JP2002211967A - 調温調湿材料及び調温調湿フォーム - Google Patents

調温調湿材料及び調温調湿フォーム

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JP2002211967A
JP2002211967A JP2001006629A JP2001006629A JP2002211967A JP 2002211967 A JP2002211967 A JP 2002211967A JP 2001006629 A JP2001006629 A JP 2001006629A JP 2001006629 A JP2001006629 A JP 2001006629A JP 2002211967 A JP2002211967 A JP 2002211967A
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humidity control
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conditioning
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Hideya Kinoshita
英也 木下
Shigeo Yoshida
繁夫 吉田
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National House Industrial Co Ltd
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Bridgestone Corp
National House Industrial Co Ltd
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    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/14Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing calcium sulfate cements

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  • Materials Engineering (AREA)
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  • Building Environments (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 建材、車両用材料等として好適な調湿機能及
び調温機能を兼備する調温調湿材料及び調温調湿フォー
ムを提供する。 【解決手段】 調湿機能を有する無機調湿材と調温機能
を有する温度調整素材とを混合してなる調温調湿材料。
この調温調湿材料がフォーム内に配合された調温調湿フ
ォーム。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、調湿機能と調温機
能とを兼備する調温調湿材料と、この調温調湿材料を配
合した調温調湿フォームに関する。
【0002】
【従来の技術】古来より、日本の建築材料の主要なもの
は、木材や土、紙など調湿性のある材料であり、日本各
地の高温多湿な気候風土と調和した形で、通風がよく調
湿・透湿性に優れた家屋の建築が行われてきた。
【0003】即ち、日本では、建築材料については熱特
性よりも、湿気特性に重点が置かれてきており、同時
に、住空間と収蔵空間が、例えば住居と土蔵などの様に
巧みに使い分けられていた。しかしながら、近年出現し
た新建材の多くは、吸放湿性に乏しく、断熱性などに重
きが置かれたものが多い。そして、気密性が高く、複合
的な空間利用の建物設計の出現とが相俟って、外壁や屋
根材での内部結露の発生、これによる建物の快適性、耐
久性の低下、更には結露による水分、カビ、ダニの発生
に起因する人体への悪影響が問題視されるようになって
いる。
【0004】また、建築材料には、断熱性に優れたもの
が各種提供されているが、断熱性だけでなく、夏期の高
温時には熱を吸収し、冬期の低温時には熱を放出する吸
熱、放熱性能を備えるものであれば、季節の温度変化の
影響を低減して快適な環境を維持することが可能であ
る。
【0005】更に、建築材料がガス吸着性を有するもの
であれば、排ガス、その他生活環境の中で発生する臭気
を吸着して脱臭を行うことができ、より一層快適感を高
めることができる。
【0006】これら温度、湿度、臭気の問題を解決する
ために、一般的には、空調設備が取り付けられる。
【0007】また、建材自体に調湿機能を付与した調湿
建材として、従来、珪酸カルシウム板、石膏ボード、ゼ
オライト混入モルタルパネル等が提供されている。
【0008】また、調温機能を有する材料、ガス吸着性
