(57)【要約】【課題】  導電性を有する不織布に電極線を縫い込んだ面状発熱体に関し、多様な寸法設計が可能であり、特に屈曲性と発熱性に優れた面状発熱体を提供する。【解決手段】  導電性粉末を含む樹脂が不織布１４に担持されてなる導電性シート１１に、金属線からなる少なくとも２本の電極１２ａ、１２ｂが離間して縫い込まれており、前記導電性シート１１および前記電極１２ａ、１２ｂが絶縁性シート１３ａ、１３ｂで挟持されており、前記不織布１４は平均繊維径が１〜２５μｍの繊維で構成されていることを特徴とする面状発熱体１０である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性粉末を含む樹脂が不織布に担持されてなる導電性シートに、金属線からなる少なくとも２本の電極が離間して縫い込まれており、前記導電性シートおよび前記電極が絶縁性シートで挟持されており、前記不織布は平均繊維径が１〜２５μｍの繊維で構成されていることを特徴とする面状発熱体。
【請求項２】
前記金属線が複数本からなることを特徴とする請求項１に記載の面状発熱体。
【請求項３】
前記不織布に、繊維径が７μｍ以下の極細繊維が含まれていることを特徴とする請求項１または２に記載の面状発熱体。
【請求項４】
前記極細繊維は、分割性繊維から分割して発生した繊維であることを特徴とする請求項３に記載の面状発熱体。
【請求項５】
前記分割性繊維が分割性長繊維であることを特徴とする請求項３または４に記載の面状発熱体。
【請求項６】
前記不織布のカンチレバー法による剛軟度が３００ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の面状発熱体。
【請求項７】
前記不織布の引き裂き強度が、面密度１００ｇ／ｍ２あたり、２Ｎ以上であることを特徴とする請求項１〜６の何れか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、導電性を有する不織布に電極線を縫い込んだ面状発熱体に関し、特に屈曲性と発熱性に優れた面状発熱体に関する。
【背景技術】
【０００２】
導電性を有する不織布に電極線を縫い込んだ面状発熱体としては、例えば特許文献１に記載される面状発熱体がある。この面状発熱体は、金属繊維単糸と布地単糸とからなる複合糸を、面状発熱体となる織成布の両端部に縦糸又は横糸として、織り込み、かつ、前記布の全面に導電性塗料を塗布した面状発熱体であり、融雪あるいは凍結防止のために路面下に埋設したり、家庭における暖房や寝具加温用および建築物における床や屋根裏加温用材料となる面状発熱体として使用される。しかし、この面状発熱体は、電極が織成布に縦糸又は横糸として、織り込まれているため、多様な寸法の面状発熱体を得ることが困難であったり、織成布電極部分が厚くなり屈曲性に劣るという問題があった。また、織成布に導電性塗料を塗布しているため、導電性塗料の担持量が少なく、発熱性が劣るという問題があった。
【０００３】
また、この面状発熱体を改良した面状発熱体として、例えば特許文献２に記載される面状発熱体がある。この面状発熱体は、縦糸と横糸とからなる通常の布にカーボン等の導電性樹脂剤を含浸させたシートの両端に、複数本の金属繊維を縫い込んで電極とした面状発熱体であり、多様な寸法の面状発熱体を得ることが可能である。また、導電性樹脂剤を含浸させたシートの厚さは、布の中央部分と電極部分の両端部分とで同じ厚さであり、湾曲させることも可能である。しかし、この面状発熱体も特許文献１と同様に、縦糸と横糸とからなる布に導電性樹脂剤を含浸させているため、導電性樹脂剤の担持量が少なく、発熱性が劣るという問題があった。
【０００４】
【特許文献１】実開平０３−８４５８４号公報
【特許文献２】特開平１１−２１４１３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記の問題を解決し、導電性を有する不織布に電極線を縫い込んだ面状発熱体に関し、多様な寸法設計が可能であり、特に屈曲性と発熱性に優れた面状発熱体を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の課題を解決するための手段は、図１（ａ）、（ｂ）に例示するように、導電性粉末を含む樹脂が不織布１４に担持されてなる導電性シート１１に、金属線からなる少なくとも２本の電極１２ａ、１２ｂが離間して縫い込まれており、前記導電性シート１１および前記電極１２ａ、１２ｂが絶縁性シート１３ａ、１３ｂで挟持されており、前記不織布１４は平均繊維径が１〜２５μｍの繊維で構成されていることを特徴とする面状発熱体１０である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によって、導電性を有する不織布に電極線を縫い込んだ面状発熱体に関し、多様な寸法設計が可能であり、特に屈曲性と発熱性に優れた面状発熱体を提供することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の面状発熱体は、図１（ａ）、（ｂ）に例示するように、導電性粉末を含む樹脂が不織布１４に担持されてなる導電性シート１１に、金属線からなる少なくとも２本の電極１２ａ、１２ｂが離間して縫い込まれている。前記不織布１４としては、平均繊維径が１〜２５μｍの繊維で構成されている限り特に限定されず、例えば乾式法による短繊維不織布、スパンボンド法による長繊維不織布、湿式法不織布などを適用することができる。