JP2012031621A - 蓄熱ボードおよび蓄熱ボードを有する暖房パネル、並びに蓄熱ボードの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】非晶性の熱可塑性樹脂製第1板材102と、該第1板材と対向する非晶性の熱可塑性樹脂製第2板材104とを有し、該第1板材および第2板材それぞれの周縁部同士を接着することにより側周面106が形成されるとともに、内部に密閉中空部108が構成され、該第1板材および第2板材の少なくとも一方は、内表面側で突出するように複数の凹陥部110を外表面に有し、該複数の凹陥部それぞれは、先端に突き合わせ平面部112を有し、該突き合わせ平面部が対向する他方の板材に突き合わせ溶着することにより、両板材間を延びる環状リブ50が形成され、該密閉中空部内に流動性パラフィンの蓄熱剤が充填される蓄熱ボード。
【選択図】図3
Description
特許文献1は、その例として蓄熱パネル体を開示する。
特許文献1によれば、蓄熱パネル体は、蓄熱剤として硫酸ナトリウムを採用し、蓄熱剤を充填するのに、樹脂製パネルを採用する。
より詳細には、多数の凹部を有する板状の樹脂製パネル材を2枚、各々のパネル材の凹部の底面同士を突き合わせて融着するとともに、各々の樹脂製パネル材の表面に樹脂製表面シート材を融着して、2枚の樹脂製パネル間の縁部を封止することにより、蓄熱剤を充填する密閉中空部を形成している。
しかしながら、硫酸ナトリウムは、他の蓄熱剤に比べて、蓄熱性が高くなく、その分、蓄熱剤の充填量を多くするために、容器の高さを確保すべく凹部の高さを増したり、凹部の数を低減する必要があるが、これらは容器の強度、特に圧縮強度の低減につながる。
この点、特許文献2には、パラフィンを用いた恒温輸送用樹脂製容器が開示されている。
より詳細には、恒温輸送用樹脂製容器は、高密度ポリエチレン製であり、2つの容器部品を締め付け方式または施錠方式で連結することにより、パラフィンを収容するための収容空間が形成される。
パラフィンは、硫酸ナトリウムの約1.4倍の蓄熱性を有する反面、乳化しやすいため浸透性が高い一方、融解温度がほぼ32℃であり、容器の使用中に、液相と固相との間で相変化を繰り返すところ、他の蓄熱剤に比べて、体積変化が大きい。
そのため、単に樹脂製の容器を用いた場合には、パラフィンが容器の厚み方向に浸透して漏れ出し、所望の蓄熱特性を奏することが困難となったり、あるいは容器の使用中に、パラフィンの熱膨張収縮に起因して、容器が変形、場合により破損することがある。
この点から、特許文献2において、恒温輸送用樹脂製容器を製造するのに、容器の表面に表面保護皮膜を形成し、それによりパラフィンを不浸透性としており、2つの容器部品を締め付け方式または施錠方式で連結することと相まって、効率的な容器の製造を困難としている。
これに対して、蓄熱剤としてパラフィンを用いる場合、パラフィンをたとえばゴムあるいは合成樹脂に練り込み、板状に成形したものをアルミラミネートフィルムで被覆するものが知られている。
アルミラミネートフィルムは、金属製であるから、樹脂製容器とは異なり、パラフィンの漏れ出しを防止することが可能である。
しかしながら、このような容器は、以下の技術的問題点を有する。
すなわち、所望の強度特性を具備した蓄熱ボードを提供することが困難である。より詳細には、板状の成形体を単にアルミラミネートフィルムで被覆したに過ぎないため、成形体の強度、特に厚み方向の圧縮強度を確保することが困難であり、そのために、強度が必要となる場合、別途成形体を収容する容器が必要となる。
このように、用途に応じて異なる熱特性および強度特性を満足する蓄熱ボードを効率的に製造することが業界内で要望されている。
非晶性の熱可塑性樹脂製第1板材と、該熱可塑性樹脂製第1板材と対向する非晶性の熱可塑性樹脂製第2板材とを有し、
該熱可塑性樹脂製第1板材および該熱可塑性樹脂製第2板材それぞれの周縁部同士を接着することにより、側周面が形成されるとともに、内部に密閉中空部が構成され、
