(57)【要約】   【課題】成形時の熱によって蓄熱性マイクロカプセルが破壊されたり、十分な蓄熱効果が得られないといった不具合が生じることがなく、優れた蓄熱効果を有する蓄熱組成物を提供すること。  【解決手段】成形温度が１００℃以下のポリマーマトリックス中にマイクロカプセル化された蓄熱性材料が含まれていることを特徴とする。  【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形温度が１００℃以下のポリマーマトリックス中にマイクロカプセル化された蓄熱性材料が含まれていることを特徴とする蓄熱組成物。
【請求項２】
ポリマーマトリックスが熱可塑性樹脂により構成されていることを特徴とする請求項１記載の蓄熱組成物。
【請求項３】
熱可塑性樹脂が汎用プラスチック及びエンジニアリングプラスチックから選ばれる１種若しくは２種以上であることを特徴とする請求項２記載の蓄熱組成物。
【請求項４】
汎用プラスチックが、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体
（ＡＢＳ）、アクリロニトリルスチレン共重合体（ＡＳ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、塩素化ポリエチレン（ＣＰＥ）、及びエチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）から選ばれる１種若しくは２種以上であることを特徴とする請求項３記載の蓄熱組成物。
【請求項５】
エンジニアリングプラスチックが、ポリアミド（ＰＡ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリメチルペンテン（ＴＰＸ）、シンジオタクチック・ポリスチレン（ＳＰＳ）、ポリサルフォン（ＰＳＦ）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリシクロヘキシレンジメチレンテレフタレート（ＰＣＴ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、熱可塑性ポリイミド（ＰＩ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、フッ素樹脂、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、変性ポリフェニレンエーテル（ｍＰＰＥ）、ポリサルホン（ＰＳＦ）、およびポリアミドイミド（ＰＡＩ）の群から選ばれる１種若しくは２種以上からなることを特徴とする請求項３記載の蓄熱組成物。
【請求項６】
ポリマーマトリックスが熱可塑性エラストマーにより構成されていることを特徴とする請求項１記載の蓄熱組成物。
【請求項７】
熱可塑性エラストマーが熱可塑性スチレン（ＴＰＳ）、熱可塑性ポリオレフィン（ＴＰＯ）、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、熱可塑性ポリエステル系エラストマー（ＴＰＥＥ）、熱可塑性加硫エラストマー（ＴＰＶ）、熱可塑性塩化ビニル系エラストマー（ＴＰＶＣ）、熱可塑性ポリアミド系エラストマー（ＰＥＢＡＸ）から選ばれる１種若しくは２種以上であることを特徴とする請求項６記載の蓄熱組成物。
【請求項８】
ポリマーマトリックスが熱硬化性樹脂により構成されていることを特徴とする請求項１記載の蓄熱組成物。
【請求項９】
熱硬化性樹脂が、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、及びケイ素樹脂から選ばれる１種若しくは２種以上であることを特徴とする請求項８記載の蓄熱組成物。
【請求項１０】
熱硬化性樹脂が溶剤に分散されたワニス状になっていることを特徴とする請求項９記載の蓄熱組成物。
【請求項１１】
溶剤に分散されたワニス状になっている熱硬化性樹脂がエポキシであることを特徴とする請求項１０記載の蓄熱組成物。
【請求項１２】
ポリマーマトリックスがゴムにより構成されていることを特徴とする請求項１記載の蓄熱組成物。
【請求項１３】
ゴムがポリブタジエン（ＰＢ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、天然ゴム（ＮＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、フッ素系ゴム、及びシリコンゴムから選ばれる１種若しくは２種以上であることを特徴とする請求項１２記載の蓄熱組成物。
【請求項１４】
ポリマーマトリックスがゲルにより構成されていることを特徴とする請求項１記載の蓄熱組成物。
【請求項１５】
ゲルがウレタン系ゲル及びシリコン系ゲルから選ばれる１種若しくは２種以上であることを特徴とする請求項１４記載の蓄熱組成物。
【請求項１６】
