專利名稱：帶特殊絕緣層的電熱面發(fā)熱部件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及組裝進(jìn)取暖地板材料的電熱面發(fā)熱體，更詳細(xì)一點(diǎn)，是關(guān)于絕緣層構(gòu)造方面有特征的電熱面發(fā)熱體。
使用了將具有正溫度系數(shù)(Positive Temperaturecoefficient，以下稱為“PTC”)特性的導(dǎo)電粒子分散于樹脂中而成的復(fù)合材料的面發(fā)熱體已為公知。該面發(fā)熱體，為使在發(fā)熱面均熱化，將金屬箔或金屬板作均熱板貼合上，并將層疊金屬箔而成的片加工成管狀，在其內(nèi)部置入面發(fā)熱體。
另外，在由層疊于面發(fā)熱體上的均熱板接地的情況下，為了使從面發(fā)熱體漏到均熱板的電流按電氣用品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)必須控制在1mA以下，必須做成將樹脂制片層疊于面發(fā)熱體與均熱板間的構(gòu)造，因此，面發(fā)熱部件變厚。
另一方面，在住宅里，從居住空間舒適出發(fā)，有著至頂棚的高度盡可能高的傾向；作為面發(fā)熱部件用途之一的地板取暖用電熱板也有從15mm變薄到12mm的傾向。
為減薄面發(fā)熱部件厚度，在日專利特開平5-89952號公報中展示了具有以薄絕緣層覆蓋導(dǎo)電體與電極的構(gòu)造的面發(fā)熱部件。
另一方面，為防止在公寓大樓中向樓層下傳音，在地板材料合板里面，縱橫開縫，在其中置入多根軟質(zhì)材料，以此而采用高隔音性構(gòu)造。
在現(xiàn)有具有均熱板與接地線的面發(fā)熱部件中，由于為限制漏電電流，有著在面發(fā)熱體與均熱板間層疊樹脂片等的構(gòu)造，總厚度變厚，同時片整體剛性增高。
另外，隨著地板材變薄，不損害機(jī)械強(qiáng)度，使電熱地板取暖板變薄，必須減薄面發(fā)熱部件總厚度，這一點(diǎn)與降低漏電電流值的考慮正相反。
還有，在向公寓樓層等的水泥板直接貼付的防音地板材料中組裝進(jìn)電熱地板暖氣的情況下，為提高對向樓層下傳音的隔音水平，必須盡可能降低面發(fā)熱部件的剛性；這在具有均熱板與接地線的面發(fā)熱部件中，這點(diǎn)與提高剛性的考慮正相反。
在將具有均熱板的面發(fā)熱部件組裝進(jìn)電熱板時，與相鄰板的結(jié)合部等，在不能擴(kuò)展均熱板的構(gòu)造體中，與發(fā)熱部相比，有溫度降低的傾向。
本發(fā)明要解決的課題是，提供一種可減薄總厚度、不損傷機(jī)械強(qiáng)度、可壓低漏電電流值，作為地板材料使用情況下隔音性好、且向相鄰板間熱擴(kuò)散性好的電熱面發(fā)熱部件。
本發(fā)明為解決上述課題，提供一種在金屬基體上夾著絕緣層層疊電熱面發(fā)熱體而成的電熱面發(fā)熱部件中，絕緣層是有空隙的樹脂制片的電熱面發(fā)熱部件。


圖1是用作本發(fā)明面發(fā)熱部件絕緣層的具有空隙的樹脂制片之一例的樹脂制交織片的立體圖；圖2是用于絕緣層的材料種類與其厚度、及漏電電流值關(guān)系的圖表；圖3是表示本發(fā)明面發(fā)熱部件之一例的立體圖；圖4是本發(fā)明面發(fā)熱部件的地線安裝部的剖面圖；圖5是本發(fā)明面發(fā)熱部件之另一例的立體圖。
