JP3488400B2 - 床暖房用断熱材とそれを用いた床暖房装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、床暖房装置に組み
込まれる床暖房用断熱材と、それを用いた床暖房装置と
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、とくに畳中心の生活から、いわゆ
るフローリングとイスとテーブル中心の生活へのライフ
スタイルの転換にともない、温水、電熱その他の加熱手
段によって床を直接に暖める床暖房装置が普及しつつあ
る。かかる床暖房装置においては、加熱手段から下方
（室外）へ熱が逃げるのを防止して、床面から上（室
内）を効率的に加熱するために、断熱材を組み込むこと
が行われる。

【０００３】断熱材としては従来、グラスウールなどが
用いられていたが、床暖房装置全体の軽量化による建築
への負担の軽減、ならびに施工作業の能率向上などを考
慮して近時、ポリプロピレンなどのオレフィン系樹脂の
発泡体を、上記断熱材として使用することが検討されて
いる（たとえば特開平１１−１３２４７６号公報参
照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、発明者らが
検討したところによると上記オレフィン系樹脂の発泡体
は、軽量性、耐割れ性、断熱性、耐薬品性などにすぐれ
るものの、機械的強度、とくに圧縮強度の温度依存性が
大きく、およそ０〜＋７０℃の温度範囲で、温度上昇に
ともなって圧縮強度が大きく低下すること、そのためと
くに床暖房装置の運転開始時に、一時的に温度が上昇し
た環境下で、圧縮強度の低下が大きくなって、たとえば
家具を置いた個所の周辺の床面が局部的に落ち込むなど
のおそれのあることが明らかとなった。

【０００５】また、上記オレフィン系樹脂の発泡体を使
用した床暖房装置は、上述した理由から、その上を歩い
た際の歩行感が悪くなるという問題もあった。本発明の
主たる目的は、温度に関係なくほぼ一定の強度を有する
ために、とくに高温環境下での局部的な落ち込みなどを
生じにくい、改良された床暖房用断熱材を提供すること
にある。また本発明の他の目的は、良好な歩行感を有す
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】発明者らは、前述した局
部的な床の落ち込みなどを防止するために、断熱材がど
のような温度−圧縮強度特性を有していればよいかを検
討した。その結果、前述した環境温度０〜＋７０℃の温
度範囲での、５％圧縮強度の最小値Ｓ₁と最大値Ｓ₂との
比Ｓ₂／Ｓ₁が２以下であれば、とくに高温環境下での局
部的な床の落ち込みを防止して、良好な歩行感が得られ
ることを見出し、本発明を完成するに至った。

【０００７】したがって本発明の床暖房用断熱材は、環
境温度０〜＋７０℃の温度範囲での、５％圧縮強度の最
小値Ｓ₁と最大値Ｓ₂との比Ｓ₂／Ｓ₁が２以下である合成
樹脂の発泡体からなることを特徴とするものである。ま
た本発明の床暖房装置は、上記本発明の床暖房用断熱材
と、加熱手段とを備えることを特徴とするものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明を説明する。 〈床暖房用断熱材〉本発明の床暖房用断熱材は、その全
体が合成樹脂の発泡体にて形成されたもので、かかる発
泡体の、環境温度０〜＋７０℃の温度範囲での、５％圧
縮強度の最小値Ｓ₁と最大値Ｓ₂との比Ｓ₂／Ｓ₁が、前記
のように２以下である必要がある。

【０００９】上記比Ｓ₂／Ｓ₁が２を超えるものは、前述
したように床暖房装置の運転開始時に、一時的に温度が
上昇した環境下で、圧縮強度の低下が大きくなり、床面
が局部的に落ち込んだり、その結果、歩行感が悪くなっ
たりするという問題を生じる。なお上記Ｓ₂／Ｓ₁は１．
５以下であるのが好ましい。

【００１０】なお比Ｓ₂／Ｓ₁の下限値は、いうまでもな
く、上記最小値Ｓ₁と最大値Ｓ₂とが等しい場合の１であ
る。かかる温度−圧縮強度特性を満足する断熱材を形成
しうる合成樹脂の発泡体としては種々考えられるが、と
くに熱可塑性ポリエステル系樹脂の予備発泡粒子を型内
発泡成形した発泡成形体が好適に使用される。

【００１１】熱可塑性ポリエステル系樹脂の発泡成形体
は上記の温度−圧縮強度特性を満足する上、軽量で、か
つ衝撃吸収性、繰り返し圧縮永久歪み、耐薬品性などに
すぐれている。また、上記熱可塑性ポリエステル系樹脂
の発泡成形体は、とくに高温環境下での寸法安定性や、
長期に亘る寸法安定性にもすぐれており、熱収縮によっ
て床材などとの間に隙間を生じたりしにくい、長期の使
用に十分に耐えうる断熱材を形成できるという利点を有
している。 〈床暖房装置〉上記本発明の床暖房用断熱材が組み込ま
れる、本発明の床暖房装置は、当該床暖房用断熱材と加
熱手段とを備えること以外は、従来公知の種々の構成と
することができる。その一例を図１に示す。

