(57)【要約】【課題】  太陽熱を高効率で集熱し、長寿命の温水器を提供する。【解決手段】  太陽熱を集熱し温水を製造する温水器を、温水器の表面側と裏面側に基板を設け、それら基板の少なくとも一方は熱を透過伝搬する透熱性基板とし、それら基板の間にオレフィン系ゴムシートと前記温水器の温水製造部分の水路となる樹脂管を設け、樹脂管の側部及び樹脂管と樹脂管の隙間に当該オレフィンゴムシートを配置し構成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
温水器の表面側と裏面側に基板を設け、それら基板の少なくとも一方は熱を透過伝搬する透熱性基板とした温水器であって、
前記基板の間にオレフィン系ゴムシートと前記温水器の温水製造部分の水路となる樹脂管を設け、
前記樹脂管の側部、及び前記樹脂管と樹脂管の隙間に前記オレフィンゴムシートを配置した
ことを特徴とする温水器。
【請求項２】
前記透熱性基板は、ガラス単独、若しくは、太陽光選択吸収塗装された集熱板との組み合わせからなることを特徴とする請求項１に記載の温水器。
【請求項３】
前記樹脂管が架橋ポリエチレン或いはポリブテンであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の温水器。
【請求項４】
前記オレフィンゴムシートが、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、カーボンナノチューブ、カーボンフィラーのうち、単独、もしくは２種類以上をブレンドし、オレフィンゴムポリマー１００重量部に対し５重量部から１００重量部添加している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温水器。
【請求項５】
前記透熱性基板の厚みが０．８ｍｍ以上４．０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の温水器。
【請求項６】
前記樹脂管の長さが１０ｍ以上１００ｍ以下であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の温水器。
【請求項７】
前記オレフィン系ゴムシートは、熱伝導率が０．４（Ｗ／ｍＫ）以上１．０（Ｗ／ｍＫ）以下、ゴム硬度（ＪＩＳＡ）が８０以上９０以下、機械的強度が１０ＭＰａ以上、伸びが１５０％以上７００％以下、アセトン抽出量が５％以下であることを特徴とする請求項４から請求項６のいずれかに記載の温水器。
【請求項８】
前記オレフィン系ゴムシートは、エチレン―αオレフィン共重合体であることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の温水器。
【請求項９】
前記オレフィン系ゴムシートは、一分間半減期温度が、１８２℃以下である有機過酸化物架橋剤を添加してなることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の温水器。
【請求項１０】
前記オレフィン系ゴムシートは、樹脂密度０．８９以上０．９６以下であるポリエチレン樹脂又はエチレン・アクリル酸共重合体の含有量が５重量部以上３５重量部以下であることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載の温水器。
【請求項１１】
請求項１から請求１０に記載の温水器に使用する部材を同時にレイアップし、同時に加熱下又は真空加熱下でプレス成形することによって製造することを特徴とする温水器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽熱を使用し温水を製造する温水器において、温水器の構成部材として太陽熱を効率よく集熱するゴム組成物、及びそのゴム組成物を使用した温水器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、太陽エネルギーを利用した温水器が住宅用で使用されている。しかしながら、従来の温水器では、以下のような問題点があった。冬場は太陽熱を有効に集熱することが困難であること。また温水器の温水製造部に使用する配管は金属製であり腐食により水漏れ等や、繰り返しの熱膨張・収縮に起因する管の破断が発生する。このように従来の温水器では、集熱性と寿命において問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
太陽エネルギーの有効活用という観点から、本発明は以上の背景技術の問題点を解決するためになされたものであり、太陽熱を高効率で集熱し、長寿命の温水器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】
【０００４】
上記目的を達成するための第１発明の温水器は、以下の特徴を有している。
温水器の表面側と裏面側に基板を設け、それら基板の少なくとも一方は熱を透過伝搬する透熱性基板とした温水器であって、
前記基板の間にオレフィン系ゴムシートと前記温水器の温水製造部分の水路となる樹脂管を設け、
前記樹脂管の側部、及び前記樹脂管と樹脂管の隙間に前記オレフィンゴムシートを配置した。
【０００５】
第１発明の温水器は、その温水製造部にオレフィン系ゴムシートを配置している。オレフィン系ゴムシートにより温水を通水させる樹脂管が包み込まれている。また本発明の温水器の表面側と裏面側には基板を設け、それら基板の少なくとも一方は熱を透過伝搬する透熱性基板としている。このような構成により太陽熱は有効に樹脂管内の水等に伝えられ、高効率で温水が製造される。また温水は、樹脂管内を通水させるために、腐食することはなく、温水器の寿命は格段に向上する。
【０００６】
第２発明の温水器は、第１発明において以下の特徴を有している。
前記透熱性基板は、ガラス単独、若しくは、太陽光選択吸収塗装された集熱板との組み合わせからなる。
【０００７】
