JPS61248385A - ヒ−タユニツト - 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】 産業上の利用分野 本発明は電気カーペット、保温マット等に使用されるコ
ード状の発熱作用をする感熱線を蛇行配設した接着可能
なヒータユニットに関する。

従来の技術 一般に電気カーペットや保温マント等に使用する面状発
熱体としてのヒータユニットには金属箔を所定のパター
ンにエツチングして両面に絶縁フィルムと接着フィルム
を多層ラミネートしたフィルムヒータユニットと、コー
ド状の発熱作用をする感熱線を蛇行配列した後接着フィ
ルムに融着固定したコード状のヒータユニットとがあり
、それぞれマット地と表地との間に配設して加熱加圧に
より一体化して床面状採暖具として使用されている。

ところがフィルムヒータユニットを使用した床面状採暖
具は誤まって鋭利な刃物で刺された場合に感電や動作不
能になり易いこと、冬期以外には小さく折りたたんで収
納しにくいこと、製造コストが高くつくこと等からコー
ド状のヒータユニットを使用した床面状採暖具が圧倒的
に多く使用されている。

従来、コード状の発熱作用をする感熱線を用いたヒータ
ユニットは特公昭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６図で詳述すると、１４は一対の電極間にポリアミ
ド樹脂の感熱層を有してそれら全体を塩化ビニルの絶縁
外被１５で被覆径最外かくに融着被覆層１６を被覆して
なる感熱線、１７は蛇行配設した感熱線１４を固定しか
つ床面状採暖具としてマット地と表地とを接着一体化す
る機能を有する接着フィルムである。接着フィルム１７
はマット地と表地とを加熱加圧により短時間で一体化さ
せかつ感熱線１４を熱変形させない為に１００〜１３０
℃の温度領域で融点を有する結晶性樹脂が適し９例えば
ポリエチレン、共重合ナイロン、共重合ポリエステル等
が好ましい。また蛇行配列した感熱線１４を接着フィル
ム１７に固定する為に、接着フィルム１７と同系材質の
融着被覆層１６が感熱線１４の最外かくに予め施されて
おり、感熱線１４と接着フィルム１７との接触部で接着
フィルム１７９Ｉｌｌから加熱加圧することにより、融
着被覆層１６と接着フィルム１７とが溶融して冷却すれ
ばヒータユニットが得られる。

発明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５８−３３６
６７号公報で開示されているヒータユニットによれば。

蛇行状に配設したコード状の感熱線を接着フィルム上に
融着固定したものであるから、複数本の感熱線であって
も人手がかからず全自動で蛇行配役及び融着固定できる
ことから量産性に優れ、かつマット地と表地との間に得
られたフィルムユニットを介在させて加熱加圧すること
により少ない構成材料にもかかわらず確実な接合体が得
られ、その製造法は技術的にも画期的方法であり長年そ
の製造法により性能が優れ、かつ安価な床面状採暖具を
多数製造し、その産業上の効果は大なるものがある。

しかしながら、従来のヒータユニッ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）　　接着フィルム及び融着被覆層は１００〜１３
０℃の融点を有し１両者を融着固定するには１６０〜１
８０℃の高温で１〜１０秒間加圧しなければならない。

融着スピードを上げるには温度を１６０〜１８０℃の高
温にして加圧しなければならないことから、感熱線の絶
縁外被を変形させてしまい耐圧不良になる恐れを有して
いた。

（２）融着被覆層はポリエチレン、共重合ナイロン。

共重合ポリエステル等の結晶性樹脂であることから、冬
期の気温が低い時には硬くなって柔軟性を失い蛇行配設
の作業がしにくくなり、配役効率が低下する。

（３）　　一対の電極間にポリアミド樹脂の感熱層を設
けて感熱層の温度−インピーダンス特性を利用して１本
のコード状発熱体で発熱作用と温度検知作用を兼ねたヒ
ータユニットを作った場合。

感熱線の最外かくに設けた融着被覆層が感熱層の吸湿し
た水分の脱湿を阻害する為、床面状採暖具として長期間
未使用のものを通電しても所定の温度に昇温しない欠点
があった。

すなわち、ポリアミド樹脂の感熱層は吸湿することによ
りインピーダンスが低下し、制御回路側からみると温度
が上った状態と等節回路になることから１発熱線に流す
電流を小さく制御してしまう。ところが同じポリアミド
系感熱層でも融着性被覆層がなければ、わずかの通電発
熱によって容易に脱湿してしまうので、実用上問題ない
程度の速熱性が得られる。このことから、融着性被覆層
があるために発熱作用と温度検知作用を兼ねた一本のコ
ード状の感熱線でヒータユニットができず。

