JP2007165282A - Planar heating element and its manufacturing method - Google Patents

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Takahiro Yokoyama
隆博 横山
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a planar heating element allowing various kinds of dimension design, and particularly excelling in flexibility; and to provide its manufacturing method, in relation to a planar heating element formed by sewing electrode wires into cloth having conductivity. <P>SOLUTION: This planar heating element 10 is characterized in that at least two electrodes 12a and 12b each formed with a metal wire are separately sewed into at least two conductive sheet pieces 11a and 11b each formed by supporting a resin containing conductive powder to cloth; partial parts 121a and 121b of the electrodes are extended from the sheet pieces 11a and 11b; the sheet pieces 11a and 11b are connected to each other through the extended parts 121a and 121b of the electrodes; and the sheet pieces 11a and 11b and the electrodes 12a and 12b are sandwiched between insulating films 13a and 13b. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、導電性を有する布帛に電極線を縫い込んだ面状発熱体に関し、特に屈曲性に優れた面状発熱体及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a planar heating element in which electrode wires are sewn into a conductive cloth, and more particularly to a planar heating element excellent in flexibility and a method for manufacturing the same.

導電性を有する布帛に電極線を縫い込んだ面状発熱体としては、例えば特許文献1に記載される面状発熱体がある。この面状発熱体は、金属繊維単糸と布地単糸とからなる複合糸を、面状発熱体となる織成布の両端部に縦糸又は横糸として、織り込み、かつ、前記布の全面に導電性塗料を塗布した面状発熱体であり、融雪あるいは凍結防止のために路面下に埋設したり、家庭における暖房や寝具加温用および建築物における床や屋根裏加温用材料となる面状発熱体として使用される。しかし、この面状発熱体は、電極が織成布に縦糸又は横糸として、織り込まれているため、多様な寸法の面状発熱体を得ることが困難であったり、電極部分が厚くなり屈曲性に劣るという問題があった。   As a planar heating element in which electrode wires are sewn into a conductive cloth, there is a planar heating element described in Patent Document 1, for example. This sheet heating element wovens a composite yarn composed of a single metal fiber yarn and a fabric single thread as warp or weft yarns at both ends of a woven fabric serving as a sheet heating element, and is electrically conductive on the entire surface of the cloth. A sheet heating element coated with a conductive paint, embedded under the road surface to prevent snow melting or freezing, and used as a heating element for heating and bedding in the home and for floor and attic heating in buildings Used as. However, in this planar heating element, since the electrodes are woven into the woven fabric as warp or weft, it is difficult to obtain planar heating elements of various dimensions, or the electrode part becomes thick and is flexible. There was a problem of being inferior.

また、この面状発熱体を改良した面状発熱体として、例えば特許文献2に記載される面状発熱体がある。この面状発熱体は、布にカーボン等の導電性樹脂剤を含浸させたシートの両端に、複数本の金属繊維を縫い込んで電極とした面状発熱体であり、多様な寸法の面状発熱体を得ることが可能である。また、導電性樹脂剤を含浸させたシートの厚さは、布の中央部分と電極部分の両端部分とで同じ厚さであり、湾曲させることも可能である。しかし、この面状発熱体は、布にカーボン等の導電性樹脂剤を多く含んでいるため、硬くなり、屈曲や湾曲が繰り返し生じる用途、例えば着衣と共に用いるような用途の場合には、屈曲性に劣るという問題があった。   Further, as a planar heating element obtained by improving the planar heating element, there is a planar heating element described in Patent Document 2, for example. This sheet heating element is a sheet heating element in which a plurality of metal fibers are sewn at both ends of a sheet impregnated with a conductive resin agent such as carbon in a cloth, and electrodes having various dimensions. It is possible to obtain a heating element. Moreover, the thickness of the sheet impregnated with the conductive resin agent is the same thickness at the center portion of the cloth and both end portions of the electrode portion, and can be curved. However, this planar heating element contains a large amount of conductive resin agent such as carbon in the cloth, so that it becomes hard and is flexible when it is used repeatedly for bending or bending, for example, for use with clothing. There was a problem of being inferior.

実開平03−84584号公報Japanese Utility Model Publication No. 03-84584 特開平11−214131号公報JP-A-11-214131

本発明は、上記の問題を解決し、導電性を有する布帛に電極線を縫い込んだ面状発熱体に関し、多様な寸法設計が可能であり、特に屈曲性に優れた面状発熱体及びその製造方法を提供することを課題とする。   The present invention solves the above problems and relates to a planar heating element in which electrode wires are sewn into a conductive cloth, and various dimensional designs are possible. In particular, the planar heating element having excellent flexibility and its It is an object to provide a manufacturing method.

本発明の課題を解決するための手段は、図1(a)、(b)に例示するように、布帛に導電性粉末を含む樹脂が担持されてなる少なくとも2枚の導電性のシート片11a、11bに、金属線からなる少なくとも2本の電極12a、12bが離間して縫い込まれており、前記シート片11a、11bから前記電極の一部121a、121bが延在しており、電極の延在部分121a、121bを介して、前記シート片11a、11bは連結しており、前記シート片11a、11bおよび前記電極12a、12bが、絶縁性のフィルム13a、13bで挟持されていることを特徴とする面状発熱体10である。   Means for solving the problems of the present invention include, as illustrated in FIGS. 1A and 1B, at least two conductive sheet pieces 11a in which a resin containing conductive powder is supported on a fabric. 11b, at least two electrodes 12a, 12b made of metal wires are sewn apart from each other, and part of the electrodes 121a, 121b extend from the sheet pieces 11a, 11b, The sheet pieces 11a and 11b are connected via the extended portions 121a and 121b, and the sheet pieces 11a and 11b and the electrodes 12a and 12b are sandwiched between insulating films 13a and 13b. It is the planar heating element 10 characterized.

また、本発明の課題を解決するための手段は、図1(a)、(b)に例示するように、布帛に導電性粉末を含む樹脂を担持した少なくとも2枚の導電性のシート片11a、11bを、それぞれ間隔をおいて支持シート15上に載置し、次いで金属線からなる少なくとも2本の電極12a、12bを互いに離間して、前記シート片11a、11bおよび前記支持シート15に縫い込み、次いで前記シート片11a、11b、前記電極12a、12bおよび前記支持シート15を絶縁性のフィルム13a、13bで挟持することを特徴とする面状発熱体10の製造方法である。   The means for solving the problem of the present invention is, as illustrated in FIGS. 1A and 1B, at least two conductive sheet pieces 11a carrying a resin containing conductive powder on a fabric. 11b are placed on the support sheet 15 at intervals, and then at least two electrodes 12a and 12b made of metal wires are separated from each other and sewn to the sheet pieces 11a and 11b and the support sheet 15. Then, the sheet heating element 10 is manufactured by sandwiching the sheet pieces 11a and 11b, the electrodes 12a and 12b, and the support sheet 15 with insulating films 13a and 13b.

本発明によって、導電性を有する布帛に電極線を縫い込んだ面状発熱体に関し、多様な寸法設計が可能であり、特に屈曲性に優れた面状発熱体及びその製造方法を提供することが可能となった。   According to the present invention, a sheet heating element in which electrode wires are sewn into a conductive cloth can be designed in various dimensions, and in particular, a sheet heating element excellent in flexibility and a method for manufacturing the sheet heating element can be provided. It has become possible.

