TW202403005A - 片狀加熱器及用於該加熱器之氟系接著劑 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種用於片狀加熱器的氟系接著劑，該片狀加熱器係在配置於配管等的彎曲面時，能夠減輕拉伸(伸張)應力負荷，而且具有高絕緣特性。該氟系接著劑係使用於具備積層構造的片狀加熱器之各層間的接著，該氟系接著劑係包括進行溶劑溶解度試驗時所獲得的溶解度為5至30質量%的氟系接著劑，於該溶劑溶解度試驗中將1000g的四氫呋喃(THF)裝入2L的塑料瓶且調整至23℃，然後採用以翼徑40mm的攪拌刀片作為攪拌葉片的中黏度用攪拌機以600rmp對該塑料瓶進行攪拌，並在攪拌中裝入1至50g的直徑為0.5至2.0cm之粒狀的試料，經過24小時之後確認是否全部溶解，當全部溶解時，再度反覆進行追加裝入1至50g的試料，且經過24小時之後確認是否全部溶解的操作，而求出可溶解的最大量(溶解度)。
Description
本發明係關於一種片狀加熱器及用於該片狀加熱器之氟系接著劑。
以往，在作為對配管等進行加熱的加熱器已提出有例如專利文獻1至4記載的技術。
專利文獻1記載有一種面狀加熱器，該面狀加熱器係設有引線與連接在導電性發熱體的端子部連接而成的片狀發熱體、及在該導電性發熱體的至少單面的整面、或在包含該導電性發熱體與該端子部的該片狀發熱體的至少單面的整面設有熱膨脹係數為8×10-5℃以下的低熱膨脹性樹脂層，且從該低熱膨脹性樹脂層的兩面藉由彼此可熱融著的氟樹脂層A夾持而進行熱融著，而且在兩面的可熱融著的該氟樹脂層A之各自的表面設有熱擴散材料層，更於此熱擴散材料層的表面設置可熱融著的另一氟樹脂層B，而構成該面狀加熱器。並且，依據上述面狀加熱器，由於具有熱擴散材料層，所以即便導電性發熱體為極薄的構成，在製造時之對樹脂加熱的熱融著步驟時，因樹脂的收縮而造成的變形的力會藉由與樹脂壓接的該熱擴散材料層所抑制，所以不會傳導至導電性發熱體本身，
因此，面狀加熱器不會變形成波狀或翹曲，所以可正確地作成平面的面狀加熱器。因此，依據該專利文獻1之記載，能夠作成穩定且固定的形狀，即使浸漬在被加熱液體中的情形下，也能夠將面狀加熱器確實且完全地浸漬。
專利文獻2記載一種面狀發熱體，係在形成發熱電路的金屬電阻體的兩面經由熱熔融性接著層積層絕緣外皮而構成一體化者，該面狀發熱體中，使用熱熔融性氟樹脂作為前述熱熔融性接著層，且使用含浸聚四氟乙烯(以下稱「PTFE」)且燒結後的玻璃纖維布(glass cloth)作為前述絕緣外皮為特徵的面狀發熱體。並且，依據專利文獻2記載的面狀發熱體，將PFA薄膜或FEP薄膜作為熱熔融性接著層設在PTFE含浸的玻璃纖維布之間，且夾住金屬電阻體加熱加壓使之熱融著，藉此可獲得具有連續使用溫度200℃以上的耐熱性的面狀發熱體，且使用PTFE含浸的玻璃纖維布作為絕緣外皮，所以對於升溫、降溫也不會產生翹曲等變形，而且機械強度也較高。
專利文獻3記載一種面狀加熱器，其包含發熱層及配置於該發熱層之兩面的第一氟橡膠層，前述第一氟橡膠層係依照JIS K 6253的硬度計(durometer)A型式硬度為65以下。並且，依據該專利文獻3記載的面狀加熱器，能夠提供在藉由氟橡膠層被覆發熱層的面狀加熱器中，經改善熱傳導效率的面狀加熱器。
專利文獻4記載有一種氟橡膠面狀加熱器，其由加熱元件、及接著於該加熱元件的氟橡膠片所構成，該氟橡膠片係具有玻璃纖維布、及氟橡膠層，該氟橡膠層係經由接著力強化劑使之含浸於玻璃纖維布而成者。並且，依據專利文獻4記載的氟橡膠面狀加熱器，其耐熱性、耐寒性、耐酸、耐油、耐溶劑性優異，且為橡膠彈性體，所以可撓性與耐衝擊性亦顯優異。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1：日本特開2016-110757號公報
專利文獻2：日本實開平4-66087號公報
專利文獻3：日本特開2015-122212號公報
專利文獻4：日本特開2007-224208號公報
被加熱體為如配管等具有彎曲面的構成時，若將片狀加熱器設置在該彎曲面，就會有拉伸(伸張)應力負荷施加在片狀加熱器的外周側。本發明提供一種在對如配管等具有彎曲面的被加熱體之該彎曲面進行配置時，可減輕拉伸(伸張)應力負荷，此外還具有高絕緣特性的片狀加熱器及用於該片狀加熱器的氟系接著劑。
本發明的發明人為了解決上述課題乃精心研討之後終於完成本發明。
本發明係如以下的(1)至(9)項。
(1)一種氟系接著劑，係使用於具備積層構造的片狀加熱器之各層間的接著，該氟系接著劑係包括進行溶劑溶解度試驗時所獲得的溶解度為5至30質量%的氟系接著劑，於該溶劑溶解度試驗中將1000g的四氫呋喃(THF)裝入2L的塑料