より高い信頼性とより安価な床面状採暖具を得ることが
できなかった。

問題点を解決する為の手段 本発明は従来の欠点を解決する為に長期間かつ鋭意検討
の結果なされたもので、接着フィルムが１００〜１３０
℃に主融点をもつポリオレフィン樹脂を主成分とする構
造接着層と構造接着層よりも低い８０〜１２０℃に主融
点あるいは軟化点を有するカルボニル基を有する樹脂の
仮付接着層との複合層とし、一方が発熱作用をする一対
の金属導体の間にポリアミド系樹脂の感熱層を設けてそ
れら全体を塩化ビニル系樹脂の絶縁外被で被覆した感熱
線とし、接着フィルムと感熱線とを接着フィルム側から
加熱加圧することにより絶縁外被と仮付接着層とを融着
固定してヒータユニットを得るものとした。

作用 接着フィルムの仮付接着層が構造接着層の主融点あるい
は軟化点よりも低くしてあり、材料組成的に絶縁外被と
接着し易い配合にしであることから、絶縁外被の熱変形
が著しく起らない１００〜１４０℃の温度で加熱加圧し
て融着できる。

また感熱線の最外かくけ塩化ビニルの絶縁外被であるこ
とから、感熱線の硬さが著しい温度依存性を示さず常に
柔軟性があり、感熱層の脱湿の阻害をしない。

実施例 以下本発明の一実施例につき図面に従い詳述する。

第１図は本発明のヒータユニット１０の要部断面を示し
たものであり、１は１００〜１３０℃に主融点を有する
ポリオレフィン樹脂を主成分とする構造接着層２と構造
接着層２の主融点あるいは軟化点より低いカルボニル基
を有する樹脂例えばポリウレタン、共重合ポリエステル
、酢酸ビニル等の少なくともいずれか一種類からなる仮
付接着層６との複合層とからなる接着フィルム、４は第
２図で示す感熱線、９は仮付接着層３と感熱線４とを融
着固定する際に必要でかつ電気絶縁作用を果す塩化ビニ
ルからなる絶縁外被である。

第２図は感熱線の構造を示したものであり、５はポリエ
ステル、耐熱ポリアミド等からなる芯糸。

６は芯糸５の外周囲にスパイラル状に巻着された発熱作
用をする銅、銅合金等からなる金属導体。

７は芯糸５及び金属導体６の外周囲表面に被覆した温度
によってインピーダンスが負の傾きで著しく変化しかつ
１５０〜１９０℃に主融点を有するポリアミド樹脂例え
ばナイロン１）．ナイロン１２．共重合ナイロン１）等
の少なくともいずれか一種類からなる感熱層、８は感熱
層７の外周囲にスパイラル状に巻着して感熱層７の温度
によるインピーダンスの変化を漏洩電流として検出する
温度検知作用の銅、銅合金等からなる金属導体、９は感
熱層７及び金属導体８の外周囲に被覆した塩化ビニル樹
脂の絶縁外被である。

第６図は本発明のヒータユニット１０を適用した床面状
採暖具の要部断面を示したもので、１は接着フィルム、
４は接着フィルム１に予め蛇行配設し融着固定してなる
感熱線、１）は羊毛、ポリエステル、ナイロン、アクリ
ル等の繊維を二一ドルノ（ンチ加工してなるマント地、
１２はポリエステル。

ナイロン、アクリル等の繊維を二一ドルノくンチ加工あ
るいはタクト加工してなる表地であり、マット地１）．
ヒータユニット１０９表地１２の順に載置した後三者を
１２０〜１６０℃の温度で加熱加圧することによって接
着フィルム１を溶融させて次に冷却することにより表地
１２とマント地１）とを一体接合させる。

第４図は第３図のマント地１）と表地１２との界面の要
部断面を示したもので、１）はマント地、１２は表地、
２はマント地１）と表地１２とを接着一体化する構造接
着層、３はマント地１）の表層に含浸した仮付接着層を
示す。

