JPH01167537A - 蓄熱ボード - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 この発明は、潜熱蓄熱材を使用した蓄熱ボードに関する
。

〔背景技術〕

従来から、物質の相変化に伴う潜熱を蓄熱放熱に利用す
る潜熱Ｍ熱材（以下、この明細書では「潜熱蓄熱材」を
単に「蓄熱材」と記す）を用いた蓄熱ボードが提供され
ている。蓄熱材としては、塩化カルシウム６水塩、硫酸
ナトリウム１０水塩等の水和塩、パラフィン類、脂肪酸
エステルなどが用いられている。これらの蓄熱材は、加
熱すると液状になるため、密封容器中に封入した状態で
使用することが多かった。

蓄熱材をそのような状態で使用すると、相変化の際にそ
の蓄熱材が体積変化を起こして密封容器の破損を招き、
これにより、蓄熱材が流出して蓄熱作用の低下をきたす
上、開通を汚染するという問題点があった。

この問題点を解決するため、蓄熱材をカプセル化したり
、下記のようにペレット化したりする試みがなされてい
る。

■　ポリオレフィン系の樹脂は、その樹脂の融点以上の
温度に熱した結晶質有機系蓄熱材の融解液中に浸漬する
と、蓄熱材を吸収して膨潤するという性質を有している
。この性質を利用して蓄熱材を含有しているポリオレフ
ィンペレットからなる蓄熱ペレットを作る。

■　活性炭や木材チップ等の連続多孔性吸収体に蓄熱材
の融解液を吸収させて蓄熱ペレットを作る。

■　ゴム等の樹脂とＭ熱材を混練して樹脂マトリックス
中に蓄熱材を組み込み、蓄熱ペレットを作る。

これらの蓄熱ペレットは、密封容器の破損という問題は
ないが、表面が完全に被覆されていないので、蓄熱材が
液相に相転移したときにペレット表面に滲み出すという
問題が生じる。このため、滲み出た蓄熱材が蓄熱ボード
に到達してその表面を汚染するという問題点があった。

他方、セメント状マトリックスで前記Ｍ熱ペレットを包
み込んでなる蓄熱ボードが提案されている。セメント状
マトリックスとしては、水硬性セメント、石膏、焼石膏
、タルク、酸化アルミニウム等が使用されている。

しかしながら、このような蓄熱ボードは、マトリックス
の比重が蓄熱ペレットに比べて大きいため重量が増加し
、しかも、衝撃（たとえば、曲げ破壊荷重）に対しても
ろいという問題点を有する。このため、前記セメント状
マトリックスを用いた蓄熱ボードは、運搬や施工時に取
り扱いにくかった。

〔発明の目的〕

この発明は、以上のことに鑑みて、表面に蓄熱材が染み
出るのを防ぐことができ、比較的軽量で、かつ、衝撃強
度の強いＭ熱ボードを提供することを目的とする。

〔発明の開示〕

この発明は、上記目的を達成するために、有機系蓄熱材
が組み込まれた蓄熱ペレットが樹脂バインダーで固着さ
れてなるＭ熱ボードを要旨とする以下に、この発明を、
その実施例を表す図面を参照しながら詳しく説明する。

第１図は、この発明にかかる蓄熱ボードの第１実施例を
表す。図にみるように、この蓄熱ボード８は、蓄熱ペレ
ット１が樹脂バインダー２中に分散固着されてなってい
る。蓄熱ペレット１には、有機系蓄熱材が組み込まれて
いる。樹脂バインダー２は、樹脂発泡体からなっていて
、ボード状に形成されている。

第２図は、この発明にかかる蓄熱ボードの第２実施例を
表す。図にみるように、この蓄熱ボード１８は、第１図
に示す蓄熱ボード１の表裏両表面に、蓄熱材側シート３
がそれぞれ積層一体化され、さらにその上に、それぞれ
、防油シート４が表層側シートとして積層一体化されて
いる。これにより、かりに、蓄熱材が樹脂バインダー２
中を伝わっても蓄熱ボード１表面に染み出すのを確実に
防ぐことができる。また、防油シート４を積層すれば、
蓄熱ボードの剛性を大幅に向上させることができ、運搬
や施工時の取り扱いがより容易になる。防油シート４を
両面対称となるように積層すると、蓄熱ボード１の反り
や変形も防止できる。

