JP3207189U

JP3207189U - ロードヒーター

Info

Publication number: JP3207189U
Application number: JP2016004018U
Authority: JP
Inventors: 嘉高藤岡
Original assignee: Teijin Frontier Co Ltd
Current assignee: Teijin Frontier Co Ltd
Priority date: 2016-08-18
Filing date: 2016-08-18
Publication date: 2016-10-27
Anticipated expiration: 2026-08-18
Also published as: CN208430403U

Abstract

【課題】道路の融雪、凍結防止のためのロードヒーターであって、絶縁性および柔軟性に優れたロードヒーターを提供する。【解決手段】線状発熱体１と該線状発熱体１を被覆してなる被覆部とを含むロードヒーターにおいて、被覆部を多層構造にする。線状発熱体１は、金属繊維と有機繊維とで構成される混紡糸、またはニクロム線、または炭素繊維、またはカーボン発熱体である。【選択図】図１

Description

本考案は、道路の融雪、凍結防止のためのロードヒーターであって、絶縁性および柔軟性に優れたロードヒーターに関する。

近年、寒冷地の道路には融雪、凍結防止のロードヒーティングが行われるようになってきた。このロードヒーティングは通常道路の路面から所定の深さにロードヒーターを埋め込み、これに通電して路面を加熱することにより行われる。例えば特許文献１では、金属繊維と有機繊維とで構成される混紡糸を用いたロードヒーターが提案されている。
しかしながら、ロードヒーターにおいて、絶縁性と柔軟性とを両立させることは難しく、例えば絶縁性を高めると柔軟性が低下するという問題があった。

登録実用新案公報第３００６７５８号公報

本考案は、上記の背景に鑑みなされたものであり、道路の融雪、凍結防止のためのロードヒーターであって、絶縁性および柔軟性に優れたロードヒーターを提供することにある。

本考案者は、線状発熱体と被覆部とを含むロードヒーターにおいて、被覆部を多層構造とすることにより絶縁性および柔軟性に優れたロードヒーターが得られることを見出し、さらに鋭意検討を重ねることにより本考案に到達した。

かくして、本考案によれば「線状発熱体と該線状発熱体を被覆してなる被覆部とを含むロードヒーターであって、前記被覆部が多層構造を有することを特徴とするロードヒーター。」が提供される。
その際、前記線状発熱体が、金属繊維と有機繊維とで構成される混紡糸、またはニクロム線、または炭素繊維、またはカーボン発熱体であることが好ましい。また、前記混紡糸が、有限長のステンレススチール細線２０〜８０重量％と、有限長の耐熱非導電性糸条８０〜２０重量％とが混紡されてなり、通電されたとき該ステンレススチール細線同志の接触抵抗により発熱することが好ましい。また、多層構造を有する被覆部において、硬度が互いに異なる２層が含まれ、かつかかる２層のうち硬度が小さい層が内側に配されていることが好ましい。また、前記硬度が互いに異なる２層において、硬度が小さい層がゴムからなり、かつ硬度が大きい層が合成樹脂からなることが好ましい。また、前記被覆部において最内層がフィルムからなることが好ましい。また、前記被覆部の上にさらに、単繊維繊度が１０００ｄｔｅｘ以上の熱可塑性合成繊維から構成される保護層を有することが好ましい。

本考案によれば、道路の融雪、凍結防止のためのロードヒーターであって、絶縁性および柔軟性に優れたロードヒーターが得られる。

本考案のロードヒーターの横断面図の一例を示す図である。

以下、本考案のロードヒーターについて詳細に説明する。
本考案のロードヒーターは、線状発熱体と該線状発熱体を被覆してなる被覆部とを含む。前記線状発熱体は、通電により発熱する線状発熱体を含むものであればよい。線状発熱体としては、例えば、金属繊維と有機繊維とで構成される混紡糸、またはニクロム線、または炭素繊維、またはカーボン発熱体などが例示される。なかでも、有限長のステンレススチール細線２０〜８０重量％と、有限長の耐熱非導電性糸条８０〜２０重量％とが混紡されてなり、通電されたとき該ステンレススチール細線同志の接触抵抗により発熱する可撓性発熱混紡糸条から構成される線状発熱体が好ましい。

