JPH1140329A - 面状発熱体 - Google Patents

面状発熱体

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JPH1140329A
JPH1140329A JP9199982A JP19998297A JPH1140329A JP H1140329 A JPH1140329 A JP H1140329A JP 9199982 A JP9199982 A JP 9199982A JP 19998297 A JP19998297 A JP 19998297A JP H1140329 A JPH1140329 A JP H1140329A
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woven fabric
heating element
fiber
woven
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JP9199982A
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Kiichi Meguro
喜一 目黒
Yoichi Kotani
洋一 小谷
Sadao Takeda
定雄 竹田
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THREE S TECHNO KK
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    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/20Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
    • H05B3/34Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater flexible, e.g. heating nets or webs
    • H05B3/342Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater flexible, e.g. heating nets or webs heaters used in textiles
    • H05B3/347Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater flexible, e.g. heating nets or webs heaters used in textiles woven fabrics
    • HELECTRICITY
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    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/02Details
    • H05B3/03Electrodes

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Surface Heating Bodies (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電極線が面状発熱素子の面外に突出すること
なく、可撓性に富み、比較的低コストで、温度制御が容
易な面状発熱体を提供する 【解決手段】 織布6を構成する縦繊維糸5の一部とし
て、複数の銅線4からなる電極群4aを所定間隔を置い
て複数群配設して横繊維糸5aと共に織成し、このよう
にして織成された織布にカーボン系の導電材7を付着さ
せ、これらカーボン系塗料の上下両面をラミネートフィ
ルム3で被覆し、各電極群4aの端部に電極端子8を取
り付ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電気マットや電気毛
布等の家庭用電気器具とか床暖房や融雪装置等の種々の
発熱装置に使用される面状発熱体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の面状発熱体は、例えば、特開平7
−142154号公報に示されているように、炭素繊維
をシート状に加工して通電可能に構成した発熱体の対向
する両辺近傍に銀ペーストなどによる印刷電極を設け、
この印刷電極から通電用の電線を導出するようにし、そ
の表面全体を耐水性及び防水性のフィルムで被覆するよ
うにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
面状発熱体では、面状発熱素子の対向する両辺近傍に銀
ペーストなどによる印刷電極を設けているため、この印
刷電極は面状発熱素子の外表面にあり、面状発熱体がこ
れを取り付けた外部の部材と擦れて防水性フィルムが破
断した場合には、印刷電極も比較的短時間のうちに破断
するようになる。
【0004】また、印刷電極を設ける部分は平坦にして
比較的硬質に形成する必要があるため、形成された面状
発熱体は少なくとも当該部分において可撓性が低下し、
例えば、暖房用毛布等に使用する場合には、上記の可撓
性が低下した部分において違和感が生じる。
【0005】更にまた、炭素繊維をシート状に加工した
部分を通電可能に構成してこの部分を発熱部分としてい
るので、可撓性が悪くコスト高となるだけでなく、カー
ボン繊維の温度上昇は電流値に比例しておらず、或る電
流値を超えると急激に温度上昇が起こるため温度制御が
難しいといった問題がある。
【0006】本発明は、上記のような問題点を解決せん
とするもので、その目的は電極線が面状発熱素子の面外
に突出することなく、可撓性に富み、比較的低コスト
で、温度制御が容易な面状発熱体を提供するにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記のような目的を達成
するため、本発明の面状発熱体では、織布を構成する縦
繊維糸或いは横繊維糸の一部として、狭幅の可撓性を有
する導電性電極帯体を所定間隔を置いて複数帯配設して
該繊維糸と共に織成し、このようにして織成された織布
にカーボン系の導電材を塗布又は含浸等によって付着さ
せ、これらカーボン系導電材の上下両面を電気絶縁性被
覆材で被覆し、該各電極帯体の端部に電極端子を取り付
けてなるのである。
【0008】このように、狭幅の可撓性を有する導電性
電極帯体を繊維糸と共に織成してなるので、電極帯体が
発熱部となる織布から外部に突出することがなく、外部
の部材と擦れて他の部分より先に破断するといったこと
がない。また、織成された織布にカーボン系の導電材を
付着させ、これらを通電により発熱させるようにしてい
るので、カーボン繊維を用いた従来例よりも安価にして
温度制御が容易となる。
【0009】また、本発明の面状発熱体では、予めカー
ボン系の導電材を含浸させてなる繊維糸を用いて織布を
形成するに当たって、該織布を構成する縦繊維糸或いは
横繊維糸の一部として狭幅の導電性電極帯体を所定間隔
を置いて複数帯配設して該繊維糸と共に織成し、これら
の繊維糸と電極帯体を織成してなる織布の上下両面を電
気絶縁性被覆材で被覆し、該各電極帯体の端部に電極端
子を取り付けてなるのである。
【0010】この面状発熱体では、繊維糸としてカーボ
ン系の導電材を予め含浸させてなるものを用いるため、
極めて可撓性に優れた面状発熱体とすることができ、上
記の場合と同様に安価にして温度制御が容易となる。
【0011】好ましくは、前記導電性電極帯体として前
記縦繊維糸又は横繊維糸と同程度の径を有する導電線を
集合した導電線群を用い、これら導電線群と交差する前
記横繊維線又は縦繊維線を該導電線群に対して編組する
ことである。
【0012】これにより、電極となる導電線群が縦繊維
糸または横繊維糸と共に編組されるので、上記の場合と
比較して可撓性は一段と向上する。
【0013】また、前記導電性電極帯体の幅が3mm〜
7mmで、前記織布に対して40mm〜80mmの間隔
で配設されてなる場合には、比較的低電流で所望の発熱
を得ることができる。
【0014】更に、前記繊維糸が木綿糸で、導電線群が
4〜8本の銅線からなる場合には、カーボン系導電材の
含浸が容易となり、また各導電線群を構成する導線が多
いため、導電線群の一部が何らかの理由で切断したとし
ても他の部分によって発熱が得られるので、全体的に機
能が損なわれることがない。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態につき、添付図面を参照して詳細に説明する。
【0016】図1は本発明の好適な実施形態に係る面状
発熱体1を一部破断しまた一部拡大して示す平面図で、
図2は図1のAーA線に於ける縦断面図である。
【0017】図1の面状発熱体1は、面状発熱部2がそ
の外周を図2に示すように電気絶縁性のフィルム3で被
覆されている。
【0018】面状発熱部2は電極用銅線4を木綿糸5、
5aと共に織り込んだ織布6にカーボン系導電性塗料7
を付着させ、上記電極線4に電極端子8を取り付けるこ
とによって構成されている。
【0019】この織布6を織成するにあたっては、先ず
