JP2001279233A - Thermal storage material - Google Patents

Thermal storage material

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JP2001279233A
JP2001279233A JP2000089140A JP2000089140A JP2001279233A JP 2001279233 A JP2001279233 A JP 2001279233A JP 2000089140 A JP2000089140 A JP 2000089140A JP 2000089140 A JP2000089140 A JP 2000089140A JP 2001279233 A JP2001279233 A JP 2001279233A
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JP
Japan
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heat storage
storage material
temperature
meth
acrylate
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Application number
JP2000089140A
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Japanese (ja)
Inventor
Takahiro Omura
貴宏 大村
Noriki Fujii
紀希 藤井
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Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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Publication date
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14Thermal energy storage

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  • Manufacturing Of Micro-Capsules (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a thermal storage material having effects on leveling room temperature not only in the winter or summer season but also throughout a year and having a higher thermal storage efficiency than that of a conventional product even when the use as a thermal storage material for houses is supposed. SOLUTION: This thermal storage material is characterized as dispersing a thermal storage substance for low temperatures consisting essentially of a compound capable of freely carrying out the phase transition at >=15 and <=20 deg.C and a thermal storage substance consisting essentially of a compound capable of freely carrying out the phase transition at >=24 and <=34 deg.C in the same substrate.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、蓄熱材、更に詳細
には住宅用途に好適な蓄熱材に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat storage material, and more particularly to a heat storage material suitable for residential use.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、太陽光などの自然の熱エネルギー
を、住宅用の暖房に用いて省エネルギー化を図ることが
要望されており、その具体的な応用例として、住宅建材
に蓄熱材を用いることにより、冬期及び夏期の室内温度
を平準化する試みが行われている。その際、必要となる
熱貯蔵媒体、あるいは熱搬送媒体として、水のような流
体の顕熱を利用する方法や、より高い熱効率を得る方法
として、潜熱貯蔵材をマイクロカプセル化して水中に懸
濁させる方法が考えられてきた。
2. Description of the Related Art In recent years, it has been demanded to save energy by using natural heat energy such as sunlight for heating a house, and as a specific application example, a heat storage material is used for a house building material. As a result, attempts have been made to equalize the indoor temperature in winter and summer. At that time, as a method of using the sensible heat of a fluid such as water as a necessary heat storage medium or heat transfer medium, or a method of obtaining higher thermal efficiency, a latent heat storage material is microencapsulated and suspended in water. A way to make it happen has been considered.

【0003】従来、この種の熱貯蔵システム、または、
熱搬送システムに用いられるマイクロカプセルとして
は、脂肪族炭化水素等の潜熱貯蔵材を主成分とする芯物
質の周囲に、メラミン樹脂膜から成るカプセル壁を備え
たもの(特開平5−163486号公報、特開平8−2
59932号公報)や、無機塩の水和物等の潜熱貯蔵材
を主成分とする芯物質の周囲に、スチレン樹脂膜から成
るカプセル壁を備えたもの(特開昭62−225241
号公報)が知られている。ところが、上記文献に例示さ
れている蓄熱用マイクロカプセルの芯物質に用いられる
潜熱蓄熱材の相転移温度は、5℃以下あるいは28℃以
上であり、一般的な住宅の室内温度(冬期:10〜28
℃、夏期:20〜28℃)を鑑みると、これらの蓄熱マ
イクロカプセルを住宅用建材に用いても相転移が起こら
ず、顕熱の効果しか得られないため非常に蓄熱効率の悪
いものとなっている。従って、一年を通じて室温を平準
化させる効果を発現する住宅用建材として、冬期及び夏
期の双方において、十分蓄熱効率が高い蓄熱材が要望さ
れている。
Conventionally, this type of heat storage system, or
As a microcapsule used in a heat transfer system, a microcapsule provided with a capsule wall made of a melamine resin film around a core substance mainly composed of a latent heat storage material such as an aliphatic hydrocarbon (Japanese Patent Laid-Open No. 5-163486) JP-A-8-2
(Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 62-225241) and a core material having a latent heat storage material such as a hydrate of an inorganic salt as a main component and a capsule wall made of a styrene resin film around the core material.
Is known. However, the phase transition temperature of the latent heat storage material used as the core material of the heat storage microcapsules exemplified in the above literature is 5 ° C. or less or 28 ° C. or more, and the indoor temperature of a general house (winter: 10 to 10 ° C.) 28
Considering that the heat storage microcapsules are used for residential building materials, phase transition does not occur and only the effect of sensible heat is obtained, resulting in extremely poor heat storage efficiency. ing. Therefore, a heat storage material having a sufficiently high heat storage efficiency in both winter and summer is demanded as a residential building material that exhibits an effect of leveling the room temperature throughout the year.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
従来技術に鑑みてなされたものであり、冬期及び夏期に
おける住宅用蓄熱材としての使用を想定した場合でも、
従来品に比べて蓄熱効率が高い蓄熱材を提供することに
ある。
SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention has been made in view of the above-mentioned prior art, and is intended for use as a heat storage material for a house in winter and summer.
An object of the present invention is to provide a heat storage material having higher heat storage efficiency than conventional products.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明者らは、まず、冬期住宅において蓄熱効果を
発現する低温用蓄熱物質と、夏期住宅において蓄熱効果
を発現する高温用蓄熱物質が、それぞれ別個に、同一基
材中に分散されてなる蓄熱材に着目した。
Means for Solving the Problems To solve the above-mentioned problems, the present inventors firstly developed a low-temperature heat storage material exhibiting a heat storage effect in a winter house and a high-temperature heat storage material exhibiting a heat storage effect in a summer house. Attention was paid to a heat storage material in which substances are separately dispersed in the same base material.

