CN103141155A - 面状发热体 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种面状发热体，其特征在于，具有：针织结构(1)、在所述针织结构(1)中在纵方向上具有间隔的、在横方向上编入的多根第1发热丝(3a)、在所述横方向的针织结构(1)的两侧的边缘部(6,6)中在纵方向上编入的多根导电丝(4)。

Description

面状发热体

技术领域

本发明涉及通过通电来发热的面状发热体。

背景技术

专利文献1公开了一种埋入车辆用椅子中的面状发热体。面状发热体具有布部件、在该布部件上以并列状设置的多个加热线、在该布部件的两侧的边缘部通过粘接或缝接设置的通电设备。加热线由作为芯部的碳纤维和在该碳纤维上捻合的包芯纱构成。专利文献1中，作为上述布部件，公开了织物(实施例1)、编织物(实施例2)、编带(实施例3、4)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2010-218813号公报

发明内容

发明要解决的课题

对于专利文献1的面状发热体，在制作布部件后，通过粘接、缝接将通电设备安装在该布部件上，因此，其制作消耗工夫。此外，在使用中会有通电设备要么从布部件上掉落，要么偏离这样的危险。此外，加热线如果断线，就会在布部件的整个宽度范围形成温度低的部分。

鉴于上述情况，本发明的目的在于提供生产性、耐久性优异的面状发热体。

解决课题的方法

本发明的一个实施方式是面状发热体，其核心在于，具有针织结构、所述针织结构中在纵方向上具有间隔并在横方向上编入的多根第1发热丝、在所述横方向的所述针织结构的两侧边缘部中在纵方向编入的多根导电丝。

所述面状发热体还可以进一步在纵方向上具有编入的多根第2发热丝，以使得与所述第1发热丝相交叉。

所述第1发热丝和所述第2发热丝可以被编织网状，以使得在其之间具有空隙。

所述第1发热丝和所述第2发热丝还可以由具有50～1000Ω/m的电阻值的沥青系碳纤维构成。

所述面状发热体还可以进一步具有覆盖所述针织结构整体的树脂或橡胶的片。

发明效果

根据本发明，可以提供生产性、耐久性优异的面状发热体。

附图说明

图1是概略地显示本发明的一个实施方式所涉及的面状发热体的平面图。

图2是构成图1中所示的面状发热体的发热基布的放大平面图。

图3是显示进一步放大图2中所示的发热基布的一部分的平面图。

图4是显示将构成图2中所示的发热基布的组织各自分离的平面图。

图5是显示将本发明的一个实施方式所涉及的发热丝放大的侧面图。

图6是显示本发明的一个实施方式所涉及的面状发热体中的保护片的表面温度变化的曲线。

图7是显示对于使用每单位长度的电阻值不同的碳纤维的发热丝，测定施加了电压时的电流值、消耗电力、电阻和温度的结果的表。

图8是显示根据图7的测定结果而得出的消耗电力与表面温度的关系曲线。

具体实施方式

以下，基于附图说明本发明的实施方式。图1显示本发明的一个实施方式所涉及的面状发热体20。面状发热体20由包括网状的针织结构(编织物)的发热基布1和覆盖发热基布1整体的保护片2构成。发热基布1中，将多根发热丝(第1发热丝)3a按照在纵方向(经向)上的规定间隔，编入横方向(纬向)。此外，发热基布1中，将多根发热丝(第2发热丝)3b按照在横方向(纬向)上的规定间隔，以与发热丝3a相交叉的方式编入纵方向(经向)。上述规定的间隔，在本发明中没有限定，但例如为2～4cm。即，在发热基布1中，将发热丝3a和发热丝3b编织成格子状(网状)，以使得形成多个在纵方向和横方向上各自具有2～4cm左右的长度的空隙5。发热丝3a、3b都是由碳纤维构成，是具有规定电阻值的导电体(电阻体)。因此，如后所详述的，如果在发热丝3a、3b中流过电流，则其会发热，其结果是发热基布1的整面会发热。

