JPS63158783A

JPS63158783A - 発泡ポリエステル樹脂発熱パネル

Info

Publication number: JPS63158783A
Application number: JP61306145A
Authority: JP
Inventors: 下田　喨一
Original assignee: NOZAWA KOMUTEN KK
Current assignee: NOZAWA KOMUTEN KK
Priority date: 1986-12-22
Filing date: 1986-12-22
Publication date: 1988-07-01

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、床、壁暖房用、融雪用等の発熱パネルあるい
は加温用の￥Ｉ２コ資材等として好適に使用できる発泡
ポリエステル樹脂発熱パネルに関するものである。

［従来技術］従来、この種、床２壁８１！ｆｙｉ用発熱パネルとして
は、］二仮と下板の間に発熱体を組み込み一体化したも
の、前記発熱体を電熱線とすると共に、これをド板に設
けた清白に収納配置し、更にこの電熱線上にアルミニウ
ム箔等からなる金属箔均熱板を積層し、このＬに上板を
ｍ層一体化したものが知られている。

また、前記発熱体として、基布に導電性塗料を塗布ある
いは含浸したらの、繊維状導電体を基布に織り込んで導
電性を付与したり、あるいは合成樹脂やゴムに導電性付
着を混入し、これを基布に塗布した６のを組み込んだも
のも知られている。

［発明が解決しようとする問題点１しかし乍ら、これら従来の発熱パネルは、Ｅｅｉや下板
が木質材からなり、発熱体が下仮に設けた清白に収納配
置され、下仮によって・積層されて組み付けられている
ため生産性が極めて悪く、量産には適さずコスト高とな
り、且っ定尺物の発熱パネルとしてしか製作できないも
のであった。また、上板、上板が木質材であるため床、
壁暖房用として長く使用した場合、収縮や変形する等の
寸法安定性にも問題を有するものであった。

本発明は、このような問題点に鑑みなされなもので、大
量生産ＩＩＴ能で２且つ任意の長尺状の発熱パネルとし
て製作が容易であり、長期間に〃つて床、’［房あるい
は＠需用として使用しても収縮変形せず、電気絶縁性、
耐蝕性、耐水性にも優れた発泡ポリエステル樹脂発熱パ
ネルを提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］上記目的を達成するための本発明の精成は高弾性繊維マ
ットに導電性炭素繊維ステーブルと非導電性Ｍ！維状物
をバインダーの存在下でシート体とし、これに一対の電
極を設けた発熱シートを重ね、このｆｆ１層物に不飽和
ポリエステルに発泡剤と硬化剤及び硬化促進剤を加えた
混合液状物を均一に合ませ、加熱して発泡と共に硬化し
てなることをその要旨とするものである。

本発明に使用する高弾性繊維マットは非導電性のｗＩ＆
ｌｉ例えば、合成繊維、天然ｋＩＩｉ維、ガラス構維笠
で織った織布あるいは不織布のマット状のもので高度の
回復弾力性を存するものである。

本発明では好ましくはポリエステル繊維、ポリオレフィ
ン繊維、ポリアミド繊維、アクリル繊維、レーヨン等が
挙げられるが、特にポリエステル繊維が陵れた回復弾力
性を有するのでよく、その中でも潜在巻縮性を有するポ
リエステル複合繊維マットが性能が優れている。

このポリニスアル複合繊維マットは、例えば５−スルホ
イソフタル酸共重合ポリエステルとポリブチレンテレフ
タレートを２成分とし、２成分の複合比が７０／３０〜
３０／７０．’Ｍ点差が２０〜４０℃である偏芯鞘型複
合繊維からなるウェッブの絡合点が低融合重合体で点結
合されてなるものであって、例えば、（１）複合ｍ維の太さがｌＯ〜２００μ、好ましくは２
０〜５０７１、巻縮数が２５〜５０％、巻縮ピッチがｌ
θ〜５０ケ、７インチ、（２）低融点重合体の融点が複合繊維の低融点成分より
４０〜９０℃低く、マット重凌に対する含有鼠が３〜３
０重験％、（３）マットの潤性が１０〜４０ｃｍ　３７ｇ、回復弾
性力が１０〜５０ｇ、の特性を有するものが好ましく使用できる。

