(57)【要約】【課題】平坦性に優れた発熱シートを良好に成形可能にする。【解決手段】２枚の導電性シート３，５の間に、電極線７，９が配置される電極線配置予定部１５を除いた部分に絶縁性樹脂材１１を配置し、これらを加熱圧着して一体のシート状に形成した後、前記電極線配置予定部１５に前記電極線７，９を配置し、前記導電性シート３，５の縁部１３Ａ，１３Ｂを加熱圧着して発熱シートを形成した。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２枚の導電性シートの間に、これらの導電性シートの縁部に沿って電極線を配置した発熱シートの製造方法であって、
２枚の前記導電性シートの間に、前記電極線が配置される電極線配置予定部を除いた部分に樹脂材を配置し、これらを加熱圧着して一体のシート状に形成した後、前記電極線配置予定部に前記電極線を配置し、前記導電性シートの縁部を加熱圧着したことを特徴とする発熱シートの製造方法。
【請求項２】
前記樹脂材が、絶縁性を有し、前記導電性シートに生じた異常発熱により溶融することを特徴とする請求項１に記載の発熱シートの製造方法。
【請求項３】
前記樹脂材が、前記電極線と同程度の厚みに形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の発熱シートの製造方法。
【請求項４】
２枚の導電性のシートの間に、これらの導電性シートの縁部に沿って加熱圧着防止材を配置し、これらの導電性シートを加熱圧着して一体のシート状に形成し、前記縁部から前記加熱圧着防止材を除去し、この除去した部分に電極線を配置し、前記縁部を加熱圧着したことを特徴とする発熱シートの製造方法。
【請求項５】
前記電極線は、前記導電性シートに接する面に、当該電極線を加圧に伴って前記導電性シートに沈み込ませる複数の突起が形成されていることを特徴とする請求項４に記載の発熱シートの製造方法。
【請求項６】
２枚の導電性シートの間に、電極線が配置される電極線配置予定部を除いた部分に樹脂材を配置し、これらを加熱圧着して一体のシート状に形成した後、前記電極線配置予定部に前記電極線を配置し、前記導電性シートの縁部を加熱圧着して形成されたことを特徴とする発熱シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発熱シートの製造方法、及び発熱シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、家屋の床下の根太の上やコンクリート面積上に断熱材を介して面状発熱体を敷設し、その上に床板等を敷設した床暖房装置が広く採用されるようになっている。この種の床暖房装置には、プラスチックシート等の絶縁シート上に金属箔を積層し、この金属箔をエッチングして発熱パターンを形成したもの、あるいは厚手の絶縁シートの上面に発熱パターンの溝を形成し、この溝に、外周が絶縁被覆されたニクロム線を嵌入させたものがある。この他に更に、プラスチックの中にカーボンの微粉末を混入させたパレットを溶融してシート状に成形した２枚の導電性シートの間に２本の電極を挟持させて成る発熱シートもある。
【０００３】
上記発熱シートの製造法としては、例えばチューブラー法と呼ばれる延伸フィルムの製造方法が知られている。チューブラー法においては、押出成形機に付設された環状ノズルより溶融したプラスチックを筒状に押出すと同時に、その筒状体の内部に２本の電極を送出しながら、成形体の軟化状態時に２本のピンチロール間で押圧して平板状とし、その両端に電極線を挟持状態とする。そして、電極線と成形体の間に電気的な接合状態を形成しながら急冷して発熱シートを製造している。
また、このチューブラー法における種々の問題点を解決した製造方法として、導電性プラスチックを溶融して複数の流路に分岐して流し、これを線状のスリットを持つ口金より複数枚のシートを平行して押出すと共に、対面する２枚の成形シートの間の両端近傍に２本の電極線を配置してシート同時に送出し、次いで電極線を挟持しながら複数枚の成形シートを押圧接着して一体的な１枚の発熱シートを形成する技術も知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−１７２２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、プラスチックに比べて熱による伸縮性が低い金属材を電極線とし、この電極線を挟み込んだ２枚の導電性シートを熱融着により接合して発熱シートを成形する場合、この熱融着時に導電性シートが延び冷却に伴って縮みが発生するものの、この縮みに対して電極線の伸縮が追従しないため、導電性シートに波打ちが発生してコンブのような状態となる、という問題があった。特に、発熱シートを建材として用いる場合には、２メートル程度の長い発熱シートを成形するため、熱融着時の伸縮量を１％程度としても２０ｍｍという大きな伸縮が生じ、これによる波打ちは非常に著しいものとなる。
