暖房便座
【課題】取り扱い性や成型性に優れた蓄熱体蓄熱体を用いて熱効率や省エネルギー性を一層高めた暖房便座を提供する。
【解決手段】暖房便座は、着座面を有する便座と、着座面の裏側に配設した発熱体および蓄熱体とを備えている。蓄熱体は、蓄熱材を内包する有機高分子重合物のマイクロカプセルを、柔軟性の有機高分子硬化物の被覆材で覆って構成され、マイクロカプセルはその軟化温度が、被覆材の硬化温度より高温にある材料が使用される。蓄熱体は、柔軟性のある蓄熱材をマイクロカプセルと被覆材で２重に被覆する構造になっているので、取り扱い性や成型性に優れる。また、発熱体の熱が蓄熱体に蓄熱されて効率的に利用され省エネルギーが図れる。
【解決手段】暖房便座は、着座面を有する便座と、着座面の裏側に配設した発熱体および蓄熱体とを備えている。蓄熱体は、蓄熱材を内包する有機高分子重合物のマイクロカプセルを、柔軟性の有機高分子硬化物の被覆材で覆って構成され、マイクロカプセルはその軟化温度が、被覆材の硬化温度より高温にある材料が使用される。蓄熱体は、柔軟性のある蓄熱材をマイクロカプセルと被覆材で２重に被覆する構造になっているので、取り扱い性や成型性に優れる。また、発熱体の熱が蓄熱体に蓄熱されて効率的に利用され省エネルギーが図れる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、暖房便座に関する。
【背景技術】
【０００２】
省エネルギー効果を高めた暖房便座が種々提案されており、断面図の１例を図５に示す。この暖房便座１は、これを構成する着座側部材２を中空のケースとしその中空空間内に、蓄熱材３を封入した袋材４および５から構成される蓄熱体６および７を複数個配置して、両者の衝合面部に加熱手段８を介在させ、これらを底部材９で蓋をする構造である（例えば、特許文献１参照）。加熱手段８の通電状態で、着座側部材２の表面から放熱されていた熱を蓄熱材３に蓄熱し、加熱手段８の休止（非通電）状態で蓄熱材３の蓄熱を放熱することで熱効率を高め、加熱手段８から発生する熱を効率的に利用している。また、電力需要が小さく安価な夜間帯に蓄熱材３に蓄熱しておき、昼間に蓄熱材３の放熱により便座を温めることで、省エネルギーも図れる。この暖房便座１は、便器１０の上に積層されているがこれ以外に、蓄熱材を使用した種々の構成の暖房便座が提案されている。
【０００３】
蓄熱体は、種々の収納形態が提案されている。その１例は、酢酸ナトリウム３水塩の蓄熱材を、ポリポロピレン等の合成樹脂製の容器に充填した物である。また、他例として、パラフィン系の蓄熱材を、ゴムまたは合成樹脂に練り込んで板状に成形したものを、アルミラミネート被覆材で被覆した物である。
【０００４】
さらに最近は、蓄熱材を有機高分子系のマイクロカプセルに封入する技術が、提案されその商品化がなされている（例えば、特許文献２参照、特許文献３参照）。この技術は、脂肪族炭化水素の蓄熱材を、尿素ホルマリン樹脂やメラミンホルマリン樹脂などのマイクロカプセルに封入する技術である。最近は、マイクロカプセルとしては、有機高分子（具体的にはアラミド樹脂を使用）と無機化合物を複合化した材料が提案されている（例えば、特許文献４参照）。そして、これら従来例の中で、マイクロカプセルは、これら以外に、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリアミド、の樹脂が使用されると記載されている。 さらに、蓄熱材を封入するマイクロカプセルに関しては、スチレン−ブタジエン共重合体の樹脂で固形化する蓄熱体が提案されている（例えば、特許文献５参照）。
これに加えて、蓄熱材を封入した有機高分子系のマイクロカプセルを、シリコーンゲルで固形化する蓄熱体も提案されている（例えば、特許文献６参照）。
【特許文献１】特開平１１−１２８１１８号公報
【特許文献２】特開２００３−３０６６７２号公報
【特許文献３】特許第３０５９５５８号公報
【特許文献４】特開２００７−１３７９１６号公報
【特許文献５】特開平７−１３３４７９号公報
【特許文献６】特開２００７−１４５９１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の暖房便座で使用される蓄熱体６および７は、塩化カルシウムや硫酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、ポリエチレングリコールなどの蓄熱材３を袋材４および５に包み込んだ物である。蓄熱体６および７が、この収納形態だと、暖房便座に収納する製造工程中に、誤って袋材４および５を傷つける場合がありこの場合、液体や粉末の蓄熱材３が床に零れ落ちる課題があった。また、成型の自由度が乏しいので、暖房便座への収納が容易でない課題もあった。
【０００６】
一方、蓄熱材を封入するマイクロカプセルは、スチレン−ブタジエン共重合体などの硬質樹脂で固形化されている。しかしながら、硬質樹脂で固形化された蓄熱体は、成型の自由度が乏しいので、暖房便座への収納が容易でない課題もあった。また、蓄熱材を封入するマイクロカプセルをシリコーンゲルで固形化する技術は、マイクロカプセルの軟化温度とシリコーンゲルの硬化温度の関係が不明であるうえに、シリコーンゲルの架橋密度（ゴム部分の架橋点の大小を論じる架橋密度の高低）が不明であるので、成型の自由度が充分でなく、暖房便座への収納性の向上が求められていた。
【０００７】
本発明は、前記課題を解決して、取り扱い性や成型性に優れた蓄熱体を提供するとともに、この蓄熱体を使用することで加熱手段から発生する熱を効率的に利用して省エネルギーを図った暖房便座を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために、本発明の暖房便座は、着座時に人体が接触する着座面を有する便座と、着座面の裏側に配設した発熱体および蓄熱体とを備え、蓄熱体は、蓄熱材を内包する有機高分子重合物のマイクロカプセルを、柔軟性の有機高分子硬化物の被覆材で覆ってなり、マイクロカプセルは、その軟化温度が前記被覆材の硬化温度より高温である有機高分子重合物としたものである。
【０００９】
本発明は、着座面の裏側内面に発熱体と蓄熱体が配設されているので、発熱体から発生する熱が、蓄熱体に蓄熱されてその蓄熱が効率的に利用されるので省エネルギーが図れる。また、蓄熱材が、有機高分子重合物のマイクロカプセルの内部空間に内包されさらに、このマイクロカプセルが、柔軟性の有機高分子硬化物の被覆材で覆われる２重の被覆構造になっている。この２重の被覆構造の蓄熱体は、暖房便座に収納する製造工程中に誤って被覆材を傷つけても、液体や粉末の蓄熱材が床に零れ落ちることがない。しかも、蓄熱体は、その周囲が柔軟性の有機高分子硬化物の被覆材で覆われているので、取り扱いが簡単で成型の自由度に富み、暖房便座への収納が容易にできる。これに加えて、マイクロカプセルはその軟化温度が、蓄熱体の被覆材の硬化温度より高温であるので、マイクロカプセルが被覆材で被覆される製造工程において破壊されることがなく、取り扱い性や成型性に優れた蓄熱体を簡単な製造方法を用いて得ることができる。
【００１０】
また、本発明の暖房便座は、便座と、便座の表側に配置してその表面を人体が着座時に接触する着座面とする柔軟性蓄熱体と、便座の裏側内面に配設した発熱体とを備え、柔軟性蓄熱体は、蓄熱材をその内部空間に内包する有機高分子重合物のマイクロカプセルを、柔軟性の有機高分子硬化物の被覆材で覆ってなり、マイクロカプセルは、その軟化温度が前記被覆材の硬化温度より高温である有機高分子重合物ととしたものである。
【００１１】
本発明は、着座面の裏側内面に発熱体を配設し、着座面の表側に柔軟性蓄熱体を配設しているので、発熱体から発生する熱が、蓄熱材に蓄熱されてその蓄熱が効率的に利用されるので省エネルギーが図れる。また、取り扱い性や成型性に優れた柔軟性蓄熱体を簡単な製造方法を用いて得ることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の暖房便座は、蓄熱材を内包するマイクロカプセルを柔軟性の有機樹脂系の被覆材で覆う材料構成の蓄熱体を使用しているので、取り扱い性や成型性に優れた柔軟性の蓄熱体が得られるとともに、発熱体から発生する熱をこの蓄熱体に蓄熱させているので、蓄熱が効率的に利用され省エネルギーが図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
