JPH0422552Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は電気カーペツト、保温マツト、パネル
ヒータ等に使用されるコード状の発熱線を蛇行状
に配設した接着可能なヒータユニツトに関する。

従来の技術 従来、コード状の発熱線を蛇行配設したヒータ
ユニツトは特公昭59−30407号公報、実公昭58−
33667号公報の内で開示されており、その代表例
を第８図に従つて詳述すると、２１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で被覆後
最外殻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を被覆してなる発熱線、２４は一対の電極間に
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
添加してなる感熱層を有しそれら全体を軟質のポ
リ塩化ビニルの絶縁外被２２で被覆後最外殻に結
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２３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け固定する機能と面
状採暖具として例えばマツ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0.1〜0.2mmの接着フ
イルムである。融着性被復層２３は蛇行配列した
コード状の発熱線２１及び温度検知線２４を接着
フイルム２５の面に仮付け固定する為に設けられ
たものであることから、接着フイルム２５と同系
材質の結晶性樹脂が使われ、接着フイルム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ツトが形成される。

考案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58−33669号
公報で開示されているヒータユニツトによれば、
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を接着フイルム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ツト
を表地とマツ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、その製造法は画期的方法であり
長年この方法により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
るものがあつた。

しかしながら従来のヒータユニツトは以下に示
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と接着フイルム２５とを同
時に短時間で熱圧着により溶着するためには
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２１がわずかの圧
力バ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２１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設の作業性が低下す
る。

(3) ヒータユニツトをマツト地と表地との間に介
在させて熱圧着すると接着フイルム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
の接着フイルム２５がマツト地と表地とを接合
しなかつたり接着強度が不十分となり耐久寿命
の信頼性が劣つていた。

(4) 融着性被覆層２３は面状採暖具に組込まれた
後は表地とマツ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
にくかつたり、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つていた。

問題点を解決する為の手段 本考案は従来の欠点を解決する為に蛇行状に配
設したコード状の発熱線と、この発熱線の最外殻
にエチレンプロピレン樹脂成分とエチレンプロピ
レンゴム成分との組成物からなりかつゴム硬度で
50〜100の特性を有する熱可塑性エラストマーの
絶縁外被との接触面に溶着固定される100〜148℃
に融点を有しかつポリエチレンを主成分とするポ
リオレフイン系樹脂の接着フイルムとからヒータ
ユニツトを得るものとした。

作 用 発熱線の最外殻に被覆したエチレンプロピレン
樹脂成分とエチレンプロピレンゴム成分とからな
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イン系の接着フイルム
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
着フイルムとが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
くなつても柔軟性を有しコード状の発熱体が細
くできる。

実施例 以下本考案の一実施例について図面に従い詳述
する。

第１図は本考案のヒータユニツトの要部断面図
を示したものであり、１は発熱線２の最外殻に押
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エチレンプロピ
レン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
フイン系樹脂例えば115℃に融点を有するポリエ
チレンの接着フイルムである。

第２図は本考案の別の実施例を示したものであ
り、１ａはコード状の発熱線２ａの最外殻に押出
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エチレンプロピレ
ン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℃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イン
系樹脂をラミネート加工してなる接着フイルムで
あり、熱圧着により蛇行配設された発熱線２ａの
最外殻に設けた絶縁外被１ａと接触する接着フイ
ルム３ａとが溶着固定される。

第３図は本考案の別の実施例のヒータユニツト
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６の最外殻に押出加工によ
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エチレンプロピレンゴム成分
とからなる熱可塑性エラストマーの絶縁外被、３
ｂはポリオレフイン例えば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％添加し
た組成からなる接着フイルムであり、接着フイル
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６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。

第４図は第１図で示したヒータユニツトで用い
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１０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エチレンプロピレンゴ
ム成分とからなる熱可塑性エラストマーであり、
発熱線２ｂが異常温度になつた場合にはヒユーズ
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。

第６図は第３図で用いられる温度検知線６の構
造図を示したものであり、１３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１３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％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
ば可塑性の外部への移行を防止する耐熱フイルム
からなる遮閉層、１ｂは遮閉層１７の外周囲に押
出加工により被覆された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１
４と外部電極１６との間にある感熱層１５はイン
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５の発熱電流を制御できるような
特性を有する。

第７図は第３図に示したヒータユニツト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
リプレピレン、ナイロン等の繊維をニードルパン
チ加工して得られるフエルトからなるマツト地、
１９はポリエステル繊維をニードルパンチ加工し
た表地であり、ヒータユニツト２０をマツト地１
８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とがマツト地１８の中
へ埋没しかつ接着フイルム３が溶融してマツト地
１８と表地１９とを接合する。