また、床暖房装置に発熱シートを用いる場合には、波打ちが発生した発熱シートが床の浮き上がりの要因となる、という問題もある。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、平坦性に優れた発熱シートを良好に成形可能な発熱シートの製造方法、及び発熱シートを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明は、２枚の導電性シートの間に、これらの導電性シートの縁部に沿って電極線を配置した発熱シートの製造方法であって、２枚の前記導電性シートの間に、前記電極線が配置される電極線配置予定部を除いた部分に樹脂材を配置し、これらを加熱圧着して一体のシート状に形成した後、前記電極線配置予定部に前記電極線を配置し、前記導電性シートの縁部を加熱圧着したことを特徴とする。
【０００６】
また本発明は、上記の本発明に係る発熱シートの製造方法において、前記樹脂材が、絶縁性を有し、前記導電性シートに生じた異常発熱により溶融することを特徴とする。
【０００７】
また本発明は、上記の本発明に係る発熱シートの製造方法において、前記樹脂材が、前記電極線と同程度の厚みに形成されていることを特徴とする。
【０００８】
また上記目的を達成するために、本発明は、２枚の導電性のシートの間に、これらの導電性シートの縁部に沿って加熱圧着防止材を配置し、これらの導電性シートを加熱圧着して一体のシート状に形成し、前記縁部から前記加熱圧着防止材を除去し、この除去した部分に電極線を配置し、前記縁部を加熱圧着したことを特徴とする。
【０００９】
また本発明は、上記の本発明に係る発熱シートの製造方法において、前記電極線は、前記導電性シートに接する面に、当該電極線を加圧に伴って前記導電性シートに沈み込ませる複数の突起が形成されていることを特徴とする。
【００１０】
また上記目的を達成するために、本発明は、２枚の導電性シートの間に、電極線が配置される電極線配置予定部を除いた部分に樹脂材を配置し、これらを加熱圧着して一体のシート状に形成した後、前記電極線配置予定部に前記電極線を配置し、前記導電性シートの縁部を加熱圧着して形成されたことを特徴とする発熱シートを提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、２枚の導電性シートの間に、電極線が配置される電極線配置予定部を除いた部分に樹脂材を配置し、これらを加熱圧着して一体のシート状に形成した後に、電極線配置予定部に電極線を配置し、導電性シートの縁部を加熱圧着したため、波打が発生することが無く、平坦性に優れた発熱シートを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を添付した図面を参照して説明する。なお、以下で示す図面においては、発明の理解を容易とするために、電極線７，９の厚みなどを実物よりも誇張して示している。
［第１実施形態］
図１は本実施形態に係る発熱シート１の斜視図であり、図２は発熱シート１の断面図である。
発熱シート１は、互いに重ね合わせて接合された２枚の導電性シート３，５と、これらの導電性シート３，５の間に挟み込まれた２本の電極線７，９と、これらの電極線７，９の間に配置された絶縁性樹脂材１１とを備えて成形され、床暖房等に使用される面状発熱体として用いて好適な寸法（より具体的には、建材に用いて好適な寸法）に成形されている。
導電性シート３，５は、約１５〜３０％の微粒子状の導電性カーボン、例えばファーネスブラックを熱可塑性プラスチックに添付して製造させたペレットを、混合機において均一に混合した後、形成機により長尺の矩形のシート状に形成されたものが用いられている。
【００１３】
電極線７，９には、細い銅線を多数本使用して編組した、やや偏平な編組線、或いは、偏平な金属箔などが使用されている。
これらの電極線７，９は、導電性シート３，５の長手方向に沿った左右の縁部１３Ａ，１３Ｂに沿って配置され、それぞれの先端部７Ａ，９Ａには、電気配線のコネクタが接続され、電極線７，９のそれぞれに互いを異なる極性として通電が行われる。電極線７，９に電力が供給されると、電極線７，９の間を導電性シート３，５を介して電流が流れ、この電流に伴って導電性シート３，５が発熱し、面状の発熱体として作用する。
