JP2017027670A - 面状発熱体 - Google Patents

Abstract

【課題】長尺に形成された場合でも均一に発熱することができ、電極部における接点不良を抑制しやすい面状発熱体を提供する。【解決手段】面状発熱体１は、緯糸および経糸の一方が導電性繊維であり、他方が非導電性繊維である織物２０より構成される発熱部２と、発熱部２における導電性繊維方向の両端部にそれぞれ形成されており、非導電性繊維方向に延びる電極部３とを備える。電極部３は、発熱部２の片側表面に配置された導体線３１と、導体線３１を発熱部２に固定する固定糸３２と、発熱部２における導体線３１の配置部分に付着された導電材料より形成されており、複数の導電性繊維同士を電気的に接続する導電層３３とを有している。導電層３３と導体線３１とは、接している。【選択図】図１

Description

本発明は、面状発熱体に関する。

従来、導電性繊維を含む織物で形成された発熱部と、導電性ペーストからなる電極部とを有する面状発熱体が知られている。他にも例えば、特許文献１には、導電性織編物で形成された発熱部と、発熱部の両側部に形成された電極部とを有する面状発熱体が開示されている。この面状発熱体における電極部は、袋構造を有する挿通部と、挿通部内に挿通されたリード線等の導電性棒状体とを有している。

特開２０１４−９６２４０号公報

近年、長尺な面状発熱体に関するニーズが高まっている。長尺な面状発熱体を実現するためには、電極部を長尺に形成する必要がある。しかしながら、導電性ペーストからなる長尺な電極部は、長手方向で電圧降下が生じやすい。そのため、均一に発熱できる長尺な面状発熱体を得ることが難しいという問題がある。なお、袋構造の挿通部内に導電性棒状体が挿通されてなる電極部は、導電性棒状体と発熱部の導電性繊維との密着性が不十分であり、接点不良が生じやすい。

本発明は、上記背景に鑑みてなされたものであり、長尺に形成された場合でも均一に発熱することができ、電極部における接点不良を抑制しやすい面状発熱体を提供しようとするものである。

本発明の一態様は、緯糸および経糸の一方が導電性繊維であり、他方が非導電性繊維である織物より構成される発熱部と、該発熱部における上記導電性繊維方向の両端部にそれぞれ形成されており、上記非導電性繊維方向に延びる電極部とを備え、
該電極部は、
上記発熱部の片側表面に配置された導体線と、
該導体線を上記発熱部に固定する固定糸と、
上記発熱部における上記導体線の配置部分に付着された導電材料より形成されており、複数の上記導電性繊維同士を電気的に接続する導電層とを有しており、かつ、
該導電層と上記導体線とが接している、面状発熱体にある。

上記面状発熱体は、上述した構成の電極部を有している。この電極部は、導電性繊維と導体線とを直接接触させる場合に比べ、導電層と導体線との密着性を確保しやすい。そのため、上記面状発熱体は、導電層が有する導電性繊維と導体線との電気的な接続を確実なものとすることができる。それ故、上記面状発熱体は、長尺に形成されることによって長尺な電極部とされた場合でも、長手方向で電圧降下が生じ難く、均一に発熱することができる。また、上記面状発熱体は、導電層と導体線との密着性が高いため、電極部における接点不良も抑制しやすい。

実施例１の面状発熱体を、導体線側の面を上向きにして模式的に示した説明図である。 図１におけるＩＩ−ＩＩ線断面を模式的に示した断面図である。 図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線断面を模式的に示した断面図である。 実施例２の面状発熱体における、図２に対応する断面図である。 実施例２の面状発熱体における、図３に対応する断面図である。 試料１の面状発熱体における発熱時の温度分布を示した図である。 試料１Ｃの面状発熱体における発熱時の温度分布を示した図である。

上記面状発熱体において、発熱部は、緯糸が導電性繊維であり、経糸が非導電性繊維である織物より構成されていてもよいし、緯糸が非導電性繊維であり、経糸が導電性繊維である織物より構成されていてもよい。好ましくは、発熱部を構成する織物の製造性が良好である等の観点から、発熱部は、前者の織物より構成されているとよい。また、織物の織組織としては、例えば、タフタ織等の平織、綾織または斜紋織（ツイル織）、朱子織、パイル織などを例示することができる。これら織組織としては、高密度の織物を形成しやすく、発熱効率を向上させやすいなどの観点から、ツイル織、平織などが好ましい。

