JP2015026422A - Conductive cloth - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、導電性布帛に関する。詳細には、本発明は、通電可能な導電繊維を備える導電性布帛に関する。 The present invention relates to a conductive fabric. Specifically, the present invention relates to a conductive fabric including conductive fibers that can be energized.
従来、加熱手段として、通電により発熱可能な導電線材を備える布材が開示されている(例えば、特許文献1参照)。この布材では、当該導電線材は、その長さ方向の一部に布材から露出した露出部を有する。そして、導電性の接続体が当該露出部を挟み込むことにより、接続体と露出部とが電気的に接続されることを開示している。 Conventionally, as a heating means, a cloth material provided with a conductive wire that can generate heat when energized is disclosed (for example, see Patent Document 1). In this cloth material, the conductive wire has an exposed portion exposed from the cloth material in a part of its length direction. And it discloses that a connection body and an exposure part are electrically connected when an electroconductive connection body pinches | interposes the said exposure part.
しかしながら、特許文献1では、導電線材の露出部が布材の端部から露出しているため、電気絶縁性を持たず、他の部品と接触した場合に短絡する恐れがある。また、布材の端部から露出しているのは導電線材のみとなるため、露出部の強度が非常に弱くなり、導電線材が断線する恐れがある。
However, in
本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものである。そして、本発明の目的は、布帛に設けられる導電繊維の電気絶縁性を確保すると共に、導電繊維の強度を向上させることが可能な導電性布帛を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems of the prior art. An object of the present invention is to provide a conductive fabric capable of ensuring the electrical insulation of the conductive fibers provided on the fabric and improving the strength of the conductive fibers.
本発明の態様に係る導電性布帛は、導電繊維を有する第一布帛と、導電繊維に電気的に接続される導通体とを備える。さらに第一布帛は導電繊維が露出する偏在面を備える。そして、第一布帛はその端部が折り返されてなる折り返し部を有し、当該折り返し部における偏在面で導通体を挟み込む。 The conductive fabric which concerns on the aspect of this invention is equipped with the 1st fabric which has a conductive fiber, and the electrically conductive body electrically connected to a conductive fiber. Further, the first fabric has an unevenly distributed surface from which the conductive fiber is exposed. And the 1st fabric has the folding | returning part by which the edge part is return | folded, and pinches | interposes a conductor with the uneven distribution surface in the said folding | returning part.
本発明の態様に係る導電性布帛は、導通体と導電繊維とが電気的に接続又は直接接触することができるため、電気的接触を確保することができる。また、導通体及び導電繊維は、導電繊維以外の繊維により覆われるため電気絶縁性を確保し、短絡を防止することが可能となる。さらに、導電繊維以外の繊維が導通体及び導電繊維の保護層として機能するため、耐久性が向上する。 In the conductive fabric according to the aspect of the present invention, the conductive body and the conductive fiber can be electrically connected or in direct contact with each other, so that electrical contact can be ensured. Moreover, since a conductor and a conductive fiber are covered with fibers other than a conductive fiber, electrical insulation can be ensured and a short circuit can be prevented. Furthermore, since the fibers other than the conductive fibers function as a conductor and a protective layer for the conductive fibers, durability is improved.
以下、本発明の実施形態に係る導電性布帛について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の実施形態で引用する図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。 Hereinafter, a conductive fabric according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the dimension ratio of drawing quoted by the following embodiment is exaggerated on account of description, and may differ from an actual ratio.
[導電性布帛]
本実施形態の導電性布帛100は、図1に示すように、導電繊維1を有する第一布帛10を備え、導電繊維1は、第一布帛10の一方の端部2から他方の端部3に渡って連続して設けられている。つまり、第一布帛10では、導電繊維1は、導電性布帛100を織る際に所定間隔ごとに打ち込まれることで、導電性布帛100の内部に存在する構成となっている。そして、導電繊維1と電気的に接続される導通体4を介して導電繊維1に通電することにより、導電繊維1がジュール熱によって発熱する。このように、導電性布帛100は、繊維材料が有する柔軟性などの特性を発揮すると共に、ヒーターとしての機能を発揮することができる。
[Conductive fabric]
As shown in FIG. 1, the
本実施形態における第一布帛10は、横糸が導電繊維1と導電性を持たない繊維(非導電性繊維)1aとで構成され、縦糸が非導電性繊維1bで構成されている。第一布帛10の具体的態様としては、例えば、平織、朱子織、綾織、蜂の巣織などの織物、シングルトリコット、ダブルトリコットなどの経編、丸編などを用いることができる。これらの中でも、特に繊維が横方向又は縦方向に織られているメッシュ織物が好ましく、特に平織物が好ましい。これらのような態様とすることで、第一布帛10における導電繊維1と導通体4とを容易に接続することが可能となる。
In the
そして、図1(b)及び(c)に示すように、第一布帛10は、導電繊維1が第一布帛の厚さ方向の片面側に露出する偏在面11を備えている。つまり、導電繊維1は、第一布帛10の裏面側に露出した状態となっており、導電繊維1と導通体4が直接接触できる状態となっている。なお、導電繊維1を第一布帛10の片面側に露出させる方法としては、横糸としての導電繊維1及び非導電性繊維1aの張力を調整して織り込むことにより、露出させることができる。
And as shown in FIG.1 (b) and (c), the
本実施形態における第一布帛10では、図1(a)に示すように、一方の端部2及び他方の端部3が折り返されてなる折り返し部12が形成されている。そして、折り返し部12における導電繊維1が露出した偏在面11同士、つまり裏面同士が対向しており、この偏在面11で導通体4を挟み込みことにより、導通体4と導電繊維1とが電気的に接続されている。
In the
このように本実施形態において、導電繊維1は、導電性布帛100を織る際に、導電性布帛の線材が織り込まれる所定間隔毎に打ち込まれることで、導電性布帛の内部、特に裏面側に偏って埋設され、裏面側で部分的に露出する構成となっている。そのため、上述のように折り返し部12における偏在面11同士で導通体4を挟み込みことにより、裏面側のみに露出している導電繊維1と導通体4との電気的接触を確保することができる。また、導電繊維1以外の横糸及び縦糸を構成する非導電性繊維1a,1bは導電性を持たないため、導電性布帛100の表面を占めることで、電気的な絶縁効果を発揮する。その結果、導電繊維1及び導通体4と他の部品との短絡を抑制することが可能となる。
As described above, in this embodiment, when the
なお、導通体4は、図1(c)に示すように、導通体4の一部が折り返し部12より露出していても本発明の効果を発揮することができる。ただ、短絡を防止するという観点から、導通体4は折り返し部12より完全に覆われることが好ましい。
In addition, as shown in FIG.1 (c), the