【0006】次に、蓄熱材を配置した試験室において、
冬期住宅の使用を想定し、1月の東京の平均気温(約5
℃;1998年理科年表参照)を再現できる環境下に、
蓄熱材を配置した試験室を製作し、16時間は補助暖房
を用いて室温を20〜23℃になるように制御し、残り
の8時間は補助暖房器具を使用せずに放冷させた時の室
内気温変化を観察し、蓄熱材相転移温度との関係を調査
した。さらに、同様にして、夏期住宅の使用を想定し、
8月の東京の平均最高気温(約31℃;1998年理科
年表参照)を再現できる環境下に、蓄熱材を配置した試
験室を製作し、20時間は補助冷房を用いて室温を24
〜26℃になるように制御し、残りの4時間は補助暖房
器具を使用せずに静置させた時の室内気温変化を観察
し、蓄熱材相転移温度との関係を調査した。
Next, in the test room where the heat storage material is arranged,
The average temperature in Tokyo in January (approximately 5
° C; see the 1998 scientific chronology)
When a test room with heat storage material was prepared, the room temperature was controlled to 20 to 23 ° C using auxiliary heating for 16 hours, and the remaining 8 hours were allowed to cool without using auxiliary heating equipment The room temperature change was observed, and the relationship with the heat storage material phase transition temperature was investigated. In the same way, assuming the use of summer housing,
A test room equipped with heat storage materials was built in an environment that can reproduce the average maximum temperature in Tokyo in August (approximately 31 ° C; see the 1998 science chronological table).
The temperature was controlled so as to be about 26 ° C., and for the remaining 4 hours, the room temperature change was observed when the apparatus was allowed to stand without using an auxiliary heating device, and the relationship with the heat storage material phase transition temperature was investigated.

【0007】上記の研究の結果、冬期及び夏期の住宅に
おいて相転移可能な化合物の蓄熱効果を有効に利用し、
室内の温度変化を小さく、平準化しようと思えば、上記
低温用蓄熱物質と高温用蓄熱物質それぞれの相転移温度
も極めて狭い範囲に制御する必要があることを見出し、
本発明に到ったものである。
As a result of the above research, it has been found that, in winter and summer residences, the heat storage effect of a compound capable of phase transition can be effectively utilized,
If the temperature change in the room is small and it is desired to level the temperature, it is necessary to control the phase transition temperatures of the low-temperature heat storage material and the high-temperature heat storage material in an extremely narrow range,
The present invention has been made.

【0008】本発明の蓄熱材は、15℃以上20℃以下
において相転移自在な化合物を主成分とする低温用蓄熱
物質と、24℃以上34℃以下において相転移自在な化
合物を主成分とする高温用蓄熱物質が同一基材中に分散
されてなることを特徴とする。
The heat storage material of the present invention has a low-temperature heat storage material mainly composed of a compound capable of phase transition at 15 ° C. or more and 20 ° C. or less, and a compound mainly composed of a compound capable of phase transition at 24 ° C. or more and 34 ° C. or less. The high-temperature storage material is dispersed in the same base material.

