JPS59130081A - ウレタンフオ−ム製通電発熱体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はポリウレタンフォームからなる通電発熱体に関
する。足温器、電気毛布あるいはホットカーペット等の
電気製品における通電発熱体として、従来はニクロム線
や鉄クロム線等の金属抵抗体が用いられている。これら
金属抵抗体による通電発熱体を、電気毛布やホットカー
ペット等の用途に使用する際には次のような問題があっ
た。

第１に、可撓性がないため折り曲げに対して弱く、取扱
いに注意しないと断線や接続不良を生じることがある。

第２に、電気毛布やホットカーイツト等では金属線の発
熱体を所要領域に所定の密度で配置しなければならず、
製造の際にはその配線作業に手間がかかる。

第３の問題は、電気毛布やホットカーペットは身体に接
触した状態で使用するだめ、硬い金属線の発熱体がごつ
ごつして使用感が悪いことである。そこで、金属線の発
熱体を弾性材料で厚く被包しだシ、クッション材を介在
さぜることによシ使用感を改善する方法が採用されるが
、この場合には熱効率が低下し、そのために発熱部位に
高い温度を必要としていた。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、出願人が先
に提案した導電性ウレタンフオームを用いることによシ
、金属抵抗体を用いた従来の通電発熱体における問題を
解決し、更には新規な用途にも応用することができる可
撓性、柔軟およびクッション性に優れた全く新しいウレ
タン７オーム製の通電発熱体を提供するものである。

即ち、本発明はウレタンフオームのリブ中に特徴とする
ウレタンフオーム製通電発熱体である。

以下に本発明の詳細な説明する。

本発明に用いられるウレタンフオームは、先に出願人が
特願昭５７−１９４３３２号として提案した導電性ウレ
タンフオームであシ、そのリブ中に５０重量−以上のカ
ーボンブラックが分散して含有されたものである。この
導電性ウレタンフオームは含有されているカーボンブラ
ックによシ比抵抗１０５０ｍ以下程度までの導電性を与
えることができる。また、カーボンブラックがウレタン
フオームのリブ中に均一に分散されているため、含浸処
理によって気泡壁面にカーボンブラックを付着させたウ
レタンフオームとは異なシ、カーボンブラックの脱離に
よって通電特性が劣化することがない。

ところで、上記のような導電性ウレタンフオームを製造
するためにはカーボンブラックをウレタンフオーム原料
中に均一に添加分散させて発泡させなければならない。

このような場合、通常はカーボンブラックを水に分散さ
せて添加混合する方法が用いられるが、この方法により
ウレタン発泡体原料と同量以上の多量のカーボンブラッ
クを添加混合しようとすれば多量の水を使用しなければ
ならない。ところが、水はウレタンフオームの製造に際
して発泡剤あるいは架橋剤として作用するものであるか
ら自ずと使用し得る量に制限があシ、上記のように多量
の水を使用すると通常は良好なウレタンフオームが得ら
れない。そこで、出願人はエチレンオキサイド含有率１
５％以上のポリオールと有機インシアネートとを反応さ
せて得られたウレタンプレポリマーを原料とすることに
よシ、上記のようにして多量のカーボンブランクをリブ
中に均一に分散含有させた導電性ウレタンフオームの製
造方法を先の特願昭５７＝１９４３３２号で提案した。

即ち、この導電性ウレタン７オームの製造方法は、エチ
レンオキサイド含有率１５％以上のポリオールと有機イ
ンシアネート化合物とを反応させてウレタンプレポリマ
ーを得る工程と、カーボンブラックを適量の水に分散さ
せ添加混合する方法を用いることによシ、前記ウレタン
プレポリマー１００重量部に対して１００重社部以上の
カーボンブラックおよび水を添加混合して発泡させる工
程とを具備したことを特徴とするものである。尚、この
工程においてカーボンブラックは、必ずしも水系のみに
分散させなければならないものではなく、水系及びプレ
ポリマー系の両方に分散させても良い。この製造方法で
は、前記ウレタンプレポリマーの水に対する親和性が良
好で、倍量程度の水を使用しても良好なウレタンフオー
ムが得られるため、多量のカーボンブラックをプレ刀？
リマー中に均一に添加分散させて発泡することが可能と
なったものである。

