JPH10147774A - 蓄熱材組成物およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 結晶水を有するナトリウム塩(a)と、ケ
イ酸ナトリウム(b)と、アルミニウム化合物(c)とを含有
する蓄熱材組成物であって、該蓄熱材組成物中に、上記
(b)がＳｉＯ₂換算で０．３〜１９重量％、上記(c)がＡ
ｌ₂Ｏ₃換算で０．３〜７重量％の量で含まれ、ｐＨ７〜
９である蓄熱材組成物。 (i)結晶水を有するナトリウム塩、結晶水を有するナト
リウム塩となり得る無水ナトリウム塩のうちの少なくと
も１種と、(ii)ケイ酸ナトリウムと、(iii)アルミニウ
ム化合物の水溶液あるいは結晶水を有するアルミニウム
化合物と、(iv)水とを、一度に、あるいは任意の順序で
攪拌・混合すると共に、ｐＨ７〜９となるように、必要
により酸またはアルカリを添加して、ｐＨ調整する蓄熱
材組成物の製造方法。 【効果】 蓄熱・放熱効率に優れ、長期間繰り返して使
用しても蓄熱量が低下せず、極めて長期間繰り返して使
用できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は、蓄熱材組成物およびその
製造方法に関し、さらに詳しくは、蓄熱・放熱効率に優
れ、長期間繰り返して使用しても蓄熱量が低下せず、極
めて長期間繰り返して使用できる蓄熱材組成物およびそ
の製造方法に関する。

【０００２】

【発明の技術的背景】従来では、例えば、室内暖房装置
として、潜熱の大きい組成物からなる蓄熱材が広く用い
られている。例えば、電気料金の安い夜間電力によって
蓄熱材を加熱融解してエネルギーを貯え、この蓄熱材が
凝固するときに発生する凝固熱（潜熱）を昼間の室内暖
房に利用する室内暖房装置が用いられている。

【０００３】従来このような蓄熱材として、Ｎａ₂ＳＯ₄
・１０Ｈ₂Ｏ、Ｎａ₂Ｓ₂Ｏ₃・５Ｈ₂Ｏ、ＣａＣｌ₂・６Ｈ
₂Ｏなどのように、結晶水を有するナトリウム塩を主成
分とする蓄熱材が用いられていた。

【０００４】しかしながら、このような蓄熱材では、加
熱融解〜凝固放熱を多数回繰り返すと、一般に、蓄熱材
が相分離を起こし、蓄熱量が低下するという問題点があ
った。このような問題点を解決するべく、この蓄熱材
に、固液分離防止剤、増粘剤などを添加したものなどが
提案されているが充分ではない。

【０００５】本発明者等はこのような問題点を解決する
べく鋭意研究したところ、驚くべきことに、結晶水を有
するナトリウム塩を主剤とする蓄熱材組成物中に、ケイ
酸ナトリウムと共に、アルミン酸ナトリウムあるいはＡ
ｌＣｌ₃、Ａｌ₂（ＳＯ₄）₃、ポリ塩化アルミニウム等の
アルミニウム化合物がそれぞれ特定量で含まれ、かつこ
の組成物のｐＨが特定の範囲にあると、蓄熱−放熱サイ
クルの繰り返しによる蓄熱量の低下が少なく、極めて長
期間使用可能な蓄熱材が得られることなどを見出し、本
発明を完成するに至った。

【０００６】

【発明の目的】本発明は、上記のような従来技術に伴う
問題点を解決しようとするものであって、蓄熱・放熱効
率に優れ、長期間繰り返して使用しても蓄熱量が低下せ
ず、長期間繰り返して使用できる蓄熱材組成物を提供す
ることを目的としている。

【０００７】本発明は、上記のような特性の蓄熱材組成
物の製造方法を提供することを目的としている。

【０００８】

【発明の概要】本発明に係る蓄熱材組成物は、結晶水を
有するナトリウム塩（含水ナトリウム塩）と、ケイ酸ナ
トリウムと、アルミニウム化合物とを含有する蓄熱材組
成物であって、該蓄熱材組成物中に、上記ケイ酸ナトリ
ウムがＳｉＯ₂換算で０．３〜１９重量％の量で、上記
アルミニウム化合物がＡｌ₂Ｏ₃換算で０．３〜７重量％
の量で含まれ、かつ該蓄熱材組成物はｐＨ７〜９である
ことを特徴としている。

【０００９】本発明に係る蓄熱材組成物の製造方法は、
(i)結晶水を有するナトリウム塩、結晶水を有するナト
リウム塩となり得る無水ナトリウム塩のうちの少なくと
も１種と、(ii)ケイ酸ナトリウムと、(iii)アルミニウ
ム化合物の水溶液あるいは結晶水を有するアルミニウム
化合物と、(iv)水とを、一度に、あるいは任意の順序で
攪拌・混合すると共に、ｐＨ７〜９となるように、必要
により酸またはアルカリを添加して、ｐＨ調整すること
を特徴としている。

