(57)【要約】【課題】  シンプルな構造で、床暖房パネルの厚みが薄く、少ない熱量で効率的な床暖房が達成でき、更に局部的な温度上昇が極めて少なく、暖房床全面を均熱化できる床暖房構造および床暖房パネルを提供すること。【解決手段】  暖房床構造において、床暖房基材の上面又は下面に配した熱供給体の上方又は下方にグラファイトシートを積層させてなる床暖房パネルを床下地上に敷設し、更に、該床暖房パネルの上面に床仕上材を敷設すること。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
床暖房基材の上面又は下面に配した熱供給体の上方又は下方に、グラファイトシートを存在させたことを特徴とする暖房床構造。
【請求項２】
床暖房基材の上面又は下面に熱供給体を配し、該熱供給体の上方又は下方にグラファイトシートを積層させてなる床暖房パネルを床下地上に敷設し、更に、該床暖房パネルの上面に床仕上材を敷設してなる請求項１記載の暖房床構造。
【請求項３】
床暖房基材の上面又は下面に熱供給体を配した床暖房パネルを床下地上に敷設し、該床暖房パネルの上面に、床仕上材の裏面にグラファイトシートを積層した床仕上材を敷設してなる請求項１記載の暖房床構造。
【請求項４】
床暖房基材が発泡合成樹脂基材である請求項１〜３のいずれか１記載の暖房床構造。
【請求項５】
床暖房基材の上面又は下面に凹溝を設け、熱供給体を該凹溝中に嵌挿してなる請求項１〜４いずれか１記載の暖房床構造。
【請求項６】
床暖房基材の上面又は下面に凹溝を設けるか、設けないで、熱供給体を配し、その上方、又は下方にグラファイトシートを積層させてなる床暖房パネル。
【請求項７】
床暖房パネルの表面面積の６０％以上の面積に、グラファイトシートが積層されてなる請求項６記載の床暖房パネル。
【請求項８】
グラファイトシートの上面、及び／又は下面に、金属を蒸着するか、または金属箔を積層させてなる請求項６又は７記載の床暖房パネル。
【請求項９】
グラファイトシートの上面、及び／又は下面に、合成樹脂フィルム又はシートを積層させてなる請求項６〜８のいずれか１記載の床暖房パネル。
【請求項１０】
床暖房基材の上面又は下面に凹溝を設け、該凹溝表面の一部又は全部にグラファイトシートを積層し、該凹溝内のグラファイトシート上に熱供給体を配した請求項６〜９のいずれか１記載の床暖房パネル。
【請求項１１】
床暖房基材が発泡合成樹脂基材である請求項６〜１０のいずれか１記載の床暖房パネル。
【請求項１２】
床仕上材の裏面にグラファイトシートを積層させてなる床仕上材。
【請求項１３】
床仕上材の裏面面積の６０％以上の面積に、グラファイトシートが積層されてなる請求項１２記載の床仕上材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、床暖房構造および床暖房パネルに関するものであり、特に、熱伝導の著しく優れた床暖房構造および床暖房パネルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の床暖房構造は、例えば、床下地上に、床暖房パネルを敷設し、さらに、床暖房パネル上に床材が敷設された構造をとっている。そして、この床暖房パネルは、合板等の木質系からなる床暖房基材、あるいは合成樹脂発泡体からなる床暖房基材の上面、又は下面にパイプ溝を形成し、該パイプ溝には架橋ポリエチレンパイプ等のパイプを挿入し、そのパイプ内に温水等の熱媒体を通水することで形成する。更に、この基材上面には、合成樹脂シートや金属箔、或いはアルミニウムを蒸着した合成樹脂シートを積層することにより、補強あるいは伝熱性を付与させてなるものである。（特許文献１参照）
また、床から下面に移動する熱量を低下させ、同時に、床から上面に移動する熱量を増加させて、暖房のエネルギー効率を増加させるにつき、床下面に設置したパイプ内に熱媒体を循環させる床暖房パネルにおいて、パイプの下側に無機超微粒子粉体を含む断熱発泡樹脂層を配置し、パイプの上面に炭素材料を含む伝熱・遮音発泡樹脂層を配置したことを特徴とする床暖房パネルが開示されている。（特許文献２、特許文献３参照）
上記構造の床暖房構造および床暖房パネルは、従来の使用条件においては、良好に使用可能であった。しかしながら、京都議定書の要請から、二酸化炭素をより低減させる必要が生じてきており、そうした目的に添うエネルギー効率の高い床暖房構造および床暖房パネルの模索が開始され始めた。すなわち、温湯式床暖房においては、より低い温湯を循環させても、快適な暖房温度を維持し得ることが要求される。また、電気式床暖房においても、電線発熱体へのより少ない通電量による低い発熱温度において、同じく快適な暖房温度を維持し得ることが要求される。
【０００３】
