JP2013191551A - 面状発熱体及びその製造方法並びに面状発熱体用電極 - Google Patents

Abstract

【課題】発熱部の導電性繊維に対する接触不良による電気抵抗の増加を抑制できる面状発熱体を提供する。
【解決手段】電性繊維を含む繊維構造体で形成された発熱部とこの発熱部に通電するための電極部とで形成された面状発熱体において、前記電極部を導電剤及びバインダー成分で形成する。前記電極部は層状であり、かつ少なくとも一部が発熱部の繊維構造体に含浸していてもよい。前記電極部の形状は湾曲した帯状であってもよい。前記バインダー成分は硬化樹脂（特に硬化性ポリエステル系樹脂）であってもよい。前記導電剤は金属粒子を含んでいてもよい。前記電極部はさらに金属線を含んでいてもよい。前記導電性繊維は炭素系導電剤（特にカーボンナノチューブ）を含んでいてもよい。
【選択図】なし

Description

本発明は、導電性繊維を含む繊維構造体で形成された発熱部を備えた面状発熱体及びその製造方法並びに面状発熱体用電極に関する。

従来から、通電による面状発熱体は、数多く商品化されており、用途も多岐にわたっている。例えば、床暖房や壁暖房、融雪装置や凍結防止装置、結露防止や防曇装置、ホットカーペット、車輌シート、園芸用マット、防寒ジャケットや防寒ひざ掛けなどが商品化されている。その中でも、布帛状発熱体は、柔軟性に優れるため、特に広く用いられている。

布帛状発熱体としては、通電により発熱する電線（ニクロム線やカーボン繊維など）をフェルトなどの生地に縫製などにより取り付けた発熱体が一般的である。一方、布帛状発熱体として、布帛を構成する繊維自体に導電性繊維を用い、この導電性繊維を電極で通電して発熱する面状発熱体も提案されている。

特開２００６−３２８７４７号公報（特許文献１）には、左右両端に平行に配設された２つの電極と、これらの電極間に差し渡され、かつ導電性塗料を繊維に塗布した導電性緯糸と、前記電極と略平行に延びる非導電性経糸とで形成された平織状の織布を備えた埋設用発熱体が開示されている。

また、特開平９−３２６２９１号公報（特許文献２）には、複数の電極糸を収束させて所定間隔で複数配列した電極部に対し交差するように合成樹脂発熱糸を配し、電極部間及び合成樹脂発熱糸間に電気抵抗が大きい合成繊維を織り込んだ織物を備えた面状発熱体が開示されている。この文献には、電極糸として、ポリエステルマルチフィラメントを芯糸に錫メッキした銅箔テープをカバリングした電極糸が記載され、合成樹脂発熱糸として、カーボン粒子などの導電性粒子を分散した導電性樹脂を被覆した合成樹脂発熱糸が記載されている。

これらの織物で形成された発熱体では、通常、導電糸と直交する方向に電極として金属細線などの電極糸を織り込み、導電糸を電極糸に接触させ、電極から導電糸に通電する方式が採用されている。この方式では、導電糸が緯糸に配置されていれば経糸の少なくとも一部に電極糸が配置され、また導電糸が経糸に配置されていれば緯糸の少なくとも一部に電極糸が配置され、導電性繊維と電極糸とは直交して接触することにより通電する。

しかし、この方式では、導電性繊維と電極糸とを充分に接触させるのが困難であり、接触不良により電気抵抗が生じて、電極部分での発熱が発生し易い。また、電極糸を繊維構造体に織り込むため、電極糸のパターン形状を湾曲状などに形成するのが困難である。さらに、金属細線などの電極糸では、繰り返しの屈曲により、断線する懸念があるため、これらを用いた面状発熱体は、繰り返し屈曲が必要となる用途には不適であった。

さらに、近年では、導電体であるカーボンナノチューブを繊維表面にコーティングした導電性繊維を用いて織物生地を作成し、この生地に電極を取り付けて通電させる面状発熱体も提案されている。

特開２０１０−１９２２１８号公報（特許文献３）には、導電性繊維を含む編織物で形成された発熱部と、この発熱部に通電するための電極部とで構成された面状発熱体であって、前記導電性繊維が、有機繊維と、この有機繊維の表面を被覆するカーボンナノチューブとを含む面状発熱体が開示されている。この文献には、電極として、帯状電極部を導電性粘着剤で織物に貼着する方法が記載され、導電性粘着剤を有する帯状電極部として、導電粘着層を有する金属箔が例示されている。

しかし、前記面状発熱体には、非導電性繊維である有機繊維を含むため、有機繊維が表面に露出する箇所など、有機繊維の介在により導電性繊維と電極との接触不良による電気抵抗が増加し、電極部で発熱が発生し易い。また、帯状電極部と発熱部との接着力が十分でなく、剥離や位置ずれが生じやすい。さらに、帯状電極部が金属箔で形成されているため、電極のパターン形状を容易に制御できず、耐屈曲性も低い。

特開２００６−３２８７４７号公報（請求項１、段落［００１７］［００１８］、図２） 特開平９−３２６２９１号公報（請求項１、段落［００１３］、実施例） 特開２０１０−１９２２１８号公報（請求項１、段落［０１０４］［０１０５］、実施例）

従って、本発明の目的は、発熱部の導電性繊維に対する接触不良による電気抵抗の増加を抑制できる面状発熱体及びその製造方法並びに面状発熱体用電極を提供することにある。

本発明の他の目的は、柔軟性及び耐屈曲性を併せ持つとともに、発熱部に対して強固に接着できる面状発熱体及びその製造方法並びに面状発熱体用電極を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、湾曲状などの所望のパターン形状を簡便に形成できる面状発熱体用電極及びその製造方法並びに前記電極を備えた面状発熱体を提供することにある。

本発明の別の目的は、所定の温度分布のパターンで発熱を発生できる面状発熱体及びその製造方法並びに面状発熱体用電極を提供することにある。

本発明者らは、鋭意検討の結果、導電性繊維を含む繊維構造体で形成された発熱部を備えた面状発熱体の電極部を導電剤及びバインダー成分で形成することにより、発熱部の導電性繊維に対する接触不良による電気抵抗の増加を抑制できることを見出し、本発明を完成した。

すなわち、本発明の面状発熱体は、導電性繊維を含む繊維構造体で形成された発熱部と、この発熱部に通電するための電極部とで形成された面状発熱体であって、前記電極部が導電剤及びバインダー成分（接着性樹脂）を含む。前記電極部は層状であり、かつ少なくとも一部（少なくとも導電剤の一部）が発熱部の繊維構造体に含浸していてもよい。前記電極部の平面形状は湾曲した線状又は帯状であってもよい。前記繊維構造体は織物であってもよい。前記繊維構造体はさらに非導電性繊維を含み、導電性繊維が経糸及び緯糸のいずれか一方に含まれていてもよい。本発明の面状発熱体は、前記導電性繊維と交差する方向に延びる複数の線状又は帯状電極部を有してもよい。前記帯状電極部間の距離は電極部の長さ方向で均一であってもよく、不均一であっても（又は変化していても）よい。前記バインダー成分は硬化樹脂（特に硬化性ポリエステル系樹脂）であってもよい。前記導電剤は金属粒子を含んでいてもよい。また、前記導電剤は炭素質粒子を含んでいてもよい。前記電極部はさらに金属線を含んでいてもよい。前記導電性繊維は炭素系導電剤（特にカーボンナノチューブ）を含んでいてもよい。前記電極部は、金属系導電剤及びバインダー成分を含む第１の層と、この第１の層に積層され、かつ炭素系導電剤及びバインダー成分を含む第２の層とで形成された積層体であってもよく、特に、第１の層が表面側に配設されていてもよい。

