JPH10279931A - 蓄熱材組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 −３℃付近に融点を有し、濃度変化に安定、
かつ金属への腐食性がない蓄熱材組成物を提供する。 【解決手段】 エリスリトール６〜２５重量％および水
７５〜９４重量％からなり、−５℃以上、０℃未満に融
点を有することを特徴とする蓄熱材組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蓄熱材組成物に関
する。詳しくは、エリスリトールと水からなる、融解潜
熱を利用する低温用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。なかでも、深夜電力を利用した氷蓄
熱システムが冷房用途に広く実用化されている。また、
果物や食品の冷却保存などの産業分野に利用するため
に、無機塩を配合して０℃以下に融点を有する無機塩と
水の共晶組成物を利用した蓄熱材組成物も報告されてい
る（特開平１−２４５０８２）。ところが、０℃前後の
冷水を取り出すための−３〜−５℃に融点を有する蓄熱
材組成物は、無機塩の配合割合によって調整されるた
め、濃度変化に敏感で調整が困難である。加えて、無機
塩を配合した水系蓄熱材組成物は金属に対する腐食性が
あり、アイスオンコイル型やシェルアンドチューブ型に
は使用できない問題がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、−３
℃付近に融点を有し、濃度変化に安定、かつ金属への腐
食性がない蓄熱材組成物を提供することである。

【０００４】

【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、エリスリトールと水を特定の
割合で配合してなる組成物は、融点が−３℃で安定する
ことを見出し、本発明に到達した。すなわち、本発明の
要旨は、エリスリトール６〜２５重量％及び水７５〜９
４重量％からなり、−５℃以上０℃未満に融点を有する
ことを特徴とする蓄熱材組成物に関する。

【０００５】

【発明の実施の態様】本発明においては、水にエリスリ
トールを特定量添加することを特徴とする。エリスリト
ールの含有量は、６〜２５重量％、好ましくは７〜２０
重量％である。エリスリトールの含有量が６重量％より
少ないと融点が−３℃付近で安定せず、明確な融点を示
さない。エリスリトールの含有量が２５重量％より多い
と、溶解度の関係からエリスリトールが晶析し組成が均
一とならないことに加えて、蓄熱量が小さくなる問題が
ある。

【０００６】本発明の蓄熱材組成物は、融点以下まで冷
却されても結晶化しない、いわゆる、過冷却現象を防止
するために、過冷却防止剤を含有していてもよい。過冷
却防止剤としては、ヨウ化銀、硫化銅、臭素酸カリウ
ム、リン酸三カリウム、リン酸カルシウム、氷核生成
菌、コレステロールが挙げられ、好ましくは、ヨウ化
銀、臭素酸カリウム、リン酸三カリウムが用いられる。
過冷却防止剤の配合量は、エリスリトール及び水の合計
１００重量部に対して、通常０．０１〜３重量部であ
る。

【０００７】本発明の蓄熱材組成物は、水不溶性吸水性
樹脂および／または水溶性高分子を増粘剤として含有し
ていてもよい。水不溶性吸水性樹脂としては、ポリアク
リル酸ナトリウム架橋体、アクリル酸ナトリウム−ビニ
ルアルコール共重合体、ポリアクリロニトリル系重合体
ケン化物、ヒドロキシエチルメタクリレートポリマー、
ポリビニルアルコール架橋重合体、無水マレイン酸重合
体、ポリエチレングリコール・ジアクリレート架橋重合
体、デンプン−アクリル酸グラフト重合体、デンプン−
アクリロニトリルグラフト重合体加水分解物、カルボキ
シメチルセルロースの架橋体、セルロース−アクリロニ
トリルグラフト重合物、水溶性高分子としては、カルボ
キシメチルセルロース、アクリルアミド、アルギン酸塩
などが挙げられる。増粘剤の配合量は、エリスリトール
及び水の合計１００重量部に対して、通常０．１〜５重
量部である。

【０００８】また、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、安息香酸
ナトリウム、２，６−ジ−ｔ−ブチルヒドロキシトルエ
ンなどの防腐剤を含有してもよい。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
と水、必要に応じて添加剤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、蓄熱材組成物
を４０〜７０℃まで加熱し、撹拌混合する方法が挙げら
れる。

