(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）スチレン−ブタジエン熱可塑性エラストマー５〜５０重量％、
（Ｂ）蓄熱材として脂肪族炭化水素４５〜９０重量％、
（Ｃ）かさ密度が０．０１〜０．２ｇ／ｃｍ３である無機多孔質粉体５〜３０重量％、
（Ｄ）無機繊維０．１〜２重量％、を含み、
該（Ａ）スチレン−ブタジエン熱可塑性エラストマーのスチレンとブタジエンの組成比（重量比）が、１０：９０〜５０：５０である
ことを特徴とする蓄熱組成物。
【請求項２】
（Ｄ）無機繊維の繊維長が、１０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の蓄熱組成物。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の蓄熱組成物から得られる蓄熱成形体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高い蓄熱性を有する蓄熱組成物及び蓄熱成形体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、熱エネルギーを蓄える技術、即ち蓄熱技術が、昨今のエネルギー問題を解決する技術の一つとして着目されている。
蓄熱技術は、太陽熱、地熱等の自然エネルギーや、冷暖房器具からの余熱を有効利用する技術で、例えば、住宅においては、安価な夜間電力を使用して、熱を蓄え、多目的な熱源として利用し、日中の電力消費を抑える技術として利用されている。
【０００３】
このような蓄熱技術に用いられる蓄熱材としては、顕熱蓄熱材、潜熱蓄熱材が挙げられ、特に、物質の相変化による潜熱を利用した潜熱蓄熱材が多く採用されている。
【０００４】
この潜熱蓄熱材は、物質が固体から液体に相変化する時に熱を蓄え（蓄熱）、液体から固体に相変化する時に熱を放出（放熱）するという性質を利用し、物質の相変化（固液変化）を利用して蓄熱・放熱させるものである。
【０００５】
このような潜熱蓄熱材を有効に利用するためには、単位体積あたりの潜熱蓄熱材の含有量を多くする必要がある。
例えば、潜熱蓄熱材を、密閉型のラミネートシートやプラスチックケースに封入し、利用する方法がある。このような方法では、単位体積あたりの潜熱蓄熱材の含有量を多くすることができる。
しかし、潜熱蓄熱材は、固液変化に伴う状態変化により、体積変化を起こし、シートやケースに負荷をかけるおそれがあり、場合によっては潜熱蓄熱材が漏れ出す危険性がある。さらに、液体状態となった潜熱蓄熱材は、底部に偏るなど、有効に蓄熱効果が発揮できないという問題もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−３１６１９４号公報（請求の範囲）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような問題に対し、特許文献１では、特定の炭化水素と、Ｃ８分の長さの側鎖を有する直鎖状低密度ポリエチレン、天然油脂系脂肪酸から選択されるゲル化剤を主成分とするゲル状の蓄熱体を用いることが提案されている。
しかし、炭化水素が液体状態となる高温領域においては、蓄熱体が流動性を有したり、また、炭化水素が漏れ出す可能性が残っており、その取り扱い性、寸法安定性に困難な場合があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記課題を解決するために、鋭意検討をした結果、特定かさ密度の無機多孔質粉体を特定比率で混合した蓄熱組成物より得られる蓄熱成形体が、蓄熱性に優れており、また、蓄熱材が漏れ難く、取り扱い性、寸法安定性にも優れていることを見出し、本発明の完成に至った。
【０００９】