本発明には、導電剤及びバインダー成分を含む導電性ペーストを発熱部の表面に塗布する塗布工程を含む前記面状発熱体の製造方法も含まれる。この製造方法は、塗布した導電性ペーストを硬化する硬化工程をさらに含んでいてもよい。前記塗布工程において、スクリーン印刷で導電性ペーストを塗布してもよい。

本発明には、導電性繊維を含む繊維構造体で形成された発熱部と、この発熱部に通電するための電極部とで形成された面状発熱体の電極部に用いられる電極であって、導電剤及び接着性樹脂で形成された面状発熱体用電極も含まれる。

本発明では、導電性繊維を含む繊維構造体で形成された発熱部を備えた面状発熱体の電極部が導電剤及びバインダー成分で形成されているため、発熱部の導電性繊維に対する接触効率を高めることでき、接触不良による電気抵抗の増加を抑制できる。特に、バインダー成分を硬化性ポリエステル系樹脂で形成することにより、柔軟性及び耐屈曲性を併せ持つともに、発熱部に対して強固に接着できる。また、導電剤及びバインダー成分で形成することにより、従来の金属線を織り込む電極や金属箔で形成された電極と比べて、湾曲状などの所望のパターン形状を簡便に形成できる。さらに、このような電極で面状発熱体を形成し、電極部間の距離を電極部の長さ方向で不均一にする（又は変化させる）ことにより、所定の温度分布のパターンで発熱を発生できる。

図１は、実施例３で得られた面状発熱体の表面写真である。 図２は、実施例３で得られた面状発熱体の発熱状態を示すサーモグラフィによる発熱分布図である。 図３は、実施例４で得られた面状発熱体の表面写真である。 図４は、実施例４で得られた面状発熱体の発熱状態を示すサーモグラフィによる発熱分布図である。 図５は、実施例５で得られた面状発熱体の表面写真である。 図６は、実施例５で得られた面状発熱体の発熱状態を示すサーモグラフィによる発熱分布図である。 図７は、実施例７で得られた面状発熱体の表面写真である。 図８は、実施例７で得られた面状発熱体の発熱状態を示すサーモグラフィによる発熱分布図である。 図９は、比較例２で得られた面状発熱体の発熱状態を示すサーモグラフィによる発熱分布図である。 図１０は、比較例２で得られた面状発熱体の発熱分布を示すグラフである。 図１１は、実施例８で得られた面状発熱体の発熱状態を示すサーモグラフィによる発熱分布図である。 図１２は、実施例８で得られた面状発熱体の発熱分布を示すグラフである。

［電極部］
本発明の面状発熱体は、導電性繊維を含む繊維構造体で形成された発熱部と、この発熱部に通電するための電極部とで形成されている。前記電極部（面状発熱体用電極）は、導電剤及びバインダー成分（又は接着性樹脂）を含む。

（導電剤）
導電剤には、無機系導電剤、有機系導電剤が含まれる。

無機系導電剤としては、例えば、炭素類（例えば、ファーネスブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラックなどのカーボンブラック、人造黒鉛、膨張黒鉛、天然黒鉛、カーボンナノチューブ、フラーレンなど）、金属単体又は合金（例えば、銀、金、銅、クロム、ニッケル、鉄、マグネシウム、アルミニウム、白金、亜鉛、マンガン、タングステン、ステンレスなど）、金属化合物又はセラミックス類（例えば、硫化銅、フェライト、トルマリン、珪藻土など）などが挙げられる。これらの無機系導電剤は、単独で又は二種以上組み合わせて使用でき、例えば、炭素系導電剤と金属系導電剤とを組み合わせてもよい。また、複合体であってもよく、例えば、前記金属単体をメッキ又は蒸着した有機又は無機化合物（銀コート銅など）や、カーボンブラックやグラファイトを担持したセラミックスなどであってもよい。さらに、複合体は、非導電剤との複合体であってもよい。

有機系導電剤としては、導電性高分子、例えば、ポリアセチレン系樹脂（例えば、ポリアセチレンなど）、ポリチオフェン系重合体（例えば、ポリチオフェンなど）、ポリフェニレン系重合体（例えば、ポリパラフェニレンなど）、ポリピロール系重合体（例えば、ポリピロールなど）、ポリアニリン系重合体（例えば、ポリアニリンなど）、アクリル系重合体で変性されたポリエステル系樹脂などの導電性ポリマーが挙げられる。これらの有機系導電剤は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。

これらの導電剤のうち、導電性の点から、無機系導電剤が好ましい。さらに、無機系導電剤の中でも、銀、金、銅、アルミニウムなどの金属を含む金属系導電剤、カーボンブラックやカーボンナノチューブなどの炭素系導電剤が汎用される。さらに、導電性の点から、金属系導電剤（特に金属粒子）を含むのが好ましく、銀系導電剤（例えば、銀単体、銀コート又はメッキ銅など）が特に好ましい。また、耐久性や耐腐食性に優れる点から、炭素系導電剤を含むのが好ましく、カーボンブラックやカーボンナノチューブなどの炭素質粒子が特に好ましい。

導電剤の形状としては、例えば、粒子状（粉末状）、板状（又は鱗片状）、繊維状、不定形状などが挙げられる。これらの形状のうち、略球状や多角体状などの粒子状、繊維状などが汎用され、発熱部を構成する繊維構造体の繊維間空隙に入り込み、導電性繊維と電極との接触不良を抑制できる点から、粒子状が好ましい。

導電剤の平均粒径（カーボンナノチューブなどの異方形状の場合、長径と短径との平均径）は、１０ｎｍ〜１００μｍ程度の範囲から適宜選択でき、電極の機械的特性や導電性などの点から、例えば、０．３〜８０μｍ、好ましくは０．５〜５０μｍ、さらに好ましくは１〜４０μｍ（特に３〜５０μｍ）程度であってもよく、炭素系導電剤（炭素質粒子）の場合、例えば、１０〜５００ｎｍ、好ましくは２０〜３００ｎｍ、さらに好ましくは３０〜１００ｎｍ（特に４０〜８０ｎｍ）程度であってもよい。

