JP2012107826A - 蓄熱ボードおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】熱可塑性樹脂製第1板材102と、該熱可塑性樹脂製第1板材と対向する熱可塑性樹脂製第2板材とを有し、それぞれの周縁部同士を接着することにより、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を有し、該突き合わせ平面部が該熱可塑性樹脂製第2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、該密閉中空部内に蓄熱剤が充填され、さらに面状発熱体を有し、該面状発熱体は、前記熱可塑性樹脂製第2板材の外表面側から前記熱可塑性樹脂製第2板材内に埋め込まれる形態で、前記周囲の熱可塑性樹脂を通じて熱可塑性樹脂製第2板材に圧着される、ことを特徴とする蓄熱ボード10。
【選択図】図1
Description
特許文献1は、その例として床暖房設備を開示する。
この床暖房設備は、内部に蓄熱剤を充填した蓄熱用容器を有し、この蓄熱用容器の外表面には、溝部が設けられ、この溝部に熱媒体流通管を配設し、その上にフローリング等の床仕上材を敷設している。
このような構成によれば、熱媒体流通管内を流通する熱媒体の熱が床仕上材に直接伝達されるとともに、下方に逃げる熱は蓄熱剤により蓄熱されるようにされている点において、保温性に優れるが、床暖房設備の施工性に劣る。
より詳細には、蓄熱用容器の外表面には、溝部を設けたうえで、この溝部に熱媒体流通管を配設する必要があり、現場での効率な施工が困難である。
それに対して、特許文献2は、このような施工性を改善した暖房材を開示する。
この暖房材は、内部に中空部を形成するように対向する樹脂パネルを有し、一方の樹脂パネルには、内部に突出する凸部を設け、中空部に配置された面状発熱体を凸部によって他方の樹脂パネルの内壁面に挟み固定し、中空部には、蓄熱剤を充填するようにしている。
このような構成によれば、内部に突出成形される凸部が面状発熱体に圧接することにより、面状発熱体を樹脂パネルの内壁とそれに対向する凸部とにより強固に固定することが可能であるので、組立加工性が高まる。
しかしながら、このような構成では、両樹脂パネルにより、面状発熱体が挟み固定されることから、両樹脂パネル同士の固定が不十分であり、暖房材としての耐久性に問題を生じるとともに、保温性が不十分である。
より詳細には、一方の樹脂パネルに形成される凸部の先端部は、他方の樹脂パネルの内面に溶着されず、面状発熱体を介して両樹脂パネルが連結されるだけで、両樹脂パネルは、その周縁部同士でのみ連結されるに過ぎないことから、特に圧縮荷重が常時負荷される床暖房材に利用する場合には、その耐久性が損なわれる。
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該熱可塑性樹脂製第2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、
該密閉中空部内に蓄熱剤が充填され、
さらに、導電体を熱可塑性樹脂で被覆した線状体からなるメッシュ状の面状発熱体を有し、
該面状発熱体は、前記熱可塑性樹脂製第2板材の外表面側から前記熱可塑性樹脂製第2板材内に埋め込まれる形態で熱可塑性樹脂製第2板材に固着される、構成としている。
また、線状体から構成される面状発熱体が熱可塑性樹脂製第2板材内に埋め込まれているため、蓄熱ボードの使用に際して荷重が加わった場合であっても線状体が切れて面状発熱体の断線による不具合を防止することができる。
さらに、従来のように、板材に溝部を設けたうえで、発熱体としての加熱用の温水パイプやケーブルヒーターをこのような溝部に敷設する必要なしに、熱可塑性樹脂製第2板材内に埋め込まれる形態で熱可塑性樹脂製第2板材に固着するので蓄熱ボードの施工性に優れる。
また、前記面状発熱体の導電体を被覆する熱可塑性樹脂は、前記熱可塑性樹脂製第2板材と同じ種類の樹脂であり、前記面状発熱体は、該熱可塑性樹脂を介して前記熱可塑性樹脂製第2板材に溶着されるのがよい。
さらに、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。
さらにまた、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。
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一方のキャビティに対して、導電体を熱可塑性樹脂で被覆した線状体からなる面状発熱体を保持する段階と、
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、溶融状態の熱可塑性樹脂を一対の分割形式の金型間に垂下させ位置決めする段階と、
溶融状態の熱可塑性樹脂の各々を一対の分割形式の対応する金型のキャビティに押し当てて、一方のキャビティに保持された面状発熱体を一方の熱可塑性樹脂製シート内に埋め込む態様で圧着するとともに、他方の熱可塑性樹脂製シートの他方のキャビティに対向する表面に凹陥部を賦形しつつ、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ように、一対の分割形式の金型を型締して、2条の熱可塑性樹脂製シートを溶着する段階と、を有し、
それにより、ピンチオフ部に対応する周縁部が溶着された密封中空状の板状体を形成し、
さらに、前記密閉中空部内に注入口を介して蓄熱剤を充填する段階と、
前記注入口を閉鎖する段階とを有する、構成としている。
さらに、前記環状リブの形成段階は、一方の熱可塑性樹脂製シートの表面に形成された前記複数の凹陥部の先端部を他方の熱可塑性樹脂製シートに突き合わせ溶着させる段階を有するのがよい。
蓄熱ボード10は、図1ないし図3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。
より詳細には、後に説明するように、蓄熱ボード10をブロー成形により成形する際、樹脂製第1板材102と対向する樹脂製第2板材104それぞれの周縁部同士を溶着して、側周面106を形成した後、側周面106に開口を設けて、中空部108内に蓄熱剤を充填後に、注入口109を溶着して封止するようにしている。
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、充填する蓄熱剤の量、内部圧力に応じて、封止した注入口109からの蓄熱剤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。
