(57)【要約】【課題】  いわゆる線面タイプの面状発熱体において、水捌けが良好な面状発熱体を提供すること。【解決手段】  発熱用導電性糸で構成してあり、所定間隔で配置される横糸８と、横糸８に交差して所定間隔で編み込まれて配置される縦糸１０と、横糸８の両端部に電気的に接続するようにそれぞれ配置される電極線６と、横糸８、縦糸１０および電極線６で折り込まれた織布５を被覆する絶縁被覆層４と、を有する面状発熱体２である。縦糸１０と横糸８とで囲まれる平面に位置する絶縁被覆層４には、表裏面を貫通する貫通孔２０が形成してある。【選択図】        図１
2005108636.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱用導電性糸で構成してあり、所定間隔で配置される横糸と、
前記横糸に交差して所定間隔で編み込まれて配置される縦糸と、
前記横糸の両端部に電気的に接続するようにそれぞれ配置される電極線と、
前記横糸、縦糸および電極線で折り込まれた織布を被覆する絶縁被覆層と、
を有し、
前記縦糸と横糸とで囲まれる平面に位置する前記絶縁被覆層には、表裏面を貫通する貫通孔が形成してある面状発熱体。
【請求項２】
前記縦糸が、絶縁性糸であり、
前記横糸の配置間隔が、３〜５０mmであり、前記縦糸の配置間隔が、３〜５０mmである請求項１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、面状発熱体に係り、さらに詳しくは、電極が並列に配置され、それらの電極間に線状の発熱素子が並列に配置されたタイプの面状発熱体に関する。
【背景技術】
【０００２】
面状発熱体としては、種々のタイプのものが知られているが、電極形状により分類すると、直列電極タイプの面状発熱体と、並列電極タイプの面状発熱体とがある。直列電極タイプの面状発熱体では、ニクロム線や金属箔などの線状の発熱素子が、蛇行状に配置されて面を形成し、その線状の発熱素子の両端に電圧を印加して、線状の発熱素子を発熱させる。
【０００３】
並列電極タイプの面状発熱体には、二つのタイプの面状発熱体がある。一つは、並列に配置された一対の電極間に、面状の導電フィルムなどからなる発熱素子を配置するタイプ（純粋面状タイプ）である。もう一つは、並列に配置された一対の電極間に、線状の発熱素子を並列に配置するタイプ（線面タイプ）である。
【０００４】
直列電極タイプの面状発熱体では、線状発熱素子の長手方向の一部が切断されると、発熱体の全体に電流が流れなくなり、面状発熱体としての機能を有しなくなるという課題を有する。これに対して、並列電極タイプの面状発熱体では、面状の発熱素子または線状の発熱素子の一部が切断されても、その他の発熱素子に電流が流れ、面状発熱体としての機能を維持することができる。
【０００５】
ところが、並列電極タイプの一つである純粋面状タイプの面状発熱体では、発熱素子の発熱量が一般に小さく、十分な発熱量を得ることが困難である。また、この純粋面状タイプの面状発熱体では、面状の発熱素子の一部に破損が生じると、その破損が生じた部分の周囲に電界が集中し、電流が流れすぎることにより異常発熱を生じやすいという課題がある。
【０００６】
それに対して、線面タイプの面状発熱体では、線状の発熱素子を用いているために比較的に大きな発熱量を得ることができる。また、線状の発熱素子の一本が切れたとしても、その切れた発熱素子には、電流が流れず、発熱しなくなるのみであり、他の線状の発熱素子には電界が集中することもなく、正常に発熱し続ける。
【０００７】
そこで、並列電極で線面タイプの面状発熱体が、様々な分野において好ましく用いられている。ところが、従来の線面タイプの面状発熱体は、たとえば特許文献１および２に示すように、縦糸と横糸とを密に編み込んだ織布を樹脂フィルムで被覆して構成してある。このために、従来の線面タイプの面状発熱体は、水などを透過しない構成である。
【０００８】
そのため、従来の線面タイプの面状発熱体を、植物育成用の地中ヒータや、道路融雪用の埋設ヒータとして用いる場合には、水捌けが悪くなると言う課題を有している。
