JPS63207079A

JPS63207079A - 面状赤外線放射体

Info

Publication number: JPS63207079A
Application number: JP3965787A
Authority: JP
Inventors: 松井　雅男; 省吾牟田神
Original assignee: Kanebo Ltd
Current assignee: Kanebo Ltd
Priority date: 1987-02-23
Filing date: 1987-02-23
Publication date: 1988-08-26

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】（産業上の利用分野）本発明は赤外線を自励的に放射する有機系面状体に関す
る。

（従来の技術及び発明が解決しようとする問題点）赤外線、例えば波長０．５〜１０００μｍ程度の電磁波
は物体や人体の加熱作用があることがよく知られている
。赤外線を放射するヒーターとして、従来無機系のもの
は知られているが、有機系のものは知られていない。人
体に赤外線を照射し身体の内部を加熱することにより、
血行を促進し医療効果や健康増進効果を得ることが出来
るが、従来それに用いる赤外線照射装置は赤外線電球や
赤外線ヒーター等の固い物体である。人体に赤外線を照
射する目的のためには、身体に密着司能で且つ快適性を
備えた柔軟で取扱いが容易な面状赤外線源が望まれる。

本発明の目的は、衣服、毛皮、敷布、シーツ、カーペッ
ト、布団、たたみ等に組込み、人体に直接接触又は近接
して赤外線を放出する製品を製造し得る新規な有機系の
面状赤外線源を提案するにある。

（問題点を解決するための手段及び作用）本発明の面状
赤外線放射体は、長さ方向に連続する通電発熱部（１）
と赤外線放射性粒子を混合した熱可塑性、熱硬化性又は
耐熱性ポリマーからなる赤外線放射層（２）とを有し、
幅１０ｍｍ以上であることを特徴とする。

通電発熱部（１）は、電気伝導性で長さ方向に連続して
おり、通電により発熱する。発熱部の素材としては、銅
、鉄、アルミニウム、その他の金属、黄銅、ニッケル鋼
、クロム鋼、ニクロム合金、ステンレス鋼、銅アルミニ
ウム合金、その他の合金の線条、リボン、無機繊維又は
有機繊維にメッキ等で金属皮膜又は半導体皮膜を形成し
たものなどの導電性のＪ＠維及びこれらの類似のものが
有用である。同様に金属粒子、半導体（金属化合物等）
粒子、金属又は半導体の皮膜を有する無機又は有機粒子
又は短繊維、カーボンブラック等の導な性充填材の１種
以上を熱可塑性ポリマー、熱硬化性ポリマー又は耐熱性
ポリマーに混合した導電性ポリマーを、長さ方向に連続
する線状、面状、膜状に成型したものも有用である。同
様に複数の導線（金属線）を上記導電性ポリマ一層の中
に並列状に埋込んだ線状２面状その他の複合体も有用で
ある。同様に有機又は無機繊維の糸又は編織物、不織布
等の表面又は間隙に上記導電性ポリマーの皮膜又は導電
層を形成した導ＩＥ性繊維又は導電性面状体も有用であ
る。

本発明面状体の大きな特徴は発熱部を有することにある
。従来赤外線放射能を有する有機／１１４縄等も知られ
ているが、それらは外部から加熱されてはじめて赤外線
を放出するもので、保温等の受動的又は消極的目的に使
用されるにすぎない。本発明の面状体は電源に接続する
と発熱し、その結果赤外線を放射する。すなわち本発明
の面状体は自動的、積極的に赤外線を放射し、単なる保
温だけでなく、身体や物体を積極的に加熱することが出
来、更に必要に応じ赤外線の強度も自由に制御したり調
節することも出来るという点で、従来の消極的な赤外線
放射体と全く異なるものである。

使用時の発熱部の温度は任意であるが、通常８０〜ａＯ
Ｏ℃、多くの場合４０〜２００℃、最も多くの場合５０
〜１５０℃である。従ってこの温度に適するような材料
（ポリマー、赤外線放射性粒子）を選ぶことが好ましい
。発熱体の消？［力（発熱量）は１ｍ２当り１〜５００
０Ｗ程度、特にｌＯ〜１０００Ｗ程度が好適なことが多
い。

