(57)【要約】【課題】布帛に設けられる導電繊維の電気絶縁性を確保するとともに、導電繊維の強度を向上させることが可能な導電性布帛を提供する。【解決手段】本発明の導電性布帛は、導電繊維（１）を有する第一布帛（１０）と、導電繊維に電気的に接続される導通体（４）とを備える。さらに、第一布帛は、導電繊維が当該第一布帛の厚さ方向の片面側に露出する偏在面（１１）を備える。そして、第一布帛はその端部が折り返されてなる折り返し部（１２）を有し、当該折り返し部における偏在面で導通体を挟み込むことにより、導通体と導電繊維とが電気的に接続される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電繊維を有する第一布帛と、
前記導電繊維に電気的に接続される導通体と、
を備え、
前記第一布帛は、導電繊維が当該第一布帛の厚さ方向の片面側に露出する偏在面を備え、
前記第一布帛はその端部が折り返されてなる折り返し部を有し、当該折り返し部における偏在面で導通体を挟み込むことにより、導通体と導電繊維とが電気的に接続されることを特徴とする導電性布帛。
【請求項２】
前記導通体は、導電繊維を有することを特徴とする請求項１に記載の導電性布帛。
【請求項３】
前記導通体は、金属線、金属繊維及び金属箔からなる群より選ばれる少なくとも一つを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の導電性布帛。
【請求項４】
前記第一布帛に接合される第二布帛をさらに備え、
前記第一布帛と第二布帛との接合部が設けられた折り返し部における偏在面で、前記導通体を挟み込むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の導電性布帛。
【請求項５】
前記第一布帛と第二布帛との接合部は縫い糸で縫い継ぐことにより形成され、
前記縫い糸は、導電繊維を含有し、かつ、前記導通体として機能することを特徴とする請求項４に記載の導電性布帛。
【請求項６】
前記導通体は、前記導電繊維より導電率が高いことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の導電性布帛。
【請求項７】
前記導電繊維は、導電性を有する芯部と、当該芯部における長手方向の側面を覆い、非導電性である鞘部とを備える芯鞘型導電繊維であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の導電性布帛。
【請求項８】
前記導電繊維は、前記導通体と熱融着されることを特徴とする請求項７に記載の導電性布帛。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の導電性布帛を用いた布状ヒーター。
【請求項１０】
請求項９に記載の布状ヒーターを用いた車両用ヒーター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性布帛に関する。詳細には、本発明は、通電可能な導電繊維を備える導電性布帛に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、加熱手段として、通電により発熱可能な導電線材を備える布材が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この布材では、当該導電線材は、その長さ方向の一部に布材から露出した露出部を有する。そして、導電性の接続体が当該露出部を挟み込むことにより、接続体と露出部とが電気的に接続されることを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２４３３９７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、特許文献１では、導電線材の露出部が布材の端部から露出しているため、電気絶縁性を持たず、他の部品と接触した場合に短絡する恐れがある。また、布材の端部から露出しているのは導電線材のみとなるため、露出部の強度が非常に弱くなり、導電線材が断線する恐れがある。
【０００５】
本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものである。そして、本発明の目的は、布帛に設けられる導電繊維の電気絶縁性を確保すると共に、導電繊維の強度を向上させることが可能な導電性布帛を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の態様に係る導電性布帛は、導電繊維を有する第一布帛と、導電繊維に電気的に接続される導通体とを備える。さらに第一布帛は導電繊維が露出する偏在面を備える。そして、第一布帛はその端部が折り返されてなる折り返し部を有し、当該折り返し部における偏在面で導通体を挟み込む。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の態様に係る導電性布帛は、導通体と導電繊維とが電気的に接続又は直接接触することができるため、電気的接触を確保することができる。また、導通体及び導電繊維は、導電繊維以外の繊維により覆われるため電気絶縁性を確保し、短絡を防止することが可能となる。さらに、導電繊維以外の繊維が導通体及び導電繊維の保護層として機能するため、耐久性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係る導電性布帛の一例を示す概略図である。
【図２】本発明の実施形態に係る導電性布帛の他の例を示す概略図である。
