JP4845576B2 - 蓄熱材マイクロカプセル、蓄熱材マイクロカプセル分散液および蓄熱材マイクロカプセル固形物 - Google Patents

Description

本発明は蓄熱材を内包したマイクロカプセルに関するものである。

近年、熱エネルギーを有効に利用することにより、省エネルギー化を図ることが求められている。その有効な方法として、物質の相変化に伴う潜熱を利用して蓄熱を行う方法が考えられてきた。相変化を伴わない顕熱のみを利用する方法に比べ、融点を含む狭い温度域に大量の熱エネルギーを高密度に貯蔵できるため、蓄熱材容量の縮小化がなされるだけでなく、蓄熱量が大きい割に大きな温度差が生じないため熱損失を少量に抑えられる利点を有する。

蓄熱材の熱交換効率を高めるために、蓄熱材をマイクロカプセル化する方法が提案されている。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（例えば、特許文献１参照）、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（例えば、特許文献２参照）、蓄熱材粒子の表面でモノマーを重合させ被覆する方法（例えば、特許文献３参照）、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（例えば、特許文献４参照）等の方法を用いることができる。

蓄熱材をマイクロカプセル化することにより、融解（液状）と凝固（固体状）を繰り返しうる蓄熱材の相状態に関係なく、外観状態を一定に保つことが可能となる。上記のマイクロカプセル化する方法では多くの場合、蓄熱材マイクロカプセルは媒体に分散したマイクロカプセル分散液として得られる。マイクロカプセル分散液では、蓄熱材が液状でも固体状でも、常に液体として取り扱うことができる。

マイクロカプセル分散液を乾燥させ、マイクロカプセルを固形物として取り出すことにより、内包された蓄熱材の相状態に関係なく、固形状態として取り扱うことができる。蓄熱材マイクロカプセルの固形物には、マイクロカプセル分散液の媒体を乾燥除去させただけの粉体、蓄熱材マイクロカプセルを結着材と共に複数個固着せしめた造粒物等がある（例えば、特許文献５、６参照）。

これに対し、マイクロカプセル化していない蓄熱材をそのまま用いる場合には、融解して液状になった際の蓄熱材が外部に流出しないように、密閉容器に封入させたり、高分子系や無機系素材のマトリックス中に吸収保持させる必要があるため、熱交換効率が低下したり、使用できる用途が制限されたりすることが多かった。このように、蓄熱材をより広範囲な用途で効率良く利用するには、蓄熱材をマイクロカプセル化することが非常に有効な手段となっている。

ところで、長期の安定性に耐え、化学的、物理的に安定なマイクロカプセル皮膜として、ｉｎ−ｓｉｔｕ法を用いたアミノ樹脂、その中でもメラミンとホルマリンの付加縮合法によって得られるメラミン樹脂を挙げることができる。しかしながら、樹脂中に残留する未反応のホルマリンを処理する方法が種々提案されているものの（例えば、特許文献７参照）、完全に除去するのが困難であったり、処理後の物に着色や臭気が生じたりすることがあった。

これに対して、ホルマリンを使用しない、界面重合法による蓄熱材マイクロカプセルが提案されている（例えば、特許文献８参照）。しかしながら、強い耐熱性や耐溶剤性を要求される用途に使用するには、耐熱性や耐溶剤性が不十分であるという問題点もあった。
特開昭６２−１４５２号公報 特開昭６２−１４９３３４号公報 特開昭６２−２２５２４１号公報 特開平２−２５８０５２号公報 特開平２−２２２４８３号公報 特開２００１−３０３０３２号公報 特開２００２−３８１３６号公報 特開２００３−３１５８号公報

本発明の課題は、有害なホルマリンを使用せず、かつ耐熱性と耐溶剤性に優れる蓄熱材マイクロカプセルを提供することである。

本発明者らは鋭意検討した結果、次の発明を見出した。
（１）蓄熱材を内包する蓄熱材マイクロカプセルにおいて、該マイクロカプセル皮膜を構成する樹脂が、多価イソシアネート化合物とポリエチレンイミン、ポリビニルアミン、ポリアリルアミンから選ばれる少なくとも１つである重量平均分子量が３００〜１０万の範囲である高分子アミン化合物とを反応させて得られる樹脂である蓄熱材マイクロカプセル、
（２）上記（１）記載の蓄熱材マイクロカプセルを分散媒体に分散させた蓄熱材マイクロカプセル分散液、
（３）上記（１）記載の蓄熱材マイクロカプセルを単独または複数個固着せしめてなる蓄熱材マイクロカプセル固形物。

