(57)【要約】【課題】本発明の課題は、蓄熱材化合物の造粒方法に関するものであり、マイクロカプセルカプセル化工程を必要とせず容易かつ簡便に製造することが可能な蓄熱材造粒物を提供することである。【解決手段】ＢＥＴ吸着法により得られる比表面積の値が１０ｍ2／ｇ以上の粉体と、結着剤の混合物を成形して得られた最短径が１ｍｍ以上５０ｍｍ以下の母体粒子に、蓄熱材化合物を含浸せしめる。この蓄熱材造粒物の有効な利用方法として、建造物内の壁内、床下、天井裏の居住空間でない遊休空間に配置させる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＢＥＴ吸着法により得られる比表面積の値が１０ｍ2／ｇ以上の粉体と結着剤の混合物を成形して得られた最短径が１ｍｍ以上５０ｍｍ以下の母体粒子に、蓄熱材を含浸せしめてなる蓄熱材造粒物。
【請求項２】
請求項１記載の蓄熱材造粒物を建造物内の壁内、床下、天井裏の居住空間でない遊休空間に配置させることを特徴とする蓄熱材造粒物の利用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は蓄熱機能を有する蓄熱材造粒物及びその利用方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
蓄熱材とは、文字通り熱を蓄える材料であるが、大別して材料自体を加熱または冷却した場合に生じる温度差を利用した顕熱蓄熱材と、融解と凝固時の相変化エネルギーを利用した潜熱蓄熱材に分けられる。前者は鉱物、金属、水などの材料を加熱または冷却することにより所望の温度帯の蓄熱が可能であり、より高比熱の材料で、尚かつ温度差を大きく設定することにより多量の熱量を蓄えることができる。一方、後者の潜熱蓄熱材の代表例として水（氷）が挙げられ、最も安価、安全で高熱量の蓄熱材として、我々の生活の中で多用されている。一般に単位質量当たりに高い蓄熱能力を有し、しかも狭い温度幅での蓄放熱が可能な潜熱蓄熱材の方が有利であるため、水以外の無機系、有機系の化合物が蓄熱材として利用されている。
【０００３】
通常、潜熱蓄熱材は融解と凝固を繰り返す際に相変化が生じるため、融解時に系外に流れ出さない様に、蓄熱材を何らかの方法で固定化することが必要である。潜熱蓄熱材を固定化するための手法として、１．蓄熱材を不溶性の容器に充填して用いる方法（例えば、特許文献１参照）、２．蓄熱材にゲル化剤を添加して固形化する方法（例えば、特許文献２参照）、３．蓄熱材をマイクロカプセル化し、更に粉体化する方法（例えば、特許文献３参照）、４．３．の粉体を更に造粒して、数ｍｍ〜数ｃｍの粒状の蓄熱材造粒物に加工する手法等が提案されている。
【０００４】
上記４．のマイクロカプセル粉体に造粒処理を施す方法は、未処理の粉体と比較して飛散しにくく、充填や取り扱いが容易である等の利点を有する（例えば、特許文献４参照）。その中でマイクロカプセル粉体の造粒方法の具体例として、押し出し型の造粒方法を用いた手法が提案されているが、この手法を用いて堅く、強度のある造粒物を得ようとすれば、押し出し圧を高める必要があり、その結果、強度の低いマイクロカプセルは破壊され易いということが課題であった。また、製造工程が、粉体と水溶性成分との混合、押し出し工程、整粒工程、乾燥工程と多段階に亘るため、製造に要するコストアップや品質のばらつき、更にはマイクロカプセルの破壊等の発生などが避けられなかった。更に、蓄熱材の種類によっては、マイクロカプセル化において、乳化分散性が悪くなり、良好なマイクロカプセル皮膜が形成されにくかったり、蓄熱材が分散媒体に溶け込んでしまい、カプセル化されずにロスしてしまうという問題があった。
【０００５】
また、蓄熱材の固定化方法でマイクロカプセル化法を用いない手法として、珪藻土などの多孔質粉体に蓄熱材を含浸させた粉体が提案されているが、微細な粒子単独では含浸し得る量と保持能力に限界があり、多量の蓄熱材を含浸した場合には蓄熱材の染み出しが生じるものであった（例えば、特許文献５参照）。さらに、蓄熱材を含浸させた粉体を樹脂でコーティングする方法も提案されているが、長期の使用の間に次第に樹脂に亀裂が生じてしまい、特に建造物用に必要とされる耐久性に乏しいものであった（例えば、特許文献６参照）。
【特許文献１】特開２００３−３２９３８３号公報
【特許文献２】特開平０１−２０３５０９号公報
【特許文献３】特開２００１−３０３０３１号公報
【特許文献４】特開２００１−８１４４７号公報
