(57)【要約】【課題】  薄い基材部を用い、圧縮強度の大きい発泡体からなる断熱材を温水マットの母材として用いることで、初期の温まりが非常に速く、高効率で、ランニングコストが安く、バリアフリーが実現し易くなると共に、温水マットがへたりにくい一体型温水式暖房床パネル、及び、高効率熱源と組み合わせた温水式床暖房システムを提供する。【解決手段】  基材部の下側に凹部が設けられ、凹部内に、上側又は下側に温水経路を有する断熱材（好ましくは、ガラス転移点が０℃以下、融点が９０℃以上のポリオレフィン系樹脂を用いた圧縮降伏応力０．５ＭＰａ以上の樹脂発泡体、厚み方向に発泡された樹脂発泡体、及び／又は、厚み方向にリブ構造を有する樹脂発泡体からなる）が設けられ、基材部の側面部は、さね加工され、基材部の上面部の厚みが１〜８ｍｍであり全体厚みが１８ｍｍ以下である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材部の下側に凹部が設けられ、凹部内に、上側又は下側に温水経路を有する断熱材が設けられ、基材部の側面部は、さね加工され、基材部の上面部の厚みが１〜８ｍｍであり全体厚みが１８ｍｍ以下であることを特徴とする一体型温水暖房床パネル。
【請求項２】
断熱材が、ガラス転移点が０℃以下、融点が９０℃以上のポリオレフィン系樹脂を用いた圧縮降伏応力０．５ＭＰａ以上の樹脂発泡体であることを特徴とする請求項１に記載の一体型温水暖房床パネル。
【請求項３】
断熱材が、厚み方向に発泡された樹脂発泡体、及び／又は、厚み方向にリブ構造を有する樹脂発泡体からなることを特徴とする請求項１〜２の何れか１項記載の一体型温水暖房床パネル。
【請求項４】
厚み方向にリブを有する樹脂発泡体が、シート状の連続発泡層の少なくとも一面に凸状に形成された発泡倍率の高い複数の高発泡部を備え、該高発泡部の全表面は前記連続発泡層と共に発泡倍率の低い低発泡層により被覆され、前記低発泡層により被覆された相隣接する前記高発泡部間に凹部が形成されることにより凹凸が形成されている樹脂発泡体であることを特徴とする請求項３に記載の一体型温水暖房床パネル。
【請求項５】
基材部が、木粉又は木片と樹脂との複合材からなることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項記載の一体型温水暖房床パネル。
【請求項６】
ヒートポンプ式温水器、又は排熱利用型温水器を温水熱源とし、請求項１〜５の何れか１項記載の一体型暖房床パネルと連結することを特徴とする温水式床暖房システム。
【請求項７】
５５℃以下の温度で出湯する熱源を用いて、請求項１〜５の何れか１項記載の一体型暖房床パネルと連結することを特徴とする温水式床暖房システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温水を用いる一体型温水暖房床パネル及び温水式床暖房システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、灯油ボイラー等で加熱した湯、または不凍液を循環させる温水式床暖房システムが、厳寒地域においてよく使われていた。
昨今では、例えば、捨て貼り材の上部に、温水を通す配管が組み込まれた温水マットまたは温水パネルを敷き込み、その上部に表面仕上げ材、いわゆるフローリング材が敷かれる、温水式床暖房システムが普及しており、これらは通常、分離型温水式床暖房システムと呼ばれている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
しかし、分離型温水式床暖房システムには、以下のような問題がある。温水マットまたはパネルの上部に、１２〜１５ｍｍの厚いフローリング等が敷き込まれるのが一般的なため、上部への熱のぬけが悪くなり、部屋、及び床表面の温まりの立ち上がりが遅くなる。
【０００４】
また、熱の抜けを良くするために上部の仕上げ材に１１ｍｍ以下の薄いフローリングを用いると、（１）局所荷重を下部に伝えやすくなり、下部の温水マット、温水パネルへの荷重負担が大きくなる。（２）フローリング材が反りやすくなったり、衝撃に対して弱くなったりする。（３）側面部のさね（実）加工ができず、あいじゃくり加工となるため、目隙、突き上げが発生しやすくなる。などの問題がある。
【０００５】
また、上記温水マットの母材として、通常、ポリスチレン発泡体等が多用されるが、上記のように薄いフローリングを用いると、温水マットがへたりやすくなるという問題がある。
【０００６】
これに対して、１２ｍｍのフローリング材などの木質材からなる基板の内部に、配管が組み込まれている一体型温水式床暖房床が提案されている（例えば、特許文献２）。これを用いれば、基板内部に温水配管が通っているため、表面仕上げ材までの距離（厚み）が薄く、上部への熱の抜けがよく、全体厚みが１２〜１５ｍｍ程度になるいことが多く、隣の木質材からなる基板との接合もその厚みでさね（実）接合となるため、反り、衝撃に対して強くなる。
【０００７】
しかし、木質材からなる基板の裏部（下部）に溝加工を施して、温水パイプを設置した後、アルミ、合板などの裏面材で固定する場合が多く、下部の捨て貼り合板に熱が逃げ易く、ランニングコストが高くなるという課題と、下部の捨て貼り合板への放熱を防ぐために、基板の下部に断熱材を貼ると、厚みが増え、他の部屋とのバリアフリーが実現しにくくなる。
【０００８】
加えて、上記基板（以下、基材部ともいう）は、通常、合板などの木質ボードを材料としているため、床暖房パネルの基材部として用いた場合、熱がかかって、とくに厚み方向表層部の木の含水率が下がり、収縮し、基材部間の継ぎ目が開く、いわゆる目スキ現象が起きやすくなる。更に、熱効率を上げる目的で基板を１１ｍｍ以下に薄くしていくと、厚み方向中心部の水分まで揮発しやすくなり、目スキが大きくなる。
