(57)【要約】【課題】  導電性を有する布帛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、特に屈曲性に優れた面状発熱体及びその製造方法を提供する。【解決手段】  布帛に導電性粉末を含む樹脂が担持されてなる少なくとも２枚の導電性のシート片１１ａ、１１ｂ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、前記シート片１１ａ、１１ｂから前記電極の一部１２１ａ、１２１ｂが延在しており、電極の延在部分１２１ａ、１２１ｂを介して、前記シート片１１ａ、１１ｂは連結しており、前記シート片１１ａ、１１ｂおよび前記電極１２ａ、１２ｂが、絶縁性のフィルム１３ａ、１３ｂで挟持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】
布帛に導電性粉末を含む樹脂が担持されてなる少なくとも２枚の導電性のシート片に、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、前記シート片から前記電極の一部が延在しており、電極の延在部分を介して、前記シート片は連結しており、前記シート片および前記電極が、絶縁性のフィルムで挟持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】
前記シート片が支持シート上に載置されており、且つ前記延在部分を含む電極が前記支持シートに縫い込まれている請求項１または２に記載の面状発熱体。
【請求項４】
前記シート片の形状が矩形であり、互いに隣接する２枚のシート片の各隣接する辺が互いに略平行となっている請求項１〜３の何れかに記載の面状発熱体。
【請求項５】
前記シート片に縫い込まれている部分の電極の長さをＬ１とし、前記シート片からの延在部分の電極の長さをＬ２とすると、Ｌ１がＬ２の２〜１００倍となっている請求項１〜４の何れかに記載の面状発熱体。
【請求項６】
布帛に導電性粉末を含む樹脂を担持した少なくとも２枚の導電性のシート片を、それぞれ間隔をおいて支持シート上に載置し、次いで金属線からなる少なくとも２本の電極を互いに離間して、前記シート片および前記支持シートに縫い込み、次いで前記シート片、前記電極および前記支持シートを絶縁性のフィルムで挟持することを特徴とする面状発熱体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性を有する布帛に電極線を縫い込んだ面状発熱体に関し、特に屈曲性に優れた面状発熱体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
導電性を有する布帛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、電極部分が厚くなり屈曲性に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、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、この面状発熱体は、布にカーボン等の導電性樹脂剤を多く含んでいるため、硬くなり、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の場合には、屈曲性に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、導電性を有する布帛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、特に屈曲性に優れた面状発熱体及びその製造方法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、布帛に導電性粉末を含む樹脂が担持されてなる少なくとも２枚の導電性のシート片１１ａ、１１ｂ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、前記シート片１１ａ、１１ｂから前記電極の一部１２１ａ、１２１ｂが延在しており、電極の延在部分１２１ａ、１２１ｂを介して、前記シート片１１ａ、１１ｂは連結しており、前記シート片１１ａ、１１ｂおよび前記電極１２ａ、１２ｂが、絶縁性のフィルム１３ａ、１３ｂで挟持されていることを特徴とする面状発熱体１０である。
【０００７】
また、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、布帛に導電性粉末を含む樹脂を担持した少なくとも２枚の導電性のシート片１１ａ、１１ｂを、それぞれ間隔をおいて支持シート１５上に載置し、次いで金属線からなる少なくとも２本の電極１２ａ、１２ｂを互いに離間して、前記シート片１１ａ、１１ｂおよび前記支持シート１５に縫い込み、次いで前記シート片１１ａ、１１ｂ、前記電極１２ａ、１２ｂおよび前記支持シート１５を絶縁性のフィルム１３ａ、１３ｂで挟持することを特徴とする面状発熱体１０の製造方法である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によって、導電性を有する布帛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、特に屈曲性に優れた面状発熱体及びその製造方法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】
【０００９】