不織布は織物とは異なり、繊維一本一本がランダムにしかも３次元方向に配向した構造となっているため、嵩高性に富むと同時に繊維同士が交叉して得られる多数の微孔を有した多孔質体となっている。これに対して、織物は何本もの繊維が撚られて糸とされ、この糸が縦と横方向に２次元方向に規則正しく配向した構造となっているため、嵩高性に劣るとともに糸同士が交叉して得られる空孔の数もきわめて少ない特徴がある。このように、多孔質の不織布には、導電性粉末を含む樹脂をきわめて多く担持させることが可能であり、その結果、発熱性に優れた面状発熱体を得ることができる。また、織物と同様に、各繊維の交叉点付近には導電性粉末を含む樹脂が存在しない空隙が部分的に生じるため、織物と同様、屈曲性に富んでいる。
【０００９】
前記不織布の形態の詳細としては、例えば平均繊維長が好ましくは１０〜１００ｍｍ、より好ましくは２０〜８０ｍｍで、捲縮数５〜３０個／インチを有する通常ステープル繊維と呼ばれる繊維をカード機やエアレイ装置などを使用して、繊維ウエブに形成した後、接着性繊維を用いて構成繊維同士を接着によって結合する方法、或いは合成樹脂からなる接着剤を用いて構成繊維を接着によって結合する方法による、一般的に乾式法と呼ばれる製法によって得られる不織布がある。前記接着性繊維の態様としては、（１）合成繊維が１つの樹脂成分のみからなる態様、（２）１つ以上の樹脂成分で被覆した態様（芯鞘型又は海島型など）、又は１つ以上の樹脂成分と融着成分とを隣り合わせに配置した態様（サイドバイサイド型など）などが適用可能である。この融着成分又は接着成分の融点は、非融着成分又は非接着成分の融点よりも２０℃以上低いことが好ましく、３０℃以上低いことがより好ましく、４０℃以上低いことが更に好ましい。また、乾式法に限らずに任意の不織布の製法により、例えば湿式法、スパンボンド法、メルトブロー法、静電紡糸法又はフラッシュ紡糸法などによって形成される不織布を適用することができる。
【００１０】
湿式法による場合は、例えば、水平長網方式、傾斜ワイヤー型短網方式、円網方式、又は長網・円網コンビネーション方式の抄紙機などを用いて、平均繊維長が好ましくは１〜２０ｍｍ、より好ましくは３〜１５ｍｍの合成繊維などを含むスラリーから繊維シートを漉き上げる方法を採用することができる。具体的には、抄紙後の繊維シートに接着剤を用いて構成繊維を接着によって結合する方法がある。或いは、主体となる繊維よりも低い融点或いは軟化点を有する接着性繊維をスラリーに混入させておき、抄紙後、接着性繊維を用いて構成繊維同士を接着によって結合する方法がある。
【００１１】
また、スパンボンド法による場合は、例えば合成繊維をノズルより紡出させて長繊維からなる繊維フリースとした後、合成樹脂からなる接着剤を用いて構成繊維を接着によって結合する方法がある。或いは、互いに融点が異なる２種類の樹脂成分からなる芯鞘型の長繊維をノズルより紡出させた後、低融点の鞘成分を接着成分として、構成繊維を接着によって結合する方法がある。また、合成繊維をノズルより紡出させて長繊維からなる繊維フリースとする際に、合成樹脂からなる接着性のステープル繊維を吹き込み長繊維と短繊維とが一体化した繊維フリースとした後、構成繊維を接着によって結合する方法がある。
【００１２】
また、静電紡糸法又はフラッシュ紡糸法などによる場合は、例えば合成繊維をノズルより紡出させて繊維フリースとした後、合成樹脂からなる接着剤を用いて構成繊維を接着によって結合する方法がある。
【００１３】
また、これらの不織布製法において、形成される繊維ウェブ、繊維シート、または繊維フリースにニードルや水流の作用によって繊維同士を絡合させて繊維同士を結合する方法を併用することも可能である。また、加熱ロールを用いて、全面的にまたは部分的に繊維同士を熱融着により結合する方法を併用することも可能である。なお、接着剤や接着性繊維を用いて繊維同士を結合した場合は、不織布の構造自体が硬くなり、この不織布に導電性粉末を含む樹脂が担持されてなる導電性シートもまた比較的硬くなり、屈曲性にやや劣る面状発熱体となる場合がある。これに対して、前述の繊維フリースにニードルや水流の作用によって繊維同士を絡合させて繊維同士を結合する方法によれば、不織布の構造自体が柔軟性を有するため、この不織布に導電性粉末を含む樹脂が担持されてなる導電性シートもまた比較的柔軟性を有し、屈曲性に優れた面状発熱体となる効果がある。
【００１４】
前記不織布を構成する繊維の種類としては、不織布の製法によって使用が可能である限り、特に限定されることはなく、例えば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などのポリエステル系繊維、ナイロン６、ナイロン６６などのポリアミド系繊維、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのポリオレフィン系繊維、ポリアクリロニトリルなどのアクリル系繊維およびポリビニルアルコール繊維などの合成繊維に限らず、レーヨンなどの半合成繊維、あるいは綿およびパルプ繊維などの天然繊維を挙げることができる。
【００１５】
