(57)【要約】【課題】縫い継いだ商品を作製した場合でも歩留まりの低下を抑制し、所望の発熱量が得られる導電性布帛を提供する。【解決手段】本発明の導電性布帛（１００）は、複数の導電繊維（１）を有する第一布帛（１０）を備え、導電繊維は、第一布帛の一方の端部（２）から他方の端部（３）に渡って並行して設けられている。そして、導電繊維を断線する断線部（４）を第一布帛に形成することにより、第一布帛に導電繊維の導電密度が異なる部分を複数設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の導電繊維を有する第一布帛を備え、
前記導電繊維は、前記第一布帛の一方の端部から他方の端部に渡って並行して設けられており、
前記導電繊維を断線する断線部を第一布帛に形成することにより、第一布帛に導電繊維の導電密度が異なる部分を複数設けることを特徴とする導電性布帛。
【請求項２】
前記第一布帛に接合される第二布帛をさらに備え、
前記断線部は、第一布帛と第二布帛との接合部、又は前記接合部と一方の端部との間に形成され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】
前記断線部には、前記導電繊維を断線する断線手段として、縫い目を形成する針穴が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の導電性布帛。
【請求項５】
前記縫い糸は導電繊維を含有することを特徴とする請求項３又は４に記載の導電性布帛。
【請求項６】
前記断線部は、導電繊維を圧迫することにより形成される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】
前記断線部には、前記導電繊維を断線する断線手段として、切り込み及びパンチ穴の少なくともいずれか一方が設けられてい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】
前記断線部には、前記導電繊維を断線する断線手段として、切り込み及びパンチ穴の少なくともいずれか一方が設けられ、
前記断線部は、前記接合部と一方の端部との間に存在する接合代に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の導電性布帛。
【請求項９】
前記第一布帛の一方の端部及び他方の端部には、前記導電繊維と電気的に接続する導通部を配置し、
前記導通部の一方は、前記断線部と一方の端部との間に配置されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の導電性布帛。
【請求項１０】
前記導電繊維は、導電性高分子繊維からなることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の導電性布帛。
【請求項１１】
前記導電繊維は、半導体、導電性高分子及びカーボンからなる群より選ばれる少なくとも一つを含有する導電性高分子繊維からなることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の導電性布帛。
【請求項１２】
前記導電繊維の電気抵抗率は１０−３〜１０２Ω・ｃｍであることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の導電性布帛。
【請求項１３】
請求項１乃至１１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１４】
請求項１３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、導電繊維の導電密度分布が存在する導電性布帛に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、導電糸及び非導電糸を有し、当該導電糸に通電ことにより発熱する織物が開示されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、導電糸群が接合されてなる複数の加熱帯を設けており、当該加熱帯ごとに導電糸の密度を変化させることで、発熱量を変化させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２２７３８４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の織物では、導電糸の分布が織物の内部に形成されている。そのため、当該織物を打ち抜く等の加工をして縫い継いだ商品を作製する場合、打ち抜き位置がずれると想定している導電糸の分布がずれてしまい、所望の発熱量が得られずに不良品となる恐れがある。
