• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:

    公开号:WO1987002855A1
    申请号:PCT/JP1986/000540
    申请日:1986-10-28
    公开日:1987-05-07
    发明作者:Katsunori Ohgushi；Masao Hijiri；Zenwemon Kitazawa
    申请人:Toray Industries, Inc.；
    IPC主号:D02G3-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書
    [0002] 糸状発熱体、 その製法およびこれから得た面状発熱体 技 術 分 野
    [0003] 本発明は、 糸のように織製、 編成することができ、 又縫成等によつて対象物に取り付けることのできる糸 状の発熱体、 その製造法および前記糸状の発熱体によ つて得られる布帛状の面状発熱体に関するものである , 背 景 技 術
    [0004] 従来から、 機器類の保温ないし加熱用に金属細線か ら成る可撓性の発熱線が使用されているが、 特に、 電 気毛布、 電気カーぺッ ト等民生用にも広く普及し、 そ の便利さから今後益々商品の多用化が促進される趨勢
    [0005] <¾ o
    [0006] 従来、 これらの発熱体には、 通常ニクロム線が使用 されていたが、 前記の各製品のように可撓性であるこ とが要求される場合には、 可撓性の芯に極細い抵抗線 をスパイ ラル状に捲き付けたもの、 布帛上にカーボン を樹脂バイ ンダ一により固着させたもの等が使用され ている。
    [0007] 例えば、 特公昭 52 - 14449号公報には、 スズメ ツキ銅 線を織り込んだガラス織維布にシリ コーン系導電塗料 をコーティ ングした導電性クロスからなる面状発熱体 が記載されている。
    [0008] しかしながら、 かかる面状発熱体は柔軟性に乏しく これらは何れも、 耐屈曲性、 耐摩擦性等の点で要求す る性能を充たすことができない。 しかも暖房用の衣料 や、 医療用途に使用するには、 なお可撓性が不足して おり、 更に、 改善が要求されている。
    [0009] そこで、 可撓性に富む糸をカーボン粒子で被覆した 糸状の加熱体を得る各種の試みがなされている。 例え ば、 特開昭 51 - 109321号公報の発明は、 低融点の鞘成 分を有するコ ンジユゲー ト フィ ラメ ン 卜 の鞘成分を加 熱により膨潤させてカーボン粒子を付着 ' 含有させ、 その後加熱処理することにより正の電気抵抗の温度係 数を持つ糸状加熱体としたものである。 この発熱体は 正の抵抗温度係数を持っために温度制御装置を必要と しない。
    [0010] しかしながら、 カ ーボン粒子を付着させる方法をと、 つているため、 特にフ ィ ラメ ン トが太い場合には、 発 熱体として必要な抵抗値を有する程度のカーボン粒子 量を舍有させることが難かしい。 実施例によれば、 得 られたフィ ラメ ン トの電気抵抗値は 10 7 Ω Ζ αηと極め て高く、 発熱体用の抵抗値としては満足できるもので はない。
    [0011] 別の先行技術として、 特公昭 58 - 25086号公報には熱 収縮性高分子から成る織維に導電層を被覆した後、 熱 処理して低い単位長さ当りの抵抗値を有する制電性織 維の発明が開示されている。 しかしながら、 この発明 はあ く までもカーぺッ ト等の制電性の改善を目的とす るものであって、 電気抵抗値は 3. 3 X 107 Ω Ζ αα程度 にすぎず、 発熱体としての使用は不可能である。
    [0012] 発 明 の 開 示 本発明の第 1 の目的は、 金属より高く、 制電性繊維 より低い電気抵抗値を有し、 柔軟性に富み、 しかも屈 曲、 摩耗等に対する機械的強度が高く製織、 編成等に よる各種の加工が可能であり、 縫い糸のように使用で きる糸状の発熱体を提供することにある。
    [0013] 本発明の第 2の目的は、 前記の糸状の発熱体を製造 する方法を提供することにある。
    [0014] 本発明の第 3 の目的は、 前記糸状の発熱体を布帛状 の発熱体とすることにより、 布帛のように柔軟で、 衣 類その他の織維製品に縫製等の手段によ 取付けるこ とを可能とした面状の発熱体を提供することにある。 以上の目的は、 芯糸に導電性粒子を分散して含有す る可撓性合成樹脂導電層を 1層以上被覆して糸状の発 熱体とすることにより達成された。
    [0015] 即ち、 本発明の導電体粒子を可撓性合成樹脂に分散 して含有した導電層は、 金属抵抗体より遙かに高く 、 制電性織維より低い抵抗値を有する抵抗体として作用 し、 この導電層を 1層以上芯糸に被覆した糸状の発熱 体は、 柔軟であり、 且つ耐屈曲性、 耐摩耗性等の機械 的強度が高く 、 したがって、 この糸状の発熱体を用い て布帛状とした発熱体は、 布帛と同様の柔軟性および 加工性を有する。
    [0016] 図 面 の 簡単 な 説 明 第 1図は織物からなる面状発熱体の構成を説明する ための平面図。
    [0017] 第 2図は編成によるメ ッ シュ面状発熱体の構成を説 明するための平面図。
    [0018] 第 3図は糸状発熱体の一例を一部破断して示す斜視 第 4図は糸状発熱体の一例の断面図。
    [0019] 第 5図は電極部を絡み織り とした面状発熱体の部分 平面図。
    [0020] 第 6図は狭い電極間隔に長い糸扰発熱体を織り込む 手段の説明図。
    [0021] 発明を実施するための最良の形態
    [0022] まず、 本発明の糸状発熱体を用いた布帛状の面状発 熱体について説明する。
    [0023] 第 1図は、 織物からなる面状発熱体の一例を示す部 分平面図である。
    [0024] 図において、 面状発熱体 1 は、 経糸にスズメ ツキし た銅の細線から成る電極 2 と明瞭には記載されていな ぃポ リ ェステル繊維等から成る非導電性の糸条 3を使 用し、 緯糸に、 以下に説明する糸状発熱体 4及び所望 の発熱量を得るために必要な割合で前記と同様の非導 電性の糸条 5を使用して得た織物からなる。 かかる織 物は通常の織機を使用して得ることができる。 なお、 前記電極 2 は糸状発熱体 4に電流を供給するためのも のであり、 図にはもう一方の電極の記載を省略した。
