JP5294539B2 - 融雪材およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、融雪材およびその製造方法に関し、特に、断熱性炭化物を含有する断熱層、加熱体および黒鉛等の高熱伝導性材料を含有する伝熱層を備える融雪材の最上面をアルカリ金属ケイ酸塩化合物層等により被覆した融雪材およびその製造方法に関するものである。

従来、道路や建物の屋根に積もった雪をとかすための融雪材が開発されている。例えば、道路に発熱体を埋設して路面の雪をとかす道路融雪が挙げられる。従来の融雪道路では、発熱体からの熱が地表にも地中にも伝わるため、発熱体からの熱で路面が暖まるまで時間がかかり、加えて雪をとかすに足りる熱を路面に供給するまでに、多大なエネルギーを必要とした。そのため維持経費がかかるので、あまり多くの道路に敷設することは控えられていた。

このような点を改善した技術として、特許文献１には、電気ヒータや温水パイプなどの発熱体を熱源として道路の中に埋設して道路の雪をとかすための道路敷設をする際に、発熱体の下部の基底層を断熱基底層とし、発熱体の上部の表層を融雪表層として道路を敷設することによって、発熱体からの熱をできるだけ地下に逃さず効率的に路面に集めて融雪効果を高め、省エネルギーを図る道路敷設方法と、道路を構成する断熱基底層と融雪基底層が開示されている。
特開平１１−１３１４１４号公報（平成１１年（１９９９）５月１８日公開）

しかしながら、上記特許文献１の技術でも、施設費用などの点において十分とはいえず、さらなる融雪技術の開発が強く求められていた。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、費用負担が少なく、かつ効率的に融雪できる融雪材およびその製造方法を提供することにある。

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を行った結果、発熱体からの熱の下面への逃げを低減し、融雪材表面への熱を短時間に伝え融雪を効率的に行うために、伝熱層、断熱層を設ける際、断熱層には断熱性炭化物（例えば、廃棄物を原料とした炭化物を粉砕したもの等）を含有させ、また伝熱層には黒鉛粉末等の高熱伝導性材料を含有させることにより、省エネルギーで効率的に融雪できるという新事実を見出した。さらにアルカリ金属ケイ酸塩化合物層や樹脂層等を用いて伝熱層の最表面を覆うことにより、融雪能を損なうことなく、水の不浸透化による凍害防止、耐摩耗性等の性能改善を図ることができ、より良好な融雪材を開発できることを見出した。本発明者らは、これらの知見に基づき、本願発明を完成させるに至った。本発明は、かかる新規知見に基づいて完成されたものであり、以下の発明を包含する。

（１）断熱層、加熱体及び伝熱層を備える融雪材であって、上記断熱層は、ＲＤＦ（ごみ固形燃料）炭化物、木質系廃棄物炭化物、プラスチック系廃棄物炭化物の群から選ばれる少なくとも一種の断熱性炭化物を含有しており、上記伝熱層は、黒鉛、カーボンブラックの群から選ばれる少なくとも一種の高熱伝導性材料を含有しており、さらに、上記伝熱層における、雪と接触する表面に、アルカリ金属ケイ酸塩化合物層または樹脂層が設けられている融雪材。

（２）上記断熱層に含まれる炭化物の含有量が、３〜３０重量％である（１）記載の融雪材。

（３）上記伝熱層に含まれる高熱伝導性材料の含有量が、３〜３０重量％である（１）または（２）に記載の融雪材。

（４）上記加熱体は、電気ヒータ、温水パイプ、ヒートパイプ、面状ヒータの群から選ばれる少なくとも一種の加熱装置を備える（１）〜（３）のいずれかに記載の融雪材。

（５）上記伝熱層と断熱層との熱伝導率の比率が、３〜１０の範囲内である（１）〜（４）のいずれかに記載の融雪材。

（６）上記伝熱層の熱伝導率が、１．８Ｗ／ｍＫ〜１０Ｗ／ｍＫである（５）に記載の融雪材。

（７）上記アルカリ金属ケイ酸塩化合物層は、アルカリ金属ケイ酸塩を含む水溶液を上記伝熱層の表面にコーティングすることにより得られる硬化体である（１）〜（６）のいずれかに記載の融雪材。