本発明の面状発熱体は、図1(a)、(b)に例示するように、布帛に導電性粉末を含む樹脂が担持されてなる少なくとも2枚の導電性のシート片11a、11bに、金属線からなる少なくとも2本の電極12a、12bが離間して縫い込まれている。前記布帛は、導電性粉末を含む樹脂を含有できる構造の布帛であれば特に限定されず、このような構造の布帛としては、例えば織物、編物、不織布などを適用することができる。不織布であれば、繊維間の空隙を多数確保でき、多孔質に富むので好ましい。不織布の種類としては、乾式法による短繊維不織布、スパンボンド法による長繊維不織布、湿式法不織布などを適用することができる。乾式法による短繊維不織布は、平均繊維長が好ましくは10〜100mm、より好ましくは20〜80mmで、捲縮数5〜30個/インチを有する通常ステープル繊維と呼ばれる繊維をカード機やエアレイ装置などを使用して、繊維ウエブに形成して得ることができる。また、不織布の構成繊維の結合方法も特に限定されることはなく、例えば接着剤を含浸するなどによって繊維同士を接着する方法、ニードルパンチや水流絡合などにより繊維同士を絡合する方法、接着性繊維を混入させておいて、加熱処理によって、繊維同士を熱接着する方法などを適用することができる。   As illustrated in FIGS. 1A and 1B, the planar heating element of the present invention has at least two conductive sheet pieces 11a and 11b formed by carrying a resin containing conductive powder on a fabric. The at least two electrodes 12a and 12b made of metal wires are sewn apart. The fabric is not particularly limited as long as it is a fabric having a structure that can contain a resin containing a conductive powder. Examples of the fabric having such a structure include woven fabrics, knitted fabrics, and nonwoven fabrics. If it is a nonwoven fabric, many voids between fibers can be secured and it is rich in porosity, which is preferable. As a kind of the nonwoven fabric, a short fiber nonwoven fabric by a dry method, a long fiber nonwoven fabric by a spunbond method, a wet method nonwoven fabric and the like can be applied. The short fiber nonwoven fabric by the dry method has an average fiber length of preferably 10 to 100 mm, more preferably 20 to 80 mm, and a fiber called a normal staple fiber having 5 to 30 crimps / inch is used as a card machine or an air array device. Can be obtained by forming into a fiber web. In addition, the method of bonding the constituent fibers of the nonwoven fabric is not particularly limited, for example, a method of bonding fibers by impregnating an adhesive, a method of tangling fibers by needle punching or water entanglement, and the like For example, a method of thermally bonding fibers together by heat treatment after mixing the conductive fibers can be applied.

前記不織布に含まれる構成繊維の繊度も特に限定されず、平均繊度が0.05〜50デシテックスとすることが好ましい。また、屈曲性に富む構造とするには、平均繊度が0.1〜10デシテックスとすることが好ましい。なお、平均繊度が0.1〜0.5デシテックスのように平均繊度の小さい構成繊維の不織布を得るには、例えば2成分以上の繊維形成性樹脂成分を有する分割性の複合繊維を用いて、水流絡合と同時に繊維を分割する方法を適用することができる。   The fineness of the constituent fibers contained in the nonwoven fabric is not particularly limited, and the average fineness is preferably 0.05 to 50 dtex. Moreover, in order to make a structure rich in flexibility, the average fineness is preferably 0.1 to 10 dtex. In addition, in order to obtain a non-woven fabric of constituent fibers having a small average fineness such as an average fineness of 0.1 to 0.5 dtex, for example, using a splittable conjugate fiber having two or more fiber-forming resin components, A method of dividing the fiber at the same time as the hydroentanglement can be applied.

また、前記布帛の面密度は20〜300g/mが好ましく、30〜250g/mがより好ましく、40〜200g/mが更に好ましい。20g/m未満であると、導電性粉末を含む樹脂を含有する量が少なくなり、発熱性が低下する場合があり、300g/mを超えると電極を縫い込むのに手間がかかり過ぎたり、屈曲性が低下する場合がある。また、前記布帛の厚さは、金属線からなる電極を縫い込むことが可能である限り、特に限定されず、例えば、0.03〜2mmが好ましく、0.05〜1.5mmがより好ましく、0.1〜1.0mmが更に好ましい。0.03mm未満であると、導電性粉末を含む樹脂を含有する量が少なくなり、発熱性が低下する場合があり、2mmを超えると電極を縫い込むのに手間がかかり過ぎたり、屈曲性が低下する場合がある。なお厚さは、JIS L1913−1998の6.1.2A法に規定される厚さとする。ただし、荷重は2.0kPaとする。 Moreover, 20-300 g / m < 2 > is preferable, as for the surface density of the said fabric, 30-250 g / m < 2 > is more preferable, and 40-200 g / m < 2 > is still more preferable. If it is less than 20 g / m 2 , the amount of the resin containing conductive powder may be reduced, and heat generation may be reduced. If it exceeds 300 g / m 2 , it may take too much time to sew the electrode. , Flexibility may be reduced. The thickness of the fabric is not particularly limited as long as it is possible to sew an electrode made of a metal wire, and is preferably 0.03 to 2 mm, more preferably 0.05 to 1.5 mm, 0.1-1.0 mm is still more preferable. If the thickness is less than 0.03 mm, the amount of the resin containing the conductive powder is reduced, and the heat build-up may be reduced. If the thickness exceeds 2 mm, it takes too much time to sew the electrode, and the flexibility is low. May decrease. The thickness is the thickness specified in the 6.1.2A method of JIS L1913-1998. However, the load is 2.0 kPa.

本発明では、前記布帛に導電性粉末を含む樹脂が担持されている。導電性粉末としては、導電性を有する粉末である限り特に限定されず、例えば、カーボンまたはグラファイトの粉末が好ましく適用できる。また、導電性粉末に使用されるカーボンまたはグラファイトは、平均粒径0.5〜500μmの球状、貝殻状、鱗状、針状、繊維状等の粒子が好ましい。   In the present invention, a resin containing conductive powder is supported on the fabric. The conductive powder is not particularly limited as long as it is conductive powder, and for example, carbon or graphite powder can be preferably applied. The carbon or graphite used for the conductive powder is preferably spherical, shell-like, scale-like, needle-like, or fiber-like particles having an average particle size of 0.5 to 500 μm.

導電性粉末を含む前記樹脂としては、天然ゴム、合成ゴムなどのゴムを含むことも可能であり、樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等の合成樹脂を適用することができ、例えばポリアクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリエーテル・エーテルケトン系樹脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂、シリコーン系樹脂、などを適用することができる。また、前記樹脂に対する導電性粉末の配合量としては、例えば樹脂100質量部に対して20〜1000質量部が好ましく、30〜800質量部がより好ましく、50〜500質量部が更に好ましい。   The resin containing conductive powder can also contain rubber such as natural rubber and synthetic rubber, and as the resin, a synthetic resin such as a thermoplastic resin and a thermosetting resin can be applied. Polyacrylic resins, polyester resins, epoxy resins, polyamide resins, polyimide resins, polyolefin resins, polyether / etherketone resins, polyphenylene sulfide resins, silicone resins, and the like can be applied. Moreover, as a compounding quantity of the electroconductive powder with respect to the said resin, 20-1000 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of resin, for example, 30-800 mass parts is more preferable, 50-500 mass parts is still more preferable.

前記布帛に導電性粉末を含む樹脂を担持した導電性のシート片とするには、具体的には、例えば、粉末状の前記樹脂またはエマルション型の分散液とした前記樹脂と前記導電性粉末とを水などの溶媒に分散させて、増粘材、界面活性剤などを添加して、増粘してペースト状とした配合液を、前記布帛に含浸するか、コーティングによって塗布するなどにより、導電性のシートとして、所定の寸法に切断して、導電性のシート片11a、11bとすることができる。また、例えば、図4(a)、(b)に例示するように、粉末状の前記樹脂またはエマルション型の分散液と前記導電性粉末とを水に分散させて、増粘剤、界面活性剤などを添加して、増粘してペースト状とした配合液を、前記布帛14の所定の位置に部分的に含浸するか、コーティングによって塗布するなどにより、前記布帛14中に、部分的に形成された導電性のシート片11a、11bとすることもできる。   In order to obtain a conductive sheet piece carrying a resin containing a conductive powder on the fabric, specifically, for example, the resin in the form of a powder or an emulsion-type dispersion and the conductive powder Is dispersed in a solvent such as water, a thickener, a surfactant or the like is added to increase the viscosity of the mixture into a paste form, and the fabric is impregnated or applied by coating. As a conductive sheet, the sheet can be cut into a predetermined size to form conductive sheet pieces 11a and 11b. Further, for example, as illustrated in FIGS. 4A and 4B, the powdery resin or emulsion-type dispersion and the conductive powder are dispersed in water to increase the thickener and the surfactant. And the like, and the compounded liquid that has been thickened to form a paste is partially impregnated in a predetermined position of the fabric 14 or is applied by coating or the like, so that it is partially formed in the fabric 14 It can also be set as the electrically conductive sheet pieces 11a and 11b.