    [0025] この面状発熱体 1 は、 通常、 表面を可撓性の絶縁性 樹脂、 例えばポリエチレン樹脂、 シリ コ ン樹脂等で被 覆して絶緣層を形成することができる （図には記載を 省略してある） 。
    [0026] 前記絶縁層を形成させるには、 使用する樹脂の種類 に応じたコーティ ング手段によって行なう ことができ る。 又別の手段として、 熱可塑性樹脂フィ ルムで面状 発熱体の表裏両面を覆い、 熱セ ッ トにより絶縁層を形 成させることもできる。 前記絶縁被覆の厚さは、 使用 する電源の電圧により調整する必要がある。 この際、 面状発熱体の少なく とも電極線部分に、 溶融状態の絶 緣性樹脂を溶融押出機の口金スリ ッ トから供給し、 必 要に応じてその上に熱可塑性樹脂フ ィ ルムをかぶせた 後、 冷却したローラーで加圧すると、 電極線と糸状発 熱体の接触部分が常に密着した状態に保たれた面状発 熱体が得られる。 該面状発熱体は、 通電中に外力によ つて屈曲しても、 火花が発生することはなく、 極めて 安全性が高いので好ましい態様である。
    [0027] 第 1図に示す面状発熱体は、 きわめて柔軟性が高く 電気毛布、 電気カーぺッ トゃ、 衣料、 医療補助具、 寝 具、 ソ フ ァ ー類等のほか、 氷結防止、 霜防止、 結露防 止、 乾燥用等産業用資材として広い分野の加熱源とし て使用することができる。
    [0028] 第 2図は、 緯糸揷入ラ ッセル編みによる面状発熱体 10の基本的構造を示す。
    [0029] 即ち、 面状発熱体 10は、 電極部 11と発熱部 12とから 成り、 いずれもループ糸と捕強糸とから成っている。 そして電極部 11の補強糸 13には単線又は複数本の電極 線、 例えばスズメ ツキした銅線を用い、 ループ糸 14に よって糸状発熱体 4 と電気的に接続するようにした。 なお、 ループ糸 14も導電性のものを用いることが好ま しい。 ，
    [0030] 発熱部 12は、 通常ポ リ エステルマルチフ ィ ラメ ン ト のような非導電性糸条による捕強糸 15およびループ糸 6を用いて構成する。 なお、 通常の柽編機によるメ ッ シュ編とすることによりメ ッ シュ状にすることができ る。 更に第 2図に示す編み方以外に、 既知の他の編み 方によつて本発明の布帛状の面状発熱体とすることが できる。
    [0031] 本発明の面状発熱体は、 既知手段によるメ ッシュ編 み、 メ ッ シュ織とすることができるが、 その際の絶緣 被覆手段は次のようにして行なう ことができる。 即ち 溶融状、 溶液状の樹脂液に浸瀆してコ一ティ ングする ことができる。 別の手段として、 熱可塑性樹脂フ ィ ル ムを両面から張り合わせた後、 溶融温度に昇温し、 十 分高い温度としたり、 更に気流を吹き付けたり、 予め 針を埋め込んだローラでビンホールを作った後溶融温 度に加熱したりする手段等により網目を開口させてコ 一ティ ングする ことができる。
    [0032] 本発明の面状発熱体は、 前記各図により具体的に説 明したとおり、 通常の織機、 編機により製造する布帛 であるので、 非導電性基材上に導電層を形成する従来 の面状発熱体と比較して、 はるかに柔軟性が高い特徴 を有する。
    [0033] 更に、 本発明の面状発熱体は、 電気毛布、 カーぺッ ト、 衣料、 その他の発熱体として使用する場合、 従来 の.面状発熱体と異なり、 縫製等によって他の素材と結 合することができるので、 生産上きわめて有利である , 次に、 本発明の糸状癸熱体について図面と対照して 説明する。
    [0034] 第 3図は紡績糸を三子燃り糸とした芯糸を用いた本 発明の糸状発熱体の一例を一部破断して示した斜視図 c ある。
    [0035] 図において糸状発熱体 4 は、 ポリ エステル紡績糸を 三子撚り糸とした芯糸 20の周囲に、 カーボン粒子を分 散したボリ ウ レタ ン樹脂から成る導電層 21 , 22 , 23を 形成したものである。
    [0036] 以下に、 本糸状発熱体を構成する各素材および製法 について順次説明する。
    [0037] 本発明の糸状発熱体に使用する芯糸は、 通常 0. 4 〜 0. 6 « ø、 好ましく は 0. 5〜 0. 55 η øの太さのものを 用いる。 また、 好ましい芯糸の形態は、 紡績糸、 ダブ ノレス ト ラ ク チャ ー ド ' ヤー ン、 マルチフ ィ ラ メ ン トお よび加工糸である。 これらの各糸条は、 導電層を形成 する合成樹脂との接触面積が大きいので前記樹脂と強 く接着する。 このため、 その後の加工に十分耐える耐 摩擦性、 耐屈曲性等の機械的強度特性を得ることがで きる ο
    [0038] 前記紡績糸としては、 撚糸が好ましく、 双糸、 三子 燃りが好ましい。 特に三子撚り糸は、 燃りによる表面 のム ラがないので品質のよい糸状癸熱体とすることが できる。
    [0039] 前記の芯部が実質的に無撚糸から成るダブルス トラ クチャ一ド . ヤーンから成る芯糸は、 マルチフィ ラメ ン トの表面に綿状の短織維又は実質的に無撚りのマル チフィ ラメ ン トを巻き付けて構成したものである。 前記ダブルス トラク チャ一ド · ヤー ンをマルチフィ ラメ ン トによつて構成すると、 芯糸の伸度を極力押え 伸長による電気抵抗値の変化を防ぎ、 常に一定の発熱 量え得ることができる。 前記マルチフィ ラメ ン トが、 100T/ mを越える撚数では一般に芯糸の伸びが大き く な り、 発熱量に変化を来たすので、 これ以下とすること が望ましく 、 特に好ましく は 60T/m 以下の撚数を有す るものが選択される。 しかし、 芯部の集束性が悪いと 糸の平均太さのバラツキが大き く なり、 それが癸熱層 の厚さに大き く影響を与え、 その結果、 発熱量に影響 を与える。 したがって、 無撚であるよりはある程度集 束性を有する程度、 たとえば l OT/m 程度の撚をかける こ とが好ま しい。