（８）上記（１）〜（７）のいずれかに記載の融雪材の製造方法であって、上記伝熱層または断熱層が、流し込み法または圧力成形法にて製造される融雪材の製造方法。

本発明に係る融雪材は、以上のように、断熱層、加熱体及び伝熱層を備えてなる融雪材であって、上記断熱層は、ＲＤＦ炭化物、木質系廃棄物炭化物、プラスチック系廃棄物炭化物の群から選ばれる少なくとも一種の断熱性炭化物を含有しており、上記伝熱層は、黒鉛、カーボンブラックの群から選ばれる少なくとも一種の高熱伝導性材料を含有しており、さらに、上記伝熱層における、雪と接触する表面に、アルカリ金属ケイ酸塩化合物層または樹脂層が設けられている構成である。この構成により、伝熱層には熱伝導率の大きい黒鉛等を含有しているため、伝熱層では効率的に温度上昇が認められる。また、断熱層に廃棄物を原料とした炭化物を使用するため、断熱効果に優れるとともに、費用負担が少ない優れた融雪材を得ることができる。さらに、伝熱層の表面をアルカリ金属ケイ酸塩化合物層または樹脂層で覆うことにより、融雪能を損なうことなく、伝熱層への水の浸透防止、耐摩耗性等が改善される。

したがって、本発明に係る融雪材によれば、費用負担が少なく、かつ効率的に融雪できるという効果を奏する。

本発明に係る融雪材は、上述したように、断熱性炭化物を含有する断熱層、加熱体及び高熱伝導性材料を含有する伝熱層を備え、さらに上記伝熱層表面がアルカリ金属ケイ酸塩化合物層または樹脂層により覆われている構成の融雪材であればよく、その他の層、材料、厚み等の具体的な構成については、特に限定されるものではない。本発明の目的の範囲内において、適宜変更できる。

なお、本融雪材による融雪対象は、歩道、車道、駐車場、車庫の出入道等の道路の積雪だけでなく、建物の屋根等に積もった雪も対象とすることができる。

本融雪材の各構成について具体的に説明すると以下の通りである。

上記断熱層は、断熱性炭化物として、ＲＤＦ炭化物、木質系廃棄物炭化物、プラスチック系廃棄物炭化物の群から選ばれる少なくとも一種の炭化物を含有しているものであればよく、その他の具体的な構成は特に限定されない。特に、上記炭化物として、非晶質であり、かつ炭化物内部に空気孔が存在するものが好ましい。このような構成の炭化物は、高い断熱効果が得られる。上記断熱性炭化物は、例えば、ＲＤＦや木質系廃棄物、プラスチック系廃棄物を、４００℃〜１０００℃で炭化させて得られる。炭化物を断熱材として使用するので、特に高温による炭化処理が必要ということはなく、炭化処理は安価な処理で充分である。

また、上記断熱層に含まれる断熱性炭化物の含有量は、３〜３０重量％であることが好ましく、より好ましくは５〜２０重量％、さらに好ましくは８〜１５重量％とすることができる。上記の数値範囲内では、断熱性と断熱層の機械的強度とのバランスを保つことができる。なお、断熱性炭化物の含有量が多くなりすぎると、断熱層の機械的強度が弱くなり、好ましくない。

上記の断熱性炭化物以外に、断熱層を構成する成分としては、例えば、従来公知のセメントや骨材などからなるコンクリートを挙げることができる。また、セメントの代わりに樹脂やアスファルトを使用することもできる。

断熱層の厚みは、厚ければ厚いほどより好ましい。これは、厚さが増すことによりより断熱性が増すためである。しかし、厚みが大きすぎると、使用する炭化物等の資材の量が多くなり、コストがかかるというデメリットもある。このため、断熱層の厚みは３ｃｍから１０ｃｍ程度であることが好ましい。

また、上記伝熱層は、黒鉛またはカーボンブラックを熱の伝導性を高めるための高熱伝導性材料として含んでいればよく、その他の具体的な構成は特に限定されない。黒鉛やカーボンブラックは、熱伝導率の高いものであればよく、その大きさ、形状、使用条件等については特に限定されるものではない。

なお、黒鉛は骨材として使用するよりも粉末として使用する方が好ましい。粉末の場合、より高い伝熱性を得ることができるためである。また、黒鉛は副産物を使用するにしても高価であり、費用対効果から主に粉末を使用することが望まれる。

