JPS6345784A - 面状採暖具 - 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、パネルヒータ等
圧使用されるコード状の発熱線及び温度検知線を蛇行状
に配設して接着したヒータユニットを有する面状採暖具
に関するものである。

従来の技術 従来、コード状の発熱線及び温度検知線を蛇行配設した
面状採暖具に用いるヒータユニットは例えば特公昭５９
−３０４０７号公報、実公昭５８−３３６６７号公報で
開示され、その代表例を第８図に従って詳述すると、２
１Ｆｉ一方が発熱作用をし他方か異常温度の検知作用を
する一対の電極間にポリアミド樹脂のヒユーズ層を有し
それら全体を軟質塩化ビニルの絶縁外被２２で被覆後、
最外殼に結晶性樹脂例えばポリエチレン、酢酸ビニル、
ポリプロピレン等からなる融着性被覆層２３を被覆して
なる発熱線、２４は一対の電極間に負の温度係数を有す
る例えば軟質のポリ塩化ビニルに四級アンモニウム塩を
１〜３重量パーセント添加してなる感熱層を有しそれら
全体を軟質のポリ塩化ビニルの絶縁外被２２で被覆後、
最外殼に結晶性樹脂例えばポリエチレン、酢酸ビニル、
ポリプロピレン等からなる融着性被覆層２３を被覆して
なる温度検知線、２５は蛇行配設した発熱線２１及び温
度検知線２４との接触面で融着性被覆層２３．２３と熱
圧着によシ仮付は固定する機能と面状採暖具として例え
ばマット地と表地との間に介在した後、熱圧着で接着一
体化させる機能を有する結晶性樹脂例えばポリエチレン
。

酢酸ビニル、ポリプロピレン等からなる厚み０１〜ＣＬ
２ｍの接着フィルムである。融着性被覆層２３は蛇行配
列したコード状の発熱線２１及び温度検知線２４を接着
フィルム２５の面に仮付は固定する為に設けられたもの
であることから、接着フィルム２巳と同系材質の結晶性
樹脂が使われ、接着フィルム２５と融着性被覆層２３と
がお互いに溶融して冷却することによりヒータユニット
が形成されるものであった。

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
６９号公報で開示されている面状採暖具に用いるヒータ
ユニットによれば、蛇行状に配設したコード状の発熱線
２１及び温度検知線２４を接着フィルム２５との接触部
で融着固定したものであるから、複数本のコード状の物
を同時に全自動で蛇行配役及び融着固定できて量産性に
優れ、かつこうして得られたヒータユニットを表地とマ
ント地との間に介在させて熱圧着することにより、少な
い構成材料にもかかわらず確実な接合が得られ、性能的
にも優れかつ安価な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った。

しかしながら従来のヒータユニットを有する面状採暖具
は以下に示す問題点があり、その改善が望まれていた。

（１）　　融着性被覆層２３と接着フィルム２５とを同
時に短時間で熱圧着により溶着するためには１５０〜２
００℃の高い温度が必要になるが、この温度では塩化ビ
ニルの絶縁外被２２がわずかの圧力バラツキでも熱変形
し絶縁距離が確保できなくなるのでその解決策として絶
縁外被２２を厚くしかつ１３０〜１５０℃の低い温度で
５秒間以上もかけざるを得ない為、更に量産性の向上を
計ることができない。

（２）融着性被覆層２３は結晶性樹脂の為、冬期の気温
が低い時には硬くなり柔軟性を失うほかて外径が太くな
るので蛇行配設の作業性が低下する。

（３）　　ヒータユニットをマント地と表地との間に介
在させて熱圧着すると接着フィルム２５と融着性被覆層
２３が溶融して発熱線２１及び温度検知線２４の端末部
も接着し電気部品の取付がやりにくいことから、こうし
た端末部分に熱が加わらないようにせざるをえないため
、端末部分の接着フィルム２５がマント地と表地とを接
合しなかつたり接着強度が不＋分となり耐久寿命の信頼
性が劣っていた。