縦糸を等間隔で引き揃えるのであるが、この際に電極用
銅線4と木綿糸5とを縦線として使用する。電極用銅線
4としては木綿糸5と実質的に同じ太さのものを複数
本、例えば5本、纏めて一群4aとし、このようにした
複数群の銅線群4aを所定間隔毎に木綿糸5の間に配列
する。図示の例では、4つの銅線群4aを採用し、隣接
する5本の銅線群4aの間に60本の木綿糸5が存在す
るように引き揃える。そして、このように引き揃えた縦
糸の間に、縦糸として使用した木綿糸5と同じ太さの木
綿糸を横糸5aとして使用し、公知の平織の織布を得べ
く編組する。
【0020】次いで、上記のようにして得た織布6にカ
ーボン系導電性塗料7を付着させる。このカーボン系導
電性塗料としては、例えば、溶解した熱可塑性樹脂中に
カーボンブラックを10〜30重量%含有したものを用
いる。そして、カーボン系導電性塗料を織布に付着させ
る方法としては、溶解した導電性塗料槽の中に前記織布
6を通過させることで、これによって織布6にカーボン
系導電性塗料7が含浸されることになる。
【0021】次に、織布6に付着したカーボン系導電性
塗料7を乾燥させ、各銅線群4aの端部に電極端子8を
溶接などにより固着する。その後、これらを内層をPE
T(ポリエチレンテレフタレート)とし外層を耐寒耐熱
性塩化ビニルとした電気絶縁性のラミネートフィルム3
で被覆する。
【0022】最後に、4つの電極端子8の内の1つ置き
に位置する2つの電極端子8をそれぞれリード線9a、
9bで相互に接続し、各リード線の一方の端子から導出
したリード線をコンセント10に接続し、このコンセン
トは外部電源に接続されるようになっている。
【0023】この面状発熱体1のコンセント10を外部
電源(図示せず)に接続すると、電極用銅線群4からカ
ーボン系導電性塗料7を介してこれに隣接する電極用銅
線群4に電流が流れ、このカーボン系導電性塗料7が発
熱する。
【0024】この面状発熱体1の発熱温度、所定の発熱
に要する時間及びその発熱に要する消費電力などは上記
カーボン系導電性塗料7のカーボンブラック含有比率或
いは織布6に対する付着密度(厚さ)または織布の繊維
間密度を変えることによって可変であるが、一例を示す
と、本発明の面状発熱体では、その外装寸法が230m
m×1000mmで消費電力は66Wとなり、外気温度
(周囲温度)に対して30℃温度上昇するのに要する時
間は約6分と極めて短時間となる。
【0025】本発明の上記実施形態は好適な一例であっ
て、上記以外にも以下のように種々の変更が可能であ
る。
【0026】先ず、電極用銅線4について上記実施形態
では綿糸5と実質的に同じ太さのものを5本纏めて一群
4aとした例を示したが、この数は5本に限られず複数
本でよく、好ましくは4本から8本とすることである。
これによって、その内の1本が何らかの理由で切断され
たとしても、他の残りの銅線が電極として機能すること
ができるからである。また、電極用銅線群4aの代わり
に、この一群の電極用銅線とほぼ同じぐらいの幅を有す
る可撓性に富んだ帯線を用いることもできる。この場
合、この帯線を一本の縦糸として横糸で編組することに
なる。なお、電極用銅線に変えて他の導電性を有する線
材または帯材に変更することができることは勿論のこと
である。なお、前記電極用銅線4としては、図示した銅
線と同程度の合計断面を有する細かい銅線の撚り合わせ
銅線を使用し得ることは勿論のことである。また、本発
明の上記実施形態で電極用銅線4を縦線として配設して
織布を形成したが、これとは異なりこれらを横線として
配設して織布を形成することができることは、詳述を要
しないことである。。
【0027】電極用銅線群または電極用帯線からなる電
極帯体の幅は、好ましくは3〜7mmとし、織布に対し
て40mm〜80mmの間隔で配設することである。こ
れによって、電極帯体に流れる電流量を大きくすること
ができ、また隣接する電極間に挾まれるカーボン系導電
材の幅を比較的狭くすることができるので発熱に要する
時間を短くして発熱効率を良好なものとすることができ
る。
【0028】また、上記図示した実施形態では電極用銅
線群4aを面状発熱体に4つ配設しているが、2つ以上
であればその数は特に制限はない。何れにしても、隣接
する電極用銅線群4aが異なる電極となるように結線す
ることである。
【0029】また、上記実施形態では織布6を形成した
後にこの織布をカーボン系の導電材を含有する溶解した
樹脂中に通して織布に含浸させていたが、このカーボン
系の導電材は塗布等によっても織布に付着させることが
できる。
【0030】また好ましくは、織布を構成する木綿糸に