第１の発明の暖房便座は、着座時に人体が接触する着座面を有する便座と、着座面の裏
側に配設した発熱体および蓄熱体とを備え、蓄熱体は、蓄熱材を内包する有機高分子重合物のマイクロカプセルを、柔軟性の有機高分子硬化物の被覆材で覆ってなり、マイクロカプセルは、軟化温度が被覆材の硬化温度より高温である有機高分子重合物としたものである。
【００１４】
着座面の裏側内面に発熱体と蓄熱体が配設されているので、発熱体から発生する熱が、蓄熱体に蓄熱されてその蓄熱が効率的に利用されるので省エネルギーが図れる。また、蓄熱材が、有機高分子重合物のマイクロカプセルの内部空間に内包されさらに、このマイクロカプセルが、柔軟性の有機高分子硬化物の被覆材で覆われる２重の被覆構造になっている。この２重の被覆構造の蓄熱体は、暖房便座に収納する製造工程中に誤って被覆材を傷つけても、液体や粉末の蓄熱材が床に零れ落ちることがない。しかも、蓄熱体は、その周囲が柔軟性の有機高分子硬化物の被覆材で覆われているので、取り扱いが簡単で成型の自由度に富み、暖房便座への収納が容易にできる。これに加えて、マイクロカプセルはその軟化温度が、蓄熱体の被覆材の硬化温度より高温であるので、マイクロカプセルが被覆材で被覆される製造工程において破壊されることがなく、取り扱い性や成型性に優れた蓄熱体を簡単な製造方法を用いて得ることができる。
【００１５】
第２の発明の暖房便座は、便座と、便座の表側に配置してその表面を人体が着座時に接触する着座面とする柔軟性蓄熱体と、便座の裏側内面に配設した発熱体とを備え、柔軟性蓄熱体は、蓄熱材をその内部空間に内包する有機高分子重合物のマイクロカプセルを、柔軟性の有機高分子硬化物の被覆材で覆ってなり、マイクロカプセルは、その軟化温度が前記被覆材の硬化温度より高温である有機高分子重合物としたものである。
【００１６】
着座面の裏側内面に発熱体を配設し、着座面の表側に柔軟性蓄熱体を配設しているので、発熱体から発生する熱が、蓄熱材に蓄熱されてその蓄熱が効率的に利用されるので省エネルギーが図れる。また、取り扱い性や成型性に優れた柔軟性蓄熱体を簡単な製造方法を用いて得ることができる。
【００１７】
第３の発明の暖房便座は、第１発明および第２発明において、被覆材は、オレフィン系、ポリエステル系、ウレタン系、スチレン系、ニトリル系のいずれかの熱硬化性エラストマーであり、マイクロカプセルは、カルボニル基、エステル基、アミド基、アミノ基のいずれかの化学構造を有する有機高分子重合物としたものである。被覆材とマイクロカプセルの材質組み合わせを最適化しているので、取り扱い性や成型性に一層優れた蓄熱体や柔軟性蓄熱体が得られる。
【００１８】
第４の発明の暖房便座は、第３発明の蓄熱体が、蓄熱材を内包するマイクロカプセルと熱伝導性材料を、熱可塑性エラストマーの被覆材で覆われる材料構成としたものである。蓄熱体は、黒鉛やアルミニウムなどの熱伝導材料を、蓄熱材を内包するマイクロカプセルとともに、熱可塑性エラストマーの被覆材で覆う材料構成としているので、熱伝導性に優れた蓄熱体が得られ、熱効率や省エネルギー性を一層高めた暖房便座となった。
【００１９】
第５の発明の暖房便座は、第１発明および第２発明において、被覆材は、ゴム部分の架橋点を減少させた低架橋密度のシリコーンゲルであり、マイクロカプセルは、カルボニル基、エステル基、アミド基、アミノ基のいずれかの化学構造を有する有機高分子重合物としたものである。被覆材とマイクロカプセルの材質組み合わせを最適化しているので、取り扱い性や成型性に一層優れた蓄熱体や柔軟性蓄熱体が得られる。
【００２０】
第６の発明の暖房便座は、第５発明の柔軟蓄熱体が、蓄熱材を内包するマイクロカプセルと熱伝導材料を、シリコーンゲルの被覆材で覆われる材料構成としたものである。黒鉛やアルミニウムなどの熱伝導材料を、蓄熱材を内包するマイクロカプセルとともに、シリ
コーンゲルの被覆材で覆う材料構成としているので、熱伝導性に優れた蓄熱体や柔軟性蓄熱体が得られ、熱効率や省エネルギー性を一層高めた暖房便座となった。
【００２１】
第７の発明の暖房便座は、第１発明および第２発明において、断熱体が、発熱体の下側側に配置されており、この断熱体は、蓄熱材をその内部空間に内包する有機高分子重合物のマイクロカプセルを、混入してなる材料構成としたものである。蓄熱材を内包するマイクロカプセルが混入した断熱体を、発熱体の下側側に配置しているので、発熱体の下側からの放熱が、断熱体に配置された蓄熱材に蓄熱され、熱効率や省エネルギー性を一層高めた暖房便座となる。
【００２２】
第８の発明の暖房便座は、第７発明において、断熱体は、オレフィン系、ポリエステル系、ウレタン系、スチレン系、ニトリル系のいずれかの熱硬化性エラストマー、またはゴム部分の架橋点を減少させた低架橋密度のシリコーンゲルに、マイクロカプセルを混入してなるシートを有する材料構成としたものである。断熱体は、熱硬化性エラストマーまたは、低架橋密度のシリコーンゲルに、マイクロカプセルを混入してなるシートを、一部または全部に使用するので、発熱体に密着できる。このため、発熱体の放熱を蓄熱材が一層蓄熱でき、熱効率や省エネルギー性を一層高めた暖房便座となる。
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態である暖房便座の概略構成図と断面図であり、図１は暖房便座１１を便器１９の上に固定設置した外観図、図２は図１の暖房便座のＡ部の断面図を示す。暖房便座１１は、着座時に人体が接触する着座面１２を有する便座１３と、着座面１２の裏側内面に配設した発熱体１４および蓄熱体１５とを備えている。
【００２５】
蓄熱体１５は、蓄熱材１６をその内部空間に内包する有機高分子重合物のマイクロカプセル１７を、柔軟性の有機高分子硬化物の被覆材１８で覆って構成される。マイクロカプセル１７は、有機高分子重合物でありその軟化温度が、有機高分子硬化物である被覆材１８の硬化温度より高温にある材料を使用する。
【００２６】
蓄熱体１５を試作して本発明の効果の判定をおこなった。発明試作品１は、融点３２℃のｎ−ノナデカン（Ｃ１９Ｈ４０）の蓄熱材１６を内包したメラミンホルマリン樹脂のマイクロカプセル１７を、オレフィン系エラストマーの被覆材１８に混合して柔軟性のあるシートとした構造物である。マイクロカプセル１７の壁材として用いたメラミンホルマリン樹脂は、その軟化温度（熱変形温度とも称す）が１５０℃である。そこで、柔軟性の蓄熱体１５を得るために用いる被覆材１８は、硬化温度が１１０℃であるオレフィン系エラストマーを使用した。またこれ以外に、上記のマイクロカプセル１７を、硬化温度１３０℃のシリコーンゲル（ゴム部分の架橋点を減少させた低架橋密度のシリコーンゲルを使用）の被覆材１８に混合して柔軟性のあるシートとした構造物を使用した発明試作品２も試作した。
【００２７】
蓄熱材１６は、有機高分子重合物のマイクロカプセル１７の内部空間に内包されさらに、このマイクロカプセル１７が、柔軟性の有機高分子硬化物の被覆材１８で覆われる２重の被覆構造になっている。この２重の被覆構造の蓄熱体１５は、暖房便座に収納する製造工程中に誤って被覆材１８を傷つけても、液体や粉末の蓄熱材１６が床に零れ落ちることがない。しかも、蓄熱体１５は、その周囲が柔軟性の有機高分子硬化物の被覆材１８で覆われているので、取り扱いが簡単で成型の自由度に富み、暖房便座への収納が容易にできる。これに加えて、マイクロカプセル１７はその軟化温度が、蓄熱体１５の被覆材の硬化
温度より高温であるので、マイクロカプセル１７が被覆材１８で被覆される製造工程において破壊されることがなく、取り扱い性や成型性に優れた蓄熱体を簡単な製造方法を用いて得ることができた。
【００２８】
暖房便座１１は、便器１９の上に載せて使用され、発熱体１４を通電することで便座１３を加温し、着座面１２に座る人の臀部分を暖める。蓄熱材１６は、発熱体１４の通電状態において着座面１２の表面から放熱されていた熱を蓄熱し、発熱体１４の休止（非通電）状態においてその蓄熱を放熱することができるので熱効率が高まり、発熱体１４から発生する熱を効率的に利用できた。またさらに、蓄熱材１６は、例えば電力需要が小さく安価な夜間帯などの、人が使用しない時間帯に蓄熱した熱を、昼間に徐々に放熱して便座１３を温めることができるので、省エネルギーにも貢献できた。
【００２９】
