JP2001525104A - 発熱体とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 電気伝導炭素繊維からなる軟質で柔軟な発熱体は、軟性物質をしみ込ませている。発熱体２９は、軟性充填物質を硬化させ、処理を施した繊維を所望の型に切断して形成される。電気接点１５は平行または直列に電気的に接続されたねじれた紐の端部に取り付けられる。繊維発熱体の中心部２９は封止され、発熱体の中心部の紐の各々を包む少なくとも２層の電気的絶縁層１２を有する多層構造を形成する。発熱体は電気伝導炭素／黒鉛含有繊維を有する非金属糸からなる。この繊維は紐、ロープ、スリーブや縄状に織ったまたは編んだものである。発熱体の中心部の選択領域は、他の電気特性を有するように変化させる。正の温度特性(ＰＴＣ)を有する物質を任意に選択領域に含ませる。

Description

【発明の詳細な説明】 発熱体とその製造方法発明の背景 １．発明の分野 この発明は発熱体、とくに、柔らかく、可撓性で、平らで、強く、或いは軽く 、薄い、発熱体およびその製造方法に関する。２．先行技術 発熱体は家庭用品、建設、工業プロセス等に極めて広く使用される。厚さ、形 状、強度、可撓性等の物性が各種用途の開発をもたらしている。 先行技術として各種タイプの薄くて可撓性のある発熱体が提案されている。た とえば、米国特許第4,764,665号の発熱体は、金属コーティングの単体の織物で あって、所望の出力密度の選択が思うようにならず、また金属加工のため経済的 ではないという欠点がある。そしてこの発熱体は液体の影響などにより短絡する ので発熱面を通じて密封体には電導しない。この発熱体は高温では金属コーティ ング織布を損なうので使用できない、などの欠点がある。 米国特許第4,538,054号の開示した発熱体も次の欠点が指摘される。すなわち 金属繊維または炭素繊維を厳格なパターンの非電導性織布に織らなければならな いので工程が複雑になる。金属ワイヤーを使用すると折曲、衝突によって傷つき 、製品の柔らかさ、重さ、可撓性に影響する。各種の形状につくられるわけでは なく、単なる長方形、周辺シールしかできない。それは液体の影響などにより短 絡が生ずるからである。金属ワイヤーや炭素ファイバーの織布方法は何時でも強 い加熱体になるわけではない。個々のワイヤーは反対に作用することもある。発 熱体の織物は可燃性で短絡により変化することがある。従って、高温での用途に は適しない。１２０度を越える温度は絶縁織布繊維の破壊を引き起こす。 米国特許第3,627,988号は、連続不織布アタッチメントを電極に連結させてな るカーボン繊維を基礎とする表面ヒーターを集合せしめ、ミシンで縫い付けた織 布層である。この方法の欠点は、各種の形状と寸法の発熱体をつくるという柔軟 性を消失させる。製造工程が複雑で縫製時に危険な塵埃を生ぜしめる。カーボン 不織布の発熱体の表面への圧力は導電性を著しく増加する。それは意図する特 性をも変えてしまう。機械的な力を受けて永い間使用すると不織布は分離を引き 起こし、局部的に固まりが発生し、製品の用途や出来ばえに影響する。この方法 ではヒーターに著しい厚みができる。 また、カーボン繊維、糸、織物にエラストマーやその他の保護材料をコートし て、カーボンが擦過や捩じれに対する抵抗が弱いことを改善しようとする試みも なされている。(電気加熱システムのための炭素繊維、David Mangelsdorfの最終 レポート6/74-5/75 NTIS)。この方法のコーティングはカーボン材料の可撓性を 減殺し、電気アタッチメントが添加しにくくなり電気的連続シームをつくる。金 属コーティングを施して可撓性が貧弱になった織布は小さい複雑な集合体である ハードウエアには適さない。 米国特許第4,149,066号は電導性塗料を塗布したシート状の薄い発熱体を開示 している。この方法は次のような欠点がある。きつい折曲、押しつぶし、または 押し打ちによって塗料はヒビ割れを生ずる。従って発熱性は周辺に沿って密閉シ ールしか方法がない。このため適切な耐摩擦性や耐湿性がない。かような発熱対 は基布の破壊や塗料のポリマー、バインダーの熱分解が起こるので高温での使用 ができない。集合体は７層からなり可撓性がなく、柔軟性に欠ける。 米国特許第4,983,814号は粒状カーボンや各種ポリマーで処理した糸で織布を 表面処理した平板は可撓性発熱体が開示されている。得られた発熱体は必要な電 子物理特性を有している。しかし、製造は複雑で、ディエチルホルムアミド、メ チルエチルケトン、等の有機溶剤は生態学的には好意的な感情を抱くことができ ない。さらにこの方法は、織布の糸の表面にのみ電導性層を応用するに止まって いる。この層の電導性は極めて小さい粒子の表面接触で達成させるものであるか ら、摩擦、曲げ、等の外部要因により損傷を受けやすい。 米国特許第4,309、596号は可撓性だが自ら制限のある発熱ケーブルを開示して いる。このものは、正の温度係数（ＰＴＣ）材料によって分離された２本の導線 からなる。加熱ワイヤーは電導性カーボンをコートした非電導性繊維の束に処理 されている。この方法は次のような欠点がある。（ａ）導線は発熱体を厚くし硬 くする強いＰＴＣ材料によって包まれ分離される。（ｂ）電気抵抗の高いＰＴＣ 材料の性格から導線間の距離には非常に制限がる。このため拾い放熱面を有す るヒーターが製造できない。（ｃ）ヒーターは所望のの高温レベルのものしか造 れないという制限を受ける。従って高温で迅速加熱が必要な時は高い温度レベル をバイパスすることができない。 本発明は以上のような先行技術の欠点を軽減する方法を追求するもので、製造 コストの面で経済的であり、環境問題を引き起こさない炭素を含有する織布発熱 体と非金属糸を製造し、しかも製品は、柔らかく、可撓性で、平らで、強く、薄 く、軽い発熱体を製造し、均等な小さい複雑な集合体、たとえばハードウエアを 提供するものである。本発明によるすぐれた点を列挙すれば、所望の電気特性を 有し、形状や寸法において各種態様の発熱体を提供することである。すなわち製 品はヒーターとして耐久性があり、捩じれや擦過に抵抗力があり、その電気物理 特性は、圧力、きつい折曲、パンチ、小さな指し孔、小さな裁断、衝突による影 響を受けないのである。発明の要約 本発明の第１の目的は、きつい折曲、キック、小さな指し孔、パンチまたは衝 突を受けても適切に機能することができる安全で信頼性のある発熱体を提供する ことである。このようにして従来の可撓性発熱ワイヤーの問題点を解消できるの である。この第１の目的を達成するために、電気発熱体はカーボンを含む電導性 織布またはカーボン／グラファイト電導性糸から製造され、次の特徴が有る。す なわち、（ａ）高強度、（ｂ）高強度重量比、（ｃ）高い熱および温度伝導性、 （ｄ）低い熱膨張係数、（ｅ）不燃性、（ｆ）柔軟性、である。