JPH0510533A

JPH0510533A - 床または路面構造

Info

Publication number: JPH0510533A
Application number: JP3185180A
Authority: JP
Inventors: Toshinori Fujita; 俊徳藤田; Masahiko Omura; 雅彦大村; Kiyoshi Nakakawara; 清中河原; Chiaki Momose; 千秋百瀬
Original assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Priority date: 1991-06-29
Filing date: 1991-06-29
Publication date: 1993-01-19

Abstract

(57)【要約】【目的】暖房、融雪、凍結防止等の加温機能を有する
床または路面におけるランニングコストの低減を図る。【構成】基礎材層の上面に熱媒循環用パイプまたは発
熱体を敷設し、更にこの上に表面材層を設けてなる床ま
たは路面構造において、パラフィン類１００重量部と炭
化水素系有機高分子５〜３０重量部とが機械的手段によ
り混合されてなる蓄熱材部を前記パイプまたは発熱体よ
りの熱にて蓄熱可能な部位に設けたことを特徴とする床
または路面構造。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、床または路面構造に関
するものであり、更に詳しくは、加温機能を有する床ま
たは路面構造に関する。

【０００２】本発明における路面構造とは、一般に言う
道路のみならず、広場、空き地等の地面構造を広く包含
し、これらの表面およびその近傍の構造を含むものであ
る。

【０００３】

【従来の技術】加温機能を有する床または路面について
は、例えば床暖房、融雪または凍結防止対策を施した路
面などが知られており、これらはいずれもコンクリー
ト、基礎路盤等の基礎材層の上に温水パイプまたはヒー
ター等を敷設し、更にこの上に床仕上げ材またはアスフ
ァルト等の表面材層を設けた構造を有しており、パイプ
に温水を循環させたり或いはヒーターで加熱することに
よって、暖房を行ったり、路面の凍結防止または融雪を
行う等の機能を発揮する。

【０００４】これらの構造のうち、温水パイプ方式のも
のでは、熱源装置で温水を作り、これを循環させる方法
が一般的に行われている。熱源装置としては、ガスまた
は石油ボイラー、電気温水機、ヒートポンプ等が利用さ
れているが、特に電力利用の場合にはランニングコスト
が高くなるという難点がある。

【０００５】これはヒーターを利用する場合も同様にあ
り、いずれの場合においてもランニングコストの低減が
強く求められているのが現状である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術に
おける前述の如き難点を解消し、暖房或いは融雪または
凍結防止等におけるランニングコストの低減を図ること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前述の如
き現状に鑑み、種々研究を行なった結果、基礎材層の上
面に熱媒循環用パイプまたは発熱体を敷設し、更にこの
上に表面材層を設けてなる床または路面構造において、
特定の蓄熱材を前記パイプまたは発熱体の周囲に設ける
ことによって前記目的が達成されることを見出した。

【０００８】即ち、本発明は、基礎材層の上面に熱媒循
環用パイプまたは発熱体を敷設し、更にこの上に表面材
層を設けてなる床または路面構造において、パラフィン
類１００重量部と炭化水素系有機高分子５〜３０重量部
とが機械的手段により混合されてなる蓄熱材部を前記パ
イプまたは発熱体よりの熱にて蓄熱可能な部位に設けた
ことを特徴とする床または路面構造に係るものである。

【０００９】本発明に係る床または路面構造において
は、暖房、融雪、凍結防止等の目的で加温を行う際に、
例えば経済的な深夜電力を利用して得られた温水をパイ
プに循環させて蓄熱し、昼間は蓄熱分の放熱によって加
温を行うことができるので、ランニングコストを大幅に
低減することが可能となる。特に、業務用、産業用等の
大型システムにおてはその蓄熱調整電力が使用できるの
で、ランニングコスト低減の効果は更に大きいものとな
る。本発明の上記利点は、ヒートポンプ方式を利用する
場合や電力利用の発熱体を用いる場合でも同様に得られ
るもので、深夜電力利用による蓄熱によってコストダウ
ンの効果が期待できる。

【００１０】また、本発明において使用する蓄熱材は、
後に詳述する如き組成を有するものであるが、この蓄熱
材は、蓄熱時に液化したり流動することなく、固形状態
を保持するので、床または路面の強度低下等の問題を生
ずる恐れがない。

【００１１】次に、図面を参照しながら本発明を更に詳
細に説明する。図１は、本発明の床構造の一例を示す断
面図で、図中、１は基礎材層、２は熱媒循環用パイプ、
３は表面材層、４は蓄熱材部を表わす。図２は、本発明
の床構造の他の一例を示す断面図で、図中、１、３およ
び４は上記と同じものを表わし、２は発熱体を表わす。

