JPH08207191A - 発熱体および発熱体用の網目状構造体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 軽量性、耐食性、可撓性、形状保持性、耐熱
性、耐漏電性、基材に固定するときの寸法安定性、作業
性にそれぞれ優れ、電極との接触性が良好で発熱体とし
ての発熱性能に優れた発熱体用の網目状構造体および発
熱体を提供する。 【構成】 非導電性繊維および導電性繊維の交点を接合
してなる発熱体用の網目状構造体および該網目状構造体
を用いた発熱体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は保温・暖房用として住
宅、建築物、家畜用建物、植物栽培用温室、乗り物の
床、壁、窓、天井等の構造物および毛布、ソファ、絨
毯、マット、シート等の衣類、家具、家電製品、恒温槽
用等の業務用電気製品あるいは凍結防止、除雪用として
アスファルト、コンクリート、建築物の屋根、軒等の基
材に固定される発熱体用の網目状構造体および発熱体に
関する。

【０００２】

【従来の技術】発熱体用の網目状構造体として経糸方向
に炭素繊維を織り込んだガラス繊維製織物があったが形
状保持性が悪く基材に固定するときに炭素繊維が移動し
やすく、該発熱体織物を釘等で打ち抜いて固定するとき
に導電性繊維である炭素繊維を切断してしまい漏電の原
因になっていた。

【０００３】また、従来の織物では炭素繊維がガラス繊
維に邪魔されて露出面積が小さかったり、混入空気が脱
気できず空気層が発生したりして炭素繊維と電極が接触
不良を生じやすく発熱量が不安定であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、軽量
性、耐食性、可撓性、形状保持性、耐熱性、耐漏電性、
基材に固定するときの寸法安定性、作業性にそれぞれ優
れ、電極との接触性が良好で発熱体としての発熱性能に
優れた発熱体用の網目状構造体および発熱体を提供する
ものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、非
導電性繊維および導電性繊維の交点を接合してなる発熱
体用の網目状構造体に関する。

【０００６】また、本発明は、該網目状構造体の両端に
おいて導電性繊維と電極を接続した後、樹脂に包埋ある
いは繊維強化樹脂プリプレグシートを積層して成形した
発熱体用の繊維強化樹脂成形体表面に均熱材および断熱
材を固定した発熱体に関する。

【０００７】本発明で使用する非導電性繊維としては導
電率１０^-5Ｓ／ｍ以下、好ましくは１０^-9Ｓ／ｍ以下の
非導電性繊維であればどのような繊維でも用いることが
でき、ガラス繊維、アラミド繊維、セラミック繊維、ア
ルミナ繊維、ナイロン繊維等が該非導電性繊維として好
ましく用いられる。

【０００８】また該非導電性繊維は通常耐熱温度が８０
℃以上、好ましくは１００℃以上、より好ましくは１５
０℃以上の繊維が用いられる。ここで耐熱温度とは樹脂
または繊維が劣化して炭化しない温度のことをいう。非
導電性繊維は好ましくは連続繊維であり、１０〜１０
０，０００フィラメント、好ましくは５００〜１２，０
００フィラメントから構成される。

【０００９】本発明で用いられる導電性繊維としては、
発熱体として利用可能な導電性の繊維であればいずれの
繊維でも良く、通常導電率１０〜１０⁷Ｓ／ｍ、好まし
くは１０³〜１０⁷Ｓ／ｍ、より好ましくは１０⁴〜１０⁶
Ｓ／ｍの繊維が用いられる。

【００１０】該導電性繊維としてカーボンブラックや金
属粒子を分散した樹脂等からなる導電性繊維、ポリアセ
チレン、ポリピロール、ポリピリジン自体あるいはこれ
に金属をドープした導電性高分子繊維、鉄、銅、ニッケ
ル、クロム等の金属やステンレス、Ｎｉ−Ｃｒ、Ｎｉ−
Ｃｕ−Ｆｅ、Ｎｉ−Ｃｕ等の合金を原料とした金属繊維
および炭素繊維等が挙げられるが、特に入手し易さ、軽
量性、可撓性、耐食性、引張強度の優れる点から炭素繊
維が好ましく用いられる。