（４）融着性被覆層２３は面状採暖具に組込まれた後は
表地とマント地とを接合する機能を有していることから
機械的耐久性能の点では優れている反面、コード状の発
熱線２１及び温度検知線２４と”その−周囲の繊維とが
溶融して硬くなり、折たたみを必要とする面状採暖具で
は折たたみにくかったり、繊維状の中に組込まれてもコ
ードの異和感があり使い勝手上劣っていた。

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最外殼にゴム硬度で
５０〜１００の特性を有する熱可塑性エラストマーの絶
縁外被を押出加工により被覆したコード状の発熱線及び
温度検知線を配設してポリオレフィン系の接着フィルム
を載置し、この接着フィルムと絶縁外被との接触部分を
熱圧着にょシ溶着固定してヒータユニットを形成し、該
ヒータユニットの接着フィルムを表地なる被加熱物に熱
接着したものとした。

作用 最外殼に被覆した熱可塑性エラストマーの絶縁外被と１
００〜１４８℃に融点を有するポリオレフィン系の接着
フィルムとの接触部分を熱圧着で溶着固定することによ
り次の作用が望める。

（１）　　絶縁外被のエチレン、プロピレン等の樹脂成
分と接着フィルムとが１３０〜１５０℃の温度でも熱圧
着により溶着固定し、ゴム成分が弾性を有し復元するこ
とから熱圧着時の熱変形を最小限度にできる。

（２１ｌｉｅ縁外被の熱可塑性エラストマーは気温が低
くなっても柔軟性を有しコード状の発熱体が細くできる
。

（３）絶縁外被の熱可塑性エラストマーは表地やマント
地の間に介在して熱圧着されても周囲の繊維と溶融接着
しないため９発熱線や温度検知線の端末処理が容易にな
る。

（４）　　発熱線や温度検知線を表地とマット地との間
に介在して熱圧着しても絶縁外被が熱可塑性エラストマ
ーであることから、マット地等の繊維と溶融せず柔軟性
を保持する。

実施例 以下本発明の一実施例について図面に従い詳述する。

第１図は本発明の面状採暖具に用いるヒータユニットの
要部断面図を示したものであり、１は発熱線２の最外殼
に押出加工により被覆したゴム硬度で８５の特性を有す
る熱可塑性エラストマー例えばポリプロピレン樹脂分と
エチレンプロピレンゴム分との組成からなる絶縁外被、
３は蛇行配設された発熱線の上に載置されて熱圧着によ
り絶縁外被と溶着されるポリオレフィン系樹脂例えば１
１５℃に融点を有するポリエチレンの接着フィルムであ
る。

第２図は本発明の他の実施例を示したものであり、　Ｉ
ａはコード状の発熱線２ａの最外殼に押出加工によシ被
覆したゴム硬度で５５の特性を有するエチレンプロピレ
ン樹脂成分とエチレンプロピレンゴム成分からなる熱可
塑性エラストマーの絶縁外被。

３ａは金属からなる均熱板４例えば厚さ１５μのアルミ
箔の両面に例えば主融点が１１５℃のポリエチレンとエ
チレンエチルアクリレートを重を比で８％添加した組成
からなるポリオレフィン系樹脂をラミネート加工してな
る接着フィルムであり、熱圧着により蛇行配設された発
熱線２ａの最外殼に設けた絶縁外被１ａと接触する接着
フィルム３ａとが溶着固定されるものである。

第３図は本発明の他の実施例の面状採暖具に用いるヒー
タユニット２０を示したものであり、　１ｂはコード状
の発熱線２ｂ及び温度検知線乙の最外殼に押出加工によ
り被覆したゴム硬度で７０の特性を有する熱可塑性エラ
ストマー例えばポリエチレンとポリプロピレンの樹脂成
分とエチレンプロピレンのゴム成分とからなる絶縁外被
、　３ｂはポリオレフィン例えば１２５℃の融点を有す
るポリエチレンと酢酸ビニルを重量比で５チ添加した組
成からなる接着フィルムであり、接着フィルム３ｂが蛇
行配設されたコード状の発熱線２ｂ及び温度検知線６の
上方に載置されて絶縁外被１ｂとの接触部において熱圧
着により溶着固定されるものである。

