JPH0617041A - 蓄熱材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 蓄熱・放熱を繰返してもｎ−パラフィンがブ
リードせず、夏場等の冷房目的に利用できるポリマー混
合系の蓄熱材を得ること。 【構成】 融点が３０℃以下のｎ−パラフィンと炭化水
素系有機高分子の固体状混合物からなり、その炭化水素
系有機高分子としてゴム質ポリマーと、融点が１００℃
以上で分子量が３０００以上のワックスを用いてなる蓄
熱材。 【効果】 成形性に優れて種々の形態で利用でき、蓄熱
量、形状保持性、軟質性に優れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、蓄熱・放熱の繰返しに
よるｎ−パラフィンのブリードを防止した、冷房用等に
好適な蓄熱材に関する。

【０００２】

【従来の技術】夜間の余剰電力等を利用して蓄熱材を冷
却固化（凝固）させ、その融解時の吸熱作用を利用して
昼間の冷房等に用いるシステムなど種々の蓄熱材利用シ
ステムが提案されているが、蓄熱材が融解して液体状態
となった際にもその流出を有効に防止できる簡便で、種
々のシステムに好都合な形態で利用できる技術手段の提
供が課題となっている。

【０００３】従来、前記した余剰電力等を利用しうる蓄
熱材としては、フロンと水の混合物からなるクラスレー
トやエチレングリコールと水との混合物からなるものが
知られていた。しかしながら、クラスレートのフロン使
用による環境衛生問題もさりながら、蓄熱材の流出防止
手段としてはいずれの場合にも貯液槽等を介して貯液す
る手段が採られており、かかる手段では種々の蓄熱材利
用システムに利用することが困難な問題点があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記に鑑みて本発明者
らは、蓄熱材としてｎ−パラフィンを用いそれをポリマ
ーと混合することを試みた。けだし、かかる混合物の調
製に成功すればその混合物をポリマーの如く用いて種々
の形態に成形して利用できるからである。しかしなが
ら、通例のポリマーと混合したのではｎ−パラフィンの
ブリード問題が発生して実用に耐えるものが得られない
ことが判明した。

【０００５】そこで、本発明者らはさらに鋭意研究を重
ねてｎ−パラフィンのブリード問題を生じないポリマー
を見出した。しかし、かかる混合物は室温ではブリード
問題を生じないものの蓄熱・放熱の繰返しによりブリー
ド問題が発生することが判明した。従って本発明は、蓄
熱・放熱を繰返してもｎ−パラフィンがブリードしない
ポリマー混合系の蓄熱材の開発を課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、融点が３０℃
以下のｎ−パラフィンと炭化水素系有機高分子の固体状
混合物からなり、その炭化水素系有機高分子としてゴム
質ポリマーと、融点が１００℃以上で分子量が３０００
以上のワックスを用いたことを特徴とする蓄熱材を提供
するものである。

【０００７】

【作用】炭化水素系のゴム質ポリマーがｎ−パラフィン
を吸収保持し、融点が１００℃以上で分子量が３０００
以上の炭化水素系のワックスが混合物の硬さや形状保持
性を付与して、蓄熱・放熱を繰返してもｎ−パラフィン
がブリードしないポリマー混合系の蓄熱材が得られる。
またワックスの使用により成分混合を短い時間で行うこ
とができてｎ−パラフィンの蒸発を抑制できると共に、
得られる混合物を軟質性に優れるものとすることができ
る。

【０００８】

【発明の構成要素の例示】本発明の蓄熱材は、融点が３
０℃以下のｎ−パラフィンと、炭化水素系のゴム質ポリ
マーと、融点が１００℃以上で分子量が３０００以上の
炭化水素系のワックスを成分とする固体状混合物からな
る。

【０００９】一般に用いられるｎ−パラフィンとして
は、例えばｎ−テトラデカン、ｎ−ヘキサデカン、ｎ−
オクタデカンなどの炭素数が１４〜２０のｎ−パラフィ
ンがあげられる。ｎ−パラフィンは、２種以上の混合物
として用いることもでき、不純物を含有していてもよ
い。従って本発明においては、ｎ−パラフィンを主成分
として、就中５０重量％以上含有して、その融点が３０
℃以下、好ましくは５〜２０℃、特に１０〜１７℃のも
のであればよい。

【００１０】よって本発明において用いるｎ−パラフィ
ンは、適宜な方法で調製したものであってよい。その例
としては、ナフサ、灯油、軽油等の石油系留分から回収
したもの、ポリエチレン合成時の副生物から分別回収し
たもの、ポリエチレンや架橋ポリエチレンの廃棄回収時
に生成したものを分別回収したものなどがあげられる。
なお前記の石油系留分からの回収は、例えば吸着法によ
る気相法（ISOSIV法、BP法等）又は液相法（MOLEX
法）、尿素を用いる方法（NUREX法、EDELEANU法等）な
ど、適宜な方法で行うことができる。

