JP6233945B1 - 温調シート及び温調シート付製品 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明に係る温調シートによれば、例えば足への血液が動脈を通じることによった体温の循環移動するという自然な現象をグラファイトシートを介在使用することで起こし靴内における体温の等温蓄熱効果がもたらされる(エンタルピー効果を発揮する)。よって、人間の平均体温の36.7℃である熱含量となる熱力学的内部エネルギを用いて限りなく平均体温に(約1分間〜3分間で)近づける温浴作用をもたらし、足の温度が保たれる(体温蓄熱コンデンサ効果を発揮する)。
本発明に係る温調シートによれば、厚み方向の熱伝導が強化される。
上記発明においては、平面視で前記熱伝導シートの大きさは、前記第一スポンジ層及び前記第二スポンジ層の大きさの85%以上95%以下となっていることが好ましい。
大きさが95%を超えると、熱伝導シートの外周縁部から外部に熱が逃げる熱放散作用(アース機能)によって温度が上昇しない可能性があり、一方、大きさが85%未満であると等温蓄熱効果が上がらない可能性がある。すなわち、大きさが85%以上95%以下であれば、人間の平均体温の36.7℃に近い35.9℃という飽和温度で安定する。
そして、本発明に係る温調シート付製品は、上述したような温調シートが、靴、ベッド、イス、座イス又はソファの所定の領域に取り付けられて一体化されているものであることが好ましい。
ここで、「所定の領域」とは、身体と接触する箇所となり、例えば靴であれば靴内の底となり、イスや座イスやソファであれば座部になり、ベッドであれば床板上となる。
第一実施形態では、紳士靴、淑女靴、ロングブーツ、戦闘靴、登山靴、安全靴、作業靴、ゴム長靴、スニーカー等の靴内に挿入配置されることでインソールとして使用され、後述する熱伝導シートが第一延伸e−PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)メンブレンフィルムと混合グラファイトシートと第二延伸e−PTFEメンブレンフィルムとの三層構造の積層体である場合について説明する。
第一スポンジ層10は、熱伝導シート20の下面に接着剤が用いられて接着されている。上記第一スポンジ層10としては、中空粒子や気泡を内包する樹脂組成物層等が挙げられ、例えばエチレン−酢酸ビニル共重合樹脂スポンジ層(EVA(Ethylene Vinyl Acetate Copolymer)スポンジ層)や発泡ウレタン層等が挙げられ、第一スポンジ層10の厚さは、1.5mm以上7.0mm以下であることが好ましい。また、上記接着剤としては汎用品を用いればよいが、特にブチル系接着剤を用いることが好ましい。
第二スポンジ層30は、熱伝導シート20の上面に接着剤が用いられて接着されている。上記第二スポンジ層30としては、中空粒子や気泡を内包する樹脂組成物層等が挙げられ、例えばポリエチレン樹脂スポンジ層(PE(polyethylene)スポンジ層)や発泡ウレタン層等が挙げられ、第二スポンジ層30の厚さは、1.5mm以上7.0mm以下であることが好ましい。また、上記接着剤としては汎用品を用いればよいが、特にブチル系接着剤を用いることが好ましい。
図4は、第一実施形態に係る熱伝導シートの断面図である。熱伝導シート20は、側面視で第一延伸e−PTFEメンブレンフィルム22と混合グラファイトシート21と第二延伸e−PTFEメンブレンフィルム22とがこの順に積層されたものであり、平面視で足底に沿うような形状を呈しており、その外周縁部に補強材221が形成されている。
混合グラファイトシート21としては、例えば発泡黒鉛と熱伝導性フィラーとが含有されたもの等が挙げられ、混合グラファイトシート21の厚さは、0.13mm以上1.5mm以下であることが好ましく、0.2mm以上0.5mm以下であることがより好ましい。
一方、混合グラファイトシート21に含有される熱伝導性フィラーは、人造黒鉛、ボロンナイトライト及びピッチ系炭素繊維からなる群から選択される一種以上のものであり、ピッチ系炭素繊維であることが好ましい。そして、熱伝導性フィラーは、混合グラファイトシート21中に5重量%以上30重量%以下で含有されることが好ましい。
