WO2015045279A1 - テープヒータ - Google Patents

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WO2015045279A1
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WO
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porous sheet
tape heater
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heating element
tape
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研二 飯田
芳之 本吉
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Nichias Corp
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Nichias Corp
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    • H05B3/40—Heating elements having the shape of rods or tubes
    • H05B3/54—Heating elements having the shape of rods or tubes flexible
    • H05B3/56—Heating cables
    • H05B3/565—Heating cables flat cables
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B1/00—Details of electric heating devices
    • H05B1/02—Automatic switching arrangements specially adapted to apparatus ; Control of heating devices
    • H05B1/0227—Applications
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    • H05B3/20—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional [2D] plane, e.g. plate-heater
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    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
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    • H05B3/40—Heating elements having the shape of rods or tubes
    • H05B3/54—Heating elements having the shape of rods or tubes flexible
    • H05B3/58—Heating hoses; Heating collars

Definitions

  • the present invention relates to a tape heater.
  • a heating element unit in which heater wires are arranged between at least two base fabrics that are overlapped with each other, and at least two base fabrics are joined together by a plurality of parallel joint lines.
  • a heating element unit characterized by being arranged through a heater wire between the wires is disclosed.
  • the heating element is supported by a heating surface defined on a heat-resistant and flexible belt-like substrate, and is entirely encapsulated by an encapsulating layer made of a heat-resistant resin sheet.
  • the tape heater characterized by this is disclosed.
  • the object to be heated or heated by the tape heater is, for example, a pipe, a flange, a joint, a valve, or the like that contains a liquid or gas that needs to be heated or held at a predetermined temperature.
  • the tape heater according to the present invention is arranged adjacent to the object by winding or adhering the tape heater according to the outer shape of these objects.
  • the tape heater is required to be flexible in order to change its own shape according to the outer shape of various objects to be kept warm. Therefore, it is preferable that the exterior material which comprises a tape heater is comprised with the material rich in a softness
  • the object may need to be kept at a temperature of about 150 ° C., and the exterior material constituting the tape heater is required to have a predetermined heat resistance in order to meet such a requirement. .
  • the tape heater installed adjacent to the object does not change as much as possible the shape obtained by deforming its shape into a shape corresponding to the outer shape of the object after being installed once.
  • the shape of the object that has changed according to the outer shape of the object changes to another shape again, an unnecessary gap is created between the tape heater and the object, resulting in the efficiency of heat retention of the object. This is because of a decrease.
  • the tape heater when the tape heater is installed on the object, it is desirable that the tape heater be flexible in order to deform itself according to the shape of the object.
  • the inventors considered that it was desired to maintain a shape deformed in accordance with the shape of the object so as not to change the installation state.
  • An object of the present invention relates to a tape heater that keeps an object warm, etc., and can be easily installed adjacent to the object by changing its shape in accordance with the outer shape of the object. It is another object of the present invention to provide a tape heater that does not change the shape obtained by deforming its shape according to the outer shape of the object as much as possible.
  • the tape heater of the present invention for solving the above-mentioned problem is a tape heater that retains or heats an object by deforming its shape into a shape corresponding to the outer shape of the object, and a heating element, And an exterior material composed of a resinous porous sheet having a melting point of 300 ° C. or higher, which encloses and contains the heating element.
  • the porous sheet may have a plurality of holes formed by stretching a resin sheet.
  • the porous sheet may be made of PTFE.
  • a metal thin film may be further included between the heating element and the porous sheet.
  • the metal thin film is formed between the porous sheet and the side of the heating element on which the object is provided, and on the side opposite to the side of the heating element on which the object is provided. It is good also as being prepared for between.
  • the shape in which the exterior material is deformed according to the outer shape of the object by the heat generated from the heating element It is good also as being held by.
  • the shape of the object can be deformed according to the outer shape of the object, and can be easily installed adjacent to the object, and after being installed, according to the outer shape of the object.
  • a tape heater that does not change its shape as much as possible.
  • FIG. 1 It is a partially cutaway perspective view of the tape heater according to the present invention. It is the figure which expanded a part of cross section of the porous sheet made from resin which has melting
  • FIG. 3 is a view showing another example of a cross section taken along line III-III in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a view showing another example of a cross section taken along line III-III in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a view showing another example of a cross section taken along line III-III in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a view showing another example of a cross section taken along line III-III in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a view showing another example of a cross section taken along line III-III in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a view showing another example of a cross section taken along line III-III in FIG. 1.
  • FIG. 2 is a diagram showing a state in which the tape heater shown in FIG. 1 is deforming its shape into a shape corresponding to the outer shape of the object, and the object is kept warm or heated.
  • a tape heater according to the present invention is a tape heater that retains or heats an object by deforming its shape into a shape corresponding to the outer shape of the object, and envelops the heating element and the heating element. And an exterior material composed of a porous sheet made of a resin having a melting point of 300 ° C. or higher.
  • the tape heater according to the present invention is a tape that retains or heats an object by deforming its own shape into a shape corresponding to the outer shape of the object and arranging it adjacent to the object. It may be a heater.
  • the object to be heated or heated by the tape heater is, for example, a pipe, a flange, a joint, a valve, or the like that contains a liquid or gas that needs to be heated or kept warm at a predetermined temperature.
  • the tape heater according to the present invention is arranged adjacent to the object by winding or adhering the tape heater according to the outer shape of these objects.
  • the tape heater is required to be flexible in order to change its own shape according to the outer shape of various objects to be kept warm. Therefore, it is preferable that the exterior material which comprises a tape heater is comprised with the material rich in a softness
  • the object may need to be kept at a temperature of about 150 ° C., and the exterior material constituting the tape heater is required to have a predetermined heat resistance in order to meet such a requirement. .
  • the tape heater installed adjacent to the object does not change as much as possible the shape obtained by deforming its shape into a shape corresponding to the outer shape of the object after being installed once.
  • the shape of the object that has changed according to the outer shape of the object changes to another shape again, an unnecessary gap is created between the tape heater and the object, resulting in the efficiency of heat retention of the object. This is because of a decrease.
  • the tape heater when the tape heater is installed on the object, it is desirable that the tape heater be flexible in order to deform itself according to the shape of the object. In order not to change the installation state, it is desirable to maintain a state familiar with the shape of the object. In order to realize a tape heater that conflicts with the use situation, the inventors have intensively studied and arrived at the tape heater of the present invention.
  • FIG. 1 is a partially cutaway perspective view of a tape heater according to the present invention.
  • a tape heater 10 according to the present invention includes a heating element 20 and an outer packaging material 30 that includes and encloses the heating element 20 and is made of a resin porous sheet 30A having a melting point of 300 ° C. or higher. And.
  • FIG. 4 is a diagram showing a state in which the tape heater shown in FIG. 1 is deforming its shape into a shape corresponding to the outer shape of the object, and the object is kept warm or heated.
  • an object such as heat insulation is a pipe (straight pipe), and the tape heater 10 deforms its shape into a shape corresponding to the outer shape of the object 200 and is adjacent to the object 200.
  • the tape heater 10 is wound around a pipe (straight pipe) that is an object such as heat insulation.
  • the heating element 20 constituting the tape heater 10 according to the present invention is realized by, for example, an electric heater wire.
  • the electric heater wire is not particularly limited, but may be a nichrome wire or a SUS wire.
  • the power consumption of the electric heater wire is appropriately set depending on the use of the tape heater 10 of the present invention, but may be usually 10 to 500 watts.
  • the outer periphery of the electric heater wire may be covered with a heat-resistant and protective material such as an electrically insulating material from the viewpoint of safety and durability.
  • the protective material is not particularly limited, and examples thereof include a silica sleeve or cloth, an alumina sleeve or cloth, a glass sleeve or cloth, and the silica sleeve can be used safely.
  • the heating element 20 includes a planar heater formed in a planar shape, and may be anything that generates heat using resistance heating.
  • one electric heater wire that is a heating element 20 is accommodated in the exterior member 30.
  • the electric heater wire enters the interior of the exterior material 30 from one end of the exterior material 30, makes a U-turn at the other end of the exterior material 30, and is taken out of the exterior material 30 from one end of the exterior material 30 again.
  • the electric heater wire only makes one U-turn inside the exterior material 30, but it may have a structure in which the U-turn is repeated at both ends of the exterior material 30.
  • the electric heater wires installed side by side by making a U-turn as described above are provided in the exterior material 30 so as not to contact each other.
  • the greatest feature of the tape heater 10 according to the present invention is that a resin porous sheet 30A having a melting point of 300 ° C. or higher is adopted as the exterior member 30.
  • the tape heater 10 assumes that an object is heated or kept at a temperature of about 100 to 200 ° C. For this reason, the heating element 20 provided in the tape heater 10 generates heat up to about 200 ° C. or more and about 300 ° C. Therefore, the melting point of the porous sheet 30A constituting the exterior material 30 of the tape heater 10 of the present invention is 300 ° C. or higher.
