JPH03267631A - 暖房用パネル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は暖房用パネルに関し、さらに詳しくは、床面、
壁面あるいは天井面からの輻射熱により温和に加温する
ことのできる暖房用パネルに関する。

［従来の技術と発明か解決しようとする課ａ］昨今の屋
内用暖房は、より快適で、よりクリーンであることか要
求されている。

このような観点から、電気エネルギーを使って、環境を
汚染することなく、しかも床、壁、天井等から輻射熱に
よりマイルドに加温することか可能な暖房装置が望まれ
ている。

従来、床暖房としては、温水管や電熱線（チューピンク
ヒーター）を床板の下に埋設するものか広く用いられて
いる。

特開昭６１−２４３６８１号公報には、複数のテープ状
の自己制御型電気ヒーターを間隔をあけて配置すること
か提案されている。

しかしなから、この方式には、床板などの下に埋設する
のに、繁雑で手間のかかる作業か不可避であるという問
題点かある。さらに、細い線で広い面積を加熱する必要
から、適温を得るためにはヒータ一部の温度をかなり高
く上げなければならず、高温ての正温度係数特性（室温
抵抗値の１０倍の抵抗値を示す温度てぃえば１００℃以
上）か必要である。さらに、パネル表面の温度分布も大
きくなるという問題点かある。

一方、特開昭５９−５６６３６号公報では、床暖房パネ
ルの中に比較的幅広い面状ヒーターを埋設した構造が示
されている。この方法は、最も効率の良い暖房板といえ
る。

しかしなから、これに用いられる面状ヒーターは従来、
正温度係数特性（ＰＴＣ特性）が小さく（最大抵抗値と
室温抵抗値との比が約１０２程度）、耐電圧性に劣る。

また、室温から一定温度まては抵抗値か上昇するが、そ
の温度を越えると抵抗値か低下するＰＴＣ特性を有する
ため、外部より高温に加熱された場合、抵抗値か逆に下
かつて暴走発熱する恐れかあり、安全性に問題かある。

本発明は前記の事情に基いてなされたものである。

本発明の目的は、実用上温度調節をするための機器を省
くことか可能て、製造上の工程か簡素化され、また、断
線による発熱不良や故障の心配かなく、暖房効率か高く
、かつ安全性の極めて高い暖房用パネルを提供すること
にある。

［前記課題を解決するための手段］ 前記課題を解決するための本発明は、板材に面状発熱体
と断熱材とを取り付けてなる暖房用パネルにおいて、該
面状発熱体が、結晶性重合体とカーボンブラックとを含
有し、最大電気抵抗値と室温における電気抵抗値との比
が１０３以上であり、かつ室温電気抵抗値の１０倍の電
気抵抗値を示す温度か４０〜８０℃の範囲内にある正温
度係数特性を有する混練組成物により形成されてなるこ
とを特徴とする暖房用パネルである。

以下に本発明について詳述する。

発熱体− 本発明の暖房用パネルに内蔵される発熱体は、特定の正
温度係数特性を有する樹脂組成物から形成することかて
きる。すなわち、その組成物の最大電気抵抗値と室温（
２５°Ｃ）ての電気抵抗値との比が１０３以上て、かつ
室温電気抵抗値の１０倍の電気抵抗値を示す温度か４０
〜８０°Ｃの範囲内である正温度係数特性を有する樹脂
組成物から形成することかてきる。

ここて、上記最大電気抵抗値と、室温ての電気抵抗値の
比が１０３以上であることか必要なのは、実用上十分な
耐電圧性を持たせるためである。この比が１０３未満て
は、外部から大きな電圧か印加されたときに、破壊され
る危険性がある。

また、上記の室温ての電気抵抗値の１０倍の電気抵抗値
を示す温度か４０〜８０°Ｃであることか必要な理由は
、適正な発熱特性を持たせるためである。

上記温度か４０°Ｃ未満のものては、発熱量か不足し、
暖房用パネルとして用いるに適さない。上記温度か８０
℃を越えると、発熱量か多すぎて、暖房パネルの温度か
必要以上に高くなるとともに、消費電力か大きくなり、
実用性が失われる。