第一延伸e−PTFEメンブレンフィルム22は、混合グラファイトシート21の下面に接着剤Adが用いられて接着されるとともに、第二延伸e−PTFEメンブレンフィルム22は、混合グラファイトシート21の上面に接着剤Adが用いられて接着されている。上記第一延伸e−PTFEメンブレンフィルム22及び上記第二延伸e−PTFEメンブレンフィルム22は、圧縮と引張強度とが大きく、柔軟性が良好であるものが好ましく、特に限定されないが、アメリカドナルドソン社製のe−PTFEメンブレンを使用することができ、市販されているものでも使用することができる。
そして、第一延伸e−PTFEメンブレンフィルム22の厚さ及び第二延伸e−PTFEメンブレンフィルム22の厚さは、30μm〜70μm程度であることが好ましい。上記接着剤Adとしては汎用品を用いればよいが、特に酸化スズ、酸化チタン、酸化タンタル、酸化ニオブ及び酸化ジルコニウムからなる群から選択される一種以上の金属酸化物ゾルと、過硫酸カリウム、酢酸、安息香酸、フェニルホスホン酸及びベンゾイルからなる群から選択される一種以上のOH基を有する化合物と、PVA樹脂とから構成されているものを用いることが好ましい。
補強材221は、側面視で熱伝導シート20の外周縁部の上面と下面と側面とを覆う断面略コ字状を呈するとともに、平面視で略楕円環形状を呈しており、熱伝導シート20の全周に形成されている。
そして、補強材221の略楕円環形状の上面と熱伝導シート20の外周縁部と補強材221の略楕円環形状の下面とが、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE(Polytetrafluoro Ethylene))、6−ナイロン、6,6−ナイロン、ポリプロプレン、アラミド繊維製の糸で縫製されて、略楕円環形状に縫い目222が形成されることで一体化されている。
平面視で熱伝導シート20の大きさは、第一スポンジ層10及び第二スポンジ層30の大きさよりひとまわり小さくなることが好ましく、第一スポンジ層10及び第二スポンジ層30の大きさの85%以上95%以下となることが好ましい。これにより、熱伝導シート20の外周縁部から外部に熱が逃げる熱放散作用(アース機能)によって温度が上昇しなくなることを防止することができる。
第二実施形態では、イスの座部上に配置されることでイス用クッションとして使用され、後述する熱伝導シートが第一延伸e−PTFEメンブレンフィルムと第一グラファイトシートと第二延伸e−PTFEメンブレンフィルムと開繊炭素繊維樹脂テープと第三延伸e−PTFEメンブレンフィルムと第二グラファイトシートと第四延伸e−PTFEメンブレンフィルムとの七層構造の積層体である場合について説明する。
図5は、第二実施形態に係る熱伝導シートの断面図である。なお、図4に示す熱伝導シート20と同様の構成部材については、同じ符号を付している。熱伝導シート20は、側面視で第一延伸e−PTFEメンブレンフィルム22と第一グラファイトシート21と第二延伸e−PTFEメンブレンフィルム22と開繊炭素繊維樹脂テープ23と第三延伸e−PTFEメンブレンフィルム22と第二グラファイトシート21と第四延伸e−PTFEメンブレンフィルム22とがこの順に積層されたものであり、平面視で略四角形状を呈しており、その外周縁部に補強材221が形成されている。
グラファイトシート21としては、黒鉛をシート状に加工したもの(ジャパンマテックス株式会社製)等が挙げられ、グラファイトシート21の厚さは、0.13mm以上1.5mm以下であることが好ましく、0.2mm以上0.5mm以下であることがより好ましい。
開繊炭素繊維樹脂テープ23の厚さは、0.06mm以上0.12mm以下であることが好ましい。
第一実施形態においてインソール100として使用され、第二実施形態においてイス用クッションとして使用される場合について述べたが、これに限定されるものではなく、例えばベッドパッドとして使用されたり、ソファカバーとして使用されたり、自動車、電車、列車(汽車)、飛行機、オートバイ等の座イス用クッションとして使用されたりするように構成してもよい。
