專利名稱：面狀發(fā)熱體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過通電來發(fā)熱的面狀發(fā)熱體。
背景技術(shù)：
專利文獻(xiàn)I公開了一種埋入車輛用椅子中的面狀發(fā)熱體。面狀發(fā)熱體具有布部件、在該布部件上以并列狀設(shè)置的多個加熱線、在該布部件的兩側(cè)的邊緣部通過粘接或縫接設(shè)置的通電設(shè)備。加熱線由作為芯部的碳纖維和在該碳纖維上捻合的包芯紗構(gòu)成。專利文獻(xiàn)I中，作為上述布部件，公開了織物(實(shí)施例1)、編織物(實(shí)施例2)、編帶(實(shí)施例3、4)。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本特開2010-218813號公報(bào)發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題
對于專利文獻(xiàn)I的面狀發(fā)熱體，在制作布部件后，通過粘接、縫接將通電設(shè)備安裝在該布部件上，因此，其制作消耗工夫。此外，在使用中會有通電設(shè)備要么從布部件上掉落，要么偏離這樣的危險(xiǎn)。此外，加熱線如果斷線，就會在布部件的整個寬度范圍形成溫度低的部分。
鑒于上述情況，本發(fā)明的目的在于提供生產(chǎn)性、耐久性優(yōu)異的面狀發(fā)熱體。
解決課題的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的一個實(shí)施方式是面狀發(fā)熱體，其核心在于，具有針織結(jié)構(gòu)、所述針織結(jié)構(gòu)中在縱方向上具有間隔并在橫方向上編入的多根第I發(fā)熱絲、在所述橫方向的所述針織結(jié)構(gòu)的兩側(cè)邊緣部中在縱方向編入的多根導(dǎo)電絲。
所述面狀發(fā)熱體還可以進(jìn)一步在縱方向上具有編入的多根第2發(fā)熱絲，以使得與所述第I發(fā)熱絲相交叉。
所述第I發(fā)熱絲和所述第2發(fā)熱絲可以被編織網(wǎng)狀，以使得在其之間具有空隙。
所述第I發(fā)熱絲和所述第2發(fā)熱絲還可以由具有50 1000 Ω/m的電阻值的浙青系碳纖維構(gòu)成。
所述面狀發(fā)熱體還可以進(jìn)一步具有覆蓋所述針織結(jié)構(gòu)整體的樹脂或橡膠的片。
發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明，可以提供生產(chǎn)性、耐久性優(yōu)異的面狀發(fā)熱體。


圖1是概略地顯示本發(fā)明的一個實(shí)施方式所涉及的面狀發(fā)熱體的平面圖。
圖2是構(gòu)成圖1中所示的面狀發(fā)熱體的發(fā)熱基布的放大平面圖。
圖3是顯示進(jìn)一步放大圖2中所示的發(fā)熱基布的一部分的平面圖。
圖4是顯示將構(gòu)成圖2中所示的發(fā)熱基布的組織各自分離的平面圖。
圖5是顯示將本發(fā)明的一個實(shí)施方式所涉及的發(fā)熱絲放大的側(cè)面圖。
圖6是顯示本發(fā)明的一個實(shí)施方式所涉及的面狀發(fā)熱體中的保護(hù)片的表面溫度變化的曲線。
圖7是顯示對于使用每單位長度的電阻值不同的碳纖維的發(fā)熱絲，測定施加了電壓時(shí)的電流值、消耗電力、電阻和溫度的結(jié)果的表。
圖8是顯示根據(jù)圖7的測定結(jié)果而得出的消耗電力與表面溫度的關(guān)系曲線。
具體實(shí)施方式
以下，基于