【００１０】本発明の好ましい態様においては、水(iv)
にケイ酸ナトリウム(ii)、上記アルミニウム化合物ある
いはその水溶液(iii)、上記ナトリウム塩(i)を順次添加
・混合した後、必要により酸またはアルカリを添加し
て、上記のようにｐＨ調整することが望ましく、さらに
好ましくは水に、ケイ酸ナトリウム、上記アルミニウム
化合物、硫酸ナトリウムおよび／またはボウ硝（硫酸ナ
トリウム１０水塩）を順次添加・混合した後、必要によ
り酸またはアルカリを添加して、上記のようにｐＨ調整
することが望ましい。

【００１１】本発明では、上記結晶水を有するナトリウ
ム塩（含水ナトリウム塩）が、硫酸ナトリウム１０水
塩、チオ硫酸ナトリウム５水塩、ホウ酸ナトリウム１０
水塩、酢酸ナトリウム３水塩、炭酸ナトリウム１０水塩
のうちの何れか１種または２種以上であることが好まし
い。

【００１２】本発明では、上記アルミニウム化合物が、
アルミン酸ナトリウム、無水塩化アルミニウム、塩化ア
ルミニウム６水塩、無水硫酸アルミニウム、硫酸アルミ
ニウム含水塩〔例：Ａｌ₂（ＳＯ₄）₃・１８Ｈ₂Ｏ〕、ポ
リ塩化アルミニウム、無水硫酸アルミニウムカリウム、
硫酸アルミニウムカリウム１２水塩、無水硫酸アルミニ
ウムナトリウム、硫酸アルミニウムナトリウム１２水塩
のうちの何れか１種または２種以上であることが好まし
い。

【００１３】このような本発明に係る蓄熱材組成物は、
蓄熱・放熱効率に優れ、長期間繰り返して使用しても蓄
熱量の変化がなく、極めて長期間繰り返して使用でき
る。

【００１４】

【発明の具体的説明】以下、本発明に係る蓄熱材組成物
について具体的に説明する。［蓄熱材組成物］ 本発明に係る蓄熱材組成物は、結晶水
を有するナトリウム塩（含水ナトリウム塩）と、ケイ酸
ナトリウム（珪素分供給源）と、アルミニウム化合物
（アルミニウム供給源）とを含有している。

【００１５】結晶水を有するナトリウム塩としては、具
体的には、例えば、硫酸ナトリウム１０水塩（Ｎａ₂Ｓ
Ｏ₄・１０Ｈ₂Ｏ：ボウ硝）、チオ硫酸ナトリウム５水塩
（Ｎａ₂Ｓ₂Ｏ₃・５Ｈ₂Ｏ：ハイポ）、ホウ酸ナトリウム
１０水塩（Ｎａ₂Ｂ₄Ｏ₇・１０Ｈ₂Ｏ：ボラックス）、酢
酸ナトリウム３水塩（ＣＨ₃ＣＯＯＮａ・３Ｈ₂Ｏ）、炭
酸ナトリウム１０水塩（Ｎａ₂ＣＯ₃・１０Ｈ₂Ｏ）が挙
げられ、好ましくは硫酸ナトリウム１０水塩が用いられ
る。

【００１６】このような含水ナトリウム塩は、合計で、
蓄熱材組成物中に通常、６０〜９５重量％、好ましくは
７０〜９０重量％、さらに好ましくは７５〜８５重量％
の量で含まれていることが望ましい。

【００１７】ケイ酸ナトリウム［例：水ガラス（Ｎａ₂
Ｏ・ｎＳｉＯ₂,ｎ＝２〜４）］は、ＳｉＯ₂換算で本発明
の蓄熱材組成物中に、０．３〜１９重量％、好ましくは
０．５〜１０重量％の量で含まれていることが望まし
い。例えば、濃度４４重量％の水ガラス（Ｎａ₂Ｏ・ｎＳ
ｉＯ₂，ｎ＝２）量に換算して、１〜６６重量％、好ま
しくは１〜３５重量％の量で蓄熱材組成物中に含まれて
いることが望ましい。

【００１８】このケイ酸ナトリウム含量がＳｉＯ₂換算
で０．３重量％未満では、相分離が生ずる傾向があり、
一方１９重量％を超えると蓄熱量が低下する傾向があ
る。アルミニウム化合物としては、具体的には、例え
ば、アルミン酸ナトリウム（ＮａＡｌＯ₂）、無水塩化
アルミニウム（ＡｌＣｌ₃）、塩化アルミニウム６水塩
（ＡｌＣｌ₃・６Ｈ₂Ｏ）、無水硫酸アルミニウム［Ａｌ
₂（ＳＯ₄）₃］、硫酸アルミニウム含水塩〔Ａｌ₂（ＳＯ
₄）₃・ｘＨ₂Ｏ：ｘ＝６、１０、１４、１６、１８、２
７、好ましくはｘ＝６、１０、１４、１８、特に好まし
くはｘ＝１４、１８〕、ポリ塩化アルミニウム、無水硫
酸アルミニウムカリウム、硫酸アルミニウムカリウム１
２水塩、無水硫酸アルミニウムナトリウム、硫酸アルミ
ニウムナトリウム１２水塩等が挙げられ、好ましくは硫
酸アルミニウム１４水塩、硫酸アルミニウム１６水塩、
硫酸アルミニウム１８水塩、硫酸アルミニウム１４〜１
８水塩（混合物）、塩化アルミニウム６水塩、アルミン
酸ナトリウムが用いられる。