該熱可塑性樹脂製第1板材および該熱可塑性樹脂製第2板材の少なくとも一方は、内表面側で突出するように複数の凹陥部を外表面に有し、
該複数の凹陥部それぞれは、先端に突き合わせ平面部を有し、該突き合わせ平面部が対向する他方の板材に突き合わせ溶着することにより、両板材間を延びる環状リブが形成され、
該密閉中空部内に流動性パラフィンの蓄熱剤が充填される、構成としている。
さらに、前記熱可塑性樹脂製第1板材および前記熱可塑性樹脂製第2板材それぞれは、内表面側で突出するように内方に向かって先細の複数の凹陥部を外表面に有し、前記複数の凹陥部それぞれは、最先細部に突き合わせ平面部を有し、
前記熱可塑性樹脂製第1板材および前記熱可塑性樹脂製第2板材それぞれの対応する凹陥部同士の平面部が互いに背向する形態で突き合わせ溶着することにより、両板材間を延びる環状リブが形成されるのがよい。
さらにまた、前記非晶性樹脂は、ABSであるのがよい。
加えて、前記複数の凹陥部はそれぞれ、所定の放熱性を確保するように所定面積を有する側周面と、所定の蓄熱量を確保するように所定内容積を有するのがよい。
さらに、前記複数の凹陥部はそれぞれ、正六角形の開口を外表面に有し、ハニカム状に配置されるのでもよい。
さらにまた、前記熱可塑性樹脂製第1板材および前記熱可塑性樹脂製第2板材の少なくとも一方の前記外表面には、窪みが設けられ、
該窪みは、底面に向かって下方に傾斜する周側面を有し、
該底面には、内表面側に突出し、先端部が対向する板材との間に間隔を隔てるように形成された第2凹陥部が設けられるのがよい。
加えて、前記周側面は、前記外表面から下方に傾斜する環状傾斜部と、該傾斜部より急な角度で前記底面まで立ち上がる環状立ち上がり部とを有するのがよい。
さらに、前記板材の前記周側面を構成する部分の厚みは、前記板材の他の部分に比べて薄肉に形成されるのがよい。
さらにまた、前記窪みは、円形であり、前記第2凹陥部は、複数設けられ、1つが前記窪みの中心位置に設けられ、他が前記窪みの周方向に所定の角度間隔を隔てて均等に分布するのがよい。
さらに、前記窪みは、前記外表面に複数設けられ、前記複数の窪みが形成する総窪み容積は、前記密閉中空部内に充填される蓄熱剤の充填量および/または充填圧力に応じて、決定されるのがよい。
さらにまた、請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の蓄熱ボードと、該蓄熱ボードの側辺に沿って配置された小根太とを有する暖房パネルでもよい。
加えて、放熱体を有する放熱パネルと、
該放熱パネルの厚み方向に重ね合わされた請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の蓄熱ボードと、
重ね合わされた該放熱パネルおよび該蓄熱ボードの側辺に沿って配置された小根太と、を有する暖房パネルでもよい。
上記課題を達成するために、本発明の蓄熱ボードの製造方法は、
キャビティのまわりに環状に形成され、対向する金型に向かって突出するピンチオフ部がそれぞれ設けられた一対の分割形式の金型のキャビティのまわりにはみ出す形態で、溶融状態の非晶性熱可塑性樹脂材を一対の分割形式の金型間に位置決めする段階と、
一対の分割形式の金型それぞれのピンチオフ部同士を当接させることにより、金型を型締して、非晶性熱可塑性樹脂材の一部を環状に溶着し、非晶性熱可塑性樹脂材の内部に密閉中空部を設けるとともに、一対の分割形式の金型内に密閉空間を形成する段階と、
さらに、前記密閉中空部内に注入口を介して流動性パラフィンを充填する段階と、
前記注入口を閉鎖する段階とを有する、
構成としている。
蓄熱ボード10は、図1及び図2に示すように、全体として矩形形状の薄板状であり、樹脂製第1板材102と、樹脂製第1板材102と対向する樹脂製第2板材104とを有し、樹脂製第1板材102および樹脂製第2板材104それぞれの周縁部同士を溶着することにより、側周面106が形成されて、内部に中空部108が構成される。後に説明する蓄熱剤200を中空部108内に充填するのに、側周面106に充填剤の注入口109が設けられる。
