JP6569664B2 - 蓄熱材組成物 - Google Patents
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Description
本発明は、蓄熱材組成物に関する。蓄熱材組成物とは、蓄熱性能をもつ物質である蓄熱材と、蓄熱性能を実質的に持たないマトリックス化合物とを含有する組成物である。
近年、熱エネルギーを蓄える技術、すなわち蓄熱技術が、昨今のエネルギー問題を解決する技術の一つとして着目されている。蓄熱技術は、太陽熱、地熱などの自然エネルギーや、冷暖房器具からの余熱を有効利用する技術であり、例えば、住宅においては、安価な夜間電力を使用して熱を蓄え、蓄えた熱を多目的な熱源として利用し、日中の電力消費を抑える技術として利用されている。
例えば、特許文献１には、鎖の中心に関して対称の配置が存在するような異性化の配置を有する多価脂肪族アルコールを主体とし、その多価脂肪族アルコールとして、マンニトールなどを用いる蓄熱材が記載されている。
また、特許文献２には、エリスリトール、マンニトールおよびガラクチトールからなる群より選ばれる糖アルコールを主成分とし、これらの化合物の融解潜熱を利用する蓄熱材が記載されている。
そして、特許文献３には、常温で固体であり且つ固相転移点を有する有機化合物に尿素類を配合してなり、その有機化合物としてトリメチロールメタンやペンタエリスルトールなどを用いる蓄熱材を含む組成物であって、その蓄熱材を含む組成物は、融解潜熱を利用した温熱供給用に用いられることが記載されている。
また、特許文献２には、エリスリトール、マンニトールおよびガラクチトールからなる群より選ばれる糖アルコールを主成分とし、これらの化合物の融解潜熱を利用する蓄熱材が記載されている。
そして、特許文献３には、常温で固体であり且つ固相転移点を有する有機化合物に尿素類を配合してなり、その有機化合物としてトリメチロールメタンやペンタエリスルトールなどを用いる蓄熱材を含む組成物であって、その蓄熱材を含む組成物は、融解潜熱を利用した温熱供給用に用いられることが記載されている。
上記特許文献に記載の蓄熱材および蓄熱材組成物の形状は、蓄熱材の相転移および融解によって変化するため、上記蓄熱材および蓄熱材組成物は、それらの形状を保持でき且つ漏えいを防止できる容器に封入して使用されていた。
かかる状況のもと、相転移および融解による形状変化が小さく、蓄熱材の漏れが低減した蓄熱材組成物により、軽量かつ柔軟な容器が使用できれば、あるいは、容器が不要となれば、蓄熱技術の適用分野がより広がることが期待される。
本発明は、この課題を解決するため、形状保持性および耐ブリード性に優れた蓄熱材組成物を提供することを目的とする。
かかる状況のもと、相転移および融解による形状変化が小さく、蓄熱材の漏れが低減した蓄熱材組成物により、軽量かつ柔軟な容器が使用できれば、あるいは、容器が不要となれば、蓄熱技術の適用分野がより広がることが期待される。
本発明は、この課題を解決するため、形状保持性および耐ブリード性に優れた蓄熱材組成物を提供することを目的とする。
すなわち、本発明は、
ビニルモノマーに由来する構成単位を有しない多価アルコールである成分（Ａ）と下記の高分子（Ｂ−１）と下記の高分子（Ｂ−２）とを熱処理して得られる蓄熱材組成物に係るものである。
高分子（Ｂ−１）：アクリル酸またはその塩に由来する構成単位を主体とする高分子、メタクリル酸またはその塩に由来する構成単位を主体とする高分子、もしくはこれらの混合物（但し、１つの高分子鎖に２つ以上のヒドロキシ基を有する高分子を除く）
高分子（Ｂ−２）：１つの高分子鎖に２つ以上のヒドロキシ基を有し、ビニルモノマーに由来する構成単位を主体とする高分子
ビニルモノマーに由来する構成単位を有しない多価アルコールである成分（Ａ）と下記の高分子（Ｂ−１）と下記の高分子（Ｂ−２）とを熱処理して得られる蓄熱材組成物に係るものである。
高分子（Ｂ−１）：アクリル酸またはその塩に由来する構成単位を主体とする高分子、メタクリル酸またはその塩に由来する構成単位を主体とする高分子、もしくはこれらの混合物（但し、１つの高分子鎖に２つ以上のヒドロキシ基を有する高分子を除く）
高分子（Ｂ−２）：１つの高分子鎖に２つ以上のヒドロキシ基を有し、ビニルモノマーに由来する構成単位を主体とする高分子
本発明により、形状保持性および耐ブリード性に優れた蓄熱材組成物を提供することができる。
〔多価アルコール（成分（Ａ））〕
成分（Ａ）の多価アルコールは、１分子中に２個以上のヒドロキシ基を有するアルコールである。該多価アルコールの分子量は、好ましくは８００以下であり、より好ましくは５０以上８００以下である。本発明の蓄熱材組成物において、該成分（Ａ）は蓄熱材である。
