JPS63125590A - 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、蓄熱材に関する。更に詳しくは、結晶性ポリ
オレフィン系樹脂を素材とした蓄熱材に関する。

［従来の技術］ 近年、太陽熱、工場廃熱な・どエネルギーの有効利用の
面から、熱を蓄え、必要な時にこれを放出する機能を持
つ蓄熱材の研究が盛んに行なわれている。熱等のエネル
ギーの蓄積手段としては、物質の顕熱を利用する顕熱形
蓄熱材、潜熱を利用する潜熱形蓄熱材がある。

潜熱形蓄熱材は顕熱形蓄熱材に比較して、単位体積あた
りの熱容量が大きく、近時これを利用したシスティム開
発が多く行なわれている。

潜熱形蓄熱材は、蓄熱材を構成する素材の融解、凝固等
の相変化により、熱の吸収、発散を行なわせ、これと接
触した熱伝達媒体との間に熱の授受を行なわせるもので
ある。

潜熱形蓄熱材を構成する素材としては、これに合成樹脂
を用いる場合、主に価格、熱安定性の面からポリオレフ
ィン系樹脂特にポリエチレンが好ましいとされている。

しかしながら、このものは、融解時に粘調な液体となり
、従って、融解、凝固を繰返すと、素材粒子同志の凝固
、団塊化が起り、素材形状の維持が困難となり、取り扱
い上問題があり又、熱媒体との間の伝熱特性にも悪影響
を及ぼす。

この点を改良するためにポリオレフィン樹脂の表面を耐
熱性樹脂で被覆することにより耐熱性を上げる方法、具
体的にはフッ素樹脂ディスパージョン液の塗布やグラフ
トｍ合による波型が考えられて（：る。（特開昭６Ｏ−
８６１９１）Ｌかしながら、このような表面を彼覆する
方法ではポリオレフイン表面に均一な厚みを得ることは
できず、更にポリオレフィン樹脂とフッ素樹脂との接着
が弱いためその改良は不十分である。また、グラフトに
よる方法では表面が全て被覆されるのではなくポリオレ
フィン樹脂が表面に残るため耐熱性はそれほど向上しな
い。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明者等は、かかるポリオレフィン系樹脂の蓄熱材の
問題点の解決につき鋭意研究を行い、融解、凝固を繰返
しても素材粒子の形状に何ら変化はなく、取り扱いも容
易である新たな材料を開発し本発明を完成した。

［問題点を解決するための手段］ 即ち、本発明は、結晶性ポリオレフィン系樹脂の表面を
フッ素化して成る蓄熱材にある。

以下に本発明を詳述する。

本発明において素材として用いる結晶性ポリオレフィン
系樹脂は、それがフッ素化されて得られるフッ素化物の
融点より低い融点を持つポリオレフィン系樹脂で、具体
的には、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直
鎖状低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン
−１、ポリ−４−メチルペンテン−１等である。

フッ素化に供する素材の形状は、熱の授受を効率的に行
なわせる意味で、表面積の大きい球状、ベレット状、タ
ブレット状が好ましい。又、蓄熱材を用いる装置の形状
によっては、棒状、円筒状のものも使用可能である。こ
れらのものの大きさは、球状では径が５〜２００關、ベ
レット状、タブレット状では径が５〜３０關、長さが２
〜１５０關が好ましい。又、棒状、円筒状のものは、径
が５〜３０ｍ＋ｓ。

長さはこれを用いる装置の大きさにより適宜法められる
。

素材を上記した形状に成形する方法は、素材を加熱融解
し、押出成形加工する通常の方法で良い。

又、通常用いるポリオレフィン系樹脂の改質剤、例えば
、酸化防止剤、紫外線吸収剤、劣化防止剤、滑剤等を添
加し成形することも出来る。

本発明では、上記の方法で成形して得た素材をフッ素含
をガスと接触させ、その表面をフッ素化することか特徴
である。

素材のフッ素化に使用するフッ素含有ガスは、フッ素０
．１〜１００容量％を含むガス（特に指定はなてか、好
ましくは窒素、アルゴン等の不活性ガス、）であり、好
ましくは、１〜２０容量％を含むガスである。