本發(fā)明的實(shí)施方式。圖1顯示本發(fā)明的一個實(shí)施方式所涉及的面狀發(fā)熱體20。面狀發(fā)熱體20由包括網(wǎng)狀的針織結(jié)構(gòu)(編織物)的發(fā)熱基布I和覆蓋發(fā)熱基布I整體的保護(hù)片2構(gòu)成。發(fā)熱基布I中，將多根發(fā)熱絲(第I發(fā)熱絲)3a按照在縱方向(經(jīng)向)上的規(guī)定間隔，編入橫方向(緯向)。此外，發(fā)熱基布I中，將多根發(fā)熱絲(第2發(fā)熱絲)3b按照在橫方向(緯向)上的規(guī)定間隔，以與發(fā)熱絲3a相交叉的方式編入縱方向(經(jīng)向)。上述規(guī)定的間隔，在本發(fā)明中沒有限定，但例如為2 4cm。S卩，在發(fā)熱基布I中，將發(fā)熱絲3a和發(fā)熱絲3b編織成格子狀(網(wǎng)狀)，以使得形成多個在縱方向和橫方向上各自具有2 4cm左右的長度的空隙5。發(fā)熱絲3a、3b都是由碳纖維構(gòu)成，是具有規(guī)定電阻值的導(dǎo)電體(電阻體)。因此，如后所詳述的，如果在發(fā)熱絲3a、3b中流過電流，則其會發(fā)熱，其結(jié)果是發(fā)熱基布I的整面會發(fā)熱。
對發(fā)熱基布I進(jìn)行詳述。
本實(shí)施方式的發(fā)熱基布I是針織結(jié)構(gòu)(編織物)，例如由拉舍爾經(jīng)編機(jī)進(jìn)行編織。拉舍爾經(jīng)編機(jī)的針織密度(knitting gauge)在本發(fā)明中沒有限定，但例如是12G(機(jī)號)/英寸(12針/英寸)。此外，發(fā)熱基布I的編織中的打緯(打込> )次數(shù)，本發(fā)明中沒有限定，但例如是22次/英寸。即，在該打緯次數(shù)的情況下，編織時(shí)沿著縱方向每I英寸中編織22個線圈(loop)。
發(fā)熱基布I具有網(wǎng)狀部7和在橫方向上在網(wǎng)狀部7的兩側(cè)設(shè)置的邊緣部6、6。首先，對邊緣部6進(jìn)行說明。如圖2和圖3中所示，邊緣部6使用底紗11、插入絲12和導(dǎo)電絲4來進(jìn)行編織。這里，例如底紗11和插入絲12是棉絲，導(dǎo)電絲4是銅絲(銅線)。具體的，編織多個底紗11的鏈?zhǔn)骄€圈21，相對于這些多個鏈?zhǔn)骄€圈21以Z型編入插入絲12，來相互連接鏈?zhǔn)骄€圈21，在多個鏈?zhǔn)骄€圈21中的至少I個中編入導(dǎo)電絲4。此外，如圖2所示，在邊緣部6中，沿著縱方向，以每個上述規(guī)定的間隔，編入構(gòu)成網(wǎng)狀部7的插入絲13、14和發(fā)熱絲3a。這里，插入絲13、14例如是棉絲。鏈?zhǔn)骄€圈21按照例如圖4所示的編織圖案Pl來進(jìn)行編織。此外，插入絲12按照例如圖4所示的編織圖案P5來編織。需要說明的是，底紗11和插入絲12都可以按照其他編織圖案來編織。鏈?zhǔn)骄€圈21的根數(shù)是任意的，本實(shí)施方式的各邊緣部6如圖3所示，具有例如22縱行的鏈?zhǔn)骄€圈21。
在邊緣部6中進(jìn)而將多個導(dǎo)電絲4編入縱方向。具體的，分別對于位于邊緣部6內(nèi)的網(wǎng)狀部7側(cè)的多個鏈?zhǔn)骄€圈21，以Z型編入導(dǎo)電絲4。導(dǎo)電絲4例如按照圖4中所示的編織圖案P4編入到鏈?zhǔn)骄€圈21中，由于要承擔(dān)向發(fā)熱絲3a的作為電流供給路徑的任務(wù)，因此，要與插入到邊緣部6的發(fā)熱絲3a進(jìn)行電連接。由于具有這樣的目的，因此，導(dǎo)電絲4由銅等導(dǎo)電性高的金屬或合金構(gòu)成。
需要說明的是，只要是滿足所希望的機(jī)械特性、電特性，則在各鏈?zhǔn)骄€圈21中編入的導(dǎo)電絲4的根數(shù)就可以是任意的。例如如圖3所示，本實(shí)施方式中，每I縱行的鏈?zhǔn)骄€圈21并列編入2根導(dǎo)電絲4。此外，只要是滿足所希望的機(jī)械特性、電特性，則編入導(dǎo)電絲4的鏈?zhǔn)骄€圈21的數(shù)量(縱行)就可以是任意的。例如如圖3所示，本實(shí)施方式中，從網(wǎng)狀部7側(cè)看去，分別在15縱行的鏈?zhǔn)骄€圈21中編入導(dǎo)電絲4。因此，本實(shí)施方式中，合計(jì)30根導(dǎo)電絲4被編入到邊緣部6中。