また、前記布帛に対する導電性粉末を含む前記樹脂の付着量としては、布帛100質量部に対して50〜400質量部が好ましく、70〜300質量部がより好ましく、90〜250質量部が更に好ましい。   Moreover, as an adhesion amount of the said resin containing the electroconductive powder with respect to the said fabric, 50-400 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of fabrics, 70-300 mass parts is more preferable, 90-250 mass parts is still more preferable. .

前記シート片の形状は、特に限定されず、例えば図1(a)に例示するように矩形状、及びその他の多角形なども適用可能であるが、発熱の効率から矩形状が好ましい。また、その寸法や面積も特に限定されないが、矩形の場合は、一辺が2〜35cmであることが好ましく、3〜25cmであることがより好ましく、4〜15cmであることが更に好ましい。一辺が2cm未満であると、かえって屈曲性に劣る場合があり、35cmを超えると電極間の電圧が高くなり過ぎて、着衣用や携帯用などの用途として不都合となる場合がある。また、前記シート片の形状が矩形である場合、電極の縫込みのし易さを考慮すると、互いに隣接する2枚のシート片の各隣接する辺が互いに略平行となっていることが好ましい。   The shape of the sheet piece is not particularly limited, and for example, a rectangular shape and other polygonal shapes can be applied as illustrated in FIG. 1A, but a rectangular shape is preferable in terms of heat generation efficiency. Moreover, although the dimension and area are not specifically limited, In the case of a rectangle, it is preferable that one side is 2-35 cm, it is more preferable that it is 3-25 cm, and it is still more preferable that it is 4-15 cm. If the side is less than 2 cm, the flexibility may be rather inferior, and if it exceeds 35 cm, the voltage between the electrodes becomes too high, which may be inconvenient for use such as clothing or portable use. In addition, when the shape of the sheet piece is rectangular, it is preferable that the adjacent sides of the two adjacent sheet pieces are substantially parallel to each other in consideration of the ease of sewing of the electrodes.

また、前記シート片の配置も特に限定されず、例えば図1(a)では、4角形の導電性のシート片4枚が、11aと11bとが縦に並び、その横に11cと11dとが縦に並び、各シート片の辺が互いに平行になるように配置されており、2本の電極12aと12bとがシート片4枚に繋がった構造となっている。また、例えば図3(a)では、4角形の導電性のシート片3枚が、11aと11bとが縦に並び、その横に11eが並び、各シート片の辺が互いに平行になるように配置されており、2本の電極12aと12bとがシート片3枚に繋がった構造となっている。なお、本発明では、前記シート片の配置は特に限定されず、前記シート片の辺が互いに平行でなくても可能であるが、電極の縫込みを容易にする上では、前記シート片の辺が互いに平行になるように配置されていることが好ましい。   Further, the arrangement of the sheet pieces is not particularly limited. For example, in FIG. 1A, four rectangular conductive sheet pieces have 11a and 11b arranged vertically, and 11c and 11d are arranged next to them. They are arranged vertically and are arranged so that the sides of each sheet piece are parallel to each other, and the two electrodes 12a and 12b are connected to four sheet pieces. Further, for example, in FIG. 3A, three rectangular conductive sheet pieces 11a and 11b are arranged vertically, 11e is arranged beside them, and the sides of the sheet pieces are parallel to each other. The two electrodes 12a and 12b are connected to three sheet pieces. In the present invention, the arrangement of the sheet pieces is not particularly limited, and it is possible that the sides of the sheet pieces are not parallel to each other. Are preferably arranged so as to be parallel to each other.

また、本発明では、電極の縫込みの配置についても、特に限定されず、例えば図1(a)では、電極12aが、シート片11a、11b、11c、11dの順に繋がっており、対する電極12bも、シート片11a、11b、11c、11dの順に繋がっている。また、例えば図3(a)では、電極12aが、シート片11a、11b、11eの順に繋がっており、対する電極12bは、シート片11a、11e、11bの順に繋がっている。このように、図3(a)では、隣接するシート片11aと11bとは、電極12aの延在部分121aを介して連結しており、また隣接するシート片11aと11bとは、電極12bの延在部分121bを介すると共に、シート片11eを経由して連結している。   Further, in the present invention, the arrangement of electrode stitching is not particularly limited. For example, in FIG. 1 (a), the electrode 12a is connected in the order of the sheet pieces 11a, 11b, 11c, and 11d, and the electrode 12b corresponding to the electrode 12b. Are connected in the order of sheet pieces 11a, 11b, 11c, and 11d. For example, in FIG. 3A, the electrode 12a is connected in the order of the sheet pieces 11a, 11b, and 11e, and the corresponding electrode 12b is connected in the order of the sheet pieces 11a, 11e, and 11b. As described above, in FIG. 3A, the adjacent sheet pieces 11a and 11b are connected via the extending portion 121a of the electrode 12a, and the adjacent sheet pieces 11a and 11b are connected to the electrode 12b. It connects via the sheet piece 11e while passing through the extension part 121b.

また、本発明では、図1(a)に例示するように、前記シート片11aと11bとの間隔も特に限定されず、隣の列にあるシート片との間隔、例えばシート片11aと11dとの間隔も特に限定されない。なお、隣接するシート片11aと11dとが多角形であり、隣接する辺が平行でない場合を考慮して、本発明では、隣接するシート片の間隔を次のように定めるものとする。すなわち、隣接するシート片の隣接する辺において、一方のシート片の辺に含まれる頂点からもう一方のシート片の辺に垂線を下ろし、その足の長さの中で最小の長さを隣接するシート片の間隔と定める。例えば、図5に例示するように、隣接するシート片11aと11bにおいて、シート片11aは頂点A、B、Cからなる3角形であり、シート片11bは頂点D、E、F、Gからなる4角形である場合、頂点Eから辺ABに垂線を下ろしその足の長さをd1とし、同様に頂点Dから辺ABに垂線を下ろしその足の長さをd2とし、同様に頂点Aから辺DEに垂線を下ろしその足の長さをd3とし、この中で最小の長さをd1を、隣接するシート片11aと11bとの距離と定める。   Further, in the present invention, as illustrated in FIG. 1A, the distance between the sheet pieces 11a and 11b is not particularly limited, and the distance between the sheet pieces in the adjacent row, for example, the sheet pieces 11a and 11d, The interval is not particularly limited. In consideration of the case where the adjacent sheet pieces 11a and 11d are polygonal and the adjacent sides are not parallel, in the present invention, the interval between the adjacent sheet pieces is determined as follows. That is, in the adjacent side of the adjacent sheet piece, a perpendicular is drawn from the vertex included in the side of one sheet piece to the side of the other sheet piece, and the minimum length of the legs is adjacent. Determined as the distance between sheet pieces. For example, as illustrated in FIG. 5, in the adjacent sheet pieces 11 a and 11 b, the sheet piece 11 a is a triangle formed by vertices A, B, and C, and the sheet piece 11 b is formed by vertices D, E, F, and G. In the case of a quadrangular shape, a perpendicular line is drawn from the vertex E to the side AB and the length of the foot is d1, similarly, a perpendicular line is drawn from the vertex D to the side AB and the length of the foot is d2, and similarly the side from the vertex A to the side A perpendicular is drawn to DE and the length of the foot is set to d3. The minimum length is set to d1 as the distance between the adjacent sheet pieces 11a and 11b.

本発明では、前述の定義によれば、隣接するシート片の間隔は、2〜100mmが好ましく、5〜75mmがより好ましく、10〜50mmが更に好ましい。2mm未満であると、屈曲性に劣ったり、電極が劣化し易くなる場合があり、100mmを超えると電極の縫込みに手間がかかったり、対象物に対して十分な熱量を付与することができなくなる場合がある。   In the present invention, according to the above definition, the interval between adjacent sheet pieces is preferably 2 to 100 mm, more preferably 5 to 75 mm, and still more preferably 10 to 50 mm. If it is less than 2 mm, the flexibility may be inferior or the electrode may be easily deteriorated. If it exceeds 100 mm, it takes time to sew the electrode, or a sufficient amount of heat can be applied to the object. It may disappear.