発熱部の温度又は消費電力は電源電圧、発熱部の電気抵
抗等を変えることで目的の値に調整することが出来る。

赤外線放射層（２）は赤外線放射性粒子を混合した熱可
塑性、熱硬化性又は耐熱性ポリマーからなり、発熱部に
よって加熱されると赤外線を放射する。

赤外線放射性粒子としては、アルミナ、ムライト。

ジルコニア、マグネシアなどの天然又は人工の無機物の
結晶性粒子で、特に遠赤外線放射能の優れているものが
好ましい。本発明において赤外線とは波長４．５〜８０
μｍの電磁波を云い、特に５〜２０１ｍの領域が重要で
ある。従って使用温度、例えば４０〜２００℃において
波長４．６〜８０μｍの赤外線の放射効率の高い前記の
ような粒子が好ましい。黒体の放射能力を１００（至）
としてそれと比較した粒子の放射能力を放射効率（％）
と云う。

特に、人体に長時間接しても不快でなく且つ火傷もしな
い温度（例えば４０〜５０℃）で、波長４．６〜８０μ
ｍの領域の粒子の平均の赤外線放射効率が６０％以上が
好ましく、７５％以上が最も好ましい。例えば、高純度
（９５％以上、特に９９％以上）のムライト（１〜２ム
Ｉ！ｇＯｓ−８ｉ０２）　。

アルミナ（ＡＩ！ｚ０３）、ジルコニア（Ｚｒ０２）、
マグネシア（ＭｇＯ）　等の粒子の赤外線放射効率は７
５％以上で、本発明の目的に好適である。

赤外線放射粒子の粒径は、本発明製品の成型に支障のな
い程度に充分小さいことが好ましい。比較的太い（径０
．５〜ｌ　Ｑ　ｍｍ程度）線状体の場合は粒径５〜５０
　ｍｍ程度のものも利用可能であるが、薄い（厚み１０
０〜５００μｍ）フィルム状やテープ状の場合などは粒
径０．１〜５μｍ程度のもの、特に０．２〜１μｍ程度
のものが好適である。

やや厚い（例０．５〜５　ｍｍ　）シート状の場合は１
〜１０μｍのものも使用し得る。

赤外線放射層の赤外線放射性粒子の混合率（重量）は３
〜８０％の範囲が好ましく、１０〜７０％が特に好まし
く、１５〜６０％が最も好ましい。

以下本発明を図面によって説明する。第１〜７図は本発
明の面状赤外線放射体の横断面の具体例である。図にお
いて（１）は通電発熱部、（２）は赤外線放射層、（３
）は被覆層、（４）は導線を示す。

第１図はテープ状の８看視合線状体の例で、通電発熱部
を芯とし、それを囲む中間層に赤外線放射層、最外層に
被覆層が配されている。芯の通電発熱部は金属でもよく
、導電性充填材を混合した導電性ポリマーでもよい。導
電性充填材の混合率は、多くの場合５〜９０％（重ｌり
、特に１０〜８０％が好ましく、最も多くの場合１６〜
７０％が好ましい。例えば、金属系の充填材の混合によ
って比抵抗１０〜１０　　Ω・Ｃｍ　　の導電ポリマー
が得られカーボンブラックの混合によって比抵抗１０〜
１０Ω・ｃｍ　の導電ポリマーが得られる。

それらを適宜の太さや厚み、幅の線状又は面状に成型し
て発熱体とすることが出来る。

被覆層（３）は通電発熱部１１）や赤外線放射層（２）
を保護するためのものである。更に、赤外線放射性粒子
を多量に含む赤外放射層が露出していると接触する物体
を著しく摩耗損傷する傾向があり、これを防ぐため摩耗
性粒子を含まぬ又は含有率の小さいポリマーで被覆して
おくことが望ましいことも多い。しかし、被覆層のポリ
マーは赤外線を吸収するから、波長４．５〜３　Ｑ　＃
ｍの領域での赤外線吸収性の少ないポリマー（例えばポ
リエチレン等）を使うことや、その厚みを出来るだけ薄
く、例えば１００μｍ以下、特に２０＃ｍ以下にするこ
とが望ましい。同様に、被覆層ポリマーに赤外線放射性
粒子を支障のない程度に少量、例えば１０％以下、特に
０．５〜５％含有せしめ、赤外線放射能力を強化するこ
とが出来る。

