(57)【要約】【課題】フレキシブル性に富み、かつ低電圧でも安定した抵抗値を維持できる面状発熱体を提供する。【解決手段】織物の少なくともどちらか一面に通電性樹脂および抵抗体が印刷されてなる面状発熱体において、前記織物として、ポリエステル繊維を含み、カバーファクターＣＦが１，０００〜３，０００の織物を用いる。【選択図】図３
2015215959.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
織物の少なくともどちらか一面に通電性樹脂および抵抗体が印刷されてなる面状発熱体であって、
前記織物がポリエステル繊維を含み、かつ下記式で定義するカバーファクターＣＦが１，０００〜３，０００の織物であることを特徴とする面状発熱体。
ＣＦ＝（ＤＷｐ／１．１）１／２×ＭＷｐ＋（ＤＷｆ／１．１）１／２×ＭＷｆ
ただし、ＤＷｐは経糸総繊度（ｄｔｅｘ）、ＭＷｐは経糸織密度（本／２．５４ｃｍ）、ＤＷｆは緯糸総繊度（ｄｔｅｘ）、ＭＷｆは緯糸織密度（本／２．５４ｃｍ）である。
【請求項２】
前記ポリエステル繊維が長繊維である、請求項１に記載の面状発熱体。
【請求項３】
前記ポリエステル繊維において、艶消し剤がポリマー重量対比０．１重量％以上含まれる、請求項１または請求項２に記載の面状発熱体。
【請求項４】
前記ポリエステル繊維において、単繊維繊度が１０ｄｔｅｘ以下である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の面状発熱体。
【請求項５】
前記通電性樹脂において抵抗値が１０−４Ω／ｃｍ２以下である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の面状発熱体。
【請求項６】
前記通電性樹脂が、銀または銅を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の面状発熱体。
【請求項７】
前記抵抗体の抵抗値が５ｋΩ／ｃｍ２以上の固定抵抗を有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の面状発熱体。
【請求項８】
前記抵抗体がカーボンを含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の面状発熱体。
【請求項９】
前記通電性樹脂が、櫛歯状パターンで織物の少なくともどちらか一面に印刷されている、請求項１〜８のいずれか一項に記載の面状発熱体。
【請求項１０】
前記通電性樹脂および抵抗体の上にウレタン樹脂が積層されている、請求項１〜９のいずれか一項に記載の面状発熱体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレキシブル性に富み、かつ低電圧でも安定した抵抗値を維持できる面状発熱体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、生地に通電性樹脂および抵抗体を印刷した面状発熱体として、種々の生地を用いたものが提案されている(例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照)。
しかしながら、生地としてフィルムを用いたものではフレキシブル性に劣るという問題があった。また、生地として不織布を用いたものでは表面毛羽により抵抗値が安定しないという問題があった。また、生地を構成する繊維として綿を用いたものでは、通電性樹脂や抵抗体を生地に印刷する際に生地内部まで浸透し生地が硬くなってフレキシブル性に劣るという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２６４０５２号公報
【特許文献２】特開２００３−２５７５９７号公報
【特許文献３】特開２００２−３１３５４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記の背景に鑑みなされたものであり、その目的は、フレキシブル性に富み、かつ低電圧でも安定した抵抗値を維持できる面状発熱体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は上記の課題を達成するため鋭意検討した結果、ポリエステル繊維を用いて特定のカバーファクターを有する織物を得て、該織物を生地として面状発熱体を得ると、フレキシブル性に富み、かつ低電圧でも安定した抵抗値を維持できる面状発熱体が得られることを見出し、さらに鋭意検討を重ねることにより本発明を完成するに至った。