本発明では、この高弾性繊維マットに多数の繊維からな
る補強層を設けてもよい、＠えばガラス、炭素、セラミ
ックス等の無機質及びポリエステル、ポリオレフィン、
ポリアミド、アクリル等の有機質繊維、これらの不織布
、絹布等が用いられる。また、これら材質を組み合わせ
て使用することもでき、補強繊維におけるこの配列、層
数による構成は任意に選択してよい。

本発明では、この補強層にはガラス繊維マットが好まし
く、優れた機械的強度、剛性の発熱パネルとなすことが
できるのでよい。

ｇ弾性繊維マットにこの補強層を設ける手段は、予め接
着剤等で貼着する方法で設けることができるが、成形時
に高弾性ｕｌ維マットに補強層を重ね合わせる方法で設
けてらよい、第１図は、その補強層を設けた高弾性繊維
マットの外観分解斜視図を示し、１は高弾性繊維マット
、２は補強層である。

次に、本発明に使用する発熱シートについて説明する。

第２図は、本発明に使用する発熱シートの部分拡大図で
あり、この発熱シート３は導電性炭素繊維ステーブル４
と非導電性繊維状物５がバインダー６の存在下でシート
体に形成され、これに第３図に示すように、一対の電極
７．７が設けられている。

導電性炭素繊維ステーブル４としては、現在製造されて
いるポリアクリロニトリル系、あるいはピッチ系等のも
のを用いることができ、その繊維長は通常では１０〜２
０−　　である、また、炭素繊維ステーブル２の繊維径
は、５〜１０μのものが通常用いられる。

非導電性繊維状物５としては、非導電性で繊維状であれ
ば如何なる種類でも用いることができ、例えばパルプ繊
維、木綿等の天然繊維、ナイロン、ポリエステル等の合
成繊維、ガラス繊維、石綿繊維等の＝ａａｉ維、炭化珪
素、金属酸化物等のウィスカー等を拳げることができ、
好ましくはガラス繊維、パルプ繊維が用いられる。これ
ら非導電性Ｉ１１維状物５は、その種類によって異なる
が、例えばガラス繊維であれば繊維長５〜２０ｍｍ　、
　４１ｔｆｉ径５〜１０μ、パルプｍＭ！であれば繊維
長５〜２０ｍ−１ｍｍ径径５〜ＩＯμものが用いられる
。

非導電性繊維状物５と導電性炭素ｍ維ステーブル４との
混合量は、導電性炭素１！維ステーブル４が有する固有
の電気抵抗値にもとづき、本発明により得られる発熱パ
ネルに如何なる電気抵抗値を付４するかにより任意に決
定することができる。

炭２１１１ステーブルが同一比抵抗の時は、混合量が小
さい程１発熱温度が低下する０通常では炭素繊維ステー
ブルの混合量は、炭素繊維ステーブ。

ル＋非導電性繊維状物の１０〜６０重景％で置火、好ま
しくは２０〜３０重景％で置火。

炭素繊維ステーブルの混合量が１０重量％に満たないと
通常の発熱パネルを得るには導電性炭素繊維の比固有抵
抗は通紙とならざるを得す、炭素繊維偏在による黙過高
の危険を招来することになり、また５６０重量％を越え
ると、炭素ａｔ雄の混入製過多となって好ましい発泡し
た発熱パネルが得られないので好１　＋、　＜ない。

バインダー６は、炭素繊維ステーブル４と非導電性繊維
状物５を相互に固着せしめるｎ能を有しており、具体的
には、カゼイン、ポリビニルアルコール系糊、ポリアク
リル系、ポリアミド系、または、ポリエチレンオキシド
系の糊、カルテヴク、変性澱粉等を挙げることができ、
好ましくはカゼイン、ポリビニルアルコール系糊である
。また、バインダー６の使用量は、炭素繊維ステーブル
と非導電性繊維の合計重量の５−１０重量％である、バ
イ〉・ダー６の使用量が５重置％に満たないと、接着強
皮剥となり、１０重置火を越えると好ましい発泡した発
熱パネルが得られないので好ましくない。