【０００９】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シェルアンドチューブ
型、クラッシュアイス型などが挙げられる。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、鉄、アルミニウムなどの金属、高密度ポリエチレ
ンやポリプロピレンおよびポリカーボネートなどのプラ
スチックなどが挙げられ、高密度ポリエチレンが好まし
い。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。シェルア
ンドチューブ型は、シェル側に本発明蓄熱材組成物を充
填し、チューブ側をブラインなどの不凍液を流し、チュ
ーブの周りに蓄熱材を凍結させる方法である。クラッシ
ュアイス方式はシャーベット方式とも呼ばれ、シャーベ
ット状の氷を作り、これを循環するものである。カプセ
ル型蓄熱システム以外は装置の材質が金属であるため、
これまでの無機塩を配合した水系蓄熱材は腐食の問題か
ら使用できないか、またはステンレスやチタンなど高価
な材料を使用しなくてはならずコスト面からも困難であ
る。

【００１０】

【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。 実施例１〜３ エリスリトールは、三菱化学フーズ株式会社製、水は純
水を用いた。エリスリトールが表−１に示す配合量にな
るよう、水とエリスリトールを配合し、５０℃で撹拌し
ながら完全に融解させた。得られた蓄熱材組成物５０ｇ
を１００ｃｃのガラスねじ口瓶（日電理化硝子株式会社
製ＳＶ−１００）に入れ、ねじ口瓶の底から１ｃｍの高
さの温度を熱電対を用いて測定した。蓄熱材組成物が充
填されたガラスねじ口瓶を温度制御された水槽に入れ、
蓄熱材の融解温度を測定した。水槽の温度を−９℃に保
持し、実施例１〜３の蓄熱材組成物を完全に凝固させた
後、７．５℃／Ｈｒの昇温速度で６℃まで加熱し、６℃
で保持し蓄熱材組成物の融解温度を測定した。水温の温
度変化を図１（１）〜（３）に、融解温度などを表ー１
に示す。

【００１１】図１より、実施例１（図１（１））は７０
分から１３５分にかけて、実施例２（図１（２））は７
０分から１５０分にかけて、実施例３（図１（３））は
７０分から１６０分にかけて、温度が−３℃で変化せ
ず、−３℃で融解していることが判る。

【００１２】比較例１、２ 配合量を表−１に示すように変えた以外は、実施例１と
同様に行った。結果を図１（４）、（５）に、融解温度
などを表ー１に示す。図１より、比較例１（図１
（４））は０℃付近で融解しているように見え、実施例
１〜３のように−３℃に明確な融点を示さないことが判
る。比較例２（図１（５））は、明確な融点を示さず、
エリスリトールが溶解度の関係から析出したためか、凝
固していないと考えられる。

【００１３】

【表１】

【００１４】

【発明の効果】本発明によれば、−３℃付近に融点を有
する蓄熱材組成物を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例及び比較例の融解温度曲線

【符号の説明】 １ ：実施例１ ２ ：実施例２ ３ ：実施例３ ４ ：比較例１ ５ ：比較例２ ６ ：水槽の温度

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エリスリトール６〜２５重量％及び水７
   ５〜９４重量％からなり、−５℃以上０℃未満に融点を
   有することを特徴とする蓄熱材組成物。
2. 【請求項２】 過冷却防止剤として、ヨウ化銀、臭素酸
   カリウムおよびリン酸三カリウムから選ばれる一種以上
   を含有す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】 過冷却防止剤をエリスリトール及び水の
   合計１００重量部に対して０．０１〜３重量部含有する
   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】 増粘剤として、水不溶性吸水性樹脂また
   は水溶性高分子を含有することを特徴とする請求項１な
   いし３いずれか１項に記載の蓄熱材組成物。
5. 【請求項５】 増粘剤をエリスリトール及び水の合計１
   ００重量部に対して０．１〜５重量部含有することを特
   徴とする請求項１ないし４いずれか１項に記載の蓄熱材
   組成物。