JPH0325881A - 面状発熱体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は面状発熱体に関するものである。

く従来技術〉 近年、土木、建築分野において面状発熱体の活用が進め
られている。例えば土木分野においては特に融雪用とし
て道路、橋梁、あるいは歩道等に用途開発が進み、又、
建築分野においては床暖房、！１１融雪用等に使用され
ている．加えてホームエレクトロニクスあるいはビルの
インテリジェント化の進行で今後面状発熱体の消費量は
大巾に増加することが予想される． 従来、この面状発熱体の発熱素子としては箔状繊維状あ
るいは粉末状の導電体を熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂あ
るいは無機質材料等のマトリックスと組合せでつくられ
ている．例えば、金属箔タイプ、金属粉塗料タイプ、カ
ーボンブラック練込みタイプ、炭素繊維分散タイプ等を
挙げることができる。これらの発熱体素子は、いずれも
最終的には絶縁を施す必要があるが、従来この方法とし
て抵抗体シート等に電極線を接続したものを絶縁性材料
でできた袋に密封する、該シートの両面に絶縁性シート
あるいはボードを接着する、あるいは抵抗体、電極線、
絶縁層を一体戒形する方法が一般に採用されている．こ
れらの絶縁された面状発熱体は、通常直接床面、道路等
へ敷き樹脂、コンクリート、アスファルト等を流し込ん
だりして使用される．しかし、これらの面状発熱体とし
ての威形加工、あるいは面状発熱体の直接敷き込み等の
際に上下の絶縁又はマトリックス層間の接着が問題とな
る。

