JPH0366786A - 蓄熱材 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は蓄熱材に関し、更に詳しくはパラフィン類を主
成分として用いた蓄熱材に関する。

〔従来の技術〕

従来蓄熱材はその原理から物質の顕熱を利用するもの、
物質の相変化潜熱を利用するもの、物質の化学反応熱を
利用するもの等がある。現在実用的な面より物質の相変
化潜熱を利用する蓄熱材が注目を集めており、蓄熱式空
調機器、蓄熱式建材、各種保温器具や装置等に利用され
つつある。

この相変化潜熱を利用する蓄熱材の一つとしてパラフィ
ン等の有機物質を用いた所謂有機蓄熱材がある。この有
機蓄熱材は使用中に過冷却、相分離等の難点が少なく、
長期寿命に優れているので従来から注目されている。

元来、潜熱型蓄熱材は無機系、有機系を含め固体から液
体への相変化時に蓄熱し、液体から固体への相変化時に
放熱する。このためこれ等潜熱型蓄熱材を利用するため
には液化時に流動して漏れないような形態を保つような
配慮が要求さる。このための密閉容器や袋に収納する方
法では、充分なる強度を有する容器等を使用すればコス
トが高く実用的ではなく、また簡易的なものにすれば容
易に破損して液が漏れたり溢れたりする恐れがあり長期
間使用する点では問題が生じる。

従って容器に収納する手段に代わって（イ）多孔質物質
内に収納する、（ロ）マイクロカプセル化する等の方法
が提案され、またこれ等を組合わせた方法が使用されつ
つある。更にはまた（ハ）ポリオレフィン、通常は架橋
ポリオレフィンに収納させてカプセル中に閉し込める方
法も提案されている。

しかしながら上記各方法によってもパラフィン等の滲み
出しが完全には防止出来ずに大きな問題となっており、
その他製造上の工程が複雑でコスト高となったり、単位
体積当たりの蓄熱材の６有量が減少する等の問題が生じ
る。更に上記〈口〉のマイクロカプセル化する方法では
カプセル間に空間が生じ、この空間の存在により単位体
積当たりの蓄熱性能が低下する。

またその他の従来方法として結晶性ポリエチレン等の結
晶状ポリオレフィンに練り込む方法も知られているが、
取扱い上の難点がある。たとえば硬くて取扱いが困難で
あったり、通常の取扱い中に破損したりする。更に高温
でパラフィン等が相分離して滲み出す難点も生じ、これ
を防止するためには容器を強固なものとする必要があり
実用的ではない。

一般に蓄熱材は、限られた空間に設置されることが多く
、特に蓄熱材の好ましい用途である蓄熱式床暖房装置の
場合等ではその設置空間は極めて限定され、単位体積当
たりの蓄熱量が少しでも大きいことが強く要望されてい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明が解決しようとする課題は、従来の有機蓄熱材の
上記難点を解消することであり、更に詳しくは使用温度
域で３０ｋｃａｌ／ｋｇ以上、好ましくは３５ｋｃａｌ
／ｋｇ以上の高レベルの潜熱を有する有機質蓄熱材料で
あって、用いたパラフィン類の最高結晶転移温度（Ｔ、
、、　、後記するように多くの場合、融点に該当する。

）以上においても溶融、滴下、相分離、液体のブリード
がなく、しかもＴ、□以下（パラフィン類は、固体状を
呈する。）でも脆くなく、シート状に底形しても割れる
ことがなく適度な柔軟性を有する蓄熱材を開発すること
である。

〔課題を解決するための手段〕

この課題はパラフィン類、炭化水素ゴム、好ましくはパ
ラフィン＊ｉｏｏ重量部に対し５〜３０重量部及び炭化
水素ゴムの架橋剤を適量含有して成る組成物を架橋し、
これを蓄熱材として使用することにより解決される。

〔発明の作用〕

本発明に於いては、パラフィン類に炭化水素ゴムを配合
し、これを架橋させることを要旨としている。炭化水素
ゴムの作用により適度の弾性及び柔軟性を賦与し、蓄熱
材がパラフィン類のＴ１．８以下の低温に於いても跪く
なく、またシート状に底形しても容易に割れることがな
い、また炭化水素ゴムを架橋することにより、蓄熱材は
パラフィン類のＴ、１８以上となっても溶融、滴下、相
分離、ブリード等がなく極めて優れた性能を示す。

本発明に於いて使用されるパラフィン類としては、ＪＩ
Ｓに７１２Ｈブラスチンクの転移温度測定方法〉に従っ
て測定したＴ　ＩＩ　ａ　Ｘが使用温度、即ち室温〜１
００℃好ましくは室温〜８０℃前後の温度域にある有機
化合物が使用される。但しこの際の室温とは、本発明の
蓄熱材がその稼働中に遭遇する最低温度を意味する。

パラフィン類の好ましい具体例としては、各種パラフィ
ン、ロウ、ワンクスをはじめ、ステアリン酸、パルミチ
ン酸等の脂肪酸やポリエチレングリコール等のアルコー
ル類を例示することが出来、これ等１種が単独で、また
は２種以上の混合物として使用される。

