JP2024075526A - Cord heater and surface heater - Google Patents
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Abstract
【課題】端末加工性を向上させるとともに、耐食性に優れるコード状ヒータ及びそれを使用した面状ヒータを提供すること。【解決手段】絶縁被膜５ｂにより被覆された１本又は複数本の導体素線５ａを有し、上記絶縁被膜５ｂが、少なくとも、上記導体素線５ａ上に形成された内層と、該内層の外側に形成された外層とからなり、上記内層を構成する材料の熱分解温度が、上記外層を構成する材料の融点または熱分解温度の内の低い方より低く、上記内層の厚さが、４．０μｍ以上、７．０μｍ以下であり、上記外層の厚さが、４．０μｍ以上、７．０μｍ以下であり、上記絶縁被膜５ｂの厚さが８．０μｍを超えるコード状ヒータ１０。上記内層を構成する材料がポリウレタン樹脂、上記外層を構成する材料がポリアミドイミド樹脂である上記コード状ヒータ１０。上記のコード状ヒータを基材に配設した面状ヒータ。【選択図】 図１[Problem] To provide a cord-shaped heater having improved terminal workability and excellent corrosion resistance, and a sheet heater using the same. [Solution] A cord-shaped heater 10 having one or more conductor wires 5a covered with an insulating coating 5b, the insulating coating 5b comprising at least an inner layer formed on the conductor wires 5a and an outer layer formed on the outside of the inner layer, the thermal decomposition temperature of the material constituting the inner layer being lower than the lower of the melting point and the thermal decomposition temperature of the material constituting the outer layer, the thickness of the inner layer being 4.0 μm or more and 7.0 μm or less, the thickness of the outer layer being 4.0 μm or more and 7.0 μm or less, and the thickness of the insulating coating 5b exceeding 8.0 μm. The cord-shaped heater 10 is made of a material constituting the inner layer that is a polyurethane resin, and a material constituting the outer layer that is a polyamideimide resin. A sheet heater having the above cord-shaped heater disposed on a substrate. [Selected Figure] Figure 1
Description
本発明は、電気毛布、電気カーペット、カーシートヒータ、ステアリングヒータなどに好適に使用可能で、端末加工性を向上させるとともに、耐食性に優れるコード状ヒータと、このコード状ヒータを使用した面状ヒータに関する。 The present invention relates to a cord-shaped heater that can be suitably used in electric blankets, electric carpets, car seat heaters, steering wheel heaters, etc., and that has improved terminal workability and excellent corrosion resistance, as well as a surface heater that uses this cord-shaped heater.
コード状ヒータは、電気毛布、電気カーペット、カーシートヒータ、ステアリングヒータ等に使用されている。一般的に知られているコード状ヒータは、まず、芯線にヒータ線を螺旋状に巻き、その上から絶縁体層による外被を被覆して形成されている。ヒータ線は、銅線やニッケルクロム合金線などの導体素線を複数本引き揃えるか、この導体素線を複数本撚合せて形成されている。熱融着部材がヒータ線の外周に形成され、この熱融着部材により、ヒータ線は例えば不織布やアルミ箔で形成された基材に接着される（例えば、特許文献１など参照）。
Cord heaters are used in electric blankets, electric carpets, car seat heaters, steering heaters, etc. A commonly known cord heater is formed by first winding a heater wire spirally around a core wire, and then covering it with an insulating layer. The heater wire is formed by pulling together multiple conductor wires such as copper wires or nickel-chromium alloy wires, or by twisting together multiple conductor wires. A heat-sealing member is formed around the outer periphery of the heater wire, and the heater wire is adhered to a base material made of, for example, nonwoven fabric or aluminum foil by this heat-sealing member (see, for example,
導体素線が引張られたり屈曲されたりしたときに、導体素線の一部が断線することがある。従来は、コード状ヒータの各導体素線が接した状態となっているため、導体素線の一部が断線した場合、この断線した部分でヒータ線の径が細くなる。ヒータ線の径が細くなった部分は単位断面積当たりの電流量が増加するため、この部分は通常以上の発熱を起こす可能性がある。別の例で、導体素線の１本ずつを個別に絶縁被膜を形成してヒータ線を形成した場合、それぞれの導体素線が並列回路を形成する。このヒータ線の場合、導体素線の一部に断線が生じたとき、並列回路の一部が断線することになる。このヒータ線の場合、過大な発熱を防止できる（例えば、特許文献２、特許文献３など参照）。 When the conductor wire is pulled or bent, a part of the conductor wire may break. Conventionally, the conductor wires of a cord-shaped heater are in contact with each other, so if a part of the conductor wire breaks, the diameter of the heater wire becomes narrower at the broken part. The part of the heater wire with a narrower diameter has an increased amount of current per unit cross-sectional area, so this part may generate more heat than usual. In another example, when a heater wire is formed by forming an insulating coating on each of the conductor wires individually, the conductor wires form a parallel circuit. In the case of this heater wire, when a part of the conductor wire breaks, a part of the parallel circuit breaks. In the case of this heater wire, excessive heat generation can be prevented (see, for example, Patent Document 2 and Patent Document 3).
又、本発明に関連する技術として、当該出願人より特許文献４～６が出願されている。 In addition, the applicant has filed patent documents 4 to 6 as technologies related to the present invention.
ここで、上記特許文献２，３には、導体素線の絶縁被膜の複数の材料が記載されている。主に使用されている導体素線は所謂エナメル線と称されており、エナメル線の絶縁被膜の一般的な材料は、ポリウレタン樹脂である。ポリウレタン樹脂は耐熱性が低く、難燃性も十分ではない。絶縁被膜に耐熱や難燃の要求がある場合、耐熱性や難燃性に優れたシリコーン樹脂やポリイミド樹脂などの硬質材料が絶縁被膜の材料として使用される。シリコーン樹脂やポリイミド樹脂を使用した導体素線の端末を加工するのは容易ではない。シリコーン樹脂やポリイミド樹脂は、耐熱性が高く、難燃性に優れている。例えば、導体素線を半田付けによってリード線に接続する場合、シリコーン樹脂やポリイミド樹脂の絶縁被膜は半田の溶融温度では溶融しないので除去できない。端子の圧着によって導体素線をリード線と接続する場合、シリコーン樹脂やポリイミド樹脂は硬質であるため、圧着の圧力では絶縁被膜が破壊されず、導体素線とリード線とが導通しない。従って、接続する工程とは別の研磨する工程でシリコーン樹脂やポリイミド樹脂の絶縁被膜を除去する必要がある。しかし、コード状ヒータに使用される導体素線は、例えば外径０．１ｍｍ以下というように極めて細い。研磨する工程を行うためには、断線を防止するために細心の注意が必要であり、生産性が悪かった。また、例えば、コード状ヒータをステアリングヒータに適用した場合、ステアリング使用者の手汗等がステアリング表皮を浸透してコード状ヒータに付着する場合がある。この際に、コード状ヒータとして耐食性を有していないと、導体素線が腐食して断線等を起こす可能性がある。
Here, the above-mentioned
本発明はこのような従来技術の問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、端末加工性を向上させるとともに、耐食性に優れるコード状ヒータ及びそれを使用した面状ヒータを提供することにある。 The present invention was made to solve these problems with the conventional technology, and its purpose is to provide a cord-shaped heater that improves terminal workability and has excellent corrosion resistance, as well as a surface heater that uses the same.
上記目的を達成するべく、本発明によるコード状ヒータは、絶縁被膜により被覆された１本又は複数本の導体素線を有するコード状ヒータであって、上記絶縁被膜が、少なくとも、上記導体素線上に形成された内層と、該内層の外側に形成された外層とからなり、上記内層を構成する材料の熱分解温度が、上記外層を構成する材料の融点または熱分解温度の内の低い方より低く、上記内層の厚さが、４．０μｍ以上７．０μｍ以下であり、上記外層の厚さが、４．０μｍ以上７．０μｍ以下であり、上記絶縁被膜の厚さが８．０μｍを超えることを特徴とするものである。
また、上記内層を構成する材料が、ポリウレタン樹脂またはポリエステル樹脂であり、上記外層を構成する材料が、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂またはシリコーン樹脂の何れかであることが考えられる。
又、本発明による面状ヒータは、上記のコード状ヒータを基材に配設したものである。
なお、熱分解温度とは、温度を徐々に上げていった際における重量減少が始まる温度のことであり、ＪＩＳ－Ｋ７１２０－１９９７プラスチックの熱重量測定方法（またはＩＳＯ７１１１－１９９７）に準拠して測定される。
In order to achieve the above-mentioned object, the cord-shaped heater according to the present invention is a cord-shaped heater having one or more conductor wires covered with an insulating coating, wherein the insulating coating comprises at least an inner layer formed on the conductor wires and an outer layer formed on the outside of the inner layer, the thermal decomposition temperature of the material constituting the inner layer is lower than the lower of the melting point and the thermal decomposition temperature of the material constituting the outer layer, the thickness of the inner layer is 4.0 μm or more and 7.0 μm or less, the thickness of the outer layer is 4.0 μm or more and 7.0 μm or less, and the thickness of the insulating coating exceeds 8.0 μm.