【００１２】図の例の床暖房装置は、建築物の根太１上
に、捨て貼り合板２、および小根太３を介して支持され
た、床面を形成する耐熱性フローリング４の下の、上記
小根太３によって耐熱性フローリング４と捨て貼り合板
２との間に形成された隙間に、本発明の床暖房用断熱材
５を敷き詰めるとともに、当該断熱材５の上面側に形成
した溝５１に、加熱手段としての、温水などの流体を循
環させるパイプ６を収容したものである。

【００１３】なお図において符号７は、金属箔などで形
成された均熱化板、符号８は、補助的な断熱材である。
かかる補助の断熱材８は捨て貼り合板２の下に配置さ
れ、強度などを必要としないので、経済性などを考慮し
てポリスチレン樹脂発泡体などの、通常の樹脂の発泡体
で形成するのが好ましい。上記例の床暖房装置は、耐熱
性フローリング４の下に敷き詰められた床暖房用断熱材
５が、前記のように温度に関係なくほぼ一定の強度を有
し、とくに高温環境下での局部的な落ち込みなどを生じ
にくいために、その上を歩いた際の歩行感にすぐれたも
のとなる。

【００１４】なお床暖房装置の構成は、図の例には限定
されず、先に述べたように床暖房用断熱材５と加熱手段
とを備えること以外は、従来公知の種々の構成を採用す
ることが可能である。また床暖房用断熱材５の形状は、
上記床暖房装置の構成に応じて適宜、変更することがで
きる。

【００１５】たとえば加熱手段として、電熱などの面状
の発熱体を使用する場合、断熱材５は、前記溝５１など
を有しない、適度な厚みを有する単なる平板状に形成さ
れてもよい。また断熱材５には、床暖房装置を組み込む
建築物の小根太などを避けるための通孔などを形成して
もよい。その他、本発明の要旨を変更しない範囲で、適
宜の設計変更を施すことができる。 〈熱可塑性ポリエステル系樹脂〉本発明において断熱材
に好適に使用される発泡成形体を形成する熱可塑性ポリ
エステル系樹脂としては、たとえばテレフタル酸とエチ
レングリコールとを重縮合反応させるなどして合成され
るポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）に代表され
る、従来公知の種々の熱可塑性ポリエステル系樹脂が、
いずれも使用可能である。

【００１６】ただし、上記ＰＥＴなどの従来の熱可塑性
ポリエステル系樹脂は一般にガスバリヤー性が高く、発
泡剤を含浸するのに多大な時間を要するために、樹脂に
発泡剤を含浸させ〔含浸工程〕、ついで加熱して予備発
泡させるとともに、粒子化して予備発泡粒子を得たのち
〔予備発泡工程〕、この予備発泡粒子を型内に充てん
し、加熱膨張させて発泡成形〔型内発泡工程〕する従来
の発泡成形方法によって発泡成形体、すなわちこの場合
は床暖房用断熱材を製造したのでは時間、コストおよび
手間がかかるおそれがある。

【００１７】さらに上記従来の熱可塑性ポリエステル系
樹脂は加熱によって結晶化が進みやすい、すなわち結晶
化の速度が速いために、上記含浸時や予備発泡時の加熱
によって予備発泡粒子の結晶化度が過度に高くなって、
型内発泡成形時に発泡粒同士の発泡融着性の低下をまね
くという問題もある。このため、とくに汎用の発泡成形
機を使用して、たとえばスチームのゲージ圧が０．５Ｍ
Ｐａ以下といった通常の成形条件で発泡成形したので
は、耐熱性にすぐれた発泡成形体が得られるものの、発
泡粒同士が高い融着率でもって良好に融着、一体化し
た、前記圧縮強度などの強度にすぐれた発泡成形体を製
造することはできない。

【００１８】したがってＰＥＴなどの従来の熱可塑性ポ
リエステル系樹脂を用いて、高い融着率を有する発泡成
形体を製造するには、たとえば多量のスチームを型内に
均一に供給できるなどの特殊な機能を付与した特殊な発
泡成形機を用いて、ゲージ圧が０．５ＭＰａを超えるよ
うな特殊な成形条件で成形を行う必要を生じる。しかし
ながらこのような特殊な成形条件ゆえに、製造される発
泡成形体は、たとえば４０％を超えるような、過度に結
晶化度の高いものとなってしまい、耐熱性にはすぐれる
ものの脆くなって、かえって必要とする強度が得られな
い。