赤外線放射層（２）と被覆層（３）のポリマーは同一の
ものでもよく別のものでもよい。赤外線放射層（２）と
彼１層（３）のポリマーは、ポリオレフィン、ポリビニ
ル系、ポリアクリル系、ボリア【ドウポリエステル、ポ
リウレタン、ポリエーテル等の熱可塑性ポリマーが成型
性（紡糸性を含む）の点で好適である。更に耐熱性の点
からはエポキシ樹脂、不飽和ポリエステル等の熱硬化樹
脂、シリコン樹脂、フッ素樹脂、芳香族ポリアミド、全
芳香族ポリエステル、芳香族ポリエーテル、芳香族ポリ
サルホン、芳香族ポリサルファイド゛、ポリイミド、ポ
リアミドイミドなどが好適である。同様に柔軟性の点か
らは、天然及び合成ゴム、ポリウレタン系、シリコン系
、フッ累栃脂系等のゴム状弾性体が好ましい。

更に、赤外線放射層（２）及び被’１１１ｊＪ　（ａ）
のポリマーとしては波長４．５〜３０＃ｍの領域での赤
外線の吸収性が低く透過性が高いものが好ましい。赤外
線透過性の高いポリマーとしてはポリエチレンが鰻も優
れている。低密度ポリエチレンは軟化点が１０５℃、高
密度ポリエチレンは融点が１２８℃であり、耐熱性の点
でやや劣り使用温度が限定されるが、人体加熱用には充
分利用出来る。更に放射線照射等で架橋したポリエチレ
ンは耐熱性に優れており（軟化点２００℃以上）、本発
明の目的に最適である。ポリエチレンに次いで遠赤外線
の吸収の少ないポリマーとしては、ポリテトラフロロエ
チレン、ブチルゴム、ナイロン１２．ナイロン１１．ナ
イロン６１０．ナイロン６１２及びポリエチレンの共重
合物がある。またポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポ
リビニルアルコール、ポリアクリロニトリル、ポリアク
リル酸エステル、ナイロン６、ナイロン６６、ポリエチ
レンテレフタレート、？リブチレンテレフタレート、エ
ポキシ樹脂などの熱可塑性樹脂も好適である。同様にフ
ェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂。

熱硬化性ポリエステルなどの熱硬化性樹脂も有用であり
、ポリサルホン、ポリエーテル、全芳香族ポリアミド、
全芳香族ポリエステル、ポリサルファイド、ポリイミド
、ポリイミダソール等の耐熱性樹脂も好適である。

第２図は被覆層を持たぬ例、第３図は偏織物、不織布等
に導電性ポリマーを含浸又は塗布した面状発熱部を有す
る例、第４図は面状の発熱部の両側に赤外線放射層を設
けた例、第５図及び第６−図は平行する複数の導線を内
蔵する面状導電性ポリマーを発熱部とする例、第７図は
糸又は繊維束に導電ポリマーを含浸又は塗布した導電性
の線状体を発熱部とした例を示す。

（発明の効果）本発明の面状赤外線放射体は製造が容易であり、必要に
応じて柔軟性及び軽量性に優れたものを得ることが出来
る。衣類、毛布、カーペット等に応用して人体に接触又
は接近した状態で人体を加熱し、医療効果や健康増進効
果を得ることが出来る。

又池の物体の加熱、保温にも用いることが出来る。

特に発熱体を内蔵しているため、従来の赤外線放射性繊
維等の消極的な保温効果に留まらず、強力な加熱、制御
された加熱、例えば目的に応じた定温加熱、プログラム
制御等を実施することが出来る。又赤外線放射層を有し
ているために加熱効率が単なるヒーターよりも高いとい
う大きな特色を有する。

