JP5635440B2 - Seat with heater wire, method for manufacturing the same, and heater device - Google Patents
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Description
本発明は、可撓性のシート状基材にヒータ線を縫着したヒータ線付きシート、及びその製造方法に関する。また、本発明は、前記ヒータ線付きシートを備えるヒータ装置に関する。 The present invention relates to a sheet with a heater wire in which a heater wire is sewn on a flexible sheet-like substrate, and a method for manufacturing the same. Moreover, this invention relates to a heater apparatus provided with the said sheet | seat with a heater wire.
従来、配管や各種装置を加熱するために、ヒータ線とシート状断熱部材とを一体化したヒータ線付きシートが多用されている。このヒータ線付きシートは、シート状断熱部材の表面にヒータ線を所定のパターンで縫い付けて製造されるが、生産性を高めるためにミシンを用いてヒータ線を縫い付けることが行われている(特許文献1〜4参照)。
Conventionally, in order to heat piping and various apparatuses, a sheet with a heater wire in which a heater wire and a sheet-like heat insulating member are integrated is often used. This sheet with heater wires is manufactured by sewing the heater wires in a predetermined pattern on the surface of the sheet-like heat insulating member, but in order to increase productivity, the heater wires are sewn using a sewing machine. (See
ヒータ線付きシートを縫い付ける際、これまでは、ヒータ線を断熱部材の表面に所定のパターンに一致させて配置し、仮止めしてパターンを維持した状態で、ミシンで縫い付けている。しかし、仮止めは手作業で行われ、製造コストに反映される。また、ヒータ線をパターンに沿って追随させ、同時に指で押さえ付けながらミシンで縫い付けることも行われているが、この方法も手作業であり、製造コストに反映される。 When sewing a sheet with a heater wire, until now, the heater wire is arranged on the surface of the heat insulating member so as to match a predetermined pattern, and is temporarily sewn with a sewing machine in a state where the pattern is maintained. However, temporary fixing is performed manually and is reflected in the manufacturing cost. In addition, the heater wire is made to follow the pattern and simultaneously sewn with a sewing machine while being pressed with a finger, but this method is also a manual operation and is reflected in the manufacturing cost.
このように、従来のミシンによる縫い付け方法では、人手に頼る部分が大きく、製造コストを抑える上で障害になっている。そこで本発明は、より簡便な方法によりヒータ線付きシートを製造して、低コスト化を図ることを目的とする。 Thus, the conventional sewing method using a sewing machine has a large part that relies on manpower, which is an obstacle to reducing the manufacturing cost. Therefore, an object of the present invention is to manufacture a sheet with a heater wire by a simpler method and to reduce the cost.
上記目的を達成するために、本発明は下記を提供する。
(1)耐熱性を有する柔軟性のシート状基材に、ヒータ線を縫着してなるヒータ線付きシートの製造方法であって、
ミシンを用い、電気絶縁性及び耐熱性を有する長繊維を編組してなる被覆体で発熱素線を包囲したヒータ線を、所定のパターンに沿って連続的に供給しながら耐熱性縫糸によりシート状基材に縫い付けることを特徴とするヒータ線付きシートの製造方法。
(2)刺繍用ミシンを用いることを特徴とする上記(1)記載のヒータ線付きシートの製造方法。
(3)被覆体が2重構造であるヒータ線を用いることを特徴とする上記(1)または(2)記載のヒータ線付きシートの製造方法。
(4)上記(1)〜(3)の何れか1項に記載の方法により得られ、
耐熱性を有する柔軟性のシート状基材の表面に、電気絶縁性及び耐熱性を有する長繊維を編組してなる被覆体で発熱素線を包囲したヒータ線を、所定のパターンに沿って耐熱性縫糸により縫着したことを特徴とするヒータ線付きシート。
(5)被覆体が2重構造であることを特徴とする上記(4)記載のヒータ線付きシート。
(6)上記(4)または(5)に記載のヒータ線付きシートと、ヒータ線付きシートの少なくともヒータ線が縫着された側の面を覆う柔軟性を有する耐熱性のカバー部材とを備えることを特徴とするヒータ装置。
(7)配管加熱用であり、クリーンルーム内で使用されることを特徴とする上記(6)に記載のヒータ装置。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following.
