JPH10259602A

JPH10259602A - 発熱体付覆工板

Info

Publication number: JPH10259602A
Application number: JP6465897A
Authority: JP
Inventors: Junichi Yoshioka; 淳一吉岡; Satoru Nishikawa; 悟西川; Susumu Miyashita; 進宮下
Original assignee: Toyo Ink Mfg Co Ltd
Current assignee: Toyo Ink Mfg Co Ltd
Priority date: 1997-03-18
Filing date: 1997-03-18
Publication date: 1998-09-29

Abstract

(57)【要約】【課題】冬季の特に寒冷地においても表面が凍結し難
く、スリップを引き起こし難い覆工板を提供する。【解決手段】鋼板で形成された補強層と、導電性材料
を含む導電層、耐熱性の絶縁性材料で形成され、且つ該
導電層を被覆する被覆層を有し、該補強層の下面に取付
けられた発熱体とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、道路、地下鉄、仮
設橋梁等の工事の際に工事現場を覆い、工事現場の上を
人や自動車等が通行できるようにするために使用される
覆工板に関する。

【０００２】

【従来の技術】覆工板は、道路、地下鉄、仮設橋梁等の
工事の際に工事現場を覆い、工事現場の上を人や自動車
等が通行できるようにするために使用され、通常、鋼板
が使用される。しかし、鋼板であるが故に覆工板は、冬
季の特に寒冷地において表面が凍結し、スリップを引き
起こし易いという問題を有しており、従来より様々な改
善方法が試みられてきた。

【０００３】例えば、覆工板の表面の形状が凹凸になる
ように加工したり、珪砂を配合した樹脂組成物を覆工板
表面に塗布することによって覆工板の表面に凹凸をつけ
る等の方法が試みられた。しかしながら、係る方法の場
合、表面の凹凸の厚み以上に凍結層が厚くなってしまう
と、スリップを防止することができないため、覆工板の
使用場所等が限られる。

【０００４】また、塩化カルシウム等の薬剤を覆工板表
面に散布し、自動車のタイヤによって加えられる圧力で
凍結層を融解する方法も試みられてはいるが、覆工板の
腐食を著しく促進させてしまい、覆工板の耐用年数を短
くしてしまうので経済的に好ましくない。

【０００５】あるいは、覆工板上又は覆工板上の凍結層
に地下水を散布したり、覆工板下に温水、エチレングリ
コール等のような熱媒を循環させる方法も考えられる。
しかし、配管、ポンプ、ボイラー等の設置等にかなりの
時間と費用とがかかり、さらにメンテナンスに手間がか
かることから、短期使用を繰り返す覆工板には適さな
い。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、冬季の特に
寒冷地においても表面が凍結し難く、スリップを引き起
こし難い覆工板を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、鋼板で形成さ
れた補強層と、導電性材料を含む導電層、耐熱性の絶縁
性材料で形成され、且つ該導電層を被覆する被覆層を有
し、該補強層の下面に取付けられた発熱体と、を備えた
発熱体付覆工板である。

【０００８】導電層に含まれる導電性材料としては、カ
ーボンブラック及び／又はグラファイトが挙げられる。
また、導電層は導電性材料の他に、熱可塑性樹脂を含有
することができる。

【０００９】発熱体付覆工板表面の温度ムラを防止する
点からは、特定方向に沿って発熱体を切断したときの発
熱体及び導電層の断面の形状及び面積は一定であること
が好ましい。また、発熱体は線状又は棒状であることが
好ましく、特に円柱、楕円柱、偶数角の多角形柱状であ
ることが好ましい。

【００１０】発熱体としては、耐熱性の絶縁性材料で形
成された円柱状の芯層と、該芯層の外周にスパイラル状
に巻き付けられた第１の金属電極線と、スパイラル状の
該第１の金属電極線のピッチの略中央を通るように該芯
層の外周にスパイラル状に巻き付けられた第２の金属電
極線と、熱可塑性樹脂と導電性材料とを含有し、該芯層
を被覆する導電層と、耐熱性の材料で形成され、該導電
層を被覆する被覆層とを備えた発熱体を使用することが
できる。

【００１１】また、本発明では、導電層は正の抵抗温度
特性を有することが好ましい。さらに、本発明では、発
熱体１ｍ当たりの発熱量は１０〜８０Ｗであることが好
ましく、発熱体付覆工板１ｍ²当たりの発熱量は２００
〜４００Ｗであることが好ましい。

