(57)【要約】難燃性を有するマイクロカプセル蓄熱材含有建材を提供する。マクロカプセル蓄熱材の建材に対する質量比を５：９５〜８０：２０の範囲で含んでなるマイクロカプセル蓄熱材含有建材において、前記マイクロカプセル蓄熱材が、架橋ビニルモノマー共重合体をシェル材、ｎ−パラフィン系潜熱蓄熱材をコア材とするマイクロカプセル蓄熱材であり、シェル材を構成する架橋ビニルモノマー共重合体１００質量％中のモノマー組成が、（Ａ）アクリロニトリル系モノマー  ５〜４５質量％、（Ｂ）スチレン系モノマー  ２５〜８０質量％、（Ｃ）複数のビニル基を含む多官能性（メタ）アクリレート系モノマー  １０〜６５重量％、（（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）成分を合わせて１００質量％とする。）の範囲にあり、かつ、２００〜５００℃の昇温過程のＤＴＡ昇温特性曲線上に吸熱ピークを有する。
2015072579.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マクロカプセル蓄熱材の建材に対する質量比を５：９５〜８０：２０の範囲で含んでなるマイクロカプセル蓄熱材含有建材において、前記マイクロカプセル蓄熱材が、下記マイクロカプセル蓄熱材であることを特徴とする、難燃性を有するマイクロカプセル蓄熱材含有建材。
架橋ビニルモノマー共重合体をシェル材、ｎ−パラフィン系潜熱蓄熱材をコア材とするマイクロカプセル蓄熱材であり、
シェル材を構成する架橋ビニルモノマー共重合体１００質量％中のモノマー組成が、
（Ａ）アクリロニトリル系モノマー  ５〜４５質量％、
（Ｂ）スチレン系モノマー  ２５〜８０質量％、
（Ｃ）複数のビニル基を含む多官能性（メタ）アクリレート系モノマー  １０〜６５重量％、
（（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）成分を合わせて１００質量％とする。）
の範囲にあり、かつ、２００〜５００℃の昇温過程のＤＴＡ昇温特性曲線上に吸熱ピークを有するマイクロカプセル蓄熱材。
【請求項２】
前記マイクロカプセル蓄熱材が、２００℃〜５００℃の昇温過程のＤＴＡ特性曲線上において、全吸熱ピークの吸熱量の総和が全発熱ピークの発熱量の総和よりも大であることを特徴とする、請求項１に記載の難燃性を有するマイクロカプセル蓄熱材含有建材。
【請求項３】
前記マイクロカプセル蓄熱材が、コア材とシェル材の総質量を１００質量％としたときに、コア材が２０質量％〜８０質量％、シェル材が８０質量％〜２０質量％である請求項１または２に記載の難燃性を有するマイクロカプセル蓄熱材含有建材。
【請求項４】
前記難燃性を有するマイクロカプセル蓄熱材含有建材が、石膏ボードである請求項１〜３の何れかに記載の難燃性を有するマイクロカプセル蓄熱材含有建材。
【請求項５】
前記難燃性を有するマイクロカプセル蓄熱材含有建材が、コンクリート建材である請求項１〜３の何れかに記載の難燃性を有するマイクロカプセル蓄熱材含有建材。
【請求項６】
マクロカプセル蓄熱材を石膏系塗り壁材に対して５：９５〜８０：２０の質量比の範囲で含んでなるマイクロカプセル蓄熱材含有塗り壁材において、前記マイクロカプセル蓄熱材が、下記マイクロカプセル蓄熱材であることを特徴とする、難燃性を有するマイクロカプセル蓄熱材含有塗り壁材。
架橋ビニルモノマー共重合体をシェル材、ｎ−パラフィン系潜熱蓄熱材をコア材とするマイクロカプセル蓄熱材であり、
シェル材を構成する架橋ビニルモノマー共重合体１００質量％中のモノマー組成が、
（Ａ）アクリロニトリル系モノマー  ５〜４５質量％、
（Ｂ）スチレン系モノマー  ２５〜８０質量％、
（Ｃ）複数のビニル基を含む多官能性（メタ）アクリレート系モノマー  １０〜６５重量％、
（（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）成分を合わせて１００質量％とする。）
の範囲にあり、かつ、２００〜５００℃の昇温過程のＤＴＡ昇温特性曲線上に吸熱ピークを有するマイクロカプセル蓄熱材。
【請求項７】
請求項６に記載のマクロカプセル蓄熱材含有塗り壁材が石膏ボードに塗布された塗り壁層を含んでなる難燃性を有するマイクロカプセル蓄熱材含有建材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄熱材含有建材、特に難燃性を有するマイクロカプセル蓄熱材含有建材に関する。