第一実施形態において混合グラファイトシート21の上面及び下面の両面に延伸e−PTFEメンブレンフィルム22がラミネートされたものを用い、第二実施形態においてグラファイトシート21の上面及び下面の両面に延伸e−PTFEメンブレンフィルム22がラミネートされたものを用いた場合について述べたが、これに限定されるものではなく、例えば、混合グラファイトシート21の上面及び下面の両面に延伸e−PTFEメンブレンフィルム22がラミネートされていないものを用いたり、グラファイトシート21の上面及び下面の両面に延伸e−PTFEメンブレンフィルム22がラミネートされていないものを用いたりするように構成してもよい。
(第五実施形態)
第一実施形態において平面視で靴内の形状に対応した略楕円形状を呈している場合について述べたが、これに限定されるものではなく、例えばつま先を覆うように前部で折り返される折返部が形成されているように構成してもよい。
(第六実施形態)
第一実施形態において、インソール(温調シート)が紳士靴、淑女靴、ロングブーツ、戦闘靴、登山靴、安全靴、作業靴、ゴム長靴、スニーカー等の靴内に挿入配置される場合について述べたが、これに限定されるものではなく、温調シートが初めから紳士靴、淑女靴、ロングブーツ、戦闘靴、登山靴、安全靴、作業靴、ゴム長靴、スニーカー等の靴内等に一体化されている温調シート付製品としてもよい。
発泡黒鉛と熱伝導性フィラーとが混合された厚さ0.5mmの混合グラファイトシート21(ジャパンマテックス株式会社製)を準備した。第一延伸e−PTFEメンブレンフィルム22と混合グラファイトシート21と第二延伸e−PTFEメンブレンフィルム22とをこの順に積層することで熱伝導シート20を作製して、さらに厚さ2mm〜5mmのEVAスポンジ層10と熱伝導シート20と厚さ1.5mm〜3mmのPEスポンジ層30とをこの順に積層することで、実施例1に係るインソールを得た。なお、平面視における熱伝導シート20の大きさは、EVAスポンジ層10及びPEスポンジ層30の大きさの95%とした。そして、実施例1に係るインソールを靴内に挿入配置することで、実施例1に係る紳士靴を得た。
混合グラファイトシート21の上面及び下面の両面に延伸e−PTFEメンブレンフィルム22を形成しなかったこと以外は、実施例1とほぼ同様の手順で、実施例2に係るインソールを得た。そして、実施例2に係るインソールを靴内に挿入配置することで、実施例2に係る紳士靴を得た。
混合グラファイトシート21を熱伝導性フィラーを含有しないグラファイトシート21(ジャパンマテックス株式会社製)に変更したこと以外は、実施例1とほぼ同様の手順で、実施例3に係るインソールを得た。そして、実施例3に係るインソールを靴内に挿入配置することで、実施例3に係る紳士靴を得た。
グラファイトシート21の上面及び下面の両面に延伸e−PTFEメンブレンフィルム22を形成しなかったこと以外は、実施例3とほぼ同様の手順で、実施例4に係るインソールを得た。そして、実施例4に係るインソールを靴内に挿入配置することで、実施例4に係る紳士靴を得た。
(実施例5)
熱伝導シート20の大きさをEVAスポンジ層10及びPEスポンジ層30の大きさの85%にしたことに変更したこと以外は、実施例1とほぼ同様の手順で、実施例5に係る紳士靴を得た。
(実施例6)
熱伝導シート20の大きさをEVAスポンジ層10及びPEスポンジ層30の大きさの75%にしたことに変更したこと以外は、実施例1とほぼ同様の手順で、実施例6に係る紳士靴を得た。
(実施例7)
熱伝導シート20の大きさをEVAスポンジ層10及びPEスポンジ層30の大きさの100%にしたことに変更したこと以外は、実施例1とほぼ同様の手順で、実施例7に係る紳士靴を得た。
EVAスポンジ層10とPEスポンジ層30とをこの順に積層することで、比較例1に係るインソールを得た。そして、比較例1に係るインソールを靴内に挿入配置することで、比較例1に係る紳士靴を得た。
インソールを挿入配置しない比較例2に係る紳士靴を得た。
室温24℃、湿度40%で靴下を着用し、実施例1〜実施例7及び比較例1〜比較例2に係る紳士靴を着用した。30分間歩行した後、足裏中の10カ所の温度をドイツ画像熱計測器で測定した。そして、10カ所の温度の平均として平均温度を算出した。また、足の前部(5カ所)の平均温度と足の後部(5カ所)の平均温度と間の温度差を、温度差が小さい順に「◎」、「○」、「△」、「×」、「××」で評価した。その結果を表2に示す。
20 熱伝導シート
21 混合グラファイトシート