多価アルコールは、蓄熱材組成物のターゲットとする使用温度帯に応じて、一種類を単独で用いてもよいし、複数を組み合わせて用いてもよい。
多価アルコールとしては例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリメチレングリコール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、２，３−ブタンジオール、１，３−テトラメチレンジオール、１，４−テトラメチレンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，３−テトラメチレンジオール、２−メチル−１，３−トリメチレンジオール、１，５−ペンタメチレンジオール、トリメチルペンタンジオール、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジオール、２−ブチル−２−エチル−１，３−プロパンジオール、１，６−ヘキサメチレンジオール、３−メチル−１，５−ペンタメチレンジオール、２，４−ジエチル−１，５−ペンタメチレンジオール、１，８−オクタンジオール、１，９−ノナンジオール、１，１０−デカンジオール、メタキシレングリコール、パラキシレングリコール、ビスヒドロキシエトキシベンゼン、ビスヒドロキシエチルテレフタレート、グリセリン、ジグリセリン、トリメチロールプロパン、ジトリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、シクロヘキサンジオール類（１，４−シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノールなど）、糖アルコール類（キシリトールやソルビトールなど）、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、２−メチロールプロパンジオール、エトキシ化トリメチロールプロパンなどが挙げられる。
成分（Ａ）の多価アルコールは、１分子中に２個以上のヒドロキシ基を有するアルコールである。該多価アルコールの分子量は、好ましくは８００以下であり、より好ましくは５０以上８００以下である。本発明の蓄熱材組成物において、該成分（Ａ）は蓄熱材である。
多価アルコールは、蓄熱材組成物のターゲットとする使用温度帯に応じて、一種類を単独で用いてもよいし、複数を組み合わせて用いてもよい。
多価アルコールとしては例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリメチレングリコール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、２，３−ブタンジオール、１，３−テトラメチレンジオール、１，４−テトラメチレンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，３−テトラメチレンジオール、２−メチル−１，３−トリメチレンジオール、１，５−ペンタメチレンジオール、トリメチルペンタンジオール、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジオール、２−ブチル−２−エチル−１，３−プロパンジオール、１，６−ヘキサメチレンジオール、３−メチル−１，５−ペンタメチレンジオール、２，４−ジエチル−１，５−ペンタメチレンジオール、１，８−オクタンジオール、１，９−ノナンジオール、１，１０−デカンジオール、メタキシレングリコール、パラキシレングリコール、ビスヒドロキシエトキシベンゼン、ビスヒドロキシエチルテレフタレート、グリセリン、ジグリセリン、トリメチロールプロパン、ジトリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、シクロヘキサンジオール類（１，４−シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノールなど）、糖アルコール類（キシリトールやソルビトールなど）、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、２−メチロールプロパンジオール、エトキシ化トリメチロールプロパンなどが挙げられる。
このような多価アルコールには、同一分子中にカルボキシ基、スルホ基、カルボン酸無水物基、アルコキシカルボニル基、ハロホルミル基、カルバモイル基、シアノ基、ホルミル基、メルカプト基、アミノ基、イミノ基などのアルコール性ヒドロキシ基以外の官能基を併せ持つ化合物も含まれる。