【００１９】また、結晶化度が４０％を超えた発泡成形
体は、とくに高温環境下での寸法安定性が低下して、熱
収縮によって床材などとの間に隙間を生じやすくなると
いう問題もある。それゆえ本発明においては、上記熱可
塑性ポリエステル系樹脂として、とくにその結晶化の速
度が抑制されたものを使用するのが好ましい。

【００２０】すなわち結晶化の速度が抑制された熱可塑
性ポリエステル系樹脂は、従来のＰＥＴなどと比べて、
たとえ加熱によって高温にさらされても、予備発泡粒子
の結晶化度が過度に高くなることが抑制され、型内発泡
成形時の発泡融着性が著しく低くなることが防止され
る。したがって型内発泡成形時の発泡融着性にすぐれ、
かつ機械的強度にもすぐれるとともに寸法安定性にもす
ぐれた発泡成形体を、特殊な発泡成形機を使用すること
なく、汎用の発泡成形機を使用した通常の成形条件によ
って、容易に製造することが可能となる。

【００２１】熱可塑性ポリエステル系樹脂の結晶化の速
度は、示差走査熱量計（ＤＳＣ）を使用して、日本工業
規格ＪＩＳ Ｋ７１２１所載の測定方法に準じて測定し
た樹脂の結晶化のピーク温度（昇温時に結晶化が起こる
ピークの温度）によって評価することができる。すなわ
ち結晶化のピーク温度が高いほど樹脂は、結晶化を促進
させるのに多量の熱を必要とする、つまり結晶化の速度
が遅いと言える。

【００２２】具体的には、測定試料としての所定量の熱
可塑性ポリエステル系樹脂をＤＳＣの測定容器に充てん
して、１０℃／分の昇温速度で昇温しながら、上記結晶
化ピーク温度が測定される。このようにして測定された
熱可塑性ポリエステル系樹脂の結晶化ピーク温度の範囲
がおよそ１３０℃以上であれば、前記のように結晶化の
速度が抑制された、好適な熱可塑性ポリエステル系樹脂
であるといえる。

【００２３】なお結晶化ピーク温度は、上記の範囲内で
もとくに１８０℃以下であるのが好ましい。結晶化ピー
ク温度が１８０℃を超えた場合には、樹脂のガラス転移
点が高くなるために型内発泡成形の条件幅が狭くなって
却って成形が容易でなくなる上、型内発泡成形時に、成
形体の表面に収縮が発生しやすくなって外観の良好な発
泡成形体が得られないという問題を生じるおそれもあ
る。また、製造された発泡成形体が脆くなってしまうと
いう問題も生じうる。

【００２４】なお上記各特性のバランスを考慮して、良
好な予備発泡粒子、ならびに良好な発泡成形体を製造す
ることを考慮すると、熱可塑性ポリエステル系樹脂のピ
ーク温度は、上記の範囲内でもとくに１３２〜１７５℃
程度であるのが好ましく、１３５〜１７０℃程度である
のがさらに好ましい。かかる特性を満足する熱可塑性ポ
リエステル系樹脂としては、これに限定されないがたと
えば、その全成分中に、イソフタル酸、およびシクロヘ
キサンジメタノールからなる群より選ばれた少なくとも
１種の成分を、総量で０．５〜１０重量％の範囲で含有
するものがあげられる。

【００２５】すなわち、ジカルボン酸として、式(1)：

【００２６】

【化１】

【００２７】で表されるイソフタル酸を使用するか、あ
るいはジオールとしてシクロヘキサンジメタノールを使
用するか、またはこの両者を併用するとともに、いずれ
か一方を単独で使用する場合はその単独での含有割合
を、また両者を併用する場合はその合計の含有割合を、
それぞれ全成分中の、０．５〜１０重量％の範囲内とし
た上記の熱可塑性ポリエステル系樹脂は、イソフタル酸
および／またはシクロヘキサンジメタノールの持つ、樹
脂の結晶化を抑制する作用によって、結晶化ピーク温度
が１３０〜１８０℃の範囲内となるため、前記のような
種々の問題を生じない良好な発泡成形体を製造すること
が可能となる。

【００２８】なおイソフタル酸および／またはシクロヘ
キサンジメタノールの含有割合は、上記各特性のバラン
スを考慮して、良好な予備発泡粒子、ならびに良好な発
泡成形体を製造することを考慮すると、上記の範囲内で
もとくに０．６〜９．５重量％程度であるのが好まし
く、０．７〜９重量％程度であるのがさらに好ましい。
上記のうちシクロヘキサンジメタノールとしては、基本
的に、２つのメタノール部分がそれぞれシクロヘキサン
環の１位と４位に置換した、式(2)：