It is also conceivable that the material constituting the inner layer is a polyurethane resin or a polyester resin, and the material constituting the outer layer is any one of a polyimide resin, a polyamide-imide resin, and a silicone resin.
The sheet heater according to the present invention is obtained by disposing the cord-shaped heater described above on a substrate.
The thermal decomposition temperature is the temperature at which weight loss begins when the temperature is gradually increased, and is measured in accordance with JIS-K7120-1997 Thermogravimetric Measurement Method for Plastics (or ISO7111-1997).
本発明のコード状ヒータは、外層が溶融または熱分解する温度以下で、内層が熱分解する。そのため、内層の熱分解温度以上、外層の融点または熱分解温度の内の低い方の温度以下の温度では、内層のみが熱分解して無くなるため、導体素線と絶縁被膜の間に空間ができる。押出やテープ横巻の工法によって外層が形成されると、その外層は長さ方向に延伸がかけられた状態となる。また、塗布硬化の工法で外層が形成されると、その外層は硬化時に収縮の力が生じる。いずれの外層も、長さ方向に対して圧縮する方向の残留応力が存在する。そのため、絶縁被膜の外層と導体素線との間に空間が生じ、且つ、外層に熱を加えられると、絶縁被膜の外層は収縮する。この結果、例えば、導体素線の端部を、（半田の溶融温度等の）上述した所定の温度に加熱すると、絶縁被膜が除去されて導体素線が露出する。
特に、内層と外層の厚さが上記の範囲内であれば、上述した外層の収縮がより確実になる。そのため、より確実に、絶縁被膜が除去されて導体素線が露出する。
また、内層被膜及び外層被膜の厚さが４．０μｍ以上であり、絶縁被膜の厚さが８．０μｍを超えていることで、十分な耐食性を有することとなる。
In the cord-shaped heater of the present invention, the inner layer is thermally decomposed at a temperature below the temperature at which the outer layer melts or decomposes. Therefore, at a temperature above the thermal decomposition temperature of the inner layer and below the lower of the melting point or thermal decomposition temperature of the outer layer, only the inner layer is thermally decomposed and disappears, so a space is formed between the conductor wire and the insulating coating. When the outer layer is formed by the extrusion or tape winding method, the outer layer is stretched in the length direction. When the outer layer is formed by the coating and curing method, a shrinkage force is generated in the outer layer when it is cured. In both outer layers, residual stress exists in the direction compressing the length direction. Therefore, when a space is generated between the outer layer of the insulating coating and the conductor wire, and when heat is applied to the outer layer, the outer layer of the insulating coating shrinks. As a result, for example, when the end of the conductor wire is heated to the above-mentioned predetermined temperature (such as the melting temperature of solder), the insulating coating is removed and the conductor wire is exposed.
In particular, if the thicknesses of the inner layer and the outer layer are within the above ranges, the outer layer shrinks more reliably, so that the insulating coating is more reliably removed to expose the conductor wires.
Furthermore, when the thickness of the inner coating and the outer coating is 4.0 μm or more, and the thickness of the insulating coating exceeds 8.0 μm, sufficient corrosion resistance is obtained.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。これらの実施の形態は、本発明を面状ヒータとし、車両用シートヒータに適用することを想定した例を示すものである。 The following describes embodiments of the present invention with reference to the drawings. These embodiments show examples in which the present invention is applied to a sheet heater as a vehicle seat heater.
まず、図１～図５を参照して本実施の形態を説明する。この実施の形態におけるコード状ヒータ１０の構成から説明する。本実施の形態におけるコード状ヒータ１０は図１に示すような構成になっている。芯線３は外径約０．２ｍｍの芳香族ポリアミド繊維束で形成されている。該芯線３の外周に、素線径０．１０ｍｍの硬質錫入り銅合金線である５本の導体素線５ａを配置した状態で、ピッチ約１．００ｍｍで撚り合わされている。図１、図２に示すように、導体素線５ａの周囲には、絶縁被膜５ｂが形成されている。絶縁被膜５ｂは、ポリウレタン樹脂製の内層５ｃと、ポリアミドイミド樹脂製の外層５ｄとから形成されている。絶縁被膜５ｂの内層５ｃは、導体素線５ａの周囲にポリウレタンワニスを塗布し乾燥させることで厚さ５μｍの層となるように形成された。次に、外層５ｄは、この内層５ｃの外周にポリアミドイミドワニスを塗布し乾燥して厚さ５μｍの層となるように形成された。発熱線１は、芯線３上に導体素線５ａを巻装して形成されている。コード状ヒータ１０は、発熱線１の外周に絶縁体層７を被覆して形成されている。絶縁体層７は、発熱線１の外周に、難燃剤が配合されたポリエチレン樹脂を０．２ｍｍの厚さとなるように押出被覆して形成されている。この実施の形態では、絶縁体層７のポリエチレン樹脂は、熱融着材として機能する。以上のコード状ヒータ１０の仕上外径は１．１０ｍｍである。芯線３は屈曲性や引張強度が高くなる点で有効である。芯線３を使用せずに、複数本の導体素線を引き揃えるか或いは撚り合わせて発熱線１とすることも可能である。
First, the present embodiment will be described with reference to Figs. 1 to 5. The configuration of the cord-
次に、上記構成をなすコード状ヒータ１０を接着・固定する基材１１の構成について説明する。本実施例における基材１１は、低融点ポリエステルを鞘成分とする芯鞘構造を有する熱融着性繊維１０％と、難燃性ポリエステル繊維からなる難燃性繊維９０％とを混合させた不織布（目付１００ｇ／ｍ２、厚さ０．６ｍｍ）で形成されている。この基材１１は、型抜き等の公知の手法によって所望の形状に形成される。
Next, the structure of the
次に、上記コード状ヒータ１０を基材１１上に所定のパターン形状で配設して接着・固定する構成について説明する。図３はコード状ヒータ１０を基材１１上に接着・固定させるためのホットプレス式ヒータ製造装置１３の構成を示す図である。まず、ホットプレス治具１５について説明する。このホットプレス治具１５の上面に、複数個の係り止め機構１７が配置されている。図４に示すように、上記係り止め機構１７はピン１９を備えていて、このピン１９はホットプレス冶具１５に穿孔された孔２１に対して、その下方から上方に向けて挿入されている。このピン１９の上面には、係り止め部材２３がピン１９の軸方向に移動可能に取り付けられ、係り止め部材２３はコイルスプリング２５によって常時上方に付勢されている。そして、図４中仮想線で示すように、コード状ヒータ１０は、複数個の係り止め機構１７の上面の係り止め部材２３に係止されながら、係り止め部材２３の位置に対応した所定のパターン形状となるように配設される。
Next, the configuration for arranging the cord-shaped
図３に戻って、上記複数個の係り止め機構１７の上方位置には、プレス熱板２７が昇降可能に配置されている。まず、コード状ヒータ１０が複数個の係り止め機構１７の係り止め部材２３に引っ掛けられながら所定のパターン形状を描くように配設され、次に、基材１１がコード状ヒータ１０の上に置かれる。その状態で上記プレス熱板２７が降下して基材１１をコード状ヒータ１０に押し当てる。このとき、例えば、プレス熱板２７は２３０℃／５秒間の加熱・加圧を基材１１とコード状ヒータ１０に施す。すると、コード状ヒータ１０の熱融着部９と基材１１の熱融着性繊維はともに加熱・加圧されて互いに融着する。その結果、コード状ヒータ１０と基材１１が接着されて固定される。上記加熱・加圧時、上記プレス熱板２７は複数個の係り止め機構１７の係り止め部材２３のコイルスプリング２５の付勢力に抗して下方に移動する。
Returning to FIG. 3, a press