第２発明の温水器は、その表面側または裏面側に設けた透熱性基板はガラス若しくは太陽光を選択的に吸収する塗料で塗装された集熱板であり、保温性や吸熱性に優れており、太陽熱を有効にしかも高効率に活用することができる。従って従来の温水器に比較して格段に高効率で温水を製造することができる。また本発明の温水器は、表面側（主受光側）と裏面側にガラスを配置すると、温水器内に透過した太陽光（電磁波）の封じ込め効果（換言すれば温室効果）があり、高効率で温水を製造する効果も発現する。
【０００８】
第３発明の温水器は、第１発明または第２発明において以下の特徴を有している。
前記樹脂管が架橋ポリエチレン或いはポリブテンである。
【０００９】
また第３発明の温水器は、温水を製造する水路とする樹脂管として架橋ポリエチレン管を使用している。温水器をプレス成型で製造するため、樹脂管は成形温度やプレス圧の影響により、やや扁平状に潰れてしまうこともある。この温水器同士を接続部材で接続する際に、温水器から露出した樹脂管の部分を加熱すると、樹脂管は元の形状に復元し問題無く接続することが可能である。本発明の温水器を使用中に接続部からの水漏れ等の問題は無い。また、成形後に管内部が負圧となり、管が潰れることが常であるが、架橋ポリエチレン管、ポリブテン管はオレフィン系ゴムと化学的に結合しているため、管の閉塞は無い。
【００１０】
更に第３発明の温水器は、樹脂管としてポリエチレン管を使用しており、遠赤外光を透過する性質があり、樹脂管内に水等の液体に、水圧に耐えながら有効に太陽光のエネルギーが伝達され太陽光のエネルギーを有効利用することができる。
【００１１】
第４発明の温水器は、第１発明から第３発明のいずれかにおいて以下の特徴を有している。
前記オレフィン系ゴムシートが、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、カーボンナノチューブ、カーボンフィラーのうち、単独、もしくは２種類以上をブレンドし、オレフィンゴムポリマー１００重量部に対し５重量部から１００重量部添加している。
【００１２】
第４発明の温水器は、両面又はその一方側の面に透熱性基板を設けている。透熱性基板としてガラスを使用した場合、太陽光の波長は３８０〜２５００ｎｍであり、太陽光はガラスを通過する。本発明の温水器内のオレフィン系ゴムシートは、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、カーボンナノチューブ、カーボンフィラーのうち、単独、もしくは２種類以上をブレンドし、オレフィンゴムポリマー１００重量部に対し５重量部から１００重量部添加している。従ってそのオレフィン系ゴムシートの輻射率は、９５％以上であり、温水器内に侵入した電磁波を効率良く吸収して、発熱する。この発熱体（ゴム）は、再度、放射により、ほぼ１００％放射し、電磁波を放射する。吸収した波長よりも長波長の電磁波を放射する。２５００ｎｍより長波長の電磁波は、温水器のガラス内に閉じ込められ、近赤外から遠赤外（３μｍから５μｍ）に長波長化する。またガラス面に反射されてとじ込められる。これによって、両面ガラス構造内部のゴムシート部材、樹脂管、樹脂管内の水は、効率よく電磁波を吸収し、カーボンブラックを配合したオレフィン系ゴムシート（熱吸収体）に包まれた樹脂管内の水等へ輻射により良好な熱移動が起こる。
【００１３】
このように第４発明の温水器においては、オレフィン系ゴムシートは、樹脂管の隙間にも配置している。従って、オレフィン系ゴムシート内のカーボンブラックのこの機能により、輻射による熱伝達機構によって水分子も発熱することで高効率に温水を製造することができる。さらに本発明の温水器は、上記の構造により、太陽エネルギー変換効率６０％以上を実現することができる。
【００１４】
第５発明の温水器は、第１発明から第４発明のいずれかにおいて以下の特徴を有している。
前記透熱性基板の厚みが０．８ｍｍ以上４．０ｍｍ以下である。
【００１５】
第５発明においては、温水器に使用する表面側と裏面側の透熱性基板は、その厚さが０．８ｍｍ以上４．０ｍｍ以下である。好ましくは、２．０ｍｍ以上３．２ｍｍ以下である。厚さが０．８ｍｍ未満になると、温水器を製造中に透熱性基板が割れてしまう虞がある。厚さが４．０ｍｍを超えると、温水器の重量が過大になる虞がある。
【００１６】
第６発明の温水器は、第１発明から第５発明のいずれかにおいて以下の特徴を有している。
前記樹脂管の長さが１０ｍ以上１００ｍ以下である。
【００１７】
第６発明において、温水器内の樹脂管の長さを１０ｍ以上１００ｍ以下、好ましくは３０ｍ以上６０ｍ以下としている。樹脂管の長さが１００ｍを上回ると巻き工程の作業性が低下し、また、それに対応する温水器が大きくなりすぎる。他方樹脂管の長さが１０ｍを下回ると集熱性能が低下し、目的の温水が得られない虞があること、更に温水器の重量が重くなり、設置作業性が著しく低下するため好ましくない。
【００１８】
第７発明の温水器は、第１発明から第６発明のいずれかにおいて以下の特徴を有している。
前記オレフィン系ゴムシートは、熱伝導率が０．４（Ｗ／ｍＫ）以上１．０（Ｗ／ｍＫ）以下、ゴム硬度（ＪＩＳＡ）が８０以上９０以下、機械的強度が１０ＭＰａ以上、伸びが１５０％以上７００％以下、アセトン抽出量が５％以下である。
【００１９】
前記ゴムシートの熱伝導率は、０．４（Ｗ／ｍＫ）を下回ると温水器を製造する際にラミネート装置等の温水器の製造装置の下熱板からの熱の伝わり方が悪くなり、ゴムシートの加工中の流動性も悪く充分な密着が得られないために温水器の外観が悪くなる。またゴムシートの架橋度が低く、温水器としての機械的強度が不足する。さらに太陽熱で温水を製造する際に温水製造の能力が低下する。ゴムシートの熱伝導率は、０．４以上で高い程好ましいが、ゴムシート内に含まれるカーボンブラックの含有量等により最高で１．０（Ｗ／ｍＫ）である。前記オレフィン系ゴムシートに含まれるアセチレンブラック、ケッチェンブラック、カーボンナノチューブ、カーボンフィラーは、熱伝導性の観点からＤＢＰ給油量６０ｍｌ／１００ｇを超え７００ｍｌ／１００ｇ未満であることが好ましい。
