(57)【要約】【課題】身体に密着させて使用した際に、強度、柔軟性、伸縮性が充分であり、異物感や発熱体の断線、割れがなく、さらにエネルギー消費の少ない発熱サポータを提供すること。【解決手段】首、肩、腰、腕、足、肘、膝など身体に装着するサポータにおいて、該サポータが繊維構造体５と、電極２，３及び抵抗体４が樹脂成分を含む面状発熱体からなる発熱サポータ１。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
首、肩、腰、腕、足、肘、膝など身体に装着するサポータであって、該サポータが繊維構造体と、電極及び抵抗体が樹脂成分を含む面状発熱体を有する発熱サポータ。
【請求項２】
サポータの繊維構造体に面状発熱体を直接形成したことを特徴とする請求項1記載の発熱サポータ。
【請求項３】
面状発熱体が、少なくとも一対の主電極とそれぞれの主電極から延出された複数の枝電極と前記枝電極を覆う様に主電極間に配設された抵抗体からなる請求項１記載の発熱サポータ。
【請求項４】
対向する枝電極間に疎密を設けてなる請求項３記載の発熱サポータ。
【請求項５】
首、肩、腰、腕、足、肘、膝などの被加熱部の熱負荷に応じて対向する枝電極間の疎密を設定してなる請求項４記載の発熱サポータ。
【請求項６】
面状発熱体に非発熱部を形成してなる請求項１記載の発熱サポータ。
【請求項７】
電極と抵抗体を有する面状発熱体が、絶縁性フィルムにより被覆されている請求項３記載の発熱サポータ。
【請求項８】
繊維構造体が、身体の伸縮動作方向に補強繊維を有する請求項１記載の発熱サポータ。
【請求項９】
使用時の発熱温度が４０℃以下となることを特徴とする請求項１〜８いずれか１項に記載の発熱サポータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発熱機能を有するサポータに関するものであり、さらには首、肩、腰、腕、足、肘、膝など身体に装着した場合に、低消費電力でありながら、優れた保温性を有し、柔軟性、伸縮性と強度を兼ね備えたサポータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、身体に接触可能な発熱器具としては、例えば図７に示すように、防寒具２０の内側にポケット２１を設け、このポケット２１に図８に示すような発熱部２２を有しており人体を暖房するようなものが提示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
発熱部２２は、図９に示すように耳部に電極銅線２３を織り込んだ織物２４の両面に発熱体樹脂２５をコーティングし、さらにその外周をポリエチレンフィルム２６で覆った構成を一例として挙げている。
【０００４】
さらに、図９とほぼ同様の構成を有する保温サポータとして、図１０に示すように、面状の発熱体２７と被覆用織編物２８の構成からなる例が提示されている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００１−２００４０８号公報
【特許文献２】特開２００１−１４６６１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１などの防寒具の内側に発熱体を有するような構成では、発熱部２２は常に身体に密着するわけではなく、身体を暖める以外の放熱が多くなり、そのための消費電力が大きくなる問題がある。そのため実際の保温に必要とされる以上のバッテリーを携帯する必要があった。
【０００６】
また、特許文献２などのサポータタイプの場合では、防寒具に比べ密着性は向上するが、発熱体を構成する電極が銅線からなるため、充分な薄さを確保することができず、肌との密着性が得られない。そのため発熱温度を使用時に４０〜７０℃と、比較的高温にする必要があるなど消費電力など充分でない点がある。