基材１１におけるコード状ヒータ１０を配設しない面には、接着層を形成したり、或いは、両面テープを貼り付けたりしても良い。これらの接着層や両面テープは、面状ヒータ３１を座席に固定する際に利用される。
An adhesive layer may be formed or double-sided tape may be applied to the surface of the
上記作業を行うことにより、図５に示すような車両用シートヒータの面状ヒータ３１を得ることができる。リード線４０は接続端子（図示しない）を介して、上記面状ヒータ３１におけるコード状ヒータ１０の両端と、温度制御装置３９とに接続されている。コード状ヒータ１０と、温度制御装置３９と、コネクタ３５は、リード線４０によって互いに接続されている。この接続端子によるコード状ヒータ１０とリード線４０の接続について詳述する。コード状ヒータ１０の端部では、ストリップ加工機によって発熱線１の絶縁体層７を除去して発熱線１を露出させる。また、リード線４０の端部でも、ストリップ加工機によってリード線４０の絶縁体を除去して導線を露出させる。発熱線１を露出させたコード状ヒータ１０の端部と導体を露出させたリード線４０の端部とを接続端子に半田付けする。これにより、コード状ヒータ１０、リード線４０及び接続端子が互いに接続される。コード状ヒータ１０の導体素線５ａに形成された絶縁被膜５ｂは半田付けの熱により除去されており、導体素線５ａと、リード線４０の導体とが、電気的接続される。この作用機構について、以下に具体的に説明する。半田付けの温度は約３６０℃である。この温度は内層５ｃを構成するポリアミド樹脂の熱分解より高いため、内層５ｃは熱分解する。一方で、この３６０℃の温度は、外層５ｄを構成するポリアミドイミド樹脂の融点以下であり且つ熱分解温度以下でもある。即ち、導体素線５ａが半田付けの温度で加熱されると、絶縁被膜５ｂの内層５ｃが熱分解し、絶縁被膜５ｂの外層５ｄと導体素線５ａの間に空間が形成される。また、外層５ｄは、内層５ｃの周囲に塗布された後に乾燥工程を経ており、外層５ｄは延伸された状態となっているので、圧縮方向の残留応力が外層５ｄに生じている。コード状ヒータ１０の端部において、絶縁被膜５ｂの外層５ｄと導体素線５ａとは密着していない状態となると、絶縁被膜５ｂは加熱されて収縮する。従って、導体素線５ａの端部が自ずと露出する。以上のように、導体素線５ａの端部が自ずと露出するため、導体素線５ａの端部を研磨して絶縁被膜５ｂを除去する必要がなくなる。これにより、導体素線５ａの端部の加工性は大きく向上する。コード状ヒータ１０は、コネクタ３５を介して図示しない車両の電気系統に接続される。
By carrying out the above operations, a
そして、上記面状ヒータ３１は、図１２に示すような状態で、車両用のシート４１内に埋め込まれた状態で配置されることになる。すなわち、上記した通り、車両用シート４１の表皮カバー４３又は座席パット４５に、面状ヒータ３１が貼り付けられる。
The
尚、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。まず、従来公知の種々のコード状ヒータをコード状ヒータ１０として使用されることができる。
The present invention is not limited to the above embodiment. First, various conventionally known cord-shaped heaters can be used as the cord-shaped
発熱線１は、例えば、以下の構成とすることができる。
１．図５に示ように、まず、絶縁被膜５ｂにより被覆された導体素線５ａを複数本撚り合わせ又は引き揃えて芯線３上に巻装し、さらに、その外周に絶縁被覆７を被覆して形成される発熱線１。
２．図６に示すように、絶縁被膜５ｂにより被覆された導体素線５ａを複数本撚り合わせて形成される発熱線１。
３．図７に示すように、絶縁被膜５ｂにより被覆された導体素線５ａを複数本引き揃えて形成される発熱線１。
４．図８に示すように、絶縁被膜５ｂによって被覆された導体素線５ａと、絶縁被膜５ｂによって被覆されていない導体素線５ａとを、交互に配置して形成される発熱線１。
５．図９に示すように、絶縁被膜５ｂにより被覆された導体素線５ａの本数を図８に示すものよりも増やした状態で、絶縁被膜５ｂにより被覆された導体素線５ａを引き揃えて配置して形成される発熱線１。
発熱線１は、これら以外にも様々な構成のものが想定できる。又、発熱線１は、上記実施の形態として図１に示すように、芯線３と導体素線５ａを撚り合せて形成することもできる。
The
1. As shown in Fig. 5, first, a plurality of
2. As shown in FIG. 6, the
3. As shown in FIG. 7, the
4. As shown in Fig. 8, the
5. As shown in Fig. 9, the
In addition to these, various other configurations can be assumed for the
芯線３としては、例えば、ガラス繊維等の無機繊維や、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル繊維、脂肪族ポリアミド繊維、芳香族ポリアミド繊維、全芳香族ポリエステル繊維等の有機繊維のモノフィラメント、マルチフィラメント、スパン、或いはそれらの繊維材料、若しくは、それらの繊維材料を構成する有機高分子材料を芯材とし、その周上に熱可塑性の有機高分子材料が被覆された構成を有する繊維などが挙げられる。又、熱収縮性及び熱溶融性を有する芯線３を使用した場合、導体素線５ａが断線して異常加熱すると、芯線３が溶融して切断されるとともに収縮する。芯線３が収縮すると、芯線３に巻装された導体素線５ａは芯線３の動作に追従するため、断線した導体素線５ａの端部同士が分離する。そのため、断線した導体素線５ａのそれぞれの端部が、接したり離れたりすることを繰り返さなくなる。また、断線した導体素線５ａのそれぞれの端部が点接触のようなわずかな接触面積で接することがなくなる。すると、異常発熱が防止される。又、導体素線５ａが絶縁被膜５ｂにより絶縁されている場合、芯線３が絶縁材料で形成されている必要はない。例えば、芯線３として、ステンレス鋼線やチタン合金線等を使用できる。しかし、導体素線５ａが断線する可能性があるので、芯線３は絶縁材料で形成される方が良い。
Examples of the
導体素線５ａとしては、従来公知のものを使用することができ、例えば、銅線、銅合金線、ニッケル線、鉄線、アルミニウム線、ニッケル－クロム合金線、鉄－クロム合金線、などが挙げられ、銅合金線としては、例えば、錫－銅合金線、銅－ニッケル合金線、銅固溶体と銅銀共晶がファイバー状になった銀入り銅合金線などが挙げられる。このうち、コストと特性のバランスの点から、銅線又は銅合金線を使用することが好ましい。これら銅線又は銅合金線には軟質のものと硬質のものがあるが、耐屈曲性の観点から、軟質のものよりも硬質のものの方が特に好ましい。尚、硬質銅線や硬質銅合金線とは、線引き加工等の冷間加工によって個々の金属結晶粒が加工方向に長く引き伸ばされ繊維状組織となったものである。このような硬質銅線や硬質銅合金線は、再結晶温度以上で加熱すると、金属結晶内に生じた加工歪みが解消されるとともに、新たな金属結晶の基点となる結晶核が出現し始める。この結晶核が発達して、順次旧結晶粒と置換される再結晶が起き、更に結晶粒が成長した状態となる。軟質銅線や軟質銅合金線はこのような結晶粒が成長した状態のものである。この軟質銅線や軟質銅合金線は、硬質銅線や硬質銅合金線と比べて伸びや電気抵抗値は高いものの引張強さが低い性質となるため、耐屈曲性は硬質銅線や硬質銅合金線と比べて低くなる。このように、硬質銅線や硬質銅合金線は、熱処理によって耐屈曲性が低い軟質銅線や軟質銅合金線になるため、できるだけ熱履歴の少ない加工を行うことが好ましい。尚、硬質銅線はＪＩＳ－Ｃ３１０１（１９９４）、軟質銅線はＪＩＳ－Ｃ３１０２（１９８４）においても定義がなされており、外径０．１０～０．２６ｍｍでは伸び１５％以上、外径０．２９～０．７０ｍｍでは伸び２０％以上、外径０．８０～１．８ｍｍでは伸び２５％以上、外径２．０～７．０ｍｍでは伸び３０％以上のものが軟質銅線とされる。また、銅線には錫メッキが施されているものも含まれる。錫メッキ硬質銅線はＪＩＳ－Ｃ３１５１（１９９４）、錫メッキ軟質銅線はＪＩＳ－Ｃ３１５２（１９８４）にて定義がなされている。又、導体素線５ａの断面形状についても種々のものが使用でき、通常使用される断面円形のものに限られず、いわゆる平角線と称されるものを使用しても良い。
As the
但し、芯線３に導体素線５ａを巻装する場合は、上記した導体素線５ａの材料の中でも、巻付けたときのスプリングバックする量が小さいものが良く、復元率が２００％以下となるものが好ましい。例えば、銅固溶体と銅銀共晶がファイバー状になった銀入り銅合金線などは、抗張力性に優れ引張強度や屈曲強度には優れるものの、巻付けたときスプリングバックし易い。そのため、芯線３に巻装する際に、導体素線５ａの浮きや、過度の巻付けテンションによる導体素線５ａの破断が生じ易く、又加工後には撚り癖が生じ易いため好ましくない。特に、導体素線５ａに絶縁被膜５ｂが被覆される形態とした場合は、この絶縁被膜５ｂによる復元力も加わることになる。そのため、導体素線５ａの復元率が小さいものを選定し、絶縁被膜５ｂによる復元力をカバーすることが重要となる。
However, when winding the
ここで、本発明で規定する復元率の測定について詳しく記述する。まず、導体素線に一定荷重を掛けながら、導体素線径の６０倍の径の円柱形マンドレルに対して、導体素線が重ならないように３回以上巻きつける。１０分後、荷重を取り去り、導体素線をマンドレルから外し、弾性により復元した形状の内径を測定して、導体素線のスプリングバックする割合を次の式（Ｉ）により算出して、復元率として評価する。
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）
Here, the measurement of the recovery rate defined in the present invention will be described in detail. First, while applying a constant load to the conductor wire, the conductor wire is wound three or more times around a cylindrical mandrel having a diameter 60 times the diameter of the conductor wire without overlapping. After 10 minutes, the load is removed, the conductor wire is removed from the mandrel, and the inner diameter of the shape restored by elasticity is measured. The proportion of the conductor wire that springs back is calculated according to the following formula (I) and evaluated as the recovery rate.
