(57)【要約】【課題】冷感素材に用いられるマイクロカプセルについて、従来と同等以上の特性を有しつつ、材料が安価であり、また、低廉な製造プロセスで製造することができるマイクロカプセルを提供する。【解決手段】相変化物質を含有する潜熱蓄熱材をコアとし、樹脂被膜をシェルとし、前記潜熱蓄熱材が前記樹脂被膜内に封入されたマイクロカプセルであって、前記潜熱蓄熱材がパラフィン及び脂肪酸を含み、前記樹脂被膜がアクリル樹脂である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
相変化物質を含有する潜熱蓄熱材をコアとし、樹脂被膜をシェルとし、前記潜熱蓄熱材が前記樹脂被膜内に封入されたマイクロカプセルであって、
前記潜熱蓄熱材がパラフィン及び脂肪酸を含み、
前記樹脂被膜がアクリル樹脂であることを特徴とする冷感素材用マイクロカプセル。
【請求項２】
前記脂肪酸が、パルミチン酸とステアリン酸とカプリン酸との混合物である請求項１記載の冷感素材用マイクロカプセル。
【請求項３】
前記潜熱蓄熱材における前記脂肪酸の割合が、前記潜熱蓄熱材を１００とする質量割合で５０を超える請求項１又は２記載の冷感素材用マイクロカプセル。
【請求項４】
パラフィン及び脂肪酸を含む潜熱蓄熱材と、メタクリル酸メチルと、水と、触媒とを含む液体を攪拌することにより、前記メタクリル酸メチルを懸濁重合させてポリメタクリル酸メチル樹脂のシェルを形成することを特徴とする冷感素材用マイクロカプセルの製造方法。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の冷感素材用マイクロカプセルを含む冷感素材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷感素材用マイクロカプセル及びその製造方法並びにその冷感素材用マイクロカプセルを用いた冷感素材に関する。
【背景技術】
【０００２】
衣服や寝具等において、涼しさを感じる素材として、冷たさを感じる素材が開発されている。冷たさを感じる素材のうち、触れたときに冷たさを感じる素材は、接触冷感素材と呼ばれ、既知のものとしては熱伝導率や熱拡散性が高い繊維、水分を吸収し拡散させて気化熱を奪う繊維などがある。しかし、上記のような熱伝導率や熱拡散性が高い繊維や、水分を吸収し拡散させて気化熱を奪う繊維を用いて、実際に衣服や寝具等にした製品は、最初に瞬間的に冷たさを感じるものの、冷感は長続きしなかった。したがって、冷感が持続する冷感素材が求められていた。
【０００３】
温度調節材料を含む繊維であって、当該温度調節部材が相変化物質を含み、その相変化物質の固相が液相に代わるときの潜熱により冷感を生じさせる複合繊維がある（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００４−５１００６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
引用文献１において相変化物質は、例えばマイクロカプセルの態様で繊維内に含まれる。引用文献１のマイクロカプセルは、材料が高価であり、また、製造工程が煩雑であり、結果として高価であった。
【０００６】
本発明は、上述した現状を鑑みてなされたものであり、冷感素材に用いられるマイクロカプセルについて、従来と同等以上の特性を有しつつ、材料が安価であり、また、低廉な製造プロセスで製造することができ、ひいては安価に提供できる冷感素材用マイクロカプセル及びその製造方法並びに冷感素材用マイクロカプセルを用いた冷感素材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の冷感素材用マイクロカプセルは、相変化物質を含有する潜熱蓄熱材をコアとし、樹脂被膜をシェルとし、前記潜熱蓄熱材が前記樹脂被膜内に封入されたマイクロカプセルであって、
前記潜熱蓄熱材がパラフィン及び脂肪酸を含み、
前記樹脂被膜がアクリル樹脂であることを特徴とする。
【０００８】
本発明の冷感素材用マイクロカプセルにおいては、前記脂肪酸が、パルミチン酸（ＰＡ）とステアリン酸（ＳＡ）とカプリン酸（ＣＡ）との混合物であることが好ましく、前記潜熱蓄熱材における前記脂肪酸の割合が、前記潜熱蓄熱材を１００とする質量割合で５０を超えることが好ましい。
【０００９】
本発明の冷感素材用マイクロカプセルの製造方法は、パラフィン及び脂肪酸を含む液体の潜熱蓄熱材と、メタクリル酸メチルと、水と、触媒とを含む液体を攪拌することにより、前記メタクリル酸メチルを懸濁重合させてポリメタクリル酸メチル樹脂のシェルを形成することを特徴とする。