本発明では、前記不織布に含まれる構成繊維の平均繊維径は１〜２５μｍであり、好ましくは４〜２０μｍである。平均繊維径が１μｍ未満であると不織布の孔径が小さくなり過ぎて、導電性粉末を含む樹脂が不織布に浸透し難くなり、平均繊維径が２０μｍを超えると、不織布の孔径が大きくなり過ぎて、導電性粉末を含む樹脂が不織布に十分に担持され難くなる。また、耐久性に富む構造とするには、構成繊維の平均繊維径は好ましくは１〜１５μｍであり、より好ましくは４〜１０μｍである。このような比較的細繊維であることにより、不織布の構造が引張りに強く、また引裂きに強くなるため、この不織布に導電性粉末を含む樹脂が担持されてなる導電性シートもまた引張りに強く、また引裂きに強く、屈曲性と耐久性に優れた面状発熱体となる効果がある。
【００１６】
また、前記不織布に含まれる構成繊維の平均繊維径が１〜２５μｍであるが、このような平均繊維径を有するには、繊維径が７μｍ以下の極細繊維を含むことにより達成することも可能であり、特に平均繊維径が１〜７μｍである場合には繊維径が７μｍ以下の極細繊維を含むことが必須条件となる。また、繊維径が７μｍ以下の極細繊維を含むには、前述の不織布の製法における乾式法とスパンボンド法では、前記極細繊維をそのまま使用することが困難であるため、例えば２成分以上の繊維形成性樹脂成分を有する分割性の複合繊維を用いて、水流絡合と同時に繊維を分割して極細繊維を発生させる方法等を適用することができる。また、前述の不織布の製法における湿式法、メルトブロー法、静電紡糸法又はフラッシュ紡糸法では、前記極細繊維をそのまま使用することが可能である。しかし、湿式法では繊維長が短いため導電性シートの強度が劣り、メルトブロー法、静電紡糸法では、繊維が延伸されないため結晶化が進まず導電性シートの強度が劣るという場合がある。これと比較して、乾式法とスパンボンド法では、繊維長が長いので導電性シートの強度に優れるという効果があり、特に前記極細繊維が、長繊維の分割性繊維から分割して発生した繊維であることが好ましい。
【００１７】
前記分割性繊維は、２種類以上の繊維形成性樹脂成分が複合された分割可能な複合繊維からなる繊維であり、水流の作用により分割可能である限り、又は溶剤によって溶解する成分を溶出することにより分割可能である限り、この分割性繊維の横断面形状は、特に限定されるものではなく、例えば図３の（ａ）〜（ｄ）に示す形態がある。これらの横断面形状の中でも、（ａ）及び（ｃ）に示すオレンジ型の形状であれば、分割し易く、分割した後の繊維強度も高くすることができるので好ましい。前記分割性繊維の分割の個数も限定されるものではなく、２個以上であればよく、例えば６〜２０分割程度が好ましい。
【００１８】
前記分割性繊維を構成する繊維形成性樹脂の種類も、特に限定されるものではなく、例えば、ポリアミド系樹脂（例えば、６ナイロン、６６ナイロンなど）、ポリエステル系樹脂（例えば、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など）、ポリオレフィン系樹脂（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなど）、ポリ塩化ビニリデン系樹脂などを挙げることができる。これらの中でも少なくとも、ポリエステル系樹脂を一成分として選択することにより、高い強度と、優れた耐熱性と、優れた耐久性を付与することができるので好ましい。
【００１９】
前記分割性繊維の太さも、紡糸条件や分割可能性を考慮する限り、特に限定されず、繊維径は１〜１００μｍが好ましく、２０〜５０μｍがより好ましい。また、分割後の繊維径も１〜１０μｍが好ましく、１〜７μｍがより好ましく、１〜５μｍが更に好ましい。なお、分割前または分割後の繊維径とは、繊維の横断面と同じ面積を有する円の直径とすることができる。
【００２０】
前記分割性繊維から水流の作用により分割して発生した極細繊維を含む不織布とは、前記分割性繊維を含む繊維から構成される繊維ウエブが、高圧水を内蔵するノズルヘッドより噴射される水流の作用により、繊維ウエブ中の分割性繊維が分割するとともに構成繊維が絡合して形成された不織布である。前記繊維ウエブは、前記分割性繊維のみからなる場合も、前記分割性繊維以外の他の非分割性繊維も含む場合も可能である。
【００２１】
高圧水を内蔵するノズルヘッドより噴射される水流の作用により、繊維ウエブ中の分割性繊維を分割するには、通常の水流絡合による不織布の製法を用いることが可能であり、例えば、前記繊維ウエブをベルトコンベアなどからなる開孔性支持体の上に載置して、この開孔性支持体を移動させながら、繊維ウエブの上部に設置した、高圧水を内蔵するノズルヘッドより、多数のノズル孔を直線状に配置したノズルプレートを通して、柱状流を噴出して、繊維ウエブに水流を作用させる方法がある。この方法で用いるノズル孔の直径は０．１〜０．３ｍｍが好ましく、ノズル孔の間隔は０．５〜２ｍｍが好ましく、また複数本のノズルヘッドを用いることが好ましい。またノズルヘッド内の水圧は０．２〜２ＭＰａが好ましく、分割性繊維を分割するには分割性の程度にもよるが０．５〜２ＭＰａが好ましい。
【００２２】