【特許文献１】実公昭６２−４０３８９号公報
【特許文献２】特開平１−３０２６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、いわゆる線面タイプの面状発熱体において、水捌けが良好な面状発熱体を提供することである。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明に係る面状発熱体は、
発熱用導電性糸で構成してあり、所定間隔で配置される横糸と、
前記横糸に交差して所定間隔で編み込まれて配置される縦糸と、
前記横糸の両端部に電気的に接続するようにそれぞれ配置される電極線と、
前記横糸、縦糸および電極線で折り込まれた織布を被覆する絶縁被覆層と、
を有し、
前記縦糸と横糸とで囲まれる平面に位置する前記絶縁被覆層には、表裏面を貫通する貫通孔が形成してある。
【００１１】
本発明に係る面状発熱体は、並列電極タイプで、いわゆる線面タイプの面状発熱体である。そのため、面状発熱体の一部に破損が生じて、横糸からなる線状発熱素子の一部が切断されたとしても、他の横糸には電流が供給され、発熱を維持することができる。また、切断された横糸は、電流が流れずに発熱しないのみであり、他の横糸に印加される電圧も変化せず、異常発熱などが発生するおそれもない。
【００１２】
しかも、本発明に係る面状発熱体では、絶縁被覆層に、表裏面を貫通する貫通孔が形成してある。そのため、面状発熱体の表裏面を貫通する貫通孔を通して、水などの液体が流通するので、面状発熱体を設置しても水はけが良くなる。したがって、植物育成用の地中ヒータや、道路融雪用の埋設ヒータなどとして好適に用いることができる。
【００１３】
しかも、その貫通孔は、縦糸と横糸とで囲まれる平面に位置してあり、縦糸または横糸を切断することはないと共に、縦糸または横糸を露出させることはないので、面状発熱体の強度が低下することがないと共に、漏電などのおそれもない。
【００１４】
好ましくは、前記縦糸が、絶縁性糸であり、
前記横糸の配置間隔が、３〜５０mmであり、前記縦糸の配置間隔が、３〜５０mmである。
【００１５】
横糸および縦糸の配置間隔が狭すぎると、貫通孔を明けることが困難になり、横糸の配置間隔が広すぎると、面状発熱体全体としての発熱能力が低下する傾向にある。なお、縦糸は、発熱に寄与しないため、織布としての強度を保持できる限り、縦糸の配置間隔は、横糸の配置間隔よりも広くすることができる。ただし、横糸と縦糸との織布を形成する作業性を考慮すると、横糸の配置間隔と、縦糸の配置間隔とは、実質的に同じ程度がよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る面状発熱体の要部平面図、
図２は図１に示すII−II線に沿う要部断面図、
図３は図１に示すIII−III線に沿う要部断面図、
図４は面状発熱体の使用例を示す要部断面図である。
【００１７】
図１および図２に示すように、本発明の一実施形態に係る面状発熱体２は、透明な絶縁被覆層４，４を有し、これらの絶縁被覆層４，４の間に、横糸８と縦糸１０とから成る織布５が挟み込まれている。織布５の横糸８は、発熱用導電性糸で構成してある。横糸８を構成する発熱用導電性糸は、たとえば絶縁性フィラメントの外周を導電性塗料で被覆したものである。この発熱用導電性糸は、単線でも撚り線でも良い。絶縁性フィラメントの材質としては、特に限定されないが、ポリエステル、コットン、ナイロン、ガラス繊維などである。導電性塗料としては、たとえば導電性粒子を混入して得られる温度依存性の高い正温度特性（ＰＴＣ）型の導電性塗料などが用いられる。
【００１８】
ＰＴＣ型の導電性塗料としては、高温になるにつれて、抵抗が増大し、良好な自己温度調節機能を発揮するものであれば特に限定されず、たとえば金属粒子、カーボン粒子（カーボンブラック粒子、カーボングラファイト粒子、黒鉛粒子）、さらに好ましくはカーボン粒子が用いられる。