上記した使用温度において、パラフィン類のあるものは
唯１つの結晶転移温度を有しくこの場合はその温度がＴ
１．！となる。）、またあるものは２以上の多数の結晶
転移温度を有する。２種以上のパラフィン類の混合物も
２以上の多数の結晶転移温度を有する場合が多い、それ
らの場合においては、最高の結晶転移温度がＴ　ａ　ａ
　ｗに該当する。

本発明で使用するパラフィン類は、必ずしも明確な融点
（全体が固体から液体に相変化する温度）を示すものに
限定しないが、多くのパラフィン類については、一般に
Ｔ１．８が融点に該当する。使用温度において、２以上
の多数の結晶転移温度を有するパラフィン類の場合、そ
れら全ての結晶転移温度を蓄熱に利用することが出来る
。

本発明に於いて使用される炭化水素ゴムとしては、天然
ゴム、５ＢＲＳＢＲ，ＩＲ，１ｒＲ，ＥＰＭ、、ＥＰＤ
Ｍ、エチレン酢酸ビニル共重合体ゴム等があげられ、こ
れ等は１種または２種で用いられる。この炭化水素ゴム
はパラフィン１１１００重量部に対し、５〜３０！量部
、好ましくは１０〜２０重量部であり、５重量部に達し
ない場合は柔軟性が低下して脆くなる傾向があり、また
３０重量部よりも多くなると蓄熱材としての単位体積当
たりの蓄熱量の低下を来す。

上記炭化水素ゴムを架橋するために使用する架橋剤とし
ては、該ゴムを架橋させうるものであれば広く使用出来
、天然ゴム、ＳＢＲ，ＢＲＳ　ＩＲ。

１１Ｒ，ＥＰＭＳＥＰＤＭでは硫黄系加硫剤が好ましく
用いられ、また天然ゴム、ＳＢＲ，Ｉ　ＩＲではｐ−キ
シレンジオキシム等のオキシム類も使用出来る。また天
然ゴム、ＥＰＭ、ＢＰＤＭ、エチレン酢酸ビニル共重合
体ゴムではジクミルパーオキサイド等の有機過酸化物架
橋剤も用いることが出来る。架橋剤の使用量は炭化水素
ゴム１００重量部に対し、０．５〜２０重量部程度が好
ましい。

また本発明に於いては、必要に応じ硫黄系架橋剤を用い
る場合に加硫促進剤を使用することも出来る。この加硫
促進剤としては、たとえばジフェニルグアニジン等のグ
アニジン系促進剤、２−メルカプトベンゾチアゾール等
のチアゾール系促進剤、テトラメチルチウラムジスルフ
ィド等のチウラム系促進剤を例示出来、その他アルデヒ
ドーアミン系化合物、アルデヒド−アンモニア系化合物
、ジチオカルバメート系化合物等も使用することが出来
る。更には酸化亜鉛等の金属酸化物、トリエタノールア
ミン等のアミン頻も使用出来る。

オキシム類を架橋剤として使用した場合には、硫黄、上
記加硫促進剤の他に酸化鉛を助剤として使用することが
好ましい。

有機過酸化物を架橋剤として用いた場合には、硫黄、オ
キシム類、上記加硫促進剤の他にビニル−トリス（β−
メトキシエトキシ）シラン等のシラン系カップリング剤
、アクリルエステル系化合物等を架橋助剤として使用す
ることもできる。

この架橋助剤の使用量は、適度の架橋度を得るに適した
量で適宜に使用されれば良く、通常炭化水素ゴム１００
重量部に対し、０〜３０重量部程度である。

炭化水素ゴムを架橋するに際しては、その架橋度はＪＩ
Ｓ　Ｃ３００５に従って測定して１％以上、好ましくは
２％以上である。架橋度が１％以上、好ましくは２％以
上とすることより、蓄熱材の温度が使用したパラフィン
類のＴ。、以上となっても溶融や滴下することなく形状
保持を可能とする。

本発明に於いては更にこの種成分に必要に応し添加され
る公知の各種の添加剤を配合することが出来る。たとえ
ば老化防止剤、酸化防止剤、着色剤、顔料、帯電防止剤
等の他、用途に応じて防黴剤、Ｍ燃剤、防重剤を、さら
には伝熱性向上のために金属粉、金属繊維、金属酸化物
、カーボン、カーボンファイバー等を使用することが出
来る。

本発明の蓄熱材＆ｌｌ或は、ロールミル、バンバリーミ
キサ−等、従来のゴム用混練機を用いて混合混練出来、
ブレス成形機、押出成形機、射出成形機等、通常の成形
機を用いて所望の形状に底形しうる。

その成形形状としては、シート状をはじめ粒状、ペレソ
ト状等各種の形状となし得るが、上記で説明した通り特
にシート状が好ましい。

本発明蓄熱材はその使用に際しては、原則的には従来の
この種蓄熱材の使用ｌｌｌ３ｉ様がすべて採用出来るが
、特にシート状の本発明蓄熱材を防護フィルム、たとえ
ばポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレンのフ
ィルム等で被覆し、この上から更にアルミニウムの如き
金属箔を用いて均熱化層を設けるのが好ましい。