【0009】さらに、同一基材中で低温用蓄熱物質と高
温用蓄熱物質が混合して相転移温度が変化するのを防止
し、且つ、蓄熱物質を均一に分散させて熱効率を向上さ
せるため、低温用蓄熱物質と高温用蓄熱物質をそれぞれ
別個に、ラジカル付加重合によって得られる熱可塑性樹
脂の外壁でカプセル化し、マイクロカプセル粒子とする
ことが好ましい。
Further, in order to prevent the phase change temperature from changing due to the mixture of the low-temperature heat storage material and the high-temperature heat storage material in the same base material, and to improve the thermal efficiency by uniformly dispersing the heat storage material. It is preferable that the low-temperature heat storage material and the high-temperature heat storage material are separately encapsulated on the outer wall of a thermoplastic resin obtained by radical addition polymerization to form microcapsule particles.

【0010】上記低温用蓄熱物質と高温用蓄熱物質を構
成する相転移自在な化合物は(以下、潜熱貯蔵材とい
う)、相転移に伴う潜熱を利用して熱を蓄える目的で用
いられ、住宅用途において高蓄熱効率を発揮する為に、
低温用蓄熱物質としては相転移温度が15〜20℃のも
のが、高温用蓄熱物質としては相転移温度が24〜34
℃のものが用いられる。この様な蓄熱物質としては、有
機化合物と無機化合物に大別される。
The phase-changeable compound (hereinafter referred to as "latent heat storage material") constituting the low-temperature heat storage material and the high-temperature heat storage material is used for storing heat by utilizing latent heat accompanying the phase transition, and is used for residential purposes. In order to demonstrate high heat storage efficiency in
A low-temperature heat storage material having a phase transition temperature of 15 to 20 ° C., and a high-temperature heat storage material having a phase transition temperature of 24 to 34 ° C.
° C is used. Such heat storage materials are roughly classified into organic compounds and inorganic compounds.

【0011】有機化合物としては、脂肪族炭化水素、芳
香族炭化水素、脂肪酸、アルコール等が挙げられ、種類
は限定されないが、特に脂肪族炭化水素を使用すること
が好ましく、例えば、低温用蓄熱物資として単体で使用
するのであればヘキサデカンが、高温用蓄熱物資として
単体で使用するのであればオクタデカンが挙げられる。
その他混合して用いることができる脂肪族炭化水素とし
ては、ペンタデカン、ヘキサデカン、ヘプタデカン、オ
クタデカン、ノナデカン、イコサン、ドコサン等が挙げ
られる。これらの炭化水素は、炭素数の増加と共に融点
が上昇するため、相転移温度が15〜20℃あるいは2
4〜34℃となるよう2種以上の炭化水素を混合して使
用することが可能である。
Examples of the organic compound include aliphatic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, fatty acids, alcohols, and the like. The type of the organic compound is not limited, but it is particularly preferable to use aliphatic hydrocarbons. When used alone, hexadecane is used. When used alone as a high-temperature storage material, octadecane is used.
Other aliphatic hydrocarbons that can be used as a mixture include pentadecane, hexadecane, heptadecane, octadecane, nonadecane, icosane, docosane and the like. These hydrocarbons have a phase transition temperature of 15 to 20 ° C. or 2
It is possible to use a mixture of two or more hydrocarbons so that the temperature is 4 to 34 ° C.

【0012】また、無機化合物としては、無機塩の水和
物が挙げられ、種類は限定されないが、例えば、塩化カ
ルシウム6水和物、炭酸ナトリウム10水和物、硫酸ナ
トリウム10水和物等が挙げられ、相転移温度が15〜
20℃あるいは24〜34℃となるよう2種以上の無機
水和物を混合して使用することが可能である。これらの
無機塩の水和物は、単体での相転移温度は25℃以上で
あるが、塩化ナトリウムや塩化カリウム等の無機塩を添
加することにより相転移温度を15〜20℃に調節する
ことができる。上記蓄熱物質には、熱伝導性、比重を調
節する目的で、カーボン、金属粉、アルコール等が添加
されてもよい。
Examples of the inorganic compound include hydrates of inorganic salts, and the types thereof are not limited. Examples thereof include calcium chloride hexahydrate, sodium carbonate decahydrate, and sodium sulfate decahydrate. And a phase transition temperature of 15 to
It is possible to use a mixture of two or more inorganic hydrates at a temperature of 20 ° C or 24 to 34 ° C. The hydrates of these inorganic salts have a phase transition temperature of 25 ° C. or more in a simple substance, but the phase transition temperature is adjusted to 15 to 20 ° C. by adding an inorganic salt such as sodium chloride or potassium chloride. Can be. Carbon, metal powder, alcohol, or the like may be added to the heat storage material for the purpose of adjusting thermal conductivity and specific gravity.