本発明は、連続 または電気的に連結された炭素を含む織布の分離された細長布片からなり、全表 面積から均等に放熱し、局部加熱の発生を防止する。さらに連続または電気的に 接続されたカーボン／グラファイト糸の分離された細長布片、スリーブ、ロープ 、繊維束の実施例もある。これらは放熱体の全コア表面から均等に放熱する。 本発明の第２の目的は放熱体の最高可撓性と柔軟性とを提供することである。 この第２の目的を達成するために、電気放熱体は炭素を含む電導性で非常に薄い （0.1-0.3mm，好ましくは0.2-2.0mm）の織布または不織布で、連続または電気的 に接続した細長布片につくられ、且つ布片同士の間隔も適宜保つことができる。 電気発熱体は、カーボン／グラファイト製の薄い糸（0.05-0.5mm，好 ましくは0.1-2.0m）でつくられ、連続または電気的に接続された細長布片、スリ ーブ／パイプ、ロープまたは糸束につくられ、電導性媒体の間にギャップを有す るようにつくられる。さらに、多層発熱集合体のすべての組成物は薄く、柔らか く可撓性のある材料である。 本発明の第３の目的は放熱体の過熱や局部過熱のない均等な熱分配を提供する こである。これによって従来技術の過剰絶縁やエネルギー効率の問題が解消され るのである。この目的を達成するために、放熱体の片面に金属箔を付けたり金属 加工して、均等な熱分布と熱反射を提供するものである。かような薄い電導性放 熱材料は、電導性織布の直接電気接触を防止するために、ラミネーションに先立 って電気絶縁材料の上に置かれる。柔らかい放熱体は厚い緩衝絶縁がないように つくられ、被加熱体の表面への熱の伝達を徐々に行う。 本発明の第４の目的は同一タイプの電導性織布を利用して種々の加熱力密度が 容易に行われるようにすることである。このようにして異なる加熱力密度の各種 加熱装置を製造しなければならなかった問題を解消することである。この第４の 目的を達成するために、炭素を含む電導性織布は柔らかい充填物を浸透させ所望 の形状に裁断することによって安定させられる。柔らかい充填物は炭素を含む織 布の電気物理特性を増大させることにも利用できる。実施例では放熱体のコアの 糸は所望の布幅、布密度、厚みを備えた細長布片、ロープ、スリーブ／パイプま たは束につくられる。細長布片、スリーブ／パイプ、ロープまたは束は異なる電 気抵抗のものを混合しても良く、または電気的に非電導性な高強度ポリマーまた はセラミック繊維を含むこともできる。 本発明の第５の目的は電力送給の電極を備えた電導性織布の信頼できるかつ強 い電気接触を提供することである。これによって製品を加工する時、柔らかい電 導性織布と金属電極の間の十分な電気接触を付与することの問題を解消すること である。この第５の目的を達成するために、接点を薄い金属箔、金属ポリマー、 または薄い硬い電極でつくり、絶縁材料のラミネートに先立って連結する。電気 接点は十分な電導性を付与するように電導性粘着材で炭素を含む放熱体コアにし っかりと接着される。電導性粘着材はカーボン／グラファイトまたは銀またはニ ッケル組成物からなることが望ましい。 本発明の第６の目的は加熱装置の内側に電気放熱体の組付けを容易にすること である。これによって可撓性加熱体の所望の作用面積以上に従来の加熱ワイヤー の複雑な添付の問題を解消することである。この第６の目的を達成するために、 絶縁した電気加熱体を可撓性加熱体のすべての所望する面に添着する前に形状を 決め製作することができるのである。 本発明の第７の目的はカーボン／グラファイト糸からつくられた加熱体のコア の製造の容易さを提供することである。これによって、製品を安定または充填材 料を含浸してから所望の形状に裁断するという問題を解消することができる。こ の目的のために、すべての細長布片、スリーブ／パイプ、ロープ、糸を放熱体の 製造の前に所望の形状に加工することができる。 本発明の第８の目的は、望ましくはヒーターの設計によって放熱体コアに温度 自制性能を付与し、サーモスタットの必要性を削除することである。この目的を 達成するために正の温度係数（ＰＴＣ）材料が選択された放熱体コアの面積に利 用される。 本発明は、平らで、薄く、可撓性で、柔らかく、強く、軽い放熱体からなるも のである。また擦過、指し孔、裁断、パンチ、きつい折曲、衝突に強い抵抗力が ある。各種の形状、寸法に加工することができる。入力電圧、所望の温度幅、所 望の電力密度、電流(ＡＣまたはＤＣ)，接続方法（並列または直列）など広い範 囲のパラメーターをもって設計できる。電導性を有するカーボンを含む織布を柔 らかい充填物で含浸する。製品は圧縮され、熱処理され、裁断され蛇行形状に加 工される。電極は並列または直列に連結された蛇行細長布片の端に電極をつける 。織布放熱体コアは蛇行細長布片のおのおのを包む２層の電気絶縁層からなる集 合体を形成しシールされる。柔らかい可撓性放熱体の製造が開示されている。第 ２の実施例では放熱体は電導性カーボン／グラファイト糸を織布、細長布片、ロ ープ、スリーブ／パイプ、または糸の束に加工している。放熱体コアの選択した 面にコアで各種電気性能を付与している。柔らかい織布放熱体コアの条件には正 の温度係数（ＰＣＴ）材料が温度自制性能を付与することも含んでいる。放熱体 コアは折曲、または伝導性媒体を使用して所望の形状に加工される。電極は放熱 体コアに付着され並列または直列に連結される。柔らかい放熱体コアは少なく とも各細長布片、ロープスリーブ／パイプまたは糸の束を包んだすくなくとも電 気絶縁層を含む集合体を形成するようにシールされる。図面の簡単な説明 図１は、柔軟充填材を用いた本発明に係る炭素担持織布の製造工程を示す斜視 図である。 図２は、本発明の好適な実施形態による発熱体の斜視図である。 図３は、織布、接触電極及び電線の接続を示す分解図である。 図４は、本発明の実施形態により直列に接続した発熱体の平面図である。 図5ａ及び図5ｂは、本発明の別の実施形態により並列に接続された発熱体の平 面図である。 図６は、本発明の他の実施形態による積層された発熱体の断面図である。 図７は、本発明の他の実施形態による発熱体に絶縁処理を施す工程を示す断面 図である。 図８は、本発明の他の実施形態による絶縁された発熱体の断面図である。 図9Ａは、本発明の好適な実施形態による電気的に直列に接続された発熱体の 中心部を示す平面図である。 図9Ｂは、発熱体の中心部端部における電極の接続を示す斜視図である。 図１０Ａは、電気的に並列に接続された加熱体の中心部を示す平面図であり、 各細片がジグザグのパターンを構成している。 図１０Ｂは、本発明の好適な実施形態による電気的に並列に接続された加熱体 の中心部を示す平面図である。 