JP2006188805A - Braided product for heating element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、十分なヒーター容量を有し、かつ、柔軟性にも富み、効率よく被加熱体を加熱できる安価な発熱体用編組体に関する。 The present invention relates to an inexpensive braided body for a heating element that has a sufficient heater capacity, is flexible, and can efficiently heat an object to be heated.
炭素繊維を用いた編組体は、その優れた力学的特性から、プラスチックやコンクリートなどの強化材をはじめとして、幅広い用途に用いられている。例えば、特許文献１には、炭素繊維と熱可塑性樹脂とを用いた組紐を加熱して複合材料を製造する旨の開示がある。
Braided bodies using carbon fibers are used in a wide range of applications including reinforcing materials such as plastic and concrete because of their excellent mechanical properties. For example,
一方、炭素繊維は、通電により発熱するため、例えば特許文献２、３には、炭素繊維の編紐や組紐状のものを発熱体に用いることや、その発熱体がフレキシビリティに富み、加工性に優れる旨の記載がある。また、かかる特許文献２には、フィラメント数が３，０００〜６，０００本の炭素繊維を６〜１２本用いて編紐にしなければ、形状に制約がでる旨の記載がある。しかしながら、かかるフィラメント数の炭素繊維は高価である問題、６，０００本を１２本用いた編紐では総フィラメント数が７２、０００本で、絶対的にヒーター容量が不足する問題、などがあった。また、発熱体が昇温しなければならない具体的な温度に関する記載は見られない。
On the other hand, carbon fibers generate heat when energized. For example, in
つまり、従来技術によると、十分なヒーター容量を有し、かつ、柔軟性にも富み、効率よく被加熱体を加熱できる安価なヒーター材は見出されておらず、これら要求を満たす技術が渇望されていた。
本発明は、十分なヒーター容量を有し、かつ、柔軟性にも富み、効率よく被加熱体を加熱できる安価な発熱体用編組体を提供する。 The present invention provides an inexpensive braided body for a heating element that has a sufficient heater capacity, is also flexible, and can efficiently heat an object to be heated.
本発明は、かかる課題を解決するために、次のような手段を採用するものである。すなわち、
（１） 繊度が８００〜３，５００ｔｅｘ、フィラメント数が１２，０００〜４８，０００本の範囲である炭素繊維糸条を８〜１６本用いた編組体において、かかる炭素繊維糸条が、編組体の長手方向に対してα°（−９０＜α＜９０であり、０を除く範囲から選ばれる１又は２以上の角度）にそれぞれ配列していることを特徴とする発熱体用編組体。
The present invention employs the following means in order to solve such problems. That is,
(1) In a braided body using 8 to 16 carbon fiber yarns having a fineness of 800 to 3,500 tex and a filament number ranging from 12,000 to 48,000, the carbon fiber yarn is a braided body. A braided body for a heating element, wherein the braided body is arranged at α ° (with respect to −90 <α <90, one or two or more angles selected from a range excluding 0).
（２） 大気中で通電加熱した場合の到達温度が１，０００℃以上であることを特徴とする前記（１）に記載の発熱体用編組体。 (2) The heating element braided body as described in (1) above, wherein the temperature reached when heated and heated in the atmosphere is 1,000 ° C. or higher.
（３） 繊度が８００〜３，５００ｔｅｘ、フィラメント数が１２，０００〜４８，０００本の範囲である炭素繊維糸条を８〜１６本用いた編組体において、かかる炭素繊維糸条のうちの２〜８本が編組体の長手方向に平行に配列し、かつ、６〜８本が編組体の長手方向に対してα°（−９０＜α＜９０であり、０を除く範囲から選ばれる１又は２以上の角度）にそれぞれ配列していることを特徴とする発熱体用編組体。 (3) In a braided body using 8 to 16 carbon fiber yarns having a fineness of 800 to 3,500 tex and a filament number ranging from 12,000 to 48,000, two of the carbon fiber yarns. ~ 8 are arranged parallel to the longitudinal direction of the braided body, and 6-8 are α ° (-90 <α <90 with respect to the longitudinal direction of the braided body, 1 selected from the range excluding 0 Or a braided body for a heating element, wherein the braided body is arranged at an angle of 2 or more.
（４） 大気中で通電加熱した場合の到達温度が１，０００℃以上であることを特徴とする前記（３）に記載の発熱体用編組体。 (4) The braided body for a heating element as described in (3) above, wherein the ultimate temperature when heated and heated in the atmosphere is 1,000 ° C. or higher.
（５） 前記α°が、２０〜４０°の範囲から選ばれる１又は２以上の角度であることを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれかに記載の発熱体用編組体。 (5) The braided body for a heating element according to any one of (1) to (4), wherein the α ° is an angle of 1 or 2 or more selected from the range of 20 to 40 °.
（６） 編組体の断面の円相当径が、３〜６ｍｍの範囲であることを特徴とする前記（１）〜（５）のいずれかに記載の発熱体用編組体。 (6) The heating element braided body according to any one of (1) to (5) above, wherein the cross-sectional equivalent diameter of the braided body is in a range of 3 to 6 mm.
（７） 編組体における炭素繊維糸条の目付が、６〜７０ｇ／ｍの範囲であることを特徴とする前記（１）〜（６）のいずれかに記載の発熱体用編組体。 (7) The heating element braided body according to any one of (1) to (6), wherein the basis weight of the carbon fiber yarn in the braided body is in a range of 6 to 70 g / m.
（８） 大気中で通電加熱した場合に、温度が１，０００℃以上で１分間以上保持できることを特徴とする前記（１）〜（７）のいずれかに記載の発熱体用編組体。 (8) The heating element braided body as described in any one of (1) to (7) above, which can be held at a temperature of 1,000 ° C. or higher for 1 minute or longer when energized and heated in the atmosphere.
（９） 編組体における炭素繊維糸条の目付の１〜２５重量％の目付の熱可塑性繊維が、編組体に含まれていることを特徴とする前記（１）〜（８）のいずれかに記載の発熱体用編組体。 (9) In any one of the above (1) to (8), thermoplastic fiber having a basis weight of 1 to 25% by weight of the basis weight of the carbon fiber yarn in the braid is included in the braid. The braided body for a heating element as described.
（１０） 編組体が、組紐状であることを特徴とする前記（１）〜（９）のいずれかに記載の発熱体用編組体。 (10) The heating element braided body according to any one of (1) to (9), wherein the braided body has a braided shape.
（１１） 編組体の長手方向に平行に配列している炭素繊維糸条の繊度が、長手方向に対して前記α°にそれぞれ配列している炭素繊維糸条の繊度の１．２〜４倍の範囲であり、かつ、長手方向に対して前記α°にそれぞれ配列している炭素繊維糸条の繊度が全て同じであることを特徴とする前記（３）〜（１０）のいずれかに記載の発熱体用編組体。 (11) The fineness of the carbon fiber yarns arranged in parallel to the longitudinal direction of the braided body is 1.2 to 4 times the fineness of the carbon fiber yarns arranged at α ° with respect to the longitudinal direction. And the fineness of the carbon fiber yarns arranged in the α ° with respect to the longitudinal direction are all the same, and any one of (3) to (10) above Braided body for heating element.