さらに詳しくは、アクリル系モノマーを含む架橋系ビニルモノマー共重合体をシェル（鞘）材、ｎ−パラフィンを含む蓄熱材をコア（芯）材とする、マイクロカプセル型の蓄熱材を含む、蓄熱材含有建材に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、住宅等の特定温度範囲での制御を必要とする建造物では、社会的な省エネルギー要請に対応すべく、各種の蓄熱機能を付与した建材を用いている。その中でも、マイクロカプセル蓄熱材含有建材は多様な構造設計が可能であり、特に、石膏系建材分野では、その優れた加工性を利用して、また、その軽量性を生かすべく、高分子材料からなるシェル（鞘）とｎ−パラフィン系蓄熱材からなるコア（芯）からなるマイクロカプセル蓄熱材を含有する石膏系建材、または建材表面への塗布可能なマイクロカプセル蓄熱材を含有する石膏系塗布材等の開発が行われている。（特許文献１〜４）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１１４５６０号公報
【特許文献２】特開２００５−１５２５７号公報
【特許文献３】特開２００６−２２５９８６号公報
【特許文献４】特開２０１３−５０６７７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、本発明者らが、従前技術を追試したところ、これら石膏系蓄熱建材では、石膏建材内でのマイクロカプセル蓄熱材の分散不良、あるいはマイクロカプセルの破壊を生ずるため、蓄熱機能確保のために大量のマイクロカプセルの添加を必要とする一方で、これら蓄熱機能を確保するに要する添加量では、石膏系建材の難燃性が失われることが判明した。この傾向は、他のマイクロカプセル蓄熱材含有建材でも、生じている模様である。
本発明は、蓄熱材として使用するマイクロカプセル蓄熱材において、シェル材を構成するビニルモノマー共重合体の構成（モノマー組成）を制御することで、当該マイクロカプセル蓄熱材に、石膏材加工時での良分散性と耐破壊性、および昇温過程での吸熱特性を付与して、難燃性を有する蓄熱性の住宅建築材料、特に、石膏系建材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、シェル材を構成するビニルモノマー共重合体の構成モノマーとして、スチレン系モノマー、２以上のビニル基を含む多官能性（メタ）アクリレート系モノマー、アクリロニトリル系モノマーを所定の配合組成で用いることで、２００〜５００℃の昇温過程でＤＴＡ特性曲線上に吸熱ピークを示すマイクロカプセル蓄熱材を見出し、これを石膏系建材に含有させることで、本発明の完成に至った。
すなわち、本発明の第一は、マクロカプセル蓄熱材の建材に対する質量比を５：９５〜８０：２０の範囲で含んでなるマイクロカプセル蓄熱材含有建材において、前記マイクロカプセル蓄熱材が、下記マイクロカプセル蓄熱材であることを特徴とする、難燃性を有するマイクロカプセル蓄熱材含有建材に関する。
上記マイクロカプセル蓄熱材は、架橋ビニルモノマー共重合体をシェル材、ｎ−パラフィン系潜熱蓄熱材をコア材とするマイクロカプセル蓄熱材であり、
シェル材を構成する架橋ビニルモノマー共重合体１００質量％中のモノマー組成が、
（Ａ）アクリロニトリル系モノマー  ５〜４５質量％、
（Ｂ）スチレン系モノマー  ２５〜８０質量％、
（Ｃ）複数のビニル基を含む多官能性（メタ）アクリレート系モノマー  １０〜６５重量％、
（（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）成分を合わせて１００質量％とする。）
の範囲にあり、かつ、２００〜５００℃の昇温過程のＤＴＡ昇温特性曲線上に吸熱ピークを有するマイクロカプセル蓄熱材である。
本発明の第二は、前記マイクロカプセル蓄熱材が、２００℃〜５００℃の昇温過程のＤＴＡ特性曲線上において、全吸熱ピークの吸熱量の総和が全発熱ピークの発熱量の総和よりも大であることを特徴とする、本発明第一の難燃性を有するマイクロカプセル蓄熱材含有建材に関する。
