JPS63178191A

JPS63178191A - 複合蓄熱体

Info

Publication number: JPS63178191A
Application number: JP62007727A
Authority: JP
Inventors: Yasuyori Sasaki; 康順佐々木; Tomio Matsumoto; 松本　富夫
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 1987-01-16
Filing date: 1987-01-16
Publication date: 1988-07-22
Anticipated expiration: 2011-08-14
Also published as: JP2524988B2

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〕この発明は複合蓄熱体に関し、特に、全体を小型とする
ことのできる複合蓄熱体に関するものである。

〔従来技術およびその問題点〕

一般に、冷房および暖房用の蓄熱材料は、蓄熱材料の単
体では役に立たず、熱交換系のシステムとして機能して
いるので、一般には熱媒体の通路に置く場合か、あるい
は蓄熱材層に熱交換器を入れて置く場合のように外部熱
源との間の熱交換を必要としている。

このために冷房および暖房装置の全体が大型化してしま
いコスト高となり、特に、蓄熱材料を保温材や家庭用暖
房器として使用している場合には小型とすることが要求
されているにも係わらず大型化してしまうという問題点
を有していた。

この発明は前記のような従来のもののもつ問題点を解決
したものであって、全体を小型とすることのできる複合
蓄熱体を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の問題点を解決するためにこの発明は、導電性高分
子材料と潜熱型蓄熱材とを複合して構成する手段を採用
したものである。

〔作用〕

この発明は前記の手段を採用したことにより、成形し易
く任意の形状とすることができるとともに、長時間に渡
って保温効果を発揮することができることとなる。

〔実施例］以下、図面に示すこの発明の実施例について説明する。

この発明は、複合蓄熱体を潜熱型蓄熱材と導電性高分子
材料とから構成するものであり、まず、この発明で用い
られる潜熱型蓄熱材の例としては、有機系にあっては、
炭素数が１０以上の直鎖状炭化水素、連鎖の高級アルコ
ール、連鎖の脂肪酸、連鎖の脂肪酸エステルなどがあり
、潜熱量は３０〜５０ｃａｌ／ｇである。

また、無機系では多くの水和物にみられ、例えば、塩化
カルシウム・６水和物、炭酸ナトリウム・ＩＯ水和物、
硫酸ナトリウム・１０水和物、リン酸水素２ナトリウム
・１２水和物、硝酸亜鉛・６水和物、硝酸カルシウム・
６水和物、チオ硫酸ナトリウム・５水和吻、硝酸ニッケ
ル・６水和物、酢酸ナトリウム・３水和物等があり、潜
熱量は３０〜９０　ｃ　ａ　Ｉ　／　ｇである。

また、導電性高分子材料としては、高分子材料の中に導
電性粒子を充填することにより、体積固有抵抗値が１０
−３〜１０３Ω・ｌの材料を用いる。

この場合、抵抗値は前記導電性粒子として金属を用いた
場合には、その充填量を変えることにより１０−３〜１
０３Ω・１の範囲で調整することができ、また、カーボ
ンブラックを用いた場合には１０’　−１０”Ω・Ωの
範囲となる。

上記の場合、導電性粒子の充填量が増えるにつれて抵抗
値が低くなり、そして、充填された導電性粒子の連鎖を
通して電気が流れることとなる。

この導電性粒子分散モデルを第１図に示し、電圧の印加
方向は任意である。

また、導電性粒子を充填する場合でなく、第２図に示す
ように高分子材料１と導電性皮膜または金属板２との積
層を行なった場合であっても良いものである。

上記の各場合の発熱量は通常のジュール熱であるので電
圧に比例し、電流の２乗に比例する・こととなる。

蓄熱材の高分子材料への分散方法としては、高分子材料
が液状（オリゴマーまたは未架橋）または溶液の場合に
は、簡単な撹拌装置により混ぜることが可能である。

例えば、ＣＨｓ　ＣＯＯＮａ　・３　Ｈｚ　ＯＮａＨＰ
Ｏ，系蓄熱材の粉末（平均粒径０．１５ｍｍ）をＥＰＤ
Ｍのトルエン溶液に分散することができ、高分子材料が
ロールミルなどの混合機が使える場合、すなわち、ゴム
状物質であれば、このような方法でも良いものである。

また、高分子材料中に分散しないで蓄熱材と積層したり
、蓄熱材を高分子膜（シート）で包み込んでも良いもの
である。

但し、蓄熱材と複合する高分子材料は蓄熱材が加熱され
て液状となった時、その流失を抑制する機能をもってい
なければならず、そのために、高分子材料のガラス転移
温度が蓄熱材の融点よりも高いこと、高分子材料の融点
が蓄熱材の融点よりも高いこと、および、高分子材料は
熱硬化型または加硫可能なゴムであって三次元網目構造
であること、のうちの１つ以上の条件が必要となる。