本実施形態の導電性布帛は、図2(a)及び(b)に示すように、第一布帛10に加え、第一布帛に接合される第二布帛20をさらに備えてもよい。第二布帛20としては、導電性繊維及び非導電性繊維からなる布帛や、非導電性繊維からなる広く一般的な布帛を用いることができる。そして、導電性布帛101では、接合部13を介して第一布帛10と第二布帛20とが接合している。なお、本実施形態において、接合部13は縫い糸で縫い継ぐことにより形成されているが、接合部は熱融着や接着剤等により形成されてもよい。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the conductive fabric of the present embodiment may further include a
そして、本実施形態の導電性布帛101では、第一布帛10と第二布帛20との接合部13が設けられた折り返し部12における偏在面11で、導通体4を挟み込んでいる。つまり、第一布帛10と第二布帛20とを縫い合わせた後、偏在面同士で導通体4を挟み込んでいる。このように、導電繊維1が不要な部分には導電繊維を含まない布帛を縫い継ぎ、かつ、後述するようにその縫い目自体を導通体4とすることができるため、省スペースで導電に必要な場所を確保することが可能となる。
And in the
第一布帛10に接合される第二布帛20としては特に制限はなく、導電性布帛の導電性を損なわない非導電性の布帛であれば、織布、不織布及び編物等、一般的な布帛を用いることができる。
There is no restriction | limiting in particular as the
また、導電性布帛101では、第一布帛10と第二布帛20とを縫い継ぐ縫い糸は、導電繊維を含有することが好ましい。つまり、図2(b)に示すように、当該縫い糸自体に導電性を付与することにより、接合部たる縫い目14が導通体4としての機能も発揮する。また、導通体4として導電繊維を用いることにより、導通体4として例えば金属板を用いた場合と比較し、第一布帛10及び第二布帛20は十分な通気性を確保することが可能となる。さらに、導通体4として導電繊維を用いると別の導通体を設置する必要が省ける。なお、このような繊維形状の導通体(縫い糸)としては、導電繊維1と同じ繊維を用いることができる。
Moreover, in the
なお、図2(b)に示すように、導電性の縫い目14が外部に露出している場合、他の部品と接触した際に短絡する恐れがある。そのため、図3に示すように、導電性の縫い目14を折り返し部12の内部に包むことが好ましい。具体的には、まず、図3(a)に示すように、第一布帛10と第二布帛20を導電性の縫い糸で接合し縫い目14を作製する。なお、この縫い目14は導電性の縫い糸で形成されているため、第一布帛10と第二布帛20との接合部だけでなく、導通体4としても機能する。
In addition, as shown in FIG.2 (b), when the
次に、図3(b)に示すように、縫い目14が形成された端部を第一布帛側に片倒しした後、当該端部を複数回折り返し、縫い目14を折り返し部12の内部に包み込む。本実施形態では、縫い目14が形成された端部を三つ折りにし、内部に縫い目14を配置している。その後、折り返し部の両端部に接合部15を形成することにより、縫い目14を内部に包み込むことができる。なお、接合部15は、例えば熱融着により形成してもよく、接着剤などの接合部材で形成してもよく、さらには非導電性の縫い糸により縫合することで形成してもよい。
Next, as shown in FIG. 3B, after the end portion where the
上述のように、本実施形態の導電性布帛において、第一布帛10は、導電繊維1が当該第一布帛10の厚さ方向の片面側に露出する偏在面11を備えている。そして、第一布帛10はその端部が折り返されてなる折り返し部12を有し、折り返し部12における偏在面11で導通体4を挟み込むことにより、導通体4と導電繊維1とが電気的に接続されている。そのため、導通体4と導電繊維1との間の電気的接触を確保することができる。また、導通体4及び導電繊維1は、導電繊維以外の横糸及び縦糸により覆われるため絶縁性を確保でき、短絡を防止することが可能となる。さらに、導電繊維以外の横糸及び縦糸が導通体4及び導電繊維1の保護層としての機能も発揮するため、折り返し部の耐久性も向上する。
As described above, in the conductive fabric of the present embodiment, the
次に、本実施形態の第一布帛10及び第二布帛20に用いられ得る導電繊維及び非導電性繊維、並びに導通体4について、詳細に説明する。
Next, the conductive fibers and non-conductive fibers that can be used for the
<導電繊維>
本実施形態の導電性布帛に用いられる導電繊維1は、例えば柱状形状であり、導電性を有する繊維本体を有している。本実施形態において、導電繊維1は導線として機能するために、導電繊維の一端から他端まで、少なくとも繊維本体が連続的に存在している必要がある。
<Conductive fiber>
The
導電繊維としては、(1)合成繊維の中に導電性が良好な粒子を均一に分散させたものや、(2)金属を繊維化した金属繊維を使用することができる。また、(3)有機物繊維の表面を金属で被覆したもの、(4)有機物繊維の表面を導電性物質を含む樹脂で被覆したものも使用することができる。 As the conductive fiber, (1) a synthetic fiber in which particles having good conductivity are uniformly dispersed, or (2) a metal fiber obtained by fiberizing a metal can be used. Moreover, (3) what coat | covered the surface of the organic fiber with the metal, and (4) what coat | covered the surface of the organic fiber with the resin containing an electroconductive substance can be used.
本実施形態では、導電繊維1を1本ずつ使用する態様に限定されない。つまり、導電繊維1を数十本から数千本の束(バンドル状)にして、布帛の形成に用いることができる。このようにすることで、繊維としての取り扱いが容易になる。また、バンドル状にする際、撚りをかけることもできる。すなわち、これらの繊維及び/又はバンドル状の繊維を用いて布帛を形成することができる。
In this embodiment, it is not limited to the aspect which uses the
なお、本明細書における「繊維」は、溶融紡糸や湿式紡糸、エレクトロスピニング等の方法で紡糸された繊維の他、フィルム切り出し等、スリットしたものをいう。これらの繊維の径や幅は特に限定されないが、1本あたり概ね数μmから数百μm程度のものが、織物及び編物を形成する上で好ましい。すなわち、本実施形態における導電繊維1の直径は0.5μm〜600μm程度のものが好ましく、10μm〜300μm程度のものがより好ましく、20μm〜100μm程度のものが特に好ましい。このようなサイズの導電繊維1は、織り易さ及び編み易さ、得られる織り布及び編物の柔らかさ、さらには生地としての扱い易さ等の観点から好ましい。
In addition, the “fiber” in the present specification refers to a fiber that is spun by a method such as melt spinning, wet spinning, electrospinning, or a slit such as film cutting. The diameter and width of these fibers are not particularly limited, but those of about several μm to several hundreds of μm per one are preferable for forming a woven fabric and a knitted fabric. That is, the diameter of the
導電繊維1の構成材料としては、通電することによりジュール熱を発生する導電性の材料であれば特に限定されない。また、導電繊維1の構成材料は、単一の素材であってもよく、複数の素材を混合することもできる。導電性材料の具体例としては、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、ケッチェンブラック、グラファイト等の炭素系材料や、金、銀、銅、錫、ニッケル、アルミニウムなどの導電性を有する金属粒子が挙げられる。また、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウムスズ(ITO)、三酸化アンチモン(ATO)等の半導体の微粉末や、酸化チタンなどのセラミック微粉末に金属やITO、ATO等の半導体をコーティングしたものが挙げられる。さらに、アセチレン系、複素5員環系、フェニレン系、アニリン系等の導電性高分子も挙げることができる。
The constituent material of the
導電繊維において、上記した導電性材料を合成樹脂の中に混練し、紡糸したものを繊維本体として使用することもできる。この場合、導電繊維1にしなやかさや柔らかさを付与する観点から好ましい。
In the conductive fiber, the above-described conductive material kneaded in a synthetic resin and spun can be used as the fiber body. In this case, it is preferable from the viewpoint of imparting flexibility and softness to the
なお、炭素系材料の例としては、一般に市販されているトレカ(東レ株式会社製)、ドナカーボ(大阪ガスケミカル株式会社製)等のカーボンからなる繊維体を用いることができる。その他、炭素繊維や炭素粉末等を混入し、紡糸した繊維等を用いることもできる。 In addition, as an example of a carbon-type material, the fiber body which consists of carbon, such as the trading card | curd (made by Toray Industries, Inc.) generally marketed and Donakabo (made by Osaka Gas Chemical Co., Ltd.), can be used. In addition, fibers spun by mixing carbon fiber or carbon powder can be used.