また、前記不織布の面密度は２０〜３００ｇ／ｍ２が好ましく、３０〜２５０ｇ／ｍ２がより好ましく、４０〜２００ｇ／ｍ２が更に好ましい。２０ｇ／ｍ２未満であると、導電性粉末を含む樹脂を含有する量が少なくなり、発熱性が低下する場合があり、３００ｇ／ｍ２を超えると電極を縫い込むのに手間がかかり過ぎたり、屈曲性が低下する場合がある。また、前記不織布の厚さは、金属線からなる電極を縫い込むことが可能である限り、特に限定されず、例えば、０．０３〜２ｍｍが好ましく、０．０５〜１．５ｍｍがより好ましく、０．１〜１．０ｍｍが更に好ましい。０．０３ｍｍ未満であると、導電性粉末を含む樹脂を含有する量が少なくなり、発熱性が低下する場合があり、２ｍｍを超えると電極を縫い込むのに手間がかかり過ぎたり、屈曲性が低下する場合がある。なお厚さは、ＪＩＳ  Ｌ１９１３−１９９８の６．１．２Ａ法に規定される厚さとする。ただし、荷重は２．０ｋＰａとする。
【００２３】
また、前記不織布の引張強度は、縦方向と横方向の平均値で表すと、面密度１００ｇ／ｍ２に換算した値が、１００Ｎ／５０ｍｍ巾以上であることが好ましく、１５０Ｎ／５０ｍｍ巾以上がより好ましく、２００Ｎ／５０ｍｍ巾以上がさらに好ましい。また、前記不織布の引裂強度は、縦方向と横方向の平均値で表すと、面密度１００ｇ／ｍ２に換算した値が、２Ｎ以上であることが好ましく、３．５Ｎ以上であることがより好ましく、５Ｎ以上がさらに好ましい。前記不織布が分割性繊維から分割して発生した極細繊維を含む場合は、３．５Ｎ以上の引裂強度を容易に得ることができる。なお、引張強度はＪＩＳ  Ｌ１９１３−１９９８の６．３に規定される引張強さとする。また、引裂強度はＪＩＳ  Ｌ１９１３−１９９８の６．４．３（シングルタング法）に規定される引裂強さとする。
【００２４】
また、前記不織布の剛軟度（カンチレバー法）は、縦方向と横方向の平均値で表すと、３００ｍｍ以下であることが好ましく、２５０ｍｍ以下がより好ましい。また、特に屈曲性が要求される分野では、１６０ｍｍ以下であることが好ましく、１００ｍｍ以下がより好ましい。なお、剛軟度はＪＩＳ  Ｌ１０９６−１９９９の８．１９．１Ａ法（４５°カンチレバー法）に規定される剛軟度とする。
【００２５】
本発明では、前記不織布に導電性粉末を含む樹脂が担持されている。導電性粉末としては、導電性を有する粉末である限り特に限定されず、例えば、カーボンまたはグラファイトの粉末が好ましく適用できる。また、導電性粉末に使用されるカーボンまたはグラファイトは、平均粒径０．５〜５００μｍの球状、貝殻状、鱗状、針状、繊維状等の粒子が好ましい。
【００２６】
導電性粉末を含む前記樹脂としては、天然ゴム、合成ゴムなどのゴムを含むことも可能であり、樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等の合成樹脂を適用することができ、例えばポリアクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリエーテル・エーテルケトン系樹脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂、シリコーン系樹脂、などを適用することができる。また、前記樹脂に対する導電性粉末の配合量としては、例えば樹脂１００質量部に対して２０〜１０００質量部が好ましく、３０〜８００質量部がより好ましく、５０〜５００質量部が更に好ましい。
【００２７】
前記不織布に導電性粉末を含む樹脂を担持した導電性導電性シートとするには、具体的には、例えば、粉末状の前記樹脂またはエマルション型の分散液とした前記樹脂と前記導電性粉末とを水などの溶媒に分散させて、増粘材、界面活性剤などを添加して、増粘してペースト状とした配合液を、前記不織布に含浸するか、コーティングによって塗布するなどにより、導電性シート１１とすることができる。
【００２８】
また、前記不織布に対する導電性粉末を含む前記樹脂の付着量としては、不織布１００質量部に対して３０〜４００質量部が好ましく、５０〜３００質量部がより好ましく、６０〜２５０質量部が更に好ましい。
【００２９】
前記導電性シートの形状は、特に限定されず、例えば図１（ａ）に例示するように矩形状、及びその他の多角形なども適用可能であるが、発熱の効率から矩形状が好ましい。また、その寸法や面積も特に限定されないが、矩形の場合は、一辺が２〜３５ｃｍであることが好ましく、３〜２５ｃｍであることがより好ましく、４〜１５ｃｍであることが更に好ましい。一辺が２ｃｍ未満であると、屈曲性に劣る場合があり、３５ｃｍを超えると電極間の電圧が高くなり過ぎて、着衣用や携帯用などの用途として不都合となる場合がある。
【００３０】
本発明では、前記電極１２ａ、１２ｂは、金属線から構成されており、細い導電性の金属素線を束ねた金属線を用いるか、または金属素線を撚り合わせた撚り線を用いて、前記導電性シート１１に対して、表裏に貫通するように離間して縫い込まれている。また、金属素線以外にも合成繊維、半合成繊維、天然繊維などの有機質繊維と複合した撚り線を用いることも可能である。また、前記金属線の本数も特に限定されず、図１に例示するように１本であることも、また図２に例示するように複数本であることも可能である。１本である場合は、発熱温度が比較的低い用途に好適であり、また比較的小さなシート片である場合にも好適であり、またさらに製造工程が簡略となりコストも低く抑えることができるという利点がある。また、複数本である場合は、発熱温度が比較的高い用途に好適であり、また比較的大きなシート片である場合にも好適である。
【００３１】