【特許文献５】実用新案登録第３１２５５６５号公報
【特許文献６】特開２００４−７５７１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、蓄熱材造粒物に関するものであり、マイクロカプセル化を必要とせず、容易かつ簡便に製造することが可能な蓄熱材造粒物を提供することを目的としている。具体的には、経時的な蓄熱材の染み出しや蓄熱能力の劣化のない安定な蓄熱材造粒物を提供すること、及び本発明で得られる蓄熱材造粒物の適した利用方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の蓄熱材造粒物は、ＢＥＴ吸着法により得られる比表面積の値が１０ｍ2／ｇ以上の粉体と結着剤の混合物を成形して得られた最短径が１ｍｍ以上５０ｍｍ以下の母体粒子に、蓄熱材を含浸せしめてなる。
【０００８】
また、上記蓄熱材造粒物を建造物内の壁内、床下、天井裏などの居住空間でない遊休空間に配置させることを特徴とする蓄熱材造粒物の利用方法を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の蓄熱材造粒物は、容易に製造することが可能で、蓄熱材の保持性能も高く、マイクロカプセルによる固定化方法や予め成型した合成樹脂、金属などの微小容器に蓄熱材を充填して得た造粒物と比較して、蓄熱性能の点においても遜色のないものである。更にマイクロカプセルや合成樹脂、金属などの微小容器を用いた造粒物と比較して、熱伝導を阻害しにくいためか、蓄熱及び放熱に要する応答性が高いことが判明した。更に、化学的にマイクロカプセル化しにくく、丈夫なマイクロカプセル皮膜が得られにくい蓄熱材であっても、本発明の手法によれば容易に強固な造粒物を得ることが可能となった。
【００１０】
特に本発明の蓄熱材造粒物が配置された住宅、ビルの室内は、夏場であれば朝方やエアコンの冷気を蓄熱するため涼しい時間が持続し、冬場であれば暖房や昼間の日射の熱を蓄熱させることにより適度の暖かさが長続きする室内環境が得られるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の蓄熱材造粒物は、１．蓄熱材の担持体となる粉体のみの造粒物（以降、母体粒子と称す）を製造する工程と、２．母体粒子への蓄熱材の含浸工程からなる。更に必要であれば、蓄熱材造粒物周囲を有機系樹脂皮膜で被覆する工程からなる。１．の母体粒子の製造工程で使用可能な粉体は、無機系と有機系に大別されるが、無機系の粉体の方が比較的大きな表面積を有するため好ましい。具体的にはタルク、セピオライト（水酸化マグネシウムとケイ酸塩の混合物）、カオリン、クレー、マイカ、セリサイト、ゼオライト、モンモリロナイト、クロライト、ベントナイト（ケイ酸金属塩等の鉱物集合体）、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、シリカゲル、含水ケイ酸、酸化チタン、水酸化カルシウム、硫酸バリウムなどの無機系粉体が使用可能である。
【００１２】
これらの粉体は単独または２種以上を混合して用いられるが、より多量の蓄熱材化合物を吸収し得る母体粒子を得るためには吸油能力の高い無機粉体が好ましい。吸油能力は使用する粉体の比表面積に依存するものと推測し、吸油能力と比表面積の関係を調べたところ、ＢＥＴ吸着法により算出された粉体の比表面積が１０ｍ2／ｇ以上、好ましくは５０ｍ2／ｇ以上が好ましいことが分かった。更に粉体の一次平均粒径は５０μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下であることが好ましい。比表面積が１０ｍ2／ｇ未満になると、最終蓄熱材造粒物中に占める蓄熱材の質量比率が低くなる場合があり、蓄熱能力が乏しくなるため好ましくない。また、平均一次粒径が５０μｍを超えた場合も、蓄熱材造粒物中に占める蓄熱材の質量比率が低い数値となる可能性が高く、蓄熱能力が乏しくなることがある。
【００１３】