また、本発明では、前述のように、前記シート片の辺が互いに平行になるように配置されていることが好ましいが、このような態様の場合、図1(a)に例示するように、前記シート片11aに縫い込まれている部分の電極12a又は12bの長さをL1とし、前記シート片11aからの延在部分の電極121aの長さをL2とすると、L1がL2の2〜100倍となっていることが好ましく、3〜50倍となっていることがより好ましく、4〜20倍となっていることが更に好ましい。L1がL2の2倍未満であると、電極の縫込みに手間がかかったり、対象物に対して十分な熱量を付与することができなくなる場合があり、100倍を超えると、屈曲性に劣ったり、電極が劣化し易くなる場合がある。なお、図1(a)に例示するように、L1とL2の間の上記の倍率は、電極の延在する方向に隣接するシート片11aと11bとの間で、またはシート片11cと11dとの間で適用されるものとし、左の列のシート片11bと右の列のシート片11cとの間の延在部分の電極122a、122bの長さについては、L1とL2の間の上記の倍率が適用されないものとする。   Further, in the present invention, as described above, it is preferable that the sides of the sheet pieces are arranged so as to be parallel to each other, but in such a case, as illustrated in FIG. When the length of the electrode 12a or 12b sewn into the sheet piece 11a is L1, and the length of the electrode 121a of the extending part from the sheet piece 11a is L2, L1 is 2 to 100 of L2. It is preferably doubled, more preferably 3 to 50 times, and even more preferably 4 to 20 times. If L1 is less than twice L2, it may take time to sew the electrode, or it may not be possible to apply a sufficient amount of heat to the object. If it exceeds 100 times, the flexibility is poor. Or the electrode is likely to deteriorate. As illustrated in FIG. 1A, the magnification between L1 and L2 is between the sheet pieces 11a and 11b adjacent to each other in the extending direction of the electrodes, or between the sheet pieces 11c and 11d. The lengths of the electrodes 122a and 122b in the extending portion between the sheet piece 11b in the left row and the sheet piece 11c in the right row are as described above between L1 and L2. Magnification shall not be applied.

本発明では、前記電極12a、12bは、金属線から構成されており、細い導電性の金属素線を束ねた金属線を用いるか、または金属素線を撚り合わせた撚り線を用いて、前記導電性のシート片11a、11bに対して、表裏に貫通するように離間して縫い込まれている。また、金属素線以外にも合成繊維、半合成繊維、天然繊維などの有機質繊維と複合した撚り線を用いることも可能である。また、前記金属線の本数も特に限定されず、図1に例示するように1本であることも、また図2に例示するように複数本であることも可能である。1本である場合は、発熱温度が比較的低い用途に好適であり、また比較的小さなシート片である場合にも好適であり、またさらに製造工程が簡略となりコストも低く抑えることができるという利点がある。また、複数本である場合は、発熱温度が比較的高い用途に好適であり、また比較的大きなシート片である場合にも好適である。   In the present invention, the electrodes 12a and 12b are composed of metal wires, and a metal wire in which thin conductive metal strands are bundled or a twisted wire obtained by twisting metal strands is used. The conductive sheet pieces 11a and 11b are sewn separately so as to penetrate the front and back sides. In addition to the metal wires, it is also possible to use stranded wires combined with organic fibers such as synthetic fibers, semi-synthetic fibers, and natural fibers. Further, the number of the metal wires is not particularly limited, and may be one as illustrated in FIG. 1 or may be plural as illustrated in FIG. In the case of one, it is suitable for applications where the heat generation temperature is relatively low, and is also suitable for a relatively small sheet piece. Further, the manufacturing process is simplified and the cost can be kept low. There is. Moreover, when there are a plurality of sheets, it is suitable for an application having a relatively high heat generation temperature, and also suitable for a relatively large sheet piece.

前記導電性素線としては、例えば銅、銀、アルミニウム、錫などの電気抵抗の小さい金属材料から線引きした素線、合成繊維或いは天然繊維の表面に銅、銀、アルミニウム、錫などの同じく電気抵抗の小さい金属材料をメッキした素線などを適用することができる。前記導電性素線の線径としては0.01〜0.5mmが好ましく、0.03〜0.3mmがより好ましい。撚り線を構成する導電性素線の数は2〜100本が好ましく、2〜25本がより好ましい。また、縫い目の間隔は1〜10mmが好ましく、工業用ミシンなどで縫い込むことが可能である。   As the conductive wire, for example, a wire drawn from a metal material having a low electrical resistance such as copper, silver, aluminum, tin, the same electrical resistance such as copper, silver, aluminum, tin on the surface of synthetic fiber or natural fiber An element wire plated with a small metal material can be applied. The wire diameter of the conductive element wire is preferably 0.01 to 0.5 mm, and more preferably 0.03 to 0.3 mm. The number of conductive wires constituting the stranded wire is preferably 2 to 100, more preferably 2 to 25. The interval between the seams is preferably 1 to 10 mm, and can be sewn with an industrial sewing machine or the like.

本発明では、図1(a)、(b)に例示するように、少なくとも2枚の導電性のシート片11a、11bに、少なくとも2本の電極12a、12bが離間して縫い込まれている。離間の度合いは、導電性のシート片11a、11bの寸法にもよるが、具体的には、前記電極12a、12bのそれぞれ中心線の間の距離が、1〜30cmが好ましく、2〜20cmが好ましく、2〜10cmがより好ましい。1cm未満では電極の数が多くなり過ぎて、かえって屈曲性に劣る場合があり、30cmを超えると電極間の電圧が高くなり過ぎて、着衣用や携帯用などの用途として不都合となる場合がある。   In the present invention, as illustrated in FIGS. 1A and 1B, at least two electrodes 12a and 12b are sewn into at least two conductive sheet pieces 11a and 11b at a distance from each other. . The degree of separation depends on the dimensions of the conductive sheet pieces 11a and 11b. Specifically, the distance between the center lines of the electrodes 12a and 12b is preferably 1 to 30 cm, and preferably 2 to 20 cm. Preferably, 2-10 cm is more preferable. If it is less than 1 cm, the number of electrodes becomes too large and the flexibility may be rather poor. On the other hand, if it exceeds 30 cm, the voltage between the electrodes becomes too high, which may be inconvenient for clothing or portable use. .

本発明では、図1(a)、(b)に例示するように、前記シート片11a、11bから前記電極の一部121a、121bが延在しており、電極の延在部分121a、121bを介して、前記シート片11a、11bは連結している。このような延在部分121a、121bを得るには、導電性のシート片11aと11bとを間隔を開けた状態で2本の電極12a、12bを離間させて縫い込む方法がある。しかし、この方法では、電極の延在部分121aの長さと121bの長さとを等しくするのに手間がかかる場合がある。そこで、図1(a)、(b)に例示するように、少なくとも2枚の導電性のシート片11a、11bを、それぞれ間隔をおいて支持シート15上に載置して、必要に応じて両面接着テープ16などにより、支持シート15上に固定して、次いで2本の電極12a、12bを互いに離間して、前記シート片11a、11bおよび前記支持シート15に縫い込むことにより、作業効率を向上させることができる。   In the present invention, as illustrated in FIGS. 1A and 1B, the electrode portions 121 a and 121 b extend from the sheet pieces 11 a and 11 b, and the electrode extension portions 121 a and 121 b are The sheet pieces 11a and 11b are connected to each other. In order to obtain such extended portions 121a and 121b, there is a method in which the two electrodes 12a and 12b are sewn apart with the conductive sheet pieces 11a and 11b spaced apart. However, in this method, it may take time and effort to equalize the length of the electrode extension 121a and the length of 121b. Therefore, as illustrated in FIGS. 1A and 1B, at least two conductive sheet pieces 11a and 11b are placed on the support sheet 15 at intervals, and as necessary. Fixing on the support sheet 15 with a double-sided adhesive tape 16 or the like, and then separating the two electrodes 12a and 12b from each other and sewing them into the sheet pieces 11a and 11b and the support sheet 15, thereby improving work efficiency. Can be improved.