R = (d2/d1) x 100 --- (I)
Explanation of symbols:
R: Recovery rate (%)
d1: Mandrel diameter used in the winding test (mm)
d2: Inner diameter (mm) of the conductor wire wound around the mandrel and restored to its original shape after the load is released
導体素線５ａに被覆される絶縁被膜５ｂは、上記実施の形態のように、内層５ｃと外層５ｄの２層によって形成されても良いし、３層以上の複数層によって形成されても良い。但し、内層を構成する材料の熱分解温度は、外層を構成する材料の融点または熱分解温度の内の低い方より低くなければならない。ここで、内層とは、導体素線５ａ上に形成される層である。また、外層とは、この内層より外側であればよいので、外層のさらに外側に他の外層を形成したり、内層と外層の間に他の中間層を形成したりすることも可能である。
The insulating
絶縁被膜５ｂの材料は、例えば、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエステルイミド樹脂、ナイロン樹脂、ポリエステルナイロン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂、塩化ビニル樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂など種々の材料が挙げられる。これらの材料は、複数種類を組み合わせて使用しても良いし、難燃剤や老化防止剤などの公知の添加剤を種々配合しても良い。これらの樹脂の中から材料を組み合わせて、内層を構成する材料の熱分解温度が、外層を構成する材料の融点または熱分解温度の内の低い方より、低くなる材料にする。内層の材料は、ポリウレタン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂、ポリビニルアルコール等を選択できる。特に、内層の材料が、熱硬化性樹脂であり、外層を構成する材料が、熱硬化性樹脂であることが好ましい。ここで熱硬化性樹脂には、架橋性材料も含まれる。コード状ヒータとしての発熱特性や、半田付け等の端末加工の容易さの観点から、内層の材料は、ポリウレタン樹脂またはポリエステル樹脂であり、外層の材料は、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂またはシリコーン樹脂の何れかであることが好ましい。特に、内層の材料が、ポリウレタン樹脂であり、外層の材料が、ポリアミドイミド樹脂であることが好ましい。このポリウレタン樹脂は、例えばイミド含有ポリウレタン等、種々の変性や配合をしているようなものであっても良い。
Materials for the insulating
本発明は、外層が溶融または熱分解する温度以下で、内層が熱分解する。そのため、絶縁被膜により被覆された導体素線の端部を、内層の熱分解温度以上、外層の融点または熱分解温度の内の低い方の温度以下の温度とすると、内層のみが熱分解し、導体素線と絶縁被膜の間に空間ができる。一方、外層は、押出工法またはテープ横巻の工法によって形成されると、長さ方向に延伸がかけられて形成される。また、外層は、塗布硬化の工法で形成されると、硬化時に収縮の力が生じる。即ち、外層には、長さ方向に対して圧縮する方向の残留応力が存在する。絶縁被膜により被覆された導体素線の内層が熱分解すると、絶縁被膜と導体素線との間に空間が生じる。さらに、熱を加えられると、絶縁被膜の外層は収縮する。このような作用により、例えば、絶縁被膜により被覆された導体素線の端部を、半田の溶融温度等の所定の温度に加熱すると、絶縁被膜を除去して導体素線を露出させることができる。これにより、端末加工性を向上させることができる。 In the present invention, the inner layer is thermally decomposed at a temperature below the temperature at which the outer layer melts or decomposes. Therefore, when the end of the conductor wire covered with the insulating coating is heated to a temperature above the thermal decomposition temperature of the inner layer and below the lower of the melting point or thermal decomposition temperature of the outer layer, only the inner layer is thermally decomposed, and a space is created between the conductor wire and the insulating coating. On the other hand, when the outer layer is formed by the extrusion method or the tape horizontal winding method, it is formed by applying stretching in the length direction. Also, when the outer layer is formed by the coating and curing method, a shrinkage force is generated during curing. That is, the outer layer has a residual stress in the direction compressing it in the length direction. When the inner layer of the conductor wire covered with the insulating coating is thermally decomposed, a space is created between the insulating coating and the conductor wire. Furthermore, when heat is applied, the outer layer of the insulating coating shrinks. Due to this action, for example, when the end of the conductor wire covered with the insulating coating is heated to a predetermined temperature such as the melting temperature of solder, the insulating coating can be removed to expose the conductor wire. This improves the terminal processability.
また、端末加工性を向上させる要因は以下のように説明できる。導体素線は、半田等が接触して加熱されると、熱膨張する。銅線、銅合金線、ニッケル線等の金属材料を主体することが多い導体素線よりも、樹脂材料やゴム材料を主体とする絶縁被膜の方が熱膨張係数は大きい。そのため、導体素線よりも絶縁被膜の方が大きく熱膨張し、導体素線から絶縁被膜を剥離させようとする力が加わり、絶縁被膜にクラックが入る。半田等は絶縁被膜のこのクラックに浸入し、絶縁被膜の内層の熱分解を促進する。併せて、内層が熱分解すると分解性ガスが発生し、分解性ガスは外層を導体素線から押し剥がす。以上の考察に基づくと、絶縁被膜の材料は、熱膨張係数が大きいものが好ましい。また、内層の材料が熱分解する温度が、外層を構成する材料のガラス転移点以下であると、外層はゴム状態とならず、外層にクラックが入りやすくなる。 The factors that improve terminal workability can be explained as follows. When the conductor wire comes into contact with solder or the like and is heated, it expands thermally. The thermal expansion coefficient of the insulating coating, which is mainly made of resin materials or rubber materials, is greater than that of the conductor wire, which is often mainly made of metal materials such as copper wire, copper alloy wire, and nickel wire. Therefore, the insulating coating expands more thermally than the conductor wire, and a force is applied that tries to peel the insulating coating from the conductor wire, causing cracks in the insulating coating. Solder, etc. penetrates into these cracks in the insulating coating and promotes the thermal decomposition of the inner layer of the insulating coating. In addition, when the inner layer thermally decomposes, decomposing gas is generated, and the decomposing gas pushes the outer layer away from the conductor wire. Based on the above considerations, it is preferable that the material of the insulating coating has a large thermal expansion coefficient. Furthermore, if the temperature at which the material of the inner layer thermally decomposes is lower than the glass transition point of the material that constitutes the outer layer, the outer layer does not become rubbery, and cracks are likely to occur in the outer layer.