22 延伸e−PTFEメンブレンフィルム
30 第二スポンジ層
221 補強材
222 縫い目
Claims (9)
- 第一スポンジ層と、
第二スポンジ層と、
面方向の熱伝導率が150W/m・K以上400W/m・K以下であるグラファイトシートを有する熱伝導シートとを具備し、
靴、ベッド、イス、座イス又はソファに用いられる温調シートであって、
前記熱伝導シートが、前記第一スポンジ層と前記第二スポンジ層との間に介装されてなり、
平面視で前記熱伝導シートの大きさは、前記第一スポンジ層及び前記第二スポンジ層の大きさの85%以上95%以下となっていることを特徴とする温調シート。 - 第一スポンジ層と、
第二スポンジ層と、
面方向の熱伝導率が150W/m・K以上400W/m・K以下であるグラファイトシートを有する熱伝導シートとを具備し、
靴、ベッド、イス、座イス又はソファに用いられる温調シートであって、
前記熱伝導シートが、前記第一スポンジ層と前記第二スポンジ層との間に介装されてなり、
前記熱伝導シートは、第一延伸ポリテトラフルオロエチレンフィルムと、グラファイトシートと、第二延伸ポリテトラフルオロエチレンフィルムとがこの順に積層されたものであることを特徴とする温調シート。 - 第一スポンジ層と、
第二スポンジ層と、
面方向の熱伝導率が150W/m・K以上400W/m・K以下であるグラファイトシートを有する熱伝導シートとを具備し、
靴、ベッド、イス、座イス又はソファに用いられる温調シートであって、
前記熱伝導シートが、前記第一スポンジ層と前記第二スポンジ層との間に介装されてなり、
前記熱伝導シートは、第一延伸ポリテトラフルオロエチレンフィルムと、第一グラファイトシートと、第二延伸ポリテトラフルオロエチレンフィルムと、開繊炭素繊維樹脂テープと、第三延伸ポリテトラフルオロエチレンフィルムと、第二グラファイトシートと、第四延伸ポリテトラフルオロエチレンフィルムとがこの順に積層されたものであることを特徴とする温調シート。 - 第一スポンジ層と、
第二スポンジ層と、
面方向の熱伝導率が150W/m・K以上400W/m・K以下であるグラファイトシートを有する熱伝導シートとを具備し、
靴、ベッド、イス、座イス又はソファに用いられる温調シートであって、
前記熱伝導シートが、前記第一スポンジ層と前記第二スポンジ層との間に介装されてなり、
前記熱伝導シートの外周縁部の上面、下面及び側面を覆う断面略コ字状の補強材を具備し、
前記補強材の上面と前記熱伝導シートの外周縁部と前記補強材の下面とが、ポリテトラフルオロエチレン、6−ナイロン、6,6−ナイロン、ポリプロプレン又はアラミド繊維製の糸で縫製されたものであることを特徴とする温調シート。 - 第一スポンジ層と、
第二スポンジ層と、
面方向の熱伝導率が150W/m・K以上400W/m・K以下であるグラファイトシートを有する熱伝導シートとを具備し、
靴、ベッド、イス、座イス又はソファに用いられる温調シートであって、
前記熱伝導シートが、前記第一スポンジ層と前記第二スポンジ層との間に介装されてなり、
前記第一スポンジ層は、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂製スポンジ層であり、
前記第二スポンジ層は、ポリエチレン樹脂製スポンジ層であることを特徴とする温調シート。 - 前記グラファイトシートは、発泡黒鉛と熱伝導性フィラーとが含有された混合グラファイトシートであることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の温調シート。
- 前記熱伝導性フィラーは、ピッチ系炭素繊維であることを特徴とする請求項6に記載の温調シート。
- 前記グラファイトシートの厚さは、0.2mm以上1.5mm以下であることを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の温調シート。
- 請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載の温調シートが、靴、ベッド、イス、座イス又はソファの所定の領域に取り付けられて一体化されているものであることを特徴とする温調シート付製品。
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