上記伝熱層に含まれる高熱伝導性材料の含有量は、３〜３０重量％であることが好ましく、より好ましくは５〜２０重量％、さらに好ましくは８〜１５重量％とすることができる。上記の数値範囲内では、熱伝導性と伝熱層の機械的強度とのバランスを保つことができる。なお、高熱伝導性材料が多くなりすぎると、伝熱層の機械的強度が弱くなり、好ましくない。

また、後述する実施例に示す実験結果から、伝熱層の厚みは、加熱体による加熱方式にもよるが、強度的に問題のない厚さまで薄くすることが好ましい。伝熱層の厚みを薄くすることにより、表面温度の昇温時間が短縮し、融雪能が向上するためである。具体的には、伝熱層の厚みは、２ｃｍから１０ｃｍ程度であることが好ましい。

また、後述する実施例に示す実験結果から、本融雪材では、複数の伝熱層が積層されている構成であってもよい。複数の伝熱層を設け、これらの伝熱層における高熱伝導性材料の配合比率や層の厚みを変更することにより、伝熱層が一層だけの場合より、効率的に融雪することができる。

また、上記伝熱層と断熱層との熱伝導率の比は、３〜１０の範囲内であることが好ましい。これは、この熱伝導率の比率が高いほど、熱の下部への逃げが少なく伝熱層表面への熱移動が多くなり、融雪が効率的に行えるためである。例えば、ＲＤＦ炭を１５％添加したときの断熱層の熱伝導率は０．６５Ｗ／ｍＫであり、黒鉛粉末を１５％添加したときの伝熱層の熱伝導率は２．０７Ｗ／ｍＫであった。この断熱層と伝熱層とを組み合わせた場合の伝熱層と断熱層との熱伝導率の比は３．２となる。

さらに、上記伝熱層の熱伝導率は、１．８Ｗ／ｍＫ〜１０Ｗ／ｍＫであることが好ましい。これは、迅速に融雪するためには、伝熱層と断熱層との熱伝導率の比のみでなく、伝熱層の熱伝導率そのものが高い必要があるためである。

上記加熱体は、伝熱層に熱を与えるための発熱体であればよく、その他の具体的な構成については特に限定されるものではない。従来公知の融雪材に用いられる加熱体を好適に用いることができる。例えば、電気ヒータ、温水パイプ、ヒートパイプ、面状ヒータの群から選ばれる少なくとも一種の加熱装置を備えることが好ましい。なお、加熱体の設置方法についても、従来公知の手法を好適に用いることができ、特に限定されるものではない。

さらに、上記伝熱層における、雪と接触する表面に、アルカリ金属ケイ酸塩化合物層または樹脂層が設けられていることが好ましい。融雪材がコンクリートあるいはアスファルトのみの場合、下部への熱ロスが大きく、また加熱部直上の表面温度が昇温しても横への広がりに多大な時間を要し、高い融雪能は得られなかった。そこで、本発明では、伝熱層の下部に断熱層を設けて加熱体からの熱の下面への逃げを低減し、歩道材表面への熱を短時間に伝え融雪を効率的に行う構成である。さらに、伝熱層に黒鉛等の高熱伝導性材料を含有させて伝熱層の熱伝導率を高めている。しかし、伝熱層に黒鉛粉末等の高熱伝導性材料を含有させると、伝熱層の表面の機械的強度が低下し、耐摩耗性が悪化する。さらに吸水性が高くなり、水がしみ込みやすくなり凍害が起こる可能性がある。このため、伝熱層に対して、黒鉛等の高熱伝導性材料の添加による高熱伝導性を保持しつつ、水の浸透防止、耐摩耗性等の改善を図るために伝熱層の表面を改質すべく、アルカリ金属ケイ酸塩化合物層または樹脂層を設けることが好ましい。

上記アルカリ金属ケイ酸塩化合物層は、従来公知のコーティング層であればよく、その他の具体的な構成については、特に限定されるものではない。かかるコーティング層としては、例えば、特開平７−１８２０２号公報に開示のアルカリ金属ケイ酸塩水溶液を主剤とするコーティング材料や、特開２０００−８６９３４号公報に開示の常温硬化型無機コーティング材等の公知のコーティング層を用いることができる。

