JPS61248386A - ヒ−タユニツト - 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 本発明は電気カーペット、保温マット等に使用されるコ
ード状の発熱作用をする感熱線を蛇行配設した接着可能
なヒータユニットに関する。

従来の技術 一般に電気カーペットや保温マ・ソト等に使用する面状
発熱体としてのヒータユニットには金属箔全所定ツバタ
ーンにエツチングして両面に絶縁フィルムと接着フィル
ムを多層ラミネートしたフィルムヒータユニットと、コ
ード状の発熱作用をする感熱線を蛇行配列した後接着フ
ィルムに融着固定シタコード状のヒータユニットとがあ
り、それぞれマット地と表地との間に配設して加熱加工
により一体化して床面状採暖具として使用されている。

ところがフィルムヒータユニットを使用した床面状採暖
具は誤まって鋭利な刃物で刺された場合に感電や動作不
能になり易いこと、冬期以外には小さく折りたたんで収
納しにくいこと、製造コストが高くつくこと等からコー
ド状のヒータユニットを使用した床面状採暖具が圧倒的
に多く使用されている。

従来、コード状の発熱作用をする感熱線を用いたヒータ
ユニットは特公昭５９−６０４０７号公報、実公昭５８
−３３６６７号公報の内で開示されており、その代表例
を第６図で詳述すると、１４は一対の電極間にポリアミ
ド樹脂の感熱層を有してそれら全体を塩化ビニルの絶縁
外被１５で被覆径最外かくに融着被覆層１６を被覆して
なる感熱線、１７は蛇行配設した感熱線１４を固定しか
つ床面状採暖具としてマント地と表地とを接着一体化す
る機能を有する接着フィルムである。接着フィルム１７
はマント地と表地とを加熱加圧により短時間で一体化さ
せかつ感熱線１４を熱変形させない為に１００〜１３０
℃の温度領域で融点を有する結晶性樹脂が適し例えばポ
リエチレン、共重合ナイロン、共重合ポリエステル等が
好ましい。また蛇行配列した感熱線１４を接着フィルム
１７に固定する為に、接着フィルム１７と同系材質の融
着被覆層１６が感熱線１４の最外かくに予め施されてお
り、感熱線１４と接着フィルム１７との接触部で接着フ
ィルム１７側から加熱加圧することにより、融着被覆層
１６と接着フィルム１７とが溶融して冷却すればヒータ
ユニットが得られる。

発明が解決しようとする問題点 特公昭５９−６０４０７号公報及び実公昭５８−３６６
６７号公報で開示されているヒータユニットによれば。

蛇行状に配設したコード状の感熱線を接着フィルム上に
融着固定したものであるから、複数本の感熱線であって
も人手がかからず全自動で蛇行配設及び融着固定できる
ことから量産性に優れ、かつマｙト地と表地との間に得
られたフィルムユニットを介在させて加熱加圧すること
により少ない構成材料にもかかわらず確実な接合体が得
られ、その製造法は技術的にも画期的方法であり長年そ
の製造法により性能が優れかつ安価な床面状採暖具を多
数製造しその産業上の効果は犬なるものがある。

しかしながら、従来のヒータユニットは以下に示す問題
点があり、その改善が望まれていた。

（１）接着フィルム及び融着被覆層は１００〜１３０Ｃ
の融点を有し１両者を融着固定するには１６０〜１８０
℃の高温で１〜１０秒間加圧しなければならない。

融着スピードを上げるには温度を１６０〜１８０℃の高
温にして加圧しなければならないことがら接着フィルム
が熱収縮を起して感熱線の配設ムラを生じたり、感熱線
の絶縁外被を変形させてしまい耐圧不良になる恐れを有
していた。

（２）融着被覆層はポリエチレン、共重合ナイロン。

共重合ポリエステル等の結晶性樹脂であることから、冬
期の気温が低い時には硬くなって柔軟性を失い蛇行配役
の作業がしにくくなり、配設効率が低下する。

（３）一対の電極間にポリアミド樹脂の感熱層を設けて
感熱層の温度−インピーダンス特性を利用して１本のコ
ード状発熱体で発熱作用と温度検知作用を兼ねたヒータ
ユニットを作った場合。

感熱線の最外かくに設けた融着被覆層が感熱層の吸湿し
た水分の脱湿を阻害する為、床面状採暖具として長期間
未使用のものを通電しても所定の温度に昇温しない欠点
があった。