また、上記のごとき、要請を満たすため、熱良導体との接触面積を増加させる試みがなされ始めた。例えば、温湯式の床暖房において、発泡合成樹脂基材の上面に設けられた熱供給体を挿入する凹溝中に、凹溝表面に沿って覆うようにアルミニウム箔を埋め込む試み等である。この方法では、凹溝中にアルミニウム箔を被覆するのに、発泡合成樹脂基材上に、アルミニウム箔を重ねてプレスする等の複雑な製造方法がとられているが、こうした操作を行うことで、手数が係り、コストの大幅な上昇が余儀なくされる割には、その特性の改善効果が小さく、より高性能化する手段が要望される。
【０００４】
さらに、特許文献２、特許文献３には、発泡樹脂に１〜６０重量%、望ましくは５〜３０重量の炭素粉末、炭素繊維、黒鉛などの熱伝導率の高い炭素材料を分散して、熱伝導率の大きい伝熱・遮音発泡樹脂を使用することが記載されているが、このような試みをしたとしても、その熱伝導率は、せいぜい０．１Ｗ／ｍ・Ｋ程度であり、コストが上昇するわりには、その性能向上は極めて制限されたものでしかない。
【特許文献１】特開２００３−１７２５２２号公報
【特許文献２】特開２００１−１３２９６０号公報
【特許文献３】特開２００１−２２７７５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、シンプルな構造で、床暖房パネルの厚みが薄く、少ない熱量で効率的な床暖房が達成でき、更に局部的な温度上昇が極めて少なく、暖房床全面を均熱化できる床暖房構造および床暖房パネルを提供すること。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、床暖房パネル中に熱伝導体としてグラファイトシートを存在させることで、床暖房パネルの厚みを薄くしても少ない熱量で効率的な床暖房が達成でき、更に局部的な温度上昇が極めて少なく、暖房床全面を均熱化できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
即ち、本発明の第一は、
（１）床暖房基材の上面又は下面に配した熱供給体の上方又は下方に、グラファイトシートを存在させたことを特徴とする暖房床構造、
（２）床暖房基材の上面又は下面に熱供給体を配し、該熱供給体の上方又は下方にグラファイトシートを積層させてなる床暖房パネルを床下地上に敷設し、更に、該床暖房パネルの上面に床仕上材を敷設してなる上記記載の暖房床構造、
（３）床暖房基材の上面又は下面に熱供給体を配した床暖房パネルを床下地上に敷設し、該床暖房パネルの上面に、床仕上材の裏面にグラファイトシートを積層した床仕上材を敷設してなる上記記載の暖房床構造、
（４）床暖房基材が発泡合成樹脂基材である上記記載の暖房床構造、
（５）床暖房基材の上面又は下面に凹溝を設け、熱供給体を該凹溝中に嵌挿してなる上記記載の暖房床構造、
である。
【０００８】
本発明の第二は、
（６）床暖房基材の上面又は下面に凹溝を設けるか、設けないで、熱供給体を配し、その上方、又は下方にグラファイトシートを積層させてなる床暖房パネル、
（７）床暖房パネルの表面面積の６０％以上の面積に、グラファイトシートが積層されてなる上記記載の床暖房パネル、
（８）グラファイトシートの上面、及び／又は下面に、金属を蒸着するか、または金属箔を積層させてなる上記記載の床暖房パネル、
（９）グラファイトシートの上面、及び／又は下面に、合成樹脂フィルム又はシートを積層させてなる上記記載の床暖房パネル、
（１０）床暖房基材の上面又は下面に凹溝を設け、該凹溝表面の一部又は全部にグラファイトシートを積層し、該凹溝内のグラファイトシート上に熱供給体を配した上記記載の床暖房パネル、
（１１）床暖房基材が発泡合成樹脂基材である上記記載の床暖房パネル、
である。
【０００９】
本発明の第三は、
（１２）床仕上材の裏面にグラファイトシートを積層させてなる床仕上材、
（１３）床仕上材の裏面面積の６０％以上の面積に、グラファイトシートが積層されてなる上記記載の床仕上材、
である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の床暖房パネルおよび暖房床構造は、単純な構成であるため、製作が容易であり、かつ床暖房パネルの厚みも薄く設定できるにもかかわらず、高度の熱伝導が実現できることから、少ない熱量で所定温度に昇温可能なため、効率的な床暖房が達成できる。更に、暖房床全面が均熱化でき、そのため局部的な温度上昇が極めて少なくできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明につき、さらに詳細に説明する。本発明の暖房床構造は、床暖房基材の上面又は下面に熱供給体が配され、該熱供給体の上方又は下方にグラファイトシートを積層させてなる床暖房パネルを床下地上に敷設し、更に、該床暖房パネルの上面に床仕上材を敷設してなるものである。
【００１２】
本発明に使用する床暖房基材は、合板等の木質系からなる、あるいは、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系合成樹脂発泡体、またはポリスチレン等のスチレン系合成樹脂発泡体、ポリウレタン等のウレタン系合成樹脂発泡体等からなる床暖房基材が用いられる。本発明においては、コストや断熱性の点から、発泡合成樹脂基材が好ましい。熱供給体として、温水等の熱媒体を通過させるパイプ等を使用する場合には、該床暖房基材の上表面または下表面には、これら温水パイプ等の熱供給体を嵌挿して配置するための凹溝を面方向に設けることが好ましい。