  • the melting point of the porous sheet 30A constituting the exterior material 30 of the tape heater 10 of the present invention may be 310 ° C. or higher.
  • fusing point of 30 A of porous sheets which comprise the exterior material 30 of the tape heater 10 of this invention does not have prescription
  • FIG. 2A is an enlarged view of a part of a cross section of a porous sheet 30A made of a resin having a melting point of 300 ° C. or more, which constitutes the exterior material 30 of the tape heater 10 of the present invention. 2 shows a state before the tape heater 10 is used and heated.
  • FIG. 2B is an enlarged view of a part of a cross section of a resin porous sheet 30A having a melting point of 300 ° C. or more, which constitutes the exterior material 30 of the tape heater 10 of the present invention. A state after the tape heater 10 is used and heated by being installed on an object is shown.
  • the cross section of the porous sheet 30A shown in FIGS. 2A and 2B may be, for example, a cross section on the side where the object to be heat-insulated and the object is installed.
  • the resin porous sheet 30A having a melting point of 300 ° C. or more constituting the exterior material 30 of the tape heater 10 of the present invention has a sheet surface direction (Z direction in the figure). ) Are formed.
  • the resin porous sheet 30A having a melting point of 300 ° C. or more constituting the exterior member 30 of the tape heater 10 of the present invention is heated by using the tape heater 10 installed on the object.
  • the porosity is different. That is, the porosity of the porous sheet 30 ⁇ / b> A of the resin-made porous sheet 30 ⁇ / b> A having a melting point of 300 ° C. or more constituting the exterior member 30 is lowered by heating the heating element 20.
  • the resin porous sheet 30A having a melting point of 300 ° C. or more constituting the exterior material 30 of the tape heater 10 of the present invention has a plurality of pores, and heat is applied from the outside.
  • the porosity of the porous sheet 30A decreases, and the pores of the porous sheet 30A change so as to fill the holes.
  • the tape heater is maintained in a state familiar with the shape of the object. This means that the tape heater is unlikely to be detached from the object.
  • porous sheet 30A is in a state of a porous sheet 30A having a high porosity at the time of installation, the flexibility of the porous sheet 30A is high, and deformation according to the outer shape of the object is performed. Is easy. And after installing according to the outer shape of a target object in a predetermined shape, the porous sheet 30A itself contracts by reducing the porosity by being exposed to heat from the heating element 20.
  • the porous sheet 30A having a reduced porosity will be less flexible than before being exposed to heat from the heating element 20, and will be maintained in a state familiar with the shape of the object. .
  • the porous sheet 30 ⁇ / b> A after installation (after being exposed to heat from the heating element 20) easily maintains a state in which the porous sheet 30 ⁇ / b> A is deformed according to the shape of the object.
  • the porous sheet 30 ⁇ / b> A after installation (after being exposed to heat from the heating element 20) is wound around a pipe (straight pipe) that is an object.
  • a pipe straight pipe
  • the flexibility is changed, and the state wound around the pipe (straight pipe) as the object is easily maintained.
  • the tape heater 10 changes the physical properties to a rigid one by reducing the porosity by heat generated from the heating element 20 in a state of being wound around a pipe (straight pipe) which is an object. Since it is rigidized in a shape that matches the outer shape of the pipe (straight pipe) that is the object, it may be difficult to come off from the pipe (straight pipe) that is the object.
  • the tape heater 10 installed in a state familiar with the shape of the pipe (straight pipe) that is the object reliably keeps the object warm.
  • the porosity of the porous sheet 30A constituting the exterior material 30 of the tape heater 10 of the present invention may be 50% or more.
  • the porosity of the porous sheet 30A is preferably 60% or more, and particularly preferably 70% or more.
  • the upper limit of the porosity of the porous sheet 30A constituting the exterior member 30 of the tape heater 10 of the present invention is not particularly limited as long as the shape of the sheet is maintained, but is, for example, 80% or less. Also good.
  • the porosity after heating the porous sheet 30A constituting the exterior material 30 of the tape heater 10 of the present invention may be smaller than the porosity before heating described above. Good.
  • the porosity after heating of the porous sheet 30A constituting the exterior member 30 of the tape heater 10 of the present invention is smaller than the porosity before heating, and is 40 to 70%. It may be there.
  • the porous sheet 30A after heating is less flexible than the porous sheet 30A before heating, Or it will become rigid and will be maintained in the state which adapted to the shape of the target object.
  • the heating temperature necessary for changing (decreasing) the porosity of the porous sheet 30A varies depending on the type of resin material forming the porous sheet 30A and the method of forming the holes, so that it is generally a specific temperature.
  • the porosity of the porous sheet 30A after heating the porous sheet 30A constituting the exterior material 30 of the tape heater 10 of the present invention to 200 ° C. or higher is heated. It may be smaller than the porosity of the previous porous sheet 30A.
  • the porosity of the porous sheet 30A after heating the porous sheet 30A constituting the exterior material 30 of the tape heater 10 of the present invention to 200 ° C. or higher is the porosity of the porous sheet 30A before heating. It is smaller than the porosity and may be 40 to 70%.
  • the porosity of the porous sheet 30A after heating the porous sheet 30A constituting the exterior material 30 of the tape heater 10 of the present invention to 100 ° C. or higher is the porosity of the porous sheet 30A before heating. It may be smaller than the porosity.
  • the porosity of the porous sheet 30A after heating the porous sheet 30A constituting the exterior material 30 of the tape heater 10 of the present invention to 100 ° C. or higher is the porosity of the porous sheet 30A before heating. It is smaller than the porosity and may be 40 to 70%.
  • the porosity is measured by the following method.
  • a test sample used for the measurement of the porosity either (i) a 1500 mm square sheet-like test piece or (ii) a test piece punched to a size of ⁇ 47 mm is prepared.
  • the mass of the prepared specimen using a balance.
  • the length, width, and thickness of the sheet are measured using a caliper, a steel tape measure, or a micrometer, and for the test sample (ii), the caliper is made of steel.
  • the diameter and thickness of a test piece punched to a size of ⁇ 47 mm are measured.
  • the thickness of the sheet of the test sample (i) and the thickness of the test sample (ii) are measured at 25 locations, and the average value is obtained.
  • the above (ii) diameter of the test sample is measured at three places and the average value is obtained.
  • the porosity of the test sample (i) is a value calculated using the following formula (I) and each value obtained by measurement.
  • the porosity of the test sample (ii) is a value calculated using the following formula (II) and each value obtained by measurement.
  • H is the porosity (%)
  • M is the mass (g)
  • W 1 is the length (mm) of one side (vertical)
  • W 2 is the length (mm) of one side (horizontal).
  • t indicate thickness (mm).
  • D in the formula is the density (g / cm 3 ) of the material that forms the test sample (ie, the material that forms the second molded body 30A). For example, when formed by PTFE, 2.17 (g / cm 3 ).
  • H represents porosity (%)
  • M represents mass (g)
  • d represents (mm)
  • t represents thickness (mm).
  • D in the formula is the density (g / cm 3 ) of the material that forms the test sample (ie, the material that forms the second molded body 30A). For example, when formed by PTFE, 2.17 (g / cm 3 ).
  • the porous sheet 30A may have a plurality of holes formed by stretching a resin sheet.
  • the porous sheet 30A may have a plurality of holes formed by stretching a resin sheet in a plurality of directions.
  • the porous sheet 30A may have a plurality of holes formed by biaxially stretching a resin sheet.
  • the porous sheet 30A having a plurality of holes formed by stretching contracts by heating, the porous sheet 30A contracts in the direction in which the stretching was performed. Accordingly, the porous sheet 30A stretched in a plurality of directions (for example, the biaxially stretched porous sheet 30A) is uniformly contracted as compared with the uniaxial (unidirectional) stretched porous sheet 30A. It becomes. Thus, the contracted porous sheet 30A is provided more closely adjacent to the object, further enhancing the effect of the present invention.
  • the porous sheet 30A may have a plurality of holes formed by stretching a resin sheet with heating.
  • the plurality of holes formed in the porous sheet 30 ⁇ / b> A are difficult to shrink by heating. That is, by stretching the porous sheet 30A while heating at a predetermined temperature, it is possible to adjust the degree of shrinkage of the porous sheet 30A.
  • the porous sheet 30A may have a plurality of holes formed by stretching a resin sheet at room temperature (0 to 30 ° C.).
  • the porous sheet 30A may have a plurality of holes formed by heating and stretching a resin sheet at 300 to 400 ° C.
  • the porous sheet 30A in which a plurality of holes are formed by stretching a resin sheet is considered to be in a state in which stress (stress) is applied to the inside by the stretching.
  • stress stress
  • the degree of shrinkage of the porous sheet 30A can be adjusted by heating at the time of stretching, and the direction of shrinkage can be adjusted by adjusting the stretching direction. Therefore, it is possible to control the hole diameter for forming the optimum porous sheet that is maintained in a state adapted to the shape of the target object.