【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、縫い継いだ商品を作製した場合でも歩留まりの低下を抑制し、所望の発熱量が得られる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、複数の導電繊維を有する第一布帛を備え、導電繊維を断線する断線部を第一布帛に形成することにより、第一布帛に導電繊維の導電密度が異なる部分を複数設ける。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の導電性布帛では、第一布帛に対し断線部を形成することにより、導電繊維の導電密度が異なる部分を複数設けている。そのため、縫い継いだ商品を作製する場合でも、製造工程を増やすことなく、歩留まりを改善することが可能となる。また、打ち抜き位置がずれた場合でも導電糸の分布がずれないため、所望の発熱量を得ることができる。
【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平面図である。
【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】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５】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６】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。
【図７】実施例及び比較例の導電性布帛を説明するための概略図である。
【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、複数の導電繊維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。さらに、複数の導電繊維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、それぞれ並行して設けられている。そして、導電繊維１と電気的に接続される導通部５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】
本実施形態の導電性布帛１００では、第一布帛１０に対して導電繊維１を断線する断線部４を形成することにより、第一布帛１０に導電繊維１の導電密度が異なる部分を複数設けている。つまり、図１に示すように、本実施形態では、第一布帛１０における一方の端部２の近傍に、導電繊維１を切断するための断線部４を設け、所望の発熱量が得られるように、導電繊維１の導電密度の分布を変化させている。
【００１２】
具体的には、図１の導電性布帛１００では、断線部４において第一布帛１０の導電繊維１を切断するが、その際、上部１０Ａに配置されている導電繊維１の断線数を多くし、下部１０Ｂに配置されている導電繊維１の断線数を少なくする。その結果、上部１０Ａにおける導電繊維１の導電密度、つまり上部１０Ａに存在する導電繊維において、導通部５の間に電気が導通する導電繊維の割合は、下部１０Ｂよりも少なくなる。そのため、導通部５を介して導電繊維１を通電した際、第一布帛１０の上部１０Ａの発熱量は下部１０Ｂよりも低くなるため、上部１０Ａの温度は下部１０Ｂより低下する。
【００１３】
このように、本実施形態の導電性布帛１００は、表面温度を高めたい箇所では、そこに配設されている導電繊維１を断線する数を少なくする、又は断線させないようにする。逆に、表面温度を低くしたい箇所では、そこに配設されている導電繊維１を断線する数を多くする。このように、導電繊維１の断線数を変化させることにより、導電繊維１の導電密度が異なる部分を複数設け、温度変化を生じさせることが可能となる。なお、本明細書において、「導電繊維の導電密度」とは、所定領域に存在する導電繊維の本数と、当該導電繊維における一対の導通部間を導通する導電繊維の本数との比率（導通する導電繊維の本数／導電繊維全体の本数）をいう。
【００１４】
特許文献１では、特定の箇所の温度を高めるために、その箇所に導電繊維を多く配置する必要があり、製造工数及び製造コストが増大する恐れがある。また、特許文献１の織物を打ち抜く等して縫製品を作製する場合、打ち抜き位置がずれると通電する導電繊維の分布がずれてしまい、所望の発熱量が得られない場合がある。しかし、本実施形態の導電性布帛１００（第一布帛１０）の場合には、断線部４によって断線させる導電繊維数を変えることにより導電密度の分布を変化させる。そのため、縫い継いだ商品を作製する場合でも製造工程を増やすことなく、歩留まりを改善することが可能となる。また、打ち抜き位置がずれた場合でも導電糸の分布がずれないため、所望の発熱量を得ることが可能となる。
【００１５】
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）とで構成され、縦糸が非導電性繊維で構成されている。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と導通部５とを容易に接続することが可能となる。
【００１６】
本実施形態の導電性布帛は、図２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、広く一般的な非導電性繊維からなる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１１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、この接合部１１は、縫い糸で縫い継ぐことにより形成されている。
