(57)【要約】【課題】予め冷暖房器具又は自然エネルギーで蓄熱した熱を徐々に放熱して外気温に大きな変化が生じても快適な室温を長時間維持することが可能な蓄熱性ボードでホルムアルデヒドなどの有害化学物質の放散のない蓄熱性ボードを得ること、及び火炎を放射しても燃え広がらない耐火性のある蓄熱性ボードを提供する。【解決手段】蓄熱材を内包するマイクロカプセルを平板状に固着成型せしめたボードの少なくとも一方の面をガス不透過性フィルムで被覆する。耐火性を増すためにガス不透過性フィルムは金属フィルムであることが好ましい。【選択図】　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄熱材を内包するマイクロカプセルを平板状に固着成型せしめたボードの少なくとも一方の面をガス不透過性フィルムで被覆した蓄熱性ボード。
【請求項２】
ガス不透過性フィルムが金属フィルムである請求項１記載の蓄熱性ボード。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築物、とりわけ住宅やビルの床材、壁材、天井材として用いることにより冷暖房のためのエネルギーが著しく節約でき、しかも安全性と快適性に優れた室内環境が得られる蓄熱性ボードに関するものであり、更に詳しくは室内の冷暖房による熱を、壁や床材として配置し発明による蓄熱性ボードに蓄熱させることにより外気の温度変化に対して高い温度緩衝性を示し、尚且つシックハウス症候群を引き起こすことが懸念されるガスの発生のない蓄熱性ボードに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地球温暖化抑制が世界的に重要視されるようになり、その対策として化石燃料を燃焼させた際に多量に発生する二酸化炭素の削減化策が大きな問題となっている。特に建物の居住環境や作業環境を維持するために消費するエネルギーは膨大な量となり、その削減や有効利用等の省エネルギー対策が不可欠である。通常、外気温の変動に対し室内の温度を快適な範囲の温度域に維持するために、建物自体の機密性を高めたり、壁や天井、床などの建物の中に断熱材を配する対策が広く一般に用いられており、室内と室外の熱移動を極力抑える対策がとられている。
【０００３】
これに対し、太陽熱や冷暖房などのエネルギーを水や建物の躯体の一部に顕熱として蓄えたり、潜熱材を用いた建材や蓄熱技術が提案されている。具体的な例として、特開昭５７−２０２４９３号公報では球状蓄熱材を建築壁内に配した蓄熱体、特開昭５８−２３７９号公報においては無機系の蓄熱材を合成樹脂製チューブに充填したものを内接した蓄断熱材、特開昭６２−１１７９３１号公報には蓄熱材を植設した複合板、特公平２−２９８２４号公報には断熱材と潜熱蓄熱材との組み合わせが提案されているが、一般にこれらの潜熱蓄熱材の熱伝導性が悪いため蓄放熱特性が低下し、効率よく潜熱を使い切らない場合が多かった。その対策として、特公平６−３３６３３号公報では複数の潜熱蓄熱材をカプセル化して基材中に分散し、放熱面温度をほぼ一定に保つことができる蓄熱建材が紹介されている。
【０００４】
これに対し、本発明者は蓄熱材を内包するマイクロカプセルを固着成型せしめたボードやシート状支持体に塗工または含浸を施した蓄熱性を有するシート及びボードの提案を行ってきたが、マイクロカプセル化を行うに際、種々の化学薬品を使用するため建材として使用されてから後も微量ずつではあるがこれらの薬品が気化して徐々に室内空間中に拡散される恐れがあった。特に最近は木質建材を作製する際に用いられる接着剤中のホルムアルデヒドがシックハウス症候群の原因物質の一つとして大きく取上げられており、他にも規制対象として検討されている化合物としてクロルピリホス、トルエン、キシレン等が挙げられる。