JPH08162260A - 発熱体ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プラスチック発熱体とリード線結線部の長期
間にわたる防水絶縁性を有する発熱体ユニットを得る。 【構成】 発熱体被覆層及びリード線被覆層に熱可塑性
であり、且つ接着性を有する樹脂を用い、発熱体とリー
ド線との結線部に射出インサート成形により同様の樹脂
を用いて絶縁部を形成せしめてなる発熱体ユニット。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、融雪、凍結防止、暖
房、土壌および液体の加温用として、長期間にわたり防
水絶縁性が必要な場所に用いられる発熱体ユニットに関
する。

【０００２】

【従来の技術】絶縁性樹脂で被覆されてなるプラスチッ
ク発熱体（以下、発熱体と略す。）と絶縁性樹脂で被覆
されてなるリード線との結線部および該結線部の周囲
（以下、両者をまとめて結線部と略す。）を防水絶縁す
る方法としては、従来からビニルテープ、若しくは自己
融着性のあるブチルゴムテープを露出した金属端子部分
に巻き付ける方法が用いられている。

【０００３】しかしながら、ビニルテープを巻き付ける
方法では、結線部が水中もしくは高湿雰囲気中にある場
合、テープの粘着力が低下し、水や電解質等が浸入し、
絶縁性が低下する。

【０００４】ブチルゴムを基材とした自己融着テープを
巻き付ける場合は、ビニルテープに比較し、水中での粘
着力の低下は少ないものの、巻付処理に非常に時間が掛
かること、作業者間の巻付処理にばらつきを生じるこ
と、そして巻付力が弱い場合には充分な防水絶縁性が得
られないこと、振動が加わる場所での長期絶縁性の保持
が難しいこと等の問題を有しているため、特に道路融雪
用での使用には適さない。

【０００５】また、絶縁性樹脂で被覆されてなるプラス
チック発熱体に接続されるリード線を被覆する絶縁性樹
脂は、従来から、柔軟性が優れている点、安価である点
から、塩化ビニル系樹脂が用いられている。しかしなが
ら、該塩化ビニル系樹脂は、柔軟性を付与するため多量
の可塑剤を混合しなければならず、そのため可塑剤が経
時によりリード線表面に析出する。従って、リード線表
面と結線部を覆うビニルテープやブチルゴムテープ等の
絶縁材料との接着部分の界面に隙間を形成し、水の侵入
を促すため、絶縁不良の原因となるという問題点があっ
た。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、これら
従来技術の欠点を鑑み、長期にわたる絶縁性、特に水中
もしくは高湿雰囲気中における絶縁性を維持するには、
プラスチック発熱体の被覆に用いられる絶縁性樹脂（以
下、発熱体被覆層、あるいは発熱体被覆材と略す。）お
よびリード線の被覆に用いられる絶縁性樹脂（以下、リ
ード線被覆層、あるいはリード線被覆材と略す。）と結
線部絶縁材とが、長期的に安定した接着性能を有する必
要があると考え、結線部絶縁層を射出インサート成形に
て形成せしめることによって、発熱体被覆層およびリー
ド線被覆層と結線部絶縁層とを一体化せしめることに成
功し、本発明を完成するに到った。

【０００７】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、絶
縁性樹脂で被覆されてなるプラスチック発熱体と、絶縁
性樹脂で被覆されてなるリード線との結線部および該結
線部の周囲に、射出インサート成形にて絶縁性樹脂を圧
入することによって、プラスチック発熱体とリード線と
の結線部および該結線部の周囲に絶縁部を形成せしめて
なる発熱体ユニットである。

【０００８】本発明において用いられる発熱体は、絶縁
性樹脂で被覆されてなるプラスチック発熱体である。プ
ラスチック発熱体は、高濃度のカーボンブラックを熱可
塑性樹脂に混合・混練し、棒状に成形せしめたものであ
り、通電することによって発熱するものである。

【０００９】該プラスチック発熱体を被覆する絶縁性樹
脂としては、プラスチック発熱体への押出成形性、電気
絶縁性、長期間にわたる耐候安定性、耐水性、柔軟性が
良好であることが必要である。これらの要件を満たす基
体樹脂としては、ポリオレフィン系樹脂が優れている。
その中でも、極性基を有する熱可塑性樹脂が好適であ
り、具体的にはカルボン酸を有するポリオレフィン系樹
脂、カルボン酸のエステル化物を有するポリオレフィン
系樹脂、金属架橋されたカルボン酸を有するポリオレフ
ィン系樹脂が挙げられる。