【0013】本発明において、低温用蓄熱物質と高温用
蓄熱物質をマイクロカプセル化する熱可塑性樹脂として
は、特に限定されず、例えば、ポリ(メタ)アクリレー
ト、ポリスチレン誘導体、ポリ酢酸ビニル誘導体、メラ
ミン樹脂等があげられるが、製品中の残存モノマー量が
少なく、住宅建材として用いても安全な製品を効率よく
生産するためには、ラジカル付加重合機構によるin−
situ重合法で合成可能な熱可塑性樹脂を用いること
が好ましい。特に、上記熱可塑性樹脂として、ポリ(メ
タ)アクリレート、ポリスチレン誘導体、ポリ酢酸ビニ
ル誘導体等のラジカル重合活性の高いモノマーから合成
される汎用樹脂が用いられるのが好ましく、より好まし
くは、ポリ(メタ)アクリレート及びポリスチレン誘導
体である。これらは単独あるいは共重合体として使用さ
れる。
In the present invention, the thermoplastic resin for microencapsulating the heat storage material for low temperature and the heat storage material for high temperature is not particularly limited, and examples thereof include poly (meth) acrylate, polystyrene derivative, polyvinyl acetate derivative, and melamine resin. However, in order to efficiently produce a product that has a small amount of residual monomer in the product and is safe even when used as a house building material, it is necessary to use an in-radical addition polymerization mechanism.
It is preferable to use a thermoplastic resin that can be synthesized by a situ polymerization method. In particular, as the thermoplastic resin, a general-purpose resin synthesized from a monomer having high radical polymerization activity such as poly (meth) acrylate, polystyrene derivative, or polyvinyl acetate derivative is preferably used, and more preferably poly (meth) acrylate. Acrylate and polystyrene derivatives. These are used alone or as a copolymer.

【0014】上記ポリ(メタ)アクリレートの重合に用
いられる(メタ)アクリレートモノマーとしては、特に
限定されないが、例えば、メチル(メタ)アクリレー
ト、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)ア
クリレート、ブチル(メタ)アクリレート、クミル(メ
タ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、シ
クロヘキシル(メタ)アクリレート、2‐エチルヘキシ
ル(メタ)アクリレート、イソノニル(メタ)アクリレ
ート等のアルキル(メタ)アクリレート、2‐ヒドロキ
シエチル(メタ)アクリレート等の極性基含有(メタ)
アクリレートが挙げられ、これらは単独または2種以上
を組み合わせて用いることができる。
The (meth) acrylate monomer used in the polymerization of the above-mentioned poly (meth) acrylate is not particularly restricted but includes, for example, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate and butyl (meth) acrylate. A) acrylate, cumyl (meth) acrylate, hexyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, alkyl (meth) acrylate such as isononyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate Containing polar groups such as (meta)
Acrylates can be mentioned, and these can be used alone or in combination of two or more.

【0015】上記ポリスチレン誘導体の重合に用いられ
るスチレン誘導体モノマーとしては、特に限定されない
が、例えば、スチレン、α‐メチルスチレン、p‐メチ
ルスチレン、p‐クロロスチレン等が挙げられ、これら
は単独または2種以上を組み合わせて用いることができ
る。
The styrene derivative monomer used for the polymerization of the above-mentioned polystyrene derivative is not particularly restricted but includes, for example, styrene, α-methylstyrene, p-methylstyrene, p-chlorostyrene and the like. More than one species can be used in combination.

【0016】上記熱可塑性樹脂の重合に用いられる他の
モノマーとしては、特に限定されないが、酢酸ビニル、
プロピオン酸ビニル等のビニルエステル、アクリロニト
リル、メタクリロニトリル等の不飽和ニトリル、アクリ
ル酸、メタクリル酸等が挙げられ、これらは単独または
2種以上を組み合わせて用いることができる。
Other monomers used for the polymerization of the thermoplastic resin are not particularly limited, but include vinyl acetate,
Examples thereof include vinyl esters such as vinyl propionate, unsaturated nitriles such as acrylonitrile and methacrylonitrile, acrylic acid, and methacrylic acid. These can be used alone or in combination of two or more.

