JPH01124991A - 感熱発熱線 - 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】 〔技術分野〕 本発明は、コード状の発熱線に温度検知の為のサーミス
タ機能を組み込んだ電気カーペット等として使用可能な
感熱発熱線に関するものである。

〔背景技術〕

この種の感熱発熱素子には第５図に示す感熱面状発熱体
あるいは第６図に示す感熱発熱線があシ、電気毛布や電
気カーペット等に実用化されている。

第５図において、１は発熱電極、２は温度検知電極、３
は分割反射電極、４ａはポリエステルフィルムの如き絶
縁層、４ｂはポリエチレンフィルムの如き絶縁層兼熱接
着層、７ａは感熱材料（Ｎｙ１２系）を示す。第６図に
おいて、５はポリエステルよシ糸の如き中芯、６は内巻
発熱電極、７ｂは感熱材料（ＰｖＣ系）、８は外巻温度
検知電極、９はポリエステルの如き分離層、ｌＯは絶縁
外被層（ＰｖＣ）を示す。

この種の感熱発熱素子に用いられる感熱材料としては、
負特性を示す材料としてＮｙ　１２樹脂にに！等のハロ
ゲン化化合物を添加したもの、あるいは可塑剤を含有す
る可塑化ＰＶＣに、界面活性剤や第４Ｒアンモニウム塩
を添加したものが用いられておシ、いわゆるイオン伝導
特性を応用したもので、特にマイナスイオンが支配的に
、伝導特性に寄与していることも知られている。

さらに、近年、電気カーペットの表面材を、−段とカー
ペットカバーに仕上げたり、あるいは本物志向のカーペ
ットカバーを使用することにより、より本物志向のカー
ペットに仕上げたり、床暖房のみで主暖房を行う傾向が
あられれており、前者の場合は、表面材、カバー材の断
熱性が大きいので内部の発熱素子の温度は、従来よシも
高温にしないと表面温度が充分でない。また後者の場合
には、電気カーペットの低温輻射暖房の暖房面積を広く
とること、つまシミ気力−ペットのサイズを大きくする
ことや、発熱量を多くすることが求められておシ、部分
的な断熱状態（ザブトンを置くなど］の使用にあっては
、部分的な温度が高温になってしまう程度が従来よシは
大きくなる、つまシ従来よシ最高温度が高温になるとい
う傾向があられれている。このような状況にあっては、
高温状態でイオン伝導が発生するので、マイナスイオン
と発熱電極である銅糸材料との間で′ＷＬ気的な腐食や
銅系材料の酸化現象が発生し、またいわゆる１銅書現象
′として知られている感熱樹脂材の劣化現象が加速度的
に進行し、マイナスイオンの減少や、電極と感熱樹脂材
間に発生する腐食又は酸化物質によって特に高温領域に
おいて、温度〜インピーダンス特性が初期の値に比べて
大きく増加してしまい、温度検知が正確に行えないとい
う欠点があった。

そのために、従来は、感熱発熱素子の実用範囲が限定さ
れており、ワット数の小さい小型商品や高温度にならな
い商品に限定されていたり、部分的高温状態を検知する
能力の劣るイオン伝導によらない感熱樹脂が使われたり
、また、特公昭４−３０６５１号公報に示されているよ
うなステンレス電極を用いた、感熱線と発熱線を別々に
用いるｉｌ！ｌ勇気ペットが実用化されている。この種
の電気カーペットにあっては、感熱線が発熱線と分離し
ているために、発熱線の局所的な温度異常を発見できな
いので安全性が劣る。また、２本の線を配線する必要が
あるので、製造工数が多く要る等の欠点があった。

そこで、感熱発熱線の改良として感熱電極に腐蝕しない
ようにメッキを施こす方法を検討したが、感熱電極の一
方が発熱電極を兼ねておシ、必要ワット数を得るための
発熱電極の寸法が必然的に決まるため感熱電極の寸法選
定の自由度が限定され比較的断面積の大きなリボン状の
材料を使用する必要性が生じ、芯材にリボン状のメッキ
を施した電極材料をスパイラル状に巻き上げて、内巻会
金属導体電極を形成すると、メッキ層にクツツクが発生
して銅系材料が露出し、前述の高温域における温度〜イ
ンピーダンス特性の安定性が阻害される問題があった。

また、クツツクが発生しない様に太い芯材にスパイツ〃
状に巻くと、ピッチが大きくなシ、感熱発熱線の屈曲性
能が劣ったシ、導体の断面積を大きくする必要が生じ発
熱線が太くなシ夾用的でなくなったシ、材料を多く必要
とする等の問題があった。

さらに、感熱発熱線にあっては、導体抵抗とともに、同
時にインピーダンス値の製造パフツキを管理範囲内に入
れるととも従来の発熱線と感熱線式 を別々に組合せた形憫の発熱線になかった要素として必
要になる。