また、他の導電性材料として、例えば、炭素繊維、並びに鉄及びアルミニウムなどの金属微粒子が挙げられる。また、酸化錫(SnO2)や酸化亜鉛(ZnO)などの酸化物半導体微粒子が挙げられる。これらの材料を単独で用いたものや、蒸着又は塗布等により他材料の表面に被覆したもの、芯材(芯部)として使用し外表面を他材料で被覆したもの等を用いることができる。上記した中でも、市場での入手の容易性や比重等の点から炭素繊維又は炭素粉末を用いることが望ましい。 Moreover, as another electroconductive material, metal fine particles, such as carbon fiber and iron and aluminum, are mentioned, for example. In addition, oxide semiconductor fine particles such as tin oxide (SnO 2 ) and zinc oxide (ZnO) can be given. Those using these materials alone, those coated on the surface of other materials by vapor deposition or coating, etc., those used as a core material (core portion) and having the outer surface coated with other materials, and the like can be used. Among the above, it is desirable to use carbon fiber or carbon powder from the viewpoint of easy availability in the market and specific gravity.
導電性高分子としては、特に導電性高分子のポリピロール、チオフェン系導電性高分子のポリ3,4−エチレンジオキシチオフェン(PEDOT)にポリ4−スチレンサルフォネート(PSS)をドープしたもの(PEDTOT/PSS)、ポリアニリン及びポリパラフェニレンビニレン(PPV)の少なくともいずれか1つを含むことが好ましい。さらにこれらの中でも、繊維として得やすい材料としては、PEDOT/PSS(H.C.スタルク株式会社製Clevios(登録商標) P)やPPV、ポリピロール等を挙げることができる。 As the conductive polymer, polypyrrole, which is a conductive polymer, and poly3,4-ethylenedioxythiophene (PEDOT), which is a thiophene-based conductive polymer, are doped with poly-4-styrene sulfonate (PSS) ( PEDTOT / PSS), polyaniline, and polyparaphenylene vinylene (PPV) are preferably included. Among these materials, PEDOT / PSS (Clevios (registered trademark) P manufactured by HC Starck Co., Ltd.), PPV, polypyrrole, and the like can be cited as materials that can be easily obtained as fibers.
上記した導電成分は、湿式紡糸やエレクトロスピニング等の方法で、容易に繊維化することが可能である。例えば、導電性高分子の中でも、チオフェン系、ピロール系、アニリン系については、湿式紡糸によって効率よく製造することができる。例えば、PEDOT/PSSの水分散液をアセトン中にシリンダーから押し出すことで、容易に導電性高分子繊維を得ることができる。 The conductive component described above can be easily fiberized by a method such as wet spinning or electrospinning. For example, among conductive polymers, thiophene, pyrrole, and aniline can be efficiently produced by wet spinning. For example, a conductive polymer fiber can be easily obtained by extruding an aqueous dispersion of PEDOT / PSS into a acetone from a cylinder.
上記した中でも、導電繊維として、導電性高分子繊維を使用することが好ましい。ここでいう導電性高分子繊維は、上記した導電性の素材のうち、特に金属からなる繊維を除いたものをいう。金属は特に抵抗率が低い導体であるため、発熱体を効率的に発熱させるためには、極めて細い繊維であることが望ましい。ただし、細い金属繊維を用いると、ごく細い線での発熱となり、その金属繊維の周りに存在する導電性を持たない高分子繊維や空気による断熱の影響が無視できなくなる傾向がある。また、細い金属繊維の場合、断線する可能性も高くなる。そのため、ヒーターとしての性能を確保し、強度を確保する観点から、金属繊維を除く導電性高分子繊維を用いることが好ましい。なお、金属繊維の径を大きくした場合、金属繊維の柔らかさがネックになる。また、導電繊維1として金属繊維のみを使用した場合、布の圧縮方向の力を支え難い。この場合、他の非導電性の繊維を混ぜることが推奨されるが、結局無視できない断熱層が形成されるため、発熱効率が落ちることになる。
Among the above, it is preferable to use a conductive polymer fiber as the conductive fiber. Here, the conductive polymer fiber refers to a material obtained by excluding the fiber made of metal among the above-described conductive materials. Since the metal is a conductor having a particularly low resistivity, it is desirable that the metal be an extremely thin fiber in order to generate heat efficiently. However, when a thin metal fiber is used, heat is generated in a very thin line, and there is a tendency that the influence of heat insulation by non-conductive polymer fiber or air existing around the metal fiber cannot be ignored. In the case of a thin metal fiber, the possibility of disconnection is increased. Therefore, from the viewpoint of securing the performance as a heater and ensuring the strength, it is preferable to use conductive polymer fibers excluding metal fibers. When the diameter of the metal fiber is increased, the softness of the metal fiber becomes a neck. Moreover, when only a metal fiber is used as the
なお、本明細書では、上記した導電成分を、一般的な高分子繊維に分散させたもの若しくは塗布したもの、又はそれら自体を繊維化したもの等であって、金属繊維を除くものを導電性高分子繊維という。 In the present specification, the above-described conductive component is dispersed or applied to a general polymer fiber, or is a fiber of itself, etc., except for metal fibers, which are electrically conductive. It is called polymer fiber.
本実施形態において、導電繊維1は、半導体、導電性高分子及びカーボンからなる群より選択される少なくとも一つを含む高分子繊維であることがより好ましい。このような導電性高分子繊維は特に導電性が高いため、導電繊維1の導線部分としての機能をより向上させることができる。また、カーボンの中でもカーボンファイバーを用いることが特に好ましい。
In the present embodiment, the
高分子繊維中における導電成分の配合量は特に限定されないが、0.5〜30体積%であることが望ましい。導電成分の配合量が0.5体積%以上の場合にはマトリックス樹脂に対して十分な導電性を付与することができる。導電成分の配合量が30体積%以下の場合には、マトリックス樹脂に導電成分を混入した際に、マトリックス樹脂が溶融した場合の粘度の増加を抑制することができる。その結果、紡糸性の低下を抑制することができ、繊維化が容易となる。 The blending amount of the conductive component in the polymer fiber is not particularly limited, but is desirably 0.5 to 30% by volume. When the blending amount of the conductive component is 0.5% by volume or more, sufficient conductivity can be imparted to the matrix resin. When the blending amount of the conductive component is 30% by volume or less, an increase in viscosity when the matrix resin is melted when the conductive component is mixed into the matrix resin can be suppressed. As a result, a decrease in spinnability can be suppressed and fiberization becomes easy.
なお、上記マトリックス樹脂には、ナイロン6やナイロン66等のポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、共重合成分を含む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、ポリアクリロニトリルなどの汎用樹脂を単独又は混合して用いることができる。それらの材料を使用することは、コストや実用性の点から好ましい。 The matrix resin may be a general-purpose resin such as polyamide such as nylon 6 or nylon 66, polyethylene terephthalate, polyethylene terephthalate containing a copolymer component, polybutylene terephthalate, polyacrylonitrile, or a mixture thereof. Use of these materials is preferable from the viewpoint of cost and practicality.