ポリマーマトリックスが水系エマルジョン樹脂により構成されていることを特徴とする請求項１記載の蓄熱組成物。
【請求項１７】
水系エマルジョン樹脂がポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン（ＰＳ）、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）及びポリウレタンから選ばれる１種若しくは２種以上であることを特徴とする請求項１６記載の蓄熱組成物。
【請求項１８】
マイクロカプセル化された蓄熱性材料がマトリックスを構成するポリマー１００重量部に対し１〜３００重量部の割合で含まれていることを特徴とする請求項１〜１７のいずれかに記載の蓄熱組成物。
【請求項１９】
マイクロカプセルのシェル壁がメラミン樹脂により構成されていることを特徴とする請求項１〜１８のいずれかに記載の蓄熱組成物。
【請求項２０】
蓄熱性材料がパラフィン系炭化水素であることを特徴とする請求項１〜１８のいずれかに記載の蓄熱組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば椅子、ソファー、クッション、マットレス、ベッド、食品用トレー、食品収納容器、食品梱包材、果物包装材、ＯＡ機器等の昇温防止材、自動車用ヘットレスト、シートクッション、自動車内装材、自動車天井材、車椅子用クッション、衝撃吸収用パッキン、内装用ウレタン、清掃用スポンジ、車両ワックス用スポンジ、台所用スポンジ、浴用スポンジ、水処理用微生物固定化担体、マウスパッド、ガラス目地材、土木用目地材、化粧用パフ材、ヘルメット内張り、建築用シーリング、衣料用パッド材、両面テープ基材、エアコン断熱材、保護梱包材、接着剤、粘着剤、コーティング剤、防振ゴムや防振ゲルなど、広範な用途に使用可能な蓄熱組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、メラミン樹脂などを用いてシェル壁を形成したシェル内に潜熱蓄熱剤を封入した蓄熱性マイクロカプセルが提案されている（特許文献１及び２参照）。
【０００３】
これらの蓄熱性マイクロカプセルを用いて所望形状の蓄熱成形体を製造する方法として、例えば蓄熱性マイクロカプセルを熱可塑性樹脂に混練し、この混練物を押し出し成形する方法がある。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１６３４８６号公報
【特許文献２】特開２００１−１８１６１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上記方法により成形体を製造する場合、成形時の熱によって蓄熱性マイクロカプセルが破壊されたり、破壊されないまでも、蓄熱剤を封入するシェルの熱膨張によりシェル壁と蓄熱剤との間に隙間が生じ、十分な蓄熱効果が得られないといった不具合があった。
【０００６】
本発明は、上述の技術的課題に鑑みなされたものであり、成形時の熱によって蓄熱性マイクロカプセルが破壊されたり、十分な蓄熱効果が得られないといった不具合が生じることがなく、優れた蓄熱効果を有する蓄熱組成物を提供することをその目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は、成形温度が１００℃以下のポリマーマトリックス中にマイクロカプセル化された蓄熱性材料が含まれていることを特徴とする蓄熱組成物をその要旨とした。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の蓄熱組成物にあっては、成形温度が１００℃以下のポリマーマトリックス中にマイクロカプセル化された蓄熱性材料が含まれていることから、成形時の温度を低くすることができるため、成形時の熱によって、蓄熱性マイクロカプセルが破壊されたり、十分な蓄熱効果が得られないといった不具合が生じることがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の蓄熱組成物を更に詳しく説明する。本発明の蓄熱組成物は、例えば椅子、ソファー、クッション、マットレス、ベッド、食品用トレー、食品収納容器、食品梱包材、果物包装材、ＯＡ機器等の昇温防止材、自動車用ヘットレスト、シートクッション、自動車内装材、自動車天井材、車椅子用クッション、衝撃吸収用パッキン、内装用ウレタン、清掃用スポンジ、車両ワックス用スポンジ、台所用スポンジ、浴用スポンジ、水処理用微生物固定化担体、マウスパッド、ガラス目地材、土木用目地材、化粧用パフ材、ヘルメット内張り、建築用シーリング、衣料用パッド材、両面テープ基材、エアコン断熱材、保護梱包材、接着剤、粘着剤、コーティング剤、防振ゴムや防振ゲルなど、広範な用途に使用可能である。
【００１０】
本発明の蓄熱組成物は、成形温度が１００℃以下のポリマーマトリックス中にマイクロカプセル化された蓄熱性材料が含まれていることで特徴づけられたものである。