即ち、本発明は、以下の特徴を含むものである。
１．（Ａ）スチレン−ブタジエン熱可塑性エラストマー５〜５０重量％、
（Ｂ）蓄熱材として脂肪族炭化水素４５〜９０重量％、
（Ｃ）かさ密度が０．０１〜０．２ｇ／ｃｍ３である無機多孔質粉体５〜３０重量％、
（Ｄ）無機繊維０．１〜２重量％、を含み、
該（Ａ）スチレン−ブタジエン熱可塑性エラストマーのスチレンとブタジエンの組成比（重量比）が、１０：９０〜５０：５０である
ことを特徴とする蓄熱組成物。
２．（Ｄ）無機繊維の繊維長が、１０ｍｍ以下であることを特徴とする１．に記載の蓄熱組成物。
３．１．または２．に記載の蓄熱組成物から得られる蓄熱成形体。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の蓄熱組成物から得られる蓄熱成形体は、単位体積あたりの潜熱蓄熱材の含有量が多く蓄熱性に優れており、また、蓄熱材が漏れ難く、取り扱い性、寸法安定性に優れている。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を、その実施の形態とともに詳細に説明する。
【００１２】
本発明の蓄熱組成物は、（Ａ）熱可塑性エラストマー（以下「（Ａ）成分」ともいう。）５〜５０重量％、（Ｂ）蓄熱材として脂肪族炭化水素（以下「（Ｂ）成分」ともいう。）４５〜９０重量％、（Ｃ）かさ密度が０．０１〜０．２ｇ／ｃｍ３である無機多孔質粉体（以下「（Ｃ）成分」ともいう。）５〜３０重量％を含むことを特徴とするものである。
【００１３】
このような蓄熱組成物から得られる蓄熱成形体は、蓄熱材である（Ｂ）成分が４５〜９０重量％と非常に多く含有されたものであり、通常であれば、蓄熱成形体から蓄熱材が漏れ出したり、蓄熱成形体自体にタック感が残り、取り扱い性の悪いものである。
しかし本願発明では、特に（Ｃ）成分を特定比率で配合することにより、蓄熱材である（Ｂ）成分が蓄熱成形体内で保持され、（Ｂ）成分が非常に多く含有されたものであるにもかかわらず、（Ｂ）成分が漏れ難く、また、（Ｂ）成分によるタック感等も抑制でき、取り扱い性、寸法安定性に優れたものとなることを特徴とする。
【００１４】
（Ａ）成分は、熱可塑性エラストマーであり、蓄熱成形体を形成する成分である。熱可塑性エラストマーとしては、例えば、スチレン系熱可塑性エラストマー、ウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリエスエル系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、フッ素樹脂系熱可塑性エラストマー、塩化ビニル系熱可塑性エラストマー等が挙げられ、これらのうち、１種または２種以上を混合し用いることができる。
本発明では特に、スチレン系熱可塑性エラストマーを用いることが好ましく、例えば、スチレン−ブタジエン熱可塑性エラストマー、スチレン−イソプレン熱可塑性エラストマー、スチレン−エチレンブチレン熱可塑性エラストマー、スチレン−エチレンプロピレン熱可塑性エラストマー等が挙げられ、これらのうち、１種または２種以上を混合し用いることができる。
本発明では、特に、スチレン−ブタジエン熱可塑性エラストマーを用いることが好ましく、スチレン−ブタジエン熱可塑性エラストマーは、蓄熱材である（Ｂ）成分との相性がよく、（Ｂ）成分を蓄熱成形体内に効率よく保持することができ、また、（Ｂ）成分の液−固相変化に伴う体積変化に対して、柔軟性に優れ、（Ｂ）成分の漏れを抑制することができる。スチレン−ブタジエン熱可塑性エラストマーとしては、特に、スチレンとブタジエンの組成比（重量比）が、１０：９０〜５０：５０（好ましくは、２０：８０〜４０：６０）の割合で共重合されたものであることが好ましい。