    [0040] 本発明の芯糸の表層を形成する織維は、 導電層を接 着するのに適した形状を持つことが好ま しい。 たとえ ば、 芯部の周囲に空気により イ ンターレースしたもの や燃により二重構造にしたもの、 さらに加工糸や捲縮 糸を用いて適宜のルー？'を形成したものなどが用いら れる。 本発明に使用する芯糸には、 前記糸状発熱体を 複数本撚り合わせたものを使用する ことによって、 単 位長さ当りの抵抗値を低減させるこ とができる。
    [0041] 前記芯糸に使用する織維は、 天然繊維、 合成織維の いずれでもよいが、 使用目的によって、 次の各繊維が 推奨される。
    [0042] 熟可塑性合成繊維は、 耐熱性、 非吸湿性であり、 耐 薬品性である上に熱による劣化が少ないこ との外、 何 等かの理由で局部的過熱が生じた場合に溶断して、 一 種の温度フューズとして作用するからである。 前記の とおり使用する素材は特に限定されないが、 好まし く は、 明確な融点を持つナイ ロン系、 ポリ エステル系、 ポリオレフイ ン系などの織維である。
    [0043] 又、 前記とは異なり明確な融点を有しない耐熱性織 維は、 高い温度の加熱体が得られるので好ましい織維 である。'例えば、 好ましい繊維としてポリ フロロェチ レン系繊維、 全芳香族ボリ ア ミ ド系織維などがある。 特に後者は、 高抗張力繊維とすることができる （例え ば、 米国デュポン社、 ケブラ—） ので、 産業用として 有用である。
    [0044] 本発明に用いる芯糸を構成する繊維には、 通常の丸 型断面形状の繊維の外、 異形断面形状の織維も使用で き、 この場合、 導電層との接着性を改善することがで きる。 特にマルチフィ ラメ ン ト糸を使用するときは異 形断面糸が好ましい。 即ち、 三角断面、 Y字型断面、 T字型断面、 +字型断面、 星型断面、 楔形断面などの マルチローバル糸や U字型断面、 C字型断面、 偏平断 面、 偏平凸囬断面 （舍波型） などが挙げられる。 かか る織維は単独の形状同志、 さらに各種形状のものとの 混合、 混織の形で糸条を構成することができる。 本発 明で、 異形断面織維を用いる場合、 好ましく はかかる 断面形状において、 瞵り合う開口距離を W、 突起の高 さを H、 最長軸半径 O R、 横断面積を Aとした場合、 H Z W≥ 0. 6かつ H Z R ≥ 0. 7および A Z R 2≤ 0. 5 であるものが本発明の芯糸の構成素材として好ましく 用いられる。 すなわち、 隣り合う突起または枝葉の開 口距離 Wは、 突起または枝葉の高さ （凹部の深さ） H に対して、 充分狭い方が投錨効果が高く 、 開口部から の剝離を防止する作用があるので好ま し く、 H Z Wが 0. 6以上、 さらに好ましく は 0. 8以上であるものが好 ま しい。 さ らに突起または枝葉の高さが充分高く （凹 部が充分深く） 繊維周辺に多く の空間を有するものが 好ま しく 、 横断面の最長軸半径 Rとする H Z Rが 0. 7 以上であるのが好ましい。 さらにわずかの織維で大き な体積を占め、 空隙率を高く するために、 繊維横断面 積を Aとすると、 好ま しく は A Z π R 2 力 0. 5以下、 特に望まし く は 0. 4以下に設定するのが好ましい。 か かる異形断面繊維はフイ ラメ ン トであってもステープ ルであっても、 それらの混用であってもさしっかえな い。
    [0045] 又、 本発明の芯糸に、 根幹ボリマーに直結した官能 基を有する合成繊維を使用すると得られる糸状発熱体 の導電層との接着性を改善することができる。
    [0046] 根幹ポリ マーに直結したとは、 該繊維を構成するポ リマーの分子鎖に結合した官能基であって、 かかる官 能基としては、 パーォキサイ ド基、 カルボキシル基、 カルボニル基、 スルホォキサイ ド基、 ヒ ドロォキサイ ド基、 ア ミノ基、 アミ ド基、 第 4級ァ ミノ基等が包含 される。
    [0047] かかる官能基を形成させる手段としては酸化処理、 分解処理、 プラズマ処理があるが、 その中でも機械的 特性の点からプラズマ処理が好ましい。
    [0048] 酸化処理は織維表面を酸化剤により酸化して、 酸素 を含有する官能基を付与するものであり、 通常の液相 酸化と気相酸化の 2方法が適用できる。
    [0049] 分解処理はポリ マー表面を分解することにより、 末 端官能基を増加させる方法で、 たとえばポリ エステル のアルカ リ分解などがその代表である。 いずれの場合 も織維表面を処理するに止めるのが好ましい。
    [0050] 前記プラズマ処理は、 織維処理として通常行なわれ ている方法を適用することができる。
    [0051] プラズマ処理により.合成樹脂の表面 （3000 A以内） の分子鎮に結合する官能基が増加する。 たとえば、 力 ルボニル基、 カノレポキシル基、 ヒ ドロォキシル基、 ヒ ドロォキシパーォキサイ ド基、 アミノ基、 アミ ド基な どを雰囲気ガスの選択により形成付与することができ る。
    [0052] また、 芯糸は必ずしも集束した状態である必要はな く、 導電層中に分散して存在していても良い。 このよ うな構造にすると、 芯糸を構成する単繊維または単織 維群と導電層との接触面積が大き く、 しかも、 応力が 生じても各単繊維または単繊維群に分散されるので機 械的強度を高めることができる。
    [0053] 上述の構造を有する糸状発熱体を得るためには、 芯 糸として、 紡糸した後、 延伸した糸条をそのまま使用 するか、 または、 一旦ボビンに巻き取ったものを卷き もどして使用する。 各単織維または単繊維群の間に前 記懸濁液が侵入しにく い場合には、 芯糸が分散した状 態で浸瀆することが好ましい。 分散する手段としては、 気流を吹き付ける方法、 静電気を利用する方法等を適 宜用いることができる。
    [0054] 本発明に使用する前記可撓性合成樹脂としては、 前 記記載の温度に対し安定した性能を保ち、 かつ接着性、 耐屈曲性、 耐摩擦性等に優れた合成樹脂ならば、 特に 制限はないが、 好適に使用し得る樹脂としては、 ポリ ウ レタ ン樹脂、 ボリ アク リル樹脂、 プチラール樹脂等 が挙げられ、 前記と同様の理由で熱可塑性のものの使 用が好ま しい。