【００１３】
床暖房基材の厚みは、通常略１０〜２０ｍｍ程度が一般的であり好ましい。しかし、リフォームにて床暖房を工事する場合等には、７〜１２ｍｍ程度の薄目の厚みのものが要求されることもある。床暖房基材の幅、長さは、床暖房を施すために敷設する床の面積、形状等により適宜変えられるので一概には決められない。しかし敷設時の取扱いが容易であることから、幅：３００〜２０００ｍｍ程度、長さ：３００〜２０００ｍｍ程度が一般的である。但し、一枚の床暖房基材を単独で床暖房パネルとして形成することもあるが、複数枚の床暖房基材を連結させて暖房パネルとして形成することもあるので、上記寸法は、全く限定的なものでない。
【００１４】
本発明の熱供給体としては、例えば温水パイプや電気による発熱体などが挙げられる。温水パイプは、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系合成樹脂で作製されるのが一般的であり、特に架橋ポリエチレン等の架橋したオレフィン系合成樹脂で作製されることが多い。この熱供給体は、オレフィン系合成樹脂以外に、アルミニウム、銅等の金属製であっても何ら支障はない。直径は、４〜１５ｍｍ程度が一般的である。電気による発熱体としては、ニクロム線などが挙げられる。
【００１５】
次に、本発明に使用するグラファイトシートについて説明する。グラファイトシートは、熱伝導性に優れていれば、グラファイトシートの構造、性能等に特に制限を受けることなく、一般に市販されているグラファイトシートが使用可能である。前記グラファイトシートは、ポリオキサジアゾール、ポリイミド、ポリフェニレンビニレン、ポリベンゾイミダゾール、ポリベンゾオキサゾール、ポリチアゾール、またはポリアミド等の高分子フィルムをアルゴン、ヘリウム等の不活性雰囲気下や減圧下で熱処理する高分子熱分解法が知られている。また、上記の高分子熱分解法以外に人工的なグラファイトの製造方法としてエキスパンド法がある。エキスパンド法によるグラファイトは、粉状、燐片状の天然黒鉛を原料として、これを酸に浸漬し、その後、加熱によりグラファイト層間を拡げることによって得られる。これをフィルム状グラファイトとするためには、さらに粘結材とともに高圧プレス加工を行う。エキスパンド法により得られたグラファイトシートは、粉状、燐片状の天然黒鉛を原料とするために、柔軟性は有するものの、グラファイト結晶子が小さく結晶性が悪いために、高分子熱分解法により得られたグラファイトに比べ熱伝導性に劣り、またフィルムの強度も弱く脆いという傾向がある。このため、本発明に使用するのには、高分子熱分解法によって得られたグラファイトシートがより好ましい。
【００１６】
本発明に使用するグラファイトシートの面方向の熱伝導率は、２００Ｗ／ｍ・Ｋ以上が好ましく、より好ましくは５００Ｗ／ｍ・Ｋ以上、さらに好ましくは１０００Ｗ／ｍ・Ｋ以上である。２００Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることにより、熱供給体からの熱を瞬時に広げることが可能となり、エネルギー効率の高い床暖房構造および床暖房パネルを提供することが可能となる。
【００１７】
本発明に使用するグラファイトシートの面方向の熱拡散率は、２．０×１０−４ｍ２／ｓ以上が好ましく、より好ましくは３．０×１０−４ｍ２／ｓ以上、さらに好ましくは７．０×１０−４ｍ２／ｓ以上、特に好ましくは８．５×１０−４ｍ２／ｓ以上である。２．０×１０−４ｍ２／ｓ以上であることにより、熱供給体からの熱を瞬時に広げることが可能となり、エネルギー効率の高い床暖房構造および床暖房パネルを提供することが可能となる。
【００１８】
本発明に使用するグラファイトシートの厚み方向の熱伝導率は、３０Ｗ／ｍ・Ｋ以下が好ましく、より好ましくは２５Ｗ／ｍ・Ｋ以下、さらに好ましくは２０Ｗ／ｍ・Ｋ以下である。特に好ましくは、１０Ｗ／ｍ・Ｋ以下、最も好ましくは、２Ｗ／ｍ・Ｋ以下である。２０Ｗ／ｍ・Ｋ以下であることにより、熱供給体からの熱を厚み方向に逃がすことが少なく、瞬時に面方向に広げることが可能となり、エネルギー効率の高い床暖房構造および床暖房パネルを提供することが可能となる。
【００１９】
本発明に使用するグラファイトシートの厚みは、１０〜３００μｍが好ましく、２０〜２５０μｍがより好ましい。コスト的には高価であるが、性能の優れた高分子熱分解法によるグラファイトシートを用いる場合には、２０〜１２０μｍと薄くすることが可能となるので好ましい。厚みが１０μｍより薄いと製造がし難くなると共に、グラファイトシートの破損などが生ずる場合が有り得る。逆に厚みが３００μｍより厚いと、強度の面では強くなるもののコスト高になって合理的でない場合がある。目的に応じて、上記範囲で適宜グラファイトシート厚みを選定すればよい。
