し、ヒータユニット４００の下側の断熱シート５００へ移動する。これにより、ヒータユニット４００の均熱シート４１０と遮水表布２００との間に熱伝導を阻害するような空気溜りを生じることを防止でき、良好な熱伝導性能が得られる。
しかも、空気抜き孔４３０を通過し、ヒータユニット４００の下側の断熱シート５００へ移動した空気によって、断熱シート５００中に空気層が形成され、その空気によって断熱シート５００の断熱性がさらに高められ、ヒータユニット４００から裏面材７００に無駄に熱伝導および放熱することが抑制され、採暖効率の優れた面状採暖具を得ることができる。
このように、本実施の形態のおける面状採暖具は、液体汚れ等が中に浸透せず、表面汚れを拭き取れる遮水表布２００の面状採暖具で、ダニや蚤の温床にもなりにくく、かつ、遮水表布２００の側から断熱シート５００の方向に開けられた複数の空気抜き孔４３０によって、面状採暖具の製造時にヒータユニット４００の上側の空気がヒータユニット４００の下側へ移動され、採暖効率の優れた面状採暖具を実現できる。
また、本実施の形態において、空気抜き孔４３０は、均熱シート４１０の遮水表布２００の側から断熱シート５００の方向に変形し、遮水表布２００側に凹部４３１、断熱シート５００側に凸部４３２が形成されており、これにより、遮水表布２００とヒータユニット４００との間の空気が、断熱シート５００側へ移動することを阻害されず、よりスムースに凹部４３１を経て５００側へ移動しやすくなる。したがって、遮水表布２００とヒータユニット４００との間の不要な空気溜りをより少なくでき、より採暖効率の優れた面状採暖具を得ることができる。
また、空気抜き孔４３０は、表面に複数の錐状ピン４４０を有する円柱状のローラ４５０と円柱状のゴムローラ４６０との間に均熱シート４１０を通過させて開孔することにより、均熱シート４１０の上側面に凹部４３１、下側面に凸部４３２を有する空気抜き孔４３０が簡単かつ高速に形成でき、熱プレスによる積層接着時に遮水表布２００とヒータユニット４００との間の空気溜りをより少なくできるというだけでなく、幅および長さなどサイズの異なる面状採暖具１００の均熱シート４１０の製造を同一の設備で対応することができる。しかも、錐状ピン４４０で開孔した構成なので、空気抜き孔４３０をプレス打ち抜きする構成と異なり、抜きカスが発生なしいため、抜きカス処理の手間や材料ロスを低減できる。
また、本実施の形態において、断熱シート５００は、上下２層の不織布５０２，５０３で形成され、ヒータユニット４００側の不織布５０２に中空綿を含む構成なので、ヒータユニット４００の下側に位置する不織布５０２の断熱性能を中空綿によりさらに高められる。このため、前述の空気抜き孔４３０によって不織布５０２へ移動した空気による空気層と、中空綿の空気とが相まって、不織布５０２の断熱性がさらに高まり、ヒータユニット４００から裏面材７００に無駄に熱伝導放熱することをさらに抑制でき、一段と採暖効率の優れた面状採暖具を得ることができる。
この場合、断熱シート５００は、ヒータユニット４００側の不織布５０２はポリエステル樹脂の中空綿で目付量２７０ｇ／ｍ２厚さ３ｍｍとし、そして裏面材７００側の不織布５０３はポリエステル樹脂＋ポリプロピレン樹脂で目付量４５０〜６３０ｇ／ｍ２厚さ５〜７ｍｍとすることによって、費用対効果の面で最も良好な採暖性能が得られる。
なお、断熱シート５００の不織布５０２，５０３は、断熱性、耐熱性、クッション性、強度、接着性等で適するものであれば、ポリエステル樹脂の繊維に限定されるものではない。たとえば、ナイロン繊維、ポリプロピレン繊維等もよい。