本発明の面状発熱体は、図１（ａ）、（ｂ）に例示するように、布帛に導電性粉末を含む樹脂が担持されてなる少なくとも２枚の導電性のシート片１１ａ、１１ｂ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。前記布帛は、導電性粉末を含む樹脂を含有できる構造の布帛であれば特に限定されず、このような構造の布帛としては、例えば織物、編物、不織布などを適用することができる。不織布であれば、繊維間の空隙を多数確保でき、多孔質に富むので好ましい。不織布の種類としては、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。乾式法による短繊維不織布は、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て得ることができる。また、不織布の構成繊維の結合方法も特に限定されることはなく、例えば接着剤を含浸するなどによって繊維同士を接着する方法、ニードルパンチや水流絡合などにより繊維同士を絡合する方法、接着性繊維を混入させておいて、加熱処理によって、繊維同士を熱接着する方法などを適用することができる。
【００１０】
前記不織布に含まれる構成繊維の繊度も特に限定されず、平均繊度が０．０５〜５０デシテックスとすることが好ましい。また、屈曲性に富む構造とするには、平均繊度が０．１〜１０デシテックスとすることが好ましい。なお、平均繊度が０．１〜０．５デシテックスのように平均繊度の小さい構成繊維の不織布を得るには、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する方法を適用することができる。
【００１１】
また、前記布帛の面密度は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、前記布帛の厚さは、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。
【００１２】
本発明では、前記布帛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。
【００１３】
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。
【００１４】
前記布帛に導電性粉末を含む樹脂を担持した導電性のシート片とするには、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、前記布帛に含浸するか、コーティングによって塗布するなどにより、導電性のシートとして、所定の寸法に切断して、導電性のシート片１１ａ、１１ｂとすることができる。また、例えば、図４（ａ）、（ｂ）に例示するように、粉末状の前記樹脂またはエマルション型の分散液と前記導電性粉末とを水に分散させて、増粘剤、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、前記布帛１４の所定の位置に部分的に含浸するか、コーティングによって塗布するなどにより、前記布帛１４中に、部分的に形成された導電性のシート片１１ａ、１１ｂとすることもできる。
【００１５】
また、前記布帛に対する導電性粉末を含む前記樹脂の付着量としては、布帛１００質量部に対して５０〜４００質量部が好ましく、７０〜３００質量部がより好ましく、９０〜２５０質量部が更に好ましい。
【００１６】
前記シート片の形状は、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、かえって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。また、前記シート片の形状が矩形である場合、電極の縫込みのし易さを考慮すると、互いに隣接する２枚のシート片の各隣接する辺が互いに略平行となっていることが好ましい。
【００１７】
また、前記シート片の配置も特に限定されず、例えば図１（ａ）では、４角形の導電性のシート片４枚が、１１ａと１１ｂとが縦に並び、その横に１１ｃと１１ｄとが縦に並び、各シート片の辺が互いに平行になるように配置されており、２本の電極１２ａと１２ｂとがシート片４枚に繋がった構造となっている。また、例えば図３（ａ）では、４角形の導電性のシート片３枚が、１１ａと１１ｂとが縦に並び、その横に１１ｅが並び、各シート片の辺が互いに平行になるように配置されており、２本の電極１２ａと１２ｂとがシート片３枚に繋がった構造となっている。なお、本発明では、前記シート片の配置は特に限定されず、前記シート片の辺が互いに平行でなくても可能であるが、電極の縫込みを容易にする上では、前記シート片の辺が互いに平行になるように配置されていることが好ましい。
【００１８】
また、本発明では、電極の縫込みの配置についても、特に限定されず、例えば図１（ａ）では、電極１２ａが、シート片１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの順に繋がっており、対する電極１２ｂも、シート片１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの順に繋がっている。また、例えば図３（ａ）では、電極１２ａが、シート片１１ａ、１１ｂ、１１ｅの順に繋がっており、対する電極１２ｂは、シート片１１ａ、１１ｅ、１１ｂの順に繋がっている。このように、図３（ａ）では、隣接するシート片１１ａと１１ｂとは、電極１２ａの延在部分１２１ａを介して連結しており、また隣接するシート片１１ａと１１ｂとは、電極１２ｂの延在部分１２１ｂを介すると共に、シート片１１ｅを経由して連結している。
【００１９】
