JPS63172839A - 赤外線放射体 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は赤外線を効果的に放射する改良された面状発熱
体、例えば電気毛布、電気カーペット及びそれらに類似
する発熱体に関する。

（従来の技術及び 発明が解決しようとする問題点） 通電発熱部を有する発熱体は、例えば電気毛布、電気カ
ーペット等がよく知られている。これらの面状発熱体は
就寝時の人体の加熱・保温や、敷物としてその上の人体
の加熱や部屋の保温、空気の加熱等に用いられる。しか
し従来のこれら発熱体は熱効率の点や人体の加熱効果に
おいて改良の余地がある。すなわちこれらの発熱体は、
熱の伝導及び赤外線輻射により人体を加熱するが、人体
内部に達する赤外線輻射能が低く、加熱効率が低いとい
う欠点を有する。最近赤外線放射性粒子を含む樹脂で繊
維製品をコーティングして、その保温性を高めたものが
開発されている。しかしコーティング法では、編織物の
表面に膜が形成されるため柔軟性が損なわれるという大
きな問題点がある。

更に毛布やカーペットのように表面に立毛を有するもの
をコーティングすることは極めて困麹であり、且つ立毛
の柔軟性、触感、風合いを甚しく損ない、実用性はほと
んどないと云ってよい。

本発明の目的は柔軟性、触感、風合いに優れ、しかも赤
外線放射効率の高い面状発熱体を提供するにある。

（問題を解決するための手段及び作用）本発明の発熱体
は、通電発熱部（１）と、赤外線放射粒子を内部により
多く配合した赤外線放射繊維を少なくとも１部に使用し
た赤外線放射部（２）とを有することを特徴とする。

帛１図〜第４図は本発明発熱体の具体例を示す断面図で
ある。第１因は電気毛布の例で、線状発熱体例えばニク
ロム線その他の導電性の線状体が所定の間隔で配置され
、その下面（人体側）に赤外線放射部（２）、その上面
（外面）に保温層（３）が配置されている。赤外線放射
部（２）は、少なくともその１部（好ましくは２５％以
上、特に好ましくは８６％以上、最も好ましくは５０〜
１００％）が赤外線放射繊維から形成されており、通常
面状又は層状である。第１図の電気毛布は、更に適当な
カバーをつけてもよいが、赤外線放射層（２）の外側（
下部）にあまり厚いカバーはっけない方がよい。

第１図のような構造物は、保温７１（３）を下にして床
に敷けば、加熱敷物（敷ぶとん又はシーツのように）と
して、又加熱床材（カーペットのように）として使用し
得る。

第２図は層又は面状の赤外線反射部（４）を設け、加熱
側（下面）への赤外線放射効率を改良した例である。

第８図は面状の通電発熱体（１）を有し、上面に赤外線
放射部、下面に保温Ｊ―を配した例であり、敷布、敷毛
布、カーペット、敷物等に適する。

第４図は本発明を応用したカーペットの例で、赤外線放
射繊維からなる立毛（パイル）が赤外線放射部（２）を
形成してあり、基布（６）の裏面に線状の通電発熱体（
１）が所定間隔で配置されており、その下側に保温層（
３）が配置されている。

通電発熱体（１）は、電気伝導性で通電により発熱する
もので、多くの揚台線状体又は面状体が好適である。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
、リボン及びフィルム、無機繊維又は有機繊維、編織物
、不織布、フィルム等にメッキや蒸着等で金属皮膜又は
半導体皮膜を形成したもの等の導電性の繊維、糸、編織
物、不織布、フィルム、シート等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、カーボンブラッグ等の導電性充填材の
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、膜状、シート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
一層の中に並行して埋込んだ線状、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細の糸又は編織物
、不織布等、フィルム、シート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含浸、塗布、コー
ティング法等により形成した導電性繊維又は導電性面状
体も有用である。

本発明の発熱体の大きな特徴は、特定の赤外線放射繊維
を用いた赤外線放射部を有する点にある。

第５図〜第１２図は本発明に好適な赤外線放射繊維の横
断面図の例である。本発明に用いる赤外線放射繊維は、
赤外線放射粒子を配合（混合）した有拠ポリマー（熱可
塑性ポリマー、熱硬化性ポリマー、耐熱性ポリマー等）
からなる特殊な繊維である。