【図３】本発明の実施形態に係る導電性布帛の他の例を示す概略図である。
【図４】導電性布帛で使用される導電繊維の例を示す斜視図である。
【図５】本実施形態に係る布状ヒーターを適用した車両用シートの例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態に係る導電性布帛について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の実施形態で引用する図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。
【００１０】
［導電性布帛］
本実施形態の導電性布帛１００は、図１に示すように、導電繊維１を有する第一布帛１０を備え、導電繊維１は、第一布帛１０の一方の端部２から他方の端部３に渡って連続して設けられている。つまり、第一布帛１０では、導電繊維１は、導電性布帛１００を織る際に所定間隔ごとに打ち込まれることで、導電性布帛１００の内部に存在する構成となっている。そして、導電繊維１と電気的に接続される導通体４を介して導電繊維１に通電することにより、導電繊維１がジュール熱によって発熱する。このように、導電性布帛１００は、繊維材料が有する柔軟性などの特性を発揮すると共に、ヒーターとしての機能を発揮することができる。
【００１１】
本実施形態における第一布帛１０は、横糸が導電繊維１と導電性を持たない繊維（非導電性繊維）１ａとで構成され、縦糸が非導電性繊維１ｂで構成されている。第一布帛１０の具体的態様としては、例えば、平織、朱子織、綾織、蜂の巣織などの織物、シングルトリコット、ダブルトリコットなどの経編、丸編などを用いることができる。これらの中でも、特に繊維が横方向又は縦方向に織られているメッシュ織物が好ましく、特に平織物が好ましい。これらのような態様とすることで、第一布帛１０における導電繊維１と導通体４とを容易に接続することが可能となる。
【００１２】
そして、図１（ｂ）及び（ｃ）に示すように、第一布帛１０は、導電繊維１が第一布帛の厚さ方向の片面側に露出する偏在面１１を備えている。つまり、導電繊維１は、第一布帛１０の裏面側に露出した状態となっており、導電繊維１と導通体４が直接接触できる状態となっている。なお、導電繊維１を第一布帛１０の片面側に露出させる方法としては、横糸としての導電繊維１及び非導電性繊維１ａの張力を調整して織り込むことにより、露出させることができる。
【００１３】
本実施形態における第一布帛１０では、図１（ａ）に示すように、一方の端部２及び他方の端部３が折り返されてなる折り返し部１２が形成されている。そして、折り返し部１２における導電繊維１が露出した偏在面１１同士、つまり裏面同士が対向しており、この偏在面１１で導通体４を挟み込みことにより、導通体４と導電繊維１とが電気的に接続されている。
【００１４】
このように本実施形態において、導電繊維１は、導電性布帛１００を織る際に、導電性布帛の線材が織り込まれる所定間隔毎に打ち込まれることで、導電性布帛の内部、特に裏面側に偏って埋設され、裏面側で部分的に露出する構成となっている。そのため、上述のように折り返し部１２における偏在面１１同士で導通体４を挟み込みことにより、裏面側のみに露出している導電繊維１と導通体４との電気的接触を確保することができる。また、導電繊維１以外の横糸及び縦糸を構成する非導電性繊維１ａ，１ｂは導電性を持たないため、導電性布帛１００の表面を占めることで、電気的な絶縁効果を発揮する。その結果、導電繊維１及び導通体４と他の部品との短絡を抑制することが可能となる。
【００１５】
なお、導通体４は、図１（ｃ）に示すように、導通体４の一部が折り返し部１２より露出していても本発明の効果を発揮することができる。ただ、短絡を防止するという観点から、導通体４は折り返し部１２より完全に覆われることが好ましい。
【００１６】
本実施形態の導電性布帛は、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、第一布帛１０に加え、第一布帛に接合される第二布帛２０をさらに備えてもよい。第二布帛２０としては、導電性繊維及び非導電性繊維からなる布帛や、非導電性繊維からなる広く一般的な布帛を用いることができる。そして、導電性布帛１０１では、接合部１３を介して第一布帛１０と第二布帛２０とが接合している。なお、本実施形態において、接合部１３は縫い糸で縫い継ぐことにより形成されているが、接合部は熱融着や接着剤等により形成されてもよい。
【００１７】
そして、本実施形態の導電性布帛１０１では、第一布帛１０と第二布帛２０との接合部１３が設けられた折り返し部１２における偏在面１１で、導通体４を挟み込んでいる。つまり、第一布帛１０と第二布帛２０とを縫い合わせた後、偏在面同士で導通体４を挟み込んでいる。このように、導電繊維１が不要な部分には導電繊維を含まない布帛を縫い継ぎ、かつ、後述するようにその縫い目自体を導通体４とすることができるため、省スペースで導電に必要な場所を確保することが可能となる。
【００１８】
第一布帛１０に接合される第二布帛２０としては特に制限はなく、導電性布帛の導電性を損なわない非導電性の布帛であれば、織布、不織布及び編物等、一般的な布帛を用いることができる。
【００１９】
また、導電性布帛１０１では、第一布帛１０と第二布帛２０とを縫い継ぐ縫い糸は、導電繊維を含有することが好ましい。つまり、図２（ｂ）に示すように、当該縫い糸自体に導電性を付与することにより、接合部たる縫い目１４が導通体４としての機能も発揮する。また、導通体４として導電繊維を用いることにより、導通体４として例えば金属板を用いた場合と比較し、第一布帛１０及び第二布帛２０は十分な通気性を確保することが可能となる。さらに、導通体４として導電繊維を用いると別の導通体を設置する必要が省ける。なお、このような繊維形状の導通体（縫い糸）としては、導電繊維１と同じ繊維を用いることができる。