上記面状発熱体において、導電性繊維は、例えば、有機繊維と、有機繊維の表面を被覆し、かつ、炭素材料を含有する被覆層とを有する構成とすることができる。この場合には、薄くて軽量であり、発熱効率の高い面状発熱体が得られる。

有機繊維としては、例えば、ポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、ポリオレフィン系繊維、アクリル系繊維等の合成繊維、綿、麻、ウール等の天然繊維などを例示することができる。これらは１種または２種以上併用することができる。また、有機繊維は、例えば、モノフィラメント糸、マルチフィラメント糸、紡績糸などより構成することができる。なお、導電性繊維において、有機繊維がマルチフィラメント糸や紡績糸などより構成される場合、被覆層は、糸の表面に位置する繊維の表面に形成されていてもよいし、糸の表面に位置する繊維の表面だけでなく、糸の内部に位置する繊維の表面に形成されていてもよい。後者の場合には、発熱部の発熱性能を向上させやすくなる。

炭素材料としては、例えば、カーボンナノチューブ、グラフェン、カーボンブラックなどを例示することができる。これらは１種または２種以上併用することができる。炭素材料は、少なくともカーボンナノチューブを含んでいることが好ましい。カーボンナノチューブは、導電性が良好であるため、電気抵抗値を下げやすく、所望の電気抵抗を得るために必要な量を少なくしやすいなどの利点がある。なお、カーボンナノチューブは、シングルウォール型、マルチウォール型のいずれでも用いることができる。好ましくは、導電性を確保しやすいなどの観点から、マルチウォール型のカーボンナノチューブを好適に用いることができる。また、被覆層は、他にも、バインダーを含むことができる。この場合には、有機繊維と被覆層との密着性を向上させやすくなる。バインダーとしては、例えば、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、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリウレタン系樹脂などを例示することができる。

上記面状発熱体において、非導電性繊維としては、例えば、上述した有機繊維などを例示することができる。これらは１種または２種以上併用することができる。

上記面状発熱体において、電極部は、導体線と、固定糸と、導電層とを有しており、導電層と導体線とが接している。導電層および導体線は、密着性向上の観点から、導電層に導体線が接した状態で一体化されているとよい。

導体線としては、例えば、平編組線、中実の金属線などを例示することができる。平編組線は、例えば、金属素線が管状に編み込まれて形成された管状編組線を平らに潰すことにより構成することができる。また、中実の金属線は、例えば、棒状、平角状などの形状を呈することができる。導体線は、好ましくは、平編組線であるとよい。この場合には、面状発熱体が曲げられた際における導体線の追従性に優れる。そのため、電極部の長手方向における接点不良をより一層抑制しやすい面状発熱体が得られる。また、面状発熱体の耐屈曲性も向上する。また、平編組線の隙間に導電材料を存在させやすくなるため、導電層と導体線との密着性の向上に有利である。また、導体線が棒状である場合と比較して、導体線の外方への突出が少ない面状発熱体が得られる。

固定糸は、導体線を発熱部に固定するためのものである。固定糸による導体線の固定方法としては、例えば、固定糸によって導体線を発熱部に縫い付ける方法、固定糸を発熱部に縫い付け、固定糸と発熱部とにより導体線を挟持する方法、これらを組み合わせた方法などを例示することができる。

上記面状発熱体において、導電層を形成する導電材料は、発熱部における導体線の配置部分に付着されている。導電材料は、複数本の導電性繊維を一体化できるように発熱部に付着されておれば、発熱部内だけでなく、発熱部の表面に存在していてもよい。

上記面状発熱体において、導電材料の一部は、導体線内に入り込んでいる構成とすることができる。この場合には、導電層と導体線との密着性がより一層向上する。そのため、上記面状発熱体が曲げられた場合でも、導電層と導体線との密着性を維持しやすく、導電性繊維と導体線との電気的な接続をより一層確実なものとすることができる。それ故、この場合には、長手方向で電圧降下が生じ難く、均一に発熱することができ、電極部における接点不良をより一層抑制しやすい面状発熱体が得られる。

