JP3165799B2 - 発熱織布 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は炭素繊維を発熱体と
して用い製織した発熱織布に関する。

【０００２】

【従来の技術】発熱体として炭素繊維が優れているの
は、他の発熱体素材と異なり炭素が温度上昇に対して自
己制御特性を有し、腐食することがなく半永久的に安定
した特性を保持できる点にある。しかも極端な折り曲げ
には弱いが、しなやかで多様な形態で自由に使用でき
る。このために炭素繊維を発熱体に用いた製品が提案さ
れているが、中でも炭素繊維を発熱体とする面発熱体及
び前記の面発熱体を用いた各種の保温、加熱製品は保守
が容易で半永久的に使用できる利点がある。

【０００３】例えば特開平７−３０２６８３号公報に
は、ガラスヤーンに発熱体の炭素繊維と炭素繊維に通電
するための導電線とを織り込んだ発熱織布に、熱硬化性
樹脂を添着し両面に絶縁性のフィルムを張り合わせた面
発熱体、および発熱体としての炭素繊維の特性を利用し
た融雪・凍結防止道路などが紹介されている。

【０００４】前記の面発熱体は、織機を用いて所定の位
置に炭素繊維と導電線を織り込んだガラスヤーンからな
る発熱織布を連続製織して、一旦、ロールに巻き取り、
巻取った織布を次工程に運んでロールから引き出し、熱
硬化性樹脂や接着剤を連続的に添着し、さらに絶縁性樹
脂フィルムや紡織被覆フィルムなどを積層して面発熱体
に製造されている。この熱硬化性樹脂や絶縁フィルム
は、発熱体の電気的絶縁性を保つ他、発熱織布を外部摩
擦などから保護し、炭素繊維と導電線との通電を確保し
耐熱・非導電性ヤーンを含めた相互の位置関係を固定し
て面発熱体の性能と形状とを保持するために用いられて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記のように炭素繊維
は発熱体として優れた性質を有するが、比較的曲げに弱
く繊維軸に直角方向の力を受けると折れやすい欠点があ
る。従って、炭素繊維を発熱織布や面発熱体として利用
するためには前記の点を考慮して構成する必要がある。
この他にも、発熱織布に製織した後、巻き取って樹脂な
どにより固定する間の加工工程において織り目がずれた
り、発熱織布の側端から糸条がほつれ、炭素繊維と導電
線との接触不良や、加工工程で炭素繊維と導電線との間
に樹脂が入り込んで炭素繊維への通電が阻害されるなど
の問題がある。とくに、加工条件や製品の使用条件が厳
しいと、発熱体の切断、発熱体と導電線との接触不良な
どが発生することがあり、製品の品質保証問題になる。

【０００６】本発明は、製品に組込み易く、製品化した
後も長期にわたり事故がなく性能を維持することのでき
る信頼性の高い発熱織布の提供を課題に研究の結果、完
成されたものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明を図面を参照して
説明する。まず本発明は、主たる発熱部分４が、耐熱・
非導電性ヤーン（１ａ，１ｂ）と所要の間隔で挿入した
発熱体の炭素繊維２とを用いた模紗織で、発熱部分の両
側に、前記の炭素繊維に通電するための電極部分６が、
炭素繊維に交差する方向に導電線または導電リボン３を
織り込んだ平織で、かつ、前記の発熱部分と電極部分と
の間に、緩衝部分５が、導電線と平行な糸条に耐熱・非
導電性ヤーン１ｃを用いた平織で、製織されていること
を特徴とする発熱織布を提供する。前記の発熱部分４を
模紗織りに替えて絡み織で製織してもよい。また、前記
の電極部分のさらに外側に、導電線と平行な糸条として
耐熱・非導電性ヤーン１ｄを用いた平織の側端部分７を
製織しておくとよい。好ましくは、前記の耐熱・非導電
性ヤーン（１ｂ，１ｃ）よりも総番手の大きな耐熱・非
導電性ヤーン１ｄを用いる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明を実施形態例を示す図面を
参照して具体的に説明する。図１は、本発明の発熱織布
の織組織例の片側を示す。通常、発熱織布の織組織は発
熱部分４の両側に電極部分６をおいて、左右対称に構成
されている。本発明の発熱織布は、主たる発熱部分４に
耐熱・非導電性ヤーン（１ａ，１ｂ）と所要の間隔で挿
入した炭素繊維２とを用いて、模紗織又は絡み織で織り
上げられる。通常、耐熱・非導電性ヤーン１にはガラス
のマルチフィラメントが用いられる（以下、総称してガ
ラスヤーンという）。とくにプラスチックサイズヤーン
が望ましい。発熱体に適し、適度の強度と可とう性があ
れば炭素繊維に特別の制限はなく、例えばポリアクリロ
ニトリル系、ピッチ系、タール系などのいずれであって
もよい。必要があれば他の適当な発熱体と併用すること
も可能である。