【００２９】

【化２】

【００３０】で表される１，４−シクロヘキサンジメタ
ノールが使用されるが、２つのメタノール部分がシクロ
ヘキサン環の他の位置に置換した異性体も、少量であれ
ば併用可能である。上記イソフタル酸、およびシクロヘ
キサンジメタノールとともに熱可塑性ポリエステル系樹
脂を構成する他の成分のうちジカルボン酸としては、た
とえばテレフタル酸やフタル酸などがあげられる。

【００３１】またジオール成分としては、たとえばエチ
レングリコール、α−ブチレングリコール（１，２−ブ
タンジオール）、β−ブチレングリコール（１，３−ブ
タンジオール）、テトラメチレングリコール（１，４−
ブタンジオール）、２，３−ブチレングリコール（２，
３−ブタンジオール）、ネオペンチルグリコールなどが
あげられる。

【００３２】また熱可塑性ポリエステル系樹脂の原料に
は、上記の各成分に加えて、たとえば酸成分として、ト
リメリット酸などのトリカルボン酸、ピロメリット酸な
どのテトラカルボン酸などの、三価以上の多価カルボン
酸やその無水物、あるいはアルコール成分として、グリ
セリンなどのトリオール、ペンタエリスリトールなどの
テトラオールなどの、三価以上の多価アルコールなど
を、前述した、熱可塑性ポリエステル系樹脂の結晶性や
結晶化の速度などに影響を及ぼさない範囲で少量、含有
させてもよい。

【００３３】上記の熱可塑性ポリエステル系樹脂は、上
記の各成分を所定の割合、つまり前記のようにイソフタ
ル酸および／またはシクロヘキサンジメタノールを、総
量で０．５〜１０重量％の範囲で含有した原料を、従来
同様に重縮合反応させることによって製造される。また
上記熱可塑性ポリエステル系樹脂は、イソフタル酸およ
び／またはシクロヘキサンジメタノールの含有割合の異
なる２種以上の熱可塑性ポリエステル系樹脂を、その全
成分中に占めるイソフタル酸および／またはシクロヘキ
サンジメタノールの含有割合が、総量で０．５〜１０重
量％の範囲内となるように配合し、たとえば押出機など
を用いて、加熱下で溶融、混合することによっても製造
できる。

【００３４】この方法によれば、予備発泡粒子の製造段
階で、イソフタル酸および／またはシクロヘキサンジメ
タノールの含有割合の異なる２種以上の熱可塑性ポリエ
ステル系樹脂の配合割合を変更するだけで、製造された
予備発泡粒子における上記両成分の含有割合を調整でき
る。このため、樹脂の合成段階で両成分の含有割合を調
整する場合に比べて調整作業を簡略化でき、仕様の変更
などに柔軟に対応できるようになるという利点がある。

【００３５】また、たとえば配合する熱可塑性ポリエス
テル系樹脂の１種として、使用済みのペットボトルなど
から回収、再生した材料などを使用することにより、資
源の有効な再利用化とゴミの減量化、ならびに予備発泡
粒子の低コスト化を図ることが可能となるという利点も
ある。なお上記の方法においては、２種以上の熱可塑性
ポリエステル系樹脂間でのエステル交換反応により各樹
脂がアロイ化して均一な熱可塑性ポリエステル系樹脂と
なるように、加熱下で十分に溶融、混合してやるのが好
ましい。

【００３６】なお予備発泡粒子を、後述するように押出
機などを用いて、高圧溶融下、発泡剤と混合したのち予
備発泡させ、ついで切断して製造する場合には、上記の
ように２種以上の樹脂の溶融、混合による均一な熱可塑
性ポリエステル系樹脂の作製を、発泡剤の混合に先だっ
て上記の押出機中で行い、ついで連続して、上記の製造
方法を実施するのが、効率的であり好ましい。

【００３７】ただし、あらかじめ別の装置を用いて２種
以上の樹脂を溶融、混合して作製しておいた均一な熱可
塑性ポリエステル系樹脂を押出機に投入して、上記の製
造方法により予備発泡粒子を製造しても構わない。なお
本発明で使用する熱可塑性ポリエステル系樹脂は、予備
発泡粒子を製造する際の溶融、混合性や、製造された予
備発泡粒子を用いて、型内発泡成形によって発泡成形体
を製造する際の成形性などを考慮すると、その固有粘度
（測定温度：３５℃、溶媒：オルソクロロフェノール）
が０．６〜１．５程度であるのが好ましい。 〈予備発泡粒子〉予備発泡粒子は、従来同様に、上記の
熱可塑性ポリエステル系樹脂に発泡剤を含浸させたの
ち、加熱して予備発泡させるとともに粒子化して製造し
てもよい。