在本發(fā)明的電熱面發(fā)熱部件中，為在金屬板上具有均熱性和接地性能，且使總厚度變薄，并將面發(fā)熱部件的剛性限制得較低，作為設(shè)在均熱板與面發(fā)熱體間的絕熱層，使用了有空隙的樹脂制片。這種有空隙的樹脂制片，比如可以是織布、不織布等。而在這種有空隙的樹脂制片中，最好還是將樹脂制薄膜構(gòu)成的扁平狀帶交叉編織成的織布。
在將有空隙樹脂制片與均熱板和面發(fā)熱體貼合時，要考慮到發(fā)熱部件彎曲時有空隙的樹脂制片的變形問題，最好是采取可隨著彎曲的粘結(jié)劑進(jìn)行貼合的構(gòu)造的方法，或采用部分粘結(jié)或熱粘結(jié)的方法。
作為在有空隙的樹脂制片上裝設(shè)接地線的方法，可以是在無導(dǎo)電片的部分上開比連結(jié)直徑小的孔，連同在R型套筒上附設(shè)電線的零件，從均熱板側(cè)通過鉚釘進(jìn)行固定的方法。由此，可由比較薄的面發(fā)熱部件確實保證接地。
由于利用了將有空隙樹脂制片從面發(fā)熱體向地板表面一側(cè)層疊，而有效阻止熱向表面地板材料直接傳遞，故可望向板的周邊部的熱擴(kuò)散，并使地板表面均熱化。
在制品加工等階段，為防止在有空隙的樹脂制片層與均熱板和面發(fā)熱體的層間產(chǎn)生剝離現(xiàn)象，最好是在面發(fā)熱部件周邊部金屬基體、絕緣層與電熱面發(fā)熱體從端部10mm以內(nèi)的范圍、在面內(nèi)部相當(dāng)于電熱面發(fā)熱部件周邊部以外面積的50％以內(nèi)的面積的金屬基體與絕緣層間以及絕緣層與電熱面發(fā)熱體間點(diǎn)粘結(jié)或點(diǎn)熱粘結(jié)，使有空隙的樹脂制片層、均熱板與面發(fā)熱體一體化。
本發(fā)明電熱面發(fā)熱部件中使用的電熱面發(fā)熱體，是將導(dǎo)電片中設(shè)入電極的構(gòu)件以蓋覆蓋絕緣的東西，作為導(dǎo)電片，比如可以是在熱塑性樹脂中散入導(dǎo)電粉末而加工成片狀的東西。
這里所用的熱塑性樹脂，比如可以是聚烯系樹脂、聚苯乙烯系樹脂、聚酰胺系樹脂、聚酯系樹脂、離聚物樹脂等。其中，在對金屬等電極具有粘結(jié)性這一點(diǎn)上，較好的是酸變性樹脂、和離聚物樹脂；而特別合適的是酸變性聚乙烯、酸變性聚丙烯、酸變性乙烯丙烯酸乙酯共聚物等類的酸變性聚烯系樹脂與離聚物樹脂。
作為導(dǎo)電性粉末，可以是碳黑、石墨、銅粉、不銹鋼粉等的金屬粉，碳短纖維、不銹鋼短纖維、黃銅短纖維的導(dǎo)電性纖維，氧化錫、氧化鋅等金屬氧化物，以及導(dǎo)電性金屬須等；其中，最好是碳黑。
熱塑性樹脂與導(dǎo)電性粉末的混合比例，比如以碳黑用作導(dǎo)電性粉末的情況下，碳黑對熱塑性樹脂的重量比例最好在10～45∶100的范圍。
作為上述導(dǎo)電片的制作方法，比如可以是將熱塑性樹脂與導(dǎo)電性粉末以ヘンミエル混合機(jī)、密閉混合機(jī)、一般混合機(jī)、擠壓機(jī)等混煉機(jī)進(jìn)行混煉，做成導(dǎo)電性粉末分散入熱塑性樹脂的復(fù)合物，借將其混煉與熔化擠壓成形等而成形為薄膜狀或片狀，再切斷。這樣得到的薄膜或片的厚度最好在50～500μm范圍。
