(57)【要約】【課題】低周波領域の吸音特性や断熱特性にも優れ、かつ熱制御が可能な蓄熱性樹脂皮膜を提供する。【解決手段】本発明の蓄熱性樹脂皮膜１は、樹脂皮膜１１と、樹脂皮膜１１中に分散して充填された蓄熱材１２とを備えている。  樹脂皮膜１１は、シリコーン樹脂またはアクリル樹脂などで構成されている。  蓄熱材１２は、相変化物質を含有するマイクロカプセルで構成されている。  蓄熱材１２としてのマイクロカプセルは、相変化物質１２ａの周囲を壁膜１２ｂで被覆した微小の球体で構成されている。  【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂皮膜中に蓄熱材を分散させて成ることを特徴とする蓄熱性樹脂皮膜。
【請求項２】
前記蓄熱材は、相変化物質を含有するマイクロカプセルから成ることを特徴とする請求項１記載の蓄熱性樹脂皮膜。
【請求項３】
前記樹脂皮膜は、シリコーン樹脂またはアクリル樹脂から成ることを特徴とする請求項１または請求項２記載の蓄熱性樹脂皮膜。
【請求項４】
前記樹脂皮膜は、無機化合物および／または炭素繊維を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項３何れか１項記載の蓄熱性樹脂皮膜。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４何れか１項記載の蓄熱性樹脂皮膜と、前記蓄熱性樹脂皮膜の背面側に積層された多孔質材料から成る多孔質体層とを備えることを特徴とする蓄熱性を有するボード。
【請求項６】
請求項１乃至請求項４何れか１項記載の蓄熱性樹脂皮膜と、前記蓄熱性樹脂皮膜の背面側に積層された多孔質材料から成る多孔質体層と、前記蓄熱性樹脂皮膜の前面側に積層された多孔質材料から成る他の多孔質体層を備えることを特徴とする蓄熱性を有するボード。
【請求項７】
前記多孔質体層および／または前記他の多孔質体層は、グラスウール、ロックウールの何れかまたはこれらの混合物から成ることを特徴とする請求項５または請求項６記載の蓄熱性を有するボード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄熱性樹脂皮膜およびこれを用いた蓄熱性を有するボードに係り、特に断熱性や低周波領域の遮音特性等に優れた蓄熱性樹脂皮膜およびこれを用いた蓄熱性を有するボードに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、建材市場においては、グラスウールから成る断熱材が広く使用されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
かかる断熱材としてのグラスウールは、当該グラスウールの内部に存在する空隙部分が熱伝導を緩和することで、断熱性能を付与するものであるところ、当該断熱性能は素材の厚さや空隙率等で規定されており、性能向上・コストダウンは略完成域の状態にある。
【０００４】
一方、このような断熱材としてのグラスウールにおいては、より高い熱制御が求められているものの、有効な素材が開発されていないのが現状である。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１７０２７６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、例えば低周波吸音材に使用されている樹脂皮膜中に蓄熱材を分散させることで、熱制御が可能な蓄熱性樹脂皮膜およびこれを用いた蓄熱性を有するボードを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様である蓄熱性樹脂皮膜は、樹脂皮膜中に蓄熱材を分散させて成るものである。
【０００８】
本発明の第２の態様は、第１の態様である蓄熱性樹脂皮膜において、蓄熱材は、相変化物質を含有するマイクロカプセルから成るものである。
【０００９】
本発明の第３の態様は、第１の態様または第２の態様である蓄熱性樹脂皮膜において、樹脂皮膜は、シリコーン樹脂またはアクリル樹脂から成るものである。
【００１０】
本発明の第４の態様は、第１の態様乃至第３の態様の何れかの態様である蓄熱性樹脂皮膜において、樹脂皮膜は、無機化合物および／または炭素繊維を含むものである。
【００１１】