上記面状発熱体において、電極部は、導体線表面および導体線周辺の発熱部表面に付着した導電材料をさらに有する構成とすることができる。この場合には、導体線表面および導体線周辺の発熱部表面が導電材料によって覆われる。そのため、導電層と導体線との密着性を向上させやすくなり、電極部における接点不良をより一層抑制しやすい面状発熱体が得られる。

上記面状発熱体において、導電材料は、例えば、炭素材料、金属材料等を含むことができる。炭素材料としては、具体的には、カーボンナノチューブ、グラフェン、カーボンブラックなどを例示することができる。これらは１種または２種以上併用することができる。炭素材料は、少なくともカーボンナノチューブを含んでいることが好ましい。カーボンナノチューブは、導電性が良好であるため、電気抵抗値を下げやすく、所望の電気抵抗を得るために必要な量を少なくしやすいなどの利点がある。また、導電材料は、他にも、バインダーを含むことができる。この場合には、導電層に導体線が接した状態で導電層および導体線が一体化されやすくなる。そのため、電極部における接点不良をより一層抑制しやすい面状発熱体が得られる。バインダーとしては、具体的には、例えば、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、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリウレタン系樹脂などを例示することができる。

上記面状発熱体において、電極部は、導体線よりも幅広であり、かつ、導体線を覆うように貼り付けられたテープ材をさらに有する構成とすることができる。この場合には、導体線がテープ材によって発熱部に押えつけられる。そのため、導電層と導体線との密着性を向上させやすくなり、電極部における接点不良をより一層抑制しやすい面状発熱体が得られる。なお、テープ材は、導体線と直接接触していてもよいし、導体線表面および導体線周辺の発熱部表面に付着した導電材料をさらに有する場合には、導電材料と接触していてもよい。

テープ材は、具体的には、基材と、基材の片面に形成された粘着層とを有する構成とすることができる。基材としては、例えば、紙、布などを好適に用いることができる。後述する第１保護層を樹脂コーティングにて形成する場合に、コーティング時に樹脂を基材中に浸透させることが可能となり、導体線および発熱部とテープ材との密着性が向上し、剥離等を抑制しやすくなるためである。

上記面状発熱体は、電気抵抗がＲ１≦Ｒ２の関係を満たしていることが好ましい。より好ましくは、電気抵抗がＲ１＜Ｒ２の関係を満たしているとよい。但し、Ｒ１は発熱部における電極部が形成されている部分の電気抵抗であり、Ｒ２は、発熱部における電極部が形成されていない部分の電気抵抗である。この場合には、電極部における発熱が生じ難くなり、発熱部における均一な発熱を促進させることができる。

上記面状発熱体は、導体線側の面を覆う第１保護層を有する構成とすることができる。この場合には、最表層に位置する第１保護層によって下方の電極部および発熱部の導電性繊維が保護される。また、第１保護層によって発熱部から電極部が脱落するのを抑制しやすくなる。また、第１保護層によって電極部の防水性も向上する。また、上記面状発熱体は、導体線側と反対側の面を覆う第２保護層を有することもできる。この場合には、発熱部の導電性繊維の保護をより一層確実なものとすることができる。保護層は、具体的には、例えば、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、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリウレタン系樹脂等による樹脂層より構成することができる。

上記面状発熱体は、例えば、道路等の屋外設備のための用途（例えば、ロードヒーティング、融雪装置、凍結防止装置など）、農業用途（例えば、園芸用マットなど）、建造物の構成要素としての用途（例えば、結露防止や防曇装置、床暖房、壁願望など）、乗り物の内部構成要素としての用途（例えば、自動車、電車などの車両、航空機などの座席シートなど）、防寒のための身飾品のための用途（例えば、ジャケット、ベスト、ひざ掛けなどの衣料、寝具、カイロ、ホットカーペットなど）などに利用可能である。上記面状発熱体は、長尺に形成された場合でも均一に発熱することができるため、例えば、配管等の長尺物の加熱に特に好適に用いることができる。