第３図は、この発明にかかる蓄熱ボードの第３実施例で
あり、床暖房用マットに使用した例である。図にみるよ
うに、この蓄熱ボード２８は、床暖房用ヒータ５の上に
、第２図に示す構造の蓄熱ボード１８を敷き、この上面
に床仕上げ材６を敷いてなっている。なお、下面からの
放熱を防止するために、ヒータ５の下には、断熱材７を
敷設するのが好ましい。

床暖房用ヒータ５としては、たとえば、電熱ヒータ、温
水循環を利用したヒータ等が用いられる。床仕上げ材６
としては、たとえば、カーぺ、７ト、床板、畳表面材（
たとえば、い草など）等が用いられる。

第３図に示すような蓄熱ボードを床材等の住宅建材など
に用いると、蓄熱構造を有するため、安価な深夜電力、
太陽熱、あるいは、他の熱源の廃熱等を利用して蓄熱す
ることができる。これにより、ランニングコストを大幅
に低減できる。また、建材自身の熱容量が増加するため
、室内の温度むらが少なくなる。床材にして用いれば、
底冷えが解消できるなど、より快適な暖房効果にも寄与
する。

蓄熱ペレット１は、蓄熱材を密封容器に封入していない
ので、密封容器の破損による上記不都合が生じないが、
上記のように、蓄熱材のペレ・７ト表面への滲み出しが
生じる。この発明では、樹脂バインダーで蓄熱ペレット
を包囲して固着することにより、滲み出した蓄熱材が蓄
熱ボードの表面に染み出すのを防いでいる。また、蓄放
熱効果を上げるため、Ｎ熱材の含有量を高めても、この
染み出しを防ぐことができる。

蓄熱材が組み込まれた蓄熱ペレットを得るには、たとえ
ば、上記■、■あるいは■のように、蓄熱材を、ポリオ
レフィン樹脂にこの樹脂の融点以上の温度に加熱して含
浸することにより、活性炭や木材に吸収させることによ
り、あるいは、ゴムや樹脂等と一緒に混練することなど
により行う。

樹脂バインダー２は、セメント状マトリックスに比べて
軽量であり、しかも、衝撃に対する強度が強くて脆さが
ない。蓄熱ペレット間は、空気よりも熱伝導率の高い樹
脂層で充填されているので、ボード全体での熱伝導率が
向上し、蓄放熱効率に優れる。

樹脂バインダー２が発泡体からなっていると、さらに軽
量となる。また、蓄熱材の相転移による蓄熱ペレットの
体積変化を発泡体が吸収するので、蓄熱ボードの寸法変
化を少なくすることができる。発泡体が、樹脂を独立気
泡状に発泡させてなるものであると、蓄熱ペレット表面
に蓄熱材が滲み出しても、空隙を介して拡がらないので
、蓄熱ボードの表面が汚れるのを防ぐことができる。ま
た、床材に使用した場合、クツション性を付与し、衝撃
強度が大幅に増し、吸音性も向上する。

蓄熱ペレットを樹脂バインダー中に固着させるときに、
蓄熱ペレットをまんべんな（分散させたり、あるいは、
所望の箇所に偏らせたりすることにより、蓄熱ボードの
蓄熱放熱機能を全体的に−様なものとしたり、あるいは
、所望の部分にその機能を集めたりすることができる。

蓄熱材としては、特に限定はなく、蓄熱放熱を行う温度
範囲に応じた融点凝固点を有するものを使用すればよい
。この発明にかかる蓄熱ボードを床暖房や住宅建材など
に用いる場合、たとえば、融点および凝固点が５〜５０
℃程度である蓄熱材を用いる。このような蓄熱材として
は、たとえば、パラフィン（アルキルハイドロカーボン
）、油脂等の有機系蓄熱材を用いるが、これらに限定さ
れない。たとえば、結晶性のパラフィン、結晶性の脂肪
酸、結晶性の脂肪酸工不テル、結晶性の脂肪族アルコー
ルなど、結晶性の有機化合物が用いられる。