１．の母体粒子の製造方法は、原料となる粉体に上記結着剤、必要であれば水や有機溶媒を添加し湿潤状態とした後、市販の造粒装置を用いて所望のサイズ、大きさに成型される。結着剤としては、樹脂バインダーや粘土成分を用いることができ、具体的には、可溶性でんぷん類、デキストラン、グルカン、キサンタンガム、ゼラチン、カゼイン、にかわ等の天然物；メチルセルロース、エチルセルロース、メチルエチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース等の半合成品；合成品としては、ポリビニルアルコール、アリル変性ポリビニルアルコール、ポリビニルメチルエーテル、ポリビニルエチルエーテル、ポリ（メタ）アクリル酸エステル、ポリ（メタ）アクリル酸エステル部分けん化物、及びポリ（メタ）アクリルアマイド等のポリ（メタ）アクリル酸誘導体、ポリビニルピロリドン、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン、スチレンブタジエン共重合体、カルボキシ変性スチレンブタジエン共重合体、アクリロニトリルブタジエン共重合体、アクリル酸メチルブタジエン共重合体、及びエチレン酢酸ビニル共重合体等のラテックス類等が挙げられる。
【００１４】
本発明で用いられる造粒方法は、天板造粒法、湿式押し出し造粒法、半乾式押し出し造粒法、ロール圧縮造粒法、打錠造粒法等の各種造粒方法が用いられる。母体粒子の形状は、目的に応じて球状、楕円状、円柱状、立方体、直方体、円錐状、円盤状、俵状、桿状、正多面体、星形、筒型等に加工される。本発明では、この母体粒子さえ量産しておけば、添加する蓄熱材の種類のみを替えれば良いので多種類の造粒物を得るのに適した方法である。
【００１５】
２．の母体粒子に蓄熱材を含浸させる工程は、市販の回転型混合装置に母体粒子を充填し、粒子がよく攪拌された状態で蓄熱材化合物を液状でまたは霧状で噴霧し、母体粒子内部を含む全体に均一に混合付着させることが好ましい。室温より高融点の蓄熱材であれば、母体粒子内部まで均一に含浸させるためには、加熱を施して混合槽の内部を融点以上の温度にすることが好ましい。市販の回転型混合装置としては、リボンミキサー、コニカルミキサー、ヘンシェルミキサー、Ｖ型混合機等の装置が使用可能である。
【００１６】
本発明に係わる母体粒子は、その最短径が１ｍｍ以上５０ｍｍ以下である。最短径が１ｍｍ未満の場合、粉舞し易く作業性に劣るばかりでなく、後工程で蓄熱材を含浸させた場合、母体粒子同士が凝集し易くなるため好ましくない。また、５０ｍｍを超えると、造粒物の表面積が減少して熱伝導性が低下する結果、熱応答性が低下するため好ましくない。母体粒子の最短径とは、母体粒子の最短径方向の平均直径を表わすものであり、その短径方向平均径の測定は工業用ノギスなどで実測できるほか、市販の光学的粒径測定装置等を用いることにより自動的に測定することも可能である。
【００１７】
かくして得られた蓄熱材造粒物はこのままでも蓄熱及び放熱挙動を安定に繰り返すが、高温下に長時間曝される可能性のある目的に利用される場合は造粒物表面を有機系樹脂皮膜で被覆処理することが好ましい。被覆方法の具体例としては、２．の含浸・被覆工程が終了した後、有機系樹脂の溶解液または有機系樹脂の分散液を噴霧する方法が、蓄熱材造粒物表面に均一な皮膜が得られるため好ましい。有機系樹脂の具体例としては、ポリビニルアルコール、ポリ（メタ）アクリル酸エステル、ポリ（メタ）アクリル酸エステル部分けん化物、及びポリ（メタ）アクリルアマイド等のポリ（メタ）アクリル酸誘導体、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキサイド、ポリビニルピロリドン、及びビニルピロリドン酢酸ビニル共重合体の親水性高分子や、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン、ポリウレタン発泡体樹脂、スチレンブタジエン共重合体、カルボキシ変性スチレンブタジエン共重合体、アクリロニトリルブタジエン共重合体、アクリル酸メチルブタジエン共重合体、及びエチレン酢酸ビニル共重合体等のラテックス類等が挙げられる。
【００１８】
本発明の蓄熱材の融点は、約０〜１００℃の範囲、好ましくは０〜６０℃の範囲に設定されることが好ましく、具体的には、テトラデカン、ヘキサデカン、オクタデカン、パラフィンワックス等の脂肪族炭化水素化合物（パラフィン類化合物）や、オクタン酸、デカン酸等の脂肪酸類、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキサイド等のアルコールやポリマー類、ミリスチン酸メチル、パルミチン酸メチル、ステアリン酸ステアリル等のエステル化合物、及び無機塩類などが使用可能である。とりわけパラフィン類化合物、高級アルコール類、エステル化合物は、それ自体化学的、物理的に安定な化合物であり、且つ高い蓄熱容量を有するため、好ましい蓄熱材として挙げられる。これらの蓄熱材中には必要に応じ過冷却防止材、比重調節材、劣化防止剤、着色剤等を添加することができる。
