JPH1197160A

JPH1197160A - 面状発熱体

Info

Publication number: JPH1197160A
Application number: JP25672597A
Authority: JP
Inventors: Koji Matsuura; 宏司松浦; Ryuzo Toyoshima; 隆造豊島
Original assignee: THREE S TECHNO KK; Showa Electric Wire and Cable Co
Current assignee: THREE S TECHNO KK; SWCC Corp
Priority date: 1997-09-22
Filing date: 1997-09-22
Publication date: 1999-04-09

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、比較的低コストで、温度制御が容易で、被加熱部
材の小さな曲率半径部分に沿って添設可能な可撓性に優
れた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シリコーン樹脂
層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。シリコーン樹脂層３の上下面の少なくとも何れ
か一方の面にガラスクロス１１を接着してもよい。

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樹脂層で被覆するよう
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の樹脂層が破
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】また、従来の面状発熱体はその表面全体を
耐水性及び防水性のポリオレフィン系樹脂層で被覆して
いる。そして、この面状発熱体を金属瓦などと共に使用
する際には、金属瓦の下面に弾性体を介して面状発熱体
を取り付ける必要がある。従って、この場合には金属瓦
と面状発熱体との間に上記防水性の樹脂層と弾性体が２
重に介在することになり、面状発熱体の金属瓦などに対
する熱伝導性が低下すると言った問題がある。また、上
記の防水性樹脂層は内部の発熱体素子を外部から加えら
れる摩擦等に対してもある程度耐えることができるよう
に、比較的肉厚に形成されており、その結果として面状
発熱体は可撓性が低下している。そして、この面状発熱
体に更に上記弾性体を積層する場合には、可撓性は更に
低下するため、この面状発熱体を曲率半径の比較的小さ
な金属瓦の部分に沿って添設することができないといっ
た問題がある。

【０００７】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、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。

【０００８】本発明の他の目的は金属瓦などの被加熱部
材に対する熱伝導性に優れているとともに、被加熱部材
の曲率半径の小さな部分に沿って添設可能な可撓性に優
れた面状発熱体を提供するにある。

【０００９】

【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、上記導電材の上下両面にシリコーン樹脂層を直接か
つ一体的に被覆し、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
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安価にして温
度制御が容易となる。また、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発熱体の織成部
は可撓性に優れたものでり、この織成部に被覆されるシ
リコーン樹脂層も弾力性に優れたものであるため、本発
明の面状発熱体は全体としても弾力性また可撓性に優れ
たものとなる。従って、従来の面状発熱体を被加熱部材
に添設する場合に使用されていた防水性樹脂層と弾性体
の両方の機能を上記シリコーン樹脂層が奏するので、被
加熱部材に対する熱伝導性が向上しまた被加熱部材の小
さな曲率半径部分に追従して添設配置することが可能と
なる。

【００１１】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、このよ
うにして形成した織布の上下両面にシリコーン樹脂層を
直接かつ一体的に被覆し、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。

【００１２】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、
上記の場合よりも更に弾力性及び可撓性に優れた面状発
熱体とすることができ、伝熱性に優れ、被加熱部材への
追従性も良いものとなる。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】また、好ましくは、前記織布の上下面に被
覆されてなる前記シリコーン樹脂層の上面と下面の少な
くとも何れか一方の面にガラスクロスを一体的に被覆接
着することで、これにより上記の性能に加えて耐火性に
優れた面状発熱体とすることができる。

【００１６】

【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。

【００１７】図１は本発明の第１の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。

【００１８】図１の面状発熱体１は、面状発熱部２がそ
の外周を図２に示すように後述する電気絶縁性樹脂層３
で被覆されている。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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、これらを電気絶縁性
樹脂３で被覆する。

【００２３】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。

【００２４】上記のように形成した面状発熱体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。

【００２５】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。

【００２６】尚、上記発熱部の構成として、上記実施形
態では電極用銅線４として綿糸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】本発明では上記の面状発熱部２を被覆する
電気絶縁性樹脂層３としてシリコーン樹脂層３を用いて
いる。シリコーン樹脂は有機基とケイ素のモル比によっ
て樹脂の性質は変化するが、ここではこのモル比が比較
的大きく弾性に富むものを使用する。そして、有機基と
してメチル基のものを使用することによって極めて耐熱
性に優れたものとすることができる。また、シリコーン
樹脂は電気絶縁性に極めて優れているので、上記のよう
にシリコーン樹脂を電気絶縁樹脂層３として使用するこ
とによって、電極用銅線４を他の部分から確実に電気的
に絶縁するとともに、シリコーン樹脂の弾力性により可
撓性に富んだ面状発熱体とすることができる。そして、
この面状発熱体を金属瓦などの被加熱部材の加熱に用い
る場合には両者の間に別途衝撃吸収用の弾性材を介装す
る必要がなくなる。