（１２） 編組体の長手方向に平行に配列している炭素繊維糸条のサイジング剤付着量が０．５重量％以下であり、かつ、長手方向に対して前記α°にそれぞれ配列している炭素繊維糸条のサイジング剤付着量が０．５を超え２．５重量％以下であることを特徴とする前記（３）〜（１１）のいずれかに記載の発熱体用編組体。 (12) The amount of sizing agent attached to the carbon fiber yarns arranged in parallel to the longitudinal direction of the braided body is 0.5% by weight or less, and the carbon fiber yarns are arranged at α ° with respect to the longitudinal direction. The heating element braid according to any one of (3) to (11) above, wherein the carbon fiber yarn has a sizing agent adhesion amount of more than 0.5 and 2.5% by weight or less.
（１３） 編組体の１ｍあたりの電気抵抗は、０．１〜１０Ω／ｍであることを特徴とする前記（１）〜（１２）のいずれかに記載の発熱体用編組体。 (13) The heating element braided body according to any one of (1) to (12), wherein an electrical resistance per meter of the braided body is 0.1 to 10 Ω / m.
（１４） 前記（１）〜（１３）のいずれかに記載の発熱体用編組体が、被加熱体に巻き付けられて直接接触して用いられることを特徴とする発熱体用編組体。 (14) A heating element braided body, wherein the heating element braided body according to any one of (1) to (13) is wound around and directly contacted with a heated body.
（１５） 前記（１）〜（１３）のいずれかに記載の発熱体用編組体が、被加熱体に絶縁体を介して接触して用いられることを特徴とする発熱体用編組体。 (15) A heating element braided body, wherein the heating element braided body according to any one of (1) to (13) is used in contact with an object to be heated via an insulator.
（１６） 前記（１）〜（１３）のいずれかに記載の発熱体用編組体が、前記熱可塑性繊維によって形態を保持し、または、被加熱体に固定されて用いられることを特徴とする発熱体用編組体。 (16) The heating element braided body according to any one of the above (1) to (13) is used by holding a form with the thermoplastic fiber or being fixed to a heated body. Braided body for heating element.
本発明の編組体によれば、十分なヒーター容量を有し、かつ、柔軟性にも富み、効率よく被加熱体を加熱できる安価な発熱体を提供することができる。 According to the braided body of the present invention, it is possible to provide an inexpensive heating element that has a sufficient heater capacity, is flexible, and can efficiently heat an object to be heated.
本発明の発熱体用編組体は、繊度が８００〜３，５００ｔｅｘ、フィラメント数が１２，０００〜４８，０００本の範囲である炭素繊維糸条を８〜１６本用いた編組体において、かかる炭素繊維糸条が、編組体の長手方向に対してα°（−９０＜α＜９０であり、０を除く範囲から選ばれる１又は２以上の角度）にそれぞれ配列していることを特徴とする。好ましくは、かかる発熱体用編組体が、大気中で通電加熱した場合の到達温度が１，０００℃以上であることを特徴とする。 The heating element braid of the present invention is a braided body using 8 to 16 carbon fiber yarns having a fineness of 800 to 3,500 tex and a filament number ranging from 12,000 to 48,000. The fiber yarns are respectively arranged at α ° (−90 <α <90, 1 or 2 or more angles selected from a range excluding 0) with respect to the longitudinal direction of the braided body. . Preferably, the braided body for a heating element has an attainable temperature of 1,000 ° C. or higher when energized and heated in the atmosphere.
また、より好ましくは、本発明の発熱体用編組体は、繊度が８００〜３，５００ｔｅｘ、フィラメント数が１２，０００〜４８，０００本の範囲である炭素繊維糸条を８〜１６本用いた編組体において、かかる炭素繊維糸条のうちの２〜８本が編組体の長手方向に平行に配列し、かつ、６〜８本が編組体の長手方向に対してα°（−９０＜α＜９０であり、０を除く範囲から選ばれる１又は２以上の角度）にそれぞれ配列していることを特徴とする。好ましくは、かかる発熱体用編組体が、大気中で通電加熱した場合の到達温度が１，０００℃以上であることを特徴とする。 More preferably, the braided body for a heating element of the present invention uses 8 to 16 carbon fiber yarns having a fineness of 800 to 3,500 tex and a filament number of 12,000 to 48,000. In the braided body, 2 to 8 of the carbon fiber yarns are arranged in parallel to the longitudinal direction of the braided body, and 6 to 8 are α ° (−90 <α) with respect to the longitudinal direction of the braided body. <90 and 1 or 2 or more angles selected from a range excluding 0). Preferably, the braided body for a heating element has an attainable temperature of 1,000 ° C. or higher when energized and heated in the atmosphere.
本発明で用いる炭素繊維糸条は、繊度が８００〜３，５００ｔｅｘ、フィラメント数が１２、０００〜４８，０００本の範囲である。より好ましくは繊度が１，０００〜１，８００ｔｅｘ、フィラメント数が１５，０００〜２４，０００本の範囲である。 The carbon fiber yarn used in the present invention has a fineness of 800 to 3,500 tex and a filament number of 12,000 to 48,000. More preferably, the fineness is in the range of 1,000 to 1,800 tex and the number of filaments is in the range of 15,000 to 24,000.
かかる範囲の炭素繊維糸条であると、背景技術で記載したフィラメント数が３，０００〜６，０００本の炭素繊維よりも安価に炭素繊維糸条を入手できるだけでなく、編組体を製造する場合に、少ない糸条本数でも炭素繊維の単繊維をより多く（効率的に）投入することができる。また、繊度が８００ｔｅｘ以上、または、フィラメント数が１２，０００本以上であると、用いる本数が８〜１６本の場合において、ヒーター容量に余裕ができ、本発明における好ましい到達温度である大気中で１，０００℃以上により容易に到達できる。一方、繊度が３，５００ｔｅｘを超える、または、フィラメント数が４８，０００本を超えると、用いる本数が８〜１６本の場合にはヒーター容量としては十分であるが、得られる編組体の柔軟性に劣る。このように柔軟性に劣る場合は、例えば被加熱体に巻き付けたりして発熱体を用いる場合に、被加熱体形状への追従性に劣り、直接接触する部分が相対的に減少して効率的に発熱を被加熱体に伝達できないのである。 When the carbon fiber yarn is in such a range, not only can the carbon fiber yarn be obtained at a lower cost than the carbon fiber having the number of filaments described in the background art of 3,000 to 6,000, but also a braided body is produced. In addition, even with a small number of yarns, it is possible to input more (efficiently) carbon fiber monofilaments. In addition, when the fineness is 800 tex or more, or the number of filaments is 12,000 or more, when the number of filaments used is 8 to 16, the heater capacity can be afforded, and in the atmosphere which is a preferable ultimate temperature in the present invention. It can be easily reached at 1,000 ° C. or higher. On the other hand, if the fineness exceeds 3,500 tex or the number of filaments exceeds 48,000, the heater capacity is sufficient when the number of filaments used is 8 to 16, but the flexibility of the resulting braided body Inferior to Thus, when it is inferior in flexibility, for example, when a heating element is used by wrapping around the object to be heated, the followability to the shape of the object to be heated is inferior, and the direct contact portion is relatively reduced and efficient. In addition, heat cannot be transmitted to the heated object.
また、本発明の発熱体用編組体は、上記範囲である炭素繊維糸条を、８〜１６本用いて編組体を形成する。より好ましくは１０〜１４本の範囲である。 Moreover, the braided body for a heating element of the present invention forms a braided body using 8 to 16 carbon fiber yarns in the above range. More preferably, it is the range of 10-14.