    [0055] 本発明において導電性粒子としては、 通常はカーボ ン粒子、 金属粒子が使用される。 カーボンの場合、 よ り微細な粒子とすることができるので好ましい。 粒子 '径としては、 通常 20〜40 m のものが使用される。 そ の使用量は、 前記樹脂固形分 100 重量部あたり、 通常、 5 〜15重量部、 好ましく は、 7 〜12重量部が使用され る。 前記 5重量部以下となると、 抵抗値が高く なるの で単位容積当りの発熱量が低下し、 又、 前記 15重量部 以上となると樹脂分が不足するので均一なコーティ ン グができず、 しかも、 耐屈曲性、 耐摩擦性等の機械的 強度が低下するので好まし く ない。
    [0056] 本発明の糸状発熱体は、 カーボン粒子分散層を 1層 以上形成するものであるが、 糸径ゃ抵抗値のバラツキ を抑えるためには、 2 〜 4層程度積層するのが好まし い。 また、 合成樹脂層に分散されたカーボン粒子の濃 度は、 必要に応じ各層毎に変更することができる。
    [0057] 本発明の糸状発熱体の抵抗値は、 前記合成樹脂中の 導電性粒子の含有量、 積層する層の数および厚さ等に より広い範囲で自由に設定できる。 実用的な抵抗値の 範囲は通常、 1 〜 100 k Ω Ζ πι、 好まし く は 5 〜50 k Ω Ζ πι程度である。 代表的には、 太さを 0. 4 〜 0. 6 « Φ、 好まし く は 0. 5 〜0. 55 « ø としたときに、 ほぼ 5 〜50 k / mの抵抗体を得るこ とができる。 .この糸状 発熱体を更に複数本燃り合せ太く することにより、 抵 抗値を小さ くすることが可能である。 また.、 本発明の 糸状発熱体には、 場合により絶緣材料で被覆すること も可能である。
    [0058] 本発明の前記糸状発熱体は、 たとえば次の各工程に より製造するこ とができる。 即ち、
    [0059] 〈準備工程〉
    [0060] 芯糸の準備 ·' 連続して作るために結び玉等の傷のな い糸条を用意する。
    [0061] カ ーボン粒子を懸濁させた樹脂溶液 （以下、 懸濁液 と言う） の準備 ： 適切な溶媒に、 樹脂を溶液粘度が通 常 20〜： LOO ボイ ズとなるように溶解レ、 これにカーボ ン粒子を懸濁させ、 事前によ く攪拌したものを、 溶媒 の蒸発を防ぐために糸道以外を密閉型の容器に入れる < 前記粘度は、 カーボン粒子が沈降しない範囲で作業性 を考慮して適宜選定する。
    [0062] 〈コーティ ング工程〉
    [0063] 懸濁液を攪拌しながら前記芯糸を浸漬させた後取り 出し、 所定の径のダイ スを通して懸濁液の付着量を調 節する。 この場合、 発熱体層の機械的強度を向上させ るには、 糸を構成している各単繊維が懸濁液で十分に 濡れることが必要であり、 そのためには、 粘度とダイ ス择の調整が必要である。 工業的には、 ボビンに巻取 つた芯糸をローラ機構により、 連続的に引き出して懸 濁液中に浸瀆させる方法が好ましい。 芯糸はコーティ ングを経た後、 連繞して乾燥される。 乾燥は、 一般的 には通気乾燥で良いが、 生産性の向上を考慮して供給 空気の加温等、 乾燥を促進するために通常用いられる 各種の手段を併用することができる。
    [0064] 〈積層コ一ティ ング工程〉
    [0065] 糸径ゃ抵抗値のバラツキを抑え、 均一な特性の糸状 発熱体を得るためには、 導電層を複数形成するこ とが 望ましい。 導電層を複数形成するには、 前記コーティ ング工程と乾燥工程を所定回数繰り返す。 この際、 前 工程で形成した樹脂層が懸濁液に再溶解しないように 前工程での乾燥を十分行う必要がある。
    [0066] 本発明の糸状発熱体の導電層に微細な気泡を形成さ せると、 柔軟性を改善することができる。
    [0067] 本発明の糸状発熱体において、 導電層を形成する樹 脂を架橋構造として機械的強度特性、 耐熱性、 耐溶剤 性を改善することができる。
    [0068] 架橋反応手段 ： 架橋反応を起させる工程と芯糸に前 記懸濁液を付着させる工程とを同時に実施すると、 反 応進行と同時にゲル化により粘度の上昇が生ずる恐れ があるので、 通常は芯糸に前記懸濁液を付着させてか ら乾燥 · 固化させるとき、 又は前記の乾燥 · 固化が行 われた後に架橋反 、を実施することが好ましい。
    [0069] 採用し得る架橋反応手段としては、 例えばラジカル 反応、 電子線による反応、 光反応等を用いることがで きる。
    [0070] 以下ボリ ウ レタン樹脂を例にとつて前記の各架橋反 応をより具体的に説明する。
    [0071] 通常、 軟質ポリ ウ レタ ン樹脂はポリオール成分とィ ソ シアナ一ト成分とを反応させて得ることができ、 前 記ボリオール成分としては、 ポリ エステル型とポリ ェ 一テル型のものが主に用いられている。
    [0072] 前記のポリ エステル型ボリオールは、 通常ジ力ルボ ン酸とジオールとから得られる。
    [0073] 前記酸成分としては、 アジビン酸、 セバシン酸等の ジ力ルポン酸類であり、 これに小量のチレフタル酸、 イ ソフタル酸等の芳香族ジカルボン酸を混合使用する しとも仃われる。
    [0074] 前記ポリ エステル型ジオールを得るためのジォール 成分としては、 通常エチレングリ コール、 プロ ピレン グリ コ ール、 2， 3—ブタ ンジオール、 力プロラク ト ン ジォール等が挙げられる。
    [0075] 前記ポリ エーテル型ポリオールとしては、 ボリ ェチ レングリ コール、 ポリ プロ ピレングリ コール、 ポリ ブ タ ンジオール等が挙げられる。
    [0076] 又、 前記イ ソ シアナ一 ト成分としては、 へキサメチ レンジイ ソ シアナ一 ト、 ト リ レンジイ ソ シアナ一 ト、 キシリ レンジイ ソシアナ一 ト、 ビス一 4 一イ ソ シアナ — トフェニルメ タ ン、 イ ソホロ ンジイ ソ シアナ一 ト等 が通常使用される。
