(57)【要約】【課題】本発明は、安定した発熱性能の得られる面状発熱体で、柔軟性のある面状発熱織物を得ることを目的とする。【解決手段】  導電性を有する糸と、非導電性を有する糸によって織られた導電性布帛であって、経糸又は緯糸のいずれか一方が導電性を有する糸と非導電性を有する糸を交互に配置し、他の一方が非導電性を有する糸を配置し、前記導電性を有する糸を横切るように導電性樹脂組成物からなる電極を設けることにより、糸の有する性能を損なわないで、柔軟性のある面状発熱織物が得られることを見いだし本発明に到達した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性を有する糸と、非導電性を有する糸によって織られた導電性布帛であって、経糸又は緯糸のいずれか一方が導電性を有する糸と非導電性を有する糸を交互に配置し、他の一方が非導電性を有する糸を配置して織られてなり、前記導電性を有する糸を横切るように導電性樹脂組成物からなる電極が設けられていることを特徴とする面状発熱織物。
【請求項２】
前記導電性を有する糸の表面抵抗率が、１．０×１０３〜１．０×１０７Ω／□であることを特徴とする請求項１に記載の面状発熱織物。
【請求項３】
前記電極間にある導電性を有する糸の本数をＸ、前記電極間にある導電性を有する糸１本の抵抗値をＹ（Ω）、前記電極間の距離をＺ（ｍ）としたときに、５．０×１０１＜ＺＹ／Ｘ＜５．０×１０２であることを特徴とする請求項１又は２に記載の面状発熱織物。
【請求項４】
前記導電性を有する糸が、ポリピロールを被覆した糸であることを特徴とする請求項１乃至３に記載の面状発熱織物。
【請求項５】
前記電極を構成する導電性樹脂組成物の表面抵抗率が、１．０×１０−７〜１．０×１００Ω／□であることを特徴とする請求項１乃至４に記載の面状発熱織物。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の面状発熱織物の片面または両面を、非導電性を有する被覆層によって被覆していることを特徴とする面状発熱織物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、安定した発熱性能の得られる面状発熱体で、薄くて柔軟性のある面状発熱織物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、面状発熱体としては、様々なものがあり、カーボンブラックや金属粉末、グラファイトなどの導電性物質を樹脂に分散したものや、導電性糸を所定間隔に織り込んだ布帛に電極を配置したものがよく知られている。
【０００３】
特許文献１においては、Ｔダイやカレンダーロール法などによって得た高分子抵抗体に電極を熱融着などによって貼り合わせることによって容易に作成できる面状発熱体を開示している。しかしながら、この方法では、発熱量が少なく、繰返し折り曲げたり、荷重のかかる部位や、伸縮性能の必要な部位等に使用するのは困難であった。
【０００４】
また、特許文献２においては、導電性糸を有する緯糸と、絶縁性の経糸と、電極線とが織り込まれた織布が開示され、植物育成用の地中ヒーター、敷布、マット、定温倉庫の床、融氷、凍結防止、台所、風呂場、トイレの暖房等の用途に用いることができるとしている。しかしながら、この方法で用いる導電性糸の表面抵抗率は、１．０×１０２Ω／□以下でなければならず、高性能の導電性糸を使用する必要があった。  
【０００５】
また、特許文献３では、経糸の一部を導電性線材（銅線）で織り込み、他の部分には、表面にカーボン粒子を塗布した綿糸からなっており、導電性線材（銅線）に通電することにより、綿糸が発熱する発熱シートを開示している。しかしながら、カーボン粒子の塗布にムラが発生しやすく、均一な発熱温度の面状発熱体とはならず、金属線に通電するので、折り曲げたり、伸縮性能の必要な部位等に実施するには問題が残っていた。
【特許文献１】特開２０１０−２０９８９
【特許文献２】特開２００７−２３４２４６