〔実施例〕

以下に実施例を示して本発明を一層詳しく説明する。

実施例１〜５、比較例１〜３ 第１表に示す各蓄熱材組成を２本ロールで混練混合し、
プレス架橋して１３　Ｑｔｍｘ　１１　（ｌｌＩＸ　２
鵡厚の実施例１〜５、比較例１〜３の板状（シート状）
蓄熱材を得た。プレス架橋条件は、炭化水素ゴムとして
天然ゴムを用いた実施例１及び比較例１では１５０℃×
３０分、ＥＰＤＭを用いた実施例２〜５及び比較例２〜
３では１６５℃Ｘ３０分とした。

得られた蓄熱材について、第１表に示す特性を以下の方
法で測定し、結果を第１表に示した。尚架橋度はＪＩＳ
　Ｃ３００５によって測定した。

最大蓄熱温度二本発明蓄熱材は、使用したパラフィン類
の示す結晶転移温度特性が反映した蓄熱特性を示す、最
大蓄熱温度とは、最も大きな蓄熱あるいは吸熱を示す温
度であって、多くの場合パラフィン類のＴ□８または融
点おいて、あるいはその近傍温度で現れる。この温度を
ＪＩＳ　Ｋ　７１２１に準してＤＳＣ装置で測定した。

蓄熱量：　ＪＩＳ　Ｋ　７１２２に準じてＤＳＣ装置に
より融解熱（ｋＪ／ｋｇ）を測定し、ｋｃａｌ／ｋｇに
換算して表示した。

柔軟性：蓄熱材を１０ｍ巾の短冊状に切り取り、両端を
把持して９０度に曲げ、破損するかどうかを調べて破損
のないものを良とした。

形状保持性：大川上想定される最高温度域までオーブン
中で加熱した状態（最大蓄熱温度以上で蓄熱した状態）
を目視観察し、形状的に見て略原形を保っているものを
良とした。不良は溶融したものである。

滲み出し：形状保持性が良であった蓄熱材についてポリ
エチレンフィルム袋中に封入し、所定温度に２４時間放
置してパラフィン類が分離しているかどうかを目視観察
した。はとんど異常のないものを良とした。不良は明ら
かに分離が認められるものである。

測定結果を第１表に示す、比較例１〜３は蓄熱量が不足
するか、あるいは他の特性が不充分である。これに対し
、実施例１〜５はいずれも蓄熱量カ３５　ｋｃａｌ／ｋ
ｇ以上で非常に高レベルであり、他の特性も満足できる
ものである。

〔以下余白〕

実施例６ 実施例２の蓄熱材組成を、実施例２と同じ方法で混練混
合し、プレス架橋して８００ｍＸ２５０ｕ＋Ｘ２Ｑｍ厚
の板状蓄熱材を得た。

これを０．１鵡厚のポリエチレンシート袋中に封入し、
さらにポリエチレン／アルミニウム／ポリエステル（３
０μ■／２５μＭ／２５μ園）の三層アルミラミネート
シートでヒートシールにより封入して蓄熱ボードを作製
した。この蓄熱ボード２枚の間に１００Ｖ、６７Ｗの発
熱線ヒータを挿入した構造の、サンドインチ体を作製し
、該サンドインチ体を床材とその下に設けた断熱材層と
の間に設置して蓄熱式床暖房ユニットを構成した。

この蓄熱式床暖房ユニット中の上記発熱線ヒータに、８
時間通電−その１ｊｉ１６時間は電源切断、の工程を１
サイクル（２４時間）とする通電サイクルを課して床面
温度を連続測定した結果、２８℃に昇温した後は２６〜
２８℃で２４時間経過後も安定していた。

〔発明の効果〕

本発明の蓄熱材は、３０　ｋｃａｌ／ｋｇ以上、好まし
くは３５ｋｃａｌ／ｋｇ以上の高レベルの潜熱を有し、
しかも使用したパラフィン類のＴ、、または融点以上に
おいても溶融、滴下、相分離、液体のブリード等がなく
、しかも融点以下でも脆くなく、シート状に成形しても
割れることかなく適度な柔軟性を有する。上記実施例で
は暖房用に用いた場合を示したが、特に本発明のシート
状蓄熱材は非常に柔軟であるので、身体保温用を始めと
し、座席シート、各種機器保温用等にも広範囲に採用出
来極めて利用価値が高い、勿論本発明の蓄熱材は、深夜
電力を利用する蓄熱式床暖房にも好適である。

（以上）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）パラフィン類、炭化水素ゴム、及び炭化水素ゴム
   架橋剤から成る組成物を架橋してなることを特徴とする
   蓄熱材。
2. （２）パラフィン類１００重量部、炭化水素ゴム５〜３
   ０重量部、及び適量の炭化水素ゴム架橋剤から成る第１
   請求項に記載の蓄熱材。