【００１０】
本発明の冷感素材は、上述した本発明の冷感素材用マイクロカプセルを含むものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、冷感素材に用いられるマイクロカプセルについて、従来と同等以上の特性を有しつつ、材料が安価であり、また、低廉な製造プロセスで製造することができ、ひいてはマイクロカプセル及びそれを用いた冷感素材を安価に提供できる。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の冷感素材用マイクロカプセル及びその製造方法並びに冷感素材の実施形態をより具体的に説明する。
【００１３】
（マイクロカプセル）
本発明の冷感素材用マイクロカプセルは、相変化物質を含有する潜熱蓄熱材をコアとし、樹脂被膜をシェルとしている。コアの潜熱蓄熱材は、相変化物質が固相から液相に相変化するときの潜熱により熱を吸収し、冷感を生じさせる。よって、本発明に従い、相変化物質を含有する潜熱蓄熱材をコアとしたマイクロカプセルを用いることにより、冷感素材は、既知の伝導率や熱拡散性が高い繊維、水分を吸収し拡散させて気化熱を奪う繊維に比べて、抜群の熱吸収力を有し得る。また、既知の上記繊維は、身体からの熱の蓄熱効果で温度が上昇し易いのに比べて、相変化物質を含有する潜熱蓄熱材をコアとしたマイクロカプセルを用いることにより、継続的に吸熱すると同時に発散することで、温度が上昇し難い。よって、冷感が持続するという、冷感持続力に優れる。更に、マイクロカプセルは、カプセル径が小さいので比表面積が大きく、相変化が速い。したがって、身体が接触すると相変化物質を含有する潜熱蓄熱材が速やかに固体から液体に変化し、熱を吸収する。そして身体が離れると相変化物質を含有する潜熱蓄熱材が速やかに固体から液体に変化する。よって、例えば冷感素材をベッドの敷パッドに用いた場合には、寝返りで身体が離れるだけで冷感が復元する。
【００１４】
本発明の冷感素材用マイクロカプセルの潜熱蓄熱材は、具体的にはパラフィン及び脂肪酸を含む。一般に、潜熱蓄熱材は有機系と、無機系とに大別できる。無機系は水和塩を蓄熱物質とするものであり、潜熱量が有機系よりも相対的にやや高いが、結晶加速度が遅く、過冷却し易く、毒性、腐食性が高いという不利がある。これに対し、有機系はパラフィンや脂肪酸等を潜熱蓄熱物質とするものであり、水和塩に比べて繰り返しの蓄熱・放熱特性が安定しており、また過冷却し難く、毒性、腐食性が低い。有機系の潜熱蓄熱材の潜熱量は無機系よりやや低いが、相対的なものであり、使用に当たっては十分な潜熱蓄熱能を有している。さらに、価格も比較的に安価である。したがって、本発明の冷感素材用マイクロカプセルの潜熱蓄熱材は、有機系のパラフィン及び脂肪酸を含むこととしている。潜熱蓄熱材に含まれるパラフィンは、人体の体温で溶けるものであり、冷感素材の要求温度、例えば２０〜６０℃の範囲内で、要求温度に応じて炭素数及び融点を適宜調整することができる。
【００１５】
本発明の冷感素材用マイクロカプセルの潜熱蓄熱材は、パラフィンばかりでなく、脂肪酸を含む。脂肪酸を含むことより、パラフィンのみの場合に比べて、熱吸収力が、より高い。脂肪酸は、パルミチン酸とステアリン酸とカプリン酸との混合物であることが好ましい。これらの混合物は、三元共融系材料であり、パラフィンに比べて十分に熱吸収力が高い。また、パルミチン酸とステアリン酸とカプリン酸との混合物の熱吸収力は、熱吸収量としての一例として２１０Ｊ／ｇであり、他の脂肪酸としてのオクタデカンの熱吸収力（熱吸収量としての一例として２５０Ｊ／ｇ）よりも若干低いものの、より安価である。したがって、潜熱蓄熱材に、脂肪酸、なかでも、パルミチン酸とステアリン酸とカプリン酸との混合物である脂肪酸を含むことにより、熱吸収力が高く、しかも安価な冷感素材用マイクロカプセルを得ることができる。
【００１６】
パルミチン酸とステアリン酸とカプリン酸との混合比率については、冷感素材用マイクロカプセルが求められる特性に応じて、適宜に定めることができる。
【００１７】
また、コアの潜熱蓄熱材におけるパラフィンと脂肪酸との割合は、潜熱蓄熱材を１００とする質量割合で脂肪酸の割合が５０を超えることが好ましい。脂肪酸の割合が５０を超えることは、パラフィンよりも脂肪酸を多く含むことを意味し、熱吸収力がパラフィンよりも高い脂肪酸の比率が高いことでマイクロカプセルは高い熱吸収力を得ることができる。好ましくは脂肪酸の割合が６０以上であり、より好ましくは７０以上、もっと好ましくは８０以上である。脂肪酸はパラフィンより高価であるが、脂肪酸の割合を８０に高めたとしても、パルミチン酸とステアリン酸とカプリン酸との混合物（三元共融物）である場合には、このパルミチン酸とステアリン酸とカプリン酸との混合物が他の脂肪酸、例えばオクタデカンと比較して安価であるため、マイクロカプセルは全体として安価である。