すなわち、ポリアミド樹脂の感熱層は吸湿することによ
りインピーダンスが低下し、制御回路側からみると温度
が上った状態と等価回路になることから１発熱線に流す
電流を小さく制御してしまう。ところが同じポリアミド
系感熱層でも融着性被覆層がなければ、わずかの通電発
熱によって容易に脱湿してしまうので、実用上問題ない
程度の速熱性が得られる。このことがら、融着性被覆層
があるために発熱作用と温度検知作用を兼ねた一本のコ
ード状の感熱線でヒータユニットができず、より高い信
頼性とより安価な床面状採暖具を得ることができなかっ
た。

問題点を解決する為の手段 本発明は従来の欠点を解決する為に長期間かつ鋭意検討
の結果なされたもので、接着フィルムが１００〜１３０
℃に主融点をもつポリオレフィン樹脂を主成分とする構
造接着層と構造接着層よりも低い８０〜１２０℃に主融
点あるいは軟化点を有するカルボニル基を有する樹脂の
仮付接着層との複合層とし、一方が発熱作用をする一対
の金属導体の間にポリアミド系樹脂の感熱層を設けてそ
れら全体を塩化ビニル系樹脂の絶縁外被で被覆した感熱
線とし、接着フィルムと感熱線とを接着フィルム側から
加熱加圧することにより絶縁外被と仮付ゴχ着層とを融
着固定してヒータユニットを得るものとした。

作　　用 接着フィルムの仮付接着層が構造接着層の主融点あるい
は軟化点よりも低くしてあり、材料組成的に絶縁外被と
接着し易い配合にしであることから接着フィルムの熱収
縮もなく、絶縁外被の熱変形が著しく起らない１００〜
１４０℃の温度で加熱加圧して融着できる。

また感熱線の最外かくけ塩化ビニルの絶縁外被であるこ
とから、感熱線の硬さが著しい温度依存性を示さず常に
柔軟性があり、感熱層の脱湿の阻害をしない。

実施例 以下本発明の一実施例につき図面に従い詳述する。

第１図は本発明のヒータユニット１０の要部断面を示し
たものであり、１は１００〜１３０℃に主融点を有する
ポリオレフィン樹脂を主成分とする構造接着層２と構造
接着層２の主融点あるいは軟化点より低いカルボニル基
を有する樹脂例えばポリウレタン、共重合ポリエステル
、酢酸ビニル等の少なくともいずれか一種類からなる仮
付接着層ろとの複合層とからなる接着フィルム、４は第
２図で示す感熱線、９は仮付接着層ろと感熱線４とを融
着固定する際に必要でかつ電気絶縁作用を果す塩化ビニ
ルからなる絶縁外被である。

第２図は感熱線の構造を示したものであり、５はポリエ
ステル、耐熱ポリアミド等からなる芯糸。

６は芯糸５の外周囲にスパイラル状に巻着された発熱作
用をする銅、銅合金等からなる金属導体。

７は芯糸５及び金属導体６の外周囲表面に被覆した温度
によってインピーダンスが負の傾きで著シく変化しかつ
１５０〜１９０℃に主融点を有するポリアミド樹脂例え
ばナイロン１１．ナイロン１２．共重合ナイロン１１等
の少なくともいずれか一種類からなる感熱層、８は感熱
層７の外周囲にスパイラル状に巻着して感熱層７の温度
によるインピーダンスの変化を漏洩電流として検出する
温度検知作用の銅９銅合金等からなる金属導体、９は感
熱層７及び金属導体８の外周囲に被覆した塩化ビニル樹
脂の絶縁外被である。

第３図は本発明のヒータユニット１０を適用した床面状
採暖具の要部断面を示したもので、１は接着フィルム、
４は接着フィルム１に予め蛇行配設し融着固定してなる
感熱線、１１は羊毛、ポリエステル、ナイロン、アクリ
ル等の繊維をニードルパンチ加工してなるマット地、１
２はポリエステル。

ナイロン、アクリル等の繊維をニードルパンチ加工ある
いはタフト加工してなる表地であり、マット地１１．ヒ
ータユニット１０２表地１２の順に載置した後三者を１
２０〜１．１℃の温度で加熱加圧することによって接着
フィルム１を溶融させて次に冷却することにより表地１
２とマット地１１とを一体接合させる。

第４図は第３図のマット地１１と表地１２との界面の要
部断面を示したもので、１１はマット地、１２は表地、
２はマット地１１と表地１２とを接着一体化する構造接
着層、３はマット地１１の表層に含浸した仮付接着層を
示す。