第４図は第１図で示したヒータユニットで用いられる発
熱線２の構造図を示したものであり、７はポリエステル
等の耐熱性の芯糸、８は芯糸７の外周囲に巻着した銅合
金からなる発熱素線、１は芯糸７及び発熱素線８の外周
囲に押出加工により被覆してなる熱可塑性エラストマー
の絶縁外被である。

第５図は第６図で用いられる発熱線２ｂの構造図を示し
たものであり、９はポリエステルや耐熱ポリアミドから
なる芯糸、１０は芯糸９の外周囲に巻着した銅や銅合金
からなる発熱素線、１１は芯糸９及び発熱素線１０の外
周囲に押出加工により被覆したポリアミド樹脂からなる
ヒユーズ層、１２はヒユーズ層１１の外周囲に巻着した
銅からなる２次導体。

１ｂはヒユーズ層１１及び２次導体１２の外周囲に押出
加工により被覆してなる熱可塑性エラストマーであり９
発熱線２ｂが異常温度になった場合にはヒユーズ層１１
が溶融して発熱素線１０と２次導体１２とが短絡し制御
回路に設けた保安回路（図示せず）を動作させて発熱素
線１０に流れる電流を遮断する働きをするものである。

第６図は第３図で用いられる温度検知線乙の構造図を示
したものであり、１３はポリエステルや耐熱ポリアミド
からなる芯糸、１４は芯糸１３の外周囲に巻着した銅か
らなる゛内部電極、１５は芯糸１３及び内部電極１４の
外周囲に押出加工によシ被覆した負のインピーダンスを
有するポリ塩化ビニルに１〜５チの四級アンモニウム塩
との組成からなる感熱層、１６は感熱層１５の外周囲に
巻着した外部電極。

１７は感熱層１５の添加物例えば可塑剤の外部への移行
を防止する耐熱フィルムからなる遅閉層、　１ｂは遅閉
層１７の外周囲に押出加工により被覆された熱可塑性エ
ラストマーの絶縁外被であり、この温度検知線６は内部
電極１４と外部電極１６との間にある感熱層１５のイン
ピーダンスの温度変化を検知して制御回路（図示せず）
が発熱線５の発熱電流を制御できるような特性を有する
ものである。

第７図は第３図に示したヒータユニット２ｏを面状採暖
具に組込んだ要部断面図であり、１８は雑反毛例えば羊
毛、アクリル、ポリエステル、ポリプロピレン、ナイロ
ン等の繊維をニードルパンチ加工して得られるフェルト
からなるマット地、１９けポリエステル繊維をニードル
パンチ加工した表地なる被加熱物であり、ヒータユニツ
）２０をマット地１日と表地なる被加熱物１９との間に
介在させて熱圧着すると発熱線２ｂ及び温度検知線６と
がマット地１８の中へ埋没しかつ接着フィルム３が溶融
してマット地１８と表地なる被加熱物１９とを接合する
。

次に前記構成における作用を詳述する。

最外殼にエチレン、プロピレンの少なくともいスレか１
方の樹脂成分とエチレンプロピレン、スチレン、ブタジ
ェン、アクリロニトリル等ノゴム成分の少なくとも１種
類との組成物からなる熱可塑性エラストマーの絶縁外被
１．１ａ、１ｂを押出加工により被覆したコード状の発
熱線２ｔ２ａ１２ｂを蛇行配設し、この発熱線２　、２
ａ　、　２ｂの上方面に１００〜１４８℃に主融点を有
するポリオレフィン系樹脂の接着フィルム３　、３ａ　
、　３ｂを載ｔｒｔｔしてヒータユニットを作成した場
合、３〜５秒の短時間でかつ１３０〜１５０℃の低い溶
着温度でも絶縁外被１．１ａ、ｉｂと接着フィルム３　
ｒ　３ａ　＃　３ｂとを熱圧着で溶着固定することがで
きる。