【００１９】
上記の好ましい蓄熱材において、エステル化合物の場合、メチルエステル、エチルエステル、ブチルエステルが主である。これらアルコール残基の炭素数が４以下であるエステル化合物は、脂肪酸残基の炭素数が１０以上の高級なものであっても、親水性が高いために、マイクロカプセル化工程において、分散媒体に溶け込み易く、カプセル化されずにロスしてしまい、カプセル化率が低くなったり、分散媒体に溶解したエステル化合物が乳化分散性を悪化させて、カプセル化反応を阻害したり、蓄熱材マイクロカプセル分散液の分散安定性を悪化させたりするなどの現象を引き起こすことがあった。本発明の蓄熱材造粒物は、マイクロカプセル化工程が必要とされないため、マイクロカプセルの品質の善し悪しが蓄熱材造粒物の品質に全く影響せず、製造時の品質安定化向上、コスト低減化に寄与するものである。
【００２０】
本発明の蓄熱材造粒物を建造物の壁、床、天井などの空間に配置して、造粒物に直接冷風または温風を吹き付けて、蓄熱材に冷熱または温熱を蓄える空調用蓄熱材として利用することができる。具体的には、本発明の造粒物を床下または天井裏の遊休空間に配置することにより建物全体の蓄熱容量を高めることが可能で、夏場であれば日射の強い日でも容易に室温が高まらず、また冬場であれば昼間の太陽熱を蓄えることにより、夜間でも暖かさが持続することが可能で省エネルギー性に富む住宅用建造物が得られるものである。
【００２１】
住宅用建造物として利用する場合の蓄熱材の融点は冬場、夏場で快適と感じられる温度域が好ましく、具体的には０〜６０℃の範囲、更に好ましくは１０〜４０℃の範囲が好ましい。蓄熱材造粒物の最短径及び最長径の範囲は１ｍｍ以上５０ｍｍ以下の範囲が好ましく、１ｍｍ未満では粉舞が生じる場合があり、５０ｍｍを超えると、壁内、床下などの狭い範囲に充填しにくいなどの問題が生じる場合がある。
【実施例１】
【００２２】
母体粒子を構成する粉体として、含水ケイ酸（商品名：ミズカシルＰ−５２７、水澤化学工業製、比表面積５５ｍ2／ｇ、平均粒径１．６μｍ）１００質量部に、１０質量％に調製したポリビニルアルコール水溶液（商品名：ＰＶＡ−１１７、クラレ製）３０質量部を添加し、ヘンシェルミキサーを用い強攪拌を施し、湿潤状態の粉末を得た。この粉末を押し出し型造粒機（商品名：ファインディスクペレッター、ダルトン製）と直径２ｍｍのスクリーンを用いた押し出し成型機で造粒を行い、更に整粒機（商品名：マルメライザー、ダルトン製）を用いて、球形化処理を施した。次に、１００℃のオーブンで約３０分乾燥処理を行い、直径２ｍｍの球形母体粒子を得た。
【００２３】
この母体粒子１００質量部をヘンシェルミキサーを用いて強攪拌を施しながら、蓄熱材として２２０質量部のヘキサデカンを約３０℃に維持しながら、少量ずつ母体粒子に噴霧した。更に１０分間攪拌を続けた後、光学顕微鏡で母体粒子を確認したところ、蓄熱材の全てが母体粒子中に浸透し、蓄熱材の染み出しがない蓄熱材造粒物１が得られた。蓄熱材造粒物１に占める蓄熱材の質量比率は６９質量％であった。
【実施例２】
【００２４】
１００質量部の蓄熱材造粒物１にヘンシェルミキサー内で更に攪拌を施しながら、５質量％アクリル樹脂エマルジョン（ガラス転移点５０℃）２０質量部を噴霧添加した後、１００℃で乾燥を施すことにより、アクリル樹脂で被覆された蓄熱材造粒物２を得た。蓄熱材造粒物２に占める蓄熱材の質量比率は６８質量％であった。
【実施例３】
【００２５】
母体粒子を構成する粉体として、実施例１で用いた含水ケイ酸の代わりに微粒子状無水二酸化ケイ素（商品名：エアロジル１５０、日本アエロジル製、比表面積１５０ｍ2／ｇ）８０質量部と、ナトリウム型ベントナイト粉末２０質量部の混合粉体を用い、２０質量％に調製したポリウレタン樹脂エマルジョン（商品名：ハイドランＨＷ−９２０、大日本インキ化学工業製）３０質量部を添加し、ヘンシェルミキサーを用い強攪拌を施し、湿潤状態の粉末を得た。この粉末を用いて、直径２ｍｍのスクリーンを用いた押し出し成型機（商品名：ファインディスクペレッター、ダルトン製）を用いて、直径３ｍｍで押し出し造粒を行い、更に整粒機（商品名：マルメライザー、ダルトン製）を用いて球形化処理を施した。
【００２６】