【００１９】このようなアルミニウム化合物は、１種ま
たは２種以上組み合わせて用いても良い。本発明では、
このようなアルミニウム化合物は、蓄熱材組成物中にＡ
ｌ₂Ｏ₃換算で０．３〜７重量％、好ましくは０．３〜５
重量％の量で含有されていることが望ましい。このアル
ミニウム化合物含量がＡｌ₂Ｏ₃換算で０．３重量％未満
では、相分離を起こす傾向があり、一方７重量％を超え
ると蓄熱量が低下する傾向がある。

【００２０】本発明では、このアルミニウム化合物と前
記ケイ酸ナトリウムとは、それぞれＡｌ₂Ｏ₃換算量とＳ
ｉＯ₂換算量の合計で、通常、０．５〜１５重量％、好
ましくは１．０〜５．０重量％の量で蓄熱材組成物中に
含まれていることが好ましい。このＡｌ₂Ｏ₃換算量とＳ
ｉＯ₂換算量の合計が、０．５重量％未満では、相分離
を起こす傾向があり、また１５重量％を超えると蓄熱量
が低下する傾向がある。

【００２１】このような本発明に係る蓄熱材組成物は、
ｐＨ７〜９、好ましくは７〜８である。このｐＨ値が７
未満あるいは９を超えると、相分離を防止するのに必要
な固液分離性能が低下する傾向がある。

【００２２】本発明に係る蓄熱材組成物には、上記成分
に加えて、通常蓄熱材に配合されるような成分、例えば
水、核発生剤、融点調節剤、固液分離防止剤、増粘剤等
が含まれていてもよい。

【００２３】例えば、水は、蓄熱材組成物中に通常、２
０〜７０重量％、好ましくは２５〜６０重量％、さらに
好ましくは３０〜５５重量％となるような量で含まれて
いてもよい。

【００２４】［蓄熱材組成物の製造］このような本発明
に係る蓄熱材組成物を製造するには、例えば、下記のよ
うにすれば良い。

【００２５】すなわち、 含水ナトリウム塩、含水ナ
トリウム塩となり得る無水ナトリウム塩のうちの少なく
とも１種と、 濃度２０〜８０重量％のケイ酸ナトリウム［好まし
くは水ガラス、すなわちアルカリ-ケイ酸系ガラス（Ｎ
ａ₂Ｏ・ｎＳｉＯ₂,ｎ＝２〜４）の水溶液］と、 含水アルミニウム化合物［例：塩化アルミニウム６
水塩、硫酸アルミニウム含水塩（１８水塩）］あるい
は、アルミニウム化合物（例：アルミン酸ナトリウム）
の水溶液と、 水とを、通常、１０〜６０℃の温度で１分〜１時
間、好ましくは２０〜５０℃の温度で１分〜０．５時
間、攪拌・混合すると共に、ｐＨ７〜９、好ましくはｐ
Ｈ７〜８となるように、必要より酸（例：塩酸）または
アルカリ（例：苛性ソーダ）を上記成分とは別に添加し
て、ｐＨ調整することが望ましい。なお、後述する実施
例７に示すように、酸性を示す硫酸アルミニウム１８水
塩と当量の、塩基性を示す水ガラスを加えるような場合
には、特にｐＨ調整せずにｐＨ７〜８となるため、特に
蓄熱材組成物をｐＨ７〜８に調整するための酸・アルカ
リの添加は不要となる。

【００２６】なお、上記のように〜の各成分を攪拌
・混合するには、一度に全成分を全量添加し攪拌・混合
してもよく、あるいは上記各成分を任意の順序で、それ
ぞれ一度に全量あるいは少量ずつ複数回に分けて添加し
て攪拌・混合してもよい。

【００２７】含水ナトリウム塩となり得る無水ナトリウ
ム塩としては、具体的には、例えば、無水硫酸ナトリウ
ム、無水チオ硫酸ナトリウム、無水ホウ酸ナトリウム、
酢酸ナトリウム無水塩等が挙げられる。

【００２８】本発明では、蓄熱材組成物調製時には、硫
酸ナトリウム塩は無水物（無水硫酸ナトリウム）とし
て、またホウ酸ナトリウム塩は含水物（ホウ酸ナトリウ
ム１０水塩）として用いることが好ましい。また無水硫
酸ナトリウムとホウ酸ナトリウム１０水塩とを組合わせ
て用いることが好ましい。

【００２９】なお、含水アルミニウム化合物を含めてア
ルミニウム化合物としては、前述したようなものが挙げ
られる。また本発明の好ましい態様においては、上記
〜の成分は、下記の順序で添加混合することが望まし
い。

【００３０】すなわち、本発明では、好ましくは水
に、上記ケイ酸ナトリウム、上記アルミニウム化合物
あるいはその水溶液、上記ナトリウム塩の順で順次
添加しながら攪拌・混合することが望ましい。