炭素繊維糸条が８本未満であると、繊度やフィラメント数が上記範囲である場合には、ヒーター容量が不足する。一方、炭素繊維糸条が１６本を超えると、得られる編組体の柔軟性に劣り、例えば被加熱体に巻き付けたりして発熱体を用いる際には被加熱体形状への追従性に劣る。また、編組体を製造する工程において、本数が増えることは高コスト化する要因の一つとなり得るため、本発明の課題である安価に製造することの障害となる。 When the number of carbon fiber yarns is less than 8, the heater capacity is insufficient when the fineness and the number of filaments are in the above ranges. On the other hand, when the number of carbon fiber yarns exceeds 16, the resulting braided body is inferior in flexibility, for example, when the heating element is used by being wound around the object to be heated, the followability to the shape of the object to be heated is inferior. Further, in the process of manufacturing the braided body, an increase in the number can be one of the factors that increase the cost.
本発明の発熱体用編組体の一つの構成として、上記範囲の炭素繊維糸条が編組体の長手方向に対してα°（−９０＜α＜９０であり、０を除く範囲から選ばれる１又は２以上の角度）にそれぞれ配列されている態様（構成Ａ）が挙げられる。かかる配列態様においては、１間飛び、２間飛び、更には３間飛び組織など、必要な柔軟性に応じて組織を選択することができる。本発明においては、適度な柔軟性を持たせるために、２間飛び組織であるのが好ましい。 As one structure of the braided body for a heating element of the present invention, the carbon fiber yarn in the above range is selected from the range excluding 0, α ° (−90 <α <90 with respect to the longitudinal direction of the braided body. Alternatively, an embodiment (configuration A) arranged at two or more angles) may be mentioned. In such an arrangement mode, it is possible to select a tissue according to the required flexibility, such as a 1-interlace, a 2-interval, or even a 3-interlace. In the present invention, in order to have an appropriate flexibility, it is preferably a two-ply structure.
また、本発明の発熱体用編組体の一つの構成として、上記範囲の炭素繊維糸条のうちの２〜８本が編組体の長手方向に平行に配列され、かつ、６〜８本が編組体の長手方向に対してα°（−９０＜α＜９０であり、０を除く範囲から選ばれる１又は２以上の角度）にそれぞれ配列されている態様、すなわち３軸以上の編組体（構成Ｂ）、または、引き揃えた芯糸に２軸以上の編組体が被覆している形態（構成Ｃ）が挙げられる。かかる構成であると、編組体を引っ張りながら取り扱う場合に、編組体の長手方向に平行に配列された炭素繊維糸条が編組体の変形を抑制し、安定した編組体の断面の径、形状を維持することができることに加え、編組体における炭素繊維糸条の充填率を高くすることができる。更には、発熱体用の編組体として重要な設計要因である電気抵抗をより低く材料設計することができるため、大気中で通電加熱した場合の温度をより容易に１，０００℃以上に到達させることが可能となる。２〜８本が編組体の長手方向に平行に炭素繊維糸条を配列する場合は、残りの６〜８本の炭素繊維糸条が、編組体の長手方向に対して少なくとも±α°（０＜α＜９０から選ばれる１又は２以上の角度）にそれぞれ配列され、編組体を形成する必要がある。かかる±α°（０＜α＜９０から選ばれる１又は２以上の角度）にそれぞれ配列された炭素繊維糸条により、編組体としての形態を成して柔軟性を発現し、かつ、編組体の長手方向に平行に配列された炭素繊維糸条の解れ、さばけが抑制できるのである。 Further, as one configuration of the heating element braided body of the present invention, 2 to 8 of the carbon fiber yarns in the above range are arranged parallel to the longitudinal direction of the braided body, and 6 to 8 are braided. Aspects arranged in an angle of α ° (−90 <α <90, 1 or 2 or more angles selected from a range excluding 0) with respect to the longitudinal direction of the body, that is, a braided body having three or more axes (configuration B) or a form (configuration C) in which the core yarns are aligned and covered with a braided body of two or more axes. With such a configuration, when the braided body is handled while being pulled, the carbon fiber yarns arranged parallel to the longitudinal direction of the braided body suppress deformation of the braided body, and the cross-sectional diameter and shape of the stable braided body are reduced. In addition to being able to maintain, the filling rate of the carbon fiber yarn in the braided body can be increased. Furthermore, since it is possible to design a material with a lower electrical resistance, which is an important design factor for a braided body for a heating element, the temperature when heated and energized in the atmosphere can be easily reached to 1,000 ° C. or more. It becomes possible. When 2 to 8 carbon fiber yarns are arranged parallel to the longitudinal direction of the braided body, the remaining 6 to 8 carbon fiber yarns are at least ± α ° (0 1 or 2 or more selected from <α <90), and it is necessary to form a braided body. The carbon fiber yarns arranged at such ± α ° (one or two or more angles selected from 0 <α <90) each form a braided body and exhibit flexibility, and the braided body The unraveling and judgment of the carbon fiber yarns arranged parallel to the longitudinal direction of the wire can be suppressed.
ここで、編組体の長手方向に平行に配列された本数が２本未満であると、上述の編組体における炭素繊維糸条の充填率を高くする効果を奏するに至らない。一方、８本を超えると、±α°（０＜α＜９０から選ばれる１又は２以上の角度）に配列される炭素繊維糸条が少なくなり過ぎて、編組体の長手方向に平行に配列された炭素繊維糸条の解れ、さばけが抑制できなくなること、得られる編組体の柔軟性が不足する等の問題が生じる。 Here, when the number arranged in parallel to the longitudinal direction of the braided body is less than 2, the effect of increasing the filling rate of the carbon fiber yarns in the braided body described above is not achieved. On the other hand, when the number exceeds eight, the number of carbon fiber yarns arranged at ± α ° (one or two or more angles selected from 0 <α <90) becomes too small, and is arranged in parallel with the longitudinal direction of the braided body. Problems such as the unraveling of the carbon fiber yarns that have been performed and the inability to suppress buds and the lack of flexibility of the resulting braided body arise.
ここで、前記α°が、２０〜４０°の範囲から選ばれる１又は２以上の角度であることが好ましい。より好ましくは２５〜３５°の範囲である。 Here, the α ° is preferably an angle of 1 or 2 or more selected from the range of 20 to 40 °. More preferably, it is the range of 25-35 degrees.
かかるαが２０未満であると、得られる編組体が柔軟過ぎて、例えば被加熱体にコイル状に巻き付けたりする場合に編組体の断面の径、形状が容易に変化し易く、被加熱体への接触形態が不安定になりすぎる場合がある。一方、かかるαが４０を超えると、得られる編組体の柔軟性に劣り易く、例えば被加熱体にコイル状に巻き付けたりして発熱体を用いる際には被加熱体形状への追従性に劣り、直接接触する部分が相対的に減少して効率的に発熱を被加熱体に伝達できない場合がある。 When the α is less than 20, the resulting braided body is too flexible. For example, when the coiled body is wound around the object to be heated, the cross-sectional diameter and shape of the braided body are easily changed, and the object to be heated is obtained. The contact form may become too unstable. On the other hand, when α exceeds 40, the resulting braided body tends to be inferior in flexibility. For example, when a heating element is used by being wound around the heated body in a coil shape, the followability to the heated body shape is inferior. In some cases, the direct contact portion is relatively reduced and heat generation cannot be efficiently transmitted to the object to be heated.