次に１００℃のオーブンで約３０分乾燥処理を行い、直径３ｍｍの球形母体粒子を得た。この母体粒子１００質量部にヘンシェルミキサー内で強攪拌を施しながら、蓄熱材として２００質量部のヘキサデカンを約３０℃に維持しながら、少量ずつ母体粒子に噴霧した。更に１０分間攪拌を続けた後、光学顕微鏡で母体粒子を確認したところ、蓄熱材の全てが母体粒子中に浸透した蓄熱材造粒物中に占める蓄熱材の質量比率が６７質量％の蓄熱材造粒物３が得られた。
【実施例４】
【００２７】
母体粒子を構成する粉体として、実施例１で用いた含水ケイ酸の代わりに軽質微粉砕炭酸カルシウム（比表面積２０ｍ2／ｇ）１００質量部に、２０質量％に調製したポリウレタン樹脂エマルジョン（商品名：ハイドランＨＷ−９２０、大日本インキ化学工業製）３０質量部を添加し、ヘンシェルミキサーを用い強攪拌を施し、湿潤状態の粉末を得た。この粉末を用いて直径２ｍｍのスクリーンを用いた押し出し成型機（商品名：ファインディスクペレッター、ダルトン製）を用いて直径３ｍｍで押し出し造粒を行い、更に整粒機（商品名：マルメライザー、ダルトン製）を用いて球形化処理を施した。
【００２８】
次に１００℃のオーブンで約３０分乾燥処理を行い、直径３ｍｍの球形母体粒子を得た。この母体粒子１００質量部にヘンシェルミキサー内で強攪拌を施しながら、蓄熱材として１００質量部のヘキサデカンを約３０℃に維持しながら、少量ずつ母体粒子に噴霧した。更に、１０分間攪拌を続けた後、光学顕微鏡で母体粒子を確認したところ、蓄熱材の全てが母体粒子中に浸透した蓄熱材造粒物中に占める蓄熱材の質量比率が５０質量％の蓄熱材造粒物４が得られた。
【実施例５】
【００２９】
母体粒子を構成する粉体として、含水ケイ酸（商品名：ミズカシルＰ−５２７、水澤化学工業製、比表面積５５ｍ2／ｇ、平均粒径１．６μｍ）１００質量部に、１０質量％に調製したポリビニルアルコール水溶液（商品名：ＰＶＡ−１１７、クラレ製）３０質量部を添加し、ヘンシェルミキサーを用い強攪拌を施し、湿潤状態の粉末を得た。この粉末を押し出し型造粒機（商品名：ファインディスクペレッター、ダルトン製）と直径１ｍｍのスクリーンを用いた押し出し成型機で造粒を行い、更に整粒機（商品名：マルメライザー、ダルトン製）を用いて、球形化処理を施した。次に、１００℃のオーブンで約３０分乾燥処理を行い、直径１ｍｍの球形母体粒子を得た。
【００３０】
この母体粒子１００質量部をヘンシェルミキサーを用いて強攪拌を施しながら、蓄熱材として２２０質量部のヘキサデカンを約３０℃に維持しながら、少量ずつ母体粒子に噴霧した。更に１０分間攪拌を続けた後、光学顕微鏡で母体粒子を確認したところ、蓄熱材の全てが母体粒子中に浸透し、蓄熱材の染み出しがない蓄熱材造粒物５が得られた。蓄熱材造粒物５に占める蓄熱材の質量比率は６９質量％であった。
【実施例６】
【００３１】
母体粒子を構成する粉体として、含水ケイ酸（含水ケイ酸、商品名：ミズカシルＰ−５２７、水澤化学工業製、比表面積５５ｍ2／ｇ、平均粒径１．６μｍ）１００質量部に、１０質量％に調製したポリビニルアルコール水溶液（商品名：ＰＶＡ−１１７、クラレ製）３０質量部を添加し、ヘンシェルミキサーを用い強攪拌を施し、湿潤状態の粉末を得た。この湿潤状態の粉末を圧縮型固形機（ブリケットマシン）を用いて５０ｍｍ角の練炭型母体粒子を得た。これを１００℃雰囲気下で充分乾燥することにより母体粒子を得た。
【００３２】
この母体粒子に、蓄熱材の質量比率が６９質量％になるようにヘキサデカンを約３０℃に維持しながら、少量ずつ母体粒子に噴霧し、蓄熱材の全てを母体粒子中に浸透させて、蓄熱材の染み出しがない蓄熱材造粒物６を得た。
【００３３】
（比較例１）
母体粒子を構成する粉体として、実施例１で用いた含水ケイ酸の代わりに重質炭酸カルシウム（比表面積４ｍ2／ｇ）１００質量部に、２０質量％に調製したポリウレタン樹脂エマルジョン（商品名：ハイドランＨＷ−９２０、大日本インキ化学工業製）３０質量部を添加し、ヘンシェルミキサーを用い強攪拌を施し、湿潤状態の粉末を得た。この粉末を用いて直径２ｍｍのスクリーンを用いた押し出し成型機（商品名：ファインディスクペレッター、ダルトン製）を用いて、直径３ｍｍで押し出し造粒を行い、更に整粒機（商品名：マルメライザー、ダルトン製）を用いて造粒処理を施した。
【００３４】