本発明の蓄熱材マイクロカプセルは、該マイクロカプセル皮膜を構成する樹脂の原料にホルマリンを使用しないため、未反応のホルマリンが残留することがない。また、該マイクロカプセル皮膜を構成する樹脂の原料に高分子アミン化合物を用いることで、高い耐熱性と高い耐溶剤性を有する蓄熱材マイクロカプセルを得ることができた。

蓄熱材マイクロカプセルを例えば被服材料や寝具、あるいは保温又は保冷シートなどに利用する際には、繊維または繊維加工物に蓄熱材マイクロカプセルを付与する工程で加熱処理が行われる場合が多い。また、建築材料や吸熱又は保温ボードなどに利用する際には、蓄熱材マイクロカプセルをボード状に加工する工程で加熱処理が行われる場合が多い。さらに、樹脂との複合品などに利用する際にも、蓄熱材マイクロカプセルを樹脂と複合させる工程で加熱処理が行われる場合が多い。加えて、マイクロ波照射により加熱及び蓄熱する保温材などに利用する際には、蓄熱材マイクロカプセルをマイクロ波照射により発熱する物質とともにマイクロ波照射して加熱する処理が行われる。電子部品やガス吸着剤などの過熱抑制材及び／または過冷抑制材などに利用する際には、使用環境によっては過度に加熱される場合もある。これらの際に、蓄熱材マイクロカプセルの耐熱性が低いと、この加熱処理時にマイクロカプセルが破壊されて、内包物である蓄熱材が外部に漏出あるいは揮発してしまい、十分な蓄熱性能を発揮できなくなってしまう。これに対して、本発明の如く、高い耐熱性を有する蓄熱材マイクロカプセルにおいては、加熱処理してもマイクロカプセルは破壊されず、蓄熱性能を十分に発揮することが可能となる。

一方、蓄熱材マイクロカプセルを付与した被服材料や寝具、あるいは保温又は保冷シートなどを有機溶剤を用いたドライクリーニング処理する場合がある。また、蓄熱材マイクロカプセルをボード状に加工した物に有機溶剤を含有する接着剤や塗料を付与する場合がある。さらに、蓄熱材マイクロカプセルを樹脂と複合させる工程で有機溶剤が添加される場合がある。マイクロ波照射により加熱及び蓄熱する保温材などに利用する際には、蓄熱材マイクロカプセルとマイクロ波照射により発熱する物質とを複合させる工程で有機溶剤が添加される場合もある。電子部品やガス吸着剤などの過熱抑制材及び／または過冷抑制材などに利用する際には、過熱抑制材及び／または過冷抑制材を作製する工程で有機溶剤が添加されたり、使用環境によっては有機溶剤に曝される場合もある。これらの際に、蓄熱材マイクロカプセルの耐溶剤性が低いと、有機溶剤との接触時にマイクロカプセルの皮膜を通して内包物である蓄熱材が外部に漏出あるいは抽出されてしまい、十分な蓄熱性能を発揮できなくなってしまう。これに対して、本発明の如く、高い耐溶剤性を有する蓄熱材マイクロカプセルにおいては、有機溶剤と接触してもマイクロカプセル皮膜を通しての蓄熱材の漏出や抽出は起こらず、蓄熱性能を十分に維持することが可能となる。

