チタンは冷たくない。

チタンは熱伝導率が低く、手から熱があまり奪われません。

チタンは冷たくない

冬場でもホッとします。

チタンで作ると、ちょくちょく触りたくなります。

冬、寒いとき、カチンカチンに冷えた金属に触ると…「うわっ冷たい!」 触る前から身構えてしまいますよね。気温の低い地域では、注意しないと手が凍ってくっついてしまうことだってあります。

でも、チタンだと、これがあまり冷たくないのです(そりゃちょっとは冷たいですよ)。 これは、チタンの熱伝導率が小さいことによります。

チタンは手の熱が伝わりにくい=手から熱があまり奪われないのです。
純チタンの熱伝導率は17(W/mK)で、鉄の約1/4、銅の約1/23です。 そして、またチタンは温まりやすく冷めやすいのです。

熱伝導が悪いのに温まりやすくさめやすいってのはちょっと不思議な感じがしますよね。でも、それとこれとは物理的には全然別の問題なのです。

単位質量の物質の温度を1度上げるのに必要な熱量を「比熱」といいますが、チタンの比熱は鉄やステンレス鋼とあまり変わりません。 ただ、チタンは比重が小さいので、単位体積あたりの1度上昇に必要な熱量(=「熱容量」)ということにして見てみると、同じ大きさ(=体積)の鉄やステンレス鋼の約6割の熱量で同じ温度だけ上昇させることができます。

つまり、同じ大きさの火にかけた場合、チタンの方が鉄やステンレス鋼よりも6割程度の時間で温まるということです。 さらに、強度のあるチタンを使えば、鉄やステンレス鋼よりも薄く作ることができ、質量が小さい分だけもっと早く温度を上げることができます。これは、チタン製のなべなどで見られる特性です。

一気に温度を上げて一気にいためるものなどにはもってこいです。但し、火のあたっているところとあたってないところでは、熱伝導率の低さゆえ、温度にむらが生じます。振りが激しい料理でないと、 あっちは生焼け、こっちは焦げ付いちゃったなんてことになりかねませんからご注意。

あと、余計なことですが、チタンなべは持つ所が熱くなりません。おもしろいですね。 チタンのカップは熱いコーヒーを入れても、カップにつけた唇が熱くないので飲みやすいです。また、溶け出したりしないので他の金属性のカップと違い、変な味がしません。

マグカップをチタンでつくると?
暖かいものは冷めにくく、
冷たいものは温みにくい。
変な味がしない。
日光にさらせばいつでも清潔。
抗菌効果も期待できる。

一説によると、チタンカップは表面の酸化皮膜の光触媒作用により苦味や渋み成分が分解され、ワインなどは甘みが増すそうです。私は試してないので分かりませんが、夢のある話ですね。 ほかに、チタンの低熱伝導率と低熱容量を利用した例として、滑雪板があります。

北海道芦別市の国道452号の「星の降る里大橋」に、チタン滑雪パネルが装着されました。橋を支える塔の着雪が一度に落ちると、自動車や歩行者に危ないのでこれを防止するための ものです。雪がたまって大きな塊になる前に落としてしまおう、というものです。

金属板を雪が滑り落ちるためには、雪と金属板の間に少量の水が必要です(流体潤滑)。全く水がないと滑りません。少量の水があると良くすべるのは、スケートと同じ原理です。

ちょっと脱線しますが、スケートが よくすべるのは、スケート靴をはいた人が氷に乗ると、体重で氷に圧力がかかります。氷に圧力がかかると、かかったところだけ融点が下がります(温度が下がるのではありません)。するとそこだけ氷が少しだけ溶けて 水になり、これがブレードを滑らせるのです。

したがって、雪をよく滑落させるためには、流体潤滑を良く生じさせる素材を使うことが必要になります。そのためには

①日照によって温度が上がりやすい=熱容量が小さい
②滑り始めた雪の流体潤滑の元になっている水が、滑雪板に熱をとられない=熱伝導率が悪い
③滑らかな表面がいつまでももつ=耐食性が良い

といった条件を満たす必要があります。
なお、滑雪の元になる水は、太陽熱による温度上昇と、滑落による摩擦熱による雪の溶融によってもたらされます。 で、これらの特性を兼ね備えたスーパー素材がチタンなのです! 星の降る里大橋では設置以来、良好な落雪対策ができている模様です。

そのほかにも、触った感じがぞくっとこないということは、装身具や舗装具、介助用具にも大きなアドバンテージです。 体の不自由な方や、それを介助する方の手助けに少しでもなれば、人生を少しでも明るいものにするお手伝いになるならば素晴らしいことだと思います。

装着に抵抗感のある舗装具から、四季を通じて装着が楽しい舗装具へ。そんな可能性もチタンは秘めています。

これ、チタンでつくってみたいな、と思ったあなたへ

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