次に前記構成における作用を詳述する。

最外殻にエチレンプロピレン樹脂成分とエチレ
ンプロピレン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１，１ａ，１ｂを押出
加工により被覆したコード状の発熱線２，２ａ，
２ｂ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
イン系樹脂の接着フイルム３，３ａ，３ｂを載置
してヒータユニツトを作成した場合、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と接着フイルム３，３ａ，３
ｂ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２
３のように全てが溶融しなければならない溶着で
きないのに対して、本考案の熱可塑性エラストマ
ーを用いた絶縁外被１，１ａ，１ｂ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
融して接着フイルム３，３ａ，３ｂのポリオレフ
イ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ツトができる。

熱可塑性エラストマーの硬度をゴム硬度で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0.5〜1.0mmの厚さになるよう押出
コーテイ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慮して初期厚みの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つ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
を維持しにくくなり、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
ヒータユニツトを作成する際の過熱圧着により熱
変形が大きくなつて絶縁層の厚みが確保できなく
なつ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30％以下になるような60〜85のゴム
硬度が本考案の絶縁外被１，１ａ，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
ツ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イルム３，３ａ，３ｂ
の成分であるポリオレフイン樹脂と熱圧着により
溶着する作用をし、エチレンプロピレンゴム成分
は熱圧着時の変形を元の形状に復元したり、機械
的な圧縮に対して元の形状に復元する作用をす
る。従つてエチレンプロピレン樹脂成分と親和性
の良いエチレンプロピレン成分が適し、耐熱性、
ゴム弾性、成形性、接着性等から最も適してい
る。

接着フイルム３，３ａ，３ｂにポリオレフイン
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１，１ａ，１ｂと熱圧着で容易に溶着固
定できること、0.1〜0.2mm厚さでヒータユニツト
としての腰があること、他の部材間にはさんで熱
圧着した際に低温でも容易に一体接着できるこ
と、更に材料コストが安価であることによる。ポ
リオレフイン系樹脂の融点を100〜148℃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ツ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，１ｂを著
しく変形して好ましくない為である。

以上詳述した如く、コード状の発熱線２，２
ａ，２ｂの最外殻にエチレンプロピレン樹脂成分
とエチレンプロピレンゴム成分とからなる熱可塑
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
リオレフイン系樹脂の接着フイルム３，３ａ，３
ｂを載置してそれらの接触面を熱圧着により溶着
固定してヒータユニツトを得ることによつて、次
の作用が望める。

(1) エチレンプロピレン樹脂成分と100〜148℃に
融点を有するポリエチレンを主成分とするポリ
オレフイン系樹脂の接着フイルム３，３ａ，３
ｂ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、機械的なストレスや荷重が加わつて
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、気温が低くなつて
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ツトを表
地とマツ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、発熱線２，
２ａ，２ｂの端末処理が楽になる。

(5) ヒータユニツトを表地やマツト地の間に介在
させて一体接合したものは、接着フイルム３，
３ａ，３ｂが表地とマツ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１，１
ａ，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。

考案の効果 以上詳述した如く、本考案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
フイン系樹脂の接着フイ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ツトが得られ、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、発熱線
の蛇行配設ミスを防止できて作業性を大幅に向
上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第３図は本考案の実施例を示す要部
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３図に用いる発熱
線と温度検知線の構造図、第７図は本考案のヒー
タユニツトを適用した面状採暖具の要部断面図、
第８図は従来のヒータユニツトの要部断面図、第
９図は本考案の熱可塑性エラストマーの特性図を
示す。 １，１ａ，１ｂ……絶縁外被、２，２ａ，２ｂ
……発熱線、３，３ａ，３ｂ……接着フイルム。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 蛇行状に配設したコード状の発熱線２，２ａ，
   ２ｂと、この発熱線２，２ａ，２ｂの最外殻に被
   覆した絶縁外被１，１ａ，１ｂとの接触面に溶着
   固定される接着フイルム３，３ａ，３ｂとからな
   るヒータユニツトにおいて、前記絶縁外被１，１
   ａ，１ｂがエチレンプロピレン樹脂とエチレンプ
   ロピレンゴムとを含有するゴム硬度が50〜100の
   熱可塑性コラストマーからなり、かつ、前記接着
   フイルム３，３ａ，３ｂが100〜148℃に融点を有
   するポリオレフイン系樹脂からなることを特徴と
   するヒータユニツト。