本発明で用いられるマイクロカプセル化の手法は一般に界面重合法と称され、具体的には芯材となる蓄熱材に可溶な油溶性の反応性化合物（化合物Ａ）を溶解した蓄熱材を、界面活性剤と活性水素を有する化合物（化合物Ｂ）を溶解した連続水溶液相に微小滴状に分散し、加熱および攪拌を施すことにより蓄熱材相と水相にそれぞれ溶解した化合物Ａと化合物Ｂが、蓄熱材相と水相との界面で重合して水および油に不溶性の樹脂皮膜を形成し、マイクロカプセルが得られる。具体的な皮膜としては、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレア、ポリウレタン皮膜のマイクロカプセルが知られているが、相変化時の蓄熱材の多数回の膨張−収縮に耐え得るだけの強度と弾力性、および塗工や含浸工程に耐えうる物理的、化学的強度を有する皮膜として、ポリウレアまたはポリウレタンウレア樹脂皮膜を有するマイクロカプセルが蓄熱材マイクロカプセルとしては最も好ましい。本発明の蓄熱材マイクロカプセルにおいては、蓄熱材に可溶な油溶性の反応性化合物（化合物Ａ）としては、多価イソシアネートを用いることができ、活性水素を有する化合物（化合物Ｂ）としては、高分子アミン化合物を好適に用いることができる。

本発明で用いられる多価イソシアネートは、少なくとも２個以上のイソシアネート基を有する化合物であり、芯材となる蓄熱材に可溶であるのが好ましい。具体例としては、ｍ−フェニレンジイソシアネート、２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネート、トルエン−２，４，６−トリイソシアネート、ジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネート、ナフタレン−１，５−ジイソシアネート、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−４，４’−ジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネートなどのイソシアネート単量体が挙げられる。また、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートなどのイソシアネートオリゴマーまたはイソシアネートポリマーも挙げられる。さらに、ヘキサメチレンジイソシアネートとトリメチロールプロパンの付加物、トリレンジイソシアネートとヘキサントリオールの付加物、ヘキサメチレンジイソシアネートのビュレット付加物、イソシアネート単量体、イソシアネートオリゴマーまたはイソシアネートポリマーのポリオール変性体やカルボジイミド変性体等が挙げられる。これらは組合わせて用いることもできる。さらに、芳香族系イソシアネートを用いることは、熱的、あるいは化学的に安定なカプセル皮膜樹脂を得ることに寄与するためより好ましい。多価イソシアネートは、蓄熱材に対し１〜５０質量％の範囲で添加、溶解される。

多価イソシアネートと反応して皮膜樹脂を形成する高分子アミン化合物は、得られる蓄熱材マイクロカプセルの耐熱性や耐溶剤性が飛躍的に向上させることを本発明者らは見出した。この耐熱性や耐溶剤性が向上する理由の詳細は不明であるが、高分子アミン化合物を用いることで、マイクロカプセル皮膜樹脂の架橋密度が高くなったり、緻密性が高くなったり、あるいはより大きな高分子ネットワークを形成することになることなどが理由として考えられる。

本発明で用いられる高分子アミン化合物は、少なくとも２個以上の第１級アミノ基及び／または第２級アミノ基を有する高分子化合物である。高分子アミン化合物の具体例としては、ポリエチレンイミン及びその誘導体、ポリプロピレンアミン、ポリビニルアミン及びその誘導体、ポリアリルアミン及びその誘導体、ポリエーテルアミン、ポリ−Ｌ−リジン、ポリ−Ｌ−オルニチン等を挙げることができる。これら高分子アミン化合物は単独または併用して用いても良い。その中でも、ポリエチレンイミン、ポリビニルアミン、ポリアリルアミンが好適であり、さらにポリアリルアミンが最も好ましい。

高分子アミン化合物は、重量平均分子量が３００〜１０万の範囲であるのが好ましく、さらに５００〜５万の範囲であることがより好ましい。重量平均分子量が３００よりも小さいと、得られる蓄熱材マイクロカプセルの耐熱性や耐溶剤性が不十分となることがあるので好ましくない。重量平均分子量が１０万よりも大きいと、蓄熱材マイクロカプセルの分散液の分散安定性が劣ったり、液粘度が高くなり過ぎることがあるため好ましくない。

該高分子アミン化合物と該多価イソシアネートとの配合比率は、該多価イソシアネート中に含まれるイソシアネート基のモル数を１とすると、該高分子アミン化合物中に含まれる第１級アミノ基及び／または第２級アミノ基のモル数は０．０１〜１０の範囲であることが好ましく、さらに０．０３〜５の範囲であることがより好ましい。配合比率が０．０１未満であると、得られる蓄熱材マイクロカプセルの耐熱性や耐溶剤性が不十分となることがあるので好ましくない。配合比率が１０を超えると、蓄熱材マイクロカプセルの分散液の分散安定性が劣ったり、液粘度が高くなり過ぎることがあるため好ましくない。