を有する材料もそれぞれ提供されている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】空調設備を取り付ける
ことにより、温度及び湿度を最適条件に維持することが
でき、更には脱臭を行うことも可能であるが、空調設備
は動力を必要とし、設備費のみならず、運転費の面から
も好ましくない。
【0010】また、従来、調湿機能、調温機能及びガス
吸着機能の各々を備える材料は提供されているが、調湿
機能と調温機能とを兼備する材料、更にはガス吸着機能
をも兼備する材料は提供されておらず、これらの複数の
機能を得るためには、各々の材料を併用するか、更に空
調設備を併用する必要があった。
【0011】本発明は上記従来の問題点を解決し、調湿
機能と調温機能とを兼備する調温調湿材料及び調温調湿
フォーム、更にはガス吸着性をも兼備する調温調湿材料
及び調温調湿フォームを提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明の調温調湿材料
は、調湿機能を有する無機調湿材と調温機能を有する温
度調整素材とを混合してなることを特徴とする。
【0013】本発明の調温調湿材料は、無機調湿材と温
度調整素材とを混合したものであるため、調湿機能と調
温機能とを兼備する。
【0014】即ち、無機調湿材は、周囲の湿度が高い環
境下に晒されると湿分を吸収(吸湿)し、逆に周囲の湿
度が低い環境下に晒されると湿分を放出(放湿)する調
湿機能を備える。このため無機調湿材により、良好な湿
度調節を行って、周囲環境の湿度変化を緩和して、快適
な湿度範囲に維持することができる。
【0015】また、温度調整素材は、周囲の温度が高い
環境下に晒されると熱を吸収(吸熱)し、逆に周囲の温
度が低い環境下に晒されると熱を放出(放熱)する調温
機能を備える。このため温度調整素材により、良好な温
度調節を行って、周囲環境の温度変化を緩和して、快適
な温度範囲に維持することができる。
【0016】この無機調湿材としては、珪質頁岩、アロ
フェン、イモゴライト及びセピオライトよりなる群から
選ばれる1種又は2種以上が好ましく、これらの無機調
湿材はガス吸着性をも備えるため、無機調湿材としてこ
れらの材料を用いることにより、調湿及び調温機能のみ
ならず、ガス吸着性をも兼備する材料を提供することが
できる。
【0017】一方、温度調整素材としては、シェル内に
潜熱蓄熱剤が内包されたマイクロカプセルであって、該
潜熱蓄熱剤は3〜55℃の温度範囲において液体−固体
の相変化を発生するものが好ましく、このような温度調
整素材であれば、良好な調温機能を得ることができる。
【0018】また、無機調湿材と温度調整素材との混合
割合は、重量比で無機調湿材:温度調整素材=1:0.
1〜10.0であることが好ましく、これにより、調湿
及び調温の両機能をバランス良く得ることができる。
【0019】本発明の調温調湿材料は、無機調湿材と温
度調整素材とが無機バインダーで硬化されたものであっ
ても良く、これにより、調温調湿材料の取り扱い性を高
めると共に、調湿調温建材等として容易に適用可能とな
る。
【0020】この場合、無機バインダーは硬化温度が2
20℃以下のものであることが好ましく、無機調湿材と
温度調整素材との合計に対する無機バインダーの割合は
10〜75重量%であることが好ましい。
【0021】本発明の調温調湿フォームは、このような
本発明の調温調湿材料がフォーム内に配合されているこ
とを特徴とするものであって、建材、車両用材料等とし
て好適な調湿機能及び調温機能を兼備した硬質又は軟質
ポリウレタンフォーム等の調温調湿フォームが提供され
る。
【0022】この調温調湿フォームにおいて、温度調整
素材の含有量は20重量%以上であることが好ましい。
【0023】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を詳細
に説明する。
【0024】本発明の調温調湿材料は、調湿機能を有す
る無機調湿材と調温機能を有する温度調整素材とを混合
してなるものである。
【0025】本発明において、無機調湿材としては調湿
機能を有するものであれば良く、特に制限はないが、調
湿機能のみならず、その多孔質によりガス吸着性をも有
し、臭気成分を吸着して脱臭する機能をも備えることか
ら、珪質頁岩、アロフェン、イモゴライト及びセピオラ
イト等が好ましく、これらは1種を単独で或いは2種以
上を併用して用いることができる。
【0026】一方、温度調整素材としては、シェル内に
潜熱蓄熱剤を内包したマイクロカプセルが好適である。
この潜熱蓄熱剤は、通常、液体−固体の相変化を利用し
て吸熱作用又は放熱作用を発揮するものであり、吸熱容
量が比較的大きい。そして、3〜55℃にて相変化する
素材の潜熱蓄熱剤を用いることで、建物の室温等を適温
に保つのに好適な調温調湿材料を得ることができる。
【0027】潜熱蓄熱剤としては、調温調湿材料の用途
に応じて適当な融点を有するものを選択すればよい。例