【００１１】炭素繊維はピッチ系、ポリアクリロニトリ
ル（ＰＡＮ）系、セルロース系炭素繊維等あらゆる種類
の炭素繊維が導電性繊維として用いられる。該炭素繊維
は配向性があり、高い温度で焼成した繊維ほど導電率は
良くなるが、焼成温度８００〜３３００℃、好ましくは
１１００℃〜２８００℃で処理した炭素繊維および／ま
たは０．５ｇ／フィラメント以上、好ましくは１ｇ／フ
ィラメント以上、最も好ましくは１．５ｇ／フィラメン
ト以上の張力をかけて焼成した炭素繊維が用いられる。

【００１２】導電性繊維は好ましくは連続繊維であり、
それぞれ１０〜１００，０００フィラメント、好ましく
は５００〜１２，０００フィラメントから構成される。
また、上記導電性の繊維と上記非導電性の繊維を任意の
割合で混合あるいは混繊して導電性繊維としても良い。

【００１３】ここで混合とはフィラメントレベルで均一
あるいは不均一に混ざりあった場合や複数本のフィラメ
ントが集まった繊維束レベルで均一あるいは不均一に混
ざりあっている場合をいい、混繊とは導電性繊維と非導
電繊維等の異なる種類の繊維がそれぞれ１００〜１０
０，０００フィラメントずつフィラメントレベルで均一
に混ざりあっていることをいう。

【００１４】導電性繊維および非導電性繊維は少なくと
も一方の繊維を熱可塑性樹脂あるいは熱可塑性樹脂繊維
を任意の割合で、好ましくは熱可塑性樹脂あるいは熱可
塑性樹脂繊維を５〜７０ｍａｓｓ％、より好ましくは１
０〜６０ｍａｓｓ％の割合で混成することができる。

【００１５】ここで混成とは、上記導電性繊維あるい
は非導電繊維の１００〜１００，０００フィラメントか
らなる１本の繊維束が熱可塑性樹脂で被覆されているこ
と、導電性繊維あるいは非導電性繊維および熱可塑性
樹脂繊維が１００〜１００，０００フィラメントの１本
の繊維束として混繊されていること、導電性繊維ある
いは非導電性繊維の表面に熱可塑性樹脂繊維が規則的あ
るいはランダムに付着して１本の繊維束となっているこ
とをいう。

【００１６】被覆方法は押出法、熱可塑性樹脂を熱溶融
あるいはエマルジョン化して浸漬法、スプレー法、静電
塗装法等の繊維束内外部、特に繊維束外部を樹脂で被覆
する方法であればどのような方法でも良く、また融点、
分子量、化学的組成等の物理的・化学的構造の異なる２
種類の樹脂を用いて２層以上に被覆しても良い。この場
合、外側の熱可塑性樹脂は内側の熱可塑性樹脂よりも低
融点のものを使用すると繊維の被覆が十分に行え、かつ
繊維同士の交点で接合も容易である。また、混繊方法は
各々の繊維１００〜１００，０００フィラメントを空気
流（エアージェット）等で均一に混ぜ合わせる方法が好
ましく用いられる。

【００１７】上記導電性繊維および非導電性繊維は撚り
をかけてもかけなくても良い。撚りをかける時期は混繊
繊維であれば混繊後、その他の場合はいずれの工程で撚
りをかけても良い。撚りをかけた場合は特に導電性繊
維、特に炭素繊維の毛羽の発生を少なくでき、漏電や過
熱を防止することができる。撚りをかける程度はどのよ
うな程度でもよいが、網目状構造の交点で押しつぶされ
偏平になって良好な接合を有する程度が好ましい。

【００１８】熱可塑性樹脂および熱可塑性樹脂繊維は熱
可塑性樹脂として通常知られる樹脂であればどのような
樹脂でも用いることができ、好ましくはナイロン樹脂、
液晶性芳香族ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、液晶
性芳香族ポリエステル樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリ
エーテルスルホン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹
脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリスルホン樹
脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ビニロン樹脂、アラミド樹
脂、フッ素樹脂等の樹脂が用いられる。

【００１９】上記熱可塑性樹脂の融点は導電性繊維およ
び非導電性繊維に含浸されるマトリックス樹脂の熱硬化
温度あるいは熱溶融温度よりも高いことが好ましいが、
高くなくても網目状構造体の形状を保持することは可能
であり、問題ない。耐熱温度は８０℃以上、好ましくは
１００℃以上、より好ましくは１５０℃以上ある熱可塑
性樹脂および熱可塑性樹脂繊維が用いられる。

