CN104937065B - 蓄热材料组合物、蓄热材料及输送容器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种蓄热材料组合物,其具有可利用于任意的管理温度的控制的熔化温度,并且没有熔化行为、熔化温度的不均,具有恒定的熔化温度。蓄热材料组合物将碳原子数为9~24的高级链烷烃与碳原子数为6~20的高级醇的混合物作为主要成分,混合物在通过差示扫描型量热计(DSC)测定的DSC曲线中,具有实质上单一的熔化峰。
Description
技术领域
本发明涉及用于进行物品的温度管理的蓄热材料组合物、使用了其的蓄热材料及具备该蓄热材料的恒温输送容器。更具体而言,涉及为了将医药品、医疗设备、检体、脏器、化学物质或食品等各种物品维持在规定的温度范围并进行保管或输送而使用的蓄热材料组合物、蓄热材料及输送容器。
背景技术
在被医院等医疗机构处理的医药品及检体等、以及被超级市场等处理的食品等中,有为了保持其品质需要在输送时在规定的温度范围内进行保冷或保温的物品。以往,作为将这种医药品、检体或食品等物品进行保冷或保温的方法,已知有在具有隔热性的输送容器内配置预先凝固或熔化了的蓄热材料,利用该熔化潜热,对收容的物品进行保冷或保温的方法。为了将作为保冷或保温的对象的物品(以下,有时称为“温度管理对象物品”)长时间维持在规定的温度范围(以下,有时称为“管理温度”)内,需要使用在规定的温度范围内具有熔化温度、且具有大的熔化潜热的蓄热材料。
作为以往通常使用的熔化潜热大、廉价且安全的蓄热材料,可列举出以水作为主要成分的蓄热材料。水的熔化温度通常在0℃附近,在需要在0℃以下的温度区域中对对象物品进行温度管理的情况下,能够在水中添加凝固点降低剂,将熔化温度调整为0℃以下。然而,在需要在超过0℃的温度区域中对对象物品进行温度管理的情况下,以水作为主要成分的蓄热材料的使用困难。作为超过0℃的温度区域中的温度管理对象物品及其管理温度的具体例子,血液、血浆的配送中的管理温度通常设为4~6℃,作为药品的配送中的管理温度,通常设为2~8℃,作为血小板及生物学组织的配送中的管理温度,通常设为18~22℃。
适合这些超过0℃的温度区域的管理温度的蓄热材料组合物一直以来在开发,并在实际中被使用。例如,在专利文献1中公开了一种装置,其是将作为温度管理对象物品的项目进行热包装的装置,其特征在于,其具备被醇实质性充满的至少1个容器,醇经历相变。作为使用的醇,公开了具有6~20的碳原子的醇,特别是1-癸醇或1-十二烷醇之类的高级醇。该技术想要提供通过利用醇的相变将容器内的温度保持恒定、从而几乎不产生装置内部的温度变化的装置。
在专利文献2中公开了一种蓄热材料组合物,其中,相对于由(a)硫酸钠十水盐:60~85重量份、及(b)氯化铵等无机盐类:15~40重量份组成、且熔点为5~15℃的蓄热成分100重量份,配合0.1~10重量份交联型羧甲基纤维素而成。该技术想要提供使用具有高的潜热量的硫酸钠十水盐,即使长期反复使用,潜热量的降低也少、且凝固温度与熔化温度的温度差也小,适合于冷气空调用的蓄热材料组合物。
另一方面,在专利文献3中,作为主要为了维持高于常温的温度而使用的蓄热材料,公开了一种蓄热材料组合物,其由选自由碳原子数为10以上的高级脂肪酸及碳原子数为10以上的高级醇组成的组中的至少1种、和含水吸水性聚合物组成。该技术想要提供通过使含水的吸水性聚合物内浸渗该高级脂肪酸和/或高级醇,从而使蓄热材料组合物处于固体状态而难以引火或着火、且具有较高的熔点和高的潜热量的蓄热材料。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特表2007-501925号公报
专利文献2:日本特开平10-330741号公报
专利文献3:日本特开平8-100171号公报
发明内容
发明所要解决的问题
但是,根据这些现有的蓄热材料组合物,对于设定上述超过0℃的温度区域、即水的熔化温度附近~常温附近的任意的管理温度、进行该管理温度的维持来说并不充分。例如,在专利文献1的关于蓄热材料的技术中,将醇用于温度的控制,但若将像仅醇那样单一的物质作为蓄热材料组合物用于温度的控制,则对于设定任意的管理温度来说存在问题。即,蓄热材料被利用于在蓄热材料组合物由固体熔化为液体时的熔化温度附近维持温度,但在将单一的物质作为蓄热材料组合物使用的情况下,无法在依赖于该物质固有的熔化温度的熔化温度以外来设定管理温度,能够设定的管理温度有限制。进而,根据本发明人们的研究,弄清楚使用了具有能够用于上述的管理温度的控制的熔化温度的高级醇的蓄热材料组合物,其熔化温度、凝固温度变得不恒定。例如,在利用差示扫描量热计(DSC)进行凝固温度及熔化温度的测定的情况下,作为组成成分,即使是相同的高级醇,根据其制造批次,有时熔化温度也会显示不同的值,有时存在多个作为熔化温度、凝固温度的指标的DSC曲线的熔化峰或凝固峰。作为其原因之一,推测由于高级醇可以形成多种晶体结构,因杂质、环境变化等的影响而导致多种晶体结构的存在比例发生较大变化,所以DSC曲线的熔化行为、凝固行为变得不稳定。因此,该技术中,存在如下课题:在设定任意的管理温度方面存在界限,进而即使使用了具有能够用于管理温度的控制的熔化温度的高级醇,也得不到稳定的熔化温度或凝固温度,不适合于医药品、检体等的保管等中所要求的狭窄的范围内的温度管理。
在专利文献2的技术中,想要通过添加多种无机材料并进行混合来调整蓄热材料组合物的熔化温度。但是,在该技术中,由于与将单一的物质用于蓄热材料组合物的情况相比熔化潜热量减少,所以无法充分得到将温度维持在熔化温度附近的性能。进而,这种将多种材料混合而得到的蓄热材料组合物存在由于热循环试验等热历程而性能劣化等课题。
在专利文献3的技术中,通过使用高级脂肪酸及高级醇,可得到具有高熔点和高潜热量的蓄热材料组合物。本发明人们想要通过调整构成蓄热材料组合物的高级脂肪酸及高级醇的组成比,得到能够利用于上述的水的熔化温度~体温前后的管理温度的控制的熔化温度。然而,像高级脂肪酸及高级醇那样的物质的熔化行为、凝固行为,即使是相同的成分也根据制造批次而大大不同,将这些物质混合而得到的蓄热材料组合物的利用DSC测定得到的熔化及凝固峰也根据各成分的制造批次而不同。因此,该蓄热材料组合物在熔化及凝固的行为中产生不均,无法稳定地得到恒定的熔化温度。因此,将蓄热材料组合物的熔化温度设定为所期望的值、利用该熔化温度进行稳定的温度管理是困难的。
本发明是为了解决上述那样的课题而进行的,其目的在于提供具有能够用于任意的管理温度的控制的熔化温度、并且没有熔化行为或熔化温度的不均、具有恒定的熔化温度的蓄热材料组合物。
作为本发明的其他目的,在于提供能够进行稳定的温度管理、在目标管理温度下具有充分的潜热量的蓄热材料组合物。
用于解决问题的方法
本发明的蓄热材料组合物以碳原子数为9~24的高级链烷烃与碳原子数为6~20的高级醇的混合物作为主要成分,混合物在通过差示扫描型量热计(DSC)测定的DSC曲线中,具有实质上单一的熔化峰。
通过分别选定碳原子数为9~24的高级链烷烃和碳原子数为6~20的高级醇,并在规定的范围内混合,能够大幅降低高级醇、高级链烷烃各自单独存在的熔化/凝固的行为的不均。由此,能够稳定地得到具有恒定的熔化温度的蓄热材料组合物。此外,通过将高级链烷烃与高级醇以规定量混合,能够在保持高级链烷烃及高级醇所具有的高的潜热量的同时,调整熔化温度。因此,能够将熔化温度适当调整为适合于医药品、检体或食品等物品的管理的从水的熔化温度附近到常温及体温附近的管理温度。另外,本发明中的通过差示扫描型量热计(DSC)而测定的DSC曲线是指对蓄热材料组合物进行DSC测定时得到的图表或图谱。此外,在本发明中,熔化峰是指DSC曲线中得到的熔化行为中的熔化峰的峰顶。此外,单一的熔化峰是指主熔化峰的峰面积至少为90%以上。
此外,本发明的蓄热材料组合物以碳原子数为18的高级链烷烃与碳原子数为12的高级醇的混合物作为主要成分。由此,可选择能够得到熔化温度为20~22℃的蓄热材料组合物的合适的高级链烷烃与高级醇的组合。
此外,本发明的蓄热材料组合物中,碳原子数为12的高级醇在碳原子数为18的高级链烷烃与碳原子数为12的高级醇的混合物中所占的摩尔分率为65~89摩尔%。由此,能够使来自碳原子数为18的高级链烷烃的熔化峰温度与来自碳原子数为12的高级醇的熔化峰温度大致一致或接近,可得到熔化峰温度为大致恒温、显示稳定的熔化温度的蓄热材料组合物。
此外,本发明的蓄热材料组合物以碳原子数为16的高级链烷烃与碳原子数为10的高级醇的混合物作为主要成分。由此,可选择能够得到熔化温度为4~6℃的蓄热材料组合物的合适的高级链烷烃与高级醇的组合。
此外,本发明的蓄热材料组合物中,碳原子数为10的高级醇在碳原子数为16的高级链烷烃与碳原子数为10的高级醇的混合物中所占的摩尔分率为85~94摩尔%。由此,能够使来自碳原子数为16的高级链烷烃的熔化峰温度与来自碳原子数为10的高级醇的熔化峰温度大致一致或接近,可得到熔化峰温度为大致恒温、显示稳定的熔化温度的蓄热材料组合物。
此外,本发明的蓄热材料组合物以碳原子数为16的高级链烷烃与碳原子数为12的高级醇的混合物作为主要成分。由此,可选择能够得到熔化温度为15~18℃的蓄热材料组合物的合适的高级链烷烃与高级醇的组合。
此外,本发明的蓄热材料组合物中,碳原子数为12的高级醇在碳原子数为16的高级链烷烃与碳原子数为12的高级醇的混合物中所占的摩尔分率为21~60摩尔%。由此,能够使来自碳原子数为16的高级链烷烃的熔化峰温度与来自碳原子数为12的高级醇的熔化峰温度大致一致或接近,可得到熔化峰温度为大致恒温、显示稳定的熔化温度的蓄热材料组合物。
此外,本发明的蓄热材料组合物以碳原子数为15的高级链烷烃与碳原子数为12的高级醇的混合物作为主要成分。由此,可选择能够得到熔化温度为9~11℃的蓄热材料组合物的合适的高级链烷烃与高级醇的组合。
此外,本发明的蓄热材料组合物中,碳原子数为12的高级醇在碳原子数为15的高级链烷烃与碳原子数为12的高级醇的混合物中所占的摩尔分率为10~30摩尔%。由此,能够使来自碳原子数为15的高级链烷烃的熔化峰温度与来自碳原子数为12的高级醇的熔化峰温度大致一致或接近,可得到熔化峰温度为大致恒温、显示稳定的熔化温度的蓄热材料组合物。
此外,本发明的蓄热材料组合物以碳原子数为14的高级链烷烃与碳原子数为12的高级醇的混合物作为主要成分。由此,可选择能够得到熔化温度为6~8℃的蓄热材料组合物的合适的高级链烷烃与高级醇的组合。
此外,本发明的蓄热材料组合物中,碳原子数为12的高级醇在碳原子数为14的高级链烷烃与碳原子数为12的高级醇的混合物中所占的摩尔分率为10~30摩尔%。由此,能够使来自碳原子数为14的高级链烷烃的熔化峰温度与来自碳原子数为12的高级醇的熔化峰温度大致一致或接近,可得到熔化峰温度为大致恒温、显示稳定的熔化温度的蓄热材料组合物。