なお、前記支持シート15としては、比較的厚さが薄く、シート片を支持することが可能であれば特に限定されず、例えば織物、編物、不織布、フィルム、などを適用することができる。特に不織布であれば、繊維構造が緻密で且つ面密度も低くできるので、支持シート15として好ましい。より具体的には、面密度が5〜100g/mが好ましく、10〜70g/mがより好ましく、15〜60g/mが更に好ましい。また、熱融着性の繊維成分を含む繊維ウエブを一対の加熱ロールを用いて繊維間を熱融着させた不織布などを好適に用いることができる。 The support sheet 15 is not particularly limited as long as it is relatively thin and can support the sheet piece. For example, a woven fabric, a knitted fabric, a nonwoven fabric, a film, or the like can be applied. In particular, a nonwoven fabric is preferable as the support sheet 15 because the fiber structure is dense and the surface density can be lowered. More specifically, preferred areal density is 5 to 100 g / m 2, more preferably 10~70g / m 2, more preferably 15 to 60 g / m 2. Moreover, the nonwoven fabric etc. which heat-fused the fiber web containing a heat-fusible fiber component using a pair of heating rolls can be used suitably.

また、電極の延在部分121a、121bを作業効率よく得る別の方法として、図4(a)、(b)に例示するように、布帛14中に、部分的に導電性のシート片11a、11bを形成させておき、次いで2本の電極12a、12bを互いに離間して、前記シート片11a、11bおよび前記布帛14に縫い込む方法があり、この方法によっても、作業効率を向上させることができる。なお、この場合は、布帛14として潜在捲縮性繊維を用いて捲縮を発現させた伸縮性の不織布を用いることにより、屈曲性に優れた面状発熱体とすることができる。   Further, as another method for obtaining the electrode extended portions 121a and 121b with high work efficiency, as illustrated in FIGS. 4A and 4B, partially conductive sheet pieces 11a, 11b is formed, and then the two electrodes 12a and 12b are separated from each other and sewn into the sheet pieces 11a and 11b and the fabric 14, and this method can also improve the working efficiency. it can. In this case, by using a stretchable nonwoven fabric in which crimps are expressed using latent crimpable fibers as the fabric 14, a planar heating element having excellent flexibility can be obtained.

本発明では、図1(a)、(b)に例示するように、前記シート片11a、11bおよび前記電極12a、12bが、電気絶縁性のフィルム13a、13bで挟持されている。前記絶縁性のフィルムとしては、例えばラミネート可能であれば特に限定されず、熱可塑性樹脂からなるフィルムであることも好ましく、例えば、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のポリエステル系樹脂、ナイロン6、ナイロン66などのポリアミド系樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリアクリロニトリルなどのアクリル系樹脂およびポリ酢酸ビニル、ポリエチレン酢酸ビニル共重合などのポリビニルアルコール系などの樹脂からなるフィルムを挙げることができる。また、これらの樹脂の組合わせからなる積層フィルム、或いはこれらの樹脂からなる積層フィルムと織編物や不織布などの他の素材との複合フィルムを適用することも可能であり、例えばポリエチレンテレフタレート樹脂とポリエチレン酢酸ビニル共重合樹脂との組合せからなる積層フィルムなどを挙げることができる。また、特に電気絶縁性と耐熱性を必要とする場合は、例えばフッ素系樹脂、ケイ素系樹脂などのフィルムを挙げることができる。   In the present invention, as illustrated in FIGS. 1A and 1B, the sheet pieces 11a and 11b and the electrodes 12a and 12b are sandwiched between electrically insulating films 13a and 13b. The insulating film is not particularly limited as long as it can be laminated, for example, and is preferably a film made of a thermoplastic resin. For example, polyester resins such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate, nylon 6, and nylon 66 Examples thereof include polyamide resins such as polypropylene, polyolefin resins such as polypropylene and polyethylene, acrylic resins such as polyacrylonitrile, and polyvinyl alcohol resins such as polyvinyl acetate and polyethylene vinyl acetate copolymer. It is also possible to apply a laminated film made of a combination of these resins, or a composite film made of a laminated film made of these resins and other materials such as woven or knitted fabric and nonwoven fabric. For example, polyethylene terephthalate resin and polyethylene A laminated film composed of a combination with a vinyl acetate copolymer resin can be exemplified. Moreover, when especially electrical insulation and heat resistance are required, films, such as a fluorine resin and a silicon resin, can be mentioned, for example.

前記フィルムの厚さも特に限定されず、フィルムの材質や要求される屈曲性に応じて適宜選択すればよく、例えば10〜150μmが好ましく、15〜100μmがより好ましく、20〜70μmが更に好ましい。10μm未満では屈曲の繰り返しにより劣化する場合があり、150μmを超えると屈曲性に劣る場合がある。   The thickness of the film is not particularly limited, and may be appropriately selected according to the material of the film and the required flexibility. For example, the thickness is preferably 10 to 150 μm, more preferably 15 to 100 μm, and still more preferably 20 to 70 μm. If it is less than 10 μm, it may deteriorate due to repeated bending, and if it exceeds 150 μm, it may be inferior in flexibility.

また、本発明では、前記絶縁性のフィルム13a、13bによって、前記シート片11a、11bおよび前記電極12a、12bが挟持されており、電極の延在部分121a、121bも同様に挟持されている。なお、絶縁性のフィルムで挟持する方法としては、特に限定されず、接着剤や熱接着性の樹脂粉末などにより、絶縁性のフィルムを接着して被覆することも可能であるが、ラミネートによる被覆が好適である。具体的には、熱可塑性樹脂からなる絶縁性のフィルム2枚の間に、必要に応じて支持シート15に固定した前記シート片11a、11b、11c、11d、および前記電極12a、12bを挟みこみ、次いで一対の加熱ロール間に通して、加熱及び加圧することにより、絶縁性のフィルムでラミネートすることができる。   In the present invention, the sheet pieces 11a and 11b and the electrodes 12a and 12b are sandwiched by the insulating films 13a and 13b, and the extended portions 121a and 121b of the electrodes are also sandwiched in the same manner. Note that the method of sandwiching with an insulating film is not particularly limited, and the insulating film can be adhered and covered with an adhesive or a heat-adhesive resin powder. Is preferred. Specifically, the sheet pieces 11a, 11b, 11c, 11d fixed to the support sheet 15 and the electrodes 12a, 12b are sandwiched between two insulating films made of a thermoplastic resin as necessary. Then, it can be laminated with an insulating film by passing between a pair of heating rolls and heating and pressing.

なお、本発明では、前記電極12a、12bとリード線19との接合方法は、特に限定されず、図1(a)に例示するように、前記電極12a、12bの端部付近で、導電性の材料からなる端子17を取り付け、この端子17にリード線19を接続する方法がある。なお、端子17の取り付けは、挟持しているフィルムの上から、導電性の材料からなるリベット171を、前記電極と前記シート片とフィルムともどもに貫通させ、このリベット171によって、端子17を取り付けている。また、この図の例では、端子17及びリード線19の一部は更に絶縁性のテープ18によって被覆されている。   In the present invention, the method of joining the electrodes 12a and 12b and the lead wire 19 is not particularly limited, and as shown in FIG. 1 (a), the conductive material is formed near the ends of the electrodes 12a and 12b. There is a method of attaching a terminal 17 made of the above material and connecting a lead wire 19 to the terminal 17. The terminal 17 is attached by passing a rivet 171 made of a conductive material through the electrode, the sheet piece and the film from above the sandwiched film, and attaching the terminal 17 by the rivet 171. Yes. In the example of this figure, the terminals 17 and part of the lead wires 19 are further covered with an insulating tape 18.