（バインダー成分）
本発明では、電極部が前記導電剤とバインダー成分とで形成され、金属線や金属箔などで形成された電極と異なり、電極自体が柔軟性を有しているため、繊維構造体の繊維間（例えば、織物において、隣接する糸間や、経糸と緯糸との交点の隙間、経糸や緯糸がマルチフィラメント糸である場合、単繊維間など）にも導電剤を含むバインダー成分（特に硬化前のバインダー成分）が侵入可能であり、発熱部を構成する繊維構造体に含まれる導電性繊維と電極との接触不良を抑制できる。そのため、繊維構造体が非導電性繊維を含んでいても、非導電性繊維の形状に追従してバインダー成分が充填され、又は非導電性繊維がマルチフィラメント糸である場合は単繊維間の隙間にバインダー成分が侵入されるためか、電極と導電性繊維との接触効率を向上でき、かつ均一に両者を接触できる。

バインダー成分としては、慣用の接着剤や粘着剤が利用できるが、前記導電剤を発熱部の繊維構造体に強固に固定できる点から、接着剤が好ましい。

接着剤には、慣用の接着剤、熱可塑性樹脂（ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、熱可塑性ポリウレタン系樹脂など）、硬化性樹脂（硬化性アクリル系樹脂、硬化性ポリエステル系樹脂、ビニルエステル樹脂、エポキシ樹脂、メラミン系樹脂、尿素樹脂、フェノール系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリイミド系樹脂、ウレタン系樹脂など）、ゴム又は熱可塑性エラストマーなどが挙げられる。これらの接着剤は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。

これらの接着剤のうち、発熱部の繊維構造体に対して強固に接着し、一体化できる点から、硬化性アクリル系樹脂、硬化性ポリエステル系樹脂、ウレタン系樹脂などの硬化性樹脂を熱や光で硬化した硬化樹脂（特に熱硬化性樹脂を硬化した硬化樹脂）が好ましく、前記繊維構造体との組み合わせにおいて接着性と柔軟性と耐屈曲性とを両立できる点から、硬化性ポリエステル系樹脂が特に好ましい。

硬化性ポリエステル系樹脂には、不飽和ポリエステル、共重合ポリエステルが含まれる。不飽和ポリエステルは、柔軟性及び耐屈曲性に優れる点から、ジカルボン酸成分として、重合性ジカルボン酸成分（無視マレイン酸、マレイン酸、フマル酸など）に加えて、アジピン酸やセバシン酸などのＣ_６−１６脂肪族ジカルボン酸を含む不飽和ポリエステル；ジオール成分として、長鎖アルカンジオール（ブタンジオールなどのＣ_４−１０アルカンジオールなど）やポリアルキレングリコール（ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコールなど）などの長鎖ジオール成分を含む不飽和ポリエステル；前記脂肪族ジカルボン酸成分及び前記長鎖ジオール成分を含む不飽和ポリエステルなどであってもよい。共重合ポリエステルも、エチレンテレフタレートやブチレンテレフタレートなどのＣ_２−４アルキレンＣ_６−１４アリレート単位に加えて、前記脂肪族ジカルボン酸成分、前記長鎖ジオール成分の単位を含んでいてもよく、さらに硬化剤に対する反応性基（例えば、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アミノ基など）を有する単量体の単位を含んでいてもよい。硬化剤は、例えば、イソシアネート系硬化剤、アミン系硬化剤、酸無水物系硬化剤、イミダゾール系硬化剤（特にポリイソシアネートなどのイソシアネート系硬化剤）などであってもよい。

バインダー成分の割合は、導電剤１００質量部に対して１〜１００質量部程度の範囲から選択でき、例えば、３〜８０質量部、好ましくは５〜６０質量部、さらに好ましくは１０〜５０質量部（特に１０〜４０質量部）程度であってもよい。バインダー成分の割合が多すぎると、導電性が低下し、逆に少なすぎると接着性が低下する。前記導電剤は、このような割合（濃度）でバインダー成分中に均一に分散しているのが好ましい。

（他の添加剤）
電極部には、さらに慣用の添加剤、例えば、安定剤（銅化合物などの熱安定剤、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤など）、分散剤、微粒子、着色剤、帯電防止剤、難燃剤、可塑剤、潤滑剤、結晶化速度遅延剤などを含有していてもよい。これらの添加剤は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。これらの添加剤は、成形体表面に担持されていてもよく、繊維中に含まれていてもよい。

（金属線）
電極部は、導電剤及びバインダー成分（必要に応じて添加剤）のみで形成されていてもよいが、導電性を向上させるために、さらに金属線を含んでいてもよい。本発明では、金属線を使用しても、金属線と発熱部の導電性繊維との間に、前記導電性及びバインダー成分が緊密に介在するため、電極と導電性繊維との接触不良を抑制できる。

金属線は、前記導電剤の項で例示された金属単体又は合金を表面に有していればよい。前記金属単体及び合金のうち、導電性などの点から、クロム、ニッケル、銅、銀、金、アルミニウムなどの金属が汎用される。

金属線は、編織性などの点から、合成繊維（ポリエステル繊維やポリアミド繊維など）に金属細線をカバリングしたカバリング糸であってもよい。金属細線の平均径は、例えば、１〜５００μｍ、好ましくは５〜３００μｍ、さらに好ましくは１０〜１００μｍ（特に２０〜５０μｍ）程度である。合成繊維の平均繊度は、例えば、２０〜５００ｄｔｅｘ、好ましくは３０〜３００ｄｔｅｘ、さらに好ましくは５０〜２００ｄｔｅｘ程度である。金属線は一つの電極に複数本配設してもよく、例えば、２〜１００本、好ましくは５〜５０本、さらに好ましくは１０〜３０本程度であってもよい。

金属線は、発熱部の繊維構造体が編織物である場合、編織物の構成糸の一部として組み込んでもよい。金属線は、各電極において複数本導入してもよく、例えば、２〜１００本、好ましくは３〜５０本、さらに好ましくは５〜３０本（特に１０〜２０本）程度であってもよい。

金属線は、用途に応じて使用でき、高い発熱性が要求される用途では有効であるが、柔軟性を要求される用途や電極の形状を湾曲した線状又は帯状に形成する用途では、金属線と組み合わせることなく、導電剤及びバインダー成分単独で電極を形成するのが好ましい。

（電極部の形状）
電極部（又は電極）の形状（面形状）は、発熱部の形状に応じて適宜選択でき、特に限定されず、線状であってもよいが、通常、矩形状シートである発熱部の両端部に配設されるため、帯状（又は細幅状）である。さらに、後述するように電極部は塗布工程を経て形成されるため、発熱体の表面で層状に形成され、かつ層状電極部の少なくとも一部（特に、少なくとも導電剤の一部）が、発熱部の繊維構造体に含浸（又は侵入、浸透）しているのが好ましい。電極部が繊維構造体の内部に含浸する（充填される）ことにより、電極部と導電性繊維とを均一に接触でき、接触不良を抑制できる。

電極部は、積層構造を有していてもよく、第２の導電剤及びバインダー成分を含む第２の層との積層体であってもよい。積層体は、経済性などの点から、例えば、銀粒子などの金属系導電剤及びバインダー成分を含む第１の層と、カーボンブラックなどの炭素系導電剤及びバインダー成分を含む第２の層との積層体であってもよい。