    [0077] 以上に例示した各成分から得られるポリ ゥ レタ ン樹 脂を橋かけ構造とするには、 メチレン基の水素を引き 抜く ことにより ラジカルを発生させるベンゾィルペル ォキシ ドのよう な架橋剤をもちいた方法、 r線や放射 線などの電子線によって高分子の主鎖又は側鎖を切断 して再配列を行わせる方法、 1，2—又は 1 , 4ポリブタ ジェンジォ—ルのような二重結合を有するジォールを もちいたポリ ウ レタ ンに光を照射して架橋させる方法 等がある。 このように、 導電層を橋かけ構造とすることにより 耐熱性、 耐溶剤性、 強度等を向上させることができる 本発明の面状発熱体は、 上記糸状発熱体を用いて通 常の方法で織物、 編物を形成することにより製造する ことができる。 この際、 通常は緯糸の一部に該糸状発 熱体を、 また、 経糸の一部に電極線を配置する。
    [0078] 以上によって得た本発明の糸状発熱体を用いた布帛 からなる面状発熱体は、 通常 2本の電極の間に糸状発 熱体と非導電性糸条からなる発熱部 （面） が配置され るという基本構造からなるものである。 したがって電 極を外部電源と接続するための手段が重要となる。
    [0079] 第 5図は、 電極 2 と糸状発熱体 4 とを緊縛するため に絡み糸を使用した場合の一例である。
    [0080] 絡み糸 35は、 熱収縮性の糸条からなるもので、 電極 線 2を使用した経糸部分に使用する。 この電極線 2 と 交差する総ての緯糸に絡ませることにより織り上げる, 即ち、 図に示すように絡み糸 35は、 糸状発熱体 4及び 非導電性織維から成る緯糸 36と平行して 2本の電極線 2を跨ぎ、 緯糸と交差するときは電極線 2の反対側で 交差することにより電極線 2及び緯糸 36を強く経糸側 に押し付ける。 織り上げた後、 熱処理し絡み糸 35を熱 収縮させ緊縛力を更に強めることができる。 また、 編 地にもこの方法を適用することが可能である。
    [0081] 本発明の織編物面状発熱体は、 電極と交叉している 他の糸条のために、 電源を接繞する リ ー ド線を取り付 けるときに電極を取り出すことが函難となる。 以下、 これを解決する手段を説明する。
    [0082] 第 1 の手段は、 糸状発熱体及びこれと交叉する電極 線が織り込まれた織物体の表面が絶緣体により被覆さ れており、 且つ前記電極線と前記絶縁体との間の所定 部位に剝離剤を塗布するか、 又はカバーから成る保護 層を設けるものである。
    [0083] 本発明に使用し得る前記剝離剤には特に限定はない が、 通常はシリ コーン樹脂系、 弗素樹脂系のものが使 用される。 又、 本発明の前記カバーは、 例えば、 裏面 に容易に剝離できる離型剤を塗布した離型紙、 導電性 箔ないし導電性の薄板を二つ折り とし、 電極とハ ンダ 付けするか、 又は導電性接着剤で接着する等任意の手 段で設けることができる。 この手段を織物からなる面 状発熱体に適用する場合、 電極取り出し部分の電極を 織り組織から部分的に除外すると、 織物から該部分の 電極が浮き出した状態となるので、 前記処理の効果を より有効なものとすることができる。
    [0084] リ ー ド線を接続する別の手段としては、 面状発熱体 の電極部分の両面に、 少なく共一方の表面に突起を有 する 2枚の端子板を押し当て、 該突起が電極部分を貫 通するようにして、 両端子板を締付ける手段も有効で ある。 この手段によると、 電極部分が樹脂膜に被覆さ れていても、 それを除去することなく電気的に接繞す ることができる。
    [0085] 糸状発熱体の配置方法は、 第 1図に示すような並列 回路を構成するのが通常であるが、 電極線の間に糸状 発熱体を緯糸に沿って蛇行させ、 間欠的に電極線と接 触するように配置すれば発熱量を任意に調節すること ができる。
    [0086] その他の変形として、 例えば経 · 緯糸のいずれにも 糸状発熱体を用い適宜の位置に電源端子を取り付けて 面状発熱体とすることもできる。 又、 例えば、 自動車 のハン ドルゃォー ト ノ ィ のハン ドルの保温に使用する 場合には、 これに糸状発熱体を捲き付けて発熱面とす ることもできる。 更に、 布帛中に糸状発熱体を設ける 別の手段として、 糸状発熱体を縫い糸として縫い込む こともできる。
    [0087] 本発明の布帛からなる面状発熱体は、 原反上に単位 発熱体毎のパターンとして作ることができるが同じバ ターンの長尺のものとし、 必要な長さに切り分けて使 用することができる。 また、 電極を何条にも入れて原 反を作り、 使用する電圧に合わせて経糸方向に切り分 けて使用するようにして、 織編パター ンの仕様の数を 減らすことができるので、 生産コス トを低下できる。 この際、 リ一 ド線を接繞しない電極は、 各糸状発熱体 に流れる電流を均一化し、 また、 部分的に導通不良箇 所が発生したときのバイバス回路を形成する機能を有 する。
    [0088] 本発明の面状発熱体には、 従来から使用されている 温度制御装置を組み込むことができる。 ， 以下に実施例にもとづき本発明糸状発熱体の各物性 を説明する。 -
    [0089] (実施例 1 )
    [0090] 合成樹脂懸濁液の調整 ：
    [0091] 平均粒径 40 m のカーボン粒子を 10 %舍有するポ リヱステル型ボリ ウ レタ ン樹脂 （大日精化㈱製） を メ チルヱチルケ ト ン （以下 M E Kと言う） とジメ チ ルホルムア ミ ド （以下 D M F と言う） との重量比 80 ： 20の混合溶媒に濃度 24重量％となるように 一に 溶解させた。 このようにして得た懸濁液の粘度は、 B型粘度計で測定したところ 30での下で 45ボイズで あった。
    [0092] コーティ ング条件 ：
    [0093] 前記の含浸液を攪拌しながら、 その中にポリ エス テル 20番双糸の紡績糸を 20 'cにおいて 2 πι Ζ分の速 度で浸瀆 · 通過させた後、 直径が第 1表に示す径の ダイ スで糸付着量を調節した。 使用したダイ スは、 ステ ン レス製で、 糸掛け時に 2分割できるタイ プの ものを使用した。 その後、 連続して 120 でに保った 熱風乾燥機を通過させて芯糸の周囲に力一ボン粒子 層を分散含有する導電層を形成した。 この第 1段の 乾燥固着によって得られた各糸条の概観並びに諸特 性のデータを第 1表に示す。
    [0094] 積層コーティ ング条件 ： - 次に、 表中のサンプル 3 > 4について、 同一含浸 液中に全く 同一手法で第 2段処理を行った。 但し、 こ 0ときのダイ スの直径は、 サンプル 3 については 0. 8 « øを、 サンプル 4については 0. 7 β øを用い た。