本発明の発熱体用編組体が上述の構成Ｂまたは構成Ｃである場合においては、編組体の長手方向に平行に配列している炭素繊維糸条の繊度が、長手方向に対して前記α°にそれぞれ配列している炭素繊維糸条の繊度の１．２〜４倍の範囲であるのが好ましい。より好ましくは１．５〜２．５倍の範囲である。かかる範囲であると、編組体における炭素繊維糸条の充填率をさらに高くすることができることに加え、編組体としての電気抵抗を一層低くかつ安定させることができる。かかる繊度範囲を採ることに拠る効果は、特に 構成Ｃにおいて顕著であり、より好ましく適用できる。 When the braided body for a heating element of the present invention has the above-described configuration B or configuration C, the fineness of the carbon fiber yarns arranged in parallel to the longitudinal direction of the braided body is α ° with respect to the longitudinal direction. The fineness is preferably in the range of 1.2 to 4 times the fineness of the carbon fiber yarns arranged in each. More preferably, it is the range of 1.5 to 2.5 times. Within this range, the filling rate of the carbon fiber yarns in the braided body can be further increased, and the electrical resistance of the braided body can be further lowered and stabilized. The effect of taking such a fineness range is particularly remarkable in the configuration C, and can be applied more preferably.
このとき、長手方向に対して前記α°にそれぞれ配列している炭素繊維糸条の繊度が全て同じであるのが好ましい。炭素繊維糸条の繊度が全て同じであると、編組体を左右対称に構成し易く、また、編組体として柔軟性に富み、取扱性に優れたものとすることができる。 At this time, it is preferable that the fineness of the carbon fiber yarns respectively arranged at α ° with respect to the longitudinal direction is the same. When the fineness of all the carbon fiber yarns is the same, the braided body can be easily formed symmetrically, and the braided body is rich in flexibility and easy to handle.
また、本発明の発熱体用編組体が前記構成Ｃである場合、編組体の長手方向に平行に配列している炭素繊維糸条のサイジング剤付着量が０．５重量％以下であるのが好ましい。より好ましくは０．３重量％未満である。サイジング剤は本発明の発熱体用編組体においては、炭素繊維糸条同士の接触抵抗を大きくする導通の阻害要因となるため、付着量を０．５重量％以下と低く押さえることにより、編組体の電気抵抗を低くかつ安定させることができるためである。元来サイジング剤は、炭素繊維糸条の取扱性向上（単糸解れ、毛羽の抑制）などの機能を付与するものである。本発明の構成Ｃにおける、編組体の長手方向に平行に配列した炭素繊維糸条は、編組体を製造する際に、強い擦過を受けないので、サイジング剤付着量が、少量でも単糸解れや毛羽の発生が問題とならないことから、付着量を必要最小限に押さえることができるのである。 Moreover, when the braided body for a heating element of the present invention has the configuration C, the amount of sizing agent attached to the carbon fiber yarns arranged in parallel to the longitudinal direction of the braided body is 0.5% by weight or less. preferable. More preferably, it is less than 0.3% by weight. In the braided body for a heating element of the present invention, the sizing agent becomes a conductivity inhibiting factor that increases the contact resistance between the carbon fiber yarns. Therefore, the braided body is controlled by keeping the adhesion amount as low as 0.5% by weight or less. This is because the electrical resistance can be lowered and stabilized. Originally, the sizing agent imparts functions such as improved handling of carbon fiber yarns (single yarn unwinding and fluff suppression). In the configuration C of the present invention, the carbon fiber yarns arranged in parallel to the longitudinal direction of the braided body are not subjected to strong abrasion when the braided body is produced. Since the generation of fluff does not become a problem, the amount of adhesion can be minimized.
一方、長手方向に対して前記α°に配列している炭素繊維糸条のサイジング剤付着量は０．５を超え２．５重量％以下であるのが好ましい。より好ましくは０．６〜２重量％、更に好ましくは０．７〜１．５重量％の範囲である。長手方向に対して前記α°に配列している炭素繊維糸条は、編組体を製造する際に、強い擦過を受け得るので、サイジング剤付着量は０．５重量％以下であると毛羽の発生等を抑制することができない場合がある。一方、２．５重量％を超えると毛羽の発生等は抑えられ耐擦過性には優れるが、炭素繊維糸条同士の接触抵抗が大きくなり過ぎて編組体としての電気抵抗が高く不安定になる場合がある。つまり、構成ＢおよびＣにおいては、取扱性を編組体の長手方向に対して前記α°にそれぞれ配列している炭素繊維糸条が、電気抵抗を長手方向に平行に配列している炭素繊維糸条が、機能分担しているといえる。特に構成Ｃは、長手方向に平行に配列している炭素繊維糸条のサイジング剤付着量を必要最小限に押さえることができ、電気抵抗に関しての制約が他の構成に比較して少ないことから、かかる機能分担が最も有効となる点で好ましい。 On the other hand, the sizing agent adhesion amount of the carbon fiber yarns arranged at α ° with respect to the longitudinal direction is preferably more than 0.5 and 2.5% by weight or less. More preferably, it is 0.6-2 weight%, More preferably, it is the range of 0.7-1.5 weight%. The carbon fiber yarns arranged at α ° with respect to the longitudinal direction can be subjected to strong rubbing when producing a braided body. Therefore, the amount of attached sizing agent is 0.5% by weight or less. Occurrence etc. may not be suppressed. On the other hand, if it exceeds 2.5% by weight, the occurrence of fluff is suppressed and the abrasion resistance is excellent, but the contact resistance between the carbon fiber yarns becomes too large, and the electrical resistance as a braided body becomes high and unstable. There is a case. That is, in the configurations B and C, the carbon fiber yarns in which the handleability is arranged at the α ° with respect to the longitudinal direction of the braided body are the carbon fiber yarns in which the electrical resistance is arranged in parallel with the longitudinal direction. It can be said that the articles share the functions. In particular, the configuration C can suppress the amount of sizing agent attached to the carbon fiber yarns arranged in parallel in the longitudinal direction to the minimum necessary, and there are fewer restrictions on electrical resistance than other configurations. This function sharing is preferable in that it is most effective.
なお、サイジング剤付着量の測定方法は、ＪＩＳ Ｒ７６０１（１９８６）６．８項に記載があるが、本発明においては有機溶媒による抽出法（６．８．１項）で行うのが好ましい。用いる有機溶媒は２−ブタノンに限らず、サイジング剤の種類によりアセトン、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）またはこれらの組み合わせなど適宜選択することができる。なお、ＮＭＰ、ＤＭＦ等の高沸点溶媒を用いた場合は、適宜、２−ブタノン、アセトン等の低沸点溶媒による洗浄も併用し、高沸点溶媒を除去した後乾燥を行うことが好ましい。 In addition, although the measuring method of the sizing agent adhesion amount has description in 6.8 section of JIS R7601 (1986), it is preferable to carry out by the extraction method (6.8.1 section) by an organic solvent in this invention. The organic solvent to be used is not limited to 2-butanone, and may be appropriately selected from acetone, N-methylpyrrolidone (NMP), dimethylformamide (DMF), or a combination thereof depending on the type of sizing agent. In addition, when a high boiling point solvent such as NMP or DMF is used, it is preferable to perform drying after removing the high boiling point solvent by using a washing with a low boiling point solvent such as 2-butanone or acetone as appropriate.