第５図は本発明のヒータユニットの他の実施例を示した
ものであり、４は最外かくに塩化ビニルの絶縁外被を被
覆してなる感熱線、１３はアルミニウム箔、不織布、寒
冷紗１紙等からなる芯材、２は芯材１２の両面に設けた
構造接着層、３は片面の構造接着層２の表面に設は感熱
線４の絶縁外被？と加熱加圧により接着するカルボニル
基を有する樹脂例えばポリウレタン、共重合ポリエステ
ル。

酢酸ビニル等の少なくともいずれか一種類からなる仮付
接着層である。

次に前記構成における作用を説明する。

接着フィルム１が融点の高い構造接着層２と構造接着層
２よりも融点あるいは軟化点の低い仮付接着層３との複
合層にしたことにより、蛇行配りすした感熱線４の絶縁
外被９と仮付接着層３とを構造接着層２の方向から加熱
加圧によって融着固定した際、構造接着層２は著しい変
形をし、ないことから熱収縮のないヒータユニット１０
が得られる他に、密度が低く厚い断熱性の優れたマット
地１１に密度が高く薄くて熱伝導の良い表地１２とを屏
１熱加圧により接着フィルム１を溶融して接着一体化す
る際に低融点あるいは低軟化点の仮付接着層６が先に溶
融して多孔質のマット地１１の表層に含浸して次に構造
接着層２が溶融することから構造接着層２が表地１２と
マット地１１に同程度の接着強度を発揮する。

構造用接着層２は１００〜１３０℃の主融点を有する結
晶性樹脂であれば良く、ポリオレフィン系樹脂でポリエ
チレンの単体、ポリエチレンと酢酸ビニルの共重合体あ
るいは混合体、ポリエチレンとエチレンプロピレンとの
共重合体あるいは混合体等が適し、その厚みは［１０８
〜α２韻好ましくはα１〜０．１５ｍｍが良好な接着強
度及び取扱い易いヒータユニット１０が得られる。

仮付接着層３の目的は感熱線４の絶縁外被９と絶縁外被
９が熱変形しない低温の加熱加圧で接着させる必要があ
ることから、絶縁外被９の塩化ビニルの材質と相性の良
いことが不可欠であり、その為にはカルボニル基（Ｃ＝
Ｏ）を有する樹脂が適している。カルボニル基を有する
樹脂の中で塩化ビニルと強い接着強度を発揮する樹脂と
しては８０〜１２０℃に融点を有する共重合ポリエステ
ル、７０〜９０℃に融点を有する酢酸ビニル、８０〜１
２０℃に軟化点を有するポリウレタン等があり、これら
を単一の層でなく多層の複合物として仮付接着層３を形
成しても良い。

また仮付接着層３の樹脂層は絶縁外被９との接着性を向
上させる為に、上述した樹脂を主成分とし粘着付与剤例
えば低分子のワックスやポリエステル系の滑剤あるいは
可塑剤を３．１〜１０重量％添加してもよい。更には絶
縁外被９の中に粘着付与剤を添加すれば接着強度の著し
い向上が望める。

仮付接着層３を構造接着層２と複合化する方法としては
、予め構造接着層２を作成しておき仮付接着層６の樹脂
を押出溶融でフィルム化しながら構造接着層２と貼合わ
せる方法、構造接着層２と仮付接着層３とをそれぞれフ
ィルムに作成しておき両者をバインダー例えばアクリル
系接着剤で貼合わせる方法、あるいは予め構造接着層２
をフィルムに作成して仮付接着層３になる樹脂を溶剤で
溶解させた液状態を塗布乾燥させる方法等があり。

その厚みは絶縁外被９との接着強度を確保する目的とマ
ット地１１に含浸して所定の接着強度を発揮させる目的
とから、　　０．０１〜［１３８ｍｍより好ましくは０
．０ろ〜０．０５脂が適している。

接着フィルム１は第１図に示す如く構造接着層２と仮付
接着層３との二層構造と第５図に示す芯材１ろの両面に
構造接着層２を設は更に片面の構造接着層２の表面に仮
付接着層３を設けたものがあるが、この他に芯材１６の
一方の面に構造接着層２他方の面にα０５〜Ｑ、１５ｍ
ｇの厚さの仮付接着層６を設（ハ）だものであってもよ
い。芯材１３に０．０１〜０．０３ｍｍのアルミニウム
箔を用いれば感熱線４から発生した熱を均等に拡散させ
ることができる。また芯材１３を使用すれば構造接着層
２と仮付接着層３とが貼合わせにくい材質の組合せであ
っても多層化できる。