【０００６】
かくして、本発明によれば「織物の少なくともどちらか一面に通電性樹脂および抵抗体が印刷されてなる面状発熱体であって、前記織物がポリエステル繊維を含み、かつ該生地が下記式で定義するカバーファクターＣＦが１，０００〜３，０００の織物であることを特徴とする面状発熱体。」が提供される。
ＣＦ＝（ＤＷｐ／１．１）１／２×ＭＷｐ＋（ＤＷｆ／１．１）１／２×ＭＷｆ
ただし、ＤＷｐは経糸総繊度（ｄｔｅｘ）、ＭＷｐは経糸織密度（本／２．５４ｃｍ）、ＤＷｆは緯糸総繊度（ｄｔｅｘ）、ＭＷｆは緯糸織密度（本／２．５４ｃｍ）である。
【０００７】
その際、前記ポリエステル繊維が長繊維であることが好ましい。また、前記ポリエステル繊維において、艶消し剤がポリマー重量対比０．１重量％以上含まれることが好ましい。また、前記ポリエステル繊維において、単繊維繊度が１０ｄｔｅｘ以下であることが好ましい。また、前記通電性樹脂において抵抗値が１０−４Ω／ｃｍ２以下であることが好ましい。また、前記通電性樹脂が、銀または銅を含むことが好ましい。また、前記抵抗体の抵抗値が５ｋΩ／ｃｍ２以上の固定抵抗を有することが好ましい。また、前記抵抗体がカーボンを含むことを好ましい。また、前記通電性樹脂が、櫛歯状パターンで織物の少なくともどちらか一面に印刷されていることが好ましい。また、前記通電性樹脂および抵抗体の上にウレタン樹脂が積層されていることが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、フレキシブル性に富み、かつ低電圧でも安定した抵抗値を維持できる面状発熱体が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１で得られた面状発熱体の縦断面図である。
【図２】通電性樹脂の印刷パターンとして採用できる櫛歯状パターンを模式的に示す図である。
【図３】実施例１で用いた、通電性樹脂と抵抗体の印刷パターンを示す図である。該図において、通電性樹脂は、図２と同じ櫛歯状パターンと該櫛歯状パターンを左右反転させ位置をずらせたパターンで印刷され、その上に抵抗体が印刷されている。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
まず、本発明の面状発熱体は、生地の少なくともどちらか一面に通電性樹脂および抵抗体が印刷されてなる面状発熱体であって、前記生地がポリエステル繊維を含む。
【００１１】
（ポリエステル繊維）
前記ポリエステル繊維はジカルボン酸成分とジグリコール成分とから製造される。ジカルボン酸成分としては、主としてテレフタル酸が用いられることが好ましく、グリコール成分としては主としてエチレングリコール、トリメチレングリコール及びテトラメチレングリコールから選ばれた１種以上のアルキレングリコールを用いることが好ましい。
また、ポリエステル樹脂には、前記ジカルボン酸成分及びグリコール成分の他に第３成分を含んでいてもよい。該第３成分としては、カチオン染料可染性アニオン成分、例えば、ナトリウムスルホイソフタル酸；テレフタル酸以外のジカルボン酸、例えばイソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸；及びアルキレングリコール以外のグリコール化合物、例えばジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ビスフェノールＡ、ビスフェノールスルフォンの１種以上を用いることができる。かかるポリエステルとしては、マテリアルリサイクルまたはケミカルリサイクルされたポリエステルや、バイオマスすなわち生物由来の物質を原材料として得られたモノマー成分を使用してなるポリエチレンテレフタレート、ポリ乳酸、ステレオコンプレックスポリ乳酸であってもよい。さらには、特開２００４−２７００９７号公報や特開２００４−２１１２６８号公報に記載されているような、特定のリン化合物およびチタン化合物を含む触媒を用いて得られたポリエステルでもよい。
