(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム箔と、前記アルミニウム箔上に設けられた粘着剤層とを備え、
前記粘着剤層は、アクリル系粘着剤１００質量部と、アルミナを５０質量％以上含む無機酸化物フィラー１〜２０質量部を含み、
前記アクリル系粘着剤は、重量平均分子量(Ｍｗ)が４０万〜８０万であり、且つ重量平均分子量(Ｍｗ)と数平均分子量(Ｍｎ)の比Ｍｗ／Ｍｎが５以下であり、
前記粘着剤層中の前記無機酸化物フィラーは、レーザー回折散乱法によって測定される体積平均粒子径が０．３〜８．１μｍである、放熱シート。
【請求項２】
断熱板と、前記断熱板に設けられた断面がＵ字状の配管溝と、前記配管溝内に配置された配管と、前記配管溝を覆うように前記断熱板上に設けられた放熱シートと、前記放熱シート上に直接又は別の層を介して配置された床板とを備え、前記放熱シートは、請求項１に記載の放熱シートであり、前記放熱シートは、粘着剤層が前記断熱板側になるように配置される、床暖房裝置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、床暖房用装置放熱シート及び床暖房装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１及び２に示すように、一般に、床暖房装置では、断熱板に設けられた断面がＵ字状の配管溝内に合成樹脂製の配管が設けられ、この配管内に温水を流すことによって暖房を行う。断熱板上には配管溝を覆うように、粘着剤層が設けられたアルミニウム箔からなる放熱シートが貼り付けられ、これによって配管からの熱が均一に放散されるようになっている。また、放熱シート上には接着剤や剥離剤などを介して床板が設けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１８５２４４号公報
【特許文献２】特開２００９−１０３３７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような床暖房装置では、さらなる高効率化・高耐久性が求められている。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、床暖房装置の効率及び耐久性を向上させることができる放熱シートを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、アルミニウム箔と、前記アルミニウム箔上に設けられた粘着剤層とを備え、前記粘着剤層は、アクリル系粘着剤１００質量部と、アルミナを５０質量％以上含む無機酸化物フィラー１〜２０質量部を含み、前記アクリル系粘着剤は、重量平均分子量(Ｍｗ)が４０万〜８０万であり、且つ重量平均分子量(Ｍｗ)と数平均分子量(Ｍｎ)の比Ｍｗ／Ｍｎが５以下であり、前記粘着剤層中の前記無機酸化物フィラーは、レーザー回折散乱法によって測定される体積平均粒子径が０．３〜１０μｍである、放熱シートが提供される。
【０００６】
一般の床暖房装置では、配管内に６０℃以上の温水を流した場合にも、床板での温度は３０数℃程度となり、配管からの熱が必ずしも効率的に床板に伝わっているとはいえない。この非効率性の要因は種々存在していると考えられるが、本発明者らは放熱シートの粘着剤層の熱伝導率が低いことが非効率性の要因であることを突き止めた。そして、この粘着剤層にアルミナを主成分とする無機酸化物フィラーを、アクリル系粘着剤１００質量部に対して１質量部以上混ぜることによって、粘着剤層の熱伝導率を向上させることに成功した。
【０００７】
ところが、無機酸化物フィラーの添加により熱伝導率は向上するものの、多量に添加した場合、放熱シートを断熱板に貼りつけたときに、その密着性が低下し、その結果、配管からアルミニウム箔への熱伝導性が却って低下することが分かり、さらに検討を行ったところ、無機酸化物フィラーの含有量が、アクリル系粘着剤１００質量部に対して２０質量部以下である場合には、この密着性低下の問題が実質的に生じないことが分かった。
【０００８】
さらに、フィラーの粒子径にも着目すると、粒子径が０．３μｍ未満である場合には熱伝導性の向上の効果が小さく、粒子径が１０μｍを超えると、密着性が低下した。
【０００９】