上述の電気抵抗に関わる観点から、本発明の発熱体用編組体としての１ｍあたりの電気抵抗が、０．１〜１０Ω／ｍであるのが好ましい。より好ましくは０．５〜３Ω／ｍの範囲である。電気抵抗が、０．１Ω／ｍ未満であると発熱量が充分ではない場合がある。一方、１０Ω／ｍを超えると逆に発熱量が高すぎて、大気中での温度保持時間が短くなる場合がある。 From the viewpoint of the above-described electrical resistance, the electrical resistance per meter as the heating element braided body of the present invention is preferably 0.1 to 10 Ω / m. More preferably, it is the range of 0.5-3 ohm / m. If the electrical resistance is less than 0.1 Ω / m, the amount of heat generated may not be sufficient. On the other hand, if it exceeds 10 Ω / m, the calorific value is too high and the temperature holding time in the air may be shortened.
また、電気抵抗の変動係数は１〜１０％であるのが好ましい。より好ましくは１〜５％の範囲である。前記の変動係数とは、１０本のサンプルの電気抵抗をテスターで測定し、その標準偏差を平均値で除した値を百分率表示したものである。かかる範囲であると、安定して大気中で通電加熱した場合の温度が１，０００℃以上に到達させることができる。 The coefficient of variation in electrical resistance is preferably 1 to 10%. More preferably, it is 1 to 5% of range. The coefficient of variation is a value obtained by measuring the electrical resistance of 10 samples with a tester and dividing the standard deviation by an average value as a percentage. When the temperature is within this range, the temperature when stably heated by energization in the atmosphere can reach 1,000 ° C. or higher.
発熱体用編組体として前記範囲の電気抵抗にする場合、用いる炭素繊維の体積固有抵抗は、０．３〜３μΩ・ｃｍの範囲であるのが好ましい。より好ましくは１〜２μΩ・ｃｍの範囲である。０．３μΩ・ｃｍ未満であると発熱量が充分ではない場合がある。場合によっては１μΩ・ｃｍ未満でも発熱量が充分ではない場合がある。一方、３μΩ・ｃｍを超えると逆に発熱量が高すぎて、大気中での温度保持時間が短くなる場合がある。 When the electric resistance in the above range is used as the heating element braid, the volume specific resistance of the carbon fiber used is preferably in the range of 0.3 to 3 μΩ · cm. More preferably, it is the range of 1-2 microhm * cm. If it is less than 0.3 μΩ · cm, the calorific value may not be sufficient. In some cases, even if it is less than 1 μΩ · cm, the calorific value may not be sufficient. On the other hand, if it exceeds 3 μΩ · cm, the calorific value is too high and the temperature holding time in the air may be shortened.
また、前記炭素繊維糸条は、ＪＩＳ Ｒ７６０１で測定されるストランド弾性率が２００〜４６０ＧＰａの範囲であるのが好ましい。より好ましくは２１０〜３２０ＧＰａ、更に好ましくは２２０〜２６０ＧＰａの範囲である。炭素繊維糸条が上記範囲であると、編組体を製造する際に強い擦過を受けても毛羽の発生等を最小限に抑制することができ、編組体の製造プロセス通過性と炭素繊維糸条の電気抵抗とのバランスに優れる。 The carbon fiber yarn preferably has a strand elastic modulus measured by JIS R7601 in the range of 200 to 460 GPa. More preferably, it is 210-320 GPa, More preferably, it is the range of 220-260 GPa. When the carbon fiber yarn is in the above range, even when subjected to strong rubbing during production of the braided body, generation of fluff can be suppressed to the minimum, and the production processability of the braided body and the carbon fiber yarn can be suppressed. Excellent balance with electrical resistance.
更に、本発明の発熱体用編組体は、大気中で通電加熱した場合の温度が１，０００℃以上に到達できるものが好ましい。より好ましくは１，２００℃以上であり、更に好ましくは１，３００℃以上である。到達温度に特に上限はないが、前記範囲の炭素繊維糸条を用いた編組体であると、３，０００℃未満であるのが一般的である。かかる温度に大気中で加熱することができる発熱体用編組体を提供するのが本発明の課題のひとつである。かかる温度が１，０００℃未満であると、本発明の編組体を発熱体用に適用できる範囲が狭く、使用する際の大きな制限となる場合がある。 Furthermore, it is preferable that the braided body for a heating element of the present invention can reach a temperature of 1,000 ° C. or higher when energized and heated in the atmosphere. More preferably, it is 1,200 degreeC or more, More preferably, it is 1,300 degreeC or more. There is no particular upper limit to the reached temperature, but in the case of a braided body using carbon fiber yarns in the above range, it is generally less than 3,000 ° C. An object of the present invention is to provide a braided body for a heating element that can be heated to such a temperature in the atmosphere. When the temperature is less than 1,000 ° C., the range in which the braided body of the present invention can be applied to a heating element is narrow, which may be a significant limitation when used.
本発明の発熱体用編組体は更に、大気中で通電加熱した場合に、温度が１，０００℃以上である状態を１分間以上保持できることが好ましい。より好ましくは１．５分以上、更に好ましくは２分以上である。とりわけ、温度が１，２００℃以上を１．５分間以上保持できることが好ましい。保持時間に特に上限はないが、前記の編組体であると、１０分未満であるのが一般的である。 It is preferable that the braided body for a heating element of the present invention can further maintain a state where the temperature is 1,000 ° C. or higher for 1 minute or longer when energized and heated in the atmosphere. More preferably, it is 1.5 minutes or more, More preferably, it is 2 minutes or more. In particular, it is preferable that the temperature can be maintained at 1,200 ° C. or higher for 1.5 minutes or longer. There is no particular upper limit on the holding time, but in the case of the braided body, it is generally less than 10 minutes.
大気中で通電加熱した場合に、温度が１，０００℃以上を１分間以上保持できない場合は、例えば被加熱体にコイル状に巻き付けたりして発熱体を用いる場合に、被加熱体を十分に加熱し難く（十分な熱量を被加熱体に伝達し難く）、かかる編組体を発熱体用として使用する際の大きな制限となる場合がある。 If the temperature cannot be maintained at a temperature of 1,000 ° C. or higher for 1 minute or more when energized and heated in the atmosphere, for example, when a heating element is used by wrapping the object to be heated in a coil shape, It is difficult to heat (it is difficult to transmit a sufficient amount of heat to the object to be heated), which may be a significant limitation when using such a braided body as a heating element.
本発明の発熱体用編組体は、その断面の円相当径が３〜６ｍｍの範囲であることが好ましい。より好ましくは４〜５ｍｍの範囲である。円相当径が３ｍｍ未満であると、編組体の柔軟性には優れるが、ヒーター容量が不足して、本発明の目標温度である大気中で１，０００℃以上の温度に到達できないことがある。一方、円相当径が６ｍｍを超えると、ヒーター容量としては十分であるが、得られる編組体の柔軟性に劣ることがある。なお、測定はノギスを用いて行い、静置した編組体の任意の位置について、それぞれ任意の５箇所（計１０点）測定した平均値とする。 The braided body for a heating element of the present invention preferably has an equivalent circle diameter of 3 to 6 mm in cross section. More preferably, it is the range of 4-5 mm. When the equivalent circle diameter is less than 3 mm, the flexibility of the braided body is excellent, but the heater capacity is insufficient, and it may not be possible to reach a temperature of 1,000 ° C. or higher in the atmosphere, which is the target temperature of the present invention. . On the other hand, if the equivalent circle diameter exceeds 6 mm, the heater capacity is sufficient, but the flexibility of the resulting braided body may be inferior. In addition, the measurement is performed using a caliper, and an arbitrary value is measured at any five positions (10 points in total) at any position of the stationary braided body.