図１１は、電気的に並列接続された絶縁された発熱体の中心部を示す斜視図で あり、母線は加熱体の中心部材により封止され、切欠が設けられている 図１２Ａは、電気的に並列接続された発熱体の断片を示す斜視図であり、発熱 体の中心部に縫止または固着された織布で形成された母線と、発熱体の中心部の 選択領域内に長手方向に含ませたＰＴＣ材が設けられている。 図１３は、３つの母線導線と、本発明の好適な実施形態により３つの母線のう ち２つを分離するため前記発熱体の中心部における胴体に長手方向に含ませたＰ ＴＣ材とを設けた発熱体の平面図であり、母線は出力制御装置を介して電源に接 続されている。 図１４は、発熱体中心部の分離された断片を含む絶縁された加熱体の断面図で あり、これらの断片をＰＴＣ材により接続することで電気的な連続性が維持され る。 図１５は、加熱体中心部の断片を含む絶縁された加熱体を示す断面図であり、 絶縁体中心部において母線電極は、本発明の好適な実施形態によるＰＴＣ材によ って封止されている。 図１６は、様々な電気特性をもつ非金属糸の紐またはロープで形成された発熱 体中心部の断片を示す斜視図であり、電極コネクタが圧潰により端部に取り付け られている。 図１７Ａは、母線電極が設けられ、本発明の好適な実施形態により電気的に直 列に接続されたスリーブ／パイプ形状の加熱体中心部を示す斜視図である。 図１７Ｂは、母線電極が設けられ、本発明の好適な実施形態により電気的に並 列に接続されたスリーブ／パイプ形状の加熱体中心部を示す斜視図である。 図１７Ｃは、電気的に並列に接続され、本発明の好適な実施形態により加熱体 に含ませた付加的なＰＴＣ材を備えた母線電極が設けられたスリーブ／パイプ形 状の加熱体中心部を示す斜視図である。 図１８Ａは、本発明に係る柔軟な発熱体を含む衣類の背面図である。 図１８Ｂは、本発明に係る柔軟な発熱体を含む車両シートの斜視図である。 図１８Ｃは、本発明に係る柔軟な発熱体を含む床組立体の斜視図である。 図１８Ｄは、パイプの断片を示す斜視図であり、パイプには本発明に係る柔軟 な発熱体が巻装されている。発明の詳細な説明 本発明の第一の実施形態を、図１ないし６に詳細に記載する。図１に示す通り 、炭素担持織物基材（１１）は、スプール（１７）から巻出され、駆動ローラ（ ３０）を通じて前進し、そして軟性充填材料（２１）の溶液を有する含漬深皿（ ３１）中に浸透させる。含漬深深皿中への浸透は、軟性充填材料（２１）の溶液 の噴霧あるいは炭素担持織物（１１）の少なくとも一方の側から軟性充填材料の 薄いポリマーフィルムの適用によって首尾よく代用できる。 過剰の軟性充填材料を次いで圧力調整機能を有するローラ（１９）により絞り 出す。これにより、設計パラメータに依存して炭素担持織物中に残る軟性充填材 料の量を変化できる。炭素担持織物（１１）を次いで、硬化装置（１８）に通過 させ、そこで加熱しそして必要により加圧して軟性充填材料（２１）を適当に硬 化させる。 軟性充填材料は、織物安定剤として作用し、そして炭素担持織物を所望の形状 に切断可能とするものである。加えて、これを使用して炭素担持織物基材（１１ ）の電気伝導特性を増大することができる。従って、軟性充填材料（２１）は、 グラファイト、カーボンブラックのごとき導電性粒子あるいはその他の金属担持 化合物を含むことができる。デンプン、ポリエチレン、カルボキシメチルセルロ ース、ポリウレタンのごとき不挿発性のオリゴマーあるいはポリマー化合物を軟 性充填材料（２１）として使用するのが好ましい。 図２に示す通り、蛇行型発熱体コア（２９）を安定化させた炭素織物（１１） から切り出す。炭素織物蛇行型コア（２９）の細片が均一な幅を有しているのが 好ましい。電極が取り付けられる端部は、非導電性材料を除去され、そして任意 の導電性接着剤又は導電性充填材料（１６）をこれに適用する。次いで、薄い接 触電極（１５）を、発熱体コア（２９）の端部に取り付ける。 図３に示す通り、任意の保持歯（２５）を使用して織物と電極との間のより良 好な接触を達成することができる。次いで、プラグ（２６）を有する電源コード （２０）を、雄（２３）及び雌（２４）連結器あるいは充分な電気接続を提供す るその他の公知の方法を用いて接触電極に取り付ける。 図４及び図５に示す通り、電気接続は、直列あるいは並列に行うことができる 。任意の熱制御サーモスタット（２７）及び電力出力調整装置（２２）を、必要 により記載の作用(listing agency)又は設計により設置してもよい。炭素担持織 物（１１）の適当かつ経済的なトリミングを行う最適なパターンは、ジグザグ又 は螺旋形状である。並列接続は、図５ａに示す戸通り、炭素担持織物（１１）の 個別のを導電性母線棒（３３）と接続するかあるいは組立て物を加熱細片の対向 する端部に位置する炭素担持織物母線細片（３４）を切断する炭素担持織物材料 （１１）において切断することなしに加熱細片と連続させる方法で切断すること (図 ５ｂ)のいずれかによって達成することができる。加熱コア（２９）の全ての細 片による均一な電流分布を確実とするのに必要な母線細片（３４）の高い電気伝 導性を提供するために、母線細片（３４）を以下の方法の１つあるいは組み合わ せることによって増加させることができる。即ち、非常に高い電気伝導性の柔軟 性細片（３５）を各母線細片（３４）に取り付ける；非常に高い電気伝導性のワ イヤを編み込むあるいは縫い付ける；あるいは母線細片（３４）をこれに限定さ れないがグラファイトを含む非常に高い電気伝導性物質で含漬させる。 図６に示す通り、次いで発熱体コア(２９)、接触電極（１５９及び電力コード （２０）の組立て物を、任意の熱反射性層（１３）及び熱反射性層（１３）に接 着された保護層（１４）を有する少なくとも二枚の電気絶縁性材料（１２）の間 に積層する。電気絶縁性材料（１２）は、発熱体織物コア（２９）の各細片を包 み、上記細片間の空隙を気密封止する。 図７及び図８に示す通り、次いで完全な発熱体組立て物を加熱あるいは加熱せ ずに圧力装置（３２）により封止する。電気絶縁性材料（１２）は、発熱体織物 コア（２９）の各細片を包み、上記細片間の空隙を気密封止する。低温封止は、 耐熱性接着剤（２８）を有する電気絶縁性材料（１２）を発熱体コア（２９）に 面している電気絶縁性材料（１２）の少なくとも細片側に適用することから構成 される。高温封止は、発熱体コア（２９）の細片の間の空隙に向かい合う電気絶 縁性材料（１２）の加熱から構成される。 全方向に柔軟性のある薄い発熱体を、直流あるいは交流電流を使用する全ての 種々の商業的あるいは工業的ヒーターに使用することができる。発熱体の主な利 点は、気密封止された柔軟かつ耐久性のある導電性織物により提供された高い信 頼性及び安全性である。 更に、発熱体は、下記の点の付加的利点を有している。 