本発明の第三は、前記マイクロカプセル蓄熱材が、コア材とシェル材の総質量を１００質量％としたときに、コア材が２０質量％〜８０質量％、シェル材が８０質量％〜２０質量％である本発明第一または第二に記載の難燃性を有するマイクロカプセル蓄熱材含有建材に関する。
本発明の第四は、前記難燃性を有するマイクロカプセル蓄熱材含有建材が、石膏ボードである本発明第一〜第三の何れかに記載の難燃性を有するマイクロカプセル蓄熱材含有建材に関する。
本発明の第五は、前記難燃性を有するマイクロカプセル蓄熱材含有建材が、コンクリート建材である本発明第一〜第三の何れかに記載の難燃性を有するマイクロカプセル蓄熱材含有建材に関する。
本発明の第六は、マクロカプセル蓄熱材を石膏系塗り壁材に対して５：９５〜８０：２０の質量比の範囲で含んでなるマイクロカプセル蓄熱材含有塗り壁材において、前記マイクロカプセル蓄熱材が、下記マイクロカプセル蓄熱材であることを特徴とする、難燃性を有するマイクロカプセル蓄熱材含有塗り壁材に関する。
架橋ビニルモノマー共重合体をシェル材、ｎ−パラフィン系潜熱蓄熱材をコア材とするマイクロカプセル蓄熱材であり、
シェル材を構成する架橋ビニルモノマー共重合体１００質量％中のモノマー組成が、
（Ａ）アクリロニトリル系モノマー  ５〜４５質量％、
（Ｂ）スチレン系モノマー  ２５〜８０質量％、
（Ｃ）複数のビニル基を含む多官能性（メタ）アクリレート系モノマー  １０〜６５重量％、
（（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）成分を合わせて１００質量％とする。）
の範囲にあり、かつ、２００〜５００℃の昇温過程のＤＴＡ昇温特性曲線上に吸熱ピークを有するマイクロカプセル蓄熱材。
本発明の第七は、本発明第六に記載のマクロカプセル蓄熱材含有塗り壁材が、石膏ボードに塗布された塗り壁層を含んでなる難燃性を有するマイクロカプセル蓄熱材含有建材に関する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明に係るマイクロカプセル蓄熱材を含有する建材、例えば、石膏系建材は、ｎ−パラフィンをコア材とするマイクロカプセル蓄熱材の特長を生かしたまま、蓄熱性と同時に難燃性を要求される石膏ボード、塗布材等住宅建材、各種構造部材として住宅用家屋、保管倉庫等に用いることにより、難燃環境と好適な温度環境を得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
図１は、本発明に係る、アクリロニトリル系モノマー（Ａ）、スチレン系モノマー（Ｂ）、複数のビニル基を有する（メタ）アクリレート系モノマー（Ｃ）から構成されるシェル材を有するマイクロカプセルの内、吸熱挙動を有する組成領域（網掛け箇所）の概要を示す三成分系組成図である。
図２は、本発明のマイクロカプセルの製造を行なうための乳化装置の斜視図である。
図３は、上記乳化装置に網状体を保持し、間隔を決定するスペーサーｃの斜視図である。
図４は、乳化装置の断面図である。なお、理解を容易にするため、網状体数を１０個とした。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明に係るマイクロカプセル蓄熱材のシェル材は、（Ａ）アクリロニトリル系モノマー  ５〜４５質量％、（Ｂ）スチレン系モノマー  ２５〜８０質量％、（Ｃ）複数のビニル基を含む（メタ）アクリレート系モノマー  １０〜６５質量％、（Ａ）、（Ｂ）、および（Ｃ）成分を合わせて、１００質量％として得られる架橋性共重合体である。
本発明に係るｎ−パラフィンに特に制限はないが、好ましくはＣ８〜Ｃ４０の範囲、さらに好ましくはＣ１４〜Ｃ２０の範囲であり、２種以上の炭素数を主成分とするパラフィンを混合して用いてもよい。これらの中でも、Ｃ１４〜Ｃ２０の範囲の偶数炭素数のｎ−パラフィンを主成分とするものが、相転移温度を生じる温度と潜熱の大きさの観点から、好ましい。
分野別では、住宅建材分野では、住環境に適した温度帯（約１０〜２８℃）に相変化温度を持つＣ１５〜Ｃ１８を主成分とするもの、保冷倉庫分野では、保冷用途として需要のある温度帯（−１２〜１８℃）に相変化温度を持つＣ１２〜Ｃ１６を主成分とするものが好ましい。