【００１９】
このような導電性塗料中に、絶縁性フィラメントを浸漬して乾燥させれば、本実施形態の横糸８を構成する導電性糸が得られる。
【００２０】
本実施形態では、縦糸１０は、面状発熱体２の長手方向Ｌに直交する幅方向Ｗに沿って交互に配置され、絶縁性糸で構成してある。
【００２１】
縦糸１０を構成する絶縁性糸は、たとえば導電性塗料で被覆されていない以外は同様な導電性糸の芯材として用いられる絶縁性フィラメントで構成される。また、例えば金属線を絶縁被覆したものでも良い。この縦糸１０も、単線でも撚り線でも良い。
【００２２】
横糸８の幅方向Ｗの両端には、一対の電極線６が織布５の長手方向Ｌに沿って配置してある。各電極線６は、複数の金属製糸で構成してあり、図２に示すように、織布５の両端において、織布５に対して一体的に編み込まれ、各横糸８と電気的に接続してある。電極線６を構成する金属製糸は、たとえば銅、鉄、ステンレスなどで構成される。金属製糸は、単線でも撚り線でも良い。この金属製糸の線径は、縦糸１０および横糸８の線径と略同じであり、好ましくは１０〜１０００μｍである。
【００２３】
本実施形態では、織布５における隣り合う横糸８相互間の間隔Ｌ１は、好ましくは３〜５０mm、さらに好ましくは５〜４０mmである。また、織布５における隣り合う縦糸１０相互間の間隔Ｗ１は、好ましくは３〜５０mm、さらに好ましくは５〜４０mmである。
【００２４】
横糸８および縦糸１０の配置間隔が狭すぎると、それらの隙間に、貫通孔２０を形成することが困難になる傾向にあり、横糸８の配置間隔Ｌ１が広すぎると、面状発熱体全体としての発熱能力が低下する傾向にある。なお、縦糸１０は、ほとんど発熱に寄与しないため、織布５としての強度を保持できる限り、縦糸１０の配置間隔Ｗ１は、横糸８の配置間隔Ｌ１よりも広くすることができる。ただし、横糸８と縦糸１０との織布５を形成する作業性を考慮すると、横糸の配置間隔Ｗ１と、縦糸の配置間隔Ｌ１とは、実質的に同じ程度がよい。
【００２５】
縦糸１０と、横糸８と、電極線６とからなる織布５は、図２に示すように、透明または不透明な絶縁被覆層４で被覆される。絶縁被覆層４は、特に限定されないが、たとえば塩化ビニルシート、ＰＥＴシート、ポリオレフィンシート、ウレタンシート、アクリルシートなどで構成される。
【００２６】
織布５を絶縁被覆層４で被覆するための方法としては、特に限定されないが、接着剤による方法、熱融着による方法などが例示される。接着剤を用いる場合には、接着剤としては、ポリウレタン系やエポキシ樹脂系の接着剤が好ましく使用される。
【００２７】
電極線６間に印加される電圧は、特に限定されないが、たとえば３０ボルト以下である。電極線６の間に電圧が印加されると、横糸８の長手方向に電流が流れ、横糸８が発熱する。本実施形態に係る面状発熱体の発熱温度は、絶縁被覆層４の材質などにもよるが、８０℃以下程度が好ましい。
【００２８】
本実施形態では、図１および図２に示すように、縦糸１０と横糸８とで囲まれる平面に位置する絶縁被覆層４に、貫通孔２０が形成してある。貫通孔２０の形状は、円形に限らず、三角形、四角形、その他の形状が考えられる。貫通孔２０の形状が円形の場合、その直径は１〜４５mmである。また、貫通孔２０は、縦糸１０と横糸８とで囲まれる単位平面に１つの割合で形成されても良いし、単位平面に複数形成されても良い。ただし、貫通孔２０は、縦糸１０および横糸８が露出しないように形成される。すなわち、縦糸および横糸は、必ず絶縁被覆層４により被覆されるように形成される。ただし、縦糸が絶縁性糸の場合には、縦糸が貫通孔２０に露出しても良い。漏電するおそれがないためである。
【００２９】
貫通孔２０を絶縁被覆層４に形成するための方法としては、特に限定されず、たとえば、織布５を絶縁被覆層４で被覆した後にパンチング加工、レーザーカッターによる穴あけ加工により形成する方法、織布５を絶縁被覆層４で被覆する際に、絶縁被覆層４を形成するための樹脂溶液に織布５を浸漬する方法などが例示される。
【００３０】
