JP2005503500A - せっこうボードにおけるマイクロカプセルの使用 - Google Patents

Abstract

せっこうボードにおけるカプセルコアとして潜熱蓄積材料を有するマイクロカプセルの使用、前記マイクロカプセルを含有しているせっこうボード並びに前記せっこうボードの製造方法。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、せっこうボードにおけるカプセルコアとして潜熱蓄積材料を有するマイクロカプセルの使用、前記マイクロカプセルを含有しているせっこうボード並びに前記せっこうボードの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エネルギー必要量の削減のため及び手元にある熱エネルギーの利用のための重要な研究目標は、潜熱蓄積体(Latentwaermespeicher)である。これらは、例えば、加熱系及び冷却系中の熱媒体としてか又は断熱材料もしくは建築材料中の蓄熱体として多岐にわたり使用される。それらの機能様式は、エネルギー吸収又は周囲へのエネルギー放出を意味する、固／液−相転移の際に生じる転移エンタルピーに基づいている。それゆえに、これらは、一方では温度一定に保つために規定された温度範囲内で使用されることができ、かつ他方では適している配置で断熱の改善を引き起こすことができる。
【０００３】
DE-A 19 654 035には、蓄積媒体がメラミン／ホルムアルデヒド樹脂からなるカプセル壁で取り囲まれている熱媒体としてのマイクロカプセルが記載されている。
【０００４】
同様に、メラミン／ホルムアルデヒド樹脂−マイクロカプセルがUS-A-5 456 852に開示されているが、しかしながらコアとして特別な蓄積媒体を有する。しかしながら、そのようなメラミン／ホルムアルデヒド樹脂−カプセルは、通例水性である輸送媒体中で、より長期間に亘り不満足な加水分解安定性を有する。
【０００５】
US-A-4 747 240には、せっこうにおける、カプセル壁が高融点の樹脂であり、１，０００μｍを上回る粒度を有するマクロカプセル化された蓄積物質の使用が教示されている。しかしながら、この大きさのカプセルは、建築材料と混合する際に破壊されないように、極めて厚い壁を必要とする。
【０００６】
EP-A-10 29 018には、結合建築材料における、高度に架橋したメタクリル酸エステルポリマーからなるカプセル壁及び潜熱蓄積体コアを有するマイクロカプセルの使用が教示されている。こうして、マイクロカプセルは、せっこうプラスターへ、その性質に影響を与えることなく配合されうる。
【０００７】
重要な建築材料は、せっこうボードである。これは、通例、壁及び天井のライニングのための内装完成(Innenausbauten)の際に使用される。この分野においても、断熱及び蓄熱能力を高めることが努力されている。そのようなエネルギー管理は、このために潜熱蓄積材料を有するせっこうボードを推奨するUS 5,501,268に記載されている。潜熱蓄積体として、パラフィン混合物は、せっこうボードへ配合される。添加方法についてのより詳細な記載はなされていない。
【０００８】
US 4,988,543には、せっこうボードへの潜熱蓄積材料の配合の可能性及び問題が論じられている。例えば、マクロカプセルが、外側紙層(Abschlusspapierlagen)の間でせっこうペースト上に配置されていてよい。さらに、同様に、マクロカプセルは、厚紙裏面上に塗布されてよい。小さな小球を潜熱蓄積材料に含浸し、かつこれをせっこうペーストへ配合するか、又は潜熱蓄積材料をせっこうペーストと直接混合することが考えられる。最終的に、せっこうボード全体が潜熱蓄積材料に浸漬されうるだろう。US 4,988,543には、カプセル又は小球の使用がボードの内部結合力(Zwischenbindungskraefte)を減少させることが教示されている。同じように、せっこうが潜熱蓄積材料と直接混合される方法は批判的である、それというのも、ここでも、紙との付着問題が生じるからである。解決法として、US 4,998,543には、せっこうボードの片面に潜熱蓄積材料を噴霧することが提案されている。
【０００９】
カプセル化されていない潜熱蓄積材料で処理されたせっこうボードの場合に、大面積で室内空気へ油放出する恐れがある。さらにまた、液体状態の潜熱蓄積材料がせっこうボード中でゆっくりと流動化を開始し、かつ長い間には、特に表面上での不規則な分布、同様にボードの安定性に負の影響を及ぼすいわゆる“汗かき”の結果となる。故に、本発明には、前記の欠点を有しない、せっこうボード用の潜熱蓄積材料を提供するという課題が課された。
【００１０】
それに応じて、せっこうボードにおけるカプセルコアとして潜熱蓄積材料を有するマイクロカプセルの使用が見出された。
【００１１】
