JP2004245518A - 床暖房装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＰＣＴヒーターの熱膨張によって発生する応力を吸収することにより、表面仕上げ材の部分的な盛上りを抑制すると共に、ＰＣＴヒーターと表面仕上げ材との接着性を良好に保つ。施工の信頼性を高めること。
【解決手段】下地材４と表面仕上げ材３との間にＰＣＴヒーター５が埋設された床暖房装置１において、ＰＣＴヒーター５上に耐熱性を有するホットメルト６をコーティングし、該ホットメルト６上にフィルム７を介して表面仕上げ材３を積層した。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、下地材と表面仕上げ材との間にＰＣＴヒーターが埋設された床暖房装置に関し、詳しくはＰＣＴヒーターの熱膨張と表面仕上げ材の表層収縮とによって表面仕上げ材に部分的な突状が発生するのを防止しようとする技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、温度の上昇とともに電気抵抗値が増大する正温度係数特性を有するＰＴＣヒータを用いた床暖房装置が多用されている。この種の床暖房装置１として、図７に示すように、下地材４上にＰＣＴヒーター５を積層し、ＰＣＴヒーター５直上に表面仕上げ材３を設置施工したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２９６０３４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来のように、ＰＣＴヒーター５直上に表面仕上げ材３を設置施工する構造にあっては、床暖房を使用する際に、ＰＣＴヒーター５は図８（ａ）の矢印Ｂに示す方向に熱により膨張し、表面仕上げ材３は図８（ａ）の矢印Ｃに示す方向に含水率低下により収縮し、このため図８（ｂ）に示すように表面仕上げ材３に部分的な盛上りが発生するという問題があった。ここで、盛上りが発生する要因を考えると、図９（ａ）に示すように、ＰＣＴヒーター５上には、発熱体５ａ（電極部分５ｂ、発熱部分５ｃ）の外周部から外側方に突出するように熱拡散用のアルミ箔９が貼着されており、このアルミ箔９は隣接するＰＣＴヒーター５の発熱体５ａ，５ａ間の隙間までを覆っており、これにより表面仕上げ材３への熱伝導の均一化が図られている。ところが発熱体５ａ，５ａ間の隙間にはアルミ箔９しかなく、その部分ＡではＰＣＴヒーター５自体の強度が弱く、またその部分において表面仕上げ材３との接着力も弱いために、表面仕上げ材３に部分的な盛上りが発生すると考えられる。また、ＰＣＴヒーター５の熱膨張によって上方に凸となるように盛上る理由としては、下地材４の下には床スラブがあるためであり、そのうえ表面仕上げ材３の強度的に弱い部分Ａ（上記アルミ箔９のみしか存在しない部分）でＰＣＴヒーター５の熱膨張による長さを吸収しているためであると考えられる。また、表面仕上げ材３が部分的に突状になる理由として、仮りに図１０（ａ）に示すように下地４’が強度的に均一な場合にあっては、下地４’の熱膨張と表面仕上げ材３の矢印方向Ｈへの表層収縮とによって図１０（ｂ）の矢印方向Ｇに向かって全体として凹となるが、一方、図１１（ａ）に示すように、下地４が強度的に不均一な場合にあっては、図１１（ｂ）の矢印方向Ｈへの表層収縮が下地４’の強度的に弱い部分Ａで吸収され、部分的に上方に向かって突状に盛上りやすくなると考えられる。このことから、上記図８のようにＰＣＴヒーター５に強度的に弱い部分Ａがあると表面仕上げ材３が部分的に突状に盛上りやすくなると考えられる。
【０００５】