瓶且調整至23℃，然後採用以翼徑40mm的攪拌刀片作為攪拌葉片的中黏度用攪拌機以600rmp對該塑料瓶進行攪拌，並在攪拌中裝入1至50g的直徑為0.5至2.0cm之粒狀的試料，經過24小時之後確認是否全部溶解，當全部溶解時，再度反覆進行裝入1至50g的試料，且經過24小時之後確認是否全部溶解的操作，而求出可溶解的最大量(溶解度)。
(2)如上述(1)項所述的氟系接著劑，其中，前述氟系接著劑為在70℃的儲存模數(storage modulus)(E2)相對於在25℃的儲存模數(E1)的比(百分率：E2/E1×100)為8至92%者。
(3)如上述(1)或(2)項所述的氟系接著劑，其中，前述片狀加熱器係依順序積層有：
高強度高絕緣性片，於該高強度高絕緣性片中，氟樹脂係含浸於強化纖維；
第一接著層；
第一絕緣層；
第二接著層；及
發熱層；
前述高強度高絕緣性片之主表面與前述第一接著層之主表面係彼此密接；
前述第一接著層之主表面與前述第一絕緣層之主表面係彼此密接；
前述第二接著層之主表面與前述發熱層之主表面係彼此密接；
且該氟系接著劑係作為前述第一接著層使用。
(4)一種片狀加熱器，係依順序積層有：
高強度高絕緣性片，於該高強度高絕緣性片中，氟樹脂係含浸於強化纖維；
第一接著層；
第一絕緣層；
第二接著層；及
發熱層；
前述高強度高絕緣性片之主表面與前述第一接著層之主表面係彼此密接；
前述第一接著層之主表面與前述第一絕緣層之主表面係彼此密接；
前述第二接著層之主表面與前述發熱層之主表面係彼此密接；
前述第一接著層係包含氟系接著劑，該氟系接著劑在進行溶劑溶解度試驗時所獲得的溶解度為5至30質量%，於該溶劑溶解度試驗中將1000g的四氫呋喃(THF)裝入2L的塑料瓶且調整至23℃，然後採用以翼徑40mm的攪拌刀片作為攪拌葉片的中黏度用攪拌機以600rmp對該塑料瓶進行攪拌，並在攪拌中裝入1至50g的直徑為0.5至2.0cm之粒狀的試料，經過24小時之後確認是否全部溶解，當全部溶解時，再度反覆進行追加裝入1至50g的試料，且經過24小時之後確認是否全部溶解的操作，而求出可溶解的最大量(溶解度)。
(5)如上述(4)項所述的片狀加熱器，其中，前述氟系接著劑為在70℃的儲存模數(storage modulus)(E2)相對於在25℃的儲存模數(E1)的比(百分率：E2/E1×100)為8至92%者。
(6)如上述(4)或(5)項所述的片狀加熱器，其中，前述第一絕緣層的厚度(h1)相對於前述高強度高絕緣性片、前述第一接著層及前述第一絕緣層之合計的厚度(Htotal)的比(h1/Htotal)為0.10以上。
(7)如上述(4)至(6)項中任一項所述的片狀加熱器，其中，該片狀加熱器的總厚度為200至800μm。
(8)如上述(4)至(7)項中任一項所述的片狀加熱器，其中，前述高強度高絕緣性片的厚度為100至300μm，
前述第一接著層的厚度為5至50μm。
(9)如上述(4)至(8)項中任一項所述的片狀加熱器，其中，前述發熱層係包含金屬纖維片。
依據本發明，可提供一種在對如配管等具有彎曲面的被加熱體之該彎曲面進行配置時，可減輕拉伸(伸張)應力負荷，此外還且具有高絕緣特性的片狀加熱器及用於該片狀加熱器的氟系接著劑。
1:本發明的加熱器
3:高強度高絕緣性片
5:第一接著層
7:第一絕緣層
9:第二接著層
11:發熱層
13:第三接著層
15:第二絕緣層
圖1係顯示將本發明之較佳態樣的加熱器在垂直於其主表面的方向切斷的情形下的剖面(概略剖面圖)。
針對本發明進行說明。
本發明係一種氟系接著劑，係使用於具備積層構造的片狀加熱器之各層間的接著，該氟系接著劑係包括進行溶劑溶解度試驗時所獲得的溶解度為5至30質量%的氟系接著劑，於該溶劑溶解度試驗中將1000g的四氫呋喃(THF)加入2L的塑料瓶且調整至23℃，然後採用以翼徑40mm的攪拌刀片作為攪拌葉片的中黏度用攪拌機以600rmp對該塑料瓶進行攪拌，並在攪拌中裝入1至50g的直徑為
0.5至2.0cm之粒狀的試料，經過24小時之後確認是否全部溶解，當全部溶解時，再度反覆進行追加裝入1至50g的試料，且經過24小時之後確認是否全部溶解的操作，而求出可溶解的最大量(溶解度)。
以下也將上述的氟系接著劑稱為「本發明的接著劑」。
再者，本發明係一種片狀加熱器，依順序積層有：高強度高絕緣性片，於該高強度高絕緣性片中，氟樹脂係含浸於強化纖維；第一接著層；第一絕緣層；第二接著層；及發熱層；前述高強度高絕緣性片之主表面與前述第一接著層之主表面係彼此密接；前述第一接著層之主表面與前述第一絕緣層之主表面係彼此密接；前述第二接著層之主表面與前述發熱層之主表面係彼此密接；前述第一接著層係包含氟系接著劑，該氟系接著劑在進行溶劑溶解度試驗時所獲得的溶解度為5至30質量%，於該溶劑溶解度試驗中將1000g的四氫呋喃(THF)裝入2L的塑料瓶且調整至23℃，然後採用以翼徑40mm的攪拌刀片作為攪拌葉片的中黏度用攪拌機以600rmp對該塑料瓶進行攪拌，並在攪拌中裝入1至50g的直徑為0.5至2.0cm之粒狀的試料，經過24小時之後確認是否全部溶解，當全部溶解時，再度反覆進行追加裝入1至50g的試料，且經過24小時之後確認是否全部溶解的操作，而求出可溶解的最大量(溶解度)。