即ち、薄い織物は、 薄い柔軟な均一な加熱器の製造が従来の加熱線の設置あるいは妨げなしで可能 となる。 急激な折り曲げ、パンチ、突き刺し、小さく切断すること及び圧縮に電気的操 作能力の減少なしで耐えることができる高い耐久性の加熱器具を提供する。 （ａ）導電性織物の高い強度、（ｂ）ポリマー絶縁材料での全ての織物蛇行パ ターンのまわりを封止していることにより高い耐引裂き性及び耐摩耗性を提供す る。 （ａ）織物コアを通じた水分の侵入を防ぐあるいは著しく遅くする軟性充填材 料の含漬、（ｂ）ポリマー絶縁材料による織物コア蛇行部分の間の空隙の封止に より高い耐水性を提供する。 （ａ）炭素担持織物の高い化学不活性及び（ｂ）接続電極及び温度制御装置を 含む全発熱体の気密ポリマー絶縁により、化学工業あるいは海水環境に使用され る耐腐食性及び耐侵食性発熱体の製造を提供する。 （ａ）所望の蛇行パターンの導電性織物への切断、（ｂ）異なる量の導電性成 分を有する軟性充填材料での含漬、（ｃ）単位容量当たり異なる量の導電性繊維 を有する炭素担持織物[例：異なる種類及び密度の編み物]、（ｄ）異なる繊維の 炭化レベルを有する炭素担持織物のために多種多様の織物コアの電気伝導性を提 供する。 （ａ）熱反射性層の設置及び（ｂ）人体に近い少ないクッション性及び絶縁性 を有する発熱体を加熱対象物に配置可能であることのために電力消費量の節約を 提供する。 並列あるいは直列に電気伝導性細片が電気的に接続された発熱体を製造できる 。 （ａ）織物コアの高い熱放射表面積、（ｂ）皮膚の火傷の可能性あるいはポリ マーの破壊の可能性を防ぐ熱反射及び熱伝導性層による均一な熱分配のため過熱 スポットの問題を克服する。 炭素担持織物の性質による発熱体の極めて低い熱膨張を提供する。この特徴は 建築用途［例：コンクリート］にあるいは異なる熱膨張性を有する多層絶縁に極 めて重要である。 電気操作の際に切断または穴開した際にアークを生じない非燃焼性導電性織物 から成る。 絶縁の種類及び厚さに依存して高い程度の柔軟性及び／又は柔らかさの加熱器 具を提供する。 上記発熱体の製造及び組立てが技術的に容易になる。 絶縁された発熱体の製造方法は、充分に自動化することができ、これは市販の 毒性がなく安価な製品を使用している。絶縁された織物コアはロール内で製造さ れ、引き続いて所望の寸法に切断されそして更に電力コードを取り付ける。 上述の記載は、本発明の範囲を制限すると解釈されるのではなく、単に目下好 ましい本発明の実施形態の説明であると解釈される異なる実施形態を含んでいる 。付加的な予想される実施形態として、以下のものが挙げられる。（ａ）導電性 繊維は、炭素担持繊維上に炭素以外の他の電気伝導性材料、例えば電気メッキさ れた銅、ニッケルあるいは錫含有被膜を含むことができる。（ｂ）電気伝導性繊 維は、電気伝導性材料、例えば炭素で被覆または含漬されたセラミック繊維、例 えばアルミナ、シリカ、ジルコニア、クロミア、マグネシウム、カルシア又はこ れらの組み合わせから構成することができる。（ｃ）軟性充填材料は、異なるオ リゴマー又はポリマー化合物、例えばポリウレタン、ポリビニル-含有生成物等 から構成することができる。（ｄ）電気伝導性繊維は、個別の細片に切断し、引 き続いて蛇行形態あるいは元の直線あるいはＵ字形態の細片を含むその他の所望 のパターンに互いに電気的に接続ずることができる。（ｅ）電力コードを、導電 性接着剤、導電性塗料、導電性ポリマー等によりコードを直接接続することによ って電極なしで導電性繊維に取り付けることができる。（ｆ）導電性繊維発熱体 は、縫合、糊付け、融着等により他の軟性非導電性繊維により電気的に絶縁する ことができ、軟性多層組立て物が成形される。（ｇ）発熱体の導電性繊維コアは 、セラミック、コンクリート、厚手のプラスチック、木材等のごとき剛性の非導 電性材料により電気的に絶縁することができる。（ｈ）導電性繊維発熱体は、加 熱線のごとき他の種類の公知の柔軟性発熱体と組み合わせて組み立てることがで きる。 本発明の第二の実施形態は、図９〜１８に示す通り炭素/グラファイト繊維を 含む糸により製造された非金属発熱体コアから構成される。コアは、織物製造の 間に種々の長さ方向の形状、例えば細片、スリーブ、パイプ及びロープに織られ る。また糸のストランドの形態を取ってもよい。発熱体コアは、その電気抵抗を 増加させるために電気伝導性炭素／グラファイト繊維糸ともに他の電気的に非伝 導性の糸を種々の割合及び織りパターンで含んでもよい。このような糸は少なく とも一つの以下の内容を有している。 １． 同様な電気的特性を有する炭素／グラファイト担持繊維から作成された 糸。 ２． 種々の電気的特性を有する炭素／グラファイト担持繊維から作成された 糸。 ３． ガラス繊維、繊維を含むセラミックが添加された上記第１項又は第２項 に記載された糸。 ４． 合成ポリマー繊維が添加された上記第１項又は第２項に記載された糸。 ５． 薄い0.5ミクロンまでの炭素／グラファイトの層で被覆されているセラ ミック繊維が添加された上記第１項又は第２項に記載された糸。 糸が連続フィラメント繊維から構成されているのが好ましい。 発熱体コアは、織物製品をその最終形態で使用し、従って、全コア材料をパタ ーンに切断する前に安定物質で処理する段階を発熱体製造工程から省く。 図９Ａは、発熱体デザインにより記載される通りに折り曲げられパターン化さ れた細片の形態の織物電気伝導性発熱体コアを示す。発熱体コア（１１１）の部 分を、種々の位置で条件付けして最終製品の電気抵抗を増加してもよく、かかる 条件付けは、以下の方法の少なくとも１により行われる。 ａ．電気伝導性接着剤（１２２）、好ましくはグラファイトに基づくものの使 用。 ｂ．非電気伝導性被覆材料（１１８）、好ましくは接着性を有するものの使用 。 ｃ．種々の形態及び寸法（１１７）への切断の実行。 過熱を制御するために、少なくとも１つの電力制御装置（１１５）を発熱体コ アの長さ方向に沿って配置する。 発熱体コアの長さに沿った曲げ及び折りを少なくとも１つの以下の形状保持法 によって取り付ける。 ａ．電気伝導性糸、好ましくは炭素繊維に基づくものによる縫合又は非導電性 糸による縫合。 ｂ．ステープル（１１２'） ｃ．糊付け ｄ．外装 ｅ．発熱体コアの積層の間の絶縁材料による融着又は封止。 図９Ｂに示す通り、発熱体コアは、電極を有する、好ましくは平坦形状を有し 大きい接触面積を有する発熱体と接続される電力コード（１１４）によりエネル ギー供給される。電極は、発熱体コア（１１１）の端部に取り付けられ、電気伝 導性接着剤（１２２）で条件付けされ、上記端部は電極の両端との接点を有する ために折り曲げられ、次いで電極組立て物は、縫合、外装あるいは歯形コネクタ を使用して仕上げられる。 電極に加えて、電力コードは、図９Ａに示した以下の取り付け具を有している 。 ａ．