本発明は、上記の従来例の問題点に鑑みて発明したものであって、その目的とするところは、ＰＣＴヒーターの熱膨張によって発生する応力をホットメルトを利用して吸収できるようにし、これにより、表面仕上げ材の部分的な盛上りを抑制できると共に、ＰＣＴヒーターと表面仕上げ材との接着性を良好に保つことができるようにした床暖房装置を提供することにあり、他の目的とするところは、ホットメルトをＰＣＴヒーター上に均一な厚みで硬化させることが容易な床暖房装置を提供することにあり、他の目的とするところは、硬化後のホットメルトと表面仕上げ材とを確実に接着できる床暖房装置を提供することにあり、更に他の目的とするところは、ＰＣＴヒーター同士或いはホットメルト同士のこすれ音の発生を防止できる床暖房装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明にあっては、下地材４と表面仕上げ材３との間にＰＣＴヒーター５が埋設された床暖房装置であって、ＰＣＴヒーター５上に耐熱性を有するホットメルト６をコーティングし、該ホットメルト６上にフィルム７を介して表面仕上げ材３を積層してなることを特徴としており、このように構成することで、ＰＣＴヒーター５の熱膨張によって発生する応力をホットメルト６の粘弾性による「ずり」によって吸収できるようになり、これによりＰＣＴヒーター５自体の強度が弱い部分Ａにおいて表面仕上げ材３の部分的な盛上りを抑制することができ、しかも、ホットメルト６は耐熱性を有しているので、ＰＣＴヒーター５により表面仕上げ材３を所定温度まで加熱してもＰＣＴヒーター５とフィルム７とを十分強固に接着することができ、さらに、耐熱性を有するホットメルト６はフィルム７を介して表面仕上げ材３に接着されるので、例えば表面仕上げ材３の材質がホットメルト６と接着しにくい木質材であっても、フィルム７を介してホットメルト６と表面仕上げ材３との接着性が良好に保たれるようになる。
【０００７】
また上記耐熱性を有するホットメルト６はＵＶ硬化型であるのが好ましく、この場合、ＰＣＴヒーター５上に塗工したホットメルト６の上からＵＶ照射を行うことで、ホットメルト６を硬化させることができると共に硬化後のホットメルト６は耐熱性を有するものとなる。これによりホットメルト６をＰＣＴヒーター５上に均一な厚みで硬化させることが容易となる。
【０００８】
また上記フィルム７はＰＥＴフィルム７ａであるのが好ましく、この場合、硬化前のホットメルト６上にＰＥＴフィルム７ａを覆うことで、ホットメルト６の硬化時にホットメルト６が除去されてしまうおそれがなく、ＰＥＴフィルム７ａを利用してＰＣＴヒーター５上に均一な厚みでホットメルト６を硬化させることが一層容易となる。しかも、ホットメルト６の硬化後に、ＰＥＴフィルム７ａ上に接着剤を介して表面仕上げ材３を積層接着すれば、硬化後のホットメルト６と表面仕上げ材３とを直接接着する場合と比較して、表面仕上げ材３とＰＣＴヒーター５とを確実且つ安価で接着できるようになる。
【０００９】
また上記ＰＣＴヒーター５は複数の発熱体５ａが横方向に隙間８を隔てて配置されていると共に、上記ホットメルト６はＰＣＴヒーター５の隙間８と連通する隙間８ａを隔ててＰＣＴヒーター５上にコーティングされているのが好ましく、この場合、上記隙間８，８ａによってＰＣＴヒーター５の熱膨張によるＰＣＴヒーター５同士或いはホットメルト６同士のこすれ音の発生を防止できるようになる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。
【００１１】
本実施形態の床暖房装置１は、図１、図４に示すように、下地材４上にＰＣＴヒーター５を積層し、該ＰＣＴヒーター５上に耐熱性を有するホットメルト６とフィルム７とを積層して得られる床暖房マット２と、フィルム７上に積層される表面仕上げ材３とで構成されている。なお図４中の２０は部屋の扉、２１は壁である。
【００１２】
ＰＣＴヒーター５は、一対の電極を被覆し温度の上昇とともに電気抵抗値が増大する正温度係数特性（自己温度コントロール機能）を有する発熱体５ａで構成されている。ここでは複数のＰＣＴヒーター５が使用され、隣接する発熱体５ａ，５ａが隙間８を隔てて並設されている。
【００１３】
上記ＰＣＴヒーター５の上面には熱拡散用のアルミ箔９が被覆されている。このアルミ箔９は、発熱体５ａの上面全面を覆うだけでなく、更に発熱体５ａの外周四辺からそれぞれ外側方に突出して隣接する発熱体５ａとの隙間８までを覆っており、これにより隙間８部分での温度低下を防いで表面仕上げ材３への熱伝導が均一に行なわれるようになっている。
【００１４】