また、床暖房装置の配管は一般に架橋ポリエチレン樹脂などの合成樹脂でできているが、本発明者らがこの配管に注目したところ、粘着剤層と接触している部分が若干劣化していることが確認できた。そして、この劣化を防ぐべく、鋭意検討を行ったところ、アクリル系粘着剤の重量平均分子量Ｍｗを４０万〜８０万とし、且つ重量平均分子量Ｍｗと数平均分子量Ｍｎの比Ｍｗ／Ｍｎを５以下とすることによって劣化を防ぐことができることを見出し、本発明の完成に到った。
【００１０】
以上より、本発明によれば、適切な量・組成・平均粒子径の無機酸化物フィラーの添加によって配管からアルミニウム箔へ効率的に熱を伝達させることができ、かつ適切なＭｗとＭｗ／Ｍｎを有するアクリル系粘着剤を使用することによって配管の劣化を防ぐことができることが分かった。このような放熱シートを使用することによって、床暖房装置の効率及び耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の一実施形態の放熱シートが使用されている床暖房装置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態の放熱シートについて、詳細に説明する。
【００１３】
＜１．床暖房装置＞
まず、図１を用いて、本発明の一実施形態の放熱シートが床暖房装置において使用されている状態について説明する。床暖房装置１は、断熱板３と、断熱板３に設けられた断面がＵ字状の配管溝５と、配管溝５内に配置された配管７と、配管溝５を覆うように断熱板３上に設けられた放熱シート９と、放熱シート９上に接着剤層又は剥離剤層１１を介して配置された床板１３とを備える。放熱シート９は、アルミニウム箔９ａと、アルミニウム箔９ａ上に設けられた粘着剤層９ｂとを備えており、粘着剤層９ｂが断熱板３側になるように配置されている。
【００１４】
＜２．断熱板＞
断熱板は、断熱性を有する板状部材であり、例えば、樹脂発泡体、木、合板あるいはそれらの複合体等断熱性材料からなる。樹脂発泡体としては、硬質ポリウレタン発泡体、ポリスチレン発泡体、架橋ポリエチレン発泡体、ポリプロピレン発泡体、ポリ塩化ビニル発泡体、架橋ゴム発泡体、熱硬化性発泡体などの剛性の高い発泡体のほか、非架橋ポリエチレン発泡体、ポリ酢酸ビニル発泡体、非架橋ゴム発泡体、高密度ポリエチレンの発泡体などの剛性の低い発泡体が挙げられる。
【００１５】
断熱板には、断面がＵ字状の配管溝５が設けられる。配管溝５の幅は、配管７の直径と同じかわずかに大きい寸法である。配管溝５の深さは、配管７の外径と同じかわずかに浅い寸法である。このような寸法の場合に、配管７からの熱が放熱シート９に効率的に伝達されるからである。
【００１６】
＜３．配管＞
配管７は、加熱用の熱媒流体を流すためのものであり、この熱媒流体からの熱が配管壁を通じて外部に放出されて暖房が行われる。配管７は、例えば、金属管、合成樹脂管などであるが、軽量性やコストの観点から配管７は、合成樹脂管が好ましい。合成樹脂管としては、架橋ポリエチレン管、ポリブテン管などが挙げられる。本発明の課題の一つが配管７の劣化を防ぐことであるので、配管７が比較的劣化がしやすい合成樹脂管（特に架橋ポリエチレン管）である場合、本発明の効果がより顕著に現れる。配管７の外径は、例えば５〜３０ｍｍであり、内径は、例えば３〜２０ｍｍである。このような寸法の場合に、配管７内を流れる熱媒流体からの熱が効率的に外部に伝達されるからである。熱媒流体としては、温水、水蒸気、加熱オイル、不凍液、加熱空気、各種熱排ガスなどが挙げられ、温水が好ましい。
【００１７】
＜４．放熱シート＞
放熱シート９は、アルミニウム箔９ａと、アルミニウム箔９ａ上に設けられた粘着剤層９ｂとを備える。放熱シート９の幅・長さは、限定されず、細長いテープ状であってもよい。
【００１８】
＜４−１．アルミニウム箔＞
アルミニウム箔９ａは、配管７からの熱を均一に外部に放散するために設けられており、その厚さは特に限定されないが、５〜１００μｍが好ましい。アルミニウム箔が薄すぎると均一な熱放出が達成されず、厚くしすぎるとさらなる放熱性の向上が見られずコストが増大につながるからである。
【００１９】
＜４−２．粘着剤層＞
