JP3542975B2 - 積層シート - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は積層シートに係り、特に架橋発泡体を含む断熱性及び保温性を有する積層シートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
断熱シートは従来より種々の用途に供せられている。例えば、スパンボンド不織布を用いた断熱シートをヒータで所定温度に加温することにより、融雪のためのロードヒーティングを行うことが知られている。この断熱シートでは、不織布の熱放射率の高さを利用し、地表面へ放熱することで、温水パイプを使用した一般的な施工による融雪施設に比べて短時間に融雪を行うことができる。
【０００３】
また、スーパーマーケットなどの食料品を展示し、保存するための冷蔵棚にはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムや織物などが断熱シートとして用いられている。また、空調設備や水道管などにも断熱シートでパイプを覆うことで保温効果を高めている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の不織布単体の断熱シートでは、保温効果が無いために、地熱を有効に利用できず、断熱効果は不十分である。また、ＰＥＴフィルム単体の断熱シートも同様である。
【０００５】
本発明は以上の点に鑑みなされたもので、遠赤外線を有効利用することにより、断熱効果及び保温効果を高め得る積層シートを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目的を達成するため、ポリエチレン樹脂１００部に対して遠赤外線を放射する物質として酸化アルミニウムを３０部混ぜたポリエチレンフォームによる表面が平坦なシート状の架橋発泡体と、架橋発泡体の両面のうち一方の面に積層されている、表面が平坦なシート状のポリプロピレン又はポリスチレンの不織布と、ポリエチレン層とポリエステル層とをアルミニウムで蒸着した構造であり、ポリエチレン層の方を架橋発泡体の他方の面に対向させて積層されているシート状のフィルムとよりなることを特徴とする。
【０００７】
この発明では、ポリエチレン樹脂１００部に対して遠赤外線を放射する物質として酸化アルミニウムを３０部混ぜたポリエチレンフォームによる表面が平坦なシート状の架橋発泡体を有するようにしているため、加温による遠赤外線の放射効果を、ポリエチレン樹脂の柔軟性を確保した状態で最大限に得ることができ、また、架橋発泡体に断熱保温の機能を持たせ、フィルムに架橋発泡体の表面の保護と熱反射の機能を持たせることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。図１は本発明になる積層シートの一実施の形態の断面図を示す。同図において、積層シート１は、遠赤外線を放射する物質を混ぜ込んでいる架橋発泡体の一例としてのシート状のポリエチレンフォーム（ＰＥフォーム）２と、その下面に形成されたシート状の不織布３と、ポリエチレンフォーム２の上面に形成されたポリエステル（ＰＥＴ）フィルム４とからなる、３層積層構造である。
【００１０】
発泡体としては、ポリオレフィン系（ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン又は各種共重合体等）やポリウレタン系等がある。ここで、ポリエチレンやポリプロピレンでは、三次元架橋していることが望ましい。架橋していなければ、耐熱性、反発弾性や圧縮回復性が悪いからである。また、発泡体には、遠赤外線を放射する物質を混ぜ込んでいる。
【００１１】
この実施の形態では、遠赤外線を放射する物質を混ぜ込んでいる架橋発泡体として、ポリエチレン樹脂と酸化アルミニウムを、１００部：３０部混ぜ、これに発泡剤や製泡剤を配合してよく混練して３０倍発泡させたポリエチレンフォーム２を用いている。これにより、ポリエチレンフォーム２は、断熱保温の機能を有する。ポリエチレンフォーム２の厚みは、要求に応じて任意の値にスライスされる。
【００１２】
なお、遠赤外線を放射する物質としては、各種金属酸化物や炭素繊維があるが、コストと機能のバランスの観点から金属酸化物が望ましく、よって、上記の実施の形態では酸化アルミニウムを用いているが、これ以外に、酸化チタンや酸化ジルコニウムの単独、あるいはこれらの併用を用いるようにしてもよい。
【００１３】