(1) A method for producing a sheet with a heater wire formed by sewing a heater wire to a flexible sheet-like base material having heat resistance,
Using a sewing machine, a heater wire that surrounds a heating element wire with a covering formed by braiding long fibers having electrical insulation properties and heat resistance is supplied in a sheet form with heat-resistant sewing thread while continuously supplying a heater wire along a predetermined pattern. A method for producing a sheet with a heater wire, characterized by being sewn to a substrate.
(2) The method for manufacturing a sheet with a heater wire as described in (1) above, wherein an embroidery sewing machine is used.
(3) The method for producing a sheet with a heater wire as described in (1) or (2) above, wherein the heater wire having a double structure is used.
(4) Obtained by the method according to any one of (1) to (3) above,
A heater wire that surrounds a heating element wire with a covering formed by braiding electrically insulating and heat-resistant long fibers on the surface of a flexible sheet-like substrate having heat resistance is heat-resistant along a predetermined pattern. A sheet with a heater wire, characterized by being sewn with natural sewing thread.
(5) The sheet with heater wire according to (4), wherein the covering has a double structure.
(6) The sheet with the heater wire according to (4) or (5), and a heat-resistant cover member having flexibility that covers at least a surface of the sheet with the heater wire on which the heater wire is sewn. A heater device characterized by that.
(7) The heater device according to (6), which is used for heating a pipe and is used in a clean room.
本発明によれば、ヒータ線をパターンに一致させて仮止めしたり、パターンに追従して指で押さえながら縫い付ける方法のような手作業が不要になり、製造コストを低減することができる。また、ヒータ線の被覆体が長繊維を組編したものであるため、ヒータ線をシート状基材に供給する際の送り出しが円滑に行われるようになり、ヒータ線の曲率半径が小さいパターンや、複雑なパターンにも良好に追従させることができる。 According to the present invention, a manual operation such as a method of temporarily fixing the heater wire in conformity with the pattern or sewing it while following the pattern and pressing it with a finger becomes unnecessary, and the manufacturing cost can be reduced. In addition, since the heater wire covering is a braided long fiber, feeding when the heater wire is supplied to the sheet-like base material is smoothly performed, and a pattern in which the radius of curvature of the heater wire is small or It is possible to follow a complicated pattern well.
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は本発明のヒータ線付きシートを応用したヒータ装置の一例としてのマントルヒータの外観を示す斜視図であり、図2は加熱部分の一部を示す拡大斜視図であり、図3はマントルヒータを配管に装着した状態を示す側面図である。図示されるように、マントルヒータAは、断熱性で柔軟性を有するシート状基材1の表面に、ヒータ線4を所定のパターンに縫い付け、更にヒータ線4が縫い付けられた面上に断熱材2を積層し、全体を袋状のカバー部材3で包囲し、更にカバー部材3の一部から引き出したリード線6に電源接続用端子またはコネクタ7を取り付けて構成されている。また、マントルヒータAは、配管に巻き付けて使用され、巻き付けた状態を保持するために、カバー部材3には、留め具8を有する複数本の耐熱クロス製のベルト9が縫着され、所要部位に、同様な材料で作ったベルトガイド10が縫着されており、ベルト9を留め具8で係止する構成になっている。そして、図3に示すように、マントルヒータAを配管Bに巻き付け、ベルト9を留め具8により固定する。尚、留め具8に代えて、ベルト9の端部の表裏面に面ファスナーを付設してもよい。
