JP2002015844A - 電熱面発熱ユニット及びそれを用いた電熱床暖房パネル - Google Patents

電熱面発熱ユニット及びそれを用いた電熱床暖房パネル

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JP2002015844A
JP2002015844A JP2000194236A JP2000194236A JP2002015844A JP 2002015844 A JP2002015844 A JP 2002015844A JP 2000194236 A JP2000194236 A JP 2000194236A JP 2000194236 A JP2000194236 A JP 2000194236A JP 2002015844 A JP2002015844 A JP 2002015844A
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JP
Japan
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heating unit
electric heat
heating
surface heating
plywood
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Yoshinobu Kimura
吉延 木村
Takehiko Kubo
武彦 窪
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Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 隣接パネル間での熱ムラを低下し、しかも、
フローリング一体型電熱パネルの組立を簡素化する面発
熱ユニットを提供すること。 【解決手段】 金属基体上に、絶縁層を介して、複数の
電極線を有する電熱面発熱体を積層してなる電熱面発熱
ユニットにおいて、均熱性に悪影響を及ぼさない大きさ
の電熱面発熱体の欠損部を有する電熱面発熱ユニット。
当該電熱面発熱ユニットを、ユニットと同等の大きさあ
るいはユニットよりも一回り大きい大きさの合板又はそ
れに類する材料と接着剤を介して挟み込んだ電熱床暖房
パネルであって、面状発熱体の欠損部に、合板又はそれ
に類する材料の上から、樹脂製タッカーを打ち込んで、
電熱面発熱ユニットと合板又はそれに類する材料との間
を固定した電熱床暖房パネル。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、暖房床材に組み込
まれる電熱面発熱ユニットに関し、更に詳しくは、フロ
ーリング一体型電熱パネル組込用で熱ムラを低減できる
構造を有する電熱面発熱ユニットに関する。
【0002】
【従来の技術】正の温度係数(Positive Temperature C
oefficient、以下「PTC」という。)特性を有する導
電粒子を樹脂に分散させた複合材料を用いた面発熱体が
知られている。この面発熱体は、発熱面での均熱化と非
発熱部への伝熱を図るために、金属箔又は金属板を均熱
板として貼り付けたり、金属箔を積層したシートをチュ
ーブ状に加工し、その内部に面発熱体を入れた構成とし
ていた。
【0003】一方、住宅の高気密、高断熱化が進み、熱
源が露出せず、室内を有効に使え、埃を撒き散らさない
などの理由から床暖房の使用が急速に進んできた。
【0004】木質床に利用される電熱式床暖房システム
は、根太の間に電熱パネルを落とし込む根太間方式、合
板ステバリの上にパネルを設置する合板一体型方式、表
面床材に組み込む表面床材一体方式があり、熱源には電
熱線やシート状の複合材料発熱体が主に使われている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】根太間方式や合板一体
型方式では、表面床材の下に施工されるため、表面での
熱分布は良いが、電源投入より床表面が暖まるまでに時
間がかかり、下面への熱ロスが多く、且つ表面を充分に
暖めるのに高い出力の電熱発熱体が必要であった。
【0006】表面床材に電熱発熱体を組み込んだフロー
リング一体型電熱パネルでは、熱源より表面床材までの
距離が短いため、根太間方式や合板一体型方式に比べ低