赤外線放射性粒子はアルミナ、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
発明において遠赤外線とは波長４．６〜３０μｍの電磁
波を云い、特にＭ、−＆〜”１５μｍの領域が重要であ
る。従って使用温度、例えば４０〜２００’Ｃにおいて
波長４．５〜Ｕ＃μｍ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（％）
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″Ｃ）で、波長４．
５〜４５μｍの領域の粒子の平均の赤外線放射効率が６
０％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、特番こ９９％以上の）のムラ
イト（１〜２　Ａ１２ｏＢ　−８ｉ０２　）、アルミナ
（Ａ１２０ｇ）　、ジルコニア（ＺｒＯ２）、マグネシ
ア（ＭｇＯ漫の粒子の赤外線放射効率は７５％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、繊維の製造に支障のない程度
に充分小さいことが好ましい。比較的太い（直径５０〜
６００μｍ　）繊維の場合は粒径５〜６０μｍ程度のも
のも利用可能であるが、細い（直径６０μｍ以下、特に
３０μｍ以下）通常の衣料用繊維等の場合は粒径０．１
〜５μｍ桂度、特に０．２〜１μｍ程度のものが好適で
ある。

本発明に用いる赤外線放射繊維は、赤外線放射粒子が内
部に（表層よりも）より多く配合されている。内部とは
表層（表面及びその近傍）よりも内側のことを云う。第
５図（ま、赤外線放射粒子を多量に含むポリマー（赤外
線放射Ｊｌ（６））を芯とし、該粒子を含まぬポリマー
（保護層）を外皮部（鞘）（７）とする芯鞘複合繊維の
例である。赤外線放射層（６）の赤外線放射粒子混合率
が大きいほど赤外線放射効果が大きいが、他方混合率が
大きいほど流動性及び紡糸、延伸性が低下し製造が困難
になり、更に強度も低下する。赤外線放射層の赤外線放
射粒子の混合率（重量）は、実用的見地から５−９０％
の鉄門が好ましく、１０〜３０％が特に好ましく、１５
〜３０％が最も好ましく、１８〜６０％が最もよく用い
られる。外皮部（鞘）（７）は、赤外線放射層を保護し
強度を高めること、及び繊維の製造及びｍ編布、不織布
、立毛品等の製造及び加工を容易にするためのものであ
る。すなわち赤外線放射粒子が多量に繊維表面に露出し
ていると、紡糸、延伸、ｋＡ編、不織布、起毛、その他
の製造、加工工程で、紡糸口金、ガイド、トラバースガ
イド、トラベラ、針、ベルト、その他繊維に接触する物
体を摩擦、損傷し、編織物、不織物、起毛品、立毛品等
の製造が甚しく困難もしくは不司能となる。

第６図は、芯部（６）に多量の赤外線放射粒子を配合し
、外皮部（７）に繊維の製造、加工上の陣沓とならぬ程
度の少量の赤外線放射粒子を配合した例である。この場
合、繊維全体の赤外線放射効率が改善される。この目的
のための外皮部（７）の赤外線放射粒子混合率（！量）
は、芯部（６）の混合率よりも低いことが必要で、通常
１０％以下、多くの場合１〜８％が用いられ、２〜６％
が敢よく用いられる。芯部（赤外線放射層）の該粒子混
合率は、外皮部の混合率よりも８％以上、特に５％以上
高いことが好ましく、１０％以上高いことが最も好まし
い。

第７図は赤外線放射層である芯（６）、保護層である外
皮部（７）の他に、最内部に中空部（８）を持ち、動態
性、保温性、曲げ硬さを改良した例である。中空部の代
りに通常のポリマーを用いることも可能で、その時は最
内部（内芯）は保護層となり繊維の強度が増加するので
好ましい。すなわち第７図のように、最外層（鞘）を保
護層とし、中間層を赤外線放射層とし、最内層を保護層
又は中空とした繊維は、本発明の目的に最も好ましい例
の１つである。

第８図は赤外線放射層を８個有する多芯型複合の例、第
９囚は非円形断面の例、第１０図は赤外線放射層が扁平
多芯型の例、第１１図は中空多芯の例、第１２図は非円
形多芯の例である。第６図、第８−及び第９図は外皮部
に赤外線放射粒子を少臘配合した例であるが、これを該
粒子を含まぬ外皮と置替えてもよく、他の図の外皮を該
粒子を少臘含むものとすることも出来る。

第５図〜第１２図の繊維は、表層を除く内部の全体又は
内部の一部が表層よりも多くの赤外線放射粒子を配合さ
れており、このような繊維を「赤外線放射粒子を内部に
より多く配合した赤外線放射繊維」という。このような
複合繊維は、赤外線放射粒子を多量に含む部分、すなわ
ち赤外線放射層（芯）（６）の複合比率が大きいほど、
赤外線放射能力が大きいが強度が低下する傾向がある。