【００２０】
前記ゴムシートのゴム硬度が８０を下回ると温水器をラミネート装置で加工中の圧力でゴムが流動し樹脂管が潰れ水路が確保できない虞がある。ゴム硬度が９０を超えると、全くゴムが流動しないため好ましくない。
【００２１】
前記ゴムシートの機械的強度が１０ＭＰａを下回ると耐水圧が不十分である。
【００２２】
前記ゴムシートの伸びが１５０％を下回ると、外力の大きな力に対して脆くなり好ましくない。伸びが７００％を超えると変形し易くなり、信頼性が低下する。伸びは好ましくは、２５０％から５００％である。
【００２３】
前記ゴムシートのアセトン抽出量が５％を超えると、オイルなどの低分子量成分が樹脂管に浸透しその耐水圧性能が低下するため好ましくない。好ましくは３％以下であり、０％が最も好ましい。
【００２４】
第７発明の温水器には前記ゴムシートが使用されており、公知のラミネート装置又はプレス装置の設備で容易に製造でき、しかも得られた温水器はその寿命が格段に長く、軽量でありしかも安価である。
【００２５】
第８発明の温水器は、第１発明から第７発明のいずれかにおいて以下の特徴を有している。  
前記オレフィン系ゴムシートは、エチレン―αオレフィン共重合体である。
【００２６】
第８発明によれば、温水器を製造する際に使用するゴムシート内に有機過酸化物を配合し架橋反応させることが可能であり、耐久性や耐熱性を向上させることができる。
【００２７】
第９発明の温水器は、第１発明から第８発明のいずれかにおいて以下の特徴を有している。
前記オレフィン系ゴムシートは、一分間半減期温度が、１８２℃以下である有機過酸化物架橋剤を添加している。
【００２８】
第９発明によれば、ゴムシート内に配合した有機過酸化物架橋剤は常温で架橋反応が促進しないので、温水器を製造する際に架橋反応が進行し温水器としての機能を発揮することができる。
【００２９】
第１０発明の温水器は、第１発明から第９発明のいずれかにおいて以下の特徴を有している。
前記オレフィン系ゴムシートは、樹脂密度０．８９以上０．９６以下であるポリエチレン樹脂またはエチレン・アクリル酸共重合体の含有量が５重量部以上３５重量部以下である。
【００３０】
第１０発明によれば、オレフィン系ゴムのみでは硬度の調整が不可能であるが、ポリエチレン樹脂を配合させることにより、温水器を製造する際に樹脂管が潰れない程度の流動性と硬度を実現でき、温水器を適切に製造することが可能となる。
【００３１】
上記目的を達成するための第１１発明の温水器の製造方法は、以下の特徴を有している。
第１発明から第１０発明の温水器に使用する部材を同時にレイアップし、同時に加熱下又は真空加熱下でプレス成形することによって温水器を製造する。
【００３２】
第１１発明の温水器の製造方法によれば、温水器の構成部材を同時にレイアップ（積層）し、ラミネート装置に投入し加熱下または真空加熱下で加圧プレスすることにより本発明の温水器を製造することができる。従って、公知のラミネート装置やプレス装置により金型にて成形し温水器を製造することができる。従ってその生産性を格段に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の温水器の概略構造を示す斜視図である。
【図２】本発明の温水器の断面図である。
【図３】本発明の温水器の樹脂管の配置の形態を示す平面図である。
【図４】本発明の温水器の樹脂管の配置の別形態を示す平面図である。
【図５】本発明の温水器を複数枚接続した状態の説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の温水器の実施形態を、添付図面を参照しながら説明する。図１は本発明の温水器の概略構造を示す斜視図であり、図２は本発明の温水器の断面図であり、図３と図４は本発明の温水器の樹脂管の配置の形態を示す平面図であり、図５は本発明の温水器を複数枚接続した状態の説明図である。なお、本発明の温水器の実施形態は、以下の説明に限定されるものではない。
【００３５】
＜１＞温水器の全体構造
この温水器１０は、図１及び図２に示すように表面基板２０と裏面基板４０の間に樹脂管３０を有した温水製造部が形成されている。また樹脂管３０をゴム素材５０によって接着して一体的に結合したものである。図示しないが、温水器１０に適宜枠材を設けても良い。そして、この樹脂管３０に水を流し込み、太陽光による太陽熱を利用して、樹脂管内部３１に流し込まれた液体の温度を上昇させ温水を製造することを目的とする。樹脂管３０内を流通させる液体の種類としては、樹脂管としてシリコーンチューブやフッ素チューブを使用すれば油等も流通させ昇温させることができる。本実施形態の説明では、水を樹脂管内に通水させて温水を製造するとこについて説明する。このような温水器１０は、浴場施設のような温水を大量に必要とする施設だけで利用するだけではなく、一般家庭でも利用することができる。表面基板２０と裏面基板４０はともに透熱性基板でも良いし、裏面側の透熱性基板の裏側に断熱材を設け保温性を向上させた構成とすることでも良い。更に両面の基板のうち、一方の面の基板のみを透熱性基板とし、他方は透熱性基板以外の基板を用いた構成としても良い。ここでいう「透熱性基板以外の基板」とは、例えば基板の内部に気泡を有した樹脂製の多孔質板などの様に透熱性に乏しい基板を指している。なお、以下の説明では両面が透熱性基板の場合で説明を行う。
【００３６】
