WO2014103981A1 - コード状ヒータと面状ヒータ - Google Patents
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Definitions
- the insulating coating made of silicone resin is excellent in heat resistance and nonflammable, and forms a silicon oxide coating to maintain insulation even when subjected to high heat during sparking. Can do. Furthermore, since a siloxane gas is generated by high heat at the time of spark and this siloxane gas deposits and insulates the silicon oxide film on the end face of the conductor wire, subsequent sparks can be prevented.
- planar heater 31 which comprises the said structure is embedded and arrange
- the present invention is not limited to the above embodiment.
- the cord heater 10 has a conductor wire 5a covered with an insulating coating 5b containing a silicone resin
- various conventionally known cord heaters can be used.
- the heating wire 1 for example, as in the above embodiment, a plurality of conductor wires 5a covered with the insulating coating 5b are twisted or aligned, and this is wound on the core wire 3, Insulator layer 7 formed on the outer periphery (see FIG. 1), a plurality of conductor strands 5a covered with insulating coating 5b (see FIG. 6), conductor element covered with insulating coating 5b Examples include one in which a plurality of lines 5a are arranged (see FIG. 7), and various other configurations are assumed.
- the silicone resin content is preferably 10% or more by weight. Further, it is preferably 20% or more, further 30% or more, further 40% or more, further 50% or more, further 60% or more, further 70% or more, further 80% or more, and further 90%. % Or more. Moreover, when there is too much quantity of a silicone resin, wettability will become low and the application
- the heat-fusion material is not continuous in the length direction of the cord-like heater because, for example, even if a part of the heat-fusion material is ignited, the combustion part does not spread. Also, if the volume of the heat-sealing material is sufficiently small, even if the heat-sealing material is a combustible material, the burned material will disappear immediately and the fire will extinguish, and drip (combustion dripping) will also occur. Disappear. Therefore, it is preferable that the volume of the heat-sealing material is a minimum that can maintain the adhesiveness with the base material 11.