く発明が解決しようとする課題〉 本発明は、面状抵抗体あるいは面状発熱体を被覆する上
下層の接着を容易に、しかも確実にした面状発熱体を提
供する． く課題を解決するための手段〉 本発明は、複数個の貫通穴を有する面状抵抗体の上面及
び下面に絶縁層が被覆され、且つ該貫通穴を通して連続
していることからなる面状発熱体、上記抵抗体の貫通穴
に相当する絶縁層部分にその穴より小さな貫通穴を設け
てなる面状発熱体及びそれをマトリックス中に埋め込ん
でなる面状発熱体を提供する． 本発明での面状抵抗体とは金属箔、金属粉、カーボンブ
ラック等の導電性粉末と樹脂、ゴム系あるいはセラミッ
クス系等のマトリックスとの複合体；金属繊維、炭素繊
維等、導電性繊維の抄紙あるいは他の絶縁バルプ、繊維
等を含む数種の繊維の混抄紙等及びこれらの複合体で、
シートあるいは板状の抵抗体ならいずれでも良く特に限
定するものではない． 又、面状抵抗体の貫通穴の形状は、円形、方形等いずれ
でも良く、又、貫通穴の大きさ及び数は抵抗体の大きさ
及び該抵抗体と絶縁層の接着力から適宜決定される．尚
、該貫通穴の総面積Ｓφと面状抵抗体の面積Ｓとの比（
Ｓφ／Ｓ）を開穴率と定義すると、それは１０〜７０％
、望ましくは３０〜６０％が適当である．かかる開六率
（開口率）が上記の範囲内であれば、上下の絶縁層が面
状抵抗体の貫通穴を通じてよく接着され、又、発熱させ
た場合、局部発熱が小さくすることができる．又、面状
抵抗体の抵抗値は開穴によって大きくなり、例えば図−
４に示す正三角格子状で円形の貫通穴を開けた場合、そ
の間穴後の抵抗値は、開穴前の抵抗値と比較して開穴率
３２％で２倍、開穴率５２％で３倍となる．従って、面
状発熱体の電気特性の設計の際には、抵抗率変化を考慮
しておく必要がある．尚、上記貫通穴の数は、面状抵抗
体の面積によって異なるが、通常１０〜１０．０００個
、好ましくは１００〜１０，０００個である，本発明に
おいて、面状抵抗体に開穴する方法は使用される抵抗体
の物性、性状によって種々異なるが、フレキシブルタイ
プあるいは箔状の抵抗体の場合は機械加工する方法が一
般的であり、又、熱硬化性樹脂、セラミック系をマトリ
ックスに使ったハードタイプの抵抗体の場合は機械加工
の他に戒形時にあらかじめ開穴部のある型を使用して戒
形する方法等が採用される． 又、本発明の絶縁層とは、通常体積固有抵抗が１０９Ω
０以上の素材で形威されるものである．かかる素材とし
ては、塩化ビニル樹脂、ふっ素樹脂、エチレンー酢酸ビ
ニル共重合体、ボリア逅ド、ポリアセタール等の熱可塑
性樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル、エボキシ樹脂
、ウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂、エチレン・プロピレ
ンゴム、シリコンゴム、ブチルゴム、ブタジエンゴム等
の各種ゴム、ガラス、磁器、せつこう等の無機素材等が
挙げられる． 貫通穴を有する面状抵抗体の上下に絶縁層を施す方法と
しては、選択される絶縁マトリックスの物性、性状によ
って適宜選ばれるが、熱可塑性樹脂、ゴム系のものの場
合、カレンダー威形法、プレス戒形法、又、熱硬化性樹
脂の場合、ハンドレイアップ法、注型加工法、プレス法
、流動コーティング法、又、セメント系の場合は注型加
工法等を挙げることができる．又、得られた面状発熱体
に穴を開ける方法としては機械加工あるいは注型加工法
等が採用される． 本発明の面状発熱体は、又、上下の絶縁層が面状抵抗体
の貫通穴に相当する部分に、該貫通穴に連通し、それよ
りも若干小さめの貫通穴を有するものでもよく、そのよ
うな面状発熱体は使用に際して他の材料で固着するのに
、絶縁層および面状抵抗体を連通ずる貫通穴が有効に作
用することによって有利となる． 尚、本発明の面状発熱体は、通常面状抵抗体の貫通穴に
絶縁層を形成する材質のものが入っており、又、その部
分に絶縁層を連通ずる貫通穴を有するものでもある． 上記面状発熱体は、更に、ポリ塩化ビニル、ポリオレフ
ィン、ポリアミド等の熱可塑性樹脂、ポリプタジエン、
エチレン・プロピレンゴム等のゴム、エポキシ樹脂、ウ
レタン樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂、瀝青物
、セメント等の担持体の埋め込まれたものでもよい．こ
の際、絶縁層に貫通穴を有する面状発熱体は、該貫通穴
に上記担持体（マトリックス）が充填されたものとなる
．尚、本発明の面状発熱体について図面で説明する．図
−１は貫通穴ｅを有する面状抵抗体ａに絶縁層ｂを被覆
したものであり、絶縁層ｂが貫通穴ｅにも満たされてい
る．又、図−２は図−１の面状発熱体の面状抵抗体ａの
貫通穴ｅの部分に相当する絶縁層に貫通穴ｆが開いてい
るものである．更に、図−３は、図−２に示すものに担
持体ｄが被覆されているものである． 図−１に示す例の場合、面状抵抗体の上下層の絶縁層は
貫通穴の部分で上下層が連絡されており、そのような貫
通穴が無い場合と比較して、抵抗体と上下の絶縁層間の
ハクリ等の問題が無い．図一３に示す例の場合には、図
−２に示す如き面状発熱体を直接敷込み、有機賞あるい
は無機質等のマトリックスを流し込むことによって貫通
穴を通して上下層が確実に連結される。かかるマトリッ
クスは面状発熱体の貫通穴を通して連続層をなしており
、その層状の剥離が生じない． 〈実施例〉 次いで本発明を実施例により、更に説明する。