アクリロニトリル系モノマーとは、一般式（１）で示される構造を有する化合物であり、これらは２種以上使用してもよい。好ましい具体例としては、スチレン系モノマー、複数のビニル基を有する（メタ）アクリレート系モノマーとの反応性の観点から、アリロニトリル、メタクリロニトリル、α−エチルアクリロニトリル、α−イソプロピルアクリロニトリルを挙げることができ、さらに好ましくは、アクリロニトリルまたはメタクロニトリル、取り扱いの安全性まで考慮すれば、常圧における沸点が９０℃とアクリロニトリルの７７℃より高いメタクロニトリルである。
【化１】
2015072579.tif 000003
式中、Ｒ１は水素原子、または、任意の置換基であり、好ましくは、水素原子、または、炭素数１〜３のアルキル基である。
スチレン系モノマーとしては、一般式（２）で示される化合物であり、これらは２種以上を使用してもよい。好ましい具体例としては、アクリロニトリル系モノマー、複数のビニル基を有する（メタ）アクリレート系モノマーとの反応性の観点から、スチレン、ｏ−、ｍ−またはｐ−メチルスチレン、α−メチルスチレン、ｐ−メトキシスチレン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルスチレン、ｐ−フェニルスチレン、ｏ−、ｍ−またはｐ−クロロスチレン、ｏ−、ｍ−またはｐ−エチルスチレン等の単官能性スチレン系モノマー、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン等の多官能性スチレン系モノマーを挙げることができる。さらに好ましくは、単官能性スチレン系モノマーとしてはスチレン、多官能性スチレン系モノマーではジビニルベンゼンである。
【化２】
2015072579.tif 000004
式中、Ｒ２、Ｒ３（ｎは、１〜５の任意の整数）はそれぞれ独立して、水素原子または任意の置換基である。好ましくは、水素原子、炭素数１〜３のアルキル基、ビニル基であり、Ｒ３は異なっていてもよい。
複数のビニル基を含む多官能性（メタ）アクリレート系モノマーとは、エチレングリコール等のジオール、グリセリン等のトリオール、ペンタエリスリトール等の多価アルコールと、アクリル酸またはメタクリル酸との反応で得られるエステル系化合物であり、例えば、エチレングリコールジメタクリレート（ＥＧＤＭＡ）、ジエチレングリコールジメタクリレート（ＤＥＧＤＭＡ）、トリエチレングリコールジメタクリレート（ＴＥＧＤＭＡ）が好ましい。これらエステル系化合物は２種以上使用してもよい。
これらの中でも、アクリロニトリル系モノマー、スチレン系モノマーとの反応性の観点から、下式（３）で表される複数のビニル基を含む（メタ）アクリレート系モノマー、下式（４）で表される複数のビニル基を含む（メタ）アクリレート系モノマー、例えばジメチロールプロパンジメタクリレート（ＤＭＰＤＭＡ）、トリメチロールプロパントリメタクリレート（ＴＭＰＴ）が好ましい。この理由は明らかではないが、発明者らは、これら化合物中の架橋反応に関与する二重結合のｅ値が、通常、シェル材を構成する電子吸引性基を有するビニルモノマー同様に負であり、シェル材を構成する電子供与性基を有するビニルモノマー中に、均一に配置されるためと想定している。
【化３】
2015072579.tif 000005
ｎは、１〜３の任意の整数
【化４】
2015072579.tif 000006
なお、（Ａ）アクリロニトリル系モノマーと（Ｂ）スチレン系モノマーは、電子吸引性基を有するビニルモノマーと、電子供与性基を有するビニルモノマーの関係にあり、電子吸引性基と電子供与性基が互いに引き付け合い電荷移動錯体を形成し、交互共重合を行うことが可能である。本発明に係るシェルを構成する重合体では、非極性基と極性基とが、局在する確率が小さい。その結果、シェル材の化学構造の疎水性と親水性の均質化が行われ、マイクロカプセルの形状面では、球状、擬球状または扁平状の形状を得ることができ、コア材の浸透あるいは漏洩面では、局所的な浸透あるいは漏洩を抑制することができる。
具体的に、両者の関係をｅ値で示せば、例えば、アクリロニトリル（ｅ値＝１．２０）、メタクリロニトリル（ｅ値＝１．００）、α―メチルスチレン（ｅ値＝−１．２７）、スチレン（ｅ値＝−０．８０）、（出典：大津隆行著「高分子合成の化学」および高分子学会編「基礎高分子科学」、並びにそれら文献に基づく推定値を含む）であり、アクリロニトリルとスチレンの差は２．００、メタクリロニトリルとスチレンの差は、１．８０に及び、電荷移動錯体を形成し易くなると考えられるので好ましい。
