JP2000080358A

JP2000080358A - 蓄熱材組成物

Info

Publication number: JP2000080358A
Application number: JP10252396A
Authority: JP
Inventors: Takahito Ishii; 隆仁石井; Toshimitsu Kurumisawa; 利光胡桃沢; Kunikazu Kuchino; 邦和口野; Hideyuki Ohashi; 大橋　　秀行; Takashi Nishida; 西田　　隆
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-09-07
Filing date: 1998-09-07
Publication date: 2000-03-21

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、相分離を確実に防止できる蓄熱材
組成物を提供することを目的とする。【解決手段】水和塩型蓄熱材と過冷却防止剤と水と増
粘剤とより蓄熱剤組成物を構成し、増粘剤に捕捉される
水分に見合う水を添加して増粘しているので、相分離を
生ずることがなく、安定した蓄・放熱特性を有する蓄熱
材組成物を提供できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、家庭用の暖房・給
湯機器用及び電子部品の冷却用に用いる蓄熱材組成物に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の蓄熱材組成物は、そのまま
で用いると一旦融点以上に加熱されて融解熱の形で蓄熱
しても、放熱時融点以下に温度が低下しても結晶化を生
じない過冷却現象や蓄・放熱を繰り返すと無水物を析出
して初期の結晶状態とは変化して融解熱が低下する相分
離現象を生ずるため、特開平６−１５９９６５号に記載
されているように、水和塩型蓄熱材に過冷却防止剤とゲ
ル化剤を添加した構成となっていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のように、水和塩型蓄熱材に単にゲル化剤を添加する
構成では、ゲル化剤自体が本来親水性を有しているため
に蓄熱材の一部の結晶水が捕捉されて、本来所定量の水
と化学量論的に結合することにより起因する融解熱が低
下したり、また場合によっては相分離を助長することが
あった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するもので、本質的な相分離現象を回避するために
は、２元状態図（水和塩型蓄熱材中の水分重量％と温度
との関係により取りうる結晶状態）において温度を低下
しても無水物を生じない結晶状態にすることが不可欠で
あることに着目して、水和塩型蓄熱材と過冷却防止剤と
水と増粘剤とから蓄熱材組成物を構成したものである。

【０００５】上記発明によれば、増粘剤により相分離現
象を防止するとともに、増粘剤に捕捉される水分を考慮
して水を添加しているために、水和塩型蓄熱材の結晶状
態を維持して融解潜熱量の低下のない蓄熱材組成物を提
供できる。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の蓄熱材組成物は、上記目
的を達成するために、水和塩型蓄熱材と過冷却防止剤と
水と増粘剤とからなる。

【０００７】また、より具体的には、水和塩型蓄熱材と
して酢酸ナトリウム３水塩、過冷却防止剤として弗化リ
チウム、増粘剤として、ポリビニルアルコール，ポリエ
チレングリコール，ゼラチン，カルボキシメチルセルロ
ースナトリウム，アルギン酸ナトリウムを単独、もしく
は組み合わせて用いてなる。

【０００８】また、酢酸ナトリウム３水塩に対して１〜
３重量％の過冷却防止剤と２〜６重量％の水と、２〜６
重量％の増粘剤とからなる。

【０００９】そして、増粘剤により相分離現象を防止す
るとともに、増粘剤に捕捉される水分を考慮して水を添
加しているために、水和塩型蓄熱材の結晶状態を維持し
て融解潜熱量の低下のない蓄熱材組成物を提供できる。

【００１０】また、増粘剤として、ゼラチンを用いる。
また、増粘剤として、カルボキシメチルセルロースナト
リウムを用いる。

【００１１】また、増粘剤として、アルギン酸ナトリウ
ムを用いる。また、増粘剤として、ポリビニルアルコー
ルとゼラチンとを組み合わせて用いる。

【００１２】また、増粘剤として、ポリビニルアルコー
ルとカルボキシメチルセルロースナトリウムとを組み合
わせて用いる。

【００１３】また、増粘剤として、ポリエチレングリコ
ールとアルギン酸ナトリウムとを組み合わせて用いる。

【００１４】また、増粘剤として、カルボキシメチルセ
ルロースナトリウムとアルギン酸ナトリウムとを組み合
わせて用いる。

【００１５】以上述べた何れの増粘剤の組合せにおいて
も、より有効な増粘効果を発揮して相分離を防止でき
る。

【００１６】また、水和塩型蓄熱材と過冷却防止剤と水
と増粘剤と伝熱促進材とからなる。伝熱促進材を有する
ことにより蓄熱材組成物そのものの熱伝導率を向上させ
ることができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の蓄熱材組成物の実施例につい
て図面を用いて説明する。

