(57)【要約】【課題】表面に凹凸や皺が発生することを抑制し、外観性能の高い面状採暖具を提供することを目的とする。【解決手段】シート状の裏面材２５０と、裏面材２５０上に積層された断熱シート２３０と、断熱シート２３０上に積層されたヒータユニット２２０と、ヒータユニット２２０上に積層されたシート状の２１０表面材とを含み、断熱シート２３０は、高融点樹脂繊維と高融点樹脂繊維より低い融点を有する低融点樹脂繊維とが所定の割合で混合された不織布で構成されていることを特徴とすることにより、ヒータ線が断熱シートに埋没されることにより、ヒータ線が表面材の表面に突出すことを抑制することができるとともに、表面材に皺が発生することが抑制され、面状採暖具の外観を向上することができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状の裏面材と、
前記裏面材上に積層された断熱シートと、
前記断熱シート上に積層され、金属シートの両面に熱可塑性の接着樹脂がコーティングされた均熱シートにヒータ線は配設されたヒータユニットと、
前記ヒータユニット上に積層されたシート状の表面材と、を含み、
前記裏面材と、前記断熱シートと、前記ヒータユニットと、前記表面材と、は熱可塑性樹脂を主成分とする接着剤で接着された構成とし、
前記断熱シートは、高融点樹脂繊維と前記高融点樹脂繊維より低い融点を有する低融点樹脂繊維とが所定の割合で混合された不織布で構成されていることを特徴とする、
面状採暖具。
【請求項２】
前記断熱シートにおける低融点樹脂繊維の配合割合は１０％以下である、
請求項１に記載の面状採暖具。
【請求項３】
裏面材と、熱可塑性樹脂を主成分とする接着シートと、高融点樹脂繊維と前記高融点樹脂繊維より低い融点を有する低融点樹脂繊維とが所定の割合で混合された不織布で構成された断熱シートと、金属シートの両面に熱可塑性の接着樹脂がコーティングされた均熱シートにヒータ線は配設されたヒータユニットと、シート状の表面材との順に積層した積層体を形成し、
前記積層体を加圧しながら、前記高融点樹脂繊維の融点より低くかつ前記低融点樹脂繊維の融点より高い温度で加熱することより、前記接着シートと前記接着樹脂とを溶融する、
面状採暖具の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂による遮水性を備えた表面材を使用した面状採暖具およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、樹脂による遮水性を備えた表面材を使用した面状採暖具の本体の構成としては、ポリエステル樹脂の不織布の上層にオレフィン系樹脂のラミネート層を形成した表面材と、アルミシートにヒータ線を配設したヒータユニットと、ポリエステル樹脂の中空綿による不織布とポリエステル樹脂とポリプロピレン樹脂の不織布の２層で構成された断熱シートと、オレフィン系エラストマー樹脂の裏面材とを積層し、各シートの間に熱により溶融する接着シートを介在させ、熱プレスで加熱および加圧することにより、接着シートを溶融して部材相互を接着して積層体からなる本体が製造されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１１７８００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の面状採暖具の構成および製造方法では、表面材とヒータユニットと断熱シートと裏面材は異なる材質で構成されているため、熱プレスにより同一の温度で加熱された場合、各材質の収縮および変形に関わる熱的な特性が異なるため、熱プレス後の積層体は表面に皺や凹凸等の変形が発生することがあり、特に厚さの薄い遮水シートを使用した場合、皺や凹凸等が発生する可能性が高く、特に外観性能という観点からは未だ改善の余地があった。
【０００５】
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、本体の表面に皺や凹凸発生することを抑制し、外観の向上を図った面状採暖具およびその製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記従来の課題を解決するために、本発明の面状採暖具は、シート状の裏面材と、裏面材上に積層された断熱シートと、断熱シート上に積層され、金属シートの両面に熱可塑性の接着樹脂がコーティングされた均熱シートにヒータ線は配設されたヒータユニットと、ヒータユニット上に積層されたシート状の表面材と、を含み、裏面材と、断熱シートと、ヒータユニットと、表面材と、は熱可塑性樹脂を主成分とする接着剤で接着された構成とし、断熱シートは、高融点樹脂繊維と高融点樹脂繊維より低い融点を有する低融点樹脂繊維とが所定の割合で混合された不織布で構成されていることを特徴とするものである。