对发热基布1进行详述。

本实施方式的发热基布1是针织结构(编织物)，例如由拉舍尔经编机进行编织。拉舍尔经编机的针织密度(knitting gauge)在本发明中没有限定，但例如是12G(机号)/英寸(12针/英寸)。此外，发热基布1的编织中的打纬(打込み)次数，本发明中没有限定，但例如是22次/英寸。即，在该打纬次数的情况下，编织时沿着纵方向每1英寸中编织22个线圈(loop)。

发热基布1具有网状部7和在横方向上在网状部7的两侧设置的边缘部6、6。首先，对边缘部6进行说明。如图2和图3中所示，边缘部6使用底纱11、插入丝12和导电丝4来进行编织。这里，例如底纱11和插入丝12是棉丝，导电丝4是铜丝(铜线)。具体的，编织多个底纱11的链式线圈21，相对于这些多个链式线圈21以Z型编入插入丝12，来相互连接链式线圈21，在多个链式线圈21中的至少1个中编入导电丝4。此外，如图2所示，在边缘部6中，沿着纵方向，以每个上述规定的间隔，编入构成网状部7的插入丝13、14和发热丝3a。这里，插入丝13、14例如是棉丝。链式线圈21按照例如图4所示的编织图案P1来进行编织。此外，插入丝12按照例如图4所示的编织图案P5来编织。需要说明的是，底纱11和插入丝12都可以按照其他编织图案来编织。链式线圈21的根数是任意的，本实施方式的各边缘部6如图3所示，具有例如22纵行的链式线圈21。

在边缘部6中进而将多个导电丝4编入纵方向。具体的，分别对于位于边缘部6内的网状部7侧的多个链式线圈21，以Z型编入导电丝4。导电丝4例如按照图4中所示的编织图案P4编入到链式线圈21中，由于要承担向发热丝3a的作为电流供给路径的任务，因此，要与插入到边缘部6的发热丝3a进行电连接。由于具有这样的目的，因此，导电丝4由铜等导电性高的金属或合金构成。

需要说明的是，只要是满足所希望的机械特性、电特性，则在各链式线圈21中编入的导电丝4的根数就可以是任意的。例如如图3所示，本实施方式中，每1纵行的链式线圈21并列编入2根导电丝4。此外，只要是满足所希望的机械特性、电特性，则编入导电丝4的链式线圈21的数量(纵行)就可以是任意的。例如如图3所示，本实施方式中，从网状部7侧看去，分别在15纵行的链式线圈21中编入导电丝4。因此，本实施方式中，合计30根导电丝4被编入到边缘部6中。

在纵方向上的各边缘部6的一个端部上设置端子8。端子8与导电丝4电连接。此外，各边缘部6的端子8与引线9连接，引线9与电源10的输出连接。因此，来自电源10的电流经过引线9、端子8、导电丝4流向发热丝3a、3b。需要说明的是，电源10的输出电流可以是直流和交流的任一种。此外，电源10的驱动电力也可以是直流和交流的任一种。例如，电源10可以通过家庭用电力来运行，也可以由电池来运行。

接着，对网状部7进行说明。网状部7使用底纱11、插入丝13、14和发热丝3b来编织成格子状(网状)。由底纱11隔着上述规定的间隔编织多个一组的链式线圈21。发热丝3b在一组链式线圈21的各自中，在跨过其间的同时在纵方向编入成Z型、系上这些链式线圈21的同时，发挥与发热丝3a同样的发热体的功能。进而，插入丝13、14沿着横方向将这些链式线圈的组连接起来，防止各组的链式线圈21和各发热丝3b之间的相对移动。

在本实施方式的网状部7中，成对的2纵行链式线圈21、21(图3中的链式线圈21a、21b)按照8纵行的间隙来编织多个。换而言之，以8out/2in的方式反复进行规定次数地使用底纱11的链式线圈21的编织。即，对于链式线圈21的形成，(a)为了形成一方的边缘部6，编织22纵行的链式线圈21，(b)为了形成网状部7，以8out/2in的方式反复进行例如38次的链式线圈21的编织，进而空开8针，(c)为了形成另一方的边缘部6，编织22纵行的链式线圈21。