FIG. 1 is a perspective view showing an appearance of a mantle heater as an example of a heater device to which a sheet with a heater wire of the present invention is applied, FIG. 2 is an enlarged perspective view showing a part of a heating portion, and FIG. 3 is a mantle. It is a side view which shows the state which attached the heater to piping. As shown in the figure, the mantle heater A is sewed on the surface of the sheet-
シート状基材1は、耐熱性及び柔軟性を有する限り制限はないが、例えばシリコンスポンジ製のシート、無機繊維ブランケット、耐熱性ゴムシート、ガラス繊維や、シリカ繊維、アルミナ繊維、シリカアルミナ繊維といった耐熱性繊維を織り込んだ無機繊維製クロス等を使用できる。
The sheet-
断熱材2は、ガラスファイバーやセラミックファイバー、シリカファイバー等を集成し、ニードル加工を施した無機繊維マットを使用できる。また、コロイダルシリカやアルミナゾル、ケイ酸ソーダ等の無機質バインダーや、でんぷんなどの有機質バインダーでマット状に成形してもよい。あるいは、アラミドやポリアミド、ポリイミド等の耐熱性の有機樹脂製多孔質成形体とすることもできる。こうした断熱材の厚さは、5〜100mmが適当であり、5〜50mmが好適であり、8〜30mmがさらに好適である。 As the heat insulating material 2, an inorganic fiber mat in which glass fibers, ceramic fibers, silica fibers and the like are assembled and subjected to needle processing can be used. Further, it may be formed into a mat shape with an inorganic binder such as colloidal silica, alumina sol or sodium silicate, or an organic binder such as starch. Alternatively, a porous molded body made of a heat-resistant organic resin such as aramid, polyamide, or polyimide can be used. 5-100 mm is suitable for the thickness of such a heat insulating material, 5-50 mm is suitable, and 8-30 mm is still more suitable.
カバー部材3は内部からの発塵を抑える部材であり、例えばガラス繊維や、シリカ繊維、アルミナ繊維、シリカアルミナ繊維といった無機繊維からなる無機繊維製クロス(織布)、こういった無機繊維製クロスに前記フッ素系樹脂をコーティング処理したフッ素樹脂コーティング無機繊維製クロスを使用できる。従って、マントルヒータAは、クリーンルームでの使用に好適となる。
The
また、カバー部材3として、PTFE(ポリテトラフォルオロエチレン)、PFA(テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合体)、FEP(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)、PCTFE(ポリクロロトリフルオロエチレン)、ETFE(テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体)、ECTFE(クロロトリフルオロエチレン−エチレン共重合体)、PVDF(ポリビニリデンフロライド)等のフッ素系樹脂からなるフッ素樹脂製シート、あるいは前記のフッ素系樹脂の繊維を編んだフッ素樹脂繊維製クロス(織布)を使用することもできる。
Moreover, as the
さらに、上記フッ素系樹脂以外にポリアミド、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンサルファイド、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリアリレート、ポリエーテルエーテルケルトン、ポリフタルアミド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリメチルペンテン等の耐熱性ではあるが、フッ素系樹脂よりは低融点の樹脂も使用できる。 In addition to the above fluororesins, polyamide, polycarbonate, polyacetal, polybutylene terephthalate, modified polyphenylene ether, polyphenylene sulfide, polysulfone, polyethersulfone, polyarylate, polyetheretherkelton, polyphthalamide, polyimide, polyetherimide, Although it is heat resistant such as polymethylpentene, a resin having a lower melting point than that of a fluororesin can be used.