【０００７】
これにより、ヒータ線が断熱シートに埋没されることにより、ヒータ線が表面材の表面に突出すことを抑制することができるとともに、表面材に皺が発生することが抑制され、面状採暖具の外観を向上することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の面状採暖具は、表面に凹凸や皺が発生することを抑制し、外観性能の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１における面状採暖具の外観を示す斜視図
【図２】本発明の実施の形態１における本体の完成状態を示す断面図
【図３】本発明の実施の形態１における本体の構成部材の詳細を示す断面図
【図４】本発明の実施の形態１におけるヒータユニットを示す平面図
【図５】本発明の実施の形態１におけるヒータ線の詳細を示す模式図
【図６】本発明の実施の形態１における本体の熱プレス工程を示す模式図
【図７】本発明の実施の形態１における本体の超音波溶着工程を示す模式図
【図８】本発明の実施の形態１における本体のトリミング工程を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
第１の発明は、シート状の裏面材と、前記裏面材上に積層された断熱シートと、前記断熱シート上に積層され、金属シートの両面に熱可塑性の接着樹脂がコーティングされた均熱シートにヒータ線は配設されたヒータユニットと、前記ヒータユニット上に積層されたシート状の表面材と、を含み、前記裏面材と、前記断熱シートと、前記ヒータユニットと、前記表面材と、は熱可塑性樹脂を主成分とする接着剤で接着された構成とし、前記断熱シートは、高融点樹脂繊維と前記高融点樹脂繊維より低い融点を有する低融点樹脂繊維とが所定の割合で混合された不織布で構成されていることを特徴とする、面状採暖具。
【００１１】
これにより、ヒータ線が断熱シートに埋没されることにより、ヒータ線が表面材の表面に突出すことを抑制することができるとともに、表面材に皺が発生することが抑制され、面状採暖具の外観を向上することができる。
【００１２】
第２の発明は、第１の発明において、前記断熱シートにおける低融点樹脂繊維の配合割合は１０％以下としたものである。
【００１３】
これにより、特に、熱プレス加工における押圧解除後の横方向の寸法変化を低減する効果を得ることができるため、断熱シートに接着された表面材およびヒータユニットが変形することが低減されるため、表面材に皺が発生することが抑制され、面状採暖具の外観をより向上することができる。
【００１４】
第３の発明は、裏面材と、熱可塑性樹脂を主成分とする接着シートと、高融点樹脂繊維と前記高融点樹脂繊維より低い融点を有する低融点樹脂繊維とが所定の割合で混合された不織布で構成された断熱シートと、金属シートの両面に熱可塑性の接着樹脂がコーティングされた均熱シートにヒータ線は配設されたヒータユニットと、シート状の表面材との順に積層した積層体を形成し、前記積層体を加圧しながら、前記高融点樹脂繊維の融点より低くかつ前記低融点樹脂繊維の融点より高い温度で加熱することより、前記接着シートと前記接着樹脂と低融点樹脂繊維を溶融する、面状採暖具の製造方法である。
【００１５】
これにより、熱プレス工程で低融点樹脂繊維を溶融させることによりヒータ線を断熱シートに埋没されることができ、ヒータ線が表面材の表面に突出すことを抑制することができるとともに、表面材に皺が発生することが抑制され、外観性能の高い面状採暖具を容易に製造することができる。
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１７】
（実施の形態１）
＜１＞面状採暖具の構成
図１は、本発明の実施の形態１における面状採暖具の完成状態を示す斜視図であり、図２は面状採暖具の本体の完成状態を示す断面であり、図３は本体を構成する部材の詳細な構成を示す断面図であり、図４はヒータユニットを示す平面図であり、図５はヒータ線の詳細な構成を示す模式図である。