以下也將上述的片狀加熱器稱為「本發明的加熱器」。
<本發明的接著劑>
針對本發明的接著劑進行說明。
本發明的接著劑係可適宜地使用於具備積層構造的片狀加熱器之各層間的接著。
所稱的具備積層構造的片狀加熱器意指如後述的本發明的加熱器，使各層
的主表面彼此密接，且使各層積層之構造的加熱器。
本發明的接著劑為氟系接著劑，且進行溶劑溶解度測試所獲得的溶解度為5至30質量%，而較佳為10至28質量%者。
在此所指的溶劑溶解度測試，係將1000g的四氫呋喃(THF)加入2L的塑料瓶且調整至23℃，然後採用以翼徑40mm的攪拌刀片作為攪拌葉片的中黏度用攪拌機以600rmp對該塑料瓶進行攪拌，並在攪拌中裝入1至50g的直徑為0.5至2.0cm之粒狀的試料(本發明的接著劑)，經過24小時之後確認是否全部溶解，當全部溶解時，再度反覆進行追加裝入1至50g的試料(本發明的接著劑)，且經過24小時之後確認是否已全部溶解的操作，而求出可溶解的最大量(溶解度)。
本發明的接著劑之含氟率係64質量%以下為較佳，57至60質量%為更佳。
在此，接著劑有包含的含氟率意指利用塑膠燃燒氣體的分析方法，亦即以JIS K 7217為準據的手段，使吸收液吸收氟樹脂的燃燒氣體，而且以JIS K 0102之34.1進行定量分析而得之值。
本發明的接著劑為氟系接著劑，且不飽和鍵含量為0.1至20%的範圍內為較佳，0.1至10%的範圍內為更佳。
在此，本發明的接著劑所包含的不飽和鍵含量係藉由依據1H-NMR(固體NMR)測量所得的光譜中源自烷基鏈不飽和鍵氫的峰值(4.5至6.0ppm)的積分量、與源自飽和鍵氫的峰值之積分量的比率所算出。
本發明的接著劑為氟系接著劑，且在25℃的儲存模數(E1)為0.2至15MPa為較佳，1至10MPa為更佳。
在此，本發明的接著劑在25℃的儲存模數(E1)係使用400μm厚度的接著劑
層，藉由動態熱彈性測量裝置，將測量頻率設為10Hz且一邊使測量溫度以3℃/分鐘的速度從0℃升溫至120℃並一邊進行測量，而在25℃的時間點所獲得的值。
本發明的接著劑為氟系接著劑，且在70℃的儲存模數(E2)為0.1至10MPa為較佳，0.5至8MPa為更佳。
在此，本發明的接著劑在70℃的儲存模數(E2)係使用400μm厚度的接著劑層，藉由動態熱彈性測量裝置，將測量頻率設為10Hz且一邊使測量溫度以3℃/分鐘的速度從0℃升溫至120℃並一邊進行測量，而在70℃的時間點所獲得的值。
本發明的接著劑為氟系接著劑，且上述的在70℃的儲存模數(E2)相對於在25℃的儲存模數(E1)的比(百分率：E2/E1×100)為8至92%為較佳，20至85%為更佳。
本發明的接著劑係用以形成後述的本發明的加熱器中的第一接著層而使用為較佳。
具備對各層間之接著採用如上述的本發明的接著劑而成的積層構造的片狀加熱器係配置於如配管等具有彎曲面的被加熱體之該彎曲面時，可減輕拉伸(伸張)應力負荷。
本發明的發明人發現：如前述，若本發明的接著劑為氟系接著劑，且在70℃的儲存模數(storage modulus)(E2)相對於在25℃的儲存模數(E1)的比(百分率：E2/E1×100)為8至92%(20至85%為較佳)時，當具備對各層間之接著採用本發明的接著劑而成的積層構造的片狀加熱器係配置於配管等之具有彎曲面的被加熱體之其彎曲面時，易具有捲曲性。
在上述的片狀加熱器中，當對其發熱層通電，氟系接著劑的彈性率就會受到從發熱層發出的熱而降低。並且，在此狀態下，一旦要將片狀加熱器變形而使之
與被加熱體之該彎曲面密接時，氟系接著劑會容易追隨該變形而變形。本發明的發明人發現：之後，一旦在將片狀加熱器維持於使之與被加熱體的彎曲面密接的狀態並停止對發熱層通電，且將片狀加熱器降溫至常溫程度時，氟系接著劑的彈性率會變高，所以片狀加熱器會具有捲曲性，結果，就會容易將片狀加熱器配置於配管等之具有彎曲面的被加熱體之其彎曲面。
此外，將具備對各層間之接著採用本發明的接著劑而成的積層構造的片狀加熱器予以配置於配管等之具有彎曲面的被加熱體之該彎曲面時，若預先以沿著該彎曲面的方式使片狀加熱器彎曲時，片狀加熱器對於被加熱體的彎曲面的施工性會變高。
並且，本發明的接著劑在70℃的儲存模數(E2)相對於在25℃的儲存模數(E1)的比(百分率：E2/E1×100)為8至92%(20至85%為較佳)，本發明的發明人發現具備對各層間之接著採用本發明的接著劑而成的積層構造的片狀加熱器，會容易預先沿著被加熱體的彎曲面進行彎曲。