本発明の発熱体用編組体は、その炭素繊維糸条の目付が、６〜７０ｇ／ｍの範囲であることが好ましい。より好ましくは、８〜６０ｇ／ｍ、更に好ましくは１０〜５０ｇ／ｍの範囲である。目付が６ｇ／ｍ未満であると、編組体の柔軟性には優れるが、ヒーター容量が不足する。一方、目付が７０ｇ／ｍを超えると、ヒーター容量としては十分であるが、得られる編組体の柔軟性に劣る。 In the braided body for a heating element of the present invention, the basis weight of the carbon fiber yarn is preferably in the range of 6 to 70 g / m. More preferably, it is 8-60 g / m, More preferably, it is the range of 10-50 g / m. When the basis weight is less than 6 g / m, the flexibility of the braided body is excellent, but the heater capacity is insufficient. On the other hand, when the basis weight exceeds 70 g / m, the heater capacity is sufficient, but the flexibility of the resulting braided body is inferior.
本発明の発熱体用編組体は、編組体の目付の１〜２５重量％の目付の熱可塑性繊維が編組体に含まれていることが好ましい。編組体が炭素繊維糸条および熱可塑性繊維のみで構成される場合、編組体における炭素繊維糸条の目付は、７５〜９９重量％となる。より好ましくは５〜２５重量％、更に好ましくは７〜２０重量％、とりわけ好ましくは１０〜１５重量％である。 The braided body for a heating element of the present invention preferably contains 1 to 25% by weight of thermoplastic fiber having a basis weight of the basis weight of the braided body. When the braided body is composed of only carbon fiber yarns and thermoplastic fibers, the basis weight of the carbon fiber yarns in the braided body is 75 to 99% by weight. More preferred is 5 to 25% by weight, still more preferred is 7 to 20% by weight, and particularly preferred is 10 to 15% by weight.
かかる範囲の目付で熱可塑性繊維が含まれていると、一旦、編組体を加熱して熱可塑性繊維を溶融させ、しかる後に冷却することで、編組体の目どめ（編組体の組織形態の固定）を行うことができ、安定して取り扱うことができる。また、被加熱体に例えばコイル状に巻き付けたりして加熱体を形成する場合において、コイル状に巻き付けた状態で被加熱体と編組体とを接着固定することも可能となる。つまり、かかる熱可塑性繊維の目付が炭素繊維糸条の目付の１重量％未満であると、上記目どめ効果や接着固定効果が小さくなる場合があるのである。一方、２５重量％を超えると、発熱体としての熱伝導に劣り易い。 When thermoplastic fibers are contained in the basis weight in such a range, the braided body is once heated to melt the thermoplastic fibers, and then cooled, thereby cooling the braided body (the structure of the braided body shape). Fixed) and can be handled stably. Further, in the case where the heating body is formed by, for example, winding it around the object to be heated, it is also possible to bond and fix the object to be heated and the braided body in a state of being wound in the coil shape. That is, when the basis weight of the thermoplastic fiber is less than 1% by weight of the basis weight of the carbon fiber yarn, the above-mentioned squeezing effect and adhesive fixing effect may be reduced. On the other hand, when it exceeds 25% by weight, heat conduction as a heating element tends to be inferior.
かかる目どめや接着固定を簡易に行う観点から、熱可塑性繊維は低温で溶融するものが好ましく、示差走査熱量計（ＤＳＣ）にて絶乾状態から２０℃／分の昇温速度で測定される融点が２００℃以下（より好ましくは１５０℃以下）である熱可塑性繊維を用いるのが好ましい。 From the viewpoint of easily carrying out the agitation and adhesion fixing, the thermoplastic fiber is preferably melted at a low temperature, and is measured by a differential scanning calorimeter (DSC) from a completely dry state at a temperature rising rate of 20 ° C./min. It is preferable to use a thermoplastic fiber having a melting point of 200 ° C. or lower (more preferably 150 ° C. or lower).
用いる熱可塑性繊維の繊度は、３〜１０ｔｅｘの範囲であるのが好ましい。かかる繊度の熱可塑性繊維を用いると、熱可塑性繊維の目付を上記範囲に収めながら、効率的に目どめ効果や接着固定効果を発現することができる。 The fineness of the thermoplastic fiber used is preferably in the range of 3 to 10 tex. When the thermoplastic fiber having such a fineness is used, it is possible to efficiently exhibit a setting effect and an adhesive fixing effect while keeping the basis weight of the thermoplastic fiber within the above range.
なお、熱可塑性繊維は、炭素繊維糸条と引き揃えたり、炭素繊維糸条にカバリングしたり、合撚してなる複合糸を用いて編組体を形成してもよいし、熱可塑性繊維自体を一構成要素として編組体を形成してもよい。効率的に目どめを行い、かつ、編組体を作製する場合の炭素繊維糸条の傷み（毛羽）を最小限に抑制したい場合は、炭素繊維糸条に熱可塑性繊維をカバリングした複合糸を用いるのが好ましい。 The thermoplastic fiber may be aligned with the carbon fiber yarn, covered with the carbon fiber yarn, or formed into a braid using a composite yarn formed by twisting, or the thermoplastic fiber itself may be A braided body may be formed as one component. If you want to reduce the damage (fluff) of the carbon fiber yarns when you make your braids efficiently and minimize the damage, use a composite yarn that covers the carbon fiber yarns with thermoplastic fibers. It is preferable to use it.
本発明の発熱体用編組体は、前記編組体が、被加熱体に巻き付けられて直接接触している態様で用いられるのが好ましい。前記編組体は、十分なヒーター容量を有し、かつ、柔軟性にも富むため所望の形状に追従し、かつ形態を保持することができるため、効率よく被加熱体を加熱することができる。また、前記編組体が、被加熱体に直接接触することにより、前記編組体からの熱伝導の効率を向上することができるのである。但し、被加熱体が導電性を有するものである場合、前記編組体が、絶縁体を介して接触している態様で用いられるのが好ましい。かかる絶縁体を介することにより、発熱体用編組体に通電した場合に被加熱体に電流が流れるのを防止することができる。かかる絶縁体としては、公知の樹脂などの部材やフィルムなどを用いることができる。 It is preferable that the braided body for a heating element of the present invention is used in a mode in which the braided body is wound around and directly in contact with a heated body. Since the braided body has a sufficient heater capacity and is rich in flexibility, it can follow a desired shape and can maintain its form, so that the object to be heated can be efficiently heated. Moreover, the efficiency of heat conduction from the braided body can be improved by the braided body being in direct contact with the body to be heated. However, when the object to be heated has conductivity, it is preferable that the braided body is used in a form in which it is in contact via an insulator. By using such an insulator, it is possible to prevent a current from flowing through the heated body when the heating element braid is energized. As such an insulator, a member such as a known resin or a film can be used.
上述の形状への追従性の観点からは、本発明の編組体が組紐状であると、編組体の形態を左右対称にすることができ、また、発熱体としてコイル状に巻き付けたりして用いる場合に被加熱体の形状にフレキシブルに追従することができ、好適である。 From the viewpoint of followability to the above-mentioned shape, if the braided body of the present invention is braided, the shape of the braided body can be made symmetrical, and used as a heating element wound in a coil shape. In this case, the shape of the heated object can be flexibly followed, which is preferable.