  • the pore diameter of the porous sheet 30A constituting the exterior material 30 of the tape heater 10 of the present invention may be, for example, 200 ⁇ m or less in order to realize gas permeability and liquid impermeability.
  • packing material 30 of the tape heater 10 of this invention is good also as being 100 micrometers or less.
  • the lower limit value of the pore diameter of the porous sheet 30A constituting the exterior material 30 of the tape heater 10 of the present invention is not particularly specified, but may be, for example, 1 ⁇ m or more, or 5 ⁇ m or more. Good.
  • the hole diameter after heating of the porous sheet 30A constituting the exterior material 30 of the tape heater 10 of the present invention is smaller than the hole diameter before heating.
  • the pore diameter may be contracted using stress relaxation. The material itself forming 30A may expand to fill the hole, and as a result, the hole diameter may be contracted.
  • the thickness of the porous sheet 30A constituting the exterior material 30 of the tape heater 10 of the present invention may be, for example, 0.5 to 3 mm.
  • the thickness of the porous sheet 30A may be, for example, 0.5 to 2 mm, or may be 0.5 to 1.5 mm.
  • the porous sheet 30A may be made of, for example, a fluororesin.
  • a fluororesin By forming the porous sheet 30A with a fluororesin, excellent heat resistance is imparted, and performances such as chemical resistance and solvent resistance are imparted.
  • the porous sheet 30A is made of, for example, PTFE (polytetrafluoroethylene), PFT (tetrafluoroethylene-perfluoroalkoxyethylene copolymer), FEP (tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer), or the like.
  • Fluorine-containing polymers are preferred, including PCTFE (polychlorotrifluoroethylene), ETFE (tetrafluoroethylene-ethylene copolymer), ECTFE (chlorotrifluoroethylene-ethylene copolymer), PVDF (polyvinylidene fluoride), etc. it can.
  • the porous sheet 30A may be made of PTFE.
  • the polytetrafluoroethylene may be unfired polytetrafluoroethylene.
  • the uncalcined polytetrafluoroethylene is, in differential scanning calorimetry (DSC) measurement, when the polytetrafluoroethylene is melted, the peak due to the thermal energy absorption of the polytetrafluoroethylene detected is It may be polytetrafluoroethylene having a plurality of peaks.
  • DSC differential scanning calorimetry
  • DSC-60A manufactured by Shimadzu Corporation
  • a heating rate of 10 ° C./min to melt the sample to be measured.
  • the melting temperature and melting peak number which arise in that case are measured.
  • Polytetrafluoroethylene is a crystalline polymer.
  • polytetrafluoroethylene fine powder (raw material) produced by emulsion polymerization has a high crystallinity (eg, high crystallinity of 80% or higher). And its melting point exceeds 337 ° C.
  • the crystallinity decreases (for example, the crystallinity is about 30 to 70%), and the melting point (DSC measurement absorbs thermal energy). Peak) shifts to a range of 327 ⁇ 10 ° C. and is detected as a single peak in the temperature range.
  • the melting point peak that absorbs thermal energy in DSC measurement
  • the melting point is in the range of 327 ° C. ⁇ 10 ° C. and 337 ° C. It is detected in two places, exceeding the range.
  • the porous sheet 30A formed of unsintered polytetrafluoroethylene has a portion that is not melted in its structure and has a different degree of crystallinity.
  • the DSC DSC
  • the crystallinity before melting (firing) is larger than the crystallinity after melting. This means that the porous sheet 30A formed of unsintered polytetrafluoroethylene contains polymers in different states of crystallinity in the porous sheet 30A.
  • the porous sheet 30A formed of unfired polytetrafluoroethylene having a partially different degree of crystallinity is exposed to heat, the crystallinity in the structure is to be homogenized. The structural change is promoted in the porous sheet 30A, and the degree of contraction of the holes is increased.
  • the porous sheet 30 ⁇ / b> A formed of unfired polytetrafluoroethylene is exposed to heat, it is preferable that the porous sheet 30 ⁇ / b> A is maintained in a state familiar with the shape of the object to be heated.
  • the porous sheet 30A constituting the exterior member 30 may include the heating element 20 inside by folding the sheet, or two porous sheets. 30A may be prepared and the heating element 20 may be sandwiched between them.
  • the end portions of the porous sheet 30A constituting the exterior material 30 may be joined by stitching, heat fusion, adhesion, or the like.
  • the ends may be bound together using a stapler (stapler).
  • stapler stapler
  • the ends of the porous sheet 30A constituting the exterior member 30 are joined together by stitching.
  • the heating system in which the object is equipped with the tape heater described above is easily installed adjacent to the object by changing the shape of the tape heater according to the outer shape of the object.
  • the shape obtained by deforming its own shape according to the outer shape of the object is not changed as much as possible.
  • a tape heater having a heating element and an exterior material made of a resinous porous sheet having a melting point of 300 ° C. or more that encloses and accommodates the heating element, and is heated or heated by the tape heater.
  • the tape heater is provided along a shape corresponding to the outer shape of the object, and then the outer packaging material is formed by heat generated from the heating element of the tape heater.
  • a heating system is provided that is formed and provided so as to be held in a deformed shape according to an outer shape of an object.
  • tape heater 10 of the present invention is not limited to the following embodiment.
  • FIG. 3A is a diagram showing an example of a cross section taken along line III-III in FIG.
  • the electric heater wires installed side by side by making a U-turn are provided apart from each other so as not to contact each other.
  • the electric heater wire shown in FIG. 3A may be directly fixed to a resin porous sheet 30 ⁇ / b> A that is the exterior material 30.
  • FIG. 3B is a diagram showing another example of a cross section taken along line III-III in FIG.
  • the electric heater wires installed side by side by making a U-turn are provided apart from each other so as not to contact each other. Therefore, the tape heater 10 in the second embodiment is configured to further include a base material 40 that supports the electric heater wire.
  • the base material 40 is a base material 40 that supports an electric heater wire
  • the base material 40 is preferably made of a material having excellent heat insulation in addition to heat resistance and flexibility.
  • materials include fluorine resins such as PTFE, PFT, FEP, PCTFE, ETFE, ECTFE, and PVdF, aramid resin, polyamide, polyimide, polycarbonate, polyacetal, polybutylene terephthalate, modified polyphenylene ether, polyphenylene sulfide, polysulfone, poly Examples include heat-resistant organic materials such as ether sulfone, polyarylate, and polyether ether ketone, and fiber woven fabrics and nonwoven fabrics composed of inorganic materials such as glass, ceramic, and silica, and are selected as appropriate according to the target heat retention or heating temperature. Used. Moreover, the said material may be mixed and used. In addition, if it has flexibility, the sheet
  • the dimensions of the base material 40 are not particularly limited. Usually, the thickness is about 0.5 to 3.0 mm, the width is about 10 to 50 mm, and the length is about 500 to 1000 mm. It can be thicker or thinner, wider or narrower, or longer or shorter as needed. If necessary, two or more of these base materials 40 can be used in an overlapping manner.
  • the method for supporting the electric heater wire on the base material 40 is not particularly limited, but it is made of a thin heat-resistant fiber such as glass yarn, silica yarn, alumina yarn, and those coated with a fluororesin, or a thread or a wire.
  • a method of winding and sewing an electric heater wire and a base material portion for fixing the electric heater wire a method of adhering the electric heater wire to the base material by pressing the electric heater wire portion with a stitched sheet, and a method of sewing the electric heater wire itself with a sewing machine. It is done. At this time, from the viewpoint of thermal efficiency, it is preferable to take care not to cover the electric heater wire with a heat insulating material as much as possible.
  • FIG. 3C is a diagram showing another example of a cross section taken along line III-III in FIG.
  • the electric heater wires installed side by side by making a U-turn have a structure in which an exterior member 30 is joined between each other so as not to contact each other.
  • the exterior material 30 between the electric heater wires may be joined by sewing, heat fusion, adhesion, or the like. Or it is good also as binding the exterior material 30 between the electric heater wires in this embodiment using a stapler (stapler). In the present embodiment, the exterior material 30 is joined between the electric heater wires by stitching.
  • FIG. 3D is a diagram showing another example of a cross section taken along line III-III in FIG.
  • the electric heater wires installed side by side by making a U-turn are provided apart from each other so as not to contact each other.
  • a metal thin film 50 is provided on the side on which the object 200 to be heated such as an electric heater wire is provided.
  • the metal thin film 50 provided in this embodiment has excellent thermal conductivity.
  • the heat generated by the heater is more uniformly distributed on the heating side surface of the tape heater 10, and the object to be heated is uniformly heated. Become.
  • this also applies uniform heat to the porous sheet 30A as the exterior material 30, and as a result, the entire heating side surface of the tape heater 10 is uniformly adapted to the shape of the object to be heated. There is also an effect of becoming a state.
