JPH0757856A - 高弾性率面状断熱材 - Google Patents
高弾性率面状断熱材Info
- Publication number
- JPH0757856A JPH0757856A JP5220514A JP22051493A JPH0757856A JP H0757856 A JPH0757856 A JP H0757856A JP 5220514 A JP5220514 A JP 5220514A JP 22051493 A JP22051493 A JP 22051493A JP H0757856 A JPH0757856 A JP H0757856A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat insulating
- insulating material
- elastic modulus
- carbon fiber
- high elastic
- Prior art date
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- Pending
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
Landscapes
- Surface Heating Bodies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 建造物の壁、床などの大面積の保温のため
の、断熱効果の高い薄いシ−ト状の断熱材を提供する。 【構成】 カ−ボンファイバ−からなる織布又は網状体
を断熱材で被覆することによって成る面状の断熱材。カ
−ボンファイバ−は、比抵抗が１０-1〜１０-4Ωｃｍ、
引張弾性率が５０ＧＰａ〜９００ＧＰａの範囲のものを
用い、網状体の開口部は１〜６０ｍｍの範囲である。
の、断熱効果の高い薄いシ−ト状の断熱材を提供する。 【構成】 カ−ボンファイバ−からなる織布又は網状体
を断熱材で被覆することによって成る面状の断熱材。カ
−ボンファイバ−は、比抵抗が１０-1〜１０-4Ωｃｍ、
引張弾性率が５０ＧＰａ〜９００ＧＰａの範囲のものを
用い、網状体の開口部は１〜６０ｍｍの範囲である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高弾性率のカ−ボンフ
ァイバ−を用いた新規な面状断熱材に関する。さらに詳
しくは、高弾性率を必要とする分野における断熱又は保
温のための、特に大面積用の簡易な面状断熱材として有
用な、導電性の高弾性率カ−ボンファイバ−含有物を断
熱材で被覆した面状断熱材を提供することを目的とし、
例えば、寒冷地における、保温のための壁材、床材、等
への利用が挙げられる。
ァイバ−を用いた新規な面状断熱材に関する。さらに詳
しくは、高弾性率を必要とする分野における断熱又は保
温のための、特に大面積用の簡易な面状断熱材として有
用な、導電性の高弾性率カ−ボンファイバ−含有物を断
熱材で被覆した面状断熱材を提供することを目的とし、
例えば、寒冷地における、保温のための壁材、床材、等
への利用が挙げられる。
【０００２】
【従来の技術】従来、主として、電気による保温又は加
熱材料としては、ほとんどニクロム線が用いられてき
た。これは、電気材料としてニクロム線の比抵抗が著し
く低く、従って発熱効率が高いという特徴によるもので
あった。ニクロム線の表面温度は、高温に急上昇するの
で、直接接触による急速加熱の目的に使用する場合には
有効な材料である。しかし、ニクロム線は、金属線であ
るので、高温時の腐食が著しく、そのために長期耐久性
の点で問題があり、また、比重が大きいので大面積に大
量使用する場合においては重量的な問題があった。最
近、ニクロム線以外の発熱材料として、導電性カ−ボン
が提案されている。カ−ボンは、ニクロム線に比べて比
抵抗が非常に大きいので、発熱効率が低く、表面温度は
ニクロム線よりも低い。しかし、軽量であるという特徴
を持つので、急速加熱を必要としない大面積の断熱又は
保温のためには適した材料である。カ−ボンは通常、ヒ