【００１０】具体的には、エチレン─酢酸ビニル共重合
体、エチレン─アクリル酸共重合体、エチレン─メタク
リル酸共重合体、エチレン─アクリル酸エステル共重合
体、エチレン─メタクリル酸エステル共重合体、ポリエ
チレンに無水マレイン酸をグラフトせしめたもの、メタ
クリル酸を含有するポリエチレンのカルボン酸部分を金
属で架橋せしめてなる樹脂等が用いられる。

【００１１】極性基、すなわちカルボン酸、カルボン酸
のエステル基、金属架橋されたカルボン酸は、結線部絶
縁材との接着性に寄与するものであり、該極性基の含有
量は接着性が得られる最小量、例えば５％以下が望まし
い。なぜなら、該極性基の含有量が多くなるにつれて、
得られた発熱体の耐熱性、特に熱変形温度が低下し、発
熱ユニットに求められる耐熱性を悪化させるためであ
る。

【００１２】本発明において用いられるリード線は、従
来のように接着界面に析出する可塑剤を含有する塩化ビ
ニル系樹脂のような樹脂ではなく、上記した発熱体被覆
材に用いられる極性基を有する熱可塑性樹脂を用いて被
覆されてなるものである。

【００１３】また、この発熱体被覆材、およびリード線
被覆材は、良好な押出成形性を得るため、押出温度での
ＭＩが５以下であることが望ましい。

【００１４】結線部絶縁層に用いられる絶縁性樹脂は、
基本的に上記した発熱体被覆材、およびリード線被覆材
の場合と同様に極性基を有する熱可塑性樹脂であるが、
射出インサート成形での成形性を考慮するとＭＩが５以
上の樹脂材料が望ましい。

【００１５】結線部絶縁層を射出インサート成形により
形成することによって、振動の加わる場所、例えば道路
等に敷設して融雪用に使用する場合に特に有効である。
すなわち、テープを巻き付ける絶縁方法のような作業者
間での処理のばらつきもなく、結線部絶縁層を強固な構
造にすることが可能になり、それによって、繰り返しの
たわみに対しても絶縁部が変形したり、接着界面が剥離
したりすることがない。

【００１６】成型時には溶融した結線部絶縁材用の極性
基を有する熱可塑性樹脂を金型内に圧入し、その熱によ
り、金型内部にインサートされている発熱体被覆層、リ
ード線被覆層を溶融せしめ、結線部絶縁層と発熱体被覆
層、結線部絶縁層とリード線被覆層とを溶着させなけれ
ばならない。従って、射出成形機のシリンダ温度は十分
に高くなければならない。

【００１７】

【実施例】エチレン−アクリル酸エチル共重合体（アク
リル酸エチル含有量＝３％、ＭＩ＝１）の被覆層とその
内部に導電層を有する外径８．５ｍｍの２層円形断面を
有する棒状発熱体の端末断面に、エチレン−アクリル酸
エチル共重合体（アクリル酸エチル含有量＝３％、ＭＩ
＝１）の被覆層を有する外径６ｍｍ、導体太さ２ＳＱの
リード線を圧着端子によりＴ字状に発熱体と接続し結線
部とした。次に、得られた結線部を射出インサート成形
用金型に挿入し、縦型射出成形機によりＭＩ＝８のエチ
レン−アクリル酸エチル共重合体（アクリル酸エチル含
有量＝３％）樹脂を用い、シリンダ温度＝２８０℃、射
出速度＝２ｃｃ／ｓｅｃ、射出圧力＝１０ｋｇ／cm² 、
冷却時間＝３０秒の条件でインサート成形を行い、図１
に示すような絶縁部を形成した。

【００１８】得られた絶縁部の長期にわたる防水絶縁性
を評価するため、以下の条件にて絶縁破壊促進試験を行
った。

【００１９】コンクリート濾液浸漬試験 発熱体をコンクリート中に埋め込んだ状態での使用を想
定して、下記のようにコンクリート濾液に浸漬して、抵
抗値の経時変化を調べた。コンクリートを温水で洗浄
し、水溶性成分を抽出したものをコンクリート濾液とし
た。次にこの濾液を５０℃に加温した後、得られたＴ字
状の絶縁部を浸漬した。メガオームテスターにて、２日
毎に、水中外に置かれたリード線の一端と水に１０００
Ｖを印加し、絶縁部の水中絶縁抵抗を測定し、抵抗値が
２０００ＭΩを下回った時間を求めた。