【００２０】
本発明に使用するグラファイトシートの密度は、１．０ｇ／ｃｍ３以上が好ましく、より好ましくは１．３ｇ／ｃｍ３以上、さらに好ましくは１．６ｇ／ｃｍ３以上である。密度が高くなることで、熱の伝達が改善され、エネルギー効率の高い床暖房構造および床暖房パネルを提供することが可能となる。また、強度が改善され施工性や長期信頼性に優れたものとなる。
【００２１】
本発明に使用するグラファイトシートの放射率は、０．７以上が好ましく、より好ましくは０．８以上である。０．７以上であることにより、熱供給体からの熱拡散に、グラファイトシートが有する熱伝導だけではなく、放射の効果も利用することが可能となり、エネルギー効率の高い床暖房構造および床暖房パネルを提供することが可能となる。特に従来使用されていたアルミ箔では、金属光沢があり、放射率が小さいために、放射の効果を利用することができなかったが、グラファイトシートではこの効果を加味することが可能となる。
【００２２】
本発明に使用するグラファイトシートの圧縮率は、０．９以下が好ましく、より好ましくは０．８以下である。圧縮率は、（３０ＭＰａ加圧後のグラファイトシートの厚み）／（加圧前のグラファイトシートの厚み）で算出される値である。圧縮率が０．９以下であると、熱供給体と床仕上材との間に使用されたグラファイトシートや発泡合成樹脂基材と床仕上材との間に使用されたグラファイトシートが、緩衝材の役割を果たし、密着性が改善され、熱のロスを低減することが可能となり、エネルギー効率の高い床暖房構造および床暖房パネルを提供することが可能となる。また、圧縮性があるために、振動を吸収することもできる。
【００２３】
更に、次に述べる性能の優れたグラファイトシートを使用するのがより好ましい。このグラファイトシートは、線膨張係数が０ｐｐｍ以下、および／または引張弾性率が１ＧＰａ以上、および／または熱抵抗測定装置によって測定される接触式厚み方向の熱伝導率（（株）日立製作所製の樹脂材料熱抵抗測定装置によって測定された値である。）が１．４Ｗ／ｍ・Ｋ以下であることを特徴とするグラファイトシートである。面方向の熱伝導率は、約９００〜１８００Ｗ／ｍ・Ｋ程度であり、通常は、例えば、約１０００〜１３００Ｗ／ｍ・Ｋ程度の性能が得られる。その内容は、本願出願人により出願された特願２００６−０２３８４４に詳細に記述されている。その特徴を列記すれば次ぎの通りである。
【００２４】
すなわち、
（１）線膨張係数が０ｐｐｍ以下であることを特徴とするグラファイトシートである。
（２）引張弾性率が１ＧＰａ以上であることを特徴とするグラファイトシートである。
（３）線膨張係数が０ｐｐｍ以下、引張弾性率が１ＧＰａ以上であることを特徴とする、グラファイトシートである。
（４）熱抵抗測定装置によって測定される接触式厚み方向の熱伝導率が１．４Ｗ／ｍ・Ｋ以下であることを特徴とするグラファイトシートである。
（５）熱抵抗測定装置によって測定される接触式厚み方向の熱伝導率が１．４Ｗ／ｍ・Ｋ以下であることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載のグラファイトシートである。
（６）引張強度が２５ＭＰａ以上であることを特徴とする（１）〜（５）のいずれかに記載のグラファイトシートである。
（７）面方向の熱拡散率が９．０×１０-4ｍ2／ｓ以上であることを特徴とする（１）〜（６）のいずれかに記載のグラファイトシート、
である。
（８）密度が１．５ｇ／ｃｍ3以上であることを特徴とする（１）〜（７）のいずれかに記載のグラファイトシートである。
（９）厚みのばらつきが１０μｍ以下であることを特徴とする（１）〜（８）のいずれかに記載のグラファイトシートである。
以上（１）〜（９）で記したことは、優れた性能を有するグラファイトシートの強度等の物性に関する特性であって、これらの強度に優れたものであり、加えて、熱的特性に関する物性についても優れたものであることを示す。
【００２５】
（１０）前記グラファイトシートが、表面層の断面模様と表面層以外の断面模様とが、少なくとも異なる部分を有するグラファイトシートであることを特徴とする（１）〜（９）のいずれかに記載のグラファイトシートである。
（１１）前記グラファイトシートが、表面層の断面模様の一部が、１μｍ未満の厚みの略長方形が略平行に積層した結果形成される短辺５μｍ以上の略長方形の形状を有するグラファイトシートであることを特徴とする（１）〜（１０）のいずれかに記載のグラファイトシートである。
（１２）前記グラファイトシートが、内部に、最短径０．１〜５０μｍの不定形形状の模様が観察されるグラファイトシートであることを特徴とする（１）〜（１１）のいずれかに記載のグラファイトシートである。