使用する材料について説明する。便座１３は、合成樹脂もしくは、アルミニウムと合成樹脂とを積層した複合基板である。合成樹脂は、発熱体１４の電気絶縁のため使用しており、熱伝導率が約２００Ｗ／（ｍ・Ｋ）と高いアルミニウムを合成樹脂に積層して複合基板にすると、昇温されると同時にすばやく着座面１２まで熱を伝達することができるとともに、温度分布をより均一にする均熱効果が得られる。また、アルミニウムは、板厚を薄くしても必要な強度を確保することができるので、複合基板にすると、合成樹脂の単独使用と比較して全板厚を薄くすることができる効果も得られる。これらの効果は、着座面１２としてアルミニウムを配置した構成とすると際立って現れるので、その表面に外観効果のための塗装した表面化粧層が形成してある。着座面１２の外側表面に施す表面化粧層は、染色処理にすることもできるが、少なくとも外側表面に塗装を施せば、防食効果だけでなくアルミニウムの金属便座であっても見た感じの冷たいイメージ感を払拭でき、たとえば、真珠のようなパール塗装等によって、やわらかいイメージや高級なイメージを演出することができる。
【００３０】
発熱体１４は、面状のヒータまたは、線状のヒータ線２０の周囲をフッ素樹脂などの絶縁体２１で覆った単線の線状であり、便座１３の形状に収まるように配設されている。
【００３１】
ヒータ線２０に使用した材料は、ニッケルクローム合金（体積抵抗率が１．０８μΩ・ｍ）、鉄クローム合金（１．４２μΩ・ｍ）、銅に銀を４％含有した低抵抗率の合金材料（０．０１７μΩ・ｍ）である。この銅銀系の合金材料は、一般的にヒータ線として使用される汎用合金と比較して、体積抵抗率が１／１００と非常に低いものであり、電気器具のリード線やコイルの材料等として使用される良導電性材料である。ヒータ線２０は、この材料を使用することにより、発熱体１４の太さを細くすることができこのことで、発熱体１４の各種形状への成形性や加工精度の向上、加工の容易化を図ることができる。また、発熱体１４は、線径が細くなることにより蓄熱体１５への密着性が向上し、発熱が着座面１２に効率よく伝達できるという効果を有する。絶縁体２１は、フッ素樹脂の代わりにシリコンゴムを用いても良く、絶縁性や耐熱性が確保できる材料なら何ら問題ない。線状の発熱体１４は、その上下両面を２枚のアルミ箔で接着した構成としている。
【００３２】
蓄熱材１６は、融点あるいは凝固点が１０〜８０℃、好ましくは２０〜６０℃にある潜熱蓄熱剤である。具体的には、酢酸ナトリウム３水塩（融点５８℃）、硝酸リチウム３水塩（融点３０℃）、塩化カルシウム６水塩（融点２７℃）、ステアリン酸（融点７１℃）、セチルアルコール（融点５１℃）、炭素数が１５以上の脂肪族炭化水素（ｎ−デカン、テトラデカン、ペンタデカン、エイコサン、ドコサンなど）が挙げられる。この中で特に、脂肪族炭化水素は、マイクロカプセル１７への内包性が優れており、簡単な製法と品質管理で内包できるので、良好であった。脂肪族炭化水素は、炭素数の増加とともに融点が上昇するため、目的に応じた融点を有する脂肪族炭化水素の選択や、２種以上を混合も可能である。蓄熱剤１６は、融点が１０℃未満の材料、８０℃を超える材料であると、複雑
な保温操作を有するため、本発明の用途が、主として人向け保温剤であることを考慮すると、これらの材料はいずれも非実用的な温度域の材料である。
【００３３】
マイクロカプセル１７はそのカプセル壁が、有機高分子重合物である。具体的には、尿素ホルマリン樹脂、メラミンホルマリン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリウレタン樹脂、アミノプラスト樹脂、ポリアクリル酸エステル樹脂、アラミド樹脂、ゼラチンとカルボキシメチルセルロースもしくはアラビアゴムとのコアセルベーション法を利用した合成あるいは天然の樹脂である。特に、熱的に安定な熱硬化性樹脂皮膜を有するマイクロカプセル１７が、好ましくその中でも、尿素ホルマリン樹脂、メラミンホルマリン樹脂を用いたマイクロカプセルが最適である。
【００３４】
被覆材１８は、有機高分子を硬化させることで得られる柔軟性を有する有機高分子硬化物である。具体的には、シリコーンゲル（ゴム部分の架橋密度が低〜高タイプ）などのゲル材、有機エラストマー（オレフィン系、スチレン系、塩ビ系、ポリエステル系、ポリウレタン系、ポリアミド系、ニトリル系、シリコーン系）が使用される。マイクロカプセル１７と被覆材１８は、マイクロカプセル１７の軟化温度（熱変形温度とも称す）が、被覆材１８の硬化温度より高温にある材料を考慮して、お互いの材料組成と製造加熱プロセス温度を決めている。例えば、マイクロカプセル１７はそのカプセル壁が、軟化温度（熱変形温度とも称す）１５０℃のメラミンホルマリン樹脂（メラミン樹脂とも称す）とした場合、被覆材１８は硬化温度が略１１０℃のオレフィン系エラストマーを使用する。このことで、マイクロカプセル１７が、被覆材１８で被覆される製造工程において、破壊されることがなく、取り扱い性や成型性に優れた蓄熱体１５を簡単な製造方法を用いて得ることができる。
【００３５】
蓄熱体１５は、マイクロカプセル１７の２０〜７０ｗｔ％（望ましくは３０〜６０ｗｔ％）に対して、前述の材料からなる被覆材１８を残部の重量割合で混合し、シート等の成型物に加工して得ており、この配合割合は、蓄熱体１５が必要とする柔軟性に応じて変化させた。
【００３６】
発熱体１４および蓄熱体１５は、その下側面に配置された断熱体２２によって下方側に逃げる熱が遮断されている。断熱体２２は、断熱とともに固定を兼ねており、発泡ウレタン等の断熱材をステンレス等の固定冶具（記載せず）を用いてネジ止めし、発熱体１４と蓄熱体１５が便座１３から落下しない役割も果している。
【００３７】
図３は、暖房便座１１の平面図である。蓄熱体１５は、便座１３の着座面１２と略相似形をしており、便座１３の下側面（上側にある着座面１２とは反対側にある面）に配設されている。発熱体１４は、蓄熱体１５の略全面でその下側面に、所定の配設パターンで線状に配設されている。その配設パターンは、着座した使用者の身体が主に接触する着座面１２の範囲に対応する部分に、所定の広い幅の配設ピッチで線状の発熱体１４を配設して暖房領域２３を形成している。本実施形態においては、暖房領域２３の配設ピッチは７ｍｍ〜１０ｍｍとしている。また、発熱体１４の後方の外側部近傍には、安全装置２４が形成されており、発熱体密設領域部とサーモスタットが取り付けられた構成となっている。
【００３８】
（実施の形態２）
図４は、本発明の第２の実施の形態である暖房便座の断面図を示す。図１、図２および図３記載の第１の実施の形態と異なる点は、蓄熱体の配置場所であり、第２の実施の形態は、便座１３の表側に、着座面１２を表面とする柔軟性蓄熱体２５を配置するとし、便座１３の裏側内面には発熱体１４のみを配設した構造としている。柔軟性蓄熱体２５は、蓄熱材１６を内包する有機高分子重合物のマイクロカプセル１７を、柔軟性の有機高分子硬
化物の被覆材１８で覆って構成される。この柔軟性蓄熱体２５は、前述の実施の形態１に記載した蓄熱体１５より、柔軟性を高めた類似の材料と製法としているが、概略は前述の蓄熱体１５とほぼ同じである。
【００３９】
この構造にすると、発熱体１４から発生する熱が、蓄熱材１６に蓄熱されてその蓄熱が効率的に利用されるので省エネルギーが図れる。また、取り扱い性や成型性に優れた柔軟性蓄熱体２５を簡単な製造方法を用いて得ることができた。
【００４０】
（実施の形態３）
実施の形態３は、蓄熱体１５や柔軟性蓄熱体２５で使用する、被覆材１８およびマイクロカプセル１７の組み合わせ材質について検討した。被覆材１８に用いる有機高分子硬化物は、オレフィン系、ポリエステル系、ウレタン系、スチレン系、ニトリル系の熱硬化性エラストマーであり、マイクロカプセル１７は、カルボニル基、エステル基、アミド基、アミノ基のいずれかの化学構造を有する有機高分子重合物の組み合わせとすると、取り扱い性や成型性に一層優れた蓄熱体１５や柔軟性蓄熱体２５が得られた。これは、マイクロカプセル１７の使用材質に合わせて、被覆材１８に用いる熱硬化性エラストマーの材質を最適化したためである。
【００４１】
マイクロカプセル１７で使用する、カルボニル基、エステル基、アミド基、アミノ基のいずれかの化学構造を有する有機高分子重合物は、具体的には、ポリアミド樹脂（アミド基を有する）、ポリアクリルアミド樹脂（アミド基を有する）、ポリウレタン樹脂（エステル基を有する）、アミノプラスト樹脂（アミノ基を有する）、ポリアクリル酸エステル樹脂（エステル基を有する）、アラミド樹脂（芳香族の骨格のみで構成されるポリアミドの総称、アミド基を有する）、尿素ホルマリン樹脂（アミノ基を有する）、メラミンホルマリン樹脂（アミノ基を有する）である。