此外,本发明的蓄热材料组合物以碳原子数为14的高级链烷烃与碳原子数为10的高级醇的混合物作为主要成分。由此,可选择能够得到熔化温度为0~3℃的蓄热材料组合物的合适的高级链烷烃与高级醇的组合。
此外,本发明的蓄热材料组合物中,碳原子数为10的高级醇在碳原子数为14的高级链烷烃与碳原子数为10的高级醇的混合物中所占的摩尔分率为50~80摩尔%。由此,能够使来自碳原子数为14的高级链烷烃的熔化峰温度与来自碳原子数为10的高级醇的熔化峰温度大致一致或接近,可得到熔化峰温度为大致恒温、显示稳定的熔化温度的蓄热材料组合物。
此外,本发明的蓄热材料组合物以碳原子数为18的高级链烷烃与碳原子数为14的高级醇的混合物作为主要成分。由此,可选择能够得到熔化温度为26~28℃的蓄热材料组合物的合适的高级链烷烃与高级醇的组合。
此外,本发明的蓄热材料组合物中,碳原子数为14的高级醇在碳原子数为18的高级链烷烃与碳原子数为14的高级醇的混合物中所占的摩尔分率为10~40摩尔%。由此,能够使来自碳原子数为18的高级链烷烃的熔化峰温度与来自碳原子数为14的高级醇的熔化峰温度大致一致或接近,可得到熔化峰温度为大致恒温、显示稳定的熔化温度的蓄热材料组合物。
此外,本发明的蓄热材料组合物以碳原子数为20的高级链烷烃与碳原子数为14的高级醇的混合物作为主要成分。由此,可选择能够得到熔化温度为30~33℃的蓄热材料组合物的合适的高级链烷烃与高级醇的组合。
此外,本发明的蓄热材料组合物中,碳原子数为14的高级醇在碳原子数为20的高级链烷烃与碳原子数为14的高级醇的混合物中所占的摩尔分率为40~70摩尔%。由此,能够使来自碳原子数为20的高级链烷烃的熔化峰温度与来自碳原子数为14的高级醇的熔化峰温度大致一致或接近,可得到熔化峰温度为大致恒温、显示稳定的熔化温度的蓄热材料组合物。
此外,本发明的蓄热材料组合物以碳原子数为22的高级链烷烃与碳原子数为14的高级醇的混合物作为主要成分。由此,可选择能够得到熔化温度为34~37℃的蓄热材料组合物的合适的高级链烷烃与高级醇的组合。
此外,本发明的蓄热材料组合物中,碳原子数为14的高级醇在碳原子数为22的高级链烷烃与碳原子数为14的高级醇的混合物中所占的摩尔分率为73~95摩尔%。由此,能够使来自碳原子数为22的高级链烷烃的熔化峰温度与来自碳原子数为14的高级醇的熔化峰温度大致一致或接近,可得到熔化峰温度为大致恒温、显示稳定的熔化温度的蓄热材料组合物。
此外,本发明的蓄热材料组合物以碳原子数为20的高级链烷烃与碳原子数为16的高级醇的混合物作为主要成分。由此,可选择能够得到熔化温度为34~38℃的蓄热材料组合物的合适的高级链烷烃与高级醇的组合。
此外,本发明的蓄热材料组合物中,碳原子数为16的高级醇在碳原子数为20的高级链烷烃与碳原子数为16的高级醇的混合物中所占的摩尔分率为10~29摩尔%。由此,能够使来自碳原子数为20的高级链烷烃的熔化峰温度与来自碳原子数为16的高级醇的熔化峰温度大致一致或接近,可得到熔化峰温度为大致恒温、显示稳定的熔化温度的蓄热材料组合物。
此外,本发明的蓄热材料组合物以碳原子数为22的高级链烷烃与碳原子数为16的高级醇的混合物作为主要成分。由此,可选择能够得到熔化温度为41~44℃的蓄热材料组合物的合适的高级链烷烃与高级醇的组合。
此外,本发明的蓄热材料组合物中,碳原子数为16的高级醇在碳原子数为22的高级链烷烃与碳原子数为16的高级醇的混合物中所占的摩尔分率为40~60摩尔%。由此,能够使来自碳原子数为22的高级链烷烃的熔化峰温度与来自碳原子数为16的高级醇的熔化峰温度大致一致或接近,可得到熔化峰温度为大致恒温、显示稳定的熔化温度的蓄热材料组合物。
此外,本发明的蓄热材料组合物进一步含有羟丙基纤维素。由此,高级链烷烃及高级醇的混合物能够发生凝胶化而制成固体状态,处理变得容易,同时能够使引火性或着火性降低。
此外,本发明的蓄热材料由上述任一项所述的蓄热材料组合物组成。由此,可得到具备稳定的熔化温度、具有高的潜热量的蓄热材料。
此外,本发明的输送容器包含隔热性的箱体、和配置于其内侧的上述的蓄热材料。通过包含上述的蓄热材料组合物的蓄热材料,可得到能够进行稳定的温度管理的输送容器。
发明效果
本发明的蓄热材料组合物通过分别选定碳原子数为9~24的高级链烷烃和碳原子数为6~20的高级醇,并以规定的范围混合,能够大幅降低高级醇、高级链烷烃各自单独存在的熔化行为及凝固行为的不均,同时能够得到具有大致单一的熔化峰和/或凝固峰、具有恒定的熔化温度的蓄热材料组合物。进而,能够在保持高级链烷烃及高级醇所具有的高的潜热量的同时,将熔化温度调整为从水的熔化温度附近到常温及体温附近的温度。因而,能够得到适合于医药品、检体或食品等对温度敏感的物品的温度管理的蓄热材料。
附图说明
图1是实施例1中的试样1-1的差示扫描量热测定结果的图表。
图2是实施例1中的试样1-2的差示扫描量热测定结果的图表。
图3是实施例1中的试样1-3的差示扫描量热测定结果的图表。
图4是实施例1中的试样1-4的差示扫描量热测定结果的图表。
图5是实施例1中的试样1-5的差示扫描量热测定结果的图表。
图6是实施例1中的试样1-6的差示扫描量热测定结果的图表。
图7是实施例1中的试样1-7的差示扫描量热测定结果的图表。
图8是实施例1中的试样1-8的差示扫描量热测定结果的图表。
图9是实施例1中的试样1-9的差示扫描量热测定结果的图表。
图10是实施例1中的试样1-10的差示扫描量热测定结果的图表。
图11是实施例2中的试样1-11的差示扫描量热测定结果的图表。
图12是实施例2中的试样1-12的差示扫描量热测定结果的图表。
图13是实施例2中的试样1-13的差示扫描量热测定结果的图表。
图14是实施例2中的试样1-14的差示扫描量热测定结果的图表。
图15是月桂醇(a)的差示扫描量热测定结果的图表。
图16是月桂醇(c)的差示扫描量热测定结果的图表。
图17是月桂醇(d)的差示扫描量热测定结果的图表。
图18是十八烷(b)的差示扫描量热测定结果的图表。
图19是十八烷(e)的差示扫描量热测定结果的图表。
图20是实施例3中的试样1-15的差示扫描量热测定结果的图表。
图21是比较例1中的试样1-16的差示扫描量热测定结果的图表。
图22是比较例1中的试样1-17的差示扫描量热测定结果的图表。
图23是月桂酸的差示扫描量热测定结果的图表。
图24是实施例4中的试样2-1的差示扫描量热测定结果的图表。
图25是实施例4中的试样2-2的差示扫描量热测定结果的图表。
图26是实施例4中的试样2-3的差示扫描量热测定结果的图表。
图27是实施例4中的试样2-4的差示扫描量热测定结果的图表。
图28是实施例4中的试样2-5的差示扫描量热测定结果的图表。
图29是实施例4中的试样2-6的差示扫描量热测定结果的图表。
图30是实施例4中的试样2-7的差示扫描量热测定结果的图表。
图31是实施例4中的试样2-8的差示扫描量热测定结果的图表。
图32是实施例4中的试样2-9的差示扫描量热测定结果的图表。
图33是实施例5中的试样2-10的差示扫描量热测定结果的图表。
图34是实施例5中的试样2-11的差示扫描量热测定结果的图表。
图35是实施例5中的试样2-12的差示扫描量热测定结果的图表。
图36是1-癸醇(f)的差示扫描量热测定结果的图表。
图37是1-癸醇(h)的差示扫描量热测定结果的图表。
图38是十六烷(g)的差示扫描量热测定结果的图表。
图39是十六烷(i)的差示扫描量热测定结果的图表。
图40是实施例6中的试样2-13的差示扫描量热测定结果的图表。
图41是简略地表示本发明的实施方式所述的恒温输送容器的分解立体图。
图42的(a)是简略地表示图41所示的恒温输送容器的内部的立体图,及(b)是示意性表示图42(a)的A-A线截面的截面图。
图43是表示实施例17和实施例18中的环境温度-20℃条件下的输送容器内部的温度变化的图表。
图44是表示实施例17和比较例4中的环境温度-20℃条件下的输送容器内部的温度变化的图表。
图45是表示实施例17和比较例2中的环境温度-20℃条件下的输送容器内部的温度变化的图表。
图46是表示比较例2和比较例3中的环境温度-20℃条件下的输送容器内部的温度变化的图表。
图47是表示实施例17和实施例18中的环境温度35℃条件下的输送容器内部的温度变化的图表。
图48是表示实施例17和比较例4中的环境温度35℃条件下的输送容器内部的温度变化的图表。
图49是表示实施例17和比较例2中的环境温度35℃条件下的输送容器内部的温度变化的图表。
图50是表示比较例2和比较例3中的环境温度35℃条件下的输送容器内部的温度变化的图表。
图51是表示实施例19和比较例5中的环境温度-20℃条件下的输送容器内部的温度变化的图表。
图52是表示实施例19和比较例5中的环境温度35℃条件下的输送容器内部的温度变化的图表。
具体实施方式
以下,示出具体例子对本发明的实施方式进行说明。
本实施方式的蓄热材料组合物通过在相状态由凝固状态(固体)向熔融状态(液体)发生相变时吸收热能、或在由熔融状态(液体)向凝固状态(固体)发生相变时放出热能,由此可用于潜热型的蓄热材料。
蓄热材料组合物的熔化温度是指固体熔化而液化的温度,凝固温度是指液体凝固而固体化的温度。此外,由该蓄热材料组合物组成的蓄热材料的熔化温度是指其主要部分的相状态由凝固状态(固体)变化成熔融状态(液体)的温度,蓄热材料的凝固温度是指其主要部分的相状态由熔融状态(液体)变化成凝固状态(固体)时的温度。主要部分表示作为标准占超过50重量%的比例的部分。例如,在蓄热材料的80重量%为固体且20重量%为液体的状态的情况下,该蓄热材料的相状态为固体(凝固状态)。其中,相状态表示一般的固体、液体或气体的状态。本发明中,主要利用固体和液体的相状态。
蓄热材料组合物的熔化温度或凝固温度优选例如对蓄热材料组合物使用差示扫描量热计(DSC)进行测定,测定伴随温度上升或温度下降的组合物的热量值的变化,将结果中出现热量测定值的峰的温度分别设为熔化温度或凝固温度。具体而言,优选将通过DSC测定的DSC曲线的熔化行为或凝固行为中的峰的温度分别设为熔化温度或凝固温度,在存在多个峰的情况下,选择具有最大的峰面积的峰的温度作为熔化温度或凝固温度。其中,本发明中的通过差示扫描型量热计(DSC)测定的DSC曲线是指对蓄热材料组合物例如以2℃/min的升温速度进行DSC测定时得到的图或图谱。此外,本发明中得到的蓄热材料组合物实质上具有单一的熔化峰,其中,单一的熔化峰是指主要的熔化峰的峰面积至少为90%以上,优选为95%以上。换而言之,单一的熔化峰是指除了主要的熔化峰以外的熔化峰面积低于10%,优选低于5%,最优选除了主要的熔化峰以外未见到熔化峰,也未见到双峰、侧峰、肩峰。