すなわち従来例の結晶性樹脂を用いた融着性被覆層２３
のように全てが溶融しなければ溶着できないのに対して
１本発明の熱可塑性エラストマーを用いた絶縁外被１．
１ａ、１ｂは樹脂成分とゴム成分とからなる為に熱圧着
しても表面層付近の組成のエチレンあるいはプロピレン
の樹脂成分のみが溶融して接着フィルム３　、３ａ　、
　３ｂのポリオレフィン成分と溶融するので、１３０〜
１５０℃の低い温度でも十分溶着してヒータユニットが
できる。

熱可塑性エラストマーの硬度をゴム硬度で５０〜１００
に限定した理由は次罠よる。

絶縁外被１．１ａ、１ｂの熱圧着時の熱変形率あるいは
使用時の荷重による変形率は第９図に示す如くゴム硬度
に大きく依存する。この種の絶縁物は実用的にはα５〜
ｔＯＷの厚さになるよう押出コーティングにより成形加
工するが、成形条件のバラツキや法規上の制約を考慮し
て初期厚みの５０％以上に変形することは好ましくなく
、こうした条件からゴム硬度を５０〜１００にすること
が好ましい。すなわち硬度が５０以下になるとゴム成分
が多くなる為に押出加工性が低下するだけでなく成形後
の密着性が悪くなったり軟らかくなり過ぎて機械的圧縮
で容易に変形することから絶縁層の特性を維持しにくく
なり、ゴム硬度が１００を越えると弾性が　′低下する
ことから発熱線としての柔軟性が低下し蛇行配線性や屈
曲性が低下するだけでなくヒータユニットを作伐する際
の加熱圧着により熱変形が大きくなって絶縁層の厚みが
確保できなくなったり導電部が露出して感電の危険性が
生ずることから、熱可塑性エラストマーの硬度はゴム硬
度で５０〜１００．更により好ましくは第９図に示した
如く変形率が３０％以下になるような６０〜８５のゴム
硬度が本発明の絶縁外被１．Ｉａ、１ｂの用途には適し
ている。

次に熱可塑性エラストマーの成分がヒータユニットを形
成する上でどんな役割を果しているかを詳述する。

熱可塑性エラストマーの成分であるエチレンやプロピレ
ンの樹脂成分は接着フィルム３　、３ａ　、　３ｂの成
分であるポリオレフィン樹脂と熱圧着により溶着スる作
用をし、エチレンプロピレン、スチレン。

アクリロニトリル、ブタジェン等Ωゴム成分は熱圧着時
の変形を元の形状に復元したり９機械的な圧縮に対して
元の形状に復元する作用をする。

従ってエチレンやプロピレンの樹脂成分と親和性の良い
エチレンプロピレンゴム、スチレンゴム。

アクリロニトリルゴム、ブタジェンゴム等の成分が適し
ている。この種の組成はそれぞれの成分の混合物でもよ
いが１例えばエチレンとプロピレンの共重合体からなる
樹脂成分とゴム成分との混合物が安定であり、とくにエ
チレンプロピレン樹脂成分トエチレンプロピレンゴムあ
るいはアクリロニトリルゴムとの混合組成物が耐熱性、
ゴム弾性。

成形性、接着性等から最も適している。

接着フィルム３．３ａ、３ｂにポリオレフィン系の樹脂
を用いた理由は熱可塑性エラストマー〇絶縁外被１．１
ａ、１ｂと熱圧着で容易に溶着固定できること。

０．１〜ＣＬ２＋＋Ｉ＋！厚さでヒータユニットとして
の腰があること、他の部材間にはさんで熱圧着した際に
低温でも容易に一体接着できること、更に材料コストが
安価であることによる。ポリオレフィン系樹脂の融点を
１００〜１４８℃にした理由は１００℃より低い場合は
耐熱性が劣り、１４８℃より高い場合はヒータユニット
を作る際の熱圧着温度が高くなりすぎて絶縁外被１．１
ａ、１ｂを著しく変形して好ましくない為である。