【００３８】ただし、熱可塑性ポリエステル系樹脂に発
泡剤を含浸させる工程を省略して時間、コストおよび手
間を省くとともに、製造される予備発泡粒子の結晶化度
をさらに低くして、型内発泡成形時の発泡融着性の低下
をさらに抑制するためには、前述したように、上記熱可
塑性ポリエステル系樹脂を高圧溶融下、発泡剤と混合
し、予備発泡させて予備発泡体を得たのち、これを切断
して予備発泡粒子を製造するのが好ましい。

【００３９】熱可塑性ポリエステル系樹脂を高圧溶融
下、発泡剤と混合して予備発泡させる方法としては、押
出機を用いた押出発泡法が効率的であり、好適に採用さ
れる。使用できる押出機はとくに限定されず、通常この
種の押出発泡成形に使用される単軸押出機、二軸押出機
などであり、さらにはこれらを連結したタンデム型であ
っても良いが、十分な溶融、混合能力を有する押出機が
好ましい。

【００４０】押出機の口金としてはいろいろなものを使
用することができる。たとえば、円環状の口金、フラッ
ト口金、ノズル口金、さらには複数のノズルが配置され
たマルチノズル口金などがあげられる。これらの口金を
使用して、シート状、板状、ロッド状などの、種々の形
状の予備発泡体を作ることができる。予備発泡体を、上
述した所定の形状とするためには、いろいろな方法が採
用される。

【００４１】たとえばシート状の予備発泡体を得るに
は、円環状の口金から押し出された円筒状の予備発泡体
を、マンドレル上を進行させてシート状としたり、フラ
ット口金より押し出された厚みのある板状の予備発泡体
を、チルロールによりシート状としたりすればよい。ま
た厚みのある板状の予備発泡体を得るためには、一対の
金属板に密接させながら発泡を進行させて、所定の厚み
とする方法などが採用される。

【００４２】予備発泡体の冷却方法としては、空冷や水
冷のほか、温度調整された冷却装置に接触させるなど、
いろいろな方法を用いることができる。予備発泡体の冷
却はできる限り速やかに行い、結晶化が過度に進行する
のを抑制することが重要である。このようにして製造し
た各種形状の予備発泡体を適宜、切断して円柱状、角
状、チップ状などとすることで予備発泡粒子が完成す
る。

【００４３】上記予備発泡体の冷却と切断は、適宜のタ
イミングで行うことができる。たとえば、口金より押し
出された予備発泡体を、発泡中ないし発泡完了後の任意
の時点で水中に通すなどして冷却した後、ペレタイザ−
などを用いて所定の形状、大きさに切断してもよい。ま
た口金から押し出された、発泡完了直前もしくは発泡完
了直後でかつ冷却前の予備発泡体をすぐさま切断したの
ち、冷却してもよい。

【００４４】さらに、シ−ト状に押し出された予備発泡
体は、一旦巻き取り機などによってロール状に巻き取っ
て保管した後、粉砕機や切断機にて切断してもよい。か
くして製造される予備発泡粒子の大きさは、平均粒径で
表しておよそ０．５〜５ｍｍ程度が好ましい。また予備
発泡粒子の結晶化度は、前記のように汎用の発泡成形機
を使用して、通常の成形条件で発泡成形した際に、粒子
同士の融着性にすぐれた、機械的強度の高い発泡成形体
を得ることを考慮するとおよそ８％以下程度であるのが
好ましい。

【００４５】また、予備発泡粒子をつくる際に、まだ余
熱をもっている予備発泡粒子同士が合着しやすくなるの
を防止するためには、上記結晶化度は、およそ１％以上
であるのが好ましい。なお予備発泡粒子の結晶化度は、
上記の範囲内でもとくに１〜７％程度であるのが好まし
く、１〜６％程度であるのがさらに好ましい。

【００４６】結晶化度（％）は、先に述べた結晶化ピー
ク温度の測定と同様に、示差走査熱量計（ＤＳＣ）を使
用して、日本工業規格ＪＩＳ Ｋ７１２１所載の測定方
法に準じて測定した冷結晶化熱量と融解熱量とから、次
式によって求められる。

【００４７】

【数１】

【００４８】なお式中の、完全結晶ＰＥＴのモルあたり
の融解熱量は、高分子データハンドブック〔培風館発
行〕の記載から２６．９ｋＪとする。具体的には、測定
試料としての所定量の予備発泡粒子をＤＳＣの測定容器
に充てんして、１０℃／分の昇温速度で昇温しながら冷
結晶化熱量と融解熱量とを測定し、その測定結果から、
上記式に基づいて予備発泡粒子の結晶化度が求められ
る。