【0017】上記熱可塑性樹脂には、カプセル壁の機械
的強度を改善する目的で、必要に応じて多官能性モノマ
ーが添加されてもよい。上記多官能性モノマーは、特に
種類は限定されないが、例えば、エチレングリコールジ
(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メ
タ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)
アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)ア
クリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリ
レート等のジ(メタ)アクリレート類、トリメチロール
プロパントリ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイ
ド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレー
ト、ペンタエリストールトリ(メタ)アクリレート等の
トリ(メタ)アクリレートが挙げられる。また、その他
の多官能性モノマーとしては、ペンタエリストールテト
ラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリストールヘキサ
(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリレート化合
物、ジアリルフタレート、ジアリルマレート、ジアリル
フマレート、ジアリルサクシネート、トリアリルイソシ
アヌレート等のジもしくはトリアリル化合物、ジビニル
ベンゼン、ブタジエン等のジビニル化合物等が挙げら
れ、これらは単独または2種類以上を組み合わせて用い
ることができる。
In order to improve the mechanical strength of the capsule wall, a polyfunctional monomer may be added to the thermoplastic resin, if necessary. Although the type of the polyfunctional monomer is not particularly limited, for example, ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth)
Acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, di (meth) acrylates such as trimethylolpropane di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, ethylene oxide modified trimethylolpropane tri (meth) Tri (meth) acrylates such as acrylate and pentaerythritol tri (meth) acrylate; Other polyfunctional monomers include (meth) acrylate compounds such as pentaerythritol tetra (meth) acrylate and dipentaeristol hexa (meth) acrylate, diallyl phthalate, diallyl maleate, diallyl fumarate, diallyl succinate And divinyl compounds such as triallyl isocyanurate and divinyl compounds such as divinylbenzene and butadiene. These can be used alone or in combination of two or more.

【0018】蓄熱物質を含むマイクロカプセルの製造方
法は特に限定されず、一般的には、例えば、蓄熱物質と
カプセル壁の形成に用いられるラジカル重合性モノマー
の混合物を、水中に乳化懸濁し、油滴中のモノマーをラ
ジカル重合することによって得られる。
The method for producing the microcapsules containing the heat storage material is not particularly limited. In general, for example, a mixture of the heat storage material and the radical polymerizable monomer used for forming the capsule wall is emulsified and suspended in water, and the oil is mixed. It is obtained by radical polymerization of the monomer in the droplet.

【0019】上記重合により得られるマイクロカプセル
を含むスラリー中のマイクロカプセルの平均粒子径は特
に限定されないが、使用方法により好ましい粒子径が異
なる。例えば、スラリーとして用いる場合は、大きくな
るとマイクロカプセルと水の分離が起こりやすくなり、
小さすぎるとカプセルの強度が落ちるため、0.01〜
10μmが適当である。一方、マイクロカプセルを乾燥
し、粉体として使用する場合は、乾燥工程の操作性等よ
り10〜3000μmが適当である。
The average particle size of the microcapsules in the slurry containing the microcapsules obtained by the above polymerization is not particularly limited, but the preferred particle size differs depending on the method of use. For example, when used as a slurry, separation of water from microcapsules tends to occur as the size increases,
If the size is too small, the strength of the capsule will decrease.
10 μm is appropriate. On the other hand, when the microcapsules are dried and used as a powder, the thickness is preferably 10 to 3000 μm from the viewpoint of the operability of the drying step.

【0020】本発明の蓄熱材は、それぞれ上記方法によ
り得られた低温用蓄熱物質及び高温用蓄熱物質を含むマ
イクロカプセル(以下低温用蓄熱マイクロカプセル、及
び高温用蓄熱マイクロカプセルとする)を、同一基材中
に分散させることにより完成される。基材に分散される
低温用蓄熱マイクロカプセルと、高温用蓄熱マイクロカ
プセルの重量比は、特に限定されないが、どちらか一方
の重量比が大きすぎると、一年を通して蓄熱効果を発現
することができないため、低温用蓄熱マイクロカプセル
と高温用蓄熱マイクロカプセルとの比率は10/90〜
90/10重量比が好ましい。
In the heat storage material of the present invention, the microcapsules (hereinafter referred to as low-temperature heat storage microcapsules and high-temperature heat storage microcapsules) containing the low-temperature heat storage material and the high-temperature heat storage material, respectively, obtained by the above method are the same. It is completed by dispersing in a substrate. The weight ratio of the low-temperature heat storage microcapsules dispersed in the base material and the high-temperature heat storage microcapsules is not particularly limited, but if either one of the weight ratios is too large, the heat storage effect cannot be exhibited throughout the year. Therefore, the ratio of the low-temperature heat storage microcapsules to the high-temperature heat storage microcapsules is 10/90 to
A 90/10 weight ratio is preferred.