【００２０】本実施例において、５検体を試験したとこ
ろ、試験時間２００日経過後も、抵抗値が２０００ＭΩ
を下回った検体は見られなかった。

【００２１】振動試験 発熱体を道路融雪用として使用することを想定して、絶
縁部に下記の振動を加え、抵抗値の経時変化を調べた。
上記のようにして得られた絶縁部を、５０℃温水中にて
振幅２０ｍｍ、１２０００ｃｙｃｌｅ／ｈｒの振動をさ
せた。メガオームテスターにて、１日毎に、水中外に置
かれたリード線の一端と水に１０００Ｖを印加し、絶縁
部の水中絶縁抵抗を測定し、抵抗値が２０００ＭΩを下
回った時間を求めた。

【００２２】本実施例での５検体を試験したところ、試
験時間８０日経過後も、抵抗値が２０００ＭΩを下回っ
た検体は見られなかった。

【００２３】道路敷設試験 次に、上記のような絶縁部を有する発熱体ユニット（図
２に示す。）を作製し、コンクリートブロック化した後
に路面に敷設し、絶縁抵抗値の経時変化を調べたが、敷
設から２年経過後も抵抗値が２０００ＭΩを下回った検
体は見られなかった。

【００２４】

【比較例】実施例で使用した発熱体を用い、塩化ビニー
ルにて被覆された外径６ｍｍ、導体太さ２ＳＱのリード
線２本を圧着端子にて結線後、発熱体に固定した。結線
部はブチルゴム製自己融着テープ（古河電工製、エフコ
テープＮｏ．１）を巻き付けた後、その上層に絶縁用テ
ープ（古河電工製、エフコテープＮｏ．２）を巻き付
け、絶縁部とした。得られた絶縁部は長期にわたる防水
絶縁性を評価するため、実施例と同様の絶縁破壊促進試
験を行った。

【００２５】コンクリート濾液浸漬試験 本比較例において５検体を試験したところ、試験時間２
５日経過後、すべての検体の絶縁抵抗値が２０００ＭΩ
を下回っていた。

【００２６】振動試験 本比較例での５検体を試験したところ、試験時間４日経
過後、すべての検体の絶縁抵抗値が２０００ＭΩを下回
っていた。

【００２７】道路敷設試験 次に、本比較例の絶縁部を有する発熱体ユニット（図３
に示す。）を作製し、実施例と同様、コンクリートブロ
ック化した後に路面に敷設し、絶縁抵抗値の経時変化を
調べたが、敷設から３か月経過後、抵抗値が２０００Ｍ
Ωを下回った。

【００２８】

【発明の効果】本発明のように発熱体とリード線との結
線部を射出インサート成形によって形成せしめることに
よって、長期間にわたる防水絶縁性に優れた発熱体ユニ
ットが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】は、本発明の絶縁部である。

【図２】は、本発明の発熱体ユニットである。

【図３】は、発熱体とリード線との結線部および該結線
部の周囲に、ブチルゴム融着テープおよび絶縁テープを
巻き付け、絶縁部を形成したものである。

【符号の簡単な説明】

１、１’・・・リード線 ２・・・・・・発熱体 ３・・・・・・結線部（端子） ４・・・・・・射出インサート成形による絶縁部 ５、５’・・・ポリ塩化ビニル被覆リード線 ６・・・・・・ブチルゴム融着テープおよび絶縁テープ
による絶縁部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁性樹脂で被覆されてなるプラスチッ
   ク発熱体と絶縁性樹脂で被覆されてなるリード線との結
   線部および該結線部の周囲に、射出インサート成形にて
   絶縁性樹脂を圧入することによって、絶縁部を形成せし
   めてなることを特徴とする発熱体ユニット。
2. 【請求項２】 プラスチック発熱体の被覆に用いられる
   絶縁性樹脂、およびリード線の被覆に用いられる絶縁性
   樹脂、ならびに射出インサート成形により形成される絶
   縁部に用いられる絶縁性樹脂が、極性基を有する熱可塑
   性樹脂であることを特徴とする請求項１記載の発熱体ユ
   ニット。
3. 【請求項３】 極性基を有する熱可塑性樹脂が、カルボ
   ン酸を有するポリオレフィン系樹脂、カルボン酸のエス
   テル化物を有するポリオレフィン系樹脂、金属架橋され
   たカルボン酸を有するポリオレフィン系樹脂の群から選
   ばれる少なくとも１種の樹脂であることを特徴とする請
   求項２記載の発熱体ユニット。