【００１７】
ここで、導電性布帛において、断線部４は、第一布帛１０と第二布帛２０との接合部１１に形成されることが好ましい。つまり、導電性布帛１０１では、第一布帛１０と第二布帛２０とを縫い糸で縫い継いでいる。この際、接合部１１たる縫い目には複数の針穴が形成されており、この針穴により導電繊維１が断線されている。このように、断線部４に断線手段としての針穴が設けられることにより、第一布帛１０と第二布帛２０とを縫い継いだ部分で導電繊維を意図的に断線させ、第一布帛内に異なる導電密度の分布を形成することができる。その結果、第一布帛１０の中で導電機能に差を設けることになるため、例えばヒーターとして用いる場合には温度差を設けることが可能となる。
【００１８】
このように、本実施形態では、導電繊維１の断線手段として縫い目を用いることが好適である。そして、縫い目のピッチ（縫い目間隔）を数百μｍ程度から数ｍｍ程度に変化させることで、導電繊維１の断線量を制御することができる。縫い目のピッチが細かいほど断線量を多くすることができ、導電密度を低くすることができる。逆にピッチを大きくすることで断線量を減らし、導電密度を高くすることができる。なお、図２の導電性布帛１０１では、第一布帛１０の上部１０Ａに形成された縫い目のピッチは、下部１０Ｂに形成された縫い目のピッチよりも狭くなっている。そのため、下部１０Ｂと比較し上部１０Ａでは導電繊維１の断線数が多いことから、上部１０Ａの導電密度は下部１０Ｂの導電密度よりも低下している。
【００１９】
なお、導電繊維１の断線量は、縫い目のピッチに限らず、ミシン針の径（番手）によって変えることもできる。つまり、ミシン針の径を大きくすることにより、縫い目（接合部）に形成される針穴が大きくなるため、切断される導電繊維数が増加する。
【００２０】
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、当該縫い糸自体に導電性を付与することにより、接合部１１たる縫い目が導通部５としての機能も発揮する。また、導通部５として導電繊維を用いることにより、導通部５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において十分な通気性を確保することが可能となる。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。
【００２１】
本実施形態の導電性布帛において、断線部４としては上述のような縫い目の針穴に限定されるわけではなく、導電繊維を断線させる手段であれば如何なるものも使用することができる。具体的には、断線部４は、導電繊維を圧迫することにより形成されてもよい。後述するように、本実施形態の導電繊維は導電性高分子からなることが好ましいため、加圧手段により圧迫することにより、導電繊維を容易に断線させることができる。また、図３に示すように、第一布帛１０及び第二布帛２０を接合する接合部１１が、間隔が一定の縫い目である場合でも、縫い継いだ後に断線部４を設けたい位置を圧迫することで、意図的に断線を起こすことが可能となる。
【００２２】
上述のように、導電性布帛１０１において、断線部４は第一布帛１０と第二布帛２０との接合部１１に設けられている。しかし、断線部４は、接合部１１と一方の端部２との間に形成されていてもよい。この場合、断線部４が第一布帛１０及び第二布帛２０の裏面に形成されるため、圧迫等により形成された断線部により導電性布帛の外観が悪化することを抑制できる。
【００２３】
また、断線部４に切り込み及びパンチ穴の少なくともいずれか一方が設けられることでも、導電繊維を断線させることができる。例えば、上述のように、第一布帛１０及び第二布帛２０が、間隔が一定の縫い目により接合されている場合であっても、切り込み及びパンチ穴により、任意の箇所に断線部４を設けることができる。
【００２４】
本実施形態の導電性布帛において、断線部４として切り込み及びパンチ穴の少なくともいずれか一方を形成する場合、当該断線部は、接合部１１と一方の端部２との間に存在する接合代１２に設けることが好ましい。つまり、接合部１１が縫い目により形成される場合には、断線部４は縫い代に形成することが好ましい。この場合、断線部４が第一布帛１０及び第二布帛２０の裏面に形成されるため、切り込みやパンチ穴により導電性布帛の外観が悪化することを抑制できる。また、断線部４を接合部１１に対して接合代とは反対側、つまり第一布帛１０の中心側に設けた場合、第一布帛１０の使用部側に強度が弱い部分が設けられてしまうため、耐久性が悪化する可能性がある。
【００２５】
上述のように、本実施形態の導電性布帛では、接合部１１を構成する縫い糸を導電繊維とし、導通部５としての機能を持たせてもよい。しかし、縫い糸が非導電性繊維からなる場合、図１及び図４に示すように、第一布帛１０の一方の端部２及び他方の端部３の近傍に導通部５をそれぞれ設ける。この際、導通部５の一方は、断線部４と一方の端部２との間に配置されることが好ましい。断線部４の外側（一方の端部側）に導通部５を設けることで、断線されていない導電繊維には通電し、断線された導電繊維には通電しないことができる。