出力で電源投入より床表面が暖まるまでの時間が短いと
いう利点がある。しかしながら、パネルを製造する際
に、電熱面発熱ユニットを合板又はそれに類する材料で
接着した後、これらの構成物を接着剤が少なくとも完全
に固化するまで仮固定する必要がある。その際、プラス
チック製のタッカーを打ち込むため、電流が流れる電熱
面発熱体にタッカーを打ち込むと電熱面発熱体と金属基
体との間で電流が短絡する危険性があり、短絡の危険性
を避けるために、タッカーを打ち込む位置となるパネル
の周辺部、即ち、隣接パネルとの結合部に、電熱面発熱
体を配置することができず、その結果、この部分におい
て、暖まりにくく、熱ムラが生じる原因となっていた。
【0007】本発明が解決しようとする課題は、隣接パ
ネル間での熱ムラを低下し、しかも、フローリング一体
型電熱パネルの組立を簡素化する面発熱ユニットを提供
することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、(I)金属基体上に、絶縁層を介して、複
数の電極線を有する電熱面発熱体を積層してなる電熱面
発熱ユニットにおいて、均熱性に悪影響を及ぼさない大
きさの電熱面発熱体の欠損部を有する電熱面発熱ユニッ
トを提供する。
【0009】また、本発明は上記課題を解決するため
に、(II)電熱面発熱体の欠損部が、少なくとも2本の
電極線の間に複数設けられている上記(I)項に記載の
電熱面発熱ユニットを提供する。
【0010】また、本発明は上記課題を解決するため
に、 (III)電熱面発熱体の欠損部の断面が絶縁処理さ
れている上記(I)又は(II)項1に記載の電熱面発熱
ユニットを提供する。
【0011】さらに、本発明は上記課題を解決するため
に、(IV)上記(I)、(II)又は(III)項に記載の
電熱面発熱ユニットを、ユニットと同等の大きさあるい
はユニットよりも一回り大きい大きさの合板又はそれに
類する材料と接着剤を介して挟み込んだ電熱床暖房パネ
ルであって、面状発熱体の欠損部に、合板又はそれに類
する材料の上から、樹脂製タッカーを打ち込んで、電熱
面発熱ユニットと合板又はそれに類する材料との間を固
定した電熱床暖房パネルを提供する。
【0012】
【発明の実施形態】本発明の電熱面発熱ユニットは、フ
ローリング床材の表面に対し、有効発熱面を広くとり、
かつ、フローリング一体型電熱パネル組立てに必要な樹
脂製タッカーを打ち込める部分を確保するために、電熱
面に均熱性に影響を及ぼさない大きさの欠損部を設けた
構造を有する。
【0013】当該欠損部を設けた電熱面発熱ユニットを
製造するには、予め該当する部分の電熱面を切り欠いた
電熱面発熱体を使用し、絶縁層を介して均熱板となる金
属基体と積層する方法であっても良く、また、電熱面と
絶縁層とを積層した後、絶縁層ごと穴をあけた後、絶縁
処理を施した上で金属基体と積層する方法であっても良
い。当該欠損部の大きさは、均熱に影響が出ない範囲と
する。
【0014】電熱面発熱体に積層する金属基体は、均熱
板として作用するものであって、電熱面発熱ユニット一
枚に対し連続した一枚のものを使用する。
【0015】本発明の電熱面発熱ユニットに使用する金
属基体の素材としては、例えば、アルミニウム、銅、
鉄、ステンレススチールなどが挙げられるが、これらの
中でも、本発明の電熱面発熱ユニットに使用する金属基
体としては、熱伝導率に優れた表面酸化加工されたアル
ミニウム製のフィルム又はシートが好ましい。
【0016】本発明の電熱面発熱ユニットに使用する電
熱面発熱体は、導電シートに電極を設置したものをカバ
ー材で覆い絶縁したものであって、導電シートとして
は、例えば、熱可塑性樹脂中に導電性粉末等を分散させ
たものをシート状に加工したものが挙げられる。
【0017】ここで用いる熱可塑性樹脂としては、例え
ば、ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリ
アミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、アイオノマー樹脂
等が挙げられる。これらの中でも、金属等からなる電極
に対して接着性を有する点で、酸変性された樹脂および
アイオノマー樹脂が好ましく、酸変性ポリエチレン、酸
変性ポリプロピレン、酸変性エチレンエチルアクリレー
ト共重合体等の様な酸変性ポリオレフィン系樹脂および