また、端末加工性を向上させる他の要因は以下のように説明できる。半田等が接触して加熱されると、絶縁被膜の内層が熱分解する。熱分解して生じる分解性ガスが、例えば、水素、一酸化炭素、アルデヒド、低分子量アルカン等の還元性ガスである場合、この還元性ガスによって導体素線表面の酸化被膜が還元される。導体素線表面の酸化被膜が還元されると、半田等との濡れ性を高める。導体素線表面の濡れ性が高められると、導体素線と絶縁被膜の間に半田等が浸透浸入しやすくなり、内層の熱分解と絶縁被膜の剥離を進行させるとともに、半田等と導体素線との接合が確実に行われる。上記実施の形態で内層５ｃの材料として使用したウレタン樹脂は、熱分解時に還元性ガスを発生する。また、熱分解時に還元性ガスを発生する材料を種々の樹脂やゴム等に配合し、内層５ｃを構成する材料をこの配合した材料とすることもできる。これらの要因は発明者が推測しているものであり、これによって本発明や特許権利の範囲に影響を与えたり制限したりするものではない。
In addition, other factors that improve the terminal workability can be explained as follows. When solder or the like comes into contact with the insulating coating and is heated, the inner layer of the insulating coating is thermally decomposed. If the decomposition gas generated by the thermal decomposition is a reducing gas such as hydrogen, carbon monoxide, aldehyde, or low molecular weight alkane, the oxide coating on the surface of the conductor wire is reduced by this reducing gas. When the oxide coating on the surface of the conductor wire is reduced, the wettability with solder or the like is increased. When the wettability of the conductor wire surface is increased, solder or the like can easily penetrate between the conductor wire and the insulating coating, which advances the thermal decomposition of the inner layer and the peeling of the insulating coating, and ensures the joining of the solder or the like to the conductor wire. The urethane resin used as the material for the
内層５ｃの厚さは、４．０μｍ以上であることが好ましい。４．０μｍ未満であると、腐食性を有する液体または気体が存在する環境で使用した場合に、導体素線５ａが腐食するおそれがあるので、絶縁被膜５ｂの外周に更に絶縁被覆等を形成することが必要となる。特に５．０μｍ以上であることが好ましい。また、内層５ｃの厚さが薄すぎると、内層５ｃが熱分解したとしても、導体素線５ａと外層５ｄの間に十分な空間が得られず、外層５ｄが除去できなくなるおそれがある。また、内層５ｃの厚さが、７．０μｍ以下であることが好ましい。内層５ｃの厚さが７．０μｍを超えると、内層５ｃの熱分解時の発生ガス量が多くなる。例えば、この発生ガスが燃焼するものであると難燃性に悪影響を及ぼす可能性があるなど、発生ガスの影響を無視できなくなる。外層５ｄの厚さは、４．０μｍ以上であることが好ましい。４．０μｍ未満であると、腐食性を有する液体または気体が存在する環境で使用した場合に、導体素線５ａが腐食するおそれがあるので、絶縁被膜５ｂの外周に更に絶縁被覆等を形成することが必要となる。特に５．０μｍ以上であることが好ましい。また、上記のように、内層５ｃは比較的低温で熱分解するものであるため、外層５ｄの厚さが十分でないと、特に高温時で絶縁性能を維持できなくなる可能性がある。外層５ｄの厚さは、７．０μｍ以下であることが好ましい。外層５ｄの厚さが、７．０μｍを越えると、外層５ｄの剛性が強くなりすぎ、例え内層５ｃが熱分解したとしても、外層５ｄの除去が困難となるおそれがある。また、内層被膜５ｃと外層被膜５ｄの厚さを加えた絶縁被膜５ｂの厚さは、８．０μｍを超えることが好ましい。８．０μｍ以下であると、腐食性を有する液体または気体が存在する環境で使用した場合に、導体素線５ａが腐食するおそれがある。例えば、絶縁被膜５ｂが薄い場合、製造時の条件によっては、絶縁被膜５ｂにピンホールが形成される可能性がある。また、使用時の摩擦等により、絶縁被膜５ｂが摩耗してしまうことがある。この場合、内部の導体素線５ａが露出することになるため、その部分から導体素線５ａが腐食してしまうことがある。そのような腐食を防止するため、絶縁被膜５ｂが薄い場合には、絶縁被膜５ｂの外周に更に絶縁被覆等を形成することが必要となる。
The thickness of the
上記導体素線５ａを芯材３の周囲に巻装する場合、撚り合せるよりも、引き揃えた方が好ましい。なぜなら、引き揃えたもののほうが発熱芯４の径が細くなるとともに、表面も平滑になるためである。又、引き揃える方法と、撚り合わせる方法の他に、芯材３の周囲に導体素線５ａを編組することもできる。
When winding the
絶縁体層７は押出成形等によって形成しても良いし、予めチューブ状に成形した絶縁体層７を使用しても良い。絶縁体層７を形成する方法は特に限定されない。押出成形によって絶縁体層７を形成したときは、導体素線５ａの位置が固定されているので、絶縁体層７と導体素線５ａとの位置ズレが生じにくい。この結果、導体素線５ａの摩擦や屈曲が防止され、耐屈曲性が向上されるため好ましい。絶縁体層７の材料は、コード状ヒータの使用形態や使用環境などによって適宜設計すれば良く、例えば、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、芳香族ポリアミド系樹脂、脂肪族ポリアミド系樹脂、塩化ビニル樹脂、変性ノリル樹脂（ポリフェニレンオキサイド樹脂）、ナイロン樹脂、ポリスチレン樹脂、フッ素樹脂、合成ゴム、フッ素ゴム、エチレン系熱可塑性エラストマー、ウレタン系熱可塑性エラストマー、スチレン系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー等、種々のものが挙げられる。特に、難燃性を有する高分子組成物が好ましく使用される。ここでの難燃性を有する高分子組成物とは、ＪＩＳ－Ｋ７２０１（１９９９年）燃焼性試験における酸素指数が２１以上のものを示す。酸素指数が２６以上のものは特に好ましい。このような難燃性を得るため、上記した絶縁体層７を構成する材料に適宜難燃材等を配合してもよい。難燃剤としては、例えば、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム等の金属水和物、酸化アンチモン、メラミン化合物、リン系化合物、塩素系難燃剤、臭素系難燃剤などが挙げられる。これらの難燃剤には公知の方法で適宜表面処理を施しても良い。
The
又、この絶縁体層７を熱融着材で形成することにより、加熱加圧によりコード状ヒータ１０を基材１１に熱融着することができる。このような場合、上記した絶縁体層７を構成する材料の中でも、基材１１との接着性に優れるオレフィン系樹脂が好ましい。オレフィン系樹脂としては、例えば、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、エチレン－α－オレフィン共重合体、エチレン－不飽和エステル共重合体などが挙げられる。エチレン－不飽和エステル共重合体としては、例えば、エチレン－酢酸ビニル共重合体、エチレン－（メタ）アクリル酸メチル共重合体、エチレン－（メタ）アクリル酸エチル共重合体、エチレン－（メタ）アクリル酸ブチル共重合体などが挙げられ、これらの単独又は２種以上の混合物であってもよい。ここで「（メタ）アクリル酸」とは、アクリル酸とメタクリル酸の両方を表すものである。これらの内から任意に選択すれば良いが、上記した絶縁被膜５ｂを構成する材料の分解開始温度以下又は融点以下の温度で溶融する材料である方が良い。又、基材１１との接着性に優れる材料として、ポリエステル系熱可塑性エラストマーが挙げられる。ポリエステル系熱可塑性エラストマーとしては、ポリエステル－ポリエステル型、ポリエステル－ポリエーテル型のものがあるが、ポリエステル－ポリエーテル型の方が高い接着性を有するため好ましい。尚、コード状ヒータ１０と基材１１を熱融着する場合、コード状ヒータ１０と基材１１との接着強度は非常に重要なものである。この接着強度が充分でないと、使用していくうちに基材１１とコード状ヒータ１０とが剥離してしまい、それにより、コード状ヒータ１０には予期せぬ屈曲が加わることになるため、導体素線５ａが断線する可能性が高くなる。導体素線５ａが断線すると、ヒータとしての役を果たさなくなるだけでなく、チャタリングによりスパークに至るおそれもある。また、コード状ヒータ１０の使用温度が高い場合は、ポリアミド系熱可塑性エラストマーを使用することが好ましい。もちろん、上記したような絶縁体層７の材料は、複数種類を組み合わせて使用しても良いし、難燃剤や老化防止剤などの公知の添加剤を種々配合しても良い。