【００１２】また、本発明では、発熱体の補強層とは反
対側に断熱層を設けることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の発熱体付覆工板には鋼板
で形成された補強層が使用される。補強層のサイズは特
に制限はないが、１０００ｍｍ×２０００ｍｍ程度の大
きさで、厚さは６ｍｍ程度の大きさのものが好適であ
る。この補強層の下面側には、通常、凹凸が形成され
る。

【００１４】本発明の発熱体付覆工板に使用される発熱
体は導電層と被覆層とを備える。導電層は、導電性材
料、例えば、ニクロム等の金属、硫化亜鉛等の金属硫化
物、酸化亜鉛及び酸化セレン等の金属酸化物、カーボン
ブラック、グラファイト等の導電性無機化合物で形成す
ることができる。また、熱可塑性樹脂と前記導電性材料
とを含有する導電性樹脂組成物等で導電層を形成しても
よい。

【００１５】これらのうち、ニクロムは、安価で、扱い
易く、体積固有抵抗が小さいため発熱量が多くなり、好
ましい。導電層の材料としてニクロムを使用する場合に
は、導電層を比較的長くしたり、導電層の断面積を小さ
くしたり、印加電圧を調整したり、温度センサーを取り
付ける等により、高温になりすぎないよう温度を制御す
ることが好ましい。

【００１６】また、熱可塑性樹脂と導電性材料とを含有
する導電層は、導電性材料の種類と含有量を調節するこ
とによって種々の体積固有抵抗の導電層を得ることがで
きる点で好ましい。熱可塑性樹脂と共に使用する導電性
材料としては、カーボンブラック、グラファイトが好ま
しい。

【００１７】熱可塑性樹脂としては、耐熱性で、通電時
や施工時の力に対し十分な強度を有し、寸法安定性のよ
いものが使用でき、例えば、ポリエチレン、ポリプロピ
レン、ポリエステル、ポリアミド、ポリフッ化ビニリデ
ンのようなフッ素樹脂、ポリ塩化ビニル、シリコーン樹
脂等が挙げられる。これらのうち、コストの低さ及び加
工の容易さから、ポリエチレン、ポリプロピレン及びそ
のエラストマーが好ましい。

【００１８】本発明において使用される発熱体の導電層
は、安全性の面から正の抵抗温度特性を有することが好
ましい。ここで、正の抵抗温度特性とは、発熱体の温度
が上昇するのに伴い抵抗値が上昇することである。ま
た、体積固有抵抗値としては１〜１０⁴Ω・ｃｍ程度で
あることが好ましい。

【００１９】発熱体の被覆層は耐熱性の絶縁性材料で形
成される。該材料は適度な柔軟性を有することが好まし
い。具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
エステル、ポリアミド、ポリフッ化ビニリデン、ポリ塩
化ビニルやこれらのエラストマー等が挙げられる。ま
た、被覆層は耐熱性を向上させるため、必要に応じて架
橋処理してもよい。被覆層の材料は、発熱体付覆工板の
表面到達温度に応じて選択される。

【００２０】本発明において発熱体を補強層裏面に取り
付ける方法としては、特に制限はなく、接着剤、テープ
等を用いてもよいし、あるいは裏面に突起（ピン）を設
け、この突起にインシュロックや針金等を用いて発熱体
を固定してもよい。

【００２１】発熱体の形状としては、線状、棒状、帯
状、面状が挙げられ、補強層に凹凸が形成されている場
合には、良好な補強層との密着性及び熱伝導率を得、且
つ発熱体に不均一な応力が加わることによる発熱体の破
損を防止するために、発熱体の形状は、線状、棒状、帯
状であることが好ましい。

【００２２】線状、棒状、帯状の複数の発熱体を使用す
る場合は、各発熱体の両端部を電極線で結線することが
好ましい。線状、棒状発熱体は、帯状の発熱体と比べ
て、電極線を結線した後結線部及びその周囲に絶縁テー
プを巻き付けたり、熱収縮テープを用いること等によ
り、結線部及びその周囲を簡単、確実に絶縁処理をする
ことが可能であること、及び曲げ加工が簡単で補強層の
下面の形状に沿って取り付けることが可能なことから、
特に好ましい。