−トパイプ方式、即ち、カ−ボンブラック又はカ−ボン
ファイバ−を金属管に充填し、パイプ形状として使われ
ることが多い。
熱材料としては、ほとんどニクロム線が用いられてき
た。これは、電気材料としてニクロム線の比抵抗が著し
く低く、従って発熱効率が高いという特徴によるもので
あった。ニクロム線の表面温度は、高温に急上昇するの
で、直接接触による急速加熱の目的に使用する場合には
有効な材料である。しかし、ニクロム線は、金属線であ
るので、高温時の腐食が著しく、そのために長期耐久性
の点で問題があり、また、比重が大きいので大面積に大
量使用する場合においては重量的な問題があった。最
近、ニクロム線以外の発熱材料として、導電性カ−ボン
が提案されている。カ−ボンは、ニクロム線に比べて比
抵抗が非常に大きいので、発熱効率が低く、表面温度は
ニクロム線よりも低い。しかし、軽量であるという特徴
を持つので、急速加熱を必要としない大面積の断熱又は
保温のためには適した材料である。カ−ボンは通常、ヒ
−トパイプ方式、即ち、カ−ボンブラック又はカ−ボン
ファイバ−を金属管に充填し、パイプ形状として使われ
ることが多い。
【０００３】そのため、発熱体として利用する際の加工
性と取扱性の点で、用途によっては不便な場合があっ
た。例えば、炭素繊維が内部に含まれた炭素繊維強化炭
素から成る発熱体（特開平１−１７５１９３号公報）が
発明されているが、パネル状であり柔軟性に欠けるので
利用の形態が限定されるといった問題があり、また、カ
−ボン等の導電性材料と耐熱性樹脂とを混合し、リボン
状に成形した発熱体を織り込んで面状発熱体を形成する
方法（特開平１−１７３５９２号公報）では、発熱体に
柔軟性と薄型化が与えられるが、発熱体がカ−ボン粉体
を混合した熱可塑性の樹脂であるために強度、弾性率が
低く、そのため荷重による応力変形が許容さない用途に
は適用できなかった。一方、従来、保温のために発泡樹
脂、ガラスウ−ル、石膏などが使われているが、十分な
断熱を行うためには断熱材の厚みをかなり厚くする必要
があるために、建造物の壁材、床材には通常このような
断熱材は使われていないのが現状である。
性と取扱性の点で、用途によっては不便な場合があっ
た。例えば、炭素繊維が内部に含まれた炭素繊維強化炭
素から成る発熱体（特開平１−１７５１９３号公報）が
発明されているが、パネル状であり柔軟性に欠けるので
利用の形態が限定されるといった問題があり、また、カ
−ボン等の導電性材料と耐熱性樹脂とを混合し、リボン
状に成形した発熱体を織り込んで面状発熱体を形成する
方法（特開平１−１７３５９２号公報）では、発熱体に
柔軟性と薄型化が与えられるが、発熱体がカ−ボン粉体
を混合した熱可塑性の樹脂であるために強度、弾性率が
低く、そのため荷重による応力変形が許容さない用途に
は適用できなかった。一方、従来、保温のために発泡樹
脂、ガラスウ−ル、石膏などが使われているが、十分な
断熱を行うためには断熱材の厚みをかなり厚くする必要
があるために、建造物の壁材、床材には通常このような
断熱材は使われていないのが現状である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の事情
に鑑み、高弾性率を必要とする分野において、薄くて、
柔軟性に優れ、取扱性が容易で、かつ、軽量であり、従
って大面積使用に適した新規な断熱材を提供することを
目的としてなされたものである。
に鑑み、高弾性率を必要とする分野において、薄くて、
柔軟性に優れ、取扱性が容易で、かつ、軽量であり、従
って大面積使用に適した新規な断熱材を提供することを
目的としてなされたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者は、薄くて、軽
量で高弾性率の面状断熱材を開発するために鋭意研究を
重ねた結果、高弾性率カ−ボンファイバ−を発熱体とし
て用い、さらにこれを断熱材で被覆することによって前
記目的を達成し得ることを見い出し、この知見に基づい
て本発明を完成するに至った。即ち、本発明は、導電性
で、高弾性率のカ−ボンファイバ−を少なくとも一部含
