道路加热器的制作方法

本方案涉及一种用于融化道路的雪、防止结冰的、绝缘性和柔软性优异的道路加热器。

背景技术：

近年来，对于寒冷地区的道路，为了融化雪，防止结冰，逐渐开始进行道路加热。该道路加热通常是通过从道路的路面向规定的深度埋入道路加热器，对其通电将路面加热而进行的。例如在专利文献1中提出了使用由金属纤维和有机纤维构成的混纺线的道路加热器。

然而，在道路加热器中存在难以兼得绝缘性和柔软性的问题，例如，若增大被覆部的厚度来提高绝缘性则柔软性会下降。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本实用新型专利授权公告第3006758号公报

技术内容

本方案是鉴于上述的背景而进行的，提供一种用于融化道路的雪、防止结冰的、绝缘性和柔软性优异的道路加热器。

本方案的发明人发现在包括线状发热体和被覆部的道路加热器中，通过使被覆部成为多层结构，能得到绝缘性和柔软性优异的道路加热器，并进一步进行了深入研究，从而完成了本方案。

如此，根据本方案，提供“一种道路加热器，其特征在于，是包括线状发热体和被覆该线状发热体的被覆部的道路加热器，其中，上述被覆部具有多层结构”。

此时，优选上述线状发热体是由金属纤维和有机纤维构成的混纺线或者镍铬合金线或者碳纤维或者碳发热体。另外，优选上述混纺线是由20～80重量％的有限长度的不锈钢细线和80～20重量％的有限长度的耐热非导电性纤维混纺而成的，通电时因该不锈钢细线彼此的接触电阻进行发热。另外，优选在具有多层结构的被覆部中包括硬度互不相同的2层，且该2层中硬度小的层配置在内侧。另外，优选在上述硬度互不相同的2层中，硬度小的层由橡胶构成，且硬度大的层由合成树脂构成。另外，优选在上述被覆部中最内层由膜构成。另外，优选在上述被覆部上进一步具有由单纤维细度为1000dtex以上的热塑性合成纤维构成的保护层。

根据本方案，得到一种用于融化道路的雪、防止结冰的、绝缘性和柔软性优异的道路加热器。

附图说明

图1是表示本方案的道路加热器的横截面图的一个例子的图。

符号说明

1：线状发热体

2：聚酯膜

3：乙烯丙烯橡胶

4：尼龙胶带

5：聚氯乙烯管

具体实施方式

以下，对本方案的道路加热器进行详细说明。

本方案的道路加热器包括线状发热体和被覆该线状发热体的被覆部。上述线状发热体只要包含因通电而发热的线状发热体即可。作为线状发热体，例如，可例示由金属纤维和有机纤维构成的混纺线或者镍铬合金线或者碳纤维或者碳发热体等。其中，优选由挠性的发热混纺线构成的线状发热体，该挠性的发热混纺线是由20～80重量％的有限长度的不锈钢细线和80～20重量％的有限长度的耐热非导电性纤维混纺而成的，通电时因该不锈钢细线彼此的接触电阻进行发热。

这里，作为上述金属不锈钢细线的直径，优选为1～30μm的范围内。作为耐热非导电性纤维的单纤维细度，优选为0.1～5.0旦的范围。另外，作为耐热非导电性纤维的纤维种类，优选对位型芳族聚酰胺纤维、间位型芳族聚酰胺纤维等。

在本方案的道路加热器中，上述被覆部具有多层结构。作为层数，优选为2～10层。

这里，如果在具有多层结构的被覆部中包括硬度互不相同的2层，且该2层中硬度小的层配置在内侧，则道路加热器的柔软性提高，因而优选。

此时，在上述硬度互不相同的2层中，优选硬度小的层由橡胶构成，且硬度大的层由合成树脂构成。

作为上述橡胶的种类，可例示天然橡胶、异戊二烯橡胶、丁二烯橡胶、丁腈橡胶、乙烯丙烯橡胶、氯丁橡胶等。

另一方面，作为上述合成树脂的种类，可例示聚氯乙烯、聚酯、尼龙、聚苯并咪唑、聚醚醚酮、三聚氰胺、苯酚、氟系树脂、聚苯硫醚等。

在具有多层结构的被覆部中，各层中的每一层的厚度没有限定，从兼得绝缘性和柔软性的角度考虑，优选为0.01～3.0mm(更优选为0.01～1.5mm)的范围。

例如，在上述被覆部中通过使最内层由膜构成，能够抑制构成线状发热体的纤维的羽毛进入被覆部，因而优选。

作为具有多层结构的被覆部的整体厚度(各层厚度的合计)，从兼得绝缘性和柔软性的角度考虑，优选为0.01～5.0mm(更优选为0.01～2.2mm)的范围。

将被覆部被覆在线状发热体的方法可以用公知的方法。

另外，优选在上述被覆部上进一步具有保护层，该保护层由单纤维细度为1000dtex以上的热塑性合成纤维构成。

优选上述热塑性合成纤维具有200℃以上的熔点。该熔点低于200℃时，用沥青铺设时，保护层可能受损，无法保护线状发热体。

另外，上述热塑性合成纤维的单纤维细度小于1000dtex时，得到的道路加热器的抗压缩变形载荷Lc可能变小。但是，由于细度过大则操作性下降，所以优选为5000dtex以下。