【００１８】
図１に示すように、本実施の形態の面状採暖具１００は複数のシート状の部材で構成した本体２００の一端にコントローラ１１０を配設し、コントローラ１１０に接続した電源コード１１１で電力を供給することにより本体２００を加熱するものであり、住宅の床面に本体２００設置し、その上にカーペットカバー１２０を掛けて使用する面状採暖具である。
【００１９】
カーペットカバー１２０は厚さ約２ｍｍの発泡ウレタンシートの表面にポリエステル繊維製のパイル生地を貼着し、裏面にポリエステル繊維の不織布を貼着した３層の構成であり、外周に縫製によるオーバーロック処理を施したものである。
【００２０】
図２に示すように、面状採暖具の本体２００は、シート状の表面材２１０と、シート状のヒータユニット２２０と、フェルト状の断熱シート２３０と、シート状の接着シート２４０と、シート状の裏面材２５０とを主な構成部材としており、これらの部材を熱プレス装置により加熱および押圧することにより接着し、外周を超音波溶着により溶着処理を施したものである。完成状態では、断熱シート２３０と裏面材２５０との間に介在させた接着シート２４０は主に断熱シート２３０に浸透するためその厚さはほとんど残っていない。
【００２１】
図３に示すように、表面材２１０は、面状採暖具の本体２００における最上面の部材であり、使用者が直接接触および目視する可能性の高い面である。表面材２１０は機械的な強度や遮水性に加え、意匠性、耐汚染性、触感等の表面材として必要な多くの性能を備えたものであり、塩化ビニル樹脂（以下ＰＶＣと表記）を主成分としたシートの表面に着色および柄付けした上層２１１と、上層２１１の裏面にポリエステル不織布の下層２１２を接着した２層の積層シートとして構成されており、厚さは約０．２ｍｍである。表面材は厚さが薄いためヒータユニット２２０の熱を効率的にカーペットカバー１２０に伝達するという効果を備えたものであるが、表面材２１０の厚さが薄いために、本体２００内部の凹凸が表面で目立ちやすいこと、また、加工時に加えられる熱や圧力によって皺が発生しやすい素材である。
【００２２】
ヒータユニット２２０は、面状採暖具の発熱源であり、図４に示すように、アルミニュームを主成分とする均熱シート２２１の片面にヒータ線２２４を蛇行形状に配設したものである。
【００２３】
均熱シート２２１は、ヒータ線２２４で発熱した熱を本体２００全面に均一に拡散する目的の部材であり、熱伝導率が高い金属シートであるアルミニュームを主成分とする厚さ約０．０１ｍｍのアルミシート２２２を基材とし、その両面にポリエチレン樹脂からなる接着樹脂２２３をコーティングして形成したものであり、ポリエチレン樹脂からなる接着樹脂２２３は約９７℃以上に加熱することにより溶融して接着剤としての機能を発揮する。
【００２４】
図５に示すように、ヒータ線２２４は中心のガラス繊維２２４ａの周囲に温度を検知する温度検知線２２４ｂを螺旋状に巻装し、その外周にナイロン樹脂で絶縁層２２４ｃを形成し、絶縁層２２４ｃの外周に発熱線２２４ｄを螺旋状に巻装し、その外周にＰＶＣの絶縁層２２４ｅを形成し、絶縁層２２４ｅの外周にポリエチレン樹脂による接着層２２４ｆを形成したものであり、外周の直径は約２．７ｍｍである。
【００２５】
図４に示すように、ヒータユニット２２０は、ヒータ線２２４の始端を均熱シート２２１の１つの角部に配置し、均熱シート２２１の全域をカバーするように直線部と折り返し部を交互に形成して蛇行形状に配設されており、終端を始端の近傍に配置している。ヒータ線２２４を均熱シート２２１に蛇行形状に配置した状態で熱を加えることにより、ヒータ線２２４の接着層２２４ｆが溶融し、均熱シート２２１に接着固定されたものである。
【００２６】
断熱シート２３０は、ヒータユニット２２０で発熱した熱が床面に無駄に伝わるのを抑制する機能と、主に高融点樹脂繊維による高い弾力性による面状採暖具１００のクッション性を得る目的で設けたものであり、ポリエステル樹脂を主成分とする高融点樹脂繊維を約９２％と低融点樹脂繊維を約８％の割合で混合し、厚さ約１５ｍｍのフェルト状に形成したものである。高融点樹脂繊維の溶融温度は約２５０℃であり、低融点樹脂繊維の溶融温度は約８５℃である。
【００２７】