【００２３】線状、棒状、帯状の発熱体の場合は、特定
の方向に沿って発熱体を切断したときの発熱体及び導電
層の切断面の形状及び面積が一定であることが、発熱体
表面の温度ムラを防止する点から、好ましい。発熱体の
形状が円柱、偶数角の正多角形柱、楕円形柱等の場合に
は、特定の方向に曲げにくい等の欠点がなく補強層下面
への追従性が向上し、補強層への取付けが容易になるこ
とから特に好ましく、円柱であることが最も好ましい。

【００２４】円柱状発熱体は、直径が５ｍｍ未満だと強
度が不十分となり易く、また製造し難くなる。一方、発
熱体の直径が１５ｍｍを越えると曲げにくくなるため補
強層裏面への取り付け作業性が悪くなるので、円柱状発
熱体としては５〜１５ｍｍ程度の直径を有するものが好
ましい。

【００２５】本発明に使用する発熱体では、１ｍ当たり
の発熱量が１０〜８０Ｗであることが好ましい。発熱体
の１ｍ当たりの発熱量が１０Ｗ未満だと、発熱体表面の
到達温度が低く、覆工板の凍結を防止したり融雪したり
するのに十分な熱量を得るには、一枚の覆工板当たりに
取り付ける発熱体の取付け本数を多くしなければなら
ず、経済的に好ましくない。

【００２６】一方、発熱体の１ｍ当たりの発熱量が８０
Ｗを超えると、補強層に取付ける発熱体の数が少なくて
も覆工板の凍結を防止したり融雪したりするのに必要な
熱量を得ることができるが、補強層に取付ける発熱体の
数が少ないと覆工板表面に温度ムラが生じやすく、ま
た、補強層に取付ける発熱体の数が多いと発熱体表面の
到達温度が高くなりすぎて導電層や被覆層を変形させる
おそれがあるため好ましましくない。

【００２７】ところで、発明者らが鋭意検討した結果、
発熱体の表面の到達温度は、発熱体単位表面積当たりの
発熱量（エネルギー密度と称す。単位：Ｗ／cm²）に依
存することが分かった。即ち、２３℃、風速０ｍ／ｓに
おいて、発熱体の表面の到達温度をＴ（℃）、発熱体の
単位表面積当たりの発熱量をＥ（Ｗ／cm²）とすると、
Ｔ＝１６７Ｅ＋５０である。

【００２８】体積固有抵抗値が同じ場合、導電層の表面
積が異なっても発熱体の表面積が同じならば、発熱体の
表面の温度の上昇の仕方は異なるが到達する温度は同じ
になる。一方、導電層の表面積が同一でも発熱体の表面
積が異なるとその表面の到達温度は相違し、発熱体の表
面積の小さいものの方が到達温度が高くなる。

【００２９】例えば、線状又は棒状発熱体の直径を９ｍ
ｍ、発熱体単位長さ当たりの発熱量を１０Ｗ／ｍとする
と、発熱体の表面積は２８２．７（cm²）［＝π×０．
９×１００］となり、発熱体単位表面積当たりの発熱量
（Ｅ）は０．０３５［＝１０／２８２．７］となり、発
熱体表面の到達温度（Ｔ）は５６（℃）［＝１６７×
０．０３５＋５０］となる。

【００３０】また、発熱体の直径を９ｍｍ、発熱体単位
長さ当たりの発熱量を８０Ｗ／ｍとすると、発熱体単位
表面積当たりの発熱量（Ｅ）は０．２８３［＝８０／２
８２．７］となり、発熱体表面の到達温度（Ｔ）は９７
（℃）［＝１６７×０．２８３＋５０］となる。発熱体
表面の到達温度は、８０℃以下が好ましく、６０℃以下
がより好ましい。

【００３１】また、発熱体付覆工板１ｍ²当たりの発熱
量は２００〜４００Ｗであることが好ましく、さらに好
ましくは２５０〜３５０Ｗである。２００Ｗ未満だと覆
工板表面の凍結防止・融雪の効果が小さくなる。一方、
４００Ｗを超えることは省エネルギーの観点から好まし
くない。

【００３２】発熱体の発する熱を効率的に覆工板表面の
凍結防止・融雪に利用するためには、本発明の発熱体付
覆工板の発熱体の補強層とは反対側に断熱層を設けるこ
とが好ましい。断熱材としては、発泡ウレタン、建築等
の用途で用いられているグラスウール等種々のものを使
用することができる。