【００２０】また、導電性繊維と混成する熱可塑性樹脂
および熱可塑性樹脂繊維の場合はカーボンブラックや
銀、銅等の金属粒子を分散した熱可塑性樹脂および熱可
塑性樹脂繊維等からなる導電性熱可塑性樹脂あるいは導
電性熱可塑性樹脂繊維を用いてもよい。該導電性熱可塑
性樹脂あるいは導電性熱可塑性樹脂繊維の導電率は１０
^-2〜１０⁵Ｓ／ｍあることが好ましい。

【００２１】導電性熱繊維および非導電性繊維は任意の
目開きの網目状に形成し、次いで加熱処理することによ
り導電性繊維および非導電性繊維各々の交点で熱可塑性
樹脂あるいは熱可塑性樹脂繊維が融着することによって
接合する。

【００２２】加熱温度は導電性繊維および非導電性繊維
の交点が融着できる温度以上であれば良く、好ましくは
熱可塑性樹脂あるいは熱可塑性樹脂繊維の溶融温度以
上、通常１００〜４００℃の範囲で行う。

【００２３】加熱融着方法は加熱したプレスや熱ロール
による圧着、張力下あるいは無張力下での高温槽や熱風
の吹き付けによる熱溶融等どのような方法を用いても良
い。該融着工程で熱可塑性樹脂および熱可塑性樹脂繊維
は少なくとも交点で熱溶融して融着していることが必要
であるが、交点の融着が完全であれば交点部分の熱可塑
性樹脂および熱可塑性樹脂繊維内部あるいは一部が未溶
融であっても問題ない。また該融着工程で交点部分以外
で熱可塑性樹脂あるいは熱可塑性樹脂繊維の全体が熱溶
融してもあるいは一部分が未溶融のままであっても問題
ない。

【００２４】上記網目状構造は平織り、綾織り、朱子織
り、絡み織り、模しゃ織り等の織物、井桁状組布、３軸
組布、多軸組布等の織機を用いないで造った組布といわ
れるメッシュ状の不織布等任意の構造とすることができ
るが、製造工程の簡単なこと毛羽の発生の発生が少ない
こと等から組布が好ましく用いられる。

【００２５】このときの各繊維の配置方向であるが、網
目状構造を形成すればどのような配置でも良いが、例え
ば［ａ］導電性繊維を経糸方向等一方向に配置し、非導
電性繊維を導電繊維とは異なった一方向あるいは二方向
以上の複数の方向に配置する方法（図１）、［ｂ］導電
性繊維を経糸方向等一方向に配置し、非導電性繊維を導
電繊維と同じ方向および異なった一方向以上の複数の方
向に配置する方法（図２）、［ｃ］導電性繊維を緯糸・
経糸方向等異なった二方向以上に配置し、非導電性繊維
を導電繊維とは異なった一方向あるいは二方向以上の複
数の方向に配置する方法（図３）、［ｄ］導電性繊維を
経糸・緯糸方向等二方向以上に配置し、非導電性繊維を
導電繊維と同じ方向および異なった一方向以上の複数の
方向に配置する方法（図４）が挙げられる。

【００２６】上記のように配置した導電性繊維は繊維の
交点が熱溶融して融着したとき繊維全体が偏平な断面形
状となるが、偏平な繊維の方が表面積が大きくなり熱伝
導効率は向上する。また、導電性繊維を保護するため上
記のような配置の非導電性繊維を導電性繊維の上下方向
から挟んで融着する方法も好ましく採用される。

【００２７】上記導電性繊維および非導電性繊維は必ず
しも等間隔で配置させる必要はない。すなわち、図１〜
２に示される上記［ａ］、［ｂ］の配置の場合であれば
導電性繊維を２本以上、好ましくは５〜１５本を１組と
した２以上の複数のブロックに分けることもできる。各
ブロック内の導電性繊維は各導電性繊維同士が接触しな
い距離で、好ましくは１ｍｍ以上の間隔で平行に配置さ
れ、さらに各ブロック間は１ｃｍ以上、好ましくは３ｃ
ｍ以上の間隔を開けて平行に配置することができる。