【００２０】
なお、図２（ｂ）に示すように、導電性の縫い目１４が外部に露出している場合、他の部品と接触した際に短絡する恐れがある。そのため、図３に示すように、導電性の縫い目１４を折り返し部１２の内部に包むことが好ましい。具体的には、まず、図３（ａ）に示すように、第一布帛１０と第二布帛２０を導電性の縫い糸で接合し縫い目１４を作製する。なお、この縫い目１４は導電性の縫い糸で形成されているため、第一布帛１０と第二布帛２０との接合部だけでなく、導通体４としても機能する。
【００２１】
次に、図３（ｂ）に示すように、縫い目１４が形成された端部を第一布帛側に片倒しした後、当該端部を複数回折り返し、縫い目１４を折り返し部１２の内部に包み込む。本実施形態では、縫い目１４が形成された端部を三つ折りにし、内部に縫い目１４を配置している。その後、折り返し部の両端部に接合部１５を形成することにより、縫い目１４を内部に包み込むことができる。なお、接合部１５は、例えば熱融着により形成してもよく、接着剤などの接合部材で形成してもよく、さらには非導電性の縫い糸により縫合することで形成してもよい。
【００２２】
上述のように、本実施形態の導電性布帛において、第一布帛１０は、導電繊維１が当該第一布帛１０の厚さ方向の片面側に露出する偏在面１１を備えている。そして、第一布帛１０はその端部が折り返されてなる折り返し部１２を有し、折り返し部１２における偏在面１１で導通体４を挟み込むことにより、導通体４と導電繊維１とが電気的に接続されている。そのため、導通体４と導電繊維１との間の電気的接触を確保することができる。また、導通体４及び導電繊維１は、導電繊維以外の横糸及び縦糸により覆われるため絶縁性を確保でき、短絡を防止することが可能となる。さらに、導電繊維以外の横糸及び縦糸が導通体４及び導電繊維１の保護層としての機能も発揮するため、折り返し部の耐久性も向上する。
【００２３】
次に、本実施形態の第一布帛１０及び第二布帛２０に用いられ得る導電繊維及び非導電性繊維、並びに導通体４について、詳細に説明する。
【００２４】
＜導電繊維＞
本実施形態の導電性布帛に用いられる導電繊維１は、例えば柱状形状であり、導電性を有する繊維本体を有している。本実施形態において、導電繊維１は導線として機能するために、導電繊維の一端から他端まで、少なくとも繊維本体が連続的に存在している必要がある。
【００２５】
導電繊維としては、（１）合成繊維の中に導電性が良好な粒子を均一に分散させたものや、（２）金属を繊維化した金属繊維を使用することができる。また、（３）有機物繊維の表面を金属で被覆したもの、（４）有機物繊維の表面を導電性物質を含む樹脂で被覆したものも使用することができる。
【００２６】
本実施形態では、導電繊維１を１本ずつ使用する態様に限定されない。つまり、導電繊維１を数十本から数千本の束（バンドル状）にして、布帛の形成に用いることができる。このようにすることで、繊維としての取り扱いが容易になる。また、バンドル状にする際、撚りをかけることもできる。すなわち、これらの繊維及び／又はバンドル状の繊維を用いて布帛を形成することができる。
【００２７】
なお、本明細書における「繊維」は、溶融紡糸や湿式紡糸、エレクトロスピニング等の方法で紡糸された繊維の他、フィルム切り出し等、スリットしたものをいう。これらの繊維の径や幅は特に限定されないが、１本あたり概ね数μｍから数百μｍ程度のものが、織物及び編物を形成する上で好ましい。すなわち、本実施形態における導電繊維１の直径は０．５μｍ〜６００μｍ程度のものが好ましく、１０μｍ〜３００μｍ程度のものがより好ましく、２０μｍ〜１００μｍ程度のものが特に好ましい。このようなサイズの導電繊維１は、織り易さ及び編み易さ、得られる織り布及び編物の柔らかさ、さらには生地としての扱い易さ等の観点から好ましい。
【００２８】
導電繊維１の構成材料としては、通電することによりジュール熱を発生する導電性の材料であれば特に限定されない。また、導電繊維１の構成材料は、単一の素材であってもよく、複数の素材を混合することもできる。導電性材料の具体例としては、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、ケッチェンブラック、グラファイト等の炭素系材料や、金、銀、銅、錫、ニッケル、アルミニウムなどの導電性を有する金属粒子が挙げられる。また、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、三酸化アンチモン（ＡＴＯ）等の半導体の微粉末や、酸化チタンなどのセラミック微粉末に金属やＩＴＯ、ＡＴＯ等の半導体をコーティングしたものが挙げられる。さらに、アセチレン系、複素５員環系、フェニレン系、アニリン系等の導電性高分子も挙げることができる。
【００２９】
導電繊維において、上記した導電性材料を合成樹脂の中に混練し、紡糸したものを繊維本体として使用することもできる。この場合、導電繊維１にしなやかさや柔らかさを付与する観点から好ましい。
【００３０】
なお、炭素系材料の例としては、一般に市販されているトレカ（東レ株式会社製）、ドナカーボ（大阪ガスケミカル株式会社製）等のカーボンからなる繊維体を用いることができる。その他、炭素繊維や炭素粉末等を混入し、紡糸した繊維等を用いることもできる。
【００３１】