電気プラグ（１１６） ｂ．任意の電力制御装置（１１５） 発熱体の使用目的に依存して、製造方法は、いずれかの順序で以下の組立て操 作を使用する。 ａ．コア材料を予め決められた形状に折り曲げ及び成形する。 ｂ．電極及び電力コードの取り付け。 ｃ．絶縁性材料層の間への積層。 所望により発熱体デザインにより絶縁された発熱体コアの一方の側に熱放射性 層を使用するのが好ましい。かかる熱放射性層は、電気伝導性発熱体コアから絶 縁されたアルミニウム箔又は金属化ポリマーであってもよい。 図１０Ａは、電気抵抗を変えるために折り曲げることによってジグザグにされ 平行な長さ方向の電極のまわりに巻き付けられた細片の形態の発熱体コア（１１ １）を示す。これにより、発熱体コア材料を変えることなしに発熱体の電気抵抗 を変えることができる。細片（１１１）の端部は、縫合(１１２)、ステープル（ １１２'）又は外装によって電気母線（１１３）に取り付けられている。 電極コネクタ（１２１）及び電力コード（１１４）に平行な母線電極（１１３ ）に取り付けられている。電気絶縁性材料の層の間への積層に続いて電極コネク タ（１２１）を発熱体コア（１１１）の端部へ接続する。積層段階の後に電極を 接続するために、発熱体コアデザインにより指示された際に、絶縁層を接続点で 剥がすかあるいは電極コネクタ（１２１）により破壊する。 図１０Ｂは、図１０Ａに示した発熱体の変更態様を示す。しかしながら、電気 母線電極（１１３）の間に折り曲げられそして配置されたジグザグ状の細片（１ １１）の代わりに、細片（１１１）は、直線傾向を有しており、そして平行な母 線電極のまわりに巻き付けられている。細片と母線との接触は導電性接着剤、好 ましくは炭素／グラファイトに基づくものの局地的使用により条件付けされ、次 いでステープル（１１２）及び／又は細片と母線との縫合により固定されている 。ジグザグの傾向、ピーク間の距離は、同一発熱体においてでも変化することが できるので発熱体デザインにより指示された通りに最終要素温度を変化させる。 図１１は、（ａ）電気抵抗の変化を達成し、（ｂ）上記切断により絶縁層（１ ２３）を融着することによって発熱体コアのきつい気密な積層を提供するために 切断を使用した発熱体コア（１１１）を示す。切断物（１１７）は、導電性炭素 担持物質、例えば正温度係数材料（ＰＴＣ）により充填してもよい。電気母線電 極（１１３）は、発熱体コア上に長さ方向に配置されている。これらの電極は、 金属線または低い電気抵抗を有する織物非金属細片あるいはこれらの組み合わせ から作成されている。 発熱体コア（１１１）の繊維の高い電気抵抗は、高い電気抵抗を有する糸を繊 維縫合段階の際に添加しそして発熱体コアの本体における切断（１１７）を行う ことによって達成することができる。電極（１１３）は、織物発熱体コア（１１ １）で包まれ、そして発熱体により発生される最大温度を耐えることができる導 電性又は非導電性糸で縫合される。ステープル（１１２）もこの目的に使用する ことができる。 炭素／グラファイト担持接着剤を適用して母線電極（１１３）と織物非金属発 熱体コアとの良好な電気接触を確実とするのが好ましい。次いで発熱体組立て物 を絶縁性材料で積層し、そして電極コネクタ及び任意の制御装置を有する電力コ ードを母線電極（１１３）に取り付ける。 図１２Ａ及び図１２Ｂは、電気母線デザイン及びその付属品の変更態様を示す 。 図１２Ａは、絶縁性材料で積層される前に、高い導電性糸又は薄い金属線がそ の本体に織られたあるいは縫合されて平行な電気母線組立て物（１１３）を形成 する発熱体コア（１１１）を示す。 任意の正温度係数（ＰＴＣ）材料（１１９）を長さ方向に発熱体コア（１１１ ） に選択された領域内で導入してもよい。かかる領域は、上記領域を横切る電気抵 抗が隣接する織物発熱体コア（１１１）の抵抗よりも低い方法で織られる。 一例として、上記領域の低い電気抵抗を達成するため、織り段階は、かかる選 択された領域に導電性あるいは非導電性糸、例えばセラミック又はポリマーを特 に使用する。更に、導入されたＰＴＣ材料（１１９）は、付加的自己制限電気伝 導性を発熱体コア（１１１）の上記選択された領域に導入する。ＰＴＣ材料を発 熱体コアの中心又は長さ方向の母線電極（１１３）の次のいづれかに導入するの が好ましい。一般に、ＰＴＣ材料は、電気伝導性炭素担持フィラーを有するポリ マー物質から作成される。 図１２Ｂは、絶縁性材料での積層に先立って、任意の切断部分（１１７）を低 い電気抵抗を有する織物母線細片電極（１１３）に取り付けた発熱体コア（１１ １）の詳細を示す。取り付けに先立って、炭素／グラファイト粒子を含む電気伝 導性接着剤との接続の位置を条件付けするのが好ましい。任意のＰＴＣ材料（１ １９）を図１２Ａに記載の通りに使用してもよい。 図１３は少なくとも３個の電極（１１３）を有し、そして一連の母線電極（１ １３）の間にＰＴＣ材料（１１９）が配置された発熱体の部分を示し、上記発熱 体は、電気的に並列に接続されている。好ましい方法は、一連の母線電極の間に ＰＴＣ材料を持たせず、ＰＴＣ材料（１１９）を別の一連の母線電極（１１３） に長さ方向に配置することから成る。 全てのこれらの３個の母線電極（１１３）は、１個の電源に電力制御装置（１ １５）により接続されている。この機構は、１個の母線電極及びＰＴＣ材料（１ １９）を含む領域をバイパスすることによって温度の迅速な獲得が可能となる。 加熱対象物の所望の温度が達成された際、電気接触は、ＰＴＣ材料（１１９）を 通じて向けることによって電流を自己制限温度能力を有する加熱器を提供するよ うに母線電極にスイッチされる。 その代わりとして、同一又は異なる温度制限を有するＰＴＣ材料をＰＴＣ材料 を有していない上記の領域に配置してもよい。これは、各々自己制限温度制御能 力を有する二つの、好ましくは異なる温度領域を有する加熱器を提供する。この 方法は、母線導体により隣接する多数の温度領域を有する発熱体とする。 図１４に示す通り、母線電極（１１３）の間の発熱体コアは、部分を長さ方向 に接続しそして電気連続性を提供するＰＴＣ材料（１１９）を有する織物電気伝 導性材料（１１１）の２又はそれ以上の個別部分を含んでもよい。ＰＴＣ材料の 位置は、発熱体デザインにより指示される。 織物電気伝導性材料の二個の隣接する部分は、まず電気非伝導性接続細片（１ ２５）に縫合（１２０）することによってこれらの間の所定幅の空隙を残して接 続される。次いで、空隙を軟性化したＰＴＣ材料で発熱体コア（１１１）のこれ らの部分の織物繊維マトリックスに端部で侵入するようにブリッジされる。縫合 された接続細片（１２５）は、所望の機械的強度を提供し、ＰＴＣ材料（１１９ ）は電気連続性及び所望の自己制限温度制御を提供する。絶縁層（１２３）は、 組立て物を包む。