マイクロカプセルは、主に９５質量％を上回る潜熱蓄積材料からなるカプセルコア及びカプセル壁としてのポリマーを有する粒子である。カプセルコアは、その際、温度に応じて固体又は液体である。カプセルの平均粒度は、０．５〜１００μｍ、好ましくは１〜８０μｍ、特に１〜５０μｍである。
【００１２】
潜熱蓄積材料は、通例、それらの固／液相転移を−２０〜１２０℃の温度範囲内で有する親油性物質である。
【００１３】
適している物質として、例示的に次のものが挙げられうる：
・脂肪族炭化水素化合物、例えば、分枝鎖状又は好ましくは線状である飽和又は不飽和のＣ_１０〜Ｃ_４０−炭化水素、例えばｎ−テトラデカン、ｎ−ペンタデカン、ｎ−ヘキサデカン、ｎ−ヘプタデカン、ｎ−オクタデカン、ｎ−ノナデカン、ｎ−エイコサン、ｎ−ヘンエイコサン、ｎ−ドコサン、ｎ−トリコサン、ｎ−テトラコサン、ｎ−ペンタコサン、ｎ−ヘキサコサン、ｎ−ヘプタコサン、ｎ−オクタコサン並びに環式炭化水素、例えばシクロヘキサン、シクロオクタン、シクロデカン；
・芳香族炭化水素化合物、例えばベンゼン、ナフタレン、ビフェニル、ｏ−又はｎ−テルフェニル、Ｃ_１〜Ｃ_４０−アルキル置換された芳香族炭化水素、例えばドデシルベンゼン、テトラデシルベンゼン、ヘキサデシルベンゼン、ヘキシルナフタレン又はデシルナフタレン；
・飽和又は不飽和のＣ_６〜Ｃ_３０−脂肪酸、例えばラウリン酸、ステアリン酸、オレイン酸又はベヘン酸、好ましくはデカン酸と例えばミリスチン酸、パルミチン酸又はラウリン酸との共融混合物；
・脂肪アルコール、例えばラウリルアルコール、ステアリルアルコール、オレイルアルコール、ミリスチルアルコール、セチルアルコール、混合物、例えばヤシ油脂肪アルコール並びにα−オレフィンのヒドロホルミル化及びさらなる反応により得られるいわゆるオキソアルコール；
・Ｃ_６〜Ｃ_３０−脂肪アミン、例えばデシルアミン、ドデシルアミン、テトラデシルアミン又はヘキサデシルアミン；
・エステル、例えば脂肪酸のＣ_１〜Ｃ_１０−アルキルエステル、例えばプロピルパルミテート、メチルステアレート又はメチルパルミテート並びに好ましくはそれらの共融混合物又はメチルシンナメート；
・天然及び合成のろう、例えばモンタン酸ろう、モンタンエステルろう、カルナウバろう、ポリエチレンろう、酸化ろう、ポリビニルエーテルろう、エチレンビニルアセテートろう又はフィッシャー−トロプシュ法による硬ろう；
・ハロゲン化炭化水素、例えばクロロパラフィン、ブロモオクタデカン、ブロモペンタデカン、ブロモノナデカン、ブロモエイコサン、ブロモドコサン。
【００１４】
さらに、所望の範囲外の融点低下にならないか、又は有効な用途にとって混合物の融解熱が低くなりすぎる限りは、これらの物質の混合物が適している。
【００１５】
例えば、前記のハロゲン化炭化水素が防炎剤として混合されてよい。さらに、防炎剤、例えばデカブロモジフェニルオキシド、オクタブロモジフェニルオキシド、酸化アンチモン又はUS-A 4 797 160に記載された防炎添加剤も添加されてよい。
【００１６】
さらに、無極性物質の場合に部分的に生じる凝固点低下を防止するために、カプセルコアを形成している物質に、それらに可溶性の化合物を添加することが有利である。有利には、US-A 5 456 852に記載されているように、実際のコア物質よりも２０〜１２０℃より高い融点を有する化合物が使用される。適している化合物は、親油性物質として上述された脂肪酸、脂肪アルコール、脂肪アミド並びに脂肪族炭化水素化合物である。
【００１７】
蓄熱体が望まれる温度範囲に応じて、親油性物質が選択される。例えば、建築材料における蓄熱体のためには、ヨーロッパにおいて好ましくは、固／液−相転移が０〜６０℃の温度範囲内である親油性物質が使用される。こうして、通例、屋外用途には、０〜２５℃の転移温度を有する単一物質又は混合物、及び屋内用途には１５〜３０℃の転移温度を有する単一物質又は混合物が選択される。蓄積媒体として建築材料と組み合わせたソーラー用途の場合にか又は透明な断熱材の過熱回避のために、EP-A 333 145に記載されているように、とりわけ３０〜６０℃の転移温度が適している。例えば、工業的留出物として生じ、かつそれ自体商業的に入手可能であるアルカン混合物の使用が有利である。
【００１８】
カプセル壁用のポリマーとして、原則的に、複写用紙用のマイクロカプセルに公知の材料が使用されてよい。こうして、例えば、潜熱蓄積材料を、GB-A 870476、US 2,800,457、US 3,041,289に記載された方法によりゼラチン中で他のポリマーと共にカプセル化することが可能である。
【００１９】
極めて老化安定であるために好ましい壁材料は、熱硬化性ポリマーである。熱硬化性は、その際、高い架橋度に基づき軟化するのではなくて、むしろ高い温度で分解する壁材料であると理解されるべきである。適している熱硬化性壁材料は、例えばホルムアルデヒド樹脂、ポリ尿素及びポリウレタン並びに高度に架橋したメタクリル酸エステルポリマーである。
