JP3473283B2 - 蓄熱材組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エリスリトールを
主成分とし、その融解潜熱を利用する蓄熱材組成物に関
する。

【０００２】

【従来の技術】潜熱蓄熱材は、顕熱型蓄熱材に比べて蓄
熱密度が高く、相変化温度が一定であるため、熱の取り
出し温度が安定であるという利点を活かして実用化され
ている。潜熱蓄熱材として、氷、硫酸ナトリウム１０水
塩、塩化カルシウム６水塩及び酢酸ナトリウム３水塩な
どが知られている。しかしながら、これらの潜熱蓄熱材
の相変化温度は比較的低温であり、９０〜１９０℃程度
と高い相変化温度が望まれる、給湯やボイラーの廃熱利
用及び太陽エネルギーを利用するための蓄熱材として
は、不適当である。

【０００３】そこで、高い相変化温度を有する蓄熱材組
成物として、エリスリトール、マンニトール、ガラクチ
トールなどの糖アルコールを用いることが提案されてい
る（特開平５−３２９６３号公報、特表昭６３−５００
９４６号公報）。また、エリスリトールに固相転移点を
有するペンタエリスリトール、ペンタグリセリンおよび
ネオペンチルグリコールを配合し、これらの２成分系の
相変化温度が変化することが報告されている。（第１６
回日本熱物性シンポジウム、１９９５年、Ｐ２２１）

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】エリスリトールは蓄熱
量が大きく、熱安定性も優れ、無毒性であるが、相変化
温度は物質由来で一定である。そこで、糖アルコールを
蓄熱材として使用するために、相変化温度を蓄熱システ
ムに適するように調節することが求められる。第１６回
日本熱物性シンポジウム（１９９５年、Ｐ２２１）で
は、エリスリトールにペンタエリスリトール、ペンタグ
リセリンおよびネオペンチルグリコールを添加すること
で、エリスリトールの相変化温度が１００℃付近ほどに
低下することが報告されているが、２相共存のダブルピ
ークが見られ、蓄熱量も半分以下まで低下しているなど
解決すべき問題点が多い。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
に鑑み鋭意検討した結果、エリスリトールに融点調整剤
としてエチレングリコール、塩化ナトリウムおよび塩化
カリウムから選ばれる一種以上を添加すると、エリスリ
トールの融点が９５〜１１０℃まで低下することを見出
し本発明に到達した。

【０００６】すなわち、本発明の要旨は、融点調整剤と
してエリスリトールにエチレングリコール、塩化ナトリ
ウムおよび塩化カリウムから選ばれる１種以上を含有し
てなる蓄熱材組成物に存する。

【０００７】

【発明の実施の態様】本発明においては、主成分のエリ
スリトールに融点調整剤としてエチレングリコール、塩
化ナトリウムおよび塩化カリウムから選ばれる１種以上
を添加することを特徴とする。融点調整剤の含有量は、
通常１〜３０重量％、好ましくは３〜２０重量％であ
る。融点調整剤の含有量が３０重量％より多いと、蓄熱
材組成物中の糖アルコールの含有量が減少して蓄熱量が
小さくなり、一方、１重量％より少ないと、融点を降下
させる効果が得られない。

【０００８】本発明の蓄熱材組成物は、パラフィン、ポ
リエチレングリコール、ポリビニルアルコール、ポリエ
チレン、架橋ポリエチレンなどの公知の蓄熱材と併用し
てもよい。また、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、
硫酸カルシウム、ピロリン酸カルシウム、リン酸アルミ
ニウム、リン酸銀、硫酸銀、塩化銀またはヨウ化銀など
の無機塩やステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグ
ネシウム、ステアリン酸バリウムまたはパルミチン酸カ
ルシウムなどの長鎖脂肪酸の有機塩などの過冷却防止
剤、水不溶性吸水性樹脂、カルボキシメチルセルロー
ス、アルギン酸ナトリウム、アルギン酸カリウム、微粉
シリカなどの増粘剤、フェノール類、アミン類、ヒドロ
キシアミン類などの酸化防止剤、クロム酸塩、ポリリン
酸塩、亜硝酸ナトリウムなどの金属腐食防止剤などの添
加剤を含有してもよい。

【０００９】本発明の蓄熱材組成物は、融解温度が通常
９５〜１１０℃であり、融解潜熱量が通常４５ｃａｌ／
ｇ以上である。本発明の蓄熱材組成物の調合方法は、特
に限定されないが、エリスリトール、融点調整剤、必要
に応じて添加剤や公知の蓄熱材を混合して均一に分散さ
せればよい。より均一に分散させるためには、エリスリ
トールをその融点以上の温度まで加熱し、撹拌しながら
融点調整剤や添加剤を添加混合する方法が挙げられる。