このような正温度係数特性を有する組成物を得るには、
特定の結晶性重合体とカーボンブラックとを特定比率で
混合し、適正な混練を行なうことか重要である。

結晶性重合体としては、その結晶融点か５０〜１００°
Ｃの範囲内のものか好適に使用され、具体例をあげれば
、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、エチレン−
酢酸ビニル共重合体および低密度ポリエチレン等が適し
ている。エチレン−アク’）ル酸ｘステル共重合体の中
ても、エチレン−エチルアクリレート共重合体か特に好
ましい。

またカーボンブラックとしては、アセチレンフラッフや
オイルファーネスブラック、サーマルブラックなどが好
ましく、特にその粒径か１０〜２００ｍｇ、好ましくは
２０〜１００ｍｇであるものか好適に用いられる。この
粒径か１０ｍｇ未満であると、正温度係数特性か小さく
なり、また２００ｍ　ｕＬを超えると、電気抵抗値か大
きくなりすぎることかある。

次に、これら結晶性重合体とカーボンブラックとの配合
割合に関しては、結晶性重合体か５０〜７０重量％、好
ましくは５５〜６５重量％と、カーボンブラックか３０
〜５０重量％、好ましくは３５〜４５重量％である。こ
こて、結晶性重合体の配合割合か５０重量％未満である
と、自己温度調節機能が十分に発現せず、また７０重量
％を超えると電気抵抗値か大きくなりすぎて、実用上十
分に発熱しないことかある。

面状発熱体を形成する前記樹脂組成物には、架橋剤を配
合してもよい。架橋剤を配合すると、樹脂成分の架橋を
任意の程度に生起させ、面状発熱体の機械的強度の向上
を達成することかできる。

この架橋剤としては、樹脂の架橋に使用される通常の化
合物であれば特に制限がなく、たとえば、ベンゾイルパ
ーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ジクミルパ
ーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、２
，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）
ヘキシン−３などの有機過酸化物か好ましい。

また、本発明の目的を阻害しない範囲で、他の種類の熱
可塑性樹脂、エラストマー、あるいは各種の添加剤例え
ば酸化防止剤、充填剤等を前記樹脂組成物中に配合して
もよい。

前記樹脂組成物は、所定量の前記結晶性重合体とカーボ
ンブラックとを、あるいはさらに前記架橋剤等も加えて
、混練機で混練することにより製造することかできる。

この混練機には、たとえば加圧ニーター、２軸混練機、
混練用オープンロール、バンバリーミキサ−１単軸往復
スクリユー、単軸スクリュー押出機、２軸スクリユ一押
出機などがある。

混練温度は、前記結晶性重合体の融点から熱分解温度ま
での温度範囲から適宜に選ばれる。

この混練にあたっては、混練物に０．０５ｋｗｈ　／ｋ
ｇ以上の剪断力を加えた状態において、結晶性重合体の
架橋反応を行なうと、前記の最大電気抵抗値と室温電気
抵抗値の比を高めるのに有効である。

また、この混練物の成形時に、剪断力を加えて架橋反応
を行なう場合にも同様の効果か得られる。

こうして得られた混練物は、公知の成形手段、たとえば
押出機によりシート状の面状発熱体に成形される。

ついて、前記発熱体は、適宜の寸法の形状に切断され、
電極か取り付けられ、その電極にリート線か接続される
。リード線を取り出した後、前記発熱体はポリエチレン
テレフタレート等の絶縁フィルムて外装を施される。

本発明の暖房用パネルに内蔵させる発熱体は、平板状て
、肉厚か２−１以内の軽量のものか好ましい。

前記発熱体の寸法は、暖房用パネル、たとえば、床板と
ほぼ同し大きさとするのか好ましいが、暖房する部屋の
大きさや構造、あるいは必要とする暖房量によっては小
面積ても良い。

この発熱体は、暖房を必要とする室内の温度領域から暖
房時の温度領域において良好な正温度係数特性を有し、
暖房を必要とする室内の温度領域から暖房時の温度領域
まて、十分に温度調節機能を示すものである。

なお、この温度域における電気抵抗値と、この発熱体の
最大抵抗値との比率は１０３以上であり、耐電圧性も十
分に備えているため、安全性の面ても実用性の高いもの
である。