【００３１】なお、上記酸またはアルカリ添加による、
上記〜成分からなる配合物のｐＨ調整時期は、特に
限定されず、例えば上記〜成分の添加・混合の際に
一度に、あるいは少しずつ酸またはアルカリを添加して
ｐＨ調整を行ってもよく、また、上記〜成分の攪拌
・混合後に、酸またはアルカリを一度にあるいは少しず
つ添加してｐＨ調整してもよいが、本発明では、上記
〜の全成分を添加混合後に、ｐＨ調整することが望ま
しい。

【００３２】また、上記〜の成分を攪拌・混合して
上記蓄熱材組成物を製造する際には、添加・混合方法の
如何によらず、それぞれの成分毎の合計では、何れも下
記のような量で用いることが望ましい。但し、〜全
成分合計量を１００重量部とする。

【００３３】本発明では、上記の含水ナトリウム塩と
なり得る無水ナトリウム塩は通常２５〜４０重量部、好
ましくは３０〜４０重量部の量で用いることが望まし
い。上記の濃度２０〜８０重量％のケイ酸ナトリウム
は、通常、ＳｉＯ₂換算で０．３〜１９重量部、好まし
くは０．５〜１０重量部の量で、上記の含水アルミニ
ウム化合物、アルミニウム化合物（含水アルミニウム化
合物を除く。）は、合計で通常、０．５〜４１重量部の
量で、換言すれば、得られる蓄熱材組成物中に含水物を
含めてアルミニウム化合物が、Ａｌ₂Ｏ₃換算で０．３〜
７重量部となるような量で用いればよい。

【００３４】また、上記ケイ酸ナトリウムとアルミニウ
ム化合物とは、その合計量がそれぞれＳｉＯ₂量とＡｌ₂
Ｏ₃量に換算して合計で、蓄熱材組成物中に０．５〜１
５重量％、好ましくは１．０〜５．０重量％となるよう
な量で配合することが望ましい。

【００３５】上記の水は、例えば、上記無水ナトリウ
ム塩等の無水物が含水ナトリウム塩等の含水物に少なく
ともなり得る量で用いられる。より具体的には、例え
ば、上記の無水硫酸ナトリウムなどと結合して硫酸ナ
トリウム含水塩（例：ボウ硝,Ｎａ₂ＳＯ₄・１０Ｈ₂Ｏ）
を形成でき、また過冷却防止剤として用いられる無水ホ
ウ酸ナトリウムと結合してホウ酸ナトリウム含水塩を形
成できるような量で用いられる。このような水の量は、
例えば用いられるケイ酸ナトリウム（水ガラス）、ｐＨ
調整剤（例：ＨＣｌ、ＮａＯＨ）などの濃度、量などに
よっても調整可能であり一概に決定されないが、得られ
る蓄熱材組成物中に、通常２０〜７０重量％、好ましく
は４０〜６０重量％、さらに好ましくは４５〜５５重量
％となるような量で用いられることが望ましい。

【００３６】なお、例えば、上記含水ナトリウム塩（あ
るいはカリウム塩）に代えて、無水の上記ナトリウム塩
（あるいはカリウム塩）を用いる場合には、配合する水
の量をその分増量すればよい。

【００３７】［蓄熱装置］このようにして得られた蓄熱
材組成物は、例えば、両末端が封止された円筒状の容器
に充填して用いることができる（蓄熱装置(A)）。な
お、該筒状容器内に、筒状容器とほぼ同じ長さの筒状中
空芯材が、該筒状容器と同心円状に配置されていてもよ
い（蓄熱装置(B)）。この蓄熱装置(B)の場合には、筒状
容器と筒状中空芯材との間隙に蓄熱材組成物が充填され
る。なお、該筒状容器内周面と該筒状中空芯材外周面と
の径方向距離Ｄは、５〜２５ｍｍ、好ましくは１０〜２
０ｍｍであることが望ましい。

【００３８】筒状容器用の材料としては、耐久性、柔軟
性があり、例えば床等に埋め込んで使用できるように耐
腐食性も有することが好ましく、このような材料として
は、ポリエチレン、ポリプロピレン（ＰＰ）、アクリル
樹脂、塩化ビニル、アルミ、銅、鉄、ステンレス等が挙
げられるが、アクリル樹脂またはポリプロピレン（Ｐ
Ｐ）が好ましい。このような筒状容器用の材料は、筒状
中空芯材用の材料としても用いられる。また、上記筒状
容器および筒状中空芯材は、断面形状が楕円状であって
もよい。また、このような筒状容器の端面を含む外周面
は、ポリプロピレン（ＰＰ）等からなる筒状容器の外周
面にセラミック材配合塗料を塗布する等の方法にて粗面
化されるなど伝熱面積が大きくなっていることが好まし
く、該外周面には、放熱板が設けられていてもよい。

【００３９】特に蓄熱装置(B)では、蓄熱材組成物は、
円筒状に充填されており、筒状中空芯材部分（すなわち
筒状容器の中心部）には存在しないため、相分離等が起
こることなく蓄熱材組成物は効率的に凝固し、蓄熱装置
内に貯えられた大きな潜熱を取り出すことができる。し
かも、この蓄熱装置では、筒状中空芯材内の空隙に液体
（例：水）等の熱媒体、あるいはヒータを通すことも可
能であるため、筒状容器内周面方向と筒状中空芯材の外
周面方向との両方向から筒状容器の中心部に向かって、
相分離等が起こることなく蓄熱材組成物は効率的に凝固
し、蓄熱装置内に貯えられた潜熱を取り出すことができ
る。