かかるバインダー６は、例えば導電性炭素繊維ステーブ
ルと非Ｓ電性繊維状物が抄紙されるときに添加され、こ
れらの交絡部を接着、固定する。

このように得られたシート体には難燃剤を添加すること
も可能である、この難燃剤には、脂肪族、芳香族化合物
の臭素化物、臭化第２リン、ｑ索酸ソーダ、臭化亜鉛、
ｑ化アン上ニウム等の臭累系預燃削、ポリリン酸アンモ
ニウム、リン酸ビフェニル、Ｉ’０ＣＩ３　、ＰＣＩ　
、　Ｈ３ＰＯ２、ＰＯＢｒ３等のリン系鐙燃剤、ＣＩＩ
　ＣｌＩＣＩ２、ＮＨＣ１等の塩素系難燃剤、ＩＩ　３
ＢＯｓ　、１１２０３等のホウ素系、グアニジン、ジフ
ェニルアミン、硫安等のアミン系、シアヌル酸メラミン
等が用いられる。

このような難燃剤は、バインダーと共に抄紙時に添加、
混合されても良いし、抄紙した後に吹き付けたり、ある
いは抄紙した擾に難燃剤含有液中に浸種して難燃剤処理
される。

電極７．７としては、銀塗料等の導電性ｔｊ、料、また
は炭素繊維フィラメントと導電性塗料の組み合わせが用
いられ、あるいはｍａｔ、ｔＪ４箔、その他の導電性金
属線、金属箔を用いることができる。

このようにして得られた本発明で使用できる発熱シート
３の性１ｋを次に例示する。

発熱シートの厚さ・・・０２〜０．３ｍｍｒｒ　　単位
重量・・・３０〜５０ｇ／園２不燃性炭素含宥儂　　　
・・・１５〜３０ｇ／ｍ２空　　問　　率　　　　　　
　　　・・０．１〜０．２ワット密度　　・・・００５
〜０゜１５Ω／　ｃ　ｒｎ　２縦方向　　　・・・１．
１−１．２抵抗の方向性横方向　　　・・・１．０面抵抗偏差率　　　　　・・・ｌＯ％以下以り述べたよ
うに本発明に使用する発熱シート３は炭素８１維ステー
ブルと非導電性繊維状物で抄紙されているので、炭素繊
維のＮ類およびその使用量を適宜２定することにより発
熱シート３の電気抵抗値を目的に応じて自由に変化させ
ることができる。

本発明の発泡ポリエステルｌ！Ｉ脂発熱パネルは、かか
る発熱シー　ｌ−３と高弾性繊維マットｌを使用して製
造される。

第４図は、その本発明の発熱パネルを製造する製造装置
の一実施例を示す図である。

国において、Ｆは高弾性繊維マット１と発熱シート３を
連続的に謹り出ず繰出し装置である。

含浸装置りは不飽和ポリエステルに発泡剤と硬化促進剤
、要すれば整泡剤、分解促進剤等を加えた液タンク８と
硬化剤として有機パーオキサイドと無水の有機酸の液タ
ンク９が設けられている。

この液タンク８．９のそれぞれの液は定量ポンプ１０．
１１によって所定量が混合器１２に送られ混合される。

　１１！合された水子存在の混合液状物１３は散布器１
４によって常温下で均一に発熱シート３に含浸させる。

得られた液状物含浸繊維体１５は成形用加熱トンネル金
型Ｆ１に導かれる。

成形用加熱トンネル金型Ｈは、入口に水で冷却する冷却
？＄１６を設け、金型■（の加熱部は複数区画されそれ
ぞれ独立して温度調節が可能な加熱３１７が設けられた
内面がクロムメッキされたトンネル状のものである。

液状物含浸繊維体１５は入口で常温程度に冷却し、加熱
部に入って加熱器１７によって加熱され、ポ。

リエステルが発泡し、最後の加熱器１７に至って硬化が
完了する。ｆＳられな発熱パネル１８は引き抜き装置Ｋ
によって引き抜かれる。

引き抜き装置には、表面が粗となった例えば、ゴム製の
エンドレスベルト１９ａ、　１９ｂからなり、発熱パネ
ル１８を上下から挟んで連続的に引き抜かれる。この引
き抜き速度は液状物含浸繊維体１５が最後の加熱器１７
で丁度硬化が完了するよう調節されている。引き抜かれ
た発熱パネル１８は所望の寸法の長さにカッター２０に
よって切断される。