上記の多価アルコールの中でも、ペンタエリスリトール、トリメチロールエタン、ネオペンチルグリコールなどの固相−固相転移を呈する化合物が、相転移前後での形状変化を抑制するという観点で好ましい。これらの化合物は一般に以下の式（１）で表される。
式（１）：（ＣＨ３）４−ｎＣ（ＣＨ２ＯＨ）ｎ（ただし、ｎは２〜４である。）
上記式（１）で表される化合物のほかに、多価アルコールとして好ましい固相−固相転移を呈する化合物としてトリメチロールアミノエタンが挙げられる。
式（１）：（ＣＨ３）４−ｎＣ（ＣＨ２ＯＨ）ｎ（ただし、ｎは２〜４である。）
上記式（１）で表される化合物のほかに、多価アルコールとして好ましい固相−固相転移を呈する化合物としてトリメチロールアミノエタンが挙げられる。
また、多価アルコールのうち、エリスリトール、スレイトール、キシリトール、ダルシトール、アリトール、マンニトールなどの、炭化水素直鎖構造をもち、かつ炭素原子１個あたり１つのヒドロキシ基を有するものは高い潜熱（すなわち融解熱）を有する有機材料であり、蓄熱材としての性能を高めるという観点から、これらの多価アルコールを用いることも出来る。これらの化合物は一般に以下の式（２）で表される。
式（２）：Ｈ｛（ＣＨ）ＯＨ｝ｎＨ（ただし、ｎは２〜１０である。）
式（２）：Ｈ｛（ＣＨ）ＯＨ｝ｎＨ（ただし、ｎは２〜１０である。）
高分子（Ｂ−１）は、アクリル酸またはその塩に由来する構成単位を主体とする高分子、メタクリル酸またはその塩に由来する構成単位を主体とする高分子、もしくはこれらの混合物（但し、１つの高分子鎖に２つ以上のヒドロキシ基を有する高分子を除く）である。ここで、「主体とする」とは、高分子鎖中の構成単位数１００単位あたり、（メタ）アクリル酸またはその塩に由来する構成単位の数が５０単位を超えることを表す。具体的にはポリアクリル酸やアクリル酸の塩の単独重合体、ポリメタクリル酸やメタクリル酸の塩の単独重合体などが挙げられる。この中でも、ヒドロキシ基との反応により水分子を生成するポリアクリル酸もしくはポリメタクリル酸が好ましい。高分子（Ｂ−１）の重量平均分子量は、好ましくは１，０００以上であり、より好ましくは１，０００以上、１，０００万以下である。
高分子（Ｂ−２）は、１つの高分子鎖に２つ以上のヒドロキシ基を有し、ビニルモノマーに由来する構成単位を主体とする高分子である。
このような高分子としてはポリビニルアルコール、鹸化エチレン−酢酸ビニル共重合体、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、３−ヒドロキシプロピルアクリレート、２−ヒドロキシブチルアクリレート、４−ヒドロキシブチルアクリレートなどのアクリレート類の単独重合体または共重合体、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート、３−ヒドロキシプロピルメタクリレート、２−ヒドロキシブチルメタクリレート、４−ヒドロキシブチルメタクリレートなどのメタクリレート類の単独重合体または共重合体、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコールなどが挙げられる。
中でも架橋構造を十分に形成させて形状保持性および耐ブリード性を良好にする観点から、ポリビニルアルコール、アクリレート類の単独重合体または共重合体、およびメタクリレート類の単独重合体または共重合体が好ましい。
さらにこの中でも、高分子（Ｂ−１）と密な架橋構造を形成するポリビニルアルコールが特に好ましい。高分子（Ｂ−２）の重量平均分子量は、好ましくは１，０００以上であり、より好ましくは１，０００以上、１，０００万以下である。
このような高分子としてはポリビニルアルコール、鹸化エチレン−酢酸ビニル共重合体、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、３−ヒドロキシプロピルアクリレート、２−ヒドロキシブチルアクリレート、４−ヒドロキシブチルアクリレートなどのアクリレート類の単独重合体または共重合体、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート、３−ヒドロキシプロピルメタクリレート、２−ヒドロキシブチルメタクリレート、４−ヒドロキシブチルメタクリレートなどのメタクリレート類の単独重合体または共重合体、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコールなどが挙げられる。