【0021】上記蓄熱マイクロカプセルは、スラリー状
態で容器に封入されたり、組成物として他の物質に添加
されて蓄熱材として使用する。例えば蓄熱マイクロカプ
セルスラリーとセメントを混合・乾燥して蓄熱プレート
として使用される。この際、スラリーには、必要に応じ
て、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、各
種無機塩類等の凍結防止剤、防腐剤、増粘剤、顔料、防
腐剤、分散剤が添加されて使用されても良い。 又、上
記蓄熱用マイクロカプセルは、スラリーから粉体として
分離されて、各種成型法により賦形されたり、組成物と
して他の物質に添加されて蓄熱材として使用されても良
い。
The heat storage microcapsules are used as a heat storage material by being encapsulated in a slurry state in a container or added as a composition to another substance. For example, a heat storage microcapsule slurry and cement are mixed and dried to be used as a heat storage plate. At this time, the slurry may be added with an antifreezing agent such as ethylene glycol, polyethylene glycol and various inorganic salts, a preservative, a thickener, a pigment, a preservative, and a dispersant, if necessary. . Further, the heat storage microcapsules may be separated as a powder from the slurry and shaped by various molding methods, or may be added as a composition to another substance and used as a heat storage material.

【0022】[0022]

【実施例】以下、本発明の実施例について説明するが、
下記の例に限定されるものではない。 (蓄熱用マイクロカプセルの調整)表1に示した配合組
成に基づいて、下記の手順で低温用及び高温用蓄熱マイ
クロカプセルを調整した。 実施例1〜3、比較例1〜3 50℃にて融解させた所定量の脂肪族炭化水素、カプセ
ル壁形成用モノマー、開始剤、を混合、撹拌し、ついで
イオン交換水(全使用量の60重量%)、分散剤を添
加、撹拌して乳化モノマー液を調製した。一方、重合器
に残りのイオン交換水を入れ、攪拌を開始した。重合器
内を減圧して容器内の脱酸素をおこなった後、窒素によ
り圧力を大気圧まで戻して、内部を窒素雰囲気とした
後、上記乳化モノマー液を一括に添加した。重合槽を8
0℃まで昇温し重合を開始した。30分で重合を終了
し、その後1時間の熟成期間を行った後、重合槽を室温
まで冷却した。固形分濃度が約50重量%、平均粒子径
が約3μmのマイクロカプセルを含むスラリーを得た。
昇温が完了し、重合の開始時より熟成が終了するまでの
重合工程に要する時間は、約1.5時間であった。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
It is not limited to the following example. (Preparation of heat storage microcapsules) Based on the composition shown in Table 1, low-temperature and high-temperature heat storage microcapsules were prepared in the following procedure. Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3 A predetermined amount of an aliphatic hydrocarbon melted at 50 ° C, a monomer for forming a capsule wall, and an initiator were mixed and stirred, and then ion-exchanged water (total used amount) 60% by weight), a dispersant was added and stirred to prepare an emulsion monomer liquid. On the other hand, the remaining ion-exchanged water was charged into the polymerization vessel, and stirring was started. After depressurizing the inside of the polymerization vessel and deoxidizing the inside of the vessel, the pressure was returned to atmospheric pressure with nitrogen, and the inside was set to a nitrogen atmosphere, and then the emulsified monomer liquid was added all at once. 8 polymerization tanks
The temperature was raised to 0 ° C. to initiate polymerization. The polymerization was completed in 30 minutes, and after an aging period of 1 hour, the polymerization tank was cooled to room temperature. A slurry containing microcapsules having a solid content of about 50% by weight and an average particle size of about 3 μm was obtained.
The time required for the polymerization step from the start of the polymerization to the completion of the aging from the start of the polymerization was about 1.5 hours.