【０００９】
また、近年、環境負荷を小さくする熱源として、ヒートポンプを用いる給湯暖房機、温水器や、マイクロガスエンジン、マイクロガスタービン、燃料電池などのコージェネ機が、登場してきている。しかし、従来の燃焼系温水器と比較して、温水を作る瞬発力が非常に弱いため、温水温度、取得熱量に制限が付く場合が多く、とくに、これら省エネ型熱源と接続する暖房床としては、低温、少熱量でも、立ち上がりが速く、床表面温度が充分に温かいものが切望されている。
【特許文献１】特開平０７−２１７９２０号公報
【特許文献２】特開平１１−２１１１１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、上記従来の問題点に鑑み、薄い基材部を用い、圧縮強度の大きい発泡体からなる断熱材を温水マットの母材として用いることで、初期の温まりが非常に速く、高効率で、ランニングコストが安く、バリアフリーが実現し易くなると共に、温水マットがへたりにくい一体型温水式暖房床パネルを提供することにある。また、高効率熱源と組み合わせた温水式床暖房システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１記載の一体型温水暖房床パネルは、基材部の下側に凹部が設けられ、凹部内に、上側又は下側に温水経路を有する断熱材が設けられ、基材部の側面部は、さね加工され、基材部の上面部の厚みが１〜８ｍｍであり全体厚みが１８ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の一体型温水暖房床パネルは、請求項１に記載の一体型温水暖房床パネルは、断熱材が、ガラス転移点が０℃以下、融点が９０℃以上のポリオレフィン系樹脂を用いた圧縮降伏応力０．５ＭＰａ以上の樹脂発泡体であることを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載の一体型温水暖房床パネルは、請求項１〜２の何れか１項記載の一体型温水暖房床パネルであって、断熱材が、厚み方向に発泡された樹脂発泡体、及び／又は、厚み方向にリブ構造を有する樹脂発泡体からなることを特徴とする。
【００１４】
請求項４記載の一体型温水暖房床パネルは、請求項３に記載の一体型温水暖房床パネルであって、厚み方向にリブを有する樹脂発泡体が、シート状の連続発泡層の少なくとも一面に凸状に形成された発泡倍率の高い複数の高発泡部を備え、該高発泡部の全表面は前記連続発泡層と共に発泡倍率の低い低発泡層により被覆され、前記低発泡層により被覆された相隣接する前記高発泡部間に凹部が形成されることにより凹凸が形成されている樹脂発泡体であることを特徴とする。
【００１５】
請求項５記載の一体型温水暖房床パネルは、請求項１〜４の何れか１項記載の一体型温水暖房床パネルであって、基材部が、木粉又は木片と樹脂との複合材からなることを特徴とする。
【００１６】
請求項６記載の温水式床暖房システムは、ヒートポンプ式温水器、又は排熱利用型温水器を温水熱源とし、請求項１〜５の何れか１項記載の一体型暖房床パネルと連結することを特徴とする。
【００１７】
請求項７記載の温水式床暖房システムは、５５℃以下の温度で出湯する熱源を用いて、請求項１〜５の何れか１項記載の一体型暖房床パネルと連結することを特徴とする。
【００１８】
本発明における基材部としては、特に限定されないが、一般的には木質材料で作られたフローリングが用いられることが多い。フローリングの基材としては、例えばスギ、ヒノキ等の天然木、合板、パーチクルボード、ウエハーボード、ＭＤＦ等の木質ボード類、木質チップ（木片）、木粉等を合成樹脂等に充填した合成木材、合成樹脂、及びこれらの積層体等も挙げられる。
【００１９】
好ましくは、上記基材部が、木粉又は木片と樹脂との複合材からなるものである。上記複合材において、木粉又は木片の配合比は、２０〜８０％が好ましい。また、上記複合材の曲げ強度は、３０Ｍｐａ以上であることが好ましく、４０％以上であると更に好ましい。３０Ｍｐａ以下であると、基材部の厚みを薄くした場合、荷重による凹みやたわみなどが発生してしまうからである。樹脂としては、特に限定されるものではないが、ポリプロピレン、ポスチレン、アクリル樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂等、α、β不飽和カルボン酸モノマーと親和性の大きい熱可塑性樹脂が好適に用いられる。
【００２０】
本発明で用いる基材部の上面部の厚みは１〜８ｍｍ、好ましくは２〜７ｍｍである。１ｍｍに満たない場合は、基材部の強度が不足し、運搬時等に壊れやすくなる。８ｍｍを超える場合は、熱の伝導が悪くなり、床暖房の昇温が遅くなったり、安定時の熱効率が悪くなる。
【００２１】
基材部は必要に応じて、突板、合成樹脂シート、または合成樹脂発泡シート、化粧紙、合成樹脂含浸シートなどの表面化粧材を接着、積層し、例えば木目調や大理石調に加飾してもよい。
【００２２】
本発明においては、上記基材部の下側に凹部が設けられ、凹部内に、上側又は下側に温水経路を有する断熱材が設けられる。断熱材を設ける方法としては、例えば、上記断熱材を母材として構成される温水マットを、上記基材部の下側に設けられた凹部に固定して一体化する方法などが挙げられる。温水マットの固定方法としては、特に限定されないが、両面テープによる方法、粘着剤や接着剤（ホットメルト接着剤を含む）若しくは熱融着による方法などが挙げられる。
【００２３】