次に１００℃のオーブンで約３０分乾燥処理を行い、直径約３ｍｍの球形母体粒子を得た。この母体粒子１００質量部にヘンシェルミキサー内で強攪拌を施しながら、蓄熱材として、１００質量部のヘキサデカンを約３０℃に維持しながら、少量ずつ母体粒子に噴霧した。更に１０分間攪拌を続けた後の蓄熱材造粒物７を光学顕微鏡で確認したところ、蓄熱材であるヘキサデカンが多量に蓄熱造粒物粒子７外に流出しており、実質的に蓄熱材造粒物７内部に含浸されたヘキサデカンは２０質量部に留まっていた。
【００３５】
（比較例２）
母体粒子を構成する粉体として、含水ケイ酸（商品名：ミズカシルＰ−５２７、水澤化学工業製、比表面積５５ｍ2／ｇ、平均粒径１．６μｍ）１００質量部に、１０質量％に調製したポリビニルアルコール水溶液（商品名：ＰＶＡ−１１７、クラレ製）３０質量部を添加し、ヘンシェルミキサーを用い強攪拌を施し、湿潤状態の粉末を得た。この粉末を押し出し型造粒機（商品名：ファインディスクペレッター、ダルトン製）と直径１ｍｍのスクリーンを用いた押し出し成型機で造粒を行い、更に整粒機（商品名：マルメライザー、ダルトン製）を用いて、球形化処理を施した。次に、１００℃のオーブンで約３０分乾燥処理を行い、直径０．８ｍｍの球形母体粒子を得た。
【００３６】
この母体粒子１００質量部をヘンシェルミキサーを用いて強攪拌を施しながら、蓄熱材として２２０質量部のヘキサデカンを約３０℃に維持しながら、少量ずつ母体粒子に噴霧した。更に１０分間攪拌を続けた後、母体粒子を光学顕微鏡で確認したところ、蓄熱材の全てが母体粒子中に含浸され、蓄熱材の染み出しがない蓄熱材造粒物８が得られたが、母体粒子同士の凝集物が多く見られた。
【００３７】
（比較例３）
母体粒子を構成する粉体として、含水ケイ酸（商品名：ミズカシルＰ−５２７、水澤化学工業製、比表面積５５ｍ2／ｇ、平均粒径１．６μｍ）１００質量部に、１０質量％に調製したポリビニルアルコール水溶液（商品名：ＰＶＡ−１１７、クラレ製）３０質量部を添加し、ヘンシェルミキサーを用い強攪拌を施し、湿潤状態の粉末を得た。この粉末を実施例６と同様のブリケットマシンを用いて最短径が５５ｍｍになるような蓄熱材造粒物９を得た。建造物の壁間に配置しようとしたところ、壁間厚が薄い部材の中には充填できなかった。
【００３８】
（比較例４）
実施例１で用いた含水ケイ酸（商品名：ミズカシルＰ−５２７、水澤化学工業製、比表面積５５ｍ2／ｇ、平均粒径１．６μｍ）１００質量部を母体粒子加工せずに、直接ヘンシェルミキサーを用いて強攪拌を施しながら、蓄熱材として２２０質量部のヘキサデカンを約３０℃に維持しながら、少量ずつ含水ケイ酸に噴霧し、蓄熱材造粒物１０を得た。蓄熱材造粒物１０の蓄熱材含浸工程において、光学顕微鏡で経時観察したところ、蓄熱材噴霧量が７５質量部までは、蓄熱材が全て含浸されていた。７５質量部を超えると、吹き付け後の粉体の凝集が著しくなり、蓄熱材が含水ケイ酸内部まで浸透せずに、粉体粒子間に留まった。
【００３９】
（比較例５）
実施例１で用いた含水ケイ酸（商品名：ミズカシルＰ−５２７、水澤化学工業製、比表面積５５ｍ2／ｇ、平均粒径１．６μｍ）１００質量部を母体粒子加工せずに、直接ヘンシェルミキサーを用いて強攪拌を施しながら、蓄熱材として２２０質量部のヘキサデカンを約３０℃に維持しながら、少量ずつ母体粒子に噴霧した。更にヘンシェルミキサー内で攪拌を施しながら、５質量％アクリル樹脂エマルジョン（ガラス転移点５０℃）２０質量部を噴霧添加した後、１００℃で乾燥を施すことにより、アクリル樹脂で被覆した蓄熱材造粒物１１を得ようとしたが、蓄熱材を混合した粉体の凝集と蓄熱材の染み出しが大きいため、添加した樹脂成分は有効にコーティングに寄与せず、蓄熱材染み出し防止の効果は得られなかった。
【００４０】
（比較例６）
メラミン粉末１２質量部に３７質量％ホルムアルデヒド水溶液１５．４質量部と水４０質量部を加え、ｐＨを８に調整した後、約７０℃まで加熱してメラミン−ホルムアルデヒド初期縮合物水溶液を得た。ｐＨを４．５に調整した１０質量％スチレン−無水マレイン酸共重合体のナトリウム塩水溶液１００質量部中に、蓄熱材として、ヘキサデカン８０質量部を激しく撹拌しながら添加し、平均粒径が３．０μｍになるまで乳化を行った。得られた乳化液に、上記メラミン−ホルムアルデヒド初期縮合物水溶液全量を添加し、７０℃で２時間撹拌を施した後、ｐＨを９まで上げて水を添加して、乾燥固形分濃度４０質量％の蓄熱材マイクロカプセル分散液を得た。このマイクロカプセル分散液をスプレードライヤーで水分含有率３質量％以下まで乾燥し、平均粒径約５０μｍのマイクロカプセル粉体を得た。
【００４１】
