WO2015174523A1 - 多孔質基材中に潜熱蓄熱材が含浸された蓄熱体及びその製造方法 - Google Patents

多孔質基材中に潜熱蓄熱材が含浸された蓄熱体及びその製造方法 Download PDF

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WO2015174523A1
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storage material
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latent heat
base material
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PCT/JP2015/064046
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正伸 川添
治郎 西尾
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永大産業株式会社
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    • F28D20/00Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
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    • F28D20/023Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat the latent heat storage material being enclosed in granular particles or dispersed in a porous, fibrous or cellular structure
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    • C09K5/02Materials undergoing a change of physical state when used
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F28D2020/0017Particular heat storage apparatus the heat storage material being enclosed in porous or cellular or fibrous structures
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14Thermal energy storage

Definitions

  • the present invention relates to a heat storage body that can be used for various uses such as building materials and a method for manufacturing the same.
  • Recent homes as represented by smart houses, are aiming to create a comfortable and non-carbon-emitting house with the keywords “energy saving”, “energy creation” and “energy storage”.
  • energy saving energy saving
  • energy creation energy creation
  • energy storage energy storage
  • natural energy such as sunlight, heat energy generated by an air conditioner or the like, or heat energy generated in daily life, etc. is stored in the latent heat storage material to absorb heat and dissipate against fluctuations in the outside air temperature. Proposals and attempts have been made to minimize the temperature change of.
  • Patent Documents 1 to 6 are cited as documents disclosing a technique for combining a latent heat storage material and a building material in order to impart heat storage properties to the building material.
  • Patent Document 1 discloses a technique for dispersing microcapsules enclosing a latent heat storage material in a solid medium such as cellulose fiber.
  • Patent Document 2 discloses a technique for absorbing a latent heat storage material on a board made of kenaf core.
  • Patent Document 3 discloses a technique for incorporating a latent heat storage material into a matrix made of an inorganic cementitious material.
  • Patent Document 4 discloses a technique for dispersing pellets containing a latent heat storage material on a base material such as gypsum and concrete.
  • Patent Document 5 discloses a technique of laminating a heat storage sheet impregnated or coated with microcapsules containing a latent heat storage material on one side or the inner surface of a gypsum board.
  • Patent Document 6 discloses a heat storage body in which a porous material such as a gypsum board is impregnated with a molten mixture of an ethylene- ⁇ -olefin copolymer having a predetermined density and a latent heat storage body.
  • the latent heat storage material uses latent heat required for the phase transition between the solid phase and the liquid phase, the outflow of liquid becomes a problem. If the porous base material is simply impregnated with the latent heat storage material as in Patent Document 2, the leakage (outflow) of the latent heat storage material from the porous substrate cannot be avoided at a temperature equal to or higher than the melting point of the latent heat storage material. Therefore, in Patent Document 4, the pellet is formed by dispersing the latent heat storage material in a polyolefin matrix to reduce the seepage when the latent heat storage material is melted. In Patent Document 6, the exudation of the latent heat storage material is reduced by adding an ethylene- ⁇ -olefin copolymer having a predetermined density. However, the conventional technique for preventing the latent heat storage material from seeping out from the porous base material is not sufficient, and further improvement is required.
  • Patent Documents 7 to 11 disclose a technique for preventing the leakage of the latent heat storage material by combining a latent heat storage material such as paraffin and a polymer compound.
  • a latent heat storage material such as paraffin and a polymer compound.
  • the heat storage material composition disclosed in these documents is impregnated into a porous base material such as a wooden building material, and the heat storage material composition alone is used as a heat storage body. Since such a heat storage material composition has a high viscosity at the time of melting, there has been a problem that it cannot be used for applications in which the porous substrate is impregnated.
  • the present invention aims to solve the problem of suppressing the outflow of the latent heat storage material from the porous substrate in the heat storage body including the porous substrate and the latent heat storage material impregnated in the porous substrate.
  • a heat storage body including a porous base material and a heat storage material composition impregnated in the porous base material
  • the present inventors have used a hydrogenated styrene system having a weight average molecular weight in a specific range as the heat storage material composition.
  • a latent heat storage material to which a thermoplastic elastomer is added in a specific amount is used, it has been found that the outflow of the latent heat storage material from the porous base material can be suppressed, and the present invention has been completed.
  • the heat storage body according to the present invention is a heat storage body including at least a porous base material and a heat storage material composition impregnated in the porous base material, wherein the heat storage material composition has a latent heat.
  • a heat storage material and a hydrogenated styrene thermoplastic elastomer are contained, the weight average molecular weight of the hydrogenated styrene thermoplastic elastomer is X ⁇ 10 4, and relative to 100 parts by mass of the latent heat storage material in the heat storage material composition
  • the amount of the hydrogenated styrene thermoplastic elastomer is Y parts by mass, the following conditions: 5 ⁇ X ⁇ 17; 5 ⁇ Y ⁇ 25; When 5 ⁇ X ⁇ 10, Y ⁇ ⁇ 2X + 25; and when 14 ⁇ X ⁇ 17, Y ⁇ ⁇ 5X + 90 It is characterized by satisfying. In this specification, these conditions may be referred to as “condition (1)”.
  • the present invention it is possible to suppress the outflow of the latent heat storage material and the heat storage material composition including the latent heat storage material from the porous base material, and the viscosity of the heat storage material composition is sufficiently low so that the porous base material is impregnated. Is possible.
  • the heat storage material composition is a composition that becomes a liquid melt having a viscosity measured by a B-type viscometer of 500 mPa ⁇ s or less at 100 ° C. Such a heat storage material composition is more easily impregnated into the porous substrate.
  • X that satisfies the above condition is further limited to a range of 7.5 to 15.
  • the latent heat storage material and the heat storage material composition containing the latent heat storage material can be prevented from flowing out of the porous substrate, and the viscosity of the heat storage material composition when melted is sufficiently low to facilitate the impregnation of the porous substrate. The effect is particularly high.
  • condition (2) When 5 ⁇ X ⁇ 10, Y ⁇ ⁇ 2X + 30, and Y ⁇ ⁇ X + 30 Satisfied, When 10 ⁇ X ⁇ 14, Y ⁇ ⁇ (5/7) X + (120/7) and Y ⁇ ⁇ 1.25X + 32.5 Satisfied, When 14 ⁇ X ⁇ 17, Y ⁇ ⁇ (5/7) X + (120/7) and Y ⁇ ⁇ (10/3) X + (185/3) Satisfied. In this specification, these conditions may be referred to as “condition (2)”.
  • the outflow of the latent heat storage material and the heat storage material composition containing the latent heat storage material from the porous base material can be suppressed, and the viscosity of the heat storage material composition when melted is sufficiently low to easily impregnate the porous base material.
  • the effect of becoming is particularly high.
  • the porous substrate is a porous substrate having a plurality of holes opened on the surface.
  • the porous base material is preferably impregnated with the heat storage material composition, which is preferable.
  • a method for producing a heat storage body having the above-described characteristics i.e., a solution obtained by melting the heat storage material composition into a liquid state, the heat storage material composition is Also disclosed is a method comprising an impregnation step of impregnating so as to penetrate into the interior of the porous substrate. Since the heat storage material composition has a sufficiently low viscosity when melted, it can easily penetrate into the pores inside the porous substrate. Therefore, according to the manufacturing method of the heat storage body of this invention, it is possible to manufacture easily the heat storage body by which the outflow from the porous base material of the heat storage material composition was suppressed.
  • the present invention also provides a building material including or consisting of the heat storage body according to the present invention.
  • the present invention also provides the use of the heat storage body according to the present invention in building materials or as building materials.
  • the latent heat storage material in a heat storage body including a porous substrate and a latent heat storage material impregnated in the porous substrate, includes the latent heat storage material and a hydrogenated styrene thermoplastic elastomer.
  • FIG. A shows the relationship between the amount added and the viscosity when a fixing agent having a weight average molecular weight of 50,000 is used.
  • B shows the relationship between the amount added and the viscosity when a fixing agent having a weight average molecular weight of 100,000 is used.
  • C shows the relationship between the amount added and the viscosity when a fixing agent having a weight average molecular weight of 140,000 is used. This is a continuation of FIG. 2-1.
  • D shows the relationship between the amount added and the viscosity when a fixing agent having a weight average molecular weight of 170,000 is used.
  • E shows the relationship between the amount added and the viscosity when a fixing agent having a weight average molecular weight of 210,000 is used. It is a graph which shows the change of the impregnation rate to the board at the time of changing the molecular weight and addition amount of a fixing agent which were confirmed in Test 3.
  • FIG. A shows the relationship between the amount added and the impregnation rate when a fixing agent having a weight average molecular weight of 50,000 is used.
  • B shows the relationship between the amount added and the impregnation rate when a fixing agent having a weight average molecular weight of 100,000 is used.
  • C shows the relationship between the amount added and the impregnation rate when a fixing agent having a weight average molecular weight of 140,000 is used.
  • FIG. D shows the relationship between the amount added and the impregnation rate when a fixing agent having a weight average molecular weight of 170,000 is used.
  • E shows the relationship between the amount added and the impregnation rate when a fixing agent having a weight average molecular weight of 210,000 is used. It is the figure which evaluated and evaluated the influence which the molecular weight and addition amount of a fixing agent confirmed in the test 3 have on the impregnation property and elution resistance to a board, and are plotted.
  • FIG. 6 is a schematic diagram for explaining a process of forming a plurality of holes 101 by insizing a porous substrate 100 with an insizing blade 70.
  • FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the arrangement of a plurality of holes 101 formed on the surface of a porous substrate 100 by insizing.
  • FIG. FIG. 8-2B A schematic view of the XX cross section of the hole 101 shown in FIG. 8-1.
  • FIG. 8-2C is a YY sectional view of the hole 101 shown in FIG. 8-1.
  • FIG. 9A is a view of the through hole 901 viewed from a direction perpendicular to the surface S 1 of the porous substrate 100.
  • FIG. 9B is a schematic diagram of an AA cross section of the through hole 901 shown in FIG. 9A.
  • FIG. 10A is a view of the hole 1001 as seen from a direction perpendicular to the surface S 1 of the porous substrate 100.
  • FIG. 10B is a schematic diagram of a BB cross section of the hole 1001 shown in FIG. 10A.
  • the porous substrate that can be used in the present invention is a substrate having fine voids that can be impregnated and retained with the heat storage material composition.
  • the fine voids are voids of the base material itself. Specifically, one or more materials (for example, plant fibers such as wood fibers, small pieces of plant bodies such as wood fragments, wood materials (single plates, square materials) Etc.), a base material composed of plant tissues such as wood tissue, inorganic fibers, minerals) artificially or naturally, between the one or more materials constituting the base material, and / or Or it is the space
  • These fine voids are not holes formed by physical processing such as insizing the porous substrate, which will be described later.
  • the plant-based substrate described later is a group composed of one or two or more plant materials (for example, plant fibers, plant pieces, wood materials, plant tissues) artificially or naturally assembled. If the plant base material has at least one of fine voids formed inside individual materials and fine voids formed between the adjacent materials, it is porous. It can be used as a quality substrate. Examples of the porous substrate that can be used in the present invention include a plant-based substrate, an inorganic fiber substrate, a mineral substrate, and a composite substrate in which two or more of these are combined.
  • the overall shape of the porous substrate is not particularly limited, and may be various shapes such as a plate shape, a column shape, and a block shape. Moreover, the porous substrate of various shapes may be subjected to bending. Here, the bending process may be performed before the step of impregnating the heat storage material composition, or may be performed after the step.
  • the thickness is not particularly limited, but is usually 3 to 30 mm, preferably 5 to 20 mm. It is preferable that the entire porous base material is impregnated with the heat storage material composition. However, the present invention is not limited to this, and only a part of the surface layer portion of the porous base material may be impregnated with the heat storage material composition. .
  • the density of the porous substrate is preferably 0.1 g / cm 3 or more, more preferably 0.2 g / cm 3 or more, Preferably it is less than 0.9 g / cm 3 .
  • the density of the porous substrate is preferably low in order to increase the impregnation rate. For example, it is less than 0.8 g / cm 3 , 0.7 g / cm 3 or less, 0.6 g / cm 3. Or a density of 0.5 g / cm 3 or less is preferred.
  • the more preferable density range for the individual porous substrate is as described later.
  • a plant base material that can be used as a porous base material
  • examples thereof include natural plant bases formed by naturally gathering the above plant materials (plant tissues and the like).
  • the artificial plant substrate include a molded body obtained by accumulating plant materials, a laminated material, a plywood, an LVL (single plate laminate), and the like.
  • the molded body obtained by accumulating plant materials include plant fibers such as wood fibers, and base materials obtained by accumulating and molding one or more kinds selected from small pieces of plant bodies such as wood fragments.
  • a wood molded body selected from a base material on which wood fibers are accumulated and a base material on which wood pieces are accumulated is preferable.
  • the plant materials are bonded to each other through an adhesive as necessary.
  • an adhesive agent is not specifically limited, For example, 1 or more types selected from the group which consists of an isocyanate type adhesive agent, a phenol formaldehyde type adhesive agent, a urea formaldehyde type adhesive agent, and a melamine formaldehyde type adhesive agent can be used.
  • the base material on which the plant fibers is accumulated has fine voids between the plant fibers, a large amount of the heat storage material composition can be impregnated.
  • the base material on which the plant fibers are accumulated is obtained by mixing the plant fibers with an adhesive as necessary and accumulating and pressing the fibers into a desired shape such as a board shape (plate shape), a column shape, or a block shape. It is done.
  • an adhesive agent is not specifically limited, For example, 1 or more types selected from the group which consists of an isocyanate type adhesive agent, a phenol formaldehyde type adhesive agent, a urea formaldehyde type adhesive agent, and a melamine formaldehyde type adhesive agent can be used.
  • a wood fiber is preferable, and as the wood fiber, a wood fiber such as southern sea wood (Lawan etc.), conifer (pine, cedar etc.) can be used.
  • the density of the substrate on which the plant fibers are accumulated is preferably in the range of 0.1 g / cm 3 or more and less than 0.8 g / cm 3 , and in this range, it is particularly 0.2 g / cm 3 or more.
  • it is 0.5 g / cm 3 or less, more preferably 0.4 g / cm 3 or less, more preferably 0.35 g / cm 3 or less, and 0.3 g / cm 3 or less.
  • Typical examples of the base material on which plant fibers such as wood fibers are accumulated include wood fiber boards such as medium density fiber boards (MDF) and insulation boards.
  • the insulation board is formed by using a plant such as wood in the form of a fiber as a raw material, and the density is less than 0.35 g / cm 3 , and the density is 0.3 g / cm 3. The following is preferable, and 0.2 to 0.3 g / cm 3 is particularly preferable.
  • the medium density fiberboard (MDF) is formed by using a material such as wood made of fiber as a raw material, and has a density of 0.35 g / cm 3 or more and less than 0.8 g / cm 3 . Refers to things.