また、本実施の形態においては、遮水表布２００、ヒータユニット４００、断熱シート５００、裏面材７００を順に積層した積層体を上下の熱板で熱プレスして、接着剤（接着樹脂）を溶融するとともに積層体が押圧され、遮水表布２００とヒータユニット４００と断熱シート５００と裏面材７００が積層接着される構成なので、積層して１回の熱プレスだけで、遮水表布２００とヒータユニット４００、ヒータユニット４００と断熱シート５００、断熱シート５００と裏面材７００が同時に接着できるとともに、遮水表布２００とヒータユニット４００との間の空気が空気抜き孔４３０を通過し、ヒータユニット４００の下側の断熱シート５００へ移動し、採暖効率の優れ、かつ、使用者が使用する際に誤って水やジュース等の液体をこぼししても、中に液体が浸透せず、表面の液体汚れを拭き取ることができ面状採暖具を得ることができる。
また、本実施の形態においては、遮水表布２００は、上層に目付量１５０〜２００ｇ／ｍ２の遮水樹脂２０１であるオレフィン系エラストマーのラミネート層、下層に目付量５０〜９０ｇ／ｍ２ポリエステル樹脂の不織布２０２の２層構造で、厚さは約０．３〜０．７ｍｍとした構成なので、遮水表布２００の所定剥離強度を確保することができ、長期間
快適に使用することができる。これは、下層の不織布２０２が薄すぎる場合や、上層の遮水樹脂２０１が適量でない場合は、遮水表布２００のヒータユニット４００との接着面側まで遮水樹脂２０１が浸透しすぎることにより、不織布２０２のいわゆる毛羽立ち部分が減少したりなくなったりするため、ヒータユニット４００との接着強度および剥離強度が弱くなる。したがって、上層の遮水樹脂２０１の目付量１５０〜２００ｇ／ｍ２とし、下層の不織布２０２の目付量を５０〜９０ｇ／ｍ２とすることによって、ハンド試験機による剥離強度の目標値である１．５ｋｇを達成することができる。
快適に使用することができる。これは、下層の不織布２０２が薄すぎる場合や、上層の遮水樹脂２０１が適量でない場合は、遮水表布２００のヒータユニット４００との接着面側まで遮水樹脂２０１が浸透しすぎることにより、不織布２０２のいわゆる毛羽立ち部分が減少したりなくなったりするため、ヒータユニット４００との接着強度および剥離強度が弱くなる。したがって、上層の遮水樹脂２０１の目付量１５０〜２００ｇ／ｍ２とし、下層の不織布２０２の目付量を５０〜９０ｇ／ｍ２とすることによって、ハンド試験機による剥離強度の目標値である１．５ｋｇを達成することができる。
また、本実施の形態においては、遮水表布２００の下層であるポリエステル樹脂の不織布２０２は、繊維の長さ４０〜８０ｍｍ、繊維の太さ３デニール８０〜９０％、６デニール１０〜２０％とした構成なので、遮水表布２００の下層である不織布２０２は、まず太い６デニールの繊維と細い３デニールの繊維を組み合わせた構成により、不織布２０２自身の適度な強度が得られるというだけにとどまらず、細い繊維の組合せ比率を多くした３デニール８０〜９０％、６デニール１０〜２０％にすることによって、遮水表布２００のヒータユニット４００との接着面側まで遮水樹脂２０１が浸透しすぎて毛羽立ち部分が減少したりなくなったりすることを防止でき、目標の剥離強度をより安定して確保することができる。
なお、本実施の形態においては、均熱シート４１０の基材としてアルミシートを使用したが、これに限るものではなく、銅やステンレス等の他の金属であってもよい。
以上のように、本発明にかかる面状採暖具は、使用者が誤って水やジュース等をこぼしても、中に液体が浸透せず、表面の液体汚れを拭き取ることができ、かつ、採暖効率の優れたものが得られるので、台所や居間などの床上に置いて使う床暖房装置や、いわゆる電気カーペットなどに適用できる。
２００ 遮水表布
２０１ 遮水樹脂
２０２ 不織布
３００ 上側接着シート
４００ ヒータユニット
４１０ 均熱シート
４１１ 金属シート（アルミシート）
４１２ 接着樹脂（接着剤）