【００４９】予備発泡粒子の嵩密度は、当該予備発泡粒
子を型内発泡成形して製造される発泡成形体の密度など
に応じて適宜、調整できるが、通常は、発泡成形体とほ
ぼ等しい嵩密度であるのが好ましい。予備発泡粒子に
は、いろいろな添加剤を添加してもよい。添加剤として
は、発泡剤の他に、たとえば気泡調整剤、難燃剤、帯電
防止剤、着色剤などがあげられる。また、熱可塑性ポリ
エステル系樹脂の溶融特性を改良するために、グリシジ
ルフタレートのようなエポキシ化合物、ピロメリット酸
二無水物のような酸無水物、炭酸ナトリウムのようなＩ
ａ、IIａ族の金属化合物などを改質剤として単体、もし
くは二種以上混合して添加することができる。とくにこ
れらの改質剤は、予備発泡粒子の発泡性を改善するだけ
でなく、得られた発泡粒子の独立気泡率を向上するた
め、予備発泡粒子の膨張力を大きくできるので有効であ
る。

【００５０】本発明で使用できる発泡剤としては、大別
すると、熱可塑性ポリエステル系樹脂の軟化点以上の温
度で分解してガスを発生する固体化合物、加熱すると熱
可塑性ポリエステル系樹脂内で気化する液体、加圧下で
熱可塑性ポリエステル系樹脂に溶解させ得る不活性な気
体などに分類されるが、このいずれを用いてもよい。こ
のうち固体化合物としては、たとえばアゾジカルボンア
ミド、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、ヒドラゾ
ルジカルボンアミド、重炭酸ナトリウムなどがあげられ
る。また気化する液体としては、たとえばプロパン、ｎ
−ブタン、イソブタン、ｎ−ぺンタン、イソペンタン、
へキサンのような飽和脂肪族炭化水素、べンゼン、キシ
レン、トルエンのような芳香族炭化水素、塩化メチル、
フレオン（登録商標）のようなハロゲン化炭化水素、ジ
メチルエーテル、メチル−ｔｅｒｔ−ブチルエーテルの
ようなエーテル化合物などがあげられる。さらに不活性
な気体としては、たとえば二酸化炭素、窒素などがあげ
られる。

【００５１】なお予備発泡粒子を、前述したように押出
機を用いて高圧溶融下、発泡剤と混合し、押し出して予
備発泡させたのち、切断して熱可塑性ポリエステル系樹
脂予備発泡粒子を製造する場合には、押出機の口金から
押し出された瞬間に気化して溶融樹脂を発泡させるとと
もに、当該溶融樹脂の熱を奪う発泡剤、たとえば飽和脂
肪族炭化水素、ハロゲン化炭化水素などを使用するのが
好ましい。これらの発泡剤は、溶融した熱可塑性ポリエ
ステル系樹脂を冷却する作用をし、予備発泡粒子の結晶
化度を低く抑える効果があるため好ましい。

【００５２】また予備発泡粒子には、熱可塑性ポリエス
テル系樹脂の結晶性や結晶化の速度に大きな影響を及ぼ
さない範囲で、たとえばポリプロピレン系樹脂などのポ
リオレフィン系樹脂、ポリエステル系などの熱可塑性エ
ラストマー、ポリカーボネート、アイオノマーなどを添
加してもよい。予備発泡粒子を用いて、発泡成形体とし
ての床暖房用断熱材を製造する方法としては、閉鎖しう
るが密閉し得ない金型に予備発泡粒子を充てんし、さら
に加熱媒体としてスチームを導入して型内発泡成形する
方法が好ましい。

【００５３】このときの加熱媒体としては、スチーム以
外にも熱風やオイルなどを使用することができるが、効
率的に成形を行う上ではスチームが最も有効である。成
形した発泡成形体は、冷却したのち金型から取り出せば
よい。スチームで型内発泡成形する場合には、前述した
ように汎用の発泡成形機を使用して、通常の成形条件で
発泡成形すればよい。すなわち予備発泡粒子を金型へ充
てんした後、まず低圧〔たとえばゲージ圧０．０２ＭＰ
ａ程度〕で一定時間、スチームを金型内ヘ吹き込んで、
粒子間のエアーを外部ヘ排出する。ついで、吹き込むス
チームの圧を昇圧〔たとえば０．０８ＭＰａ程度〕し
て、予備発泡粒子を型内発泡させるとともに粒子同士を
融着せしめて発泡成形体とすることができる。

【００５４】また予備発泡粒子を、あらかじめ密閉容器
に入れて、炭酸ガス、窒素、ヘリウム等の不活性ガスを
圧入した後、金型での型内発泡成形に使用する直前ま
で、圧入したガスの雰囲気下に保持することで、予備発
泡粒子の、金型での型内発泡成形時の膨張力をより大き
くして、良好な発泡成形体を得ることもできる。かくし
て得られた発泡成形体における、粒子同士の融着性の基
準となる融着率は４０％以上、とくに５０％以上、なか
んずく６０％以上であるのが好ましく、融着率がこの範
囲で、格別に優れた融着性を示すといえる。