不織布３は、ポリエチレンフォーム２の補強保護機能を有しており、ポリエチレンフォーム２との積層を考慮すると、同じ樹脂系列が望ましいので、ポリプロピレンやポリスチレンの不織布が望ましい。異なる樹脂系列の、例えばポリエステル不織布と組み合わせると、熱融着が困難になる。
【００１４】
また、不織布３は、ポリエチレンフォーム２の補強保護のために設けられているので、補強保護のためであれば、フラットヤーンなどの綿布を不織布の代わりに使用することも可能である。ただし、綿布はラミ品の端部からホツレが起き易いので、不織布を用いるのが望ましい。
【００１５】
この実施の形態のシート状の不織布３としては、ポリプロピレンスパンボンド不織布である、例えば、デュポン株式会社の登録商標名「ザバーン」をシート状にした構成のものを用いている。ここで、「ザバーン」は、本来、土木及びカーペット以外の用途に使用する不織布である。この不織布３の目付６８ｇ／ｍ２とポリエチレンフォーム２とは、フレームラミ法で貼り合わせられる。
【００１６】
また、フィルム４は、ポリエチレンフォーム２の表面の保護と熱反射の機能を有しており、耐熱、耐磨耗性等を加味してポリエステル（ＰＥＴ）フィルムが用いられている。この実施の形態のＰＥＴフィルム４は、図２の断面図に示す構造とされている。
【００１７】
すなわち、ＰＥＴフィルム４は、厚さ１５μｍのポリエチレン（ＰＥ）層４１と、厚さ１２μｍのポリエステル（ＰＥＴ）層４２と、それらを蒸着により貼り合せるアルミ蒸着層４３とから構成されている。この構造のＰＥＴフィルム４は、ＰＥ層４１の方をポリエチレンフォーム２に対向させ、フレームラミ法で貼り合わせられる。
【００１８】
なお、ＰＥＴフィルム４は、加水分解性があるので、積層シートをアルカリ性や浸水の可能性がある用途に使用する場合は避ける必要がある。もし、このような懸念がある場合は、ＰＥＴフィルム４に代えて、耐熱性のあるポリオレフィン系フィルムを用いる。
【００１９】
以上の構成の本実施の形態の積層シート１は、遠赤外線を放射する物質を混ぜ込んでいるポリエチレンフォーム２を有しているので、積層シート１の温度に応じて遠赤外線を放出する。この遠赤外線を吸収した物質は、遠赤外線のエネルギーを物質の分子や格子、原子などの振動エネルギーや回転エネルギーに変換し、物質自体が発熱する。
【００２０】
ここで、物質の放射熱エネルギーは、温度差に関係なく、その物質の絶対温度によることが判明しており、絶対温度Ｔの黒体放射体の単位面積から単位時間当たり放射されるエネルギーは、絶対温度Ｔの４乗に比例するというステファン・ボルツマンの法則が知られている。ポリエチレンフォーム２は黒体放射体ではないが、放射率を修正することでステファン・ボルツマンの法則を適用できる。
【００２１】
従って、放射率を修正したステファン・ボルツマンの法則に従い、上記の積層シート１から周囲温度に応じて遠赤外線による熱エネルギーが放出される。この積層シート１の放出熱エネルギーは、周囲温度が高いほど大きくなるが、ポリエチレンの融点を考慮して好ましくは６０℃程度までの温度で使用するのが望ましい。
【００２２】
次に、本実施の形態の積層シートの輻射熱効果の測定結果について、従来のＰＥＴフィルム単体のシートと対比して説明する。図３は測定方法を説明する平面図で、５００ｍｍ四方の矩形に切り出した被測定試料６の上面（本実施の形態の積層シートではＰＥＴフィルム４の上面）に、表面温度７０℃に設定したブロックヒータ７を設置し、測定雰囲気温度２３℃の下でブロックヒータ７から３０ｍｍ、１００ｍｍ、１５０ｍｍ離れた測定点８ａ、８ｂ、８ｃで温度が時間の経過と共にどのように変化するかを測定した。この測定結果を表１及び図４に示す。
【００２３】
【表１】
Figure 0003542975
図４のI、II、IIIは本実施の形態の積層シートの測定点８ａ、８ｂ、８ｃでの測定結果、同図のIV、V、VIは従来シートの測定点８ａ、８ｂ、８ｃでの測定結果を示す。表１及び図４から分かるように、本実施の形態の積層シートの測定開始時の温度は３つの測定点８ａ、８ｂ及び８ｃのいずれでも同一であるが、時間の経過と共にブロックヒータ７に近い測定点の方が温度上昇が大きく、かつ、急峻に変化し、３分程度で最大になる。
【００２４】
これに対し，従来シートも測定開始時の温度は３つの測定点８ａ、８ｂ及び８ｃのいずれでも同一で、時間の経過と共にブロックヒータ７に近い測定点の方が温度上昇が大きい結果を示しているが、緩やかな傾斜で温度上昇するため、３分程度の経過時間では、本実施の形態の積層シートに比べて温度がかなり低い。このことから、本実施の形態の積層シートの方が、遠赤外線により輻射熱効果が大きく、短時間で高温になる。
【００２５】