【００４２】
比較のため、被覆材１８として上記以外の熱硬化性エラストマーを採用し、マイクロカプセル１７に被覆させた蓄熱体１５や柔軟性蓄熱体２５を試作して、効果の判定を行なった。これら比較試作品は、実施の形態３の発明品と比較して、やや硬くて柔軟性が不足気味であり、マイクロカプセル１７への密着も不足気味であった。
【００４３】
（実施の形態４）
実施の形態５は、実施の形態３で使用する蓄熱体１５や柔軟性蓄熱体２５の材料構成についてさらに検討した。黒鉛やアルミニウムなどの熱伝導材料２６を、蓄熱材１６を内包するマイクロカプセル１７とともに、熱可塑性エラストマーの被覆材１８で覆う材料構成とすると、熱伝導性に優れた蓄熱体１５や柔軟性蓄熱体２５が得られ、熱効率や省エネルギー性を一層高めた暖房便座となった。
【００４４】
蓄熱体１５や柔軟性蓄熱体２５は、熱伝導材料２６の１０〜３０ｗｔ％と、マイクロカプセル１７の２０〜５０ｗｔ％（望ましくは３０〜４０ｗｔ％）に対して、前述の熱硬化性エラストマーの被覆材１８を残部の重量割合で混合し、シート等の成型物に加工して得ており、その配合割合は、必要とする柔軟性に応じて変化させた。
【００４５】
（実施の形態５）
実施の形態５は、蓄熱体１５や柔軟性蓄熱体２５で使用する被覆材１８およびマイクロカプセル１７の組み合わせ材質について、さらに検討した。被覆材１８に用いる有機高分子硬化物は、ゴム部分の架橋点を減少させた低架橋密度のシリコーンゲルであり、マイクロカプセル１７は、カルボニル基、エステル基、アミド基、アミノ基のいずれかの化学構造を有する有機高分子重合物の組み合わせとすると、取り扱い性や成型性に一層優れた蓄熱体１５や柔軟性蓄熱体２５が得られた。
【００４６】
これは、マイクロカプセル１７の使用材質に合わせて、被覆材１８に用いるシリコーンゲルの架橋密度を最適化したためである。ゴム部分の架橋点を減少させた低架橋密度のシリコーンゲルを採用することで、硬さが減少して柔軟性が大幅に増加するとともに、粘着性が増加してマイクロカプセル１７に良好に密着する様になり、耐久信頼性が向上した。
【００４７】
マイクロカプセル１７で使用する、カルボニル基、エステル基、アミド基、アミノ基のいずれかの化学構造を有する有機高分子重合物は、具体的には、ポリアミド樹脂（アミド基を有する）、ポリアクリルアミド樹脂（アミド基を有する）、ポリウレタン樹脂（エステル基を有する）、アミノプラスト樹脂（アミノ基を有する）、ポリアクリル酸エステル樹脂（エステル基を有する）、アラミド樹脂（芳香族の骨格のみで構成されるポリアミドの総称、アミド基を有する）、尿素ホルマリン樹脂（アミノ基を有する）、メラミンホルマリン樹脂（アミノ基を有する）である。
【００４８】
比較のため、ゴム部分の架橋点が多いタイプ、いわゆる中〜高タイプの架橋密度のシリコーンゲルを被覆材１８として採用し、マイクロカプセル１７に被覆させた蓄熱体１５や柔軟性蓄熱体２５を試作して、効果の判定を行なった。これら比較試作品は、実施の形態５の発明品と比較して、やや硬くて柔軟性が不足気味であり、マイクロカプセル１７への密着も不足気味であった。
【００４９】
（実施の形態６）
実施の形態６は、実施の形態５で使用する蓄熱体１５や柔軟性蓄熱体２５の材料構成についてさらに検討した。黒鉛やアルミニウムなどの熱伝導材料２６を、蓄熱材１６を内包するマイクロカプセル１７とともに、シリコーンゲルの被覆材１８で覆う材料構成とすると、熱伝導性に優れた蓄熱体１５や柔軟性蓄熱体２５が得られ、熱効率や省エネルギー性を一層高めた暖房便座となった。
【００５０】
蓄熱体１５や柔軟性蓄熱体２５は、熱伝導材料２６の１０〜３０ｗｔ％と、マイクロカプセル１７の２０〜５０ｗｔ％（望ましくは３０〜４０ｗｔ％）に対して、前述のシリコーンゲルの被覆材１８を残部の重量割合で混合し、シート等の成型物に加工して得ており、その配合割合は、必要とする柔軟性に応じて変化させた。
【００５１】
（実施の形態７）
実施の形態７は、発熱体１４の下側に配置する断熱体２２の材料構成について検討した。蓄熱材（記載せず）をその内部空間に内包する有機高分子重合物のマイクロカプセル２７が混入した断熱体２２を使用すると、発熱体１４の下側からの放熱を、蓄熱材が蓄熱するので、熱効率や省エネルギー性を一層高めた暖房便座となった。
【００５２】
（実施の形態８）
実施の形態８は、発熱体１４の下側に配置する断熱体２２の材料構成についてさらに検討した。断熱体２２は、熱硬化性エラストマーまたはシリコーンゲルに、マイクロカプセルを混入してなるシートを、一部または全部に使用するので、発熱体１４に良好に密着できる。しかも、熱硬化性エラストマーは、オレフィン系、ポリエステル系、ウレタン系、スチレン系、ニトリル系のいずれかの熱硬化性エラストマーである。また、シリコーンゲルは、ゴム部分の架橋点を減少させた低架橋密度のシリコーンゲルである。このため、発熱体１４の放熱を蓄熱材が一層蓄熱でき、熱効率や省エネルギー性を一層高めた暖房便座となった。
【００５３】
断熱体２２は、マイクロカプセルの２０〜７０ｗｔ％（望ましくは３０〜６０ｗｔ％）に対して、熱硬化性エラストマーまたはシリコーンゲルを残部の重量割合で混合し、シー
ト等の成型物に加工して得ており、この配合割合は、断熱体２２が必要とする柔軟性に応じて変化させた。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明の暖房便座は、取り扱い性や成型性に優れた蓄熱体を用いて、発熱体から発生する熱を蓄熱し、その蓄熱を効率的に利用して省エネルギーを図っているので、使用者が着座する便座機器の暖房技術として適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施の形態１における暖房便座の外観図
【図２】同実施の形態１における暖房便座の断面図
【図３】同実施の形態１における暖房便座の平面図
【図４】同実施の形態２における暖房便座の断面図
【図５】従来の暖房便座の構成図と断面図
【符号の説明】
【００５６】
１１ 暖房便座
１２ 着座面
１３ 便座
１４ 発熱体
１５ 蓄熱体
１６ 蓄熱材
１７ マイクロカプセル
１８ 被覆材
２２ 断熱体
２５ 柔軟性蓄熱体
２６ 熱伝導材料
２７ 蓄熱材を内包するマイクロカプセル（断熱体用）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、暖房便座に関する。
【背景技術】
【０００２】
省エネルギー効果を高めた暖房便座が種々提案されており、断面図の１例を図５に示す。この暖房便座１は、これを構成する着座側部材２を中空のケースとしその中空空間内に、蓄熱材３を封入した袋材４および５から構成される蓄熱体６および７を複数個配置して、両者の衝合面部に加熱手段８を介在させ、これらを底部材９で蓋をする構造である（例えば、特許文献１参照）。加熱手段８の通電状態で、着座側部材２の表面から放熱されていた熱を蓄熱材３に蓄熱し、加熱手段８の休止（非通電）状態で蓄熱材３の蓄熱を放熱することで熱効率を高め、加熱手段８から発生する熱を効率的に利用している。また、電力需要が小さく安価な夜間帯に蓄熱材３に蓄熱しておき、昼間に蓄熱材３の放熱により便座を温めることで、省エネルギーも図れる。この暖房便座１は、便器１０の上に積層されているがこれ以外に、蓄熱材を使用した種々の構成の暖房便座が提案されている。
【０００３】
蓄熱体は、種々の収納形態が提案されている。その１例は、酢酸ナトリウム３水塩の蓄熱材を、ポリポロピレン等の合成樹脂製の容器に充填した物である。また、他例として、パラフィン系の蓄熱材を、ゴムまたは合成樹脂に練り込んで板状に成形したものを、アルミラミネート被覆材で被覆した物である。
【０００４】
さらに最近は、蓄熱材を有機高分子系のマイクロカプセルに封入する技術が、提案されその商品化がなされている（例えば、特許文献２参照、特許文献３参照）。この技術は、脂肪族炭化水素の蓄熱材を、尿素ホルマリン樹脂やメラミンホルマリン樹脂などのマイクロカプセルに封入する技術である。最近は、マイクロカプセルとしては、有機高分子（具体的にはアラミド樹脂を使用）と無機化合物を複合化した材料が提案されている（例えば、特許文献４参照）。そして、これら従来例の中で、マイクロカプセルは、これら以外に、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリアミド、の樹脂が使用されると記載されている。 さらに、蓄熱材を封入するマイクロカプセルに関しては、スチレン−ブタジエン共重合体の樹脂で固形化する蓄熱体が提案されている（例えば、特許文献５参照）。