作為本發(fā)明電熱面發(fā)熱部件中使用的金屬基體材料，比如可以是鋁、銅、鐵、不銹鋼等，但其中作為本發(fā)明電熱面發(fā)熱部件中使用的金屬基體，最好是傳熱率優(yōu)良的表面氧化處理的鋁制薄膜或片。
下邊，借附圖來說明本發(fā)明電熱面發(fā)熱部件各實施形式。
圖1示出了將樹脂成交織狀編織成的片狀絕緣材料概念圖。將薄膜狀樹脂切條并多層重合成扁平狀的帶1平行并置，與其垂直將同樣的帶2編入每根帶1中，即制成圖1那樣的樹脂制交織片。由于是將重合起來的扁平狀帶成交織狀編織，其效果是可在絕緣層中含有適度的空氣層，可使樹脂制片更薄，而且相對于彎曲，成交織狀編織的構(gòu)造可適應(yīng)于彎曲，剛性不高等。另外，由于是交織狀編織起來的，還有著不會由上下方向的拉伸而引起層間破壞的效果。
圖2示出了絕緣層構(gòu)造不同的總厚度與漏電電流間的關(guān)系。從該圖可以看出將樹脂薄膜重合成扁平狀的帶交織狀編織的片(樹脂交織片)，與單純的樹脂片相比較，厚度薄，且漏電電流低。這一點(diǎn)，考慮為了在樹脂制交織片中存在適度空氣層，使用不織布或樹脂制網(wǎng)格也可得到同樣的結(jié)果。
圖3示出了面發(fā)熱部件概念圖。該面發(fā)熱部件是在以蓋材3覆蓋具有導(dǎo)線7的導(dǎo)電片4而成的面發(fā)熱體上，從蓋材的上方貼合樹脂制交織片5、再貼合上均熱板6來構(gòu)成。蓋材3與交織片5以及交織片5與均熱板6間的貼合，使用了軟質(zhì)材料，部分的貼合，彎曲時不會妨礙交織向的動作。另外，由于均熱板6設(shè)置于地板表面?zhèn)?，可將熱量從樹脂制交織片向板周邊部擴(kuò)散。
圖4示出了接地線安裝部的剖面圖。在面發(fā)熱體11、樹脂制交織片5、均熱板6的層疊片上，開設(shè)與帶導(dǎo)線10的R型套筒9大致相同直徑的孔，以固定用鉚釘8固定之。固定用鉚釘8與均熱板6結(jié)合成完全接觸狀態(tài)。固定用鉚釘?shù)男螤睿趫D4中是和均熱板成面取平的形狀，但也可以使用半圓狀隆起形狀的鉚釘。
圖5中示出了面發(fā)熱部件別的概念圖。該面發(fā)熱部件是使面發(fā)熱體11與樹脂制交織片5以及均熱板6貼合起來，將樹脂制交織片5的周邊部以加熱壓粘結(jié)形成不含空氣層的片狀12來構(gòu)成。片部12與面發(fā)熱體11以及均熱板6，由于壓粘結(jié)而不會產(chǎn)生層間剝離。如將樹脂制交織片5換成其他含空氣的樹脂制片也可得到同樣的構(gòu)造。
下邊借實施例來更詳細(xì)地說明本發(fā)明。
實施例一在總厚度0.1mm聚乙烯對酞酸薄膜與鏈烯烴系粘結(jié)性樹脂薄膜構(gòu)成的電絕緣性薄膜的鏈烯烴系粘結(jié)性樹脂側(cè)，配以電極間115mm、長度800mm，20℃環(huán)境下電阻525Ω成形的面狀半導(dǎo)體性樹脂體(導(dǎo)電片)；在其上面，于各緣部每一組平行的配置扭絞電纜線狀電極；再在其上面，使鏈烯烴系粘結(jié)性樹脂膜構(gòu)成的內(nèi)層置于下部地，將電氣絕緣性薄膜取齊重合進(jìn)行熱壓結(jié)加工，即可得電熱面發(fā)熱體。
其次，是圖1所示的形狀，設(shè)計成將寬3mm左右、厚0.2mm的聚乙烯樹脂制薄膜折疊重合成的扁平狀帶交織狀地編織起來的片狀絕緣材料。
