JP2004316244A

JP2004316244A - 地面の温度上昇を防止する方法

Info

Publication number: JP2004316244A
Application number: JP2003111575A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Ishiguro; 守石黒
Original assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd
Current assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd
Priority date: 2003-04-16
Filing date: 2003-04-16
Publication date: 2004-11-11

Abstract

【課題】太陽光が照射されても容易に地温が上昇すること、及びそれに伴う気温の上昇を防止する方法を提供する。
【解決手段】融点が２０〜６０℃の範囲の蓄熱材を内包するマイクロカプセルを敷設する。マイクロカプセルがシート状支持体に塗工、又は含浸されたシートを地面に敷設することが好ましく、敷設対象素材が人工芝を用いることが好ましい。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、路面、運動場、人工芝等、太陽光が直接または間接的に照射されることにより生じる地面の温度上昇及び照り返しによる気温上昇を防止する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
日本では古来より暑さ、寒さに対する数多くの知恵あるいは対策が講じられてきた。例えば夏場の暑さを凌ぐために、比熱の小さい木材を多用して風通しの良い構造にしたり、庇を設けるなどの工夫が為されてきた。また最近は高気密、高断熱の住宅が主流となり冷暖房エネルギーの削減が為され、パッシブな省エネ住宅として推奨されている。
【０００３】
しかしながら戸外の気温対策となると容易ではなく、夏場の地温上昇の対策として庭先に打ち水、散水を施すか、道路の場合には太陽光を反射しやすい塗料を塗設するなどの対策が講じられているものの充分な効果が得られるものではなかった。また、最近大都市の運動場はコンクリート製やゴムやプラスティックなどの合成樹脂の路盤が増えつつあるが、土や芝生などの天然地面と異なり比熱が小さいために容易に温度が上がりやすいという現象が生じる。特に夏場の温度上昇は著しく、その照り返しによる輻射熱は凄まじく都市のヒートアイランド現象の一要因ともなっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は太陽光が照射されても容易に地温が上昇すること、及びそれに伴う気温の上昇を防止する手法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の課題は、融点が２０〜６０℃の範囲の蓄熱材を内包するマイクロカプセルを地面に敷設することにより達成される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の気温上昇を防止する方法は、蓄熱材を内包したマイクロカプセルを対象となる地面の表面又は地面内部に敷設することにより達成されるものである。通常、太陽光により地面の温度上昇が生じるが、天然の土や芝や草地であればその中に含まれている水分が見かけの比熱容量を高め、更に蒸発の際に潜熱を奪うため急激な温度上昇には至らないが、水分保持量の少ないプラスティックやゴム素材等の比較的比熱が小さい材料は温度上昇しやすいために、照り返しによりその付近の温度上昇は特に著しいものとなる。
【０００７】
本発明者は、潜熱を蓄える材料を地面に固定化すれば容易に温度上昇が避けられることを発案し、蓄熱材を内包するマイクロカプセルを地面に敷設することにより、地面が熱せられても蓄熱材の融点以上には温度が上昇しにくいことを見出した。融点の設定は通常官能的に暑いと感じ始める温度に設定されることが好ましく、２０〜６０℃、好ましくは３０〜５０℃の範囲に設定される。これらの条件を満たす蓄熱材として炭素数が１８〜３０の範囲のノルマルパラフィンが好ましい例として挙げられ、例えばエイコサン（炭素数２０）の融点は約３６℃であり、直射の太陽光を受けて融解するためには２００ｋＪ／ｋｇ以上の熱量を必要とするため好ましい蓄熱材の一つとして挙げられる。
【０００８】
本発明における蓄熱材を内包するマイクロカプセルの皮膜材料は、界面重合法、インサイチュー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。
【０００９】
本発明で用いられる蓄熱材を内包するマイクロカプセルを地面に均一に敷設する方法として、マイクロカプセルの分散液を液状で直接地面に散布する方法が挙げられるが、分散媒である水又は溶媒が蒸発するまでに時間と熱エネルギーが必要であり、地中にしみ込みすぎたり、雨で流出し易いという欠点を有する。第二の手法として、マイクロカプセルを固形化して地面全体に均一に散布する手法が挙げられるがマイクロカプセル固形物の粒子径があまりに小さいと、風雨で吹き飛ばされたり流失してしまうため成型して数ｍｍ大の固形物に加工することが好ましい。
【００１０】