就於設置前預先使上述的片狀加熱器彎曲的方法而言，可舉出例如將具備與被加熱體相同程度之曲率的彎曲面的圓筒及片狀加熱器放入烤箱中，加熱至大致110℃左右，且在烤箱中將片狀加熱器捲繞於圓筒的外表面以使之彎曲之後，再從烤箱中取出捲繞有片狀加熱器的圓筒，使其降溫至常溫程度，之後，從圓筒卸下片狀加熱器的方法。
<本發明的加熱器>
針對本發明的加熱器，使用圖式來說明其較佳態樣。
圖1係顯示將本發明之較佳態樣的加熱器在垂直於其主表面的方向切斷的情形下所呈現的剖面。由於圖1為概略剖面圖，所以圖1中的各尺寸會與實際的尺
寸不同。
圖1所示的本發明的加熱器1係依順序積層有高強度高絕緣性片3、第一接著層5、第一絕緣層7、第二接著層9、發熱層11、第三接著層13及第二絕緣層15；且相鄰的各層的主表面彼此密接。亦即，本發明的加熱器中，第一絕緣層7的主表面與第二接著層9的主表面無須彼此密接，此等層之間亦可含有其他的層，然而圖1所示之較佳態樣的情形為第一絕緣層7的主表面與第二接著層9的主表面係彼此密接。同樣地，本發明的加熱器中，發熱層11的主表面、第三接著層13的主表面及第二絕緣層15的主表面也可不彼此密接，然而圖1所示之較佳態樣的情形為該等層密接。
本發明的加熱器也可不具有第三接著層及第二絕緣層，然而也可如圖1所示的較佳態樣的方式，具有該等層為較佳。
<高強度高絕緣性片>
高強度高絕緣性片3係於強化纖維中含浸有氟樹脂，且為具有高強度及高絕緣性者。
在此所指的強化纖維為強度較高的纖維，可為以往公知的強化纖維。在作為強化纖維的材質方面，可舉出例如玻璃、醯胺(芳香族聚醯胺系樹脂)、碳纖維等。
強化纖維的剖面直徑(等面積圓等效直徑)大致為5至10μm範圍為較佳。
強化纖維係平織成片狀而成者為較佳。亦即，織布的型態為較佳。
高強度高絕緣性片3係如上述於強化纖維含浸有氟樹脂者。
雖然氟樹脂沒有具體限定，惟可舉出例如聚四氟乙烯(PTFE)、偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚合體、偏二氟乙烯-四氟乙烯-六氟丙烯共聚合體。
也可將引體(primer)附加於強化纖維，之後使其含浸氟樹脂。
高強度高絕緣性片3係使PTFE含浸於玻璃纖維的織布，亦即使PTFE含浸於玻璃纖維布而成者為較佳。
雖然高強度高絕緣性片的厚度未作限定，然而100至300μm為較佳，125至200μm為更佳。
此外，高強度高絕緣性片的厚度意指如以下的方式所測量而得之值的厚度。
在獲得如圖1所示的本發明的加熱器之垂直於主表面的方向的剖面的放大照片(200倍)之後，於該放大照片中，在隨機地選擇100個部位測量高強度高絕緣性片的厚度，且求取該等部位的簡易平均值。然後，將所獲得的平均值設為該層的厚度。
此外，關於後述的其他層(第一接著層5、第一絕緣層7、第二接著層9、發熱層11、第三接著層13、第二絕緣層15及其他層)的厚度，亦意指藉由同樣的方法所測量而得之值。
<第一接著層、第二接著層、第三接著層>
針對第一接著層5、第二接著層9及第三接著層13進行說明。
該等第一接著層5、第二接著層9及第三接著層13可屬於相同的態樣者，也可屬於不同的態樣者。
第一接著層5的主表面係與高強度高絕緣性片3及第一絕緣層7的各個的主表面密接。
第二接著層9的主表面係與第一絕緣層7及發熱層11的各個的主表面密接。
第三接著層13的主表面係與發熱層11及第二絕緣層15的各個的主表面密
接。
在本發明的加熱器1中，第一接著層5係由前述的本發明的接著劑所構成。
關於第二接著層9及/或第三接著層13也可由前述的本發明的接著劑所構成。
雖然第一接著層5的厚度未作限定，然而5至50μm為較佳，20至30μm為更佳。
雖然第二接著層9的厚度未作限定，然而5至100μm為較佳，20至30μm為更佳。
雖然第三接著層13的厚度未作限定，然而5至100μm為較佳，20至30μm為更佳。
<第一絕緣層、第二絕緣層>
針對第一絕緣層7與第二絕緣層15進行說明。
該等第一絕緣層7與第二絕緣層15可屬於相同的態樣者，也可屬於不同的態樣者。
第一絕緣層7的主表面係與第一接著層5及第二接著層9的各個的主表面密接。第一絕緣層7係發揮將發熱層11與高強度高絕緣性片3予以電性絕緣的作用。
第二絕緣層15的主表面係與第三接著層13的主表面密接。第二絕緣層15係在第二絕緣層15中之未與第三接著層13相接的主表面具有其他的層時，發揮將該層與發熱層11予以電性絕緣的作用。
第一絕緣層7及第二絕緣層15除了具有絕緣性以外，更具有熱傳導性為較佳。