【００１８】（実施例１）水和塩型蓄熱材として酢酸ナ
トリウム・３水塩（酢酸ナトリウム；６０．３重量％）
２３．３ｇと、過冷却防止剤として弗化リチウム組成物
（弗素化リチウムと酢酸ナトリウム・３水塩の等量を混
合して融解後冷却した組成物）０．４７ｇ（蓄熱材に対
して２％）と、純水０．７ｇ（蓄熱材に対して３％）
と、増粘剤として、ポリビニルアルコール＃５００，ポ
リエチレングリコール＃２００，ポリエチレングリコー
ル＃６０００，ゼラチン，カルボキシメチルセルロース
ナトリウム，アルギン酸ナトリウムを単独、もしくは組
み合わせて０．４７ｇ（蓄熱材に対して４％）として、
これらを外径１８ｍｍ（肉厚１ｍｍ）、長さ１８０ｍｍ
の試験管内に充填して、これを加温して融解・攪拌して
蓄熱材組成物を作製した。

【００１９】図１に相分離確認実験装置１を示した。試
験管２内の蓄熱材組成物３の水分の蒸発を防ぐために、
１ｍｌの流動パラフィン４を添加した。また、温度を測
るために、蓄熱材組成物の内部上方に熱電対５を挿入し
た。蓄熱材組成物３が充填された試験管２を加温・冷却
タンク６内に配置して、循環ポンプ７で加熱・冷却タン
ク６内の水８を加熱器９で加熱して加熱・冷却タンク６
内に還流させて約７０℃に加温した。また、冷却時は循
環ポンプ７及び加熱器９は電源をＯＦＦとして、市水１
０を水電磁弁１１を介して加熱・冷却タンク６の下部よ
り導入して上部より溢流させることで冷却した。加温・
冷却サイクルは１時間加温、３０分冷却とした。実験に
供した蓄熱材組成物を表（１）に示した。酢酸ナトリウ
ム・３水塩と過冷却防止剤は全て同一であるのでここで
は省略している。表中（）内の数字は酢酸ナトリウム・
３水塩に対する重量％を示している。

【００２０】

【表１】

【００２１】そして、１００サイクル（１５０時間）時
点の蓄熱時、及び放熱時の温度変化、さらに冷却後の相
分離状況を観察した。なお、放熱の温度変化は加熱・冷
却タンクより取り出して室温での自然冷却とした。蓄・
放熱時の温度変化を図２に示した。

【００２２】相分離の判定は、蓄熱時、蓄熱材組成物３
の温度が低いほど、すなわち加熱水８の温度との差が大
きいほど蓄熱量が大きく、また、放熱時、融点（酢酸ナ
トリウム・３水塩の場合、５８℃）以下の温度で直ち
に、すなわち、小さい過冷却度で結晶化を開始し、その
後の放熱温度が高いほど良好と判断した。さらに、目視
で放熱完了後の状態を観察し、一部でも液体として残る
ことが無く全体が固化している状態を良好と判断した。

【００２３】相分離確認実験の判定結果を、表（１）に
示した。増粘剤として、単独では、ゼラチン，カルボキ
シメチルセルロースナトリウム，アルギン酸ナトリウ
ム，組合せでは、ポリビニルアルコール＃５００とゼラ
チン，ポリビニルアルコール＃５００とカルボキシメチ
ルセルロースナトリウム，ポリエチレングリコール＃６
０００とアルギン酸ナトリウム，ゼラチンとカルボキシ
メチルセルロースナトリウム，ゼラチンとアルギン酸ナ
トリウム，カルボキシメチルセルロースナトリウムとア
ルギン酸ナトリウムが良好な結果を示した。なお、表１
において空白部は明確な温度が判定できなかったため記
載していない。