上記構成の断熱シート２３０を、高融点樹脂繊維の溶融温度である２５０℃より低く、低融点樹脂繊維の溶融温度である８５℃より高い温度、例えば１００℃に加熱すると、低融点樹脂繊維が溶融することにより高融点繊維が変形しやすくなるとともに、溶融した低融点繊維が高融点繊維の要所を接着する作用を果たすことにより、断熱シート２３０の変形状態を維持する効果を得ることができる。
【００２８】
特に、熱プレス加工により断熱シート２３０に上下方向に押圧を加えた場合、断熱シート２３０は横方向に拡張し、押圧を解除した場合、元の寸法に戻るのが一般的であるが、低融点繊維の接着作用により変形状態を維持することができるので、押圧解除後に元の寸法に戻ることを抑制する効果を得ることができる。
【００２９】
断熱シート２３０の外形寸法はヒータユニット２２０の均熱シート２２１外形と同寸法または僅かに大きい寸法に形成されている。
【００３０】
上記のように断熱シート２３０の加熱特性を活用することにより、ヒータユニット２２０のヒータ線２２４を断熱シート２３０に対向させて積層した状態で押圧しながら加熱することにより、ヒータ線２２４を断熱シート２３０に埋没させることができ、ヒータユニット２２０の均熱シート２２１の凹凸を抑制することができるとともに、断熱シート２３０の弾性も維持することができる。
【００３１】
上記のようにヒータ線２２４を断熱シート２３０に埋没するためには、断熱シート２３０が十分な厚さを備えることが重要であり、ヒータ線２２４の直径に対して断熱シート２３０は４倍以上の厚さを備えることが必要であり、本実施の形態ではヒータ線２２４の直径２．７ｍｍに対して断熱シート２３０の厚さは１５ｍｍで５．６倍としている。
【００３２】
接着シート２４０は、断熱シート２３０と裏面材２５０とを接着するシート状の熱溶融タイプの接着材である。接着シート２４０は、ポリエチレン樹脂を厚さ約６０μｍのシート状に成形したものであり、常温においては柔軟なシート状をなしており、約９７℃以上で溶融して接着剤としての機能を発揮する。接着シート２４０の外形は断熱シート２３０より大きく、裏面材２５０と略同寸法に形成されている。
【００３３】
裏面材２５０は、面状採暖具１００の本体２００のうち直接床面に接触する部材であり、機械的強度はもちろんクッション性や滑り難さ等の性能を備えている。裏面材２５０は低密度ポリエチレン樹脂製のクロスシートの両面をポリエチレン樹脂でコーティング処理を施されたものである。裏面材２５０の外形は表面材２１０と略同寸法に形成されている。
【００３４】
＜２＞本体の製造工程
図６は第１工程における熱プレス工程の断面を示す模式図であり、図７は第２工程である本体周辺部の溶着を行う超音波溶着工程の断面を示す模式図であり、図８は第３工程である本体周辺部の不要な部分を切断するトリミング工程の断面を示す模式図である。
【００３５】
第１工程は、本体２００を構成する全ての部材である、表面材２１０とヒータユニット２２０と断熱シート２３０と接着シート２４０と裏面材２５０を熱プレスにより接着する熱プレス工程である。この工程は加熱と押圧の作業を同時に行う工程であり、図６に示すように、この工程に必要な設備は熱プレス装置３００であり、熱プレス装置３００の下型３１０と上型３２０は本体２００全面をカバーする平板状の熱板３１１、３２１を備えている。
【００３６】
図６に示すように下型３１０の熱板３１１上に裏面材２５０、接着シート２４０、断熱シート２３０、ヒータ線２２４が下側になるようにしてヒータユニット２２０と、表面材２１０の順に積層する。この工程においては図６に示すように、ヒータユニット２２０と断熱シート２３０は、表面材２１０と接着シート２４０と裏面材２５０より外形寸法が小さいので、表面材２１０と接着シート２４０および裏面材２５０の中央に配置することが重要である。
【００３７】
熱プレス装置３００の下型３１０の熱板３１１は約１００℃、上型３２０の熱板３２１は約１４０℃に加熱されている。この熱板の温度は、熱プレスの加工工程中に断熱シート２３０の内部が低融点樹脂繊維の融点８５℃より高くかつ高融点樹脂繊維の融点２５０℃より低い温度となり、かつ均熱シート２２１の接着樹脂２２３および接着シート２４０が融点９７℃より高い温度になるように設定されている。この加熱状態で、上型３２０が下げられて積層した部材を加熱および押圧し、約３０秒間維持し、その後上型３２０が開放される。
【００３８】