如图3所示，如果将成对的左边的链式线圈21和右边的链式线圈21分别表示为21a、21b，则插入丝13按照例如编织图案P2(参照图4)，以链式线圈21b为基点，以跨过链式线圈21a的方式反复两次进行单向12纵行(针)的往复，之后，相对于链式线圈21b，在纵方向上以Z型编入15线圈横列。另一方面，插入丝14的编织图案P3(参照图4)成为与插入丝13的编织图案P2反转的图案。即，插入丝14以链式线圈21a为基点，以跨过链式线圈21b的方式反复两次进行单向12纵行(针)的往复，之后，相对于链式线圈21a，在纵方向上以Z型编入15线圈横列。通过如此的将插入丝13和插入丝14以相互反转的编织图案进行编织，使得1组链式线圈21a、21b在横方向上受到来自左和右大体均等的张力。由此，抑制网状部7中链式线圈21的相对移动，网状部7作为具有空隙5的格子(网)可以牢固地维持整体的形状。需要说明的是，如图3所示，插入丝13和插入丝14还可以按照各自的编织图案P2和P3编入边缘部6中。

在网状部7中，进而可以在横方向上插入发热丝3a。具体的，在插入丝13或插入丝14跨过2组链式线圈21之间的位置上插入发热丝3a。例如如图3所示，插入丝13向左移动12纵行后，在向右返回12纵行时，穿过发热基布1的整个宽度插入发热丝3a。本实施方式中，由于发热丝3a的插入配合了插入丝13或插入丝14的丝线加固，因此，成为每18线圈横列插入发热丝3a。

发热丝3a、3b由沥青系的碳纤维15的束与芳纶纤维16构成。例如，如图5所示，发热丝3a、3b分别通过在碳纤维15的束的外周螺旋状卷绕芳纶纤维16来构成。换而言之，发热丝3a、3b分别通过捻合碳纤维15的束与芳纶纤维16来构成。1根发热丝3a(3b)中含有约1000根的碳纤维15。发热丝3a、3b的电阻值在本发明中没有限定，例如是300Ω/m。

如上所述，保护片2是覆盖发热基布1整体的具有电绝缘性和耐热性的可挠性的膜或片，例如通过层叠加工与发热基布1的表面和背面粘接，来夹住发热基布1。作为保护片2的材料，例举PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)等的树脂、橡胶等的弹性体。需要说明的是，作为保护片2在使用PET膜时，其厚度例如为0.1mm，在使用天然橡胶片时，其厚度例如为1mm。需要说明的是，本发明中，保护片2并不一定是必需的。因此，也可以以发热基布1露出于外部的状态来使用。

图6显示在对发热丝3a(3b)施加10V、20V、30V、33V的电压时，保护片2的表面温度的变化。需要说明的是，该测定中，在气温17℃下对长度900mm的发热丝3a(3b)流过交流电流。如该图中所示，如果改变施加到发热丝3a(3b)的电压，其表面温度迅速发生变化，配合施加电压的上升，表面温度也迅速上升。例如，在施加33V的电压时，发热丝3a(3b)面状发热体20的表面温度约为46℃。

图7是显示对于使用每单位长度的电阻值不同的碳纤维15的发热丝3a(3b)，施加电压时的电流值、消耗电力和其表面温度的测定结果的表。图8是显示根据图7的测定结果所得到的消耗电力与发热丝3a(3b)的表面温度之间关系的曲线。由这些表和曲线所示，如果使用由碳纤维15构成的发热丝3a、3b，仅少量的消耗电力就可以得到充分的温度上升。对于将发热丝3a、3b编织成格子状的发热基布1，与施加相同电压和施加相同电流的单独的发热丝3a、3b的情形相比，其温度变得更高。这是因为，通过将发热丝3a、3b贴近配置，能够相互取暖，得到了保护片2的蓄热效果、由片2导致的保温效果的叠加效果。

如上所述，在本实施方式的面状发热体20中，发热基布1形成为含有发热丝3a、3b与导电丝4而成为一体的针织结构(编织物)。因此，不需要之后设置发热丝3a、3b及铜线4的工夫，生产性优异。此外，由于发热丝3a、3b与铜线4与底纱11、插入丝12、13、14编结在一起，因此，耐久性优异，不会发生掉落、偏移。而且，由保护片2覆盖发热基布1时，其耐久性进一步提升，同时，得到温度的均匀化、保温性提高这样的效果。