  • a substrate on which small pieces of plant bodies such as wooden pieces are accumulated also has fine voids between the small pieces of plants and inside the small pieces of each plant body, so that it can be impregnated with a large amount of the heat storage material composition.
  • the base material on which the small pieces of the plant body are accumulated is mixed with the adhesive as necessary, and then collected and pressed into a desired shape such as a board shape (plate shape), a column shape, or a block shape. Can be obtained.
  • an adhesive agent is not specifically limited, For example, 1 or more types selected from the group which consists of an isocyanate type adhesive agent, a phenol formaldehyde type adhesive agent, a urea formaldehyde type adhesive agent, and a melamine formaldehyde type adhesive agent can be used.
  • Small pieces of plant bodies such as woody pieces typically comprise at least one form selected from chips, flakes, wafers and strands.
  • a wooden piece is preferable, and as the wooden piece, a wooden piece such as southern sea wood (Lawan etc.), conifer (pine, cedar etc.) can be used.
  • pressure heating molding may be performed.
  • the density of the substrate on which the small pieces of the plant are accumulated is preferably in the range of 0.1 g / cm 3 or more and less than 0.9 g / cm 3 , and particularly within this range, 0.6 g / cm 3 or less. It is preferably 0.5 g / cm 3 or less, more preferably 0.2 g / cm 3 or more, more preferably 0.3 g / cm 3 or more, and 0.4 g / Cm 3 or more is more preferable, and 0.3 to 0.5 g / cm 3 is more preferable.
  • Typical examples of the base material on which small pieces of plant bodies are accumulated include particle board (PB) and oriented strand board (OSB). Typically, both PB and OSB have a density of 0.4 g / cm 3 or more and less than 0.9 g / cm 3 .
  • the inorganic fiber base material examples include those made of rock fiber, glass wool, carbon fiber, metal fiber or the like as a base material and formed into a board shape (plate shape), a column shape, a block shape, or the like. Since the inorganic fiber base material has fine voids between the inorganic fibers, it can be impregnated with a large amount of the heat storage material composition.
  • the density of the inorganic fiber substrate such as a rock wool substrate is preferably in the above range as the density of the porous substrate, more preferably 0.25 g / cm 3 or more, and more preferably 0.5 g / cm 2. cm 3 or less.
  • the mineral base material examples include base materials (mineral board) in which mineral substances are formed into a board shape, such as gypsum board, calcium silicate board, and ALC (lightweight cellular concrete) board. Since the mineral base material has fine voids formed in the mineral structure constituting the base material, a large amount of the heat storage material composition can be impregnated.
  • the porous substrate used in the present invention is more preferably a porous substrate in which a plurality of holes opened on the surface are formed. With this configuration, the surface area of the porous base material is increased, the heat storage material composition is easily impregnated in the porous base material, and the time required for the impregnation step described later can be shortened. Specifically, as shown in FIG. 8A, a porous substrate 100 in which a plurality of holes 101 opened on the surfaces S 1 and S 2 is formed is used.
  • the plurality of holes can be formed by processing such as insizing or drilling using a drill after the porous substrate is formed.
  • the porous substrate is a porous substrate formed by molding
  • the plurality of holes are formed by molding using a mold in which protrusions corresponding to the plurality of holes are arranged. Can be formed.
  • “a plurality of holes opened on the surface” formed in the porous substrate is a hole formed by these physical processes, and the fine voids possessed by the porous substrate itself are Different.
  • the density of the porous base material before impregnation with the heat storage material composition is the same as that described above for the porous base material in which a plurality of holes opened on the surface are formed. And the density of the porous base material in the state before impregnation of a thermal storage material composition is pointed out.
  • Insizing is a process of forming a plurality of holes by piercing the surface of a porous substrate with a blade, a needle, a laser beam or the like. Insizing can be suitably used for the various porous substrates described above.
  • the insizing with the blade is performed by pressing a roll-shaped incising blade 70 having a plurality of pushing blades 72 protruding on the circumferential surface against the surface of the porous substrate as shown in FIG. It can be implemented by rotating around.
  • the pushing blade 72 is sequentially pushed into the surface of the porous substrate, the pushed pushing blades 72 are sequentially pulled out, and the surface of the porous substrate into which the pushing blade 72 is pushed is torn and spread.
  • a large number of holes opened in the surface are formed.
  • Each of the plurality of holes formed in the porous substrate preferably has an opening area on the surface of the porous substrate of 0.2 mm 2 or more, more preferably 1 mm 2 or more, more preferably It is 2 mm 2 or more, more preferably 20 mm 2 or less, more preferably 15 mm 2 or less, and more preferably 10 mm 2 or less.
  • the shape of the opening of each of the plurality of holes is not particularly limited, but may be a quadrangle (including a linear quadrangle that is long in one direction), a polygon such as a triangle, a circle, an ellipse, or the like. It can be various shapes such as a shape in which two or more are flattened.
  • the largest width among the widths in the short direction is preferably 0.5 to 3 mm. More preferably, it is 0.5 to 2 mm, and the largest width in the longitudinal direction is preferably 2 to 20 mm, more preferably 3 to 10 mm.
  • the distance (that is, the depth) along the direction perpendicular to the surface from the opening to the bottom of each of the plurality of holes formed in the porous substrate is not particularly limited, but preferably 3 mm or more, More preferably, it is 4 mm or more, More preferably, it is 20 mm or less, More preferably, it is 15 mm or less.
  • the porous substrate is a plate-shaped, of the plate-like porous substrate, when the thickness at the position where each hole is formed and the T 1, each of the depth of the plurality of holes are preferably the 0.3T 1 ⁇ 1.0T 1, more preferably, to 0.4T 1 ⁇ 0.9T 1.
  • the plurality of holes are formed in at least one of the two main surfaces of the plate-like porous substrate, and preferably in at least some of the regions. Further, when only the impregnating heat storage material composition portion of the surface layer of the porous substrate, the surface layer portion, when the thickness from the surface at the position where the holes are formed and the T 2, the each depth of the plurality of holes formed on the surface of the surface layer portion is 0.3T 2 ⁇ 1.0T 2, more preferably, to 0.4T 2 ⁇ 0.9T 2.
  • the shape of the hole is not particularly limited.
  • One embodiment of the hole for example, as shown in Figure 8-2, a hole 101 having a bottom extending in a direction perpendicular to the surface S 1 of the porous substrate 100.
  • Another embodiment of the hole is a through hole 901 that penetrates the porous substrate 100 shown in FIG.
  • the through hole 901 has openings formed on a plurality of surfaces S 1 and S 2 of the porous substrate 100.
  • Another embodiment of the hole shown in FIG. 10, a hole 1001 having a bottom extending in a direction at an acute angle with respect to the surface S 1 of the porous substrate 100.
  • a through hole extending in a direction that forms an acute angle with the surface S 1 of the porous substrate 100 can be cited.
  • the bottomed hole 1001 and the modified example can be easily formed by insizing using a laser beam.
  • the hole may be a bottomed hole or a through hole having a bent cross-sectional shape by a plane perpendicular to the surface S 1 of the porous substrate 100.
  • the plurality of holes formed in the porous base material may be formed in at least a part of the surface of the porous base material, preferably the surface of the part to be impregnated with the heat storage material composition. preferable.
  • the plurality of holes are preferably formed in a dispersed manner in at least a part of the surface of the porous substrate.
  • the density of the holes in the region is not particularly limited, but the number of the holes per unit area of the region is preferably 500 / m 2 or more, more preferably 1000 / m 2 or more, more preferably 2000 pieces / m 2 or more, more preferably 3000 pieces / m 2 or more, preferably 20000 pieces / m 2 or less, more preferably 15000 pieces / m 2 or less, more preferably 10,000 pieces / m 2 or less, more preferably 8000
  • the holes are dispersed and formed in the region so as to be equal to or less than pieces / m 2 . At this time, a pattern in which the plurality of holes are dispersed is formed in the region.
  • the porous substrate is plate-like, preferably at least one of the two main surfaces of the plate-like porous substrate, more preferably both, at least some regions, preferably all regions, The plurality of holes are formed. Further, when the porous substrate is columnar, it is preferable that the plurality of holes are formed in at least a part of the side surface of the columnar porous substrate, preferably in the entire region.
  • the heat storage material composition contained in the heat storage body of the present invention includes at least a latent heat storage material and a predetermined hydrogenated styrene-based thermoplastic elastomer.
  • the latent heat storage material that can be used in the present invention is not particularly limited as long as it is a material that can change between a solid and a liquid (phase change material), but is typically applied by sunlight. It is a latent heat storage material that changes its phase from solid to liquid due to solar heat, heat from indoor heating, etc., preferably the phase change temperature (melting point) of the latent heat storage material is 5 ° C. It is in the range of ⁇ 60 ° C., more preferably 15 ° C. or more, more preferably 18 ° C. or more, more preferably 35 ° C. or less, more preferably 28 ° C. or less, more preferably 15 ° C. or more. It is in the range of 35 ° C, more preferably in the range of 18 ° C to 28 ° C. In this specification, the phase change temperature and the melting point refer to values at 1 atm. The phase change temperature is also called a phase transition temperature.
  • the latent heat storage material is composed of at least one selected from the group consisting of n-hexadecane, n-heptadecane, n-octadecane, and n-nonadecane (may be a mixture of two or more) or the like Saturated aliphatic hydrocarbons (preferably linear saturated aliphatic hydrocarbons) such as n-paraffins and paraffin waxes, including the at least one, typically having a carbon number in the range of 16 to 24 carbon atoms; At least one selected from the group consisting of 1-hexadecene, 1-heptadecene, 1-octadecene, 1-nonadecene, 1-eicosene, etc.
  • Saturated aliphatic hydrocarbons preferably linear saturated aliphatic hydrocarbons
  • n-paraffins and paraffin waxes including the at least one, typically having a carbon number in the range of 16 to 24 carbon atoms
  • ⁇ -olefins preferably linear ⁇ -olefins
  • monovalent or polyunsaturated aliphatic hydrocarbons such as olefins; a group consisting of octanoic acid, capric acid, lauric acid, and myristic acid Typically comprising 6 to 24 carbon atoms, preferably 8 to 14 carbon atoms, or comprising at least one kind selected from the above (may be a mixture of two or more)
  • Examples thereof include medium-chain or long-chain fatty acids having a carbon number within the range; esters of the above fatty acids; polyether compounds such as polyethylene glycol.
  • the latent heat storage material is selected from the group consisting of the saturated aliphatic hydrocarbon, the monovalent or polyunsaturated aliphatic hydrocarbon, the medium chain or long chain fatty acid, the ester of the fatty acid, and the polyether compound.
  • One or a mixture of two or more, more preferably one or a mixture of two or more selected from the group consisting of the saturated aliphatic hydrocarbons and the monovalent or polyunsaturated aliphatic hydrocarbons More preferably, it is one or a mixture of two or more selected from the group consisting of the saturated aliphatic hydrocarbon and the ⁇ -olefin.
  • n-octadecane is selected if it melts at 28 ° C.
  • n-hexadecane is selected if it melts at 18 ° C.
  • the ⁇ -olefin is used as the latent heat storage material
  • a mixture of a plurality of types of ⁇ -olefins having different carbon numbers can be used.
  • the mixture of ⁇ -olefins may be a mixture of a plurality of types of ⁇ -olefins so as to exhibit a phase change temperature in the above range.
  • (1) 40 with respect to the total amount of ⁇ -olefins A mixture containing at least 60% by mass of an ⁇ -olefin having 20 carbon atoms and (2) 25-55% by mass of an ⁇ -olefin having 22 carbon atoms is preferable, and the mixture contains an ⁇ -olefin having another carbon number.
  • the mixture contains an ⁇ -olefin having another carbon number.
  • One or more of the ⁇ -olefins of formula 26 may further be included, and more preferably, among the above (1) to (5), two or more kinds of ⁇ including at least the above (1) and (2) -A mixture of olefins That.
  • the ⁇ -olefin may be a straight-chain molecule or a branched-chain molecule, or a mixture of a straight-chain molecule and a branched-chain molecule, but the straight-chain molecule is more branched than the ⁇ -olefin having the same carbon number.
  • the linear molecule is a main component of the whole ⁇ -olefin, for example, more than 50% by mass, preferably 60% by mass or more, preferably 70% by mass or more, preferably 80% by mass, preferably It is preferable to use an ⁇ -olefin of 85% by mass or more. Further, it is preferable to use an ⁇ -olefin having a linear molecule as a main component, preferably in the above ratio, in each carbon number ⁇ -olefin molecule.
  • Hydrogenated styrene thermoplastic elastomers include styrene-ethylene / butylene-styrene block copolymer (SEBS), styrene-ethylene / propylene block copolymer (SEP), styrene-ethylene / propylene-styrene block copolymer ( SEPS) and at least one selected from the group consisting of styrene-ethylene-ethylene / propylene-styrene block copolymer (SEEPS) (may be a mixture of two or more) can be used.
  • SEEPS styrene-ethylene / butylene-styrene block copolymer
  • SEEPS styrene-ethylene / propylene block copolymer
  • SEEPS styrene-ethylene / propylene-styrene block copolymer
  • SEBS polystyrene-ethylene / butylene-styrene block copolymer
  • SEEPS styrene-ethylene-ethylene / propylene-styrene block copolymer
  • SEBS is polystyrene-poly (ethylene / butylene) -polystyrene block copolymer
  • SEP is polystyrene-poly (ethylene / propylene) block copolymer
  • SEPS is polystyrene-poly (ethylene / propylene) -polystyrene block copolymer.
  • SEEPS can also be expressed as polystyrene-poly (ethylene-ethylene / propylene) -polystyrene block copolymer, respectively.
  • the range of the styrene content in the hydrogenated styrene-based thermoplastic elastomer is not particularly limited, but the styrene content is preferably in the range of 25 to 35% by mass with respect to the whole molecule.
  • the hydrogenated styrene system is used.
  • the weight average molecular weight of the thermoplastic elastomer is X ⁇ 10 4
  • the amount of the hydrogenated styrene-based thermoplastic elastomer with respect to 100 parts by mass of the latent heat storage material in the heat storage material composition is Y parts by mass
  • the horizontal axis indicates the weight average molecular weight of the hydrogenated styrene thermoplastic elastomer, and the vertical axis indicates the amount added.
  • FIG. 4 the result of comprehensively evaluating the impregnation property of the heat storage material composition into the porous substrate and the elution resistance from the substrate is shown in three stages. Details of the evaluation index are as detailed in Test 3.
  • a straight line including the line segments A to K is expressed by the following mathematical formula.
  • the range of (X, Y) that satisfies the above condition (1) of the present invention corresponds to a region surrounded by straight lines A to F in FIG.
  • the heat storage material composition in which X and Y satisfy the above condition (1) hardly flows out of the porous base material (it does not liquefy when heated at 40 ° C., and the latent heat storage material does not bleed out). It is understood that the porous substrate can be impregnated (viscosity measured with a B-type viscometer when melted at 100 ° C. is 500 mPa ⁇ sec or less).
  • a heat storage material composition in which X and Y satisfy the above condition (2).