これらの化合物の放散を抑制するために各種捕捉材、処理剤の使用及び加熱処理などを施すことによりかなりの低減効果は見られるが、完全に除去するまでに至っていないのが現状である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の第一の課題は、潜熱蓄熱材を内包するマイクロカプセルを配した蓄熱性ボードから発するホルムアルデヒドなどの有害化学物質の放散のない蓄熱性ボードを得ること、第二の課題は火炎を放射しても燃え広がらない耐火性のある蓄熱性ボードを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の課題は、蓄熱材を内包するマイクロカプセルを平板状に固着成型せしめたボードの少なくとも一方の面をガス不透過性及び不燃性のフィルムで被覆することにより達成される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の蓄熱性ボードは、蓄熱材を内包するマイクロカプセルを平板状に固着成型せしめたボード（以降、「基材となるボード」と称す。）にガス不透過性フィルムを貼り合わせることにより得られる。基材となるボードは、マイクロカプセルを単独で固着成型せしめても良いが、建材として必要な強度を得るためにはマイクロカプセル以外に適当な固形媒体を用い、その表面または内部に均一にマイクロカプセルが塗工または含浸または分散された形態の方が好ましい。基材となるボードの中に占めるマイクロカプセルの重量比率が高くなれば蓄熱性能は増すが強度低下を起こすため目的に応じた比率を設定する必要がある。
【０００８】
基材となるボードの蓄熱量は、建物を構成する素材や環境、広さ及び地域によって異なるが、夏場日中の屋内の温度上昇及び冬場暖房用具を使用しなくても明らかな温度上昇または低下を抑えるためには、基材となるボード１ｍ２当たり６０〜８４０ｋＪ／ｍ２の範囲にすることが好ましい。この範囲を下回る融解熱量であれば明らかな抑制効果は確認できず、これ以上の融解熱量であれば一日の寒暖の周期の中では使い得ない量の融解熱量であったり、基材となるボードとしての強度不足や基材となるボード自体が厚くなり過ぎ施工が困難となるため好ましくない。
【０００９】
本発明の基材となるボードの製法は、マイクロカプセルを固着成型し建材として使用できる強度を有する手法が選ばれるが、具体的には適当な固形媒体とマイクロカプセルを混合して熱、圧等を適宜加えて成型すればよい。好ましい固形媒体としては、セルロース繊維、合成樹脂類が好ましい素材として選ばれる。固形媒体としてセルロース繊維を使用する場合の製法は、パルプや故紙等の植物を原料としたセルロース繊維を離解用のミキサーや分散機などを用いてよく解きほぐした後所定量のマイクロカプセルを添加しよく混合し、抄紙法または結着剤を添加し熱圧着法でボード状に加工すれば得ることができる。また、マイクロカプセルを粉末化した後、乾式で繊維や結着剤樹脂と絡ませてボード化することも可能である。
【００１０】
他の好ましい固形媒体として合成樹脂類が挙げられる。本発明で用いられる合成樹脂類としては、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６１０等のポリアミド繊維、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル繊維、ポリエチレン、ゴム、ポリプロピレン等のポリオレフィン繊維、アクリル繊維、ポリパラフェニレン繊維、ビニロン繊維、ポリウレタン繊維、ポリ塩化ビニル繊維、アセテート繊維、キュプラ繊維、レーヨン繊維等が挙げられる。これらの合成樹脂は繊維状のものであれば上記セルロース繊維と同様に繊維中にマイクロカプセルを抄き込んでも良いし、合成樹脂を加熱して溶融状態にした後マイクロカプセル固形物あるいは粉末を練り込むことも可能である。
【００１１】
上記手法以外の基材となるボードの製法として、セメント、石膏、酸化マグネシウム等の水硬性の鉱物化合物と混練りした後養生させてボード状に成型しても良い。また、紙、布地、不織布等に塗工または含浸した後、水分を除去してシート状に加工したもの、あるいはそのシートを複数枚重ね合わせて平板状に重ね合わせて得たボードでも良い。