積層順序は、特に限定されず、第１の層及び第２の層のうち、いずれの層が内層（導電性繊維を含む繊維構造体と接触する側の層）であってもよい。導電性の高い第１の層を保護して耐久性（耐腐食性）を向上できる点から、炭素系導電剤及びバインダー成分を含む第２の層を表層としてもよく、導電性が高く、大きな電流を流すための金属系導電剤を表層に偏在させて通電性を向上できる点から、金属系導電剤及びバインダー成分を含む第１の層を表層としてもよい。特に、導電性繊維が炭素系導電剤を含む導電剤で形成されている場合、炭素系導電剤及びバインダー成分を含む第２の層を内層とすることにより、炭素系導電剤を含む導電性繊維と親和性の高い第２の層を繊維構造体（織物の場合、経糸と緯糸との交点など）に染み込ませるとともに、導電性が高く、大きな電流を流すための金属系導電剤を表層に偏在させて通電性を向上できる。さらに、第２の層を内層とする構造において、第１の層の上に、炭素系導電剤及びバインダー成分を含む第３の層を、さらに表層として積層した３層構造として、第１の層を保護してもよい。

金属系導電剤及びバインダー成分を含む第１の層と、炭素系導電剤及びバインダー成分を含む第２の層との厚み比は、導電剤の割合に応じて適宜選択できるが、塗布量（固形分重量換算）の比率において、例えば、第１の層／第２の層＝２００／１〜０．２／１、好ましくは５０／１〜０．５／１程度である。第１の層の厚みが薄すぎると、大きな電流を流すのが困難となる一方で、第２の層の厚みが薄すぎると、発熱部から第１の層への接触効率が低下するため、いずれにおいても導電性が低下する。

電極が金属線を含む場合、導電剤と金属線とが接触していればよく、例えば、層状の電極部中に金属線が含まれていてもよく、層状の電極部の下部に金属線が密着していてもよい。さらに、金属線と組み合わせる導電剤は、金属系導電剤、炭素系導電剤が汎用され、導電性を向上できる点から、金属系導電剤であってもよく、金属線を保護できる点から、炭素系導電剤であってもよく、特に、導電性と表面保護性とのバランスに優れる点から、炭素系導電剤が好ましい。

線状又は帯状の電極部は、発熱部の導電性繊維と交差する方向に延びていればよく、例えば、発熱部が緯糸に導電性繊維を使用した織物で形成された発熱体では、経糸の方向に帯状の電極部の長さ方向が平行となるように形成してもよい。

さらに、電極部が金属線と組み合わせることなく、導電剤及びバインダー成分単独で形成されている場合、塗布により容易に所望の形状に電極部を形成できるため、発熱体表面でのパターン形状は、湾曲又は屈曲した帯状に形成されていてもよい。そのため、ストレートな帯状及び／又は湾曲した帯状を組み合わせて、模様を形成し、電極の形状に意匠性を付与するのも容易である。

電極部は、前記発熱部に通電するための少なくとも一対の電極部を含む複数の電極部が形成されていてもよい。本発明では、発熱体の発熱面における発熱量が電極部間の距離に反比例する性質を利用して、対となる帯状電極部間の距離を制御することにより、発熱量の分布が異なる発熱体を作製できる。詳しくは、帯状電極部間の距離を電極部の長さ方向で均一に配置すること、すなわち両電極部を平行に配置することにより、全発熱面で略均一に発熱可能な発熱体（発熱量の分布が均一な発熱体）を調製できる。一方、帯状電極部間の距離を電極部の長さ方向で不均一に（変化させて）配置すること、例えば、直線状（ストレート）の帯状電極部同士を一方の方向（電極が延びる方向）に向かうにつれて拡がる（又は狭まる）形態（例えば、略ハ字状の形態など）に配置することや、一方の方向（電極が延びる方向）に向かうにつれて一対の電極に対して他方の電極の距離が一方の端部で小さく、中間部で大きく、他方の端部で小さくなる形態（例えば、湾曲した帯状電極部とストレートの帯状電極部とを組み合わせた略Ｃ字状の形態など）に配置することにより、発熱面で不均一に発熱できる発熱体（発熱量の分布が不均一であり、発熱量の分布に傾斜構造を有する発熱体）を調製でき、例えば、略Ｃ字状の形態に配置することにより、中間部の発熱量が抑制されたパターンで発熱可能な発熱体を調製できる。そのため、一対の電極部の形態は、直線状、湾曲状（ループ状、螺旋状も含む）、屈曲状、階段状などの種々のパターンの電極要素を組み合わせて形成できる。

電極部のサイズは、発熱部の形状に応じて選択できる。例えば、電極部が帯状の場合、平均幅は、発熱部のサイズに応じて選択でき、例えば、１〜１００ｍｍ、好ましくは２〜５０ｍｍ、さらに好ましくは３〜３０ｍｍ程度であってもよい。

［発熱部］
発熱部は、導電性繊維を含む繊維構造体で形成されている。

（導電性繊維）
導電性繊維は、慣用の導電性繊維が利用できるが、編織性などに適した柔軟性を有する点から、有機繊維と導電剤とで形成された導電性繊維が好ましい。

有機繊維としては、発熱部に柔軟性及びしなやかさを付与するために使用され、非合成繊維［例えば、天然繊維（綿、麻、ウール、絹など）、再生繊維（レーヨン、キュプラなど）、半合成繊維（アセテート繊維など）］であってもよいが、導電剤との密着性などの点から、少なくとも合成繊維を含むのが好ましい。

合成繊維としては、例えば、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリオレフィン繊維、アクリル系繊維、ポリウレタン繊維、ポリビニルアルコール系繊維、ポリ塩化ビニリデン系繊維、ポリ塩化ビニル系繊維などが挙げられる。これらの合成樹脂は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。

合成繊維が２種以上の重合体で形成されている場合は、２種以上の重合体の混合物（アロイ樹脂）で形成された混合紡糸繊維であってもよいし、又は２種以上の重合体が複数の相分離構造を形成した複合紡糸繊維であってもよい。さらに、導電剤の有無によって相分離構造を形成してもよい。複合紡糸繊維には、例えば、海島構造、芯鞘構造、サイドバイサイド型貼合せ構造、海島構造と芯鞘構造とが組み合わさった構造、サイドバイサイド型貼合せ構造と海島構造が組み合わさった構造などが挙げられる。導電剤の有無によって相分離構造を形成した複合紡糸繊維では、導電剤を含む相が表面に配置される。

これらの合成繊維のうち、導電剤の付着性が良好であり、しかも耐屈曲疲労性及び熱的特性に優れる点から、ポリエステル繊維（特に、ポリエチレンテレフタレートやポリブチレンテレフタレートなどのポリＣ_２−４アルキレンテレフタレート繊維）、ポリアミド系樹脂（特に、ポリアミド６、ポリアミド６６などの脂肪族ポリアミド繊維）が好ましく、特にポリエステル繊維が熱安定性及び寸法安定性が良好である点からより好ましい。

