(57)【要約】【課題】各種用途に応用できる、特にヒートアイランド対策システムの構築に有効な資材等として好適に用いることができる、多孔性固体の種類によらず、ある程度の大きさの感温吸排水性粒子であっても十分に、かつ、効率的に孔内に固定できる、感温吸排水性樹脂を孔内に固定した多孔性固体の製造方法、及び得られた多孔性固体を利用したヒートアイランド対策資材、を提供する。【解決手段】感温吸排水性樹脂粒子を分散安定剤存在下、該感温吸排水性樹脂粒子の感温点以上の温度の水に分散させた分散液を、該感温吸排水性樹脂粒子の径より大きい穴を有する多孔性固体に浸漬又は注入した後、感温点以下に冷却する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
感温吸排水性樹脂粒子を分散安定剤存在下、該感温吸排水性樹脂粒子の感温点以上の温度の水に分散させた分散液を、該感温吸排水性樹脂粒子の径より大きい穴を有する多孔性固体に浸漬又は注入した後、感温点以下に冷却することを特徴とする、感温吸排水性樹脂を孔内に固定した多孔性固体の製造方法。
【請求項２】
感温吸排水性樹脂がＮ−イソプロピルアクリルアミドを主成分とする重合架橋体である請求項１記載の感温吸排水性樹脂を孔内に固定した多孔性固体の製造方法。
【請求項３】
感温吸排水性樹脂粒子の粒径が５０〜１００μｍである、請求項１乃至請求項２記載の感温吸排水性樹脂を孔内に固定した多孔性固体の製造方法。
【請求項４】
分散安定剤がカルボキシメチルセルロース又はアルギン酸である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の感温吸排水性樹脂を孔内に固定した多孔性固体の製造方法。
【請求項５】
分散液中の感温吸排水性樹脂粒子の重量分率が２％以下である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の感温吸排水性樹脂を孔内に固定した多孔性固体の製造方法。
【請求項６】
多孔性固体がセラミックス発泡体、樹脂発泡体、繊維成形体、空隙含有複合体のうちから選ばれた１種以上である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の感温吸排水性樹脂を孔内に固定した多孔性固体の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の製造方法により製造された多孔性固体を利用したヒートアイランド対策資材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、保水性舗装、植栽用土壌の保水材として好適に用いられる、感温吸排水性樹脂を孔内に固定させた、感温吸排水性を有する多孔性固体の製造方法、及び得られた多孔性固体を利用したヒートアイランド対策資材に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、都市部で夏場に異常気温上昇が起こるヒートアイランド現象が問題になっている。本現象は、人間の健康に害を及ぼし、また冷房用エネルギー負荷の増加といった問題を生じる。さらに地球温暖化防止の為の省エネルギー技術の開発は世界的な重要課題である。
この様な課題を解決する対策の一つとして、水の蒸発潜熱を利用する技術が注目されている。その一つが植物による緑化である。さらにより管理の容易な物理的な水蒸発を利用する打ち水や保水性舗装、蒸発冷却屋根、壁材の技術が開発されてきている。
水の蒸発潜熱を利用する冷却システムでは、必要な水を効率よく貯蔵し蒸発面に供給する方法が重要な技術課題である。特にエコロジーの面から天然降雨をできるだけ利用する方法が望ましい。
【０００３】
感温性吸排水性樹脂は、特別な容器、供給装置を必要とせず、設定した任意の温度以下では水を吸収保持し、設定温度を超えると保水していた水を自由水のかたちで外部に供給するので、本用途に極めて有用な資材である。しかし、水を吸収して膨潤する空間容積を確保してやらないと十分な性能を発揮できない。この為、膨潤する空間と感温吸排水性樹脂がセットになったハンドリングのよい成形体材料が求められている。
我々は先に、粒径の小さい感温吸排水性樹脂粒子を水中で真珠岩パーライトに浸漬する方法（特許文献１）あるいはウレタンフォームを成型する工程で感温吸排水性樹脂を添加・混合する方法（特許文献２）を報告した。
しかしながら、前者の方法では樹脂の固定量が十分でなく、また、粒径が小さいため脱落しやすいという問題点があり、一方、後者の方法は多孔性固体の種類が限定されために用途に制限を受ける、という問題点があった。
【特許文献１】特開平９−３０２３３９号公報