  • the range of (X, Y) that satisfies the condition (2) corresponds to a region surrounded by straight lines A, G, H, I, J, and K in FIG. From the results of Test 3 (FIG. 4), it can be said that when the condition (2) is satisfied, the effect that the porous substrate is difficult to flow out and the porous substrate can be impregnated is particularly high.
  • the weight average molecular weight of the hydrogenated styrene thermoplastic elastomer is preferably 60,000 or more (X ⁇ 6), more preferably 75,000 or more (X ⁇ 7). 5), more preferably 850,000 or more (X ⁇ 8.5), and most preferably 90,000 or more (X ⁇ 9).
  • the weight average molecular weight of the hydrogenated styrene thermoplastic elastomer is preferably 160,000 or less (X ⁇ 16), more preferably 150,000 or less (X ⁇ 15), and most preferably 140,000 or less (X ⁇ 14).
  • the weight average molecular weight of the hydrogenated styrene thermoplastic elastomer is within this range, the outflow of the heat storage material composition from the porous base material can be suppressed and the viscosity of the heat storage material composition when melted is sufficiently low.
  • the effect of facilitating the impregnation into is particularly high.
  • the weight average molecular weight is obtained as a standard polystyrene equivalent value based on measurement by gel permeation chromatography (GPC).
  • GPC gel permeation chromatography
  • Tetrahydrofuran can be used as an eluent during GPC measurement.
  • a column for GPC a column in which TSKgel GMHXL, TSKgel G4000HXL, and TSKgel G5000HXL manufactured by Tosoh Corporation are connected in series can be used.
  • a gel permeation chromatograph (HLC-8020) manufactured by Tosoh Corporation can be used.
  • the range of the amount of hydrogenated styrene thermoplastic elastomer added is not particularly limited as long as it satisfies the above condition (1) or (2), but preferably the amount of hydrogenated styrene thermoplastic elastomer added is the latent heat storage. 25 parts by mass or less (Y ⁇ 25), more preferably 20 parts by mass or less (Y ⁇ 20), and further preferably 17.5 parts by mass or less (Y ⁇ 17.5) with respect to 100 parts by mass of the material.
  • the heat storage material composition comprises 6 parts by mass or more (Y ⁇ 6), more preferably 7.5 parts by mass or more (100 parts by mass) of the hydrogenated styrene-based thermoplastic elastomer with respect to 100 parts by mass of the latent heat storage material. Y ⁇ 7.5) contained.
  • the addition amount (Y) of the hydrogenated styrene thermoplastic elastomer is in the above range, the heat storage material composition can be prevented from flowing out of the porous base material, and the viscosity of the heat storage material composition at the time of melting is sufficiently low and porous. The effect of facilitating the impregnation of the substrate is particularly high.
  • the heat storage material composition has a viscosity measured with a B-type viscometer at 100 ° C., preferably 1000 mPa ⁇ s or less, more preferably 500 mPa ⁇ s or less, still more preferably 150 mPa ⁇ s or less, and most preferably 100 mPa ⁇ s. It is preferable to prepare the following liquid melt. This viscosity range is preferable because the heat storage material composition is easily impregnated into the porous substrate.
  • the viscosity was measured by a method using a Brookfield type rotational viscometer (B type viscometer) specified in JIS Z8803-2011 and JIS K7117-1.
  • B type viscometer As a B-type viscometer, ABS-100 manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd. was used, and the measurement was performed under the conditions of rotor size: NO1 and rotation speed: 6-60 rpm.
  • ⁇ Manufacturing method of heat storage body> The heat storage body of the present invention is an impregnation step of impregnating a porous base material so that the heat storage material composition is melted so that the heat storage material composition penetrates into the porous base material. It can manufacture by the method containing.
  • the melt of the heat storage material composition can be formed by coexisting the latent heat storage material and the hydrogenated styrene-based thermoplastic elastomer, heating them to a temperature at which both become liquid, and mixing them.
  • the temperature at which both become liquid is preferably 80 to 140 ° C, more preferably 100 to 130 ° C.
  • the heat storage material composition 5a is immersed in the liquid heat storage material composition 5a melted in the tank 9 to immerse the heat storage material composition 5a in the porous substrate. It penetrates into the inside of la (inside the gap).
  • the time for immersing the porous base material 1a in the liquid heat storage material composition 5a can be adjusted as appropriate according to the type of the porous base material and the heat storage material composition. It can be adjusted appropriately so that it can be achieved.
  • the molten heat storage material composition 5a is allowed to flow or be applied to the surface of the porous substrate 1a so that the heat storage material composition is placed inside (in the voids) of the porous substrate. Infiltrate.
  • the conditions for the impregnation step can be adjusted as appropriate so that the value of the impregnation rate described below can be achieved.
  • the porous base material 1 impregnated with the heat storage material composition (that is, the heat storage body) 1 is cooled by any means such as cooling to solidify the heat storage material composition 5a (solidification step). It is done. As shown in FIG. 1, the heat storage material composition attached to the surface of the porous substrate 1 by standing the porous substrate 1 after the impregnation step and standing, as necessary, before the solidification step. You may perform the draining which removes 5a and a part of thermal storage material composition 5a impregnated inside.
  • the thermal storage material composition 5a adhering to the surface of the porous base material 1 after an impregnation process is made into the scraper at any one or more time points before, during and after the solidification of the thermal storage material composition 5a. Etc. can also be used.
  • the heat storage body of the present invention The content of the heat storage material composition of the heat storage body of the present invention can be represented by an impregnation rate (%) represented by the following formula.
  • the impregnation rate in the heat storage body of the present invention is not particularly limited, it is preferably 80% or more, more preferably 100% or more, more preferably 120% or more, more preferably 150% or more, More preferably, it is 170% or more, more preferably 175% or more, and particularly preferably 180% or more.
  • the upper limit of the impregnation rate is not particularly limited, but is usually 250% or less, and typically 230% or less.
  • the heat storage body of the present invention can be used as a material constituting a part of a building such as a floor, a ceiling, a roof, an inner wall, an outer wall, etc., alone or in combination with other materials, thereby imparting heat storage properties to the part. it can.
  • the cooling / heating load can be reduced.
  • heat energy from an air conditioner can be stored at night to use heat in the daytime, Thermal energy can also be stored during the day to use heat at night.
  • a first heat storage material in which a porous substrate is impregnated with a heat storage material composition containing a latent heat storage material having a melting point of 28 ° C. and a heat storage material composition containing a latent heat storage material having a melting point of 18 ° C. are used as the porous substrate.
  • the impregnated second heat storage body is installed on the inner wall surface of the building, the latent heat storage material having a melting point of 28 ° C. in the first heat storage body can undergo phase transition at a high summer temperature, and the second heat storage body Since the latent heat storage material having a melting point of 18 ° C. in the body can undergo a phase transition at a low temperature in winter, the temperature change in the room indoors can be reduced. Thereby, it is possible to reduce the annual energy consumption (power consumption) by the air conditioner.
  • the present inventors also calculated the heat flux passing through the wall where the first heat storage body and the second heat storage body were installed from the experimental data, and the air conditioning load in summer and winter could be reduced. It was confirmed. Specifically, it was confirmed that the heat load in the room during the day is reduced by at least 30% by installing a heat storage body on the wall surface and operating the air conditioner at night to store heat.
  • the viscosity was measured by a method using a Brookfield type rotational viscometer (B type viscometer) specified in JIS Z8803-2011 and JIS K7117-1.
  • B type viscometer As a B-type viscometer, ABS-100 manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd. was used, and the measurement was performed under the conditions of rotor size: NO1 and rotation speed: 6-60 rpm.
  • the weight average molecular weight of the thermoplastic elastomer was determined as a standard polystyrene conversion value based on measurement by gel permeation chromatography (GPC) under the following conditions.
  • Measuring instrument Gel permeation chromatograph (HLC-8020) manufactured by Tosoh Corporation Column: TSKgel GMHXL, TSKgel G4000HXL, and TSKgel G5000HXL connected in series by Tosoh Corporation Eluent: Tetrahydrofuran Test 1
  • the purpose of this test is to find an immobilizing agent that is excellent in the immobilization ability of the latent heat storage material (paraffin) and excellent in impregnation during heating and melting.
  • Sample Normal paraffin (carbon number 18) having a melting point of 28 ° C. was used as a latent heat storage material.
  • styrene-based thermoplastic elastomer a styrene-butadiene-styrene block copolymer (SBS) having a weight average molecular weight of 130,000 was used.
  • SBS styrene-butadiene-styrene block copolymer
  • styrene-ethylene / butylene-styrene block copolymer (SEBS) having a weight average molecular weight of 50,000 or 280,000 was used. These SEBS had a styrene content of 30% by mass.
  • SEBS styrene-ethylene / butylene-styrene block copolymer
  • Test Method 10 parts of a fixing agent was added to 100 parts of the latent heat storage material, and the mixture was heated and mixed at 100 to 130 ° C. The fixing agents shown in the following table were used.
  • the viscosity was evaluated using a B-type viscometer with the mixture melted at 100 ° C.
  • Evaluation 2 A large number of holes with a diameter of about 2 mm were made in the bottom of the cup containing the solidified mixture, and the cup was stored in a 40 ° C. dryer for 3 days to evaluate the elution amount, and the eluate was a latent heat storage material. It was evaluated whether it was a mixture of a latent heat storage material and a fixing agent. The amount of elution was calculated as a percentage of the mass of the eluate relative to the mass of the tested mixture. 1.4. Evaluation 1 Results The results of Evaluation 1 (40 ° C heating state, exudation evaluation) are shown in the following table.
  • Evaluation 2 Results The results of evaluation 2 (elution amount during storage at 40 ° C. and evaluation of eluate) are shown in the following table.
  • Test 2 This test has the ability to immobilize the latent heat storage material with respect to the hydrogenated styrene thermoplastic elastomer that has been confirmed in Test 1 to be excellent in the ability to fix the latent heat storage material (paraffin). The purpose is to clarify the influence on impregnation property (melt viscosity) at the time of heating and melting. 2.1. Sample Normal paraffin (carbon number 18) having a melting point of 28 ° C. was used as a latent heat storage material.
  • styrene-based thermoplastic elastomer As the hydrogenated styrene-based thermoplastic elastomer, a styrene-ethylene / butylene-styrene block copolymer (SEBS) having a weight average molecular weight of 50,000, 100,000, 170,000, 210,000, 250,000 or 280,000 was used. . These SEBS had styrene contents of 30% by mass, 30% by mass, 32% by mass, 33% by mass, 30% by mass, and 30% by mass, respectively. 2.2. Test Method A hydrogenated styrene-based thermoplastic elastomer as a fixing agent was heated and mixed at 100 to 130 ° C. in 100 parts of the latent heat storage material at an addition amount shown in the following table.
  • SEBS styrene-ethylene / butylene-styrene block copolymer
  • the temperature of the molten mixture was adjusted to 100 ° C., and the viscosity of the molten mixture was evaluated using a B-type viscometer.
  • the melt viscosity of the mixture increased as the molecular weight of the fixing agent increased, and increased as the amount of the fixing agent added increased.
  • the amount of the latent heat storage material that exudes from the mixture at 40 ° C. which is the temperature at which the latent heat storage material liquefies, varies depending on the amount of fixing agent added.
  • the latent heat storage material oozes out under the condition that the amount of the fixing agent added is 2.5 parts or less, and it was confirmed that the oozing out can be prevented by adding 5 parts or more.
  • the melt viscosity of the mixture greatly increased when the molecular weight of the immobilizing agent was 200,000 or more. It is expected that a mixture having a high melt viscosity will greatly reduce the impregnation property to the wooden board.
  • the molecular weight of the immobilizing agent was 50,000, the mixture easily flowed when heated (40 ° C.), and it was difficult to hold the latent heat storage material.
  • Test 3 The purpose of this test is to evaluate the impregnation property and elution resistance (holding ability) of a wooden board when a mixture of a latent heat storage material (paraffin) and a fixing agent is impregnated.
  • Sample An insulation board (density 0.27 g / cm 3 , thickness 15 mm) was used as the wood board.
  • the insulation board is formed by using a material made of wood in a fiber shape as a raw material, and indicates a density of less than 0.35 g / cm 3 .
  • normal paraffin carbon number 18 having a melting point of 28 ° C. was used.
  • a hydrogenated styrene thermoplastic elastomer was used as the immobilizing agent.
  • a hydrogenated styrene-based thermoplastic elastomer a styrene-ethylene / butylene-styrene block copolymer (SEBS) having a weight average molecular weight of 50,000, 100,000, 140,000, 170,000 or 210,000 was used.
  • SEBS styrene-ethylene / butylene-styrene block copolymer
  • the latent heat storage material (paraffin) and the fixing agent described above were added in the proportions shown in Table 4 and melted and mixed at 100 to 130 ° C. in a kneader to mix the fixing agent and the latent heat storage material ( A heat storage material composition) was prepared.
  • the heat storage material composition was heated and melted at 100 to 110 ° C. in a vat, an insulation board (200 ⁇ 200 mm) was immersed in the melt, and the heat storage material composition was impregnated into the insulation board.
  • the immersion time was 10 minutes.
  • Evaluation Content 1 Influence of Molecular Weight and Addition Amount of Fixing Agent on Impregnation Property
  • the insulation board is taken out from the vat and the impregnation state of the heat storage material composition on the insulation board is evaluated by ⁇ ⁇ ⁇ .
  • the weight before and after the impregnation was measured, and the impregnation rate was calculated.
  • Impregnation rate (Board weight after impregnation ⁇ Board weight before impregnation) / (Board weight before impregnation) ⁇ 100 (%) Furthermore, the viscosity at 100 ° C. of the heat storage material composition was measured with a B-type viscometer. (Evaluation Content 2): Effect of Molecular Weight and Addition Amount of Fixing Agent on Elution Resistance of Thermal Storage Material Composition to Outside Board The board impregnated with the thermal storage material composition is left in a dryer at 40 ° C.
  • Dissolution rate (Board weight before standing for 1 month ⁇ Board weight after standing for 1 month) / (Board weight before standing for 1 month) ⁇ 100 (%) (Evaluation of dissolution resistance) ⁇ : Elution rate 0% ⁇ : Dissolution rate over 0% and less than 1% ⁇ : Dissolution rate of 1% or more (overall evaluation)
  • a comprehensive evaluation of the immobilizing agent was conducted from both the impregnation property of the heat storage material composition on the board and the elution resistance to the outside of the board.
  • FIG. 4 plots the evaluation results ( ⁇ , ⁇ , ⁇ ) in the comprehensive evaluation.
  • the desirable conditions for the molecular weight and addition amount of the immobilizing agent are in a range surrounded by straight lines A, B, C, D, E, and F, more preferably straight lines A, G, H, I, J, The range enclosed by K.
  • the formula for each straight line is as described above.
  • Test 4 The purpose of this test is to evaluate the impregnation of a mixture of a latent heat storage material ( ⁇ -olefin) and a fixing agent into a wooden board.