本考案のロードヒーターにおいて、前記被覆部は多層構造（好ましくは２〜１０層）を有する。
ここで、多層構造を有する被覆部において、硬度が互いに異なる２層が含まれ、かつかかる２層のうち硬度が小さい層が内側に配されているとロードヒーターの柔軟性が向上し好ましい。
その際、前記硬度が互いに異なる２層において、硬度が小さい層がゴムからなり、かつ硬度が大きい層が合成樹脂からなることが好ましい。

前記ゴムの種類としては、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴムなどが例示される。
また、前記合成樹脂の種類としては、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、ナイロン、ポリベンズイミダゾール、ポリエーテルエーテルケトン、メラミン、フェノール、フッ素系樹脂、ポリフェニレンスルフィドなどが例示される。

多層構造を有する被覆部において、各層の厚さは限定されないが、絶縁性と柔軟性とを両立させる上で０．０１〜０．９ｍｍの範囲が好ましい。
例えば、前記被覆部において最内層をフィルムで構成することにより、線状発熱体を構成する繊維の毛羽が被覆部に入ることを抑制することができ好ましい。
多層構造を有する被覆部の全体厚さ（各層の厚さの合計）としては、絶縁性と柔軟性とを両立させる上で０．０１〜２．２ｍｍの範囲が好ましい。
線状発熱体に被覆部を被覆する方法は公知の方法でよい。

また、前記被覆部の上にさらに、単繊維繊度が１０００ｄｔｅｘ以上の熱可塑性合成繊維から構成される保護層を有することが好ましい。
前記熱可塑性合成繊維は２００℃以上の融点を有することが好ましい。該融点が２００℃未満の場合には、アスファルトで舗設する際、保護層が損傷され、線状発熱体を保護することができないおそれがある。
また、単繊維繊度が１０００ｄｔｅｘ未満の場合には、得られるロードヒーターの耐圧縮変形荷重Ｌｃが小さくなるおそれがある。ただし、あまり繊度が大すぎても取扱い性が低下するので、５０００ｄｔｅｘ以下程度に留めることが好ましい。

上記熱可塑性合成繊維としてはポリエステル、ポリアミドあるいはポリエーテルスルホン繊維などが例示され、中でもポリエステルモノフィラメントが特に好ましく例示される。
また、繊維構造体が外周面に配置されるとは、上記熱可塑性合成繊維モノフィラメントが、丸打組物、織編物、その他の方法で被覆層の外周面に円筒状あるいは螺旋状に連続的に巻きつけられることをいう。

かくして得られたロードヒーターの耐圧縮変形荷重Ｌｃは、９８００Ｎ（１０００ｋｇｆ）以上であることが好ましい。
Ｌｃが９８００Ｎ（１０００ｋｇｆ）未満の場合は、埋設時あるいは埋設後実使用している間にロードヒーターの損傷、断線等が発生し、使用不能となるおそれがある。
ここで、耐圧縮変形荷重Ｌｃとは、ヒーター材を、該ヒーター材の直径方向に圧縮変形させた時、ロードヒーターの損傷が始まる荷重をいう。
Ｌｃが大きいほど、ロードヒーターの圧縮変形に対する抵抗力は高くなるが、あまり大き過ぎるとヒーター材の可撓性が損なわれることがあるので、１９６００Ｎ（２０００ｋｇｆ）で充分である。

上記本考案のロードヒーターは絶縁性だけでなく柔軟性にも優れるので、ロードヒーティングの施工に際し、地中のコンクリート製基礎路盤上に任意の形状で敷設を行ない、アスファルトコンクリートで舗設することができるので、路面の強度を高めることができる。
しかもこの際、１８０〜１９０℃に加熱されたアスファルトコンクリートを冷却することなくそのままフィニッシャーで敷き均し、マカダムローラーやタイヤローラーなどを用いて転圧できるので、路面の強度を著しく高めることができる。

すなわち、かかるロードヒーターは、高温下で混合されたアスファルトコンクリートをそのまま舗設することが可能であり、しかも充分な耐圧縮変形荷重を有しているので、タイヤローラー等による締め固めを行なっても断線等の懸念がなく、路面の強度を高めることができる。