有する織物又は網状体を、断熱材で被覆した高弾性率面
状断熱材、を提供するものである。以下、本発明を詳細
に説明すと、本発明において使用するカ−ボンファイバ
−比抵抗は、１０-1〜１０-4Ωｃｍのものが好ましく、
特に１０-3Ωｃｍオ−ダ−のものが発熱効率の点から特
に好ましい。本発明においては、該カ−ボンファイバ−
を少なくとも一部含有し、織物又は網状に成形したもの
が用いられる。織物又は網状体は、例えば、カ−ボンフ
ァイバ−単独、或いはカーボンフアイバーと他の繊維と
を混紡した糸、或いは繊維束を、織機、或いは製網機に
かけることにより得ることができる。
量で高弾性率の面状断熱材を開発するために鋭意研究を
重ねた結果、高弾性率カ−ボンファイバ−を発熱体とし
て用い、さらにこれを断熱材で被覆することによって前
記目的を達成し得ることを見い出し、この知見に基づい
て本発明を完成するに至った。即ち、本発明は、導電性
で、高弾性率のカ−ボンファイバ−を少なくとも一部含
有する織物又は網状体を、断熱材で被覆した高弾性率面
状断熱材、を提供するものである。以下、本発明を詳細
に説明すと、本発明において使用するカ−ボンファイバ
−比抵抗は、１０-1〜１０-4Ωｃｍのものが好ましく、
特に１０-3Ωｃｍオ−ダ−のものが発熱効率の点から特
に好ましい。本発明においては、該カ−ボンファイバ−
を少なくとも一部含有し、織物又は網状に成形したもの
が用いられる。織物又は網状体は、例えば、カ−ボンフ
ァイバ−単独、或いはカーボンフアイバーと他の繊維と
を混紡した糸、或いは繊維束を、織機、或いは製網機に
かけることにより得ることができる。
【０００６】この場合、カ−ボンファイ−バ−をそれ以
外の糸或いは繊維束と交織することもできる。ここで、
カ−ボンファイバ−を少なくとも一部含有する、とは、
混紡であれ交織であれ、成形した織物又は網状体の少な
くとも一部にカーボンフアイバーが含まれていることを
意味する。交織によってカ−ボンファイバ−の量を自由
に変えることができるので、発熱量を自由に設計でき、
また、交織によって、外部応力、衝撃などによるカ−ボ
ンファイバ−の損傷を、緩和することもできる。カ−ボ
ンファイバ−としては、高弾性率のものが好ましく、通
常、引張弾性率が、５０ＧＰａ〜９００ＧＰａの範囲の
ものが好ましい。交織用の繊維として、通常の弾性率
（引張弾性率が２０ＧＰａ以下）を有する繊維を用いた
場合には、網状体に柔軟性を与え、成形加工性を容易に
するので好ましい。このような繊維としては、例えば、
ナイロン、ポリエステル、セルロ−ス、ポリプロピレ
ン、ビニロンなどが好適なものとして挙げられる。交織
用の繊維として、高弾性率の繊維を用いた場合には、網
状成形体全体が高弾性率化されるので、特に、高弾性率
を必要とする分野において好適である。
外の糸或いは繊維束と交織することもできる。ここで、
カ−ボンファイバ−を少なくとも一部含有する、とは、
混紡であれ交織であれ、成形した織物又は網状体の少な
くとも一部にカーボンフアイバーが含まれていることを
意味する。交織によってカ−ボンファイバ−の量を自由
に変えることができるので、発熱量を自由に設計でき、
また、交織によって、外部応力、衝撃などによるカ−ボ
ンファイバ−の損傷を、緩和することもできる。カ−ボ
ンファイバ−としては、高弾性率のものが好ましく、通
常、引張弾性率が、５０ＧＰａ〜９００ＧＰａの範囲の
ものが好ましい。交織用の繊維として、通常の弾性率
（引張弾性率が２０ＧＰａ以下）を有する繊維を用いた
場合には、網状体に柔軟性を与え、成形加工性を容易に
するので好ましい。このような繊維としては、例えば、
ナイロン、ポリエステル、セルロ−ス、ポリプロピレ
ン、ビニロンなどが好適なものとして挙げられる。交織
用の繊維として、高弾性率の繊維を用いた場合には、網
状成形体全体が高弾性率化されるので、特に、高弾性率
を必要とする分野において好適である。
【０００７】このような高弾性率繊維としては、引張弾
性率が２０ＧＰａ以上のものが好ましく、例えば、超延
伸ポリアセタ−ル、高弾性率ポリプロピレン、アラミ
ド、超高分子量高弾性率ポリエチレン、ガラスファイバ