前記導電性素線としては、例えば銅、銀、アルミニウム、錫などの電気抵抗の小さい金属材料から線引きした素線、合成繊維或いは天然繊維の表面に銅、銀、アルミニウム、錫などの同じく電気抵抗の小さい金属材料をメッキした素線などを適用することができる。前記導電性素線の線径としては０．０１〜０．５ｍｍが好ましく、０．０３〜０．３ｍｍがより好ましい。撚り線を構成する導電性素線の数は２〜１００本が好ましく、２〜２５本がより好ましい。また、縫い目の間隔は１〜１０ｍｍが好ましく、工業用ミシンなどで縫い込むことが可能である。
【００３２】
本発明では、図１（ａ）、（ｂ）に例示するように、導電性シート１１に、少なくとも２本の電極１２ａ、１２ｂが離間して縫い込まれている。離間の度合いは、導電性シート１１の寸法にもよるが、具体的には、前記電極１２ａ、１２ｂのそれぞれ中心線の間の距離が、１〜３０ｃｍが好ましく、２〜２０ｃｍが好ましく、２〜１０ｃｍがより好ましい。１ｃｍ未満では電極の数が多くなり過ぎて、かえって屈曲性に劣る場合があり、３０ｃｍを超えると電極間の電圧が高くなり過ぎて、着衣用や携帯用などの用途として不都合となる場合がある。
【００３３】
本発明では、図１（ａ）、（ｂ）に例示するように、前記導電性シート１１および前記電極１２ａ、１２ｂが、電気絶縁性シート１３ａ、１３ｂで挟持されている。前記絶縁性シートとしては、前記導電性シート１１および前記電極１２ａ、１２ｂを挟持可能であれば特に限定されず、例えば、一方または両方に樹脂板や熱可塑性樹脂からなるフィルムを適用することができる。また、特に前記絶縁性シートはラミネート可能な熱可塑性樹脂からなるフィルムであることが好ましく、例えば、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などのポリエステル系樹脂、ナイロン６、ナイロン６６などのポリアミド系樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレン酢酸ビニル共重合などのポリオレフィン系樹脂、ポリアクリロニトリルなどのアクリル系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、およびポリビニルアルコール系樹脂などの樹脂からなるフィルムを挙げることができる。また、これらの樹脂の組合わせからなる積層フィルム、或いはこれらの樹脂からなる積層フィルムと織編物や不織布などの他の素材との複合フィルムを適用することも可能であり、例えばポリエチレンテレフタレート樹脂とポリエチレン酢酸ビニル共重合樹脂との組合せからなる積層フィルムなどを挙げることができる。また、特に電気絶縁性と耐熱性を必要とする場合は、例えばフッ素系樹脂、ケイ素系樹脂などのフィルムを挙げることができる。
【００３４】
前記フィルムの厚さも特に限定されず、フィルムの材質や要求される屈曲性に応じて適宜選択すればよく、例えば１０〜１５０μｍが好ましく、１５〜１００μｍがより好ましく、２０〜７０μｍが更に好ましい。１０μｍ未満では屈曲の繰り返しにより劣化する場合があり、１５０μｍを超えると屈曲性に劣る場合がある。
【００３５】
また、前記絶縁性シートで、前記導電性シート１１および前記電極１２ａ、１２ｂを挟持する方法としては、特に限定されず、例えば接着剤や熱接着性の樹脂粉末などにより、絶縁性シートを接着して被覆することも可能であるが、ラミネートによる被覆が好適である。具体的には、熱可塑性樹脂からなる絶縁性シート２枚の間に、前記導電性シート１１および前記電極１２ａ、１２ｂを挟みこみ、次いで一対の加熱ロール間に通して、加熱及び加圧することにより、絶縁性シートでラミネートすることができる。
【００３６】
なお、本発明では、前記電極１２ａ、１２ｂとリード線１９との接合方法は、特に限定されず、図１（ａ）に例示するように、前記電極１２ａ、１２ｂの端部付近で、導電性の金属材料からなる端子１７を取り付け、この端子１７にリード線１９を接続する方法がある。なお、端子１７の取り付けは、挟持しているフィルムの上から、導電性の金属材料からなるリベット１７１を、前記電極と前記導電性シートとフィルムともどもに貫通させ、このリベット１７１によって、端子１７を取り付けている。また、この図の例では、端子１７及びリード線１９の一部は更に絶縁性のテープ１８によって被覆されている。
【００３７】
本発明の面状発熱体は、不織布に導電性粉末を含む樹脂が担持されてなる導電性シートに、金属線からなる少なくとも２本の電極が離間して縫い込まれているので、特に発熱性に優れており、この面状発熱体を比較的低い印加電圧、例えば、３０Ｖ以下の低い印加電圧で発熱させることができる。より詳細には、例えば、１．２Ｖ〜２４Ｖ程度の低電圧であっても、好ましくは温度２０〜１５０℃、より好ましくは温度２０〜１００℃、更に好ましくは温度２０〜８０℃に発熱させることができる。したがって、電源としては、商用の１００Ｖなどの高圧の交流電源は勿論のこと、電池（乾電池など）などの低電圧のものであっても十分に高い発熱温度を得ることができる。したがって、定置型の面状発熱体に限られず、携帯可能な小型の面状発熱体にも適用可能であり、特に屈曲性を有する着衣などに好適である。
【００３８】
なお、本発明の面状発熱体の用途としては、特に限定されるものではなく、平面状あるいは曲面状の加熱部分を備えた加熱装置、例えば保温プレート、ヒータ、道路や屋根等の凍結防止或いは融雪装置、床や壁やカーペットや毛布等の加熱装置、防寒衣、運動衣服、作業着、靴の中敷、保温腰巻、保温ポシェット等の保温装置などに広く適用することができる。また、上述したように、低電圧の電池でも発熱可能にできるため、また屈曲性に優れるので、屈曲や湾曲が繰り返し生じる用途、例えば着衣と共に用いるような用途、或いは湾曲の度合いが大きい用途が特に適している。