【０００７】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、低消費電力でありながら、必要箇所を効果的に保温し、かつ柔軟性、伸縮性、及び密着性に優れ、さらに発熱体の存在を感じさせない薄さを実現できる発熱サポータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記従来の課題を解決するために、本発明の発熱サポータは、繊維構造体と、電極及び抵抗体が樹脂成分を含む面状発熱体を有するものである。
【０００９】
これにより、面状発熱体は厚みが薄く形成されており、常に身体の動きに従って柔軟に変形するので異物感を感じることなく、適度な保温性を享受することができる。
本発明における発熱サポータとは、首、肩、腰、腕、足、肘、膝など、身体の一部分を覆うもので、その大きさ、形状、種類は特に問わない。保温性や医療用途に用いられている通常のサポータを流用しても良い。また繊維構造体とは通常のサポータの構成をなす伸縮性、柔軟性を示し、一般的に繊維状物で構成されるものを示す。また面状発熱体の最低構成としては、電極と抵抗体を有しておればよく、特に両方がその組成として樹脂成分を含
んでおればよい。例えば電極の場合は樹脂をバインダとし、銀やカーボンブラックなどの導電成分を含むペースト材などを用いることができ、印刷法などにより所望の配線形状を極めて簡易にかつ安定して作成することができる。また抵抗体は、熱可塑性樹脂にカーボンブラックなどの導電性粒子を均一分散させたものを、例えば印刷法などにより形成することにより得られる。
【００１０】
発熱サポータの構成例としては、図１に示すような一対の主電極２と複数の枝電極３、及び枝電極３を覆う様に配設された抵抗体４からなる面状発熱体が、繊維構造体５上に形成されたものを挙げることができる。
【００１１】
またそのときの断面図としては、図２（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すような構成が挙げられ、（ａ）のようにサポータの繊維構造体５に直接形成し、そのまま使用する場合と、（ｂ）のように面状発熱体を繊維構造体５に形成した後に、大きさ、厚さ、種類の異なる別種の繊維構造体６でサンドウィッチする場合、さらに（ｃ）のように、面状発熱体をサポータの繊維構造体とは異なる繊維状の基材７に予め形成したものと、繊維構造体５を貼り合せる場合などを挙げることができる。
【００１２】
また、対向する枝電極間に疎密を設けた構成とすることにより、対向する枝電極間距離が小さければ抵抗値が低くなって発熱量が大きくなり、逆に対向する枝電極間距離が大きければ抵抗値が高くなって発熱量が小さくなるので、ひとつの面状発熱体の中で部分的に発熱量が大きな箇所と小さな箇所とを設定することができる。
【００１３】
さらに対向する枝電極の疎密を被加熱物の熱負荷に応じて設定する構成とすることにより、被加熱物例えば肘や膝のように暖めることによって健康に良いと思われる部位は対向する枝電極間を小さくして抵抗値を低くし発熱量を多くしたり、逆に肘や膝から離れるに従い枝電極間を大きくして発熱量を少なくすることで、快適な発熱性能を有する発熱サポータを実現できる。
【００１４】
さらにまた、面状発熱体において非発熱部を形成する構成とすることにより、非発熱部は繊維構造体のみなので通気可能となり、被加熱物例えば人体からの発汗による蒸れを抑制することができる。
【００１５】
さらには発熱サポータ自身の柔軟性を損なわないようにするために、熱可塑性樹脂からなる絶縁性フィルムで面状発熱体を被覆してもよい。フィルムで被覆することにより、電極や抵抗体の加工時に面状発熱体の基材や繊維構造体上への含浸が少なくなり、より柔軟性、伸縮性に富んだ発熱サポータを得ることができる。
【００１６】
また繊維構造体に身体の伸縮動作が主に行われる向きと同じ方向に補強繊維を組み合わせることにより、抵抗体や電極などが断線することなく、強度を保持した状態で使用することができる。
【００１７】