なお、上述した各構成は、上述した各作用効果等を得るなどのために必要に応じて任意に組み合わせることができる。

以下、実施例の面状発熱体について、図面を用いて説明する。なお、同一部材については同一の符号を用いて説明する。

（実施例１）
実施例１の面状発熱体について、図１〜図３を用いて説明する。図１〜図３に示されるように、本例の面状発熱体１は、発熱部２と、電極部３とを備えている。

面状発熱体１において、発熱部２は、緯糸および経糸の一方が導電性繊維２１であり、他方が非導電性繊維２２である織物２０より構成されている。各図では、面状発熱体１の長手方向に経糸が配置されており、面状発熱体１の幅方向に緯糸が配置されている例を示している。また、発熱部２を構成する織物２０の織組織としては、平織組織が例示されている。

本例では、緯糸が導電性繊維２１とされており、経糸が非導電性繊維２２とされている。導電性繊維２１は、具体的には、有機繊維２１１と、有機繊維２１１の表面を被覆し、かつ、炭素材料を含有する被覆層２１２とを有している。有機繊維２１１は、より具体的には、マルチフィラメント糸構造を有するポリエステル系繊維であり、糸の表面に位置する繊維の表面だけでなく、糸の内部に位置する繊維の表面にも被覆層２１２が形成されている。なお、各図では、糸の内部に存在する被覆層２１２は省略されている。また、被複層２１２は、具体的には、炭素材料と、バインダーとを含有している。より具体的には、炭素材料は、カーボンナノチューブであり、バインダーは、ポリウレタン系樹脂である。

面状発熱体１において、電極部３は、発熱部２における導電性繊維２１方向の両端部にそれぞれ形成されており、非導電性繊維２２方向に延びている。つまり、本例では、電極部３は、発熱部２の幅方向の両端部にそれぞれ形成されており、発熱部２の長手方向に延びている。電極部３は、導体線３１と、固定糸３２と、導電層３３とを有している。

導体線３１は、発熱部２の片側表面に配置されている。本例では、導体線３１は、平編組線である。平編組線は、具体的には、金属素線が管状に編み込まれて形成された管状編組線が平らに潰されることによって構成されている。したがって、平編組線は、編み込まれた金属素線の間に多くの隙間を有している。

固定糸３２は、導体線３１を発熱部２に固定している。本例では、固定糸３２は、第１固定糸３２１と、第２固定糸３２２とを有している。第１固定糸３２１は、導体線３１の長手方向に沿って導体線３１の中央部を縫い止めている。第２固定糸３２２は、導体線３１の幅方向両側縁の外側における発熱部２を、導体線３１の長手方向にジグザグ状に縫い止めている。固定糸３２は、具体的には、ポリエステル系糸である。なお、図２および図３において、固定糸３２は省略されている。

導電層３３は、発熱部２における導体線３１の配置部分に付着された導電材料より形成されており、複数の導電性繊維２１同士を電気的に接続している。つまり、導電層３３において、複数の導電性繊維２１同士は導電材料によって一体化されている。本例では、導電材料は、具体的には、炭素材料と、バインダーとを含有している。より具体的には、炭素材料は、カーボンナノチューブであり、バインダーは、ポリウレタン系樹脂である。

電極部３において、導電層３３と導体線３１とは接している。具体的には、導電層３３および導体線３１は、導電層３３に導体線３１が接した状態で一体化されている。電極部３は、導電層３３と導体線３１とが接することによって、複数の導電性繊維２１と導体線３１とが導通可能とされている。

本例では、導電層３３を形成する導電材料の一部が導体線３１内に入り込んでいる（不図示）。具体的には、導電材料の一部は、導体線３１としての平編組線の表面にある隙間から内部に入り込んでいる。また、導電材料の一部は、導体線３１側と反対側の発熱部２の表面にも付着している。

本例では、面状発熱体１は、電気抵抗がＲ１≦Ｒ２の関係を満たしている。但し、Ｒ１は、発熱部２における電極部３が形成されている部分の電気抵抗であり、Ｒ２は、発熱部２における電極部３が形成されていない部分の電気抵抗である。図１に示されるように、Ｒ１は、具体的には、導体線３１の幅よりも大きな角形状の小片Ｓ１を切り出し、導体線３１を除いた小片Ｓ１について、導電性繊維２１と垂直な方向の電気抵抗を測定することにより求められる。また、Ｒ２は、具体的には、Ｒ１の測定時と同じ大きさの小片Ｓ２を、発熱部２における電極部３が形成されていない部分から切り出し、小片Ｓ２について、導電性繊維２１と垂直な方向の電気抵抗を測定することにより求められる。なお、Ｒ１≦Ｒ２の関係は、具体的には、導電層２１２を形成する導電材料に含まれる炭素材料の含有量≧導電性繊維２１における被覆層形成材料に含まれる炭素材料の含有量の関係を満たすよう構成することによって調整されている。