【００３９】
以下、本発明の実施例につき説明するが、これは発明の理解を容易とするための好適例に過ぎず、本願発明はこれら実施例の内容に限定されるものではない。
【実施例】
【００４０】
（実施例１）
実施例１では、図１（ａ）、（ｂ）に示す形態の面状発熱体を下記の工程によって、製作した。
導電性粉末を含む樹脂を担持させる不織布を準備するため、スパンボンド法により、分割性長繊維として、図３の（Ｃ）に示す断面形態を有する２．４デシテックスの複合繊維（繊維径１２μｍ、樹脂成分１はポリエステル樹脂、樹脂成分２は６ナイロン樹脂）をノズルより紡出させ、分割性長繊維からなる繊維ウエブを形成した。次いで、この繊維ウエブを、開孔性支持体の上に載置して、高圧水を内蔵するノズルヘッドより柱状流を噴出して、繊維ウエブに水流を作用させ、乾燥機にて乾燥させた。その結果、水流の作用により、分割性長繊維は分割し、各繊維より最大１６個の極細繊維が発生し、且つ発生した極細繊維は水流の作用により絡合し、平均繊維径が３．１μｍの極細長繊維からなる、厚さが０．５０ｍｍで面密度１００ｇ／ｍ２の不織布を得た。また、この不織布の引張強度は縦方向と横方向の平均値が２５０Ｎ／５０ｍｍ巾であり、破断時の引張伸度は縦方向と横方向の平均値が４２％であった。また、引裂強度は縦方向と横方向の平均値が６．５Ｎであり、剛軟度は縦方向と横方向の平均値が１００ｍｍであった。
次いで、導電性粉末を含む樹脂として、カーボンまたはグラファイトからなる粉末と、アクリル酸エステルとスチレンの共重合物のエマルション型の分散液とを水に分散させ、増粘剤と界面活性剤とを添加して、増粘してペースト状とした配合液を準備した。
次いで、前記不織布に前記配合液を一対のゴムロールを用いて含浸し、次いで１２０℃で５分間乾燥させる工程を２回に分けて行ない、導電性粉末を含む樹脂が１４０ｇ／ｍ２含まれた導電性シートを得た。この導電性シートの面密度は２４０ｇ／ｍ２であり、厚さは０．７０ｍｍであった。次いで、この導電性シートを図１（ａ）に示すように、ヨコ５ｃｍ×タテ１１ｃｍの大きさにカットした導電性シート１１を作製した。
次いで、線径０．０８ｍｍの銅素線６本の撚り線からなる金属線１本を、工業用ミシンで前記導電性シート１１に、縫い目の間隔が約２ｍｍとなるようにして２列に縫い込み２本の電極１２ａ及び１２ｂとした。この２本の電極は、間隔が４ｃｍとなるように離間して設けられていた。
次いで、ポリエチレンテレフタレート樹脂とポリエチレン酢酸ビニル共重合樹脂（融点：約１００℃）とを積層した電気絶縁性の積層フィルム（厚さ３５μｍ）のポリエチレン酢酸ビニル共重合樹脂側を内側として、この積層フィルム２枚の間に、前記導電性シート１１および前記電極１２ａ、１２ｂを挟みこみ、次いで一対の加熱ロール間に通して、加熱及び加圧することにより、絶縁性シートでラミネートした。
次いで、図１（ａ）に示すように、前記電極１２ａ、１２ｂの端部付近で、導電性の金属材料からなる端子１７を取り付け、この端子１７にリード線１９を接続した。なお、端子１７の取り付けは、挟持しているフィルムの上から、導電性の材料からなるリベット１７１を、前記電極と前記導電性シートとフィルムともどもに貫通させ、このリベット１７１によって、端子１７を取り付けた。次いで、端子１７及びリード線を更に絶縁性のテープ１８によって被覆して面状発熱体を得た。
得られた面状発熱体のリード線に直流７Ｖの電圧を２分間かけたところ、室温が２６℃において、面状発熱体の表面温度は６９℃を示した。
また、この面状発熱体は、屈曲や湾曲が繰り返し生じる用途、例えば着衣と共に用いるような用途、或いは湾曲の度合いが大きい用途に適していた。また、この面状発熱体は、分割性長繊維から形成されているため、引張強度や引裂強度に優れ、耐久性に優れていた。
【００４１】
（実施例２）
実施例２では、図２（ａ）、（ｂ）に示す形態の面状発熱体を下記の工程によって、製作した。
導電性粉末を含む樹脂を担持させる不織布を準備するため、スパンボンド法により、分割性長繊維として、図３の（Ｃ）に示す断面形態を有する２．４デシテックスの複合繊維（繊維径１２μｍ、樹脂成分１はポリエステル樹脂、樹脂成分２は６ナイロン樹脂）をノズルより紡出させ、分割性長繊維からなる繊維ウエブを形成した。次いで、この繊維ウエブを、開孔性支持体の上に載置して、高圧水を内蔵するノズルヘッドより柱状流を噴出して、繊維ウエブに水流を作用させ、乾燥機にて乾燥させた。その結果、水流の作用により、分割性長繊維は分割し、各繊維より最大１６個の極細繊維が発生し、且つ発生した極細繊維は水流の作用により絡合し、平均繊維径が３．１μｍの極細長繊維からなる、厚さが０．５０ｍｍで面密度１００ｇ／ｍ２の不織布を得た。また、この不織布の引張強度は縦方向と横方向の平均値が２５０Ｎ／５０ｍｍ巾であり、破断時の引張伸度は縦方向と横方向の平均値が４２％であった。また、引裂強度は縦方向と横方向の平均値が６．５Ｎであり、剛軟度は縦方向と横方向の平均値が１００ｍｍであった。
次いで、導電性粉末を含む樹脂として、カーボンまたはグラファイトからなる粉末と、アクリル酸エステルとスチレンの共重合物のエマルション型の分散液とを水に分散させ、増粘剤と界面活性剤とを添加して、増粘してペースト状とした配合液を準備した。