【００２４】なお、上記実施例で述べた組成比は最適な
組成比と考えられるが、過冷却防止剤の添加量が１〜３
重量％、水の添加量を２〜６重量％、増粘剤の添加量は
２〜６重量％の範囲でも、水の添加量を増すとともに増
粘剤の添加量を増せば、良好な結果を得た。

【００２５】（実施例２）水和塩型蓄熱材として酢酸ナ
トリウム・３水塩と、過冷却防止剤として弗化リチウム
組成物と、純水と、実施例１で良好な結果を得た増粘剤
と、伝熱促進材としてカーボンブラックとから蓄熱材組
成物を作製した。カーボンブラックの添加量は酢酸ナト
リウム・３水塩に対して５重量％とした。なお、その他
の組成は実施例１と同様とした。伝熱促進材を用いるこ
とにより、蓄熱・放熱速度を約２０％高めることができ
た。

【００２６】なお、以上述べた実施例において、水和塩
型蓄熱材を酢酸ナトリウム・３水塩としたが、他の蓄熱
材、例えば、硫酸ナトリウム・１０水塩、塩化カルシウ
ム・６水塩、等に有効で有ることは言うまでもない。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
次のような効果がある。

【００２８】１）増粘剤に捕捉される水分量を考慮して
水を添加しているので、確実に相分離を防止できる。

【００２９】２）伝熱促進材を添加して蓄・放熱速度を
高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の蓄熱材組成物の相分離の状況を確認す
るための相分離確認実験装置の概略図

【図２】本発明の蓄熱材組成物の蓄・放熱特性の一例を
示す蓄・放熱温度の経時変化を示すグラフ

【符号の説明】

１相分離確認実験装置３蓄熱材組成物４流動パラフィン５熱電対

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者口野邦和大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者大橋秀行大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者西田隆大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水和塩型蓄熱材と過冷却防止剤と水と増
粘剤とからなる蓄熱材組成物。
【請求項２】水和塩型蓄熱材として酢酸ナトリウム３
水塩、過冷却防止剤として弗化リチウム、増粘剤とし
て、ポリビニルアルコール，ポリエチレングリコール，
ゼラチン，カルボキシメチルセルロースナトリウム，ア
ルギン酸ナトリウムを用いてなる請求項１記載の蓄熱材
組成物。
【請求項３】酢酸ナトリウム３水塩に対して１〜３重
量％の過冷却防止剤と２〜６重量％の水と、２〜６重量
％の増粘剤とからなる請求項１または２記載の蓄熱材組
成物。
【請求項４】増粘剤として、ゼラチンを用いる請求項
１ないし３のいずれか１項記載の蓄熱材組成物。
【請求項５】増粘剤として、カルボキシメチルセルロ
ースナトリウムを用いる請求項１ないし３のいずれか１
項記載の蓄熱材組成物。
【請求項６】増粘剤として、アルギン酸ナトリウムを
用いる請求項１ないし３のいずれか１項記載の蓄熱材組
成物。
【請求項７】増粘剤として、ポリビニルアルコールと
ゼラチンとを用いる請求項１ないし３のいずれか１項記
載の蓄熱材組成物。
【請求項８】増粘剤として、ポリビニルアルコールと
カルボキシメチルセルロースナトリウムとを組み合わせ
て用いる請求項１ないし３のいずれか１項記載の蓄熱材
組成物。
【請求項９】増粘剤として、ポリエチレングリコール
とアルギン酸ナトリウムとを組み合わせて用いる請求項
１ないし３のいずれか１項記載の蓄熱材組成物。
【請求項１０】増粘剤として、ゼラチンとアルギン酸
ナトリウムとを用いる請求項１ないし３のいずれか１項
記載の蓄熱材組成物。
【請求項１１】増粘剤として、カルボキシメチルセル
ロースナトリウムとアルギン酸ナトリウムとを組み合わ
せて用いる請求項１ないし３のいずれか１項記載の蓄熱
材組成物。
【請求項１２】水和塩型蓄熱材と過冷却防止剤と水と
増粘剤と伝熱促進材とからなる蓄熱材組成物。