JP3048721U - 炭素繊維混抄シート発熱体を備えた床マット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 面状発熱体の全面にわたって自動的に均一な
温度分布が得られるとともに、機械的特性や電気的特性
において優れ、床暖房等に用いて暖房効果が十分得ら
れ、発熱性能も優れている炭素繊維混抄シート発熱体を
備えた床マットを提供する。 【解決手段】 端部に電極板２を有する炭素繊維混抄シ
ート１の両面に合成樹脂フィルム６を積層し、合成樹脂
フィルム６の両面に透水性チップ集合体７，８を積層し
た炭素繊維混抄シート発熱体を備えた床マットを構成し
たものである。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、炭素繊維を植物パルプ、特に笹パルプとともに混抄することにより 製造する炭素繊維混抄発熱シートを介在した床マットに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、面状発熱体は、通電により発熱する組成物を用いたシートからなり、 暖房、乾燥等のために床材、壁材等に用いられている。その一例として、グラフ ァイト、カーボンブラック、金属粉等と合成樹脂バインダーとの組成物を用いた ものがある。

【０００３】 更に、ニクロム線を用いて発熱体を構成し、電気エネルギーにより加熱する方 法も公知である。その他、埋設パイプに通水して灯油、都市ガスを燃焼させて得 た温水を循環させるものもある。

【０００４】 しかしながら、グラファイト、カーボンブラック、金属粉等と合成樹脂バイン ダーからなる面状発熱体は、コストが過大であり、発熱効率が低く均一な温度分 布が得られない。また、ニクロム線を用いて電気エネルギーにより加熱するもの は、局部的な加熱であり、室内全体を暖房するものではない。埋設パイプに通水 して灯油、都市ガスを燃焼させて得た温水を循環させるものも、通水パイプの加 熱による膨張、冷却による収縮から埋設パイプとの間にずれを生じ、変形したり 亀裂を生じるという欠点がある。

【０００５】 その対策として、本出願人により、炭素繊維混抄紙を用いる面状発熱体が提案 されている。即ち、この面状発熱体は、コウゾ、マニラ麻、ミツマタ等からなる 和紙用靭皮繊維と、炭素繊維とを混合し抄紙して形成されている。炭素繊維とし ては、フイラメント径６．８μ、比抵抗２０μΩ程度のＰＡＮ系炭素繊維を約５ 〜１５％程度混合したものが用いられる。このような靭皮繊維を混合して抄出す る際には、例えば、トロロアオイの根から抽出した粘液を混合する。トロロアオ イの根の粘液は、和紙の「ねり」として使用されているものである。

【０００６】 このようにして形成された面状発熱体に対して、矩形の炭素繊維面状発熱体の 相対抗する長辺側の側縁に沿って電極を設け、電極に設けた端子から各々リード 線を導出している。このようにして形成される面状発熱体は、例えば両電極間に １００Ｖの交流電圧を印加したとき、その面状発熱体に直接触れても人体に重大 な危険を及ぼすことはないが、実際上の電気製品とするには、防水、防湿のため 、また安全性の見地から、あるいは発熱体の損傷防止の点から、発熱体の部分及 び電極を含め、たとえは合成樹脂製シートでラミネートするか、あるいは適宜の 合成樹脂の薄板をその表面及び裏面に貼り、更には、それらの表面にアルミシー トを積層することが行われている。

【０００７】 この面状発熱体は、混抄されている炭素繊維に通電することによりその抵抗に より発熱するものであるが、その炭素繊維は細かく裁断され、トロロアオイの根 等から抽出した粘液によって相互に直接、あるいは微妙な間隙をもって電気的に 接続されているので、この部分で温度上昇に応じた高抵抗作用を生じ、発熱の暴 走の発生を防止することができ、面状発熱体の全面にわたって自動的に均一な温 度分布とすることができるものである。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

上記のように、本出願人により提案されている面状発熱体は、面状発熱体の全 面にわたって自動的に均一な温度分布とすることができるものの、発熱体の保護 のために設けている合成樹脂製シートや合成樹脂製の薄板だけでは、埋設用面状 発熱体としては強度等の機械的特性や電気的特性において十分でなく、面状発熱 体としての寿命が短い等の問題点があった。

【０００９】 したがって、本考案は、面状発熱体の全面にわたって自動的に均一な温度分布 が得られるとともに、機械的特性や電気的特性において優れ、床暖房等に用いて 暖房効果が十分得られ、発熱性能も優れている炭素繊維混抄シート発熱体を備え た床マットを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

本考案は、上記課題を解決するため、端部に電極板を有する炭素繊維混抄シー トの両面に合成樹脂フィルムを積層し、該合成樹脂フィルムの両面に透水性チッ プ集合体を積層したことを特徴とする炭素繊維混抄シート発熱体を備えた床マッ トを構成したものである。

【００１１】 本考案は、上記のように構成したので、炭素繊維混抄紙は面全体にわたって自 動的に均一な温度分布を形成され、機械的特性や電気的特性において優れ、床マ ットとして使用することにより床暖房、トイレ等の暖房効果が十分得られ、発熱 性能も優れ、しかも安価なものとなる。