需要说明的是，面状发热体20也可以由仅具有发热丝3a的发热基布1构成。即，可以省略发热丝3b的编织。这种情形下，由于面状发热体20形成为含有发热丝3a和导电丝4而成为一体的针织结构(编织物)，因此，能够取得与上述同样的效果。

发热基布1中，在将发热丝3a、3b编织成纵方向与横方向的格子状时，能够使得面状发热体20整体的效率更好，且更快升温。此外，假设横方向的发热丝3a发生断线，经由与该发热丝3a相交叉配置的纵方向的发热丝3b，断了线的发热丝3a中仍流过电流。因此，可以将不发热的部分抑制到最小限度。而且，通过编织为在发热丝3a、3b彼此之间具有空隙5的网状，可以实现发热基布1的轻量化、抑制制造成本。由于发热丝3a、3b使用沥青系的碳纤维15，其电阻值为50～1000Ω/m，因此，是耐久性优异且发热效率高、消耗电力少的高性能的面状发热体。

本发明不限于上述的实施方式。发热基布1的编织图案P1、P2、P3、P4可以适宜地改变。此外，发热丝3a、3b、导电丝4、底纱11、插入丝12、13、14的各种类和材质也可以适宜地改变。例如，对于导电丝4，除了铜线以外，也可以使用对尼龙等合成纤维进行铜等金属的镀敷加工而得到的材料。

本发明的面状发热体可以作为保温器具来使用。这种情况下，例如贴附到椅子的座面上，埋入靠垫、毛毯、衣服等中。此外，该面状发热体还可以用作住宅的地板加热装置、屋外的融雪装置等。如上所述，由于不必由保护片2来覆盖发热基布1，也可以将发热基布1本身直接埋入椅子的座面等。发热丝只要是通过通电来发热的丝即可，也可以使用沥青系以外的碳纤维(例如PAN(聚丙烯腈)系的碳纤维)。

工业上的利用可能性

根据根发明，可以提供生产性、耐久性优异的面状发热体。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.（补正后）一种面状发热体，其特征在于，具有：

针织结构、

在所述针织结构中在纵方向上具有间隔的、在横方向上编入的多根第1发热丝、

在所述横方向的所述针织结构的两侧的边缘部中在纵方向上编入的多根导电丝、和

在纵方向上编入的多根第2发热丝，以使得与所述第1发热丝相交叉。

2.（删除）

3.（补正后）如权利要求1所述的面状发热体，其特征在于，所述第1发热丝和所述第2发热丝被编织成各自之间具有空隙的网状。

4.如权利要求1所述的面状发热体，其特征在于，所述第1发热丝由具有50～1000Ω/m的电阻值的沥青系碳纤维构成。

5.（补正后）如权利要求1所述的面状发热体，其特征在于，所述第2发热丝由具有50～1000Ω/m的电阻值的沥青系碳纤维构成。

6.如权利要求1所述的面状发热体，其特征在于，进一步具有覆盖所述针织结构整体的树脂或橡胶的片。

7.（删除）

Claims (7)

1.一种面状发热体，其特征在于，具有：

针织结构、

在所述针织结构中在纵方向上具有间隔的、在横方向上编入的多根第1发热丝、

在所述横方向的所述针织结构的两侧的边缘部中在纵方向上编入的多根导电丝。

2.如权利要求1所述的面状发热体，其特征在于，进一步具有在纵方向上编入的多根第2发热丝，以使得与所述第1发热丝相交叉。

3.如权利要求2所述的面状发热体，其特征在于，所述第1发热丝和所述第2发热丝被编织成各自之间具有空隙的网状。

4.如权利要求1所述的面状发热体，其特征在于，所述第1发热丝由具有50～1000Ω/m的电阻值的沥青系碳纤维构成。

5.如权利要求2所述的面状发热体，其特征在于，所述第2发热丝由具有50～1000Ω/m的电阻值的沥青系碳纤维构成。

6.如权利要求1所述的面状发热体，其特征在于，进一步具有覆盖所述针织结构整体的树脂或橡胶的片。

7.如权利要求2所述的面状发热体，其特征在于，进一步具有覆盖所述针织结构整体的树脂或橡胶的片。

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