なお、注入口109を側周面106でなく、樹脂製第1板材102および樹脂製第2板材104いずれかの表面に設けてもよく、充填する蓄熱剤200の量、内部圧力に応じて、封止した注入口109からの蓄熱剤200の漏れ出しの恐れがある場合には、キャップ式を採用すればよい。
蓄熱剤200は、流動性パラフィンであるが、流動性パラフィンは、蓄熱性に優れる反面、浸透性が高く、温度による体積変化が大きく、このような特性に対処するために、以下のような樹脂材料を採用している。
次に、蓄熱ボード10の成形装置について、以下に説明する。
蓄熱ボード10の成形装置は、溶融樹脂の押出装置と、押出装置の下方に配置された、金型の型締装置とを有し、押出装置から押出された溶融状態の非晶性熱可塑性樹脂材として筒状パリソンを型締装置に送り、型締装置により溶融状態の筒状パリソンを成形するようにしている。
押出装置は、従来既知のタイプであり、その詳しい説明は省略するが、押出スリットを通じて所定の長さの連続的な筒状パリソンが押し出され、型締装置の分割金型の間に垂下される。
型締装置は、一対の分割形式の金型と、金型駆動装置とを有する。
2つの分割形式の金型は、キャビティを対向させた状態で配置され、それぞれキャビティが略鉛直方向に沿うように配置される。それぞれのキャビティ表面には、溶融状態の筒状パリソンに基づいて成形されるべき成形品である蓄熱ボード10の外形、および表面形状に応じて凹凸が設けられる。より詳細には、金型のキャビティの所定位置に、他方の金型に向かって突出し、凹陥部の形状に合致する外形を備えた突起体が設けられる。
分割金型には、金型を型締したときに両金型により形成される密閉空間内から吹き込み圧をかけることが可能なように、従来既知のブローピン(図示せず)が設置されている。
以上の構成を有する蓄熱ボード10の成形装置を利用した蓄熱ボード10の製造方法について以下に説明する。
まず、押出スリットから、貯留された熱可塑性樹脂を単位時間当たり所定押出量で間欠的に押し出すことにより、熱可塑性樹脂はスウェルし、溶融状態の筒状パリソンが下方に垂下するように所定の厚みにて所定押出速度で押し出される。
次いで、分割金型を型締して、金型内に密閉空間を形成する。
次いで、一対の分割金型を型開きして、成形されたパレットを取り出し、ピンチオフ部の外側のバリ部分Bを切断し、以上で成形が完了する。
次いで、流動性パラフィンを加熱融解させて、注入口109から密閉中空部109内に流し込み、放冷して固化させた後、注入口109を熱融着等により封止し、蓄熱ボード10が完成する。
以上のように、溶融状態の筒状パリソンを間欠的に押し出すたびに、以上のような工程を繰り返すことにより、蓄熱ボードを次々に成形することが可能であり、押出成形により熱可塑性樹脂を間欠的に溶融状態の筒状パリソンとして押し出し、押し出された筒状パリソンを金型を用いて所定の形状に賦形することが可能である。
特に、従来のように、板材の端面処理が不要であり、効率的に成形可能である。
このような蓄熱ボード10を用いた暖房パネルとして、床暖房パネルの実施形態について、以下に説明する。
図5に示すように、床暖房パネル300は、蓄熱ボード10と、蓄熱ボード10の側辺に沿って配置された小根太302とを有し、小根太302は、たとえば合板からなり、蓄熱ボード10と同一の厚みを有し、同図に示すように、床暖房パネル300の表面は、面一とされている。
それに対して、図6に示すように、別の実施形態の床暖房パネル300は、放熱体を有する放熱パネル304と、放熱パネル304の厚み方向に重ね合わされた蓄熱ボード10と、重ね合わされた放熱パネル304および蓄熱ボード10の側辺に沿って配置された小根太302とを有する。放熱パネル304と蓄熱ボード10とは、同一の縦横寸法であり、小根太302の厚みは、重ね合わされた放熱パネル304および蓄熱ボード10の厚みに等しく、図5と同様に、床暖房パネル300の表面は、面一とされている。