ここで、上記ＰＣＴヒーター５上にはホットメルト６がコーティングされている。ホットメルト６はその粘弾性による「ずり」によってＰＣＴヒーター５の熱膨張による応力を吸収する働きをする。ここでは、ＵＶ照射により硬化された後に耐熱性を有するものとなるＵＶ硬化型ホットメルト６が使用されている。このホットメルト６は、図２に示す例では、発熱体５ａの外側方に突出しているアルミ箔９の端部９ａにはコーティングされていない。つまり、ホットメルト６はＰＣＴヒーター５の隙間８と連通する隙間８ａを隔ててＰＣＴヒーター５上にコーティングされている。これらの隙間８，８ａによってＰＣＴヒーター５の熱膨張時においてＰＣＴヒーター５同士或いはホットメルト６同士のこすれ音の発生を防止できるようになっている。
【００１５】
上記ホットメルト６上にはフィルム７が被覆されている。本例ではＰＥＴフィルム７ａが使用される。ＰＥＴフィルム７ａでホットメルト６を覆う理由は、（１）硬化前のホットメルト６を露出させたままでＵＶ照射すると、ホットメルト６が除去されてしまうおそれがあり、（２）硬化後のホットメルト６と表面仕上げ材３との接着性が悪いためである。そこで、硬化前のホットメルト６上にＰＥＴフィルム７ａを覆い、ＰＥＴフィルム７ａの上からＵＶ照射を行なうことで、上記（１）の問題を解消できる。またホットメルト６と表面仕上げ材３との間にＰＥＴフィルム７ａを介入し、ＰＥＴフィルム７ａと表面仕上げ材３とをウレタン接着剤等で接着することで、ホットメルト６と表面仕上げ材３との接着性を良好に保つことができ、上記（２）の問題を解消できる。つまり、ＰＥＴフィルム７ａは、ホットメルト６を均一な厚みで硬化させる機能と、ホットメルト６と表面仕上げ材３とを強固に接着する機能とを有している。また、ＰＥＴフィルム７ａは、図２に示す例では、上記ホットメルト６の隙間８ａと連通する隙間８ｂを隔ててＰＥＴフィルム７ａ上に被覆されている。なお隙間８ｂは省略可能である。
【００１６】
表面仕上げ材３は、例えば図４に示すように、複数のＰＣＴヒーター５，５間にまたがって配置される長尺状の合板で構成されている。この合板はウレタン接着剤等を用いて上記ＰＥＴフィルム７ａに対して接着されている。
【００１７】
上記構成によれば、下地材４上にＰＣＴヒーター５を載置し、ＰＣＴヒーター５上にホットメルト６を塗工し、さらにその上にＰＥＴフィルム７ａを覆うことで床暖房マット２を得、さらにＰＥＴフィルム７ａ上にウレタン接着材を介して表面仕上げ材３を積層一体化して床暖房装置１が構成されている。このように、ＰＣＴヒーター５と表面仕上げ材３との間にホットメルト６を介入させることで、ＰＣＴヒーター５の熱膨張によって図３の矢印方向Ｅに応力が発生したとき、ホットメルト６の粘弾性による「ずり」が図３の矢印方向Ｄに向かって発生して該応力を吸収できるようになる。これにより、ＰＣＴヒーター５自体の強度が弱い部分Ａ（図２）において表面仕上げ材３の部分的な盛上りが発生するのを抑制することができ、結果、床面のフラット化を長期に亘って持続することができる。しかも、ホットメルト６は耐熱性を有しているので、ＰＣＴヒーター５により表面仕上げ材３を所定温度まで加熱してもＰＣＴヒーター５上のアルミ箔９とＰＥＴフィルム７ａとを十分強固に接着できるようになる。さらに、耐熱性を有するホットメルト６はＰＥＴフィルム７ａを介して表面仕上げ材３に接着されるので、例えば表面仕上げ材３の材質がホットメルト６と接着しにくい木質材であっても、安価なＰＥＴフィルム７ａを用いてホットメルト６と表面仕上げ材３との接着性を良好に保つことができるものである。
【００１８】
また本例では耐熱性を有するホットメルト６はＵＶ硬化型であるので、ＰＣＴヒーター５上にホットメルト６を塗工し、その上にＰＥＴフィルム７ａを被せ、ＰＥＴフィルム７ａの上からＵＶ照射器によってＵＶ照射を行うことで、ホットメルト６を硬化させることができると共に硬化後のホットメルト６は耐熱性を有するものとなる。これによりホットメルト６をＰＣＴヒーター５上に均一な厚みで硬化させることが容易となり、作業能率が大幅に向上する。さらに硬化前のホットメルト６上にＰＥＴフィルム７ａを覆うことで、ＵＶ照射時にホットメルト６が除去されてしまうおそれがなく、ＰＥＴフィルム７ａを利用してＰＣＴヒーター５上に均一な厚みでホットメルト６を硬化させることが容易となる。そのうえ、ホットメルト６の硬化後に、ＰＥＴフィルム７ａ上に接着剤を介して表面仕上げ材３を積層接着するので、硬化後のホットメルト６と表面仕上げ材３とを直接接着する場合と比較して、表面仕上げ材３とＰＣＴヒーター５とを確実に接着できるようになり、施工の信頼性を一層高めることができる。
