JPH0311583A - 面状発熱体およびその製造法 - 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】 「発明の目的」 本発明は面状発熱体およびその製造法に係り、融雪や床
暖房などの目的において利用するに好ましい面状発熱体
およびその有利な製造法を提供しようとするものである
。

（産業上の利用分野） 融雪用や床面ないし壁面を利用した暖房用面発熱体およ
びその製造技術。

（従来の技術） 融雪用や暖房用の面状発熱体としてはカーボン粉末を樹
脂に混合成形して薄層状としたものや、床面や壁層など
にパイプを配管して熱湯あるいは高温の熱媒体を循環さ
せるようにしたもの、ニクロム線などの発熱体を壁面や
床面に埋装したものなどが知られている。

又上記のような面発熱体に関する製造法ないし施工法も
種々に知られている。

（発明が解決しようとする課題） 上記したような従来のものにおいては、特に床面や舗道
面などに採用される場合などにおいて発熱ないし放熱体
を保護しあるいは絶縁などを得るためにコンクリートや
モルタル等が覆装し、好ましくはサンドインチ状に挟み
込むようなことが必要であって、施工やメンテナンスが
煩雑で工数が嵩み、高コストである。

従って施工場所などが限定され、例えば路上の如きムこ
採用することは困難である。

「発明の構成」 （課題を解決するだめの手段） 本発明は」１記した目的を達成するよう鋭意研究を重ね
、創案されたものであって、発熱体として珪酸石灰系水
硬性物質による成形体中に長さが３〜１２１の炭素繊維
チョップ１〜４重量％を均等状に分散混合せしめたこと
を特徴とする面状発熱体を採用し、その発熱体を加液混
練してからコテ塗り、吹きつげあるいはロール押圧など
の層着手法により成形硬化せしめて製造することにより
、前記した従来のものの課題を解決することを見出した
。

（作用） 長さが３〜１０ｍｍの炭素繊維を用いることにより珪酸
石灰系水硬性物質の粉末に幻する分散配合を適切に得し
め、適量の配合で炭素繊維相互の接触通電を図って発熱
を得しめる。長さが３ｆｆｉ１未満であると炭素繊維相
互の接触を得るために大量の配合を必要とし、又所定の
発熱作用を的確に得ることができない。一方ＩＱａｍ以
−にの長さをもった炭素繊維は炭素繊維相互の纏絡傾向
が大であって珪酸石灰系物質粉末との混合が均等に得蕪
＜、又発熱状態も不均一となる傾向がある。前記炭素繊
維の量が１ｗｔ％未満では均等な混合が得られたとして
も炭素繊維の配合量が少いことがら繊維相互間の接触が
適切に得られず、発熱も不充分である。

この炭素繊維配合量が４％を超えたものはコストアンプ
となると共に必要とする発熱も行われなくなる傾向が顕
著である。

珪酸石灰系水硬性物質粉末に対し炭素繊維を実質的に乾
燥した状態で添加混合ず・ることによりその混合を容易
とし、均等状態の混合を適切に得しめる。このようにし
て準備されたものを施工現場で加水混練し成形すること
により適切な製品が得られる。成形は一般的に厚さが１
０ｍｍ以下のような面状体であって、コテ塗り、吹きつ
ｂ−１、あるいはローラ塗りなどの手法で平易に形成す
ることができる。

上記したような本発明によるものは工場製産によって目
的の製品を得ることができることは勿論であるが、好ま
しい方式としては工場において上記のような珪酸石灰系
水硬性物質粉末と炭素繊維材との混合物を乾式状態で調
整し、これを袋詰めの如きとして施工現場に搬入し、加
水混練して施工する。即ち上記のような炭素繊維材と珪
酸石灰系水硬性物質粉末とは均等状に混合することが容
易でなく、手作業の如きでは好ましい均等状混合が得ら
れないが、特殊な梳毛機構の如きを採用することによっ
て有効に分散せしめられ、この分散状態で前記粉末と混
合することで好ましい均等状混合を工場設備によって得
しめ、このようにして形成された均等状混合物は荷役、
運搬によってもその混合状態を変動することがないから
施工現場で加水混合するだけで平易に施工することがで
きる。このようにするならば工場において成形製産され
たものを施工現場で更に施工工作する２重の工程を必要
と・けず、現場での単一工程で目的の施工が完成される
。

前記した炭素繊維としては径が５〜２０μｍで長さが上
記したような範囲のものであって、ピッチ系、パン系の
如きの何れでもよいが、繊維相互間の接点における電気
的負荷からすれば黒鉛化炭化水素が好ましい。

（実施例） 本発明によるものの具体的な実施例について説明すると
以下の如くである。

実施例１゜ 代表的に長さ６璽顧の炭素繊維材を′＄備し、この炭素
繊維材の普通ポルトランドセメントによるセメントモル
タルへの配合量を１ｗｔ％、２ｗｔ％および４ｗｔ％の
３種として細突起を配設したドラム間に供給し、一方の
ドラムを１２００　ｃｍ／ｍｉｎの低周速、他方のドラ
ムを５００００　ｃｍ／ｍｉｎの高周速で回転せしめた
条件下で前記細突起による梳毛的作用で炭素繊維の纏絡
集合体を解繊分数せしめながら砂セメント比が１：１と
され乾式状態の粉状物に順次添加混合せしめ、このよう
にして略均等状に炭素繊維の分布混入されたものに加水
混練して第１図に示すように縦、横が各３０ｃｍで厚さ
５１Ｉ＋１のモルタル成形板１として発熱体を得た。