これに加えて、蓄熱材を封入した有機高分子系のマイクロカプセルを、シリコーンゲルで固形化する蓄熱体も提案されている（例えば、特許文献６参照）。
【特許文献１】特開平１１−１２８１１８号公報
【特許文献２】特開２００３−３０６６７２号公報
【特許文献３】特許第３０５９５５８号公報
【特許文献４】特開２００７−１３７９１６号公報
【特許文献５】特開平７−１３３４７９号公報
【特許文献６】特開２００７−１４５９１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の暖房便座で使用される蓄熱体６および７は、塩化カルシウムや硫酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、ポリエチレングリコールなどの蓄熱材３を袋材４および５に包み込んだ物である。蓄熱体６および７が、この収納形態だと、暖房便座に収納する製造工程中に、誤って袋材４および５を傷つける場合がありこの場合、液体や粉末の蓄熱材３が床に零れ落ちる課題があった。また、成型の自由度が乏しいので、暖房便座への収納が容易でない課題もあった。
【０００６】
一方、蓄熱材を封入するマイクロカプセルは、スチレン−ブタジエン共重合体などの硬質樹脂で固形化されている。しかしながら、硬質樹脂で固形化された蓄熱体は、成型の自由度が乏しいので、暖房便座への収納が容易でない課題もあった。また、蓄熱材を封入するマイクロカプセルをシリコーンゲルで固形化する技術は、マイクロカプセルの軟化温度とシリコーンゲルの硬化温度の関係が不明であるうえに、シリコーンゲルの架橋密度（ゴム部分の架橋点の大小を論じる架橋密度の高低）が不明であるので、成型の自由度が充分でなく、暖房便座への収納性の向上が求められていた。
【０００７】
本発明は、前記課題を解決して、取り扱い性や成型性に優れた蓄熱体を提供するとともに、この蓄熱体を使用することで加熱手段から発生する熱を効率的に利用して省エネルギーを図った暖房便座を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために、本発明の暖房便座は、着座時に人体が接触する着座面を有する便座と、着座面の裏側に配設した発熱体および蓄熱体とを備え、蓄熱体は、蓄熱材を内包する有機高分子重合物のマイクロカプセルを、柔軟性の有機高分子硬化物の被覆材で覆ってなり、マイクロカプセルは、その軟化温度が前記被覆材の硬化温度より高温である有機高分子重合物としたものである。
【０００９】
本発明は、着座面の裏側内面に発熱体と蓄熱体が配設されているので、発熱体から発生する熱が、蓄熱体に蓄熱されてその蓄熱が効率的に利用されるので省エネルギーが図れる。また、蓄熱材が、有機高分子重合物のマイクロカプセルの内部空間に内包されさらに、このマイクロカプセルが、柔軟性の有機高分子硬化物の被覆材で覆われる２重の被覆構造になっている。この２重の被覆構造の蓄熱体は、暖房便座に収納する製造工程中に誤って被覆材を傷つけても、液体や粉末の蓄熱材が床に零れ落ちることがない。しかも、蓄熱体は、その周囲が柔軟性の有機高分子硬化物の被覆材で覆われているので、取り扱いが簡単で成型の自由度に富み、暖房便座への収納が容易にできる。これに加えて、マイクロカプセルはその軟化温度が、蓄熱体の被覆材の硬化温度より高温であるので、マイクロカプセルが被覆材で被覆される製造工程において破壊されることがなく、取り扱い性や成型性に優れた蓄熱体を簡単な製造方法を用いて得ることができる。
【００１０】
また、本発明の暖房便座は、便座と、便座の表側に配置してその表面を人体が着座時に接触する着座面とする柔軟性蓄熱体と、便座の裏側内面に配設した発熱体とを備え、柔軟性蓄熱体は、蓄熱材をその内部空間に内包する有機高分子重合物のマイクロカプセルを、柔軟性の有機高分子硬化物の被覆材で覆ってなり、マイクロカプセルは、その軟化温度が前記被覆材の硬化温度より高温である有機高分子重合物ととしたものである。
【００１１】
本発明は、着座面の裏側内面に発熱体を配設し、着座面の表側に柔軟性蓄熱体を配設しているので、発熱体から発生する熱が、蓄熱材に蓄熱されてその蓄熱が効率的に利用されるので省エネルギーが図れる。また、取り扱い性や成型性に優れた柔軟性蓄熱体を簡単な製造方法を用いて得ることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の暖房便座は、蓄熱材を内包するマイクロカプセルを柔軟性の有機樹脂系の被覆材で覆う材料構成の蓄熱体を使用しているので、取り扱い性や成型性に優れた柔軟性の蓄熱体が得られるとともに、発熱体から発生する熱をこの蓄熱体に蓄熱させているので、蓄熱が効率的に利用され省エネルギーが図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
第１の発明の暖房便座は、着座時に人体が接触する着座面を有する便座と、着座面の裏
側に配設した発熱体および蓄熱体とを備え、蓄熱体は、蓄熱材を内包する有機高分子重合物のマイクロカプセルを、柔軟性の有機高分子硬化物の被覆材で覆ってなり、マイクロカプセルは、軟化温度が被覆材の硬化温度より高温である有機高分子重合物としたものである。
【００１４】
着座面の裏側内面に発熱体と蓄熱体が配設されているので、発熱体から発生する熱が、蓄熱体に蓄熱されてその蓄熱が効率的に利用されるので省エネルギーが図れる。また、蓄熱材が、有機高分子重合物のマイクロカプセルの内部空間に内包されさらに、このマイクロカプセルが、柔軟性の有機高分子硬化物の被覆材で覆われる２重の被覆構造になっている。この２重の被覆構造の蓄熱体は、暖房便座に収納する製造工程中に誤って被覆材を傷つけても、液体や粉末の蓄熱材が床に零れ落ちることがない。しかも、蓄熱体は、その周囲が柔軟性の有機高分子硬化物の被覆材で覆われているので、取り扱いが簡単で成型の自由度に富み、暖房便座への収納が容易にできる。これに加えて、マイクロカプセルはその軟化温度が、蓄熱体の被覆材の硬化温度より高温であるので、マイクロカプセルが被覆材で被覆される製造工程において破壊されることがなく、取り扱い性や成型性に優れた蓄熱体を簡単な製造方法を用いて得ることができる。
【００１５】
第２の発明の暖房便座は、便座と、便座の表側に配置してその表面を人体が着座時に接触する着座面とする柔軟性蓄熱体と、便座の裏側内面に配設した発熱体とを備え、柔軟性蓄熱体は、蓄熱材をその内部空間に内包する有機高分子重合物のマイクロカプセルを、柔軟性の有機高分子硬化物の被覆材で覆ってなり、マイクロカプセルは、その軟化温度が前記被覆材の硬化温度より高温である有機高分子重合物としたものである。
【００１６】
着座面の裏側内面に発熱体を配設し、着座面の表側に柔軟性蓄熱体を配設しているので、発熱体から発生する熱が、蓄熱材に蓄熱されてその蓄熱が効率的に利用されるので省エネルギーが図れる。また、取り扱い性や成型性に優れた柔軟性蓄熱体を簡単な製造方法を用いて得ることができる。
【００１７】
第３の発明の暖房便座は、第１発明および第２発明において、被覆材は、オレフィン系、ポリエステル系、ウレタン系、スチレン系、ニトリル系のいずれかの熱硬化性エラストマーであり、マイクロカプセルは、カルボニル基、エステル基、アミド基、アミノ基のいずれかの化学構造を有する有機高分子重合物としたものである。被覆材とマイクロカプセルの材質組み合わせを最適化しているので、取り扱い性や成型性に一層優れた蓄熱体や柔軟性蓄熱体が得られる。
【００１８】
第４の発明の暖房便座は、第３発明の蓄熱体が、蓄熱材を内包するマイクロカプセルと熱伝導性材料を、熱可塑性エラストマーの被覆材で覆われる材料構成としたものである。蓄熱体は、黒鉛やアルミニウムなどの熱伝導材料を、蓄熱材を内包するマイクロカプセルとともに、熱可塑性エラストマーの被覆材で覆う材料構成としているので、熱伝導性に優れた蓄熱体が得られ、熱効率や省エネルギー性を一層高めた暖房便座となった。
【００１９】