中でも架橋構造を十分に形成させて形状保持性および耐ブリード性を良好にする観点から、ポリビニルアルコール、アクリレート類の単独重合体または共重合体、およびメタクリレート類の単独重合体または共重合体が好ましい。
さらにこの中でも、高分子（Ｂ−１）と密な架橋構造を形成するポリビニルアルコールが特に好ましい。高分子（Ｂ−２）の重量平均分子量は、好ましくは１，０００以上であり、より好ましくは１，０００以上、１，０００万以下である。
高分子（Ｂ−１）または高分子（Ｂ−２）の合成方法としては、公知の塊状重合、溶液重合、分散重合、酸化還元重合などを用いればよく、必要に応じ、モノマー成分を含む重合溶液に対し開始剤、連鎖移動剤など、またはその他の添加剤などを加えてもよい。例えば、上記のモノマー成分を、公知の過酸化物やアゾ化合物などのラジカル重合開始剤の存在下で溶液重合することによって、高分子（Ｂ−１）または高分子（Ｂ−２）を得ることができる。
熱処理に付される成分（Ａ）と高分子（Ｂ−１）と高分子（Ｂ−２）の合計１００重量部に対し、熱処理に付される高分子（Ｂ−１）の量が０．１〜４０重量部であり、熱処理に付される高分子（Ｂ−２）の量が０．１〜４０重量部である。高分子（Ｂ−１）の量および高分子（Ｂ−２）の量のそれぞれが、上記の範囲であることによって、優れた形状保持性と充分な蓄熱材の性能を得ることができる。熱処理に付される高分子（Ｂ−１）の量は、好ましくは０．５〜２０重量部であり、より好ましくは１〜１０重量部である。また、熱処理に付される高分子（Ｂ−２）の量は、好ましくは０．５〜２０重量部であり、より好ましくは１〜１０重量部である。
また、高分子（Ｂ−１）と高分子（Ｂ−２）に十分な架橋構造を形成させて形状保持性および耐ブリード性を良好にする観点から、熱処理に付される高分子（Ｂ−１）と高分子（Ｂ−２）の重量比（Ｂ−１／Ｂ−２）は１０／１〜１／１０であることが好ましい。
また、高分子（Ｂ−１）と高分子（Ｂ−２）に十分な架橋構造を形成させて形状保持性および耐ブリード性を良好にする観点から、熱処理に付される高分子（Ｂ−１）と高分子（Ｂ−２）の重量比（Ｂ−１／Ｂ−２）は１０／１〜１／１０であることが好ましい。
成分（Ａ）と高分子（Ｂ−１）と高分子（Ｂ−２）に加えて、必要に応じて熱可塑性樹脂（成分（Ｃ））を添加することが出来る。成分（Ｃ）の添加により、蓄熱材組成物の加工性を高めることが出来る。成分（Ｃ）の添加は、成分（Ａ）と高分子（Ｂ−１）と高分子（Ｂ−２）との熱処理前あるいは熱処理時に行ってもよく、熱処理後に行ってもよい。
このような熱可塑性樹脂としては、連鎖重合により得られる以下の高分子（１）〜（７）、遂次重合により得られる以下の高分子（８）〜（１１）、および以下の高分子（１２）などが挙げられる。
（１）酢酸ビニルの単独重合体、またはα−オレフィン（エチレンやプロピレンなど）・酢酸ビニル共重合体。
（２）メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、ブチルアクリレートなどのアクリレートの単独重合体、またはα−オレフィン・アクリレート共重合体。
（３）メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、ブチルメタクリレートなどのメタクリレートの単独重合体、またはα−オレフィン・メタクリレート共重合体。
（４）アクリロニトリルの単独重合体、またはα−オレフィンとアクリロニトリル共重合体。
（５）塩化ビニルまたは塩化ビニリデンの単独重合体、α−オレフィン・塩化ビニル共重合体、もしくはα−オレフィン・塩化ビニリデン共重合体。
（６）スチレンまたはα−メチルスチレンの単独重合体、α−オレフィン・スチレン共重合体、もしくはα−オレフィン・α−スチレン共重合体。
（７）耐衝撃性ポリスチレン、スチレン・アクリロニトリル共重合体、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体、アクリロニトリル・エチレン・スチレン共重合体、アクリロニトリル・スチレン・アクリレート共重合体、クロロ化ポリエチレン・アクリロニトリル・スチレン共重合体。
（８）ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリ乳酸などのポリエステル類。
（９）ポリカーボネート類。
（１０）ナイロン６、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６６、ナイロン６１０、ナイロン６Ｔ、ナイロン６Ｉなどのポリアミド類。
（１１）ポリアミドイミド類、ポリエーテルイミド類、ポリイミド類、ポリウレタン類、
（１２）アセチルセルロースなどのセルロース誘導体。