  • the metal thin film 50 may be formed of aluminum, for example.
  • the metal thin film 50 can be reinforced with a laminated structure such as a heat resistant film if necessary in order to prevent tearing.
  • the heat resistant film is preferably as thin as possible.
  • the thickness of the metal thin film 50 may be, for example, 20 ⁇ m to 5 mm. When the thickness of the metal thin film 50 is 20 ⁇ m to 5 mm, the effect that heat generated by the heater is more uniformly distributed on the heating side surface of the tape heater 10 is further enhanced.
  • the thickness of the metal thin film 50 constituting the tape heater 10 of the present invention may be, for example, 30 ⁇ m to 100 ⁇ m, or 40 ⁇ m to 70 ⁇ m.
  • FIG. 3E is a view showing another example of a cross section taken along line III-III in FIG.
  • the tape heater 10 shown in FIG. 3E has a metal thin film 50 provided in the tape heater 10 of the fourth embodiment on the side opposite to the side on which an object to be heated or the like is provided. Furthermore, it is further provided. That is, in the fifth embodiment, the metal thin film 50 is provided between the side of the heating element 20 on which the object is provided and the porous sheet 30A, and on the object in the heating element 20. Between the side opposite to the side to be provided and the porous sheet 30A.
  • the tape heater 10 according to the fifth embodiment is provided between the porous sheet 30A and the heating element 20 on the entire surface of the porous sheet 30A on the side where the heating element 20 is wrapped and accommodated.
  • the metal thin film 50 may be further included.
  • the metal thin film 50 is provided on the entire inner surface of the porous sheet 30 ⁇ / b> A, so that the entire exterior material 30 is uniformly heated by using the tape heater 10 (heating of the heating element 20). The effect that it will be in the state which adapted to the shape of the target object will also be show
  • FIG. 3F is a diagram showing another example of a cross section taken along line III-III in FIG.
  • the tape heater 10 shown in FIG. 3F includes the substrate 40 provided in the tape heater 10 of the third embodiment.
  • the tape heater 10 When the tape heater 10 according to the sixth embodiment is installed on an object, the tape heater 10 is flexible to deform itself according to the shape of the object, and once installed on the object, In order not to change the installation state, it is possible to achieve a state that is familiar with the shape of the object to be heated. Furthermore, by providing the metal thin film 50 on the entire inner surface of the porous sheet 30A, the exterior material 30 as a whole becomes the shape of the object to be heated by using the tape heater 10 (heating of the heating element 20). It becomes a familiar state, and further enhances the effect of the present invention.
  • the metal thin film 50 is disposed between the side of the heating element 20 where the object is provided and the porous sheet 30A, the side of the heating element 20 opposite to the side where the object is provided, and the By being provided between the porous sheet 30A, or by providing the metal thin film 50 on the entire inner surface of the porous sheet 30A, the inside of the tape heater 10 is temporarily provided. Even if pollutants such as dust and outgas are generated, the effect of suppressing the outgas from being released to the outside of the tape heater 10 is exhibited.
  • FIG. 3G is a diagram showing another example of a cross section taken along line III-III in FIG.
  • the base material 40 of the tape heater 10 of the sixth embodiment is provided on the entire inner surface of the metal thin film 50.
  • the metal thin film 50 is between the side of the heating element 20 where the object is provided and the porous sheet 30A, and the opposite side of the heating element 20 where the object is provided. Or between the porous sheet 30A, or the metal thin film 50 is provided with the metal thin film 50 on the entire inner surface of the porous sheet 30A.
  • the fixing of a certain electric heater wire is ensured, and the use of the tape heater 10 (heat generation of the heating element 20) brings the entire exterior material 30 into a state of being adapted to the shape of the object, and the inside of the tape heater 10 Even if contaminants such as dust and outgas are generated, the effect of suppressing the outgas from being released to the outside of the tape heater 10 is further enhanced.