また、発熱線そのものを細く仕上げることも製品化の際
には重要な要素である。

〔発明の目的〕

本発明は、サーミスター特性（Ｂ定数）が大きく、しか
も高温条件で使用してもサーミスター特性の経時変化が
なく、温度感熱電極の一方が発熱線を兼ね、極めて安全
性が高く、屈曲性能が良く、細線化可能で、製造のバラ
ツキの小さい感熱発熱線を提供することにある。

〔発明の開示〕

この発明は、芯材に内巻金属導体電極をスパイラル状に
巻装し、その表面に感熱樹脂層を介して外巻温度検知電
極をスパイラル状に巻装し、絶縁外被仕上げを施してな
る感熱発熱線に於いて、前記内巻金属導体電極を複数本
の金属素線の集成体とし、かつ、素線が腐食や感熱樹脂
材の劣化を発生させない金属、または金属被覆体で形成
されると共に、更に前記外巻温度検知電極も腐食や感熱
樹脂材の劣化を発生させない金属又は金属被覆材で形成
され、前記内巻金属導体電極又は外巻温度検知ｗｔ極の
いずれか一方が発熱線を兼ねてなる感熱発熱線とするも
のである。

しマ 以下、本発明を実施例と戸げた第１図〜第２図に基づい
て説明する。

第１図はこの発明の第１実施例である。図において、ポ
リエステルよシ糸（φ０．４）から成る芯糸５、に複数
本のＮｉメッキ層１１が施された銅系素線（φ０．１２
Ｘ４本）よシ成る内巻金属導体を極６′を巻装し、可塑
化塩化ビニルに第四級アンモニウム塩を添加して成るイ
オン伝導性の負特性の感熱樹脂１；ｔ７を介して、Ｎｉ
メッキ＠　１１を施された銅系リボン材よ）成る（　０
．５　ｘ　Ｏ，０５）外巻温度検知電極８′を巻装し、
その上に分離層９を介して絶縁外被１０の仕上げをされ
た感熱発熱線である。

本実施例にあっ゛ては、内巻金属導体電Ｗｉ６’をリボ
ン状から複数本の素線を密着して巻き上げることにより
　、Ｎｉメッキ層１１にクツツクが生じない様にするこ
とが可能になった。その理由は仮にリボン状の導体をス
パイラル状に巻くと、曲げ応力以外にねじシ応力が強く
作用すること、及びメッキリボン線を作る方法が１イｊ
メッキした丸線をリボン形状に圧延する。１嗜丸線をリ
ボン状に圧延した後メッキする。の２通シの方法が考え
られるが、前者の場合はメッキ部の厚さが均一にならな
いこと（圧延のため）。及び圧延によってメツ゛キ層が
加工硬化する。後者の場合は、特にコーナ一部のメツｉ
厚さが薄くなってしまうことによシ、いずれにしてもメ
ッキ厚さが安定しないこと。の２つの理由によシメッキ
層にクツツクが生じ易くなる。

逆に本発明の如く、複数本の素線に分割してその素線毎
にメッキ層を施したものを密接したものはメッキ層が安
定する。即ち、スパイクル状に巻き上げた場合には曲げ
応力はかかるが、ねじれ応力についてはリボン形状に比
べてはるかに小さいこと。及び、メッキ緊線はメッキし
た丸線をダイスで引き伸ばして作る方法が生産性が高く
、−殻内で、周囲全体のメッキ層厚さにバフツキが生じ
に＜＜、強靭なメッキ層が得られること。の２つの理由
によりメッキ層にクツツクが生じにくくなる。

又、複数本の素線を密着して巻き上げると、内来品よシ
もインピーダンス直の製造バフツキが小さくなることが
わかった。

外巻温度検知電極８′にＮｉメッキ層１１を施したリボ
ン形状の導体を用いたのは感熱樹脂材７Ｖζ外巻温度検
知電極８′の食い込み量のコントロールがし易くインピ
ーダンス値の製造バフツキを小さくできるためである。

なお、外巻温度検知電Ｗ１８′は巻きによる曲げＲが大
きいのでメッキ層のクツツク発生に大きな心配はない。

次に、感熱樹脂材７として塩化ビニル系材料を選定した
のは、前記の様に外巻温度検知ＷｌＦＭ８’をある程度
感熱樹脂材７に食い込ませることが可能となり、感熱発
熱線を屈曲させてもスパイラル形状がずれを生じること
がないので、屈曲を繰シ返してもピッチに狂いを生じる
ことがない。また、ポリアミド系の感熱樹脂材に比べ、
吸湿性も低く、インピーダンス＋Ｚｌ特性が安定すると
いう効果も合わせて持たせられる。

なお電極にメッキを施こした場合と施こさない場合との
特性を示したのが第３図で、１００℃雰囲気でムＣ１０
０Ｖ　、６０　Ｈｌを０Ｎ１０秒、ＯＦＦ　ｍ秒ノサイ
クルで印加した場合について、電圧降下法で測定したイ
ンピーダンスの経時変化で示している。