本発明の温水器１０は、先に述べたように表面側には透熱性基板２０、裏面側にも透熱性基板４０を備えて、樹脂管３０はゴム素材層５０により内包した構成となっている。ゴム素材層５０としては、オレフィン系ゴムシートを用いている。オレフィン系ゴムシートに接着機能を有する素材を含有させ、後述するラミネート加工またはプレス加工において受ける熱により樹脂管３０とゴム素材５０（ゴムシート）を一体的に接着することができる。尚構造的には、樹脂管３０の頂点部分は表面透熱性基板２０及び裏面透熱性基板４０と接触していても良いし、ゴムシートが介在しても良い。樹脂管３０がオレフィン系ゴムシートと接触しているので、温水器１０の表面側と裏面側からの太陽熱が高効率で樹脂管３０内の水等に伝わる。このオレフィン系ゴムシートが熱吸収材の役目を果たしている。このように表面透熱性基板２０、裏面透熱性基板４０とオレフィン系ゴムシート５０で樹脂管３０を内包する構成にすることで、蓄熱効果を高め、さらに温水器１０全体の強度を高めることができる。
【００３７】
＜２＞透熱性基板（図２中の構成部材２０・４０）
本発明の温水器１０の表面側と裏面側の基板として用いられる透熱性基板について説明する。透熱性基板としては、太陽熱を透過又は伝達する機能を有していればよい。一般的には透明ガラスやアクリル樹脂でもよいし、吸熱性の良い黒色ガラスでも良い。また耐食性を有するアルミ板やステンレス板などの金属板でも良い。更に上記の基板のうち太陽光の照射される表面側の基板には太陽光を選択的に吸収する塗料で塗装した集熱板でも良い。
【００３８】
＜３＞樹脂管（図２中の構成部材３０）
本発明の温水器１０に使用される樹脂管３０について説明する。従来、このような太陽熱を吸収する集熱管としては、銅製のものが用いられてきた。しかし、温水器が長期間の使用に耐えられなければならないことと、銅製の場合には放熱が早いため、特に温水を必要とする冬場には十分な蓄熱ができず、温水を供給するという効果を果たすことが難しくなる。そこで、本発明では、耐蝕性に優れ、かつ、放熱しにくいという特徴を持つ樹脂管３０を採用することとしている。樹脂管３０の素材としては、架橋ポリエチレン、とポリブテンが好適である。
【００３９】
なお、樹脂管３０の耐水圧性能としては、２５℃で、０．２ＭＰａ以上が必要となる。これだけの耐水圧性能がなければ、温水器１０は面外方向に膨らみ、温水器１０は破壊する虞があるためである。
【００４０】
＜４＞オレフィン系ゴムシート（図２中の構成部材５０）
本発明の温水器１０に使用するオレフィン系ゴムシート５０について説明する。以下の説明において、「オレフィン系ゴムシート」を「ゴムシート」と略称することがある。
【００４１】
＜２−１＞架橋ゴムの機械的性質等
本発明の温水器に使用するゴムシートの架橋ゴムの硬度（ＪＩＳＡ）は８０〜９０である。好ましくは、その硬度は８３〜８８である。その硬度が８０未満では、樹脂管３０が潰れ、図２及び図３の水路３１を確保できない。その硬度が９０より高いと、温水器をラミネート加工する際に大気圧ではゴムシートが変形しにくくなり、透熱性基板と樹脂管との密着が悪い部分が発生する。結果として、温水器としての実用の耐水圧が得られない。また、ゴムの機械的強度が、１０ＭＰａ未満では、水圧により温水器が破損する場合がある。ゴムの伸びが１５０％未満では、温水器を−４０℃から１００℃でのヒートサイクルに曝されると収縮と膨張に耐えられず、脆く、壊れることがある。ゴムの伸びが７００％以上では、実使用で、温水器に水等を通水させずに放置した場合に、温水器が高温になり、樹脂管が大きく変形する虞がある。熱伝導率が０．４（Ｗ／ｍＫ）未満では、温水器を加熱下でプレス加工する際に、熱の伝わりが悪く、通常の加工時間で成型体（温水器）を得ることができない。さらに温水器内に気泡発生などの外観不良も発生し、また、成形タクトが長くなることにより、加工費がアップするため、好ましくない。
【００４２】
＜２−２＞ゴムシートの組成
ゴムシートは、三井ＥＰＴ４０４５を用いている。本発明の温水器に使用するゴムシートの調製方法は、例えば、バンバリーミキサー、ニーダー、プラネタリーミキサー、インターミックスのようなインターナルミキサー（密閉式混合機）類、２本ロール、３本ロールなどの混練装置により、ＥＰＤＭを、ゴム補強剤、無機充填剤、軟化剤等の成分と共に、好ましくは９０〜１８０℃の温度で３〜４０分間混練した後、オープンロールのようなロール類、あるいはニーダーを使用して、１００℃未満で、有機過酸化物架橋剤を添加する。必要に応じて、アクリル酸などの架橋助剤を添加してもよい。
【００４３】
さらに、ゴムシート中に、架橋物の用途等、必要に応じて、従来公知のゴム補強剤、無機充填剤、軟化剤、老化防止剤、加工助剤、加硫促進剤、有機過酸化物、架橋助剤、分散剤、難燃剤などの添加剤を、本発明の目的を損なわない範囲で適宜配合することができる。 
【００４４】
ゴム補強剤は、架橋（加硫）ゴムの引張強度、引き裂き強度、耐摩耗性などの機械的性質を高めるために用いられる。ゴム補強材の例としては、カーボンブラック、微粉ケイ酸、シリカなどが挙げられる。ゴム補強材の含有量は、本発明のゴムシートの架橋体の硬度が８０から９０となるように配合する。三井ＥＰＴ４０４５の１００質量部に対して、導電性カーボンブラックであるケッチェンブラック、アセチレンブラック、カーボンナノチューブ、ＦＥＦやＳＲＦなどのファーネスブラックも適宜添加できる。これらのゴム補強剤は、単独でまたは２種以上組み合わせて用いることができる。 
【００４５】
無機充填剤には、例えば、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、タルク、クレー、ケイ藻土などが挙げられる。これらの無機充填剤は、単独でまたは２種以上組み合わせて用いることができる。 
【００４６】
軟化剤は、通常ゴムに使用される公知の軟化剤を用いることができるが、ほとんど添加しない方が好ましい。例えば、プロセスオイル、潤滑油、パラフィン、流動パラフィン、石油アスファルト及びワセリン等の石油系軟化剤、コールタール及びコールタールピッチ等のコールタール系軟化剤、ヒマシ油、アマニ油、ナタネ油及びヤシ油等の脂肪油系軟化剤、蜜ロウ、カルナウバロウ及びラノリン等のロウ類、リシノール酸、パルミチン酸、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸カルシウム及びラウリン酸亜鉛等の脂肪酸並びに脂肪酸塩、並びに石油樹脂、アタクチックポリプロピレン及びクマロンインデン樹脂等の合成高分子類を挙げることができる。これらの軟化剤は、単独でまたは２種以上組み合わせて用いることができる。 