本発明の第５の態様である蓄熱性を有するボードは、第１の態様乃至第４の態様の何れかの態様である蓄熱性樹脂皮膜と、蓄熱性樹脂皮膜の背面側に積層された多孔質材料から成る多孔質体層とを備えるものである。
【００１２】
本発明の第６の態様である蓄熱性を有するボードは、第１の態様乃至第４の態様の何れかの態様である蓄熱性樹脂皮膜と、蓄熱性樹脂皮膜の背面側に積層された多孔質材料から成る多孔質体層と、蓄熱性樹脂皮膜の前面側に積層された多孔質材料から成る他の多孔質体層を備えるものである。
【００１３】
本発明の第７の態様は、第５の態様または第６の態様である蓄熱性を有するボードにおいて、多孔質体層および／または他の多孔質体層は、グラスウール、ロックウールの何れかまたはこれらの混合物から成るものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の第１の態様乃至第７の態様の蓄熱性樹脂皮膜およびこれを用いた蓄熱性を有するボードによれば、樹脂皮膜中に蓄熱材が分散されていることから、当該蓄熱材を構成する相変化物質の融点を変更することで、熱制御が可能で、断熱性や低周波領域の吸音特性にも優れた蓄熱性を有するボードを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の蓄熱性樹脂皮膜およびこれを用いた蓄熱性を有するボードの好ましい実施の形態例について、図面を参照して説明する。
［実施例１］
図１は本発明の第１の実施例における蓄熱性樹脂皮膜の断面図を示している。
【００１６】
同図において、本発明の蓄熱性樹脂皮膜１は、樹脂皮膜１１と、樹脂皮膜１１中に分散して充填された蓄熱材１２とを備えている。
【００１７】
蓄熱材１２は、相変化物質（ＰＣＭ「Phase Change Material」）を含有するマイクロカプセルで構成されている。
【００１８】
蓄熱材１２としてのマイクロカプセルは、相変化物質１２ａの周囲を壁膜１２ｂで被覆した微小の球体で構成されている。マイクロカプセルの相変化物質１２ａとしては、例えば２０℃付近に融点を有し潜熱量の大きなパラフィン類が使用され、また、マイクロカプセルの壁膜１２ｂとしては、例えばメラミン樹脂やノンホルマリンが用いられている。
【００１９】
ここで、本発明で用いられる蓄熱材１２としての相変化物質の融点（相変化点）は、２０℃付近に設定することが好ましい。また、蓄熱材１２としてのマイクロカプセルの直径は、１〜数百μｍ程度とすることが好ましい。
【００２０】
このような構成の蓄熱材１２としてのマイクロカプセルは公知の方法、例えば蓄熱性粒子の表面に熱可塑性樹脂を噴霧する方法（特開昭６２−４５６８０号公報）等によりマイクロカプセル化することができる。
【００２１】
このような構成の蓄熱材１２としてのマイクロカプセルによれば、熱を繰り返し吸収・放出することができる。具体的には、壁膜１２ｂの内部に存在する相変化物質１２ａは、固体から液体へ、若しくは液体から固体へ相変化する過程で潜熱の吸収・放出をするという蓄熱、蓄冷作用を呈し、このような効果を発揮する温度は相変化物質１２ａであるパラフィンの融点を変更することで調節することができる。なお、このような蓄熱材１２としてのマイクロカプセルとしては三木理研工業株式会社の蓄熱蓄冷マイクロカプセルが好適する。
【００２２】
樹脂皮膜１１は、１００Ｈｚ乃至２００Ｈｚ程度未満の低周波領域において優れた吸音特性を発揮する材料、具体的には、本発明者等が先に開発した低周波吸音材を構成する樹脂皮膜が好適する。
【００２３】
当該樹脂皮膜１１は、難燃性を有しかつ燃焼時に有害ガスを発生しない材料で形成されている。具体的には、シリコーン樹脂に２：１〜１：１の比で、Ｓｉ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ａｌ、Ｍｇの何れか１種を含む化合物またはＳｉ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ａｌ、Ｍｇの何れか１種を含む化合物の混合物から成る無機化合物を混入したもので形成されている。
【００２４】
このような構成の膜状の樹脂皮膜１１においては、ネットワーク構造のシリコーン樹脂の多孔室部分に嵩さ密度が高くかつ粒径の小さい硫酸バリウム等を混入することで、不燃性でかつ柔軟性がある上、所定の面密度を有する膜を形成することができる。
【００２５】
図２は、本発明の実施例における膜状の樹脂皮膜１１の吸音率、面密度、膜厚、発熱量、発熱速度を比較例とともに示した説明図である。