【００１１】
本発明の蓄熱組成物のマトリックスを構成するポリマーには、用途や使用状態に応じて、成形温度が１００℃以下の熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー、熱硬化性樹脂、ゴム、ゲル、あるいは水系エマルジョン樹脂などを用いることができる。
【００１２】
熱可塑性樹脂としては、汎用プラスチック及びエンジニアリングプラスチックから選ばれる１種若しくは２種以上を挙げることができ、汎用プラスチックとしては、例えばポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体（ＡＢＳ）、アクリロニトリルスチレン共重合体（ＡＳ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、塩素化ポリエチレン（ＣＰＥ）、及びエチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）から選ばれる１種若しくは２種以上を挙げることができる。
【００１３】
エンジニアリングプラスチックとしては、例えばポリアミド（ＰＡ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリメチルペンテン（ＴＰＸ）、シンジオタクチック・ポリスチレン（ＳＰＳ）、ポリサルフォン（ＰＳＦ）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリシクロヘキシレンジメチレンテレフタレート（ＰＣＴ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、熱可塑性ポリイミド
（ＰＩ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、フッ素樹脂、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、変性ポリフェニレンエーテル（ｍＰＰＥ）、ポリサルホン（ＰＳＦ）、およびポリアミドイミド（ＰＡＩ）の群から選ばれる１種若しくは２種以上を挙げることができる。
【００１４】
熱可塑性エラストマーとしては、例えば熱可塑性スチレン（ＴＰＳ）、熱可塑性ポリオレフィン（ＴＰＯ）、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、熱可塑性ポリエステル系エラストマー（ＴＰＥＥ）、熱可塑性加硫エラストマー（ＴＰＶ）、熱可塑性塩化ビニル系エラストマー（ＴＰＶＣ）、熱可塑性ポリアミド系エラストマー（ＰＥＢＡＸ）から選ばれる１種若しくは２種以上を挙げることができる。
【００１５】
熱硬化性樹脂としては、例えばフェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、及びケイ素樹脂から選ばれる１種若しくは２種以上を挙げることができる。
【００１６】
ゴムとしては、ポリブタジエン（ＰＢ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、天然ゴム（ＮＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、フッ素系ゴム、及びシリコンゴムから選ばれる１種若しくは２種以上を挙げることができる。
【００１７】
ゲルとしては、ウレタン系ゲル及びシリコン系ゲルから選ばれる１種若しくは２種以上を挙げることができる。
【００１８】
水系エマルジョン樹脂としては、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン（ＰＳ）、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）及びポリウレタンから選ばれる１種若しくは２種以上を挙げることができる。
【００１９】
尚、上記マトリックスを構成するポリマー成分の選択に際しては、後述するマイクロカプセルのシェル壁を構成する樹脂との相溶性のほか、当該蓄熱組成物の適用される材料
（用途）や使用形態、取り扱い性、成形性、入手容易性、温度性能（耐熱性や耐寒性）、耐候性、価格なども考慮するのが望ましい。
【００２０】
本発明の蓄熱組成物は、上記ポリマーマトリックス中にマイクロカプセル化された蓄熱性材料が含まれているのである。
【００２１】