本発明によるウレタン７オーム製通電発熱体は、上記特
願昭５７−１９４３３２号で提案した導電性ウレタンフ
オームを所望の成形体とし、これに金属等の電極を設け
て通電発熱体としたものである。この場合、導電性ウレ
タンフオームは紛状、シート状、その他どのような形状
に成形してもよく、従ってあらゆる形状の通電発熱体を
得ることができる。また、導電性ウレタンフオームを熱
圧縮することにより硬度を高くして使用してもよい。

本発明のウレタンフオーム製通電発熱体における一極と
しては、銅線、銅箔、アルミニウム線、アルミニウム箔
等の金属線あるいは金属箔、その他炭素棒等の導′諷性
材料を用いることができる。これら電極は前記導電性ウ
レタンフオームの両端に設けるが、例えはシート状の発
熱体では、第１図に示すように導電性ウレタンフオーム
シート１の対向側縁に一極２，２′を設けてもよく、ま
た第２図に示すように導電性ウレタンフオームシートの
表面および裏面に電極２，２′を設けてもよい。また、
電極２，２′は倒れの場合にも導電性ウレタンフオーム
シート１中に埋め込んで配設してもよい。これら電極２
，２′の配設方法は発熱体の具体的な用途に応じて適宜
選択すればよく、特に限定されるものではない。

上記構成からなるウレタンフオーム製通電発熱体の電極
間に電源を投入すれば、導電性ウレタン７オーム成形体
中に電流が流れ、該電流工と電極間の電気抵抗Ｒに応じ
てＲ工２の電力が熱エネルギーに変換されるから、導電
性ウレタンフオーム成形体はこの熱エネルギーによって
発熱する。この場合、導電性ウレタンフオーム成形体の
電気抵抗Ｒはカーボンブラックの添加量、発泡倍率、断
面積、電極間距離によって変化するから、これらの因子
の組合せにより具体的な用途に応じた電気抵抗値Ｒを設
定することができる。

上記本発明のウレタンフオーム製通電発熱体は次のよう
な特長を有している。

（１）ウレタンフオームとしての可撓性を有しているた
め、むシやシ引き裂かない限シ屈曲しても断線のおそれ
はない。

（１１）手間のかかる配線作業を必要とすることなく、
車輛用クッション、ホットカーペットや電気毛布間の面
状発熱体を得ることができる。

（ｉｉｉ）可撓性およびクッション性を有しているため
、電気毛布やホットカーペットのように身体に直接接触
して使用する用途に用いても異物感がなく、良好な使用
感が得られる。このだめ、従来の金属抵抗体による通電
発熱体のように弾性材料で厚く被覆したり、クッション
材を介在させたりする必要がなく、従ってそれだけ熱効
率を良くすることができる。さらにもう１つ大きな特長
として１２Ｖの低電圧で充分に動作するため、自動車の
座席部内に発熱体が広部、背部等快適さを得られる様な
部位にあたるように一体発泡成形、積層その他の方法に
よシ、クッション本体に設置することにより、新規な自
動車用クッションとしての利用価値が高いなど、自動車
、船舶等のバッテリー等を電源とするものに広く用いる
′事ができる。更に抵抗値をコントロールすれば９ｖ以
下の電圧でも動作させることができ、この場合には電池
を電源として用いる事ができる。従って、キルテイング
ウェアー等の防寒衣料への応用も可能で、特に冬山登山
用の装備に用いれば絶大な効果を発揮することができる
。

尚、本発明のウレタンフオーム製通電発熱体は身体に直
接接触して用いる暖房器具に使用されるものであるから
、それ程高温に加熱される必要がない。従って低消費電
力であるため、火災や感電等の危険も少ない。また、温
度制御は、従来の通電発熱体の場合と同様、温度センサ
ー等を用いて行うことができる。また、抵抗１直の設定
によって、交流１００■や２００Ｖを電源として用いる
事ができるため、家庭用としても広く用いる事ができ、
たとえば、゛電気毛布やホットカーペット、電気あんか
、足温器、床、壁、暖房用の内装材、ベッド及びソファ
−等のクッション体表面に設置するヒーター等の用途に
使用して、顕著な効果を得ることができる。