【００２８】図３〜４に示される上記［ｃ］、［ｄ］の
配置の場合は、同じ方向の導電性繊維についてブロック
分けして配置することができる。例えば経糸方向、緯糸
方向に格子状に配置した場合、導電性繊維の経糸あるい
は／および緯糸を２本以上、好ましくは５〜１５本を１
組のブロックとした２以上の複数のブロックに分けるこ
とができる。

【００２９】各ブロック内の導電性繊維は同じ方向に配
置された導電性繊維同士が接触しない距離、好ましくは
１ｍｍ以上の間隔で平行に配置され、さらにそれぞれの
ブロック間は１ｃｍ以上、好ましくは３ｃｍ以上の間隔
を開けて平行に配置することができる。

【００３０】さらに導電性繊維は非導電性繊維よりも先
に配置させることもできる。この場合、導電性繊維を先
に網目状構造に配置し、各交点を融着し、適当な幅、長
さに切断成形後、１ｃｍ以上の間隔で平行に配置し、そ
の後、非導電性繊維を上下から挟むように配置させるこ
とも好ましく行われる。

【００３１】導電性繊維を［ｃ］、［ｄ］のように配置
すれば、途中一カ所が切断するようなことがあっても他
の導電性繊維に電流が流れるので過熱を防止することが
できる利点がある。

【００３２】該導電性繊維同士および該非導電性繊維同
士の目開きは目的に応じて任意の範囲で行うことができ
るが、好ましくは上記交点を融着したときに繊維束同士
が該交点以外で融着しない範囲であればよい。すなわ
ち、上記範囲の下限が１ｍｍ以上、好ましくは２ｍｍ以
上、より好ましくは５ｍｍ以上、最も好ましくは１０ｍ
ｍ以上であり、上記範囲の上限は５００ｍｍ以下、好ま
しくは１００ｍｍ以下、最も好ましくは５０ｍｍ以下の
ものが適用される。

【００３３】ここで目開きとは、相隣合う導電性繊維同
士で囲まれた空間の繊維間最大距離および導電繊維を挟
んで同じ側にある相隣合う非導電性繊維同士で囲まれた
空間の繊維間最大距離をいう（図１〜４）。

【００３４】上記下限未満であれば繊維同士が交点以外
で融着し網目状構造体の可撓性が失われ、加工性低下や
ロール巻き等にして運搬しにくくなったり、導電性繊維
の露出面積が小さかったり、脱気が不十分で気泡の層が
できたりするため導電性繊維と電極を接続しにくくなっ
てしまう。また、上記上限超であれば網目状構造体の強
度や発熱体の発熱効率、補強効果が低下するため好まし
くない。

【００３５】融着後は雰囲気温度に冷却し、端部を設計
寸法にトリミングして巻き取り機にて巻き取ることも好
ましく採用される。また該網目状構造体を適当な幅・長
さに切断、成形しても良い。このとき該網目状構造体の
交点は融着しているため、任意の形状に加工することは
容易である。該網目状構造体は任意の位置に配置し、繊
維強化樹脂成形体に成形することができる。

【００３６】該繊維強化樹脂成形体は該網目状構造体に
銅線等の電極を接続しており、マトリックス樹脂を含浸
するかあるいは繊維強化プリプレグが積層されている
（図５（ａ）および（ｂ））。該繊維強化プリプレグの
強化繊維は非導電性繊維で構成されていることが好まし
く、該強化繊維は一方向材、織物、不織布等どのような
繊維形態でもよい。該繊維強化プリプレグ層の厚さは通
常０．０５〜５ｍｍ、好ましくは０．０５〜０．５ｍｍ
であれば均熱材に熱を伝えやすい。

【００３７】さらに、該繊維強化樹脂成形体は断熱材お
よび均熱材を上下面に固定して発熱体にすることができ
る（図６）。該発熱体を床に固定するために網目状構造
体を張り合わせた反対側から針、釘、ボルト、ネジ等を
打ち込む印を付けるが、本発明の発熱体は形状保持性、
寸法安定性に優れるため該印の範囲を精度良く付けるこ
とができ、かつ導電性繊維を釘等によって切断してしま
うことがなく、また漏電防止性に優れた発熱体を製造す
ることができる。