【００２６】
ここで、本実施例における膜状の樹脂皮膜１１は、シリコーン樹脂に２：１の比で硫酸バリウム、シリカ、炭酸カルシウム、炭酸ストロンチウムを混入したもので形成されており、比較例としてウレタンから成る膜が使用されている。
【００２７】
なお、発熱量は建築基準法第２条第９号に規定する方法により、発熱速度はＩＳＯ５６６０に規定する方法により測定した。
【００２８】
同図より、本実施例における膜状の樹脂皮膜１１は、その膜厚を比較例の膜厚より略１／３程度薄くしても、比較例と同等の吸音率および面密度を得ることができる。また、建築基準法第２条第９号に規定する不燃グレードに適合させることができ、さらに、燃焼発熱速度を［２００ｋＷ／ｍ２］・１０ｓｅｃ未満にすることができる。
【００２９】
次に、このような構成の膜状の樹脂皮膜１１に要求される諸性能について説明する。
【００３０】
第１に、樹脂皮膜１１としては単位面積当たりの燃焼発熱量が８ＭＪ／ｍ２以下のものを使用することが好ましい。樹脂皮膜１１の単位面積当たりの燃焼発熱量が８ＭＪ／ｍ２を超えると、本実施例による製品の適用法規である建築基準法第２条第９号に規定される不燃グレードに適合できないからである。なお、樹脂皮膜１１の燃焼発熱量は樹脂皮膜１１の原料用樹脂に配合させる無機フィラーの種類や配合量などにより調節することができる。
【００３１】
このような無機化合物を含むシリコーン樹脂から成る膜状の樹脂皮膜１１によれば、幅１００ｍｍ、長さ１００ｍｍ、厚さ３〜５０ｍｍの試験片において、ＩＳＯ５６６０で規定する燃焼発熱量試験において、単位面積当たりの燃焼発熱量を８ＭＪ／ｍ２以下にすることができる。
【００３２】
第２に、樹脂皮膜１１としては燃焼発熱速度が[２００ｋＷ／ｍ２] ・１０ｓｅｃ未満のもの使用することが好ましい。樹脂皮膜１１の燃焼発熱速度が[２００ｋＷ／ｍ２] ・１０ｓｅｃ以上の場合、建築基準法第２条第９号に規定の不燃グレードに適合しないからである。
【００３３】
このような無機化合物を含むシリコーン樹脂から成る膜状の樹脂皮膜１１によれば、幅１００ｍｍ、長さ１００ｍｍ、厚さ３〜５０ｍｍの試験片において、ＩＳＯ５６６０で規定する燃焼発熱速度試験において、燃焼発熱速度を[２００ｋＷ／ｍ２] ・１０ｓｅｃ未満にすることができる。
【００３４】
本発明においては、面密度が３ｋｇ／ｍ２程度の樹脂皮膜１１中に蓄熱材１２としてのマイクロカプセルが５０％程度（マイクロカプセルの含有量：１.５ｋｇ／ｍ２）分散されている。
【００３５】
このような構成の蓄熱性樹脂皮膜１によれば、１００Ｈｚ乃至２００Ｈｚ程度未満の低周波領域において優れた吸音特性を有し、かつ蓄熱材１２としてのマイクロカプセルを構成する相変化物質１２ａ（パラフィン）の融点を調節することで熱制御が可能な断熱材を提供することができる。
［実施例２］
図３は図１に示す蓄熱性樹脂皮膜１を用いた蓄熱性を有するボードの断面図を示している。なお、同図において図１と共通する部分には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００３６】
図３において、本発明の蓄熱性を有するボード２は、蓄熱性樹脂皮膜１と、当該蓄熱性樹脂皮膜１の背面側（音源側と反対の側）に積層された多孔質体層３とを備えている。
【００３７】
多孔質体層３は、難燃性を有する材料、具体的にはボード状若しくはフェルト状のグラスウール若しくはセラミック繊維によるフェルト材料（シリカ）で形成されている。本実施例においては、多孔質体層３は、かさ密度が３２ｋｇ／ｍ３（３２Ｋ）のグラスウールで形成されている。
【００３８】
多孔質体層３の厚さは１〜１００ｍｍとすることが好ましい。厚さが１ｍｍ未満では多孔質体層３の骨格部分の振動による吸音効果が低下し、また厚さが１００ｍｍを超えると板材としての振動が減少し、吸音効果が低下するからである。なお、蓄熱性樹脂皮膜１としての強度とスペースファクターとを考慮すると、厚さが１０〜５０ｍｍの多孔質体層３が好適する。
【００３９】
本実施例において、樹脂皮膜１１に多孔質体層３を積層するのは、樹脂皮膜１１部分が付加質量、すなわち錘の役割として作用し、多孔質体層３がバネ、すなわち空気バネの役割として作用し、皮膜振動による吸音を行わせるためである。
【００４０】
このような構成の多孔質体層３においては、低周波領域から高周波領域のまでの広範囲に亘って吸音特性が優れており、また固体伝搬音や振動の低減にも効果的な制振性を発揮する。