成形用加熱トンネル金型１１には発熱パネル１８が金型
ト１内面に付着しないよう、１つ光沢ある表面の発熱パ
ネルを得るため発熱パネル１８の上下面と金型内面の１
ｍに例えば、ポリエステル製のエンドレスベルト２１ａ
、２１ｂを設けることができる。

このように得られた発泡ポリエステル樹脂発熱パネル１
８の電極７，７の末端に保護端子を固定し、これにリー
ド線が連結される。これはそのままの状態で床、皇Ｖ：
を拐用として、また＠実用としてｆ重用て゛きる。

ここで本発明に使用する不飽和ポリエステルとは、マレ
イン酸またはフマル酸のような不飽和酸とグリコール類
とを反応させると、いわゆるポリエステル分生ずるが、
このポリエステルはスチレンのような哨吸体に溶解する
。この溶液は、これに適当な硬化剤及び硬化促進剤を加
えると、ポリエステルとＩＮ　量体との間で付加重合反
応を起こし、熱硬化性の樹脂を成長する。これが、いわ
ゆる不飽和ポリエステルといわれる樹脂である。

不飽和ポリエステルにあっては、上記の溶液から樹脂へ
の変化が極めて短い時間に行われる。この特性を利用し
て、不飽和ポリエステル樹脂発泡体を作ろうとする試み
がなされてきた。しかし、不飽和ポリエステルは硬化挙
動が他の樹脂に比べ非常に異なり、それ故発泡させるこ
とは困難であった。即ち、不飽和ポリエステルは液状で
流動性のものであるが２重合反応の進行に１％ない、そ
の粘度が短時間に急激に増大してゲル化するので、発泡
に適した粘度を有する時間が極めて短かく、発泡剤を使
用しても発泡剤の分解をこの時「ｍに対応することが極
めて困難なためである。

本発明者は、かかる問題を解決するため鋭意研究の結果
、不飽和ポリエステルを発泡する際、発泡剤に炭酸水素
アンモニウム粉末を使用し、硬化剤に有機パーオキサイ
ドと硬化促進剤及び無水の有機酸を混合した水手存在の
混合液状物を含ませ加熱して発泡と共に硬化する方法を
発明し、先に本出願人において特願昭６１−０５０００
１号（昭和６１年３月７日出願）、特願昭６１−０８６
２５６号（昭和６ｊ年４月１４日出願）１特願昭６１１
９３０３６号（昭和６１年８７］１９日出願）に出願し
ている。

本発明に使用する発泡剤は好ましくは炭酸水素アンモニ
ウム粉末がよく、これは微粉化された粒径が３０μ以下
のものがよい、この炭酸水素アンモニウム粉末の使用址
は、所望する発熱パネルの発ｆｉ（Δ率によって任意に
選択できるが、不飽和ポリエステル１００重量部に対し
、０．１〜２０重是部、好ましくは０．２〜１０重量部
が使用される。

不飽和ポリエステルの重縮合反応による硬化に使用され
る硬化剤は、１１機パーオキサイドが使用される。これ
にはケトンパーオキサイド系（例えば、メチルエチルケ
トンパーオキサイド）、ハイドロパーオキサイド系（例
えば、クメンハイｌ：　ｌｖパーオキサイド）、ジアシ
ルパーオキサイド系（例えば、ベンゾイルパーオキサイ
ド）、パーオキシジカーボネート系（例えば、ジイソプ
ロピルパーオキサイド）、パーオキシエステル系（例え
ば、１−ブチルパーオキシアセテート）等の有機過酸化
物を挙げることができ、これらの２種以上を組み合わせ
て使用することもできる。

この硬化剤に併用する硬化促進剤は、例えばナフテン酸
コバルト、オクトエ酸コバルト、ナフテン酸マンガン、
ナフテン酸銅、ナフテン酸銅鉛、ラウリルメルカプタン
、ジメチルアニリン、トリエタノールアミン、ジエチレ
ントリアミン、ピリジン、ピペリジン等を挙げることが
でき、これらの２Ｎ以上を組み合わせて使用してもよい
。