【００１２】図１および図２において、基礎材層１とし
ては、例えばコンクリート、モルタル等が挙げられる。
この基礎材層１の上に熱媒循環用パイプまたは発熱体２
を敷設するが、必要に応じて例えば防水シート５、断熱
材６、コンクリート、モルタル等からなる保護材層８等
を介在させてもよい。

【００１３】ここで熱媒循環用パイプ２としては、銅
管、鋼管、ステンレス管等の金属管、架橋ポリエチレン
管、ポリブテン管、ナイロン管等の合成樹脂管等通常使
用されている材質のパイプがいずれも使用できる。これ
らのパイプのサイズは用途目的に応じた設計等に従って
適宜決定すればよいが、通常は呼び径６Ａ〜２５Ａのも
のが好ましく用いられる。

【００１４】発熱体２としては、線ヒーター、面ヒータ
ー等が一般に用いられる。

【００１５】図１および図２における蓄熱材部４は、蓄
熱成分としてのパラフィン類と、該パラフィン類１００
重量部当たり５〜３０重量部の炭化水素系有機高分子か
らなるバインダ成分とが機械的手段にて混合されてなる
ものである。

【００１６】ここで蓄熱成分として使用されるパラフィ
ン類としては、ＪＩＳＫ７１２１（プラスチックの
転移温度測定方法）に従って測定したＴ_maxが使用温
度、即ち室温〜１００℃、好ましくは室温〜８０℃前後
の温度域にある有機化合物が使用される。但し、この際
の室温とは、本発明の蓄熱材がその稼働中に遭遇する最
低温度を意味する。パラフィン類の好ましい具体例とし
ては、各種パラフィン、ロウ、ワックスをはじめ、ステ
アリン酸、パルミチン酸等の脂肪酸やポリエチレングリ
コール等を例示することができ、これら１種が単独で、
または２種以上の混合物として使用される。

【００１７】本発明において使用する炭化水素系有機高
分子としては、主鎖が基本的に炭化水素であり、主鎖中
における他の成分（例えばＯ、Ｎ、Ｓｉ、ハロゲン等）
の含有量は１０重量％以下、好ましくは５重量％以下で
ある炭化水素系有機高分子の１種または２種以上が用い
られる。かかる炭化水素系有機高分子の例を以下に示
す。（１）ポリオレフィン系ポリマー類：ポリメチレン、ポ
リエチレン、ポリプロピレン等のα−オレフィンのホモ
ポリマー、オレフィン同士のコポリマー、α−オレフィ
ンと他のモノマー、例えば酢酸ビニル、アクリル酸エチ
ル、メタクリル酸エチル等とのコポリマーおよび、これ
らの軽度にハロゲン化されたポリマー等が挙げられる。
これは非結晶性〜低結晶性でもよいし、結晶性でもよ
い。（２）熱可塑性エラストマー類：ゴム並びにプラスチッ
クスの分野で「熱可塑性エラストマー」として知られて
いる、或いは知られ得るもののうち、少なくとも前記し
た室温以上で、且つ使用したパラフィン類のＴ_max＋１
０℃の温度域では、好ましくは少なくとも室温以上で且
つＴ_max＋２０℃の温度域では、ゴム弾性を有するもの
が使用される。勿論Ｔ_max＋２０℃より高温度でもゴム
弾性を持続するものも使用できる。具体的には、スチレ
ン系、オレフィン系、ウレタン系、エステル系等の各種
の従来公知の熱可塑性エラストマーが例示できる。（３）炭化水素系ゴム類：天然ゴム、スチレン−ブタジ
エン−共重合体ゴム、ブチルゴム、イソプレンゴム、エ
チレン−プロピレン共重合体ゴム、エチレン−プロピレ
ン−ジエン三元共重合体ゴム、エチレン−酢酸ビニル共
重合体ゴム、エチレン−エチルアクリレート共重合体ゴ
ム等が例示される。

【００１８】バインダ成分としての炭化水素系有機高分
子は架橋性、非架橋性のいずれであってもよいが、夫々
プラスチックス性であるよりもゴム的性質を有するもの
のほうが好ましい。

【００１９】本発明においては、炭化水素系有機高分子
の使用量は、パラフィン類１００重量部に対して５〜３
０重量部である。５重量部未満では得られる組成物の柔
軟性が低下して脆くなる傾向があると共に、Ｔ_max以上
においてパラフィン類が滲み出し、或いは溶融し易くな
る傾向があり、一方３０重量部を超える過大量ではパラ
フィン類の使用量が少なくなって蓄熱量もそれに比例し
て少なくなる。