なかでも、特に、上記アルカリ金属ケイ酸塩化合物層は、アルカリ金属ケイ酸塩を含む水溶液を上記伝熱層の表面にコーティングすることにより得られる、耐水性の硬化体であることが好ましい。このようなアルカリ金属ケイ酸塩化合物層は、後述する実施例に記載のように、アルカリ金属ケイ酸塩を含む水溶液（例えば、大木工藝製 ＯＫナノガード等）を伝熱層に塗布することにより得られる。このアルカリ金属ケイ酸塩を含む水溶液の化学的及び物理的作用として、吸水性を有する伝熱層の表面に塗布、含浸させることにより、伝熱層の各種基材（例えば、骨材、セメント等）に含有されるイオンと反応し、ケイ酸塩及びコロイドケイ酸を生成し多孔質材料を無孔質化して、耐水性、防汚性、耐摩耗性を向上させることができる。さらに、アルカリ金属ケイ酸塩等の脱水縮合反応によって極めて効果的な撥水性を発現し、外部から侵入してくる水や腐食性物質の浸透を防止することができる。さらに、伝熱層の表面をアルカリ性に保持することによって防錆保護することも可能である。

なお、上記アルカリ金属ケイ酸塩化合物層および樹脂層は、上述の目的を達成すべく、(i) 伝熱層から融雪対象の積雪への熱の伝播を妨げないものであること、(ii) 磨耗や衝撃に対する機械的強度があり、(iii) 水分を伝熱層へ通さない耐水性、を併せ持つものであることが好ましい。上記アルカリ金属ケイ酸塩化合物層の厚みは、上記目的の範囲内で可能な限り薄い方が好ましい。

上記アルカリ金属ケイ酸塩化合物層または樹脂層の形成方法は、特に限定されるものではなく、従来公知の手法を好適に用いることができ、特に限定されるものではない。例えば、上記特開平７−１８２０２号公報や特開２０００−８６９３４号公報に開示の方法を用いることができる。また、後述する実施例に示すように、アルカリ金属ケイ酸塩を含む水溶液を伝熱層に塗布する方法で形成してもよい。具体的には、アルカリ金属ケイ酸塩を含む水溶液を、伝熱層表面にハケ等で２回〜３回塗布することにより、形成することができる。このアルカリ金属ケイ酸塩を含む水溶液を塗布することにより、アルカリ金属ケイ酸塩を含む水溶液中の成分が伝熱層中の骨材等と反応し、アルカリ金属ケイ酸塩化合物層が伝熱層表面に形成される。それゆえ、伝熱層表面の耐摩耗性の向上、蓄熱能の向上とともに、水の浸透を防ぐことにより凍害を防止することができる。

また、後述する実施例に示す実験結果から、アルカリ金属ケイ酸塩を含む水溶液を塗布したとき、アルカリ金属ケイ酸塩化合物層の形成による伝熱層の融雪への影響はほとんどないことがわかっている。

また、伝熱層の表面に形成するものとして、アルカリ金属ケイ酸塩化合物層に代えて樹脂層を使用することもできる。樹脂層は一般的に熱伝導性が良くないため、高熱伝導性材料（例えば、黒鉛やカーボンブラックなど）を適宜添加して、熱伝導性を高めたものを用いることが好ましい。また、樹脂層の厚みも伝熱層に対して機械的強度や耐水性を付与するという上記目的の範囲内で可能な限り薄い方が好ましい。さらに、この樹脂層は、外観を良好にすべく、転写等によって図柄を設けた樹脂層であってもよい。

次に、本発明に係る融雪材の製造方法について説明する。本発明に係る融雪材は、従来公知の方法により製造することができ、特に限定されるものではない。具体的には、断熱層を形成し、その上に加熱体を設置し、さらに伝熱層を形成することにより、簡易に本発明に係る融雪材を製造することができる。なお、伝熱層表面にアルカリ金属ケイ酸塩化合物層または樹脂層を設ける場合は、上記工程の後、伝熱層上にアルカリ金属ケイ酸塩化合物層または樹脂層を形成すればよい。

上記融雪材は、断熱層や伝熱層を流し込み方式により、連続的に製造することもできるし、また、各層を小型ブロックとして別々に作製し、最後に一体化して形成してもよい。このブロックを複数組み合わせることで大型の融雪材も形成できる。つまり、本発明には、上記伝熱層または断熱層が、流し込み法または圧力成形法にて製造される融雪材の製造方法が含まれる。