上記温水経路は、熱源で温められた温水、または不凍液等が、流れるための経路であり、通常、パイプが用いられ、内径が４〜１３ｍｍ程度の樹脂管または銅管または金属強化樹脂管等が好適に用いられる。また温水経路は、温水が漏れなく流れ、放熱体として機能するものであれは真円パイプ形状に限定されず、断面が楕円状、小判状、多角形状、袋状などになっていても良い。また断熱材そのものに加工を施して、そのまま温水を流すものも含む。
【００２４】
上記樹脂管としては、例えば耐熱性ポリエチレン、架橋ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等が用いられる。また金属強化樹脂管には、例えば、ポリオレフィン／アルミニウム／ポリオレフィンの三層構成からなる多層管などが挙げられる。
【００２５】
上記温水経路は断熱材の上側又は下側に設けられるが、上側に設けられた場合には、上面への放熱性が向上する点で好ましく、下側に設けられた場合には、樹脂管などの温水経路を後から配管し得る点で好ましい。
【００２６】
本発明における断熱材の圧縮降伏応力は０．５ＭＰａ以上であることが好ましい。本発明では上記のように薄い基材部を用いるので、局所荷重がかかりやすく、０．５ＭＰａ以下であると断熱材がへたりやすくなる。
圧縮降伏応力は、ＪＩＳ  Ｋ  ７２２０に基づいて計測される。圧縮速度は１０ｍｍ／ｍｉｎである。測定温度は常温である。
【００２７】
また、上記断熱材を母材とする温水マットの熱伝導率は０．０８Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下が好ましい。０．０８Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であると、上部以外へ放熱してしまい、昇温が遅くなったり、安定時の熱効率が悪くなったりする。
【００２８】
温水マットの上面には、均熱の目的でアルミ等の金属シート等が用いられても良い。また、物性、機能を損なわない範囲で、別の部材を設置しても良い。
【００２９】
本発明における断熱材に用いられる樹脂としては、ガラス転移点が０℃以下であることが好ましい。ガラス転移点が０℃を超えると、樹脂そのものの圧縮弾性率は大きくなるが、耐衝撃性が悪くなり、特に発泡体のような、セル壁が薄い場合では、座屈、変形がしやすくなる。本発明では、熱伝導をよくするため、薄い板状体を温水マットの上に設置するため、歩行時の短期局所荷重が、繰り返しかかることになり、上記条件を満たさない樹脂から作られた発泡体においては、長期の使用において、へたりやすくなる。
【００３０】
また、本発明における断熱材に用いられる樹脂としては、融点が９０℃以上であることが好ましい。融点が９０℃未満であると、暖房床使用中に樹脂発泡体が軟化してしまい、充分な床性能が発揮できない。
【００３１】
上記樹脂は、以上の条件を満たすものであれば、とくに限定されない。暖房床使用温度条件下では、ガラス転移点を越えているので、クリープなどの現象が起きにくいよう、結晶性樹脂の方が好ましく、例えば、ポリオレフィン系樹脂、ポリオキシメチレン、ポリビニルメチルエーテル、ポリビニルイソブチルエーテルなどが挙げられる。
【００３２】
本発明におけるポリオレフィン系樹脂とは、オレフィン性モノマーの（共）重合体であり、特に限定されるものではないが、例えば、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン等のポリエチレン、ホモタイプポリプロピレン、ランダムタイプポリプロピレン、ブロックタイプポリプロピレン等のポリプロピレン、ポリブテン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体、エチレン−ブテン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体等のエチレンを主成分とする共重合体などから選ばれる１種もしくは２種以上の単体および混合物を意味する。尚、ここで言う「（共）重合体」とは「重合体」又は「共重合体」を意味する。
【００３３】
上記ポリオレフィン系樹脂には３０重量％を下回る範囲で、他の樹脂、例えば、ポリスチレン、スチレン系エラストマーなど、がブレンドされていても良い。しかし３０重量％を上回るとポリオレフィンの特徴（軽量、耐薬品性、柔軟性、弾性等）が発揮できないばかりか、発泡に必要な溶融粘度を確保することが困難となる場合がある。本発明でのポリオレフィン系樹脂としては、特にポリエチレンやポリプロピレンの１種もしくは２種以上が好適に用いられる。
【００３４】
本発明における樹脂発泡体の種類としては、化学発泡によって得られるものと、物理発泡によって得られるものがあるが、とくに限定されない。前者は加熱により分解ガスを発生する熱分解型化学発泡剤を、あらかじめポリオレフィン系樹脂組成物に分散させておき、一旦シート状の発泡原反に賦形した後、加熱して発泡剤より発生するガスにより発泡させることで製造されうる。このとき好適に用いられる熱分解型化学発泡剤の代表例としては、アゾジカルボンアミド、ベンゼンスルホニルヒドラジド、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、トルエンスルホニルヒドラジド、４，４−オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）等が挙げられる。後者は高圧下でポリオレフィン系樹脂に発泡剤を一旦溶解し、それを常圧下に置くときに発生するガスにより発泡させることで製造されうる。このとき好適に用いられる物理的発泡剤としては水、二酸化炭素、窒素、有機溶剤、等が挙げられる。
【００３５】