また発熱温度が４０℃を超えないように設定することにより、長時間直接肌に触れながら装着していても低温やけどなどを発症することなく使用できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の発熱サポータは、面状発熱体の厚みを薄く形成でき、繊維構造体と同程度の柔軟性を示すため、伸縮性が良く、異物感や重みを感ずることなく快適に使用することができる。また身体との密着性が極めて良好となり、実使用時の電力消費を抑えることができるので携帯使用などに最適となるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
第１の発明は、首、肩、腰、腕、足、肘、膝など身体に装着するサポータにおいて、該サポータが繊維構造体と、電極及び抵抗体が樹脂成分を含む面状発熱体からなる発熱サポータであり、面状発熱体の厚みが薄く形成されており、かつ柔軟性を有するので、異物感などを感じることなくサポータとして使用することができる。
【００２０】
第２の発明は、サポータの繊維構造体に面状発熱体を直接形成したことを特徴とし、サポータの繊維構造体と一体化しているために面状発熱体がずれたり、寄ったりすることがなく、快適に使用することができる。
【００２１】
第３の発明は、面状発熱体を少なくとも一対の主電極とそれぞれの主電極から延出された複数の枝電極と前記枝電極を覆う様に主電極間に配設された抵抗体からなる構成とすることにより、対向する一対の枝電極とその間に配設された抵抗体が発熱エレメントとなり、発熱エレメント自体は小さく、この発熱エレメントの集合体が面状発熱体となるので、発熱サポータを装着させる部分の形状に従って自由な形状に面状発熱体を形成することができる。
【００２２】
第４の発明は、特に第３の発明の面状発熱体において、対向する枝電極間に疎密を設けた構成とすることにより、対向する枝電極間距離が小さければ抵抗値が低くなって発熱量が大きくなり、逆に対向する枝電極間距離が大きければ抵抗値が高くなって発熱量が小さくなるので、ひとつの面状発熱体の中で部分的に発熱量が大きな箇所と小さな箇所とを設定することができる。
【００２３】
第５の発明は、首、肩、腰、腕、足、肘、膝などの被加熱部の熱負荷に応じて対向する枝電極間の疎密を設定する構成とすることにより、より快適な暖房性能を有する発熱サポータを実現できる。
【００２４】
第６の発明は、特に第１の発明の面状発熱体において非発熱部を形成する構成とすることにより、非発熱部は繊維構造体のみなので通気可能となり、例えば人体からの発汗による蒸れを抑制することができる。
第７の発明は、電極と抵抗体を有する面状発熱体を、絶縁性フィルムにより被覆することにより、繊維構造体への含浸が少なくなり、柔軟性を損なうことなく使用することができる。
【００２５】
第８の発明は、繊維構造体が、身体の伸縮動作方向に補強繊維を有するため、強度と柔軟性のバランスを持った発熱サポータを実現でき、電極や抵抗体の断線、割れなど生じることなく、安定して長期間使用することが可能となる。
【００２６】
第９の発明は、使用時の発熱温度が４０℃以下となるために、長時間直接肌に装着していても低温やけどなどを起こすことなく安心して使用することができるものである。
【００２７】
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。
【００２８】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における発熱サポータの構成図を示すものであり、（ａ）は平面図を、（ｂ）は（ａ）におけるｘ−ｙでの断面図を示す。発熱サポータ１を使用する際には、繊維構造体５側を外側、電極、抵抗体などの発熱体側を内側とする。
図１において、発熱サポータ１を構成している繊維構造体５の表面に樹脂をバインダとする銀ペーストを用いて主電極２及び枝電極３を印刷し、さらに枝電極３を覆うように抵抗
体４を印刷する。このとき抵抗体４として、ポリオレフィン系の熱可塑性樹脂を数種類組み合わせ、導電性カーボンを混練したものをインク化したものを用いた。
【００２９】