In addition, by forming the insulating
絶縁体層７は１層だけでなく、複数層形成してもよい。例えば、導体素線５ａの外周にフッ素樹脂による層を形成し、その外周に熱融着材としてポリエチレン樹脂の層を形成し、これら２層により絶縁体層７を構成するような形態も考えられる。もちろん、３層以上となっていても構わない。又、絶縁体層７は、長さ方向に連続して形成することに限定されない。例えば、コード状ヒータ１０の長さ方向に沿って直線状やスパイラル線状に形成する、ドット模様に形成する、断続的に形成するなどの態様が考えられる。この際、熱融着材がコード状ヒータの長さ方向に連続していなければ、例え、熱融着材の一部に着火しても、燃焼部が広がらないため好ましい。又、熱融着材の体積が充分に小さければ、熱融着材が燃焼性の材料であっても、すぐに燃焼物がなくなり消火することになるし、ドリップ（燃焼滴下物）も発生しなくなる。従って、熱融着材の体積は、基材１１との接着性を保持できる最低限とすることが好ましい。
The insulating
また、上記のようにして得られたコード状ヒータ１０は、自己径の６倍の曲率半径で９０度ずつの屈曲を行う屈曲性試験において、導体素線が少なくとも１本切れるまでの屈曲回数が２万回以上であることが好ましい。
In addition, the cord-shaped
また、コード状ヒータ１０の端末加工に際しては、上記実施の形態のように半田付け加工を行っても良いし、他の方法を用いることもできる。例えば、発熱線１を露出した端部について、所定の温度の熱源を近接させたり、所定の温度の温風を吹きかけたりすることでも、内層５ｃが熱分解するとともに絶縁被膜５ｂ（外層５ｄ）が収縮し、導体素線５ａの端部が露出することになる。なお、ここでの所定の温度とは内層５ｃの熱分解温度以上の温度のことを示す。
When processing the ends of the
基材１１としては、上記実施の形態で示した不織布の他に、例えば、織布、紙、アルミ箔、マイカ板、樹脂シート、発泡樹脂シート、ゴムシート、発泡ゴムシート、延伸多孔質体等、種々のものが使用できるが、ＦＭＶＳＳ－Ｎｏ．３０２自動車内層材料の燃焼試験に合格する難燃性を有するものが好ましい。ここで、ＦＭＶＳＳとは、Ｆｅｄｅｒａｌ Ｍｏｔｏｒ Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｓａｆｅｔｙ Ｓｔａｎｄａｒｄ、即ち、米国連邦自動車安全基準のことであり、そのＮｏ．３０２として、自動車内装材料の燃焼試験が規定されている。これらの中でも、不織布は、風合いが良く柔軟であるため、特にカーシートヒータの用途において好ましい。又、不織布を使用する場合も、上記実施の形態の場合には、不織布を構成する熱融着性繊維として、低融点ポリエステルを鞘成分とする芯鞘構造を有する繊維を使用しているが、それ以外にも、例えば、低融点ポリプロピレンを鞘成分とする芯鞘構造を有する繊維、又はポリエチレンを鞘成分とする芯鞘構造を有する繊維等の使用が考えられる。このような熱融着性繊維を使用することで、熱融着性繊維の芯部を取り囲んだ状態で、熱融着性繊維の鞘部と上記熱融着部９とが互いに融着し一体化することとなるため、コード状ヒータ１と不織布との接着は非常に強固なものとなる。又、難燃性繊維としては、例えば、上記の難燃性ポリエステルの他に、種々の難燃性繊維の使用が考えられる。ここで、難燃性繊維とは、ＪＩＳ－Ｌ１０９１（１９９９年）に合格する繊維のことを指す。このような難燃性繊維を使用することで、基材は優れた難燃性を付与されることとなる。
As the
熱融着性繊維の混合割合は、５％以上が好ましく、又、２０％以下が好ましい。熱融着性繊維の混合割合が５％未満だと、十分な接着性が得られない。又、熱融着性繊維の混合割合が２０％を超えると、不織布が固くなり、着座者が違和感を訴えることになり得るのみでなく、逆にコード状ヒータとの接着性が低下してしまう。更には、熱融着する際の熱によって基材が収縮し、設計で意図した寸法が得られなくなる可能性もある。難燃性繊維の混合割合は、７０％以上であり、好ましくは７０％以上９５％以下である。難燃性繊維の混合割合が７０％未満だと、十分な難燃性が得られない。又、難燃性繊維の混合割合が９５％を超えると、相対的に熱融着性繊維の混合割合が不足してしまい、十分な接着性が得られない。尚、熱融着性繊維の混合割合と難燃性繊維の混合割合を合算して１００％になる必要はなく、他の繊維を適宜混合させても良い。又、熱融着性繊維が混合されていない場合であっても、例えば、上記の熱融着部の材料と基材を構成する繊維の材料を同系統の材料とすることで、必要充分な接着性を得られることもあるので、熱融着性繊維が混合されていないことも充分に考えられる。 The mixing ratio of the heat-fusible fiber is preferably 5% or more, and more preferably 20% or less. If the mixing ratio of the heat-fusible fiber is less than 5%, sufficient adhesion cannot be obtained. If the mixing ratio of the heat-fusible fiber exceeds 20%, the nonwoven fabric becomes hard, and not only may the seated person complain of discomfort, but also the adhesion to the cord-shaped heater may decrease. Furthermore, the heat generated during heat fusion may cause the base material to shrink, and the dimensions intended in the design may not be obtained. The mixing ratio of the flame-retardant fiber is 70% or more, and preferably 70% to 95%. If the mixing ratio of the flame-retardant fiber is less than 70%, sufficient flame retardancy cannot be obtained. If the mixing ratio of the flame-retardant fiber exceeds 95%, the mixing ratio of the heat-fusible fiber is relatively insufficient, and sufficient adhesion cannot be obtained. It is not necessary for the mixing ratio of the heat-fusible fiber and the mixing ratio of the flame-retardant fiber to be 100% in total, and other fibers may be mixed as appropriate. Furthermore, even if heat-sealing fibers are not mixed in, it is possible to obtain sufficient adhesiveness by using the same type of material for the heat-sealing portion and the fiber material that makes up the base material, so it is entirely possible that heat-sealing fibers are not mixed in.
又、不織布の大きさや厚さなどは、使用用途によって適宜に変更するものであるが、その厚さ（乾燥時に測定した値）は、例えば、０．６ｍｍ～１．４ｍｍ程度とすることが望ましい。このような厚さの不織布を使用すれば、加熱・加圧によりコード状ヒータと不織布とを接着・固定した際、不織布がコード状ヒータの外周の３０％以上、好ましくは５０％以上の部分と良好に接着することになるからであり、それによって、強固な接着状態を得ることができるからである。 The size and thickness of the nonwoven fabric may be changed as appropriate depending on the intended use, but it is desirable for the thickness (measured when dry) to be, for example, approximately 0.6 mm to 1.4 mm. If a nonwoven fabric of this thickness is used, when the cord-shaped heater and the nonwoven fabric are bonded and fixed together by application of heat and pressure, the nonwoven fabric will adhere well to at least 30%, and preferably at least 50%, of the circumference of the cord-shaped heater, thereby achieving a strong bond.