このような熱可塑性樹脂としては、連鎖重合により得られる以下の高分子（１）〜（７）、遂次重合により得られる以下の高分子（８）〜（１１）、および以下の高分子（１２）などが挙げられる。
（１）酢酸ビニルの単独重合体、またはα−オレフィン（エチレンやプロピレンなど）・酢酸ビニル共重合体。
（２）メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、ブチルアクリレートなどのアクリレートの単独重合体、またはα−オレフィン・アクリレート共重合体。
（３）メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、ブチルメタクリレートなどのメタクリレートの単独重合体、またはα−オレフィン・メタクリレート共重合体。
（４）アクリロニトリルの単独重合体、またはα−オレフィンとアクリロニトリル共重合体。
（５）塩化ビニルまたは塩化ビニリデンの単独重合体、α−オレフィン・塩化ビニル共重合体、もしくはα−オレフィン・塩化ビニリデン共重合体。
（６）スチレンまたはα−メチルスチレンの単独重合体、α−オレフィン・スチレン共重合体、もしくはα−オレフィン・α−スチレン共重合体。
（７）耐衝撃性ポリスチレン、スチレン・アクリロニトリル共重合体、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体、アクリロニトリル・エチレン・スチレン共重合体、アクリロニトリル・スチレン・アクリレート共重合体、クロロ化ポリエチレン・アクリロニトリル・スチレン共重合体。
（８）ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリ乳酸などのポリエステル類。
（９）ポリカーボネート類。
（１０）ナイロン６、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６６、ナイロン６１０、ナイロン６Ｔ、ナイロン６Ｉなどのポリアミド類。
（１１）ポリアミドイミド類、ポリエーテルイミド類、ポリイミド類、ポリウレタン類、
（１２）アセチルセルロースなどのセルロース誘導体。
熱可塑性樹脂（成分（Ｃ））の添加量は、熱処理前の多価アルコール（成分（Ａ））と高分子（Ｂ−１）と高分子（Ｂ−２）の合計１００重量部に対し、０．１〜１００重量部である。蓄熱材組成物の加工性を高めるという観点や、蓄熱材の性能を高めるという観点から、成分（Ｃ）の添加量は、好ましくは１〜４０重量部、より好ましくは２〜２０重量部である。
成分（Ａ）と高分子（Ｂ−１）と高分子（Ｂ−２）との熱処理は、例えば、成分（Ａ）と高分子（Ｂ−１）と高分子（Ｂ−２）とを含有する混合物を、室温より高い所定温度のオーブン内にて加熱し、所定時間保持すること、あるいは、溶融混練機で加熱混練することにより行われる。本熱処理により、高分子（Ｂ−１）と高分子（Ｂ−２）との反応が進むと考えられる。
本発明の蓄熱材組成物は、通常の熱可塑性プラスチックの成形に使用されている装置によって、種々の成形品に成形される。上記の装置としては、射出成形装置、押出成形装置、カレンダー成形装置、ブロー成形装置などが挙げられる。
本発明の蓄熱材組成物の好ましい製造方法は、予め成分（Ａ）と高分子（Ｂ−１）と高分子（Ｂ−２）と、必要に応じ成分（Ｃ）を混合し、高分子（Ｂ−１）と高分子（Ｂ−２）を熱処理によって反応させ、蓄熱材組成物を得る方法である。
具体的には、まず、成分（Ａ）と高分子（Ｂ−１）と高分子（Ｂ−２）と、必要に応じ成分（Ｃ）を均一に混合して、成分（Ａ）と高分子（Ｂ−１）と高分子（Ｂ−２）と必要に応じて混合された成分（Ｃ）を相溶状態にする。次いで、高分子（Ｂ−１）と高分子（Ｂ−２）を熱処理によって反応させる。高分子（Ｂ−１）と高分子（Ｂ−２）を反応させることによって、高分子（Ｂ−１）と高分子（Ｂ−２）からなる緻密に入り組んだ３次元架橋構造を形成し、この３次元架橋構造に成分（Ａ）と必要に応じて混合した成分（Ｃ）が担持された状態となり、蓄熱材組成物が得られる。
具体的には、まず、成分（Ａ）と高分子（Ｂ−１）と高分子（Ｂ−２）と、必要に応じ成分（Ｃ）を均一に混合して、成分（Ａ）と高分子（Ｂ−１）と高分子（Ｂ−２）と必要に応じて混合された成分（Ｃ）を相溶状態にする。次いで、高分子（Ｂ−１）と高分子（Ｂ−２）を熱処理によって反応させる。高分子（Ｂ−１）と高分子（Ｂ−２）を反応させることによって、高分子（Ｂ−１）と高分子（Ｂ−２）からなる緻密に入り組んだ３次元架橋構造を形成し、この３次元架橋構造に成分（Ａ）と必要に応じて混合した成分（Ｃ）が担持された状態となり、蓄熱材組成物が得られる。