この好適な混合量の条件は、不飽和ポリエステル１００
ｆｆｉ量部に対し、前記硬化剤は０．５〜２．０重量部
、前記硬化促進剤は０．０１〜０５重Ｊｉｔ部が使用さ
れる。

本発明では好ましくは硬化剤とくてメチルエチルケトン
パーオキサイドが使用でき、これに併用する硬化促進剤
としてはナフテン酸コバルトが好適で炭酸水素アンモニ
ウムと組み合わせて使用した場合、発熱パネルの成形作
業性がよく、且つ均−ｍ細な気泡の発泡が得られるので
よい。

また、本発明では前記硬化剤及び硬化促進剤と共に無水
の有機酸も使用でき、例えば無水の酢酸またはアクリル
酸が使用できる。この混合量は不飽和ポリエステル１１
００ｆ１部に対し、０．１〜３．０重量部が使用される
。

更に、娶ずれば整泡剤、離型剤、着色剤等を必要に応じ
使用することも可能である。

第５図は、かくして得られた発熱パネル１８の槽断面図
であり、電気絶縁性のポリエステル樹脂層２２でＮわれ
ている０本発明では、この表面に更に電気絶縁Ｍを設け
ることも可能である。

［発明の作用］本発明の発泡ポリエステル樹脂発熱パネルは、導電性炭
素ｍ維ステープル４と非再ＳＣ性繊維状物５をバインダ
ー６の存在下でシート体としたものに、一対の電８１７
．７を設けた発熱シート３を高弾性繊維マット１に重ね
、不飽和ポリエステルに発泡剤と硬化剤及び硬化促進剤
を加えた混合液状１ｖ１３を均一・に合ませ、加熱し発
泡と共に硬化して９２造したものなので、不飽和ポリエ
ステルの混合液状物１３が発熱シート３及び高置性繊維
マット１に含浸し易く、ｒｌつ発泡の際、分解ガスが発
熱シート内に均一に分散されるので均一＠細なボリウム
のある軽量で保温性のある発熱パネルが得られる。そし
て高弾性繊維マット１が補強材となり機械的強度、剛性
の潰れた発熱パネルとなすことができる。また、これが
最初から一体的に製造され、切断して任意の長尺寸法に
できるので、大量生産に適し、−々組み付ける作業も不
要である。

［発明の効果］以ト説明したように本発明の発熱パネルは、従来のよう
に上板と下板との間に発熱体を一々組み込んで一体化し
たものとは異なり、一体的に製造され、しかも任意の長
尺寸法のものが得られるので大に生産に適し安価に提供
できる。そして木質材と異なり長期間使用しても収縮し
たり変形することなく、−・殻の暖房用、保温用は勿論
、畜産用、園芸用等の従来のものとは側底使用不可能で
あった新分野にまで広範囲に利用することができる［実
施例コ以下、本発明を実施例に基づいて史に詳細に説明する。

第４図に示す製造装置を使用し本発明の発熱パネルを製
造した。繰り出し装置Ｆに、高弾性繊維マットｌ（帝人
社製、？：＆弾性不織布、嵩性・・・２０ｃｍ３、回復
弾性力・・・３０ｇ　＞の両面にガラス繊維マット２（
旭ガラスファイバー社製、コンテニアスストランド）を
設けたロールと、炭素繊維ステーブルとガラス繊維状物
をバインダーの存在下で抄紙したシート体に電極を設け
た発熱シート３（新富土製紙社製・・・面発熱紙、ワッ
ト密度　０．１Ｗ／ｃｍ２）を設けたロールを使用し、
これから引き出されたに弾性繊維マット１と発熱シート
３に、不飽和ポリエステル（日本ユピカ社製、ユビカ７
５９５）　１（１０ｆｆｉ　、９部に対し、粒子！１０
μ以下の炭酸水素アンモニウム扮末３重Ｍ部と６％ナフ
テン酸コバル１”　ｉ＋　、　２　、＋Ｉｊ　！ｉ、　
ｍ及びシリコンオイル（トーレシリコン社製、１・−レ
シリコン５Ｈ−１９０）　０．５重ｉ部、内部！望剤（
デュポンファーイースト社製、ゼレックＮ　Ｆ、　）　
０．５　！［（置部、ステアリン＃１重ｆ部を加えた清
タンク８とメチルエチルパーオキサイド（日本樹脂社製
、バーメックＮ）１１９ｆｉ部に無水酢酸２重ＭＩＳを
加えた液タンク９から定量ポンプ１゜ＩＩによって送ｔ
）れ、混合器Ｉ２によって混合された混合液状物１３を
散布器１４によって均一に含浸量が約６０％になるよう
にに浸せしめた。この液状物含浸繊維体１５を引っ張っ
て成形用加熱！・ンネル金型ト１（全長１．＋５０ｍｍ
　Ｘ巾＋５（Ｊａｍ　ｘ　高さ１２ｍｍ）に導いた。そ
して、それぞれの加熱器１７　（／１．５にＷ）の温度
は７０〜８０℃に調節し、加熱して、発泡させＡｉ後の
加熱器１７で硬化が完了する速度で引っ張り、得られた
発熱パネル１８は引抜き装ＸＫ（引抜き強さ１．２７）
の引抜きベルト１９ａ、　１９ｂに挟み、最後の加熱器
１７で硬化が完了する速度で連続的に引き抜いた。そし
て１．８−の長さにカッター２０で切断し、断面が１５
（：亀−Ｘ　１２ｍ５．長さ１．８−の本発明の発泡ポ
リエステル樹脂発熱パネルを得た。