【特許文献３】特開平１０−２２３３５９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、かかる技術的背景に鑑みてなされたものであって、安定した発熱性能の得られる面状発熱体で、柔軟性のある面状発熱織物を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、このような課題を解決するために鋭意検討の結果、導電性を有する糸と、非導電性を有する糸によって織られた導電性布帛であって、経糸又は緯糸のいずれか一方が導電性を有する糸と非導電性を有する糸を交互に配置し、他の一方が非導電性を有する糸を配置し、前記導電性を有する糸を横切るように導電性樹脂組成物からなる電極を設けることにより、糸の有する性能を損なわないで、柔軟性のある面状発熱織物が得られることを見いだし本発明に到達した。前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
【０００８】
［１］  導電性を有する糸と、非導電性を有する糸によって織られた導電性布帛であって、経糸又は緯糸のいずれか一方が導電性を有する糸と非導電性を有する糸を交互に配置し、他の一方が非導電性を有する糸を配置して織られてなり、前記導電性を有する糸を横切るように導電性樹脂組成物からなる電極が設けられていることを特徴とする面状発熱織物。
【０００９】
［２］  前記導電性を有する糸の表面抵抗率が、１．０×１０３〜１．０×１０７Ω／□であることを特徴とする前項１に記載の面状発熱織物。
【００１０】
［３］  前記電極間にある導電性を有する糸の本数をＸ、前記電極間にある導電性を有する糸１本の抵抗値をＹ（Ω）、前記電極間の距離をＺ（ｍ）としたときに、５．０×１０１＜ＺＹ／Ｘ＜５．０×１０２であることを特徴とする前項１又は２に記載の面状発熱織物。
【００１１】
［４］  前記導電性を有する糸が、ポリピロールを被覆した糸であることを特徴とする前項１乃至３に記載の面状発熱織物。
【００１２】
［５］  前記電極を構成する導電性樹脂組成物の表面抵抗率が、１．０×１０−７〜１．０×１００Ω／□であることを特徴とする前項１乃至４に記載の面状発熱織物。
【００１３】
［６］前項１〜５のいずれか１項に記載の面状発熱織物の片面または両面を、非導電性を有する被覆層によって被覆していることを特徴とする面状発熱織物。
【発明の効果】
【００１４】
［１］の発明では、導電性を有する糸と、非導電性を有する糸によって織られた導電性布帛であって、経糸又は緯糸のいずれか一方が導電性を有する糸と非導電性を有する糸を交互に配置し、他の一方が非導電性を有する糸を配置して織られているので、導電性を有する糸どおしが接触することがなく、前記導電性を有する糸を横切るように設けた導電性樹脂組成物からなる電極に電圧をかけることにより、導電性を有する糸を安定して発熱させることができる。また、織物であるので電極間の距離や、導電性を有する糸の間隔を一定に保ちやすく、均一な発熱量を確保しやすい。
【００１５】
［２］の発明では、前記導電性を有する糸の表面抵抗率が、１．０×１０３〜１．０×１０７Ω／□であるので、電極間の距離と導電性を有する糸の本数にもよるが、電極に電圧をかけることにより、導電性を有する糸を発熱させることができる。
【００１６】
［３］の発明では、前記電極間にある導電性を有する糸の本数をＸ、前記電極間にある導電性を有する糸１本の抵抗値をＹ（Ω）、前記電極間の距離をＺ（ｍ）としたときに、５．０×１０１＜ＺＹ／Ｘ＜５．０×１０２の関係が保たれるので、安定した発熱量が確保され、柔軟性のある面状発熱織物とすることができる。
【００１７】
［４］の発明では、前記導電性を有する糸が、ポリピロールを被覆した糸であるので、安定した導電性が確保され、柔軟性や強度のある面状発熱織物とすることができる。
【００１８】
［５］の発明では、前記電極を構成する導電性樹脂組成物の表面抵抗率が、１．０×１０−７〜１．０×１００Ω／□であるので、導電性を有する糸を十分発熱させる電極とすることができ、１００Ｖの電圧をかけた場合でも、発熱ムラの少ない、均一な面状発熱織物とすることができる。