第一絕緣層7及第二絕緣層15係由例如PET(聚對苯二甲酸乙二酯)、PI(聚醯亞胺)、PP(聚丙烯)、PE(聚乙烯)、PEN(聚萘二甲酸乙二酯)、TAC(三乙醯纖維素)、陶瓷等所構成者為較佳。這是因為，這些成分的絕緣性較高。這些成分之中亦由PI(聚醯亞胺)所構成的第一絕緣層7及第二絕緣層15具耐熱性、絕緣性優異而為較佳。
雖然第一絕緣層7的厚度(h1)未作限定，然而25至75μm為較佳，40至60μm為更佳。
雖然第二絕緣層15的厚度未作限定，然而10至50μm為較佳，20至30μm為更佳。
雖然第一絕緣層7及第二絕緣層15之主表面的形狀及大小未作限定。然而由於第一絕緣層7及第二絕緣層15係發揮發將發熱層11與其他層予以電性絕緣的作用，所以第一絕緣層7及第二絕緣層15之主表面的大小，通常會與發熱層11的主表面相同、或是比發熱層11的主表面大。
在本發明的加熱器中，第一絕緣層的厚度(h1)相對於如上述般的高強度高絕緣性片、第一接著層及第一絕緣層之合計的厚度(Htotal)的比(h1/Htotal)為0.10以上為較佳，0.15以上為更佳，0.20以上為尤佳。
在上述的情形下，本發明的發明人現：將本發明的加熱器配置於如配管等那般具有彎曲面的被加熱體之該彎曲面時，可更減輕拉伸(伸張)應力負荷。
以往，對於配管等之彎曲面的設置的容易度，具體而言，從對於配管之外表面的捲繞容易度、熱傳導的容易度等的觀點，殷切盼望片狀加熱器儘可能設得薄。然而，本發明的發明人發現：若僅設得薄則拉伸(伸張)應力負荷較高，且有伴隨著發熱體的伸張而造成電阻值改變的疑慮。並且，本發明的發明人發現：即
使將片狀加熱器整體的厚度設得薄，但就第一絕緣層的厚度(h1)而言則設成加厚而不設得薄，具體而言，將第一絕緣層的厚度(h1)相對於高強度高絕緣性片、第一接著層及第一絕緣層之合計的厚度(Htotal)的比(h1/Htotal)設為0.10以上，藉此可更減輕拉伸(伸張)應力負荷。
<發熱層>
針對發熱層11進行說明。
發熱層11只要是藉由通電就會發熱之片狀物即可。
發熱層11可例如為：金屬箔、片狀的金屬網、片狀的金屬纖維、碳片。
發熱層11的材質只要是藉由通電就會發熱者則不具體作限定，且不鏽鋼為較佳，惟也可為Cu(銅)、Al(鋁)、Ni(鎳)、鎳鉻合金、碳。
發熱層11的厚度係10至600μm為較佳，20至150μm為更佳，從可撓性及強度的觀點30μm左右為較佳。
發熱層11之主表面的形狀及尺寸可配合設置本發明的加熱器的被加熱體的形狀及大小等而適切地調整。
發熱層11的電阻值係10至800Ω為較佳，80至200Ω為更佳。當此電阻值過低就會有因輸出過剩而造成溫度過高的可能性，反之，當此電阻值過高就會有因輸出不足而造成溫度上升較耗費時間的可能性。
在此，發熱層的電阻係以JIS K 7194為準據所求取的值。
發熱層11主要包含金屬纖維而成為較佳，僅由金屬纖維所構成為更佳。
在此，所稱的「主要」意指：70質量%以上。亦即，發熱層11中其70質量%以上係金屬纖維為較佳。發熱層11所包含的金屬纖維的比率係80質量%以上為
較佳，90質量%以上為更佳，95質量%以上為尤佳。
此外，發熱層11所包含的金屬纖維的比率係藉由以下的方法來具體指定。
在使用掃描式電子顯微鏡(SEM)將發熱層11的表面放大至1,000倍所獲得的SEM像中，使用影像處理裝置來求取金屬纖維佔據SEM的視野內(空隙除外)的面積，且對該面積進行3/2次方運算從而換算成體積比，再乘上比重而求取質量比，以算出金屬纖維的含有率。
金屬纖維之剖面之等面積圓等效直徑為2至100μm(5至20μm為較佳)，長度2至20mm之金屬製的纖維為較佳。
再者，發熱層11係以上述的金屬性的纖維大量複雜地交纏構成為片狀而得者(金屬纖維片)為較佳。在此，雖然金屬纖維片可僅由金屬纖維所構成，惟除了金屬纖維之外，在不妨礙發熱性的範圍內還可包含金屬纖維以外(例如，具有作為黏合劑功能的樹脂纖維等)的材料。
在此，構成金屬纖維片的金屬纖維彼此係以會通電的程度來接觸。金屬纖維係彼此在接點上相連為較佳。例如，使金屬纖維的一部分具有在高溫下燒結而熔解後凝固的過程，藉此使金屬纖維彼此在接點上融著為較佳。
金屬纖維片係SUS纖維片為較佳，因其耐熱性及耐藥品性較高。SUS纖維片可列舉如不鏽鋼纖維片(例如，Tommy Fileck SS、巴川製紙所公司製造)。
金屬纖維片的單位面積重量係25g/m2以上為較佳，50g/m2以上為更佳。此外，1000g/m2以下為較佳，200g/m2以下為更佳。
此外，單位面積重量係以JIS P 8124為準據所求取的值。
金屬纖維片的密度係1.0至10.0g/cm3為較佳，1.4至2.0g/cm3為更佳，而在1.7g/cm3左右為較佳。
此處，金屬纖維片的密度係依照JIS P 8118而藉由密度(g/cm3)=單位面積重量(g/cm2)/(厚度(mm)×1000)所求取的值。