【００１２】
本発明に於いて用いられるガス不透過性フィルムは対象となる放散ガスを通過し難い材料が用いられ、具体的にはポリエチレンやポリプロピレン、ナイロン、ポリアミド、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール等のガス不透過性の一般的な合成樹脂フィルムを用いることも可能であるが、耐火性を高め延焼性を抑えるためには不燃性の性質を併せ持つ金属フィルムが最も適している。具体的には、アルミニウム、銀、銅等の箔や蒸着したフィルムが好ましい材料として挙げられる。
【００１３】
ガス不透過性フィルムを基材となるボードに貼り付ける手法として、基材となるボード面に熱可塑性樹脂粒子を蒔き、その上からガス不透過性フィルムを熱融着させる方法や、ホットメルト樹脂シートを間に挟んで貼り合わせたりホットメルトスプレーガンで接着剤を吹き付ける方法、更には両面テープや、ガス不透過フィルムに接着層を下引きしたもので貼り合わせる等の手法を用いることができる。基材となるボードは袋状に加工されたガス不透過性フィルムの中に充填されボード全体が完全に被覆されていることが最も好ましいが、室内側に向けて少なくとも一面が被覆されているだけでもよい。
【００１４】
一般に蓄熱材をマイクロカプセル化する方法としては、複合エマルジョン法によるカプセル化法（特開昭６２−１４５２号公報）、蓄熱材粒子の表面に熱可塑性樹脂を噴霧する方法（同６２−４５６８０号公報）、蓄熱材粒子の表面に液中で熱可塑性樹脂を形成する方法（同６２−１４９３３４号公報）、蓄熱材粒子の表面でモノマーを重合させ被覆する方法（同６２−２２５２４１号公報）、界面重縮合反応によるポリアミド皮膜マイクロカプセルの製法（特開平２−２５８０５２号公報）等に記載されている方法を用いることができる。
【００１５】
カプセル膜材としては、界面重合法、インサイチュー法、ラジカル重合法等の手法で得られる、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリアミド、ポリアクリルアミド、エチルセルロース、ポリウレタン、アミノプラスト樹脂、またゼラチンとカルボキシメチルセルロース若しくはアラビアゴムとのコアセルベーション法を利用した合成あるいは天然の樹脂が用いられるが、物理的、化学的に安定で、脂肪族系炭化水素化合物でも良好な品質のマイクロカプセルが得られるインサイチュー法による尿素ホルマリン樹脂、メラミンホルマリン樹脂皮膜を用いたマイクロカプセルが好ましい。
【００１６】
本発明で用いられる蓄熱材の相変化点、即ち融点は生活温度域において快適と感じられる下限と、床暖房などの蓄熱温度域を含めた温度域に設定することが好ましく、５〜５０℃の範囲に設定されることが好ましい。具体的には、炭素数が約１４〜３０程度のｎ−パラフィン類や、無機系共晶物及び無機系水和物、パルミチン酸、ミリスチン酸等の脂肪酸類、ベンゼン、ｐ−キシレン等の芳香族炭化水素化合物、パルミチン酸イソプロピル、ステアリン酸ブチル等のエステル化合物、ステアリルアルコール等のアルコール類等の化合物が挙げられ、化学的、物理的に安定でしかも安価なものが用いられる。これらは混合して用いても良いし、必要に応じ過冷却防止材、比重調節材、劣化防止剤等を添加することができる。また、融点の異なる２種以上のマイクロカプセルを混合して用いることも可能である。
【００１７】
本発明に係るマイクロカプセルの粒子経は、塗工又は含浸する過程で物理的圧力による破壊を防止するために１０μｍ以下、特に好ましくは５μｍ以下が好ましい。マイクロカプセルの粒子径は、乳化剤の種類と濃度、乳化時の乳化液の温度、乳化比（水相と油相の体積比率）、乳化機、分散機等と称される微粒化装置の運転条件（攪拌回転数、時間等）等を適宜調節して所望の粒子径に設定する。この粒子径以上になるとマイクロカプセルが外圧で容易に壊れやすくなったり、蓄熱材の比重が分散媒のそれと大きく差がある場合など、浮遊したり沈降したりし易くなるので好ましくない。マイクロカプセルとともに必要であれば、バインダー、緩衝剤、分散剤、消泡剤、染料、顔料などの着色剤、難燃剤、香料などが添加される。