また、他の導電性材料として、例えば、炭素繊維、並びに鉄及びアルミニウムなどの金属微粒子が挙げられる。また、酸化錫（ＳｎＯ２）や酸化亜鉛（ＺｎＯ）などの酸化物半導体微粒子が挙げられる。これらの材料を単独で用いたものや、蒸着又は塗布等により他材料の表面に被覆したもの、芯材（芯部）として使用し外表面を他材料で被覆したもの等を用いることができる。上記した中でも、市場での入手の容易性や比重等の点から炭素繊維又は炭素粉末を用いることが望ましい。
【００３２】
導電性高分子としては、特に導電性高分子のポリピロール、チオフェン系導電性高分子のポリ３，４−エチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）にポリ４−スチレンサルフォネート（ＰＳＳ）をドープしたもの（ＰＥＤＴＯＴ／ＰＳＳ）、ポリアニリン及びポリパラフェニレンビニレン（ＰＰＶ）の少なくともいずれか１つを含むことが好ましい。さらにこれらの中でも、繊維として得やすい材料としては、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（Ｈ．Ｃ．スタルク株式会社製Ｃｌｅｖｉｏｓ（登録商標）  Ｐ）やＰＰＶ、ポリピロール等を挙げることができる。
【００３３】
上記した導電成分は、湿式紡糸やエレクトロスピニング等の方法で、容易に繊維化することが可能である。例えば、導電性高分子の中でも、チオフェン系、ピロール系、アニリン系については、湿式紡糸によって効率よく製造することができる。例えば、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳの水分散液をアセトン中にシリンダーから押し出すことで、容易に導電性高分子繊維を得ることができる。
【００３４】
上記した中でも、導電繊維として、導電性高分子繊維を使用することが好ましい。ここでいう導電性高分子繊維は、上記した導電性の素材のうち、特に金属からなる繊維を除いたものをいう。金属は特に抵抗率が低い導体であるため、発熱体を効率的に発熱させるためには、極めて細い繊維であることが望ましい。ただし、細い金属繊維を用いると、ごく細い線での発熱となり、その金属繊維の周りに存在する導電性を持たない高分子繊維や空気による断熱の影響が無視できなくなる傾向がある。また、細い金属繊維の場合、断線する可能性も高くなる。そのため、ヒーターとしての性能を確保し、強度を確保する観点から、金属繊維を除く導電性高分子繊維を用いることが好ましい。なお、金属繊維の径を大きくした場合、金属繊維の柔らかさがネックになる。また、導電繊維１として金属繊維のみを使用した場合、布の圧縮方向の力を支え難い。この場合、他の非導電性の繊維を混ぜることが推奨されるが、結局無視できない断熱層が形成されるため、発熱効率が落ちることになる。
【００３５】
なお、本明細書では、上記した導電成分を、一般的な高分子繊維に分散させたもの若しくは塗布したもの、又はそれら自体を繊維化したもの等であって、金属繊維を除くものを導電性高分子繊維という。
【００３６】
本実施形態において、導電繊維１は、半導体、導電性高分子及びカーボンからなる群より選択される少なくとも一つを含む高分子繊維であることがより好ましい。このような導電性高分子繊維は特に導電性が高いため、導電繊維１の導線部分としての機能をより向上させることができる。また、カーボンの中でもカーボンファイバーを用いることが特に好ましい。
【００３７】
高分子繊維中における導電成分の配合量は特に限定されないが、０．５〜３０体積％であることが望ましい。導電成分の配合量が０．５体積％以上の場合にはマトリックス樹脂に対して十分な導電性を付与することができる。導電成分の配合量が３０体積％以下の場合には、マトリックス樹脂に導電成分を混入した際に、マトリックス樹脂が溶融した場合の粘度の増加を抑制することができる。その結果、紡糸性の低下を抑制することができ、繊維化が容易となる。
【００３８】
なお、上記マトリックス樹脂には、ナイロン６やナイロン６６等のポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、共重合成分を含むポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアクリロニトリルなどの汎用樹脂を単独又は混合して用いることができる。それらの材料を使用することは、コストや実用性の点から好ましい。
【００３９】
本実施形態において、より優れた発熱機能を確保する観点から、導電繊維１（繊維本体）の電気抵抗率が、１０−３〜１０２Ω・ｃｍであることが好ましい。織物や編物とした際に、導電繊維１は抵抗体として働くことになる。そのため、導電繊維１の電気抵抗率を１０−３Ω・ｃｍ以上とすることで、導電繊維１の過剰な発熱ないし導電繊維１以外の導線の発熱を効果的に防止でき、任意の部位への加温を行う上で好ましい。また、導電繊維１の電気抵抗率を１０２Ω・ｃｍ以下とすることで、発熱のための通電が効果的に行われるため、十分な発熱性能を確保することができる。さらに、１０−２〜１０１Ω・ｃｍ程度とすることで、より効率的に発熱機能を発現することができる。なお、上記電気抵抗率は、ＪＩＳ  Ｋ７１９４（導電性プラスチックの４探針法による抵抗率試験方法）に準拠して求めることができる。
【００４０】