ヒータ線4は、ニクロム線やカンタル線等の発熱素線を、電気絶縁性及び耐熱性を有する長繊維、例えば繊維太さが10〜300tex、より好ましくは50〜200texの、例えばガラス繊維や、シリカ繊維、アルミナ繊維、シリカアルミナ繊維といった長繊維を編組してなる被覆体で被覆したものである。ここで、長繊維とは、ヤーン、ロービング、ストランド、フィラメントなどを含む糸状のものをいう。長繊維を用いることにより、絶縁性が高まるとともに摺動性も高まり、後述するように、シート状基材1に縫い付ける際にミシンから所定のパターンに押し出しやすくなる。また、被覆体は、発熱素線の外周面に長繊維を編み込む方が、筒状の被覆体を発熱素線に被嵌するよりも発熱素線と被覆体との密着性が増して好ましい。すなわち、こうした編組してなる被覆体によれば、発熱素線を締め付けるように編み込むことができるので発熱素線と被覆体との密着性を高めることができる。
The heater wire 4 is a heating element wire such as a nichrome wire or a Kanthal wire, a long fiber having electrical insulation and heat resistance, for example, a fiber thickness of 10 to 300 tex, more preferably 50 to 200 tex, such as glass fiber, It is coated with a covering formed by braiding long fibers such as silica fibers, alumina fibers, and silica alumina fibers. Here, the long fibers refer to yarns including yarns, rovings, strands, filaments and the like. By using the long fiber, the insulating property is improved and the slidability is also improved. As will be described later, when sewing to the sheet-
また、被覆体は2重構造にすることが好ましく、例えば図4に示すように、耐熱性が高く保護効果により優れるアルミナ系長繊維からなる内層42と、アルミナ系繊維よりは保護効果が劣るものの安価であるシリカ系長繊維からなる外層43との2層構造とすることができる。また、内層42、外層43ともにシリカ系長繊維により構成することもできる。これにより、ヒータ線4の保護とともに、パターン追従性が高まる。尚、図中の符合41は、上記した発熱素線である。
The covering is preferably a double structure. For example, as shown in FIG. 4, the
また、図5に示すように、無機繊維製のフェルトを内層42aに用いてもよい。このフェルト状の内層42aを製造するには、バインダー溶液に無機短繊維を分散させたスラリーに発熱素線41を浸して通過させ、乾燥することにより、発熱素線41の表面に無機短繊維が集成したフェルトを固着させることができる。内層42aは、短繊維が複雑に絡み合っているために、一旦形成された後は加熱によりバインダーが消失しても固着した状態を維持し続けることができる。そのため、バインダーは耐熱性を必要とせず、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキサイド、酸化ケイ素、グリコール酸ナトリウム等の一般的なバインダーを使用することができる。また、無機短繊維としては、例えばシリカ繊維、アルミナ繊維、シリカアルミナ繊維といった無機短繊維等を使用することができる。このようなフェルト状の内層42aは、強固であるとともに、高い柔軟性を備えており、高温に加熱されても剥離することが無く、微粉の発生も少ない。
Moreover, as shown in FIG. 5, you may use the felt made from inorganic fiber for the
被覆体の厚さには制限はないが、2層構造の場合は、内層42、42aを100μm以上にすることが好ましく、300〜1000μmがより好ましい。尚、フェルト状の内層42aの厚さは、スラリー溶液におけるセラミック短繊維の濃度により制御することができる。また、外層43の厚さは100μm以上にすることが好ましく、300〜1000μmがより好ましい。長繊維を編組したものを1層で用いる場合は、100μm以上にすることが好ましく、300〜2000μmがより好ましい。
Although there is no restriction | limiting in the thickness of a coating body, in the case of a two-layer structure, it is preferable that the
尚、ヒータ線4を縫い付ける縫糸は、耐熱性を有する繊維を撚り合わせたものであり、例えばガラスヤーンやシリカヤーンを用いることができる。 The sewing thread for sewing the heater wire 4 is made by twisting fibers having heat resistance, and for example, a glass yarn or a silica yarn can be used.