    [0095] 更に、 サンプル 4については、 第 1段、 第 2段と 全く同様の手法で第 3段処理を重ねた。 このときの ダイスの直径は 0. 8 « øであった。
    [0096] 第 2段、 第 3段の処理.を終了した糸状尧熱体を前 記と同様に評価した結果を第 2表に示す。
    [0097] (本頁以下余白）
    [0098] 付着樹脂量 糸状発熱休の径 電気抵抗値 顕 微 鏡 親 察
    [0099] サ ン プ ル
    [0100] (g/m) (ΙίΩ/κι) 表面構造 断 面 構 造
    [0101] 1 1.0 0.80 0.62±0.15 22.5±1.8 凹凸斑大 外周辺にカーボン環がある
    [0102] 2 S 0.8 0.74 0.55±0.15 24.9 ±2.0
    [0103] 3 0.7 0.66 0.49±0.11 27.8±2.4 〃 /,
    [0104] 4 0.5 0.51 0.43±0.13 31.1±3.1
    [0105] 第 2 表 ダ イ ス 搔 付着樹脂量 糸状発熱休の柽 電気抵抗値 顕 微 鏡 観 察 サ ン プ レ («ø)
    [0106] (1回 /2回 /3回) (g/m) (Ι(Ω/ιιι) 表面構造 断 面 構 造
    [0107] 3 (2回目) 0.7/1.0 0.78 0.56±0.09 18.8±1.2 凹凸斑中 断面中層と外層に 2重に力
    [0108] —ボン環が見られる。
    [0109] 4 (2回目) 0.5/0.7 0.67 0.49±0.09 25.7±1.9 凹凸斑中
    [0110] 4 (3回目) 0.5/0.7/1.0 0.79 0.55±0.03 13.8±0.5 ΠΠ凸斑小 断面中層に 2段と最外層に カーボン環が見られる *
    [0111] 第 1表及び第 2表より次のような積層の効果が認め られた。
    [0112] (1) 付着樹脂量がほぼ等しいサンプル 1 ( 1回通 し） とサンブル 3 ( 2 回通し） とサンプル 4 ( 3 回通 し） とを比較したとき、 ウレタ ン樹脂の付着量の均一 性は、 サンプル 4 ( 3回通し） >サンプル 3 ( 2回通 し） >サンプル 1 ( 1回通し） の順であり、 糸状発熱 体の径、 電気抵抗の斑も同様の傾向にある。
    [0113] (2) 同一の樹脂付着量で、 電気抵抗値を比較する と非常に面白いことに、 多段階に積層固着したものほ ど電気抵抗は低く なる。
    [0114] (3) 積層処理により表面の凹凸が小さ く なり、 糸 状発熱体の表面が滑らかになるので摩擦係数が小さ く なり、 製編織性に優れたものとなる。
    [0115] 次に前記サンプル 2 について、 第 2段の懸濁液の力 一ボン粒子濃度を 8. 3重量％、 対溶媒樹脂濃度 26重量 %の M E K溶液によってコ ーティ ングしたときの諸特 性を第 3表に示す。
    [0116] (本頁以下余白）
    [0117] > ノ、ノ ^ノ7β
    [0118] ノレ 付 着 曾 ¾ス i ίffΚ ί ί几ί* ffi捲 樹 脂 量 値
    [0119] (g/m) (kQ/m)
    [0120] サ ンプル 3 (2回），
    [0121] 2 (2回目) 0.85 17.5 ± 4 (2回） にく らべ
    [0122] 0.9 て平滑性で良好で ある 第 3表の結果により この糸状発熱体は、 編又は織り 後の樹脂加工の際の接着性が非常に優れていることが わかる。
    [0123] 第 2表のサンプル 3及び比較に二ク ロム線及び市販 コー ドヒータ一を用いて屈曲強度及び摩擦強度を渺定 した結果を第 4表に示す。
    [0124] 第 4 表 抵 抗 値 切 断 折 り 切断摩 (Ω/m) 曲げ回数 耗回数 ニク ni|| (0.10 ) 154 2 〜 3 2
    [0125] (0.32 Φ ) 18 5
    [0126] 市販：!- Fヒ-タ-
    [0127] (2.1 ø ) 46〜48 200〜300 糸状発熱体 13,000〜 3,000〜 122
    [0128] (1.700D) 14,300 5,000 第 4表から、 本発明の糸状発熱体が、 従来の金属ヒ ータ一線に比し抜群の耐久性があることがわかる。
    [0129] (実施例 2 )
    [0130] 平均粒径 20 mの力一ボン粒子をそれぞれ 12重量％: 10重量 5重量％舍有するヱステル型ポリ ウ レタ ン 樹脂 （大日精化㈱製） を M E Kと D M Fとの重量比を 80 ： 20とした混合溶媒に濃度 24 %となるように溶解し 力一ボン粒子含有量の異なる 3種類の懸濁液を得た。 次いで、 ボリエステル紡績糸を三子燃り糸とした芯 糸 （30番三子） を、 20でに温度調節した前記のカーボ ン粒子を 12重量％含む懸濁液中に、 2 m Z分の速度で 浸瀆した後、 ダイ スにより含浸液の付着量を調整し、 連続して温度を 120 でとした乾燥機中を通過させて乾 燥 11着させて、 力一ボン粒子の分散層でコ一ティ ング した糸状体を得た。 さらに、 カーボン粒子を 10重量％ 含む懸濁液および力一ボン粒子を 5重量％含む懸濁液 を用いた前記と周じ操作により、 3層にカーボン粒子 分散層が積層された糸状発熱体を得た。 このようにし て得た糸状発熱体は、 柔軟性に富み、 耐屈曲性、 耐摩 擦性にすぐれ、 12 : 8 k Ω Ζ ιηの電気抵抗値を有してい た。
    [0131] (実施例 3 )
    [0132] 実施例 1 で作製したサンプル 4 と、 ポリ エステル 4 番の紡績糸とを緯糸に、 100デニールのボリ エステル フィ ラメ ン トと、 柽 0. 1 M 0のスズメ ツキした銅の細 線とを経糸として、 通常の方法により平織組織の織物 を作製した。 この際、 緯糸は、 ポリエステル 4番の紡 績糸の 3本おきにサ ンプル 4を 1本打ち込んだ。 また. スズメ ツキした銅の細線は、 経糸の耳部分の内側に隣 接してそれぞれ 20本ずつ左右両側に設け、 電極線とし た。 両電極線の間隔は 10cmとした。