本発明の面状発熱体は、布帛に導電性粉末を含む樹脂が担持されてなる導電性のシート片に、金属線からなる少なくとも2本の電極が離間して縫い込まれているので、面状発熱体を比較的低い印加電圧、例えば、30V以下の低い印加電圧で発熱させることができる。より詳細には、例えば、1.2V〜24V程度の低電圧であっても、好ましくは温度20〜150℃、より好ましくは温度20〜100℃、更に好ましくは温度20〜80℃に発熱させることができる。したがって、電源としては、商用の100Vなどの高圧の交流電源は勿論のこと、電池(乾電池など)などの低電圧のものであっても十分に高い発熱温度を得ることができる。したがって、定置型の面状発熱体に限られず、携帯可能な小型の面状発熱体にも適用可能であり、特に屈曲性を有する着衣などに好適である。   In the sheet heating element of the present invention, at least two electrodes made of metal wires are sewn into a conductive sheet piece in which a resin containing conductive powder is supported on a cloth. The heating element can be heated at a relatively low applied voltage, for example, a low applied voltage of 30 V or less. More specifically, for example, even at a low voltage of about 1.2V to 24V, the temperature is preferably 20 to 150 ° C, more preferably 20 to 100 ° C, and still more preferably 20 to 80 ° C. Can do. Therefore, as a power source, a sufficiently high exothermic temperature can be obtained not only for a commercial high voltage AC power source such as 100 V but also for a low voltage such as a battery (dry battery or the like). Therefore, the present invention is not limited to a stationary planar heating element, but can also be applied to a portable and small planar heating element, and is particularly suitable for clothes having flexibility.

また、本発明の面状発熱体は、導電性のシート片が存在しない部分が部分的に存在するので、この部分では、小さい力で折り曲げが可能であり、全体として屈曲性に優れた構造となっている。また、導電性のシート片に電極線を任意の間隔で配置することができ、また導電性のシート片を任意の間隔で配置することができるので、様々な寸法の用途に応じた面状発熱体とすることが可能である。   In addition, since the sheet heating element of the present invention has a portion where the conductive sheet piece does not exist, this portion can be bent with a small force, and has a structure with excellent flexibility as a whole. It has become. In addition, electrode wires can be arranged on the conductive sheet pieces at arbitrary intervals, and the conductive sheet pieces can be arranged at arbitrary intervals. It can be a body.

なお、本発明の面状発熱体の用途としては、特に限定されるものではなく、平面状あるいは曲面状の加熱部分を備えた加熱装置、例えば保温プレート、ヒータ、道路や屋根等の凍結防止或いは融雪装置、床や壁やカーペットや毛布等の加熱装置、防寒衣、運動衣服、作業着、靴の中敷、保温腰巻、保温ポシェット等の保温装置などに広く適用することができる。また、上述したように、低電圧の電池でも発熱可能にできるため、また屈曲性に優れるので、屈曲や湾曲が繰り返し生じる用途、例えば着衣と共に用いるような用途、或いは湾曲の度合いが大きい用途が特に適している。   Note that the use of the planar heating element of the present invention is not particularly limited, and is a heating device having a planar or curved heating portion, such as a heat retaining plate, a heater, a road, a roof, or the like. The present invention can be widely applied to snow melting devices, heating devices such as floors, walls, carpets and blankets, winter clothes, sports clothes, work clothes, insoles, warming waists, warming pouchettes, and the like. In addition, as described above, since it is possible to generate heat even with a low-voltage battery, and because it is excellent in flexibility, it is particularly used in applications in which bending or bending repeatedly occurs, such as an application used with clothing, or an application having a large degree of bending. Is suitable.

以下、本発明の実施例につき説明するが、これは発明の理解を容易とするための好適例に過ぎず、本願発明はこれら実施例の内容に限定されるものではない。   Examples of the present invention will be described below, but these are only suitable examples for facilitating understanding of the invention, and the present invention is not limited to the contents of these examples.

(実施例1)
実施例1では、図1(a)、(b)に示す形態の面状発熱体を下記の工程によって、製作した。
導電性粉末を含む樹脂を担持させる布帛として、ポリエステル樹脂成分とナイロン樹脂成分とからなり、断面形状が菊花状である分割性長繊維(平均繊度2.4デシテックス)からなるスパンボンド法による繊維ウエブを水流絡合処理して、この長繊維を分割すると共に長繊維を絡合させた不織布を準備した。この不織布の面密度は100g/mであり、厚さは0.4mmであった。また、分割により発生した極細繊維の平均繊度は0.15デシテックスであった。
導電性粉末を含む樹脂として、カーボンまたはグラファイトからなる粉末と、アクリル酸エステルとスチレンの共重合物のエマルション型の分散液とを水に分散させ、増粘剤と界面活性剤とを添加して、増粘してペースト状とした配合液を準備した。
次いで、前記布帛に前記配合液を一対のゴムロールを用いて含浸し、次いで120℃で5分間乾燥させる工程を2回に分けて行ない、導電性粉末を含む樹脂が140g/m含まれた導電性のシートを得た。この導電性のシートの面密度は240g/mであり、厚さは0.70mmであった。次いで、この導電性のシートを図1(a)に示すように、ヨコ5cm×タテ7cmの大きさにカットしたシート片を4枚(11a、11b、11c、11d)作製した。
次いで、図1(a)、(b)に示すように、支持シート15として、熱融着性の繊維成分を含む繊維ウエブを一対の加熱ロールを用いて繊維間を熱融着させた、面密度が50g/m、厚さ0.13mmの不織布(ヨコ13.5cm×タテ20cm)を準備して、この支持シート15上に、導電性のシート片を縦2列、横2列に、それぞれ間隔をおいて載置した。なお、11aと11bの間は2cmの間隔を開け、11bと11cの間も2cmの間隔を開けた。また、両面接着テープ16により、支持シート15上に各シート片を固定した。
次いで、線径0.08mmの銅素線6本の撚り線からなる金属線1本を、工業用ミシンで前記シート片11a、11b、および前記支持シート15に、縫い目の間隔が約2mmとなるようにして2列に縫い込み2本の電極12a及び12bとした。この2本の電極は、間隔が4cmとなるように離間して設けられており、11a、11b、11c、11dの順に縫い込まれており、全体としてU字の形状となっていた。
次いで、ポリエチレンテレフタレート樹脂とポリエチレン酢酸ビニル共重合樹脂(融点:約100℃)とを積層した電気絶縁性の積層フィルム(厚さ35μm)のポリエチレン酢酸ビニル共重合樹脂側を内側として、この積層フィルム2枚の間に、支持シート15上に固定した前記シート片11a、11b、11c、11d、および前記電極12a、12bを挟みこみ、次いで一対の加熱ロール間に通して、加熱及び加圧することにより、絶縁性のフィルムでラミネートした。
次いで、図1(a)に示すように、前記電極12a、12bの端部付近で、導電性の材料からなる端子17を取り付け、この端子17にリード線19を接続した。なお、端子17の取り付けは、挟持しているフィルムの上から、導電性の材料からなるリベット171を、前記電極と前記シート片とフィルムともどもに貫通させ、このリベット171によって、端子17を取り付けた。次いで、端子17及びリード線を更に絶縁性のテープ18によって被覆して面状発熱体を得た。
得られた面状発熱体のリード線に直流7Vの電圧を2分間かけたところ、室温が26℃において、面状発熱体の表面温度は70℃を示した。
また、この面状発熱体は、前記シート片から前記電極の一部が延在しており、電極の延在部分121a、121bを介して、前記シート片は連結していた。また、この延在部分には前記シート片が存在しないため、小さい力で折り曲げが可能であり、全体として屈曲性に優れた構造となっており、この面状発熱体は、屈曲や湾曲が繰り返し生じる用途、例えば着衣と共に用いるような用途、或いは湾曲の度合いが大きい用途に適していた。
Example 1
In Example 1, a sheet heating element having the form shown in FIGS. 1A and 1B was manufactured by the following process.
As a fabric for supporting a resin containing conductive powder, a fiber web by a spunbond method comprising a splittable long fiber (average fineness 2.4 decitex) made of a polyester resin component and a nylon resin component and having a chrysanthemum cross section. Were entangled with water to prepare a nonwoven fabric in which the long fibers were divided and the long fibers were entangled. The surface density of this nonwoven fabric was 100 g / m 2 and the thickness was 0.4 mm. The average fineness of the ultrafine fibers generated by the division was 0.15 dtex.
As a resin containing conductive powder, a powder made of carbon or graphite and an emulsion type dispersion of a copolymer of acrylic ester and styrene are dispersed in water, and a thickener and a surfactant are added. Then, a blended liquid was prepared by increasing the viscosity.
Next, the fabric is impregnated with the compounded liquid using a pair of rubber rolls, and then dried at 120 ° C. for 5 minutes in two steps. Conductivity containing 140 g / m 2 of resin containing conductive powder. Sex sheet was obtained. The surface density of this conductive sheet was 240 g / m 2 and the thickness was 0.70 mm. Next, as shown in FIG. 1A, four sheets (11a, 11b, 11c, and 11d) of sheet pieces obtained by cutting the conductive sheet into a size of horizontal 5 cm × vertical 7 cm were produced.
Next, as shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), as the support sheet 15, a fiber web containing a heat-fusible fiber component is heat-sealed between fibers using a pair of heating rolls. A non-woven fabric having a density of 50 g / m 2 and a thickness of 0.13 mm (horizontal 13.5 cm × vertical 20 cm) is prepared. On this support sheet 15, conductive sheet pieces are arranged in two rows and two rows. Each was placed at intervals. In addition, the space | interval of 2 cm was opened between 11a and 11b, and the space | interval of 2 cm was also opened between 11b and 11c. Moreover, each sheet piece was fixed on the support sheet 15 with the double-sided adhesive tape 16.
Next, one metal wire composed of six strands of copper element wire having a wire diameter of 0.08 mm is placed on the sheet pieces 11 a and 11 b and the support sheet 15 with an industrial sewing machine so that the seam spacing is about 2 mm. In this way, two electrodes 12a and 12b were sewn in two rows. The two electrodes are provided so as to be spaced apart by 4 cm, and are sewn in the order of 11a, 11b, 11c, and 11d, and have a U-shape as a whole.
Next, this laminated film 2 with the polyethylene vinyl acetate copolymer resin side of the electrically insulating laminated film (thickness: 35 μm) laminated with polyethylene terephthalate resin and polyethylene vinyl acetate copolymer resin (melting point: about 100 ° C.) as the inner side. By sandwiching the sheet pieces 11a, 11b, 11c, 11d and the electrodes 12a, 12b fixed on the support sheet 15 between sheets, and then passing between a pair of heating rolls, heating and pressurizing, Laminated with an insulating film.
Next, as shown in FIG. 1A, a terminal 17 made of a conductive material was attached near the ends of the electrodes 12a and 12b, and a lead wire 19 was connected to the terminal 17. The terminal 17 is attached by passing a rivet 171 made of a conductive material through the electrode, the sheet piece, and the film from above the sandwiched film, and the terminal 17 is attached by the rivet 171. . Next, the terminal 17 and the lead wire were further covered with an insulating tape 18 to obtain a planar heating element.
When a voltage of DC 7V was applied to the lead wire of the obtained sheet heating element for 2 minutes, the surface temperature of the sheet heating element was 70 ° C. at a room temperature of 26 ° C.
In addition, in the planar heating element, a part of the electrode extends from the sheet piece, and the sheet piece is connected via the extended portions 121a and 121b of the electrode. In addition, since the sheet piece does not exist in this extended portion, it can be bent with a small force, and has a structure with excellent flexibility as a whole. This planar heating element repeats bending and bending. It was suitable for applications that occur, such as those used with clothing, or applications that have a large degree of curvature.