本発明における断熱材が、厚み方向に発泡された樹脂発泡体であると、その気泡が厚み方向に縦長状になり、厚み方向からの荷重、圧縮力に対してつぶれにくくなる点で好ましい。
例えば、その縦長状の気泡は、以下のようにまとめられる。
本明細書において用いられる用語「アスペクト比Ｄｚ／Ｄｘｙ」は、樹脂発泡体中の気泡における定方向最大径の比の個数（算術）平均値であり、以下のようにして求められる。
発泡体シートのシート厚み方向（ｚ方向と呼ぶ）に平行な任意な断面の１０倍の拡大写真をとり、無作為に選ばれる少なくとも５０個の気泡の定方向最大径を（以下の）２方向で測り、個数平均値を算出する。
Ｄｚ  ：発泡体シート中の気泡のｚ方向に平行な最大径
Ｄｘｙ：発泡体シート中の気泡のシート幅または長さ方向、即ちｚ方向に垂直な面方向（ｘｙ方向と呼ぶ）に平行な最大径
【００３６】
本発明における樹脂発泡体のアスペクト比の平均値は１．１以上４．０以下が好ましい。これにより、シート厚み方向に圧縮力を受けると、紡錘形の長軸方向に力がかかることになるので、その方向に高い圧縮強度を示す。アスペクト比が１．１を下回ると、気泡がほぼ球形となり、紡錘形状に起因する圧縮強度の向上が得られず、床などに重量物を一定時間置いた後の変形回復が無い。また、体感評価においても床がへこむため歩行感が悪い。アスペクト比が４．０以上となると、生産安定性が悪くなる。
【００３７】
本発明における樹脂発泡体の発泡倍率は２〜３０倍が好ましい。発泡倍率が３０倍を越えると、気泡のセル壁の厚みが薄くなり、圧縮強度が低下する。発泡倍率が２倍未満となると、断熱性能が悪くなり、またコストが高くなり実用的でない。
【００３８】
本発明における樹脂発泡体の製造方法は特に限定されないが、好ましくはアゾジカルボンアミド等の熱分解型化学発泡剤を、ポリオレフィン系樹脂及びジオキシム化合物、ビスマレイミド、ジビニルベンゼン、アリル系多官能モノマー、（メタ）アクリル系多官能モノマーおよびキノン化合物から選択される少なくとも１種類のモノマーと溶融混和して得られる、変性ポリオレフィン１００重量部に対して２〜２０重量部を分散させ、これを一旦未発泡のシート状に成形して発泡性シートを得た後、得られた発泡性シートを熱分解型化学発泡剤の分解温度以上に加熱して化学発泡させる方法である。
【００３９】
上記発泡性シートの賦形方法としては、押出成形の他、プレス成形、ブロー成形、カレンダリング成形、射出成形など、プラスチックの成形加工で一般的に行われる方法が適用可能である。しかしスクリュー押出機より吐出する発泡性樹脂組成物を、直接賦形する方法が、生産性の観点から好ましい。この場合は、一定寸法幅の連続発泡性シートを得ることができる。
【００４０】
化学発泡させる方法としては、通常、熱分解型化学発泡剤の分解温度以上、熱可塑性樹脂の熱分解温度以下の温度範囲で行われる。特に連続式発泡装置としては、加熱炉の出口側で発泡体を引き取りながら発泡させる引き取り式発泡器の他、ベルト式発泡器、縦型又は横型発泡炉、熱風恒温槽など、あるいは熱浴中で発泡を行うオイルバス、メタルバス、ソルトバスなどが使用される。
【００４１】
上記樹脂発泡体において、内在する気泡のアスペクト比Ｄｚ／Ｄｘｙの平均値が１．１〜４．０の樹脂発泡体を成形する方法としては、特に限定されないが、例えば、発泡以前に、発泡性シートの少なくとも片面に発泡中の原反の面内方向の発泡力を抑制しうる強度を有する面材を積層し、得られた積層シートを加熱発泡することによって得ることができる。これは発泡時に面内の２次元方向の発泡を抑制することで、厚み方向にのみ発泡させることが可能となるからであり、結果的に、発泡体の気泡は厚み方向に、その長軸を配向した紡錘形となるからである。
【００４２】
この方法で使用されうる面材は、発泡原反の発泡温度、即ち上記ポリオレフィン系樹脂の融点温度以上、かつ熱分解型発泡剤の分解温度以上の環境に耐え得るものであればよく、例えば、紙、布、木材、鉄、非鉄金属、不織布、寒冷紗、ガラス繊維、無機物繊維など自由に選ぶことができる。また離型性の良いフッ素系シート等を用いて厚み方向に発泡させた後、面材をはがして発泡体のみを取り出すことも可能である。上記面材の中では、不織布、寒冷紗が好ましい。
【００４３】
また、本発明における断熱材が、厚み方向にリブ構造を有する樹脂発泡体であると、厚み方向からの圧縮力に対して、つぶれにくくなる点で好ましい。上記リブは厚み方向に柱状や壁状に形成されるものであり、その形状自体は特に限定されるものではない。例えば、ペーパーハニカムに好適に用いられるハニカム構造であってもよく、また、Ｉ鋼やＣ鋼、梁等、建築で用いられるような圧縮に強い構造等であってもよい。
【００４４】
上記断熱材としては、例えば、特願平９−４３９７５号明細書記載の、熱可塑性樹脂よりなる連続発泡層と、連続発泡層の少なくとも片面上に複数配置される熱可塑性樹脂よりなる高発泡体と、高発泡体の外表面を被覆する熱可塑性樹脂よりなる低発泡薄膜とを備え、前記複数の高発泡体が互いに前記低発泡薄膜を介して熱融着されている熱可塑性樹脂発泡体が、最適なうちの一つである。
【００４５】
中でも、シート状の連続発泡層の少なくとも一面に凸状に形成された発泡倍率の高い複数の高発泡部を備え、該高発泡部の全表面は前記連続発泡層と共に発泡倍率の低い低発泡層により被覆され、前記低発泡層により被覆された相隣接する前記高発泡部間に凹部が形成されることにより凹凸が形成されている樹脂発泡体が好ましく用いられる。
【００４６】