この得られた発熱パネルの？ｔｌｌの末端に保１ｇ端子
を固定し、これ（リード線を連結し通電したところ発熱
パネルの表面温廓が約８０℃になり好まし。

く加温された。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に使用する高弾性＆ｌ縛マットの外観
分解斜視図、第２図は１発熱シートの部分拡大図、第３
ｒ！Ｉは、電極を設けた発熱シートの外観図である。第
４図は、本発明の発熱パネルを装造する製造装置の一実
施例を示す図である。第５図は、本発明で得られた発熱
パネルの横断面図である。１・・・図弾性繊維マット２・・・ｈａ強層　３・・・
発熱シート　４・・・導電性炭素繊維ステーブル５・・
・非等１「性繊帷状ｐｌＪ６・・・バインダー　７・・
・電極　８．Ｃ）・・・液タンク　１０１１・・・定：
シボング　１２・・・混合２コ１３・・・混合液状’Ｉ
ｌｌ　　Ｅｌ・・・歇４■器　１５・・・液状物３浸ｍ
ｔａ体　１７・・・加熱ス＝１８・・・発熱パネル　　
１すδ、Ｉ９１＋・・・エンドレスベルト　２０・・・
カッター　Ｆ・・・繰出し装置Ｄ・・・含浸装置　１１
・・・金型　Ｋ・・・引抜き装置特許出願人　有限会社
　野沢工務店第５回手続補正書（方式）％式％２、発明の名称発泡ポリエステル樹脂発熱パネル３、補正をする者事件との関係　特許出願人住所　富山県下新用郡入善町青木６０１〒９３９−０６
　２１０７６５−７４−０２８２５、補正の対象

Claims

【特許請求の範囲】１）高弾性繊維マットに導電性炭素繊維ステーブルと非
導電性繊維状物をバインダーの存在下でシート体とし、
これに一対の電極を設けた発熱シートを重ね、この積層
物に不飽和ポリエステルに発泡剤と硬化剤及び硬化促進
剤を加えた混合液状物を均一に合ませ、加熱して発泡と
共に硬化してなることを特徴とする発泡ポリエステル樹
脂発熱パネル。２）非導電性繊維状物がガラス繊維又はパルプ繊維であ
る特許請求の範囲第１項記載の発泡ポリエステル樹脂発
熱パネル。３）発熱シートの消費電力が０．０５〜０．１５Ｗ／ｃ
ｍ＾２である特許請求の範囲第１項、第２項記載の発泡
ポリエステル樹脂発熱パネル。４）発泡剤が炭酸水素アンモニウムである特許請求の範
囲第１項ないし第３項記載の発泡ポリエステル樹脂発熱
パネル。５）硬化剤が有機パーオキサイドである特許請求の範囲
第１項ないし第４項記載の発泡ポリエステル樹脂発熱パ
ネル。６）硬化促進剤がナフテン酸コバルトである特許請求の
範囲第１項ないし第５項記載の発泡ポリエステル樹脂発
熱パネル。