本実施形態において、より優れた発熱機能を確保する観点から、導電繊維1(繊維本体)の電気抵抗率が、10−3〜102Ω・cmであることが好ましい。織物や編物とした際に、導電繊維1は抵抗体として働くことになる。そのため、導電繊維1の電気抵抗率を10−3Ω・cm以上とすることで、導電繊維1の過剰な発熱ないし導電繊維1以外の導線の発熱を効果的に防止でき、任意の部位への加温を行う上で好ましい。また、導電繊維1の電気抵抗率を102Ω・cm以下とすることで、発熱のための通電が効果的に行われるため、十分な発熱性能を確保することができる。さらに、10−2〜101Ω・cm程度とすることで、より効率的に発熱機能を発現することができる。なお、上記電気抵抗率は、JIS K7194(導電性プラスチックの4探針法による抵抗率試験方法)に準拠して求めることができる。
In this embodiment, it is preferable that the electrical resistivity of the conductive fiber 1 (fiber body) is 10 −3 to 10 2 Ω · cm from the viewpoint of securing a more excellent heat generation function. When a woven fabric or a knitted fabric is used, the
このような電気抵抗率を示す導電性高分子繊維としては、ポリピロール、PEDOT/PSS、ポリアニリン及びポリパラフェニレンビニレン(PPV)からなる群より選ばれる少なくともいずれか一つを含む繊維を挙げることができる。それらの中でも、チオフェン系導電性高分子のPEDOT/PSSや、フェニレン系のポリパラフェニレンビニレン(PPV)、ピロール系のポリピロールの繊維などを使用することが好ましい。これらの材料は、導電性高分子の中でも湿式紡糸やエレクトロスピニングといった方法で容易に繊維化することができる。より具体的には、例えば、チオフェン系、ピロール系、アニリン系の導電性高分子では、湿式紡糸により製造できる。より詳細には、例えば、PEDOT/PSSの水分散液をアセトン中にシリンダーから押し出すことで、容易に導電性高分子繊維を得ることができる。 Examples of the conductive polymer fiber exhibiting such electrical resistivity include fibers containing at least one selected from the group consisting of polypyrrole, PEDOT / PSS, polyaniline, and polyparaphenylene vinylene (PPV). . Among them, it is preferable to use PEDOT / PSS which is a thiophene-based conductive polymer, phenylene-based polyparaphenylene vinylene (PPV), pyrrole-based polypyrrole fiber, or the like. These materials can be easily fiberized by a method such as wet spinning or electrospinning among conductive polymers. More specifically, for example, thiophene-based, pyrrole-based, and aniline-based conductive polymers can be manufactured by wet spinning. More specifically, for example, a conductive polymer fiber can be easily obtained by extruding an aqueous dispersion of PEDOT / PSS into a acetone from a cylinder.
なお、導電繊維1としては、図4(a)に示すような均一な材料からできている繊維1Aや、図4(b)に示すような断面で見て芯鞘構造のような繊維1Bを用いることができる。また、図4(c)に示すようなサイドバイサイド構造のような繊維1C、図4(d)に示すような海島(多芯)構造のような繊維1Dなども用いることができる。ここで、図4(b)中の符号1Baは芯鞘繊維の芯成分を示し、符号1Bbは芯鞘繊維の鞘成分を示す。図4(c)中の符号1Caはサイドバイサイド型繊維の1成分を示し、符号1Cbは当該成分1Caと異なる材料からなる成分を示す。図4(d)中の符号1Daは海島型繊維の島成分を示し、符号1Dbは海島型繊維の海成分を示す。このような構造は、繊維の機能化の一つの手段として、繊維自体が自然によじれた形状になり、風合いを変える場合や、繊維の表面積を大きくして軽量化・断熱性を狙う場合などに用いられる。
In addition, as the
そして、図4に示す繊維構造の中でも、本実施形態の導電性布帛に用いられる導電繊維1としては、図4(a)に示すような均一な材料からできている導電繊維1Aや、図4(b)に示すような芯鞘型導電繊維1Bを用いることが好ましい。特に、芯鞘型導電繊維1Bは、導電性の芯部1Baの長手方向側面を覆い、非導電性を有する鞘部1Bbを有している。そのため、芯部1Baと他の導電部材とが接触することにより生じる短絡を防止することが可能となる。なお、芯部1Baと鞘部1Bbの割合は断面の面積比で、芯部:鞘部=80:20〜50:50の範囲であることが好ましい。繊維の強度及び発熱性能のバランスを考えた際、このような面積比であることにより、これらの機能を一番よく発現することができる。
And among the fiber structure shown in FIG. 4, as the
導電繊維1A、芯鞘型導電繊維1Bの芯部1Ba、サイドバイサイド型繊維1Cにおけるいずれか一方の成分、及び海島型繊維1Dの島成分1Daとしては、上述の導電性の繊維本体を使用することができる。また、芯鞘型導電繊維1Bの鞘部1Bb、サイドバイサイド型繊維1Cにおける他方の成分、及び海島型繊維1Dの海成分1Dbとしては、種々の絶縁性材料を使用することができる。例えば、導電性高分子ではない樹脂成分を主成分とする材料を用いることができる。
As one of the components in the
導電性高分子ではない樹脂成分としては、一般的な樹脂素材を用いることができる。これらの一般的な樹脂素材には、ナイロン6,ナイロン66等のポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、共重合成分を含む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、ポリアクリロニトリルや、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニルなどのポリビニル系樹脂等を単独又は混合して用いることができる。これらの樹脂素材は、コストや実用性の点から好ましい。 As the resin component that is not a conductive polymer, a general resin material can be used. These general resin materials include polyamides such as nylon 6 and nylon 66, polyethylene terephthalate, polyethylene terephthalate containing copolymer components, polybutylene terephthalate, polyacrylonitrile, polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate. Polyvinyl resins such as polyvinyl chloride can be used alone or in combination. These resin materials are preferable from the viewpoint of cost and practicality.