有機繊維の横断面形状は特に制限されず、丸形断面を有する通常の有機繊維であってもよく、丸形断面以外の異形断面を有する有機繊維であってもよい。異形断面繊維である場合は、その横断面形状は、例えば、方形、多角形、三角形、中空形、偏平形、多葉又は星形、ドッグボーン型、Ｔ字形、Ｖ字形などのいずれであってもよい。これらの形状のうち、丸形断面が汎用されるが、導電剤の付着性を向上させるために、異形断面形状であってもよい。異形断面形状としては、長さ方向に延びる複数（例えば、２〜１０個、好ましくは３〜６個程度）の凹部又は溝部を有する形状となる横断面形状、例えば、多葉又は星形状（例えば、３〜６葉状）が好ましい。多葉又は星形状は、横断面の中心からみて、対称な位置に複数の凹部を有する形状であってもよい。このような異形断面形状は、断面丸形形状の芯鞘型複合紡糸繊維における芯部の形状であってもよい。

有機繊維は、モノフィラメント糸、双糸、マルチフィラメント糸、加工したマルチフィラメント糸、紡績糸、テープヤーン、及びそれらの組み合わせなどのいずれであってもよい。マルチフィラメント糸や紡績糸などの複合糸の場合、同一の有機繊維同士を組み合わせた複合糸であってもよく、異なる種類の有機繊維を組み合わせた複合糸であってもよい。さらに、目的の繊度とするために、複数のマルチフィラメント糸を合糸してもよい。マルチフィラメント糸の本数は、目的の繊度に応じて調整すればよく、例えば、５〜５００本、好ましくは８〜４００本、さらに好ましくは１０〜３００本程度である。

有機繊維の平均繊度（マルチフィラメント糸などの複合糸の場合、合計繊度）は特に制限されないが、例えば、目標とする面状発熱体の目付け、厚み、柔軟性によって、１０〜１０００ｄｔｅｘの範囲から選択でき、例えば、３０〜５００ｄｔｅｘ、好ましくは５０〜４００ｄｔｅｘ、さらに好ましくは１００〜３００ｄｔｅｘ程度である。

導電剤としては、前記電極の項で例示された導電剤を利用できる。前記導電剤のうち、軽量で柔軟性に富む点から、カーボンブラックやカーボンナノチューブなどの炭素系導電剤が好ましく、繊維の特性を損なうことなく、高い導電性を実現できる点から、カーボンナノチューブが特に好ましい。

導電剤は、有機繊維の表面に存在していればよく、例えば、有機繊維の表面に導電剤が付着していてもよく、有機繊維中に導電剤が含まれていてもよい。有機繊維の表面は、例えば、導電剤又は導電剤を含む層によって、例えば、５０％以上、好ましくは６０％以上、さらに好ましくは８０％以上（特に１００％）の面積割合で被覆されていてもよい。

有機繊維の表面に導電剤が付着された導電性繊維としては、有機繊維の表面にカーボンナノチューブが付着又は被覆した導電性繊維が好ましく、例えば、特開２０１０−５９５６１号公報、特開２０１０−１９２２１８号公報に記載の導電性繊維を利用できる。カーボンナノチューブは、バインダーを介して付着していてもよい。市販品としては、クラレリビング（株）製「ＣＮＴＥＣ」などが挙げられる。

有機繊維中に導電剤が含まれた導電性繊維としては、導電剤を練り込んだ導電層を表層に有する複合繊維であってもよく、芯鞘型複合繊維が好ましい。芯鞘型複合繊維において、鞘部の断面形状は、前記多葉又は星形状であってもよい。また、芯鞘型複合繊維は、鞘部の横断面形状が丸型断面形状であり、かつ芯部表面の全面（略１００％）が導電剤を含む鞘部で覆われていてもよい。さらに、多葉又は星形状繊維の凹部のみを導電剤を含む層が被覆した複合繊維であってもよい。このような複合繊維としては、カーボンブラックを含む表層を有する複合繊維が好ましく、例えば、国際公開ＷＯ２００８／４４４８号公報に記載の導電性繊維を利用できる。市販品としては、例えば、クラレトレーディング（株）製「クラカーボ」、ＢＡＳＦ社製「Ｓｈａｋｅｓｐｅａｒｅ」などが挙げられる。

これらの導電性繊維のうち、伸張変形時の電気抵抗の変動が小さく、耐久性、耐屈曲疲労性、柔軟性に優れる点から、カーボンナノチューブが付着又は被覆した導電性繊維（特に、カーボンナノチューブを含む層が有機繊維の略全面を被覆した導電性繊維）が特に好ましい。

導電剤の割合は、有機繊維１００質量部に対して０．１〜１００質量部程度の範囲から選択でき、例えば、０．１〜５０質量部、好ましくは０．５〜２５質量部、さらに好ましくは１〜２０質量部（特に１〜１５質量部）程度である。

導電性繊維の導電性繊維の２０℃における線電気抵抗値は、例えば、１×１０^０〜１×１０^７Ω／ｃｍ（例えば、５×１０^０〜１×１０^６Ω／ｃｍ）、好ましくは１×１０^１〜１×１０^５Ω／ｃｍ、さらに好ましくは１×１０^２〜１×１０^４Ω／ｃｍ（特に１×１０^３〜５×１０^３Ω／ｃｍ）程度である。

前記線電気抵抗値が高すぎると、発熱効率が低下し、織物などで高密度に配列したとしても発熱量が不足する場合がある。例えば、線電気抵抗１×１０^８Ω／ｃｍで繊度１００ｄｔｅｘの繊維の場合、通常の織物の手法を用い９０本／インチの密度とし、３ｃｍ間隔で２００Ｖの印加電圧をかけたとしても、１６Ｗ／ｍ^２の発熱量しか発生せず、実用性に乏しい。

一方、前記線電気抵抗値が低すぎると、発熱効率が高すぎ、織物などで高密度に配列すると発熱量が高くなりすぎる場合がある。例えば、線電気抵抗０．１Ω／ｃｍで１００ｄｔｅｘの繊維の場合、通常の織物の手法を用い９０本／インチの密度とし、１００ｃｍ間隔で５Ｖの印加電圧をかけた場合には、約９０００Ｗ／ｍ^２の発熱量となり、１ｍ^２の発熱生地に流れる電流は１８００アンペアにもなり、現実的な製品とはならない。

（繊維構造体）
発熱部は、前記導電性繊維を含む繊維構造体で形成されている。繊維構造体としては、織物、編物、不織布、レース地、網などが挙げられる。これらのうち、発熱効率などの点から、織物（織布）、編物（編布）、不織布が好ましく、均一な発熱が可能であり、かつ短絡を抑制できる点から、織物及び編物（特に織物）が好ましい。

織物としては、慣用の織物（織物生地又は織布）、例えば、タフタ織などの平織、綾織又は斜紋織（ツイル織）、朱子織、パイル織などが挙げられる。これらの織物のうち、高密度の組織を形成でき、発熱効率を向上し易い点から、ツイル織、平織が好ましい。

編物としても、慣用の編物（編物生地又は編布）、例えば、平編（天竺編）、経編、丸編、横編、両面編、ゴム編、パイル編などが挙げられる。

さらに、繊維構造体は、少なくとも導電性繊維を含んでいればよく、導電性繊維の割合は、例えば、繊維構造体全体に対して、例えば、１質量％以上（例えば、１〜１００質量％）、好ましくは１０〜１００質量％（例えば、２０〜９０質量％）、さらに好ましくは３０〜１００質量％（例えば、４０〜８０質量％）程度である。