このためその複合比は多くの場合１０〜９０％（面積比
率）であり、特に２０〜３０％が好ましく、３０〜７０
％が最も好ましい。同様に、赤外線放射繊維の赤外線放
射粒子含有率が大きいほど、赤外線放射効率が大きいが
強度が低下するので、多くの場合その含有率（重量）は
８〜３０％、特に６〜６０％が好ましく、８〜４０％が
最も好ましい。例えば赤外線放射粒子を３０ｆｆｉｆｉ
％混合したものを芯とし、面積複合比５０％（１／１　
）で複合した繊維の赤外線放射粒子の含有率は約１５重
量％である。

赤外線放射繊維を形成するポリマーは熱可塑性、熱硬化
性及び耐熱性ポリマー等適宜選択すれはよい。赤外線放
射層（６）や外皮部（７）は保護層を形成するポリマー
は、同じものでもよく別のものでもよい。赤外線放射繊
維を形成するポリマーとしてはポリオレフィン、ポリビ
ニル系、ポリアクリル系、ポリアミド、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の耐熱性ポリマーが好適である。

更に好ましいポリマーとしては、波長４〜３０μｍでの
赤外線吸収が低く、透過性が高いものが望まれる。赤外
線透過性の高いポリマーとしてはポリエチレンが最も優
れている。低密度ポリエチレンは軟化点が１０５°Ｃ１
高密度ポリエチレンは融点が１２８℃であり、耐熱性の
点ではや＼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°Ｃ以上χ
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じ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、ポリブチレンテレフタレートな
どがあげられる。

本発明の赤外線放射体は、通電加熱部（１）及び赤外線
放射繊維を含む赤外線放射部（２）の他に、保温部（３
）、赤外線反射部（４）、及び必要に応じ装飾品、温度
制御装置、安全装置その他の付属品を付カロすることが
出来る。保温部としては繊維、極細繊維、中空繊維など
の綿、不織布、ｍ織物等がよく用いられ、発泡体、発泡
シートなども有用である。赤外線反射部としてはアルミ
、銀、ニッケル、クロムその他の金属の箔、薄膜、金属
をメッキ又は蒸着したフィルム、編織物、不織布、金属
をメッキ又は蒸着した繊維からなる綿、不織布、編織物
などが有用である。

（発明の効果） 本発明の赤外線放射体は毛皮、敷布、敷物、カーペット
の他に、電気座ぶとん、イス等のシート、電気スリッパ
、ズボン、ベスト、上衣等人体に近接し加熱する目的に
応用して、波長の長い赤外線を放射し、効果的に人体を
内部から加熱し、血行を促進し健康増進の目的や治療用
具に利用し得る。

特に、赤外線放射部として繊維を用いているため、柔軟
性に富み、触感、風合いの優れたものを得ることが出来
、身体に密着して快適に赤外線照射することが出来ると
いう大きな特長を有する。

本発明の赤外線放射体は上記のように人体加熱に好適で
あるが、同様にカーペット、床材、壁材、天井材として
用いて部屋全体の加熱をしたり、温室や動植物体の加熱
、産業用の部屋、物体、空気の加熱や気体輸送用ダクト
に使用し気体の加熱等に応用する等、産業分野でも広く
応用することが出来る。特に水分を含むものや赤外線吸
収性のよい物体のマイルドな（比較的低温の）加熱に適
する。

（実施例） 以下、実施例により本発明を具体的に説明する。

尚、実施例に詔いて部、％等は特記しない限り重魚比率
とする。

実施例１ 平均粒径０．６μｍ１赤外線放射率（平均）８５％のア
ルミナ粒子を３０％混練したポリエチレンテレフタレー
ト（ＰＥＴ）を芯とし、艶消剤として酸化チタン粒子を
０．６％含むＰＥを鞘とし、複合比（断面積比）　５０
１５０として第５図に似た芯鞘型に溶融複合紡糸し、延
伸、熱処理、巻縮（押込法）加工して得た繊度８ｄ、長
さ６５ｍｍの短繊維をステープルＳ１　　とする。

ステープルＳ１　から紡績糸（２８番手／双糸）を作り
、それを平織物とした後針布で起毛し、シャーリングし
て毛布Ｂｌ　を得た。

同様番こしてＰＥＴからなるステープルを用いて毛布Ｂ
２　を得た。

ガラス繊維織物で被覆したニクロム線を通電発熱体とし
、１０ｃｍ間隔で蛇行させて毛布Ｂ１　　とＢｌ　の間
に設け、一体に縫製して電気毛布Ｂ８　を得た。

比較のため毛布Ｂ２を２枚用いその間に通電発熱部を設
けた［気毛布をＢ４　　とする。

敷ぶとんの上にシーツを敷き、その上に生理食塩水と豆
腐を詰めたポリエチレン袋を置き、その上に電気毛布及
びふとんを掛は電気毛布の温度を６０°Ｃになるように
温度を制御し、通電開始１６分後のポリエチレン袋の内
温を測定した。