【００４１】
なお、樹脂皮膜１１は、製品形態の自由度を向上させ、現場における施工を簡単にするため、接着やシリコーングラフト反応等により多孔質体層３と一体化することが好ましい。
【００４２】
図４は、第２の実施例における蓄熱性を有するボード２の吸音特性を比較例と共に示した説明図である。同図において、横軸は周波数［Ｈｚ］、縦軸は残響室法吸音率、Ｌ１は多孔質体（グラスウール）の厚さを５０ｍｍとした従来の吸音材の吸音特性、Ｌ２は面密度が３ｋｇ／ｍ２で、厚さが０．５ｍｍのシリコーン樹脂から成る樹脂皮膜１１中に、蓄熱材１２としてのマイクロカプセルを５０％（マイクロカプセルの含有量：１.５ｋｇ／ｍ２）分散させた蓄熱性樹脂皮膜１と、当該蓄熱性樹脂皮膜１の背面側（音源側と反対の側）に、かさ密度が３２ｋｇ／ｍ３（３２Ｋ）で定型寸法（縦６０９ｍｍ×横９１０ｍｍ×厚さ５０ｍｍ）のグラスウールから成る多孔質体層３を積層した第２の実施例における蓄熱性を有するボード２の吸音特性を示している。
【００４３】
同図より、Ｌ１で示すように、従来の吸音材は、２００Ｈｚ程度を超える高周波領域では吸音率が高いものの、２００Ｈｚ程度以下の低周波領域では吸音率が低く、これに対して、Ｌ２で示すように、第２の実施例における蓄熱性を有するボード２は、２００Ｈｚ程度を超える高周波領域では吸音率が低いものの、２００Ｈｚ程度以下の低周波領域では吸音率が高いことが分かる。従って、このような構成の蓄熱性を有するボード２を使用すれば、実施例１と同様に、低周波領域において優れた吸音特性を有し、熱制御が可能な断熱材を提供することができる。
［実施例３］
図５は本発明の第３の実施例における蓄熱性を有するボードの断面図である。なお、同図において、図３と共通する部分には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００４４】
図５において、本発明の蓄熱性を有するボード４は、蓄熱性樹脂皮膜１と、蓄熱性樹脂皮膜１の背面側（音源側と反対の側）に積層された多孔質体層３と、蓄熱性樹脂皮膜１の前面側（音源側）に積層された他の多孔質体層５とを備えている。ここで、他の多孔質体層５は多孔質体層３と同様のもので構成されている。
【００４５】
図６は、従来の吸音材と本実施例における蓄熱性を有するボード４の熱伝導率を示している。ここで、比較例はかさ密度が３２ｋｇ／ｍ３（３２Ｋ）のグラスウールから成るボード（多孔質体層）を定型寸法（縦６０９ｍｍ×横９１０ｍｍ×厚さ５０ｍｍ）で作成した従来の吸音材を示しており、実施例は面密度が３ｋｇ／ｍ２で、厚さが０．５ｍｍのシリコーン樹脂から成る樹脂皮膜１１中に蓄熱材１２としてのマイクロカプセルを５０％（マイクロカプセルの含有量：１.５ｋｇ／ｍ２）分散させた蓄熱性樹脂皮膜１と、当該蓄熱性樹脂皮膜１の前面側および両面側に、かさ密度が３２ｋｇ／ｍ３（３２Ｋ）でそれぞれ定型寸法（縦６０９ｍｍ×横９１０ｍｍ×厚さ５０ｍｍ）のグラスウールから成る多孔質体層３、５を積層した第３の実施例における蓄熱性を有するボード４を示している。
【００４６】
同図より、実施例における蓄熱性を有するボード４の熱伝導率は、比較例のものよりも１／４程度小さくなっており、断熱特性が大幅に向上していることが判る。従って、このような構成の蓄熱性を有するボード４を使用すれば、実施例３と同様に、低周波領域において優れた吸音特性を有し、熱制御が可能な断熱材を提供することができる。
［実施例４］
前述の実施例では、樹脂皮膜１１を無機化合物を含むシリコーン樹脂で形成した場合について述べているが、当該樹脂皮膜１１は、アクリル樹脂に２：１〜１：１の比で、Ｓｉ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ａｌ、Ｍｇの何れか１種を含む化合物またはＳｉ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ａｌ、Ｍｇの何れか１種を含む化合物の混合物から成る無機化合物、並びに次に示す炭素繊維を混入したもので形成してもよい。
【００４７】
このような構成の樹脂皮膜１１においては、アクリル樹脂に炭素繊維を添加することで、不燃性でかつ柔軟性がある上、所定の面密度を有する樹脂皮膜を形成することができる。
【００４８】