【００３８】該発熱体は具体的には以下のように製造す
る。適当な長さの網目状構造体を１枚あるいは複数枚の
場合は任意の間隔あるいは等間隔で平行に配置（ブロッ
ク配置）させる。

【００３９】上記のように配置した発熱体用の網目状構
造体の導電性繊維の両端部は銅、アルミニウム等の金属
製箔片を用いて導電性繊維と接続するように固定するか
あるいはカーボンペースト、銀ペースト等の導電性樹
脂、はんだ、金属製ホルダー、黒鉛製ホルダー等を用い
て固定して電極を作製する。電極の大きさは幅５〜１０
０ｍｍ、好ましくは幅１０〜５０ｍｍの電極が採用され
る。

【００４０】このときの金属製箔片、導電性樹脂および
はんだの融点はマトリックス樹脂の樹脂硬化温度あるい
は熱溶融温度より高いこと、かつ耐熱性があることが望
ましい。電極は温度分布が均一になるように両端だけで
なく、導電性繊維の中間に１つ以上の補助電極を作製し
てもよい。

【００４１】また、各導電繊維は電気回路として並列配
置および／あるいは直列配置することができるが、２以
上の導電性繊維を１ブロックとして、各ブロックが直列
配置になるように電極を固定することが、各ブロツクの
導電性繊維にかけられる電圧が低くなり、導電性繊維の
過熱を防止し好ましい。

【００４２】上記電極を付与した網目状構造体の電極側
に該リード線貫通孔を開けた強化繊維プリプレグを、電
極側と反対側には貫通孔のない強化繊維プリプレグを積
層し、さらにその両面をポリエステルフィルムで包み加
圧・加熱して繊維強化樹脂成形体を製造する。

【００４３】該強化繊維プリプレグの貫通孔は直径５〜
５０ｍｍの範囲であり、孔を開けた後はシリコン製蓋を
埋め込むと成形後容易に蓋を取り除くことができる。該
強化繊維プリプレグに用いられる強化繊維には任意の繊
維が利用できるがガラス繊維、アラミド繊維、セラミッ
ク繊維、アルミナ繊維、ナイロン繊維等が好ましく用い
られる。

【００４４】該強化繊維に用いられる樹脂は用途に応じ
て任意の樹脂を用いることができるが、好ましくは熱可
塑性樹脂および熱硬化性樹脂が用いられ、さらに好まし
くはポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリフェニレン
サルファイド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエステ
ル樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹
脂、不飽和ポリエステル樹脂等が用いられる。該樹脂は
耐熱性があることが好ましく、８０℃以上、好ましくは
１００℃、より好ましくは１５０℃以上の耐熱性のある
樹脂が用いられる。

【００４５】上記成形法は強化繊維プリプレグを用いる
方法ではなく、網目状構造体を型に入れて強化繊維を積
層後樹脂を含浸させる方法も好ましく用いられる。成形
後はリード線貫通孔のシリコン製蓋を取り除き耐熱用リ
ード線の一方を上記電極に接続する。

【００４６】リード線の他方は複数の過熱防止装置（サ
ーモスタット、フィラメント、熱電対等）を接続し上記
成形体下部の所定の位置に配置、固定する。上記繊維強
化成形体においてリード線および過熱防止・暖房制御装
置を配した面は断熱材で覆い、該断熱材を熱硬化樹脂等
で固定する。断熱材はどのようなものでも良いが、通常
ポリエステルフェルト等が好ましく用いられる。また、
該断熱材はリード線、過熱防止装置部分を打ち抜いてか
ら固定しても良い。

【００４７】上記成形体においてリード線等を配してな
い面にフローリング（床表面材）固定用の釘打ち箇所を
印した金属板あるいは金属箔を均熱材として固定する。
該金属板あるいは金属箔は任意の金属が用いられるが、
好ましくは銅、アルミニウム製である。リード線の端部
は圧着端子を取付ける。このようにして網目状構造体に
断熱材および均熱材を配した発熱体を製造することがで
きる。

【００４８】上記繊維強化樹脂成形体および発熱体は網
目状構造体を切断後製造したが、連続的な網目状構造体
を用いて繊維強化樹脂成形体あるいは発熱体を製造した
後に任意の長さ、幅に切断しても良い。