このような電気抵抗率を示す導電性高分子繊維としては、ポリピロール、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、ポリアニリン及びポリパラフェニレンビニレン（ＰＰＶ）からなる群より選ばれる少なくともいずれか一つを含む繊維を挙げることができる。それらの中でも、チオフェン系導電性高分子のＰＥＤＯＴ／ＰＳＳや、フェニレン系のポリパラフェニレンビニレン（ＰＰＶ）、ピロール系のポリピロールの繊維などを使用することが好ましい。これらの材料は、導電性高分子の中でも湿式紡糸やエレクトロスピニングといった方法で容易に繊維化することができる。より具体的には、例えば、チオフェン系、ピロール系、アニリン系の導電性高分子では、湿式紡糸により製造できる。より詳細には、例えば、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳの水分散液をアセトン中にシリンダーから押し出すことで、容易に導電性高分子繊維を得ることができる。
【００４１】
なお、導電繊維１としては、図４（ａ）に示すような均一な材料からできている繊維１Ａや、図４（ｂ）に示すような断面で見て芯鞘構造のような繊維１Ｂを用いることができる。また、図４（ｃ）に示すようなサイドバイサイド構造のような繊維１Ｃ、図４（ｄ）に示すような海島（多芯）構造のような繊維１Ｄなども用いることができる。ここで、図４（ｂ）中の符号１Ｂａは芯鞘繊維の芯成分を示し、符号１Ｂｂは芯鞘繊維の鞘成分を示す。図４（ｃ）中の符号１Ｃａはサイドバイサイド型繊維の１成分を示し、符号１Ｃｂは当該成分１Ｃａと異なる材料からなる成分を示す。図４（ｄ）中の符号１Ｄａは海島型繊維の島成分を示し、符号１Ｄｂは海島型繊維の海成分を示す。このような構造は、繊維の機能化の一つの手段として、繊維自体が自然によじれた形状になり、風合いを変える場合や、繊維の表面積を大きくして軽量化・断熱性を狙う場合などに用いられる。
【００４２】
そして、図４に示す繊維構造の中でも、本実施形態の導電性布帛に用いられる導電繊維１としては、図４（ａ）に示すような均一な材料からできている導電繊維１Ａや、図４（ｂ）に示すような芯鞘型導電繊維１Ｂを用いることが好ましい。特に、芯鞘型導電繊維１Ｂは、導電性の芯部１Ｂａの長手方向側面を覆い、非導電性を有する鞘部１Ｂｂを有している。そのため、芯部１Ｂａと他の導電部材とが接触することにより生じる短絡を防止することが可能となる。なお、芯部１Ｂａと鞘部１Ｂｂの割合は断面の面積比で、芯部：鞘部＝８０：２０〜５０：５０の範囲であることが好ましい。繊維の強度及び発熱性能のバランスを考えた際、このような面積比であることにより、これらの機能を一番よく発現することができる。
【００４３】
導電繊維１Ａ、芯鞘型導電繊維１Ｂの芯部１Ｂａ、サイドバイサイド型繊維１Ｃにおけるいずれか一方の成分、及び海島型繊維１Ｄの島成分１Ｄａとしては、上述の導電性の繊維本体を使用することができる。また、芯鞘型導電繊維１Ｂの鞘部１Ｂｂ、サイドバイサイド型繊維１Ｃにおける他方の成分、及び海島型繊維１Ｄの海成分１Ｄｂとしては、種々の絶縁性材料を使用することができる。例えば、導電性高分子ではない樹脂成分を主成分とする材料を用いることができる。
【００４４】
導電性高分子ではない樹脂成分としては、一般的な樹脂素材を用いることができる。これらの一般的な樹脂素材には、ナイロン６，ナイロン６６等のポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、共重合成分を含むポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアクリロニトリルや、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニルなどのポリビニル系樹脂等を単独又は混合して用いることができる。これらの樹脂素材は、コストや実用性の点から好ましい。
【００４５】
本実施形態において、芯鞘型導電繊維１Ｂの鞘部１Ｂｂは、非晶性樹脂を含むことが好ましい。非晶性樹脂としては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル及びケン化度を適宜調整したポリビニルアルコール並びにこれらの共重合体等が製造性やコストの観点から好ましい。これらの非晶性の樹脂を鞘部成分に用いることで、芯部１Ｂａに鞘部成分を塗布する際の不意の剥離を防止することができる。
【００４６】
芯鞘型導電繊維１Ｂの製造方法としては特に限定されない。例えば、湿式紡糸や電界重合などの方法で得られた芯部１Ｂａとなる繊維の周囲に、鞘部１Ｂｂを構成する材料を設けることにより製造することができる。具体的には、芯部１Ｂａを被覆する鞘部１Ｂｂは、芯部１Ｂａを製造した後、連続工程として、芯部１Ｂａに鞘部成分を塗布し、乾燥することにより製造される。
【００４７】
なお、第一布帛の導電繊維１として、図４（ｂ）に示す芯鞘型導電繊維を用いる場合、導電繊維１の端部において鞘部１Ｂｂを剥離等させることで、芯部１Ｂａを露出させ、露出部分を形成することが好ましい。これにより、芯部１Ｂａの露出部分と導通体４とを電気的に接続し、導電繊維に対する導通を確保することができる。なお、露出部分の作製法としては、鞘部に用いた樹脂を溶解する薬品を用いる方法や、熱による溶融、パンチやハサミなどで機械的に除去する方法等が挙げられる。特に薬品や熱を用いる方法では、導電性布帛の表面を傷つける必要が無く、布帛の形状を保ったまま剥離できるので好適である。
【００４８】
第一布帛の導電繊維１として芯鞘型導電繊維１Ｂを用いる場合、当該導電繊維は、導通体４と熱融着されてもよい。芯鞘型導電繊維１Ｂと導通体４とを熱融着することにより、鞘部１Ｂｂを熱で溶融させるのと同時に、導通体４との接着を行うことができるため、鞘部１Ｂｂの剥離工程が不要となり、製造工数を削減することができる。なお、芯鞘型導電繊維１Ｂの鞘部１Ｂｂのみでなく、第一布帛の端部自体を熱融解させて導通体４と融着することも好ましい。
