JPS61267286A - 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、ソトに関する。

Ｐ 従来の技術 一般に電気カーペットや保温マッ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ｆｆｉ所定のパ
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した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
圧により一体化して床面状採暖具として使用されている
。

とこロカフィルムヒータユニットヲ使用した床面状採暖
具は誤まって鋭利々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５９−３０４０７号公報。

３Ｐ 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で被覆後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）ｌｊ
１１４ｉ固定し、かつ床面状採暖具としてマット地と表
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ハマツ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ヲ熱変形させ々い為に１００〜１３０℃
の温度領域で融点を有する結晶性樹脂が遍し１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。捷た蛇行配列した感熱線１４ヲ接着フィルム
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ｊ　　　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５９−３０４０７号公報及び実公昭５８−３３６
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、かつマッ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
の製造法により件部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大なるものがある。

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１００〜１３０℃
の融点を有し２両者を融着固定するには１３０〜１８０
℃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〜Ｐ １８０℃の高温にして加圧しなければならないことから
、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
設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
ユニツ）ｋ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、制御量　Ｐ 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
が同じポリ了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。

このことから、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１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。

問題点を解決するための手段 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、接着フィルムを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の厚みの１／２ヲ超えずかつ８０
〜１２０℃に融点あるいは軟化点をもつカルボニル基を
有する樹脂からなる仮付接着層との複合層とし、更に一
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ＺＰ 層を設けてそれら全体を塩化ビニル樹脂の絶縁外被で被
覆した感熱線とし、この感熱線を予め蛇行配設してその
上に仮着接着層が感熱線側になるよう接着フィルムを載
置して加熱加圧により仮付接着層と感熱線の絶縁外被と
を融着固定することにより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
等からなること及び構造接着層の厚みの１／２ヲ超えな
い厚みであることがら、感熱線の絶縁外被が熱変形しな
い１００〜１４０℃の温度領域で加熱加圧で仮付接着層
と絶縁外被とを融着固定するとともに熱収縮変形のない
ヒータユニットが得られる。

また仮付接着層の厚みが構造接着層の１／２ヲ超えない
厚みにしたことにより、床面状採暖具の接１　　　　着
強度特に８０〜１ｏｏ℃における信頼性を向上できる。

更に、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、感熱線の硬さの温度依存性が小さく柔軟性が
あり、感熱層の吸湿による脱湿を阻害しない。

実施例 以下本発明の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℃に主融点に！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２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り
、構造接着層２の厚みの１／２ヶ超えない厚みの仮付接
着層５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３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
ら々る絶縁外被である。

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Ｐ 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しく変化しかつ
１５［１〜１９０℃に主融点を有するポリアミド樹脂１
例えばナイロン１１．ナイロン１２．共重合ナイロン１
１等の少々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、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１０ｉ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、マツ０Ｐ ト地１１．ヒータユニット１０１表地１２の順に載置し
た後、三者を１２０〜１６０℃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１２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９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一種類からなる仮付接
着層である。

１１Ｐ 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くかつ厚みが構造接着
層２の１／２ヲ超えない仮付接着層３との複合層にした
ことにより、蛇行配列した感熱線４の絶縁外被９と仮付
接着層ろとを構造接着層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と密度が高く薄くて熱伝導
のｐい表地１２とを加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１［］〜１３０℃の主融点を有す（る
結晶性樹脂であれは也＜、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００８
〜０．２誦好１しくは０．１〜０１５箇が也好な接着強
度及び咽扱い易いヒータユニット１０が得られる。

仮伺接着層乙の目的は感熱線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ＣＣ＝
０）２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、８０〜１２Ｄ
’Ｃ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。寸だ仮付接着層乙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全０．１〜１０重量％添加してもよ
い。

６Ｐ 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３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全塗布乾燥
させる方法等があり、その厚みは絶縁外被９との接着強
度全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［］、［］　１〜０．０８
　Ｗｒｒｎより好壕しくは０．０３〜０．Ｃ］５　ｍｍ
が適し、前述した構造接着層２の厚みの１／２を超え々
いことが必要である。仮に仮付接着層乙の厚みが構造接
着層２の厚みの１７２を著しく超えた場合。

複合化されている接着フィルム１の熱収縮が大きくなり
、その結果固定されている感熱線４の配設ピッチにムラ
が発生したり、床面状採暖具に組込４Ｐ 寸れた後に仮付接着層乙の軟化点が低いことにより８０
〜１００℃における剥離強度が低下し、長期信頼性が得
られないことによる。

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６との二層構造と第５図に示す芯材１３の両面に
構造接着層２を設は更に片面の構造接着層２０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１ろの
一方の面に構造接着層２他方の面に０．０５〜０．１５
ｍｍの厚さでかつ融点が１００〜１２０℃の仮付接着層
ろを設けたものであってもよい。芯材１３にｏ、ｏｉ〜
０．１１３ｍｍのアルミニウム箔ヲ用いれば感熱ｍ４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
月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ピンに沿って蛇行配列
し９次にこれらの上方面に接着フィルム１を載置し８次
の工程で上方から１００〜１４０℃に１５Ｐ 温度された熱板全感熱線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６全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
シートラ介して熱圧着すれば、感熱線４が接着フィルム
１０面に蛇行配列状に融着固定されてヒータユニット１
０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１　　　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９例え
ば制御回路の素子が故障により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１５０〜１９０℃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１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３とが加熱加圧に
より融着接合によりヒータユニッ）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３全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９７Ｐ 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 以上詳述した如く２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
、床面状採暖具にヒータユニットを組込んで一体化して
も接着強度が高温領域まで高く信頼性のあるものが得ら
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く、感熱層にポリアミド樹
脂をしても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ヒータユニ
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、第ろ図８Ｐ 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）がポリオレフィン系樹脂を主
   成分とする構造接着層（２）と前記絶縁外被（９）に加
   熱加圧によって融着固定するカルボニル基を有する樹脂
   を主成分とする仮付接着層（３）とからなり、かつ仮付
   接着層（３）の厚みが構造接着層（２）の厚みの１／２
   を超えないことを特徴とするヒータユニット。