このため、本実施の形態の積層シートを例えば融雪用に使用した場合、雪や氷の分子などを遠赤外線により運動させ、そのエネルギーを熱として放出させることができ、このことから従来の断熱シートに比べて熱放射率は同程度であるにもかかわらず、熱反射効果で融雪時間を大幅に短縮でき（従来３時間以上かかっていたものを２時間程度に短縮でき）、地熱の利用効率が大幅に向上し、また保温率が大幅に向上するため、温度の急激な低下を防止できる。
【００２６】
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、上記の遠赤外線による熱放射、断熱、保温特性を生かし、融雪用以外の用途にも広く適用可能である。例えば、靴ソール、椅子（背もたれ）、コースター、便座、風呂の蓋、各所マット、スリッパ、各保温パックなどの一般用途、医療用のベッドのマット、建築用床（タイルカーペットなど）底貼り、空調機類の配管に巻く保温材、天井・壁の保温材などの建築用途、ビニールハウスでの使用（果実では甘味が増し、樹木では成長を促進するものと思われる）や魚などの成長促進に使用可能である。
【００２７】
また、水道のノズル（蛇口）とその周辺にカバーとして本発明の積層シートを巻き付けて使用したところ、水道水のカルキの臭いがとれ、また水質がまろやかになり、おいしく感じられた。また、保温性にも優れていることが確かめられた。更に、本発明の積層シートに電熱コイルを通して箱型や円形型の簡易サウナとして使用することもできる。更に、風呂の湯の上に直接この積層シートを浮かべたり、浴槽の蓋に利用することもでき、この場合は風呂の湯の熱を利用できるので遠赤外線放出をより一層促進できる。
【００２８】
また、本発明者により熱帯魚の水槽底面に本発明の積層シートを使用したところ、ヒレへの切り傷、鱗の剥がれなど、怪我の直りが早くなることが確かめられた。すなわち、水槽（900×450×450ｍｍ）の底面に本発明の積層シートを全面に敷き、その上に砂と砂利を３０ｍｍ〜４０ｍｍ敷き、水槽底面から水槽上部へ水を吸いフィルタを通す一般的なろ過方法で熱帯魚を飼育した場合と、上記の水槽よりも大きな水槽（1800×600×600ｍｍ）の底面に積層シートは敷かず、水槽から溢れた水をろ過ボックスへ送りろ過する水が汚れ難い方法で熱帯魚を飼育した場合とで比較したところ、熱帯魚の傷や鱗の剥がれは前者の積層シートを底面に敷いた水槽で飼っている熱帯魚では約５〜６日程度で完治したが、後者の積層シートを敷いていない従来の水槽では、水槽が大きく条件が良いにもかかわらず約１週間経過しても鱗の剥がれは直っていない。このことから、熱帯魚の怪我の直りは本発明の積層シートを使用した方が早いといえる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、不織布とフィルムが両側に積層されたシート状の架橋発泡体に遠赤外線を放射する物質を混ぜ込むことにより、遠赤外線を放射することができるため、不織布単体のシートに比べて熱反射効果で融雪時間などを大幅に短縮でき（従来３時間以上かかっていたものを２時間程度に短縮でき）、更には断熱効果や保温効果を大幅に向上でき、これらの効果を利用して数々の用途に使用でき、極めて応用範囲が広く汎用性のあるシートを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の断面図である。
【図２】図１中のＰＥＴフィルムの一例の断面図である。
【図３】本発明の効果を測定する測定方法の一例の説明用平面図である。
【図４】本発明の効果の一例の特性図である。
【符号の説明】
１ 積層シート
２ ポリエチレンフォーム
３ 不織布
４ ＰＥＴフィルム
６ 被測定試料
７ ブロックヒータ
８ａ、８ｂ、８ｃ 測定点
４１ ＰＥ層
４２ ＰＥＴ層
４３ アルミ蒸着層

Claims (2)

  1. ポリエチレン樹脂１００部に対して遠赤外線を放射する物質として酸化アルミニウムを３０部混ぜたポリエチレンフォームによる表面が平坦なシート状の架橋発泡体と、
    該架橋発泡体の両面のうち一方の面に積層されている、表面が平坦なシート状のポリプロピレン又はポリスチレンの不織布と、
    ポリエチレン層とポリエステル層とをアルミニウムで蒸着した構造であり、該ポリエチレン層の方を該架橋発泡体の他方の面に対向させて積層されているシート状のフィルムと よりなることを特徴とする積層シート。
  2. 前記不織布は、ポリプロピレンスパンボンド不織布であることを特徴とする請求項１記載の積層シート。
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