【００２０】炭化水素系有機高分子の架橋や加硫（以下
それらをまとめて架橋という）を所望する場合は、それ
らはパラフィン類との混合中、或いは混合の後に行われ
る。架橋の方法としては一般に用いられている化学架
橋、シラン架橋（水架橋）、および照射架橋等いずれも
採用できる。本発明の蓄熱材を架橋するに際してはいず
れの架橋方法を採用するにしてもその架橋度はＪＩＳ
Ｃ３００５に従って測定してゲル分率にして１重量％
以上（組成物として）、好ましくは２重量％以上であ
る。架橋度が１％以上、好ましくは２％以上とすること
により、蓄熱材の温度が使用したパラフィン類のＴ_max
以上となっても溶融や滴下することなく形状保持を可能
とする。

【００２１】本発明において炭化水素系有機高分子から
なるバインダ成分は下記Ａ或いはその架橋物またはＢの
材料が特に好ましい。かかる場合パラフィン類とバイン
ダ成分との親和性が特に良好であるので、後述の機械的
手段にて両者が混合されなくとも、本発明における必要
量（即ちパラフィン類１００重量部当たり炭化水素系有
機高分子が５〜３０重量部となる量）を炭化水素系有機
高分子粒子に含有させ得ることができる。Ａ．前記（３）の炭化水素系ゴム類と前記（１）のポリ
オレフィン系ポリマー類との併用系：この場合のポリオ
レフィン系ポリマー類としては特にその成分としてポリ
メチレン、ポリエチレン、ポリスチレン等のホモポリマ
ー、オレフィン同士のコポリマー、オレフィンと他のモ
ノマー、例えば酢酸ビニル、アクリル酸、メタクリル酸
等とのコポリマー等であり、これらは１種または２種以
上で使用されるが、就中ＪＩＳＫ７１２１（プラス
チックの転移温度測定方法）によって測定される最高結
晶転移温度（通常は融点に該当する）が使用したパラフ
ィン類のＴ_maxより少なくとも１０℃高い高結晶性のも
の、好ましくはＴ_maxより少なくとも２０℃高いものが
使用される。この結晶性ポリオレフィンは炭化水素系ゴ
ム類との併用下で適度な柔軟性を有しつつ確実に形状保
持性をも達成する。しかも脆くなく、成形しても割れを
生ぜず充分なる保持性を維持するものである。３成分の
配合割合はパラフィン類１００重量部に対し、炭化水素
系ゴム類１〜２０重量部、好ましくは５〜１５重量部、
ポリオレフィン系ポリマー類１〜２０重量部、好ましく
は５〜１５重量部である。この混合系においては蓄熱材
は非架橋状態でもよいが、ゲル分率にして少なくとも１
重量％、好ましくは少なくとも２重量％に適当な方法、
例えば前記した化学架橋法、水架橋法、照射架橋法、就
中水架橋法にて架橋されていることが好ましい。Ｂ．前記（２）の熱可塑性エラストマー類：パラフィン
類の少なくともＴ_max以下ではゴム弾性を示すものが好
ましい。この場合Ｔ_max以下の温度ではゴム弾性を有す
るが故にパラフィン類をうまく包み込んだ状態で該熱可
塑性エラストマーで良好に担持できるので混合物の取り
扱いが容易であり、割れ難くなり、成形が容易である。
更に上記エラストマーはＴ_maxより高温度においてもゴ
ム弾性を持続するために、本発明の蓄熱材は溶融したり
滴下することはない。

【００２２】前記のパラフィン類と炭化水素系有機高分
子を、前記した如き割合で機械的手段により混合して本
発明の蓄熱材とするが、機械的手段にての混合とは、パ
ラフィン類と炭化水素系有機高分子の双方中の少なくと
も１成分の溶融物に残余の成分が少なくとも膨潤、好ま
しくは溶解することにより、或いは高温度により、混合
対象となるいずれの成分も外力にて流動変形しうる状態
において攪拌、混合、或いは混練する行為を意味する。
例えば１００〜２００℃に保持されたパラフィン類の溶
融物に炭化水素系有機高分子を溶解し、得られる高温度
の溶液を攪拌混合する様態、混合各成分が軟化する温
度、例えば５０〜２５０℃で２本ロール、バンバリーミ
キサ、押出機、２軸混練押出機等の通常の混練機を使用
して混練混合する態様等が例示される。混合の程度は可
及的に充分であることが好ましいが、一般には１〜１５
０分程度の混合を行って目視にて一様に混合されたと判
断される程度である。