また、高分子アミン化合物と併用して、低分子多価アミン化合物も共重合成分として用いることができる。用いることができる低分子多価アミン化合物は、少なくとも２個以上の第１級アミノ基及び／または第２級アミノ基を有する低分子化合物である。低分子多価アミン化合物の具体例としては、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ヘキサメチレンジアミン、トリス（２−アミノエチル）アミン等の脂肪族アミン類や、ｏ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン、ジアミノナフタレン、キシリレンジアミン等の芳香族アミン類を挙げることができる。低分子多価アミン化合物と高分子アミン化合物の併用比率については特に制限はないが、好ましくは、該化合物中に含まれる第１級アミノ基及び／または第２級アミノ基の合計のモル数の比で、低分子多価アミン化合物と高分子アミン化合物の併用比率は、０．１／９９．９〜９０／１０の範囲であることが好ましい。また、この低分子多価アミン化合物を併用する際の、多価イソシアネートとの配合比率は、該多価イソシアネート中に含まれるイソシアネート基のモル数を１とすると、該高分子アミン化合物中及び該低分子多価アミン化合物中に含まれる第１級アミノ基及び／または第２級アミノ基の合計のモル数が０．０１〜１０の範囲であることが好ましく、さらに０．０３〜５の範囲であることがより好ましい。

本発明の蓄熱材マイクロカプセルで内包される蓄熱材は相転移に伴う潜熱を利用して蓄熱する目的で用いられるものであり、融点あるいは凝固点を有する化合物であれば使用可能である。具体的な蓄熱材としては、テトラデカン、ヘキサデカン、オクタデカン、パラフィンワックス等の脂肪族炭化水素化合物（パラフィン類化合物）、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、ステアリン酸ステアリ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、好ましくは融解熱量が約８０ｋＪ／ｋｇ以上の化合物で、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２種以上を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種以上の蓄熱材マイクロカプセルを混合して用いることも可能である。

本発明に係る蓄熱材マイクロカプセルの体積平均粒子径は０．２〜５０μｍの範囲にすることが好ましく、さらに好ましくは０．５〜２０μｍの範囲にすることが好ましい。５０μｍより大きい粒子径では機械的剪断力に極めて弱くなることがあり、０．２μｍより小さい粒子径では破壊は抑えられるものの膜厚が薄くなり耐熱性に乏しくなることがある。本発明で述べる体積平均粒子径とはマイクロカプセル粒子の体積換算値の平均粒子径を表わすものであり、原理的には一定体積の粒子を小さいものから順に篩分けし、その５０％体積に当たる粒子が分別された時点での粒子径を意味する。体積平均粒子径の測定は顕微鏡観察による実測でも算定可能であるが市販の電気的、光学的粒子径測定装置を用いることにより自動的に測定可能であり、本発明における体積平均粒子径は米国コールター社製粒度測定装置マルチサイザーII型を用いて測定を行なった。

本発明の蓄熱材マイクロカプセルは、通常水分散液の状態で作製されるが、この分散液（スラリー）状態のまま使用することができる他、スプレードライヤー、ドラムドライヤー、フリーズドライヤー、フィルタープレスなどの各種乾燥装置・脱水装置を用いて、媒体の水を蒸発・脱水・乾燥させて粉体や固形体の形態にして使用することもできる。さらに、粉体や固形体に必要に応じてバインダー等を加えて、押出し造粒、転動造粒、撹拌造粒など各種造粒法を用いて造粒することで粒径を大きくし、扱いやすくした造粒体の形態にして使用することもできる。本発明ではこれら粉体や固形体および造粒体の総称として固形物と呼ぶことにする。なお、固形物の形状としては球状、楕円形、立方体、直方体、円柱状、円錐状、円盤状、俵状、桿状、正多面体、星形、筒型等如何なる形状でも良い。