在縱方向上的各邊緣部6的一個端部上設(shè)置端子8。端子8與導(dǎo)電絲4電連接。此外，各邊緣部6的端子8與引線9連接，引線9與電源10的輸出連接。因此，來自電源10的電流經(jīng)過引線9、端子8、導(dǎo)電絲4流向發(fā)熱絲3a、3b。需要說明的是，電源10的輸出電流可以是直流和交流的任一種。此外，電源10的驅(qū)動電力也可以是直流和交流的任一種。例如，電源10可以通過家庭用電力來運(yùn)行，也可以由電池來運(yùn)行。
接著，對網(wǎng)狀部7進(jìn)行說明。網(wǎng)狀部7使用底紗11、插入絲13、14和發(fā)熱絲3b來編織成格子狀(網(wǎng)狀)。由底紗11隔著上述規(guī)定的間隔編織多個一組的鏈?zhǔn)骄€圈21。發(fā)熱絲3b在一組鏈?zhǔn)骄€圈21的各自中，在跨過其間的同時(shí)在縱方向編入成Z型、系上這些鏈?zhǔn)骄€圈21的同時(shí),發(fā)揮與發(fā)熱絲3a同樣的發(fā)熱體的功能。進(jìn)而,插入絲13、14沿著橫方向?qū)⑦@些鏈?zhǔn)骄€圈的組連接起來，防止各組的鏈?zhǔn)骄€圈21和各發(fā)熱絲3b之間的相對移動。
在本實(shí)施方式的網(wǎng)狀部7中，成對的2縱行鏈?zhǔn)骄€圈21、21(圖3中的鏈?zhǔn)骄€圈21a、21b)按照8縱行的間隙來編織多個。換而言之，以8out/2in的方式反復(fù)進(jìn)行規(guī)定次數(shù)地使用底紗11的鏈?zhǔn)骄€圈21的編織。即，對于鏈?zhǔn)骄€圈21的形成，(a)為了形成一方的邊緣部6，編織22縱行的鏈?zhǔn)骄€圈21，(b)為了形成網(wǎng)狀部7，以8out/2in的方式反復(fù)進(jìn)行例如38次的鏈?zhǔn)骄€圈21的編織，進(jìn)而空開8針，(c)為了形成另一方的邊緣部6，編織22縱行的鏈?zhǔn)骄€圈21。
如圖3所示，如果將成對的左邊的鏈?zhǔn)骄€圈21和右邊的鏈?zhǔn)骄€圈21分別表示為21a、21b，則插入絲13按照例如編織圖案P2(參照圖4)，以鏈?zhǔn)骄€圈21b為基點(diǎn)，以跨過鏈?zhǔn)骄€圈21a的方式反復(fù)兩次進(jìn)行單向12縱行(針)的往復(fù)，之后，相對于鏈?zhǔn)骄€圈21b，在縱方向上以Z型編入15線圈橫列。另一方面，插入絲14的編織圖案P3(參照圖4)成為與插入絲13的編織圖案P2反轉(zhuǎn)的圖案。S卩，插入絲14以鏈?zhǔn)骄€圈21a為基點(diǎn)，以跨過鏈?zhǔn)骄€圈21b的方式反復(fù)兩次進(jìn)行單向12縱行(針)的往復(fù)，之后，相對于鏈?zhǔn)骄€圈21a，在縱方向上以Z型編入15線圈橫列。通過如此的將插入絲13和插入絲14以相互反轉(zhuǎn)的編織圖案進(jìn)行編織，使得I組鏈?zhǔn)骄€圈21a、21b在橫方向上受到來自左和右大體均等的張力。由此，抑制網(wǎng)狀部7中鏈?zhǔn)骄€圈21的相對移動，網(wǎng)狀部7作為具有空隙5的格子(網(wǎng))可以牢固地維持整體的形狀。需要說明的是，如圖3所示，插入絲13和插入絲14還可以按照各自的編織圖案P2和P3編入邊緣部6中。
在網(wǎng)狀部7中，進(jìn)而可以在橫方向上插入發(fā)熱絲3a。具體的，在插入絲13或插入絲14跨過2組鏈?zhǔn)骄€圈21之間的位置上插入發(fā)熱絲3a。例如如圖3所示，插入絲13向左移動12縱行后，在向右返回12縱行時(shí)，穿過發(fā)熱基布I的整個寬度插入發(fā)熱絲3a。本實(shí)施方式中，由于發(fā)熱絲3a的插入配合了插入絲13或插入絲14的絲線加固，因此，成為每18線圈橫列插入發(fā)熱絲3a。