（Ａ）成分の含有量は、蓄熱組成物全量に対し、５重量％以上５０重量％以下、好ましくは、１０重量％以上４０重量％以下である。（Ａ）成分が少なすぎると、蓄熱成形体を形成することが困難であり、（Ａ）成分が多すぎると、その分（Ｂ）成分の含有量が減少し、蓄熱性能に劣る。
【００１５】
（Ｂ）成分は、脂肪族炭化水素であり、蓄熱材として用いる成分である。
（Ｂ）成分としては、例えば、ドデカン、テトラデカン、ペンタデカン、ヘキサデカン、ヘプタデカン、オクタデカン、ノナデカン、エイコサン、ヘネイコサン、ドコサン、テトラコサン、ヘキサコサン、ヘプタコサン、オクタコサン、トリアコンタン、パラフィンワックス等が挙げられ、これらのうち、１種または２種以上を併用し、用いることができる。
（Ｂ）成分の含有量としては、蓄熱組成物全量に対し、４５重量％以上９０重量％以下、好ましくは５０重量％以上８５重量％以下である。
このように本発明では、組成物中に（Ｂ）成分を多く含むことができるため、優れた蓄熱性能を示すことができる。
【００１６】
（Ｃ）成分は、かさ密度が０．０１〜０．２ｇ／ｃｍ３（好ましくは０．０２〜０．１５ｇ／ｃｍ３）の無機多孔質粉体である。
（Ｃ）成分は、主に、蓄熱成形体製造時、製造後、また、蓄熱成形体加工時において、蓄熱成形体の形状を保持する成分である。
本発明者らは、これまでの研究にて、（Ａ）成分として熱可塑性エラストマーを用い、さらに、多量の（Ｂ）成分を用いている２成分の系において、特に、（Ｂ）成分の相変化温度以上では形状の変形が起こりやすいことを確認している。本発明では、（Ｃ）成分を含むことにより、蓄熱成形体製造時、製造後、また、蓄熱成形体加工時において、蓄熱成形体の変形を起こり難くし、蓄熱成形体の形状を保持することができ、寸法安定性に優れた蓄熱成形体を得ることが可能となったことを特徴とするものである。また、（Ｃ）成分と（Ａ）成分との相乗効果により、（Ｂ）成分を保持する効果も向上し、蓄熱成形体から（Ｂ）成分の漏れを抑制することができ、また、タック感も残にくく、取り扱い性にも優れた蓄熱成形体を得ることができる。
このような効果は、（Ｃ）成分を含むことで、（Ｂ）成分や（Ａ）成分が（Ｃ）成分内または（Ｃ）成分間の隙間に入り込み、そのような状態を維持したまま蓄熱成形体を形成することができるため、蓄熱成形体の変形を起こり難くくするとともに、（Ｂ）成分が外部に漏れ出すことを抑制できるものと思われる。特に、本発明では、かさ密度の小さい（Ｃ）成分を用いることにより、より多くの（Ｂ）成分や（Ａ）成分が（Ｃ）成分内または（Ｃ）成分間の隙間に入り込みやすく、蓄熱成形体の変形を起こり難くくするとともに、（Ｂ）成分が外部に漏れ出すのを抑制することができる。
（Ｃ）成分のかさ密度が０．２ｇ／ｃｍ３より大きい場合は、（Ｃ）成分内または（Ｃ）成分間の隙間に、多くの（Ｂ）成分や（Ａ）成分が入り込み難く、蓄熱成形体から（Ｂ）成分が漏れ出す場合がある。
なお、本発明におけるかさ比重は、円筒容器に軽量弾性粒子を供給し、容器内の軽量弾性粒子のかさ変化が終了するまで上下振動（タッピング振動）を与えることによって測定される値である。
また、有機系の多孔質粉体では、（Ｂ）成分による可塑化が起こる場合があり、粉体自体の形状が保持できず、その結果、（Ｂ）成分を保持することが困難となる場合がある。また、耐熱性にも劣っており、例えば、高温で蓄熱成形体を製造する場合や、高温箇所に設置する場合にも、不具合が生じる場合がある。
【００１７】
（Ｃ）成分としては、例えば、パーライト等が挙げられる。
（Ｃ）成分の含有量は、蓄熱組成物全量に対し、５重量％以上３０重量％以下、より好ましくは６重量％以上２０重量％以下、さらに好ましくは７重量％以上１５重量％以下である。５重量％より少ないと、蓄熱成形体加工時の成形性に劣り、蓄熱成形体の形状を保持することができない。また、タック感も残り、取り扱い性に劣る。また、３０重量％より多いと、その分（Ｂ）成分の含有量が減少し、蓄熱性能に劣る。