【００３３】以上のような材料で形成される本発明の第
１の実施の形態に係る発熱体付覆工板１０が図１に示さ
れている。

【００３４】図１に示される発熱体付覆工板１０は補強
層１２及び発熱体１４を備えている。補強層１２は矩形
の鋼板で形成され、長辺方向に沿った両端部が下方に垂
直に屈曲している。補強層１２の下面側には、補強層１
２の長辺方向（矢印Ａ方向）に沿って形成された複数の
直方体状の凸部１２Ａが等間隔で設けられている。ま
た、発熱体１４は、金属で形成された直方体状の導電層
１６、導電層１６を覆う被覆層１８を備えている。この
発熱体１４は補強層１２の凸部１２Ａ間に収容可能な大
きさであり、補強層１２の凸部１２Ａ間の面と対向する
ように補強層１２に取付けられている。

【００３５】図１に示される発熱体付覆工板１０では、
補強層１２の凸部１２Ａ間の面を広い範囲で加熱するこ
とができる。

【００３６】なお、補強層１２に設けられる凸１２Ａの
数及び形状は特に限定されない。また、図１の補強層１
２では凸部１２Ａの長さが補強層１２の長辺の長さと等
しいが、凸部１２Ａの長さはこれに限定されるものでは
なく、凸１２Ａの長さが補強層の長辺の長さより短くて
もよい。

【００３７】また、図２には、本発明の第２の実施の形
態に係る発熱体付覆工板２０が示されている。なお、図
１の発熱体付覆工板１０の構成と同一の構成については
同一の符号を付して説明を省略する。

【００３８】図２に示される発熱体付覆工板２０は補強
層１２及び発熱体２２を備えている。発熱体２２は断面
が円形の棒状であり、複数の発熱体２２が補強層１２の
凸部１２Ａに沿って配置され、その両端部で金属電極線
２６Ａ、２６Ｂが電極線３２、３４でそれぞれ結線され
ている。

【００３９】図３に示されるように、発熱体２２は断面
形状が円形の芯層２４、芯層２４の外周にスパイラル状
に巻き付けられた金属電極線２６Ａ、スパイラル状の金
属電極線２６Ａのピッチの略中央を通るように芯層２４
の外周にスパイラル状に巻き付けられた金属電極線２６
Ｂ、芯層２４及び金属電極線２６Ａ、２６Ｂを覆い、且
つ熱可塑性樹脂と導電性材料とを含有した導電層２８、
導電層２８を被覆する被覆層３０を備える。

【００４０】芯層２４は、導電層及び被覆層を押出成形
の際の熱、発熱体付覆工板２０の使用時に発生する熱に
対する十分な耐性、柔軟性、及び絶縁性を有する材料で
形成される。例えば、ガラス繊維やアラミド繊維等のよ
うに、２５０℃以上の温度においても軟化したり溶けた
りせず、且つ柔軟性に富む絶縁性線状物が好ましい。

【００４１】金属電極線２６Ａ、２６Ｂとしては、錫メ
ッキ銅、アルミニウム、ステンレス線の撚り線や平編線
が用いられる。

【００４２】導電層２８に使用する熱可塑性樹脂、導電
性材料としては前述のものが使用できる。また、被覆層
３０に使用する絶縁性材料としては前述のものが使用で
きる。被覆層３０は、その使用目的に応じ多層構成とし
てもよい。これらの導電層２８及び被覆層３０は押出成
形によって形成することが好ましい。なお、被覆層３０
の外側に金属編層、ガラス編層を設け、発熱体の損傷を
防止してもよい。

【００４３】発熱体２２では、金属電極線２６Ａ、２６
Ｂを芯層２４にスパイラル状に巻き付けているため、外
部からの力に対して歪みが生じにくく、自由自在に曲げ
ることが可能になる。このため、補強層１２の下面側の
形状に合わせて発熱体２２を曲げることができ、発熱体
２２を補強層１２に容易に取付けることができる。