（１３）前記グラファイトシートが、高分子フィルムおよび／または炭素化した高分子フィルムからなる原料フィルムを２０００℃以上の温度で熱処理して得られるグラファイトシートであることを特徴とする（１）〜（１２）のいずれかに記載のグラファイトシートである。
（１４）前記グラファイトシートが、高分子フィルムおよび／または炭素化した高分子フィルムからなる原料フィルムを、熱処理前および／または熱処理中に金属を含有する物質と接触させて、２０００℃以上の温度で熱処理して得られるグラファイトシートであることを特徴とする（１）〜（１３）のいずれかに記載のグラファイトシート、である。
（１５）高分子フィルムおよび／または炭素化した高分子フィルムからなる原料フィルムを、電圧を印加して直接通電可能な容器内に保持し、該容器に電圧を印加し通電しながらグラファイト化する工程を含むことを特徴とする製造方法により得られることを特徴とする（１）〜（１４）のいずれかに記載のグラファイトシートである。
（１６）前記グラファイトシートが、前記原料フィルムを、通電可能な容器（Ａ）内に該原料フィルムを保持し、さらに該容器（Ａ）を通電可能な容器（Ｂ）内に保持し、全体に通電しながらグラファイト化する工程を含むことを特徴とする製造方法により得られることを特徴とする（１）〜（１５）のいずれかに記載のグラファイトシート、である。
（１７）前記高分子フィルムが、ポリイミド、ポリアミド、ポリオキサジアゾール、ポリベンゾチアゾール、ポリベンゾビスチアゾール、ポリベンゾオキサゾール、ポリベンゾビスオキサゾール、ポリパラフェニレンビニレン、ポリベンゾイミダゾル、ポリベンゾビスイミダゾール、ポリチアゾールのうちから選ばれた少なくとも一種類以上の高分子からなることを特徴とする（１）〜（１６）のいずれかに記載のグラファイトシートである。
（１８）前記高分子フィルムが、複屈折０．０８以上のポリイミドフィルムであることを特徴とする（１７）に記載のグラファイトシートである。
（１９）前記ポリイミドフィルムが、前駆体であるポリアミド酸を脱水剤とイミド化促進剤を用いてイミド化して作製されるポリイミドフィルムであることを特徴とする（１７）〜（１８）のいずれかに記載のグラファイトシートである。
以上（１０）〜（１９）までに記載した事項は、好ましいグラファイトシートの持つ特有の構造を示すと共に、そうした構造のグラファイトシートの製造方法を開示する。
【００２６】
本発明において、グラファイトシートの上面、又は下面には、アルミニウム等の金属を蒸着するか、またはアルミニウム箔等の金属箔を積層させることができる。特に、グラファイトシートが薄く、強度的に弱い場合には、強度を増加させることができるので、金属を蒸着するか、または金属箔を積層させることが好ましい。金属蒸着や金属箔の積層を行う場合には、グラファイトシートの上面に行うのがより好ましい。
【００２７】
また、グラファイトシートの上面及び／又は下面に、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系、ポリスチレン、ハイインパクトポリスチレン等のスチレン系、ポリ塩化ビニール等の塩化ビニール系等の合成樹脂フィルム又はシートを積層することもできる。グラファイトシートが薄く、強度的に弱い場合には、グラファイトシートの強度を増す効果があるので、合成樹脂フィルム又はシートを積層することが好ましい。特に、床暖房パネル上に敷設する床仕上材が薄くて強度が不足する場合に、暖房床の全体強度を向上させることを目的として、合成樹脂フィルム又はシートを積層することも好適な態様である。更に、床暖房基材の上面に積層したグラファイトシートの上面に合成樹脂フィルム又はシートを積層した構造の床暖房パネルとした場合には、グラファイトシートを合成樹脂フィルム又はシートが保護する構造となるので、次の効果を奏し得るため、特に好ましい実施態様となる。すなわち、床仕上材の厚みに関わらず、床暖房パネルの上面に両面接着テープを用いて床仕上材を敷設することが可能となるため、従来は、床暖房パネルの上面に釘止めでもって床仕上材を敷設せざるを得なかったのに比し、極めて簡便な床仕上材の敷設ができると共に、床仕上材の改修時には、両面接着テープに接着した床仕上材を剥がすだけで、容易に床仕上材の張替えが可能とる。
【００２８】
さらに、グラファイトシートの上面及び／又は下面に、金属蒸着や金属箔の積層を行い、更に、その上に合成樹脂フィルム又はシートを積層することもできる。グラファイトシートの上面、及び／又は下面に、合成樹脂フィルム又はシートを積層し、更に、その上に金属蒸着や金属箔の積層を行うことも可能である。勿論、グラファイトシートの１面に金属蒸着や金属箔の積層のみを行い、他面に合成樹脂フィルム又はシートを積層することもできる。これらの組合せは自由であり、特に制限を加える必要はない。しかし、金属蒸着や金属箔及び／又は合成樹脂フィルム又はシートの積層を複数回実施すると、それだけコストが嵩むので、その観点からは最小限の実施にとどめるのが好ましい。
【００２９】