【００４９】
＜非導電性繊維＞
本実施形態の導電性布帛１００において、第一布帛１０の縦糸及び／又は横糸、並びに第二布帛２０を構成する非導電性繊維としては、一般的な天然繊維や樹脂素材からなる合成繊維を用いることができる。樹脂素材としては、ナイロン６，ナイロン６６等のポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、共重合成分を含むポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアクリロニトリルや、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニルなどのポリビニル系樹脂等を単独又は混合して用いることが好ましい。
【００５０】
＜導通体＞
本実施形態の導電性布帛１００において、導通体４は図示しない電圧印加手段と電気的に接続し、導電繊維１に電圧を印加するものである。そのため、導通体４は、導電繊維１よりも高い導電率を有する導通体であることが好ましい。すなわち、第一布帛１０の発熱量を高めるべく大電流を供給する場合でも、電気抵抗率の低い導通体を導通体４に用いることで、発熱部としての導電繊維１以外の発熱を減少又は防止することができる。さらに、導電率の高い導通体で接続することで、導電繊維１の導通と強度確保を両立させることができる。なお、導電率は、上述の電気抵抗率の測定方法により得られた値の逆数として算出することができる。その他、交流二電極法によって測定することもできる。
【００５１】
導通体４の形状としては、導電繊維１と電気的に接続され、折り返し部１２の偏在面１１で挟み込まれて固定されるものであれば特に制限されない。例えば、導電繊維１に圧着される板状、棒状又は繊維状の導通体を採用することができる。この場合、他の成分を介することなく物理的に導電繊維１と導通体４とが接着するため、これらの間の電気抵抗を低減できる観点から好ましい。
【００５２】
また、導通体４は、導電繊維を含有することが好ましく、導電繊維からなることがより好ましい。導通体４としては、金属板や金属製のテープを用いてもよいが、導通体４として導電繊維自体を用いることで、導通体４を挟み込んだ折り返し部の布帛としての柔軟性を損なわない作用がある。
【００５３】
このように、導通体４として導電繊維を用いることにより、柔軟性を備えることができるが、そのほかにも通気性を向上させることが可能となる。ただ、上述のように、本実施形態の導電性布帛は、端部に折り返し部を設けているため、大半の面積の通気性を維持することができる。そのため、導通体４は、上述の導電繊維に限らず、金属線、金属繊維及び金属箔からなる群より選ばれる少なくとも一つを使用することも好ましい。金属線、金属繊維及び金属箔を用いることで、導通体４の導電率を高くすることができる。金属線、金属繊維及び金属箔としては、例えば、銅やアルミニウム、ニッケル等からなるものを使用することができる。また、上記金属繊維は、従来の一般的な繊維と撚り合わせて構成したものや、メッキ線材から成るものであってもよく、これらの線材を複数本束状に撚り合わせて構成したものであってもよい。
【００５４】
また、上述のように、導電繊維１に縫いとめられ、かつ、導電繊維１よりも高い導電率を有する繊維を導通体４として採用することもできる。繊維形状の導通体を導通体４とすることにより、第一布帛１０において十分な通気性を確保できるため好ましい。また、導電繊維１が導電率の高い繊維状の導通体と接続することによって、導電繊維１により必要な電圧が掛かるようになる作用も得られる。繊維状の導通体としては、導電繊維１と同じ繊維や、導電繊維１とほぼ同じ断面積を有する金属線などを採用することができる。より具体的には、例えば、ニッケル等の金属を撚った撚線等を用いることができる。
【００５５】
さらに、導通体４としては、導電繊維１に対して接着材を介して接着される導通体を採用することができる。この場合、接着材により導電繊維１と導通体との接着がより強固なものとなる。具体的には、接着面において導通性のある銅テープ、アルミテープ、ステンレステープ等を用いることができる。なお、この接着材は、導電繊維１よりも高い導電率を有するものであることが好ましい。このような接着材を用いることで、導電繊維１と導通体４との間の電気抵抗を低減することができる。例えば、導電塗料で接続することができ、導電塗料としては藤倉化成株式会社製のドータイト等を挙げることができる。
【００５６】
［布状ヒーター］
本実施形態の導電性布帛は、布状ヒーターとして用いることができる。例えば、当該導電性布帛は、電気毛布や、病院及び介護施設等でベッドのシーツ等として用いることもできる。本実施形態の導電性布帛は、布帛自体が発熱することから、通気性を保持しつつも布地として代替ができるため、非常に有効である。
【００５７】
［車両用ヒーター］
本実施形態の布状ヒーターは、車両に用いられるヒーターと置換することで、乗員を暖めるためのエネルギー効率を向上させることができる。また、乗員が暖まるまでの時間を大幅に短縮することができる。一例として、車両用シート２００のシートクッション２０１の座面に本実施形態の布状ヒーター１１０を設置した例を図５に示す。なお、導電性布帛の断線部や接合部は、例えばシートクッション２０１の裏側へ配置することができる。また、断線部や接合部をシートクッション２０１に形成される溝状部に引き込むことにより固定することもできる。なお、布状ヒーター１１０の組付箇所は特に限定されない。例えば、車両用シートのシートクッション２０１の他にも、シートバック２０２の表側、裏側等に適用することができる。