ポリエステル繊維を形成するポリマー中には、艶消し剤、抗菌剤、微細孔形成剤、カチオン染料可染剤、着色防止剤、熱安定剤、蛍光増白剤、着色剤、吸湿剤、無機微粒子が１種または２種以上含まれていてもよい。例えば、ポリマー中に含まれるポリマー中に艶消し剤(二酸化チタン)を含ませ、セミダルポリエステルまたはフルダルポリエステルとすると、防透性が向上し、例えば、通電性樹脂および抵抗体が印刷されている面の上にかかる防透性の生地を積層すると、外部から通電性樹脂および抵抗体が見えにくくなるため外観性が向上し好ましい。その際、艶消し剤の含有量としてはポリマー重量対比０．１重量％以上（より好ましくは０．２〜２．０重量％）であることが好ましい。
【００１２】
前記ポリエステル繊維の形状としては、短繊維でもよいし長繊維（マルチフィラメント）でもよいが、生地の表面をフラットにし安定した抵抗値を得る上で長繊維であることが好ましい。短繊維(紡績糸)の場合、表面毛羽により抵抗値が安定しないおそれがある。
その際、長繊維（マルチフィラメント）において、単繊維繊度、総繊度、単糸数は、単繊維繊度１０．０ｄｔｅｘ以下(より好ましくは０．００１〜１０．０ｄｔｅｘ)、総繊度２０〜５００ｄｔｅｘ（より好ましくは１００〜４００ｄｔｅｘ）、単糸数１０〜２００本（より好ましくは３０〜２００本）の範囲であることが好ましい。
また、前記ポリエステル繊維において、単繊維の断面形状には制限はなく、通常の円形断面のほかに三角、扁平、特開２００４−５２１６７号公報に記載のくびれ付扁平、十字形、六様形、あるいは中空形などの異型断面形状であってもよい。
【００１３】
また、前記の生地において、下記式で定義するカバーファクターＣＦが１，０００〜３，０００の織物であることが肝要である。該カバーファクターＣＦが１，０００より小さいと、通電性樹脂や抵抗体を生地に印刷する際、織物の反対面まで透過するおそれがあり好ましくない。逆に、該カバーファクターＣＦよりも大きいとフレキシブル性が損なわれるおそれがあり好ましくない。
ＣＦ＝（ＤＷｐ／１．１）１／２×ＭＷｐ＋（ＤＷｆ／１．１）１／２×ＭＷｆ
ただし、ＤＷｐは経糸総繊度（ｄｔｅｘ）、ＭＷｐは経糸織密度（本／２．５４ｃｍ）、ＤＷｆは緯糸総繊度（ｄｔｅｘ）、ＭＷｆは緯糸織密度（本／２．５４ｃｍ）である。
織物の組織としては、平織、綾織、朱子織等の三原組織、変化組織、たて二重織、よこ二重織等の片二重組織、たてビロードなど特に限定されないが、生地表面をフラットにして低電圧でも安定した抵抗値を得る上で平織が好ましい。
【００１４】
（通電性樹脂および抵抗体）
本発明の面状発熱体において、織物の少なくともどちらか一面に通電性樹脂および抵抗体が印刷されている。通電性樹脂および抵抗体は生地の両面に印刷されていてもよいが、片面に印刷されていることが好ましい。また、通電性樹脂および抵抗体は生地に直接印刷してもよいし、間接的に印刷してもよい。
例えば、織物に樹脂を積層し、その上に通電性樹脂および抵抗体を印刷すると、織物の反対面まで透過することがなく好ましい。その際、樹脂としてはウレタン樹脂が、面状発熱体のフレキシブル性が損なわれず好ましい。
前記通電性樹脂としては、抵抗値が１０−４Ω／ｃｍ２以下（より好ましくは１×１０−６〜１×１０−４Ω／ｃｍ２）である樹脂が好ましい。かかる導電性樹脂としては銀ペーストや銅ペーストなど銀または銅を含むものが好ましい。市販のものでは、藤倉化成(株)製「ドータイト」（商品名）が好ましい。
【００１５】
また、前記抵抗体としては、抵抗値が５ｋΩ／ｃｍ２以上（より好ましくは５〜５０ｋΩ／ｃｍ２)の固定抵抗を有する抵抗体が好ましい。かかる抵抗体として正の温度−抵抗値特性（ＰＴＣ特性）を有するものでもよいが、固定抵抗を有する抵抗体であると、低電圧でも温度が安定し一定温度以上にならないため好ましい。
その際、抵抗体がカーボンを含むことが好ましい。市販のものでは、藤倉化成(株)製「カーボンドータイト」（商品名）が好ましい。
【００１６】
ここで、前記通電性樹脂が、図２に示すように櫛歯状パターンで織物の少なくともどちらか一面に印刷されていることが好ましい。
また、前記通電性樹脂および抵抗体の上にウレタン樹脂が積層されているとフレキシブル性を損なうことなく絶縁性が得られ好ましい。
その際、積層の順としては、例えば、図１に示すように、下からウレタン樹脂、織物、通電性樹脂、抵抗体、ウレタン樹脂、織物であることが好ましい。