  • a latent heat storage material ⁇ -olefin
  • a fixing agent ⁇ -olefin
  • the insulation board is formed by using a wood-like fiber as a raw material, and has a density of less than 0.35 g / cm 3.
  • An ⁇ -olefin having a melting point of 32 ° C. was used as a latent heat storage material.
  • the ⁇ -olefin has a composition of C18: 5% by mass or less, C20: 40-60% by mass, C22: 25-50% by mass, C24: 18% by mass or less, and C26: 1% by mass or less.
  • This alpha olefin has a linear molecule as a main component.
  • a hydrogenated styrene thermoplastic elastomer was used as a fixing agent.
  • a hydrogenated styrene-based thermoplastic elastomer a styrene-ethylene / butylene-styrene block copolymer (SEBS) having a weight average molecular weight of 100,000, 170,000, or 210,000 was used.
  • SEBS styrene-ethylene / butylene-styrene block copolymer
  • Test method Evaluation Contents: Effect of Melt Viscosity of Mixture of Latent Heat Storage Material ( ⁇ -Olefin) and Fixing Agent on Impregnation Properties Latent Heat Storage Material ( ⁇ -olefin) and the Fixing Agent described above are in the proportions shown in Table 5.
  • the mixture was melted and mixed at 100 to 130 ° C. in a kneader to prepare a mixture (heat storage material composition) in which the fixing agent and the latent heat storage material were mixed.
  • the heat storage material composition was heated and melted at 100 to 110 ° C. in a vat, an insulation board (200 ⁇ 200 mm) was immersed in the liquid melt, and the heat storage material composition was impregnated into the insulation board.
  • the immersion time was 10 minutes.
  • the insulation board was removed from the bat, the weight before and after impregnation was measured, and the impregnation rate was calculated.
  • Impregnation rate (Board weight after impregnation ⁇ Board weight before impregnation) / (Board weight before impregnation) ⁇ 100 (%)
  • the viscosity of the heat storage material composition at 100 ° C. was measured with a B-type viscometer. 4.3. Results The results are shown in Table 5. The heat melt viscosity of the mixture of the latent heat storage material and the fixing agent (heat storage material composition) and the impregnation property to the insulation board when ⁇ -olefin is used as the latent heat storage material are tested 3 using paraffin as the latent heat storage material. The result was almost equal to the result of evaluation 1 of
  • Test 5 The purpose of this test is to evaluate the impregnation property of the latent heat storage material on the inorganic fiberboard. 5.1. Sample Insulation board (IB) and rock wool board (RB) were used as the base material to be impregnated.
  • IB Insulation board
  • RB rock wool board
  • the insulation board is a low density wood fiberboard.
  • the rock wool board is a low density inorganic fiber board in which artificial mineral fibers produced by melting steel slag and the like at a high temperature are formed into a plate shape.
  • An ⁇ -olefin having a melting point of 32 ° C. was used as the latent heat storage material.
  • the ⁇ -olefin has a composition of C18: 5% by mass or less, C20: 40-60% by mass, C22: 25-50% by mass, C24: 18% by mass or less, and C26: 1% by mass or less.
  • This alpha olefin has a linear molecule as a main component.
  • a hydrogenated styrene thermoplastic elastomer (styrene-ethylene / butylene-styrene block copolymer (SEBS)) having a weight average molecular weight of 100,000 was used.
  • SEBS hydrogenated styrene thermoplastic elastomer
  • the SEBS had a styrene content of 30% by mass. 5.2.
  • Test Method 15 parts of the above SEBS was added to 100 parts of the latent heat storage material, and melted and mixed at 100 to 130 ° C. in a kneader to prepare a mixture (heat storage material composition) of the fixing agent and the latent heat storage material.
  • the heat storage material composition was heated and melted at 100 to 110 ° C. in a vat, a base material (200 ⁇ 200 mm) was immersed in the liquid melt, and the base material was impregnated with the mixture.
  • the immersion time was 2 minutes, 5 minutes, 10 minutes, and 20 minutes.
  • Evaluation content 1 Evaluation of impregnation property of heat storage material composition on board After a predetermined immersion time, the substrate was taken out from the vat, the weight before and after the impregnation was measured, and the impregnation rate was calculated.
  • the board in which the RB and IB were impregnated with the heat storage material composition was allowed to stand in a dryer at 40 ° C. for 1 month, and the elution rate of the heat storage material composition was 0% for both boards. 6).
  • Test 6 The improvement of the impregnation property of the heat storage material composition into the base material was confirmed when a plurality of holes were formed on the base material surface by insizing.
  • normal paraffin carbon number 16 having a melting point of 18 ° C. or normal paraffin (carbon number 18) having a melting point of 28 ° C. was used.
  • a hydrogenated styrene thermoplastic elastomer (styrene-ethylene / butylene-styrene block copolymer (SEBS)) having a weight average molecular weight of 100,000 was used.
  • SEBS hydrogenated styrene thermoplastic elastomer having a weight average molecular weight of 100,000 was used.
  • the SEBS had a styrene content of 30% by mass.
  • the substrate As the substrate, a low-density wood fiber board (insulation board) which is a board having a thickness of 10 mm or 8.5 mm was used.
  • the insulation board had a density of 0.29 g / cm 3 in the state where the following insizing and impregnation with the heat storage material composition were not performed.
  • the surface of the substrate was flat, but a pattern consisting of a plurality of holes was formed on the surface by the following insizing. 6.1.
  • the insizing blade 70 used in the present example is a roll-shaped body portion 71 and a plurality of pressing blades arranged so as to protrude on the circumferential surface of the body portion 71. 72.
  • a group of a plurality of pushing blades 72 formed at equal intervals along the circumferential direction of the body portion 71 is equally spaced along the axial direction of the body portion 71.
  • the cross-sectional shape of the pressing blade 72 cut along the circumferential direction is a shape close to a semi-ellipse formed by cutting an ellipse in the minor axis direction. By adopting such a shape, it becomes easy to push and pull the top of the pushing blade 72 into the porous base material when forming the hole.
  • the incising step while pressing the one surface S 1 in-sizing tool 70 is a main surface of the substrate 100 is insulation board, was rotated for incising blade 70 about the axis. By this operation, pushing the blade 72 is successively pressed into the surface S 1 of the substrate 100, pushed-in push blade 72 is successively withdrawn.
  • the surface S 1 of the base material 100 into which the pressing blade 72 was pressed was torn and expanded by the pressing blade 72 to form the hole 101.
  • the surface S 2 which is the other major surface of the substrate 100, thereby forming a plurality of holes 101 in the same procedure.
  • Hole 101 indicated by a solid line in Figure 8-1 is a hole formed in the surface S 1 of the substrate 100
  • a hole 101 shown by dotted lines is a hole formed in the surface S 2 of the substrate 100.
  • the openings formed in the surfaces S 1 and S 2 of the base material 100 of each hole 101 were rectangular shapes having a width D 1 of 1 mm and a length D 2 of 5 mm.
  • Each hole 101 includes two substantially semi-elliptical side wall, by a surface which connects the two side walls, a bottom hole side surface and the bottom surface is formed, the depth D 3 was 6 mm.
  • the two substantially semi-elliptical sidewalls are located on the surface of the base material 100 with the sides along the short axis direction of each ellipse, and are close to each other as they move away from the surface. It is formed to do.