一暖房用パネルの構造− 本発明の暖房用パネルとしては、暖房用として機能する
限り、その態様については特に制限かなく、好適な態様
を示すと、発熱体を内蔵する板材たとえば、発熱体を内
蔵する床板、壁板や天板等を挙げることかてきる。

暖房用パネルにつき、−例として、発熱体を内蔵する床
材の構造を第１図に示す。

第１図において、発熱体を内蔵する床材１０は、床板ｌ
の裏面に均熱体２と絶縁フィルム３て外装された発熱体
４と断熱材５とを順次貼り合わせるが、粘着テープによ
り取り付けられて形成される。

床板ｌは、ベニヤ合板や木板あるいは耐熱性の合成樹脂
板等で形成される。なお、床板の代りにたとえば、天井
板や壁板てあっても良い。

均熱体２はアルミニウムなどの金属板等て形成される。

発熱体４は絶縁フィルム３て外装され、接着材による接
着、あるいは両面粘着テープによる接着等により固定さ
れている。

絶縁フィルム３には、通常、絶縁性の合成樹脂フィルム
か使われる。その好ましい合成樹脂としては、たとえば
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、ナイロン、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポ
リプロピレン等を挙げることかできる。

この発熱体４は、その表面に一対の電極６を有し、この
電極６には、電源に接続されたリード線７か接続される
。（第２図Σよび第３図参照）断熱材５としては、たと
えばエポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂等を
塗布しても良いし、あるいはこれら及びポリオレフィン
系の発泡シートの粘着により形成されていても良い。

発熱体を内蔵する床材ＩＯは、床板１に均熱体２と発熱
体４と断熱材５とを順次貼り合わせるが、粘着テープに
より、取り付けることかてきる。各構成単位からはり−
ト線７が出ていて、これらを結線することにより、床材
か形成される。

また、この発熱体を内蔵する床材には、必要に応じて、
防水処理をすることも可能である。

上記のようにして形成された発熱体を内蔵する床材は、
結線したり−ト線を電源に接続するたけで、利用可能状
態になる。

この発明の暖房用パネルは、サーモスタットやヒユーズ
等は必ずしも必要としないのて、製作か容易であるばか
りが、取り付けや保守点検等の作業も簡略化される。

さらに、内蔵された発熱体は、正温度係数特性を有する
から、温度の上昇に伴って電気抵抗値か大きくなるため
、暖房が効果的に進み、床面の温度が上昇したときには
、消費電力か低減され、省エネルギーの面からも極めて
好都合である。

本発明の暖房用パネルは家屋内床、たたみ、壁そして天
井等に好適に利用することかできる。

［実施例］ 次に実施例に基いて本発明をさらに具体的に説明する。

（実施例１） エチレン−エチルアクリレート共重合体［日本ユニカー
−製：ＤＰＤＪ−６１８２］５９重量％と平均粒径４３
ｍ　７１のカーボンブラック［三菱化成−製：タイヤブ
ラック８１４１重量％とを加圧ニダー［Ｍｌ森山製作所
製、容量３ｆＬ］に供給し、１２５℃て２０分間かけて
混練した後、０．５■■厚さのシートに成形し、２０Ｃ
■Ｘ　５０ｃ■のシートを得た。

得られたシート状成形物の両端に錫引き平型銅編組線（
断面積０．５鳳■２）を電極兼リート線として取り付け
るとともに、シート状成形物の両面にポリエチレンテレ
フタレート製粘着フィルム（シリコーン系粘着剤か塗布
されている。）をラミネートして１面状発熱体を作製し
た。

次に、このラミネート体を面状発熱体としてその温度−
抵抗特性を調べた。すなわち、この面状発熱体の１枚を
恒温槽内に納め、温度を順次上昇させなから抵抗値を測
定し、抵抗値の立ち上かり倍率を求めた。その結果、室
温（２５℃）における抵抗値は９０Ω、最大抵抗値と室
温ての抵抗値の比は１０４であり、室温での抵抗値の１
０倍の抵抗値。

