JPS6345785A - 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
に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
１は一方が発熱作用をし他方が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で被覆径最外
殼に結晶性樹脂例エバポリエチレン、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ｊ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１を有しそれら全体を軟質の
ポリ塩化ビモルの絶縁外被２２で被覆径最外殼に結晶性
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２
３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２
３　、２３と熱圧着により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０．１〜α２聴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＄２１及び温度検
知線２４を接着フィルム２５の面て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２５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て用いるヒータ
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との接触面
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設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
ッ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ては１５０〜２００
℃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がわずかの圧力パ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に外径が太くな
るので蛇行配役の作業性が低下する。

（３）　　ヒータユニットをマッ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がマット地と表地とを接
合しなかったり接着強度が不十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
は表地とマッ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。

問題点を解決するための手段 本発明は従来の欠点を解決する為に蛇行状て配設したコ
ード状の発熱線及び温度検知線と、この発熱線及び温度
検知線の最外殼にゴム硬度で５０〜１００の特性を有す
る熱°可塑性ニラストマーの絶縁外被との接触面に溶着
固定され、ポリオレフィン系樹脂の接着フィルムとから
ヒータユニットを形成し、該ヒータユニットをフェルト
からなるマット地と二一ドルノ（ンチ加工した表地との
間に介在サセ、　該ヒータユニットの接着フィルムをマ
ット地と表地とに熱接着したものとした。

作用 発熱線の最外殼に被覆したエチレンプロピレン樹脂成分
とアクリロニトリルゴム成分とツ為らなる熱可塑性エラ
ストマーの絶縁外被に１００〜１４８℃に融点を有する
ポリオレフィン系の接着フィルム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。

（２）絶縁外被の熱可塑性エラストマーは気温が低ぐな
っても柔軟性を有しコード状の発熱体か細くできる。

（３）絶縁外被の熱可塑性エラストマーは表地やマット
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１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
るエチレンプロピレン樹脂成分とアクリロニトリルゴム
成分とからなる熱可塑性エラストマーの絶縁外被、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１１５
℃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、　１
ａはコード状の発熱線２ａの最外殼に押出加工により被
覆したゴム硬度で５５の特性を有するエチレンプロピレ
ン樹脂成分とアクリロニトリル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１１５七のポリエチレンとエ
チレンエチルアクリレートを重量比で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の特性を有するエチレンプロ
ピレン樹脂分とアクリロニトリルゴム成分とからなる熱
可塑性ニジストマー〇絶縁外被、　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及び温度検知線乙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３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１９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エチレンプロピレン樹脂成分と
アクリロニトリルゴム成分とから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
ーーズ層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図で用いられる温変検知線乙の構造図を示
したものであり、１６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１６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り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々る遅閉層　１１）は遅閉
層１７の外周囲に押出加工により被覆された工チレンプ
ロピレン樹脂成分とアクリロニトリルゴム成分とさらな
る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２ｂ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６図に示したヒータユニット２０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ッチ加工して得られるフェルト
からなるマット地、１９はポリエステル繊維をニードル
パッチ加工した表地であり、ヒータユニット２０をマッ
ト地１８と表地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１
９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樹脂成分とアクリロニトリ
ルゴム成分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　、Ｉａ、１ｂを押出加工により被覆したコ
ード状の発熱線２１２ａ１２ｂを蛇行配設し、この発熱
線２，２ａ、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
１３ｂを載置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、１ｂと接着フィルム３　、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
のよって全てが溶融しなければ溶着できないのに対して
１本考案の熱可塑性エラストマーを用いた絶縁外被１．
１ａ、Ｉｂ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プロピレンの樹脂成
分のみが溶融して接着フィルム３Ｊ３ａ１３ｂ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。

熱可塑性ニジストマー〇硬度をゴム硬度で５０〜１００
に限定した理由は次による。

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ａ５〜
１．０＋ｍａ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、憲して初期厚みの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
しテ＜りなり、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成す
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充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５０％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プロピレン
樹脂成分は接着フィルム３，５ａ、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する作用をし、ア
クリロニトリル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。

従ってエチレンプロピレン樹脂成分と親和性の良いアク
リロニ）　ＩＪルゴム成分が適し、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　ｒ　３ａ　ｌ　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の絶縁外
被ｉ　、１ａ、１ｂと熱圧着で容易に溶着固定できるこ
と。

ｌ１１〜α２閣厚さでヒータユニットとしての腰がある
こと、他の部材間て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、更て材料コストが安価である
ことてよる。ポリオレフィン系樹脂の融点を１００〜１
４８℃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１．１ａ、ｉｂを
著しく変形して好ましくさい為である。

以上詳述した如く、コード状の発熱線２，２ａ、：２ｂ
の最外殼にエチレンプロピレン樹脂成分とアクリロニト
リルゴム成分とか゛らなる熱可を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　ｒ　３ｂを載置してそれらの接触百を熱
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９次の作用が望める。

（１）　　エチレンプロピレン樹脂成分と１００〜１４
８℃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１３０〜１５０℃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。

６ｂ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１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て溶着しないことから１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
地との間て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６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
考案の熱可塑性ニジストマーの特性図を示す。 １．１ａ、１ｂ・・・絶縁外被 ２１２ａｊ２ｂ・・・発熱線 ３．３ａ、３ｂ・・・接着フィルム ６・・・温度検知線 １８・・・マット地 １９・・・表地 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
   ）にポリオレフィ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）をフ
   ェルトからなるマット地（１８）とニードルパッチ加工
   した表地（１９）との間に介在させ、該ヒータユニット
   （２０）の接着フィルム（３）、（３ａ）、（３ｂ）を
   マット地（１８）と表地（１９）とに熱接着した事を特
   徴とする面状採暖具。