【００１２】

【考案の実施の形態】

本考案の実施例を図面に沿って説明する。本考案による炭素繊維混抄紙を有す る発熱体は、炭素繊維を混抄するパルプとしては、植物パルプとして、靱皮繊維 を用いることができるが、笹パルプ、特に、ササ属のチシマザサからのパルプが より適切なことが判明した。勿論、同類のいね科に属するオカメザサ属（オカメ ザサ）、マダケ属（モウソウチク等）、シホウチク属（シホウチク）、ナリヒラ ダケ属（ナリヒラダケ等）、トウチク属（トウチク）、カンチク属（カンチク） 、ホウライチク属（ホウライチク）、メダケ属（カンザンチク等）、アズマザサ 属（アズマザサ等）、ササ属のミヤコザサ、クマザサ等、スズダケ属（スズダケ ）、ヤダケ属（ヤダケ等）、インヨウチク属（インヨウチク）等の笹から得られ るパルプも包含される。

【００１３】 一方炭素繊維等の繊維の相互固定を行うためのサイズ剤としては、カルボキシ ルメチルセルロース、ポリエチレンオキサイド、アクリル酸ソーダ、ポリビニー ル系親水性サイズ剤等を用いる。また、ノリウツギ（サビタ）を使用することも できる。そのサイズ剤の製造に際しては、上記ノリウツギの幹と枝を採取し、皮 をはいで外皮を除き、内皮を裁断する。この裁断内皮を布袋に入れ一夜水に浸漬 し、これを袋に入れ、揉み、粘液を絞り出して粘液採取を行う。このノリ液は、 上記の原料を炭素繊維とともに混合するに際し、上記パルプ液２リットルに対し て１０ｃｃ程度の混合比で混合させる。

【００１４】 精選パルプを抄紙するに際しては、上記のように精選パルプを所定濃度に調製 しリファイナで叩解する。次いでこのパルプに６ｍｍ程度に切断した繊維長さを 有する炭素繊維を７重量％程度配合しチェストで撹拌する。抄紙する原料は、全 体として炭素繊維は６ｍｍカットのものを８．１ｋｇ、濃度は５ｋｇ／ｍ³ 、笹 パルプは１２１ｋｇ程度である。その後、炭素繊維及びパルプ、更に上記ノリ液 その他白水、分散剤を混合してなる炭素繊維混合笹パルプは、５０メッシュの抄 紙ワイヤを有する抄紙機において抄紙する。その後、公知のプレス工程、乾燥工 程を経て紙厚６０μｍ程度、坪量３０ｇ程度の炭素繊維が混抄された和紙風の笹 紙が抄きあがる。

【００１５】 このようにして得られた炭素繊維混抄シートは、図１、図２に示すように、適 宜の寸法に裁断され面状発熱体１に形成され、その上側縁部に電極板２が形成さ れる。この電極板を形成するに際しては、面状発熱体１の上側縁部に１０〜２０ ｍｍ幅で銀ペースト若しくはその他の導電性インクを印刷し、その上に厚さ３０ 〜５０μｍ程度の銅箔又はニッケルメッキ銅の箔その他の導電性箔２１を貼着す る。更に、防錆、変質、性能劣化を防止するために加工を施した補助電極２２を 重ね合わせ、内部の面状発熱体１とを電気的に一体化する。また、ニードルパン チにより面状発熱体１と電極板２とを電気的に一体化してもよい。この電極板２ にニッケルメッキ銅からなる端子３をリベットあるいはカシメにより固定し、こ こからリード線４を導出する。なお、電極板２と端子３との間にサーモスタット ５を挿入する。上記のように形成される電極部分の厚さは３５μｍ程度である。

【００１６】 本考案による炭素繊維混抄シートを用いた面状発熱体１は、その両面に、例え ばポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポプロピレン樹脂、エチレン−プロピ レン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のオレフィン系樹脂、好適には ポリエステル樹脂からなるフィルム６，６を被覆し、これらのフィルム６，６の 両面に透水性チップ集合体７，８を積層、接着したものにより構成される。

【００１７】 透水性チップ集合体７は、床マットの表面を構成するものであり、加硫ゴム粉 砕物、合成樹脂、木質からなるチップおよびこれらの組み合わせからなる。加硫 ゴム粉砕物はゴムチップを用いることができる。合成樹脂からなるチップは、各 種合成樹脂製品の廃棄物から得ることができる。木質からなるチップは、廃材の 破砕物を用いることができる。その他、これらの加硫ゴム粉砕物、合成樹脂、木 質からなるチップを混合したものであってもよい。

【００１８】 透水性チップ集合体８は、床マットの裏面を構成するものであり、加硫ゴム粉 砕物からなるチップであれば、廃タイヤの破砕加工したチップにより製造するこ とができる。加硫ゴム粉砕物はゴムチップを用いることができる。合成樹脂から なるチップは、各種合成樹脂製品の廃棄物から得ることができる。木質からなる チップは、廃材の破砕物を用いることができる。その他、加硫ゴム粉砕物、合成 樹脂、木質からなるチップおよびこれらの組み合わせからなるものであってもよ い。