次に、本例の面状発熱体の作用効果について説明する。

本例の面状発熱体１における電極部３は、導電性繊維２１と導体線３１とを直接接触させる場合に比べ、導電層３３と導体線３１との密着性を確保しやすい。そのため、面状発熱体１は、導電層３３が有する導電性繊維２１と導体線３１との電気的な接続を確実なものとすることができる。それ故、面状発熱体１は、長尺に形成されることによって長尺な電極部３とされた場合でも、長手方向で電圧降下が生じ難く、均一に発熱することができる。また、面状発熱体１は、導電層３３と導体線３１との密着性が高いため、電極部３における接点不良も抑制しやすい。

（実施例２）
実施例２の面状発熱体について、図４、図５を用いて説明する。図４、図５に示されるように、本例の面状発熱体１では、電極部３が、導体線３１表面および導体線３１周辺の発熱部２表面に付着した導電材料３４を有している。また、電極部３は、導体線３１よりも幅広であり、かつ、導体線３１を覆うように貼り付けられたテープ材４を有している。なお、テープ材４は、導体線３１の長手方向に沿って貼り付けられている。テープ材４は、具体的には、基材（不図示）と、基材の片面に形成された粘着層（不図示）とを有している。テープ材４は、粘着層側の面が導体線３１側となるように配置されている。本例では、基材の材質は紙である。また、本例の面状発熱体１は、導体線３１側の面を覆う第１保護層５１と、導体線３１側と反対側の面を覆う第２保護層５２とを有している。第１保護層５１、第２保護層５２は、いずれも樹脂層であり、アクリルウレタン樹脂を含んでいる。なお、その他の構成は、実施例１と同様である。

本例の面状発熱体１も、実施例１と同様の作用効果を得ることができる。また、本例の面状発熱体１は、電極部３が、導体線３１表面および導体線３１周辺の発熱部２表面に付着した導電材料３４を有している。そのため、導体線３１表面および導体線３１周辺の発熱部２表面が導電材料３４によって覆われる。それ故、本例の面状発熱体１は、導電層３３と導体線３１との密着性を向上させやすくなり、電極部３における接点不良をより一層抑制しやすい。

また、本例の面状発熱体１は、電極部３が、テープ材４を有している。そのため、導体線３１がテープ材４によって発熱部２に押えつけられる。それ故、本例の面状発熱体１は、導電層３３と導体線３１との密着性を向上させやすくなり、電極部３における接点不良をより一層抑制しやすい。また、第１保護層５１を樹脂コーティングにて形成する際に、樹脂を基材中に浸透させることができる。そのため、導体線３１および発熱部２とテープ材４との密着性が向上し、剥離を抑制しやすい。

また、本例の面状発熱体１は、導体線３１側の面を覆う第１保護層５１を有している。そのため、本例の面状発熱体１は、最表層に位置する第１保護層５１によって下方の電極部３および発熱部２の導電性繊維２１が保護される。また、本例の面状発熱体１は、第１保護層５１によって発熱部２から電極部３が脱落するのを抑制しやすくなる。また、本例の面状発熱体１は、第１保護層５１によって電極部３の防水性が向上する。また、本例の面状発熱体１は、導体線３１側と反対側の面にも第２保護層５２を有している。そのため、本例の面状発熱体１は、発熱部２の導電性繊維２１の保護をより一層確実なものとすることができる。

＜実験例＞
以下、実験例を用いてより具体的に説明する。

（試料１の面状発熱体の作製）
−発熱部を構成するための織物の作製−
導電材料としてマルチウォール型のカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）４質量％と、バインダーとしてポリウレタン樹脂５質量％と、を含有する水性のＣＮＴ分散液Ａ（パーカーコーポレーション社製）を準備した。