本实施方式的蓄热材料组合物含有高级链烷烃及高级醇。所谓高级链烷烃及高级醇,作为标准分别为碳原子数为6以上的链烷烃及醇。作为将高级链烷烃与高级醇混合的效果,可列举出:通过分别选定高级链烷烃和高级醇,并以规定的范围混合,能够在保持高级链烷烃及高级醇所具有的高的潜热量的同时,调整熔化温度、凝固温度;能够抑制据推断由于多种晶体结构共存、其存在比例不同而引起的高级醇、高级链烷烃的熔化/凝固行为(DSC的图谱)在制造批次间的不均;此外,能够得到具有大致单一的熔化峰温度和/或凝固峰温度的蓄热材料组合物等。
本实施方式的蓄热材料组合物中包含的高级链烷烃中包含直链结构、支链结构的链烷烃中的任一者。其中,从进行熔化温度或凝固温度的调整的观点出发,优选碳原子数为9~24的高级链烷烃。进而,从在作为管理温度的从水的熔化温度附近到常温附近的温度区域将温度管理对象物品进行保温·保冷这样的本发明的目的及其熔化温度等物理性质出发,优选熔化温度为0℃以上的碳原子数为14以上的链烷烃。作为其具体例子,可列举出正十四烷、正十五烷、正十六烷、正十七烷、正十八烷、正十九烷、正二十烷、正二十一烷、正二十二烷、正二十三烷或正二十四烷等。它们可以单独使用或将两种以上混合使用,根据温度管理对象物品的管理温度与熔化温度的关系任意选定。
本实施方式的蓄热材料组合物中包含的高级醇主要使用一元醇。此外,该高级醇包含直链醇、支链醇、伯醇、仲醇、叔醇中的任一者。其中,从进行熔化温度或凝固温度的调整的观点出发,优选碳原子数为6~20的高级醇。进而,从在作为管理温度的从水的熔化温度附近到常温附近的温度区域将温度管理对象物品进行保温·保冷这样的本发明的目的及其熔化温度等物理性质出发,优选熔化温度为0℃以上的碳原子数为10以上的一元醇,作为其具体例子,可列举出1-癸醇、2-癸醇、十一烷醇、月桂醇、十三烷醇、肉豆蔻醇、十五烷醇、鲸蜡醇、十七烷醇、硬脂醇、十九烷醇或花生醇等。它们可以单独使用或将两种以上混合使用,根据温度管理对象物品的管理温度与熔化温度的关系任意选定。
关于本实施方式的蓄热材料组合物的构成中的高级醇及高级链烷烃,选择使用上述的哪种醇及链烷烃、相互的组合及各自的含量的比(配合量)根据温度管理对象物品的管理温度任意选定。作为选定的方法,可列举出利用差示扫描量热测定得到的来自高级链烷烃的熔化温度与来自高级醇的熔化温度一致或接近、该熔化温度接近温度管理对象物品的管理温度等。另外,虽然利用差示扫描量热测定得到的来自高级链烷烃的凝固温度与来自高级醇的凝固温度一致或接近,凝固温度接近温度管理对象物品的管理温度也重要,但确认了凝固温度与熔化温度相比更容易受到由蓄热材料组合物的放置环境(环境温度变化、含水量、容器状态、包括垃圾、尘埃等杂质的结晶成核剂的有无、振动/冲击的有无等)带来的影响,在蓄热材料、包含蓄热材料的输送容器的使用中,即使是由熔融状态(液体)向凝固状态(固体)发生相变的情况下,差示扫描量热测定的熔化温度在经验上也可成为指标等,由此,本发明中优选以熔化温度作为指标来选定高级醇和高级链烷烃的组合及配合量。
作为高级醇及高级链烷烃的具体的配合例,可列举出例如以下所示的例子,但并不限定于此。
(1)通过将碳原子数为18的高级链烷烃即正十八烷与碳原子数为12的高级醇即月桂醇按照以摩尔分率计达到正十八烷5~35%、月桂醇95~65%的方式进行配合,将熔化温度调节至18~22℃的范围。具体而言,通过按照以摩尔分率计达到正十八烷11~35%、月桂醇89~65%的方式进行配合,能够使来自正十八烷的熔化峰温度与来自月桂醇的熔化峰温度接近或一致,并且将熔化峰温度设定为20~22℃。优选通过按照达到正十八烷15~30%、月桂醇85~70%的方式进行配合,能够使来自正十八烷的熔化峰温度与来自月桂醇的熔化峰温度大致一致。利用通过该配合得到的蓄热材料组合物而形成的蓄热材料能够与管理温度20±5℃对应,进一步也能够与20±2.5℃对应。
(2)通过将碳原子数为16的高级链烷烃即正十六烷与碳原子数为10的高级醇即1-癸醇按照以摩尔分率计达到正十六烷5~15%、1-癸醇95~85%的方式进行配合,将熔化温度调节至3~7℃的范围。具体而言,通过按照以摩尔分率计达到正十六烷6~15%、1-癸醇94~85%的方式进行配合,能够使来自正十六烷的熔化峰温度与来自1-癸醇的熔化峰温度接近或一致,并且将熔化峰温度设定为4~6℃。优选通过按照达到正十六烷6~10%、1-癸醇94~90%的方式进行配合,能够使来自正十六烷的熔化峰温度与来自1-癸醇的熔化峰温度大致一致。通过该配合,能够与管理温度5±3℃对应。
(3)通过将碳原子数为16的高级链烷烃即正十六烷与碳原子数为12的高级醇即月桂醇按照以摩尔分率计达到正十六烷35~79%、月桂醇65~21%的方式进行配合,将熔化温度调节至14~18℃的范围。或者,通过按照以摩尔分率计达到正十六烷35~70%、月桂醇65~30%的方式进行配合,将熔化温度调节至15~18℃的范围。具体而言,通过按照以摩尔分率计达到正十六烷40~79%、月桂醇60~21%的方式进行配合,能够使来自正十六烷的熔化峰温度与来自月桂醇的熔化峰温度接近或一致,并且将熔化峰温度设定为15~18℃。优选通过按照达到正十六烷40~60%、月桂醇60~40%的方式进行配合,能够将熔化峰温度设定为16~17℃,并且使来自正十六烷的熔化峰温度与来自月桂醇的熔化峰温度大致一致。通过该配合,能够与管理温度15±5℃对应。
(4)通过将碳原子数为15的高级链烷烃即正十五烷与碳原子数为12的高级醇即月桂醇按照以摩尔分率计达到正十五烷70~90%、月桂醇30~10%的方式进行配合,能够使来自正十五烷的熔化峰温度与来自月桂醇的熔化峰温度接近或一致,并且将熔化峰温度设定为8~12℃。优选通过按照达到正十五烷82~90%、月桂醇18~10%的方式进行配合,能够使来自正十五烷的熔化峰与来自月桂醇的熔化峰温度大致一致,并且将熔化峰温度设定为10~11℃。通过该配合,能够与管理温度10±5℃对应。
(5)通过将碳原子数为14的高级链烷烃即正十四烷与碳原子数为12的高级醇即月桂醇按照以摩尔分率计达到正十四烷70~90%、月桂醇30~10%的方式进行配合,将熔化温度调节至6~8℃的范围。具体而言,通过按照以摩尔分率计达到正十四烷83~90%、月桂醇17~10%的方式进行配合,能够使来自正十四烷的熔化峰温度与来自月桂醇的熔化峰温度接近或一致,并且将熔化峰温度设定为6~7℃。优选通过按照达到正十四烷82~90%、月桂醇18~10%的方式进行配合,能够使来自正十四烷的熔化峰温度与来自月桂醇的熔化峰温度大致一致。通过该配合,能够与管理温度5±3℃对应。
(6)通过将碳原子数为14的高级链烷烃即正十四烷与碳原子数为10的高级醇即1-癸醇按照以摩尔分率计达到正十四烷15~55%、1-癸醇85~45%的方式进行配合,将熔化温度调节至0~4℃的范围。作为例子,通过按照以摩尔分率计达到正十四烷20~50%、1-癸醇80~50%的方式进行配合,能够使来自正十四烷的熔化峰与来自1-癸醇的熔化峰温度接近或一致,并且将熔化峰温度设定为0~3℃。优选通过按照达到正十四烷20~40%、1-癸醇80~60%的方式进行配合,能够使来自正十四烷的熔化峰与来自1-癸醇的熔化峰温度大致一致。通过该配合,能够与管理温度3±3℃对应。
(7)通过将碳原子数为18的高级链烷烃即正十八烷与碳原子数为14的高级醇即肉豆蔻醇按照以摩尔分率计达到正十八烷55~90%、肉豆蔻醇45~10%的方式进行配合,将熔化温度调节至25~29℃的范围。具体而言,通过按照以摩尔分率计达到正十八烷60~90%、肉豆蔻醇40~10%的方式进行配合,能够使来自正十八烷的熔化峰温度与来自肉豆蔻醇的熔化峰温度接近或一致,并且将熔化峰温度设定为26~28℃。优选通过按照达到正十八烷65~85%、肉豆蔻醇35~15%的方式进行配合,能够使来自正十八烷的熔化峰温度与来自肉豆蔻醇的熔化峰温度大致一致。通过该配合,能够与管理温度27±5℃对应。
(8)通过将碳原子数为20的高级链烷烃即正二十烷与碳原子数为14的高级醇即肉豆蔻醇按照以摩尔分率计达到正二十烷20~60%、肉豆蔻醇80~40%的方式进行配合,将熔化温度调节至30~34℃的范围。具体而言,通过按照以摩尔分率计达到正二十烷30~60%、肉豆蔻醇70~40%的方式进行配合,能够使来自正二十烷的熔化峰温度与来自肉豆蔻醇的熔化峰温度接近或一致,并且将熔化峰温度设定为30~33℃。优选通过按照达到正二十烷30~50%、肉豆蔻醇70~50%的方式进行配合,能够使来自正二十烷的熔化峰温度与来自肉豆蔻醇的熔化峰温度大致一致。通过该配合,能够与管理温度30±5℃对应。
(9)通过将碳原子数为22的高级链烷烃即正二十二烷与碳原子数为14的高级醇即肉豆蔻醇按照以摩尔分率计达到正二十二烷5~47%、肉豆蔻醇95~53%的方式进行配合,将熔化温度调节至34~41℃的范围。具体而言,通过按照以摩尔分率计达到正二十二烷5~28%、肉豆蔻醇95~72%的方式进行配合,能够使来自正二十二烷的熔化峰温度与来自肉豆蔻醇的熔化峰温度接近或一致,并且将熔化峰温度设定为34~37℃。优选通过按照达到正二十二烷9~27%、肉豆蔻醇91~73%的方式进行配合,能够使来自正二十二烷的熔化峰温度与来自肉豆蔻醇的熔化峰温度大致一致。通过该配合,能够与管理温度35±5℃对应。
(10)通过将碳原子数为20的高级链烷烃即正二十烷与碳原子数为16的高级醇即鲸蜡醇按照以摩尔分率计达到正二十烷60~90%、鲸蜡醇40~10%的方式进行配合,将熔化温度调节至34~40℃的范围。具体而言,通过按照以摩尔分率计达到正二十烷70~90%、鲸蜡醇30~10%的方式进行配合,能够使来自正二十烷的熔化峰温度与来自鲸蜡醇的熔化峰温度接近或一致,并且将熔化峰温度设定为34~38℃。优选通过按照达到正二十烷80~90%、鲸蜡醇20~10%的方式进行配合,能够使来自正二十烷的熔化峰温度与来自鲸蜡醇的熔化峰温度大致一致。通过该配合,能够与管理温度34±5℃对应。
(11)通过将碳原子数为22的高级链烷烃即正二十二烷与碳原子数为16的高级醇即鲸蜡醇按照以摩尔分率计达到正二十二烷40~70%、鲸蜡醇60~30%的方式进行配合,将熔化温度调节至39~44℃的范围。具体而言,通过按照以摩尔分率计达到正二十二烷40~60%、鲸蜡醇60~40%的方式进行配合,能够使来自正二十二烷的熔化峰温度与来自鲸蜡醇的熔化峰温度接近或一致,并且将熔化峰温度设定为41~44℃。优选通过按照达到正二十二烷50~70%、鲸蜡醇50~30%的方式进行配合,能够使来自正二十二烷的熔化峰温度与来自鲸蜡醇的熔化峰温度大致一致。通过该配合,能够与管理温度41±5℃对应。