【００４９】上記発熱体は導電性繊維を切断することな
く床表面材ごと釘打ち固定することができ、かつ環境温
度に左右されず安定して設定温度に制御することができ
る。また、発熱体の集中応力時の体荷重は２００ＭＰａ
以上、好ましくは３００ＭＰａ以上、好ましくは４００
ＭＰａ以上を有している。

【００５０】耐漏電性についても該発熱体を２５℃の水
中に２４時間浸漬しても均熱材と電極間の絶縁抵抗は１
ＭΩ以上、より好ましくは１０ＭΩ以上を有しているた
め実用上全く問題がない。

【００５１】

【実施例】以下に具体的な実施例を挙げるが、本発明は
これらの実施例に限定されないことはいうまでもない。

【００５２】実施例１（交点を融着した網目状構造体） 撚りのない炭素繊維（日本石油（株）製ＸＮ４０、導電
率１．３×１０⁵Ｓ／ｍ）の３，０００フィラメントを
１本の導電性繊維経糸として該経糸２６本を１ブロック
とした。該ブロックを４ブロック作り、各ブロック内の
炭素繊維束間を０．７ｃｍ開け、さらに各ブロック間を
４ｃｍ開けた配置で平行に並べ、上下からガラス繊維と
熱可塑性樹脂からなるガラス繊維組布（格子状、目開き
１ｃｍ、日東紡績（株）製ＫＣ０５０５Ｂ、４０ｇ／ｍ
²）を積層して加熱し組布と導電性繊維の交点を融着
し、発熱体用の網目状構造体を製造した。

【００５３】該網目状構造体を長さ３．９ｍ、幅０．９
ｍに切断した。該網目状構造体の炭素繊維の両端部を幅
２０ｍｍの導電性粘着剤付き銅箔片（寺岡製作所（株）
製、ＭＦＴ−Ｎｏ．８３２１）で該導電性繊維と銅箔片
が接合するように固定し、かつ該網目状構造体内の炭素
繊維が各ブロック毎に電気回路的に直列つなぎになるよ
うに電極を接続した（図５（ａ））。

【００５４】該４枚の網目状構造体の上下からエポキシ
樹脂を含浸させたガラス繊維クロスプリプレグを積層
し、さらにポリエステルフィルムを該積層物の上下から
挟んでオートクレーブ中で１３０℃、６ｋｇｆ／ｃｍ²
で２時間加圧加熱して繊維強化樹脂成形体を製造した。
但し、該成形体の直列配置した両端の電極部分はリード
線を固定できるように予め穴を開けておいた。

【００５５】リード線一端を該電極に接続固定し、他端
は過熱防止装置（リミッター社製Ｐ７２）を接続して該
成形体下部に固定し、その上からポリエステルフェルト
（東洋紡（株）製エクシランＨＰ−２１）を断熱材とし
て貼り合わせた。但し、リード線および過熱防止装置は
断熱材で覆わなかった。

【００５６】該繊維強化樹脂成形体の断熱材を貼り合わ
せた面とは反対側の面は床表面材固定用の釘打ち箇所を
印したアルミニウム箔を均熱材として貼り合わせて１４
０Ｗ／ｍ²のシート状発熱体を作製した。該発熱体を床
表面材で覆い、釘打ちして固定し、白金抵抗体をセンサ
ーとして使った温度制御システムを接続し、床材システ
ムに組み込んだ。

【００５７】上記の床材について発熱試験を行ったとこ
ろ環境温度が０、５、１０、１５、２０、２５℃のいず
れの温度でも床材の表面温度を３０℃に制御できた。発
熱体の集中応力時の耐荷重を測定したところ４００ＭＰ
ａを有していた。該発熱体を２５℃の水中に２４時間浸
漬したところ電極とアルミニウム均熱材との間の絶縁抵
抗は１０ＭΩ以上を有していた。