−などが好適なものとして挙げられる。本発明の織物又
は網状体は、その開口部の一辺の長さは特に限定するも
のではないが、弾性率と発熱量の点から通常１ｍｍ〜６
０ｍｍの範囲のものが選ばれるが、特に、５ｍｍ〜４０
ｍｍの範囲が好ましい。。該織物又は網状体は、断熱材
で被覆する必要がある。断熱材は、用途に応じて適宜選
択されるので特に限定するものではないが、例えば、発
泡樹脂、ガラスウ−ル、石膏などの通常の断熱材を用い
ることができる。本発明の断熱材の断熱効果は、その厚
みが従来の断熱材に比べて著しく薄くできることにあ
る。例えば、従来の方法では１００ｍｍの厚みの発泡ポ
リエチレンを必要とする断熱に対して、本発明の断熱材
ではわずか１０ｍｍの厚みの断熱材でその目的を達成す
ることができる。
性率が２０ＧＰａ以上のものが好ましく、例えば、超延
伸ポリアセタ−ル、高弾性率ポリプロピレン、アラミ
ド、超高分子量高弾性率ポリエチレン、ガラスファイバ
−などが好適なものとして挙げられる。本発明の織物又
は網状体は、その開口部の一辺の長さは特に限定するも
のではないが、弾性率と発熱量の点から通常１ｍｍ〜６
０ｍｍの範囲のものが選ばれるが、特に、５ｍｍ〜４０
ｍｍの範囲が好ましい。。該織物又は網状体は、断熱材
で被覆する必要がある。断熱材は、用途に応じて適宜選
択されるので特に限定するものではないが、例えば、発
泡樹脂、ガラスウ−ル、石膏などの通常の断熱材を用い
ることができる。本発明の断熱材の断熱効果は、その厚
みが従来の断熱材に比べて著しく薄くできることにあ
る。例えば、従来の方法では１００ｍｍの厚みの発泡ポ
リエチレンを必要とする断熱に対して、本発明の断熱材
ではわずか１０ｍｍの厚みの断熱材でその目的を達成す
ることができる。
【０００８】これは、本発明の断熱材中のカ−ボンファ
イバ−の発熱によって高温側から低温側への熱の移動が
効果的に遮蔽される結果である。次に、添付図面に従っ
て本発明を説明すると、図１は、本発明の面状断熱材の
好適な一例であり、カ−ボンファイバ−を平織した後、
断熱材で被覆することによって作成される面状断熱材で
ある。以下に、実施例によって、本発明をさらに詳細に
説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定
されるものではない。
イバ−の発熱によって高温側から低温側への熱の移動が
効果的に遮蔽される結果である。次に、添付図面に従っ
て本発明を説明すると、図１は、本発明の面状断熱材の
好適な一例であり、カ−ボンファイバ−を平織した後、
断熱材で被覆することによって作成される面状断熱材で
ある。以下に、実施例によって、本発明をさらに詳細に
説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定
されるものではない。
【０００９】
（比較例１）２３℃に温調された室内において、厚み１
００ｍｍ、縦１ｍ、横１ｍの発泡ポリスチレンシ−トの
片面を約０℃で冷却し、発泡ポリスチレンシ−トのもう
一方の側の下面の温度を測定した。その結果、約２０分
後に下面の温度は約５度となった。 （実施例１）引張弾性率が２４０ＧＰａのカ−ボンファ
イバ−（旭化成登録商標名：ハイカ−ボロンＡＭ４００
−ＥＷ−１２０００）を平織りすることによって開口部
が１０ｍｍ角の平織りメッシュを作成し、これを発泡ポ
リスチレンで被覆して、厚み５ｍｍ、縦１ｍ、横１ｍの
図１に示すようなシ−トを作成した。２３℃に温調され
た室内において、該成形体の片面を約０℃で冷却し、そ
れと同時に成形体に４０ボルトの電圧をかけ、成形体の
もう一方の側の下面の温度を測定した。その結果、１時
間後においても下面の温度降下は見られなかった。
００ｍｍ、縦１ｍ、横１ｍの発泡ポリスチレンシ−トの
片面を約０℃で冷却し、発泡ポリスチレンシ−トのもう
一方の側の下面の温度を測定した。その結果、約２０分
後に下面の温度は約５度となった。 （実施例１）引張弾性率が２４０ＧＰａのカ−ボンファ
イバ−（旭化成登録商標名：ハイカ−ボロンＡＭ４００
−ＥＷ−１２０００）を平織りすることによって開口部
が１０ｍｍ角の平織りメッシュを作成し、これを発泡ポ