  • Columns aligned in a straight line is formed with a plurality of a plurality of holes 101 along the length of the opening of P 2 pitch (longitudinal pitch). Then, the plurality of columns, at a pitch of P 1 in the width direction of the opening of each hole 101 (width direction pitch), which is formed so as to be parallel to each other.
  • P 2 is 13 mm
  • P 1 was 17 mm.
  • each hole 101 is 5 mm 2 , and per unit area of a region where a plurality of holes 101 are formed on the surface S 1 of the substrate 100 or on the surface S 1 and the surface S 2 .
  • the number of holes 101 was 4525 / m 2 .
  • one main surface is a surface S 1 only to a plurality of holes 101 are formed base material and (incising one side), the surface S 1, S a plurality of holes 101 to 2 are two major surfaces
  • a formed substrate both insizing
  • a base material not subjected to insizing no insizing
  • Impregnation of heat storage material composition into base material The two types of heat storage material compositions (the melting point of the heat storage material is 18 ° C. or 28 ° C.) are heated and melted in a vat at 115 to 120 ° C. A material (dimensions 200 mm ⁇ 200 mm) was dipped and the substrate was impregnated with the mixture.
  • the immersion time was 5 minutes, 10 minutes, and 20 minutes. Remove the base material from the bat after the predetermined immersion time, remove the unimpregnated liquid melt by tilting the base material, and if the liquid melt remains on the panel surface, use a scraper The liquid melt was scraped off.
  • the weight of the base material before and after the impregnation operation was measured, and the impregnation rate was calculated.
  • the “board weight after impregnation” refers to the weight of the heat storage body including the base material and the impregnated heat storage material composition, and the “board weight before impregnation” refers to the weight of the base material before impregnation. .
  • Impregnation rate (Board weight after impregnation ⁇ Board weight before impregnation) / (Board weight before impregnation) ⁇ 100 (%) 6.3. Results The results are shown in Table 7.
  • the impregnation rate of the heat storage material composition in the heat storage body could be 175% or more with an immersion time of 10 minutes.
  • the impregnation ratio of the heat storage material composition in the heat storage body could be 178% or more with an immersion time of 10 minutes.
  • the impregnation property of the heat storage material composition to the base material is improved by forming a pattern comprising a plurality of holes 101 on at least one main surface of the base material, more preferably both main surfaces.
  • the heat storage body of the present invention can be used as a material constituting a part of a building such as a floor, a ceiling, a roof, an inner wall, an outer wall, etc., alone or in combination with other materials to store heat in the part. Sex can be imparted. That is, the heat storage body of the present invention can be used industrially as a building material.

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Abstract

 本発明は、蓄熱体において蓄熱材組成物の多孔質基材からの流出を抑制することを課題とする。 本発明の蓄熱体は、潜熱蓄熱材及び水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーが多孔質基材に含浸されており、前記エラストマーの重量平均分子量をX×10、潜熱蓄熱材100質量部に対する前記エラストマーの量をY質量部としたとき、5≦X≦17;5≦Y≦25;5≦X<10のとき、Y≧-2X+25;且つ14<X≦17のとき、Y≦-5X+90を満足する。

Description

多孔質基材中に潜熱蓄熱材が含浸された蓄熱体及びその製造方法
 本発明は、建材等の種々の用途に利用可能な蓄熱体及びその製造方法に関する。
 最近の住宅では、スマートハウスに代表されるように、「省エネ」、「創エネ」、「蓄エネ」をキーワードとして、快適で二酸化炭素を排出させない住宅造りを目指している。一方で、パッシブハウスという考え方があり、高性能な断熱性能を備えることで、高い省エネルギー性と快適性を実現した住宅造りが注目されている。いずれの住宅においても、住宅の断熱性能と熱環境に対する性能の向上が必要不可欠とされている。そういった背景から、住宅の床、壁で蓄熱し、省エネで快適な住空間を提供できる蓄熱性を有した建材の研究・開発が盛んとなってきている。
 たとえば、太陽光等の自然エネルギー、冷暖房装置等により発生する熱エネルギー、または、生活において発生する熱エネルギー等を潜熱蓄熱材に蓄熱し、外気温の変動に対して吸熱・放熱を行うことで室内の温度変化を極力少なくしようという提案や試みがなされてきた。
 建材に蓄熱性を付与するために潜熱蓄熱材と建材とを組み合わせる技術を開示する文献としては、例えば特許文献1~6が挙げられる。特許文献1は、潜熱蓄熱材を内包するマイクロカプセルをセルロース繊維等の固形媒体中に分散させる技術を開示する。特許文献2は、ケナフコアからなるボードに潜熱蓄熱材を吸収させる技術を開示する。特許文献3は、潜熱蓄熱材を無機質セメント状材料からなるマトリックス中に組み込む技術を開示する。特許文献4は、潜熱蓄熱材を含むペレットを石膏、コンクリート等の基材に分散させる技術を開示する。特許文献5は、潜熱蓄熱材を内包するマイクロカプセルが含浸または塗工された蓄熱シートを石膏ボードの片面又は内面に積層する技術を開示する。特許文献6は、所定密度のエチレン-αオレフィン共重合体と潜熱蓄熱体の溶融混合物が石膏ボード等の多孔材料に含浸されている蓄熱体を開示する。
 潜熱蓄熱材は固相-液相間の相転移に要する潜熱を利用するため、液体の流出が問題となる。特許文献2のように多孔質基材に潜熱蓄熱材を含浸するだけでは潜熱蓄熱材の融点以上の温度において多孔質基材からの潜熱蓄熱材の染み出し(流出)が避けられない。そこで、特許文献4では、前記ペレットを、ポリオレフィンマトリックス中に潜熱蓄熱材を分散させて形成することにより潜熱蓄熱材の溶融時の染み出しを低減する。また特許文献6では、所定密度のエチレン-αオレフィン共重合体を添加することで潜熱蓄熱材の染み出しを低減する。しかしながら従来の潜熱蓄熱材の多孔質基材からの染み出し防止技術は十分なものとは言えず更なる改善が求められている。
 特許文献7~11には、パラフィン等の潜熱蓄熱材と高分子化合物とを組み合わせることにより、潜熱蓄熱材の染み出しを防止する技術が開示されている。しかしこれらの文献で開示される蓄熱材組成物は、木質建材等の多孔性基材に含浸させることは前提とされておらず、蓄熱材組成物単独で蓄熱体として用いられるものであった。このような蓄熱材組成物は溶融時の粘度が高いため多孔性基材に含浸する用途に用いることができないという問題があった。
特開2003-155789号公報 特開2010-253818号公報 特開昭63-75083号公報 特開平1-135890号公報 特開2006-225986号公報 特開平5-1281号公報 特開昭62-187782号公報 特開平4-85387号公報 特開2002-105442号公報 US2011/0193008A1 特許2528714号公報
 本発明は、多孔質基材と、多孔質基材に含浸された潜熱蓄熱材とを含む蓄熱体において、潜熱蓄熱材の多孔質基材からの流出を抑制するという課題を解決することを目的とする。
 本発明者らは、多孔質基材と、多孔質基材に含浸された蓄熱材組成物とを含む蓄熱体において、蓄熱材組成物として、特定の範囲の重量平均分子量を有する水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーが特定の量で添加された潜熱蓄熱材を用いた場合に、潜熱蓄熱材の多孔質基材からの流出を抑制することができることを見出し本発明を完成させるに至った。
 具体的には、本発明に係る蓄熱体は、多孔質基材と、前記多孔質基材に含浸された蓄熱材組成物とを少なくとも備える蓄熱体であって、前記蓄熱材組成物が、潜熱蓄熱材と水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーとを含有し、前記水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーの重量平均分子量をX×10とし、前記蓄熱材組成物中での前記潜熱蓄熱材100質量部に対する前記水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーの量をY質量部としたとき以下の条件:
5≦X≦17;
5≦Y≦25;
5≦X<10のとき、Y≧-2X+25;且つ
14<X≦17のとき、Y≦-5X+90
を満足することを特徴とする。本明細書ではこれらの条件を「条件(1)」と呼ぶことがある。
 本発明によれば、潜熱蓄熱材およびそれを含む蓄熱材組成物の多孔質基材からの流出を抑制でき、なおかつ、蓄熱材組成物の粘度が十分に低いために多孔質基材への含浸が可能である。
 本発明の好ましい実施形態では、前記蓄熱材組成物が、100℃において、B型粘度計で測定される粘度が500mPa・s以下の液体状の溶融物となる組成物である。このような蓄熱材組成物は多孔質基材への含浸が更に容易である。
 本発明の別の好ましい実施形態では、上記条件を満たすXが更に7.5~15の範囲に限定される。この場合、潜熱蓄熱材およびそれを含む蓄熱材組成物の多孔質基材からの流出が抑制できるとともに蓄熱材組成物の溶融時の粘度が十分に低く多孔質基材への含浸が容易となる効果が特に高い。
 本発明の別の好ましい実施形態では、更に、
 5≦X<10のとき
Y≧-2X+30、且つ
Y≦-X+30
を満足し、
 10≦X<14のとき、
Y≧-(5/7)X+(120/7)、且つ
Y≦-1.25X+32.5
を満足し、
 14≦X≦17のとき、
Y≧-(5/7)X+(120/7)、且つ
Y≦-(10/3)X+(185/3)
を満足する。本明細書ではこれらの条件を「条件(2)」と呼ぶことがある。この場合もまた、潜熱蓄熱材およびそれを含む蓄熱材組成物の多孔質基材からの流出が抑制できるとともに蓄熱材組成物の溶融時の粘度が十分に低く多孔質基材への含浸が容易となる効果が特に高い。
 本発明の別の好ましい実施形態では、前記多孔質基材は、表面に開口した複数の穴が形成されている多孔質基材である。この実施形態によれば、前記多孔質基材に前記蓄熱材組成物が含浸され易いため好ましい。
 本発明として更に、上記特徴を備えた蓄熱体の製造方法、即ち、前記蓄熱材組成物を溶融させて液体状としたものを、前記多孔質基材に対して、前記蓄熱材組成物が前記多孔質基材の内部に浸透するように含浸する含浸工程を含むことを特徴とする方法をも開示する。前記蓄熱材組成物は溶融時の粘性が十分に低いために、前記多孔質基材の内部の細孔に容易に浸透することができる。したがって本発明の蓄熱体の製造方法によれば、蓄熱材組成物の多孔質基材からの流出が抑制された蓄熱体を容易に製造することが可能である。
 本発明はまた、本発明に係る蓄熱体を含む、或いは該蓄熱体からなる、建材を提供する。本発明はまた、本発明に係る蓄熱体の、建材における使用、或いは建材としての使用を提供する。
 本明細書は本願の優先権の基礎である日本国特許出願2014-102526号の明細書および/または図面に記載される内容を包含する。
 本発明によれば、多孔質基材と、多孔質基材に含浸された潜熱蓄熱材とを含む蓄熱体において、潜熱蓄熱材を、潜熱蓄熱材と水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーとを含有する蓄熱材組成物とすることにより、潜熱蓄熱材及びそれを含む蓄熱材組成物の多孔質基材からの流出を抑制することが可能である。
本発明の蓄熱体の製造方法を説明する模式的概念図である。 試験3において確認された、固定化剤の分子量及び添加量を変化させた場合の粘度の変化を示すグラフである。Aは重量平均分子量5万の固定化剤を用いた場合の、添加量と粘度との関係を示す。Bは重量平均分子量10万の固定化剤を用いた場合の、添加量と粘度との関係を示す。Cは重量平均分子量14万の固定化剤を用いた場合の、添加量と粘度との関係を示す。 図2-1の続きである。Dは重量平均分子量17万の固定化剤を用いた場合の、添加量と粘度との関係を示す。Eは重量平均分子量21万の固定化剤を用いた場合の、添加量と粘度との関係を示す。 試験3において確認された、固定化剤の分子量及び添加量を変化させた場合のボードへの含浸率の変化を示すグラフである。Aは重量平均分子量5万の固定化剤を用いた場合の、添加量と含浸率との関係を示す。Bは重量平均分子量10万の固定化剤を用いた場合の、添加量と含浸率との関係を示す。Cは重量平均分子量14万の固定化剤を用いた場合の、添加量と含浸率との関係を示す。 図3-1の続きである。Dは重量平均分子量17万の固定化剤を用いた場合の、添加量と含浸率との関係を示す。Eは重量平均分子量21万の固定化剤を用いた場合の、添加量と含浸率との関係を示す。 試験3において確認された、固定化剤の分子量及び添加量がボードへの含浸性と耐溶出性に及ぼす影響を○△×で評価し、プロットした図である。 試験5において確認された、潜熱蓄熱材混合物をインシュレーションボード(IB)及びロックウールボード(RB)に含浸させた場合の、含浸時間と含浸率との関係を示すグラフである。 試験5において確認された、潜熱蓄熱材混合物をインシュレーションボード(IB)及びロックウールボード(RB)に含浸させた場合の、含浸時間と含浸量との関係を示すグラフである。 多孔質基材100をインサイジング用刃物70によりインサイジングして複数の穴101を形成する工程を説明するための模式図である。 インサイジングにより多孔質基材100の表面に形成された複数の穴101の配置を説明するための模式図である。 図8-2B:図8-1に示す穴101のX-X断面の模式図である。図8-2C:図8-1に示す穴101のY-Y断面図である。 多孔質基材100の表面Sに形成される穴の他の一実施形態である貫通穴901を示す。図9Aは、貫通穴901を、多孔質基材100の表面Sに垂直な方向から見た図である。図9Bは、図9Aに示す貫通穴901のA-A断面の模式図である。 多孔質基材100の表面Sに形成される穴の他の一実施形態である穴1001を示す。図10Aは、穴1001を、多孔質基材100の表面Sに垂直な方向から見た図である。図10Bは、図10Aに示す穴1001のB-B断面の模式図である。
<多孔質基材>