【0023】実施例4 所定量のメラミン粉末に、40重量%のホルムアルデヒ
ド水溶液を加え、pHを8に調製した。ついで約70℃
に昇温した後、1時間熟成してメラミン樹脂のプレポリ
マー水溶液を得た。一方、pHを4に調製したスチレン
‐無水マレイン酸共重合体のナトリウム塩(以下PSM
Naとする)の4重量%水溶液に、40℃にて融解させ
た脂肪族炭化水素を撹拌させながら添加し、乳化懸濁液
を得た。この乳化懸濁液に上記メラミン樹脂のプレポリ
マー水溶液を一括に添加し、重合槽を70℃まで昇温し
て重合を開始した。2時間で重合を終了し、その後1時
間の熟成期間を置いた後、重合槽を室温まで冷却した。
固形分濃度が約50重量%、平均粒径が約3μmのマイ
クロカプセルを含むスラリーを得た。メラミンプレポリ
マーの重合開始時より最終製品の熟成が終了するまでの
重合工程に要する時間は、約4.0時間であった。
Example 4 A 40% by weight aqueous solution of formaldehyde was added to a predetermined amount of melamine powder to adjust the pH to 8. Then about 70 ° C
Then, the mixture was aged for 1 hour to obtain a melamine resin prepolymer aqueous solution. On the other hand, a sodium salt of styrene-maleic anhydride copolymer adjusted to pH 4 (hereinafter PSM)
To a 4% by weight aqueous solution of Na) was added an aliphatic hydrocarbon melted at 40 ° C. with stirring to obtain an emulsified suspension. The prepolymer aqueous solution of the melamine resin was added to the emulsified suspension at a time, and the polymerization vessel was heated to 70 ° C. to initiate polymerization. The polymerization was completed in 2 hours, and after an aging period of 1 hour, the polymerization tank was cooled to room temperature.
A slurry containing microcapsules having a solid content of about 50% by weight and an average particle size of about 3 μm was obtained. The time required for the polymerization step from the start of the polymerization of the melamine prepolymer to the completion of aging of the final product was about 4.0 hours.

【0024】(蓄熱建材の作製)表2に示した配合組成
に基づいて、下記の手順で蓄熱建材を得た。 実施例5〜7、比較例4〜8 所定量のセメント、低温用蓄熱マイクロカプセル及び高
温用蓄熱マイクロカプセルのスラリーを混合し、70℃
にて乾燥させて、厚さ1cmの蓄熱プレートを作成し
た。
(Preparation of heat storage building material) Based on the composition shown in Table 2, a heat storage building material was obtained by the following procedure. Examples 5 to 7, Comparative Examples 4 to 8 A predetermined amount of cement, a low-temperature heat storage microcapsule and a high-temperature heat storage microcapsule slurry were mixed, and the mixture was heated to 70 ° C
To prepare a heat storage plate having a thickness of 1 cm.

【0025】〔評価〕得られた蓄熱マイクロカプセルを
用いて残存モノマー量、相転移温度、及び融解熱を、蓄
熱建材を用いて蓄熱効果の評価を行った核の方法で行っ
た。結果を表1、2に示す。 (残存モノマー量)ガスクロマトグラフィーを用いて、
スラリー中の残存モノマー量を測定した。結果は重合に
用いた全モノマーに対する残存モノマー量を重量分率で
示した。 (相転移温度及び融解熱)示差走査熱量計(DSC62
00、セイコーインスツルメンツ社製)を用いてスラリ
ーの相転移温度、融解熱を測定した。測定温度範囲は0
〜50℃、昇温速度は2℃/分とし、吸熱量がピークを
示す温度を相転移温度とした。 (蓄熱効果) 冬期住宅の使用想定 空調が可能な内容積1m3 の試験室を製作し、内壁に上
記蓄熱プレートを敷き詰めた。その試験室を雰囲気温度
8℃に設定した恒温室内に設置し、まず、試験室内の雰
囲気温度を16時間22℃に保った。その後空調を停止
して8時間放置し、試験室内の温度を測定した。試験室
内温度の降下温度幅で蓄熱効果を下記のように判定し
た。 ○印:降下温度幅10℃未満(室内温度12℃以上) ×印:降下温度幅10℃以上(室内温度12℃未満) 夏期住宅の使用想定 空調が可能な内容積1m3 の試験室を製作し、内壁に上
記蓄熱プレートを敷き詰めた。その試験室を雰囲気温度
35℃に設定した恒温室内に設置し、まず、試験室内の
雰囲気温度を20時間23℃に保った。その後空調を停
止して4時間放置し、試験室内の温度を測定した。試験
室内温度の上昇温度幅で蓄熱効果を下記のように判定し
た。 ○印:上昇温度幅5℃未満(室内温度28℃未満) ×印:上昇温度幅5℃以上(室内温度28℃以上)
[Evaluation] Using the obtained heat storage microcapsules, the amount of residual monomer, phase transition temperature, and heat of fusion were evaluated by a core method in which the heat storage effect was evaluated using heat storage building materials. The results are shown in Tables 1 and 2. (Amount of residual monomer) Using gas chromatography,
The amount of residual monomer in the slurry was measured. As a result, the amount of the residual monomer with respect to all the monomers used for the polymerization was shown by weight fraction. (Phase transition temperature and heat of fusion) Differential scanning calorimeter (DSC62
00, manufactured by Seiko Instruments Inc.), and the phase transition temperature and heat of fusion of the slurry were measured. Measurement temperature range is 0
-50 ° C, the temperature rising rate was 2 ° C / min, and the temperature at which the endothermic amount showed a peak was taken as the phase transition temperature. Produced a test chamber (heat accumulation effect) contents using assumed air conditioning possible winter house product 1 m 3, it paved the heat storage plate to the inner wall. The test room was set in a constant temperature room set at an ambient temperature of 8 ° C., and first, the atmospheric temperature in the test room was kept at 22 ° C. for 16 hours. Thereafter, the air-conditioning was stopped and the system was left for 8 hours, and the temperature in the test room was measured. The heat storage effect was determined as follows based on the temperature drop width of the test room temperature. ○: Temperature drop of less than 10 ° C (indoor temperature of 12 ° C or more) ×: Temperature drop of 10 ° C or more (indoor temperature of less than 12 ° C) Assumed use of summer house A test room with an internal volume of 1m3 capable of air conditioning is manufactured. Then, the heat storage plate was spread on the inner wall. The test room was set in a constant temperature room set at an ambient temperature of 35 ° C. First, the atmospheric temperature in the test room was kept at 23 ° C. for 20 hours. After that, the air conditioning was stopped and left for 4 hours, and the temperature in the test room was measured. The heat storage effect was determined in the following manner based on the temperature rise in the test room. ○ mark: temperature rise of less than 5 ° C (room temperature less than 28 ° C) × mark: temperature rise of 5 ° C or more (room temperature 28 ° C or more)