導電性繊維と非導電性繊維とを組み合わせて繊維構造体を形成する場合、非導電性繊維としては、導電性繊維を構成する有機繊維が利用でき、なかでも、ポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、ポリオレフィン系繊維が好ましく、ポリエステル系繊維が特に好ましい。非導電性繊維も、横断面形状や種類も、マルチフィラメント糸や紡績糸における単糸繊度、本数、撚り数などについても、導電性繊維と同様の繊維を利用できる。なお、織物の経糸として、非導電性繊維を使用する場合、導電性繊維で構成された緯糸の繊度は、経糸の繊度に対して、例えば、０．５〜２倍、好ましくは１〜１．８倍、さらに好ましくは１．２〜１．５倍程度の繊度であってもよい。

繊維構造体の単位面積当たりの重さ（目付量）としては、発熱効率の点から、例えば、１０〜３００ｇ／ｍ^２、好ましくは３０〜２５０ｇ／ｍ^２、さらに好ましくは５０〜２００ｇ／ｍ^２程度である。目付量をこの範囲にすることにより、軽量で薄くてしなやかであり、かつ高い発電効率を有する発電部を形成できる。

繊維構造体の厚みは、例えば、０．１〜１ｍｍ、好ましくは０．１５〜０．８ｍｍ、さらに好ましくは０．２〜０．６ｍｍ程度である。

さらに、織物の場合、経糸及び／又は緯糸の全部又は一部を導電性繊維で構成してもよい。特に、経糸及び緯糸のいずれかを導電性繊維で構成することにより、打ち込み本数の調整により発熱効率を容易に制御できるとともに、簡便な方法で導電性繊維の接触を軽減でき、ヒートスポットを抑制できる点で好ましい。さらに、発熱効率を向上させるため、糸密度（打ち込み本数）を調整してもよい。例えば、経糸に１５０〜２００ｄｔｅｘの非導電性繊維、緯糸に１５０〜２５０ｄｔｅｘの導電性繊維を用いた場合、緯密度は、例えば、５０〜１００本／インチ、好ましくは５５〜８０本／インチ程度としてもよい。このような糸密度で織物を構成し、かつ緯糸又は経糸として、導電性繊維を使用すると、有効に発熱効率を向上できる。また、緯糸及び経糸のいずれか一方に導電性繊維を使用すると、電極の配置の工夫によって、本発明の目的の一つである様々なヒーター形状とすることができる。さらに、緯糸として導電性繊維を使用し、かつ経糸として非導電性繊維を使用すると、導電剤の脱落が抑制される点から特に好ましい。

発熱体の表面は、カバー部材などでカバー又は被覆してもよい。カバー部材としては、軟質な耐熱性樹脂、例えば、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタンなどで形成されていてもよい。

［面状発熱体の製造方法］
本発明の面状発熱体は、導電剤及びバインダー成分を含む導電性ペーストを発熱部の表面に塗布する塗布工程を含む製造方法により得られる。

導電性ペーストは、電極を構成する導電剤及びバインダー成分を含んでいればよいが、塗工性を向上させ、繊維構造体繊維間に電極を十分に含浸させる点から、溶媒に溶解又は分散されているのが好ましい。

溶媒としては、バインダーの種類に応じて選択でき、例えば、アルコール類（エタノール、イソプロパノールなど）、ケトン類（アセトン、メチルエチルケトンなど）、エーテル類（テトラヒドロフランなど）、脂肪族炭化水素類（ヘキサンなど）、脂環式炭化水素類（シクロヘキサンなど）、芳香族炭化水素類（トルエン、キシレンなど）、ハロゲン化炭素類（ジクロロメタンなど）、エステル類（酢酸メチルなど）、水、セロソルブ類（メチルセロソルブ、エチルセロソルブなど）、セロソルブアセテート類（ブチルセロソルブアセテートなど）、スルホキシド類（ジメチルスルホキシドなど）、アミド類（ジメチルホルムアミドなど）などが例示できる。これらの溶媒は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。

溶媒の割合は、導電剤１００質量部に対して０〜２００質量部程度の範囲から選択でき、例えば、５〜１００質量部、好ましくは１０〜８０質量部、さらに好ましくは２０〜６０質量部程度である。ペーストの固形分濃度は、例えば、２０〜９０質量％、好ましくは３０〜８０質量％、さらに好ましくは４０〜７５質量％（特に４５〜７０質量％）程度である。溶媒の割合が多すぎると、導電性の高い電極部の作製が困難となり、逆に少なすぎると、発熱部の繊維構造体の繊維の隙間に十分な量の導電剤及びバインダー成分を侵入させるのが困難となる。すなわち、固形分濃度が高すぎるとペーストの粘度が高すぎるためか、導電剤及びバインダー成分が繊維構造体内部（特に、マルチフィラメント糸の繊維間）に侵入し難くなり、逆に低すぎると繊維構造体に対する導電剤及びバインダー成分の担持量の確保が困難となる。

導電性ペーストの塗布方法としては、例えば、スクリーン印刷法、ディスペンス塗布法、グラビア印刷法、グラビアオフセット印刷法、オフセット印刷法、インクジェット印刷法などが利用できる。これらの方法のうち、導電性ペーストを繊維構造体内部に含浸させるための厚肉の塗膜に対して適度な圧力を付与できる点から、スクリーン印刷法が好ましい。すなわち、スクリーン印刷法では、スキージによりインクをローリングさせながら、スクリーン版の穴を通してインクを押し出すため、繊維構造体の内部に明瞭なパターン形状で導電性ペーストを含浸できる。

塗布量は、面状発熱体の厚みなどに応じて選択できるが、例えば、５〜１００ｍｇ／ｃｍ^２、好ましくは１０〜５０ｍｇ／ｃｍ^２、さらに好ましくは２０〜４０ｍｇ／ｃｍ^２（特に２５〜３５ｍｇ／ｃｍ^２）程度である。塗布量が少なすぎると、配線として使用するための電極部に必要な導電剤を塗布できないため、配線の異常発熱が発生し易い。逆に、塗布量が多すぎると、膜厚が大きくなるため、屈曲性が低下するとともに、経済性も低下する。

電極部が金属線を含む場合、金属線は電極部を用いて貼着する方法、縫製により固定する方法、固定具を利用して固定する方法などで発熱部に固定してもよいが、予め発熱部の繊維構造体の一部に組み込む方法が好ましく、例えば、織物の一部として織成する方法であってもよい。例えば、緯糸が導電性繊維で構成された織物の場合、金属線を織物の緯方向の両端に経糸として導入する方法などであってもよい。なお、経糸が導電性繊維で構成された編物の場合、経方向と緯方向との関係は逆になる。

バインダー成分が硬化性樹脂の場合、塗布工程の後工程として、硬化工程を含んでいてもよい。硬化工程では、硬化性樹脂の種類に応じて、紫外線などの光照射や加熱してもよく、簡便性などの点から、熱硬化性樹脂に対して加熱処理する硬化工程が好ましい。