高分子（Ｂ−１）と高分子（Ｂ−２）を熱処理によって反応させるときの反応温度は、成分（Ａ）の融点近傍であることが好ましい。具体的な反応温度は、反応を十分に進行させる観点から、通常１００℃〜２００℃程度である。成分（Ａ）の融点以上で反応させることにより、成分（Ａ）、高分子（Ｂ−１）および高分子（Ｂ−２）は相溶状態になりやすく、優れた蓄熱材組成物が形成される。また、反応時間は通常０．２時間〜１時間程度である。
本発明の蓄熱材組成物には、蓄熱材の熱効率性を向上させる目的で、銅、鉄、亜鉛、ベリリウム、マグネシウム、コバルト、ニッケル、チタン、ジルコニウム、モブリデン、タングステン、ホウ素、アルミニウム、ガリウム、ケイ素、ゲルマニウム、スズなどの金属およびこれらの合金、あるいはこれらの金属元素を含む金属化合物（例えば、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属リン化物など）、鱗状黒鉛、塊状黒鉛、土状黒鉛、繊維状黒鉛などの黒鉛類、などの高熱伝導性フィラーを１種または２種以上、混合して添加することができる。
上記の金属、合金、金属化合物または黒鉛の添加量は、熱処理に付される成分（Ａ）と高分子（Ｂ−１）と高分子（Ｂ−２）の合計を１００重量部として、通常０．１〜１００重量部である。
本発明の蓄熱材組成物は、さらに、無機フィラー（例えば、タルク、炭酸カルシウムおよび焼成カオリン）、有機フィラー（例えば、有機繊維、木粉およびセルロースパウダー）、酸化防止剤（例えば、フェノール系酸化防止剤、イオウ系酸化防止剤、燐系酸化防止剤、ラクトン系酸化防止剤およびビタミン系酸化防止剤）、耐候安定剤、紫外線吸収剤（例えば、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、トリジアミン系紫外線吸収剤、アニリド系紫外線吸収剤およびベンゾフェノン系紫外線吸収剤）、熱安定剤、光安定剤（例えば、ヒンダードアミン系光安定剤およびベンゾエート系光安定剤）、帯電防止剤、造核剤、顔料、ハイドロタルサイト、アルミン酸塩、滑剤（例えば、脂肪酸、高級アルコール、脂肪族アミドおよび脂肪族エステル）ならびにシリコーン化合物などの添加剤を含有していてもよい。
上記の添加剤は、成分（Ａ）と高分子（Ｂ−１）と高分子（Ｂ−２）と必要に応じて混合される成分（Ｃ）の少なくとも１つの成分に予め配合してもよい。また、成分（Ａ）と高分子（Ｂ−１）と高分子（Ｂ−２）と必要に応じて混合される成分（Ｃ）を加熱混合した後に配合してもよく、あるいは加熱混合している際に配合してもよい。
上記の添加剤は、成分（Ａ）と高分子（Ｂ−１）と高分子（Ｂ−２）と必要に応じて混合される成分（Ｃ）の少なくとも１つの成分に予め配合してもよい。また、成分（Ａ）と高分子（Ｂ−１）と高分子（Ｂ−２）と必要に応じて混合される成分（Ｃ）を加熱混合した後に配合してもよく、あるいは加熱混合している際に配合してもよい。
上記の添加剤の量は、成分（Ａ）と高分子（Ｂ−１）と高分子（Ｂ−２）の合計を１００重量部として、通常０．０１〜１０重量部である。
本発明の蓄熱材組成物は、成形時の流動性に優れ、蓄熱材のブリード性が低い。そのため、住居、ホテル、空港、地下街などの空調設備、自動車の暖気システム、電子部品、カーブミラー、橋のコンクリート材料など、種々の分野での利用が期待できる。
自動車の暖気システムの場合には、例えば、自動車に搭載される内燃機関の暖機を効果的に行うために、過冷却状態で蓄熱が可能な潜熱蓄熱材を用いた蓄熱装置に本発明の蓄熱材組成物を適用することができる。
電子部品の場合には、例えば、電子機器などに搭載される電子部品の発熱体を囲う製品筐体などに貼り付けて本発明の蓄熱材組成物を用いることができる。取り付け箇所の例としては、パーソナルコンピューター、タブレットＰＣ、ＰＤＡ、携帯電話、デジタルカメラなどの電子機器や、印字印刷装置、複写機、プロジェクターなどの情報機器、ジャーポットや電子レンジ、給湯器などの調理家電などの遮熱が必要な部位が挙げられる。
自動車の暖気システムの場合には、例えば、自動車に搭載される内燃機関の暖機を効果的に行うために、過冷却状態で蓄熱が可能な潜熱蓄熱材を用いた蓄熱装置に本発明の蓄熱材組成物を適用することができる。
電子部品の場合には、例えば、電子機器などに搭載される電子部品の発熱体を囲う製品筐体などに貼り付けて本発明の蓄熱材組成物を用いることができる。取り付け箇所の例としては、パーソナルコンピューター、タブレットＰＣ、ＰＤＡ、携帯電話、デジタルカメラなどの電子機器や、印字印刷装置、複写機、プロジェクターなどの情報機器、ジャーポットや電子レンジ、給湯器などの調理家電などの遮熱が必要な部位が挙げられる。