次いで、前記不織布に前記配合液を一対のゴムロールを用いて含浸し、次いで１２０℃で５分間乾燥させる工程を２回に分けて行ない、導電性粉末を含む樹脂が１４０ｇ／ｍ２含まれた導電性シートを得た。この導電性シートの面密度は２４０ｇ／ｍ２であり、厚さは０．７０ｍｍであった。次いで、この導電性シートを図２（ａ）に示すように、ヨコ５ｃｍ×タテ１１ｃｍの大きさにカットした導電性シート１１を作製した。
次いで、線径０．０８ｍｍの銅素線６本の撚り線からなる金属線３本を約０．８ｍｍ間隔を開けて、工業用ミシンで前記導電性シート１１に、縫い目の間隔が約２ｍｍとなるようにして２列に縫い込み２本の電極１２ａ及び１２ｂとした。この２本の電極は、間隔が４ｃｍとなるように離間して設けられていた。
次いで、ポリエチレンテレフタレート樹脂とポリエチレン酢酸ビニル共重合樹脂（融点：約１００℃）とを積層した電気絶縁性の積層フィルム（厚さ３５μｍ）のポリエチレン酢酸ビニル共重合樹脂側を内側として、この積層フィルム２枚の間に、前記導電性シート１１および前記電極１２ａ、１２ｂを挟みこみ、次いで一対の加熱ロール間に通して、加熱及び加圧することにより、絶縁性シートでラミネートした。
次いで、図２（ａ）に示すように、前記電極１２ａ、１２ｂの端部付近で、導電性の金属材料からなる端子１７を取り付け、この端子１７にリード線１９を接続した。なお、端子１７の取り付けは、挟持しているフィルムの上から、導電性の材料からなるリベット１７１を、前記電極と前記導電性シートとフィルムともどもに貫通させ、このリベット１７１によって、端子１７を取り付けた。次いで、端子１７及びリード線を更に絶縁性のテープ１８によって被覆して面状発熱体を得た。
得られた面状発熱体のリード線に直流７Ｖの電圧を２分間かけたところ、室温が２６℃において、面状発熱体の表面温度は７０℃を示した。
また、この面状発熱体は、屈曲や湾曲が繰り返し生じる用途、例えば着衣と共に用いるような用途、或いは湾曲の度合いが大きい用途に適していた。また、この面状発熱体は、分割性長繊維から形成されているため、引張強度や引裂強度に優れ、耐久性に優れていた。
【００４２】
（実施例３）
導電性粉末を含む樹脂を担持させる不織布を準備するため、分割性短繊維として、図３の（ａ）に示す断面形態を有する２．２デシテックスの複合ステープル繊維（繊維径１２μｍ×３８ｍｍ長さ、樹脂成分１はポリエステル樹脂、樹脂成分２は６ナイロン樹脂）をカード機に供給して、繊維フリースを作製し、この繊維フリースを折り重ねることにより、クロスレイ繊維ウエブを形成した。次いで、この繊維ウエブを、開孔性支持体の上に載置して、高圧水を内蔵するノズルヘッドより柱状流を噴出して、繊維ウエブに水流を作用させ、乾燥機にて乾燥させた。また、水圧は１５ＭＰａとして、複数のノズルヘッドを用いた。その結果、水流の作用により、分割性短繊維は分割し、各繊維より最大１３個の極細繊維が発生し、且つ発生した極細繊維は水流の作用により絡合し、平均繊維径が３．３μｍの極細短繊維からなる、厚さが０．４４ｍｍで面密度８５ｇ／ｍ２の不織布を得た。また、この不織布の引張強度は縦方向と横方向の平均値が１８０Ｎ／５０ｍｍ巾であり、破断時の引張伸度は縦方向と横方向の平均値が６０％であった。また、引裂強度は縦方向と横方向の平均値が４．１Ｎであり、剛軟度は縦方向と横方向の平均値が７０ｍｍであった。
次いで、導電性粉末を含む樹脂として、カーボンまたはグラファイトからなる粉末と、アクリル酸エステルとスチレンの共重合物のエマルション型の分散液とを水に分散させ、増粘剤と界面活性剤とを添加して、増粘してペースト状とした配合液を準備した。
次いで、前記不織布に前記配合液を一対のゴムロールを用いて含浸し、次いで１２０℃で５分間乾燥させる工程を２回に分けて行ない、導電性粉末を含む樹脂が１１４ｇ／ｍ２含まれた導電性シートを得た。この導電性シートの面密度は１９８ｇ／ｍ２であり、厚さは０．６０ｍｍであった。次いで、この導電性シートを図２（ａ）に示すように、ヨコ６ｃｍ×タテ１７ｃｍの大きさにカットした導電性シート１１を作製した。
次いで、線径０．０８ｍｍの銅素線６本の撚り線からなる金属線３本を約０．８ｍｍ間隔を開けて、工業用ミシンで前記導電性シート１１に、縫い目の間隔が約２ｍｍとなるようにして２列に縫い込み２本の電極１２ａ及び１２ｂとした。この２本の電極は、間隔が５ｃｍとなるように離間して設けられていた。
次いで、ポリエチレンテレフタレート樹脂とポリエチレン酢酸ビニル共重合樹脂（融点：約１００℃）とを積層した電気絶縁性の積層フィルム（厚さ３５μｍ）のポリエチレン酢酸ビニル共重合樹脂側を内側として、この積層フィルム２枚の間に、前記導電性シート１１および前記電極１２ａ、１２ｂを挟みこみ、次いで一対の加熱ロール間に通して、加熱及び加圧することにより、絶縁性シートでラミネートした。
次いで、図２（ａ）に示すように、前記電極１２ａ、１２ｂの端部付近で、導電性の金属材料からなる端子１７を取り付け、この端子１７にリード線１９を接続した。なお、端子１７の取り付けは、挟持しているフィルムの上から、導電性の材料からなるリベット１７１を、前記電極と前記導電性シートとフィルムともどもに貫通させ、このリベット１７１によって、端子１７を取り付けた。次いで、端子１７及びリード線を更に絶縁性のテープ１８によって被覆して面状発熱体を得た。