【００２３】混合され溶液状となった上記組成物は、そ
のままで、或いは若干冷却して成形される。押出機を用
いればシート状、板状に押し出し成形することができ、
更に該押出機により棒状、パイプ状にも成形できる。
棒、パイプを細断すれば粒状、ペレット状ともなる。

【００２４】本発明の蓄熱材には更に上記成分の他に必
要に応じて各種の添加剤を配合することができる。たと
えば老化防止剤、酸化防止剤、着色剤、顔料、帯電防止
剤の他、用途に応じて防黴剤、難燃剤を、更には伝熱性
向上のために金属粉、金属繊維、金属酸化物、カーボ
ン、カーボンファイバー等を使用することができる。

【００２５】このようにして得られた本発明の蓄熱材を
前記パイプ２または発熱体２よりの熱にて蓄熱可能な部
位に設けて蓄熱材部４とする。その際、蓄熱材をブロッ
ク、粒、シート、板等の好ましい形状にした成形品を用
いてもよいし、或いは施工現場でパイプまたは発熱体を
敷設した後に、加熱溶融させた蓄熱材を直接流し込んで
固化させる方法を採用することもできる。

【００２６】蓄熱材部４の敷設は、密にしてもよいが、
通常は熱膨張吸収のために、空隙を作っておくとよい。
空隙の作り方としては、蓄熱材をブロック等の成形品の
形で施工するときには、適宜の間隔をあけて敷設すれば
よいし、また前記の流し込み方式を採用するときには、
スポンジ等のスペーサーを適宜入れておけばよい。

【００２７】蓄熱材部４の敷設厚さについては特に限定
はなく、適宜選択すればよいが、通常は５〜６０ｍｍ、
好ましくは２０〜４０ｍｍとすればよい。

【００２８】このようにして蓄熱材部４の敷設をした
後、床仕上げ材等の表面材層３を設けると図１および図
２に示される本発明の床構造が得られる。この床構造に
おいては、床の強度保持の目的でワイヤーメッシュ７等
を必要に応じて設けることもできる。

【００２９】図３は、本発明に係る路面構造の一例を示
す断面図で、１は基礎材層としての基礎路盤（例えば玉
砂利、砂等）、２は前述の如き熱媒循環用パイプ、３は
表面材層としてのアスファルト、コンクリート等の路面
材、４は前述の如き蓄熱材部を表す。図４は、本発明の
路面構造の他の一例を示す断面図で、１、３、および４
は図３と同じものを表し、２は発熱体を表す。

【００３０】図３または図４において基礎路盤１上に設
けられるパイプ２または発熱体２は、図１および図２で
述べたと同じものである。これらを敷設するにあたり、
基礎路盤１上に、路盤表面仕上げ層９としてアスファル
ト、モルタル、コンクリート等の層を通常１０〜５０ｍ
ｍ程度の厚さに設けておいてもよい。或いはこの表面仕
上げ層９を設けずに油紙等を敷いてもよい。

【００３１】パイプ２または発熱体２の敷設後、蓄熱材
部４を、図１および図２の説明におけると同様にして設
ける。その際、路面の強度保持のためにワイヤーメッシ
ュ７を設けておくとよいことは既述したが、強度保持の
ための他の手段として、図４に見られる如きコンクリー
トブロック等の仕切り材１１を所々に適宜配置しておく
のもよい。

【００３２】蓄熱材部４を設けた後、表面材層３を設け
る。この表面材層３は、アスファルト、コンクリート等
の路面材であり、通常は２０〜６０ｍｍ程度の厚さに施
工される。この際、コンクリート、モルタル層１０を蓄
熱材部４と表面材層３の間に設けてもよい。

【００３３】なお、図１〜図４では、発熱体２が蓄熱材
部４の下側部に配置されているが、発熱体２を蓄熱材部
４の上層部位に配置させる構造でもよい。また、蓄熱材
部４を設けた後に発熱体２を敷設することもできる。

【００３４】以上の如くして得られた本発明に係る床ま
たは路面構造において、パイプ内を循環させる熱媒とし
ては、温水、不凍液、温風等が挙げられる。温水等の熱
源としてはどのようなものを用いてもよいが、電力によ
る場合は、経済的な深夜電力を利用し、電気温水器或い
はヒートポンプによって温水または温風を供給して蓄熱
材に蓄熱させておくと、昼間は電力を用いなくとも蓄熱
分だけで暖房、融雪、凍結防止等を行うことができるの
でランニングコストを大幅に低減することができる。こ
の効果は発熱体を使用する場合においても同様である。