コスト面では流し込み方式で製造することが好ましいが、融雪対象の規模によっては圧力成形によるブロック方式を採用することもできる。また、ブロック方式で大型の融雪材を作製した場合、破損したブロックのみを取り替えればよく、融雪材のメンテナンスも容易に行うことができるという利点もある。

次いで、本発明に係る融雪材の構造について、具体例を挙げて説明すると以下のとおりである。図１（ａ）は、本実施の形態に係る融雪材の断面構造を模式的に示す図であり、図１（ｂ）は、本実施の形態に係る他の融雪材の断面構造を模式的に示す図である。

図１（ａ）に示すように、融雪材１０は、アルカリ金属ケイ酸塩化合物層１，伝熱層２，断熱層３，加熱体４，ワイヤメッシュ５を備えている。まず、断熱層３が設けられており、その上部にワイヤメッシュ５が配置される。このワイヤメッシュ５上に加熱体４が設けられ、その加熱体４を包含するように伝熱層２が形成されている。つまり、加熱体４は伝熱層２内部に存在するといえる。そして、伝熱層２の上部表面には、アルカリ金属ケイ酸塩化合物層１が形成されている。このアルカリ金属ケイ酸塩化合物層１と、融雪対象の雪が接触し、雪をとかすことになる。

アルカリ金属ケイ酸塩化合物層１は、上述したように伝熱層２に対して、耐水性・耐摩耗性等を付与するためのものである。なお、このアルカリ金属ケイ酸塩化合物層１は樹脂層に置き換えてもよい。伝熱層２は、上述したように黒鉛等の高熱伝導性材料が混入されている。断熱層３には、上述した断熱性炭化物が混入されている。ワイヤメッシュ５は、加熱体４が断熱層３側へ誤って侵入しないようにすべく、伝熱層２の下部にあって加熱体４の下方に設置される。

また、図１（ｂ）には、伝熱層を複数積層してなる融雪材の模式的な構造を示している。すなわち、融雪材１０’は、アルカリ金属ケイ酸塩化合物層１，第１の伝熱層２，断熱層３，加熱体４，ワイヤメッシュ５，第２の伝熱層６を備えている。なお、上記図１（ａ）と同じ部材については同一の番号を付し、その説明を省略する。

まず、断熱層３が設けられており、その上部にワイヤメッシュ５が配置される。このワイヤメッシュ５上に加熱体４が設けられ、その加熱体４を包含するように第２の伝熱層６が形成されている。第２の伝熱層６の上部に第１の伝熱層２が形成されている。そして、この第１の伝熱層２の上部表面には、アルカリ金属ケイ酸塩化合物層１が形成されている。このアルカリ金属ケイ酸塩化合物層１と、融雪対象の雪が接触し、雪をとかすことになる。以上に述べたワイヤメッシュは加熱体の保持が目的であるので、同様な機能を有するものであればほかのものでもよい。

以上のように、本発明に係る融雪材は、上述した構成を有するゆえに、費用負担が少なく、かつ効率的に融雪できる。また、伝熱層の表面にアルカリ金属ケイ酸塩化合物層または樹脂層を設けることにより、融雪性能を維持しながら、伝熱層表面の耐摩耗性、耐水性等の性質を向上させることができる。

以下実施例を示し、本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。もちろん、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、細部については様々な態様が可能であることはいうまでもない。さらに、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、それぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

〔実施例１〕
ポルトラルドセメント１００重量部、川砂１００重量部に対しＲＤＦ炭５００μｍふるい下を１５％（３５．３重量部）加え、水セメント比を５０とし、ミキサでこれらを混合した後、３００×３００×４０ｍｍの木枠に流し込んで、断熱層を作った。４日間養生後、ポルトラルドセメント１００重量部、川砂１００重量部に対し人造黒鉛粉末を１５％（３５．３重量部）加え、水セメント比を５０とし、ミキサでこれらを混合したものを、断熱層の上に配置した３００×３００×５０ｍｍの木枠に流し込み伝熱層を作った。