本発明に係る、アクリロニトリル系モノマー（Ａ）、スチレン系モノマー（Ｂ）、複数のビニル基を有する多官能性（メタ）アクリレート系モノマー（Ｃ）から構成されるシェルを有するマイクロカプセルの内、吸熱挙動を有する組成領域の概要を、三成分系組成図で示すと、図１中の影付き領域となる。なお、図１中の白抜き数字は、後述する実施例の番号に対応し、丸数字は、後述する比較例の番号に対応する。当該領域で、優れた特性が得られる理由は明らかではないが、本発明者らは、アクリロニトリル系（単独）重合体が有する熱分解時の吸熱機構、アクリロニトリル系モノマーとスチレン系モノマーとで形成される交互共重合体構造、複数のビニル基を有する（メタ）アクリレート系モノマーによる架橋密度等の相互作用や相乗作用によるものと推測している。
このように、本発明に係るマイクロカプセルの吸熱挙動は、基本的に、シェルを構成するビニルモノマー類の組成に依存しているので、コア材としてのｎ−パラフィン系蓄熱材とシェル材としてのビニルモノマー類との質量比（両者合わせて１００質量％とする。）において、本発明の効果を得るためには、シェル材が２０質量％〜８０質量％（コア材が８０質量％〜２０質量％）が好ましく、シェル材が４０質量％〜６０質量％（コア材が６０質量％〜４０質量％）がさらに好ましく、シェル材が６０質量％〜８０質量％（コア材が４０質量％〜２０質量％）が特に好ましい。シェル材が２０質量％未満でコア材が８０質量％を超えると、マイクロカプセルの吸熱挙動を示し難くなり、コア材が２０質量％未満でシェル材が８０質量％を超えると、蓄熱材としての機能を発揮し難くなることがある。
本発明者らは、本発明に係る上記マイクロカプセルの吸熱挙動が建材の難燃性付与に関与しているものと考えている。また、親水性の高い（メタ）アクリリレート系モノマーを高濃度で含有すること、また、当該（メタ）アクリリレート系モノマーが、スチレン系モノマーとの交互共重合体を形成して、偏在することなく、マイクロカプセルのシェル構造部分に均一に配置することが、特に、親水性の高い建材、例えば石膏系建材の製造時（水を伴う加工）における良分散に関係しているものと考えている。
また、架橋多官能性（メタ）アクリレート系モノマーは、加工中のマイクロカプセルの耐破壊性に寄与しているものと考えている。
本発明のシェル材に用いる架橋性共重合体は、ＤＴＡ測定において、ポリマーの融解に起因する発熱ピークの他に、２００℃〜５００℃の間にアクリロニトリル系（単独）重合体の熱分解に起因すると推測される吸熱ピークが観察され、その吸熱ピークの総和が発熱ピークの総和よりも大きいのが特徴である。その絶対値は組成によって異なるが、１〜８ＫＪ／ｋｇ程度である。
本発明においては、前記した、アクリロニトリル系モノマー、スチレン系モノマー、複数のビニル基を有する多官能性（メタ）アクリレート系モノマー、および、ｎ−パラフィンを所定量配合後、これを油相としたＯ／Ｗ型乳化液（または分散液）を得て、これを原料として重合反応を行う。Ｏ／Ｗ型乳化液とは、油相（ビニル基を含まない有機化合物とビニルモノマー）が分散相で分散剤を含む水相が連続相である乳化液である。本発明は、このＯ／Ｗ型乳化液を原料として重合反応を行う。重合反応に必要な開始剤等は、Ｏ／Ｗ型乳化液が形成されるときに共存していてもよく、Ｏ／Ｗ型乳化液が形成された後、重合反応開始前に添加してもよい。
本発明に係る、重合反応に供される重合開始剤は、特に制限はないが、ラジカル的に進行する重合のためのラジカル重合開始剤として、通常のペルオキシド（またはパーオキサイド）化合物およびアゾ化合物が好ましく使用され得る。
好ましいラジカル重合開始剤としては、ｔ−ブチルペルオキシネオデカノアート、ｔ−アミルペルオキシピバラート、ジラウロイルペルオキシド、ｔ−アミルペルオキシ−２−エチルヘキサノアート、２，２’−アゾビス−（２，４−ジメチルバレロニトリル）、２，２’−アゾビス−（２−メチルブチロニトリル）、ジベンゾイルペルオキシド、ｔ−ブチル−ペル−２−エチルヘキサノアート、ジ−ｔ−ブチルペルオキシド、ｔ−ブチルヒドロペルオキシド、２，５−ジメチル−２，５−ジ−（ｔ−ブチルペルオキシ）ヘキサンおよびクメンヒドロペルオキシドが挙げられる。