【００１９】
さらに本例では、ＰＣＴヒーター５の複数の発熱体５ａは隙間８をあけて配置されているので、隙間８によってＰＣＴヒーター５の熱膨張時におけるＰＣＴヒーター５同士のこすれ音の発生を防止できるようになる。さらにホットメルト６は上記隙間８と連通する隙間８ａを隔ててＰＣＴヒーター５上にコーティングされているので、ＰＣＴヒーター５の熱膨張時におけるホットメルト６同士のこすれ音の発生も同時に防止できるようになる。
【００２０】
【実施例】
以下、本発明を実施例によって詳述する。
（実施例）
ＰＣＴヒーター５上にＵＶ硬化型のホットメルト６を５０μｍ厚で塗工し、その上からＰＥＴフィルム７ａを載せ、圧締後にＵＶ照射によりホットメルト６を硬化させることにより、ホットメルト６は耐熱性を有するものとなる。ＰＥＴ繊維からなる下地材４上に上記ＰＣＴヒーター５を載置し、さらにＰＥＴフィルム７ａ上にウレタン接着剤を塗布量（例えば２５０ｇ／ｍ^２）で塗布し、その上に合板よりなる６ｍｍ厚さの表面仕上げ材３を設置施工した。
【００２１】
本例では、ＰＥＴフィルム７ａとして１２μｍ厚、３８μｍ厚、５０μｍ厚のものを用いた。また本例では、横方向に隣接するＰＣＴヒーター５の発熱体５ａ，５ａ間、及びホットメルト６，６間に、こすれ音防止のための隙間８，８ａをそれぞれ設けた。
【００２２】
ここで、図５は、本発明の床暖房装置１及び従来の床暖房装置１に１２０時間連続して通電した際のＰＣＴヒーター５の盛上りを経時変化で示したグラフであり、図６は、１２０時間経過後のＰＣＴヒーター５の盛上りを示すグラフである。図５中のラインＬ１は５０μｍ厚のホットメルト６、１２μｍ厚のＰＥＴフィルム７ａを用いた実施例、ラインＬ２は５０μｍ厚ホットメルト６、３８μｍ厚ＰＥＴフィルム７ａを用いた実施例、ラインＬ３は５０μｍ厚ホットメルト６、５０μｍ厚ＰＥＴフィルム７ａを用いた実施例をそれぞれ示し、ラインＬ４は、従来品（ホットメルト６無し、フィルム無し）の比較例を示している。なお、表面仕上げ材３の含水率変化に関しては本発明品と従来品とは変わりはなかった。
【００２３】
図５から明らかなように、従来品（ラインＬ４）ではＰＣＴヒーター５の熱膨張により初期２時間経過後に盛上り量が０．８ｍｍとなり、その後、表面仕上げ材３の含水率低下による収縮により、盛上り量は増加し、１２０時間経過後には１．６７ｍｍとなった。一方、本発明品の実施例（ラインＬ１〜Ｌ３）では、ＰＣＴヒーター５の熱膨張による初期２時間経過後の盛上り量は０．２〜０．３ｍｍ程度であり、その後、表面仕上げ材３の含水率低下による収縮が生じても、盛上り量はほとんど増加せず、１２０時間経過後の盛上り量は０．２〜０．４ｍｍであった。
【００２４】
これにより、ホットメルト６とＰＥＴフィルム７ａを有する本発明品では、これらを有しない従来品と比較して、ＰＣＴヒーター５の熱膨張により発生する床の盛上りを低減することができ、大きな改善効果が得られることがわかった。
【００２５】
また、ＰＥＴフィルム７ａの厚さはコストと製造の容易性に係わり、概ね表１のようになる。
【００２６】
【表１】

なお表１において、厚さ１２ｍｍのＰＥＴフィルム７ａの製造が難しい理由は、フィルム７が薄くなると皺が発生しやすくなるためである。
【００２７】
【発明の効果】
上述のように請求項１記載の発明にあっては、下地材と表面仕上げ材との間にＰＣＴヒーターが埋設された床暖房装置であって、ＰＣＴヒーター上に耐熱性を有するホットメルトをコーティングし、該ホットメルト上にフィルムを介して表面仕上げ材を積層してなるので、ＰＣＴヒーターの熱膨張によって発生する応力をホットメルトの粘弾性による「ずり」にて吸収できるようになり、これによりＰＣＴヒーター自体の強度が弱い部分において表面仕上げ材の部分的な盛上りを抑制できる結果、床面のフラット化を長期に亘って持続することができると共に、ホットメルトは耐熱性を有しているので、ＰＣＴヒーターにより表面仕上げ材を所定温度まで加熱してもＰＣＴヒーターとフィルムとを十分強固に接着することができる。さらに、耐熱性を有するホットメルトはフィルムを介して表面仕上げ材に接着されるので、例えば表面仕上げ材の材質がホットメルトと接着しにくい木質材であっても、フィルムを介してホットメルトと表面仕上げ材との接着性を良好に保つことができ、施工の信頼性を高めることができる。