【００２０】
ホルムアルデヒド樹脂は、ホルムアルデヒドと
・トリアジン類、例えばメラミン
・カルバミド類、例えば尿素
・フェノール類、例えばフェノール、ｍ−クレゾール及びレゾルシン
・アミノ化合物及びアミド化合物、例えばアニリン、ｐ−トルエンスルホンアミド、エチレン尿素及びグアニジン、
又はそれらの混合物
とからなる反応生成物であると理解される。
【００２１】
好ましいホルムアルデヒド樹脂は、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、尿素−レゾルシン−ホルムアルデヒド樹脂、尿素−メラミン−樹脂及びメラミン−ホルムアルデヒド樹脂である。同じように、これらのホルムアルデヒド樹脂のＣ_１〜Ｃ_４−アルキルエーテル、特にメチルエーテル並びにこれらのホルムアルデヒド樹脂との混合物が好ましい。特に、メラミン−ホルムアルデヒド−樹脂及び／又はそのメチルエーテルが好ましい。
【００２２】
複写用紙から公知の方法において、樹脂はプレポリマーとして使用される。プレポリマーは、水相になお可溶性であり、かつ重縮合の過程で界面に移動し、かつ油小滴を包囲する。ホルムアルデヒド樹脂でのマイクロカプセル化法は、一般的に公知であり、かつ例えばEP-A-562 344及びEP-A-974 394に記載されている。
【００２３】
ポリ尿素及びポリウレタンからなるカプセル壁は、同様に、複写用紙から公知である。カプセル壁は、ＮＨ_２−基もしくはＯＨ−基を有している反応体と、ジイソシアナート及び／又はポリイソシアナートとの反応により生じる。適しているイソシアナートは、例えばエチレンジイソシアネート、１，４−テトラメチレンジイソシアネート、１，６−ヘキサメチレンジイソシアナート及び２，４−及び２，６−トルイレンジイソシアナートである。さらに、ポリイソシアナート、例えばビウレット構造を有する誘導体、ポリウレトンイミン(Polyuretonimine)及びイソシアヌレートが挙げられうる。反応体として、次のものが当てはまる：ヒドラジン、グアニジン及びその塩、ヒドロキシルアミン、ジアミン及びポリアミン並びにアミノアルコール。そのような界面重付加法は、例えばUS 4,021,595、EP-A 0 392 876及びEP-A 0 535 384から公知である。
【００２４】
カプセル壁が高度に架橋したメタクリル酸エステルポリマーであるマイクロカプセルが好ましい。架橋度は、その際、全ポリマーに対して架橋剤含分≧１０質量％で達成される。
【００２５】
好ましいマイクロカプセルは、モノマーＩとして、１つ又はそれ以上の、アクリル酸及び／又はメタクリル酸のＣ_１〜Ｃ_２４−アルキルエステル３０〜１００質量％、好ましくは３０〜９５質量％から構成される。そのうえ、マイクロカプセルは、モノマーＩＩとして、水に不溶性であるか又は難溶性である１つ又はそれ以上の二官能性又は多官能性のモノマー８０質量％まで、好ましくは５〜６０質量％、特に１０〜５０質量％から、及びその他のモノマーＩＩＩ ４０質量％まで、好ましくは３０質量％までからと一緒に構成されていてよい。
【００２６】
モノマーＩとして、アクリル酸及び／又はメタクリル酸のＣ_１〜Ｃ_２４−アルキルエステルが適している。特に好ましいモノマーＩは、メチル−、エチル−、ｎ−プロピル−及びｎ−ブチルアクリレート及び／又は相応するメタクリレートである。イソプロピル−、イソブチル−、ｓ−ブチル−及びｔ−ブチルアクリレート及び相応するメタクリレートが好ましい。さらに、メタクリロニトリルが挙げられうる。一般的に、メタクリレートが好ましい。
【００２７】
適しているモノマーＩＩは、水に不溶性であるか又は難溶性であるが、しかし親油性物質中で良好ないし制限された溶解度を有する二官能性又は多官能性のモノマーである。難溶性は、２０℃で６０ｇ／ｌ未満の溶解度であると理解されるべきである。
【００２８】
二官能性又は多官能性のモノマーは、少なくとも2つの非共役エチレン系二重結合を有する化合物であると理解される。
【００２９】
とりわけ、カプセル壁の架橋を重合の間に生じさせるジビニルモノマー及びポリビニルモノマーが当てはまる。
【００３０】
好ましい二官能性モノマーは、ジオールとアクリル酸又はメタクリル酸とのジエステル、さらにこれらのジオールのジアリルエーテル及びジビニルエーテルである。
【００３１】
好ましいジビニルモノマーは、エタンジオールジアクリレート、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジメタクリレート、１，３−ブチレングリコールジメタクリレート、メタリルメタクリルアミド及びアリルメタクリレートである。プロパンジオール−、ブタンジオール−、ペンタンジオール−及びヘキサンジオールジアクリレート又は相応するメタクリレートが特に好ましい。
【００３２】