えば、パラフィン系炭化水素、天然ワックス、石油ワッ
クス、ポリエチレングリコール、無機化合物の水和物等
を使用することができる。
【0028】本発明の調温調湿材料を建材や車両用材料
等の用途に用いる場合には、3〜55℃、特に約28℃
付近に固体−液体の相転移温度を有するように材料を選
択する。この材料としては、例えばテトラデカン(融点
6℃)、ヘキサデカン(融点18℃)、オクタデカン
(融点25℃)、ノナデカン(融点32℃)などが挙げ
られる。
【0029】上記シェルの材料としては、その耐熱温度
が上記潜熱型蓄熱剤の融点に比べて十分に高い、例えば
30℃以上、好ましくは50℃以上の材料であって、調
温調湿材料の用途に応じた強度を有する材質を適宜選択
すればよい。例えば、メラミン樹脂、アクリル樹脂、ウ
レタン樹脂等が挙げられる。このうち特に好ましい材料
は、ポリオキシメチレンウレアである。
【0030】マイクロカプセルの好ましい外径は1〜5
00μmであり、より好ましくは5〜100μmであ
る。また、内包される潜熱蓄熱剤の量は、潜熱効果の点
からは多いほうが好ましいが、多過ぎると潜熱蓄熱剤の
体積変化によりマイクロカプセルが破損する恐れがあ
る。このため、マイクロカプセル全体の重量に対する潜
熱蓄熱剤の量は、30〜90重量%とすることが好まし
く、60〜80重量%とすることがより好ましい。
【0031】マイクロカプセルの製造方法としては、界
面重合法、in−situ重合法、コアセルベート法等
の従来の公知の製造方法から、潜熱蓄熱剤及びシェルの
材質等に応じて適切な方法を選択すればよい。
【0032】マイクロカプセルとしては、市販品として
Frisby Technologies社の商品名THERMASORB43(相変
化温度:6℃)、THERMASORB65(相変化温度:18
℃)、THERMASORB83(相変化温度:28℃)、THERMA
SORB95(相変化温度:51℃)等を用いることができ
る。
【0033】本発明において、無機調湿材と温度調整素
材との混合割合は、無機調湿材:温度調整素材=1:
0.01〜100(重量比)の幅広い範囲で任意に設定
することができ、調温調湿材料の使用目的に応じて決定
されるが、無機調湿材による良好な調湿機能と温度調整
素材による良好な調温機能とを共に得るためには、無機
調湿材:温度調整素材=1:0.1〜10(重量比)の
範囲とするのが好ましい。
【0034】本発明の調温調湿材料は、このような無機
調湿材と温度調整素材との混合物として、これをそのま
ま各種用途に用いることもできるが、無機調湿材と温度
調整素材とを適当な無機バインダーで硬化させて成形物
とすることにより、取り扱い性に優れた調温調湿材料と
することができる。
【0035】この場合、無機バインダーとしては、その
硬化温度が過度に高いものであると温度調整素材のマイ
クロカプセルが熱で劣化する恐れがあるため、220℃
以下、特に100〜150℃で硬化するものが好まし
く、このような無機バインダーとしては、セメント、石
膏等を用いることができる。
【0036】この場合、無機バインダーの使用量が過度
に少ないと形状を維持できる程度に硬化させることが難
しく、逆に過度に多いと無機調湿材及び温度調整素材の
割合が少なくなり、調湿機能及び調温機能を十分に得る
ことができなくなる。
【0037】通常の場合は、無機バインダーは、無機調
湿材と温度調整素材との合計に対して、10〜75重量
%程度用いることが好ましい。
【0038】無機調湿材と温度調整素材との硬化物は、
無機調湿材と温度調整素材とに必要量の無機バインダー
を混合し、当該無機バインダーの硬化方法に従って、成
形、硬化させれば良い。この硬化物の形状には特に制限
はなく、球状等の粒状であっても良く、板状、ブロック
状、ハニカム状その他の任意の形状とすることができる
が、本発明の調温調湿フォームへの配合には、粒径50
〜500μm程度の粒状物であることが好ましい。
【0039】本発明の調温調湿フォームは、基材フォー
ムにこのような本発明の調温調湿材料が配合されたもの
であり、基材フォームとしては、硬質ポリウレタンフォ
ーム、軟質ポリウレタンフォーム等を用いることができ
る。特に硬質ポリウレタンフォームを用いた場合には、
建材、車両用材料として好適な調温調湿フォームを得る
ことができる。また、軟質ポリウレタンフォームを用い
た場合には、家具、寝具等として好適な調温調湿フォー
ムを得ることができる。
【0040】調温調湿フォーム中の調温調湿材料の配合
量は、フォームの成形性を損なわない範囲において、要
求される調湿機能及び調温機能に応じて適宜決定され、
一般的には、調温調湿フォーム中の無機調湿材の含有量
が10〜75重量%、温度調整素材の含有量が20重量
%以上、特に30〜40重量%、無機調湿材と温度調整
素材との合計で30〜80重量%となるように用いられ
る。なお、調温調湿材料は、無機調湿材と温度調整素材
との混合物として配合しても良く、また、これを予め無
機バインダーで硬化して硬化物として配合しても良い。