【００５８】比較例１（交点を融着しない網目状構造
体） 撚りのない炭素繊維（日本石油（株）製ＸＮ４０）の
２，０００フィラメントを１本の導電性繊維の経糸とし
て該経糸８束を１ブロックとした。該ブロックを４ブロ
ック作り、各ブロック内の炭素繊維束間を２ｃｍ開け、
さらに各ブロック間を８ｃｍ開けた配置で平行に繰り出
し、該炭素繊維経糸間にはガラス繊維１６００フィラメ
ントの経糸を１ｍｍおきに繰り出してガラス繊維１，６
００フィラメントの緯糸を通して目開き０．２ｍｍの平
織りにし、ガラス繊維・炭素繊維織物を製造した。該織
物には熱可塑性樹脂は使用しておらず、該織物の繊維の
交点は樹脂で融着しなかった。

【００５９】該織物を実施例１と同様の工程で繊維強化
樹脂成形体を製造したが、炭素繊維経糸が樹脂内で蛇行
し、床表面材固定用の釘打ち箇所を印したアルミニウム
板を貼り合わせることができないばかりか、炭素繊維の
露出面積が小さいことと脱気が不十分なことで炭素繊維
と電極の接続が不十分であった。

【００６０】実施例２（導電性繊維が混繊繊維） 撚りのない炭素繊維（日本石油（株）製ＸＮ４０）の
２，０００フィラメントに融点１５０℃でカーボンブラ
ックを分散した導電性熱可塑性樹脂繊維（導電率１０²
Ｓ／ｍ）を６００フィラメント混繊し１本の導電性繊維
の経糸として実施例１と同様の工程で発熱体を製造し、
さらに実施例１と同様にして床材システムに組み込ん
だ。

【００６１】上記の床材について発熱試験を行ったとこ
ろ環境温度が０、５、１０、１５、２０、２５℃のいず
れの温度でも床材の表面温度を３０℃に制御できた。発
熱体の集中応力時の耐荷重を測定したところ４００ＭＰ
ａを有していた。該発熱体を２５℃の水中に２４時間浸
漬したところ電極とアルミニウム均熱材との間の絶縁抵
抗は１０ＭΩ以上を有していた。

【００６２】実施例３（撚りのある導電性繊維） 撚った炭素繊維（東レ（株）製Ｔ３００、導電率５×１
０⁴Ｓ／ｍ）の３，０００フィラメントを１本の導電性
繊維の経糸として実施例１と同様の工程で長さ１．８
ｍ、幅０．９ｍの発熱体（１４０Ｗ／ｍ²）を製造した
が、炭素繊維経糸の毛羽が少なかった。さらに該発熱体
を実施例１と同様にして床材システムに組み込んだ。

【００６３】上記の床材について発熱試験を行ったとこ
ろ環境温度が０、５、１０、１５、２０、２５℃のいず
れの温度でも床材の表面温度を３０℃に制御できた。発
熱体の集中応力時の耐荷重を測定したところ４００ＭＰ
ａを有していた。該発熱体を２５℃の水中に２４時間浸
漬したところ電極とアルミニウム均熱材との間の絶縁抵
抗は１０ＭΩ以上を有していた。

【００６４】実施例４（導電性繊維が３軸組布） 炭素繊維（日本石油（株）製ＸＮ４０）の２，０００フ
ィラメントに融点１５０℃で炭素繊維と銅粉を分散した
導電性熱可塑性樹脂繊維（１０⁴Ｓ／ｍ）を６００フィ
ラメント混繊し１本の導電性混繊繊維とし、該繊維のみ
で目開き２ｃｍの３軸組布を製造した。該導電性組布を
幅１７ｃｍに切り出し、６ｃｍ間隔で４枚並べ、上下か
ら実施例１と同じガラス繊維組布を積層し、各繊維交点
を融着し、発熱体用の網目状構造体を製造した。

【００６５】実施例１と同様の工程で発熱体を製造した
が、炭素繊維経糸の毛羽が少なかった。さらに該発熱体
を実施例１と同様にして床材システムに組み込んだ。上
記の床材について発熱試験を行ったところ環境温度が
０、５、１０、１５、２０、２５℃のいずれの温度でも
床材の表面温度を３０℃に制御できた。発熱体の集中応
力時の耐荷重を測定したところ４００ＭＰａを有してい
た。該発熱体を２５℃の水中に２４時間浸漬したところ
電極とアルミニウム均熱材との間の絶縁抵抗は１０ＭΩ
以上を有していた。