アイオノマー樹脂が特に好ましい。
【0018】導電性粉末としては、カーボンブラック、
黒鉛;銅粉、ステンレス粉等の金属粉;カーボン短繊
維、ステンレス短繊維、真鍮短繊維等の導電性繊維;酸
化錫、酸化亜鉛等の金属酸化物;導電性ウィスカーなど
が挙げられ、これらの中でもカーボンブラックが好まし
い。
【0019】熱可塑性樹脂と導電性粉末との混合割合
は、例えば、導電性粉末としてカーボンブラックを用い
た場合、熱可塑性樹脂100重量部に対してカーボンブ
ラック10〜45重量部の範囲が好ましい。
【0020】上記導電シートの製造法としては、例え
ば、熱可塑性樹脂と導電性粉末とを、ヘンシェルミキサ
ー、バンバリーミキサー、ニーダー、押出機等の混練機
が混練して熱可塑性樹脂中に導電性粉末が分散されたコ
ンパウンドを作り、これをカレンダリングや溶融押出成
形等によりフィルム状又はシート状に成形し、切断する
方法が挙げられる。このようにして得られるフィルム又
はシートの厚さは、50〜500μmの範囲が好まし
い。
【0021】電熱面発熱ユニットに用いる絶縁層は、金
属基体と電熱面発熱体との間を電気的に絶縁できる材料
であれば、特に制限がないが、電熱面発熱ユニットの厚
みを薄く仕上げるために、例えば、空隙を有している樹
脂シートの使用が好ましい。
【0022】本発明の電熱床暖房パネルは、例えば、本
発明の電熱面発熱ユニットであって、ユニットと同等の
大きさあるいはユニットよりも一回り大きい大きさの合
板又はそれに類する材料に接着剤を介して挟み込んだ
後、発熱体の欠損部に樹脂製タッカーを打ち込んで、電
熱面発熱ユニットと合板又はそれに類する材料との間を
接着剤が固化するまで固定する方法によって製造するこ
とができる。
【0023】電熱床暖房パネルを構成する合板又はそれ
に類する材料は、表面床材と裏面床材とに大別され、表
面床材としては、合板の表面に化粧板を貼り付けたもの
が挙げられ、裏面床材としては、合板材が挙げられ、ま
た、裏面床材に用いる合板に類する材料としては、MD
F(中比重木質繊維板)やHDF(高比重木質繊維板)
が挙げられる。
【0024】床材と発熱体を貼り付けるのに用いる接着
剤としては、酢酸ビニルエマルション系、エポキシ樹脂
系、ゴム系、ポリウレタン系の接着剤が挙げられ、これ
らの中でも、より強固に接着でき、有機溶剤をほとんど
含まない接着剤が好ましい。
【0025】次に、本発明の電熱面発熱ユニットの各種
実施態様について、図面を用いて説明する。
【0026】図1は、面発熱ユニットを平面的に見た概
念図である。面発熱体1と面発熱体2より、それぞれリ
ード線3〜6を取り出し、電源線7、8に繋げる。均熱
板11よりアースリード線9を取り出し、接続ケーブル
10に結線する。面発熱ユニットの電極線12、13を
除く部分に導電層を欠いた部分14を設ける。導電層を
欠いた部分14は、導電部分が直接外部と触れないよう
に絶縁処理を施しておく。
【0027】図2は、電熱床暖房パネルの組立図であ
る。面発熱ユニット15を表側床材16と裏側床材1
7、18を接着剤で貼り付ける。裏側床材17、18の
間は、面発熱体のリード線3〜6と電源線7、8、アー
ス線9、10を収めるスペースとして分離している。電
熱床暖房パネルを組み立て、接着剤で貼り付けた後の養
生時に、床材16〜18と面発熱ユニット15がずれな
いように、面発熱ユニットに設けた導電層を欠いた部分
14を樹脂タッカー19などで固定する。面発熱ユニッ
トがPTC特性を有することでサーモスタットや温度ヒ
ューズを必要とせず、床材16〜18への彫り込み加工
等が不要である。床暖房パネルの強度や施工性で、勘合
部を一体加工しなければならない時は、表面床材を彫り
込んだパネルを使用することも可能である。
【0028】
【実施例】以下、実施例を用いて本発明をさらに詳細に
説明する。
【0029】<実施例1>総厚み0.1mmのポリエチ
レンテレフタレートフィルムとオレフィン系接着性樹脂
フィルムからなる電気絶縁性フィルムのオレフィン系接
着性樹脂側に、電極間270mm、長さ1800mmで
20℃雰囲気における抵抗値が90Ωとなるように成形
された面状発熱体(導電シート)であって、図1に示し
たように、長手方向の縁部から30mm離れた位置の12
カ所において、直径20mmの円状に切り除いた欠損部を