グラファイトシートによる床暖房基材の上面又は下面の被覆率は、大きいほど性能は良好で好ましく全表面を覆うのが最も好ましいが、熱供給体の全部又は一部を覆えば熱的には改善効果が発揮できるので、特に制限はない。しかし、床暖房基材の上面又は下面のグラファイトシートによる被覆率は、６０％以上が好ましい。また、床暖房基材の上面又は下面を被覆するのに、一枚の広いグラファイトシートを用いてもよいが、複数枚の小さなグラファイトシートを多数枚用いて被覆することもできる。面積の小さなグラファイトシートは安価であるものの、多数枚のグラファイトシートを用いて被覆するのには手間がかかるため、コスト高となるので、適当な大きさのグラファイトシートを適当枚使用して、床暖房基材の上面又は下面を被覆するのが工業的には有利となる。
【００３０】
本発明の他の実施態様として、床暖房基材の上面又は下面に設けた凹溝表面の一部又は全部、或いは凹溝表面を含む床暖房基材上面又は下面の一部又は全部にグラファイトシートを積層し、該凹溝内のグラファイトシート上に熱供給体を配することもできる。
【００３１】
このように凹溝内の表面にグラファイトシートを積層するには、凹溝内の表面上にグラファイトシートを積層するか、あるいは熱供給体にグラファイトシートを、接触、接着、巻回、貼付等のなんらかの手段で添付した形にて、熱供給体を凹溝内に嵌挿して配することもできる。
【００３２】
グラファイトシートは、厚み方向よりも面方向への熱伝導性が優れている。このことから、上記したような態様、すなわち、該凹溝内のグラファイトシート上に熱供給体を配する構造とした場合には、床暖房基材方向への熱の無駄な放散を最小限に抑制し、熱供給体の熱を平面方向及び上方に効率的に利用できるので最も好ましい態様といえる。
【００３３】
こうした態様における該凹溝内へのグラファイトシートの積層は、必ずしも、凹溝表面を含む床暖房基材上面の全面あるいは一部にグラファイトシートを積層する必要はなく、少なくとも該凹溝内の上表面にグラファイトシートを積層して、その上に熱供給体を配し、更に、床暖房基材上面および熱供給体上面を金属箔で積層するといった対応によっても充分に本発明の効果を発揮し得る。
【００３４】
本発明の更なる他の実施態様として、床仕上材の裏面にグラファイトシートを積層させてなる床仕上材を使用することもできる。この場合には、使用する床暖房パネルには、グラファイトシートを積層させることなく、床仕上材の裏面にグラファイトシートを積層した床仕上材を使用することができる。勿論、床暖房パネルと床仕上材の裏面との両方にグラファイトシートを使用することを制限するものではない。グラファイトシートを積層した床仕上材を使用する場合における、グラファイトシートの被覆率も６０％以上であることが好ましい。
【００３５】
本発明の床仕上材は、フローリング等の木質のものが一般的であり、その厚みが略２〜１５ｍｍ程度のものがよく用いられているが、何ら制限されるものではない。
【実施例】
【００３６】
以下、図面を用いて、本発明を説明するが、これらの図面や後述の実施例で本発明は何ら制限されるものではない。
【００３７】
図１は、本発明の一例である床暖房パネル１を示す斜視図である。図２は、Ａ−Ａ矢視での断面図である。この床暖房パネル１は、発泡合成樹脂基材２の上面に、温水パイプ等の熱供給体３を嵌挿して配置するための凹溝４が厚み方向に凹設されている。そして、熱供給体３の上方である床暖房基材の上表面には、グラファイトシート５が積層されている。
【００３８】
第３図は、本発明の一例である床暖房パネル１用いて、暖房床を形成する状態の一例を示す断面図である。床暖房パネル１は、床下地７上に、例えばビス９でもって止着される。そして、床仕上材１１が床暖房パネル１の上面に敷設される。この床仕上材１１の床暖房パネル１上への止着は、釘、ステープル、あるいは両面接着テープ等が用いられる。図示はされていないが、床仕上材１１の端面は、蟻継ぎ、相决り等の形状とし、隙間なく良好な敷設ができるようにしているのが一般的である。
なお、床下地７は、集合住宅の場合には、スラブであることが多い。戸建て住宅では、合板やパーティクルボードであることが多い。また、戸建て住宅における改修のケースでは、床下地７は、フローリングや、合板やパーティクルボードであるケースが多い。しかし、床下地７の種類は問わない。どのような床下地７であっても、その上面に床暖房パネル１が、良好に止着できればよい。止着の方法は問わない。
床暖房パネル１上への床仕上材１１の止着についても同様であって、床仕上材１１の種類や止着の方法についても何ら問わない。
床暖房パネル１を床下地７上に、敷き並べて暖房床を形成する場合には、熱供給体が温湯パイプのごとき管状のものであれば、相互に連結して温湯が循環するようにする。また、熱供給体が電気発熱体等である場合にも、相互に連結され、電気が暖房床面に通電できるように施工される。
【００３９】
第４図は、本発明の他の一例である床暖房パネル１の構造を示す断面図である。床暖房基材２の上面に、グラファイトシート５が積層され、さらに、その上面に、合成樹脂シートが積層されたものである。