【００４７】
耐熱性を向上させるために必要に応じて老化防止剤を使用してもよい。老化防止剤は、従来公知の各種老化防止剤を用いることが可能であり、アミン系、ヒンダードフェノール系、イオウ系老化防止剤などが挙げられる。老化防止剤の含有量は、本発明の目的を損なわない範囲で用いられる。これらの老化防止剤は、単独でまたは２種以上組み合わせて用いることができる。 尚イオウ系は有機過酸化物架橋の阻害となることがあるため、添加量に応じて、本発明の温水器用のゴムシートの機械的強度になるように、架橋剤の添加量を増す必要がある。
【００４８】
加工助剤は、通常のゴム加工に使用される公知の化合物を使用することができる。具体的には、リシノール酸、ステアリン酸、パルミチン酸及びラウリン酸等の高級脂肪酸、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸亜鉛及びステアリン酸カルシウム等の高級脂肪酸の塩、並びにリシノール酸、ステアリン酸、パルチミン酸及びラウリン酸等の高級脂肪酸のエステル類などが挙げられる。加工助剤の含有量は、オレフィン系共重合体１００質量部に対して、０．１重量部から１０部であり、好ましくは３重量部以下である。 
【００４９】
架橋において、有機過酸化物を使用することが最も好ましい。また、架橋助剤を併用することが好ましい。架橋助剤には、例えば、イオウ、ｐ−キノンジオキシム等のキノンジオキシム系化合物、ポリエチレングリコールジメタクリレート等のメタクリレート系化合物、ジアリルフタレート、トリアリルシアヌレート等のアリル系化合物、マレイミド系化合物、ジビニルベンゼンなどが挙げられる。このような架橋助剤の含有量は、有機過酸化物１モルに対して０．５〜２モルであり、好ましくは約１モルである。   
【００５０】
接着剤としては、シランカップリング剤、アクリル酸系（三新化学社製アクターＺＭＡやアクターＺＡ、ハイクロスＺＴ）、オレフィン系共重合体１００重量部に対してエチレングリコールなどを１重量部から１０重量部配合するとよい。また２種類以上を組み合わせて用いることができる。酸化亜鉛は、耐熱老化性が良好となるので、オレフィン系共重合体１００重量部に対して３重量部から１０重量部配合するとよい。
【００５１】
ゴムシート中に、本発明の目的を損なわない範囲で、その他の樹脂成分として公知の他のゴムを併用することもでき、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）などのイソプレン系ゴム、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）などの共役ジエン系ゴムを挙げることができる。好ましくは、エチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体として、エチレン・プロピレン・非共役ジエン共重合体（ＥＰＤＭなど）を用いることができるが、エチレン・プロピレンランダム共重合体（ＥＰＲ）のような従来公知のエチレン・α−オレフィン系共重合体ゴムも使用できる。
【００５２】
ゴムシートから架橋ゴム成形体を製造するには、金型プレス装置等で、例えば、加熱温度１５５℃、面圧２ＭＰａ、プレス時間１５分のような条件でプレス成型する必要がある。また成形方法は、ラミネート装置による真空プレスでも良い。 
【００５３】
＜２−３＞ゴムシートの実施形態例
以下、ゴムシシートの実施形態について具体的に説明する。 
【００５４】
実施形態１〜６、比較形態１〜４にて使用するゴムシートは以下の方法で準備した。各実施形態及び各比較形態のゴムシートの素材の配合は、表１に示すとおりである。
【００５５】
［実施形態１］
神戸製鋼製１６Ｌバンバリーミキサーを用いて、以下の複合材料（Ａ）を充填率７５％にて全量投入し、１０分間混練して、実温度１５０℃にてダンプアウトした。５０℃になったことを温度計で確認後、１０インチオープンロールにて、複合材料（Ｂ）を全量投入し、１０分間分散させ、温水器用ゴムシートを得た。ゴムシートは、樹脂管の外径と同じ７ｍｍ厚さに成型し、樹脂管２本を隙間なく４００ｍｍ角ガラスモジュールに敷き詰めて準備した。
複合材料（Ａ）：オレフィン系ゴムとして三井ＥＰＴ４０４５を１００重量部；日本油脂社製ステアリン酸を１重量部；井上石灰工業社製メタＺ（活性亜鉛華）を５重量部；ライオン・スペシャリティ・ケミカルズ社製ケッチェンブラックＥＣ３００Ｊを２５重量部；ＢＡＳＦ社製イルガノックス１０７６を０．５重量部
；エチレン・アクリル酸共重合体１０重量部
複合材料（Ｂ）：ＳＥＩＫＯケミカルハイクロスＭ−Ｐを３．０重量部；（株）日本触媒社製アクリル酸エステル０．５重量部；エチレングリコール＃４０００（東京化成工業（株））を１．０重量部；シランカップリング剤（ＳＺ６０３０）；信越化学社製０．５重量部
【００５６】
［実施形態２］
ケッチェンブラックＥＣ３００Ｊの２５重量部を、アセチレンブラック（電気化学工業社製）の５０重量部に変更した以外は、実施形態１と同様にしてゴムシートを得た。
【００５７】
［実施形態３］
ケッチェンブラックＥＣ３００Ｊの２５重量部を、カーボンナノチュ−ブ（東海カーボン社製）４重量部と旭カーボン社製６０Ｇの６０重量部に変更した以外は、実施形態１と同様にしてゴムシートを得た。
【００５８】
［実施形態４］
複合材料（Ａ）のオレフィン系ゴム三井ＥＰＴ４０４５を三井ＥＰＴ３０９１に変更し、ケッチェンブラックＥＣ３００Ｊの２５重量部を旭カーボン社製＃６０Ｕの６０重量部に変更した以外は、実施形態１と同様にしてゴムシートを得た。
