(57)【要約】【課題】本発明は、優れた蓄熱性を示し、また、蓄熱材が漏れ難く、形状安定性（寸法安定性）、取り扱い性に優れた蓄熱組成物及びその蓄熱成形体を提供する。【解決手段】本発明の蓄熱組成物は、（Ａ）（ａ−１）スチレンと、（ａ−２）ブタジエン及び／またはイソプレンとを、混合比率（重量比率）（ａ−１）：（ａ−２）が１０：９０〜５０：５０の割合で共重合された共重合体５重量％以上５０重量％以下、（Ｂ）蓄熱材として脂肪族炭化水素５０重量％以上９５重量％以下、を含むことを特徴とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）（ａ−１）スチレンと、（ａ−２）ブタジエン及び／またはイソプレンとを、混合比率（重量比率）（ａ−１）：（ａ−２）が１０：９０〜５０：５０の割合で共重合された共重合体５重量％以上５０重量％以下、
（Ｂ）蓄熱材として脂肪族炭化水素５０重量％以上９５重量％以下、
を含むことを特徴とする蓄熱組成物。
【請求項２】
さらに、（Ｃ）無機多孔質粉体を、蓄熱組成物全量に対し５重量％以上３０重量％以下含む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】
（Ｃ）無機多孔質粉体のかさ密度が０．０１ｇ／ｃｍ３以上０．２ｇ／ｃｍ３以下であることを特徴とする請求項２に記載の蓄熱組成物。
【請求項４】
さらに、（Ｄ）無機繊維を、蓄熱組成物全量に対し０．１重量％以上２重量％以下含むことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の蓄熱組成物。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか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その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、スチレンと（ブタジエン及び／またはイソプレン）を特定の混合比率で共重合した共重合体と、蓄熱材と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、形状安定性（寸法安定性）に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）（ａ−１）スチレンと、（ａ−２）ブタジエン及び／またはイソプレンとを、混合比率（重量比率）（ａ−１）：（ａ−２）が１０：９０〜５０：５０の割合で共重合された共重合体５重量％以上５０重量％以下、
（Ｂ）蓄熱材として脂肪族炭化水素５０重量％以上９５重量％以下、
を含むことを特徴とする蓄熱組成物。
２．さらに、（Ｃ）無機多孔質粉体を、蓄熱組成物全量に対し５重量％以上３０重量％以下含むことを特徴とする１．に記載の蓄熱組成物。
３．（Ｃ）無機多孔質粉体のかさ密度が０．０１ｇ／ｃｍ３以上０．２ｇ／ｃｍ３以下であることを特徴とする２．に記載の蓄熱組成物。
４．さらに、（Ｄ）無機繊維を、蓄熱組成物全量に対し０．１重量％以上２重量％以下含むことを特徴とする１．から３．のいずれかに記載の蓄熱組成物。
５．１．から４．のいずれか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、形状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、その実施するための最良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）（ａ−１）スチレンと、（ａ−２）ブタジエン及び／またはイソプレンとを、混合比率（重量比率）で（ａ−１）：（ａ−２）が１０：９０〜５０：５０の割合で共重合された共重合体（以下「（Ａ）成分」ともいう。）５重量％以上５０重量％以下、（Ｂ）蓄熱材として脂肪族炭化水素（以下「（Ｂ）成分」ともいう。）５０重量％以上９５重量％以下、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５０重量％以上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、非常に形状安定性、取り扱い性の悪いものである。
しかし本願発明で用いる、スチレンとブタジエン及び／またはイソプレンを特定の比率で配合した特殊な共重合体は、特定のポリマーネットワーク構造を有し、このポリマーネットワーク構造により、より多くの（Ｂ）成分を保持することができ、蓄熱成形体から、蓄熱材（（Ｂ）成分）が漏れ難く、また、形状安定性、取り扱い性に優れたものとなることを特徴とする。
【００１４】
（Ａ）成分は、（ａ−１）スチレンと、（ａ−２）ブタジエン及び／またはイソプレンとを、混合比率（ａ−１）：（ａ−２）が、重量比率で１０：９０〜５０：５０（好ましくは２０：８０〜４０：６０）の割合で共重合された共重合体である。
このような共重合体は、（ａ−１）成分が１０重量％以上５０重量％以下の割合で含有され、これは、蓄熱材（（Ｂ）成分）を共重合体中に取り込むのに最適な含有量であり、また、（ａ−２）成分が５０重量％以上９０重量％以下の割合で含有され、これは、（Ｂ）成分を保持するポリマーネットワーク構造を得るのに最適な含有量であることを特徴とするものである。また、本発明ではこのような共重合体を用いることにより、（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とともに、形状安定性に優れた蓄熱成形体を得ることができる。
（ａ−１）成分が５０重量％より多い、または、（ａ−２）成分が５０重量％より少ない場合は、共重合体中に蓄熱材（（Ｂ）成分）が取り込まれ難くくなり、（ａ−１）成分が１０重量％より少ない、または、（ａ−２）成分が９０重量％より多い場合は、共重合体中に蓄熱材（（Ｂ）成分）が取り込まれたとしても、蓄熱材（（Ｂ）成分）を保持でき難くくなる。
本発明では、特に（ａ−１）成分としてスチレン、（ａ−２）成分としてブタジエンからなるスチレンブタジエン共重合体が好ましい。
また、（ａ−１）成分、（ａ−２）成分を規定量含有していれば、その他モノマー成分（（ａ−３）成分）を本発明の効果を損なわない程度に含有してもよい。このような（ａ−３）成分としては、アクリロニトリル、クロロプレン等が挙げられる。
（Ａ）成分の含有量としては、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、５０重量％以上９５重量％以下、好ましくは６０重量％以上９０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】
さらに本発明では、（Ｃ）無機多孔質粉体（以下、「（Ｃ）成分」ともいう。）を、蓄熱組成物全量に対し５重量％以上３０重量％以下（好ましくは６重量％以上２０重量％以上、さらに好ましくは７重量％以上１５重量％以上）含むことが好ましい。
このような（Ｃ）成分は、蓄熱成形体の形状を保持する作用、また、（Ｂ）成分を蓄熱成形体中に保持する作用があるものと思われ、（Ｂ）成分が外部に漏れ出すのを抑制する効果がある。
また、（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、タック感も残りにくく、取り扱い性、加工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。
（Ｃ）成分としては、特に、かさ密度が０．０１〜０．２ｇ／ｃｍ３（好ましくは０．０２〜０．１５ｇ／ｃｍ３）の無機多孔質粉体が好ましい。このような（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。
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難しい。また、タック感も残り、取り扱い性に劣る傾向がある。また、３０重量％より多いと、その分（Ｂ）成分の含有量が減少し、蓄熱性能に劣る傾向がある。
【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％以下であることが好ましい。０．１重量％より少ないと、形状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１〜１０、比較例１〜２）
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。
このスラリーを押出し成形機を用いて成形し、厚み５ｍｍの蓄熱成形体を得た。
得られた蓄熱成形体について、密度、潜熱量、相変化温度をそれぞれ測定した。測定値は、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。
また、得られた蓄熱成形体について次の試験を行った。
【００２６】
（形状安定性試験）
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。
【００２７】
【表１】
2011037962.tif 000002
【００２８】
【表２】
2011037962.tif 000003