【００４４】線状の発熱体としては、上記構成の他、導
電層の周囲を絶縁性の樹脂で被覆したものを使用するこ
とができる。

【００４５】

【実施例】

（実施例１）厚さ６ｍｍの鋼板で形成され、長辺方向に
沿った両端部が下方に垂直に屈曲した補強層４０（平面
の大きさ：１０００ｍｍ×２０００ｍｍ）に、直径９ｍ
ｍのカーボンブラックとポリプロピレンエラストマーと
からなる断面円形状の導電層を厚さ２ｍｍの低密度ポリ
エチレン被覆層で被覆した３２Ｗ／ｍの線状発熱体４２
を、図４に示されるように、覆工板１ｍ²当たりの発熱
量が３５０Ｗになるように配置し、不飽和ポリエステル
／アクリル系樹脂をベースとした樹脂セメント４４で固
定し、さらに３０ｍｍの厚さのウレタン発泡体による断
熱層４６を形成した。

【００４６】−１０℃、風速５ｍ／ｓの環境下にて、係
る発熱体付覆工板の発熱体の導電層にＡＣ２００Ｖを通
電し、覆工板表面の昇温を観察した。通電後１時間での
表面温度は−３℃、通電後２時間での表面温度は＋２℃
に到達することを確認した。（実施例２）発熱体として、直径３ｍｍのガラスロープ
からなる芯層、ポリプロピレンエラストマー１００重量
部にグラファイト３０重量部を分散した導電層、直径１
ｍｍの銅より線からなる二本の金属電極線、ポリエステ
ルエラストマー被覆層を備えた図３に示される線状発熱
体（３０Ｗ／ｍ）を用いた以外は実施例１と同様にして
発熱体付覆工板を得、同様の環境下で覆工板表面の温度
上昇を観察した。通電後１時間での表面温度は−３℃、
通電後２時間での表面温度は＋１℃に到達することを確
認した。

【００４７】

【発明の効果】本発明により、覆工板表面の凍結を抑制
・防止できるようになり、冬季の通行の安全性が向上で
きるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る発熱体付覆
工板の斜視図である。

【図２】本発明の第２の実施の形態に係る発熱体付覆
工板の斜視図である。

【図３】本発明に使用される棒状発熱体の斜視図であ
る。

【図４】本発明の実施例に係る発熱体付覆工板の斜視
図である。

【符号の説明】

１０発熱体付覆工板１２補強層１４発熱体１６導電層１８被覆層２２発熱体２６Ａ金属電極線２６Ｂ金属電極線２８導電層３０被覆層４０補強層４２発熱体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鋼板で形成された補強層と、導電性材料を含む導電層、耐熱性の絶縁性材料で形成さ
れ、且つ該導電層を被覆する被覆層を有し、該補強層の
下面に取付けられた発熱体と、を備えた発熱体付覆工板。
【請求項２】該導電層が熱可塑性樹脂と導電性材料と
を含有することを特徴とする請求項１記載の発熱体付覆
工板。
【請求項３】特定方向に沿って該発熱体を切断したと
きの該発熱体及び該導電層の断面の形状及び面積が一定
であることを特徴とする請求項１又は２記載の発熱体付
覆工板。
【請求項４】該発熱体が線状又は棒状であることを特
徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の発熱体付覆
工板。
【請求項５】該発熱体の形状が円柱、楕円柱、偶数角
の多角形柱状であることを特徴とする請求項３又は４記
載の発熱体付覆工板。
【請求項６】該発熱体が、耐熱性の絶縁性材料で形成された円柱状の芯層と、該芯層の外周にスパイラル状に巻き付けられた第１の金
属電極線と、スパイラル状の該第１の金属電極線のピッチの略中央を
通るように該芯層の外周にスパイラル状に巻き付けられ
た第２の金属電極線と、熱可塑性樹脂と導電性材料とを含有し、該芯層を被覆す
る導電層と、耐熱性の材料で形成され、該導電層を被覆する被覆層と
を備えた請求項３〜５のいずれか１項記載の発熱体付覆
工板。
【請求項７】導電層が、正の抵抗温度特性を有するこ
とを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の発熱
体付覆工板。
【請求項８】発熱体１ｍ当たりの発熱量が、１０〜８
０Ｗであることを特徴とする請求項１〜７いずれか１項
記載の発熱体付覆工板。
【請求項９】導電性材料が、カーボンブラック及び／
又はグラファイトであることを特徴とする請求項２記載
の発熱体付覆工板。
【請求項１０】１ｍ²当たりの発熱量が、２００〜４
００Ｗであることを特徴とする請求項１〜９のいずれか
１項記載の発熱体付覆工板。
【請求項１１】該発熱体の該補強層とは反対側に断熱
層が設けられたことを特徴とする請求項１〜１０のいず
れか１項記載の発熱体付覆工板。