【００１８】
本発明では、さらに、（Ｄ）無機繊維（以下「（Ｄ）成分」ともいう。）を０．１〜２．０重量％含有することが好ましい。
（Ｄ）成分は、主に、蓄熱成形体製造時、製造後、また、蓄熱成形体加工時において、蓄熱成形体の形状を保持する成分である。また、（Ｃ）成分と併用することにより、上記した（Ｃ）成分による効果を高めることができる。
また、（Ｂ）成分の相変化温度以下の温度では、蓄熱成形体の厚み調整が困難となる場合があるが、（Ｄ）成分を含有することにより、厚み調整を容易に行うことができ、加工性、取り扱い性にも優れた蓄熱成形体を得ることができる。
さらに、（Ｄ）成分は、耐熱性にも優れているため、例えば、高温で蓄熱成形体を製造する場合や、高温箇所に設置する場合にも、好適である。
（Ｄ）成分としては、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、金属繊維等が挙げられ、これらのうち、１種または２種以上を併用し、用いることができる。本発明では、特に、ガラス繊維が好適に用いられる。
（Ｄ）成分の繊維長は、１０ｍｍ以下、好ましくは６ｍｍ以下であることが好ましい。
（Ｄ）成分の含有量は、蓄熱組成物全量に対し、０．１重量％以上２重量％以下、さらには０．２重量％以上１．５重量％以下である。０．１重量％より少ないと、寸法安定性の向上が期待できない。また、２重量％より多いと、蓄熱成形体の加工性に劣る場合がある。
【００１９】
また、本発明の蓄熱組成物は、上記成分の他に、必要に応じ、溶剤、増粘剤、可塑剤、緩衝剤、分散剤、架橋剤、防腐剤、防黴剤、抗菌剤、防藻剤、湿潤剤、消泡剤、レベリング剤、滑剤、脱水剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、光安定剤、香料等またはその他の添加剤等を加えてもよい。
【００２０】
本発明の蓄熱組成物は、公知の方法により蓄熱成形体を製造することができる。
例えば、各種成分を混合した蓄熱組成物を、所定の型枠に流し込み、成形させることにより、パネル状、シート状、または、所定の型の蓄熱成形体を得る方法（型枠工法）、
各種成分を混合した蓄熱組成物を、押出し成形機および、または延伸成形機を用いて、圧延することにより、シート状の蓄熱成形体を得る方法（圧延工法）、等が挙げられる。
例えば、型枠工法は、所定の型枠に蓄熱組成物を流しこみ、成形させて蓄熱成形体を得る方法であり、製造しやすいように、予め蓄熱組成物を昇温し、流しこみやすくしておいてもよい。また、後述する材料を予め積層してもよい。
また、圧延工法は、押出し成形機および、または延伸成形機を用いて、圧延する方法であり、製造しやすいように、予め蓄熱組成物を昇温し、圧延しやすくしておいてもよい。
【００２１】
本発明の蓄熱組成物は、成形性に優れたものであり、蓄熱組成物から得られた蓄熱成形体は、蓄熱材が漏れ出すことがないため変形や切り出し等の加工性に優れ、取り扱い性、寸法安定性に優れている。また、蓄熱成形体の密度は、特に限定されるものではないが、０．８ｇ／ｃｍ３以上１．０ｇ／ｃｍ３以下であることが好ましい。
【００２２】
本発明の蓄熱成形体が使用される用途としては特に限定されないが、例えば、住宅等の建築物の壁材、天井材、床材等の内・外装材の材料、床暖房システム、車輌等の内装材、機械・機器等の工業製品、熱電変換システム、熱搬送媒体、冷暖房設備、冷蔵・冷凍庫、浴槽・浴室、クーラーボックス、保温シート、結露防止シート、電気製品、ＯＡ機器、プラント、タンク、衣類、カーテン、じゅうたん、寝具、日用雑貨等に用いる材料としても適用できる。