【特許文献２】特開平１１−１０３６６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、ある程度の大きさをもつ感温吸排水性粒子でも十分に孔内に固定でき、かつ、各種用途に応用できる、特に平面で自然降雨を受け止め、温度が上がった時に、蒸発、蒸散用の自由水を供給しヒートアイランド対策システムの構築に有効な資材としての多孔性固体の製造方法、及び該製造方法により得られる多孔性固体を利用したヒートアイランド対策資材、を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは上記課題を解決するため検討した結果、分散安定剤を用いて分散液とすること、分散安定剤層は感温点以下に冷却することで容易に破壊されること、を見出し、本発明に到達した。
すなわち本発明は、
（１）感温吸排水性樹脂粒子を分散安定剤存在下、該感温吸排水性樹脂粒子の感温点以上の温度の水に分散させた分散液を、該感温吸排水性樹脂粒子の径より大きい穴を有する多孔性固体に浸漬又は注入した後、感温点以下に冷却することを特徴とする、感温吸排水性樹脂を孔内に固定した多孔性固体の製造方法、
（２）感温吸排水性樹脂がＮ−イソプロピルアクリルアミドを主成分とする重合架橋体である上記（１）記載の感温吸排水性樹脂を孔内に固定した多孔性固体の製造方法、
（３）感温吸排水性樹脂粒子の粒径が５０〜１００μｍである、上記（１）乃至（２）記載の感温吸排水性樹脂を孔内に固定した多孔性固体の製造方法、
（４）分散安定剤がカルボキシメチルセルロース又はアルギン酸である、上記（１）〜（３）のいずれか一に記載の感温吸排水性樹脂を孔内に固定した多孔性固体の製造方法、
（５）分散液中の感温吸排水性樹脂粒子の重量分率が２％以下である、上記（１）〜（４）のいずれか一に記載の感温吸排水性樹脂を孔内に固定した多孔性固体の製造方法、
（６）多孔性固体がセラミックス発泡体、樹脂発泡体、繊維成形体、空隙含有複合体のうちから選ばれた１種以上である、上記（１）〜（５）のいずれか一に記載の感温吸排水性樹脂を孔内に固定した多孔性固体の製造方法、
（７）上記（１）〜（６）のいずれか一に記載の製造方法により製造された多孔性固体を利用したヒートアイランド対策資材、
を提供するものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明は、多孔性固体の種類を問わず、ある程度の大きさをもつ感温吸排水性樹脂粒子をその孔内に効率よく固定できるため、感温吸排水性樹脂の脱落もほとんどなく、また、各種用途、特に平面で自然降雨を受け止め、温度が上がった時に、蒸発、蒸散用の自由水を供給しヒートアイランド対策システムの構築に有効な資材等、として応用できるという効果を奏する。
なお、本発明において、分散安定剤が用いられるが、感温排水性樹脂粒子を多孔性固体に浸漬・注入後、感温点以下に冷却すると容易に分散安定剤層が破壊されるため、繰り返し使用しても、感温吸排水性樹脂粒子が多孔性固体から流出することはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明で用いられる感温吸排水性樹脂とは、特定の設定温度以下では水を吸収−膨潤し、設定温度以上では収縮−排水するポリマーをいい、また、感温点とは、該特定の設定温度をいう。
感温吸排水性樹脂は、水中で下限臨界共溶温度を有するポリマーを架橋することにより得られ、具体的には、Ｎ−イソプロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ｎ−プロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアクリルアミド、アクリロイルピペリジン、アクリロイルピロリジン等のＮ−アルキル置換アクリルアミドモノマーを主成分とし、これに架橋性の多官能モノマーを加えて重合することにより得られるポリマーを例示することができる。
また、感温点のコントロール、吸水倍率の向上等、必要に応じて他のビニルモノマーを共重合することもでき、共重合可能な他のビニルモノマーとしては、（メタ）アクリル酸及びその塩、（メタ）アクリルアミド、ブチルアクリルアミド、ダイアセトンアクリルアミド等を挙げることができる。
これらポリマーの中では、Ｎ−イソプロピルアクリルアミドを主成分とする重合架橋体が特に好ましい。
【０００８】
本発明で用いられる分散安定剤は、感温吸排水性樹脂粒子を安定な分散液と出来るものであればいずれでも良いが、特に高分子分散剤が好ましく、例えば、カルボキシメチルセルロース、アルギン酸等を挙げることができる。