粘着剤層９ｂは、アクリル系粘着剤と無機酸化物フィラーとを含む。アクリル系粘着剤の具体例としては、（メタ）アクリル酸エステルの単独重合体又は共重合性モノマーとの共重合体が挙げられる。（メタ）アクリル酸エステルの具体例としては、メチルエステル、エチルエステル、ブチルエステル、２−エチルヘキシルエステル、オクチルエステル等の（メタ）アクリル酸アルキルエステル、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ｔ−ブチルアミノエチルメタクリレート等の（メタ）アクリル酸アルキルアミノアルキルエステル、（メタ）アクリル酸グリシジルエステル、（メタ）アクリル酸、イタコン酸、無水マレイン酸、（メタ）アクリル酸アミド、（メタ）アクリル酸Ｎ−ヒドロキシアミド等が挙げられる。共重合性モノマーの具体例としては、酢酸ビニル、スチレン、アクリロニトリル等が挙げられる。
【００２０】
アクリル系粘着剤の重量平均分子量（Ｍｗ）は、４０万〜８０万である。重量平均分子量が小さすぎても大きすぎても粘着性が良好ではないからである。重量平均分子量（Ｍｗ）は、４０万、５０万、６０万、７０万、８０万である。この重量平均分子量は、ここで例示した何れか２つの値の間の範囲内であってもよい。重量平均分子量(Ｍｗ)と数平均分子量(Ｍｎ)の比Ｍｗ／Ｍｎは、５以下である。この比が５より大きい場合、低分子量の高分子鎖の割合が大きすぎ、その結果、配管７を劣化させやすくなるからである。この比Ｍｗ／Ｍｎを５以下にすることによって配管７の劣化を防ぐことができる。比Ｍｗ／Ｍｎの値は小さいほど好ましいので下限は特に規定されないが、製造の容易性を考慮すると１．５以上が好ましい。Ｍｗ／Ｍｎの値は、具体的には例えば、５、４．５、４、３．５、３、２．５、２、１．５であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。ポリスチレン換算の重量平均分子量及び数平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）により求めることができる。アクリル系粘着剤の製造方法は、乳化重合、溶液重合等が使用できる。
【００２１】
粘着剤層９ｂは、無機酸化物フィラーが含まれていない状態では、熱伝導性が低く、そのために、配管７を流れる熱媒流体からの熱がアルミニウム箔に効率的に伝達されない。そこで、粘着剤層９ｂに熱伝導率が高い無機酸化物フィラーを添加することによって粘着剤層９ｂの熱伝導性を高めることができる。本発明で添加する無機酸化物フィラーは、熱伝導性向上の観点からアルミナのみからなることが好ましいが、アルミナ以外の成分が含まれている場合でもアルミナが５０質量％以上である場合には熱伝導性向上の効果が得られる。無機酸化物フィラー中のアルミナの割合は、具体的には例えば５０、６０、７０、８０、９０、９５、１００質量％であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。アルミナ以外の無機酸化物フィラーとしては、溶融シリカ、酸化チタン、窒化ホウ素などが挙げられる。
【００２２】
無機酸化物フィラーの含有量は、アクリル系粘着剤１００質量部に対して、１〜２０質量部である。含有量が少なすぎる場合、熱伝導性の向上が十分ではなく、多すぎる場合、粘着剤層９ｂの粘着性能が悪化して、断熱板３とアルミニウム箔９ａとの間の密着性が低下し、熱伝導性が却って低下するからである。無機酸化物フィラーの含有量は、具体的には例えば、アクリル系粘着剤１００質量部に対して、１，２，５，１０，１５，２０質量部であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。
【００２３】
レーザー回折散乱法によって測定される、無機酸化物フィラーの体積平均粒子径は、０．３〜１０μｍである。平均粒径が小さすぎると、熱伝導性の向上が十分ではなく、大きすぎると、断熱板３とアルミニウム箔９ａとの間の密着性が低下してしまうからである。体積平均粒子径は、好ましくは１〜８μｍである。この場合、熱伝導性及び密着性の両方が特に良好になるからである。体積平均粒子径は、具体的には例えば、０．３，０．５，１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０μｍであり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。別の表現では、無機酸化物フィラーの体積平均粒子径は、例えば、粘着剤層９ｂの厚さの０．３〜１００％であり、具体的には例えば、０．３，１，５，１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０，９０，１００％であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。