また、本発明では、図１（ａ）に例示するように、前記シート片１１ａと１１ｂとの間隔も特に限定されず、隣の列にあるシート片との間隔、例えばシート片１１ａと１１ｄとの間隔も特に限定されない。なお、隣接するシート片１１ａと１１ｄとが多角形であり、隣接する辺が平行でない場合を考慮して、本発明では、隣接するシート片の間隔を次のように定めるものとする。すなわち、隣接するシート片の隣接する辺において、一方のシート片の辺に含まれる頂点からもう一方のシート片の辺に垂線を下ろし、その足の長さの中で最小の長さを隣接するシート片の間隔と定める。例えば、図５に例示するように、隣接するシート片１１ａと１１ｂにおいて、シート片１１ａは頂点Ａ、Ｂ、Ｃからなる３角形であり、シート片１１ｂは頂点Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇからなる４角形である場合、頂点Ｅから辺ＡＢに垂線を下ろしその足の長さをｄ１とし、同様に頂点Ｄから辺ＡＢに垂線を下ろしその足の長さをｄ２とし、同様に頂点Ａから辺ＤＥに垂線を下ろしその足の長さをｄ３とし、この中で最小の長さをｄ１を、隣接するシート片１１ａと１１ｂとの距離と定める。
【００２０】
本発明では、前述の定義によれば、隣接するシート片の間隔は、２〜１００ｍｍが好ましく、５〜７５ｍｍがより好ましく、１０〜５０ｍｍが更に好ましい。２ｍｍ未満であると、屈曲性に劣ったり、電極が劣化し易くなる場合があり、１００ｍｍを超えると電極の縫込みに手間がかかったり、対象物に対して十分な熱量を付与することができなくなる場合がある。
【００２１】
また、本発明では、前述のように、前記シート片の辺が互いに平行になるように配置されていることが好ましいが、このような態様の場合、図１（ａ）に例示するように、前記シート片１１ａに縫い込まれている部分の電極１２ａ又は１２ｂの長さをＬ１とし、前記シート片１１ａからの延在部分の電極１２１ａの長さをＬ２とすると、Ｌ１がＬ２の２〜１００倍となっていることが好ましく、３〜５０倍となっていることがより好ましく、４〜２０倍となっていることが更に好ましい。Ｌ１がＬ２の２倍未満であると、電極の縫込みに手間がかかったり、対象物に対して十分な熱量を付与することができなくなる場合があり、１００倍を超えると、屈曲性に劣ったり、電極が劣化し易くなる場合がある。なお、図１（ａ）に例示するように、Ｌ１とＬ２の間の上記の倍率は、電極の延在する方向に隣接するシート片１１ａと１１ｂとの間で、またはシート片１１ｃと１１ｄとの間で適用されるものとし、左の列のシート片１１ｂと右の列のシート片１１ｃとの間の延在部分の電極１２２ａ、１２２ｂの長さについては、Ｌ１とＬ２の間の上記の倍率が適用されないものとする。
【００２２】
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、前記導電性のシート片１１ａ、１１ｂ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。
【００２３】
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。
【００２４】
本発明では、図１（ａ）、（ｂ）に例示するように、少なくとも２枚の導電性のシート片１１ａ、１１ｂ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、導電性のシート片１１ａ、１１ｂ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。
【００２５】
本発明では、図１（ａ）、（ｂ）に例示するように、前記シート片１１ａ、１１ｂから前記電極の一部１２１ａ、１２１ｂが延在しており、電極の延在部分１２１ａ、１２１ｂを介して、前記シート片１１ａ、１１ｂは連結している。このような延在部分１２１ａ、１２１ｂを得るには、導電性のシート片１１ａと１１ｂとを間隔を開けた状態で２本の電極１２ａ、１２ｂを離間させて縫い込む方法がある。しかし、この方法では、電極の延在部分１２１ａの長さと１２１ｂの長さとを等しくするのに手間がかかる場合がある。そこで、図１（ａ）、（ｂ）に例示するように、少なくとも２枚の導電性のシート片１１ａ、１１ｂを、それぞれ間隔をおいて支持シート１５上に載置して、必要に応じて両面接着テープ１６などにより、支持シート１５上に固定して、次いで２本の電極１２ａ、１２ｂを互いに離間して、前記シート片１１ａ、１１ｂおよび前記支持シート１５に縫い込むことにより、作業効率を向上させることができる。
【００２６】
なお、前記支持シート１５としては、比較的厚さが薄く、シート片を支持することが可能であれば特に限定されず、例えば織物、編物、不織布、フィルム、などを適用することができる。特に不織布であれば、繊維構造が緻密で且つ面密度も低くできるので、支持シート１５として好ましい。より具体的には、面密度が５〜１００ｇ／ｍ２が好ましく、１０〜７０ｇ／ｍ２がより好ましく、１５〜６０ｇ／ｍ２が更に好ましい。また、熱融着性の繊維成分を含む繊維ウエブを一対の加熱ロールを用いて繊維間を熱融着させた不織布などを好適に用いることができる。
【００２７】
また、電極の延在部分１２１ａ、１２１ｂを作業効率よく得る別の方法として、図４（ａ）、（ｂ）に例示するように、布帛１４中に、部分的に導電性のシート片１１ａ、１１ｂを形成させておき、次いで２本の電極１２ａ、１２ｂを互いに離間して、前記シート片１１ａ、１１ｂおよび前記布帛１４に縫い込む方法があり、この方法によっても、作業効率を向上させることができる。なお、この場合は、布帛１４として潜在捲縮性繊維を用いて捲縮を発現させた伸縮性の不織布を用いることにより、屈曲性に優れた面状発熱体とすることができる。
【００２８】