【００１１】炭化水素系のゴム質ポリマーとしては、主
鎖が基本的に炭化水素であり、主鎖中における他の成分
（例えばＯ、Ｎ、Ｓi、ハロゲン等）の含有量１０重量
％以下、就中５重量％以下のものが好ましく用いうる。
その例としては、熱可塑性エラストマー、炭化水素系ゴ
ムなどがあげられる。炭化水素系のゴム質ポリマーは、
１種又は２種以上を用いることができ、架橋物とするこ
ともできる。

【００１２】前記熱可塑性エラストマーの具体例として
は、スチレン系、オレフィン系、ウレタン系、エステル
系等の公知物のいずれもあげることができ、少なくとも
室温から併用するｎ−パラフィンの凝固点よりも１０℃
高い温度域でゴム弾性を有するものが好ましく用いられ
る。

【００１３】前記炭化水素系ゴムの具体例としては、天
然ゴム、スチレン・ブタジエンゴム、ブチルゴム、イソ
プレンゴム、エチレン・プロピレンゴム、エチレン・プ
ロピレン・ジエンゴム、エチレン・酢酸ビニルゴム、エ
チレン・エチルアクリレートゴムなどがあげられる。炭
化水素系ゴム１〜２０重量部とオレフィン系ポリマー１
〜２０重量部の併用系、特に化学架橋法、水架橋法、照
射架橋法等による架橋系は柔軟性、保形性、成形性、強
靱性などの点より好ましく用いうる。前記オレフィン系
ポリマーとしては、例えばポリメチレン、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン等のα−オレフィンのホモポリマ
ー、オレフィン同士のコポリマー、α−オレフィンと酢
酸ビニル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチルの如
き他種モノマーとのコポリマー、それらの軽度にハロゲ
ン化されたポリマーなどがあげられる。

【００１４】炭化水素系のワックスとしては、主鎖が基
本的に炭化水素であり、主鎖中における他の成分（例え
ばＯ、Ｎ、Ｓi、ハロゲン等）の含有量１０重量％以
下、就中５重量％以下のものが好ましく用いうる。用い
るワックスは、融点が１００℃以上で分子量が３０００
以上のものである。その融点が１００℃未満で分子量が
３０００未満のものでは、得られる混合物が形状保持性
に乏しくなり、特に１００℃未満での形状保持性に乏し
くなる。炭化水素系のワックスは、１種又は２種以上を
用いることができ、架橋物とすることもできる。

【００１５】炭化水素系のワックスの具体例としては、
ハイワックス４００Ｐ、ハイワックス４１０Ｐ、ハイワ
ックス４２０Ｐ、ハイワックス８００Ｐ（いずれも商品
名、三井石油化学工業社製）などがあげられる。

【００１６】固体状混合物は、各成分を適宜に混合する
ことにより調製することができる。その場合、撹拌処
理、混合処理、混練処理等の機械的手段による混合方式
が好ましい。機械的手段による混合は例えば、溶融物と
した一方にそれに膨潤、ないし溶解する他方を撹拌混合
する方式、両者を加熱して流動状態ないし溶融物として
それらを混練、ないし撹拌混合する方式など、適宜な方
式で行ってよい。また混練には、例えば２本ロール、バ
ンバリーミキサー、押出機、２軸混練押出機などの通例
の混合機を用いることができる。

【００１７】各成分の混合割合は、炭化水素系のゴム質
ポリマーとワックスの合計量に基づいて、ｎ−パラフィ
ン１００重量部あたり５〜３０重量部が適当であり、１
０〜２５重量部が好ましい。その混合割合が５重量部未
満では形状保持性に乏しい混合物となり、３０重量部を
超えると蓄熱量に乏しい混合物となる。

【００１８】炭化水素系のゴム質ポリマーとワックスの
使用割合は、ゴム質ポリマー１００重量部あたり、ワッ
クス１０〜２００重量部、就中５０〜１００重量部が好
ましい。ワックスの使用割合が前記範囲外ではｎ−パラ
フィンのブリード防止効果に乏しくなる。

【００１９】なお固体状混合物は、ガスや発泡剤等の添
加による発泡化、シラスバルーン等の添加などによる低
比重化、あるいは金属やセラミック等の無機系高密度充
填材等の添加による高比重化などにより比重を調節する
こともできる。その他、固体状混合物には種々の添加
剤、酸化防止剤、着色剤、顔料、帯電防止剤、防黴剤、
難燃剤、防鼠剤、金属やカーボン等の伝熱材などの適宜
な配合剤を添加して実用に供することができる。

【００２０】得られた固体状混合物は、ペレット等の粉
末、ないし顆粒物やボール等の塊のほか、流し込み方
式、プレス方式、押出成形方式、射出成形方式等の適宜
な方式で、紐、シート、板、棒、ハニカム体、パイプ等
の任意な形態に加工して実用に供することができる。ま
た溶融物の流し込み方式等により、適用箇所に直接展開
する方式なども採ることができる。さらに有機繊維や無
機繊維の充填、あるいは紐、ワイヤ、不織布、織布、網
等の支持体の使用による補強形態とすることもできる。
加えて金属等の伝熱性物質からなる均熱化層を付加した
形態とすることもできる。従って本発明の蓄熱材は、使
用目的に応じた任意な形状に成形して適宜な形態で使用
することができる。