【００２４】
粘着剤層９ｂの厚さは、特に限定されないが、例えば１０〜１００μｍである。この厚さが薄すぎると、粘着性が不十分になり、配管７からの熱がアルミニウム箔に伝達されにくいからである。粘着剤層９ｂの厚さは、具体的には例えば、１０、２０、４０、６０、８０、１００μｍであり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。
【００２５】
アルミニウム箔上に粘着剤層を形成して放熱シートとする方法は、例えばグラビアコーター、コンマコーター、バーコーター、ナイフコーター、又はロールコーター等のコーターでアルミニウム箔上に粘着剤を直接塗布する方法がある。凸版印刷、凹版印刷、平版印刷、フレキソ印刷、オフセット印刷又はスクリーン印刷等でアルミニウム箔上に粘着剤を印刷してもよい。
【００２６】
＜接着剤層又は剥離剤層＞
放熱シート９と床板１３の間には、通常、接着剤層又は剥離剤層１１が配置される。この層は、放熱シート９に対して床板１３を固定するために設けられるものであり、その組成は特に限定されず、例えば、ウレタン系接着剤である。
【実施例】
【００２７】
＜１．放熱シートの製造＞
実施例・比較例にかかる放熱シートは、次の処方で製造した。主な配合と、評価結果を表１に示す。表１において、無機酸化物フィラーの質量部は、アクリル系粘着剤１００質量部に対する値である。
【００２８】
【表１】
0005841434.tif 000002
【００２９】
＜１−１．アルミニウム箔＞
厚さ２０μｍ
【００３０】
＜１−２．アクリル系粘着剤＞
ブチルアクリレート８０質量％、メチルメタアクリレート１１質量％、２−ヒドロキシエチルメタアクリレート８質量％、アクリル酸１質量％の共重合体。
【００３１】
＜１−３．無機酸化物フィラー＞
アルミナ：：電気化学工業社製、商品名ＤＡＷ−０５、体積平均粒子径５μｍ
アルミナ：：電気化学工業社製、商品名ＡＳＦＰ−２０、体積平均粒子径０．３μｍ
アルミナ：：電気化学工業社製、商品名ＤＡＷ−０７、体積平均粒子径８．１μｍ
溶融シリカ：電気化学工業社製、商品名ＦＢ−７ＳＤＣ、体積平均粒子径５．８μｍ
酸化チタン：テイカ社製、商品名「ＪＲ−１０００」、体積平均粒子径１．０μｍ
【００３２】
＜１−４．放熱シートの作製＞
上述の粘着剤と無機酸化物フィラーとを混合したものを厚さ１０μｍとなるようにアルミニウム箔に塗布して粘着剤層を形成し、放熱シートを作製した。
【００３３】
＜２．放熱シートの評価＞
架橋ポリエチレン発泡体からなる厚さ１５ｍｍの断熱板に深さ１０ｍｍ・幅１０ｍｍの断面がＵ字状の配管溝を形成し、この溝内に外径１０ｍｍ・内径９ｍｍの架橋ポリエチレン製配管を配置した。次に、この断熱板状に上記放熱シートを貼付け、ウレタン系接着剤で床板を貼りつけた。
【００３４】
＜２−１．熱伝導性の評価＞
配管内に６０℃の温水を流し、床板表面での温度を測定し、以下の基準で評価した。
◎：３８℃以上
○：３６℃以上３８℃未満
△：３４℃以上３６℃未満
×：３４℃未満
【００３５】
＜２−２．密着性の評価＞
ＪＩＳ  Ｚ０２３７に規定の「粘着テープ・粘着シート試験法」に準拠して、粘着剤層の粘着力（１８０度引き剥がし粘着力）を測定し、以下の基準で放熱テープの密着性を評価した。
◎：１０Ｎ／１０ｍｍ以上
○：５Ｎ／１０ｍｍ以上１０Ｎ／１０ｍｍ未満
△：２Ｎ／１０ｍｍ以上５Ｎ／１０ｍｍ未満
×：２Ｎ／１０ｍｍ未満
【００３６】
＜２−３．配管劣化評価＞
配管内に６０℃の温水を１００時間流し、その後、床板及び放熱シートを剥がして、目視により配管の劣化の有無を評価した。
【００３７】
＜３．まとめ＞
以上の通り、適切な量・組成・平均粒子径の無機酸化物フィラーの添加によって配管からアルミニウム箔へ効率的に熱を伝達させることができ、かつ適切なＭｗとＭｗ／Ｍｎを有するアクリル系粘着剤を使用することによって配管の劣化を防ぐことができることが分かった。そして、このような放熱シートを使用することによって、床暖房装置の効率及び耐久性を向上させることができることが分かった。
【図１】
0005841434.tif 000003