【００３２】面状発熱部２の上下面をこのシリコーン樹
脂層３で被覆するには、溶液状のシリコーン樹脂層を上
記のように形成した面状発熱部２の上下面に塗布、含浸
或いは成形した後、加熱硬化することである。

【００３３】このシリコーン樹脂層３の肉厚は面状発熱
部２からの発熱が外部に良好に伝達される熱伝導性と被
加熱部材と共に使用される場合のクッション性を考慮し
て１０ミクロンから１０数ミリメーターの範囲内で適宜
決定される。尚、必要な場合にはシリコーン樹脂層３の
厚みを電極用銅線４の上下部分では厚く他の部分では薄
くして、電極用銅線４部分では外力に対する保護を充分
にし、他の部分では熱伝導性を良好なものとすることが
できる。

【００３４】また、本発明の第２の実施形態は、図３に
示すように、第１実施形態の面状発熱体の上下面のシリ
コン樹脂層３の外表面にガラスクロス１１を接着してい
る。ガラスクロス１１は長繊維のガラスヤーンを織り上
げたもので、好ましくは塩ビコートしたガラスヤーンで
織ったガラスクロスとすることで、この場合にはその上
に所望のプリント模様を印刷することができる。ガラス
クロス１１は上記シリコン樹脂層３とは接着剤を介して
接着されるが、好ましい接着剤としてはシリコン樹脂接
着剤を使用することである。

【００３５】この実施形態では、ガラスクロス８が不燃
性で耐熱性及び耐火性に極めて優れているため、暖房用
カーテンとして使用可能である。この場合、上記のよう
に塩ビコートしたガラスヤーンで織ったガラスクロスに
所望のプリント模様を施すことによって好みのデザイン
の装飾性を有する不燃性のカーテンとすることができ
る。

【００３６】なお、図示を省略したが、上記のガラスク
ロス１１は第１実施形態の面状発熱体の上下いずれかの
片面だけに設けるようにすることもできる。

【００３７】

【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、この電極
性帯体の上下両面に電気絶縁性に優れたシリコーン樹脂
層を直接かつ一体的に被覆しているので、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。

【００３８】また、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発熱体の織成部は可撓性
に優れたものでり、これに被覆されるシリコーン樹脂層
も弾力性に優れたものであるため、本発明の面状発熱体
は全体としても弾力性また可撓性に優れたものとなる。
従って、従来の面状発熱体を被加熱部材に添設する場合
に使用されていた防水性樹脂層と弾性体の両方の機能を
上記シリコーン樹脂層が奏するので、被加熱部材に対す
る伝熱性が向上しまた被加熱部材の小さな曲率半径部分
に追従して添設配置することが可能となる。

【００３９】また、面状発熱体に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た場合に
は、上記の場合よりも更に弾力性及び可撓性に優れた面
状発熱体とすることができ、伝熱性に優れ、被加熱部材
への追従性も良いものとなる。

【００４０】更にまた、前記織布の上下面に被覆されて
なる前記シリコーン樹脂層の上面と下面の少なくとも何
れか一方の面にガラスクロスを一体的に被覆接着した場
合には、これにより耐火性に優れたものとすることがで
きる。

【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。

【図３】本発明の第２の実施形態に係る面状発熱体の図
２と同様な部分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シリコーン樹脂層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１１ガラスクロス

Claims

【特許請求の範囲】

【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、該導電材の上下両面にシリコーン樹脂層
を直接かつ一体的に被覆し、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。
【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、このようにして形成した織布の上下両
面にシリコーン樹脂層を直接かつ一体的に被覆し、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。
【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。
【請求項４】前記織布の上下面に被覆されてなる前記
シリコーン樹脂層の上面と下面の少なくとも何れか一方
の面にガラスクロスを一体的に被覆接着してなることを
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。