図３は、本発明の第１の実施の形態における発熱サポータの使用状態図である。図３に示すように、繊維構造体５の上に、一対の主電極２ａ、２ｂと各主電極２ａ、２ｂから櫛歯状に延出する枝電極３ａ、３ｂとから電極が構成されており、抵抗体４は枝電極３ａ、３ｂを覆うように主電極２ａ、２ｂの間に印刷され、発熱サポータ１を形成している。主電極２ａ、２ｂの間に電源（図示せず）から電圧を印加すると、電流は主電極２ａから枝電極３ａ、抵抗体４、枝電極３ｂ、主電極２ｂと順次流れていく。この時抵抗体４が発熱する。
【００３０】
以上のように構成された発熱サポータについて、以下その動作、作用を説明する。電極２，３及び抵抗体４からなる面状発熱体部は印刷により繊維構造体５と完全一体化しており、ずれ落ちたりしない。また電極２，３と抵抗体４は印刷により、１０〜３０μｍ程度の厚みで形成されるので、面状発熱体部は非常に薄く、かつ繊維構造体５と完全一体化しているため、使用時の形状に沿って発熱サポータ１はフレキシブルに変形し、異物感や重みを感じることもない。
【００３１】
また、本実施の形態では、従来例のように面状発熱体を別部品として構成する時に必要な発熱体を形成するための基材が必要ないので、従来例よりも廉価に作製できる。
【００３２】
なお、実使用上は安全性、肌触り性を考慮し、図２（ｂ）に示すように、面状発熱体上にさらに別途絶縁層となる繊維構造体６でカバーすることが好ましい。このときの材質としては、通常のサポータに使用されるものでも良いし、吸湿性や肌触り性、吸汗性などを考慮したものでも構わない。
【００３３】
（実施の形態２）
本発明の第２の実施の形態においては、図２（ｃ）に示すように、面状発熱体を予め基材上に作成したものをサポータの基材となる繊維構造体と貼り合わせる場合について検討した。
【００３４】
図２（ｃ）に示すように、面状発熱体の基材７としては、ポリエステル繊維（東洋紡績（株）製）から形成したスパンレース不織布を用い（目付４０ｇ／ｍ２）、銀ペーストの印刷・乾燥により一対の主電極２と、枝電極３（電極のパターンは図1のものと同様）、及び高分子抵抗体インクの印刷・乾燥により抵抗体４を作製した。抵抗体４は、ＰＴＣ特性を有し、発熱温度が３９℃程度に成るように作製されている。このとき抵抗体４として、ポリオレフィン系の熱可塑性樹脂を数種類組み合わせ、導電性カーボンを混練したものをインク化したものを用いた。その後両面テープ（図示せず）を用いて、繊維構造体５と貼り合わせた。発熱サポータ１を使用する際には、繊維構造体５側を外側、面状発熱体の基材７を内側とする。
【００３５】
以上のように構成された発熱サポータについて、以下その動作、作用を説明する。主電極２、枝電極３及び抵抗体４からなる面状発熱体部は両面テープにより繊維構造体５と一体化しており、ずれたりしない。また主電極２、枝電極３と抵抗体４は印刷により、１０〜３０μｍ程度の厚みで形成されるので、面状発熱体部は非常に薄く、かつ繊維構造体５と完全一体化しているため、使用時の形状に沿って発熱サポータ１はフレキシブルに変形し、異物感や重みを感じることもない。
【００３６】
（実施の形態３）
図４は、本発明の第３の実施の形態における発熱サポータの使用状態図である。図４に
おいて、面状発熱体は肘部に相当する枝電極３ａ、３ｂの距離を小さくしており、肘部から遠ざかるに従い枝電極３ａ’、３ｂ’の距離は大きくしている。
【００３７】
以上のように構成された発熱サポータにおいて、枝電極３ａ、３ｂのように距離を小さくしている部分は抵抗値が小さくなるために発熱量が大きく、枝電極３ａ’、３ｂ’の距離を大きくしている部分は抵抗値が大きくなるために発熱量が小さくなる。したがって、関節である肘部は十分暖めることができ、それ以外の部分はあまり暖めず不快な気分にさせることがないので、快適な性能が得られる。
【００３８】
（実施の形態４）
図５は、本発明の第４の実施の形態における発熱サポータの使用状態図である。図５において、抵抗体４は部分的に印刷されない非発熱部８を設けた形状で印刷されている。非発熱部８は、例えば、抵抗体４が印刷されないように版を別途作成することにより得ることができる。
【００３９】