上記熱可塑性樹脂発泡体を構成する連続発泡層、高発泡体、及び低発泡薄膜に用いられる樹脂としては、発泡可能な熱可塑性樹脂であれば、特に限定されるものではないが、得られる熱可塑性発泡体の平滑性を高め得るので、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂又はこれらの混合物が好ましく、表面平滑性と、得られる暖房床パネルの歩行時の沈み込みの防止を両立するためには、高密度ポリエチレン、ホモポリプロピレン又はこれらの少なくとも一方を含む混合物が特に好ましい。
【００４７】
上記熱可塑性樹脂発泡体を製造する方法は、特に限定されるものではなく、例えば、発泡剤を含有した発泡性熱可塑性樹脂組成物を所定の容器中で発泡させ、一面を除いた外表面が熱可塑性樹脂よりなる低発泡薄膜が被覆されている高発泡体を製造し、これを上記低発泡薄膜を介して熱融着し、別途製造した熱可塑性樹脂よりなる連続発泡シート層を熱融着等により積層してもよいが、発泡性熱可塑性樹脂粒状体が平面的に配置され、上記発泡性熱可塑性樹脂粒状体が発泡性熱可塑性樹脂薄膜を介して一体的に連結されている発泡性熱可塑性樹脂シート状体を、発泡剤の分解温度以上に加熱し発泡させることにより得る方法が好ましい。
【００４８】
上記発泡性熱可塑性樹脂シート状体を構成する発泡性熱可塑性樹脂粒状体及び発泡性熱可塑性樹脂薄膜に用いられる熱可塑性樹脂としては、上記熱可塑性樹脂樹脂発泡体に使用される樹脂と同様のものが使用される。
【００４９】
上記発泡性熱可塑性樹脂粒状体に用いられる熱可塑性樹脂と、発泡性熱可塑性樹脂薄膜に用いられる熱可塑性樹脂とは、同一の樹脂である必要性はないが、発泡性及び接着性等の観点から、同種の樹脂を用いることが好ましい。上記連続発泡層を構成する熱可塑性樹脂粒状体及び発泡性熱可塑性樹脂薄膜に用いられる熱可塑性樹脂としては、発泡可能な熱可塑性樹脂であれば、特に限定されるものではない。これらは、単独で用いられても、併用されてもよい。
【００５０】
上記熱可塑性樹脂の中でも、得られる発泡体の表面平滑性を高め得るので、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂またはこれらの混合物が好ましく、表面平滑性と圧縮強度を両立するためには、高密度ポリエチレン、ホモポリプロピレンまたはこれらの少なくとも一方を含む混合物が特に好ましい。
【００５１】
上記発泡性熱可塑性樹脂シート状体等に用いられる熱可塑性樹脂は、必要に応じて架橋されていてもよい。架橋されることによって、発泡時の破泡が防止でき、発泡倍率が増加し、暖房床パネルの軽量化につながるからである。
【００５２】
本発明において、上記発泡性熱可塑性樹脂粒状体及び発泡性熱可塑性樹脂薄膜に含有される発泡剤として熱分解型の発泡剤が用いられる。発泡性熱可塑性樹脂シート状体は、発泡性熱可塑性樹脂粒状体が平面的に略均一に配置しており、上記発泡性熱可塑性樹脂粒状体が発泡性熱可塑性樹脂薄膜を介して一体的に連結されているものである。
【００５３】
上記発泡性熱可塑性樹脂粒状体の形状は、特に限定されず、例えば、六方体、円柱状、球状体などが挙げられるが、発泡性熱可塑性樹脂粒状体が発泡する際に、発泡を均一に行わせるには、円柱状が最も好ましい。発泡性熱可塑性樹脂粒状体が円柱状の場合、その径は、目的とする発泡体の発泡倍率や厚さによっても異なるため特に限定されるものではないが、大きすぎると発泡速度が低下し、小さすぎると発泡時の加熱で円柱が溶融し、変形し易く一次元発泡性を発現できなくなり、厚み精度、重量精度のばらつきが大きくなる。
また表面平滑性も低下する。従って、発泡性熱可塑性樹脂粒状体が円柱の場合、その径は、１〜３０ｍｍが好ましく、２〜２０ｍｍの範囲が特に好ましい。
【００５４】
上記発泡性熱可塑性樹脂シート状体の製造方法としては、特に限定されるものではなく、例えば、１）発泡性熱可塑性樹脂シートを構成する熱可塑性樹脂及び発泡剤などを射出成形機に供給し、熱分解型発泡剤の分解温度より低い温度で溶融混練し、発泡性熱可塑性樹脂粒状体の形状に応じた凹部を有する金型に射出した後冷却する方法等が挙げられるが、２）発泡性熱可塑性樹脂シート状体を構成する熱可塑性樹脂及び発泡剤などを押出機に供給し、熱分解型発泡剤の分解温度より低い温度で溶融混練した後、軟化状態のシート状発泡性熱可塑性樹脂を、該シート状発泡性熱可塑性樹脂の厚みより狭いクリアランスを有し、少なくとも一方の外周面に多数の凹部が均一に配設された異方向に回転する一対の賦形ロールに導入し、前記凹部に軟化状態のシート状発泡性熱可塑性樹脂の一部を圧入した
後、冷却、離型する方法が最も好ましい。
【００５５】
本発明の一体型温水暖房床パネルは、それを構成する基材部、断熱材、その他の部材からなる全体厚みが、１８ｍｍ以下である。１８ｍｍ以上であると、下地構造が同じ場合、床暖房を用いていない部屋との段差が大きくなり、バリアフリーにならず、また天井までの部屋高さが小さくなる。また、床高さを合わせようとすると、床の下地構造を変える必要があり煩雑となる。
【００５６】
本発明で用いられるヒートポンプ式温水器とは、ヒートポンプの原理を用いて温水器を得る仕組みを持ったものであれば特に限定されない。冷媒の断熱圧縮を行い、その際の気化熱を熱交換して、温水または熱媒を取り出せる装置である。
冷媒としては、フロン系化合物、炭化水素化合物、二酸化炭素等が挙げられる。暖房用循環ポンプを有した多機能型ヒートポンプ給湯器、ヒートポンプ温水器や、床暖房一体型エアコン等が挙げられる。ヒートポンプ式温水器は、ヒートポンプの原理によって温水が作られるので、非常に熱効率が良く、連続して用いることの多い床暖房の熱源として、好適に用いられる。
【００５７】
本発明で用いられる排熱利用型温水器とは、例えば発電機の発電時に排出される熱を温水の形で有効利用するような温水器のことで、例としては、マイクロガスエンジンコージェネシステム、マイクロガスタービンコージェネシステム、燃料電池等が挙げられる。