金屬纖維片可藉由乾式不織布的製造方法、也可藉由濕式抄造法來製造。藉由濕式抄造法來製造時，係在分散介質(水或有機溶劑等)內攪拌剖面的等面積圓等效直徑為2至100μm且長度為2至20mm之無數條金屬性的纖維之後，加上有機系的凝聚劑等，並使用方形手抄紙裝置(東洋精機公司製造等)進行薄片化，然後使用乾片機(ferrotype)的乾燥裝置而獲得單位面積重量50至1100g/m2的乾燥片。其後，以400至1300℃燒製而可獲得金屬纖維片。此外，原則上，較佳為金屬纖維片內不殘留有機系的凝聚劑為較佳。
<熱擴散層>
如上所述的本發明的加熱器1係依順序積層：高強度高絕緣性片3、第一接著層5、第一絕緣層7、第二接著層9、發熱層11、(更具有第三接著層13及第二絕緣層15為較佳)，且相鄰的各層的主表面彼此密接。
並且，在高強度高絕緣性片3中之未貼與第一接著層5相接的主表面也可更具有熱擴散層。
若具有熱擴散層，可使由發熱層所產生的熱擴散，可更均勻地對被加熱體加熱。
將熱擴散層接著於高強度高絕緣性片3中之未與第一接著層5相接的主表面的方法未具體作限定，然而，使用前述的本發明的接著劑來接著為較佳。
熱擴散層中其面方向的熱傳導率係比發熱層的面方向的熱傳導率還高為較佳。這是因為會進一步提高熱擴散效能。
在此，熱擴散層的熱傳導率係利用雷射閃光(laser flash)法熱擴散率測量(例如，NETZSCH公司製造LFA Series)、光學交流法熱擴散率測量(例如，ADVANCERiko公司製造LaserPit Series)等已知的測量方法，在常溫下測量。
熱擴散層係由碳、鋁、銅、鋅、鉛、銀等金屬、氧化鋁、氮化鋁等陶瓷所構成為較佳。
熱擴散層係由碳薄膜所構成為較佳。這是因為其可撓性優異，且在延伸方向上的熱傳導率亦高。
熱擴散層的厚度未具體作限定，然而5至300μm為較佳，15至200μm為更佳，100μm左右為尤佳。
本發明的片的總厚度未作限定，然而200至800μm為較佳，200至500μm為更佳，300至450μm為尤佳。
[實施例]
針對本發明舉出實施例進行說明。本發明未限定為以下說明的實施例的樣態。
[實驗例]
<實施例1>
準備圖1所示之樣態的片狀加熱器。
各層的詳細說明如以下所示。
‧高強度高絕緣性片：PTFE纖維布(中興化成工業公司製造，FGF-500-8)，厚度170μm
‧第一接著層：由氟系接著劑所構成的層，厚度25μm
‧第一絕緣層：聚醯亞胺被膜，厚度50μm
‧第二接著層：與第一接著層相同(厚度25μm)
‧發熱層：不鏽鋼片(Tommy Fileck SS、巴川製紙所公司製造)，厚度30μm
‧第三接著層：與第一接著層及第二接著層相同(厚度25μm)
‧第二絕緣層：與第一絕緣層相同(厚度25μm)
此外，各層的厚度係以前述的方法所測量而得的值。
此處，用以形成第一接著層、第二接著層及第三接著層所使用的氟系接著劑係通過前述的溶劑溶解度測試所獲得的溶解度為5至30質量%的範圍內的氟系接著劑。其中，於溶劑溶解度測試中係使用新東科學株式會社製造，大功率通用攪拌機BLH1200作為中度用攪拌機。
此外，以前述的方法測量此氟系接著劑的氟含有率的情形下，係為57至60質量%的範圍內。
此外，以前述的方法測量此氟系接著劑的不飽和鍵含量的情形下，係在0.1至10%的範圍內。
此外，以前述的方法測量此氟系接著劑之在25℃的儲存模數(E1)的情形下，係5.58MPa。
再者，以前述的方法測量此氟系接著劑之在70℃的儲存模數(E2)的情形下，係3MPa。
測量於實施例1所獲得的片狀加熱器的應變(儀表值)。
應變(儀表值)的測量方法如以下所示。
以使應變計測器(東京測機研究所製造FLAB-1-11-3LJCT)的應變計與捲繞
方向相同方向的方式以接著劑固定在發熱體層的上側之後，將第三接著層13與第二絕緣層15積層。規定積層剛完成後為無應變，讀取捲繞於
27mm的圓筒時的應變計值。
結果顯示於表1，此外，表1中也顯示作為儀表值之一萬分之一的值算出的伸張(%)的值。
<實施例2>
除了將第一絕緣層的厚度設為25μm的情形以外，進行了全部與實施例1相同的實驗。
結果顯示於表1。
<實施例3>
除了使用PTFE纖維布(中興化成工業公司製造，FGF-500-10)，厚度250μm作為高強度高絕緣性片以外，進行了全部與實施例1相同的實驗。
結果顯示於表1。
<實施例4>
除了將第一接著層的厚度設為50μm的情形以外，進行了全部與實施例1相同的實驗。
結果顯示於表1。
<實施例5>
將由氟系接著劑所構成的層(厚度25μm)及聚醯亞胺被膜(厚度50μm)追加並形成於實施例1中的第一接著層與第二接著層之間。亦即，依序積層：高強度高絕緣性片、第一接著層、第一絕緣層、由氟系接著劑所構成的層(厚度25μm)、聚醯亞胺被膜(厚度50μm)、第二接著層、發熱層、第三接著層及第二絕緣層的構成。