得られた面状発熱体のリード線に直流１２Ｖの電圧を２分間かけたところ、室温が２６℃において、面状発熱体の表面温度は７８℃を示した。
また、この面状発熱体は、屈曲や湾曲が繰り返し生じる用途、例えば着衣と共に用いるような用途、或いは湾曲の度合いが大きい用途に適していた。また、この面状発熱体は、分割性繊維から形成されているため、引張強度や引裂強度に優れ、耐久性に優れていた。
【００４３】
（実施例４）
導電性粉末を含む樹脂を担持させる不織布を準備するため、２．２デシテックスのステープル繊維（ポリエステル繊維、繊維径１４μｍ×３８ｍｍ長さ）を７０質量％、１．７デシテックスのステープル繊維（レーヨン繊維、繊維径１２μｍ×４０ｍｍ長さ）を２０質量％、１．７デシテックスの接着性ステープル繊維（サイドバイサイド型複合繊維、繊維径１２μｍ×５１ｍｍ長さ、樹脂成分１はポリプロピレン樹脂、樹脂成分２はポリエチレン樹脂）を１０質量％混合した繊維原料をカード機に供給して、繊維フリースを作製し、この繊維フリースを折り重ねることにより、クロスレイ繊維ウエブを形成した。次いで、この繊維ウエブを、開孔性支持体の上に載置して、高圧水を内蔵するノズルヘッドより柱状流を噴出して、繊維ウエブに水流を作用させ、乾燥機にて乾燥させた。また、水圧は１２ＭＰａとして、複数のノズルヘッドを用いた。その結果、繊維ウエブは水流の作用により絡合し、平均繊維径が１４μｍの繊維からなる、厚さが０．４４ｍｍで面密度６５ｇ／ｍ２の不織布を得た。また、この不織布の引張強度は縦方向と横方向の平均値が１１０Ｎ／５０ｍｍ巾であり、破断時の引張伸度は縦方向と横方向の平均値が７７％であった。また、引裂強度は縦方向と横方向の平均値が２．７Ｎであり、剛軟度は縦方向と横方向の平均値が５０ｍｍであった。
次いで、導電性粉末を含む樹脂として、カーボンまたはグラファイトからなる粉末と、アクリル酸エステルとスチレンの共重合物のエマルション型の分散液とを水に分散させ、増粘剤と界面活性剤とを添加して、増粘してペースト状とした配合液を準備した。
次いで、前記不織布に前記配合液を一対のゴムロールを用いて含浸し、次いで１２０℃で５分間乾燥させる工程を２回に分けて行ない、導電性粉末を含む樹脂が１０８ｇ／ｍ２含まれた導電性シートを得た。この導電性シートの面密度は１７３ｇ／ｍ２であり、厚さは０．５５ｍｍであった。次いで、この導電性シートを図２（ａ）に示すように、ヨコ６ｃｍ×タテ１７ｃｍの大きさにカットした導電性シート１１を作製した。
次いで、線径０．０８ｍｍの銅素線６本の撚り線からなる金属線３本を約０．８ｍｍ間隔を開けて、工業用ミシンで前記導電性シート１１に、縫い目の間隔が約２ｍｍとなるようにして２列に縫い込み２本の電極１２ａ及び１２ｂとした。この２本の電極は、間隔が５ｃｍとなるように離間して設けられていた。
次いで、ポリエチレンテレフタレート樹脂とポリエチレン酢酸ビニル共重合樹脂（融点：約１００℃）とを積層した電気絶縁性の積層フィルム（厚さ３５μｍ）のポリエチレン酢酸ビニル共重合樹脂側を内側として、この積層フィルム２枚の間に、前記導電性シート１１および前記電極１２ａ、１２ｂを挟みこみ、次いで一対の加熱ロール間に通して、加熱及び加圧することにより、絶縁性シートでラミネートした。
次いで、図２（ａ）に示すように、前記電極１２ａ、１２ｂの端部付近で、導電性の金属材料からなる端子１７を取り付け、この端子１７にリード線１９を接続した。なお、端子１７の取り付けは、挟持しているフィルムの上から、導電性の材料からなるリベット１７１を、前記電極と前記導電性シートとフィルムともどもに貫通させ、このリベット１７１によって、端子１７を取り付けた。次いで、端子１７及びリード線を更に絶縁性のテープ１８によって被覆して面状発熱体を得た。
得られた面状発熱体のリード線に直流１０Ｖの電圧を２分間かけたところ、室温が２６℃において、面状発熱体の表面温度は６２℃を示した。
また、この面状発熱体は、屈曲や湾曲が繰り返し生じる用途、例えば着衣と共に用いるような用途、或いは湾曲の度合いが大きい用途に適していた。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】（ａ）は本発明による面状発熱体の一例を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ’線の模式的断面図である。
【図２】（ａ）は本発明による面状発熱体の別の一例を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線の模式的断面図である。
【図３】（ａ）は本発明で用いる分割性繊維の断面の例、（ｂ）は本発明で用いる分割性繊維の断面の別の例、（ｃ）は本発明で用いる分割性繊維の断面の別の例、（ｄ）は本発明で用いる分割性繊維の断面の別の例を示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
１  樹脂成分
２  他の樹脂成分
１０  面状発熱体
１１  導電性シート
１２ａ、１２ｂ  電極
１３ａ、１３ｂ  電気絶縁性シート
１４  不織布
１７  端子
１７１  リベット
１８  電気絶縁性のテープ
１９  リード線
【図１】
2007184230.tif 000003
【図２】
2007184230.tif 000004
【図３】
2007184230.tif 000005