本発明の蓄熱組成物に用いる蓄熱性材料には、使用目的に応じて目標温度に適合する相転移温度を有するものを適宜選択使用すればよく、パラフィン系炭化水素、天然ワックス、石油ワックス、ポリエチレングリコール、無機化合物の水和物などを用いることができる。特に住宅用の保温材、食品用トレーや容器として使用する場合、室温付近で固体−液体の相転移を起こす材料、即ち、５〜６０℃の融点を持つパラフィン系炭化水素を使用することが好ましく、具体例として、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、イコサン、ドコサン等が挙げられる。これらのパラフィン系炭化水素は、炭素数の増加と共に融点が上昇するため、目的に応じた融点を有する炭化水素を選択したり、２種以上の炭化水素を混合して使用することが可能である。上記材料には、マイクロカプセルの熱伝導性、比重を調節する目的で、カーボン、金属粉、アルコール等を添加しても良い。
【００２２】
これらの蓄熱性材料を封入するマイクロカプセルのシェル材料としては、その耐熱温度が上記蓄熱性材料の融点に比べて十分に高いもの、例えば３０℃以上、好ましくは５０℃以上であって、該蓄熱組成物の用途に応じた強度を有する材質を適宜選択すればよく、具体的には、メラミン樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂等を好ましい例として挙げられる。
【００２３】
マイクロカプセルの外径としては１〜５００μｍが好ましく、より好ましくは５〜１００μｍである。また、シェル内に封入される蓄熱性材料の量は、蓄熱効果の点からは多いほうが好ましいが、多過ぎると潜熱蓄熱剤の体積変化によりマイクロカプセルが破損する恐れがある。このため、マイクロカプセル全体の重量に対する蓄熱性材料の量は、２０〜８０重量％とすることが好ましく、４０〜６０重量％とすることがより好ましい。
【００２４】
マイクロカプセルの製造方法としては、界面重合法、ｉｎ−ｓｉｔｕ重合法、コアセルベート法等の従来の公知の製造方法から、潜熱蓄熱剤及びシェルの材質等に応じて適切な方法を選択すればよい。
【００２５】
上記マイクロカプセルは、蓄熱組成物のポリマーマトリックスの１００重量部に対して１〜３００重量部の割合で含有されていることが好ましく、より好ましくは２０〜２００重量部であり、最適には５０〜１００重量部である。マイクロカプセルの含有量が１重量部未満では十分な蓄熱効果が得られず、マイクロカプセルの含有量が３００重量部を超えると、蓄熱組成物の成形性、接着性、強度、塗工性等が低下するため好ましくない。
【００２６】
尚、本発明の蓄熱組成物中には、上述の成分の他に、例えばマイカ鱗片、ガラス片、グラスファイバー、カーボンファイバー、炭酸カルシウム、バライト、沈降硫酸バリウム等の物質や、腐食防止剤、染料、酸化防止剤、制電剤、安定剤、湿潤剤などを必要に応じて適宜加えることができる。
【００２７】
本発明の蓄熱組成物は、シート状やフィルム状など固状の形態とする場合には、上記マトリックスを構成するポリマー成分に、マイクロカプセル化された蓄熱性材料を所定割合で配合し、これをバンバリーミキサーやロール等を用いて混練し、さらにカレンダー法や押し出し法などにより、用途、目的に応じた形状に成形する。
【００２８】
ゲルまたはエマルジョンの形態とする場合には、上述のゲルや水性エマルジョンに、マイクロカプセル化された蓄熱性材料を所定割合で添加し、これを混合機で均一な分散状態となるまで混合する。
【００２９】
尚、本発明は、下記実施例に限定されるものではなく、「特許請求の範囲」に記載された範囲で自由に変更して実施することができる。
【実施例】
【００３０】
以下、本発明の蓄熱組成物について、その温度保持効果（蓄熱性）を評価した。
熱硬化性ウレタンの主剤に最終配合で５０重量％となるように、３１℃で固体−液体相転移を起こすパラフィン系炭化水素を蓄熱性材料とし、この蓄熱性材料をシェル壁がメラミン樹脂により構成されたマイクロカプセル内に封入したマイクロカプセルを添加する。
次いで、硬化剤を加えて８０℃の温度で２時間加熱し、ウレタンを硬化させた。この後、硬化物を５０ｇの重量の円柱状に切り出し、サンプルとした。
【００３１】
得られたサンプルの中心部に熱電対を差し込み、４０℃の恒温槽内に２時間静置し、その後、２５℃の室温に放置した状態で、サンプルの温度が下がっていく状態を１秒置きに測定した。尚、比較のため、マイクロカプセルの添加されいないウレタン硬化物のサンプルについても同様に試験し、その温度の降下状態を測定した。
【００３２】
図１から、実施例のサンプルと比較例のサンプルについて、測定開始時のサンプルの温度３４℃が、２７℃までに下がるのに要した時間を比べたとき、比較例のサンプルが約１７００秒であったのに対し、実施例のサンプルの場合、２倍の約３４００秒となり、マイクロカプセルを添加した実施例に係るサンプルが温度保持効果に優れることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】実施例と比較例の各サンプルについて温度保持効果を示すグラフ。
【図１】
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