第５図は本発明のヒータユニットの他の実施例を示した
ものであり、４は最外かくに塩化ビニルの絶縁外被を被
覆してなる感熱線、１３はアルミニウム箔、不織布、寒
冷紗９紙等からなる芯材、２は芯材１２の両面に設けた
構造接着層、３は片面の構造接着層２の表面に設は感熱
線４の絶縁外被９と加熱加圧により接着するカルボニル
基を有する樹脂例えばポリウレタン、共重合ポリエステ
ル。

酢酸ビニル等の少なくともいずれ一種類からなる仮付接
着層である。

次に前記構成における作用を説明する。

接着フィルム１が融点の高い構造接着層２と構造接着層
２よりも融点あるいは軟化点の低い仮付接着層ろとの複
合層にしたことにより、蛇行配列した感熱線４の絶縁外
被９と仮付接着層６とを構造接着層２の方向から加熱加
圧によって融着固定した際、構造接着層２は著しい変形
をしないことから熱収縮のないヒータユニット１０が得
られる他に、密度が低く厚い断熱性の優れたマント地１
）と密度が高く薄くて熱伝導の良い表地１２とを加熱加
圧により接着フィルム１を溶融して接着一体化する際に
低融点あるいは低軟化点の仮付接着層６が先に浴融して
多孔質のマント地１）の表層に含浸して次に構造接着層
２が溶融することから構造接着層２が表地１２とマント
地１）に同程度の接着強度を発揮する。

構造用接着層２は１００〜１３０℃の主融点を有する結
晶性樹脂であれば良く、ポリオレフィン系樹脂でポリエ
チレンの単体、ポリエチレンと酢酸ビニルの共重合体あ
るいは混合体、ポリエチレンとエチレンプロピレンとの
共重合体あるいは混合体等が適し、その厚みは１０８〜
Ｉ］、２ｍｍ好ましくは０．１〜１）１５　ｍｍが良好
な接着強度及び取扱い易いヒータユニット１０が得られ
る。

仮付接着層３の目的は感熱線４の絶縁外被９と絶縁外被
９が熱変形しない低温の加熱加圧で接着させる必要があ
ることから、絶縁外被９の塩化ビニルの材質と相性の良
いことが不可欠であり、その為にはカルボニル基（ｃ＝
ｏ　）を有する樹脂が適している。カルボニル基を有す
る樹脂の中で塩化ビニルと強い接着強度を発揮する樹脂
としては８０〜１２０℃に融点を有する共重合ポリエス
テル、７０〜９０℃に融点を有する酢酸ビニル、８０〜
１２０℃に軟化点を有するポリウレタン等があり、これ
らを単一の層でなく、多層の複合物として仮付接着層６
を形成しても良い。

また仮付接着層６の樹脂層は絶縁外被９との接着性を向
上するさせる為に、上述した樹脂を主成分とし粘着付与
剤仮えば低分子のワックスやポリエステル系の滑剤ある
いは可塑剤を０．１〜１０重量％添加してもよい。更に
は絶縁外被９の中に粘着付与剤を添加すれば接着強度の
著しい向上が望める。

仮付接着層６を構造接着層２と複合化する方法としては
、予め構造接着層２を作成しておき仮付接着層６の樹脂
を押出溶融でフィルム化しながら構造接着層２と貼合わ
せる方法、構造接着層２と仮付接着層５とをそれぞれフ
ィルムに作成しておき両者をバインダー例えばアクリル
系接着剤で貼合わせる方法、あるいは予め構造接着層２
をフィルムに作成して仮付接着層乙になる樹脂を溶剤で
溶解させた液状態を塗布乾燥させる方法等があり。

その厚みは絶縁外被９との接着強度を確保する目的とマ
ント地１）に含浸して所定の接着強度を発揮させる目的
とから、　　０．０１〜α０８ｒｒ１ｍより好ましくは
［１，０３〜０．０５ｍｍが適しテイル。

接着フィルム１は第１図に示す如く構造接着層２と仮付
接着層３との二層構造と第５図に示す芯材１３の両面に
構造接着層２を設は更に片面の構造接着層２の表面に仮
付接着層３を設けたものがあるが、この他に芯材１３の
一方の面に構造接着層２他方の面にＱ、０５〜０．１５
　ｍｍの厚さの仮付接着層６を設けたものであってもよ
い。芯材１３に０．０１〜ｃＬ０３画のアルミニウム箔
を用いれば感熱線４から発生した熱を均等に拡散させる
ことができる。また芯材１ろを使用すれば構造接着層２
と仮付接着層６とが貼合わせにくい材質の組合せであっ
ても多層化できる。