好ましいポリビニルモノマーは、トリメチロールプロパントリアクリレート及び−メタクリレート、ペンタエリトリトールトリアリルエーテル及びペンタエリトリトールテトラアクリレートである。
【００３３】
モノマーＩＩＩとして、その他のモノマーが当てはまり、モノマーＩＩＩａ、例えばスチレン、α−メチルスチレン、β−メチルスチレン、ブタジエン、イソプレン、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル及びビニルピリジンが好ましい。
【００３４】
水溶性モノマーＩＩＩｂ、例えばアクリロニトリル、メタクリルアミド、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、Ｎ−ビニルピロリドン、２−ヒドロキシエチルアクリレート及び−メタクリレート及びアクリルアミド−２−メチル−プロパンスルホン酸が特に好ましい。それに加えて、特にＮ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−メチロールメタクリルアミド、ジメチルアミノエチルメタクリレート及びジエチルアミノエチルメタクリレートが挙げられうる。
【００３５】
本発明による使用に適しているマイクロカプセルは、いわゆる現場(in-situ)重合により製造されうる。好ましいマイクロカプセル並びにそれらの製造は、EP-A-457 154から公知であり、このことが明らかに指摘される。こうして、マイクロカプセルは、モノマー、ラジカル開始剤、保護コロイド及びカプセル封入すべき親油性物質から、これらが乳濁液中で分散相として存在する安定な水中油型−乳濁液を製造するようにして製造される。水中油型−乳濁液中の油相の含分は、好ましくは２０〜６０質量％である。
【００３６】
引き続いて、モノマーの重合は、温めることにより開始され、その際、生じるポリマーは、親油性物質を包囲するカプセル壁を形成する。
【００３７】
通例、重合は２０〜１００℃で、好ましくは４０〜８０℃で実施される。もちろん、分散温度及び重合温度は、親油性物質の溶融温度を上回るべきであるので、場合により、分解温度が親油性物質の融点を上回るラジカル開始剤が選択される。
【００３８】
重合の反応時間は、通常１〜１０時間、たいてい２〜５時間である。
【００３９】
プロセス技術的には、通例、水、モノマー、保護コロイド、親油性物質、ラジカル開始剤及び場合により調節剤からなる混合物を連続してか又は同時に分散させ、かつ激しく撹拌しながら、ラジカル開始剤の分解温度に加熱するようにして行われる。重合の速度は、その際、温度及びラジカル開始剤の量の選択により制御されることができる。好都合には反応は、開始温度に温度を高めることにより開始され、かつ重合は、さらに温度を高めることにより制御される。
【００４０】
最終温度に達した後に、重合は、残留モノマー含量を低下させるために、好都合には、約２時間までの時間に亘りさらに続けられる。
【００４１】
９０〜９９質量％の変換率での実際の重合反応に引き続いて、通例、水性マイクロカプセル分散液を、臭いを持つ物質、例えば残留モノマー及び他の揮発性有機成分を大幅に不含で形成することは有利である。これは、本来公知の方法で物理的に、蒸留による除去（特に水蒸気蒸留を通して）によるか又は不活性ガスでのストリッピングにより達成されることができる。さらに、WO 9924525に記載されているように化学的に、有利には、例えばDE-A-4 435 423、DE-A-4419518及びDE-A-44 35 422に記載されているようにレドックス開始重合により、行われてよい。
【００４２】
このようにして、０．５〜１００μｍの範囲内の平均粒度（ｚ−平均、準弾性動的光散乱により決定）を有するマイクロカプセルが製造されることができる。この大きさのカプセルは、本発明による使用のために好ましい。
【００４３】
好ましい保護コロイドは水溶性ポリマーである、それというも、これらは、水の表面張力を最大７３ｍＮ／ｍから４５〜７０ｍＮ／ｍに低下させ、それゆえ閉じたカプセル壁の形成を保証し、並びに１〜３０μｍ、好ましくは３〜１２μｍの好ましい粒度を有するマイクロカプセルを形成するからである。
【００４４】
通例、マイクロカプセルは、アニオン性並びに中性であってよい少なくとも１つの有機保護コロイドの存在で製造される。また、アニオン性及び非イオン性の保護コロイドは一緒に使用されてよい。好ましくは、無機保護コロイドは、場合により有機保護コロイドとの混合物で使用される。
【００４５】
中性の有機保護コロイドは、セルロース誘導体、例えば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及びメチルセルロース、ポリビニルピロリドン、ビニルピロリドンのコポリマー、ゼラチン、アラビアゴム、キサン、アルギン酸ナトリウム、カゼイン、ポリエチレングリコール、好ましくはポリビニルアルコール及び部分的に加水分解されたポリ酢酸ビニルである。