以下、実施例および比較例によって、本発明をより詳細に説明する。
［Ｉ］物性評価方法
（１）形状保持性
圧縮成形により得られた試験片をギアオーブン中にて１００℃で２４時間静置した後、試験片に割れ、収縮などの形状変化が認められないものを○、認められるものを×と評価した。
（２）耐ブリード性
圧縮成形により得られた試験片をギアオーブン中にて１００℃で２４時間静置した後、試験片表面から蓄熱材成分がブリードしていないものを○、ブリードしているものを×と評価した。
（１）形状保持性
圧縮成形により得られた試験片をギアオーブン中にて１００℃で２４時間静置した後、試験片に割れ、収縮などの形状変化が認められないものを○、認められるものを×と評価した。
（２）耐ブリード性
圧縮成形により得られた試験片をギアオーブン中にて１００℃で２４時間静置した後、試験片表面から蓄熱材成分がブリードしていないものを○、ブリードしているものを×と評価した。
［ＩＩ］原料
多価アルコール（Ａ）
Ａ−１：トリメチロールエタン［和光純薬工業株式会社製］（分子量＝１２０）
Ａ−２：ｍｅｓｏ−エリスリトール［東京化成工業株式会社製］（分子量＝１２２）
Ａ−３：トリメチロールアミノメタン［東京化成工業株式会社製］（分子量＝１２１）
多価アルコール（Ａ）
Ａ−１：トリメチロールエタン［和光純薬工業株式会社製］（分子量＝１２０）
Ａ−２：ｍｅｓｏ−エリスリトール［東京化成工業株式会社製］（分子量＝１２２）
Ａ−３：トリメチロールアミノメタン［東京化成工業株式会社製］（分子量＝１２１）
高分子（Ｂ−１）
Ｂ−１−１：ポリアクリル酸［和光純薬工業株式会社製、重量平均分子量：約１，０００，０００］
高分子（Ｂ−２）
Ｂ−２−１：ポリビニルアルコール［和光純薬工業株式会社製、平均重合度：１，５００〜１，８００、鹸化度：７８〜８２ｍｏｌ％］
Ｂ−１−１：ポリアクリル酸［和光純薬工業株式会社製、重量平均分子量：約１，０００，０００］
高分子（Ｂ−２）
Ｂ−２−１：ポリビニルアルコール［和光純薬工業株式会社製、平均重合度：１，５００〜１，８００、鹸化度：７８〜８２ｍｏｌ％］
熱可塑性樹脂（Ｃ）
Ｃ−１：エチレン−酢酸ビニル共重合体 ＫＡ−４０［住友化学株式会社製］
Ｃ−２：ナイロン６ ＵＢＥナイロン ５０３３Ｂ［宇部興産株式会社製］
Ｃ−１：エチレン−酢酸ビニル共重合体 ＫＡ−４０［住友化学株式会社製］
Ｃ−２：ナイロン６ ＵＢＥナイロン ５０３３Ｂ［宇部興産株式会社製］
実施例１
Ａ−１（９０重量部）、Ｂ−１−１（２重量部）、Ｂ−２−１（８重量部）を２００℃で均一に５分間、混合し、蓄熱材組成物を得た。更に、この蓄熱材組成物を２１０℃で圧縮成形することにより厚み１ｍｍの試験片を作成し、物性測定を行った。結果を表１に示す。
Ａ−１（９０重量部）、Ｂ−１−１（２重量部）、Ｂ−２−１（８重量部）を２００℃で均一に５分間、混合し、蓄熱材組成物を得た。更に、この蓄熱材組成物を２１０℃で圧縮成形することにより厚み１ｍｍの試験片を作成し、物性測定を行った。結果を表１に示す。
実施例２
Ｃ−１（１０重量部）を加えた以外は実施例１と同様にして、蓄熱材組成物を製造した。結果を表１に示す。
Ｃ−１（１０重量部）を加えた以外は実施例１と同様にして、蓄熱材組成物を製造した。結果を表１に示す。
実施例３
Ｃ−２（１０重量部）を加えた以外は実施例１と同様にして、蓄熱材組成物を製造した。結果を表１に示す。
実施例４
Ａ−１をＡ−２に代え、混合時の温度を１４０℃とした以外は実施例１と同様にして、蓄熱材組成物を製造した。更にこの蓄熱材組成物を１４０℃で圧縮成形することにより厚み１ｍｍの試験片を作成し、物性測定を行った。結果を表１に示す。
Ｃ−２（１０重量部）を加えた以外は実施例１と同様にして、蓄熱材組成物を製造した。結果を表１に示す。
実施例４
Ａ−１をＡ−２に代え、混合時の温度を１４０℃とした以外は実施例１と同様にして、蓄熱材組成物を製造した。更にこの蓄熱材組成物を１４０℃で圧縮成形することにより厚み１ｍｍの試験片を作成し、物性測定を行った。結果を表１に示す。
実施例５
Ａ−１をＡ−３に代え、混合時の温度を１７５℃とした以外は実施例１と同様にして、蓄熱材組成物を製造した。更にこの蓄熱材組成物を１７５℃で圧縮成形することにより厚み１ｍｍの試験片を作成し、物性測定を行った。結果を表１に示す。
Ａ−１をＡ−３に代え、混合時の温度を１７５℃とした以外は実施例１と同様にして、蓄熱材組成物を製造した。更にこの蓄熱材組成物を１７５℃で圧縮成形することにより厚み１ｍｍの試験片を作成し、物性測定を行った。結果を表１に示す。
比較例１