４２０ ヒータ線
４３０ 空気抜き孔
４３１ 凹部
４３２ 凸部
４４０ 錐状ピン
４５０ ローラ
４６０ ゴムローラ
５００ 断熱シート
５０２ 不織布
５０３ 不織布
６００ 下側接着シート
７００ 裏面材
２０１ 遮水樹脂
２０２ 不織布
３００ 上側接着シート
４００ ヒータユニット
４１０ 均熱シート
４１１ 金属シート（アルミシート）
４１２ 接着樹脂（接着剤）
４２０ ヒータ線
４３０ 空気抜き孔
４３１ 凹部
４３２ 凸部
４４０ 錐状ピン
４５０ ローラ
４６０ ゴムローラ
５００ 断熱シート
５０２ 不織布
５０３ 不織布
６００ 下側接着シート
７００ 裏面材
Claims (7)
- 不織布の上側表面に遮水樹脂をラミネートした遮水表布と、
金属シートの上下両面に樹脂を含む接着剤をコーティングした均熱シートと、
前記均熱シートの下面にヒータ線が配設された面状のヒータユニットと、
前記ヒータユニットの下面側に設けられた断熱シートと、
前記断熱シートの下面側に設けられた裏面材と、
を備え、
前記均熱シートは前記遮水表布の側から前記断熱シートの方向に開けられた複数の空気抜き孔が設けられ、前記空気抜き孔は、前記均熱シートの前記遮水表布の側から前記断熱シートの方向に変形し、前記遮水表布側に凹部、前記断熱シート側に凸部が形成されたことを特徴とする面状採暖具。 - 前記空気抜き孔は、表面に複数の錐状ピンを有する円柱状のローラと円柱状のゴムローラとの間に前記均熱シートを通過させて開孔した、
請求項１に記載の面状採暖具。 - 前記断熱シートは、上下２層の不織布で形成され、少なくとも前記ヒータユニット側の不織布に中空綿を含む構成とした、
請求項１または２に記載の面状採暖具。 - 前記断熱シートは、前記ヒータユニット側の不織布はポリエステル樹脂の中空綿で目付量２７０ｇ／ｍ２厚さ３ｍｍ、前記裏面材側の不織布はポリエステル樹脂及びポリプロピレン樹脂で目付量４５０〜６３０ｇ／ｍ２厚さ５〜７ｍｍとした、
請求項３に記載の面状採暖具。 - 前記遮水表布、前記ヒータユニット、前記断熱シート、前記裏面材を順に積層した積層体を上下の熱板で熱プレスすることにより、前記接着剤および接着樹脂を溶融するとともに前記積層体が押圧されることにより、前記遮水表布と前記ヒータユニットと前記断熱シートと前記裏面材が接着されてなる、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の面状採暖具。 - 前記遮水表布は、上層に目付量１５０〜２００ｇ／ｍ２の遮水樹脂であるオレフィン系エラストマーのラミネート層、下層に目付量５０〜９０ｇ／ｍ２ポリエステル樹脂の不織布の２層構造で、厚さは約０．３〜０．７ｍｍとした、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の面状採暖具。 - 前記遮水表布の下層であるポリエステル樹脂の不織布は、繊維の長さ４０〜８０ｍｍ、繊維の太さ３デニール８０〜９０％、６デニール１０〜２０％とした、
請求項６に記載の面状採暖具。
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| JP2011049811A JP5589905B2 (ja) | 2010-11-09 | 2011-03-08 | 面状採暖具 |
| CN201110351523.7A CN102538055B (zh) | 2010-11-09 | 2011-11-08 | 面状采暖器和面状采暖器的制造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
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