【００４０】このようにして得られた蓄熱装置は、例え
ば、屋内の床下にセットされる。

【００４１】

【発明の効果】本発明によれば、蓄熱・放熱効率に優
れ、長期間繰り返して使用しても蓄熱量が低下せず、ま
た相分離せず、従って極めて長期間繰り返して使用でき
る（ライフサイクルの長い）蓄熱材組成物が得られる。

【００４２】

【実施例】以下、本発明に係る蓄熱材組成物、およびそ
の製造方法について実施例に基づいて更に具体的に説明
するが、本発明は、これらの実施例により何等制限され
るものではない。

【００４３】

【実施例１】水と水ガラスとを混合し、次いで硫酸アル
ミニウム１８水塩を添加混合し、次いで無水硫酸ナトリ
ウム（無水ボウ硝）およびホウ酸ナトリウム１０水塩
（ボラックス）を添加混合した。なお、これら各成分の
混合は、何れも４０℃の温度で行った。このように各成
分を添加混合した後、同じ温度（４０℃）で、最終ｐＨ
が７．５になるように苛性ソーダ水溶液で調整した。

【００４４】配合組成を下記に示す。 ［蓄熱材組成物の配合組成］ 水（Ｈ₂Ｏ） ４７．３重量部 無水硫酸ナトリウム（無水ボウ硝、Ｎａ₂ＳＯ₄） ３５．５重量部 ホウ酸ナトリウム１０水塩（ボラックス、Ｎａ₂Ｂ₄Ｏ₇・１０Ｈ₂Ｏ） ３．０重量部 水ガラス（４４％Ｎａ₂Ｏ・２ＳｉＯ₂） ３．１重量部 硫酸アルミニウム１８水塩〔Ａｌ₂（ＳＯ₄）₃・１８Ｈ₂Ｏ〕 ５．０重量部 カセイソーダ水溶液（２０％ＮａＯＨ） ６．１重量部 この蓄熱材組成物を、ポリプロピレン製筒状容器（外径
Ｄ：１５ｍｍ、肉厚：２．５ｍｍ、長さＬ：１２００ｍ
ｍ）内に充填して蓄熱装置を製造した。この蓄熱装置内
の蓄熱材組成物を、常温（２５℃）から４８℃に昇温さ
せたのち、元の温度まで降温させたところ、４３．０ｋ
ｃａｌ／ｋｇの潜熱を取出すことができた。またこのよ
うに常温から４８℃に昇温したのち元の温度まで降温さ
せる操作（ヒートサイクル）を１５００回以上繰り返し
てもこの蓄熱材組成物では相分離せず、過冷却現象が生
ぜず、大きな潜熱を取り出す事が出来た。

【００４５】また、２０００回ヒートサイクル時の蓄熱
量（取出し得た潜熱量）は、３２ｋｃａｌ／ｋｇであっ
た。本実施例の蓄熱材組成物調製時の配合組成、得られ
た蓄熱材組成物中の珪素およびアルミニウムのそれぞれ
ＳｉＯ₂換算量およびＡｌ₂Ｏ₃換算量、製造直後および
２０００回ヒートサイクルを繰り返した後の蓄熱量（ｋ
ｃａｌ／ｋｇ）、相分離が生じなかったヒートサイクル
回数、評価結果などを併せて表１に示す。

【００４６】

【実施例２】水と水ガラスとを混合し、次いで無水硫酸
ナトリウム（無水ボウ硝）、ホウ酸ナトリウム１０水塩
（ボラックス）、アルミン酸ナトリウムを一度に添加混
合した。なお、これら各成分の混合は、何れも４０℃の
温度で行った。このように各成分を添加混合した後、同
じ温度（４０℃）で、最終ｐＨが７．５になるように塩
酸で調整した。

【００４７】配合組成を下記に示す。 ［蓄熱材組成物の配合組成］ 水（Ｈ₂Ｏ） ５３．０重量部 無水硫酸ナトリウム（無水ボウ硝、Ｎａ₂ＳＯ₄） ３６．０重量部 ホウ酸ナトリウム１０水塩（ボラックス、Ｎａ₂Ｂ₄Ｏ₇・１０Ｈ₂Ｏ） ３．０重量部 水ガラス（４４％Ｎａ₂Ｏ・２ＳｉＯ₂） ４．１重量部 アルミン酸ナトリウム（ＮａＡｌＯ₂） ０．８重量部 塩酸（３５％ＨＣｌ） ３．１重量部 この蓄熱材組成物を、ポリプロピレン製筒状容器（外径
Ｄ：１５ｍｍ、肉厚：２．５ｍｍ、長さＬ：１２００ｍ
ｍ）内に充填して蓄熱装置を製造した。この蓄熱装置内
の蓄熱材組成物を、常温（２５℃）から４８℃に昇温さ
せたのち、元の温度まで降温させる操作を２０００回以
上繰り返しても相分離せず、過冷却現象が生ぜず、大き
な潜熱を取り出す事が出来た。