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  • Resistance Heating (AREA)

Abstract

　対象物の外形状に応じた形状に自身の形状を変形させて、該対象物を保温又は加熱するテープヒータであって、発熱体と、前記発熱体を包んで収容する、融点が３００℃以上の樹脂製の多孔質シートにより構成される外装材とを含む構成とする。これにより、保温等の対象となる対象物に設置された後、該対象物の外形状に応じて自身の形状を変形させ、変形後の該形状をできる限り変化させないテープヒータを提供する。

Description

テープヒータ
［関連出願の相互参照］
　本願は、２０１３年９月３０日出願の日本国特許出願第２０１３－２０５６９３号の優先権を主張し、その全体を参照することによって本明細書中に援用する。
　本発明は、テープヒータに関する。
　例えば、文献１には、互いに重ね合わせた少なくとも２枚の基布間にヒーター線を配列した発熱体ユニットであって、少なくとも２枚の基布が並行する複数の接合線で結合され、該接合線間にヒーター線を通して配列したことを特徴とする発熱体ユニットについて開示がされている。
　また、文献２には、発熱体が耐熱性且つ可撓性を有した帯状基材上に規定される加熱面に支持されて全体が耐熱性樹脂シートからなる被包層により被包されて成ることを特徴とするテープヒーターについて開示がされている。
特開２００５－７１９３０号公報 特開２００４－３０３５８０号公報
　テープヒータによって保温又は加熱される対象物は、例えば、内部に所定の温度で加熱若しくは保温させる必要がある液体若しくは気体を収容する、配管、フランジ、継手、バルブ等である。本発明に係るテープヒータは、これら対象物の外形状にあわせて、テープヒータを巻きつけ若しくは添わせて、該対象物と隣接して配置される。
　テープヒータは、保温等の対象となる様々な対象物の外形状に応じて、自身の形状を変化させるために柔軟なものであることが要求される。そのため、テープヒータを構成する外装材は柔軟性に富んだ材料によって構成されることが好ましい。また、対象物は１５０℃程度の保温等が必要とされる場合があり、この様な要求に対応するためにもテープヒータを構成する外装材は所定の耐熱性を有することが必要とされる。
　一方で、対象物に隣接して設置されたテープヒータは、一度設置された後は対象物の外形状に応じた形状に自身の形状を変形させた形状を、できる限り変化させないことが好ましい。一度対象物の外形状に応じて変化した自身の形状が、再び他の形状に変化してしまうと、テープヒータと対象物との間に不要な隙間ができ、結果対象物の保温等の効率が低下するからである。
　したがって、テープヒータは、対象物に設置される際は、該対象物の形状にあわせて自身を変形させるために柔軟なものであることが望まれるが、一旦対象物に設置された後は、その設置状態を変えないように、該対象物の形状にあわせて変形させた形状を保持することが望まれるものと発明者らは考えた。
　本発明の目的は、対象物を保温等するテープヒータに関し、該対象物の外形状にあわせて自身の形状を変形させて、容易に該対象物と隣接して設置ができるとともに、設置された後は該対象物の外形状に応じて自身の形状を変形させた形状を、できる限り変化させないテープヒータを提供することにある。
　上記課題を解決するための本発明のテープヒータは、対象物の外形状に応じた形状に自身の形状を変形させて、該対象物を保温又は加熱するテープヒータであって、発熱体と、前記発熱体を包んで収容する、融点が３００℃以上の樹脂製の多孔質シートにより構成される外装材と、を含むことを特徴とする。
　また、前記多孔質シートは、樹脂製のシートを延伸することによって複数の孔が形成されていることとしてもよい。また、前記多孔質シートは、ＰＴＦＥ製であることとしてもよい。
　また、前記発熱体と、前記多孔質シートと、の間に、更に金属製の薄膜を含むこととしてもよい。また、前記金属製の薄膜は、前記発熱体における前記対象物が備えられる側と前記多孔質シートとの間と、前記発熱体における前記対象物が備えられる側とは反対側と前記多孔質シートとの間と、に備えられることとしてもよい。
　また、保温又は加熱される対象物の外形状に応じた形状に沿って備えられた場合、前記発熱体から発せられる熱によって、前記外装材が前記対象物の外形状に応じて変形された形状に保持されることとしてもよい。
　本発明によれば、対象物の外形状にあわせて自身の形状を変形させて、容易に該対象物と隣接して設置ができるとともに、設置された後は該対象物の外形状に応じて自身の形状を変形させた形状を、できる限り変化させないテープヒータが提供される。
本発明に係るテープヒータの一部切欠斜視図である。 本発明のテープヒータの外装材を構成する、融点が３００℃以上の樹脂製の多孔質シートの断面の一部を拡大した図であり、該テープヒータが対象物に設置されて該テープヒータが使用されて加熱される前の状態を示す。 本発明のテープヒータの外装材を構成する、融点が３００℃以上の樹脂製の多孔質シートの断面の一部を拡大した図であり、該テープヒータが対象物に設置されて該テープヒータが使用されて加熱された後の状態を示す。 図１におけるＩＩＩ－ＩＩＩ線における断面の一例を示す図である。 図１におけるＩＩＩ－ＩＩＩ線における断面の他の一例を示す図である。 図１におけるＩＩＩ－ＩＩＩ線における断面の他の一例を示す図である。 図１におけるＩＩＩ－ＩＩＩ線における断面の他の一例を示す図である。 図１におけるＩＩＩ－ＩＩＩ線における断面の他の一例を示す図である。 図１におけるＩＩＩ－ＩＩＩ線における断面の他の一例を示す図である。 図１におけるＩＩＩ－ＩＩＩ線における断面の他の一例を示す図である。 図１にて示されるテープヒータが、対象物の外形状に応じた形状に自身の形状を変形させて、該対象物を保温又は加熱している状態を示す図である。
　本発明に係るテープヒータは、対象物の外形状に応じた形状に自身の形状を変形させて、該対象物を保温又は加熱するテープヒータであって、発熱体と、前記発熱体を包んで収容する、融点が３００℃以上の樹脂製の多孔質シートにより構成される外装材と、を含むことを特徴とする。また、本発明に係るテープヒータは、対象物の外形状に応じた形状に自身の形状を変形させて、該対象物と隣り合って配置されることによって、該対象物を保温又は加熱するテープヒータであることとしてもよい。
　ここでテープヒータによって保温又は加熱される対象物は、例えば、内部に所定の温度で加熱若しくは保温させる必要がある液体若しくは気体を収容する、配管、フランジ、継手、バルブ等である。本発明に係るテープヒータは、これら対象物の外形状にあわせて、テープヒータを巻きつけ若しくは添わせて、該対象物と隣接して配置される。
　テープヒータは、保温等の対象となる様々な対象物の外形状に応じて、自身の形状を変化させるために柔軟なものであることが要求される。そのため、テープヒータを構成する外装材は柔軟性に富んだ材料によって構成されることが好ましい。また、対象物は１５０℃程度の保温等が必要とされる場合があり、この様な要求に対応するためにもテープヒータを構成する外装材は所定の耐熱性を有することが必要とされる。
　一方で、対象物に隣接して設置されたテープヒータは、一度設置された後は対象物の外形状に応じた形状に自身の形状を変形させた形状を、できる限り変化させないことが好ましい。一度対象物の外形状に応じて変化した自身の形状が、再び他の形状に変化してしまうと、テープヒータと対象物との間に不要な隙間ができ、結果対象物の保温等の効率が低下するからである。
　したがって、テープヒータは、対象物に設置される際は、該対象物の形状にあわせて自身を変形させるために柔軟なものであることが望まれるが、一旦対象物に設置された後は、その設置状態を変えないように、該対象物の形状に馴染んだ状態で維持することが望まれる。この使用状況によって相反するテープヒータを実現するために、発明者らは鋭意検討を行い、本発明のテープヒータに想到した。
　以下、図を参照して本発明に係るテープヒータについて詳細に説明する。図１は、本発明に係るテープヒータの一部切欠斜視図である。図１に示すように本発明に係るテープヒータ１０は、発熱体２０と、前記発熱体２０を包んで収容する、融点が３００℃以上の樹脂製の多孔質シート３０Ａにより構成される外装材３０と、を含んで構成されている。
　図４は、図１にて示されるテープヒータが、対象物の外形状に応じた形状に自身の形状を変形させて、該対象物を保温又は加熱している状態を示す図である。図４においては保温等の対象物は配管（直管）であり、テープヒータ１０は、対象物２００の外形状に応じた形状に自身の形状を変形させて、該対象物２００と隣り合って配置されている。より具体的に説明すると、図４においては、テープヒータ１０は、保温等の対象物である配管（直管）の周りに巻き付けられている。
　本発明に係るテープヒータ１０を構成する発熱体２０は、例えば電気ヒータ線によって実現される。また、上記の電気ヒータ線は、特に制限されないが、ニクロム線又はＳＵＳ線であることとしてもよい。また、電気ヒータ線の消費電力は、本発明のテープヒータ１０の用途により適宜設定されるが、通常、１０～５００ワットとされることとしてもよい。
　また、係る電気ヒータ線は安全性および耐久性の面からその外周部が耐熱性且つ電気絶縁性材料などの保護材料で被覆されていることとしてもよい。また、該保護材料としては特に制限されないが、例えば、シリカスリーブまたはクロス、アルミナスリーブまたはクロス、ガラススリーブまたはクロス等が挙げられ、中でもシリカスリーブが安全に使用できる。ここで、発熱体２０には、面状に形成された面状ヒータ等も包含され、抵抗加熱を利用して発熱するものであれば良い。