【００５９】
［実施形態５］
複合材料（Ａ）のオレフィン系ゴムとして三井ＥＰＴ４０４５を三井ＥＰＴ３０９１に変更し、ケッチェンブラックＥＣ３００Ｊの２５重量部を、ケッチェンブラック１５重量部とアセチレンブラック３５重量部とのブレンドとし、エチレン・アクリル酸共重合体１０重量部を無くし、更に低密度ポリエチレンとしてノバテックＬＦ２４４Ｅ（日本ポリエチレン（株））を１０重量部加え、複合材（Ｂ）のエチレングリコールを1重量部から０．５重量部に変更した以外は、実施形態１と同様にしてゴムシートを得た。
【００６０】
［実施形態６］
複合材料（Ａ）のオレフィン系ゴム三井ＥＰＴ４０４５を三井ＥＰＴ３０９１に変更し、ケッチェンブラックＥＣ３００Ｊ２５重量部を旭カーボン社製＃６０Ｕの７０重量部に変更し、更にエチレン・アクリル酸共重合体１０重量部を無くし、複合材（Ｂ）のエチレングリコールを1重量部から０．５重量部に変更した以外は、実施形態１と同様にしてゴムシートを得た。
【００６１】
［比較形態１］
ケッチェンブラックＥＣ３００Ｊの２５重量部を旭カーボン社製６０Ｇの９０重量部とし、更にパラフィンオイル（出光興産製）３０重量部を添加し、複合材（Ｂ）のエチレングリコールを1重量部から０．５重量部に変更した以外は実施例１と同様にしてゴムシートを得た。
【００６２】
［比較形態２］
ケッチェンブラックＥＣ３００Ｊの２５重量部を旭カーボン社製＃３５の７０重量部とし、エチレン・アクリル酸共重合体１０重量部を無くし、複合材（Ｂ）のエチレングリコールを1重量部から０．５重量部に変更したこと以外は実施例１と同様にしてゴムシートを得た。
【００６３】
［比較形態３］
ケッチェンブラックＥＣ３００Ｊの２５重量部に代えて、ケッチェンブラックＥＣ３００Ｊの４０重量部を使用し、旭カーボン社製＃６０Ｕの１０重量部及び旭カーボン社製＃３５の１０重量部とし、更にエチレン・アクリル酸共重合体１０重量部を無くし、複合材（Ｂ）のエチレングリコールを1重量部から０．５重量部に変更したことた以外は実施例１と同様にしてゴムシートを得た。
【００６４】
以下の手順に従って各実施形態及び比較形態のゴムシートを用いて図１に示す構造と同様で模擬的な温水器を作製し、ゴムシートの性能等を評価した。
＜２−３−１＞試料準備
以下の部材（１）から部材（５）を準備する。
（１）表面透熱性基板：図２の基板２０に相当する部材
白板ガラス４００ｍｍ角×２．５ｔ
（２）オレフィン系ゴムシート（熱吸収材）：図２のゴム素材５０に相当する部材
実施形態１から６及び比較形態１から３のゴムシート（シート厚み７ｍｍ）を使用する。
（３）樹脂管：図２の樹脂管３０に相当する部材
樹脂チューブ４０ｃｍ  φ５ｍｍ  架橋ポリエチレン管（イノアック社製）５Ａ（外径７ｍｍ）を使用する。
（４）オレフィン系ゴムシート（熱吸収材）：図２のゴム素材５０に相当する部材
実施形態１から６及び比較形態１から３のゴムシート（シート厚み７ｍｍ）を使用する。
（５）裏面透熱性基板：図２の基板４０に相当する部材
白板ガラス４００ｍｍ角×２．５ｔ
【００６５】
＜２−３−２＞ゴムシートの評価方法
ゴムシートの基本物性は、これを、テストシート型（１４０ｍｍ×１４０ｍｍ×２．０ｍｍ）の金型にて、有機過酸化物架橋剤の１分半減期温度で、岩城工業製多段プレスにて、架橋ゴムシートを得た。尚架橋条件は、２分予熱し、１６０℃×１５分とした。架橋ゴムシート試験片の基本物性を以下の方法で測定または評価した。基本物性の評価結果を表１に示す。
【００６６】
＜２−３−３＞基本物性評価
（１）硬さ
ＪＩＳ  Ｋ６２５３に準拠して、測定温度２３℃でデュロメータ法にてＡ硬度を測定した。
（２）引張試験（強度・伸び）
ＪＩＳ  Ｋ６２５１-２０１０に準拠して、測定温度２３℃、引張速度５００ｍｍ／分の条件で引張試験を行い、架橋ゴムシートの破断時の引張強度と伸びを測定した。
（３）アセトン抽出（重量％）
ＡＳＴＭＤ４９４に準拠して測定した。
（４）熱伝導率（Ｗ／ｍ・Ｋ）
ＪＩＳＨ８４５３に準拠して測定した。
（５）架橋密度測定
架橋密度は、以下の溶剤膨潤法（Ｆｌｏｒｙ−Ｒｅｈｎｅｒ法）と呼ばれる方法によって測定した。作成した温水器用の架橋ゴム部分から２０ｍｍ×２０ｍｍ×２ｍｍの試験片を打ち抜き、ＪＩＳ Ｋ６２５８に準拠し、３７℃のトルエン１００ｍｌ中に７２時間浸漬し膨潤させ、平衡膨潤を利用した下記Ｆｌｏｒｙ−Ｒｅｈｎｅｒの式（式１）から求めた。
ν＝{ＶＲ＋ｌｎ（１−ＶＲ）＋μＶＲ２}／{-Ｖ０（ＶＲ１／３-ＶＲ／２）}  （式１）
ν：架橋密度（ｍｏｌ／ｃｍ３）
ＶＲ：膨潤した試験片中における純ゴムの容積分率
μ：ゴム− 溶剤間の相互作用定数  （０．４９）
Ｖ０：トルエンの分子容（１０８．１５ｃｍ３）
【００６７】
なお、ＶＲは次の（式２）より求めた。
ＶＲ＝Ｖｒ／（Ｖｒ＋Ｖｓ）          （式２）
Ｖｒ：試験片中の純ゴム容量（ｃｍ３）
Ｖｓ：試験片に吸収された溶剤の容量（ｃｍ３）
【００６８】
基本物性評価用の架橋ゴムシートの架橋密度（Ａ）を求め、温水部（図１から図６の５０部分）のエッジから２ｇ分測定試料を切り出し、架橋密度（Ｂ）を求める。架橋度は（Ｂ／Ａ）×１００として得られ、表１の製品評価の部位に架橋度（％）として記載した。
【００６９】
＜２−３−４＞ゴムシート評価
各実施形態及び比較形態で作成されたゴムシートを使用して作成された模擬的な温水器を以下の項目について評価した。製品評価結果を表１に示す。
（１）ハンドリング試験
ハンドリング試験の評価点は、以下の通りとし表１に記載した。
評価点  ３点：ゴムシートの粘着性が少なく、レイアップ工程を短時間で行うことができる。
評価点  ２点：コムシートの粘着性が強く、温水器のレイアップ作業に時間がかかる。
評価点  １点：ゴムシートの粘度が低く形状がくずれレイアップできない。
（２）耐水圧試験
耐水圧試験の評価点は、以下の通りとし表１に記載した。