【００２６】
本実施形態の導電性布帛では、第一布帛に対し、導電繊維を断線する断線部を形成することにより、第一布帛に導電繊維の導電密度が異なる部分を複数設けている。また、断線部も、縫い目や、圧迫、切り込み、パンチ穴などの方法により形成することできるため、簡易な方法で温度差を設けることができる。さらに、従来技術のように、布帛内で導電繊維自体の密度を変化させる必要がないため、製造コストを削減することが可能となる。
【００２７】
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、並びに導通部５について、詳細に説明する。
【００２８】
＜導電繊維＞
本実施形態の導電性布帛１００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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
なお、導電繊維１は、図５に示すように、繊維本体１ａの長手方向側面を覆い、非導電性を有する被覆部１ｂを有していてもよい。繊維本体１ａの周囲に被覆部１ｂを形成することにより、繊維本体１ａ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。
【００４６】
被覆部１ｂを構成する材料としては、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。
【００４７】
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。
【００４８】
本実施形態において、被覆部１ｂが、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被覆部成分に用いることで、繊維本体１ａに被覆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。
【００４９】
図５の導電繊維１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繊維本体１ａとなる繊維の周囲に、被覆部１ｂ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、繊維本体１ａを被覆する被覆部１ｂは、繊維本体１ａを製造した後、連続工程として、繊維本体１ａに被覆部成分を塗布し、乾燥することにより製造される。
【００５０】
なお、第一布帛の導電繊維１として、図５に示す芯鞘型の導電繊維を用いる場合、導電繊維１の一部において被覆部１ｂを剥離等させることで、繊維本体１ａ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、繊維本体１ａの露出部分と導通部５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、物理的に剥離してもよく、また化学薬品で被覆部１ｂを溶出させて形成することもできる。
【００５１】
＜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。
＜導通部＞
本実施形態の導電性布帛１００において、導通部５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、導通部５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部５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。
【００５２】
導通部５の形状としては、導電繊維１と電気的に接続さ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と導通部５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。
【００５３】
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部５として採用することもできる。繊維形状の導通体を導通部５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部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。
【００５４】
また、導通部５としては、導電繊維１を挟み込み、かつ、導電繊維１よりも高い導電率を有する一対の導通体を採用することができる。例えば、銅板やアルミニウム板等の金属板を用いて導電繊維１を挟み込むことで、導電繊維１と導通体との接続を確実にし、余計な発熱を防ぐ効果が得られる。挟み込む際の態様としては特に限定されないが、例えば市販のステープラーを用い、任意の位置で一対の導通体を固定することができる。
【００５５】
さらに、導通部５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と上記導通体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６に示す。なお、布状ヒーター１１０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］