本発明では、図１（ａ）、（ｂ）に例示するように、前記シート片１１ａ、１１ｂおよび前記電極１２ａ、１２ｂが、電気絶縁性のフィルム１３ａ、１３ｂで挟持されている。前記絶縁性のフィルムとしては、例えばラミネート可能であれば特に限定されず、熱可塑性樹脂からなるフィルムであることも好ましく、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およびポリ酢酸ビニル、ポリエチレン酢酸ビニル共重合などのポリビニルアルコール系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。
【００２９】
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。
【００３０】
また、本発明では、前記絶縁性のフィルム１３ａ、１３ｂによって、前記シート片１１ａ、１１ｂおよび前記電極１２ａ、１２ｂが挟持されており、電極の延在部分１２１ａ、１２１ｂも同様に挟持されている。なお、絶縁性のフィルムで挟持する方法としては、特に限定されず、接着剤や熱接着性の樹脂粉末などにより、絶縁性のフィルム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のフィルム２枚の間に、必要に応じて支持シート１５に固定した前記シート片１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、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、絶縁性のフィルムでラミネートすることができる。
【００３１】
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、導電性の材料からなるリベット１７１を、前記電極と前記シート片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。
【００３２】
本発明の面状発熱体は、布帛に導電性粉末を含む樹脂が担持されてなる導電性のシート片に、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、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。
【００３３】
また、本発明の面状発熱体は、導電性のシート片が存在しない部分が部分的に存在するので、この部分では、小さい力で折り曲げが可能であり、全体として屈曲性に優れた構造となっている。また、導電性のシート片に電極線を任意の間隔で配置することができ、また導電性のシート片を任意の間隔で配置することができるので、様々な寸法の用途に応じた面状発熱体とすることが可能である。
【００３４】
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。
【００３５】
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】
【００３６】
（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布帛として、ポリエステル樹脂成分とナイロン樹脂成分とからなり、断面形状が菊花状である分割性長繊維（平均繊度２．４デシテックス）からなるスパンボンド法による繊維ウエブを水流絡合処理して、この長繊維を分割すると共に長繊維を絡合させた不織布を準備した。この不織布の面密度は１００ｇ／ｍ２であり、厚さは０．４ｍｍであった。また、分割により発生した極細繊維の平均繊度は０．１５デシテックスであった。
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、前記布帛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含まれた導電性のシートを得た。この導電性のシートの面密度は２４０ｇ／ｍ２であり、厚さは０．７０ｍｍであった。次いで、この導電性のシートを図１（ａ）に示すように、ヨコ５ｃｍ×タテ７ｃｍの大きさにカットしたシート片を４枚（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ）作製した。
次いで、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、支持シート１５として、熱融着性の繊維成分を含む繊維ウエブを一対の加熱ロールを用いて繊維間を熱融着させた、面密度が５０ｇ／ｍ２、厚さ０．１３ｍｍの不織布（ヨコ１３．５ｃｍ×タテ２０ｃｍ）を準備して、この支持シート１５上に、導電性のシート片を縦２列、横２列に、それぞれ間隔をおいて載置した。なお、１１ａと１１ｂの間は２ｃｍの間隔を開け、１１ｂと１１ｃの間も２ｃｍの間隔を開けた。また、両面接着テープ１６により、支持シート１５上に各シート片を固定した。
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シート片１１ａ、１１ｂ、および前記支持シート１５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おり、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの順に縫い込まれており、全体としてＵ字の形状となっていた。
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、支持シート１５上に固定した前記シート片１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、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、絶縁性のフィルムでラミネートした。