- the cord-like heater 10 obtained as described above has a number of times of bending until at least one conductor wire is cut in a bendability test in which bending is performed 90 degrees at a radius of curvature 6 times the self-diameter. It is preferable that it is 20,000 times or more.
Landscapes
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Abstract
Description
また、上記絶縁被膜が、アルキド、ポリエステル、アクリルのいずれかまたはこれらの組み合わせからなる樹脂と、シリコーン樹脂とを含有する構成としても良い。
さらに、上記絶縁被膜が、アルキド、ポリエステルのいずれかまたはこれらの組み合わせからなる樹脂と、シリコーン樹脂とを含有する構成としても良い。
さらに、上記導体素線が、引き揃えられた状態で芯材上に巻装されている構成としても良い。
さらに、上記絶縁被膜における上記シリコーン樹脂の含有量が、重量比で、40~80%である構成としても良い。
さらに、上記絶縁被膜の膜厚が1μm~100μmの範囲である構成としても良い。
さらに、上記導体素線の外周に絶縁体層が形成されている構成としても良い。
さらに、上記絶縁体層の一部または全部が熱融着材からなる構成としても良い。
さらに、上記コード状ヒータを基材に配設した構成とする構成としても良い。
R=(d2/d1)×100―――(I)
記号の説明:
R:復元率(%)
d1:巻付試験に用いたマンドレル径(mm)
d2:導体素線をマンドレルに巻きつけた後、荷重を開放して復元した形状の内径(mm)
ここで本発明で使用するシリコーン樹脂に関して説明する。図13はシリコーン樹脂の構造単位を示す図であり、図14はシリコーンゴムの分子構造を示す図であり、図15はシリコーン樹脂の分子構造を示す図である。
まず、シリコーン樹脂は4つの基本単位(M単位、D単位、T単位、Q単位)からなるポリマーである。そして、シリコーンゴムと呼ばれるものは、M単位とD単位でできており、直鎖状のポリマーとなり、橋架けによりゴム状になる。すなわち、過酸化物やUV照射等による架橋が形成される。一方、シリコーン樹脂と呼ばれるものは、T単位とQ単位を含む分岐状のポリマーとなり、3次元網目構造をもつ。例えば、クロロシラン誘導体の加水分解や重縮合によって架橋が形成される。
図13と図15では、平面状に描画されているが、-O-Si-O-の結合は螺旋状に連なっていくため、Q単位やT単位が紙面の奥行き方向等に手を伸ばす部分もあり、シリコーン樹脂の分子構造は3次元構造となる。
分子構造としては、シリコーンゴムとシリコーン樹脂とは上述したような区別がある。一方、別の観点では、シリコーンゴムとシリコーン樹脂とでは、いわゆるガラス転移点で区別することが可能である。
シリコーンゴムを含むゴムでは、そのガラス転移点は、一例として-124℃である。これに対して、シリコーン樹脂を含む樹脂では、ガラス転移点は室温以上である。このため、本発明で使用するシリコーン樹脂は、ガラス転移点が20度以上のものとする。ガラス転移点が20度以上のシリコーン樹脂であれば、本発明を適用可能である。なお、シートヒータの表面温度としては、40度程度であったり、急速加熱時には120度前後まで上昇することもある。この場合、ガラス転移点がそのような温度以下であったとしても問題はない。ガラス転移点を超えたらシリコーン樹脂がすぐに軟質化するというわけではないからである。
その反面、例えば、シートヒータに使用する場合であれば、シートヒータの加熱時の平均温度が40度であれば、ガラス転移点が40度であるとか、シートヒータの加熱時の平均温度が60度であれば、ガラス転移点が60度であるというように、ガラス転移点をシートヒータの平均温度を目安として設定するということも可能である。
同図に示すように、断面角度が90度のV字刃100の上に試料101を載せた上に荷重103を加えていき、導通しない最大荷重を測定する。試料101は導通素材の芯線104の周囲に非導通素材の皮膜105を被覆してある。V字刃100は導通素材の基台106上に載置してあり、基台106と芯線104に電源と被駆動素子からなる導通チェッカー107が介装されている。そして、当初は皮膜105がV字刃100に抗して絶縁しているものの、加重103が増していくとある時点でV字刃100が被膜105を切断して芯線103に接触する。すると、導通チェッカー107の両端が導通状態となり、ランプが点灯したりブザーが鳴ったりする。すなわち、このカットスルー強度評価では、被膜105における非導通の状態から導通の状態に変化する際の加重を測定している。なお、より詳細な説明は、CSA (Canadian Standards Association) C22.2 No. 0.3-09 5.13 Cutting の項目を参照する。
表3はシリコーンゴムと各種の単体成分の樹脂のカットスルー強度を対比する表である。
シリコーンゴムは0.31kgであるが、実使用には全く耐えられないほど柔らかである。シリコーン樹脂は9.8kgであり、非常に高い耐久力を有していることを示している。また、単体成分の樹脂であるアクリルは1.2kgであり、耐久力はやや弱い。一方、エポキシは1.8kgであるが、耐久力として満足のいくものである。
単体成分の樹脂の対比では、アルキドはアクリルやエポキシよりも評価値が高い(堅い)ものであった。しかし、シリコーン樹脂との混合物とした場合は、シリコーン樹脂とアルキドとの混合物の評価値が2.1kgとなり、ポリエステルとシリコーン樹脂との混合物の評価値が5.5kgとなり、アクリルやエポキシとの混合物の数値と比較して低くなっている。また、アルキドとポリエステルはシリコーン樹脂単体の場合に比べて、シリコーン樹脂の数値を下げさせているので、柔らかさを付与しているといえる。