本実施形態において、芯鞘型導電繊維1Bの鞘部1Bbは、非晶性樹脂を含むことが好ましい。非晶性樹脂としては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル及びケン化度を適宜調整したポリビニルアルコール並びにこれらの共重合体等が製造性やコストの観点から好ましい。これらの非晶性の樹脂を鞘部成分に用いることで、芯部1Baに鞘部成分を塗布する際の不意の剥離を防止することができる。
In the present embodiment, the sheath portion 1Bb of the core-sheath type
芯鞘型導電繊維1Bの製造方法としては特に限定されない。例えば、湿式紡糸や電界重合などの方法で得られた芯部1Baとなる繊維の周囲に、鞘部1Bbを構成する材料を設けることにより製造することができる。具体的には、芯部1Baを被覆する鞘部1Bbは、芯部1Baを製造した後、連続工程として、芯部1Baに鞘部成分を塗布し、乾燥することにより製造される。
It does not specifically limit as a manufacturing method of the core-sheath-type
なお、第一布帛の導電繊維1として、図4(b)に示す芯鞘型導電繊維を用いる場合、導電繊維1の端部において鞘部1Bbを剥離等させることで、芯部1Baを露出させ、露出部分を形成することが好ましい。これにより、芯部1Baの露出部分と導通体4とを電気的に接続し、導電繊維に対する導通を確保することができる。なお、露出部分の作製法としては、鞘部に用いた樹脂を溶解する薬品を用いる方法や、熱による溶融、パンチやハサミなどで機械的に除去する方法等が挙げられる。特に薬品や熱を用いる方法では、導電性布帛の表面を傷つける必要が無く、布帛の形状を保ったまま剥離できるので好適である。
When the core-sheath type conductive fiber shown in FIG. 4B is used as the
第一布帛の導電繊維1として芯鞘型導電繊維1Bを用いる場合、当該導電繊維は、導通体4と熱融着されてもよい。芯鞘型導電繊維1Bと導通体4とを熱融着することにより、鞘部1Bbを熱で溶融させるのと同時に、導通体4との接着を行うことができるため、鞘部1Bbの剥離工程が不要となり、製造工数を削減することができる。なお、芯鞘型導電繊維1Bの鞘部1Bbのみでなく、第一布帛の端部自体を熱融解させて導通体4と融着することも好ましい。
When the core-sheath type
<非導電性繊維>
本実施形態の導電性布帛100において、第一布帛10の縦糸及び/又は横糸、並びに第二布帛20を構成する非導電性繊維としては、一般的な天然繊維や樹脂素材からなる合成繊維を用いることができる。樹脂素材としては、ナイロン6,ナイロン66等のポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、共重合成分を含む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、ポリアクリロニトリルや、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニルなどのポリビニル系樹脂等を単独又は混合して用いることが好ましい。
<Non-conductive fiber>
In the
<導通体>
本実施形態の導電性布帛100において、導通体4は図示しない電圧印加手段と電気的に接続し、導電繊維1に電圧を印加するものである。そのため、導通体4は、導電繊維1よりも高い導電率を有する導通体であることが好ましい。すなわち、第一布帛10の発熱量を高めるべく大電流を供給する場合でも、電気抵抗率の低い導通体を導通体4に用いることで、発熱部としての導電繊維1以外の発熱を減少又は防止することができる。さらに、導電率の高い導通体で接続することで、導電繊維1の導通と強度確保を両立させることができる。なお、導電率は、上述の電気抵抗率の測定方法により得られた値の逆数として算出することができる。その他、交流二電極法によって測定することもできる。
<Conductor>
In the
導通体4の形状としては、導電繊維1と電気的に接続され、折り返し部12の偏在面11で挟み込まれて固定されるものであれば特に制限されない。例えば、導電繊維1に圧着される板状、棒状又は繊維状の導通体を採用することができる。この場合、他の成分を介することなく物理的に導電繊維1と導通体4とが接着するため、これらの間の電気抵抗を低減できる観点から好ましい。
The shape of the
また、導通体4は、導電繊維を含有することが好ましく、導電繊維からなることがより好ましい。導通体4としては、金属板や金属製のテープを用いてもよいが、導通体4として導電繊維自体を用いることで、導通体4を挟み込んだ折り返し部の布帛としての柔軟性を損なわない作用がある。
Moreover, it is preferable that the
このように、導通体4として導電繊維を用いることにより、柔軟性を備えることができるが、そのほかにも通気性を向上させることが可能となる。ただ、上述のように、本実施形態の導電性布帛は、端部に折り返し部を設けているため、大半の面積の通気性を維持することができる。そのため、導通体4は、上述の導電繊維に限らず、金属線、金属繊維及び金属箔からなる群より選ばれる少なくとも一つを使用することも好ましい。金属線、金属繊維及び金属箔を用いることで、導通体4の導電率を高くすることができる。金属線、金属繊維及び金属箔としては、例えば、銅やアルミニウム、ニッケル等からなるものを使用することができる。また、上記金属繊維は、従来の一般的な繊維と撚り合わせて構成したものや、メッキ線材から成るものであってもよく、これらの線材を複数本束状に撚り合わせて構成したものであってもよい。
Thus, by using a conductive fiber as the
また、上述のように、導電繊維1に縫いとめられ、かつ、導電繊維1よりも高い導電率を有する繊維を導通体4として採用することもできる。繊維形状の導通体を導通体4とすることにより、第一布帛10において十分な通気性を確保できるため好ましい。また、導電繊維1が導電率の高い繊維状の導通体と接続することによって、導電繊維1により必要な電圧が掛かるようになる作用も得られる。繊維状の導通体としては、導電繊維1と同じ繊維や、導電繊維1とほぼ同じ断面積を有する金属線などを採用することができる。より具体的には、例えば、ニッケル等の金属を撚った撚線等を用いることができる。
In addition, as described above, a fiber that is sewn to the
さらに、導通体4としては、導電繊維1に対して接着材を介して接着される導通体を採用することができる。この場合、接着材により導電繊維1と導通体との接着がより強固なものとなる。具体的には、接着面において導通性のある銅テープ、アルミテープ、ステンレステープ等を用いることができる。なお、この接着材は、導電繊維1よりも高い導電率を有するものであることが好ましい。このような接着材を用いることで、導電繊維1と導通体4との間の電気抵抗を低減することができる。例えば、導電塗料で接続することができ、導電塗料としては藤倉化成株式会社製のドータイト等を挙げることができる。
Furthermore, as the
[布状ヒーター]
本実施形態の導電性布帛は、布状ヒーターとして用いることができる。例えば、当該導電性布帛は、電気毛布や、病院及び介護施設等でベッドのシーツ等として用いることもできる。本実施形態の導電性布帛は、布帛自体が発熱することから、通気性を保持しつつも布地として代替ができるため、非常に有効である。
[Cloth heater]
The conductive fabric of this embodiment can be used as a fabric heater. For example, the conductive fabric can be used as an electric blanket or a bed sheet in a hospital or a nursing facility. The conductive fabric of the present embodiment is very effective because the fabric itself generates heat and can be substituted as a fabric while maintaining air permeability.
[車両用ヒーター]
本実施形態の布状ヒーターは、車両に用いられるヒーターと置換することで、乗員を暖めるためのエネルギー効率を向上させることができる。また、乗員が暖まるまでの時間を大幅に短縮することができる。一例として、車両用シート200のシートクッション201の座面に本実施形態の布状ヒーター110を設置した例を図5に示す。なお、導電性布帛の断線部や接合部は、例えばシートクッション201の裏側へ配置することができる。また、断線部や接合部をシートクッション201に形成される溝状部に引き込むことにより固定することもできる。なお、布状ヒーター110の組付箇所は特に限定されない。例えば、車両用シートのシートクッション201の他にも、シートバック202の表側、裏側等に適用することができる。
[Vehicle heater]
The cloth heater of this embodiment can improve the energy efficiency for warming a passenger | crew by replacing with the heater used for a vehicle. In addition, the time until the passenger warms up can be greatly shortened. As an example, FIG. 5 shows an example in which the
以下、本発明を実施例及び比較例により更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example demonstrate this invention further in detail, this invention is not limited to these Examples.
[実施例1]
布帛の作製に用いられる芯部としての導電性高分子繊維を、次に示す湿式紡糸法で作製した。まず、一度濾過した導電性高分子PEDOT/PSSの水分散液(H.C.スタルク株式会社製Clevios(登録商標) P)とポリビニルアルコール(PVA)(関東化学株式会社製)の7wt%水溶液とを混合し、紡糸原液とした。この紡糸原液を2μL/min.の速度でマイクロシリンジから溶媒相に押し出すことで、直径約10μmの導電性高分子繊維を得た。なお、当該溶媒相としては、アセトン(和光化学株式会社製)を用いた。また、マイクロシリンジとしては、針部の内径が260μmである、株式会社伊藤製作所製MS−GLL100を使用した。
[Example 1]
Conductive polymer fibers as the core used for the production of the fabric were produced by the wet spinning method shown below. First, an aqueous dispersion of the conductive polymer PEDOT / PSS filtered once (Clevios (registered trademark) P manufactured by HC Starck Co., Ltd.) and a 7 wt% aqueous solution of polyvinyl alcohol (PVA) (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) Were mixed into a spinning dope. This spinning dope is 2 μL / min. The conductive polymer fiber having a diameter of about 10 μm was obtained by extruding into the solvent phase from the microsyringe at the speed of In addition, acetone (made by Wako Chemical Co., Ltd.) was used as the solvent phase. As the microsyringe, MS-GLL100 manufactured by Ito Manufacturing Co., Ltd. having an inner diameter of the needle portion of 260 μm was used.