【００５５】またその結晶化度は、とくに高温環境下で
の寸法安定性などを考慮すると、およそ２０〜４０％程
度であるのが好ましい。結晶化度が２０％未満である
か、または４０％を超えるものは、このいずれの場合に
も、温度変化による寸法変化量が大きくなるため、熱収
縮によって床材などとの間に隙間を生じやすくなる。ま
た結晶化度が４０％を超えるものは脆くなって、前記の
ように必要とする強度が得られないという問題も生じ
る。

【００５６】発泡成形体の結晶化度を上記範囲内の所定
の値に調整するには、種々の方法を採用することができ
る。たとえば、発泡成形後の発泡成形体の結晶化度が目
的とする値よりも低い場合には、発泡成形体を金型から
すぐに取り出さずにしばらくの間、金型内で保持して熱
処理することなどによって結晶化度を上昇させてやれば
よい。

【００５７】また、発泡成形直後の発泡成形体の結晶化
度が目的とする値と近い場合には、金型を急冷するなど
して結晶化度の上昇を抑制してやればよい。発泡体の結
晶化度は、先に述べた予備発泡粒子の結晶化度と同じ
く、日本工業規格ＪＩＳ Ｋ７１２１所載の測定方法に
準じて測定した冷結晶化熱量と融解熱量とから求められ
る。

【００５８】発泡成形体としての断熱材は、床暖房装置
に使用したのち分解、回収して、予備発泡粒子などとし
て再利用することが可能である。使用済みの発泡成形体
をこのように再利用することにより、資源の有効な再利
用化とゴミの減量化に貢献できるとともに、発泡成形体
の低コスト化を図ることもできる。

【００５９】

【実施例】以下、実施例、比較例をあげて、この発明の
すぐれている点を具体的に説明する。なお、予備発泡粒
子とそれを用いて製造した発泡成形体の結晶化度は、前
述したように日本工業規格ＪＩＳ Ｋ７１２１所載の測
定方法に準じて測定した結果より求めた。

【００６０】また密度は、下記の方法で測定した。 密度の測定 日本工業規格ＪＩＳ Ｋ６７６７に所載の方法に準拠し
て、次式により、予備発泡粒子の嵩密度（ｇ／ｃ
ｍ³）、および発泡成形体の密度（ｇ／ｃｍ³）を求め
た。

【００６１】

【数２】

【００６２】また、以下の実施例、比較例で製造した断
熱材としての発泡成形体について、下記の試験を行っ
て、その特性を評価した。 ５％圧縮強度の測定 日本工業規格ＪＩＳ Ａ９５１１に所載の方法に準拠し
て、各実施例、比較例の発泡成形体の、環境温度０〜＋
７０℃の温度範囲での、５％圧縮強度（ｋｇ／ｃｍ²）
を測定するとともに、その最小値Ｓ₁と最大値Ｓ₂とか
ら、比Ｓ₂／Ｓ₁を求めた。

【００６３】融着率の測定 各実施例、比較例の発泡成形体を折り曲げて厚み方向に
破断させたのち、破断面に存在する全ての発泡粒子の個
数と、そのうち粒子自体が材料破壊した発泡粒子の個数
とを計数した。そして次式により、粒子同士の融着性の
基準となる融着率（％）を求めた。

【００６４】

【数３】

【００６５】実施例１ 回収ペットボトルを再生したポリエチレンテレフタレー
ト樹脂ペレット７５重量部と、イソフタル酸成分を含有
する、結晶化のスピードが抑制された熱可塑性ポリエス
テル系樹脂〔イソフタル酸の含有割合：７．３重量％、
結晶化ピーク温度１５３．９℃、ＩＶ値０．７２〕２５
重量部と、ピロメリット酸二無水物０．３重量部と、炭
酸ソーダ０．０３重量部とを押出機〔口径：６５ｍｍ、
Ｌ／Ｄ比：３５〕に供給し、スクリューの回転数５０ｒ
ｐｍ、バレル温度２７０〜２９０℃の条件で溶融、混合
ながら、バレルの途中に接続した圧入管から、発泡剤と
してのブタン（ｎ−ブタン／イソブタン＝７／３）を、
混合物に対して１．２重量％の割合で圧入した。

【００６６】つぎに、溶融状態の混合物を、バレルの先
端に接続したマルチノズル金型〔直線上に、直径０．８
ｍｍのノズルが１５個、配置されたもの〕の、各ノズル
を通して押し出して予備発泡させたのち、直ちに２０℃
に保持した冷却水槽で冷却した。そして、冷却されたス
トランド状の発泡体に付着した水を十分に除去しながら
ペレットカッターによって切断して予備発泡粒子を製造
した。