【００１９】
［６］の発明では、  前項１〜５のいずれか１項に記載の面状発熱織物の片面または両面を、非導電性を有する被覆層によって被覆されているので、絶縁性を確保し、面状発熱織物上の発熱量を相対的に均一に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の一実施形態に係る面状発熱織物を示す模式図である。
【符号の説明】
【００２１】
１    面状発熱織物
２    経糸
３    緯糸
４    電極
５    電極
Ａ    導電性を有する糸
Ｂ    非導電性を有する糸
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明における導電性を有する糸（Ａ）は、従来公知の導電性を有する糸でよいが、例えば、表面抵抗率が、１．０×１０３〜１．０×１０７Ω／□であることが好ましい。１．０×１０３／□未満では、導電性を有する糸を数本並べるだけで全体の低効率が発熱レベルにまでさがり、電流が流れすぎ、導電性を有する糸の配列本数を減ずることになり、均一な面状発熱体を得ることは難しい。また、表面抵抗率が、１．０×１０７Ω／□を超えても、発熱量が少なく、電極間の距離を極端に狭くしなければならず高価なものになってしまう。より好ましい導電性を有する糸（Ａ）の表面抵抗率は、糸の本数にもよるが１．０×１０４〜１．０×１０６Ω／□が好ましい。  
【００２３】
また、導電性を有する糸（Ａ）としては、導電性を有する糸であれば特に限定されないが、ポリピロールを被覆した糸が好ましい。ピロールは、糸への後加工によって導電性能の得られるもので、ピロールモノマーを気相状態で反応させて糸の表面で重合させてポリピロールの膜を被覆さすのがよい。安定した導電性が確保され、糸のもつ性質を変えないので、柔軟性のある面状発熱織物とすることができる。  前記ピロールモノマーとしては、特に限定されるものではないが、例えば、ピロールを単独で用いてもよいし、或いはピロール及び該ピロールと共重合可能なピロール誘導体（Ｎ−メチルピロール、３−メチルピロール、３，５−ジメチルピロール、２，２‘−ビピロール等の１種又は２種以上）の混合モノマーを用いても良い。即ち、ポリピロールとしては、ピロールのホモポリマーであっても良いし、或いはピロールと、ピロール誘導体との共重合体であっても良い。
【００２４】
ポリピロールを被覆し導電性を有する糸の表面抵抗率を、１．０×１０３〜１．０×１０７Ω／□にするには、合成繊維からなる糸の表面を被覆してもよいが、レーヨンや綿、ウール等の吸水性のある糸の表面をポリピロールで被覆することが好ましい。特に長繊維であるレーヨン糸にポリピロールを被覆して導電性を有する糸として使用するのが、表面抵抗率を１．０×１０３〜１．０×１０７Ω／□にし易く、安定した発熱性能のある面状発熱織物を得ることができる。
【００２５】
非導電性を有する糸（Ｂ）としては、特に限定されず、例えばポリエステル繊維、アクリル繊維、ナイロン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリ塩化ビニル繊維、ポリエチレン繊維、ポリウレタン繊維等の合成繊維や、綿、麻、ウール、絹等の天然繊維や、レーヨン等の半合成繊維からなるものを挙げることができる。
【００２６】
本発明では、経糸又は緯糸のいずれか一方の糸が導電性を有する糸（Ａ）と非導電性を有する糸（Ｂ）を交互に配置して織られる必要がある。例えば、経糸の全てを非導電性を有する糸（Ｂ）とし、緯糸として非導電性を有する糸（Ｂ）と導電性を有する糸（Ａ）を１本交互にして織ればよい。織組織としては、平織、綾織、朱子織等特に限定されるものではない。
【００２７】