また、かかる被加熱体が特に表面の曲率が小さい柱状（直線状であっても曲線状であってもよい）である場合、その断面積が、１００〜３，０００ｍｍ２の範囲であると、前記編組体に通電加熱した場合、被加熱体の芯まで十分に加熱することができる（十分な熱量を伝達することができる）。すなわち、１００ｍｍ２未満であると、コイル状に巻き付けたりする際に編組体が被加熱体の形状に追従させることが難しい場合がある。一方、３，０００ｍｍ２を超えると、限られた時間である炭素繊維の加熱時間内に十分な熱量を伝達することができない場合がある。 In addition, when the heated body has a columnar shape (which may be linear or curved) having a particularly small surface curvature, the cross-sectional area thereof is in the range of 100 to 3,000 mm 2 . When the braided body is energized and heated, the core of the body to be heated can be sufficiently heated (a sufficient amount of heat can be transmitted). That is, when it is less than 100 mm 2 , it may be difficult for the braided body to follow the shape of the object to be heated when it is wound in a coil shape. On the other hand, if it exceeds 3,000 mm 2 , it may not be possible to transfer a sufficient amount of heat within the heating time of the carbon fiber, which is a limited time.
本発明の発熱体用編組体は、前記熱可塑性繊維によって被加熱体に固定・接着されている態様で用いられるのが好ましい。この場合の被加熱体への固定・接着に、前記熱可塑性繊維を用いることができる。更には、前記熱可塑性繊維により発熱体用編組体を所望の形態に形態付与後、保持することもできる。かかる接着および形態保持の機能により、編組体と被加熱体とを固定することができ、発熱体を容易に得たり取り扱うことができるため、本発明における好ましい態様ということができる。 It is preferable that the braided body for a heating element of the present invention is used in a mode in which it is fixed and bonded to a heated body by the thermoplastic fiber. In this case, the thermoplastic fiber can be used for fixing and bonding to the heated body. Furthermore, the braided body for a heating element can be held in a desired form and then held by the thermoplastic fiber. Such a function of bonding and shape holding can fix the braided body and the heated object, and can easily obtain and handle the heating element, which can be said to be a preferable aspect in the present invention.
（実施例１）
繊度が８００ｔｅｘ、フィラメント数が１２，０００本、サイジング剤付着量が０．２重量％、体積固有抵抗が１．６μΩ・ｃｍである炭素繊維糸条を８本用いて、長手方向に対して４本が＋３０°、残る４本が−３０°に配列した組紐を作製した。かかる組紐における総フィラメント数は９６，０００本、組紐断面の円相当径は３ｍｍ、編組体（すなわち炭素繊維糸条）の目付は７ｇ／ｍであった。また、テスターで測定した電気抵抗は１．２Ω／ｍであった。
Example 1
Using eight carbon fiber yarns having a fineness of 800 tex, a filament number of 12,000, a sizing agent adhesion amount of 0.2% by weight, and a volume resistivity of 1.6 μΩ · cm, 4 in the longitudinal direction. A braid was prepared in which the books were arranged at + 30 ° and the remaining four at -30 °. The total number of filaments in the braid was 96,000, the equivalent circle diameter of the braid cross section was 3 mm, and the basis weight of the braided body (that is, carbon fiber yarn) was 7 g / m. The electrical resistance measured with a tester was 1.2 Ω / m.
かかる組紐を、大気中で通電加熱した場合の到達温度は１，０００〜１，１００℃であり、１，０００℃以上を１分間以上２分以下維持することができた。また、柔軟性に特に優れていた。なお、本発明において、組紐の到達温度は熱電対（白金・ロジウム）を用いて測定した。 When the braid was energized and heated in the atmosphere, the ultimate temperature was 1,000 to 1,100 ° C., and the temperature of 1,000 ° C. or higher could be maintained for 1 minute or longer and 2 minutes or shorter. Moreover, it was particularly excellent in flexibility. In the present invention, the ultimate temperature of the braid was measured using a thermocouple (platinum / rhodium).
（実施例２）
繊度が１，６５０ｔｅｘ、フィラメント数が２４，０００本、サイジング剤付着量が１．０重量％、体積固有抵抗が１．６μΩ・ｃｍである炭素繊維糸条を、共重合ナイロン繊維（融点１１０℃、繊度１１ｔｅｘ）にて１００ターン／ｍでカバリングした複合糸を８本用いて、長手方向に対して４本が＋３０°、残る４本が−３０°に配列した組紐を作製した。かかる組紐における総フィラメント数は１９２，０００本、組紐断面の円相当径は４ｍｍ、炭素繊維糸条の目付は１４ｇ／ｍ、熱可塑性繊維の目付は０．２ｇ／ｍ（編組体の１．４重量％）であった。また、テスターで測定した電気抵抗は１．０Ω／ｍであった。
(Example 2)
A carbon fiber yarn having a fineness of 1,650 tex, a filament number of 24,000, a sizing agent adhesion amount of 1.0% by weight, and a volume resistivity of 1.6 μΩ · cm is made of a copolymer nylon fiber (melting point: 110 ° C. Using 8 composite yarns covered at 100 turns / m at a fineness of 11 tex), a braid was prepared in which 4 pieces were arranged at + 30 ° and 4 pieces were arranged at −30 ° with respect to the longitudinal direction. The total number of filaments in the braid is 192,000, the equivalent circle diameter of the braid cross section is 4 mm, the basis weight of the carbon fiber yarn is 14 g / m, and the basis weight of the thermoplastic fiber is 0.2 g / m (1.4% of the braided body). % By weight). The electrical resistance measured with a tester was 1.0 Ω / m.
かかる組紐を、大気中で通電加熱した場合の到達温度は１，２５０〜１，３５０℃であり、１，０００℃以上を１分間以上３分間以下維持することができた。また、柔軟性に優れ、一旦２００℃に加熱して冷却することにより、組紐を目どめすることができ、取り扱い性に優れた。 When the braid was energized and heated in the atmosphere, the ultimate temperature was 1,250 to 1,350 ° C., and the temperature of 1,000 ° C. or higher could be maintained for 1 minute or longer and 3 minutes or shorter. Moreover, it was excellent in the softness | flexibility, and once heated to 200 degreeC and cooled, the braid could be awakened and it was excellent in the handleability.
更に、かかる組紐を、柱状体（断面積３００ｍｍ２）にコイル状に巻き付けて発熱体を構成した。ここでも一旦２００℃に加熱して冷却することにより、組紐を柱状体にコイル状に接着・固定することができ、一体化した発熱体を得ることができた。 Furthermore, this braid was wound around the columnar body (cross-sectional area 300 mm 2 ) in a coil shape to constitute a heating element. Also here, once heated to 200 ° C. and cooled, the braid could be bonded and fixed to the columnar body in a coil shape, and an integrated heating element could be obtained.
（実施例３）
図１は、本実施例に係る本発明の発熱体用編組体の一態様を示す概略斜視図である。
(Example 3)
FIG. 1 is a schematic perspective view showing one aspect of a heating element braided body according to the present invention.