【００１０】本発明の蓄熱材組成物の使用方法として
は、例えば、蓄熱容器に蓄熱材組成物を充填するカプセ
ル型、蓄熱容器を必要としないマイクロカプセル型が挙
げられる。カプセル型は、蓄熱材組成物をカプセルなど
の蓄熱容器に注入し、蓄熱容器を密封することにより得
られる。カプセルの材質は、使用温度範囲で変形、溶融
しない材質であればよく、例えば、ステンレス、アルミ
ニウムなどの金属、ガラス、ポリカーボネートなどのエ
ンジニアリングプラスチックなどが挙げられる。カプセ
ルの形状は、特に限定されず、例えば、球状、板状、パ
イプ状、くびれ筒状、双子球状、波板状などが挙げら
れ、用途に応じて適宜選択される。マイクロカプセル型
は、微細な蓄熱材の粒子またはその集合体を、使用温度
範囲で溶融、劣化しない樹脂などの被膜で覆ったもの
で、カプセル型に比べ表面積が極めて大きくなるので、
熱伝達効率が高いという利点がある。

【００１１】蓄熱システムにおいては、カプセルやマイ
クロカプセルのまわりを熱媒体が流れ、カプセルやマイ
クロカプセルを被覆する樹脂が熱交換器の役目を果た
し、蓄熱、放熱が行われる。熱媒体としては、水、水蒸
気、空気などのガスが挙げられる。

【００１２】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳細に説
明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実
施例に限定されるものではない。エリスリトールは日研
化学株式会社製、エチレングリコール、塩化カリウム、
ポリエチレングリコールは和光純薬工業株式会社製試
薬、塩化ナトリウムはマナック株式会社製試薬、臭化ナ
トリウム、酢酸ナトリウムはキシダ化学株式会社製試薬
を用いた。

【００１３】実施例１ エリスリトール４．８７５ｇと塩化ナトリウム０．１２
５ｇ（エリスリトールに対して２．５重量％）を室温に
おいて乳鉢で均質になるまで混合した。得られた蓄熱材
組成物の融解温度と融解潜熱量をアルミニウムの密封セ
ルを使用し、示差走査熱量計（セイコー電子工業社製、
ＤＳＣ−２２０Ｃ）で測定した。結果を表−１に示す。 実施例２〜６ エリスリトールと塩化ナトリウムを表−１に示す割合と
した他は実施例１と同様に行った。融解温度と融解潜熱
量を表−１に示す。 実施例７〜９ エリスリトールとエチレングリコールを表−１に示す割
合とした他は実施例１と同様に行った。融解温度と融解
潜熱量を表−１に示す。

【００１４】実施例１０〜１２ エリスリトールと塩化カリウムを表−１に示す割合とし
た他は実施例１と同様に行った。融解温度と融解潜熱量
を表−１に示す。 比較例１〜３ エリスリトールとポリエチレングリコールを表−１に示
す割合とした他は実施例１と同様に行った。融解温度と
融解潜熱量を表−１に示す。 比較例４、５ エリスリトールと臭化ナトリウムを表−１に示す割合と
した他は実施例１と同様に行った。融解温度と融解潜熱
量を表−１に示す。 比較例６、７ エリスリトールと酢酸ナトリウムを表−１に示す割合と
した他は実施例１と同様に行った。融解温度と融解潜熱
量を表−１に示す。

【００１５】

【表１】 ＊：融点が２カ所に現れたため、それぞれの融点におけ
る融解潜熱量が測定できなかったことを示す。

【００１６】

【発明の効果】本発明によれば、相分離することなく、
また、蓄熱量を低下させずに、エリスリトールを主成分
とする蓄熱材組成物の融点を調整することができる。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−32963（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−218786（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−238882（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−223190（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−5115（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C09K 5/06

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 融点調整剤としてエチレングリコール、
   塩化ナトリウムおよび塩化カリウムから選ばれる少なく
   とも一種以上を含有することを特徴とするエリスリトー
   ルを主成分とする蓄熱材組成物。
2. 【請求項２】 融点調整剤の配合量が１〜３０重量％で
   ある請求項１に記載の蓄熱材組成物。
3. 【請求項３】 融点が９５〜１１０℃である請求項１ま
   たは２に記載の蓄熱材組成物。