　図１に示すテープヒータ１０においては、発熱体２０である１本の電気ヒータ線が外装材３０の内部に収容されている。電気ヒータ線は、外装材３０の一端から該外装材３０の内部に入り込み、外装材３０の他端でＵターンして、再度外装材３０の一端から該外装材３０の外部に取り出される。図１に示すテープヒータ１０においては、電気ヒータ線が外装材３０内部において一回のＵターンをしているのみだが、外装材３０の両端でＵターンを繰り返す構造とすることとしてもよい。
　また、外装材３０の内部において、上記説明のようにＵターンを行うことによって並んで設置される電気ヒータ線は、互いに接触しないように備えられている。
　次に、本発明に係るテープヒータ１０に用いられる外装材３０について説明を行う。本発明に係るテープヒータ１０の最大の特徴は、その外装材３０として、融点が３００℃以上の樹脂製の多孔質シート３０Ａを採用した点にある。
　本発明に係るテープヒータ１０は、対象物を１００～２００℃程度の温度で加熱若しくは保温することを想定している。このため、テープヒータ１０に備えられる発熱体２０は、２００℃以上、およそ３００℃程度まで発熱することとなる。したがって、本発明のテープヒータ１０の外装材３０を構成する多孔質シート３０Ａの融点は、３００℃以上であることとする。
　また、本発明のテープヒータ１０の外装材３０を構成する多孔質シート３０Ａの融点は、３１０℃以上であることとしてもよい。なお、本発明のテープヒータ１０の外装材３０を構成する多孔質シート３０Ａの融点の上限は、特に規定はないが、例えば、４００℃以下であることとしてもよい。
　図２Ａは、本発明のテープヒータ１０の外装材３０を構成する、融点が３００℃以上の樹脂製の多孔質シート３０Ａの断面の一部を拡大した図であり、該テープヒータ１０が対象物に設置されて該テープヒータ１０が使用されて加熱される前の状態を示す。
　また、図２Ｂは、本発明のテープヒータ１０の外装材３０を構成する、融点が３００℃以上の樹脂製の多孔質シート３０Ａの断面の一部を拡大した図であり、該テープヒータ１０が対象物に設置されて該テープヒータ１０が使用されて加熱された後の状態を示す。
　また、図２Ａ、２Ｂにおいて示される多孔質シート３０Ａの断面は、例えば、保温等の対象となる対象物と設置する側の断面であることとしてもよい。
　図２Ａ、２Ｂにて示されるように、本発明のテープヒータ１０の外装材３０を構成する融点が３００℃以上の樹脂製の多孔質シート３０Ａには、シートの面方向（図中のＺ方向）に形成された複数の孔３００が存在している。
　そして、本発明のテープヒータ１０の外装材３０を構成する融点が３００℃以上の樹脂製の多孔質シート３０Ａは、該テープヒータ１０が対象物に設置されて該テープヒータ１０が使用されて加熱される前後で、空孔率が異なるものである。すなわち、外装材３０を構成する融点が３００℃以上の樹脂製の多孔質シート３０Ａは、発熱体２０の加熱によって該多孔質シート３０Ａの空孔率が低下する。
　このように、本発明のテープヒータ１０の外装材３０を構成する融点が３００℃以上の樹脂製の多孔質シート３０Ａには複数の空孔が存在しており、熱が外部より加えられることによって、多孔質シート３０Ａの空孔率は低下し、また、多孔質シート３０Ａの空孔は該孔を埋めるように変化する。結果、該テープヒータは該対象物の形状に馴染んだ状態で維持することとなる。このことは、該テープヒータは、対象物から外れにくいということを意味している。
　また、このような多孔質シート３０Ａは、設置時は高い空孔率を有する多孔質シート３０Ａの状態であるため、該多孔質シート３０Ａの柔軟性は高く、対象物の外形状にあわせた変形が容易なものとなる。そして、所定の形状にて対象物の外形状にあわせて設置された後、発熱体２０からの熱に晒されることによって、多孔質シート３０Ａ自身は収縮し空孔率を低下させる。
　空孔率を低下させた多孔質シート３０Ａは、発熱体２０からの熱に晒される前と比較して柔軟性を低下させることとなり、該対象物の形状に馴染んだ状態で維持することとなる。結果、設置後（発熱体２０からの熱に晒された後）の多孔質シート３０Ａは、対象物の形状にあわせて自身を変形させたままの状態を容易に維持することとなる。
　より具体的には、図４に示すように、設置後（発熱体２０からの熱で晒された後）の多孔質シート３０Ａは、対象物である配管（直管）に巻き付けられた状態で、発熱体２０から発せられる熱によって、空孔率を低下させることにより、その柔軟性を変化させ、対象物である配管（直管）に巻き付けられた状態を容易に保持することとなる。
　あるいは、テープヒータ１０は、対象物である配管（直管）に巻き付けた状態で発熱体２０から発せられる熱によって、空孔率を低下させることにより、物性を剛直なものへと変化させ、対象物である配管（直管）の外形状に合わせた形状で剛直化しているため、対象物である配管（直管）から外れにくいこととしてもよい。
　このように、対象物である配管（直管）の形状に馴染んだ状態で設置されたテープヒータ１０は、該対象物を確実に保温等することとなる。
　例えば、本発明のテープヒータ１０の外装材３０を構成する多孔質シート３０Ａの空孔率は、５０％以上であることとしてもよい。空孔率が５０％以上であることによって、多孔質シート３０Ａの柔軟性は良好なものとなる。また、多孔質シート３０Ａの空孔率は、６０％以上であることは好ましく、７０％以上であることは特に好ましい。また、本発明のテープヒータ１０の外装材３０を構成する多孔質シート３０Ａの空孔率の上限は、シートの形状を維持する限りにおいては特に規定はないが、例えば８０％以下であることとしてもよい。
　また、本発明のテープヒータ１０の外装材３０を構成する多孔質シート３０Ａの加熱後の空孔率は、前記説明を行った加熱前の空孔率と比較して小さいものであることとしてもよい。例えば、本発明のテープヒータ１０の外装材３０を構成する多孔質シート３０Ａの加熱後の空孔率は、加熱前の空孔率と比較して小さいものであり、且つ、４０～７０％であることとしてもよい。加熱後の空孔率が、加熱前の空孔率と比較して低下することによって、加熱後の該多孔質シート３０Ａは加熱前の該多孔質シート３０Ａと比較して、柔軟性が低下、若しくは剛直なものとなり、該対象物の形状に馴染んだ状態で維持することとなる。
　また、多孔質シート３０Ａの空孔率を変化（低下）させるために必要な加熱温度は、多孔質シート３０Ａを形成する樹脂材料の種類や、孔の形成方法によって変化するため一概に特定の温度を規定することはできないが、例えば、本発明のテープヒータ１０の外装材３０を構成する多孔質シート３０Ａを、２００℃以上に加熱した後の該多孔質シート３０Ａの空孔率は、加熱する前の該多孔質シート３０Ａの空孔率と比較して小さいものであることとしてもよい。
　また、本発明のテープヒータ１０の外装材３０を構成する多孔質シート３０Ａを、２００℃以上に加熱した後の該多孔質シート３０Ａの空孔率は、加熱する前の該多孔質シート３０Ａの空孔率と比較して小さいものであり、且つ４０～７０％であることとしてもよい。
　また、本発明のテープヒータ１０の外装材３０を構成する多孔質シート３０Ａを、１００℃以上に加熱した後の該多孔質シート３０Ａの空孔率は、加熱する前の該多孔質シート３０Ａの空孔率と比較して小さいものであることとしてもよい。また、本発明のテープヒータ１０の外装材３０を構成する多孔質シート３０Ａを、１００℃以上に加熱した後の該多孔質シート３０Ａの空孔率は、加熱する前の該多孔質シート３０Ａの空孔率と比較して小さいものであり、且つ４０～７０％であることとしてもよい。
　ここで、空孔率は、下記の方法によって測定される。空孔率の測定に用いられる試験サンプルとしては、（ｉ）１５００ｍｍ角のシート状の試験片、あるいは（ｉｉ）φ４７ｍｍのサイズに打抜きした試験片の何れかを用意する。
　そして、用意された試験片の質量は天秤を用いて測定する。併せて、上記（ｉ）試験サンプルについては、ノギス、鋼製巻尺、又はマイクロメータを用いて、シートの縦、横、厚さを測定し、上記（ｉｉ）試験サンプルについては、ノギス、鋼製巻尺、又はマイクロメータを用いて、φ４７ｍｍのサイズに打抜きした試験片の直径、及び厚さを測定する。
　なお、上記（ｉ）試験サンプルのシートの厚さと、上記（ｉｉ）試験サンプルの厚さと、は２５か所を測定しその平均値とし、上記（ｉ）試験サンプルのシートの縦、横長さと、上記（ｉｉ）試験サンプルの直径と、は３か所を測定しその平均値とする。
　そして、上記（ｉ）試験サンプルの空孔率は、下記式（Ｉ）と、測定によって得られた各値と、を用いて算出した値とする。また、上記（ｉｉ）試験サンプルの空孔率は、下記式（ＩＩ）と、測定によって得られた各値と、を用いて算出した値とする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　なお、上記式（Ｉ）の、Ｈは気孔率（％）、Ｍは質量（ｇ）、Ｗ１は一辺（縦）の長さ（ｍｍ）、Ｗ２は一辺（横）の長さ（ｍｍ）、及びｔは厚さ（ｍｍ）を示す。式中のＤは、試験サンプルを形成する材料（すなわち第二の成形体３０Ａを形成する材料）の密度（ｇ／ｃｍ３）であり、例えばＰＴＦＥによって形成される場合、２．１７（ｇ／ｃｍ３）である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　なお、上記式（ＩＩ）の、Ｈは気孔率（％）、Ｍは質量（ｇ）、ｄは（ｍｍ）、及びｔは厚さ（ｍｍ）を示す。式中のＤは、試験サンプルを形成する材料（すなわち第二の成形体３０Ａを形成する材料）の密度（ｇ／ｃｍ３）であり、例えばＰＴＦＥによって形成される場合、２．１７（ｇ／ｃｍ３）である。
　また、多孔質シート３０Ａは、樹脂製のシートを延伸することによって複数の孔が形成されていることとしてもよい。また、多孔質シート３０Ａは、樹脂製のシートを複数の方向に延伸することによって複数の孔が形成されていることとしてもよい。また、多孔質シート３０Ａは、樹脂製のシートを二軸延伸することによって複数の孔が形成されていることとしてもよい。