本発明の蓄熱材マイクロカプセルを利用する方法としては、例えば繊維加工物を挙げることができる。繊維加工物としては、被服材料や寝具、保温又は保冷シートなどが挙げられる。本発明の蓄熱材マイクロカプセルを付与した繊維加工物は、人体に快適な温熱感や冷涼感を与えることができる。繊維加工物に本発明の蓄熱材マイクロカプセルを付与する方法としては、繊維加工物に塗工又は含浸させる方法あるいは繊維中に練り込む方法等を挙げることができる。繊維の具体例としては、綿、麻、絹、羊毛などの天然繊維、再生繊維としてのレーヨン、キュプラ、半合成繊維としてのアセテート、トリアセテート、プロミックス、合成繊維としてのナイロン、アクリル、ビニロン、ビニリデン、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、フェノール系などの繊維などを挙げることができる。繊維加工物の具体例としては、前記繊維の編物、織物、不織布等の布帛、これら布帛の縫製物などを挙げることができる。また、本発明の蓄熱材マイクロカプセルを通気性のある布帛に充填して、被服材料や寝具、保温又は保冷シートとして用いることもできる。

本発明の蓄熱材マイクロカプセルはマイクロ波照射により加熱及び蓄熱する保温材に利用することができる。ここで言うマイクロ波照射により加熱及び蓄熱する保温材とは、例えば特開２００１−３０３０３２号公報や特開２００５−１７９４５８号公報に記載のように、シリカゲル等の吸水性化合物あるいは極性構造を有する化合物と蓄熱材マイクロカプセルの固形物とを単独または適当な包材に充填したものである。マイクロ波を照射することにより吸水性化合物あるいは極性構造を有する化合物が発熱して、その熱が直接または間接的に接触している蓄熱材マイクロカプセルの固形物に伝熱され蓄熱が可能となる。

本発明の蓄熱材マイクロカプセルは過熱抑制材及び／または過冷抑制材に利用することができる。過熱とは、設定した温度以上に達すると不具合が生じる現象全てを意味する。過冷とは、設定した温度以下に達すると不具合が生じる現象全てを意味する。具体的にはコンピューター等の電子機器内の制御素子などの電子部品の発熱抑制、道路の日射による発熱抑制等が挙げられる。

ガス吸着剤の吸着熱による温度上昇に伴う性能低下や脱着熱による温度低下に伴う性能低下を抑える手段として、本発明の蓄熱材マイクロカプセルをガス吸着剤近傍に配置・固着させておく利用方法も好ましい応用例として挙げられる。ガス吸着剤としては、活性炭、ゼオライト、シリカゲル、有機金属錯体などが挙げられる。吸着対象のガスとしては、メタンなどの天然ガス系、プロパンやブタンなどの石油ガス系、水素、一酸化炭素や二酸化炭素、酸素、窒素、臭気性ガス、酸性ガス、塩基性ガス、有機溶剤ガスなどが挙げられる。

本発明の蓄熱材マイクロカプセルは建築材料や吸熱又は保温ボードに利用することができる。ここで言う蓄熱材マイクロカプセルを用いる建築材料とは、コンクリート、セメントボード、石膏ボード、樹脂ボード、木質繊維・鉱物性繊維・合成樹脂繊維等を用いた繊維質ボードなどへ蓄熱材マイクロカプセルを混合・塗工したものである。これらを躯体、天井、壁、床などへ利用することにより室内温度が上がりにくい、もしくは下がりにくい環境を作ることが可能となる。また、加熱器や冷却器と組み合わせて、暖房及び／または冷房システムとして使用することもできる。一方、蓄熱材マイクロカプセルを用いる吸熱又は保温ボードとは、蓄熱材マイクロカプセルを接着剤や樹脂、充填材などとともに加熱加圧成型して作製される。これらは、床暖房システムに組み込むことも可能であり、人や動物向けの温度保持マット、精密機器用温度保持材などに利用することができる。あるいは、発泡性樹脂や熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂などの樹脂に蓄熱材マイクロカプセルを混合・分散・塗布等させて、樹脂との複合品に利用することもできる。