さらに好ましいラジカル開始剤は、ジ−（３，５，５−トリメチルヘキサノイル）−ペルオキシド、４，４’−アゾビスイソブチロニトリル、ｔ−ブチルペルピバラート、ジメチル−２，２−アゾビスイソブチラートおよび１，１，３，３，−テトラメチル  ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエートである。これらは、半減期１０時間を温度範囲３０〜１００℃において有する。
本発明に係る、重合反応に供される連鎖移動剤は、特に制限はないが、好ましくは（イ）メルカプタン（例えばオクチルメルカプタン、ｎ−もしくはｔｅｒｔ−ドデシルメルカプタン）、チオサリシル酸、メルカプト酢酸、およびメルカプトエタノール等のメルカプタン類、（ロ）ハロゲン化化合物、および（ハ）α−メチルスチレンダイマーが挙げられる。中でも、メルカプタン類がさらに好ましい。
本発明に係る、重合反応に供される、Ｏ／Ｗ型分散液中の分散安定剤には、特に制限はないが、好ましくは、部分ケン化ポリ酢酸ビニル、セルロース誘導体、ポリビニルピロリドンなどが挙げられる。中でも、部分ケン化ポリ酢酸ビニルがさらに好ましい。
本発明においては、公知の懸濁重合装置を使用することができるが、Ｏ／Ｗ型分散液を、重合反応開始前に、流路に沿って設けられた一定間隔を保持して配置されてなる複数の網状体を連続して順次通過させる工程で処理されると、粒径分布の狭いマイクロカプセルを得ることができ、構造体中での蓄熱機能、吸熱機構が高い均一性で発現するので、好ましい。
所定の配合で構成されるＯ／Ｗ型分散液は、線速度０．１〜５０ｃｍ／ｓｅｃの範囲で流路内を通過する。流路内には、複数箇所に、所定間隔をもって網状体が配置され、供給された乳化原料は該複数の網状体を順次通過し、その間にＯ／Ｗ型分散液の分散相の微細化が進行、安定、均一化し、分散相液滴のＣＶ値は５０％以下となり、この値に近似した値が、重合反応後のマイクロカプセルのＣＶ値として保持される。発明者らは、マイクロカプセルの機能発現性の均一の目安としてＣＶ値は３０％以下と考えているが、この値は、通常のバッチ式乳化方法で得ることは困難である。
この方法による乳化の機構、網状体の作用効果等はいまだ明らかではないが、一旦網状体に達した流体が、網状体の多数の網目により分割されて小滴となり、次の網状体に達するまでの間に当該生成した小滴は安定化し、その結果として分散相液滴の粒子径が均一化されるものと考えられる。また、分散相液滴は、コア−シェル構造となり、コアにｎ−パラフィン、シェルにビニルモノマーを配置する。
これらの過程で、ビニルモノマーは、いわゆる、親水性基がコアの表面にミセルを形成して配列し界面活性剤様の機能を果たすものと考えられるが、この機能の発現には、特に、本発明に係るビニルモノマー化合物の組み合わせ（疎水性と親水性の組み合わせ）が貢献していると考えられる。
網状体の間隔は、流路内の流体流速、流体粘度等にも関係するが、具体的には、通常は５ｍｍ〜２００ｍｍが好ましい。さらに好ましくは１０ｍｍ〜１００ｍｍである。ここで、流体がより高速の流速で通過するときはより長い間隔を採用し、また流体粘度がより高粘度では、反対に、より短い間隔を採用するようにするのが好ましい。さらに、網状体の配設箇所は、流路に沿って複数箇所とすることが肝要であるが、好ましくは３０〜２００までの箇所である。網状体の開口度はＡＳＴＭ規格によるメッシュ数として、好ましくは３５〜４０００、より好ましくは１５０〜３０００である。
本発明に係る上記方法を行なうための装置の一例を図２〜図４に示す。
本発明において「難燃性」を有するとは、建築基準法施行令第１０８条の２「不燃性能及びその技的基準」に照らして、その性能を評価する、「ＩＳＯ５６６０（発熱性試験方法）」に準拠する試験において決定される、３基準、「不燃（難燃１級）」、「準不燃（難燃２級）」、「難燃（難燃３級）」のいずれかを満たすこという。この試験法は、独立行政法人建築研究所のホームページ、“内装材料における不燃性試験及び発熱性試験の比較”（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｇｂｒｃ．ｏｒ．ｊｐ／ｃｏｎｔｅｎｔｓ／ｄｏｃｕｍｅｎｔｓ／ＧＢＲＣ／ＧＢＲＣ１１５＿５８５．ｐｄｆ）等に公開されている。なお、試験時間として、「２０分間」、輻射熱の強度「５０ｋＷ／ｍ２」を採用したが、これらは、日本国内で採用されている値である。