リスチレンで被覆して、厚み５ｍｍ、縦１ｍ、横１ｍの
図１に示すようなシ−トを作成した。２３℃に温調され
た室内において、該成形体の片面を約０℃で冷却し、そ
れと同時に成形体に４０ボルトの電圧をかけ、成形体の
もう一方の側の下面の温度を測定した。その結果、１時
間後においても下面の温度降下は見られなかった。
【００１０】（実施例２）実施例１のカ−ボンファイバ
−と、ガラス繊維を交織して開口部が１０ｍｍの平織り
メッシュを作成し、これを発泡ポリスチレンで被覆し
て、厚み５ｍｍ、縦１ｍ、横１ｍの図１に示すようなシ
−トを作成した。２３℃に温調された室内において、該
成形体の片面を約０℃で冷却し、それと同時に成形体に
４０ボルトの電圧をかけ、成形体のもう一方の側の下面
の温度を測定した。その結果、１時間後においても下面
の温度降下は見られなかった。
−と、ガラス繊維を交織して開口部が１０ｍｍの平織り
メッシュを作成し、これを発泡ポリスチレンで被覆し
て、厚み５ｍｍ、縦１ｍ、横１ｍの図１に示すようなシ
−トを作成した。２３℃に温調された室内において、該
成形体の片面を約０℃で冷却し、それと同時に成形体に
４０ボルトの電圧をかけ、成形体のもう一方の側の下面
の温度を測定した。その結果、１時間後においても下面
の温度降下は見られなかった。
【００１１】
【発明の効果】本発明の断熱材は、薄いシ−ト状であり
断熱効果が高いので、建造物の壁、床などの大面積の断
熱材として利用できる。
断熱効果が高いので、建造物の壁、床などの大面積の断
熱材として利用できる。
【図１】本発明の面状断熱材の１例であり、その繊維構
造を示す一部断面の概略図である。
造を示す一部断面の概略図である。
１ 面状断熱材 ２ カ−ボンファイバ− ３ 交織繊維 ４ 断熱材 ５ 開口部
Claims (1)
- 【請求項１】 導電性で、高弾性率のカ−ボンファイバ
−を少なくとも一部含有する織物又は網状体を、断熱材
で被覆した高弾性率面状断熱材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5220514A JPH0757856A (ja) | 1993-08-13 | 1993-08-13 | 高弾性率面状断熱材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5220514A JPH0757856A (ja) | 1993-08-13 | 1993-08-13 | 高弾性率面状断熱材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0757856A true JPH0757856A (ja) | 1995-03-03 |
Family
ID=16752217
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5220514A Pending JPH0757856A (ja) | 1993-08-13 | 1993-08-13 | 高弾性率面状断熱材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0757856A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108476559A (zh) * | 2016-01-25 | 2018-08-31 | 株式会社电装 | 加热器装置 |
-
1993
- 1993-08-13 JP JP5220514A patent/JPH0757856A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108476559A (zh) * | 2016-01-25 | 2018-08-31 | 株式会社电装 | 加热器装置 |
| CN108476559B (zh) * | 2016-01-25 | 2021-04-09 | 株式会社电装 | 加热器装置 |
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