【００１７】
本発明の面状発熱体は、面状発熱体の基布として前記織物が含まれるので、フレキシブル性に富み、かつ低電圧でも安定した抵抗値を維持できる。
【実施例】
【００１８】
以下、実施例をあげて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらによって何ら限定されるものではない、なお、実施例中の各物性は下記の方法により測定したものである。
（１）カバーファクター（ＣＦ）
ＣＦ＝（ＤＷｐ／１．１）１／２×ＭＷｐ＋（ＤＷｆ／１．１）１／２×ＭＷｆ
ただし、ＤＷｐは経糸総繊度（ｄｔｅｘ）、ＭＷｐは経糸織密度（本／２．５４ｃｍ）、ＤＷｆは緯糸総繊度（ｄｔｅｘ）、ＭＷｆは緯糸織密度（本／２．５４ｃｍ）で算出する。
（２）抵抗値
デジタルテスター（ＦＬＵＫＥ社製、型番８８０８Ａ）を用いて測定した。
（３）表面温度
デジタル温度計（グラフテック社製、型番ＧＬ２２００）を用いて測定した。外気温は２０℃に設定し、両面を断熱材で挟んで測定した。
【００１９】
［実施例１］
艶消し剤として二酸化チタンをポリマー重量対比０．３０ｗｔ％含むポリエチレンテレフタレート糸ＳＤ２８０ｄｔｅｘ／４８ｆｉｌ（丸型断面繊維）を経糸に配し、艶消し剤として二酸化チタンをポリマー重量対比０．３０ｗｔ％含むポリエチレンテレフタレート糸ＳＤ２８０ｄｔｅｘ／４８ｆｉｌ（丸型断面繊維）を緯糸に配し、常法により平織物を製織した。
次いで常法により仕上げ加工を行い、経糸密度５３本／２．５４ｃｍ、緯糸密度５２本／２．５４ｃｍの平織物を得た。得られた平織物のカバーファクターは１，６６６であった。得られた平織物に常法によりウレタン樹脂をラミネート加工して基布を得た。
得られた基布の反ラミネート面に、図３に模式的に示すパターンで、抵抗値４×１０−６Ω／ｃｍ２の銀粒子を使用したドータイト（通電性樹脂）を１００メッシュの製版を用いて櫛歯状パターン（電極間のピッチは２ｍｍで枝の巾は１ｍｍ）に印刷し、さらにその上に抵抗値２０ｋΩ／ｃｍ２のカーボンドータイト（抵抗体）を６０メッシュの製版を用いて２５ｃｍ２になるように印刷し、１６０℃７分で乾燥して布面状発熱体を得た。
得られた布面状発熱体の片面をスポンジで断熱して、２０℃の雰囲気下で電源５Ｖ、電流値５００ｍＡに設定して通電すると印刷面の表面温度は５０℃となった。
【００２０】
次いで、印刷面に抵抗値１×１０１４Ω／ｃｍ２の紫外線硬化樹脂を３０μｍの厚さになるように全面的に印刷し、さらにその上に紫外線硬化接着剤を３５μｍの厚さになるように全面的に印刷して、前記と同じ平織物にウレタン樹脂をラミネート加工した基布を、ラミネート面を抵抗体側にして貼り合わせた。図１において紫外線硬化樹脂および紫外線硬化接着剤は省略して表示している。
得られた面状発熱体の絶縁、耐圧性能は、ＡＣ１５００Ｖ／１分、１００ＭΩ／５００Ｖであった。また、フレキシブル性のある面状発熱体であった。
【００２１】
［実施例２］
実施例１において、電極間のピッチを７ｃｍ、枝の巾を１．５ｍｍ、カーボンドータイトの抵抗値、印刷面積をそれぞれ２５ｋΩ／ｃｍ２、１００ｃｍ２にする以外は実施例１と同様にして面状発熱体を得た。
得られた布面状発熱体を同様な状態で、電源１００Ｖ、電流値１Ａにて通電すると印刷面の表面温度は６５℃となった。
得られた面状発熱体の絶縁、耐圧性能は、ＡＣ１５００Ｖ／１分、１００ＭΩ／５００Ｖであった。また、フレキシブル性のある面状発熱体であった。
【００２２】
［比較例１］
実施例１において、使用する糸を綿糸の２１番手に変更する以外は実施例１と同様に布面状発熱体を得た。得られた布面状発熱体は、硬化してフレキシブル性がないものであった。
【００２３】
［比較例２］
実施例１において、使用する原糸の原料をポリエチレンに変更する以外は実施例１と同様に布面状発熱体を得た。得られた布面状発熱体は、熱収縮して丸まり、評価できなかった。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明によれば、フレキシブル性に富み、かつ低電圧でも安定した抵抗値を維持できる面状発熱体が提供され、その工業的価値は極めて大である。
【図１】
2015215959.tif 000003
【図２】
2015215959.tif 000004
【図３】
2015215959.tif 000005