【実施例】
【００５８】
以下、本発明を実施例及び比較例により更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００５９】
［実施例１］
布帛の作製に用いられる芯部としての導電性高分子繊維を、次に示す湿式紡糸法で作製した。まず、一度濾過した導電性高分子ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳの水分散液（Ｈ．Ｃ．スタルク株式会社製Ｃｌｅｖｉｏｓ（登録商標）  Ｐ）とポリビニルアルコール（ＰＶＡ）（関東化学株式会社製）の７ｗｔ％水溶液とを混合し、紡糸原液とした。この紡糸原液を２μＬ／ｍｉｎ．の速度でマイクロシリンジから溶媒相に押し出すことで、直径約１０μｍの導電性高分子繊維を得た。なお、当該溶媒相としては、アセトン（和光化学株式会社製）を用いた。また、マイクロシリンジとしては、針部の内径が２６０μｍである、株式会社伊藤製作所製ＭＳ−ＧＬＬ１００を使用した。
【００６０】
得られた導電性高分子繊維の導電率をＪＩＳ  Ｋ７１９４に準拠して測定した。その結果、導電性高分子繊維の抵抗率は、約１０−１Ω・ｃｍであった。そして、この導電性高分子繊維を２０本束ねてバンドル化し、芯部とした。
【００６１】
次に鞘部成分として、ポリ酢酸ビニル（ＰＶＡｃ）（純正化学株式会社製）をシクロヘキサノン（純正化学株式会社製）に溶解した１７ｗｔ％溶液を準備した。この溶液を上記芯部に塗布し乾燥することにより、断面積比が１：１の芯鞘型導電繊維を得た。
【００６２】
次に、上記芯鞘型導電繊維とポリエステル繊維（中央繊維資材株式会社製グンゼポリーナ）とを互い違いになるように並べた。そして、互い違いの芯鞘型導電繊維とポリエステル繊維とを横糸にし、ポリエステル繊維を縦糸にして平織物を作製した。この際、裏面側に横糸の導電繊維が露出するように、横糸の張力を調整した。
【００６３】
この平織物を５４ｃｍ角に切り出し、芯鞘型導電繊維の両端部をそれぞれ４ｃｍずつ、シクロヘキサノンを用いて鞘部を溶出させることにより芯部を露出させた。そして、この溶出部分を折り返し、導通体としての幅２ｃｍの銅箔テープ（株式会社寺岡製作所製）を偏在面で挟み込んで圧着することにより、本実施例の導電性布帛を得た。
【００６４】
［実施例２］
導通体として、金属線（古河電工株式会社製ポリエステル銅線）を用いた。そして、金属線を偏在面で挟み込んだ後、折り目の外から１８０℃のアイロンをかけて固定した。それ以外は実施例１と同様にして、本実施例の導電性布帛を得た。
【００６５】
［実施例３］
導通体として、銀コーティング繊維（紹興運佳紡織品有限公司製、シルバーコートナイロン繊維）を用いた以外は実施例２と同様にして、本実施例の導電性布帛を得た。
【００６６】
［実施例４］
導電性高分子繊維をエチレングリコールに３０分間浸漬し、導電率２０Ｓ／ｃｍの導通体を作製した。そして、この導通体を用いた以外は実施例２と同様にして、本実施例の導電性布帛を得た。
【００６７】
［実施例５］
まず、日産自動車株式会社製電気自動車リーフのシートカバーの中心部を切り取った。次に、実施例１において５４ｃｍ角に切り出した平織物を、縫い糸としてポリエステル繊維を用いて、シートカバーの中心部を除いた布と縫い合わせた。そして、中心部に縫い合わせた当該平織物の両端を折り返し、導通体としての幅２ｃｍの銅箔テープ（株式会社寺岡製作所製）を偏在面で挟み込んで圧着することにより、本実施例の導電性布帛を得た。
【００６８】
［実施例６］
まず、日産自動車株式会社製電気自動車リーフのシートカバーの中心部を切り取った。次に、実施例１において５４ｃｍ角に切り出した平織物を、縫い糸として銀コーティング繊維（紹興運佳紡織品有限公司製、シルバーコートナイロン繊維）を用いて、シートカバーの中心部を除いた布と縫い合わせた。さらに、銀コーティング繊維を絶縁するように平織物の端部を図３（ｂ）に示すように巻き込み、ポリエステル繊維を用いて縫い留めることにより、本実施例の導電性布帛を得た。なお、本実施例では、銀コーティング繊維が導通体として機能する。
【００６９】
［実施例７］
まず、日産自動車株式会社製電気自動車リーフのシートカバーの中心部を切り取った。次に、実施例１において５４ｃｍ角に切り出した平織物、実施例１の芯鞘型導電繊維、及びシートカバーの中心部を除いた布と熱融着することにより接合した。さらに、芯鞘型導電繊維を絶縁するように平織物の端部を図３（ｂ）に示すように巻き込み、再度熱融着することにより、本実施例の導電性布帛を得た。なお、本実施例では、芯鞘型導電繊維が導通体として機能する。
【００７０】
［実施例８］
導電繊維として、実施例１のバンドル化した導電性高分子繊維、つまり芯部の導電性高分子繊維を用い、芯部を露出させる工程を除いた以外は実施例１と同様にして、本実施例の導電性布帛を得た。
【００７１】
［比較例１］
実施例１で使用した芯鞘型導電繊維及びポリエステル繊維を互い違いになるように並べた。そして、互い違いの芯鞘型導電繊維とポリエステル繊維とを横糸にし、ポリエステル繊維を縦糸にして平織物を作製した。この際、裏面側だけでなく表面にも横糸の導電繊維が露出するように、横糸の張力を調整した。
【００７２】
この平織物を５４ｃｍ角に切り出し、芯鞘型導電繊維の両端部をそれぞれ４ｃｍずつ、シクロヘキサノンを用いて鞘部を溶出させることにより芯部を露出させた。そして、この溶出部分を折り返すことなく、導通体としての幅２ｃｍの銅箔テープ（株式会社寺岡製作所製）を圧着することにより、本比較例の導電性布帛を得た。
【００７３】