接着フィルム１と感熱線４との融着方法を具体的に述べ
ると次のようになる。

感熱線４を配列板上に設けた固定ビンに沿って蛇行配列
し１次にこれらの上方面に接着フィルム１を載置し１次
の工程で上方から１００〜１４０℃に温度された熱板を
感熱線４と接着フィルム１とが重なっている全面あるい
は部分に１〜１０秒間加圧させて仮付接着層３を軟化溶
融させて絶縁外被９との接着を行う。この際に加熱する
温度が構造接着層２の融点よりも低ければ熱板を接着フ
ィルム１に直付圧着してもよく、構造接着層２の融点よ
りも高い場合は非貼着性のセパレートシートを介して熱
圧着すれば、感熱線４が接着フィルム１の面に蛇行配列
状に融着固定されてヒータユニット１０が得られ、絶縁
外被９の変形や割れが生じないので耐圧不良等起らない
。

感熱線４は吸湿によってインピーダンスの影響を受ける
ポリアミド樹脂の感熱層７を有しているが、その外周囲
に塩化ビニルの絶縁外被９のみで被覆している為、脱湿
し易いことから床面状採暖具としてシーズン始めに通電
しても比較的速く昇温することができる。

また感熱／１）７は通常の温度制御をする際のサーミス
タとしての機能と、外部要因によって誘起される異常状
態例えば制御回路の素子が故障により動作不能になった
場合とか床面状採暖具が石油ストーブや別の発熱体によ
って異常に過熱された場合、火災や人身やけど等の二次
災害に波及する前に発熱線に流れる電流を遮断する機能
を有する。

すなわち、異常温度の状態になった場合、感熱層７は１
５０〜１９０℃で溶融したり著しくインピーダンスが低
下する為、金属導体６，８間に短絡電流や大きな漏洩電
流が流れることから、これらの電流を金属導体８が検知
して保安回路を動作させて金属導体６に流れる発熱電流
を遮断する。

本実施例では発熱作用と温度検知作用を１本の感熱線が
兼ねているが９本発明はこれに限定するものでなく第２
図に示した構造の発熱線と同じ構造の温度検知線の２本
を別の蛇行配列パターンで配設し接着フィルム１と接着
したものでもよい。

この場合必ず絶縁外被９と仮付接着層３とが加熱加圧に
より融着接合によりヒータユニット１０が得られている
ととが必要である。

また加熱加圧により仮付接着層３を軟化溶融させて絶縁
外被９と融着する際、温度は絶縁外被９の熱変形温度以
下であることが望ましいが、加圧時間が短かければ高温
度になってもさしつか、えない。

発明の効果 以上詳述した如く９本発明によれば以下の効果が期待で
きてその産業上の利用価値は大なるものがある。

（１）仮付接着層の作用により絶縁外被の著１〜い熱変
形や耐圧不良がなく信頼性の高いヒータユニットが得ら
れる。

（２）感熱線の最外かくが絶縁外被だけの為、柔軟性が
良好で蛇行配役の作業性が良い。

（３）　　ポリアミドの感熱層を使用した感熱線でも絶
縁外被のみの被覆の為、吸湿した水分が脱し易く速熱性
のある床面状採暖具が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第５図は本発明の一実施例を示すヒータユニ
ットの要部断面図、第２図は本発明の一実施例の構成部
品である感熱線の構造図、第５図及び第４図は本発明の
一実歴例を応用した床面状採暖具の要部断面図、第６図
は従来例のヒータユニットの要部断面図を示す。 １・・接着フィルム　　２・・・構造接着層６・・・仮
付接着層　　　４・・・感熱線６．８・・・金属導体　
　　７・・・感熱層？・・絶縁外被。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. いずれか一方が発熱作用をする一対の金属導体（６）、
   （８）の間にポリアミド系樹脂の感熱層（７）を介在さ
   せて全体を塩化ビニル系樹脂の絶縁外被（９）で被覆し
   た感熱線（４）と、前記感熱線（４）を蛇行配設して融
   着固定する接着フィルム（１）とからなるものにおいて
   、前記接着フィルム（１）がポリオレフィン樹脂を主成
   分とする構造接着層（２）とカルボニル基を有する樹脂
   の仮付接着層（３）との複合層とからなり、前記絶縁外
   被（９）と仮付接着層（３）とが加熱加圧により融着固
   定されていることを特徴とするヒータユニット。