このとき、１００×１００ワイヤメッシュを伝熱層の底面から１０ｍｍの位置に置き、その上に電熱線を置き、伝熱層の中に埋め込んだ。４日間養生して融雪材ブロック材が十分に硬化した後、伝熱層の表面にアルカリ金属ケイ酸塩化合物層を形成した。具体的には、表面改質液（大木工藝製 ＯＫナノガード）を塗布しアルカリ金属ケイ酸塩化合物層を作った。融雪材ブロックを−３℃に温度調節した人工気象器内にセットして表面温度が−３℃になったことを確認した後、電熱線間上の伝熱層表面に砕氷した氷サンプル２５ｇ（５ｃｍΦ×４cｍ厚さ）を置き、電熱線に通電（５５Ｗ）を開始した。この氷サンプルがとける解氷時間を測定したところ、表１に示すように５７分であった。

また、その結果の状況を図２（ｂ）に示す。アルカリ金属ケイ酸塩化合物層の効果により、氷の融解により生じた水は、融雪材ブロックの内部に浸透することなく、ブロック材表面全体に拡がっていた。

断熱層と伝熱層の熱伝導率を、別途測定したところ、断熱層の熱伝導率は０．６５Ｗ／ｍＫ、伝熱層の熱伝導率は２．０７Ｗ／ｍＫであった。伝熱層と断熱層の熱伝導率の比率は、３．２であった。

〔比較例１〕
実施例１と同様にして断熱層と表面改質を行わない伝熱層からなる融雪材ブロックを作った。以下、人工気象器を用い実施例１と同様な実験を行った。その結果、解氷時間は表１に示すように５５分であり、アルカリ金属ケイ酸塩化合物層の解氷時間への影響は小さかった。また、その結果の状況を図２（ａ）に示す。同図に示すように、表面改質層が存在しないため、氷の融解により生じた水は、融雪材ブロックの内部に浸透した。

また、別途上述の伝熱層と同じ製造方法で小型サンプルを作り、アルカリ金属ケイ酸塩化合物層の有無による表面硬度の測定をＪＩＳ Ｋ５６００−５−４（鉛筆法）に準じて行った。その結果、アルカリ金属ケイ酸塩化合物層の表面は鉛筆硬度６Ｈ以上で、アルカリ金属ケイ酸塩化合物層のない表面の鉛筆硬度は４Ｈであり、改質による硬度の上昇が認められ、耐磨耗性の向上が見込まれた。

〔比較例２〕
実施例１に比べて断熱層にＲＤＦ炭を添加せず、かつ、伝熱層に人造黒鉛を添加しないことが異なるブロックを作り、これに加えてアルカリ金属ケイ酸塩化合物層を形成させたブロックを製造した。以下、実施例１と同様な試験を行った。その結果、表１に示すように、解氷時間はアルカリ金属ケイ酸塩化合物層があるものが９３分、ないものが９１分であった。この場合も、比較例１と同様アルカリ金属ケイ酸塩化合物層の解氷時間への影響は小さかった。また、表１より断熱層にＲＤＦ炭を添加し、かつ、伝熱層に人造黒鉛を添加したものが、それらを添加しないものに比べて解氷時間が非常に短くなっていることがわかった。
〔実施例２〕
上記実施例１と同様の方法にて、表２に示すようにＲＤＦ炭１５％含有断熱層（厚み４ｃｍ）と人造黒鉛粉末１５％含有伝熱層（厚み５ｃｍ）とを積層し、加熱体として伝熱層の下面から１０ｍｍの位置に電熱線を配置したブロック(i)を製造した。また、伝熱層を２層としたブロック(ii)を製造するとともに、伝熱層の厚さが２ｃｍ、断熱層の厚さが７ｃｍのブロック（iii）を製造した。表２の結果から、ブロック（i）に比べて黒鉛混合率の高い層を持つ２層構造の伝熱層を有するブロック(ii)は温水チューブ中間上の解氷時間が短いこと、伝熱層の厚さを薄くしたブロック（iii）はさらに解氷時間が短くなることがわかった。