發(fā)熱絲3a、3b由浙青系的碳纖維15的束與芳綸纖維16構(gòu)成。例如，如圖5所示，發(fā)熱絲3a、3b分別通過在碳纖維15的束的外周螺旋狀卷繞芳綸纖維16來構(gòu)成。換而言之，發(fā)熱絲3a、3b分別通過搶合碳纖維15的束與芳纟侖纖維16來構(gòu)成。I根發(fā)熱絲3a(3b)中含有約1000根的碳纖維15。發(fā)熱絲3a、3b的電阻值在本發(fā)明中沒有限定，例如是300 Ω/m。
如上所述，保護(hù)片2是覆蓋發(fā)熱基布I整體的具有電絕緣性和耐熱性的可撓性的膜或片，例如通過層疊加工與發(fā)熱基布I的表面和背面粘接，來夾住發(fā)熱基布I。作為保護(hù)片2的材料，例舉PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)等的樹脂、橡膠等的彈性體。需要說明的是，作為保護(hù)片2在使用PET膜時(shí)，其厚度例如為0.1mm，在使用天然橡膠片時(shí)，其厚度例如為1_。需要說明的是，本發(fā)明中，保護(hù)片2并不一定是必需的。因此，也可以以發(fā)熱基布I露出于外部的狀態(tài)來使用。
圖6顯示在對發(fā)熱絲3a(3b)施加10V、20V、30V、33V的電壓時(shí)，保護(hù)片2的表面溫度的變化。需要說明的是，該測定中，在氣溫17°C下對長度900mm的發(fā)熱絲3a(3b)流過交流電流。如該圖中所示，如果改變施加到發(fā)熱絲3a(3b)的電壓，其表面溫度迅速發(fā)生變化，配合施加電壓的上升，表面溫度也迅速上升。例如，在施加33V的電壓時(shí)，發(fā)熱絲3a(3b)面狀發(fā)熱體20的表面溫度約為46°C。
圖7是顯示對于使用每單位長度的電阻值不同的碳纖維15的發(fā)熱絲3a(3b)，施加電壓時(shí)的電流值、消耗電力和其表面溫度的測定結(jié)果的表。圖8是顯示根據(jù)圖7的測定結(jié)果所得到的消耗電力與發(fā)熱絲3a(3b)的表面溫度之間關(guān)系的曲線。由這些表和曲線所示，如果使用由碳纖維15構(gòu)成的發(fā)熱絲3a、3b，僅少量的消耗電力就可以得到充分的溫度上升。對于將發(fā)熱絲3a、3b編織成格子狀的發(fā)熱基布I，與施加相同電壓和施加相同電流的單獨(dú)的發(fā)熱絲3a、3b的情形相比，其溫度變得更高。這是因?yàn)?，通過將發(fā)熱絲3a、3b貼近配置，能夠相互取暖，得到了保護(hù)片2的蓄熱效果、由片2導(dǎo)致的保溫效果的疊加效果。
如上所述，在本實(shí)施方式的面狀發(fā)熱體20中，發(fā)熱基布I形成為含有發(fā)熱絲3a、3b與導(dǎo)電絲4而成為一體的針織結(jié)構(gòu)(編織物)。因此，不需要之后設(shè)置發(fā)熱絲3a、3b及銅線4的工夫，生產(chǎn)性優(yōu)異。此外，由于發(fā)熱絲3a、3b與銅線4與底紗11、插入絲12、13、14編結(jié)在一起，因此，耐久性優(yōu)異，不會發(fā)生掉落、偏移。而且，由保護(hù)片2覆蓋發(fā)熱基布I時(shí)，其耐久性進(jìn)一步提升，同時(shí)，得到溫度的均勻化、保溫性提高這樣的效果。
需要說明的是，面狀發(fā)熱體20也可以由僅具有發(fā)熱絲3a的發(fā)熱基布I構(gòu)成。SP，可以省略發(fā)熱絲3b的編織。這種情形下，由于面狀發(fā)熱體20形成為含有發(fā)熱絲3a和導(dǎo)電絲4而成為一體的針織結(jié)構(gòu)(編織物)，因此，能夠取得與上述同樣的效果。