第５の発明の暖房便座は、第１発明および第２発明において、被覆材は、ゴム部分の架橋点を減少させた低架橋密度のシリコーンゲルであり、マイクロカプセルは、カルボニル基、エステル基、アミド基、アミノ基のいずれかの化学構造を有する有機高分子重合物としたものである。被覆材とマイクロカプセルの材質組み合わせを最適化しているので、取り扱い性や成型性に一層優れた蓄熱体や柔軟性蓄熱体が得られる。
【００２０】
第６の発明の暖房便座は、第５発明の柔軟蓄熱体が、蓄熱材を内包するマイクロカプセルと熱伝導材料を、シリコーンゲルの被覆材で覆われる材料構成としたものである。黒鉛やアルミニウムなどの熱伝導材料を、蓄熱材を内包するマイクロカプセルとともに、シリ
コーンゲルの被覆材で覆う材料構成としているので、熱伝導性に優れた蓄熱体や柔軟性蓄熱体が得られ、熱効率や省エネルギー性を一層高めた暖房便座となった。
【００２１】
第７の発明の暖房便座は、第１発明および第２発明において、断熱体が、発熱体の下側側に配置されており、この断熱体は、蓄熱材をその内部空間に内包する有機高分子重合物のマイクロカプセルを、混入してなる材料構成としたものである。蓄熱材を内包するマイクロカプセルが混入した断熱体を、発熱体の下側側に配置しているので、発熱体の下側からの放熱が、断熱体に配置された蓄熱材に蓄熱され、熱効率や省エネルギー性を一層高めた暖房便座となる。
【００２２】
第８の発明の暖房便座は、第７発明において、断熱体は、オレフィン系、ポリエステル系、ウレタン系、スチレン系、ニトリル系のいずれかの熱硬化性エラストマー、またはゴム部分の架橋点を減少させた低架橋密度のシリコーンゲルに、マイクロカプセルを混入してなるシートを有する材料構成としたものである。断熱体は、熱硬化性エラストマーまたは、低架橋密度のシリコーンゲルに、マイクロカプセルを混入してなるシートを、一部または全部に使用するので、発熱体に密着できる。このため、発熱体の放熱を蓄熱材が一層蓄熱でき、熱効率や省エネルギー性を一層高めた暖房便座となる。
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態である暖房便座の概略構成図と断面図であり、図１は暖房便座１１を便器１９の上に固定設置した外観図、図２は図１の暖房便座のＡ部の断面図を示す。暖房便座１１は、着座時に人体が接触する着座面１２を有する便座１３と、着座面１２の裏側内面に配設した発熱体１４および蓄熱体１５とを備えている。
【００２５】
蓄熱体１５は、蓄熱材１６をその内部空間に内包する有機高分子重合物のマイクロカプセル１７を、柔軟性の有機高分子硬化物の被覆材１８で覆って構成される。マイクロカプセル１７は、有機高分子重合物でありその軟化温度が、有機高分子硬化物である被覆材１８の硬化温度より高温にある材料を使用する。
【００２６】
蓄熱体１５を試作して本発明の効果の判定をおこなった。発明試作品１は、融点３２℃のｎ−ノナデカン（Ｃ１９Ｈ４０）の蓄熱材１６を内包したメラミンホルマリン樹脂のマイクロカプセル１７を、オレフィン系エラストマーの被覆材１８に混合して柔軟性のあるシートとした構造物である。マイクロカプセル１７の壁材として用いたメラミンホルマリン樹脂は、その軟化温度（熱変形温度とも称す）が１５０℃である。そこで、柔軟性の蓄熱体１５を得るために用いる被覆材１８は、硬化温度が１１０℃であるオレフィン系エラストマーを使用した。またこれ以外に、上記のマイクロカプセル１７を、硬化温度１３０℃のシリコーンゲル（ゴム部分の架橋点を減少させた低架橋密度のシリコーンゲルを使用）の被覆材１８に混合して柔軟性のあるシートとした構造物を使用した発明試作品２も試作した。
【００２７】
蓄熱材１６は、有機高分子重合物のマイクロカプセル１７の内部空間に内包されさらに、このマイクロカプセル１７が、柔軟性の有機高分子硬化物の被覆材１８で覆われる２重の被覆構造になっている。この２重の被覆構造の蓄熱体１５は、暖房便座に収納する製造工程中に誤って被覆材１８を傷つけても、液体や粉末の蓄熱材１６が床に零れ落ちることがない。しかも、蓄熱体１５は、その周囲が柔軟性の有機高分子硬化物の被覆材１８で覆われているので、取り扱いが簡単で成型の自由度に富み、暖房便座への収納が容易にできる。これに加えて、マイクロカプセル１７はその軟化温度が、蓄熱体１５の被覆材の硬化
温度より高温であるので、マイクロカプセル１７が被覆材１８で被覆される製造工程において破壊されることがなく、取り扱い性や成型性に優れた蓄熱体を簡単な製造方法を用いて得ることができた。
【００２８】
暖房便座１１は、便器１９の上に載せて使用され、発熱体１４を通電することで便座１３を加温し、着座面１２に座る人の臀部分を暖める。蓄熱材１６は、発熱体１４の通電状態において着座面１２の表面から放熱されていた熱を蓄熱し、発熱体１４の休止（非通電）状態においてその蓄熱を放熱することができるので熱効率が高まり、発熱体１４から発生する熱を効率的に利用できた。またさらに、蓄熱材１６は、例えば電力需要が小さく安価な夜間帯などの、人が使用しない時間帯に蓄熱した熱を、昼間に徐々に放熱して便座１３を温めることができるので、省エネルギーにも貢献できた。
【００２９】
使用する材料について説明する。便座１３は、合成樹脂もしくは、アルミニウムと合成樹脂とを積層した複合基板である。合成樹脂は、発熱体１４の電気絶縁のため使用しており、熱伝導率が約２００Ｗ／（ｍ・Ｋ）と高いアルミニウムを合成樹脂に積層して複合基板にすると、昇温されると同時にすばやく着座面１２まで熱を伝達することができるとともに、温度分布をより均一にする均熱効果が得られる。また、アルミニウムは、板厚を薄くしても必要な強度を確保することができるので、複合基板にすると、合成樹脂の単独使用と比較して全板厚を薄くすることができる効果も得られる。これらの効果は、着座面１２としてアルミニウムを配置した構成とすると際立って現れるので、その表面に外観効果のための塗装した表面化粧層が形成してある。着座面１２の外側表面に施す表面化粧層は、染色処理にすることもできるが、少なくとも外側表面に塗装を施せば、防食効果だけでなくアルミニウムの金属便座であっても見た感じの冷たいイメージ感を払拭でき、たとえば、真珠のようなパール塗装等によって、やわらかいイメージや高級なイメージを演出することができる。
【００３０】
発熱体１４は、面状のヒータまたは、線状のヒータ線２０の周囲をフッ素樹脂などの絶縁体２１で覆った単線の線状であり、便座１３の形状に収まるように配設されている。
【００３１】
ヒータ線２０に使用した材料は、ニッケルクローム合金（体積抵抗率が１．０８μΩ・ｍ）、鉄クローム合金（１．４２μΩ・ｍ）、銅に銀を４％含有した低抵抗率の合金材料（０．０１７μΩ・ｍ）である。この銅銀系の合金材料は、一般的にヒータ線として使用される汎用合金と比較して、体積抵抗率が１／１００と非常に低いものであり、電気器具のリード線やコイルの材料等として使用される良導電性材料である。ヒータ線２０は、この材料を使用することにより、発熱体１４の太さを細くすることができこのことで、発熱体１４の各種形状への成形性や加工精度の向上、加工の容易化を図ることができる。また、発熱体１４は、線径が細くなることにより蓄熱体１５への密着性が向上し、発熱が着座面１２に効率よく伝達できるという効果を有する。絶縁体２１は、フッ素樹脂の代わりにシリコンゴムを用いても良く、絶縁性や耐熱性が確保できる材料なら何ら問題ない。線状の発熱体１４は、その上下両面を２枚のアルミ箔で接着した構成としている。
【００３２】
蓄熱材１６は、融点あるいは凝固点が１０〜８０℃、好ましくは２０〜６０℃にある潜熱蓄熱剤である。具体的には、酢酸ナトリウム３水塩（融点５８℃）、硝酸リチウム３水塩（融点３０℃）、塩化カルシウム６水塩（融点２７℃）、ステアリン酸（融点７１℃）、セチルアルコール（融点５１℃）、炭素数が１５以上の脂肪族炭化水素（ｎ−デカン、テトラデカン、ペンタデカン、エイコサン、ドコサンなど）が挙げられる。この中で特に、脂肪族炭化水素は、マイクロカプセル１７への内包性が優れており、簡単な製法と品質管理で内包できるので、良好であった。脂肪族炭化水素は、炭素数の増加とともに融点が上昇するため、目的に応じた融点を有する脂肪族炭化水素の選択や、２種以上を混合も可能である。蓄熱剤１６は、融点が１０℃未満の材料、８０℃を超える材料であると、複雑
な保温操作を有するため、本発明の用途が、主として人向け保温剤であることを考慮すると、これらの材料はいずれも非実用的な温度域の材料である。
【００３３】