予めカーボン系の導電材を含浸させることによって付着
させ、このように含浸した木綿糸を用いて前記のように
織布を織成することである。この場合には、前記のよう
に織布を織成後にカーボン系の導電材を含浸させる行程
は不要となるが、所要の場合には含浸させる行程を補助
的に付加することもできる。なお、この木綿糸の代わり
に他の繊維糸を使用することができることは勿論のこと
である。
【0031】
【発明の効果】以上の説明により明らかなように、本発
明の面状発熱体では導電性電極帯体(導電線群、導電帯
線)が繊維糸と共に編組されて織布を形成しているの
で、電極帯体が発熱部となる織布から外部に突出するこ
とがなく、外部の部材と擦れて他の部分より先に破断す
るといったことはない。しかもその電極帯体の織布全体
に占める割合はほんの一部で繊維糸が織布の大部分を占
めるから、本発明の面状発熱体は繊維織布のように可撓
性に優れ、曲率半径の小さな湾曲部に沿って配設するこ
とができる。また、織成された織布にカーボン系の導電
材を付着させ、これらを通電により発熱させるようにし
ているので、カーボン繊維を用いた従来例よりも安価に
して温度制御が容易となる。そして、所定の温度に達す
るまでの時間および所定の発熱温度はカーボン系の導電
材の付着量及び/または織布の織成密度によって比較的
簡単に制御することができる。
【0032】また、予めカーボン系の導電材を含浸させ
てなる繊維糸を用いて織布を形成する場合には、より一
層可撓性に優れた面状発熱体とすることができ、上記の
場合と同様に安価にして温度制御が容易となる。
【0033】また、前記導電性電極帯体として前記縦繊
維糸又は横繊維糸と同程度の径を有する導電線群を用い
た場合には、電極となる導電線群が縦繊維糸または横繊
維糸と共に編組されるので、その可撓性は通常の繊維糸
からなる織布と同程度のものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の好適な実施形態に係る面状発熱体を一
部破断して示す平面図である。
【図2】図1のA−A線に於ける断面図である。
【符号の説明】
1 面状発熱体 2 面状発熱部 3 電気絶縁性フィルム(ラミネートフィルム) 4 電極用銅線 4a 電極用銅線群 5 木綿糸 5a 横糸 6 織布 7 カーボン系導電性塗料 8 電極端子

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 織布を構成する縦繊維糸或いは横繊維糸
    の一部として、狭幅の可撓性を有する導電性電極帯体を
    所定間隔を置いて複数帯配設して該繊維糸と共に織成
    し、このようにして織成された織布にカーボン系の導電
    材を付着させ、これらカーボン系導電材の上下両面を電
    気絶縁性被覆材で被覆し、該各電極帯体の端部に電極端
    子を取り付けてなることを特徴とする面状発熱体。
  2. 【請求項2】 予めカーボン系の導電材を含浸させてな
    る繊維糸を用いて織布を形成するに当たって、該織布を
    構成する縦繊維糸或いは横繊維糸の一部として狭幅の導
    電性電極帯体を所定間隔を置いて複数帯配設して該繊維
    糸と共に織成し、これらの繊維糸と電極帯体を織成して
    なる織布の上下両面を電気絶縁性被覆材で被覆し、該各
    電極帯体の端部に電極端子を取り付けてなることを特徴
    とする面状発熱体。
  3. 【請求項3】 前記電極帯体が前記縦繊維糸又は横繊維
    糸と同程度の径を有する導電線を集合した導電線群から
    なり、これら導電線群と交差する前記横繊維線又は縦繊
    維線が該導電線群に対して編組されてなることを特徴と
    する請求項1または請求項2記載の面状発熱体。
  4. 【請求項4】 前記電極帯体の幅が3mm〜7mmで、
    前記織布に対して40mm〜80mmの間隔で配設され
    てなることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に
    記載の面状発熱体。
  5. 【請求項5】 前記電極帯体が前記織布に対して4本以
    上配設され、隣接する電極帯体どうしが異なる電極に接
    続されてなることを特徴とする請求項1乃至4の何れか
    1項に記載の面状発熱体。
  6. 【請求項6】 前記繊維糸が木綿糸で、導電線群が4〜
    8本の銅線からなることを特徴とする請求項3乃至5の
    何れか1項に記載の面状発熱体。
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