ポリオレフィン樹脂に蓄熱材を含浸させて蓄熱ペレット
を得る場合、ポリオレフィン樹脂としては、たとえば、
ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン（ポリブチ
レンも含める）、結晶性ポリスチレン、ポリ　（４−メ
チル−ペンテン−１）などが用いられる。

樹脂バインダーには、特に限定はなく、蓄熱ボードの用
途などに応じて所望のものを用いればよい。たとえば、
蓄熱ボードを床材に使用する場合には、半硬質または硬
質の発泡体が好ましい。クツション性や吸音性を発揮さ
せるには、半硬質の発泡体が好ましい。硬質のものは、
発泡促進剤を入れずに蓄熱ペレットを練り固め、シール
効果を出す。なお、硬質の樹脂バインダーとは、たとえ
ば、発泡倍率ゼロ倍（無発泡）のものから、半硬質のも
のの発泡倍率より小さいものである。発泡体からなる樹
脂バインダーは、たとえば、ポリウレタン樹脂等の発泡
性樹脂を用い、用途に応じて配合を選択すればよい。床
材に適するポリウレタン樹脂の組み合わせ例として、た
とえば、ポリエーテルポリオール（分子量：　４０００
〜６０００程度）　、変性ＭＤＩ（メチレン・ジフェニ
レン・ジイソシアネート）を主剤とし、架橋剤にはエチ
レングリコール、ブタンジオールなどを、発泡剤として
フロン１１　　（Ｒ−１１，）リクロロモノフルオロメ
タン）などをそれぞれ用い、独立気泡で半硬質タイプの
ものが得られるような配合が採用される。独立気泡で半
硬質の樹脂バインダーの原材料としては、たとえば、ポ
リウレタン樹脂１５重量部以上、蓄熱ペレット８５重量
部以下とするのが好ましい。なお、蓄熱ボードを床材に
使用する場合には、クツション性や吸音性を発揮させる
ため、蓄熱ペレット８５重量部を基準にしたときに発泡
倍率２〜５倍とするのが好ましい。この範囲を越えると
、蓄熱ボードの熱伝導率が低下し、蓄放熱性が低下した
り、重量物を載せたときなどに耐圧縮強度が低下したり
する。また、その範囲を下回ると、クツション性や吸音
性を発揮しなくなる。

蓄熱ボードの表面に防油シートを積層する場合、防油シ
ートを直接積層してもよいが、樹脂バインダーと密着し
やすいシートを介して積層するのがよい、たとえば、蓄
熱材側シートとして、不織布、クラフト紙など繊維状の
突起のあるものを用いれば、この突起にポリウレタン樹
脂等の樹脂バインダーが密着する。蓄熱ボードの表層側
シートとなる防油シートには、アルミ箔、アルミ蒸着フ
ィルム、塩化ビニールなどのプラスチックシート、パラ
フィン紙などが用いられる。蓄熱材側シートと防油シー
トとは、たとえば、接着剤等を介してラミネートされる
。

防油シートにアルミ箔など燃えにくい材質のものを用い
ると、パラフィンや油脂などの蓄熱材を分散させたこと
による可燃性を低減することができる。

防油シートの表面に、紙シートなどを積層すれば、蓄熱
ボードを壁材等に使用する場合に、壁紙やクロス仕上げ
を容易にすることができる。

この発明にかかる蓄熱ボードは、たとえば、次のように
して製造されるが、他の方法によって製造されてもよく
、特に製法に限定はない。予め型枠に防油シートをセッ
トしておき、前述のポリウレタン樹脂など所望の配合の
樹脂または樹脂組成物中に所望量の蓄熱ペレットを混合
して注入し、その上に防油シートを重ね合わせる方法で
ある。

樹脂バインダーの硬化速度は、トリエチレンジアミン等
の触媒の種類、反応温度によって制御することができ、
蓄熱ボードのサイズ、厚みは比較的容易にコントロール
することができる。