 本発明に使用できる多孔質基材は、蓄熱材組成物を含浸し保持することができる微細な空隙を有する基材である。この微細な空隙は、基材自体が有する空隙であり、具体的には、1種以上の材料(例えば木質繊維などの植物繊維、木質片などの植物体の小片、木質材(単板、角材等)、木質組織等の植物組織、無機繊維、鉱物質)が人為的に又は自然に集合して構成される基材において、前記基材を構成する前記1種以上の材料の間、並びに/又は、個々の材料の内部に形成される空隙である。この微細な空隙は、後述する、多孔質基材に対するインサイジング等の物理的な加工により形成される穴ではない。例えば、後述する植物系基材は、1種又は2種以上の植物材料(例えば、植物繊維、植物体の小片、木質材、植物組織)が人為的に又は自然に集合して構成される基材であり、該植物系基材は、個々の材料の内部に形成された微細な空隙、及び、隣接する前記材料間に形成された微細な空隙のうち少なくとも一方を有していれば、多孔質基材として使用することができる。本発明に使用できる多孔質基材としては、植物系基材、無機繊維基材、鉱物質基材、これらのうち2種以上を組み合わせた複合基材等が挙げられる。
 多孔質基材の全体の形状は特に限定されず、板状、柱状、ブロック状等の各種形状であってよい。また各種形状の多孔質基材は、曲げ加工が施されたものであってもよい。ここで曲げ加工は蓄熱材組成物を含浸する工程の前に行われてもよいし、該工程の後に行われてもよい。多孔質基材が板状である場合、その厚さは特に限定されないが、通常は3~30mmであり、好ましくは5~20mmである。多孔質基材の全体に蓄熱材組成物が含浸されることが好ましいが、これには限定されず、多孔質基材のうち表層部分の一部のみに蓄熱材組成物が含浸されてもよい。
 多孔質基材の密度が小さい値であるほど、前記多孔質基材に蓄熱材組成物が含浸され易い。多孔質基材としては、少なくとも蓄熱材組成物が含浸される部分の密度(含浸処理前の密度)が好ましくは0.1g/cm以上、より好ましくは0.2g/cm以上であり、好ましくは0.9g/cm未満である。多孔質基材の密度は、一般的に含浸率を高めるためには低密度であることが好ましく、例えば、0.8g/cm未満、0.7g/cm以下、0.6g/cm以下、又は0.5g/cm以下の密度であることが好ましい。個別の多孔質基材についての更に好ましい密度の範囲については後述の通りである。
 多孔質基材として用いることができる植物系基材としては、1種又は2種以上の植物材料を人為的に組み合わせて形成される人工植物基材や、無垢の木材等の1種又は2種以上の植物材料(植物組織等)が自然に集合して形成される天然植物基材が挙げられる。前記人工植物基材としては、植物材料を集積させ成形した成形体や、集成材、合板、LVL(単板積層材)等が挙げられる。植物材料を集積させ成形した成形体としては、木質繊維等の植物繊維、及び、木質片等の植物体の小片から選択される1種以上を集積させ成形した基材等が挙げられ、特に、木質繊維を集積させた基材、及び、木質片を集積させた基材から選択される木質成形体が好ましい。人工植物基材では、各植物材料は必要に応じて接着剤を介して相互に接着される。接着剤は特に限定されないが、例えば、イソシアネート系接着剤、フェノールホルムアルデヒド系接着剤、尿素ホルムアルデヒド系接着剤、及びメラミンホルムアルデヒド系接着剤からなる群から選択される1種以上を用いることができる。
 木質繊維等の植物繊維を集積させた基材は植物繊維間に微細な空隙を有するため、蓄熱材組成物を多く含浸させることができる。植物繊維を集積させた基材は、植物繊維を必要に応じて接着剤と混合し、集積してボード状(板状)、柱状、ブロック状等の所望の形状に加圧成形することにより得られる。接着剤は特に限定されないが、例えば、イソシアネート系接着剤、フェノールホルムアルデヒド系接着剤、尿素ホルムアルデヒド系接着剤、及びメラミンホルムアルデヒド系接着剤からなる群から選択される1種以上を用いることができる。植物繊維としては木質繊維が好ましく、木質繊維としては南洋材(ラワン等)、針葉樹(マツ、スギ等)等の木質繊維が使用できる。成形する際には、加圧加熱成形を行ってもよい。植物繊維を集積させた基材の密度は、0.1g/cm以上、0.8g/cm未満の範囲にあることが好ましく、該範囲のなかでも特に0.2g/cm以上であることが好ましく、0.5g/cm以下であることが好ましく、0.4g/cm以下であることがより好ましく、0.35g/cm以下であることがより好ましく、0.3g/cm以下であることがより好ましく、0.2~0.3g/cmであることが特に好ましい。木質繊維等の植物繊維を集積させた基材としては、典型的には、中密度繊維板(MDF)、インシュレーションボード等の木質繊維板が挙げられる。インシュレーションボードとは、木材等の植物を繊維(ファイバー)状にしたものを原料として成型されたもので、密度が0.35g/cm未満のものを指し、密度は0.3g/cm以下であることが好ましく、0.2~0.3g/cmであることが特に好ましい。中密度繊維板(MDF)とは、木材等の植物を繊維(ファイバー)状にしたものを原料として成型されたもので、密度が0.35g/cm以上、0.8g/cm未満のものを指す。
 木質片等の植物体の小片を集積させた基材もまた、植物体の小片間及び各植物体の小片の内部に微細な空隙を有するため蓄熱材組成物を多く含浸させることができる。植物体の小片を集積させた基材は、植物体の小片を必要に応じて接着剤と混合し、集積してボード状(板状)、柱状、ブロック状等の所望の形状に加圧成形することにより得られる。接着剤は特に限定されないが、例えば、イソシアネート系接着剤、フェノールホルムアルデヒド系接着剤、尿素ホルムアルデヒド系接着剤、及びメラミンホルムアルデヒド系接着剤からなる群から選択される1種以上を用いることができる。木質片等の植物体の小片は、典型的には、チップ、フレーク、ウエファー、及びストランドから選択される少なくとも1種の形態のものを含む。植物体の小片としては木質片が好ましく、木質片としては南洋材(ラワン等)、針葉樹(マツ、スギ等)等の木質片が使用できる。成形する際には、加圧加熱成形を行ってもよい。植物体の小片を集積させた基材の密度は、0.1g/cm以上、0.9g/cm未満の範囲であることが好ましく、該範囲のなかでも特に0.6g/cm以下であることが好ましく、0.5g/cm以下であることがより好ましく、0.2g/cm以上であることが好ましく、0.3g/cm以上であることがより好ましく、0.4g/cm以上であることがより好ましく、0.3~0.5g/cmであることがより好ましい。植物体の小片を集積させた基材としては、典型的には、パーティクルボード(PB)、配向性ストランドボード(OSB)等が挙げられる。典型的には、PB及びOSBはいずれも密度が0.4g/cm以上、0.9g/cm未満である。
 無機繊維基材としては、ロックウール、グラスウール、カーボンファイバー、金属繊維等の無機繊維を基材とし、ボード状(板状)、柱状、ブロック状等の形状に成形したものが挙げられる。無機繊維基材は、無機繊維間に微細な空隙を有するため、蓄熱材組成物を多く含浸させることができる。ロックウール基材等の無機繊維基材の密度は、多孔質基材の密度として上述の範囲であることが好ましく、より好ましくは0.25g/cm以上であり、より好ましくは0.5g/cm以下である。
 鉱物質基材としては、石膏ボード、ケイ酸カルシウム板、ALC(軽量気泡コンクリート)ボード等の、鉱物質がボード状に成形された基材(鉱物質ボード)が挙げられる。鉱物質基材は、基材を構成する鉱物質の組織内に形成された微細な空隙を有するため、蓄熱材組成物を多く含浸させることができる。
 本発明に用いる多孔質基材は、より好ましくは、表面に開口した複数の穴が形成されている多孔質基材である。この構成により、多孔質基材の表面積が広がり、蓄熱材組成物が多孔質基材に含浸され易くなり、後述する含浸工程の所要時間を短縮することが可能である。具体的には図8-1に示すように、表面S、Sに開口した複数の穴101が形成された多孔質基材100を用いる。
 前記複数の穴は、多孔質基材の形成後にインサイジングや、ドリル等を用いた穴開け加工等の処理により形成することができる。また、多孔質基材が成形により形成される多孔質基材である場合には、前記複数の穴に対応する突起が配置された型枠を用いて成形を行うことで、前記複数の穴を形成することができる。本発明において多孔質基材に形成される、「表面に開口した複数の穴」とは、これらの物理的な加工により形成される穴であり、多孔質基材自体が有する微細な空隙とは異なる。なお、本発明において蓄熱材組成物の含浸前の多孔質基材の密度は、前記の、表面に開口した複数の穴が形成されている多孔質基材については、当該複数の穴の形成前且つ蓄熱材組成物の含浸前の状態での多孔質基材の密度を指す。
 インサイジングとは、刃物、針、レーザービーム等で多孔質基材の表面を刺傷して複数の穴を形成する処理である。インサイジングは、上記の各種多孔質基材に対して好適に用いることができる。刃物によるインサイジングは、例えば、図7に示すような、円周面上に突出した複数の押込刃72を備えるロール状のインサイジング用刃物70を、多孔質基材の表面に押し当てながら軸周りに回転させることにより実施することができる。この動作により、押込刃72は多孔質基材の表面に順次押し込まれ、押し込まれた押込刃72は順次引き抜かれ、押込刃72が押し込まれた多孔質基材の表面は切り裂かれ、押し広げられて、該表面に開口した多数の穴が形成される。
 多孔質基材に形成される前記複数の穴の各々は、多孔質基材の表面での開口の面積が好ましくは0.2mm以上であり、より好ましくは1mm以上であり、より好ましくは2mm以上であり、より好ましくは20mm以下であり、より好ましくは15mm以下であり、より好ましくは10mm以下である。前記複数の穴の各々の開口部分の形状は特に限定されないが、四角形(一方向に長い線状の四角形も含む)、三角形等の多角形、円、楕円等の形状や、これらの形状の1つ以上を扁平させた形状等の種々の形状であることができる。各穴の開口の形状が一方向に長い形状(例えば長方形、四角形、扁平円、楕円、扁平楕円)である場合、短手方向の幅のうち最も大きい幅が好ましくは0.5~3mmであり、より好ましくは0.5~2mmであり、長手方向の幅のうち最も大きい幅が好ましくは2~20mmであり、より好ましくは3~10mmである。
 多孔質基材に形成される前記複数の穴の各々の、開口から底までの、前記表面に対して垂直な方向に沿った距離(すなわち深さ)は特に限定されないが、好ましくは3mm以上、より好ましくは4mm以上、より好ましくは20mm以下、より好ましくは15mm以下である。多孔質基材が板状である場合、当該板状の多孔質基材の、各穴が形成される位置での厚さをTとしたとき、前記複数の穴の各々の深さは好ましくは0.3T~1.0T、より好ましくは0.4T~0.9Tとすることができる。このとき前記複数の穴は、板状の多孔質基材の2つの主面のうち少なくとも一方、好ましくは両方の、少なくとも一部の領域に形成される。また、多孔質基材の表層部分の一部のみに蓄熱材組成物を含浸させる場合、該表層部分の、各穴が形成される位置での表面からの厚さをTとしたとき、該表層部分の表面に形成される前記複数の穴の各々の深さは0.3T~1.0T、より好ましくは0.4T~0.9Tとすることができる。
 前記穴の形状は特に限定されない。前記穴の一実施形態は、例えば図8-2に示すような、多孔質基材100の表面Sに対して垂直な方向に延びる有底の穴101である。また、前記穴の他の一実施形態は、図9に示す、多孔質基材100を貫通する貫通穴901である。貫通穴901は多孔質基材100の複数の表面S、Sに開口が形成されている。前記穴の他の一実施形態は、図10に示す、多孔質基材100の表面Sに対して鋭角を成す方向に延びる有底の穴1001である。図示しないが、穴1001の変形例としては、多孔質基材100の表面Sに対して鋭角を成す方向に延びる貫通穴が挙げられる。有底の穴1001及び当該変形例は、レーザービームを用いたインサイジングにより容易に形成することができる。図示しないが、前記穴は、多孔質基材100の表面Sに垂直な平面による断面の形状が屈曲した形状である有底の穴や、貫通穴であってもよい。
 多孔質基材に形成される前記複数の穴は、多孔質基材の表面のうち少なくとも一部の領域、好ましくは蓄熱材組成物を含浸させようとする部分の表面、に形成されることが好ましい。前記複数の穴は、多孔質基材の表面の少なくとも一部の領域に、分散して形成されることが好ましい。このとき、前記領域における前記穴の密度は特に限定されないが、前記穴の前記領域の単位面積当たりの数が好ましくは500個/m以上、より好ましくは1000個/m以上、より好ましくは2000個/m以上、より好ましくは3000個/m以上、好ましくは20000個/m以下、より好ましくは15000個/m以下、より好ましくは10000個/m以下、より好ましくは8000個/m以下となるように前記穴が前記領域に分散して形成される。このとき、前記領域には前記複数の穴が分散して配置されたパターンが形成される。多孔質基材が板状である場合、板状の多孔質基材の2つの主面のうち好ましくは少なくとも一方の、より好ましくは両方の、少なくとも一部の領域に、好ましくは全領域に、前記複数の穴が形成される。また、多孔質基材が柱状である場合、柱状の多孔質基材の側面の少なくとも一部の領域に、好ましくは全領域に、前記複数の穴が形成されることが好ましい。
<蓄熱材組成物>
 本発明の蓄熱体に含まれる蓄熱材組成物は、潜熱蓄熱材と所定の水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーとを少なくとも含む。
 本発明で用いることができる潜熱蓄熱材は、固体と液体との間で相変化することができる材料(相変化材料)であれば特に限定されないが、典型的には、日射光により付与される日射熱、室内の暖房による熱等で固体から液体に相変化する潜熱蓄熱材であり、好ましくは、住宅用蓄熱建材での用途を考慮すると、潜熱蓄熱材の相変化温度(融点)は5℃~60℃の範囲にあり、より好ましくは15℃以上であり、より好ましくは18℃以上であり、より好ましくは35℃以下であり、より好ましくは28℃以下であり、より好ましくは15℃~35℃の範囲にあり、より好ましくは18℃~28℃の範囲にある。本明細書において相変化温度及び融点は1atmでの値を指す。相変化温度は相転移温度ともいう。
 潜熱蓄熱材としては、n-ヘキサデカン、n-ヘプタデカン、n-オクタデカン、及びn-ノナデカンからなる群から選択される少なくとも1種(2種以上の混合物であってもよい)等で構成される又は前記少なくとも1種を含む、典型的には炭素数16~24の範囲内の炭素数を有する、n-パラフィンやパラフィンワックス等の飽和脂肪族炭化水素(好ましくは直鎖飽和脂肪族炭化水素);1-ヘキサデセン、1-ヘプタデセン、1-オクタデセン、1-ノナデセン、及び1-エイコセン等からなる群から選択される少なくとも1種(2種以上の混合物であってもよい)等で構成される又は前記少なくとも1種を含む、典型的には炭素数16~26の範囲内(好ましくは24以下)の炭素数を有する、α-オレフィン(好ましくは直鎖α-オレフィン)等の一価又は多価不飽和脂肪族炭化水素(好ましくは直鎖状の一価又は多価不飽和脂肪族炭化水素);オクタン酸、カプリン酸、ラウリン酸、及びミリスチン酸からなる群から選択される少なくとも1種(2種以上の混合物であってもよい)等で構成される又は前記少なくとも1種を含む、典型的には炭素数6~24、好ましくは炭素数8~14の範囲内の炭素数を有する、中鎖又は長鎖脂肪酸;上記脂肪酸のエステル;ポリエチレングリコール等のポリエーテル化合物等を挙げることができる。好ましくは、潜熱蓄熱材は、前記飽和脂肪族炭化水素、前記一価又は多価不飽和脂肪族炭化水素、前記中鎖又は長鎖脂肪酸、前記脂肪酸のエステル及び前記ポリエーテル化合物からなる群から選択される1種又は2種以上の混合物であり、より好ましくは前記飽和脂肪族炭化水素及び前記一価又は多価不飽和脂肪族炭化水素からなる群から選択される1種又は2種以上の混合物であり、より好ましくは前記飽和脂肪族炭化水素及び前記α-オレフィンからなる群から選択される1種又は2種以上の混合物である。たとえば28℃で融解するものであれば、n-オクタデカンを選択し、18℃で融解するものであれば、n-ヘキサデカンを選択する。さらに、上述した融点の異なる潜熱蓄熱材を混合して用いてもよい。また、潜熱蓄熱材として前記α-オレフィンを用いる場合、炭素数の異なる複数種の前記α-オレフィンの混合物を用いることができる。前記α-オレフィンの混合物は、上記の範囲の相変化温度を示すように複数種のα-オレフィンを組み合わせた混合物であることができ、例えば、α-オレフィンの全量に対して、(1)40~60質量%の炭素数20のα-オレフィンと、(2)25~55質量%の炭素数22のα-オレフィンとを少なくとも含む混合物が好ましく、該混合物は他の炭素数のα-オレフィンを含有することができ、例えば(3)5質量%以下の炭素数18のα-オレフィン、(4)18質量%以下の炭素数24のα-オレフィン、及び、(5)1質量%以下の炭素数26のα-オレフィンのうち1以上を更に含んでいてもよく、より好ましくは、前記(1)~(5)のうち、少なくとも前記(1)及び前記(2)を含む2種以上のα-オレフィンからなる混合物である。α-オレフィンは、直鎖分子でも分岐鎖分子でもよく、直鎖分子と分岐鎖分子との混合物であってもよいが、同一炭素数のα-オレフィンで比較すると直鎖分子のほうが分岐鎖分子よりも潜熱蓄熱量が大きいことから、直鎖分子がα-オレフィン全体の主成分、例えば50質量%超、好ましくは60質量%以上、好ましくは70質量%以上、好ましくは80質量%、好ましくは85質量%以上であるα-オレフィンを用いることが好ましく、更に、各炭素数のα-オレフィン分子において直鎖分子が主成分、好ましくは上記割合であるα-オレフィンを用いることが好ましい。
 水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーとしては、スチレン-エチレン/ブチレン-スチレンブロック共重合体(SEBS)、スチレン-エチレン/プロピレンブロック共重合体(SEP)、スチレン-エチレン/プロピレン-スチレンブロック共重合体(SEPS)、及びスチレン-エチレン-エチレン/プロピレン-スチレンブロック共重合体(SEEPS)からなる群から選択される少なくとも1種(2種以上の混合物であってもよい)等を用いることができる。なかでも、スチレン-エチレン/ブチレン-スチレンブロック共重合体(SEBS)、及びスチレン-エチレン-エチレン/プロピレン-スチレンブロック共重合体(SEEPS)からなる群から選択される少なくとも1種が好ましい。SEBSはポリスチレン-ポリ(エチレン/ブチレン)-ポリスチレンブロック共重合体と、SEPはポリスチレン-ポリ(エチレン/プロピレン)ブロック共重合体と、SEPSはポリスチレン-ポリ(エチレン/プロピレン)-ポリスチレンブロック共重合体と、SEEPSはポリスチレン-ポリ(エチレン-エチレン/プロピレン)-ポリスチレンブロック共重合体と、それぞれ表記することもできる。水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーにおけるスチレン含量の範囲は特に限定されないが分子全体に対してスチレン含量が25~35質量%の範囲であることが好ましい。