接著，除了上述的構成以外，進行了全部與實施例1相同的實驗。
結果顯示於表1。
<實施例6>
除了使用PTFE纖維布(中興化成工業公司製造，FGF-500-10)，厚度250μm作為高強度高絕緣性片，並將第一絕緣層的厚度設為25μm以外，進行了全部與實施例1相同的實驗。
結果顯示於表1。
<實施例6>
除了使用PTFE纖維布(中興化成工業公司製造，FGF-500-10)，厚度250μm作為高強度高絕緣性片，將第一接著層的厚度設為50μm，將第一絕緣層的厚度設為25μm以外，進行了全部與實施例1相同的實驗。
結果顯示於表1。
<實施例8>
使用接著劑而將厚度30μm的鋁層貼附於實施例6的片狀加熱器所具有的高強度高絕緣性片的主表面(未貼附第一接著層的主表面)。在此使用的接著劑係與用以形成第一接著層者相同，且由用於貼附此鋁層而使用的接著劑所構成的接著層X的厚度為25μm。
接著，除了上述情形以外，進行了全部與實施例6相同的實驗。
結果顯示於表1。
<實施例9>
除了使用PTFE纖維布(中興化成工業公司製造，FGF-500-2)，厚度50μm作為高強度高絕緣性片，並將第一絕緣層的厚度設為25μm以外，進行了全部與實
施例1相同的實驗。
結果顯示於表1。
<實施例10>
除了使用PTFE纖維布(中興化成工業公司製造，FGF-500-6)，厚度125μm作為高強度高絕緣性片以外，進行了全部與實施例1相同的實驗。
<實施例11>
除了將第一接著層的厚度設為20μm的情形以外，進行了全部與實施例1相同的實驗。
結果顯示於表1。
<實施例12>
除了將第一絕緣層的厚度設為75μm的情形以外，進行了全部與實施例1相同的實驗。
結果顯示於表1。
[表1]
根據表1可確認：使用本發明的接著劑所形成的本發明的加熱器，其伸張%變低而為較佳。
再者，根據表1可確認：當第一絕緣層的厚度(h1)相對於高強度高絕緣性片、第一接著層及第一絕緣層之合計的厚度(Htotal)的比(h1/Htotal)為0.10以上時，伸張%變低，而為較佳。
[實驗2]
<實施例13>
如前述，在實施例1中，係採用進行溶劑溶解度測試時所獲得的溶解度為5至30質量%的範圍內的氟系接著劑，來用以形成第一接著層、第二接著層及第三接著層。
相對於此，實施例13中係採用：進行與實施例1同樣的溶劑溶解度測試時所獲得的溶解度為5至30質量%的範圍內，並且在70℃的儲存模數(E2)相對於在25℃的儲存模數(E1)的比(百分率：E2/E1×100)為50%的氟系接著劑，來形成第一接著層、第二接著層及第三接著層。該等第一接著層、第二接著層及第三接著層的厚度係設為與實施例1相同的25μm。
並且，除了上述內容以外，高強度高絕緣性片、第一絕緣層、發熱層、第二絕緣層係以與實施例1相同的方式製成片狀加熱器。
其後，進行了將上述的片狀加熱器捲繞於外徑42.7mm，內徑35.7mm的不鏽鋼製造的配管的測試。
具體內容如以下所述。
首先，將上述的不鏽鋼製造的配管及片狀加熱器置入內部已調整到110℃的烤箱中且加熱30分鐘。
接著，一邊在烤箱中加熱不鏽鋼製造的配管及片狀加熱器，一邊將片狀加熱器捲繞於不鏽鋼製造的配管，並且在維持其狀態下保持10分鐘。
接著，在維持著捲繞有片狀加熱器的不鏽鋼製造的配管的狀態下將其從烤箱取出，在室內放置冷卻至常溫。
接著，將片狀加熱器從不鏽鋼製造的配管卸下，測量構成筒狀或其一部分的形狀的片狀加熱器的內徑。
接著，將其內徑與不鏽鋼製造的配管的外徑(42.7mm)作比較。並且，變形後的片狀加熱器的內徑比不鏽鋼製造的配管的外徑還大10mm以上的情形判斷為無捲曲性(表2中為×)，而變形後的片狀加熱器的內徑未比鏽鋼製造的配管的外徑還大10mm以上的情形判斷為有捲曲性(表2中為○)。
結果顯示於表2。
<實施例14>
實施例13中，形成第一接著層、第二接著層及第三接著層之氟系接著劑在進行與實施例1同樣的溶劑溶解度測試時所獲得的溶解度為5至30質量%的範圍內，並且在70℃的儲存模數(E2)相對於在25℃的儲存模數(E1)的比(百分率：E2/E1×100)為50%者，而實施例14中，形成第一接著層、第二接著層及第三接著層之氟系接著劑在進行與實施例1同樣的溶劑溶解度測試時所獲得的溶解度為5至30質量%的範圍內，並且在70℃的儲存模數(E2)相對於在25℃的儲存模數(E1)的比(百分率：E2/E1×100)為70%者。
然後，除了上述情形以外進行與實施例13相同的操作以製成片狀加熱器，進行了相同的測試。
結果顯示於表2。
<比較例1>
實施例13中，形成第一接著層、第二接著層及第三接著層之氟系接著劑係在進行與實施例1同樣的溶劑溶解度測試時所獲得的溶解度為5至30質量%的範圍內，並且在70℃的儲存模數(E2)相對於在25℃的儲存模數(E1)的比(百分率：E2/E1×100)為50%者，而比較例1中，形成第一接著層、第二接著層及第三接著層之石臘(paraffin)系接著劑係在70℃的儲存模數(E2)相對於在25℃的儲存模數(E1)的比(百分率：E2/E1×100)為5%者。