【００４８】本実施例の蓄熱材組成物調製時の配合組成
などを併せて表１に示す。

【００４９】

【実施例３】水と水ガラスとを混合し、次いで塩化アル
ミニウム６水塩を添加混合し、次いで無水硫酸ナトリウ
ム（無水ボウ硝）およびホウ酸ナトリウム１０水塩（ボ
ラックス）を同時に添加混合した。なお、これら各成分
の混合は、何れも４０℃の温度で行った。このように各
成分を添加混合した後、同じ温度（４０℃）で、最終ｐ
Ｈが７．５になるように苛性ソーダ水溶液で調整した。

【００５０】配合組成を下記に示す。 ［蓄熱材組成物の配合組成］ 水（Ｈ₂Ｏ） ４４．３重量部 無水硫酸ナトリウム（無水ボウ硝、Ｎａ₂ＳＯ₄） ３５．５重量部 ホウ酸ナトリウム１０水塩（ボラックス、Ｎａ₂Ｂ₄Ｏ₇・１０Ｈ₂Ｏ） ３．０重量部 水ガラス（４４％Ｎａ₂Ｏ・２ＳｉＯ₂） ４．１重量部 塩化アルミニウム６水塩（ＡｌＣｌ₃・６Ｈ₂Ｏ） ４．９重量部 カセイソーダ水溶液（２０％ＮａＯＨ） ８．２重量部 この蓄熱材組成物を、ポリプロピレン製筒状容器（外径
Ｄ：１５ｍｍ、肉厚：２．５ｍｍ、長さＬ：１２００ｍ
ｍ）内に充填して蓄熱装置を製造した。この蓄熱装置内
の蓄熱材組成物を、常温（２５℃）から４８℃に昇温さ
せたのち、元の温度まで降温させる操作を３０００回以
上繰り返しても相分離せず、過冷却現象が生ぜず、大き
な潜熱を取り出す事が出来た。

【００５１】本実施例の蓄熱材組成物調製時の配合組成
などを併せて表１に示す。

【００５２】

【実施例４】水と水ガラスとを混合し、次いで硫酸アル
ミニウム１８水塩を添加混合し、次いで無水硫酸ナトリ
ウム（無水ボウ硝）およびホウ酸ナトリウム１０水塩
（ボラックス）を同時に添加混合した。なお、これら各
成分の混合は、何れも４０℃の温度で行った。このよう
に各成分を添加混合した後、同じ温度（４０℃）で、最
終ｐＨが７．５になるように苛性ソーダ水溶液で調整し
た。

【００５３】配合組成を下記に示す。 ［蓄熱材組成物の配合組成］ 水（Ｈ₂Ｏ） ３３．８重量部 無水硫酸ナトリウム（無水ボウ硝、Ｎａ₂ＳＯ₄） ３５．０重量部 ホウ酸ナトリウム１０水塩（ボラックス、Ｎａ₂Ｂ₄Ｏ₇・１０Ｈ₂Ｏ） ３．０重量部 水ガラス（４４％Ｎａ₂Ｏ・２ＳｉＯ₂） ２．１重量部 硫酸アルミニウム１８水塩〔Ａｌ₂（ＳＯ₄）₃・１８Ｈ₂Ｏ〕１０．０重量部 カセイソーダ水溶液（２０％ＮａＯＨ） １６．１重量部 この蓄熱材組成物を、ポリプロピレン製筒状容器（外径
Ｄ：１５ｍｍ、肉厚：２．５ｍｍ、長さＬ：１２００ｍ
ｍ）内に充填して蓄熱装置を製造した。この蓄熱装置内
の蓄熱材組成物を、常温（２５℃）から４８℃に昇温さ
せたのち、元の温度まで降温させる操作を２０００回以
上繰り返しても相分離せず、過冷却現象が生ぜず、大き
な潜熱を取り出す事が出来た。

【００５４】本実施例の蓄熱材組成物調製時の配合組成
などを併せて表１に示す。

【００５５】

【実施例５】水と水ガラスとを混合し、次いでアルミン
酸ナトリウムを添加混合し、次いで無水硫酸ナトリウム
（無水ボウ硝）およびホウ酸ナトリウム１０水塩（ボラ
ックス）を同時に添加混合した。なお、これら各成分の
混合は、何れも４０℃の温度で行った。このように各成
分を添加混合した後、同じ温度（４０℃）で、最終ｐＨ
が７．５になるように塩酸で調整した。