ここで炭素繊維としては、繊維径が１０〜３０μｍ、長さの平均値が０.３〜２ｍｍ、添加量が主剤のアクリル樹脂に対し０.５〜１０部のものを使用することが好ましい。ここで、繊維径を１０〜３０μｍとしたのは、繊維径を１０μｍ未満にすると樹脂間の結合が低下するからであり、繊維径が３０μｍを超えると樹脂の柔軟性が低下するからである。また、長さの平均値が０.３〜２ｍｍとしたのは、長さの平均値を０.３ｍｍ未満にすると樹脂間の結合が低下するからであり、長さの平均値が２ｍｍを超えると樹脂の柔軟性が低下するからである。さらに、添加量が主剤のアクリル樹脂に対し０.５〜１０部としたのは、添加量が主剤のアクリル樹脂に対し０.５部未満では樹脂間の結合が低下するからであり、添加量が主剤のアクリル樹脂に対し１０部を超えると樹脂の柔軟性が低下するからである。
【００４９】
図７は、実施例４における樹脂皮膜の吸音率、面密度、膜厚、発熱量、発熱速度を比較例とともに示した説明図である。
【００５０】
ここで、実施例４における樹脂皮膜１１は、アクリル樹脂に２：１の比で硫酸バリウム、シリカ、炭酸カルシウム、炭酸ストロンチウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムを混入したもの形成されており、比較例としてウレタンから成る樹脂皮膜が使用されている。
【００５１】
なお、発熱量は建築基準法第２条第９号に規定する方法により、発熱速度はＩＳＯ５６６０に規定する方法により測定した。
【００５２】
同図より、実施例４における樹脂皮膜１１は、その膜厚を比較例の膜厚より略１／３程度薄くしても、比較例と同等の吸音率および面密度を得ることができる。また、建築基準法第２条第９号に規定する不燃グレードに適合させることができ、さらに、燃焼発熱速度を［２００ｋＷ／ｍ２］・１０ｓｅｃ未満にすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
前述の実施例においては、図面に示した特定の実施の形態をもって本発明を説明しているが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、次のように構成してもよい。
【００５４】
第１に、前述の実施例においては、低周波吸音材として無機材料を含有するシリコーン樹脂からなる樹脂皮膜を使用した場合について述べているが、これに代えて、無機材料を含有しない樹脂皮膜、または樹脂皮膜の片面または両面に金属箔を積層した積層体から成るものを使用してもよい。
【００５５】
第２に、前述の実施例においては、多孔質体としてグラスウールを使用した場合について述べているが、これに代えてロックウールなどの無機系繊維凝集体、セルロースファイバ、粗毛フェルト、獣毛フェルト、ＰＥＴ繊維フェルト、ポリエチレンフェルトなどの有機系繊維凝集体、金属系繊維凝集体の何れか、またはこれらの混合物から成るものを使用してもよい。
【００５６】
第３に、前述の実施例においては、多孔質体としてグラスウールを使用した場合について述べているが、これに代えて、発泡セメント、発泡ガラス、ガラス焼結体などの無機系材料、発泡ウレタン、発泡シリコーン、発泡スチレン、発泡ポリエチレン、発泡ポリプロピレンなどの有機系材料、金属粒焼結体、無機系材料または金属材料の有機バインダーによる結合体の何れか、またはこれらの混合物から成るものを使用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の第１の実施例における蓄熱性樹脂皮膜の断面図。
【図２】本発明の第１の実施例における樹脂皮膜の吸音率、面密度、膜厚、発熱量、発熱速度を示す説明図。
【図３】本発明の第２の実施例における蓄熱性を有するボードの断面図。
【図４】本発明の第２の実施例における蓄熱性を有するボードの吸音特性を示す説明図。
【図５】本発明の第３の実施例における蓄熱性を有するボードの断面図。
【図６】本発明の第３の実施例における蓄熱性を有するボードの熱伝導率を示す説明図。
【図７】本発明の第４の実施例における樹脂皮膜の吸音率、面密度、膜厚、発熱量、発熱速度を示す説明図。
【符号の説明】
【００５８】
１・・・蓄熱性樹脂皮膜
１１・・・樹脂皮膜
１２・・・蓄熱材
１２ａ・・・相変化物質
１２ｂ・・・壁膜
２、４・・・蓄熱性を有するボード
３、５・・・多孔質体層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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