　延伸よって複数の孔が形成された多孔質シート３０Ａは、加熱によって収縮する際、該延伸を行った方向に収縮することとなる。したがって、複数の方向に延伸がなされた多孔質シート３０Ａは（例えば二軸延伸された多孔質シート３０Ａは）、一軸（単方向）延伸された多孔質シート３０Ａと比較して均一に収縮することとなる。このように収縮した多孔質シート３０Ａは、対象物に対しより密接に隣接して備えられることとなり、本発明の効果を更に高めることとなる。
　また、多孔質シート３０Ａは、樹脂製のシートを加熱とともに延伸することによって複数の孔が形成されていることとしてもよい。これによって、多孔質シート３０Ａに形成された複数の孔は、加熱によって収縮しづらくなる。すなわち、多孔質シート３０Ａを所定の温度で加熱しながら延伸することによって、該多孔質シート３０Ａの収縮量の程度を調整することが可能となる。
　例えば、多孔質シート３０Ａは、樹脂製のシートを常温（０～３０℃）で延伸することによって複数の孔が形成されていることとしてもよい。また、多孔質シート３０Ａは、樹脂製のシートを３００～４００℃で加熱するとともに延伸することによって複数の孔が形成されていることとしてもよい。
　樹脂製のシートを延伸することによって複数の孔が形成された多孔質シート３０Ａは、該延伸によって内部にストレス（応力）が加えられた状態であると考えられる。このように内部に応力が作用している状態において、外部より熱が加えられると、いわゆる応力緩和により延伸によって形成された孔を埋めようとし、結果、多孔質シート３０Ａの孔径を収縮させていると考えられる。
　先に述べたように、多孔質シート３０Ａの収縮量の程度を調整は延伸時に加熱を行うことによって調節可能であり、また収縮の方向は延伸方向を調節することで可能であるため、加熱対象となる対象物の形状に馴染んだ状態で維持する最適な多孔質シートを形成するための孔径を制御することが可能となる。
　また、本発明のテープヒータ１０の外装材３０を構成する多孔質シート３０Ａの孔径は、気体透過性、及び液体非透過性を実現するために、例えば２００μｍ以下であることとしてもよい。また、本発明のテープヒータ１０の外装材３０を構成する多孔質シート３０Ａの孔径は、１００μｍ以下であることとしてもよい。
　また、本発明のテープヒータ１０の外装材３０を構成する多孔質シート３０Ａの孔径の下限値については特に規定はないが、例えば１μｍ以上であることとしてもよいし、５μｍ以上であることとしてもよい。
　また、本発明のテープヒータ１０の外装材３０を構成する多孔質シート３０Ａの加熱後の孔径は、加熱前の孔径よりも小さいものである。多孔質シート３０Ａの加熱後の孔径は、加熱前の孔径よりも小さくなるメカニズムについては、例えば上記説明したように応力緩和を利用して孔径を収縮させることとしてもよいが、例えば、多孔質シート３０Ａを形成する材料自体が膨張して孔を埋めることによって、結果、孔径を収縮させることとしてもよい。
　また、本発明のテープヒータ１０の外装材３０を構成する多孔質シート３０Ａの厚さは、例えば０．５～３ｍｍであることとしてもよい。多孔質シート３０Ａの厚さが０．５～３ｍｍであることによって、対象物に取り付ける際の施工が容易なものとなる。また、多孔質シート３０Ａの厚さは、例えば０．５～２ｍｍであることとしてもよいし、０．５～１．５ｍｍであることとしてもよい。
　また、多孔質シート３０Ａは、例えば、フッ素樹脂製であることとしてもよい。多孔質シート３０Ａがフッ素樹脂によって形成されることによって、優れた耐熱性が付与され、また耐薬品性、耐溶剤性等の性能も付与されることとなる。また、多孔質シート３０Ａは、例えば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフォルオロエチレン），ＰＦＴ（テトラフルオロエチレン－パ－フルオアルコキシエチレン共重合体），ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン－ヘキサフルオロプロピレン共重合体）などのフッ素含有ポリマーが好ましく、ＰＣＴＦＥ（ポリクロロトリフルオロエチレン），ＥＴＦＥ（テトラフルオロエチレン－エチレン共重合体），ＥＣＴＦＥ（クロロトリフルオロエチレン－エチレン共重合体），ＰＶＤＦ（ポリビニリデンフロライド）なども使用できる。また、多孔質シート３０ＡはＰＴＦＥ製であることとしてもよい。
　また、多孔質シート３０Ａがポリテトラフォルオロエチレン製である場合、該ポリテトラフォルオロエチレンは、未焼成のポリテトラフォルオロエチレンであることとしてもよい。未焼成のポリテトラフォルオロエチレンとは、換言すると、示差走査熱量（ＤＳＣ）測定において、該ポリテトラフルオロエチレンを融解した場合、検出される該ポリテトラフルオロエチレンの熱エネルギー吸収に起因するピークは複数のピークを有するポリテトラフォルオロエチレンであることとしてもよい。
　以下に、ポリテトラフルオロエチレンが、熱エネルギーを吸収する複数のピークを有するか否かについて、示差走査熱量（ＤＳＣ）測定方法と共に、より具体的に説明を行う。
　示差走査熱量（ＤＳＣ）測定は、示差走査熱量計装置（ＤＳＣ－６０Ａ：島津製作所社製）を用い、昇温速度１０℃／ｍｉｎで４００℃まで加熱し、測定対象となる試料を融解させることによって行う。そして、その際に生じる融解温度及び融解ピーク数を計測する。
　ポリテトラフルオロエチレンは結晶性高分子であり、例えば、乳化重合で製造されたポリテトラフルオロエチレンのファインパウダー（原材料）は高結晶化度（例えば高結晶化度８０％以上）の高結晶状態を有し、その融点は３３７℃を超えるものである。
　この、ポリテトラフルオロエチレンのファインパウダー（原材料）を完全に融解（焼成）させると結晶化度は低下し（例えば結晶化度約３０～７０％）、融点（ＤＳＣ測定における、熱エネルギーを吸収するピーク）が、３２７±１０℃の範囲にシフトし、該温度範囲に単一のピークとして検出される。
　これに対し、未焼成のポリテトラフォルオロエチレンの示差走査熱量（ＤＳＣ）測定結果においては、融点（ＤＳＣ測定における、熱エネルギーを吸収するピーク）が３２７℃±１０℃の範囲と、３３７℃を超える範囲と、の二か所に検出される。
　すなわち、未焼成のポリテトラフルオロエチレンにより形成された多孔質シート３０Ａは、その構造中に溶融していない部分を有するものであり、そして、結晶化度が異なるものであるため、示差走査熱量（ＤＳＣ）測定結果において熱エネルギーを吸収するピークが複数測定されることとなる。
　なお、溶融（焼成）前の結晶化度は、溶融後の結晶化度と比較して大きいものである。これは、未焼成のポリテトラフルオロエチレンによって成形された多孔質シート３０Ａは、結晶化度の異なる状態のポリマーが該多孔質シート３０Ａ内に混在することを意味している。
　このように、部分的に結晶化度が異なる未焼成のポリテトラフルオロエチレンによって形成された多孔質シート３０Ａが熱に晒された場合、構造中の結晶化度を均質化しようとするため、より多孔質シート３０Ａ内で構造変化が促進されて孔を収縮する度合いが高まることとなる。結果、未焼成のポリテトラフルオロエチレンによって形成された多孔質シート３０Ａが熱に晒された場合、加熱対象となる対象物の形状に馴染んだ状態で維持することとなり好ましい。
　また、図１に示されるように、外装材３０を構成する多孔質シート３０Ａは、該シートを畳み込むことによって内部に発熱体２０を包含することとしてもよいし、あるいは、２枚の多孔質シート３０Ａを用意して、その間に発熱体２０を挟み込んで包含することとしてもよい。
　また、外装材３０を構成する多孔質シート３０Ａの端部同士は、縫合、熱融着、接着等によって接合されることとしてもよい。あるいは、ステープラー（ホッチキス）を用いて端部同士を綴じることとしてもよい。なお、以下説明する各実施形態においては、外装材３０を構成する多孔質シート３０Ａの端部同士は縫合にて接合されている。
　上記説明を行ったテープヒータが対象物に備えられた加熱システムは、該テープヒータが、該対象物の外形状にあわせて自身の形状を変形させて、容易に該対象物と隣接して設置ができるとともに、設置された後は該対象物の外形状に応じて自身の形状を変形させた形状を、できる限り変化させないものである。
　すなわち、発熱体と、前記発熱体を包んで収容する、融点が３００℃以上の樹脂製の多孔質シートにより構成される外装材と、を有するテープヒータと、前記テープヒータによって、保温又は加熱される対象物と、を含み、前記テープヒータは、前記対象物の外形状に応じた形状に沿って備えられた後、前記テープヒータが有する前記発熱体から発せられる熱によって、前記外装材を前記対象物の外形状に応じて変形された形状に保持するように形成して備えられていることを特徴とする加熱システムが提供される。
　以下に、本発明に係るテープヒータ１０の様々な実施態様について説明する。なお、本発明のテープヒータ１０は下記実施形態に限られるものではない。
［第一の実施形態］
　図３Ａは図１におけるＩＩＩ－ＩＩＩ線における断面の一例を示す図である。図３Ａに示されるように、Ｕターンを行うことによって並んで設置される電気ヒータ線は、互いに接触しないようにお互い離間して備えられている。例えば、図３Ａで示される電気ヒータ線は、外装材３０である樹脂製の多孔質シート３０Ａに直接固定されていることとしてもよい。
［第二の実施形態］
　図３Ｂは図１におけるＩＩＩ－ＩＩＩ線における断面の他の一例を示す図である。図３Ｂに示されるように、Ｕターンを行うことによって並んで設置される電気ヒータ線は、互いに接触しないようにお互い離間して備えられている。そのため、第二の実施形態におけるテープヒータ１０は、電気ヒータ線を支持する基材４０を更に含む構成である。