Ａ−１（１００重量部）を２１０℃で圧縮成形することにより厚み１ｍｍの試験片を作成し、物性測定を行った。結果を表１に示す。
Ａ−１（１００重量部）を２１０℃で圧縮成形することにより厚み１ｍｍの試験片を作成し、物性測定を行った。結果を表１に示す。
比較例２
Ａ−２（１００重量部）を１４０℃で圧縮成形することにより厚み１ｍｍの試験片を作成し、物性測定を行った。結果を表１に示す。
Ａ−２（１００重量部）を１４０℃で圧縮成形することにより厚み１ｍｍの試験片を作成し、物性測定を行った。結果を表１に示す。
本発明により、形状保持性および耐ブリード性に優れた蓄熱材組成物を提供することができる。
Claims (7)
- ビニルモノマーに由来する構成単位を有しない多価アルコールである成分（Ａ）と下記の高分子（Ｂ−１）と下記の高分子（Ｂ−２）とを熱処理して得られる蓄熱材組成物であり、
高分子（Ｂ−１）と高分子（Ｂ−２）とが熱処理によって反応し、高分子（Ｂ−１）と高分子（Ｂ−２）とが３次元架橋構造を形成している、蓄熱材組成物。
高分子（Ｂ−１）：アクリル酸またはその塩に由来する構成単位を主体とする高分子、メタクリル酸またはその塩に由来する構成単位を主体とする高分子、もしくはこれらの混合物（但し、１つの高分子鎖に２つ以上のヒドロキシ基を有する高分子を除く）
高分子（Ｂ−２）：１つの高分子鎖に２つ以上のヒドロキシ基を有し、ビニルモノマーに由来する構成単位を主体とする高分子 - 熱処理に付される成分（Ａ）と高分子（Ｂ−１）と高分子（Ｂ−２）の合計１００重量部に対し、熱処理に付される高分子（Ｂ−１）の量が０．１〜４０重量部であり、熱処理に付される高分子（Ｂ−２）の量が０．１〜４０重量部である請求項１に記載の蓄熱材組成物。
- 成分（Ａ）が、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリメチレングリコール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、２，３−ブタンジオール、１，３−テトラメチレンジオール、１，４−テトラメチレンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，３−テトラメチレンジオール、２−メチル−１，３−トリメチレンジオール、１，５−ペンタメチレンジオール、トリメチルペンタンジオール、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジオール、２−ブチル−２−エチル−１，３−プロパンジオール、１，６−ヘキサメチレンジオール、３−メチル−１，５−ペンタメチレンジオール、２，４−ジエチル−１，５−ペンタメチレンジオール、１，８−オクタンジオール、１，９−ノナンジオール、１，１０−デカンジオール、メタキシレングリコール、パラキシレングリコール、ビスヒドロキシエトキシベンゼン、ビスヒドロキシエチルテレフタレート、グリセリン、ジグリセリン、トリメチロールプロパン、ジトリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、１，４−シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、キシリトール、ソルビトール、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、２−メチロールプロパンジオールおよびエトキシ化トリメチロールプロパンからなる群から選ばれる少なくとも１種の多価アルコールである、請求項１または２に記載の蓄熱材組成物。
- 成分（Ａ）が、下記の式（１）で示される多価アルコール、下記の式（２）で示される多価アルコール、またはこれらの混合物である請求項１または２に記載の蓄熱材組成物。
式（１）：（ＣＨ３）４−ｎＣ（ＣＨ２ＯＨ）ｎ （式中、ｎは２〜４である。）
式（２）：Ｈ｛（ＣＨ）ＯＨ｝ｎＨ （式中、ｎは２〜１０である。） - 高分子（Ｂ−１）がポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、またはこれらの混合物であり、（Ｂ−２）がポリビニルアルコールである請求項１〜４のいずれかに記載の蓄熱材組成物。
- 熱処理に付される成分（Ａ）と高分子（Ｂ−１）と高分子（Ｂ−２）の合計１００重量部に対し、０．１〜１００重量部の熱可塑性樹脂（Ｃ）を含有する請求項１〜５のいずれかに記載の蓄熱材組成物。
- 請求項１〜６のいずれかに記載の蓄熱材組成物を含有する成形体。
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