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、前記電極と前記シート片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、前記シート片から前記電極の一部が延在しており、電極の延在部分１２１ａ、１２１ｂを介して、前記シート片は連結していた。また、この延在部分には前記シート片が存在しないため、小さい力で折り曲げが可能であり、全体として屈曲性に優れた構造となっており、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。
【００３７】
（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布帛として、ポリエステル樹脂成分とナイロン樹脂成分とからなり、断面形状が菊花状である分割性長繊維（平均繊度２．４デシテックス）からなるスパンボンド法による繊維ウエブを水流絡合処理して、この長繊維を分割すると共に長繊維を絡合させた不織布を準備した。この不織布の面密度は１００ｇ／ｍ２であり、厚さは０．４ｍｍであった。また、分割により発生した極細繊維の平均繊度は０．１５デシテックスであった。
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、前記布帛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含まれた導電性のシートを得た。この導電性のシートの面密度は２４０ｇ／ｍ２であり、厚さは０．７０ｍｍであった。次いで、この導電性のシートを図２（ａ）に示すように、ヨコ５ｃｍ×タテ７ｃｍの大きさにカットしたシート片を４枚（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ）作製した。
次いで、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、支持シート１５として、熱融着性の繊維成分を含む繊維ウエブを一対の加熱ロールを用いて繊維間を熱融着させた、面密度が５０ｇ／ｍ２、厚さ０．１３ｍｍの不織布（ヨコ１３．５ｃｍ×タテ２０ｃｍ）を準備して、この支持シート１５上に、導電性のシート片を縦２列、横２列に、それぞれ間隔をおいて載置した。なお、１１ａと１１ｂの間は２ｃｍの間隔を開け、１１ｂと１１ｃの間も２ｃｍの間隔を開けた。また、両面接着テープ１６により、支持シート１５上に各シート片を固定した。
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シート片１１ａ、１１ｂ、および前記支持シート１５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おり、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの順に縫い込まれており、全体としてＵ字の形状となっていた。
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、支持シート１５上に固定した前記シート片１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、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、絶縁性のフィルムでラミネートした。
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、前記電極と前記シート片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７１℃を示した。
また、この面状発熱体は、前記シート片から前記電極の一部が延在しており、電極の延在部分１２１ａ、１２１ｂを介して、前記シート片は連結していた。また、この延在部分には前記シート片が存在しないため、小さい力で折り曲げが可能であり、全体として屈曲性に優れた構造となっており、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】
【００３８】
【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Ｄ−Ｄ’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）は本発明による面状発熱体の更に別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４】（ａ）は本発明による面状発熱体の更に別の一例を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ’線の模式的断面図である。
【図５】本発明による面状発熱体の導電性のシート片の配置の一例を示す模式図
【符号の説明】
【００３９】
１０  面状発熱体
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｄ  導電性のシート片
１２ａ、１２ｂ  電極
１２１ａ、１２１ｂ  電極の延在部分
１２２ａ、１２２ｂ  電極の延在部分
１３ａ、１３ｂ  電気絶縁性のフィルム
１４  布帛
１５  支持シート
１６  両面接着テープ
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】
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【図２】
2007165282.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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