これらの温水器は、コージェネシステムとなっており、非常に効率のいい温水器のうちの一つである。これらの上記の熱源は、環境負荷が小さい熱源ではあるが、瞬発能力が小さいため、温水温度、放熱エネルギーに限界が生じるため、従来の暖房床では、充分に暖まらない。本発明の暖房床では、少熱量で充分な暖房能力を発揮するので、上記の熱源との組み合わせによって、環境負荷低減と快適性を両立できる。
【００５８】
本発明で用いられる５５℃以下の温度で出湯する熱源とは、暖房用循環温水の往き部分の初期温度が５５℃以下である熱源のことを指す。種類はとくに限定されず、上記のような高効率熱源も好適に用いられる。また灯油ボイラー、ガス給湯器等も使用される。
通常、床暖房に用いられる温水温度は出湯温度６０℃の温水であり、熱ロス等も多く、ランニングコストが大きくなる。
本発明では、放熱性のいい一体型温水暖房床パネルと連結するので、５５℃以下の温度でも充分暖房能力を確保し、結果として、ランニングコストが減少する。
【００５９】
その他、本発明の効果を著しく損なわない範囲で、例えば、接着剤、コーキング材、不陸材（遮音材）、厚み調整材、均熱材、遮熱材、遠赤外線発生材その他の付属部材を用いることができる。
【発明の効果】
【００６０】
以上説明したように、本発明によれば、基材部の下側に凹部が設けられ、凹部内に、上側又は下側に温水経路を有する断熱材が設けられ、基材部の側面部は、さね加工され、基材部の上面部の厚みが１〜８ｍｍであり全体厚みが１８ｍｍ以下であることを特徴とするので、上面への放熱性に優れるとともに熱伝導がよくなり、初期の温まりが非常に速く、高効率で、ランニングコストが安く、バリアフリーが実現し易い一体型温水式暖房床パネルを提供することができる。
【００６１】
また、断熱材がガラス転移点が０℃以下、融点が９０℃以上のポリオレフィン系樹脂を用いた圧縮降伏応力０．５ＭＰａ以上の樹脂発泡体である場合には、厚み方向からの圧縮力に対して強くなるので、上記効果に加え、温水マットがへたりにくくなる。
【００６２】
また、断熱材が厚み方向に発泡された樹脂発泡体、及び／又は、厚み方向にリブ構造を有する樹脂発泡体からなるものであると、厚み方向からの圧縮力に対して更に強くなるので、上記効果は更に確実なものとなる。
【００６３】
上記厚み方向にリブを有する樹脂発泡体が、シート状の連続発泡層の少なくとも一面に凸状に形成された発泡倍率の高い複数の高発泡部を備え、該高発泡部の全表面は前記連続発泡層と共に発泡倍率の低い低発泡層により被覆され、前記低発泡層により被覆された相隣接する前記高発泡部間に凹部が形成されることにより凹凸が形成されている樹脂発泡体であると、上記効果は更に確実なものとなる。
【００６４】
上記基材部が、木粉又は木片と樹脂との複合材からなる場合には、上への熱の抜けがよく、硬度が高く平面性が良好で、温湿度に対する寸法安定性に優れた基材部が得られるため、目隙、突き上げ、クラック発生が低減され、上記効果は更に確実なものとなる。
る
【００６５】
本発明の温水式床暖房システムは、ヒートポンプ式温水器、又は排熱利用型温水器を温水熱源とし、上記一体型暖房床パネルと連結することを特徴とするので、効率よく温水を作れ、昇温速度が速く、快適でランニングコストの安い床暖房システムが提供され、上記同様の効果を発揮することができる。
【００６６】
また、５５℃以下の温度で出湯する熱源を用いて、上記一体型暖房床パネルと連結する場合にも、上記同様の効果を発揮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６７】
本発明を実施例によってより具体的に説明する。
図１は、本発明の一体型温水暖房床パネルの一例を示す断面図である。
図１に示すように本発明の一体型温水暖房床パネル１は、主に一般家庭用の暖房端末として使用されるもので、下側に凹部３３が設けられた基材部３と、上側に温水経路２１を有する断熱材２と、断熱材２の上部に配設されるアルミ箔シート５とから構成され、基材部３の凹部３３内に断熱材２がアルミ箔シート５を介して配設され、各々接着材で固定されている。
【００６８】
図示しないヒートポンプ式熱源から温水が架橋ポリエチレン管４に供給され、循環される。温水によって供給された熱エネルギーは架橋ポリエチレン管４→アルミ箔シート５→基材部３→室内の順に熱伝導で伝わり、部屋を暖房する。基材部３は木粉と合成樹脂との複合材からなり、異形押出しにより成形される。基材部３の上面部３１の厚みｔは３ｍｍ、側面部３２はさね加工されており、全体厚みＴは１２ｍｍである。
【００６９】
断熱材２は厚み方向に発泡されたポリオレフィン系樹脂の高強度発泡体であり、厚みは９ｍｍである。基材部３の上面部３１の厚みが３ｍｍと薄く、上面への熱伝導率が効率よく行なえるため、床表面の昇温時間が短く、また、断熱材２により、下面への放熱が遮断されるため熱効率も向上する。
【実施例】
【００７０】
（実施例１）
ｉ）ポリオレフィン系樹脂発泡体の製造
（１）変性ポリオレフィン系樹脂の調製
変性用スクリュー押出機として、ＢＴ４０（プラスチック工学研究所社製）同方向回転２軸スクリュー押出機を用いた。これはセルフワイピング２条スクリューを備え、そのＬ／Ｄは３５、Ｄは３９ｍｍである。シリンダーバレルは押出機の上流から下流側へ第１〜６バレルからなり、ダイは３穴ストランドダイであり、揮発分を回収するため第４バレルに真空ベントが設置されている。
【００７１】
操作条件は下記の通りである。
・シリンダーバレル設定温度：第１バレル；１８０℃
第２〜６バレル；２２０℃
ダ      イ；２２０℃
・スクリュー回転数：１５０ｒｐｍ