第1の曲げ評価では、アルミ箔に膜を作成(厚さ:約0.2mm)し、各種ピンゲージに巻付けたときの膜の様子を評価している。表5に示すものでは、ピンゲージとして太さがそれぞれR=30mm R=15mm R=10mm R= 5mm R= 2mmの各種のものを用意し、シリコーン樹脂単体およびシリコーン樹脂との混合物の膜の様子を評価した結果を示している。なお、本試験では、アルキドの上位概念としてポリエステルを評価しており、アルキドは等価と考える。
表中、○…変化なし ×…ひび割れ発生、を示している。
表を参照すると、シリコーン樹脂単体とシリコーン樹脂とエポキシとの混合物では曲げ評価において容易にひび割れが発生しており、この条件下では絶縁皮膜5bとして堅すぎる傾向がある。すなわち、ひび割れしない樹脂よりは性能が劣ることは否めず、絶縁被膜を形成した状態で導体素線を芯材上に巻装する場合や、屈曲等の外力を受ける環境で使用する場合は、絶縁被膜に向かない。しかし、巻装するか否か等の諸条件の変更で改善可能である。
次に、シリコーン樹脂とポリエステル(アルキドと等価)との混合物はすべてのピンゲージにおいてひび割れが発生しなかったが、シリコーン樹脂とアクリルとの混合物ではピンゲージの径が小さくなるとひび割れが発生することが確認された。すなわち、細径となってくるとアクリルはポリエステルやアルキドに曲げ性能で追いつかないことも確かである。
図17と図18と図19は第2の曲げ評価で確認された電子顕微鏡写真を表す図である。図17はシリコーン樹脂のものであり、ひび割れが目視できる。図18はシリコーン樹脂とエポキシとの混合物のものであり、ひび割れが目視できる。しかし、図19はシリコーン樹脂とアルキドとの混合物のものであるが、ひび割れを目視できない。
シリコーン樹脂とアルキドとの混合物も、シリコーン樹脂とアクリルとの混合物でも、すべてのピンゲージにおいてひび割れが発生しなかった。しかし、第1の曲げ評価で明らかなように、より細径となってくるとアクリルはポリエステルやアルキドに曲げ性能で追いつかないことは容易に推測できる。
以上の評価から推測し得るのは、シリコーン樹脂を含まない樹脂においてはいずれの場合においても難燃性の観点からは満足がいかない。この点、シリコーン樹脂を含むことで難燃性において満足のいく結果が得られる。ただし、シリコーン樹脂を含むとしてもシリコーンゴムの場合では柔軟すぎて耐久性の点で実使用は困難である。ただし、難燃性の観点だけでシリコーン樹脂を採用することができなかった。すなわち、シリコーン樹脂だけではいわゆる堅すぎて曲げ性能に劣り、シート表皮とクッションとの間に介在されるシートヒータへの適用は困難だった。
そして、少なくともシリコーン樹脂の重量比が40%以上であれば、炎の影響を受ける幅も小さく、皮膜の脱離も生じておらず、特に難燃に優れることが確認できた。また、シリコーン樹脂の含有量10~30%と90%のものでは、凹凸やざらつきが生じ、外観がやや劣る結果となった。
このようにもっとも適性のよいのはシリコーン樹脂とアルキドとの混合物である。しかし、アルキド樹脂だけが使用できるものであるわけではない。アルキド樹脂の代替材料について検討すると、シリコーン樹脂の分子構造に入り込むようにしてシリコーン樹脂を変性するような材料が好ましいといえる。この観点から推測すると、例えば、アルキド、ポリエステル、ウレタン、アクリル、エポキシ等が好ましいものと推測できる。そして、実際に変性しているか否かに関わらず、変性し得る材料であれば使用可能であると推測できる。
3 芯材
5a 導体素線
5b 絶縁被膜
7 絶縁体層
10 コード状ヒータ
11 基材
31 面状ヒータ
41 車両用シート
Claims (10)
- 絶縁被膜により被覆された複数本の導体素線を有するコード状ヒータであって、
上記絶縁被膜のシリコーン樹脂の含有量が、重量比で、10~90%であることを特徴とするコード状ヒータ。 - 上記絶縁被膜が、アルキド、ポリエステル、ウレタン、アクリル、エポキシのいずれかまたはこれらの組み合わせからなる樹脂と、上記シリコーン樹脂とを含有して構成されることを特徴とする請求項1に記載のコード状ヒータ。
- 上記絶縁被膜が、アルキド、ポリエステル、アクリルのいずれかまたはこれらの組み合わせからなる樹脂と、シリコーン樹脂とを含有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のコード状ヒータ。
- 上記絶縁被膜が、アルキド、ポリエステルのいずれかまたはこれらの組み合わせからなる樹脂と、シリコーン樹脂とを含有することを特徴とする請求項3に記載のコード状ヒータ。
- 上記導体素線が、引き揃えられた状態で芯材上に巻装されていることを特徴とする請求項1~請求項4のいずれか記載のコード状ヒータ。
- 上記絶縁被膜における上記シリコーン樹脂の含有量が、重量比で、40~80%であることを特徴とする請求項1~請求項5のいずれかに記載のコード状ヒータ。
- 上記絶縁被膜の膜厚が1μm~100μmの範囲であることを特徴とする請求項1~請求項6のいずれかに記載のコード状ヒータ。
- 上記導体素線の外周に絶縁体層が形成されていることを特徴とする請求項1~請求項7のいずれかに記載のコード状ヒータ。
- 上記絶縁体層の一部または全部が熱融着材からなることを特徴とする請求項8記載のコード状ヒータ。
- 請求項1~9のいずれか一項記載のコード状ヒータを基材に配設したことを特徴とする面状ヒータ。
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