上記のようにして得られた発熱体ｌには間隔１０ｃｍと
なるように銅線電極２を厚さ方向中間に設定し、このも
のについて制令７日後に電極２．２間の抵抗値および発
熱状況を調査した。用いた測定機は横河電機製作販売に
係る電池式絶縁抵抗計であって、測定結果は次の第１表
の如くであった。

第　　１　　表 なお発熱状況のチエツクは５■および１０■の双方で行
ったが、何れの場合も、１ｄ％および１ｗｔ％では発熱
が実質的に認められず、これは４ｉｖｔ％では導電性が
良好にすぎて発熱しないことにより、又１ｗｔ％の場合
には導電性が悪すぎて発熱がないことによるものと認め
られ、この炭素繊維長６１１１の場合には２ｔｖｔ％前
後において最大状態の発熱が得られ、添加量がこれより
増加した場合および低下した場合の何れにおいても発熱
が低減するものであることを確認した。

なおこの炭素繊維長さ６１より長い繊維を用いた場合に
おいては発熱の最大ポイントが上記より低い添加混合量
で得られることとなり、反対に６龍より短かい炭素繊維
の場合には、より多い添加混合量でなければ発熱の最大
ポイントが得られないことも確認されており、−船釣に
入手し得る３〜１．０　＊ｘの炭素繊維の場合において
はその添加混合量を１〜４ｐｒｔ％として略好ましい発
熱体が得られることを知った。

実施例２ 上記のように標準的な長さ６１鬼の炭素繊維２ｗｔ％を
混合することにより好ましい発熱性が得られることから
その発熱状態の仔細を検討すべく第２図に示すような縦
横がそれぞれ２０ｃｍで厚さが５鶴の発熱体を６１１の
炭素繊維２ｗｔ％で製造し、その中央部に間隔１０ｃｍ
で２本の電極２．２を配設した。然してこのような発熱
体１に関して第２図に示すように、一方の電極２上にお
ける縦方向の長さを４分して得られた５　ｃｍ間隔の３
つの測定点をぬ１〜Ｎｏ、　３とし、又画電極２．２間
の中間位置において上記同様に得られた３つの測定点を
１Ｉｋ１４〜Ｎｏ、６となし表面温度を測定した。即ち
各発熱体１を２０°Ｃの恒温室に収容せしめ、画電極２
．２間に１５Ｖおよび２０Ｖの加電をなしてから１時間
を経て発熱体１が恒温化した時点において上記のような
Ｎｏ、　１〜Ｎｏ、　６の測定点で測温したところ１５
■の加電の場合においてはその陽３測定点が３０°Ｃを
示したのに対して、陽５の測定点は４０．５°Ｃであり
、その他の測定点南１．２．４および隘６のはそれらの
間の中間的測定値を示した。即ち測定結果の発熱分布範
囲は約１０°Ｃであった。

これに対し、上記と同し試験体に対し、その加電が２０
ＶのときはＭ３測定点が５９．５°Ｃで、階４測定点ば
６９°Ｃであり、その他はそれらの間の温度値であって
、この場合においても１０℃程度の範囲内に分布してい
ることが知られ、実用的に略好ましい発熱面状体である
ことが知られた。

実施例３ 長さが４〜１０ｍｍ（平均６龍）の炭素繊維を２ｗｔ％
配合した実施例１．２におけると同じ組成のモルタルに
より屋外に施工し、最低気温がＯ℃〜８．８℃の条件下
で融雪の試験をなした結果は次の第２表の如くであった
。

０ 即ぢ−８，８℃にも達し、降雪量が２〜ｌ１ｃｍに達す
る条件下において、常に的確な融雪を得しめることが確
認された。なお上記第２表のように加電圧を１．０．　
Ｉ　Ｖに設定して断続試験を実施した場合において発熱
体表面が濡れているときの電流値は０．６　Ａであり、
一方乾燥状態のときには０．５７Ａと少許の差が認めら
れた。

「発明の効果」 以上説明したような本発明によるときは炭素繊維を効率
的に利用した発熱材を簡易且つ低コストに提供せしめ室
内暖房のみならず、融雪目的の如きに関しても有利な施
工が行わしめ得るものであって、工業的にその効果の大
きい発明である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の具体的実施態様を示すものであって、第
１図と第２図はそれぞれ本発明の実施例についての成形
体斜面図を示すものである。 然してこの図面において、１は発熱体、２は電極を示す
ものである。 ■

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、珪酸石灰系水硬性物質による成形体中に長さが３〜
   １２ｍｍの炭素繊維チョップ１〜４重量％を均等状に分
   散混合せしめたことを特徴とする面状発熱体。 ２、珪酸石灰系水硬性物質粉末に長さが３〜１２ｍｍの
   炭素繊維チョップ１〜４重量％を均等状態に分散添加し
   たものに対し加液混練してからコテ塗り、吹きつけある
   いはロール押圧などの層着手法により成形硬化すること
   を特徴とする面状発熱体の製造法。