(実施例2)
実施例2では、図2(a)、(b)に示す形態の面状発熱体を下記の工程によって、製作した。
導電性粉末を含む樹脂を担持させる布帛として、ポリエステル樹脂成分とナイロン樹脂成分とからなり、断面形状が菊花状である分割性長繊維(平均繊度2.4デシテックス)からなるスパンボンド法による繊維ウエブを水流絡合処理して、この長繊維を分割すると共に長繊維を絡合させた不織布を準備した。この不織布の面密度は100g/mであり、厚さは0.4mmであった。また、分割により発生した極細繊維の平均繊度は0.15デシテックスであった。
導電性粉末を含む樹脂として、カーボンまたはグラファイトからなる粉末と、アクリル酸エステルとスチレンの共重合物のエマルション型の分散液とを水に分散させ、増粘剤と界面活性剤とを添加して、増粘してペースト状とした配合液を準備した。
次いで、前記布帛に前記配合液を一対のゴムロールを用いて含浸し、次いで120℃で5分間乾燥させる工程を2回に分けて行ない、導電性粉末を含む樹脂が140g/m含まれた導電性のシートを得た。この導電性のシートの面密度は240g/mであり、厚さは0.70mmであった。次いで、この導電性のシートを図2(a)に示すように、ヨコ5cm×タテ7cmの大きさにカットしたシート片を4枚(11a、11b、11c、11d)作製した。
次いで、図2(a)、(b)に示すように、支持シート15として、熱融着性の繊維成分を含む繊維ウエブを一対の加熱ロールを用いて繊維間を熱融着させた、面密度が50g/m、厚さ0.13mmの不織布(ヨコ13.5cm×タテ20cm)を準備して、この支持シート15上に、導電性のシート片を縦2列、横2列に、それぞれ間隔をおいて載置した。なお、11aと11bの間は2cmの間隔を開け、11bと11cの間も2cmの間隔を開けた。また、両面接着テープ16により、支持シート15上に各シート片を固定した。
次いで、線径0.08mmの銅素線6本の撚り線からなる金属線3本を約0.8mm間隔を開けて、工業用ミシンで前記シート片11a、11b、および前記支持シート15に、縫い目の間隔が約2mmとなるようにして2列に縫い込み2本の電極12a及び12bとした。この2本の電極は、間隔が4cmとなるように離間して設けられており、11a、11b、11c、11dの順に縫い込まれており、全体としてU字の形状となっていた。
次いで、ポリエチレンテレフタレート樹脂とポリエチレン酢酸ビニル共重合樹脂(融点:約100℃)とを積層した電気絶縁性の積層フィルム(厚さ35μm)のポリエチレン酢酸ビニル共重合樹脂側を内側として、この積層フィルム2枚の間に、支持シート15上に固定した前記シート片11a、11b、11c、11d、および前記電極12a、12bを挟みこみ、次いで一対の加熱ロール間に通して、加熱及び加圧することにより、絶縁性のフィルムでラミネートした。
次いで、図2(a)に示すように、前記電極12a、12bの端部付近で、導電性の材料からなる端子17を取り付け、この端子17にリード線19を接続した。なお、端子17の取り付けは、挟持しているフィルムの上から、導電性の材料からなるリベット171を、前記電極と前記シート片とフィルムともどもに貫通させ、このリベット171によって、端子17を取り付けた。次いで、端子17及びリード線を更に絶縁性のテープ18によって被覆して面状発熱体を得た。
得られた面状発熱体のリード線に直流7Vの電圧を2分間かけたところ、室温が26℃において、面状発熱体の表面温度は71℃を示した。
また、この面状発熱体は、前記シート片から前記電極の一部が延在しており、電極の延在部分121a、121bを介して、前記シート片は連結していた。また、この延在部分には前記シート片が存在しないため、小さい力で折り曲げが可能であり、全体として屈曲性に優れた構造となっており、この面状発熱体は、屈曲や湾曲が繰り返し生じる用途、例えば着衣と共に用いるような用途、或いは湾曲の度合いが大きい用途に適していた。
(Example 2)
In Example 2, a sheet heating element having the form shown in FIGS. 2A and 2B was manufactured by the following steps.
As a fabric for supporting a resin containing conductive powder, a fiber web by a spunbond method comprising a splittable long fiber (average fineness 2.4 decitex) made of a polyester resin component and a nylon resin component and having a chrysanthemum cross section. Were entangled with water to prepare a nonwoven fabric in which the long fibers were divided and the long fibers were entangled. The surface density of this nonwoven fabric was 100 g / m 2 and the thickness was 0.4 mm. The average fineness of the ultrafine fibers generated by the division was 0.15 dtex.
As a resin containing conductive powder, a powder made of carbon or graphite and an emulsion type dispersion of a copolymer of acrylic ester and styrene are dispersed in water, and a thickener and a surfactant are added. Then, a blended liquid was prepared by increasing the viscosity.
Next, the fabric is impregnated with the compounded liquid using a pair of rubber rolls, and then dried at 120 ° C. for 5 minutes in two steps. Conductivity containing 140 g / m 2 of resin containing conductive powder. Sex sheet was obtained. The surface density of this conductive sheet was 240 g / m 2 and the thickness was 0.70 mm. Next, as shown in FIG. 2A, four pieces (11a, 11b, 11c, 11d) of sheet pieces cut into a size of 5 cm wide × vertical 7 cm were produced from this conductive sheet.
Next, as shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), as the support sheet 15, a fiber web containing a heat-fusible fiber component is heat-sealed between the fibers using a pair of heating rolls. A non-woven fabric having a density of 50 g / m 2 and a thickness of 0.13 mm (horizontal 13.5 cm × vertical 20 cm) is prepared. On this support sheet 15, conductive sheet pieces are arranged in two rows and two rows. Each was placed at intervals. In addition, the space | interval of 2 cm was opened between 11a and 11b, and the space | interval of 2 cm was also opened between 11b and 11c. Moreover, each sheet piece was fixed on the support sheet 15 with the double-sided adhesive tape 16.
Next, three metal wires made of six strands of copper wire having a wire diameter of 0.08 mm are spaced about 0.8 mm apart, and the sheet pieces 11a, 11b, and the support sheet 15 with an industrial sewing machine, Two electrodes 12a and 12b were sewn in two rows so that the distance between the stitches was about 2 mm. The two electrodes are provided so as to be spaced apart by 4 cm, and are sewn in the order of 11a, 11b, 11c, and 11d, and have a U-shape as a whole.
Next, this laminated film 2 with the polyethylene vinyl acetate copolymer resin side of the electrically insulating laminated film (thickness: 35 μm) laminated with polyethylene terephthalate resin and polyethylene vinyl acetate copolymer resin (melting point: about 100 ° C.) as the inner side. By sandwiching the sheet pieces 11a, 11b, 11c, 11d and the electrodes 12a, 12b fixed on the support sheet 15 between sheets, and then passing between a pair of heating rolls, heating and pressurizing, Laminated with an insulating film.
Next, as shown in FIG. 2A, a terminal 17 made of a conductive material was attached in the vicinity of the ends of the electrodes 12 a and 12 b, and a lead wire 19 was connected to the terminal 17. The terminal 17 is attached by passing a rivet 171 made of a conductive material through the electrode, the sheet piece, and the film from above the sandwiched film, and the terminal 17 is attached by the rivet 171. . Next, the terminal 17 and the lead wire were further covered with an insulating tape 18 to obtain a planar heating element.
When a voltage of DC 7V was applied to the lead wire of the obtained sheet heating element for 2 minutes, the surface temperature of the sheet heating element was 71 ° C. at a room temperature of 26 ° C.
In addition, in the planar heating element, a part of the electrode extends from the sheet piece, and the sheet piece is connected via the extended portions 121a and 121b of the electrode. In addition, since the sheet piece does not exist in this extended portion, it can be bent with a small force, and has a structure with excellent flexibility as a whole. This planar heating element repeats bending and bending. It was suitable for applications that occur, such as those used with clothing, or applications that have a large degree of curvature.