得られた導電性高分子繊維の導電率をJIS K7194に準拠して測定した。その結果、導電性高分子繊維の抵抗率は、約10−1Ω・cmであった。そして、この導電性高分子繊維を20本束ねてバンドル化し、芯部とした。 The conductivity of the obtained conductive polymer fiber was measured according to JIS K7194. As a result, the resistivity of the conductive polymer fiber was about 10 −1 Ω · cm. Then, 20 conductive polymer fibers were bundled to form a core part.
次に鞘部成分として、ポリ酢酸ビニル(PVAc)(純正化学株式会社製)をシクロヘキサノン(純正化学株式会社製)に溶解した17wt%溶液を準備した。この溶液を上記芯部に塗布し乾燥することにより、断面積比が1:1の芯鞘型導電繊維を得た。 Next, as a sheath component, a 17 wt% solution prepared by dissolving polyvinyl acetate (PVAc) (manufactured by Junsei Chemical Co., Ltd.) in cyclohexanone (manufactured by Junsei Chemical Co., Ltd.) was prepared. The solution was applied to the core and dried to obtain a core-sheath type conductive fiber having a cross-sectional area ratio of 1: 1.
次に、上記芯鞘型導電繊維とポリエステル繊維(中央繊維資材株式会社製グンゼポリーナ)とを互い違いになるように並べた。そして、互い違いの芯鞘型導電繊維とポリエステル繊維とを横糸にし、ポリエステル繊維を縦糸にして平織物を作製した。この際、裏面側に横糸の導電繊維が露出するように、横糸の張力を調整した。 Next, the core-sheath type conductive fiber and the polyester fiber (Gunze Polina manufactured by Chuo Textile Materials Co., Ltd.) were arranged alternately. Then, a plain woven fabric was produced by using alternating core-sheath type conductive fibers and polyester fibers as weft yarns and polyester fibers as warp yarns. At this time, the tension of the weft was adjusted so that the conductive fiber of the weft was exposed on the back side.
この平織物を54cm角に切り出し、芯鞘型導電繊維の両端部をそれぞれ4cmずつ、シクロヘキサノンを用いて鞘部を溶出させることにより芯部を露出させた。そして、この溶出部分を折り返し、導通体としての幅2cmの銅箔テープ(株式会社寺岡製作所製)を偏在面で挟み込んで圧着することにより、本実施例の導電性布帛を得た。 This plain woven fabric was cut into 54 cm square, and the core portion was exposed by eluting the sheath portion with cyclohexanone by 4 cm each at both ends of the core-sheath type conductive fiber. Then, the elution portion was folded back, and a 2 cm wide copper foil tape (manufactured by Teraoka Seisakusho Co., Ltd.) as a conductor was sandwiched between the unevenly-distributed surfaces and pressed to obtain a conductive fabric of this example.
[実施例2]
導通体として、金属線(古河電工株式会社製ポリエステル銅線)を用いた。そして、金属線を偏在面で挟み込んだ後、折り目の外から180℃のアイロンをかけて固定した。それ以外は実施例1と同様にして、本実施例の導電性布帛を得た。
[Example 2]
A metal wire (polyester copper wire manufactured by Furukawa Electric Co., Ltd.) was used as the conductor. And after pinching the metal wire between the unevenly distributed surfaces, it was fixed by applying an iron at 180 ° C. from the outside of the fold. Other than that was carried out similarly to Example 1, and obtained the conductive fabric of a present Example.
[実施例3]
導通体として、銀コーティング繊維(紹興運佳紡織品有限公司製、シルバーコートナイロン繊維)を用いた以外は実施例2と同様にして、本実施例の導電性布帛を得た。
[Example 3]
A conductive fabric of this example was obtained in the same manner as in Example 2 except that a silver coating fiber (manufactured by Shaoxing Unjia Boshoku Co., Ltd., silver coated nylon fiber) was used as the conductor.
[実施例4]
導電性高分子繊維をエチレングリコールに30分間浸漬し、導電率20S/cmの導通体を作製した。そして、この導通体を用いた以外は実施例2と同様にして、本実施例の導電性布帛を得た。
[Example 4]
The conductive polymer fiber was immersed in ethylene glycol for 30 minutes to produce a conductor having a conductivity of 20 S / cm. And the conductive fabric of a present Example was obtained like Example 2 except having used this electrically conductive body.
[実施例5]
まず、日産自動車株式会社製電気自動車リーフのシートカバーの中心部を切り取った。次に、実施例1において54cm角に切り出した平織物を、縫い糸としてポリエステル繊維を用いて、シートカバーの中心部を除いた布と縫い合わせた。そして、中心部に縫い合わせた当該平織物の両端を折り返し、導通体としての幅2cmの銅箔テープ(株式会社寺岡製作所製)を偏在面で挟み込んで圧着することにより、本実施例の導電性布帛を得た。
[Example 5]
First, the center part of the seat cover of an electric vehicle leaf manufactured by Nissan Motor Co., Ltd. was cut off. Next, the plain woven fabric cut into a 54 cm square in Example 1 was sewn together with a cloth excluding the center portion of the seat cover, using polyester fibers as sewing threads. And the both ends of the said plain woven fabric stitched | sutured to the center part are turned up, the copper foil tape (made by Teraoka Seisakusho Co., Ltd.) of width 2cm as a conductor is pinched | interposed by the uneven distribution surface, and the conductive fabric of a present Example is carried out. Got.
[実施例6]
まず、日産自動車株式会社製電気自動車リーフのシートカバーの中心部を切り取った。次に、実施例1において54cm角に切り出した平織物を、縫い糸として銀コーティング繊維(紹興運佳紡織品有限公司製、シルバーコートナイロン繊維)を用いて、シートカバーの中心部を除いた布と縫い合わせた。さらに、銀コーティング繊維を絶縁するように平織物の端部を図3(b)に示すように巻き込み、ポリエステル繊維を用いて縫い留めることにより、本実施例の導電性布帛を得た。なお、本実施例では、銀コーティング繊維が導通体として機能する。
[Example 6]
First, the center part of the seat cover of an electric vehicle leaf manufactured by Nissan Motor Co., Ltd. was cut off. Next, the plain woven fabric cut into a 54 cm square in Example 1 is sewn together with a cloth excluding the center portion of the seat cover, using silver-coated fibers (manufactured by Shaoxing Unjia Textile Co., Ltd., silver-coated nylon fibers) as sewing threads. It was. Further, the end of the plain woven fabric was wound as shown in FIG. 3 (b) so as to insulate the silver-coated fibers, and sewn using polyester fibers to obtain the conductive fabric of this example. In this embodiment, the silver coated fiber functions as a conductor.