【０００９】
本発明において、感温吸排水性樹脂粒子及び分散安定剤は水中に添加され、分散液とされる。
感温吸排水性樹脂粒子は、感温吸水性樹脂を粉砕することにより得られ、粒径は任意であり、１μｍから１ｍｍ程度のものが用いられるが、取り扱いあるいは粒子の脱落等を考慮すると、３０〜５００μｍ、更に好ましくは５０〜１００μｍが望ましい。
感温吸排水性樹脂粒子は、水分散液中に２．５重量分率（乾燥重量として）以下、好ましくは２．０重量分率（乾燥重量として）以下、とすることが望ましい。これを越えた濃度としても、多孔質固体に固定される量は増加しない。
分散安定剤は、水分散液中に、０．１〜１重量分率程度で十分である。
【００１０】
分散液は、水に感温吸排水性樹脂粒子及び分散安定剤を添加した液を、該感温吸排水性樹脂の感温点以下の温度でスラリー状とした後、感温点以上に加温することにより分散液とすることが好ましい。
感温点以上に加温した水に、感温吸排水性樹脂粒子を直接添加すると、固まり状となり、安定した分散液が得られない。
【００１１】
感温吸排水性樹脂の感温点以上に加温された分散液は、多孔性固体に浸漬・注入される。
用いられる多孔性固体は、感温吸排水性樹脂粒子の粒径より大きい孔、連続孔を有するものであれば特に制限はないが、セラミックスあるいは樹脂発泡体、繊維成形体、空隙含有複合体、具体的には、ガラス発泡体、ボラ土、ロックウール成形体、筒状樹脂成形体等を例示することができる。
多孔体固体への浸漬・注入方法は任意であるが、分散液中での加圧による注入・充填、減圧による注入・充填等が、速やかに孔内に取り込むことができるため、好ましい。
【００１２】
分散液が浸漬・注入された多孔性固体は、そのまま感温点以下の温度に保持され、本発明の感温吸排水性樹脂を孔内に固定した多孔性固体とすることができる。
感温点以下の温度に保持することにより、多孔性固体の孔内に感温吸排水性樹脂を充満させることができるとともに、分散安定剤層を破壊し、繰り返し使用しても感温吸排水性樹脂の脱落することがない多孔性固体とすることができる。
【００１３】
得られた多孔性固体は、分散液より取り出し、表面を水で洗浄し、乾燥することにより、容易に取得することができる。
本多孔性固体は、水の気化熱を活用したヒートアイランド対策システムの構築用資材、例えば、壁・屋上の冷却パネル、保水性舗装、等に好適に用いられる。
【実施例】
【００１４】
以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明する。
実施例１
イオン交換水６００ｍｌにカルボキシメチルセルロースナトリウム（和光純薬製）３．０ｇを攪拌溶解し、２０℃で感温吸排水性樹脂粒子（興人製、商品名「サーモゲル」感温点３０℃品、乾燥粒径８０μｍ）を６．０ｇ添加した。２時間攪拌を続けると均一で高粘性なスラリーが得られた。引き続き、攪拌下、１時間かけて７０℃まで昇温すると、膨潤していた樹脂が元の粒子状に戻り、均一な分散液を得た。
この分散液に、ガラス発泡体（矢崎総業製スーパーソル）を浸漬し、減圧脱気を行う事によりガラス発泡体空隙中に分散液を導入し、次いで、５℃にて１６時間静置した。
静置後、ガラス発泡体を取り出し、流水で表面を洗浄した後、１０５℃で１６時間乾燥させることにより、感温吸排水性樹脂を孔内に固定した多孔性固体を得た。
得られた多孔性固体を８００℃で１時間加熱する事により注入された感温吸排水性樹脂含有量を測定したところ、２．６ｗｔ％であった。
【００１５】
実施例２
実施例１において、感温吸排水性樹脂粒子の添加量を１２．０ｇとした以外は、実施例１と同様に実施することにより、多孔性固体を得た。
得られた多孔性固体の感温吸排水性樹脂含有量は、４．５ｗｔ％であった。
【００１６】
比較例１
実施例１において、カルボキシメチルセルロースを添加することなく、他は実施例１と同様に実施し、感温吸排水性樹脂含有ガラス発泡体を得た。
該発泡体の感温吸排水性樹脂含有量は、１．５％であった。
【００１７】
比較例２
実施例１において、感温吸排水性樹脂粒子の添加量を１８．０ｇとした以外は、実施例１と同様に実施することにより、感温吸排水性樹脂含有ガラス発泡体を得た。
該発泡体の感温吸排水性樹脂含有量は、４．５ｗｔ％であった。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
以上述べてきたように、本発明によると、多孔性固体の種類によらず、ある程度の大きさの感温吸排水性粒子であっても十分に、かつ、効率的に孔内に固定できるため、各種用途に応用できる、特にヒートアイランド対策システムの構築に有効な資材として好適に用いることができる。