毛布Ｂ１　を下側にし、１３１、を上側にして電気毛布
Ｂ８を使用したときのポリエチレン袋の内温は８４′Ｃ
であり、毛布Ｂ２　を下側にし、Ｂｌ　　を上側にして
電気毛布Ｂ８　を用いたときのポリエチレン袋の内温は
３０′Ｃであった。同様に電気毛布Ｂ４を用いたときの
ポリエチレン袋の内温は２９°Ｃであった。本発明の電
気毛布Ｂ８　が、赤外線放射部を加熱側（下側）に配置
したときは、その配置を逆にした場合や赤外線放射部を
有しない電気毛布Ｂ４　よりも、水を含む物体の内部加
熱効果が高いことが判る。な詔本発明電気毛布Ｂ８　の
触感、風合いは、通常の電気毛布Ｂ４　　と全く変らず
優れており、柔軟性も優れている。

実施例２ 実施例１に用いたアルミナ粒子を３０％混練したナイロ
ン６と、粒子を含まぬナイロン６とを用い複合比（断面
積比）１／１で第９図のような形に溶融複合紡糸し、延
伸、巻縮（押込法）加工して２６００ｄ／１ＢＯｆのフ
ィラメントＦｌ　　を得た。フィラメントＦｌ　を用い
麻布を基布として、タフティング法でカットパイル（カ
ット長８ｍｍ）カーペットを作り、耐熱ゴムでバッキン
グ後、その下面に実施例１と同様なニクロム線ヒーター
を１０　ｃｍ間隔で設置し、更にその下面に麻布を接着
して電気カーペットＣ１を得た。

比較のため、普通のナイロン６からなるフィラメントを
用いて以下同様にして得たカーペットをＣ２とする。

Ｃ１及びＣ２を基布の表面を６０″Ｃになるように制御
しカーペットの上に足を置いて暖かさを比較した。本発
明のカーペットＣ１は、足の内部から暖かい感じがする
上に接触していない部分も暖かく、カーペット全面を暖
かく感じた。これに対し比較用カーペラ）　Ｃ２は足に
ふれた所が暖かいだけで、全体が暖かい感じがしなかっ
た。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は、本発明赤外線放射体の具体例を示す
断面色である。第６図〜第１２図は本発明の赤外線放射
体に好適な芯鞘複合繊維の横断面の具体例である。 第１図 第４図　３ １：連ｔ、ｉ宍６イ１く　　　　　　　　４：　北汁奪
翫反々丁キ１２、Ｉ：ｙｌ−キ製゛オ父島１督了　　　
　　　５：　フ１λし３：保洗層 第５図 第８図 第１１図 第６図　　第７図 第９図　　第１０図 第１２図

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）通電発熱体（１）と、赤外線放射粒子を内部によ
   り多く配合した赤外線放射繊維を少なくとも１部に使用
   した赤外線放射部（２）とを有することを特徴とする赤
   外線放射体。
2. （２）赤外線放射粒子の５０℃における赤外線放射効率
   が波長４．５〜１５μｍの領域で平均７５％以上である
   特許請求範囲第１項記載の赤外線放射体。
3. （３）赤外線放射部（２）を形成する繊維の３０％以上
   が赤外線放射繊維である特許請求の範囲第１項記載の赤
   外線放射体。
4. （４）使用時の赤外線放射部の温度が３０〜２００℃で
   ある特許請求の範囲第１項記載の赤外線放射体。
5. （５）赤外線放射繊維が、赤外線放射粒子を含むポリマ
   ーからなる芯と、該粒子を含まぬポリマーからなる鞘と
   からなる芯鞘複合繊維である特許請求の範囲第１項記載
   の赤外線放射体。
6. （６）赤外線放射繊維が、赤外線放射粒子を少量含むポ
   リマーからなる鞘と、該粒子を鞘よりも多量に含む芯か
   らなる芯鞘複合繊維である特許請求の範囲第１項記載の
   赤外線放射体。
7. （７）赤外線放射粒子が純度９５％以上のアルミナ、ム
   ライナ、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からなる特許請求の範囲第１
   項記載の赤外線放射体。
8. （８）赤外線放射部の反対側に保温層（３）を有する特
   許請求の範囲第１項記載の赤外線放射体。
9. （９）赤外線放射部の反対側に赤外線反射部（４）を有
   する特許請求の範囲第１項記載の赤外線放射体。