以下に実施例および比較例を示すが、この発明は下記実
施例に限定されない。

（蓄熱ペレットの調製） シラン架橋ポリエチレン樹脂（三菱油化−から市販され
ている「リンクロン」）を微小ペレットにした。蓄熱材
として、油脂系蓄熱材（旭電化工業−から市販されてい
る「サーモトップ２５」：相変化温度２５℃）を１３５
℃に加熱して溶融し、前記微小ペレットをその中に入れ
て加熱攪拌して蓄熱材を含浸させた後、メツシュ状フィ
ルターで吸引濾過して取り出し、蓄熱材含浸量が７５重
量％の蓄熱ペレット（サイズ：約２鶴φ×２Ｎ）を得た
。この蓄熱ペレットを下記実施例および比較例で用いた
。

（実施例１） 防油シートとして、ポリエチレンフィルムの両面にアル
ミ箔を積層したものを用いた。不織布としてポリエステ
ル繊維不織布を用いた。

防油シートと不織布を重ねて貼り合わせたものを、不織
布が上になるようにして、縦２００ｍ■×横り０Ｏｎ＋
ｘ深さ２０ｍのキャビティーの底に敷きつめた。

ポリウレタン樹脂１５重量部および蓄熱ペレット８５重
量部を混ぜ合わせて分散混合し、前記キャビティーに注
入し、前記防油シートと不織布とを重ねて貼り合わせた
ものと同じものを不織布側が下になるようにして、その
上全体に重ね合わせ、温度３０℃で１０分間反応させた
。その後、キャビティーから取り出し、防油シートで挟
まれた独立気泡発泡体の中に蓄熱ペレットが散在してい
る蓄熱ボード（サイズ：高さ２０ｍｍｘ縦２００ｍ＋鳳
×横２００ｍ）を得た。発泡倍率は３倍であった（実施
例２） 実施例１において、架橋剤エチレングリコールを入れず
に、ポリウレタン樹脂をバインダーとして用いたこと以
外は実施例１と同様にして蓄熱ボードを作った。発泡倍
率はゼロ倍であった。

（比較例） 前記蓄熱ペレットを実施例と同じ量で石膏に分散混合し
て前記キャビティーに注入し、前記防油シートと不織布
とを重ねて貼り合わせたものと同じものを不織布側が下
になるようにして、その上全体に重ね合わせ、常温で３
０分間放置した。その後、離型し、乾燥させて、防油シ
ートで挟まれたセメント硬化体の中に蓄熱ペレットが散
在している蓄熱ボードを得た。この蓄熱ボードは、実施
例のものと同じ大きさであった。

実施例および比較例の各蓄熱ボードについて、蓄熱材の
染み出し、比重、曲げ破壊荷重（ＪＩＳ曲げ試験による
）を澗べた。比重および曲げ破壊荷重は第１表のとおり
である。

第　　　１　　　表 比較例のものは、石膏が吸水性を有するため、相変化の
過程では一時的に染み出しを吸収し、短期間では実施例
との有意差はなかった。しかし、長期的には、比較例の
ものは染み出しがあったのに、実施例の方は染み出しが
なく有意差が見られた。また、実施例のものは、比較例
のものに比べ、比重が小さく、しかも、曲げ破壊荷重が
強かった。

〔発明の効果〕

この発明にかかる蓄熱ボードは、以上のように、有機系
蓄熱材が組み込まれた蓄熱ペレットが樹脂バインダーで
固着されてなるので、蓄熱材が液相に相転移しても染み
出すのを防ぐことができ、軽量でしかも衝撃強度が増し
ている。このため、運搬、施工性に優れる。また、蓄熱
ペレット間が、空気よりも熱伝導率の高い樹脂層で充填
されているので、ボード全体での熱伝導率が向上し、蓄
放熱効率に優れる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にかかる蓄熱ボードの第１実施例を模
式的に表す断面図、第２図は第２実施例を模式的に表す
断面図、第３図は第３実施例を模式的に表す断面である
。 １・・・蓄熱ペレット　２・・・樹脂バインダー　８゜
１８．２８・・・蓄熱ボード 代理人　弁理士　　松　本　武　彦

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）有機系潜熱蓄熱材が組み込まれた蓄熱ペレットが
   樹脂バインダーで固着されてなる蓄熱ボード。
2. （２）樹脂バインダーが発泡体である特許請求の範囲第
   １項記載の蓄熱ボード。
3. （３）表面に防油シートが積層されている特許請求の範
   囲第１項または第２項記載の蓄熱ボード。