【００１８】
本発明の蓄熱性ボードは、ガラスウール、中空粒子、ウレタンフォーム、発泡性樹脂などの断熱材と組み合わせて用いることにより断熱性と蓄熱性の相乗効果が得られるため好ましい態様である。本発明の蓄熱性ボードは上記の如く室温付近に融点を有する蓄熱材を内包したマイクロカプセルを用いることにより耐火性のある住宅用建材として利用できるが、同時に耐水性、耐薬品性も有するため防寒具、マットレス、布団、座布団、カーペット、農業用保温用ボード、凍結防止カバー等様々な用途にも利用可能である。
【００１９】
【実施例】
以下に本発明の実施例を示す。実施例中の部数は固形質量部を表す。また、融点及び融解熱量は示差熱熱量計（米国パーキンエルマー社製、ＤＳＣ−７型）を用いて測定した。
【００２０】
実施例１
蓄熱材マイクロカプセルの製法
メラミン粉末１２部に３７％ホルムアルデヒド水溶液１５．４部と水４０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％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部中に、蓄熱材として、ｎ−オクタデカン（融点２６〜２８℃）８０部を激しく撹拌しながら添加し、粒子径が３．０μｍになるまで乳化を行った。
【００２１】
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％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１００部に市販のポルトランドセメント４０部、故紙細粉３部、及び水３０部を添加し、よく混練りした後木枠に厚さが１０ｍｍになるように流し込み、４０℃相対湿度９０％雰囲気中で２４時間養生させて基材となるボードを得た。更にこのボードの両面にホットメルトスプレーガンを用いエチレン酢酸ビニル樹脂を霧状にして吹き付けて、その上から厚み０．１ｍｍのアルミ箔を貼り付けて蓄熱性ボードを得た。
【００２２】
実施例２
実施例１で蓄熱材として用いたｎ−オクタデカンの代わりに、ｎ−ヘキサデカン（融点１６〜１８℃）を用いて同様にして蓄熱材マイクロカプセル分散液を得た後、市販のスプレードライヤーで噴霧乾燥を行い、粒径１５μｍの粉末を得た。
この粉体１００部とエチレン酢酸ビニル樹脂の粉末２０部を良く乾式で混合した後、１３０℃、５０ｋｇ／ｍ２　　の条件で熱圧着し厚さ７ｍｍの基材となるボードを得た。このボードの両面に実施例１と同様にして厚さ０．２ｍｍのポリ塩化ビニリデン樹脂フィルムを均一に貼り付けて蓄熱性ボードを得た。
【００２３】
上記実施例で得られた蓄熱性ボードを用い、ホルムアルデヒドガス放散性と耐火性の評価を行った。ホルムアルデヒド放散性は、日本工業規格、パーティクルボード、Ａ５９０８の中のホルムアルデヒド放出量試験に従って測定した。耐火性はボード面に対し４５゜の方向からガスバーナーの炎を５分間照射した後の状態や延焼性を判断した。試料として、実施例１と２の蓄熱性ボードに加え、実施例１でアルミ箔を用いないものを比較例１、実施例２においてポリ塩化ビニリデン樹脂フィルムを用いないものを比較例２として比較に用いた。その結果を表１に示す。
【００２４】
【表１】
2004060350.tif 000002
【００２５】
【発明の効果】
実施例の結果からも明らかなように、本発明で示される蓄熱性ボードは蓄熱性を有すると共に、ボード層に含まれているガス成分の放散を効果的に抑えることができるため、壁材や床、天井材として用いた場合でもシックハウス症候群の心配のない快適な室内環境が得られる。また、金属製のフィルムでボード表面を覆うことにより万が一火災が生じても火が着いたり延焼したりすることもなく、更に耐水性、耐薬品性にも優れた蓄熱性ボードが得られる。