上記基材の中でも、空隙を有しているものが好ましく、特に、コード状ヒータが配設される面（以下、配設面と記す）が、コード状ヒータが配設されない面（以下、非配設面と記す）よりも空隙が多くなっているように構成されることが好ましい。空隙が多い状態とは、例えば、織布や不織布等の布体の場合、目付け、即ち単位体積当たりの繊維重量が小さい状態、発泡樹脂シートや発泡ゴムシートのような多孔体の場合、気孔率が大きい状態のことを示す。本発明による基材の具体的な態様としては、例えば、温度や圧力を調節するなどして片面のみ又は両面で強弱異なるカレンダー加工を行った織布又は不織布、片面のみからニードルパンチを行った不織布、片面にパイル形成や起毛をさせた布体、厚さ方向で気孔率が傾斜するように発泡制御した発泡樹脂シート又は発泡ゴムシート、空隙の多さが異なる材料を貼り合わせたもの、などが挙げられる。又、特に基材の空隙は連続していることが好ましい。これは、溶融した熱融着層が連続した空隙に浸透していくことで、アンカー効果が増して接着強度が向上するためである。このような空隙が連続している態様としては、繊維の集合体である織布や不織布等の布体、連続気孔を有する発泡樹脂シートや発泡ゴムシートなどが考えられる。尚、非配設面は空隙を有していないものも考えられる。 Among the above-mentioned substrates, those having voids are preferred, and in particular, it is preferred that the surface on which the cord-shaped heater is arranged (hereinafter referred to as the arrangement surface) has more voids than the surface on which the cord-shaped heater is not arranged (hereinafter referred to as the non-arrangement surface). A state with many voids refers to, for example, a state in which the basis weight, i.e., the fiber weight per unit volume, is small in the case of a fabric body such as a woven fabric or nonwoven fabric, and a state in which the porosity is large in the case of a porous body such as a foamed resin sheet or a foamed rubber sheet. Specific embodiments of the substrate according to the present invention include, for example, a woven fabric or nonwoven fabric that has been subjected to a calendaring process with different strengths on only one side or both sides by adjusting the temperature or pressure, a nonwoven fabric that has been needle-punched from only one side, a fabric body with pile formation or nap on one side, a foamed resin sheet or a foamed rubber sheet that has been foam-controlled so that the porosity is inclined in the thickness direction, and a laminate of materials with different numbers of voids. In particular, it is preferred that the voids in the substrate are continuous. This is because the molten heat-sealing layer penetrates into the continuous voids, increasing the anchor effect and improving the adhesive strength. Examples of forms in which such voids are continuous include fabrics such as woven fabrics and nonwoven fabrics that are aggregates of fibers, and foamed resin sheets and foamed rubber sheets that have continuous pores. It is also possible for the non-applied surface to have no voids.
又、コード状ヒータ１０を基材１１に配設する際、加熱加圧による融着によって接着・固定する態様でなく、他の態様によりコード状ヒータ１０を基材１１に固定しても良い。例えば、温風により熱融着材からなる絶縁体層７を溶融させて接着・固定する態様、導体素線５ａに通電してその発熱により熱融着材からなる絶縁体層７を溶融させて接着・固定する態様、加熱しながら一対の基材１１で挟持固定する態様など、種々の態様が考えられる。
When the cord-shaped
又、熱融着材を使用しない形態も考えられ、例えば、縫製によってコード状ヒータ１０を基材１１上に配置することや、一対の基材１１でコード状ヒータ１０を挟持固定することも考えられる。このような場合、図１０や図１１に示すように絶縁体層７を形成しないことが考えられる。
In addition, configurations that do not use a heat-sealing material are also possible. For example, the cord-shaped
又、面状ヒータ３１を座席に固定するための接着層については、基材１１の伸縮性の点や、良質な風合いの保持という点からすると、離型シート等の上に接着剤のみからなる接着層を形成し、該接着層を上記離型シートから上記基材１１表面に転写することによって接着層を形成することが好ましい。又、この接着層は、難燃性を有するものが好ましく、それ単独でＦＭＶＳＳ－Ｎｏ．３０２自動車内装材料の燃焼試験に合格するような難燃性を有するものが好ましい。例えば、高分子アクリル系粘着剤などが挙げられる。接着層は基材の配設面に形成しても良いし非配設面に形成しても良い。
As for the adhesive layer for fixing the
また、上記構成をなす面状ヒータ３１は、図１３に示すような状態で、ステアリングホイール７１に設置されてもよい。このステアリングホイール７１は、ホイール部７２、スポーク部７３及びボス部７４からなり、面状ヒータ３１は、ホイール部７２のホイール芯材７７と被覆材７８の間に設置されることになる。
The
上記実施の形態によって得られるコード状ヒータ１０（図１参照）を実施例１として、加工性試験（接続端子との導通確認）、絶縁性試験（絶縁破壊電圧試験）、燃焼性試験（水平難燃試験）、耐食性試験を行った。 The cord-shaped heater 10 (see FIG. 1) obtained by the above embodiment was used as Example 1, and a processability test (continuity check with the connection terminal), an insulation test (dielectric breakdown voltage test), a flammability test (horizontal flame retardancy test), and a corrosion resistance test were performed.
加工性試験は、端子加工後の導通を確認することによって行った。まず、コード状ヒータ１０について、導体素線５ａの有効長が９０ｍｍとなるよう切り出しし、端部８ｍｍについて絶縁体層７をストリップ加工した。また、リード線について、導体（１．７３ｍｍφ）の有効長が９０ｍｍとなるように切り出し、端部８ｍｍについて絶縁体をストリップ加工した。これらのコード状ヒータ１０とリード線とを揃えて配置して、端部に接続端子（市販のスプライス端子）をセットし、フラックス入り半田（融点３４０℃）を使用して半田付け加工をしコード状ヒータ１０とリード線とを接続した。その後、コード状ヒータ１０とリード線の間の抵抗値を測定した。試料数は２０として平均値を算出した（但し、測定不能なほど抵抗値が大きかった試料は除いて平均値を算出）。平均値が１Ω未満であり、且つ、測定不能の試料が１つもなかったものを合格、平均値が１Ω以上か、または、測定不能の試料があったものを不合格とした。表１に結果を示し、合格のものを「〇」、不合格のものを「×」と示す。
The workability test was performed by checking the continuity after the terminal processing. First, the cord-shaped
絶縁性試験は、絶縁被膜５ｂの絶縁破壊電圧の試験を行った。導体素線５ａに、ＡＣ１．５ｋＶを印加し、絶縁破壊がなかったものを合格、絶縁破壊があったもの不合格とした。表１に結果を示し、合格のものを「〇」、不合格のものを「×」と示す。
The insulation test involved testing the dielectric breakdown voltage of the insulating
燃焼性試験は、ＵＬ１５８１水平燃焼試験（２００８年、第４版）に基づいて測定し、燃焼距離（炎の影響を受けた幅）を測定した。燃焼距離が３０ｍｍ以下のものを合格、燃焼距離が３０ｍｍを超えていたものを不合格とした。表１に結果を示し、合格のものを「〇」、不合格のものを「×」と示す。 Flammability tests were performed based on the UL1581 horizontal burning test (4th edition, 2008), and the burning distance (width affected by the flame) was measured. Items with a burning distance of 30 mm or less were deemed to have passed, and items with a burning distance of more than 30 mm were deemed to have failed. The results are shown in Table 1, with items that passed being marked with an "O" and items that failed being marked with an "X".
耐食性試験は、長さ０．５ｍに切断したコード状ヒータに対し、６％次亜塩素酸ナトリウム水溶液をスプレーにて１０回噴霧塗布し、定期的に腐食状況を目視で確認していき、３０日放置後の導体素線表面の状態変化により判定をした。導体素線に変化がなかったものを合格、導体素線が黒色になる等の腐食を目視できたものを不合格とした。表１に結果を示し、合格のものを「〇」、不合格のものを「×」と示す。 For the corrosion resistance test, a 6% aqueous solution of sodium hypochlorite was sprayed 10 times onto a cord-shaped heater cut to a length of 0.5 m, and the corrosion condition was visually checked periodically. After leaving it for 30 days, a judgment was made based on the change in the condition of the conductor wire surface. Those that showed no change in the conductor wire were deemed to have passed, and those that showed visible corrosion such as blackening of the conductor wire were deemed to have failed. The results are shown in Table 1, with those that passed being marked with an "O" and those that failed being marked with an "X".