　前記基材４０は電気ヒータ線を支持する基材４０であるため、耐熱性、可撓性の他に好ましくは断熱性が優れた材料から構成されることとしてもよい。かかる材料としては、例えば、ＰＴＦＥ、ＰＦＴ、ＦＥＰ、ＰＣＴＦＥ、ＥＴＦＥ、ＥＣＴＦＥ、ＰＶｄＦなどのフッ素樹脂、アラミド樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンサルファイド、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリアリレート、ポリエーテルエーテルケトン等の耐熱有機質素材またはガラス、セラミック、シリカ等の無機質素材から構成される繊維織物または不織布が挙げられ、対象とする保温または加熱温度に応じて適宜選択して使用される。また、前記材料は混合されて使用されても良い。なお、可撓性があれば上記の各素材の連続体であるシートも使用可能である。
　上記の基材４０の寸法は特に限定されないが、通常、厚さは、０．５～３．０ｍｍ程度とされ、幅は１０～５０ｍｍ程度とされ、長さは５００～１０００ｍｍ程度とされるが、必要により、より厚くまたは薄く、また、より広くまたはより狭く、或いはより長くまたは短くてもよい。必要によりこれらの基材４０を２枚以上重ねて使用することも出来る。
　また、電気ヒータ線を基材４０に支持する方法は、特に制限されないが、ガラスヤーン、シリカヤーン、アルミナヤーン、さらにはそれらをフッ素樹脂で被覆したもの等の細い耐熱性繊維または糸あるいは針金などにより電気ヒータ線とそれを固定する基材部分を巻き縫いする方法、編み目状シートで電気ヒータ線部を押さえるようにして基材状に接着する方法、電気ヒータ線自体をミシンで縫いつける方法などが挙げられる。なお、この際、熱効率の観点から可能な限り電気ヒータ線を断熱性の材料で覆わないように配慮するのが好ましい。
［第三の実施形態］
　図３Ｃは図１におけるＩＩＩ－ＩＩＩ線における断面の他の一例を示す図である。図３Ｃに示されるように、Ｕターンを行うことによって並んで設置される電気ヒータ線は、互いに接触しないように、お互いの間にて外装材３０が接合された構造を有している。
　本実施形態における電気ヒータ線間の外装材３０の接合は、縫合、熱融着、接着等によって接合されることとしてもよい。あるいは、ステープラー（ホッチキス）を用いて本実施形態における電気ヒータ線間の外装材３０を綴じることとしてもよい。なお、本実施形態においては、電気ヒータ線間の外装材３０の接合は縫合にて接合されている。
［第四の実施形態］
　図３Ｄは図１におけるＩＩＩ－ＩＩＩ線における断面の他の一例を示す図である。図３Ｄに示されるように、Ｕターンを行うことによって並んで設置される電気ヒータ線は、互いに接触しないようにお互い離間して備えられている。そして、例えば、電気ヒータ線の加熱等の対象となる対象物２００が備えられる側には、金属製の薄膜５０が備えられている。
　本実施形態に備えられる金属製の薄膜５０は、熱伝導性が優れるものである。この熱伝導性が優れた金属製の薄膜５０を備えることにより、ヒータによる発熱がテープヒータ１０の加熱側面においてより均一に分布し、加熱等の対象となる対象物を均一に加熱等することとなる。また、このことは外装材３０たる多孔質シート３０Ａに対しても均一な熱を与えることとなり、結果、テープヒータ１０の加熱側の面全体が均一に、加熱対象となる対象物の形状に馴染んだ状態となるという効果も奏する。
　また、金属製の薄膜５０は、例えば、アルミニウムによって形成されることとしてもよい。また係る金属製の薄膜５０は、破れ防止のため、必要により耐熱性フイルムなどと積層構造にして補強することも出来るが、この場合、上記の耐熱性フイルムは可能な限り薄いものが好ましい。
　また、金属製の薄膜５０の厚さは、例えば、２０μｍ～５ｍｍであることとしてもよい。金属製の薄膜５０の厚さが２０μｍ～５ｍｍであることによって、ヒータによる発熱がテープヒータ１０の加熱側面においてより均一に分布する効果を更に高めることとなる。また、本発明のテープヒータ１０を構成する金属製の薄膜５０の厚さは、例えば３０μｍ～１００μｍであることとしてもよいし、４０μｍ～７０μｍであることとしてもよい。
［第五の実施形態］
　図３Ｅは図１におけるＩＩＩ－ＩＩＩ線における断面の他の一例を示す図である。図３Ｅに示されるテープヒータ１０は、第四の実施形態のテープヒータ１０に備えられた金属製の薄膜５０を、電気ヒータ線の加熱等の対象となる対象物が備えられる側とは反対側にも、更に備えたものである。すなわち、第五の実施形態においては、金属製の薄膜５０は、前記発熱体２０における前記対象物が備えられる側と前記多孔質シート３０Ａとの間と、前記発熱体２０における前記対象物が備えられる側とは反対側と前記多孔質シート３０Ａとの間と、に備えられる。
　また、第五の実施形態に係るテープヒータ１０は、多孔質シート３０Ａの、発熱体２０を包んで収容する側の全面には、該多孔質シート３０Ａと該発熱体２０との間に備えられる、金属製の薄膜５０を更に含むものであることとしてもよい。
　このように、多孔質シート３０Ａの内側の全面に金属製の薄膜５０が備えられることによって、テープヒータ１０の使用（発熱体２０の発熱）によって、外装材３０全体にわたり均一に、加熱対象となる対象物の形状に馴染んだ状態となるという効果も奏することとなる。また、多孔質シート３０Ａの内側の全面に金属製の薄膜５０が備えられることによって、仮にテープヒータ１０の内部で粉じん、アウトガス等の汚染物質が発生したとしても、該アウトガスが該テープヒータ１０の外部に放出されることを抑制する効果を奏することとなる。
［第六の実施形態］
　図３Ｆは図１におけるＩＩＩ－ＩＩＩ線における断面の他の一例を示す図である。図３Ｆに示されるテープヒータ１０は、第五の実施形態のテープヒータ１０が、第三の実施形態のテープヒータ１０に備えられた基材４０を更に含むものである。
　第六の実施形態に係るテープヒータ１０は、対象物に設置される際は、該対象物の形状にあわせて自身を変形させるために柔軟なものであり、一旦対象物に設置された後は、その設置状態を変えないように、加熱対象となる対象物の形状に馴染んだ状態となることを実現する。更に、多孔質シート３０Ａの内側の全面に金属製の薄膜５０が備えられることによって、テープヒータ１０の使用（発熱体２０の発熱）によって、外装材３０全体が加熱対象となる対象物の形状に馴染んだ状態となり、本発明の効果を更に高めることとなる。
　また、金属製の薄膜５０が、前記発熱体２０における前記対象物が備えられる側と前記多孔質シート３０Ａとの間と、前記発熱体２０における前記対象物が備えられる側とは反対側と前記多孔質シート３０Ａとの間と、に備えられることによって、若しくは、金属製の薄膜５０が、多孔質シート３０Ａの内側の全面に金属製の薄膜５０が備えられることによって、仮にテープヒータ１０の内部で粉じん、アウトガス等の汚染物質が発生したとしても、該アウトガスが該テープヒータ１０の外部に放出されることを抑制する効果を奏することとなる。
［第七の実施形態］
　図３Ｇは図１におけるＩＩＩ－ＩＩＩ線における断面の他の一例を示す図である。図３Ｇに示されるテープヒータ１０は、第六の実施形態のテープヒータ１０の基材４０が、金属製の薄膜５０の内側の全面に備えられているものである。
　このように、金属製の薄膜５０が、前記発熱体２０における前記対象物が備えられる側と前記多孔質シート３０Ａとの間と、前記発熱体２０における前記対象物が備えられる側とは反対側と前記多孔質シート３０Ａとの間と、に備えられることによって、若しくは、金属製の薄膜５０が、多孔質シート３０Ａの内側の全面に金属製の薄膜５０が備えられることによって、発熱体２０である電気ヒータ線の固定を確実なものとし、テープヒータ１０の使用（発熱体２０の発熱）によって、外装材３０全体が対象物の形状に馴染んだ状態となるという効果や、テープヒータ１０の内部で粉じん、アウトガス等の汚染物質が発生したとしても、該アウトガスが該テープヒータ１０の外部に放出されることを抑制する効果を更に高めることとなる。
　１０　　　　　テープヒータ
　２０　　　　　発熱体
　３０　　　　　外装材
　３０Ａ　　　　　多孔質シート
　４０　　　　　基材
　５０　　　　　薄膜
　２００　　　　　対象物
　３００　　　　　孔

Claims (7)

  1. 　対象物の外形状に応じた形状に自身の形状を変形させて、該対象物を保温又は加熱するテープヒータであって、
    　発熱体と、
    　前記発熱体を包んで収容する、融点が３００℃以上の樹脂製の多孔質シートにより構成される外装材と、を含む
    ことを特徴とするテープヒータ。
  2. 　前記多孔質シートは、樹脂製のシートを延伸することによって複数の孔が形成されている、
    ことを特徴とする請求項１に記載のテープヒータ。
  3. 　前記多孔質シートは、ＰＴＦＥ製である、
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載のテープヒータ。
  4. 　前記発熱体と前記多孔質シートとの間に、更に金属製の薄膜を含む、
    ことを特徴とする請求項１乃至３いずれか一項に記載のテープヒータ。
  5. 　前記金属製の薄膜は、前記発熱体における前記対象物が備えられる側と前記多孔質シートとの間と、前記発熱体における前記対象物が備えられる側とは反対側と前記多孔質シートとの間と、に備えられる、
    ことを特徴とする請求項４に記載のテープヒータ。
  6. 　保温又は加熱される対象物の外形状に応じた形状に沿って備えられた場合、前記発熱体から発せられる熱によって、前記外装材が前記対象物の外形状に応じて変形された形状に保持される、
    ことを特徴とする請求項１乃至５いずれか一項に記載のテープヒータ。
  7. 　発熱体と、前記発熱体を包んで収容する、融点が３００℃以上の樹脂製の多孔質シートにより構成される外装材と、を有するテープヒータと、
    　前記テープヒータによって、保温又は加熱される対象物と、を含み、
    　前記テープヒータは、前記対象物の外形状に応じた形状に沿って備えられた後、前記テープヒータが有する前記発熱体から発せられる熱によって、前記外装材を前記対象物の外形状に応じて変形された形状に保持するように形成して備えられている、
    ことを特徴とする加熱システム。
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