これはまた、接続細片（１２５）の代わりに発熱体コアの上記 隣接部分を接続するのに使用することもできる。 図１５は母線電極（１１３）への発熱体コア（１１１）付属品の任意の詳細を 示す。ＰＴＣ材料エンベローブの形状は、発熱体デザインにより変化する。次い で、発熱体コア（１１１）の先端を上記母線電極（１１３）及びＰＴＣ材料（１ １９）のまわりで包装し、そして形状保持手段、例えば縫合（１２０）、ステー プルあるいは外装により固定する。ＰＴＣ材料と発熱体コアとの接続は、熱封止 あるいは融着であることができる。絶縁層（１２３）は全電気伝導性組立て物を 包む。 図１６は、糸のストランド又はロープ状織物を含む絶縁された発熱体コア（１ １１）及びこれを金属電気コネクター（１２１）及びパワーコード（１１４）と の接続の好ましい実施形態を示す。発熱体コア（１１１）は、電気伝導性炭素／ グラファイト又は炭素／グラファイト被覆されたセラミック又はポリマー糸ある いはこれらの組み合わせを含むストランド又はロープから構成される。付加的な 機械的強度及び電気抵抗を付与するために非電気伝導性セラミック又はポリマー 糸又はこれらの組み合わせを、上記コアのストランド又はロープに含めてもよい 。 電極コネクタの側部もまた、クリンプする間に絶縁体（１２３）を通じて突き 刺すことによって発熱体コア（１１１）の本体に侵入する歯部（１２６）を含む ことができ、従って付加的な電気接続が提供される。電極コネクタ（１２１）を 使用して上記発熱体コアの部分間の電気的連続を提供することができ、あるいは 電力コードの一部分と上記発熱体コアの部分とを接続することができる。いくつ かの種類の電気接続は、本発明に記載される絶縁細片、スリーブ又はパイプ発熱 体コアに適用してもよい。 本発明で提案される電極付属品の別の変更態様は、絶縁された発熱体コア（１ １１）から絶縁部分（１２３）を剥離し、そして電極コネクタ（１２１）にコア をクリンプにより取り付けることから構成される。電極コネクタを取り付ける前 に糸の端部を電気伝導性接着剤で条件付けすることが好ましい。また電気伝導性 接着剤が炭素／グラファイト粒子を含むのが好ましい。 図１７Ａは、本発明の好ましい実施形態による母線電極（１１３'）が直列に 電気接続されたスリーブ／パイプに成形された発熱体コア（１１１）の斜視図で ある。 図１７Ｂは、縦長の母線電極（１１３'）が並列に電気接続されたスリーブ／ パイプに成形された発熱体コア（１１１）の斜視図である。 図１７Ｃは、母線電極（１１３'）及び任意のＰＴＣ材料（１１９）が上記発 熱体コアに長さ方向に導入された、並列に電気接続されたスリーブ／パイプに成 形された発熱体コア（１１１）の斜視図である。 母線電極(１１３')、ＰＴＣ材料の設置及び絶縁性材料による積層は、その他 の種類の発熱体に対しても上述の通りに行うことができる。パイプ型対象物を加 熱するように設計された装置には、上記パイプ型対象物上の発熱体の絶縁を容易 にするために上記スリーブ発熱体コアに縦長の切断部分を有するのが好ましい。 提案された軟性非金属発熱体は、直流又は交流電流を使用する種々の商業的あ るいは工業的ヒーター用途に使用することができる。発熱体の主な利点は、気密 封止された柔軟かつ耐久性のある導電性織物により提供された高い信頼性及び安 全性である。 更に電気伝導性炭素／グラファイト繊維、非伝導性セラミック又はポリマーを 発熱体に使用することは以下の利点を有する。 薄い柔軟な均一な加熱器の製造が従来の加熱線の設置あるいは妨げなしで可能 となる。 急激な折り曲げ、パンチ、突き刺し、小さく切断すること及び圧縮に電気的操 作能力の減少なしで耐えることができる高い耐久性の加熱器具を提供する。 （ａ）導電性糸の高い強度、（ｂ）強力な絶縁材料での全ての電気伝導性媒体 のまわりを封止していることにより高い耐引裂き性及び耐摩耗性を提供する。 （ａ）炭素／グラファイト及びセラミック糸の高い化学不活性及び（ｂ）接続 電極及び温度制御装置を含む全発熱体の気密ポリマー絶縁により、化学工業ある いは海水環境に使用される耐腐食性及び耐侵食性発熱体の製造を提供する。 （ａ）電気伝導性炭素／グラファイト糸を所定長さ及び幅の細片、スリーブ、 ロープ又は糸のストランドにストランドとすること、（ｂ）糸を所定密度又は種 類の織物へ織ること、（ｃ）異なる電気伝導度を一単位に有する炭素／グラファ イト糸をストランドにするあるいは織ること、（ｄ）非導電性セラミック及び／ 又はポリマー糸又は繊維を有する炭素／グラファイト糸をストランドにするある いは織ること、（ｅ）異なる形状の切断部分を作成して発熱体コアの電気抵抗を 変えること、（ｆ）導電性炭素／グラファイト被覆されたセラミック繊維又は糸 を導入することにより発熱体コアの電気伝導度の多様な変化を提供する。 （ａ）熱反射性層の設置及び（ｂ）人体に近い少ないクッション性及び絶縁性 を有する発熱体を加熱対象物に配置可能であることのために電力消費量の節約を 提供する。 並列あるいは直列に電気伝導性細片、ロープ、スリーブ／パイプ又はストラン ドが電気的に接続された発熱体を製造できる。 （ａ）発熱体コアの高い熱放射表面積、（ｂ）皮膚の火傷の可能性あるいはポ リマーの破壊の可能性を防ぐ熱反射及び熱伝導性層による均一な熱分配のため過 熱スポットの問題を克服する。 炭素／グラファイト、ポリマー又は糸のの性質による発熱体の極めて低い熱膨 張を提供する。この特徴は建築用途［例：コンクリート］にあるいは異なる熱膨 張性を有する多層絶縁に極めて重要である。 電気操作の際に切断または穴開した際にアークを生じない電気伝導性炭素／グ ラファイト及び炭素／グラファイト被覆されたセラミック糸から成る。 絶縁の種類及び厚さに依存して高い程度の柔軟性及び／又は柔らかさの加熱器 具を提供する。 上記発熱体の製造及び組立てが技術的に容易になる。 更に、電気伝導性炭素／グラファイト担持織物とＰＴＣ材料との組み合わせに より：(ａ)軟性加熱器具の温度自己制限性質を提供し、（ｂ）母線電極間の距離 を増加し、（ｃ）非常に熱伝導性の高い炭素／グラファイト繊維を通じて過剰な 熱の散逸を提供し、（ｄ）ヒーターの高い効率となる非常に大きい熱放散面積を 提供し、（ｅ）絶縁された発熱体コアを突き破った際に平行な母線導体への液体 侵入に対するバリヤーを提供することができる。 絶縁された発熱体の製造は完全に自動化することができ、市販の危険性のない 安価な製品を使用する。絶縁された発熱体コアをロール又はスプールに製造でき 、引き続いて所望の寸法に切断し、そして電力コード及び任意の電力制御装置が 取り付けられる。 