以下に、本発明の第2実施形態について詳細に説明する。本実施形態において、第1実施形態と同様な構成要素については、同様な参照番号を付することによりその説明は省略し、以下では、本実施形態の特徴部分について詳細に説明する。
本実施形態の特徴部分は、蓄熱剤200の板厚方向の漏れ出しを防止するだけでなく、注入口109からの漏れ出しを防止するために、蓄熱剤200の熱膨張の際の吸収代として、板材の各外表面に窪みを設けた点にある。
より詳細には、図8に示すように、窪み200は、蓄熱ボード10の長手方向に互いに所定の間隔を隔てて、4つ配置され、窪み200が配置されていない外表面103には、第1実施形態と同様に、凹陥部110が設置され、板材の内部に環状リブ50が形成されている。
板材の周側面204を構成する部分の厚みは、板材の他の部分に比べて薄肉に形成される。これにより、後に説明するように、蓄熱剤200が熱膨張する際、この周側面204が上方に張り出し変形することにより吸収代として機能するところ、このような張り出し変形がしやすくなる。
この点、ブロー成形によれば、ブロー比との関係で、そのように他の部分に比して自然に薄肉に形成される点で、有利である。
底面202には、内表面側に突出し、先端部111が対向する板材との間に間隔を隔てるように形成された第2凹陥部210が設けられる、第2凹陥部は、複数(図では7つ)設けられ、1つが窪み200の中心位置に設けられ、他が窪み200の周方向に所定の角度間隔を隔てて均等に分布する。
より詳細には、非晶性樹脂は一般的に、剛性が高い分、蓄熱剤200の熱膨張の際の吸収代を形成することが困難であり、蓄熱剤200の内部圧力の上昇により注入口109からの漏れ出しが助長される。
以上のように、蓄熱剤200の注入口109からの漏れ出しを防止するためにコスト高のキャップ方式を作用することなく、くり抜き切断して開口を設けて注入口109を形成し、蓄熱剤200の充填後に開口を溶着する低コストな方式でも、十分に注入口109からの蓄熱剤200の漏れ出しを防止することが可能となった。
以上、本発明の実施形態を詳細に説明したが、本発明の範囲から逸脱しない範囲内において、当業者であれば、種々の修正あるいは変更が可能である。
たとえば、本実施形態においては、正六角形の角錐台状の複数の凹陥部110を板材の表面にハニカム状に配置する場合を説明したが、それに限定されることなく、たとえば円形開口の円錐台状の複数の凹陥部110を千鳥格子状に配置してもよい。
102 樹脂製第1板材
103 外表面
104 樹脂製第2板材
105 開口
106 周側面
107 外表面
108 密閉中空部
109 注入口
110 凹陥部
112 平面部
113 内周面
200 窪み
202 底面
204 周側面
206 環状傾斜部
208 環状立ち上がり部
210 第2凹陥部
211 先端部
300 暖房パネル
302 小根太
304 放熱パネル
306 基体
308 放熱管
Claims (14)
- 非晶性の熱可塑性樹脂製第1板材と、該熱可塑性樹脂製第1板材と対向する非晶性の熱可塑性樹脂製第2板材とを有し、
該熱可塑性樹脂製第1板材および該熱可塑性樹脂製第2板材それぞれの周縁部同士を接着することにより、側周面が形成されるとともに、内部に密閉中空部が構成され、
該熱可塑性樹脂製第1板材および該熱可塑性樹脂製第2板材の少なくとも一方は、内表面側で突出するように複数の凹陥部を外表面に有し、
該複数の凹陥部それぞれは、先端に突き合わせ平面部を有し、該突き合わせ平面部が対向する他方の板材に突き合わせ溶着することにより、両板材間を延びる環状リブが形成され、
該密閉中空部内に流動性パラフィンの蓄熱剤が充填される、
ことを特徴とする蓄熱ボード。 - 前記熱可塑性樹脂製第1板材および前記熱可塑性樹脂製第2板材それぞれは、内表面側で突出するように内方に向かって先細の複数の凹陥部を外表面に有し、前記複数の凹陥部それぞれは、最先細部に突き合わせ平面部を有し、