【0026】[0026]

【表1】 [Table 1]

【0027】[0027]

【表2】 [Table 2]

【0028】[0028]

【発明の効果】本発明の蓄熱材は、15℃以上20℃以
下、及び24℃以上34℃以下で蓄熱物質の相転移が起
こる2種類の蓄熱材が同一基材中に分散されているの
で、住宅用蓄熱材としての使用を想定した場合、冬期の
みならず夏期においても蓄熱効果を発揮し、1年を通し
て室温を平準化する効果がある。さらにラジカル重合に
よって得られる熱可塑性樹脂を主成分とするカプセル壁
が形成されてなるので、生産性に優れ、安価に製造で
き、人体にとって有害な物質が製品中に残留することが
ない。上記特性を生かして、住宅用途に好適に用いられ
る。
According to the heat storage material of the present invention, two kinds of heat storage materials in which the phase change of the heat storage material occurs at 15 ° C. or more and 20 ° C. or less and 24 ° C. or more and 34 ° C. or less are dispersed in the same base material. Assuming that the material is used as a heat storage material for a house, it has a heat storage effect not only in winter but also in summer, and has an effect of leveling the room temperature throughout the year. Further, since the capsule wall mainly composed of a thermoplastic resin obtained by radical polymerization is formed, the capsule wall is excellent in productivity, can be manufactured at low cost, and no harmful substance for human body remains in the product. Taking advantage of the above characteristics, it is suitably used for residential applications.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 15℃以上20℃以下において相転移自
在な化合物を主成分とする低温用蓄熱物質と、24℃以
上34℃以下において相転移自在な化合物を主成分とす
る高温用蓄熱物質が同一基材中に分散されてなることを
特徴とする蓄熱材。
1. A low-temperature heat storage material mainly composed of a compound capable of phase transition at 15 ° C. or more and 20 ° C. or less, and a high-temperature heat storage material mainly composed of a compound capable of phase change at 24 ° C. or more and 34 ° C. or less. A heat storage material characterized by being dispersed in the same base material.
【請求項2】 低温用蓄熱物質と高温用蓄熱物質が、そ
れぞれ別個に、ラジカル付加重合によって得られる熱可
塑性樹脂の外壁でカプセル化されたマイクロカプセルで
あることを特徴とする請求項1記載の蓄熱材。
2. The heat storage material for low temperature and the heat storage material for high temperature are microcapsules separately encapsulated by an outer wall of a thermoplastic resin obtained by radical addition polymerization. Heat storage material.
【請求項3】 ラジカル付加重合によって得られる熱可
塑性樹脂が、ポリ(メタ)アクリレート又はポリスチレ
ン誘導体であることを特徴とする請求項2記載の蓄熱
材。
3. The heat storage material according to claim 2, wherein the thermoplastic resin obtained by radical addition polymerization is a poly (meth) acrylate or a polystyrene derivative.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006321949A (en) * 2005-05-20 2006-11-30 Japan Energy Corp Paraffin-based latent heat-storing material composition

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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