以下、実施例によって本発明を更に詳しく説明する。実施例中の部数や百分率は特にことわりがない限り質量基準である。

実施例中の熱減率とは、得られた蓄熱材マイクロカプセルの分散液２ｇをアルミカップに採取して、１００℃で２時間加熱して媒体の水を蒸発させて得られた乾燥物の質量Ｗ１を測定し、さらに強制循環式恒温乾燥機中の空気雰囲気にて２００℃で６時間加熱処理した後の質量Ｗ２を測定した際の、質量減少量（Ｗ１−Ｗ２）を加熱処理前の質量Ｗ１で除した値の百分率を熱減率としている。すなわち、熱減率（％）＝（Ｗ１−Ｗ２）／Ｗ１×１００にて算出される。この熱減率の値が小さいほど蓄熱材マイクロカプセルの耐熱性が優れていることを示し、逆にこの熱減率の値が大きいほど蓄熱材マイクロカプセルの耐熱性が劣ることを示す。

実施例中の溶剤抽出率とは、得られた蓄熱材マイクロカプセルの分散液５ｇをアルミカップに採取して、１００℃で２時間加熱して媒体の水を蒸発させて得られた乾燥物を１ｇ採取し、ｎ−ヘキサン５０ｍＬで５分間震盪抽出した後、ヘキサン相をガスクロで測定し、検出された蓄熱材成分量を蓄熱材マイクロカプセルへの仕込み蓄熱材成分量で除した値を溶剤抽出率（百分率）としている。この溶剤抽出率の値が小さいほど蓄熱材マイクロカプセルの耐溶剤性が優れていることを示し、逆にこの溶剤抽出率の値が大きいほど蓄熱材マイクロカプセルの耐溶剤性が劣ることを示す。

蓄熱材としてステアリン酸メチル８０部に過冷却防止剤としてのラウリン酸アマイド０．８部を加え、多価イソシアネートとして、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート（住化バイエルウレタン(株)製、商品名スミジュール４４Ｖ２０）１０部を溶解した物を、５％ポリビニルアルコール（(株)クラレ製、商品名ポバール２１７）水溶液１００部中に添加し、体積平均粒子径が２μｍになるまで５０℃にて撹拌乳化を施した。次にこの乳化液に、高分子アミン化合物として２０％ポリアリルアミン水溶液（日東紡績(株)製、商品名ＰＡＡ−０３、重量平均分子量＝３０００）２０部を添加した後、７０℃にて加熱と撹拌を２時間施した。低粘度で、分散安定性が良好な界面重合法によるポリウレア皮膜を有する蓄熱材マイクロカプセルの分散液が得られた。得られた蓄熱材マイクロカプセルの体積平均粒子径は２．２μｍであった。この蓄熱材マイクロカプセルの熱減率は２％であり、溶剤抽出率は４％であった。

蓄熱材としてミリスチン酸ラウリル８０部に過冷却防止剤としてのラウリン酸アマイド０．８部を加え、多価イソシアネートとして、トリレンジイソシアネート（三井武田ケミカル(株)製、商品名コスモネートＴ−８０）８部を溶解した物を、７％ポリビニルアルコール（(株)クラレ製、商品名ポバール１１７）水溶液１００部中に添加し、平均粒径が２μｍになるまで５０℃にて撹拌乳化を行った。次にこの乳化液に、高分子アミン化合物として１５％ポリアリルアミン水溶液（日東紡績(株)製、商品名ＰＡＡ−０１、重量平均分子量＝１０００）３５部を添加した後、７０℃にて加熱と撹拌を２時間施した。低粘度で、分散安定性が良好な界面重合法によるポリウレア皮膜を有する蓄熱材マイクロカプセルの分散液が得られた。得られた蓄熱材マイクロカプセルの体積平均粒子径は２．２μｍであった。この蓄熱材マイクロカプセルの熱減率は２％であり、溶剤抽出率は５％であった。