マイクロカプセル１７はそのカプセル壁が、有機高分子重合物である。具体的には、尿素ホルマリン樹脂、メラミンホルマリン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリウレタン樹脂、アミノプラスト樹脂、ポリアクリル酸エステル樹脂、アラミド樹脂、ゼラチンとカルボキシメチルセルロースもしくはアラビアゴムとのコアセルベーション法を利用した合成あるいは天然の樹脂である。特に、熱的に安定な熱硬化性樹脂皮膜を有するマイクロカプセル１７が、好ましくその中でも、尿素ホルマリン樹脂、メラミンホルマリン樹脂を用いたマイクロカプセルが最適である。
【００３４】
被覆材１８は、有機高分子を硬化させることで得られる柔軟性を有する有機高分子硬化物である。具体的には、シリコーンゲル（ゴム部分の架橋密度が低〜高タイプ）などのゲル材、有機エラストマー（オレフィン系、スチレン系、塩ビ系、ポリエステル系、ポリウレタン系、ポリアミド系、ニトリル系、シリコーン系）が使用される。マイクロカプセル１７と被覆材１８は、マイクロカプセル１７の軟化温度（熱変形温度とも称す）が、被覆材１８の硬化温度より高温にある材料を考慮して、お互いの材料組成と製造加熱プロセス温度を決めている。例えば、マイクロカプセル１７はそのカプセル壁が、軟化温度（熱変形温度とも称す）１５０℃のメラミンホルマリン樹脂（メラミン樹脂とも称す）とした場合、被覆材１８は硬化温度が略１１０℃のオレフィン系エラストマーを使用する。このことで、マイクロカプセル１７が、被覆材１８で被覆される製造工程において、破壊されることがなく、取り扱い性や成型性に優れた蓄熱体１５を簡単な製造方法を用いて得ることができる。
【００３５】
蓄熱体１５は、マイクロカプセル１７の２０〜７０ｗｔ％（望ましくは３０〜６０ｗｔ％）に対して、前述の材料からなる被覆材１８を残部の重量割合で混合し、シート等の成型物に加工して得ており、この配合割合は、蓄熱体１５が必要とする柔軟性に応じて変化させた。
【００３６】
発熱体１４および蓄熱体１５は、その下側面に配置された断熱体２２によって下方側に逃げる熱が遮断されている。断熱体２２は、断熱とともに固定を兼ねており、発泡ウレタン等の断熱材をステンレス等の固定冶具（記載せず）を用いてネジ止めし、発熱体１４と蓄熱体１５が便座１３から落下しない役割も果している。
【００３７】
図３は、暖房便座１１の平面図である。蓄熱体１５は、便座１３の着座面１２と略相似形をしており、便座１３の下側面（上側にある着座面１２とは反対側にある面）に配設されている。発熱体１４は、蓄熱体１５の略全面でその下側面に、所定の配設パターンで線状に配設されている。その配設パターンは、着座した使用者の身体が主に接触する着座面１２の範囲に対応する部分に、所定の広い幅の配設ピッチで線状の発熱体１４を配設して暖房領域２３を形成している。本実施形態においては、暖房領域２３の配設ピッチは７ｍｍ〜１０ｍｍとしている。また、発熱体１４の後方の外側部近傍には、安全装置２４が形成されており、発熱体密設領域部とサーモスタットが取り付けられた構成となっている。
【００３８】
（実施の形態２）
図４は、本発明の第２の実施の形態である暖房便座の断面図を示す。図１、図２および図３記載の第１の実施の形態と異なる点は、蓄熱体の配置場所であり、第２の実施の形態は、便座１３の表側に、着座面１２を表面とする柔軟性蓄熱体２５を配置するとし、便座１３の裏側内面には発熱体１４のみを配設した構造としている。柔軟性蓄熱体２５は、蓄熱材１６を内包する有機高分子重合物のマイクロカプセル１７を、柔軟性の有機高分子硬
化物の被覆材１８で覆って構成される。この柔軟性蓄熱体２５は、前述の実施の形態１に記載した蓄熱体１５より、柔軟性を高めた類似の材料と製法としているが、概略は前述の蓄熱体１５とほぼ同じである。
【００３９】
この構造にすると、発熱体１４から発生する熱が、蓄熱材１６に蓄熱されてその蓄熱が効率的に利用されるので省エネルギーが図れる。また、取り扱い性や成型性に優れた柔軟性蓄熱体２５を簡単な製造方法を用いて得ることができた。
【００４０】
（実施の形態３）
実施の形態３は、蓄熱体１５や柔軟性蓄熱体２５で使用する、被覆材１８およびマイクロカプセル１７の組み合わせ材質について検討した。被覆材１８に用いる有機高分子硬化物は、オレフィン系、ポリエステル系、ウレタン系、スチレン系、ニトリル系の熱硬化性エラストマーであり、マイクロカプセル１７は、カルボニル基、エステル基、アミド基、アミノ基のいずれかの化学構造を有する有機高分子重合物の組み合わせとすると、取り扱い性や成型性に一層優れた蓄熱体１５や柔軟性蓄熱体２５が得られた。これは、マイクロカプセル１７の使用材質に合わせて、被覆材１８に用いる熱硬化性エラストマーの材質を最適化したためである。
【００４１】
マイクロカプセル１７で使用する、カルボニル基、エステル基、アミド基、アミノ基のいずれかの化学構造を有する有機高分子重合物は、具体的には、ポリアミド樹脂（アミド基を有する）、ポリアクリルアミド樹脂（アミド基を有する）、ポリウレタン樹脂（エステル基を有する）、アミノプラスト樹脂（アミノ基を有する）、ポリアクリル酸エステル樹脂（エステル基を有する）、アラミド樹脂（芳香族の骨格のみで構成されるポリアミドの総称、アミド基を有する）、尿素ホルマリン樹脂（アミノ基を有する）、メラミンホルマリン樹脂（アミノ基を有する）である。
【００４２】
比較のため、被覆材１８として上記以外の熱硬化性エラストマーを採用し、マイクロカプセル１７に被覆させた蓄熱体１５や柔軟性蓄熱体２５を試作して、効果の判定を行なった。これら比較試作品は、実施の形態３の発明品と比較して、やや硬くて柔軟性が不足気味であり、マイクロカプセル１７への密着も不足気味であった。
【００４３】
（実施の形態４）
実施の形態５は、実施の形態３で使用する蓄熱体１５や柔軟性蓄熱体２５の材料構成についてさらに検討した。黒鉛やアルミニウムなどの熱伝導材料２６を、蓄熱材１６を内包するマイクロカプセル１７とともに、熱可塑性エラストマーの被覆材１８で覆う材料構成とすると、熱伝導性に優れた蓄熱体１５や柔軟性蓄熱体２５が得られ、熱効率や省エネルギー性を一層高めた暖房便座となった。
【００４４】
蓄熱体１５や柔軟性蓄熱体２５は、熱伝導材料２６の１０〜３０ｗｔ％と、マイクロカプセル１７の２０〜５０ｗｔ％（望ましくは３０〜４０ｗｔ％）に対して、前述の熱硬化性エラストマーの被覆材１８を残部の重量割合で混合し、シート等の成型物に加工して得ており、その配合割合は、必要とする柔軟性に応じて変化させた。
【００４５】
（実施の形態５）
実施の形態５は、蓄熱体１５や柔軟性蓄熱体２５で使用する被覆材１８およびマイクロカプセル１７の組み合わせ材質について、さらに検討した。被覆材１８に用いる有機高分子硬化物は、ゴム部分の架橋点を減少させた低架橋密度のシリコーンゲルであり、マイクロカプセル１７は、カルボニル基、エステル基、アミド基、アミノ基のいずれかの化学構造を有する有機高分子重合物の組み合わせとすると、取り扱い性や成型性に一層優れた蓄熱体１５や柔軟性蓄熱体２５が得られた。
【００４６】
これは、マイクロカプセル１７の使用材質に合わせて、被覆材１８に用いるシリコーンゲルの架橋密度を最適化したためである。ゴム部分の架橋点を減少させた低架橋密度のシリコーンゲルを採用することで、硬さが減少して柔軟性が大幅に増加するとともに、粘着性が増加してマイクロカプセル１７に良好に密着する様になり、耐久信頼性が向上した。
【００４７】
マイクロカプセル１７で使用する、カルボニル基、エステル基、アミド基、アミノ基のいずれかの化学構造を有する有機高分子重合物は、具体的には、ポリアミド樹脂（アミド基を有する）、ポリアクリルアミド樹脂（アミド基を有する）、ポリウレタン樹脂（エステル基を有する）、アミノプラスト樹脂（アミノ基を有する）、ポリアクリル酸エステル樹脂（エステル基を有する）、アラミド樹脂（芳香族の骨格のみで構成されるポリアミドの総称、アミド基を有する）、尿素ホルマリン樹脂（アミノ基を有する）、メラミンホルマリン樹脂（アミノ基を有する）である。
【００４８】
比較のため、ゴム部分の架橋点が多いタイプ、いわゆる中〜高タイプの架橋密度のシリコーンゲルを被覆材１８として採用し、マイクロカプセル１７に被覆させた蓄熱体１５や柔軟性蓄熱体２５を試作して、効果の判定を行なった。これら比較試作品は、実施の形態５の発明品と比較して、やや硬くて柔軟性が不足気味であり、マイクロカプセル１７への密着も不足気味であった。