以下、実施例をあげて本考案をさらに具体的に説明する。なお、実施例中の物性は下記の方法により測定した。
（１）耐圧縮変形荷重Ｌｃ
長さ２ｃｍのヒーター材を６５℃で６０分間乾熱処理した後、テンシロン製引張圧縮試験機を用いて直径方向に圧縮変形させ、ヒーター材の損傷が始まる荷重を耐圧縮変形荷重Ｌｃとした。なお、測定は室温（２５℃）雰囲気中で実施した。

［実施例１］
体積固有抵抗が１０^−５Ω−ｃｍオーダーを有し、直径１２μｍの太さを有するステンレススチールの連続長繊維を９００本束ねたものに、コポリパラフェニレン−３，４´−オキシジフェニレンテレフタルアミド連続長繊維（帝人製テクノーラ（商品名）、単繊維繊度１．５デニール）を５０００本束ねたものを重ね合わせて供給し、供給ローラーと牽切ローラーとからなる牽切域で該ローラー間の距離を１０００ｍｍに設定して両ローラー間で３０倍に引き千切った後、圧空圧力を２９．４Ｎ／ｃｍ^２（３ｋｇｆ／ｃｍ^２）に設定した空気旋回ノズルを通して集束性を付与し、平均繊維長が約３１０ｍｍ、ステンレススチールの混率が５０％の混紡糸を得た。
該混紡糸に５００Ｔ／ｍのＺ撚りを付与して複合発熱体（線径２．７ｍｍ）とし、該複合発熱体にポリエステルフィルム（厚さ０．０５ｍｍ）、エチレンプロピレンゴム（被覆厚さ０．９ｍｍ）、ナイロンテープ（厚さ０．０５ｍｍ）およびポリ塩化ビニルチューブ（被覆厚さ１．３ｍｍ）をこの順に被覆した。

次いで、保護層として、単繊維繊度２５３０ｄｔｅｘのポリエステルモノフィラメントを、右回りボビンおよび左回りボビンにそれぞれ２４本供給して丸打組物としながら、上記線状発熱体の周りに巻き付け、ロードヒーターを得た。得られたロードヒーターの耐圧縮変形荷重Ｌｃは２２５４０Ｎ（２３００ｋｇｆ）であった。該ロードヒーターは絶縁性および柔軟性に優れるものであった。
該ロードヒーターを、幅２ｍ、長さ１０ｍの範囲に供給電力が２５０Ｗ／ｍ^２になるように並列配置した後、１９０℃のアスファルトコンクリートを１０ｃｍの厚さになるように、路盤に敷設し、その上にアスファルトコンクリートを打設、転圧した。打設・転圧に際して、線状発熱体の損傷や断線等は発生せず、アスファルトコンクリートの打設・転圧時間は３０分間であった。

本考案によれば、道路の融雪、凍結防止のためのロードヒーターであって、絶縁性および柔軟性に優れたロードヒーターが得られ、その工業的価値は極めて大である。

１：線状発熱体
２：ポリエステルフィルム
３：エチレンプロピレンゴム
４：ナイロンテープ
５：ポリ塩化ビニルチューブ

Claims

線状発熱体と該線状発熱体を被覆してなる被覆部とを含むロードヒーターであって、前記被覆部が多層構造を有することを特徴とするロードヒーター。
前記線状発熱体が、金属繊維と有機繊維とで構成される混紡糸、またはニクロム線、または炭素繊維、またはカーボン発熱体である、請求項１に記載のロードヒーター。
前記混紡糸が、有限長のステンレススチール細線２０〜８０重量％と、有限長の耐熱非導電性糸条８０〜２０重量％とが混紡されてなり、通電されたとき該ステンレススチール細線同志の接触抵抗により発熱する、請求項２に記載のロードヒーター。
多層構造を有する被覆部において、硬度が互いに異なる２層が含まれ、かつかかる２層のうち硬度が小さい層が内側に配されてなる、請求項１〜３のいずれかに記載のロードヒーター。
前記硬度が互いに異なる２層において、硬度が小さい層がゴムからなり、かつ硬度が大きい層が合成樹脂からなる、請求項４に記載のロードヒーター。
前記被覆部において最内層がフィルムからなる、請求項１〜５のいずれかに記載のロードヒーター。
前記被覆部の上にさらに、単繊維繊度が１０００ｄｔｅｘ以上の熱可塑性合成繊維から構成される保護層を有する、請求項１〜５のいずれかに記載のロードヒーター。