蓄熱材としてラウリン酸ラウリル８０部に過冷却防止剤としてのラウリン酸アマイド０．８部を加え、多価イソシアネートとして、カルボジイミド変性ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート（三井武田ケミカル(株)製、商品名コスモネートＬＬ）６部を溶解した物を、６％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１００部中に添加し、平均粒径が２μｍになるまで５０℃にて撹拌乳化を行った。次にこの乳化液に、高分子アミン化合物として１５％ポリアリルアミン水溶液（日東紡績(株)製、商品名ＰＡＡ−０１、重量平均分子量＝１０００）８部を添加した後、７０℃にて加熱と撹拌を２時間施した。低粘度で、分散安定性が良好な界面重合法によるポリウレア皮膜を有する蓄熱材マイクロカプセルの分散液が得られた。得られた蓄熱材マイクロカプセルの体積平均粒子径は２．２μｍであった。この蓄熱材マイクロカプセルの熱減率は１％であり、溶剤抽出率は８％であった。

蓄熱材としてｎ−オクタデカン８０部に過冷却防止剤としてのドコサン酸０．４部を加え、多価イソシアネートとして、ノルボルナンジイソシアネート（三井武田ケミカル(株)製、商品名コスモネートＮＢＤＩ）１２部を溶解した物を、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１００部中に添加し、平均粒径が３μｍになるまで４０℃にて撹拌乳化を行った。次にこの乳化液に、高分子アミン化合物として２０％ポリアリルアミン水溶液（日東紡績(株)製、商品名ＰＡＡ−０５、重量平均分子量＝５０００）９部を添加した後、６０℃にて加熱と撹拌を２時間施した。低粘度で、分散安定性が良好な界面重合法によるポリウレア皮膜を有する蓄熱材マイクロカプセルの分散液が得られた。得られた蓄熱材マイクロカプセルの体積平均粒子径は３．２μｍであった。この蓄熱材マイクロカプセルの熱減率は８％であり、溶剤抽出率は１５％であった。

実施例１において、高分子アミン化合物として、２０％ポリアリルアミン水溶液の代わりに、１５％のアリルアミン−ジメチルアリルアミン共重合体水溶液（日東紡績(株)製、商品名ＰＡＡ−１１１２、重量平均分子量＝１０００）７０部を用いた以外は実施例１と同様の操作でカプセル化を行った。低粘度で、分散安定性が良好な蓄熱材マイクロカプセルの分散液が得られた。この蓄熱材マイクロカプセルの熱減率は１０％であり、溶剤抽出率は１８％であった。

実施例１において、高分子アミン化合物として、２０％ポリアリルアミン水溶液の代わりに、１５％ポリビニルアミン水溶液（星光ＰＭＣ(株)製、商品名カチオファストＶＦＨ）２２部を用いた以外は実施例１と同様の操作でカプセル化を行った。粘度がやや高めであるが、分散安定性が良好な蓄熱材マイクロカプセルの分散液が得られた。この蓄熱材マイクロカプセルの熱減率は４％であり、溶剤抽出率は７％であった。

実施例１において、高分子アミン化合物として、２０％ポリアリルアミン水溶液の代わりに、ポリエチレンイミン（(株)日本触媒製、商品名エポミンＳＰ−００６、重量平均分子量＝６００）８部を用いた以外は実施例１と同様の操作でカプセル化を行った。粘度がやや高めであるが、分散安定性が良好な蓄熱材マイクロカプセルの分散液が得られた。この蓄熱材マイクロカプセルの熱減率は５％であり、溶剤抽出率は１０％であった。

（比較例１）
実施例１において、２０％ポリアリルアミン水溶液の代わりに、低分子多価アミン化合物として１０％ジエチレントリアミン水溶液４０部を用いた以外は実施例１と同様の操作でカプセル化を行った。低粘度で、分散安定性が良好な蓄熱材マイクロカプセルの分散液が得られた。この蓄熱材マイクロカプセルの熱減率は１９％であり、溶剤抽出率は２２％であった。このように、本発明外である低分子多価アミン化合物のみを用いると、耐熱性がやや劣り、耐溶剤性もやや不十分という結果となった。

（比較例２）
実施例２において、１５％ポリアリルアミン水溶液の代わりに、低分子多価アミン化合物として１０％トリエチレンテトラミン水溶液３５部を用いた以外は実施例２と同様の操作でカプセル化を行った。低粘度で、分散安定性が良好な蓄熱材マイクロカプセルの分散液が得られた。この蓄熱材マイクロカプセルの熱減率は３５％であり、溶剤抽出率は３８％であった。このように、本発明外である低分子多価アミン化合物のみを用いると、耐熱性が劣り、耐溶剤性も不十分という結果となった。