【０００９】織組織としては、模紗織又は絡み織（もじ
り織りともいう）が用いられる。図１に例示した織組織
は発熱部分４を模紗織で織り上げた例であって、たて糸
とよこ糸がそれぞれ寄り合って束状になり間に隙間８が
できる。模紗織や絡み織は隙間８の面積が大きく、上下
にプラスチックフィルムを積層して面発熱体を製造する
際に、積層したフィルムが隙間の部分で相互に直接接着
され極めて強固な積層体を形成することができる。ま
た、織布全体としては織り密度が小さいにもかかわら
ず、局部的に織り密度か高く、曲げ強度が比較的低い発
熱体の炭素繊維２を傷めないで、織り目のずれを生じさ
せない作用がある。従って、本発明の発熱職布を用いた
面発熱体は厳しい加工条件や使用条件に耐え、各種用途
に広く利用することができるのである。

【００１０】模紗織に替えて絡み織にすることもでき
る。絡み織りにすればさらに織り密度を小さくしてもず
れを生じにくいが、炭素繊維にとって、やや条件が厳し
くなる。織り密度や炭素繊維２の織り込み間隔などは、
所要の発熱量や、使用目的により適宜に設定すればよ
い。

【００１１】発熱部分４の両側には電極部分６を設け
て、炭素繊維２に交差する方向に導電線３または導電リ
ボン（以下、総称して導電線という）を織り込み、それ
ぞれの導電線３を炭素繊維２に接触させて対峙する電極
とし、炭素繊維２に通電する。導電線３には導電性の金
属、通常は銅の細線を並べて使用する。また、通電を確
実にするために電極部分６は導電線３と交差する平織で
製織する。

【００１２】本発明の発熱織布では、発熱部分４の両側
と電極部分６との間にそれぞれ平織の緩衝部分５を設け
る。模紗織や絡み織の発熱部分４から、平織で一方向が
銅線の電極部分６に直接切り替えて織った織布は、織り
組織の境界近傍で炭素繊維の損傷、切断が多く発生す
る。しなやかなガラスヤーン１ａと比較的緩やかな曲率
で形成された模紗織の発熱部分４から、急に径が大で硬
直な銅線に大きく曲げられる平織の電極部分６に変わる
ため損傷を受けやすいものと考えられる。炭素繊維が損
傷を受けると局部的に電気抵抗が増大し発熱断線の原因
ともなる。この問題は、発熱部分４と電極部分６との間
に導電線に平行な方向にガラスヤーン１ｃを用いた平織
の緩衝部分５を設けて解決できることが見出だされた。
ガラスヤーン１ｃの織り目本数は通常、２ないし１０本
あれば足りる。使用するガラスヤーン１ｃの総番手は、
好ましくは平行なガラスヤーン１ｂの総番手よりも大き
な耐熱・非導電性ヤーンを用いる。