本実施例に係る布帛の作製に用いられる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た。
【００６１】
次に、バンドル化した導電性高分子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、互い違いの導電性高分子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成した。さらに、この平織物を５４ｃｍ角に切り出すことにより、第一布帛を得た。
【００６２】
第二布帛として、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）を用いた平織物を作成した。次に、この平織物を５４ｃｍ角に切り出した。そして、当該第一布帛と第二布帛とを、図７に示すように両端をミシンを用いて縫い継ぐことにより、本実施例の導電性布帛を得た。なお、縫い継ぐ際、第一布帛の長さ５４ｃｍに対し、上部の２７ｃｍ分は縫い目間隔を１ｍｍとし、下部の２７ｃｍ分は縫い目間隔を３ｍｍとすることにより、導電率が異なる部分を２つ設けた。また、縫い糸としては、導通部として機能する導電性繊維たる銀コーティング繊維（シルバーコートナイロン繊維、紹興運佳紡織品有限公司製）を用い、ミシン針としては、１１番手のミシン針（オルガン針株式会社製）を用いた。
【００６３】
［実施例２］
実施例１と同じ第一布帛及び第二布帛を、実施例１と同じ導電性の縫い糸を用いて縫い継ぐことにより、本実施例の導電性布帛を得た。なお、縫い継ぐ際、縫い目間隔は２ｍｍとしたが、第一布帛の長さ５４ｃｍに対し、上部の２７ｃｍ分は９番手のミシン針を用い、下部の２７ｃｍ分は１４番手のミシン針を用いることにより、導電率が異なる部分を２つ設けた。
【００６４】
［実施例３］
実施例１と同じ第一布帛及び第二布帛を、縫い糸としてポリエステル繊維（中央繊維資材株式会社製グンゼポリーナ）を用い、図７に示すように縫い継いだ。なお、縫い継ぐ際、１１番手のミシン針を用いた。
【００６５】
次に、断線部を設ける手段として幅１ｃｍのペンチを用い、ピッチを１ｃｍとして縫い目上を圧迫することにより、導電繊維を断線した。なお、断線部は、第一布帛の長さ５４ｃｍに対して上部の２７ｃｍ分まで設けた。
【００６６】
そして、導通部として銅箔テープ（株式会社寺岡製作所製）を、断線部の外側の縫い代に貼り付けることにより、本実施例の導電性布帛を得た。
【００６７】
［実施例４］
ピッチを１ｃｍとして、縫い目から５ｍｍ外側（縫い代における端部側）を圧迫することにより導電繊維を断線した以外は実施例３と同様にして、本実施例の導電性布帛を得た。
【００６８】
［実施例５］
実施例１と同じ第一布帛及び第二布帛を、縫い糸としてポリエステル繊維（中央繊維資材株式会社製グンゼポリーナ）を用い、図７に示すように縫い継いだ。なお、縫い継ぐ際、１１番手のミシン針を用いた。
【００６９】
次に、断線部を設ける手段としてカッターナイフを用い、ピッチを１ｃｍとして縫い目から５ｍｍ外側（縫い代における端部側）を切断することにより導電繊維を断線した。なお、断線部は、第一布帛の半分の長さの２７ｃｍまで設けた。
【００７０】
そして、導通部として銅箔テープ（株式会社寺岡製作所製）を、断線部の外側の縫い代に貼り付けることにより、本実施例の導電性布帛を得た。
【００７１】
［実施例６］
断線部を設ける手段として穴あけパンチ（φ５ｍｍ）を用いて穴を開けることにより導電繊維を断線した以外は実施例５と同様にして、本実施例の導電性布帛を得た。
【００７２】
［実施例７］
本実施例に係る布帛の作製に用いられる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、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）（株式会社クラレ製ポバールＰＶＡ−１１７Ｈ）を濃度が７ｗｔ％となるように水に溶解させ、ＰＶＡ水溶液を調製した。次に、導電性素材としての酸化亜鉛（ＺｎＯ、純正化学株式会社製）を、上記ＰＶＡ水溶液に、濃度が２０ｗｔ％となるように分散させた。そして、得られた酸化亜鉛分散水溶液をポリエステル繊維（中央繊維資材株式会社製、グンゼポリーナ）の表面にコーティングし、乾燥させることにより、導電性高分子繊維を得た。なお、酸化亜鉛分散水溶液をポリエステル繊維にコーティングする際、乾燥後における酸化亜鉛及びＰＶＡの混合物とポリエステル繊維との断面積比が５０：５０になるように、コーティング量を調整した。また、得られた導電性高分子繊維は、電気抵抗率が１０Ω・ｃｍで、直径が１０μｍであった。
【００７３】
そして、上述のようにして得られた導電性高分子繊維を用い、実施例１と同様にして本実施例の導電性布帛を得た。
【００７４】
［実施例８］
導電性素材として、カーボンブラック（三菱化学株式会社製）を用いた以外は実施例７と同様にして本実施例の導電性布帛を得た。
【００７５】