繊度が１，６５０ｔｅｘ、フィラメント数が２４，０００本、サイジング剤付着量が０．２重量％、体積固有抵抗が１．６μΩ・ｃｍである炭素繊維糸条２を、組紐の長手方向に４本平行に配列し、その引き揃えた炭素繊維糸条群を芯部３として、また、繊度が８００ｔｅｘ、フィラメント数が１２，０００本、サイジング剤付着量が１．０重量％である炭素繊維糸条４を、長手方向に対して４本が＋２５°、残る４本が−２５°に配列した鞘部５に相当する組紐を作製した。かかる組紐における総フィラメント数は１９２，０００本、組紐断面の円相当径は３ｍｍ、編組体（すなわち炭素繊維糸条）の目付は１３ｇ／ｍであった。また、テスターで測定した電気抵抗は０．９Ω／ｍであった。
Four
かかる組紐を、大気中で通電加熱した場合の到達温度は１，３００〜１，４００℃であり、１，０００℃以上を１．５分間以上３分間以下維持することができた。また、柔軟性に特に優れた。 When the braid was energized and heated in the atmosphere, the ultimate temperature was 1,300 to 1,400 ° C., and 1,000 ° C. or higher could be maintained for 1.5 minutes or longer and 3 minutes or shorter. Moreover, it was particularly excellent in flexibility.
（実施例４）
繊度が４４５ｔｅｘ、フィラメント数が１２，０００本、サイジング剤付着量が１．０重量％、体積固有抵抗が０．９μΩ・ｃｍの炭素繊維を１２本用いて、長手方向に対して６本が＋２５°、残る６本が−２５°に配列した組紐を作製した。かかる組紐における総フィラメント数は１４４，０００本、組紐断面の円相当径は３ｍｍ、編組体（すなわち炭素繊維糸条）の目付は６ｇ／ｍであった。また、テスターで測定した電気抵抗は１Ω／ｍであった。
Example 4
Using 12 carbon fibers having a fineness of 445 tex, a filament count of 12,000, a sizing agent deposition amount of 1.0% by weight, and a volume resistivity of 0.9 μΩ · cm, 6 in the longitudinal direction are +25 A braid was prepared in which the remaining 6 pieces were arranged at -25 °. The total number of filaments in this braid was 144,000, the equivalent circle diameter of the cross section of the braid was 3 mm, and the basis weight of the braided body (that is, carbon fiber yarn) was 6 g / m. The electrical resistance measured with a tester was 1 Ω / m.
かかる組紐を、大気中で通電加熱した場合の到達温度は１，０００℃以上を１．５分間以上２分間以下維持することができた、また、柔軟性にも優れた。 When the braid was energized and heated in the air, the temperature reached 1,000 ° C. or higher could be maintained for 1.5 minutes or more and 2 minutes or less, and the flexibility was excellent.
（比較例１）
繊度が２００ｔｅｘ、フィラメント数が３，０００本、サイジング剤付着量が１．０重量％、体積固有抵抗が１．６μΩ・ｃｍの炭素繊維を８本用いて、長手方向に対して４本が＋５°、残る４本が−５°に配列した組紐を作製した。かかる組紐における総フィラメント数は２４，０００本、組紐断面の円相当径は２ｍｍ、編組体（すなわち炭素繊維糸条）の目付は２ｇ／ｍであった。また、テスターで測定した電気抵抗は１８Ω／ｍであった。
(Comparative Example 1)
Using eight carbon fibers with a fineness of 200 tex, a filament count of 3,000, a sizing agent adhesion of 1.0% by weight, and a volume resistivity of 1.6 μΩ · cm, four in the longitudinal direction are +5 A braid in which the remaining four were arranged at -5 ° was prepared. The total number of filaments in this braid was 24,000, the equivalent circle diameter of the cross section of the braid was 2 mm, and the basis weight of the braided body (that is, carbon fiber yarn) was 2 g / m. The electrical resistance measured with a tester was 18 Ω / m.
かかる組紐を、大気中で通電加熱した場合の到達温度は９００℃以下で、１，０００℃以上に加熱することができず、絶対的にヒーター容量が不足していた。ただし、柔軟性には特に優れていた。 When this braid was heated by heating in the atmosphere, the ultimate temperature was 900 ° C. or lower, and it could not be heated to 1,000 ° C. or higher, and the heater capacity was absolutely insufficient. However, the flexibility was particularly excellent.
（比較例２）
繊度が５，０００ｔｅｘ、フィラメント数が７０，０００本、サイジング剤付着量が１．０重量％、体積固有抵抗が２μΩ・ｃｍの炭素繊維を１６本用いて、長手方向に対して８本が＋４５°、残る８本が−４５°に配列した組紐を作製した。かかる組紐における総フィラメント数は１，１２０，０００本、組紐断面の円相当径は１１ｍｍ、編組体（すなわち炭素繊維糸条）の目付は９０ｇ／ｍであった。また、テスターで測定した電気抵抗は０．８Ω／ｍであった。
(Comparative Example 2)
Using 16 carbon fibers having a fineness of 5,000 tex, a filament count of 70,000, a sizing agent adhesion amount of 1.0% by weight, and a volume resistivity of 2 μΩ · cm, eight in the longitudinal direction are +45 A braid was prepared in which the remaining 8 pieces were arranged at -45 °. The total number of filaments in this braid was 11,120,000, the equivalent circle diameter of the braid cross section was 11 mm, and the basis weight of the braided body (that is, carbon fiber yarn) was 90 g / m. The electrical resistance measured with a tester was 0.8 Ω / m.
かかる組紐を、大気中で通電加熱した場合の到達温度は１，０００℃以上を１．５分間以上維持することができたが、柔軟性に特に劣り、断面積３００ｍｍ２の柱状体に対して部分的に浮いた状態でしか巻き付けることができず、極めて柔軟性に劣った。 When the braid was heated and heated in the atmosphere, the temperature reached 1,000 ° C. or more could be maintained for 1.5 minutes or more, but the flexibility was particularly inferior to the columnar body having a cross-sectional area of 300 mm 2 . It could only be wound in a partially floating state and was extremely inflexible.
本発明の編組体によれば、十分なヒーター容量を有し、かつ、柔軟性にも富み、効率よく被加熱体を加熱できる安価な発熱体を提供することができる。このような編組体は、特に表面の曲率が小さい被加熱体を加熱させるための発熱体に用いるのに好適である。 According to the braided body of the present invention, it is possible to provide an inexpensive heating element that has a sufficient heater capacity, is flexible, and can efficiently heat an object to be heated. Such a braided body is particularly suitable for use as a heating element for heating an object to be heated having a small surface curvature.
１ 発熱体用編組体
２ 長手方向に平行に配列して引き揃えた炭素繊維糸条
３ 芯部
４ 長手方向に対して±α°に配列した炭素繊維糸条
５ 鞘部
DESCRIPTION OF
Claims (16)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2005357252A JP2006188805A (en) | 2004-12-10 | 2005-12-12 | Braided product for heating element |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100909881B1 (en) | 2008-07-17 | 2009-07-30 | 제이씨텍(주) | Carbon heating element and method of preparing the same |
| JP2013200220A (en) * | 2012-03-26 | 2013-10-03 | Tatsuta Electric Wire & Cable Co Ltd | Liquid leakage detection wire and electrode for liquid leakage detection wire |
| CN104514086A (en) * | 2013-09-28 | 2015-04-15 | 泰安鲁普耐特塑料有限公司 | Fiber rope used for guided missile covering and manufacturing method thereof |
| CN107432057A (en) * | 2015-03-24 | 2017-12-01 | 贺利氏诺莱特有限公司 | Banding carbon heater strip and its manufacture method |
-
2005
- 2005-12-12 JP JP2005357252A patent/JP2006188805A/en active Pending
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| JP2018517230A (en) * | 2015-03-24 | 2018-06-28 | ヘレーウス ノーブルライト ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＨｅｒａｅｕｓ Ｎｏｂｌｅｌｉｇｈｔ ＧｍｂＨ | Strip-shaped carbon heating filament and method for producing the same |
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