また、保温材を用いる場合に、保温材は、一般的には熱
伝導率の小さいものが有効であり、高分子材料、セラミ
ックスおよび多孔質材料、不織布などが用いられる。保
温材を用いることにより、放熱速度を小さくすることが
できる。

したがって、蓄熱材から放出された熱が徐々に使えるよ
うになるので長時間に渡って所定の温度に保つことがで
きるが、この場合の温度上昇は低くなるものである。

［実験例−１（ａ）］まず、この実験で使用した巳ＰＤＭの配合組成を示すと
、ＥＰ（エチレンプロピレンゴム）２２・・・・・・１００重量都（日本合成ゴム製）ケッチン
ブラックＥＣ・・・・・・１５重量部亜鉛華（特３号）
　　・・・・・・５重量部Ｓ　　　　　　　　　・・・
・・・１．５重量部促進剤ペンタメチレンジチオカルバミン酸ヒベリジン塩・・・
・・・２重量部上記組成のＥＰＤＭを２００ｇと、トルエン１０００ｇ
とを２１の撹拌機付きフラスコに入れ、ＥＰＤＭが十分
溶解するまで撹拌した（２４時間）。

つぎに、蓄熱材としてＣ）（ｚ　ＣＯＯＮ　ａ・３Ｈｔ
　Ｏ／ＮａＨＰＯ４（重量比９６／４）の粉末（平均粒
径０．　１５ｇｍ）を９０ｇを加え、１時間、撹拌混合
した。

混合後、この溶液をテフロン平板型に流し込みトルエン
を減圧下（４０ｍＨｇ）にて蒸発させ、１００Ｘ６０Ｘ
２０＋ｗの板状に成形し、そして、この板を１０ｋｇ／
ｃ−の圧力下で８０°Ｃにて３０分間熱処理することで
前記ＥＰＤＭを加硫して複合蓄熱体を得た。

この複合蓄熱体の成形シートに電極用の銀ペースト（ド
ータイトＤ−５５０（ｆｆ倉化成■製））を５■巾塗布
し、リード線を出し、５０Ｈｚ、２０Ｖの交流を印加し
た（第３図参照）。

この交流の印加後のシートの測温点での温度変化を第４
図に示す。

この場合、蓄熱材の融点は５８．５°Ｃ１高分子材料と
してＥＰＤＭ（加硫シート、寸法、１００ｘ５０Ｘ１０
閤）とした。

そして、実験の結果として、比較例−１（実験例−１（
ａ）のうちの蓄熱材を含まないゴムシート）と比較する
と蓄熱材の潜熱により一定の温度を維持していることが
わかり、効果が認められた。

［実験例−１（ロ）］前記実験例−１（ａ）で作成した蓄熱体を、多孔率４０
％のＰＴＦＥシート（厚さ１．５ａｍ）で被覆した複合
蓄熱体を得た。

前記実験例−１（ａ）と同様に、複合蓄熱体の表面の中
央部の測温点での温度を測定したところ、第４図に示す
ように、保温性があり、蓄熱材の放熱による温度上昇を
長時間に渡って維持していることが確かめられた。

但し、表面温度は実験例−１（ａ）に比べて低いが、長
時間に渡って一定の温度を保持した。

また、前記実験例−１（ｂ）において、比較例としては
実験例−１（ａ）のうちの蓄熱材を入れないゴムシート
を作成し、加熱、放熱を同様に、ゴム表面の中央部の測
温点での温度計測により調べ、この結果、通電停止後に
１０秒で温度の低下が見られた。

これは実験例−１（ａ）の比較例−１と同様である。

すなわち、上記実験例−１（ａ）にあっては導電ゴムと
蓄熱材とで複合蓄熱体を構成したものであり、また、実
験例−１■）にあっては導電ゴムと蓄熱材と保温材とで
複合蓄熱体を構成したものであり、そして、比較例−１
としては加硫されている導電ゴムのみを用いた。

［実験例−２〕まず、この実験で使用したポリエチレン組成物の組成を
示すと、ポリエチレン（マーレックス５０）・・・・・・７０重量部ポリエチレン（ヘキストＰＡ５６０）・・・・・・３０重量部ケッチンブラック・・・・・・１６重量部上記組成のポ
リエチレン組成物２００ｇと、トルエン１０００ｇとを
２２の撹拌機付きフラスコに入れ、液温を１１０°Ｃに
してポリエチレンをトルエンに十分溶解するまで撹拌し
た（２時間）。