有する面状発熱体を配し、その上に撚糸線状電極を長手
方向の縁部から11mmの位置に縁部に平行に配し、さら
にその上に、オレフィン系接着性樹脂フィルムからなる
内層が下になるように、電気絶縁性フィルムをそろえて
重ね合わせ熱圧着加工し、更に、アルミニウム製の均熱
板と絶縁層を積層したシートを貼付けて電熱面発熱ユニ
ットを得た。
【0030】<評価>実施例1で得た面発熱ユニットを
複数並べた床表面における温度分布を、日本光学製のサ
ーモグラフィーJTG−3210を用いて測定した結
果、5℃以内であった。
【0031】
【発明の効果】本発明の電熱面発熱ユニットは、電熱面
発熱体の欠損部を設けることによって、電熱床暖房パネ
ルを固定する際に、電流が短絡することなく、樹脂製タ
ッカーを打ち込むことができるので、パネル中の電熱面
発熱体の面積をパネルの周縁部に広げることができる。
その結果、フローリング材表面に対する面発熱ユニット
の有効発熱面積を広げることができるので、フローリン
グ一体型電熱床暖房パネルにおいて、熱ムラを改善した
ものを提供することができる。
【0032】本発明の電熱床暖房パネルは、本発明の電
熱面発熱ユニットを用いることにより、パネル用の床材
を組み上げた後で、サネ(隣接パネルとの勘合部)を形
成することができるので、材料に無駄が無く、且つ、そ
の製造が容易である。また、本発明の電熱床暖房パネル
は、PTC特性を備えた電熱面発熱ユニットを用いてい
るので、サーモスタットや温度ヒューズなどの過昇温度
防止装置が不要で、パネル用床材にこれら部材の彫り込
みも不要である。さらに、本発明の電熱床暖房パネル
は、サネを一体の材料を使用する場合においても、材料
の彫り込みが必要となるが、そのような場合であって
も、従来よりも製造が容易で、各種特性を改善すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の面発熱ユニットの平面図である。
【図2】本発明の電熱床暖房パネルの一例の組立図であ
る。
【符号の説明】
1 面発熱ユニット 2 面発熱ユニット 3 面発熱体リード線 4 面発熱体リード線 5 面発熱体リード線 6 面発熱体リード線 7 電源線 8 電源線 9 アースリード線 10 アース線 11 均熱板 12 リード線 13 リード線 14 導電層を欠いた部分 15 面発熱ユニット 16 表面床材 17 裏面床材 18 裏面床材 19 樹脂タッカー

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属基体上に、絶縁層を介して、複数の
    電極線を有する電熱面発熱体を積層してなる電熱面発熱
    ユニットにおいて、均熱性に悪影響を及ぼさない大きさ
    の電熱面発熱体の欠損部を有することを特徴とする電熱
    面発熱ユニット。
  2. 【請求項2】 電熱面発熱体の欠損部が、少なくとも2
    本の電極線の間に複数設けられている請求項1記載の電
    熱面発熱ユニット。
  3. 【請求項3】 電熱面発熱体の欠損部が絶縁処理されて
    いる請求項1又は2記載の電熱面発熱ユニット。
  4. 【請求項4】 請求項1、2又は3に記載の電熱面発熱
    ユニットを、ユニットと同等の大きさあるいはユニット
    よりも一回り大きい大きさの合板又はそれに類する材料
    と接着剤を介して挟み込んだ電熱床暖房パネルであっ
    て、面状発熱体の欠損部に、合板又はそれに類する材料
    の上から、樹脂製タッカーを打ち込んで、電熱面発熱ユ
    ニットと合板又はそれに類する材料との間を固定したこ
    とを特徴とする電熱床暖房パネル。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104019487A (zh) * 2014-06-20 2014-09-03 卢潮哗 一种发热地板
CN105588168A (zh) * 2016-02-03 2016-05-18 苏州合展设计营造有限公司 一种电热红外辐射采暖器
KR102233315B1 (ko) * 2019-11-08 2021-03-29 주식회사 테라온 웨이퍼 척, 그 히터 및 그 제조 방법

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