【００７２】
上記構成の変性用スクリュー押出機に、まず、ポリオレフィン系樹脂その後端ホッパーから投入し、第３バレルからジビニルベンゼンと有機過酸化物の混合物を押出機内に注入し、これらを溶融混和して変性樹脂を得た。このとき、押出機内で発生した揮発分は真空ベントにより真空引きした。
ポリオレフィン系樹脂はポリプロピレンランダム共重合体（日本ポリケム製「ＥＸ６」、ＭＩ；１．８、密度；０．９ｇ／ｃｍ３  ）であり、その供給量は１０ｋｇ／ｈとした。
【００７３】
変性用モノマーはジビニルベンゼンであり、その供給量はポリオレフィン系樹脂１００重量部に対して０．５重量部とした。また、有機過酸化物は２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３を用い、その供給量はポリオレフィン系樹脂１００重量部に対して、０．１重量部とした。
ポリオレフィン系樹脂、ジビニルベンゼン、有機過酸化物の溶融混和によって得られた変性樹脂を、ストランドダイから吐出し、水冷し、ペレタイザーで切断して、変性樹脂のペレットを得た。
【００７４】
（２）発泡性樹脂組成物の調製
発泡剤混練用スクリュー押出機はＴＥＸ−４４型（日本製鋼所社製）同方向回転２軸スクリュー押出機であり、これはセルフワイピング２条スクリューを備え、そのＬ／Ｄは４５．５、Ｄは４７ｍｍである。シリンダーバレルは押出機の上流から下流側へ第１〜１２バレルからなり、成形ダイは７穴ストランドダイである。温度設定区分は下記の通りである。
第１バレルは常時冷却
第１ゾーン；第２〜４バレル
第２ゾーン；第５〜８バレル
第３ゾーン；第９〜１２バレル
第４ゾーン；ダイおよびアダプター部
【００７５】
発泡剤を供給するために第６バレルにサイドフィーダーが設置され、揮発分を回収するため第１１バレルに真空ベントが設置されている。操作条件は下記の通りである。
・シリンダーバレル設定温度：第１ゾーン；１５０℃
第２ゾーン；１７０℃
第３ゾーン；１８０℃
第４ゾーン；１６０℃
・スクリュー回転数：４０ｒｐｍ
上述のようにして得られた変性樹脂及びホモタイプのポリプロピレン（日本ポリケム製「ＦＹ４」、ＭＩ；５．０、密度；０．９ｇ／ｃｍ３）を、それぞれ１０ｋｇ／ｈの供給量で、発泡剤混練用スクリュー押出機に供給した。また、発泡剤（アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ））を、それぞれ１．０ｋｇ／ｈの供給量で、同押出機にサイドフィーダーから供給した。
こうして変性樹脂と発泡剤の混練によって得られた発泡性樹脂組成物を、Ｔダイから押し出し、幅１０００ｍｍ×厚み０．５ｍｍのシート状成形体を得た。
【００７６】
（３）発泡体の製造
上記のようにして得られた発泡性樹脂組成物シートの両面に、ポリエチレンテレフタレート製の不織布（東洋紡績社製、「スパンボンド  エクーレ  ６３０１Ａ」、秤量３０ｇ／ｍ２  ）を積層し、ダブルシート発泡機を用い、ポリオレフィン系樹脂発泡体（以下、ＺＦと表記）を製造した。
【００７７】
（４）評価
得られたＺＦを下記の項目について評価した。
・発泡倍率：
ＺＦよりシート状物をカッターで削り取った後、ＪＩＳ  Ｋ６７６７に従い発泡体の発泡倍率を測定したところ、発泡倍率は１０倍であった。
・気泡形状（平均アスペクト比）：
図２に示すように、ＺＦ（ａ）を厚み方向（ｚ方向）にカットし、断面（ｂ）の中央部を光学顕微鏡で観察しつつ１５倍の拡大写真（ｃ）を撮った。写真（ｃ）に写った全ての気泡のＤｚとＤｘｙをノギスで測り、気泡毎にＤｚ／Ｄｘｙを算出し、気泡１００個分のＤｚ／Ｄｘｙの個数平均を算出し、平均アスペクト比とした。ただし測定中、Ｄｚ（実際の径）が０．０５ｍｍ以下の気泡、及び１０ｍｍ以上の気泡は除外した。この結果、Ｄｚ／Ｄｘｙの平均値は１．８であった。
（５）溝加工
得られたＺＦにピッチ７５ｍｍでルーター加工を施し溝部を設けた。
【００７８】
ｉｉ）一体型温水式暖房床パネルの作成
ｉ）で得られた溝付きＺＦの溝部に架橋ポリエチレン管５Ａを配置し、その上にアルミ粘着シートを全面に貼り付けたものを、全体厚み１２ｍｍ、上面部厚み３ｍｍの合板製の基材部の凹部内に両面テープで固定した。
ｉｉｉ）評価
５℃に制御した恒温室に入れ、安定してから、恒温室の制御をやめ、５５℃の温水を流した。流速は０．５Ｌ／ｍｉｎとした。
（１）昇温時間
温水を流し始めてから、床表面温度が２０℃に到達する時間を測定した。
（２）上面放熱効率
暖房床パネルの上下面に熱流計を設置。昇温開始１０分後のそれぞれの熱流束より、放熱効率を計算した。
（３）繰り返し圧縮試験（へたり度合い）
発泡体（ＺＦ）のみに、８０℃の雰囲気下で、８０ｋｇｆの荷重をφ５０の平円圧子で１０万回、繰り返し荷重をかけ、繰り返し荷重をかけた部分について、最初の厚みからの減少率を算出しへたり度合いとした。
（４）寸法変化
機材部から１００ｍｍの試料を切り出し、８０℃のオーブン内で１時間以上調整した後８０℃の熱水槽に３時間浸漬後の寸法変化を測定した。
【００７９】
（実施例２）
低（無）架橋性樹脂として、高密度ポリエチレン（三菱化学社製；品番「ＨＹ３４０」、密度０．９５２ｇ／ｃｍ３  、ＭＩ＝１．５ｇ／１０分、融点１３３℃）２５重量部、高架橋性樹脂として、高密度ポリエチレン（三菱化学社製；品番「ＨＪ３８１Ｐ」、密度０．９５１ｇ／ｃｍ３  、ＭＩ＝９．０ｇ／１０分、融点１３２℃）２５重量部、ポリプロピレン（三菱化学社製；品番「ＭＡ３」、密度０．９００ｇ／ｃｍ３  、ＭＩ＝１１ｇ／１０分、融点１５１℃）２９重量部、シラン架橋性ポリプロピレン（三菱化学社製；品番「ＸＰＭ８００ＨＭ」）２１重量部、シラン架橋触媒（三菱化学社製；品番「ＰＺ−１０Ｓ」）１重量部、熱分解型発泡剤として、アゾジカルボンアミド（大塚化学社製；品番「ＳＯ−２０」）９重量部の混合物を、２軸押出機（径４４ｍｍ）にて１８０℃で溶融混練し、面長３００ｍｍ、リップ１．５ｍｍのＴダイにより軟化状態のシート状発泡性熱可塑性樹脂を押出した。