建材に含有させるマイクロカプセルの平均粒径は、０．５μｍから５０μｍの範囲である。通常、シェル表面を介するコア相と石膏系建材との伝熱効率、個々のカプセル中の蓄熱材含有量、石膏系建材全体中の蓄熱材含有量等から、総合的に決定され、５〜３０μｍの範囲が好ましい範囲となる。
本発明の建材において、マイクロカプセルの建材に対する質量比は、両者合わせて１００とすると、５：９５〜８０：２０の範囲であるが、使用方法によって好ましい範囲は異なる。
例えば石膏ボードにおいては、５：９５〜２０：８０の範囲である。この範囲以下ではマイクロカプセル含有の効果が十分ではなく、この範囲を超えると、石膏ボード自体の強度が不足することがあり、また、難燃性が得難いことがある。なお、特に、塗り壁施工においては、マイクロカプセルと石膏に加えて、複数の公知の副資材を添加混合するが、前記の配合比は、マイクロカプセルと石膏との質量比で、２０：８０まで可能である。
本発明に係る建材として好ましいものとしては石膏系建材が挙げられる。石膏系建材の代表例としては、石膏ボードや石膏プラスター、石膏系セルフレベリング材等が挙げられる。これら石膏系建材は、半水石膏を主成分とする粉体原料に水分を添加して撹拌して得られたスラリー状組成物を施工あるいは成形し、凝結、硬化させることによって製造される。また、これらを塗布することも行われる。
前記石膏系建材を構成する石膏原料は、所謂、焼き石膏、硫酸カルシウムを主成分とする鉱物で、化学構造としては、硫酸カルシウムの１／２水和物で表される。ただし、石膏ボード原料として使用出来るレベルの純度があればよい。使用される石膏は、α型半水石膏、β型半水石膏のいずれか、あるいはこれらの混合物であってもよく、任意の配合比率で使用出来る。
【実施例】
【０００９】
以下に実施例、比較例を以って本発明をさらに具体的に説明するが、以下の実施例により本発明が限定されるものではない。
［実施例１］
＜マイクロカプセル蓄熱材の主構成材＞
実施例において使用された各化学品は、市販品をそのまま使用した。
＜ｎ−パラフィン系蓄熱材＞
ＪＸ日鉱日石エネルギー社製「ＴＳ−８（商品名）」（ｎ−オクタデカン）、を用いた。
＜（Ａ）成分  アクリロニトリル系モノマー＞
メタアクリロニトリル（和光純薬工業製、和光特級）を用いた。
＜（Ｂ）成分  スチレン系モノマー＞
スチレン（キシダ化学製、試薬特級）を用いた。
＜（Ｃ）成分  複数のビニル基を含む多官能性（メタ）アクリレート系モノマー＞
エチレングリコールジメタアクリレート（ＥＧＤＭＡ）（東京化成工業製）、トリメチロールプロパントリメタクリレート（ＴＭＰＴ）（東京化成工業製）を用いた。
＜乳化方法＞
内径２０ｍｍ、長さ約５００ｍｍの円筒型ケーシング内に３０００メッシュの主金網からなる金網と長さ１０ｍｍ、内径１５ｍｍのスペーサーから成るユニットを３０組挿入して乳化装置とした。
上記ｎ−パラフィン系蓄熱材、（Ａ）成分、（Ｂ）成分および（Ｃ）成分を所定量配合し、さらに、開始剤として日油製「商品名パーオクタＯ」（化学名：１，１，３，３，−テトラメチル  ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート）、１．４重量部、および連鎖移動剤として花王社製チオカルコール２０（化学名：ｎ−ドデシルメルカプタン）３．０重量部を含む油相混合物に分散剤水溶液（クラレ製ＰＶＡ２１７ＥＥ、２重量部）を加えて使用し、それぞれ個別のプランジャーポンプにより上記油相混合物および分散剤水溶液をそれぞれ３０ｇ／分、６０ｇ／分の流量にて乳化装置に導入することにより乳化を実施し、Ｏ／Ｗ型乳化液を得て、重合原料に供した。
＜重合反応＞
撹拌機、圧力計、および温度計を備えた容器（重合槽）に、上記操作で得られたＯ／Ｗ型乳化液６０ｇと蒸留水４０ｇを投入し、重合器内を減圧して容器内の脱酸素を行い、窒素により圧力を常圧に戻し、窒素で０．３ＭＰａまで加圧した。撹拌機を回転させた状態で、重合槽内温を１１０℃まで昇温し、重合を開始した。２時間で重合を終了し、重合槽内温を室温まで冷却した。重合乳化液を濾紙で濾過し、マイクロカプセル蓄熱材を単離し、これを８０℃、大気圧下にて乾燥し、マイクロカプセル蓄熱材の粉末が得られた。