このマイクロカプセル粉体を実施例１と同様に、押し出し型造粒機と直径２ｍｍのスクリーンを用いた押し出し成型機で造粒を行い、更に整粒機を用いて、球形化処理を施した。次に、１００℃のオーブンで約３０分乾燥処理を行い、直径２ｍｍの蓄熱材質量比率が６９質量％の蓄熱材造粒物１２を得た。
【００４２】
（比較例７）
蓄熱材として、ポリエチレングリコール（分子量約１０００、融点１２℃）を用いて、比較例６と同様にマイクロカプセル化及び造粒を行うことを試みたが、蓄熱材の水溶性が高いため比較例６と同処方でのマイクロカプセル化は困難であった。したがって、蓄熱材造粒物１３は得ることができなかった。
【実施例７】
【００４３】
母体粒子を構成する粉体として、含水ケイ酸（商品名：ミズカシルＰ−５２７、水澤化学工業製、比表面積５５ｍ2／ｇ、平均粒径１．６μｍ）１００質量部に、１０質量％に調製したポリビニルアルコール水溶液（商品名：ＰＶＡ−１１７、クラレ製）３０質量部を添加し、ヘンシェルミキサーを用い強攪拌を施し、湿潤状態の粉末を得た。この粉末を押し出し型造粒機（商品名：ファインディスクペレッター、ダルトン製）と直径２ｍｍのスクリーンを用いた押し出し成型機で造粒を行い、更に整粒機（商品名：マルメライザー、ダルトン製）を用いて、球形化処理を施した。次に、１００℃のオーブンで約３０分乾燥処理を行い、直径２ｍｍの球形母体粒子を得た。
【００４４】
この母体粒子１００質量部をヘンシェルミキサーを用いて強攪拌を施しながら、蓄熱材として２２０質量部の比較例７で用いたポリエチレングリコールを約３０℃に維持しながら、少量ずつ母体粒子に噴霧した。更に１０分間攪拌を続けた後母体粒子を確認したところ、蓄熱材の全てが母体粒子中に浸透し、融解熱量はヘキサデカンと比較すると小さいながらも蓄熱材の染み出しがない蓄熱材造粒物１４が得られた。蓄熱材造粒物１４に占める蓄熱材の質量比率は６９質量％であった。
【００４５】
実施例及び比較例で得られた蓄熱材造粒物に対し、評価１〜４を実施し、結果を表１にまとめた。
【００４６】
＜評価１：蓄熱材造粒物の融点、融解熱量＞
実施例及び比較例で得られた蓄熱材造粒物を、各々一度乳鉢で粉砕した後、熱分析装置（商品名：熱分析装置ＤＳＣ７、パーキンエルマー社製）を用いて、サンプル量２±０．２ｍｇ、昇温速度１０℃／分および降温速度１０℃／分で測定した。昇温時におけるマイクロカプセル中の蓄熱材の融解挙動に起因する、熱容量曲線の吸熱ピークの立ち上がりのオンセット（ベースラインと吸熱曲線の接線との交点）温度を蓄熱材造粒物の融点とした。昇温時における熱容量曲線の吸熱ピークとベースラインとの差の積分値を融解熱量とした。
【００４７】
＜評価２：熱履歴耐久性＞
実施例及び比較例で得られた蓄熱材造粒物５ｇを、温度制御が可能な恒温槽中に入れ、相変化温度を挟む温度域である−１０℃から８０℃まで温度変化させ、これを３００回繰り返した後の蓄熱量を測定して、温度変化を与える前の蓄熱量との比を熱履歴耐久性とした。１回の温度変化は、昇温に１時間、８０℃で３０分保持、降温に１時間、−１０℃で３０分保持のサイクルである。数値が大きいほど温度変化を与えた後での蓄熱量の保持性に優れていることを示す。なお、蓄熱量は示差走査熱量計で測定される融解熱量より求めた。
【００４８】
＜評価３：蓄熱材の染み出し＞
実施例及び比較例で得られた蓄熱材造粒物５ｇを、温度制御が可能な恒温槽中に入れ、相変化温度を挟む温度域である−１０℃から８０℃まで温度変化させ、これを３００回繰り返した後の蓄熱材造粒物表面を光学顕微鏡で観察し、蓄熱材の染み出しの有無を確認した。染み出しが全く見られなかったものを◎、染み出しが見られたが、評価２における熱履歴耐久性には問題がないレベルであったものを○、染み出しが多く、熱耐久性に問題が出たレベルであったものを×とした。
【００４９】
＜評価４：応答性＞
蓄熱材造粒物１００ｇをガラス製の容器に充填し、その中に熱電対を差し込み、環境温度を０〜３０℃の範囲で繰り返し変化させた際の蓄熱材造粒物中心付近の温度変化を測定して応答性を評価した。評価指標として、環境温度とほぼ同調して明確な相変化領域（しばらく温度が変化しない領域）が観察されるものを○、明確ではないが応答性が遅れて発現するものを×とした。
【００５０】
【表１】
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【００５１】