【００２８】
また請求項２記載の発明は、請求項１記載の効果に加えて、上記耐熱性を有するホットメルトはＵＶ硬化型であるので、ＰＣＴヒーター上に塗工したホットメルトの上からＵＶ照射を行うことで、ホットメルトを硬化させることができると共に硬化後のホットメルトは耐熱性を有するものとなる。これによりホットメルトをＰＣＴヒーター上に均一な厚みで硬化させることが容易となり、作業能率が大幅に向上する。
【００２９】
また請求項３記載の発明は、請求項１記載の効果に加えて、上記フィルムはＰＥＴフィルムであるので、硬化前のホットメルト上にＰＥＴフィルムを覆うことで、ホットメルトの硬化時にホットメルトが除去されてしまうおそれがなく、ＰＥＴフィルムを利用してＰＣＴヒーター上に均一な厚みでホットメルトを硬化させることが一層容易となる。しかも、ホットメルトの硬化後に、ＰＥＴフィルム上に接着剤を介して表面仕上げ材を積層接着するので、硬化後のホットメルトと表面仕上げ材とを直接接着する場合と比較して、表面仕上げ材とＰＣＴヒーターとを確実に接着できるようになり、施工の信頼性をより一層高めることができる。
【００３０】
また請求項４記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の効果に加えて、上記ＰＣＴヒーターは複数の発熱体が横方向に隙間を隔てて配置されていると共に、上記ホットメルトはＰＣＴヒーターの隙間と連通する隙間を隔ててＰＣＴヒーター上にコーティングされているので、上記隙間によってＰＣＴヒーターの熱膨張によるＰＣＴヒーター同士のこすれ音、ホットメルト同士のこすれ音の発生を防止できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の床暖房装置の断面図である。
【図２】同上のＰＣＴヒーターの隙間付近の拡大断面図である。
【図３】図２のＡ部の断面図である。
【図４】同上の床暖房装置が設置される部屋の斜視図である。
【図５】同上のＰＣＴヒーターの盛上りの経時変化を説明するグラフである。
【図６】本発明品と従来品との表面仕上げ材の盛上り状態を比較するグラフである。
【図７】従来の床暖房装置の断面図である。
【図８】（ａ）（ｂ）は従来の表面仕上げ材の盛上り状態を説明する断面図である。
【図９】（ａ）はＰＣＴヒーターの設置状態を説明する平面図、（ｂ）は（ａ）のＪ−Ｊ線に沿う断面図である。
【図１０】（ａ）（ｂ）は下地が強度的に均一な場合における表層収縮状態の説明図である。
【図１１】（ａ）（ｂ）は下地が強度的に不均一な場合における表層収縮状態の説明図である。
【符号の説明】
１ 床暖房装置
３ 表面仕上げ材
４ 下地材
５ ＰＣＴヒーター
６ ホットメルト
７ フィルム
７ａ ＰＥＴフィルム
８ ＰＣＴヒーターの隙間
８ａ ホットメルトの隙間

Claims (4)

1. 下地材と表面仕上げ材との間にＰＣＴヒーターが埋設された床暖房装置であって、ＰＣＴヒーター上に耐熱性を有するホットメルトをコーティングし、該ホットメルト上にフィルムを介して表面仕上げ材を積層してなることを特徴とする床暖房装置。
2. 上記耐熱性を有するホットメルトはＵＶ硬化型であることを特徴とする請求項１記載の床暖房装置。
3. 上記フィルムはＰＥＴフィルムであることを特徴とする請求項１記載の床暖房装置。
4. 上記ＰＣＴヒーターは複数の発熱体が横方向に隙間を隔てて配置されていると共に、上記ホットメルトはＰＣＴヒーターの隙間と連通する隙間を隔ててＰＣＴヒーター上にコーティングされていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の床暖房装置。

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