＜マイクロカプセルの吸熱特性の測定＞
各マイクロカプセル蓄熱材をアルミ製パンに約１０ｍｇ秤量し、島津製作所製、示差熱・熱量同時測定装置ＤＴＧ−６０にて分析を行った。測定条件は、室温より５０℃／分の昇温速度で６００℃まで昇温し、６００℃で１０分間保持した。
燃焼時の昇温温度範囲に対応する〜５００℃の範囲の特性曲線につき、以下の２点を解析した。
１）出現する吸熱ピーク、発熱ピークの、ピーク温度と熱量を読み取った。
２）熱収支。発熱ピーク面積量と吸熱ピーク面積量の和を熱収支とした。
上記特性値の測定結果を表１および図１に示した。
【表１】
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表１の結果から、本発明に係る組成においてのみ、２００〜５００℃の範囲で吸熱ピークが出現すること、図１から、特定のモノマー組成領域において構成されるマイクロカプセルにおいて、２００〜５００℃の範囲で吸熱ピークが出現することが分かる。
＜石膏ボートの作製＞
実施例１〜７で得た蓄熱材マイクロカプセルを各々１０３ｇ、焼き石膏（硫酸カルシウム・１／２水和物）１０００ｇ、（マイクロカプセル：硫酸カルシウム・１／２水和物＝８：９２）、水１０００ｇを混合して得た均一スラリーを得て型に注入し、乾燥硬化させて、実施例１〜７に対応する石膏ボードをそれぞれ得た。
＜石膏ボート中のマイクロカプセルの分散性の評価＞
石膏ボードを破壊して、破断面中のマイクロカプセルの分散状態をＳＥＭ観察し、極めて良好であることを確認した。
＜石膏ボートの蓄熱材としての安定性の評価＞
石膏ボードを、０℃から５０℃の温度環境に反復して曝し、外観上の変化が無いこと、ｎ‐パラフィンの漏出等は認められなないことを確認した。
＜石膏ボートの難燃性建材としての評価＞
試験時間として、「２０分間」、輻射熱の強度「５０ｋＷ／ｍ２」を採用し、「ＩＳＯ５６６０（発熱性試験方法）」に準拠する試験に、「不燃（難燃１級）：２０分以上８ＭＪ／ｍ２以下」、「準不燃（難燃２級）：１０分以上８ＭＪ／ｍ２以下」、「難燃（難燃３級）：５分以上８ＭＪ／ｍ２以下」のいずれの条件を充足するかで評価し、「準不燃」であることを確認した。
＜塗り壁材の作製＞
実施例１で得た蓄熱材マイクロカプセルを１００ｇ、珪質頁岩粉粒物（平均粒径１．０ｍｍ）４００ｇ、焼き石膏５０ｇ、骨材３００ｇ、無機塩調整剤１０ｇ、水３００ｇを混合し、均一なペーストになるまで混練する。ペースト状の塗り壁材を用いて、（マイクロカプセルを含まない）市販石膏ボード壁面に塗工厚みが３ｍｍになるように左官コテを使用し仕上げ壁を施工した。７２時間自然乾燥させて、本発明に係るマイクロカプセルを含むペーストが固化した塗り壁を有する石膏建材を得た。
＜塗り壁中のマイクロカプセルの分散性の評価＞
石膏ボード塗り壁から表層を剥離、破壊して、破断面中のマイクロカプセルの分散状態をＳＥＭ観察し、極めて良好であることを確認した。
＜塗り壁の安定性の評価＞
塗り壁を有する石膏ボードを、０℃から５０℃の温度環境に反復して曝し、塗り壁部分に外観上の変化が無いこと、ｎ‐パラフィンの漏出等は認められないことを確認した。
＜難燃性建材としての評価＞
試験時間として、「２０分間」、輻射熱の強度「５０ｋＷ／ｍ２」を採用し、「ＩＳＯ５６６０（発熱性試験方法）」に準拠する試験によって、「不燃（難燃１級）：２０分以上８ＭＪ／ｍ２以下」、「準不燃（難燃２級）：１０分以上８ＭＪ／ｍ２以下」、「難燃（難燃３級）：５分以上８ＭＪ／ｍ２以下」のいずれの条件を充足するかを評価し、「準不燃」であることを確認した。
【産業上の利用可能性】
【００１０】
本発明に係るマイクロカプセル蓄熱材を含有する建材は、ｎ−パラフィンをコア材とするマイクロカプセル蓄熱材の特長を生かしたまま、蓄熱性と同時に難燃性を要求される住宅建材等、各種構造部材を製造することができ、住宅建造物の断熱性を発揮して、冬季の保温性または夏季の保冷性を比較的長時間、保持することが可能となり、住宅等建材用途に安価かつ安全な建材が提供される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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