【００４０】
第５図は、本発明の更に他の一例である床暖房パネル１の構造を示す断面図である。発泡合成樹脂基材２の上面に、合成樹脂シート１３が積層され、さらに、その上面に、グラファイトシート５が積層されたものである。
【００４１】
第６図は、本発明の更なる他の一例である床暖房パネル１の構造を示す断面図である。発泡合成樹脂基材２の上面に、深さの極浅い凹溝４を凹設して、ニクロム線等の電気による熱供給体３を嵌挿し、その上表面にグラファイトシート５が積層され、さらに、その上面に、合成樹脂シート１３が積層されたものである。
【００４２】
第７図は、本発明の更に他の一例である床暖房パネル１の構造を示す断面図であって、発泡合成樹脂基材２の上面に、凹溝４を凹設すると共に、この凹溝４の上面を含めた発泡合成樹脂基材２の上表面にグラファイトシート５が積層されたものである。
【００４３】
第８図は、本発明の更に他の一例である床暖房パネル１の構造を示す断面図であって、発泡合成樹脂基材２の上面に、凹溝４を凹設すると共に、この凹溝４内の上表面にグラファイトシート５を積層する。そして、この凹溝４内のグラファイトシート５の上面に熱供給体３を嵌挿して配置し、熱供給体３の上面を含めた発泡合成樹脂基材２の上表面に金属箔１５が積層されたものである。この実施態様では、グラファイトシート５の使用面積が、少なくて済むので、高性能で高価なグラファイトシート５を使用しても、最終製品としての床暖房パネルのコストに影響することが少なく好ましい。
【００４４】
（製造例１）  グラファイトシートの作製
実施例で用いたグラファイトシートは、以下のようにして作製した。
【００４５】
＜ポリイミドフィルムＡの作製方法＞
４，４’−オキシジアニリンの１当量を溶解したＤＭＦ（ジメチルフォルムアミド）溶液に、ビロメリット酸二無水物の１当量を溶解してポリアミド酸溶液（１８．５ｗｔ％）を得た。
この溶液を冷却しながら、ポリアミド酸に含まれるカルボン酸基に対して、１当量の無水酢酸、１当量のイソキノリン、およびＤＭＦを含むイミド化触媒を添加し脱泡した。次にこの混合溶液が、乾燥後に所定の厚さになるようにアルミ箔上に塗布した。アルミ箔上の混合溶液層は、熱風オーブン、遠赤外線ヒーターを用いて乾燥した。
出来上がり厚みが７５μｍとして、以下のフィルム作製用の乾燥条件で上記混合溶液層の乾燥を行った。アルミ箔上の混合溶液層は、熱風オーブンで１２０℃において２４０秒乾燥されて、自己支持性を有するゲルフィルムにした。そのゲルフィルムをアルミ箔から引き剥がし、フレームに固定した。さらに、ゲルフィルムは、熱風オーブンにて１２０℃で３０秒、２７５℃で４０秒、４００℃で４３秒、４５０℃で５０秒、および遠赤外線ヒーターにて４６０℃で２３秒段階的に加熱して乾燥した。
以上のようにして、厚さ７５μｍのポリイミドフィルム（ポリイミドフィルムＡ：弾性率３．１ＧＰａ、吸水率２．５％、複屈折０．１０、線膨張係数３．０×１０−５／℃）を得た。
【００４６】
＜炭素化フィルムＡの作製方法＞
上記で得た厚さ７５μｍのポリイミドフィルムＡを黒鉛板に挟み、電気炉を用いて窒素雰囲気下で、１０００℃まで昇温した後、１０００℃で１時間熱処理して炭化処理（炭素化処理）を行い、炭素化フィルムＡを得た。
【００４７】
＜グラファイトフィルムＡの作製方法＞
上記で得た炭素化フィルムＡ（４００ｃｍ２（縦２００ｍｍ×横２００ｍｍ）を、縦２７０ｍｍ×横２７０ｍｍ×厚み３ｍｍの板状の平滑なグラファイトで上下から挟み、縦３００ｍｍ×横３００ｍｍ×厚み６０ｍｍの直接通電可能な黒鉛容器（容器（Ａ））内に、保持した。
該容器（Ａ）は、原料フィルムの面方向が直接通電可能な円筒容器（Ｂ）の円筒の高さ方向と平行になるように保持し、該容器（Ａ）の外部周辺をカーボン粉末で覆い（容器（Ａ）と容器（Ｂ）の間にカーボン粉末を充填し）、また該容器（Ａ）を該容器（Ｂ）と接触しないように、保持した。該容器（Ｂ）の外部周辺をカーボン粉末で覆った状態で、電圧を該容器（Ｂ）の円筒の直径方向（原料フィルムの面方向と平行）に印加し、通電することで、３０００℃まで加熱し、グラファイトフィルム１を得た。
上記熱処理後のグラファイトを、単板プレスの方法で圧縮することで、グラファイトフィルム（厚み４０μｍ）を得た。
【００４８】
＜グラファイトシートの厚み方向の熱伝導率測定法＞
まず、グラファイトシートを１０ｍｍ角にカットした。これをシリコンチップ（０．５２５ｍｍ厚）の鏡面間で挟み、加熱軸および冷却軸との間にオイルを塗布し、サンプル温度５０℃、２０Ｎの一定加重モードの条件で（株）日立製作所製の樹脂材料熱抵抗測定装置を用い、フィルムの厚み方向の熱抵抗（単位：Ｗ／Ｋ）を測定した。熱抵抗の値は、３回測定した際の平均値を使用した。また、得られた熱抵抗の値を厚み（ｍ）で除することで、厚み方向の熱伝導率を算出した。
【００４９】
（実施例１）