作为上述热塑性合成纤维的种类，可例示聚酯纤维、尼龙纤维、聚醚砜纤维、聚苯硫醚纤维等。其中特别优选例示聚酯单丝。

另外，本方案中，纤维结构体配置在外周面是指将上述热塑性合成纤维单丝以圆形编织物、编织物、其它的方法呈圆筒状或螺旋状，连续卷绕在被覆层的外周面。

如此得到的道路加热器的抗压缩变形载荷Lc优选为9800N(1000kgf)以上。

Lc小于9800N(1000kgf)时，在埋设时或者埋设后、实际使用期间可能发生道路加热器的损伤、断线等而无法使用。

这里，抗压缩变形载荷Lc是指将加热器材料在该加热器材料的径向进行压缩变形时，道路加热器开始损伤的载荷。

Lc越大，道路加热器对压缩变形的抵抗力越大，但如果过大则加热器材料的挠性可能受损，因此19600N(2000kgf)就足够。

上述本方案的道路加热器不仅绝缘性优异而且柔软性也优异，因此在道路加热的施工时，可以在地面下的混凝土制基础路基上以任意的形状进行敷设，可以用沥青混凝土进行铺设，因此能够提高路面的强度。

而且，此时，不用将加热至180～190℃的沥青混凝土进行冷却就可以直接用修整器铺平，并使用碎石压路机、轮胎压路机等进行压实，因此能够提高路面的强度。

即，对于该道路加热器而言，可以直接铺设在高温下混合的沥青混凝土，而且具有充分的抗压缩变形载荷，因此即便利用碎石压路机、轮胎压路机等进行压实也不用担心断线等，能够提高路面的强度。

实施例

以下，举出实施例对本方案进行更具体地说明。应予说明，利用下述的方法测定实施例中的物性。

(1)抗压缩变形载荷Lc

将长度2cm的加热器材料在65℃进行60分钟干热处理后，使用Tensilon制拉伸压缩试验机在径向将其压缩变形，将加热器材料开始损伤的载荷记为抗压缩变形载荷Lc。应予说明，测定是在室温(25℃)气氛中实施的。

[实施例1]

将由900根不锈钢细线捆成的物与由5000根耐热非导电性纤维捆成的物重合并供给，在由供给辊和牵伸辊构成的牵伸区域将该辊间的距离设定成1000mm而在两辊间拉伸至30倍后，通过将压空压力设定在29.4N/cm²(3kgf/cm²)的空气旋转喷嘴而赋予集束性，得到平均纤维长度约为310mm、不锈钢细线的混合率为50重量％、耐热非导电性纤维的混合率为50重量％的混纺线，其中，上述不锈钢细线具有10^－5Ω－cm级的体积固有电阻且具有12μm直径的粗细度，上述耐热非导电性纤维由共聚对亚苯基－3,4’－氧二亚苯基对苯二甲酰胺连续长纤维(帝人制Technora(商品名)，单纤维细度1.5旦)构成。

对该混纺线赋予500T/m的Z捻力制成复合发热体(线直径2.7mm)，在该复合发热体上依次被覆聚酯膜(厚度0.05mm)、乙烯丙烯橡胶(被覆厚度0.9mm)、尼龙胶带(厚度0.05mm)和聚氯乙烯管(被覆厚度1.3mm)。

接下来，向右转线轴和左转线轴分别供给24根单纤维细度2530dtex的聚酯单丝制成圆形编织物，并卷绕在上述线状发热体的周围作为保护层，得到道路加热器。得到的道路加热器的抗压缩变形载荷Lc为22540N(2300kgf)。该道路加热器的绝缘性和柔软性优异。

将该道路加热器以在宽度2m、长度10m的范围供电为250W/m²的方式并列配置后，将温度190℃的沥青混凝土以成为10cm的厚度的方式敷设于路基，并在其上打桩、压实沥青混凝土。打桩·压实时，没有发生线状发热体的损伤、断线等，沥青混凝土的打桩·压实时间为30分钟。

产业上的可利用性

根据本方案，得到用于融化道路的雪、防止结冰的、绝缘性和柔软性优异的道路加热器，其产业价值极大。