【００４６】
乳濁液の安定性を改善するために、アニオン性の保護コロイドが添加されてよい。分散液中で多い含量のマイクロカプセルの場合に、アニオン性の保護コロイドの併用が特に重要である、それというのも、付加的なイオン安定剤なしでは凝集したマイクロカプセルの形成の結果となりうるからである。これらのアグロメレートは、直径１〜３μｍの小さいカプセルのアグロメレートである場合には、利用可能なマイクロカプセルの収率を低下させ、かつアグロメレートが約１０μｍを上回る場合には、破壊感受性を高める。
【００４７】
アニオン性の保護コロイドとして、ポリメタクリル酸、スルホエチルアクリレート及び−メタクリレート、スルホプロピルアクリレート及び−メタクリレート、Ｎ−（スルホエチル）−マレイミド、２−アクリルアミド−２−アルキルスルホン酸、スチレンスルホン酸並びにビニルスルホン酸のコポリマーが適している。
【００４８】
好ましいアニオン性の保護コロイドは、ナフタレンスルホン酸及びナフタレンスルホン酸−ホルムアルデヒド−縮合物並びにとりわけポリアクリル酸及びフェノールスルホン酸−ホルムアルデヒド−縮合物である。
【００４９】
アニオン性の保護コロイドは、通例、乳濁液の水相に対して、０．１〜１０質量％の量で使用される。
【００５０】
極めて微細な固体粒子による安定化を可能にし、かつ水に不溶であるが、しかし分散可能であるか、又は水に不溶であり、かつ分散不可能であるが、しかし親油性物質により湿潤可能である、無機保護コロイド、いわゆるピカリング(Pickering)−系が好ましい。
【００５１】
そのようなピカリング系の使用下でのマイクロカプセル化は、例えばUS 3,615,972及びUS 4,016,110に記載されている。
【００５２】
ピカリング系は、その際、固体粒子単独からか、又は付加的に、水中の粒子の分散性又は親油性相による粒子の湿潤性を改善する助剤からなっていてよい。これらの助剤は、前記又は下記で記載されているような、例えば非イオン性、アニオン性、カチオン性又は両性イオン性の界面活性剤又はポリマー保護コロイドである。付加的に、その都度有利な水相の特定のｐＨ値に調節するために、緩衝物質が添加されてよい。これは、微細な粒子の水溶性を減少させ、かつ乳濁液の安定性を高めることができる。常用の緩衝物質は、リン酸塩緩衝液、酢酸塩緩衝液及びクエン酸塩緩衝液である。
【００５３】
微細な固体粒子は、金属塩、例えばカルシウム、マグネシウム、鉄、亜鉛、ニッケル、チタン、アルミニウム、ケイ素、バリウム及びマンガンの塩、酸化物及び水酸化物であってよい。水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、酸化マグネシウム、シュウ酸カルシウム、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、硫酸バリウム、二酸化チタン、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム及び硫化亜鉛が挙げられうる。ケイ酸塩、ベントナイト、ヒドロキシアパタイト及びハイドロタルサイトも同様に挙げられうる。高分散ケイ酸、ピロリン酸マグネシウム及びリン酸三カルシウムが特に好ましい。
【００５４】
ピカリング系は、まず最初に水相へ添加されてよく、並びに水中油型の撹拌乳濁液に添加されてよい。相当数の微細な固体粒子は、沈殿により製造される。例えば、ピロリン酸マグネシウムは、ピロリン酸ナトリウム及び硫酸マグネシウムの水溶液を一緒に添加することにより製造される。
【００５５】
通例、ピロリン酸塩は、分散の直前に、アルカリ金属ピロリン酸塩の水溶液を少なくとも化学量論的必要量のマグネシウム塩と組み合わせることにより製造され、その際、マグネシウム塩は固体の形又は水溶液で存在していてよい。好ましい一実施態様において、ピロリン酸マグネシウムは、ピロリン酸ナトリウム（Ｎａ_４Ｐ_２Ｏ_７）及び硫酸マグネシウム（ＭｇＳＯ_４・７Ｈ_２Ｏ）の水溶液を組み合わせることにより製造される。
【００５６】
高分散ケイ酸は、微細な固体粒子として水中に分散されてよい。しかし、水中のいわゆるケイ酸のコロイド分散液を使用することも可能である。コロイド分散液は、ケイ酸のアルカリ性の水性混合物である。アルカリ性のｐＨ範囲内で、粒子が膨潤されており、かつ水中で安定である。ピカリング系としてのこれらの分散液の使用のためには、水中油型乳濁液の間のｐＨ値が酸でｐＨ ２〜７に調節される場合に、有利である。
【００５７】
無機保護コロイドは、通例、水相に対して、０．５〜１５質量％の量で使用される。
【００５８】
一般的に、中性の有機保護コロイドは、水相に対して、０．１〜１５質量％、好ましくは０．５〜１０質量％の量で使用される。
【００５９】
好ましくは、安定な水中油型乳濁液を製造するための分散条件は、本来公知の方法で、マイクロカプセルが１〜３５μｍ、好ましくは３〜１０μｍの平均直径を有するように選択される。