    [0133] 上記のようにして作製した織物の電極線部分に、 メ ル ト イ ンデックス 3.7g八 Omin、 密度 0.923g/c のポリ ヱチ レ ンを 310 'Cで溶融し、 溶融押出ラ ミ ネータ ーの 口金ス リ ッ トから供給するとともに、 厚さ 25 //のボリ エステルフ ィ ルムで織物の上下両面をはさんだ後、 30 で に保たれた水'冷ロール間で 1 Okg/cm の圧力をかけ、 絶緣被膜を形成し、 縦 20cm、 横 llcmd面状発熱体を得 た。
    [0134] 該面状発熱体において、 電極線部分にリ一 ド線を接 続すると、 ヒーターとして利用することが可能となる , 該面状発熱体の抵抗値は 14Ωであり、 しなやかで、 通常の布帛と同様に縫製することができた。
    [0135] 以上実施例から理解されるとおり、 本発明の糸状発 熱体は、 （1) 防寒用衣料分野として、 ライダースーツ 約服、 ダイバー服、 イ ンナースーッ、 各種業務服、 下 着等、 （2) 防寒用建寝装分野として、 カーぺッ ト、 毛 布、 スポーツ膝掛け毛布、 鉄道、 自動車等の座席、 そ の他各部材の加温等、 ） メディ カル分野として、 医 療用サボ一ター、 腹卷等、 保温マッ ト、 保温シ一 ト、 (4) 暖房用生活資材分野として、 手袋、 靴、 靴下、 座 蒲団等、 （5) 暖房用建材分野として、 床材、 壁、 オ ン ル等、 （6) 電材分野として、 電気機器や各種計器等 の保温、 ） 農業、 土木資材として、 温床シー ト、 養 生シー ト等の各種の用途の発熱用素材として有効に利 用することができる。
    权利要求:
    Claims請求 の 筆 囲
    1 . 芯糸に導電性粒子を分散して含有する可撓性合 成樹脂導電層を 1層以上被覆されてなることを特徴と する糸状発熱体。
    2 . 芯糸が紡績糸、 ダブルス トラクチヤー ド ' ヤー ン、 マルチフ ィ ラメ ン ト及び加工糸から選ばれること を特徴とする請求の範囲第 1項に記載の糸状発熱体。
    3 . 芯糸を構成する繊維が明確な融点を有する合成 織維であることを特徴とする請求の範囲第 1項及び第 2項のいずれかに記載の糸状発熱体。
    4 . 芯糸を構成する織維が異形断面を有する繊維で あることを特徴とする請求の範囲第 1項及び第 2項の いずれか 記載の糸状発熱体。 -
    5 . 芯糸を構成する織維が耐熱性、 且つ明確な融点 を有しない合成繊維であることを特徴とする請求の範 囲第 1項及び第 2項のいずれかに記載の糸状発熱体。
    6 . 導電性粒子がカーボン粒子であることを特徴と する請求の範囲第 1項及び第 2項のいずれかに記載の 糸状発熱体。
    7 . 可撓性合成樹脂がボリ ウ レタ ン樹脂、 ポリアク リ ル樹脂、 プチラール樹脂、 シ リ コ ー ン樹脂から成る 群から選ばれた 1種以上の樹脂であることを特徴とす る請求の範囲第 1項又は第 2項のいずれかに記載の糸 状発熱体。
    8 . 導電性粒子を分散舍有する可撓性合成樹脂導電 層が気泡を舍むことを特徴とする請求の範囲第 1項、 第 2項及び第 7項のいずれかに記載の糸状発熱体。
    9 . 導電性粒子を分散舍有する可撓性合成樹脂導電 層を形成する合成樹脂が架橋構造を有することを特徴 とする請求の範囲第 1項、 第 2項及び第 7項のいずれ かに記載の糸状発熱体。
    10. 導電性粒子を懸濁した可撓性合成樹脂溶液に芯 糸を浸瀆して芯糸に前記懸濁液を付着させた後、 乾燥 ♦ 固化させて前記芯糸上に導電層を形成させることを 特徴とする糸状発熱体の製造方法。
    11. 可撓性合成樹脂の溶媒に対する濃度及び導電性 粒子の前記樹脂に対する濃度をそれぞれ所定の値とし た合成樹脂懸濁液により、 複数回芯糸の浸漬、 通過及 び乾燥 · 固化を操り返すことを特徴とする請求の範囲 第 10項に記載の糸状発熱体の製造方法。
    12. 芯糸を導電性粒子を懸濁した可撓性合成樹脂溶 液に浸漬して芯糸に前記懸濁液を付着させた後、 可撓 性合成樹脂を架橋反応させることを特徴とする請求の 範囲第 10項及び第 11項のいずれかに記載の糸状発熱体 の製造方法。
    13. 芯糸に導電性粒子を分散して舍有する可撓性合 成樹脂導電層を 1層以上被覆されてなる糸状発熱体を 形成し、 この糸状発熱体を含む布帛から成ることを特 徴とする面状発熱体。
    14. 糸状発熱体の芯糸が紡績糸、 ダブルス トラクチ ヤ ー ド · ヤー ン、 マルチフ ィ ラ メ ン ト及び加工糸から 選ばれることを特徴とする請求の範囲第 13項に記載の 面状発熱体。
    15. 複数の糸状発熱体と導電線から成る電流供給用 の電極線が交叉していることを特徴とする請求の範囲 第 13項及び第 14項のいずれかに記載の面状発熱体。
    16. 布帛が製織により得られることを特徴とする請 求の範囲第 13項、 第 14項及び第 15項のいずれかに記載 の面状発熱体。
    17. 布帛が編成により得られることを特徴とする請 求の範囲第 13項、 第 14項及び第 15項のいずれかに記載 の面状発熱体。
    18. 電極線が織編物の経糸として用いられており、 且つ熱収縮性繊維から成る絡み糸が電極線を絡むよう に織り込まれており、 前記絡み糸は製織後熱収縮処理 されることを特徴とする請求の範囲第 16項に記載の面 状発熱体。
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
    US8516697B2|2013-08-27|Skin material of vehicle interior equipment and manufacturing method for the same
    CA2337673C|2009-06-02|Electric heating/warming fibrous articles
    US7304007B2|2007-12-04|Woven composite fabric
    US6855421B2|2005-02-15|Temperature dependent electrically resistive yarn
    US4258094A|1981-03-24|Melt bonded fabrics and a method for their production