すなわち　９圓Ωを示した温度は７０℃であった。

次に、ベニヤ板（：ｌＯｘ　６０ｘ　０．５ｃ■）に厚
さ０．２鳳■のアルミ板を貼り、その中央部に上述のよ
うにして得られた面状発熱体を両面粘着テープにて貼り
合わせた。さらに、その裏面に、肉厚８■の発泡ポリエ
チレンシートを断熱材として取り付けて、発熱体付き床
板とした。

前記発熱体付き床板を恒温槽内に納め、発熱体付き床板
に交流１００■を通電して、恒温槽内にて環境温度を種
々変化させて、床板の表面温度を測定した。

その結果を第１表に示す。

通電後、床板にも面状発熱体にも外観の変化は見られな
かった。

次に、上述したのと同様に製造した別の発熱体付き床板
を用いて、これに電圧を印加し、印加重圧を上げて耐電
圧性を測定した。

この結果、交流１，０００　Ｖを印加しても破壊には至
らなかった。

なお、この後、床面裏側に面状発熱体を覆って断熱材を
付けることも可能である。

（実施例２） 結晶性重合体として、エチレン−酢酸ビニル共重合体［
東ソー■製：ＵＥ−６３４］６１重量％を用いたほかは
、実施例１と同様の操作をして１発熱体を製造した。

このようにして得られた発熱体の室温（２５℃）におけ
る抵抗値は８５Ωであり、最大抵抗値と室温抵抗値との
比は１０３５であった。また、室温抵抗値の１０倍の抵
抗値（８５０Ω）を示す温度は６４℃てあった。

同様に製造した別の発熱体で耐電圧性を測定したところ
、交流１．０００　Ｖを印加しても破壊することはなか
った。

（比較例１） 実施例１と同しエチレン−エチルアクリレート共重合体
６２重量％に対して、平均粒径か１８ｍ　ｐ−のカーボ
ンブラック［三菱化成■製：タイヤフラックＡ］３８重
量％とを混練し、実施例１と同様にして発熱体を得た。

このようにして得られた発熱体の室温（２５℃）におけ
る抵抗値は８５Ωであり、最大抵抗値と室温抵抗値との
比は１０２２であった。また、室温抵抗値の１０倍の抵
抗値を示す温度は７６℃てあった。

次に、上記と同様に製造した別の発熱体て、耐電圧性を
測定した結果、交流３００Ｖを印加したところで破壊し
た。

第１表 ［発明の効果］ 本発明による暖房パネルは、比較的低温てＰＴＣ特性を
示すため、適温で自己制御を行うことかてき、広い面積
を均一温度の面状発熱体するため温度分布かなく、エネ
ルギー効率か良い。また、従来にない大きなＰＴＣ特性
をもつ面状ヒーターを用いるため、異常加熱時の安全性
や耐電圧性か良好である。

すなわち、本発明によると、実用上温度調節をするため
の機器を省くことか可能て、製造上の工程か簡素化され
、また断線による発熱不良や故障の心配かなく、暖房効
率の高く、かつ安全性の極めて高い暖房用パネルを提供
することかてきる。

【図面の簡単な説明】

第１図は発熱体を内蔵する床材の構造を示す断面図であ
り、第２図は本発明の暖房用パネルの一例である床板、
壁板タイプの暖房用パネルの略図であり、第３図は吊り
天板タイプの暖房用パネルの略図である。 ｌ・・・・−・板材、床板、２・・・・・・均熱板、３
・・・・・・絶縁フィルム、４・・・・・・面状発熱体
、５・・・・・・断熱材。 ６・・・・・・電極、７・・・・・・リート線、１０・
・・・・・暖房用パネル、発熱体を内蔵する床材。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）〜板材に面状発熱体と断熱材とを取り付けてなる
   暖房用パネルにおいて、該面状発熱体が、結晶性重合体
   とカーボンブラックとを含有し、最大電気抵抗値と室温
   における電気抵抗値との比が１０＾３以上であり、かつ
   室温電気抵抗値の１０倍の電気抵抗値を示す温度が４０
   〜８０℃の範囲内にある正温度係数特性を有する混練組
   成物により形成されてなることを特徴とする暖房用パネ
   ル。