【００４９】
（実施の形態６）
実施の形態６は、実施の形態５で使用する蓄熱体１５や柔軟性蓄熱体２５の材料構成についてさらに検討した。黒鉛やアルミニウムなどの熱伝導材料２６を、蓄熱材１６を内包するマイクロカプセル１７とともに、シリコーンゲルの被覆材１８で覆う材料構成とすると、熱伝導性に優れた蓄熱体１５や柔軟性蓄熱体２５が得られ、熱効率や省エネルギー性を一層高めた暖房便座となった。
【００５０】
蓄熱体１５や柔軟性蓄熱体２５は、熱伝導材料２６の１０〜３０ｗｔ％と、マイクロカプセル１７の２０〜５０ｗｔ％（望ましくは３０〜４０ｗｔ％）に対して、前述のシリコーンゲルの被覆材１８を残部の重量割合で混合し、シート等の成型物に加工して得ており、その配合割合は、必要とする柔軟性に応じて変化させた。
【００５１】
（実施の形態７）
実施の形態７は、発熱体１４の下側に配置する断熱体２２の材料構成について検討した。蓄熱材（記載せず）をその内部空間に内包する有機高分子重合物のマイクロカプセル２７が混入した断熱体２２を使用すると、発熱体１４の下側からの放熱を、蓄熱材が蓄熱するので、熱効率や省エネルギー性を一層高めた暖房便座となった。
【００５２】
（実施の形態８）
実施の形態８は、発熱体１４の下側に配置する断熱体２２の材料構成についてさらに検討した。断熱体２２は、熱硬化性エラストマーまたはシリコーンゲルに、マイクロカプセルを混入してなるシートを、一部または全部に使用するので、発熱体１４に良好に密着できる。しかも、熱硬化性エラストマーは、オレフィン系、ポリエステル系、ウレタン系、スチレン系、ニトリル系のいずれかの熱硬化性エラストマーである。また、シリコーンゲルは、ゴム部分の架橋点を減少させた低架橋密度のシリコーンゲルである。このため、発熱体１４の放熱を蓄熱材が一層蓄熱でき、熱効率や省エネルギー性を一層高めた暖房便座となった。
【００５３】
断熱体２２は、マイクロカプセルの２０〜７０ｗｔ％（望ましくは３０〜６０ｗｔ％）に対して、熱硬化性エラストマーまたはシリコーンゲルを残部の重量割合で混合し、シー
ト等の成型物に加工して得ており、この配合割合は、断熱体２２が必要とする柔軟性に応じて変化させた。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明の暖房便座は、取り扱い性や成型性に優れた蓄熱体を用いて、発熱体から発生する熱を蓄熱し、その蓄熱を効率的に利用して省エネルギーを図っているので、使用者が着座する便座機器の暖房技術として適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施の形態１における暖房便座の外観図
【図２】同実施の形態１における暖房便座の断面図
【図３】同実施の形態１における暖房便座の平面図
【図４】同実施の形態２における暖房便座の断面図
【図５】従来の暖房便座の構成図と断面図
【符号の説明】
【００５６】
１１ 暖房便座
１２ 着座面
１３ 便座
１４ 発熱体
１５ 蓄熱体
１６ 蓄熱材
１７ マイクロカプセル
１８ 被覆材
２２ 断熱体
２５ 柔軟性蓄熱体
２６ 熱伝導材料
２７ 蓄熱材を内包するマイクロカプセル（断熱体用）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
着座時に人体が接触する着座面を有する便座と、
前記着座面の裏側に配設した発熱体および蓄熱体とを含み、
前記蓄熱体は、蓄熱材を内包する有機高分子重合物のマイクロカプセルを柔軟性の有機高分子硬化物の被覆材で覆ってなり、前記マイクロカプセルは、軟化温度が前記被覆材の硬化温度より高温であることを特徴とする暖房便座。
【請求項２】
便座と、
前記便座の表側に配置してその表面を人体が着座時に接触する着座面とする柔軟性蓄熱体と、
前記便座の裏側に配設した発熱体とを含み、
前記柔軟性蓄熱体は、蓄熱材を内包する有機高分子重合物のマイクロカプセルを柔軟性の有機高分子硬化物の被覆材で覆ってなり、前記マイクロカプセルは、軟化温度が前記被覆材の硬化温度より高温であることを特徴とする暖房便座。
【請求項３】
被覆材は、オレフィン系、ポリエステル系、ウレタン系、スチレン系ニトリル系のいずれかの熱硬化性エラストマーであり、マイクロカプセルは、カルボニル基、エステル基、アミド基、アミノ基のいずれかの化学構造を有する有機高分子重合物とする請求項１または２に記載の暖房便座。
【請求項４】
蓄熱体は、蓄熱材を内包するマイクロカプセルと熱伝導性材料を、熱可塑性エラストマーの被覆材で覆ってなる請求項３に記載の暖房便座。
【請求項５】
被覆材は、ゴム部分の架橋点を減少させた低架橋密度のシリコーンゲルであり、マイクロカプセルは、カルボニル基、エステル基、アミド基、アミノ基のいずれかの化学構造を有する有機高分子重合物である請求項１または２に記載の暖房便座。
【請求項６】
柔軟蓄熱体は、蓄熱材を内包するマイクロカプセルと熱伝導材料を、シリコーンゲルの被覆材で覆ってなる請求項５に記載の暖房便座。
【請求項７】
断熱体は、発熱体の下側に配置されており、蓄熱材を内包する有機高分子重合物のマイクロカプセルを混入してなる請求項１または２に記載の暖房便座。
【請求項８】
断熱体は、オレフィン系、ポリエステル系、ウレタン系、スチレン系、ニトリル系のいずれかの熱硬化性エラストマー、またはゴム部分の架橋点を減少させた低架橋密度のシリコーンゲルに、マイクロカプセルを混入してなるシートを有する請求項７に記載の暖房便座。
【請求項１】
着座時に人体が接触する着座面を有する便座と、
前記着座面の裏側に配設した発熱体および蓄熱体とを含み、
前記蓄熱体は、蓄熱材を内包する有機高分子重合物のマイクロカプセルを柔軟性の有機高分子硬化物の被覆材で覆ってなり、前記マイクロカプセルは、軟化温度が前記被覆材の硬化温度より高温であることを特徴とする暖房便座。
【請求項２】
便座と、
前記便座の表側に配置してその表面を人体が着座時に接触する着座面とする柔軟性蓄熱体と、
前記便座の裏側に配設した発熱体とを含み、
前記柔軟性蓄熱体は、蓄熱材を内包する有機高分子重合物のマイクロカプセルを柔軟性の有機高分子硬化物の被覆材で覆ってなり、前記マイクロカプセルは、軟化温度が前記被覆材の硬化温度より高温であることを特徴とする暖房便座。
【請求項３】
被覆材は、オレフィン系、ポリエステル系、ウレタン系、スチレン系ニトリル系のいずれかの熱硬化性エラストマーであり、マイクロカプセルは、カルボニル基、エステル基、アミド基、アミノ基のいずれかの化学構造を有する有機高分子重合物とする請求項１または２に記載の暖房便座。
【請求項４】
蓄熱体は、蓄熱材を内包するマイクロカプセルと熱伝導性材料を、熱可塑性エラストマーの被覆材で覆ってなる請求項３に記載の暖房便座。
【請求項５】
被覆材は、ゴム部分の架橋点を減少させた低架橋密度のシリコーンゲルであり、マイクロカプセルは、カルボニル基、エステル基、アミド基、アミノ基のいずれかの化学構造を有する有機高分子重合物である請求項１または２に記載の暖房便座。
【請求項６】
柔軟蓄熱体は、蓄熱材を内包するマイクロカプセルと熱伝導材料を、シリコーンゲルの被覆材で覆ってなる請求項５に記載の暖房便座。
【請求項７】
断熱体は、発熱体の下側に配置されており、蓄熱材を内包する有機高分子重合物のマイクロカプセルを混入してなる請求項１または２に記載の暖房便座。
【請求項８】
断熱体は、オレフィン系、ポリエステル系、ウレタン系、スチレン系、ニトリル系のいずれかの熱硬化性エラストマー、またはゴム部分の架橋点を減少させた低架橋密度のシリコーンゲルに、マイクロカプセルを混入してなるシートを有する請求項７に記載の暖房便座。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−１１０３９０（Ｐ２０１０−１１０３９０Ａ）
【公開日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２８３８４９（Ｐ２００８−２８３８４９）
【出願日】平成２０年１１月５日（２００８．１１．５）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月５日（２００８．１１．５）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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