    US5484983A|1996-01-16|Electric heating element in knitted fabric
    US6615572B2|2003-09-09|Fabrics and dust proof clothes excellent in conductivity and antistatic property
    US6403935B2|2002-06-11|Soft heating element and method of its electrical termination
    US2262861A|1941-11-18|Composite article
    RU2260082C1|2005-09-10|Ткани для формирования или транспортировки нетканых тканей, имеющие повышенную шероховатость поверхности и текстуру
    KR100808322B1|2008-02-27|금속 피복 섬유체와 그것으로 이루어지는 도전 조성물 및제조 방법과 용도
    EP0505936B1|1998-10-21|Tyre warm-up wrap
    AU693292B2|1998-06-25|Hybrid yarn and shrinkable or shrunk textile material capable of permanent deformation produced therefrom, its production and use
    US2306781A|1942-12-29|Product containing siliceous fibers and method of making the same
    ES2303586T3|2008-08-16|Hilo extensible compuesto del tipo de nucleo-vaina y tela extensible tejida-tricotada.
    JP6176925B2|2017-08-09|高い耐摩耗性を有する、横方向にちぎることのできる布粘着テープ
    US4073988A|1978-02-14|Suede-like artificial leathers and a method for manufacturing same
    JP4916460B2|2012-04-11|芯鞘複合型導電性繊維
    US3425020A|1969-01-28|Woven heater
    EP0125494A2|1984-11-21|Entangled fibrous mat having good elasticity and production thereof
    EP0816543B1|2002-02-13|Verfahren zur Herstellung eines elektrisch leitenden Garnes, elektrisch leitendes Garn und Verwendung des elektrisch leitenden Garnes
    JP4920349B2|2012-04-18|導電性かつ弾性延伸性ハイブリッド糸、その製造方法及びこの種のハイブリッド糸を用いた織物製品
    KR920004512Y1|1992-07-02|면상 전기발열소자
    JP4892910B2|2012-03-07|導電性繊維およびそれを用いてなる繊維製品
    DE3122497C2|1987-08-27|
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    JPH0261794B2|1990-12-21|
    US4983814A|1991-01-08|
    KR880700610A|1988-03-15|
    EP0243504A1|1987-11-04|
    EP0243504A4|1988-03-22|
    JPS62100968A|1987-05-11|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1987-05-07| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): KR US |
    1987-05-07| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): DE FR GB IT NL SE |
    1987-06-01| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1986906443 Country of ref document: EP |
    1987-11-04| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1986906443 Country of ref document: EP |
    1991-11-23| WWW| Wipo information: withdrawn in national office|Ref document number: 1986906443 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP60240351A|JPH0261794B2|1985-10-29|1985-10-29||
    JP60/240351||1985-10-29||EP19860906443| EP0243504A4|1985-10-29|1986-10-28|Stringy heating element, its production and planar heating element obtained from said stringy heating element.|
    KR870700533A| KR880700610A|1985-10-29|1986-10-28|사상발열체,그제법 및 이것으로 부터 얻은 면상발열체|
    [返回顶部]