【００１９】 チップを合成樹脂フィルムに接着する接着剤９の種類は特に制限はない。熱硬 化性樹脂、熱可塑性樹脂を用いた場合は、加圧加熱するホットプレスにより成形 することができる。また、ウレタン系樹脂を使用する場合は、冷間プレスによる 成形加工により製造することができる。その他、ブチルゴム、天然ゴムにシリコ ン樹脂ワニス、メラミン樹脂ワニス、エポキシ樹脂ワニス等を混合したものを用 いてもよい。

【００２０】 図３に示すように、炭素繊維混抄シート発熱体を備えた床マットをトイレ用に するには、炭素繊維混抄シート１の両面にポリエステル樹脂からなるシート６を 被覆し、その両面には、タイヤ粉砕物を用いた透水性チップ集合体８を積層、接 着したものに電極板２を設置し、電極板２にニッケルメッキ銅からなる端子３を リベットあるいはカシメにより固定し、ここからリード線４を導出する。なお、 電極板２と端子３との間にサーモスタット５を挿入する。サーモスタット５の上 下面から、保護のため床マット用ケース１０，１１を被覆する。

【００２１】 図３に示すように、炭素繊維混抄シート発熱体を備えたものを暖房用床マット として使用するには、炭素繊維混抄シート１の両面にポリエステル樹脂からなる シート６を被覆し、その両面には、タイヤ粉砕物を用いた透水性チップ集合体８ を積層、接着したものに電極板２を設置し、電極板２にニッケルメッキ銅からな る端子３をリベットあるいはカシメにより固定し、ここからリード線４を導出す る。なお、電極板２と端子３との間にサーモスタット５を挿入する。端子３の上 下面から、保護のため床マット用ケース１０，１１を被覆する。

【００２２】 炭素繊維混抄シートを有する発熱体は、上記のようにして実際に製作した結果 、１００Ｖ、１８０Ｗの定格値において抵抗値は、７５Ω／ｃｍ² となった。ま たそのシート厚は６０μｍであり４０μｍまで可能であった。上記のようにして 製作される炭素繊維混抄シートを有する発熱体は、一般のパネルヒータとして、 例えば床面に敷設することにより、室内全体を暖房する輻射暖房手段として用い ることができる。

【００２３】

【考案の効果】

本考案は、上記のように構成してなるので、炭素繊維混抄シート発熱体の使用 により面状発熱体の全面にわたって自動的に均一な温度分布が得られるとともに 、機械的特性や電気的特性において優れ、これを用いた床マットを敷設すること により、床、トイレ等に用いて暖房効果が十分得られ、発熱性能も優れており、 かつ安価な発熱シートを得ることができる。

【００２４】 床マットの表面及び裏面に透水性チップ集合体を設けたので、水分の透過性が よく、炭素繊維混抄シート発熱体の熱伝導効果も向上する。また、チップの原料 として廃棄物を利用できるので、低価格で製造することができ、表面が滑りにく いので、安全である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の炭素繊維混抄シート発熱体を備えた床
マットの一部破断斜視図である。

【図２】同断面図である。

【図３】トイレ用の床マットの平面図である。

【図４】一般の床マットの平面図である。

【符号の説明】

１ 炭素繊維混抄シート ２ 電極板 ３ 端子 ４ リード線 ５ サーモスタット ６ 合成樹脂フィルム ７ 透水性チップ集合体 ８ 透水性チップ集合体 ９ 接着剤 １０ ケース １１ ケース

Claims (8)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 端部に電極板を有する炭素繊維混抄シー
   トからなる面状発熱体の両面に合成樹脂フィルムを積層
   し、該合成樹脂フィルムの両面に透水性チップ集合体を
   積層したことを特徴とする炭素繊維混抄シート発熱体を
   備えた床マット
2. 【請求項２】 炭素繊維を混抄する繊維を笹パルプとし
   てなる請求項１記載の炭素繊維混抄シート発熱体を備え
   た床マット
3. 【請求項３】 透水性チップ集合体は、加硫ゴム粉砕物
   からなる請求項１記載の炭素繊維混抄シート発熱体を備
   えた床マット
4. 【請求項４】 透水性チップ集合体は、廃タイヤ粉砕物
   からなる請求項１記載の炭素繊維混抄シート発熱体を備
   えた床マット
5. 【請求項５】 透水性チップ集合体は、合成樹脂チップ
   からなる請求項１記載の炭素繊維混抄シート発熱体を備
   えた床マット
6. 【請求項６】 透水性チップ集合体は、木質チップから
   なる請求項１記載の炭素繊維混抄シート発熱体を備えた
   床マット
7. 【請求項７】 透水性チップ集合体は、加硫ゴム粉砕
   物、合成樹脂チップ及び木質チップの組み合わせからな
   る請求項１記載の炭素繊維混抄シート発熱体を備えた床
   マット
8. 【請求項８】 透水性チップ集合体は、床マットの裏面
   に廃タイヤ粉砕物を用いたことからなる請求項１記載の
   炭素繊維混抄シート発熱体を備えた床マット