【００１８】
本発明の冷感素材用マイクロカプセルのシェルは樹脂被膜からなり、メラミン樹脂などでもよいが、好ましくはアクリル樹脂、具体的にはポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）である。シェルがポリメタクリル酸メチル樹脂であることにより、後述するように本発明の冷感素材用マイクロカプセルを製造する工程がシンプルで済み、低い製造コストで製造することができる。また、ポリメタクリル酸メチル樹脂はマイクロカプセルのシェルとして求められる特性を十分に具備している。
【００１９】
マイクロカプセルの粒径は２〜３０μｍ程度、好ましくは５μｍ程度とすることができる。
【００２０】
（製造方法）
次に、本発明の冷感素材用マイクロカプセルの製造方法の一例を説明する。
潜熱蓄熱材の原料のパラフィンと脂肪酸とを用意する。また、シェル原料のアクリル樹脂原料、具体的に例えばメタクリル酸メチルを用意する。また、懸濁重合用の水を用意する。また、触媒を用意する。触媒は、例えばＮ，Ｎ’−メチレンジアクリルアミドである。パラフィン及び脂肪酸は、先に本発明の冷感素材用マイクロカプセルで説明したものを、先に説明した配合割合となるように用意することができる。脂肪酸は、好ましくはパルミチン酸とステアリン酸とカプリン酸との混合物である。
【００２１】
潜熱蓄熱材の原料のパラフィンと脂肪酸とを加熱し液体とする。加熱温度は、例えば６０〜８０℃程度とすることができる。
【００２２】
次に、上述のパラフィン及び脂肪酸の液体に、アクリル樹脂の原料、例えば具体的にポリメタクリル酸メチル樹脂の原料としてのメタクリル酸メチルと、懸濁重合のための水と、触媒とを加えた液体とする。必要に応じて、界面活性剤、例えばエチルアルコールを加えることもできる。界面活性剤を加えることにより、パラフィン及び脂肪酸を分散させて微粒化することができる。
【００２３】
次に上述の原料を含む液体を攪拌する。攪拌は例えば高速攪拌機を用いて、５０００〜６０００ｒｐｍの回転速度とすることができる。攪拌により、触媒の下で懸濁重合し、メタクリル酸メチルが、パラフィン及び脂肪酸を囲むポリメタクリル酸メチルの被膜となり、液体中にマイクロカプセルが生成される。
【００２４】
このマイクロカプセルを含む液体から、液体を分離して、マイクロカプセルが得られる。また、このマイクロカプセルを含む液体は、冷感素材に塗布し、乾燥させることで冷感素材の表面にマイクロカプセルを付着させるのに用いることもできる。
【００２５】
（冷感素材）
本発明の冷感素材用マイクロカプセルを用いた冷感素材は、例えば次の例が考えられる。
・上述したマイクロカプセルを含む液体を、表面に塗布し乾燥させたマット。
・マイクロカプセルを繊維表面に付着させた寝具の中わた。
・表面にマイクロカプセルを付着させた織物、組物、編物。
もちろん、冷感素材用マイクロカプセルは、上記の例に限られず、幾多の用途に用いることができる。
【実施例】
【００２６】
潜熱蓄熱材の原料のパラフィンと脂肪酸とを合計で４０ｇを用意した。脂肪酸は、パルミチン酸とステアリン酸とカプリン酸との混合物であった。また、メタクリル酸メチルを１０ｇ用意した。懸濁重合用の水を７０ｇ用意した。また、触媒としてＮ，Ｎ’−メチレンジアクリルアミドを適量用意した。
【００２７】
パラフィンと脂肪酸とを６０〜８０℃に加熱し、メタクリル酸メチルと水と、Ｎ，Ｎ’−メチレンジアクリルアミドを加え、高速攪拌機で５０００〜６０００ｒｐｍで攪拌したところマイクロカプセルが生成した。
【００２８】
このマイクロカプセルは、質量割合でパラフィンが２０、脂肪酸（パルミチン酸とステアリン酸とカプリン酸との混合物）が８０の割合の潜熱蓄熱材のコアを、ポリメタクリル酸メチル樹脂のシェルで囲んだマイクロカプセルであった。このマイクロカプセルの熱吸収容量は、１６０Ｊ／ｇであった。この熱吸収容量は、接触冷感用冷感材料として用いられる玉石粉の熱吸収容量１．３Ｊ／ｇと比べて、けた違いの大きさであった。また、比較例として質量割合でパラフィンが５０、オクタデカンが５０の割合の潜熱蓄熱材のコアと、脉酸樹脂のシェルからなるマイクロカプセルの熱吸収容量は、１４０Ｊ／ｇであった。