次いで、ポリエステル系繊維（クラレ社製、「ＦＤ８４Ｔ４８」、８４ｄｔｅｘ／４８フィラメント）に対して、ＣＮＴ分散液Ａを用い、サイジング糊付け手法にてカーボンナノチューブを付着させた。具体的には、ポリエステル系繊維をＣＮＴ分散液Ａ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、１７０℃で２分間乾燥させた。これにより、ポリエステル系繊維と、ポリエステル系繊維の表面を被覆し、かつ、カーボンナノチューブを含有する被覆層とを有する、導電性繊維を得た。

次いで、この導電性繊維を緯糸に配置し、レギュラーポリエステル糸（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製した。なお、緯糸の内込本数は、１１２本／インチであった。

−電極部の形成−
導電材料としてマルチウォール型のカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）６質量％と、バインダーとしてポリウレタン樹脂５質量％と、を含有する水性のＣＮＴ分散液Ｂ（パーカーコーポレーション社製）を準備した。

次いで、幅３０ｃｍ、長さ２ｍに形成した織物の片側表面における緯糸方向（幅方向）の一端部に、幅２ｍｍ、長さ２ｍの平編組線（双葉電線社製）を経糸方向（長手方向）に沿って配置した。なお、平編組線は、スズめっき銅素線を用いて形成されおり、公称断面積０．３８ｍｍ^２、素線径０．１ｍｍ、素線数４８本である。次いで、ミシンを用いて、ポリエステル系糸により平編組線の中央部を経糸方向に縫い止めた。次いで、同様に、ミシンを用いて、ポリエステル系糸により、平編組線の幅方向両側縁の外側における織物部分を、経糸方向にジグザグ状に縫い止めた。これにより、織物の片側表面における緯糸方向の一端部に、平編組線を糸にて固定した。織物の片側表面における緯糸方向の他端部にも、同様にして、平編組線を糸にて固定した。以下、平編組線を固定した側の織物面をおもて面とし、その反対側の織物面をうら面とする。

次いで、織物のおもて面の平編組線に沿うように、織物のうら面にＣＮＴ分散液Ｂを塗布し、ＣＮＴ分散液Ｂを織物内に含浸させ、乾燥させた。これにより、織物における平編組線の配置部分にカーボンナノチューブおよびバインダーを付着させ、平編組線と接する導電層を形成した。また、織物のおもて面における平編組線表面および平編組線周辺に、ＣＮＴ分散液Ｂを塗布し、乾燥させた。これにより、織物のおもて面における平編組線表面および平編組線周辺にも、カーボンナノチューブおよびバインダーを付着させた。なお、カーボンナノチューブおよびバインダーは、平編組線の内部にも入り込んでいた。

次いで、織物のおもて面におけるＣＮＴ分散液Ｂの塗布部分を覆うように、紙製の基材を有するマスキングテープを貼り付けた。また、織物のうら面におけるＣＮＴ分散液Ｂの塗布部分を覆うように、上記マスキングテープを貼り付けた。次いで、織物のおもて面およびうら面の両方にアクリルウレタン系樹脂をコーティングすることにより、第１保護層および第２保護層をそれぞれ形成した。

以上により、試料１の面状発熱体を作製した。

（試料１Ｃの面状発熱体の作製）
試料１の面状発熱体の作製時に準備した織物の片側表面における緯糸方向の両端部に、銅ペーストを用いて、経糸方向に延びる一対の電極部（幅３００ｍｍ、長さ２ｍ）を形成した。これにより、試料１Ｃの面状発熱体を作製した。

（発熱試験）
一対の電極部の一方端部に、電圧印加装置を接続し、５０Ｖの交流電圧を印加した。そして、赤外線サーモグラフィ（フリアーシステムズジャパン社製、「ＦＬＩＲｉ５ｊ」）を用いて、サーモ画像を撮影した。その結果を、図６、図７に示す。なお、各図において、手前側の電極部に電圧印加装置が接続されている。

図７に示されるように、試料１Ｃの面状発熱体は、手前側から奥側に向かうにつれ、電極部に電圧降下が発生し、発熱にムラが生じて均一な発熱ができていないことがわかる。

これに対して、図６に示されるように、試料１の面状発熱体は、電極部に電圧降下が発生せず、長手方向で均一に発熱できていることがわかる。また、試料１の面状発熱体は、電極部における接点不良も見られなかった。