【００８０】
さらに、図３に示すように、高さ５ｍｍ、直径４ｍｍの凹部が賦形ロール７のみに千鳥状に配置された、径２５０ｍｍ、面長３００ｍｍの該発泡性熱可塑性樹脂シート状体を賦型しつつ冷却し、さらに発泡性熱可塑性シート状体を９８℃の熱水中に２時間浸漬した後乾燥させることにより、図４に示すような発泡性熱可塑性樹脂シート状体（架橋度１５％）を得た。上記のようにして得た発泡性熱可塑性樹脂シート状体では、上記賦型ロールの凹部に対応する部分において発泡性熱可塑性樹脂粒状体８が構成されており、該発泡性熱可塑性樹脂粒状体８がその端部にて厚み０．４ｍｍの発泡性熱可塑性樹脂薄膜により連結されて、全体として発泡性熱可塑性樹脂シート状体が構成されていた。
【００８１】
得られた発泡性熱可塑性樹脂シート状体を、ポリテトラフルオロエチレンシート上に配置した状態で加熱装置を有する無端ベルトに供給し、発泡性熱可塑性樹脂シート状体を発泡剤の分解温度以上に加熱して発泡させると、発泡樹脂柱状部８の部分が発泡するが、このとき、隣接する発泡樹脂柱状部８の壁面同士が発泡圧力により、図５に示すように低発泡層９を有する構造となる。この結果、シート状の連続発泡層７の一面に、凸状に形成された柱状部の高い発泡倍率の高発泡部８同士を、低発泡層９が熱融着して低発泡層９が低発泡薄膜を形成し、厚み方向にリブ（低発泡層９）構造を有する状態となり、また、隣接する前記高発泡部８間に凹部が形成されることにより凹凸が形成された構造となる。
【００８２】
そして、図５に示すような硬質発泡体（以下ＣＦと表記）を得た。なお、発泡性熱可塑性樹脂シート状体の送り速度は０．５ｍｍ／ｍｉｎ、加熱装置長さ５ｍｍ、温度２１０℃であった。また、冷却装置は長さ５ｍｍ、温度３０℃であった。得られたＣＦの厚みは９ｍｍであった。
【００８３】
得られたＣＦ（倍率１０倍）をＺＦの代わりに用いたこと以外は実施例１と同様にして、一体型温水式暖房床パネルを得た。評価は実施例１と同様にして行った。
【００８４】
（実施例３）
ブロックポリプロピレン（日本ポリケム社製：商品名「ＢＣ０３Ｂ」、ＭＩ＝３０／１０分）１００質量部、酸変成ポリプロピレン（三洋化成社製、商品名：ユーメックス１０１０）１０質量部、木粉（商品名：セルコント４５）１５０質量部、ステアリン酸亜鉛（サカイ化学社製、商品名：ＳＺ−２０００）２０質量部を含有する組成物を、直径４４ｍｍの二軸混練押出機に供給した。
【００８５】
二軸混練押出機において、組成物を１８０℃で溶融混練し、図１の基材部３の断面形状を有する金型により軟質状態のシート状樹脂を押し出した。
【００８６】
さらに、所望の形状になるような型枠を有した冷却水槽にシート状樹脂を導入し、冷却後、上面部厚み３．０ｍｍの板状体を得た。得られた板状体を、合板製の基材部の代わりに用いたこと以外は実施例１と同様にして、一体型温水式暖房床パネルを得た。評価は実施例１と同様にして行った。
【００８７】
（比較例１）
３ｍｍの合板の代わりに、１２ｍｍの合板を用いたこと以外は、実施例１と同様にして評価を行った。
【００８８】
（比較例２）
ＺＦの代わりに、ポリスチレン発泡体（発泡倍率２０倍  厚み９ｍｍ）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして評価を行った。
【００８９】
（比較例３）
ＺＦの代わりに、ＭＤＦを用いたこと以外は、実施例１と同様にして評価を行った。
【００９０】
実施例１及び２、比較例１〜３について、基材部の厚みや熱伝導率、断熱材の厚み、圧縮降伏応力及び熱伝導率を測定すると共に暖房床パネルとしての性能評価を行ない、結果を表１にまとめた。
【００９１】
【表１】
2005037119.tif 000003
【００９２】
表１より明らかなように、本発明の実施例においては、昇温時間が短く、上面放熱効率が高くなると共に、へたり度合いが小さいことが判明し、初期の温まりが非常に速く、高効率で、ランニングコストが安く、バリアフリーが実現し易くなると共に、温水マットがへたりにくい一体型温水式暖房床パネル及び温水式床暖房システムを提供しうることが判明した。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明にかかる一体型温水式暖房床パネルの一例を示す模式断面図である。
【図２】本発明における樹脂発泡体の一例を示す説明図である。
【図３】厚み方向にリブを有する樹脂発泡体の作製に使用される発泡性熱可塑性シート状体を製造する工程を説明する説明図である。
【図４】厚み方向にリブを有する樹脂発泡体の作製に使用される発泡性熱可塑性シート状体を示す説明図である。
【図５】本発明における樹脂発泡体の他の例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００９４】
１  一体型温水式暖房床パネル
２  断熱材
２１  温水経路
３  基材部
３１  上面部
３２  側面部
３３  凹部
４  架橋ポリエチレン管
５  アルミ箔シート
６  凹溝
７  連続発泡層
８  高発泡部
９  低発泡層
【図１】
2005037119.tif 000004
【図２】
2005037119.tif 000005
【図３】
2005037119.tif 000006
【図４】
2005037119.tif 000007
【図５】
2005037119.tif 000008