以下、実施例により、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。実施例における面状発熱体の評価方法は、以下に示す方法により測定した。なお、実施例中の「部」及び「％」はことわりのない限り、質量基準である。

［発熱挙動及び状態の評価並びに発熱分布の測定］
得られた発熱体の２本又は４本の帯状電極部に交流又は直流電圧をかけて、汎用の電流計を用いて、発熱電力量を測定し、さらに実施例３〜６、８及び比較例２の発熱体については、サーモグラフィ（フリアーシステムズ社製「ＦＬＩＲ ｉ５」）を用いて、発熱状態を確認した。また、比較例２及び実施例８の発熱体について、発熱分布を測定した。

実施例１
カーボンブラック含有ナイロン系導電繊維（ＢＡＳＦ社製「Ｓｈａｋｅｓｐｅａｒｅ Ｒｅｓｉｓｔａｔ Ｆ９０１ ＤＯ４４」、ナイロンモノフィラメント、４８．９ｄｔｅｘ、１０^５Ω／ｃｍ）を４本撚り合わせた合糸を緯糸に配置し、一方でポリエステル加工糸（クラレトレーディング（株）製、１６７ｄｔｅｘ／４８フィラメント）を経糸に配置し、さらに経糸の一部に電極として直径４０μｍの銅細線をポリエステル加工糸（クラレトレーディング（株）製、１６７ｄｔｅｘ／４８フィラメント）にカバリングしたカバリング糸を連続で１６本導入して帯状部を形成し、このカバリング糸の１６本の導入部から２０ｃｍの間隔となるように、別のカバリング糸を１６本導入して帯状部を配置し、平織組織で緯糸密度６０本／インチの織物を得た。

得られた織物を経方向に１ｍカットし、銅細線で形成された帯状部に銀系導電性ペースト（藤倉化成（株）製「ドータイトＦＡ３５３Ｎ」、銀粒子入りペースト）を３０ｍｇ／ｃｍ^２の塗布量でスクリーン印刷方式によって塗工した後、１５０℃にて２０分熱処理し、２本の直線状の帯状電極部（１ｃｍ幅×１５ｃｍ長さ）を、織物の経方向に沿って１０ｃｍの間隔で平行に形成した。

得られた発熱体に対して、２本の帯状電極部における銅細線部分に１００Ｖの交流電圧をかけたところ、４４Ｗ（２２０Ｗ／ｍ^２）の均一な発熱挙動を示し、２０℃室温下で約４０℃の均一な発熱を確認した。

比較例１
導電性ペーストを塗装する前の実施例１で得られた生地に対して、２箇所の銅細線部分に１００Ｖの交流電圧をかけたところ、３１Ｗ（１５５Ｗ／ｍ^２）の不均一な発熱挙動を示した。また、銅細線の電極部分にも異常発熱が認められた。

実施例２
カーボンブラック含有ナイロン系導電繊維（クラレトレーディング（株）製「クラカーボＫＣ−７９２Ｒ Ｂ２２Ｔ４」、２２ｄｔｅｘ、０．８×１０^６Ω／ｃｍ）を８本撚り合わせた合糸を緯糸に配置し、一方でポリエステル加工糸（クラレトレーディング（株）製、１６７ｄｔｅｘ／４８フィラメント）を経糸に配置し、平織組織で緯糸密度７２本／インチの織物を得た。

得られた織物上に、銀系導電性ペースト（藤倉化成（株）製「ドータイトＦＡ３５３Ｎ」、銀粒子入りペースト）を用い、３０ｍｇ／ｃｍ^２の塗布量でスクリーン印刷方式によって塗工した後、１５０℃にて２０分熱処理し、２本の直線状の帯状電極部（１ｃｍ幅×１５ｃｍ長さ）を、織物の経方向に沿って１０ｃｍの間隔で平行に形成した。

得られた発熱体に対して、銀系導電性ペーストを塗工した２箇所に１００Ｖの交流電圧をかけたところ、３．８Ｗ（２５３Ｗ／ｍ^２）の均一な発熱挙動を示し、２０℃室温下で約４２℃の均一な発熱を確認した。

実施例３〜５
カーボンナノチューブ被覆ポリエステル系導電繊維（クラレリビング（株）製「ＣＮＴＥＣ２４０Ｔ４８」、２４０ｄｔｅｘ、１５００Ω／ｃｍ）を緯糸に配置し、ポリエステル加工糸（クラレトレーディング（株）製、１６７ｄｔｅｘ／４８フィラメント）を経糸に配置し、平織組織で緯糸密度６０本／インチの織物を得た。

得られた織物上に、経方向に銀系導電性ペースト（藤倉化成（株）製「ドータイトＦＡ３５３Ｎ」、銀粒子入りペースト）を用い、３０ｍｇ／ｃｍ^２の塗布量にてスクリーン印刷方式で塗工した後、１５０℃にて２０分熱処理し、表１に示す形態の２本の帯状電極部を、織物の経方向に沿って所定の間隔で平行に形成した。

なお、実施例４及び５において、曲線状である帯状電極部の長さは、両端部の距離を長さとし、実施例５において、直線状の帯状電極部と曲形状の帯状電極部とは、後述する図５にも示されているように、各々の対向する両端部の距離が等間隔となるように略平行に形成した。

実施例６
カーボンナノチューブ被覆ポリエステル系導電繊維（クラレリビング（株）製「ＣＮＴＥＣ２４０Ｔ４８」、２４０ｄｔｅｘ、１５００Ω／ｃｍ）を緯糸に配置し、ポリエステル加工糸（クラレトレーディング（株）製、１６７ｄｔｅｘ／４８フィラメント）を経糸に配置し、平織組織で緯糸密度６０本／インチの織物を得た。

得られた織物上に、経方向に、カーボン系導電性ペースト（藤倉化成（株）製「ＦＣ−４１５」、カーボンブラック入りペースト）を用い、４．５ｍｇ／ｃｍ^２の塗布量にてスクリーン印刷方式で塗工し、乾燥後、さらにその上に銀系導電性ペースト（藤倉化成（株）製「ドータイトＦＡ３５３Ｎ」、銀粒子入りペースト）を用い、１９ｍｇ／ｃｍ^２の塗布量にてスクリーン印刷方式で塗工した後、１５０℃にて２０分熱処理し、表１に示す形態の２本の帯状電極部を、織物の経方向に沿って所定の間隔で平行に形成した。

実施例３〜６で得られた各々の発熱体につき、導電性ペーストを塗工した２箇所に表１に示す電圧をかけ、各々の発熱状態を確認した。結果を表１に示す。

実施例３で得られた発熱体の表面写真及び発熱分布図を図１及び２に示す。図２の結果から明らかなように、均一に発熱していた。なお、図２で白色領域（実際のカラー画像では赤色に見える領域）が高い発熱領域を示し、図２では電極間で略均一に発熱状態が分布している。