此外,这些蓄热材料组合物主要被填充到塑料制的容器、袋等中而形成蓄热材料。该蓄热材料被配置在输送容器内来使用,但在输送或搬运时填充有蓄热材料组合物的容器等发生破损的情况下,蓄热材料组合物从容器等中漏出,将高价的温度管理对象物品污染而不能够使用,同时担心因从输送容器的流出而引起对环境的不良影响。因此,为了即使在输送时填充有蓄热材料组合物的容器等发生破损的情况下也将蓄热材料组合物的流出防止到最小限度,蓄热材料组合物优选呈现固体状(包括凝胶状)。特别是由于本发明的蓄热材料组合物含有链烷烃而水分的含量少,所以优选选择疏水性或两亲介质性的凝胶化剂。作为凝胶化剂,可列举出气相二氧化硅、沉降性二氧化硅、凝胶状二氧化硅、2-乙基己酸铝与月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、异硬脂酸、山萮酸、十一碳烯酸、油酸、亚油酸或亚麻酸等高级脂肪酸的混合物、羟丙基纤维素、羟乙基纤维素、羟甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素、聚乙烯基吡咯烷酮、羧基乙烯基聚合物等,其中,优选两亲介质性且凝胶的稳定性优异、环境适应性高的羟丙基纤维素。作为凝胶化剂通常已知的化合物虽然其大部分对水的凝胶化是有效的,但存在不适合于不含水的蓄热材料组合物的凝胶化这样的课题,通过将羟丙基纤维素用于凝胶化剂,对于不含水分的蓄热材料组合物,能够维持高的熔化潜热量,同时在对熔化/凝固行为也没有影响的情况下有效地进行凝胶化。所生成的凝胶在假想设置蓄热材料的环境温度下的热循环试验后也没有固相-液相的分离,能够降低泄漏时的环境负荷、回收时的操作负荷。
凝胶化剂根据所使用的种类而最佳配合量不同,但在羟丙基纤维素的情况下,相对于蓄热材料组合物100重量%,优选添加2.0~10.0重量%,更优选3.0~7.0重量份。通过在蓄热材料组合物中添加2.0~10.0重量%的羟丙基纤维素,可得到抑制了流动性的透明的凝胶。
在本实施方式的蓄热材料组合物中,除了上述的成分以外,根据需要还可以配合结晶成核剂、香料、着色剂、抗菌剂、高分子聚合物、其他有机/无机化合物。
本实施方式的蓄热材料组合物可以通过填充到容器或袋中来形成蓄热材料。关于容器或袋,主要由合成树脂形成的容器或袋是合适的。作为填充蓄热材料组合物的容器或袋的原材料,没有特别限定,可列举出聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯乙烯、尼龙或聚酯等,可以单独使用这些原材料中的一种,为了提高耐热性、阻挡性,也可以使用将这些原材料中的两种以上组合而制成多层结构的容器或袋。此外,作为该容器或袋的形状,没有特别限定,但从提高热交换率的观点出发,优选能够较大地确保表面积的形状。对于这些容器或袋,可以在预先使蓄热材料组合物凝固或熔化的状态下填充,作为蓄热材料使用。
如图41~42所示的那样,本实施方式的蓄热材料10可以收纳或配置在本实施方式的输送容器1内来使用。输送容器1通过使用例如箱体41和与该箱体的开口部410嵌合的盖42,从而具有隔热性地构成。作为输送容器1的原材料,只要是具有隔热性则没有特别限定,适宜使用发泡塑料、真空隔热材料。作为发泡塑料,具体而言,可使用使聚氨酯、聚苯乙烯、聚乙烯或聚丙烯发泡而成的塑料。此外,作为真空隔热材料,可使用例如芯材中使用了二氧化硅粉、玻璃棉、玻璃纤维等的材料。进而,输送容器也可以通过发泡塑料与真空隔热材料的组合来构成。在该情况下,通过将由发泡塑料构成的箱体及盖的外表面或内表面用真空隔热材料覆盖、在构成箱体及盖的壁的内部埋设真空隔热材料等方法,可得到隔热性能高的输送容器。
如图41~42所示的那样,在本实施方式的输送容器1中,为了将收纳或配置在内部的蓄热材料10固定并且确保收容温度管理对象物品的空间5,也可以具备隔板6。作为隔板6的原材料,没有特别限定,可使用聚氨酯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、AS树脂或ABS树脂以及使这些树脂发泡而成的发泡塑料。作为本发明的一个实施方式,在输送容器1的内部使一对隔板6相对配置。由于通过具备隔板6而固定蓄热材料10的配置位置,所以能够容易地进行包装。
本发明的输送容器不会受到外部空气温度的左右,适宜使用于能够将需要温度管理的物品长时间维持在规定的温度而进行保管、输送的输送容器。例如可以适宜使用于需要温度管理的医药品、医疗设备、检体、脏器、化学物质、食品等各种物品。
实施例1
[1.蓄热材料组合物的制作及DSC测定:月桂醇(C12)及十八烷(C18)]
使月桂醇(花王株式会社制、产品名:Kalcol 2098)和正十八烷(JX NIPPON OIL&ENERGY CORPORATION制、TS paraffin TS8)分别在40℃的热水浴中熔化。将熔化后的月桂醇和十八烷以表1的各试样No所示的摩尔分率配合,在40℃的热水浴中搅拌而得到试样1-1~1-10。另外,表中的月桂醇(a)的(a)是指同一制造批次,在本实施例1中,全部使用相同的制造批次(a)的月桂醇。同样地,对于十八烷,在本实施例1中,也全部使用相同的制造批次(b)的十八烷。
对所得到的试样1-1~1-10,使用差示扫描量热计(Seiko Instruments Inc.制:SII EXSTAR6000DSC),以2℃/min的升温速度进行DSC测定。对所得到的图的熔化行为进行解析,同时求出各试样的来自月桂醇的熔化峰温度及来自十八烷的熔化峰温度。另外,本实施例中使用的月桂醇的熔点被视为23.5~26.5℃(参照图15~图17),十八烷的熔点被视为28~30℃(参照图18及图19)。同样地由所得到的图的峰面积求出各试样的熔化潜热量。将所得到的结果示于表1中。
表1
将试样1-1~1-10的DSC图谱分别示于图1~10中。图的纵轴表示利用DSC的测定得到的热流,横轴表示温度。如图1~6及表1所示的那样,获知在试样1-1~1-6中,配合成分的月桂醇与十八烷发生相互作用,在与各成分的熔化峰不同的位置(温度)形成新的熔化峰,所形成的熔化峰为大致1个,熔化温度在21℃附近且稳定。由此表示,关于由月桂醇和十八烷组成的组合物,通过按照使月桂醇的摩尔分率达到65~89摩尔%的方式配合(即,按照使另一者即十八烷的摩尔分率达到35~11摩尔%的方式进行配合),能够使来自月桂醇的熔化峰温度与来自十八烷的熔化峰温度接近或大致一致,并且将熔化温度设定为20~22℃。获知如图1及图6所示的试样1-1及试样1-6虽然在熔化峰的高温侧稍微形成肩,但是特别是在图2~5所示的试样1-2~1-5中,所形成的熔化峰为1个,熔化温度更稳定。由此表示,关于由月桂醇和十八烷组成的组合物,通过按照使月桂醇的摩尔分率达到70~85摩尔%的方式进行配合(即,按照使另一者即十八烷的摩尔分率达到30~15摩尔%的方式进行配合),能够使来自月桂醇的熔化峰温度与来自十八烷的熔化峰温度大致一致,并且将熔化温度设定为大致恒温。进而表示,图3及图4所示的试样1-3及1-4中,月桂醇的摩尔分率为75~80摩尔%,不仅熔化峰变成1个,凝固峰也变成1个,相对于相变、温度变化的性质极其稳定。与此相对,表示在图7~10所示的试样1-7~1-10中,关于熔化峰及凝固峰中的任一者,均存在来自月桂醇及十八烷的各个峰并见到多个峰,相变温度的宽度宽,相对于温度变化的性质不稳定。由这些结果表示,通过以规定的配合将月桂醇与十八烷混合,可得到来自月桂醇的熔化峰温度及来自十八烷的熔化峰温度大致一致或接近、熔化温度为20~22℃和相变温度的宽度窄、显示稳定的熔化温度的蓄热材料组合物。
实施例2
[2.由组合物原料的制造批次引起的对熔化/凝固行为的影响的研究:月桂醇(C12)及十八烷(C18)]
准备与实施例1中使用的月桂醇(a)的制造批次不同的制造批次的月桂醇(c)及(d)(均为花王株式会社制、产品名:Kalcol 2098)、和实施例1中使用的正十八烷(b)及与其不同的制造批次的正十八烷(e)(均为JX NIPPON OIL&ENERGY CORPORATION制、TSparaffin TS8)。除了与表2所示的那样将这些原料组合并以规定的配合混合以外,与实施例1同样地操作得到试样1-11~1-14。对所得到的试样,与实施例1同样地进行DSC测定。此外,为了调查组合物原料的制造批次间的熔化/凝固行为的差异,在相同条件下进行月桂醇(a)、(c)及(d)、以及十八烷(b)及(e)这样的仅原料的DSC测定。
表2
将试样1-11~1-14的DSC图谱分别示于图11~14中。此外,将组合物原料的月桂醇(a)、(c)及(d)、以及十八烷(b)及(e)的DSC图谱分别示于图15~19中。图的纵轴表示利用DSC的测定得到的热流,横轴表示温度。由图15~17确认,制造批次不同的月桂醇(a)、(c)及(d)的DSC曲线的形状有较大不同,熔化/凝固的行为不同。另一方面,由图18及图19确认,在制造批次不同的十八烷(b)及(e)中,DSC曲线的形状也有较大不同,熔化/凝固的行为不同。进而,根据这些组合物原料单体的DSC图谱,确认在熔化/凝固的峰中,也以高的比例具有双峰、侧峰、肩峰这样的不稳定的行为。这样获知,组合物原料不仅制造批次间的熔化/凝固的行为有较大不同,熔化/凝固的峰也变成多个等,相对于温度变化的性质不稳定。
另一方面,对将制造批次不同的月桂醇与十八烷组合并以相同配合量混合而得到的试样1-11~1-14(图11~14)及试样1-2(图2)的DSC图谱进行比较,结果确认DSC曲线的形状不受组合物原料的制造批次的影响而大致相同,熔化/凝固的行为大致一致。进而,通过以规定的比例将组合物原料混合,连在组合物原料单体中见到的双峰、侧峰、肩峰这样的不稳定的行为也消除,熔化/凝固峰变成大致1个。由这些结果表示,通过以规定的配合将月桂醇与十八烷混合,即使原料组合物的制造批次不同,也可得到恒定的熔化/凝固的行为,可得到相变温度的宽度窄、显示稳定的熔化温度的蓄热材料组合物。
实施例3
[3.由蓄热组合物的凝胶化引起的对熔化/凝固行为的影响的研究:月桂醇(C12)及十八烷(C18)]
将在40℃的热水浴中熔化后的月桂醇(c)7.74g和在40℃的热水浴中熔化后的十八烷(b)1.86g在40℃的热水浴中搅拌混合,得到月桂醇的摩尔分率为85.0%、十八烷的摩尔分率为15.0%的混合液。在所得到的混合液中,添加0.4g作为凝胶化剂的羟丙基纤维素(日本曹达株式会社制、产品名:NISSOH HPC-H),在40℃的热水浴中搅拌10分钟左右而使其充分分散。之后,在室温下放置12小时而得到高粘度且透明的试样1-15。对所得到的试样1-15,与实施例1及2同样地进行DSC测定。