【００１４】
上記絶縁性樹脂材１１は、絶縁性の樹脂を、導電性シート３，５と共に延びる板状に形成したものである。この絶縁性樹脂材１１は、電極線７，９と同程度の厚みに形成されており、また、導電性シート３，５の左右の縁部１３Ａ，１３Ｂに、それぞれ幅ＸＡの電極線配置予定部１５を設けられる程度の幅Ｗに形成されている。
この絶縁性樹脂材１１には、例えばパラフィンやポリエチレン（ＰＥ）が用いられ、電極線７，９に過電流が流れるなどして導電性シート３，５の温度が異常発熱とみなされる所定温度（例えば１００℃〜２００℃）に達したときに溶融して電極線７，９を包み込むように構成されている。これにより、電極線７，９が絶縁性樹脂材１１により被覆されることから、電極線７，９の間の電流の流れが止まり、発熱が速やかに抑えられることとなる。
【００１５】
このような発熱シート１の製造方法について、図３及び図４に示す概念図を参照して説明する。なお、これらの図においては、導電性シート３，５の間の構成の把握を容易とするために、電極線７，９等の厚みを実際よりも大きくして示している。
形成機により形成された２枚の導電性シート３，５の間に、図３に示すように、これらの導電性シート３，５と共に延びる板状の絶縁性樹脂材１１を、その左右に電極線配置予定部１５を設けて挟み込み、これらに熱風をあてて加熱しながら押圧ローラ２０Ａ，２０Ｂの間を通して押圧する。これにより、導電性シート３，５が絶縁性樹脂材１１に融着して接合される。このとき、電極線配置予定部１５においては、絶縁性樹脂材１１によって導電性シート３，５の間に隙間が生じているため接合されずに、押圧ローラ２０Ａ，２０Ｂを通過する。
【００１６】
かかる絶縁性樹脂材１１に導電性シート３，５を熱融着する工程においては、導電性シート３，５が熱融着時の加熱加圧により伸びが生じ、冷却に伴って縮みが発生する。このとき、導電性シート３，５の間には、熱可塑性が極端に異なる電極線７，９が配置されておらず、導電性シート３，５の熱による伸縮に追従可能な樹脂製の絶縁性樹脂材１１が配置されているから、導電性シート３，５が冷却によって縮む際に、長手方向に沿った波打ち状の変形が発生することが無い。
【００１７】
次いで、図４に示すように、絶縁性樹脂材１１の左右の電極線配置予定部１５に、それぞれ上記電極線７，９を配置し、その後、導電性シート３，５の左右の縁部１３Ａ，１３Ｂを、熱風をあてながらそれぞれ押圧ローラ２２Ａ，２２Ｂ，２４Ａ，２４Ｂで押圧することで、導電性シート３，５の縁部１３Ａ、１３Ｂを電極線７，９に接合する。
かかる縁部１３Ａ，１３Ｂの熱融着工程においては、導電性シート３，５の縁部１３Ａ，１３Ｂが熱融着のために加熱され押圧ローラ２２Ａ，２２Ｂ，２４Ａ，２４Ｂで押圧されることで、多少の伸びが発生する。しかしながら、導電性シート３，５においては、電極線配置予定部１５を除いた大部分が既に熱融着されているから、この工程における加熱による縁部１３Ａ，１３Ｂの伸びが抑えられるため波打ち状の変形が発生する事が無い。
【００１８】
また、上述の通り、絶縁性樹脂材１１の厚みが電極線７，９の厚みと同程度に形成されているため、この絶縁性樹脂材１１の厚みが電極線７，９よりも薄い場合、或いは、絶縁性樹脂材１１が無い場合に比べ、導電性シート３，５の縁部１３Ａ，１３Ｂを熱融着した際に、導電性シート３，５の表面に電極線７，９による起伏が生じることがなく、平坦性に優れた発熱シート１が得られる。
【００１９】
ここで、導電性シート３，５を絶縁性樹脂材１１に熱融着する工程、及び、導電性シート３，５の縁部１３Ａ，１３Ｂを熱融着する工程においては、それぞれ絶縁性樹脂材１１に熱が加えられることから、当該絶縁性樹脂材１１に多少の溶融を生じ、絶縁性樹脂材１１の左右に配置される電極線７，９に影響を及ぼす可能性がある。
そこで、図２に示すように、電極線配置予定部１５には、絶縁性樹脂材１１と電極線７，９との間に、所定幅Ｙの隙間３０が設けられており、絶縁性樹脂材１１が熱融着の工程において多少溶融しても、電極線７，９に絶縁性樹脂材１１が影響を及ぼさないように構成されている。
【００２０】
このように本実施形態においては、発熱シート１を製造する際には、２枚の導電性シート３，５の間に、電極線７，９を配置する電極線配置予定部１５を除いた部分に絶縁性樹脂材１１を配置した状態でこれらを加熱圧着して一体のシート状に形成し、その後に、電極線配置予定部１５に電極線７，９を配置し、電極線配置予定部１５を加熱圧着して上記発熱シート１を形成するようにした。