評価点  ３点：樹脂管部の両側のガラス部（透熱性基板）がまったく変化がない。
評価点  ２点：樹脂管部の両側のガラス部（透熱性基板）が若干ふくれる。
評価点  １点：樹脂管部の両側のガラス部（透熱性基板）が大きくふくれる。
（３）外観評価
外観評価は、以下の通りとし表１に記載した。
評価点  ３点：透熱性基板とゴムシートの界面に気泡がなく型くずれしていない。
評価点  ２点：透熱性基板とゴムシートの界面に気泡は多いが、型くずれしていない。
評価点  １点：透熱性基板とゴムシートの界面に気泡が多く、型くずれしている。
（４）樹脂管高さ割合（％）
φ５ｍｍ（５Ａ）外径７ｍｍ管の直径（Ａ）に対して、成型後の直径（Ｂ）の高さ割合を（Ｂ／Ａ×１００％）の数値として表１に記載した。
【００７０】
＜２−４＞ゴムシート総合評価
表１に記載したとおり、実施形態１から実施形態６のゴムシートを使用した模擬的な温水器は、温水器に必要な要求仕様を満足することが分った。尚実施例のところで実使用の温水器を製造しその集熱性等を評価した結果を記載している。
【００７１】
＜３＞温水器の樹脂管の配置
本発明の温水器は、図３に示すように、１枚の温水器１０に対し、樹脂管３０は、スパイラル状に配設されている。１枚の温水器１０に使用する前記樹脂管３０の長さは１０ｍ以上１００ｍ以下としている。図３では、1本の樹脂管３０をスパイラル状に配設しているが、２本または３本を並列にしてスパイラル状に配設する構成も可能である。更に図２のように樹脂製パイプを接触させて配置しても良い。このような形態で樹脂管３０を配設することにより、太陽熱の樹脂管３０への吸熱量を増やすことができ、高効率で温水を製造することができる。また図３では本発明の温水器の面内に水等の流入口３２と流出口３３を設けている。これを温水器の樹脂管３０の流入口と流出口の近傍にゴムシートと接着しないアルミシートを積層し、成形後にこのアルミシートを取り除くことによって、架橋ゴム材と一緒にほぼ直角に樹脂管３０を引き出し流入口３２と流出口３３とすることも可能である。
【００７２】
図４は、樹脂製パイプの配置の別形態の説明図であって、（ａ）は直線配置、（ｂ）は蛇行配置を示す。更に図４（ｃ）は、蛇行配置の別形態を示している。
【００７３】
図４（ａ）の樹脂製パイプ３０の配置方法は、温水器１０の表面全体から太陽熱を取り入れることができるように、１枚の温水器１０に対し、図４（ａ）のように複数本の樹脂管３０を平行に並べている。平行に設置された各樹脂管３０は、隣接する樹脂管３０の先端同士をそれぞれジョイント３９により接続されている。また別の温水器とも接続することが容易であり、設置の際の配管作業も容易である。このように樹脂管３０を配置することにより大量の温水等を製造することができる。また図４（ｂ）、図４（ｃ）のように樹脂管３０を蛇行した配置で設ける構成も可能である。尚図４は、あくまでもモデル図であり、樹脂管の間隔は広いが、実際に温水器を製造する場合は樹脂管の間隔を密に配置することができる。
【００７４】
＜４＞温水器の配置
図５は、本発明の温水器を実際に設置した状態を示したものである。４枚の温水器１０（１）・１０（２）・１０（３）・１０（４）が設置される場合で説明する。流入口３２と流出口３３を上述のように裏面透熱性基板５０側にほぼ直角に引き出すことができる。これにより本発明の温水器を図５のように隙間なく敷き詰めることができる。温水器１０（１）の流出口３３（１）と温水器１０（２）の流入口３２（２）を接続用パイプ３４で接続する。以下同様に、温水器１０（２）と温水器１０（３）、温水器１０（３）と温水器１０（４）を接続用パイプ３４で接続する。接続用パイプ３４は、各温水器の流入口３２と流出口３３で、接続部３５を有する。以上、図５に示すように各温水器の流入口３２と流出口３３が接続される。従って接続部の配管は温水器の底部に配置されることになる。従来の公知技術により接続作業は可能となり、設置作業も容易である。また隙間なく温水器を設置することが可能であり省スペース化が可能である。
【００７５】
また本発明では、温水器内に使用する樹脂管として架橋ポリエチレン管を使用することにより以下の効果が発現する。すなわち、本発明の温水器１０を製造する際に加圧プレスするために、樹脂管は扁平状に潰れてしまうが、温水器同士を接続部材で接続する際に、温水器から露出した樹脂管の部分を加熱すると、樹脂管は元の形状に復元し問題無く接続することが可能である。本発明の温水器を使用中に接続部からの水漏れ等の問題は皆無である。
【００７６】
＜５＞温水器の製造方法
以下に本発明の温水器の製造方法について簡単に説明する。本発明に係る温水器１０は、公知のラミネート装置により加熱雰囲気において加圧プレスして製造することができる。温水器１０の構成部材（表面透熱性基板２０・オレフィン系ゴムシート（熱吸収材）５０、樹脂管３０、オレフィン系ゴムシート（熱吸収材）５０、及び裏面透熱性基板４０）を積層配置する。これを温水器用部材とする。この温水器用部材をラミネート装置や金型成形プレスにセットし所定の加熱温度と圧力により所定時間で加熱・加圧して温水器１０が得られる。尚温水器１０の構成部材の構成成分や構成部材のレイアップの仕方により、真空加熱雰囲気下で温水器を製造することでも良い。加圧工程において、樹脂管３０の占有面積が少なくなると潰れてしまう恐れがある。このためにも樹脂管３０は、所定の面積（長さ）が必要である。
【実施例】
【００７７】
［実施例１］
日清紡メカトロニクス株式会社製ＰＶＬ-１５３７を用いて、真空時間（１０分）、プレス温度１６０℃、プレス時間２５分の成型条件で、部材（１）から部材（５）の順番でレイアップし実施例１の温水器を成型した。樹脂管３０は、表面及び裏面の透熱性基板端（ガラス端）から８０ｍｍの位置に置き、その樹脂管を挟む様にゴムシート５０を隙間無く敷き詰める。また樹脂管３０の配置は、図３とおりとした。さらに、樹脂管３０の潰れを少なくすために高さ１９ｍｍのアルミ金型を用いて、プレスした。本実施例では、温水器の集熱効率を良くするためにプレス成形において内部に気泡が残存しないよう真空引きを行った。以下は、部材（１）から部材（５）の説明である。
