JP2010192218A - 面状発熱体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】導電性繊維を含む編織物で形成された発熱部と、この発熱部を通電するための電極部とで構成された面状発熱体において、前記導電性繊維を、有機繊維とこの有機繊維の表面を被覆するカーボンナノチューブとで構成する。前記導電性繊維は、有機繊維に振動を与えながら、カーボンナノチューブを含む分散液中に有機繊維を浸漬して、導電層を有機繊維の表面に付着させた繊維であってもよい。
【選択図】なし
Description
導電性繊維は、有機繊維と、この有機繊維の表面を被覆するカーボンナノチューブとを含み、有機繊維を被覆するカーボンナノチューブは、通常、導電層を形成する。
有機繊維は、発熱部に柔軟性及びしなやかさを付与するために使用され、非合成繊維[例えば、天然繊維(綿、麻、ウール、絹など)、再生繊維(レーヨン、キュプラなど)、半合成繊維(アセテート繊維など)]であってもよいが、導電層との密着性などの点から、少なくとも合成繊維を含むのが好ましい。
本発明では、前記有機繊維の表面をカーボンナノチューブで被覆することにより、導電性を付与できる。有機繊維を被覆するカーボンナノチューブは、導電層ということができる。
導電性繊維は、編織物において、導電性繊維同士の接触通電により、電気抵抗が低下し、発熱効率が低下するのを抑制する点から、カーボンナノチューブ(又は導電層)の上に、電極部との接触部分を除いて、さらに絶縁層を形成してもよい。
本発明の面状発熱体における発熱部は、前記導電性繊維を含む編織物で形成されている。発熱部を構成する編織物には、織物、編物の他、レース地、網なども含まれる。これらの編織物のうち、全面に亘って発熱でき、発熱効率に優れる点から、織物及び編物が好ましい。
導電性繊維は、カーボンナノチューブを含む分散液を用いて、有機繊維の表面にカーボンナノチューブを含む導電層を付着させる工程の後、導電層が表面に付着した有機繊維を乾燥する工程を経て製造される。
本発明の面状発熱体は、前記編織物で形成された発熱部と、この発熱部を通電するための電極部とで構成されている。電極部は、慣用の電極部を利用でき、通常、一対の電極部で構成され、電池などの電源から供給される電流を発熱部の導電性繊維に流すための入口部及び出口部に相当する。
(1)カーボンナノチューブの水性分散液の調製:
(i)3−(ジメチルステアリルアンモニオ)プロパンスルホネート(両性イオン界面活性剤)2.0g、グリセリン(水和安定剤)5mlおよび脱イオン水495mlを混合して、界面活性剤の水溶液(pH6.5)を調製した。
(i)市販のポリエステル加工糸(クラレトレーディング(株)製、「FD84T48」、84dtex/48フィラメント)に対して、前記(1)で得られたカーボンナノチューブの水性分散液を用い、一般的なサイジング糊付け手法でカーボンナノチューブを付着した。詳しくは、ポリエステル加工糸を分散液に浸漬する際に、微振動させた糸ガイドを通して、200Hzの微振動を糸に与え、次いで、170℃で2分間乾燥し、カーボンナノチューブが付着した90dtexの導電繊維を得た。
得られた導電繊維を緯糸に配置し、レギュラーポリエステル加工糸(クラレトレーディング(株)製、56dtex/36フィラメント)を経糸として用い、5/1ツイル組織にて織物を作成した、緯糸の打ち込み本数は112本/インチであった。幅3cmの導電性テープ((株)スリオンテック製、スリオンテープNo.8785)を、織布の経方向と導電性テープの長さ方向を平行にして、織布の緯方向の両端部に貼着して電極とし、電極間14cmの面状発熱体を作成した。20℃雰囲気下で、24Vの交流電圧を印加したところ、20秒後に生地全面が71℃に到達し、その後71℃を維持していた。
実施例1と同様の経糸、緯糸を用い、平組織にて織布を作成した、緯糸の打ち込み本数は76本/インチであった。幅3cmの導電性テープ((株)スリオンテック製、スリオンテープNo.8785)を、織布の経方向と導電性テープの長さ方向を平行にして、織布の緯方向の両端部に貼着して電極とし、電極間1mの面状発熱体を作成した。20℃雰囲気下で、24Vの交流電圧を印加したところ、20秒後に生地全面が28℃に到達し、その後28℃を維持していた。また、100Vの交流電圧を印加したところ、20秒後に生地全体が48℃に到達し、その後48℃を維持していた。
実施例1の導電性繊維に対して、バインダー(明成化学(株)製「メイバインダーNS」)を固形成分換算で4重量%含有する処理液を用いて、一般的なサイジング糊付け手法で導電層の上にさらに絶縁層を形成し、94dtexの絶縁コーティング導電繊維を得た。この繊維を用いて丸編み生地を作成し、ウエール方向に切り開いて、コース方向の両端1cm幅を0.1Nのアルカリ液中に浸漬し、絶縁層を除去した。絶縁層を除去した部分に、幅3cmの導電性テープ((株)スリオンテック製、スリオンテープNo.8785)を貼着して電極とし、電極間20cmの面状発熱体を作成した。20℃雰囲気下で、24Vの交流電圧を印加したところ、20秒後に生地全面が36℃に到達し、その後36℃を維持していた。
Claims (9)
- 導電性繊維を含む編織物で形成された発熱部と、この発熱部を通電するための電極部とで構成された面状発熱体であって、前記導電性繊維が、有機繊維と、この有機繊維の表面を被覆するカーボンナノチューブとを含む面状発熱体。
- カーボンナノチューブの割合が、有機繊維100質量部に対して、0.1〜50質量部である請求項1記載の面状発熱体。
- 導電性繊維が、有機繊維と、この有機繊維の表面を被覆し、かつカーボンナノチューブを含む導電層とで構成され、かつ前記有機繊維の全表面に対する前記導電層の被覆率が60%以上である請求項1又は2記載の面状発熱体。
- 有機繊維が、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂及びアクリル系樹脂からなる群から選択された少なくとも一種の合成繊維で構成されている請求項1〜3のいずれかに記載の面状発熱体。
- 導電性繊維が、単糸繊度11dtex以下のマルチフィラメント糸又は紡績糸である請求項1〜4のいずれかに記載の面状発熱体。
- 導電性繊維が、有機繊維に振動を与えながら、カーボンナノチューブを含む分散液中に有機繊維を浸漬して、導電層を有機繊維の表面に付着させた繊維である請求項1〜5のいずれかに記載の面状発熱体。
- 導電性繊維の20℃における線電気抵抗値が1×10−1〜1×105Ω/cmである請求項1〜6のいずれかに記載の面状発熱体。
- 編織物が、ポリエステル系繊維で構成された経糸と導電性ポリエステル系繊維で構成された緯糸とで構成された織布である請求項1〜7のいずれかに記載の面状発熱体。
- 編織物が、電極部との接触部分を除いて、絶縁層で被覆された導電性ポリエステル系繊維で構成された編布である請求項1〜7のいずれかに記載の面状発熱体。
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