これによれば、導電性シート３，５同士を熱融着する際に、これらの導電性シート３，５の間に熱可塑性が極端に異なる電極線７，９が配置されておらず、導電性シート３，５の熱による伸縮に追従可能な樹脂製の絶縁性樹脂材１１が配置されているから、導電性シート３，５が冷却によって縮む際に、長手方向に沿った波打ち状の変形が発生することが無い。
また、電極線配置予定部１５を除いた大部分を既に熱融着した後に、電極線配置予定部１５に電極線７，９を配置して縁部１３Ａ，１３Ｂを熱融着するため、これら縁部１３Ａ，１３Ｂの加熱圧着時の伸びが抑えられることから、冷却時の縮みによる波打ち状の変形が発生する事が無く、平坦性に優れた発熱シート１が得られる。
【００２１】
また本実施形態においては、絶縁性樹脂材１１が、絶縁性を有し、導電性シート３，５に生じた異常発熱により溶融する構成としたため、この溶融により、電極線７，９が包み込まれて電極線７，９と導電性シート３，５との間が絶縁される。これにより、導電性シート３，５に異常発熱が生じた際には、電極線７，９から導電性シート３，５への電流の流れが停止されることで、発熱が速やかに抑えられることから安全性に優れた発熱シート１が得られる。
【００２２】
また本実施形態においては、絶縁性樹脂材１１が、電極線７，９と同程度の厚みに形成されているため、絶縁性樹脂材１１の厚みが電極線７，９よりも薄い場合などに比べ、導電性シート３，５の縁部１３Ａ，１３Ｂを熱融着した際に、導電性シート３，５の表面に電極線７，９による起伏が生じることがなく、平坦性に優れた発熱シート１が得られる。
【００２３】
このように平坦性に優れた発熱シート１を、例えば床暖房装置に用いることで、床面の浮き上がりなどの無い床暖房装置が得られる。また、床暖房装置が備える蓄熱材に発熱シート１を隙間無く接触させることができるから、効率の良い床暖房装置が実現可能となる。
【００２４】
［第２実施形態］
上述した第１実施形態では、２枚の導電性シート３，５の間に絶縁性樹脂材１１を配置し電極線配置予定部１５に隙間を生じさせた状態で、これらを熱融着することで、電極線配置予定部１５を残して２枚の導電性シート３，５を接合することとした。
これに対して、本実施形態では、２枚の導電性シート３，５を熱融着により接合する際に、電極線配置予定部１５に加熱圧着防止材４０を予め配置しておくことで、電極線配置予定部１５を残して２枚の導電性シート３，５を接合することとしている。
【００２５】
詳述すると、図５に示すように、形成機により形成された２枚の導電性シート３，５の間に、上記電極線配置予定部１５に沿って加熱圧着防止材４０を設けて挟み込み、これらに熱風をあてて加熱しながら押圧ローラ２０Ａ，２０Ｂの間を通して押圧する。これにより、導電性シート３，５が電極線配置予定部１５を除いて接合される。
この接合により、導電性シート３，５には伸びが生じ、冷却に伴って縮みが発生するものの、導電性シート３，５の間には熱可塑性が極端に異なる電極線７，９が配置されていないため、波打ち状の変形が発生することが無い。
なお、本実施形態の電極線配置予定部１５は、電極線７，９に所定幅Ｙの隙間３０を設ける必要がないため、電極線７，９が収まる程度の幅Ｘｂを有していれば良い。
【００２６】
次いで、図６に示すように、電極線配置予定部１５から加熱圧着防止材４０を除去した後、電極線配置予定部１５に、それぞれ上記電極線７，９を配置する。その後、導電性シート３，５の左右の縁部１３Ａ，１３Ｂを、それぞれに熱風をあてながら押圧ローラ２２Ａ，２２Ｂ，２４Ａ，２４Ｂで押圧することで、導電性シート３，５の縁部１３Ａ，１３Ｂを熱融着して封止する。
かかる縁部１３Ａ，１３Ｂの熱融着工程においては、電極線配置予定部１５を除いた大部分が既に熱融着されているから、この工程における加熱による縁部１３Ａ，１３Ｂの伸びが抑えられるため、冷却時の縮みによる波打ち状の変形が発生する事が無い。
【００２７】
図７は、本実施形態の発熱シート１００の断面を模式的に示す図である。
発熱シート１００においては、２枚の導電性シート３，５の間には、電極線７，９以外に何も配置されていないため、これらの電極線７，９の厚みによっては、発熱シート１００の表面に多少の起伏が生じる。
そこで、本実施形態では、電極線７，９による起伏の発生を防止するために、電極線７，９の導電性シート５と接触する接触面４２に、多数の山形の突起４４を設ける構成としている。
この構成により、導電性シート３，５の縁部１３Ａ，１３Ｂを加熱加圧して熱融着する際に、電極線７，９が加圧によって導電性シート５に沈み込むことで、電極線７，９による起伏の発生を抑えることができる。
【００２８】