実施例１乃至８及び比較例１の導電性布帛の仕様を表１に示す。また、ＪＩＳ  Ｋ７１９４に準拠して測定した導通体の導電率も合わせて示す。
【００７４】
【表１】
2015026422.tif 000003
【００７５】
［温度試験］
実施例１乃至８及び比較例１の導電性布帛の導通体に、直流安定化電源（株式会社Ａ＆Ｄ製）を接続し、１２Ｖの電圧を印加した状態で５分経過した後、導電性布帛の表面の温度を測定した。その結果、すべての導電性布帛で表面温度が４０℃となった。
【００７６】
次に、実施例１乃至８及び比較例１の導電性布帛を、車両用シートとして、日産自動車株式会社製マイクラＣ＋Ｃのシート表面に設置した。そして、環境実験室内で気温を０℃とし、車両を２時間放置した。放置後、乗員を着座させて３０秒後に電圧１２Ｖを印加し、表面温度をモニターした。その結果、すべての導電性布帛で、目標温度とする３５℃に３．０分で到達した。
【００７７】
［端部絶縁試験］
実施例１乃至８及び比較例１の導電性布帛の表面にテスターを当て、端部の導通試験を行った。その結果、実施例１乃至８の導電性布帛については導通が確認されなかったが、比較例の導電性布帛については導通が確認された。つまり、実施例では、導電性布帛の端部表面において導電繊維がポリエステル繊維により覆われているため、表面の絶縁性が確保されている。これに対し、比較例では、導電性布帛の端部表面において導電繊維の芯部が露出しているため、絶縁性を確保することができなかった。
【００７８】
［磨耗耐久試験］
実施例１乃至８及び比較例１の導電性布帛の導通体に電圧印加手段としての直流安定化電源（株式会社Ａ＆Ｄ製）を接続し、１２Ｖの電圧を印加した。その結果、全ての導電性布帛において、両端の導通体間の抵抗値が４Ωであることを確認した。
【００７９】
次に、ＪＩＳ  Ｌ１０９６（織物及び編物の生地試験方法）に準拠し、導電性布帛の端部に対し８０００回摩擦した後、抵抗値の変化を測定した。その結果、実施例１乃至８の導電性布帛では、摩擦回数が８０００回の後も引き続き抵抗値が４Ωを維持していることが確認された。これに対し、比較例１では抵抗値が大幅に上昇していることが確認された。
【００８０】
［曲げ耐久試験］
実施例１乃至８及び比較例１の導電性布帛の導通体に、磨耗耐久試験と同様に直流安定化電源を接続し、１２Ｖの電圧を印加した。その結果、全ての導電性布帛において、両端の導通体間の抵抗値が４Ωであることを確認した。
【００８１】
次に、ＪＩＳ  Ｈ３５１０（電子管用無酸素銅の板，条，継目無管，棒及び線）の曲げ試験に準拠し、導電性布帛の端部に対し１０００回の繰り返し曲げを行った。その後、再度抵抗値を測定した。その結果、実施例１乃至８の導電性布帛では、曲げ回数が１０００回の後も引き続き抵抗値が４Ωを維持していることが確認された。これに対し、比較例１では抵抗値が大幅に上昇していることが確認された。
【００８２】
[布帛の導電率測定]
まず、実施例１乃至８及び比較例１の導電性布帛を温度２０℃、湿度３０％の条件下で２４時間以上放置させて調湿した。次に、調湿後の導電性布帛から、導通体間の幅が５０ｃｍとなるように試験片を採取した。そして、試験片の両端の導通体に電圧印加手段を使用して電圧を印加し、さらに電流値測定機を使用して電流値を測定した。具体的には、０〜１０Ｖの電圧を０．５Ｖ刻みで印加し、それにより得られたＩ−Ｖ曲線から、抵抗値（Ω）を算出した。この際、電圧印加手段としては、株式会社エー・アンド・デイ製ＡＤ−８７３５  ＤＣ  ＰＯＷＥＲ  ＳＵＰＰＬＹを使用した。また、電流値測定機としては、ＫＥＩＴＨＬＥＹ社製２７００ＭＵＬＴＩＭＥＴＥＲを使用した。
【００８３】
そして、抵抗率（ρ）（Ω・ｃｍ）＝（Ｒ）×（Ｓ／Ｌ）により、各試験片の導電率を求めた。この導電率測定を１０試験片について行い、その平均値を各試験片の導電率とした。なお、Ｒは試験片の抵抗値（Ω）、Ｓは断面積（ｃｍ２）、Ｌは試験片長さ（５０ｃｍ）を示す。ここで、試験片の断面積は、布帛を電子顕微鏡下で観察することにより算出した。
【００８４】
実施例１乃至８及び比較例１の導電性布帛に対する温度試験、端部絶縁試験、磨耗耐久試験、曲げ耐久試験、及び布帛の導電率の結果を表２に示す。
【００８５】
【表２】
2015026422.tif 000004
【００８６】
表２に示すように、実施例に係る導電性布帛は、比較例に比べ、布帛の端部の絶縁性が確保されているほか、表面の耐摩耗性及び曲げ耐久性も確保されている。さらに温度試験より、実施例に係る導電性布帛は、導電性能及び発熱性能が安定していることが分かる。そのため、これらの導電性布帛から得られる布状ヒーターを車両用ヒーターとして用いることにより、乗員を非常に早く、より効率的に暖めることが可能となる。
【００８７】
以上、本発明を実施例及び比較例によって説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。具体的には、本実施形態の第一布帛の裏面には、折り返し部における導通体との接触部を除き、必要に応じてパット材や裏基布が設けられてもよい。
【符号の説明】
【００８８】
１  導電繊維
１Ｂ  芯鞘型導電繊維
１Ｂａ  芯部
１Ｂｂ  鞘部
４  導通体
１０  第一布帛
１１  偏在面
２０  第二布帛
１００，１０１  導電性布帛
１１０  布状ヒーター
２００  車両用シート
【図１】
2015026422.tif 000005
【図２】
2015026422.tif 000006
【図３】
2015026422.tif 000007
【図４】
2015026422.tif 000008
【図５】
2015026422.tif 000009