将试样1-15的DSC图谱示于图20中。图的纵轴表示利用DSC的测定得到的热流,横轴表示温度。将图20的DSC图谱与图11的月桂醇(c)及十八烷(b)的配合比例大致相同但不含有凝胶化剂的试样1-11的DSC图谱进行比较,结果确认DSC曲线的形状不论有无由添加羟丙基纤维素引起的高粘度化(凝胶化),都大致相同,熔化/凝固的行为大致一致。由该结果表示,在以规定的配合将月桂醇与十八烷混合而得到的蓄热材料组合物中添加凝胶化剂那样的成分而提高了易处理性的情况下,也不会对蓄热材料组合物的熔化/凝固的行为造成影响,相变温度的宽度窄,保持稳定的熔化温度。
比较例1
[4.蓄热组合物的制作及DSC测定:月桂醇(C12)及月桂酸]
将在40℃的热水浴中熔化后的月桂醇(a)7.57g和在60℃的热水浴中熔化后的月桂酸(花王株式会社制、产品名:LUNAC L-98)2.03g在40℃的热水浴中搅拌混合,得到月桂醇的摩尔分率为80.0%、月桂酸的摩尔分率为20.0%的混合液。与实施例3同样地,在所得到的混合液中添加0.4g作为凝胶化剂的羟丙基纤维素,在40℃的热水浴中搅拌10分钟左右而使其充分分散。之后,在室温下放置12小时,得到高粘度且透明的试样1-16。此外,除了将所使用的月桂醇设为月桂醇(c)以外,与上述同样地操作得到试样1-17。对所得到的试样1-16~1-17,与实施例1及2同样地进行DSC测定。此外,作为组合物原料的DSC图谱,在相同条件下进行所使用的月桂酸单体的DSC测定。
将试样1-16~1-17的DSC图谱分别示于图21~22中。此外,将组合物原料的月桂酸的DSC图谱示于图23中。图的纵轴表示利用DSC的测定得到的热流,横轴表示温度。由图21~图23的DSC图谱确认,虽然能够将通过将月桂醇与月桂酸混合而得到的混合物的熔化温度调整至20℃附近,但是明显见到由制造批次不同的月桂醇(a)及(c)带来的影响,试样1-16与试样1-17的DSC曲线的形状有较大不同,熔化/凝固行为每个试样都不同。此外,在月桂醇与十八烷的组合中,确认到来自组合物原料的双峰、侧峰、肩峰这样的不稳定的行为的消除,但在月桂醇与月桂酸的组合中,确认到这些不稳定的行为没有消除。
实施例4
[5.蓄热材料组合物的制作及DSC测定:1-癸醇(C10)及十六烷(C16)]
使1-癸醇(花王株式会社制、产品名:Kalcol 1098)与正十六烷(JXNIPPON OIL&ENERGY CORPORATION制、TS paraffin TS6)分别在23℃的气氛下熔化。将熔化后的1-癸醇和十六烷以表3的各试样No所示的摩尔分率配合,在23度的气氛下搅拌而得到试样2-1~2-9。另外,表中的1-癸醇(f)的(f)是指同一制造批次,在本实施例4中,全部使用相同的制造批次(f)的1-癸醇。同样地,对于十六烷,在本实施例4中,也全部使用相同的制造批次(g)的十六烷。
对所得到的试样2-1~2-9,与实施例1同样地进行DSC测定。对所得到的图的熔化行为进行解析,同时求出各试样的来自1-癸醇的熔化峰温度及来自十六烷的熔化峰温度。另外,本实施例中使用的1-癸醇的熔点约为5~7℃(参照图36~图37),十六烷的熔点约为18℃(参照图38~图39)。同样地由所得到的图的峰面积求出各试样的熔化潜热量。将所得到的结果示于表3中。
表3
将试样2-1~2-9的DSC图谱分别示于图24~32中。图的纵轴表示利用DSC的测定得到的热流,横轴表示温度。如图24~26及表3所示的那样,获知在试样2-1~2-3中,配合成分的1-癸醇与十六烷发生相互作用,在与各成分的熔化峰不同的位置(温度)形成新的熔化峰,所形成的熔化峰为大致1个,熔化温度在5℃附近且稳定。由此表示,关于由1-癸醇与十六烷组成的组合物,通过按照使1-癸醇的摩尔分率达到85~94摩尔%的方式进行配合(即,按照使另一者即十六烷的摩尔分率达到15~6摩尔%的方式进行配合),能够使来自1-癸醇的熔化峰温度与来自十六烷的熔化峰温度接近或大致一致,并且将熔化温度设定为4~6℃的窄的范围。获知图26所示的试样2-3虽然在熔化峰的低温侧稍微形成肩,但是特别是在图24及图25所示的试样2-1及2-2中,所形成的熔化峰为1个,熔化温度更稳定。由此表示,关于由1-癸醇与十六烷组成的组合物,通过按照使1-癸醇的摩尔分率达到90~94摩尔%的方式进行配合(即,按照使另一者即十六烷的摩尔分率达到10~6摩尔%的方式进行配合),能够使来自1-癸醇的熔化峰温度与来自十六烷的熔化峰温度大致一致,并且将熔化温度设定为大致恒温。进而表示,这些图24及图25所示的试样2-1及2-2不仅熔化峰变成1个,而且凝固峰也变成1个,相对于相变、温度变化的性质极其稳定。与此相对,表示在图27~32所示的试样2-4~2-9中,关于熔化峰及凝固峰中的任一者,均存在来自1-癸醇及十六烷的各个峰并见到多个峰,相变温度的宽度宽,相对于温度变化的性质不稳定。由这些结果表示,通过以规定的配合将1-癸醇与十六烷混合,可得到来自1-癸醇的熔化峰温度及来自十六烷的熔化峰温度大致一致或接近、熔化温度为4~6℃和相变温度的宽度窄、显示稳定的熔化温度的蓄热材料组合物。
实施例5
[6.由组合物原料的制造批次引起的对熔化/凝固行为的影响的研究:1-癸醇(C10)及十六烷(C16)]
准备实施例4中使用的1-癸醇(f)及与其不同的制造批次的1-癸醇(h)(花王株式会社制、产品名:Kalcol 1098)、和实施例4中使用的正十六烷(g)及与其不同的制造批次的正十六烷(i)(JX NIPPON OIL&ENERGYCORPORATION制、TS paraffin TS6)。除了如以下表4所示的那样将这些原料组合并以规定的配合混合以外,与实施例4同样地操作而得到试样2-10~2-12。对所得到的试样,与实施例4同样地进行DSC测定。此外,为了调查组合物原料的制造批次间的熔化/凝固行为的差异,在相同条件下进行1-癸醇(f)及(h)、以及十六烷(g)及(i)这样的仅原料的DSC测定。
表4
将试样2-10~2-12的DSC图谱分别示于图33~35中。此外,将组合物原料的1-癸醇(f)及(h)、以及十六烷(g)及(i)的DSC图谱分别示于图36~39中。图的纵轴表示利用DSC的测定得到的热流,横轴表示温度。由图36~39确认,1-癸醇及十六烷分别根据制造批次而DSC曲线的形状不同,熔化/凝固的行为不同。进而,根据这些组合物原料单体的DSC图谱,确认在熔化/凝固的峰中,也以高的比例具有双峰、侧峰、肩峰这样的不稳定的行为。这样获知,组合物原料不仅制造批次间的熔化/凝固的行为有较大不同,而且熔化/凝固的峰也变成多个等,相对于温度变化的性质不稳定。
另一方面,对将制造批次不同的1-癸醇与十六烷组合并以相同的配合量混合而得到的试样2-10~2-12(图33~35)及试样2-2(图25)的DSC图谱进行比较,结果确认DSC曲线的形状不受组合物原料的制造批次的影响而大致相同,熔化/凝固的行为大致一致。进而,通过以规定的比例将组合物原料混合,连在组合物原料单体中见到的双峰、侧峰、肩峰这样的不稳定的行为也消除,熔化/凝固峰变成大致1个。由这些结果表示,通过以规定的配合将1-癸醇与十六烷混合,即使原料组合物的制造批次不同,也可得到一定的熔化/凝固的行为,可得到相变温度的宽度窄、显示稳定的熔化温度的蓄热材料组合物。
实施例6
[7.由蓄热组合物的凝胶化引起的对熔化/凝固行为的影响的研究:1-癸醇(C10)及十六烷(C16)]
在23℃的气氛下将1-癸醇(f)8.64g与十六烷(g)1.36g搅拌混合,得到1-癸醇的摩尔分率为90.0%、十六烷的摩尔分率为10.0%的混合液。在所得到的混合液中,添加0.4g作为凝胶化剂的羟丙基纤维素(日本曹达株式会社制、产品名:NISSOH HPC-H),在23℃的气氛下搅拌10分钟左右而使其充分分散。之后,在室温下放置12小时,得到高粘度且透明的试样2-13。对所得到的试样2-13,与上述实施例同样地进行DSC测定。
将试样2-13的DSC图谱示于图40中。图的纵轴表示利用DSC的测定得到的热流,横轴表示温度。将图40的DSC图谱与图25的1-癸醇(f)及十六烷(g)的配合比例大致相同但不含凝胶化剂的试样2-2的DSC图谱进行比较,结果确认DSC曲线的形状不论有无由添加羟丙基纤维素引起的高粘度化(凝胶化),都大致相同,熔化/凝固的行为大致一致。由该结果表示,在以规定的配合将1-癸醇与十六烷混合而得到的蓄热材料组合物中添加凝胶化剂那样的成分而提高了易处理性的情况下,也不会对蓄热材料组合物的熔化/凝固的行为造成影响,相变温度的宽度窄,保持稳定的熔化温度。
实施例7
[8.蓄热材料组合物的制作及DSC测定:月桂醇(C12)及十六烷(C16)]
使月桂醇(花王株式会社制、产品名:Kalcol 2098)与十六烷(JX NIPPON OIL&ENERGY CORPORATION制、TS paraffin TS6)分别在40℃的热水浴中熔化。将熔化后的月桂醇与十六烷以表5的各试样No所示的摩尔分率配合,在40℃的热水浴中搅拌而得到试样3-1~3-7。另外,在本实施例中,全部使用相同的制造批次的月桂醇。同样地,对于十六烷,在本实施例中,也全部使用相同的制造批次的十六烷。对所得到的试样,通过与上述的实施例同样的设备及测定条件进行DSC测定,对所得到的图的熔化行为进行解析,并且求出各试样的来自月桂醇的熔化峰温度及来自十六烷的熔化峰温度及熔化潜热量。将所得到的结果示于表5中。
表5
如表5所示的那样,获知在试样3-1~3-4中,配合成分的月桂醇与十六烷发生相互作用,在与各成分的熔化峰不同的位置(温度)形成新的熔化峰,所形成的熔化峰为大致1个,熔化温度在16℃附近且稳定。由此表示,关于由月桂醇和十六烷组成的组合物,通过按照使月桂醇的摩尔分率达到21~60摩尔%的方式进行配合(即,按照使另一者即十六烷的摩尔分率达到79~40摩尔%的方式进行配合),能够使来自月桂醇的熔化峰温度与来自十六烷的熔化峰温度接近或大致一致,并且将熔化温度设定为15~18℃。获知试样3-1虽然在熔化峰的低温侧稍微形成肩,但是特别是在试样3-2~3-4中,所形成的熔化峰为1个,熔化温度更稳定。由此表示,关于由月桂醇和十六烷组成的组合物,通过按照使月桂醇的摩尔分率达到40~60摩尔%的方式进行配合(即,按照使另一者即十六烷的摩尔分率达到60~40摩尔%的方式进行配合),能够使来自月桂醇的熔化峰温度与来自十六烷的熔化峰温度大致一致,并且将熔化温度设定为大致恒温(16℃~17℃)。由这些结果表示,通过以规定的配合将月桂醇与十六烷混合,可得到来自月桂醇的熔化峰温度及来自十六烷的熔化峰温度大致一致或接近、熔化温度为16℃附近和相变温度的宽度窄、显示稳定的熔化温度的蓄热材料组合物。
实施例8