これにより、均熱シート２２１の接着樹脂２２３が溶融することにより、表面材２１０とヒータユニット２２０が、ヒータユニット２２０と断熱シート２３０が接着され、接着シート２４０が溶融することにより、断熱シート２３０と裏面材２５０が接着される。また、ヒータ線２２４が断熱シート２３０に押し付けられながら、断熱シート２３０の低融点樹脂繊維の一部または全部が溶融することにより、断熱シート２３０にヒータ線２２４の一部が納まる窪みが形成される。
【００３９】
熱プレス工程を終了することにより、本体２００を構成する全ての部材は接着され、一体化された積層体の状態となる。
【００４０】
第２工程は第１工程で接着した本体２００の積層体の周辺部の表面材２１０と接着シート２４０と裏面材２５０を溶着する超音波溶着工程である。超音波溶着工程で使用する加工設備は、図７に示すように本体２００の２辺を同時に超音波溶着できるホーン４１０を備えた超音波溶着機４００である。
【００４１】
ヒータユニット２２０と断熱シート２３０は、表面材２１０と接着シート２４０と裏面材２５０より外形寸法を小さく形成されているため、本体２００の周辺部は表面材２１０と接着シート２４０と裏面材２５０とで構成されている。
【００４２】
第５工程のトリミング工程は、本体の周辺部の不要な部分を切り落として整形する仕上げ工程である。トリミング工程では、図８に示すトリミング装置５００が用いられる。トリミング装置５００は、２つの円板状の回転カッター５１０を備える。本体２００の幅方
向端部に対応して配置された２つの回転カッター５１０は、本体２００の長さ方向に移動しながら、幅方向端部を切断する。これにより、本体２００における幅方向の両側が同時に切断される。次に、本体２００の長さ方向端部に対応して配置された２つの回転カッター５１０は、本体２００の幅方向に移動しながら、長さ方向端部を切断する。これにより、本体における長さ方向の両側が同時に切断される。
【００４３】
このようなトリミング装置により本体の周辺部における不要部分が切り落とされて、本体の寸法が予め設定されている所定の範囲となる。これにより、本体が完成する。
【００４４】
＜３＞作用および効果
上記構成および製造方法によれば、高融点樹脂繊維と低融点樹脂繊維とを混合したフェルト状のシートを断熱シートとして採用した。この低融点樹脂繊維が熱プレス工程により溶融し、ヒータ線が配されている範囲では断熱シートがヒータ線に沿って窪み、ヒータ線が断熱シートに埋め込まれる。また、断熱シート全体において、溶融した低融点樹脂繊維により圧縮された高融点樹脂繊維が固められて、ヒータ線によって形成された窪み形状を維持する。これにより、ヒータ線が表面材の表面に突出すことを抑制することがで、ヒータ線が当たる違和感がユーザに与えにくくなるとともに、面状採暖具の外観を向上することができる。
【００４５】
また、高融点樹脂繊維と低融点樹脂繊維とを上記の比率で配合したことにより、溶融した低融点繊維が高融点繊維の要所を接着する作用を果たすことにより、変形状態を維持する効果を得ることができるため、熱プレス加工における押圧解除後の横方向の寸法変化を低減する効果を得ることができるため、断熱シートに接着された表面材およびヒータユニットが変形することが低減されるため、表面材に皺が発生することが抑制され、面状採暖具の外観を向上することができる。
【００４６】
なお、本実施の形態においては断熱シート２３０の高融点樹脂繊維を約９２％と低融点樹脂繊維を約８％の割合で配合した構成としたが、この配合割合に限るものではなく、低融点樹脂繊維の配合割合を１０％以下とすることにより近似の効果を得ることができ、特に５％〜１０％の範囲で高い効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明の面状採暖具およびその製造方法は、表面上における感触および表面の外観の向上を図った面状採暖具およびその製造方法等として有用である。
【符号の説明】
【００４８】
１００  面状採暖具
２００  本体
２１０  表面材
２２０  ヒータユニット
２２１  均熱シート
２２２  アルミシート（金属シート）
２２３  接着樹脂
２２４  ヒータ線
２３０  断熱シート
２５０  裏面材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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