〔実施例３〕
ポルトラルドセメント１００重量部、川砂１００重量部に対しＲＤＦ炭５００μｍふるい下を１５％（３５．３重量部）加え、水セメント比を５０としミキサでこれらを混合した後、１５００×９００×４０ｍｍの木枠に流し込んで、断熱層を作った。４日間養生後、ポルトラルドセメント１００重量部、川砂１００重量部に対し人造黒鉛粉末を１５％（３５．３重量部）加え、水セメント比を５０としミキサでこれらを混合したものを、断熱層の上に配置した１５００×９００×５０ｍｍの木枠に流し込み伝熱層を作った。このとき、１００×１００ワイヤメッシュを伝熱層の底面から１０ｍｍの位置に置き、その上に電熱線を置き、伝熱層の中に埋め込み、全体が１５００×９００×９０ｍｍのブロック（iv）を製造した。これに加えて、断熱材にＲＤＦ炭を混合せず、かつ伝熱層に黒鉛を混合せず、他は同様にしてブロック(v)を製造した。上記の融雪材ブロック材の全面に、比重０．０９の雪３０ｃｍを載せて、電熱線で２１１Ｗ／ｍ^２の電力を加え融雪状況を観察した。通電開始後、ブロック（iv）上の雪は１５．９時間後には融解し、ブロック（v）上の雪は１９．１時間後に融解した。

このあと、ブロック（iv）を３等分に区分けし、１つは元のまま、１つはアルカリケイ酸塩化合物層を作り、残る１つは樹脂を用いて転写を行った。これらの上に比重０．４３の雪７．５ｃｍをのせ、電熱線で４２２Ｗ／ｍ^２の電力を加え融雪状況を観察したところ、表３に示すように、いずれもほぼ同時間経過後に融雪した。

以上のように、本発明に係る融雪材によれば、費用負担が少なく、かつ効率的に融雪できる。このため、歩道、車道、駐車場、車庫の出入道等の道路の積雪だけでなく、建物の屋根等に積もった雪も対象とすることができ、幅広い産業上の利用可能性がある。

（ａ）は本実施の形態に係る融雪材の断面構造を模式的に示す図であり、（ｂ）は本実施の形態に係る他の融雪材の断面構造を模式的に示す図である。 （ａ）は本発明の比較例における融雪材表面の耐水性効果を調べた結果を示す図であり、（ｂ）は本発明の実施例における融雪材表面のアルカリ金属ケイ酸塩化合物層層の耐水性効果を調べた結果を示す図である。

符号の説明

１ アルカリ金属ケイ酸塩化合物層（または樹脂層）
２ 伝熱層
３ 断熱層
４ 加熱体
６ 伝熱層
１０ 融雪材
１０’ 融雪材

Claims (9)

1. 断熱層、加熱体及び伝熱層を備える融雪材であって、
   上記断熱層は、ＲＤＦ炭化物、木質系廃棄物炭化物、プラスチック系廃棄物炭化物の群から選ばれる少なくとも一種の断熱性炭化物を含有しており、上記断熱性炭化物は、非晶質であり、かつ炭化物内部に空気孔が存在するものであり、
   上記伝熱層は、黒鉛、カーボンブラックの群から選ばれる少なくとも一種の高熱伝導性材料を含有しており、
   さらに、上記伝熱層における、雪と接触する表面に、アルカリ金属ケイ酸塩化合物層が設けられていることを特徴とする融雪材。
2. 上記断熱層に含まれる炭化物の含有量が、３〜３０重量％であることを特徴とする請求項１記載の融雪材。
3. 上記伝熱層に含まれる高熱伝導性材料の含有量が、３〜３０重量％であることを特徴とする請求項１または２に記載の融雪材。
4. 上記加熱体は、電気ヒータ、温水パイプ、ヒートパイプ、面状ヒータの群から選ばれる少なくとも一種の加熱装置を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の融雪材。
5. 上記伝熱層と断熱層との熱伝導率の比率が、３〜１０の範囲内であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の融雪材。
6. 上記伝熱層の熱伝導率が、１．８Ｗ／ｍＫ〜１０Ｗ／ｍＫであることを特徴とする請求項５に記載の融雪材。
7. 上記アルカリ金属ケイ酸塩化合物層は、アルカリ金属ケイ酸塩を含む水溶液を上記伝熱層の表面にコーティングすることにより得られる硬化体であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の融雪材。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の融雪材の製造方法であって、
   上記伝熱層または断熱層が、流し込み法または圧力成形法にて製造されることを特徴とする融雪材の製造方法。
9. 上記アルカリ金属ケイ酸塩化合物層の表面は、鉛筆硬度６Ｈ以上であることを特徴とする請求項１に記載の融雪材。