次に、導電性を有する糸（Ａ）を横切るように設ける導電性樹脂組成物よりなる電極（４、５）としては、特に限定されず、例えば銀、ステンレススチール、銅、アルミニウム、カーボン等を含む樹脂組成物を、図１のように、一定の幅で導電性を有する糸（Ａ）に対して略直角になるように塗布し、加熱乾燥して何本かの導電性樹脂組成物よりなる電極（４、５）とする。相対する電極間に電圧をかけることにより、導電性を有する糸（Ａ）が発熱し面状発熱織物を得る。樹脂組成物の樹脂としては、特に限定されるものではないが、例えば塩化ビニル、酢酸ビニル、塩化ビニリデン等のホモポリマー又はコポリマーに代表されるビニル系樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素樹脂、或いはこれらの変性樹脂等が挙げられる。
【００２８】
前記電極を構成する導電性樹脂組成物の表面抵抗率は、１．０×１０−７〜１．０×１００Ω／□であることが好ましい。１．０×１０−７Ω／□を下回る表面抵抗率を得ることは技術的に困難であり、１．０×１００Ω／□を上回る表面抵抗率では、電極が発熱し、電極間の糸の発熱に至らない。
【００２９】
また、電極間にある導電性を有する糸の本数をＸ、電極間にある導電性を有する糸１本の抵抗値をＹ（Ω）、電極間の距離をＺ（ｍ）としたときに、５．０×１０１＜ＺＹ／Ｘ＜５．０×１０２であることが好ましい。これにより、導電性を有する糸の表面抵抗率と電極間の距離から、面状発熱織物の幅、配置する糸の本数を決定することが可能となる
【００３０】
本発明の面状発熱織物の片面または両面を、非導電性を有する被覆層によって被覆することにより、絶縁性が確保され、面状発熱織物上の発熱量を相対的に均一に保つことができるようになる。例えば、ポリエステル繊維からなる不織布を積層すれば、絶縁性が確保され、不織布内に熱を蓄熱し、面状発熱織物全体が均一に発熱される。また、防水性能の要求される場合には、樹脂フィルム等の絶縁性フィルムを接着剤とともに積層したり、加熱圧着して積層すればよい。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
なお、本発明の面状発熱織物の用途としては、特に限定されるものではなく、平面状や曲面状の加熱装置、例えば、敷物、壁紙、カーテン、椅子張り地等に使用すれば室内暖房機能を有する装置として利用できる。また、低電圧でも使用が可能であることから、室内に限らず防寒服のように人体に着用する衣類や、自動車のシート地等にも適用することができる。
【実施例】
【００３２】
次に、この発明の具体的な実施例について説明するが、本発明はこれら実施例のものに特に限定されるものではない。なお、導電糸の表面抵抗値及び表面温度の測定は以下の方法でおこなった。
【００３３】
＜表面抵抗値＞表面抵抗測定器（四探針法；ＪＩＳ  Ｋ７１９４）を用いて導電糸の表面抵抗率を評価した。  
【００３４】
＜表面温度の測定＞サーモグラフ（サーモビジョン  ＣＰＡ−７８００  チノー社製）によって、表面温度とその分布状況を確認した。  
【００３５】
＜実施例１＞
導電性を有する糸（Ａ）として、１６７デシテックス／４８ｆのレーヨン糸に、ポリピロールを付着せしめたレーヨン糸の導電糸を用意した。表面抵抗値は１．０×１０６Ω／□以上１．０×１０７Ω／□未満であった。非導電性を有する糸（Ｂ）として、混紡糸２０番単糸（綿３５％、ポリエステル６５％表面抵抗値は１．０×１０１２Ω／□以上）を用意した。次に、経糸を全て非導電性を有する糸（Ｂ）とし、緯糸として導電性を有する糸（Ａ）と非導電性を有する糸（Ｂ）を１本おきにして、平織り組織で製織して布帛を得た。（織密度タテ１９×ヨコ１９／寸）次に該布帛を、４０ｃｍ角に裁断し、導電性樹脂（藤倉化成株式会社製ドータイト、表面抵抗率１．０×１０−１Ω／□）を図１のように、巾１ｃｍ厚み０．１５ｍｍとなるように塗布し、乾燥して一対の電極とした。この時の電極間の距離（Ｚ）は５ｃｍ、電極間の導電性を有する糸（Ａ）の本数（Ｘ）を２５０本となるようにして面状発熱織物を得た。この時の電極間の導電性を有する糸（Ａ）の抵抗値Ｙは、１．８×１０６Ωであった。次に、電極間に１００Ｖの電圧を一分間かけたところ、均等に４２℃まで温度上昇するのを確認できた。なおこの時のＺＹ／Ｘは、３．６×１０２であった。
【００３６】
＜実施例２＞