本発明では、上記のマントルヒータAを製造する際、ミシンを用い、シート状基材1の表面にヒータ線4を供給しながら、縫糸で縫い付ける。このような縫い付けを実施するには、刺繍用ミシンを用いることができる。刺繍用ミシンは、刺繍模様の線を構成する刺繍糸に、縫糸上を巻き付けるようにして布に縫い付けることができ、刺繍糸の代わりにヒータ線4を用いることで、シート状基材1にヒータ線4を縫い付けることができる。
In the present invention, when manufacturing the mantle heater A described above, a sewing machine is used, and the heater wire 4 is supplied to the surface of the sheet-
縫い方に制限はないが、本縫いや単環縫いを行うことができる。本縫いは、図6に示すように、シート状基材1の上から、穴のあいたミシン針50の穴51に通された上糸55が、針50ごとシート状基材1を貫通し、その際シート状基材1の裏側の下糸56と交差させ、縫い目を作る縫い方であり、解けにくく強度に優れるなどの利点を有する。
There are no restrictions on how to sew, but it is possible to perform lock stitching or single-ring stitching. As shown in FIG. 6, in the main stitch, the
ヒータ線4は所定のパターンに従いシート状基材1の表面に縫い付けられるが、パターンのデータは図示されないコンピュータに格納されており、ミシンの昇降筒の動きをコンピュータでパターンに合わせて制御することにより、自動化が可能である。しかも、ヒータ線4は、シート状基材1に供給されるのとほぼ同時に上糸や下糸により縫い付けられるため、従来のように、ヒータ線4を仮縫いして固定したり、縫製時にヒータ線4を指で押える必要もない。
The heater wire 4 is sewn on the surface of the sheet-
A マントルヒータ
1 シート状基材
2 断熱材
3 カバー部材
4 ヒータ線
8 留め具
9 ベルト
41 発熱素線
42、42a 内層
43 外層
A
Claims (5)
ミシンを用い、電気絶縁性及び耐熱性を有する長繊維を編組してなる被覆体で発熱素線を包囲したヒータ線を、所定のパターンに沿って連続的に供給しながら耐熱性縫糸である上糸と下糸によりシート状基材に縫い付けるものであり、
該被覆体は、外層と内層の2重構造であり、該外層及び該内層共に、シリカ系長繊維を編組したものであるか又は該外層がシリカ系長繊維を編組したものであり該内層がアルミナ系長繊維を編組したものであることを特徴とするヒータ線付きシートの製造方法。 A method for producing a sheet with a heater wire by sewing a heater wire to a flexible sheet-like substrate having heat resistance,
A heater wire that surrounds a heating element wire with a covering formed by braiding long fibers having electrical insulation and heat resistance using a sewing machine and continuously supplying a heater wire along a predetermined pattern. all SANYO sewn into a sheet-like substrate by the yarn and the lower yarn,
The covering has a double structure of an outer layer and an inner layer, and both the outer layer and the inner layer are braided with silica-based long fibers, or the outer layer is braided with silica-based long fibers, and the inner layer has A method for producing a sheet with a heater wire, characterized by braiding alumina-based long fibers .
耐熱性を有する柔軟性のシート状基材の表面に、電気絶縁性及び耐熱性を有する長繊維を編組してなる被覆体で発熱素線を包囲したヒータ線を、所定のパターンに沿って耐熱性縫糸である上糸と下糸により縫着したものであり、該被覆体は、外層と内層の2重構造であり、該外層及び該内層共に、シリカ系長繊維を編組したものであるか又は該外層がシリカ系長繊維を編組したものであり該内層がアルミナ系長繊維を編組したものであることを特徴とするヒータ線付きシート。 Obtained by the method according to claim 1 or 2 ,
A heater wire that surrounds a heating element wire with a covering formed by braiding electrically insulating and heat-resistant long fibers on the surface of a flexible sheet-like substrate having heat resistance is heat-resistant along a predetermined pattern. Whether the covering is a double structure of an outer layer and an inner layer, and both the outer layer and the inner layer are braided with silica-based long fibers. Alternatively, the sheet with a heater wire, wherein the outer layer is a braided silica-based long fiber, and the inner layer is a braided alumina-based long fiber .
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