【００６０】
マイクロカプセルは、粉末としてか又は分散液として、せっこうボードへ配合されてよい。その際、せっこうボードの全質量（乾燥物質）に対して、マイクロカプセル好ましくは５〜４０質量％、特に２０〜３５質量％が配合される。
【００６１】
本発明によるせっこうボードは、両面に設けられたボード用原紙(Kartonblaettern)を有するせっこうコアからなる。
【００６２】
せっこうボードは、通常、水性せっこうスラリーが、不連続にか又は連続的に、セルロースベースの２つのボード用原紙の間に施すようにして製造され、その際、ボードが形成される。せっこうスラリーは、一般的に公知であるように、添加剤を有する水中のβ−硫酸カルシウム半水和物を連続的に添加しかつ絶えず混合することにより製造される。マイクロカプセルは、硫酸カルシウムと一緒に計量供給されてもよく、並びに既に水性分散液として存在してもよい。好ましくは、水性分散液は硫酸カルシウムと混合される、それというのも、硫酸カルシウムはこうして特に良好に計量供給されうるからである。こうして得られたせっこうスラリーは、ボード用原紙上に塗布され、例えば噴霧され、かつ厚紙で覆われる。
【００６３】
硬化が開始する間に、厚紙ボードは、プレス中で、例えば幅１．２〜１．２５ｍ及び厚さ９．２５、１２．５、１５．０、１８．０又は２５ｍｍを有するストリップに成形される。これらのストリップを数分間かけて硬化させ、かつボードに切断する。この段階で、ボードは、通例、自由水としてそれらの質量のなお３分の１を含有する。残留水を除去するために、ボードを、約２５０℃の温度での熱処理にかける。このためには例えばトンネル乾燥器を使用する。こうして得られたせっこうボードは、７５０〜９５０ｋｇ／ｍ^３の密度を有する。
【００６４】
厚さ０．２〜１ｍｍ及び／又は１００〜５００ｇ／ｍ^２の密度(Dichte)の厚紙が使用されるせっこうボードが好ましい。
【００６５】
せっこうボードには、通常、約３００ｇ／ｍ^２の坪量(Gewicht)を有する厚紙が使用される。この種類の厚紙は、たいてい複数の層で製造され、その際、最後の層は、厚紙のカバー層であり、かつ１０〜１００ｇ／ｍ^２、好ましくは３０〜７０ｇ／ｍ^２の坪量を有する。
【００６６】
これらの従来の厚紙に加えて、さらに、双方のボード用原紙の外部カバー層、中間層又は全ボード用原紙がポリオレフィンフィブリド１０〜９０質量％、好ましくは４０〜７０質量％を含有するボード用原紙を使用することも可能である。
【００６７】
せっこうボードの製造の際に必要不可欠の約２５０℃での熱処理は、水の蒸発後に、ポリオレフィンフィブリドを可塑化し、かつその他の厚紙成分と貼り付けるのに十分であるボードの表面温度をもたらす。厚紙のカバー層上での細孔の大幅な閉塞が行われ、かつせっこうボードの表面が耐湿性になる。細孔を閉塞させているこの貼り付けは、全ての水が蒸発した場合に初めて生じる、それというのも、それより前に蒸気発生のためにボード中で１００℃の温度は超過され得ないからである。１３０〜３００℃、好ましくは１４０〜２００℃のガス温度を有する熱ガス圧入(Heissgasdusches)を熱処理に後接続することにより、効果はさらに改善されることができる。熱ガスでの処理は、また、製造の間の熱処理から独立して、後の時点で行われてもよい。熱ガス圧入の代わりに、温度がポリオレフィンフィブリドの軟化点を上回る平滑ロール又はエンボスロールも使用されてよい。
【００６８】
実施態様によれば、全部分(gesamte Masse)又は個々の層、好ましくはしかしカバー層が、乾燥物質に対して、セルロース繊維９０〜１０質量％、好ましくは６０〜３０質量％及びポリオレフィンフィブリド１０〜９０質量％、好ましくは４０〜７０質量％の混合物からなるせっこうボード用の厚紙が使用される。
【００６９】
ポリオレフィンフィブリドは、例えば放圧蒸発法により製造されるポリオレフィン繊維であり、前記方法の場合に、
ａ）低沸点溶剤中のポリオレフィンの溶液及び
ｂ）親水化剤(Hydrophilierungsmittel)の水溶液
からなる加圧下にあり過熱された乳濁液を、ノズルを通して低い圧力を有する帯域へ噴出させ、かつその際、親水化剤は、ポリオレフィンに対して０．２〜３質量％、好ましくは０．５〜２質量％の量で使用される。
【００７０】
ポリオレフィンとして、とりわけ、０．３〜３０ｄｌ／ｇ、好ましくは０．７〜１０ｄｌ／ｇの還元比粘度（H. Weslau, Kunststoffe 49 (1959) 230頁により決定）及び０．９３〜０．９７ｇ／ｃｍ^３の密度を有するポリエチレン、又はポリプロピレンが適している。これらのポリオレフィンは、炭素原子３〜６個を有する少量のコモノマーを含有していてよい。
【００７１】