本発明の蓄熱体は、基本的にゲル状の物質であるため、使用用途に合わせて形状を変化させることができ、幅広い用途への応用が可能である。また、温度の制御（蓄熱効果）だけでなく、結露防止効果、曇り防止効果を必要とする部位にも有効である。
【００２３】
例えば、ガラス板、アクリル樹脂、ビニル樹脂、ＰＥＴ樹脂等の樹脂板またはシート（フィルムを含む）、ステンレス、銅、アルミニウム、鉄、真鉄、亜鉛、マグネシウム、ニッケル等の金属板又は金属箔、不織布、織布、ガラスクロス等の繊維材料、紙、合成紙等の紙材、木材、パーティクルボード、合板等の木質材、スレート板、石膏ボード、ＡＬＣ板、珪酸カルシウム板、木毛セメント板、セラミックペーパー、天然石板、無機サイディングボード等の無機質板、金属サイディングボード等の金属材料、金属フィルム、グラスファイバー等のフィルム成形体、発泡性防火材料、難燃材含有材料、ポリスチレン発泡体、硬質ポリウレタンフォームなどのポリウレタン発泡体、アクリル樹脂発泡体、フェノール樹脂発泡体、ポリエチレン樹脂発泡体、発泡ゴム、グラスウール、ロックウール、発泡セラミック等、発熱体等に積層して用いたり、繊維等に埋め込んで用いたり、また、密閉型のラミネートシートやプラスチックケースに封入して用いることもできる。
【実施例】
【００２４】
以下に実施例及び比較例を示し、本発明の特徴をより明確にするが、本発明はこの実施例に限定されない。
【００２５】
（実施例１〜６、比較例１〜４）
表１に示す原料を用いて、表２に示す配合比率にて、蓄熱材、熱可塑性エラストマーを１６０℃にて溶融加熱混合した後、加熱ニーダーを用いて１２０℃にて無機多孔質粉体、無機繊維を混合したスラリーを得た。
このスラリーを用いて、次の成形性試験及び加工性試験、さらに形状安定性試験を行った。
【００２６】
（成形性試験）
蓄熱材の相変化温度以上の温度域である８０℃にて、押出し成形機を用いて蓄熱成形体（厚み：約５ｍｍ程度）の成形性を評価した。結果は表２に示す。
◎：均一な厚みの蓄熱成形体の製造が容易であった。
○：蓄熱成形体の製造が可能であった。
△：蓄熱成形体の製造が可能であったが、得られた蓄熱成形体はタック感が残っていた。
×：押出し成形機にスラリーが付着し、蓄熱成形体の製造が困難であった。
【００２７】
（加工性試験）
成形性試験で得られた蓄熱成形体の厚みを調整するため、温度２５℃にて、延伸成形機を用いて、厚み３ｍｍとなるように厚み調整を行った際の延伸成形性（加工性）を評価した。結果は表２に示す。
◎：蓄熱成形体の延伸成形性に優れ、厚み３ｍｍの厚み調整が容易であった。
○：延伸成形機を複数回用いることにより、厚み３ｍｍの厚み調整が可能であった。
△：厚み調整が困難であった。
×：厚み調整ができなかった。
【００２８】
（形状安定性試験）
加工性試験で得られた蓄熱成形体を３００×１００ｍｍに成形し、１０℃の雰囲気下で２４時間静置した状態、７０℃の雰囲気下で２４時間静置した状態を、３０サイクル繰り返した後、温度２３℃、相対湿度５０％ＲＨ雰囲気下に移し、蓄熱成形体の形状安定性を評価した。評価は次の通りである。結果は表２に示す。
◎：蓄熱成形体の形状変化が見られなかった。
○：蓄熱成形体の形状変化がほとんどみられなかった。
×：蓄熱成形体の形状が変化し、蓄熱材の漏れもみられた。
【００２９】
また、加工性試験で得られた蓄熱成形体の密度、潜熱量、相変化温度について表２に示す。
なお、潜熱量、相変化温度は、ＤＳＣ２２０ＣＵ（セイコーインスツルメンツ株式会社製）を用いて、示差走査熱量測定（ＤＳＣ測定）により、アルミニウムをリファレンスとし、昇温温度１０℃／ｍｉｎ、−２０〜６０℃の温度領域で測定した値である。
【００３０】
【表１】
0005502394.tif 000002
【００３１】
【表２】
0005502394.tif 000003