以上詳述した如く、コード状の発熱線２１２ａ＃２ｂの
最外殼に熱可塑性エラストマーの絶縁外被１゜１ａ、１
ｂを押出加工により被覆して蛇行状に配設し。

上方面にポリオレフィン系樹脂の接着フィルム３゜３ａ
、３ｂを載置してそれらの接触面を熱圧着により溶着固
定してヒータユニットを得ることによって。

次の作用が望める。

（１）　　エチレン、プロピレン等の樹脂成分と１００
〜１４８℃に融点を有するポリエチレンを主成分とする
ポリオレフィン系樹脂の接着フィルム３゜３ａ、３ｂと
により絶縁外被が著しい熱変形を起さない１３０〜１５
０℃で熱圧着できる。

（２）　　熱可塑性エラストマーのゴム成分が弾性を有
することから、熱圧着時の熱変形を最小限にするほかに
１機械的なストレスや荷重が加わっても永久変形せず絶
縁外被１．１ａ、１ｂの絶縁性を確保できる。

（３）　　熱可塑性エラストマーは結晶質成分が少ない
うえに低温まで弾性体な為、気温が低くなっても発熱体
の柔軟性を失わせない。

（４）　　熱可塑性エラストマーはヒータユニットを表
地とマット地との間に介在させて熱圧着で一体接合化す
る１３０〜１６０℃の温度では溶融して周囲の部材と溶
融接着しないことから１発熱線２゜２ａ　＃　２ｂの端
末処理が楽になる。

（５）　　ヒータユニットを表地やマット地の間に介在
させて一体接合したものは、接着フィルム３゜３ａ、３
ｂが表地とマット地とを一体接合化しても熱可塑性エラ
ストマーの絶縁外被１．１ａ、１ｂが周囲の部材と溶着
しないためコードの柔軟性を失わせない。

発明の効果 以上詳述した如く９本発明によれば以下の効果が期待で
きてその産業上の効果は大なるものがある。

＋１）　　熱可塑性エラストマーの絶縁外被とポリオレ
フィン系樹脂の接着フィルムとは熱圧着温度が１３０〜
１５０℃でも３〜５秒の短時間かつ少ない熱変形率で溶
着できることから、絶縁性の低下や感電の恐れのないヒ
ータユニットが得られ。

更に従来に対して１．３倍の量産性が計れる。

（２）熱可塑性エラストマーの絶縁外被は冬季の気温が
低い時でも柔軟性を失わないので１発熱線の蛇行配役ミ
スを防止できて作業性を従来の１．２倍に向上できる。

（３）本発明の面状採暖具に用いるヒータユニットを表
地とマット地との間に介在させて熱圧着で一体接合化す
ると接着フィルムは表地とマット地とを接合するが、絶
縁外被は周りの部材に溶着しないことから９発熱線の端
末部分に電気部品を取付やすく、かつ十分な接着強度が
得られ耐久寿命の信頼性が確保できる。

（４）熱可塑性エラストマーの絶縁外被は表地とマット
地との間に介在されて一体接合化されても周囲部材と溶
着しない為硬くならず、コードの異和感が殆どなくかつ
折たたみやすい。

【図面の簡単な説明】

第１図から第３図は本発明の一実施例を示す面状採暖具
に用いるヒータユニットの要部断面図。 第４図は第１図の実施例に用いる発熱線の構造図。 第５図と第６図は第３図に用いる発熱線と温度検知線の
構造図、第７図は本発明の面状採暖具の要部断面図、第
８図は従来のヒータユニットの要部断面図、第９図は本
発明の熱可塑性エラストマーの特性図を示す。 １．１ａ、１ｂ・・・絶縁外被 ２．２ａ＃２ｂ・・・発熱線 ６・・・温度検知線 １９・・・被加熱物 ２０・・・ヒータユニット

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. コード状の発熱線（２ｂ）及び温度検知線（６）の最外
   殼に被覆したゴム硬度５０〜１００の特性を有する熱可
   塑性エラストマーの絶縁外被（１）、（１ａ）、（１ｂ
   ）にポリオレフイン系樹脂の接着フィルム（３）、（３
   ａ）、（３ｂ）を熱圧着により溶着固定してヒータユニ
   ット（２０）を形成し、該ヒータユニット（２０）の接
   着フィルム（３）、（３ａ）、（３ｂ）を表地なる被加
   熱物（１９）に熱接着した事を特徴とする面状採暖具。