裏腹梃土 ピッチ系炭素繊維、ドナカーボＳ−２　３　２（（株）
ドナック製）とパルプを３０：７０（ｗｔ比）で配合し
、エボキシバインダーにて抄紙して単量５０ｇ／ｗ”、
面積抵抗４００Ωの混抄紙（面状抵抗体）を得た．この
混抄紙を図−４に示す様に正６角パターンで、穴と穴と
の間隔（ｌ）＝２０閣、半径（ｒ）−７閣の貫通穴を開
けた（開穴率４４％）．この間穴シートに電極線９００
ｍｍ間隔で取り付け、次いでプチルゴム（絶縁層）をカ
レンダー或形で該シートの両面に施こして厚さ１．　５
　ｗ　Ｘ巾９５０ＷＸ長さ１ｍの面状発熱体を得た。こ
の面状発熱体の抵抗値はｌｋΩで眉間剥離強度は３．３
ｋｇｆ／２５ｍであった．止較拠上 実施例１において、穴を開けずに他は同様な方法で戒形
し厚さ１．５ｗＸ巾９５０×長さ１ｍの面状発熱体を得
た。この面状発熱体の抵抗値は４００Ωであり、層間剥
離強度は０．　ｌ　５ｋｇｆ／２　５ｍであった・ 夫脂囲１ ピッチ系炭素繊維ペーパー　ドナカーボＳ−２５６（（
株）ドナック製）に実施例１と同様な６角パターンで穴
と穴との間隔（ｆ）＝３０ｍ、半径（ｒ）＝１０ｍの貫
通穴を多数開けた（開穴率４０％）。このペーパー（面
状抵抗体）を４５０ｍｍＸ４５０ｍｓにカットし相対す
る２辺に電極線を取り付け、これを絶縁層として恢質塩
ビシート（ＪＩＳ　Ｋ６７３２−　１種）にて表裏各３
枚ではさみ込み圧縮成形にて溶融圧着させた。さらにこ
の戒形シートのペーパーの各々の穴に相当する部分に同
じ円状に絶縁層を貫通するｒ−８ｍの穴を開け４７０×
４７０■の面状発熱体を得た．この面状発熱体抵抗は５
５Ωであった． 次いで、この面状発熱体を使用し、該発熱体が中心部に
はさみ込まれた構造の５００Ｘ５００Ｘ３０ｍのセメン
ト発熱ボードを作威した．本発熱ボードの曲げ強度を測
定したところ、３　０　ｋｇｆ／ｃｍ”であった． 五較廻１ 実施例２においてペーパーと塩ビシートの成形体に穴を
開けず、他は同様な方法で５００　ｘ　５００　ｘ　３
０■のセメント発熱ボードを作威した．本発熱ボードの
曲げ強度を測定したところ、１　２．　５　ｋｇｆ／ｃ
ｍ”であった． 〈発明の効果〉 本発明の面状発熱体は、上下面の絶縁層同士を連結させ
ることで、抵抗体と絶縁層との接着が難しい場合でも両
者の高い接着強度のものであり、さらに、絶縁層に貫通
穴を有する面状発熱体を用いることによって床、道路等
に広い面積で施行する場合において、その上に流し込ま
れる樹脂、セメント等のマトリックスが穴を通して面状
発熱体の下面と強固に結び付くため、マトリックス量を
少なくでき、その結果として面状発熱体の熱効率が高い
等の利点もある．

【図面の簡単な説明】

図−１は面状抵抗体と絶縁層とからなる面状発熱体の平
面図（イ）とＡ−Ａ’断面図（ロ）であり、図−２は図
−１の面状発熱体の絶縁層に貫通穴を有するものの平面
図（イ）とＡ−Ａ’断面図（ロ）であり、．図−３は図
−２の面状発熱体に担持体が被覆されたものの断面図で
あり、図−４は面状抵抗体に正６角パターンで貫通穴が
開穴されたものの平面図である．尚、図中の符号は次の
とおりである． ａ：面状抵抗体 ｂ：絶縁層 Ｃ：電極線 ｄ：担持体 ｅ：面状抵抗体の貫通穴 ｆ：絶縁層の貫通穴 ｌ：貫通穴と貫通穴の間隔 ｒ：貫通穴の半径

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数個の貫通穴を有する面状抵抗体の上面及び下面
   に絶縁層が被覆され、且つ該貫通穴を通して連続してい
   ることからなる面状発熱体。 ２、面状抵抗体の貫通穴に相当する絶縁層部分にその穴
   より小さな貫通穴を設けてなる請求項１記載の面状発熱
   体。 ３、請求項２記載の面状発熱体を樹脂、ゴム、セメント
   等のマトリックス中に埋め込むことによりなる面状発熱
   体。