[9.蓄热材料组合物的制作及DSC测定:月桂醇(C12)及十五烷(C15)]
准备在40℃的热水浴中熔化后的月桂醇(花王株式会社制、产品名:Kalcol 2098)和在23℃的气氛下溶解后的十五烷(JX NIPPON OIL&ENERGY CORPORATION制、TS paraffinTS5)。将溶解后的月桂醇和十五烷以表6的各试样No所示的摩尔分率配合,在40℃的热水浴中搅拌而得到试样4-1~4-9。另外,在本实施例中,全部使用相同的制造批次的月桂醇。同样地,对于十五烷,在本实施例中,也全部使用相同的制造批次的十六烷。对所得到的试样,通过与上述的实施例同样的设备及测定条件进行DSC测定,对所得到的图的熔化行为进行解析,并且求出各试样的来自月桂醇的熔化峰温度及来自十五烷的熔化峰温度及熔化潜热量。将所得到的结果示于表6中。
表6
如表6所示的那样,获知在试样4-1~4-3中,配合成分的月桂醇与十五烷发生相互作用,在与各成分的熔化峰不同的位置(温度)形成新的熔化峰,所形成的熔化峰为大致1个,熔化温度在10℃附近且稳定。由此表示,关于由月桂醇和十五烷组成的组合物,通过按照使月桂醇的摩尔分率达到10~30摩尔%的方式进行配合(即,按照使另一者即十五烷的摩尔分率达到90~70摩尔%的方式进行配合),能够使来自月桂醇的熔化峰温度与来自十五烷的熔化峰温度接近或大致一致,并且将熔化温度设定为9~11℃。获知试样4-3虽然在熔化峰的高温侧稍微形成肩,但是特别是在试样4-1及4-2中,所形成的熔化峰为1个,熔化温度更稳定。由此表示,关于由月桂醇和十五烷组成的组合物,通过按照使月桂醇的摩尔分率达到10~18摩尔%的方式进行配合(即,按照使另一者即十五烷的摩尔分率达到90~82摩尔%的方式进行配合),能够使来自月桂醇的熔化峰温度与来自十五烷的熔化峰温度大致一致,并且将熔化温度设定为大致恒温(10℃~11℃)。由这些结果表示,通过以规定的配合将月桂醇与十五烷混合,可得到来自月桂醇的熔化峰温度及来自十五烷的熔化峰温度大致一致或接近、熔化温度为10℃附近和相变温度的宽度窄、显示稳定的熔化温度的蓄热材料组合物。
实施例9
[10.蓄热材料组合物的制作及DSC测定:月桂醇(C12)及十四烷(C14)]
准备在40℃的热水浴中熔化后的月桂醇(花王株式会社制、产品名:Kalcol 2098)和在23℃的气氛下溶解后的十四烷(JX NIPPON OIL&ENERGY CORPORATION制、TS paraffinTS4)。将溶解后的月桂醇和十四烷以表7的各试样No所示的摩尔分率配合,在40℃的热水浴中搅拌而得到试样5-1~5-9。另外,在本实施例中,全部使用相同的制造批次的月桂醇。同样地,对于十四烷,在本实施例中,也全部使用相同的制造批次的十四烷。对所得到的试样,通过与上述的实施例同样的设备及测定条件进行DSC测定,对所得到的图的熔化行为进行解析,并且求出各试样的来自月桂醇的熔化峰温度及来自十四烷的熔化峰温度及熔化潜热量。将所得到的结果示于表7中。
表7
如表7所示的那样,获知在试样5-1~5-3中,配合成分的月桂醇与十四烷发生相互作用,在与各成分的熔化峰不同的位置(温度)形成新的熔化峰,所形成的熔化峰为大致1个,熔化温度在7℃附近且稳定。由此表示,关于由月桂醇和十四烷组成的组合物,通过按照使月桂醇的摩尔分率达到10~30摩尔%的方式进行配合(即,按照使另一者即十四烷的摩尔分率达到90~70摩尔%的方式进行配合),能够使来自月桂醇的熔化峰温度与来自十四烷的熔化峰温度接近或大致一致,并且将熔化温度设定为6~8℃。试样5-3虽然在熔化峰的高温侧稍微形成肩,但是特别是在试样5-1及5-2中,所形成的熔化峰为1个,熔化温度更稳定。由此表示,关于由月桂醇和十四烷组成的组合物,通过按照使月桂醇的摩尔分率达到10~17.5摩尔%的方式进行配合(即,按照使另一者即十四烷的摩尔分率达到90~82.5摩尔%的方式进行配合),能够使来自月桂醇的熔化峰温度与来自十四烷的熔化峰温度大致一致,并且将熔化温度设定为大致恒温(6℃~7℃)。由这些结果表示,通过以规定的配合将月桂醇与十四烷混合,可得到来自月桂醇的熔化峰温度及来自十四烷的熔化峰温度大致一致或接近、熔化温度为7℃附近和相变温度的宽度窄、显示稳定的熔化温度的蓄热材料组合物。
实施例10
[11.蓄热材料组合物的制作及DSC测定:1-癸醇(C10)及十四烷(C14)]
使1-癸醇(花王株式会社制、产品名:Kalcol 1098)和十四烷(JX NIPPON OIL&ENERGY CORPORATION制、TS paraffin TS4)在23℃的气氛下溶解。将溶解后的1-癸醇和十四烷以表8的各试样No所示的摩尔分率配合,在23℃的气氛下搅拌而得到试样6-1~6-7。另外,在本实施例中,全部使用相同的制造批次的1-癸醇。同样地,对于十四烷,在本实施例中,也全部使用相同的制造批次的十四烷。对所得到的试样,通过与上述的实施例同样的设备及测定条件进行DSC测定,对所得到的图的熔化行为进行解析,并且求出各试样的来自1-癸醇的熔化峰温度及来自十四烷的熔化峰温度及熔化潜热量。将所得到的结果示于表8中。
表8
如表8所示的那样,获知在试样6-1~6-4中,配合成分的1-癸醇与十四烷发生相互作用,在与各成分的熔化峰不同的位置(温度)形成新的熔化峰,所形成的熔化峰为大致1个,熔化温度在0~3℃附近且稳定。由此表示,关于由1-癸醇和十四烷组成的组合物,通过按照使1-癸醇的摩尔分率达到50~80摩尔%的方式进行配合(即,按照使另一者即十四烷的摩尔分率达到50~20摩尔%的方式进行配合),能够使来自1-癸醇的熔化峰温度与来自十四烷的熔化峰温度接近或大致一致,并且将熔化温度设定为0~3℃。获知试样6-4虽然在熔化峰的高温侧稍微形成肩,但是特别是在试样6-1~6-3中,所形成的熔化峰为1个,熔化温度更稳定。由此表示,关于由1-癸醇和十四烷组成的组合物,通过按照使1-癸醇的摩尔分率达到60~80摩尔%的方式进行配合(即,按照使另一者即十四烷的摩尔分率达到40~20摩尔%的方式进行配合),能够使来自1-癸醇的熔化峰温度与来自十四烷的熔化峰温度大致一致,并且将熔化温度设定为大致恒温(0~2℃附近)。由这些结果表示,通过以规定的配合将1-癸醇与十四烷混合,可得到来自1-癸醇的熔化峰温度及来自十四烷的熔化峰温度大致一致或接近、熔化温度为1℃附近和相变温度的宽度窄、显示稳定的熔化温度的蓄热材料组合物。
实施例11
[12.蓄热材料组合物的制作及DSC测定:肉豆蔻醇(C14)及十八烷(C18)]
使肉豆蔻醇(花王株式会社制、产品名:Kalcol 4098)和正十八烷(JXNIPPON OIL&ENERGY CORPORATION制、TS paraffin TS8)分别在50℃的热水浴中熔化。将熔化后的肉豆蔻醇和十八烷以表9的各试样No所示的摩尔分率配合,在50℃的热水浴中搅拌而得到试样7-1~7-9。另外,在本实施例中,全部使用相同的制造批次的肉豆蔻醇。同样地,对于正十八烷,在本实施例中,也全部使用相同的制造批次的正十八烷。对所得到的试样,通过与上述的实施例同样的设备及测定条件进行DSC测定,对所得到的图的熔化行为进行解析,并且求出各试样的来自肉豆蔻醇的熔化峰温度及来自十八烷的熔化峰温度及熔化潜热量。将所得到的结果示于表9中。
表9
如表9所示的那样,获知在试样7-1~7-4中,配合成分的肉豆蔻醇与十八烷发生相互作用,在与各成分的熔化峰不同的位置(温度)形成新的熔化峰,所形成的熔化峰为大致1个,熔化温度在27℃附近且稳定。由此表示,关于由肉豆蔻醇和十八烷组成的组合物,通过按照使肉豆蔻醇的摩尔分率达到10~40摩尔%的方式进行配合(即,按照使另一者即十八烷的摩尔分率达到90~60摩尔%的方式进行配合),能够使来自肉豆蔻醇的熔化峰温度与来自十八烷的熔化峰温度大致一致,并且将熔化温度设定为26~28℃。由这些结果表示,通过以规定的配合将肉豆蔻醇与十八烷混合,可得到来自肉豆蔻醇的熔化峰温度及来自十八烷的熔化峰温度大致一致或接近、熔化温度为27℃附近和相变温度的宽度窄、显示稳定的熔化温度的蓄热材料组合物。
实施例12
[13.蓄热材料组合物的制作及DSC测定:肉豆蔻醇(C14)及二十烷(C20)]
使肉豆蔻醇(花王株式会社制、产品名:Kalcol 4098)和正二十烷(JX NIPPONOIL&ENERGY CORPORATION制、TS paraffin TS20)分别在50℃的热水浴中熔化。将熔化后的肉豆蔻醇和二十烷以表10的各试样No所示的摩尔分率配合,在50℃的热水浴中搅拌而得到试样8-1~8-9。另外,在本实施例中,全部使用相同的制造批次的肉豆蔻醇。同样地,对于正二十烷,在本实施例中,也全部使用相同的制造批次的正二十烷。对所得到的试样,通过与上述的实施例同样的设备及测定条件进行DSC测定,对所得到的图的熔化行为进行解析,并且求出各试样的来自肉豆蔻醇的熔化峰温度及来自二十烷的熔化峰温度及熔化潜热量。将所得到的结果示于表10中。
表10
如表10所示的那样,获知在试样8-1~8-4中,配合成分的肉豆蔻醇与二十烷发生相互作用,在与各成分的熔化峰不同的位置(温度)形成新的熔化峰,所形成的熔化峰为大致1个,熔化温度在31.5℃附近且稳定。由此表示,关于由肉豆蔻醇和二十烷组成的组合物,通过按照使肉豆蔻醇的摩尔分率达到40~70摩尔%的方式进行配合(即,按照使另一者即二十烷的摩尔分率达到60~30摩尔%的方式进行配合),能够使来自肉豆蔻醇的熔化峰温度与来自二十烷的熔化峰温度大致一致,并且将熔化温度设定为30~33℃。由这些结果表示,通过以规定的配合将肉豆蔻醇与二十烷混合,可得到来自肉豆蔻醇的熔化峰温度及来自二十烷的熔化峰温度大致一致或接近、熔化温度为31.5℃附近和相变温度的宽度窄、显示稳定的熔化温度的蓄热材料组合物。
实施例13
[14.蓄热材料组合物的制作及DSC测定:肉豆蔻醇(C14)及二十二烷(C22)]
使肉豆蔻醇(花王株式会社制、产品名:Kalcol 4098)和正二十二烷(和光纯药株式会社制、二十二烷)分别在60℃的热水浴中熔化。将熔化后的肉豆蔻醇和二十二烷以表11的各试样No所示的摩尔分率配合,在60℃的热水浴中搅拌而得到试样9-1~9-9。另外,在本实施例中,全部使用相同的制造批次的肉豆蔻醇。同样地,对于正二十二烷,在本实施例中,也全部使用相同的制造批次的正二十二烷。对所得到的试样,通过与上述的实施例同样的设备及测定条件进行DSC测定,对所得到的图的熔化行为进行解析,并且求出各试样的来自肉豆蔻醇的熔化峰温度及来自二十二烷的熔化峰温度及熔化潜热量。将所得到的结果示于表11中。
表11