このように本実施形態によれば、２枚の導電性シート３，５の間に、これらの導電性シート３，５の縁部１３Ａ，１３Ｂに沿って加熱圧着防止材４０を配置し、これらの導電性シート３，５を加熱圧着して一体のシート状に形成し、縁部１３Ａ，１３Ｂから加熱圧着防止材４０を除去し、この除去した部分に電極線７，９を配置し、縁部１３Ａ，１３Ｂを加熱圧着して発熱シート１００を製造するようにした。
これによれば、導電性シート３，５同士を熱融着する際に、これらの導電性シート３，５の間に熱可塑性が極端に異なる電極線７，９が配置されていないため、導電性シート３，５が冷却によって縮む際に、長手方向に沿った波打ち状の変形が発生することが無い。
また、電極線配置予定部１５を除いた大部分を既に熱融着した後に、電極線配置予定部１５に電極線７，９を配置して縁部１３Ａ，１３Ｂを熱融着するため、これら縁部１３Ａ，１３Ｂの加熱圧着時の伸びが抑えられることから、冷却時の縮みによる波打ち状の変形が発生する事が無く、平坦性に優れた発熱シート１００が得られる。
【００２９】
さらに本実施形態によれば、電極線７，９の導電性シート５と接触する接触面４２に、多数の山形の突起４４を設け、導電性シート３，５の縁部１３Ａ，１３Ｂを加熱加圧して熱融着する際に、電極線７，９が加圧によって導電性シート５に沈み込ませる構成としたため、電極線７，９による起伏の発生を抑え、平坦性がより高い発熱シート１００が得られる。
【００３０】
［第３実施形態］
上述した第１及び第２実施形態では、２枚の導電性シート３，５を、電極線配置予定部１５を残して熱融着し、その後に、電極線配置予定部１５に電極線７，９を配置して、この電極線配置予定部１５を熱融着して発熱シート１、１００を構成した。
これに対して、本実施形態の発熱シート２００においては、電極線７，９を電極線配置予定部１５に配置した後に熱融着するのではなく、図８に示すように、電極線７，９の那幅相当の幅ＸＣの電極線配置予定部１５に配置した電極線７，９と、導電性シート３，５の間に導電性粘着剤３５を塗布し、上記押圧ローラ２２Ａ，２２Ｂ，２４Ａ，２４Ｂで押圧して導電性シート３，５を電極線７，９に接合する構成としている。
これにより、導電性シート３，５の縁部１３Ａ、１３Ｂを熱融着により接合する必要がないため、各縁部１３Ａ、１３Ｂの端部に揃えて電極線７，９を配置することが可能となり、また、導電性シート３，５の縁部１３Ａ、１３Ｂを接合する熱融着の工程が不要であるため、上述した波打状の変形が発生することも無く、平坦性に優れた発熱シート２００が得られる。
なお、本実施形態において、導電性粘着剤３５を用いて導電性シート３，５に電極線７，９を固定する構成に限らず、導電性シート３，５と接する電極線７，９の面内に、導電性シート３，５に刺さる多数の先端が尖った突起を設け、これらの突起により電極線７，９を導電性シート３，５に固定する構成としても良い。
【００３１】
なお、上述した各実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の範囲内で任意に変形及び応用が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る発熱シートの構成を示す斜視図である。
【図２】同発熱シートの断面図である。
【図３】同発熱シートの製造方法を示す図である。
【図４】同発熱シートの製造方法を示す図である。
【図５】第２実施形態に係る発熱シートの製造方法を示す図である。
【図６】同発熱シートの製造方法を示す図である。
【図７】同発熱シートの断面図である。
【図８】第３実施形態に係る発熱シートの断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１，１００，２００  発熱シート
３，５  導電性シート
７，９  電極線
１１  絶縁性樹脂材
１３Ａ，１３Ｂ  縁部
１５  電極線配置予定部
３５  導電性接着剤
４０  加熱圧着防止材
４２  接触面
４４  突起
【図１】
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【図２】
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【図３】
2010003612.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2010003612.tif 000008
【図７】
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【図８】
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