[実施例7]
まず、日産自動車株式会社製電気自動車リーフのシートカバーの中心部を切り取った。次に、実施例1において54cm角に切り出した平織物、実施例1の芯鞘型導電繊維、及びシートカバーの中心部を除いた布と熱融着することにより接合した。さらに、芯鞘型導電繊維を絶縁するように平織物の端部を図3(b)に示すように巻き込み、再度熱融着することにより、本実施例の導電性布帛を得た。なお、本実施例では、芯鞘型導電繊維が導通体として機能する。
[Example 7]
First, the center part of the seat cover of an electric vehicle leaf manufactured by Nissan Motor Co., Ltd. was cut off. Next, the flat woven fabric cut out in a 54 cm square in Example 1, the core-sheath type conductive fiber of Example 1, and the cloth excluding the center portion of the seat cover were bonded by heat fusion. Furthermore, the conductive fabric of this example was obtained by winding the end portion of the plain woven fabric so as to insulate the core-sheath type conductive fiber as shown in FIG. In this embodiment, the core-sheath type conductive fiber functions as a conductor.
[実施例8]
導電繊維として、実施例1のバンドル化した導電性高分子繊維、つまり芯部の導電性高分子繊維を用い、芯部を露出させる工程を除いた以外は実施例1と同様にして、本実施例の導電性布帛を得た。
[Example 8]
As the conductive fiber, the bundled conductive polymer fiber of Example 1, that is, the conductive polymer fiber of the core part, was used in the same manner as in Example 1 except that the step of exposing the core part was omitted. An example conductive fabric was obtained.
[比較例1]
実施例1で使用した芯鞘型導電繊維及びポリエステル繊維を互い違いになるように並べた。そして、互い違いの芯鞘型導電繊維とポリエステル繊維とを横糸にし、ポリエステル繊維を縦糸にして平織物を作製した。この際、裏面側だけでなく表面にも横糸の導電繊維が露出するように、横糸の張力を調整した。
[Comparative Example 1]
The core-sheath type conductive fibers and polyester fibers used in Example 1 were arranged in a staggered manner. Then, a plain woven fabric was produced by using alternating core-sheath type conductive fibers and polyester fibers as weft yarns and polyester fibers as warp yarns. At this time, the tension of the weft was adjusted so that the conductive fibers of the weft were exposed not only on the back side but also on the surface.
この平織物を54cm角に切り出し、芯鞘型導電繊維の両端部をそれぞれ4cmずつ、シクロヘキサノンを用いて鞘部を溶出させることにより芯部を露出させた。そして、この溶出部分を折り返すことなく、導通体としての幅2cmの銅箔テープ(株式会社寺岡製作所製)を圧着することにより、本比較例の導電性布帛を得た。 This plain woven fabric was cut into 54 cm square, and the core portion was exposed by eluting the sheath portion with cyclohexanone by 4 cm each at both ends of the core-sheath type conductive fiber. And the conductive fabric of this comparative example was obtained by crimping | bonding the copper foil tape (made by Teraoka Seisakusyo Co., Ltd.) of width 2cm as a conductor, without folding this elution part.
実施例1乃至8及び比較例1の導電性布帛の仕様を表1に示す。また、JIS K7194に準拠して測定した導通体の導電率も合わせて示す。 Table 1 shows the specifications of the conductive fabrics of Examples 1 to 8 and Comparative Example 1. Moreover, the electrical conductivity of the conductor measured in accordance with JIS K7194 is also shown.
[温度試験]
実施例1乃至8及び比較例1の導電性布帛の導通体に、直流安定化電源(株式会社A&D製)を接続し、12Vの電圧を印加した状態で5分経過した後、導電性布帛の表面の温度を測定した。その結果、すべての導電性布帛で表面温度が40℃となった。
[Temperature test]
The conductive fabrics of the conductive fabrics of Examples 1 to 8 and Comparative Example 1 were connected to a DC stabilized power source (manufactured by A & D Co., Ltd.), and after 5 minutes had passed with a voltage of 12 V applied, The surface temperature was measured. As a result, the surface temperature of all conductive fabrics was 40 ° C.
次に、実施例1乃至8及び比較例1の導電性布帛を、車両用シートとして、日産自動車株式会社製マイクラC+Cのシート表面に設置した。そして、環境実験室内で気温を0℃とし、車両を2時間放置した。放置後、乗員を着座させて30秒後に電圧12Vを印加し、表面温度をモニターした。その結果、すべての導電性布帛で、目標温度とする35℃に3.0分で到達した。 Next, the conductive fabrics of Examples 1 to 8 and Comparative Example 1 were installed on the seat surface of Micra C + C manufactured by Nissan Motor Co., Ltd. as a vehicle seat. Then, the temperature was set to 0 ° C. in the environmental laboratory, and the vehicle was left for 2 hours. After leaving, the passenger was seated, and after 30 seconds, a voltage of 12 V was applied to monitor the surface temperature. As a result, all the conductive fabrics reached the target temperature of 35 ° C. in 3.0 minutes.
[端部絶縁試験]
実施例1乃至8及び比較例1の導電性布帛の表面にテスターを当て、端部の導通試験を行った。その結果、実施例1乃至8の導電性布帛については導通が確認されなかったが、比較例の導電性布帛については導通が確認された。つまり、実施例では、導電性布帛の端部表面において導電繊維がポリエステル繊維により覆われているため、表面の絶縁性が確保されている。これに対し、比較例では、導電性布帛の端部表面において導電繊維の芯部が露出しているため、絶縁性を確保することができなかった。
[End insulation test]
A tester was applied to the surfaces of the conductive fabrics of Examples 1 to 8 and Comparative Example 1 to conduct an end portion continuity test. As a result, conduction was not confirmed for the conductive fabrics of Examples 1 to 8, but conduction was confirmed for the conductive fabrics of the comparative examples. That is, in an Example, since the conductive fiber is covered with the polyester fiber in the end part surface of a conductive fabric, the insulation of the surface is ensured. On the other hand, in the comparative example, since the core portion of the conductive fiber is exposed on the surface of the end portion of the conductive fabric, the insulating property cannot be ensured.
[磨耗耐久試験]
実施例1乃至8及び比較例1の導電性布帛の導通体に電圧印加手段としての直流安定化電源(株式会社A&D製)を接続し、12Vの電圧を印加した。その結果、全ての導電性布帛において、両端の導通体間の抵抗値が4Ωであることを確認した。
[Abrasion durability test]
A DC stabilized power source (manufactured by A & D Co., Ltd.) as a voltage applying means was connected to the conductive bodies of the conductive fabrics of Examples 1 to 8 and Comparative Example 1, and a voltage of 12 V was applied. As a result, it was confirmed that the resistance value between the conductive bodies at both ends was 4Ω in all the conductive fabrics.
次に、JIS L1096(織物及び編物の生地試験方法)に準拠し、導電性布帛の端部に対し8000回摩擦した後、抵抗値の変化を測定した。その結果、実施例1乃至8の導電性布帛では、摩擦回数が8000回の後も引き続き抵抗値が4Ωを維持していることが確認された。これに対し、比較例1では抵抗値が大幅に上昇していることが確認された。 Next, in accordance with JIS L1096 (woven fabric and knitted fabric testing method), the end of the conductive fabric was rubbed 8000 times, and then the change in resistance value was measured. As a result, in the conductive fabrics of Examples 1 to 8, it was confirmed that the resistance value continued to be 4Ω even after the number of frictions was 8000 times. In contrast, in Comparative Example 1, it was confirmed that the resistance value was significantly increased.