上記実施例１（上記実施の形態）によるコード状ヒータ１０に対し、絶縁被膜５ｂを構成する材料を変化させたものについて、比較例１～３とした。比較例１は、絶縁被膜５ｂについて、ポリアミドイミド樹脂の単層としたものである。比較例２は、絶縁被膜５ｂについて、ポリウレタン樹脂の単層としたものである。比較例３は、絶縁被膜５ｂの内層５ｃをイミド含有ウレタン樹脂とし外層５ｄをアクリル樹脂としたものである。また、上記実施例１（上記実施の形態）によるコード状ヒータ１０に対し、絶縁被膜５ｂにおける内層５ｃと外層５ｄの厚さを変化させたものについて、実施例２～８、比較例４～１１とした。実施例１～８の内層５ｃ及び外層５ｄの材料及び厚さは、表１に示す。また、比較例１～１１の内層５ｃ及び外層５ｄの材料及び厚さは、表２に示す。これらについても実施例１と同様に試験を行った。実施例の試験結果を表１に、比較例の試験結果を表２に示す。
Comparative examples 1 to 3 are obtained by changing the material of the insulating
実施例１～７におけるコード状ヒータは、何れも、内層を構成する材料の熱分解温度が、外層を構成する材料の融点または熱分解温度の内の低い方より、低いものである。一方、比較例３におけるコード状ヒータは、内層を構成する材料の熱分解温度が、外層を構成する材料の融点より、高いものである。これら熱分解温度については、ＪＩＳ－Ｋ７１２０－１９９７プラスチックの熱重量測定方法（またはＩＳＯ７１１１－１９９７）に準拠して測定した。また、融点については、ＪＩＳ－Ｋ７１２１－１９８７プラスチックの転移温度測定方法に準拠して測定した。 In all of the cord-shaped heaters in Examples 1 to 7, the thermal decomposition temperature of the material constituting the inner layer is lower than the lower of the melting point or thermal decomposition temperature of the material constituting the outer layer. On the other hand, in the cord-shaped heater in Comparative Example 3, the thermal decomposition temperature of the material constituting the inner layer is higher than the melting point of the material constituting the outer layer. These thermal decomposition temperatures were measured in accordance with JIS-K7120-1997, a method for thermogravimetric measurement of plastics (or ISO7111-1997). The melting points were measured in accordance with JIS-K7121-1987, a method for measuring transition temperatures of plastics.
表１及び表２に示すように、本実施例によるコード状ヒータ１０は、端末の加工性に優れていることが確認された。比較例１，３によるコード状ヒータは、測定不能、即ち、絶縁被膜が全く除去されていない試料が半数以上を占めており、製品としての歩留まりが悪いものであった。また、本実施例によるコード状ヒータ１０は、燃焼性の試験にも合格するものであり、実施例２によるコード状ヒータは特に燃焼性に優れていた。比較例２，３によるコード状ヒータは、燃焼範囲が合格ラインをはるかに超えてしまっており、燃焼性の面で劣るものであった。
As shown in Tables 1 and 2, the cord-shaped
また、実施例１～６によるコード状ヒータ１０は、内層５ｃの厚さが４．０μｍ以上７．０μｍ以下であり、外層５ｄの厚さが４．０μｍ以上７．０μｍ以下であり、絶縁被膜５ｂの厚さが８．０μｍを超えている。そのため、加工性試験、耐電圧試験、燃焼性試験、耐食性試験の何れにおいても、優れた結果を得ることができた。一方、比較例４は、内層５ｃの厚さが４．０μｍ未満であるため、導体素線に黒色の腐食が見られていた。比較例５，６は、内層５ｃの厚さが４．０μｍ未満であるため、導体素線に黒色の腐食が見られていた。比較例７は、内層５ｃの厚さが７．０μｍを超えているため、燃焼範囲が合格ラインをはるかに超えてしまっており、燃焼性の面で劣るものであった。比較例８は、外層５ｄの厚さが７．０μｍを超えているため、外層５ｄの除去が確実にはできておらず、加工性が不合格となった。
In addition, the cord-shaped
上記実施例１によるコード状ヒータ１０について、基材１１上に直線形状で配設し、上記のようにホットプレス式ヒータ製造装置１３を使用して、コード状ヒータ１０を基材１１上に接着・固定した。この基材１１上に接着・固定したコード状ヒータ１０についても、上記同様に屈曲性試験を行った。また、上記実施例１によるコード状ヒータ１０について、基材１１上に直線形状で配設し、粘着テープを使用して、コード状ヒータ１０を基材１１上に接着・固定した。この基材１１上に接着・固定したコード状ヒータ１０について、上記同様に屈曲性試験を行った。いずれにおいても、充分な耐屈曲性の値を示しており、本実施例によるコード状ヒータ１０は、基材１１上に接着・固定した状態でも充分な耐屈曲性を得ることが確認された。
The cord-shaped
以上詳述したように本発明によれば、端末加工性を向上させるとともに、耐食性に優れるコード状ヒータを得ることができる。このコード状ヒータは、例えば、アルミ箔、発泡樹脂、不織布等の基材上に蛇行形状等の所定の形状に配設されて面状ヒータとし、電気毛布、電気カーペット、カーシートヒータ、ステアリングヒータ、暖房便座、防曇鏡用ヒータ、カメラ用凍結防止ヒータ、加熱調理器具等に好適に使用可能である。又、コード状ヒータ単体としても、例えば、パイプや槽等に巻き付けて接着したり、パイプ内に配置したりするような態様が考えられる。具体的な用途としては、例えば、配管や冷凍庫のパイプドレーンなどの凍結防止用ヒータ、エアコンや除湿機などの保温用ヒータ、冷蔵庫や冷凍庫などの除霜用ヒータ、乾燥用ヒータ、床暖房用ヒータとして好適に使用することができる。又、上記面状ヒータの用途として例示した電気毛布、電気カーペット、カーシートヒータ、ステアリングヒータ、暖房便座、防曇鏡用ヒータ、加熱調理器具、床暖房等について、加熱対象物に本発明のコード状ヒータを直接貼り付けたり、巻き付けたりすることもできる。 As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a cord-shaped heater that has improved terminal workability and excellent corrosion resistance. This cord-shaped heater is arranged in a predetermined shape, such as a serpentine shape, on a substrate such as aluminum foil, foamed resin, or nonwoven fabric to form a surface heater, and can be suitably used for electric blankets, electric carpets, car seat heaters, steering heaters, heated toilet seats, heaters for anti-fog mirrors, anti-freezing heaters for cameras, heating cookware, and the like. In addition, as a cord-shaped heater alone, it can be, for example, wrapped around and bonded to a pipe or tank, or placed inside a pipe. Specific applications include anti-freezing heaters for pipes and pipe drains of freezers, heat-retention heaters for air conditioners and dehumidifiers, defrosting heaters for refrigerators and freezers, drying heaters, and floor heating heaters. In addition, for the electric blankets, electric carpets, car seat heaters, steering heaters, heated toilet seats, heaters for anti-fog mirrors, cooking utensils, floor heating, etc., which are given as examples of uses for the above-mentioned surface heaters, the cord-shaped heater of the present invention can be directly attached to or wrapped around the object to be heated.
１ 発熱線
３ 芯材
５ａ 導体素線
５ｂ 絶縁被膜
５ｃ 内層
５ｄ 外層
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
７１ ステアリングホイール
Claims (4)
上記絶縁被膜が、少なくとも、上記導体素線上に形成された内層と、該内層の外側に形成された外層とからなり、
上記内層を構成する材料の熱分解温度が、上記外層を構成する材料の融点または熱分解温度の内の低い方より低く、
上記内層の厚さが、４．０μｍ以上、７．０μｍ以下であり、
上記外層の厚さが、４．０μｍ以上、７．０μｍ以下であり、
上記絶縁被膜の厚さが８．０μｍを超えることを特徴とするコード状ヒータ。 A cord-shaped heater having one or more conductor wires covered with an insulating coating,
the insulating coating comprises at least an inner layer formed on the conductor wire and an outer layer formed on the outer side of the inner layer,
the thermal decomposition temperature of the material constituting the inner layer is lower than the melting point or the thermal decomposition temperature of the material constituting the outer layer, whichever is lower;
The thickness of the inner layer is 4.0 μm or more and 7.0 μm or less,
The thickness of the outer layer is 4.0 μm or more and 7.0 μm or less,
A cord-shaped heater characterized in that the thickness of the insulating coating exceeds 8.0 μm.
Priority Applications (2)
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| JP2022186963A JP2024075526A (en) | 2022-11-23 | 2022-11-23 | Cord heater and surface heater |
| PCT/JP2022/045613 WO2023162409A1 (en) | 2022-02-23 | 2022-12-12 | Cord-shaped heater and planar heater |
Applications Claiming Priority (1)
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