如表11所示的那样,获知在试样9-1~9-5中,配合成分的肉豆蔻醇与二十二烷发生相互作用,在与各成分的熔化峰不同的位置(温度)形成新的熔化峰,所形成的熔化峰为大致1个,熔化温度在35℃附近且稳定。由此表示,关于由肉豆蔻醇和二十二烷组成的组合物,通过按照使肉豆蔻醇的摩尔分率达到72~95摩尔%的方式进行配合(即,按照使另一者即二十二烷的摩尔分率达到28~5摩尔%的方式进行配合),能够使来自肉豆蔻醇的熔化峰温度与来自二十二烷的熔化峰温度大致一致,并且将熔化温度设定为34~37℃。由这些结果表示,通过以规定的配合将肉豆蔻醇和二十二烷混合,可得到来自肉豆蔻醇的熔化峰温度及来自二十二烷的熔化峰温度大致一致或接近、熔化温度为35℃附近和相变温度的宽度窄、显示稳定的熔化温度的蓄热材料组合物。
实施例14
[15.蓄热材料组合物的制作及DSC测定:鲸蜡醇(C16)及二十烷(C20)]
使鲸蜡醇(花王株式会社制、产品名:Kalcol 6098)和正二十烷(JX NIPPON OIL&ENERGY CORPORATION制、TS paraffin TS20)分别在50℃的热水浴中熔化。将熔化后的鲸蜡醇和二十烷以表12的各试样No所示的摩尔分率配合,在50℃的热水浴中搅拌而得到试样10-1~10-9。另外,在本实施例中,全部使用相同的制造批次的鲸蜡醇。同样地,对于正二十烷,在本实施例中,也全部使用相同的制造批次的正二十烷。对所得到的试样,通过与上述的实施例同样的设备及测定条件进行DSC测定,对所得到的图的熔化行为进行解析,并且求出各试样的来自鲸蜡醇的熔化峰温度及来自二十烷的熔化峰温度及熔化潜热量。将所得到的结果示于表12中。
表12
如表12所示的那样,获知在试样10-1~10-3中,配合成分的鲸蜡醇与二十烷发生相互作用,在与各成分的熔化峰不同的位置(温度)形成新的熔化峰,所形成的熔化峰为大致1个,熔化温度在34℃附近且稳定。由此表示,关于由鲸蜡醇和二十烷组成的组合物,通过按照使鲸蜡醇的摩尔分率达到10~30摩尔%的方式进行配合(即,按照使另一者即二十烷的摩尔分率达到90~70摩尔%的方式进行配合),能够使来自鲸蜡醇的熔化峰温度与来自二十烷的熔化峰温度大致一致,并且将熔化温度设定为34~38℃。由这些结果表示,通过以规定的配合将鲸蜡醇与二十烷混合,可得到来自鲸蜡醇的熔化峰温度及来自二十烷的熔化峰温度大致一致或接近、熔化温度为34℃附近和相变温度的宽度窄、显示稳定的熔化温度的蓄热材料组合物。
实施例15
[16.蓄热材料组合物的制作及DSC测定:鲸蜡醇(C16)及二十二烷(C22)]
使鲸蜡醇(花王株式会社制、产品名:Kalcol 6098)和正二十二烷(和光纯药株式会社制、二十二烷)分别在60℃的热水浴中熔化。将熔化后的鲸蜡醇和二十二烷以表13的各试样No所示的摩尔分率配合,在60℃的热水浴中搅拌而得到试样11-1~11-5。另外,在本实施例中,全部使用相同的制造批次的鲸蜡醇。同样地,对于正二十二烷,在本实施例中,也全部使用相同的制造批次的正二十二烷。对所得到的试样,通过与上述的实施例同样的设备及测定条件进行DSC测定,对所得到的图的熔化行为进行解析,并且求出各试样的来自鲸蜡醇的熔化峰温度及来自二十二烷的熔化峰温度及熔化潜热量。将所得到的结果示于表13中。
表13
如表13所示的那样,获知在试样11-1~11-3中,配合成分的鲸蜡醇与二十二烷发生相互作用,在与各成分的熔化峰不同的位置(温度)形成新的熔化峰,所形成的熔化峰为大致1个,熔化温度在41℃附近且稳定。由此表示,关于由鲸蜡醇和二十二烷组成的组合物,通过按照使鲸蜡醇的摩尔分率达到40~60摩尔%的方式进行配合(即,按照使另一者即二十二烷的摩尔分率达到60~40摩尔%的方式进行配合),能够使来自鲸蜡醇的熔化峰温度与来自二十二烷的熔化峰温度大致一致,并且将熔化温度设定为41~44℃。由这些结果表示,通过以规定的配合将鲸蜡醇与二十二烷混合,可得到来自鲸蜡醇的熔化峰温度及来自二十二烷的熔化峰温度大致一致或接近、熔化温度为41℃附近和相变温度的宽度窄、显示稳定的熔化温度的蓄热材料组合物。
实施例16
[17.蓄热材料的制作]
(蓄热材料1)
将在40℃的热水浴中熔化后的月桂醇(a)(花王株式会社制、产品名:Kalcol2098)812g和在40℃的热水浴中熔化后的十八烷(b)(JX NIPPON OIL&ENERGY CORPORATION制、产品名:TS paraffin TS8)196g在40℃的热水浴中搅拌混合,得到月桂醇的摩尔分率约为85.0%、十八烷的摩尔分率约为15.0%的混合液。在所得到的混合液中,添加42g作为凝胶化剂的羟丙基纤维素(日本曹达株式会社制、产品名:NISSOH HPC-H),在40℃的热水浴中搅拌10分钟左右而使其充分分散,得到蓄热材料组合物。将该蓄热材料组合物1000g填充到氯乙烯制的吹塑容器(宽度180mm×长度280mm×厚度32mm)中,得到表14所示的蓄热材料1。对所得到的蓄热材料1,进行将-20℃和60℃的热循环重复100次的试验,结果确认,没有见到固液分离且物性稳定,也没有见到熔化潜热量的减少(212mJ/mg→217mJ/mg)。
(蓄热材料2)
除了使用月桂醇(c)来代替月桂醇(a)以外,与上述同样地操作,得到表14所示的蓄热材料2。对所得到的蓄热材料2,进行将-20℃和60℃的热循环重复100次的试验,结果确认,没有见到固液分离且物性稳定,也没有见到熔化潜热量的减少(215mJ/mg→222mJ/mg)。
(蓄热材料3)
在23℃气氛下将1‐癸醇(f)(花王株式会社制、产品名:Kalcol 1098)870g与十六烷(j)(JX NIPPON OIL&ENERGY CORPORATION制、产品名:TS paraffin TS6)138g搅拌混合,得到1-癸醇的摩尔分率约为90摩尔%、十六烷的摩尔分率约为10摩尔%的混合液。在所得到的混合液中添加42g羟丙基纤维素(日本曹达株式会社制、产品名:NISSOH HPC-H),搅拌10分钟左右,使其充分分散而得到蓄热材料组合物。将该蓄热材料组合物1000g填充到与上述相同的吹塑容器中,得到表14所示的蓄热材料3。对所得到的蓄热材料3,进行将-20℃和60℃的热循环重复100次的试验,结果确认,没有见到固液分离且物性稳定,也几乎没有见到熔化潜热量的减少(200mJ/mg→198mJ/mg)。
(蓄热材料4、5)
如表14所示的那样,制作了仅由月桂醇(a)或月桂醇(c)(均为花王株式会社制、产品名:Kalcol 2098,(a)及(c)的制造批次不同)组成的蓄热材料4、5。取1008g月桂醇,在40℃的热水浴中使其熔化。在该溶液中添加42g羟丙基纤维素(日本曹达株式会社制、产品名:NISSOH HPC-H),在40℃的热水浴中搅拌10分钟左右,使其充分分散而得到蓄热材料组合物。将该蓄热材料组合物1000g填充到氯乙烯制的吹塑容器(宽度180mm×长度280mm×厚度32mm)中,得到表14所示的蓄热材料4及蓄热材料5。
(蓄热材料6、7)
如表14所示的那样,将熔点或凝固点在20℃附近的市售的蓄热材料组合物(以聚乙二醇作为主要成分的组合物)1000g填充到氯乙烯制的吹塑容器(宽度180mm×长度280mm×厚度32mm)中,得到作为比较例的蓄热材料6。同样地,使用熔点或凝固点在5℃附近的市售的蓄热材料组合物(以聚乙二醇作为主要成分的组合物),得到蓄热材料7。
表14
在以下实施例中,将蓄热材料1~6收容到隔热容器中来制作输送容器,进行其性能试验。
实施例17
[18.输送容器的制作及性能试验:蓄热材料1]
使用实施例16中制作的蓄热材料1,制作了图41~42所示的输送容器。作为输送容器的箱体,使用由发泡聚苯乙烯形成的隔热容器41(玉井化成株式会社产品、AC-525、外部尺寸:宽度620mm×深度420mm×高度470mm、内部尺寸:宽度500mm×深度300mm×高度350mm、隔热厚度为60mm、内容积约为52.5L)。首先,将12个蓄热材料1在25℃的恒温槽中静置24小时,使其成为熔化状态。接着,如图41~42所示的那样,在该隔热容器41内部,按照包围收容温度管理对象物品的空间5的周围的方式,在底面部411侧配置4个蓄热材料1,在各侧面部412各配置2个蓄热材料1,在开口部410侧配置4个蓄热材料1,合计12个。在隔热容器41的中心部安装温度数据记录器(T&D Corporation制产品名:RTR-51)后,关闭盖子而制成输送容器。将所得到的输送容器放入设定为-20℃的恒温恒湿室内,以5分钟间隔测定容器内中心部的温度推移。在图43~45中,示出将收容了蓄热材料1的输送容器放置在-20℃环境下时的输送容器内的温度变化的推移的图表。纵轴表示容器内的温度(℃),横轴表示在恒温恒湿室中放入输送容器后的经过时间(hr)。
此外,除了将包装前的蓄热材料1在15℃的恒温槽中静置24小时以外,与上述同样地操作,制作了输送容器。将该输送容器放入设定为35℃的恒温恒湿室内,以5分钟间隔测定容器内中心部的温度推移。在图47~图49中,示出将收容了蓄热材料1的输送容器放置在35℃环境下时的输送容器内的温度变化的推移的图表。纵轴表示容器内的温度(℃),横轴表示在恒温恒湿室中放入输送容器后的经过时间(hr)。
实施例18
[19.输送容器的制作及性能试验:蓄热材料2]
除了使用蓄热材料2来代替蓄热材料1以外,与实施例17同样地操作,分别制作输送容器,分别测定容器内中心部的温度推移。在图43中,示出将收容了蓄热材料2的输送容器放置在-20℃环境下时的输送容器内的温度变化的推移的图表。此外,在图47中,示出将收容了蓄热材料2的输送容器放置在35℃环境下时的输送容器内的温度变化的推移的图表。
实施例19
[20.输送容器的制作及性能试验:蓄热材料3]
除了使用蓄热材料3来代替蓄热材料1以外,与实施例17同样地操作,分别制作输送容器,分别测定容器内中心部的温度推移。在图51中,示出将收容了蓄热材料3的输送容器放置在-20℃环境下时的输送容器内的温度变化的推移的图表。此外,在图52中,示出将收容了蓄热材料3的输送容器放置在35℃环境下时的输送容器内的温度变化的推移的图表。
比较例2
[21.输送容器的制作及性能试验:蓄热材料4]
除了使用蓄热材料4来代替蓄热材料1以外,与实施例17同样地操作,分别制作输送容器,分别测定容器内中心部的温度推移。在图45及46中,示出将收容了蓄热材料4的输送容器放置在-20℃环境下时的输送容器内的温度变化的推移的图表。此外,在图49及50中,示出将收容了蓄热材料4的输送容器放置在35℃环境下时的输送容器内的温度变化的推移的图表。
比较例3
[22.输送容器的制作及性能试验:蓄热材料5]
除了使用蓄热材料5来代替蓄热材料1以外,与实施例17同样地操作,分别制作输送容器,分别测定容器内中心部的温度推移。在图46中,示出将收容了蓄热材料5的输送容器放置在-20℃环境下时的输送容器内的温度变化的推移的图表。此外,在图50中,示出将收容了蓄热材料5的输送容器放置在35℃环境下时的输送容器内的温度变化的推移的图表。