つぎに、硝酸セルロースを１ｇ加えて溶解し、続いて、
蓄熱材ＣＨ，ＣＯＯＮａ　・３Ｈ，Ｏ／ＮａＨＰＯ−（
重量比９６／４）の粉末（平均粒径０．１５鵬）を９０
ｇ加え、１時間、撹拌混合した。

前記蓄熱材は、８０°Ｃで溶解し、球状になり、ポリエ
チレンのトルエン溶液中に分散していた。

この混合物を８０’Ｃに保温してある金型に流し込み、
トルエンを蒸発し、１０’ＯＸ　１００Ｘ２ｍのシート
を作成した。このようにして得られた複合蓄熱体を前記
実験例−１（ａ）および実験例−２（ロ）と同様にリー
ド線を出し、５０Ｈｚ、２５Ｖの交流を印加して発熱、
放熱特性を測定した。

この交流の印加後のシートの温度変化を第５図に示す。

この場合、ＰＥ（ポリエチレン）の融点は１２６”Ｃ１
蓄熱材の融点は５８°Ｃである。

また、比較例−２としては実験例−２の蓄熱材および硝
酸セルロースを含まないものを用いた。

そして、実験の結果として比較例−２と比較すると温度
の下降に長時間を要し、保温効果が認められた。

［実験例−３コ前記実験例−２と同じポリエチレン組成物４００ｇを１
６０°Ｃに保温したニーグーに入れ、これに蓄熱剤とし
てカルナバワックス２号（融点８２〜８５．５°Ｃ）２
００ｇを入れ、４０ｒ−ｐ−ｍで１０分間混合した。

この混合物を取り出し、熱プレス法により、１１００Ｘ
１００Ｘ１０の板状に成形し、そして、前記各実験例と
同様にリード線を出し、５０Ｈｚ、３０Ｖの交流を印加
し、発熱、放熱特性を測定した。　　　　　　　　　　
　　　　　　　　４この交流の印加後のシートの温度変
化を第６図に示す。

この場合、比較例−３として前記実験例−２と同様なポ
リエチレン（ＰＲ）組成物を熱プレス法により１００Ｘ
１００Ｘ１０＋ｍの板状に成形したものを用いた。

そして、実験の結果、比較例−３と比較すると温度の下
降に長時間を要し、保温効果が認められた。

〔発明の効果〕

この発明は前記のように構成したことにより、蓄熱材を
融解する熱源を電気発熱にすることで、小型の蓄熱体と
することができ、導電性高分子と複合化することにより
、高分子の易成形性を生かしてシート状をはじめとして
任意の形状の蓄熱体を作ることができ、また、導電性高
分子に蓄熱材を分散せしめた場合、熱サイクルによる蓄
熱材の凝集を防止することができるなどのすぐれた効果
を存するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は導電性粒子の分散モデルを示す図、第２図は導
電性高分子材料と導電性皮膜または金属板との積層状態
を示す図、第３図は成形シートを示す図１．第４図は実
験例−１の結果を示す図、第５図は実験例−２の結果を
示す図、第６図は実験例−３の結果を示す図である。１・・・・・・導電性高分子材料２・・・・・・導電性皮膜または金属板第１図Ｇ ■ 第２図と第３図銀ベースト第４図５０Ｈｚ、２０Ｖ交′Ｒ震圧、印加時間（ｍｉｎ）第５
図５０Ｈｚ、２５Ｖ交２．＠Ｈ，ｃｐ７Ｉｏ　１４間（ｍ
ｉｎ）第６図通電停止

Claims

【特許請求の範囲】

（１）導電性高分子材料と潜熱型蓄熱材とを複合して構
成したことを特徴とする複合蓄熱体。
（２）前記導電性高分子材料は、ゴムまたは樹脂に導電
性粒子を分散混合した導電性粒子分散導電性複合材であ
る特許請求の範囲第１項記載の複合蓄熱体。
（３）前記導電性高分子材料は、導電性皮膜または金属
を積層した導電性高分子複合材である特許請求の範囲第
１項記載の複合蓄熱体。
（４）前記導電性高分子材料と前記蓄熱材とは、蓄熱材
の粉末を導電性高分子に分散混合して複合してある特許
請求の範囲第１項記載の複合蓄熱体。
（５）前記導電性高分子材料と前記蓄熱材とは、蓄熱材
のマイクロカプセルを導電性高分子に分散混合して複合
してある特許請求の範囲第１項記載の複合蓄熱体。
（６）前記導電性高分子材料と前記蓄熱材とは、蓄熱材
を袋に封入して導電性高分子と積層して複合してある特
許請求の範囲第１項記載の複合蓄熱体。
（７）前記導電性高分子材料と前記蓄熱材とは、蓄熱材
融液を導電性高分子に分散混合して複合してある特許請
求の範囲第１項記載の複合蓄熱体。