【００１３】また、発熱織布を巻き取って搬送し、加工
を施す間に、織り目のずれやほつれが発生したり、加工
工程で炭素繊維２と導電線３との接触部に接着剤が浸透
して通電性が阻害されたり、炭素繊維が損傷を受けるな
どの問題が発生する場合がある。これらの問題に対処す
るために、電極部分６の外側に導電線３に平行な方向に
ガラスヤーン１ｄを用いた平織の側端部分７を設けてお
くことが好ましい。その際、ガラスヤーン１ｂや１ｃよ
りも総番手の大きいガラスヤーン１ｄを使用するとよ
い。ロールに巻いて搬送する際などの織り目の安定効果
が大きいからである。本発明の発熱織布は通常の織機で
製織することができる。

【００１４】製織された発熱織布は、接着剤を塗布また
は含浸して織り目や形状を固定し、安定した発熱の得ら
れる面発熱体として仕上げることができる。面発熱体
は、直接所要の使用箇所に取り付けることができるが、
一般的には、発熱織布を保護するために適当な厚さのフ
レキシブルな電気絶縁性のフィルム状物と積層し、優れ
た使いやすい面発熱体として利用する。フィルムの構成
材料にはフレキシブルで優れた電気絶縁性があり、可と
う性があって耐磨耗性などに富むプラスチックフィルム
を積層することが望ましい。織布の隙間８においてはプ
ラスチックフィルムを相互に強固に接着するとともに発
熱織布を固定する。繊維束部分においても発熱織布とプ
ラスチックフィルムとが接着される。プラスチックフィ
ルム表面に必要な凹凸や印刷を施したり、厚さを選択す
ることもできる。

【００１５】積層する枚数は１枚の発熱織布を間にした
サンドウイッチ状の１段３層構造に限られず、発熱織布
とプラスチックフィルムとを交互に、ただし通常は両側
面をプラスチックフィルムで構成する多段構造にするこ
ともできる。

【００１６】

【発明の効果】前記のように本発明の発熱織布及び面発
熱体は、長期にわたって安定した発熱が得られ、使いや
すく信頼性が高いので、建築物、車両、貯槽・配管、農
業などの各種産業において面単位の加熱、保温用に広く
利用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の発熱織布の一例を示すの織組織図
（片側）

【符号の説明】

１：ガラスヤーン ２：炭素繊維 ３：導電線 ４：発熱部分 ５：緩衝部分 ６：電極部分
７：側端部分 ８：隙間部分

フロントページの続き (72)発明者 柳本 清志 岡山県和気郡吉永町福満868番地２タイ ガースポリマー株式会社岡山工場内 (72)発明者 西井 基浩 岡山県和気郡吉永町福満868番地２タイ ガースポリマー株式会社岡山工場内 (56)参考文献 特開 平９−326291（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−207191（ＪＰ，Ａ) 特公 昭46−16231（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H05B 3/00 - 3/82

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】主たる発熱部分（４）が、耐熱・非導電性
   ヤーン（１ａ，１ｂ）と所要の間隔で挿入した発熱体の
   炭素繊維（２）とを用いた模紗織で、 発熱部分の両側に、前記の炭素繊維に通電するための電
   極部分（６）が、炭素繊維に交差する方向に導電線また
   は導電リボン（３）を織り込んだ平織で、 かつ、前記の発熱部分と電極部分との間に、緩衝部分
   （５）が、導電線と平行な糸条に耐熱・非導電性ヤーン
   （１ｃ）を用いた平織で、製織されていることを特徴と
   する発熱織布。
2. 【請求項２】前記の発熱部分が、模紗織りに替えて絡み
   織で製織されていることを特徴とする請求項１記載の発
   熱織布。
3. 【請求項３】前記の電極部分のさらに外側に、導電線と
   平行な糸条として耐熱・非導電性ヤーン（１ｄ）を用い
   た平織の側端部分（７）が製織されていることを特徴と
   する、請求項１または２記載の発熱織布。
4. 【請求項４】導電線と平行な耐熱・非導電性ヤーン（１
   ｄ）が、前記の耐熱・非導電性ヤーン（１ｂ，１ｃ）よ
   りも総番手の大きな糸条であることを特徴とする、請求
   項３記載の発熱織布。