比较例4
[23.输送容器的制作及性能试验:蓄热材料6]
除了使用蓄热材料6来代替蓄热材料1以外,与实施例17同样地操作,分别制作输送容器,分别测定容器内中心部的温度推移。在图44中,示出将收容了蓄热材料6的输送容器放置在-20℃环境下时的输送容器内的温度变化的推移的图表。此外,在图48中,示出将收容了蓄热材料6的输送容器放置在35℃环境下时的输送容器内的温度变化的推移的图表。
比较例5
[24.输送容器的制作及性能试验:蓄热材料7]
除了使用蓄热材料7来代替蓄热材料1,并将包装前的蓄热材料7在15℃的恒温槽中静置24小时以外,与实施例17同样地操作,制作了输送容器。将该输送容器放入设定为-20℃的恒温恒湿室内,以5分钟间隔测定容器内中心部的温度推移。此外,除了将包装前的蓄热材料7在-2℃的恒温槽中静置24小时以外,与上述同样地操作,制作了输送容器。将该输送容器放入设定为35℃的恒温恒湿室内,以5分钟间隔测定容器内中心部的温度推移。在图51中,示出将收容了蓄热材料7的输送容器放置在-20℃环境下时的输送容器内的温度变化的推移的图表。此外,在图52中,示出将收容了蓄热材料7的输送容器放置在35℃环境下时的输送容器内的温度变化的推移的图表。
由实施例17~19及比较例2~5的测定结果,在表15中示出将分别收容了蓄热材料1~6的输送容器放置在-20℃环境下时的输送容器内的规定的温度范围维持时间(保持在20℃±5℃或20℃±2.5℃的温度范围的时间)。此外,在表16中,示出将分别收容了蓄热材料1~6的输送容器放置在35℃环境下时的输送容器内的规定的温度范围维持时间(保持在20℃±5℃或20℃±2.5℃的温度范围的时间)。另一方面,在表17中示出将分别收容了蓄热材料3或7的输送容器放置在-20℃环境下时的输送容器内的规定的温度范围维持时间(保持在5±3℃或4±2℃的温度范围的时间)。此外,在表18中,示出将分别收容了蓄热材料3或7的输送容器放置在35℃环境下时的输送容器内的规定的温度范围维持时间(保持在5±3℃或4±2℃的温度范围的时间)。
表15
表16
表17
表18
若参照表15~16以及图43~44及图47~48,则表示使用了蓄热材料1及蓄热材料2的实施例17、18的输送容器与使用了蓄热材料6的比较例4的输送容器相比,管理温度(20±2.5℃、20±5℃)下的温度范围维持时间显著优异。因而,表示通过本发明的蓄热材料组合物形成的蓄热材料及输送容器与以往使用的PEG系的蓄热材料相比,温度范围维持时间长,能够长时间稳定地将对象物保持在窄的温度范围内。此外,参照表15~16以及图43、图45~47及图49~50,将使用了蓄热材料1及蓄热材料2的实施例17、18的输送容器与使用了蓄热材料4及蓄热材料5的比较例2、3的输送容器比较,结果在-20℃气氛下的管理温度(20±2.5℃、20±5℃)及35℃气氛下的20℃±5℃的管理温度下,两者的温度保持时间大致相同。然而获知,关于35℃气氛下的20℃±2.5℃的管理温度的温度保持时间,相对于使用了蓄热材料1及蓄热材料2的输送容器,使用了蓄热材料4及蓄热材料5的输送容器显著短。由此表示,通过本发明的蓄热材料组合物形成的蓄热材料及输送容器特别适合于20℃附近的严格的温度管理下的输送。此外,由图43和图47的图表获知,在使用了将制造批次不同的月桂醇分别与十八烷混合而得到的蓄热材料组合物的实施例17、18中,显示几乎相等的温度经时变化,基本未见到两者的效果的不均,与此相对,根据图46的图表,在单独使用了制造批次不同的月桂醇的比较例2、3中,温度经时变化的行为不同,制造批次间的温度变化的不均大。由此确认,通过本发明的蓄热材料组合物形成的蓄热材料及输送容器不会受到由相对于原料单体的制造批次间的温度变化的行为的不同带来的影响,具有稳定的效果。
进而,由表17~18及图51~52表示,使用了蓄热材料3的实施例19的输送容器与使用了蓄热材料7的比较例5的输送容器相比,管理温度(5±3℃、4±2℃)下的温度范围维持时间显著优异。因而,表示通过本发明的蓄热材料组合物形成的蓄热材料及输送容器与以往使用的PEG系的蓄热材料相比,温度范围维持时间长,能够长时间稳定地将对象物保持在窄的温度范围内,表示特别适合于在5℃附近的严格的温度管理下的输送。
以上叙述的实施方式的各构成要素并不限于各实施方式中的组合,每个构成要素可以适当组合而实施。
以上叙述的实施方式全部例示性地表示本发明,而并非限定性地表示本发明,本发明能够以其他各种变形方式及变更方式来实施。因此,本发明的范围仅通过权利要求书及其均等范围而规定。
产业上的可利用性
本发明有助于以药品、食品及与其相关的技术、医疗技术为首的需要伴随从水的熔化温度到室温程度进而体温区域为止的温度维持的输送、管理的所有领域。
符号的说明
1 输送容器
10 蓄热材料
40 隔热容器
41 箱体
410 箱体的开口部
411 箱体的底面部
412 箱体的侧面部
42 盖
5 收容温度管理对象物品的空间
6 隔板
Claims (29)
1.一种蓄热材料组合物,其特征在于,用于将医药品、医疗设备、检体、脏器、化学物质或食品维持在规定的温度范围并进行保管或输送,所述蓄热材料组合物不含水分,将碳原子数为9~24的高级链烷烃与碳原子数为6~20的高级醇的混合物作为主要成分,进一步含有2.0~10.0重量%的羟丙基纤维素,所述混合物在通过差示扫描型量热计即DSC测定的DSC曲线中,具有实质上单一的熔化峰。
2.根据权利要求1所述的蓄热材料组合物,其特征在于,其将碳原子数为18的高级链烷烃与碳原子数为12的高级醇的混合物作为主要成分。
3.根据权利要求2所述的蓄热材料组合物,其特征在于,所述碳原子数为12的高级醇在所述碳原子数为18的高级链烷烃与碳原子数为12的高级醇的混合物中所占的摩尔分率为65~89摩尔%。
4.根据权利要求2所述的蓄热材料组合物,其特征在于,所述碳原子数为12的高级醇在所述碳原子数为18的高级链烷烃与碳原子数为12的高级醇的混合物中所占的摩尔分率为70~85摩尔%。
5.根据权利要求3所述的蓄热材料组合物,其特征在于,所述碳原子数为18的高级链烷烃是正十八烷,所述碳原子数为12的高级醇是月桂醇。
6.根据权利要求1所述的蓄热材料组合物,其特征在于,其将碳原子数为16的高级链烷烃与碳原子数为10的高级醇的混合物作为主要成分。
7.根据权利要求6所述的蓄热材料组合物,其特征在于,所述碳原子数为10的高级醇在所述碳原子数为16的高级链烷烃与碳原子数为10的高级醇的混合物中所占的摩尔分率为85~94摩尔%。
8.根据权利要求6所述的蓄热材料组合物,其特征在于,所述碳原子数为10的高级醇在所述碳原子数为16的高级链烷烃与碳原子数为10的高级醇的混合物中所占的摩尔分率为90~94摩尔%。
9.根据权利要求7所述的蓄热材料组合物,其特征在于,所述碳原子数为16的高级链烷烃是正十六烷,所述碳原子数为10的高级醇是1-癸醇。
10.根据权利要求1所述的蓄热材料组合物,其特征在于,其将碳原子数为16的高级链烷烃与碳原子数为12的高级醇的混合物作为主要成分。
11.根据权利要求10所述的蓄热材料组合物,其特征在于,所述碳原子数为12的高级醇在所述碳原子数为16的高级链烷烃与碳原子数为12的高级醇的混合物中所占的摩尔分率为21~60摩尔%。
12.根据权利要求1所述的蓄热材料组合物,其特征在于,其将碳原子数为15的高级链烷烃与碳原子数为12的高级醇的混合物作为主要成分。
13.根据权利要求12所述的蓄热材料组合物,其特征在于,所述碳原子数为12的高级醇在所述碳原子数为15的高级链烷烃与碳原子数为12的高级醇的混合物中所占的摩尔分率为10~30摩尔%。
14.根据权利要求1所述的蓄热材料组合物,其特征在于,其将碳原子数为14的高级链烷烃与碳原子数为12的高级醇的混合物作为主要成分。
15.根据权利要求14所述的蓄热材料组合物,其特征在于,所述碳原子数为12的高级醇在所述碳原子数为14的高级链烷烃与碳原子数为12的高级醇的混合物中所占的摩尔分率为10~30摩尔%。
16.根据权利要求1所述的蓄热材料组合物,其特征在于,其将碳原子数为14的高级链烷烃与碳原子数为10的高级醇的混合物作为主要成分。
17.根据权利要求16所述的蓄热材料组合物,其特征在于,所述碳原子数为10的高级醇在所述碳原子数为14的高级链烷烃与碳原子数为10的高级醇的混合物中所占的摩尔分率为50~80摩尔%。
18.根据权利要求1所述的蓄热材料组合物,其特征在于,其将碳原子数为18的高级链烷烃与碳原子数为14的高级醇的混合物作为主要成分。
19.根据权利要求18所述的蓄热材料组合物,其特征在于,所述碳原子数为14的高级醇在所述碳原子数为18的高级链烷烃与碳原子数为14的高级醇的混合物中所占的摩尔分率为10~40摩尔%。
20.根据权利要求1所述的蓄热材料组合物,其特征在于,其将碳原子数为20的高级链烷烃与碳原子数为14的高级醇的混合物作为主要成分。
21.根据权利要求20所述的蓄热材料组合物,其特征在于,所述碳原子数为14的高级醇在所述碳原子数为20的高级链烷烃与碳原子数为14的高级醇的混合物中所占的摩尔分率为40~70摩尔%。
22.根据权利要求1所述的蓄热材料组合物,其特征在于,其将碳原子数为22的高级链烷烃与碳原子数为14的高级醇的混合物作为主要成分。
23.根据权利要求22所述的蓄热材料组合物,其特征在于,所述碳原子数为14的高级醇在所述碳原子数为22的高级链烷烃与碳原子数为14的高级醇的混合物中所占的摩尔分率为73~95摩尔%。
24.根据权利要求1所述的蓄热材料组合物,其特征在于,其将碳原子数为20的高级链烷烃与碳原子数为16的高级醇的混合物作为主要成分。
25.根据权利要求24所述的蓄热材料组合物,其特征在于,所述碳原子数为16的高级醇在所述碳原子数为20的高级链烷烃与碳原子数为16的高级醇的混合物中所占的摩尔分率为10~29摩尔%。
26.根据权利要求1所述的蓄热材料组合物,其特征在于,其将碳原子数为22的高级链烷烃与碳原子数为16的高级醇的混合物作为主要成分。
27.根据权利要求26所述的蓄热材料组合物,其特征在于,所述碳原子数为16的高级醇在所述碳原子数为22的高级链烷烃与碳原子数为16的高级醇的混合物中所占的摩尔分率为40~60摩尔%。
28.一种蓄热材料,其特征在于,其包含权利要求1到27中任1项所述的蓄热材料组合物。
29.一种输送容器,其特征在于,其具备隔热性的箱体、和配置在其内侧的权利要求28所述的蓄热材料。
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