[曲げ耐久試験]
実施例1乃至8及び比較例1の導電性布帛の導通体に、磨耗耐久試験と同様に直流安定化電源を接続し、12Vの電圧を印加した。その結果、全ての導電性布帛において、両端の導通体間の抵抗値が4Ωであることを確認した。
[Bending durability test]
A DC stabilized power source was connected to the conductive bodies of the conductive fabrics of Examples 1 to 8 and Comparative Example 1 in the same manner as in the wear durability test, and a voltage of 12 V was applied. As a result, it was confirmed that the resistance value between the conductive bodies at both ends was 4Ω in all the conductive fabrics.
次に、JIS H3510(電子管用無酸素銅の板,条,継目無管,棒及び線)の曲げ試験に準拠し、導電性布帛の端部に対し1000回の繰り返し曲げを行った。その後、再度抵抗値を測定した。その結果、実施例1乃至8の導電性布帛では、曲げ回数が1000回の後も引き続き抵抗値が4Ωを維持していることが確認された。これに対し、比較例1では抵抗値が大幅に上昇していることが確認された。 Next, in accordance with a bending test of JIS H3510 (electron tube oxygen-free copper plate, strip, seamless tube, bar and wire), the end of the conductive fabric was repeatedly bent 1000 times. Thereafter, the resistance value was measured again. As a result, in the conductive fabrics of Examples 1 to 8, it was confirmed that the resistance value continued to be 4Ω even after the number of bendings was 1000 times. In contrast, in Comparative Example 1, it was confirmed that the resistance value was significantly increased.
[布帛の導電率測定]
まず、実施例1乃至8及び比較例1の導電性布帛を温度20℃、湿度30%の条件下で24時間以上放置させて調湿した。次に、調湿後の導電性布帛から、導通体間の幅が50cmとなるように試験片を採取した。そして、試験片の両端の導通体に電圧印加手段を使用して電圧を印加し、さらに電流値測定機を使用して電流値を測定した。具体的には、0〜10Vの電圧を0.5V刻みで印加し、それにより得られたI−V曲線から、抵抗値(Ω)を算出した。この際、電圧印加手段としては、株式会社エー・アンド・デイ製AD−8735 DC POWER SUPPLYを使用した。また、電流値測定機としては、KEITHLEY社製2700MULTIMETERを使用した。
[Measurement of conductivity of fabric]
First, the conductive fabrics of Examples 1 to 8 and Comparative Example 1 were conditioned by leaving them to stand for 24 hours or more under conditions of a temperature of 20 ° C. and a humidity of 30%. Next, a test piece was collected from the conductive fabric after humidity control so that the width between the conductors was 50 cm. And the voltage was applied to the conducting body at both ends of the test piece using the voltage applying means, and the current value was measured using a current value measuring machine. Specifically, a voltage of 0 to 10 V was applied in increments of 0.5 V, and the resistance value (Ω) was calculated from the IV curve obtained thereby. At this time, AD-8735 DC POWER SUPPLY manufactured by A & D Co., Ltd. was used as the voltage application means. Moreover, 2700MULTIMETER made by KEITHLEY was used as a current value measuring machine.
そして、抵抗率(ρ)(Ω・cm)=(R)×(S/L)により、各試験片の導電率を求めた。この導電率測定を10試験片について行い、その平均値を各試験片の導電率とした。なお、Rは試験片の抵抗値(Ω)、Sは断面積(cm2)、Lは試験片長さ(50cm)を示す。ここで、試験片の断面積は、布帛を電子顕微鏡下で観察することにより算出した。 And the electrical conductivity of each test piece was calculated | required by resistivity ((rho)) (ohm * cm) = (R) * (S / L). This conductivity measurement was performed on 10 test pieces, and the average value was defined as the conductivity of each test piece. Here, R represents the resistance value (Ω) of the test piece, S represents the cross-sectional area (cm 2 ), and L represents the test piece length (50 cm). Here, the cross-sectional area of the test piece was calculated by observing the fabric under an electron microscope.
実施例1乃至8及び比較例1の導電性布帛に対する温度試験、端部絶縁試験、磨耗耐久試験、曲げ耐久試験、及び布帛の導電率の結果を表2に示す。 Table 2 shows the temperature test, end insulation test, abrasion durability test, bending durability test, and fabric conductivity results for the conductive fabrics of Examples 1 to 8 and Comparative Example 1.
表2に示すように、実施例に係る導電性布帛は、比較例に比べ、布帛の端部の絶縁性が確保されているほか、表面の耐摩耗性及び曲げ耐久性も確保されている。さらに温度試験より、実施例に係る導電性布帛は、導電性能及び発熱性能が安定していることが分かる。そのため、これらの導電性布帛から得られる布状ヒーターを車両用ヒーターとして用いることにより、乗員を非常に早く、より効率的に暖めることが可能となる。 As shown in Table 2, in the conductive fabric according to the example, compared to the comparative example, the insulation at the end of the fabric is secured, and the wear resistance and the bending durability of the surface are secured. Furthermore, it can be seen from the temperature test that the conductive fabric according to the example has stable conductive performance and heat generation performance. Therefore, it becomes possible to warm a passenger | crew very quickly and more efficiently by using the cloth-like heater obtained from these conductive fabrics as a vehicle heater.
以上、本発明を実施例及び比較例によって説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。具体的には、本実施形態の第一布帛の裏面には、折り返し部における導通体との接触部を除き、必要に応じてパット材や裏基布が設けられてもよい。 Although the present invention has been described with reference to the examples and comparative examples, the present invention is not limited to these, and various modifications can be made within the scope of the gist of the present invention. Specifically, on the back surface of the first fabric of the present embodiment, a pad material or a backing base fabric may be provided as necessary except for the contact portion of the folded portion with the conductor.
1 導電繊維
1B 芯鞘型導電繊維
1Ba 芯部
1Bb 鞘部
4 導通体
10 第一布帛
11 偏在面
20 第二布帛
100,101 導電性布帛
110 布状ヒーター
200 車両用シート
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記導電繊維に電気的に接続される導通体と、
を備え、
前記第一布帛は、導電繊維が当該第一布帛の厚さ方向の片面側に露出する偏在面を備え、
前記第一布帛はその端部が折り返されてなる折り返し部を有し、当該折り返し部における偏在面で導通体を挟み込むことにより、導通体と導電繊維とが電気的に接続されることを特徴とする導電性布帛。 A first fabric having conductive fibers;
A conductor electrically connected to the conductive fiber;
With
The first fabric includes an uneven surface where the conductive fiber is exposed on one side in the thickness direction of the first fabric,
The first fabric has a folded portion whose end is folded, and the conductive body and the conductive fiber are electrically connected by sandwiching the conductive body between the unevenly-distributed surfaces of the folded portion. Conductive fabric.
前記第一布帛と第二布帛との接合部が設けられた折り返し部における偏在面で、前記導通体を挟み込むことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の導電性布帛。 A second fabric joined to the first fabric;
The conductive fabric according to any one of claims 1 to 3, wherein the conductive body is sandwiched between unevenly-distributed surfaces in a folded portion provided with a joint portion between the first fabric and the second fabric.
前記縫い糸は、導電繊維を含有し、かつ、前記導通体として機能することを特徴とする請求項4に記載の導電性布帛。 The joint portion between the first fabric and the second fabric is formed by sewing with a sewing thread,
The conductive fabric according to claim 4, wherein the sewing thread contains a conductive fiber and functions as the conductive body.
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