親水化剤として、原則的に公知の全ての乳化剤タイプが適しており、しかしながら、好ましくは、アミン基、アミド基、カルボキシル基及び／又はヒドロキシル基を有するポリマー親水化剤が使用される。極めて良好な結果は、特に、４〜７０ｃＰの溶液粘度（２０℃で水中４％溶液中で測定）及び８０〜９９．５％のけん化度を有するポリビニルアルコールを用いて達成される。
【００７２】
ポリオレフィンフィブリドの製造方法は、例えばDE-A-2718322から引き出されうる。
【００７３】
ポリオレフィンフィブリドを有する厚紙は、マイクロカプセルを含有しているせっこうで特に有利に加工されることができ、かつ特に良好な内部結合力を有することが見出された。
【００７４】
セルロースベースからなる厚紙の代わりに、代替的な繊維状形成体は、本発明によるせっこうボードの両面のカバーとしても使用されてよい。代替的な材料は、例えばポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミド、ポリアクリレート、ポリアクリロニトリル等からなるポリマー繊維である。ガラス繊維も適している。代替的な材料は、織物として及びいわゆる“不織布”として、すなわちフリース状形成体として使用されてよい。
【００７５】
そのようなせっこうボードは、例えばUS 4,810,569、US 4,195,110及びUS 4,394,411から公知である。
【００７６】
せっこう中の高いマイクロカプセル含分は、場合によりせっこう建築材料の疎水性化(Hydrophobierung)をまねきうる。このことは、部分的にも、この改質されたせっこうが施与される基材(Untergruenden)への悪化した付着の結果となるので、厚紙への付着が悪化しうる。
【００７７】
ところで、基材、例えば厚紙上への高められた付着強度が、天然及び／又は合成のポリマーの添加により得られることが見出された。適している水溶性ポリマーは、次のものである：デンプン及びデンプンエーテル、より高分子量のメチルセルロース及び他のセルロース誘導体、グアール−ゴム誘導体、熱可塑性分散粉末及び酢酸ビニル、エチレン−酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、スチレン−ブタジエン、スチレンアクリレート及び純アクリレートをベースとする液体分散液。ポリマーの添加される量は、せっこう及び潜熱蓄積体の全乾燥質量に対して０．１〜５質量％である。記載されたポリマーは、厚紙である基材への付着を改善するだけでなく、たいてい、本発明によるせっこうボードの破壊強度及び曲げ強度(Biegezugfestigkeit)も高める。せっこうがせっこう及び潜熱蓄積体の全乾燥質量に対して水溶性ポリマー０．１〜５質量％を含有するせっこうボードが好ましい。
【００７８】
さらに、せっこう組成物に別の添加剤として保水剤及び／又は増粘剤を添加することが有利である。例は、ポリビニルアルコール、セルロース誘導体、例えばヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリアクリル酸及びアクリル酸を有するコポリマー、例えばポリエチレン−コ−アクリル酸、ポリマレイン酸−コ−アクリル酸、ポリイソブチレン−コ−アクリル酸、及びスチレン又はアクリル酸エステル又は酢酸ビニルを有するアクリル酸に富んだポリマー分散液であり、例えばこれらは、例えば紙仕上げ用の増粘剤として使用される。通常、保水剤及び／又は増粘剤は、せっこう及び潜熱蓄積体の全乾燥質量に対して０．０５〜２質量％の量で使用される。こうして変性されたせっこうは、卓越した加工性を有する。
【００７９】
故に、せっこうがせっこう及び潜熱蓄積体の全乾燥質量に対して保水剤又は増粘剤０．０５〜２質量％を含有するせっこうボードが好ましい。
【００８０】
本発明は、さらに、セルロースベースの２つのボード用原紙の間への水性せっこうスラリーの導入及びこうして形成されたボードの熱処理による、両面で設けられたボード用原紙を有するせっこうコアからなるせっこうボードの製造方法に関するものであり、前記方法は、せっこうスラリーが、マイクロカプセルを５／９５〜４０／６０のマイクロカプセル／硫酸カルシウム半水和物の質量比で含有することにより特徴付けられる。
【００８１】
本発明によるせっこうボードは、良好な蓄熱性に傑出している。ボードは、良好な機械的安定性を有し、かつ良好な蓄積性を示す。さらにまた、これらは蓄熱ろうの漏出を有しない。
【００８２】
せっこうボードは、壁−及び天井要素としての建物の内装完成に適している。次の例は、本発明をより詳細に説明する。
【００８３】
例中のパーセントの記載は質量％である。例に記載されたK値を、H. Fikentscher, Cellulose-Chemie, 13巻, 58-64及び71-74 (1932)に従い、２５℃の温度で１％水溶液中で決定した。
【実施例】
【００８４】
マイクロカプセルの製造
水相：
水 ９３０ｇ
ｐＨ ９．８で水中のＳｉＯ_２の３０％コロイド分散液（１２ｎｍ、２４０ｍ^２／ｇ） ２６３ｇ