蓄熱剤は、ポリエチレングリコール等のパラフィン系、酢酸ナトリウム水和物、硫酸ナトリウム水和物等の無機系のものを用いることができる。
樹脂製第1板材102および樹脂製第2板材104を構成する材料は、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ABS、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、等の合成樹脂を用いることができる。
板材の強度あるいは剛性を向上するために、タルク、炭酸カルシウムなどの無機充填剤を添加してもよく、熱線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、難燃剤などの添加剤を添加してもよい。
一方、図3および図4に示すように、樹脂製第2板材104は、樹脂製第1板材102と異なり、凹陥部110は設けられず、内部に面状発熱体300が埋め込まれている。
図2に示すように、蓄熱ボード10は、さらに、面状発熱体300の運転状態を制御する制御部304と、外部電源306および面状発熱体300に電気的に接続されるとともに、制御部304により制御され、電源をオンオフする電源装置308と、蓄熱剤に蓄熱されている熱量を検出する温度センサー310とを有する。
なお、このような制御は、蓄熱ボード10による暖房運転の開始および停止などを指定するリモコン操作部を設けることにより行ってもよい。
次に、蓄熱ボード10の成形装置について、以下に説明する。
図7に示すように、蓄熱ボード10の成形装置60は、溶融樹脂の押出装置62と、押出装置62の下方に配置された、金型73の型締装置64とを有し、押出装置62から押出された溶融状態の熱可塑性樹脂を型締装置64に送り、型締装置64により溶融状態の熱可塑性樹脂を成形するようにしている。
型締装置64は、一対の分割形式の金型73と、金型73駆動装置とを有する。
分割金型73には、金型73を型締したときに両金型73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60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、樹脂製第2板材104を成形する一方の金型73のキャビティ74表面に、面状発熱体300をキャビティ74の表面に面接触する形態で保持する。
次いで、分割金型73を型締して、金型73内に密閉空間を形成する。
次いで、一対の分割金型73を型開きして、成形品を取り出し、ピンチオフ部76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、蓄熱剤を注入口109から密閉中空部109内に流し込み、注入口109を熱融着等により封止し、温度センサー310、制御部304および電源装置308の電気接続を行って、蓄熱ボード10が完成する。
尚、蓄熱ボードの製造方法において2条の熱可塑性樹脂製シートを用いるものとして説明したが、2条の熱可塑性樹脂製シートに代えて円筒状のパリソンを用いて成形することが可能である。
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。
10 蓄熱ボード
60 成形装置
62 押し出し装置
64 型締装置
71 Tダイ
73 金型
74 キャビティ
76 ピンチオフ部
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 面状発熱体
304 制御部
306 外部電源
308 電源装置
310 温度センサー
Claims (7)
- 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該熱可塑性樹脂製第2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、
該密閉中空部内に蓄熱剤が充填され、
さらに、導電体を熱可塑性樹脂で被覆した線状体からなるメッシュ状の面状発熱体を有し、
該面状発熱体は、前記熱可塑性樹脂製第2板材の外表面側から前記熱可塑性樹脂製第2板材内に埋め込まれる形態で熱可塑性樹脂製第2板材に固着される、
ことを特徴とする蓄熱ボード。 - 前記面状発熱体の導電体を被覆する熱可塑性樹脂は、前記熱可塑性樹脂製第2板材と同じ種類の樹脂であり、前記面状発熱体は、該熱可塑性樹脂を介して前記熱可塑性樹脂製第2板材に溶着される、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。
- 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一方のキャビティに対して、導電体を熱可塑性樹脂で被覆した線状体からなる面状発熱体を保持する段階と、
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、溶融状態の熱可塑性樹脂を一対の分割形式の金型間に垂下させ位置決めする段階と、
溶融状態の熱可塑性樹脂の各々を一対の分割形式の対応する金型のキャビティに押し当てて、一方のキャビティに保持された面状発熱体を一方の熱可塑性樹脂製シート内に埋め込む態様で圧着するとともに、他方の熱可塑性樹脂製シートの他方のキャビティに対向する表面に凹陥部を賦形しつつ、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ように、一対の分割形式の金型を型締する段階と、を有し、
それにより、ピンチオフ部に対応する周縁部が溶着された密封中空状の板状体を形成し、
さらに、前記密閉中空部内に注入口を介して蓄熱剤を充填する段階と、
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前記他方のキャビティに複数設けられた突起体であって、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、対応する熱可塑性樹脂を押し当てることにより、熱可塑性樹脂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5に記載の蓄熱ボードの製造方法。
- 前記環状リブの形成段階は、一方の熱可塑性樹脂の表面に形成された前記複数の凹陥部の先端部を他方の熱可塑性樹脂に突き合わせ溶着させる段階を有する、請求項5に記載の蓄熱ボードの製造方法。
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