然後，除了上述情形以外進行與實施例13相同的操作以製成片狀加熱器，進行了相同的測試。
結果顯示於表2。
<比較例2>
實施例13中，形成第一接著層、第二接著層及第三接著層之氟系接著劑係在進行與實施例1同樣的溶劑溶解度測試時所獲得的溶解度為5至30質量%的範圍內，並且在70℃的儲存模數(E2)相對於在25℃的儲存模數(E1)的比(百分率：E2/E1×100)為50%者，而比較例2中，形成第一接著層、第二接著層及第三接著層之聚醯亞胺系接著劑係在70℃的儲存模數(E2)相對於在25℃的儲存模數(E1)的比(百分率：E2/E1×100)為5%者。
然後，除了上述情形以外進行與實施例13相同的操作以製成片狀加熱器，進行了相同的測試。
結果顯示於表2。
[表2]
以實施例13及實施例14所獲得的片狀加熱器能夠具有良好的捲曲性。
相對於此，比較例1及比較例2的片狀加熱器無法具有良好的捲曲性。
本申請案係主張以2022年3月30日提交的日本專利申請特願2022-056331號為基礎的優先權，且將其中所記載的全部內容都援用於本申請案的說明書中。
1:本發明的加熱器
3:高強度高絕緣性片
5:第一接著層
7:第一絕緣層
9:第二接著層
11:發熱層
13:第三接著層
15:第二絕緣層
Claims (9)
- 一種氟系接著劑，係使用於具備積層構造的片狀加熱器之各層間的接著，該氟系接著劑係包括進行溶劑溶解度試驗時所獲得的溶解度為5至30質量%的氟系接著劑，於該溶劑溶解度試驗中將1000g的四氫呋喃(THF)裝入2L的塑料瓶且調整至23℃，然後採用以翼徑40mm的攪拌刀片(disper blade)作為攪拌葉片的中黏度用攪拌機以600rmp對該塑料瓶進行攪拌，並在攪拌中裝入1至50g的直徑為0.5至2.0cm之粒狀的試料，經過24小時之後確認是否全部溶解，當全部溶解時，再度反覆進行追加裝入1至50g的試料，且經過24小時之後確認是否全部溶解的操作，而求出可溶解的最大量(溶解度)。
- 如請求項1所述之氟系接著劑，其中，前述氟系接著劑為在70℃的儲存模數(E2)相對於在25℃的儲存模數(E1)的比(百分率：E2/E1×100)為8至92%者。
- 如請求項1或2所述之氟系接著劑，其中，前述片狀加熱器係依順序積層有：高強度高絕緣性片，於該高強度高絕緣性片中，氟樹脂係含浸於強化纖維；第一接著層；第一絕緣層；第二接著層；及發熱層；前述高強度高絕緣性片之主表面與前述第一接著層之主表面係彼此密接；前述第一接著層之主表面與前述第一絕緣層之主表面係彼此密接；前述第二接著層之主表面與前述發熱層之主表面係彼此密接；且該氟系接著劑係作為前述第一接著層使用。
- 一種片狀加熱器，係依順序積層有：高強度高絕緣性片，於該高強度高絕緣性片中，氟樹脂係含浸於強化纖維；第一接著層；第一絕緣層；第二接著層；及發熱層；前述高強度高絕緣性片之主表面與前述第一接著層之主表面係彼此密接；前述第一接著層之主表面與前述第一絕緣層之主表面係彼此密接；前述第二接著層之主表面與前述發熱層之主表面係彼此密接；前述第一接著層係包含氟系接著劑，該氟系接著劑在進行溶劑溶解度試驗時所獲得的溶解度為5至30質量%，於該溶劑溶解度試驗中將1000g的四氫呋喃(THF)裝入2L的塑料瓶且調整至23℃，然後採用以翼徑40mm的攪拌刀片作為攪拌葉片的中黏度用攪拌機以600rmp對該塑料瓶進行攪拌，並在攪拌中裝入1至50g的直徑為0.5至2.0cm之粒狀的試料，經過24小時之後確認是否全部溶解，當全部溶解時，再度反覆進行追加裝入1至50g的試料，且經過24小時之後確認是否全部溶解的操作，而求出可溶解的最大量(溶解度)。
- 如請求項4所述之片狀加熱器，其中，前述氟系接著劑為在70℃的儲存模數(E2)相對於在25℃的儲存模數(E1)的比(百分率：E2/E1×100)為8至92%者。
- 如請求項4或5所述之片狀加熱器，其中，前述第一絕緣層的厚度(h1)相對於前述高強度高絕緣性片、前述第一接著層及前述第一絕緣層之合計的厚度(Htotal)的比(h1/Htotal)為0.10以上。
- 如請求項4或5所述之片狀加熱器，其中，該片狀加熱器的總厚度為200至800μm。
- 如請求項4或5所述之片狀加熱器，其中，前述高強度高絕緣性片的厚度為100至300μm，前述第一接著層的厚度為5至50μm。
- 如請求項4或5所述之片狀加熱器，其中，前述發熱層係包含金屬纖維片。
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