２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸−Ｎａ−塩５９％、アクリル酸２０％、メチルアクリレート２０％及びスチレン１％からなるポリマー、Ｋ値：６９の２０％水溶液 １８．２ｇ
２．５％二クロム酸カリウム水溶液 １０．５ｇ
油相：
Ｃ_１８〜Ｃ_２０−アルカン（工業用留出物） １１００ｇ
メチルメタクリレート １２９．５ｇ
ブタンジオールジアクリレート ５７．４ｇ
エチルヘキシルチオグリコーラート １．９ｇ
ｔ−ブチルペルピバレート ２．３ｇ
フィード１：ｔ-ブチルヒドロペルオキシド２．７３ｇ、水中７０％濃度
フィード２：アスコルビン酸０．８４ｇ、ＮａＯＨ ０．０６１ｇ、Ｈ_２Ｏ １４６ｇ
室温で、前記の水相を装入し、かつ１０％塩酸１４ｇでｐＨ ７に調節した。油相の添加後、高速ディソルバー撹拌機を用いて４２００ｒｐｍで分散させ、かつｐＨを、１０％塩酸１５ｇでｐＨ ４に調節した。４０分間の分散後、直径２〜８μｍの粒径の安定な乳濁液が得られた。乳濁液を、馬蹄形撹拌機を用いて撹拌しながら、４分間で５６℃に加熱し、さらに２０分間かけて５８℃に、さらに６０分間かけて７１℃に及びさらに６０分間かけて８５℃に加熱した。生じたマイクロカプセル分散液を、撹拌しながら７０℃に冷却し、かつフィード１をそれに添加した。フィード２を、撹拌しながら７０℃で８０分間に亘り計量供給して添加した。引き続いて冷却した。生じたマイクロカプセル分散液は、４５．７％の固体含量及び平均粒度Ｄ（４．３）＝４．２２μｍを有していた。
【００８５】
分散液を、二流体ノズル及びサイクロン分離を備えた実験室用噴霧乾燥機中で、熱ガスの入口温度１３０℃及びスプレー塔からの粉末の出口温度７０℃で、問題なく乾燥させることができた。マイクロカプセル分散液及び粉末は、１Ｋ／分の加熱速度での示差熱量測定法における加熱の際に、アルカン混合物１３０Ｊ／ｇの転移エンタルピーを有する融点２６．５〜２９．５℃を示した。
せっこうボードの製造
焼きせっこう７５０ｇ（β−半水せっこう）、先行した例からの潜熱蓄積体を有するマイクロカプセル粉末２５０ｇ及びCulminal^（Ｒ） MC 7000 PF ２ｇ(メチルセルロース、Aqualen社)からなる混合物を、水８５０ｇと混ぜ合わせて均質なスラリーにし、直ちに坪量３００ｇ／ｍ^２を有する厚紙上に流し込み、第二の厚紙で覆い、１２ｍｍの厚さに平滑にする。１０分間の凝固時間後、サンプルボードを、乾燥戸棚中で、２００℃で１５分間乾燥させる。
【００８６】
こうして製造したせっこうボードは、通常の外観を有し、マイクロカプセルは、破壊されておらず、かつ２０〜３０℃で測定された蓄熱能力は、添加した潜熱蓄積体の計算上の含分に相当する。

Claims (10)

1. せっこうボードにおけるカプセルコアとしての潜熱蓄積材料を有するマイクロカプセルの使用。
2. 潜熱蓄積材料が、固／液相転移を−２０〜１２０℃の温度範囲内で有する親油性物質である、請求項１記載のマイクロカプセルの使用。
3. カプセル壁が熱硬化性ポリマーである、請求項１又は２記載のマイクロカプセルの使用。
4. カプセル壁が高度に架橋したメタクリル酸エステルポリマーである、請求項１から３までのいずれか１項記載のマイクロカプセルの使用。
5. カプセル壁が、
   ・モノマーの全質量に対して、１つ又はそれ以上の、アクリル酸及び／又はメタクリル酸のＣ_１〜Ｃ_２４−アルキルエステル（モノマーＩ） ３０〜１００質量％、
   ・モノマーの全質量に対して、水に不溶性であるか又は難溶性である１つ又はそれ以上の二官能性又は多官能性のモノマー（モノマーＩＩ） ０〜８０質量％、及び
   ・モノマーの全質量に対して、その他のモノマー（モノマーＩＩＩ） ０〜４０質量％を含有しているモノマー混合物のラジカル重合により得ることができる、請求項１から４までのいずれか１項記載のマイクロカプセルの使用。
6. 平均粒度が０．５〜１００μｍである、請求項１から５までのいずれか１項記載のマイクロカプセルの使用。
7. 請求項１から６までのいずれか１項記載のカプセルコアとして潜熱蓄積材料を有するマイクロカプセルを含有している、せっこうボード。
8. せっこうボードに対して、マイクロカプセル５〜４０質量％を含有している、請求項７記載のせっこうボード。
9. 厚さ０．２〜１ｍｍ及び／又は１００〜５００ｇ／ｍ^２の密度の厚紙が使用されている、請求項７又は８記載のせっこうボード。
10. セルロースベースの２枚のボード用原紙の間への水性せっこうスラリーの導入及びこうして形成されたボードの熱処理による、両面に設けられたボード用原紙を有するせっこうコアからなるせっこうボードの製造方法において、
    せっこうスラリーが、マイクロカプセルを、５／９５〜４０／６０のマイクロカプセル／硫酸カルシウム半水和物の質量比で含有することを特徴とする、せっこうボードの製造方法。