【００６７】得られた予備発泡粒子は長径２．０ｍｍ、
短径１．５ｍｍ、長さ２．０ｍｍの楕円柱状であり、嵩
密度は０．１２ｇ／ｃｍ³、結晶化度は４．９％であっ
た。つぎにこの予備発泡粒子を耐圧密閉容器に入れ、圧
縮空気を導入して容器内を０．５ＭＰａ（ゲージ圧）に
加圧して、常温で５時間保持したのち、密閉容器から取
り出した予備発泡粒子を直ちに、床暖房用断熱材として
の、およそ９００ｍｍ×３００ｍｍ×１０ｍｍの平板状
の発泡成形体を製造するための金型に充てんして型締め
し、この型内に、ゲージ圧０．０２ＭＰａのスチームを
１０秒間、ついでゲージ圧０．０８ＭＰａのスチームを
１５秒間、導入して予備発泡粒子を加熱膨張させると同
時に融着させた。

【００６８】スチーム導入終了直後の、発泡成形体に接
する金型の表面温度を測定したところ１１８℃であっ
た。そしてこの状態で９０秒間、保持（金型の表面温度
は１０３℃まで低下）したのち水冷して、前記寸法、形
状を有する発泡成形体を製造した。得られた発泡成形体
の密度は０．１２ｇ／ｍｌ、結晶化度は表皮部で２７．
５％、中心部で２８．４％であった。また融着率は８４
％と良好な融着性を示した。

【００６９】また、発泡成形体の５％圧縮強度は下記の
とおりであり、その最小値Ｓ₁と最大値Ｓ₂とから求めた
比Ｓ₂／Ｓ₁は１．１７であって、温度に関係なくほぼ一
定の強度を有することが確認された。そしてこのことか
ら、かかる断熱材を組み込んだ床暖房装置は、局部的な
落ち込みなどのない歩行感の良好なものとなることも確
認された。 （５％圧縮強度） ０℃：５．３ｋｇ／ｃｍ² ２３℃：５．５ｋｇ／ｃｍ² ５０℃：４．７ｋｇ／ｃｍ² ７０℃：５．１ｋｇ／ｃｍ² 比較例１ 発泡倍率２０倍の発泡ポリプロピレンにて、実施例１と
同形状、同寸法の発泡成形体を製造した。そしてその５
％圧縮強度を測定したところ下記のとおりであり、その
最小値Ｓ₁と最大値Ｓ₂とから求めた比Ｓ₂／Ｓ₁は２．８
５であって、温度変化に応じて強度が大きく変動するこ
とが判明した。そしてこのことから、かかる断熱材を組
み込んだ床暖房装置は、局部的な落ち込みによる歩行感
の悪化が生じやすいことも確認された。 （５％圧縮強度） ０℃：３．７ｋｇ／ｃｍ² ２３℃：２．７ｋｇ／ｃｍ² ５０℃：１．８ｋｇ／ｃｍ² ７０℃：１．３ｋｇ／ｃｍ² 以上の結果を表１に示す。

【００７０】

【表１】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の床暖房装置の、実施の形態の一例を示
す断面図である。

【符号の説明】

５ 床暖房用断熱材 ６ 加熱手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平11−72239（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−206155（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−174590（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−117439（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−100458（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−166069（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−237063（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−135158（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−278107（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−325407（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−237266（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E04F 15/18 F24D 3/16 F24D 19/00

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】環境温度０〜＋７０℃の温度範囲での、５
   ％圧縮強度の最小値Ｓ₁と最大値Ｓ₂との比Ｓ₂／Ｓ₁が２
   以下である合成樹脂の発泡体からなることを特徴とする
   床暖房用断熱材。
2. 【請求項２】熱可塑性ポリエステル系樹脂の予備発泡粒
   子を型内発泡成形した発泡成形体にて形成されており、
   その結晶化度が２０〜４０％、融着率が４０％以上であ
   る請求項１記載の床暖房用断熱材。
3. 【請求項３】熱可塑性ポリエステル系樹脂が、その全成
   分中に、イソフタル酸、およびシクロヘキサンジメタノ
   ールからなる群より選ばれた少なくとも１種の成分を、
   総量で０．５〜１０重量％の範囲で含有するものである
   請求項２記載の床暖房用断熱材。
4. 【請求項４】熱可塑性ポリエステル系樹脂の少なくとも
   一部が、使用済みの製品から回収した再生樹脂である請
   求項２または３記載の床暖房用断熱材。
5. 【請求項５】上記請求項１ないし４のいずれかに記載の
   床暖房用断熱材と、加熱手段とを備えることを特徴とす
   る床暖房装置。