【００３５】

【実施例】次に、実施例を示して本発明を更に具体的に
説明するが、本発明がこれら実施例に限定されるもので
ないことは言うまでもない。実施例１事務所の床を図１に示した如き構造とした。即ち、１２
０ｍｍ厚のコンクリート床１の上に防水シート５を敷
き、この上に市販の断熱材シート６（厚さ３０ｍｍ）を
敷いた後、ワイヤーメッシュ７を敷いて、これに内径１
４.3ｍｍの銅パイプ２を取り付けた。しかる後、下記組
成からなる蓄熱材を１５０℃で混合混練、溶融させ、流
し込んで冷却固化させた。蓄熱材部４の厚さはおよそ３
０ｍｍであった。次いで、ビニル系材料からなる床仕上
げ材３を敷いて本発明に係る床構造とした。

【００３６】蓄熱材の組成１１５°Ｆパラフィン１００重量部熱可塑性エラストマー１０重量部（シェル化学社製、商品名クレイトンＧ）ポリエチレンワックス１０重量部酸化防止剤０．５重量部この蓄熱材の蓄熱温度は４７℃、蓄熱量は４０ｋｃａｌ
／ｋｇであり、蓄熱時も固形を保ち、１００℃でも流動
することはなかった。

【００３７】深夜電力を用いる温水器より夜間８時間、
前記パイプ２に温水供給して蓄熱材部４に蓄熱させた
後、昼間は温水供給をストップして室内温度を調べた結
果、外気温が−１３℃〜３℃であったときも室内温度は
１９〜２３℃にほぼ保たれ、一日中快適であった。蓄熱
材については、蓄熱時も溶け出す等の異常は全く認めら
れず、固体状態を保持していた。

【００３８】実施例２細粒玉砂利を敷きつめた後、３０ｍｍ厚にコンクリート
を打設した。この上にワイヤーメッシュを敷き、これに
１３Ａ架橋ポリエチレンパイプを取り付けた。所々にス
ポンジを配置すると共に、所々に厚さ４０ｍｍ程度のコ
ンクリートブロックを置いた後、下記組成からなる蓄熱
材を１６０℃で機械的に攪拌混合し、溶解させたものを
流し込んで冷却、固化させた。蓄熱材層の厚さは約３０
ｍｍであった。蓄熱材が固化した後、４０ｍｍ厚にコン
クリートを打設し、その上に４０ｍｍ厚にアスファルト
を施して屋外駐車場用の路面構造とした。

【００３９】蓄熱材の組成１１５°Ｆパラフィン１００重量部ポリエチレン１０重量部エチレン−プロピレンゴム１０重量部酸化防止剤０．５重量部

【００４０】深夜電力を利用し、電気温水器で温水を作
り、前記架橋ポリエチレンパイプに１０時間温水供給す
ることにより蓄熱材に蓄熱させた。この日、約１３時間
に亘る降雪の結果、約１０ｃｍ程の積雪が報告され、外
気温は−９℃〜−１℃であった。上記の夜間の蓄熱を行
っただけで、昼間は温水供給をストップしたが、屋外駐
車場の路面上の雪は完全に融け、また凍結することもな
かった。

【００４１】

【発明の効果】以上述べた通り、本発明に係る床または
路面構造は、特定の蓄熱材を熱媒循環用パイプまたは発
熱体の周りの少なくとも一部に設けて前記パイプまたは
発熱体よりの熱を蓄熱できるようにしたものであり、本
発明に従えば暖房、融雪、凍結防止等の加温工程におけ
るランニングコストを大幅に低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の床構造の一例を示す断面図である。

【図２】本発明の床構造の他の一例を示す断面図であ
る。

【図３】本発明の路面構造の一例を示す断面図である。

【図４】本発明の路面構造の他の一例を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１：基礎材層２：熱媒循環用パイプまたは発熱体３：表面材層４：蓄熱材部５：防水シート６：断熱材７：ワイヤーメッシュ８：保護材層９：路盤表面仕上げ層１０：コンクリート、モルタル層１１：仕切り材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ２４Ｈ 7/00 9033−3Ｌ (72)発明者百瀬千秋兵庫県伊丹市池尻４丁目３番地三菱電線工業株式会社伊丹製作所内

Claims

【特許請求の範囲】【請求項１】基礎材層の上面に熱媒循環用パイプまた
は発熱体を敷設し、更にこの上に表面材層を設けてなる
床または路面構造において、パラフィン類１００重量部
と炭化水素系有機高分子５〜３０重量部とが機械的手段
により混合されてなる蓄熱材部を、前記パイプまたは発
熱体よりの熱にて蓄熱可能な部位に設けたことを特徴と
する床または路面構造。