發(fā)熱基布I中，在將發(fā)熱絲3a、3b編織成縱方向與橫方向的格子狀時(shí)，能夠使得面狀發(fā)熱體20整體的效率更好，且更快升溫。此外，假設(shè)橫方向的發(fā)熱絲3a發(fā)生斷線，經(jīng)由與該發(fā)熱絲3a相交叉配置的縱方向的發(fā)熱絲3b，斷了線的發(fā)熱絲3a中仍流過電流。因此，可以將不發(fā)熱的部分抑制到最小限度。而且，通過編織為在發(fā)熱絲3a、3b彼此之間具有空隙5的網(wǎng)狀，可以實(shí)現(xiàn)發(fā)熱基布I的輕量化、抑制制造成本。由于發(fā)熱絲3a、3b使用浙青系的碳纖維15，其電阻值為50 1000 Ω/m，因此，是耐久性優(yōu)異且發(fā)熱效率高、消耗電力少的高性能的面狀發(fā)熱體。
本發(fā)明不限于上述的實(shí)施方式。發(fā)熱基布I的編織圖案PU P2、P3、P4可以適宜地改變。此外,發(fā)熱絲3a、3b、導(dǎo)電絲4、底紗11、插入絲12、13、14的各種類和材質(zhì)也可以適宜地改變。例如，對于導(dǎo)電絲4，除了銅線以外，也可以使用對尼龍等合成纖維進(jìn)行銅等金屬的鍍敷加工而得到的材料。
本發(fā)明的面狀發(fā)熱體可以作為保溫器具來使用。這種情況下，例如貼附到椅子的座面上，埋入靠墊、毛毯、衣服等中。此外，該面狀發(fā)熱體還可以用作住宅的地板加熱裝置、屋外的融雪裝置等。如上所述，由于不必由保護(hù)片2來覆蓋發(fā)熱基布1，也可以將發(fā)熱基布I本身直接埋入椅子的座面等。發(fā)熱絲只要是通過通電來發(fā)熱的絲即可，也可以使用浙青系以外的碳纖維(例如PAN (聚丙烯腈)系的碳纖維)。
工業(yè)上的利用可能性
根據(jù)根發(fā)明，可以提供生產(chǎn)性、耐久性優(yōu)異的面狀發(fā)熱體。
權(quán)利要求
1.一種面狀發(fā)熱體，其特征在于，具有: 針織結(jié)構(gòu)、 在所述針織結(jié)構(gòu)中在縱方向上具有間隔的、在橫方向上編入的多根第I發(fā)熱絲、 在所述橫方向的所述針織結(jié)構(gòu)的兩側(cè)的邊緣部中在縱方向上編入的多根導(dǎo)電絲。
2.如權(quán)利要求1所述的面狀發(fā)熱體，其特征在于，進(jìn)一步具有在縱方向上編入的多根第2發(fā)熱絲，以使得與所述第I發(fā)熱絲相交叉。
3.如權(quán)利要求2所述的面狀發(fā)熱體，其特征在于，所述第I發(fā)熱絲和所述第2發(fā)熱絲被編織成各自之間具有空隙的網(wǎng)狀。
4.如權(quán)利要求1所述的面狀發(fā)熱體，其特征在于，所述第I發(fā)熱絲由具有50 1000Ω /m的電阻值的浙青系碳纖維構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求2所述的面狀發(fā)熱體，其特征在于，所述第2發(fā)熱絲由具有50 1000Ω /m的電阻值的浙青系碳纖維構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求1所述的面狀發(fā)熱體，其特征在于，進(jìn)一步具有覆蓋所述針織結(jié)構(gòu)整體的樹脂或橡膠的片。
7.如權(quán)利要求2所述的面狀發(fā)熱體，其特征在于，進(jìn)一步具有覆蓋所述針織結(jié)構(gòu)整體的樹脂或橡膠的片。
全文摘要
本發(fā)明提供一種面狀發(fā)熱體，其特征在于，具有針織結(jié)構(gòu)(1)、在所述針織結(jié)構(gòu)(1)中在縱方向上具有間隔的、在橫方向上編入的多根第1發(fā)熱絲(3a)、在所述橫方向的針織結(jié)構(gòu)(1)的兩側(cè)的邊緣部(6,6)中在縱方向上編入的多根導(dǎo)電絲(4)。
文檔編號H05B3/14GK103141155SQ201280003151
公開日2013年6月5日 申請日期2012年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月20日
發(fā)明者寺本武郎, 白澤秀和, 垣內(nèi)大吾, 山田佑輔 申請人:日本艾斯特協(xié)同組合