更に、提案された発熱体は、以下のものに限定されないが、（ａ）電熱毛布、 パッド、マットレス、スプレッドシート及びカーペット、（ｂ）壁、家具、天井 及び床ヒーター、（ｃ）自動車、スクーター、オートバイ、ボート及び航空機シ ートヒーター、（ｅ）食品（例：ピザ）配達及び寝袋、（ｆ）冷蔵庫、道路、屋 根及び航空機／ヘリコプター翼／プロペラ除氷システム、（ｇ）パイプライン、 ドラム及びタンク電気ヒーター、（ｈ）電気炉添加装置等に使用することができ る。加熱用途に加えて、同一の炭素／グラファイト担持発熱体コアを帯電防止縫 合に使用することができる。 図１８Ａは、本発明による軟性発熱体コアをその構成の中に含んで所望の程度 の温かさを提供する衣類を示す。軟性発熱体（１２７）は衣類に中へ所定の位置 に縫合されている。 図１８Ｂは、本発明の一実施形態による軟性発熱体を含む自動車シート（１２ ９）を示す。発熱体（１２７）は、シート詰め物の下に配置されている。 図１８Ｃは、本発明の実施形態の一つを使用した床組立て物（１３０）を示す 。発熱体（１２７）を床外被の下に配置している。任意の電力制御装置（１１５ ）をいずれの発熱体組立て物に使用することもできる。 図１８Ｄは、所望の程度の熱を提供するようにパイプのまわりを包んだ本発明 による軟性発熱体（１２７）を含むパイプのある長さ部分を示す。 上記の説明は、本発明の範囲を制限すると解釈されるのではなく、単に目下好 ましい本発明の実施形態の説明であると解釈される異なる実施形態を含んでいる 。付加的な予想される実施形態として、以下のものが挙げられる。（ａ）炭素/ グラファイト糸に加えて、発熱体は、炭素以外の他の電気伝導性材料、例えば銅 、ニッケルあるいは錫含有材料を含むことができる。（ｂ）発熱体コアは、セラ ミック繊維、例えばアルミナ、シリカ、ボリア、ジルコニア、クロミア、マグネ シウム、カルシア、炭化珪素又はこれらの組み合わせから作成された糸を含むこ とができる。（ｃ）発熱体コアは、電気伝導性炭素/グラファイト被覆セラミッ ク繊維、例えばアルミナ、シリカ、ボリア、ジルコニア、クロミア、マグネシウ ム、カルシア、炭化珪素又はこれらの組み合わせから構成することができる。（ ｄ）発熱体コアの製造の間の穴切断及びその電気的性質の増大を容易とするため に細片を接着剤の希釈溶液内に浸漬して乾燥することができる。（ｅ）発熱体コ アは、異なる電気的性質を有する導電性細片、ロープ、スリーブ／パイプ又は糸 を含むことができる。（ｆ）発熱体コアは、種々のパターン、元の直線、コイル 又はＵ字形態を含む例えば蛇行型あるいは他の所望の形態に形成することができ る。（ｇ）電力コードを、コードを直接接続することによって電極を使用しない で発熱体コアに取り付けることができ、良好な接続を確実にするため導電性接着 剤、導電性塗料、導電性ポリマー等を使用するのが好ましい。（ｈ）導電性発熱 体コアを、縫合糊付け、融着等により軟性非導電性繊維又はポリマーにより電気 的に絶縁することができ、軟性多層組立て物が成形される。（ｉ）導電性軟性発 熱体コアは、セラミック、コンクリート、厚手のプラスチック、木材等のごとき 剛性の非導電性材料により電気的に絶縁することができる。（ｊ）形状保持手段 を発熱体コアのいかなる部分に適用することもできる。 前述の本発明を数多くの好ましい実施形態を参照して記載・説明してきたが、 種々の変更並びに改質が本発明の精神及び範囲を逸脱することなしに行われるこ とが当業者により理解されるであろう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＣＡ，ＤＥ，ＪＰ (72)発明者 コックマン，アルカディ アメリカ合衆国 イリノイ州 60056 マ ウントプロスペクト，1454エヌ エルムハ ースト ロード ＃202

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 軟性物質を炭素繊維にしみ込ませて、含浸繊維を形成する工程と、 前記含浸繊維を安定させて所定の形状に切断できるように前記軟性物質を硬化 する工程と、 前記含浸繊維を所定の形状に切断する工程と、 前記含浸繊維の少なくとも二つの端部を各々調節する工程と、前記含浸繊維の 調節した前記端部の各々に電流を導く伝導手段を取りつける工程と、 絶縁物質からなる少なくとも２つの層の間に前記含浸繊維を積層し、前記含浸 繊維と前記伝導物質を包み封止する工程と、 を備える発熱体を形成する方法。 ２． 前記軟性物質を前記軟性物質の溶液に浸けることにより前記軟性物質を 前記軟性物質にしみ込ませる請求の範囲第１項記載の発熱体を形成する方法。 ３． 圧力調節機能を有する少なくとも２つのローラによって前記繊維を進め ることにより前記含浸繊維を押圧する請求の範囲第１項記載の発熱体を形成する 方法。 ４． 前記繊維が押圧された後、前記繊維の少なくとも片側に熱気を与えるこ とにより前記繊維の熱処理を行う請求の範囲第３項記載の発熱体を形成する方法 。 ５． 前記繊維が押圧された後、調節可能な温度設定を有する少なくとも１つ の熱ローラによって前記繊維を進めることにより前記繊維の熱処理を行う請求の 範囲第３項記載の発熱体を形成する方法。 ６． 前記繊維の少なくとも片側に前記軟性物質を噴射することにより前記軟 性物質を前記繊維にしみ込ませる請求の範囲第１項記載の発熱体を形成する方法 。 ７． 前記繊維の少なくとも片側にポリマーの薄膜を張りつけることにより前 記軟性物質を前記繊維にしみ込ませる請求の範囲第１項記載の発熱体を形成する 方法。 ８． 前記含浸繊維の少なくとも二つの端部を各々調節する工程は、前記軟性 物質を前記含浸繊維の前記端部から取り除く工程を更に備えることをを特徴とす る請求の範囲第１項記載の発熱体を形成する方法。 ９． 前記含浸繊維の少なくとも二つの端部を各々調節する工程は、前記含浸 繊維の前記端部に導電炭素物質を施す工程を更に備える請求の範囲第１項記載の 発熱体を形成する方法。 １０． 前記伝導物質の少なくとも一つに電源コードを接続する工程を更に備 える請求の範囲第１項記載の発熱体を形成する方法。 １１． 実質的に軟質で柔軟な発熱体であって、 一端から他端に延びる所定の形状の電気伝導性炭素繊維と、 前記伝導炭素繊維を安定させるように前記伝導炭素繊維に含浸された軟性充填 物質と、 前記伝導炭素繊維に電流を導く伝導手段と、 前記伝導炭素繊維を絶縁する絶縁手段と、 を備える発熱体。 １２． 前記伝導炭素繊維は織繊維である請求の範囲第１１項記載の発熱体。 １３．前記伝導炭素繊維は不織繊維である請求の範囲第１１項記載の発熱体。 １４． 前記軟性充填物質は不揮発であり不伝導な有機物質よりなる請求の範 囲第１１項記載の発熱体。 １５． 前記軟性物質は澱粉よりなる請求の範囲第１１項記載の発熱体。 １６． 前記軟性物質は電気伝導性炭素物質よりなる請求の範囲第１１項記載 の発熱体。 １７． 前記所定の形状は蛇行型である請求の範囲第１１記載の発熱体。 １８．前記所定の形状はジグザク型である請求の範囲第１１項記載の発熱体。 １９． 前記所定の形状は螺旋型である請求の範囲第１１項記載の発熱体。 ２０． 前記絶縁物質上に形成され、前記伝導炭素繊維より電気的に絶縁され た反射金属層を更に備える請求の範囲第１１項記載の発熱体。 ２１． 前記伝導手段は前記伝導炭素繊維の端部に取り付ける少なくとも２つ の電極を備える請求の範囲第１１項記載の発熱体。 ２２． 前記絶縁手段は、前記伝導炭素繊維と前記一対の電極を包み前記伝導 炭素繊維と前記一対の電極を密封する絶縁層を備える請求の範囲第１１項記載の 発熱体。 ２３． 少なくとも炭素繊維を有し、織物構成で継続的に延伸する形状の軟性 物質にまとめ、前記軟性物質を所定の長さに切断し、所定の型に並べる電気伝導 性非金属糸と、 前記軟性物質に電流を導く伝導手段と、 不導体手段からなる少なくとも１つの層により前記電気伝導性軟性物質を絶縁 する絶縁手段と、 を備える発熱体。 ２４． 前記炭素繊維は黒鉛繊維を備える請求の範囲第２３項記載の発熱体。 ２５． 前記軟性物質は不伝導ポリマー繊維を備える請求の範囲第２３項記載 の発熱体。 ２６． 前記軟性物質はセラミック繊維を備える請求の範囲第２３項記載の発 熱体。 ２７． 前記軟性物質は電気伝導性炭素被覆セラミック繊維を備える請求の範 囲第２３項記載の発熱体。 ２８． 前記延伸する形状の軟性物質は織った細片である請求の範囲第２３項 記載の発熱体。 ２９． 前記延伸する形状の軟性物質は編んだ管の形状を有する請求の範囲第 ２３項記載の発熱体。 ３０． 前記延伸する形状の軟性物質は編んだロープである請求の範囲第２３ 項記載の発熱体。 ３１． 前記延伸する形状の軟性物質は糸をより合わせた紐である請求の範囲 第２３項記載の発熱体。 ３２． 前記軟性物質を所定の型に並べ、前記軟性物質の断片の間に隙間を形 成する請求の範囲第２３項記載の発熱体。 ３３． 前記軟性物質の選択された領域に多様性と電気抵抗の制御をもたらす 調節された斑点を更に備える請求の範囲第２３項記載の発熱体。 ３４． 前記調節された斑点は選択された領域であり、導電黒鉛物質により満 たされている請求の範囲第３３項記載の発熱体。 ３５． 前記調節された斑点は前記伝導軟物質を切り取った選択された領域で ある請求の範囲第３３項記載の発熱体。 ３６． 前記調節された斑点は選択された領域であり、不揮発であり不伝導な 有機物質により満たされている請求の範囲第３３項記載の発熱体。 ３７． 前記調節された斑点は選択された領域であり、前記発熱体に自己温度 制限機能をもたらす正の温度係数を有する物質を備える請求の範囲第３３項記載 の発熱体。 ３８． 前記発熱体は、 前記発熱体の全長に渡る少なくとも２つの母線伝導体と、 正の温度係数を有する物質と編んだ導電物質からなる少なくとも１つの断片と を有する前記発熱体の少なくとも１つの断片とを更に備え、 前記発熱体の少なくとも１つの断片は、前記正の温度係数を有する物質の断片 が前記母線伝導体の１つ以上には直接接続しないように少なくとも２つの前記母 線伝導体の間に延伸方向に置かれた炭素繊維糸を有する請求の範囲第２３項記載 の発熱体。 ３９． 前記正の温度係数を有する物質は、前記正の温度係数を有する物質に 前記母線伝導体を埋めることにより前記母線伝導体に接続する請求の範囲第３８ 項記載の発熱体。 ４０． 前記発熱体は、所定の型に前記軟性物質の断片を接続し保持する形状 保持手段を更に備える請求の範囲第２３項記載の発熱体。 ４１． 前記形状保持手段はとじることを含む請求の範囲第４０項記載の発熱 体。 ４２． 前記形状保持手段は縫製を含む請求の範囲第４０項記載の発熱体。 ４３． 前記形状保持手段は絶縁物質で溶かすことを含む請求の範囲第４０項 記載の発熱体。 ４４． 前記伝導手段は前記軟性物質と導電体とを電気的に接続する導電接着 剤である請求の範囲第２３項記載の発熱体。 ４５． 前記伝導手段は、絶縁発熱体の中心部から横の切込みを介して前記軟 性物質の本体を貫通する伝導挿入物を有する導電体である請求の範囲第２３項記 載の発熱体。 ４６． 前記伝導手段は、母線伝導体を形成するために前記軟性物質の本体に 組み入れられた細い金属ワイヤーである請求の範囲第２３項記載の発熱体。 ４７． 前記伝導手段は、前記軟性物質に囲まれた少なくとも２つの金属電極 伝導体を備える請求の範囲第２３項記載の発熱体。 ４８． 前記軟性物質は、ジグザグ型に置かれ、少なくとも２つの母線伝導体 に巻かれ、平行に電気的に接続される請求の範囲第２３項記載の発熱体。 ４９． 前記発熱体は、前記発熱体の少なくとも片側に設けられ、前記軟性物 質と前記伝導手段から電気的に絶縁された熱反射層を更に備える請求の範囲第２ ３項記載の発熱体。 ５０． 複数の物品に組み入れる軟性と耐久性のある構成を有する発熱体であ って、 炭素繊維を含む電気伝導性非金属糸を有する軟性物質と、 前記軟性物質に電流を導く伝導手段と、 少なくとも１つの不伝導層により前記電気伝導性軟性物質を絶縁する絶縁平段 と、 を備える発熱体。 ５１． 前記軟性物質は延伸形状を有する請求の範囲第５０項記載の発熱体。 ５２． 前記炭素繊維は黒鉛繊維を含む請求の範囲第５０項記載の発熱体。 ５３． 前記軟性物質は不伝導ポリマー繊維を含む請求の範囲第５０項記載の 発熱体。 ５４． 前記軟性物質は織った細片である請求の範囲第５０項記載の発熱体。 ５５． 前記軟性物質は編んだ管の形状を有する請求の範囲第５０項記載の発 熱体。 ５６．前記軟性物質は編んだロープである請求の範囲第５０項記載の発熱体。 ５７． 前記軟性物質は糸をより合わせた紐である請求の範囲第５０項記載の 発熱体。 ５８． 前記軟性物質は少なくとも２つの電気母線伝導体にかみ合い、電気的 に平行に接続されている請求の範囲第５０項記載の発熱体。 ５９． 前記発熱体は、前記発熱体の少なくとも片側に設けられ、前記軟性物 質と前記伝導手段から電気的に絶縁された熱反射層を更に備える請求の範囲第５ ０項記載の発熱体。 ６０． 前記発熱体は、前記発熱体に自己温度制限機能をもたらす正の温度係 数を有する物質を備える選択された領域を更に有する請求の範囲第５０項記載の 発熱体。 ６１． 前記伝導手段は、前記軟性物質に囲まれた少なくとも２つの金属電極 伝導体を備える請求の範囲第５０項記載の発熱体。 ６２． 前記伝導手段は、前記母線電極集合を形成するために前記軟性物質の 母体に組み込んだ細い金属ワイヤーである請求の範囲第５０項記載の発熱体。 ６３． 前記伝導手段は、絶縁発熱体の中心部から横の切込みを介して前記軟 性物質の本体を貫通する伝導挿入物を有する導電体である請求の範囲第５０項記 載の発熱体。 ６４． 前記発熱体は、前記発熱体の少なくとも片側に設けられ、前記軟性物 質と前記伝導手段から電気的に絶縁された熱反射層を更に備える請求の範囲第５ ０項記載の発熱体。