（比較例３）
実施例４において、２０％ポリアリルアミン水溶液の代わりに、低分子多価アミン化合物として１０％ジエチレントリアミン水溶液１５部を用いた以外は実施例４と同様の操作でカプセル化を行った。低粘度で、分散安定性が良好な蓄熱材マイクロカプセルの分散液が得られた。この蓄熱材マイクロカプセルの熱減率は６７％であり、溶剤抽出率は５２％であった。このように、本発明外である低分子多価アミン化合物のみを用いると、耐熱性が劣り、耐溶剤性も不十分という結果となった。

実施例１で得られた蓄熱材マイクロカプセル分散液をスプレードライにより噴霧乾燥し、平均粒径８０μｍ、含水分２％の蓄熱材マイクロカプセルの粉体を得た。得られた蓄熱材マイクロカプセル粉体は流動性が良好で臭気も感じられなかった。

実施例２で得られた蓄熱材マイクロカプセル分散液をスプレードライにより噴霧乾燥し、平均粒径１２０μｍ、含水分１％の蓄熱材マイクロカプセルの粉体を得た。得られた蓄熱材マイクロカプセル粉体は流動性が良好で臭気も感じられなかった。

実施例１で得られた蓄熱材マイクロカプセル分散液をスプレードライにより噴霧乾燥し、平均粒径１１０μｍの蓄熱材マイクロカプセルの粉体を得た。得られた粉体は流動性が良好で臭気も感じられなかった。さらに、得られた蓄熱材マイクロカプセル粉体１００部に、結着剤としての３０％ポリビニルアルコール水溶液３０部と適当量の添加水を加えて混合した後、押出式造粒装置により押出成型を行い、１００℃で乾燥させて、短径１ｍｍ、長径３ｍｍの円柱形状の蓄熱材マイクロカプセルの造粒体を得た。得られた蓄熱材マイクロカプセル造粒体は蓄熱材の染み出し等は見られず、臭気も感じられなかった。

実施例２で得られた蓄熱材マイクロカプセル分散液をスプレードライにより噴霧乾燥し、平均粒径１４０μｍの蓄熱材マイクロカプセルの粉体を得た。得られた粉体は流動性が良好で臭気も感じられなかった。さらに、得られた蓄熱材マイクロカプセル粉体１００部に、結着剤としての３０％ポリビニルアルコール水溶液３０部と適当量の添加水を加えて混合した後、押出式造粒装置により押出成型を行い、１００℃で乾燥させて、短径２ｍｍ、長径４ｍｍの円柱形状の蓄熱材マイクロカプセルの造粒体を得た。得られた蓄熱材マイクロカプセル造粒体は蓄熱材の染み出し等は見られず、臭気も感じられなかった。

本発明による蓄熱材マイクロカプセルは、被服材料や寝具などの繊維加工物、マイクロ波照射により加熱及び蓄熱する保温材、電子部品やガス吸着剤などの過熱抑制材及び／または過冷抑制材に加え、燃料電池や焼却炉などの廃熱利用設備、建築材料、建築物の躯体蓄熱・空間充填式空調、床暖房用、空調用途、道路や橋梁などの土木用材料、産業用及び農業用保温材料、家庭用品、健康用品、医療用材料など様々な利用分野に応用できる。

Claims (3)

1. 蓄熱材を内包する蓄熱材マイクロカプセルにおいて、該マイクロカプセル皮膜を構成する樹脂が、多価イソシアネート化合物とポリエチレンイミン、ポリビニルアミン、ポリアリルアミンから選ばれる少なくとも１つである重量平均分子量が３００〜１０万の範囲である高分子アミン化合物とを反応させて得られる樹脂であることを特徴とする蓄熱材マイクロカプセル。
2. 請求項１記載の蓄熱材マイクロカプセルを分散媒体に分散させた蓄熱材マイクロカプセル分散液。
3. 請求項１記載の蓄熱材マイクロカプセルを単独または複数個固着せしめてなる蓄熱材マイクロカプセル固形物。