 潜熱蓄熱材及びそれを含む蓄熱材組成物の多孔質基材からの流出を抑制でき、なおかつ、蓄熱材組成物の多孔質基材への含浸を可能にするためには、前記水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーの重量平均分子量をX×10とし、前記蓄熱材組成物中での前記潜熱蓄熱材100質量部に対する前記水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーの量をY質量部としたとき上記の条件(1)を満足する必要があることを本発明者らは見出した。条件(1)の範囲が好ましいことは、図4にまとめた後述する試験3での評価結果から結論付けられる。図4において、横軸は水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーの重量平均分子量を示し、縦軸はその添加量を示す。図4では蓄熱材組成物の、多孔質基材への含浸性及び基材からの耐溶出性を総合的に評価した結果を三段階で示している。評価指標の詳細は試験3において詳述する通りである。図4において各線分A~Kを含む直線は以下の数式で表される。
線分Aを含む直線:X=5
線分Bを含む直線:Y=-2X+25
線分Cを含む直線:Y=5
線分Dを含む直線:Y=-5X+90
線分Eを含む直線:X=14
線分Fを含む直線:Y=25
線分Gを含む直線:Y=-2X+30
線分Hを含む直線:Y=-(5/7)X+(120/7)
線分Iを含む直線:Y=-(10/3)X+(185/3)
線分Jを含む直線:Y=-1.25X+32.5
線分Kを含む直線:Y=-X+30
 以下、「線分Aを含む直線」~「線分Kを含む直線」をそれぞれ単に「直線A」~「直線K」と呼ぶ。
 本発明の上記条件(1)を満たす(X、Y)の範囲は図4において直線A~Fにより囲まれた領域に相当する。
 更に試験2の結果から、X、Yが上記条件(1)を満足する蓄熱材組成物は、多孔質基材から流出しにくく(40℃加熱時に液状化せず潜熱蓄熱材の染み出しがない)且つ多孔質基材に含浸可能(100℃溶融時のB型粘度計で測定される粘度が500mPa・秒以下である)であることがわかる。
 本発明では更に、X、Yが上記条件(2)を満足する蓄熱材組成物を用いることが好ましい。条件(2)を満たす(X、Y)の範囲は図4において直線A、G、H、I、J、Kにより囲まれた領域に相当する。試験3(図4)の結果から、条件(2)を満足するとき、多孔質基材から流出しにくく且つ多孔質基材に含浸可能であるという効果が特に高いと言える。
 上記条件(1)又は(2)を満たす場合に更に、水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーの重量平均分子量は好ましくは6万以上(X≧6)、より好ましくは7.5万以上(X≧7.5)、更に好ましくは8.5万以上(X≧8.5)、最も好ましくは9万以上(X≧9)である。また水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーの重量平均分子量は好ましくは16万以下(X≦16)、より好ましくは15万以下(X≦15)、最も好ましくは14万以下(X≦14)である。水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーの重量平均分子量がこの範囲のとき、蓄熱材組成物の多孔質基材からの流出が抑制できるとともに蓄熱材組成物の溶融時の粘度が十分に低く多孔質基材への含浸が容易となる効果が特に高い。
 本発明において重量平均分子量は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)による測定に基づき、標準ポリスチレン換算値として求められたものである。GPC測定時の溶離液はテトラヒドロフランを用いることができる。GPCのためのカラムとしては、東ソー株式会社製TSKgel GMHXL、TSKgel G4000HXL、及びTSKgel G5000HXLを直列に連結したカラムを用いることができる。GPC測定機器としては、東ソー株式会社製ゲルパーミエーションクロマトグラフ(HLC-8020)を用いることができる。
 水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーの添加量の範囲は、上記条件(1)又は(2)を満たす範囲であれば特に制限されないが、好ましくは、水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーの添加量が潜熱蓄熱材100質量部に対して25質量部以下(Y≦25)、更に好ましくは20質量部以下(Y≦20)、更に好ましくは17.5質量部以下(Y≦17.5)である。また、好ましい実施形態では、蓄熱材組成物は前記水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーを潜熱蓄熱材100質量部に対して6質量部以上(Y≧6)、より好ましくは7.5質量部以上(Y≧7.5)含有する。水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーの添加量(Y)が上記範囲のとき、蓄熱材組成物の多孔質基材からの流出が抑制できるとともに蓄熱材組成物の溶融時の粘度が十分に低く多孔質基材への含浸が容易となる効果が特に高い。
 蓄熱材組成物は、100℃において、B型粘度計で測定される粘度が、好ましくは1000mPa・s以下、より好ましくは500mPa・s以下、更に好ましくは150mPa・s以下、最も好ましくは100mPa・s以下の液体状の溶融物となるように調製されることが好ましい。この粘度範囲のとき、蓄熱材組成物が多孔質基材に含浸されやすいため好ましい。
 粘度の測定はJIS Z8803-2011及びJIS K7117-1に規定されている、ブルックフィールド型回転粘度計(B型粘度計)を用いた方法により行った。B型粘度計としては東機産業製ABS-100を用い、ローターサイズ:NO1、回転速度:6~60rpmの条件で測定を行った。
<蓄熱体の製造方法>
 本発明の蓄熱体は、蓄熱材組成物を溶融させて液体状としたものを、多孔質基材に対して、蓄熱材組成物が多孔質基材の内部に浸透するように含浸する含浸工程を含む方法により製造することができる。
 蓄熱材組成物の溶融物は、潜熱蓄熱材と水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーとを共存させ、両者が液体状になる温度に加温し混合することにより形成することができる。両者が液体状になる温度は好ましくは80~140℃、より好ましくは100~130℃である。
 含浸工程の一実施形態では、図1に示すように、槽9内で溶融した液状の蓄熱材組成物5aに多孔質基材1aを浸漬することにより、蓄熱材組成物5aを多孔質基材1aの内部(空隙内)に浸透させる。多孔質基材1aを液状の蓄熱材組成物5aに浸漬する時間は、多孔質基材及び蓄熱材組成物の種類に応じて適宜調整することができ、好ましくは、後述する含浸率の値が達成できるように適宜調整することができる。含浸工程の他の実施形態では、多孔質基材1aの表面に溶融した液状の蓄熱材組成物5aを流す又は塗布することにより、蓄熱材組成物を多孔質基材の内部(空隙内)に浸透させる。当該他の実施形態においても、好ましくは後述する含浸率の値が達成できるように含浸工程の条件を適宜調整することができる。
 蓄熱材組成物が含浸された多孔質基材(すなわち蓄熱体)1は、上記含浸工程の後、放冷などの任意の手段により冷却して蓄熱材組成物5aを固化させ(固化工程)得られる。図1に示すように、固化工程の前に、必要に応じて、含浸工程後の多孔質基材1を立てて静置することにより、多孔質基材1の表面に付着した蓄熱材組成物5aや内部に含浸された蓄熱材組成物5aの一部を除去する液切りを行ってもよい。また、図示しないが、蓄熱材組成物5aの固化の前、中、後のいずれか1つ以上の時点で、含浸工程後の多孔質基材1の表面に付着した蓄熱材組成物5aをスクレイパー等を使用して除去することもできる。
<本発明の蓄熱体>
 本発明の蓄熱体の、蓄熱材組成物の含有量は、次式で表される含浸率(%)により表すことができる。
含浸率=(含浸後の蓄熱体重量-含浸前の多孔質基材重量)/(含浸前の多孔質基材重量)x100 (%)
 すなわち含浸率は、多孔質基材に含浸された蓄熱材組成物の重量(=含浸後の蓄熱体重量-含浸前の多孔質基材重量)の、含浸前の多孔質基材の重量に対する割合を、後者を100%として表したものである。
 本発明の蓄熱体での含浸率は特に限定されないが、好ましくは80%以上であり、より好ましくは100%以上であり、より好ましくは120%以上であり、より好ましくは150%以上であり、より好ましくは170%以上であり、より好ましくは175%以上であり、特に好ましくは180%以上である。含浸率が高いほど、本発明の蓄熱体の単位体積当たりの蓄熱性能が高くなるため好ましい。含浸率の上限は特に限定されないが、通常は250%以下であり、典型的には230%以下である。
 本発明の蓄熱体は、床、天井、屋根、内壁、外壁等の建物の部分を構成する資材として単独で又は他の資材と組み合わせて使用することで、該部分に蓄熱性を付与することができる。特に、建物外皮に本発明の蓄熱体を使用すると、冷暖房負荷を低減することができる。具体的には、蓄熱体に含まれる潜熱蓄熱材(相転移材料)の潜熱を利用して、昼間に熱を使用するために夜間にエアコン等による熱エネルギーを貯蓄することができ、逆に、夜間に熱を使用するために昼間に熱エネルギーを貯蓄することもできる。例えば、融点28℃の潜熱蓄熱材を含む蓄熱材組成物が多孔質基材に含浸された第1の蓄熱体と、融点18℃の潜熱蓄熱材を含む蓄熱材組成物が多孔質基材に含浸された第2の蓄熱体とを、建物の内壁面に設置すると、第1の蓄熱体中の融点28℃の潜熱蓄熱材が夏の高温度で相転移することができ、第2の蓄熱体中の融点18℃の潜熱蓄熱材は冬の低温度で相転移することができるため、年間の室内の温度変化を低減することができる。このことにより、冷暖房装置による年間の消費エネルギー(消費電力)を低減することが可能である。
 本発明者らはまた、実験データから、前記の前記の第1の蓄熱体と第2の蓄熱体を設置した壁を通る熱流束を算出したところ、夏と冬の空調負荷が減少できたことを確認した。具体的には、壁面に蓄熱体を設置して夜間にエアコンを運転して蓄熱を行うことで、日中の室内の熱負荷は少なくとも30%以上低下することを確認した。
 以下の試験において「部」は「質量部」を意味する。
 以下の試験において、粘度の測定はJIS Z8803-2011及びJIS K7117-1に規定されている、ブルックフィールド型回転粘度計(B型粘度計)を用いた方法により行った。B型粘度計としては東機産業製ABS-100を用い、ローターサイズ:NO1、回転速度:6~60rpmの条件で測定を行った。
 以下の試験において、熱可塑性エラストマーの重量平均分子量は測定方法は、以下の条件でのゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)による測定に基づき、標準ポリスチレン換算値として求められたものである。
 測定機器:東ソー株式会社製ゲルパーミエーションクロマトグラフ(HLC-8020)
 カラム:東ソー株式会社製TSKgel GMHXL、TSKgel G4000HXL、及びTSKgel G5000HXLを直列に連結したカラム
 溶離液:テトラヒドロフラン
1.試験1
 本試験は、潜熱蓄熱材(パラフィン)の固定化能力に優れ、且つ加熱溶融時の含浸性に優れた固定化剤を見出すことを目的とする。
1.1.試料
 潜熱蓄熱材として、融点28℃のノルマルパラフィン(炭素数18)を用いた。
 スチレン系熱可塑性エラストマーとしては、重量平均分子量が13万であるスチレン-ブタジエン-スチレンブロック共重合体(SBS)を用いた。
 水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーとしては、重量平均分子量が5万又は28万であるスチレン-エチレン/ブチレン-スチレンブロック共重合体(SEBS)を用いた。これらのSEBSのスチレン含有量はともに30質量%であった。
1.2.試験方法
 潜熱蓄熱材100部に固定化剤10部添加し、100~130℃で加熱して溶融混合した。固定化剤としては下記表に示すものを使用した。
 混合物を100℃で溶融させた状態でB型粘度計を用いて粘度を評価した。
 200ccカップに溶融混合物を約100g注ぎ、20℃で混合物を冷却固化した。
1.3.固定化剤の性能評価
 評価1:固化した混合物が入ったカップを40℃乾燥機中に置き、1日後に混合物の状態と潜熱蓄熱材の染み出しの有無を確認した。
 評価2:固化した混合物が入ったカップの底に直径約2mmの穴を多数開け、そのカップを40℃乾燥機中に3日間保存し、溶出量を評価し、更に、溶出物が潜熱蓄熱材なのか、潜熱蓄熱材と固定化剤との混合物なのかを評価した。溶出量として、供試した混合物の質量に対する溶出物の質量の百分率として算出した。
1.4.評価1結果
 評価1(40℃加熱時の状態、染み出しの評価)の結果を下記表に示す。
 水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーを固定化剤に使用した場合、潜熱蓄熱材液化時(40℃)でも染み出しが見られず、混合物はゲルの状態を維持した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
1.5.評価2結果
 評価2(40℃保存時の溶出量と溶出物の評価)の結果を下記表に示す。
 固定化剤にエラストマー以外の物質を使用した試験区では、40℃加熱時に潜熱蓄熱材のみが液化して混合物から溶出した。
 固定化剤に水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーを用いた場合、分子量を調節することにより40℃加熱時の溶出を抑止できることが確認された。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
2.試験2
 本試験は、潜熱蓄熱材(パラフィン)の固定化能力に優れることが試験1で確認された水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーに関して、その分子量と添加量が、潜熱蓄熱材を固定化する能力と、加熱溶融時の含浸性(溶融粘度)に及ぼす影響を明らかにすることを目的とする。
2.1.試料
 潜熱蓄熱材として、融点28℃のノルマルパラフィン(炭素数18)を用いた。
 水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーとしては、重量平均分子量が5万、10万、17万、21万、25万又は28万であるスチレン-エチレン/ブチレン-スチレンブロック共重合体(SEBS)を用いた。これらのSEBSのスチレン含有量はそれぞれ30質量%、30質量%、32質量%、33質量%、30質量%、30質量%であった。
2.2.試験方法
 潜熱蓄熱材100部に固定化剤として水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーを下記表に示す添加量で100~130℃で加熱して溶融混合した。
 溶融混合物の温度を100℃に調整して溶融混合物の粘度を、B型粘度計を用いて評価した。
 200ccカップに溶融混合物を約100g注ぎ、20℃で混合物を冷却固化した。
2.3.潜熱蓄熱材を固定化する能力の評価
 固化した混合物が入ったカップを40℃乾燥機中に置き、1日後に潜熱蓄熱材の染み出しの有無と混合物の状態を確認した。
2.4.結果
 上記評価の結果を下記表に示す。
 混合物の溶融粘度は、固定化剤の分子量が高いほど増加し、固定化剤の添加量が多いほど増加した。
 潜熱蓄熱材が液化する温度である40℃での混合物からの潜熱蓄熱材の染み出し量は、固定化剤の添加量に応じて異なる。潜熱蓄熱材の染み出しは、固定化剤添加量2.5部以下の条件で発生し、5部以上添加すれば染み出しが防止できることが確認された。
 混合物の40℃加熱時の物質状態を観察した結果、固定化剤の分子量が低い場合、または添加量が少ない場合に液化して流動することが確認された。
 混合物の溶融粘度は、固定化剤の分子量が20万以上の条件で大きく上昇した。溶融粘度の高い混合物は、木質ボードへの含浸性が大きく低下することが予想される。
 固定化剤の分子量が5万の場合、混合物が加熱(40℃)時に流動し易く、潜熱蓄熱材の保持が困難であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
3.試験3
 本試験は、潜熱蓄熱材(パラフィン)と固定化剤との混合物を、木質ボードに含浸した場合の含浸性及び混合物の耐溶出性(保持能力)を評価することを目的とする。
3.1.試料
 木質ボードとして、インシュレーションボード(密度0.27g/cm、厚さ15mm)を使用した。インシュレーションボードとは、木材を繊維(ファイバー)状にしたものを原料として成型されたもので、密度が0.35g/cm未満のものを指す。
 潜熱蓄熱材として、融点28℃のノルマルパラフィン(炭素数18)を用いた。
 固定化剤としては、水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーを用いた。水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーとしては、重量平均分子量が5万、10万、14万、17万、又は21万であるスチレン-エチレン/ブチレン-スチレンブロック共重合体(SEBS)を用いた。
3.2.試験方法
 潜熱蓄熱材(パラフィン)と上記記載の固定化剤を、表4に示した割合で添加し、混練機内で100~130℃で溶融混合し、固定化剤と潜熱蓄熱材との混合物(蓄熱材組成物)を作製した。
 前記蓄熱材組成物をバット内で100~110℃に加熱溶融させ、溶融物中にインシュレーションボード(200x200mm)を浸漬し、蓄熱材組成物をインシュレーションボードに含浸させた。浸漬時間は10分間とした。
(評価内容1):固定化剤の分子量及び添加量が含浸性に及ぼす影響