本実施形態に係る面状発熱体２は、並列電極タイプで、いわゆる線面タイプの面状発熱体である。そのため、面状発熱体の一部に破損が生じて、横糸８からなる線状発熱素子の一部が切断されたとしても、他の横糸８には電流が供給され、発熱を維持することができる。また、切断された横糸８は、電流が流れずに発熱しないのみであり、他の横糸に印加される電圧も変化せず、異常発熱などが発生するおそれもない。
【００３１】
しかも、本実施形態に係る面状発熱体２では、絶縁被覆層４に、表裏面を貫通する貫通孔２０が形成してある。そのため、面状発熱体２の表裏面を貫通する貫通孔２０を通して、水などの液体が流通するので、面状発熱体２を設置しても水はけが良くなる。したがって、植物育成用の地中ヒータなどとして好適に用いることができる。
【００３２】
図４は、本実施形態に係る透明面状発熱体２を、たとえば植物育成用の地中ヒータとして用いる例を示す。図４に示すように、植物を育成するための培地３２を収容している長手方向Ｌに細長い透水性容器３０と培地３２との間に、本実施形態の面状発熱体２を、長手方向Ｌに沿って隙間無く配置することができる。その結果、培地３２は、均一に加熱されることが可能になる。
【００３３】
しかも、培地３２の上部に配置してある給水パイプ４０から培地３２に供給される水は、面状発熱体２の上に貯まらず、面状発熱体２の貫通孔２０および透水性容器３０を通して、排水装置３４の排水口から効率的に排水される。植物育成用の透水性容器３０は、一般に、長手方向に細長い形状を有している。本実施形態の面状発熱体２も、長手方向Ｌに細長く形成することができるので都合がよい。
【００３４】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。
【００３５】
たとえば、上述した実施形態では、面状発熱体２を、植物育成用の地中ヒータとして用いたが、本発明に係る面状発熱体の用途は、それに限定されず、敷布、マット、定温倉庫の床、コンクリート構造体、タンクなどの加温や保温、あるいは、融雪、霜取り、融氷、凍結防止、台所、風呂場、トイレ、洗面所の暖房などの用途にも用いることができる。
【００３６】
また、上述した実施形態における面状発熱体２の絶縁被覆層４は、単層膜でも良いが、たとえば塩化ビニルシートとポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）シートとの多層膜で構成しても良い。この絶縁被覆層４を、塩化ビニルシートとＰＥＴシートとの多層膜で構成する場合には、内側を塩化ビニルシートで構成し、外側をＰＥＴシートで構成することが好ましい。ＰＥＴシートを外側に配置することで、外側からの液体の浸透を有効に防止することができる。また、内側に比較的に柔軟な塩化ビニルシートを配置することで、発熱体となる織布を挟み込んでの熱融着が容易になると共に、外側のＰＥＴシートの破損を、内側の塩化ビニルシートで補填することができる。多層膜は、たとえば熱ラミネーション工法などで製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】図１は本発明の一実施形態に係る面状発熱体の要部平面図である。
【図２】図２は図１に示すII−II線に沿う要部断面図である。
【図３】図３は図１に示すIII−III線に沿う要部断面図である。
【図４】図４は面状発熱体の使用例を示す要部断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
２…  面状発熱体
４…  絶縁被覆層
５…  織布
６…  電極線
８…  横糸
１０…  縦糸
２０…  貫通孔
【図１】
2005108636.tif 000003
【図２】
2005108636.tif 000004
【図３】
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【図４】
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