同図から鋼材が露出した場合はインピーダンス姑＋２＋
が著しく変化し、メッキを施したものはインピーダンス
１２１が安定していることがわかる。

第２図は、本発明の他の実施例を示したものである。芯
材５に複数本のＮｉ材の素線の集成体より成る内巻金属
導体電［６’を巻装し、感熱樹脂材７を介してＮｉ材よ
シ成るリボン状の外巻温度検知電極８”を巻装した場合
で、内巻、外巻共にＮｉ　材を使用しているので小径に
巻き上げてもクツツク発生による鋼材の露出の恐れはな
く、インピーダンス１ｚ１安定性に効果のある金属材料
の中では鋼材に匹敵する強度を有しており実用化が可能
である。

また、Ｎｉ材は鋼材に比べ体積固有抵抗値が大きいが、
小径の芯材５に巻くことが可能になるので鋼材にメッキ
を施した場合と同様の発熱抵抗値の設計も可能である。

さらに、素線やリボン状線を加工する際に、ダイスによ
る引き伸ばしや圧延加工を行ってもメッキ層にＭ峙が発
生して鋼材の露出することもなくスパイラル状に巻き上
げる工程など、発熱線を製造する工程で摺漠による鋼材
露出の恐れがなく製造し易い効果がある。

また、特に図示しないが、内儀金属導体′ｒ！ＬＩＦＭ
と外積温度検知電極は、目的の抵抗値によってメッキ線
とＮｉ線を組合わせて使うことが可能である。

〔発明の効果〕

上述する如く本発明感熱発熱線は以下の効果を有する。

イ；　内巻金属導体電極を複数本の素線の集成体にした
ことにより、感熱発熱線は繰シ返えし折シ曲げに対する
屈曲性能が向上する。

＋ｃ１　　メッキ層のクツツク発生が防止できるのでサ
ーミスター特性の劣化がなくなる。

囮　内巻金属導体電極にＮｉ材より成る複数本の緊線の
集成体を使用することにより感熱発熱線の細線化ができ
る。

に）内巻金属導体電極又は外巻温度検知電極の一方又は
双方にＮｉ材を使用すると製造工程での摺傷による鋼材
の露出の心配がなく製造が容易になる。

幽　内巻金属導体電極を複数本の素線の集成体にするこ
とによシ感熱樹脂材の電極への密着性が良くなシ、イン
ピーダンス１２１の製造バラツキが小さくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す感熱発熱線の斜視図
。第２図は本発明の他の実施例を示す感熱発熱線の斜視
図。第３図は１００’Ｃ雰囲気中でＺｏ。 Ｖ６０Ｈｚ印加した場合の電ｍ材料のインピーダンス１
２１の経時変化を示す特性図。第４図は従来例を示す面
状感熱発熱体の断面図。第５図は従来例を示す感熱発熱
線の斜視図である。 ５：芯材、６．６″、６＃：内巻金属導体ｗｌ極、７：
感熱樹脂層、８　、８’、　８’：外巻温度検知電極、
１０：絶縁外被、１１：金属被覆層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）芯材に内巻金属導体電極をスパイラル状に巻装し、
   その表面に感熱樹脂層を介して、外巻温度検知電極をス
   パイラル状に巻装し、絶縁外被仕上げを施してなる感熱
   発熱線に於いて、前記内巻金属導体電極を複数本の金属
   素線の集成体とし、かつ、素線が腐食や感熱樹脂材の劣
   化を発生させない金属又は金属被覆体で形成されると共
   に、更に前記外巻温度検知電極も腐食や感熱樹脂材の劣
   化を発生させない金属又は金属被覆材で形成され前記内
   巻金属導体電極又は外巻温度検知電極のいずれか一方が
   発熱線を兼ねてなる感熱発熱線。 ２）前記内巻金属導体電極を形成する複数本の素線が銅
   材であり、Ｎｉなどの腐食や感熱樹脂材の劣化を発生さ
   せない金属でメッキを施されてなる特許請求の範囲第１
   項記載の感熱発熱線。 ３）前記内巻金属導体電極を形成する複数本の素線がＮ
   ｉなどの腐食や感熱樹脂材の劣化を発生させない金属で
   ある特許請求の範囲第１項記載の感熱発熱線。 ４）前記外巻温度検知電極が銅材であり、Ｎｉなどの腐
   食や感熱樹脂材の劣化を発生させない金属でメッキを施
   されて成る特許請求の範囲第１項記載の感熱発熱線。 ５）前記外巻温度検知電極がＮｉなどの腐食や感熱樹脂
   材の劣化を発生させない金属である特許請求の範囲第１
   項記載の感熱発熱線。 ６）前記感熱樹脂材が塩化ビニル樹脂であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項、第２項、第３項、第４項
   、または第５項記載の感熱発熱線。