（１）表面透熱性基板：強化ガラス（１０００ｍｍ角×２．５ｔ）  （図２の基板２０に相当する部材）
（２）オレフィン系ゴムシート：実施形態１のゴムシート    （図２のゴム素材５０に相当する部材）
（３）樹脂管：イノアック社製７Ａ架橋ポリエチレン樹脂管  （図２の樹脂管３０に相当する部材）
樹脂管の長さは、７Ａ管を合計４０ｍ使用した。
（４）オレフィン系ゴムシート：実施形態１のゴムシート    （図２のゴム素材５０に相当する部材）
（５）裏面透熱性基板：強化ガラス（１０００ｍｍ角×２．５ｔ）  （図２の基板４０に相当する部材）
【００７８】
［実施例２］
実施例１の部材（２）と（４）を実施形態２のゴムシートとしたこと以外は全て実施例１と同様にして実施例２の温水器を得た。
【００７９】
［実施例３］
実施例１の部材（２）と（４）を実施形態３のゴムシートとしたこと以外は全て実施例１と同様にして実施例３の温水器を得た。
【００８０】
［実施例４］
実施例１の部材（２）と（４）を実施形態４のゴムシートとしたこと以外は全て実施例１と同様にして実施例４の温水器を得た。
【００８１】
［実施例５］
実施例１の部材（２）と（４）を実施形態５のゴムシートとし、樹脂管３０の使用長さを１０ｍとしたこと以外は全て実施例１と同様にして実施例５の温水器を得た。
【００８２】
［実施例６］
実施例１の部材（２）と（４）を実施形態６のゴムシートとしたこと以外は全て実施例１と同様にして実施例６の温水器を得た。
【００８３】
［比較例１］
実施例１の部材（２）と（４）を比較形態１のゴムシートとしたこと以外は全て実施例１と同様にして比較例１の温水器を得た。
【００８４】
［比較例２］
実施例１の部材（２）と（４）を比較形態２のゴムシートとしたこと以外は全て実施例１と同様にして比較例２の温水器を得た。
【００８５】
［比較例３］
実施例１の部材（２）と（４）を比較形態２のゴムシートとしたこと以外は全て実施例１と同様にして比較例２の温水器を得た。
【００８６】
［比較例４］
実施例１において、樹脂管３０の使用長さを５ｍとしたこと以外は全て実施例１と同様にして比較例４の温水器を得た。
【００８７】
［集熱性能評価］
実施例１から実施例６、及び比較例１から比較例４で作成した温水器の集熱性能を以下のように評価した。水量２００Ｌ／Ｈｒにおいて、日射量が６００（Ｗ／ｍ２）以上で天候が晴れの状況で評価した。日射量は、英弘精機製のＩＶチェッカで測定した。また温水器で製造した温水の温度上昇は、原水温度と温水の温度差を測定し、１分間溜まった水量を正確に測定し、集熱量を求め（Ｗ／ｍ２）に換算した。温水器の集熱効率（％）を以下の式にて算出した。その評価結果を表１に示す。なお、表１で集熱性の×印は、管が閉塞し計測できなかったことを示している。
集熱効率（％）＝［｛集熱量（Ｗ／ｍ２）｝／｛日射量（Ｗ／ｍ２）｝］×１００
【００８８】
［温水器の総合評価］
（１）実施例１の温水器は、実施形態１のゴムシートを使用して作製しており、導電性のカーボンブラックを使用しており、熱伝導率が０．６５Ｗ／ｍ・Ｋであり、硬度も８０と硬いため、内包した樹脂管が潰れることがなく、温水器の外観として気泡もなく型くずれもない温水器が得られる。
（２）実施例２の温水器は、実施形態２のゴムシートを使用して作製しており、アセチレンブラックを５０重量部含有しており実施例１と同様良好である。
（３）実施例３の温水器は、実施形態３のゴムシートを使用して作製しており、カーボンナノチューブとファーネスブラックを使用しており、作製された温水器は実施例１と同様良好である。
（４）実施例４の温水器は、実施形態４のゴムシートを使用して作製しており、作製された温水器は実施例１と同様良好である。
（５）実施例５の温水器は、実施形態５のゴムシートを使用して作製しており、導電性ケッチェンブラックにアセチレンブラックをブレンドしたものであり、更に低密度ポリエチレン樹脂を添加したものであり、作製された温水器は実施例１と同様良好である。
（６）実施例６の温水器は、実施形態６のゴムシートを使用して作製しており、ファーネスブラックを添加してものであり、作製された温水器は実施例１と同様良好である。
（７）比較例１の温水器は、比較形態１のゴムシートを使用して作製しており、熱伝導率が低いファ−ネスブラックの添加では熱伝導性が不十分で柔らかいため外観が不良で樹脂管も潰れ、温水器が作製できない。またアセトン抽出量が多く、つまり、オイル成分が樹脂管に浸透し樹脂管が柔らかくなり、機械的強度が低下することとなり、耐水圧性能が著しく低下する。
（８）比較例２の温水器は、比較形態２のゴムシートを使用して作製しており、熱伝導率が低いファ−ネスブラックの添加では、外観不良及び架橋度が低くなり耐水圧が低くなり水圧に耐えられない。
（９）比較例３の温水器は、比較形態３のゴムシートを使用して作製しており、ケッチェンブラックと２種類のファ−ネスブラックに配合していることによりゴムシートは硬くなりすぎるため外観不良と耐水性不良となり、温水器が作製できない。
（１０）比較例４の温水器は、実施形態１のゴムシートを使用しているが、樹脂管３０の長さは５ｍであり集熱性能が著しく劣り温水器としては機能しない。
【符号の説明】
【００８９】
１０  温水器
２０  表面透熱性基板
３０  樹脂管
３１  樹脂管内部（水路）
４０  裏面等熱性基板
５０  ゴムシート
【表１】
2019190758.tif 000003
【図１】
2019190758.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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