以下に本発明の詳細な説明する。

実施例１ エチレンオキサイド含有率６０チ、分子量３０００の３
管能ポリエーテルポリオールおよびトリレンジイソシア
ネートを８５℃で４時間混合攪拌して反応させ、遊離イ
ソシアネート基残存率９．５％のウレタンル月ぞリマー
を得た。次にカーボンブラック５０重量部を水１００重
量部に分散させ、これに上記ウレタン７°レポリマ−１
００重量部にカーボンブラック１００ｉｉ部を分散した
ものおよびシリコン油２．０重世部を添加混合し、発泡
させて室温に１０分間放置したところ、比抵抗１００Ω
ｍ、密度０．１５　ｆ７　／ｃｒｎ３の導電性ウレタン
フオームが得られた。

上記導電性ウレタンフオームを１００ｗｎ×１５゜ｒｒ
ｒｍｘｓｔｕｎの寸法にカットし、第３図に示すように
その対向側縁に直径５ｒＩｕｎの銅線からなる電極２゜
２′を電極間距離約１３０つとなるように埋設した。

こうして得られたウレタンフオーム製通゛屯発熱体の一
極間に１２Ｖの電圧を目）加したところ１２０ｍＡの電
流が流れ、２０分後には３５℃にまで発熱した。

実施例２ 実施例１で得られた導電性ウレタンフオームを２００１
ｒｒＩｎ×２０ＯＮｎ×１０胴の寸法にカットし、これ
を２００℃で３０秒間熱圧縮することによシ厚さ２．５
　ｗｎの圧縮成形体を得た。この成形体に、実施例１と
同様にして直径５．の銅線からなる電極２，２′を距離
約１６０．ｎで埋設し、電極間の電気抵抗が８０Ωのウ
レタンフオーム製通電発熱体とした。

上記ウレタンフオーム製通電発熱体の電極間に１２Ｖの
電圧を印加したところ１５０　ｍＡの電流が流れ、２０
分後には３７℃にまで発熱した。

実施例３ エチレンオキサイド含有率６０％、分子量３０００の３
管能ポリエーテルポリオールおよびトリレンジインシア
ネートを８５℃で４時間混合攪拌して反応させ、遊離イ
ンシアネート基残存率９．５％のウレタンゾレポリマ、
−を得た。次に、カーボンブラック１’００′重量部を
水１８０重量部に分散さぜた後、これに上記ウレタンプ
レポリマー１００重量部およびシリコーン油２．０重量
部を添加混合し、発泡させて室温に１０分間放置したと
ころ、比抵抗５×１０５Ωα、密度０．１３！！／ｍの
ウレタンフオームが得られた。

上記の導電性ウレタンフオームを５００？Ｉ１ｍ×５０
０、Ｘ１５ヨに力、トシ、第２図に示したようにその上
下両面にアルミ箔からなる電極２，２′を設けた。

こうして得られたウレタンフオーム製通電発熱体の電極
間に１００■の電圧を印加したところ２０ｍＡの電流が
流れ、２０分後には６０℃まで発熱した。

以上詳述したように、本発明によれば可撓性およびり、
ジョン性を具備したウレタンフオーム製の全く新しい逆
電発熱体を提供できるものでおる。

【図面の簡単な説明】 第１図および第２図は夫々本発明のウレタンフオーム製
通電発熱体における電極の形成態様を示す説明図であり
、第１図は平面図、第２図は断面図、第３図は本発明の
一実施例における電極形成形態を示す斜視図である。 １・・・導電性ウレタンフオーム成形体、２　、２’・
・・電極。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦特許庁長官　
若　杉　和　夫　　　殿 １．事件の表示 ｒ４願昭５８−５４３０号 ２、発明の名称 ウレタンフオーム製通電発熱体 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 （３４２）　　東洋護膜比学工業株式会社４、代理人 昭和５８年４月２６日 ７、補正の内容 （１）代理権を証明する書面を別紙の通り補正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ウレタンフオームのリブ中に５０重量係以上のカーボン
   ブラックが分散して含まれるウレタンフオーム成形体に
   電極を設けたことを特徴とするウレタンフオーム製通電
   発熱体。