床暖房基材として、発泡ポリスチレン（株式会社カネカ製のＹＤ、発泡倍率１０倍）で形成された発泡合成樹脂基材（長さ：１８００ｍｍ、幅：１２００ｍｍ、厚さ：１１．６ｍｍ、熱伝導率：０．０３４Ｗ／ｍＫ）を使用し、その上面に、深さ：７．２ｍｍ、幅：７．２ｍｍ、溝間隔：７５ｍｍである凹溝を凹設し、該凹溝内に架橋ポリエチレン製の（外径：７．２ｍｍ、内径：５．０ｍｍ、熱伝導率：０．４Ｗ／ｍ・Ｋ）を挿入した。次いで、温水パイプを挿入した凹溝の上面を含めた発泡合成樹脂基材の上表面の全面に、グラファイトシート（厚み：４０μｍ、熱伝導率：１２００Ｗ／ｍ・Ｋ、厚み方向の熱伝導率１．４Ｗ／ｍ・Ｋ、密度１．９ｇ／ｃｍ３、引張弾性率２５ＭＰａ以上、線膨張係数０ｐｐｍ）を積層して、床暖房パネルを作製した。この床暖房パネルの温水パイプに５０℃の温水を通水して熱特性を測定し、その結果を表１に示す。なお、表１に記載の数値は、床暖房パネルの上部空間の１ｍ３を５ｍｍ厚の杉板で区画し、
ポイント１（座標：Ｘ＝０．１０、Ｙ＝０．１０、Ｚ＝０．０２１６）、ポイント２（座標：Ｘ＝０．３０、Ｙ＝０．３０、Ｚ＝０．０２１６）、ポイント３（座標：Ｘ＝０．５０、Ｙ＝０．５０、Ｚ＝０．０２１６）、ポイント４（座標：Ｘ＝０．１５、Ｙ＝０．５、Ｚ＝０．１５）、ポイント５（座標：Ｘ＝０．１５、Ｙ＝０．５、Ｚ＝０．６５）、ポイント６（座標：Ｘ＝０．５、Ｙ＝０．５、Ｚ＝０．１５）、ポイント７（座標：Ｘ＝０．５、Ｙ＝０．５、Ｚ＝０．６５）におけるそれぞれの温度（℃）を表す。なお、雰囲気温度は２０℃であった。更に、ポイント１〜ポイント３までの各温度の平均値を平均値＊１、ポイント４〜ポイント７までの各温度の平均値を平均値＊２として表した。
【００５０】
（実施例２）
実施例１と同じであるが、実施例１と同じグラファイトシートを、温水パイプの下に積層、すなわち、実施例１と同一の発泡合成樹脂基材の上面（凹溝を含め）に、実施例１と同じグラファイトシートを、床暖房パネルを作製した。この床暖房パネルの温水パイプに５０℃の温水を通水して熱特性を測定し、その結果を表１に示す。
【００５１】
（比較例１）
実施例１と同じ床暖房パネルであるが、当該グラファイトシートを、アルミニウム箔（厚み：３００μｍ、熱伝導率：２３７Ｗ／ｍ・Ｋ）に代替した構造の床暖房パネルを作製した。この床暖房パネルの温水パイプに５０℃の温水を通水して熱特性を測定し、その結果を表１に示す。
【００５２】
（比較例２）
比較例１と同じであるが、比較例１と同じアルミニウム箔を、温水パイプの下、すなわち、比較例１と同一の発泡合成樹脂基材の上面（凹溝を含め）に、比較例１と同じアルミニウム箔を積層して、床暖房パネルを作製した。この床暖房パネルの温水パイプに５０℃の温水を通水して熱特性を測定し、その結果を表１に示す。
【００５３】
（比較例３）
比較例１と類似の床暖房パネルであって、比較例１と同じ発泡合成樹脂基材の上面に当該アルミニウム箔を積層せず、さらに、当該グラファイトシートも積層することなく床暖房パネルを作製した。この床暖房パネルの温水パイプに５０℃の温水を通水して熱特性を測定し、その結果を表１に示す。
【００５４】
実施例と比較例を較べると、１℃弱から最大約２．５℃近くの温度差を生ずることが観察された。この温度差によるエネルギー消費に影響する効果は大きく、地球環境保護に大きく資するものである。
【００５５】
【表１】
2008184864.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の一例である床暖房パネルを示す斜視図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ矢視での断面図である。
【図３】本発明の一例である床暖房パネル用いて、暖房床を形成する状態の一例を示す断面図である。
【図４】本発明の他の一例である床暖房パネルの構造を示す断面図である。
【図５】本発明の更に他の一例である床暖房パネルの構造を示す断面図である。
【図６】本発明の更なる他の一例である床暖房パネルの構造を示す断面図である。
【図７】本発明の更に他の一例である床暖房パネルの構造を示す断面図である。
【図８】本発明の更に他の一例である床暖房パネルの構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１    床暖房パネル
２    発泡合成樹脂基材
３    熱供給体
４    凹溝
５    グラファイトシート
７    床下地
９    ビス
１１    床仕上材
１３    合成樹脂シート
１５    金属箔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2008184864.tif 000007
【図５】
2008184864.tif 000008
【図６】
2008184864.tif 000009
【図７】
2008184864.tif 000010
【図８】
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