実施例４で得られた発熱体の表面写真及び発熱分布図を図３及び４に示す。図４の結果から明らかなように、電極間で白色領域が略均一に分布し、均一に発熱していた。

実施例５で得られた発熱体の表面写真及び発熱分布図を図５及び６に示す。図６の結果から明らかなように、電極間の白色領域は両端部に偏って分布し、両端部の発熱量が大きく、傾斜構造を示した。

実施例６で得られた発熱体では、帯状電極部が、金属系導電剤及びバインダー成分を含む第１の層を表層とし、炭素系導電剤及びバインダー成分を含む第２の層を内層とする積層構造を有するため、単位面積当たりのワット数が大きく、導電性が向上した。

実施例７
図７に示すように、ストレートな帯状の電極部と湾曲した帯状の電極部とを組み合わせて実施例３〜５に準じて面状発熱体を作製し、発熱状況をサーモグラフィにより観察した発熱分布図を図８に示す。図７及び８から明らかなように、本発明の面状発熱体は、様々な形状の電極を容易に形成できた。

比較例２
カーボンナノチューブ被覆ポリエステル系導電繊維（クラレリビング（株）製「ＣＮＴＥＣ２４０Ｔ４８」、２４０ｄｔｅｘ、１５００Ω／ｃｍ）を緯糸に配置し、ポリエステル加工糸（クラレトレーディング（株）製、１６７ｄｔｅｘ／４８フィラメント）を経糸に配置し、さらに経糸の一部に電極として直径４０μｍの銅細線をポリエステル加工糸（クラレトレーディング（株）製、１６７ｄｔｅｘ／４８フィラメント）にカバリングした第１のカバリング糸を連続で１６本導入して第１の帯状部を形成し、このカバリング糸の１６本の導入部から７ｃｍの間隔となるように、第２のカバリング糸を１６本導入して第２の帯状部を形成し、さらに同様の方法で第３及び第４の帯状部を形成し、電極間幅７ｃｍの３段、長さ２４ｃｍの織物を得た。

電極部の銅細線に交互にプラスマイナスにて１２Ｖの直流電流を印加したところ、発熱部（生地部分）も発熱するものの、銅細線部が局部的に発熱する状態を確認した。ワット数は７Ｗ、単位面積当たりのワット数は４１０Ｗ／ｍ^２であった。得られた発熱体のサーモグラフィによる発熱分布図を図９に示し、電極部の長さ方向の中央部において、長さ方向に直交する方向（図９のＡ−Ａ’方向）での温度分布のグラフ（縦軸：温度、横軸：Ａ−Ａ’間の相対位置）を図１０に示す。図９及び１０から明らかなように、２０℃室温下で発熱部が約３３℃の均一であるのに対して、電極部が約４７℃の発熱となっており、発熱状態の分布は不均一であった。

実施例８
比較例２で得られた織物の銅細線で形成された帯状部に、カーボン系導電性ペースト（藤倉化成（株）製「ＦＣ−４１５」、カーボンブラック入りペースト）を８ｍｇ／ｃｍ^２の塗布量でスクリーン印刷方式で塗工し、乾燥した。

電極部に交互にプラスマイナスにて１２Ｖの直流電流を印加したところ、発熱部が局部的に発熱しない均一な発熱状態を確認した。ワット数は７Ｗ、単位面積当たりのワット数は４１０Ｗ／ｍ^２であった。得られた発熱体のサーモグラフィによる発熱分布図を図１１に示し、電極部の長さ方向の中央部において、長さ方向に直交する方向（図１１のＡ−Ａ’方向）での温度分布のグラフ（縦軸：温度、横軸：Ａ−Ａ’間の相対位置）を図１２に示す。図１１及び１２から明らかなように、２０℃室温下で電極部と発熱部とは共に約３７℃の発熱となっており、発熱状態の分布は均一であった。

本発明の面状発熱体は、各種の分野、例えば、道路などの屋外設備のための用途（例えば、ロードヒーティング、融雪装置、凍結防止装置など）、農業用途（例えば、園芸用マットなど）、建造物の構成要素としての用途（例えば、結露防止や防曇装置、床暖房、壁暖房など）、ベヒクルの内部構成要素としての用途（例えば、電車、自動車などの車輌、航空機などの座席シートなど）、防寒のための身飾品のための用途（例えば、ジャケット、ベスト、ひざ掛けなどの衣料、寝具、靴、カイロ、ホットカーペットなど）、家具や日用品としての用途（例えば、いす、足温器など）などに利用可能である。

Claims (20)

1. 導電性繊維を含む繊維構造体で形成された発熱部と、この発熱部に通電するための電極部とで形成された面状発熱体であって、前記電極部が導電剤及びバインダー成分を含む面状発熱体。
2. 電極部が層状であり、かつ少なくとも一部が発熱部の繊維構造体に含浸している請求項１記載の面状発熱体。
3. 電極部の平面形状が湾曲した線状又は帯状である請求項１又は２記載の面状発熱体。
4. 繊維構造体が織物である請求項１〜３のいずれかに記載の面状発熱体。
5. 繊維構造体がさらに非導電性繊維を含み、導電性繊維が経糸及び緯糸のいずれか一方に含まれる請求項４記載の面状発熱体。
6. 導電性繊維と交差する方向に延びる複数の線状又は帯状電極部を有する請求項４又は５記載の面状発熱体。
7. 帯状電極部間の距離が電極部の長さ方向で均一である請求項６記載の面状発熱体。
8. 帯状電極部間の距離が電極部の長さ方向で不均一である請求項６記載の面状発熱体。
9. バインダー成分が硬化樹脂である請求項１〜８のいずれかに記載の面状発熱体。
10. 硬化樹脂が硬化性ポリエステル系樹脂である請求項９記載の面状発熱体。
11. 導電剤が金属粒子を含む請求項１〜１０のいずれかに記載の面状発熱体。
12. 導電剤が炭素質粒子を含む請求項１〜１１のいずれかに記載の面状発熱体。
13. 電極部がさらに金属線を含む請求項１〜１２のいずれかに記載の面状発熱体。
14. 導電性繊維が炭素系導電剤を含む請求項１〜１３のいずれかに記載の面状発熱体。
15. 炭素系導電剤がカーボンナノチューブである請求項１４記載の面状発熱体。
16. 電極部が、金属系導電剤及びバインダー成分を含む第１の層と、この第１の層に積層され、かつ炭素系導電剤及びバインダー成分を含む第２の層とで形成された積層体である請求項２〜１５のいずれかに記載の面状発熱体。
17. 導電剤及びバインダー成分を含む導電性ペーストを発熱部の表面に塗布する塗布工程を含む請求項１〜１６のいずれかに記載の面状発熱体の製造方法。
18. 塗布した導電性ペーストを硬化する硬化工程を含む請求項１７記載の製造方法。
19. 塗布工程において、スクリーン印刷で導電性ペーストを塗布する請求項１７又は１８記載の製造方法。
20. 導電性繊維を含む繊維構造体で形成された発熱部と、この発熱部に通電するための電極部とで形成された面状発熱体の電極部に用いられる電極であって、導電剤及び接着性樹脂で形成された面状発熱体用電極。