実施例１〜７で得られた蓄熱材造粒物１〜６、１４は、融点、融解熱量に優れ、蓄熱材として有効に利用が可能であった。一方、比較例１で得られた蓄熱材造粒物７は、粉体の比表面積が１０ｍ2／ｇ未満であったため、製造直後に既に蓄熱材の染み出しが確認された。また、熱履歴耐久性、熱応答性も低かった。
【００５２】
粉体の比表面積が同じである実施例１、２、５及び６で得られた蓄熱材造粒物１、２、５及び６と、比較例２で得られた蓄熱材造粒物８を比較すると、蓄熱材造粒物８は母体粒子の最短径が１ｍｍより小さいため、蓄熱材の全てが母体粒子中に含浸されてはいるものの母体粒子同士の凝集物が多く見られた。蓄熱材造粒物８の熱耐久履歴性は低く、相変化による蓄熱材の染み出しも確認された。
【００５３】
粉体の比表面積が同じである実施例１、２、５及び６で得られた蓄熱材造粒物１、２、５及び６と、比較例３で得られた蓄熱材造粒物９を比較すると、蓄熱材造粒物９は母体粒子の最短径が５０ｍｍより大きいため、熱応答性に劣り、建造物の細部に充填することが困難といった問題があるものであった。
【００５４】
実施例１で得られた蓄熱材造粒物１と、比較例４で得られた蓄熱材造粒物１０を比較すると、粉体を造粒して母体粒子にする工程を経なかった蓄熱材造粒物１０では、個々の粒子の内部まで均一な含浸が困難で、粉体同士の凝集が甚だしいものであった。蓄熱材造粒物１０の熱耐久履歴性は低く、相変化によるさらなる蓄熱材の染み出しも確認された。
【００５５】
実施例２で得られた蓄熱材造粒物２と、比較例５で得られた蓄熱材造粒物１１を比較すると、粉体を造粒して母体粒子にする工程を経なかった蓄熱材造粒物１１では、個々の粒子の周囲に均一に樹脂をコーティングすることができなかった。蓄熱材造粒物１１の熱耐久履歴性は低く、相変化によるさらなる蓄熱材の染み出しも確認された。
【００５６】
比較例６で得られた蓄熱材造粒物１２は、蓄熱材をマイクロカプセル化した後に蓄熱材造粒物としている。蓄熱材造粒物１２は、実施例１〜６で得られた蓄熱材造粒物１〜６よりも、熱応答性に劣るものであった。
【００５７】
比較例７のように、蓄熱材として水溶性の性質のポリエチレングリコールを使用すると、マイクロカプセルの作製が困難であった。一方、比較例７と同じ蓄熱材を用いた実施例７では、蓄熱材の染み出しがなく、熱履歴耐久性、応答性も高い蓄熱材造粒物が得られた。
【００５８】
＜利用方法１＞
実施例１〜６で得られた蓄熱材造粒物１〜６を、各々住居の床下に配置して、夜間に１６℃以下の冷風を蓄熱材造粒物間を通過させ蓄冷しておき、日中の冷房の冷熱源とすることにより日中の冷房に要する電気エネルギーの大幅な節約につながるものであった。蓄熱材造粒物１〜６は多数回に亘る融解と凝固の繰り返しにおいても蓄熱能力の変化をもたらすものではなかった。
【００５９】
比較例１、２、４、５で得られた蓄熱材造粒物７、８、１０、１１は、蓄熱材が蓄熱材の染み出し等があり、また熱履歴耐久性が低く、さらなる蓄熱材の染み出しもあるため、多数回にわたる融解と凝固の繰り返しにおいて、蓄熱能力が低下してしまい、冷房能力を維持することができなかった。
【００６０】
比較例３で得られた蓄熱材造粒物９は、上述の通り、熱応答性に劣り、建造物の細部に充填することが困難といった問題があるものであった。
【００６１】
比較例６の蓄熱材造粒物１２は、熱履歴耐久性も充分で建造物用蓄熱材としても使用可能であったが、実施例２の蓄熱材造粒物２と比較すると、熱応答性が悪く、熱の取り出し及び放熱速度に劣るものであり、蓄冷に要する時間が蓄熱材造粒物１〜６よりも長く、また冷房に要する電気エネルギーの節約量も蓄熱材造粒物１〜６よりも少なかった。
【００６２】
＜利用方法２＞
実施例３で得られた蓄熱材造粒物３を１０ｃｍ×２０ｃｍの大きさの包材（厚さ０．０８ｍｍのポリエチレンフィルム製）に約５００ｇ充填し、冷蔵庫で蓄冷可能な保冷枕を作製した。この保冷枕を約３時間冷蔵庫に入れて、就寝前に取り出して使用したところ、快適な冷たさが６時間続いた。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明の蓄熱材造粒物は、被服材料や寝具などの繊維加工物、マイクロ波照射により加熱および蓄熱する保温材、燃料電池や焼却炉などの廃熱利用設備、電子部品やガス吸着剤などの過熱抑制材および／または過冷抑制材に加え、建築材料、建築物の躯体蓄熱・空間充填式空調、床暖房用、空調用途、道路や橋梁などの土木用材料、産業用および農業用保温材料、家庭用品、健康用品、医療用材料など様々な利用分野に応用できる。