前記熱可塑性樹脂製第1板材および前記熱可塑性樹脂製第2板材それぞれの対応する凹陥部同士の平面部が互いに背向する形態で突き合わせ溶着することにより、両板材間を延びる環状リブが形成される、請求項1に記載の蓄熱ボード。 - 前記非晶性樹脂は、ABSである、請求項1に記載の蓄熱ボード。
- 前記複数の凹陥部はそれぞれ、所定の放熱性を確保するように所定面積を有する側周面と、所定の蓄熱量を確保するように所定内容積を有する、請求項1に記載の蓄熱ボード。
- 前記複数の凹陥部はそれぞれ、正六角形の開口を外表面に有し、ハニカム状に配置される、請求項1に記載の蓄熱ボード。
- 請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の蓄熱ボードと、該蓄熱ボードの側辺に沿って配置された小根太とを有することを特徴とする暖房パネル。
- 放熱体を有する放熱パネルと、
該放熱パネルの厚み方向に重ね合わされた請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の蓄熱ボードと、
重ね合わされた該放熱パネルおよび該蓄熱ボードの側辺に沿って配置された小根太と、を有することを特徴とする暖房パネル。 - 蓄熱ボードの製造方法であって、
キャビティのまわりに環状に形成され、対向する金型に向かって突出するピンチオフ部がそれぞれ設けられた一対の分割形式の金型のキャビティのまわりにはみ出す形態で、溶融状態の非晶性熱可塑性樹脂材を一対の分割形式の金型間に位置決めする段階と、
一対の分割形式の金型それぞれのピンチオフ部同士を当接させることにより、金型を型締して、非晶性熱可塑性樹脂材の一部を環状に溶着し、非晶性熱可塑性樹脂材の内部に密閉中空部を設けるとともに、一対の分割形式の金型内に密閉空間を形成する段階と、
密閉空間内の非晶性熱可塑性樹脂材中から加圧することにより、あるいは型締された一対の分割形式の金型を通じて密閉空間内を吸引することにより、一対の分割形式の金型それぞれのピンチオフ部の内側であって、キャビティに設けられた凹凸部により、密閉空間内の非晶性熱可塑性樹脂材を賦形する段階と、を有し、それにより、蓄熱ボードの厚みを構成する環状リブを成形し、
さらに、前記密閉中空部内に注入口を介して流動性パラフィンを充填する段階と、
前記注入口を閉鎖する段階とを有する、ことを特徴とする蓄熱ボードの製造方法。 - 前記賦形段階は、一対の分割形式の金型の少なくとも一方のピンチオフ部の内側において、キャビティに複数設けられた突起体であって、それぞれ、対向する分割形式の金型に向かって先細の形状を有する複数の突起体に対して、対応する溶融状態の非晶性熱可塑性樹脂材を押し当てることにより、溶融状態の非晶性熱可塑性樹脂材の表面に複数の突起体に対応する複数の凹陥部を賦形する、請求項8に記載の蓄熱ボードの製造方法。
- 前記熱可塑性樹脂製第1板材および前記熱可塑性樹脂製第2板材の少なくとも一方の前記外表面には、窪みが設けられ、
該窪みは、底面に向かって下方に傾斜する周側面を有し、
該底面には、内表面側に突出し、先端部が対向する板材との間に間隔を隔てるように形成された第2凹陥部が設けられる、請求項1に記載の蓄熱ボード。 - 前記周側面は、前記外表面から下方に傾斜する環状傾斜部と、該傾斜部より急な角度で前記底面まで立ち上がる環状立ち上がり部とを有する、請求項10に記載の蓄熱ボード。
- 前記板材の前記周側面を構成する部分の厚みは、前記板材の他の部分に比べて薄肉に形成される、請求項11に記載の蓄熱ボード。
- 前記窪みは、円形であり、前記第2凹陥部は、複数設けられ、1つが前記窪みの中心位置に設けられ、他が前記窪みの周方向に所定の角度間隔を隔てて均等に分布する、請求項10ないし請求項12のいずれか1項に記載の蓄熱ボード。
- 前記窪みは、前記外表面に複数設けられ、前記複数の窪みが形成する総窪み容積は、前記密閉中空部内に充填される蓄熱剤の充填量および/または充填圧力に応じて、決定される、請求項10ないし請求項13のいずれか1項に記載の蓄熱ボード。
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