（実施例）以下の実施例における％、部は、特記しない限り重量比
率を示す。

実施例１メタ系アラ主ド紡績糸（６０番手双糸）からなる平織物
を基布とし、それに無水ピロメリット酸とシアミノジフ
ェニルエーテルから得たポリアミック酸８０部、粒径１
．１１１ｍのニッケル粒子７０部をジメチルホルムアミ
ド（ＤＭＦ　）に溶解混合して塗布し、乾燥、熱処理（
２６０℃）して面状発熱体■１を得た。Ｈｌをｓ　ｏ　
ｃｍｘ８　ｏ　ａｍに切断し両端に導線を導電性接着剤
で接着した後、その一方の面にポリアミック酸７０部と
粒径０．８μｍで赤外線放射率８０％のアルミナ粒子８
０部とをＤＭＦに溶解混合して塗布し、乾燥、熱処理し
、最後に上下面、切断面、導線接続部などにポリアミッ
ク酸ＤＭＦ溶液を塗布、乾燥、熱処理して、断面が第８
図のような面状赤外線放射体ＰＨ１を得た。

ＰＨ１の端子間電気抵抗は２５０Ω、赤外線放射Ｂ（２
）の厚みは１１００ａ、保護ｍ　＜ｓ＞の厚みは２５部
ｍである。

ＰＩ（１を２枚用い、赤外線放射層を内側にして、間に
被加熱体を挾み加熱テストを行なった。被加熱体として
生理食塩水及び豆腐を詰めたポリエチレン袋を用い、ヒ
ーターをｗＬ源に接続しその表面温度を５０℃に保つよ
う制御した。加熱開始２０分後の被加熱体の内部温度は
８５℃であった。

一方、比較のため赤外線放射粒子を用いない他は、ＰＨ
１と同様にして作ったヒーターＰＨ２を用いた場合は、
加熱開始２０分後の被加熱体内部温度は２９℃であった
。

実施例２メタ系アラミド紡績糸（６０番手双糸）からなる平織物
で、緯糸に５ｍｍ間隔で導線（直径０．０６ｍｍの銅線
を２０本撚ったもの）を織込んだものを基布とし、これ
にカーボンブラック８０部とポリアミック酸７０部とを
ＤＭＦに溶解混合したものを塗布し、乾燥、熱処理（２
６０℃）して面状発熱体Ｈ８を得た。

ナイロン１２に粒径１．２μｍ１　赤外線放射率８０％
のアルミナ粒子を２５％混合し、溶融押出成型したナイ
ロン１２の厚み１００μｍのフィルムをＦｌとする。ナ
イロン１２の厚み１００μｍのフィルムをＦ２とする。

Ｈ８を８０ｃｍｘ８０ｃｍに切断し、その片側にＦｌを
、反対側にＦ２を当て、１７０℃のホットプレスで圧縮
して接着し、導線を１本おきに集めて２本のリード線に
接続し、導線及び発熱体の露出部を絶縁体で被榎して面
状赤外線放射体ＰＨ８を得た。比較のためＦ８の両側に
Ｆ２を圧着したものをＰＨ４とする。実施例１と同様に
して、加熱開始２０分後の被加熱体の内温を測定した。

ＰＨ８に挾んだ被加熱体の内温は８３℃、ＰＨ４に挾ん
だ被加熱体の内温は２８℃であった。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第７図は本発明の面状赤外線放射体の具体例を
示す横断曲回である。出願人　　鐘紡株式会社２．．　　、”、：＞′　　・
４．′

Claims

【特許請求の範囲】

（１）長さ方向に連続する通電発熱部（１）と、赤外線
放射性粒子を混合した熱可塑性、熱硬化性又は耐熱性ポ
リマーからなる赤外線放射層（２）とを有する幅１０ｍ
ｍ以上の面状赤外線放射体。
（２）通電発熱部（１）が金属線、金属皮膜を有する線
状体、導電性充填材を混合した導電性重合体、及び導電
性充填材を混合した導電性重合体と金属導線を複合した
ものの群から選ばれた１種又は２種以上である特許請求
の範囲第１項記載の面状赤外線放射体。
（３）赤外線放射性粒子の５０℃における赤外線放射効
率が波長４．５〜３０μｍの領域で平均７５％以上であ
る特許請求の範囲第１項記載の面状赤外線放射体。
（４）赤外線放射性粒子が、純度９５％以上のアルミナ
、ムライト、ジルコニア、マグネシアの群から選ばれた
１種又は２種以上の無機化合物である特許請求の範囲第
１項記載の面状赤外線放射体。