以上、本発明の実施例、実験例について詳細に説明したが、本発明は上記実施例、実験例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を損なわない範囲内で種々の変更が可能である。

１ 面状発熱体
２ 発熱部
２０ 織物
２１ 導電性繊維
２２ 非導電性繊維
３ 電極部
３１ 導体線
３２ 固定糸
３３ 導電層

本発明の一態様は、緯糸および経糸の一方が導電性繊維であり、他方が非導電性繊維である織物より構成される発熱部と、該発熱部における上記導電性繊維方向の両端部にそれぞれ形成されており、上記非導電性繊維方向に延びる電極部と、該電極部側の面を覆う樹脂よりなる第１保護層とを備え、
該電極部は、
上記発熱部の片側表面に配置された導体線と、
該導体線を上記発熱部に固定する固定糸と、
上記発熱部における上記導体線の配置部分に付着された導電材料より形成されており、複数の上記導電性繊維同士を電気的に接続する導電層と、
紙または布製の基材と該基材の片面に形成された粘着層とを備え、上記導体線よりも幅広であり、上記導体線を覆うように貼り付けられたテープ材と、を有しており、かつ、
該導電層と上記導体線とが接している、面状発熱体にある。

上記面状発熱体は、上述した構成の電極部を有している。この電極部は、導電性繊維と導体線とを直接接触させる場合に比べ、導電層と導体線との密着性を確保しやすい。そのため、上記面状発熱体は、導電層が有する導電性繊維と導体線との電気的な接続を確実なものとすることができる。それ故、上記面状発熱体は、長尺に形成されることによって長尺な電極部とされた場合でも、長手方向で電圧降下が生じ難く、均一に発熱することができる。また、上記面状発熱体は、導電層と導体線との密着性が高いため、電極部における接点不良も抑制しやすい。とりわけ、上記面状発熱体は、電極部が、導体線よりも幅広であり、導体線を覆うように貼り付けられたテープ材を有している。そのため、導体線がテープ材によって発熱部に押えつけられる。それ故、上記面状発熱体は、導電層と導体線との密着性を向上させやすく、電極部における接点不良をより一層抑制しやすい。また、上記面状発熱体は、テープ材の基材が紙または布製である。そのため、第１保護層を樹脂コーティングにて形成する際、コーティング時に樹脂を基材中に浸透させることが可能となる。それ故、上記面状発熱体は、導体線および発熱部とテープ材との密着性が向上し、剥離等を抑制しやすい。また、上記面状発熱体は、最表層に位置する第１保護層によって下方の電極部および発熱部の導電性繊維が保護される。また、上記面状発熱体は、第１保護層によって発熱部から電極部が脱落するのを抑制しやすい。また、上記面状発熱体は、第１保護層によって電極部の防水性が向上する。

参考例１の面状発熱体を、導体線側の面を上向きにして模式的に示した説明図である。 図１におけるＩＩ−ＩＩ線断面を模式的に示した断面図である。 図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線断面を模式的に示した断面図である。 実施例２の面状発熱体における、図２に対応する断面図である。 実施例２の面状発熱体における、図３に対応する断面図である。 試料１の面状発熱体における発熱時の温度分布を示した図である。 試料１Ｃの面状発熱体における発熱時の温度分布を示した図である。

上記面状発熱体において、テープ材は、導体線と直接接触していてもよいし、導体線表面および導体線周辺の発熱部表面に付着した導電材料をさらに有する場合には、導電材料と接触していてもよい。

テープ材は、具体的には、基材と、基材の片面に形成された粘着層とを有する構成とされる。基材としては、紙または布が用いられる。

上記面状発熱体は、電極部側と反対側の面を覆う第２保護層を有することもできる。この場合には、発熱部の導電性繊維の保護をより一層確実なものとすることができる。第１保護層、第２保護層は、具体的には、例えば、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、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリウレタン系樹脂等による樹脂層より構成することができる。