導電性を有する糸（Ａ）として、ポリピロールを付着せしめたレーヨン糸で表面抵抗値は１．０×１０３Ω／□以上１．０×１０４Ω／□未満を用意した。非導電性を有する糸（Ｂ）としては実施例１と同様の糸とし、糸の配列、織り方も実施例１と同様にして布帛を得た。（織密度タテ１９×ヨコ１９／寸）次に該布帛を、１ｍ×５０ｃｍに裁断し、導電性樹脂（藤倉化成株式会社製ドータイト、表面抵抗率１．０×１０−１Ω／□）を電極間距離を７０ｃｍ、巾１ｃｍ、厚み０．１５ｍｍとなるように塗布し、乾燥して一対の電極とした。この時の電極間の導電性を有する糸（Ａ）の本数（Ｘ）は２８４本となるようにして面状発熱織物を得た。この時の電極間の導電性を有する糸（Ａ）の抵抗値Ｙは、２．１×１０４Ωであった。次に、電極間に１００Ｖの電圧を一分間かけたところ、均等に７０℃まで温度上昇するのを確認できた。なおこの時のＺＹ／Ｘは、５．２×１０１であった。
【００３７】
＜実施例３＞
実施例１において、布帛を３０ｃｍ角に裁断し、電極間の導電性を有する糸（Ａ）の本数（Ｘ）を１８８本とした以外は、実施例１と同様にして面状発熱織物を得た。表１に記載の通り表面温度が４０℃となり良好であった。
【００３８】
＜実施例４＞
実施例１において、並列に並ぶ電極の数を増やし、電極間の距離（Ｚ）を２．５ｃｍとした以外は、実施例１と同様にして面状発熱織物を得た。表１に記載の通り表面温度４８℃となり良好であった。
【００３９】
＜比較例１＞
実施例１において、導電性を有する糸（Ａ）として、ポリピロールを付着せしめたポリエステル糸で表面抵抗値は１．０×１０８Ω／□以上１．０×１０９Ω／□未満を用意した以外は、実施例１と同様にして面状発熱織物を得た。電極間に１００Ｖの電圧をかけたところ、２２℃までしか温度上昇しなかった。
【００４０】
＜実施例５＞
実施例１の面状発熱織物の上面に、ポリエステル繊維からなる非導電性のニードルパンチ不織布（厚さ５ｍｍ  目付３００ｇ／ｍ２）を接着剤で貼着した以外は、実施例１と同様にして面状発熱織物を得た。実施例１よりも均一にしかも発熱温度も５４℃まで温度上昇した。その他についても表１に記載の通り良好であった。
【００４１】
＜実施例６＞
実施例１において、導電性樹脂を表面抵抗率１．０×１０−６Ω／□（藤倉化成株式会社製ドータイト）の導電性樹脂とした以外は、実施例１と同様にして面状発熱織物を得た。電極間に１００Ｖの電圧をかけたところ、４５℃まで温度上昇するのを確認することができた。その他の評価も表１に記載の通り良好であった。
【００４２】
＜比較例２＞
実施例１において、導電性を有する糸（Ａ）として、表面抵抗値は１．０×１０１Ω／□以上１．０×１０２Ω／□未満（日本蚕毛株式会社製）を用意した以外は、実施例１と同様にして面状発熱織物を得た。電極間に１００Ｖの電圧をかけたところ、電流が流れすぎて温度上昇しなかった。
【００４３】
＜比較例３＞
実施例１において、電極として、表面抵抗値が１．０×１０１Ω／□以上１．０×１０２Ω／□未満の導電性樹脂を用意した以外は、実施例１と同様にして面状発熱織物を得た。電極間に１００Ｖの電圧をかけたところ、３０℃までしか温度上昇することはなかった。
【００４４】
＜比較例４＞
実施例１において、全ての糸を非導電性を有する糸（Ｂ）とした以外は、実施例１と同様にして面状発熱織物を得たが、全く発熱することはなかった。
【００４５】
＜比較例５＞
実施例１において、全ての緯糸を導電性を有する糸（Ａ）とした以外は、実施例１と同様にして面状発熱織物を得たが、わずかに温度上昇した後、電圧をかける前の温度に戻っていた。
【００４６】
【表１】
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【００４７】
表から明らかなように、この発明の製造方法で製造された実施例１〜６の面状発熱織物は、良好な発熱性と十分な柔軟性とを具備していた。また、比較例１〜５に示すように、ＺＹ／Ｘの値が、５．０×１０１＜ＺＹ／Ｘ＜５．０×１０２の関係を超えるものでは、良好な発熱性を示さなかった。
【図１】
2011216195.tif 000004