このように構成された発熱サポータにおいて、非発熱部８は繊維構造体５のみとなるので、空気や水分を通しやすく、被加熱物、例えば人体から出る汗等をも通すので、汗蒸れを抑制することができる。
【００４０】
（実施の形態５）
図６は、本発明の第５の実施の形態における発熱サポータの断面図である。繊維構造体５は主電極２、枝電極３、抵抗体４（電極のパターンは図1のものと同様）の印刷面側にフィルム９ａをコーティングしたものであり、さらに主電極２、枝電極３、抵抗体４を印刷した上にフィルム９ｂをコーティングすることにより、繊維構造体５の印刷面が平滑になるので、主電極２、枝電極３および抵抗体４の膜厚が均一となり、印刷された抵抗体４中の部分的抵抗値ばらつきが小さくなる。さらに、フィルム９ａ、９ｂにより、水、汗等が面状発熱体部に浸透しないので、雨水や油、コーヒー、ジュース等がかかっても面状発熱体を侵すことはなく、長期間に渡って安定的に使用することができる。なお、フィルム９ａ、９ｂは繊維構造体５全体にコーティングしても良いし、電極及び抵抗体の印刷範囲だけでも良い。
【００４１】
（実施の形態６）
本発明の第６の実施の形態として、図２（ｃ）に示すように、面状発熱体の基材７としては、ポリエステル繊維（東洋紡績（株）製）から形成したスパンレース不織布（目付４０ｇ／ｍ２）と、伸びを規制する方向（主電極の長手方向）に配置したポリエステルのストレート繊維（新日石プラスト（株）、目付２０ｇ／ｍ２）とをサーマルボンドにより作製したスパンボンド（目付６０ｇ／ｍ２）である。銀ペーストの印刷・乾燥により一対の主電極２と、枝電極３（電極のパターンは図1のものと同様）、及び高分子抵抗体インクの印刷・乾燥により抵抗体４を作製した。抵抗体４は、ＰＴＣ特性を有し、発熱温度が３９℃程度に成るように作製されている。このとき抵抗体４として、ポリオレフィン系の熱可塑性樹脂を数種類組み合わせ、導電性カーボンを混練したものをインク化したものを用いた。その後両面テープ（図示せず）を用いて、繊維構造体５と貼り合わせた。発熱サポータ１を使用する際には、繊維構造体５側を外側、面状発熱体の基材７を内側とする。
【００４２】
このように構成された発熱サポータにおいては、面状発熱体の基材に主電極と同じ方向に補強繊維を有するため、肘部や膝部などの関節部での使用に対しても充分柔軟性を有するとともに抵抗体の長期安定性も実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
以上のように、本発明にかかる発熱サポータは、樹脂成分を有する電極と抵抗体から面
状発熱体を得、それを繊維構造体により保持させる構造となっており、極めて薄いものを構成することができる。また身体の特定部分に密着させた状態での使用であるために、発熱温度が高くなくても充分に保温性を感じることができ、暖房器具以外の用途として、医療用、治療用としてもその応用利用が考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】（ａ）本発明の実施の形態１における発熱サポータの平面図（ｂ）同、断面図
【図２】本発明の実施の形態１，２，６における発熱サポータの断面図
【図３】本発明の実施の形態１における発熱サポータの使用状態図
【図４】本発明の実施の形態３における発熱サポータの使用状態図
【図５】本発明の実施の形態４における発熱サポータの使用状態図
【図６】本発明の実施の形態５における発熱サポータの断面図
【図７】従来の防寒ウェアの概略図
【図８】従来の面状発熱体の概略図
【図９】従来の面状発熱体の部分断面図
【図１０】従来の面状発熱体保温サポータの概略図
【符号の説明】
【００４５】
１  発熱サポータ
２  主電極
３  枝電極
２ａ，２ｂ  主電極
３ａ，３ｂ，３ａ’，３ｂ’  枝電極
４  抵抗体
５  繊維構造体
６  繊維構造体
７  面状発熱体の基材
８  非発熱部
９ａ，９ｂ  フィルム
【図２】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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