素材とフッ素含有ガスとの接触は、回分式、又は連続的
に、撹拌機構を持つオートクレーブ等の密閉系でこれを
行なう。前記接触時間は、用いるフッ素含何ガスのフッ
素濃度、接触時の温度（素材の融点より低い温度から室
温の範囲）により異なるが、１分以上、好ましくは、５
分〜２４時間の範囲であり、素材として用いる樹脂表面
がその樹脂のフッ素化物で被覆される状態となるまでの
時間である。しかし、過度のフッ素化は、これを蓄熱材
として用いた場合の熱伝導性に悪影響をもたらすので、
フッ素化層の厚さは０．５〜１００μが目安となる。上
記フッ素化反応は、素材表面を均一にフッ素化する目的
で、適度の撹拌状態で行なうことが好ましい。フッ素化
反応終了後は、不活性ガスで反応雰囲気を置換し、反応
物を室温まで冷却して本発明の蓄熱材を得る。

本発明の蓄熱材で、例えば高密度ポリエチレンを素材と
した蓄熱材の使用方法は、例えば次の如きである。即ち
、蓄熱材を充填した蓄熱容器の入口と出口とを熱交換品
を介して循環系で連結し、空気、エチレングリコール、
プロピレングリコール等の高温下に於ても蓄熱材に変質
などの影響を及ぼさない熱伝達媒体を前記系に循環させ
、熱交換器にて授熱した熱量を蓄熱容器に蓄積し、又、
蓄積した熱量を熱交換器から放出する方法である。

［実施例］ 本発明を実施例で更に詳述する。

実施例１ 高密度ポリエチレン（東洋凸達工業株式会社製商品名「
ニボロンハードＪ＃１２００、密度０．９５１　ｇ／ｄ
、融点１３２℃）の粒状品（粒径　５　ａｍ）　２００
ｇを２１のオートクレーブに装入し、これに１０容量％
濃度のフッ素ガス（残余は窒素ガス）を充満させて３０
℃で３０分間フッ素化した。反応後、窒素ガスで反応ガ
スを除去し、室温まで冷却後取り出した表面フツ素化物
の表面は約１μの厚さでフッ素化されたものであった。

（前記層の厚さは、Ｅ、Ｓ。

Ｃ，Ａ、−ＥＬＥＣＴＲＯ８ＰＥＣＴＲＯ８ＣＯＰＹ　
ｆ’ｏｒ　ＣＩＩＥＭＩＣＡＬ　ＡＮＡＬＹＳＩＳ・・
・で測定した） 実施例２ 高密度ポリエチレン（東洋費達工業株式会社製商品名「
ニボロンハードＪ　＃８（ｉｏｏＡ　、密度０．９４９
ｇ／ｃｄ、融点１３５℃）のペレット品（粒径３＋ｕ。

長さ３ａｍ　）　２００ｇを実施例１と同様にフッ素化
処理して蓄熱材を得た。得られへ表面フッ素化物の表面
は約２μの厚さでフッ素化されたものであった。

実施例３ 実施例１．２で得た蓄熱材の融解、凝固を繰返した場合
のその性状の変化を蓄熱材をギヤーオーブンで加熱して
観察した。

条件は、１４０℃、１時間とし、加熱した後室温まで冷
却し、この繰返しを３回行なった。

尚、実施例１．　２に於て、フッ素化前の高密度ポリエ
チレンを比較の為前記と同様に加熱しその性状の変化を
観察した。

その結果、フッ素化したものは、はとんど変化しなかっ
たのに比べ、未処理のものは、大部分融着して団塊状と
なった。

実施例４ 実施例２で得た蓄熱材を用いて実際の蓄熱操作を行なっ
た。

断熱保温した３１の容器（容器の底部に蓄熱材を保持す
る目皿を備え、目皿の下部に出口を、又、容器の上部に
入口を持ちこれらを熱交換器を介して連結し熱媒体を循
環させる）に蓄熱材を１ｋｇ充填し、約１４０℃に加熱
したエチレングリコールを容器に満たし、３０分間保持
した。次で室温のエチレングリコールを循環導入し、容
器出口温度が５０℃となった時点で更に加熱エチレング
リコールを３０分間導入する、加熱、冷却のサイクルを
３０回繰返した。その結果、蓄熱材の形状は、試験開始
時と変化なく、又、蓄熱材同志の融着は起らなかった。

尚比較のため、フッ素化処理しない前記と同種の樹脂ベ
レットを用い、前記と同様の試験を行なったが加熱、冷
却を５回繰返した時点で蓄熱材同志の融着が起り蓄熱材
樹脂の団塊となった。

［発明の効果］ 本発明の蓄熱材は表面が均一に完全にフッ素樹脂化され
ているため、融解、凝固を繰返しても、剥離やその形状
の変化はなく、又、フッ素化により得た蓄熱材の表面は
適度に柔軟性を具備しているので、取り扱い時の蓄熱材
の破損も少ない。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）結晶性ポリオレフィン系樹脂の表面をフッ素化し
   て成る蓄熱材。