(a)は本発明による面状発熱体の一例を示す平面図であり、(b)は(a)のD−D’線の模式的断面図である。(A) is a top view which shows an example of the planar heating element by this invention, (b) is typical sectional drawing of the D-D 'line | wire of (a). (a)は本発明による面状発熱体の別の一例を示す平面図であり、(b)は(a)のA−A’線の模式的断面図である。(A) is a top view which shows another example of the planar heating element by this invention, (b) is typical sectional drawing of the A-A 'line of (a). (a)は本発明による面状発熱体の更に別の一例を示す平面図であり、(b)は(a)のB−B’線の模式的断面図である。(A) is a top view which shows another example of the planar heating element by this invention, (b) is typical sectional drawing of the B-B 'line | wire of (a). (a)は本発明による面状発熱体の更に別の一例を示す平面図であり、(b)は(a)のC−C’線の模式的断面図である。(A) is a top view which shows another example of the planar heating element by this invention, (b) is typical sectional drawing of the C-C 'line | wire of (a). 本発明による面状発熱体の導電性のシート片の配置の一例を示す模式図The schematic diagram which shows an example of arrangement | positioning of the electroconductive sheet piece of the planar heating element by this invention

符号の説明Explanation of symbols

10 面状発熱体
11a、11b、11c、11d、11d 導電性のシート片
12a、12b 電極
121a、121b 電極の延在部分
122a、122b 電極の延在部分
13a、13b 電気絶縁性のフィルム
14 布帛
15 支持シート
16 両面接着テープ
17 端子
171 リベット
18 電気絶縁性のテープ
19 リード線
10 Sheet heating elements 11a, 11b, 11c, 11d, 11d Conductive sheet pieces 12a, 12b Electrodes 121a, 121b Electrode extending portions 122a, 122b Electrode extending portions 13a, 13b Electrical insulating film 14 Fabric 15 Support sheet 16 Double-sided adhesive tape 17 Terminal 171 Rivet 18 Electrical insulating tape 19 Lead wire

Claims (6)

布帛に導電性粉末を含む樹脂が担持されてなる少なくとも2枚の導電性のシート片に、金属線からなる少なくとも2本の電極が離間して縫い込まれており、前記シート片から前記電極の一部が延在しており、電極の延在部分を介して、前記シート片は連結しており、前記シート片および前記電極が、絶縁性のフィルムで挟持されていることを特徴とする面状発熱体。   At least two electrodes made of metal wires are sewn into at least two conductive sheet pieces in which a resin containing conductive powder is carried on a cloth, and the electrodes are separated from the sheet pieces. A surface that is partially extended, the sheet pieces are connected via an extended portion of the electrode, and the sheet piece and the electrode are sandwiched between insulating films. Heating element. 前記金属線が複数本からなることを特徴とする請求項1に記載の面状発熱体。   The planar heating element according to claim 1, wherein the metal wire includes a plurality of metal wires. 前記シート片が支持シート上に載置されており、且つ前記延在部分を含む電極が前記支持シートに縫い込まれている請求項1または2に記載の面状発熱体。   The planar heating element according to claim 1 or 2, wherein the sheet piece is placed on a support sheet, and an electrode including the extending portion is sewn into the support sheet. 前記シート片の形状が矩形であり、互いに隣接する2枚のシート片の各隣接する辺が互いに略平行となっている請求項1〜3の何れかに記載の面状発熱体。   The planar heating element according to any one of claims 1 to 3, wherein the shape of the sheet piece is rectangular, and adjacent sides of two adjacent sheet pieces are substantially parallel to each other. 前記シート片に縫い込まれている部分の電極の長さをL1とし、前記シート片からの延在部分の電極の長さをL2とすると、L1がL2の2〜100倍となっている請求項1〜4の何れかに記載の面状発熱体。   L1 is 2 to 100 times L2 where L1 is the length of the electrode sewn into the sheet piece and L2 is the length of the electrode extending from the sheet piece. Item 5. The planar heating element according to any one of Items 1 to 4. 布帛に導電性粉末を含む樹脂を担持した少なくとも2枚の導電性のシート片を、それぞれ間隔をおいて支持シート上に載置し、次いで金属線からなる少なくとも2本の電極を互いに離間して、前記シート片および前記支持シートに縫い込み、次いで前記シート片、前記電極および前記支持シートを絶縁性のフィルムで挟持することを特徴とする面状発熱体の製造方法。
At least two conductive sheet pieces carrying a resin containing conductive powder on a fabric are placed on a support sheet at intervals, and then at least two electrodes made of metal wires are separated from each other. A method of manufacturing a planar heating element, wherein the sheet piece and the support sheet are sewn together, and then the sheet piece, the electrode and the support sheet are sandwiched by an insulating film.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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