【００５６】配合組成を下記に示す。 ［蓄熱材組成物の配合組成］ 水（Ｈ₂Ｏ） ４８．６重量部 無水硫酸ナトリウム（無水ボウ硝、Ｎａ₂ＳＯ₄） ３５．５重量部 ホウ酸ナトリウム１０水塩（ボラックス、Ｎａ₂Ｂ₄Ｏ₇・１０Ｈ₂Ｏ） ３．０重量部 水ガラス（４４％Ｎａ₂Ｏ・２ＳｉＯ₂） ６．２重量部 アルミン酸ナトリウム（ＮａＡｌＯ₂） １．６重量部 塩酸（３５％ＨＣｌ） ５．１重量部 この蓄熱材組成物を、ポリプロピレン製筒状容器（外径
Ｄ：１５ｍｍ、肉厚：２．５ｍｍ、長さＬ：１２００ｍ
ｍ）内に充填して蓄熱装置を製造した。この蓄熱装置内
の蓄熱材組成物を、常温（２５℃）から４８℃に昇温さ
せたのち、元の温度まで降温させる操作を３０００回以
上繰り返しても相分離せず、過冷却現象が生ぜず、大き
な潜熱を取り出す事が出来た。

【００５７】本実施例の蓄熱材組成物調製時の配合組成
などを併せて表１に示す。

【００５８】

【実施例６】水と水ガラスとを混合し、次いで塩化アル
ミニウム６水塩を添加混合し、次いで無水硫酸ナトリウ
ム（無水ボウ硝）およびホウ酸ナトリウム１０水塩（ボ
ラックス）を同時に添加混合した。なお、これら各成分
の混合は、何れも４０℃の温度で行った。このように各
成分を添加混合した後、同じ温度（４０℃）で、最終ｐ
Ｈが７．５になるように苛性ソーダ水溶液で調整した。

【００５９】配合組成を下記に示す。 ［蓄熱材組成物の配合組成］ 水（Ｈ₂Ｏ） ３５．４重量部 無水硫酸ナトリウム（無水ボウ硝、Ｎａ₂ＳＯ₄） ３６．０重量部 ホウ酸ナトリウム１０水塩（ボラックス、Ｎａ₂Ｂ₄Ｏ₇・１０Ｈ₂Ｏ） ３．０重量部 水ガラス（４４％Ｎａ₂Ｏ・２ＳｉＯ₂） ６．２重量部 塩化アルミニウム６水塩（ＡｌＣｌ₃・６Ｈ₂Ｏ） ７．３重量部 カセイソーダ水溶液（２０％ＮａＯＨ） １２．１重量部 この蓄熱材組成物を、ポリプロピレン製筒状容器（外径
Ｄ：１５ｍｍ、肉厚：２．５ｍｍ、長さＬ：１２００ｍ
ｍ）内に充填して蓄熱装置を製造した。この蓄熱装置内
の蓄熱材組成物を、常温（２５℃）から４８℃に昇温さ
せたのち、元の温度まで降温させる操作を３０００回以
上繰り返しても相分離せず、過冷却現象が生ぜず、大き
な潜熱を取り出す事が出来た。

【００６０】本実施例の蓄熱材組成物調製時の配合組成
などを併せて表１に示す。

【００６１】

【実施例７】水と水ガラスとを混合し、次いで硫酸アル
ミニウム１８水塩を添加混合し、次いで無水硫酸ナトリ
ウム（無水ボウ硝）およびホウ酸ナトリウム１０水塩
（ボラックス）を添加混合した。なお、これら各成分の
混合は、何れも４０℃の温度で行った。このように各成
分を添加混合して得られた蓄熱材組成物の最終ｐＨは、
７．５であった。

【００６２】配合組成を下記に示す。 ［蓄熱材組成物の配合組成］ 水（Ｈ₂Ｏ） ５１．６重量部 無水硫酸ナトリウム（無水ボウ硝、Ｎａ₂ＳＯ₄） ３３．０重量部 ホウ酸ナトリウム１０水塩（ボラックス、Ｎａ₂Ｂ₄Ｏ₇・１０Ｈ₂Ｏ） ３．０重量部 水ガラス（４４％Ｎａ₂Ｏ・２ＳｉＯ₂） ８．１重量部 硫酸アルミニウム１８水塩〔Ａｌ₂（ＳＯ₄）₃・１８Ｈ₂Ｏ〕 ４．３重量部 この蓄熱材組成物を、ポリプロピレン製筒状容器（外径
Ｄ：１５ｍｍ、肉厚：２．５ｍｍ、長さＬ：１２００ｍ
ｍ）内に充填して蓄熱装置を製造した。この蓄熱装置内
の蓄熱材組成物を常温（２５℃）から４８℃に昇温させ
たのち、元の温度まで降温させる操作を３０００回以上
繰り返しても相分離せず、過冷却現象が生ぜず、大きな
潜熱を取り出す事が出来た。

【００６３】本実施例の蓄熱材組成物調製時の配合組成
などを併せて表１に示す。

【００６４】

【参考例１】水と水ガラスとを混合し、次いで無水硫酸
ナトリウム（無水ボウ硝）、ホウ酸ナトリウム１０水塩
（ボラックス）添加混合した。なお、これら各成分の混
合は、何れも４０℃の温度で行った。このように各成分
を添加混合した後、同じ温度（４０℃）で、最終ｐＨが
７．５になるように塩酸で調整した。