第三の手法として、マイクロカプセルをシート状支持対に塗工、含浸する方法が挙げられる。塗工及び含浸はマイクロカプセル分散液に適するバインダーを添加した後、エアーナイフコーター、ブレードナイフコーター、カーテンコーター、ディップコーター等を用いて均一に定着できるため好ましい方法である。また、また、マイクロカプセルの造粒物をシート状支持体のマトリックス中に埋設することも可能である。
【００１１】
固形化・造粒する方法とし脱水または乾燥させて粉体化した後に成型する方法がある。脱水化または固形化する装置としては、遠心分離法、フィルタープレス法、スクリュープレス法、等があり、乾燥手法としては、ドラムドライヤー、スプレードライヤー、フリーズドライヤーなどの乾燥装置が用いられるが、スプレードライヤーがマイクロカプセルの破壊もなく粒子径のコントロールも容易であるため好ましい手法である。
【００１２】
本発明で用いられるバインダーとしては、特に限定するものではないが、具体的には、デンプン類、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ゼラチン、カゼイン、ポリビニルアルコール、変性ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、ポリアクリル酸ソーダ、スチレンブタジエン共重合体ラテックス、酢酸ビニル共重合体ラテックス、ポリ塩化ビニル共重合体ラテックス等が用いられ、マイクロカプセル固形質量に対し、５〜５０％の質量比率で添加される。
【００１３】
本発明で用いられるシート状支持体としては、紙、各種不織布、織布、ポリエチレンテレフタレートやポリプロピレン等のプラスチックフィルム、ポリエチレンやポリプロピレン等の合成樹脂をラミネートしたラミネート紙、合成紙などが用いられるが、本発明の蓄熱材を内包するマイクロカプセルは人工芝を構成る砂利層、ターフ層、ゴムチップ層、及びこれらを支える樹脂シート層中に組み込まれることが好ましい。十分な温度上昇防止効果をもたらすためには融解熱量の大きい蓄熱材を内包するマイクロカプセルをなるべく大量に敷設することが好ましいが、単位面積当たり約１６０〜２０００ｋＪ／ｍ^２の融解熱量のマイクロカプセルを敷設することが好ましい。
【００１４】
本発明のマイクロカプセルとともに、必要に応じ以下のような顔料や滑剤、劣化防止剤、助剤を適宜添加することが可能である。ケイソウ土、タルク、カオリン、焼成カオリン、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ケイ素、水酸化アルミニウム、尿素−ホルマリン樹脂、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウムなどの高級脂肪酸金属塩、パラフィン、酸化パラフィン、ポリエチレン、酸化ポリエチレン、ステアリン酸アミド、カスターワックスなどのワックス類を、また、ジオクチルスルホこはく酸ナトリウムなどの界面活性剤、及び蛍光染料、酸化防止剤、紫外線吸収剤を添加することができる。酸化防止剤の例としては、ヒンダードアミン系酸化防止剤、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、及びスルフィド系酸化防止剤、防腐剤、耐水化剤等である。
【００１５】
次に本発明の実施例を示す。実施例中に示す融点は示差熱熱量計（米国パーキンエルマー社製ＤＳＣ−７型）を用いて測定した値である。
【００１６】
【実施例】
ｐＨを４．５に調整した５％のスチレン−無水マレイン酸共重合体のナトリウム塩水溶液１００ｇの中に、潜熱蓄熱材としてｎ−エイコサン８０ｇ（融点約３６℃）を激しく撹拌しながら添加し、平均粒子径が５．０μｍになるまで乳化を行なった。次にメラミン５ｇと３７％ホルムアルデヒド水溶液７．５ｇ及び水１５ｇを混合し、これをｐＨ８に調整し、約８０℃でメラミン−ホルマリン初期縮合物水溶液を調製した。この全量を上記乳化液に添加し７０℃で２時間加熱撹拌を施してカプセル化反応を行なった後、この分散液のｐＨを９に調整してカプセル化を終了した。得られたマイクロカプセルの体積平均粒子径は５．２μｍであった。
【００１７】
このマイクロカプセル分散液を、支持体として１４０ｇ／ｍ^２のポリエステル不織布（倉敷繊維加工（株）製不織布ＷＦ１０）の中に含浸及び１００℃で充分乾燥させ８９０ｇ／ｍ^２のマイクロカプセル固形質量を担持したシートが得られた。このシートと人工ターフを備えた芝シートとを貼り合わせ人工芝を得た。この人工芝を夏場地面に敷き詰めた。夏場炎天下、通常の人工芝であると芝表面の温度が５０℃以上に達したのに比べ実施例の人工芝を貼り付けた部分の温度は４０℃以上に上がることはなかった。
【００１８】
【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すマイクロカプセルを路面に配置することにより地面の温度上昇が防止され、その近傍の雰囲気の温度の上昇も防止されることが確認できた。

Claims

融点が２０〜６０℃の範囲の蓄熱材を内包するマイクロカプセルを敷設して地面の温度上昇を防止する方法。
マイクロカプセルをシート状支持体に塗工、又は含浸したシートを地面に敷設する請求項１記載の地面の温度上昇を防止する方法。
マイクロカプセルの敷設対象素材が人工芝である請求項１記載の地面の温度上昇を防止する方法。