接着フィルム１と感熱線４との融着方法を具体的に述べ
ると次のようになる。

感熱線４を配列板上に設けた固定ビンに沿って蛇行配列
し１次にこれらの上方面に接着フィルム１を載置し９次
の工程で上方から１００〜１４０℃に温度された熱板を
感熱線４と接着フィルム１とが重なっている全面あるい
は部分に１〜１０秒間加圧させて仮付接着層３を軟化溶
融させて絶縁外被９との接着を行う。この際に加熱する
温度が構造接着層２の融点よりも低ければ熱板を接着フ
ィルム１に直付圧着してもよく、構造接着層２の融点よ
りも高い場合は非貼着性のセパレート７−トを介して熱
圧着すれば、感熱線４が接着フィルム１の面に蛇行配列
状に融着固定されてヒータユニット１０が得られ、絶縁
外被９の変形や割れが生じないので耐圧不良等起らない
。

感熱線４は吸湿によってインピーダンスの影響を受ける
ポリアミド樹脂の感熱層７を有しているが、その外周囲
に塩化ビニルの絶縁外被９のみで被覆している為、脱湿
し易いことから床面状採暖具としてシーズン始めに通電
しても比較的速く昇温することができる。

また感熱層７は通常の温度制御をする際のサーミスタと
しての機能と、外部要因によって誘起される異常状態例
えば制御回路の素子が故障によシ動作不能になった場合
とか床面状採暖具が石油ストーブや別の発熱体によって
異常に過熱された場合、火災や人身やけど等の二次災害
に波及する前に発熱線に流れる電流を遮断する機能を有
する。

すなわち、異常温度の状態になった場合、感熱層７は１
５０〜１９０℃で溶融したり著しくインピーダンスが低
下する為、金属導体６．８間に短絡電流や大きな漏洩電
流が流れることから、これらの電流を金属導体８が検知
して保安回路を動作させて金属導体乙に流れる発熱電流
を遮断する。

本実施例では発熱作用と温度検知作用を１本の感熱線が
兼ねているが２本発明はこれに限定するものでなく第２
図に示した構造の発熱線と同じ構造の温度検知線の２本
を別の蛇行配列パターンで配設し接着フィルム１と接着
したものでもよい。

この場合必ず絶縁外被９と仮付接着層６とが加熱加圧に
より融着接合によりヒータユニット１０が得られている
ことが必要である。

また加熱加圧により仮付接着層ろを軟化溶融させて絶縁
外被９と融着する際、温度は絶縁外被９の熱変形温度以
下であることが望ましいが、加圧時間が短かければ高温
度になってもさしつかえない。

発明の効果 以下詳述した如く９本発明によれば以下の効果が期待で
きてその産業上の利用価値は犬なるものがある。

（１）仮付接着層の作用により絶縁外被の著しい熱変形
や耐圧不良がなく信頼性の高いヒータユニットが得られ
る。

（２）　　感熱線の最外かくが絶縁外被だけの為、柔軟
性が良好で蛇行配設の作業性が良い。

（３）　　ポリアミドの感熱層を使用した感熱線でも絶
縁外被のみの被覆の為、吸湿した水分が脱し易く速熱性
のある床面状採暖具が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第５図は本発明の一実施例を示すし−タユニ
ットの要部断面図、第２図は本発明の一実施例の構成部
品である感熱線の構造図、第６図及び第４図は本発明の
一実施例を応用した床面状採暖具の要部断面図、第６図
は従来例のヒータユニットの要部断面図を示す。 １・・・接着フィルム　　２・・・構造接着層３・・・
仮付接着層　　　４・・・感熱線６．８・・・金属導体
　　　７・・・感熱層９・・・絶縁外被

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. いずれか一方が発熱作用をする一対の金属導体（６）（
   ８）の間にポリアミド系樹脂の感熱層（７）を介在させ
   て全体を塩化ビニル系樹脂の絶縁外被（９）で被覆した
   感熱線（４）と、前記感熱線（４）を蛇行配設して融着
   固定する接着フィルム（１）とからなるものにおいて、
   前記接着フィルム（１）がポリオレフィン樹脂を主成分
   とする構造接着層（２）と共重合ポリエステル樹脂、酢
   酸ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂から選ばれた少なくと
   も一種類を主成分とする仮付接着層（３）とからなり、
   この仮付接着層（３）が前記絶縁外被（９）と融着固定
   されかつ構造接着層（２）の融点よりも低いことを特徴
   とするヒータユニット。