【0041】このような本発明の調温調湿材料を含む硬
質ポリウレタンフォーム又は軟質ポリウレタンフォーム
は、調温調湿材料を配合すること以外は、通常のポリウ
レタンフォームの配合により、常法に従って製造するこ
とができる。
【0042】得られる調湿調温硬質ポリウレタンフォー
ム又は軟質ポリウレタンフォームの密度や寸法は、その
用途に応じて適宜決定されるが、住宅用壁、天井、床
材、断熱材等の建材や車両用断熱材等とする場合、調温
調湿材料を含んだ密度で30〜200kg/m程度で
あることが好ましい。
【0043】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に
説明する。
【0044】実施例1 石膏に珪質頁岩を25重量%,温度調整素材25重量%
を加配し、型枠に流し込み、常温硬化後、型枠より脱型
し、温・湿度調整可能な12mm×300mm×300
mmの不焼成タイル(外壁材)を製造した。この壁材を
用いて調湿・調温ルームを構築し、20人(男女10人
ずつ)により、通常の壁材を用いて同様に構成した部屋
との快適性を比較するモニター試験を実施し、結果を表
1に示した。
【0045】
【表1】
【0046】表1より、本発明の調温調湿材料は、その
調湿・調温機能により、湿気や乾燥を防ぐと共に、温度
変化を緩和して、室内を快適に維持することができるこ
とがわかる。即ち、実施例1の壁材は、周囲の湿度、温
度に応じ、高湿、高温条件では吸湿、吸熱を行って、周
囲の湿度、温度を低下させ、逆に周囲の温湿度が低い時
には放湿、放熱効果により、周囲を暖め、湿度を上げる
効果を有することにより、周囲環境を快適に維持するこ
とができる。
【0047】なお、この壁材は、断熱性にも優れ、また
無機調湿材のガス吸着性により脱臭機能をも備えるもの
であった。
【0048】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明によれば、建
材、車両用材料等として好適な、調湿機能と調温機能、
更にはガス吸着性を兼備する調温調湿材料及び調温調湿
フォームが提供される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 繁夫 大阪府豊中市新千里西町1−1−4 ナシ ョナル住宅産業株式会社内 Fターム(参考) 2E001 DB03 DD17 DH00 DH21 GA03 GA86 HA01 HA03 HD03 HD11 JA00 JA01 JA02 JA06 JD02 4G012 PA03 PA21 PB11 PC11

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 調湿機能を有する無機調湿材と調温機能
    を有する温度調整素材とを混合してなることを特徴とす
    る調温調湿材料。
  2. 【請求項2】 請求項1において、該無機調湿材が珪質
    頁岩、アロフェン、イモゴライト及びセピオライトより
    なる群から選ばれる1種又は2種以上であることを特徴
    とする調温調湿材料。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2において、該温度調整素
    材がシェル内に潜熱蓄熱剤が内包されたマイクロカプセ
    ルであって、該潜熱蓄熱剤は3〜55℃の温度範囲にお
    いて液体−固体の相変化を発生するものであることを特
    徴とする調温調湿材料。
  4. 【請求項4】 請求項1ないし3のいずれか1項におい
    て、無機調湿材と温度調整素材との混合割合が無機調湿
    材:温度調整素材=1:0.1〜10.0(重量比)で
    あることを特徴とする調温調湿材料。
  5. 【請求項5】 請求項1ないし4のいずれか1項におい
    て、該無機調湿材と温度調整素材とが無機バインダーで
    硬化されていることを特徴とする調温調湿材料。
  6. 【請求項6】 請求項5において、該無機バインダーの
    硬化温度が220℃以下であることを特徴とする調温調
    湿材料。
  7. 【請求項7】 請求項5又は6において、無機調湿材と
    温度調整素材との合計に対する無機バインダーの割合が
    10〜75重量%であることを特徴とする調温調湿材
    料。
  8. 【請求項8】 請求項1ないし7のいずれか1項に記載
    の調温調湿材料がフォーム内に配合されていることを特
    徴とする調温調湿フォーム。
  9. 【請求項9】 請求項8において、温度調整素材の含有
    量が20重量%以上であることを特徴とする調温調湿フ
    ォーム。
  10. 【請求項10】 請求項8又は9において、フォームが
    硬質ポリウレタンフォーム又は軟質ポリウレタンフォー
    ムであることを特徴とする調温調湿材料。
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