【００２１】本発明の蓄熱材、ないしそれを用いた上記
の二次成形物等は、冷却固化物が融解する際の外部熱の
吸熱作用を利用して種々の冷房、ないし冷却システムに
用いることができる。また、液状物が外部に熱を放出し
て凝固（冷却固化）する際の放熱作用を利用して種々の
用途、例えば保温や凍結防止などのシステムに用いるこ
ともできる。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、炭化水素系のゴム質ポ
リマーとワックスを用いたので、蓄熱・放熱を繰返して
もｎ−パラフィンがブリードしない固体状混合物からな
る蓄熱材を得ることができる。また得られた蓄熱材は、
成形性に優れて種々の形態で利用でき、蓄熱量、形状保
持性、軟質性に優れている。

【００２３】

【実施例】

実施例１ 純度９８％のｎ−ヘキサデカン（主な不純物：テトラデ
カン、ガスクロマトグラフィーによる測定、以下同じ）
１００部（重量部、以下同じ）と、熱可塑性エラストマ
ー（シェル化学社製、クレイトンＧ１６５０、以下同
じ）１５部と、炭化水素系ワックスＡ（融点１２６℃、
分子量４０００、密度０．９８ｇ／cm³、以下同じ）１
０部の加熱溶融下に、酸化防止剤（２，２，４−トリメ
チル−１，２−ジヒドロキノリンの重合物、以下同じ）
０．１部と共に撹拌混合して固体状混合物（蓄熱材）を
得た。

【００２４】実施例２ 純度９８％のｎ−ヘキサデカン１００部と、熱可塑性エ
ラストマー１５部と、炭化水素系ワックスＢ（融点１１
８℃、分子量４０００、密度０．９５ｇ／cm³）１０部
の加熱溶融下に、酸化防止剤０．１部と共に撹拌混合し
て固体状混合物（蓄熱材）を得た。

【００２５】実施例３ 純度９８％のｎ−ヘキサデカン１００部と、熱可塑性エ
ラストマー１５部と、炭化水素系ワックスＣ（融点１２
０℃、分子量８０００）１０部の加熱溶融下に、酸化防
止剤０．１部と共に撹拌混合して固体状混合物（蓄熱
材）を得た。

【００２６】実施例４ 純度９８％のｎ−オクタデカン（主な不純物：ヘキサデ
カン）１００部と、熱可塑性エラストマー１５部と、炭
化水素系ワックスＡ１０部を加熱溶融下に酸化防止剤
０．１部と共に撹拌混合して固体状混合物（蓄熱材）を
得た。

【００２７】実施例５ 純度９８％のｎ−ヘキサデカン８５部と、純度９８％の
ｎ−オクタデカン１５部と、熱可塑性エラストマー１５
部と、炭化水素系ワックスＡ１０部を加熱溶融下に酸化
防止剤０．１部と共に撹拌混合して固体状混合物（蓄熱
材）を得た。

【００２８】比較例１ 純度９８％のｎ−ヘキサデカン１００部と、熱可塑性エ
ラストマー１５部と、ポリエチレン（密度０．９３５ｇ
／cm³、ＭＩ２ｇ／１０分、以下同じ）１０部を加熱溶
融下に酸化防止剤０．１部と共に撹拌混合して固体状混
合物（蓄熱材）を得た。

【００２９】比較例２ 純度９８％のｎ−ヘキサデカン１００部と、エチレン・
プロピレンゴム（日本合成ゴム社製、ＥＰ０７Ｐ）１０
部と、ポリエチレン１０部を加熱溶融下に酸化防止剤
０．１部と共に撹拌混合して固体状混合物（蓄熱材）を
得た。

【００３０】評価試験 実施例、比較例で得た蓄熱材（固体状混合物）について
下記の特性を調べた。 蓄熱温度 示差走査熱量計にて−２０℃から５０℃まで５℃／分の
速度で昇温し、ピーク吸熱温度を調べた。

【００３１】蓄熱量 前記の蓄熱温度試験における吸熱分の全熱量を調べた。

【００３２】形状保持性 １cm角ブロックの蓄熱材を４０℃で１日間放置したの
ち、形状の変化を調べ、ほぼ原形を保持しているものを
良、流動又は形状変化したものを不良として評価した。

【００３３】ブリード性 蓄熱材を５℃に冷却後２５℃の室内に５時間放置するヒ
ートサイクルを１０回繰返し、蓄熱成分（ｎ−パラフィ
ン等）が滲み出るか否かを調べ、滲み出ないものを良、
滲み出るものを不良とした。

【００３４】加工性 蓄熱材形成用の混合成分を１４０℃で撹拌混合したのち
常温に放置して固化させ、それを切り取って混合成分の
分散状態を調べ、均一に分散している場合を良とした。

【００３５】前記の結果を表１に示した。

【表１】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 融点が３０℃以下のｎ−パラフィンと炭
   化水素系有機高分子の固体状混合物からなり、その炭化
   水素系有機高分子としてゴム質ポリマーと、融点が１０
   ０℃以上で分子量が３０００以上のワックスを用いたこ
   とを特徴とする蓄熱材。