［比較例１］
横糸として実施例１のバンドル化した導電性高分子繊維とポリエステル繊維とを用意し、縦糸として実施例１のポリエステル繊維を用意した。そして、これらを平織りすることにより、平織物を作成した。なお、平織りする際、導電繊維が１ｃｍに１０本入る部分と５本入る部分とを設けた。
【００７６】
そして、この平織物を５４ｃｍ角に切り出すことにより、第一布帛を得た。なお、切り出す際、第一布帛の長さ５４ｃｍに対し、上部の２７ｃｍ分は導電繊維が１ｃｍに５本入る部分とし、下部の２７ｃｍ分は導電繊維が１ｃｍに１０本入る部分とした。
【００７７】
次に、実施例１と同じ第二布帛及び導電性の縫い糸を用いて、上記第一布帛と第二布帛を図７に示すように両端をミシンを用いて縫い継ぐことにより、本比較例の導電性布帛を得た。なお、縫い目間隔は全て３ｍｍとした。また、ミシン針は、１１番手のミシン針（オルガン針株式会社製）を用いた。
【００７８】
［温度分布試験］
実施例及び比較例で得られた導電性布帛における両端の導通部に電圧印加手段を接続して電圧を印加した際、導電性布帛の上部と下部で温度差のある布状ヒーターとして機能するか否かを確認した。さらに、本実施例及び比較例の導電性布帛を、車両用シートの表面に設置し、同様に温度差のある布状ヒーターとして機能するか否かを確認した。
【００７９】
まず、実施例１の導電性布帛の導通部に直流安定化電源（株式会社Ａ＆Ｄ製）を接続し、１２Ｖの電圧を印加した。その結果、導電性布帛の両端の縫い目間の抵抗値が６Ωであることを確認した。さらに、１２Ｖの電圧を印加した状態で５分経過した後、第一布帛の表面の温度を測定した結果、縫い目間隔が１ｍｍの上部では３６℃となり、３ｍｍの下部では４０℃となり、温度差のある布状ヒーターとして機能することを確認した。
【００８０】
次に、実施例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電気自動車リーフ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、電気自動車を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ところ、目標温度とする３５℃に、縫い目間隔が１ｍｍの部分では３．５分、３ｍｍの部分では３．０分で到達した。
【００８１】
なお、上述の導電性布帛を１０枚作製し、上述と同様に１２Ｖの電圧を印加した状態で５分経過した後に第一布帛の表面の温度を測定した結果、いずれも同様の温度分布で発熱することを確認した。また、上述と同様に１０枚の導電性布帛を電気自動車のシート表面にそれぞれ設置して評価したところ、いずれも同様の温度分布で発熱することを確認した。
【００８２】
実施例１と同様の温度分布試験を、実施例２乃至８の導電性布帛にも行ったところ、いずれも同様の温度分布で発熱することを確認した。さらに、実施例１と同様の温度分布試験を比較例１の導電性布帛にも行ったところ、導電性布帛ごとに発熱温度にバラツキが生じた。つまり、比較例１では、導電性布帛の上部と下部における導電繊維の密度を予め変えた後に第二布帛と縫い継いでいる。そのため、ミシン針で導電繊維が切断され、導電繊維の導電密度がずれることから、発熱温度にバラツキが生じたものと考えられる。
【００８３】
［歩留試験］
実施例及び比較例の導電性布帛の導通部に直流安定化電源を電気的に接続して１２Ｖの電圧を印加し、その状態で５分経過した後、第一布帛の表面の温度を測定した。この際、全ての導電性布帛において、第一布帛の上部と下部で温度差が生じたが、この温度差が生じる境界線と図７に示す２７ｃｍのＡ−Ａ線との差が５ｍｍを超えた場合を不良品と判断した。
【００８４】
この温度分布試験を、実施例及び比較例の導電性布帛に対して１０枚ずつ行い、不良品が無い場合を「○」と評価し、不良品が発生した場合を「×」と評価した。試験結果を表１に示す。なお、表１では、各実施例及び比較例における、断線部の断線手段及び位置、導通部の材料及び位置、並びに第一布帛における導電繊維の導電材料を合わせて示す。
【００８５】
【表１】
2015026421.tif 000003
【００８６】
表１に示すように、実施例に係る導電性布帛は、比較例に比べ、検品時の歩留まりが改善されているほか、表面の温度分布が安定的に設けられていることから、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、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
２  一方の端部
３  他方の端部
４  断線部
５  導通部
１０  第一布帛
１１  接合部
１２  接合代
２０  第二布帛
１００，１０１  導電性布帛
【図１】
2015026421.tif 000004
【図２】
2015026421.tif 000005
【図３】
2015026421.tif 000006
【図４】
2015026421.tif 000007
【図５】
2015026421.tif 000008
【図６】
2015026421.tif 000009
【図７】
2015026421.tif 000010