（参考例１）
参考例１の面状発熱体について、図１〜図３を用いて説明する。図１〜図３に示されるように、本例の面状発熱体１は、発熱部２と、電極部３とを備えている。

（実施例２）
実施例２の面状発熱体について、図４、図５を用いて説明する。図４、図５に示されるように、本例の面状発熱体１では、電極部３が、導体線３１表面および導体線３１周辺の発熱部２表面に付着した導電材料３４を有している。また、電極部３は、導体線３１よりも幅広であり、かつ、導体線３１を覆うように貼り付けられたテープ材４を有している。なお、テープ材４は、導体線３１の長手方向に沿って貼り付けられている。テープ材４は、具体的には、基材（不図示）と、基材の片面に形成された粘着層（不図示）とを有している。テープ材４は、粘着層側の面が導体線３１側となるように配置されている。本例では、基材の材質は紙である。また、本例の面状発熱体１は、電極部３側の面を覆う第１保護層５１と、電極部３側と反対側の面を覆う第２保護層５２とを有している。第１保護層５１、第２保護層５２は、いずれも樹脂層であり、アクリルウレタン樹脂を含んでいる。なお、その他の構成は、参考例１と同様である。

本例の面状発熱体１も、参考例１と同様の作用効果を得ることができる。また、本例の面状発熱体１は、電極部３が、導体線３１表面および導体線３１周辺の発熱部２表面に付着した導電材料３４を有している。そのため、導体線３１表面および導体線３１周辺の発熱部２表面が導電材料３４によって覆われる。それ故、本例の面状発熱体１は、導電層３３と導体線３１との密着性を向上させやすくなり、電極部３における接点不良をより一層抑制しやすい。

また、本例の面状発熱体１は、電極部３側の面を覆う第１保護層５１を有している。そのため、本例の面状発熱体１は、最表層に位置する第１保護層５１によって下方の電極部３および発熱部２の導電性繊維２１が保護される。また、本例の面状発熱体１は、第１保護層５１によって発熱部２から電極部３が脱落するのを抑制しやすくなる。また、本例の面状発熱体１は、第１保護層５１によって電極部３の防水性が向上する。また、本例の面状発熱体１は、電極部３側と反対側の面にも第２保護層５２を有している。そのため、本例の面状発熱体１は、発熱部２の導電性繊維２１の保護をより一層確実なものとすることができる。

Claims (10)

1. 緯糸および経糸の一方が導電性繊維であり、他方が非導電性繊維である織物より構成される発熱部と、該発熱部における上記導電性繊維方向の両端部にそれぞれ形成されており、上記非導電性繊維方向に延びる電極部とを備え、
   該電極部は、
   上記発熱部の片側表面に配置された導体線と、
   該導体線を上記発熱部に固定する固定糸と、
   上記発熱部における上記導体線の配置部分に付着された導電材料より形成されており、複数の上記導電性繊維同士を電気的に接続する導電層とを有しており、かつ、
   該導電層と上記導体線とが接している、面状発熱体。
2. 上記導電材料の一部が上記導体線内に入り込んでいる、請求項１に記載の面状発熱体。
3. 上記導体線が平編組線である、請求項１または２に記載の面状発熱体。
4. 電気抵抗がＲ１≦Ｒ２の関係を満たす、請求項１〜３のいずれか１項に記載の面状発熱体。
   但し、Ｒ１：上記発熱部における上記電極部が形成されている部分の電気抵抗
   Ｒ２：上記発熱部における上記電極部が形成されていない部分の電気抵抗
5. 上記電極部が、
   上記導体線表面および上記導体線周辺の上記発熱部表面に付着した上記導電材料をさらに有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の面状発熱体。
6. 上記導電材料が炭素材料を含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の面状発熱体。
7. 上記電極部が、
   上記導体線よりも幅広であり、かつ、上記導体線を覆うように貼り付けられたテープ材をさらに有する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の面状発熱体。
8. 上記導体線側の面を覆う第１保護層を有する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の面状発熱体。
9. 上記導体線側と反対側の面を覆う第２保護層を有する、請求項１〜８のいずれか１項に記載の面状発熱体。
10. 上記導電性繊維が、有機繊維と、該有機繊維の表面を被覆し、かつ、炭素材料を含有する被覆層とを有する、請求項１〜９のいずれか１項に記載の面状発熱体。