在先前準(zhǔn)備好的電熱面發(fā)熱體的面上，貼合片狀絕緣材料，再貼合上厚0.1mm的鋁制均熱板，即得到面發(fā)熱部件。這里，構(gòu)成電熱面發(fā)熱體的面的電絕緣性薄膜與片狀絕緣材料間以及電絕緣性薄膜與均熱板間的粘結(jié)，是將粘結(jié)劑公司(セメダィン社)制的粘結(jié)劑“超級X”(ス一パ一X)以直徑φ0.5mm纖維狀、間隔5mm涂復(fù)粘結(jié)。
實施例二除了不是像在實施例一中點(diǎn)狀涂布粘結(jié)劑、而是在樹脂制交織片周緣部以寬3mm進(jìn)行涂布之外，其他與實施例一相同，即可得到面發(fā)熱部件。
評價實施例一與實施例二所得面發(fā)熱部件的漏電電流值，以“橫河電機(jī)”制部件漏電電流計測得結(jié)果為0.1mA以下；隔音性能按63～4000Hz滿足L-50要求。地板表面溫度分布，將多個并列狀態(tài)由“日本光學(xué)”制的溫度記錄儀-JTG-3210測得結(jié)果在50℃以內(nèi)。
本發(fā)明的面發(fā)熱部件，在塑料片狀面發(fā)熱體上設(shè)均熱板，在滿足均熱與接地功能的情況下，由使用樹脂制交織片作為絕緣層，故可減薄面發(fā)熱部件總厚度。
另外，本發(fā)明的面發(fā)熱部件，在面發(fā)熱體與含空隙樹脂制絕緣片、以及含空隙樹脂制絕緣片與均熱板相互貼合時，使用了軟質(zhì)材料，并采用了部分貼合方法，因此，在彎曲時含空隙樹脂制片層間變形，不會增加面發(fā)熱部件本身剛性，可組裝進(jìn)隔音地板。
再有，本發(fā)明的面發(fā)熱部件，由于設(shè)置了接地線，在將面發(fā)熱部件組裝進(jìn)非金屬板內(nèi)使用的情況下，即使發(fā)生了金屬片等刺入板中的意外事件，由于可隔斷電氣，可保證高安全性。
還有，本發(fā)明的面發(fā)熱部件，由于是從地板表面?zhèn)软樞蚪M裝進(jìn)金屬板、含空隙樹脂制片、面發(fā)熱體，在將組裝進(jìn)的電熱板設(shè)置于表面地板材料時，由于向相鄰板間擴(kuò)散熱，可減低熱不均勻性。
權(quán)利要求
1.一種電熱面發(fā)熱部件，在金屬基體上夾著絕緣層層疊電熱面發(fā)熱體而成，其特征在于，絕緣層是有空隙的樹脂制片。
2.按權(quán)利要求1所述的電熱面發(fā)熱部件，其特征在于，有空隙的樹脂制片是織布或不織布。
3.按權(quán)利要求1或2所述的電熱面發(fā)熱部件，其特征在于，粘結(jié)或熱粘結(jié)電熱面發(fā)熱部件周邊部金屬基體、絕緣層與電熱面發(fā)熱體，且在相當(dāng)電熱面發(fā)熱部件周邊部以外面積的50％以內(nèi)之面積的金屬基體與絕緣層間以及絕緣層與電熱面發(fā)熱體間粘接或熱粘結(jié)。
全文摘要
在金屬基體上夾著絕緣層層疊電熱面發(fā)熱體而成的電熱面發(fā)熱部件,絕緣層是有空隙樹脂制片。這種結(jié)構(gòu)總厚度薄、不損害機(jī)械強(qiáng)度、降低漏電電流,作為地板材料使用時隔音好、向相鄰板間的熱擴(kuò)散良好。
文檔編號H05B3/20GK1342032SQ01121279
公開日2002年3月27日 申請日期2001年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月14日
發(fā)明者木村吉延, 洼武彥 申請人:大日本油墨化學(xué)工業(yè)株式會社