【００６６】実施例５（並列回路配置） 実施例１の網目状構造体を長さ２ｍ、幅１ｍに切断し
た。該状網目状構造体の炭素繊維の両端部を幅２０ｍｍ
の導電性粘着剤付き銅箔片で該導電性繊維と銅箔片が接
合するように固定し、かつ該網目状構造体内の炭素繊維
が各ブロック毎に電気回路として並列つなぎになるよう
に電極を接続した（図５（ｂ））。

【００６７】さらに該電極付き網目状構造体を用いて実
施例１と同様の工程で発熱体（６００Ｗ／ｍ²）を製造
し、さらに実施例１と同様にして床材システムに組み込
んだ。

【００６８】上記の床材について発熱試験を行ったとこ
ろ環境温度が０、５、１０、１５、２０、２５℃のいず
れの温度でも床材の表面温度を３０℃に制御できた。発
熱体の集中応力時の耐荷重を測定したところ４００ＭＰ
ａを有していた。該発熱体を２５℃の水中に２４時間浸
漬したところ電極とアルミニウム均熱材との間の絶縁抵
抗は１０ＭΩ以上を有していた。

【００６９】

【発明の効果】本発明は導電繊維および非導電性繊維が
網目状に交差した交点を接合することにより、軽量性、
耐食性、可撓性、形状保持性、耐熱性、耐漏電性、基材
に固定するときの寸法安定性、作業性にそれぞれ優れ、
電極との接触性が良好で発熱体としての発熱性能に優れ
た発熱体用網目状構造体を提供することができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】 導電性繊維および非導電性繊維の配置パター
ン［ａ］の具体例を示す図。

【図２】 導電性繊維および非導電性繊維の配置パター
ン［ｂ］の具体例を示す図。

【図３】 導電性繊維および非導電性繊維の配置パター
ン［ｃ］の具体例を示す図。

【図４】 導電性繊維および非導電性繊維の配置パター
ン［ｄ］の具体例を示す図。

【図５】 本発明のブロック配置した網目状構造体の直
列および並列回路配置図。

【図６】 本発明の発熱体の一例を示す断面図（一
部）。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成７年３月１５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１０】該導電性繊維としてカーボンブラックや銅
粉などの金属粒子を分散した樹脂等からなる導電性繊
維、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリピリジン自体
あるいはこれに金属をドープした導電性高分子繊維、
鉄、銅、ニッケル、クロム等の金属やステンレス、Ｎｉ
−Ｃｒ、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｆｅ、Ｎｉ−Ｃｕ等の合金を原料
とした金属繊維および炭素繊維等が挙げられるが、特に
入手し易さ、軽量性、可撓性、耐食性、引張強度の優れ
る点から炭素繊維が好ましく用いられる。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２１】導電性繊維および非導電性繊維は任意の目
開きの網目状に形成し、次いで加熱処理することにより
導電性繊維および非導電性繊維各々の交点で熱可塑性樹
脂あるいは熱可塑性樹脂繊維が融着することによって接
合する。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４６】リード線の他方は複数の過熱防止装置（サ
ーモスタット、温度フューズ、熱電対等）を接続し上記
成形体下部の所定の位置に配置、固定する。上記繊維強
化成形体においてリード線および過熱防止・暖房制御装
置を配した面は断熱材で覆い、該断熱材を熱硬化樹脂等
で固定する。断熱材はどのようなものでも良いが、通常
ポリエステルフェルト等が好ましく用いられる。また、
該断熱材はリード線、過熱防止装置部分を打ち抜いてか
ら固定しても良い。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４９】上記発熱体は導電性繊維を切断することな
く床表面材ごと釘打ち固定することができ、かつ環境温
度に左右されず安定して設定温度に制御することができ
る。また、発熱体の集中応力時の耐荷重は２００ＭＰａ
以上、好ましくは３００ＭＰａ以上、好ましくは４００
ＭＰａ以上を有している。

【手続補正５】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図６

【補正方法】変更

【補正内容】

【図６】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０５Ｂ 3/34

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非導電性繊維および導電性繊維の交点を
   接合してなる発熱体用の網目状構造体。
2. 【請求項２】 請求項１の網目状構造体の両端において
   導電性繊維と電極を接続した後、樹脂に包埋あるいは繊
   維強化樹脂プリプレグシートを積層して成形した発熱体
   用の繊維強化樹脂成形体表面に均熱材および断熱材を固
   定した発熱体。