 浸漬10分後にインシュレーションボードをバットから取り出し、蓄熱材組成物のインシュレーションボードへの含浸状況を○△×で評価するとともに、含浸前後の重量を測定し、その含浸率を算出した。
(含浸性の評価)
 ○:含浸状況が良く、蓄熱材組成物の液切れも良く、ボード表面には蓄熱材組成物の皮膜がほとんど無い状態
 △:一定の含浸量は得られるが、蓄熱材組成物の液切れがあまり良くなく、ボード表面に蓄熱材組成物の皮膜が少しできた状態
 ×:含浸状況が不良で、蓄熱材組成物の液切れも悪く、ボード表面全体に蓄熱材組成物の皮膜ができた状態
 含浸率=(含浸後のボード重量-含浸前のボード重量)/(含浸前のボード重量)x100 (%)
 更に、蓄熱材組成物の100℃における粘度をB型粘度計で測定した。
(評価内容2):固定化剤の分子量及び添加量が蓄熱材組成物のボード外への耐溶出性に及ぼす影響
 蓄熱材組成物を含浸したボードを40℃のドライヤー内に1ヶ月間静置し、1ヶ月前後のボード重量の減少を測定し、蓄熱材組成物のボードからの溶出率を算出した。
溶出率=(1ヶ月静置前のボード重量-1ヶ月静置後のボード重量)/(1ヶ月静置前のボード重量)x100(%)
(耐溶出性の評価)
 ○:溶出率0%
 △:溶出率0%超1%未満
 ×:溶出率1%以上
(総合評価)
 蓄熱材組成物のボードへの含浸性とボード外への耐溶出性の両面から固定化剤の総合評価を行った
 ○:含浸性、耐溶出性の両方が○
 △:含浸性、耐溶出性の一方が○で他方が△、又は両方が△
 ×:含浸性、耐溶出性の一方又は両方が×
3.3.結果
 上記評価の結果を表4、図2-1、図2-2、図3-1及び図3-2に示す。
 (1)固定化剤の添加量が増加すれば、混合液の粘度は上昇し、ボードへの含浸性は低下する。
 (2)固定化剤の分子量が増加すれば、同じ添加量でも、混合液の粘度は上昇し、ボードへの含浸性は低下する。
 (3)固定化剤の添加量が少なくなれば、混合物のボード外への耐溶出性が低下する(溶出し易い)。
 (4)固定化剤の分子量が小さくなれば、混合物のボード外への耐溶出性は低下する(溶出し易くなる)。
 図4に、総合評価での評価結果(○、△、×)をプロットした。図4において、固定化剤の分子量と添加量の望ましい条件は直線A、B、C、D、E、Fで囲われた範囲であり、より好ましくは直線A、G、H、I、J、Kで囲われた範囲である。各直線の数式は既述の通りである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
4.試験4
 本試験は、潜熱蓄熱材(α-オレフィン)と固定化剤との混合物の、木質ボードへの含浸性を評価することを目的とする。
4.1.試料
 木質ボードとして、インシュレーションボード(密度0.27g/cm、厚さ15mm)を使用した。
 インシュレーションボードとは木材を繊維(ファイバー)状にしたものを原料として成型されたもので、密度が0.35g/cm未満のもの
 潜熱蓄熱材として、融点32℃のαオレフィンを用いた。このαオレフィンは、C18:5質量%以下、C20:40~60質量%、C22:25~50質量%、C24:18質量%以下、C26:1質量%以下の組成を有するものである。このαオレフィンは直鎖分子を主成分とする。
 固定化剤として、水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーを用いた。水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーとしては、重量平均分子量が10万、17万、又は21万であるスチレン-エチレン/ブチレン-スチレンブロック共重合体(SEBS)を用いた。これらのSEBSのスチレン含有量はそれぞれ30質量%、32質量%、33質量%であった。
4.2.試験方法
(評価内容):潜熱蓄熱材(αオレフィン)と固定化剤の混合物の溶融粘度が含浸性に及ぼす影響
 潜熱蓄熱材(αオレフィン)と上記記載の固定化剤を、表5に示した割合で添加し、混練機内で100~130℃で溶融混合し、固定化剤と潜熱蓄熱材とが混合された混合物(蓄熱材組成物)を作製した。
 前記蓄熱材組成物をバット内で100~110℃に加熱溶融させ、液状の溶融物中にインシュレーションボード(200x200mm)を浸漬し、蓄熱材組成物をインシュレーションボードに含浸させた。浸漬時間は10分間とした。
 浸漬時間10分後にインシュレーションボードをバットから取り出し、含浸前後の重量を測定し、その含浸率を算出した。
 含浸率=(含浸後のボード重量-含浸前のボード重量)/(含浸前のボード重量)x100 (%)
 同時に、蓄熱材組成物の100℃における粘度をB型粘度計で測定した。
4.3.結果
 結果を表5に示す。潜熱蓄熱材としてαオレフィンを使用した場合の潜熱蓄熱材と固定化剤の混合物(蓄熱材組成物)の加熱溶融粘度とインシュレーションボードへの含浸性は、潜熱蓄熱材としてパラフィンを用いた試験3の評価1の結果とほぼ等しい結果であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
5.試験5
 本試験は、無機繊維板に対して潜熱蓄熱材の含浸性の評価を行うことを目的とする。
5.1.試料
 含浸させる基材として、インシュレーションボード(IB)とロックウールボード(RB)とを用いた。
 インシュレーションボードは、低密度の木質繊維板である。(厚さ:12mm、密度:0.26g/cm
 ロックウールボードは、鉄鋼スラグなどを高温で溶解し生成された人造鉱物繊維を板状に成形した低密度の無機繊維板である。(厚さ:11mm、密度:0.34g/cm
 潜熱蓄熱材として融点32℃のαオレフィンを用いた。このαオレフィンは、C18:5質量%以下、C20:40~60質量%、C22:25~50質量%、C24:18質量%以下、C26:1質量%以下の組成を有するものである。このαオレフィンは直鎖分子を主成分とする。
 固定化剤として、重量平均分子量が10万である水素添加スチレン系熱可塑性エラストマー(スチレンーエチレン/ブチレンースチレンブロック共重合体(SEBS))を用いた。このSEBSのスチレン含有量は30質量%であった。
5.2.試験方法
 潜熱蓄熱材100部に対し上記SEBSを15部添加し、混練機内で100~130℃で溶融混合し、固定化剤と潜熱蓄熱材との混合物(蓄熱材組成物)を作製した。
 前記蓄熱材組成物をバット内で100~110℃に加熱溶融させ、液状の溶融物中に基材(200x200mm)を浸漬し、前記混合物を基材に含浸させた。浸漬時間は2分、5分、10分、20分間とした。
(評価内容1):蓄熱材組成物のボードへの含浸性の評価
 所定の浸漬時間経過後に基材をバットから取り出し、含浸前後の重量を測定し、その含浸率を算出した。
 含浸率=(含浸後のボード重量-含浸前のボード重量)/(含浸前のボード重量)x100 (%)
 含浸量=ボード密度(kg/m)×ボード厚さ(m)×含浸率(%)/100 (kg/m
(評価内容2):蓄熱材組成物のボード外への耐溶出性の評価
 蓄熱材組成物を含浸したボードを40℃のドライヤー内に1ヶ月間静置し、1ヶ月前後のボード重量の減少を測定し、蓄熱材組成物のボードからの溶出率を算出した。
溶出率=(1ヶ月静置前のボード重量-1ヶ月静置後のボード重量)/(1ヶ月静置前のボード重量)×100 (%)
5.3.結果
 結果を表6及び図5~6に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
 RBはIBと同程度の含浸量を示したことから、有機繊維板だけでなく無機繊維板に対しても蓄熱材組成物の含浸性が良好であることが確認された。なお、含浸率に関してRBはIBと比べて低い値を示すが、こればボード密度の違いによる影響である。
 上記RB及びIBに蓄熱材組成物を含浸させたボードを、40℃のドライヤー内に1ヶ月静置したが、いずれのボードも、蓄熱材組成物の溶出率は0%であった。
6.試験6
 基材表面に、インサイジングにより複数の穴を形成した場合の、蓄熱材組成物の該基材への含浸性の向上を確認した。
 潜熱蓄熱材として、融点18℃のノルマルパラフィン(炭素数16)、または、融点28℃のノルマルパラフィン(炭素数18)を用いた。
 固定化剤として、重量平均分子量が10万である水素添加スチレン系熱可塑性エラストマー(スチレンーエチレン/ブチレンースチレンブロック共重合体(SEBS))を用いた。このSEBSのスチレン含有量は30質量%であった。
 前記潜熱蓄熱材100部に対し前記SEBSを15部添加し、混練機内で100~130℃で溶融混合し、固定化剤と潜熱蓄熱材との混合物(蓄熱材組成物)を作製した。
 基材として、厚さ10mm又は8.5mmの板である低密度木質繊維板(インシュレーションボード)を用いた。該インシュレーションボードは以下のインサイジング及び蓄熱材組成物の含浸を行わない状態での密度が0.29g/cmであった。該基材の表面は平坦であるが、以下のインサイジングにより表面に複数の穴からなるパターンを形成した。
6.1.インサイジング
 本実施例で用いたインサイジング用刃物70は、図7に示すように、ロール状の胴体部71と、胴体部71の円周面上に突出するように配置された複数の押込刃72とを備える。ロール状の胴体部71の円周面には、胴体部71の円周方向に沿って等間隔に形成された複数の押込刃72の群が、胴体部71の軸芯方向に沿って等間隔に配置されている。円周方向に沿って切断した押込刃72の断面形状は、楕円を短軸方向に切断して形成される半楕円に近い形状である。このような形状にすることで、穴を形成する際の、押込刃72の頂部の多孔質基材への押し込みと引き抜きが容易となる。
 インサイジング工程では、まず、前記インシュレーションボードである基材100の一方の主面である表面Sにインサイジング用刃物70を押し当てながら、インサイジング用刃物70を軸周りに回転させた。この動作により、押込刃72は基材100の表面Sに順次押し込まれ、押し込まれた押込刃72は順次引き抜かれる。押込刃72が押し込まれた基材100の表面Sは押込刃72により切り裂かれ押し広げられて、穴101が形成された。基材100の両主面に穴101を形成する場合は、上記操作に続いて、基材100の他方の主面である表面Sに、同様の手順で複数の穴101を形成した。
 基材100の表面に形成された複数の穴101のパターンを図8-1及び図8-2に基づいて説明する。図8-1において実線で示す穴101は基材100の表面Sに形成された穴であり、点線で示す穴101は基材100の表面Sに形成された穴である。各穴101の、基材100の表面S、Sに形成された開口は、幅Dが1mm、長さDが5mmの長方形の形状であった。各穴101は、2つの略半楕円状の側壁と、前記2つの側壁を接続する面とにより、側面及び底面が形成された有底穴であり、深さDは6mmであった。前記2つの略半楕円状の側壁は、それぞれの楕円の短軸方向に沿った辺が基材100の表面に位置し、該表面から離れるほど近接し、楕円の長軸方向端において相互に接続するように形成されている。複数の穴101がその開口の長さ方向に沿ってPのピッチ(長さ方向ピッチ)で直線状に並んだ列が複数形成された。そして、前記複数の列は、各穴101の開口の幅方向にPのピッチ(幅方向ピッチ)で、相互に平行となるように形成された。このときPは13mmであり、Pは17mmであった。本実施例では、個々の穴101の開口面積は5mmであり、基材100の表面S、又は、表面S及び表面Sにおける、複数の穴101が形成された領域の単位面積当たりの穴101の個数は4525個/mであった。
 基材100の表面S、Sの両方に複数の穴101を形成する場合には、両面に形成された全ての穴101を基材100の厚さ方向に投影した投影像において、表面S上に形成された隣接する2つの、各々が、開口の長さ方向に沿って並んだ複数の穴101からなる列の中間に、表面S上に形成された、開口の長さ方向に沿って並んだ複数の穴101からなる列が1つ、平行に配置されるようにした。すなわち、前記投影像において、各々が複数の穴101からなる前記列がそれぞれPのピッチで配置されるようにし、このときPを8.5mmとした。
 上記手順により、一方の主面である表面Sのみに複数の穴101が形成された基材(インサイジング片面)と、2つの主面である表面S、Sに複数の穴101が形成された基材(インサイジング両面)とを作成した。また、比較のために、インサイジングを施さない基材(インサイジング無し)を用意した。
6.2.基材への蓄熱材組成物の含浸
 前記2種類の蓄熱材組成物(蓄熱材の融点が18℃又は28℃)をバット内で115~120℃に加熱溶融させ、液状の溶融物中に基材(寸法200mm×200mm)を浸漬し、前記混合物を基材に含浸させた。浸漬時間は5分間、10分間、20分間とした。所定の浸漬時間経過後に基材をバットから取り出し、基材を斜めにして未含浸の液状溶融物の除去を行い、さらにパネル表面に液状溶融物が残留している場合はスクレイパーを使用して残留した液状溶融物の掻き取りをした。
 前記の含浸操作の前後の基材の重量を測定し、その含浸率を算出した。なお「含浸後のボード重量」とは、基材と含浸された蓄熱材組成物とを含む蓄熱体の重量を指し、「含浸前のボード重量」とは、含浸前の基材の重量を指す。
 含浸率=(含浸後のボード重量-含浸前のボード重量)/(含浸前のボード重量)×100 (%)
6.3.結果
 結果を表7に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
 表7に示される通り、インサイジングを施していない基材を用いた場合、蓄熱体における蓄熱材組成物の含浸率を175%以上とするためには20分間以上の浸漬時間が必要であった。
 インサイジングを片面のみに施した基材を用いた場合、条件によっては10分間の浸漬時間により、蓄熱体における蓄熱材組成物の含浸率を175%以上とすることが可能であった。
 インサイジングを両面に施した基材を用いた場合、10分間の浸漬時間により、蓄熱体における蓄熱材組成物の含浸率を178%以上とすることが可能であった。
 このように、基材の少なくとも一方の主面、より好ましくは両方の主面に複数の穴101からなるパターンを形成することにより、該基材への蓄熱材組成物の含浸性を向上させることができた。
産業上の利用可能性
 本発明の蓄熱体は、床、天井、屋根、内壁、外壁等の建物の部分を構成する資材として単独で又は他の資材と組み合わせて使用することで、該部分に蓄熱性を付与することができる。すなわち本発明の蓄熱体は建材として産業上利用可能である。
 本明細書で引用した全ての刊行物、特許および特許出願をそのまま参考として本明細書にとり入れるものとする。

Claims (10)

  1.  多孔質基材と、前記多孔質基材に含浸された蓄熱材組成物とを少なくとも備える蓄熱体であって、
     前記蓄熱材組成物が、潜熱蓄熱材と水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーとを含有し、
     前記水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーの重量平均分子量をX×10とし、前記蓄熱材組成物中での前記潜熱蓄熱材100質量部に対する前記水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーの量をY質量部としたとき以下の条件:
    5≦X≦17;
    5≦Y≦25;
    5≦X<10のとき、Y≧-2X+25;且つ
    14<X≦17のとき、Y≦-5X+90
    を満足する蓄熱体。
  2.  前記蓄熱材組成物が、100℃において、B型粘度計で測定される粘度が500mPa・s以下の液体状の溶融物となる組成物である、請求項1の蓄熱体。
  3.  Xが7.5~15である、請求項1又は2の蓄熱体。
  4.  更に、
     5≦X<10のとき
    Y≧-2X+30、且つ
    Y≦-X+30
    を満足し、
     10≦X<14のとき、
    Y≧-(5/7)X+(120/7)、且つ
    Y≦-1.25X+32.5
    を満足し、
     14≦X≦17のとき、
    Y≧-(5/7)X+(120/7)、且つ
    Y≦-(10/3)X+(185/3)
    を満足する、請求項1~3のいずれか1項の蓄熱体。
  5.  前記多孔質基材は、表面に開口した複数の穴が形成されている多孔質基材である、請求項1~4のいずれか1項の蓄熱体。
  6.  多孔質基材と、前記多孔質基材に含浸された蓄熱材組成物とを少なくとも備え、
     前記蓄熱材組成物が、潜熱蓄熱材と水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーとを含有し、
     前記水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーの重量平均分子量をX×10とし、前記蓄熱材組成物中での前記潜熱蓄熱材100質量部に対する前記水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーの量をY質量部としたとき以下の条件:
    5≦X≦17;
    5≦Y≦25;
    5≦X<10のとき、Y≧-2X+25;且つ
    14<X≦17のとき、Y≦-5X+90
    を満足する蓄熱体の製造方法であって、
     前記蓄熱材組成物を溶融させて液体状としたものを、前記多孔質基材に対して、前記蓄熱材組成物が前記多孔質基材の内部に浸透するように含浸する含浸工程を含むことを特徴とする方法。
  7.  前記蓄熱材組成物が、100℃において、B型粘度計で測定される粘度が500mPa・s以下の液体状の溶融物となる組成物である、請求項6の方法。
  8.  Xが7.5~15である、請求項6又は7の方法。
  9.  更に、
     5≦X<10のとき
    Y≧-2X+30、且つ
    Y≦-X+30
    を満足し、
     10≦X<14のとき、
    Y≧-(5/7)X+(120/7)、且つ
    Y≦-1.25X+32.5
    を満足し、
     14≦X≦17のとき、
    Y≧-(5/7)X+(120/7)、且つ
    Y≦-(10/3)X+(185/3)
    を満足する、請求項6~8のいずれか1項の方法。
  10.  前記含浸工程を行う際に、前記多孔質基材として、表面に開口した複数の穴が形成されている多孔質基材を用いる、請求項6~9のいずれか1項の方法。
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