【００６５】配合組成を下記に示す。 ［蓄熱材組成物の配合組成］ 水（Ｈ₂Ｏ） ４６．６重量部 無水硫酸ナトリウム（無水ボウ硝、Ｎａ₂ＳＯ₄） ３５．０重量部 ホウ酸ナトリウム１０水塩（ボラックス、Ｎａ₂Ｂ₄Ｏ₇・１０Ｈ₂Ｏ） ３．０重量部 水ガラス（４４％Ｎａ₂Ｏ・２ＳｉＯ₂） １０．３重量部 塩酸（３５％ＨＣｌ） ５．１重量部 この蓄熱材組成物を、ポリプロピレン製筒状容器（外径
Ｄ：１５ｍｍ、肉厚：２．５ｍｍ、長さＬ：１２００ｍ
ｍ）内に充填して蓄熱装置を製造した。この蓄熱装置内
の蓄熱材組成物を常温（２５℃）から４８℃に昇温させ
たのち、元の温度まで降温させる操作を７００回繰り返
したところ相分離がおこり大きな潜熱低下を生じた。

【００６６】本実施例の蓄熱材組成物調製時の配合組成
などを併せて表１に示す。

【００６７】

【参考例２】水と塩化アルミニウム６水塩とを混合し
た。次いで無水硫酸ナトリウム（無水ボウ硝）、ホウ酸
ナトリウム１０水塩（ボラックス）を添加混合した。な
おこれらの各成分の混合は、何れも４０℃で行った。こ
のように各成分を添加混合した後、同じ温度（４０℃）
で、最終ｐＨが７．５になるように苛性ソーダ水溶液で
調整した。

【００６８】その配合組成を下記に示す。 ［蓄熱材組成物の配合組成］ 水（Ｈ₂Ｏ） ２５．１重量部 無水硫酸ナトリウム（無水ボウ硝、Ｎａ₂ＳＯ₄） ３５．０重量部 ホウ酸ナトリウム１０水塩（ボラックス、Ｎａ₂Ｂ₄Ｏ₇・１０Ｈ₂Ｏ） ３．０重量部 塩化アルミニウム６水塩（ＡｌＣｌ₃・６Ｈ₂Ｏ） ６．７重量部 カセイソーダ水溶液（２０％ＮａＯＨ） ３０．２重量部 この蓄熱材組成物を、ポリプロピレン製筒状容器（外径
Ｄ：１５ｍｍ、肉厚：２．５ｍｍ、長さＬ：１２００ｍ
ｍ）内に充填して蓄熱装置を製造した。この蓄熱装置内
の蓄熱材組成物を常温（２５℃）から４８℃に昇温させ
たのち、元の温度まで降温させる操作を７００回繰り返
したところ相分離がおこり大きな潜熱低下を生じた。

【００６９】本実施例の蓄熱材組成物調製時の配合組成
などを併せて表１に示す。

【００７０】

【表１】

【００７１】

【表２】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清 川 晋 埼玉県幸手市大字上宇和田521番地18 ミ サト株式会社内 (72)発明者 竹 内 徹 埼玉県幸手市大字上宇和田521番地18 ミ サト株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】結晶水を有するナトリウム塩と、ケイ酸ナ
   トリウムと、アルミニウム化合物とを含有する蓄熱材組
   成物であって、 該蓄熱材組成物中に、上記ケイ酸ナトリウムがＳｉＯ₂
   換算で０．３〜１９重量％の量で、上記アルミニウム化
   合物がＡｌ₂Ｏ₃換算で０．３〜７重量％の量で含まれ、 かつ該蓄熱材組成物はｐＨ７〜９であることを特徴とす
   る蓄熱材組成物。
2. 【請求項２】結晶水を有するナトリウム塩が、合計で６
   ０〜９４．５重量％の量で含有されていることを特徴と
   する請求項１に記載の蓄熱材組成物。
3. 【請求項３】結晶水を有するナトリウム塩が、硫酸ナト
   リウム１０水塩、チオ硫酸ナトリウム５水塩、ホウ酸ナ
   トリウム１０水塩、酢酸ナトリウム３水塩、炭酸ナトリ
   ウム１０水塩のうちの何れか１種または２種以上である
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の蓄熱材組成
   物。
4. 【請求項４】アルミニウム化合物が、アルミン酸ナトリ
   ウム、無水塩化アルミニウム、塩化アルミニウム６水
   塩、無水硫酸アルミニウム、硫酸アルミニウム含水塩、
   ポリ塩化アルミニウム、無水硫酸アルミニウムカリウ
   ム、硫酸アルミニウムカリウム１２水塩、無水硫酸アル
   ミニウムナトリウム、硫酸アルミニウムナトリウム１２
   水塩のうちの何れか１種または２種以上であることを特
   徴とする請求項１〜３の何れかに記載の蓄熱材組成物。
5. 【請求項５】(i)結晶水を有するナトリウム塩、結晶水
   を有するナトリウム塩となり得る無水ナトリウム塩のう
   ちの少なくとも１種と、(ii)ケイ酸ナトリウムと、(ii
   i)アルミニウム化合物の水溶液あるいは結晶水を有する
   アルミニウム化合物と、(iv)水とを、 一度に、あるいは任意の順序で攪拌・混合すると共に、 ｐＨ７〜９となるように、必要により酸またはアルカリ
   を添加して、ｐＨ調整することを特徴とする蓄熱材組成
   物の製造方法。